JPH0738884B2

JPH0738884B2 - 蒸気抑制用持続性含水重合体空気泡による危険物の処理

Info

Publication number: JPH0738884B2
Application number: JP12205386A
Authority: JP
Inventors: ウイルソンケントデール; ウイリアムバーガートーマス
Original assignee: ミネソタマイニングアンドマニュファクチュアリングコンパニ−
Priority date: 1985-05-28
Filing date: 1986-05-27
Publication date: 1995-05-01
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: FI861902L; NO861849L; FI861902A7; MX169736B; EP0206548B1; BR8602401A; CA1266949A; NO170195C; FI861902A0; KR940004621B1; EP0206548A2; KR860000633A; US4795590A; AU583620B2; EP0206548A3; ZA863657B; DE3683197D1; JPS61272064A; NO170195B; ATE71117T1

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は危険物およびその他基体例えば危険廃棄物用敷
地内のものや貯蔵または輸送施設から流出または漏出し
たもの等の処理に関する。また、本発明は水ベース泡沫
のような泡沫、およびそれをかかる処理に使用すること
に関する。また、本発明は水性泡沫形成性液体、および
それから生成され蒸気の制御または引火性液体の火災の
消火に使用される皮膜形成性泡沫に関する。また、本発
明は親水性ポリ（オキシアルキレン）イソシアネート末
端プレポリマー、およびそれから生成され基体を統合ま
たは密封するために使用される泡沫に関する。

最近、危険廃棄物、引火性液体の危険な流出物や漏出物
や事故、およびその他危険物の公衆衛生・安全に体する
脅威は高い注目を集めており、そして多数の地方条例や
州および連邦の法律および規則によつて扱われる国家的
関心および論争を引き起こしている。危険廃棄物用敷地
のいくつかは「致死的」および「極限的非常状態」と呼
ばれるに至つている。ナシヨナル・ジオグラフイツク・
マガジン（National Geographic Magazine）1985年３月
号第318〜351頁およびザ・ウオール・ストリート・ジヤ
ーナル（The Wall Street Journal）1985年５月16日号
第１、16頁「投棄場にて（In the Dumps）」参照。かか
る物の処理または制御のために様々な技術が使用または
提案されている。例えば、コンサルテイング・エンジニ
ア（Consulting Engineer）1984年３月号第35〜47頁参
照。

米国には工業的および商業的作業、研究および小売施
設、教育および病院の研究室、および軍事複合体からの
廃棄物が貯蔵または処分されている囲みや埋め込み投棄
場や埋め立てごみ処理場のような危険廃棄物用敷地が何
千も存在している。かかる敷地はまだ使用されている
か、休止状態であるか、又は廃止されているかのいづれ
かであり、そしてかかる敷地からのガス、蒸気、臭い、
液体、および粉塵の発生または放出、およびそれ等によ
る大気および地表水または地下水の汚染および土壌汚染
は制御されていないか又は制御または管理されていても
その多様な手法の多くはその適用性を制限するような欠
陥を有している。

特に深刻な危険廃棄物投棄場の例はカリフオルニア州の
オレンジ・カントリーのマツコルごみ投棄場、即ち、酸
性石油スラツジ、油田掘削汚泥、廃棄炭化水素、二酸化
硫黄、およびベンゼンを含有する既に廃止されている第
２次大戦のごみ投棄場であり、そのごみ投棄場は800戸
を越す住宅地域に近接している。その敷地のために提案
された浄化対策は防護服に身をつつんだ作業者によつて
危険廃棄物を発掘してその発掘物をトラツクで他所へ運
搬することであつて、ガスや臭いの発生を制御できなけ
れば近所の人々の退去の恐れを伴うものである。敷地お
よび運搬された発掘物に泡沫を適用することによるごみ
投棄場からの発生物の制御に関して、1983年10月に２つ
の改善活動が提案された。一方の泡沫は水で希釈され通
気された流動性の水性フイルム形成性の濃厚物またはラ
イト・ウオーター・ブランドAFFF/ATC FC−600として
販売されている起泡剤から生成される。しかしながら、
かかる泡沫の寿命は排水およびその結果の崩壊のせいで
比較的短いか又は一時的であるか又は非永久的であり従
つて泡沫は「一時的」であることを特徴とすることか
ら、かかる泡沫の繰り返しまたは頻繁な適用が必要であ
ろう。もう一方の泡沫「サニブランケツト」は明らかに
尿素とホルムアルデヒドからなるアミノプラスト樹脂か
ら構成され、その泡沫は連続気泡と独立気泡の混合であ
る。

水性のフイルム形成性溶液例えば上記ライト・ウオータ
ー製品や消火に使用されるその他起泡剤は引火性液体の
蒸気およびその火災を制御するためのものである。それ
等は界面活性剤を含有する濃厚物であり、水で希釈され
且つ空気吸引ノズルのような泡沫生成装置によつて機械
的に通気されたときに、それ等は流動性の、水ベース
の、通気泡沫（または空気泡）を生成するが、それは引
火性のまたは燃焼中の液体へ適用されて泡沫ブランケツ
トを形成し、そのブランケツトからは液体上に浮遊して
その蒸発を低減し且つその表面から酸素を排斥する水性
の流動性のフイルムが排出される。ライト・ウオーター
・ブランド・AFFFおよびAFFF/ATC製品を記載している商
業報は3M社のブリテンＹ−FGB3（83.5）II（1978年４月
１日発行）およびＹ−FATCB（311）BE（1981年２月発
行）である。（「AFFF」および「ATC」はそれぞれ水性
フイルム形成性泡沫およびアルコール型濃厚物に対する
工業的略語である。）消火用に使用される起泡剤製品に
関するその他商業報はアンスライトARCを記載している
アンスル社のブリテンＦ−81105（1981）、「アルコシ
ール」FFFPを記載しているアングス・フアイア・アルモ
ア社のブリテンPAM 4/84−5M、およびAER−Ｏ−フオー
ムおよびAER−Ｏ−ウオーター濃厚物を記載しているナ
シヨナル・フオーム・システム社のブリテン68040（198
0）である。AFFFタイプの消火剤および類似製品を記載
している特許は米国特許第3,562,156号（フランセ
ン）、第3,772,195号（フランセン）、第4,149,599号
（チエサ）、および第4,303,534号（ヒサモト他）等々
である。

米国特許第4,237,182号（フルマー他）は親水性ポリオ
キシアルキレン・ウレタンプレポリマーと、燐化合物お
よびアルミナ三水和物および炭生成性材料または炭素化
合物例えば澱粉や木材セルロースを含有し任意に非イオ
ン界面活性剤以外の界面活性剤をアルミナ三水和物の分
散剤もしくは増粘剤として又は気泡の大きさもしくは構
造を左右するために使用していてもよい多量の水性スラ
リーとの混合物をエアレス・スプレーガンまたは付加空
気ブラストで吹き付けることによつて難燃性ポリウレタ
ン泡沫によつて、本発明同様、表面を密封する方法に関
する。

その他資料「それ等は下水道管のような構造物の密封、
土壌のような凝集体の統合、または汚染廃水の処理に有
効な、空気泡製品以外の泡沫即ち二酸化炭素で生成され
た泡沫（場合によつては気泡構造を安定化させるために
界面活性剤を使用している）を生成するための様々なポ
リ（オキシアルキレン）イソシアネート末端プレポリマ
ーに関するものであるが］は米国特許第3,805,531号
（キスナー）、第3,805,532号（キスナー）、第3,719,0
50号（アサオ他）、第3,894,131号（スピーチ）、第4,1
18,354号（ハラダ他）、第4,379,763号（クレメンス
他）、および第4,476,276号（ガスパー）である。

簡単に言うと、本発明の一態様においては、流動性の、
水ベースの、通気された又は空気連行された、独立気泡
の、低密度泡沫（または空気泡）は危険物のかたまり、
例えば危険廃棄物投棄場または流出した揮発性の引火性
液体のたまり、のような基体の露出表面へ吹き付けられ
るか又は他の方法で湿つた三次元の被覆、ブランケツ
ト、または層として適用され、その適用された泡沫はゲ
ル化するか又はゲル化なしで粘度を増すので、その場で
安定化し、そして湿つた、持続性のもしくは長持ちす
る、密封用もしくは蒸気抑制用の、独立気泡、ヒドロゲ
ル空気泡、または粘稠な含水空気泡を、基体上に被覆、
ブランケツト、または層の形態で、生じる。かかる被覆
は危険物または基体に存在するかも知れないガスや、蒸
気や、臭いや、粉塵や、液体の発生、展開、または放出
を最小にするか、抑制するか、制御するか、低減する
か、または防止するかして、そのように被覆された露出
表面を物理的に不動化するか、拘束するか、統合する
か、密封するか、または不活性化する。（用語「空気
泡」は液体中に空気を物理的に混入させることによつて
生成された泡沫を意味するためにその工業上容認されて
いる意味で使用されており、従つてこの用語は化学泡ま
たは二酸化炭素泡またはハロカーボン吹き込み泡沫とは
区別されている。）生成され適用されたときの泡沫は最初は不連続のまたは
分散された気相即ち空気と、連続の水性重合体液相即ち
少量の有機物質即ち界面活性剤起泡剤および水反応性親
水性ポリ（オキシアルキレン）ポリイソシアネート重合
体ゲル化剤または増粘剤［そのポリ（オキシアルキレ
ン）部分は重合体を水溶性且つ親水性にするのに十分な
オキシエチレン単位、−CH₂CH₂O−、を含有している］
が溶解または分散されている水からなる泡壁または薄層
と、の流動性の２相系（気泡の凝集）である。液相の水
はゴムまたはポリマーラテツクス粒子のような任意成分
を含有することもできる。泡沫の液相は重量上主な相で
ある。流動性泡沫が危険物または基体へ適用されたとき
又はその後、水反応性重合体のイソシアネート基はその
場で泡沫中の水の化学量論量と反応して鎖拡張された又
は架橋された親水性のポリ尿素重合体と二酸化炭素ガス
（本質的にまたは実際的にそのガスの全ては未反応の大
量の水の中に明らかに溶解するので水を有意に発泡させ
ない）を生成する。水反応性重合体の重合の結果、適用
された泡沫の三次元の独立気泡構造は従つて非流動性の
ゲル化した空気泡または粘稠な空気泡どちらかの形態に
安定化される。ゲル化した空気泡は不連続気体（空気）
相と、結合水および水不溶性ポリ尿素重合体からなる連
続した、軟らかい半固体のヒドロゲル相との２相系であ
る。粘稠な空気泡は不連続気体（空気）相と水およびポ
リ尿素重合体からなる連続水性重合体相との２相系であ
る。ゲル化した泡沫および粘稠な泡沫のどちらにおいて
もポリ尿素重合体は上記ポリ（オキシアルキレン）鎖の
複数からなり、オキシエチレン含量は重合体を親水性に
するのに十分である。ヒドロゲルまたは粘稠相は重量上
主な相である。適用された流動性泡沫における気泡の薄
層または液体フイルムはゲル化するか、または粘稠にな
るので、薄層からの液体の排水およびその結果の気泡の
破壊および泡沫構造の崩壊を最小にするか、低減する
か、または防止する。ポリ尿素重合体の親水性のせい
で、泡沫中の水は保持または結合され、そしてそれは得
られたゲル化した又は粘稠な泡沫の独立気泡特性ととも
に、危険物または基体の露出被処理表面上に安定な、持
続性の又は長持ちする、密封用または蒸気抑制用のブラ
ンケツトまたはバリアを付与する。かかる泡沫ブランケ
ツトは被処理危険物から酸素または空気を排斥するか又
はそのように処理された危険物または基体中の液体の蒸
発速度を低下させるので、引火性蒸気の発火の危険を低
減し、作業域の毒性蒸気の濃度を低減し、そして危険物
の環境に対する影響力を低減することによつて発掘およ
び発掘物運搬のような掃除手続を大幅に促進させる。

流動性泡沫は新たな又は調製されたばかりの低粘度の、
界面活性剤および反応性ポリ（オキシアルキレン）ポリ
イソシアネート重合体の水溶液の中へ機械的または物理
的に空気を連行または分散することによつて適宜生成す
ることができる：例えば、溶液を空気吸引式泡沫生成装
置に汲み上げ、そして危険物または基体上へ例えばスプ
レーすることによつて得られる流動性の低密度泡沫を適
用する。溶液は別々の源からの２つの液流を合わせるこ
とによつて適用時に調製されることも可能であり、一方
の流れは水と界面活性剤からなり、他方の流れは無水の
水溶性もしくは水分散性の非反応性有機溶剤中に溶解さ
れた水反応性重合体からなるか、または一方の流れが水
からなり、無水濃厚物の形態の他方の流れが該溶剤中の
界面活性剤および水反応性重合体からなる。水とポリイ
ソシアネート重合体成分は一緒になつたときに反応する
ので、それ等は流動性泡沫が生成され適用されるまで又
はその直前まで別々に保たれるべきである。界面活性剤
および水反応性重合体はイソシアネートと反応性でない
水溶性または水分散性の有機溶剤中の濃厚物として組み
合わされることができる。

従来かかる処理のために提案または使用されてきた手法
と比べたときの本発明による危険物または基体の処理、
制御、または管理の利点を挙げる：泡沫の重量の大部分
を成し一般に本発明の泡沫系中の唯一の無機材料である
廉価で容易に入手できる原料即ち水（清水でも海水でも
よい）の使用；比較的少量で使用され且つその多くのタ
イプが商業的に入手できるその他材料即ち界面活性剤起
泡剤および水反応性重合体薬剤の使用；特にエネルギー
的に高かつたり又は不経済であつたりせず且つ通常の又
は容易に改造された通常の装置（即ちポンプ、バルブ、
レギユレーター、ミキサー、タンク、ホース、および泡
沫生成ノズル、等々）である装置（その操作は専門労働
者によらずに運転できる）を使用できる処理；ゲル化し
たまたは粘稠な泡沫はそれが適用された危険物または基
体の重量および容量を有意に増大させない、即ち、基体
／泡沫重量または容量比が高い、と云う事実；およびゲ
ル化したまたは粘稠な泡沫は順応性であつて、基体の多
くのタイプに付着し、比較的無毒で非腐食性で非引火性
で比較的安定で持続性があり又は長持ちし、本来白色ま
たは淡色であり、染色されることもでき（従つて、適用
度が視覚的に認識できる）、高い適用温度または乾燥を
必要とせず、危険物または基体を迅速に覆い、塞ぎ、不
動化し、拘束し、または統合し、且つ制御手段として迅
速に効力を発揮すると云う事実；等々。

本発明の泡沫のそれぞれの成分の相対量は広く変動可能
である。機能的に表現すると、使用される界面活性剤泡
剤の量は、空気を通したときに泡沫が1g/cc未満の密度
を有するような十分な膨張値を有する泡沫を生成するた
めの、界面活性剤とゲル化剤または増粘剤との発泡性水
溶液を生じるのに十分であり、その膨張値は一般に約1.
5より大きく、好ましくは２〜20である（その範囲は
「低膨張」として特徴づけることができる）が、200も
の高さ又は1000であることも可能である。かかる泡沫は
従つて、水の上に浮遊し、そして他の大部分の液体例え
ば引火性液体より低密度であり、従つて一般に浮揚性で
ある。一般に、界面活性剤は発泡性水溶液の約0.05〜２
重量％、好ましくは約0.2〜0.5重量％である。発泡性水
溶液中のゲル化剤または増粘剤の量は、危険物または基
体への流動性泡沫の適用時または後の所望の時間に、ど
ちらであれ、流動性泡沫をゲル化する又はその粘度を単
に増大させるのに十分なものであり、その時間は、例え
ば、水反応性薬剤の官能価およびその水との反応性、水
−イソシアネート反応のための触媒の存在、必要とされ
る適用の度合または特性（例えば、基体が水平である
か、垂直であるか、または傾斜しているかにかかわら
ず、流動性泡沫がゲル化するか又はその望まれる粘度増
大を達成する前にどの位の大きさの領域がその流動性泡
沫で覆われるべきか）、制御されるべき具体的危険性、
等々に依存して、発泡性溶液が生成されてから１分未満
〜20分またはそれ以上であり得る。一般に、ゲル化剤ま
たは増粘剤の量（その溶剤を除外する）は少量、発泡性
水溶液の約２〜15重量％、好ましくは約３〜10重量％で
あり；従つて、ゲル化剤または増粘剤に起因する本発明
の泡沫の固形分は低い。ゲル化剤または増粘剤が有機溶
剤例えばアセトン中の濃厚溶液の形態で使用されるとき
には、かかる溶液は薬剤の分子量および化学的特性に依
存して一般に薬剤約20〜90重量％の濃度を有する。一般
に、発泡性水溶液およびその泡沫の中のかかる溶剤の量
は約30重量％未満、好ましくは約10重量％未満である。
泡沫の生成に使用されるべき水の量はゲル化剤または増
粘剤のイソシアネート部分全部と反応するのに必要なも
のよりはるかに過剰であつて、発泡性水溶液に十分な低
粘度を付与してその有効な取扱特性を可能にすると共に
流動性泡沫が流動して所望の基体領域を覆うのを可能に
し且つ十分な膨張および品質の泡沫を生成するのに十分
な量である；しかしながら、いずれの場合にも、使用さ
れるべき水の量はそれが発泡性水溶液の（並びに流動性
泡沫およびそれから生じたゲル化したまたは粘稠な泡沫
の）重量上の主成分である、即ち、50重量％より大き
い、一般に約53〜98重量％、好ましくは75〜97重量％で
ある、ようなものである。発泡性水溶液中に連行される
空気の量は十分な膨張を得るのに十分なものである；し
かしながら、いづれの場合にも、連行される空気の量は
一般に流動性空気泡およびゲル化したまたは粘稠な空気
泡が上記膨張値を有するようなものであり、そして好ま
しくは連行される空気は容量上その泡沫の主成分であ
る、即ち、50容量％より大きく、98容量％もの高さであ
つてもよく、より好ましくは75〜90容量％の範囲にあ
る。

本発明におけるゲル化剤または増粘剤として有効なポリ
（オキシアルキレン）ポリイソシアネートは知られてい
る：例えば、エンサイクロペデイア・オブ・ケミカル・
テクノロジー（カーク・オスマー第３版）第23巻第576
〜579頁、ジヨン・ウイレイ＆サンズ（1983）参照。か
かる薬剤の特に有効なクラスはポリイソシアネートの化
学量論上過剰をポリエーテルポリオール重合体（少なく
とも２個のヒドロキシル基と、鎖を親水性にし且つ重合
体および得られる生成物に水溶性を付与するのに十分な
オキシエチレン単位を複数含有している鎖とを有してい
る）と反応させることによつて製造することができ、NC
O/OH当量比は少なくとも2/1であり、好ましくはそれよ
りやや高い、例えば、2.1/1〜2.5/1である。反応の結
果、ポリオールとポリイソシアネート残基はカルバメー
トまたはウレタン結合、−OC（Ｏ）NH−、によつて結合
される。このタイプの生成物はしばしばポウレタン重合
体の製造に使用されており、従つてしばしばイソシアネ
ート末端プレポリマーまたはイソシアネート末端ウレタ
ンプレポリマーと呼ばれている。かかるプレポリマーが
水と反応すると、二酸化炭素が生成され、プレポリマー
分子の残基は、（プレポリマー中に十分なオキシエチレ
ン単位が存在するならば）親水性従つて水膨潤性である
ポリ（ウレタン−尿素）重合体を生成する重合または架
橋反応において、本質的にウレイレン結合−NHC（Ｏ）N
H−によつて結合される。泡沫系中の重量上主成分が水
である本発明の実施においてかかる重合が起こると、生
成物は結合水を含有するゲル化した独立気泡の空気泡即
ちヒドロゲル空気泡の形態、または大量の水を含有する
粘稠な独立気泡の空気泡の形態のどちらかであり、どち
らの場合にも、泡沫は安定で、持続性があり又は長持ち
し、蒸気またはガスに対して比較的不透過性である。ゲ
ル化した泡沫は可撓性、伸縮性、且つ弾力性でもある。

本発明においてゲル化剤または増粘剤として有効な水溶
性、水反応性、親水性イソシアネート末端プレポリマー
は式 Y₁［（RO）_０−Y₂（NCO）ｐ］ｚＩによつて表わすことができる。式Ｉにおいて、Y₁は、ポ
リヒドロキシアルカン、ポリアミノアルカン、またはポ
リエーテルポリオール、例えばエチレングリコール、エ
チレンジアミン、グリセロール、または1,1,1−トリメ
チロールプロパンのような複数の活性水素原子（例えば
２個または３個）を有する低分子量開始剤有機化合物の
活性水素原子を含有しない残基である。（RO）_０は複数
のオキシエチレン単位を有し任意にもつと高級のオキシ
アルキレン単位例えば３個または４個の炭素原子を有す
る単位を有してもよい親水性ポリ（オキシアルキレン）
鎖、例えば（１）ポリ（オキシエチレン）鎖、（２）オ
キシエチレン単位とオキシプロピレン単位の交互ブロツ
クまたは主鎖セグメントを有する鎖、または（３）オキ
シエチレンとオキシプロピレン単位のランダム分布（例
えば異種混合）鎖である。下付き文字_０は該ポリ（オキ
シアルキレン）鎖中のオキシアルキレン単位の数であ
る。プレポリマー中のオキシエチレン単位の数はプレポ
リマーを親水性且つ水溶性にするのに十分であり；一般
に、このためにはプレポリマーのオキシエチレン含量は
プレポリマーの少なくとも30重量％、好ましくは約50重
量％より多く、約70〜75重量％にさえなつてもよい。Y₂
は有機結合またはブリツジであり、その機能は式に示さ
れているように該ポリ（オキシアルキレン）鎖をイソシ
アネート部分に結合させることであり、下付き文字ｐは
１〜５である。プレポリマーがポリ（オキシアルキレ
ン）ポリオールとポリイソシアネートを反応させること
によつて製造される場合には、プレポリマーのポリ（オ
キシアルキレン）鎖は一端を主として基−CO（Ｏ）NH−
Ｒ′（NCO）ｐで末端封鎖されており、Ｒ′はポリイソ
シアネートの有機残基である。ポリ（オキシアルキレ
ン）鎖の隣接酸素原子と一緒になつた−Ｃ（Ｏ）NH−部
分はカルバメード（またはウレタン）基−OC（Ｏ）NH−
であり、ポリ（オキシアルキレン）ポリオール反応体の
ヒドロキシル基とポリイソシアネート反応体からのイソ
シアネート部分との反応によつて得られる。下付き文字
ｚは官能価に等しい数または上記開始剤化合物（例え
ば、上記ポリヒドロキシアルカン）中の該活性水素原子
の数であり、そして一般にｚは２〜６、好ましくは２ま
たは３である。末端イソシアネート基は水および存在し
ているかも知れない水溶性イソシアネート反応性連鎖延
長剤または架橋剤と反応することができ、該親水性ポリ
（オキシアルキレン）鎖を複数有するポリ尿素重合体の
生成を生じる。発泡性水液性中に含有されることができ
る適する連鎖延長剤はかかる反応のための通常の化合物
であり、エチレンジアミン、1,2−プロピレンジアミ
ン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、
ヘキサメチレンジアミン、およびヒドラジン等である。
適する通常の架橋剤はジエチレントリアミン、トリエチ
レンテトラミン等である。

ここに使用されている用語「活性水素原子」はウレタン
または尿素結合生成条件下でイソシアネート部分と反応
する水素原子を意味する、（米国特許第3,330,782号に
開示されているようにツエレビツチノフ法、ジヤーナル
・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサイアテイ第49巻第
3181頁（1927）によつて測定される）。

本発明の範囲の好ましい水溶性プレポリマーは次のよう
な式のものである：式中、Y₁、ｐおよびｚは式Ｉについて上記に定義されて
いる通りであり、ｐは好ましくは１〜３であり、ｚは好
ましくは２または３であり、Ｒ′はポリイソシアネート
の有機残基であり、そして_０はプレポリマーを水溶性に
するのに必要なオキシエチレン単位の数である。

式IIの範囲のプレポリマーの一種は OCNC₆H₃（CH₃）NHCO（OCH₂CH₂）nOCONHC₆H₃（CH₃）NCO （但し、ｎはプレポリマーを親水性且つ水溶性にするの
に十分な高さである）である。

本発明に有効な水溶性プレポリマーの別のサブクラスは
次のような式によつて表わすことができる：式中、Y₁、Ｒ′、およびｚは式IIに定義されている通り
であり、ｚは好ましくは２または３であり、そしてａ、
ｂおよびｃは比（ａ＋ｃ）/bが１より大きくなる、例え
ば４以下またはそれ以上になる従つて重合体が親水性且
つ水溶性になるような整数である。

本発明に有効な水溶性プレポリマーの別の好ましいサブ
クラスは次のような式によつて表わすことができる：式中、Y₁、Ｒ′、およびｚは式IIに定義されている通り
であり、ｘおよびｙは比x/yが１より大きくなる（例え
ば、３以下またはそれ以上になる）従つてプレポリマー
が水溶性になるような整数であり、CH₂CH₂OおよびCH₂CH
（CH₃）Ｏ単位は該単位を囲む［］内でランダムに分
布されている。

式IVの範囲のプレポリマーの一種は（但し、OCH₂CH₂およびOCH（CH₃）CH₂単位は該単位を囲
む［］内でランダムに分布されている）である。

本発明に使用されるイソシアネート末端プレポリマーは
実用的な反応時間を達成し且つゲル化したまたは粘稠な
泡沫に所望の物理的性質を達成するために制御された水
溶性を得るように構造を合わせることができる。

プレポリマーのイソシアネート官能価が約２であると、
それから得られるポリ尿素は、発泡性溶液中にジエチレ
ントリアミンやトリエチレンテトラアミン等のような架
橋剤が含有されていない場合には、主として鎖状で非架
橋である。

プレポリマーと水との反応が所望のものよりも遅い又は
速い場合には、反応時間は発泡性溶液に適当な薬剤を添
加することによつて短縮または延長可能である。例え
ば、反応時間は官能価を減少させるためにアルキル硫酸
エステル界面活性剤または水溶性反応性一官能価アルコ
ールもしくはアミン例えばメチルアミンを添加すること
によつて延長されるか又は上記米国特許第3,985,688号
に開示されているように第三アミン例えばトリエチルア
ミンや金属触媒例えばジブチル錫ジラウレートのような
触媒を少量添加することによつて短縮されることが可能
であり、また、ゲル化または増粘プロセスは水溶性反応
性ポリアミン例えばジエチレントリアミンを添加するこ
とによつて促進されることが可能である。

本発明に使用されるようなイソシアネート末端プレポリ
マーの製造、およびそれと水との反応によるポリ尿素の
生成は従来、例えば上記米国特許第3,805,531号、第3,8
05,532号、第3,719,050号、第3,894,131号、第4,315,70
3号および第4,476,276号に開示されており、本発明に特
に有効なプレポリマー製品は後者の特許に記載されてい
る「プレポリマーＡ」（アセトン中のプレポリマーの溶
液）である。

本発明の泡沫におけるポリ尿素の十分な親水性を確保す
るため、プレポリマーの製造に使用されるポリエーテル
ポリオールは一般に約1,000〜約20,000、好ましくは3,0
00〜10,000の数平均分子量を有している。この目的に有
効な商業的に入手できるポリオール前駆体は例えば商標
カルボワツクス、例えば式IIに示されているような鎖中
に約76個のオキシエチレン単位を有するカルボワツクス
3350（公式には4000と呼ばれている）、およびプルロニ
ツク、例えば式IIIに示されているポリ（オキシアルキ
レン）鎖（但し、ａ＋ｃは約108であり、そしてｂは約3
5である）を有するプルロニツクＦ−77の名で販売され
ているものである。

本発明に使用される上記記載のイソシアネート末端プレ
ポリマーを製造するために使用できるポリイソシアネー
トは通常の脂肪族系および芳香族系のポリイソシアネー
トである。好ましいポリイソシアネートは芳香族ポリイ
ソシアネートである。何故ならば、それから製造される
プレポリマーは一般に水と速く反応するからである。こ
の目的のために使用できる最も有効なポリイソシアネー
ト化合物の一つはトリレンジイソシアネート、トソレン
−2,4−イソシアネートもしくはトリレン−2,6−イソシ
アネートのどちらか、または2,4−と2,6−異性体のブレ
ンドである。これ等ポリイソシアネートは商標ハイレン
TM、ナツコネート90、およびモンデユルRD−80の名で商
業的に入手できる。使用できるその他のポリイソシアネ
ート化合物はトリレンジイソシアネートのその他の異性
体、ヘキサメチレン−1,6−ジイソシアソート、メチレ
ンビス（４−シクロヘキシルイソシアソート）、1,3,3
−トリメチル−５−イソシアナトシクロヘキシル−１−
メチルイソシアネート、ｐ−キシリレンジイソシアネー
ト、ジフエニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、ｍ
−またはｐ−フエニレンジイソシアネート、および1,5
−ナフタレンジイソシアネートである。ポリメチレンポ
リフエニルポリイソシアネート例えば商標モンデユルMR
Sおよびパピの名で販売されているもの、のような重合
体ポリイソシアネートも使用できる。商業的に入手でき
る有効なポリイソシアネートのリストはインターサイエ
ンス発行（1967年）のカーク＆オスマー編のエンサイク
ロペデイア・オブ・ケミカル・テクノロジー第２版第12
巻第46、47頁に見出せる。ポリイソシアネートによつて
与えられる上記有機残基Ｒ′は２個〜約20個の炭素原子
を有するアルキレン基例えばエチレン、イソブチレン、
ヘキシレン、およびメチレンジシクロヘキシレン;20個
以下の炭素原子を有するアラルキレン基例えば−CH₂C₆H
₄CH₂−および−C₆H₄CH₂C₆H₄−；アリーレン基例えば−C
₆H₄−；脂肪族ポリエーテル例えば−（C₂H₄O）yC₂H₄−
（但し、ｙは１〜約５である）；およびそれ等の組み合
わせであり得る。かかる基はまた、−Ｓ−やを含む他のヘテロ部分（−Ｏ−以外）を有することがで
きる。しかしながら、Ｒ′は好ましくは活性水素原子を
有する基を含有していない。

本発明に使用されるポリウレタンプレポリマーは室温で
一般に液体または、グリース状、ワツクス状もしくはペ
ースト状の固体である。

必要ならば、ポリウレタンプレポリマーは取扱を容易に
するために適切な水溶性または水分散性の非反応性（活
性水素原子を含有しない）有機溶剤の中に溶解されても
よく、得られる溶液は汲み上げをより容易にする低粘度
を有している。そのための溶剤の量が不都合にもプレポ
リマー−界面活性剤水性流体の発泡性に影響する場合に
は、プレポリマー−溶剤溶液中に、本質的に水不溶性で
あつてもよい（しかしプレポリマー−溶剤溶液中には可
溶性である）もつと低い分子量のポリウレタンプレポリ
マーを添加混入させることによつてかかる溶剤の使用を
より少量にして発泡容易性汲上容易性流体が製造でき
る。かかる低い分子量の水不溶性のポリウレタンプレポ
リマーの例は例えば、オキシエチレン／オキシプロピレ
ンモル比3/1を有する分子量1000のポリエーテルポリオ
ール例えばウコン75H−450をやや過剰のトリレン−2,4
−ジイソシアネートと反応させることによつて製造する
ことができる。選択される溶剤は好ましくは得られる溶
液が貯蔵または使用の周囲条件で液体であるようなもの
であるべきである。有効な溶剤はアセトン、酢酸エチ
ル、メチルエチルケトン、フタル酸ジブチル、フタル酸
ベンジルブチル、テトラヒドロフラン、ジメチルホルム
アミド、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセ
テート（取り引き名カルビトールアセテートで販売され
ている）、プロピレングリコールモノメチルエーテルア
セテート（取り引き名アルコソルブPMアセテートで販売
されている）、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−
ピロリドン、およびジエチルアセタール等である。

本発明の実施において起泡剤として有効な界面活性剤は
反応性ポリ（オキシアルキレン）プレポリマーと相溶性
である、水を発泡させることができる合性または天然有
機化合物または物質である。好ましいこれ等界面活性剤
はしばしば「強起泡性溶液」を生成できることを特徴と
するものであり、例えば、J.J.バイカーマン著「フオー
ムズ（Foams）」スプリンガー−ベルラグ発行、ニユー
ヨーク）第108〜132頁（1973）参照。本発明のための界
面活性剤の有効性およびその量は泡沫の容積または高さ
とその耐崩壊性によつて決定することができる。一般
に、本発明の泡沫を生成するのに有効な適用可能な界面
活性剤およびその量は発泡性水溶液の容積（または高
さ）の少なくとも1.5倍、好ましくは少なくとも２倍の
泡沫容積（または高さ）を生じ、この目的のための簡単
な試験は適切な密閉容器内で溶液を手で振盪することで
ある。例えば、かかる溶液100gを480cc以上の密閉ガラ
スジヤーまたは目盛付き容器内で25回激しく振盪し、得
られた泡沫の高さを振盪前の溶液の高さと比較測定し、
その泡沫の高さ対溶液の高さの比が膨張値である。

本発明に有効な界面活性剤は非イオン性、陽イオン性、
陰イオン性、または両性、およびそれ等の相溶性混合物
であつてもよい。有効である界面活性剤のクラスを挙げ
る：一般式RCOOM（式中、Ｒは脂肪族基であり、そして
Ｍはアルカリ金属である）を有するもののようなソープ
または脂肪酸の塩、例えばオレイン酸−、ラウリン酸−
パルミチン酸−、またはステアリン酸−ナトリウム；一
般式ROSO₂OMのような脂肪族アルキル硫酸エステル、例
えばオクチル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキ
サデシル、ヘプタデシル、またはオクタデシル硫酸ナト
リウム、；一般式RC₆H₄SO₃Mのようなアルカリールスル
ホン酸の塩、例えばオクチルベンゼンスルホン酸ナトリ
ウム；一般式Ｒ（CH₂CH₂O）nH（式中、Ｒは脂肪族基で
ある）のようなエチレンオキシド付加物、例えばＲがC
₁₀H₂₁O〜C₁₆H₃₃Oであり且つｎが10〜60であるもの；一
般式Ｒ（OCH₂CH₂）nOSO₃M（式中、ＲはC₁₀〜C₁₈アルキ
ルであり、ｎは１〜３であり、そしてＭはナトリウムで
ある）のもの；およびジアルキルスルホスクシン酸の
塩、例えばジオクチルスルホスクシン酸ナトリウム；等
々。本発明に有効なその他の界面活性剤については、カ
ーク−オスマー編エンサイクロペデイア・オブ・ケミカ
ル・テクノロジー第３版第22巻第347〜387頁、ジヨン・
ウイレイ＆サンズ（1983）参照。これ等炭化水素系界面
活性剤の多くは生物分解性であり、例えば地方自治体の
廃棄物用敷地および衛生ごみ埋め立て場の処理におい
て、その生物分解性が望まれる場合にはこれ等界面活性
剤から生成された泡沫は特に有利になる。

本発明における起泡剤として有効な界面活性剤の別のク
ラスはフルオロ脂肪族系界面活性剤であり、それは単独
または特に無フツ素系界面活性剤（しばしば「炭化水素
系界面活性剤」と称される）との組み合わせで使用する
ことができ、その場合泡沫は引火性液体の蒸気発生を制
御するためにその表面上での水性界面活性剤フイルムの
形成によつて使用されるばずであり、かかるフイルムは
流動性泡沫が完全にゲル化するか又は高粘度になる前に
生じる。かかる組み合わせにおいては、無フツ素系界面
活性剤／フルオロ脂肪族系界面活性剤の比は一般に1/25
〜10/1、通常1/15〜5/1である。

使用できるフルオロ脂肪族系界面活性剤は１個以上のフ
ツ素化脂肪族基（Rf）と１個以上の水溶化用極性基
（Ｚ）を含有するものであり、これ等基は通常適切な結
合基（Ｑ）によつて互いに結合されている。

有効であり且つ参考までにここに引用されるフルオロ脂
肪族系界面活性剤は米国特許第3,562,156号（フランセ
ン）、第3,772,195号（フランセン）および第4,359,096
号（ベルガー）、および欧州特許出願第0,073,863A1号
に開示されているものである。フルオロ脂肪族系界面活
性剤の具体的構造は臨界的でなく、むしろ、本発明のた
めの有効性を決定するものは化合物の物理的性質のバラ
ンスである。引火性液体の上記発生の蒸気制御のために
フルオロ脂肪族系と炭化水素の界面活性剤が組み合わさ
れる場合には、フルオロ脂肪族系界面活性剤中のフルオ
ロ脂肪族基と水溶化用基の組み合わせがフルオロ脂肪族
系界面活性剤に25℃の水に対して少なくとも0.01重量％
の溶解度を付与するようにバランスされていることが望
ましいであろう。水に対する溶解度が少なくとも約0.25
重量％であることが好ましい。一般に炭化水素系界面活
性剤との上記組み合わせに使用されるフルオロ脂肪族系
界面活性剤は約0.25％以下の濃度の水溶液に約28ダイン
/cm未満、好ましくは23ダイン/cm未満の表面張力を付与
するのに十分な表面活性である。

フルオロ脂肪族系界面活性剤は界面活性剤中に少なくと
も約20重量％のフツ素即ち炭素結合フツ素を含有してい
る。本発明に使用されるフルオロ脂肪族系界面活性剤の
フツ素化脂肪族基Rfは一般に炭素原子少なくとも３個の
フツ素化された飽和の１価の非芳香族基として記述でき
る。脂肪族鎖は直鎖、枝分れ鎖、または十分に大きい場
合には、環状であつてもよく、そして炭素原子にのみ結
合した酸素または３価窒素原子を包含してもよい。完全
にフツ素化された基が好ましいが、水素または塩素原子
は炭素原子２個毎にどちらかの原子が１個より多く存在
しないことを条件に置換基として存在していてもよく、
そして好ましくは、基は少なくとも末端ペルフルオロメ
チル基を含有する。もつと多数の炭素原子を含有する基
も十分に機能するであろうが、約20個以下の炭素原子を
含有する化合物が好ましい。何故なら、大きい基は通
常、短い基で可能であるよりも低い効率のフツ素利用を
意味するからである。約５〜12個の炭素原子を含有する
フルオロ脂肪族基が最も好ましい。

フルオロ脂肪族系界面活性剤の水溶化用極性基Ｚは陰イ
オン性、陽イオン性、非イオン性、または両性部分、ま
たはそれ等の組み合わせであつてもよい。代表的な陰イ
オン基はCO₂H、CO₂M、SO₃H、SO₃M、OSO₃H、OSO₃M、OPO
（OH）_２、およびOPO（OM）_２等である（但しＭはナト
リウム、カリウム、カルシウム等のような金属イオンで
ある）。代表的な陽イオン基はNH₂、NHR（但し、Ｒはメ
チルやエチルやブチルのような低級アルキル基であ
る）、NR′₃A′（但し、Ｒ′は低級アルキル基または水
素であり、そしてＡ′は塩素イオンや硫酸イオンや燐酸
イオンやヒドロキシルイオン等のような陰イオンであ
る）、等である。代表的な非イオン基はNR₂→Ｏ、およ
びポリエチレンオキシドおよび混合ポリエチレンオキシ
ド−ポリプロピレンオキシドポリオールから誘導された
もの、等である。代表的な混合または両性基はN⁺（C
H₃）₂C₂H₄COO^-等である。

結合基Ｑは多価の、一般に２価の結合基、例えばアルキ
レン、アリーレン、スルホンアミドアルキレン、カルボ
ンアミドアルキレン等である。或る場合には、１個超の
フルオロ脂肪族基が単一の結合基に結合されていてもよ
いし、また、他の場合には単一のフルオロ脂肪族基が単
一の結合基によつて１個超の極性可溶化用基と結合され
ていてもよい。

本発明に使用できるフルオロ脂肪族系界面活性剤の特に
有効なクラスは式（Rf）ｎ（Ｑ）mZ（式中、Rfは上記フ
ルオロ脂肪族基であり、ｎは１または２であり、Ｑは上
記結合基であり、ｍは０〜２の整数であり、そしてＺは
上記水溶化用基である）のものである。

本発明に有効な代表的なフルオロ脂肪族系界面活性剤は
次の通りである： C₈F₁₇SO₃K C₆F₁₃SO₂N（CH₂CHOHCH₂SO₃ ^-）C₃H₆N⁺（CH₃）₂C₂H₄OH C₈F₁₇SO₂NHCH₂C₆H₄SO₃Na C₈F₁₇SO₂NHC₆H₄SO₃Na C₆F₁₃SO₂N（C₃H₆SO₃ ^-）C₃H₆N⁺（CH₃）₂C₂H₄OH C₇F₁₅CONHC₃H₆N⁺（CH₃）₂C₂H₄COO^- C₈F₁₇C₂H₄SC₂H₄CONHC（CH₃）₂CH₂SO₃Na C₈F₁₇SO₂N（C₂H₅）C₂H₄OP（Ｏ）（OH）_２ C₆F₁₃SO₂NHC₃H₆N⁺（CH₃）₃Cl^- C₈F₁₇SO₂NHC₃H₆N⁺（CH₃）₃ ^-O₃SOCH₃ （CF₃）₂CF（CF₂）₆COOH・H₂NC₂H₅ C₇F₁₅COOH・H₂NC₃H₆N⁺（CH₃）₂C₂H₄COO^- C₇F₁₅CONHC₃H₆N（CH₃）_２→Ｏ C₈F₁₇SO₂N（C₂H₅）CH₂CO₂K C₆F₁₃C₂H₄SO₂N（CH₃）C₂H₄N⁺（CH₃）₂C₂H₄COO^- C₆F₁₃SO₂N（CH₂CHOHCH₂SO₃Na）C₃H₆N（CH₃）_２ C₈F₁₇C₂H₄SCH（CH₂COONa）COONa C₈F₁₇C₂H₄SC₂H₄CONHC₂H₄N⁺（CH₃）₃Cl^- C₁₀F₂₀HOC₆H₄SO₃Na （CF₃）₂CF（CF₂）₄CONHC₂H₄SO₃Na ［C₆F₁₃SO₂NHC₃H₆N⁺（CH₃）₂C₂H₄OH］OH^- ［C₆F₁₃SO₂N（CH₂CH₂OH）C₃H₆N⁺（CH₃）₂C₂H₄OH］OH^- C₆F₁₃SO₂N（CH₂CH₂OH）C₃H₆N（CH₃）_２ C₆F₁₃SO₂NHC₃H₆N⁺（CH₃）₂CH₂CH₂COO^- C₆F₁₃SO₂N（CH₂COOH）C₃H₆N（CH₃）_２ C₇F₁₅COOH・H₂NCH₂COOH C₈F₁₇C₂H₄SC₂H₄CONH₂ C₆F₁₃SO₂NHC₃H₆N（CH₃）_２→Ｏ C₈F₁₇SO₂NHC₃H₆N（CH₃）C₃H₆SO₃Na C₈F₁₇SO₂NHC₃H₆N（C₂H₄OH）C₃H₆SO₃Na C₇F₁₅CONHC₃H₆N（CH₃）C₃H₆SO₃Na C₆F₁₃SO₂N（C₂H₅）C₃H₆NHCH₂CH（OH）CH₂SO₃Na およびそれ等の相溶性混合物。

AFFF消火剤のようなフイルム形成能を有する泡沫を生成
するためにフルロオ脂肪族系界面活性剤と組み合わせて
使用される水溶性無フツ素系界面活性剤は水溶性（例え
ば、25℃の水中に少なくとも約0.02重量％に）であり且
つ常態でフイルム形成性でないフルオロカーボン系界面
活性剤水溶液のフイルム形成能を促進することができる
それ等有機化合物である。かかる界面活性剤はシクロヘ
キサンと水の等容量混合物の少なくとも１相を水の約0.
1〜10重量％の濃度で実質的に完全に乳化させる。加え
て、組み合わせで使用される無フツ素系界面活性剤はフ
ルオロ脂肪族系界面活性剤と相溶性でなければならな
い。ここで相溶性とは２つのタイプの界面活性剤が不活
性生成物を生成するように相互作用することがないこと
を意味する。単独でまたはフルオロ脂肪族系界面活性剤
との上記組み合わせで特に有効な無フツ素系界面活性剤
は先に挙げた米国特許第3,562,156号、等々、に記載さ
れているもの等であり、米国特許第3,772,195号（フラ
ンセン）に記載されている試験に基づいて選択できる。

単独でまたはフルオロ脂肪族系界面活性剤との組み合わ
せで本発明の実施に有効な代表的な無フツ素系界面活性
剤を挙げる： C₈H₁₇OSO₃Na C₁₀H₂₁OSO₃Na C₁₂H₂₅OSO₃Na C₁₀H₂₁SO₃K C₁₂H₂₅N（CH₂CH₂COONa）_２ C₈H₁₇C₆H₄O（C₂H₄O）₃₀H C₁₂H₂₅N⁺（CH₃）₂C₂H₄SO₃ ^- C₈H₁₇O₂CCH₂CH（CO₂C₈H₁₇）SO₃Na C₁₂H₂₅N⁺（CH₃）₃Cl^- （C₈H₁₇O）₂P（Ｏ）ONa HO（C₂H₄O）ａ（C₃H₆O）ｂ（C₂H₄O）cH、MW6500、但し
ａ＋ｂは約108であり、ｃは約35である。

C₁₂H₂₅O（C₂H₄O）₄C₂H₄OSO₃ ^-NH₄ ⁺ C₈H₁₇SC₂H₄CONHC（CH₃）₂CH₂SO₃Na C₁₂H₂₅SO₂N（CH₂COO^-）C₃H₆N⁺（CH₃）_３ C₁₂H₂₅N（CH₃）_２→Ｏおよびそれ等の相溶性混合物。特定の無フツ素のシリコ
ーン系界面活性剤はAFFF溶液生成に有効であり且つそれ
自体起泡剤として有効であることが知られているが、そ
れ等も使用可能である。

本発明の一つの特に有効な泡沫系はイソシアネート末端
ポリ（オキシアルキレン）プレポリマーをAFFFタイプま
たはAFFF/ATCタイプ（それ等製品は上記3Mブリテンおよ
び上記米国特許第3,562,156号および第3,772,195号に記
載されている）のようなライトウオーターの商標名で濃
厚物として販売されている起泡剤と混合することによつ
て得られものである。これ等泡沫系はそれ等商品を適用
するのに使用されるのと同じ装置を用いて同じ目的で適
用できる。

一般に、AFFFタイプの組み合わせにおける無フツ素系界
面活性剤／フルオロ脂肪族系界面活性剤の重量比は1/25
〜10/1の範囲にある。

本発明の泡沫系の任意成分を次に挙げる：重合体安定剤
および増粘剤、例えば、多糖類、部分水解蛋白質、澱
粉、ポリビニル樹脂、例えばポリビニルアルコールおよ
びポリアクリルアミド、カルボキシビニル重合体、およ
びポリ（オキシエチレン）グリコール；泡沫安定剤、例
えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グ
リセロール、エチルセロソルブ、およびブチルカルビト
ール；泡沫強化剤および収縮制御剤、例えば、水性ゴム
またはポリマーラテツクス、例えばスチレン−ブタジエ
ンゴムラテツクス、ポリ（クロロプレン）ゴムラテツク
ス、ポリ（クロロプレン−コ−メタクリル酸）ゴムラテ
ツクス、および上記米国特許第4,315,703号に記載され
ているポリマーラテツクス；およびその他添加剤または
成分、例えば、電解質、腐食防止剤、および殺生物剤。
かかる任意成分は泡沫系中の他成分と相溶性であるべき
であり、そして泡沫系の発泡性のような必要な性質およ
び密封能のような機能に不利な影響を与えない量で使用
される。上記任意成分に起因する固形分の総量は水溶液
が尚発泡性であり且つそれから生成される泡沫の密度が
1g/cc未満になるようなものである。一般に、上記任意
成分に起因する固形分の量は発泡性水溶液の約40重量％
未満、好ましくは約30重量％未満である。

本発明の水性の流動性泡沫は次のような手順によつて生
成できる。水溶性有機溶剤例えばアセトンやメチルエチ
ルケトン中の、または水溶性もしくは水分散性有機溶剤
例えばフタル酸ジブチル中の、または溶剤のブレンド中
の溶液としての、親水性イソシアネート末端ポリ（オキ
シアルキレン）プレポリマーの溶液を例えば配合装置
で、所望の比率で界面活性剤水溶液と混合する。得られ
た発泡性水溶液を泡沫生成ノズル、好ましくは空気吸引
ノズルによつて圧力下でスプレーして流動性水性泡沫を
生成する。水性泡沫のゲル化時間、またはそれが粘度の
必要な増大を達成する時間は反応性プレポリマー、連鎖
延長剤、架橋剤、尿素生成用触媒、および水性起泡剤の
適切な選択および濃度によつて制御できる。

特に有効な配合−泡沫生成−泡沫適用装置（実施例64、
65、66で使用される）は反応性重合体剤および使用後の
ラインを洗い流すための溶剤用の別々のタンクを有する
圧力容器と、界面活性剤水溶液用の圧力容器と、反応性
重合体剤および流洗用溶剤をそれぞれのタンクから逆止
め弁を介して螺線静止ミキサーへ供給するために変速モ
ーターによつて駆動されるギアポンプと、ギアポンプの
速度を感知してかかる材料の流量を調節するための光電
回転速度計と、圧縮空気を圧力容器へ供給して内容物を
そこから浸漬管およびラインを通つて逆止め弁へ強制的
に送るための空気圧調節器および弁を装備したライン
と、逆止め弁に接続している可撓性ホースと、静止ミキ
サーと、泡沫を適用するための空気吸引ノズル［上記3M
ブリテンＹ−FATCB（311）BEに記載されているような］
と、上記装置の各部分に接続しているその他の関連パイ
プラインまたはホース等とからなる。

本発明の泡沫系を取扱い適用するために使用できる様々
な泡沫系装置についての記載は上記3Mブリテンおよび
「低膨張泡沫および組み合わせ薬剤系（Low Expansion
Foam and Combined Agent Systems）」についてのナシ
ヨナル・フアイア・プロテクシヨン・アソシエイシヨン
社のNFPA−11−1983標準書に記述されている。

本発明の泡沫で処理または制御できる危険物は本明細書
の最初に記載されている危険廃棄物用敷地、例えば、土
中埋め込み投棄場、囲み、およびラグーンの中に存在す
る様々な物である。かかる物は有機または無機の液体、
半固体、または固体、例えば、工業的および商業的作業
等々からかかる敷地に捨てられた、合成または天然の有
機化学物質、重金属または毒性金属、溶剤、廃液、家庭
からの生ごみおよび廃物、廃棄製品、使用済み原料、汚
れた容器、スラツジ、搾りかす、焼却残留物、汚染土
壌、引火性および揮発性液体、等々であつてもよい。か
かる廃棄物は毒性、無毒性、発火性、引火性、可燃性、
腐食性、または危険なほど反応性であることもある。か
かる物質のかたまりはその場で又はかかる敷地から発掘
または除去されるときに泡沫で処理できる。パイプライ
ンまたはタンクのような容器または輸送機関からの危険
液体の流出物または漏出物も処理できる。

本発明の泡沫は危険廃棄物用敷地（例えば、「超蓄積敷
地」）からの物質の発掘（即ちかかる敷地によつて提起
された問題に対する最善の解決法であると多くの人達が
信じているタイプの掃除作業）中に又はそれとの関係で
特に有効である。

廃棄物や流出物等ではなく有用性を有するが生来有害で
あるか又は毒性を有するので潜在的に危険であるもの、
例えば、貨車や伝馬船によつて運搬中の石炭または坑道
中の石炭も、むきだしの表面を空気から密封して火災を
最小にする又は防止するために又はかかる火災を制御す
るために、泡沫で処理することができる。従つて、本願
においては用語「危険」はあらわに存在することによる
当面のまたは緊急の危険ならびに暴露されたときに危険
になる物質の生来有害または有毒な影響による潜在的危
険を包含するように広い意味で使用されている。

泡沫は例えば機械類から発する騒音または衝撃波の抑制
にも使用できる。泡沫を詰めたプラスチツク袋例えばポ
リエチレン袋は衝撃吸収用に、例えば、燃焼中の建物か
らの脱出における救助パツドとしても使用できる。

本発明の泡沫のその他の用途は断熱フランケツトまたは
バリアとしての使用、例えば、住宅用または商業用建造
物のようなＡ級可燃物（例えば壁や屋根）用、および潅
木林または森林火災における防火線としての使用、等々
である。

本発明の泡沫の断熱ブランケツトとしての別の用途はコ
ンクリートや、モルタルや、セメントスラリのようなセ
メント系材料の、特に寒い氷点下の気候下での、硬化ま
たは固化を制御する場合の助けとしてであり、その場
合、泡沫は硬化反応の熱を保持することによつてスラリ
の硬化を促進する熱ブランケツトとして作用するか、ま
たは硬化中の水分を保持するため又は雨水が硬化に影響
するのを防止するために必要とされる。

一般に、本発明の泡沫で処理できる物質または基体は反
応性でないもの、望ましくない程の反応性ではないも
の、または泡沫によつて悪影響を受けないものである。

危険物また基体へ適用される泡沫の量もしくは厚さまた
はその適用の度合は危険物または基体の性質、大きさ、
位置、および恒久性のような因子、風や雨の排水等のよ
うな環境因子の存在、および物質によつて与えられる健
康、安全および環境に対する具体的脅威に依存して変動
可能である。従つて、物質へ適用される泡沫の厚さは例
えば1cm〜30cmまたはそれ以上、例えば1m以下またはそ
れ以上で変動可能である。いづれにしても、泡沫の厚さ
は物質によつて与えられる脅威を軽減または防止するの
に又は泡沫の例えば断熱ブランケツト、衝撃波吸収材、
および騒音鎮圧材としての必要な機能を達成するのに十
分なものである。物質がガスや煙や蒸気や粉塵等のよう
な揮発性または表面生成物を発生または放出する場合ま
たは物質を周囲空気から密封して物質の燃焼または酸化
を制御または防止することが望まれる場合には、泡沫の
量または厚さは大気への物質の揮発または逃亡を抑制す
る又はその大気との接触を抑制するようなものであり、
多量の水と独立気泡の構造とによる泡沫の比較的高い上
記不透過性はかかる抑制に十分貢献する。

炭化水素や極性溶剤のような引火性液体およびガソリン
やジーゼル燃料やその他燃料のような可燃性液体、また
はナフタレンのような揮発性もしくは有毒である化学薬
品の場合には、本発明の泡沫は火災鎮圧または蒸気制御
のために水性泡沫として適用される従来のフイルム形成
性水溶液と同じようにして適用できる−上記商業ブリテ
ンおよびNFPA標準11−1983参照。かかる従来の製品同
様、本発明の泡沫の生成に使用されている界面活性剤が
フルオロ脂肪族系と無フツ素系の界面活性剤の上記組み
合わせである場合には、かかる泡沫は航空機燃料火災
や、石油化学薬品貯蔵施設火災や、オイルタンカー火災
や、石炭車火災のような引火性物質の火災、および流出
燃料や溶剤の様々な工業火災を制御または鎮圧するため
に使用できる。従来のAFFF製品同様、本発明の適用泡沫
は引火性のまたは燃焼中の液体の表面上を拡がつてその
上を浮遊する。水性界面活性剤の耐久性のある迅速に形
成拡張する上記密封用フイルムはゲル化する又は粘稠に
なる前の泡沫から排水し、泡沫が液体の揮発を抑制しか
かる火災を消すのを助けるので、かかるフイルムおよび
泡沫は発火していない領域を守り、発火または再発火を
防止する。本発明のゲル化した又は粘稠な泡沫は安定且
つ長寿命であるので、従来の、排水および崩壊のせいで
はるかに短い寿命を有する泡沫を生成し、そして大きな
移動性と火災によつて起こる風や蒸発や熱伝達による駆
逐に対する大きな感受性を有しているAFFF製品とは違つ
て、その再適用は一般に必要ないか又はしばしば要求さ
れない（特に泡沫がゲル化した場合には）。

次に実施例で本発明の目的および効果を例示する。これ
等実施例における、「発火試験」は泡沫処理された揮発
性引火性液体を収容する試験ビーカーのすぐ上を燃焼中
のマツチを手にもつて通過させることによつて遂行され
た引火性蒸気に関する試験であり、蒸気の発火があつた
かどうかに注目し、発火無しは泡沫が引火性液体の蒸気
を抑制したことを意味する。ゲル化した泡沫によつて発
火が起こらない場合には、燃焼中のマツチをゲル化泡沫
の表面上に普通に置いて、発火の有無に注目した。これ
等実施例に引用された水は別に支持されていない限り水
道水である。比較例を行つた場合には、それ等はしばし
ば文字「Ｃ」で表示され、そして数字を付記されてい
る。例えば、C1、C2等のように。

実施例１この実施例はポリ（オキシアルキレン）ジイソシアネー
トプレポリマーの製造、およびそれをゲル化剤として本
発明の泡沫の生成において起泡剤としてのデシル硫酸エ
ステルナトリウムと一緒に使用することを記載する。

磁気滴攪拌棒を有する240ccの乾燥したガラスジヤーに4
0g（0.12モル）のカルボワツクス3350ポリエチレングリ
コールと、その溶剤として40gのアルコソルブPMプロピ
レングリコールメチルエーテルアセテートを入れた。こ
の混合物を35〜40℃に温め、そして攪拌してポリエチレ
ングリコールを溶解した。得られた攪拌溶液に4.35g
（0.25モル）のトリレン−2,4−ジイソシアネートを添
加し、（35℃で）、そしてこの反応混合物を50〜55℃に
加熱し、この温度で３時間攪拌してポリ（オキシエチレ
ン）ジイソシアネートプレポリマー即ち OCNC₆H₃（CH₃）NHCO（OCH₂CH₂）nOCONHC₆H₃（CH₃）NCO （但し、ｎは約76の平均数を有する）を、アセテート溶
剤中の溶液として生成した。この溶液（以後プレポリマ
ーＡと称する）は室温で固化したが、約40℃に温めるこ
とによつて再度流体になり得た。

480ccのガラスジヤーに11.5gのプレポリマーＡと、88.5
gの0.5重量％のデシル硫酸ナトリウム水溶液を入れ、そ
してジヤーの内容物を１分間手で激しく振盪して空気を
連行させた。得られた流動性泡沫は膨張値約３を有して
おり、色は白かつた。20gの流動性泡沫を250ccのポリエ
チレンビーカー内の200mlのイソプロピルエーテル上に
直ちに注いだとき、流動性泡沫はエーテル上に浮遊し
た。泡沫は注いでから約30秒後またはプレポリマーＡと
界面活性剤水溶液との最初の混合から約90秒後にゲル化
した。（振盪ジヤー内に残された泡沫の残りは同様に同
時にゲル化した。）ビーカー（および内容物）を直ちに
測定し、そして室温（約22℃）で90分静置後再度測定し
たとき、重量差（即ち、重量損失）は1.0gであつた。そ
の白色カラーを含む外観、その気泡のサイズ（約1mm未
満）、および90分秤量時のその容量は泡沫のゲル化当初
と同じに見えた。90分秤量直後に行われた発火試験は無
発火であつた。比較試験C1においては、プレポリマーＡ
を使用せず100gの界面活性剤溶液を振盪したこと以外は
上記の通りに泡沫を生成した。得られた泡沫（ゲル化せ
ず、イソプロピルエーテルに注いでから５分未満で崩壊
した）の膨張値は約５であつた。重量損失は8.2gであ
り、発火試験では即時発火を生じた。

生成から約24時間後のガラスジヤー内に残されたゲル化
した泡沫の観察から、液体が泡沫から排出したことおよ
びその外観が変わらなかつたことが明らかになつた。ゲ
ル化した泡沫の直径約1.5cm×流さ約4cmの片は壊されず
に手でその長さの２倍よりやや大きく伸長され、そして
その力を解除されたときに元の長さにもどり、ゴム状弾
性を有していることを示した。また、その片は壊されず
に自身のうえに折り返えされ、可撓性を有していること
を示した。それは指圧でその厚さの1/3未満に押し下げ
られ、その圧力を解除されたときに直ちに元の厚さにも
どり、弾力のあることを示した。ゲル化した泡沫は感触
が粘着性であり、泡沫が生成されたガラスジヤーに除去
可能に付着した。

実施例２〜13 これ等実施例は本発明のゲル化泡沫の生成に商業的に入
手できる界面活性剤を起泡剤としてそしてポリ（オキシ
エチレン−コ−オキシプロピレン）ポリイソシアネート
プレポリマーをゲル化剤として使用すること、および引
火性液体の蒸気の抑制におけるその泡沫の有用性につい
ての例示である。

使用されたプレポリマーは次のように製造された。

塩化ベンゾイル（0.58g）−副反応禁止剤として−を不
活性雰囲気下で室温で分子量約5000のポリエーテルトリ
オール（ランダムまたはアタクチツク分布を有し且つダ
ウXD1421の取り引き名で販売されているエチレンオキシ
ド・プロピレンオキシド共重合体）1738gとブレンドし
た。それから、得られた混合物にトリレン−2,4−ジイ
ソシアネート／トリレン−2,6−ジイソシアネートの80/
20混合物191.4g（2.2当量）を、激しく攪拌しながら、
迅速添加したら、反応が完了するまで80〜85℃に維持さ
れた穏やかな発熱を生じた。反応の進行は混合物のサン
プルの滴定によつて追跡され、反応完了時に反応混合物
は室温に放冷された。反応混合物の上部をデカンテーシ
ヨンして固形分100％のプレポリマー生成物を残し、そ
れを固形分80％のプレポリマー溶液（以後「プレポリマ
ーＢ」と呼ぶ）にするのに十分な量の試薬級アセトン中
に溶解した。

本発明の上記各実施例において、界面活性剤とゲル化剤
との発泡性ゲル化性水溶液を密閉された480ccのガラス
ジヤー内で手で激しく振盪し；得られた流動性泡沫20g
を、イソプロピルエーテル200mlを含有する250ccのポリ
エチレンプラスチツクビーカーに注入した。ビーカーを
注入直後と室温（約22℃）１時間静置後に秤量し、重量
差を求め（「重量損失」として）、そして後の秤量後直
ちに発火試験を行つた。比較例はゲル化剤を除いたこと
以外は同じ手順に従つて行つた。本発明の上記各実施例
における流動性泡沫はビーカーに注入後速やかにゲル化
し（即ち、２〜４分以内）、その泡沫の膨張値は約３で
あつたが、比較例における流動性泡沫はゲル化せず、そ
の膨張値は約５であつた。実施例およびその結果は第１
表にまとめられている。

上記実施例および結果は広く様々な界面活性剤を仕様で
きること及び各ゲル化泡沫は比較例と比べて低い重量損
失と無発火の結果によつて指摘されるように有効な蒸気
抑制ブランケツトを生じたことを示している。

実施例14〜25 これ等実施例は引火性液体の火災を消すための泡沫濃厚
液として販売されている界面活性剤溶液と（発泡性ゲル
化性溶液の調製後約２分〜５分で流動性泡沫をゲル化さ
せる）ゲル化剤としてのプレポリマーＢとを使用して生
成された本発明の泡沫を記載する。泡沫の生成および評
価の手順はイソプロピルエーテルのかわりに様々な有機
液体が泡沫で処理されたこと以外は実施例２〜13のそれ
と同じである。比較例においては、ゲル化剤は使用され
ず、流動性泡沫はゲル化しなかつた。さらに、泡沫高さ
は室温で静置１時間後に測定された。実施例および結果
は第２表にまとめられている。

別の比較例では、実施例14に使用されているものに似て
いるが5gのプレポリマーＢと95gのライトウオーターAFF
F/ATC FC−600 ６％水溶液を含有している非通気組成
物は均質溶液を得るためにへらでかきまぜたときに泡沫
を生じなかつたが、小さな気泡（多分プレポリマーと水
との反応によつて生成された二酸化炭素の）が生じた。
このように、二酸化炭素ガスは組成物を十分に発泡させ
ない。即ち、泡沫膨張値は約１であつた。他の２つの比
較例では、一方はアルコソルブPMアセテート溶剤中のプ
レポリマーＢの70重量％溶液10gと上記FC−600 ６％界
面活性剤水溶液90％を含有し、そして他方はプレポリマ
ーＢの上記溶液20gと上記界面活性剤溶液80gを含有して
いる非通気組成物をへらでかきまぜたときにそれぞれ約
1.1と1.3の膨張値を有したに過ぎなかつた。

実施例26〜34 これ等実施例（第３表にまとめられている）は本発明の
ゲル化性泡沫が様々なゲル時間をもつて生成できること
を示しており、いくつかの例では特定界面活性剤の量を
発泡性組成物の生成に必要なものより過剰で使用した。

実施例35〜40 これ等実施例は泡沫系中の反応性プレポリマーの量に依
存してゲル化せずに又は様々なゲル時間をもつて本発明
の粘稠な遅速排水性の流動性泡沫またはゲル化泡沫を生
成できることを示しており、かかる泡沫は遅速排水また
は無排水である。プレポリマー濃度が低く過ぎる場合に
は、ゲル化は起こらないが、その非ゲル化流動性泡沫の
排水速度は泡沫の粘度増大のせいで減少した。結果は第
４表に示されている。

実施例41〜47 これ等実施例はアミンまたは第一アルコール（アミノア
ルコールおよびアミノ酸を含む）をゲル改質剤として配
合物中に添加することによつて如何に本発明のゲル化泡
沫が様々なゲル時間とゲル化泡沫の性質例えば水分散性
を与えるように改質され得るかということを例示する。

泡沫は各水性配合物を120ccのボトルに入れて手で15秒
間激しく振盪することによつて生成された。組成、泡沫
ゲル時間、および分散性は第５表にまとめられている。
示されているように、メタノールおよび一官能価アミン
（実施例42〜45）はゲル改質剤が使用されていない泡沫
（実施例41）に比べて泡沫のゲル時間を遅延させ、他
方、多官能価アミン（実施例46および47）は硬化を促進
して非常にしつかりしたゲル化泡沫を生じさせる。

配合物中にメタノールまたは一官能価アミンを使用する
実施例42〜45で生成されたゲル化泡沫は注入可能であり
且つ水道水で容易に分散されたが、どれも、使用後数日
しても液体排出が無視できる程度であつた。かかる容易
に分散できる泡沫は使用後数時間後に水、例えば消化ホ
ースからの水流によつて洗い落とすことができるので危
険液体流出物の抑制に有効である。

実施例48および49 これ等実施例は多糖類を含有する本発明のゲル化性泡沫
による有機液体（アセトン）の引火性蒸気の抑制および
液体の封じ込めを例示する。これに対して、ゲル化剤を
含有しない比較例は蒸気の抑制に有効でなかつた。

各流動性泡沫は480ccのガラスジヤー内でプレポリマー
Ｂゲル化剤と、界面活性剤含有起泡性溶液と、多糖類
と、水とを手で25回激しく振盪することによつて生成さ
れた。泡沫はアセトンを収容しているビーカーに注がれ
て各場合に約2.5cmの初期泡沫厚さを与えるように自由
空間を満たした。泡沫厚さは泡沫がビーカーに注がれて
から様々なインターバルをもつて測定された。発火試験
は泡沫が注がれてから45分後に行われた。

また、各泡沫の密封／封じ込め特性は発火試験後すぐ
に、ゲル化泡沫を収容しているビーカーの転倒（「密閉
試験」）してアセトンの漏出に注目することによつて評
価された。

実施例および結果は第６表にまとめられている。

実施例50および51 これ等実施例は泡沫で覆われたベンゼン上のベンゼン蒸
気濃度を測定するためのガスクロマトグラフイーの使用
を例示する。

各実施例では、約5100ccの全内容積を有する上下２つ組
の25cm直径の円筒ガラスチヤンバーのうちの、下側チヤ
ンバーに約5cmの深さに水を入れた。それから、水の表
面上にベンゼンの1cm層を注いだ。この水とベンゼンを
収容している下側チヤンバーの上に、泡沫の入口とガス
の流入開口および流出開口を有する上側チヤンバーを置
いた。泡沫をチヤンバーに入れ、チヤンバーを下記のよ
うに窒素でパージした。上側チヤンバーと下側チヤンバ
ーの間の機密シールは、両者のすりガラスの円筒状の合
わせ縁を、組み立て前にシリコーングリースでなめらか
にすることによつて達成された。

各実施例において、約340cc/分の窒素ガスパージが泡沫
の添加前後のチヤンバー内に確立され維持された。泡沫
は界面活性剤水溶液から15秒操作の電気的ブレンダーに
よつて生成された。泡沫生成後直ちに、その水性泡沫を
泡沫入口からチヤンバーへ添加し、ベンゼン層を泡沫で
約2.5cmの深さに覆つた。泡沫入口を閉じ、そして退出
する窒素パージガスをベンゼンの存在に関してガスクロ
マトグラフイーによつて分析した。

泡沫によるベンゼン蒸気の抑制パーセントは泡沫が存在
する場合のベンゼンGCピーク域（「カウント」）を、ベ
ンゼン層に泡沫が添加されていない場合のベンゼンGCピ
ーク域と比較することによつて、様々なインターバルに
於いて、算出された。結果は第７表に示されている。ゲ
ル化剤を含有しない比較例C50はどのインターバルに於
いても最も小さな蒸気抑制を有し、８時間後にはたつた
６％の抑制であつた。他方、本発明の泡沫は８時間後で
も90％より大きい抑制を与えた。63時間後でさえ、実施
例50（このインターバルでチエツクされた唯一の実施
例）はベンゼン蒸気の94％抑制を与えた。ゴムラテツク
ス強化剤を含有している泡沫、実施例51は最良の結果を
与えた。

実施例52 この実施例は本発明のゲル化泡沫の可撓性を例示する。
泡沫は480ccジヤー内でライトウオーターAFFF/ATC FC
−600の６％水溶液95gとプレポリマーＢゲル化剤5gを混
合し、そして25回激しく振盪することによつて生成され
た。新たに生成された流動性泡沫を離型紙上に約0.6cm
の深さに注いだ。約10分後、ゲル化された水性泡沫を各
約1.25cm幅の３片に切断した。それ等片を次の位置で曲
げた又は配置した：第一片：実験室のベンチのかど90゜第二片:0.63cm直径のスチールマンドレルのまわり360゜第三片:5cm直径のスチールマンドレルのまわり360゜ 24時間後に、各片はゲル化泡沫の破壊または亀裂なしで
元の平坦な位置（０゜）にもどされ、それは良好な可撓
性および物理的団結性を意味していた。

実施例53 この実施例は様々な物質に対する本発明のゲル化泡沫の
付着性を例示する。泡沫は480ccのジヤー内でライトウ
オーターAFFF/ATC FC−600界面活性剤６％水溶液95gと
プレポリマーＢゲル化剤5gを混合し、そして25回激しく
振盪することによつて生成された。新たに生成された流
動性泡沫を65ccプラスチツクカツプ３個に注ぎ、そして
泡沫の中に次の部品をまつすぐ入れた：様々なインターバル、即ち、５分、30分、および48時間
後に、ゲル化泡沫の中に埋められた部品を手で引き上げ
た。各々の場合、カツプおよびゲル化泡沫内容物は引き
上げられる部品と一緒に持ち上げられ、それは各部品に
対するゲル化泡沫の良好な付着性を意味していた。

実施例54 この実施例は木材に対する本発明のゲル化泡沫の付着性
を例示する。約３の膨張値を有する泡沫は480ccのジヤ
ー内でライトウオーターAFFF/ATC FC−600の６％水溶
液95gとプレポリマーＢゲル化剤5gを混合し、そして25
回激しく振盪することによつて生成された。新たに生成
された流動性泡沫を65ccプラスチツクカツプの中に注
ぎ、そしてその泡の中に木製圧舌子（1.9cm×7.5cm×0.
17cm厚）をまつすぐに入れた。30分、24時間、および48
時間のインターバル後に、カツプおよびゲル化泡沫内容
物は圧舌子をつかんで引き上げることによつて持ち上げ
られた。（54時間後には、泡沫の重量が初期重量の12.5
gから5.4gに減少したが圧舌子上の接触域は12.9cm²で同
じままであつた。）それから、カツプに荷重をかけて行
つたとき、木材に対する接合は159.5g（引き上げられる
圧舌子によつて吊られた全荷重）で破損された。破損
は、泡沫の残留物が木材上になお存在していたことか
ら、主として凝集力、即ち泡沫内の、にあると見られ
た。

（上記と同じように但し振盪せずに生成された溶液はゲ
ル化したが膨張しなかつた。それは二酸化炭素の副生物
が有意な膨張の泡沫を生成するのに不十分であつたこと
を示している。）実施例55 この実施例はシミユレートされた火災試験によつて本発
明のゲル化泡沫の断熱性を例示する。

密度0.58kg/m²（53.6g/ft²）を有する波形紙器材料を切
つて２個の片各15cm×20cmを得た。ゲル化性流動性泡沫
は480ccのガラスジヤー内でのライトウオーターAFFF F
C−203Cの３％水溶液95gとプレポリマーＣゲル化剤（プ
レポリマーＢと同じように但しアセトンの代わりに溶剤
としてベンジルブチルフタレートを使用して製造され
た）5gとの混合物を25回激しく振盪することによつて生
成された。得られた流動性泡沫を紙器片の一方の水平表
面上に注ぎ、そこでゲル化した（約80秒で）。紙表面上
のゲル化泡沫は約1.5cmの厚さであつた。この泡沫被覆
紙器片はサンプル「Ｂ」と表示され、そして未処理紙器
片はサンプル「Ａ」と表示された。

プロパントーチはトーチノズルが垂直位置にそして15cm
直径の固定水平鉄リングの下13cmの中心に置かれるよう
に固定された。トーチは発火されそして10cm高さの炎を
生じるように調節された。未処理サンプルＡを炎の上の
リング上に置いた。サンプルＡの上面上に炎が現れる時
間は16秒であつた。リングからサンプルＡを除去した
後、泡沫処理サンプルＢを泡沫被覆面が下にくるように
リング上に置いた。サンプルＢの上面上に炎が現れる時
間は83秒であり、未処理サンプルＡに対するよりも約５
倍長かつた。

この実施例は火災からのＡ級可燃性材料の保護における
本発明の泡沫の有用性を、火にさらされる材料の表面に
断熱性ゲル化泡沫ブランケツトを設けることによつて、
例証する。泡沫の断熱性は熱損失を防ぐためにも使用で
きる。

実施例56 この実施例は低温にさらされるセメントスラリの硬化ま
たは固化の促進における本発明の泡沫の断熱性を例証す
る。

１ガロンのポリエチレンプラスチツクボトル２個を底か
ら約15cmのところを切断して２個の円筒容器を作つた。
これ等容器を２つとも、粒状断熱材料としてのバーミキ
ユライトを充填された波形紙箱の中に、容器の外表面全
部が充填材料少なくとも2.5cmで絶縁されるように置
き、容器の上面は解放されたままにした。重量で75部の
ポルトランドセメント（レハイ・タイプＩ）と25部の水
とから製造されたセメントスラリを各プラスチツク容器
に加えて、各容器に約5cmのスラリ深さを与えた。アル
コール温度計を各セメントスラリに差し込んで各容器の
底に到達させた。セメントサンプルを実験室の周囲温度
（約22℃）下に30分間放置した後、電気的プレンダー内
でライトウオーターAFFF/ATC FC−600濃厚物の６重量
％水溶液200gとプロピレングリコールモノメチルエーテ
ルアセテート（アルコソルブPMアセテート）中のアセト
ン不使用プレポリマーＢゲル化剤の70重量％溶液12gを1
5秒間激しく混合することによつて泡沫を生成した。こ
の泡沫を直ちにセメントスラリの一方（実施例56）上面
上に約5cmの泡沫深さを与えるように注ぎ；他のセメン
トスラリ（実施例C56）は対照として取つておいた。

２種類のセメントサンプルを収容している紙箱を温度が
−５℃である戸外に置いた。定期的に各セメントサンブ
ルの温度および硬化度を観察し記録した。第８表にまと
められている結果は本発明のゲル化泡沫の層で保護され
たセメントサンプル（実施例56）の迅速な硬化または固
化時間を明らかに示している。

実施例57 この実施例は引火性液体の封じ込め、およびシミユレー
トされた危険廃棄物用敷地即ち有機溶剤を飽和された砂
から発するその蒸気の抑制、における本発明のゲル化泡
沫の有効な使用を例示する。

ほぼ275cc容量の金属の缶２個（ＡとＢ）の各各にアセ
トン45mlを浸み込ませた乾燥砂140ccを添加した。この
量の液体は各缶の中の砂全部を湿らせたが、砂表面には
遊離の液状アセトンは見えなかつた。

泡沫は480ccのガラスジヤー内で下記の水性組成物を25
回激しく振盪することによつて生成された：泡沫1.ライトウオーターAFFF/ATC FC−600の６％水溶
液95gから生成された比較泡沫；泡沫2.ライトウオーターAFFF/ATC FC−600の６％水溶
液95gとプレポリマーＣ（実施例55参照）ゲル化剤5gと
の混合物から生成された本発明の泡沫。

ジヤーを振盪したときに生成された流動性泡沫は各ジヤ
ーを満たした（従つて、泡沫は膨張値約５を有した）。
各ジヤーから直ちに泡沫20gを、アセトン湿潤砂を収容
している缶の中に注ぎ（泡沫１を缶Ａに、そして泡沫２
を缶Ｂに）、各缶を頂上まで充填した。１時間放置後、
泡沫の頂上はやはり各缶の頂上にあつた。

１時間後に次のような試験を行つた。

発火試験缶A:直ちに瞬間的に発火缶B:発火せず密封／封じ込め試験缶A:上記発火試験後、缶Ａを横倒しにしたら液体の大部
分と砂の一部が流出した。

缶B:上記発火試験後、缶Ｂを横倒しにして５分間観察し
た；ゲル化泡沫はそのまま残り、液体および砂は流出し
なかつた。

実施例58、59、および60 これ等実施例は本発明の泡沫の生成における「一液型」
濃厚物の製造および使用を例示する。

実施例58における貯蔵安定性水溶性水反応性有機溶液
（「濃厚物Ａ」）は（１）酢酸エチル中のジオクニルス
ルホスクシン酸ナトリウム（エアゾールOT−100）の26.
5重量％の界面活性剤溶液［この溶液は一晩無水硫酸カ
ルシウム（ドリーライト）で乾燥されていた］34gと、
（２）プロピレングリコールメチルエーテルアセテート
（アルコソルブPMアセテート）中のアセトン不使用プレ
ポリマーＢゲル化剤の75重量％溶液100gをブレンドする
ことによつて製造された。

実施例59における類似の有機溶液（「濃厚物Ｂ」）は
（１）21.9重量％エアゾールOT−100と4.56重量％ C₆F₁₃SO₂NHC₃H₆N⁺（CH₃）₂CH₂CH₂COO^- を含有する界面活性剤の酢酸エチル溶液（ドリーライト
で一晩乾燥されていた）34gと、（２）濃厚物Ａに使用
されているのと同じゲル化剤溶液100gをブレンドするこ
とによつて製造された。

実施例60における第三溶液または「一液型」濃厚物（濃
厚物Ｃ）は（１）Ｎ−メチルピロリドン溶剤中に23.5重
量％ｎ−ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（商業
的に入手できる、シポネートDS−10として販売されてい
る生物分解性界面活性剤）を含有する溶液［澱を除去す
るためにホワツトマンろ紙＃４によつてろ過されてお
り、そしてグレード564モレキユラーシーブ（ダビドソ
ン）によつて一晩乾燥されている］30gと、（２）アセ
トン使用プレポリマーＢゲル化剤70gをブレンドするこ
とによつて製造された。

各濃厚物を水で7.2重量％水溶液（実施例58、59）また
は６重量％水溶液（実施例60）になるように希釈し、そ
してかかる溶液各100gを直ちに480ccの密閉ガラスジヤ
ー内で手動で２分間激しく振盪した。得られた流動性泡
沫（膨張値約４）各20gを直ちに、200mlのイソプロピル
エーテルを収容している250ccのポリエチレンビーカー
に注いだ。浮遊する流動性泡沫は注がれてから約１分以
内でゲル化した。ビーカーおよび内容物を直ちに及び90
分後に秤量してその重量差によつて重量損失を求めた。
最後の重量測定後、直ちに各実施例の発火試験を行つ
た。これ等実施例および重量損失および発火試験結果は
第９表にまとめられている。比較例C60においては、ラ
イトウオーターFC−600AFFF/ATC起泡剤の６重量％水溶
液を同様に振盪し、そして得られた流動性泡沫を同様に
試験した。

^＊）泡沫の小片は燃焼中のプロパントーチの炎のなかに
保持されたが発火しなかつた。それは泡沫が燃焼しない
ことを示している。

第９表のデータは３種類の一液型濃厚物が引火性液体の
蒸発を抑制するゲル化泡沫の生成に有効であつたことを
示している。

実施例61 実施例58の濃厚物Ａから生成されたゲル化泡沫の16.5g
サンプルをオーブン（100℃）に入れて40分間乾燥し
た。乾燥サンプルは収縮したがなお細胞構造を有しても
とのままであり、そして6.8gの重量を有し、重量損失は
約69％であつた。乾燥サンプルを室温（約22℃）の水道
水の中に浸し、水から取り出し、表面の水をペーパータ
オルで除去し、それからサンプルを秤量したとき、重量
は16.8gであつた。この実施例は本発明のゲル化泡沫が
乾燥されるが容易に再水和されることを示している。

実施例62 この実施例は本発明のゲル化泡沫に対する強化剤および
収縮制御剤としての水性スチレン−ブタジエン（SBR）
ラテツクスの使用を例示する。

泡沫は480ccのガラスジヤー内で下記水性組成物を25回
激しく振盪することによつて生成された：泡沫１この泡沫は（ａ）ライトウオーターAFFF/ATC
FC−600水性界面活性剤溶液の６％水溶液94gと（ｂ）プ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ア
ルコソルブPMアセテート）中のアセトン不使用プレポリ
マーＢゲル化剤の70重量％溶液6gとからなる。

泡沫２この起泡性組成物は（ａ）ライトウオーターAF
FF/ATC FC−600水性界面活性剤溶液の６％水溶液84gと
（ｂ）アルコソルブPMアセテート中のアセトン不使用プ
レポリマーＢゲル化剤の70重量％溶液6gと、（ｃ）水性
スチレン−ブタジエンゴムラテツクス（ダウ638A、50％
固形分）10gとからなる。

各泡沫は12.7cm×10.2cm矩形アルミニウム平なべに入れ
られた約200mlの使い古るしの10W−30自動車エンジン油
の上に注がれた。泡沫のゲル化が起こつた後に、安定化
された泡沫２（SBRラテツクスを含有してる）は泡沫１
（ラテツクス無し）よりも感触がしつかりしていた。

泡沫を実験室で平なべの中で１週間老化（その間に泡沫
は一部脱水された）したとき、老化泡沫１は平なべの一
方の縁端から引き離れて元の大きさの約半分に収縮して
いた。しかしながら、老化泡沫２は収縮がはるかに少な
く、三箇月放置後でさえ、平なべの全ての縁端に付着し
たままであり平なべの全表面を覆うように連続してい
た。

泡沫２同様に生成された他の泡沫においては、40gまで
のゴムラテツクスが使用されており、そのようにして生
成され老化された泡沫は老化泡沫２のそれよりも全く少
ない収縮を示し、そしてもつとしつかりしていた即ちよ
り強靱であつた。

実施例63 この実施例はAFFFタイプ界面活性剤系（即ち、フルオロ
脂肪族系界面活性剤と炭化水素系界面活性剤の組み合わ
せ）を用いて製造された本発明のゲル化性発泡性組成物
の、引火性液体上に蒸気抑制用フイルムを形成する能力
を例示する。

実施例59の濃厚物B7.2gに水92.8gを添加して均質溶液を
生成した。溶液を45秒間撹拌後、溶液２滴を直径6cmペ
トリ皿内のシクロヘキサン15mlの表面上に置いた。フイ
ルムが拡がつてシクロヘキサンの表面を覆うのが15秒未
満で観察された。フイルムがそのように形成された直後
に、シクロヘキサンの表面近くに置かれた燃焼中のマツ
チは発火を起こさなかった。それはシクロヘキサンの表
面上に蒸気抑制用フイルムが存在したことを意味した。
発火試験から約３分後に、フイルムはゲル化しておりシ
クロヘキサン表面から実質的にそのまま引き上げること
ができたことは注目される。

実施例64 この実施例は本発明のゲル化泡沫による模擬危険廃棄物
用敷地での引火性揮発性液体の有効な制御および抑制を
例示する。

約30cm×40cm×8cm（深さ）の寸法の２つの浅い穴を消
火試験領域の道路の端の湿つた粘土土壌（道路から約10
゜傾斜）に約1.2mの間隔で掘つた。アセトンと80オクタ
ン航空ガスの等容量の引火性液体混合物４を各穴のす
ぐ上の粘土斜面上に注いだら、混合物の大部分が穴に流
れ込んだ。

試験中の気候条件は温度４℃、風速約10mph時にはそれ
より速い突風、および断続的な雨（軽い霧雨〜豪雨）で
あつた。

泡沫を生成し穴へ適用するためにこの実施例で使用され
た装置は先に記載した配合−泡沫生成−泡沫適用装置で
あつた。ゲル化剤のタンクと溶剤のタンクを有する容器
の空気圧は0.34MPaであり、そして界面活性剤溶液のタ
ンクを有する容器の空気圧は0.69MPaであつた。ギアポ
ンプと適切なバルブを調節して流量7.6LPM（／分）の
空気吸引ノズルを通して比較泡沫Ａ（ライトウオーター
AFFF/ATC FC−600起泡剤の６％水溶液）または本発明
の泡沫Ｂ（4.91％ゲル化剤固形分と約95重量％水を含有
するゲル化性泡沫組成物を生じるように上記６％起泡剤
水溶液とプレポリマーＣ（実施例55参照）とのブレン
ド）を配給した。得られた泡沫の膨張値はどちらも約６
であつた。

次にこの実施例の工程、事項および結果を記載する。

実施例65 火災試験場での本発明の泡沫の実演は実施例64と同じ装
置を用いて次のように行つた。

４インチ（10cm）高さのコンクリート防壁で囲まれた８
フイート（2.4m）直径、50ft²（4.6m²）のコンクリート
張り穴の中に、防壁の頂上が約３インチ（7.5cm）のと
ころまで水を張つた。穴内の水の上に航空ガソリンの1/
2インチ（0.125cm）層を置いた。約５ガロン（19）の
加重したバケツを穴の中に防壁の端から約１フイート
（30cm）のところに置き、防壁の反対側の端から約１フ
イート（30cm）のところに直径2.5インチ（6.4cm）のパ
イプを垂直に置いた。ライトアオーターAFFF/ATC FC−
600起泡剤の６重量％水溶液と５重量％のプレポリマー
Ｂとを含有する水溶液から生成されたゲル化性泡沫を2G
PM（7.6LPM）の溶液流量で２分間穴へ適用した。これは
0.08ガロン／平方フイート（/m²）を与えた。

泡沫のゲル化（約90秒）後、５ガロンのバケツと2.5イ
ンチのパイプを除去してゲル化泡沫のそれぞれ約12イン
チ（30cm）と2.5インチ（6.4cm）直径の開放域を形成し
た。小さい方の開放域に露出したガソリンに火をつけて
燃えるにまかせた。燃焼５分間の間に、燃焼域の拡大が
起こらず、火災の熱のせいでゲル化泡沫から放出された
明白な水性フイルムが火災を消すのに役だつたことは注
目された。大きい方の開放域に露出したガソリンにも火
をつけて新たに約８〜10分間燃えるにまかせたが、領域
はその間に僅かに拡大したに過ぎなかつた。

ゲル化泡沫を穴の縁から切り放ち、そして縁から押し離
した。その力を解除したとき、切り放たれた泡沫は元の
位置に膨れ返り、この弾力性を示した。切り放たれた縁
の上を燃焼中のトーチを通過させたときに、自己消化性
の点滅炎が生じたに過ぎなかつた。

12インチ直径の開放域におけるガソリンの燃焼の約10分
後に、雨をシミユレートするために穴の周りの散水を開
始した。散水によつてゲル化泡沫ブランケツトが崩壊し
たり又は火災域が拡大したりしなかつた。

実施例66 火災試験場における本発明の泡沫の実演は実施例64と同
じ装置を使用して次のように行つた。

29インチ15−1/2インチ×７−1/2インチ深さ（74cm×39
cm×20cm）の矩形の囲いを形成するために１枚の合板の
うえに６個のコンクリートブロツクを置いた。囲いにポ
リエチレンフイルムを張り、そして廃棄物用敷地の充填
をシミユレートするために汚物と砕けた岩石と木材廃棄
物の混合物を充填した。航空ガソリンとメチルエチルケ
トンの等容量の混合液約２−1/2ガロン（9.5）の囲い
の中に注いで充填物にくさい引火性液体を本質的に飽和
させた。実施例65で使用したと同じゲル化性流動性泡枚
を、同じ装置を用いて、この囲いへ適用した。囲いはゲ
ル化泡沫約3/4インチ（2cm）厚の層で密封された。密封
後、メチルエチルケトンの臭いは実質的に検出されなか
つた。密封された領域の上を燃焼中のトーチを通過させ
たとき、発火しなかつた。密封された囲いを数時間後に
観察したがその状態は変化なかつた。

当業者には本発明の範囲を逸脱することなく本発明の様
々な変更および変形が明らかになるであろうし、本発明
はここに記載された例示的態様に限定されるものではな
いことが理解されるはずである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０９Ｋ 3/00 １１０Ｂ 3/22 21/14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水性の流動性空気泡であって、その液相
が、界面活性剤と、オキシアルキレン部分が重合体を親
水性且つ水溶性にするのに十分なオキシエチレン単位を
含有しているポリ（オキシアルキレン）ポリイソシアネ
ート重合体と、重量上前記泡の主成分としての水とを含
むことを特徴とする、前記水性の流動性空気泡。
【請求項２】水および空気と混合されたときに、水性の
流動性空気泡があってその液相が界面活性剤とオキシア
ルキレン部分が重合体を親水性且つ水溶性にするのに十
分なオキシエチレン単位を含有しているポリ（オキシア
ルキレン）ポリイソシアネート重合体と重量上前記泡の
主成分としての水とを含む前記水性の流動性空気泡を、
生成する無水溶液であって、前記無水溶液は、水および重合体と非反応性である有機
の水溶性もしくは水分散性の溶剤の中の、界面活性剤起
泡剤およびポリ（オキシアルキレン）ポリイソシアネー
ト重合体を含み、前記起泡剤は空気を通したときに前記
水を発泡させることが可能であり、そして前記重合体の
ポリ（オキシアルキレン）部分は前記重合体を親水性且
つ水溶性にするのに十分なオキシエチレン単位を含有し
ている、ことを特徴とする前記無水溶液。
【請求項３】水性の流動性空気泡の液相が界面活性剤と
オキシアルキレン部分が重合体を親水性且つ水溶性にす
るのに十分なオキシエチレン単位を含有しているポリ
（オキシアルキレン）ポリイソシアネート重合体と重量
上前記泡の主成分としての水とを含む前記水性の流動性
空気泡から生じた、ゲル化した２相型水性空気泡であっ
て、不連続空気相と、界面活性剤が溶解されており且つオキ
シアルキレン部分が重合体を親水性にするのに十分なオ
キシエチレン単位を含有しているポリ（オキシアルキレ
ン）ポリ尿素重合体が分散されている重量上泡の主成分
としての水を含む連続水性重合体ヒドロゲル相とからな
ることを特徴とする前記ゲル化した２相型水性空気泡。
【請求項４】水性の流動性空気泡の液相が界面活性剤と
オキシアルキレン部分が重合体を親水性且つ水溶性にす
るのに十分なオキシエチレン単位を含有しているポリ
（オキシアルキレン）ポリイソシアネート重合体と重量
上前記泡の主成分としての水とを含む前記水性の流動性
空気泡から生じた、粘稠な２相型水性空気泡であって、不連続空気相と、重量上泡の主成分としての水および前
記水の中に溶解された界面活性剤および重合体を親水性
にするのに十分なオキシエチレン単位を含有している複
数のポリ（オキシアルキレン）鎖を含むポリ尿素重合体
を含む連続粘稠液相とからなることを特徴とする前記粘
稠な２相型水性空気泡。
【請求項５】基体の露出表面へ、水性の流動性空気泡で
あってその液相が界面活性剤とオキシアルキレン部分が
重合体を親水性且つ水溶性にするのに十分なオキシエチ
レン単位を含有しているポリ（オキシアルキレン）ポリ
イソシアネート重合体と重量上前記泡の主成分としての
水とを含む前記水性の流動性空気泡を適用し、そして前
記泡の水とポリイソシアネート成分が反応して前記表面
上にゲル化した泡または粘稠な泡を形成するにまかせる
ことを特徴とする、基体処理方法。