自然発火とは、マッチや火花などの点火源がなく、また外部から加熱されていないのに、物質が常温の空気中で自分自身の反応によって発熱し続ける現象です。この熱が周囲へ逃げずに長時間たまり続けることで、 やがて物質の発火点に達し、自然に燃焼が始まります。
このような熱は、主に酸化による発熱、化学分解による発熱、発酵による発熱、そして吸着による発熱などによって生じます。 それぞれの発熱の仕組みに対応する代表的な発熱性物質を整理すると、次の表のようになります。
| 発熱の機構 | 発熱する物質の例 |
|---|---|
| 酸化 |
※ カリウム・ナトリウムなどの第3類危険物は、リチウムを除きほとんどが自然発火性をもち、 空気中で酸化して自然発火します。 アルキルアルミニウムは-50℃以下でも空気と激しく反応して自然発火します。 |
| 分解 |
|
| 発酵 |
|
| 吸着 |
|
| その他 | エチレンがポリエチレンに重合するときの重合反応熱など |
自然発火では、「発熱の機構」と「代表物質のセット」がよく問われます。
特にセルロイド＋ニトロセルロースと、乾燥油・堆肥・活性炭は頻出コンビとして押さえておきましょう。
動植物油類（第4類危険物）は空気中で徐々に酸化され、その酸化熱がたまりすぎると自然発火を起こします。 なかでもよく乾く油（乾性油）ほど酸化が進みやすく、時間とともに固まっていく性質があります。
乾性油は分子内に不飽和結合（C＝C結合）が多いのが特徴です。 この二重結合の部分に酸素が入り込むと酸化反応が進み、熱が発生します。 油脂100gが吸収するヨウ素の量（ヨウ素価）で不飽和度を表し、 値が大きいほど二重結合が多い＝酸化しやすい油だという意味になります。
ヨウ素価で見ると、100以下が不乾性油、100〜130が半乾性油、130以上が乾性油に分類されます。 乾性油は水（比重1）より軽く、比重はおよそ0.9、水には溶けにくく、不飽和脂肪酸を多く含むという特徴があります。
乾性油の分類はヨウ素価の境目がそのまま狙われることが多い。 数値は100 / 130で区切られ、100以下＝不乾性油、100〜130＝半乾性油、130以上＝乾性油の3区分をセットで押さえておく。
乾性油は第4類危険物「動植物油類」に属し、空気中で酸化熱がたまりやすい自然発火の代表例。 選択肢では「第3類の自然発火性物質」や「単なる可燃性液体」と入れ替えてくることが多いので、「動植物油類 ＋ 自然発火」の組み合わせで覚えておく。
粉体とは、非常に細かい固体粒子が集まっているものをいいます。 可燃性粉体の例としては、セルロース、コルク、粉ミルク、砂糖、エポキシ樹脂、ポリエチレン、 ポリプロピレン、活性炭、木炭、アルミニウム、マグネシウム、鉄 などがあります。
これらの粉体が一か所にたい積すると、粒子どうしのすき間に空気が入り込み、 表面積が大きくなるため、酸化反応が進みやすくなります。 とくに空気中の湿度が高い場合や、粉体の含水率が大きい場合には、 発熱と蓄熱が進みやすくなり、自然発火に至る危険性が高まります。
このように「細かい粉が山になっている」「湿った状態になっている」条件は、可燃性粉体の自然発火を引き起こす重要な要因です。
| 事由 |
|---|
| ① 空気中の湿度が高く、気温が高いとき |
| ② 気温が高く、たい積物内の温度が高いとき |
| ③ 物質の表面積が広く、酸素との接触面積が大きいとき |
| ④ 物質の熱伝導率が小さく、保温効果が高いとき |
自然発火が起こりやすい条件は、「高温」「高湿」「広い表面積」「熱が逃げにくい」の４つです。
この４条件はセットで押さえておくと、本試験でも迷いにくくなります。
選択肢では、上の４条件と逆の状態が紛れ込んでいることがあります。
これらは自然発火の要因としては不適切（ひっかけ）なので、 「高温・高湿・広い・逃げない」の４キーワードと照らして判断しましょう。
「乾燥していて、熱がよく逃げるほど自然発火しやすい」といった文章は完全に誤りです。 自然発火は、湿っていて・熱がこもる環境で危険度アップと覚えておきましょう。
次のうち、分解による発熱に該当するものはどれか。