DE69728666T2

DE69728666T2 - Sauerstoff-erzeugende zusammensetzungen durch kupfer- und nickeloxide katalysiert

Info

Publication number: DE69728666T2
Application number: DE69728666T
Authority: DE
Inventors: Yunchang Zhang; C. James CANNON; S. Girish KSHIRSAGAR
Original assignee: BE Intellectual Property Inc
Current assignee: BE Intellectual Property Inc
Priority date: 1996-05-15
Filing date: 1997-05-14
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2017-05-15
Also published as: EP0907611B1; DE69728666D1; WO1997043210A1; JP4087451B2; US6007736A; EP0907611A1; JP2000511505A

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Sauerstoff-generierende Zusammensetzungen und betrifft insbesondere verbesserte Zusammensetzungen zur Sauerstoff-Generation, die einen Katalysator enthalten, der ausgewählt ist aus Kupferoxid, Nickeloxid und einer Kombination davon.
Beschreibung des Standes der Technik
Chemische, Sauerstoff-generierende Zusammensetzungen, die auf der Zersetzung von Alkalimetallchloraten oder -perchloraten basieren, werden seit langem als eine Quelle inhalierbaren Sauerstoffes in Notfällen benutzt, wie zum Beispiel in Passagierflugzeugen. Sauerstoff-generierende Zusammensetzungen, die Alkalimetallchlorate oder -perchlorate verwenden, sind in den US-Patenten Nummer 5,198,147; 5,279,761 und 5,298,187 offenbart.
Eine typische chemische, Sauerstoff-generierende Kerze kann mehrere Schichten mit verschiedenen Zusammensetzungen und daher verschiedenen Reaktionsgeschwindigkeiten haben. Mehrfachschichten werden in der Kerze anstelle einer einzigen Rezeptur verwendet, um zur Erfüllung der Erfordernisse der Sauerstoff-Generation beizutragen, die mit der Zeit variieren, wenn ein Flugzeug infolge eines Verlustes von Kabinendruck absinkt. Verschiedene Anwendungen weisen verschiedene Erfordernisse der Sauerstoff-Generation auf. Typischerweise hat die Kerze eine im Allgemeinen zylindrische Gestalt mit einer Verjüngung, mit einer Aussparung an einem Ende, um ein Zündungs-Pellet zu enthalten, das typischerweise durch Entzünden eines Initialzündungsmittels gezündet wird. Die Hitze des Zündungs-Pellets zündet dann die Reaktion des Kerzenkörpers und generiert Sauerstoff.
Ein Flugzeug-Sauerstoff-Generator wird gemeinhin entsprechend dem Abstiegsprofil eines gegebenen Flugzeugtyps vorprogrammiert und muss zu allen Zeiten während eines Abstiegs das Erfordernis des minimalen Sauerstoff Flusses erfüllen. Eine herkömmliche Formulierung der Sauerstoff-generierenden Zusammensetzung kann im Allgemeinen eine Sauerstoffquelle wie etwa Chlorat oder Perchlorat, einen Metallpulver-Brennstoff wie etwa Eisenpulver, und Kobaltoxid als einen Katalysator einschließen. Kobaltoxid hat eine sehr hohe katalytische Aktivität bezüglich der Zersetzung von Natriumchlorat, so dass nur eine kleine Menge Kobaltoxid (typischerweise so wenig wie 0,1%) notwendig ist, um die Zersetzung von Natriumchlorat zu katalysieren. Solche kleinen Mengen des Katalysators lassen sich in einer Mischung einer solchen Sauerstoff-generierenden Zusammensetzung schwer in einheitlicher Weise verteilen, so dass eine ungleichmäßige Verteilung von Kobaltoxid in Schwankungen der Reaktivität von Kern zu Kern resultieren kann und in niedrigen Ausbeuten zufriedenstellender Sauerstoff-generierender Kerzen oder Kerne resultieren kann. Sauerstoff-generierende Zusammensetzungen, die mit Kobaltoxid und einem Inhibitor wie etwa Calciumhydroxid formuliert sind, können lokalisierte Regionen mit einer hohen Kobaltoxid-Konzentration und einer niedrigen Calciumhydroxid-Konzentration, die aufgrund unvollständiger Vermischung auftreten, aufweisen, mit einer bei weitem höheren Zersetzungsgeschwindigkeit als andere lokalisierte Regionen mit einer niedrigen Kobaltoxid- und einer hohen Calciumhydroxid-Konzentration, was zu einem unsteten und unvorhersagbaren Betriebsverhalten führt.
Verlängertes Vermischen wird typischerweise angewendet, um bei Kobaltoxidbasierten Sauerstoff-generierenden Zusammensetzungen Unregelmäßigkeiten in der Verteilung der Inhaltsstoffe zu reduzieren, wodurch die Schwierigkeit der Herstellung erhöht wird und die Herstellungskosten erhöht werden. Dennoch kann auch Verlust von Kobaltoxid im Mischer-Behälter auftreten, wie etwa an den Wänden des Mischers während der Herstellung von Kernmischungen, was zu Schwankungen im Betriebsverhalten von Charge zu Charge führt. Darüber hinaus ist Kobalt ein strategisches Metall und ist teuer.
Sauerstoff-generierende Zusammensetzungen sind bekannt, die Manganoxid als einen Katalysator zur Zersetzung von Chlorat oder Perchlorat verwenden, um Sauerstoff zu generieren. Die Verwendung von Manganoxid als ein Katalysator erzeugt jedoch eine hohe Konzentration an Chlor im freigesetzten Sauerstoffgas. Eine Ferrat-katalysierte Formulierung ist ebenso bekannt, die auch Bariumperoxid verwendet, um die Reaktion zu modifizieren. Bariumperoxid ist jedoch giftig, und die Entsorgung von verbrauchten und Ausschuss-Sauerstoffgeneratoren, die Bariumperoxid enthalten, ist teuer.
In einer Veröffentlichung von Iwakura et al., die in „Industrial & Engineering Chemistry Research", Vol. 30 (1991) veröffentlicht wurde, beschreiben die Autoren auf den Seiten 778 bis 783 eine Untersuchung der Verwendung von 23 Arten von Metalloxiden als Katalysatoren für die Zersetzung von Kaliumchlorat, einschließlich Kupferoxid und Nickeloxid.
Es wäre wünschenswert, eine verbesserte Sauerstoff-generierende Formulierung bereitzustellen, bei der eine einheitliche Verteilung der Inhaltsstoffe leichter zu erreichen ist, die eine größere Einheitlichkeit des Betriebsverhaltens erzeugen wird und die leichter als herkömmliche Formulierungen herzustellen ist. Die vorliegende Erfindung erfüllt diese Bedürfnisse.
Zusammenfassung der Erfindung
Kurz und allgemein ausgedrückt stellt die vorliegende Erfindung eine verbesserte Sauerstoff-generierende Zusammensetzung bereit, die eine größere Einheitlichkeit des Betriebsverhaltens und eine gleichförmigere, einheitlichere Geschwindigkeit der Sauerstoff-Generation erzeugt und die einfacher zu mischen und herzustellen ist als vergleichbare Chlorat/Perchlorat-Zusammensetzungen zur Sauerstoff-Generation, die Kobaltoxid als einen Katalysator verwenden. Ein Katalysator ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kupferoxid, Nickeloxid und Mischungen davon wird verwendet, um die Reaktion zu katalysieren, die Sauerstoff-Generation zu glätten, die Rheologie einer im Betrieb befindlichen chemischen Sauerstoff-Kerze zu verbessern und um die Vermischung der Kerzen-Inhaltsstoffe zu erleichtern.
Die Erfindung stellt entsprechend eine Sauerstoff-generierende Zusammensetzung zur Herstellung eines inhalierbaren Gases auf Zünden der Zusammensetzung hin bereit, umfassend 0,5 bis 15 Gewichtsprozent eines Metallpulver-Brennstoffs, ausgewählt aus der Gruppe Eisen, Zinn, Nickel, Kobalt, Aluminium, Magnesium und Mischungen davon; 0,1 bis 5 Gewichtsprozent eines alkalischen Additives als ein Chlor-Entferner und Modifikator der Reaktionsgeschwindigkeit, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kalziumhydroxid, Kalziumperoxid, Magnesiumhydroxid, Magnesiumperoxid, Strontiumhydroxid, Strontiumperoxid, Lithiumperoxid, Seltenerdoxiden, Seltenerdperoxiden und Kombinationen davon; 0,1 bis 15 Gewichtsprozent eines Katalysators, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kupferoxid, Nickeloxid und Kombinationen davon; und wobei der Rest eine Sauerstoffquelle ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkalimetallchloraten, Alkalimetallperchloraten und Mischungen davon. Die Sauerstoff-generierende Zusammensetzung kann des Weiteren optional ein Bindemittel einschließen. In einer Ausführung kann die Sauerstoff-generierende Zusammensetzung 1–10 Gewichtsprozent an Eisenpulver als ein Brennstoff; 0,1 bis 15 Gewichtsprozent an Katalysator; 0,5 bis 4 Gewichtsprozent an Additiv als Chlor-Entferner und Modifikator der Reaktionsgeschwindigkeit; 1 bis 5 Gewichtsprozent an Bindemittel umfassen, und der Rest ist die Sauerstoff-Quelle.
Da Kupferoxid und Nickeloxid eine geringere katalytische Aktivität als Kobaltoxid aufweisen, kann eine höhere Füllmenge von diesen verwendet werden, so dass die Formulierung einfacher einheitlich zu mischen ist, woraus ein besseres und einheitlicheres Betriebsverhalten resultiert. Wenn Kupferoxid und Nickeloxid anstelle von Kobaltoxid verwendet werden, kann die Füllmenge 2 bis 5 mal höher sein. Mit einer höheren Füllmenge ist es einfacher, Anpassungen vorzunehmen, und es ist einfacher, die Sauerstoff-generierende Zusammensetzung einheitlich zu mischen. Kupferoxid und Nickeloxid sind auch billiger als Kobaltoxid und sind ohne weiteres verfügbar.
Diese und andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich sowie aus der beigefügten Zeichnung, die auf beispielhafte Weise die Merkmale der Endung illustriert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Querschnitts-Ansicht einer Sauerstoff-generierenden Kerze, die entsprechend den Prinzipien der Erfindung aus der Sauerstoff generierenden Zusammensetzung gebildet wurde.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
Der Sauerstofffluss von einem aktivierten herkömmlichen Kern zur Sauerstoff-Generation kann oft ungleichmäßig und unstet sein. Formulierungen Sauerstoffgenerierender Zusammensetzungen, die ein Kobaltoxid als einen Katalysator verwenden, zeigen typischerweise auch eine relativ hohe Schwankung im Betriebsverhalten innerhalb jeder Charge und zwischen verschiedenen Chargen derselben Formulierung aufgrund nicht einheitlicher Verteilung der Inhaltsstoffe innerhalb der Sauerstoff-generierenden Zusammensetzungen.
Die Erfindung wird entsprechend durch eine Sauerstoff-generierende Zusammensetzung, wie sie in Anspruch 1 bekannt gemacht wird, ausgeführt; gleichförmige Sauerstoff-Generation, Unterdrückung von Chlorbildung und Verbesserung der Rheologie einer in Betrieb befindlichen chemischen Sauerstoffkerze werden ebenso erreicht wie die Fähigkeit, die Reaktion zu modifizieren. Die Formulierung kann optional ein Bindemittel einschließen.
Wie oben erwähnt, umfassen Sauerstoff-generierende Zusammensetzungen von Ausführungen der Erfindung im Allgemeinen 0,5 bis 15 Gewichtsprozent eines Metallpulvers als einen Brennstoff. Bevorzugte Metallpulver schließen Eisen, Zinn, Kobalt, Nickel, Magnesium, Aluminium und Mischungen davon ein. In einer derzeit bevorzugten Ausführung wird Eisenpulver mit einer hohen Reinheit und einer großen Oberfläche verwendet. Geeignetes Eisenpulver kann elektrolytisch oder durch Wasserstoff-Reduktion erhalten werden, so dass sich Eisenpulver ergibt, das im Wesentlichen frei von Kohlenstoff und anderen Verunreinigungen ist, die beim Betrieb der Sauerstoff-generierenden Kerze giftige Verbindungen entwickeln können. Die Verwendung von Eisenpulver in der Sauerstoff-generierenden Kerze liefert Hitze und hilft dabei, die Chlorat-Zersetzung zu stabilisieren.
Wie oben erwähnt, umfasst eine Sauerstoff-generierende Zusammensetzung entsprechend der Erfindung ungefähr 0,1 bis 15 Gewichtsprozent eines Katalysators, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kupferoxid, Nickeloxid und Kombinationen davon. Kupferoxid kann hergestellt werden, indem Kupfercarbonat bei 260°C zersetzt wird. Auf diese Weise hergestelltes Kupferoxid ist schwarz, besitzt die Formel CuO und hat eine Oberfläche von näherungsweise 60 m²/g. Nickeloxid kann hergestellt werden, indem Nickelcarbonathydroxid bei 450°C zersetzt wird. Auf diese Weise hergestelltes Nickeloxid besitzt die Formel NiO und hat eine Oberfläche von näherungsweise 62 m²/g. Kupferoxid und Nickeloxid aus den anderen Quellen können ebenfalls geeignet sein, sofern sie eine ausreichende Oberfläche von mindestens ungefähr 1 m²/g aufweisen.
Wie oben erwähnt, umfasst eine Sauerstoff-generierende Zusammensetzung entsprechend der Erfindung des Weiteren von ungefähr 0,1 bis ungefähr 5 Gewichtsprozent einer oder mehrer alkalischer Verbindungen als einen Chlor-Entferner und Modifikator der Reaktionsgeschwindigkeit. Die alkalische Verbindung kann ein Hydroxid oder Peroxid von Calcium, Magnesium oder Strontium sein oder kann Lithiumperoxid sein. In einer derzeit bevorzugten Ausführung kann die alkalische Verbindung Calciumhydroxid oder Lithiumperoxid sein.
Die alkalischen Verbindungen können die Bildung von Chlorgas unterdrücken, das andernfalls durch Nebenreaktionen während der Sauerstoff-Generation entwickelt wird. Die alkalische Verbindung kann auch die Reaktion modifizieren und die Geschwindigkeit der Sauerstoff-Generation glätten. Ohne die alkalische Verbindung wird die Geschwindigkeit der Sauerstoff-Generation unsteter und unvorhersagbar. Bevorzugte alkalische Verbindungen sind Calciumhydroxid und -peroxid, Magnesiumhydroxid und -peroxid, Strontiumhydroxid und -peroxid, Lithiumperoxid und Oxide und Peroxide der seltenen Erden. Diese Materialien werden bevorzugt, weil sie an Luft angemessen stabil sind, nicht giftig sind, eine große Oberfläche und gute physikalische Fließeigenschaften aufweisen können und dabei helfen können, die Rheologie der Sauerstoff-generierenden Kerze zu modifizieren. Die bevorzugten alkalischen Verbindungen sollten an Luft und bei Kontakt mit Wasser oder Feuchtigkeit angemessen stabil sein, eine kleine Partikelgröße aufweisen, gute physikalische Eigenschaften, um das Mischen zu erleichtern, aufweisen, und sollten ausreichend locker sein, um dabei zu helfen, die Rheologie der Sauerstoff generierenden Kerze zu modifizieren, und sollten nicht giftig oder gefährlich für die Umwelt sein.
Aluminiumoxid, Titanoxid und Zirkoniumoxid sind nicht alkalisch, aber sie können eine große Oberfläche oder eine kleine Partikelgröße aufweisen und können als Additive verwendet werden, um die Schmelz-Rheologie der Sauerstoffgenerierenden Kerze zu modifizieren, und können helfen, Kupferoxid und Nickeloxid in der Sauerstoff-generierenden Zusammensetzung zu dispergieren. Andere Hydroxide, Oxide, Peroxide und Superoxide von Alkalimetallen können ebenfalls die Bildung von Chlor unterdrücken und die Zersetzung von Natriumchlorat modifizieren, sind aber nicht bevorzugt, weil sie entweder ätzend, luftempfindlich oder schwer in einheitlicher Weise zu verteilen sind. Bariumhydroxid und -peroxid können ebenfalls Chlor unterdrücken und die Zersetzung von Chlorat modifizieren, aber sie sind giftig und daher nicht bevorzugt.
Wie oben erwähnt, können Sauerstoff-generierende Zusammensetzungen der Erfindung auch optional des Weiteren bis zu ungefähr 5% eines oder mehrerer Bindemittel einschließen. In derzeit bevorzugten Ausführungen kann das Bindemittel ein anorganisches Bindemittel wie etwa Glaspulver, Glasfaser, keramische Faser, Stahlwolle, Bentonit, Kaolinit und Mischungen davon sein.
Der Rest der Sauerstoffgenerierenden Zusammensetzung umfasst vorzugsweise eine Sauerstoff-Quelle, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Alkalimetallchloraten, Alkalimetallperchloraten und Mischungen davon. Das Alkalimetallchlorat kann zum Beispiel Natriumchlorat, Kaliumchlorat oder Lithiumchlorat sein, und das Alkalimetallperchlorat kann zum Beispiel Kaliumperchlorat, Lithiumperchlorat oder Natriumperchlorat sein, obwohl andere Alkalimetallchlorate und -perchlorate geeignet sein können. Das derzeit bevorzugte Chlorat ist Natriumchlorat, und das derzeit bevorzugte Perchlorat ist Kaliumperchlorat. Natriumchlorat ist derzeit als eine Sauerstoff-Quelle bevorzugt, weil es eine relativ hohe Sauerstoff-Ausbeute pro Gewichtseinheit hat, verglichen mit Kaliumchlorat, und eine angemessen niedrige Zersetzungstemperatur, verglichen mit Kaliumchlorat und -perchlorat und Lithiumperchlorat. Die Zersetzung von Natriumchlorat ist exotherm, nachdem sie einmal gezündet wurde, was einen selbsterhaltenden Betrieb einer aus den Sauerstoff-generierenden Zusammensetzungen der Erfindung gebildeten Sauerstoff-generierenden Kerze oder eines solchen Kerns erlaubt. Natriumchlorat ist aktuell auch aufgrund seines aktuell relativ niedrigen Preises als die Sauerstoff-Quelle bevorzugt. In einem derzeit bevorzugten Aspekt der Erfindung kann die Sauerstoff-Quelle alternativ eine Kombination einer Hauptmenge an Natriumchlorat und einer kleineren Menge an Kaliumperchlorat sein.
In einer derzeit bevorzugten Ausführung der Erfindung können die Sauerstoffgenerierenden Zusammensetzungen 1 bis 10 Gewichtsprozent Metallpulver als Brennstoff umfassen; 0,1 bis 15 Gewichtsprozent an Katalysator; 0,5 bis 4 Gewichtsprozent Chlor-Entferner und Modifikator der Reaktionsgeschwindigkeit; von 0 bis ungefähr 5% Bindemittel; wobei der Rest eine Sauerstoff-Quelle ist.
Bei der Bildung eines Sauerstoff-generierenden Kerns oder einer solchen Kerze werden das Metallpulver, der Katalysator, das Chlor-Entferner- und die Reaktionsgeschwindigkeit modifizierende Additiv und das Bindemittel (wenn verwendet) vorgemischt. Die als Sauerstoff-Quelle eingesetzte Chlorat-/Perchlorat-Komponente wird typischerweise mit näherungsweise 1 bis 5 Gewichtsprozent Wasser, das als Schmiermittel verwendet wird, um die Bildung der Sauerstoffgenerierenden Kerne oder Kerzen zu erleichtern, getrennt gemischt. Das vorgemischte Pulver wird dann mit dem nassen Chlorat/Perchlorat vermischt. Die chemischen Sauerstoff-Kerzen werden durch Verdichtung der feuchten Mischung in einer Form gebildet und werden dann bei ungefähr 120°C getrocknet, um das Wasser zu entfernen, das während des Mischungsverfahrens zugesetzt wurde. Ein kleiner Rest an Wasser kann jedoch auch nach der Trocknung in der Sauerstoffgenerierenden Zusammensetzung verbleiben.
Unter Bezug auf 1 ist eine typische chemische Sauerstoff-generierende Kerze 10 im Allgemeinen aus mehreren Schichten zusammengesetzt, wobei jede Schicht eine verschiedene Formulierung aufweist. Die Mehrfachschichten mit verschiedenen Formulierungen können daher so gestaltet werden, dass sie an die gewünschte Geschwindigkeit der Sauerstoff Generation angepasst sind, basierend auf spezifischen Erfordernissen der Anwendung, da verschiedene Anwendungen verschiedene Erfordernisse der Geschwindigkeit der Sauerstoff Generation haben können. Während die in 1 gezeigte Sauerstoff-generierende Kerze fünf Schichten aufweist, kann jede Anzahl von Schichten verwendet werden, um die Sauerstoff-generierende Kerze zu bilden. Eisenpulver wird derzeit bevorzugt als ein Brennstoff in einer oder mehreren der Schichten verwendet, abhängig von der Anwendung. Die unterschiedlichen Arten der Grenzflächenformen zwischen Schichten, gezeigt in 1, werden verwendet, um dabei zu helfen, den Übergang der Reaktion beim Fortschreiten von einer Schicht zur anderen zu kontrollieren. Die Grenzflächenformen und relativen Größen und Reaktivitäten der Schichten können in Abhängigkeit von den Erfordernissen der spezifischen Anwendungen der Sauerstoffgenerierenden Kerzen modifiziert werden. Kerzen oder Kerne zur Sauerstoff-Generation werden typischerweise in einer zylindrischen Gestalt mit einer Verjüngung gebildet. An der Spitze der Kerze gibt es eine Aussparung, um ein Zündungs-Pellet 12 zu enthalten, das zum Beispiel durch Entzünden eines Zündhütchen-Initialzündmittels gezündet werden kann. Ein typisches Zündungs-Pellet kann zum Beispiel eine Zusammensetzung von 35 Gewichtsprozent Eisen, 13 bis 15 Gewichtsprozent Kobaltoxid, 5% Eisenoxid, 3 bis 4 Gewichtsprozent eines Bindemittels und zum Ausgleich Natriumchlorat aufweisen. Die Hitze des Zündungs-Pellets ist dann ausreichend, um die Zersetzung der Schichten 14, 16, 18, 20 und 22 der Sauerstoff-generierenden Kerze zu initiieren, so dass Sauerstoff freigesetzt wird.
Sauerstoff-generierende Zusammensetzungen entsprechend der Erfindung werden des Weiteren durch die folgenden Beispiele von Kerzenstrukturen illustriert, bei denen Prozentangaben Gewichtsprozent bedeuten.
Beispiel 1

Beim Beispiel 1 gibt es fünf Schichten, von denen nur die zweite, dritte, vierte und fünfte Schicht durch Zusammensetzungen entsprechend der Erfindung bereitgestellt werden.

1. Schicht:	15 g: 12% Eisenpulver, 0,55% Mg(OH)₂, 9,5% Kobaltoxid, 4% Glaspulver und 73,95% NaClO₃.
2. Schicht:	30 g: 6,5% Eisenpulver, 0,7% Mg(OH)₂, 3,6% CuO, 2% Glaspulver und 87,2% NaClO₃.
3. Schicht:	110 g: 5,4 % Eisenpulver, 1% Mg(OH)₂, 1,15% CuO, 2% Glaspulver und 90,45% NaClO₃.
4. Schicht:	115 g: 1,75% Eisenpulver, 1% Mg(OH)₂, 0,55% CuO, 2% Glaspulver und 94,70% NaClO₃.
5. Schicht:	100 g: 1,0% Eisenpulver, 0,7% Mg(OH)₂, 0,18% Kobaltoxid, 0,5% CuO, 3,5% Glaspulver und 94,12% NaClO₃.

Die Pulver für jede Schicht wurden ohne Natriumchlorat vorgemischt, und dann wurden die vorgemischten Pulver mit Natriumchlorat gemischt. Eine kleine Menge an destilliertem Wasser wurde verwendet, um jede Mischung zu befeuchten. Chemische Sauerstoff-Kerzen wurden dann durch Verdichtung der feuchten Mischungen in einer Form gebildet. Die Kerzen wurden dann bei 120°C getrocknet, um das zugesetzte Wasser zu entfernen.
Eine getrocknete Kerze wurde dann in ein Edelstahlgehäuse eingesetzt, gezündet und für 15,8 Minuten betrieben, wobei näherungsweise 111,5 Liter Sauerstoff bei Raumtemperatur generiert wurden. Die Reaktion war einheitlich, und die verbrauchte Kerze hatte eine einheitliche Beschaffenheit.
Vergleichendes Beispiel 2

Beim Beispiel 2 gibt es 6 Schichten, von denen keine durch Zusammensetzungen entsprechend der Erfindung bereitgestellt wird.

1. Schicht:	17 g: 12,5% Eisenpulver, 9.5% Kobaltoxid, 4% Glaspulver und 74% NaClO₃.
2. Schicht:	48 g: 6,7% Eisenpulver, 1,5% Kobaltoxid, 1% Magnesiumoxid, 2% Glaspulver und 88,8% NaClO₃.
3. Schicht:	100 g: 5,5% Eisenpulver, 0,53% Kobaltoxid, 1% Magnesiumoxid, 2% Glaspulver und 90,97% NaClO₃.
4. Schicht:	85 g: 3,4% Eisenpulver, 0,8% Kupferoxid, 1% Magnesiumoxid, 2% Glaspulver und 92,8% NaClO₃.
5. Schicht:	70 g: 2,5% Eisenpulver, 0,4% Kupferoxid, 1% Magnesiumoxid, 2,5% Glaspulver und 93,6% NaClO₃.
6. Schicht:	50 g: 1,5% Eisenpulver, 0,5% Kupferoxid, 1% Magnesiumoxid, 3% Glaspulver und 94% NaClO₃.

Eine Sauerstoff-Kerze wurde aus diesen sechs Schichten gebildet, und als der Betrieb der Kerze begonnen wurde, funktionierte die Kerze gleichförmig für 15,68 Minuten, wobei 110,5 Liter Sauerstoff bei Raumtemperatur generiert wurden.
Beispiel 3

Bei diesem Beispiel 3 gibt es fünf Schichten, von denen nur die dritte, vierte und fünfte Schicht durch Zusammensetzungen entsprechend der Erfindung bereitgestellt werden.

1. Schicht:	25 g: 13% Eisenpulver, 9,5% Kobaltoxid, 3% Glaspulver und 74,5% NaClO₃.
2. Schicht:	55 g: 8% Eisenpulver, 0,5% Ca(OH)₂, 1,9% Co₃O₄, 2,5% Glaspulver und 87,1% NaClO₃.
3. Schicht:	100g: 6,5% Eisenpulver, 0,5% Ca(OH)₂, 2,2% CuO, 2% Glaspulver und 88,8% NaClO₃.
4. Schicht:	130 g: 3,25% Eisenpulver, 0,5% Ca(OH)₂, 1% CuO, 2,5% Glaspulver und 92,75% NaClO₃.
5. Schicht:	105 g: 1,2% Eisenpulver, 0,5% Ca(OH)₂, 0,8% CuO, 2,5% Glaspulver und 95% NaClO₃.

Eine Sauerstoff-Kerze mit diesen fünf Schichten funktionierte gleichförmig für 21,1 Minuten, wobei 120,8 Liter Sauerstoff bei Raumtemperatur generiert wurden.
Aus dem Vorhergehenden wird es offensichtlich sein, dass, während bestimmte Formen der Erfindung illustriert und beschrieben wurden, unterschiedliche Modifikationen ausgeführt werden können, ohne den Gültigkeitsbereich der Erfindung zu verlassen. Obwohl zum Beispiel Wasser bei der Bildung der Zusammensetzungen bei den obigen Beispielen verwendet wurde, wäre es möglich, trockene Mischungen in geeigneter Weise zu komprimieren, um chemische Kerne zu bilden. Obwohl die Kerne, wie illustriert, typischerweise zylindrisch mit einer Verjüngung sind, könnten darüber hinaus Formen in vielen anderen Ausgestaltungen konstruiert werden. Dementsprechend ist es nicht beabsichtigt, dass die Erfindung begrenzt sei, außer durch die beigefügten Ansprüche.

Claims

Eine Sauerstoff-generierende Zusammensetzung zur Herstellung eines inhalierbaren Gases auf Zünden der Zusammensetzung hin, umfassend: 0,5 bis 15 Gewichtsprozent eines Metallpulver-Brennstoffs, ausgewählt aus der Gruppe Eisen, Zinn, Nickel, Kobalt, Aluminium, Magnesium und Mischungen davon; 0,1 bis 5 Gewichtsprozent eines alkalischen Additives als ein Chlor-Entferner und Modifikator der Reaktionsgeschwindigkeit, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kalziumhydroxid, Kalziumperoxid, Magnesiumhydroxid, Magnesiumperoxid, Strontiumhydroxid, Strontiumperoxid, Lithiumperoxid, Seltenerdoxiden, Seltenerdperoxiden und Kombinationen davon; 0,1 bis 15 Gewichtsprozent eines Katalysators, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kupferoxid, Nickeloxid und Kombinationen davon; und wobei der Rest eine Sauerstoffquelle ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkalimetallchloraten, Alkalimetallperchloraten und Mischungen davon.
Sauerstoff-generierende Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Sauerstoffquelle ein Alkalimetallchlorat ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natriumchlorat, Kaliumchlorat, Lithiumchlorat und Mischungen davon, oder wobei die Sauerstoffquelle ein Alkalimetallperchlorat ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kaliumperchlorat, Lithiumperchlorat, Natriumperchlorat und Mischungen davon.
Sauerstoff-generierende Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, des Weiteren bis zu ungefähr 5% eines Bindemittels umfassend.
Sauerstoff-generierende Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das Bindemittel ein anorganisches Bindemittel ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glaspulver, Glasfaser, keramischer Faser, Stahlwolle, Bentonit, Kaolinit und Mischungen davon.
Sauerstoff-generierende Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Katalysator eine Oberfläche von wenigstens annähernd 60 m²/g hat.