消火性組成物及びそれを用いた建材又は塗料組成物
【課題】火災時の燃焼熱により二酸化炭素を発生する消火性組成物において、該消火性組成物が人体にとってより安全なものを提供する。
【解決手段】本発明の消火性組成物は炭酸よりも強い酸と炭酸塩とを含有している。被施工体としての天井に本発明の塗料組成物を塗装する。数日後、塗料組成物は乾燥し消火性塗膜を形成する。天井に消火性塗膜が形成されている室内で火災が発生すると、該塗膜の内部温度がクエン酸の融点である１００〜１５７℃に達するとクエン酸が融解する。該クエン酸の表面を被覆しているメラミン樹脂は軟化するとともに熱膨張して薄くなるため、内部に収容している融解したクエン酸が流出する。該融解したクエン酸は炭酸カルシウムに接触して二酸化炭素を発生する。
【解決手段】本発明の消火性組成物は炭酸よりも強い酸と炭酸塩とを含有している。被施工体としての天井に本発明の塗料組成物を塗装する。数日後、塗料組成物は乾燥し消火性塗膜を形成する。天井に消火性塗膜が形成されている室内で火災が発生すると、該塗膜の内部温度がクエン酸の融点である１００〜１５７℃に達するとクエン酸が融解する。該クエン酸の表面を被覆しているメラミン樹脂は軟化するとともに熱膨張して薄くなるため、内部に収容している融解したクエン酸が流出する。該融解したクエン酸は炭酸カルシウムに接触して二酸化炭素を発生する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物の外壁、天井等に用いられ、火災時の燃焼熱により消火性の気体を発生する消火性組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、火災の消火方法としては、一般的にスプリンクラー等から水を放水して消火することが行われている。また、二酸化炭素を放出し、大気中の酸素と火炎を遮断することによる消火設備もある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、二酸化炭素を発生する消火剤としては例えば、炭酸リチウム粒子と酸化ジルコニウム粒子とからなる混合粉末を消火剤として用い、両粒子を反応させた時に生成される二酸化炭素で消火を行うものがある。（例えば特許文献２参照。）。この消火剤によれば、設置された場所の温度が反応温度以上になると自然と二酸化炭素を放出して消火を行うことができる。
【０００４】
しかし、水や二酸化炭素を放出する消火方法においては、複雑な設備が必要であるという問題点があった。また、二酸化炭素を発生する消火剤においては、炭酸リチウムと、この炭酸リチウムと反応してリチウム複合酸化物を生成する酸化物が必要であるため、使用できる薬剤が高価であるとともに、用いられる炭酸リチウムの毒性がＬＤ５０で５２５ｍｇ／ｋｇ（ラット、経口）であり、皮膚に接触した場合には発赤するという問題点があった。特に塗料等で現場施工を行う場合や、人が直接接触するような部位に用いられる建材においてはより安全な消火性組成物が求められていた。
【０００５】
さらに、前記炭酸リチウムを使用する消火剤においては、２００〜８００℃という比較的高温にならないと二酸化炭素を発生しないため、火災の初期消火性能が十分でないという問題点があった。
【特許文献１】特開２００３−３８６７３号公報（第２〜３頁）
【特許文献２】特開２００１−１７８８４２号公報（第２〜３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、火災時の燃焼熱により二酸化炭素を発生する消火性組成物において、該消火性組成物が人体にとってより安全なものにする点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、火災時の燃焼熱により二酸化炭素を発生する消火性組成物において、該消火性組成物が炭酸よりも強い酸と炭酸塩とを含有していることを最も主要な特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記炭酸よりも強い酸が常温で固体であることを最も主要な特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記炭酸よりも強い酸及び炭酸塩のうち、少なくともいずれか一方が常温で非水溶性であることを最も主要な特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記炭酸よりも強い酸又は炭酸塩が常温で水溶性である場合において、該炭酸よりも強い酸及び炭酸塩のうち、少なくともいずれか一方の表面が被覆してあることを最も主要な特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、塗料組成物において、該塗料組成物が請求項１ないし請求項４のいずれかの項に記載の消火性組成物を含有することを最も主要な特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、建材において、該建材が請求項１ないし請求項４のいずれかの項に記載の消火性組成物を含有することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、火災時の燃焼熱により二酸化炭素を発生する消火性組成物において、人が直接接触しても安全な消火性組成物を提供することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、消火性組成物を合成樹脂、セメント、石膏等を結合剤として成型することが容易になる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加え、消火性組成物を水性塗料等の水を媒体とする形態で提供する場合において、常温における酸と炭酸塩との酸塩基反応を抑制することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加え、消火性組成物を水性塗料等の水を媒体とする形態で提供する場合において、常温における酸と炭酸塩との酸塩基反応を抑制することができる。
【００１７】
請求項５又は請求項６に記載の発明によれば、スプリンクラー等の複雑な消火設備がなくとも初期消火性に優れた建築物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した実施形態を説明する。
本発明は炭酸より強い酸が常温で固体である場合には、該酸が火災時の燃焼熱により溶融し、炭酸塩と酸塩基反応によって、炭酸塩の分解温度よりも低い温度で二酸化炭素を発生させることができるという技術的思想に基づくものである。
【００１９】
また、炭酸より強い酸が常温で液体であるか固体であるかにかかわらず、該酸を被覆材により被覆することによって、炭酸塩と酸との接触温度を制御することが容易になるという技術的思想にも基づいている。
【００２０】
本発明において炭酸より強い酸とは電離度が炭酸の電離度より大きい酸を言う。
【００２１】
本発明の消火性組成物は炭酸よりも強い酸と炭酸塩とを含有していることが必要である。その組成は、例えば以下のようなものである。
【００２２】
消火性組成物の組成例：メラミン樹脂で被覆された炭酸よりも強い酸としてのクエン酸１００質量部、炭酸塩としての炭酸カルシウム１００質量部。
【００２３】
前記炭酸よりも強い酸としては例えば、蟻酸、酢酸、安息香酸、シュウ酸、プロピオン酸、酪酸、乳酸、コハク酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、カプロン酸、クエン酸、リンゴ酸、アミノ酸、酒石酸、フミン酸等のカルボン酸、スルホン酸、塩酸、リン酸、硫酸、硝酸等が挙げられる。これらは単独で用いても良く、２以上を混合させて用いても良い。
【００２４】
前記炭酸よりも強い酸は常温で固体であることが好ましい。常温で固体であることにより、消火性組成物を合成樹脂、セメント、石膏等を結合剤として成型することが容易になる。常温で固体である炭酸よりも強い酸としては例えば、クエン酸（融点１００〜１５７℃）、マレイン酸（融点１３３℃）、フマル酸（融点３００℃）、アセチルサリチル酸（融点１３５℃）、ラウリン酸（融点４３℃）、ステアリン酸（融点６８℃）、パルチミン酸（融点６３℃）、無水フタル酸（融点１３２℃）、アジピン酸（融点１５３℃）、アコニット酸（融点１９５℃）、アセチル安息香酸（融点１１４〜２０６℃）、アセチルサリチル酸（融点１３５℃）、アセチレンジカルボン酸（融点１７８℃）、アセトアミド安息香酸（融点１８５〜２５６℃）、アセトキシコハク酸（融点１２９〜１３０℃）、アセト酢酸（融点３６〜３７℃）、アゾキシ二安息香酸（融点２４０〜３２０）、アゾ二安息香酸（融点２３７〜３４０）、アトロパ酸（融点１０７〜１０８℃）、アトロラクチン酸（融点９５℃）、アニス酸（融点１０６〜１８５℃）、アビエチン酸（融点１７５℃）、アマリン酸（融点２４６℃）、アミノ安息香酸（融点１７８〜１８７℃）、アミノケイ皮酸（融点１５８〜１８５℃）、アミノサリチル酸（融点１５０〜２８３℃）、サリチル酸（ｏ−安息香酸、融点１５３℃）、酒石酸（融点１２０〜２０５℃）、シュウ酸（融点１８２〜１９０℃）等が挙げられる。
【００２５】
これらのうち、好ましくは融点が８０〜２２０℃であり、より好ましくは９０〜２００℃であり、最も好ましくは１００〜１８０℃である。この範囲にあるとき、火災時の燃焼熱により融解して炭酸塩と酸塩基反応を生じやすく、十分な二酸化炭素を発生することができる。融点が８０℃未満である場合には、比較的低温で融解してしまうため、ボヤ程度の消火が容易な火災であっても二酸化炭素を発生してしまおそれがあり、塗料や建材等の形態で提供される場合には、補修をする必要がある。逆に融点が２２０℃を超える場合には、火災がある程度大きくならないと二酸化炭素を発生しないため、火災の初期消火が十分でない。常温で固体である炭酸よりも強い酸の融点が９０〜２００℃の範囲にある場合には、初期消火に対応可能であり、また、消火に必要な二酸化炭素の発生が遅すぎることにもならない。
【００２６】
さらに、常温で固体である炭酸よりも強い酸の融点が１００〜１８０℃の範囲にある場合には、水の沸点である１００℃以上になってから二酸化炭素を発生させることができる。このため、火災を生じている室内にスプリンクラー等の水を使用する消火設備が併設してある場合には、スプリンクラーの消火能力範囲の火災では二酸化炭素を発生させることがないため、火災の消火後に部屋を再利用することが容易であるとともに、スプリンクラーの消火能力を超える火災が生じた場合にもスプリンクラーと本発明の消火性組成物との二段階で消火をすることができる。
【００２７】
前記炭酸より強い酸はラットにおける経口毒性がＬＤ５０値で好ましくは２０００ｍｇ／ｋｇ以上、より好ましくは５０００ｍｇ／ｋｇ以上のものを用いることが好ましい。この範囲にあるとき、人体への影響が少なく誤飲した場合にも安全である。ラットの経口毒性がＬＤ５０値が２０００ｍｇ／ｋｇ以上のものとしては例えば、クエン酸（６７３０ｍｇ／ｋｇ）、酢酸（３３１０ｍｇ／ｋｇ）等が挙げられる。
【００２８】
前記炭酸塩としては例えば、炭酸アンモニウム、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸亜鉛、炭酸鉄、炭酸カリウム、炭酸マンガン等が挙げられる。これらのうち、金属塩を用いることが好ましく、アルカリ金属塩を用いることがより好ましい。炭酸塩として金属塩を用いることにより、常温で安定な消火性組成物を得ることができる。また炭酸塩としてアルカリ金属塩を用いることにより、酸との反応が良好な消火性組成物を得ることができる。
【００２９】
前記炭酸塩はラットの経口毒性がＬＤ５０値で好ましくは２０００ｍｇ／ｋｇ以上、より好ましくは５０００ｍｇ／ｋｇ以上のものを用いることが好ましい。この範囲にあるとき、人体への影響が少なく誤飲した場合にも安全である。ラットの経口毒性がＬＤ５０値が２０００ｍｇ／ｋｇ以上のものとしては例えば、炭酸カルシウム（６４５０ｍｇ／ｋｇ）等が挙げられる。これらのうち、炭酸カルシウムは皮膚感作性がなく、常温で安定であることから最も好ましく用いられる。
【００３０】
前記炭酸よりも強い酸及び炭酸塩は常温で非水溶性であることが好ましい。前記炭酸よりも強い酸及び炭酸塩が常温で非水溶性であることにより、消火性組成物を水性塗料等の水を媒体とする形態で提供する場合において、常温における酸と炭酸塩との酸塩基反応を抑制することができる。
【００３１】
前記常温で非水溶性の炭酸よりも強い酸としては例えば、ｏ−アセトアミド安息香酸、アミノ安息香酸、アミノケイ皮酸、安息香酸、サリチル酸等が挙げられる。
前記常温で非水溶性の炭酸塩としては例えば、炭酸カルシウム、炭酸コバルト、炭酸マンガン等が挙げられる。
【００３２】
炭酸塩のうち、少なくともいずれか一方の表面が被覆してあることが好ましい。前記炭酸よりも強い及び炭酸塩のうち、少なくともいずれか一方の表面が被覆してあることにより、消火性組成物を水性塗料等の水を媒体とする形態で提供する場合において、常温における酸と炭酸塩との酸塩基反応を抑制することができる。また、被覆材で被覆することにより、炭酸よりも強い酸又は炭酸塩に皮膚感作性があったとしても、人が直接触れても安全にすることができる。
【００３３】
前記炭酸よりも強い酸又は炭酸塩の表面を被覆する被覆材としては例えば、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂等の合成樹脂、ステアリン酸アルミニウム等の脂肪酸塩、ゼラチン、アルギン酸ナトリウム、シリカ、アルミナ等が挙げられる。これらのうち、合成樹脂を用いることが好ましい。合成樹脂を用いることにより、被覆材の融点やガラス転移点を調整することが容易なため、目的とする温度で炭酸よりも強い酸と炭酸塩との接触反応を生じさせることが容易である。
【００３４】
前記炭酸よりも強い酸及び炭酸塩の表面を被覆する被覆方法としては、既知の方法を用いることができる。例えば、界面重合法、ｉｎ−ｓｉｔｅ重合法、液中乾燥法、コアセルベーション法、噴霧乾燥法、乾式混合法等が挙げられる。
【００３５】
前記炭酸よりも強い酸と炭酸塩との混合比率は炭酸よりも強い酸の価数をａ、該酸のモル数をＭａとし、炭酸塩のモル数をＭｃとした場合、ａ×Ｍａ＝１Ｍｃ〜３Ｍｃとすることが好ましい。この範囲にあるとき、炭酸よりも強い酸と炭酸塩とが完全に反応することができるため、単位体積当たりの二酸化炭素放出量を最大にすることができる。ａ×Ｍａが１Ｍｃ未満の場合には、炭酸塩の絶対量が少ないために火災時の燃焼熱による二酸化炭素の発生量が少なくなる。逆に３Ｍｃを超える場合には、炭酸よりも強い酸の絶対量が少ないため、火災時の燃焼熱による二酸化炭素の発生量が少なくなる。
【００３６】
前記炭酸よりも強い酸及び炭酸塩の粒子径は、好ましくは１５〜２０００μｍであり、より好ましくは３０〜１５００μｍであり、最も好ましくは５０〜１０００μｍである。この範囲にあるとき、炭酸よりも強い酸と炭酸塩との接触面積が最適となり、火災時の燃焼熱によって効率よく二酸化炭素を発生させることができる。前記炭酸よりも強い酸及び炭酸塩の粒子径が１５μｍ未満の場合には表面を完全に被覆する被覆することが困難であり、逆に前記炭酸よりも強い酸及び炭酸塩の粒子径が２０００μｍを超える場合には、二酸化炭素の発生速度が低下するおそれがある。
【００３７】
以上のように構成された消火性組成物は塗料組成物や建材として使用することができる。塗料組成物としては例えば以下のような組成が挙げられる。
塗料組成物の組成例：前記消火性組成物例１００質量部、結合剤としての合成樹脂１００質量部、増粘剤１質量部、造膜助剤５質量部。
【００３８】
前記消火性組成物を塗料組成物や建材として用いることにより、スプリンクラー等の複雑な消火設備がなくとも初期消火性に優れた建築物を得ることができる。また、スプリンクラー等の既存の消火設備を併設すればより防災性に優れた建築物を得ることができる。
【００３９】
前記結合剤は合成樹脂に限定されず、任意に設定することができる。例えば、セメント、石膏、水ガラス、たんぱく質等が挙げられる。
【００４０】
前記合成樹脂としては例えば、酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、プロピオン酸ビニル樹脂、バーサティック酸ビニル樹脂等のカルボン酸ビニル樹脂、（メタ）アクリル酸メチル樹脂、（メタ）アクリル酸エチル樹脂、（メタ）アクリル酸メチル樹脂、（メタ）アクリル酸エチル樹脂、（メタ）アクリル酸ブチル樹脂、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル樹脂、アクリロニトリル樹脂、メタクリロニトリル樹脂等のアクリル酸樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂等、またはそれらの変性樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、これらの樹脂を形成する単量体の２以上を共重合させて用いても良い。またエマルジョンとして用いても良い。
【００４１】
以上のように構成された塗料組成物は以下のように作用する。被施工体としての天井に本発明の塗料組成物を塗装する。数日後、塗料組成物は乾燥し消火性塗膜を形成する。天井に消火性塗膜が形成されている室内で火災が発生すると、該塗膜の内部温度がクエン酸の融点である１００〜１５７℃に達するとクエン酸が融解する。該クエン酸の表面を被覆しているメラミン樹脂は軟化するとともに熱膨張して薄くなるため、内部に収容している融解したクエン酸が流出する。該融解したクエン酸は炭酸カルシウムに接触して二酸化炭素を発生する。このとき予想される反応式は以下の通りである。
反応式：２Ｃ６Ｈ８Ｏ７＋３ＣａＣＯ３→Ｃａ３（Ｃ６Ｈ５Ｏ７）２＋３Ｈ２Ｏ＋３ＣＯ２
前記発生した二酸化炭素は空気より比重が大きいため（空気の比重を１としたときの二酸化炭素の比重１．５３）、室内の下方に沈んで消火することができる。
【００４２】
以上のように、本発明の消火性組成物によれば、火災時の燃焼熱により二酸化炭素を発生させることができるため、特殊な装置を必要とすることなく消火することができるとともに、人が直接触れても安全な消火性組成物を提供することができる。また、２２０℃以下という炭酸カルシウムの分解温度（９００℃）よりも低い温度で二酸化炭素を発生させることができるため、火災の初期消火に有効である。
【００４３】
本実施形態は以下に示す効果を発揮することができる。
・前記炭酸よりも強い酸が常温で固体であることにより、消火性組成物を合成樹脂、セメント、石膏等を結合剤として成型することが容易になる。
【００４４】
・前記炭酸よりも強い酸の融点が８０〜２２０℃であることにより、火災時の燃焼熱により融解して炭酸塩と酸塩基反応を生じやすく、十分な二酸化炭素を発生することができる。
【００４５】
・前記炭酸よりも強い酸の融点が１００〜１８０℃の範囲にある場合には、水の沸点である１００℃以上になってから二酸化炭素を発生させることができる。このため、火災を生じている室内にスプリンクラー等の水を使用する消火設備が併設してある場合には、スプリンクラーの消火能力範囲の火災では二酸化炭素を発生させることがないため、火災の消火後に部屋を再利用することが容易であるとともに、スプリンクラーの消火能力を超える火災が生じた場合にもスプリンクラーと本発明の消火性組成物との二段階で消火をすることができる。
【００４６】
・前記炭酸より強い酸のラットにおける経口毒性がＬＤ５０値で２０００ｍｇ／ｋｇ以上であることにより、人体への影響が少なく誤飲した場合にも安全である。
【００４７】
・前記炭酸塩のラットにおける経口毒性がＬＤ５０値で好ましくは２０００ｍｇ／ｋｇ以上であることにより、人体への影響が少なく誤飲した場合にも安全である。
【００４８】
・前記炭酸よりも強い酸及び炭酸塩が常温で非水溶性であることにより、消火性組成物を水性塗料等の水を媒体とする形態で提供する場合において、常温における酸と炭酸塩との酸塩基反応を抑制することができる。
【００４９】
・前記炭酸よりも強い酸又は炭酸塩が常温水溶性である場合には、該炭酸よりも強い及び炭酸塩のうち、少なくともいずれか一方の表面が被覆してあることにより、消火性組成物を水性塗料等の水を媒体とする形態で提供する場合において、常温における酸と炭酸塩との酸塩基反応を抑制することができる。また、被覆材で被覆することにより、炭酸よりも強い酸又は炭酸塩に皮膚感作性があったとしても、人体の接触に対して安全である。
【００５０】
・前記炭酸よりも強い酸又は炭酸塩の表面を合成樹脂で被覆することにより、被覆材の融点やガラス転移点を調整することが容易なため、目的とする温度で炭酸よりも強い酸と炭酸塩との接触反応を容易に生じさせることができる。
【００５１】
・前記炭酸よりも強い酸と炭酸塩との混合比率は炭酸よりも強い酸の価数をａ、該酸のモル数をＭａとし、炭酸塩のモル数をＭｃとした場合において、ａ×Ｍａ＝１Ｍｃ〜３Ｍｃとすることにより、炭酸よりも強い酸と炭酸塩とを完全に反応させることができるため、単位体積当たりの二酸化炭素放出量を最大にすることができる。
【００５２】
・前記炭酸よりも強い酸及び炭酸塩の粒子径が１５〜２０００μｍであることにより、炭酸よりも強い酸と炭酸塩との接触面積が最適となり、火災時の燃焼熱によって効率よく二酸化炭素を発生させることができる。
【００５３】
・前記炭酸よりも強い酸の溶融温度が炭酸塩の分解温度よりも低いことにより、低温で二酸化炭素を発生させることができるため、火災の初期消火に有効である。
【００５４】
・前記炭酸塩として金属塩を用いることにより、常温で安定な消火性組成物を得ることができる。また前記炭酸塩としてアルカリ金属塩を用いることにより、酸との反応が良好な消火性組成物を得ることができる。
【００５５】
なお、本発明の前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・前記実施形態においては、炭酸よりも強い酸としてのクエン酸の表面を被覆材としてのメラミン樹脂で被覆しているが、被覆材による反応温度の調整が不要な場合には、必ずしも被覆する必要はない。
【００５６】
・前記実施形態においては、クエン酸と炭酸カルシウムを別々に混合して消火性組成物をとしているが、両者を混合した後に合成樹脂、石膏、セメント等の結合材により成型体又は造粒粉としても良い。
このように構成した場合、炭酸よりも強い酸としてのクエン酸と炭酸塩としての炭酸カルシウムとの接触をより確実にすることができる。
【００５７】
・前記実施形態においては本発明の消火性組成物を塗料の形態で使用したが、任意の形態で用いることができる。例えば粉末、造粒粉等の粉体、消火剤を合成樹脂、セメント、石膏等の結合材による成型体、板、シート、塗料、塗材等の形態で用いても良い。また、多孔質体に吸着させて用いても良いし、消火器の薬剤として使用しても良い。
【００５８】
・前記実施形態においては本発明の消火性組成物を塗料の形態で使用したが、該消火剤を圧縮成型や結合材等により成型体とし、燃焼中の炎に直接投げ込んで使用しても良い。
【００５９】
・前記実施形態においては本発明の消火性組成物を塗料の形態で使用したが、この場合には、増粘剤、造膜助剤、分散剤、湿潤剤、充填材、着色顔料、繊維等の通常の塗料に用いる添加剤を用いることができる。
【００６０】
次に、前記実施形態から把握される請求項に記載した発明以外の技術的思想について、それらの効果と共に記載する。
（１）前記炭酸よりも強い酸の溶融温度が炭酸塩の分解温度よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の消火性組成物。
このように構成した場合、低温で二酸化炭素を発生させることができるため、火災の初期消火に有効である。
【００６１】
（２）前記炭酸よりも強い酸の融点が２２０℃以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の消火性組成物。
このように構成した場合、火災時の燃焼熱により融解して炭酸塩と酸塩基反応を生じやすく、消火に十分な二酸化炭素を発生することができる。
【実施例】
【００６２】
以下、前記実施形態を具体化した実施例及び比較例について説明する。
試験は、高さ１５０ｍｍ×幅１５０ｍｍ×奥行１５０ｍｍの箱（スレート板製）の床部中央に、ガーゼ２０ｇにエタノール１０ｍｌをしみこませて設置し、該ガーゼに着火して鎮火するまでの時間を測定することにより行った。なお、着火のために箱壁の一面は床から高さ８０ｍｍまでとしてあり、その上部には壁がないため、着火及び消火の有無を目視確認することができる。
【００６３】
（実施例１）
実施例１の試験は、箱の天井となるスレート板に以下の消火性塗料を厚さ１０ｍｍで塗布し、２週間室温で養生して試験体とした。
実施例１の組成：クエン酸１００質量部、炭酸カルシウム１００質量部、合成樹脂としてのアクリル樹脂１００質量部、増粘剤１質量部。
試験の結果、着火から６分で鎮火した。
【００６４】
（実施例２）
実施例２の試験は、箱の天井となるスレート板に以下の消火性塗材を厚さ１０ｍｍで塗布し、２週間室温で養生して試験体とした。
実施例２の組成例：アクリル樹脂で被覆された炭酸よりも強い酸としてのクエン酸１００質量部、炭酸塩としての炭酸ナトリウム１００質量部、結合材としての石膏１００質量部。
試験の結果、着火から７分で鎮火した。
【００６５】
（実施例３）
実施例３の試験は、着火直後の炎に対して以下の消火性組成物をふりかけて行った。
実施例３の組成：酒石酸１００質量部、炭酸水素ナトリウム１００質量部。
試験の結果、着火から４分で鎮火した。
【００６６】
（実施例４）
実施例４の試験は、着火直後の炎に対して以下の消火性組成物をふりかけて行った。
実施例４の組成：クエン酸１００質量部、炭酸カルシウム１００質量部。
試験の結果、着火から４分で鎮火した。
【００６７】
（実施例５）
実施例５の試験は、箱の壁となるスレート板（３面）に以下の消火性塗材を厚さ５ｍｍで塗布し、２週間室温で養生して試験体とした。
【００６８】
実施例５の組成例：炭酸よりも強い酸としてのクエン酸１００質量部、ステアリン酸アルミニウムで被覆された炭酸塩としての炭酸カルシウム１００質量部、結合材としての石膏１００質量部、結合材としての酢酸ビニル樹脂２０質量部。
試験の結果、着火から５分で鎮火した。
【００６９】
（実施例６）
実施例６の試験は、箱の壁となるスレート板（３面）及び天井に以下の消火性塗材を厚さ５ｍｍで塗布し、２週間室温で養生して試験体とした。
実施例６の組成例：炭酸よりも強い酸としてのクエン酸２０質量部、ステアリン酸アルミニウムで被覆された炭酸塩としての炭酸カルシウム１００質量部、結合材としてのエチレン酢酸ビニル共重合樹脂１００質量部。
試験の結果、着火から５分で鎮火した。
【００７０】
（実施例７）
実施例７の試験は、箱の壁となるスレート板（３面）及び天井に以下の消火性塗材を厚さ５ｍｍで塗布し、２週間室温で養生して試験体とした。
実施例７の組成例：ゼラチンで被覆された炭酸よりも強い酸としての塩酸２０質量部、炭酸塩としての炭酸マグネシウム１００質量部、結合材としての普通ポルトランドセメント１００質量部。
試験の結果、着火から４分で鎮火した。
【００７１】
比較例１の試験は、箱の天井となるスレート板のみで試験体とした。
試験の結果、着火から２０分で鎮火した。
【００７２】
比較例２の試験は、箱の天井となるスレート板に以下の消火性塗料を厚さ１０ｍｍで塗布し、２週間室温で養生して試験体とした。
比較例２の組成：酸化ジルコニウム１００質量部、炭酸リチウム１００質量部、合成樹脂としてのアクリル樹脂１００質量部、増粘剤１質量部。
試験の結果、着火から１４分で鎮火した。
【００７３】
比較例３の試験は、着火直後の炎に対して以下の消火性組成物をふりかけて行った。
比較例３の組成：酸化ジルコニウム１００質量部、炭酸カルシウム１００質量部。
試験の結果、着火から１５分で鎮火した。
【００７４】
なお、本明細書に記載されている技術的思想は以下に示す発明者により創作された。
段落番号［０００１］〜［００７３］に記載されている技術的思想は加藤圭一により創作された。また、願書に添付した特許請求の範囲、明細書の著作者は加藤圭一である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物の外壁、天井等に用いられ、火災時の燃焼熱により消火性の気体を発生する消火性組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、火災の消火方法としては、一般的にスプリンクラー等から水を放水して消火することが行われている。また、二酸化炭素を放出し、大気中の酸素と火炎を遮断することによる消火設備もある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、二酸化炭素を発生する消火剤としては例えば、炭酸リチウム粒子と酸化ジルコニウム粒子とからなる混合粉末を消火剤として用い、両粒子を反応させた時に生成される二酸化炭素で消火を行うものがある。（例えば特許文献２参照。）。この消火剤によれば、設置された場所の温度が反応温度以上になると自然と二酸化炭素を放出して消火を行うことができる。
【０００４】
しかし、水や二酸化炭素を放出する消火方法においては、複雑な設備が必要であるという問題点があった。また、二酸化炭素を発生する消火剤においては、炭酸リチウムと、この炭酸リチウムと反応してリチウム複合酸化物を生成する酸化物が必要であるため、使用できる薬剤が高価であるとともに、用いられる炭酸リチウムの毒性がＬＤ５０で５２５ｍｇ／ｋｇ（ラット、経口）であり、皮膚に接触した場合には発赤するという問題点があった。特に塗料等で現場施工を行う場合や、人が直接接触するような部位に用いられる建材においてはより安全な消火性組成物が求められていた。
【０００５】
さらに、前記炭酸リチウムを使用する消火剤においては、２００〜８００℃という比較的高温にならないと二酸化炭素を発生しないため、火災の初期消火性能が十分でないという問題点があった。
【特許文献１】特開２００３−３８６７３号公報（第２〜３頁）
【特許文献２】特開２００１−１７８８４２号公報（第２〜３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、火災時の燃焼熱により二酸化炭素を発生する消火性組成物において、該消火性組成物が人体にとってより安全なものにする点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、火災時の燃焼熱により二酸化炭素を発生する消火性組成物において、該消火性組成物が炭酸よりも強い酸と炭酸塩とを含有していることを最も主要な特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記炭酸よりも強い酸が常温で固体であることを最も主要な特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記炭酸よりも強い酸及び炭酸塩のうち、少なくともいずれか一方が常温で非水溶性であることを最も主要な特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記炭酸よりも強い酸又は炭酸塩が常温で水溶性である場合において、該炭酸よりも強い酸及び炭酸塩のうち、少なくともいずれか一方の表面が被覆してあることを最も主要な特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、塗料組成物において、該塗料組成物が請求項１ないし請求項４のいずれかの項に記載の消火性組成物を含有することを最も主要な特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、建材において、該建材が請求項１ないし請求項４のいずれかの項に記載の消火性組成物を含有することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、火災時の燃焼熱により二酸化炭素を発生する消火性組成物において、人が直接接触しても安全な消火性組成物を提供することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、消火性組成物を合成樹脂、セメント、石膏等を結合剤として成型することが容易になる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加え、消火性組成物を水性塗料等の水を媒体とする形態で提供する場合において、常温における酸と炭酸塩との酸塩基反応を抑制することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加え、消火性組成物を水性塗料等の水を媒体とする形態で提供する場合において、常温における酸と炭酸塩との酸塩基反応を抑制することができる。
【００１７】
請求項５又は請求項６に記載の発明によれば、スプリンクラー等の複雑な消火設備がなくとも初期消火性に優れた建築物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した実施形態を説明する。
本発明は炭酸より強い酸が常温で固体である場合には、該酸が火災時の燃焼熱により溶融し、炭酸塩と酸塩基反応によって、炭酸塩の分解温度よりも低い温度で二酸化炭素を発生させることができるという技術的思想に基づくものである。
【００１９】
また、炭酸より強い酸が常温で液体であるか固体であるかにかかわらず、該酸を被覆材により被覆することによって、炭酸塩と酸との接触温度を制御することが容易になるという技術的思想にも基づいている。
【００２０】
本発明において炭酸より強い酸とは電離度が炭酸の電離度より大きい酸を言う。
【００２１】
本発明の消火性組成物は炭酸よりも強い酸と炭酸塩とを含有していることが必要である。その組成は、例えば以下のようなものである。
【００２２】
消火性組成物の組成例：メラミン樹脂で被覆された炭酸よりも強い酸としてのクエン酸１００質量部、炭酸塩としての炭酸カルシウム１００質量部。
【００２３】
前記炭酸よりも強い酸としては例えば、蟻酸、酢酸、安息香酸、シュウ酸、プロピオン酸、酪酸、乳酸、コハク酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、カプロン酸、クエン酸、リンゴ酸、アミノ酸、酒石酸、フミン酸等のカルボン酸、スルホン酸、塩酸、リン酸、硫酸、硝酸等が挙げられる。これらは単独で用いても良く、２以上を混合させて用いても良い。
【００２４】
前記炭酸よりも強い酸は常温で固体であることが好ましい。常温で固体であることにより、消火性組成物を合成樹脂、セメント、石膏等を結合剤として成型することが容易になる。常温で固体である炭酸よりも強い酸としては例えば、クエン酸（融点１００〜１５７℃）、マレイン酸（融点１３３℃）、フマル酸（融点３００℃）、アセチルサリチル酸（融点１３５℃）、ラウリン酸（融点４３℃）、ステアリン酸（融点６８℃）、パルチミン酸（融点６３℃）、無水フタル酸（融点１３２℃）、アジピン酸（融点１５３℃）、アコニット酸（融点１９５℃）、アセチル安息香酸（融点１１４〜２０６℃）、アセチルサリチル酸（融点１３５℃）、アセチレンジカルボン酸（融点１７８℃）、アセトアミド安息香酸（融点１８５〜２５６℃）、アセトキシコハク酸（融点１２９〜１３０℃）、アセト酢酸（融点３６〜３７℃）、アゾキシ二安息香酸（融点２４０〜３２０）、アゾ二安息香酸（融点２３７〜３４０）、アトロパ酸（融点１０７〜１０８℃）、アトロラクチン酸（融点９５℃）、アニス酸（融点１０６〜１８５℃）、アビエチン酸（融点１７５℃）、アマリン酸（融点２４６℃）、アミノ安息香酸（融点１７８〜１８７℃）、アミノケイ皮酸（融点１５８〜１８５℃）、アミノサリチル酸（融点１５０〜２８３℃）、サリチル酸（ｏ−安息香酸、融点１５３℃）、酒石酸（融点１２０〜２０５℃）、シュウ酸（融点１８２〜１９０℃）等が挙げられる。
【００２５】
これらのうち、好ましくは融点が８０〜２２０℃であり、より好ましくは９０〜２００℃であり、最も好ましくは１００〜１８０℃である。この範囲にあるとき、火災時の燃焼熱により融解して炭酸塩と酸塩基反応を生じやすく、十分な二酸化炭素を発生することができる。融点が８０℃未満である場合には、比較的低温で融解してしまうため、ボヤ程度の消火が容易な火災であっても二酸化炭素を発生してしまおそれがあり、塗料や建材等の形態で提供される場合には、補修をする必要がある。逆に融点が２２０℃を超える場合には、火災がある程度大きくならないと二酸化炭素を発生しないため、火災の初期消火が十分でない。常温で固体である炭酸よりも強い酸の融点が９０〜２００℃の範囲にある場合には、初期消火に対応可能であり、また、消火に必要な二酸化炭素の発生が遅すぎることにもならない。
【００２６】
さらに、常温で固体である炭酸よりも強い酸の融点が１００〜１８０℃の範囲にある場合には、水の沸点である１００℃以上になってから二酸化炭素を発生させることができる。このため、火災を生じている室内にスプリンクラー等の水を使用する消火設備が併設してある場合には、スプリンクラーの消火能力範囲の火災では二酸化炭素を発生させることがないため、火災の消火後に部屋を再利用することが容易であるとともに、スプリンクラーの消火能力を超える火災が生じた場合にもスプリンクラーと本発明の消火性組成物との二段階で消火をすることができる。
【００２７】
前記炭酸より強い酸はラットにおける経口毒性がＬＤ５０値で好ましくは２０００ｍｇ／ｋｇ以上、より好ましくは５０００ｍｇ／ｋｇ以上のものを用いることが好ましい。この範囲にあるとき、人体への影響が少なく誤飲した場合にも安全である。ラットの経口毒性がＬＤ５０値が２０００ｍｇ／ｋｇ以上のものとしては例えば、クエン酸（６７３０ｍｇ／ｋｇ）、酢酸（３３１０ｍｇ／ｋｇ）等が挙げられる。
【００２８】
前記炭酸塩としては例えば、炭酸アンモニウム、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸亜鉛、炭酸鉄、炭酸カリウム、炭酸マンガン等が挙げられる。これらのうち、金属塩を用いることが好ましく、アルカリ金属塩を用いることがより好ましい。炭酸塩として金属塩を用いることにより、常温で安定な消火性組成物を得ることができる。また炭酸塩としてアルカリ金属塩を用いることにより、酸との反応が良好な消火性組成物を得ることができる。
【００２９】
前記炭酸塩はラットの経口毒性がＬＤ５０値で好ましくは２０００ｍｇ／ｋｇ以上、より好ましくは５０００ｍｇ／ｋｇ以上のものを用いることが好ましい。この範囲にあるとき、人体への影響が少なく誤飲した場合にも安全である。ラットの経口毒性がＬＤ５０値が２０００ｍｇ／ｋｇ以上のものとしては例えば、炭酸カルシウム（６４５０ｍｇ／ｋｇ）等が挙げられる。これらのうち、炭酸カルシウムは皮膚感作性がなく、常温で安定であることから最も好ましく用いられる。
【００３０】
前記炭酸よりも強い酸及び炭酸塩は常温で非水溶性であることが好ましい。前記炭酸よりも強い酸及び炭酸塩が常温で非水溶性であることにより、消火性組成物を水性塗料等の水を媒体とする形態で提供する場合において、常温における酸と炭酸塩との酸塩基反応を抑制することができる。
【００３１】
前記常温で非水溶性の炭酸よりも強い酸としては例えば、ｏ−アセトアミド安息香酸、アミノ安息香酸、アミノケイ皮酸、安息香酸、サリチル酸等が挙げられる。
前記常温で非水溶性の炭酸塩としては例えば、炭酸カルシウム、炭酸コバルト、炭酸マンガン等が挙げられる。
【００３２】
炭酸塩のうち、少なくともいずれか一方の表面が被覆してあることが好ましい。前記炭酸よりも強い及び炭酸塩のうち、少なくともいずれか一方の表面が被覆してあることにより、消火性組成物を水性塗料等の水を媒体とする形態で提供する場合において、常温における酸と炭酸塩との酸塩基反応を抑制することができる。また、被覆材で被覆することにより、炭酸よりも強い酸又は炭酸塩に皮膚感作性があったとしても、人が直接触れても安全にすることができる。
【００３３】
前記炭酸よりも強い酸又は炭酸塩の表面を被覆する被覆材としては例えば、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂等の合成樹脂、ステアリン酸アルミニウム等の脂肪酸塩、ゼラチン、アルギン酸ナトリウム、シリカ、アルミナ等が挙げられる。これらのうち、合成樹脂を用いることが好ましい。合成樹脂を用いることにより、被覆材の融点やガラス転移点を調整することが容易なため、目的とする温度で炭酸よりも強い酸と炭酸塩との接触反応を生じさせることが容易である。
【００３４】
前記炭酸よりも強い酸及び炭酸塩の表面を被覆する被覆方法としては、既知の方法を用いることができる。例えば、界面重合法、ｉｎ−ｓｉｔｅ重合法、液中乾燥法、コアセルベーション法、噴霧乾燥法、乾式混合法等が挙げられる。
【００３５】
前記炭酸よりも強い酸と炭酸塩との混合比率は炭酸よりも強い酸の価数をａ、該酸のモル数をＭａとし、炭酸塩のモル数をＭｃとした場合、ａ×Ｍａ＝１Ｍｃ〜３Ｍｃとすることが好ましい。この範囲にあるとき、炭酸よりも強い酸と炭酸塩とが完全に反応することができるため、単位体積当たりの二酸化炭素放出量を最大にすることができる。ａ×Ｍａが１Ｍｃ未満の場合には、炭酸塩の絶対量が少ないために火災時の燃焼熱による二酸化炭素の発生量が少なくなる。逆に３Ｍｃを超える場合には、炭酸よりも強い酸の絶対量が少ないため、火災時の燃焼熱による二酸化炭素の発生量が少なくなる。
【００３６】
前記炭酸よりも強い酸及び炭酸塩の粒子径は、好ましくは１５〜２０００μｍであり、より好ましくは３０〜１５００μｍであり、最も好ましくは５０〜１０００μｍである。この範囲にあるとき、炭酸よりも強い酸と炭酸塩との接触面積が最適となり、火災時の燃焼熱によって効率よく二酸化炭素を発生させることができる。前記炭酸よりも強い酸及び炭酸塩の粒子径が１５μｍ未満の場合には表面を完全に被覆する被覆することが困難であり、逆に前記炭酸よりも強い酸及び炭酸塩の粒子径が２０００μｍを超える場合には、二酸化炭素の発生速度が低下するおそれがある。
【００３７】
以上のように構成された消火性組成物は塗料組成物や建材として使用することができる。塗料組成物としては例えば以下のような組成が挙げられる。
塗料組成物の組成例：前記消火性組成物例１００質量部、結合剤としての合成樹脂１００質量部、増粘剤１質量部、造膜助剤５質量部。
【００３８】
前記消火性組成物を塗料組成物や建材として用いることにより、スプリンクラー等の複雑な消火設備がなくとも初期消火性に優れた建築物を得ることができる。また、スプリンクラー等の既存の消火設備を併設すればより防災性に優れた建築物を得ることができる。
【００３９】
前記結合剤は合成樹脂に限定されず、任意に設定することができる。例えば、セメント、石膏、水ガラス、たんぱく質等が挙げられる。
【００４０】
前記合成樹脂としては例えば、酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、プロピオン酸ビニル樹脂、バーサティック酸ビニル樹脂等のカルボン酸ビニル樹脂、（メタ）アクリル酸メチル樹脂、（メタ）アクリル酸エチル樹脂、（メタ）アクリル酸メチル樹脂、（メタ）アクリル酸エチル樹脂、（メタ）アクリル酸ブチル樹脂、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル樹脂、アクリロニトリル樹脂、メタクリロニトリル樹脂等のアクリル酸樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂等、またはそれらの変性樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、これらの樹脂を形成する単量体の２以上を共重合させて用いても良い。またエマルジョンとして用いても良い。
【００４１】
以上のように構成された塗料組成物は以下のように作用する。被施工体としての天井に本発明の塗料組成物を塗装する。数日後、塗料組成物は乾燥し消火性塗膜を形成する。天井に消火性塗膜が形成されている室内で火災が発生すると、該塗膜の内部温度がクエン酸の融点である１００〜１５７℃に達するとクエン酸が融解する。該クエン酸の表面を被覆しているメラミン樹脂は軟化するとともに熱膨張して薄くなるため、内部に収容している融解したクエン酸が流出する。該融解したクエン酸は炭酸カルシウムに接触して二酸化炭素を発生する。このとき予想される反応式は以下の通りである。
反応式：２Ｃ６Ｈ８Ｏ７＋３ＣａＣＯ３→Ｃａ３（Ｃ６Ｈ５Ｏ７）２＋３Ｈ２Ｏ＋３ＣＯ２
前記発生した二酸化炭素は空気より比重が大きいため（空気の比重を１としたときの二酸化炭素の比重１．５３）、室内の下方に沈んで消火することができる。
【００４２】
以上のように、本発明の消火性組成物によれば、火災時の燃焼熱により二酸化炭素を発生させることができるため、特殊な装置を必要とすることなく消火することができるとともに、人が直接触れても安全な消火性組成物を提供することができる。また、２２０℃以下という炭酸カルシウムの分解温度（９００℃）よりも低い温度で二酸化炭素を発生させることができるため、火災の初期消火に有効である。
【００４３】
本実施形態は以下に示す効果を発揮することができる。
・前記炭酸よりも強い酸が常温で固体であることにより、消火性組成物を合成樹脂、セメント、石膏等を結合剤として成型することが容易になる。
【００４４】
・前記炭酸よりも強い酸の融点が８０〜２２０℃であることにより、火災時の燃焼熱により融解して炭酸塩と酸塩基反応を生じやすく、十分な二酸化炭素を発生することができる。
【００４５】
・前記炭酸よりも強い酸の融点が１００〜１８０℃の範囲にある場合には、水の沸点である１００℃以上になってから二酸化炭素を発生させることができる。このため、火災を生じている室内にスプリンクラー等の水を使用する消火設備が併設してある場合には、スプリンクラーの消火能力範囲の火災では二酸化炭素を発生させることがないため、火災の消火後に部屋を再利用することが容易であるとともに、スプリンクラーの消火能力を超える火災が生じた場合にもスプリンクラーと本発明の消火性組成物との二段階で消火をすることができる。
【００４６】
・前記炭酸より強い酸のラットにおける経口毒性がＬＤ５０値で２０００ｍｇ／ｋｇ以上であることにより、人体への影響が少なく誤飲した場合にも安全である。
【００４７】
・前記炭酸塩のラットにおける経口毒性がＬＤ５０値で好ましくは２０００ｍｇ／ｋｇ以上であることにより、人体への影響が少なく誤飲した場合にも安全である。
【００４８】
・前記炭酸よりも強い酸及び炭酸塩が常温で非水溶性であることにより、消火性組成物を水性塗料等の水を媒体とする形態で提供する場合において、常温における酸と炭酸塩との酸塩基反応を抑制することができる。
【００４９】
・前記炭酸よりも強い酸又は炭酸塩が常温水溶性である場合には、該炭酸よりも強い及び炭酸塩のうち、少なくともいずれか一方の表面が被覆してあることにより、消火性組成物を水性塗料等の水を媒体とする形態で提供する場合において、常温における酸と炭酸塩との酸塩基反応を抑制することができる。また、被覆材で被覆することにより、炭酸よりも強い酸又は炭酸塩に皮膚感作性があったとしても、人体の接触に対して安全である。
【００５０】
・前記炭酸よりも強い酸又は炭酸塩の表面を合成樹脂で被覆することにより、被覆材の融点やガラス転移点を調整することが容易なため、目的とする温度で炭酸よりも強い酸と炭酸塩との接触反応を容易に生じさせることができる。
【００５１】
・前記炭酸よりも強い酸と炭酸塩との混合比率は炭酸よりも強い酸の価数をａ、該酸のモル数をＭａとし、炭酸塩のモル数をＭｃとした場合において、ａ×Ｍａ＝１Ｍｃ〜３Ｍｃとすることにより、炭酸よりも強い酸と炭酸塩とを完全に反応させることができるため、単位体積当たりの二酸化炭素放出量を最大にすることができる。
【００５２】
・前記炭酸よりも強い酸及び炭酸塩の粒子径が１５〜２０００μｍであることにより、炭酸よりも強い酸と炭酸塩との接触面積が最適となり、火災時の燃焼熱によって効率よく二酸化炭素を発生させることができる。
【００５３】
・前記炭酸よりも強い酸の溶融温度が炭酸塩の分解温度よりも低いことにより、低温で二酸化炭素を発生させることができるため、火災の初期消火に有効である。
【００５４】
・前記炭酸塩として金属塩を用いることにより、常温で安定な消火性組成物を得ることができる。また前記炭酸塩としてアルカリ金属塩を用いることにより、酸との反応が良好な消火性組成物を得ることができる。
【００５５】
なお、本発明の前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・前記実施形態においては、炭酸よりも強い酸としてのクエン酸の表面を被覆材としてのメラミン樹脂で被覆しているが、被覆材による反応温度の調整が不要な場合には、必ずしも被覆する必要はない。
【００５６】
・前記実施形態においては、クエン酸と炭酸カルシウムを別々に混合して消火性組成物をとしているが、両者を混合した後に合成樹脂、石膏、セメント等の結合材により成型体又は造粒粉としても良い。
このように構成した場合、炭酸よりも強い酸としてのクエン酸と炭酸塩としての炭酸カルシウムとの接触をより確実にすることができる。
【００５７】
・前記実施形態においては本発明の消火性組成物を塗料の形態で使用したが、任意の形態で用いることができる。例えば粉末、造粒粉等の粉体、消火剤を合成樹脂、セメント、石膏等の結合材による成型体、板、シート、塗料、塗材等の形態で用いても良い。また、多孔質体に吸着させて用いても良いし、消火器の薬剤として使用しても良い。
【００５８】
・前記実施形態においては本発明の消火性組成物を塗料の形態で使用したが、該消火剤を圧縮成型や結合材等により成型体とし、燃焼中の炎に直接投げ込んで使用しても良い。
【００５９】
・前記実施形態においては本発明の消火性組成物を塗料の形態で使用したが、この場合には、増粘剤、造膜助剤、分散剤、湿潤剤、充填材、着色顔料、繊維等の通常の塗料に用いる添加剤を用いることができる。
【００６０】
次に、前記実施形態から把握される請求項に記載した発明以外の技術的思想について、それらの効果と共に記載する。
（１）前記炭酸よりも強い酸の溶融温度が炭酸塩の分解温度よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の消火性組成物。
このように構成した場合、低温で二酸化炭素を発生させることができるため、火災の初期消火に有効である。
【００６１】
（２）前記炭酸よりも強い酸の融点が２２０℃以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の消火性組成物。
このように構成した場合、火災時の燃焼熱により融解して炭酸塩と酸塩基反応を生じやすく、消火に十分な二酸化炭素を発生することができる。
【実施例】
【００６２】
以下、前記実施形態を具体化した実施例及び比較例について説明する。
試験は、高さ１５０ｍｍ×幅１５０ｍｍ×奥行１５０ｍｍの箱（スレート板製）の床部中央に、ガーゼ２０ｇにエタノール１０ｍｌをしみこませて設置し、該ガーゼに着火して鎮火するまでの時間を測定することにより行った。なお、着火のために箱壁の一面は床から高さ８０ｍｍまでとしてあり、その上部には壁がないため、着火及び消火の有無を目視確認することができる。
【００６３】
（実施例１）
実施例１の試験は、箱の天井となるスレート板に以下の消火性塗料を厚さ１０ｍｍで塗布し、２週間室温で養生して試験体とした。
実施例１の組成：クエン酸１００質量部、炭酸カルシウム１００質量部、合成樹脂としてのアクリル樹脂１００質量部、増粘剤１質量部。
試験の結果、着火から６分で鎮火した。
【００６４】
（実施例２）
実施例２の試験は、箱の天井となるスレート板に以下の消火性塗材を厚さ１０ｍｍで塗布し、２週間室温で養生して試験体とした。
実施例２の組成例：アクリル樹脂で被覆された炭酸よりも強い酸としてのクエン酸１００質量部、炭酸塩としての炭酸ナトリウム１００質量部、結合材としての石膏１００質量部。
試験の結果、着火から７分で鎮火した。
【００６５】
（実施例３）
実施例３の試験は、着火直後の炎に対して以下の消火性組成物をふりかけて行った。
実施例３の組成：酒石酸１００質量部、炭酸水素ナトリウム１００質量部。
試験の結果、着火から４分で鎮火した。
【００６６】
（実施例４）
実施例４の試験は、着火直後の炎に対して以下の消火性組成物をふりかけて行った。
実施例４の組成：クエン酸１００質量部、炭酸カルシウム１００質量部。
試験の結果、着火から４分で鎮火した。
【００６７】
（実施例５）
実施例５の試験は、箱の壁となるスレート板（３面）に以下の消火性塗材を厚さ５ｍｍで塗布し、２週間室温で養生して試験体とした。
【００６８】
実施例５の組成例：炭酸よりも強い酸としてのクエン酸１００質量部、ステアリン酸アルミニウムで被覆された炭酸塩としての炭酸カルシウム１００質量部、結合材としての石膏１００質量部、結合材としての酢酸ビニル樹脂２０質量部。
試験の結果、着火から５分で鎮火した。
【００６９】
（実施例６）
実施例６の試験は、箱の壁となるスレート板（３面）及び天井に以下の消火性塗材を厚さ５ｍｍで塗布し、２週間室温で養生して試験体とした。
実施例６の組成例：炭酸よりも強い酸としてのクエン酸２０質量部、ステアリン酸アルミニウムで被覆された炭酸塩としての炭酸カルシウム１００質量部、結合材としてのエチレン酢酸ビニル共重合樹脂１００質量部。
試験の結果、着火から５分で鎮火した。
【００７０】
（実施例７）
実施例７の試験は、箱の壁となるスレート板（３面）及び天井に以下の消火性塗材を厚さ５ｍｍで塗布し、２週間室温で養生して試験体とした。
実施例７の組成例：ゼラチンで被覆された炭酸よりも強い酸としての塩酸２０質量部、炭酸塩としての炭酸マグネシウム１００質量部、結合材としての普通ポルトランドセメント１００質量部。
試験の結果、着火から４分で鎮火した。
【００７１】
比較例１の試験は、箱の天井となるスレート板のみで試験体とした。
試験の結果、着火から２０分で鎮火した。
【００７２】
比較例２の試験は、箱の天井となるスレート板に以下の消火性塗料を厚さ１０ｍｍで塗布し、２週間室温で養生して試験体とした。
比較例２の組成：酸化ジルコニウム１００質量部、炭酸リチウム１００質量部、合成樹脂としてのアクリル樹脂１００質量部、増粘剤１質量部。
試験の結果、着火から１４分で鎮火した。
【００７３】
比較例３の試験は、着火直後の炎に対して以下の消火性組成物をふりかけて行った。
比較例３の組成：酸化ジルコニウム１００質量部、炭酸カルシウム１００質量部。
試験の結果、着火から１５分で鎮火した。
【００７４】
なお、本明細書に記載されている技術的思想は以下に示す発明者により創作された。
段落番号［０００１］〜［００７３］に記載されている技術的思想は加藤圭一により創作された。また、願書に添付した特許請求の範囲、明細書の著作者は加藤圭一である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
火災時の燃焼熱により二酸化炭素を発生する消火性組成物において、該消火性組成物が炭酸よりも強い酸と炭酸塩とを含有していることを特徴とする消火性組成物。
【請求項２】
前記炭酸よりも強い酸が常温で固体であることを特徴とする請求項１に記載の消火性組成物。
【請求項３】
前記炭酸よりも強い酸及び炭酸塩のうち、少なくともいずれか一方が常温で非水溶性であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の消火性組成物。
【請求項４】
前記炭酸よりも強い酸又は炭酸塩が常温水溶性である場合において、該炭酸よりも強い及び炭酸塩のうち、少なくともいずれか一方の表面が被覆してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の消火性組成物。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかの項に記載の消火性組成物を含有することを特徴とする塗料組成物。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかの項に記載の消火性組成物を含有することを特徴とする建材。
【請求項１】
火災時の燃焼熱により二酸化炭素を発生する消火性組成物において、該消火性組成物が炭酸よりも強い酸と炭酸塩とを含有していることを特徴とする消火性組成物。
【請求項２】
前記炭酸よりも強い酸が常温で固体であることを特徴とする請求項１に記載の消火性組成物。
【請求項３】
前記炭酸よりも強い酸及び炭酸塩のうち、少なくともいずれか一方が常温で非水溶性であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の消火性組成物。
【請求項４】
前記炭酸よりも強い酸又は炭酸塩が常温水溶性である場合において、該炭酸よりも強い及び炭酸塩のうち、少なくともいずれか一方の表面が被覆してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の消火性組成物。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかの項に記載の消火性組成物を含有することを特徴とする塗料組成物。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかの項に記載の消火性組成物を含有することを特徴とする建材。
【公開番号】特開２００８−５４７３４（Ｐ２００８−５４７３４Ａ）
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３１９９９（Ｐ２００６−２３１９９９）
【出願日】平成１８年８月２９日（２００６．８．２９）
【出願人】（０００１５９０３２）菊水化学工業株式会社 (121)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２９日（２００６．８．２９）
【出願人】（０００１５９０３２）菊水化学工業株式会社 (121)
【Ｆターム（参考）】
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