(57)【要約】【課題】    可燃剤兼バインダーの液状未硬化樹脂等を配合した固形状発炎剤組成物において、発煙量が従来と同等ないしそれ以下であり、発炎剤組成物の熱、衝撃、摩擦などによる感受性が低減され、製造作業および使用時において、より安全に取り扱う事が出来る発炎剤組成物を提供。【解決手段】    酸素供給剤、可燃剤及び発色剤からなる発炎剤組成物において、少なくとも平均粒径が１〜８０μｍの上記発色剤（特に、硝酸ストロンチウムが好ましい。）を、発炎剤組成物中に１〜８０質量％含有させる。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素供給剤、可燃剤及び発色剤からなる発炎剤組成物において、少なくとも平均粒径が１〜８０μｍの上記発色剤を、発炎剤組成物中に１〜８０質量％含有させてなることを特徴とする発炎剤組成物。
【請求項２】
発色剤が硝酸ストロンチウムであることを特徴とする請求項１に記載の発炎剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素供給剤、可燃剤及び発色剤からなる発炎剤組成物に関し、より詳しくは、高速自動車道、自動車専用道路、鉄道などで事故処理などに使用される発炎筒、ＪＩＳ−Ｄ５７１１に規定される「自動車用緊急保安炎筒」（以下、「発炎筒」と略記する。）に充填される発炎剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、高速自動車道、自動車専用道路、鉄道などにおける事故処理や工事現場において、走行車両に作業中であることを知らせる、または自動車内に常備して緊急時に燃焼させて、炎や煙の信号を発する発炎筒が広く用いられている。
【０００３】
発炎筒は、酸素供給剤、可燃剤及び発色剤からなる発炎剤組成物を、紙筒等に充填させたものであり、一般に、酸素供給剤としては、過塩素酸カリウム、過塩素酸アンモニウム、硝酸カリウムなどが、また、可燃剤として、パラフィン、木粉、澱粉、硫黄、各種植物・鉱物油、可燃剤兼バインダーとして、液体もしくは流動性のある不飽和ポリエステル、塩化ビニル、ポリウレタン、ポリサルファイド、エポキシ、ポリアミド等の合成樹脂などが、また、発色剤としては、赤色の炎を発生させる硝酸ストロンチウム、過塩素酸リチウム、炭酸ストロンチウムや、緑色の炎を発生させる過塩素酸バリウム、硝酸バリウムなどが用いられている。
【０００４】
発炎剤組成物は、酸素供給剤、可燃剤及び発色剤の粉末または粒を均等に混ぜて紙筒等に充填した粉状発炎剤組成物と、可燃剤にバインダーの役割を兼ねた液状の未硬化樹脂等を用いて、発炎剤組成物を紙筒等に充填した後に、予め添加した促進剤等の触媒作用および加熱等によって固化させた固形状発炎剤組成物がある。
【０００５】
固形状発炎剤組成物は、粉状発炎剤組成物に比べて、粉状の発炎剤組成物が飛散し難く、流動性を有する為に、その製造作業において安全であり、発炎剤組成物を樹脂等で固めるために耐湿性が良く、高密度に成型することが容易であるため発炎筒を小型に出来る利点を有する。
【０００６】
しかしながら、固形状発炎剤組成物は発炎剤組成物を高密度に充填するため、一般に粉状発炎剤組成物に比べて燃焼速度が遅くなり、発炎筒の燃焼中断が起こりやすくなる。この為、燃焼中断を防ぐために固形状発炎剤組成物は過塩素酸カリウム、過塩素酸アンモニウム等の酸素供給剤の配合割合が多くなる傾向を有する。
【０００７】
発炎筒は、燃焼時に着色炎や煙の信号を発生させるが、着色炎の光度が高い方が、より遠方の走行車両等から容易に視認することができ、また、発煙量の少ない方が、夜間やトンネル内などでの視界を遮る恐れが少なく、望ましい。
【０００８】
発炎筒の燃焼時に発生する煙は、酸素供給剤として過塩素酸カリウムや過塩素酸アンモニウムを使用するために生じる塩化カリウム、塩酸ガス、有機系可燃剤の燃焼による炭素残渣によるものである。
【０００９】
特に、過塩素酸カリウムの分解にともなって生じる塩化カリウムの微細な残渣が飛散する事で生じる煙は、発炎筒の燃焼時に発生する煙の大部分を占める場合がある。
【００１０】
特許文献１には、可燃剤兼バインダーとして、不飽和ポリエステル、塩化ビニル、ポリウレタン、エポキシ樹脂等の容易に硬化する合成樹脂を使用する事によって、製造作業、取り扱いにおける安全性を向上させ、高密度化により発炎筒の小型化を図っているが、燃焼速度が遅いため燃焼が不規則になり易い課題を有していた。
【００１１】
特許文献２には、比較的多くの分量の酸素供給剤を用いることにより、燃焼速度を増加し、光度の高い避難信号用光剤の製造方法が開示されているが、一般に酸素供給剤は不安定な物質であり、例えば過塩素酸カリウムは４００℃以上になると分解が始まり、また、過塩素酸アンモニウムは１３０〜１５０℃で徐々に分解が始まる。
【００１２】
この為、酸素供給剤の配合割合を増やす事によって熱、衝撃、摩擦などによる感受性が増し、ＪＩＳ− Ｄ５７１１の「自動車用緊急保安炎筒」に規定されている安定度試験、起爆感度試験、落つい感度試験または摩擦感度試験で不合格になり易く、安全面で改善すべき課題を有していた。
【００１３】
さらに、酸素供給剤として過塩素酸カリウムの配合割合を増やす事によって、燃焼時に多量の煙が発生するという課題も有していた。
【００１４】
【特許文献１】特公昭４３−９６８０号公報
【特許文献２】特公昭５１−３０１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、可燃剤兼バインダーの液状未硬化樹脂等を配合した固形状発炎剤組成物において、発煙量が従来と同等ないしそれ以下であり、発炎剤組成物の熱、衝撃、摩擦などによる感受性が低減され、製造作業および使用時において、より安全に取り扱う事が可能な発炎剤組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発見者らは、鋭意検討した結果、特定の粒径を有する発色剤を用いた発炎剤組成物が上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１７】
すなわち、本発明は、酸素供給剤、可燃剤及び発色剤からなる発炎剤組成物において、少なくとも平均粒径が１〜８０μｍの発色剤を、発炎剤組成物中に１ないし８０質量％含有させてなることを特徴とする発炎剤組成物である。
【００１８】
また、本発明は、上記発色剤が硝酸ストロンチウムであることを特徴とする発炎剤組成物である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の発炎剤組成物によれば、微細な粒子の発色剤が発光強度を高める作用を有しているため、酸素供給剤、すなわち過塩素酸アンモニウム及び過塩素酸カリウムの配合割合を低減させても、着色炎の光度を犠牲にすることなく発煙量を大幅に低減することができ、また、熱、衝撃、摩擦などによる感受性が低減され、製造作業および使用時において、より安全に取り扱う事が可能である。
【００２０】
また、発色剤の配合割合が従来と同等の場合には、より高光度の発色炎を発生する発炎剤組成物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
【００２２】
本発明は、酸素供給剤、可燃剤及び発色剤からなる発炎剤組成物であり、本発明に用いられる発色剤としては、他の可燃剤との酸化還元反応において、酸素を与えるもしくは電子を取り去る事が出来る発色剤であり、具体的には、硝酸ストロンチウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸バリウム、硝酸バリウム、硝酸ナトリウムなどがあげられる。
【００２３】
また、本発明に用いられる酸素供給剤としては、従来公知の酸素供給剤を用いることができ、具体的には、過塩素酸カリウム、過塩素酸アンモニウム、硝酸カリウムがあげられる。
【００２４】
本発明に用いられる可燃剤としては、従来公知の可燃剤を使用することができ、具体的には、パラフィン、木粉、澱粉、硫黄、各種植物・鉱物油、可燃剤兼バインダーとして、液体もしくは流動性のある不飽和ポリエステル、塩化ビニル、ポリウレタン、ポリサルファイド、エポキシ、ポリアミド等の合成樹脂などがあげられる。
【００２５】
本発明の発炎剤組成物は、上記酸素供給剤、可燃剤及び発色剤が含有されてなり、かつ、少なくとも平均粒径が１〜８０μｍの発色剤を、発炎剤組成物中に１〜８０質量％含有させてなるものである。
【００２６】
上記発色剤の平均粒径としては、１〜８０μｍ、好ましくは５〜５０μｍ、より好ましくは１５〜３５μｍである。
【００２７】
平均粒径が１μｍ未満の場合は、粉砕効率が悪化し、また、８０μｍ超の場合、発光強度を高める作用が不足し、不都合である。
【００２８】
本発明の発炎剤組成物において、上記平均粒径を有する発色剤の含有量としては、通常１〜８０質量％であり、好ましくは５〜７０質量％、より好ましくは２０〜６０質量％であり、発色剤の含有量が１％未満では、着色炎の光度を高める作用が不足する場合があり、また、８０質量％超では、可燃剤の配合割合が少なくなり、十分な燃焼が行われなくなる場合がある。
【００２９】
本発明によれば、平均粒径が小さい（比表面積が大きい）発色剤を用いることにより、発炎剤組成物の燃焼時における着色炎の光度を高めることができ、酸素供給剤、すなわち過塩素酸カリウム及び過塩素酸アンモニウムの配合割合を低減させても、着色炎の光度を低下させることなく発煙量を大幅に低減することができ、また、熱、衝撃、摩擦などによる感受性が低減され、製造作業及び使用時において、より安全に取り扱う事が可能である。
【００３０】
本発明に用いられる発色剤は水溶性で、一般的に市販されている発色剤は、水溶液中において原料物質による化学反応によって作られ、その反応溶液から析出によって発色剤の結晶を取り出す。
【００３１】
このため、市販されている発色剤の平均粒径は通常１００〜５００μｍである。本発明に用いられる発色剤は、平均粒径１〜８０μｍであり、一般的に市販されている発色剤をボールミル、ジェットミル、高速回転粉砕機などにより粉砕して製造することができる。
また、一般的に市販されている発色剤を水などの溶媒に溶解し、その溶液から析出条件を制御することにより平均粒径１〜８０μｍの結晶を製造することも可能ではある。
【００３２】
次に、本発明の発炎剤組成物を用いた発炎筒の製造方法を、以下に説明する。
【００３３】
まず、撹拌羽根付混合機中、酸素供給剤である過塩素酸カリウム、及び過塩素酸アンモニウムの所定量と、赤色炎の発色剤兼酸素供給剤である硝酸ストロンチウムの所定量と、可燃剤兼バインダーである液状の不飽和ポリエステル樹脂、硬化剤とを混合させて、本発明の発炎剤組成物を調製する。
【００３４】
ついで、所定の紙筒中に調製した発炎剤組成物を充填し、以下、周知の方法により発炎筒を完成する。
【実施例】
【００３５】
本発明を実施例に基づき、以下に詳細に説明する。なお、本発明は実施例によりなんら限定されない。実施例中の「％」は「質量％」を表す。
【００３６】
実施例１
酸素供給剤として過塩素酸アンモニウムを１０％、過塩素酸カリウムを５％、硝酸ストロンチウム（平均粒径：２００μｍ）を２５％、粉砕硝酸ストロンチウム（平均粒径：２０μｍ）を４０％、可燃剤として液状の不飽和ポリエステル樹脂を２０％、さらに不飽和ポリエステル樹脂に対し、外割りで０．５％の６％ナフテン酸コバルトおよび１．０％の５５％メチルエチルケトンパーオキサイドを添加、混合して流動状の発炎剤組成物を調製した。
【００３７】
得られた発炎剤組成物を、紙筒（内径２５ｍｍΦ×長さ２０ｃｍ）に充填して、４０℃で７時間加熱することにより発炎剤組成物を硬化させ発炎筒を作製した。組成を表１に示す。
【００３８】
次に、発炎剤組成物の安定度試験、起爆感度試験及び落つい感度試験はＪＩＳ−Ｄ５７１１「自動車用緊急保安炎筒」に規定されている方法に基づいて試験を行い、「合格・不合格」の判定を行った。
【００３９】
また、光度、燃焼時間及び目視により観測した燃焼時の発煙量の結果を表１に示す。
【００４０】
なお、表１中、発煙量は、実施例１の発煙量を基準にして、少ない場合は「◎」、同等の場合は「○」、やや多い場合は「△」、多い場合は「×」で表した。
比較例１
実施例１において、硝酸ストロンチウム（平均粒径：２００μｍ）を６５％、粉砕硝酸ストロンチウム（平均粒径：２０μｍ）を０％とした以外は、実施例１と同様にして流動状の発炎剤組成物を調製した。
【００４１】
得られた発炎剤組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして発炎筒を作製し、発炎剤組成物の安定度試験、起爆感度試験、落つい感度試験及び発炎筒の燃焼試験を行った。結果を表１に示す。
【００４２】
比較例２
実施例１において、過塩素酸カリウムを４０％、硝酸ストロンチウム（平均粒径：２００μｍ）を３０％、粉砕硝酸ストロンチウム（平均粒径：２０μｍ）を０％とした以外は、実施例１と同様にして流動状の発炎剤組成物を調製した。
【００４３】
得られた発炎剤組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして発炎筒を作製し、発炎剤組成物の安定度試験、起爆感度試験、落つい感度試験及び発炎筒の燃焼試験を行った。結果を表１に示す。
【００４４】
比較例３
実施例１において、過塩素酸アンモニウムを５５％、硝酸ストロンチウム（平均粒径：２００μｍ）を２０％、粉砕硝酸ストロンチウム（平均粒径：２０μｍ）を０％とした以外は、実施例１と同様にして流動状の発炎剤組成物を調製した。
【００４５】
得られた発炎剤組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして発炎筒を作製し、発炎剤組成物の安定度試験、起爆感度試験、落つい感度試験及び発炎筒の燃焼試験を行った。結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
2006027982.tif 000002
【００４７】
表１に示すように、酸素供給剤１５％、発色剤６５％を含有する実施例１及び比較例１の発炎剤組成物を比較すると、両者とも発煙量は同等であるが、光度は粉砕した硝酸ストロンチウムを用いた実施例１が明らかに高い結果となった。
【００４８】
また、酸素供給剤５０％、発色剤３０％含有する比較例２の発炎剤組成物は、実施例１の発炎剤組成物とほぼ同程度の光度を有したが、発煙量が非常に多くなった。また、酸素供給剤６０％、うち過塩素酸カリウムの配合割合が５％、発色剤が２０％含有する比較例３は、実施例１とほぼ同程度の光度、若干多い発煙量であるが、安定度試験、落つい感度試験において不合格の判定であった。