説明

消火設備試験用泡薬剤

【課題】泡消火薬剤を有した設備の訓練用に用いられる下水道法の排除基準を満たした消火設備試験用泡薬剤を提供する。
【解決手段】本発明に係る消火設備試験用泡薬剤は、水溶液中に、炭化水素系アニオン界面活性剤を、消防法(昭和23年法律第186号)第21条の2第2項の規定に基づく発泡試験において、発泡倍率が2倍以上となる量を含むことにより構成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、泡消火薬剤を用いた消火設備の点検や訓練を行う際に、当該泡消火薬剤に代えて用いられる消火設備試験用泡薬剤に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般に、泡消火薬剤は、主として水による消火では効果が少ないか、又はかえって火災を拡大するおそれのある可燃性の液体火災に用いられるもので、特に第4類危険物の消火薬剤として最も重要なものである(例えば、下記特許文献1および特許文献2参照。)。
【0003】
この泡消火薬剤としては、加水分解たん白質を主成分とした、たん白泡消火薬剤や、たん白泡消火薬剤にフッ素系界面活性剤を配合したフッ素たん白泡消火薬剤、あるいは炭化水素系界面活性剤を主成分とした合成界面活性剤泡消火薬剤や炭化水素系界面活性剤とフッ素系界面活性剤を主成分とする水成膜泡消火薬剤等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開昭2007−252731号公報
【特許文献2】特開昭2007−238651号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
そして、石油コンビナートや地下駐車場等の上記可燃性の液体による火災のおそれがある大規模施設においては、これら泡消火薬剤を用いた泡消火設備が設置されている。
この泡消火設備は、水の供給源と、泡消火薬剤の貯蔵槽と、これら水と泡消火液剤を混合する混合器と、混合された薬剤に空気を混入させて泡を生成させつつ消火薬剤として放出する泡放出口等から概略構成されたものである。
【0006】
このような泡消火設備においては、緊急時に迅速に対応することができるように、また上記混合器や泡放出口が常に正常に機能するかを確認するために、日頃から訓練をおこなうことが大切である。
【0007】
ところが、上記泡消火薬貯蔵槽に所蔵されている実際の消火用の上記泡消火薬剤は、耐火性や消火性には優れるものの、下水への排除基準、特にBOD値を満たしているものは無い。このため、当該泡消火薬剤を用いて消火訓練を行った場合には、訓練終了後に早期に大量の泡を回収しなければならないといった問題点が指摘されている。このため、当該訓練をいつでもおこなえて、かつ回収等の負荷のない、下水道法に適した訓練用の泡消火薬剤の開発が強く望まれていた。
【0008】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、泡消火薬剤を有した設備の訓練用に用いられる下水道法の排除基準を満たした消火設備試験用泡薬剤を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するため、請求項1に記載の消火設備試験用泡薬剤は、水溶液中に、炭化水素系アニオン界面活性剤を、消防法(昭和23年法律第186号)第21条の2第2項の規定に基づく発泡試験において、発泡倍率が2倍以上となる量を含んでなることを特徴とするものである。
【0010】
ここで、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、上記炭化水素系アニオン界面活性剤が、下記一般式(1)
RCH=CH(CH2)nSO3Z ・・・(1)
(Rは炭素数8〜30の脂肪族炭化水素基、nは0〜5、Zはアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属)、で表わされるアルファオレフィンスルホン酸塩を含むことを特徴とするものである。
【0011】
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、上記炭化水素系アニオン界面活性剤の濃度が、0.3〜3.1重量%の範囲であることを特徴とするものである。
【0012】
さらに、請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、上記水溶液が、水であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0013】
一般に、実際の消火に使用される泡消火薬剤は、5倍以上の発泡倍率が要求されている。これに対して、本発明者等の検証によれば、消火訓練においては、2倍以上の発泡倍率を有していれば、目視によって泡の生成を確認することが可能であり、よって上記消火設備における混合器や泡放出口の機能を確認し得ることが実証されている。
【0014】
したがって、請求項1〜4のいずれかに記載の発明によれば、消火訓練としての所望の起泡力を有するとともに消泡性もあり、しかも下水道法の排除基準をも満たしていることから、消防訓練に安心して使用することができる。
【0015】
ここで、特に請求項2に記載の発明によれば、上記消泡性とともに分解性にも優れる、訓練後は早期にそのまま下水道へ排出することが可能になる。この際に、請求項3に記載の発明のように、炭化水素系アニオン界面活性剤の濃度を0.3〜3.1重量%の範囲とすれば、少量の活性剤の添加によって確実に2倍以上の発泡倍率を得ることができ、経済性にも優れる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明に係る消火設備試験用泡薬剤の一実施形態について説明する。
先ず、使用する炭化水素系アニオン界面活性剤としては、アルキルエーテル硫酸エステル塩、アルファオレフィンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸及びその塩、アルキル硫酸エステル塩、エーテルスルホン酸塩、エーテルカルボン酸塩、スルホコハク酸塩、メチルタウリン酸塩、アラニネート及びその塩などで、これらの1種または2種以上の混合物が挙げられる。
【0017】
これらのうち、好ましいものは、下記一般式(1)
RCH=CH(CH2)nSO3Z ・・・(1)
で示されるアルファオレフィンスルホン酸塩である。ここで、Rで表わされる炭素数8〜30の脂肪族炭化水素基は、飽和または不飽和のいずれでもよく、また、直鎖または分岐のいずれでもよい。例えば、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基、オレイル基、リノレイル基、リノレニル基などが挙げられる。これらのうち、炭素数8〜20のものが起泡力の観点から好ましく、特に好ましいのはテトラデシル基である。
【0018】
また、上記一般式(1)におけるnはメチル基の平均モル数を示し、0〜5の範囲である。ちなみに、付加モル数が5を超えると起泡力が悪くなるために好ましくない。
【0019】
さらに、上記一般式(1)のZは、アルカリ金属、アルカリ土類金属または両者の混合物を示し、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウム、およびこれらの2種類以上の混合物が挙げられる。これらのうち、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムが好ましく、特に好ましいものはナトリウム、カリウム、カルシウムである。
【0020】
上記アルファオレフィンスルホン酸塩は、アルファオレフィンのスルホン化により製造できるが、通常はアルケニルスルホン酸塩とヒドロキシアルカンスルホン酸塩の混合物として得られるため、市販品としてもこれらの混合物として入手できる。
【0021】
また、上記起泡剤には、必要に応じて、カチオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、両性界面活性剤、脂肪酸、水溶性無機金属塩、水溶性有機溶媒、水溶性高分子、などを併用しても良い。特にノニオン界面活性剤や水溶性有機溶媒は、起泡剤水溶液の安定性を向上させる効果がある。
【0022】
上記カチオン界面活性剤としては、本発明の起泡剤の起泡性を阻害しないものを用いる必要があり、例えば、モノアルキルアンモニウムクロライド、ジアルキルアンモニウムクロライド、EO付加アンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライドなどが挙げられる。好ましくはモノアルキルアンモニウムクロライドである。
【0023】
上記ノニオン界面活性剤としては、アルキルエーテル型、アルキルフェノール型、アルキルエステル型、ソルビタンエステル型、ソルビタンエステルエーテル型などが挙げられ、これらの1種または2種以上の混合物が使用できる。これらのうち、好ましいものはアルキルエーテル型である。
【0024】
上記両性界面活性剤としては、本発明の起泡剤の起泡性を阻害しないものを用いる必要があり、例えば、アラニン型、イミダゾリニウムベタイン型、アミノプロピルベタイン型、アミノジプロピオン型などが挙げられる。好ましくはイミダゾリニウムベタイン型である。
【0025】
上記脂肪酸としては、直鎖または分岐、天然または合成、飽和または不飽和のいずれでもよく、例えばカプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸、牛脂脂肪酸、オレイン酸、ヒマシ硬化脂肪酸、リノール酸、パルミトレイン酸、リノレン酸などが挙げられ、これらの1種または2種以上の混合物が使用できる。これらのうち、好ましいものはステアリン酸やパルミチン酸である。
【0026】
上記水溶性無機金属塩としては、例えばナトリウム塩(硫酸ナトリウム、塩化ナトリウムなど)、カリウム塩(硫酸カリウム、塩化カリウムなど)、マグネシウム塩(硫酸マグネシウム、塩化マグネシウムなど)、カルシウム塩(硫酸カルシウム、塩化カルシウムなど)などが挙げられ、これらの1種または2種以上の混合物が使用できる。これらのうち、好ましいものは硫酸マグネシウムや硫酸ナトリウムである。
【0027】
上記水溶性有機溶媒としては、本発明の起泡剤の起泡性を阻害しないものを用いる必要があり、例えばセロソルブ系溶剤(メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブなど)、カルビトール類(エチルカルビトール、ブチルカルビトールなど)、エチレンオキシドの付加モル数が3〜10のポリオキシエチレン低級アルキルエーテル、ジオール類(エチレングリコール、ジエチレングリコールなど)、アルコール類(エチルアルコール、ラウリルアルコールなど)などが挙げられ、これらの1種または2種以上の混合物が使用できる。これらのうち、好ましいものはセロソルブ系溶剤およびジオール類であり、具体的にはブチルセロソルブ、イソブチルセロソルブ、エチレングリコール、ジエチレングリコールである。
【0028】
上記水溶性高分子としては、例えばセルロース系誘導体(メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなど)、ポリビニルアルコール、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルエーテル、ポリエチレングリコールなどが挙げられ、これらの1種または2種以上の混合物が使用できる。好ましいものはセルロース系誘導体である。
【0029】
また、分散剤としては、上記起泡剤の起泡性を阻害しないものを用いる必要があり、例えばナフタレンスルホン酸系、アルキルナフタレンスルホン酸系、ポリカルボン酸系、ポリスチレンスルホン酸系、アルキルアミン型、アルキルフェノール型などが挙げられる。好ましいものはポリカルボン酸系である。
【0030】
本発明に係る消火設備試験用泡薬剤を使用するに際しては、泡薬剤をあらかじめ水溶液の形にしておきポンプ圧送をおこなって使用する方法や、消火設備のラインにこの泡薬剤が組み込まれるようにして、使用する方法などを採用することができる。
【実施例】
【0031】
以下に実施例を挙げて本発明の効果を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0032】
[実施例1] <下水道放流排出基準>
上記一般式(1)のアルファオレフィンスルホン酸ナトリウム(商品名「リポランLB−440」、ライオン(株)製:RCH=CH(CH2)nSO3NaとRCH2CH(OH)(CH2)mSO3Naとの混合物(Rの炭素数14))を用い、50%硫酸(試薬1級、和光純薬工業(株)製)にてpHを調整して、消火設備試験用泡薬剤を作製した。
【0033】
【表1】

【0034】
50%硫酸の調整は、水20ml:硫酸20mlを混合して作製した。
表1で調整した、消火設備試験用泡薬剤3mlと水97mlに調整して、昭和34年4月22日政令第147号;下水道法令施行令、下水道放流排出基準(海域以外)の試験を行った。結果を表2に示す。
【0035】
【表2】


【0036】
表2から、本発明の消火設備試験用泡薬剤は、下水道放流排出基準(海域以外)を満たしていることが判る。
【0037】
[実施例2〜4]および[比較例1〜2]
<発泡試験> <生化学的酸素要求量(BOD)>
一般式(1)のアルファオレフィンスルホン酸ナトリウム(商品名「リポランLB−440」、ライオン株式会社製(リポランは登録商標))を使用して、表3の配合にて作製し、50%硫酸(試薬1級、和光純薬工業(株)製)にてpHを調整した消火設備試験用泡薬剤3ml:水97mlについて、発泡試験と生化学的酸素要求量(BOD)の測定をおこなった。結果を表4に示す。
【0038】
【表3】

【0039】
<発泡試験>
発泡試験は消防法(昭和23年法律第186号)第21条の2第2項の規定に基づき、泡消火薬剤の技術上の規格を定める省令に準じて試験をおこなった。
発泡条件 標準発泡ノズル:合成界面活性剤泡消火薬剤試験用
放水量:10.0L/分
放水圧力:0.69MPa
水温・気温:20±2℃
【0040】
発泡は消火設備試験用泡薬剤を加圧容器に入れ、合成界面活性剤泡消火薬剤試験用標準発泡ノズルを用いて行い、気泡を泡収集容器(容量:1400ml)に採りその質量(g)を測定し、次式により発泡倍率を算出した。結果を表4に示す。
発泡倍率(倍)=1400/気泡の質量(g)
泡収集容器:φ187×51mm:日本検定協会「検定業務の手引」の別図11より
発泡倍率が大きい程、起泡剤の気泡力が優れているといえる。
【0041】
<生化学的酸素要求量(BOD)>
生化学的酸素要求量(BOD)は、JIS K0102−21に準じて試験をおこなった。
希釈水の調整:ばっ気した水1lにA液、B液、C液、D液を各1ml加える。
A液:リン酸水素二カリウム21.75g、リン酸二水素カリウム8.5g、リン酸二水素ナトリウム・12水44.6g、塩化アンモニウム1.7gを水に溶かした1000mlとする。
B液:硫酸マグネシウム七水和物22.5gを水に溶かした1000mlとする。
C液:塩化カルシウム27.5gを水に溶かした1000mlとする。
D液:塩化鉄(III)六水和物1.6gを水に溶かした1000mlとする。
【0042】
希釈試料の調整
有栓形メスシリンダー1000mlに希釈液を約半分入れ、前処理した試料を加え、希釈水で1000mlとする。栓をして静かに混合する。同様に希釈倍率の異なる物を調整する。培養瓶に希釈試料を入れ、1本は培養前の試料とし他は20±1℃に調整した恒温槽に入れて5日間培養する。
【0043】
希釈試料は調整後15分間放置したものと、恒温槽で5日間培養したものについて、溶存酸素を隔膜電極法にて測定し、次式により生化学的酸素要求量(BOD)を算出する。
BOD=(D1−D2)/P
ここで、BOD:生化学的酸素要求量(mgO/l)
1:希釈試料を調整してから15分間後の溶存酸素(mgO/l)
2:培養後の希釈試料の溶存酸素(mgO/l)
P:希釈試料中の試料の占める割合(試料/希釈試料)である。
【0044】
隔膜電極法
溶存酸素測定器に亜硫酸ナトリウム(25g→500ml)を注入し、マグネットスターラーで撹拌しながら電極を挿入してゼロ調整をおこなう。次に溶存酸素飽和水を注入して「JIS K 0102 表32.1水中の飽和溶存酸素」から指示値を合わせる。次に試料を注入してBODを測定する。
【0045】
【表4】

表4の結果から、本発明の消火設備試験用泡薬剤は下水道法令施行令、下水道放流排出基準(海域以外)の生化学的酸素要求量を満足し、泡として確認できる発泡倍率として2倍以上確保していることを有していることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【0046】
本発明に係る消火設備試験用泡薬剤は、泡消火薬剤を用いた消火設備の点検や訓練を行う際に、当該泡消火薬剤に代えて利用可能である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
水溶液中に、炭化水素系アニオン界面活性剤を、消防法(昭和23年法律第186号)第21条の2第2項の規定に基づく発泡試験において、発泡倍率が2倍以上となる量を含んでなることを特徴とする消火設備試験用泡薬剤。
【請求項2】
上記炭化水素系アニオン界面活性剤は、下記一般式(1)
RCH=CH(CH2)nSO3Z ・・・(1)
(Rは炭素数8〜30の脂肪族炭化水素基、nは0〜5、Zはアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属)
で表わされるアルファオレフィンスルホン酸塩を含むことを特徴とする請求項1に記載の消火設備試験用泡薬剤。
【請求項3】
上記炭化水素系アニオン界面活性剤の濃度は、0.3〜3.1重量%の範囲であることを特徴とする請求項2に記載の消火設備試験用泡薬剤。
【請求項4】
上記水溶液は、水であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の消火設備試験用泡薬剤。