CN1235840C - 高原防风火柴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高原防风火柴，它由火柴梗、沾附在火柴梗上的药层以及沾附在药层端部表面的药头层组成，其中：药层由氯酸钾50～53、硝酸钠或硝酸钾6～9、硫磺1～2、玉米淀粉或赛璐珞8～11、皮胶9～11、甲醛3～5、氧化锌2～4、填充剂10～15以及药层着色剂0～10重量份组配而成；药头层由氯酸钾47～50、硫磺3～5、硼酸0.5、皮胶9～11、氧化锌1～2、填充剂30～35、石膏1～3以及药头层着色剂0～10重量份组配而成。本发明的防风火柴，环保并适于在高原缺氧环境下使用，可抗9～10级风，起燃迅速，起燃后药层可均匀燃烧，持续时间可在8～11秒。

Description

高原防风火柴

技术领域

本发明涉及一种火柴，具体涉及一种具有抗风、防潮功能，可在高原环境中使用的火柴及其药层配方。

背景技术

防风火柴是一种在强风和潮湿环境中仍能擦划发火的火柴，属于特种火柴，适合在气候复杂条件下进行工作的人员使用，如航海、渔猎、水文、地质勘探等。现有防风火柴，其火柴梗一般用磷酸或磷酸二氢铵溶液浸渍，药头以氯酸钾50～53％、硫磺8～9％、淀粉3～4％、氧化锌5～6％、重铬酸钾1.5％、玻璃粉10～18％、皮胶9～10％配制而成，药层长度在30毫米；为提高火柴擦划灵敏度，可以采用两次沾头的方法，在已沾成的药头端部沾一灵敏度较高的小药头，通过小药头的燃烧来引燃防风火柴药头。但是，上述防风火柴药头中，硫磺用量较大，并且仍然使用铬盐作为鞣化剂，不符合绿色环保要求，另一方面，在高原环境下，由于高原缺氧，各种火柴或点火装置均会遇到发火困难的问题，上述防风火柴也不例外，其在高原环境下发火情况不佳，擦燃后火柴药头、药梗燃烧不力，药梗只冒烟不发火并很快熄灭，无法起到引燃作用，抗风效果不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种在高原缺氧环境下可供部队或其他野外作业的人员使用的高原环保防风火柴。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

本发明提供一种高原防风火柴，它由火柴梗、沾附在火柴梗上的药层以及沾附在药层端部表面的药头层组成，其中：

所述药层由下述组份组配而成：

氯酸钾   50～53重量份；

氧化剂II 6～9重量份，所述氧化剂II为硝酸钠或硝酸钾；

硫磺     1～2重量份；

燃烧剂II 8～11重量份，所述燃烧剂II为选自玉米淀粉、赛璐珞中的一种；

皮胶     9～11重量份；

甲醛        3～5重量份；

氧化锌      2～4重量份；

填充剂      10～15重量份，所述填充剂为选自硅石粉、石英砂或滑石粉中的一种或几种；

药层着色剂  0～10重量份，所述着色剂选自红氧化铁、炭黑、二氧化锰和钛白粉、锌钡白以及其它颜料或染料中的一种；

所述药头层由下述组份组配而成：

氯酸钾  47～50重量份；

硫磺    3～5重量份；

硼酸    0.5重量份；

皮胶    9～11重量份；

氧化锌  1～2重量份；

填充剂  30～35重量份，所述填充剂为选自硅石粉、石英砂或滑石粉中的一种或几种；

石膏    1～3重量份；以及

药头层着色剂0～10重量份，所述着色剂为选自红氧化铁、炭黑、二氧化锰和钛白粉、锌钡白以及其它颜料或染料中的一种。

上述高原防风火柴中，所述药头层着色剂与药层着色剂选用不同种物质。

上述高原防风火柴中，所述火柴梗长度为60毫米，所述药层长度为45毫米。

采用上述技术方案，本发明的优点是：

1、本发明高原防风火柴药层中创新使用了硝酸盐作为氧化剂，并合理调配氧化剂、燃烧剂等比例，使得本发明火柴在擦燃后，以每秒钟5～7毫米的速度燃烧，并保持此速度均匀燃烧8～11秒，可抗10级风力；

2、本发明高原防风火柴药层中不含重铬酸盐，并且只含微量硫，符合环保要求；

3、本发明高原防风火柴，除了在一般潮湿、有风环境中使用，还可以在高原环境中使用。

4、本发明高原防风火柴得药层长度增加到45毫米，并且药层可以完全燃烧不熄灭，加强了使用效果。

附图说明

图1为本发明高原防风火柴结构示意图。

具体实施方式

本发明的防风火柴主要从以下几方面考虑：

一、火柴规格

比较普通火柴，防风火柴的火柴梗通常长度为60毫米，横断面积为2.3×2.3毫米，药层具有一段长度，直径约为5～6毫米，药层厚度为1.2～1.6毫米，药层为雪茄形。防风火柴结构可参见图1，11为火柴梗，12为药层，13为药头层。

在本发明中，为适应药层组配，适应药层燃烧速度而调整药层燃烧时间，本发明的药层长度增加至45毫米。

另一方面，本发明采用二次沾头的方式，在药层端头表面再沾附药头层，药头层长度有2-5毫米即可，主要用于增加擦燃的灵敏度。

二、防风火柴药头的组配

火柴药头的配方，一般是因地制宜，但火柴组配中，大体包括几种组份：

氧化剂：常用氯酸钾，通过调整氯化钾的用量，可以调整药头发火力的强弱；

本发明中，使用单一的氯酸钾作为氧化剂，其发火性能不佳，故添加硝酸盐(硝酸钾或硝酸钠)作为氧化剂，并依据试验调整其配比。

燃烧剂：常用硫磺，也可掺用松香或三硫化锑。燃烧剂的使用，可以改善发火灵敏度和燃烧产生的热能。本发明中，为达到环保要求，只使用微量的硫磺，同时掺混其他的燃烧剂，本发明称之为燃烧剂II，可以为玉米淀粉、松香、赛璐珞、或硼酸。

粘合剂：一般选用动物胶。本发明中选用皮胶。皮胶的用量和质量影响药头的抗潮性能和药浆的乳化能力，对药浆的结浆定型和沾头难易均有影响。本发明选用皮胶及其用量可以很好地保证药头的质量，并适应火柴加工需求。

鞣化剂：传统使用的鞣化剂为重铬酸钾，可以对胶质进行鞣化，对火柴药头抗潮力和灵敏度都有帮助，在火柴药头燃烧后可防止灰烬飞散。由于重铬酸钾属于剧毒物质，火柴燃烧的铬化合物可随烟气通过呼吸道侵入人体造成危害，因此，本发明中不使用重铬酸钾作为鞣化剂，而以甲醛作为鞣化剂。甲醛在防风火柴中能与胶质起叠合作用，从而改变胶质的溶解性，使胶质粘度增加，具有鞣化和防腐双重作用；另外，甲醛也能与明胶蛋白反应，生成亚甲基化合物使相邻的两个肽键交联，从而使明胶分子结构加固降低吸水性能，提高火柴抗潮力。甲醛具有一定的挥发性，火柴药头中的残留的未反应甲醛可在较短时间挥发，在火柴使用时其残留量很低，对人体的危害很小。

助溶剂：使用硼酸作为助溶剂，其在300℃脱水分解而熔融成的B₂O₃能把药头中的填充物粘结在一起，形成完整的头灰结构，燃烧后有完整的余烬，并能防止滴火，又能加强药头的牢固性；另外，硼酸对延长药头燃烧时间，使火柴发火稳定具有良好效果。

稳定剂：使用氧化锌，其用量变化可调整药头燃烧速度。

着色剂：黑色药头一般以二氧化锰作为着色剂，必要时加入炭黑使颜色加深；棕色药头采用红氧化铁作着色剂，可添加二氧化锰调节棕色深浅；白色药头使用氧化锌、钛白粉、锌钡白等作着色剂；彩色药头以白色药头为基础，在添加颜料或燃料制成彩色。在本发明中，着色剂非必要成分，可以选择性添加，使用着色剂时，其色彩以及选用着色剂的量可以根据实际情况调配添加。药层和药头层的色彩最好为不同颜色，以利于区分。

填充剂：常用的填充剂为石英粉、玻璃粉、硅藻土和滑石粉等。上述填充剂本发明均可使用。

三、药层和药头层配比的差异

在本发明中，采用二次沾头的工艺制成高原防风火柴，药层各组份选配时考虑发火情况、燃烧速度、燃烧时间、药浆密度以及药浆中的气体体积等各因素。根据反复试验，本发明中药层较好的组配为：氯酸钾50～53重量份；氧化剂II 6～9重量份；硫磺1～2重量份；燃烧剂II 8～11重量份；皮胶9～11重量份；甲醛3～5重量份；氧化锌2～4重量份；填充剂10～15重量份；药层着色剂0～10重量份。

药头层各组份选配时主要考虑药头层发火灵敏度。本发明选定的药头层较好的组配为：氯酸钾47～50重量份；硫磺3～5重量份；硼酸0.5重量份；皮胶9～11重量份；  氧化锌1～2重量份；填充剂30～35重量份；石膏1～3重量份；药头层着色剂0～10重量份。此配比中，硫磺用量较药层要大，但由于在整体防风火柴中，药头层用量较小，火柴头燃烧时二氧化硫的浓度仍符合环保要求；药头层配比中添加了石膏成分，其作用是调节药头的燃烧速度，填充药头体积，增加药头硬度，提高药头耐擦划能力。

四、本发明中所用原料的质量标准

氯酸钾：水分不超过千分之五，纯度不低于99.5％，水不溶物不超过千分之三，氯化物不超过万分之四，细度完全通过120目；生产中常规检验氯化物、细度、氯酸钾纯度。

硫磺：黄色细粉，含量不低于95％，细度全部通过120目，游离酸(以硫酸计)不超过千分之五。

皮胶：黄色细粉，细度完全通过2.36毫米的方孔(每英寸8孔)，水分14～18％，粘度6°E～525°E，胶浆力不低于200克，溶点不低于25℃，泡沫性：兑体积不少于22毫克，胶体表面升到13毫升以上的时间不少于4分钟，灰分不超过3％，氯化物不超过1％，溶化时间：胶样用4.634倍冷水(20℃以下)完全浸透后在60℃水溶上30分钟溶化。

硅石粉：白色，微黄色或浅色细粉，碳酸盐不超过1％，水溶物不超过1％，氧化物不超过万分之四，细度完全通过120目。

氧化锌：别名(铅华、锌氧粉、锌白)白色细粉，纯度：含氧化锌不低于80％，细度完全通过120目；常规检验是体积系数和纯度。

石膏：白色粉末，结晶水不低于3％，不超过9％，硫酸钙含量80％以上，凝固时间：与凉水混合，凝固时间不超过3分钟，细度完全通过120目。

硼酸：分子式H₃BO₃，外观是白色结晶或三斜轴面的鳞片状带光泽晶体密度1.435(15℃)熔点185℃，同时即分解、无臭、可溶于水、乙醇、甘油，水溶液呈弱酸性反应，在300℃时失水成硼酐，硼酐含量99％。

硝酸钾：别名土硝、硝石、火硝；分子式：KNO₃；无色透明结晶或白色粉末，带有咸味，易燃，熔点337℃，比重2.10P(16℃)，在400℃时分解放氧气，溶于水，不溶于醇及醚，是强氧化剂于易燃物、有机物接触，能引起燃烧爆炸，并发生有毒和刺激性气味。

玉米淀粉：分子式(C₆H₁₀D₅)_n；为细微的粒状白色粉末，主要成分为碳水化合物，其成分大致为水分13.31％，粗蛋白质1.2％，粗脂肪0.01％，粗纤维痕迹，灰份0.37％，淀粉85.11％，微溶于水，在热水(50℃)中能膨胀到一定温度(58℃～77℃)就会破裂糊化，遇碘溶液呈蓝色反应加热消失，冷却又呈蓝色，为淀粉的特有性质。

以下提供具体实施例说明本发明。

实施例一

药层：取氯酸钾51克，硝酸钠8克，硫磺1克，赛璐珞10克，皮胶10克，甲醛4克，氧化锌4克，硅石粉12克，钛白粉2克，绿色颜料1克调制成药浆备用。

药头层：取氯酸钾48克，硫磺4克，硼酸0.5克，皮胶10克，石膏2克，氧化锌1.5克，石英砂34克，红氧化铁7克调制成药浆备用。

取制好的火柴梗(长60毫米)，在1％的磷酸中浸渍，在100℃下烘烤15分钟后，火柴梗沾蜡，之后，在火柴梗一端沾附上述调制好的药层药浆，药层长度为45毫米，在45℃左右烘烤50分钟后，在药层的顶端沾附上述调制好的药头层药浆，在45℃左右在烘干30分钟，即得到本发明的高原防风火柴，可用于下步包装。

实施例二至实施例六

采用下表1组配，按照实施例一的方法制造高原防风火柴。

表1：实施例二至实施例六

组分(g)		实施例二	实施例三	实施例四	实施例五	实施例六
							药层组配	氯酸钾	50	51	52	53	51
氧化剂II	硝酸钠9	硝酸钾8	硝酸钾7	硝酸钠6	硝酸钾7
						硫磺		2	1	1.5	1	1.2
燃烧剂II	赛璐珞9	玉米淀粉10	松香11	赛璐珞9	玉米淀粉10
						皮胶		10	9	10	9.5	11
甲醛	4	3	4	3.5	5
						氧化锌		2	3	3	4	4
填充剂	硅石粉10	石英砂13	玻璃粉12	硅藻土11	滑英石15
						着色剂		-	钛白粉/篮2/1	锌钡白/灰2/2	-	红氧化铁9
药头层组配	氯酸钾	47	48	49	50								48
						硫磺	3	4	5	5	4
	硼酸	0.5	0.5	0.5	0.5							0.5
						皮胶	10	9	10	9.5	11
	石膏	1	2	3	2							2.5
						氧化锌	1	2	1.5	1.5	1
	填充剂	石英砂30	硅石粉31	硅藻土32	玻璃粉34							滑英石35
						着色剂	二氧化锰8	钛白粉2	红氧化铁9	锌钡白/红2/1	-

对上述实施例制造的防风火柴在高原环境下进行抗风及燃烧性能检测，结果如表2：

表2：火柴抗风及燃烧性能检测结果

五	10	迅速	4	11
					六	10	迅速	5	9
普通火柴	0	不燃	-	-
					普通防风火柴	5	可起燃有烟无火	-	发烟时间3s

上述检测中，高原环境为实地，在西藏高原海拔3700米以上的拉萨市区及海拔4600米以上的羊八井山区进行检测；抗风级别检测方法为：根据测试当日当地气象预报的风力情况以及部队野外作训时对风力风向的简易测判法评估试验现场风力。起火情况判断方法标准为：用肉眼观察火柴擦燃后是否产生可见火焰或将白纸放于防风火柴上方观察在火柴燃烧后白纸边缘是否有点燃痕迹来判断。燃烧时间和燃烧速度检测方法为：燃烧时间用秒表来测试，测试的起始点为药头擦燃时刻，终点为火柴火焰熄灭的时刻；燃烧速度为火柴燃烧长度与燃烧时间的比值。

依据上述表格，可以看出，本发明的防风火柴，适于在高原环境下使用，可抗9～10级风，起燃迅速，起燃后药层可均匀燃烧，持续时间可在8～11秒。而比较例中，普通火柴不能使用，普通防风火柴起燃发烟3秒钟左右便熄灭，无法起到引燃作用。

Claims (5)

1、一种防风火柴，它由火柴梗、沾附在火柴梗上的药层以及沾附在药层端部表面的药头层组成，其特征在于，其中：

所述药层由下述组份组配而成：

氯酸钾     50～53重量份；

氧化剂II   6～9重量份，所述氧化剂为硝酸钠或硝酸钾；

硫磺       1～2重量份；

燃烧剂II   8～11重量份，所述燃烧剂II为选自玉米淀粉、赛璐珞中的一种；

皮胶       9～11重量份；

甲醛       3～5重量份；

氧化锌     2～4重量份；

填充剂     10～15重量份，所述填充剂为选自硅石粉、石英砂或滑石粉中的一种或几种；

药层着色剂 0～10重量份，所述着色剂选自红氧化铁、炭黑、二氧化锰、钛白粉、和锌钡白中的一种；

所述药头层由下述组份组配而成：

氯酸钾     47～50重量份；

硫磺       3～5重量份；

硼酸       0.5重量份；

皮胶       9～11重量份；

氧化锌     1～2重量份；

填充剂     30～35重量份，所述填充剂为选自硅石粉、石英砂或滑石粉中的一种或几种；

石膏       1～3重量份；以及

药头层着色剂 0～10重量份，所述着色剂为选自红氧化铁、炭黑、二氧化锰、钛白粉、和锌钡白中的一种。

2、根据权利要求1所述的防风火柴，其特征在于：所述药层由下述组份组配而成：

氯酸钾     51重量份；

硝酸钠     8重量份；

硫磺       1重量份；

赛璐珞     10重量份；

皮胶       10重量份；

甲醛      4重量份；

氧化锌    4重量份；

硅石粉    12重量份；

3、根据权利要求1或2所述的高原防风火柴，其特征在于：所述药头层由下述组份组配而成：

氯酸钾    48重量份；

硫磺      4重量份；

硼酸      0.5重量份；

皮胶      10重量份；

氧化锌    1.5重量份；

石英砂    34重量份；

石膏      2重量份；以及

红氧化铁  7重量份。

4、根据权利要求1所述的高原防风火柴，其特征在于：所述药头层着色剂与药层着色剂选用不同种物质。

5、根据权利要求1所述的高原防风火柴，其特征在于：所述火柴梗长度为60毫米，所述药层长度为45毫米。