TWI659765B - 滅火劑組成物 - Google Patents

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Abstract

本發明提供能作為火災發生時之滅火劑使用的滅火劑組成物及使用該滅火劑組成物的氣溶膠產生自動滅火裝置。一種滅火劑組成物，其特徵為：含有燃料20~50質量%及氯酸鹽80~50質量%，再者相對於該燃料及該氯酸鹽之合計量100質量份，含有6~1000質量份之鉀鹽，熱分解開始溫度為超過90℃~260℃之範圍；及一種氣溶膠產生自動滅火裝置，其包含該滅火劑組成物。

Description

滅火劑組成物
本發明關於能藉由燃燒產生氣溶膠並撲滅抑制火災的滅火劑組成物，及關於使用該滅火劑組成物之氣溶膠產生自動滅火裝置。
一般的滅火器或滅火裝置等填充有微粉末狀態的滅火劑。如此之滅火器或滅火裝置基本上具有以下機能：於作動時藉由使微粉末狀態之滅火劑朝向火焰擴散以瞬間產生如鉀自由基之自由基，並藉由前述自由基捕捉促進燃燒反應的氫自由基、氧自由基及/或氫氧化自由基等而滅火。
不過，為使滅火劑以粉體狀態擴散，如此之使用粉末系滅火劑的滅火器或滅火裝置的容器體積大，且為使其瞬間噴出滅火劑，須為耐高壓之容器，因此重量重。
針對此點，例如已有人在專利文獻1(俄國專利第2357778C2號公報)提案：為實現更緻密的滅火裝置，藉由使用由作為燃料成分之二氰二醯胺與作為氧化劑成分之硝酸鉀構成之火藥組成物，以產生含有來自氧化劑之鉀自由基的氣溶膠。
又，例如專利文獻2(韓國專利第101209706B1號公報)中，雖也有記載添加檸檬酸鉀作為氧化劑之系統，但氧化劑以無機化合物的氧化力較佳，由於無法引起促進自發性燃燒所需之氧化還原反應，因此實現有困難。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 俄國專利第2357778C2號公報 [專利文獻2] 韓國專利第101209706B1號公報
[發明所欲解決之課題] 本發明之目的係：提供一種滅火劑組成物，其作為滅火器或滅火裝置等之滅火劑使用時，相較於使用粉末系滅火劑之情形，能使滅火器或滅火裝置等緻密輕量；並提供使用該滅火劑組成物的氣溶膠產生自動滅火裝置。 [解決課題之手段]
為達成上述目的，本案發明人等就滅火劑之成分及其摻合努力重複實驗並探討，結果發現若將燃料與氯酸鹽與鉀鹽予以組合而將熱分解開始溫度調整至特定範圍，在實現能使滅火器或滅火裝置等更緻密輕量的滅火劑組成物方面係有效果，而完成本發明。
亦即，本發明關於一種滅火劑組成物，其特徵為： 含有燃料20~50質量%及氯酸鹽80~50質量%， 再者相對於該燃料及該氯酸鹽之合計量100質量份，含有6~1000質量份之鉀鹽， 熱分解開始溫度為超過90℃~260℃之範圍； 且本發明關於一種氣溶膠產生自動滅火裝置，其包含該滅火劑組成物。
依具有如此構成的本發明之滅火劑組成物，相較於使用以往之粉末系滅火劑之情形，能使滅火器或滅火裝置等更緻密輕量。因此，本發明之氣溶膠產生自動滅火裝置比以往之滅火器或滅火裝置等更緻密輕量。 [發明之效果]
本發明之滅火劑組成物及使用該滅火劑組成物的氣溶膠產生自動滅火裝置，並非使滅火劑以粉體狀態擴散來使用，而是能受火災所生之熱而自動地著火燃燒，並產生具滅火作用的氣溶膠。因此，相較於使用粉末系滅火劑之情形，能使滅火器或滅火裝置等更緻密輕量。
以下，就本發明之滅火劑組成物及氣溶膠產生自動滅火裝置之代表性實施形態，邊參照圖式邊詳細説明。又，本發明不限於該等圖式；又，圖式係用以概念性地説明本發明，因此為易於理解，視需要亦有將尺寸、比或數誇張或簡化表示之情形。
＜滅火劑組成物＞ 本發明之滅火劑組成物之特徵為：含有燃料(A成分)20~50質量%及氯酸鹽(B成分)80~50質量%，再者相對於該燃料及該氯酸鹽之合計量100質量份，含有6~1000質量份之鉀鹽(C成分)，熱分解開始溫度為超過90℃~260℃之範圍。
係A成分之燃料，為藉由與係B成分之氯酸鹽一起燃燒以產生熱能以產生來自C成分之鉀鹽的氣溶膠(鉀自由基)之成分。
作為該A成分之燃料，例如，宜為選自二氰二醯胺、硝基胍、硝酸胍、脲、三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸酯、微晶纖維素(avicel)、古亞膠、羧甲基纖維素鈉、羧甲基纖維素鉀、羧甲基纖維素銨、硝基纖維素、鋁、硼、鎂、鎂鋁合金(magnalium)、鋯、鈦、氫化鈦、鎢及矽中之至少1種。
B成分之氯酸鹽為強氧化劑，為藉由與A成分之燃料一起燃燒以產生熱能以產生來自C成分之鉀鹽的氣溶膠(鉀自由基)之成分。
作為該B成分之氯酸鹽，例如宜為選自氯酸鉀、氯酸鈉、氯酸鍶、氯酸銨及氯酸鎂中之至少1種。
在此，A成分之燃料與B成分之氯酸鹽在兩者合計100質量%中之含有比例如下。 A成分：20~50質量% 較佳為25~40質量% 更佳為25~35質量% B成分：80~50質量% 較佳為75~60質量% 更佳為75~65質量%
其次，作為C成分之鉀鹽，係藉由A成分與B成分燃燒產生之熱能使氣溶膠(鉀自由基)產生之成分。
作為該C成分之鉀鹽，例如宜為選自乙酸鉀、丙酸鉀、檸檬酸一鉀、檸檬酸二鉀、檸檬酸三鉀、乙二胺四乙酸三氫一鉀、乙二胺四乙酸二氫二鉀、乙二胺四乙酸一氫三鉀、乙二胺四乙酸四鉀、鄰苯二甲酸氫鉀、鄰苯二甲酸二鉀、草酸氫鉀、草酸二鉀及重碳酸鉀中之至少1種。
C成分之含有比例，相對於A成分與B成分之合計量100質量份，較佳為6~1000質量份，更佳為10~900質量份。
再者，本發明之滅火劑組成物之熱分解開始溫度為超過90℃~260℃之範圍，較佳為超過150℃~260℃。如此之熱分解開始溫度之範圍，能藉由將上述A成分、B成分及C成分依上述比例組合以調整。
本發明之滅火劑組成物，藉由滿足上述熱分解開始溫度之範圍，可不使用例如點火裝置等而A成分與B成分受火災發生時所生之熱並自動起火燃燒，使來自C成分之氣溶膠(鉀自由基)產生而滅火。
又，就位於室內的可燃物而言，一般木材之著火溫度為260℃，熱分解開始溫度藉由設定成在設置於用火場所的自動火災警報設備之熱感測器之一般作動溫度90℃以下則不起動之條件，可達到迅速滅火，同時亦可防止前述熱感測器之誤作動。尤其，由於熱感測器之最大設定溫度為150℃，藉由將熱分解開始溫度之下限值設定為超過150℃，可獲得高泛用性。
具有如上述構成的本發明之滅火劑組成物之形態不特別限制，能以分散體等液體或粉末或所欲形狀之成形體等固體之形式使用。若為分散體，亦可藉由噴灑噴霧以塗布劑之形式使用。又，成形體可做成顆粒、所欲形狀之丸粒(圓柱形狀等)、錠劑、球形、圓板等形狀，表觀密度宜為1.0g/cm3 以上。
＜氣溶膠產生自動滅火裝置＞ 本發明之氣溶膠產生自動滅火裝置，使用上述本發明之滅火劑組成物，可為不具有用以點燃A成分之燃料之點火機構者(第一氣溶膠產生自動滅火裝置)，也可為具有用以點燃A成分之燃料的公知之點火器或雷管等點火機構者(第二氣溶膠產生自動滅火裝置)，可具有任一形態。
不具點火機構的第一氣溶膠產生自動滅火裝置，可做成將本發明之滅火劑組成物收納於可燃性或不可燃性之容器而得者。作為自動滅火裝置，若為將本發明之滅火劑組成物收納於可燃性容器而成之形態，例如可連同前述容器對火焰投入來使用。
作為本發明之氣溶膠產生自動滅火裝置，若為將本發明之滅火劑組成物收納於不可燃性容器而成之形態，例如可透過前述容器之開口部對燒煮中之起火物(鍋之內容物之起火等)撒上滅火劑組成物來使用。
又，為了更早感測火災，本發明之氣溶膠產生自動滅火裝置，可做成將本發明之滅火劑組成物收納於由熱電導性良好的材料(鋁、銅等)構成之容器內之形態；再者，為提高聚熱效果，前述容器亦可做成具有用以增大表面積之翼片結構者。為因應萬一起火導致火災發生之情況，此自動滅火裝置，例如可配置於各種電池等之附近使用。
具點火機構的第二氣溶膠產生自動滅火裝置，可做成將收納有作為滅火劑之本發明之滅火劑組成物與點火機構的容器及用以將火災發生訊息傳送至前述點火機構使其作動之熱感測器等加以組合而成者。 [實施例]
≪實施例1~9與比較例1、3及4≫ 將表1所示之A成分、B成分及C成分依表1所示之摻合比例(以不含水分之乾燥物計)充分混合，相對於A成分、B成分及C成分之合計量100質量份，添加相當於10質量份之離子交換水並再予以混合。將獲得之水濕混合品於110℃之恆溫槽乾燥16小時，製作成水分1質量%以下之乾燥品。 其次，將乾燥品以瑪瑙研鉢搗碎，整粒成500μm以下之粒徑，獲得粉碎品。將粉碎品2.0g填充於內徑9.6mm之既定模具(臼)，插入杵後，利用油壓泵浦以面壓220.5MPa(2250kg/cm2 )從兩面加壓各5秒，製作成由成形體構成的本發明之滅火劑組成物1~9及比較滅火劑組成物1、3及4。
≪實施例10≫ 與實施例1同樣方式製作粉碎品，以此粉碎品作為本發明之滅火劑組成物10。
≪實施例11≫ 將以與實施例1同樣方式獲得之粉碎品1.2g填充於內徑9.6mm之既定模具(臼)，插入杵後，利用油壓泵浦以面壓0.5MPa(50kg/cm2 )從兩面加壓各5秒，製作成由成形體構成的本發明之滅火劑組成物11。
≪實施例12及13≫ 將以與實施例1同樣方式獲得之粉碎品1.7g填充於內徑9.6mm之既定模具(臼)，插入杵後，利用油壓泵浦以面壓73.5MPa(750kg/cm2 )從兩面加壓各5秒，製作成由成形體構成的本發明之滅火劑組成物12及13。
≪比較例2≫ 僅將表1所示之(C)成分2.0g填充於內徑9.6mm之既定模具(臼)，插入杵後，利用油壓泵浦以面壓220.5MPa(2250kg/cm2 ) 從兩面加壓各5秒，製作成由成形體構成的比較滅火劑組成物2。
[評價試驗] (1)表觀密度 以數位卡尺測定圓柱狀成型體之外徑與高度，將成形體之重量除以從測定值求得之體積，藉此求得由依上述方式獲得之成形體構成的滅火劑組成物之表觀密度，並記載於表1。 (2)滅火試驗1
以圖1所示之裝置實施滅火試驗1。 於支持台1上放置鐵製金屬網2，於其中心部放置實施例及比較例之組成物(成形體)6。又，實施例10(粉碎品)係以裝入於鋁製皿之狀態放置於金屬網2之中心部。將耐熱玻璃製之透明容器(5L)覆蓋於金屬網2上，除面對金屬網2的部分外，其餘部分為密閉。隔著金屬網2於滅火劑組成物6之正下方放置裝有作為著火劑之正庚烷100ml的皿5。以此狀態點燃正庚烷並使火焰7產生，加熱滅火劑組成物6使氣溶膠產生，觀察是否能撲滅前述火焰7。將結果示於表1。
(3)滅火試驗2 以圖2所示之裝置實施滅火試驗2。 於支持台11上放置鐵製金屬網容器12，於其內部放置實施例及比較例之滅火劑組成物(成形體)16。隔著金屬網12於組成物16之正下方放置裝有作為著火劑之正庚烷100ml的皿15。將該等支持台11、鐵製金屬網容器12及皿15置入具有觀察用窗的金屬製腔室13(2000L)。以此狀態點燃正庚烷使火焰17產生，加熱滅火劑組成物16使氣溶膠產生，從觀察窗觀察是否能滅火。結果示於表1。
【表1】
實施例之滅火劑組成物皆能瞬間滅火。比較例則是火勢暫時變小，但無法滅火。
1、11‧‧‧支持台
2、12‧‧‧金屬網
3、13‧‧‧容器
5、15‧‧‧著火劑
6、16‧‧‧滅火劑組成物
7、17‧‧‧火焰
【圖1】係說明使用了本發明之滅火劑組成物的滅火性能確認試驗之試驗方法之圖 (燃燒空間容積為5L)。 【圖2】係說明使用了本發明之滅火劑組成物的滅火性能確認試驗之試驗方法之另一圖 (燃燒空間容積為2000L)。

Claims (8)

  1. 一種滅火劑組成物，其特徵為：含有燃料20~50質量%及氯酸鹽80~50質量%，再者相對於該燃料及該氯酸鹽之合計量100質量份，含有6~1000質量份之鉀鹽，該燃料係選自羧甲基纖維素鈉、羧甲基纖維素鉀、羧甲基纖維素銨中之至少1種，熱分解開始溫度為超過90℃~260℃之範圍。
  2. 如申請專利範圍第1項之滅火劑組成物，其中，在每分鐘升溫10℃之DSC(差示掃描熱量測定)分析中，該鉀鹽於100℃至440℃之間顯現的吸熱峰總量為100J/g至900J/g。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之滅火劑組成物，其中，該鉀鹽為利用熱能產生鉀自由基之化合物。
  4. 如申請專利範圍第3項之滅火劑組成物，其中，該鉀鹽為乙酸鉀、丙酸鉀、檸檬酸一鉀、檸檬酸二鉀、檸檬酸三鉀、乙二胺四乙酸三氫一鉀、乙二胺四乙酸二氫二鉀、乙二胺四乙酸一氫三鉀、乙二胺四乙酸四鉀、鄰苯二甲酸氫鉀、鄰苯二甲酸二鉀、草酸氫鉀、草酸二鉀及重碳酸鉀中之至少1種。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之滅火劑組成物，其中，該氯酸鹽為與該燃料一起燃燒而產生熱能的氧化劑化合物。
  6. 如申請專利範圍第5項之滅火劑組成物，其中，該氯酸鹽為氯酸鉀、氯酸鈉、氯酸鍶、氯酸銨及氯酸鎂中之至少1種。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之滅火劑組成物，其表觀密度為1.0g/cm3以上。
  8. 一種氣溶膠產生自動滅火裝置，其包含如申請專利範圍第1至7項中任一項之滅火劑組成物。
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