WO2025258512A1 - 水添加型消火剤 - Google Patents

水添加型消火剤

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    • A62D1/00—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/02—Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K21/00—Fireproofing materials
    • C09K21/14—Macromolecular materials

Definitions

  • the present invention relates to a water-added fire extinguishing agent for use in the event of a fire.
  • Water is typically used to extinguish fires.
  • Water has a high specific heat and heat of vaporization, giving it a powerful cooling effect. It efficiently removes heat from burning or combustible materials, thereby extinguishing the fire or preventing combustion.
  • water has a high surface tension, so it tends to fall and wash away rather than remaining on the surface of burning or combustible materials. It is said that only about 10% of the water used in firefighting efforts actually contributes to extinguishing the fire. Therefore, a large amount of water is required for firefighting, as it must be sprayed continuously over an extended period of time.
  • the sprayed water flows down in large quantities rather than remaining in a pool, when extinguishing a fire in a high-rise building, for example, water can flow into lower floors not directly related to the fire, or splash onto adjacent buildings, potentially causing secondary damage.
  • Phosphate inorganic compound fire extinguishing agents typically contain ammonium phosphate as the main ingredient.
  • ammonium phosphate decomposes due to heating, and absorbs heat from the surrounding area through its endothermic action. It also generates non-flammable gases, forming a gas layer around the fire, blocking oxygen. At higher temperatures, it transforms into a molten glass-like substance, covering the burning surface and blocking oxygen. Because fire extinguishing water containing a phosphate inorganic compound fire extinguishing agent is colorless, adding a coloring agent is essential for identifying the area where it has been sprayed, especially in forest fires.
  • inorganic phosphate compound fire extinguishing agents in order to enhance the extinguishing effect of firewater by adding inorganic phosphate compound fire extinguishing agents, a large amount of the agent must be added to the water. Furthermore, the addition of coloring agents and other additives is time-consuming, making it difficult to quickly prepare firewater in the event of a fire. Furthermore, because inorganic phosphate compounds are poorly soluble in water, they are prone to forming clumps, and when stored for long periods, the components precipitate out and form lumps, necessitating the use of equipment to crush them. The poor solubility of inorganic phosphate compounds in water also creates the problem of time-consuming cleaning of equipment and materials.
  • ammonium phosphate is similar to the ingredients used in fertilizers, it has also been pointed out as an environmental problem, as it can cause eutrophication in the soil where it is applied.
  • fire extinguishing water containing synthetic surfactant-based fire extinguishing agents has low surface tension and easily penetrates into fire targets such as burning materials and combustible materials. Furthermore, foam formed by impact or other factors covers the burning materials and combustible materials, blocking oxygen, thereby improving the effectiveness of fire extinguishing, preventing re-ignition, and suppressing the spread of fire. Because the surfactant-based fire extinguishing agent needs to be added to water in a low concentration, and fire extinguishing water can be prepared by adding only the agent to water, fire extinguishing water can be prepared relatively quickly.
  • synthetic surfactants retain their surfactant properties for a certain period of time even when released into the environment, raising concerns about their toxicity to aquatic organisms.
  • Water-absorbent polymer-based fire extinguishing agents are mainly composed of water-absorbent polymers, and when the water-absorbent polymers that have absorbed sufficient water are brought into contact with burning or combustible materials, they are effective in extinguishing the fire, preventing re-ignition, and suppressing the spread of the fire.
  • firewater containing water-absorbent polymer-based extinguishing agents is transparent, making it impossible to identify the areas it has reached, so coloring agents are usually added. This makes preparing the firewater time-consuming.
  • firewater containing water-absorbent polymer-based extinguishing agents has weaker penetration power than firewater containing surfactant-based extinguishing agents, making it difficult for the water to spread from the area it has adhered to the surrounding area, and it is therefore not very effective at extinguishing the fire, preventing re-ignition, or preventing the spread of fire.
  • water-absorbent polymers can cause people to slip when clearing remaining fires or conducting on-site investigations after a fire.
  • the present invention was made in consideration of the above-mentioned problems, and aims to provide a water-added fire extinguishing agent that has high fire extinguishing performance and is easy to extinguish by spraying.
  • the present invention provides a water-added fire extinguishing agent containing, as a component of the fire extinguishing agent, a thermally depolymerizable polymer having a structure to which water-soluble functional groups have been added, its alkali metal salt, or its alkaline earth metal salt (Invention 1).
  • the thermally depolymerizable polymer having a structure to which a water-soluble functional group has been added preferably has a structure represented by the following chemical formula (Invention 2).
  • X is hydrogen (H) or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • Y is COOH, SO 3 H, OCOOH, OSO 3 H, COO(CH2) m COOH, COO(CH2) m SO 3 H, benzene ring-COOH, or benzene ring-SO 3 H
  • n is a positive integer of 5 to 27,000
  • m is a positive integer of 1 to 5.
  • the alkali metal salt is a potassium salt or a sodium salt (Invention 3).
  • the alkaline earth metal salt is a Ca salt or an Mg salt (Invention 4).
  • the content of the thermally depolymerizable polymer having a structure with water-soluble functional groups, its alkali metal salt, or its alkaline earth metal salt in the water-addition type fire extinguishing agent be 0.1 to 20% by weight (Invention 5).
  • the weight average molecular weight (MW) of the thermally depolymerizable polymer having a structure to which the water-soluble functional group has been added, its alkali metal salt, or its alkaline earth metal salt in the water-addition type fire extinguishing agent is 1,000,000 or less (Invention 6).
  • the water-added fire extinguishing agent may contain two or more types of thermally depolymerizable polymers having a structure with water-soluble functional groups, their alkali metal salts, or their alkaline earth metal salts (Invention 7).
  • the thermally depolymerizable polymer having a structure to which the water-soluble functional group has been added is poly(methacrylic acid) (Invention 8).
  • fires can be extinguished efficiently with a small amount of water discharged due to the effects of thermally depolymerizable polymers with structures that have water-soluble functional groups, particularly poly(methacrylic acid).
  • the water-additive fire extinguishing agent of the present invention thanks to the effects of the thermally depolymerizable polymer with a structure to which water-soluble functional groups have been added, particularly poly(methacrylic acid), can efficiently extinguish fires with a smaller amount of water discharged than when water is used alone. This makes it possible to extinguish fires using limited water resources at the fire site, and also reduces secondary damage caused by the discharged water.
  • This water-additive fire extinguishing agent of the present invention is effective against all fires for which water can be used, such as forest fires, residential fires, and electric vehicle (EV) fires.
  • the water-added fire extinguishing agent of this embodiment contains, as a component of the fire extinguishing agent, a polymer having a structure in which a water-soluble functional group such as a carboxylic acid group or a sulfonic acid group is added to a thermally depolymerizable polymer, an alkali metal salt thereof, or an alkaline earth metal salt thereof (hereinafter, these may be referred to as polymer components).
  • a polymer having a structure in which a water-soluble functional group such as a carboxylic acid group or a sulfonic acid group is added to a thermally depolymerizable polymer, an alkali metal salt thereof, or an alkaline earth metal salt thereof (hereinafter, these may be referred to as polymer components).
  • the thermally depolymerizable polymer having a structure to which a water-soluble functional group has been added preferably has a structure represented by the following chemical formula: (In the formula, X is hydrogen (H) or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms; Y is COOH, SO 3 H, OCOOH, OSO 3 H, COO(CH2)mCOOH, COO(CH2)mSO 3 H, benzene ring-COOH, or benzene ring-SO 3 H; n is a positive integer of 4 to 27,000; and m is a positive integer of 1 to 5.)
  • Poly(methacrylic acid) can be suitably used as a thermally depolymerizable polymer having such a structure with water-soluble functional groups.
  • Alkali metal salts of thermally depolymerizable polymers with water-soluble functional groups can be sodium (Na) salts, potassium (K) salts, etc.
  • Alkaline earth metal salts can be calcium (Ca) salts, magnesium (Mg) salts, etc.
  • These polymer components preferably have a weight average molecular weight (MW) of 1,000,000 or less, and especially 100,000 or less.
  • MW weight average molecular weight
  • a weight average molecular weight (MW) of more than 1,000,000 not only reduces solubility in water, but also reduces the efficiency of polymer production.
  • the water-additive fire extinguishing agent of this embodiment is a water-additive type fire extinguishing agent in which the polymer component described above is made into a water-additive type, i.e., an aqueous solution.
  • the content of the polymer component in this aqueous solution is preferably 0.1 to 20% by weight, particularly 0.1 to 10% by weight, and even more preferably 0.1 to 5% by weight. If the polymer component content is less than 0.1% by weight, sufficient fire extinguishing performance will not be obtained and a large amount (volume) of aqueous fire extinguishing agent solution will need to be sprayed.
  • a thermally depolymerizable polymer having a structure to which a water-soluble functional group has been added such as poly(methacrylic acid), its alkali metal salt, or its alkaline earth metal salt, or an alkali metal salt thereof, may be used alone or in combination of two or more.
  • a thermally depolymerizable polymer having a structure to which a water-soluble functional group has been added such as poly(methacrylic acid), its alkali metal salt, or its alkaline earth metal salt, or an alkali metal salt thereof, may be used alone or in combination of two or more.
  • two or more aqueous solutions in which each is dissolved may be mixed, or two or more types of a thermally depolymerizable polymer having a structure to which a water-soluble functional group has been added, its alkali metal salt, or its alkaline earth metal salt may be dissolved in the same aqueous solvent.
  • the water-added fire extinguishing agent described above may be supplied directly to the flame during fire extinguishing, but it is preferable to spray it onto the flame in the form of a mist or droplets in terms of the extinguishing efficiency per unit volume of the water-added fire extinguishing agent.
  • a mist or droplets in terms of the extinguishing efficiency per unit volume of the water-added fire extinguishing agent.
  • it may be sprayed from the air using a helicopter, drone, or aircraft. It may also be made into a spray can or spray gun, making it a simple auxiliary fire extinguishing device for home use. It may also be used as a fire extinguishing agent in a regular fire extinguisher, and may be used for general fires, fires in electric vehicles (EVs), and the like.
  • EVs electric vehicles
  • the water-added fire extinguishing agent of this embodiment exhibits fire extinguishing performance approximately 10 times greater per unit volume than when water is used alone, allowing for efficient fire extinguishing with a small amount of water sprayed. This allows for effective fire extinguishing using the limited water resources at the fire site, and also reduces secondary damage caused by the sprayed water. This makes it particularly suitable as an extinguishing agent for large-scale fires such as forest fires and widespread fires. It can also be used to extinguish fires caused by lithium-ion batteries, such as fires in electric vehicles (EVs).
  • EVs electric vehicles
  • the water-added fire extinguishing agent of the present invention has been described above, but the present invention is not particularly limited in its form of use, as long as it utilizes an aqueous solution containing a thermally depolymerizable polymer with a structure to which water-soluble functional groups have been added, or an alkali metal salt or alkaline earth metal salt thereof, as the active ingredient of the fire extinguishing agent.
  • a fire may be extinguished by wetting a non-flammable or flame-retardant fabric cloth with the water-added fire extinguishing agent of the present invention and covering the flame with the cloth.
  • the water-added fire extinguishing agent of the present invention may be blended with various additives, such as colorants for forest fire extinguishing agents, non-fluorine-based surfactants for foam fire extinguishing agents, fire extinguishing agents other than those of the present invention, foam retention improvers, defoaming agents, pH adjusters, neutralizing agents, thickeners, and rust inhibitors.
  • additives such as colorants for forest fire extinguishing agents, non-fluorine-based surfactants for foam fire extinguishing agents, fire extinguishing agents other than those of the present invention, foam retention improvers, defoaming agents, pH adjusters, neutralizing agents, thickeners, and rust inhibitors.
  • foam retention improvers such as if the agent is not intended to be used as a foam fire extinguishing agent, it is preferable not to include non-fluorine-based surfactants or foam retention improvers.
  • the fire extinguishing test was carried out in the following manner.
  • An assembled mini fire stand Tetra ST-941 manufactured by Shinfuji Burner Co., Ltd.
  • one pellet (12 g) of Aomori Mirai Pellet manufactured by Takahashi HD Co., Ltd. was placed in it as the combustion material.
  • the combustion material was ignited with a gas burner, and when the height of the flame of the combustion material exceeded 10 cm, a water-added fire extinguishing agent was sprayed using a spray gun capable of spraying approximately 0.7 mL of liquid in one spray, and the amount of fire extinguishing agent required to completely extinguish the flame was measured. It was also confirmed whether the flame would re-ignite during the extinguishing process.
  • Example 1 Example 1
  • Example 2 Example 2
  • Example 3 a water-added fire extinguishing agent
  • Example 3 a water-added fire extinguishing agent prepared by dissolving 1 wt % of poly(methacrylic acid) sodium salt as solids into an aqueous solution.
  • Example 4 Comparative Example 2
  • a lithium-ion battery was ignited in an overcharge test, and a fire extinguishing test was conducted while the flame was still emitting.
  • the overcharge test with a lithium-ion battery used a 3.4V, 3.2Ah laminated lithium-ion cell, and was overcharged at 15V, 9.6A (3C). After about 19 minutes, a violent explosion and fire occurred, and the flame continued.
  • Example 4 a water-additive fire extinguishing agent (Example 4) containing 4% by weight of poly(methacrylic acid) potassium salt dissolved in water as solids was used to measure the number of sprays required to extinguish the fire, calculate the amount of fire extinguishing agent required, and check for re-flaming.
  • Table 2 The results are shown in Table 2, along with the polymer component content of the fire extinguishing agent and the weight-average molecular weight of the polymer component used.
  • a similar fire extinguishing test was conducted using water (Comparative Example 2), and the number of sprays required to extinguish the fire was measured, the amount of fire extinguishing agent required, and check for re-flaming. The results are also shown in Table 2.
  • Example 4 required less than 1/10 the amount of water required to extinguish the fire compared to Comparative Example 2, which used water, and it was confirmed that there was no re-flame and that it exhibited excellent fire extinguishing capabilities.

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Abstract

本発明の水添加型消火剤は、消火剤の成分として、水溶性官能基が付与された構造の熱解重合性ポリマー、そのアルカリ金属塩、またはそのアルカリ土類金属塩を含む。水溶性官能基が付与された構造の熱解重合性ポリマーとしては、特定の化学式で示される構造を有することが好ましい。アルカリ金属塩の場合、ナトリウム（Ｎａ）塩、カリウム（Ｋ）塩などを用いることができる。アルカリ土類金属塩の場合、カルシウム（Ｃａ）塩、マグネシウム（Ｍｇ）塩などを用いることができる。このような水添加型消火剤は、消火性能が高く、散布による消火が容易である。

Description

水添加型消火剤
　本発明は、火災の際に使用する水添加型消火剤に関する。
　通常、火災においては水（消火水）を用いて消火作業をする。水は比熱及び蒸発熱が高いことから冷却作用が高く、燃焼物や可燃物から効率的に熱を奪うことで消火あるいは燃焼を防止する。しかしながら、水は表面張力が高く、燃焼物または可燃物表面に滞留せずに、落下して流失しやすい。消火活動に使用した水のうち、実際に消火に寄与するのは１０％程度といわれている。したがって、消火に際しては長時間に渡って連続放水する必要があるため大量の水を必要とする。また、放水された消火水は滞留せずに大量に流れ落ちるために、例えば高層建物の火災の消火に際しては、火災とは直接関係のない下層への水の流入や、隣接した建物への水の飛散等が起こり、二次災害を引き起こす問題点も有している。
　一方で、火災現場近傍において水資源の量が限られている場合もある。例えば、林野火災等においては、消火に必要な水を十分に確保できないことが多い。この場合には、限られた量の水を効率的に消火に寄与させることが特に求められる。
　これまで、水の消火作用を増強させるために下記の水添加型消火剤が開発されてきている。
（ａ）リン酸塩無機化合物系消火剤
　通常、主成分としてリン酸アンモニウムを含む。リン酸塩無機化合物系消火剤を含む消火水が火災域に散布されると、加熱によりリン酸アンモニウムが分解されて、その際の吸熱作用により周囲の熱を奪う。また、不燃性のガスを発生して周囲にガス層を形成することで酸素を遮断し、さらに高温になると、溶融ガラス状に変化して燃焼面を被覆して酸素を遮断する。リン酸塩無機化合物系の消火剤を含む消火水は無色であるため、特に森林火災等においては、着色剤を添加することではじめて散布域の識別が可能になる。
　しかしながら、リン酸塩無機化合物系消火剤を添加して消火水の消火作用を増強するためには、多くの消火剤を水に添加する必要がある。また、着色剤等の添加といった手間もかかり、火災時における迅速な消火水の調製には課題が残る。さらに、リン酸塩無機化合物は水に溶けにくいためにママコ（継粉）を生成しやすく、長期保管されたものは成分が析出して塊になるため、使用時にはこれを粉砕する装置が必要となる。リン酸塩無機化合物が水に溶けにくいことは、資機材の洗浄作業に手間がかかるという問題も生じさせる。
　さらに、リン酸アンモニウムは、肥料に使われる成分と類似しているため、散布された土壌に富栄養化現象をもたらすという環境面に対する問題点も指摘されている。
（ｂ）合成界面活性剤系消火剤
　合成界面活性剤を主成分とするため、合成界面活性剤系消火剤を含む消火水は表面張力が低く、燃焼物や可燃物等の消火対象に浸透しやすい。また、衝突した衝撃等により形成した泡が燃焼物や可燃物を覆って酸素を遮断することで、消火・再燃防止・延焼抑制の効果が向上する。界面活性剤系消火剤の水への添加濃度は低く、また、該消火剤のみを水に添加することで消火水を調製できるので、消火水の調製を比較的迅速に行うことができる。
　しかしながら、特にヘリコプターや航空機などを使用して火災上空から空中放水（散布）を行う場合には、合成界面活性剤系消火剤を含む消火水は空気の抵抗によって気泡を発生しやすく、火災による上昇気流及びヘリコプター、飛行艇、飛行機等の航空機自身の飛行によって発生する気流によって吹き飛ばされ、拡散して消失して狙ったポイントに消火水が到達しにくいなどの問題がある。
　また、合成界面活性剤は、環境中に放出されても一定期間界面活性作用を失わないため、水生生物に対する毒性が懸念される。
（ｃ）吸水性ポリマー系消火剤
　吸水性ポリマーを主成分とし、水を十分に吸水した吸水性ポリマーを、燃焼物や可燃物に接触させることにより、消火・再燃防止・延焼抑止効果を発揮する。
　しかしながら、吸水性ポリマー系の消火剤を含む消火水は透明であり、該消火水が到達した部分を識別することができないため、通常は着色剤も添加する。そのため消火水の調製に手間がかかる。また、吸水性ポリマー系の消火剤を含む消火水は、界面活性剤系消火剤を含む消火水と比べて浸透力が弱いので、付着した部分から周囲へ消火水が展開しにくく、周囲への消火・再燃防止・延焼抑止効果はさほど期待できない。さらに、吸水性ポリマーは、火災後の残火処理、現場調査等の作業の際に、足をすべらせる原因となる。
　加えて、吸水性ポリマーは生分解しにくく、環境中に蓄積して生態系に悪影響を及ぼすことが指摘されている（特許文献１参照）。
特開２０１１－１６７３５７号公報
　このように優れた水添加型消火剤が開発されてはいるが、それぞれ課題を有しており、また、大規模森林火災に至った場合の消火に適した消火剤がないため、森林火災対策は世界的な大きな社会課題となっている。また、リチウムイオン電池による火災、例えば電気自動車（ＥＶ）の火災も一般的な消火剤では消火できないとされている。
　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、消火性能が高く、散布による消火が容易な水添加型消火剤を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために本発明は、消火剤の成分として、水溶性官能基が付与された構造の熱解重合性ポリマー、そのアルカリ金属塩、またはそのアルカリ土類金属塩を含む、水添加型消火剤を提供する（発明１）。
　上記発明（発明１）においては、前記水溶性官能基が付与された構造の熱解重合性ポリマーが、下記化学式で示される構造であることが好ましい（発明２）。


（式中、Ｘは、水素（Ｈ）または炭素数１～３のアルキル基であり、ＹはＣＯＯＨ、ＳＯ３Ｈ、ＯＣＯＯＨ、ＯＳＯ３Ｈ、ＣＯＯ（ＣＨ２）ｍＣＯＯＨ、ＣＯＯ（ＣＨ２）ｍＳＯ３Ｈ、ベンゼン環―ＣＯＯＨまたはベンゼン環―ＳＯ３Ｈであり、ｎは５～２７，０００の正の整数であり、ｍは１～５の正の整数である。）
　上記発明（発明１）においては、前記アルカリ金属塩が、Ｋ塩、またはＮａ塩であることが好ましい（発明３）。
　また、上記発明（発明１）においては、前記アルカリ土類金属塩が、Ｃａ塩、またはＭｇ塩であることが好ましい（発明４）。
　上記発明（発明１）においては、前記水添加型消火剤中の前記水溶性官能基が付与された構造の熱解重合性ポリマー、そのアルカリ金属塩、またはそのアルカリ土類金属塩の含有率が、０．１～２０重量％であることが好ましい（発明５）。
　上記発明（発明１）においては、前記水添加型消火剤中の前記水溶性官能基が付与された構造の熱解重合性ポリマー、そのアルカリ金属塩、またはそのアルカリ土類金属塩の重量平均分子量（ＭＷ）が、１，０００，０００以下であることが好ましい（発明６）。
　上記発明（発明６）においては、前記水添加型消火剤が、水溶性官能基が付与された構造の熱解重合性ポリマー、そのアルカリ金属塩、またはそのアルカリ土類金属塩を２種以上含有していてもよい（発明７）。
　上記発明（発明１～７）においては、前記水溶性官能基が付与された構造の熱解重合性ポリマーが、ポリ（メタクリル酸）であることが好ましい（発明８）。
　かかる発明（発明１～８）によれば、水溶性官能基が付与された構造の熱解重合性ポリマー、特にポリ（メタクリル酸）の効果により少ない放水量で火災を効率的に消火することができる。
　本発明の水添加型消火剤によれば、水溶性官能基が付与された構造の熱解重合性ポリマー、特にポリ（メタクリル酸）の効果により、水を単独で用いる場合よりも少ない放水量で火災を効率的に消火することができる。これにより、火災現場の限られた量の水資源を用いて火災を消火することができ、さらに放水された消火水による二次災害を抑えることができる。このような本発明の水添加型消火剤は、森林火災や住宅火災、電気自動車（ＥＶ）の火災など水を利用できるあらゆる火災に対し有効である。
　本発明の水添加型消火剤について、以下の実施形態に基づいて詳細に説明する。
［水添加型消火剤］
　本実施形態の水添加型消火剤は、消火剤の成分として、熱解重合性ポリマーにカルボン酸基やスルホン酸基などの水溶性官能基が付与された構造を有するポリマー、そのアルカリ金属塩、またはそのアルカリ土類金属塩（以下、これらをポリマー成分とすることがある）を含むものである。
　この水溶性官能基が付与された構造の熱解重合性ポリマーは、下記化学式で示される構造であることが好ましい。


（式中、Ｘは、水素（Ｈ）または炭素数１～３のアルキル基であり、ＹはＣＯＯＨ、ＳＯ３Ｈ、ＯＣＯＯＨ、ＯＳＯ３Ｈ、ＣＯＯ（ＣＨ２）ｍＣＯＯＨ、ＣＯＯ（ＣＨ２）ｍＳＯ３Ｈ、ベンゼン環―ＣＯＯＨまたはベンゼン環―ＳＯ３Ｈであり、ｎは４～２７，０００の正の整数であり、ｍは１～５の正の整数である。）
　このような水溶性官能基が付与された構造の熱解重合性ポリマーとしては、ポリ（メタクリル酸）を好適に用いることができる。
　また、水溶性官能基が付与された構造の熱解重合性ポリマーのアルカリ金属塩としては、ナトリウム（Ｎａ）塩、カリウム（Ｋ）塩などを用いることができる。また、アルカリ土類金属塩としては、カルシウム（Ｃａ）塩、マグネシウム（Ｍｇ）塩などを用いることができる。
　これらポリマー成分は、重量平均分子量（ＭＷ）が１，０００，０００以下、特に１００，０００以下のものが好ましい。重量平均分子量（ＭＷ）が１，０００，０００を超えるものは水への溶解性が低下するばかりか、ポリマーの製造効率が低下する。なお、重量平均分子量（ＭＷ）の下限についてはポリマーの形態であれば特に制限はないが５００以上、特に１，０００以上であればよい。
　本実施形態の水添加型消火剤は、上述したようなポリマー成分を水添加型、すなわち水溶液としたものである。この水溶液中のポリマー成分の含有率は、０．１～２０重量％、特に０．１～１０重量％、さらに０．１～５重量％であることが好ましい。ポリマー成分の含有率が０．１重量％未満では、十分な消火性能が得られず、散布する消火剤の水溶液の量（体積）が多く必要となる一方、２０重量％を超えてもそれ以上の消火性能の向上効果が得られないばかりか、消火剤の水溶液の粘度が増加して取り扱い性が低下するため、好ましくない。
　このような本実施形態の水添加型消火剤は、ポリ（メタクリル酸）、そのアルカリ金属塩、またはそのアルカリ土類金属塩などの水溶性官能基が付与された構造の熱解重合性ポリマー、そのアルカリ金属塩、またはそのアルカリ土類金属塩をそれぞれ単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。２種以上併用する場合には、それぞれを溶解した２種以上の水溶液を混合してもよいし、水溶性官能基が付与された構造の熱解重合性ポリマー、そのアルカリ金属塩、またはそのアルカリ土類金属塩の２種以上を同一の水溶媒に溶解してもよい。
［水添加型消火剤を用いた消火方法］
　上述したような水添加型消火剤は、消火の際には火炎に対し直接供給すればよいが、水添加型消火剤の単位体積あたりの消火効率の点で、霧状もしくは滴状として火炎に対し噴霧することが好ましい。例えば、森林火災などの広域火災に対しては、ヘリコプター、ドローンあるいは航空機などを用いて上空から散布すればよい。また、スプレー缶やスプレーガンとすることで家庭用の簡易消火補助器具とすることもできる。また、通常の消火器の消火薬剤としても使用でき、一般火災や電気自動車（ＥＶ）の火災などに対し使用することもできる。
　本実施形態の水添加型消火剤は、水を単独で用いる場合よりも単位体積比で約１０倍以上の消火性能を発揮するので、少ない放水量で火災を効率的に消火することができる。このため、火災現場の限られた量の水資源を用いて効果的に消火することができ、さらに放水された消火水による二次災害を抑えることができる。このため、森林火災や広域火災などの大規模火災に対する消火剤として特に好適である。また、電気自動車（ＥＶ）の火災などリチウムイオン電池に起因する火災の消火も可能になる。
　以上、本発明の水添加型消火剤について説明してきたが、本発明は、消火剤の有効成分として、水溶性官能基が付与された構造の熱解重合性ポリマー、そのアルカリ金属塩、またはそのアルカリ土類金属塩を含む水溶液を利用したものであればよく、その利用形態などは特に制限されない。例えば、不燃性あるいは難燃性の繊維の布巾を本発明の水添加型消火剤により湿潤させ、この布巾を火炎に対して被覆するようにして消火する態様であってもよい。また、使用される目的に応じて、本発明の水添加型消火剤に、森林火災用消火剤を目的としての着色剤、泡消火剤を目的としての非フッ素系界面活性剤、本件発明以外の他の消火剤、泡持ち性向上剤、消泡剤、ｐＨ調整剤、中和剤、増粘剤、防錆剤などの種々の添加剤を配合してもよい。ただし、泡消火剤としない場合には、非フッ素系界面活性剤や泡持ち性向上剤などは含有しないことが好ましい。
　以下の具体的な実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
（消火試験）
　消火試験は、以下に示す方法で行った。
　燃焼台としてミニ焚火台テトラＳＴ－９４１（新富士バーナー（株）製）を組み立てたものを使用し、これに燃焼材として青森みらいペレット（（株）高橋ＨＤ社製）を１ペレット（１２ｇ）入れて、ガスバーナーで燃焼材に着火し、燃焼材の火炎の高さが１０ｃｍを超えた時点で、水添加型消火剤を１回の噴霧により約０．７ｍＬの液体を噴霧可能なスプレーガンにより噴霧し、火炎が完全に消火されるまでに必要な消火剤量を測定した。また、消火途中で火炎が再炎するかも確認した。
（実施例１～３、比較例１）
　ポリ（メタクリル酸）を固形分として１重量％溶解して水溶液とした水添加型消火剤（実施例１）、ポリ（メタクリル酸）カリウム塩を固形分として１重量％溶解して水溶液とした水添加型消火剤（実施例２）、及びポリ（メタクリル酸）ナトリウム塩を固形分として１重量％溶解して水溶液とした水添加型消火剤（実施例３）をそれぞれ用いて、上述した消火試験を実施し、消火までのスプレーガンの噴霧回数の計測、必要消火剤量の算出及び再炎の有無の確認を行った。結果を消火剤のポリマー成分の含有率、使用したポリマー成分の重量平均分子量とともに表１に示す。また、比較のために水を用いて同様に消火試験を実施した場合（比較例１）について消火までのスプレーガンの噴霧回数の計測、必要消火剤量の算出及び再炎の有無の確認を行った。結果を表１にあわせて示す。

　表１から明らかなとおり実施例１～３の消火剤では、水を用いた比較例１の場合より消火までの必要消火剤水量が１／１０以下となっており、再炎もなく、優れた消火能を発揮することが確認された。
（実施例４、比較例２）
　リチウムイオン電池を過充電試験で発火させ、火炎が出ている状態への消火試験を行った。リチウムイオン電池での過充電試験は、３．４Ｖ、３．２Ａｈのラミネート型リチウムイオン単電池を使用し、１５Ｖ、９．６Ａ（３Ｃ）の条件で過充電を行った結果、約１９分後に激しい爆発・発火が起こり、火炎が継続された。
　この火炎が継続されている状態に対し、ポリ（メタクリル酸）カリウム塩を固形分として４重量％溶解して水溶液とした水添加型消火剤（実施例４）を使用し、消火までのスプレーガンの噴霧回数の計測、必要消火剤量の算出及び再炎の有無の確認を行った。結果を消火剤のポリマー成分の含有率、使用したポリマー成分の重量平均分子量とともに表２に示す。また、比較のために水を用いて同様に消火試験を実施した場合（比較例２）について消火までのスプレーガンの噴霧回数の計測、必要消火剤量の算出及び再炎の有無の確認を行った。結果を表２にあわせて示す。
　表２から明らかなとおり実施例４の消火剤では、水を用いた比較例２の場合より消火までの必要消火剤水量が１／１０以下となっており、再炎もなく、優れた消火能を発揮することが確認された。

Claims (8)

  1. 　消火剤の成分として、水溶性官能基が付与された構造の熱解重合性ポリマー、そのアルカリ金属塩、またはそのアルカリ土類金属塩を含む、水添加型消火剤。
  2. 　前記水溶性官能基が付与された構造の熱解重合性ポリマーが、下記化学式で示される構造である、請求項１に記載の水添加型消火剤。

    （式中、Ｘは、水素（Ｈ）または炭素数１～３のアルキル基であり、ＹはＣＯＯＨ、ＳＯ３Ｈ、ＯＣＯＯＨ、ＯＳＯ３Ｈ、ＣＯＯ（ＣＨ２）ｍＣＯＯＨ、ＣＯＯ（ＣＨ２）ｍＳＯ３Ｈ、ベンゼン環―ＣＯＯＨまたはベンゼン環―ＳＯ３Ｈであり、ｎは５～２７，０００の正の整数であり、ｍは１～５の正の整数である。）
  3. 　前記アルカリ金属塩が、Ｋ塩、またはＮａ塩である、請求項１に記載の水添加型消火剤。
  4. 　前記アルカリ土類金属塩が、Ｃａ塩、またはＭｇ塩である、請求項１に記載の水添加型消火剤。
  5. 　前記水添加型消火剤中の前記水溶性官能基が付与された構造の熱解重合性ポリマー、そのアルカリ金属塩、またはそのアルカリ土類金属塩の含有率が、０．１～２０重量％である、請求項１に記載の水添加型消火剤。
  6. 　前記水添加型消火剤中の前記水溶性官能基が付与された構造の熱解重合性ポリマー、そのアルカリ金属塩、またはそのアルカリ土類金属塩の重量平均分子量（ＭＷ）が、１，０００，０００以下である、請求項１に記載の水添加型消火剤。
  7. 　前記水添加型消火剤が、水溶性官能基が付与された構造の熱解重合性ポリマー、そのアルカリ金属塩、またはそのアルカリ土類金属塩を２種以上含有している、請求項１に記載の水添加型消火剤。
  8. 　前記水溶性官能基が付与された構造の熱解重合性ポリマーが、ポリ（メタクリル酸）である、請求項１～７のいずれか１項に記載の水添加型消火剤。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS461449A (ja) * 1971-02-05 1971-09-22
JPH06256669A (ja) * 1992-10-30 1994-09-13 Ciba Geigy Ag 低粘度極性溶剤泡沫消火剤組成物
JPH10192444A (ja) * 1997-01-08 1998-07-28 Nippon Shokubai Co Ltd 消火用ゲル
JP2002517530A (ja) * 1998-06-03 2002-06-18 アトフィナ 親水性フルオロポリマー
JP2009285350A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Dic Corp 大容量泡放射システム用泡消火薬剤
JP2017093634A (ja) * 2015-11-19 2017-06-01 能美防災株式会社 高膨張泡消火設備及びその発泡方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS461449A (ja) * 1971-02-05 1971-09-22
JPH06256669A (ja) * 1992-10-30 1994-09-13 Ciba Geigy Ag 低粘度極性溶剤泡沫消火剤組成物
JPH10192444A (ja) * 1997-01-08 1998-07-28 Nippon Shokubai Co Ltd 消火用ゲル
JP2002517530A (ja) * 1998-06-03 2002-06-18 アトフィナ 親水性フルオロポリマー
JP2009285350A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Dic Corp 大容量泡放射システム用泡消火薬剤
JP2017093634A (ja) * 2015-11-19 2017-06-01 能美防災株式会社 高膨張泡消火設備及びその発泡方法

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