(57)【要約】【課題】火災現場等において窒息消火用の増粘物を迅速に作製することができ、増粘物の付着性が高くかつ高温でも付着性が低下しにくいため高い消火作用を示し、さらには空中において適度な保形性を有するため的確に燃焼場所に的中させることが可能であり、かつ生分解性である消火剤及びその製造方法を提供する。【解決手段】２０℃のイオン交換水５００ｍLに１時間浸漬したときの吸水倍率が質量基準で３０倍以上である高吸水性キサンタンガムを含有することを特徴とする消火剤である。この場合において、平均粒子径が４００μｍ〜２８００μｍの顆粒状又は粒状であり、静的比重が０．１０ｇ／ｍＬ〜０．４５ｇ／ｍＬであることが好ましい。また、上記の消火剤の製造方法であって、高吸水性キサンタンガムは、キサンタンガムを５０℃〜２００℃で０．５時間〜２００時間加熱処理することで得られることを特徴とする消火剤の製造方法である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
２０℃のイオン交換水５００ｍLに１時間浸漬したときの吸水倍率が質量基準で３０倍以上である高吸水性キサンタンガムを含有することを特徴とする消火剤。
【請求項２】
平均粒子径が４００μｍ〜２８００μｍの顆粒状又は粒状であり、静的比重が０．１０ｇ／ｍＬ〜０．４５ｇ／ｍＬであることを特徴とする請求項１に記載の消火剤。
【請求項３】
２０℃における１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体の粘度が５０００ｍＰａ・ｓ〜５００００ｍＰａ・ｓであり、付着性が４０ｇ・ｍｍ〜１２００ｇ・ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の消火剤。
【請求項４】
２０℃における１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体と８０℃における１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体の、下記の式（１）で示される粘度比が０．３以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の消火剤。
（８０℃における１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体の粘度）÷（２０℃における１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体の粘度）      ・・・式（１）
【請求項５】
１．０ｇの２０℃における５分後の吸水量が５０ｇ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の消火剤。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の消火剤の製造方法であって、
前記高吸水性キサンタンガムは、キサンタンガムを５０℃〜２００℃で０．５時間〜２００時間加熱処理することで得られることを特徴とする消火剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消火剤及びその製造方法に関し、特に、窒息消火に適した消火剤及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
火災は、火による災害であり、人命や資産などに甚大な影響を及ぼす場合があることから、迅速かつ確実な消火が求められる。通常、火災の消火には水が使用される。これは水の冷却作用を利用したものであり、河川、池、消火栓などから取水することにより迅速に作業が行える利点がある。しかし、水には優れた消火効果はあるものの、欠点もいくつか報告されている。例えば、水は、粘性や付着性がないため、燃焼物に放水された場合においては燃焼物から流れてしまい、一旦消火されても再び燃焼し始めてしまうことがある。また、家屋の消火に際しては、水による物品の損害などの二次被害が発生する場合がある。
【０００３】
また、近年では、温暖化による乾燥により林野火災が増え、規模も大きくなっている。日本を始め特に広大な森林を有するオーストラリア、インドネシア、カナダなどでは、林野火災が大きな問題となっている。このような林野火災における消火作業は、地上からは難しく、ヘリコプターを使用した水の空からの投下が主な消火方法である。しかしながら、水は、山林火災の際の空中散布では、投下後に霧状となり、蒸発や飛散などで燃焼場所に効率的に到達させることが難しい。このため、水の空中散布は効率が悪く問題が多い。ヘリコプターを使用した水の空中散布は、高額な費用がかかるため、効率の良い消火が行われなくてはならない。
【０００４】
この問題を解決するために、種々の方法が考案されている。例えば、水に粘性をもたせることで、流出を防止したり、空中散布時における飛散を防止したりする手段がとられるようになった。また、水に粘性をもたせることにより、水を燃焼物に付着させて酸素を遮断して消火する窒息消火手段も考案されている。しかしながら、それぞれに欠点があり充分ではなかった。特に、林野火災は、対応に緊急性を有するため迅速な作業が必要とされるが、窒息消火用の増粘物を火災現場で迅速に作製することは非常に難しいという問題があった。
【０００５】
例えば、特許文献１には、炭素数１０〜１８の脂肪酸金属塩成分と金属封鎖剤成分よりなるゲル含有消火剤が記載されている。ゲルの消火剤は、消火現場に持ち込む際に容器に収容して搬送し、消火にあたって、消火剤を容器から火元に向けて投入する作業が必要であり、迅速な消火作業が要求されるが、脂肪酸金属塩成分と金属封鎖剤成分とを溶解する必要があり、迅速な作業を行うことが困難であった。また、加熱によりゾル化してしまうため高温時に流れ出し、窒息消火効果が低下するという問題がある。
【０００６】
また、特許文献２には、クルードグアーガムを含有する消火剤が記載されている。しかしながら、水に溶解した消火液は、シュード・プラスティック性はあるものの粘性が低く、さらに加熱時に粘度が低下してしまうため、窒息消火剤としての効果が小さいという問題がある。
【０００７】
さらに、特許文献３には、冷水に可溶性である植物由来増粘成分と、冷水不溶性であって熱水中または蒸気の存在下では増粘性と保水性を示す植物由来化合物（例えば、天然澱粉）を含有する消火用組成物が記載されている。しかしながら、澱粉やタンパク質の溶解には加熱と撹拌が必要であり、単なる加熱では粘性が生じにくい。このため加熱時において窒息消火に必要な粘性が得られにくい。
【０００８】
また、特許文献４には、設定温度以下では水溶性であり、設定温度以上で固形化する可逆的な感熱ゲル化性高分子と、水とを含む消火用水組成物が記載されている。しかしながら、これらの感熱ゲル化性高分子は、水への溶解が遅いため、迅速な消火作業を行うことが難しい。また、この消火用水組成物は、室温においてはゾル状であるため、初期における窒息消火が難しい。
【０００９】
さらに、特許文献５には、顆粒状で吸水性の高分子ポリマーで形成した吸液媒体に消火機能を持った消火剤を含浸して吹き付ける消火方法が記載されている。しかしながら、この方法は、予め顆粒状の高分子ポリマーに消火剤を含浸させそれをボンベに充填して圧搾空気で吹き付ける方法であり、顆粒にする目的は流動性を上げてボンベから出やすくしているだけである。よってこの方法は窒息消火とは異なる。
【００１０】
また、特許文献６には、ゲル状にしたコンニャクを含んだ消火用水が記載されている。しかしながら、コンニャクマンナンは、水への水和が遅く、迅速な作業を行うには適さない。また、コンニャクマンナンを水に膨潤後、短時間のうちに使用すると膨潤が充分でなく、充分な粘度が得られにくいという問題がある。
【００１１】
特許文献７には、グアーガム等のゲル化剤を水に溶解してホウ酸ナトリウムでゲル化させた消火剤が記載されている。しかしながら、このゲルはグアーガム等がホウ素イオンで架橋された状態になっているためゲル性が強く、そのため付着性の少ないゲルとなり窒息消火としての効果が小さいという問題がある。
【００１２】
また、特許文献８には、擬似塑性高収率懸濁化剤とデンプンを含有する消火用組成物が記載されている。しかしながら、擬似塑性高収率懸濁化剤の調整には溶解後にアルカリ物質を添加する必要があり、消火時に必要な迅速な作業を行うことが難しいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１１−１６７３５７号公報
【特許文献２】特許第５４６９２８３号公報
【特許文献３】特表２００９−５３３１１８号公報
【特許文献４】特開２００１−２７６２７３号公報
【特許文献５】特開平１０−１５５９３２号公報
【特許文献６】特開平５−３０５１５３号公報
【特許文献７】米国特許出願公開第２００９／０２１２２５１号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第２００６／００７６５３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、火災現場等において窒息消火用の増粘物を迅速に作製することができ、その増粘物の付着性が高くかつ高温でも付着性が低下しにくいため高い消火作用を示し、さらには空中において適度な保形性を有するため燃焼場所に正確に的中させることが可能であり、かつ生分解性である消火剤及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、以上の目的を達成するために、鋭意検討した結果、キサンタンガムを加熱処理することにより得られる高吸水性生分解ポリマーを含む高粘性消火液用の消火剤を使用することにより、加水するだけで迅速に吸水膨潤し高粘性・高付着性の窒息消火に適した膨潤体になること、さらには、この膨潤体は加温された状態においても高粘性・高付着性の性質を有しているため、火災現場においても長時間にわたり窒息消火作用を有することを見出し本発明に至った。
【００１６】
すなわち本発明は、２０℃のイオン交換水５００ｍLに１時間浸漬したときの質量基準の吸水倍率が３０倍以上である高吸水性キサンタンガムを含有することを特徴とする消火剤である。
【００１７】
この場合において、平均粒子径が４００μｍ〜２８００μｍの顆粒状又は粒状であり、静的比重が０．１０ｇ／ｍＬ〜０．４５ｇ／ｍＬであることが好ましい。
【００１８】
また、２０℃における１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体の粘度が５０００ｍＰａ・ｓ〜５００００ｍＰａ・ｓであり、付着性が４０ｇ・ｍｍ〜１２００ｇ・ｍｍであると好適である。
【００１９】
さらに、２０℃における１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体と８０℃における１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体の、下記の式（１）で示される粘度比が０．３以上であることが好ましい。
（８０℃における１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体の粘度）÷（２０℃における１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体の粘度）      ・・・式（１）
【００２０】
本発明は、上記のいずれかに記載の消火剤の製造方法であって、前記高吸水性キサンタンガムは、キサンタンガムを５０℃〜２００℃で０．５時間〜２００時間加熱処理することで得られることを特徴とする消火剤の製造方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の消火剤によれば、山林火災に対して、火災現場においても加水により迅速に吸水膨潤し窒息消火用の増粘物を作製することができる消火剤であり、増粘物の付着性が高く燃焼物に付着しやすいため高い消火作用を示す。さらにこの増粘物は、高温になっても付着性が低下しにくいため、燃焼物に付着して高温になっても燃焼物から流出しにくく高い消火作用を維持できる。また、本発明の消火剤は、ヘリコプターからの空中投下に対しても霧状になりにくく、燃焼場所に正確に的中させることができる。さらに、高吸水性キサンタンガムが生分解性を有する天然素材でできているため、山林の環境を保持し、山林の再生を早めることができる。さらに、本発明によれば、上記の特性を有する消火剤を製造することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
１．消火剤
以下、本発明の消火剤について説明する。本発明の消火剤（以下、単に「消火剤」ということがある）は、２０℃のイオン交換水５００ｍLに１時間浸漬したときの吸水倍率が３０倍以上である高吸水性キサンタンガムを含有する。
【００２３】
高吸水性キサンタンガムは、原料であるキサンタンガムを改質して吸水性を高めたものである。キサンタンガムは、微生物であるＸａｎｔｈｏｍｏｎａｓ  ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓより産生される天然多糖類である。キサンタンガムは、グルコース、マンノース、グルクロン酸から構成されており、主鎖はグルコース、側鎖は２個のマンノースとグルクロン酸よりなる構造である。キサンタンガムは、水に溶解してシュード・プラスティック性（擬塑性）を示し、食品ではドレッシング、タレ、飲料などの粘性付与に使用されている。
【００２４】
高吸水性キサンタンガムは、キサンタンガムを加熱処理することにより得ることができる。具体的には、例えば、キサンタンガムを少なくとも水が含まれた溶媒中で加熱処理し、キサンタンガムと水との割合が１：０．０２〜４で加熱処理することにより得ることができる。水が含まれた溶媒には、メタノール、エタノールなどキサンタンガムに対する貧溶媒を含むことができる。また、加熱処理は、温度と時間との関係により異なるが、５０℃〜２００℃で０．５時間〜２００時間処理することができる。加熱処理にかかる熱量は、キサンタンガム粉末１ｇあたり８０〜１００００Ｊの範囲内が好ましく、２００〜４０００Ｊの範囲内であることがより好ましい。なお、高吸水性キサンタンガムの製造方法の詳細については、特開２００３−１９２７０３号公報を参照することができる。
【００２５】
このようにして得られる高吸水性キサンタンガムは、吸水性が高いという性質を有している。このように、高吸収性キサンタンガムは、親水性基が疎水化して見掛け上架橋構造を有しているため、この構造体が、高吸水性ポリマーの求めている基本構造によく合致することから、吸収性が高いと考えられる。また、改質していない通常のキサンタンガムは水溶性で水に完全に溶解するのに対し、高吸水性キサンタンガムは水を吸収し膨潤するが完全には溶解しない。このため１重量％水溶液では、キサンタンガムがシュード・プラスティック性の溶液になるのに対し、高吸水性キサンタンガムは保形性を有するペースト状になる。
【００２６】
高吸水性キサンタンガムがこのような特性を備える理由は以下のように推測される。すなわち、高吸水性キサンタンガムは、加熱により分子内部に水素結合が生じて内部架橋が起こり、結果的に水への溶解性が抑制され水を含有すると膨潤した状態になる。これは、高吸水性キサンタンガム中のカルボキシル基がマイナスにチャージしているので、カルボキシル基どうしが電気的に反発して架橋構造が広がるが、内部架橋されているため完全に広がって溶解するのではなく、広がりが制限されるため膨潤粒子になるためと考えられる。
【００２７】
（吸水倍率）
高吸水性キサンタンガムは、２０℃のイオン交換水５００ｍLに１時間浸漬したときの吸水倍率が３０倍以上である。ここで、「吸水倍率」とは、質量基準の倍率であり、浸漬前の高吸水性キサンタンガムの質量に対する浸漬後の高吸水性キサンタンガムの質量の割合を意味する。吸水倍率は、後述する実施例に記載した方法で測定することができる。吸水倍率は、好ましくは５０倍以上であり、より好ましくは９０倍以上である。吸水倍率の上限は、特に制限はないが、通常は５００倍以下であり、好ましくは２００倍以下である。吸水倍率が５００倍を上回ると、粘性が不十分となり窒息効果が得られにくくなる。
【００２８】
消火剤の剤形は、粉末状でもよいが、水への親和性を向上する目的で顆粒状又は粒状であることが好ましい。顆粒状又は粒状における平均粒子径は、特に制限はないが、好ましくは４００μｍ〜２８００μｍ、さらに好ましくは５００μｍ〜２０００μｍｎの範囲内である。平均粒子径が４００μｍより小さいと膨潤速度が遅くなり、２８００μｍより大きいと扱いが悪く製造が難しい。
【００２９】
また、消火剤の静的比重は、特に制限はないが、好ましくは０．１０ｇ／ｍＬ〜０．４０ｇ／ｍＬ、さらに好ましくは０．１５ｇ／ｍＬ〜０．３５ｇ／ｍＬの範囲内である。静的比重が０．１０ｇ／ｍＬより小さいと膨潤速度が遅くなり、０．４０ｇ／ｍＬ大きいと扱いが悪く製造が難しい。
【００３０】
消火剤の平均粒子径や静的比重は、造粒工程により調整することが好ましい。造粒方法は特に制限はないが、撹拌造粒、押し出し造粒、流動層造粒、乾式（スラッグ）造粒など一般に行われる造粒方法を挙げることができる。
【００３１】
消火剤にはフェヌグリークガム、グアーガム、タラガム、ローカストビーンガム、カシアガム、グルコマンナンのいずれか一以上の多糖類が混合させることができる。これらの多糖類は、キサンタンガムの改質後に混合してもよく、あるいはキサンタンガムの改質前から予めキサンタンガムと混合してから改質してもよい。これらの多糖類は、キサンタンガムと反応するため、少量配合することにより粘度を上昇させ窒息効果の高い消火剤とすることができる。これらの多糖類の添加量は、消火剤の全重量に対して３０％重量以下の割合であることが好ましい。添加量が３０重量％より多いと吸水速度が遅くなりやすくなる。
【００３２】
また、消火剤は、その消火効果を阻害しない範囲内で、他の成分を含有してもよい。他の成分としては、不凍液、酸化防止剤、腐食防止剤、着色剤、不凍液、防カビ剤などを挙げることができる。他の成分の含有量は、消火剤の全重量に対して、０．１重量％〜１０重量％の範囲内であることが好ましい。
【００３３】
さらに、消火能力を高める目的で他の消火剤を加えることができる。他の消火剤は、生分解性であることが好ましいが、消火活動が重視される場合はこれにこだわらない。他の消火剤としては、リン酸アンモニウム、合成界面活性剤（ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウムなどが挙げられる。
【００３４】
消火剤の２０℃における１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体の粘度は、好ましくは５０００ｍＰａ・ｓ〜５００００ｍＰａ・ｓ、さらに好ましくは１００００ｍＰａ・ｓ〜４５０００ｍＰａ・ｓの範囲内である。また、消火剤の２０℃における１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体の付着性は、好ましくは４０ｇ・ｍｍ〜１２００ｇ・ｍｍ、さらに好ましくは６０ｇ・ｍｍ〜１０００ｇ・ｍｍの範囲内である。上記の粘度が５０００ｍＰａ・ｓより小さく、かつ付着性が４０ｇ・ｍｍより小さいと、燃焼部からの水膨潤体の流出が多くなり、窒息消火の効果が弱くなってしまう。上記の粘度が５００００ｍＰａ・ｓより大きく、かつ付着性が１２００ｇ・ｍｍより大きいと、消火剤と水とのなじみが悪くなり、また保形性が強すぎてゲル性が生じ燃焼部への付着が弱くなり窒息効果が弱くなる。
【００３５】
消火剤において、２０℃における１重量％水膨潤体と８０℃における１重量％水膨潤体の、下記の式（１）で示される粘度比が０．３以上であることが好ましい。
（８０℃における１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体の粘度）÷（２０℃における１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体の粘度）      ・・・式（１）
【００３６】
この条件を満たす消火剤に水分を吸収させてゲル化した窒息消火用ゲルは、高温時においても低温時と比較して粘度の低下割合が小さい。このため、燃焼部に付着した場合において、経時的に高温になっても粘性の低下割合が少なく流出しにくいため、長時間にわたり窒息効果を有する。
【００３７】
また、消火剤は、１．０ｇの２０℃における５分後の吸水量が５０ｇ以上であることが好ましい。上記の吸水量が５０ｇ未満では、短時間での吸水膨潤性が悪いため、迅速な消火活動ができず、充分な窒息消火性が得られにくい。
【００３８】
消火剤は、２０℃における１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体の、水和後５分後の水膨潤体と２４時間後の水膨潤体の、下記の式（２）で示される粘度比が０．５以上であることが好ましい。
（水和後５分後の１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体の粘度）÷（水和後２４時間後の１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体の粘度）      ・・・式（２）
【００３９】
この条件を満たす消火剤は、２４時間後には吸水可能量のほぼ１００％を吸水するが５分吸水させた場合でも吸水可能量の５０％以上を吸水し、迅速に消火作業が行える。
【００４０】
（吸水量）
消火剤は吸水量が多いため、少量で大量の水を保水できる特性を有する。消火剤は、吸水量が１０ｇ／ｇ〜２００ｇ／ｇの範囲内が好ましく、５０ｇ／ｇ〜２００ｇ／ｇの範囲内がより好ましい。吸水量が１０ｇ／ｇより少ないと吸水量が少なく効率的な消火を行うことが困難である。一方、吸水量が２００ｇ／ｇより多いと粘性が充分でなく充分な窒息効果が得られにくい。吸水量が多いことは特に山林火災において非常に有利である。山林火災の場合、ヘリコプターによる空中散布が行われることがあるが、水を添加する前の消火剤をヘリコプターの離着陸場へ運ぶことが容易であり、しかも早くかつ大量の消火剤を運ぶことができるためである。
【００４１】
（窒息消火性）
消火剤は、２０℃における１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体の粘度が５０００ｍＰａ・ｓ〜５００００ｍＰａ・ｓの範囲内であり、付着性が４０ｇ・ｍｍ〜１２００ｇ・ｍｍの範囲内であり、さらに、２０℃における１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体と８０℃における１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体の、上記の式（１）で示される粘度比が０．３以上であることが特に好ましい。これらの条件を満たす消火剤は、燃焼体に効率よく付着させることが可能であるとともに、燃焼体の熱で高粘性キサンタンガム膨潤物の温度が上昇しても粘度低下が他の多糖類に比べ少ないため流出が少なく窒息消火作用を長時間にわたり維持できる。
【００４２】
（吸水速度と親水性）
消火剤は、吸水速度が速く、加水により速やかに膨潤し、窒息消火用増粘物となる。具体的には、２０℃における１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体において、水和後５分後の水膨潤体と２４時間後の水膨潤体の、上記の式（２）で示される粘度比が０．５以上である消火剤である。この条件を満たす消火剤は、２４時間後には吸水可能量のほぼ１００％を吸水するが、５分吸水させた場合でも吸水可能量の５０％以上を吸水し、迅速に消火作業が行える。
【００４３】
（飛散性）
山林火災におけるヘリコプターからの空中投下に際して、水を使用した場合では火災による風で水が霧状になり飛散して効率よく燃焼体に的中させることが難しい。消火剤の吸水膨潤物の２０℃における１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体の粘度が５０００ｍＰａ・ｓ〜５００００ｍＰａ・ｓ、付着性が４０ｇ・ｍｍ〜１２００ｇ・ｍｍであると、適度な保形性があり、空中で霧状になることなく効率よく燃焼体に的中させることができる。また、消火剤が燃焼体に的中した際には、均等に飛散して燃焼体に広範囲にわたって付着するため、高い窒息消火作用を示す。
【００４４】
（生分解性）
高吸水性キサンタンガムは、キサンタンガムを原料にしているため生分解である。ポリアクリル酸重合体などの合成高分子吸収ポリマーは、吸水性は高いものの生分解性に乏しく、山林に悪影響を起こしてしまう問題がある。一方、本発明の消火剤は、高吸水性キサンタンガムが生分解性であるため、すべて微生物により分解され土壌成分となる。山林火災は広範囲に及ぶため、投下される消火剤も大量となり、生分解性ということが重要な性質である。
【００４５】
消火剤の使用量は、水１００ｇに対し０．３ｇ〜２．０ｇの範囲内が好ましい。上記の使用量が０．３ｇより少ないと、粘度が低く燃焼部位に到達しても流れ出やすくなる。また、使用量が２．０ｇより多いと、高粘度すぎて作業性が悪くなりやすく、またゲル性が生じ燃焼部への付着も悪くなりやすい。
【００４６】
２．消火剤の製造方法
本発明の消火剤は、キサンタンガムを加熱して改質することで高吸水性キサンタンガムとし、必要に応じて他の成分を混合し、粉末状又は必要に応じて造粒することで製造することができる。キサンタンガムの改質条件や造粒方法などは上述したとおりである。
【００４７】
３．消火剤の使用方法（消火方法）
本発明の消火剤は、燃焼物に付着させて窒息消火させる目的で特に有用である。消火剤の使用方法としては、まず、消火剤に水を添加して増粘物を作製する。次に、燃焼物に対してこの増粘物を適当な方法で投入し、燃焼物やその周辺に増粘物を付着させる。投入方法としては、ヘリコプター等による空中投下や地上からの散布などの方法を挙げることができる。本発明の消火剤による窒息消火にあわせて、放水等による他の消火作業を行ってもよい。
【実施例】
【００４８】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、これらは本発明の目的を限定するものではない。実施例中、含有量又は使用量を表す％及び部は、特記のない限り重量基準（Ｗ／Ｗ）である。
【００４９】
（原料）
実施例及び比較例に用いた主たる原料等は、以下のとおりである。
・キサンタンガム１：ケルトロール（ＣＰケルコ社製）（水分値１２．０％）
・キサンタンガム２：ケルトロール６３０（ＣＰケルコ社製）（水分値１１．５％）
・グアーガム：イナゲルＧＲ−１０（伊那食品工業社製）
・タラガム：イナゲルタラガムＡ（伊那食品工業社製）
・ローカストビーンガム：イナゲルＬ−１５Ｓ（冷水可溶性、伊那食品工業社製）
・グルコマンナン：マンナン１００（伊那食品工業社製）
・グルタミン酸二酢酸四ナトリウム（ＧＬＤＡ、キレスト社製）
・ラウリン酸カリウム（ＬＫ、日油社製）
・コーンスターチ（日本食品化工社製）
・ポリアクリル酸ナトリウム（アクアキープ、住友精化社製）
・メチルセルロース：イナゲルＭＣ−４０００（伊那食品工業社製）
（※ケルトロール６３０はケルトロールに比べアセチル基が少なく、その結果、ケルトロールより、粘度が高い、シュード・プラスティック性が強い、食塩水への溶解性が良好、ガラクトマンナンとの相乗性が強い、酸性領域での粘度安定性に優れるなどの特性がある。）
【００５０】
（物性評価方法）
（１）粘度
Ｂ型粘度計  ＢＲＯＯＫＦＩＥＬＤ（ＬＶＤＶ−１  ＰＲＩＭＥ）を使用した。
・使用ローター：粘度値により適正範囲に入るローターを選択
・回転数：６ｒｐｍ
（２）付着性
テクスチャーアナライザー：ＴＡ．ＸＴ．Ｐｌｕｓ（英弘精機）を使用した。
・使用プランジャー：表面が凹凸無く加工されたテフロン（登録商標）製、直径２０ｍｍ、高さ３０ｍｍの円柱形
・測定方法：測定する試料を直径４０ｍｍ、高さ２０ｍｍの円柱状の容器に充填する。まず、テクスチャーアナライザーを使用してこの容器を測定部の中心にセットし、テストスピード６００ｍｍ／分にて進入距離１５ｍｍまでプランジャーを挿入する。その後、６００ｍｍ／分でプランジャーを元の位置まで引き上げる。このときの引き上げた部分の負の面積（ｇ・ｍｍ）を付着性とした。   
（３）平均粒子径
粒度分布装置（Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ  ＭＴ３０００  日機装社製）を使用した。
（４）静的比重（ゆるみ見掛比重）
パウダテスタ（ＰＴ−Ｓ型、ホソカワミクロン社製）を使用して測定した。
（５）吸水量
まず、自由膨潤でき充分な大きさの不織布製の袋（ヒートシール性を有する１８ｇ／ｍ２の不織布を１２０ｍｍ×１２０ｍｍに製袋した）に試料粉末１．０ｇを充填し、袋の入り口をヒートシールする。その後、２０℃のイオン交換水５００ｍＬを充填した１Ｌビーカーに不織布袋を投入して１時間浸漬したのち、不織布袋を取り出して重量を測定し、不織布袋自体の重量を差し引いた重量を吸水量とした。
（６）吸水倍率
上記で測定した吸水量を吸水前の重量（１．０ｇ）で割って吸水倍率を算出した。
【００５１】
１．実験例１
（高吸水性キサンタンガムの作製）
表１に示した条件でキサンタンガムを加熱処理して高吸水性キサンタンガムを作製した。加熱は、キサンタンガムを金属トレイに厚さ０．５ｃｍになるように充填し、送風定温恒温器（ＤＫＮ６０２、ヤマト科学社製）にて加熱処理を行った。
【００５２】
【表１】
2017136173.tif 000002
【００５３】
実施例１〜６の高吸水性キサンタンガムの吸水倍率を算出し、結果を表２に示した。なお、加熱処理しないキサンタンガム１（比較例１）とキサンタンガム２（比較例２）も同様にして試験した。その結果を表２に示す。
【００５４】
【表２】
2017136173.tif 000003
【００５５】
実施例１〜６の高吸水性キサンタンガムは、いずれも溶解することなく、水を多量に吸収して膨潤体となった。なお、以後、実施例１で作製した高吸水性キサンタンガムを「高吸水性キサンタンガム１」、実施例２の高吸水性キサンタンガムを「高吸水性キサンタンガム２」とし、他の実施例３〜６についても同様に記載する。
【００５６】
２．実験例２
（粒子径と静的比重）
実施例３で作製した高吸水性キサンタンガム３を流動層造粒機（フローコーター、フロイント産業社製、結合剤は水を使用した）にて顆粒化を行い、粒子径の異なるサンプルを作製した。作製した顆粒の平均粒子径を測定後、浸漬時間を５分にした以外は吸水量測定法と同様にして吸水量を測定した。その結果を表３に示す。なお、造粒を行っていない高吸水性キサンタンガム３を実施例３とした。
【００５７】
【表３】
2017136173.tif 000004
【００５８】
以上のように、平均粒子径４００μｍ〜２８００μｍの顆粒状又は粒状であり、静的比重０．１０ｇ／ｍＬ〜０．４０ｇ／ｍＬに調整することにより、造粒をしないものに比べ吸水速度が早くなることがわかった。
【００５９】
３．実験例３
（吸水速度）
実験例１で作製した高吸水性キサンタンガム１〜６の粒子径を実験例２と同様な方法で約１３００μｍに調整し、５分後の吸水量を測定した。その結果を表４に示す。
【００６０】
【表４】
2017136173.tif 000005
【００６１】
以上のように、実施例１〜６の高吸水性キサンタンガムは、水に投入後、迅速に吸水膨潤することがわかった。
【００６２】
４．実験例４
（温度変化による物性）
高吸水性キサンタンガム２の３ｇをイオン交換水３００ｇに均一に投入して吸水膨潤させた。これを試験数分作製し、投入後１時間後に温度を変えて粘度、付着性、吸水量を測定した。測定温度は２０℃と８０℃とした。これらについて下記の式１により粘度比を算出した。
（８０℃における１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体の粘度）÷（２０℃における１％（Ｗ／Ｗ）水膨潤体の粘度）      ・・・式（１）
【００６３】
比較として、グアーガム、コーンスターチ、メチルセルロースについても同様にして試験を行った。その結果を表５に示す。なお、グアーガム及びタラガムは６ｇを使用し、コーンスターチは１５ｇを使用し９０℃に加熱してから冷却し使用した（吸水量測定時は非加熱）。メチルセルロースは９ｇを使用した。
【００６４】
【表５】
2017136173.tif 000006
【００６５】
以上のように、高吸水性キサンタンガム２は２０℃、８０℃で高粘度、高付着性を示し、式１が高い値を示したのに対し、比較例３〜６は温度による物性変化が激しく窒息消火剤としての効果が弱いことがわかった。
【００６６】
５．実験例５
（投下実験）
（模擬火災の準備）
模擬火災のモデルとして次のような状況を作った。杉角材（３０ｍｍ×４５ｍｍ×５００ｍｍ）２３本よりなるクリブ型模型を用意した。地面の上に亜鉛鉄版を敷き、コンクリートブロックを配置した上でクリブ型模型を設置した。クリブ型模型の全段を木ネジにより固定した。灯油を使用してこれを着火し充分延焼した。この状態を模擬火災とした。
（模擬火災への投下実験）
高吸水性キサンタンガム５の粒子径を実験例２と同様の方法で約１１３０μｍに調整し、これを使用して表６に示した物性の膨潤物を３ｋｇ作製した（１％濃度）。高吸水性キサンタンガム５をイオン交換水に投入し、１時間膨潤させた膨潤物を使用した。この膨潤物の物性を表６に示した。比較として水も同様にして試験した（比較例８）。この膨潤物（２０℃）を高さ５ｍから模擬火災に落下させ落下後の模擬火災の状態を確認した。投下後の模擬火災の状態は下記の判定により示した。
Ａ：クリブの燃焼は鎮火した。
Ｂ：クリブの燃焼は鎮圧した。
Ｃ：クリブの燃焼は鎮圧したが燻り燃焼が継続していた。
Ｄ：クリブの燃焼は鎮圧したが膨潤物が当たっていない箇所は燻り燃焼が継続して  いた。
（鎮圧とは有炎現象が無くなった状態、鎮火とは完全に消火し、再び火災にならない状態を示す。）
【００６７】
【表６】
2017136173.tif 000007
【００６８】
以上にように、２０℃における水膨潤体の粘度が、５０００ｍＰａ・ｓ〜５００００ｍＰａ・ｓ、付着性が４０ｇ・ｍｍ〜１２００ｇ・ｍｍのものは模擬火災の消火において良好な結果が得られた。
【００６９】
６．実験例６
（生分解性試験）
高吸水性キサンタンガム６について生分解試験を行った。高吸水性キサンタンガム６を１０ｇ計量し、イオン交換水１０００ｇに投入して膨潤させた（実施例２５）。これを、ＪＩＳ  Ｋ  ６９５５（ＩＳＯ１７５５６）を参考にして土壌中での好気的生分解性を確認した。埋没方法は土壌に約１０ｃｍ深さの穴（３０ｃｍ×２０ｃｍ×深さ１０ｃｍ）を堀り、検体を均一に埋没させ膨潤物の腐敗状況を確認した。観察期間は１カ月とした。比較としてポリアクリル酸ナトリウムの１％膨潤物も同様にして試験した（比較例８）。結果を表７に示した。
【００７０】
【表７】
2017136173.tif 000008
【００７１】
以上のように、高吸水性キサンタンガム６は生分解を示したが、ポリアクリル酸ナトリウムは生分解を示さなかった。
【００７２】
７．実験例７
（高吸水性キサンタンガムに多糖類を配合）
表８と表９に示した配合にて膨潤物を作製した。高吸水性キサンタンガム２と多糖類を混ぜ合わせ、実験例２と同様な方法で約１０３０μｍに調整後、水に投入し、２０℃における１時間後の膨潤物の物性を測定した。その結果を表１０に示す。
【００７３】
【表８】
2017136173.tif 000009
【００７４】
【表９】
2017136173.tif 000010
【００７５】
【表１０】
2017136173.tif 000011
【００７６】
以上のように、グアーガム、タラガム、ローカストビーンガム、グルコマンナンを添加することにより、より良好な付着性が確認され、窒息消火に有効であることがわかった。
【００７７】
８．実験例８
（高吸水性キサンタンガムの物性）
実験例１で作製した高吸水性キサンタンガム１〜６を実験例２と同様な方法で約１２００μｍに調整後、水に投入し、２０℃における５分後の吸水量と物性、１時間後の吸水量と物性、及び８０℃における物性を調べた。その結果を表１２と１３に示す。粘度は１％濃度の膨潤体を作製し測定した。表１１には造粒した高吸水性キサンタンガム１〜６の平均粒子径、表１２には２０℃における５分後の吸水量と物性、表１３には１時間後における吸水量と物性を記載した。
【００７８】
【表１１】
2017136173.tif 000012
【００７９】
【表１２】
2017136173.tif 000013
水へ投入、５分後
【００８０】
【表１３】
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水へ投入、１時間後
【００８１】
以上のように、高吸水性キサンタンガムは窒息消火剤として良好な結果を示すことがわかった。
【００８２】
９．実験例９
（比較例９）
ビーカーに２０℃±０．２℃の蒸留水１０００ｍＬを用意し、これに金属封鎖剤としてＬ−グルタミン酸二酢酸四ナトリウム７．８％と脂肪酸金属塩としてラウリン酸カリウム１．２％を添加し撹拌した。これを２０℃の恒温水槽に入れて１０分間静置することでゲル含有組成物を作製した。これについて２０℃及び８０℃における物性を測定し、結果を表１４に示した。
【００８３】
【表１４】
2017136173.tif 000015
【００８４】
以上のように、Ｌ−グルタミン酸二酢酸四ナトリウムとラウリン酸カリウムで作製したゲルは、温度差による物性変化が激しいため、窒息消火剤としては不適であった。
【００８５】
１０．実験例１０
（比較例１０）
表１５の配合にてゲル状組成物を作製した。グリセリンにグアーガム、炭酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウムを加え分散させた。これに水を加え撹拌した。２０℃で６時間放置後、２０℃と８０℃における物性を測定した。その結果を表１６に示す。
【００８６】
【表１５】
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【００８７】
【表１６】
2017136173.tif 000017
【００８８】
以上のように、グアーガムをホウ素イオンで架橋したゲルは付着性が少なく、長時間の窒息効果は期待できなかった。
【００８９】
１１．実験例１１
（投下実験）
実施例１８，２７，２８，２９，３０、表１３で示した実施例３１〜３６、比較例３，４，５，６，９，１０で作製した膨潤物またはゲル組成物について、実験例５と同様にして高さ５ｍから落下させ模擬火災の状況を確認した。その結果を表１７に示す。
【００９０】
【表１７】
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【００９１】
以上のように、本発明の消火剤の膨潤物は、模擬火災の消火において良好な結果が得られた。