專利名稱：滅火毯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主要用于熄滅烹調(diào)油火的滅火毯。
本發(fā)明提供了一種滅火毯，所述滅火毯包括一種柔軟的基材和一種受熱時(shí)發(fā)生吸熱反應(yīng)的化合物，構(gòu)造所述基材使得其具有容納所述化合物的多孔結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述化合物發(fā)生熔融或?yàn)楸惠d體溶液裝載的懸浮液形式時(shí)，能由所述孔中滲出并到達(dá)熱源。
本發(fā)明的滅火毯將通過參考

圖1和圖2的實(shí)施例來描述，圖1和圖2分別表示了在不同滅火毯的測試中溫度對時(shí)間的曲線圖。
烹調(diào)油或脂肪起火是家庭常見的著火源。由于下層油溫可能高于其自燃溫度，所以這類火特別危險(xiǎn)。因此，烹調(diào)油著火在最初熄滅后又得到氧氣時(shí)，有復(fù)燃或再起火(restrike)的傾向。另外，大多數(shù)傳統(tǒng)的滅火化合物如水、CO2泡沫或多用途的干化學(xué)品對付烹調(diào)油著火都是無效的。
因此，傳統(tǒng)的熄滅烹調(diào)油著火的方法是使用滅火毯。這種滅火毯依靠排斥氧氣來熄滅火。因?yàn)樯婕案邷?最高可達(dá)360℃)，這些滅火毯通常由玻璃織物編織成。有的滅火毯上還帶有涂層以更好地排斥空氣，但是滅火毯應(yīng)足夠柔軟以便能使著火地點(diǎn)如烹調(diào)盤周圍形成密封，從而阻止氧氣接觸到火和盤中的熱油。
現(xiàn)有的滅火毯存在不少問題。這些滅火毯不帶涂層，排斥氧氣完全依靠毯子的編織質(zhì)量。任何編織上的缺陷將減低毯子排斥氧氣的效率，并使得油蒸汽逸出至毯子上，并在那里發(fā)生自燃產(chǎn)生火焰。
當(dāng)使用帶有涂層的滅火毯時(shí)，這種滅火毯將比不帶涂層的相同滅火毯僵硬。這種僵硬減低了毯子對裝有著火的烹調(diào)油的盤外圍附近的有效密封，從而降低了從熱油和火中排斥出氧氣的有效性。同時(shí)，涂層通常為自身往往可燃的硅橡膠。
如上所述，即使能將火撲滅，作為火的燃料的熱油在高于其自燃溫度時(shí)將發(fā)生燃燒，因此如果在移走滅火毯后氧氣再次得以和熱油接觸，火就有可能復(fù)燃。油在燃燒過程中有降解傾向從而使得其自燃溫度降低，使得這個問題更為嚴(yán)峻。例如，烹調(diào)油(主要由脂肪酸酯組成)的一般自燃溫度為大約360℃。燃燒后烹調(diào)油的自燃溫度降氐至300℃。
在商業(yè)性餐館中，有時(shí)使用濕的化合物代替滅火毯。這些化合物可以以固定系統(tǒng)或特別改良的手提滅火器的形式使用。但是，這種方法并不適合在家庭中使用，家庭中最好使用簡單和易放的滅火毯。
本發(fā)明通過在滅火毯中加入化學(xué)活性物質(zhì)，使得滅火毯不再完全依靠排斥氧氣來熄滅油引起的火，從而克服了這些問題。
優(yōu)選在所述滅火毯中包括濕的或低熔點(diǎn)的化合物，如乙酸、乳酸、檸檬酸或碳酸的堿金屬鹽，如鉀或鈉鹽，因此所述滅火毯通過排斥氧氣和化學(xué)作用來滅火。所述化學(xué)活性試劑或化合物可為低熔點(diǎn)固體或?yàn)橐后w載體所裝載的懸浮液(如水溶液)的形式。
干式化學(xué)滅火器有時(shí)使用堿金屬鹽如碳酸氫納，例如在“FireSuppression by Fine Solid Aerosol(微小固體氣霧劑滅火)”，Sheinson，RS，Proceedings of the International CFC and Halon AlternativesConference，Washington，DC，24-26 October 1994，414-421頁中所描述。
為了既有效地排斥氧氣又有效地使用化學(xué)滅火，所述化合物必須接近火。因此，盡管為了排斥氧氣，所述滅火毯的織物基材對空氣的滲透性低，但必須對其構(gòu)造使得可讓熔融的化合物或水溶液通過。隨后所述化合物將通過化學(xué)方式，即是吸熱作用來滅火。
通過在所述毯子中結(jié)合使用堿金屬鹽(一般為鈉鹽或鉀鹽)，可利用這些化合物加熱時(shí)發(fā)生吸熱分解的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)榉纸庑枰鼰?，移走了火中的熱，加快了油的冷卻，從而減少了熱油再次得到氧氣時(shí)發(fā)生復(fù)燃的可能性。另外，所述分解可能釋放出水，水蒸發(fā)又冷卻了油。類似地，任何結(jié)合有所述化合物的載體溶液將發(fā)生蒸發(fā)，而不是從所述毯上滴下。所述載體溶液的這種蒸發(fā)一般是強(qiáng)吸熱[吸收熱量]的過程，因此將進(jìn)一步冷卻所述熱油和它周圍的環(huán)境。
另外，如果所述化合物產(chǎn)生了堿金屬的鹽溶液，則所述溶液隨后和烹調(diào)油發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，皂化了油并產(chǎn)生了通常為不可燃“皂”的表層和塊。因此這種皂化反應(yīng)進(jìn)一步降低了熱烹調(diào)油的復(fù)燃機(jī)會。
參考圖1，將分別使用濕滅火毯、經(jīng)乙酸鉀預(yù)濕的滅火毯、經(jīng)乙酸鉀預(yù)濕然后再次打濕的滅火毯和施涂有乙酸鈉的滅火毯的測試1-4的結(jié)果用圖說明。
所有的測試使用直徑為285mm的鋁盤實(shí)施。在所有其他方面，所述測試依照British Standard-European Norm(BSEN)1869中提出的標(biāo)準(zhǔn)測試方案進(jìn)行。測試1-濕毯將3升置于盤中的烹調(diào)油加熱至它的自燃溫度(362℃)，并使油燃燒2分鐘。隨后鋪蓋上在水中預(yù)先浸濕的滅火毯，并將所述盤放置。如所預(yù)料的，火幾乎瞬間熄滅。繼續(xù)監(jiān)控盤和熱油15分鐘，然后移去毯子。在移去毯子后，在大約20秒后火復(fù)燃，因此沒有通過BS 1869測試。因此，濕毯子不足以作為有效的滅火毯；在BS1869測試所規(guī)定的合理時(shí)間內(nèi)所述毯子沒有將熱烹調(diào)油的溫度降低到它的自燃溫度以下。測試2-浸在乙酸鉀溶液中的毯子測試2按照測試1相同的方法操作。在鋪蓋到裝有燃燒的烹調(diào)油的盤之前，將抹布織物浸入40％的乙酸鉀水溶液中做成滅火毯。火立即被熄滅，在監(jiān)控下保持15分鐘。在監(jiān)控了15分鐘后移走毯子時(shí)，在至少3分鐘內(nèi)熱油不重新起火。這通過了英國/歐洲標(biāo)準(zhǔn)(BSEN)18691997。
在測試2結(jié)束時(shí)，作為滅火毯的抹布織物輕微炭化(但比測試1的程度輕)。認(rèn)為高濃度的鉀鹽阻止了火對其下面的抹布織物造成更大損壞。測試3-浸泡在乙酸鉀溶液并在火熄滅后另外加入乙酸鉀溶液的毯子除了在烹調(diào)油火熄滅后的15分鐘的監(jiān)控時(shí)間內(nèi)間歇地在制成滅火毯的抹布材料上層另外施用40％的乙酸鉀水溶液，測試3的其他操作同測試2。如所預(yù)料，在滅火毯中額外加入的40％的乙酸鉀水溶液通過水的蒸發(fā)和由于更多量的乙酸鉀產(chǎn)生了更有效的油的皂化作用，從而更好地冷卻了熱油。在另外施用乙酸鉀溶液時(shí)，因?yàn)樗芤旱目焖僬舭l(fā)產(chǎn)生嘶嘶聲并發(fā)生沸騰。
加入大約150ml 40％的乙酸鉀水溶液產(chǎn)生如圖1測試3的曲線所示的更高程度的冷卻測試。測試3終止時(shí)滅火毯的炭化程度比測試2的低，盡管因?yàn)樵谔鹤拥目椢锘纳系诙问┯?0％的乙酸鉀水溶液時(shí)產(chǎn)生的沸騰和發(fā)泡而使得其底部更油。測試后收集一定量的油剩余物并分析皂化反應(yīng)的情況。發(fā)現(xiàn)在1560cm-1有細(xì)小色譜峰，這表明油發(fā)生了一些皂化反應(yīng)。顯示出皂化反應(yīng)的量不大，測試3中的主要化學(xué)滅火機(jī)理可能是通過前述的吸熱反應(yīng)冷卻了油。測試4-三水合乙酸鈉三水合乙酸鈉的熔點(diǎn)為大約58℃，因此可施用于滅火毯的織物基材或以固體形式固定于其中。在滅火過程中，三水合乙酸鈉化合物發(fā)生熔解并滴入熱的烹調(diào)油中。測試4和上面測試的方法相同，火保持熄滅15分鐘，從盤移走毯子后，至少3分鐘沒有復(fù)燃。
圖1的測試，特別是測試4的曲線表示毯子中的三水合乙酸鈉導(dǎo)致更高的初始冷卻速度。這可能是因?yàn)槿弦宜徕c化合物首先熔解并隨后發(fā)生失水，這兩個過程都為吸熱過程。
****測試1-4顯示出使用“化學(xué)活性”滅火毯可以提高滅火能力。所述化學(xué)活性成分一般為堿金屬鹽，優(yōu)選鉀鹽和鈉鹽。為了引起皂化反應(yīng)，優(yōu)選通過化學(xué)活性物質(zhì)和油產(chǎn)生的溶液呈堿性。
所述化學(xué)活性化合物的溶液可預(yù)滲透到毯子中或在使用毯子鋪蓋到火上前(任選過程中)施用在毯子上。在固體化學(xué)活性化合物如三水合乙酸鈉的情況下，可將所述化合物固定在毯子的基材之間或織物層之間(例如在毯子上縫袋子或小室(cell)以保持粉末或丸狀形式的固體化合物，直到熔融時(shí)從毯子中釋放向和釋放到火上)?；蛘?，泡沫或類似材料的吸附層可夾在毯子的基材之間或織物層之間或簡單地固定在毯子上，以便在需要前貯存溶液或固體量的化學(xué)活性化合物。但是，所述毯子的織物一般應(yīng)該保持基本穩(wěn)定以確保排斥氧氣。不管是以溶液形式還是熔融物形式的化學(xué)活性物質(zhì)，都是通過毛細(xì)管作用和重力作用結(jié)合滲透穿過織物到達(dá)著火位置。
所述滅火毯基材織物的最初結(jié)構(gòu)整體需保持完整性，沒有發(fā)生破損或割裂而從所述毯子中釋放出所述化學(xué)活性化合物，摻入到火和下面的油中。毯子結(jié)構(gòu)的完整性確保了存在一個中斷空氣/氧氣到達(dá)熱油或火使火蔓延和/或復(fù)燃的良好的屏障。
圖2表示了測試5-測試8的結(jié)果，這些測試分別和玻璃纖維滅火毯、用乙酸鉀浸泡的滅火毯和兩種包含了以粉末和丸粒形式的三水合乙酸鈉的滅火毯進(jìn)行對比。測試5-玻璃纖維毯將3升烹調(diào)油在盤中加熱到它的自燃溫度(362℃)，并燃燒2分鐘。將一個擁有專利權(quán)的玻璃纖維毯鋪蓋在所述盤上，將盤放置。如所期望的，因?yàn)槿狈捎玫难鯕?，火瞬間熄滅。在監(jiān)控下保持15分鐘，然后移去毯子。在移去毯子大約20秒后火復(fù)燃。這說明沒有通過BS 1869測試。圖2通過測試5的曲線表明在測試5中油的冷卻相對較慢，油溫在最初自燃后的17分鐘內(nèi)僅僅下降了大約30℃。這是典型的傳統(tǒng)滅火毯，沒有提供油的有效冷卻。同時(shí)值得注意的是被測試的毯子為已經(jīng)獲得BSEN 18691997認(rèn)證的取得專利的毯子，由此說明在傳統(tǒng)滅火毯性能中安全因素較差。測試6-經(jīng)過在乙酸鉀中浸泡的毯子測試6的方法同測試5。在鋪蓋到盤之前，將棉質(zhì)的抹布浸泡在40％的乙酸鉀水溶液中制成滅火毯?；鹆⒖滔?，并在監(jiān)控下保持15分鐘。15分鐘后移去毯子，至少在3分鐘內(nèi)火沒有復(fù)燃。這完全通過了BSEN 18961997測試。從圖2中測試6的曲線可以看出乙酸鉀水溶液對熱油的冷卻作用顯著，當(dāng)毯子移走后，油溫降低至297℃，該溫度低于其新的自燃溫度(大約300-310℃)。當(dāng)在所述滅火毯中使用化學(xué)活性化合物時(shí)，一般使得額外的冷卻成為可能。
收集一定量的測試6后產(chǎn)生的油剩余物，并通過紅外光譜法分析皂化反應(yīng)發(fā)生的證據(jù)。發(fā)現(xiàn)在1560cm-1處有小波譜峰，這表明發(fā)生一些皂化反應(yīng)。皂化反應(yīng)的量顯得并不大，試驗(yàn)6的主要滅火機(jī)理可能為主要由乙酸鉀的作用冷卻了油。測試7和8-三水合乙酸鈉在測試7中，由輕質(zhì)棉薄片縫成3×3陣列的九塊90mm的方塊，每個方塊中放入10g三水合乙酸鈉粉末。在滅火過程中，所述三水合乙酸鈉化合物熔融并穿過棉薄片滴在燃燒的熱油上。按上述測試的方法進(jìn)行測試7，火保持熄滅15分鐘，在移走毯子后至少3分鐘內(nèi)火沒有復(fù)燃。
測試8以和測試7類似的方法在棉薄片上縫了9個90mm方塊，但每個方塊中分別含有5g三水合乙酸鈉丸粒。同樣，所述三水合乙酸鈉丸粒熔解并穿過棉薄片滴在火上并撲滅了火。
檢驗(yàn)圖2中測試7和測試8的曲線表明加入三水合乙酸鈉提高了初始冷卻速度，并且冷卻速度和加入的三水合乙酸鈉的量成正比。這是因?yàn)槿弦宜徕c首先熔融，然后失水，這兩個過程都是吸熱過程。
****測試5-8再一次表明使用“化學(xué)活性”滅火毯可以改良滅火。所述化學(xué)活性組分一般為堿金屬鹽，通常為鉀鹽和鈉鹽。為了發(fā)生皂化反應(yīng)，優(yōu)選由所述化學(xué)活性組合物制成的溶液為堿性。
可將所述化學(xué)活性化合物以溶液形式滲透入毯子或在將毯子鋪蓋到火上之前(任選同時(shí))施用。在固體化合物如三水合乙酸鈉的情況下，可將所述化合物固定在毯子的織物或基材層中(例如在毯子中縫成小室)。或者，某些織物可通過簡單地用熱的方法“焊接”，使得所述小室更容易形成用以容納所述固體化合物。
所述滅火毯形成不透氣的屏障來使火得不到氧氣是非常重要的。因此，為了在所述化學(xué)活性成分滴到著火地點(diǎn)時(shí)提供隔絕空氣的屏障，下層織物必須柔軟并且能夠保留化學(xué)活性成分，即三水合乙酸鈉，并且隨后能夠保留由于熔融產(chǎn)生的濕化合物或溶液。明顯，在這種情況下，必須仔細(xì)選擇織物的重量(g)，織紋和紡紗纖維的旦數(shù)等。一般，所述織物基材通過表面張力保留一些熔融的化學(xué)活性化合物。這些保留的熔融化合物封住了編織織物的孔，并形成了至少部分氣密的屏障使火得不到氧氣。盡管優(yōu)選機(jī)織布，可以理解的是在某些條件下也可使用無紡的氈或其他基材。所述織物的編織密度是保持從熱油排斥出空氣(氧氣)以達(dá)到最初滅火和隨后如果熱油足夠熱的情況下防止自燃的關(guān)鍵。
一種典型的織物為具有50％棉/50％聚酯紗線的簡單1×1的織紋。一種合適的織物由Copland Fabric of Burlinton(North Carolina27216 USA，型號為10015/1)制造。但是，應(yīng)該理解的是除了可以使用簡單織紋的材料、絞經(jīng)織物或彩虹波(bow)織紋材料外，也可以使用抹布或被單類型材料。一般，織物中的紗線(緯線和經(jīng)線)為大約35/1旦并且大約為每英寸45-50支紗。但是為了在貯存中織物足夠結(jié)實(shí)來保留化學(xué)活性化合物，而疏密程度又足使化合物熔融后能滴落在火上，優(yōu)選每英寸50支紗。顯然，由于化合物(熔融或溶液的形式)可以封住更疏的結(jié)構(gòu)以阻止空氣(氧氣)接觸到火和熱油，可以使用比現(xiàn)有滅火毯具有稍微略疏織紋的織物。
為了所述織物保留足夠的化學(xué)活性化合物以滴到火上而有效地應(yīng)用，并封住織物，同時(shí)不貯存過滿，所述織物的重量和厚度是很重要的。
所述織物應(yīng)能在其結(jié)構(gòu)中保留固體或溶液形式的化學(xué)活性化合物。顯然，如果織物不能保留這些化學(xué)活性化合物，則毯子很快會老化并變得不可靠；滅火毯需放在有火災(zāi)危險(xiǎn)的地方，幾乎不需要保養(yǎng)，隨時(shí)可用于有效滅火。
本發(fā)明滅火毯的主要滅火方式為限制氧氣接觸到熱油。但是，所包含的化學(xué)活性化合物如三水合乙酸鈉通過移走熱量和降低燃料(如烹調(diào)油)的溫度來防止當(dāng)毯子移走并再次接觸到氧氣后的復(fù)燃來增強(qiáng)滅火作用。所述織物必須保持限制氧氣的特征，同時(shí)作為貯存、提供并分配所述化學(xué)活性化合物來降低溫度的基質(zhì)。因此，織物和化學(xué)活性化合物結(jié)合的具體選擇取決于要求、貯存條件、費(fèi)用等。
作為三水合乙酸鈉的替代物，在條件允許的情況下，也可以使用乙酸鉀或檸檬酸鉀作為化學(xué)活性化合物。
權(quán)利要求
1.一種滅火毯，所述滅火毯包括一種柔軟的基材和一種受熱時(shí)發(fā)生吸熱反應(yīng)的化合物，構(gòu)造所述基材使得其具有容納所述化合物的多孔結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述化合物發(fā)生熔融或?yàn)楸惠d體溶液裝載的懸浮液形式時(shí)，能由所述孔中滲出并到達(dá)熱源。
2.權(quán)利要求1的滅火毯，其中所述化合物為堿金屬鹽。
3.權(quán)利要求1或2的滅火毯，其中所述化合物的pH值大于7。
4.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的滅火毯，其中所述化合物的pH值大于8、并優(yōu)選大于9。
5.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的滅火毯，其中所述化合物受熱后釋放出水。
6.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的滅火毯，其中所述化合物為堿金屬鹽的水溶液。
7.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的滅火毯，其中所述化合物的熔點(diǎn)高于30℃，低于50℃。
8.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的滅火毯，其中所述化合物為鉀鹽或鈉鹽。
9.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的滅火毯，其中所述化合物滲透入基材中。
10.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的滅火毯，其中所述化合物在基材上形成獨(dú)立的層。
11.權(quán)利要求10的滅火毯，其中所述基材具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)，其中所述化合物包含在小室中。
12.一種滅火毯，其中所述化合物為三水合乙酸鈉或乙酸鉀或檸檬酸鉀。
13. 一種撲滅在容器里燃燒的脂肪火的方法，所述方法包括以下步驟取一塊包括具有能夠容納熔融或?yàn)檩d體溶液裝載的懸浮液形式的化合物的多孔結(jié)構(gòu)的柔軟織物基材的滅火毯；將一種化合物施涂在所述基材上，當(dāng)所述化合物受熱時(shí)發(fā)生吸熱反應(yīng)，這樣所述化合物在使用時(shí)能滲透穿過并到達(dá)熱源的表面；將所述滅火毯鋪蓋在所述容器上。
14.權(quán)利要求13的方法，所述方法還包括以下步驟當(dāng)將所述滅火毯鋪蓋在容器上時(shí)，在所述基材上另外再施涂一定量的所述化合物。
全文摘要
一種滅火毯，所述滅火毯包括一種通常柔軟的基材和一種熱熱時(shí)發(fā)生吸熱反應(yīng)的化合物。優(yōu)選所述化合物為堿金屬鹽，更優(yōu)選為鉀鹽或鈉鹽。在室溫下所述化合物可為固體或形成堿金屬溶液。
文檔編號A62C8/00GK1422169SQ0180772
公開日2003年6月4日 申請日期2001年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月14日
發(fā)明者A·查塔維 申請人:沃爾特基德輕便裝置公司