(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炎色金属の塩類または酸化物を含むガラス組成を有する原料混合物を加熱昇温し、前記炎色金属の塩類等を予め熱分解させて仮焼結状態または溶融ガラス状態とした中間素材を設け、該中間素材を粉砕した粉砕物に液体と必要に応じてバインダーを混合して粘性液状炎色材とし、この粘性液状炎色材を支持基材に保持させた後、そのガラス化融点以上に加熱して支持基材に炎色材を融着させることを特徴とするバーナー用炎色部材の製造方法。
【請求項２】
前記中間素材の粉砕物に、さらに低融ガラス材を添加したことを特徴とする請求項１に記載のバーナー用炎色部材の製造方法。
【請求項３】
炎色金属の塩類または酸化物を含むガラス組成を有する原料混合物に、液体と必要に応じてバインダーを混合して粘性液状炎色材とし、この粘性液状炎色材を支持基材に保持させた後、そのガラス化融点以上に加熱して支持基材に炎色材を融着させるについて、
前記原料混合物に熱分解温度が炎色材のガラス化融点以下の化合物を含み、この熱分解温度近傍での昇温速度を遅くすることを特徴とするバーナー用炎色部材の製造方法。
【請求項４】
前記液体の蒸発温度またはバインダーの焼失温度近傍での昇温速度を遅くすることを特徴とする請求項３に記載のバーナー用炎色部材の製造方法。
【請求項５】
前記炎色金属の塩類または酸化物は、熱分解温度が炎色材のガラス化融点以下で、融点が炎色材のガラス化融点以上のものであることを特徴とする請求項３に記載のバーナー用炎色部材の製造方法。
【請求項６】
炎色金属の塩類を含むガラス組成を有する原料混合物に、液体と必要に応じてバインダーを混合して粘性液状炎色材とし、この粘性液状炎色材を支持基材に保持させた後、そのガラス化融点以上に加熱して支持基材に炎色材を融着させるについて、
前記原料混合物に含まれる化合物は熱分解温度が炎色材のガラス化融点以上であり溶融ガラス化時に溶融混在させることを特徴とするバーナー用炎色部材の製造方法。
【請求項７】
前記炎色金属の塩類は、熱分解温度が炎色材のガラス化融点以上で、融点が炎色材のガラス化融点以下のものであることを特徴とする請求項６に記載のバーナー用炎色部材の製造方法。
【請求項８】
前記原料混合物に低融ガラス材を配合したことを特徴とする請求項１，３〜７のいずれかに記載のバーナー用炎色部材の製造方法。
【請求項９】
炎色金属の塩類または酸化物を含むガラス組成を有する原料混合物を加熱昇温し、前記炎色金属の塩類等を予め熱分解させて仮焼結状態または溶融ガラス状態とした中間素材を設け、該中間素材を粉砕してなることを特徴とする炎色素材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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、そのバーナーによって燃焼しているガス炎の色を炎色反応によって着色するバーナー用炎色部材の製造方法および炎色素材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材を製造する方法が知られている。
【０００７】
一方、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は、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一方、前記のような支持基材に単に炎色反応物を焼き付けるだけのものでは、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材を得るのが困難であった。
【０００８】
つまり、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を、ループ状またはコイル状の支持基材に塗着または浸漬してこの炎色材を付着させてから焼き付けて炎色部材とし、この炎色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部材に亀裂が生じて、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る。
【０００９】
また、炎色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蒸発して消耗するものであり、その使用に応じて炎色金属の蒸発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、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、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】
このように、前記炎色材の特性としては、炎色材が支持基材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】
上記目的を達成するため、特開平８−１４３３２６号、特開平８−１４５３５６号、特開平８−１５９４６９号、特開平８−２９６８４９号に見られるように、炎色部材に炎色反応を示す金属の酸化物または塩類を炎色材とし、該炎色材と目的とする炎色に影響を及ぼさずに混合溶融してガラス化する金属酸化物を適量混合したものを支持基材に焼き付けるか、或いはさらに炎色部材を炎色材支持基材に強固に固着するために低融点ガラス材を混合溶融して焼き付けてバーナー用炎色部材を製造する方法を提案している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかして、ガラス質炎色材を支持基材に融着させる場合、炎色材のガラス化のための配合組成として炎色金属の酸化物を用いる場合は問題ないが、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩等の炎色金属の塩類を用いる場合、炎色材の支持基材への融着が良好に行えず、炎色材担持量が不足し、発色性および耐久性が十分に得られない問題を有する。
【００１３】
つまり、炎色成分を含有するガラス質炎色材を水等の液体および必要に応じてバインダーを添加して粘性液状として支持基材に保持させて加熱し焼き付けを行ったときに、上記のような炎色金属の塩類は、熱分解により炎色金属は酸化物となって他の金属酸化物と溶融しガラス化するものと、熱分解温度がガラス化融点より高いものは他の成分のガラス化溶融物中に溶融混在することになる。これと共に、粉体状の炎色材を粘性液状として支持基材へ塗着または浸漬によって保持させるために混合した水等の液体および糊材等のバインダーが、融着用の加熱に伴って蒸発および焼失した後には、粉状炎色材は弱い固定力によって支持基材に対して固着しているものであって、これが融点を越えて溶融ガラス化すると堅固に固着するものであるが、溶融ガラス化するまでの昇温過程で、炎色金属その他の化合物の塩類の熱分解に伴うガスが急激に発生すると、溶融ガラス化する前の弱い結合状態の炎色材に、熱分解ガスの発生に伴って発泡が起こり、炎色材が割れて飛散し支持基材への炎色材の担持がうまく行われないことになる。
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、焼き付け過程における熱分解ガスの発生を抑制して良好な炎色材の担持が行えるようにしたバーナー用炎色部材の製造方法およびその製造方法に供する炎色素材を提供せんとするものである。
【００１５】
【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バーナー用炎色部材の製造方法は、炎色金属の塩類または酸化物を含むガラス組成を有する原料混合物を加熱昇温し、前記炎色金属の塩類等を予め熱分解させて仮焼結状態または溶融ガラス状態とした中間素材を設け、該中間素材を粉砕した粉砕物に液体と必要に応じてバインダーを混合して粘性液状炎色材とし、この粘性液状炎色材を支持基材に保持させた後、そのガラス化融点以上に加熱して支持基材に炎色材を融着させることを特徴とするものである。
【００１６】
なお、上記中間素材の粉砕物に、さらに低融ガラス材を添加すると支持基材への融着がより強固となり好適である。
【００１７】
また、本発明の炎色素材は、炎色金属の塩類または酸化物を含むガラス組成を有する原料混合物を加熱昇温し、前記炎色金属の塩類等を予め熱分解させて仮焼結状態または溶融ガラス状態とした中間素材を設け、該中間素材を粉砕してなるものである。
【００１８】
本発明の他のバーナー用炎色部材の製造方法は、炎色金属の塩類または酸化物を含むガラス組成を有する原料混合物に、液体と必要に応じてバインダーを混合して粘性液状炎色材とし、この粘性液状炎色材を支持基材に保持させた後、そのガラス化融点以上に加熱して支持基材に炎色材を融着させるについて、前記原料混合物に熱分解温度が炎色材のガラス化融点以下の化合物を含み、この熱分解温度近傍での昇温速度を遅くすることを特徴とするものである。
【００１９】
また、前記液体の蒸発温度またはバインダーの焼失温度近傍でも昇温速度を遅くするようにしてもよい。
【００２０】
この熱分解温度が炎色材のガラス化融点以下の炎色金属の塩類または酸化物としては、その融点は炎色材のガラス化融点以上であるものを使用してもよい。
【００２１】
本発明のさらに他のバーナー用炎色部材の製造方法は、炎色金属の塩類を含むガラス組成を有する原料混合物に、液体と必要に応じてバインダーを混合して粘性液状炎色材とし、この粘性液状炎色材を支持基材に保持させた後、そのガラス化融点以上に加熱して支持基材に炎色材を融着させるについて、前記原料混合物に含まれる化合物は熱分解温度が炎色材のガラス化融点以上であり溶融ガラス化時に溶融混在させることを特徴とするものである。
【００２２】
また、上記熱分解温度が炎色材のガラス化融点以上の炎色金属の塩類としては、その融点は炎色材のガラス化融点以下であるものを使用してもよい。
【００２３】
なお、前記各発明の原料混合物に低融ガラス材を配合するのが支持基材への炎色材の融着がより強固となり好適である。
【００２４】
上記のような本発明によって製造した炎色部材の炎色材は、アルカリ金属、アルカリ土類金属等の塩類が熱分解した酸化物またはそのままを他の金属酸化物と溶融ガラス化しまたは溶融混在したものあるいは炎色部材の支持基材への密着をよくするための低融点ガラスを混合したもので構成され、この炎色部材をバーナーに設置すると、ガラス化した炎色材中の炎色金属酸化物または炎色金属塩はバーナー炎中で還元または熱分解され、炎色金属原子に解離され、この炎色金属原子がさらにバーナー炎中の高温部で発色する炎色反応が得られ、炎に着色するものである。
【００２５】
【発明の効果】
上記のような本発明によれば、炎色金属の塩類または酸化物を含むガラス組成を有する原料混合物を加熱し炎色金属の塩類等を予め熱分解させた中間素材を粉砕した粉砕物に液体と必要に応じてバインダーを混合して粘性液状炎色材とし、この粘性液状炎色材を支持基材に保持させて加熱して支持基材に炎色材を融着させるようにしたことにより、融着時の昇温過程では熱分解ガスの発生はなく、粉状炎色材が弱い結合力で支持基材に固定されている溶融ガラス化以前の温度域での分解ガスの発生に伴う炎色材の飛散による担持量の減少がなく、良好に融着が行えると共に、融着時の昇温速度が高められ生産性が向上できる。
【００２６】
また、本発明の炎色金属の塩類または酸化物を含むガラス組成を有する原料混合物を加熱昇温して仮焼結状態または溶融ガラス状態とした中間素材を粉砕してなる炎色素材によれば、これに液体と必要に応じてバインダーを混合した粘性液状炎色材を支持基材に保持させた後、そのガラス化融点以上に加熱して支持基材に炎色材を融着させることで簡易に良好なバーナー用炎色部材が製造できる。
【００２７】
一方、炎色金属の塩類または酸化物を含むガラス組成を有する原料混合物に、液体と必要に応じてバインダーを混合した粘性液状炎色材を支持基材に保持させて加熱して支持基材に炎色材を融着させるについて、前記原料混合物に熱分解温度が炎色材のガラス化融点以下の化合物を含み、この熱分解温度近傍での昇温速度を分解ガスの発生が緩慢となるように遅くしたものでは、昇温過程で支持基材に対する粉状炎色材の結合力が弱いときにガスが発生しても、昇温速度が遅いことでそのガス発生によっては粉状炎色材は飛散することなく保持され、その後の昇温で良好に融着することができる。この場合に、上記炎色金属の塩類または酸化物の融点はガラス化融点以上であっても、良好な融着が行える。
【００２８】
その際、粘性液状炎色材に混合した液体の蒸発温度またはバインダーの焼失温度の近傍においても昇温速度を遅くすると、より一層良好な融着が行える。
【００２９】
さらに、炎色金属の塩類を含むガラス組成を有する原料混合物に、液体と必要に応じてバインダーを混合した粘性液状炎色材を支持基材に保持させて加熱して支持基材に炎色材を融着させるについて、前記原料混合物に含まれる化合物はその熱分解温度が炎色材のガラス化融点以上で溶融ガラス化時に溶融混在させるものでは、溶融ガラス化までの昇温過程での熱分解ガスの発生は生起せず、溶融前の弱い結合状態の粉状炎色材がガス発生によって飛散することなく、良好な融着が行えると共に、昇温速度の上昇により生産性が向上できる。この場合に、上記炎色金属の塩類の融点は炎色材のガラスが融点以下であっても、良好な融着が行える。
【００３０】
なお、前記各発明の原料混合物または中間素材に低融ガラス材を配合するようにしたものでは、ガラス化がさらに良好となって支持基材への炎色材の融着がより強固となる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のバーナー用炎色部材の製造方法についての実施の形態を説明する。
【００３２】
本発明方法の基本的な工程は、炎色材の原料として炎色金属の塩類または酸化物とこれと溶融してガラス化する金属酸化物または塩とさらに場合によって低融ガラス材とを使用し、この炎色組成に水等の液体と必要に応じてバインダーを混合して粘性液状炎色材とし、この粘性液状炎色材を支持基材に塗着または浸漬によって保持させた後、そのガラス化融点以上に加熱しガラス化して支持基材に炎色材を融着させるものであり、炎色反応を示す金属塩その他の配合組成化合物の熱分解温度により昇温条件の設定、または、製造工程の変更によってガスの発生に伴う担持性の低下を防止するものである。
【００３３】
ここで、上記のような炎色材の支持基材への焼き付け過程をみると、配合組成がガラス化して支持基材に融着する温度まで昇温させるが、１００℃〜２００℃の範囲で水等の液体は蒸発し、バインダーは粉状炎色材の配合組成を支持基材に固着させた後焼失し、その後は、粉状炎色材は弱い結合状態で保持されている。この状態からさらに昇温すると８００℃前後でガラス化が開始され、溶融した化合物はその表面張力によりまとまり、支持部材に対して良好な融着状態を得ることができる。
【００３４】
炎色反応を示す金属塩または酸化物に混合する金属酸化物または塩は、炎色に影響を及ぼさないと共に所定温度範囲（８００℃前後）でガラス化する素材を選択する。
【００３５】
前記炎色金属の塩としては、それぞれの発色に対応する炎色金属につき各種の化合物を利用することができる。これらの炎色金属塩は一般に昇温過程で熱分解し、塩基は酸素で置換され酸化物となりガラス化するものを選定する。この際、分解ガスが発生する。一方、昇温過程で溶融し、炎色材ガラス中に混在させることもある。
【００３６】
炎色反応を示す炎色金属としてはアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属が用いられ、それぞれの原子が高温炎中で発光する発光色については公知であり、これらの内で、橙黄色にはＮａを、赤色にはＬｉを、緑色にはＣｕを用いることが多く、これらの炎色金属における塩の化合物の例と、その熱分解反応の事例を次に示す。なお、反応に伴って発生する分解ガスについては↑を付記している。
【００３７】
まず、橙黄色の炎色金属としてのＮａについて示すと、
Ｎａ２ＣＯ３    →Ｎａ２Ｏ＋ＣＯ２↑
Ｎａ２ＳＯ４      →Ｎａ２Ｏ＋ＳＯ４↑
ＮａＮＯ３      →Ｎａ２Ｏ＋ＮＯ↑＋Ｏ２↑
ＮａＣｌ＋Ｏ２  →Ｎａ２Ｏ＋Ｃｌ２↑
ＮａＯＨ        →Ｎａ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ↑
などが挙げられる。
【００３８】
また、赤色炎色金属としてのＬｉについて示すと、
Ｌｉ２ＣＯ３      →Ｌｉ２Ｏ＋ＣＯ２↑
Ｌｉ２ＳＯ４      →Ｌｉ２Ｏ＋ＳＯ３↑
ＬｉＮＯ３      →Ｌｉ２Ｏ＋ＮＯ↑＋Ｏ２↑
ＬｉＣｌ＋Ｏ２  →Ｌｉ２Ｏ＋Ｃｌ２↑
ＬｉＯＨ        →Ｌｉ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ↑
などが挙げられる。
【００３９】
さらに、緑色の炎色金属としてのＣｕについて示すと、
Ｃｕ２ＣＯ３      →Ｃｕ２Ｏ＋ＣＯ２↑
ＣｕＳＯ４        →ＣｕＯ＋ＳＯ３↑
Ｃｕ（ＮＯ３）２  →ＣｕＯ＋ＮＯ↑＋Ｏ２↑
ＣｕＣｌ２＋Ｏ２→ＣｕＯ＋Ｃｌ２↑
Ｃｕ（ＯＨ）２    →ＣｕＯ＋Ｈ２Ｏ↑
などが挙げられる。
【００４０】
これらの反応においてはいずれも上記の通り酸化物に変化するが、その反応を生起する熱分解温度はそれぞれ異なる。その温度としては、例えば上記ナトリウム塩について熱分析計で実測すると、Ｎａ２ＣＯ３は３３８．６℃、ＮａＮＯ３は３８０℃付近、ＮａＯＨは１７１℃で熱分解を起こしている。一方、Ｎａ２ＳＯ４は２２２℃および２７６℃で結晶変態を起こすが熱分解はガラス化温度までは起こらない。ＮａＣｌも同様にガラス化温度までの熱分解はない。また、上記リチウム塩および銅塩についても同様な熱分解温度特性を有している。
【００４１】
そして、上記のような熱分解温度の異なる炎色金属の塩類その他の配合組成に含まれる化合物の熱分解温度に対応して製造方法の形態が異なるものである。
【００４２】
第１の形態としては、炎色金属の塩類または酸化物を含むガラス組成を有する原料混合物を加熱昇温し、原料混合物中の炎色金属の塩類等の熱分解化合物を予め熱分解させて仮焼結状態または溶融ガラス状態とした中間素材とし、この中間素材を粉砕した粉砕物による炎色素材を得る。そして、該炎色素材に液体と必要に応じてバインダーを混合して粘性液状炎色材とし、この粘性液状炎色材を支持基材に保持させた後、そのガラス化融点以上に加熱して支持基材に炎色材を融着させるものである。この形態に適用する炎色金属の塩その他の配合組成は特に限定されないが、その熱分解温度が炎色材のガラス化融点より低いもの、例えば、Ｎａ２ＣＯ３，ＮａＨＣＯ３，ＮａＮＯ３，Ｃｕ２ＣＯ３等を選択配合する場合に適用するのが望ましい。
【００４３】
この形態では、予め原料混合物を加熱して熱分解させて分解ガスを発生させることで、粘性液状炎色材の支持基材への溶着時には分解ガスの発生がなく、急加熱が可能となる。
【００４４】
第２の形態としては、炎色金属の塩類または酸化物を含むガラス組成を有する原料混合物に、液体と必要に応じてバインダーを混合して粘性液状炎色材とし、この粘性液状炎色材を支持基材に保持させた後、そのガラス化融点以上に加熱して支持基材に炎色材を融着させるについて、前記原料混合物に熱分解温度が炎色材のガラス化融点以下の化合物を含み、この熱分解温度近傍での昇温速度を遅くするものであって、この形態に適用する炎色金属の塩としては、例えば、Ｎａ２ＣＯ３，ＮａＮＯ３，ＮａＯＨ等について適用するのが望ましい。また、前記液体の蒸発温度またはバインダーの焼失温度近傍でも昇温速度を遅くしてもよい。そして、この熱分解温度が炎色材のガラス化融点以下の炎色金属の塩類または酸化物としては、その融点は炎色材のガラス化融点以上であるものを使用してもよい。
【００４５】
この形態では、昇温過程の途中で分解ガスが発生するものであり、その昇温速度が遅いことでガスの発生が緩慢となって結合力の弱い炎色材であっても飛散することなく溶着が行える。また、粘性液状炎色材から液体またはバインダーが揮発する際の昇温速度を遅くすると、より一層炎色材の飛散がなく溶着できる。
【００４６】
第３の形態としては、炎色金属の塩類を含むガラス組成を有する原料混合物に、液体と必要に応じてバインダーを混合して粘性液状炎色材とし、この粘性液状炎色材を支持基材に保持させた後、その融点以上に加熱して支持基材に炎色材を融着させるについて、前記原料混合物に含まれる化合物は熱分解温度が炎色材のガラス化融点以上で溶融ガラス化時に酸化物に変化させるか或いはそのまま炎色材ガラス組成に溶融混在させるものであって、例えば８００℃前後からこれ以上の比較的高い熱分解温度のＮａ２ＳＯ４，ＮａＣｌ，Ｌｉ２ＳＯ４，ＬｉＣｌ，ＣｕＣｌ２等の炎色金属の塩化物等のハロゲン化物について適用する。
【００４７】
また、上記熱分解温度が炎色材のガラス化融点以上であるが、融点は炎色材のガラス化融点以下である炎色金属の塩類を使用してもよく、例えば、Ｌｉ２ＣＯ３は熱分解温度が１５００℃、融点が７２６℃であり、ＬｉＯＨは熱分解温度が９２４℃、融点が４５０℃であり、これらはガラス化温度以上で溶融し炎色ガラス中に溶融混在することになる。
【００４８】
この形態では、炎色材が溶融ガラス化する際に塩類も分解ガラス化するもの、或いはそのまま溶融混在するものであり、それ以前の昇温過程での分解ガスの発生はなく、急加熱が可能である。
【００４９】
なお、前記各形態における原料混合物に低融ガラス材を配合すると支持基材への炎色材の融着がより強固となる。同様に第１の形態における中間素材に低融ガラス材を配合しても同様の機能が得られる。
【００５０】
次に、ガス燃焼器具としてのガスライターへ設置するバーナー用炎色部材の製造について具体的に説明する。図１および図２は炎色部材の作製工程を順に示す正面図、図３は炎色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。
【００５１】
まず、図１（Ｃ）に示すように、炎色部材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材２と、該支持基材２に融着したガラス化合物によるガラス球状の炎色材３とで構成されている。
【００５２】
前記支持基材２は、図１（Ａ）に示すように、ニクロム線の中央部分がループ状に２回巻かれて保持部２ａが形成され、この保持部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、保持部２ａの直径（外径）が約１．０ｍｍに形成される。
【００５３】
また、他の形態の炎色部材５は、図２（Ｃ）に示すように、ニクロム線などの耐熱性材料によるコイル状の支持基材６と、該支持基材６に融着したガラス化合物による炎色材３とで構成されている。
【００５４】
前記支持基材６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多数回巻かれて保持部６ａが形成され、この保持部６ａの両端の直線状の部分が取付部６ｂ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、保持部６ａの内径がφ０．８ｍｍ、外径がφ１．１ｍｍ、長さが６ｍｍ、巻き数が２０、ピッチが０．３ｍｍに形成される。
【００５５】
前記支持基材２，６の保持部２ａ，６ａに融着される炎色材３は、炎色反応を示す金属塩例えば炭酸塩Ｎａ２ＣＯ３と、このれと混合溶融してガラス化する金属酸化物例えばシリカＳｉＯ２および低融ガラス材（以下、ガラスフリット）との混合材料に水とバインダーを混合してを粘性液状炎色材としてから、この粘性液状炎色材３′を図１（Ｂ），図２（Ｂ）に示すように前記支持基材２，６の保持部２ａ，６ａに塗着し、その融点以上の温度（例えば９００℃）に加熱し、溶融した化合物による炎色材３を図１（Ｃ），図２（Ｃ）のように融着してなる。
【００５６】
上記炎色材３として前述の各種ナトリウム塩を配合組成とする場合のガラス化範囲の状態図を図５に示す。図５（１）はＮａ２ＣＯ３−ＳｉＯ２−ガラスフリットの３元系素材を炎色材の出発原料とした場合で、これはガラス化の時点で同図（２）のＮａ２Ｏ−ＳｉＯ２−ガラスフリットの状態図となる。同様に同図（３）〜（６）はそれぞれ他のナトリウム塩の３元系素材を出発原料の配合組成とした場合の状態図で、これらの場合もガラス化の時点では熱分解によって同図（２）のＮａ２Ｏの状態図となる。
【００５７】
なお、図５の配合率を示す図（以下の図でも同様）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。斜線が施された内側が適正範囲である。ガラスフリットは、後述の表１のＮｏ．２の組成（以下の図でも同様）である。
【００５８】
図６は上記ガラス化以外についての特性をも考慮した総合的な３元系配合組成の適正範囲を示している。つまり、前記炎色部材１，５を、後述の図３のバーナー部に取り付け、図４の喫煙具用ライターに組み込んで使用する際に、組み込み前後における必要特性として、炎色材３の圧縮強度、バーナー中で加熱した場合の発色性、耐久性、連続着火発色耐久性等の結果を総合判定した結果の適正範囲を示している。
【００５９】
同様に赤色炎色のリチウムＬｉの場合の各金属塩とそれが分解した酸化物Ｌｉ２Ｏの三元系組成の配合比率におけるガラス化範囲、および、その他の適正を考慮した総合適正配合範囲を、図７および図８にそれぞれ示している。
【００６０】
さらに、同様に緑色炎色の銅Ｃｕの場合の各金属塩とそれが分解した酸化物ＣｕＯ，Ｃｕ２Ｏの３元系組成の配合比率におけるガラス化範囲、および、その他の適正を考慮した総合適正配合範囲を、図９ないし図１２にそれぞれ示している。なお、ガラス化の際、ＣｕＯは最終的にＣｕ２Ｏとしてガラス化するが、いずれも炎色反応としては還元されて銅原子として発色するので緑色発光となる。
【００６１】
前記ガラスフリット（低融ガラス材）は、支持基材への融着補強のために配合され、ガラス組成としては昇温過程で熱分解する組成成分は存在しないように選択すると共に、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。
【００６２】
【表１】
0003617586.tif 000002
【００６３】
上記表１におけるガラスフリットは、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による発色を阻害しないように混合して炎色材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。
【００６４】
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、強固に支持基材２に炎色材３を融着できる特性を有している。
【００６５】
ここで、前記炎色部材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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
そして、前記燃焼筒１８の燃焼管２６の上端部近傍には、前記炎色部材１が配設されている。この炎色部材１は、保持部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、炎色部材１が燃焼管２６の上端火口開口部に配設されている。
【００７３】
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次空気が攪拌、混合されて燃焼管２６内を上昇する。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
前記炎色部材１における炎色材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材３は温度上昇に伴って溶融する。この炎色材３は温度上昇に伴って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炎色金属塩が還元されて炎色金属が解離し飛散する。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炎色金属特有の波長の輝線スペクトルを発して発色し、ガス炎に着色することになる。
【００７７】
前記炎色部材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部材１を配設するものである。
【００７８】
以下に、炎色材としての金属塩の選択、配合組成および製造法の実施例を示しさらに具体的に説明する。
【００７９】
＜実施例１＞
橙黄色発色材料としてＮａ２ＣＯ３を選択し、それにＳｉＯ２とガラスフリット（ＳｉＯ２：１０％，ＺｎＯ：６５％，Ｂ２Ｏ３：２５％）を混合して、橙黄色炎色材の材料とする。配合割合は図６（１）に基づき、Ｎａ２ＣＯ３を０．４ｇ、ＳｉＯ２を０．２ｇ、ガラスフリットを０．４ｇとし、これを乳鉢にて混合し、炎色材組成成分とした。
【００８０】
このＮａ２ＣＯ３−ＳｉＯ２−ガラスフリットの３元系材料に、バインダーとして洗濯糊（ポリビニールアルコール含有）を０．５ｇ、水を０．１ｃｃ加えて粘性液状とし、それを支持基材としてのニクロム線コイル（線径φ０．１５ｍｍ，内径φ０．８ｍｍ，外径φ１．１ｍｍ，長さ６ｍｍ，巻き数２０，ピッチ０．３ｍｍ）に約２０ｍｇ塗着する。それを常温から９００℃まで１０分間の時間をかけてゆっくり昇温し、なおかつ９００℃で１０分間保持して融着させて炎色部材を作製した。
【００８１】
この昇温過程中に、組成成分のＮａ２ＣＯ３の熱分解が起こり、ＣＯ２ガスが発生する。昇温速度を上記のように遅くしたことにより分解ガスの発生が緩慢となり、炎色材の飛散を防止することができ、所定量の炎色材を支持基材に良好に担持させることができた。しかしながら、昇温速度を速めて急熱すると、Ｎａ２ＣＯ３の急激な熱分解により、ＣＯ２ガスが激しく発生し、発泡状態となり、固着しているだけの炎色材が飛散して支持基材への融着担持が不十分となった。
【００８２】
＜実施例２＞
橙黄色発色材料としてＮａＣｌを選択し、それにＳｉＯ２とガラスフリット（ＳｉＯ２：１０％，ＺｎＯ：６５％，Ｂ２Ｏ３：２５％）を混合して、橙黄色炎色材の材料とする。配合割合は図６（３）に基づいて、ＮａＣｌを０．４ｇ、ＳｉＯ２を０．２ｇ、ガラスフリットを０．４ｇとし、これを混合して炎色材組成成分とした。
【００８３】
このＮａＣｌ−ＳｉＯ２−ガラスフリットの３元系材料に、バインダーとして洗濯糊を０．５ｇ、水を０．１ｃｃ加えて粘性液状とし、それを支持基材としてのニクロム線コイル（線径φ０．１５ｍｍ，内径φ０．８ｍｍ，外径φ１．１ｍｍ，長さ６ｍｍ，巻き数２０，ピッチ０．３ｍｍ）に約２０ｍｇ塗着する。それを９００℃の炉に入れ、急熱し、組成成分を溶融して、この状態で１５分間加熱し、炎色部材を作製した。
【００８４】
配合組成としてＮａＣｌを用いた場合、熱分解温度がガラス化温度以上であるため、Ｎａ２ＣＯ３を使用したときのように炎色材が飛散することもなくきれいに担持させることができる。
【００８５】
＜実施例３＞
実施例１と同様にＮａ２ＣＯ３−ＳｉＯ２−ガラスフリットの３元系材料を混合したものを、９００℃で１５分間加熱して熱分解させ、ＣＯ２ガスを除去し、Ｎａ２Ｏ−ＳｉＯ２−ガラスフリットの３元系ガラス質炎色材としたものを粉砕して、再度粉末状にして、それにバインダーとして洗濯糊と水を加え、粘性液状としたものを、実施例１と同様に支持基材としてのニクロム線コイルに塗着したものを、９００℃の炉に入れ、１５分間加熱して炎色部材を作製した。
【００８６】
この場合、炎色材は昇温過程で水および洗濯糊の蒸発、焼失以外にはガス発生は起こらないので、支持基材への炎色材の担持を良好に行うことができた。
【００８７】
＜実施例４＞
赤色発色材料としてＬｉ２ＣＯ３を選択し、それにＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３を混合し、さらにガラスフリットを混合して赤色炎色材の材料とする。配合割合は図８（１）に基づき、Ｌｉ２ＣＯ３を０．４ｇ、ＳｉＯ２を０．５ｇ、Ａｌ２Ｏ３を０．１ｇとし、さらにガラスフリット（ＳｉＯ２：１０％，ＺｎＯ：６５％，Ｂ２Ｏ３：２５％）を０．４ｇ混合して、炎色材組成成分とした。
【００８８】
この組成成分にバインダーとして洗濯糊を０．５ｇ、水を０．１ｃｃ加えて粘性液状とし、それを支持基材としてのニクロム線コイル（線径φ０．１５ｍｍ，内径φ０．８ｍｍ，外径φ１．１ｍｍ，長さ６ｍｍ，巻き数２０，ピッチ０．３ｍｍ）に約２０ｍｇ塗着する。それを９００℃の炉中に入れて昇温し、なおかつ９００℃で１０分間保持して炎色部材を作製した。
【００８９】
この例では、Ｌｉ２ＣＯ３の熱分解温度は１５００℃であり、その融点が７２６℃であるため、炎色材中のＬｉ２ＣＯ３は昇温途中で溶融し、炎色材のガラス化時点で炎色材中に溶融混在することになり、炎色材を飛散させずに支持基材へ良好に担持させることができる。
【００９０】
また、赤色発色材料としてＬｉＣｌを選択した際は、熱分解温度が高いことで急熱しても支持基材への担持は良好に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施の形態におけるバーナー用炎色部材の作製工程を順に示す正面図
【図２】本発明の他の実施の形態におけるバーナー用炎色部材の作製工程を順に示す正面図
【図３】バーナー用炎色部材を有する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】ナトリウム塩の３元系素材の配合比とガラス化範囲との関係を示す状態図
【図６】ナトリウム塩の３元系素材の最適配合範囲を示す図
【図７】リチウム塩の３元系素材の配合比とガラス化範囲との関係を示す状態図
【図８】リチウム塩の３元系素材の最適配合範囲を示す図
【図９および図１０】銅塩の３元系素材の配合比とガラス化範囲との関係を示す状態図
【図１１および図１２】銅塩の３元系素材の最適配合範囲を示す図
【符号の説明】
１，５    炎色材
２，６    支持基材
２ａ，６ａ    保持部
３    炎色材
１０    ガスライター
１８    燃焼筒
Ｆ    火炎
【図１】
0003617586.tif 000003
【図２】
0003617586.tif 000004
【図３】
0003617586.tif 000005
【図４】
0003617586.tif 000006
【図５】
0003617586.tif 000007
【図６】
0003617586.tif 000008
【図７】
0003617586.tif 000009
【図８】
0003617586.tif 000010
【図９】
0003617586.tif 000011
【図１０】
0003617586.tif 000012
【図１１】
0003617586.tif 000013
【図１２】
0003617586.tif 000014