(57)【要約】      （修正有）【課題】赤外線波長域で不透過な煙を発生し、赤外線波長域の遮蔽を可能とする赤外線遮蔽発煙組成物を提供する。【解決手段】赤リンと、硝酸塩，硫酸塩，過硫酸塩または酸化物から選ばれる酸化剤と、金属粉と、エネルギーバインダとポリアルキレングリコールまたはエネルギーバインダとフッ素ゴムのいずれかとを有する。エネルギーバインダは、ＧＡＰ、ＢＡＭＭＯ、ＡＭＭＯから選ばれる。ポリアルキレングリコールは、ポリエチレングリコールである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤リンと、硝酸塩，硫酸塩，過硫酸塩または酸化物から選ばれる酸化剤と、金属粉と、エネルギーバインダと、ポリアルキレングリコールとを有することを特徴とする赤外線遮蔽発煙組成物。
【請求項２】
赤リンと、硝酸塩，硫酸塩，過硫酸塩または酸化物から選ばれる酸化剤と、金属粉と、エネルギーバインダと、フッ素ゴムとを有することを特徴とする赤外線遮蔽発煙組成物。
【請求項３】
前記エネルギーバインダは、ＧＡＰ(Glycidyl azide polymer)、ＢＡＭＭＯ(3,3-bis(azido methylo)methyloxetane)、ＡＭＭＯ（3-azidometyl-3-methyloxetane) から選ばれることを特徴とする請求項１または請求項２記載の赤外線遮蔽発煙組成物。
【請求項４】
前記ポリアルキレングリコールは、ポリエチレングリコールであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の赤外線遮蔽発煙組成物。                                                                              
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線波長域で不透過な煙を発生し、赤外線波長域の遮蔽を可能とする赤外線遮蔽発煙組成物に関する。
具体的には、本発明に係る赤外線遮蔽発煙組成物は、対象物の発する赤外線に対する探知から所定時間の間免れるカムフラージュに利用したり、また、金融施設や対象物等のエリアにおける保護物件を煙により保護する際、侵入者による赤外線透視を防止するために利用する。
【背景技術】
【０００２】
従来、赤外線波長域遮蔽には、赤リンを酸化反応(燃焼)させ、その際生成するリン酸により赤外線吸収を有効にする技術がある。また、赤リンは安価であることから、赤外線遮蔽発煙組成物の主剤として使われることが知られている。
例えば、煙生成剤として赤リン、酸化鉄、アルミニウム粉末およびマグネシウム粉末とから成る発煙成分と、これに加えて、圧縮成型体にするために結合剤としてブタジエンゴム等が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特公昭６０−４２１９４号公報（第２頁，第３頁，第４頁例３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
結合剤は、赤リンと発熱剤の反応により煙を効率よく生成するためには本来不要のものであるが、圧縮成型体の形状を維持するための役目として添加している。しかしながら、結合剤を添加すると、赤リンと発熱剤との反応温度を低下させ、逆に、リン酸の生成を阻害するという問題があった。
また、赤外線遮蔽発煙組成物の燃焼により得られる赤外線遮蔽効果の原理としては、赤外線の散乱、吸収、放射の３つの要因がある。
【０００４】
散乱は、煙粒子径と同等の波長の光を散乱することから、波長の短い可視光では有効である。ところが、波長の長い赤外線では、煙粒子径を大きくする必要がある。しかしながら、粒子径が大きい物質を大気中に一定時間浮遊させることは難しいため、散乱効果が小さい（Ｍｉｅ理論より）という問題があった。
放射は、赤外線遮蔽発煙組成物の燃焼に伴う反応熱および水和熱の発生により遮蔽効果を有する。しかしながら、反応熱および水和熱は、反応後次第に低下していくので、遮蔽の持続性がなくなるという問題があった。
【０００５】
そこで、吸収について調べてみると、発煙組成物が燃焼した際に赤外線吸収率の大きい物質を多量に発生させることにより、対象物から発生される赤外線を吸収し遮蔽するという利点が見い出された。
本発明者は、散乱、吸収、放射の３つの要因の中で一番大きい有効な要因が吸収であることに着目し、煙生成剤の主剤として赤リンを用いた赤外線遮蔽発煙組成物において、赤外線の吸収効率を改善し、可視光線波長域はもとより赤外線波長域で遮蔽効果が著しく高く、特に８〜１２μｍの遠赤外線波長域で赤外線の透過性が著しく低下する赤外線遮蔽発煙組成物を得ることと、圧縮成型体の形状、成型強度を維持しながら赤リンと発熱剤との反応温度を低下させずに赤外線遮蔽発煙性能を向上させることとを達成することができる技術を見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
本発明の目的は斯かる本発明者の知見に基づいて為されたものであり、赤外線波長域で不透過な煙を発生し、赤外線波長域の遮蔽を可能とする赤外線遮蔽発煙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】
【０００７】
上記目的を達成させるためには、具体的に、以下の点を満たす組成物が良い。
（１）赤外線遮蔽の要因であるリン酸の煙濃度が従来より高い組成物。
（２）赤外線遮蔽性能を保持しつつ、破壊強度、燃焼速度の制御範囲が広い組成物。
（成分を変えずに、配合比を変えることで、様々な製品用途に対応できる組成）
そこで、本発明に係る赤外線遮蔽発煙組成物は、赤リンと、硝酸塩，硫酸塩，過硫酸塩または酸化物から選ばれる酸化剤と、金属粉と、エネルギーバインダと、ポリアルキレングリコールとを有することを特徴とする。
【０００８】
この赤リンは、燃焼することにより、赤外線遮蔽の要因であるリン酸を生成し、酸化剤と金属粉とは、赤リンを燃焼させるための燃焼熱を供給する。
エネルギーバインダは、燃焼剤兼結合剤であり、燃焼時に発熱反応するため、リン酸の生成に必要な燃焼熱を補足することにより、リン酸の煙濃度を高くすることができ、また、燃焼速度を高くする性能を有する。エネルギーバインダとしては、例えば、ＧＡＰ(Glycidyl azide polymer)、ＢＡＭＭＯ(3,3-bis(azido methylo)methyloxetane)、ＡＭＭＯ（3-azidometyl-3-methyloxetane) から選ばれる。
【０００９】
ポリアルキレングリコールは、水酸基を含む結合剤であり、燃焼時に水分を生成するため、リン酸の生成に必要な水分を補足することにより、リン酸の煙濃度を高くでき、また、成型した場合、破壊強度を高くする性能を有する。ポリアルキレングリコールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等がある。
【００１０】
酸化剤は、硝酸塩として、硝酸カリウム、硝酸バリウム、硝酸ナトリウム等があり、硫酸塩として、硫酸カリウム、硫酸バリウム、硫酸ナトリウム、カリウム明礬、アンモニウム明礬等があり、過硫酸塩として、ペルオキソ二硫酸カリウム、ペルオキソ二硫酸バリウム、ペルオキソ二硫酸ナトリウム等があり、酸化物として、二酸化マンガン、酸化第二鉄、二酸化珪素等がある。
【００１１】
また、金属粉としては、マグネシウム、アルミニウム、珪素等がある。
本発明に係る別の赤外線遮蔽発煙組成物は、赤リンと、硝酸塩，硫酸塩，過硫酸塩または酸化物から選ばれる酸化剤と、金属粉と、エネルギーバインダと、フッ素ゴムとを有することを特徴とする。
フッ素ゴムとしては、例えば、バイトンＡ（デュポンパフォーマンスエラストマー社製の登録商標）が知られている。バイトンＡは、ＶＦ2（vinylidene fluoride)およびＨＦＰ（hexafluoropropylene)を６６％含むフッ素化された炭化水素ポリマーであり、燃焼時に多量の熱を発生するため、リン酸の生成に必要な燃焼熱を補足することで、リン酸の煙濃度を高くすることができ、また、燃焼速度が高くなる性能を有する。また、成型した場合、破壊強度が高くなる性能を有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る赤外線遮蔽発煙組成物によれば、結合剤に従来のバインダを用いる代わりに、エネルギーバインダと水酸基とを多く含むバインダを用いることによって、リン酸の煙濃度（赤外線吸収）が高く、可視光線波長域はもとより赤外線波長域において遮蔽効果（赤外線吸収）を著しく良くすることができる。
また、本発明に係る赤外線遮蔽発煙組成物によれば、３〜５μｍ、特に８〜１２μｍの遠赤外線波長域に遮蔽効果が顕著に現れる。
【００１３】
また、本発明に係る赤外線遮蔽発煙組成物によれば、可視光線波長域および赤外線波長域の高い遮蔽効果を維持しつつ、破壊強度特性および燃焼速度特性の異なる２種類の結合剤の混合比を変えることで、組成物自身の破壊強度および燃焼速度のバリエーションを増やすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施形態により説明する。
赤外線遮蔽発煙組成物において、赤リンは、酸化剤、金属、非金属の反応熱により気化する。
４Ｐ（赤リン）＋  燃焼熱  →  Ｐ4（ｇ）      ・・・（式１）
大気中の酸素と反応して五酸化リンを生成する。
【００１５】
Ｐ4（ｇ）＋  ５Ｏ2  →  ２Ｐ2Ｏ5  ＋  熱     ・・・（式２）
五酸化リンは、大気中の水分と反応してリン酸を生成する。
Ｐ2Ｏ5  ＋  ３Ｈ2Ｏ  →  ２Ｈ3ＰＯ4  ＋  熱  ・・・（式３）
このリン酸（水和物）は、赤外線を吸収する性質を有しており、その赤外線吸収特性は、図１に示すリン酸スペクトルのリファレンスシートによる赤外線吸収スペクトルで示される波形とほぼ一致する。
【００１６】
また、ここでは８〜１２μｍ帯において、赤外線吸収特性が特に良いことが分かる。
上記の反応を１００％実現することが理想であるが、赤リンの含有量を増加させると、式１の赤リンを気化させるための、酸化剤、金属、非金属の反応による、燃焼熱が不足し、結果として未反応の赤リンが生じる。
また、式３は大気中の水分という気象条件に左右されるため、大気中の水分が少ないと、リン酸煙の濃度が減少してしまう。
【００１７】
そこで、本発明者は、赤リンの気化を効率良く行うとともに成型強度を維持する成分として結合剤に注目した。
従来の、ブタジエン等の一般に使用されている結合剤は、燃焼する際に吸熱反応を示すため、赤リンの気化に必要な式１に示す燃焼熱を奪ってしまう。
このことから、本発明者は、エネルギーバインダと呼ばれる燃焼剤兼結合剤を用いることとした。このエネルギーバインダは、従来一般に使用されている結合剤と違って燃焼する際に発熱反応を示すため、赤リンを気化させるために必要な式１に示す燃焼熱を補足することができる。そのため、主剤の赤リンの含有量を減らしたり、酸化剤、金属等を増やしたりすることなく、赤リンを完全に気化させることができる。
【００１８】
さらに、式３の五酸化リンからリン酸の生成を効率良く行うため、大気中の水分を補足することに注目し、燃焼時に水分を生成する成分を鋭意研究した。その結果、水酸基（−ＯＨ基）を多く含むポリアルキレングリコールを用いることで、分解時に水分（Ｈ2Ｏ）を生成し、式３の反応に必要な水分を補足できることが分かった。
また、燃焼する際に吸熱反応を示すため、赤リンの気化に必要な式１に示す燃焼熱を補うバインダとして、従来一般に使用されている結合剤と違って燃焼する際に発熱反応を示すバイトンＡを用いることにより、赤リンを気化させるために必要な式１に示す燃焼熱を補足することができる。そのため、主剤の赤リンの含有量を減らしたり、酸化剤、金属等を増やしたりすることなく、完全に気化させることができる。
【００１９】
そこで、本発明者は、主成分として赤リン、酸化剤として硝酸塩、硫酸塩、過硫酸塩あるいは酸化物、可燃剤として金属粉、結合剤としてエネルギ−バインダおよびポリアルキレングリコールを有する赤外線遮蔽発煙組成物を見い出した。
同時に、本発明者は、主成分として赤リン、酸化剤として硝酸塩、硫酸塩、過硫酸塩あるいは酸化物、可燃剤として金属粉、結合剤としてエネルギ−バインダおよびバイトンＡを有する赤外線遮蔽発煙組成物を見い出した。
【００２０】
前記３つの結合剤に共通する特徴は、赤外線遮蔽性能が従来よりも格段に向上する点である。その理由は、式１から式３に示した赤リンからリン酸を生成する反応が、従来の結合剤よりも、効率良く進むためだと思われる。
また、付加的性能である燃焼速度と破壊強度に関しては、以下に示すような相反する特徴を示す。
【００２１】
エネルギーバインダは、燃焼剤兼結合剤であるため、燃焼速度が比較的大きく、成型した時の破壊強度は比較的小さい傾向がある。
逆に、水酸基を多く含むバインダであるポリアルキレングリコールは、燃焼速度が比較的小さく、成型した時の破壊強度は比較的大きい傾向がある。
本発明の大きな特徴は、結合剤にエネルギーバインダとポリアルキレングリコールとの組合せ、またはエネルギーバインダとバイトンＡとの組合せのいずれかを混合したことにより、赤外線遮蔽性能が従来よりも向上し、所定の成型強度を維持できることにある。
【００２２】
しかも、２組の結合剤は、破壊強度や燃焼速度に対して相反する特性をもつため、混合することによって幅広い破壊強度や燃焼速度の特性を有する発煙組成物を実現できる。
通常、破壊強度や燃焼速度は、結合剤の含有量の増減や酸化剤、金属等の含有量を増減させることによって調整できるが、組成中の成分によって制御範囲は限られてしまう。
しかし、この赤外線遮蔽性能が高い２種類の結合剤の相反する特性を利用して、組成物中の結合剤の配合比を調節することにより、赤外線遮蔽性能を向上しつつ破壊強度や燃焼速度の幅広い制御範囲を確保することができる。
【００２３】
この幅広い制御範囲によって、様々な製品の要求を満たすことができる。
例えば、遠方に放出する場合は、破壊強度を高くすることによって放出圧力に耐えられる赤外線遮蔽組成物の成型品とすることによって達成され、逆に、近距離で成型品を粉砕し瞬時に煙幕を形成させる場合は、破壊強度を低くした赤外線遮蔽組成物の成型品とすることによって達成される。
【００２４】
また、長時間の煙幕を持続させる場合は、燃焼速度を低くした赤外線遮蔽組成物の成型品とすることによって達成され、逆に短時間の煙幕で十分な場合、燃焼速度を高くした赤外線遮蔽組成物の成型品とすることによって達成される。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明を実施例により説明する。
表１は、実施例１〜２３の破壊強度、燃焼速度、赤外線透過率、発煙濃度を表している。ここでは、１実施例に対して５回繰り返し試験行い、その結果の平均値を抽出したものである。
（主剤）
実施例１〜実施例２３で用いた主剤（煙生成剤）は、表１に示すように、赤リン（ＲＰ）を６５％用いた。
【００２６】
（結合剤）
実施例１〜実施例２３で用いた２つの結合剤には、エネルギーバインダとして、ＧＡＰ（グリシジルアジドポリマー）を用いた。このＧＡＰには、少しの硬化剤を含有している。例えば、ＧＡＰ自体：硬化剤＝８７％：１３％の割合で含有している。
また、実施例１〜実施例１５で使用した水酸基を多く含むバインダであるポリアルキレングリコールとしては、例えば、市場に流通しているポリエチレングリコールに約１０％のポリプロピレングリコールを含むＰＥＧ（ポリエチレングリコール）を用いた。その分子量は４０００であった。このＰＥＧは、高分子バインダであるため、様々な分子量の形態を持ち、分子量が多い程融点が高くなるが、赤外線遮蔽発煙組成物の性能には、分子量の違いによる影響は生じない。
【００２７】
ここでは、分子量４０００のものを用いたが、その理由は、融点が約６０℃のため大気条件下で状態変化しない点を考慮したものである。
なお、表１において、ＧＡＰとＰＥＧとのカッコ内の数字は、ＧＡＰ対ＰＥＧの割合比を示す。
実施例１６〜実施例２３で用いたバイトンＡは、フッ素含有量が６６％で、vinylidene fluoride：ビニリデンフロライド（ＣＨ2＝ＣＦ2）とhexafluoropropylene：ヘキサフロロプロピレン（ＣＦ2＝ＣＦＣＦ）の重合体である。
【００２８】
（酸化剤）
実施例１〜実施例２３で用いた酸化剤は、ペルオキソ二硫酸カリウム（Ｋ2Ｓ2Ｏ8）である。その理由は、燃速が速く火薬類に分類されない利点にある。
なお、表１において、酸化剤：可燃剤＝７５：２５に固定して示す。
（金属粉）
実施例１〜実施例２３で用いた可燃剤は、マグネシウム（Ｍｇ）粉である。
【００２９】
（赤外線遮蔽発煙組成物の製造）
実施例１〜実施例１５の赤外線遮蔽発煙組成物は、次のように作製した。
ＧＡＰとＰＥＧをアセトン中に溶解させ、この溶液中に煙生成剤としての赤リン、酸化剤としてのペルオキソ二硫酸カリウム、金属粉としてのマグネシウム粉末を順に添加して、均一な組成になるまで撹拌し、混合物のペーストを製造する。このペースト混合物が乾燥するまで撹拌し続ける。そして、粉末とした。
【００３０】
次に、撹拌した混合物の粉末を金型に入れ、プレスを用いて約１２０ＭＰａの圧力で圧搾成型し、薬量１.５ｇ、径１０ｍｍの円柱ペレット状に製造した。
実施例１６〜実施例２３の赤外線遮蔽発煙組成物は、次のように作製した。
ＧＡＰとバイトンＡをアセトン中に溶解させ、この溶液中に煙生成剤としての赤リン、酸化剤としてのペルオキソ酸二カリウム、金属粉としてのマグネシウム粉末を順に添加して、均一な組成になるまで撹拌し、混合物のペーストを製造する。このペースト混合物が乾燥するまで撹拌し続ける。そして粉末とした。
【００３１】
次に、撹拌した混合物の粉末を金型に入れ、プレスを用いて約１２０ＭＰａの圧力で圧搾成型し、薬量１.５ｇ、径１０ｍｍの円柱ペレット状に製造した。
ここでの実施例として用いた円柱ペレットは、本発明よって製造され得る様々なタイプの形態を包括または網羅するものではなく、目的に応じ任意な形態とすることができる。
なお、実施例１６，２０では、バイトンＡを用いていない。
【００３２】
（試験方法）
実施例１〜実施例２３の赤外線遮蔽発煙組成物を用いて、赤外線透過率、燃焼速度および破壊強度を得るために、それぞれ次のような試験方法を行った。
赤外線透過率は、図２に示すように、燃焼チャンバ内で試料（発煙剤ペレット）を燃焼させ、発煙物質の赤外線吸収スペクトルを計測した結果（２〜１４μｍ）から、８〜１２μｍの範囲の赤外線透過率（％）を算出した。
【００３３】
燃焼チャンバは、容積１ｍ3（１ｍ×１ｍ×１ｍ）の密閉構造とし、燃焼チャンバ内の発煙物質濃度を均一に保つために、内部に撹拌用ファンが取り付けられている。
着火方法は、ニクロム線に一定の電圧をかけて、発煙剤ペレットを加熱し着火した。
そして、赤外線吸収スペクトルの計測装置は、図２に示すように、赤外線（ＩＲ）スペクトルアナライザーと黒体炉（熱源）を用いて、チャンバ計測用窓材には計測波長域で透過率が一定となる性質をもつＺｎＳｅ（セレン化亜鉛）を用い、計測距離（煙幅）は１ｍとした。
【００３４】
また、赤外線吸収スペクトルの算出は、燃焼前（発煙物質の無い状態）の熱源から放射強度（Ｉ０）を計測し、さらに、燃焼後の放射強度（Ｉ１）を計測し、その燃焼前後の強度比（Ｉ１／Ｉ０）から算出した。
本実施例では、赤外線遮蔽性能を、赤外線透過率（％）と発煙濃度Ｃ（ｇ／ｍ3）を用いて示した。
【００３５】
ここで、赤外線透過率（％）は、赤外線吸収スペクトルの計測結果から、８〜１２μｍの波長域の赤外線吸収スペクトル（Ｉ１／Ｉ０）を平均化した値を用いた。
また、発煙濃度Ｃ（ｇ／ｍ3）は、この赤外線透過率（％）と計測距離Ｌ（ｍ）から、光の減衰を表す次式のランバートベール則によって算出した。
（赤外線透過率）＝ｅｘｐ（−α・Ｃ・Ｌ）×１００
ここでは、ｅｘｐは指数関数を表し、吸収係数αは物質固有値である。発煙物質はリン酸が主となるため、実施例組成物中では定数となる。
【００３６】
つまり、一定薬量の試料（発煙剤ペレット）から生成される煙濃度が高いほど、効率良く赤リンからリン酸を生成することを示し、赤外線透過率が低い組成物ということになる。
燃焼速度は、燃焼チャンバ内で赤外線吸収スペクトルを計測する時に同時に計測した。
燃焼速度は、一定距離（Ｌ）の燃焼時間（ｔ）の比（Ｌ／ｔ）から算出される。
【００３７】
燃焼時間の計測には、図３に示すように、一定の長さ（距離）の試料を燃焼させて、熱電対の温度変化から燃焼開始および終了時間をデジタルアナライザーにより求めた。実施例の数値（データ）は、大気圧下での燃焼速度とした。ここで、燃焼速度は、（試料の全長）÷燃焼時間として求めた。
破壊強度は、図４に示すように、引張圧縮試験機に試料をセットし、試料に圧縮荷重を負荷し、破壊するときの負荷断面積当り（Ａ）の破壊荷重（Ｆ）の比（Ｆ／Ａ）から算出した。
【００３８】
（実施例１〜実施例５）第１グループ
赤リン（ＲＰ）６５％、ペルオキソ二硫酸カリウム（Ｋ2Ｓ2Ｏ8）２２．５％、マグネシウム（Ｍｇ）７．５％および結合剤総量５％を成分配合して円柱ペレット状に成型した。
その際、表１に示すように、結合剤総量中ＧＡＰとＰＥＧの割合を５水準に調整した。
【００３９】
（実施例６〜実施例１０）第２グループ
赤リン（ＲＰ）６５％、ペルオキソ二硫酸カリウム（Ｋ2Ｓ2Ｏ8）２０．６２５％、マグネシウム（Ｍｇ）６．８７５％および結合剤総量７．５％を成分配合して円柱ペレット状に成型した。
その際、表１に示すように、結合剤総量中のＧＡＰとＰＥＧの割合を５水準に調整した。
【００４０】
（実施例１１〜実施例１５）第３グループ
赤リン（ＲＰ）６５％、ペルオキソ二硫酸カリウム（Ｋ2Ｓ2Ｏ8）１８．７５０％、マグネシウム（Ｍｇ）６．２５０％および結合剤総量１０％を成分配合して円柱ペレット状に成型した。
その際、表１に示すように、結合剤総量中のＧＡＰとＰＥＧの割合を５水準に調整した。
【００４１】
（実施例１６〜実施例１９）第４グループ
赤リン６５％、ペルオキソ酸二カリウム２４．０％、マグネシウム８．０％および結合剤総量３％を成分配合して円柱ペレット状に成型した。
その際、表１に示すように、結合剤総量中のＧＡＰとバイトンＡの割合を２水準に調整した。
【００４２】
（実施例２０〜実施例２３）第５グループ
赤リン６５％、ペルオキソ酸二カリウム２４．０％、マグネシウム６．０％および結合剤総量１１％を成分配合して円柱ペレット状に成型した。
その際、表１に示すように、結合剤総量中のＧＡＰとバイトンＡの割合を２水準に調整した。
【００４３】
【表１】
2006225253.tif 000002
【００４４】
（比較例）
赤リン６０％、硝酸セシウム２３％、マグネシウム５％、ジルコニウム／ニッケル７％および結合剤としてポリブタジエン５％を成分配合して円柱ペレットを調整した。
【００４５】
（結果）
ＧＡＰのみを添加した赤外線遮蔽発煙組成物（以下、ＧＡＰ単一系と称する）は、各グループ（第１〜第５）において、燃焼速度が、ＧＡＰおよびＰＥＧを混合した赤外線遮蔽発煙組成物またはＧＡＰおよびバイトンＡを混合した赤外線遮蔽発煙組成物（以下、混合物系と称する）よりも速いが、破壊強度が小さい値を示している。赤外線透過率と発煙濃度については、混合物系と同等の性能を示している。
【００４６】
また、ＰＥＧのみを添加した赤外線遮蔽発煙組成物（以下、ＰＥＧ単一系と称する）は、各グループ（第１〜第３）において、破壊強度が、混合物系より強いが、燃焼速度が小さい値を示している。赤外線透過率と発煙濃度については、混合物系と同等の性能を示している。
バイトンＡのみを添加した赤外線遮蔽発煙組成物（以下、バイトンＡ単一系と称する）は、各グループ（第４〜第５）において、破壊強度が、混合物系より強いが、燃焼速度が小さい値を示している。赤外線透過率と発煙濃度については、混合物系と同等の性能を示している。
【００４７】
また、混合物系は、各グループ（第１〜第５）において、ＧＡＰとＰＥＧまたはバイトンＡとの混合比を変化させることで、破壊強度と燃焼速度のバランスをとりながら広い範囲の用途の赤外線遮蔽発煙組成物を得ることが可能となることを示している。赤外線透過率と発煙濃度についても良好な値を示している。
図５は、結合剤の組成範囲における破壊強度曲線と燃焼速度曲線とを示すグラフである。本発明者は、実施例１〜１５のデータをグラフにプロットし、膨大な試験数の計測していない試験の数値を予測するために近似曲線を求め、そして、この近似曲線の関係（この場合、結合剤総量５％、７．５％、１０％）から５％〜１０％の間の範囲を推定し、図５に示すグラフ曲線を得た。
【００４８】
図５に示すグラフの横軸は、赤外線遮蔽発煙組成物における結合剤の占める割合を示している。ここでいう結合剤とは、２つの結合剤ＧＡＰ、ＰＥＧを合せたものを結合剤としている。
また、図５に示すグラフの縦軸は、赤外線遮蔽発煙組成物の結合剤における２つの結合剤ＧＡＰ、ＰＥＧの占める内割を示している。結合剤は、ＧＡＰとＰＥＧとを合せたものであるから、ＧＡＰとＰＥＧとの内割の和は１００％となる。
【００４９】
このグラフ曲線の破壊強度曲線と燃焼速度曲線とでは、結合剤総量３％〜１２％、そのＧＡＰとＰＥＧとの内割をＧＡＰ：ＰＥＧ＝０％〜１００％：１００％〜０％としている。
結合剤総量３％〜１２％とした理由は、３％を下回ると、成型性が悪く製品化中に壊れ易くなり（例えば、１．０Ｎ／ｍｍ2以下）、また、１２％を超えると、燃焼させた際に立ち消えの虞が高くなるためである。
【００５０】
ＧＡＰとＰＥＧとの内割りについては、０〜１００％の中で５％毎に目盛線を付与した。その理由は、混合物系の性能範囲を得るためである。
そして、ここでは、結合剤組成範囲における破壊強度と燃焼速度の特性を示すことができた。
図６により、一例を示す。例えば、結合剤総量５％でそのＧＡＰとＰＥＧとの内割が５０％：５０％の組成（その際の、赤リン６５％、ペルオキソ二硫酸カリウムとマグネシウム３０％）の点は、●で示される。ここでの破壊強度が１．６Ｎ／ｍｍ2と１．８Ｎ／ｍｍ2の間付近で、燃焼速度が０．２６ｍｍ／ｓｅｃと０．２８ｍｍ／ｓｅｃの間付近となる。また、結合剤総量８％でそのＧＡＰとＰＥＧとの内割が２０％：８０％の組成（その際の、赤リン６５％、ペルオキソ二硫酸カリウムとマグネシウム２７％）の点は、○で示される。ここでの破壊強度が３．６Ｎ／ｍｍ2と３．８Ｎ／ｍｍ2の間付近で、燃焼速度が０．１０ｍｍ／ｓｅｃと０．１２ｍｍ／ｓｅｃの間付近となる。
【００５１】
また、結合剤総量５％でＧＡＰの内割１００％の場合は、破壊強度が０．９Ｎ／ｍｍ2付近で、燃焼速度が０．４ｍｍ／ｓｅｃ付近となる。そして、結合剤総量５％でＰＥＧの内割り１００％の場合は、破壊強度が４Ｎ／ｍｍ2の付近で、燃焼速度が０．１８ｍｍ／ｓｅｃ付近となる。
次に、強度曲線について説明する。
【００５２】
グラフ上では破壊強度を実線で示しているが、この曲線は上記の組成範囲で破壊強度が等しい組成点を結んだグラフである。組成が異なっても、破壊強度が等しくなる組成点が存在する理由は、破壊強度が、結合剤量とＧＡＰ−ＰＥＧ割合の２つの因子に影響を受けるためである。明細書で記述しているように、結合剤量を増加させること、または、結合剤中のＰＥＧ量を増加させることで、破壊強度が増加するという現象のためである。グラフでは、図７に示すように、右上が両方（結合剤量とＰＥＧ量）が高く、左下が小さい組成で、破壊強度の値が右肩上がりになっていることから、この現象を説明できる。
【００５３】
次に、燃焼速度曲線について説明する。
グラフ上では燃焼速度を破線で示している。明細書で記述しているように、結合剤量を増加させること、または、結合剤中のＰＥＧ量を増加させることで、燃焼速度が低下するという現象のためである。グラフでは、図７に示すように、右上が両方（結合剤量とＰＥＧ量）が高く、左下が小さい組成で、燃焼速度の値が左肩下がりになっていることから、この現象を説明できる。
【００５４】
次に、以上のように、破壊強度と燃焼速度を１つのグラフで示した理由を説明する。
本来の目的は、製品の要求性能（破壊強度、燃焼速度）を満たす組成を検討するためである。明細書に記述しているように、製品によって必要となる破壊強度、燃焼速度が異なる。例えば、破壊強度が２．０Ｎ／ｍｍ2以上、燃焼速度が０．２ｍｍ／ｓｅｃ以上の性能が要求される場合は、図７に示すように、グラフで示す網線範囲がその範囲を満たす組成ということが一目でわかる。
【００５５】
ここで、性能上優れた組成を定義できない問題がある。それは、製品によって必要となる性能が異なるためである。例えば、成型した発煙剤を、瞬時に粉々にし、発煙させたい場合、強度は低い方が好ましい。逆に発煙時間を長く制御したい場合には、決まった形状（破壊しない強度）で、燃焼させる必要がある。
本発明では、結合剤にＰＥＧを添加することで、性能範囲が広がるという点に主眼を置いている。ここでいう性能は、破壊強度と燃焼速度であるが、ＰＥＧの添加で、破壊強度は向上し燃焼速度は低下するという相反する効果があるため、製品に合せたＰＥＧの添加量が重要となる。このことを説明するために、このグラフが都合がよい。
【００５６】
また、エネルギーバインダとバイトンＡを用いた発煙組成物は、エネルギーバインダとＰＥＧを用いた発煙組成物に比べ強度は弱いが、赤外線の透過率が小さいので、赤外線の吸収が大きくなっている。このことは、エネルギーバインダとＰＥＧを用いて必要な破壊強度と赤外線透過率を得られない場合に、その補完としても使用できることを示している。
【００５７】
なお、上記実施例では、エネルギーバインダとして、ＧＡＰを用いた場合について説明したが、ＢＡＭＭＯ(3,3-bis(azido methylo)methyloxetane)またはＡＭＭＯ(3-azidometyl-3-methyloxetane)を用いても同様の効果が期待される。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の赤外線遮蔽発煙組成物は、防衛上の発煙弾・発煙筒等の火工品に用いられる。また、防犯用として赤外線透視を防止する発煙装置に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】リン酸の赤外線吸収スペクトル（波形図）。
【図２】赤外線透過率の計測装置の模式図。
【図３】燃焼速度の測定を表す模式図。
【図４】破壊強度の測定を表す模式図。
【図５】結合剤の組成範囲における破壊強度曲線と燃焼速度曲線との関係を示すグラフ。
【図６】図５のグラフの見方の一例。
【図７】図５のグラフの見方の別の例。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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