(57)【要約】  微粉砕又は結晶質／析出形態で、水性分散媒との混合物中、好ましくは均質な分散液の形態で存在する炭酸塩材料を含む消火剤及びその製造方法。また、当該消火剤のスプレー適用による消火方法が開示される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭酸塩材料を含む消火剤であって、炭酸塩材料が、微粉砕又は結晶質／析出形態で、水性担体と混合した状態で存在することを特徴とする消火剤。
【請求項２】
実質的に均質な分散液又は懸濁液の形態を有する、請求項１記載の消火剤。
【請求項３】
炭酸塩材料が、石灰石、大理石、貝砂、珊瑚質堆積物（主に炭酸カルシウム）、ドロマイト（炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムとの混合物）又はソーダ材料の沈積物（炭酸ナトリウム及び／又は炭酸水素ナトリウム）又はそれら二つ以上の混合物を含む群から選択される鉱物を含む、請求項１記載の消火剤。
【請求項４】
分散剤、殺生剤、発泡剤、ゲル化剤及び耐熱性繊維から選択される、そのものは公知の添加物をさらに含む、請求項１記載の消火剤。
【請求項５】
炭酸塩材料が０．５mm以下の数平均最大直径を有する、請求項１記載の消火剤。
【請求項６】
炭酸塩材料が０．１mm以下の数平均最大直径を有する、請求項１記載の消火剤。
【請求項７】
貯蔵中はゲル構造の形態をとることができるが、かく拌下では低粘度分散液の形態をとる、請求項１記載の消火剤。
【請求項８】
炭酸塩材料が、分散液中の水の２〜９０重量％、好ましくは５〜７０重量％の範囲の量で存在する、請求項１記載の消火剤。
【請求項９】
ゲル、泡、繊維富化された分散液又は噴霧化された分散液の形態を有する、請求項１記載の消火剤。
【請求項１０】
消火剤の製造方法であって、炭酸塩材料を数平均粒径（最大直径）０．５mm未満の粒子に粉砕し、水又は水溶液の形態の分散媒を粉砕粒子に加えること、あるいはまた、相応に溶解した酸化物又は水酸化物から、二酸化炭素の添加及びその後の結晶化／凝集ならびに所望の固形分濃度までの脱水によって炭酸塩を合成することを特徴とする方法。
【請求項１１】
炭酸塩材料が、石灰石、大理石、貝砂、珊瑚質堆積物（主に炭酸カルシウム）、ドロマイト（炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムとの混合物）又はソーダ材料の沈積物（炭酸ナトリウム及び／又は炭酸水素ナトリウム）からなる群より選択される少なくとも一つの鉱物を含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
分散剤を消火剤に加える、あるいはまた、消火剤をかく拌して、水性分散媒中の炭酸塩材料の実質的に均質な分散液の形態を有することを保証する、請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
一つ以上の炭酸塩材料を、その濃度が分散液又は混合物中の水の２〜９０重量％の範囲になるまで加える、請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
微粉砕炭酸塩材料の水性混合物を火災現場に適用することを特徴とする消火方法。
【請求項１５】
水溶液が、水又は水性液体のための従来のスプレー設備によって火災現場に適用される分散液の形態を有する、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
水性混合物が、噴霧化分散液の形態を有し、そのための適当な手段によって火災現場に適用される、請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
初期火災から制圧不可能な火災までの拡大は、酸化反応が制御不能な程度にまで起こる場合があるような、可燃材における酸素又は酸化体の利用可能性に依存する。酸化反応が熱を放出し、その熱が発火材料を不安定な化学成分に転換し、その成分もまた、利用可能な酸化体と不安定な過程で反応し、酸化体の利用可能性が火炎拡大の制限要因になるまで、より多くの熱を発生させる場合がある。
【０００２】
初期火災は、三つのやり方のいずれかで制圧することができる。
１．酸化体の利用可能性を減らす（窒息効果）。
２．高温でエネルギー要求性化学反応又は物理的転換を起こす化学成分を火災現場に加えることによって発熱を減らす（冷却効果）。
３．火炎からの不安定な化学成分との反応によって安定な化学分子を形成する化合物を加えることによって酸化反応を停止させる（反応停止効果）。反応停止は、熱→不安定な物質→燃焼→熱の不安定な化学循環を断つ。
【０００３】
従来の水による消火は主にタイプ２の冷却である。液体の水から蒸気への物理的転換はエネルギー要求性であり、火炎におけるエネルギー発生を減らす。種々の泡による消火は一般にはタイプ１、すなわち窒息的作用方法である。泡は、燃焼材料と周囲空気酸素との間に部分的にしか透過性でない物理的バリヤを形成し、そのバリヤが、泡層を介する酸素供給の減少によって火炎の窒息を生じさせる。ＣＯ２及び水蒸気が、火炎に対して窒息効果を有することができる物質の他の例である。水霧は、火炎に対して冷却と窒息との組み合わせ効果を有する場合がある。炭酸水素ナトリウム又はハロゲン化物を含有する粉末が、反応停止的作用方法を有する消火剤の例である。
【０００４】
石灰粉の形態にある粉砕石灰石（炭酸カルシウム）は、石炭採鉱における周知の安全措置である。爆発性の火炎は、そのような石灰粉を空気中にスプレーすることによって窒息される場合がある。石灰石は、強烈に加熱されると化学分解を起こす―ＣａＣＯ3→ＣａＯ＋ＣＯ2。この分解反応はエネルギー要求性であり、したがって、冷却効果を有する。加えて、形成されるＣＯ2が空気中の酸素濃度を下げ、それによって窒息効果を提供する。
【０００５】
炭酸材料もまた、難燃剤として知られ、可燃材の表面処理に使用されている。
【０００６】
米国特許第５，６９５，６９１号は、水、有機液体又は可融性固体材料中に分散した固体難燃材のコロイド粒子を記載する例である。この特許は、繊維、織物、紙、塗料、断熱材などに難燃性を提供する材料の微粉砕粒子に関する。
【０００７】
日本国特許ＪＰ２０００１０７３１９は、炭素ハロゲン化物又は炭化水素ハロゲン化物を含む反応停止タイプの消火剤をアルカリ性成分、たとえば炭酸カルシウムと混合した「消火薬品」を記載している。このような混合物の目的は、消火剤としてのハロゲン化物の使用の結果として生じる有害な水素ハロゲン化物（たとえばＨＣｌ）を中和することである。
【０００８】
米国特許第４，５６０，４８５号は、「消火粉末(Fire fighting powders)」の名称の下、種々の炭酸塩・炭酸水素塩混合物（いわゆるセスキ炭酸塩）を含む消火用粉末を提示している。この米国特許は、セスキ炭酸ナトリウム、カリウム又はアンモニウムの粉末の使用を記載している。
【０００９】
目的
本発明の目的は、窒息、冷却及び反応停止の組み合わせ効果を公知の方法よりも効率的に利用することにより、初期火災が見られる多くの状況で効果的である消火剤を提供することである。さらなる目的は、簡単な手段でこれを実施し、安価に製造することができ、簡単で安全で環境に優しく貯蔵し、取り扱うことができる消火剤を提供することである。
【００１０】
本発明
第一の態様にしたがって、本発明は、請求項１によって定義する消火剤を提供する。
【００１１】
本発明の第二の態様にしたがって、本発明は、請求項１０によって定義する、消火剤の製造方法を提供する。
【００１２】
第三の態様にしたがって、本発明は、請求項１４によって定義する、消火方法を提供する。
【００１３】
本発明の好ましい実施態様は従属請求項によって開示される。
【００１４】
本明細書で使用する「微粉砕粒子材料」とは、数に基づいて粒子の少なくとも５０％が０．５mm未満、好ましくは０．１mm未満の最大直径を有するものと理解される。粒子は、実際には、完全に球体であることは決してなく、「最大直径」とは、実際の粒子形状にかかわらず、最大一次元寸法と理解されるべきである。粒径の選択は、粒子が短期的及び長期的に懸濁状態又は分散状態にとどまる容易さに影響する。
【００１５】
所望の粒径の粒子は一般に、粉砕された粒子であるが、析出した結晶粒子であってもよい。混合物は一般に、多くの場合に好ましい実施態様を構成する均質な分散液又は懸濁液の形態を有する。しかし、混合物は、かく拌（剪断）に暴露されない場合にはゲルの形態をとるが、かく拌された場合非粘稠な分散液に戻ることを意味するレオロジー性を有していてもよい。このようにして、貯蔵中に粒子が沈降せず、混合物中に均一に分散した状態にとどまることが保証される。
【００１６】
炭酸塩材料は、たとえば、石灰石、大理石、貝砂及び珊瑚質堆積物（主に炭酸カルシウム）、ドロマイト（炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムとの混合物）又はソーダ材料の沈積物（炭酸ナトリウム及び／又は炭酸水素ナトリウム）から誘導されてもよい。
【００１７】
炭酸塩材料は、かく拌なしでも沈降を防止することができるよう微粉砕又は超微粉砕されているべきであるか、貯蔵及び輸送中に炭酸塩を分散状態に保持するための代替手段としてかく拌を使用すべきである。界面活性化合物（分散剤）を分散液に加えて、沈降を防止してもよいし、発泡を促進してもよいし、分散液にゲル構造を提供してもよい。殺生剤を加えて生物学的安定性が長期にわたり維持されるようにしてもよい。耐熱性繊維を分散液に加えて、分散液が硬化／乾燥する際その機械的強度を高めてもよい。
【００１８】
本発明の第二の態様にしたがって、消火剤は、炭酸塩含有材料を、数平均最大直径が０．５mm以下、好ましくは０．１mm以下である微粉砕粒子へと粉砕することによって製造される。微粉砕炭酸塩粒子は、水又は水溶液中に懸濁又は分散させる。水は、淡水であってもよいし、塩水（以下「海水」）であってもよい。水が他の成分、たとえば分散剤、難燃繊維又は他の有効もしくは非有効成分を含む限り、これらは、炭酸塩材料が加えられる前から水中に存在していてもよいし、炭酸塩材料と同時に加えられてもよいし、炭酸塩材料が加えられ、水中に分散したのち加えられてもよい。本明細書中「非有効成分」とは、分散液の消火能力に影響しない成分であると理解される。
【００１９】
本明細書中、低い粘度という場合、それは、分散液を火災現場に散布するための通常のポンピング及びスプレー設備とで使用することを可能にする十分な低さの粘度と解釈されるべきである。
【００２０】
本発明の第三の態様は、特徴部分が本発明の第一の態様、すなわちその目的に使用される消火剤のそれに類似している消火方法である。
【００２１】
本発明の消火剤をスプレーすることにより、以下の効果が得られる。
水の蒸発によって分散液又は混合物中の水分含量が急減する。それにより、冷却効果が得られる。
十分な量の水が蒸発すると、分散液又は混合物は固体炭酸塩材料の塗膜層へと転換され、この層が、周囲空気から可燃材への酸素輸送に対するバリヤとして作用する。これは、特定の窒息効果を含む。
塗膜層が火炎によって十分加熱されたのち、炭酸塩が分解し、ＣＯ2を放出する。これが、エネルギー要求性化学分解による冷却効果を提供し、また、分解中に放出されるＣＯ2が空気、その結果酸素に取って代わるという事実による窒息効果を提供する。
【００２２】
本発明の消火剤は、いくつかの可能な実施態様の一つで、水と同様にして、従来のポンプ及び消火ホースによって火炎に供給することができる。従来の消火と比較すると、適用される一定量の消火剤が、炭酸塩を含有しない、実質的により多量の水の場合と同じ効果を有する。分散液が、燃焼する車のタイヤ、家屋の火災及び各種材料のたき火に対して即時の消火効果を有するということが試験によって証明された。炭酸塩分散液の適用のための代替方法としては、本明細書で挙げる他の方法を排除することなく、噴霧化分散液形態での適用、ゲル形態での適用、泡形態での適用及び繊維富化された分散液形態での適用がある。炭酸塩分散液が噴霧化分散液として適用される場合、噴霧化ノズルを介して液体形態で供給される。ゲル、泡又は繊維富化されたものとして適用される場合、適用の前に懸濁液に直接加えられるか、適用中に二成分分散混合物の第二の成分として加えられるゲル化剤、発泡剤及び繊維懸濁液とともに供給される。
【００２３】
粒子の沈降に伴う問題なしに分散液を加えるためには、かく拌なしで沈降を防止するのに十分な小ささの粒径を有する微粉砕炭酸塩粒子を使用することもできるし、沈降を防止するためのかく拌を提供する装備を用いて貯蔵及び輸送を実施することもできる。大きな粒子表面積が消火剤の反応性に対してプラスの影響を及ぼし、したがって、粒径に加え、粒子の多孔性が効率に影響する。これは、たとえば合成炭酸塩の結晶化／析出の際に形成する場合があるより小さな粒子の大きめの凝集塊がより微細な粒子と同等に効果的である場合があることを意味する。
【００２４】
かく拌が提供されない場合の貯蔵及び輸送中の沈降を防止するため、界面活性分散剤を加えてもよい。そのような分散剤の例は、挙げられる分散剤に限定されることなく、アクリル酸の誘導体又は米国特許第５，０７６，８４６号で挙げられている成分である。
【００２５】
貯蔵及び輸送中の分散剤の生物学的劣化を防止するため、殺生剤を加えてもよい。
【００２６】
炭酸塩の純度は本発明の使用にとって重要ではない。炭酸塩中の一般的な不純物は、黒鉛、ケイ酸塩、鉱物酸化物又は他の鉱物ならびに工業処理プロセスからの有機又は無機化学物質の残渣である。利用分野の一般的な例は、他の消火剤用途を排除することなく、トンネル火災、オイル及びガスのパイプラインの火災、森林火災、たて穴火災、家屋及び建造物の火災（以下「外部火災」）、室内及び他の内部隔壁内の火災、電気及び他の技術施設の火災ならびに荷重担持構造の火災である。本発明の消火剤はまた、オイル及びガスのプラットフォーム及び他の施設の火災、工業施設及び倉庫の火災、船舶、列車、航空機及び自動車ならびに廃棄物処理埋め立て地火災にも好適である。
【国際調査報告】
2009509627.tif 000002
2009509627.tif 000003
2009509627.tif 000004
2009509627.tif 000005