JP2017044399A

JP2017044399A - ガスガン用パワーソースガス

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Publication number: JP2017044399A
Application number: JP2015166826A
Authority: JP
Inventors: 巌岩澤; Iwao Iwasawa
Original assignee: Tokyo Marui Co Ltd
Current assignee: Tokyo Marui Co Ltd
Priority date: 2015-08-26
Filing date: 2015-08-26
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2035-08-26
Also published as: JP6655326B2

Abstract

【課題】地球温暖化係数（ＧＷＰ）を極限近くまで減少させることができ、かつ、ガスガンとしての性能低下を最少に抑制できるようにする。また、ガスガンを構成しているプラスチックやゴム等の材質に悪影響を及ぼすことがほとんどなく、他のガスよりも微燃性であるとともに、より安全性の高いガスガン用パワーソースガスを提供する。【解決手段】ガスガンの圧力源として使用されるガス組成物について、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−（Ｅ）（トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロペン）を主成分として、若干量の昇圧剤を含有するという構成を具備する。【選択図】なし

Description

本発明は、ガスガンの圧力源として使用されるガスガン用パワーソースガスに関するものである。

模擬銃は人に対する殺傷能力の無い銃として知られており、電動ガン、ガスガン、エアコッキングガン等があって、それぞれ様々な分野において広く用いられている。この内、ガスガンはエアソフトガンと呼ばれることもあるが、圧力源として空気を使用しているものではなく、圧力源となるガス（パワーソースガス）の主成分はエアゾール用噴射剤などとして知られるＨＦＣ１３４ａガスである。

ＨＦＣ１３４ａガスは1,1,1,2−テトラフルオロエタンの化学名を持つ、ハイドロフルオロカーボンの一種であり、フロン代替物質として開発された経緯を持っている。そのため、フロンと比較した場合には、地球温暖化への影響は著しく減少している。しかし、近年、地球温暖化係数（ＧＷＰ；ＧｌｏｂａｌＷａｒｍｉｎｇＰｏｔｅｎｔｉａｌ）のさらに小さいガス組成物を使用することが、ガスガン用パワーソースガスについても要請される状況にある。

そこで、出願人会社は地球温暖化係数（ＧＷＰ）の小さいパワーソースガスを提供するために開発を進めて来た。先行技術を調査すると、噴射剤組成物に係る発明として特開２０１１−１８４５８５号が見出された。同号の発明はスプレー缶に充填される、あるいは遊戯用ガスガン内に充填される噴射剤が１２３４ｚｅとＲ３２の混合ガスからなり、前記１２３４ｚｅの重量比率が７０〜９５％でＧＷＰが２００以下であることを特徴とすると説明されている。

上記先行技術に係る発明は、地球温暖化防止の観点からＲ１３４ａの代替となる、噴射剤組成物の提供を目標としてはいるものの、未だ不十分と考えられる。すなわち、地球温暖化係数（ＧＷＰ）は二酸化炭素を基準とした温暖化能力を示す指標であり、先行技術に示されたＧＷＰが２００以下という数値はＨＦＣ１３４ａのＧＷＰが１４３０であるのと比較すれば減少している。しかし、上記ＧＷＰが２００という値では、ゼロエミッションという極限の目標にほど遠いといわざるを得ない。

特開２０１１−１８４５８５号

本発明は前記の点に鑑みなされたもので、その課題は、地球温暖化係数（ＧＷＰ）を極限近くまで減少させることができ、かつ、ガスガンとしての性能低下を最少に抑制できるようにすることである。また、本発明の他の課題は、ガスガンを構成しているプラスチックやゴム等の材質に悪影響を及ぼすことがほとんどなく、また、他のガスよりも微燃性であるとともに、より安全性の高いガスガン用パワーソースガスを提供することである。

前記の課題を解決するため、本発明は、ガスガンの圧力源として使用されるガス組成物として、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−（Ｅ）（トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロペン）を主成分として、さらに、若干量の昇圧剤を含有するという手段を講じたことを特徴とするものである。

本発明の主成分であるトランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロペン（以下、ＨＦＯ−１２３４ｚｅと略す。）は、日本フルオロカーボン協会発行の安全データシート（ＳＤＳ、作成２０１０年７月２２日、最終改定２０１５年４月１日）によれば不燃ガスであり、外観：液化ガス、色：無色、発火点：２８８−２９３℃という物理的及び化学的性質を有している。有害性情報にも危険性は認められず、また、環境影響情報については地球温暖化係数（ＣＯ_２を１．０とする１００年積分値）＜１（ＩＰＣＣ第５次レポート２０１３）のように記載されている。

上記の特性を有するＨＦＯ−１２３４ｚｅを本発明におけるガスの主成分として使用することで、地球温暖化係数（ＧＷＰ）を課題の範囲内に保つ可能性が高められる。一方、実験を繰り返したところによると、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ単独では、これまで使用して来たＨＦＣ１３４ａやＨＦＣ１５２ａ＋ＣＯ_２などの気化圧力に及ばないことも明らかになった。気化圧力が不足する状態では弾丸の飛翔距離や弾道特性の低下という問題が起こるうえに、発射の衝撃をシミュレートするブローバックのスムーズさも損なわれる傾向となる。

このため、発明者はＨＦＯ−１２３４ｚｅの気化圧力を、ＨＦＣ１３４ａの気化圧力と同等にまで昇圧させる方策について探究し、その結果、若干量の昇圧剤を含有させることに想到するとともに、適切なガス種の選定と混合比について鋭意実験を行なった。混合に使用したガス種は多岐に渡り、当面の目的を達成するものを突き止めたが、少なからず問題も見られた。例えば、二酸化炭素（ＣＯ_２）は目的の気化圧力を満たす上では問題ないが、分子が小さいためにパッキング等から抜け出てしまい、ＨＦＯ−１２３４ｚｅとの混合状態を維持できないという問題があった。従って、例えばＣＯ_２が抜け出さない対策を講じることにより、これもまた、本発明に係るパワーソースガスの成分として利用することができる。さらに、窒素ガスについても、昇圧剤として機能することは分かっているので、これも使用可能なガスの一種であるといえる。

上記のような試行錯誤の結果、本発明に係るパワーソースガスとして最も好ましい昇圧剤は、プロパン（Ｃ_３Ｈ_８）であることが突き止められた。プロパンはＣＯ_２と比較して二倍程度高価であり、混合ガスもやや可燃傾向になるが、プラスチックやゴムを侵さず、ＨＦＯ−１２３４ｚｅとの混合によりＨＦＣ１３４ａの気化圧力付近まで昇圧でき、また、抜け出てしまうこともない。

混合比率は、質量比でＨＦＯ−１２３４ｚｅ−（Ｅ）（トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロペン）９０％以上９９．５％未満、残部プロパンから成る昇圧剤の範囲が適切である。ＨＦＯ−１２３４ｚｅが９０％未満では、プロパンが１０％を超えるので気化圧力が上昇し過ぎる傾向になり、また、９９．５％を超えると、プロパンが０．５％となるので気化圧力が十分ではない。より好ましい混合比率は、質量比でＨＦＯ−１２３４ｚｅ−（Ｅ）（トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロペン）９５．５％、プロパン４．５％である。プロパンが４．５％の場合は昇圧効果と可燃性等の問題のバランスが取れており、プロパンが４．５％を超えると、昇圧効果も大きくなるが、また、可燃性の問題も考慮する必要が生じる。

他方、地球温暖化係数（ＧＷＰ）について見ると、ＨＦＯ−１２３４ｚｅのそれが前記のとおり＜１であるのに対して、プロパンのそれは３である。そして、本発明におけるＨＦＯ−１２３４ｚｅに対するプロパンの混合比率は質量比で最大でも１０％にとどまるから、本発明に係るガスガン用パワーソースガスの地球温暖化係数（ＧＷＰ）はＨＦＯ−１２３４ｚｅのそれと変わらず、従って、＜１とほぼゼロに近く、極限まで減少しているといえる。

本発明に係るガスガン用パワーソースガスは、質量比でＨＦＯ−１２３４ｚｅ−（Ｅ）（トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロペン）９５．５％、プロパン４．５％から成るガスガン用パワーソースガスであって、容器に充填され、エアゾール製品の形態にて供給される。この構成を満たすことによって、気化圧力、経済性が適切に保たれ、かつ、不燃傾向も維持された、缶入りのガスガン用パワーソースガスを提供することができる。

本発明は以上のように、地球温暖化係数（ＧＷＰ）を極限近くまで減少させることができ、かつ、ガスガンとしての性能低下を最小限度に抑制できるようになるという効果を奏する。また、本発明によれば、ガスガンを構成しているプラスチックやゴム等の材質に悪影響を及ぼすことがほとんどなく、また、他のガスよりも微燃性であるとともに、より安全性の高いガスガン用パワーソースガスを提供することができる。

以下、実施形態に基づいて本発明をより詳細に説明する。本発明に係るガスガン用パワーソースガスは、前述のとおりガスガンの圧力源として使用されるガス組成物であって、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−（Ｅ）（トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロペン）を主成分として、若干量の昇圧剤を含有することを特徴とする。

この実施形態において、ガスガン用パワーソースガスは、質量比でＨＦＯ−１２３４ｚｅ−（Ｅ）（トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロペン）９０％以上９９．５％未満、残部プロパンから成る。以下、実施例を比較例と共に示す。

＜実施例１＞

＜実施例２＞

＜比較例＞

＜圧力測定＞

＜相溶性＞
ＨＦＯ−１２３４ｚｅ／プロパン充填割合９５．５％／４．５％で相溶性良好であった。また、プロパン２〜２０％の範囲で試験したところ、これも相溶性は全て良好であった。
・考察
上記ＨＦＯ−１２３４ｚｅ／プロパン充填割合９５．５％／４．５％でエアゾールを試作して圧力を測定したところ、ＨＦＣ１３４ａを用いて同様に試作したエアゾールと同等の気化圧力が得られたことを確認した。高圧ガス保安法においてＨＦＯ−１２３４ｚｅ／プロパン充填割合９５．５％／４．５％の混合ガスはエアゾールと見なされるため、３５℃における圧力がエアゾール実測で０．８０ＭＰａ未満であることが条件になる。よって、プロパン１０％の実施例２では圧力が上記の条件を超えることになるが、その他の点では本発明の課題を満たしている。

上記実施例のパワーソースガスをガスガンに充填して様々な実験を行なった。そこで、弾丸飛翔距離について実験結果を示す。使用した銃及び弾丸等は以下のとおりである。
ガン：出願人会社製ハンドガン型ガスガン
弾丸：出願人会社製ＢＢ弾、直径６．０ｍｍ、平均重量０．２ｇｒ

＜表１−１＞気温１０℃

表１−１によれば、比較的低温の条件において弾丸飛翔距離は従来のガスと比較して１０％程度の低下することが分かる。

＜表１−２＞気温２０℃

表１−２によれば、温度の上昇と共に弾丸飛翔距離が延びるとともに、従来のガスに対する比率の低下は５％程度に減少することが分かる。

＜表１−３＞気温４０℃

表１−３によれば、温度の上昇と共に弾丸飛翔距離が順調に延び、かつ、従来のガスに対する比率の低下も３％程度にまで減少することが分かる。

さらに、異なるタイプの銃に関する実験結果を示す。使用した銃及び弾丸等は以下のとおりである。
ガン：出願人会社製ショットガン型ガスガン
このガスガンは同時に３発又は６発の弾丸を発射できる銃であるが、実験は３発発射を選択して行なった。使用した弾丸は前記と同じく、出願人会社製ＢＢ弾、直径６．０ｍｍ、平均重量０．２ｇｒである。

＜表２−１＞気温１０℃

表２−１によれば、３発発射型の場合、比較的低温の条件における弾丸飛翔距離は従来のガスと比較して２０％程度近くまで低下することが分かる。

＜表２−２＞気温２０℃

表２−２によれば、温度の上昇と共に弾丸飛翔距離が延びるとともに、従来のガスに対する比率の低下は１０％超程度に減少することが分かる。

＜表２−３＞気温４０℃

表２−３によれば、温度の上昇と共に弾丸飛翔距離が著しく延び、かつ、従来のガスに対する比率の低下もなくなることが分かる。

上記の実験結果から、本発明に係るガスガン用パワーソースガスは、従来から用いられて来たＨＦＣ１３４ａガス（1,1,1,2−テトラフルオロエタン）と比較して十分な弾丸飛翔距離を得ることができることが分かる。また、飛翔距離低下は最大でも２０%未満であり、この程度の差であれば、例えば、ガスガン本体の発射ガス量の増減や、ＢＢ弾に回転を与えて飛翔距離を変化させるホップアップ機能の調節などによって補うことができる範囲である。従って、本発明に係るガスガン用パワーソースガスは弾丸の飛翔距離やブローバック動作等の性能において、ガスガンにおける、従来のＨＦＣ１３４ａガスと同等の効果を発揮するものであるとともに、本発明に係るガスガン用パワーソースガスの地球温暖化係数（ＧＷＰ）は前記のとおり＜１であり、極限近くに減少している。このように、本発明によれば、従来のパワーソースガスに完全に置き換えられ、かつ、地球温暖化の問題にも十分に対応したガスガン用パワーソースガスが提供される。

Claims

ガスガンの圧力源として使用されるガス組成物であって、
ＨＦＯ−１２３４ｚｅ−（Ｅ）（トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロペン）を主成分として、若干量の昇圧剤を含有することを特徴とする
ガスガン用パワーソースガス。
質量比で９０％以上９９．５％未満のＨＦＯ−１２３４ｚｅ−（Ｅ）（トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロペン）、残部が昇圧剤である
請求項１記載のガスガン用パワーソースガス。
質量比でＨＦＯ−１２３４ｚｅ−（Ｅ）（トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロペン）９５．５％、プロパン４．５％から成る
請求項１又は２記載のガスガン用パワーソースガス。
質量比でＨＦＯ−１２３４ｚｅ−（Ｅ）（トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロペン）９５．５％、プロパン４．５％から成るガスガン用パワーソースガスであって、容器に充填され、エアゾール製品として供給される形態を取る
ガスガン用パワーソースガス。