JPS5831932B2 - 粉末消火剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粉末消火剤の改良に関し、その目的とするとこ
ろは、従来の粉末消火剤が有している、速消性を失しな
うことなく消火して、かつ可燃性液体上に十分に浮遊す
ることができるように強力な撥水・撥油性を持たせ、し
かも累積効果が有り消火後の再着火を確実に防止するこ
との可能な消Ｉｋ斉１１ｆＸ−イ具るようにした叡ので
ふる一一般に紛失７肖火剤は木材或いは油火災等のいず
れを問わず消火能力が高く、かつ充填する消火器の容量
を小さくすることができること、また火災の種類を問わ
ずに著るしい速消性を有するものであるところから広く
使用されている。

しかしかかる一般の粉末消火剤は必ずしもその火災の種
類のすべてについて完壁な効力を期待し得るものではな
く、特に油火災における再着火阻止能力に劣るという難
点がある。

一般に粉末消火剤の主剤は火災により熱分解して、炭酸
ガス、アンモニアガス等の不燃性ガスを発生したり、或
いは燃焼の負触媒作用を発揮する化合物が選ばれ、たと
えばリン酸二水素アンモニウム等のリン酸塩類と炭酸水
素す） ＩＪウム等の炭酸塩類等が消火器より有効に放
射し易い化合物として用いられ、さらに消火器内で固ま
らない様に添加剤としてこれにホワイトカーボン・雲母
・タルク等と、さらに撥水性・防湿性を持たせる為に、
シリコーン化合物、金属、石鹸、ワックス等で加工を行
なっている。

ところが、ここに使用されるシリコーン化合物等は水を
はじく性能を有する反面、逆に油に対しては溶は易い親
油性を有するために、可燃性液体に接触すると沈澱して
しまうという欠点を有する。

即ちこれは泡消火剤の様に可燃性液体表面に累積して空
気を遮断する能力が粉末消火剤にはなく、このために燃
焼部分を瞬時に消火してしまわなければ一旦消火した部
分に他の火源がある場合には再着火するのを免れないと
いうことを意味する。

そこで消火剤の主剤および流動性改良剤に対して弗素化
合物による処理を施こすことによって上記した難点を解
決する試みがこれまでに種々研究されてきたが、いずれ
も高価な弗素化合物の添加量を多く必要とするために実
用的ではなかった。

本発明者らはかかる原因につき種々の研究を重ねた結果
主要因としてつぎのような事実が明らかとなった。

すなわち、消火剤の主剤および流動性改良剤の各粒子に
はそれ自体が多孔質であるばかりでなく多（の凹凸部を
有し、したがってかかる各粒子に対して弗素化合物によ
る処理を施こしても、その多くは上記した各粒子の多孔
質部内および多くの凹凸部内に吸収されるばかりでなく
、一般的にその表面に対して均一に付着させることが困
難である。

したがって、消火剤を可燃液体表面に浮遊させるために
十分な処理をおこなおうとすれば、その添加量を想像以
上に多くする必要がある。

ところが実際問題として高価な弗素化合物を多量に添加
することは著るしくコスト高となるのみならず、表面付
着性があまり良好ではないところから、その添加量の割
合に比して可燃液体表面に浮遊する度合いはさして向上
しないのであまり効果がないことがわかった。

本発明は上記した問題を根本的に解決せんとするもので
あって、具体的には消火剤の主剤および流動性改良剤に
対し、あらかじめアクリル等の各種樹脂、あるいはロジ
ン等の天然有機物による表面改質剤で処理を施こした後
、撥水・撥油性を有する有機弗素化合物とシリコーン化
合物との混合物を添加処理して粉末消火剤を得るように
したものであり、これによって消火剤粒子の粗面に対し
、表面改質剤を施こすことによって有機弗素化合物の添
加使用量を極端に減少させ、その少量添加によって可燃
性液体上面における十分な浮遊性を保持させることに成
功した。

また、シリコーン化合物は一般に単独では撥油性が皆無
であるところから、これを消火剤に用い既述した有機弗
素化合物に添加した場合には間違いなくせっかく添加し
た弗素化合物自体の油上における浮上能力を著るしく低
下させてしまうであろうという当業者間の常識的観念に
基づいて消火剤の撥油性向上剤としては用いられなかっ
た。

ところがその後の実験によりシリコーン化合物は有機弗
素化合物との結合において油上における浮上能力を低下
させるどころか、逆に浮上能力をメ★向上させることが
できるとＬ・う重大な事実をも見出した。

これにより粉末消火剤の分野においで特に水のみならず
メタノール或いは溶剤の如き油火災に対しても極めて有
効な消火能力を有する消火剤の出現を可能ならしめるに
至ったものであるが、弗素化合物は市場において高価で
あることは周知の通りであるからその添加処理量を軽減
することができるならば粉末消火薬剤としての著るしい
コストの低減をはかり得ること当然である。

そこで本発明者らはさらにこのような観点からも種々の
研究を集積した結果粉末消火剤の主剤および流動性改良
剤の表面は一般的に凹凸が多（、しかも多孔質であるた
めにこれに撥水・撥油性を付与させるためには想像以上
の多量の有機弗素化合物とシリコーン化合物との混合物
の添加が必要であり、必然的に不経済であるところから
粉末消火剤の主剤および流動性改良剤の粒子表面を平滑
化することによりこの問題も解決し、ここに理想的な粉
末消火剤を得ることに成功したものである。

すなわち、上記した粉末消火剤を油にも浮かせることが
できるようにするためにこれらを有機弗素化合物にて処
理する方法が本発明者らの研究により開発された。

ここに使用される弗素化合物の内容を示せば、３〜２０
個好ましくは６〜１２個の炭素原子を有する弗素化脂肪
族基を有し、水不溶性（２５℃で１重量％以下）で主要
転移温度即ち融点、ガラス転移点あるいは軟化点２０℃
以上で分子量が約７００〜約２０００００の非粘着性化
合物である。

このような有機弗素化合物の例を挙げれば次のとおりで
ある。

（１）炭素数３〜２０のフルオロアルギル基を有するビ
ニル単量体の単独重合体または弗素を含まないビニル単
量体との共重合体。

フルオロアルキル基を有するビニル単量体の例としては
次のものが挙げられる。

フッ素を含まなＬ・ビニル単量体の例とし７てはエチレ
ン、プロピレン、フチレン、フタジエン、イソプレン、
クロロプレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、スチレン
、（メタ）アクリル酸のアルコールまたはアルキルアミ
ン（ｂ・ずれも炭素数２０以下）とのエステルまたはア
ミド、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ−メチロールアク
リルアミド、アクリロニトリル、アクリルアミド、ビニ
ルアセテート、シロキサン結合を有するビニル化合物な
どがあげられる。

いずれの単量体も混合して使用することができる。

これらの単独重合体あるＬ・は共重合体はビュル重合の
公知の方法によって行なうことができるが、例えばラジ
カル開始剤を使用した溶液重合、或いはエマルジョン重
合等が一般的である。

重合体の分子量は開始剤濃度連鎖移動剤の種類と濃度に
よって好ましい範囲に調整出来るが、一般に３０００以
上が好ましい。

（２） 炭素？３〜２０のフルオロアルギ基含有の一
価もしくは多価アルコールと弗素化されてもよ℃・−価
もしくは多価カルボン酸とのぐポリ）エステル。

弗素化されていてもよい一価もしくは多価アルコールと
炭素数３〜２０のフルオロアルギル基を有する一価もし
くは、多価カルボン酸との（ポリ）エステル。

この場合使用される成分の例を次にあげる。

安息香酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、マレイ
ン酸、トリメリット酸、エチレングリコールモノメチル
エーテル、エチレンクリコール、プロピレングリコール
、ジエチレンクリコール、グリセリン、ポリプロピレン
グリコール、２−エチルヘキサノール、ステアリルアル
コール。

前記（ポリ）エステルは分子量が１０００以上が好まし
Ｌ・。

（３） 炭素数３〜２０のフルオロアルキル基を有ス
る一価または多価アルコール（場合によっては弗素を含
まない一価または多価アルコールを混ぜても良い）と−
価または多価イソシアネート例えばフェニルヘソシアネ
ート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジ
イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ポ
リメチレンポリフェニルイソシアネートとの（ポリ）ウ
レタン。

該（ポリ）ウレタンは分子量が７００以上のものが好ま
しい。

（４） 炭素数３〜２０のフルオロアルキル基を有ス
るエポキシ化合物例えば の単独重合体および好ましくはプロピレンオキサイド、
エピクロルヒドリンなどの弗素不合エポキシ化合物との
共重合体。

このような重合体の分子量は３０００以上が好ましい。

本発明で使用される有機弗素化合物は、分子中に５重量
％以上の弗素原子を有することが必要であり、又分子構
造中に親水性の官能基や構造及び消火しようとするガン
リン、アルコールなどの有機溶剤に易溶性を与える官能
基や構造を有さないことが好ましい。

しかして本発明で使用される有機弗素化合物は、濃度０
．５重量％の希釈液（溶液または分散液）を作り、これ
にポリエステル１００％加工糸織物を浸し、ウェット、
ウェイト、ピックアップ５０％（織物と等重量の希釈液
が付着した）まで絞り、１７０℃で３分乾燥させた後処
理織物をＡＡＴＣＣＴｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ １１８−
１９６６法で測定したとき、４以上甜ちｎ−テトラデカ
ンが織物に浸透しないような撥油性を有すべきであり、
また当該有機弗素化合物は前記と同様の処理織物をＡＡ
ＴＣＣＴｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ２２−１９７．１ 、
＜プレー法で測定したとき５０以上即ち水が織物の裏面
へにじみ出なＬ・ような撥水性を示すべきである。

一方これに流動性ならびに吸湿固結防止ひいては撥水・
撥油性を付与し、しかも弗素化合物との結合により液面
上における浮上性を著るしく向上させるために添加処理
するシリコーン化合物については、メチルハイドロジエ
ンポリシロキサンやジメチルポリシロキサン、メチルメ
トキシシリコーン等をはじめとするシリコーンオイル、
メチルトリエトキシシランやメチルハイドロジエンポリ
シロキサン等のシランカップリング剤、シランモノマー
などをこれに含めるものとする。

弗素化合物とシリコーン化合物との混合割合Ｌ・は後記
する実施例の如く必ずしも一定ではないが、その両者の
混合物を消火剤に添加する分量についてはそれらの付着
量は効果が示される程度であればよいことはいうまでも
ないが、実施例にも示すよさにあまり多すぎても不経済
であるばかりでなく、かえって消火性能が低下するので
一般に０．０１〜１０重量％が好ましい範囲といえる。

上記混合物による粉末消火剤の主剤及び流動性改良剤の
処理方法は、本発明による効果を発揮させるために、あ
るいは経済性を追及する上で重要である。

ところで、既述したように有機弗素化合物による処理方
法の出現は水のみならずメタノール或いは溶剤の如き油
火災に対しても極めて良好な消火能力を有するところの
粉末消火剤を得ることができるようになった。

ところが既述した粉末消火剤は、その多くが粒子表面に
多数の凹凸部を有し、或いは多孔質の粒子であるところ
から有機弗素化合物による処理に際してその付着性があ
まり良好ではな（、その表面付着性をある程度良好にす
るためには余分な有機弗素化合物の添加が必要となるこ
と、およびこの有機弗素化合物は市場において高価であ
ることについては既述した通りである。

そこで本発明においては、有機弗素化合物とシリコーン
化合物との混合物による処理をおこなう前に、消火剤の
主剤および流動性改良剤に対してあらかじめアクリル等
の各種樹脂、あるいはロジン等の天然有機物による表面
改質剤による処理を施こして各粒子の多孔質表面および
凹凸部をある程度平滑化することにより表面積を小さく
させて有機弗素化合物とシリコーン化合物との混合物の
付着性を良好にするのみならず付着面積を少なくするこ
とにより有機弗素化合物とシリコーン化合物との混合物
の少量使用により有効に付着し、しかもメタノール等の
可燃液体表面に十分に浮遊させることのできるようにし
たものである。

上記した表面改質剤としては、消火剤の粒子に付着して
その多孔質表面および凹凸部をある程度平滑化させて表
面積を小さくすることのできる物質であればよく、たと
えばアクリルポリスチレン、メラミン、エポキシ、ポリ
エチレン、ポリプロピレン等の各種樹脂類あるいはロジ
ン、酢酸セルローズ等の天然有機物などもその一例とし
て挙げることができる。

表面改質剤による主剤あるいは流動性改良剤の処理方法
に関しては特に限定せられるべきではないが、その−例
を示せば主剤あるいは流動性改良剤を攪拌しながら上記
した表面改質の希釈溶液を噴霧ノズルで吹き付は乾燥さ
せる一次処理工程と、さらにその乾燥したものを攪拌さ
せながら有機弗素化合物とシリコーン化合物との混合物
の希釈溶液を噴霧させる二次処理工程とからなるもので
ある。

しかし、上記した一次と二次の処理工程な経ずに、表面
改質剤と有機弗素化合物との混合物を用いて処理するこ
とによっても、性能上においてほとんど劣ることなしに
、実用的処理をおこなうことができる。

また、上記した有機弗素化合物とシリコーン化合物との
混合物および表面改質剤の希釈に使用される溶液として
は、処理剤の種類によっても異なるが、一般に無機・有
機溶剤が使用され、具体例としては、 ・１−１−１トリクロルエタン ・ジクロロメタン ・メチル・エチル・ケトン ・イソプロピルアルコール ・アセトン ・トルエン 等の使用が考えられる。

上記は被覆剤により処理を弗素化合物による処理に対す
る関係で前処理的におこなう場合の実施例に示したもの
であるが、ほかに上記した被覆剤と弗素化合物とシリコ
ーン化合物との混合物とを予じめ混合しておき、これを
多孔質主剤あるいは助剤に対して処理することも有効で
ある。

さらに、表面改質の使用量についてみればその主剤ある
いは流動性改良剤に対する付着量は効果が示される程度
でよいが逆に多すぎる場合には不経済であるばかりでな
く消火性能にも悪影響をおよぼす場合も考えられるので
一般に０．０１〜１０重量％の範囲が好ましい。

また消火剤の浮遊効果をより一層向上させるためにはシ
ラスバルーンや中空ガラス球等の添加も考えられる。

上記したように本発明の粉末消火剤は一般火災のみなら
ず油火災に対しても著効を発揮し、さらに通常の木材火
災、電気火災、シラン化合物、アルキルアルミニウム等
の有機金属火災などにも有効であるほか、引火が危惧さ
れる液体表面にこれを予じめ散布しておけば火災の予防
効果も著るしい。

そして何よりも本発明にあっては消火剤の主剤および流
動性改良剤に対して安価な表面改質剤をもって処理させ
るものであるために高価な有機弗素化合物とシリコーン
化合物との混合物の添加を最少限度に減少させることが
できるからこの種粉末消火剤としてのコストの著るしい
低減をはかることができるのみならず、有機弗素化合物
とシリコーン化合物との混合物は、と（にメタノールや
アルコール等をはじめとする可燃液体に対して著るしい
撥油性を発揮する結果浮遊効果が極端に増大し、その結
果粉末消火剤としての消火能力を著るしく向上させるこ
とができる。

実施例 １ 表面改質剤として： エポキシ樹脂をＭＥＫにより０．５％と４％の濃度溶液
に希釈し、これにリン酸二水素アンモニウム１００部、
助剤（ホワイトカーボン）４部の混合物を攪拌混入して
上記希釈液１００グを用意し、さらにこれを８０℃で４
時間乾燥させて後乳鉢でｒＶすりつぶした後３０メツシ
ユの篩でふるい分けて処理粉末を得た（−次処理工程）
。

有機弗素化合物として： Ｃ３Ｆ１□５Ｏ２Ｎ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ２０ＣＯＣＨ
−ＣＨ２９０都、β−ヒドロギシエチルメタクリレート
１０部およびアゾビスインブチロニトリル１部をペンシ
トリフルオライド１０００部中に溶かし、これを８０℃
で４時間攪拌することにより分子量約３万の共重合体溶
液を得、さらにこの溶液を１・１・１−トリクロルエタ
ンで希釈して希釈液を得た。

シリコーン化合物としてはメチルハイドロジエンポリシ
ロキサンを上記した有機弗素化合物に混合させた。

上記の被覆剤粉末と有機弗素化合物とシリコーン化合物
との混合物の希釈液とを混合し、これを８０℃で１時間
乾燥後乳鉢ですりつぶした後３０メツシユの篩でふるい
分けることにより処理粉末を得た（二次処理工程）。

次に口径３０ｍｍの複数の試料ビンに３０ｒｕｌの可燃
性液体をとり、それぞれに１２の上記処理粉末をふりか
けた後１時間を経てから処理粉末の浮遊の程度を観察し
た。

さらにガラスロート（７０φ）の下端を厚手の紙で押え
、処理剤６０１を入れた後にその紙をはずして流れ落ち
る度合いを測定した。

また最後に上記処理薬剤を消火器に１．２ｋｇ充填し、
これを室温で１ケ月間放置した後、その固結状態を観察
した。

上記の各観察結果は第１表に示す通りである。

尚、再着火性についてみれば○印を付したものは裸火を
液面上１ｃｒｒｌに近づけたが引火することがなかった
。

実施例 ２ 実施例１の過程において表面改質剤としてアクリル樹脂
を使用し、希釈液としてジクロロメタン※※を用いてみ
たところ第２表に示す通りの効果を確認した。

実施例 ３ 実施例１の過程におち・て表面改質剤として天然有機物
に属するところのロジンを前記実施例２と同一の希釈液
により使用してみたところ第３表に示す通りの効果を確
認した。

実施例 ４ 実施例１と同一の過程において、表面改質剤としてエポ
キシ樹脂をシリコーン化合物であるメチ※※ルハイドロ
ジエンポリシロキサンとメチルトリエトキシシランとの
混合液に添加して使用してみたところ第４表に示す通り
の効果を確認した。

実施例 ５ アクリル樹脂のジクロロメタンによる希釈溶液に、前記
有機フッ素化合物の希釈溶液と、シリコーン化合物に属
するメチルハイドロジエンポリシロキサンとを混合して
、リン酸二水素アンモニウム１００部流動性改良剤（ホ
ワイトカーボン）４※※部との混合物を攪拌しながら、
上記混合物を添加し８０℃で２時間乾燥後乳鉢ですりつ
ぶして３０メツシユの篩でふるい分けて処理粉末を得た
。

これを使用してみたところ第５表で示す通りの効果を確
認した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 消火剤の主剤および流動性改良剤に対し、あらかじ
   めアクリル等の各種樹脂、あるいはロジン等の天然有機
   物による表面改質剤で処理を施こした後、撥水・撥油性
   を有する有機弗素化合物とシリコーン化合物との混合物
   を添加処理してなる粉末消火剤。