WO2017163401A1 - 消火剤の製造方法 - Google Patents

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秀明 迫
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株式会社Ｊ－Ｓｔｙｌｅ
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D1/00—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
    • A62D1/06—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires containing gas-producing, chemically-reactive components
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C19/00—Hand fire-extinguishers in which the extinguishing substance is expelled by an explosion; Exploding containers thrown into the fire

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a fire extinguishing agent that has a high fire extinguishing capability and that is safe from damage to a storage container.
  • Patent Document 1 discloses urea, sodium chloride, anhydrous sodium carbonate, ammonium sulfate, and the like as extinguishing agent components.
  • Patent Document 1 discloses urea, sodium chloride, anhydrous sodium carbonate, ammonium sulfate, and the like as extinguishing agent components.
  • many patents disclosing various fire extinguishing agent components have been filed. However, in any case, since each company has know-how about the manufacturing method of a fire extinguisher, it was hardly disclosed.
  • Patent Document 2 as a method of manufacturing a fire extinguishing agent. According to this, it was possible to efficiently produce a fire extinguishing agent using sodium chloride, diammonium hydrogen phosphate, and ammonium hydrogen carbonate as a fire extinguishing agent component.
  • the fire extinguishing agent obtained by Patent Document 2 There was a problem that it was difficult to quickly extinguish a flame with intense heat like gasoline, and there was a problem that the internal pressure increased greatly due to the influence of the surrounding temperature rise and the container was damaged, which was dangerous.
  • Patent Document 3 a method of manufacturing a fire extinguisher that has a high fire extinguishing capability and can quickly extinguish a flame with a strong heating power such as gasoline, and has no risk of damage to the container.
  • Patent Document 3 See Patent Document 3.
  • Patent Document 3 it has been found that it is difficult to extinguish a tempura oil fire instantly, despite the fact that it can quickly extinguish a flame with intense heating power. I found that was not suitable. Therefore, the development of a new throw-in type fire extinguisher that can be applied to a fire extinguisher for a kitchen was being promoted.
  • the present invention solves the above-described problems, and can quickly extinguish a flame with high fire extinguishing ability and a strong heating power such as gasoline, and also prevents an increase in internal pressure accompanying an increase in ambient temperature.
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a fire extinguisher that is safe because it can eliminate the risk of breakage, can be extinguished instantaneously, and can also be used as a fire extinguisher for a kitchen.
  • the method for producing a fire extinguisher of the present invention made to solve the above problems is a method for producing a fire extinguisher to be put into a fire extinguisher or a fire extinguisher, and a step of dissolving sodium chloride in hot water at 60 to 70 ° C.
  • ammonium sulfate and potassium carbonate a step of adding ammonium sulfate and potassium carbonate to this and dissolving it, and when the total amount of the fire extinguishing agent is 600 ml, 5 to 8 g of sodium chloride is added and diammonium hydrogen phosphate is added. 40-60 g, ammonium hydrogen carbonate addition amount 40-60 g, ammonium sulfate addition amount 30-50 g, potassium carbonate addition amount 5-12 g It is an feature.
  • ethylene glycol as a freezing point depressant, and this is the invention according to claim 2.
  • a chemical obtained by sequentially dissolving sodium chloride, diammonium hydrogen phosphate, and ammonium hydrogen carbonate is kept at a temperature of 75 to 85 ° C. for 20 to 30 minutes, thereby By discharging carbon dioxide and ammonia, it is possible to prevent an increase in internal pressure due to the influence of an increase in ambient temperature, and to avoid the risk of damage to the container.
  • ammonium hydrogen carbonate instead of the conventional ammonium carbonate, the fire extinguishing speed is improved, and a flame with intense heating power such as gasoline can be extinguished quickly.
  • potassium carbonate potassium carbonate reacts with fats and oils in the event of a fire such as tempura oil to form a nonflammable soap on the surface, instantly making the oil nonflammable and extinguishing the fire.
  • sodium chloride is added to hot water of 60 to 70 ° C. and dissolved by stirring.
  • This sodium chloride exhibits an action as a catalyst for promoting the reaction between diammonium phosphate and ammonium hydrogen carbonate, which will be described later, and an action for lowering the freezing point of the fire extinguishing agent.
  • diammonium hydrogen phosphate is added and dissolved by stirring.
  • ammonium hydrogen carbonate is added and dissolved by stirring.
  • This mixture of diammonium hydrogen phosphate (also known as diammonium phosphate) and ammonium bicarbonate is thermally decomposed into carbon dioxide (CO 2 ) and ammonia gas (NH 3 ) in response to the heat of the fire during fire extinguishing Is done.
  • Carbon dioxide gas blocks the oxygen to the combustion product, and neutralizes and suppresses the oxidation of the combustion product.
  • ammonia gas lowers the temperature of the combustion product due to the cooling effect and has an alkaline property. It has the effect of extinguishing fire by neutralizing the oxidation of the combustion products.
  • ammonium hydrogen carbonate is used in place of the conventional ammonium carbonate, and the fire extinguishing speed is improved, so that a fire with intense heat like gasoline can be extinguished quickly.
  • the chemical solution thus obtained is held at a temperature of 75 to 85 ° C. for 20 to 30 minutes.
  • the carbon dioxide gas and ammonia in the liquid are discharged to prevent an increase in internal pressure due to the effect of an increase in ambient temperature, and the risk of container breakage can be avoided.
  • the operating temperature range of fire extinguishers and fire extinguishers is assumed to be in the range of -20 ° C to 40 ° C, but carbon dioxide and ammonia can be discharged by the heat treatment, so the internal pressure increases even when the outside temperature reaches 40 ° C. Therefore, the container can be reliably prevented from being damaged.
  • ammonium sulfate is added to this and stirred to dissolve. Since this ammonium sulfate has an effect of raising the ignition point of wood, paper, etc., re-combustion after extinguishing can be prevented, and safety is improved.
  • potassium carbonate is added. This potassium carbonate reacts with fats and oils in the event of a fire such as tempura oil to form a non-flammable soap on the surface, suppresses the oxidation reaction rate of the oil, instantly incombusts the oil and extinguishes the fire. As will be described later, if the amount of potassium carbonate is less than 5 g, a sufficient soap film cannot be formed, and if it exceeds 12 g, stirring becomes difficult and a uniform soap film cannot be formed. A range of 12 g is preferred.
  • the amount of each component added is 5 to 8 g of sodium chloride, 40 to 60 g of diammonium phosphate, and 40 of ammonium bicarbonate when the total amount of the fire extinguishing agent is 600 ml. -60 g, ammonium sulfate is added in an amount of 30-50 g, and potassium carbonate is added in an amount of 5-12 g.
  • This 600 ml is an amount suitable for filling one throw-in type fire extinguishing tool, and when it is manufactured in large quantities, it may be prepared so that the ratio is the same.
  • ethylene glycol can be further added as a freezing point depressant.
  • the amount of ethylene glycol added is 100 to 200 ml with respect to 600 ml of the fire extinguishing agent. By adding this ethylene glycol, the freezing point of the fire extinguisher can be lowered and more excellent fire extinguishing ability can be exhibited.
  • the fire extinguisher produced according to the present invention can be used by being filled in a fire extinguisher, but since the fire extinguishing ability is improved, it can perform a sufficient fire extinguishing activity even when applied to a throw-in type fire extinguisher.
  • a throw-in type fire extinguisher is a container that is filled with about 600ml of fire extinguisher in a container that can be easily broken by an impact, thrown into the fire source in the event of a fire, and sprays the fire extinguisher without any training. Can be used by anyone, and the initial fire fighting can be done sooner. Further, the total weight is comparatively light as 750 to 850 g, and it is possible to carry out long throwing, and a safe distance from the fire source can be secured in use.
  • a fire extinguishing experiment was conducted using the second model of fire A specified by the Fire Service Act (8 m 2 above an oil pan and 90 centimeters of dried cedar timber assembled in a crossbeam). As a result, it was confirmed that the fire could be completely extinguished with two throw-in type fire extinguishers.
  • this model was extinguished using a water bucket, 24 liters of water was required, and the fire extinguishing ability (20 times the capacity of water) of the fire extinguishing agent of the present invention could be confirmed.
  • the throw-in type fire extinguisher was placed in an atmosphere of 40 ° C. and left for 24 hours, and then placed in an atmosphere of ⁇ 20 ° C. and left for 24 hours. Then, it was left at room temperature (20 ° C.) for 24 hours.
  • room temperature (20 ° C.) As a result of observing the state of the container every 4 hours under each temperature condition, there was no crack or deformation due to expansion or contraction of the container itself, and the effect of cracking or deformation of the container due to freezing of the extinguishing agent. Was not seen at all. Therefore, it was confirmed that the fire extinguishing tool using the fire extinguisher of the present invention can be used without any problems in the temperature range of ⁇ 20 ° C. to 40 ° C.

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Abstract

本発明は、消火能力が高く、しかも収納容器の破損のおそれがなく安全な消火剤の製造方法に関する。消火器や消火用具に入れる消火剤の製造方法であって、６０～７０℃のお湯に塩化ナトリウムを入れて溶解する工程と、これにリン酸水素二アンモニウムを入れて溶解する工程と、これに炭酸水素アンモニウムを入れて溶解する工程と、次いで前記工程で得られた薬液を７５～８５℃の温度で２０～３０分間保つ工程と、これに硫酸アンモニウムおよび炭酸カリウムを入れて溶解する工程を備え、消火剤の全体量を６００ｍｌとした場合に、塩化ナトリウムの添加量を５～８ｇ、リン酸水素二アンモニウムの添加量を４０～６０ｇ、炭酸水素アンモニウムの添加量を４０～６０ｇ、硫酸アンモニウムの添加量を３０～５０ｇ、炭酸カリウムの添加量を５～１２ｇとする。

Description

消火剤の製造方法
　本発明は、消火能力が高く、しかも収納容器の破損のおそれがなく安全な消火剤の製造方法に関するものである。
　従来から、消火器用の消火剤としては種々のものが開発されている。一方、従来の床置き式消火器とは別に、消火剤が封入してある包装容器を容器ごと火元に投げ入れて消火する投げ込み式の消火用具も使用されるようになってきた（例えば、特許文献１を参照）。その理由としては、床置き式消火器は操作が難しく取扱性に難点があり、実際の消火時に使用することは困難であるのに対し、投げ込み式の消火用具は単に投げ込むだけで消火できることの簡便性によるものと考えられる。
　前記特許文献１では、消火剤成分として尿素、塩化ナトリウム、無水炭酸ソーダ、硫酸アンモニウム等が開示されている。また、その他にも様々な消火剤成分を開示した特許が多数出願されている。しかしながら、いずれにしても消火剤の製造方法については各社がノウハウとして保有しているため、公開されることはほとんどなかった。
　一方、消火剤の製造方法として特許文献２がある。これによれば、塩化ナトリウム、リン酸水素二アンモニウム、炭酸水素アンモニウムを消火剤成分とする消火剤を効率よく製造することができたが、この特許文献２により得られる消火剤の場合は、例えばガソリンのように火力の激しい火炎を素早く消火することは難しいという問題や、周囲の温度上昇の影響を受けて内圧が大きく上昇し容器が破損して危険であるという問題があった。
　そこで、本発明者は消火能力が高くてガソリンのように火力の激しい火炎も素早く消火することができ、また容器破損のおそれがない消火剤の製造方法を開発し、既に特許権を取得している（特許文献３を参照）。
　しかしながら、特許文献３により得られる消火剤の場合は、火力の激しい火炎を素早く消火できるにもかかわらず、天ぷら油の火災を瞬時に消火することが難しいことが判明し、厨房用の消火器には向いていないことがわかった。そこで、厨房用の消火器にも適用できる新たな投げ込み式の消火器の開発を進めていた。
特開２００１－３７９０１号公報 特開２００５－２８８０５９号公報 特許第５７０７５８５号公報
　本発明は上記のような問題点を解決して、消火能力が高くてガソリンのように火力の激しい火炎も素早く消火することができ、また周囲の温度の上昇に伴う内圧の上昇を防いで容器破損のおそれをなくすことができ安全であり、また天ぷら油の火災も瞬時に消火できて厨房用の消火器としても適用可能な消火剤の製造方法を提供することを目的とするものである。
　上記課題を解決するためになされた本発明の消火剤の製造方法は、消火器や消火用具に入れる消火剤の製造方法であって、６０～７０℃のお湯に塩化ナトリウムを入れて溶解する工程と、これにリン酸水素二アンモニウムを入れて溶解する工程と、これに炭酸水素アンモニウムを入れて溶解する工程と、次いで前記工程で得られた薬液を７５～８５℃の温度で２０～３０分間保つ工程と、これに硫酸アンモニウムおよび炭酸カリウムを入れて溶解する工程を備え、消火剤の全体量を６００ｍｌとした場合に、塩化ナトリウムの添加量を５～８ｇ、リン酸水素二アンモニウムの添加量を４０～６０ｇ、炭酸水素アンモニウムの添加量を４０～６０ｇ、硫酸アンモニウムの添加量を３０～５０ｇ、炭酸カリウムの添加量を５～１２ｇとすることを特徴とするものである。
　また、凝固点降下剤として、エチレングリコールを添加することが好ましく、これを請求項２に係る発明とする。
　請求項１に係る発明では、塩化ナトリウムと、リン酸水素二アンモニウムと、炭酸水素アンモニウムを順次溶解して得られた薬液を７５～８５℃の温度で２０～３０分間保つことにより、液中の炭酸ガスおよびアンモニアを排出して、周囲の温度上昇の影響による内圧上昇を防止し、容器破損の危険性を回避することが可能となる。また、従来の炭酸アンモニウムにかえて炭酸水素アンモニウムを用いたことにより、消火速度が向上しガソリンのように火力の激しい火炎も素早く消火できることとなる。また、炭酸カリウムを加えることにより、炭酸カリウムが天ぷら油等の火災の際に油脂と反応して表面に不燃性の石鹸を形成し、瞬時に油を不燃化して消火することとなる。
　更に請求項１に係る発明では、適切な配合により消火能力の高い消火剤を得ることができ、また消火剤を投げ込み式の消火用具の容器に収納しても合計重量が７５０～８５０ｇと比較的軽量であり、遠投が可能で使用に際して火元から安全な距離を確保することができることとなる。
　また請求項２に係る発明では、消火剤の凝固点を更に下げることができるので、消火能力が向上してより素早い消火が可能となる。
　以下に、本発明の好ましい実施の形態を示す。
　先ず、６０～７０℃のお湯に塩化ナトリウムを入れ、撹拌して溶解する。この塩化ナトリウムは、後述するリン酸二アンモニウムと炭酸水素アンモニウムの反応を促進する触媒としての作用と、消火剤の凝固点を降下させる作用を発揮する。
　次に、リン酸水素二アンモニウムを入れ、撹拌して溶解し、更に、炭酸水素アンモニウムを入れ、撹拌して溶解する。このリン酸水素二アンモニウム（別名：リン酸二アンモニウムという）と炭酸水素アンモニウムの混合物は、消火の際、火災の熱に反応して炭酸ガス（ＣＯ２）とアンモニアガス（ＮＨ３）に熱分解される。そして、炭酸ガスは燃焼物への酸素を遮断し、燃焼物の酸化を中和して抑える作用を発揮し、一方、アンモニアガスは冷却効果で燃焼物の温度を降下させるとともに、アルカリ性の性状を持つので燃焼物の酸化を中和して消火する作用を発揮する。
　また、本発明では従来の炭酸アンモニウムにかえて炭酸水素アンモニウムを用いており、消火速度を向上させてガソリンのように火力の激しい火炎も素早く消火することを可能にしている。
　次に本発明では、このようにして得られた薬液を、７５～８５℃の温度で２０～３０分間保持する。これにより、液中の炭酸ガスおよびアンモニアを排出して、周囲の温度上昇の影響による内圧上昇を防止し、容器破損の危険性を回避することが可能となる。
　消火器や消火用具の使用温度範囲としては－２０℃～４０℃の範囲が想定されているが、前記加熱処理によって炭酸ガスおよびアンモニアを排出できるので、外気温が４０℃になっても内圧上昇がなく、容器の破損を確実に防止できることとなる。
　次いで、これに硫酸アンモニウムを入れ、撹拌して溶解する。この硫酸アンモニウムは、木材や紙等の発火点を上昇させる効果を有するので、消火後の再燃焼を防止することができ、安全性を高めることとなる。
　また、前記硫酸アンモニウムの他、炭酸カリウムを添加する。この炭酸カリウムは、天ぷら油等の火災の際に油脂と反応して表面に不燃性の石鹸を形成し、油の酸化反応速度を抑えて瞬時に油を不燃化して消火することとなる。炭酸カリウムの添加量は、後述するように、５ｇ未満では十分な石鹸膜を形成することができず、１２ｇより多いと撹拌しにくくなって均一な石鹸膜を形成することができないため、５～１２ｇの範囲が好ましい。
　前記各成分の添加量は、消火剤の全体量を６００ｍｌとした場合に、塩化ナトリウムの添加量を５～８ｇ、リン酸二アンモニウムの添加量を４０～６０ｇ、炭酸水素アンモニウムの添加量を４０～６０ｇ、硫酸アンモニウムの添加量を３０～５０ｇ、炭酸カリウムの添加量を５～１２ｇとする。
　この６００ｍｌは、投げ込み式消火用具１本に充填するのに適した量であり、多量に製造する場合は比率が同じになるように調合すればよい。
　また、凝固点降下剤として、更にエチレングリコールを添加することもできる。このエチレングリコールの添加量は、前記消火剤６００ｍｌに対し、１００～２００ｍｌである。
　このエチレングリコールの添加により消火剤の凝固点を降下させて、より優れた消火能力を発揮させることができる。
　本発明により製造した消火剤は、消火器に充填して使用できることは勿論であるが、消火能力が向上しているので投げ込み式の消火器に適用しても十分な消火活動をすることができる。投げ込み式の消火器は、衝撃で簡単に割れる容器に約６００ｍｌ程度の消火剤を充填して、火災時に火元に投げ入れて容器を破壊させ消火剤を散布させるものであり、訓練をしなくても誰もが使用することができ、より早く初期消火活動が行えることとなる。また、総重量も７５０～８５０ｇと比較的軽量であり、遠投が可能で使用に際して火元から安全な距離を確保することができることとなる。
　６５℃のお湯に塩化ナトリウム７ｇを入れて溶解した後、これにリン酸水素二アンモニウム５０ｇを入れて溶解した。更に、これに炭酸水素アンモニウム５０ｇを入れて溶解した。次いで、得られた薬液を８０℃の温度で２５分間保持した。次に、この溶液に硫酸アンモニウム４０ｇおよび炭酸カリウム８ｇを入れて溶解し、最後に全体量が６００ｍｌとなるように水を加えて消火剤を製造した。この消火剤６００ｍｌを、投げ込み式の消火器の容器に充填した。
　消防法で定められたＡ火災の第二模型（オイルパンの上に８ｍ２に、長さ７３ｃｍの乾燥した杉の角材９０本を井桁に組んだもの）を使用して、消火実験を行った結果、２本の投げ込み式の消火器で完全に消火できることが確認できた。
　この模型を水バケツを用いて消火した場合は、２４リットルの水が必要であり、本発明の消火剤の優れた消火能力（水の２０倍の能力）が確認できた。
　また、前記投げ込み式の消火器を４０℃の雰囲気中に入れて２４時間放置した後、－２０℃の雰囲気中に入れて２４時間放置した。その後、常温（２０℃）にして２４時間放置した。
　各温度条件下において４時間毎に容器の状態を観察した結果、容器自体の膨張や収縮による割れ、変形等は全く見られず、また、消火剤の凍結による容器への割れ、変形等の影響も全く見られなかった。従って、本発明の消火剤を用いた消火用具は、－２０℃～４０℃の温度範囲において何ら問題なく使用できることが確認できた。
　更に、厨房において天ぷら油が引火して周辺に火が飛び散った状態を作り、この中へ前記投げ込み式の消火器を投げ入れて消化活動を行った。この結果、２本の投げ込み式の消火器で完全に鎮火できることが確認できた。天ぷら油の引火に対しては水による消火活動が不可能であり化学消火器が必要となるが、本発明の投げ込み式の消火器を準備しておけば、主婦等であっても簡単に消火活動を行って鎮火できることが判明した。

Claims (2)

  1. 　消火器や消火用具に入れる消火剤の製造方法であって、６０～７０℃のお湯に塩化ナトリウムを入れて溶解する工程と、これにリン酸水素二アンモニウムを入れて溶解する工程と、これに炭酸水素アンモニウムを入れて溶解する工程と、次いで前記工程で得られた薬液を７５～８５℃の温度で２０～３０分間保つ工程と、これに硫酸アンモニウムおよび炭酸カリウムを入れて溶解する工程を備え、消火剤の全体量を６００ｍｌとした場合に、塩化ナトリウムの添加量を５～８ｇ、リン酸水素二アンモニウムの添加量を４０～６０ｇ、炭酸水素アンモニウムの添加量を４０～６０ｇ、硫酸アンモニウムの添加量を３０～５０ｇ、炭酸カリウムの添加量を５～１２ｇとすることを特徴とする消火剤の製造方法。
  2. 　凝固点降下剤として、エチレングリコールを添加する請求項１に記載の消火剤の製造方法。
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