サステナビリティ
火災安全はかつてないほど重要です – 私たちは何をしているのか？
Securities.io を Google の優先ソースに追加
火災リスク低減のための難燃剤
現在、ロサンゼルスで山火事が住宅街全体を焼き尽くし、最近ではハワイでも同様の事態が起きていることから、火災の予防や遅延に役立つ技術は追求すべきであることは明らかです。
この課題に取り組む方法は多岐にわたります。データの有効活用から異なる建築資材、あるいは水や森林地域の管理方法の改善までです。
しかし、実用的な製品の多くが可燃性であるため、日常生活で多くの可燃性素材を使い続けることになります。
別の可能性として、火災リスクと火災が制御不能になる速度を低減させる化学物質である難燃剤の使用があります。これにより、火災が遅く燃え広がるため、早期に消火できる可能性が高まり、消防隊が到着し適切な装備を持って対処する時間が増えます。
問題点は、多くの難燃剤化学物質がある程度有毒であり、多くの用途に実用的でないことです。例えば、綿繊維のように人の皮膚に頻繁に触れるものが挙げられます。この課題は、テキサスA&M大学の8人の研究者が綿繊維用の新しいワンステップ難燃剤を開発したことで変わる可能性があります。
彼らは最近、ACS Applied Polymer Materialsにて、タイトル「Evaporation Induced Flame Retardant Polyelectrolyte Complex for Cotton1」で結果を発表しました。
なぜ綿なのか？
綿は、柔らかく快適で通気性のある生地を作る優れた特性により、世界で最も使用されている繊維です。衣料や家具の張り地に使用され、家庭内の可燃性素材（ソファ、クローゼット、タオル、テーブルクロスなど）や、火災リスクが近い場所（調理エリア、キャンドル、タバコなど）にも多く含まれます。
綿は主にα-セルロースで構成されており、極めて可燃性が高いです。そのため、綿で作られたものは非常に速く、完全に燃焼します。
綿に注目すべきもう一つの理由は、この素材を対象としたイノベーションがすぐに大規模な市場を開くことです。また、将来的に他の素材へも展開できる可能性があります。
難燃剤の働き方
これまで使用されてきた綿用の難燃剤の多くはハロゲン化合物であり、人への毒性が問題となり段階的に廃止されています。化学業界では長年にわたり、リン、窒素、シリコン、ホウ素系の代替分子が検討されてきました。
これまでの課題は、適切な代替品を見つける際のコストです。これらの代替化合物は複数工程で処理が必要であり、結果として費用が高くなります。
難燃剤の働きは、燃焼時に材料表面に炭化層を形成し、火炎の拡大を阻止することです。一般的には、酸性源と炭素源を組み合わせて実現します。
場合によっては「ブローエージェント」を加えることがあり、熱により分解して不燃性ガスとなり、可燃性ガスを希釈し炎を弱めます。
ワンステップ難燃剤
研究者は、ブローエージェントとしてポリエレクトロライトの一種であるポリエチレンイミン（PEI）と、酸性源としてナトリウムヘキサメタリン酸（PSP）を検討しました。綿の場合、可燃性素材自体が炭素源となります。
この混合物は無毒で、すべての綿織物の大量生産に理想的です。しかし、これまでに綿にポリエレクトロライトを適用し結合させる2段階プロセスしか知られていませんでした。
研究者は、揮発性塩基であるアンモニア（NH3）を使用して、アンモニアが蒸発する際にPEIとPSPを綿に結合できることを発見しました。これにより、混合物全体を綿に塗布し、アンモニアを蒸発させるだけでワンステップで処理できることが分かりました。
適切な方法の探求
PEIとPSPの様々な比率を検討し、綿の可燃性を低減する最適な組成を探りました。
得られた綿繊維は電子顕微鏡（走査電子顕微鏡 – SEM）で観察し、綿繊維による難燃剤の吸着量を測定しました。
もう一つ測定した要素は、洗浄に対する処理の耐久性です。綿織物は頻繁に洗濯されるため、水や洗浄に耐えられない難燃剤は実用性が低くなります。
“この技術は、多くの可燃性素材を迅速かつ簡便に安全に難燃化でき、日常生活において広範な保護を提供し、一般市民の金銭と命を救うことができます。”
Maya D. Montemayor – テキサスA&M大学化学部大学院生
使用した比率の一部では、最初の洗浄で材料が部分的に洗い流されますが、適切に結合した難燃剤の残りは綿繊維に付着したままです。
大幅に低減された可燃性
処理された綿は、未処理（純粋）綿と比較してエネルギー（W/g）あたりの発熱量が大幅に低く、燃焼温度も下がります。
いわゆる「垂直炎」テストを実施した際、研究者は混合物中の酸が綿への結合を促進し、洗浄時に難燃剤が洗い流れるのを防いでいることを確認しました。
今後の展望
これらの初期結果は、綿産業および難燃剤製造企業にとって大きな意味を持ち、すべての綿製品に対してより安価で簡便な汎用処理への道を開く可能性があります。
研究者は現在、産業パートナーと共にこのプロセスを綿以外の炭素含有材料（木材、布、発泡体、その他の繊維など）へ拡大できるか検討しています。
“この最先端研究は、テキサスA&M大学がこの技術のリーダーの一つとして認められ、外部企業とのさらなる開発機会を提供します。
TEESはこの技術および類似技術をさまざまな用途向けに企業へライセンスしています。
Dr. Jaime Grunlan – テキサスA&M大学機械工学部 J. Mike Walker ’66 学科の Leland T. Jordan ’29 名誉教授
火災リスクに対して他にできることは何か
火災をより効果的に制御するための新技術は多方面から取り組むことができます。例えば、以前取り上げた以下の例があります：
- AI予測: 衛星画像と正確な天気予測を用いて、山火事の発生リスクやその深刻度、制御方法をより正確に予測できます。
- 森林管理システム: より優れた、追跡可能な森林管理ツールは、森林の健康状態や生産性を予測し、適切に管理するのに役立ちます。これにより、枯死木やその他の火災危険物の量を減らすことができます。
- 大量木材建築: 木材をビーム状に集積し、鋼のように強度を持ちつつ、極めて高密度で火災に強いという新技術です。大量木材は自然に炭化層を形成し、難燃剤が利用する可燃性抑制層となります。PEI-PSP難燃剤がさらに性能向上に寄与する可能性があります。
- 熱活性ハイドロゲル: 山火事の拡大を防ぐために、一般的に使用されるフォームの代わりに新しいハイドロゲルを使用すれば、水分保持時間が2倍になり、住宅の防護に大きな差をもたらします。
- ドローン: 消防ドローンは、消防隊が危険すぎて立ち入れない場所へ飛び込むことができる追加ツールとなります。Textron社が製造するドローンについては、”2025年のトップドローン企業：空中革命をリードする企業“で詳しく読むことができます。
難燃剤への投資
難燃剤は化学業界の中でしばしば見過ごされがちですが、毎日無数の命を救う非常に重要な製品です。
それは現代生活の一部である多数の特殊化学品の一つであり、2022年に86億3000万ドル規模の市場を形成し、2030年までに年平均成長率7.1％で拡大すると予測されています。
多くのブローカーを通じて化学産業関連企業に投資できます。また、securities.ioでは、米国、カナダ、オーストラリア、英国、およびその他多数の国における最高のブローカーの推奨リストをご覧いただけます。
特定企業の選択に興味がない場合は、iShares STOXX Europe 600 Chemicals UCITS ETF (EXV7)やFidelity Select Chemicals Portfolio (FSCHX)などのETFを検討できます。これらは化学産業への投資をより分散させたエクスポージャーを提供します。
難燃剤企業
ICL 価格チャート
ICLはイスラエル拠点のグローバル化学企業で、難燃剤分野で強固な地位を持ち、特に電子機器（EVやAIを含む）や建設向けソリューションでナンバーワンのシェアを誇ります。
また、肥料事業も展開しており、特にリン酸塩とカリ肥料、さらにバッテリー材料などの工業用リン酸塩に注力しています。
出典: ICL
同社は、産業製品で33％、リン酸ソリューションで20％の市場シェアを持ち、事業領域全体でリーダー的存在です。売上は世界中に分散しています。
同社のEBITDAの最大部分は、カリ肥料とリン酸ソリューションの販売から得られています。
出典: ICL
難燃剤は同社の事業の一部に過ぎず、同社は新技術にも積極的に投資しています。特にスタートアップへの資金提供や、次世代肥料の研究開発を行っています。
- 植物近傍での光触媒窒素固定。
- 農場内での電気化学的アンモニアまたは硝酸塩の生成。
- 肥料のバイオ利用性を向上させるバイオ刺激剤。
- 植物抽出物、微生物（PSB – リン溶解性バクテリア）および化学物質を通じたリン利用性の改善。
低コストの臭素とカリ肥料の生産者として、同社は肥料価格が低迷しても対応でき、将来の成長のために新たな革新的ソリューションに賭けています。
この記事で取り上げたようなワンステップ処理が市場に出る前でも、難燃剤への需要拡大から恩恵を受ける可能性があります。
研究参考文献：
1. Montemayor, M. D., Rodriguez-Melendez, D., Smith, D. L., Vest, N. A., Palen, B., Chang, E., Moran, A. V., & Grunlan, J. C. (2024). Evaporation induced flame retardant polyelectrolyte complex for cotton. ACS Applied Polymer Materials. https://doi.org/10.1021/acsapm.4c02937
