JPH01126288A - 化学反応の制御方法およびその方法による製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、化学反応性を高めるための目的として１例え
ば、摩擦マツチの感度を高めるため、または化学反応性
を減するための目的として１例えば爆発物の安定化のた
めに、フラクト（ｆｒａｃｔｏ）を放射された粒子、好
ましくは放出電子の発生および流れを制御する方法に関
するものである。

化学反応性を高めるには、フラクト放出活性の高い物質
、即ち、物理的作用によって破砕された際、正および／
または負の粒子を放出する物質を添加することにより達
成される。

化学反応性を減するには、爆発物のような化学組成物中
に存在する結晶物質のごとき固体から放射された粒子を
失活させることにより達成される。

本発明の目的の一つは、取扱上の安全を保持し、さらに
は安全性を向上させて、さらにマツチの発火に際しての
感度を完全に満足させたうえで、火工マツチの製造コス
トを低減することにある。

さらに、本発明の目的はマツチ頭薬中の有毒物質の含有
量を排除或は減少することにある。

火工摩擦マツチの発火機構は、完全にはわかっていない
１発火過程を定性的に説明するものとして、発火過程中
に生ずる下記のような物理的事象もしくは段階が一つ以
上含まれていると通常いわれている。

（１）反応性粉末混合物の生成。

（２）粉末混合物の組成に対するマツチの頭薬が摩擦面
に対し加圧されるような機 械的な加圧。

（３）摩擦の機械的熱の発生。

（４）マツチの頭薬中の成分粒子が、新らしく破砕され
ることによるエネルギーを 有する電子の放射。

（５）四量体ガス分子（Ｐ＊（ｇ））を生成するリンの
蒸発。

上記の段階（１）ないしく４）は、すべての種類の火工
摩擦マツチに適用される０段階（５）は、元素のリンが
マツチ頭薬か、摩擦組成物かに存在する場合にのみ起り
うる。マツチ化学薬品として有害な白リンＰ４（Ｓ）が
法律によって使用が禁じられているため、マツチの製造
には元素のリンとしては毒性のない赤リン（Ｐ　（レッ
ド））のみが使用され。

これは安全マツチの摩擦組成物にもっばら使用されてい
る。

安全マツチについては、段階（５）はつぎのように説明
することができる。すなわち、マツチの頭をリンの摩擦
面でこすると、少量の赤リンが蒸発する。これは気相の
ままでいるか、マツチの頭上で再凝縮する。いずれにし
ても、これが自然発火形、すなわちＰ４　（ｇ）または
Ｐ４（Ｓ）になっていて、空気中の酸素と接触して容易
に発火し、それによって組成物中の火工反応をひき起す
ことになる。

不活性な摩擦面上で発火するどこでもつくマツチには、
段階（５）は除外される。最近安全マツチに関する限り
段階（５）の重要性は強く疑問視されるようになった。

他の段階で、（３）は最も重要なものの一つと考えられ
ることが多いが、段階（１）と（２）も恐らく寄与して
いるものと思われる。

段階（１）は、酸化剤と着火剤との同の良好な機械的接
触をもたらして、発火過程に対する基本的化学状態を作
りあげているものである。

塩素酸カリウム（ＫＧ　Ｑ　０３（ｓ　）　）は、マツ
チの発火組成物中で好ましい酸化剤である。

この物質は多数の可燃性物質に高い酸化ポテンシャルを
有している６着火剤は、赤リン、硫黄および三硫化リン
（Ｐ４Ｓｘ（ｓ））のような比較的容易に発火する物質
である。赤リンは安全マツチの摩擦面中に存在し、Ｐ４
Ｓ３（８）はどこでもつくマツチ−いわゆる七スキ（ｓ
ｅｓｑｕｉ）マツチの発火剤組成物中に存在している。

段階（２）は酸化剤と着火剤との間の接触をよくし、段
階（３）によって発生する熱が発火過程に必要な活性エ
ネルギーを与えることになる。ＫＣｆｌＯ，（ｓ）とＰ
（レッド）との間、もしくはＫＣＱ○、（Ｓ）とＰ４Ｓ
：Ｉ（Ｓ）との間の反応の活性化エネルギーが低い（こ
れら反応は自然性でさえありうる、すなわちそれらの活
性化エネルギーはゼロでありうる）という事実によって
、マツチの頭薬の火工発火をひき起す温度は、純粋な熱
発火に必要な温度より低い。セスキマツチや安全マツチ
に関する限り、熱発火はそれぞれ約１７０℃と約２００
℃で起る。安全マツチの頭薬の純粋な熱発火においては
、Ｐ（レッド）は関与せずに硫黄および／または有機バ
インダーが関与している。固体の破砕時の段階（４）の
電子の発生は、それが見出された後はクラマー効果（Ｋ
ｒａｍａｒ　ｅｆｆｅｃｔ）といわれている、しかし本
明細書の緒言の目的に述べたように、現在迄気づかれて
いなかった発火機構、すなわち放出電子の放射によって
火工反応が誘発されるということを示している。

放射されたいわゆる放出電子は、マツチの頭薬の発火に
寄与しており、この寄与率は電子放出活性度が増すとと
もに増大することが実用試験で確証されている。

現在迄マツチの工業生産に使用されて来た充填剤は、電
子放出活性度がほとんどないか、全くなかった。

本発明においてクラマー効果の可能性を利用するために
、マツチの頭薬が高い電子放出活性度を有する物質を少
なくとも一つ含み、これによって発火の感度を増大する
火工摩擦マツチを提案するものである。

高い電子放出活性度を有する物質は、純粋なものあるい
はほたる石の形になっているフッ化カルシウム（Ｃａ　
Ｆ、　（ｇ）　）　　であり、これらは本発明前にはマ
ツチ化学薬品として利用されていなかったものであり、
本発明の目的に対し極めて適していることが見出された
。

電子放出活性度はグラマーにより示された方法（Ｊ、　
Ｋｒａｍｅｒ　：　　ｒ加工非金属におけるガイガーカ
ウンターによる分析」（“Ｕｎｔｅｒ−ｓｕｃｈｕｎｇ
ｅｎ　ｗｉｔ　ｄａｍ　Ｇｅｉｇｅｒ−８ｐｉｔｚｅｎ
ｚｉｈｌｅｒａｎ　ｂａａｒｂｅｉｔｅｎ　Ｎｉｃｈｔ
ｍａｔａｌｌｅｎ”、　Ｚｅｉｓｃｈｒｉｆｔｆａｒ　
Ｐｈｙｓｉｋ　１２８　（１９５０）　５３８〜５４５
）によって測定することができる。すなわち。

物質粒子を機械的処理するか破砕して後、電子放射をガ
イガーカウンターで測定する方法である。

本発明のもう一つの目的は、危険な材料。

とくに爆発物を、充満したフラクト放出粒子を中和する
ことによって安定化することにある。爆発物においては
、かかる粒子は不注意な機械的作用によって発生し爆発
を導くことになる。この種の事故は、放出電子のような
負のフラクト放出粒子を与える爆発物に対してはｐ型に
ドープした（ｐ−ｄｏｐｅｄ）物質を。

陽イオンのような正のフラクト放出粒子を与える爆発物
に対してはｎ型にドープした（ｎ−ｄｏｐｅｄ）物質を
添加することにより防止することができる。

ヌ１■Ｌ−１ 安全マツチ頭薬の試験によって、はたる石の発火感度は
同量のニクロム酸カリウム（ＫＩＣｒ’ｓｏｔ　（ｓ　
）　）と同等であることが示された。従って発火感度に
関する限りでは。

有毒なＫＩＣｒｔｏｔ（ｓ）の代替として毒性のないＣ
ａＦ、（ｓ）を使用することにより　クロムを含まない
マツチの頭薬が得られる。

宍ｔ２ 通常のシリカ充填剤の代替としてほたる石を使用しても
発火感度が高まる結果が得られた。

去ｍ−褐 はたる石をマツチの頭薬に添加しないで。

摩擦組成物に添加した場合は、発火感度は高くならない
、このことは、期待されるような有効な作用、すなわち
摩擦組成物から放射された放出電子が、マツチの頭が摩
擦面に沿って移動してしまうため、頭薬に対して影響す
るための時間がないことを示している。

ヌ】１九−Ａ− マツチの発火感度がほたる石の添加により高められた。

このため、発火感度上昇分に相当する量のＫＣα０３（
ｓ）を減することができた。従って取り扱いが安全で、
多量生産で安価に製造できる火工摩擦マツチが得られた
。

去ｍ−可 はたる石を含む電子放出的に活性なマツチ頭薬にｐ型に
ドープしたシリコンを添加した。

この結果発火感度が減じた。この実験は、放射された放
出電子が反応系において化学発火反応を開始する機会を
得る前に失活剤に吸収されてしまうことを示している。

手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示　　昭和６２年特許願第１７３１０１号
２、発明の名称 化学反応の制御方法およびその方法による製品コ、補正
をする者 名　称　　イシターマッチ　スウェーデン　ニービー４
、代理人 ５、補正命令の日付 昭和６２年９月２日（発送臼：昭和６２年９月２２日）
（１）　　昭和６２年７月１３日付提出の願書第４項の
代表署名 スティッグ　ヨハンソン　　を 記載した訂正願書１通を提出いたします。

（２）別紙のとおり、委任状およびその翻訳文者１通を
提出いたします。

（３）別紙のとおり、印書せる全文明細書１通を提出い
たします。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フラクトを放射された粒子の発生および流れを、誘
   発および失活によって制御することを特徴とする化学反
   応系の制御方法。 ２、フラクトを放射された粒子の発生および流れを、誘
   発および失活によって制御する化学反応系の制御方法に
   より製造された製品において、フラクト放出活性物質を
   含むことを特徴とする製品。 ３、フラクトを放射された粒子の発生および流れを、誘
   発および失活によって制御する化学反応系の制御方法に
   より製造された製品において、フラクト放出失活物質を
   含むことを特徴とする製品。 ４、製品が火工摩擦マッチであって、該マッチの頭薬に
   発火の感度を高める方向に影響を与える高電子放出活性
   物質を含むことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の製品。 ５、前記電子放出活性物質がフッ化カルシウム（ＣａＦ
   ＿２）であることを特徴とする特許請求の範囲第４項記
   載の製品。 ６、マッチの標準の頭薬中の塩素酸カリウム量を、塩素
   酸カリウム量に相当する高電子放出活性物質を使用する
   ことにより減少させることを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載の製品。 ７、製品が爆発物であって、該爆発物にフラクト放射に
   より生ずる反応性粒子を吸収できる物質を安定剤として
   添加することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
   製品。 ８、吸収物質または失活物質が、放出電子を吸収できる
   ｐ型にドープされた物質であることを特徴とする特許請
   求の範囲第７項記載の製品。