難燃性

難燃剤は、火の広がりを遅らせたり止めたり、火力を軽減したりするために使用される物質です。これは通常、燃料の可燃性を低減したり燃焼を遅らせたりする化学反応によって達成されます。^{[1] [2]難燃剤は、物理的作用または}吸熱化学反応によって燃料を冷却することもあります。難燃剤は、水と混合する粉末、消火泡、難燃ゲルとして入手できます。難燃剤は、物体に塗布するコーティング剤またはスプレーとしても入手できます。^[3]

難燃剤は消火活動でよく使用され、空中または地上から 散布されます。

一般的に、難燃剤は物理的に火を遮断するか、火を止める 化学反応を開始することによって、物質の可燃性を低下させます。

物理的な作用によって燃焼プロセスを遅らせる 方法はいくつかあります。

• 冷却によって：いくつかの化学反応は実際に物質を冷却します。
• 下地の素材の発火を防ぐ保護層を形成します。
• 希釈によるもの: 一部の難燃剤は燃焼中に水や二酸化炭素を放出します。これにより炎の中のラジカルが十分に希釈され、炎が消える場合があります。

一般的に使用される難燃添加剤には、ハンタイトとハイドロマグネサイトの混合物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどがあります。加熱すると、水酸化アルミニウムは脱水して酸化アルミニウム（アルミナ、Al ₂ O ₃）を形成し、その過程で水蒸気を放出します。この反応は大量の熱を吸収し、組み込まれた材料を冷却します。さらに、アルミナの残留物は材料の表面に保護層を形成します。ハンタイトとハイドロマグネサイトの混合物も同様の働きをします。これらは吸熱分解して水と二酸化炭素の両方を放出し、^{[4] [5]、} 組み込まれた材料に 難燃性を与えます^{[6] [7] [8] 。}

• 気相での反応: 炎 (つまり気相) での化学反応は難燃剤によって阻止される可能性があります。通常、これらの難燃剤はハロンやフォストレックスなどの有機ハロゲン化物(ハロアルカン) です。これらのタイプの難燃剤に使用される化学物質は、多くの場合有毒です。
• 固相での反応: 一部の難燃剤はポリマーを分解して溶融し、炎から流れ出ます。これにより、一部の材料は特定の可燃性テストに合格できますが^{[どのテストですか? ] 、可燃性の}プラスチック液滴の生成によって火災安全性が本当に向上するかどうかは不明です。
• 炭化物の形成：炭素系燃料の場合、固相難燃剤により燃料表面に炭化物層が形成されます。この炭化物層は燃焼しにくくなり、それ以上の燃焼を防ぎます。 ^{[9] [10]}
• 膨張剤: このタイプの難燃剤には、保護炭化層の背後で膨張を引き起こす化学物質が含まれており、断熱性が大幅に向上します。プラスチック添加剤として、また木造建築物や鉄骨構造物を保護する塗料として利用できます。

クラス Aフォームは、2.5 ガロン [APW] および [CAFS] 消火器の難燃剤として使用され、防火帯を作ることで初期の山火事や草地火災を封じ込めます。その他の化学難燃剤は、クラス A の物質とクラス B の燃料を不燃化し、クラス A、クラス B、および一部のクラス D の火災を消火することができます。^{[要出典]航空機から投下される難燃剤スラリーは、通常、}山火事が 発生する前に点火を防ぐために散布され、一方、消火剤は消火に使用されます。

物体には難燃剤が塗布されている場合があります。たとえば、クリスマスツリーには難燃剤が吹き付けられていますが、木は乾燥すると非常に燃えやすくなり、火災の危険があります。

鉄骨構造では、火災時に構造要素が弱まるのを防ぐために、柱と梁の周囲に耐火コーティングが施されています。

米国の寮では、これらの製品の使用を検討しているか、法律で義務付けられています。膨張性塗料は、さまざまな寮や学校の建物、特にスプリンクラーシステムがない歴史的建造物で使用されています。^[11]

初期の難燃剤は水と増粘剤の混合物であったが、後にホウ酸塩^[12]やリン酸アンモニウムが含まれるようになった。^[要出典]

一般的に、難燃剤は航空機から投下されるか、地上の作業員によって山火事の周囲に散布され、山火事の広がりを食い止める。これにより、地上の作業員は消火作業に時間を割くことができる。しかし、必要に応じて、難燃剤を炎上に直接投下して火を冷やし、炎の長さを短くすることもできる。^[13]

航空消火は、航空機を使用して山火事と戦う方法です。使用される航空機の種類には、固定翼航空機とヘリコプターがあります。煙突ジャンパーと懸垂下降者も航空消防士に分類され、さまざまな固定翼航空機からパラシュートで運ばれたり、ヘリコプターから懸垂下降したりします。消火に使用される化学物質には、水、水強化剤、または特別に配合された難燃剤が含まれます。^[14]

山火事に適用される難燃剤は、通常、水と化学物質の混合物で、その地域を湿らせ、化学的に植物を介した火の進行を遅らせるように設計されています。通常、それは着色されており^[15]、空中から適用エリアを見ることができます。NFPA規格1150に準拠した難燃性ゲルベースの難燃剤も使用されています。これらは、従来の赤色の難燃剤と区別するために他の色に染色されています。ゲルとその染料は、自然に生分解するように設計されています。^[16]

米国連邦政府所有地での山火事への使用が承認されている難燃剤は、米国森林局認定製品リストに掲載されなければならない。^[17]このリストに追加されるには、製品は国家技術開発プログラムの一部門である Wildland Fire Chemical Systems によってテストされる必要があり、このプロセスには最大 2 年かかることがある。^[18] Phos-Chekは、現在山火事での使用が承認されている長期難燃剤のブランドである。^[19] Phos-Chek には、Wildfire Home Defense と呼ばれる消費者向け難燃スプレーもあり、塗布後すぐに効果を発揮し、大量の水で洗い流されるまで効果が持続する。これは、家屋や離れ家の周りの燃料床に塗布して、各建物につながる燃料に防火帯を作るために設計されている。^[20] Ember Bloc は、山火事の残り火と炎の両方から保護するために、家の外側や近くの建物に塗布できる別の消費者向け難燃ジェルである。高温や強風に耐えるために家の側面に張り付くという独特の能力を持っています。^[21]

使用される森林防火剤は一般に無毒であると考えられているが^[22]、毒性の低い化合物であっても、生物が大量に曝露するとある程度のリスクを伴う。^[23] 消火に使用される防火剤は、火災時にハロゲン化防火剤が燃焼するとダイオキシンやフランを放出し、魚類や野生動物、消防士に有毒となる可能性がある^{[24] 。 [25} ] また、生命や財産が直接脅かされない限り、水域から300フィート以内への落下は一般的に禁止されている。^[26]米国森林局は、米国の野生生物システムに対する防火剤の影響を研究し監視する管轄機関である。^{[27] [28]}

2014年6月に発表された研究では、海洋細菌が化学的に同一のポリ臭化ジフェニルエーテル（PBDE）の非合成源を製造する能力を持っていることが判明しました。これらの化学物質は難燃剤として使用されますが、環境に有毒であることが知られています。^[29]

化学難燃剤のほとんどは、ハロンやフォストレックスなどの有機ハロゲン化物（ハロアルカン）であり、毒性があることが証明されています。1980年代に最も一般的に使用された難燃剤はペンタブロモジフェニルエーテルでした。これは、潜在的な健康と環境への懸念から米国政府によって禁止されました。その後、塩素化トリス、クロロアルキルリン酸、ハロゲン化アリールエステル、テトラブロモフタル酸ジオールジエステルに置き換えられましたが、これらは後にEPAの調査で、子供の体内に吸収される可能性のある変異原性物質が含まれていることが証明されました。^[30]

研究によると、人口のごく一部が難燃剤として使用される化学物質に対してアレルギー反応を起こす可能性があることが示されています。 ^[31]また、研究によると、難燃剤化学物質を直接小川に落とすと、水中のアンモニア濃度が十分に高くなり、魚やその他の水生生物にとって致命的になる可能性があることも示されています。^[32]量が多ければ、人間に致命的な結果をもたらすリスクがあります。

これらの化学物質に長期にわたってさらされると、消防士はがんや皮膚疾患を発症する可能性があり、環境への潜在的な汚染も安全上の懸念事項となる。 ^[33]これらの化学物質の多くは現在、地球規模の汚染物質として認識されており、内分泌や甲状腺の混乱、免疫毒性、生殖毒性、がん、胎児や子供の発達や神経機能への悪影響など、動物や人間の健康への悪影響と関連している。^[34]

難燃剤を拡散させる最も一般的な方法の一つは空中消火ですが、これはこれらの有毒化学物質が土壌や水系を汚染し、人体に侵入する可能性があることを意味します。これにより、呼吸器疾患やその他の危険な健康問題など、長期的な健康問題が発生する可能性があります。^[35]

もう一つの注目すべき健康上の懸念は、消火泡剤は標準化された軟水と硬水に対して有毒であり、水生生物が感染する可能性があるということです。もし人間がそれを摂取した場合、これらの毒性が人体に移行する可能性が非常に高くなります。^[36]

• 空中消火
• ポリリン酸アンモニウム、難燃剤
• 難燃性
• 難燃性材料一覧
• モジュラー空中消火システム
• Phos-Chek、フォームまたはゲルの市販難燃剤
• 野火の鎮圧

• 火災管理ノート（1989年）
• 全米防火協会
• 国防消防協会
• 難燃剤ポリリン酸アンモニウムがポリ（メチルメタクリレート）の熱分解に与える影響
• 耐火ガラス アーカイブ 2014-12-17 at the Wayback Machine – 米国の UL9 認定耐火ガラス