WO2020171166A1 - フッ化炭素系消火薬剤を噴出する消火シートとその製造方法、並びにその応用方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a fire extinguishing sheet using a fluorocarbon extinguishing agent, and relates to a fire extinguishing sheet for ejecting a fluorocarbon extinguishing agent from the surface of the fire extinguishing agent when the surrounding temperature exceeds a set temperature, and a manufacturing method thereof.
- a battery package consisting of a lithium-ion battery is currently installed as the mainstream in electronic devices such as portable personal computers and storage battery devices for electric vehicles. It has been a problem that it is damaged by receiving it and fires from the battery part and its immediate vicinity. In addition, electric fires due to breakdowns and short circuits of existing capacitors and transformers are also important issues. In other words, the electric fire, which is one of the causes of fire, is becoming more and more serious due to the electrification and electronicization of social life.
- Patent Literature 1 discloses a fire extinguishing system in which a fire extinguishing aerosol is jetted and extinguished in a storage container of a power storage device including a plurality of cells by signal processing from an ignition circuit unit.
- a fire extinguishing aerosol is jetted and extinguished in a storage container of a power storage device including a plurality of cells by signal processing from an ignition circuit unit.
- the installation method is complicated and expensive because the system configuration including the ignition circuit unit is required.
- Patent Document 2 a container known as a "fire extinguishing package” is dispersed and connected at least at two upper and lower positions of a battery group, and a fire extinguishing agent fluid is impressed between the containers as a model of a battery cooling system.
- a system is disclosed in which, while circulating, extinguishant fluid is discharged to the battery side at the risk of ignition.
- installation cost and maintenance labor are required to maintain the amount and circulation of the extinguishant fluid, which is expensive.
- a bag (bag) made of a synthetic resin sheet such as polyethylene is provided with a large number of projections and depressions that are broken by a fire, and a fire extinguishing agent of 1.2 MPa is used in the bag (bag).
- an automatic fire extinguisher which is enclosed with a gas on a macro scale and installed on a lithium battery of an automobile.
- the extinguishing agent may be blown out by mechanical vibration or impact even if there is no fire or damage to the battery, or if the bag (bag) is damaged due to the internal high pressure
- even the most recent technological development has not completed the safest fire-extinguishing measures for automobile batteries, which are the cheapest, easiest to use and effective.
- the oxygen generation supply system in the medical field is often ignited because a patient with physical disability feels a mental burden and smokes.
- the synthetic resin tube that supplies oxygen to the patient is ignited by the patient's cigarette and the tube is filled with oxygen, so it is easy to ignite the oxygen generator. It is thought that it is possible to extinguish during this fire and prevent it without causing a big fire unless the oxygen generator is ignited, but the patient should be kept out of the sight of other caregivers.
- the problem is that people often smoke, they are out of sight of healthy people, and it is often difficult for the patient to deal with the fire due to their athletic ability.
- fire extinguishing cloth and fire extinguishing sheet are commercially available. These are intended to extinguish the suffocation by covering the air supply by covering the top of the frying pan with a large flame with a fire extinguishing sheet.
- fire extinguishing sheets were folded and stored from the wall where they were stored and installed at the time of use, and the operation of covering the tempura pot while preventing the flame from hitting the body was done in front of the burning flame. This has to be done in a hurry situation, which is not an easy operation.
- Non-Patent Document 1 "the method of covering the pan (covering method, angle, operating time, etc.) varies depending on the user, and whether or not the fire can be extinguished depends largely on the skill of the user. Although it may have extinguished the fire in this test, it is hard to say that ordinary consumers who have little experience with extinguishing fire and are not used to handling fire extinguishing cloth can extinguish the fire as well.” The problem is pointed out in the skill. In addition, it was reported that there were cases where the fire seemed to have been extinguished, but it was reignited due to suffocation.
- the inventors of the present invention have arrived at the present invention in consideration of the danger of an increasing number of ignition sources as described above, and the present invention can be easily applied to various electric and oil fires. It is an object of the present invention to provide a fire extinguishing sheet that can be applied in response to the above and automatically ejects a fluorocarbon extinguishing agent upon detecting a fire, and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention applies the fire extinguishing sheet to a storage battery device of an electronic device or an electric vehicle, discharge ignition of a capacitor, or prevention of spread of an electric fire from ignition due to a short circuit in a transformer.
- Method for improving the performance of fire fighting clothing, method for preventing ignition in the oxygen generation supply system, method for extinguishing a fire from oil ignition due to overheating of a frying pan or frying pan, evacuation during fire spread
- the purpose is to provide a method for applying to a fire hood at the time and the like.
- the fire extinguishing sheet that automatically ejects the fluorocarbon fire extinguishing agent of the present invention is A fire extinguishing sheet that detects a fire and automatically ejects a fluorocarbon-based extinguishing agent,
- the fire extinguishing sheet is made of synthetic resin,
- the fluorocarbon fire-extinguishing agent is dispersed in the fire-extinguishing sheet as droplets having a diameter of 10 to 100 ⁇ m, has a boiling point of ⁇ 20° C.
- the synthetic resin is gas impermeable at room temperature, and when the ambient temperature is raised to 80 to 180° C., the fluorocarbon fire extinguishing agent is released by plasticizing, dissolving, burning, deforming or breaking,
- the fire extinguishing sheet has an area of 30 times or more the square (square) value of the thickness.
- the fluorocarbon-based fire-extinguishing agent includes an outer shell that covers the outer periphery thereof, Similar to the synthetic resin, the outer shell is gas impermeable at room temperature, and when the ambient temperature is raised to 80 to 180° C., the outer shell is plasticized, dissolved, burned, deformed, or destroyed to cause the fluorocarbon. Emits extinguishing agents.
- the fluorocarbon fire extinguishing agent contains a fluorocarbon or fluoroketone extinguishing agent.
- the synthetic resin or outer shell is polyester, polyurea, polyurethane resin, polyacrylic resin, polyvinyl alcohol, thermosetting resin, silicone rubber, butadiene rubber, polyisoprene, polyethylene, polyisobutylene, heat resistant synthetic rubber, and these.
- Derivatives consisting of a single substance or a mixture containing at least one of the following:
- the fluorocarbon fire extinguishing agent is contained in a volume ratio of 20% or more.
- the fire-extinguishing system of the present invention is a fire-extinguishing system using the above-mentioned fire-extinguishing sheet against ignition from an automobile battery, wherein the inner wall of a package of an automobile battery or the inside of a casing of a box in which the battery is installed is Fire extinguishing sheets are installed.
- the fire-extinguishing system of the present invention is a fire-extinguishing system using the above-mentioned fire-extinguishing sheet against ignition from the inside of an electric device, and the fire-extinguishing sheet is installed inside the casing of the electric device.
- the electric device is either a portable personal computer, a tablet terminal, a smartphone, or a transformer for transformation in a nacelle for a wind turbine.
- the fire extinguishing system of the present invention is a system for preventing the spread of fire to a fire protective garment using the above fire extinguishing sheet, and the fire extinguishing sheet is attached to the outer surface of the fire protective garment.
- a fire-extinguishing system of the present invention is a fire-extinguishing system in an oxygen supply system for medical respiratory assistance using the above-mentioned fire-extinguishing sheet, wherein the fire-extinguishing sheet is attached so as to cover at least a part of an oxygen supply tube.
- the fire-extinguishing board or fire-protection hood board of the present invention is a fire-extinguishing board or fire-protection hood board for home or kitchen using the above-mentioned fire-extinguishing sheet, and 20% or more of the surface area of the plate is the fire-extinguishing sheet. Is covered.
- the method for manufacturing a fire extinguishing sheet of the present invention is A method for manufacturing a fire-extinguishing sheet that detects a fire and automatically ejects a fluorocarbon-based fire-extinguishing agent, A dispersion injection step of enclosing the fluorocarbon fire extinguishing agent in a fine particle shape with an outer shell material, and a molding step of aggregating the fine particles formed thereby to form a macro sheet,
- a synthetic resin material is filled in a heating container equipped with a stirring blade and a heating mechanism rotated by a motor, and a fluorocarbon-based fire extinguishing system is provided through a spray tube equipped with a spray nozzle while stirring.
- the drug is sprayed,
- the fluorocarbon fire-extinguishing agent is injected in such a composition that it becomes a liquid state in the heating container,
- the injection rate of the fluorocarbon fire-extinguishing agent is 0.1 mL to 5 mL per second per injection nozzle,
- the heating temperature of the heating container is in the range of 20°C to 80°C,
- the particles enclosing the fine particles of the fluorocarbon-based fire extinguishing agent formed in the dispersion injection step are bonded and molded into a sheet shape using a synthetic resin as a binder.
- the dispersion injection step and the molding step are integrally performed as one step.
- the heating container is sealed by shutting off the outside air, and at least part of the process is performed under pressure, and the fluorocarbon fire extinguishing agent is a single substance or a mixture containing fluorocarbons or fluoroketones. is there.
- the synthetic resin used in the dispersion injection step is polyester, polyurea, polyurethane resin, polyacrylic resin, polyvinyl alcohol, thermosetting resin, silicone rubber, butadiene rubber, polyisoprene, polyethylene, polyisobutylene, heat resistant synthetic rubber. , And derivatives thereof, which are single or mixed materials containing at least one of the following:
- the surfactant for assisting the emulsification is added in a weight ratio of 0.1% to 5%.
- a fire extinguishing sheet that can be easily applied to various electric fires and oil fires and that automatically ejects a fluorocarbon-based fire extinguishing agent upon detection of a fire and a manufacturing method thereof. it can.
- the conceptual diagram in the case of attaching one sheet of pad-type fluorocarbon-based fire extinguishing agent to a fire extinguishing sheet on the upper inside of the battery cell housing of the automobile battery of still another shape according to the embodiment of the present invention.
- the conceptual diagram in the case of attaching a fire extinguishing sheet for ejecting a pad-type fluorocarbon-based fire extinguishing agent to the upper part of an automobile battery pack of still another shape and the inside of the bonnet of an automobile according to the embodiment of the present invention.
- the conceptual diagram by the side of the internal main body of a smart phone concerning an embodiment of the present invention.
- the conceptual diagram of the inside of the cover at the time of attaching a fire-extinguishing sheet facing and adjoining the battery pack inside the smart phone according to the embodiment of the present invention The conceptual diagram which shows the mounting position example at the time of mounting a fire-extinguishing sheet to a firefighting fireproof clothing according to the embodiment of the present invention.
- An example of the fire-extinguishing board which ejects the fire-extinguishing agent which concerns on embodiment of this invention.
- the usage example of the fire-extinguishing board which ejects a fire-extinguishing agent which concerns on embodiment of this invention The first figure of the four series. The usage example of the fire-extinguishing board which ejects a fire-extinguishing agent which concerns on embodiment of this invention. The second figure of the quadruplet. The usage example of the fire-extinguishing board which ejects a fire-extinguishing agent which concerns on embodiment of this invention. The third figure in the quadruplet. The usage example of the fire-extinguishing board which ejects a fire-extinguishing agent which concerns on embodiment of this invention. The 4th figure of the 4 series. The example of use which made it possible to fold up two fire extinguishing board plates concerning an embodiment of the present invention.
- the fire extinguishing sheet for automatically ejecting the fluorocarbon-based fire extinguishing agent of the present invention is a fire extinguishing sheet for automatically ejecting the fluorocarbon-based fire extinguishing agent upon detecting a fire.
- the fire-extinguishing sheet of the present invention is made of a synthetic resin and has a structure in which a fluorocarbon-based fire-extinguishing agent is dispersed as droplets having a diameter of 10 to 100 ⁇ m.
- the synthetic resin of the present invention is gas impermeable at room temperature, and when the ambient temperature is raised to 80 to 180° C., it releases a fluorocarbon fire extinguishing agent by plasticizing, dissolving, burning, deforming or destroying. It is preferable that it is a structure.
- the fluorocarbon-based fire extinguishing agent in the present invention is mainly composed of a fluorocarbon or fluoroketone extinguishing agent, and among these, perfluorocarbon, heptafluoropropane or a mixture thereof is preferable.
- the fluorocarbon-based fire-extinguishing agent according to the present invention has a boiling point (a temperature at which the vapor pressure becomes 1 atm) of ⁇ 20° C. due to a manufacturing constraint to disperse microscopically into a droplet shape in a closed manufacturing container. Optimally between 1 and 60°C, more preferably between 20°C and 50°C.
- the vapor pressure of the fluorocarbon extinguishing agent of the present invention at 25° C. is 0.03 MPa (0 It is optimal to be at least 0.3 Bar), and more desirably at least 0.04 MPa (0.4 Bar).
- a fluorocarbon-based fire extinguishing agent having a vapor pressure sufficient to vaporize immediately even at room temperature it is released and supplied as a chemical extinguishing gas to the surroundings to suppress fire spread. You can
- the fluorocarbon-based fire-extinguishing agent of the present invention may have an outer shell that covers the outer periphery thereof.
- the outer shell is gas impermeable at room temperature, and when the ambient temperature is raised to 80 to 180° C., it is plasticized, melted, burned, deformed or destroyed, so that the outer shell is not permeable to gas. It is preferable that the composition is such that a carbon dioxide fire extinguishing agent is released.
- polyester for example, polyester, polyurea, polyurethane resin, polyacrylic resin, polyvinyl alcohol, thermosetting resin, silicone rubber, butadiene rubber, polyisoprene, polyethylene
- It can be selected from a single substance or a mixture containing at least one of polyisobutylene, heat resistant synthetic rubber, and derivatives thereof. It is also effective to optimize the performance by adding a surfactant, glass fiber, silica gel, and other stabilizers.
- the diameter of the droplets of the fluorocarbon fire-extinguishing agent is preferably in the range of 10 to 100 ⁇ m in order to facilitate the manufacturing process in which the most important sheet can be uniformly molded. ..
- the fluorocarbon-based fire-extinguishing agent is held in a liquid state in the cured resin by curing the synthetic resin in a gas impermeable synthetic resin in a state of being emulsified and dispersed in the form of droplets having a diameter of 10 to 100 ⁇ m. ..
- the synthetic resin in the present invention is preferably a small amount as long as the molding is maintained, but by suppressing the content to 70% or less, that is, the outer shell particles enclosing the droplets of the fluorocarbon-based fire extinguishing agent can be
- the content is 20% or more, preferably 30% or more, a fire-extinguishing sheet having sufficient fire-extinguishing performance can be molded.
- the thickness of the fire extinguishing sheet is sufficiently smaller than the dimensions of the short side and the long side of the sheet, and is shaped so that the fire extinguishing gas is effectively released.
- the fire extinguishing sheet of the present invention is in the form of a sheet, the area of which is thick so that the outer shell of the droplets is destroyed by the propagation of heat during a fire and the fluorocarbon-based extinguishing agent inclusions are effectively ejected. It is effective that the square (square) value is 30 times or more, and more preferably 100 times or more.
- the temperature at which the fire extinguishing function is exhibited can be arbitrarily set by selecting the outer shell material and the synthetic resin.
- This operating temperature is preferably set between 80° C. and 180° C. which is a temperature at which familiar edible oils and fats are commonly used from the temperature of boiling water.
- the present invention provides a method for manufacturing a fire extinguishing sheet that detects a fire and automatically ejects a fluorocarbon-based fire extinguishing agent from the surface.
- the method for producing a fire-extinguishing sheet of the present invention is a dispersion injection step in which a fluorocarbon-based fire-extinguishing agent is wrapped in a fine particle in an outer shell material, and the fine particles formed thereby are aggregated to form a macro sheet. And a molding step. These steps may be performed simultaneously if the function is performed.
- a synthetic resin material is filled in a heating container equipped with a stirring blade and a heating mechanism that are rotated by a motor, and carbon fluoride is supplied through an injection pipe equipped with an injection nozzle while stirring. Fire extinguishing agent is sprayed.
- the injection of the fluorocarbon-based fire extinguishing agent is performed in such a composition that the fluorocarbon-based fire extinguishing agent becomes liquid in the heating container.
- the surfactant may be added to the synthetic resin material in a weight ratio range of 0.1% to 3%. If the surfactant is added in this range, there is no problem in production.
- the injection rate of the fluorocarbon-based fire extinguishing agent is 0.1 mL to 5 mL per second per injection nozzle, there is no problem in manufacturing.
- the heating temperature of the heating container in the range of 20°C to 80°C, it is possible to efficiently produce the droplets of the fluorocarbon-based fire-extinguishing agent contained in the outer shell.
- the molding step is performed in a step different from the dispersion injection step, in the molding step, the particles encapsulating the fine particles of the fluorocarbon-based fire extinguishing agent formed by the injection step are mixed with the synthetic resin as a binder. Used to bond and mold into sheet form.
- the heating container is closed in a state where the outside air is shut off and sealed, and at least a part of the steps is performed under pressure, and the fluorocarbon-based fire extinguishing agent used
- a single substance or a mixture containing fluorocarbons or fluoroketones is preferable.
- the synthetic resin used in the dispersion injection step is polyester, polyurea, polyurethane resin, polyacrylic resin, polyvinyl alcohol, thermosetting resin, silicone rubber, butadiene rubber, Polyisoprene, polyethylene, polyisobutylene, heat-resistant synthetic rubber, and derivatives thereof, which are simple substance or mixture material containing at least one kind, and 0.1% to 5% by weight of a surfactant for assisting emulsification. It is preferably added in a ratio.
- the fire extinguishing sheet of the present invention is installed on the inner wall of the package of the automobile battery or the inside of the housing of the box in which the battery is installed, thereby removing the fire from the automobile battery.
- a fire extinguishing system for ignition can be provided.
- the fire extinguishing sheet of the present invention inside the housing of an electric device, it is possible to provide a fire extinguishing system against ignition from the inside of the electric device.
- the most effective electric devices are mobile personal computers, tablet terminals, smartphones, power transformers, etc.
- the fire extinguishing sheet of the present invention is attached so as to cover a part of the oxygen supply tube in the oxygen supply system for medical respiratory assistance, thereby providing an oxygen supply system.
- a system for preventing fire spread can be provided.
- the fire extinguishing sheet of the present invention is shaped as a fire extinguishing board or a fireproof hood board, so that it is extremely easy to handle and is effective for household use or kitchen. I will provide a.
- Example 1 heptafluoroisopropyl pentafluoroethyl ketone was used as the fluorocarbon fire extinguishing agent. It is a liquid at room temperature and pressure. Further, an epoxy thermosetting resin was used as the outer shell material, and silicon rubber was used as the synthetic resin of the fire extinguishing sheet.
- an epoxy thermosetting resin material was filled in a heating reaction container, sealed, heated to 40° C., and stirred with a rotary blade, and heptafluoroisopropyl pentafluoroethyl ketone was injected at 1 mL per second from an injection nozzle. .. After injecting a predetermined amount of heptafluoroisopropyl pentafluoroethyl ketone and stirring sufficiently, a curing agent was added and stirring was continued for further 6 hours.
- a fluorocarbon-based fire extinguishing agent having an average diameter of 60 ⁇ m was obtained, in which 65 pL of heptafluoroisopropyl pentafluoroethyl ketone particle droplets were contained in an outer shell made of an epoxy thermosetting resin having an average thickness of 5 ⁇ m. ..
- a fluorocarbon-based fire-extinguishing agent having an outer shell made of this epoxy thermosetting resin is dispersed in silicone rubber at a volume ratio of 50%, molded into a sheet, and cured with a curing catalyst.
- the fire extinguishing sheet of Example 1 was produced.
- the fire extinguishing sheet of Example 1 is formed by molding into a sheet having a thickness of 3 mm, and cut into 20 mm ⁇ 25 mm in length and width.
- Figure 1 is a photograph showing the fire extinguishing sheet of Example 1.
- the fire extinguishing sheet of Example 1 produced as described above was analyzed by thermogravimetric analysis. As a result, decomposition started at 100°C, 90% or more of outer shell destruction was completed at 110°C, and further 600°C or more. It was confirmed that decomposition combustion was completed.
- Example 2 A fire extinguishing sheet of Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the size was 300 mm x 60 mm x 3.5 mm.
- the fire-extinguishing sheet of Example 2 is configured to be installed via an adhesive on the inner wall of the automobile battery package or inside the housing of the box in which the battery is installed.
- FIG. 2 is a conceptual diagram when the fire extinguishing sheet 2 of Example 2 is attached to the upper lid portion 1 of the automobile battery pack.
- one fire extinguishing sheet 2 has a size of 300 mm ⁇ 60 mm ⁇ 3.5 mm, and 12 sheets are installed according to the shape and area of the upper lid.
- the fire extinguishing sheet of the second embodiment it is necessary to adjust the installation amount of the fire extinguishing sheet according to the battery capacity, but with the attachment amount of the fire extinguishing sheet having a total capacity of only 750 cc, a battery pack having a volume of about 240 L can be obtained.
- the fire extinguishing function could be integrated in a very compact manner.
- Example 3 A fire extinguishing sheet of Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that the size was 300 mm ⁇ 500 mm ⁇ 2.5 mm.
- the fire extinguishing sheet of Example 3 is different from the configuration of Example 2 in that it is installed via an adhesive on the upper part of the housing of the box in which the automobile battery is installed.
- FIG. 3 is a conceptual diagram in which one pad-type fire extinguishing sheet 4 is attached to the upper inside of the housing of an automobile battery pack 3 having a shape different from that shown in FIG. It is installed so as to cover most of the area of the upper part of the housing and cover the range of the upper part of the battery.
- the fire extinguishing capacity of the fire extinguishing sheet is adjusted by adjusting the thickness according to the battery capacity. Therefore, even if the vehicle battery of such a shape is ignited, it can be effectively suppressed on the spot.
- a very compact fire extinguishing sheet having a sheet capacity of 370 cc was able to cover a battery pack having a volume of about 100 L.
- Example 4 A fire extinguishing sheet of Example 4 was produced in the same manner as in Example 1 except that the compounding amount was changed so that the operating temperature was 150° C. and the size was 200 mm ⁇ 200 mm ⁇ 1.5 mm.
- the fire extinguishing sheet of Example 4 is different from the configurations of Examples 2 and 3 in that it is installed via an adhesive on the upper part of the housing of the box in which the automobile battery is installed.
- FIG. 4 is a conceptual diagram of a case where one pad-type fire extinguishing sheet 6 is attached to the upper inside of the housing of the battery cell 5 of the automobile battery having a shape different from the configurations shown in FIGS. 2 and 3.
- the operating temperature is 150° C. and the thickness is 200 mm ⁇ 200 mm ⁇ 1.5 mm, which is thin, but the extremely compact fire extinguishing sheet with a total capacity of about 60 cc can cover a battery package with a volume of about 5 L. It was
- Example 5 A fire extinguishing sheet of Example 5 was produced in the same manner as in Example 1 except that the size was 400 mm x 150 mm x 3.5 mm.
- the fire extinguishing sheet of Example 5 is different from the configurations of Examples 2 to 4 in that it is installed inside the hood of an automobile via an adhesive.
- FIG. 5 is a conceptual diagram of a case where a pad-type fire extinguishing sheet 8 is attached to the upper portion of an automobile battery pack having a shape different from that shown in FIGS. 2 to 4 and the inside of the automobile hood 7.
- a pad-type fire extinguishing sheet 8 is attached to the upper portion of an automobile battery pack having a shape different from that shown in FIGS. 2 to 4 and the inside of the automobile hood 7.
- Example 6 A fire extinguishing sheet of Example 6 was produced in the same manner as in Example 1 except that the size was 18 mm x 90 mm x 0.5 mm. In addition, the fire extinguishing sheet of Example 6 is configured to be installed in the vicinity of the battery pack inside the smartphone.
- FIG. 6a and 6b are conceptual diagrams when the fire extinguishing sheet 10 is attached to the inside of the cover facing the battery pack 9 inside the smartphone via an adhesive.
- FIG. 6a is a conceptual diagram of the main body side on which the cover of the smartphone is mounted
- FIG. 6b is a conceptual diagram of the inside of the cover.
- the fire extinguishing sheet 10 of the present example was very thin, and could be attached by contacting the battery pack 9 inside the smartphone. With this, it is possible to suppress the ignition from the inside of the smartphone on the spot.
- Example 7 A fire extinguishing sheet of Example 7 was produced in the same manner as in Example 1 except that the size was 300 mm x 50 mm x 1.5 mm. In addition, the fire-extinguishing sheet of Example 7 is configured to be attached to a fire and fire prevention clothing.
- FIG. 7 shows a conceptual diagram showing an example of a mounting position when the fire extinguishing sheet 12 is mounted on the fire and fire protective clothing 11.
- a lightweight and simple fire extinguishing sheet 12 is additionally attached only via an adhesive, and the fire extinguishing agent reacts to fire powder and flame from behind, which is difficult for firefighters to see, and a fluorocarbon-based fire extinguishing system.
- the safety of firefighters can be improved by automatically ejecting chemicals.
- the thin fire-fighting sheet having a width of 5 cm and a length of 30 cm was attached so that the fire-fighting operation would not be hindered by the thin thickness of 1.5 mm.
- Example 8 A fire extinguishing sheet of Example 8 was produced in the same manner as in Example 1 except that the size was 100 mm x 50 mm x 1 mm.
- the fire extinguishing sheet of Example 7 is configured to be attached to the home medical oxygen supply device.
- FIG. 8 is a conceptual diagram showing a mounting position example when the fire extinguishing sheet 15 is mounted on the oxygen supply tube 14 in the home medical oxygen supply system 13. According to such a configuration, it is possible to prevent the fire from spreading in the oxygen supply system 13 only by attaching the fire extinguishing sheet 15 so as to cover and cover a part of the oxygen supply tube 14 in the oxygen supply system 13.
- a sheet having a thickness of 1 mm was formed into a substantially cylindrical sheet having a length of about 10 cm, and the sheet was wound around the oxygen supply tube 14 and fixed.
- the fire extinguishing sheet of the present invention when fixed in such a three-dimensional shape, is not limited to a cylindrical shape, and has a surface area such as a cubic shape, a rectangular parallelepiped shape, a rectangular shape, a polyhedral shape, a spherical shape, and a bowl shape. If the shape is sufficiently wider than the thickness, the effect intended by the present invention can be exhibited.
- Example 9 A fire extinguishing sheet of Example 9 was produced in the same manner as in Example 1 except that the sizes were 60 mm ⁇ 100 mm ⁇ 1 mm (2 sheets) and 15 mm ⁇ 50 mm ⁇ 1 mm (4 sheets). The fire extinguishing sheet of Example 9 was applied on a plate that is easy to operate and applied as a fire extinguishing plate or a fire hood board.
- FIG. 9 shows an example of the fire extinguishing plate 16 that ejects the extinguishing agent.
- the fire extinguishing sheet 17 of Example 9 has six large and small fire extinguishing sheets of different sizes in the vicinity of the center of the plate 16 formed by connecting and folding two A4 standard size plates. 17 is attached via an adhesive and is used by leaning against a wall surface in one corner of a kitchen at home. Since it can be folded in two, it can be used not only as a fire extinguishing board but also as a fire hood for evacuation.
- the shape of the fire extinguishing sheet 17 is not restricted to a rectangular shape and various visual designs are allowed as long as the mounting volume is sufficient for extinguishing a fire.
- a calendar-like or mural-like decorative design is also possible, and it may be used by attaching it to the back surface of an interior product such as a frame and removing it in an emergency of ignition.
- the installation size can be reduced to a lightweight size, and it is effective for initial fire extinguishing and is extremely easy to handle.
- Example 10 A fire extinguishing test was carried out using a fire extinguishing plate ejecting the fire extinguishing agent shown in FIG. 10a to 10d show a fire extinguishing test using the fire extinguishing plate used in Example 9.
- a fire extinguishing test first, cooking oil was put into a domestic frying pan (diameter of about 25 cm, depth of about 8 cm) and heated to ignite. Five seconds after ignition, the fire extinguishing plate of Example 10 was simply placed on the frying pan, and the chemical fire extinguishing agent spouted to extinguish the fire. I was able to completely extinguish the fire without polluting the area around the tempura pot.
- FIG. 10a shows the state at the time of ignition from the fryer.
- FIG. 10b is a series of operations in which the fire extinguishing plate is put on the frying pan.
- FIG. 10c shows the fire extinguisher plate completely placed on the frying pan and the fire extinguishing agent is spraying into the pan.
- FIG. 10d shows the state where the fire extinguishing plate is lifted after the fire is extinguished and the extinguishant gas and the residual smoke of the flame remain.
- FIG. 11 is a schematic diagram when the fire extinguishing plate 16 used in Example 9 is used as a fire hood.
- the two fire-extinguishing plate plates to which the fire-extinguishing sheet 17 is attached can be half-opened in a triangular shape and held over the head, and can be used as an evacuation shelter by wearing it as a fire hood.
- SYMBOLS 1 Car battery pack top lid part, 2... Fire extinguishing sheet, 3... Car battery pack, 4... Fire extinguishing sheet, 5... Battery cell, 6... Fire extinguishing sheet, 7... Car bonnet, 8... Fire extinguishing sheet, 9... Battery pack, 10... Fire extinguishing sheet, 11... Firefighting/fireproof clothing, 12... Fire extinguishing sheet, 13... Home medical oxygen supply system, 14... Oxygen supplying tube, 15... Fire extinguishing sheet, 16... Fire extinguishing plate, 17... Fire extinguishing sheet.
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Abstract
発火点における自動初期消火による鎮火ができる化学消火薬剤シートとその製造方法を提供する。 火災を感知してフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートにおいて、消火シートは合成樹脂からなり、フッ化炭素系消火薬剤は直径10~100μmの粒滴として消火シート内に分散されており、沸点が-20℃から60℃の間であり、25℃における蒸気圧が0.03MPa(0.3Bar)以上であり、合成樹脂は常温でガス非透過性であり、周囲温度が80~180℃に上昇されると、可塑化、溶解、燃焼、変形又は破壊により、フッ化炭素系消火薬剤を放出し、消火シートは面積が厚さの平方(2乗)値の30倍以上である。
Description
本発明は、フッ化炭素系消火薬剤を用いた消火シートに係り、周囲が設定温度を超えると、その表面からフッ化炭素系消火薬剤を噴出する消火シートとその製造方法に関するものである。
近年、蓄電池を内蔵する電子機器や電気自動車の普及がますます加速している。これらの携帯パソコンに代表される電子機器や電気自動車の蓄電池装置には、リチウムイオン電池からなる電池パッケージの搭載が現状の主流として行われているが、電池自身の故障や電池の外部から衝撃を受けることにより損傷を受け、電池部分やそのすぐ近傍から発火することが問題になっている。また、従来から存在するコンデンサーや変圧トランスの故障や短絡からの電気火災も、重要な課題である。すなわち、火災原因に占める電気火災は社会生活の電気・電子化に伴い深刻度が増している。
また、火災の消火に向けて活躍している消防士の安全確保についても、火災原因の増加に対抗して、引き続き改善していかなくてはならない課題である。一方、医療現場においても、酸素発生供給システムの簡易化普及に伴い、酸素供給チューブからの引火による在宅使用用の酸素発生装置からの火災が問題となっている。さらには、家庭や料理店において又はその他業務用等に使用される天ぷら鍋やフライ鍋等の過熱による油発火は、従来からの問題であることに加え、近年は、コンビニエンスストアやファーストフード店での揚げ物食品供給の現場が増加したことに伴い、油火災の潜在的危険も増加している。このように、火災につながる発火原因はますます増えており、発火源近傍で極めて簡単なシステムで自動消火を有効に行える方式が待望されている。
さらに、個々の発火源の特徴について検討すると、電子機器からの発火火災については、人が監視していない状況で気が付かないうちに発火することが多い点や、発火に気がついても、高価な電子機器であるため有効な消火手段が手元に無いことが多いという問題がある。
電気自動車については、その蓄電池装置から火災が発生した場合には、内燃エンジン自動車とは異なる電気火災が発生する恐れがあり、いくつかの対策法が検討されている。例えば、特許文献1には、複数の単電池からなる蓄電装置の収納容器内において、点火回路部からの信号処理をもって消火用エアロゾルを噴出して消火する消火システムが開示されている。しかしながら、このシステムでは、点火回路部を含んだシステム構成が必要であるなど、設置方法が複雑で高価になるという問題がある。
また、特許文献2には、「消火パッケージ」と銘々された容器を電池群の少なくとも上下2か所に分散配置し接続して、電池冷却システムを模したように消火剤流体をその容器間で循環させながら、発火の危険時に消火剤流体が電池側に放出されるシステムが開示されている。しかしながら、このシステムでは、消火剤流体の量や循環の維持に設置コストや保守労力が必要で高価になるという問題がある。
さらに、特許文献3には、ポリエチレンなどの合成樹脂シートよりなるバッグ(袋)に火災によって破断する凸凹部を多数設置しておき、そのバッグ(袋)内に消火剤を1.2MPaの高圧窒素ガスとともにマクロなスケールで封入し、自動車のリチウム電池上に設置する自動消火装置が開示されている。しかしながら、この自動消火装置では、凸凹部の強度が懸念され、機械的振動や打撃で、火災や電池の損傷がなくとも消火剤が噴出したり、バッグ(袋)の破損時に内部の高圧により破片が飛んできて負傷を引き起こす恐れがある、といった問題が考えられる。すなわち、最近までの技術開発によっても、最も安価で使いやすく有効な自動車用電池の安全消火対策は完成していない。
従来からある、電子回路基板等の上のコンデンサーの短絡による電子機器の放電発火や、電子回路ばかりでなく社会インフラとしての電力供給用変圧トランスでの短絡による発火や、風力発電・バイオマス発電といった再生エネルギー源利用における変圧トランス又はインバーターからの発火も、依然として大きな火災の原因となっている。これらの電気的火災原因からの発火については、無人運転中に発火することが多い点や、周辺に引火すると消火しにくい可燃物が多く存在する点などが問題である。
消防士の安全確保については、消防衣の耐火性能向上や軽量化などの技術が進んではいるが、消防救助作業中に消防士の消防衣に降りかかる火の粉を積極的に消火できる機能はこれまで付加されていない。
医療現場における酸素発生供給システムについては、身体動作の不自由な患者が精神的にも負担を感じて喫煙することから引火する場合が多いと言われている。患者に酸素を供給する合成樹脂チューブに患者のたばこの火から引火し、チューブ内を酸素が満たしているため、酸素発生装置へ導火しやすい。この導火中に消火することができて、酸素発生装置まで引火しなければ、大火災には至らせずに防ぐことができると考えられるが、患者は他の介護者の目の届かないところで喫煙することが多く、健康者の目は届かず、患者自身の消火対応は運動能力上から困難な場合が多いことが問題である。
一方、油火災の場合には、水で消火しようとすると炎が拡大し、油が飛散し火傷を負い危険であることから、消火器を用いて消火するか、消火布で炎の上がった個所を被覆する等して消火するのが一般的であった。しかしながら、消火器(ABC消火器等の製品)は、火炎発生の緊急時に消火器の安全ピンを抜き、次いでノズルを火炎に向けて開閉レバーを押すという一連の操作を迅速かつ確実に実行することは容易でないこと、さらに消火器使用後の周辺の汚れの片付けが大変であること、等の問題点がある。この油火災については、消火布や消火用シートと呼ばれる商品(ファイヤーストップ、ワンストップ等の製品)が市販されている。これらは、炎が大きく燃え上がった天ぷら鍋の上から、消火用シートを被せることで空気の供給を遮断して窒息消火しようとするものである。しかし、これら消火用シートは折りたたまれて収納設置された壁面などから、使用時に引き出して広げ、身体に炎が当たらないようにしながら天ぷら鍋を覆うという操作を、燃え上がった炎を目の前にした慌てやすい状況下で行わなければならず、これは容易な操作ではない。
さらに、非特許文献1によると、「鍋を覆う方法(被せ方、角度、動作時間など)が使用者によって千差万別であるため、消火の可否は使用者の技量に大きく依存するものと考えられる。今回のテストでは消火する場合もあったが、消火の経験がほとんどなく、消火用布の扱いに慣れていない一般消費者が同様に消火できるとは言い難い。」とあり、使用法への熟練に課題が指摘されている。また、窒息消火であるため、一旦消火したように見えたものの再び火がつく例があったと報告されている。鍋から布を通過した天ぷら油の気体(発火点以上)や、鍋と布の隙間から漏れてきた天ぷら油の気体(発火点以上)が、空気中の酸素と触れ再び火がついたものと考えられている。
油火災の場合の消火器の使用にあたっての最大の課題は、発火現場に居合わせた人が、視覚的に大きな印象を及ぼす火災発生という緊急事態の下で、冷静に、初期消火器具を適切な方法で使用できるかどうかという点にある。言い換えると、有効な初期消火器具の使用法の簡便性が最も重要である。すなわち、天ぷら鍋等の過熱による油発火においては、誰でも容易に使用でき、しかも発火場所の周辺の環境をほとんど汚すことなく、確実に消火するための消火器具の開発が望まれている。
一方、住宅火災延焼中の避難時に、降りかかってくる火の子や火の着いた木片などから身を守るための防火頭巾については、装備設置している家庭は今ではほとんどなくなっている。これは、従来の防火頭巾としての布地の重さや特殊なデザインが都市型の狭い住環境に適合しないため、家庭内に保存場所が無くなっていることが大きな原因である。コンパクトで設置しやすく、外観も現代の住環境に適合する消火剤の噴出する有効な防火頭巾板があれば、防災安全製品として準備する家庭は多数になると予測される。
平成20年6月19日 独立行政法人 国民生活センター、消火用布の安全性~ごく初期の天ぷら鍋火災を消火できないことも~http://www.kokusen.go.jp/pdf/n-20080619_2.pdf
本発明者らは、上記のような、ますます増えている発火源の危険性を憂慮して本発明を想到するに至ったものであり、本発明は、多種の電気火災や油火災に簡単に対応応用できる、火災を感知してフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートとその製造方法を提供することを目的とする。より具体的には、本発明は、その消火シートを、電子機器や電気自動車の蓄電池装置へ適用する方法、コンデンサーの放電発火や、変圧トランスでの短絡による発火からの電気火災の拡大防止に適用する方法、消防衣の性能向上に適用する方法、酸素発生供給システムにおける引火防止に適用する方法、天ぷら鍋やフライ鍋等の過熱による油発火からの火災消火に適用する方法、火災延焼中の避難時の防火頭巾板に適用する方法、等をも提供することを目的とする。
本発明のフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートは、
火災を感知してフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートであって、
前記消火シートは、合成樹脂からなり、
前記フッ化炭素系消火薬剤は、直径10~100μmの粒滴として前記消火シート内に分散されており、沸点が-20℃から60℃の間であり、25℃における蒸気圧が0.03MPa(0.3Bar)以上であり、
前記合成樹脂は、常温でガス非透過性であり、周囲温度が80~180℃に上昇されると、可塑化、溶解、燃焼、変形又は破壊により、前記フッ化炭素系消火薬剤を放出し、
前記消火シートは、面積が厚さの平方(2乗)値の30倍以上である。
火災を感知してフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートであって、
前記消火シートは、合成樹脂からなり、
前記フッ化炭素系消火薬剤は、直径10~100μmの粒滴として前記消火シート内に分散されており、沸点が-20℃から60℃の間であり、25℃における蒸気圧が0.03MPa(0.3Bar)以上であり、
前記合成樹脂は、常温でガス非透過性であり、周囲温度が80~180℃に上昇されると、可塑化、溶解、燃焼、変形又は破壊により、前記フッ化炭素系消火薬剤を放出し、
前記消火シートは、面積が厚さの平方(2乗)値の30倍以上である。
前記フッ化炭素系消火薬剤は、その外周を覆う外殻を備え、
前記外殻は、前記合成樹脂と同様に、常温でガス非透過性であり、周囲温度が80~180℃に上昇されると、可塑化、溶解、燃焼、変形又は破壊により、前記フッ化炭素系消火薬剤を放出する。
前記外殻は、前記合成樹脂と同様に、常温でガス非透過性であり、周囲温度が80~180℃に上昇されると、可塑化、溶解、燃焼、変形又は破壊により、前記フッ化炭素系消火薬剤を放出する。
前記フッ化炭素系消火薬剤は、フルオロカーボン類又はフルオロケトン類の消火薬剤を含有している。
前記合成樹脂又は外殻は、ポリエステル、ポリ尿素、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリビニルアルコール、熱硬化性樹脂、シリコンゴム、ブタジエンゴム、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリイソブチレン、耐熱性合成ゴム、及びこれらの誘導体、のうち少なくとも一種を含む単体又は混合物からなり、
前記フッ化炭素系消火薬剤は、体積比20%以上で含有する。
前記フッ化炭素系消火薬剤は、体積比20%以上で含有する。
本発明の消火システムは、上記の消火シートを用いた、自動車用電池からの発火に対する消火システムであって、自動車用電池のパッケージの内壁又は電池が設置されている箱の筐体の内側に前記消火シートを設置してある。
本発明の消火システムは、上記の消火シートを用いた、電気機器内部からの発火に対する消火システムであって、当該電気機器の筐体の内部に前記消火シートを設置してある。
前記電気機器は、携帯パソコン、タブレット端末、スマートフォン、又は風車用ナセル内の変圧用トランスのいずれかである。
本発明の消火システムは、上記の消火シートを用いた、防火衣への延焼防止システムであって、当該防火衣の外部表面に前記消火シートを取り付けてある。
本発明の消火システムは、上記の消火シートを用いた、医療用呼吸補助のための酸素供給システムにおける消火システムであって、酸素供給用チューブの少なくとも一部を覆い隠すように前記消火シートを取り付けてある。
本発明の消火板又は防火頭巾板は、上記の消火シートを用いた、家庭用又は調理場用消火板又は防火頭巾板であって、当該板状の表面面積の20%以上が前記消火シートで覆われている。
本発明の消火シートの製造方法は、
火災を感知してフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートの製造方法であって、
フッ化炭素系消火薬剤を微細な粒子状に外殻材料で包み込ませる分散注入工程と、それによって形成された微細粒子を集合させてマクロなシート状に成型する成型工程とを備え、
前記分散注入工程においては、モータによって回転する攪拌翼と加熱機構を完備した加熱容器内に、合成樹脂材料を充填して、攪拌しながら噴射ノズルを完備した噴射管を介してフッ化炭素系消火薬剤が噴射され、
前記フッ化炭素系消火薬剤は、前記加熱容器内で液体状態になるような組成で注入され、
前記フッ化炭素系消火薬剤の注入速度は、噴射ノズルあたり毎秒0.1mLから5mLであり、
前記加熱容器の加熱温度は、20℃から80℃の範囲のいずれかであり、
前記成型工程においては、前記分散注入工程によって形成されたフッ化炭素系消火薬剤の微細粒滴を包む粒子を、合成樹脂を結合剤として用いてシート状に結合成型させる。
火災を感知してフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートの製造方法であって、
フッ化炭素系消火薬剤を微細な粒子状に外殻材料で包み込ませる分散注入工程と、それによって形成された微細粒子を集合させてマクロなシート状に成型する成型工程とを備え、
前記分散注入工程においては、モータによって回転する攪拌翼と加熱機構を完備した加熱容器内に、合成樹脂材料を充填して、攪拌しながら噴射ノズルを完備した噴射管を介してフッ化炭素系消火薬剤が噴射され、
前記フッ化炭素系消火薬剤は、前記加熱容器内で液体状態になるような組成で注入され、
前記フッ化炭素系消火薬剤の注入速度は、噴射ノズルあたり毎秒0.1mLから5mLであり、
前記加熱容器の加熱温度は、20℃から80℃の範囲のいずれかであり、
前記成型工程においては、前記分散注入工程によって形成されたフッ化炭素系消火薬剤の微細粒滴を包む粒子を、合成樹脂を結合剤として用いてシート状に結合成型させる。
前記分散注入工程及び前記成型工程は、一工程として一体的に実施される。
前記加熱容器は、外気を遮断して密閉され、少なくともその一部の工程が加圧された状態で行われ、前記フッ化炭素系消火薬剤は、フルオロカーボン類又はフルオロケトン類を含む単体又は混合物である。
前記分散注入工程に使用される合成樹脂は、ポリエステル、ポリ尿素、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリビニルアルコール、熱硬化性樹脂、シリコンゴム、ブタジエンゴム、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリイソブチレン、耐熱性合成ゴム、及びこれらの誘導体、のうち少なくとも一種を含む単体又は混合物材料であり、
乳化を補助するための界面活性剤は、0.1%から5%の重量比で添加されている。
乳化を補助するための界面活性剤は、0.1%から5%の重量比で添加されている。
上記構成の本発明によれば、多種の電気火災や油火災に簡単に対応応用できる、火災を感知してフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートとその製造方法を提供することができる。
以下に、本発明の具体的な実施形態の詳細な説明を図面とともに行う。本発明の具体的な実施形態を、図面を参照して限定的にではなく例示的に以下に説明する。図面において同一の参照符号は、同一又は類似の構成要素や部分を示す。図面は必ずしも縮尺通りに描かれていないことを当業者は理解しなければならない。
本発明のフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートは、火災を感知してフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートである。本発明の消火シートは、合成樹脂製であり、フッ化炭素系消火薬剤を、直径10~100μmの粒滴として分散した構成を有する。本発明における合成樹脂は、常温でガス非透過性であり、周囲温度が80~180℃に上昇されると、可塑化、溶解、燃焼、変形又は破壊により、フッ化炭素系消火薬剤を放出する構成であることが好ましい。
また、本発明におけるフッ化炭素系消火薬剤としては、フルオロカーボン類又はフルオロケトン類の消火薬剤が主成分であり、これらの中でもパーフルオロカーボン、ヘプタフルオロプロパン又はこれらの混合物であることが好ましい。本発明におけるフッ化炭素系消火薬剤は、密閉製造容器内でマイクロサイズに分散させて粒滴状とするための製造上の制約から、沸点(蒸気圧が1気圧になる温度)が-20℃から60℃の間であり、より望ましくは20℃から50℃の間であることが最適である。
火災時にフッ化炭素系消火薬剤が放出された場合、速やかに薬剤ガス化して消火機能が発揮されるよう、本発明におけるフッ化炭素系消火薬剤の25℃における蒸気圧は、0.03MPa(0.3Bar)以上であり、より望ましくは0.04MPa(0.4Bar)以上であることが最適である。本発明においては、フッ化炭素系消火薬剤は常温でもただちに気化するのに十分な蒸気圧を有するものを選択しておくことで、化学消火ガスとして周囲に放出供給され、火災延焼を抑制することができる。
また、本発明におけるフッ化炭素系消火薬剤は、その外周を覆う外殻を備えていてもよい。本発明においては、外殻は、合成樹脂と同様に、常温でガス非透過性であり、周囲温度が80~180℃に上昇されると、可塑化、溶解、燃焼、変形又は破壊により、フッ化炭素系消火薬剤を放出する構成であることが好ましい。
さらに、本発明における合成樹脂及び外殻を形成する材料としては、例えば、ポリエステル、ポリ尿素、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリビニルアルコール、熱硬化性樹脂、シリコンゴム、ブタジエンゴム、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリイソブチレン、耐熱性合成ゴム、及びこれらの誘導体、のうち少なくとも一種を含む単体又は混合物から選択することができる。また、界面活性剤やガラス繊維、シリカゲル、その他安定剤等を加えて、性能の最適化を行うことも有効である。
また、外殻を有するフッ化炭素系消火薬剤の粒滴径を最適化するためには、粒滴を包む外殻の厚さと強度とガス非透過性並びに含有できる消火薬剤量の組み合わせを考慮することが必要であるが、最も重要なシート状への成型を均一に行える製造工程を容易とするために、フッ化炭素系消火薬剤の粒滴の直径は10~100μmの範囲であることが望ましい。フッ化炭素系消火薬剤は、ガス非透過性の合成樹脂中において、直径10~100μmの粒滴状に乳化分散させた状態で合成樹脂を硬化させることにより、硬化樹脂内において液状で保持される。
本発明における合成樹脂は、成型が維持される限り少量であることが望ましいが、その含有量を70%以下に抑えることで、すなわちフッ化炭素系消火薬剤の粒滴を包む外殻粒子を体積比20%以上、好ましくは30%以上で含有させることで、十分な消火性能を有する消火シートを成型することができる。さらに、本発明においては、消火シートの厚さは、シートの短辺や長辺の寸法に比べて十分薄く、消火ガスの放出が有効に起こるように整形されている。
また、火災時の熱の伝搬で粒滴外殻が破壊されてフッ化炭素系消火薬剤内包物が有効に噴出するように、本発明の消火シートは、シート状であり、面積が厚さの平方(2乗)値の30倍以上、さらに望ましくは100倍以上であることが有効である。
本発明の消火シートにおいては、外殻材料及び合成樹脂の選択により、消火機能が発現する温度を任意に設定することができる。この動作温度は、熱湯の温度から身近な食用油脂の常用使用される温度である80℃~180℃の間に設定することが望ましい。
さらに、本発明は、火災を感知して表面からフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートの製造方法を提供する。本発明の消火シートの製造方法は、フッ化炭素系消火薬剤を微細な粒子状に外殻材料で包み込ませる分散注入工程と、それによって形成された微細粒子を集合させてマクロなシート状に成型する成型工程とを備える。これらの工程は、その機能が遂行されれば、同時に行われてもよい。
本発明における分散注入工程においては、モータによって回転する攪拌翼と加熱機構を完備した加熱容器内に、合成樹脂材料を充填して、攪拌しながら噴射ノズルを完備した噴射管を介してフッ化炭素系消火薬剤が噴射される。なお、このフッ化炭素系消火薬剤の噴射は、フッ化炭素系消火薬剤が加熱容器内で液体状態になるような組成で行われる。ここで、合成樹脂材料に界面活性剤を0.1%から3%の重量比の範囲で添加してもよい。この範囲の界面活性剤の添加であれば、製造に支障がない。また、フッ化炭素系消火剤の噴射速度は、噴射ノズルあたり毎秒0.1mLから5mLであれば、製造に支障がない。
加熱容器の加熱温度は、20℃から80℃の範囲とすることにより、その後に外殻に内包されたフッ化炭素系消火薬剤の粒滴を効率よく製造することができる。成型工程を分散注入工程とは別工程で行う場合には、その成型工程においては、上記注入工程によって形成されたフッ化炭素系消火薬剤の微細粒滴を包む粒子を、合成樹脂を結合剤として用いてシート状に結合成型させる。
また、本発明の消火シートの製造方法においては、加熱容器が外気を遮断して密閉され、少なくともその一部の工程が加圧された状態で行われ、使用されるフッ化炭素系消火薬剤がフルオロカーボン類又はフルオロケトン類を含む単体又は混合物であることが好ましい。
さらに、本発明の消火シートの製造方法においては、分散注入工程に使用される合成樹脂が、ポリエステル、ポリ尿素、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリビニルアルコール、熱硬化性樹脂、シリコンゴム、ブタジエンゴム、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリイソブチレン、耐熱性合成ゴム、及びこれらの誘導体、のうち少なくとも一種を含む単体又は混合物材料であり、乳化を補助するための界面活性剤が0.1%から5%の重量比で添加されることが好ましい。
また、本発明の他の態様によれば、本発明の消火シートを、自動車用電池のパッケージの内壁又は電池が設置されている箱の筐体の内側に設置することにより、自動車用電池からの発火に対する消火システムを提供することができる。
また、本発明の他の態様によれば、本発明の消火シートを、電気機器の筐体の内部に設置することにより、電気機器内部からの発火に対する消火システムを提供することができる。電気機器として最も効果的なものは、携帯パソコン、タブレット端末、スマートフォン、電力変圧用トランス等である。
また、本発明の他の態様によれば、本発明の消火シートを、消防士用等の防火衣の外部表面に取り付けることにより防火衣への着火延焼を防止するシステムを提供することができる。
また、本発明の他の態様によれば、本発明の消火シートを、医療用呼吸補助のための酸素供給システムにおける酸素供給用チューブの一部を覆い隠すように取り付けることにより、酸素供給システムにおける延焼を防止するシステムを提供することができる。
また、本発明の他の態様によれば、本発明の消火シートを、消火板又は防火頭巾板として整形形成することにより、家庭用又は調理場用として有効な極めて取り扱いやすい消火板兼防火頭巾板を提供する。
<実施例1>
本実施例においては、フッ化炭素系消火薬剤としてヘプタフルオロイソプロピルペンタフルオロエチルケトンを用いた。これは室温常圧で液体である。また、外殻材料としてエポキシ系熱硬化樹脂を用い、消火シートの合成樹脂としてシリコンゴムを用いた。
本実施例においては、フッ化炭素系消火薬剤としてヘプタフルオロイソプロピルペンタフルオロエチルケトンを用いた。これは室温常圧で液体である。また、外殻材料としてエポキシ系熱硬化樹脂を用い、消火シートの合成樹脂としてシリコンゴムを用いた。
まず、加熱反応容器中にエポキシ系熱硬化樹脂材料を充填し、密閉して40℃に加熱して回転翼で攪拌しながら、噴射ノズルから毎秒1mLでヘプタフルオロイソプロピルペンタフルオロエチルケトンを噴射注入した。所定量のヘプタフルオロイソプロピルペンタフルオロエチルケトンを注入して十分攪拌した後、硬化剤を添加してさらに6時間攪拌し続けた。その結果、平均厚さ5μmのエポキシ系熱硬化樹脂製の外殻内に、65pLのヘプタフルオロイソプロピルペンタフルオロエチルケトンの粒滴が内包された、平均直径60μmのフッ化炭素系消火薬剤を得た。
次いで、このエポキシ系熱硬化樹脂からなる外殻を備えたフッ化炭素系消火薬剤を、シリコンゴム中に50%体積比で分散し、これをシート状に成型し、硬化用触媒により硬化して実施例1の消火シートを作製した。なお、実施例1の消火シートは、厚さ3mmのシート状に成型製作したものを、縦横20mm×25mmに切り出したものである。
図1は、実施例1の消火シートを示した写真である。上記のようにして作製された実施例1の消火シートを熱重量分析により分析した結果、100℃で分解が開始し、110℃で90%以上の外殻破壊が完了し、さらに600℃以上で分解燃焼が完了することが確認された。
さらに、実施例1の消火シートに、マッチの炎や、煙草着火ライターの炎を近づけたところ、フッ化炭素系消火薬剤がシート表面から噴出し、数秒以内に炎は消火されることが確認された。
<実施例2>
サイズを300mm×60mm×3.5mmとした以外は実施例1と同様にして、実施例2の消火シートを作製した。なお、実施例2の消火シートは、自動車用電池のパッケージの内壁又は電池が設置されている箱の筐体の内側に粘着剤を介して設置する構成である。
サイズを300mm×60mm×3.5mmとした以外は実施例1と同様にして、実施例2の消火シートを作製した。なお、実施例2の消火シートは、自動車用電池のパッケージの内壁又は電池が設置されている箱の筐体の内側に粘着剤を介して設置する構成である。
図2は、自動車用バッテリーパックの上蓋部分1に実施例2の消火シート2を取り付けた場合の概念図である。1枚の消火シート2は、上述したように300mm×60mm×3.5mmのサイズであり、上蓋形状と面積に合わせて12枚設置してある。
実施例2の消火シートによれば、バッテリー容量に合わせて、消火シートの設置量も調整する必要があるが、総容量わずか750cc程度の消火シートの取り付け量で、約240Lの容積のバッテリーパックをカバーすることができ、非常にコンパクトに消火機能を集積することができた。
<実施例3>
サイズを300mm×500mm×2.5mmとした以外は実施例1と同様にして、実施例3の消火シートを作製した。なお、実施例3の消火シートは、実施例2の構成とは異なる、自動車用電池が設置されている箱の筐体上部に粘着剤を介して設置する構成である。
サイズを300mm×500mm×2.5mmとした以外は実施例1と同様にして、実施例3の消火シートを作製した。なお、実施例3の消火シートは、実施例2の構成とは異なる、自動車用電池が設置されている箱の筐体上部に粘着剤を介して設置する構成である。
図3は、図2に示された構成とは別の形状の自動車用バッテリーパック3の筐体内側上部に一枚のパッド型の消火シート4を取り付けた場合の概念図である。筐体上部の大部分の面積を覆って電池上部部分の範囲をカバーできるように設置してある。
実施例3の消火シートによれば、バッテリー容量に合わせて、消火シートの消火容量を厚み調整により調整している。そのため、このような形状の自動車用バッテリーからの発火でも有効にその場で鎮圧できる。本実施例の場合、シート容量370ccの極めてコンパクトな消火シートで、約100Lの容積のバッテリーパックをカバーすることができた。
<実施例4>
動作温度が150℃となるように配合量を変え、サイズを200mm×200mm×1.5mmとした以外は実施例1と同様にして、実施例4の消火シートを作製した。なお、実施例4の消火シートは、実施例2及び3の構成とは異なる、自動車用電池が設置されている箱の筐体上部に粘着剤を介して設置する構成である。
動作温度が150℃となるように配合量を変え、サイズを200mm×200mm×1.5mmとした以外は実施例1と同様にして、実施例4の消火シートを作製した。なお、実施例4の消火シートは、実施例2及び3の構成とは異なる、自動車用電池が設置されている箱の筐体上部に粘着剤を介して設置する構成である。
図4は、図2及び3に示された構成とは別の形状の自動車用バッテリーのバッテリーセル5の筐体内側上部に一枚のパッド型の消火シート6を取り付ける場合の概念図である。このような態様においては、バッテリーセルに近接した位置に配置するため、バッテリー通常動作中でも温度上昇がある。そのため、消火シートの動作温度を高く設計製作することにより、このような形状の自動車用バッテリーからの発火でも有効にその場で鎮圧できる。本実施例の場合、動作温度150℃とし、200mm×200mm×1.5mmと薄型にしたが、総容量約60ccの極めてコンパクトな消火シートで、約5Lの容積のバッテリーパッケージをカバーすることができた。
<実施例5>
サイズを400mm×150mm×3.5mmとした以外は実施例1と同様にして、実施例5の消火シートを作製した。なお、実施例5の消火シートは、実施例2~4の構成とは異なる、自動車のボンネット内部に粘着剤を介して設置する構成である。
サイズを400mm×150mm×3.5mmとした以外は実施例1と同様にして、実施例5の消火シートを作製した。なお、実施例5の消火シートは、実施例2~4の構成とは異なる、自動車のボンネット内部に粘着剤を介して設置する構成である。
図5は、図2~4に示された構成とは別の形状の自動車用バッテリーパックの上部、自動車のボンネット7内部にパッド型の消火シート8を取り付ける場合の概念図である。このような構成によれば、ボンネット全体をカバーすることにより、大容量の電池筐体もカバーできるうえ、電池内部以外の周辺からの発火、例えば配線短絡からの発火等、の鎮圧も可能である。本実施例の場合、400mm×150mm×3.5mmのシートを6枚設置し、シート容量約1.2Lの極めてコンパクトな消火シートで、約350Lの容積のボンネット全体をカバーすることができた。
<実施例6>
サイズを18mm×90mm×0.5mmとした以外は実施例1と同様にして、実施例6の消火シートを作製した。なお、実施例6の消火シートは、スマートフォンの内部において電池パックの直近に設置する構成である。
サイズを18mm×90mm×0.5mmとした以外は実施例1と同様にして、実施例6の消火シートを作製した。なお、実施例6の消火シートは、スマートフォンの内部において電池パックの直近に設置する構成である。
図6a及び図6bは、スマートフォンの内部において電池パック9に対向するカバーの内側に粘着剤を介して消火シート10を装着した場合の概念図を示す。なお、図6aはスマートフォンのカバーが装着される本体側の概念図であり、図6bはカバーの内側の概念図である。本実施例の消火シート10は、その厚さが非常に薄く、スマートフォンの内部における電池パック9に接触させて装着することができた。これにより、スマートフォンの内部からの発火をその場で鎮圧できる。本実施例の場合、18mm×90mm×0.5mmの極めて薄い型にしたが、総容量約0.8ccの極めてコンパクトな消火シートで、約100ccの容積のスマートフォン筐体内をカバーすることができた。
<実施例7>
サイズを300mm×50mm×1.5mmとした以外は実施例1と同様にして、実施例7の消火シートを作製した。なお、実施例7の消火シートは、消防防火衣に装着する構成である。
サイズを300mm×50mm×1.5mmとした以外は実施例1と同様にして、実施例7の消火シートを作製した。なお、実施例7の消火シートは、消防防火衣に装着する構成である。
図7は、消防防火衣11に消火シート12を装着する場合の装着位置例を示す概念図を示す。このような構成によれば、軽量簡易な消火シート12を粘着剤を介して追加装着するだけで、消防士の目の届きにくい背後からの火の粉や火炎に対して反応し、フッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出することにより、消防士の安全性を向上することができる。本実施例の場合、厚さ1.5mmの薄型で消防動作に支障がないようにし、5cm幅で30cm長の消火シートを3枚装着した。
<実施例8>
サイズを100mm×50mm×1mmとした以外は実施例1と同様にして、実施例8の消火シートを作製した。なお、実施例7の消火シートは、在宅医療用酸素供給装置に装着する構成である。
サイズを100mm×50mm×1mmとした以外は実施例1と同様にして、実施例8の消火シートを作製した。なお、実施例7の消火シートは、在宅医療用酸素供給装置に装着する構成である。
図8は、在宅医療用酸素供給システム13における酸素供給用チューブ14へ消火シート15を装着する場合の装着位置例を示す概念図を示す。このような構成によれば、酸素供給システム13における酸素供給用チューブ14の一部を巻いて覆い隠すように消火シート15を取り付けるだけで、酸素供給システム13における延焼を防止することができる。本実施例の場合、厚さ1mmのシートを約10cm長に渡るほぼ円筒状のシートにして酸素供給用チューブ14に巻き付けて固定した。
なお、本発明の消火シートは、このように立体形状にして固定する場合、円筒形状に限らず、立方体状、直方体状、方形状、多面体状、球状、お椀形状、など、その表面積が消火シートの厚さより十分広い形状であれば、その本発明の目的とする効果を発揮することができる。
<実施例9>
サイズを60mm×100mm×1mm(2枚)と15mm×50mm×1mm(4枚)とした以外は実施例1と同様にして、実施例9の消火シートを作製した。実施例9の消火シートは、操作容易な板上に取り付けて、消火板又は防火頭巾板として応用したものである。
サイズを60mm×100mm×1mm(2枚)と15mm×50mm×1mm(4枚)とした以外は実施例1と同様にして、実施例9の消火シートを作製した。実施例9の消火シートは、操作容易な板上に取り付けて、消火板又は防火頭巾板として応用したものである。
図9は、消火剤を噴出する消火板16の一例を示す。実施例9の消火シート17は、図9に示したように、A4定型サイズの板を2枚接続して折りたためるようにした板16のほぼ中央付近に、サイズの異なる大小6枚の消火シート17を粘着剤を介して取り付けて、家庭の台所の片隅の壁面に立てかけて使用する。2つ折りが可能にしてあるので、消火板としてだけでなく、避難時の防火頭巾板としても使用可能である。
本実施例において、消火シート17の形状は、取り付け体積が消火に十分であれば、方形にとらわれることはなく、種々の視覚的デザインが許容される。例えば、カレンダー状や、壁画状の装飾的デザインも可能であり、額縁などの内装品の裏面に取り付けておき、発火の非常時に取り外して使用する方法としてもよい。本実施例によれば、設置方法の方式が多種可能でありながら、いずれの方法でも、操作が簡便で使用しやすく、家庭用又は調理場用として設置されても、違和感の少ない設置を実現できる。設置サイズも軽量サイズにすることができ、火災初期消火に有効で極めて取り扱いやすい消火板兼防火頭巾板を提供する。ただし、消火性能を維持するために、消火板の面積の20%以上は消火シートで覆われていることが望ましい。
<実施例10>
図9で示された消火剤を噴出する消火板を用いて消火試験を行った。図10a乃至図10dは、実施例9で用いた消火板による消火試験を示す。消火試験としては、まず、家庭用フライ鍋(直径約25cm、深さ約8cm)に、食用油を入れて加熱し発火させた。発火5秒後に、実施例10の消火板をフライ鍋の上に置いただけで、化学消火剤が噴出し、消火された。天ぷら鍋周辺を汚すこともなく完全に消火させることができた。
図9で示された消火剤を噴出する消火板を用いて消火試験を行った。図10a乃至図10dは、実施例9で用いた消火板による消火試験を示す。消火試験としては、まず、家庭用フライ鍋(直径約25cm、深さ約8cm)に、食用油を入れて加熱し発火させた。発火5秒後に、実施例10の消火板をフライ鍋の上に置いただけで、化学消火剤が噴出し、消火された。天ぷら鍋周辺を汚すこともなく完全に消火させることができた。
図10aはフライ鍋からの発火時点のようすである。図10bは消火板をフライ鍋の上から被せる一連の作業である。図10cは消火板をフライ鍋の上に完全に乗せて被せた状態で、消火剤が鍋内に噴出中である。図10dは消火後に消火板を持ち上げて消火剤ガスと火炎の残煙が残っている様子である。これら一連の動作により、実施例10の消火板が、家庭や料理店の台所において使用される天ぷら鍋やフライ鍋等の過熱による油発火を容易且つ完全に消火し得ることが示された。
上記の消火試験でわかるように、製品の形状がプレート状であるため、初期消火の操作時において、布の場合のような訓練の必要な拡げる作業は不要であり、台所の壁際等に設置していたものをただ手に取って天ぷら鍋やフライ鍋の上に直接どの方向からでも置くだけでよく、極めて使いやすい利点がある。さらに、プレート表面から、火炎の温度に反応して化学消火剤を含む消火剤が噴出されるため、化学消火が起こり、再発火のリスクが少なくなる。
<実施例10>
図9で示された消火剤を噴出する消火板を防火頭巾板として用いた。図11は、実施例9で用いた消火板16を防火頭巾板として使用する場合の模式図である。消火シート17を貼着した2枚の消火板プレートを三角状に半分拡げて頭上にかざし、防火頭巾板として被って避難する用途に使用することができる。
図9で示された消火剤を噴出する消火板を防火頭巾板として用いた。図11は、実施例9で用いた消火板16を防火頭巾板として使用する場合の模式図である。消火シート17を貼着した2枚の消火板プレートを三角状に半分拡げて頭上にかざし、防火頭巾板として被って避難する用途に使用することができる。
ここまで本発明の複数の実施形態を示して詳細に説明したが、本発明の精神や範囲から逸脱しない限り本発明に開示される内容に従って、本発明の原理に合致する他の多くの変更や改良を直接見出したり導き出したりすることも可能であることを、当業者は理解すべきである。したがって、本発明の範囲はこれら他の変更や改良をすべて包含するものと理解され判断されなければならない。
1…自動車用バッテリーパックの上蓋部分、2…消火シート、3…自動車用バッテリーパック、4…消火シート、5…バッテリーセル、6…消火シート、7…自動車のボンネット、8…消火シート、9…電池パック、10…消火シート、11…消防防火衣、12…消火シート、13…在宅医療用酸素供給システム、14…酸素供給用チューブ、15…消火シート、16…消火板、17…消火シート。
Claims (14)
- 火災を感知してフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートであって、
前記消火シートは、合成樹脂からなり、
前記フッ化炭素系消火薬剤は、直径10~100μmの粒滴として前記消火シート内に分散されており、沸点が-20℃から60℃の間であり、25℃における蒸気圧が0.03MPa(0.3Bar)以上であり、
前記合成樹脂は、常温でガス非透過性であり、周囲温度が80~180℃に上昇されると、可塑化、溶解、燃焼、変形又は破壊により、前記フッ化炭素系消火薬剤を放出し、
前記消火シートは、面積が厚さの平方(2乗)値の30倍以上である、
ことを特徴とする消火シート。 - 前記フッ化炭素系消火薬剤は、その外周を覆う外殻を備え、
前記外殻は、前記合成樹脂と同様に、常温でガス非透過性であり、周囲温度が80~180℃に上昇されると、可塑化、溶解、燃焼、変形又は破壊により、前記フッ化炭素系消火薬剤を放出することを特徴とする請求項1に記載の消火シート。 - 前記フッ化炭素系消火薬剤は、フルオロカーボン類又はフルオロケトン類の消火薬剤を含有していることを特徴とする請求項1又は2に記載の消火シート。
- 前記合成樹脂又は外殻は、ポリエステル、ポリ尿素、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリビニルアルコール、熱硬化性樹脂、シリコンゴム、ブタジエンゴム、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリイソブチレン、耐熱性合成ゴム、及びこれらの誘導体、のうち少なくとも一種を含む単体又は混合物からなり、
前記フッ化炭素系消火薬剤は、体積比20%以上で含有することを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の消火シート。 - 請求項1~4のいずれかに記載の消火シートを用いた、自動車用電池からの発火に対する消火システムであって、自動車用電池のパッケージの内壁又は電池が設置されている箱の筐体の内側に前記消火シートを設置してあることを特徴とする消火システム。
- 請求項1~4のいずれかに記載の消火シートを用いた、電気機器内部からの発火に対する消火システムであって、当該電気機器の筐体の内部に前記消火シートを設置してあることを特徴とする消火システム。
- 前記電気機器は、携帯パソコン、タブレット端末、スマートフォン、又は風車用ナセル内の変圧用トランスのいずれかであることを特徴とする請求項6に記載の消火システム。
- 請求項1~4のいずれかに記載の消火シートを用いた、防火衣への延焼防止システムであって、当該防火衣の外部表面に前記消火シートを取り付けてあることを特徴とする延焼防止システム。
- 請求項1~4のいずれかに記載の消火シートを用いた、医療用呼吸補助のための酸素供給システムにおける消火システムであって、酸素供給用チューブの少なくとも一部を覆い隠すように前記消火シートを取り付けてあることを特徴とする消火システム。
- 請求項1~4のいずれかに記載の消火シートを用いた、家庭用又は調理場用消火板又は防火頭巾板であって、当該板状の表面面積の20%以上が前記消火シートで覆われていることを特徴とする消火板又は防火頭巾板。
- 火災を感知してフッ化炭素系消火薬剤を自動で噴出する消火シートの製造方法であって、
フッ化炭素系消火薬剤を微細な粒子状に外殻材料で包み込ませる分散注入工程と、それによって形成された微細粒子を集合させてマクロなシート状に成型する成型工程とを備え、
前記分散注入工程においては、モータによって回転する攪拌翼と加熱機構を完備した加熱容器内に、合成樹脂材料を充填して、攪拌しながら噴射ノズルを完備した噴射管を介してフッ化炭素系消火薬剤が噴射され、
前記フッ化炭素系消火薬剤は、前記加熱容器内で液体状態になるような組成で注入され、
前記フッ化炭素系消火薬剤の注入速度は、噴射ノズルあたり毎秒0.1mLから5mLであり、
前記加熱容器の加熱温度は、20℃から80℃の範囲のいずれかであり、
前記成型工程においては、前記分散注入工程によって形成されたフッ化炭素系消火薬剤の微細粒滴を包む粒子を、合成樹脂を結合剤として用いてシート状に結合成型させる、
ことを特徴とする消火シートの製造方法。 - 前記分散注入工程及び前記成型工程は、一工程として一体的に実施される、
ことを特徴とする請求項11に記載の消火シートの製造方法。 - 前記加熱容器は、外気を遮断して密閉され、少なくともその一部の工程が加圧された状態で行われ、
前記フッ化炭素系消火薬剤は、フルオロカーボン類又はフルオロケトン類を含む単体又は混合物である、
ことを特徴とする請求項11又は12に記載の消火シートの製造方法。 - 前記分散注入工程に使用される合成樹脂は、ポリエステル、ポリ尿素、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリビニルアルコール、熱硬化性樹脂、シリコンゴム、ブタジエンゴム、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリイソブチレン、耐熱性合成ゴム、及びこれらの誘導体、のうち少なくとも一種を含む単体又は混合物材料であり、
乳化を補助するための界面活性剤は、0.1%から5%の重量比で添加されている
ことを特徴とする請求項11~13のいずれかに記載の消火シートの製造方法。
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