NO148625B - Tyngdekraft-separator. - Google Patents

Description

Fyrstikk som kan tennes og slukkes flere ganger.

Oppfinnelsen angår en fyrstikk som er innrettet til å kunne tennes og slukkes flere ganger.

Man har tidligere forsøkt å fremstille

en fyrstikk som kan tennes og slukkes at-skillige ganger og som har særlig lang leve-

tid og ensartet forbrenning. Hittil har imid-

lertid slike anstrengelser vært mislykket av en primær grunn, nemlig mangelen på

slike fyrstikksammensetninger som kan fastholde innstøpte forbrenningsregulerende stoffer slik at disse ikke forsvinner. Nødvendigheten av at fyrstikken innehol-

der stoffer med lav forbrenningshastighet har man lenge vært klar over, likesåvel som man har ønsket en lett tenning og slukking, hvilket siste må kunne skje ved pusting eller ved å vifte fyrstikken i luften.

Ved et jevnt tap av de nevnte stoffer minskes fyrstikkens levetid betydelig og det oppstår økte vanskeligheter under bru-

ken, ved antennelse, slukking og ved en uensartet forbrenning. Således er bibehol-delsen av et forbrenningsregulerende stoff av stor betydning for den effektive utnyt-

telse av en fyrstikk som kan tennes og sluk-

kes flere ganger og som skal ha en lang levetid.

Ved tidligere fremstilling av fyrstikker

som kan tennes og slukkes flere ganger har man vanligvis benyttet visse oppløsninger av spesielle bindemidler, såsom cellulosenitrat, og følgelig har det vært nødvendig å ha en forholdsvis lang tørkeperiode av slike sammensetninger, under hvilken pe-

riode oppløsningen kunne trenge ut til overflaten og fordampe. Ved en slik be-

handling oppstår det i den frembrakte plastiske masse en mengde mikroskopiske gjennomboringer som danner kanaler gjen-

nom hvilke oppløsningen kan trenge ut for ytterligere fordampning. Disse små porer danner ledninger gjennom hvilke det forbrenningsregulerende stoff unnslipper langsomt, hvorved fyrstikken stadig taper dette nødvendige stoff, slik at dens effek-

tive levetid minskes kontinuerlig. Ut over denne stadige minskning av fyrstikkens effektivitet kan det tapte forbrenningsregulerende stoff som opptrer i den omlig-gende atmosfære være skadelig for helbre-

den, idet mange av stoffene er giftige, mens andre, selv om de ikke er giftige, har en ubehagelig lukt. Videre vil en fyrstikk, når disse stoffer som gir en lav forbrenningshastighet tapes, brenne med en voldsom rakettliknende flamme, hvorved den kan forårsake ulykker for brukeren og for om-givelsene.

Det er derfor et formål med foreliggende oppfinnelse å skaffe en fyrstikk som kan tennes og slukkes flere ganger og hvis sammensetning danner en homogen fast masse i hvilken forbrenningsregulerende stoffer er intimt forbundet, slik at de ikke kan unnslippe og slik at man får en fyr-

stikk som kan ha en konstant antennelse, brenning og slukking i en relativt lang levetid.

Oppfinnelsen vedrører altså en fyrstikk

som kan tennes og slukkes flere ganger og bestående av et oksygenavgivende stoff, en brennbar grunnmasse, et forbrenningsbefordrende stoff og et bindemiddel, og fyr-

stikken er karakterisert ved at den også inneholder et væskeformet monomert stoff som er i stand til på stedet å polymeriseres til en tett og hård, homogen masse. Den resulterende tette og hårde homogene masse har da en tetthet som i hovedsaken er ugjennomtrengelig for det ellers lett for-dampbare forbrenningsregulerende stoff, slik at dette ikke forsvinner.

Ifølge oppfinnelsen gjør det væskeformede monomere stoff tjeneste som disper-geringsstoff for å bevare alle de forskjellige fyrstikkingredienser i den ikke porøse, homogene masse, og den væskeformede monomer består av mono-metylmetakrylat, styren, polysulfider, vinylklorid, akrylonitril og metylakrylat.

I henhold til en foretrukket utførelses-form omgir det brennbare legeme som består av en brennbar grunnmasse og det væskeformede monomere stoff den brennbare kjerne, idet en hinnelignende plate ligger rundt det brennbare legemet. Videre kan en fyrstikk ifølge oppfinnelsen omfatte et legeme med skiftevis lag av plateformede organer, bestående av polyolefiner og kombinasjoner derav, samt polyvinylalkohol.

Oppfinnelsens gjenstand skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningen, hvor: Fig. 1 viser en fyrstikk ifølge oppfinnelsen, sett ovenfra;

fig. 2 er et loddrett snitt etter linjen II—II i fig. 1;

fig. 3 viser en annen utførelsesform for fyrstikken ifølge oppfinnelsen, sett fra siden;

fig. 4 er et snitt etter linjen IV—IV i fig. 3;

fig. 5 viser en annen utførelsesform for fyrstikken ifølge oppfinnelsen, sett forfra;

fig. 6 er et snitt etter linjen VI—VI i fig. 5, og

fig. 7 er et snitt som gir et bilde av sammensetningen av fyrstikken ifølge oppfinnelsen.

Kort sagt angår foreliggende oppfinnelse utviklingen av en brennbar blanding for dannelse av en homogen hård masse, som er egnet til å danne grunnelementet i en fyrstikk som kan tennes og slukkes flere ganger, hvilken blanding forøvrig inneholder visse velkjente ingredienser for bruk i fyrstikker, såsom et oksygenavgivende stoff, et brennbart stoff, et stoff til modifi-sering av forbrenningen og et bindestoff; den inneholder også en normalt væskeformet monomer bestanddel som tjener som oppløsningsstoff for de forskjellige ingredienser og er istand til på stedet å polymeriseres for intimt å kunne motta, innen-for den utformede ikke porøse masse, utformningen av ingrediensene, hvorved man unngår at de forbrenningsregulerende stoffer unnslipper. Oppfinnelsen omfatter således ikke bruk av oppløsninger som vil kunne fordampe under fremstillingen av fyrstikken.

I alminnelighet omfatter fyrstikken som kan tennes og benyttes flere ganger ifølge oppfinnelsen en intim blanding av et oksygenavgivende stoff, som kan være av velkjent art såsom f.eks.kaliumklorat samt andre klorater og perklorater, og nitrater såsom kaliumnitrat, blynitrat, osv., samt bikromater osv. I blandingen er likeledes inkludert, som en forholdsvis stor kompo-nent av denne, et stoff til regulering av forbrenningen, hvilket stoff er egnet til å brenne uten å etterlate rester. Et slikt forbrenningsregulerende stoff inneholder polymere av aldehyder såsom metaldehyd og trioksan, samt derivater av ammoniakk såsom heksametylentetramin og liknende. Det skal bemerkes at sammensetninger av denne type har en kjølende virkning, således at fyrstikken, til tross for det forholdsvis store innhold av oksyderende stoffer, lett kan slukkes ved at man blåser på den eller ved å vifte den i luften. Videre bevirker et slikt forbrenningsregulerende stoff at man lett kan tenne fyrstikken ved å stryke den mot en passende overflate, hvorved stoffet fremmer en jevn brenning.

Sammensetningen ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter også et forbrenningsbefordrende stoff, såsom især mangandioksyd og andre som likeledes er kj ent. Sam-men med de foran nevnte ingredienser finnes også et bindemiddel som kan være av et eller annet passende brennbart materiale, såsom cellulosenitrat, som man hittil har brukt i stor utstrekning. Celluloseacetat er også en sammensetning som er egnet for bruk som bindemiddel i foreliggende oppfinnelse. Det må imidlertid særlig bemerkes ved foreliggende oppfinnelse at bindemidlet ikke er løst i en oppløsning, slik som det hittil har vært praktisert.

I blandingen kan det videre finnes forholdsvis små mengder av pentaerytritol og ferrisulfat, som gir en mere jevn brenning.

Som dispergeringsmiddel for delene i den fyrstikk som skal dannes finnes en væskeformet monomer bestanddel, som vil polymerisere på stedet på grunn av en ka-talytisk påvirkning, for dannelse av en fast, tett harpiks som gir en homogen masse i de ingredienser som dispergeres. Den således formede faste polymer vil omslutte enhver partikkel og derved sikre denne mot å forsvinne eller tapes. Blant de monomere som er egnet for et slikt formål kan nevnes monometylmetakrylat, styren, polysulfider, akrylonitril, metylakrylat og liknende stoffer. Det således formede polymere vil brenne lett, slik at harpiksen ikke kommer i strid med de ønskede brenningskarakteristikker i fyrstikken. Som det vil fremgå av det føl-gende må man særlig bemerke at fyrstikken ifølge oppfinnelsen ikke krever bruk av en oppløsning, slik at man i den resulterende herdede masse unngår mellomrom eller hulrom, som tidligere har oppstått i fyrstikker som er fremstilt av stoffer som inneholder en oppløsning. Fyrstikken ifølge oppfinnelsen har således ikke åpninger som ville kunne medføre at det forbrennings-kontrollerende stoff unnslapp, idet dette stoff er låst fast inne i massen.

Under henvisning til tegningen, som viser foretrukne utførelsesformer for oppfinnelsen, betegner A i alminnelighet en homogen fyrstikk som er hård, har en forholdsvis stor tetthet, og består av ensartet fordelte ingredienser, som vil bli beskrevet i detalj nedenfor; fyrstikkens legeme er dekket av en tynn film B av f. eks. regenerert cellulose, celluloseacetat eller andre hinnedannende materialer som vil hindre flammen fra å brenne hurtigere på den ytre overflate enn i midten. Hinnen eller det dekkende materiale for dette generelle formål er velkjent og kan bestå av f. eks. po-lyvinylacetat, polyvinylklorid, osv.

Fyrstikklegemet A, som er utformet i overensstemmelse med oppfinnelsen, er sammensatt av følgende stoffer:

Ovenstående kan benyttes for prepa-rering av fyrstikker som har de ønskede karakteristikker, således som de tidligere er beskrevet.

Som eksempel kan følgende oppskrift benyttes for fremstilling av en fyrstikk ifølge oppfinnelsen (ingrediensene nevnes i overensstemmelse med den ovenfor generelle formel):

Ved bruk av den foranstående oppskrift er fremgangsmåten for utformningen av en fyrstikk ifølge oppfinnelsen følgende, idet den foranstående oppskrift bare må betraktes som et utførelseseksempel.

Cellulosenitratet anbringes i oppløs-ning i en væskeformet monomer, eller i dette tilfelle mono-metylmetakrylat, og derpå tilsettes benzoylperoksyd som tjener som katalysator for frembringelse av polymerisasjonen av den monomere. Med cellulosenitratet slik oppløst dannes de andre ingredienser i form av fast materiale med meget små partikler, såsom kaliumklorat, metaldehyd, mangandioksyd, pentaerytritol og ferrisulfat, hvilken oppløsning blir plastisk i tiltagende grad. Den resulterende masse kan deretter ekstruderes gjennom en pasende dyse, slik at den får stangform. De således formede stenger innhylles derpå i en ugjennomtrengelig hinne av f. eks. polyetylen, som forhindrer fordampning av monomer i fuktig tilstand, hvilket ellers skjer ved den konvensjonelle fremgangs-måte. Polymeriseringen kan fremskyndes ved hjelp av velkjente såkalte «ikke kata-lytiske» midler, inklusive bruk av varme-kilder eller fotokjemisk energi.

Etter fuktingen vil den ugjennom-trengelige hinne bli fjernet og stengene kan deretter skjæres i stykker av forut bestemt lengde for dannelse av fyrstikklegemet, slik som vist ved A på tegningen.

Den ovenfor beskrevne tynne hinne B

påføres derpå fyrstikkens legeme.

Det skal bemerkes at på grunn av den homogene karakter av fyrstikklegemet A og dettes stabile karakter og maksimale holdbarhet, som er oppnådd ved bruken av den monomere, vil den fremstilte fyrstikk være konstant i sine anvendelsesegenskaper over en forholdsvis lang levetid. Fyrstikken ifølge foreliggende oppfinnelse vil således kunne tennes og slukkes med samme letthet fra første til siste gangs bruk, og den vil i sin lange levetid brenne med en ensartet flamme. Når den ikke brukes, vil det ikke forekomme uønsket tap av det forbrenningsregulerende stoff med dertil hørende luktende gasser som kan være far-lige for helbreden eller som kan innebære farer ved en voldsom eksplosjon. Fyrstikker fremstilt ifølge oppfinnelsen har på-litelige anvendelsesegenskaper som man tidligere forgjeves har søkt å finne frem til. På grunn av den store holdbarhet av det forbrenningsregulerende stoff ifølge oppfinnelsen vil stabiliteten av en fyrstikk fremstilt ifølge oppfinnelsen være stor, og fyrstikken vil tennes, brenne og slukkes på samme måte som den opprinnelig fremstilte fyrstikk.

En annen form for oppfinnelsen angår en fyrstikk som kan tennes og slukkes flere ganger, som vist ved C, hvor man har en sentral aksial kjerne 1 som er omgitt av et forbrenningslegeme 2, som igjen er om-sluttet av en plate 3.

Kjernen er sammensatt omtrent på samme måte som ved fyrstikklegemet A og består av en blanding av oksygenavgivende stoffer, såsom f. eks. kaliumklorat samt andre klorater og perklorater, nitrater, bikromater osv., en forbrenningsregulerende bestanddel bestående av polymere av aldehyder, såsom metaldehyd og trioksan samt derivater av ammoniakk såsom heksametylentetramin og liknende, et forbrennings-fremskyndende stoff såsom f. eks. mangandioksyd, og et bindemiddel såsom cellulosenitrat eller celluloseacetat. De nevnte grunnelementer er alle velkjente. Det må imidlertid bemerkes, hvilket vil fremgå tydeligere nedenfor, at bindemidlet ikke er løst i oppløsning slik som det tidligere har vært vanlig i praksis. Forbrenningsblandingen inneholder også som et dispergerende stoff en væskeformet monomer bestanddel som vil polymerisere på stedet ved en kata-lytisk aksjon for å danne en fast, homogen, ikke porøs masse, slik som anført ovenfor med hensyn til fyrstikklegemet A.

Fyrstikkene i foreliggende oppfinnelse kan også inneholde små mengder av stoffer som fører til mere jevn forbrenning, såsom f. eks. pentaerytritol og ferrisulfat.

Forbrenningsblandinger til fyrstikker som kan tennes og slukkes flere ganger og som er utformet til kjerner ifølge foreliggende oppfinnelse kan ha følgende alminnelige formel:

Bare som et eksempel kan følgende formel benyttes ved fremstilling av en kjerne til en fyrstikk ifølge ovenstående formel (med de ingredienser som der er nevnt).

Ved benyttelse av ovenstående formler, som bare må betraktes som utførelseseks-empler, kan fremgangsmåten for en intim blanding av de i formlene nevnte ingredienser være som følger: Cellulosenitratet oppløses i væskemonomeren eller i dette tilfelle mono-metylmetakrylat, hvorpå det tilsettes bezoylper-oksyd som tjener som katalysator for frembringelse av polymeriseringen av monomeren. Med det således oppløste cellulosenitrat blandes de andre ingredienser, såsom faste materialer i små partikler, dvs. kaliumklorat, metaldehyd, mangandioksyd, pentaerytritol og ferrisulfat i oppløsningen, som blir ytterligere plastisk.

Som vist nedenfor er kjernen 1, som er utformet i overensstemmelse med ovenstående, omgitt av et forbrenningslegeme 2 som kan være fritt for oksyderende stoffer, og da det har mindre utstyr i denne ret-ning enn kjernen, vil det være mindre til-bøyelig til lett tenning, men på den annen side vil det fremby stabile, jevnt brennende karakteristikker. Forbrenningslegemet 2 er utformet i hovedsaken av et forbrenningsregulerende stoff, såsom f. eks. metaldehyd, som av det væskeformede monomere stoff av den art som benyttes i utformningen av kjernen vil hindres i å fordampe. Hittil har fyrstikkonstruksj onen som benytter et om-liggende forbrenningslegeme omkring en sentral del vært sammensatt av et stoff med lav forbrenningshastighet og et bindemiddel, med det resultat at slike stoffer forsvinner kontinuerlig og derfor gjør fyrstikklegemet uegnet for formålet.

Forbrenningslegemet 2, som er utformet ifølge oppfinnelsen, kan ha følgende alminnelige formel:

Som et utførelseseksempel kan føl-gende formel anvendes for fremstilling av et forbrenningslegeme i en fyrstikk ifølge de ovenfor beskrevne formler (med de an-gitte ingredienser).

Ved benyttelse av de ovenfor beskrevne formler, som bare må betraktes som ut-førelseseksempler, kan fremgangsmåten for blanding av ingrediensene i forbrenningslegemet skje på følgende måte: Cellulosenitratet bringes til oppløsning i væskemonomeren eller i dette tilfelle mono-metylmetakrylat, hvorpå det tilsettes benzoylperoksyd, som tjener som katalysator for frembringelse av polymerisasjonen av monomeren. Med det således oppløste cellulosenitrat dannes derpå borsyre og trioksan i oppløsningen, som blir ytterligere plastisk.

Den nå plastiske kjerne 1 og forbrenningslegemet 2 ekstruderes derpå av en compound extruder, slik at forbrenningslegemet anbringes omkring den sentrale kjerne. Etter ekstruderingen underkastes kjerne og legeme, som nå er forbundet, en fuktning som kan skje på konvensjonell måte og hvorunder det ekstruderte monomere materiale i såvel kjernen som forbrenningslegemet vil polymerisere til en harpiks med stor tetthet og hårdhet. Polymerisasjonen kan fremskyndes ved hjelp av velkjente såkalte «ikke-katalyserende» midler, inklusive bruk av varme eller fotokjemiske energikilder. Det er imidlertid nødvendig at den monomere under fuktningsprosessen hindres fra å unnslippe. Forskjellige forholdsregler kan benyttes for å hindre en slik unnvikelse, såsom f. eks. anbringelse av en ugjenomtrengelig hinne såsom polyetylen omkring forbrenningslegemet, hvilken hinne hindrer fordampnin-gen av den monomere eller, hvis man øn-sker det, kan fuktningsprosessen skje i en autoklav under lufttrykk eller under påvirkning av en ikke-påvirkbar gass for på den måte å hindre monomeren fra å unnslippe.

Etter fuktningen fjernes den ugjen-nomtrengelige hinne, hvis en slik er benyttet, og de nå herdede stangliknende deler dekkes permanent med en tynn hinne 3 av f. eks. regenerert cellulose, celluloseacetat eller et annet hinnemateriale som vil for-hindre flammen fra å brenne hurtigere på den ytre overflate av legemet enn i midten. Hinner eller annet dekkende materiale for dette formål er velkjente, såsom polyvinyl-acetat, polyvinylklorid, osv.

Den nå platedekkede stang kan av-skjæres i stykker av en forut bestemt lengde

for dannelse av fyrstikklegemene, som fortrinnsvis kan være skrått avskåret ved den ene ende for på denne måte å blottlegge kjernen.

Under henvisning til ovenstående skal det bemerkes at kjernen vist ved 1 på tegningen inneholder oksyderende stoffer, mens forbrenningslegemet 2 er fritt for slike stoffer. Kjernen 1 er således innrettet til lett tenning og slukking i forhold til forbrenningslegemet, idet dette siste som i en vesentlig grad omfatter det forbrenningsregulerende stoff, gir en stabil langsom brenning i fyrstikken A når den tennes. Borsyren i trioksanen i forbrenningslegemet 2 gir samme regulerende egenskaper og er i besiddelse av den ønskede plastisitet. Det må bemerkes at kjernen og forbrenningslegemet begge er homogene og begge er innrettet for maksimal konstans ved opptagelse av den nå polymeriserte monomer, idet den endelig utformede tenn-stikk vil være konstant med hensyn til sine operative egenskaper over en forholdsvis lang levetid.

Under henvisning til figurene 5, 6 og 7 betegner D en fyrstikk ifølge oppfinnelsen, bestående av en forbrenningsblanding 4 som er omgitt av en hinne eller et plateformet organ 5, som er rullet om seg selv til et legeme av en forut bestemt tykkelse. I dets tverrsnitt, som fortrinnsvis er ringformet, vil legemet således være sammensatt av skiftevis kontinuerlige lag av et plateformet organ 5 og forbrenningsblandingen 4, hvilket lag ligger i spiralform som begynner i midten og med stadig vok-sende radius.

Forbrenningsblandingen 4 er sammensatt av de samme ingredienser og forbundet på samme måte som forbrenningskjer-nen 1, som beskrevet ovenfor. Ved fremstillingen av denne er imidlertid den plastiske masse i hvilken ingrediensene er for-delt, ikke anbrakt i en ekstruder, som ved kjernen 2, men er spredt eller på annen måte tilsatt i et relativt tynt lag på et snitt av hinnen 5, såsom en polymer av etylen, men kan også bestå av andre polyolefiner såsom polypropylen, polybutylen eller sammensetninger av disse, samt av polystyren eller polyvinylalkohol. Silke hinner kan fortrinnsvis ha en tykkelse på ca. 0,025 mm, er brennbare med en forholdsvis høy mole-kylarvekt, og består av voksliknende materiale. Det påførte lag av forbrennbart materiale vil fortrinnsvis ha en tykkelse på omkring 0,25 mm; det nevnte lag er vist ved 5 på tegningen, mens det tilførte lag av brennbart materiale er betegnet med 4. Etter påføring av blandingen 4 på hinnen 5 blir denne siste straks rullet om seg selv til en tett rull som danner et langstrakt legeme med ringformet tverrsnitt i hvilket hinnen og den brennbare blanding danner skiftevis lag langs spiralene (fig. 6). Det opprullede legeme underkastes deretter en fuktning, som kan utføres ved hjelp av konvensjonelle fremgangsmåter. Under fuktningen vil det monomere materiale polymerisere til en harpiks med stor tetthet og hårdhet og vil ytterligere tjene til å forene hinnen og blandingen til en samlet enhet. Polymerisasjonen kan fremskyndes ved hjelp av de velkjente såkalte «ikke-ka-talytiske» midler, som inkluderer bruk av termiske eller fotokjemiske energikilder.

Etter fuktningen kan de nå dannede hårde, langstrakte legemer skjæres i stykker av en forut bestemt lengde, som utgjør det ferdige fyrstikklegeme som vist ved D i fig. 5.

Fyrstikken D vil på grunn av sin ene-stående konstruksjon være fysisk sterkere enn de hittil kjente fyrstikker av denne art, og vil dessuten ha andre eiendomme-ligheter som er særlig betegnende for en fyrstikk ifølge oppfinnelsen, såsom f. eks. at man under fremstillingen kan benytte en forholdsvis redusert mengde av et forbrenningsregulerende stoff uten at man minsker kvaliteten med hensyn til antennelse, slukking og brenning av fyrstikken og som ennvidere tillater en forholdsvis øket konsentrasjon av antenningsingredi-ensene, for på den måte å øke fyrstikkens følsomhet. Videre bidrar hinnematerialet til forbrenningsregulering og brenner uten å etterlate merkbare rester. På denne måte kan fyrstikker konstruert ifølge oppfinnelsen fremstilles økonomisk, de er holdbare i en lang levetid og har konstante bruksegen-skaper.

Claims (5)

1. Fyrstikk som kan tennes og slukkes flere ganger og bestående av et oksygenavgivende stoff, en brennbar grunnmasse, et forbrenningsbefordrende stoff og et bindemiddel, karakterisert ved at den også inneholder et væskeformet monomert stoff som er i stand til på stedet å polymeriseres til en tett og hård, homogen masse.

2. Fyrstikk ifølge påstand 1, karakterisert ved at det væskeformede monomere stoff gjør tjeneste som disper-geringsstoff for å bevare alle de forskjellige fyrstikkingredienser i den ikke porøse, homogene masse.

3. Fyrstikk ifølge påstand 1—2, karakterisert ved at den væskeformede monomer består av mono-metylmetakrylat, styren, polysulfider, vinylklorid, akrylnitril og metylakrylat.

4. Fyrstikk ifølge påstand 1—3, k a-raktersert ved at det brennbare legeme som består av en brennbar grunnmasse og det væskeformede monomere stoff omgir den brennbare kjerne, og at en hinnelignende plate ligger rundt det brennbare legemet.

5. Fyrstikk ifølge enhver av de fore-gående påstander, karakterisert ved at den omfatter et legeme med skiftevis lag av plateformede organer, bestående av polyolefiner og kombinasjoner derav, samt polyvinylalkohol.