JPH0657269B2

JPH0657269B2 - 難消火性危険物用消火剤及びこれを使用する消火方法

Info

Publication number: JPH0657269B2
Application number: JP7540188A
Authority: JP
Inventors: 久福山口
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1988-03-29
Publication date: 1994-08-03
Anticipated expiration: 2009-08-03
Also published as: JPH01250275A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、難消火性危険物用消火剤及びこれを使用する
消火方法に関するものである。

（従来の技術とその課題）難消火性危険物として問題となるのはつぎのものであ
る。

金属粉…Ｍg粉、Ａl粉、Ｚn粉、Ｔi粉、Ｚr粉、Ｆe粉
等アルカリ金属…Ｎa、Ｋ、Ｌi等禁水物質…炭化カルシウム、りん化石灰、生石灰等可燃性固体…赤りん、黄りん、硫黄、硫化りん、マグ
ネシウム等難消火性液体…アルキルアルミニウム、アルキルリチ
ウム、塩化シラン、ジケテン等まずのＭg、Ａl、Ｔi等の金属は粉末の状態では可燃
性で、しばしば火災及び重大な爆発を起こすことがあ
る。すなわちこれらの金属粉は高温において水と反応し
水素を発生するので、注水すると爆発を起こし、燃焼金
属粉を飛散させるので注水は絶対に避けなければならな
い。従来よく使われる炭酸ガス、ハロン及び粉末消火剤
では消火が不可能で、わずかに乾燥砂や塩化ナトリウ
ム、炭酸ナトリウムのような特殊粉末を散布して火勢を
抑制する方法ぐらいしか手段がない。しかしこれらの方
法では多量の消火剤を消費し、またこれらの特殊粉末を
散布しても内部には高温になった金属の燠が残り、長時
間、時として30〜60分間もそのまま放置しておかねばな
らず、また条件によっては再燃焼するという危険があっ
た。

つぎにの、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属
は、水と作用して発熱し、水素を発生して自然発火する
危険性がある。したがってこの場合も注水は不可であ
り、しかも水以外の公知の消火剤、炭酸ガス、ハロン及
び粉末消火剤でも消火は不可能である。わずかに乾燥砂
による消火がある程度の効果を有し、また塩化ナトリウ
ム、炭酸ナトリウム等の特殊粉末を散布する方法もある
が、これらは緩慢な窒息冷却作用による消火であるた
め、完全消火に長時間を要するほか多量の消火剤を消費
する等の難点があった。

これまでに、アルカリ金属（Ｌi、Ｎa、Ｋ）各１gの消
火実験で、41種類という多数の無機粉末の消火効果の研
究が行われた(S.J.Rodgers,W.A.Everson;MSA Res.Corp.
First Quart Progress Rep.contract AF-33(657)-8310,
June 15,1962)。

この中で今日難消火性危険物用として実用化されている
のはわずかに４種（炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、
塩化カリウム、黒鉛）の粉末に過ぎない。この研究の中
でＢ₂Ｏ₃も実験されているが、今日までに実用化される
にいたらなかったのは、酸化ほう素中の水分及び純度に
着目しなかったためと考えられる。

すなわち、従来のような数％以上の水分を含む酸化ほう
素粉末（Ｈ₃ＢＯ₃分を含む）を難消火性危険物の消火に
適用すると、散布時に高温物体に触れて沸騰音を発生す
る。これは本来禁水物質である高温金属に酸化ほう素中
の水分が接触し水蒸気となって体積膨張し、さらに水素
も発生するためと考えられる。また本発明者の実験によ
れば、酸素ほう素の融解、ガラス化の過程において、前
記水分が水蒸気となって高粘性ガラス状態化ほう素内に
無数の大きな気泡を形成するため、燃焼表面を完全に覆
うことが困難となり、その結果充分な窒息消火効果のあ
がらないことが確認された。

の炭化カルシウム、生石灰等の禁水物質の固体は水と
作用して発熱したり、可燃性ガスを発生して燃焼する。
また水以外の他の公知の消火剤とも反応するので適応不
可で、とくに効果のある消火方法がなかった。僅かに乾
燥砂による窒息消火が適応可となっていたが、実際的に
は多量の乾燥砂を必要とする上に中々消火が困難であっ
た。

の可燃性固体である黄りん、赤りん、硫黄等は比較的
低温で着火し易い危険物である。しかも燃焼速度が早い
固体であり、有毒なもの、あるいは燃焼のとき有毒ガス
を発生するものもあるため消火が面倒である。

の難消火性液体のうち、アルキルアルミニウム、塩化
シランは水と接触すると爆発的に反応するので、これら
危険物の消火に注水は絶対に避けなければならない。ま
た炭酸ガス、ハロンや従来の粉末消火剤では消火が困難
ないし不可能であった。

（課題を解決するための手段）本発明者は、かかる消火困難な危険物火災の消火につい
て種々検討を重ねた結果、これら危険物火災の消火に際
し、水分の少ない酸化ほう素の粉末を散布すること、特
にＢ₂Ｏ₃の含有量90重量％以上、水分含有量２重量％以
下好ましくは0.5重量％以下でかつ粒子直径５〜1000μ
ｍの酸化ほう素粉末が、従来の難消火性危険物用消火剤
の欠点を解消でき、これを使用する消火方法がきわめて
効果的であることを見出し本発明を達成した。

以下本発明をさらに詳しく説明する。

本発明における消火剤は、Ｂ₂Ｏ₃の含有量90重量％以上
でかつ水分含有量は２重量％以下好ましくは0.5重量％
以下の酸化ほう素であることが必要である。今日市販さ
れている酸化ほう素の品位は、試薬一級品でＢ₂Ｏ₃の含
有量85重量％、水分含有量(ほう酸の形で含有)10重量％
程度であるが、この程度の品位の酸化ほう素は本発明の
消火剤として不適当である。試薬一級品の酸化ほう素を
さらに精製した試薬特級品の品位は、Ｂ₂Ｏ₃含有量97重
量％、水分含有量２重量％程度となる。このような品位
になると、本発明の消火剤としてなんとか使用すること
が可能となるがまだ充分ではない。この試薬特級品をさ
らに160℃で２時間程度加熱すると、水分含有量が0.5％
以下となり消火性能がいちじるしく改善される。

ほう酸は一般に脱水によって酸化ほう素となるが、つぎ
の反応式に示すように、脱水が各段階を経て進行する。

また酸化ほう素は次式に示すように、吸湿性があり、空
気中から水分を吸収してほう酸にもどる性質がある。

Ｂ₂Ｏ₃＋３Ｈ₂Ｏ → ２Ｈ₃ＢＯ₃ このように、完全な無水物の酸化ほう素を得ることはい
ちじるしく困難であるうえ、水分の極端に少ない酸化ほ
う素を得たとしても、これを吸湿しない状態で保存しな
ければならないため特別の工夫が必要である。

以上の理由から本発明では、難消火性危険物の消火用と
して、これまで述べてきたような無水の高純度酸化ほう
素粉末を用いるのであるが、純度に関しては、遊離状態
の水または容易に加熱によって水を分解生成する化合物
を含まなければ良く、この他の混入成分は不活性である
限り少量の含有は差し支えない。この酸化ほう素粉末に
タルク、クレー、雲母、長石、第三りん酸カルシウム及
びグラファイトの各粉末の中から選ばれた一種もしくは
二種以上を添加すると、粉末消火剤の固化防止と流動性
改善にきわめて大きな効果がある。

従来粉末消火剤に普遍的に施されている防湿性（疎水
性）付与、流動性改善のためのシリコーン油などの有機
物による表面処理、あるいはステアリン酸マグネシウム
などの有機物添加は難消火性危険物の消火性能をいちじ
るしく阻害するので避けなければならない。

また本発明の酸化ほう素粉末の粒子直径は５〜1000μｍ
である。粒子直径が５〜200μｍの微粉末は消火器への
充填に適し、粒子直径が200〜1000μｍのものはスコッ
プ、バケツ等で散布するのに適している。

粒子直径が５μｍ未満の微粉末は散布時に周囲に飛散し
易いので粉末消火剤としては不向きである。また粒子直
径が1000μｍよりも大きいものは、融解に時間がかかる
ほか消火に多量の粉末を消費するので好ましくない。

（作用）一般に消火のために必要な作用効果として、 (1)除去効果(可燃物を燃焼の原系から除去する) (2)窒息効果(酸素供給源を遮断する) (3)冷却効果(燃焼熱を吸収冷却して着火温度以下に下げ
て燃焼を抑制する) (4)抑制効果(燃焼の連鎖反応を抑制阻止する) の四つが知られている。これらの効果は単独よりもむし
ろ相乗的に作用することが多い。

そこで前記〜のような難消火性危険物の燃焼部に本
発明の水分の極端に少ない高純度酸化ほう素粉末を散布
すると、これが燃焼物体の表面近傍で軟化し（Ｂ₂Ｏ₃の
軟化温度は約320℃）、粒子と粒子がたがいに付着し始
めてアイスバーン状になり、ついで融解し（Ｂ₂Ｏ₃の融
点は450℃で耐熱物質としてはいちじるしく低い）、粉
末はたがいに融合しついにガラス状となり透明化する。
しかも酸化ほう素は1100℃あるいはそれ以上においても
高い粘性を保つ特異な性質があるので、このような高温
下においても流れ出すようなことはなく、燃焼部の表面
を覆って空気を完全に遮断し、窒息効果が最大限に発揮
されて完全消火にいたるのである。さらに酸化ほう素の
沸点は2250℃ときわめて高いので、これら難消火性危険
物の消火時に蒸気化することもないので、きわめて優れ
た消火能力を発揮する。

また酸化ほう素の融解熱は75.7cal／gと氷の融解熱(79.
7cal／g)に匹敵するほど大きいので、散布された消火剤
が融解する際に周囲から融解熱を吸収し、大きな冷却効
果があらわれ火勢を弱める方向に作用する。

今前記、の中でも代表的な可燃性金属粉で燃焼熱が
いちじるしく大きいマグネシウム（燃焼熱146 k cal／g
atom）の消火に本発明の条件を満たす無水高純度酸化
ほう素粉末を散布した場合について述べると、粉末散布
時に沸騰音はほとんど認められず、燃焼部分にかかった
粉末はすみやかに融解し、その冷却効果によって温度が
下がり、散布された粉末が燃焼表面の全面を覆うように
なり、融解した粉末は相互にくっついて最初アイスバー
ン状に、つづいてガラス状に透明化して全面を被覆し、
火勢は急速に衰えてまもなく完全消火にいたる。

これに対し従来の乾燥砂、塩化ナトリウム、炭酸ナトリ
ウム、グラファイト等の粉末では、火勢を抑制しても内
部には高温金属の燠がまだ残っており、完全消火するま
でに長時間放置しなければならないから本発明の効果は
顕著である。

さらに従来の難消火性危険物用消火剤はいずれも比重が
２以上と大きいのに対して、酸化ほう素の比重は25℃で
1.84と小さいので、アルカリ金属のように比重の小さい
金属の消火においても、融解している金属の中に沈んで
消火効果を減少させるようなことはない。

なお本発明の酸化ほう素粉末よりなる消火剤の固化防
止、流動性改善のために、タルク、クレー、雲母、長
石、第三りん酸カルシウム及びグラファイトの粉末の中
から１種または２種以上を消火すべき金属の物性に応じ
選んで添加するが、これら添加粉末は固化防止、流動性
改善作用のほかに、消火剤としての全体の見掛け比重を
小さくして、燃焼している金属の表面をよく覆うという
副作用をも有している。

この結果タンクその他の複雑な構造物で地面に対し急傾
斜側面をもつかまたは地面に対峙する底面を有するもの
が火災を起こした場合、消火剤は各側面または底面に粘
着して強固な空気遮断層を形成し、驚くべき消火能力を
発揮する。したがってマグネシウムまたはマグネシウム
合金を多量に使っている航空機の立体火災の消火にきわ
めて有効なものである。従来の乾燥砂等の粉末ではかか
る場合無力といってよい。

前記の禁水物質に対しては、水分の少ない酸化ほう素
系粉末を散布するので、消火剤自身の水分と禁水物質と
の接触がないため二次的な燃焼を起こさず、燃焼状態の
同物質をその燃焼熱によりそれ自身溶解しつつ、その溶
解潜熱とそれに基づく効果的な被覆による空気遮断によ
り火勢を弱め、効果的な消火が行われる。

赤りん、硫黄のような前記の可燃性固体は低融点であ
るため燃焼の途中では液状となるので、消火に対する注
意は前記の難消火性液体の場合と同様であるが、酸化
ほう素は比較的低温で融解するため、散布された段階で
一部燃焼物の中に分散するが、燃焼部にある酸化ほう素
はその高温で融解し、さらにガラス状の被覆を形成し、
融解潜熱の吸収及び空気遮断の効果により窒息、冷却消
火が行われる。

酸化ほう素にタルク等の不活性粉末を添加すると、消火
剤自身の固化防止、流動性改善がなされると同時に全体
の見掛け比重が小さくなるので、燃焼物を酸化ほう素の
融解物で被覆する場合、その被覆が容易となる。またか
かる不活性粉末は酸化ほう素融解物よりなる被覆内に混
入し、少量の酸化ほう素で広面積を被覆して空気遮断を
可能にし、また被覆自身の膜質を強化する。

以下実施例について述べるが、金属火災では代表的物質
であるＭg粉末について詳しく説明し、他の金属につい
ては補足的に実施例を記載する。

（実施例１）直径30cmのステンレス製の浅い皿に新聞紙３枚を敷き、
その上にＭg粉20ｇを載せ、新聞紙に点火し、風を送っ
てＭg粉に着火させる。Ｍg粉の全表面に火がまわったと
き、燃焼部分をかき混ぜると、Ｍg粉は白く輝く炎を伴
い強い熱を出しながら激しく燃焼した。この時点で本発
明の粉末消火剤、参考消火剤及び従来消火剤を散布した
結果を第１表に示す。

このように、本発明の消火剤のうち水分含有量が0.5％
のものは、沸騰音、発煙ともに全くなく、速やかに火勢
を抑制して、完全消火にいたらしめ、Ｍg火災の消火に
は極めて有効なことが明らかである。なお水分含有量２
％でも沸騰音、発煙ともに少しはあるものの、Ｍg火災
をよく抑制する。また消火剤の消費量も燃焼金属の重量
と等量以下でよく消火できる。しかし同じ品位の酸化ほ
う素をシリコーン油で疎水化処理したものは消火効果が
劣り、また水分の多い酸化ほう素は消火剤としては不適
である。また従来法消火剤では粉末散布時に大きな沸騰
音を発生し、発煙もいちじるしいうえに、火勢の抑制ま
でには長時間を要し、消火剤の所要量も燃焼金属の重量
の３倍以上を必要とした。

（実施例２）実施例１と同じ実験方法で、低水分高純度酸化ほう素
に、タルク、クレー、雲母、長石、第三りん酸カルシウ
ム及びグラファイトの粉末を各々７〜10重量％添加して
なる本発明の消火剤を使用した結果及び参考例を第２表
に示す。酸化ほう素はＢ₂Ｏ₃分98重量％、水分0.5％、
粒子直径５〜500μｍのものである。

このように、無機系の固化防止、流動化剤（滑剤）を添
加しても消火効果は良好であるが、消火剤の消費量は多
少増える傾向となる。

これに対して、有機系の固化防止、流動化剤（ステアリ
ン酸マグネシウム）を添加すると、消火効果はいちじる
しく悪化し、金属火災の消火は困難となる。

なお無機系の滑剤を必要に応じて２種以上を添加しても
消火効果に大きな変化はない。

（実施例３）金属粉の中で、Ｍgについで着火し易く燃焼温度も高い
Ｔi粉、Ｚr粉各20gについて、実施例１と同じ実験方法
で本発明の消火剤を適用した結果を第３表に示す。

以上可燃性金属粉の代表であるＭg粉についての実施例
を詳細に述べ、またＴi粉、Ｚr粉についても記載した。
これら金属よりも着火温度が高く燃焼もあまり激しくな
いＡl粉、Ｚn粉、Ｆe粉の消火においても、本発明の消
火剤が一層有効であることはもちろんである。

（実施例４）ステンレス製小型容器の底に水で湿らせたガーゼを敷
き、その上に金属ナトリウム塊５gを置いて自然発火さ
せ、発火部に本発明の消火剤及び従来法の乾燥砂を散布
し消火を行った結果を第４表に示す。

このように、本発明によれば、消火に必要な粉末量は従
来法の乾燥砂の重量よりも少なくて済み、また沸騰音も
ごくわずかであるかまたは全くなかった。

（実施例５）直径10cm、深さ６cmのステンレス製容器に、代表的な禁
水物質である炭化カルシウム20ｇをとり、水10mlを加え
てアセチレンガスを発生させて点火し、予備燃焼20秒経
過後に本発明の消火剤を散布した結果を第５表に示す。

このように水分の少ない高純度酸化ほう素粉末を散布す
ると殻となって発火部を覆い短時間で鎮火する。

（実施例６）直径30cmのステンレス製の浅い皿に、代表的な可燃性固
体危険物である赤りんおよび硫黄をそれぞれ20ｇ載せ、
ガストーチで点火して、全体を20秒間燃焼させた後、本
発明の消火剤を散布した結果を第６表に示す。

赤りん、硫黄のような低融点可燃性物質は燃焼に先立ち
一たん融解し液状になってから燃焼するが、水分の少な
い高純度酸化ほう素を散布すると短時間で鎮火する。

（発明の効果）以上詳細に述べたように、本発明によれば (1) 難消火性危険物の火災を容易かつ速やかに抑制し、
短時間に鎮火することができる。

(2) 従来の乾燥砂や塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム等
の特殊粉末消火剤に比べて、粉末散布時に沸騰音及び煙
の発生も僅少ないし皆無で、消火活動が容易である。

(3) 従来法消火剤に比べて、消火効果が確実でしかも消
火剤の所要量も少なくて済む。

(4) 燃焼物体の全表面を強固な層で完全に覆ってしまう
ので、鎮火後の後処理も容易であり、周囲を汚染するこ
とも少ない。

(5) 本発明の消火剤粉末は、消火器に充填して使用する
ことも、また容器に収容してバケツ、スコップ等で散布
することもできる等種々の卓越した効果が得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】B₂O₃含有量90重量％以上、水分含有量２重
量％以下で、かつ粒子直径５〜 1,000μｍの酸化ほう素
粉末からなることを特徴とする難消火性危険物用消火
剤。
【請求項２】前記粉末に、タルク、クレー、雲母、長
石、第三りん酸カルシウム及びグラファイト粉末の１種
もしくは２種以上を添加してなる請求項１に記載の消火
剤。
【請求項３】B₂O₃含有量90重量％以上、水分含有量２重
量％以下で、かつ粒子直径５〜 1,000μｍの酸化ほう素
粉末を燃焼物体に散布することを特徴とする難消火性危
険物の消火方法。
【請求項４】燃焼物体が地面に対し急傾斜側面をもつか
または地面に対峙する底面を有する請求項３に記載の消
火方法。