JP2997194B2

JP2997194B2 - 触媒担持部材

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Publication number: JP2997194B2
Application number: JP7250333A
Authority: JP
Inventors: 英雄三舩; 正人関; 順柏木
Original assignee: Tokai Corp
Current assignee: Tokai Corp
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 2000-01-11
Anticipated expiration: 2015-09-28
Also published as: DE69625432T2; BR9603950A; DE69625432D1; EP0766043A3; JPH0989256A; KR970014830A; EP0766043A2; EP0766043B1; US5898013A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、煙草その他の着火
に用いられるライター或いは加熱加工用のトーチバーナ
等の点火器、燃焼器具に設置する再着火用の触媒部材に
使用する触媒担持部材に関するものである。

【０００２】上記のようなライター、トーチバーナ等は
一般に広く使用されているが、特にシガレットライター
においては、通常液化ガスを気化しこれをノズルより空
気中に放出し２次空気の混入によるローソクのような炎
燃焼式のものが多かった。このライターを戸外で使用す
る場合、風により炎が吹き消されることがあり、これの
改善として１次空気混入のバーナー燃焼方式とし、この
燃焼筒上端部に白金線等の触媒部材を設置したいわゆる
触媒ライターが開発された。この触媒ライターではガス
に１次空気が混入されているので、燃焼筒中で内燃し、
その一部は触媒部材により触媒燃焼するとともに他部は
燃焼筒内外で２次空気も混入して炎を形成したバーナー
燃焼をする。このバーナー燃焼炎は風により吹き消され
ても、触媒部材が加熱されていれば再着火し、風により
炎が吹き消されることのない風に強いライターとなって
いる。

【０００３】本発明はこの触媒ライター等に設置する触
媒部材を、白金線に代えて低価格で機械的強度の高い触
媒担持部材に触媒成分を担持するようにし、この触媒部
材に好適な触媒担持部材に関するものである。

【０００４】

【従来の技術】従来より、火口近傍に触媒部材を配設
し、風により炎が立ち消えた場合、再度の着火操作を行
わないでも、それまでの燃焼に伴って温度が着火温度以
上に上昇している触媒により再着火を行うようにした前
記触媒ライターの技術が、例えば特開昭60−101419号公
報に見られるように公知である。

【０００５】また、上記触媒としては、白金線をコイル
状その他の形状に設け、この白金線を炎に接触させ、風
などで炎が吹き消えても、昇温している白金線に燃料ガ
スが接触して反応し、再着火させるようにした構造であ
る。

【０００６】しかし上記のような白金線による触媒で
は、白金そのものが高価であることからライター、トー
チ等を構成する部材の中では製造コストの比率が高くな
っている。従って、これらの触媒ライター、触媒トーチ
バーナー等には、白金線に代わる安価な触媒部材の設置
が要望されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明では、上
記のような再着火用の触媒部材として、ニッケル・クロ
ム合金線等の耐熱素材を基材として、これをコイル状等
の所定形状に設け、酸化アルミニウム、酸化チタン等の
金属酸化物粉末を触媒担持材とし、これにガラス質粉末
融着材を添加し、この混合体を前記基材に高温で融着し
て触媒担持部材を構成し、基材に融着材によって固定さ
れた粒子状の触媒担持材の表面に白金等の触媒成分を含
有する塩化白金酸水溶液等を塗布乾燥後、高温で加熱分
解し、白金粒等の触媒成分を表面に析出させたものを触
媒部材としてライター等に設置することで、白金等の触
媒量を低減することを基本的な構成としている。

【０００８】このような触媒担持部材を使用して触媒部
材を構成する場合に、触媒担持部材に対しては、着火に
よるヒートショック、ライター等として使用中の落下に
よる衝撃、圧電着火の際の圧電装置よりの機械振動或い
はキャップ付ライターの場合にはキャップの開閉による
機械振動等が作用することから、基材と触媒担持材との
接着性が堅固で、上記のような各種衝撃によって触媒担
持材すなわち触媒成分が落下しないように構成すること
が要求される。

【０００９】つまり、単に触媒担持材となる酸化金属粉
末をガラスフリット等による融着材で融着したもので
は、その接着強度が不足しライター等の使用に応じて触
媒成分が離脱し、触媒機能が低下して再着火性が得られ
なくなって耐久性の面で問題を生じる恐れがある。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、酸化金属粉末による触媒担持材の基材に対する接
着強度を高めて耐久性を向上するようにした触媒担持部
材を提供せんとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明の触媒担持部材は、ニッケル・クロム合金線等の耐熱
材を基材とし、酸化アルミニウム、酸化チタン等の粒径
の大きい酸化金属粉末による触媒担持材と、該触媒担持
材の粒径より粒径の小さい酸化アルミニウム、酸化チタ
ン等の酸化金属粉末による強度保持材とを配合した混合
粉末を、前記基材上にガラス質粉末融着材で融着したこ
とを特徴とするものである。

【００１２】例えば、前記触媒担持材が酸化アルミニウ
ムの粉末であり、強度保持材が酸化チタンの粉末であ
る。また、前記触媒担持材および強度保持材の両者が酸
化アルミニウムの粉末である。

【００１３】前記触媒担持材が酸化アルミニウムの場合
には、粒径が０．０５〜１μｍで、比表面積が８ｍ²／
ｇ以上の粉末を使用するのが望ましい。一方、前記強度
保持材が酸化チタンの場合には、粒径が０．８μｍ以下
で０．２μｍ前後の粉末を使用するのが望ましい。ま
た、前記強度保持材が酸化アルミニウムの場合には、粒
径が０．２μｍ以下で０．０５μｍ前後の粉末を使用す
るのが望ましい。

【００１４】上記のような触媒担持部材は、基材の表面
にガラス質粉末融着材で、粒径の大きい触媒担持材と粒
径の小さい強度保持材との混合粉末を融着してなり、こ
の触媒担持材の表面に白金等の触媒体を付着させればよ
いものであって、ライター等の燃焼火口近傍に配設する
ことで、その表面の触媒によって白金線と同様の触媒作
用を持ち、火炎が風で吹き消えても自動的に再着火させ
ることができる。

【００１５】また、粒径の大きい触媒担持材の使用によ
りその表面への触媒成分の担持が良好でかつ多量に行
え、所期の触媒機能によって所定の再着火性能が得られ
る。さらに、触媒担持材より粒径の小さい強度保持材を
配合していることで、基材と触媒担持材間および触媒担
持材相互間を埋めて接触面積が増大して接着強度が大幅
に上昇し、繰り返しての熱衝撃、機械的衝撃に対して基
材からの脱落が抑制されて、再着火性を長時間に亘って
保持している。

【００１６】触媒ライター等に用いる触媒部材としてそ
の触媒担持部材の機能としては、白金等の触媒成分の担
持量が多い方が触媒能および再着火性が安定するが、そ
の寿命特性は使用過程で触媒成分が触媒担持材から離脱
して劣化することより、この触媒成分を担持する触媒担
持材が剥離、離脱することで劣化することから、触媒担
持部材としては実使用条件に対して触媒担持材が基材に
強固に接着し、かつ触媒担持材の表面に触媒成分が適切
量担持されされていることが要求される。この点から、
触媒担持材の粒径は、触媒担持性および接着性の点か
ら、特に酸化アルミニウムの場合には粒径が０．０５〜
１μｍ、具体的には０．３μｍ前後が適当であり、これ
より小径だと触媒担持性が低下し、これより大径だと接
着性が低下する。また、その比表面積が８ｍ²／ｇ以上
の大きいものが触媒担持性が良好である。

【００１７】さらに、触媒担持材を基材に接着するのは
ガラス質粉末融着材で行うが、これに酸化金属粉末によ
る粒径の小さい強度保持材を配合することで、接着強度
が増大するが、この強度保持材の粒径が接着強度に影響
し、粒径が小さい方が良好な結果が得られる。例えば酸
化チタンを用いる場合、その粒径が０．６〜０．８μｍ
のものより０．２μｍのものの方が結果がよいが、０．
８μｍ以下の粒径のものが適用可能である。また、酸化
アルミニウムを用いる場合には、その粒径が０．２２μ
ｍのものより０．０５μｍのものの方が結果がよいが、
０．２μｍ以下の粒径のものが適用可能である。

【００１８】

【発明の効果】上記のような本発明によれば、基材の表
面にガラス質粉末融着材によって粒径の大きい触媒担持
材を粒径の小さい強度保持材を配合して融着したことに
より、触媒担持材を堅固に固定して良好な耐久性を確保
しつつ優れた触媒担持性を有し、白金線を用いた場合と
同様の触媒燃焼が得られ炎の吹き消えに対する再着火機
能が十分得られる触媒担持部材を構成でき高価な白金の
使用が微量になり、コスト面で有利となるとともに高性
能の触媒機能を発揮させることが可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の触媒担持部材につ
いての実施の形態を図面に沿って説明する。図１は一例
の触媒担持部材の断面拡大図である。

【００２０】触媒担持部材２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基材３の
外表面に、酸化金属粉末による触媒担持材４を、これよ
り粒径の小さい酸化金属粉末による強度保持材５ととも
に、これに混合したガラス質粉末融着材（ガラスフリッ
ト）の溶融固化によって融着したものである。上記触媒
担持材４および強度保持材５は粒径の異なる酸化アルミ
ニウム粉末、酸化チタン粉末等の金属酸化物で構成され
てなり、その触媒担持材４の表面に白金粒等の触媒成分
が付着されて後述の触媒部材１（触媒線）が構成され
る。

【００２１】また、上記触媒担持部材２の製造方法は、
粒径の異なる酸化金属粉末による触媒担持材４と強度保
持材５とを配合するとともに、これにさらにガラス質粉
末融着材を配合し、これらの混合粉末を基材３の表面に
付着させた後に加熱して、上記融着材の溶融によって触
媒担持材４と強度保持材５とを基材３上に融着するもの
である。

【００２２】そして、この触媒担持部材２の触媒担持材
４の表面に白金化合物水溶液などの触媒溶液を塗布し、
熱分解して触媒担持材４の表面に白金粒等の触媒成分を
析出させることで触媒部材１が構成される。なお、結果
として強度保持材５の表面についても触媒成分が付着す
る。

【００２３】上記触媒担持部材２に担持させる触媒成分
としては、白金の代わりに、より安価なパラジウム或い
は触媒効率のよいロジウム等を使用してもよく、その場
合の触媒溶液としてはそれぞれの塩基性水溶液等が使用
される。また、複数種の触媒成分を混合使用してもよ
い。

【００２４】より具体的に、ライター用の触媒担持部材
の例を、その性能を評価した試験とともに説明する。

【００２５】触媒担持部材２は、全体として図２（Ａ）
に示すようにコイル状に形成された線状基材３を使用す
る。線状基材３としてはニクロム線（ニッケル８０に対
しクロム２０）を使用し、直径が０．１５mmのニクロム
線（長さ４０mm）を、外径２．７mm、ピッチ１．０mm、
巻回数４回のコイル状に成形した中央のコイル部3aと、
その両端にそれぞれ直線状に成形した長さ１mmの取付部
3bとで設けられている。

【００２６】触媒担持材４としては酸化アルミニウムの
粉末を使用し、その粒径、その製法に基づく異なる表面
状況の粉末を各種選定した。強度保持材５としては、上
記基材３上に触媒担持材４を強固に焼き付けるために、
酸化チタン、酸化アルミニウムの粉末を各種選定した。

【００２７】上記触媒担持材４と強度保持材５との配合
比を変更して混合し、これに融着材としてガラスフリッ
トを混合するが、その混合比率も変更する。上記ガラス
フリットの組成は、ＳｉＯ₂：８０．９％，Ｂ₂Ｏ₃：
１２．７％，Ｎａ₂Ｏ：４．０％，Ａｌ₂Ｏ₃：２．３
％，Ｋ₂Ｏ：０．０４％，Ｆｅ₂Ｏ₃：０．０３％であ
る。

【００２８】上記混合粉末に３％ポリビニールアルコー
ル水溶液を添加して粘液状とし、これを約３ｍｇの量、
前記基材３のコイル部3aに塗布し、常温乾燥後に３００
℃で１５分間加熱し、上記ポリビニールアルコールを熱
分解除去し、その後１２４０℃に昇温し１０分間加熱
し、触媒担持材４と強度保持材５をガラスフリットで融
着し、図２（Ｂ）に示すような触媒担持部材２を構成し
た。

【００２９】また、上記触媒担持部材２に触媒溶液とし
て塩化白金酸の０．１％水溶液を浸漬塗布し、乾燥後８
００℃で１０分間の熱分解により触媒担持材４表面に白
金粒を析出させる。これを４回繰り返して試験用触媒部
材１を得た。

【００３０】配合組成等を変更した各種の触媒部材１を
後述の図３および図４に示すようなガスライター10の燃
焼筒18内部の上端近くに設置し、内燃状態の炎中に位置
させるものである。ライターあるいはトーチバーナー用
の触媒部材として実用上必要とされる機械的強度と触媒
性能について評価を行った。

【００３１】触媒部材１の評価試験としては、落下衝撃
試験、曲げ強度試験、接着強度試験および実際のライタ
ーに組み込んでの触媒反応、再着火試験、１０００回の
再着火寿命試験を行った。それぞれの具体的な試験方法
および試験結果は後述の通りである。

【００３２】ここでライター10に組み込む触媒部材１の
具体的構造例を示す。前記のような線径０．１５mmのニ
クロム線をコイル状（コイル外径２．７mm、ピッチ１．
０mm、巻数４周）に巻いた基材３に、触媒担持材４とし
て酸化アルミニウム（結晶形α）の粒径が０．３μｍの
ものを６４重量％、強度保持材５として酸化アルミニウ
ム（結晶形γ）の粒径が０．０５μｍのものを３２重量
％、ガラスフリット４重量％の配合比で混合し、この混
合粉末にポリビニルアルコールを加えて粘性液状とした
ものを約３mg塗布し、これを常温乾燥した後、３００℃
で１５分加熱してポリビニルアルコールを除去し、さら
に１２４０℃で１０分加熱して融着して触媒担持部材２
を得る。

【００３３】上記触媒担持部材２を、塩化白金酸の０．
１％水溶液に浸漬させ、８００℃で１０分加熱、熱分解
を４回繰り返し、白金を触媒担持材４の表面に析出させ
て触媒部材１を得る。

【００３４】また、他の例としては、前記と同様のコイ
ル状ニクロム線による基材３に触媒担持材４として酸化
アルミニウム（結晶形α）の粒径０．３μｍのものを６
４重量％、強度保持材５として二酸化チタンの粒径０．
２μｍのものを３２重量％、それにガラスフリットを４
重量％加えた配合比で混合したものに、前記と同様にポ
リビニールアルコールを加えて粘性液状としたものを約
３ｍｇ塗布し、これを常温乾燥した後、３００℃で１５
分加熱してポリビニルアルコールを除去し、さらに１２
４０℃で１０分加熱して融着して触媒担持部材２を得
る。この触媒担持部材２に対しては、上記と同様にして
白金を析出させて触媒部材１を得る。

【００３５】上記それぞれの触媒部材１を、ライター10
の燃焼管上端部に固定し、ガス流を３０cc／min にセッ
トして目的とする触媒ライターを作成した。

【００３６】ここで、図３は前記触媒部材１を有するラ
イターの例を示す縦断面図、図４は燃焼筒部分の断面拡
大図である。

【００３７】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
にイソ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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。この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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】そして、前記燃焼筒18の燃焼管26の上端部
近傍には、コイル状の前記触媒部材１が配設されてい
る。この触媒部材１は、コイル部3aの両端に延びた取付
部3b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、触媒部材
１が燃焼管26の上端火口開口部に配設されている。

【００４６】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。

【００４７】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
われ炎の一部が燃焼筒18の上端内部で燃焼するものであ
る。この燃焼における火炎Ｆの高温部の位置は、１次空
気とガスの混合比、混合ガス流速により決まり、その高
温部に前記触媒部材１が配設されるのが良好である。

【００４８】燃焼炎Ｆは、触媒部材１を通過して炎燃焼
する。燃焼筒18の上端部に配設された触媒部材１は、燃
焼火炎Ｆの高温部に接触することになって、その触媒成
分は早期に反応温度以上に加熱され、赤熱状態となる。
風により炎Ｆが立ち消えた場合には、再度着火操作を行
わないでも触媒部材１は混合ガスの酸化燃焼に対する触
媒反応温度（600 ℃程度）以上に加熱されているので、
混合ガスは触媒部材１により再着火され、燃焼が継続さ
れる。通常の使用状態においては、点火中は操作部材15
を操作し続けているため、燃料ガスは常に触媒部材１に
吹き付けられており、火炎Ｆはほぼ連続的に形成され
る。

【００４９】さらに、操作部材15から手を離して燃料ガ
スの噴出を停止して消火した場合には、触媒部材１の熱
容量はそれほど大きくないことからその温度が速やかに
低下し、その後の漏れた燃料ガスへの着火が行われるこ
とはない。

【００５０】なお、前記実施例においては、基材３はコ
イル状に形成した例を示しているが、その他、棒状のも
のを必要本数並設したもの、炎に接触する部分を波形状
に成形したもの等に適宜設計変更可能である。

【００５１】＜実験例１＞この実験は、触媒担持材４
（Ａｌ₂Ｏ₃）と強度保持材５（ＴｉＯ₂）の粒径特性
を求めたものであり、その結果を表１に示す。各試験方
法は後述する。

【００５２】触媒担持材４としての酸化アルミニウム粉
末の粒径を０．０５μｍ，０．３μｍ，１．０μｍのも
のを選び、強度保持材５としての酸化チタン粉末の粒径
を０．２μｍ，０．６〜０．８μｍのものを選び、これ
を組み合わせて各種試験を行った。配合比は、触媒担持
材（酸化アルミニウム）：６４重量％、強度保持材（酸
化チタン）：３２重量％、ガラスフリット：４重量％で
あり、塩化白金酸の焼き付け熱分解回数は４回である。

【００５３】この結果、触媒担持材４としての酸化アル
ミニウムの粒径が０．３μｍで、強度保持材５としての
酸化チタンの粒径が０．２μｍのものが、各試験で最良
の結果を示している。

【００５４】＜実験例２＞この実験は、触媒担持材４
（Ａｌ₂Ｏ₃）の比表面積特性を求めたものであり、強
度保持材５（ＴｉＯ₂）との組合せの結果を表２に示
す。

【００５５】触媒担持材４としての酸化アルミニウムの
比表面積は、８．９ｍ²／ｇ，１５．３ｍ²／ｇの２種
であり、粒径はほぼ同一の０．３μｍのもので比較を行
った。

【００５６】この結果としては、触媒担持材４としての
酸化アルミニウムの比表面積は、大きい方が良好な結果
が得られている。

【００５７】＜実験例３＞この実験は触媒担持材４（Ａ
ｌ₂Ｏ₃）と強度保持材５（Ａｌ₂Ｏ₃）の粒径特性を
求めたものであり、その結果を表３に示す。

【００５８】触媒担持材４としての酸化アルミニウムの
粒径は実験例１と同様に、０．０５μｍ，０．３μｍ，
１．０μｍの３種類、強度保持材５としての酸化アルミ
ニウムの粒径は、０．０５μｍ，０．２２μｍの２種類
である。

【００５９】この結果としては、触媒担持材４としての
酸化アルミニウムの粒径は０．３μｍのものが良好で、
強度保持材５としての酸化アルミニウムの粒径は０．０
５μｍのものが最良であった。

【００６０】＜実験例４＞この実験は、触媒担持材４
（Ａｌ₂Ｏ₃）の比表面積特性を求めたものであり、強
度保持材５（Ａｌ₂Ｏ₃）との組合せの結果を表４に示
す。

【００６１】上記酸化アルミニウム同士の組合せにおい
て、触媒担持材４としての酸化アルミニウムの比表面積
は実験例２と同様に、８．９ｍ²／ｇ，１５．３ｍ²／
ｇの２種である。

【００６２】この結果としては、触媒担持材４としての
酸化アルミニウムの比表面積は、大きい方が良好な結果
が得られている。

【００６３】＜実験例５＞この実験は、触媒担持材４
（Ａｌ₂Ｏ₃）と強度保持材５（ＴｉＯ₂）との組合せ
において、塩化白金酸焼き付け回数の影響を配合比率と
の関係で各特性を求めたもので、その結果を図７に示
す。

【００６４】ここでは触媒担持材４としての酸化アルミ
ニウムは比表面積の大きい０．３μｍの粒径のものを用
い、これに強度保持材５としての粒径が０．２μｍの酸
化チタンを、６４重量％：３２重量％または３２重量
％：６４重量％に比率を変えて配合し、これに前記ガラ
スフリットを４重量％添加している。

【００６５】その結果、触媒反応、再着火率、再着火寿
命を比較すると、触媒担持材４としての酸化アルミニウ
ムの配合比率が大きいものでは２回以上の、小さいもの
では４回以上の焼き付け回数があることが好ましく、同
一焼き付け回数では酸化アルミニウムの配合率が多いも
のが良好な特性を示している。

【００６６】＜実験例６＞この実験は、触媒担持材４
（Ａｌ₂Ｏ₃）と強度保持材５（Ａｌ₂Ｏ₃）との組合
せにおいて、塩化白金酸焼き付け回数の影響を配合比率
との関係で各特性を求めたもので、その結果を図８に示
す。

【００６７】強度保持材５として上記酸化チタンに代え
て粒径の小さい０．０５μｍの酸化アルミニウムを用い
て、実験例５と同様の配合例で行った。その結果につい
ても上記と同様な傾向を示し、触媒担持材４が多く配合
されたものが良好な特性を示している。

【００６８】

【表１】

【００６９】

【表２】

【００７０】

【表３】

【００７１】

【表４】

【００７２】＜落下衝撃試験＞前記のように形成した触
媒部材１の試料（触媒部材１を環体６に固定したもの）
を、図５に示す落下衝撃試験用治具50に取り付ける。こ
の治具50はパイプの一端に保持部51が設けられ、この保
持部51内に上記試料（環体６）を挿入固定する。落下試
験は、治具50の保持部51を下向きにして、１．５ｍの高
さよりコンクリートブロック上に落下させる。また、落
下１回毎に試料をライターに取り付け、１秒間着火させ
る動作を１０回繰り返して熱衝撃を与え、１０回落下さ
せたときに剥がれ落ちた触媒部材１の重量（ｍｇ）を測
定する。剥離量が大きいほど落下衝撃に弱いものであ
る。

【００７３】＜接着強度試験＞前記コイル状に形成した
触媒部材１の試料を用いて、図６に示すように、（Ａ）
のコイル部の長さが４mmのものを、（Ｂ）のように１６
mmの長さに引き伸ばして、この間に剥がれ落ちた触媒部
材１の重量（ｍｇ）を測定する。剥離量が大きいほど接
着強度が弱いものである。

【００７４】＜触媒反応および再着火試験＞前記各種試
料をライターに組み込み、このライターを着火させて１
秒後に消火した後、ガスのみを噴出させ触媒反応させ
る。このとき目視によって触媒反応性を判断し、触媒反
応して赤熱しているもの、触媒反応はしているが明るさ
が暗いもの、触媒反応しないものに区別し、触媒反応の
データとした。

【００７５】また、再着火時間は、上記のようにライタ
ーを着火させ１秒後に消火し、その後ガスのみを噴出さ
せたときに、触媒反応していてなおかつ触媒反応熱によ
ってガスが引火して、炎が形成されるまでの時間を測定
した。

【００７６】この再着火において、再着火率は、３秒以
内に炎が形成されれば再着火したと判断し、これを１０
回繰り返したときに１０回中１０回再着火したものを
「再着火する」とし、１０回中１回でも再着火しなかっ
たものを「時々着火する」とし、全く再着火しないもの
あるいは再着火しても再着火時間が３秒以上かかるもの
を「再着火せず」として、１０回中の再着火回数をもっ
て再着火率として表現した。

【００７７】＜再着火寿命試験＞前記各種試料を上記と
同様ライターに組み込み、このライターを約１秒間着火
させ、その後消火する。これを１０００回繰り返し行
い、その途中で５０回毎に再着火するしないを確認し、
再着火が行われなくなった場合は、それまでの操作回数
を記録した。

【００７８】そして、前記ライターの落下テスト（耐衝
撃）として、製品安全協会の国内安全基準ＳＧによれ
ば、１．５ｍの高さからライターの底部を上・下・水平
の状態で各１回コンクリート板上に自然落下させたとき
に、危険な破損が生じたり、発火して燃焼を続けたりす
ることがないことと規定され、上記のように作成したラ
イターはこの方法にて試験したところ、異常は見られ
ず、触媒部材に関しても担体の剥離は見られず、触媒部
材として正常な働きをしていることを確認できた。ま
た、ふつうの使い捨てガスライターでは、約６００回の
着火でガス切れとなるが、上記触媒ライターの触媒部材
は１０００回の着火でも損なわれることなく、性能を維
持できることを確認できた。

【００７９】なお、上記した本発明において、酸化金属
粉末の粒径については、その数値は平均粒径を示してい
る。すなわち、通常このような粉末は、単一の粒径を有
するもののみで構成されていることなく、実際には各種
大きさの粉末の混合体であり、例えば、前記した酸化ア
ルミニウム粉末で粒径が０．２２μｍのものを例にとる
と、その粒度分布は図９に示すように、０．１〜０．４
μｍ程度の粒径を有する粉末の混合体であり、その平均
値で表している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１つの実施の形態における触媒担持部
材の基本構造を模写した拡大断面図

【図２】基材および触媒部材の構成例を示す正面図

【図３】本発明の触媒担持部材による触媒部材を有する
ライターを示す縦断面図

【図４】図３に示したライターの要部拡大断面図

【図５】落下衝撃試験用の治具を示す斜視図

【図６】接着強度試験を示す説明図

【図７】実験例５の結果を示すグラフ

【図８】実験例６の結果を示すグラフ

【図９】酸化アルミニウム粉末の粒度分布の例を示すグ
ラフ

【符号の説明】

１触媒部材２触媒担持部材３基材４触媒担持材５強度保持材６環体 10 ライター 12 バルブ機構 13 ノズル 18 燃焼筒 25a １次空気穴Ｆ火炎

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献実開平１−157952（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−184368（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23Q 2/30

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ニッケル・クロム合金線等の耐熱材を基
材とし、酸化アルミニウム、酸化チタン等の酸化金属粉
末による触媒担持材と、該触媒担持材の粒径より粒径の
小さい酸化アルミニウム、酸化チタン等の酸化金属粉末
による強度保持材とを配合した混合粉末を、前記基材上
にガラス質粉末融着材で融着してなることを特徴とする
触媒担持部材。
【請求項２】前記触媒担持材が酸化アルミニウムの粉
末であり、強度保持材が酸化チタンの粉末であることを
特徴とする請求項１に記載の触媒担持部材。
【請求項３】前記触媒担持材が酸化アルミニウムの粉
末であり、強度保持材が酸化アルミニウムの粉末である
ことを特徴とする請求項１に記載の触媒担持部材。
【請求項４】前記触媒担持材として、粒径が０．０５
〜１μｍで、比表面積が８ｍ²／ｇ以上である酸化アル
ミニウムの粉末を使用することを特徴とする請求項１〜
３のいずれかに記載の触媒担持部材。
【請求項５】前記強度保持材として、粒径が０．８μ
ｍ以下で０．２μｍ前後の酸化チタンの粉末を使用する
ことを特徴とする請求項１，２または４に記載の触媒担
持部材。
【請求項６】前記強度保持材として、粒径が０．２μ
ｍ以下で０．０５μｍ前後の酸化アルミニウムの粉末を
使用することを特徴とする請求項１，３または４に記載
の触媒担持部材。