JP2784994B2

JP2784994B2 - ガス燃焼器具用炎色反応部材およびその製造方法

Info

Publication number: JP2784994B2
Application number: JP6300984A
Authority: JP
Inventors: 英雄三舩; 正人関; 順柏木
Original assignee: Tokai Corp
Current assignee: Tokai Corp
Priority date: 1994-12-05
Filing date: 1994-12-05
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2013-08-13
Also published as: JPH08159469A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、喫煙具用ガスライタ
ー、点火器、トーチ等のガス燃焼器具に配設し、そのバ
ーナー等によって燃焼しているガス炎の色を炎色反応に
よって紅赤色に着色する炎色反応部材およびその製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ローソク、ライター、トーチ
等の燃焼器具において、その燃焼炎を炎色反応材により
着色することは、観賞用、装飾用の価値を高める点で有
効であるとともに、無色燃焼炎に着色して識別性を付与
することは安全のために有効である。

【０００３】前記炎色反応は、アルカリ金属、アルカリ
土類金属等の塩類をバーナーの炎の中で強熱すると、炎
は各金属に特有の色を発する現象を利用するものであ
り、燃焼炎着色のためには、必要とする炎色を発する金
属元素塩類を炎中に介在させればよい。

【０００４】例えば、ローソクの場合は、炎色反応材と
してのステアリン酸金属塩をロー材に混合し、ローソク
燃焼の過程で溶融ロー材の揮発と同時に炎色反応材を混
合揮発させ、炎中での加熱によって発色させている。

【０００５】一方、燃焼器具の場合は、水溶性無機塩の
水溶液を炎中に噴霧するか、担持材に含浸させて乾燥し
た後にこの担持材を炎中の高温部に設置し、発色させる
ようにしている。特に、ガスライターにおいては、火口
近傍にコイル状のニクロム線を設置し、これに炎色材を
塗布して着色炎を得るようにしている。

【０００６】また、針金状の支持体に炎色材を含有する
炎色材料を浸漬等によって付着させ、この炎色材料が付
着した支持体を加熱して炎色材料のバインダー等を除去
させて、前記支持体に炎色反応物を支持させるように焼
き付けて炎色反応部材を製造する方法が知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のように
炎色反応を利用して炎に着色するについて、１次空気を
混入するバーナーを備えたガス燃焼器具において、炎色
反応が定常的に発生して安定した着色炎が得られるとと
もに、繰り返しての燃焼に対して熱耐久性が高く長寿命
の炎色反応部材を得るのが困難であった。

【０００８】具体的には、炎色反応を示すアルカリ金
属、アルカリ土類金属等の塩類による炎色材にバインダ
ー等を混合した粘性液状の炎色材料に、針金状の支持基
体を浸漬してこの炎色材料を付着させてから焼き付けて
炎色反応部材を設け、この炎色反応部材をガスライター
等のガス燃焼器具の火口に設置した場合に、炎色反応材
が化学的に不安定であると長時間放置されたときに前記
炎色反応材が変質して、所望の炎色反応が得られなくな
ったり、耐熱強度が不足すると着火燃焼と消火冷却とに
よる使用毎の冷熱サイクルによって炎色反応材に亀裂が
生じて、部分的に欠落し炎全体への着色が行えなくなる
などの問題を生じている。

【０００９】また、炎色反応材は発色時にはガス炎によ
る加熱に応じて炎色金属が炎中に飛散して消耗するもの
であり、その使用に応じて炎色金属の飛散量が低減して
発色が不安定となったり薄くなって、繰り返しまたは長
時間の使用が行えないで寿命が短いという問題もあり、
さらに、炎色反応材の組成によっては炎色反応の活性が
低く加熱から発色までに時間を要する問題もある。特
に、ガスライターにおいては、その使用に伴う着火時間
が短く、点火してから炎色反応による炎への着色が発生
するまでの時間は極力短くする必要があり、さらに、加
熱冷却の繰り返しに対する高い耐久性が要求される。

【００１０】さらに、前記炎色反応材の特性としては、
炎色反応材が支持基体に堅固に保持されていること、炎
色材が空気中に長時間放置されても化学的に安定である
こと、繰り返しての使用に対し炎色反応材の消耗が少な
く継続的に残留し常に炎色反応を示す長寿命化が要求さ
れる。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、紅赤色に発色する炎色反応を得るについて、発色
性、耐久性に優れたガス燃焼器具用の炎色反応部材およ
びその製造方法を提供することを目的とするものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の炎色反応部材は、紅赤色に発色する炎色反応材
を、Ｌｉ₂ＣＯ₃による炎色材と、該炎色材と混合溶融
しガラス化するＳｉＯ₂および低融ガラス材を含有する
溶融材とを混合溶融してなる化合物で構成したことを特
徴とするものである。

【００１３】前記溶融材は、さらにＡｌ₂Ｏ₃を含有す
るものが好適であり、また、前記低融ガラス材がＳｉＯ
₂、Ｂ₂Ｏ₃およびＺｎＯで組成されたもの、特に、Ｓ
ｉＯ₂：１０％、Ｂ₂Ｏ₃：２５％、ＺｎＯ：６５％で
組成されたものを使用するのが好適である。さらに、前
記低融ガラス材は、Ｌｉ₂ＣＯ₃−ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ
₃の３元系素材に対し１０〜６０重量％、特に２０〜５
０重量％の範囲で混合するのが好ましい。

【００１４】前記Ｌｉ₂ＣＯ₃、ＳｉＯ₂およびＡｌ₂
Ｏ₃の３元系素材が、添付の図１に示すように、点Ａ
（Ｌｉ₂ＣＯ₃：２５％，ＳｉＯ₂：７５％，Ａｌ₂Ｏ
₃：０％）、Ｂ（Ｌｉ₂ＣＯ₃：３０％，ＳｉＯ₂：４
０％，Ａｌ₂Ｏ₃：３０％）、Ｃ（Ｌｉ₂ＣＯ₃：４０
％，ＳｉＯ₂：２０％，Ａｌ₂Ｏ₃：４０％）、Ｄ（Ｌ
ｉ₂ＣＯ₃：５５％，ＳｉＯ₂：２０％，Ａｌ₂Ｏ₃：
２５％）、Ｅ（Ｌｉ₂ＣＯ₃：６０％，ＳｉＯ₂：４０
％，Ａｌ₂Ｏ₃：０％）で囲まれる範囲で配合するのが
好適である。

【００１５】前記炎色材と溶融材とによる化合物による
炎色反応材を支持基体に融着して炎色反応部材を構成す
るのが好適である。この支持基体としては、耐熱強度の
高いニッケルクロム合金による線材の使用が適してい
る。

【００１６】一方、本発明の炎色反応部材の製造方法
は、Ｌｉ₂ＣＯ₃による炎色材と、該炎色材と混合溶融
しガラス化するＳｉＯ₂および低融ガラス材を含有する
溶融材とを混合して粘性液状とした混合素材を、支持基
体に塗着した後、前記混合素材をその融点以上の温度に
加熱し、溶融した化合物による炎色反応材を前記支持基
体に融着させることを特徴とするものである。

【００１７】前記混合素材にバインダーを配合して粘性
液状としてから、前記支持基体に塗着するのが好適であ
り、その際には融点以上に加熱する前に、バインダーを
除去する前加熱処理を行う。

【００１８】

【作用】本発明のガス燃焼器具用の炎色反応部材は、Ｌ
ｉ₂ＣＯ₃による炎色材にＳｉＯ₂および低融ガラス材
を含有する溶融材を混合し溶融した化合物で炎色反応材
を構成し、この炎色反応材はガラス化していることによ
り、化学的性質が安定し湿度などの影響を受けることな
く、炎色反応が定常的に生じて紅赤色の発色が安定して
生起するとともに耐久性に優れている。

【００１９】また、溶融材としてＡｌ₂Ｏ₃を含有する
もの、特に、ＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃およびＺｎＯで組成さ
れた低融ガラス材を混合したものを使用し、さらに、低
融ガラス材の配合量およびＬｉ₂ＣＯ₃−ＳｉＯ₂−Ａ
ｌ₂Ｏ₃の配合比を前述の範囲とすると、紅赤色の炎色
反応および化学的性質の安定化ともに、耐熱強度、機械
強度および支持基体への融着強度が高く良好な耐久性が
得られるとともに、低融点により炎色部材の発色が容易
である。

【００２０】また、本発明製造方法では、Ｌｉ₂ＣＯ₃
による炎色材とＳｉＯ₂および低融ガラス材を含有する
溶融材とを混合して粘性液状とした混合素材を支持基体
に塗着した後、加熱することで化合物による炎色反応材
を支持基体に融着させるという簡易な工程で製造できる
とともに、溶融した化合物はその表面張力により球状に
まとまり、良好な融着状態を得ることができる。

【００２１】前記炎色反応材による発色は、空気が混入
してほぼ無色の状態で燃焼しているガス炎によって炎色
反応材が加熱されると、加熱された化合物が溶融しその
炎色材の炎色金属塩としてのＬｉ₂ＣＯ₃が還元炎中で
還元反応し、還元したＬｉ金属原子が炎中に飛散し、こ
の炎色金属原子が移動して、さらに空気が混入されて高
温で燃焼する高温燃焼炎中で加熱されることで輝線スペ
クトルを発生し、ガス炎が紅赤色に発色することにな
る。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の炎色反応部材およびその製造
方法についての実施例を図面に沿って説明するが、本例
はガス燃焼器具としてのガスライターへの適用例を示し
ている。図２は炎色反応部材の作成工程を順に示す正面
図、図３は炎色反応部材を装着したガスライターの断面
図、図４は燃焼筒部分の断面拡大図である。

【００２３】図２（Ｃ）に示すように、炎色反応部材１
は、ニッケル・クロム合金線（以下ニクロム線）などの
耐熱性材料による支持基体２と、該支持基体２に融着し
たガラス化合物によるガラス球状の炎色反応材３とで構
成されている。

【００２４】前記支持基体２は、図２（Ａ）に示すよう
に、ニクロム線の中央部分がコイル状に２回巻かれて巻
部2aが形成され、この巻部2aの両端の直線状の部分が取
付部2bに設けられている。具体例としては、直径が０．
１５mmのニクロム線を使用し、巻部2aの直径（外径）が
約１．０mmに形成される。

【００２５】前記炎色反応材３は支持基体２の巻部2aに
融着されるもので、炎色反応を示すリチウムＬｉの炭酸
塩Ｌｉ₂ＣＯ₃による炎色材と、この炎色材と混合溶融
してガラス化するシリカＳｉＯ₂、酸化アルミニウムＡ
ｌ₂Ｏ₃および低融ガラス材を含有する溶融材との混合
材料を粘性液状としてから、この混合素材３′を図２
（Ｂ）に示すように前記支持基体２の巻部2aに塗着し、
混合素材３′の融点以上の温度に加熱し、溶融した化合
物の表面張力によって球状となった炎色反応材３を図２
（Ｃ）のように融着してなる。

【００２６】前記溶融材は、ＳｉＯ₂およびＡｌ₂Ｏ₃
に、例えばＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−ＺｎＯで組成された低
融ガラス材とを混合したものなどで構成される。その具
体的配合例は後述する。

【００２７】さらに、前記低融ガラス材としては、炎色
反応に影響を及ぼさない融点の低いもので、粉末状の接
着用ガラスフリット等が適宜選択使用される。その組成
としては、下記表１に示すようなものがある。

【００２８】

【表１】

【００２９】上記表１における低融ガラス材（以下、ガ
ラスフリット）は、そのものも多少の炎色反応を示すも
のであり、その炎色は、Ｎo.１が薄紫色、Ｎo.２が薄い
橙色、Ｎo.３が橙色である。このガラスフリットの炎色
が炎色材Ｌｉ₂ＣＯ₃による紅赤色の発色を阻害しない
ように混合して炎色反応材３の強度を高め、実用性能の
向上を図る。なお、例示した以外の組成のガラスフリッ
トも使用可能である。

【００３０】また、前記Ｎo.３のガラスフリットのよう
に融点が比較的高いものでは、強固に支持基体２に炎色
反応材３を融着できる特性を有している。

【００３１】一方、前記炎色反応部材１の製造方法とし
ては、前記炎色材と溶融材の粉末を混合するとともに、
これにバインダーを加えて粘性状態とした混合素材３′
を、前記支持基体２の巻部2aに所定量塗着し、常温で乾
燥させた後、例えば３００℃で１５分保持し、この加熱
によってバインダーを除去し、さらに、混合素材の融点
以上の温度、例えば８００℃で３０分加熱して焼成する
ものである。この焼成過程においては、巻部2aに塗着し
た混合素材３′は、溶融してガラス化するとともに、そ
の表面張力によって巻部2aの内部およびそれを覆うよう
に球形状となり、冷却固化してガラス球状の炎色反応材
３を融着するものである。

【００３２】ここで、前記炎色反応部材１を有するガス
ライターの構造を図３および図４に基づいて説明する。
ガスライター10は、燃料ガスが貯蔵されたタンク本体11
を下部に有している。このタンク本体11は合成樹脂で成
形され、底部に底蓋11a が結合されて内部にブタンガス
等の高圧燃料ガスが貯蔵され、該タンク本体11の上部周
面には側壁部11b が一体に成形されている。上記タンク
本体11の上端には、燃料ガスを噴出するノズル13を有す
るバルブ機構12が、バルブハウジング32に収容されて装
着される。上記ノズル13の上方には、該ノズル13から噴
出された燃料ガスの燃焼を行う燃焼筒18が設置され、こ
の燃焼筒18によるガス燃焼方式としては燃焼炎を無色
（薄い青色）とするために１次空気を吸入混合した１次
空気混合内燃式になっている。

【００３３】さらに、上記バルブ機構12の側方には圧電
ユニット14が配設され、該圧電ユニット14の上端に、前
記バルブ機構12を操作して燃料ガスを噴出させるととも
に圧電ユニット14を操作して点火を行う操作部材15が配
設されている。なお、上記圧電ユニット14、操作部材15
および前記燃焼筒18は、内部ハウジング16に保持されて
タンク本体11に組み付けられる。また、上記燃焼筒18お
よび操作部材15の上部を開閉する起倒式の蓋17が配設さ
れている。この蓋17には支点部材17a が固着され、該支
点部材17a がピン21によってタンク本体11に枢支される
とともに、蓋17の開位置と閉位置とを保持するべく支点
部材17a の２面に当接する押上部材22が上方に付勢され
て設置されている。

【００３４】前記バルブ機構12は、ノズル13の上方移動
によって通路が開かれ先端からのガスの噴出を行うもの
であり、該ノズル13に一端部が係合するＬ字状の作動レ
バー19が配設され、該作動レバー19は中間の支点で回動
自在に枢支され、他端の操作部が前記操作部材15に設け
られたレバー押し15a と接触して回動操作され、上記ノ
ズル13によるガスの噴出を開閉する。上記ノズル13の先
端部には所定径（例えば５０μｍ）の穴のあいたノズル
板20（図４参照）が設置され、燃焼筒18の底部に嵌挿さ
れ、高速でガスは燃焼筒18内へ噴出する。

【００３５】さらに、前記バルブ機構12は、燃料ガスの
噴出量を温度変化に対して略一定量に調整するガス流量
調節フィルタ23を備えている。該ガス流量調節フィルタ
23は、バルブ機構12の底部に釘状固定子24によって圧縮
状態で設置されている。タンクから多孔性芯33を通って
移動した液化燃料ガスは、このフィルタ23を外周から中
心に半径方向に流通して気化するもので、このフィルタ
23の微細構造は、接点が微細孔にて連通するガス流路と
なる気泡と、温度変化により膨張または収縮してガス流
路を圧縮または拡大する独立気泡とを有するマイクロセ
ルポリマー発泡体で形成され、ガス流量を温度変化に対
して自動調節する作用を有している。

【００３６】一方、前記燃焼筒18は図４にも示すよう
に、基部のベース部材25と、該ベース部材25に固着され
た上方に延びる燃焼管26とで構成されている。上記ベー
ス部材25は中心部にガス通路が貫通し、その下端にはノ
ズル13の先端が嵌挿され、その下端部より上方の両側に
は半径方向に貫通する１次空気穴25a が開口されてい
る。さらに、前記ベース部材25の上端部には、渦流板27
と金属メッシュ部材28とが載置されている。渦流板27
は、金属円板に開口が形成されてガス流に乱流を生成
し、燃料ガスと一次空気とのミキシングを向上するもの
である。また、金属メッシュ部材28は、円形状の金網で
構成され、火炎の逆行を阻止するものである。

【００３７】操作部材15は圧電ユニット14との組付けに
より下方に向けて摺動可能に保持され、該操作部材15の
側方には前記圧電ユニット14に接続された放電電極29
が、前記燃焼筒18の燃焼管26の側面を貫通して配設され
た電極ホルダー30によって内部に臨んで配設されてい
る。

【００３８】前記燃焼筒18のベース部材25は、１次空気
穴25a の上方外周部分が前記内部ハウジング16に係合支
持され、燃焼管26とともに保持され、電極29、電極ホル
ダー30が組み付けられ、その外側にカバー31が配設され
て燃焼筒18が固定され、これらが前記内部ハウジング16
によって圧電ユニット14、操作部材15とともに組立体と
され、タンク本体11に組み付けられるものであり、組み
立て工程の簡略化が図られる。

【００３９】そして、前記燃焼筒18の燃焼管26の上端部
近傍には、前記炎色反応部材１が配設されている。この
炎色反応部材１は、巻部2aの両端に延びた取付部2bが燃
焼管26と同形の環体６に固着され、半径方向に架設され
ている。そして、上記環体６が燃焼管26の上端に設置さ
れ、外周にキャップ34が装着されて、炎色反応部材１が
燃焼管26の上端火口開口部に配設されている。

【００４０】上記のようなガスライター10の構造におい
て、操作部材15を押し下げると、そのレバー押し15a が
作動レバー19を回動させてノズル13を持ち上げて燃料ガ
スを噴出させる。ノズル13からのガス流出の流速と流量
により生じる負圧で側面に開口している１次空気穴25a
から１次空気が吸入され、噴出ガスと混合し、逆火防止
用のメッシュ部材28を通った後、渦流板27にてガスと１
次空気が撹拌、混合されて燃焼管26内を上昇する。

【００４１】続いて、前記操作部材15のさらなる押し下
げによって、圧電ユニット14を作動させて放電用の高電
圧が前記電極29に印加放電され、混合ガスへの点火が行
われ、空気との混合ガスは燃焼しながら上昇し、炎色反
応部材１を通過して燃焼筒18より外部に出る。燃焼筒18
より出た混合ガスはこの燃焼筒18の上端縁部で２次空気
が混入し、完全燃焼する。

【００４２】この際の混合ガスの燃焼は、混合ガスの燃
焼速度に対し混合ガス流の上昇流速があるため、燃焼筒
18の上端内部での燃焼は行われているが未燃ガス流との
混在となり、炎色反応部材１の部分は燃焼熱により温度
は上昇するが、不完全燃焼領域となって還元雰囲気であ
る。混合ガスが燃焼筒18の上端部に達すると、外気中へ
燃焼ガス流が放散されると同時に、２次空気の混入が行
われて混合ガスは完全燃焼し、温度は燃焼筒18の上端内
部より急上昇して燃焼が継続される。

【００４３】前記炎色反応部材１における炎色反応材３
は６００℃〜１２００℃前後の低融点材料による化合物
であり、ガスライター10に着火するとこの炎色反応材３
は温度上昇に伴って溶融する。この炎色反応材３には，
前述のように炎色材として炭酸リチウムＬｉ₂ＣＯ₃お
よび化合物を形成する少なくともＳｉＯ₂および低融ガ
ラスフリットが含有され、温度上昇とともに分子活動は
活発となり、前記ガス炎の還元性雰囲気によってＬｉ₂
ＣＯ₃が還元されて炎色金属であるＬｉが解離し飛散す
る。そして、ガス流とともに上昇し完全燃焼炎中に運ば
れ、ここで高温に加熱されることにより、炎色金属原子
は励起されＬｉ特有の波長の輝線スペクトルを発して紅
赤色に発色し、ガス炎に着色することになる。

【００４４】前記炎色反応部材１は燃焼筒18の比較的奥
部に配設する方が破損防止等の点で好ましいが、ガス炎
の温度分布に対応して前記還元性雰囲気となる領域でか
つ温度上昇が速い部分に前記炎色反応部材１を配設する
ものである。

【００４５】前記炎色反応部材１は、具体的には、前述
のように炎色材としては炭酸リチウムＬｉ₂ＣＯ₃を、
溶融材の一部としてはシリカＳｉＯ₂および酸化アルミ
ニウムＡｌ₂Ｏ₃を選び、これらを所定の組成範囲（後
述する）で混合したＬｉ₂ＣＯ₃−ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ
₃の３元系素材を得る。

【００４６】さらに、溶融材として低融ガラス材を加え
るものであるが、この低融ガラス材としては前記表１に
示したＳｉＯ₂−ＺｎＯ−Ｂ₂Ｏ₃組成のＮO.２のガラ
スフリット（融点７５０℃）を選択し、前記３元系素材
に対してこのガラスフリットを３０重量％混合する。こ
の混合粉末にバインダーとしてポリビニールアルコール
の５％水溶液を加えて混練し、粘性液状の混合素材を作
成し、これを前記支持基体２の巻部2aに所定量塗り付け
る。

【００４７】常温で乾燥させた後、加熱炉に入れて３０
０℃の温度で１５分保持し、前記バインダーを熱分解除
去する。その後、さらに温度を上昇させて８００℃で３
０分加熱して焼成するものであり、前記混合素材の融点
は約７５０℃であるので、これ以上の温度で加熱するこ
とで溶融し、その表面張力によって球形となり、冷却し
た状態ではガラス化合物となって炎色反応材３が融着す
る。

【００４８】なお、前記Ｌｉ₂ＣＯ₃は１５００℃以上
に強熱すると、Ｌｉ₂ＯとＣＯ₂とに熱分解されるが、
炎色反応部材１の作成過程では上記熱分解温度にまで加
熱されないことから、Ｌｉ₂ＣＯ₃のまま分解されずに
化合物となって融着されるものである。

【００４９】実際のガスライター10に組み込む炎色反応
部材１として具体的には、Ｌｉ₂ＣＯ₃：０．２８ｇ，
ＳｉＯ₂：０．３５ｇ，Ａｌ₂Ｏ₃：０．０７ｇを混合
し、これに前記ＳｉＯ₂−ＺｎＯ−Ｂ₂Ｏ₃ガラスフリ
ットを０．４ｇ混合し、この混合粉末にポリビニールア
ルコールの５％水溶液を１．５ｇ加えて攪拌して粘性液
状とし、これを前記図２に示す支持基体２の巻部2aに塗
着する。常温乾燥した後、３００℃×１５分でポリビニ
ールアルコールを加熱除去し、８００℃×３０分で融着
させるものである。

【００５０】上記配合比は最適条件であり、前記Ｌｉ₂
ＣＯ₃−ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃の３元系素材の配合比を
種々変更して得た炎色反応部材１を、前記図３に示すラ
イター10に組み込んで炎色反応部材１としての特性を求
める各種実験を行い、その配合の適性範囲を得た実験結
果を以下に示す。ガスライター10に設置する炎色反応部
材１として要求される特性は、着火後短時間で発色して
ガス炎に着色すること、繰り返しての着火発色による熱
変化に耐える強度および耐久性を有することなどであ
り、このような要求特性に対応した試験は次の通りであ
る。

【００５１】１．ガラス化試験低温で容易にガラス化することを求めるものであり、前
記３元系素材の配合量を種々変更し、それに前記ＮO.２
のガラスフリットを３０％混合してバインダーで粘性液
状とした試料を前記支持基体２に塗着し、８００℃×３
０分の熱処理後、試料の溶着状態を目視で判別した結果
を、図５に示す。支持基体２に球状に融着したものを完
全にガラス化したと判定し、固形状態となっているもの
をほぼガラス化したものと判定している。

【００５２】なお、図５の配合率を示す図（後述の図お
よび図１でも同様）において、各頂点の物質の配合率は
対辺が０％で、頂点が１００％であり、対辺と平行な線
が１０％毎の目盛りを示している。

【００５３】２．圧縮強度試験融着した炎色反応材３の圧縮強度が高いことを求めるも
のであり、前記ガラス化試験で作成した試料を、圧縮試
験器を用いて、その炎色反応材に圧縮方向に荷重を加
え、徐々に荷重を増大して試料が割れた時の荷重値を読
み取り、圧縮強度としたものであり、その測定結果を図
６に示す。ガスライター用の炎色反応材３としては後述
の耐久試験前で５Kg以上、好ましくは１０Kg以上の圧縮
強度があればよい。

【００５４】３．発色試験初期の目的とする紅赤色の発色が得られていることを試
験するものであり、前記ガラス化試験で作成した炎色反
応部材１をガスライター10に装着し、着火することによ
って発色程度を目視で判別した結果を、図７に示す。濃
い色にきれいに発色するのが普通に発色する領域で良好
な結果が得られ、これよりやや薄い領域およびかなり薄
い領域でも十分に使用可能である。

【００５５】４．耐久試験着火発色を繰り返し、ガスライターの使用に応じた必要
回数以上の耐久性を持つことを試験するものであり、前
記試料をガスライター10に装着し、普通以上の状態に発
色する迄の着火回数を測定した結果を、図８に示す。

【００５６】５．連続着火試験長時間連続してガス燃焼を継続し炎色状態が変化しない
ことを試験するものであり、前記試料をガスライター10
に装着し３０秒間連続燃焼させた時の着色の変化を目視
で判別した結果を、図９に示す。

【００５７】６．吸湿試験大気中に放置した場合での吸湿変質がないことを試験す
るものであり、温度が５０℃、湿度が８０％の雰囲気に
２４時間放置して試験した結果、ガラス化しているもの
では特に異常は認められなかった。

【００５８】上記各種試験の結果によれば、ガラス化お
よびほぼガラス化している領域は圧縮強度も高く、その
領域はＬｉ₂ＣＯ₃およびＳｉＯ₂がある程度以上配合
され、Ａｌ₂Ｏ₃の配合量が比較的少ない領域である。
また、発色領域は着色耐久領域と近似し、その領域はＬ
ｉ₂ＣＯ₃がある程度（略１０％）以上配合された領域
であることが判明した。これらを総合的に判断すると、
最適な組成範囲および適合する組成範囲は図１０に示す
ような領域となる。

【００５９】そして、図１０の最適範囲を近似すると、
図１に示すような、点Ａ（Ｌｉ₂ＣＯ₃：２５％，Ｓｉ
Ｏ₂：７５％，Ａｌ₂Ｏ₃：０％）、Ｂ（Ｌｉ₂Ｃ
Ｏ₃：３０％，ＳｉＯ₂：４０％，Ａｌ₂Ｏ₃：３０
％）、Ｃ（Ｌｉ₂ＣＯ₃：４０％，ＳｉＯ₂：２０％，
Ａｌ₂Ｏ₃：４０％）、Ｄ（Ｌｉ₂ＣＯ₃：５５％，Ｓ
ｉＯ₂：２０％，Ａｌ₂Ｏ₃：２５％）、Ｅ（Ｌｉ₂Ｃ
Ｏ₃：６０％，ＳｉＯ₂：４０％，Ａｌ₂Ｏ₃：０％）
で囲まれる範囲となり、この範囲内でＬｉ₂ＣＯ₃−Ｓ
ｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃を配合するのが好適である。

【００６０】次に、前記ガラスフリットの配合量の影響
を測定した結果を示す。この試験は、前記最適３元系組
成の１例として、Ｌｉ₂ＣＯ₃：４０％，ＳｉＯ₂：５
０％，Ａｌ₂Ｏ₃：１０％を選び、これは図１０のＰ₁
点であり、これに前記表１のＳｉＯ₂−ＺｎＯ−Ｂ₂Ｏ
₃組成のＮO.２低融ガラスフリットの配合比を０％〜１
００％迄変化させ前記ガラス化試験と同様に作成した試
料の圧縮強度を測定した結果を、図１１に示す。また、
この図１１には前記試料をガスライター10に装着し６０
０回の着火耐久試験の後の圧縮強度を測定した結果を併
記している。

【００６１】上記ガラスフリットの配合量については、
低融ガラスフリット量が５％未満の領域では耐久試験前
の強度が低く、耐久試験後の圧縮強度の低下が１０％未
満で特に大きくなっている。また、低融ガラスフリット
量が６０％を越すと発色が、紅赤色から、紅赤色＋橙色
となり、Ｌｉの炎色反応色である紅赤色としては、前記
低融ガラスフリットの配合量は６０％以下に制約され
る。

【００６２】なお、上記炎色の色が変化する現象は、Ｎ
O.２のガラスフリットの炎色の色が薄い橙色であり、ガ
ラスフリットの配合量が増大するとガラスフリットの炎
色の影響が大きくなるためである。また、ＮO.２のガラ
スフリットの配合量を増やすに従って図１１に示すよう
炎色反応材の強度は増大することから、ガラスフリット
を配合することが好ましい。しかし、ＮO.２ガラスフリ
ットを増量すると、薄緑色の炎色反応を示すＢ₂Ｏ₃の
量が増大し、初期目的の紅赤色発色に影響を及ぼすよう
になる（６０％以上）。ここで、図１０のＰ₁点の組成
にＮO.２ガラスフリットを３０％配合した場合の全体組
成は、Ｌｉ₂ＣＯ₃：２８％（紅赤色），ＳｉＯ₂：３
８％（薄橙色），Ａｌ₂Ｏ₃：７％（橙色），ＺｎＯ：
１９．５％（無色），Ｂ₂Ｏ₃：７．５％（薄緑色）と
なり、紅赤色発色に関してはＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，Ｚ
ｎＯの影響力は少ないが、薄緑色の炎色反応を示すＢ₂
Ｏ₃の影響が大きい。このことから、炎色反応材の強度
を高めるためにガラスフリットの配合を必要とするが適
当量の配合にして、Ｂ₂Ｏ₃の影響が紅赤色の発色に及
ばないようにすることを肝要とし、上記組成範囲であれ
ば問題なく紅赤色発色の炎色反応材の作成が可能とな
る。

【００６３】また、前記３元系素材量を０．０１ｇと
し、これに対する前記低融ガラスフリットの配合量を変
化させた試料をガスライター10に装着し、着火してから
ガス炎に発色する迄の時間を測定した結果を、図１２に
示す。ガラスフリットの配合量が増大すると発色迄に要
する時間も増大し、ガラスフリットの配合量は６０％以
下、好ましくは５０％以下とする。

【００６４】さらに、上記と同様に０．０１ｇの３元系
素材に対する低融ガラスフリットの配合量を変化させた
試料をガスライター10に装着し、着火による発色回数の
耐久寿命を求めた結果を、図１３に示す。Ｌｉの炎色す
なわち紅赤色が得られる６０％以下の配合範囲におい
て、ガラスフリットの配合量が低減すると耐久回数が低
減する傾向にある。

【００６５】上記のような結果によれば、前記ＳｉＯ₂
−ＺｎＯ−Ｂ₂Ｏ₃組成のガラスフリットは、前記Ｌｉ
₂ＣＯ₃−ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃の３元系素材に対し１
０〜６０重量％配合するのが好ましく、特に２０〜５０
重量％配合するのが好適である。

【００６６】ここで、前記と同様に３元系素材として、
Ｌｉ₂ＣＯ₃：４０％，ＳｉＯ₂：５０％，Ａｌ
₂Ｏ₃：１０％を選び、これに前記表１のＮO.１〜ＮO.
３の低融ガラスフリットの配合比を０％〜１００％迄変
化させ、その配合量による炎色の色への影響を測定した
結果を表２に示す。

【００６７】

【表２】

【００６８】上記表２より、ガラスフリットＮO.１〜Ｎ
O.３の配合量による炎色材Ｌｉ₂ＣＯ₃の紅赤色の発色
への影響は、ガラスフリットＮO.１（炎色は薄紫色）で
は、１０％の配合で発色が紅赤色＋桃色となり、６０％
で桃色に、８０％で桃色＋薄紫色に変化した。ガラスフ
リットＮO.２（炎色は薄い橙色）では、前述のように６
０％まで紅赤色であり、８０％で紅赤色＋橙色に変化し
た。さらに、ガラスフリットＮO.３（炎色は橙色）で
は、５％の配合で発色が紅赤色＋橙色となり、２０％で
橙色に変化した。

【００６９】上記のような結果から、前記３元系素材に
対しては、配合量を６０％迄増大しても紅赤色の炎色を
保持する前記ＮO.２の組成のガラスフリットを選択する
のが好ましく、その配合により強度、耐久性を改善して
いる。なお、使用されるガス燃焼器具によっては別のガ
ラスフリットを配合するのが好ましい場合がある。

【００７０】

【発明の効果】上記のような本発明によれば、炎色反応
材を、Ｌｉ₂ＣＯ₃による炎色材と該炎色材と混合溶融
しガラス化するＳｉＯ₂および低融ガラス材を含有する
溶融材とを混合溶融してなる化合物で構成したことによ
り、化学的性質が安定し湿度などの影響を受けることな
く、紅赤色の炎色反応が定常的に生じて発色性、耐久性
を改善することができるものである。

【００７１】また、本発明製造方法によれば、炎色材と
溶融材との混合素材を塗着し、加熱処理を施すという簡
易な工程で、発色性、耐久性に優れた炎色反応部材を製
造でき、しかも、炎色反応材は溶融時の表面張力により
球状にまとまり、良好な融着状態を得ることができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の３元系素材の最適配合範囲を示す図

【図２】本発明の炎色反応部材の作成工程を順に示す正
面図

【図３】本発明の炎色反応部材を有するガス燃焼器具と
してのガスライターを示す縦断面図

【図４】図３に示したガスライターの要部拡大断面図

【図５】３元系素材の配合比とガラス化範囲との関係を
示す図

【図６】３元系素材の配合比と圧縮強度との関係を示す
図

【図７】３元系素材の配合比と発色性との関係を示す図

【図８】３元系素材の配合比と着色耐久性との関係を示
す図

【図９】３元系素材の配合比と連続着火試験結果との関
係を示す図

【図１０】３元系素材の適性配合範囲を示す図

【図１１】ガラスフリットの配合量と圧縮強度との関係
を示すグラフ

【図１２】ガラスフリットの配合量と発色までの時間と
の関係を示すグラフ

【図１３】ガラスフリットの配合量と耐久発色回数との
関係を示すグラフ

【符号の説明】

１炎色反応部材２支持基体 2a 巻部３炎色反応材 10 ガスライター（ガス燃焼器具） 18 燃焼筒Ｆ火炎

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献実開平４−129657（ＪＰ，Ｕ) 実開平４−10256（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F23Q 2/30 - 2/52

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】炎色反応材をガス炎で加熱し、その炎色
反応によって該ガス炎に紅赤色に着色するガス燃焼器具
用炎色反応部材であって、前記炎色反応材を、Ｌｉ₂ＣＯ₃による炎色材と、該炎
色材と混合溶融しガラス化するＳｉＯ₂および低融ガラ
ス材を含有する溶融材とを混合溶融してなる化合物で構
成したことを特徴とするガス燃焼器具用炎色反応部材。
【請求項２】前記溶融材が、Ａｌ₂Ｏ₃を含有してな
ることを特徴とする請求項１記載のガス燃焼器具用炎色
反応部材。
【請求項３】前記低融ガラス材が、ＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ
₃およびＺｎＯで組成されていることを特徴とする請求
項１記載のガス燃焼器具用炎色反応部材。
【請求項４】前記低融ガラス材が、ＳｉＯ₂：１０
％、Ｂ₂Ｏ₃：２５％、ＺｎＯ：６５％で組成されてい
ることを特徴とする請求項３記載のガス燃焼器具用炎色
反応部材。
【請求項５】前記低融ガラス材が、Ｌｉ₂ＣＯ₃−Ｓ
ｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃の３元系素材に対し１０〜６０重量
％混合されたことを特徴とする請求項２記載のガス燃焼
器具用炎色反応部材。
【請求項６】前記Ｌｉ₂ＣＯ₃、ＳｉＯ₂およびＡｌ
₂Ｏ₃が、添付の図１に示すように、点Ａ（Ｌｉ₂ＣＯ
₃：２５％，ＳｉＯ₂：７５％，Ａｌ₂Ｏ₃：０％）、
Ｂ（Ｌｉ₂ＣＯ₃：３０％，ＳｉＯ₂：４０％，Ａｌ₂
Ｏ₃：３０％）、Ｃ（Ｌｉ₂ＣＯ₃：４０％，Ｓｉ
Ｏ₂：２０％，Ａｌ₂Ｏ₃：４０％）、Ｄ（Ｌｉ₂ＣＯ
₃：５５％，ＳｉＯ₂：２０％，Ａｌ₂Ｏ₃：２５
％）、Ｅ（Ｌｉ₂ＣＯ₃：６０％，ＳｉＯ₂：４０％，
Ａｌ₂Ｏ₃：０％）で囲まれる範囲で配合されているこ
とを特徴とする請求項１記載のガス燃焼器具用炎色反応
部材。
【請求項７】前記炎色反応材が支持基体に融着されて
なることを特徴とする請求項１記載のガス燃焼器具用炎
色反応部材。
【請求項８】Ｌｉ₂ＣＯ₃による炎色材と、該炎色材
と混合溶融しガラス化するＳｉＯ₂および低融ガラス材
を含有する溶融材とを混合して粘性液状とした混合素材
を、支持基体に塗着した後、前記混合素材をその融点以
上の温度に加熱し、溶融した化合物による炎色反応材を
前記支持基体に融着させることを特徴とするガス燃焼器
具用炎色反応部材の製造方法。