CS244132B2 - Moisture-resisting matches and method of their production - Google Patents

Description

Jakožto pojivo ee v širokém m^ěiítau používají živočišná lepidla, například byly často navrhovány kaaein, albuminové lepidlo, kopolymery alkylvinyléterž s anhydridem kyseliny maaeinové, epoxidové pryskyřice, polyvinrlacetát, póly viny lalkohoo. Poněvadž se směsi k vytvoření zápalkových hlaviček obvykle nai^t^de^ejí na zápalková dřívka ponořením do vodné suspenze nebo pasty ze složek směsi na zápalkové hlavičky, je hlavním požadavkem kladeným na půjivo rozpustnost nebo dispergovatelnost ve vodě· Poněvadž je běžné vpracovávet db zápalkové hlavičky značné možžtví vzduchu za účelem zvýšení citlivosti, je dalším požadavkem pojivo vysoké p^hOvcos!, aby tek vznikla suspenze obssaující velký podíl bublin vzduchu, který se tím dostane do zápalkové hlavičky· Pojivo též musí samozřejmě za^sm celistvost hlavičky ve všech stupních tj· skladováno, škrtnuuí, vzplanutí a hoření. Výhodně je pojivo též hořlavým maaeriálem. Ačkooiv , těmto podmínkám vyhovvuí z menší či větší mihy uvedená alternativní pooiva, zůstává výběrovým lepideem živočišné lepidlo. Avšak živočišná lepidla maaí velkou nevýhodu, totiž citlivost vůči vlhkot, takže zápalky vyrobené za jejich pouužtí dobře oe^f^^n^u^uíí nebo Je nelze skladovat ve vlhxém prostředí, například v tropickém klimatu.

Pyly navrženy různé alternativy, aby se získala směs oe zápalkové hlavičky odolné vůči vlhkost, zalhrouící i pOLužtí různých poUii,jaOuí i nanesení povlaků nepropustných pro vodu, oappíklad šaleku, oa hotové zápalkové hlavičky.

Dosavadní typické návrhy oa výrobu zápalek odolných vůči vlhkosti jsou:

V brtsském patentovém spisu č. A 2 098 975 se poulstU:C zápalky odolné vůči ilUOouti, Jež zahrnuí obivyklou směs želatOnového lepidle, síiyrv .chooeečnaou a běžných plniv, k níž se přidá určitý poddl emuugovatelného oleje, například lněného, nebo kapalného parafínu spolu s určitým podílem dutých mikrukuliček z thermoopeetického kopolymeru. Nevíc může pojivo v takovýchto stmělch obsahovat vudorozpj8tot akry^^vý polymer v hmoonootní kunccnOгaci až 4 %, aby se zvýšila soudržnost hlavičky, kterýžto kopolymer se ke směsi přidává v podobě vodné disperze. Navrhované akrylátové pryskyřice však nejsou blíže specifikovány.

Akrylátové pryslkřice, zejména kopolymerové pryskyřice ub8taující estery kyseliny akrylové, se přidávvaí do sm^í^^ na zápalkové ' hlavičky též podle francouzského patentového spisu č. A 2 236 817, aby zápalky získaly odolnost proti vlhkot.

Jinými přísadam, způsoouuícííí odolnost směěí na zápalkové hlavičky vůči vlhkou^, jsou duté keramické mikrokuličky (britský patent č. Β 1 506 185), epicUlurUlírinuié nebo moUeuiooforaeldehyduvé pryskyřice (francouzský patent č. Β 1 515 152), polysulfidové nebo epo^i^y^ ufidové pryskyřice (britský patent č. 1 529 096), vinylacetát (japonský patent č. A 74 92.209), k^é^eentttti. kombinace kasetnu a vápna (japonský patent č. A 82 34.097) a různé polymerní látky, mezi jným estery kyseliny meeekrylwé a glycerolchlorhldrio (patent USA ' č. 3 314 - 904), ^polymer meetlvinyleteru s anhydridem kyseliny maaeinové (patent USA č. 3 441 456) a kombinace ^Οι^ΟγιΗ^ s katalyzátorem (Chemical Abe^ac^, 75, 152 504d, 1971).

Alternativně bylo navrženo, opaatit hotové zápalkové hlavičky povlakem odolným vlhkot, například z acetátu celulózy a chlorovaného uhlovodíku (japonský patent č. A 74 47.5Ю), z ^polymeru mceylmeetaorrlátu s vioylacetáeθi (japonský patent č. A 75 04.222), z ieleku nebo oitrucelulozl (japonský patent č. A 78 62.813).

Přes všechny tyto návrhy stále stává potřeba účinné směsi na zápalkové hlavičky odolné vůči vlhkost, účelem vynálezu je tuto potřebu uspo^^t.

Vynález skýtá zápalky, mající vynnkaaící a zlepšenou odolnost vůči vlhkost, jakož substituované polyakrylové kyseliny jakožto pojivá a oxidu zinečnatého jakožto plniva , alespoň jakožto jedné ze složek plniva.

Zápalka odolná vůči vlhkosSi, seslávajcí ze zápalkového dřívka a na něm vytvořené hlavičky ze směsi pro vytváření zápalkových hlaviček, zapálitelné škrtnutí o povrch a zahrnnjící oxid zinečnatý jako plnivo, dále chlorečnan draselný, hořlavý metarHl a pojivo, se podle vynálezu vyznačuje tím, že pojivém je polyakrylátová kyselina, popřípadě substituovaná chlorem nebo alkylovou skupinou s 1 až 4 atomy uhlíku, přičemž pojivo má molekulovou hmoOnoot 200 000 až 300 000 a je příoomno ve směsi pro vytváření zápalkových hlaviček v hmoOnostním mnoství 3 až 7 %.

U zápalky podle vynálezu je mooární poměr karboxylových skupin v pojivu, bu3 jako takových nebo vázaných v podobě soli, k oxidu zlnečnetému výhodně v rozmezí 1,7:1 až 2,5:1, zejména pak 2:1.

MnnOžtví popřípadě substituované polyakrylové kyseliny, které značně převyšuje výše uvedený poměr, má za následek snížení odolnooti vůči vlhkoosi.

Popřípadě substituovaná polyakrylová kyselina, například kyselina polymeetkiylátová, s^oužcí jako pojivo ve směsi pro vytváření zápalkových hlaviček u zápalky podle vynálezu, je v této sm^í^i obsažena v podobě vodorozpustné nebo ve vodě dispergovatelné soli s am^o^l-akem nebo těkavým aminem.

Výraz kyselina polyakrylová se zde rozummjí též substiuované polyakrylové kyseXzLny, například kyselina polymetakrylová a kyselina polychlorakrylová, pokud není jinak uvedeno.

AčkoOiv se vynález nemíní vázat na u pojivá na bázi kyseliny polyakrylové, jakoukoliv teorii, zdá se pravděpodobné, že použitého u zápalky podle vynálezu, docHází k zesítění s oxidem zinečnatým během sušení za současného odpaření amoniaku .nebo těkavého aminu podle schématu kde

R'

H I C

H

+ n ZnO

znamená vodík nebo metylovou skupinu nebo jiný substituent o nízké moOekulové hmoOnoosi, například chlor nebo alkylovou skupinu se 2 až 4 atomy uhlíku, n znamená celé číslo a

NR znamená amóniak nebo těkavý amin, tj. sloučenina, kde R znamená vodík nebo organickou skupinu o nízké moOekulové hmoOnooti, například alkylovou skupinu t 1 až 4 atomy uhlíku, přičemž substituenty R jsou stejné nebo různé a popřípadě'dva z nich jsou spojeny za vzniku 5- nebo ččlermého heterocyklického kruhu společné s atomem dusíku, ob nějž jsou vázány, například pyridinového nebo piperidinového kruhu. . Vhodné těkavé aminy zBhrnují metylamin, etylamin в pyridin, avěak k dosažení oejlepáích výslédků jsou oejvhodnOjěí amoniové soli.

Předmětem vynálezu je rovněž způsob výroby zápalky odolné vůči vlhkost, jak byle v předctházjících odstavcích popsána, ponořením zápalkového dřívka do vodoé ^měl pro vytvoření zápalkových hlaviček, хаЬто^^ oxid zioečoatý, chlorečneo draselný, hořlavý maatelál в pojivo dispergované ve vodném prostředí, k ^tvoření kapky uvedené směsi ob zápalkovém dřívku, z oíž po vysušení vznikne hlavička zápalky, kterýžto způsob se vyznačuje tím, .že jako pojivá se pouuije polyakrylové kyseliny nebo tjbsnijuovвoé polyakrylové kyseliny obsaduuicí jako sjb8tinjující skupinu atom chloru oebo alkylovou skupinu s 1 až 4 atomy uhlíku, . kteréžto pojivo má molekulovou hmoonoot v rozmezí 200 000 až 300 000 в je Obsaženo v uvedené vodoé směsi jako vodorozpustná oebo ve vodě dispergovateloá sůl uvedené polyakrylové kyseliny nebo substiu^c^^^Boé polyakrylové kyseliny s amoniakem oebo těkavým aminem v hmotnostním mioožtví 3 až 7 %, vztaženo ob hmoonootní mioožtví sušiny směěi k vytvoření zápalkové hlavičky, přičemž se uvedený amoniak nebo těkavý amin odežene ze sO^í^i. k vytvoření zápalkové hlavičky během sušení.

Výhodně se polyakrylové kyselina přidává do směsi k ^tvoření zápalkových hlaviček v podobě vodného roztoku oebo disperze zápalkových hlaviček zásady, s výhodou amoniaku oebo hydroxidu amoorného, výhodně v takovém mnoožsví, aby vzniklá vodná směs k vytvoření zápalkových hlaviček měla pH v rozmezí 8 až 9. Kromě toho, poněvadž sůl polyakrylové kyseliny má ob tvorbu pěny spíše záporný vliv, než aby tvorbu pšoy po<^]p<^o^<^v^e^l.B, bude obvykle zapotřebí přidat do vodných suspenzí používaných podíle vynálezu pěnotvorné činidlo, například povrchově aktivní látku, jako je oebo trjttnooaamoniuoэsjfát, aby se získala stabilní suspenze s dostateOýo stupněm provzdušnění.

Avšak dostatečné hustoty в provzdušnění suspenze je možno dosáhnout též spolu s její stabilitou i přidáním skleněných oebo keramických mikrokuliček jakožto plniva oebo jedné ze složek plniva, jak je to popsáno v brisskéo patentovém spise 1 506.185. Tyto mikrokuličky mohou být obsaženy v hmoonootní koncenOraci 1 až 33 %, vztaženo ob hmoonootní oooožtví směsi (na bázi sušiny), s výhodou v hmoonootní koncenOraci 5 až 15 %.

Rovněž bylo v souladu s vynálezem zjištěno, že - aby se dosáhlo uspokojivé soudržnooti zápalkových hlaviček obsah^uících kyselinu polyhkrylovou jakožto pojivo - je vhodné přidat do směsi látku poddoouuící soudržnoot, s výhodou hořlavý otteii^lL, jako je škrob oebo moodfikovaný škrobový derivát', například částečně zhydrolyzovaný nebo esteriíkoovaný škrob. Obbzváště vhodné jakožto látky ooάpooující soudržnost jsou tcetát škrobu в nízkovroucí škroby, získané z přírodního oemoodfikovaoého škrobu působením kyselily a/nebo oxldecf, jež má ze následek odbourání makromooekul škrobu v menší jednotky. Jinými vhodnými látkami podpooruícími soudržnost jsou ve vodě dispergovt^teloá deriváty celulózy в vodorozpustné в ve vodě dispergova^^é syntetické organické polymery,a kopolymeery, například kopolymery etylenu s vinylácetátem, kopolymery vinylecetátu s kyselinou akrylovou oebo její solí či esterem, kopolymery styrenu s kyselinou akrylovou nebo její solí či esterem, njroolymeuy vinylacetátu s vinylchlorddeo в etylenem, póly(vínnOacceát, po^ski^^ty в jiné polymery в kopolymery vioytesteru s olef inckými komonomoery, jeko je etyleo, například polymery vinytesteru kyseliny versetové (směs převážné terciárních, cyklických karboxylových kyselin s 9 ež 11 atomy uhlíku) s etylenem oebo bez oěho jakožto komonomerem. Poměr hmoonootního množtví soli polyakrylové kyseliny k hmotnostnímu mioožtví látky p^dporujcí soudržnost je v rozmezí 1:5 až 5:1, s výhodou 1:3 až 3:1 в zejména asi 1:1.

Aby se získala vodná směs. pro tvorbu zápalkových hlaviček s uspokojivými Theologickými vlastnostmi pro máčení, tj. vhodná k vytvoření správně tvarované zápalkové hlavičky ponořením konců dřívek do vodné směsi k vytvoření zápalkových hlaviček. a jejich následným vysušením, může být popřípadě nutné přidát do uvedené směěi alespoň jedno činidlo upravující viskozitu, zejáéna v případech, kdy se jako látky poddooující soudržnost použije ve vodě dispergbvatelného organického polymeru, jako je kopolymer vinylacetátu s etylenem.

Je možno použít kteréhokoliv známého činidla upravujícího viskozitu, 8 výhodou hořlavé látky, například ve vodě rozpustných derivátů škrobu nebo celulózy, jeko jsou výše zmíněné deriváty škrobu. Tyto škroby tedy slouží tak jako látka podpooužící soudržnost, tak i jako činidlo uprav^ící viskozitu, a proto jich lze osužít samotných ve směsích podle vynálezu.

Alternativně jich lze pouuít v kombinaci s vodorozpustrým nebo ve vodě dispergovatelým kopolymerem, v kterémžto případě spíše jako látka upravuuící viskožitu než jako látka pod^or^ící so^(^I^:^l^¢^st,, kterémužto účelu pak slouží kopolymer. Z toho důvodu je zřejmé, že smSsi podle vynálezu s výhodou obsadu! ve vodě dispergovatelný škrob jakožto kombinované činidlo podpor ujci soudržnost i uprav^ící viskozitu.

Obecně budou sm^ěi pro vytvoření zápalkových hlaviček, použité podle vynálezu ^obsahovat, vztaženo na hmoSnlstlí množní sušiny, chlorečnan draselný pojivo (počítáno jako volná kyselinp polyakrylová) látku pod^o^ící soudržnost činidlo uprav^ící viskozitu oxid' zinečnatý pěnidlo (povrchově aktivní látku) stabilizátory jiné hořlavé látky (síru, seskvisulfid fosforu) plniva (nepíříklad mikrokkuičky, skelnou m>s^ž^l^lu, síran vápenatý, živec, rozsivkovou zeminu, kaolin, oxid železa, oxid maangnnčitý atd.) katalyzátor rychlosti hoření barvítko

8Ž 60 %

8Ž 7 %

8Ž 7 % až 7 %

2,5 až 4 % až 0.4 % až 1 %

8Ž 10 % až 30 % až 1 % ež 1 %

Pro zachycení na koncích dřívek při tradičním máčecím postupu se z výše uvedených slo* žek vyrobí vodná emuuze, popřípadě provzdušněná, aby měla požadovanou hustotu a cctlivost, s celkovým obsahem tuhých látek 40 až 60 %, vztaženo na hmoOnostní mnnožtví celé suspenze. Vhodné stabilizátory, jež je možno popřípadě přidat do vodné směěi pro vytvoření zápalkových hlaviček k získání potřebné stability, zahrnují zejména ve vodě dispergovatelný polyvinyloprrslidsl a poly^ny^-alkohol s m^oi^e^i^l^iární^mi hmotnostmi řádově 44.000. Je též možno použžt jiných známých stabilizátorů vodné pěny.

Postup používaný podle vynálezu k ^tvoření zápalkové hlavičky je zcele běžný a proto jej není třeba zde popisovat, poněvadž novost vynálezu spočívá v použitých směsích a zejména v použitém pojlvu.

V dále uvedených příkladech jsou popsány jednotlivé formulace sm^í^^ podle vynálezu pro vytvoření zápalkových hlaviček. Procentové údaje jsou hmoSnlstní, vztažené na hmotnostní mn^živ! sušiny.

Příklad 1

Směs pro zápalkové hlavičky

chlorečnan draselný		50,25 «
polyakxylát amonný
(nooekulová hmoonost 250.000)		6,28 %
acetát škrobu (Am logům CLS)		6,28 %
skelná moučka		6,28 %
skleněné nikrokuličky (Arnospperes)		12,56 %
oxid zinečnatý		3,14 %
oxid železa		1 ,57 %
oxid		6,28 %
dvojchromen draselný		1 ,05 %
síra		6,28 %
Příklad 2
Směs pro zápalkové hlavičky
chlorečnan draselný		53,45 %
polyelkr^llá amonný
(nooekulová hmotnost 250.000)		6,68 %
acetát škrobu (Am logům CLS)		6,68 %
skelná moučka		20,04 %
oxid zinečnatý		3,34 %
oxid železa		1 ,67 %
dvojchroom draselný		1J1 «
síra		6,68 «
natriuodialkylsulfosukcineoát
(Alcopol FA)		0,33 «
Ještě jiné směsi pro zápalkové	hlavičky podle	vynálezu jsou	popsány v příkladech
3 až 6:
	Příklad
	č. 3	č. 4	č. 5	č. 6
chlorečnan draselný	50,25 %	55,3 «	55,3 «	49,41 «
polyekrylát amonný (nooekulová
hmoonoot 250.000) (počítáno jako
volná kyselina)	6,28 %	6,66 «	-	-
nonnotylanoniová sůl polyakrylové
kyseliny (počítáno Jako volná ky-
selina) (no0θkulnvá hnootioťt 250.000) -	-	6,66 «	-
octan škrobu	6,28 %	3,17 «	3,17 «	6,17 «
polyviitylacetát (Vinanal 6 000)	-	-	3,39 «	-
kopolymer vinylecetátu s vinyl“
chloridem e ethylenem (Vinanal 3401)	-	3,39 «	-	-
skelná noučta	6,28 %	14,0 «	14,0 «	6,17 «
skleněné nikrokuličky	12,56 %	-	-	12,35 «
rozsivková zemine	-	5,65 «	5,65 «	-
oxid zinečnetý	3,14 %	3,80 «	3,80 «	3,09 «
oxid železa	1,57 %	-	-	1 ,54 «
oxid οητ^^Ι itý	6,28	-	-	6,17 «

dvoj chromen draselný síra polyvin/lpyrrolidon (mdekulová hmoOnoot 44.000) - stabilizátor

7 Příklad	č. 5	244132 č. 6
č. 3	č. 4
1 ,05 %	‘1,11 %	1,11 %	1 ,03 %
6,28 %	6,66 %	6,66 %	6,17 %
-	0,28 %	0,28 %	-

zápalek odolných vůči vlhkooti

Příklad 7 je příkladem směsi podle vynálezu k vytvoření a o cokoliv rozěkrtnutelrých.

Příklad 7

Složení chlorečnan draselný polyakrylát amonný (molekulová nost 250.000) acetát Škrobu inertní plniva oxid zinečnetý seskvisulfid fosforu eosin (barvítko)

40,0 % hmot5,72 %

11,42%

28,86 %

5,70 %

8,0 %

0,3 %

Zápalky, vyrobené z výše uvedených směsí ponořením konců zápalkových dřívek do vodné větrané disperze uvedených složek, čímž se na dřívkách uchytí hruškovitá kapka disperze, která po následném vysušení vytvoří hlavičku zápalky, maaí dobrou citlivost na škrtnutí, dobře hoří a jsou odolné vůči vlhkoosi. Po 24 hodinách skladování při 95% relativní vlhkooti je počet úspěšných škrtnutí (zapálení) vynikající a blíží se 100 %. Ze týchž podmínek směsi ne zápalkové hlavičky, jež však obsahují jako pojivo živočišný lep, zcela selhávva j^j. nepodaří se Je škrtnutím zapálit.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Zápalka odolná vůči vlhkoosi, sestávaa^í ze zácvikového dřívka a ne něm vytvořené hlavičky ze směsi pro vytváření zápalkových hlaviček, z^i^é^áitel^n^é škrtnutí o povrch a zahrnuící oxid zinečnetý jako plnivo, dále chlorečnan draselný, hořlavý maatriál a pojivo, vyzn^^ící se tím, že pojivo je áolyakryloiá kyselina, popřípadě sjbstijuovjiá chlorem nebo alkylovou skupinou s 1 až 4 atomy uhlíku, přičemž pojivo má . molekulovou hmoonoot 200 000 až 300 000 a je příoomno ve směsi pro vytváření zápalkových hlaviček v hmoonostním mnnožtví 3 až 7 %.
2. 2. Zápalka podle bodu 1, vyznáauuící se tím, že molární poměr karboxylových skupin v pojivu, buš jako takových nebo vázaných v podobě soli, k oxidu ziirUiatéOu je v rozmezí 1,7:1 až 2,5:1.
3. 3. Zápalka podle bodu 2, se tím, že uvedený mo^rní poměr je 2:1.
4. 4. Způsob výroby zápalky odolné vůči vlhkooti podle bodů 1 až 3, ponořením zápalkového dřívka do vodné směsi pro vytvoření zápalkových hlaviček, zahrnující oxid zin^netý, ^^rečnan draselný, hořlavý meat!*!! a pojivo dispergované ve vodném prostředí, k vytvoření kapky uvedené směsi na zápalkovém dřívku, z níž po vysušení vznikne hlavička zápslky, vyzn^č^ící se tím, že jako pojivá se podlje polyakrylátové kyseliny nebo substituované polyakrylové kyseliny obsahnuící jako subbtttující skupinu atom chloru nebo alkylDvou skupinu s 1 až 4 atomy uhlíku, kteréžto pojivo má molekulovou hmoonoot v rozme244132 8 zí 200 000 až 300 000 e je obsaženo v uvedené směsi jako vodorozpustná nebo ve vodě dispergovatelná sůl uvedené polyakrylové kyseliny nebo substituované polyakrylové kyseliny s amoniakem nebo těkeým aminem v hmotnostním množství 3 až 7 %, vztaženo na hmotnostní možství sušiny k vytvoření zápalkové hlavičky, přičemž se uvedený amoniak nebo těkavý amin odežene ze směsi k ^tvoření zápalkové hlavičky během sušení.