JP2005089750A

JP2005089750A - ろうそく

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Publication number: JP2005089750A
Application number: JP2004259012A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Suzuki; 達也鈴木
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-08-11
Filing date: 2004-08-11
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2024-08-11
Also published as: JP4868273B2

Abstract

【課題】炎色反応を利用することにより、炎に着色しようとするろうそくにおいて、従来のろうそくが有していた炎の上部しか着色しないという欠点を克服し、ろうそくの強度を低下させることなく、炎の全領域に着色することを可能にする。
【解決手段】炎色反応を示す物質へのトリフルオロアセチルアセトンまたはヘキサフルオロアセチルアセトンのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩またはアルミニウム族元素の塩の使用により、炎の大部分または全領域に着色可能なろうそくを得ることができるようになった。また、固形燃料物質の中にトレイトール、キシリトールまたはイジトールの少なくとも一つを混入することにより、炎の着色性に影響を与えることなく、ろうそくの強度を高めることができた。
【選択図】なし

Description

本発明は、炎色反応を利用することにより、炎の色を種々変化させることを可能にしたろうそくに関するものである。

パラフィンを使用する通常のろうそくでは、すすの発生に起因する黄色光が炎のほとんどを占め、赤や青等の色彩がその黄色光にかき消されてしまい、所望する色彩を得ることができないという欠点があった。この欠点を克服するため、ろうそくが完全燃焼した場合のうす青の炎をつくり、その炎に炎色反応による着色をほどこす方法が考えられている。炭素原子に対する酸素原子の含有率の大きい分子からなる固形燃料物質を用いれば、完全燃焼した場合のうす青の炎を得ることができる。そしてこの炎に炎色反応を示す物質を作用させれば、所望する色彩の炎を得ることが理論的には可能である。

上記の考えに基づき、これまで適切な固形燃料物質の探索が行われてきた。例えば、ポリエチレングリコール、トリオキサン、カルバミン酸エチル、コハク酸モノメチル、シュウ酸ジメチル、クエン酸トリメチル等が固形燃料物質の候補として考えられてきたが、赤色に関しては、炎の全領域が着色されたろうそくは実現できなかった。

炎色反応を示す物質としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩化物、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の硝酸塩、脂肪酸のアルカリ金属塩、アセチルアセトンのアルカリ金属塩などが利用されてきたが、赤色に関しては、炎の全領域を着色することはできなかった。

また、上記固形燃料物質のうち、ポリエチレングリコール以外は、パラフィンを固形燃料物質とする従来のろうそくに比べ、強度が弱いという欠点があった。このため、特許文献３に示するうそくにおいては、固形燃料物質に高級脂肪酸トリグリセリドを混入しているが、高級脂肪酸トリグリセリドは酸素原子の含有率が小さいために、炎に黄色光が混入する欠点があった。

米国特許３５８２２５１号公報米国特許４３８６９０４号公報米国特許６７１２８６５号公報特許平１−１９８４０号公報

発明が解決しようとする課題

本発明の目的は、従来のろうそくが有していた炎の上部しか着色しないという欠点を克服し、良好な燃焼状態を持続しつつ、炎の全領域が着色され、強度の低下をきたすことのないろうそくを提供することにある。

課題を解決するための手段

研究を進めて行くうち、従来のろうそくでは、炎色反応を示す物質の沸点が、固形燃料物質の沸点または分解温度よりも非常に高く、ろうそくの炎が高温になる上部で、炎色反応を示す物質が沸騰したり、その揮発性が増大するため、炎の上部しか着色出来ないことがわかった。

このことから、炎の全領域に着色するためには、固形燃料物質の沸点または分解温度が高いこと、または炎色反応を示す物質の沸点が低いことが必要である。したがって、固形燃料物質と炎色反応を示す物質の適切な組み合わせを探索する必要があるが、固形燃料物質の沸点または分解温度は高いものでも３００℃程度であり限界があるため、炎色反応物質の沸点を下げる方法の探究が特に必要とされた。

赤色の炎を得るために、従来の技術で良い着色性を示す、アセチルアセトンリチウム塩をポリエチレングリコール、トリオキサン、カルバミン酸エチル、コハク酸モノメチル、シュウ酸ジメチル、クエン酸トリメチルさらにトリメチロールエタン、ペンタエリトリトール、酒石酸ジメチルにそれぞれ混入した。この中でシュウ酸ジメチルとクエン酸トリメチルが、アセチルアセトンリチウム塩と反応せず、炎の大きさ、形状等で比較的良好な燃焼を示したが、両者とも炎の上部５０％程度しか着色できなかった。

赤色の着色性を向上させるため、アセチルアセトンのメチル基をフッ素で置換し、揮発性を高めたトリフルオロアセチルアセトン、ヘキサフルオロアセチルアセトンのアルカリ金属塩を炎色反応を示す物質として用いることを試みた。たとえばトリフルオロアセチルアセトンリチウム塩をシュウ酸ジメチルに混入した場合には、炎の上部５０％しか赤く着色できなかったが、ヘキサフルオロアセチルアセトンリチウム塩をシュウ酸ジメチルに混入した場合には、炎の上部７０％に着色することができ、実用上十分な着色が可能となった。

次に、トリフルオロアセチルアセトン、ヘキサフルオロアセチルアセトンのリチウム塩をそれぞれシュウ酸ジメチルの沸点よりも高い分解温度を有するクエン酸トリメチルに混入した。トリフルオロアセチルアセトンリチウム塩を混入した場合には炎の７０％に、ヘキサフルオロアセチルアセトンリチウム塩を混入した場合には炎の全領域に着色することが可能となり、十分な着色性が得られた。

上述のように、トリフルオロアセチルアセトンまたはヘキサフルオロアセチルアセトンのアルカリ金属塩をクエン酸トリメチルに混入することは、炎の着色性向上に極めて有効であり、ナトリウム塩（黄色炎）、カリウム塩（赤紫色炎）、ルビジウム塩（赤色炎）、セシウム塩（青紫色炎）の場合にもリチウム塩と同等の効果がみられた。また、トリフルオロアセチルアセトンまたはヘキサフルオロアセチルアセトンのアルカリ土類金属塩またはアルミニウム族元素の塩をクエン酸トリメチルに混入した場合にも、炎の着色性向上に極めて有効であり、カルシウム塩（橙色炎）、ストロンチウム塩（赤色炎）、バリウム塩（緑色炎）、アルミニウム塩（藍色炎）、ガリウム塩（紫色炎）、インジウム塩（藍色炎）でも炎の大部分または全体に着色することができた。

シュウ酸ジメチルやクエン酸トリメチル等には、炎色反応を示す物質が溶けにくいので、適切な溶媒を介して炎色反応を示す物質を固形燃料物質に分散させる必要がある。エチレングリコール、グリセリン、アセトアミド等も溶媒としては使用可能であるが、強度が低下する欠点があった。そこで、糖アルコールを溶媒として使用することを試みた。糖アルコールのうち、エリスリトール、マンニトール、ソルビトール等は炎色反応を示す物質と反応しやすいため、使用できないことがわかった。トレイトール、キシリトール、イジトールは炎色反応を示す物質と反応しにくく、さらに固化後ろうそくの強度を著しく増加させることを発見した。これによって、パラフィンを固形燃料物質とする従来のろうそくを上回る強度を得ることができた。また、トレイトール、キシリトール、イジトールは酸素原子の含有率も大きいため、高級脂肪酸トリグリセリドを混入した場合のように炎に黄色光が混入することもない。

なお、炎色反応を示す物質については、芯に付着する方法と、固形燃料物質に混入する方法の２通りの方法があるが、燃焼の安定性から、固形燃料物質に混入するほうが望ましい。

以下実施例を示す。実施例中の配合比はいずれも質量％で示す。

実施例１
シュウ酸ジメチルを固形燃料物質に用い、ヘキサフルオロアセチルアセトンのアルカリ金属塩を炎色反応を示す物質として混入したろうそくの例をあげると次のとおりである。
シュウ酸ジメチル７５％
エチレングリコール２０％
ヘキサフルオロアセチルアセトンリチウム塩５％
エチレングリコールにヘキサフルオロアセチルアセトンリチウム塩を溶解し、加熱溶融させたシュウ酸ジメチルに加え溶解した後、所定の型に流し込み成形する。このように成形されたろうそくは、炎の上部７０％が赤く着色されることにより、実用上十分な着色性が得られ、良好な燃焼状態を持続する。また炎色反応を示す物質として、前述のようにヘキサフルオロアセチルアセトンリチウム塩の代わりに、ヘキサフルオロアセチルアセトンのリチウム以外のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩またはアルミニウム族元素の塩を用いてもよい。

実施例２
クエン酸トリメチルを固形燃料物質に用い、ヘキサフルオロアセチルアセトンのアルカリ金属塩を炎色反応を示す物質として混入し、さらに炎色反応を示す物質の溶媒としてキシリトールを混入したろうそくの例をあげると次のとおりである。
クエン酸トリメチル８５％
キシリトール１２％
ヘキサフルオロアセチルアセトンリチウム塩３％
キシリトールにヘキサフルオロアセチルアセトンリチウム塩を溶解し、加熱溶融させたクエン酸トリメチルに加え溶解した後、所定の型に流し込み成形する。このように成形されたろうそくは、炎の全領域が赤く着色され、良好な燃焼状態を持続する。また炎色反応を示す物質として、前述のようにヘキサフルオロアセチルアセトンリチウム塩の代わりに、ヘキサフルオロアセチルアセトンのリチウム以外のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩またはアルミニウム族元素の塩を用いてもよい。また、キシリトールを混入することにより、ろうそくの強度を著しく増加させることができた。キシリトールの代わりにトレイトール、イジトールを用いても同様の効果が得られた。なお、トリフルオロアセチルアセトンのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩またはアルミニウム族元素の塩を用いた場合には、炎の７０％が着色され、実用上十分な着色性が得られた。

発明の効果

炎色反応を利用することにより、炎に着色しようとするろうそくにおいて、固形燃料物質としてシュウ酸ジメチルまたはクエン酸トリメチルを用いる従来のろうそくでは、赤色の炎に関しては炎の上部しか着色できなかったが、本発明によるろうそくは、炎色反応を示す物質へのトリフルオロアセチルアセトンまたはヘキサフルオロアセチルアセトンのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩またはアルミニウム族元素の塩の使用により、炎の大部分または全領域に着色することができるようになった。また固形燃料物質にトレイトール、キシリトールまたはイジトールのうちの少なくとも一つを混入することにより、炎の着色性に影響を与えることなくろうそくの強度を高めることができた。

Claims

芯に炎色反応を示す物質を付着させるか、または芯を有する固形燃料物質の中に炎色反応を示す物質を混入したろうそくにおいて、炎色反応を示す物質として、ヘキサフルオロアセチルアセトンのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩またはアルミニウム族元素の塩のうち炎色反応を示す物質を用いることを特徴とするろうそく。
少なくとも固形燃料物質の一部をシュウ酸ジメチルまたはクエン酸トリメチルとすることを特徴とする請求項１記載のろうそく。
芯に炎色反応を示す物質を付着させるか、または芯を有する固形燃料物質の中に炎色反応を示す物質を混入したろうそくにおいて、炎色反応を示す物質として、トリフルオロアセチルアセトンのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩またはアルミニウム族元素の塩のうち炎色反応を示す物質を用い、少なくとも固形燃料物質の一部をクエン酸トリメチルとすることを特徴とするろうそく。
芯に炎色反応を示す物質を付着させるか、または芯を有する固形燃料物質の中に炎色反応を示す物質を混入したろうそくにおいて、固形燃料物質の中にトレイトール、キシリトールまたはイジトールの少なくとも一つを混入することを特徴とするろうそく。
少なくとも固形燃料物質の一部をシュウ酸ジメチルまたはクエン酸トリメチルとすることを特徴とする請求項４記載のろうそく。