JP2015182953A

JP2015182953A - ガス発生組成物

Info

Publication number: JP2015182953A
Application number: JP2014079731A
Authority: JP
Inventors: 久明福井; Hisaaki Fukui; 修二畑中; Shuji Hatanaka
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2014-03-24
Publication date: 2015-10-22

Abstract

【課題】黒色火薬による煙火玉打ち揚げ作業においては、空中に黒煙状の浮遊する固体残渣を発生させることなく、さらに打ち上げガス成分中に硫黄系等の有害ガス成分を全く含有させないガス成分・ガス圧力挙動によって、煙火玉の打ち揚げを行う新規煙火用途に給するガス薬組成の提供。
【解決手段】テルミット反応によって発生する高熱を利用し、ガス発生成分を急速分解するテルミット剤成分おいて、還元剤は金属アルミ粉体であり、酸化剤は酸化鉄からなる組成構成，体であり、該酸化剤の粒子形状の長さ’（Ｌ）と直径（Ｄ）の比、Ｌ／Ｄが２．〜６の範囲にある繊維状酸化鉄を用いることを特徴とするガス発生組成物。ガス発生成分が、ガス発生体である結晶水を持つ無機化合物が３５〜６５重量％の範囲にあるか、又は、パラホルムアルデヒドもしくはポリオキシメチレンがガス発生成分である高分子体成分を１５〜４５重量％の範囲に持つガス発生組成物。
【選択図】なし

Description

煙火玉打ち揚げ、あるいは煙火玉割薬分野において主体的に使用されている黒色火薬に替わる、感情的に優れた機能を持つ新規ガス発生組成物の提供に係わる。

煙火玉打ち揚げ分野において歴史的にこの黒色火薬以外、打ち上げ、割薬両機能を併せ持つ火薬類は存在していない。即ち打ち上げ高度、煙火玉の割薬秒次設定機能等、ほぼ完成された火薬類であるといえる。一方煙火玉打ち揚げ後に発生する打ち上げガスは多量の黒煙が発生し、連続打ち上げ空間では透明性が消失し鑑賞に堪え難くなることは周知のとおりである。さらにガス成分は硫黄系の有害成分を含んでいるため、人体への影響と共に、周辺に酸性雨的な公害問題が時として発生する。

「発明の名称」打上花火用揚げ薬組成物公開特許公報特開２００８−１３７８８０

［花火の化学］細谷政夫、細谷文雄共著（東海大学出版会）

黒色火薬による煙火玉打ち揚げ作業においては、空中に黒煙状の浮遊する固体残渣を発生させることなく、さらに打ち上げガス成分中に硫黄系等の有害ガス成分を全く含有させないガス成分・ガス圧力挙動によって、煙火玉の打ち揚げを行う新規煙火用途に給するガス薬組成の提供を目標とする。
さらに従来の黒色火薬は熱感度が非常に高いため、周辺からの火炎に対し容易に発火し悲惨な事故に見舞われる危険性が高い欠点を持っている。この易着火製克服が煙火薬分野においては最大の課題であり、この問題解決にもその目標をおく。
煙火用打ち揚げ薬、もしくは割薬用途に供する小粒黒色火薬は製造方法、原材料は半世紀にわたって長期間変更、改良することなく古くから続く製品であって、結果的に経済面では非常に高価な製品となっている。本発明による新規ガス発生薬は、組成の変更、簡易製造方法の確立により、煙火分野において経済性が著しく向上する製品の供給を目標とした。

本発明者らは、ガス発生成分として高分子体であるポリオキシメチレン、あるいはパラホルムアルデヒドのホルムアルデヒド重合体を選択し、この粉末にテルミット反応を構成するアルミ粉末と本発明による特殊な粒子形状をもつ酸化鉄粉末を配合し、これをニクロム線等の電気着火法を採用することにより、前記黒鉛状の固体残渣、さらに硫黄系有害ガス成分を全く含有しない発生ガス発生とその圧力挙動で、煙火玉打打ち揚げ、割薬機能を持たせることに成功した。
本発明によるポリオキシメチレン、パラホルムアルデヒド等のガス発生剤の粒子径分布は０．０５〜４．０ｍｍの範囲にあることを特徴とする。この粒子径範囲外では黒色火薬とほぼ近似うるガス圧効果が得られない。次にテルミット反応を構成する還元剤成分であるアルミニュウムパウダーは、ステアリン酸等で表面皮膜されている鱗片状アルミ、通常フレークアルミ、あるいは溶融アルミをノズルから吹き飛ばし形成された粒状形態のアトマイズアルミの両種類とも適用可能である。
テルミット反応を構成する一方の酸化剤成分である酸化鉄はα−Ｆｅ２Ｏ３を出発原料として粒子形状が針状である酸化鉄を用いることを特徴とする。さらにこの針状酸化鉄の粒子径は長さ方向（ｌ）が０．５〜１．５μｍ、直径方向（ｄ）は０．２〜０．５μｍの範囲にある

本発明のガス発生組成物は耐火性が非常に高く、国連勧告試験による燃焼性試験のライター着火テストでは発火することなく判定は否である。火気を用いる危険性の多い打ち揚げ環境の中で、作業安全性が著しく向上した打ち揚げ薬組成物を得ることが出来た。
さらには煙火玉の発射筒内の残渣には有害な金属物質を含むことなく環境に優れた煙火用打ち揚げ薬を提供する特徴を備えている。
煙火玉３−５号を用いて連射打ち揚げ結果においても、空中での黒鉛を含む黒色煙は、従来黒色火薬に対比し著しく減少し、色彩変化が明確となり花火本来の色調変化を饗することができる。
またこの効果は室内音楽煙火の場においては、煙量減少の効果は著しく、見学者をさらに満喫させる煙火打ち揚げショーを提供することができるようになってきた。

次いで、本発明を実施例を挙げて説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

平均粒径１５０μｍのアトマイズＡｌ４５重量％と繊維状Ｆｅ２Ｏ３においてＬ／Ｄ比率が４．２であるＦｅ２Ｏ３を３５重量％、さらに該テルミット剤発熱反応によってガス発生を行うＰＯＭを２０重量％配合し、このガス発生組成物紛体を回転式ドラム混合器で３０ｒｐｍ×１５分紛体混合し、均一混練されたガス発生組成物を製造した。該ガス発生組成物紛体１５グラムをステンレス製煙火玉発射容器の底部に設置し、その上部に３号玉煙火玉を挿入した。ガス発生組成物に０．８オームを持つニクロム線に２０Ｖ直流電流を印加した。その結果煙火玉は所定高度６０ｍ^２前後に到達し玉は開花した。この機能は従来黒色火薬と同等であり、かつ５〜１０発の連続打ち揚げにおいても黒煙等の煙量が少ないため、各煙火玉毎の特徴を確実に認識できるようになってきた。

実施例１によって得られたガス発生組成物１０グラムを用い、ステージ演出用花火であるパイロテクニクス範疇の「コメット」及び「マイン」玉を紙缶容器より各々発射した。その結果、従来黒色火薬と比較して色彩効果において著しい差異が認められた。特に室内煙火で近距離で観察するため、煙火本来の美しさを提供できるため、見学者は煙量の少なさと共に、その明確な色彩変化とその美を堪能することが出来るようになった。
（比較例）
実施例１で用いたアトマイズアルミと、同じくα−Ｆｅ２Ｏ３原料から得られた平均粒径０．５〜１．１μｍ範囲にある球形状酸化鉄を用い、さらにガス発生成分としてＰＯＭを選択し、重量比が実施例１と同量のガス発生組成物を製造した。
このガス発生組成物１５グラムをステンレス製煙火用発射筒の底部に設置し、実施例１と同形の３号煙火玉５ケを電気点火した。その結果５発中２ケは不着火，即ち不発火であり、残り８ケは到達高度５０〜６０ｍ前後であり所定の高度に到達しなかった。

Claims

テルミット反応によって発生する高熱を利用し、ガス発生成分を急速分解するテルミット剤成分おいて、還元剤は金属アルミ粉体であり、酸化剤は酸化鉄からなる組成構成，体であり、該酸化剤の粒子形状の長さ’（Ｌ）と直径（Ｄ）の比、Ｌ／Ｄが２．〜６の範囲にある繊維状酸化鉄を用いることを特徴とするガス発生組成物。
金属粉アルミが２５〜６０重量％、当該発発明による酸化鉄（以下該酸化鉄と記すが４０〜７５重量％の範囲にあるテルミット剤組成に対し、ガス発生体である結晶水を持つ無機化合物が３５〜６５重量％の範囲にあるガス発生組成物
請求項２によるテルミット剤組成に対し、パラホルムアルデヒド（以下ＰＨＡと記載）、もしくはポリオキシメチレン（以下ＰＯＭと記載）のガス発生成分である高分子体成分が１５〜４５重量％の範囲に持つガス発生組成物
本特許による該酸化鉄の長さ方向は０．５〜３．０μｍの範囲にあることを特徴とするガス発生剤組成物