(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性又は爆発性の気体又は液体が漏洩した際にこれを検知し、ポリフルオロアミンを漏洩した可燃性又は爆発性の気体又は液体に混合し、漏洩した可燃性又は爆発性の気体又は液体の燃焼又は爆発を抑制するようにすることを特徴とする可燃性物質の不活性化方法。
【請求項２】
ポリフルオロアミンが、一般式：（ＣＦ３）２ＮＲｆ（式中のＲｆは水素数が０又は１以上のポリフルオロアルキル基又はアルケニル基である。）で表されるものであることを特徴とする請求項１記載の可燃性物質の不活性化方法。
【請求項３】
Ｒｆの水素数が１以上のポリフルオロアミンを用いることを特徴とする請求項２記載の可燃性物質の不活性化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定の物質を可燃性又は爆発性の気体又は液体（本明細書において、「可燃性物質」という場合がある。）に混合することにより、当該可燃性物質の燃焼又は爆発を抑制するようにする可燃性物質の不活性化方法に関し、特に、オゾン層の破壊係数が０で、地球温暖化係数の小さい物質を不活性化剤として使用するようにした可燃性物質の不活性化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、可燃性物質の燃焼又は爆発を防止するために、予め可燃性物質に一定の混合割合で不活性化剤を混合しておいたり、あるいは、燃焼又は爆発を予知したときに、可燃性物質に一定の混合割合で不活性化剤を混合することにより、万が一、可燃性物質に火花等の引火要因が付与されても、燃焼又は爆発を回避する可燃性物質の不活性化方法が、石油掘削施設や化学プラント等において実用化されている。
【０００３】
ところで、従来の可燃性物質の不活性化方法においては、ハロン１３０１、ハロン１２１１、ハロン２４０２等が、不活性化剤として使用されていた。
これらのハロン１３０１、ハロン１２１１、ハロン２４０２等のハロン系の不活性化剤は、上記のとおり、例えば、可燃性物質が貯蔵又は使用されるタンク等に予め所要量を混合しておいたり、あるいは、圧力センサ、温度センサ等により燃焼又は爆発を予知したときに所要量を混合することにより、燃焼又は爆発の危険を回避するために使用されるが、可燃性物質に対する優れた不活性化能力を備えているため、少量でその不活性効果を発揮することができるという利点を有するものであった。
また、このハロン系の不活性化剤は、可燃性物質に対する優れた不活性化能力に加え、化学的安定性、金属等に対する非腐食性等の点でも優れているため、石油掘削施設や化学プラントの民間施設だけでなく、軍事施設等においても広く使用されていた。
【０００４】
ところが、近年になって、オゾン層の保護に関する問題が世界的な規模で提起され、ハロゲン化炭化水素成分を含有する上記のハロン系の不活性化剤は、１９９４年１月に生産中止となり事実上使用することができなくなった。
このオゾン層の保護に関する問題は、不活性化剤だけでなく、冷凍・冷蔵機や空調機の冷媒、発泡剤、洗浄剤にも及び、従来、これらの用途に使用されていたＣＦＣ１１、ＣＦＣ１２、ＣＦＣ１１３、ＣＦＣ１１４といった化合物も生産中止となり使用できなくなった。
【０００５】
このため、不活性化剤としては、ＨＦＣ２３、ＨＦＣ２２７ｅａ等が、また、冷媒等としては、ＨＦＣ１３４ａ、ＨＦＣ１２３等が、オゾン層を破壊しない化合物として考案され、上記のハロン系の不活性化剤等の代替化合物として使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最近、上記のオゾン層の保護に関する問題に加え、地球温暖化の問題が世界的規模で提議されているが、上記のハロン系の不活性化剤等の代替化合物として考案された化合物は、地球温暖化係数が大きいため、その使用が再度問題になっている。
このため、オゾン破壊係数が０で、地球温暖化係数の小さい不活性化剤等に使用することができる化合物が要請されているが、未だその要請に応えることができる化合物がないのが現状である。
【０００７】
また、冷凍・冷蔵機や空調機の冷媒については、その使用量が非常に大きいことから、地球温暖化問題に対する対応を迫られており、近年、地球温暖化係数が０である炭化水素系化合物、例えば、イソブタン、プロパン等が使用され始めている。
ところが、これらの炭化水素系化合物は、可燃性、爆発性を有する化合物であるため、使用方法を誤ると危険度が非常に高いものである。
このため、冷凍・冷蔵機や空調機の冷媒に炭化水素系化合物を使用する場合に、冷媒に一定の混合割合で混合しておくことにより、燃焼又は爆発を回避することができ、かつ、地球温暖化係数の小さい、冷媒の不活性化剤が模索されている。
【０００８】
本発明は、上記従来の不活性化剤や冷媒等が有する多くの問題点を一挙に解決し、可燃性物質に対する不活性化能力、化学的安定性、金属等に対する非腐食性、人に対する安全性等の点で優れ、オゾン破壊係数が０で、地球温暖化係数の小さい化合物を不活性化剤として使用するようにした可燃性物質の不活性化方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の可燃性物質の不活性化方法は、可燃性又は爆発性の気体又は液体が漏洩した際にこれを検知し、例えば、一般式：Ｒｆ１（Ｒｆ２）ＮＲｆ（式中のＲｆ１、Ｒｆ２、Ｒｆは水素数が０又は１以上のポリフルオロアルキル基又はアルケニル基である。）で表されるポリフルオロアミンを漏洩した可燃性又は爆発性の気体又は液体に混合し、漏洩した可燃性又は爆発性の気体又は液体の燃焼又は爆発を抑制するようにすることを特徴とする。
【００１０】
この場合において、一般式：（ＣＦ３）２ＮＲｆ（式中のＲｆは水素数が０又は１以上のポリフルオロアルキル基又はアルケニル基である。）で表されるポリフルオロアミンを好適に用いることができ、特に、Ｒｆの水素数が１以上のポリフルオロアミンをさらに好適に用いることができる。
ここで、Ｒｆの水素数が１以上のポリフルオロアミン（ハイドロフルオロアミン）としては、（ＣＦ３）２ＮＣＦ２ＣＦ２Ｈや（ＣＦ３）２ＮＣＨ２ＣＦ３等がある。
【００１１】
【発明の作用効果】
ポリフルオロアミンを不活性化剤として使用する利点は次のとおりである。
（１）ポリフルオロアミンは、オゾン層破壊の原因とされている塩素や臭素を一切含まないため、オゾン破壊係数は０である。また、ポリフルオロアミンは、分子構造にヘテロ原子である窒素を含むため、地球温暖化に対する重要な影響因子である大気残存年数が小さい。
（２）毒性評価の指標である細胞毒性試験及び遺伝毒性試験において毒性を示さず、人に対して安全な物質である。
（３）不活性化能力は、従来多用されていたハロン１３０１に匹敵する能力があり、ハロン１３０１等の代替化合物として現在使用されているＨＦＣ２３、ＨＦＣ２２７ｅａより能力が高い。
（４）主に化合物の炭素数を変えることにより、適度の沸点を有するポリフルオロアミンを得ることができ、このため、可燃性物質に添加し、不活性化することが容易にできる。
（５）ポリフルオロアミンの中でも、水素を含むポリフルオロアミン（ハイドロフルオロアミン）は、オゾン破壊係数が０であることに加えて、不活性化能力が高く、さらに、大気中で短期間で自然分解するため、大気残存年数が短く、地球温暖化係数が極めて小さい。
このように、不活性化剤に要求される適度の安定性と分解性をバランスよく兼ね備え、適度の沸点を有し、不活性化能力に優れた化合物であるポリフルオロアミンを不活性化剤として使用した可燃性物質の不活性化方法は、可燃性物質に対する不活性化能力、化学的安定性、金属等に対する非腐食性、人に対する安全性等の点で優れ、オゾン層の破壊防止、地球温暖化防止に寄与するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の可燃性物質の不活性化方法の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１３】
本発明の可燃性物質の不活性化方法は、例えば、一般式：Ｒｆ１（Ｒｆ２）ＮＲｆ、好ましくは、一般式：（ＣＦ３）２ＮＲｆ（式中のＲｆ１、Ｒｆ２、Ｒｆは水素数が０又は１以上のポリフルオロアルキル基又はアルケニル基である。）で表されるポリフルオロアミンを可燃性又は爆発性の気体又は液体に混合し、可燃性又は爆発性の気体又は液体の燃焼又は爆発を抑制するようにすることを特徴とするものである。
【００１４】
この場合において、ポリフルオロアミンは、燃焼又は爆発を予知あるいは検知したときに、可燃性物質に一定の混合割合で混合することにより、万が一、可燃性物質に火花等の引火要因が付与されても、燃焼又は爆発を回避あるいは抑制することができるものとなる。
【００１５】
表１に、本発明の可燃性物質の不活性化方法において不活性化剤として用いる化合物の実施例を示す。ここで、実施例の作用を分かりやすくするため、従来技術における不活性化剤も表１に併記した。
【００１６】
【表１】
0004112103.tif 000002
【００１７】
不活性化剤の不活性化能力の評価方法の１つとして、密閉球形容器を用い、燃焼限界濃度を求める方法が一般的である。
表１においては、内容積８０００ｃｃの密閉球形容器内に不活性化剤と、炭化水素系化合物（プロパン）と、空気とを種々の混合割合で混合撹拌した後、容器中心に設けた、一対の炭素電極間に、６８Ｊの電気エネルギを与えて放電させ、容器内に発生する燃焼伝播（爆発）の圧力上昇を計測した。
容器内の圧力上昇が１／１５気圧以上を燃焼伝播（爆発）と判定し、種々の混合割合で計測した。
【００１８】
表１において、炭化水素系化合物（プロパン）と空気の混合割合が如何なる場合でも、不活性化剤の濃度が表１の不活化濃度以上であれば、燃焼伝播（爆発）は発生しないことを確認した。
すなわち、実施例１では、炭化水素系化合物（プロパン）と空気の混合割合が如何なる場合でも、ポリフルオロアミンの濃度が６．５％以上であれば、燃焼伝播（爆発）は発生しない。
また、実施例２では、同様に、ハイドロフルオロアミンの濃度が６．８％以上であれば、燃焼伝播（爆発）は発生しない。
一方、従来技術のうち、ハロン１３０１は、同様に、６．０％以上の濃度で燃焼伝播（爆発）が発生しない。これは、実施例１、２の不活化濃度より低い濃度で不活性化できることを意味しているが、ハロン１３０１は、既にオゾン層破壊の問題で生産が中止され、使用ができないものである。
また、従来技術のうち、ＨＦＣ２３とＨＦＣ２２７ｅａは、ハロン１３０１等の代替化合物として開発され、現在使用されているものであるが、その不活化濃度は、それぞれ２０．２％、１１．６％で、実施例１、２に比べて不活性化能力が極めて低い。
これらのことから、実施例１のポリフルオロアミン及び実施例２のハイドロフルオロアミンの不活性化能力は、従来多用されていたハロン１３０１に匹敵する能力があり、ハロン１３０１等の代替化合物として現在使用されているＨＦＣ２３、ＨＦＣ２２７ｅａより能力が高いことが確認できた。
【００１９】
以上、本発明の可燃性物質の不活性化方法において不活性化剤として用いる化合物として、ポリフルオロアミン（実施例１）及びハイドロフルオロアミン（実施例２）を例示したが、不活性化剤として用いることができる化合物は、これに限定されず、例えば、以下（ａ）〜（ｈ）に示す化学構造式で示される化合物を、不活性化剤として用いることができる。
【００２０】
【化１】
0004112103.tif 000003
【００２１】
この場合において、一般式：（ＣＦ３）２ＮＲｆのＲｆの水素数が１以上のポリフルオロアミン（ハイドロフルオロアミン）は、オゾン破壊係数が０であることに加えて、不活性化能力が高く、さらに、大気中で短期間で自然分解するため、大気残存年数が短く、地球温暖化係数が極めて小さい特性を有している。
【００２２】
【応用例】
本発明の可燃性物質の不活性化方法の応用例を以下に説明する。
【００２３】
［応用例１］（石油掘削施設や化学プラント等の設備から漏洩する可燃性物質の燃焼又は爆発の防止）
石油掘削施設や化学プラント等の設備、例えば、タンク、ポンプ、パイプライン等の石油化学設備では、漏洩した可燃性物質、例えば、可燃性ガスの雰囲気に火花等の引火要因が付与されると、瞬時に大惨事に発展することになる。
このため、これらの施設では、可燃性ガスの濃度が常時監視されており、空気中のガス濃度が一定レベル（爆発下限界に安全率を加味した値）を超えた段階で、一定のエリヤ又は建屋全体に不活性化剤を放出し、危険を未然に回避する方法が採用されている。
従来は、不活性化剤として、ハロン１３０１、ハロン１２１１、ハロン２４０２等が使用されていたが、ハロン系の不活性化剤の生産中止に伴い、ＨＦＣ２２７ｅａ、ＨＦＣ２３、ＨＦＣ１２５等がその代替化合物として使用され始めている。
これらの代替化合物は、オゾン破壊係数０ではあるが、地球温暖化係数が大きく、また、可燃性物質の不活性化能力に劣る欠点がある。
これに対して、ポリフルオロアミンを不活性化剤として使用した場合、不活性化剤の放出量が少なくてよいことから、不活性化剤の貯蔵設備を小さくできることに加え、可燃性物質に対する不活性化能力、化学的安定性、金属等に対する非腐食性、人に対する安全性等の点で優れたものとなり、また、オゾン層の破壊防止、地球温暖化防止に寄与することができる。
［応用例２］（軍事施設、軍事機器等の軍事設備から漏洩する可燃性物質の燃焼又は爆発の防止）
軍事施設、軍事機器等の軍事設備、例えば、戦闘機、戦車等の軍事用車両では、燃料系配管から漏洩する燃料や油圧制御系配管から漏洩するオイル等の可燃性物質に火花等の引火要因が付与されると、炎上、爆発の危険がある。
このため、これらの設備では、例えば、油圧の低下をセンサで検知する等の方法により可燃性物質の漏洩を検出し、可燃性物質の漏洩を検知すると、一定のエリヤに不活性化剤を放出して不活性化することにより、危険を未然に回避する方法が採用されている。
ここでも、従来は、不活性化剤として、ハロン１３０１等が使用されていた。
ところで、軍事設備は、特に、重量が戦闘性能に大きく影響するため、ハロン１３０１等に匹敵する不活性化能力がないと、不活性化剤の重量が増加するため、現実には、代替化合物がなく、オゾン層破壊の問題があるものの、いまだにハロン１３０１等が使用されている。
これに対して、ポリフルオロアミンを不活性化剤として使用した場合、可燃性物質に対する不活性化能力が高く、不活性化剤の放出量が少なくてよいことから、不活性化剤の重量が増加せず、このため、ハロン１３０１等と代替することができることに加え、化学的安定性、金属等に対する非腐食性、人に対する安全性等の点で優れたものとなり、また、オゾン層の破壊防止、地球温暖化防止に寄与することができる。