JPH11155977A - 濃縮消火液およびその使用法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】濃縮消火薬剤を低粘度にして水に対する希釈溶
解性を向上させ、しかも物性値を殆んど中性にして経時
変化を減少させるとともに、少ない水で効率のよい消火
活動の実施を可能にする理想的な消火液を得る。 【解決手段】５１〜６１重量部の水に対し、リン酸８〜
１９重量部とモノエタノールアミン７〜１５重量部を添
加して中性となし、さらに第二リン酸アンモニウム１９
〜２４重量部を添加して濃縮消火液とする。 これによ
り特に水に対する希釈溶解性に優れ、保管に場所をとら
ず運搬も容易であり、また物性値が中性となり、その結
果長期保存による材料の腐食等経時変化がなく、安定化
が著しく向上し、また水に対する溶解性がよく、少ない
水で効率のよい消火作業の実施をおこなうことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に低粘度で水に
対する希釈溶解性に優れ、使用時の迅速な消火液化の要
請に対応できるとともに、物性値が殆んど中性で経時的
変質が少なく、比較的少量の水で効率のよい消火活動を
実施することができ、しかも水損を著しく減少させ、使
用時の泡の発生を抑制して消火後の残留消火液処理を容
易にし、また特にモノエタノールアミンの添加量を少な
くして消火性能の低下を無くすようにした濃縮消火液に
関する。 また本発明は保管性がよく、しかも運搬に便
利で水に対する溶解性が良好であり、しかも林野火災等
屋外火災の消火にも適用が可能な多用途型の消火液原液
および消火剤を提供することを目的とする。

【０００２】

【従来の技術】一般的な消火手段としては火元に向けて
淡水を放射散布することがおこなわれるが、火災燃焼物
の種類が暫増するに伴い、粉末系あるいは泡溶液系等の
各種消火薬剤が用いられるようになった。 また固形消
火剤を粉砕して水に対して易溶解性としたものを混合溶
解して使用するようにした固形消火薬剤も開発されるに
至った。 さらに最近では最初から水溶性に調製した液
化消火剤が開発されている。 これは主としてモノエタ
ノールアミンとリン酸等の組成からなるものであり、こ
れ自体はすでに特公昭５８−５８１０７号あるいは特公
昭５２−３７３１９号に開示されている通りである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし淡水を放射散布
する場合には、一般家屋はもとより、特に高層ビルやマ
ンション等のような多層階建物の火災の消火活動をおこ
なう場合、火災とは直接関係のない下層階部分に水の飛
散や流失、漏水が起こり、所謂水損による二次的な災害
を引き起こすことが多い。 さらに住宅地火災のほかに
地震火災や林野火災等水の便が悪い地域においては、限
られた水を効率的に使用しなければならない制限があ
る。

【０００４】また粉末系あるいは泡溶液系の消火剤につ
いては、上記した水に比べれば消火能力が大きいがコス
ト高となり、したがって多量に用いる場合においてはコ
ンビナートや航空機火災等特殊な場合の使用に重点が置
かれている。 またそればかりでなく、保管や運搬性を
良好にするためにこれを濃縮化したものを用いることも
考えられているが、一般には粘性が高く、したがって水
に対する希釈混合に多くの時間を要することから消火用
としてはあまり好評ではない。 さらに固形消火剤は、
主に林野火災等大規模火災発生時にあらかじめ水に溶解
し易いように粉砕したうえで、これを水に溶解したもの
をヘリコプター等により空中から散布することがおこな
われているが、固形物を水に溶解させるための溶解機を
用いる必要があり、操作が繁雑でコスト高となり実際的
ではない。

【０００５】さらに前記したモノエタノールアミンとリ
ン酸等の組成を主成分とする液化消火剤についても、該
消火剤の物性値としてｐＨが６以下であるために安定性
の面で問題があり、長期保存による経時変化や材料の腐
食が起こり、消火能力が低下するなどの問題がある。
そこでｐＨを６以上にして改善する試みもなされている
が、ｐＨを６以上にするためにはモノエタノールアミン
を増量添加する必要があり、その結果モノエタノールア
ミンの増量分に比例して消火性能が減退するという問題
があって、適当な解決手段が見いだせないのが現状であ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで本発明にあって
は、保管や運搬性に優れるように消火液を濃縮化すると
ともに、特に緊急時の水に対する希釈溶解性に優れ、し
かも所謂水損を無くすとともに、使用時の泡の発生を抑
制して事後処理を容易にし、消火性能の減退なしに濃縮
液の物性値をｐＨ６以上に維持して長期保存による材料
の腐食や経時変化を無くし、長期安定化をはかることが
できる優れた濃縮消火液およびその使用法を開発したも
のであって、具体的には５１〜６１重量部の水に対し、
リン酸８〜１９重量部、モノエタノールアミン７〜１５
重量部、および第二リン酸アンモニウム１９〜２４重量
部を添加してなる濃縮消火液に関する。

【０００７】また本発明は、５１〜６１重量部の水に対
し、リン酸８〜１９重量部、モノエタノールアミン７〜
１５重量部、および第二リン酸アンモニウム１９〜２４
重量部、さらに増粘剤０．００５〜１．１重量部を添加
してなる濃縮消火液にも関する。 さらに本発明は５１
〜６１重量部の水に対し、リン酸８〜１９重量部、モノ
エタノールアミン７〜１５重量部、および第二リン酸ア
ンモニウム１９〜２４重量部、さらに必要に応じて増粘
剤０．００５〜１．１重量部を添加してなる濃縮消火液
を、１００容量部の水に対して１〜３０重量部添加して
使用するようにした濃縮消火液の使用法にも関する。

【０００８】さらに本発明は、５１〜６１重量部の水に
対し、リン酸８〜１９重量部、モノエタノールアミン７
〜１５重量部、および第二リン酸アンモニウム１９〜２
４重量部、さらに必要に応じて増粘剤０．００５〜１．
１重量部を添加してなる濃縮消火液を水に希釈混合し、
これを微粒子状に放射して用いるようにした濃縮消火液
の使用法にも関する。

【０００９】かかる組成比率の濃縮消火液は、モノエタ
ノールアミンの易溶解特性に加えて動粘度：２５ｃｓｔ
という低粘度であるために、水に対する溶解効率を著し
く向上させるばかりでなく、物性値を保存による経時変
化や材料の腐食がなく、しかも消火剤としてもっとも有
効かつ安定的なｐＨ領域、すなわちｐＨ：６．０〜８．
０の理想的な範囲に維持し、保管性や運搬性を良好にす
ることができ、また火災の種類に応じて水で希釈して用
いる。 通常は水による消火方法と同様にして用い、あ
るいは希釈溶液を微粒子噴霧状態にて放射して消火作業
をより有効に実施することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下において本発明の具体的な内
容を説明する。 すなわち本発明においては、消火に際
して限られた水を有効かつ効率的に利用することがで
き、また特に水に対する希釈溶解性が良好で取り扱い性
に優れ、しかも水以外の消火薬剤の使用量を低減し、か
つ使用後の残留消火液の処理を簡便化させるようにした
ものである。

【００１１】具体的な各組成の成分範囲としては、水：
５１〜６１重量部に対し、リン酸：８〜１９重量部（８
９％リン酸の場合：９〜２０重量部）、およびモノエタ
ノールアミン：７〜１５重量部、さらに第二リン酸アン
モニウム：１９〜２４重量部とした。 これらを混合す
ることにより消火能力の減退がなく、しかも動粘度：２
５ｓｃｔ以下で、かつｐＨ：６．０〜８．０（±０．
４）の理想的な範囲内に調整した濃縮消火液を得ること
ができる。 また必要に応じてこれに増粘剤：０．００
５〜１．１（重量部）を添加して燃焼物に対する付着性
を増大させ、これにより消火能力のより一層の向上をは
かる。

【００１２】上記した本発明における各組成の成分範囲
を特定する理由について、以下の実験例により具体的に
説明する 〔実験例１〕 （水の最低量と第二リン酸アンモニウムの最大添加量に
ついて）一般的に成分系として水、リン酸、モノエタノ
ールアミン、第二リン酸アンモニウム、の４成分系にお
いて各組成範囲を決定することは難しく、また全ての組
成について微少量から順次変化させて最適組成を求める
という段階的な実験方法では膨大な実験回数となり、最
適値を求めることがきわめて困難である。 そこで本実
験例においては、まず初期値組成系を得るために、これ
までに得られた数多くの経験に基づき以下のような組成
の調整からおこなった。

【００１３】なお、本実験例以下の各実験例において用
いるリン酸については８９％濃度のものを用いた 水 リン酸 ＭＥＡ ＤＡＰ 実験１ ４７ ７ ６ １７ （ＭＥＡ：モノエタノールアミン、ＤＡＰ：第二リン酸アンモニウム） この実験１では第二リン酸アンモニウム（ＤＡＰ）の水
に対する溶解性が悪く、白濁状態であったため、さらに
その水に対する溶解性を向上させるための検討をおこな
ったところ、水の量としては５０重量部以上（１００％
リン酸使用の場合は５１重量部以上）必要であることが
明らかとなった。

【００１４】さらにこの結果をもとに、水：５０（重量
部）、リン酸（８９％）：７（重量部）、モノエタノー
ルアミン（ＭＥＡ）：６（重量部）からなる組成に、第
二リン酸アンモニウム（ＤＡＰ）：２７（重量部）を添
加して次の調整をおこなった 水 リン酸 ＭＥＡ ＤＡＰ 実験２ ５１ ７ ６ ２７

【００１５】この組成に基づいて濃縮消火液を試作して
みたところ、前記した実験１の場合と同様に白濁状態が
続いた。 そのために第二リン酸アンモニウムの添加量
について種々の研究を交えて検討をした結果、第二リン
酸アンモニウムについては２４重量部以下である必要が
あることが解った。 したがって以上の結果からみて
水：５０重量部以上（１００％リン酸使用の場合は５１
重量部以上）、第二リン酸アンモニウム：２４重量部以
下であることが条件となることが明らかとなった。

【００１６】〔実験例２〕 （水の最大量とリン酸および第二リン酸アンモニウムの
最低添加量について）本実験例においては、消火性能の
確認により最適範囲を決定した。 濃度については濃縮
液を水に対して３重量部に希釈し、消火実験は日本消防
検定協会で定めるＡ火災模型を用いておこなった。 実
験の結果は、水単独での消火効率を１とした場合つぎの
通りであった 水 リン酸 ＭＥＡ ＤＡＰ 効率 実験３ ６２ ７ ６ ２５ １．２以上

【００１７】実験３の結果によれば、水単独の場合に比
して明確な消火能力の向上がみられた。 一方さらに厳
しい条件として、第二リン酸アンモニウムの添加量：１
９重量部という低い条件での検討を予想し、次のように
水を６０重量部に減少させてさらに最適条件を検討して
みた 水 リン酸 ＭＥＡ ＤＡＰ 効率 実験４ ６０ ７ ６ １９ １．０〜１．２

【００１８】実験４の結果によれば、水単独による場合
に比して際立った効果が認められなかった。 そこでリ
ン酸濃度を９（重量部）に増加するとともに、さらに消
火能力が減退すると予想される高モノエタノールアミン
量の状態にして次の実験をおこなってみた 水 リン酸 ＭＥＡ ＤＡＰ 効率 実験５ ６０ ９ １６ １７ １．０〜１．２

【００１９】しかし、実験５によっても際立った消火能
力の向上が認められなかったので、さらに第二リン酸ア
ンモニウムを１９重量部に増量して実験を続けたとこ
ろ、消火効率が平均で１．３以上（水単独の場合を１と
して対比）の値が確認され、水単独による場合に比して
明確な消火能力の向上がみられることが解った。

【００２０】以上の結果からみて、水については６０重
量部以下（１００％リン酸使用の場合は６１重量部以
下）、リン酸については９重量部以上（１００％リン酸
の場合は８重量部以上）、さらに第二リン酸アンモニウ
ムについては１９重量部以上であることが必要であるこ
とが明確となった。

【００２１】〔実験例３〕 （モノエタノールアミンとリン酸の最大添加量およびｐ
Ｈ値について）この実験では特に実使用において最も重
要な、粘性（動粘度）及びｐＨについての好ましい物性
値を求める観点より検討を試みた。 粘性（動粘度）に
よる影響については濃縮液を水に希釈するための方式に
依存している。 粘度値に関しては、濃縮液の粘度２５
ｃｓｔと４０ｃｓｔの２種を用い、２０ｌ入り容器内
に、水：１４容量部／ｍｉｎの流量で、また赤色に着色
した濃縮液：約６ｌ／ｍｉｎの速度で、それぞれ注入
し、着色むらが目視できなくなるまでの時間を計測した
結果、濃縮液の粘度２５ｃｓｔのものでは１０分以下で
あり、また粘度４０ｃｓｔのものでは１５分以上であっ
た。 実使用の際においては精々１０分以下でなければ
ならないから、濃縮液の粘度は２５ｃｓｔ以下である必
要があることが解った。

【００２２】また組成系としては経験的に最も高粘度と
予想される条件により、以下の通り粘度の実験をおこな
った 水 リン酸 ＭＥＡ ＤＡＰ 実験６ ５１ ２０ １６ ２４ 実験６の結果によれば、動粘度については粘度の限界点
である２５ｃｓｔを超えて３０ｃｓｔとなり、実用的で
はないため、モノエタノールアミンの最適量について、
さらなる検討をおこなった結果、モノエタノールアミン
の添加量は１５重量部以下である必要があることが解っ
た。

【００２３】つぎにｐＨ値についての検討をおこなっ
た。 ｐＨ値に対する要求はｐＨ：６以上であるため、
ｐＨ：６以上の中性域近傍に維持することを目標とした
検討をおこなった。 実験は経験的にｐＨ値が最も低い
組成系として以下のようにした 水 リン酸 ＭＥＡ ＤＡＰ 実験７ ５１ ２０ ６ １８ 実験７の結果によれば、ｐＨ：５．２であったため、安
全をみてリン酸量：１９重量部以下でかつモノエタノー
ルアミン：７重量部以上としたところ、規定のｐＨ領域
内に入ることが確認できた。

【００２４】以上の結果からみてモノエタノールアミン
の添加量は７〜１５重量部、リン酸は１９重量部以下で
ある必要があることが解った。 以上の条件により、さ
らにｐＨ値を最も高くする条件として次の組成系による
実験を試みた 水 リン酸 ＭＥＡ ＤＡＰ 実験８ ５１ ９ １５ ２４ 実験８の結果によれば、ｐＨ：８．４であった。

【００２５】したがって実験１〜８の結果を纏めると、
本発明において求められる濃縮液組成系の好ましい成分
規定範囲は、 ５０＜水＜６０（１００％リン酸使用の場合は５１＜水
＜６１）、９＜リン酸＜２０、７＜ＭＥＡ＜１５、１８
＜ＤＡＰ＜２５ という極めて限られた範囲内にある必要があることが解
った。 またこの成分規定範囲内にある濃縮液の粘度は
２１ｃｓｔであり、規定の２５ｃｓｔ（±３０％）以下
の範囲内にある。

【００２６】〔実験例４〕 （増粘剤の最大添加量について）この実験では増粘剤の
適用範囲について検討した。 一般に増粘剤の働きは、
燃焼物に対する消火薬剤の付着性を高め、消火効果をよ
り一層向上させるものである。 また使用可能な増粘剤
の例としては、本実験においてはアルギン酸ナトリウム
を用いた。 このほかに水に溶けやすい有機物、あるい
はその塩で、例えば有機物ナトリウム塩や水溶性セルロ
ース等の使用も考えられる。 また増粘剤の添加量につ
いては、少なすぎると消火効果に影響し、また多すぎて
も濃縮液の粘度増加に影響するために、最適な添加量の
範囲を特定する必要がある。

【００２７】そこで以下において増粘剤の添加量と消火
効果ならびに濃縮液の粘度の関係について検討をおこな
った ［消火効果について］：（組成は前記した実験８で使用のものを用いた） 増粘剤（重量部） ０．００３ ０．００５ ０．０１ 消 火 効 果 １ １〜１．１ １．１〜１．２ 以上の結果からみて消火効果を向上させるに必要な、濃
縮液に対する増粘剤添加量の下限値は０．００５重量部
であることが知れた。

【００２８】［濃縮液の粘度について］：（組成は前記
した実験８で使用のものを用いた） 増粘剤（重量部） １．１ １．３ 動 粘 度 ２４ ２８ 以上の結果からみて濃縮液に対する増粘剤添加量の上限
値は１．１であることが知れた。

【００２９】〔実験例５〕 （濃縮消火液の使用法について）本願発明によって得ら
れた濃縮消火液は、一般的には水に希釈溶解させて放射
使用する。 この場合の水に対する濃縮液の添加量につ
いては、１００重量部の水に対して１重量部以下では、
水単独使用の場合に比して消火効率の向上が殆どみられ
ず、また反対に３０重量部を超えても、それ以上の効率
の向上がみられない。 したがって水１００重量部に対
して１〜３０重量部の範囲内であることが好ましい添加
量の範囲であるといえる。

【００３０】さらに濃縮液を水に希釈した後、放射方法
として微細粒子を形成させて燃焼体に放射する使用方法
の検討を試みたところ次のような結果を得た。 すなわ
ちこの実験で使用した濃縮消火液の組成は以下に示した
ものであり、水に対する希釈率については、水：１００
重量部に対して濃縮消火液７重量部とした 水 リン酸 ＭＥＡ ＤＡＰ 組成 ３２ １２ ９ ２０

【００３１】微細粒子の形成方法としては、例えば図１
に示したような加圧式液体スプレー装置が用いられる。
すなわちこれは、７．４ｌ入りの円筒状をした圧力容
器１と、該圧力容器１内に加圧ガスを送り込むための加
圧用ガスボンべ４、および加圧された圧力容器１内の液
体を外部に向けて噴射するためのスプレーノズル９とか
ら構成され、圧力容器１内に溶液Ｆを５ｌ充填し、さら
に圧力容器１内の上部空隙部２にパイプ３を介して接続
した加圧用ガスボンベ４から、途中に圧力調整器５およ
び加圧用ガスストップバルブ６を介して一定圧力のガス
を送り込んで加圧する。 加圧された溶液Ｆは圧力容器
１の下方部に接続されたパイプ７を通じ、途中に溶液噴
射ストップ用のバルブ８を介して先端のスプレーノズル
９より噴出される。

【００３２】この装置を用いて実験した結果を以下に示
す 効率は水のみの場合を１．２〜１．３としている。 以
上の結果からみて圧力８Ｋｇではまだ微粒子化されてお
らず、単に濃縮液の効果の範囲内に止まっており、効率
（消火能力）の向上がみられない。 しかし圧力をさら
に１０Ｋｇ以上に上昇させるにつれて次第に微細粒子化
するとともに、効率（消火能力）が上昇することが確認
された。

【００３３】なお本発明の濃縮消火液は、上記した各基
本組成のほかに既知の各種添加剤、着色剤、界面活性剤
等の添加を妨げるものではない。

【００３４】

【発明の効果】上記した各実験例による結果を総合すれ
ば、各組成範囲について次のように結論づけることがで
きる。 すなわち、本発明は、水：５１〜６１重量部
（８９％リン酸使用の場合には、水：５０〜６０重量
部）に対し、リン酸：８〜１９重量部（８９％リン酸：
９〜２０重量部）、モノエタノールアミン：７〜１５重
量部、さらに第二リン酸アンモニウム：１９〜２４重量
部を添加混合してなる濃縮消火液であるから特に水に対
する希釈溶解性に優れ、少ない水で効率のよい消火作業
の実施をおこなうことができ、また起泡率が少ないので
消火後の残留消火液処理を容易にすることができる。

【００３５】また保管に場所をとらず運搬も容易であ
り、また物性値（ｐＨ）が殆んど中性となり、その結果
長期保存による材料の腐食等経時変化がなく安定性が著
しく向上する。 さらに上記した組成に対し、規定量の
増粘剤を添加した場合においては、放射された消火薬剤
の燃焼物に対する付着性が著しく向上し、その結果消火
効率（能力）をさらに向上させることができる。

【００３６】さらに上記組成の濃縮消火液を、水に希釈
して混合して消火剤として溶液化させるとともに、これ
を微粒子状に放射して用いるようにした場合において
は、消火効率をさらに向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】加圧式液体スプレー装置の概略図。

【符号の説明】

１ 圧力容器 ２ 空隙部 ３ パイプ ４ 加圧用ガスボンベ ５ 圧力調整器 ６ 加圧用ガスストップバルブ ７ パイプ ８ 溶液噴射ストップ用のバルブ ９ スプレーノズル Ｆ 溶液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 宏幸 神奈川県茅ヶ崎市下町屋一丁目１番１号 宮田工業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】５１〜６１重量部の水に対し、リン酸８〜
   １９重量部、モノエタノールアミン７〜１５重量部、お
   よび第二リン酸アンモニウム１９〜２４重量部を添加し
   てなる濃縮消火液。
2. 【請求項２】５１〜６１重量部の水に対し、リン酸８〜
   １９重量部、モノエタノールアミン７〜１５重量部、お
   よび第二リン酸アンモニウム１９〜２４重量部、さらに
   増粘剤０．００５〜１．１重量部を添加してなる濃縮消
   火液。
3. 【請求項３】５１〜６１重量部の水に対し、リン酸８〜
   １９重量部、モノエタノールアミン７〜１５重量部、お
   よび第二リン酸アンモニウム１９〜２４重量部、さらに
   必要に応じて増粘剤０．００５〜１．１重量部を添加し
   てなる濃縮消火液を、１００容量部の水に対して１〜３
   ０重量部添加して使用するようにした濃縮消火液の使用
   法。
4. 【請求項４】５１〜６１重量部の水に対し、リン酸８〜
   １９重量部、モノエタノールアミン７〜１５重量部、お
   よび第二リン酸アンモニウム１９〜２４重量部、さらに
   必要に応じて増粘剤０．００５〜１．１重量部を添加し
   てなる濃縮消火液を水に希釈混合し、これを微粒子状に
   放射して用いるようにした濃縮消火液の使用法。