(57)【要約】【課題】  従来技術の諸問題を解消し、汎用の安価なエアゾール容器と、環境にやさしいノンハロゲン系の液状または粉末状の消火剤を使用し、かつ日本消防検定協会の鑑定基準におけるすべてのモデル火災に対応し得る消火剤およびエアゾール式消火器を提供することを課題とする。【解決手段】  水１００部に対して、キレート化剤または界面活性剤を含まないで、ホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）のｘ部とホウ砂（Ｎａ2Ｂ4Ｏ7・１０Ｈ2Ｏ）のｙ部（但し、ｘ＜３５、ｙ＜４０、０＜ｘ＜ｙ＋５）とを、ホウ素換算で２．５ｍｏｌ／ｋｇ以上含むホウ素化合物の水溶液またはその水溶液を蒸発乾固させて得られるホウ素化合物を含むことを特徴とする消火剤により、上記の課題を解決する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水１００部に対して、キレート化剤または界面活性剤を含まないで、ホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）のｘ部とホウ砂（Ｎａ2Ｂ4Ｏ7・１０Ｈ2Ｏ）のｙ部（但し、ｘ＜３５、ｙ＜４０、０＜ｘ＜ｙ＋５）とを、ホウ素換算で２．５ｍｏｌ／ｋｇ以上含むホウ素化合物の水溶液またはその水溶液を蒸発乾固させて得られるホウ素化合物を含むことを特徴とする消火剤。
【請求項２】
ホウ素化合物の水溶液が、アルカリまたはその水溶液の添加によりｐＨ７〜７．５に調整されてなる請求項１に記載の消火剤。
【請求項３】
ホウ素化合物の水溶液が、ホウ酸のｘ部とホウ砂のｙ部の量を調整することによりｐＨ７〜７．５に調整されてなる請求項１に記載の消火剤。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の消火剤および噴射剤を含むことを特徴とする消火用組成物。
【請求項５】
噴射剤が、炭酸ガス、不活性ガスおよびハロゲン系ガスから選択される請求項４に記載の消火用組成物。
【請求項６】
請求項４または５に記載の消火用組成物を含むことを特徴とするエアゾール式消火器。
【請求項７】
請求項４または５に記載の消火用組成物を消火対象物に噴射して消火することを特徴とする消火方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消火剤、それを含む消火組成物およびエアゾール式消火器ならびにそれを用いた消火方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられているエアゾール式消火器は、消火剤として、（１）ハロン１３０１（ＣＦ3Ｂｒ）、ハロン１２１１（ＣＦ2ＣｌＢｒ）、ハロン２４０２（Ｃ2Ｆ4Ｂｒ2）などのハロゲン化物、（２）炭酸カリウム水溶液を主成分とする強化液、（３）フッ素系や珪素系の界面活性剤の水溶液からなる機械泡、（４）重炭酸カリウム、第１リン酸アンモニウム、重炭酸ナトリウムなどの粉末を含有するものなどに大別される。これら何れの消火剤も噴射剤と混合され、消火器の内容物の性状は、ガス状、液状または粉末状である。
【０００３】
これらのエアゾール式消火器は、ヘアスプレーや殺虫剤などの一般のエアゾール製品と同様な機構、すなわち１つのバルブでガスの充填機能、放射機能を兼用している。消火器の内容物がガス状または液状であると、バルブを作動した後にステム穴、ステムラバー、ハウジングなどのバルブ機構内部に残存する内容物の量が少なくなり、かつ残存してもステム穴を塞いだり、バルブの開閉機構に支障をきたすことはないため、通常のエアゾール機構の形式で製品化されてきた。
【０００４】
また、粉末状の消火剤を用いたエアゾール式消火器も開発されている。例えば、昭和３９〜４１年にかけては、エアゾール容器に粉末状の消火剤を計量した後、ドライアイスを手早く計量し、容器の中に投入した後、バルブをクリンチして容器を密封する方式が試みられた。この方式は、ドライアイスを気化させて容器内を加圧状態とし、製品圧力を６〜８ｋｇ／ｃｍ2程度にしようとするものである。この方式では、ドライアイスを大気中で計量するために、急速な気化による減量が起こり、計量が不正確となり、製品の圧力に大きなバラツキを生じるという問題があった。また、大気中の湿気がドライアイスに付着して容器内に水分が混入するために、吸湿により粉末状の消火剤が固化して流動性を失い、噴射不能になるという問題があった。さらに、この方式の消火器は、殆ど手作業で製造されるために、生産性が悪く、品質の安定性が得られないという問題もあった。
【０００５】
そこで、上記の問題を解決するために、粉末状の消火剤を予め容器に収納し、次いで噴射剤を気化あるいは液化状態でバルブを通して充填する方式が試みられた。この方式では、噴射剤を充填するとき、あるいは容器内の圧力を確認するためにバルブを作動するときに、ディップチューブから吸い上げられた粉末状の消火剤がバルブ機構内部、すなわちステム穴、ハウジング内部、ステムラバーに残存して、詰まりや漏れなどの欠陥を生ずるという問題があった。このような現象は、粉末状の消火剤の粒子径が１００μｍ程度以上の場合に特に顕著であった。
【０００６】
この問題を解決するために、消火剤放射専用のバルブと噴射剤充填専用のバルブを設けたエアゾール容器が提案された。このエアゾール容器は、消火剤放射専用のバルブの密閉性を保持しつつ、粉末状の消火剤の詰まりを防止できるので、容器内の圧力が安定して確保され、かつ生産性に優れた粉末状の消火剤のエアゾール式消火器が提供される。しかし、このエアゾール容器は、特殊な構造を有するので、新たに生産性およびコストの問題が生じる。
【０００７】
エアゾール式消火器は、日本消防検定協会の鑑定基準により、その能力を表示するよう義務付けられている。その鑑定基準では、くずかご、てんぷら鍋、クッション、石油ストーブ、カーテンおよび自動車の６点のモデル火災における消火能力が評価される。
エアゾール容器については、上記のような改良が重ねられてきたが、一般的なエアゾール容器と液状または粉末状の消火剤を使用した、消火能力が高いエアゾール式消火器は実現されていないのが現状である。例えば、ハロゲン化物を消火剤とするガス系の消火器は、てんぷら鍋に対する消火能力が低く、消火剤として強化液、機械泡などを用いる水系の消火器は、自動車火災に有効でない。現在までに上市されたエアゾール式消火器では、自動車火災を除く５点のモデル火災に消火能力を有するものが最高であり、６点のモデル火災のすべてに消火能力を有するものは存在しない。
特開平７−２４６２５１号公報（特許文献１）には、６点のモデル火災が消火可能なエアゾール式消火器が記載されているが、エアゾール容器の構造が特殊であり、一般的なエアゾール容器を使用することができない。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−２４６２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、従来技術の諸問題を解消し、汎用の安価なエアゾール容器と、環境にやさしいノンハロゲン系の液状または粉末状の消火剤を使用し、かつ日本消防検定協会の鑑定基準におけるすべてのモデル火災に対応し得る消火剤およびエアゾール式消火器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かくして、本発明によれば、水１００部に対して、キレート化剤または界面活性剤を含まないで、ホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）のｘ部とホウ砂（Ｎａ2Ｂ4Ｏ7・１０Ｈ2Ｏ）のｙ部（但し、ｘ＜３５、ｙ＜４０、０＜ｘ＜ｙ＋５）とを、ホウ素換算で２．５ｍｏｌ／ｋｇ以上含むホウ素化合物の水溶液またはその水溶液を蒸発乾固させて得られるホウ素化合物を含むことを特徴とする消火剤が提供される。
【００１１】
また、本発明によれば、上記の消火剤および噴射剤を含むことを特徴とする消火用組成物が提供される。
さらに、本発明によれば、上記の消火用組成物を含むことを特徴とするエアゾール式消火器が提供される。
また、本発明によれば、上記の消火用組成物を消火対象物に噴射して消火することを特徴とする消火方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、従来技術の諸問題を解消し、汎用の安価なエアゾール容器と、環境にやさしいノンハロゲン系の液状または粉末状の消火剤を使用し、かつ日本消防検定協会の鑑定基準におけるすべてのモデル火災に対応し得るエアゾール式消火器を提供することができる。すなわち、本発明のエアゾール式消火器は、バルブ機構内部への消火剤の詰まりがなく、消火剤や噴射剤などの内容物の経時的な漏れがなく、優れた消火能力を有する。
【００１３】
本発明のエアゾール式消火器に用いられるホウ素化合物は、それ自体難燃化剤であり、対象物（可燃物）を難燃化することにより火災の延焼を抑制する。また、ホウ素化合物は加熱により発泡して対象物の表面に膜を形成する（造膜する）ので、酸素の供給を遮断することによっても火災の延焼を抑制する。さらに、ホウ素化合物の水溶液では、水による冷却効果と消火剤自体の吸熱効果により対象物の温度を下げ、火災の延焼を抑制する。すなわち、本発明のエアゾール式消火器に用いられるホウ素化合物は、消火を行うための必要条件であるすべての項目を有し、通常の油および電気火災のすべてにおいて高い消火能力を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の消火剤は、水１００部に対して、キレート化剤または界面活性剤を含まないで、ホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）のｘ部とホウ砂（Ｎａ2Ｂ4Ｏ7・１０Ｈ2Ｏ）のｙ部（但し、ｘ＜３５、ｙ＜４０、０＜ｘ＜ｙ＋５）とを、ホウ素換算で２．５ｍｏｌ／ｋｇ以上含むホウ素化合物の水溶液またはその水溶液を蒸発乾固させて得られるホウ素化合物を含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明において、「部」とは重量部を意味する。
「濃度単位：ｍｏｌ／ｋｇ」は重量モル濃度であり、溶媒である水１ｋｇ当たりに溶解するホウ素の質量（モル）で表現したものである。
「室温」とは、１５℃から２５℃の温度範囲を意味する。
【００１６】
本発明のホウ素化合物の水溶液は、例えば、水１００部に対して、ホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）のｘ部とホウ砂（Ｎａ2Ｂ4Ｏ7・１０Ｈ2Ｏ）のｙ部（但し、ｘ＜３５、ｙ＜４０、０＜ｘ＜ｙ＋５）とを添加し、加熱して溶解せしめ、次に室温まで冷却することにより調製することができる。加熱は、７０〜９０℃程度で行われる。
【００１７】
ここで用いられるホウ酸はＨ3ＢＯ3（オルトホウ酸）および／またはＨＢＯ2（メタホウ酸）であり、ホウ砂は四ホウ酸ナトリウム十水和物Ｎａ2Ｂ4Ｏ7・１０Ｈ2Ｏである。ホウ砂の重量は十水和物の重量換算であるが、ホウ砂は必ずしも水和物である必要はなく、無水物であってもよい。
【００１８】
従来から知られているように、ホウ酸またはホウ砂だけを水に加え、加温して溶解させ、冷却したときには、溶解度の差に相当するホウ酸またはホウ砂が溶解しきれずに析出（再結晶）する。一方、本発明のホウ素化合物の水溶液は、ホウ酸、ホウ砂の両方を特定の割合で水に混合し、加温して完全に溶解させた後、室温に冷却するので、室温でホウ素化合物が析出しない、すなわち室温で安定な高濃度の水溶液となる。
【００１９】
本発明のホウ素化合物の水溶液は、ラマンスペクトルにおいて、８８０±１５０ｃｍ-1にピークを有し、その水溶液を蒸発乾固した粉末が、粉末Ｘ線回折（ＣｕＫα線１．５４１８Å）において、２θ＝２７．８±１．２および４５．７±１．２にピークを有するという特徴がある。
【００２０】
本発明のホウ素化合物の水溶液は、得られる消火剤の消化能力の点から、ｐＨ７〜７．５に調整されてなるものが好ましい。
上記のｐＨに調整する方法としては、例えば、アルカリまたはその水溶液の添加による方法およびホウ酸のｘ部とホウ砂のｙ部の量を調整する方法が挙げられる。
前者の場合、アルカリは、特に限定されないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアなどが挙げられる。
【００２１】
また、本発明のホウ素化合物の水溶液は、水１００部に対して、過剰のホウ酸とホウ砂とを添加し、加熱して溶解せしめ、次に室温まで冷却し、未溶解物を除去することによっても調製することができる。
【００２２】
本発明のホウ素化合物の水溶液を蒸発乾固させて得られる粉末状のホウ素化合物は、上記の水溶液を公知の方法により蒸発乾固することにより得られる。
蒸発乾固の方法としては、例えば液体を微細な霧状にして熱風中に噴霧し、瞬間的に乾燥させて粉体を得るスプレードライ法（噴霧乾燥法）が挙げられる。
【００２３】
本発明の消火用組成物は、上記の消火剤および噴射剤を含むことを特徴とする。
噴射剤としては、一般的にエアゾール式消火器に用いられるものであれば、特に限定されないが、例えば、炭酸ガス、不活性ガスおよびハロゲン系ガスから選択される。ハロゲン系ガスとしては、例えば、１，１，１，２−テトラフロロエタン（フロン１３４ａ）などが挙げられる。
【００２４】
本発明のエアゾール式消火器は、上記の消火用組成物を含むことを特徴とし、以下に説明する部材を備えたエアゾール容器に上記の消火用組成物を充填することにより得られる。
図１は、一般的なエアゾール式消火器の概略図である。
図中、１は容器本体（エアゾール容器）、２はマウンテンキャップ、３は噴出用バルブ、４はトップボタン、５は噴射剤、６は消火剤を示す。
【００２５】
エアゾール容器１は、通常、筒状のものが使用されるがこれに限定されるものではない。また、インナーバッグを内包する二重容器の使用も可能である。また、材質として一般的なスチールが使用されるがこれに限定されるものではない。例えば、カバーキャップエアゾール製品用容器、アクチュエーターキャップエアゾール製品用容器が挙げられる。
【００２６】
マウンテンキャップ２としては、一般的にエアゾール式消火器に用いられるものであれば、特に限定されないが、例えば、次のようなものが挙げられる。
（１）エアゾール容器と着脱自在で、バルブおよびアクチュエーターを保護する目的のキャップであり、材質は、耐溶剤性、耐クラック性、耐衝撃性、寸法安定性、成形性などの観点から、ポリエチレン、ポリプロピレンが好ましい。
（２）エアゾール容器に適合し、使用時にも離脱する必要がないもので、アクチュエーターが一体で成形されているか、あるいはキャップ内に組み込まれているものであり、例えば、ワンタッチキャップ、チャイルドプルーキャップなどが挙げられる。
【００２７】
噴出用バルブ３としては、一般的にエアゾール製剤に用いられるものであれば、特に限定されないが、原液の物理特性、噴射剤の種類、原液と噴射剤の比率、内容物中の溶剤とバルブ構成部品である有機材料（樹脂やゴム材質）との適合性（膨潤や劣化など）を考慮して、選択するのが好ましい。
【００２８】
二重構造のエアゾール容器に用いられるアクチュエーターとしては、特に限定されないが、公知の噴射用ボタン式アクチュエーター（トップボタン４）、泡沫用スパウト式、長口ノズル付、連続噴射型などの特殊タイプのアクチュエーターなどが挙げられる。
【００２９】
本発明のエアゾール式消火器は、通常、消火剤（内容物）の充填工程、噴射剤の充填工程および包装工程の順で製造することができ、何れの工程も公知の方法が適用できる。
【００３０】
噴射剤の充填には、サチュレーター方法による充填法、スルーバルブ方式によるインパクト充填法、アンダーカップ方式によるインパクト充填法およびガッサーシェーカー方式による充填法などの圧縮ガス充填法、および冷却充填法、圧力充填法（加圧充填法）などの液化ガス充填法などの公知の方法が適用できる。これらの中でも、後者の加圧充填法が一般的であり、５〜１０ｋｇ／ｃｍ2の均圧充填法が特に好ましい。
【００３１】
本発明の消火方法は、上記の消火用組成物を消火対象物に噴射して消火することを特徴とする。
火災対象物としては、日本消防検定協会の鑑定基準に挙げられているくずかご、てんぷら鍋、クッション、石油ストーブ、カーテンおよび自動車のなどのあらゆる対象物が挙げられる。
【００３２】
本発明を以下の実施例によりさらに詳しく説明するが、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【００３３】
実施例１（消火剤の製造）
水１００ｇに対して、ホウ酸２０ｇ、ホウ砂２５ｇを加え、７０℃に加温してホウ酸とホウ砂を完全に溶解し、次いで２０℃に冷却することにより、ホウ素化合物の水溶液を得た。このようにして得られた水溶液（消火剤１）は、析出物は全く見られず透明であり、ホウ素換算で３．４８ｍｏｌ／ｋｇ、固形分換算で２３重量％であり、ｐＨは６．９５、比重は１．１３であった。
【００３４】
実施例２（消火試験）
実施例１で得られた消火剤１を用い、次の条件でエアゾール式消火器（容量：４５０リットル）を作製した。
消火液：実施例１の水溶液（３００ｇ／缶）
噴射剤：窒素（０．７ＭＰａＧ）
得られた消火器について、日本消防検定協会の鑑定基準により、その消火能力を評価したところ、くずかご、てんぷら鍋、クッション、石油ストーブ、カーテンおよび自動車のすべてのモデル火災において、消火可能であることがわかった。
【００３５】
実施例３（消火剤の製造）
実施例１と同様にしてホウ素化合物の水溶液を調製し、得られた水溶液に水酸化ナトリウムをｐＨが７．２５になるように加えた。これを消火剤２とする。
【００３６】
実施例４（消火試験）
実施例３で得られた消火剤２について、実施例２と同様に消火能力を評価したところ、６点のモデル火災ににおいて、消火可能であることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】エアゾール式消火器の概略図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  容器本体（エアゾール容器）
２  マウンテンキャップ
３  噴出用バルブ
４  トップボタン
５  噴射剤
６  消火剤
【図１】
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