(57)【要約】  炭化サッカリド組成物、架橋剤又は無機塩、界面活性剤、および水を含む組成物を使用する消火泡濃縮物、膨張した泡組成物、そして泡組成物の形成方法。尿素又はその誘導体および／又はマグネシウム塩を増やすと、開示された組成物は同様に良好な生分解性と環境両立性を示し且つ極性溶媒火災、例えばメタノール、エタノール又はアセトン火災の扱いで特別な有用性を有する改良された泡立て組成物を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化サッカリド組成物、
架橋剤、
界面活性剤、および
水
を含む泡形成組成物。
【請求項２】
架橋剤が、尿素又は尿素誘導体である請求項１に記載の泡形成組成物。
【請求項３】
炭化サッカリド組成物が、１種以上の単糖および１種の炭化されたサッカリドの混合物である請求項１に記載の泡形成組成物。
【請求項４】
単糖が、サッカロース、グルコース、フルクトース、マンノースおよび転化糖からなる群から選ばれる請求項１に記載の泡形成組成物。
【請求項５】
炭化サッカリド組成物が、ブラウンシュガーである請求項１に記載の泡形成組成物。
【請求項６】
ブラウンシュガーが、サッカロースと糖液との混合物を含む請求項５に記載の泡形成組成物。
【請求項７】
炭化サッカリド組成物が６−２５重量％の量である請求項１に記載の泡形成組成物。
【請求項８】
水が５−８９．９重量％の量である請求項１に記載の泡形成組成物。
【請求項９】
界面活性剤が３−３３重量％の量である請求項１に記載の泡形成組成物。
【請求項１０】
増粘剤が１０重量％以下の量である請求項１に記載の泡形成組成物。
【請求項１１】
組成物が約１容量％、３容量％又は６容量％の濃縮物として形成される請求項１に記載の泡形成組成物。
【請求項１２】
増粘剤および、任意に、有機溶媒、高分子安定剤、防腐剤、緩衝剤、腐食防止剤、抗菌剤、二価のイオン塩、泡安定剤、保湿剤および希釈剤からなる群から選ばれる１種以上の成分をさらに含む請求項１に記載の泡形成組成物。
【請求項１３】
界面活性剤が、水溶性炭化水素界面活性剤又はシリコーン界面活性剤であって、且つ界面活性剤が非イオン、アニオン、カチオン又は両性である請求項１に記載の泡形成組成物。
【請求項１４】
増粘剤が、ポリヒドロキシポリマー、ポリアクリルアミド、セルロース樹脂、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキシド及びそれらの混合物である請求項１４に記載の泡形成組成物。
【請求項１５】
有機溶媒が、グリコールおよびグリコールエーテルからなる群から選ばれる請求項１４に記載の泡形成組成物。
【請求項１６】
フッ素系化合物を含まない請求項１に記載の泡形成組成物。
【請求項１７】
炭化サッカリド組成物、
無機塩、
界面活性剤、および
水
を含む泡形成組成物。
【請求項１８】
無機塩が、硫酸マグネシウムである請求項１７に記載の泡形成組成物。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか１項に記載の泡形成組成物を水性希釈溶液のエアレーション工程を含む泡組成物の製造方法。
【請求項２０】
泡形成組成物が圧縮ガス泡立方式によってエアレーションされる請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
泡形成組成物が水の流れへの泡形成組成物の添加およびノズルからの放出によってエアレーションされる請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
請求項１９、２０および２１のいずれか１項に記載の方法によって製造される泡組成物。
【請求項２３】
泡形成組成物を製造するために炭化サッカリド組成物、架橋剤、界面活性剤および水の任意の順序での混合の工程を含む泡形成組成物の製造方法。
【請求項２４】
泡形成組成物のエアレーションによる泡の製造に用いる炭化サッカリド組成物および架橋剤を含む泡形成組成物を製造する工程を含む泡の消火能力を高める方法。
【請求項２５】
炭化サッカリド組成物、架橋剤又は無機塩、界面活性剤および水を含む泡立て組成物を火災又は熱い又は可燃性の表面に適用する工程を含む火災の抑制又は消火のための方法。
【請求項２６】
架橋剤が、尿素又は尿素誘導体である請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
炭化サッカリド組成物が、１種以上の単糖および１種の炭化サッカリドの混合物である請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
単糖が、サッカロース、グルコース、フルクトース、マンノースおよび転化糖からなる群から選ばれる請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
炭化サッカリド組成物が、ブラウンシュガーである請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
火災が極性溶媒火災である請求項２５に記載の方法。
【請求項３１】
極性溶媒火災が、エタノール、メタノール又はアセトンである請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
火災が非極性溶媒火災である請求項２５に記載の方法。
【請求項３３】
非極性溶媒火災が、航空ガソリン、ジェット燃料、石油、ＭＴＢＥ又はエーテル／ガソリン混合物である請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
泡立て組成物が、フッ素系化合物を含んでいない請求項２５に記載の方法。
【請求項３５】
実施例（比較例は除く）を参照してこの明細書に実質的に記載された泡形成組成物および／又はその使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消火泡濃縮物、膨張した泡組成物および泡組成物濃縮物の形成法に関する。特に、本発明は、炭化又はカラメル化サッカリドを含む水性泡立て組成物に関する。本発明の泡立て組成物は、特に好適には生分解性および／又は環境適合性である。
【背景技術】
【０００２】
泡材料は商業的にかつ工業的に重要な化学物質に基づく材料である。泡は、濃縮された前駆体の希釈によって生成され得る泡立て組成物のエアレーション（すなわち、泡たて組成物への空気の封入）によって製造され得る。泡の多くは目的とする用途に的確に有用であるためにはいくつかの物理的な特性を必要とする。泡にとって望ましい物理的な特性の中には、特に安定な泡が望ましい場合、例えば防火、鎮火、蒸気抑制および作物用の凍結予防の場合には、泡が長期間の間に亘って有用な形状でありそしてそれ故に有用であることを可能とする安定性という特性がある。更なる用途は、燃料の望ましい透過および表面の濡れ、例えば鎮火、表面の清浄化／汚染除去そして表面処理（例えばコンクリート表面のため）のための表面張力の減少を含む。
【０００３】
重要な種類の市販の泡は、水性の組成物が典型的にはフッ素系界面活性剤、非フッ化（例えば、炭化水素）界面活性剤、および水性又は非水性溶媒を含む水性皮膜形成泡（例えば、ＡＦＦＦおよびＦＦＦＰ）を含む。
【０００４】
消火泡は、基材に、ビルディング内、地下道内、船内、建造物へ、タイヤ、石炭、ピートそして溶媒の火災での基材を含めて数多くの方法で用いられ得る。極性溶媒消火泡濃縮物は、各種の可燃性溶媒および燃料でのそれらの有効性のため世界中の消火産業で益々広まってきている。同様に、この種の泡濃縮物は、消火産業では“耐アルコール性の水性皮膜形成泡”（ＡＲ−ＡＦＦＦ）、“アルコールタイプの濃縮物”（ＡＴＣ）又は単に“多目的泡”として知られる。これらの製品は耐“極性溶媒”又は耐“アルコール性”濃縮物と呼ばれるけれども、それらは一般的には極性、親水性液体、例えばアルコールと非極性、疎水性燃料の両方を消火することを目的とするものである。
【０００５】
これらの泡は、“予混合体”を形成するために水（淡水、汽水又は海水）での希釈、そして次いで泡を形成するために予混合体のエアレーションによって濃縮物から調製され得る。好都合なことに、泡形成組成物はスペースを節約しそして移動および貯蔵コストを減らすために濃縮物として作られる。濃縮物の使用前の希釈は典型的には３容量％濃度である（すなわち、水の体積９７当たり泡濃縮物の体積３）。他の典型的濃縮物は６容量％の濃度および１容量％以下の濃度を含む。
【０００６】
泡は、炎を倒しそして次いで窒息によって炎を消す厚い泡ブランケットを形成するために液状化学物質火災上に散布され得る。同様に、これらの泡は、有毒な、有害な、可燃性、又はさもなければ他の危険な蒸気の発生を防止するために、非燃焼性だが揮発性液体、例えば、揮発性の液体又は固体化学物質および化学物質流出に適用され得る蒸気抑制泡としての有用性がある。同様に、これらの泡は建造物火災、山火事又は森林火災に用いられ得る。
【０００７】
泡立て組成物の個々の成分は、予混合体および泡の種々の物理的および化学的特性に対して寄与する。精選の界面活性剤は低い表面張力、高い発泡性、そして良好な膜形成特性、すなわち横に広がるためそして他の液体の表面に亘って膜を形成するために泡からの排出性能を提供し得る。界面活性剤の溶解性を促進し、濃縮物の貯蔵寿命を長くし、そして水性泡を安定化するために有機溶媒が含まれ得る。増粘剤は泡の粘度および安定性を増加させるために用いられ得る。他の薬剤および添加剤は当業者に周知であるとおりに用いられ得る。
【０００８】
特に好適な泡の特性は、安定性、蒸気抑制、および後戻り燃焼抵抗である。安定性は有用な泡として長期間にわたってその物理的状態を維持するための泡の能力を言う。いくつかの消火泡、例えば界面活性剤と水和増粘剤を含有する泡立て予備混合組成物から調製された泡は長時間の間、又は少なくとも１時間まで安定であり、そして通常はしばしば再適用される。より長い期間の安定性は反応性プレポリマーおよび架橋剤、多価のイオン錯化剤および蛋白質のような成分を加えることによって達成され得る。
【０００９】
消火用の泡立て組成物におけるフッ素系化合物の使用は、例えば米国特許第３７７２１９５号、同第４４７２２８６号、同第４７１７７４４号、同第４９８３７６９号、同第５０８６７８６号および同第５８２４２３８号で教示されるように広範囲にわたる。通常、フッ素化化合物は泡立て組成物の表面張力を下げるために界面活性剤として用いられる。しかしながら、ある種のフッ素系化合物の生産および使用は、そのような化学品および／又はそれらの使用に関係した懸念のため低減されそして／又は段階的に廃止されている。
【００１０】
同様に、消火泡溶液への天然化合物、例えば蛋白質および多糖類の添加剤も周知である。特に、多糖類は、二糖類および単糖に加えて、セルロースおよびその誘導体、グアーガム、キサンタンゴム、および糖蜜を含む多糖類誘導体、そしてホルモースを含む他の抽出物を含めて多くの剤形で利用されてきた。消火泡におけるこれらの材料の使用は例えば米国特許第２５１２３１０号（１９４６年）、日本特開昭５３−０２３１９６号（１９７８年）、ドイツ特許第２９３７３３３−Ａ号（１９８１年）、英国特許第２１７９０４３−Ａ号（１９８６年）、米国特許第４９７８４６０号（１９８８年）および米国特許第５２１５７８６号（１９９３年）に開示される。
【００１１】
米国特許第２５１４３１０号はＮ−アシル、Ｎ−アルキルタウリンナトリウム塩およびカルボキシメチルセルロースナトリウム塩の水性溶液を含有する消火泡の製造に適した組成物について説明する。この発明の組成物は液火災の消火のために極めて有効な消火泡を生成する。
日本特開昭５３−０２３１９６号はカルボキシメチル化酵母をベースにした蛋白質消火液の使用について説明する。この溶液は、泡が良好な耐熱および耐油の特性を有し、特に大規模な火災の処理に有用である。
【００１２】
ドイツ特許第２９３７３３３−Ａ号は、耐火化合物および任意的に湿潤剤又は泡立て剤、防腐剤、リン酸塩、窒素化合物そして追加的な添加物を含有する組成物である、火災にさらされた目的物表面を保護するための水組成物について説明する。この消火水組成物は、火災にさらされたときに、それによって急速な温度上昇から目的物を守る水の蒸発に続いて炭化泡の粘着性層を生成する。この発明で用いる耐火添加物はリン酸アンモニウム、多糖、ホルモス（ホルムアルデヒド重合体である）、ジシアンジアミドおよび尿素を含む。例示された多糖は、白色砂糖の結晶化の後に分離する通常は粗製母液である砂糖大根糖液である。
【００１３】
イギリス特許２１７９０４３−Ａ号は、食品産業でメレンゲおよびケーキ・ミックスとして主として用いる水性泡について説明する。泡は、組成物が１種の酸性発泡性タンパク質、好適には乳清タンパク質分離物又はウシ血清アルブミン、および陽イオン多糖、好適にはキトサンを含むとき形成される。水性泡組成物はさらに可溶性の砂糖、例えばサッカロースを含み得る。
米国特許第４９７８４６０号はゼラチン化剤として強力に膨らむ水不溶性高分子量ポリマーを含む消火組成物に使用するための水用添加物を対象とする。明細書が対象とする改良は、水の浸入が有り次第それらが粘着性とならないようにそして煤煙が凝集しないようにするゼラチン化剤を包みそして繰り出すための離型剤の使用に関する。この発明の好適な離型剤はポリアルキレングリコールである。リン酸２アンモニウムおよび糖類、例えばマンニトールを含む糖アルコールを含む追加的な化合物が離型剤としての用途に適していると説明される。
【００１４】
米国特許第５２１５７８６号は基材と大気との間の生分解性泡バリア形成用の組成物について説明する。前記泡形成組成物はスルホン酸ナトリウム、長鎖アルキルカルボン酸、水酸化カリウム、ケイ酸カリウム、非イオン性固体有機系水溶性材料、例えばサッカロース又は尿素、およびヒドロキシル溶媒を含む。
米国特許第４０６０４８９号は燃焼している液火災上に発射されるときにゲル化するように、泡立剤に加えて揺変性多糖を含む溶液を用いて形成された水性泡について説明する。前記揺変性という特徴は泡およびそれから泡が形成される溶液の即時の膨張を可能とする。濃縮物は、濃縮物が即時の希釈のためにより良く適用できるようにするために泡形成溶液に相当量のＮ−メチルピロリドン−２を含みそしてその安定性も改良する。尿素は多糖を可溶化するのに役立つためそして濃縮物の粘度を下げるために加えられ得る。
中国特許第１２３１２０７号は消火泡の調製時に砂糖大根植物のタンパク質体の使用について説明する。
【００１５】
米国特許第４３８７０３２号は水に溶かした揺変性多糖増粘剤を含む消火泡濃縮物について説明する。濃縮物の粘度を下げそして凍結があり次第多糖が析出しないようにするために、濃縮物に尿素、チオ尿素、シアン酸アンモニウム又はチオシアン酸アンモニウムを含めることによって高濃度が現実的になる。
米国特許第５２１５７８６号は硫酸ナトリウム、カルボン酸、水酸化カリウム、ケイ酸カリウム、非イオン性固体有機系水溶性材料およびヒドロキシル溶媒を含む泡濃縮物について説明する。濃縮物は、固形分濃度を増加させることによって泡の剛性を支援するために任意的にサッカロース又は尿素を含んでよい。
国際特許公開第０３／０４９８１３号は炭化サッカリド組成物、界面活性剤および水を含む泡形成濃縮物について説明する。これらの組成物は、良好な生分解性と環境適合性を示しながら火災の鎮圧および制御のための泡の性能、そして関連した応用を高める。これらの泡は非極性火災の鎮圧および消火に特に役立つ。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
多くの泡立て組成物が発表されているが、財産、構造物、家財および未開発の森林地帯への火災そして、火災が引き起こす破壊、荒廃および人命の損失のとどまることのない脅威は新しい、改良されたあるいは少なくとも代替の水性泡立て組成物、泡組成物、そして泡立て組成物の製造法に対する継続的な要求があることを意味する。同様に、種々の型の溶媒火災の制御にいくばくかの選択性を示す改良された泡組成物を利用できるための継続的な要求がある。同様に、実質的に又は完全に生分解性および／又は環境適合性である泡組成物を製造する特別な要求がある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
驚くことには、本発明の消火泡において尿素又はその誘導体および／又はマグネシウム塩を増加させた炭化サッカリド組成物を使用するが火災の鎮圧と制御、そして関連した応用のための泡の性能を大いに高めるということが見出された。前記の増加させた炭化サッカリド組成物の有利な使用は、同様に良好な生分解性と環境適合性とを示す改良された泡立て組成物を提供する。さらに、驚くことに、本発明の前記の増加させた泡が極性溶媒火災、例えばメタノール、エタノール又はアセトンの火災の扱いにおいて格別の実用性があるということが見出された。
【００１８】
それ故、本発明の第１の態様によれば、
炭化サッカリド組成物、
架橋剤又は無機塩、
界面活性剤、および
水
を含む泡形成組成物が提供される。
【００１９】
本発明の一実施態様において、前記泡形成組成物は架橋剤として尿素又はその誘導体を含む。本発明のもう1つの実施態様において、前記泡形成組成物は無機塩としてマグネシウム塩、例えばマグネシウムの硫酸塩、塩化物、硝酸塩又は酢酸塩を含む。
本発明の第２の態様によれば、前記の第１の態様の泡形成組成物から製造された泡組成物が提供される。
本発明の第３の態様によれば、炭化サッカリド組成物、架橋剤又は無機塩、界面活性剤、および水を含む泡形成組成物のエアレーション工程を含む泡組成物の製造方法が提供される。前記の泡形成組成物は、好適には水の流れ、好適にはホースおよびノズル、例えば消火ホースの中を通って流れる水に前記の泡形成組成物を加えることによってエアレーションされる。
【００２０】
本発明の第４の態様によれば、炭化サッカリド組成物、架橋剤又は無機塩、界面活性剤および水を組成物の形成のために任意の適した順番で混合することを含む泡形成組成物の製造方法が提供される。
本発明の第５の態様によれば、泡の製造で用いる炭化サッカリド組成物および架橋剤又は無機塩を含有する泡形成組成物の製造工程を含む泡の消火能力を高めるための方法が提供される。
本発明の第６の態様によれば、炭化サッカリド組成物、架橋剤又は無機塩、界面活性剤および水を含む泡立てた組成物を火災又は熱い又は可燃性の表面に適用する工程を含む火災の抑制又は消火法が提供される。
【００２１】
本明細書および特許請求の範囲の全体を通して、文脈がそれ以外を必要としていなければ、“含む”という言葉、そして語尾変形、例えば“含む（３人称）”又は“含んで”は、規定された完全体あるいは工程又は完全体あるいは工程の集団を含めることだが任意の他の完全体あるいは工程又は完全体あるいは工程の集団の排除ではないことを意味すると理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、膨張した泡組成物（“泡”とも呼ばれる）を形成するためにエアレーションされ得る化学的組成物を提供する。泡は、水性泡材料の技術で役立つと理解されるどんな用途も含めて種々の用途に利用され得る。泡は、建築物火災、輸送容器火災、材料火災、タイヤ火災、石炭火災、ピート火災、荒野火災、山火事、森林火災そして他の同様に自然で発生する火災そして工業に基づく火災を含めてクラスＡの火災消火に有用性がある。
【００２３】
同様に、本発明の泡は、揮発性の、有毒な、爆発性の、可燃性の、又はそうしないと危険な化学的な蒸気を封じ込めるか又は抑え込むために役立ち得る。これらの蒸気は化学物質貯蔵タンク、液体又は固体化学物質、あるいは化学物質の流出のような化学物質から発生する。同様に、本発明の泡は、化学品火災を消火するため又は化学物質の発火又は再発火を防ぐために用いられ得る。これらの用途は現記述の目的のために“化学物質への用途”又は“液体化学物質”への用途とまとめて呼ばれるであろう。本発明の組成物は極めて可燃性の（例えば、低沸点且つ高蒸気圧を有している）そして固定するのが困難な化学物質、例えばメチルｔ−ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）、エーテル／ガソリン混合物、航空ガソリン、ジェット燃料および石油のような輸送燃料の消火および保護に特に役立つ。重要なことには、本発明の組成物は、エタノール、メタノールおよびアセトンの火災を含めて極性溶媒火災を消火するのに特に役立つ。さらに、本発明の泡は、必ずしも危険でも、揮発性でも、発火しているわけでも、又は引火しやすいわけでもない他の基材に適用され得る。例として、本発明の泡は、土地、建物、又は他の自然資産又は不動産に対して、防火地帯として、例えばそのような財産への引火を防ぐか又は少なくとも遅らせるために、通る可能性のある通路に適用され得る。
【００２４】
本明細書で用いられるとき、“泡”という言葉は、不連続の気相と連続した水相との２相系を形成するために水性液体中に気相（例えば、空気）を物理的に混合することによって調製された泡を意味するために、産業界で一般に認められた意味に従って用いられる。
本発明の消火泡は、炭化サッカリド組成物と架橋剤又は無機塩の添加により改善された防火性能を示す。
【００２５】
炭化サッカリドは１種以上の単糖と調製された炭化糖との混合物を含む。本発明に用いられるサッカリドは概して単糖又は他の糖質、好適にはサトウキビ又は砂糖大根から得られるありふれた砂糖（サッカロース）である。サッカロースは基本的単糖分子のグルコースとフラクトースから成る二糖である。サッカロースはサトウキビおよび砂糖大根からの世界の生産量が年に百万トンオーダーであることを考えればすぐに入手可能である。同様に、当業者は他の市販の単純な単糖類および単糖が本発明の泡立て組成物に用いられ得るということを承知しているであろう。
【００２６】
前記炭化サッカリドはカラメル化された、黒焦げの又は焼いた糖、例えば糖蜜、黄金シロップそして糖液を含む。この関連で、“炭化”という言葉はそれが糖およびサッカリドに言及するときは、通常は糖の黒ずみ又は焦げに付随した糖分子の重合の形に至る糖に対しての形態学的および又は化学的変化をもたらす昇華、部分的昇華、剥離、焼いた、熱処理又は化学的処理したそれら糖を含むカラメル化糖を含めるために最も広い意味で解釈される。
【００２７】
前記炭化サッカリド組成物は、カラメル化された、黒焦げの又は焼いた糖を用いない混合物よりも性能および性能の継続性を増加させる典型的には部分的に精製されたサッカリド成分、例えばブラウンシュガー又は暗褐色の糖として存在するサトウキビ糖を含む。
サッカリドの未加工抽出物の融点を少し越えるまでの制御された加熱は、水の損失を伴って糖分子をカラメル化して（又は炭化して）黄色、茶色又は暗褐色の糖生成物、例えば糖液を形成する。この技術において周知のように、糖のカラメル化は設定温度で制御された期間、カラメル化釜中で糖への蒸気圧の作用によって達成され得る。通常は、およそ１６０〜１８０℃の温度で６０〜１８０分間の時間の加熱で満足のいく結果を与える。典型的には、緩やかな加熱では黄色又は茶色のカラメル化した糖を生成し、一方激しいおよび／又は長い加熱では一般的に炭化糖といわれる暗褐色又は黒色の糖を形成する。
【００２８】
ここで用いられるように、“カラメル化糖”という言葉は色の薄いカラメル化糖を含む任意の黒ずんだプロセス糖を意味すると理解される。転化糖の任意的な添加がある、ありふれた白砂糖への炭化糖の添加は、一般にブラウンシュガーとして知られる加工糖を生成する。好適な態様において、本発明の泡形成組成物に用いられる炭化サッカリド組成物は、製造過程において加熱工程又は乾燥工程に供されたブラウンシュガーである。
その代わりに、ブラウンシュガーは、軟らかい黄色又は茶色の糖を形成させるために精製したシュガーシロップを結晶化するまで加熱することによって得られる。加熱の熱量および時間は得られるブラウンシュガーの耐性および暗さに直接的な影響がある。
【００２９】
ＣＳＲオーストラリアによって供給される暗褐色糖はこの発明の組成物およびこの発明の方法への使用にとって特に適している。ＣＳＲのブラウンシュガーは糖液シロップで着色されたサッカロース結晶を含んでいる。割合は、＞約８５％のサトウキビ糖（サッカロースおよび還元糖、例えばグルコース／フラクトース）、＜１５％の糖液、および＜１０％の灰分（炭化糖）と水分、加えてデキストリンおよび他のサトウキビ関連物質を含む他の有機物である。ブラウンシュガーの製造において、炭化サッカリド混合物は加熱と乾燥の工程に供される。この処理工程が本発明の水性泡立て組成物の火災抵抗特性を改良すると考えられる。
同様に、糖の炭化は糖を焦がす鉱酸、例えばギ酸、二酸化炭素そして導き出される二酸化硫黄を用いて、そして黒焦げになった炭素主要部を残して、処理することによって可能である。
【００３０】
特に好適な炭化糖混合物はＣＳＲオーストラリアから入手できる標準的なブラウンシュガーである。最も好ましい結果は、８６〜９９．７ｗｔ．％のサッカロース、０〜７ｗｔ．％の還元した糖（例えばフラクトースおよびグルコース）、０．０１〜１０ｗｔ．％の残部として糖液と焦げた／燃えた糖と灰分を含む炭化糖組成物から得られる。水分の量は５〜８９．９ｗｔ．％、より好ましくは４５〜７０ｗｔ．％の範囲で、界面活性剤が３〜３３ｗｔ．％そして増粘剤が０〜１０ｗｔ．％であってよい。
【００３１】
尿素に加えて、本発明の濃縮物に少なくとも１つの尿素基と少なくとも１つのヒドロキシル基を含む尿素誘導体、例えばヒドロキシアルキル尿素を含めることが有利であり得る。他の有用な尿素誘導体はエチレン尿素の塩基を有する尿素を含む。好適には、単一の尿素が本発明の処方に用いられる。
以下の実施例において尿素は、試験した溶媒火災の制御、消火を７５％そして後戻り燃焼時間を３３％という著しく増加させるということが見出された。全く驚いたことには、議論された本発明の炭化サッカリド組成物は極性溶媒火災に特別な有用性を示す。このことは非極性溶媒火災、例えばジェット燃料および航空ガソリン火災へのそれらの優れた活性が知られる従来技術での炭化サッカリド組成物と比べるとはっきりとしている。好適には、前記の極性溶媒は、引火性でかつ水溶性であるエタノール、メタノール、アセトンおよび他の溶媒である。
【００３２】
本発明に使用される尿素は、好適には顆粒として大口で供給される。尿素の含有量は、好適には０．５〜１０ｗｔ．％、さらに好適には約１〜５ｗｔ．％、そして特に好適には約２〜３ｗｔ．％である。尿素は濃縮物にとって抗凍結剤そして安定化剤として作用する追加的な利点を有する。
【００３３】
濃縮物から形成された泡にマグネシウムイオンが存在すると、火災を倒し、消火しそして後戻り燃焼を遅らせる泡の能力に著しく役立つということが見出された。好適には、マグネシウム塩は、消火の効果を向上させるために０．１〜２ｗｔ．％、さらに約０．３〜１ｗｔ．％、特に約０．５ｗｔ．％の割合で存在する。
同様に、余りに多くのマグネシウムイオンを加えると、問題、例えば濃縮物が非常に低温にさらされる時にマグネシウム化合物の沈澱を生じ得る。そのような沈澱は、厳寒での標準的な泡形成装置での濃縮物の使用の障害となる。必要ならば、硫酸マグネシウムの一部又は全部を他の水溶性マグネシウム塩、例えば塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、および／又は酢酸マグネシウムで置き換えられ得る。
本発明の増補した組成物は、尿素又は尿素誘導体およびマグネシウム塩のいずれか又は両方を含んでよい。
【００３４】
エアレーションがあると泡形成を容易にするため、液体化学品を覆う蒸気密閉水性泡として泡組成物からの排出液の拡散を促進するため、そして必要なら、界面活性剤の海水との相溶性を与えるために、本発明の泡立て組成物に界面活性剤が含まれる。有用な界面活性剤は、水溶性炭化水素界面活性剤およびシリコーン界面活性剤を含み、そして非イオン性、アニオン、カチオン又は両性であってよい。特に有用な界面活性剤は、アニオン、両性又はカチオンである炭化水素界面活性剤、例えば好適には約６〜約１２又は２０以下の炭素原子を含む炭素鎖長を有するアニオン界面活性剤を含む。サッカリド界面活性剤、例えば非イオン性アルキルポリグリコシドは、本発明の組成物にとって特に有用であり得る。
【００３５】
界面活性剤の溶解性を促進するため、泡立て組成物の濃縮適応有効期間を向上させるため、泡を安定化させるため、そしてある場合には凍結予防を与えるために、泡立て組成物に有機溶媒が含有され得る。泡立て組成物に有用な有機溶媒は、ジエチレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールプロピルエーテル、ヘキシレングリコール、エチレングリコール、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコール、グリセロール、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）およびソルビトールを含むグリコールおよびグリコールエーテルを含むが限定されない。
【００３６】
増粘剤は、化学および高分子技術において周知であり、そしてとりわけ、ポリアクリルアミド、セルロース樹脂および官能化されたセルロース樹脂、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキシドその他を含む。本発明の泡立て組成物および方法での使用に好適であり得る増粘剤のひとつの種類は水溶性の種類で、ポリヒドロキシポリマー、特にポリサッカリドである。ポリサッカリドの種類は泡組成物の厚み、粘度又は安定性を増加させ得る多くの水溶性、有機高分子を含む。好適なポリサッカリド増粘剤は少なくとも１００個のサッカリド単位又は少なくとも１８０００の数平均分子量を有するポリサッカリドを含む。そのような好適なポリサッカリドの具体例は、キサンタンゴム、スクレログルカン、ヘテロポリサッカリド−７、ローカストビーンガム、部分加水分解でんぷん、グアーガムおよびそれらの誘導体を含む。有用なポリサッカリドの例が、例えば米国特許第４０６０４８９号および同第４１４９５９９第号に記載されている。これらの増粘剤は通常水溶性固体、例えば粉末の形状で存在する。それらは水に可溶である一方で、それらの粉末形状中にポリサッカリドによって吸収されるかあるいはそうでなければ結合される偶発性又は固有の少量の水を含有し得て且つ典型的には含有する。
【００３７】
同様に、本発明の濃縮液組成物は、ポリサッカリド、好適には高分子量を有するアニオン性ヘテロポリサッカリドを含んでもよい。本発明に有用な市販のポリサッカリドは商標、例えば登録商標Ｋｅｌｚａｎおよび登録商標Ｋｅｌｔｒｏｌ（ケルコ社（Ｋｅｌｃｏ）から入手可能）で販売されるそれらを含む。高分子の構造はこの発明の目的にとっては重大ではない。極少量のポリサッカリドでも特性の顕著な変化をもたらすために必要とされる。
【００３８】
任意的に、濃縮液から調製された水性溶液のエアレーションによって製造される泡の泡安定性を高めるために、他の高分子安定剤および増粘剤が本発明の濃縮液組成物に取り入れられ得る。適した高分子安定剤および増粘剤の例は、部分的に加水分解されたタンパク質、でんぷんおよび変性でんぷん、ポリアクリル酸およびその塩および錯体、ポリエチレンイミンおよびその塩および錯体、ポリビニル樹脂、例えばポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、カルボキシビニルポリマーおよびポリ（オキシエチレン）グリコールである。
【００３９】
消火組成物に通常用いられる当業者に周知の他の成分はこの発明の濃縮液組成物に用いられ得る。そのような成分の例は、防腐剤、ｐＨを調節するための緩衝剤（例えば、トリス（２−ヒドロキシエチル）アミン又は酢酸ナトリウム）、腐食防止剤（例えば、トルオールトリアゾール又は亜硝酸ナトリウム）、抗菌剤、二価のイオン塩、泡安定剤および保湿剤である。加えて、難燃性の物質、例えば無機塩（例えばリン酸塩又は硫酸塩）および有機塩（例えば酢酸の塩）。
【００４０】
泡立て組成物は、その成分、例えば水、炭化サッカリド混合物、および界面活性剤、その上任意の追加として望ましい成分の混合あるいは化合によって製造され得る。例えば、泡立て組成物は水の供給、例えば、反応層又は他の容器内に一定量、又は好適にはホースあるいはパイプ、最も好ましくはホースを通って移動する水の流れの供給、そして次いで非水成分（例えば、界面活性剤、増粘剤、など）を水に加えることによって製造され得る。非水成分は個別に又は１種以上の混合物として、そして任意の好ましい順番で水に加えられ得る。
【００４１】
泡立て組成物は消化技術で周知の泡製造装置を用いて製造され得る。そのような装置は、水の流れを運ぶために標準となったホース、その上水の流れに非水成分を投入する、排出する又はさもなければ加えるために役立つ付属の設備を含め得る。水が火災ホースを通って加圧下に流れ得て、そして界面活性剤、増粘剤、および他の非水成分が水の流れの中に入れられるか又はくみ上げられ（例えば、ベンチュリー効果によって引き出される）得る。他の技術、例えば圧縮ガス泡立て方式が当業者に周知のように用いられ得る。
【００４２】
本発明の組成物は、可燃性液体の火災に対抗するため又は可燃性蒸気の蒸発を防止するために通常の方法で用いられる。本発明の組成物は泡の形状での用途において特に適している。通常は、それは、燃焼している基材又は必要とされる通りに保護されるべき基材に適用される泡を製造するために前もって混合したものの曝気へと続く、“前もって混合したもの” を形成するために淡水、汽水又は海水のいずれかを用いて典型的には１、３又は６％の濃縮物としての希釈を必要とするのみである水性濃縮物の形で貯蔵される。炭化サッカリド混合物の使用は、希釈剤として海水、又は汽水が用いられるときに本発明の泡の良好な火災保護特性を与える。
【００４３】
本発明の泡は草原、森林、茂み、低木の茂み又は森への、又は保管されているか又は揮発性、可燃性、そうでなければ危険な、又は全く危険ではないが潜在的な発火から保護されるのが望ましい液体化学品、木材、紙、織物、段ボール又は他の基材への適用にとって有用である。理論に制限を受けることは望まないが、炭化糖およびサトウキビの部分精製成分からの同類の糖液の含有は保護層を形成し、そして火災が被覆された物質へ作用するときにさらに焦がす。火災の状況では、泡混合物は冷却と窒息（酸素バリア又は除去）を通して火災を消火し得る。同類の糖化合物は、大幅な濃度で適用されると可燃性の燃料上に保護層を形成することができるかも知れない。
【００４４】
本発明の泡は、特に極性溶媒火災、例えばエタノール、メタノールおよびアセトンの火災に適している。これらの溶媒火災は、溶媒が火災を倒すのを妨げるのに十分な速度で泡を溶解する能力、消火そして後戻り燃焼特性を有する場合に特に消火に対する抵抗力があり得る。
本発明の泡は、水性皮膜形成泡（ＡＦＦＦ）のように可燃性液体上の急流特性を有するが、必ずしも数学上の拡散係数の計算のパラメーターを満足しないし、またそれは必ずしも明確な拡散係数を有しない。しかしながら、この泡は無視できない程のそして明確な表面張力と界面張力を有してさえいる。
【００４５】
本発明の他の用途、態様および利点は、以下の実施例によってさらに示されるが、これらの実施例に挙げられた特定の物質とその量および他の条件および詳細はこの発明を限定するために過度に解釈されるべきではない。
【実施例】
【００４６】
本発明の泡混合物は、可燃性液体に用いられるときにＡＦＦＦと類似の火災制御、火災消火、および後戻り燃焼抵抗能力を示す。これは０．２８ｍ２の試験貯留表面積を有する多くの可燃性液体燃料で観察された。試験は可燃性液体のジェット燃料、航空ガソリンおよびエタノールで実施された。０．２８ｍ２の試験表面積は標準固定式適用試験：Ｄｅｆ（Ａｕｓｔ）５６０３Ｃに合致する。
典型的な処方は、以下の６ｗｔ．％の濃度で（水９４ｗｔ．％で）の使用するための全体的な混合物から成る。成分は示された時間で順番に混合される。混合物は可燃性液体の火災に適用のため希釈に続いて泡立てた膨張に供される。当業者は６ｗｔ．％以外の濃度にするために適した割合、例えば望ましければ３ｗｔ．％そして１ｗｔ．％に変えてよい。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
【表２】
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【００４９】
濃縮物はｐＨが、例えば望ましければ中性に調整されてよい。糖混合物は８６〜９９．７ｗｔ．％のサッカロース、０〜７ｗｔ．％の還元糖（例えばフラクトースおよびグルコース）と、残部として糖液と焦げた／焼いた糖と灰分の炭化サッカリド混合物である。この混合物は、典型的にはブラウンシュガー又は黒褐色糖（ブラックブラウンシュガー）と呼ばれる。
【００５０】
以下の実施例１〜３に記載される濃縮物は、キサンタンゴムとでんぷんを任意的に含む炭化サッカリドと尿素との混合物である。炭化サッカリドの濃度は約１２〜１３ｗｔ．％に及ぶ。尿素の濃度は各々２．６ｗｔ．％、５．０ｗｔ．％そして５．２ｗｔ．％である。
【００５１】
７５％の制御、消火と３３％の後戻り燃焼のための０．２８ｍ２の鍋試験が淡水又は海水を用いて非極性溶媒のジェット燃料および航空ガソリンそして極性溶媒のエタノールで実施された。ジェット燃料は標準的な高オクタン価ガソリン航空燃料である。航空ガソリンはケロシンの一種のジェットＡ−１燃料である。７５％制御とは鍋火災を７５％制御下に置くために必要な時間を示す。消火は火災を消火するために要する時間を示す。３３％後戻り燃焼とは鍋火災が火災で再び火がつくときに初期の熱の３３％を取り戻す例である。後戻り燃焼時間が大きいほど泡の性能が良好であることを示す。
【００５２】
【表３】
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【００５３】
【表４】
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【００５４】
【表５】
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【００５５】
結果は、非極性および極性の溶媒火災のいずれをも扱うのに炭化糖混合物と尿素との火災泡の有効性を明らかにする。特に注目すべきなのはエタノール溶媒火災が１８分３６秒の優れた３３％後戻り燃焼時間を示す実施例２の処方である。
【００５６】
以下の実施例４に記載される濃縮物は、上記と同じ炭化サッカリドと尿素との混合物であるが、ただし追加的にシリコーン溶液を含む。炭化サッカリドの濃度は約１４．８ｗｔ．％で、尿素の濃度は１．９ｗｔ．％でそしてシリコーン溶液が２ｗｔ．％である。
【００５７】
【表６】
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【００５８】
結果は、非極性および極性の溶媒火災のいずれをも扱うのに炭化糖混合物と尿素との火災泡の有効性を明らかにする。シリコーン溶液の使用が水性泡の消火、特に極性溶媒火災への消火の能力を上昇させた。
【００５９】
以下の実施例５に記載される濃縮物は、実施例１〜３と同じ炭化サッカリドの混合物であるが、ただし尿素に代えて硫酸マグネシウムが用いられる。炭化サッカリドの濃度は約１１．８ｗｔ．％でありそして硫酸マグネシウムは０．４７ｗｔ．％である。
【００６０】
【表７】
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【００６１】
結果は、再び、全く顕著に非極性および極性の溶媒火災のいずれをも扱うのに本発明の炭化糖混合物の火災泡の有効性を明らかにする。特に注目すべきなのはエタノール溶媒火災の結果、特に消火と３３％後戻り燃焼時間である。
【００６２】
以下の比較実施例６に記載される濃縮物は、国際特許出願公開第ＷＯ０３／０４９８１３号の炭化サッカリド処方の代表例である。以下の濃縮物は尿素を全く含まない。濃縮物は硫酸マグネシウムも含まない。炭化サッカリドの濃度は約１１．９ｗｔ．％である。
【００６３】
【表８】
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【００６４】
この比較実施例において、尿素又は硫酸マグネシウムのない膨張した泡は、火災の消火を達成するために極めて長い時間（約７１〜１９８秒および３２９秒以下と比較して４８８秒）が必要であったことを示した。この比較の泡が含む後戻り燃焼抵抗は炭化糖混合物／尿素又は硫酸マグネシウム混合物の９〜２４分間と比べて全く芳しくなかった（２分２４秒）。
【００６５】
以下の比較実施例７および８に記載される濃縮物は、炭化糖混合物が１５ｗｔ．％の糖液で置き換えられ（比較実施例７）そして１５ｗｔ．％の白砂糖と２ｗｔ．％の尿素で置き換えられ（比較実施例８）て、実施例４に従う。
【００６６】
【表９】
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【００６７】
【表１０】
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【００６８】
泡立て組成物中のサッカリド成分として糖液を含む比較実施例７は、非極性火災へ通常の性能を示すが、極性溶媒のエタノール火災を消火しなかった。結果として、エタノール火災へは３３％後戻り燃焼の結果が全く得られなかった。
泡立て組成物中に尿素とサッカリド成分としての白砂糖を含む比較実施例８は非極性火災に再度平均的な性能を、そしてエタノール火災に通常の性能を示す。
【００６９】
比較実施例９に記載される濃縮物は、炭化糖混合物が全糖含有量が約１０．９ｗｔ．％で個々の成分比６：９４で存在する糖液と白砂糖とで置き換えられて、実施例６に従う。
【００７０】
【表１１】
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【００７１】
比較実施例９の泡濃縮物は約５．３５のｐＨを有し、３容量％および６容量％の濃度で泡とし航空ガソリンに適用された。７５％の制御結果は良好であるが、消火時間は炭化糖混合物組成物に対するほどでは全くない。水酸化ナトリウムの添加を受けて濃縮物のｐＨがほぼ中性（〜８）に調整された時に同様の結果が得られた。同様に、個々の成分として３：９７の割合で存在する白砂糖含量と比べて糖液含量が半減された時（１８ｇ）に同様の結果が得られた。これらの結果は、炭化糖混合物（ブラウンシュガー）を含有する濃縮物は糖液、白砂糖又はそれらの混合物を含有する類似の濃縮液と比べられるとき性能がはるかに凌駕している以上ということを示す。
【００７２】
炭化サッカリド泡濃縮物への尿素の添加は、炭化水素（非混合性燃料）、例えば航空ガソおよびジェット燃料での性能に重大な不利益な影響がなくて、極性溶媒燃料上で広がりそして維持するためにそれらから生成された泡の能力へ強い影響を有する。泡の構造は極性溶媒によって溶解されるのに耐えているほどであると考えられる。炭化糖混合物は、糖液又はそのままの白砂糖を用いて調製された同様の組成物と比べて、特に極性溶媒火災に優れた消火特性および後戻り燃焼制御を提供する。さらに、フッ素化された界面活性剤を加えることなく炭化糖混合物を用いて達成された結果は予想外である。本発明の組成物および方法は、火災又は熱いあるいは可燃性の表面に適用する前にあらかじめ炭化された糖混合物を利用する。
【００７３】
ヨーロッパ試験結果
上記の実施例２の尿素に基づいた濃縮物が、泡濃縮物の水非混合性（１５６８−３）と水混合性（１５６８−４）液体に対する表面適用のためのヨーロッパＥＮ１５６８標準試験が供された。水非混合性試験にヘプタンが用いられ、水混合性試験にアセトンが用いられる。
【００７４】
【表１２】
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【００７５】
【表１３】
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【００７６】
【表１４】
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【００７７】
【表１５】
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【００７８】
上の表は炭化糖混合物／尿素泡濃縮物の有効性と極性液体火災の消火分野において格別の有用性を有することを明らかにする。本発明の泡組成物は従来技術の火災泡組成物と比べて良くないとしても同様である。
単なる食料グレードの白砂糖（サッカロース）と比べて、炭化糖を用いて急速可燃液体の消火が起こるということが観察される。尿素又は硫酸マグネシウムの使用は、泡の後戻り燃焼抵抗を延長して極性溶媒への実質的に良好な抵抗を泡に与える。有機界面活性剤、例えばアルコールエトキシレート又はアルキルピロリジノンの使用は、消火時間および極性溶媒の表面での泡の生存率をいっそうよくするために極性溶媒上で泡が広がるのに役に立つ。
【００７９】
本発明の好適な泡立て組成物は、実質的に又は全体として生分解性および／又は環境と両立できる水性泡立て組成物を与える、フッ素化学化合物又は他の環境的に存在し続ける化合物を用いないで製造される尿素含有炭化サッカリド泡である。
この明細書における任意の先行技術への参照は、その先行技術が課題の分野において共通の一般的な知識を形成する知識又は任意の形の提案ではないし且つそのように解釈されるべきではない。
【００８０】
当業者は、ここに記載された発明が特別に記載されたそれら以外の変形および修正を受け入れる余地があることを理解するであろう。当然のことながら本発明はそのようなすべての変形および修正を含む。同様に、本発明はこの明細書に個別に又はまとめて言及された又は示されたすべての工程、態様、組成物および化合物を含み、そして前記の工程又は態様の任意の２つ以上のいずれかそしてすべての組合せを含む。
【国際調査報告】
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