TW201700440A - 氣溶膠滅火劑組成物 - Google Patents

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Akimitsu Kikkawa
Yasuyoshi Fukuda
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Abstract

提供可使用作為火災發生時的滅火劑之氣溶膠滅火劑組成物。 一種氣溶膠滅火劑組成物，在(A)成分與(B)成分的合計量中含有(A)燃料20~50質量%及(B)無機氧化劑80~50質量%，另外，相對於(A)成分與(B)成分的合計量100質量份，含有(C)有機羧酸鉀鹽7~1000質量份，熱分解開始溫度在大於90℃~260℃的範圍內。

Description

氣溶膠滅火劑組成物
本發明涉及能夠利用燃燒產生氣溶膠而撲滅、抑制火災的氣溶膠滅火劑組成物，與使用其之產生氣溶膠的自動滅火裝置。
一般的滅火器或滅火裝置等中，填充有作為滅火劑的微粉末狀態者。這樣的滅火器或滅火裝置，基本機能係藉由在操作時使微粉末狀態的滅火劑朝向火燄擴散而瞬間使如鉀自由基的自由基產生，並藉由前述自由基捕捉促進燃燒反應的氫自由基、氧自由基、氫氧化自由基等而進行滅火。使用這樣的粉末系滅火劑之滅火器或滅火裝置，為了使其保持著粉體地擴散，容器體積會很大，且為了使其瞬間噴出而需要耐高壓的容器，因此會變重。
RU2357778 C2中揭示，為了實現更壓縮(compact)的滅火裝置，藉由使用由燃料成分的二氰二胺(dicyandiamide)與氧化劑成分的硝酸鉀所構成的火藥組成物，而使包含源自氧化劑的鉀自由基之氣溶膠產生。
KR101209706 B1中記載添加檸檬酸鉀作為氧化劑的系統，但氧化劑係無機化合物的氧化力較優異 ，無法引起僅促進自發性燃燒的氧化還原反應，因此難以實現。
本發明的課題在於提供一種氣溶膠滅火劑組成物、與使用前述組成物之產生氣溶膠的自動滅火裝置，該氣溶膠滅火劑組成物係在用作為滅火器、滅火裝置等的滅火劑時，與使用粉末系的滅火劑的情況相比之下，能更壓縮且輕量化滅火器、滅火裝置等。
本發明提供一種氣溶膠滅火劑組成物、與使用前述組成物之產生氣溶膠的自動滅火裝置，該氣溶膠滅火劑組成物係在(A)成分與(B)成分的合計量中含有(A)燃料20~50質量%及(B)無機氧化劑80~50質量%，再者，相對於(A)成分與(B)成分的合計量100質量份，含有(C)有機羧酸鉀鹽7~1000質量份，熱分解開始溫度在大於90℃~260℃的範圍內。
本發明的氣溶膠滅火劑組成物與使用其之產生氣溶膠的自動滅火裝置，並非在粉體的狀態下擴散使用，而是受到火災的熱便自動地著火燃燒，可使具有滅火作用的氣溶膠產生。因此，若與使用粉末系的滅火劑的情況相比，能更壓縮且輕量化滅火器、滅火裝置等。
1、11‧‧‧支持台
2、12‧‧‧金屬網
3、13‧‧‧容器
5、15‧‧‧燃燒劑
6、16‧‧‧氣溶膠滅火劑組成物
7、17‧‧‧火燄
第1圖係使用本發明的氣溶膠滅火劑組成物之滅火性能的確認試驗的試驗方法的說明圖(燃燒空間容積為5L、20L及50L)。
第2圖係使用本發明的氣溶膠滅火劑組成物之滅火性能的確認試驗的試驗方法的說明圖(燃燒空間容積為80L、600L、2000L)。
[實施發明之形態]
<氣溶膠滅火劑組成物>
(A)成分的燃料，係用於與(B)成分的無機氧化劑一起燃燒，藉此使熱能產生而使源自(C)成分的有機羧酸鉀鹽之氣溶膠(鉀自由基)產生之成分。
作為(A)成分的燃料，較佳為選自二氰二胺(DCDA)、硝基胍、硝酸胍、脲、三聚氰胺、氰尿酸三聚氰胺(melamine cyanurate)、微晶纖維素(avicel)、瓜爾膠(Guar Gum)、羧基甲基纖維素鈉(CMCNa)、羧基甲基纖維素鉀、羧基甲基纖維素銨、硝基纖維素、鋁、硼、鎂、鎂鋁合金、鋯、鈦、氫化鈦、鎢、矽的至少一者。
(B)成分的無機氧化劑，係用於與(A)成分的燃料一起燃燒，藉此使熱能產生而使源自(C)成分的有機羧酸鉀鹽之氣溶膠(鉀自由基)產生之成分。
作為(B)成分的無機氧化劑，較佳為選自硝酸鉀、硝酸鈉、硝酸鍶、過氯酸銨、過氯酸鉀、鹼性硝酸銅、氧化銅(I)、氧化銅(II)、氧化鐵(II)、氧化鐵(III)、三氧化鉬的至少一者。
(A)成分的燃料與(B)成分的無機氧化劑的合計量中的含有比率係(A)成分為20~50質量%，較佳為25 ~40質量%，更佳為25~35質量%，(B)成分為80~50質量%，較佳為75~60質量%，更佳為75~65質量%。
(C)成分的有機羧酸鉀鹽，係用於藉由利用(A)成分與(B)成分的燃燒所產生的熱能而使氣溶膠(鉀自由基)產生之成分。
作為(C)成分的有機羧酸鉀鹽，較佳為選自醋酸鉀、丙酸鉀、檸檬酸一鉀、檸檬酸二鉀、檸檬酸三鉀、乙二胺四醋酸三氫一鉀、乙二胺四醋酸二氫二鉀、乙二胺四醋酸一氫三鉀、乙二胺四醋酸四鉀、酞酸氫鉀、酞酸二鉀、草酸氫鉀、草酸二鉀的至少一者。
(C)成分的含有比率係相對於(A)成分與(B)成分的合計量100質量份，(C)成分為7~1000質量份，較佳為10~900質量份。
本發明的組成物係熱分解開始溫度在大於90℃~260℃的範圍內者，較佳為大於150℃~260℃者。前述熱分解開始溫度能藉由以上述的比率組合上述的(A)、(B)及(C)成分來滿足。本發明的組成物，藉由滿足上述的熱分解溫度範圍，能夠不使用例如點火裝置等，接受到火災發生時的熱則(A)成分與(B)成分便自動地著火燃燒，使源自(C)成分的氣溶膠(鉀自由基)產生以進行滅火。
此外，作為位於室內的可燃物，一般木材的閃點(flash temperature)為260℃，而設置在處理煙火的場所的自動火災通報設備的熱感測器的一般作動溫度為90℃，藉由將熱分解溫度設定成90℃以下不起動的條件 ，從而能夠快速地滅火，同時也能夠防止前述熱感測器的誤作動。尤其，熱感測器的最大設定溫度為150℃，故藉由將熱分解開始溫度的下限值設定為大於150℃，可得到高通用性。
本發明的組成物的形態沒有特別的限制，能作成粉末或所要形狀的成形體。成形體能作成顆粒、所要形狀的粒狀(圓柱形狀等)、錠劑、球形、圓板等。成形體較佳為表觀密度為1.3g/cm3以上者。
<產生氣溶膠的自動滅火裝置>
本發明的產生氣溶膠的自動滅火裝置，能夠作成不具有用於點燃氣溶膠滅火劑組成物的(A)成分的燃料之點火手段者、與為了點燃(A)成分的燃料而具有周知的引爆器(initiator)或雷管等之點火手段者當中任一形態。
不具有點火手段的自動滅火裝置，能作成將本發明的組成物收容在可燃性或不可燃性的容器者。作為自動滅火裝置，將本發明的組成物收容在可燃性的容器的形態者，例如，能夠連同前述容器一起投入火燄來使用。作為自動滅火裝置，將本發明的組成物收容在不可燃性的容器的形態者，例如，能夠通過前述容器的開口部對烹調中的起火物(鍋子的內容物的起火等)撒上組成物來使用。
此外，本發明的自動滅火裝置，為了較早感測到火災，能夠作成將本發明的組成物收容在由熱傳導性佳的材料(鋁、銅等)所構成之容器內的形態者，再者，為了提高集熱效果，前述容器也能夠作成具有供增大 表面積用的鰭結構者。
此自動滅火裝置，為了在因意外起火而發生火災時進行應對，例如，能配置在各種電池等的附近來使用。
具有點火手段的自動滅火裝置，可作成為組合：成為滅火劑的本發明的組成物、收容點火手段的容器、及用於將火災的發生傳遞給前述點火手段以使其作動用的熱感測器等者。
[實施例]
實施例1~3、5、7~12、比較例1、4
以表1所示的摻合比率(以不包含水分的乾燥物而言)充分混合表1所示的(A)、(B)及(C)成分，相對於(A)、(B)、(C)成分的合計量100質量份，添加相當於20質量份的離子交換水並進一步混合。此處，(C)成分的使用量係相對於(A)成分與(B)成分的合計量100質量份者。使所得到的含水混合物在110℃×16小時的恆溫槽中乾燥，作成水分1質量%以下的乾燥品。用瑪瑙研缽弄碎乾燥品，以成為500μm以下的粒徑的方式造粒而得到粉碎品。將粉碎品2.0g填充於內徑9.6mm的既定模具(臼)中，插入杵後，用油壓幫浦在面壓220.5MPa(2250kg/cm2)下，每5秒鐘由兩面進行加壓，得到本發明的組成物的成形體(表觀密度為表1記載者)。
實施例4、6、比較例2、3
以表1所示的摻合比率(以不包含水分的乾燥物而言)充分混合表1所示的(A)、(B)及(C)成分。惟，比較例3 為(C)成分100質量%。將所得到的混合品2.0g填充於內徑9.6mm的既定模具(臼)中，插入杵後，用油壓幫浦在面壓220.5MPa(2250kg/cm2)下，每5秒鐘由兩面進行加壓，得到本發明的組成物的成形體(表觀密度為表1記載者)。
實施例13、14、17、18
將與實施例1同樣地操作所得到的粉碎品1.7g填充於內徑9.6mm的既定模具(臼)中，插入杵後，用油壓幫浦在面壓73.5MPa(750kg/cm2)下，每5秒鐘由兩面進行加壓，得到本發明的組成物的成形體(表觀密度為表1記載者)。
實施例15、16
與實施例1同樣地操作而得到粉碎品。將此粉碎品設為實施例15的組成物。此外，將與實施例4同樣地操作所得到的混合物粉末設為實施例16的組成物。
<滅火試驗1>
在第1圖所示的裝置中進行試驗。在支持台1上放置鐵製的金屬網2，僅依表中所示個數在其中心部放置實施例及比較例的組成物(成形體)6。又，實施例15、16(粉碎品、粉末)係在放入鋁製皿的狀態下，放置在金屬網2的中心部。在金屬網2上，蓋上耐熱玻璃製的透明容器3(5L、20L或50L)，除了面對金屬網2的部分以外，加以密閉。
通過金屬網2在組成物6的正下方放置放入了作為燃燒劑(ignition agent)的正庚烷100ml的皿5。在此狀態下將正庚烷點燃而產生火燄7，加熱組成物6使氣溶膠產生，觀察前述火燄7是否能熄滅。將結果顯示在表1。
<滅火試驗2>
在第2圖所示的裝置中進行試驗。在支持台11上放置鐵製的金屬網容器12，僅依表中所示個數在其內部放置實施例及比較例的組成物(成形體)16。通過金屬網12在組成物16的正下方放置放入了作為燃燒劑的正庚烷100ml的皿15。
這些支持台11、鐵製的金屬網容器12及皿15係放入有觀察用的窗的金屬製的腔13(80L、600L、2000L)。在此狀態下將正庚烷點燃而產生火燄17，加熱組成物16使氣溶膠產生，從觀察窗觀察是否能滅火。將結果顯示在表1。
實施例皆能瞬間滅火。比較例雖然火勢暫時變小，但無法滅火。
[產業上之可利用性]
本發明的氣溶膠滅火劑組成物能被使用作為火災發生時的滅火劑。

Claims (8)

  1. 一種氣溶膠滅火劑組成物，其在(A)成分與(B)成分的合計量中含有(A)燃料20~50質量%及(B)無機氧化劑80~50質量%，再者，相對於(A)成分與(B)成分的合計量100質量份，含有(C)有機羧酸鉀鹽7~1000質量份，熱分解開始溫度在大於90℃~260℃的範圍內。
  2. 如請求項1的氣溶膠滅火劑組成物，其中該有機羧酸鉀鹽(C)為選自醋酸鉀、丙酸鉀、檸檬酸一鉀、檸檬酸二鉀、檸檬酸三鉀、乙二胺四醋酸三氫一鉀、乙二胺四醋酸二氫二鉀、乙二胺四醋酸一氫三鉀、乙二胺四醋酸四鉀、酞酸氫鉀、酞酸二鉀、草酸氫鉀、草酸二鉀的至少一者。
  3. 如請求項1的氣溶膠滅火劑組成物，其中該燃料(A)為選自二氰二胺、硝基胍、硝酸胍、脲、三聚氰胺、氰尿酸三聚氰胺(melamine cyanurate)、微晶纖維素(avicel)、瓜爾膠(Guar Gum)、羧基甲基纖維素鈉、羧基甲基纖維素鉀、羧基甲基纖維素銨、硝基纖維素、鋁、硼、鎂、鎂鋁合金、鋯、鈦、氫化鈦、鎢、矽的至少一者。
  4. 如請求項1的氣溶膠滅火劑組成物，其中該無機氧化劑為選自硝酸鉀、硝酸鈉、硝酸鍶、過氯酸銨、過氯酸鉀、鹼性硝酸銅、氧化銅(I)、氧化銅(II)、氧化鐵(II)、氧化鐵(III)、三氧化鉬的至少一者。
  5. 如請求項1的氣溶膠滅火劑組成物，其表觀密度為 1.3g/cm3以上。
  6. 一種產生氣溶膠的自動滅火裝置，其使用如請求項1至5中任一項的氣溶膠滅火劑組成物。
  7. 如請求項6的產生氣溶膠的自動滅火裝置，其係將產生氣溶膠的滅火劑組成物收容在可燃性或不可燃性的容器而成。
  8. 如請求項6的產生氣溶膠的自動滅火裝置，其係具有用於點燃(A)成分的燃料之點火手段而成。
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