JPH0194870A - 塩化シランの消火方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は塩化シランの消火方法に関するものである。

（従来の技術とその問題点） 塩化シランは、空気中においてきわめて不安定なうえ、
引火点の低い可燃物であり、−度着火すると有毒ガスを
発生し、消火がいちじるしく回連な物質である。従来公
知の粉末消火剤では、これら塩化シランの消火は回置で
あるばかりでなく、粉末消火剤の成分と塩化シランとが
反応して、有毒ガス（塩化水素、塩素等）の発生を助長
するという欠点があった。

他方、炭酸ガスおよびハロゲン化物等の気体もしくは液
体消火剤でも、塩化シランの消火は困難である。

また自然物を利用する例として、乾燥砂や水があるが、
これらの方法も有効な消火は不可能である。

すなわち乾燥砂を用いる方法は、いちじるしく多量の乾
燥砂を必要とするほか、砂の中に含まれている不純物と
塩化シランが反応して有毒ガスを発生する。

また水による消火は、消火能力が低いばかりでなく、水
と塩化シランの反応によって塩化水素などの有毒ガス、
シリカの白煙、多量のゲル状物質または塩化シランの種
類によっては水素を発生して爆発混合気を形成するおそ
れもある。

本発明者らは、かかる消火困難な塩化シランの消火方法
について種々検討を重ねた結果、有効な消火方法として
、シリカ系多孔質体を主成分とする粉体を散布する方法
を提案した（特願昭６１−２２４３２９）。

しかしこの方法は、Ｈｇ子をもつ塩化シランが沸点に近
い気温下で燃焼する場合およびメチル基の多い塩化シラ
ンが燃焼する場合は充分ではないので、かかる場合の消
火方法として、シリカ系多孔質体またはシリカ・アルミ
ナ系多孔質体を主成分とする粉体を散布した後、常温で
液体のハロンまたは水を噴霧する方法を提案した（特願
昭６２−２２１１０）。

しかしながらこの方法でも、気温約２５℃以上、相対湿
度約６０％以上のような高温、多湿下で、難消火性塩化
シランたとえばトリクロロシランおよび／またはメチル
ジクロルシラン等が燃焼する場合は消火困難である。

（問題点を解決するための手段） 一般に消火に必要な作用効果として。

（１）除去作用（可燃物を燃焼の原糸から除去する）、
（２）窒息作用（酸素供給源を遮断する）、（３）冷却
作用（燃焼熱を吸収して冷却し、着火温度以下に下げ燃
焼を抑制する）、 （４）抑制作用（燃焼の連鎖反応を抑制、阻止する）の
四つが知られているが、これらの作用は単独よりもむし
ろ相乗的に働かせるほうが一層効果的である。

本発明は前記したような気温約２５℃以上、相対湿度約
６０％以上の高温、多湿下で、難消火性塩化シランたと
えばトリクロロシランおよびメチルジクロルシラン等に
対する有効な消火方法を提供するものであり、消火対象
物の種類および消火時の環境条件に応じて、上記消火の
四つの作用すなわち除去作用、窒息作用、冷却作用およ
び抑制作用のそれぞれまたはそれらの相乗的発揮を効果
的ならしめるよう工夫されたもので。

第１の発明は。

粒子直径５μ１１〜５Ｉ１ｇｍ、細孔直径０．１〜１０
０μｍ＋であり、かつ真比重２．１〜２．５．嵩比重０
．２〜０．７であるＳｕｎ、を８０重量％以上含むシリ
カ系多孔質体および／またはＳｉＯ□＋Ａｌ２Ｏ３を９
０重量％以上含むシリカ・アルミナ系多孔質体からなる
不活性無機粉体を散布し、ついでナトリウム、カリウム
またはカルシウムの塩化物水溶液を噴霧することを特徴
とする塩化シランの消火方法であり、第２の発明は、 粒子直径５μｍ〜５Ｉ１ｍ、細孔直径０．１〜１００μ
ｍであり、かつ真比重２．１〜２．５、嵩比重０．２〜
０．７であるＳｉＯ２を８０重量％以上含むシリカ系多
孔質体および／または３１ｏ　ｚ　＋　Ａ　ｌｘ　Ｏ−
ヲ９０重量％　以上含むシリカ・アルミナ系多孔質体９
５〜７０重量％と、粒子直径１〜２００μ鳳であり、か
つ真比重２．５〜２．６、嵩比重１．０〜１．２である
Ｓ　ｉ　Ｏ、を９０重量％以上含む多角形珪砂５〜３０
重量％と からなる不活性無機粉体を散布し、ついでナトリウム、
カリウムまたはカルシウムの塩化物水溶液を噴霧するこ
とを特徴とする塩化シランの消火方法であり、 第３の発明は、 粒子直径５μ＋１〜５Ｉ、細孔直径０．１〜１００μｍ
であり、かつ真比重２．１〜２．５．嵩比重０．２〜０
．７であるＳｕｎ、を８０重量％以上含むシリカ系多孔
質体および／またはＳｉＯ，＋Ａｌ２Ｏ，を９ｏ重量％
以上含むシリカ・アルミナ系多孔質体９５〜７０重量％
と、。粒子直径１〜２００μｍであり、かつ真比重２．
５〜２．６．嵩比重１．０〜１．２テあるＳｉＯ２を９
０重量％以上含む多角形珪砂５〜３０重量％と か、らなる不活性無機粉体を散布することを特徴とする
塩化シランの消火方法である。

以下本発明をさらに詳しく説明する。

本発明でいう難消火性塩化シランは、シリコーン樹脂、
半導体シリコンおよび合成石英等の製造用原料として今
日多量に使用されているもので、フェニル基Ｃ，Ｈ，、 Ｑ：０〜３、 ｍ：　０〜３゜ ４−Ｑ−ｍ：１〜４ である。

代表的な物質としては。

トリクロロシラン　　　　　　　　　　５ｉＨＣ１３、
トリメチルクロルシラン　　　　　（ＣＨａ　）ａ　Ｓ
　Ｉ　ＣＩ、メチルジクロルシラン　　　　　　ＣＨ３
Ｓ　Ｉ　ＨＣｌ□、ジメチルジクロルシラン　　　　（
ＣＨ，）、５ｉＣ１□。

メチルトリクロルシラン　　　　　　ＣＨ３ＳｉＣｌ３
、フェニルトリクロルシラン　　　　Ｃ，Ｈ，５ｉＣ１
，、ジフェニルジクロルシラン　　（Ｃ，Ｈ，）、５ｉ
Ｃ１２等がある。

これらの塩化シランはいずれも可燃性であり、−度着火
するといちじるしく消火困難であるとともに、燃焼につ
れ有害な塩化水素を、中には猛毒の塩素を発生するもの
もある。

上記塩化シランのうちで、トリクロロシランおよびメチ
ルジクロルシランのような分子内にＨ原子をもつ塩化シ
ラ、ンは特に消火困難であるが、本発明はこれらを高温
、多湿下でも効果的に消火するものである。

第１、第２、第３の発明において散布する多孔質体は、
不都合な不純物が少なくＳｉＯ２を８０重量％以上含む
シリカ系多孔質体またはＳ　ｘ　Ｏｚ　＋　Ａ　１１０
、を９０重量％以上含むシリカ・アルミナ系多孔質体で
あることが好ましい、これらの材料は自然界に産出する
物質に酸処理、乾燥および焼成などを施した高純度のも
のであることが必要である。

これらに含有される主な不純物としては、酸化鉄Ｆｅ２
Ｏ，、酸化カルシウムＣａＯ、マグネシャＭｇＯ１酸化
カリウムに、Ｏ、ケイ酸塩ｘ　Ｎ　ａ　２０・ｙｓｉｏ
□等があるが、これらのうちアルカリ分Ｃａｂ、Ｍｇ○
、Ｋ、Ｏは塩化シランと直接反応して塩化水素などの有
毒ガスや水素のような可燃性ガスを発生し、また水分は
塩化シランを加水分解して有毒な塩化水素や水素を発生
するのでいずれも極力少なくすることが望ましい。

前記シリカ系多孔質体としては、たとえば非晶質シリカ
粉末であるジルトン−３８（新潟系糸魚川産出、商品名
）を焼成し、精製処理したものが使用され、これは真比
重２．３、嵩比重０．３５、シリカ分８９．１重量％で
ある。またシリカ・アルミナ系多孔質体としては、たと
えば上記ジルトン−３８にカオリンを混合し、水練り後
乾燥、焼成、粉砕、篩分は等の工程を経たものが使用さ
れ、これは真比重２．５、嵩比重０．４５．シリカ分６
８重量％、アルミナ分２３重量％である。

これら多孔質の不活性無機粉体の粒子直径は５声〜５■
が適当であり、５−未満の微粒子粉末は飛散し易く、塩
化シラン用の粉末消火剤としては不向きである。この点
、一般の粉末消火剤の粒度は規格の上では１７７−以下
で、１０−前後のものが好ましいとされているのとは大
いに異なるところである。

またこれら粉体の細孔直径は０．１−１００−であるこ
とが適当である。たとえばシリカゲル、アルミナゲルの
ように細孔直径が０．ｌｌ１ｍより小さいと吸着作用が
強く働くため、塩化シランに触れると吸着熱により温度
が上昇して塩化シランの蒸発を促進し、かえって火勢を
強めるという重大な障害を引起こすので、細孔直径の小
さすぎるものは消火用に不適当である。

なおシリカ系多孔質体、シリカ・アルミナ系多孔質体に
、メチルハイドロジエンポリシロキサンのようなシリコ
ーン油による表面処理を施し、防湿性（疎水性）および
粉体流動性を改善して、従来型の粉末消火器に充填使用
することも可能である。

つぎに、第１、第２の発明で噴霧する塩化物水溶液は以
下の３種である。

これら水溶液の塩類濃度は、塩化ナトリウム、塩化カル
シウムでは１５〜３０重景％、塩化カリウムでは１５〜
２５重量％とするのが適当である。

つぎに第２、第３の発明において散布する多角形珪砂と
しては１粒子直径が１〜２００ｍでかつ真比重２．５〜
２．６、嵩比重１．０〜１．２のＳｉＯ２を９０重量％
以上含む多角形珪砂が適当で、自然界に産出する珪砂を
水洗、乾燥、篩分は等の工程を経て所要の粒度のものを
調製する。

珪砂の主な用途は、板ガラスその他のガラス製品の原料
用および鋳物用であり、天然珪砂と人造珪砂に大別でき
る。天然珪砂は山砂、海砂お上び浜砂等天然に産するも
のを露天掘で採取し、つぎ−に水に浸して微量に含有す
る粘土分や塩分を除去した後乾燥し、さらに篩分けによ
り粒度調整を行う。天然珪砂は強い風化と永い間の水力
、風力による運搬により摩耗作用を受は丸みを帯びるの
で、形状の点からそのままでは本発明の方法に用いるこ
とはできないが、たとえばがいろ目珪砂をコニカルミル
で粉砕したものは多角形となるので、本発明のための珪
砂として使用できる。

人造珪砂は上述のがいろ目珪砂を粉砕したもののほか１
石英粒の集合した珪岩やその他珪石を人工的に粉砕加工
したものを総称する。このような人造珪砂は粉砕加工を
経ているので多角形となり本発明に使用できる。またＳ
ｉｎ、分として９０重量％以上含む珪砂はきわめて容易
に得られる。

（作用） 塩化シラン燃焼中にシリカ系多孔質体またはシリカ・ア
ルミナ系多孔質体からなる不活性無機粉体を散布すると
、これらの物質そのものは塩化シランと反応しないばか
りか、それ自体は不燃性で熱的にも安定な物質であるか
ら化学的になんら変化しない。散布された多孔質体はそ
の無数の細孔のなかにまず液状の塩化シランを吸収し、
可燃物（塩化シラン）の除去作用が、さらに散布された
粉体によって燃焼中の塩化シランと空気との接触が妨げ
られ窒息作用も発揮される。

しかし分子内にＨ原子をもち、沸点の比較的低いトリク
ロロシランおよびメチルジクロルシランが高温、多湿下
で燃焼した場合には、多孔質体のみの散布では消火困難
である。すなわち多孔質の不活性無機粉体を散布すると
、粉体内に小さな沸騰音が発生し、粉体の散布量を増加
しても、完全な消火ができない。これは比較的沸点の低
い塩化シランが高温下で激しく蒸発し、多孔質体粒子間
の比較的大きな隙間に含まれている多湿空気中の水分に
よって速やかに加水分解して水素を発生し、この水素が
着火して沸騰音を発生するためと考えられる。そこで本
発明者らはさらに種々検討し、シリカ系またはシリカ・
アルミナ系多孔質体の散布に加えて、常温で液体である
ハロンまたは水を噴霧すると、これらの液体が噴霧され
た多孔質体の上層部に吸収され、内部への酸素の供給を
妨げる窒息作用のほかに、噴霧された液体の一部は気化
していわゆる気化熱（蒸発潜熱）による冷却作用も発揮
されるなどの相乗効果により、塩化シランの消火がきわ
めて短時間に完全に行われる方法を提案した（特願昭６
２−２２１１０）。

この場合噴霧するハロンとは、ハロゲン化炭化水素グル
ープの命名法として採用される独特の方式で、炭素原子
、ハロゲンの種類と原子数を示す４または５桁の数字を
前に付して用いられるハロゲン化炭化水素を特定する呼
称である。

たとえば、ハロンＡＢＣＤＥ Ａ：炭素原子の数、 Ｂ：ふっ素原子の数、 Ｃ：塩素原子の数。

Ｄ：臭素原子の数。

Ｅ：よう素原子の数、 （引用文献ニュージン・メーヤー著、崎用範行訳、”危
険物の化学”４版、ｐ、８５．昭和６１年７月１５日発
行１発行所海文堂、東京）。

第１の発明ではこのハロンまたは水に代えて塩化ナトリ
ウム、塩化カリウムまたは塩化カルシウムの水溶液を噴
霧するもので、すでに散布された不活性無機粉体の表面
近くで水分のみが蒸発して塩類が残り、粉体の表層部に
塩類の濃い殻が形成され、この殻が空気を遮断して消火
を早めるとともに、消火後のガス発生をも抑制するとい
う相乗効果によって、塩化シランの火災はきわめて短時
間に完全に消火できる。

これらの塩類は中性の安定な物質であるから、塩化シラ
ンと接触してもなんら変化することはない。

またこれらの塩類の水溶液はいわゆる氷点降下作用を有
するので、冬期に水が凍結して使用できなくなるおそれ
のある場所でも有効である。

従来同様の目的に使用する消火用強化液として知られて
いるものは大部分炭酸カリウムの濃厚水溶液であり、こ
のほかりん酸アンモニウム、塩化リチウム、有機酢酸塩
が知られているが、このうちアルカリ性を呈する炭酸カ
リウム、りん酸アンモニウムの水溶液は塩化シランと激
しく反応して危険になるので使用できない。

しかしながら前記トリクロロシランおよびメチルジクロ
ルシランのような難消火性の塩化シランが、高温、多湿
たとえば気温約２５℃以上、相対湿度約６０％以上のよ
うなきわめて過酷な環境条件下で燃焼する場合は前記第
１の発明の方法では消火は充分ではない０本発明者らは
これらに対する有効な消火方法として第２の発明を提案
するもので。

多孔質体に予め混合して散布する多角形の微粒珪砂は、
散布された多孔質体粒子間の比較的大きな隙間に入り込
み、そこに包含される空気の体積を゛減少するため、塩
化シランの加水分解が抑制されて沸騰音の発生が防止さ
れたと推定できる。

また微粒珪砂が丸形または角丸形であると、同じ粒度で
も嵩比重は１．２〜１．４と大きいので、散布時に早く
落下して上記効果の現われ方が少ないので好ましくなく
、多角形であればこのようなことはない。

こうして従来公知のもしくは前記先願の消火方法では不
可能であった高温、多湿の過酷な条件下における難消火
性塩化シランの消火が、第２の発明の消火方法により容
易かつ確実に行われるようになった。

第３の発明は第２の発明の多孔質体と多角形珪砂よりな
る不活性粉体のみを散布するもので、多孔質体、多角形
珪砂がそれぞれ効果的に働いて消火を行い、液体の噴霧
を行わないので後処理が容易である。

（実施例１） 塩化シランの中でも特に消火困難なトリクロロシラン５
ｉＨＣＬ　５０ｍｍをステンレス製容器にとり、点火し
て２０秒間予備燃焼させ、シリカ系多孔質体と多角形珪
砂の混合割合を変えた場合の消火状況を第１表に示す。

なお気温は３０℃、相対湿度は７５％であった。

使用したシリカ系多孔質体はジルトン−３８を焼成、精
製処理したもので、 Ｓｉｎ、、：８９重量％ 粒子直径：１０〜５００− 細孔直径：　０．２〜１０ｍ 真比重　：２．３ 嵩比重　：　０．３５ である。

また多角形珪砂は予め水洗、乾燥、篩い分は等の処理を
したもので、 Ｓｉｎ、　　：９５％ 粒子直径＝１〜２００声 真比重　：　２．５５ 嵩比重　：　１．１０ である。

第１表 ×　効果：　Ｏ・・・きわめて有効、　Ｏ・・・有効、
　Δ、×・・・不適。

この場合液温は始め２８℃であったが、燃焼の進行につ
れ３０〜４０℃に上昇した。

このように最下槽に示す高温、多湿下でシリカ系多孔質
体のみを散布した場合は（特願昭６１−２２４３２９）
、塩化シランの加水分解が盛んで沸騰音を激しく発生し
、消火は不可能であった。また最下槽に示す多角形珪砂
のみの散布でも沸騰音を激しく発生し、多量の粉体を散
布しても消火不可能であった。これに対しシリカ系多孔
質体に５％の多角形珪砂を添加しただけで、沸騰音が少
なくなり、消火が可能となり、２０％に増やすと、沸騰
音が全くしなくなり、消火も容易となる。しかし多角形
珪砂をさらに増やすとまた沸騰音を生じるようになり、
５０％になると消火がまた困難となってくる。

以上の結果から、混合割合はシリカ系多孔質体９５〜７
０重量％に多角形珪砂５〜３０重量％とするのが適当で
ある。

（実施例２） トリクロロシラン５ｉＨＣ１，５０＋ｍＱをステンレス
製容器にとり、点火して２０秒間予備燃焼させ、シリカ
・アルミナ系多孔質体と多角形珪砂の混合割合を変えた
場合の消火状況を第２表に示す。なお気温は２８℃、相
対湿度は７０％であった。

使用したシリカ・アルミナ系多孔質体はジルトン−３８
にカオリンを加え、水練りした後、１０００℃で焼成し
、高純度塩酸に浸漬し、水洗後、１０５℃で脱水、乾燥
したもので、 ＳｉＯ２　：６８重量％ ＡＩ、Ｏ，：２５重量％ 粒子直径＝４０〜ｓｏｏｍ 細孔直径＝０．１〜５０− 真比重　：２．５ 嵩比重　：　０．４５ である。

また混合した多角形珪砂は実施例１の場合と同じもので
ある。

第２表 ×　効果：　Ｏ・・・きわめて有効、　○・・・有効、
　Δ、×・・・不適。

この場合液温は始め２６℃であったが、燃焼の進行につ
れ３０〜４２℃に上昇した。

このように、多孔質体の使用量は第１表に示すシリカ系
の場合よりも多いが消火は確実である。

また多角形珪砂の混合割合は実施例１よりも若干多めの
ほうが効果的である。

（実施例３） 塩化シランの中で特に消火の困難なトリクロロシラン５
ｉＨＣ１，５０ｉ１２をステンレス容器にとり、点火し
て２０秒間予備燃焼させ、シリカ系多孔質体５０ｇを散
布し１本発明の塩類による水溶液を噴霧した場合と、単
なる水を噴霧した場合（特願昭６２−２２１１０）の消
火状況を第３表に比較して示す。なお気温は３０℃、相
対湿度は７１％であった。

使用したシリカ系多孔質体はジルトン−３８を焼成、精
製処理したもので、 Ｓｉｎ、　　　：８９重量％、 粒子直径　：　１０〜５００　ｐ　ｍ、細孔直径　：０
．２〜１０μｍ、 真比重　　：２．３ 嵩比重　　：　０，３５ である。

第３表 ×：消火後のガス発生の少ない順位。

この場合液温は始め２７℃であったが、燃焼の進行につ
れ３０〜４０℃に上昇した。

このように、ナトリウム、カリウムまたはカルシウムの
塩化物の噴霧の効果が、単なる水噴霧よりも大きいこと
が実験により確認された。

なお念のため、先願の方法（特願昭６２−２２１１０）
でシリカ系多孔質体の散布量を７０ｇに増やして水噴霧
すると消火できたが、消火後のガス発生（水蒸気＋塩化
水素ガス）は本発明の方法によるものよりも多かった。

（発明の効果） 以上従来消火困難とされていた塩化シランの中でも特に
消火困難なトリクロロシラン、メチルジクロルシランが
高温、多湿の条件下で燃焼した場合でも、不活性無機粉
体の散布とこれに続くナトリウム、カリウムまたはカル
シウムの塩化物水溶液を噴霧する第１、第２の発明の方
法により、下記のような卓越した消火効果が得られる。

（１）難消火性塩化シランの火災を容易に抑制、鎮火す
ることができる。

（２）消火活動中に有毒ガスの発生を抑制することがで
きる。

（３）消火活動中および鎮火後も二次災害を起さなし）
。

（４）鎮火後のガス発生を最小限に抑制することができ
る。

（５）消火剤は価格が安くしかも少量で鎮火できる。

（６）不活性無機粉体散布後、毒性のない中性塩水溶液
を使用するだけであるから、消火後の処理も容易であり
、周囲を汚染することも少ない。

また第３の発明では液状消火剤を使用しないので後処理
が容易である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）粒子直径５μｍ〜５ｍｍ、細孔直径０．１〜１００
   μｍであり、かつ真比重２．１〜２．５、嵩比重０．２
   〜０．７であるＳｉＯ＿２を８０重量％以上含むシリカ
   系多孔質体および／またはＳｉＯ＿２＋Ａｌ＿２Ｏ＿３
   を９０重量％以上含むシリカ・アルミナ系多孔質体から
   なる不活性無機粉体を散布し、ついでナトリウム、カリ
   ウムまたはカルシウムの塩化物水溶液を噴霧することを
   特徴とする塩化シランの消火方法。 ２）粒子直径５μｍ〜５ｍｍ、細孔直径０．１〜１００
   μｍであり、かつ真比重２．１〜２．５、嵩比重０．２
   〜０．７であるＳｉＯ＿２を８０重量％以上含むシリカ
   系多孔質体および／またはＳｉＯ＿２＋Ａｌ＿２Ｏ＿３
   を９０重量％以上含むシリカ・アルミナ系多孔質体９５
   〜７０重量％と、粒子直径１〜２００μｍであり、かつ
   真比重２．５〜２．６、嵩比重１．０〜１．２であるＳ
   ｉＯ＿２を９０重量％以上含む多角形珪砂５〜３０重量
   ％と からなる不活性無機粉体を散布し、ついでナトリウム、
   カリウムまたはカルシウムの塩化物水溶液を噴霧するこ
   とを特徴とする塩化シランの消火方法。 ３）粒子直径５μｍ〜５ｍｍ、細孔直径０．１〜１００
   μｍであり、かつ真比重２．１〜２．５、嵩比重０．２
   〜０．７であるＳｉＯ＿２を８０重量％以上含むシリカ
   系多孔質体および／またはＳｉＯ＿２＋Ａｌ＿２Ｏ＿３
   を９０重量％以上含むシリカ・アルミナ系多孔質体９５
   〜７０重量％と、粒子直径１〜２００μｍであり、かつ
   真比重２．５〜２．６、嵩比重１．０〜１．２であるＳ
   ｉＯ＿２を９０重量％以上含む多角形珪砂５〜３０重量
   ％と からなる不活性無機粉体を散布することを特徴とする塩
   化シランの消火方法。