(57)【要約】【課題】発火点における自動初期消火による鎮火ができる化学消火薬剤シートとその製造方法を提供する。【解決手段】火災を感知してフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートにおいて、消火シートは合成樹脂からなり、フッ化炭素系消火薬剤は直径１０〜１００μｍの粒滴として消火シート内に分散されており、沸点が−２０℃から６０℃の間であり、２５℃における蒸気圧が０．０３ＭＰａ（０．３Ｂａｒ）以上であり、合成樹脂は常温でガス非透過性であり、周囲温度が８０〜１８０℃に上昇されると、可塑化、溶解、燃焼、変形又は破壊により、フッ化炭素系消火薬剤を放出し、消火シートは面積が厚さの平方（２乗）値の３０倍以上である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
火災を感知してフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートであって、
前記消火シートは、合成樹脂からなり、
前記フッ化炭素系消火薬剤は、直径１０〜１００μｍの粒滴として前記消火シート内に分散されており、沸点が−２０℃から６０℃の間であり、２５℃における蒸気圧が０．０３ＭＰａ（０．３Ｂａｒ）以上であり、
前記合成樹脂は、常温でガス非透過性であり、周囲温度が８０〜１８０℃に上昇されると、可塑化、溶解、燃焼、変形又は破壊により、前記フッ化炭素系消火薬剤を放出し、
前記消火シートは、面積が厚さの平方（２乗）値の３０倍以上である、
ことを特徴とする消火シート。
【請求項２】
前記フッ化炭素系消火薬剤は、その外周を覆う外殻を備え、
前記外殻は、前記合成樹脂と同様に、常温でガス非透過性であり、周囲温度が８０〜１８０℃に上昇されると、可塑化、溶解、燃焼、変形又は破壊により、前記フッ化炭素系消火薬剤を放出することを特徴とする請求項１に記載の消火シート。
【請求項３】
前記フッ化炭素系消火薬剤は、フルオロカーボン類又はフルオロケトン類の消火薬剤を含有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の消火シート。
【請求項４】
前記合成樹脂又は外殻は、ポリエステル、ポリ尿素、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリビニルアルコール、熱硬化性樹脂、シリコンゴム、ブタジエンゴム、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリイソブチレン、耐熱性合成ゴム、及びこれらの誘導体、のうち少なくとも一種を含む単体又は混合物からなり、
前記フッ化炭素系消火薬剤は、体積比２０％以上で含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の消火シート。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の消火シートを用いた、自動車用電池からの発火に対する消火システムであって、自動車用電池のパッケージの内壁又は電池が設置されている箱の筐体の内側に前記消火シートを設置してあることを特徴とする消火システム。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の消火シートを用いた、電気機器内部からの発火に対する消火システムであって、当該電気機器の筐体の内部に前記消火シートを設置してあることを特徴とする消火システム。
【請求項７】
前記電気機器は、携帯パソコン、タブレット端末、スマートフォン、又は風車用ナセル内の変圧用トランスのいずれかであることを特徴とする請求項６に記載の消火システム。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれかに記載の消火シートを用いた、防火衣への延焼防止システムであって、当該防火衣の外部表面に前記消火シートを取り付けてあることを特徴とする延焼防止システム。
【請求項９】
請求項１〜４のいずれかに記載の消火シートを用いた、医療用呼吸補助のための酸素供給システムにおける消火システムであって、酸素供給用チューブの少なくとも一部を覆い隠すように前記消火シートを取り付けてあることを特徴とする消火システム。
【請求項１０】
請求項１〜４のいずれかに記載の消火シートを用いた、家庭用又は調理場用消火板又は防火頭巾板であって、当該板状の表面面積の２０％以上が前記消火シートで覆われていることを特徴とする消火板又は防火頭巾板。
【請求項１１】
火災を感知してフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートの製造方法であって、
フッ化炭素系消火薬剤を微細な粒子状に外殻材料で包み込ませる分散注入工程と、それによって形成された微細粒子を集合させてマクロなシート状に成型する成型工程とを備え、
前記分散注入工程においては、モータによって回転する攪拌翼と加熱機構を完備した加熱容器内に、合成樹脂材料を充填して、攪拌しながら噴射ノズルを完備した噴射管を介してフッ化炭素系消火薬剤が噴射され、
前記フッ化炭素系消火薬剤は、前記加熱容器内で液体状態になるような組成で注入され、
前記フッ化炭素系消火薬剤の注入速度は、噴射ノズルあたり毎秒０．１ｍＬから５ｍＬであり、
前記加熱容器の加熱温度は、２０℃から８０℃の範囲のいずれかであり、
前記成型工程においては、前記分散注入工程によって形成されたフッ化炭素系消火薬剤の微細粒滴を包む粒子を、合成樹脂を結合剤として用いてシート状に結合成型させる、
ことを特徴とする消火シートの製造方法。
【請求項１２】
前記分散注入工程及び前記成型工程は、一工程として一体的に実施される、
ことを特徴とする請求項１１に記載の消火シートの製造方法。
【請求項１３】
前記加熱容器は、外気を遮断して密閉され、少なくともその一部の工程が加圧された状態で行われ、
前記フッ化炭素系消火薬剤は、フルオロカーボン類又はフルオロケトン類を含む単体又は混合物である、
ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の消火シートの製造方法。
【請求項１４】
前記分散注入工程に使用される合成樹脂は、ポリエステル、ポリ尿素、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリビニルアルコール、熱硬化性樹脂、シリコンゴム、ブタジエンゴム、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリイソブチレン、耐熱性合成ゴム、及びこれらの誘導体、のうち少なくとも一種を含む単体又は混合物材料であり、
乳化を補助するための界面活性剤は、０．１％から５％の重量比で添加されている
ことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の消火シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ化炭素系消火薬剤を用いた消火シートに係り、周囲が設定温度を超えると、その表面からフッ化炭素系消火薬剤を噴出する消火シートとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、蓄電池を内蔵する電子機器や電気自動車の普及がますます加速している。これらの携帯パソコンに代表される電子機器や電気自動車の蓄電池装置には、リチウムイオン電池からなる電池パッケージの搭載が現状の主流として行われているが、電池自身の故障や電池の外部から衝撃を受けることにより損傷を受け、電池部分やそのすぐ近傍から発火することが問題になっている。また、従来から存在するコンデンサーや変圧トランスの故障や短絡からの電気火災も、重要な課題である。すなわち、火災原因に占める電気火災は社会生活の電気・電子化に伴い深刻度が増している。
【０００３】
また、火災の消火に向けて活躍している消防士の安全確保についても、火災原因の増加に対抗して、引き続き改善していかなくてはならない課題である。一方、医療現場においても、酸素発生供給システムの簡易化普及に伴い、酸素供給チューブからの引火による在宅使用用の酸素発生装置からの火災が問題となっている。さらには、家庭や料理店において又はその他業務用等に使用される天ぷら鍋やフライ鍋等の過熱による油発火は、従来からの問題であることに加え、近年は、コンビニエンスストアやファーストフード店での揚げ物食品供給の現場が増加したことに伴い、油火災の潜在的危険も増加している。このように、火災につながる発火原因はますます増えており、発火源近傍で極めて簡単なシステムで自動消火を有効に行える方式が待望されている。
【０００４】
さらに、個々の発火源の特徴について検討すると、電子機器からの発火火災については、人が監視していない状況で気が付かないうちに発火することが多い点や、発火に気がついても、高価な電子機器であるため有効な消火手段が手元に無いことが多いという問題がある。
【０００５】
電気自動車については、その蓄電池装置から火災が発生した場合には、内燃エンジン自動車とは異なる電気火災が発生する恐れがあり、いくつかの対策法が検討されている。例えば、特許文献１には、複数の単電池からなる蓄電装置の収納容器内において、点火回路部からの信号処理をもって消火用エアロゾルを噴出して消火する消火システムが開示されている。しかしながら、このシステムでは、点火回路部を含んだシステム構成が必要であるなど、設置方法が複雑で高価になるという問題がある。
【０００６】
また、特許文献２には、「消火パッケージ」と銘々された容器を電池群の少なくとも上下２か所に分散配置し接続して、電池冷却システムを模したように消火剤流体をその容器間で循環させながら、発火の危険時に消火剤流体が電池側に放出されるシステムが開示されている。しかしながら、このシステムでは、消火剤流体の量や循環の維持に設置コストや保守労力が必要で高価になるという問題がある。
【０００７】
さらに、特許文献３には、ポリエチレンなどの合成樹脂シートよりなるバッグ（袋）に火災によって破断する凸凹部を多数設置しておき、そのバッグ（袋）内に消火剤を１．２ＭＰａの高圧窒素ガスとともにマクロなスケールで封入し、自動車のリチウム電池上に設置する自動消火装置が開示されている。しかしながら、この自動消火装置では、凸凹部の強度が懸念され、機械的振動や打撃で、火災や電池の損傷がなくとも消火剤が噴出したり、バッグ（袋）の破損時に内部の高圧により破片が飛んできて負傷を引き起こす恐れがある、といった問題が考えられる。すなわち、最近までの技術開発によっても、最も安価で使いやすく有効な自動車用電池の安全消火対策は完成していない。
【０００８】
従来からある、電子回路基板等の上のコンデンサーの短絡による電子機器の放電発火や、電子回路ばかりでなく社会インフラとしての電力供給用変圧トランスでの短絡による発火や、風力発電・バイオマス発電といった再生エネルギー源利用における変圧トランス又はインバーターからの発火も、依然として大きな火災の原因となっている。これらの電気的火災原因からの発火については、無人運転中に発火することが多い点や、周辺に引火すると消火しにくい可燃物が多く存在する点などが問題である。
【０００９】
消防士の安全確保については、消防衣の耐火性能向上や軽量化などの技術が進んではいるが、消防救助作業中に消防士の消防衣に降りかかる火の粉を積極的に消火できる機能はこれまで付加されていない。
【００１０】
医療現場における酸素発生供給システムについては、身体動作の不自由な患者が精神的にも負担を感じて喫煙することから引火する場合が多いと言われている。患者に酸素を供給する合成樹脂チューブに患者のたばこの火から引火し、チューブ内を酸素が満たしているため、酸素発生装置へ導火しやすい。この導火中に消火することができて、酸素発生装置まで引火しなければ、大火災には至らせずに防ぐことができると考えられるが、患者は他の介護者の目の届かないところで喫煙することが多く、健康者の目は届かず、患者自身の消火対応は運動能力上から困難な場合が多いことが問題である。
【００１１】
一方、油火災の場合には、水で消火しようとすると炎が拡大し、油が飛散し火傷を負い危険であることから、消火器を用いて消火するか、消火布で炎の上がった個所を被覆する等して消火するのが一般的であった。しかしながら、消火器（ＡＢＣ消火器等の製品）は、火炎発生の緊急時に消火器の安全ピンを抜き、次いでノズルを火炎に向けて開閉レバーを押すという一連の操作を迅速かつ確実に実行することは容易でないこと、さらに消火器使用後の周辺の汚れの片付けが大変であること、等の問題点がある。この油火災については、消火布や消火用シートと呼ばれる商品（ファイヤーストップ、ワンストップ等の製品）が市販されている。これらは、炎が大きく燃え上がった天ぷら鍋の上から、消火用シートを被せることで空気の供給を遮断して窒息消火しようとするものである。しかし、これら消火用シートは折りたたまれて収納設置された壁面などから、使用時に引き出して広げ、身体に炎が当たらないようにしながら天ぷら鍋を覆うという操作を、燃え上がった炎を目の前にした慌てやすい状況下で行わなければならず、これは容易な操作ではない。
【００１２】
さらに、非特許文献１によると、「鍋を覆う方法（被せ方、角度、動作時間など）が使用者によって千差万別であるため、消火の可否は使用者の技量に大きく依存するものと考えられる。今回のテストでは消火する場合もあったが、消火の経験がほとんどなく、消火用布の扱いに慣れていない一般消費者が同様に消火できるとは言い難い。」とあり、使用法への熟練に課題が指摘されている。また、窒息消火であるため、一旦消火したように見えたものの再び火がつく例があったと報告されている。鍋から布を通過した天ぷら油の気体（発火点以上）や、鍋と布の隙間から漏れてきた天ぷら油の気体（発火点以上）が、空気中の酸素と触れ再び火がついたものと考えられている。
【００１３】
油火災の場合の消火器の使用にあたっての最大の課題は、発火現場に居合わせた人が、視覚的に大きな印象を及ぼす火災発生という緊急事態の下で、冷静に、初期消火器具を適切な方法で使用できるかどうかという点にある。言い換えると、有効な初期消火器具の使用法の簡便性が最も重要である。すなわち、天ぷら鍋等の過熱による油発火においては、誰でも容易に使用でき、しかも発火場所の周辺の環境をほとんど汚すことなく、確実に消火するための消火器具の開発が望まれている。
【００１４】
一方、住宅火災延焼中の避難時に、降りかかってくる火の子や火の着いた木片などから身を守るための防火頭巾については、装備設置している家庭は今ではほとんどなくなっている。これは、従来の防火頭巾としての布地の重さや特殊なデザインが都市型の狭い住環境に適合しないため、家庭内に保存場所が無くなっていることが大きな原因である。コンパクトで設置しやすく、外観も現代の住環境に適合する消火剤の噴出する有効な防火頭巾板があれば、防災安全製品として準備する家庭は多数になると予測される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１７−０６０８０５号公報
【特許文献２】特表２０１７−５１２３５９号公報
【特許文献３】再表２０１８／０１２５０３号公報
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】平成２０年６月１９日  独立行政法人  国民生活センター、消火用布の安全性〜ごく初期の天ぷら鍋火災を消火できないことも〜http://www.kokusen.go.jp/pdf/n-20080619_2.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明者らは、上記のような、ますます増えている発火源の危険性を憂慮して本発明を想到するに至ったものであり、本発明は、多種の電気火災や油火災に簡単に対応応用できる、火災を感知してフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートとその製造方法を提供することを目的とする。より具体的には、本発明は、その消火シートを、電子機器や電気自動車の蓄電池装置へ適用する方法、コンデンサーの放電発火や、変圧トランスでの短絡による発火からの電気火災の拡大防止に適用する方法、消防衣の性能向上に適用する方法、酸素発生供給システムにおける引火防止に適用する方法、天ぷら鍋やフライ鍋等の過熱による油発火からの火災消火に適用する方法、火災延焼中の避難時の防火頭巾板に適用する方法、等をも提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明のフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートは、
火災を感知してフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートであって、
前記消火シートは、合成樹脂からなり、
前記フッ化炭素系消火薬剤は、直径１０〜１００μｍの粒滴として前記消火シート内に分散されており、沸点が−２０℃から６０℃の間であり、２５℃における蒸気圧が０．０３ＭＰａ（０．３Ｂａｒ）以上であり、
前記合成樹脂は、常温でガス非透過性であり、周囲温度が８０〜１８０℃に上昇されると、可塑化、溶解、燃焼、変形又は破壊により、前記フッ化炭素系消火薬剤を放出し、
前記消火シートは、面積が厚さの平方（２乗）値の３０倍以上である。
【００１９】
前記フッ化炭素系消火薬剤は、その外周を覆う外殻を備え、
前記外殻は、前記合成樹脂と同様に、常温でガス非透過性であり、周囲温度が８０〜１８０℃に上昇されると、可塑化、溶解、燃焼、変形又は破壊により、前記フッ化炭素系消火薬剤を放出する。
【００２０】
前記フッ化炭素系消火薬剤は、フルオロカーボン類又はフルオロケトン類の消火薬剤を含有している。
【００２１】
前記合成樹脂又は外殻は、ポリエステル、ポリ尿素、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリビニルアルコール、熱硬化性樹脂、シリコンゴム、ブタジエンゴム、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリイソブチレン、耐熱性合成ゴム、及びこれらの誘導体、のうち少なくとも一種を含む単体又は混合物からなり、
前記フッ化炭素系消火薬剤は、体積比２０％以上で含有する。
【００２２】
本発明の消火システムは、上記の消火シートを用いた、自動車用電池からの発火に対する消火システムであって、自動車用電池のパッケージの内壁又は電池が設置されている箱の筐体の内側に前記消火シートを設置してある。
【００２３】
本発明の消火システムは、上記の消火シートを用いた、電気機器内部からの発火に対する消火システムであって、当該電気機器の筐体の内部に前記消火シートを設置してある。
【００２４】
前記電気機器は、携帯パソコン、タブレット端末、スマートフォン、又は風車用ナセル内の変圧用トランスのいずれかである。
【００２５】
本発明の消火システムは、上記の消火シートを用いた、防火衣への延焼防止システムであって、当該防火衣の外部表面に前記消火シートを取り付けてある。
【００２６】
本発明の消火システムは、上記の消火シートを用いた、医療用呼吸補助のための酸素供給システムにおける消火システムであって、酸素供給用チューブの少なくとも一部を覆い隠すように前記消火シートを取り付けてある。
【００２７】
本発明の消火板又は防火頭巾板は、上記の消火シートを用いた、家庭用又は調理場用消火板又は防火頭巾板であって、当該板状の表面面積の２０％以上が前記消火シートで覆われている。
【００２８】
本発明の消火シートの製造方法は、
火災を感知してフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートの製造方法であって、
フッ化炭素系消火薬剤を微細な粒子状に外殻材料で包み込ませる分散注入工程と、それによって形成された微細粒子を集合させてマクロなシート状に成型する成型工程とを備え、
前記分散注入工程においては、モータによって回転する攪拌翼と加熱機構を完備した加熱容器内に、合成樹脂材料を充填して、攪拌しながら噴射ノズルを完備した噴射管を介してフッ化炭素系消火薬剤が噴射され、
前記フッ化炭素系消火薬剤は、前記加熱容器内で液体状態になるような組成で注入され、
前記フッ化炭素系消火薬剤の注入速度は、噴射ノズルあたり毎秒０．１ｍＬから５ｍＬであり、
前記加熱容器の加熱温度は、２０℃から８０℃の範囲のいずれかであり、
前記成型工程においては、前記分散注入工程によって形成されたフッ化炭素系消火薬剤の微細粒滴を包む粒子を、合成樹脂を結合剤として用いてシート状に結合成型させる。
【００２９】
前記分散注入工程及び前記成型工程は、一工程として一体的に実施される。
【００３０】
前記加熱容器は、外気を遮断して密閉され、少なくともその一部の工程が加圧された状態で行われ、前記フッ化炭素系消火薬剤は、フルオロカーボン類又はフルオロケトン類を含む単体又は混合物である。
【００３１】
前記分散注入工程に使用される合成樹脂は、ポリエステル、ポリ尿素、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリビニルアルコール、熱硬化性樹脂、シリコンゴム、ブタジエンゴム、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリイソブチレン、耐熱性合成ゴム、及びこれらの誘導体、のうち少なくとも一種を含む単体又は混合物材料であり、
乳化を補助するための界面活性剤は、０．１％から５％の重量比で添加されている。
【発明の効果】
【００３２】
上記構成の本発明によれば、多種の電気火災や油火災に簡単に対応応用できる、火災を感知してフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートとその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る、フッ化炭素系消火薬剤を噴出する消火シートの一例を示した写真。
【図２】本発明の実施形態に係る、自動車用バッテリーパックの上蓋部分にフッ化炭素系消火薬剤を噴出する消火シートを取り付ける場合の概念図。
【図３】本発明の実施形態に係る、別の形状の自動車用バッテリーパックの筐体内側上部に一枚のパッド型フッ化炭素系消火薬剤を噴出する消火シートを取り付ける場合の概念図。
【図４】本発明の実施形態に係る、さらに別の形状の自動車用バッテリーのバッテリーセル筐体内側上部に一枚のパッド型フッ化炭素系消火薬剤を噴出する消火シートを取り付ける場合の概念図。
【図５】本発明の実施形態に係る、さらに別の形状の自動車用バッテリーパックの上部、自動車のボンネット内部にパッド型フッ化炭素系消火薬剤を噴出する消火シートを取り付ける場合の概念図。
【図６】本発明の実施形態に係る、スマートフォンの内部、電池パックに隣接して消火シートを装着する場合の概念図。
【図７】本発明の実施形態に係る、消防防火衣に消火シートを装着する場合の装着位置例を示す概念図。
【図８】本発明の実施形態に係る、在宅医療用酸素供給装置へ消火シートを装着する場合の装着位置例を示す概念図。
【図９】本発明の実施形態に係る、消火剤を噴出する消火板の一例。
【図１０】本発明の実施形態に係る、消火剤を噴出する消火板の使用例。
【図１１】本発明の実施形態に係る、２枚の消火板プレートを折りたためるようにした使用例。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下に、本発明の具体的な実施形態の詳細な説明を図面とともに行う。本発明の具体的な実施形態を、図面を参照して限定的にではなく例示的に以下に説明する。図面において同一の参照符号は、同一又は類似の構成要素や部分を示す。図面は必ずしも縮尺通りに描かれていないことを当業者は理解しなければならない。
【００３５】
本発明のフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートは、火災を感知してフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートである。本発明の消火シートは、合成樹脂製であり、フッ化炭素系消火薬剤を、直径１０〜１００μｍの粒滴として分散した構成を有する。本発明における合成樹脂は、常温でガス非透過性であり、周囲温度が８０〜１８０℃に上昇されると、可塑化、溶解、燃焼、変形又は破壊により、フッ化炭素系消火薬剤を放出する構成であることが好ましい。
【００３６】
また、本発明におけるフッ化炭素系消火薬剤としては、フルオロカーボン類又はフルオロケトン類の消火薬剤が主成分であり、これらの中でもパーフルオロカーボン、ヘプタフルオロプロパン又はこれらの混合物であることが好ましい。本発明におけるフッ化炭素系消火薬剤は、密閉製造容器内でマイクロサイズに分散させて粒滴状とするための製造上の制約から、沸点（蒸気圧が１気圧になる温度）が−２０℃から６０℃の間であり、より望ましくは２０℃から５０℃の間であることが最適である。
【００３７】
火災時にフッ化炭素系消火薬剤が放出された場合、速やかに薬剤ガス化して消火機能が発揮されるよう、本発明におけるフッ化炭素系消火薬剤の２５℃における蒸気圧は、０．０３ＭＰａ（０．３Ｂａｒ）以上であり、より望ましくは０．０４ＭＰａ（０．４Ｂａｒ）以上であることが最適である。本発明においては、フッ化炭素系消火薬剤は常温でもただちに気化するのに十分な蒸気圧を有するものを選択しておくことで、化学消火ガスとして周囲に放出供給され、火災延焼を抑制することができる。
【００３８】
また、本発明におけるフッ化炭素系消火薬剤は、その外周を覆う外殻を備えていてもよい。本発明においては、外殻は、合成樹脂と同様に、常温でガス非透過性であり、周囲温度が８０〜１８０℃に上昇されると、可塑化、溶解、燃焼、変形又は破壊により、フッ化炭素系消火薬剤を放出する構成であることが好ましい。
【００３９】
さらに、本発明における合成樹脂及び外殻を形成する材料としては、例えば、ポリエステル、ポリ尿素、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリビニルアルコール、熱硬化性樹脂、シリコンゴム、ブタジエンゴム、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリイソブチレン、耐熱性合成ゴム、及びこれらの誘導体、のうち少なくとも一種を含む単体又は混合物から選択することができる。また、界面活性剤やガラス繊維、シリカゲル、その他安定剤等を加えて、性能の最適化を行うことも有効である。
【００４０】
また、外殻を有するフッ化炭素系消火薬剤の粒滴径を最適化するためには、粒滴を包む外殻の厚さと強度とガス非透過性並びに含有できる消火薬剤量の組み合わせを考慮することが必要であるが、最も重要なシート状への成型を均一に行える製造工程を容易とするために、フッ化炭素系消火薬剤の粒滴の直径は１０〜１００μｍの範囲であることが望ましい。フッ化炭素系消火薬剤は、ガス非透過性の合成樹脂中において、直径１０〜１００μｍの粒滴状に乳化分散させた状態で合成樹脂を硬化させることにより、硬化樹脂内において液状で保持される。
【００４１】
本発明における合成樹脂は、成型が維持される限り少量であることが望ましいが、その含有量を７０％以下に抑えることで、すなわちフッ化炭素系消火薬剤の粒滴を包む外殻粒子を体積比２０％以上、好ましくは３０％以上で含有させることで、十分な消火性能を有する消火シートを成型することができる。さらに、本発明においては、消火シートの厚さは、シートの短辺や長辺の寸法に比べて十分薄く、消火ガスの放出が有効に起こるように整形されている。
【００４２】
また、火災時の熱の伝搬で粒滴外殻が破壊されてフッ化炭素系消火薬剤内包物が有効に噴出するように、本発明の消火シートは、シート状であり、面積が厚さの平方（２乗）値の３０倍以上、さらに望ましくは１００倍以上であることが有効である。
【００４３】
本発明の消火シートにおいては、外殻材料及び合成樹脂の選択により、消火機能が発現する温度を任意に設定することができる。この動作温度は、熱湯の温度から身近な食用油脂の常用使用される温度である８０℃〜１８０℃の間に設定することが望ましい。
【００４４】
さらに、本発明は、火災を感知して表面からフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートの製造方法を提供する。本発明の消火シートの製造方法は、フッ化炭素系消火薬剤を微細な粒子状に外殻材料で包み込ませる分散注入工程と、それによって形成された微細粒子を集合させてマクロなシート状に成型する成型工程とを備える。これらの工程は、その機能が遂行されれば、同時に行われてもよい。
【００４５】
本発明における分散注入工程においては、モータによって回転する攪拌翼と加熱機構を完備した加熱容器内に、合成樹脂材料を充填して、攪拌しながら噴射ノズルを完備した噴射管を介してフッ化炭素系消火薬剤が噴射される。なお、このフッ化炭素系消火薬剤の噴射は、フッ化炭素系消火薬剤が加熱容器内で液体状態になるような組成で行われる。ここで、合成樹脂材料に界面活性剤を０．１％から３％の重量比の範囲で添加してもよい。この範囲の界面活性剤の添加であれば、製造に支障がない。また、フッ化炭素系消火剤の噴射速度は、噴射ノズルあたり毎秒０．１ｍＬから５ｍＬであれば、製造に支障がない。
【００４６】
加熱容器の加熱温度は、２０℃から８０℃の範囲とすることにより、その後に外殻に内包されたフッ化炭素系消火薬剤の粒滴を効率よく製造することができる。成型工程を分散注入工程とは別工程で行う場合には、その成型工程においては、上記注入工程によって形成されたフッ化炭素系消火薬剤の微細粒滴を包む粒子を、合成樹脂を結合剤として用いてシート状に結合成型させる。
【００４７】
また、本発明の消火シートの製造方法においては、加熱容器が外気を遮断して密閉され、少なくともその一部の工程が加圧された状態で行われ、使用されるフッ化炭素系消火薬剤がフルオロカーボン類又はフルオロケトン類を含む単体又は混合物であることが好ましい。
【００４８】
さらに、本発明の消火シートの製造方法においては、分散注入工程に使用される合成樹脂が、ポリエステル、ポリ尿素、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリビニルアルコール、熱硬化性樹脂、シリコンゴム、ブタジエンゴム、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリイソブチレン、耐熱性合成ゴム、及びこれらの誘導体、のうち少なくとも一種を含む単体又は混合物材料であり、乳化を補助するための界面活性剤が０．１％から５％の重量比で添加されることが好ましい。
【００４９】
また、本発明の他の態様によれば、本発明の消火シートを、自動車用電池のパッケージの内壁又は電池が設置されている箱の筐体の内側に設置することにより、自動車用電池からの発火に対する消火システムを提供することができる。
【００５０】
また、本発明の他の態様によれば、本発明の消火シートを、電気機器の筐体の内部に設置することにより、電気機器内部からの発火に対する消火システムを提供することができる。電気機器として最も効果的なものは、携帯パソコン、タブレット端末、スマートフォン、電力変圧用トランス等である。
【００５１】
また、本発明の他の態様によれば、本発明の消火シートを、消防士用等の防火衣の外部表面に取り付けることにより防火衣への着火延焼を防止するシステムを提供することができる。
【００５２】
また、本発明の他の態様によれば、本発明の消火シートを、医療用呼吸補助のための酸素供給システムにおける酸素供給用チューブの一部を覆い隠すように取り付けることにより、酸素供給システムにおける延焼を防止するシステムを提供することができる。
【００５３】
また、本発明の他の態様によれば、本発明の消火シートを、消火板又は防火頭巾板として整形形成することにより、家庭用又は調理場用として有効な極めて取り扱いやすい消火板兼防火頭巾板を提供する。
【実施例】
【００５４】
＜実施例１＞
本実施例においては、フッ化炭素系消火薬剤としてヘプタフルオロイソプロピルペンタフルオロエチルケトンを用いた。これは室温常圧で液体である。また、外殻材料としてエポキシ系熱硬化樹脂を用い、消火シートの合成樹脂としてシリコンゴムを用いた。
【００５５】
まず、加熱反応容器中にエポキシ系熱硬化樹脂材料を充填し、密閉して４０℃に加熱して回転翼で攪拌しながら、噴射ノズルから毎秒１ｍＬでヘプタフルオロイソプロピルペンタフルオロエチルケトンを噴射注入した。所定量のヘプタフルオロイソプロピルペンタフルオロエチルケトンを注入して十分攪拌した後、硬化剤を添加してさらに６時間攪拌し続けた。その結果、平均厚さ５μｍのエポキシ系熱硬化樹脂製の外殻内に、６５ｐＬのヘプタフルオロイソプロピルペンタフルオロエチルケトンの粒滴が内包された、平均直径６０μｍのフッ化炭素系消火薬剤を得た。
【００５６】
次いで、このエポキシ系熱硬化樹脂からなる外殻を備えたフッ化炭素系消火薬剤を、シリコンゴム中に５０％体積比で分散し、これをシート状に成型し、硬化用触媒により硬化して実施例１の消火シートを作製した。なお、実施例１の消火シートは、厚さ３ｍｍのシート状に成型製作したものを、縦横２０ｍｍ×２５ｍｍに切り出したものである。
【００５７】
図１は、実施例１の消火シートを示した写真である。上記のようにして作製された実施例１の消火シートを熱重量分析により分析した結果、１００℃で分解が開始し、１１０℃で９０％以上の外殻破壊が完了し、さらに６００℃以上で分解燃焼が完了することが確認された。
【００５８】
さらに、実施例１の消火シートに、マッチの炎や、煙草着火ライターの炎を近づけたところ、フッ化炭素系消火薬剤がシート表面から噴出し、数秒以内に炎は消火されることが確認された。
【００５９】
＜実施例２＞
サイズを３００ｍｍ×６０ｍｍ×３．５ｍｍとした以外は実施例１と同様にして、実施例２の消火シートを作製した。なお、実施例２の消火シートは、自動車用電池のパッケージの内壁又は電池が設置されている箱の筐体の内側に粘着剤を介して設置する構成である。
【００６０】
図２は、自動車用バッテリーパックの上蓋部分１に実施例２の消火シート２を取り付けた場合の概念図である。１枚の消火シート２は、上述したように３００ｍｍ×６０ｍｍ×３．５ｍｍのサイズであり、上蓋形状と面積に合わせて１２枚設置してある。
【００６１】
実施例２の消火シートによれば、バッテリー容量に合わせて、消火シートの設置量も調整する必要があるが、総容量わずか７５０ｃｃ程度の消火シートの取り付け量で、約２４０Ｌの容積のバッテリーパックをカバーすることができ、非常にコンパクトに消火機能を集積することができた。
【００６２】
＜実施例３＞
サイズを３００ｍｍ×５００ｍｍ×２．５ｍｍとした以外は実施例１と同様にして、実施例３の消火シートを作製した。なお、実施例３の消火シートは、実施例２の構成とは異なる、自動車用電池が設置されている箱の筐体上部に粘着剤を介して設置する構成である。
【００６３】
図３は、図２に示された構成とは別の形状の自動車用バッテリーパック３の筐体内側上部に一枚のパッド型の消火シート４を取り付けた場合の概念図である。筐体上部の大部分の面積を覆って電池上部部分の範囲をカバーできるように設置してある。
【００６４】
実施例３の消火シートによれば、バッテリー容量に合わせて、消火シートの消火容量を厚み調整により調整している。そのため、このような形状の自動車用バッテリーからの発火でも有効にその場で鎮圧できる。本実施例の場合、シート容量３７０ｃｃの極めてコンパクトな消火シートで、約１００Ｌの容積のバッテリーパックをカバーすることができた。
【００６５】
＜実施例４＞
動作温度が１５０℃となるように配合量を変え、サイズを２００ｍｍ×２００ｍｍ×１．５ｍｍとした以外は実施例１と同様にして、実施例４の消火シートを作製した。なお、実施例４の消火シートは、実施例２及び３の構成とは異なる、自動車用電池が設置されている箱の筐体上部に粘着剤を介して設置する構成である。
【００６６】
図４は、図２及び３に示された構成とは別の形状の自動車用バッテリーのバッテリーセル５の筐体内側上部に一枚のパッド型の消火シート６を取り付ける場合の概念図である。このような態様においては、バッテリーセルに近接した位置に配置するため、バッテリー通常動作中でも温度上昇がある。そのため、消火シートの動作温度を高く設計製作することにより、このような形状の自動車用バッテリーからの発火でも有効にその場で鎮圧できる。本実施例の場合、動作温度１５０℃とし、２００ｍｍ×２００ｍｍ×１．５ｍｍと薄型にしたが、総容量約６０ｃｃの極めてコンパクトな消火シートで、約５Ｌの容積のバッテリーパッケージをカバーすることができた。
【００６７】
＜実施例５＞
サイズを４００ｍｍ×１５０ｍｍ×３．５ｍｍとした以外は実施例１と同様にして、実施例５の消火シートを作製した。なお、実施例５の消火シートは、実施例２〜４の構成とは異なる、自動車のボンネット内部に粘着剤を介して設置する構成である。
【００６８】
図５は、図２〜４に示された構成とは別の形状の自動車用バッテリーパックの上部、自動車のボンネット７内部にパッド型の消火シート８を取り付ける場合の概念図である。このような構成によれば、ボンネット全体をカバーすることにより、大容量の電池筐体もカバーできるうえ、電池内部以外の周辺からの発火、例えば配線短絡からの発火等、の鎮圧も可能である。本実施例の場合、４００ｍｍ×１５０ｍｍ×３．５ｍｍのシートを６枚設置し、シート容量約１．２Ｌの極めてコンパクトな消火シートで、約３５０Ｌの容積のボンネット全体をカバーすることができた。
【００６９】
＜実施例６＞
サイズを１８ｍｍ×９０ｍｍ×０．５ｍｍとした以外は実施例１と同様にして、実施例６の消火シートを作製した。なお、実施例６の消火シートは、スマートフォンの内部において電池パックの直近に設置する構成である。
【００７０】
図６は、スマートフォンの内部において電池パック９に対向するカバーの内側に粘着剤を介して消火シート１０を装着した場合の概念図を示す。なお、（ａ）はスマートフォン本体のカバー装着側の概念図であり、（ｂ）はカバーの内側の概念図である。本実施例の消火シート１０は、その厚さが非常に薄く、スマートフォンの内部における電池パック９に接触させて装着することができた。これにより、スマートフォンの内部からの発火をその場で鎮圧できる。本実施例の場合、１８ｍｍ×９０ｍｍ×０．５ｍｍの極めて薄い型にしたが、総容量約０．８ｃｃの極めてコンパクトな消火シートで、約１００ｃｃの容積のスマートフォン筐体内をカバーすることができた。
【００７１】
＜実施例７＞
サイズを３００ｍｍ×５０ｍｍ×１．５ｍｍとした以外は実施例１と同様にして、実施例７の消火シートを作製した。なお、実施例７の消火シートは、消防防火衣に装着する構成である。
【００７２】
図７は、消防防火衣１１に消火シート１２を装着する場合の装着位置例を示す概念図を示す。このような構成によれば、軽量簡易な消火シート１２を粘着剤を介して追加装着するだけで、消防士の目の届きにくい背後からの火の粉や火炎に対して反応し、フッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出することにより、消防士の安全性を向上することができる。本実施例の場合、厚さ１．５ｍｍの薄型で消防動作に支障がないようにし、５ｃｍ幅で３０ｃｍ長の消火シートを３枚装着した。
【００７３】
＜実施例８＞
サイズを１００ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍとした以外は実施例１と同様にして、実施例８の消火シートを作製した。なお、実施例７の消火シートは、在宅医療用酸素供給装置に装着する構成である。
【００７４】
図８は、在宅医療用酸素供給システム１３における酸素供給用チューブ１４へ消火シート１５を装着する場合の装着位置例を示す概念図を示す。このような構成によれば、酸素供給システム１３における酸素供給用チューブ１４の一部を巻いて覆い隠すように消火シート１５を取り付けるだけで、酸素供給システム１３における延焼を防止することができる。本実施例の場合、厚さ１ｍｍのシートを約１０ｃｍ長に渡るほぼ円筒状のシートにして酸素供給用チューブ１４に巻き付けて固定した。
【００７５】
なお、本発明の消火シートは、このように立体形状にして固定する場合、円筒形状に限らず、立方体状、直方体状、方形状、多面体状、球状、お椀形状、など、その表面積が消火シートの厚さより十分広い形状であれば、その本発明の目的とする効果を発揮することができる。
【００７６】
＜実施例９＞
サイズを６０ｍｍ×１００ｍｍ×１ｍｍ（２枚）と１５ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍ（４枚）とした以外は実施例１と同様にして、実施例９の消火シートを作製した。実施例９の消火シートは、操作容易な板上に取り付けて、消火板又は防火頭巾板として応用したものである。
【００７７】
図９は、消火剤を噴出する消火板１６の一例を示す。実施例９の消火シート１７は、図９に示したように、Ａ４定型サイズの板を２枚接続して折りたためるようにした板１６のほぼ中央付近に、サイズの異なる大小６枚の消火シート１７を粘着剤を介して取り付けて、家庭の台所の片隅の壁面に立てかけて使用する。２つ折りが可能にしてあるので、消火板としてだけでなく、避難時の防火頭巾板としても使用可能である。
【００７８】
本実施例において、消火シート１７の形状は、取り付け体積が消火に十分であれば、方形にとらわれることはなく、種々の視覚的デザインが許容される。例えば、カレンダー状や、壁画状の装飾的デザインも可能であり、額縁などの内装品の裏面に取り付けておき、発火の非常時に取り外して使用する方法としてもよい。本実施例によれば、設置方法の方式が多種可能でありながら、いずれの方法でも、操作が簡便で使用しやすく、家庭用又は調理場用として設置されても、違和感の少ない設置を実現できる。設置サイズも軽量サイズにすることができ、火災初期消火に有効で極めて取り扱いやすい消火板兼防火頭巾板を提供する。ただし、消火性能を維持するために、消火板の面積の２０％以上は消火シートで覆われていることが望ましい。
【００７９】
＜実施例１０＞
図９で示された消火剤を噴出する消火板を用いて消火試験を行った。図１０は、実施例９で用いた消火板による消火試験を示す。消火試験としては、まず、家庭用フライ鍋（直径約２５ｃｍ、深さ約８ｃｍ）に、食用油を入れて加熱し発火させた。発火５秒後に、実施例１０の消火板をフライ鍋の上に置いただけで、化学消火剤が噴出し、消火された。天ぷら鍋周辺を汚すこともなく完全に消火させることができた。
【００８０】
（ａ）はフライ鍋からの発火時点のようすである。（ｂ）は消火板をフライ鍋の上から被せる一連の作業である。（ｃ）は消火板をフライ鍋の上に完全に乗せて被せた状態で、消火剤が鍋内に噴出中である。（ｄ）は消火後に消火板を持ち上げて消火剤ガスと火炎の残煙が残っている様子である。これら一連の動作により、実施例１０の消火板が、家庭や料理店の台所において使用される天ぷら鍋やフライ鍋等の過熱による油発火を容易且つ完全に消火し得ることが示された。
【００８１】
上記の消火試験でわかるように、製品の形状がプレート状であるため、初期消火の操作時において、布の場合のような訓練の必要な拡げる作業は不要であり、台所の壁際等に設置していたものをただ手に取って天ぷら鍋やフライ鍋の上に直接どの方向からでも置くだけでよく、極めて使いやすい利点がある。さらに、プレート表面から、火炎の温度に反応して化学消火剤を含む消火剤が噴出されるため、化学消火が起こり、再発火のリスクが少なくなる。
【００８２】
＜実施例１０＞
図９で示された消火剤を噴出する消火板を防火頭巾板として用いた。図１１は、実施例９で用いた消火板１６を防火頭巾板として使用する場合の模式図である。消火シート１７を貼着した２枚の消火板プレートを三角状に半分拡げて頭上にかざし、防火頭巾板として被って避難する用途に使用することができる。
【００８３】
ここまで本発明の複数の実施形態を示して詳細に説明したが、本発明の精神や範囲から逸脱しない限り本発明に開示される内容に従って、本発明の原理に合致する他の多くの変更や改良を直接見出したり導き出したりすることも可能であることを、当業者は理解すべきである。したがって、本発明の範囲はこれら他の変更や改良をすべて包含するものと理解され判断されなければならない。
【符号の説明】
【００８４】
１…自動車用バッテリーパックの上蓋部分、２…消火シート、３…自動車用バッテリーパック、４…消火シート、５…バッテリーセル、６…消火シート、７…自動車のボンネット、８…消火シート、９…電池パック、１０…消火シート、１１…消防防火衣、１２…消火シート、１３…在宅医療用酸素供給システム、１４…酸素供給用チューブ、１５…消火シート、１６…消火板、１７…消火シート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020130661.tif 000009
【図８】
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【図９】
2020130661.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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