JP2004331874A

JP2004331874A - 燃焼炎調整固体燃料

Info

Publication number: JP2004331874A
Application number: JP2003131682A
Authority: JP
Inventors: Kouji Uchida; 煌二内田; Atsushi Uchida; 篤志内田
Original assignee: UCHIDA KOGYO KK
Current assignee: UCHIDA KOGYO KK
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】ローソクでは装飾変化を高め、携帯用や屋内での料理に使用されている固形燃料では、加熱源としては燃焼を緩急変化可能な燃焼炎調整固体燃料とする。
【解決手段】主燃剤１と遅燃剤との混合物からなり、該混合物を所定形状に成形して固体燃料とする。ここで、主燃剤１が液体燃料で、遅燃剤がその担持固体であったり、主燃剤１が固体燃料であり、遅燃剤がその燃焼を遅らせる物質である。また、遅燃剤の添加の有無に拘わらず、所定形状の成形に際し、成型時の圧力を常圧から加圧状態まで、圧力を変更することにより、燃焼炎の火力や燃焼時間などを調整した固体燃料とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼時間を適度に調整すると共に、炎の色が鮮明かつ変化に富む燃焼炎調整固体燃料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、固体燃料の中でも照明を目的とするローソクの場合、照度とか炎の安定性を重視している（例えば、特許文献１参照）。また、可燃主剤に炎色反応を示す化合物を加えて炎を有色にした場合が多くみられ（例えば、特許文献２参照）、炎の色も種々のものが提案されている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。更に、炎の色を変化させる例も提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【０００３】
一方、携帯用や屋内での料理に使用されている固形燃料においても、炎がほとんど見えないものは火災、火傷などの危険があるので、ある程度炎が見える方が好適であるとされている（例えば、特許文献６参照）。適当な大きさの可視炎を生じ、適度な発熱量で燃焼を長時間続けることが望まれている。
【０００４】
更に、メチルアルコールのようなアルコール液体燃料もガラス製のアルコールタンクに入れて、芯材に点火しランプや過熱に利用されている。アルコールはその成分上すすの発生のないクリーンな燃料であるが、液体であるので、取扱に不便であるので、担持体に吸収保持して用いられるが、揮発性に富むため、保管が容易でないために固体燃料のように実用に供し難い欠点がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６４−６２３９５号公報（第１頁）
【特許文献２】
特開昭４９−９９７０１号公報（第１頁）
【特許文献３】
実願昭６１−７４７１５号（実開昭６２−１８６９５４号）明細書（第１頁、図１）
【特許文献４】
特開平５−２７１６８７公報（第３頁、図２）
【特許文献５】
実願昭５９−１７３９６５号（実開昭６１−９０８４１号）明細書（第１頁、図１）
【特許文献６】
特開平６−３３００６０号公報（第２頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はメチルアルコールのような液体状の低級アルコールを固体燃料と同様に扱えるようにするとともに一般の固体燃料の性質を改善し、広範囲な需要に適合可能な性質を付与することにつき、遅燃剤や発色剤の活用によって、これらの課題を解決使用とするものである。
【０００７】
具体的には、固体燃料のうち照明を目的とするローソクの場合でも、携帯用や屋内での料理に使用されている固形燃料の場合でも、いずれの場合もそうであるが、燃焼時間を長く維持（燃焼を遅延させる）して点灯の手間を省くとかコスト低減を目的とした例がみられない。ここで、本発明で固体燃料とは照明を目的とするローソクと、料理等に使用されている固形燃料との総称である。また、従来は複数本のローソクを同時に点灯した場合でも燃焼が一様に行われるので装飾変化に乏しい難点がある。加えて、携帯用や屋内での料理に使用されている固形燃料の例では、加熱源としては燃焼を緩急変化させることが望ましいが、従来の固形燃料にはそのような性質を備えたものもみられないようである。本発明はこのような固体燃料における課題を解決することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を検討した結果、本発明の解決手段は基本的には、主燃剤と遅燃剤との混合物からなり、該混合物を所定形状に成形して固体燃料としたことを特徴とする燃焼炎調整固体燃料である。ここで、主燃剤が液体燃料であり、遅燃剤が該液体燃料の担持固体であったり、通常のように、主燃剤が固体燃料であり、遅燃剤がその名の通り用いる固体燃料の燃焼を遅らせる物質であったりする。
【０００９】
主燃剤に燃焼用の芯材を埋設した固体燃料である場合は、その主燃剤又は芯材に対し、遅燃剤又は発色剤を添加して燃焼炎調整固体燃料とするが、その際、主燃剤又は芯材に対して添加する発色剤又は遅燃剤を間欠的に添加して燃焼炎の調製を種々変化させる固体燃料とするのである。また、遅燃剤の添加の有無に拘わらず、所定形状の成形に際し、成型時の圧力を常圧から加圧状態まで、圧力を変更することにより、燃焼炎の火力や燃焼時間などを調整した固体燃料とすることができる。
【００１０】
ここにいう主燃剤は、従来より使用されている燃料物質である。液体の場合は、石油系の灯油、ケロセン、低級アルコールのメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコールなどである。また、固体燃料としては、パラフィン、微晶ロウ（マイクロクリスタリンワックス）、石油ロウ（灯油に水酸化アルミニウムを加えたアルミニウム石けんを含む）、地ロウなどの鉱物ロウや、木ロウなどのような植物ロウ、動物ロウなどの天然ロウの他に、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸などの高級脂肪酸や、ヘキシルアルコール、オクチルアルコールなどの高級アルコール、高級脂肪酸と高級アルコールのエステル、固形アルコール（アルコールに酢酸カルシウムの添加物、又はアルコールに酢酸セルロースの添加物等）などを単独で、あるいは混合したり層状に積層して用いることができる。
【００１１】
特に、主燃剤として低級アルコールを用いる場合は、上記の固形アルコールにするための（無水）酢酸セルロースの使用は、遅燃剤にもなり、成形性に優れると共に純粋かつ鮮明な炎色が得られて好ましい。酢酸セルロースのほかのセルロース誘導体である、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなども使用可能である。これらの主燃剤や遅燃剤は複数種の混合又は層状で使用してもよいのは、上記のとおりである。
【００１２】
遅燃剤は主燃剤又は芯材に対して加え易いものの中から無機系化合物、有機系化合物のいずれからでも選択して使用することができる。遅燃剤の無機系化合物のものを例示するとカオリン、ベントナイト、タルク、クレー、ゼオライト、白土等の天然鉱物粉末、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化亜鉛等の金属酸化物、硅弗化ソーダ、水ガラス等の無機硅素化合物、あるいは、炭酸カルシウム、消石灰、石炭灰、火山灰、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の一種もしくは複数種の混合物等を挙げることができる。これらは主燃剤中へ適当な濃度となるよう分散状態で配合するとよい。燃焼が進むにつれて、これらの無機系化合物が残査となって主燃剤の揮発を抑制する。また、芯材の外周又は繊維へバインダーを用いて上記化合物を表面に付着保持させることによっても、燃焼の抑制ができる。
【００１３】
有機系化合物の遅燃剤としては、ハロゲン化合物やハロゲン化有機リン化合物が使用できる。ハロゲン化合物としてテトラブロモビスフェノールＡ、塩素化パラフィンを挙げることができる。リン系化合物としてリン酸アンモニウム、トリクレジルホスフェート、シリス（β−クロロエチル）ホスフェート等を主燃剤中へ適当な濃度となるよう分散状態で配合する。また、リン酸アンモニウムモノマー、スルファミン酸アンモニウム、不溶性ポリリン酸アンモニウムを天然繊維、セルロース系人造繊維等の芯材に付着処理したものを用いることができる。遅燃剤の配合は、目的によって広範囲に変更して行うが、通常、主燃剤に対し０．１〜５０ｗｔ％、好ましくは１〜３０ｗｔ％である。
【００１４】
主燃剤又は芯材に対し、発色剤と遅燃剤とを共に加えることにより、装飾性を備えたうえで長時間燃焼させるための燃焼炎調整固体燃料とすることができる。ここにいう発色剤は、炎色反応物質として使用されているものがいずれも使用でき、たとえばリチウム（赤色）、ストロンチウム（紅色）、ナトリウム（黄）、バリウム（黄緑）、ホウ素（緑）、銅（青）、カリウム（紫）などの元素を含む化合物が挙げられる。これらは通常、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、酢酸塩などの塩や、その他の酸化物として使用される。炎色反応を示す化合物のほとんどは、各種アルコール、アセトンなどの可燃性有機溶剤に簡単に溶解して安定な溶液となるので主燃剤との混合が容易にできる。
【００１５】
主燃剤又は芯材に対し、全体に発色剤を加えると共に、遅燃剤を間欠的に加えた燃焼炎調整固体燃料とすると、発色剤による装飾的な照明が得られると共に、遅燃剤が存在する部分では緩く燃焼して、遅燃剤が存在しない部分と炎の大きさや輝度が異なるものとなる。発色剤の種類を変えたり、遅燃剤の間欠的な加え方を変えることによって、多彩な照明による装飾効果が得られる。主燃剤又は芯材に対し、発色剤を間欠的に加えると共に、遅燃剤を間欠的に加えた燃焼炎調整固体燃料とすると、より多様な装飾変化が得られる。
【００１６】
遅燃剤の添加に代えて、又は遅燃剤の添加と共に、所定形状の成形に際して成型時の圧力を常圧から加圧状態まで変更しても、燃焼炎の大きさ、火力や燃焼時間などを調整することができる。特に、酢酸セルロースに低級アルコールを担持した形態のものは、成形圧力による影響が大きく変化した固体燃料とすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
主燃剤にメチルアルコールを用い、これの担持体としてセルロースアセテート粉末を用いた。セルロースアセテートは市販の約３ｍｍ以下のフレークであり、これをミキサーにかけて１００μｍ以下の微粉末として使用した。まず、メチルアルコール１００ｃｃをセルロースアセテート粉末１００ｇに注入混合して、これを直径４０ｍｍの円筒型中に入れて長さ７５ｍｍの柱状体に仕上げた。充填圧力は２ｋｇ／ｃｍ^２である。
【００１８】
上記の成型物はそのままでも使用できるが、アルコールの飛散を防止するために、融点６５℃のパラフィンワックスの１乃至２ｍｍ厚のコーティング、熱収縮性フィルム被覆又は成形型に添う形状かつ薄肉の容器充填などの表面加工を施した。容器の場合は露出部分はステアリルアルコールのような高級アルコールでシールした。
【００１９】
ここで、主燃剤に燃焼用の芯材を埋設したり、その主燃剤又は芯材に対し、遅燃剤又は発色剤を添加して燃焼炎調整固体燃料としたり、主燃剤又は芯材に対して添加する発色剤を間欠的に添加して燃焼炎の色調を種々変化させたりするために、上記に列挙した、材料を選択使用することができる。また、遅燃剤の添加の有無に拘わらず、所定形状の成形に際し、成型時の圧力を、加圧しない単なる充填から、５０ｋｇ／ｃｍ^２、好ましいのは１０ｋｇ以下程度の加圧状態まで、圧力を変更することにより、燃焼炎の火力や燃焼時間などを調整した固体燃料とすることができた。
【００２０】
次に、主燃材が固体燃料である燃焼炎調整固体燃料の一実施例を示す。まず、発色剤として塩化リチウム０．８ｇをメチルアルコール５０ｍｌに溶解した。これに主燃剤の酢酸セルロース８０ｇを加えてゲル化させた。約３０分間放置してメチルアルコールを気化させた後、遅燃剤のカオリン４ｇを混ぜ、芯材の綿糸を中心にして成形を行い、長さ４０ｍｍ、直径１５ｍｍの鉛筆状のローソクとした。この場合は、酢酸セルロースは遅燃剤というよりはむしろ主燃剤として用いている。
【００２１】
比較例として遅燃剤のカオリンのない同様なローソクを作成して燃焼試験を行った。前記実施例と比較例のローソクを同時に点火して燃焼試験を行った結果、比較例のローソクは３５分間で消灯したのに対し、実施例のローソクは更に２０分間もの長い間純粋な赤い炎色で燃焼し続けた。
【００２２】
図１は本発明の燃焼炎調整固体燃料をローソクに実施し、発色の異なる７本を燃焼した時の側面図である。図２は主燃剤１と遅燃剤含有層３を交互に形成したローソクの断面図である。主燃剤１が鉛筆状に成形され、その中心に芯材２を埋設したローソクに、遅燃剤を主燃剤に配合して遅燃剤含有層３を間欠的に形成している。ここでは主燃剤１には酢酸セルロースを用いた。遅燃剤としてカオリンを用いた。発色剤は図１において左方より、炭酸リチウム（赤色）、酸化ストロンチウム（紅色）、酢酸ナトリウム（黄色）、酸化ホウ素（緑色）、シュウ酸銅（青色）、酢酸バリウム（黄緑）、ヨウ化エチル（紫）を配合している。７色に輝くローソク群の個々のローソク炎の大きさが遅燃剤含有層３の間欠的な存在によって大きくなったり小さくなったりして、音楽その他の雰囲気と協奏するかのように装飾変化を発揮しレストランや、結婚式における披露宴、クリスマス等のパーティー、家庭における誕生会等に好適に用いることができる。
【００２３】
更に、ローソクに遅燃剤含有層３を間欠的に混在させる他の例を図３〜図６に断面図で示す。図３の例は、遅燃剤を主燃剤に配合して遅燃剤含有層３を螺旋状に形成した例である。図４、図５の例は遅燃剤を主燃剤に配合して遅燃剤含有層３を円錐状に間欠的に形成した例である。図６の例は芯材２に数珠状に主燃剤１を形成し、遅燃剤含有層３を主燃剤１，１間に形成した例である。
【００２４】
鉛筆状のローソク以外に本発明の燃焼炎調整固体燃料は種々の形状とすることが可能である。例えば、図７のように截頭円錐型とするとか、図８のように円みを持たせて略リンゴ形状とするなどである。この場合も全体に遅燃剤を含ませてもよいし、遅燃剤含有層３を間欠的に混在させてもよい。
【００２５】
主燃焼剤としての融点６５℃のパラフィンワックスに遅燃剤としてゼオライトを５％、１０％添加したものを調製し、成形圧力を自然注入、１ｋｇ／ｃｍ^２、２．５ｋｇ／ｃｍ^２、及び５ｋｇ／ｃｍ^２の４種類の圧力で、４ｃｍφ×４ｃｍｈの円柱状固形燃料を作成した。これらの燃焼試験をしたところ、表１の結果を得た。遅燃剤の添加量や成形圧力によって燃焼時間が変化することが明らかである。
【００２６】
【表１】

【００２７】
【発明の効果】
本発明の燃焼炎調整固体燃料は、燃焼時間を長く維持することができて、点灯の手間を省いたり、コストを低減することができる。そこで、ローソクにおいては照明を長く維持することができる。固体燃料として料理等に使用する場合も長時間の煮物等に適している。加えて、加熱源としては燃焼を緩急変化させることもできる。
【００２８】
ローソクとした場合に、特に、酢酸セルロースを加えてゲル化後、遅燃剤としてカオリンを混ぜたものは、純粋な発色が可能である。また、複数本のローソクを同時に点灯した場合でも燃焼が一様に行われないで変化に富み、特に、炎色反応の異なるものを燃焼させると装飾変化に富んだものとなる。音楽その場における雰囲気と協奏するかのように装飾変化を発揮するので、披露宴、クリスマス等のパーティー、家庭における誕生会等に好適に用いることができる。キャンドルの灯りは暖かみがあり、揺らめく炎が幻想的である。ろうそくを装飾品、灯りのインテリアにすることを可能にしたのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃焼炎調整固体燃料をローソクに実施して複数本燃焼させた時の側面図である。
【図２】同実施例のローソクの断面図である。
【図３】他の実施例のローソクの断面図である。
【図４】他の実施例のローソクの断面図である。
【図５】他の実施例のローソクの断面図である。
【図６】他の実施例のローソクの断面図である。
【図７】截頭円錐型とした本発明の燃焼炎調整固体燃料の側面図である。
【図８】略リンゴ形状とした本発明の燃焼炎調整固体燃料の側面図である。
【符号の説明】
１主燃剤
２芯材
３遅燃剤含有層

Claims

主燃剤と遅燃剤との混合物からなり、該混合物を所定形状に成形して固体燃料としたことを特徴とする燃焼炎調整固体燃料。
主燃剤が液体燃料であり、遅燃剤が該液体燃料の担持固体である請求項１記載の燃焼炎調整固体燃料。
主燃剤が固体燃料であり、遅燃剤が該固体燃料の燃焼を遅らせる物質である請求項１記載の燃焼炎調整固体燃料。
主燃剤に燃焼用の芯材を埋設した固体燃料であって、該主燃剤又は芯材に対し、遅燃剤又は発色剤を添加してなる請求項１記載の燃焼炎調整固体燃料。
主燃剤又は芯材に対し、発色剤又は遅燃剤を間欠的に添加してなる請求項１又は４記載の燃焼炎調整固体燃料。
遅燃剤の添加に代えて、又は遅燃剤の添加と共に、所定形状の成形に際して成型時の圧力を常圧から加圧状態まで変更してなる燃焼炎調整固体燃料。