JPS6241033B2

JPS6241033B2 -

Info

Publication number: JPS6241033B2
Application number: JP12124679A
Authority: JP
Inventors: Sadao Suganuma; Masayuki Kinoshita; Tatsuya Maki; Shoichi Yamashita
Original assignee: Yamato Protec Corp
Current assignee: Yamato Protec Corp
Priority date: 1979-09-19
Filing date: 1979-09-19
Publication date: 1987-09-01
Also published as: JPS5643967A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は粉末消火剤に関するものである。更に
詳述すれば従来の粉末消火薬剤に有効量の赤りん
を添加したものを主成分としてなる粉末消火剤に
関するものであり、その目的とするところは飛躍
的に消火能力が増大すると共に消火剤の適用範囲
が拡大した粉末消火剤を提供することにある。

従来粉末消火剤として代表的には重炭酸ナトリ
ウム、重炭酸カリウム、塩化カリウム、塩化ナト
リウム、硫酸カリウム、燐酸アンモニウム、硫酸
アンモニウム及び尿素と重炭酸カリウムの反応生
成物等を主成分とするものが用いられている。

そしてこのうちＡ（木材火災）、Ｂ（油火災）、
Ｃ（電気設備火災）火災用に有効とされているの
は、燐酸アンモニウム又はこれと硫酸アンモニウ
ムとの混合物であり、他は全てＢ，Ｃ火災用に適
用されるものである。

そこでＡ，Ｂ，Ｃ火災に有効な薬剤については
更に一層Ａ火災に対する消火能力を増大し、Ｂ，
Ｃ火災適用の消火薬剤についてはその上に更にＡ
火災に対する消火能力を付与し、消火剤の適用範
囲を拡大することが望まれていたというのが現状
である。

ところで一般に従来の粉末消火薬剤がＢ，Ｃ火
災に有効なのは、アルカリ金属又は／及びアンモ
ニウム基が燃焼の連鎖反応を抑制するためだと考
えられている。又燐酸アンモニウム又は／及び硫
酸アンモニウムがＡ火災に有効なのは薬剤を可燃
物に放射した時、次のように熱分解を起こし、 NH₄H₂PO₄→H₃PO₄＋NH₃ （160℃）…(1) 2H₃PO₄→H₄P₂O₇＋H₂O （220℃）…(2) H₄P₂O₇→2HPO₃＋H₂O （360℃）…(3) 2HPO₃→P₂O₅＋H₂O （600℃）…(4) （NH₄）₂SO₄→2NH₃＋H₂SO₄ （360℃）…(5) その際生成する燐酸又は／及び硫酸が木材の主
構成成分であるセルローズリグニンに反応して脱
水作用をなし、それを炭化せしめ可燃性の炭化水
素の発生を阻止する上に脱水作用により生成した
水分が減熱効果をもたらすためであると云われて
いる。特に燐酸は木材の燃焼の際に炭素の生成を
触媒的に促進し、更に燐酸から縮合燐酸、五酸化
燐に分解が進んで木材の表面にガラス状被膜を形
成し燃焼を防止するものである。

尚硫酸の場合はH₂SO₄→H₂O＋SO₃の反応が進
行し気化するため再燃防止能力はないものであ
る。

ところがここで燐酸アンモニウムが熱分解を起
こして五酸化燐に達するには上記の如く約600℃
の熱が必要であるが、前記の熱分解が全て吸熱反
応であるため可燃物が冷却され、五酸化燐にまで
分解が達するのは極く一部となるのが通常であ
る。このことは速消性と再燃防止能力に改良の余
地があるということになる。即ち五酸化燐までの
分解反応を促進するか、別途五酸化燐を追加する
こと等が考えられる余地があるということであ
る。

そこで本発明者等は上記に鑑み消火能力が増大
し且つ消火剤の適用範囲が拡大した粉末消火剤を
得るために種々研究した結果、従来の粉末消火薬
剤に有効量の赤りんを添加するという極めて簡単
なことで、従来の粉末消火薬剤のＢ，Ｃ火災の消
火能力を損なうことなく、Ａ火災の消火能力を増
大ないしはＡ火災への適用範囲を拡大し得ること
を知見し本発明を完成したのである。

即ち、本発明の要旨は、重炭酸アルカリ金属
塩、塩化アルカリ金属塩、硫酸アルカリ金属塩、
酒石酸アルカリ金属塩、燐酸アンモニウム塩、硫
酸アンモニウム塩及び尿素系化合物と重炭酸アル
カリ金属塩との反応生成物から選ばれた１種又は
２種以上に赤りんを添加したものを主成分として
なることを特徴とする粉末消火剤である。

本発明に用いる赤りんとしては製造後未処理の
もの又は無機物、有機物若しくはその両者で被覆
したり、混合した改質赤りんが用いられる。ここ
で改質のために用いられる有機物としてはポリカ
ーボネート・ポリアマイド・ポリエステル・ポリ
オレフイン・アクリル酸又はアクリル酸塩から誘
導されるポリマー・ポリ四弗化エチレン・シリコ
ン・ポリイミドーアミド・フエノール樹脂・エポ
キシ樹脂・ポリイミドのような合成樹脂、ホスフ
イン酸金属塩、脂肪酸金属塩、トリオキサン、リ
ン酸エステル等を挙げることができ、無機物とし
てはSi，Al，Mg，Ti，Fe，Zr，Sb及びZnの酸化
物又は水酸化物の一種又は二種以上を挙げること
ができる。又本発明で赤りんというのはいわゆる
りんのみを言うのではなく、比重約2.70の黒り
ん、比重約2.36の紫りん等の黄りん以外のりん同
素体であればいずれも使用可能である。斯かる赤
りんの粒径としては従来の粉末消火薬剤に添加し
た場合均一に混和する必要があるため、又後述す
る反応機構上からも微細なものが好ましく平均粒
径で200μ以下の粉末赤りんが適当である。

本発明における赤りんの組成割合は、粉末消火
剤全量に対して0.1〜30重量％であるのが好まし
い。何となれば0.1重量％未満では消火能力の増
大も拡大も達成されず30重量％より大の添加では
不経済であり、又相対的に粉末消火薬剤の量が減
少するためＢ，Ｃ火災に対する消火能力が損われ
るばかりか赤りん自体が発火し易くなり好ましく
ないからである。赤りんの添加の態様については
粗粒赤りんを粉末消火薬剤に混合した後粉砕して
も良いし、予じめ粉砕調製された赤りんを粉末消
火薬剤に添加配合しても差支えない。

本発明の粉末消火剤は以上の如き主成分の他に
粉体の流動化剤、撥水剤、安定化剤等として例え
ば疎水性シリカ、シリコーン油、金属石ケン、タ
ルク、雲母、アルカリ土類金属塩、珪酸塩等の一
種又は二種以上を適宜添加使用するのが通常であ
る。これらの成分の組成割合は粉末消火剤全量に
対し１〜５重量％程度が普通である。あまり多量
の副成分の添加は不経済であるばかりか消火能力
にも悪影響があるからである。

本発明はかかる構成からなるのであるが、一般
的にマツチの発火剤などとして周知の赤りんを従
来の粉末消火剤に添加すると消火能力が飛躍的に
高まるなどということは驚くべきことであつて、
本発明者等も全く予期しなかつたことである。

然して本発明者等は種々の実験とその結果観察
とにより、本発明の消火機構を考察すると、恐ら
く添加した赤りんが既述した(1)〜(5)式を触媒的に
促進するか、赤りん自身が燃焼雰囲気から酸素を
捕捉し2P＋５／２O₂→P₂O₅の反応で直ちに五酸化燐となり、可燃物を被覆し速やかに消火し再燃を防止
するものと考えられる。

更に、本発明の粉末消火剤は、前記の各成分
を、上記の組成割合となるように配合後、混合す
ることによつて製造することができるという極め
て簡単なもので、製造コストは低く、しかも従来
Ａ，Ｂ，Ｃ火災用粉末消火薬剤の場合にはＢ，Ｃ
火災に対する消火能力を損なうことなくＡ火災に
対する消火能力を増大し、Ｂ，Ｃ火災用粉末消火
薬剤の場合には同様にＢ，Ｃ火災に対する消火能
力を損なうことなくＡ火災にもその適用範囲を拡
大し、そのうえ速消性と再燃防止能力が著しく改
善された工業的価値に優れたものである。

次に実施例等を挙げて本発明を具体的に説明す
るが、本発明の要旨をそれらに限定するものでは
ない。

尚Ａ火災、Ｂ火災に対する消火試験方法は消火
器の技術上の規格を定める省令（昭和48年10月17
日、自治省令第28号）によつて実施した。又部は
特にことわりのない場合には重量部を示す。

実施例１重炭酸ナトリウム89部と平均粒径15μの赤りん
10部及び疎水性シリカ１部の混合物2.5Kgを用い
て、Ｂ−５単位の火災試験を実施した結果、消火
時間が6.1秒、薬剤使用量が2.1Kgであり、同じく
Ａ−１単位の火災試験の結果は残炎はなく余燼
（木材が赤くなる）が僅かに見られたが完全消火
で、２分後も再燃しなかつた。

ここにＢ−５単位の火災試験とは、鉄製オイル
パン（縦100cm×横100cm×深さ30cm）に水を12cm
の深さに入れ、その上ガソリンを３cmの深さに入
れて点火し、１分後に粉末消火薬剤2.5Kg入り消
火器を用い、粉末消火薬剤を放射して消火に要し
た時間および薬剤使用量を測定するものである。
又Ａ−１単位火災試験とは燃焼架台の上に杉の角
材（縦３cm×横3.5cm×長さ70cm）を５本、５本
４本４本を単位とし井桁状に90本積み上げ、ガソ
リン1.5を用いて点火し、３分後に粉末消火薬
剤2.5Kg入り消火器を用いて消火し、消火の状態
を測定するものである。

（対比例１）重炭酸ナトリウム99部及び疎水性シリカ１部を
含む粉末消火薬剤3.0Kgを用いてＢ−５単位の火
災試験を実施した結果、消火時間が6.3秒、薬剤
使用量が2.5Kgであり、同じくＡ−１単位の火災
試験の結果は消火不能であつた。

このように従来Ｂ，Ｃ火災用の粉末消火薬剤に
赤りんを添加することによつてＡ火災消火能力が
付与されることが分かる。又完全消火で再燃防止
能力がある。

実施例２重炭酸カリウム82部と実施例１と同様の赤りん
15部及びシリカ２部をシリコン油１部にて撥水処
理した混合物を2.0Kg用いてＢ−５単位の火災試
験を実施した結果、消火時間が5.2秒、薬剤使用
量が1.6Kgであり、同じくＡ−１単位の火災試験
の結果は残炎はなく余燼が僅かに見られたが、完
全消火で、２分後も再燃しなかつた。

（対比例２）重炭酸カリウム97部及びシリカ２部をシリコー
ン油１部にて撥水処理した粉末消火薬剤3.0Kgを
用いてＢ−５単位の火災試験を実施した結果、消
火時間が4.7秒、薬剤使用量が1.6Kgであり、同じ
くＡ−１単位の火災試験の結果は消火不能であつ
た。

このように従来Ｂ，Ｃ火災用の粉末消火薬剤に
赤りんを添加することにより、その消火能力を損
なうことなくＡ火災消火能力を付与し得ることが
分かる。

実施例３第一リン酸アンモニウム91部と平均粒径15μの
赤りん100部に対し５部の水酸化マグネシウムで
被覆した赤りん５部及びシリカ３部をシリコーン
油１部にて撥水処理した混合物2.5Kgを用いてＢ
−５単位の火災試験を実施した結果消火時間が
5.3秒、薬剤使用量が2.0Kgであり、同じく混合物
1.8Kgを用いてＡ−２単位の火災試験を実施した
結果は完全消火で、２分後も再燃しなかつた。即
ち消火後の残炎は勿論、余燼も全く見られず、く
すぶりの煙も見られなかつた。木材表面には粘着
物の付着（べとつき）が多く見られ木材表面温度
は手でさわつた場合充分冷えていることを確認し
た。

ここにおけるＡ−２単位の火災試験とは燃焼架
台の上に杉の角材（縦３cm×横3.5cm×長さ90
cm）を６本、６本５本５本を単位として井桁状に
144本積み上げ、ガソリン3.0を用いて点火し、
３分後に消火し消火の状態を測定する。

（対比例３）第一リン酸アンモニウム96部とシリカ３部をシ
リコーン油１部にて撥水処理した粉末消火薬剤
2.5Kgを用いてＢ−５単位の火災試験を実施した
結果、消火時間5.7秒薬剤使用量が2.1Kgであり、
同じくＡ−２単位の火災試験の結果は完全消火で
２分後も再燃しなかつた。

即ち消火後の残炎は見られなかつたが、ところ
どころに余燼が見られ、又くすぶりは２分間つづ
いたが２分後に炎を上げて燃えることはなかつ
た。

このようにＡ，Ｂ，Ｃ火災用の粉末消火薬剤の
場合には赤りん添加によりＡ火災に対する消火能
力を増大させることができ、しかもＢ，Ｃ火災の
消火能力を何ら損なうことがないことが分かる。
又完全消火で再燃性もない。

実施例４第一リン酸アンモニウム70部、硫酸アンモニウ
ム14部と平均粒径15μの赤りん100部に対し10部
のレゾール型フエノールレジンで被覆した赤りん
13部及びシリカ２部をシリコーン油１部にて撥水
処理した混合物2.5Kgを用いてＢ−５単位の火災
試験を実施した結果、消火時間が5.9秒、薬剤使
用量が2.1Kgであり、同じく混合物1.6Kgを用いて
Ａ−２単位の火災試験を実施した結果は完全消火
で、２分後も再燃しなかつた。

即ち消火後の残炎は勿論余燼も全く見られず、
くすぶりも見られなかつた。木材表面には粘着物
の付着（べとつき）が多く見られ、木材表面温度
は手でさわつた場合充分に冷えていることを確認
した。

（対比例４）第一リン酸アンモニウム70部硫酸アンモニウム
27部とシリカ２部をシリコーン油１部にて撥水処
理した粉末消火薬剤2.5Kgを用いてＢ−５単位の
火災試験を実施した結果消火時間62秒、薬剤使用
量が2.2Kgであり、同じく粉末消火薬剤2.0Kgを用
いてＡ−２単位の火災試験を実施した結果は完全
消火したが、30秒後に再燃した。

このようにＡ火災に対する消火能力が増大され
速消性と再燃防止能力が著しく改善される。

実施例５尿素と重炭酸カリウムの反応生成物66部と平均
粒径15μの赤りん100部に対し15部の水酸化アル
ミニウムで被覆した赤りん30部及び疎水性シリカ
３部と雲母１部の混合物1.2Kgを用いてＢ−５単
位の火災試験を実施した結果、消火時間が4.7
秒、薬剤使用量が0.8Kgであり、同じくＡ−１単
位の火災試験を実施した結果は残炎はなく余燼が
僅かに見られたが完全消火で２分後も再燃しなか
つた。

（対比例５）尿素と重炭酸カリウムの反応生成物96部と疎水
性シリカ３部と雲母１部を含む粉末消火薬剤1.2
Kgを用いてＢ−５単位の火災試験を実施した結果
消火時間が4.7秒、薬剤使用量が0.8Kgであり、同
じくこの粉末消火薬剤3.0Kgを用いてＡ−１単位
の火災試験を実施した結果は消火不能であつた。

Ｂ，Ｃ火災に対する消火能力を損なうことな
く、Ａ火災に対する消火能力が付与さることが分
かる。

実施例６塩化ナトリウム90部と実施例１と同様の赤りん
７部及びシリカ２部をシリコン油１部にて撥水処
理した混合物2.2Kgを用いてＢ−５単位の消火試
験を実施した結果、消火時間が7.1秒薬剤使用量
2.1Kgであり、同じくこの粉末消火薬剤でＡ−１
単位の火災試験を実施した結果は残炎はなく、余
燼が僅かに見られたが完全消火で２分後も再燃し
なかつた。

（対比例６）塩化ナトリウム97部及びシリカ２部をシリコン
油１部にて撥水処理した粉末消火薬剤2.5Kgを用
いてＢ−５単位の火災試験を実施した結果消火時
間が6.2秒、薬剤使用量が2.2Kgであり、同じくこ
の粉末消火薬剤3.0Kgを用いてＡ−１単位の火災
試験の結果は消火不能であつた。

Ｂ，Ｃ火災に対する消火能力を損なうことな
く、Ａ火災に対する消火能力が付与され又再熱防
止能力も改善されている。

実施例７第一リン酸アンモニウム60部塩化カリウム30
部、実施例１と同様の赤りん６部及びシリカ３部
をシリコン油１部にて撥水処理した混合物２Kgを
用いてＢ−５単位の火災試験を実施した結果、消
火時間が4.8秒、薬剤使用量が1.5Kgであり、同じ
く実施例７の混合物２Kgを用いてＡ−２単位の火
災試験を実施した結果は消火後の残炎は勿論余燼
も全く見られず、くすぶりも見られなかつた。

木材表面には粘着物の付着（べとつき）が多く
見られ木材表面温度は手でさわつた場合充分に冷
えていることを確認した。

（対比例７）第一リン酸アンモニウム66部塩化カリウム30部
及びシリカ３部をシリコン油１部にて撥水処理し
た粉末消火薬剤2.0Kgを用いてＢ−５単位の火災
試験を実施した結果、消火時間5.4秒薬剤使用量
が1.7Kgであり、同じくこの粉末消火薬剤2.0Kgを
用いてＡ−２単位の火災試験を実施した結果は消
火後の残炎は見られなかつたが、全体が赤くなり
20秒後に炎を上げ再燃した。

このようにＢ，Ｃ火災に対する消火能力を損な
うことなくＡ火災に対する消火能力が付与され、
消火の状態も完全で再燃防止能力も改善される。

Claims

【特許請求の範囲】

１重炭酸アルカリ金属塩、塩化アルカリ金属
塩、硫酸アルカリ金属塩、酒石酸アルカリ金属
塩、燐酸アンモニウム塩、硫酸アンモニウム塩及
び尿素系化合物と重炭酸アルカリ金属塩との反応
生成物から選ばれた１種又は２種以上に赤りんを
添加したものを主成分としてなることを特徴とす
る粉末消火剤。