JPS59501903A - 耐湿性マッチ及びその製造方法 - Google Patents
耐湿性マッチ及びその製造方法Info
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- JPS59501903A JPS59501903A JP83503444A JP50344483A JPS59501903A JP S59501903 A JPS59501903 A JP S59501903A JP 83503444 A JP83503444 A JP 83503444A JP 50344483 A JP50344483 A JP 50344483A JP S59501903 A JPS59501903 A JP S59501903A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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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】
耐湿性マツチ及びその製造方法
免豆五±1
本発明は耐湿性マツチ及びその製造方法に関する。
び ′−
マツチの頭部組成物は典型的に、主重量部の塩素酸カリウムとこれに混合した少
量の可燃性物質、例えば殿粉、硫黄、木炭またはセスキ硫化リン:粘結剤;不活
性充填剤1例えば摩砕したガラス、酸化亜鉛、硫酸カルシウム、長石、ケイソウ
土またはカオリン:及び微量成分としての例えば燃焼速度触媒1重クロム酸カリ
ウム、染料もしくは着色剤、及び/または分散剤を含有する。典型的な組成物は
%(乾燥重量)に基づいて次の成分を含有する:
塩素酸カリウム 35〜6H
可燃性物質 5〜20%
粘 結 剤 7〜20!
充 填 剤 20〜33%
触 媒 O〜 lz
分 散 剤 0〜 lz
どこでも擦れるマツチの場合には、可燃性物質の大部分がセスキ硫化カリウムで
あるが、典型的な安全マツチは塩素酸カリウムを高い割合で含有する。
粘結剤としては動物性ニカワが広く用いられているが1時には他の粘結剤、例え
ばカゼイン、アルブミン、アルキルビニルエーテル/無水マレイン酸ツボ、リマ
ー、エポキシ樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコールも提案されている。
マツチ頭部組成物はマツチ頭部成分の水性スラリーまたはペースト中にマツチを
浸せきすることによって、通常マツチに塗布されるので、粘結剤の主な要件は水
溶性または水に分散性であることである。また、マツチ頭部中に、感受性を与え
るために、かなりの量の空気が通常混入されるので、粘結剤としての第2要件は
高度に起泡性であり、マツチ頭部に混入される気泡を高い割合で含有するスラリ
ーを形成し得ることである。この他、粘結剤は、もちろん、貯蔵、衝撃、点火及
び燃焼のあらゆる段階で1頭部の統合性を保証しなければならない、その上、粘
結剤は可燃性物質であることが望ましい、このような基準は上記の代替粘結剤に
よって多かれ少なかれ満たされるが、動物性にかわが依然として選択すべき粘結
剤である。しかし、それにも拘らず、動物性にかわは1つの大きな欠点を有して
いる。すなわち湿度に対して敵感であるため、このような粘結剤を用いて製造さ
れたマツチは例えば熱帯性気候のような湿度の高い気候では役に立たないかもし
くは充分に貯蔵する耐湿性マツチ頭部組成物を提供するために、粘結剤自体を変
化させる及び完成したマツチ頭部にたとえばセラックのような防水性被覆を施す
ことも含めて、種々な代替手段が試みられている。
耐湿性マー2チを製造するための先行技術の典型的な提案を次に示す。
イギリス特許明細舎弟A−2,098,975号はゼラチンニカワ、硫黄、塩素
酸及び慣習的な充填剤から成る慣習的な混合物に、例えば、亜麻仁油または液状
パラフィンのような少量の乳化油を少量の熱可塑性コポリマーの中空ミクロスフ
ェアとともに加えたものから成る耐湿性マツチを開示している。このような組成
物中の粘結剤はマツチ先端部の凝集力を高めるために、0〜4重量%の水に不溶
なアクリレートコポリマーを付加的に含むことができ、このようなコポリマーは
水性分散系として混合物に加えられる。この提案に従って用いられる特定のアク
リレート樹脂はこれ以上は固定されていない。
フダンス特許明細舎弟A−2,238,817号の教しえるところによっても、
アクリレート樹脂、さらに詳しくはアクリル酸エステルコポリマー樹脂をマー、
チ頭部組成物に加えて、耐湿性を与えている。
マツチ頭部組成物に耐湿性を与えるこの他の添加物は、中空セラミック拳ミクロ
スフェア(イギリス特許明細舎弟8−1,506,185号)、エピクロロヒド
リンまたは尿素−ホルムアルデヒド樹脂(フランス特許明細置部8−1,515
,152号)ポリ硫化物またはエポキシポリ硫化物樹脂(イギリス特許明細舎弟
1,529,098号)、酢酸ビニル(日本公開明細置薬74−92,209号
)カゼナイトすなわちカゼインと石灰の複合体(日本公開明細置薬82−34,
097号)及び種々のポリマー系成分特にメタクリル酸エステル及びグリセロー
ルクロルヒドリン(アメリカ特許明細舎弟3,314,904号)、メチルビニ
ルエーテル/無水マレイン酸コポリマー(アメリカ特許明細舎弟3,441,4
58号)及びアルキルアクリレート/触媒複合体(Chew、 Abs、 75
.152504d 、 1871年)である。
代替的アプローチは例えば酢酸セルロース及び塩素化炭化水素(日本公開明細置
薬74−47,510号)、メチルメタクリレート/酢醜ビニルコポリマー(8
本公開明細書第75−04,222号)、セラックまたはニトロセルロース(日
本公開明細置薬78−82,813号)の耐湿性被覆を完成したマツチ頭部に与
えている。
このような提案の全てにも拘らず、効果的な耐湿性マツチ組成物をめる欲求は依
然としてあり、本発明は、この欲求を追求するものである。
11立11
本発明によると、すぐれた改良された耐湿性ならびにすぐれた衝撃感受性を有す
る耐湿性マツチが粘結剤としてポリアクリル酸または置換ポリアクリル酸を用い
、充填剤または充填剤の少なくとも l成分として酸化亜鉛を用いて提供される
。
蓬1皇1」
本発明によって、改良された耐湿性及びすぐれた衝撃感受性を有するマー7チが
粘結剤として、ポリアクリル酸または例えばポリメタクリル酸のような置換ポリ
アクリル酸のアンモニアまたは揮発性アミンとの水溶性または水に分散性の塩を
含み、また充填剤としてまたは充填剤の成分として酸化亜鉛を含み、この酸化亜
鉛がポリマー中のカルボキシル基に対してほぼ化学量論量もしくはそれ以上の量
で存在する水性マツチ頭部組成物から得られることが発見されている。ポリアク
リル酸または置換ポリアクリル酸の鼠が酸化亜鉛に関して実際に化学量論的必要
偏より過剰であると耐湿性の低下が生ずる。ポリアクリル酸のカルボキシル基に
対する酸化亜鉛の化学量論量は、疑問のないように、ポリアクリル酸または置換
ポリアクリル酸の 2モル単位につき、すなわちポリマー中の2力ルボン酎含有
単位につき酸化亜鉛1モルと定める。
この明細書及び請求の範囲の目的に関して、「ポリアクリル酸」なる用語は、情
況が別の定義を必要としないかぎり、例えばポリメタクリル酸及びポリクロロア
クリル酸のような置換ポリアクリル酸を含むものと見なすことにする。
本発明は如何なる理論によっても制限されるものではないが、本発明に従って用
いられるポリアクリル酸粘結剤は乾燥段階で、次の反応式に従ってアンモニアま
たは揮発性アミン塩を同時に蒸発させながら、酸化亜鉛と交差結合するものと思
われる;
不溶性錯塩
式中、R1はHもしくはCH3またはその他の低分子量置換基(例えばC1また
はC2〜C4アルキル)を表し、nは整数を表し、NR3はアンモニアまたは揮
発性アミン、すなわちRがHまたは例えば61〜C2アルキルのような、低分子
量有機基であり、 R基が同一もしくは異なる基を表す化合物及びR基の中の任
意のいずれか2つがともに結合してN原子とともに5員または6員複稟環を形成
する化合物例えばピリジンまたはピペリジンを表す、適ちな揮発性アミンにはメ
チルアミン、エチルアミン及びピペリジンが含まれるが、最も良い結果を得るた
めにはアンモニウム塩が望ましい。
一般にポリマー中のカルボキシル基の酸化亜鉛に対するモル比は1.7 : 1
から2.5 : 1の範囲であり、好ましくは約2=1である。マツチ浸せき過
程に用いる水性マツチ頭部組織物中ヘポリマー塩を確実に溶解または分散させる
ために、ポリアクリル酸の分子量は通常100,000から1,000,000
の範囲、好ましくは200,000から300,000の範囲である。ポリアク
リル酸は好ましくはアンモニアもしくは水酸化アンモニウムである塩基を加えて
東和した水溶液もしくは分散系として、また好ましくは8〜8の範囲のpH値を
有するマツチ頭部組成物を生じるような量で、マツチ頭部組成物に加えるのが望
ましい。さらに、ポリアクリル酸は起泡性よりもむしろ消泡性を有するので、本
発明に用11Xる水性スラリー組成物中に例えばジアルキルスルホスクシンアミ
ド酸ナトリウムまたはラウリル硫酸エタノールアミンのような表面活性剤等の起
泡剤を加えて、充分な程度に曝気して安定なスラリーを得ることが必要である。
しかし、我々の特許明細@ i@ l 、506 、185号に開示したやり方
で、充填剤もしくは充填剤の 1成分としてガラスもしくはセラミックのミクロ
スフェアを混入することによっても、スラリーの適切な密度と曝気を安定性とと
もに得ることができる。このようなミクロスフェアは組成物全体(乾燥固体に基
づいて)の1〜33重量%、好ましくは5〜15重量%の量で存在し得る。さら
に1本発明によると、粘結剤としてポリアクリル酸を含有するマツチ頭部の充分
な凝集性を得るために、組成物に凝集促進剤、好ましくは例えば澱粉または改質
した澱粉誘導体(例えば、部分的に加水分解またはエステル化した殿粉)のよう
な可燃性物質を混入することが望ましいとわかっている。凝集促進剤として特に
適しているのは酸m殿粉及び薄手のり澱粉であり、薄手のり澱粉は澱粉の巨大分
子を小単位に分解する酸処理及び/または酸化処理によって、天然の未改質殿粉
から得られる。この他の適切な凝集促進剤は水溶性及び水に分散性のセルロース
誘導体ならびに水溶性及び水に分散性の合成有機ポリマー及びコポリマーであり
、例えばエチレン/酢酸ビニルコポリマー、酢酸ビニル/アクリルコポリマー、
スチレン/アクリルコポリマー、酢酸ビニル/塩化ビニル/エチレンターポリマ
ー、ポリ(酢酸ビニル)、ポリアクリル酸エステルならびにその他のビニルエス
テルのポリマー及ヒエチレンのようなオレフィン系コモノマーとのコポリマー、
例えば八−サチン酸(炭素原子9〜lOの主として第3級の環式カルボン醸の混
合物)のビニルエステルのコモノマーとしてのエチレンを含むもしくは含まない
ポリマーである。凝集促進剤に対するポリアクリル酸塩の重量比は1:5から
5=1の範囲、好ましくは l:3から3=1の範囲であり、最も好ましくは約
121である。
浸せきプロセスに対して満足なレオロジーを有する水性マツチ頭部組成物、すな
わちマツチ軸木を水性マツチ頭部組成物中に2回以上浸せきして、軸木上に頭部
を形成し、次にその頭部を乾燥させることによって′a当な形状のマツチ頭部を
形成するのに適した水性マツチ頭部組成物を得るために、特に例えば酢酸ビニル
/エチレンコポリマーのような水に分散性の有機ポリマーを凝集促進剤として用
いるような場合には、 1種類またはそれ以上の粘度改良剤を水性マツチ頭部組
成物に含めることが必要であると思われる。先行技術で公知の通出な粘度改良剤
を用いることができる力≦、例えば、既述した殿粉誘導体のような水溶性殿粉ま
たはセルロース誘導体等の可燃性物質を用いるのが好ましい。従って、このよう
な殿粉誘導体は凝集促進剤と粘度改良剤の両方として役立つものであり、本発明
の組成物のみに用いられるものである0代替的にこのような澱粉誘導体は水溶性
または水に分散性のコポリマーと組合わせて用いることができるが、この場合に
これらの機能は凝集促進剤よりも粘度改良剤であり、凝集促進剤としての目的は
コポリマーによって果される。この理由から、本発明の組成物が総合的な凝集促
進φ粘度改良剤として水に分散性の澱粉を含むことが望ましいことは明らかであ
る。
一般に1本発明によって用いられるマー2チ頭部組成物は乾燥重量に基づいて次
の成分を含有する:塩素酸カリウム 40〜eoz
粘結剤すなわちポリアクリル酸塩 3〜7z凝集促進剤 3〜7z
粘度改良剤 0〜7z
酸化亜鉛 2.5〜4z
起泡剤(表面活性剤) 0〜0.4z
泡安定剤 0.8z
他の可炉性物質
(硫黄、セスキ硫化リン等) 0〜10%充填剤(例えばミクロスフェア、
カラス粉末、硫酸カルシウム、
長石、ケイソウ土、カオリン、
酸化鉄、二酸化マンガン等) 10〜30$燃焼速度触媒 0〜1$
着色剤 0〜1z
伝統的な浸せきポロセスによってマツチ軸木に塗布するために、上記成分を水に
加えたスラリーとして形成し、望ましい密度と感受性を与えるために必要である
程度に、スラリー全重量に基づいて40〜60%の総固体含量において、曝気さ
せる。泡に必要な安定性を与えるために、必要に応じて加えられる適当な安定剤
には、特に分子量が44.G(10のオーダである木に分散性のポリビニルピロ
リドン及びポリ酢酸ビニルが含まれる。先行技術で公知の他の水性の泡安定剤を
用いることもできる。
本発明に従ってマツチ頭部を形成するのに用いる方法は全く慣習的な方法であり
、ここで説明する必要がないものである0本発明の新規性は使用する組成物及び
特に粘結剤成分にある。
本発明によって用いられる特別な処方を次の実施例に示す二%偵は全て、乾燥固
体重量に基づいた重量%である。
実jL例−一」
安 マー・チ組′″ :
塩素酸カリウム 50.25 X
ポリアクリル酸アンモニウム塩
(分子量 250,000) 6.28 $酢酸殿粉(Amylagum CL
S) 8.28 %ガラス粉末 6.28 X
ガラス・ミクロスフェア(Armospheres)12.58 g酸化亜鉛
3.14 %
酸化鉄 1.57 !
二酸化マンガン 6.28 X
重クロム酸カリウム 1.05 %
硫黄 6.28 !
支見皇−」
塩素酸カリウム 53.45 X
ポリアクリル酸アンモニウム塩
(分子量 250,000) 8.882酢酸殿粉(Amylogum CLS
) 8.88 %ガラス粉末 20.04 %
酸化亜鉛 3.34 $
酸化鉄 1.1117 X
重クロム酸カリウム 1.11 !
硫黄 111.88 %
ジアルキルスルホコハクアミド酸
ナトリウム(Alcopol FA) 0.33 X本発明によるこの他の安全
マツチを以下の実施例3〜5によって説明する:
実施例 実施例 実施例
3 4 5
塩素酸カリウム 50.25$ 55.3$ 55.3駕ポリアクリル酸 アン
モ
ニウム塩 (分子1250,000) 6.28$ I(、flf4 8.68
%ポリ酢醸ビニル
(Vinamal 8000) 6.21H3,17$ 3.17$VA/VC
/Et mlポリマー
(Vinamal 3401) −−3,3EHガラス粉末 −3,39% −
ガラスミクロスフェア 6.281 14.0$ 14.(H滴 虫 12.5
6% −−
酸化亜鉛 −5,65鬼 5.85%
酸化鉄 3.14$ 3.80! 3.80$二酎化マンガン 1.57$ −
−
重クロム酸カリウム 6.28$ −−硫黄 1.05$ 1.11! 1.1
11安定剤(PVPt分子量44,000) f(,28% 6.66% 8.
6H本VA = 酢酸ビニル−0,28$ 0.2HVC−塩化ビニル
E = エチレン
PvP−ポリビニルピロリドン
本発明によるどこでも擦れる耐湿性組成物の例を実施例6によって説明する。
一文1百1−」−
塩素酸カリウム 40.0%
ポリアクリル酸アンモニウム塩
(分子量 250,000) 5.72$酢酸殿粉 11.42%
不活性充填剤 28.88!
酸化亜鉛 5−7(H
セスキ硫化リン 8.0$
ニオシン(着色剤)0.3駕
マツチ軸木を上記成分の曝気した水性分散系に浸せきして、軸木上に球を形成し
、次にその球を乾燥してマツチ頭部を形成することによって、上記組成物から製
造したマー2チに良好な衝撃感受性及び燃焼性ならびに良好な耐湿性を有するこ
とが発見されている。相対湿度85zにおいて24時間貯蔵した後に、衝撃時の
成功(着火)率はすぐれており、着火成功100%に近いものである。粘結剤と
して動物性ニカワを用いた点以外は同じマツチ頭部組成物は、同じ条件化で、完
全に失敗した。すなわち着火に成功しなかった。
国際調査報告
第1頁の続き
0発 明 者 エトリッジ・リチャード・ヘンリーイギリス国ロンドン・エヌ1
1デイー
デイー・イスリングトン・ヘミングフォード・ロード100
Claims (1)
- 1.水性マツチ頭部組成物の球をマツチ軸木の端部に形成し、その球を乾燥して マツチ頭部を形成することから成り、該マツチ頭部組成物が塩素酸カリウム、充 填剤、可燃性物質及び水溶性もしくは水に分散性の粘結剤の混合物から成る耐湿 性マツチの製造方法において、水性マツチ頭部組成物が該粘結剤としてポリアク リル酸及び置換ポリアクリル酸のアンモニアもしくは揮発性アミンとの水溶性も しくは水に分散性の塩を含有し、該充填剤としてまたはその 1成分として酸化 亜鉛を含有することを特徴とする方法。 2、該マツチ頭部組成物中のポリアクリル酸または置換ポリアクリル酸に対する 酸化亜鉛のモル比が1.7 : 1から2.5:1 までの範囲であることを特 徴とする請求の範囲@1項記載の方法。 3、結合剤がポリアクリル酸の水溶性もしくは水に分散の塩であることを特徴と する請求の範囲第1項または第2項記載の方法。 4、粘結剤が200.Gooから300 、Gooまでの範囲の分子量を有する ことを特徴とする請求の範囲第1項、第2項または第3項記載の方法。 5、該塩がアンモニウム塩であることを特徴とする請求の範囲第1項から第4項 までのいずれか1項に記載の方法。 6、水性プツチ頭部組成物が8〜9の範囲のp)Iを有することを特徴する請求 の範囲第1項から第5項までのいずれか1項に記載の方法。 7、カルボン酸基(遊離酸または塩の形状で)に対する酸化亜鉛のモル比が約2 =1であることを特徴する請求の範囲第1項から@8項までのいずれか 1項に 記載の方法。 8、ポリアクリル酸もしくは置換ポリアクリル酸の塩が水性マツチ頭部組成物中 に組成物の乾燥重量に基づいて3〜7重量2の量で存在することを特徴とする請 求の範囲先行項のいずれか1項に記載の方法。 9、マツチ頭部組成物中に水溶性または水に分散性の凝集促進剤も存在すること を特徴とする請求の範囲先行項のいずれか1項に記載の方法。 10、i集促進剤が水溶性もしくは水に分散性の殿粉もしくは澱粉誘導体または 水溶性もしくは水に分散性のセルロース誘導体であることを特徴とする請求の範 囲第3項記載の方法。 11、IB4J促進剤が水溶性もしくは水に分散性の合成有機ポリマーもしくは コポリマーであり、水性マツチ頭部組成物も粘度改良剤を含有することを特徴と する請求の範囲第9項記載の方法。 12、凝集促進剤をエチレン/酢酸ビニルコポリマー、酢酸ビニル/アクリルコ ポリマー、スチレン/アクリルコポリマー、酢酸ビニル/塩化ビニル/エチレン ターポリマー、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸エステル及びエチレン/バーサ チン酸ビニルエステルコポリマーから選択することを特徴とする請求の範囲第1 1項記載の方法。 13、粘度改良剤が水溶性または水に分散性の澱粉または殿粉誘導体であること を特徴とする請求の範囲第11項または第12項記載の方法。 14、凝集促進剤が水性マツチ頭部組成物中に組成物の乾燥重量に基づいて3〜 7重量2の量で存在することを特徴とする請求の範囲第8項から813項までの いずれか1項に記載の方法。 15、水性マツチ頭部組成物中の凝集促進剤に対する該塩の重量比がl:3から 3=1までの範囲であることを特徴とする請求の範囲第8項から第14項までの いずれか 1項に記載の方法。 16、類比が約1:lであることを特徴とする請求の範囲第15項記載の方法。 17づマツチ軸木ならびに充填剤、塩素酸カリウム、可燃性物質及び粘結剤から 成るマツチ頭部組成物からマツチ軸木上に形成した、表面に衝撃を与えることに よって着火可能な頭部から成る耐湿性マツチにおいて、充填剤が酸化亜鉛である もしくは酸化亜鉛を含有すること、及び粘結剤がポリアクリル酸または置換ポリ アクリル酸であることを特徴とするマツチ。 18、マツチ頭部が凝集促進剤として水溶性もしくは水に分散性の澱粉もしくは 澱粉誘導体、水溶性もし・くは水に分散性のセルロース誘導体または水溶性もし くは水に分散性の合成有機ポリマーを含有することを特徴とする請求の範囲第1 7項記載のマツチ。
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