(57)【要約】      （修正有）【課題】炎色反応を用いたろうそくやアルコールランプの炎の着色方法では炎色反応物質を無機塩の形態でろうそくやアルコールに添加していた為に、相分離や不溶化が生じて添加量に限界があり、炎色を強く起こすことができなかった。また、その無機塩が蒸発することが少なかったために、次第に燃焼部の芯に濃度が集中し、やがて燃焼が阻害されるという問題も発生していた。【解決手段】主燃焼剤と芯とからなるロウソクやアルコールランプにおいて、炎色反応物質を有機塩にすることにより親油性に改質し、また燃焼時に気化させやすくすることにより、芯に蓄積することを防ぎ、且つ炎色が強く出るようにする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろうそくまたは芯材質に炎色反応物質を含むロウソクにおいて、該炎色反応物質が有機金属化合物を含有したことを特徴とする有色炎ロウソク。
【請求項２】
アルコールまたは芯材質に炎色反応物質を含むアルコールランプにおいて、該炎色反応物質が有機金属化合物を含有したことを特徴とする有色炎アルコールランプ。
【請求項３】
請求項１及び２の有機金属化合物系の炎色反応物質として、炎色反応を示す元素Ｍに対して、元素Ｏ，Ｓ，Ｃ，Ｎ，ＰがＭ−Ｏ−Ｒ，またはＭ−Ｓ−Ｒ，Ｍ−Ｃ−Ｒ、Ｍ−Ｎ−Ｒ，Ｍ−Ｐ−Ｒ（（Ｒ：有機基）の中のいずれかの１つ以上の状態で結合した構造を持つものであることを特徴とする炎色反応物質。
【請求項４】
請求項１及び２の有機金属化合物系の炎色反応物質として、該炎色反応物質の融点が５００℃以下であることを特徴とする炎色反応物質。
【請求項５】
請求項１及び２の有機金属化合物系の炎色反応物質として、該炎色反応物質の蒸気圧と温度の関係が１ｍｍＨｇ℃以上であることを特徴とする炎色反応物質。
【請求項６】
前記請求項１及び２に記載の炎色反応物質が、主燃焼剤に対して０．１重量％以上を含んだことを特徴とする主燃焼剤。
【請求項７】
請求項１のろうそくまたは芯材質に炎色反応物質を含むロウソクにおいて、炎色反応物質を均一に分散せずに燃焼時に時間的に炎色の色が変化することを特徴とするろうそく。
【請求項８】
ろうそくにおいて、融点の異なるろうそく材質を２つ以上用いて、低融点のろうそく材質に、より高い融点のろうそく材質が偏析した状態を持つことを特徴とするろうそく。
【請求項９】
前記請求項１に記載の炎色反応物質を含んだろうそくに香料を入れ、燃焼時に香りを発しながら炎色することを特徴とするろうそく。
【請求項１０】
前記請求項２に記載の炎色反応物質を添加されたアルコールランプに香料を入れ、燃焼時に香りを発しながら炎色することを特徴とするアルコールランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は結婚式や誕生日、パーティ等に用いる装飾用ロウソクやアルコールランプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
特開平５□２７１６８７に記載されているように、有色炎ロウソクとしては、従来から繊維糸の芯に無機系のナトリウム塩、リチウム塩などの炎色反応物質を含浸させたものが知られている。こ場合には燃焼が進むに従って、炎色反応物質が芯に蓄積され、芯が燃焼に寄与する機能を失い、溶融したロウを吸い上げる機能が阻害されるという欠点があった。
【０００３】
また主燃焼剤であるロウの方に炎色反応物質を含有させたものも知られているが、一般的に使用する炎色反応物が単なる塩であるため、親油性のロウとは相分離が起きやすく、炎色反応材料を多く入れることができず、炎色反応が小さい上に、ろうそくを成形性することが阻害されるという欠点があった。
【０００４】
同様にアルコールランプも従来の場合には有色炎アルコールランプはアルコール中に炎色反応を示す無機塩をほとんど溶かすことができないため、燃焼時に炎色反応の色がほとんどでない問題があった。
【０００５】
また、従来は無機塩として添加していたために、ろうそくやアルコールが燃焼する温度では、その無機塩が蒸発することがなかったために、次第に燃焼部の芯に濃度が集中し、やがて燃焼が阻害されるという問題も発生していた。
【０００６】
このように、従来から炎色反応を用いたろうそくやアルコールランプの炎の着色方法では炎色反応物質を無機塩の形態でろうそくやアルコールに添加していた為に、相分離や不溶化が生じて添加量に限界があり、炎色を強く起こすことができなかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、主燃焼剤と芯とからなるロウソクやアルコールランプにおいて、炎色反応物質を有機塩にすることにより親油性に改質することで炎色反応物質を多く主燃焼剤に含有させることにより燃焼時の炎色を強くし、また気化し安い有機塩にすることにより燃焼時に気化しやすくすることにより、芯に蓄積することを防ぎ、且つ炎色が強く出るようにしたものである。
【０００８】
具体的には、ろうそくやアルコールランプの主燃焼剤や芯材質に含ませる炎色反応物質の融点が５００℃以下にすることにより、主燃焼剤に含まれる炎色反応物質を溶解しやすくすることにより、芯材に燃焼剤と共に主炎色反応物質を浸透しやすくし、燃焼を円滑にさせるものである。
【０００９】
更に炎色反応物質の昇華温度または、沸点を３００℃以下にすることにより、燃焼時に芯材から炎色反応物質を気化させることにより、炎色反応物質や炎色反応物質の燃えカスが芯に残らないようにすることにより、燃焼を安定化させる方法である。このような化合物の中には融点や沸点を持たない場合があり、基本的には有機金属化合物であることを特徴とするものである。
【００１０】
ろうそくまたは芯材質に炎色反応物質を含む主燃焼剤と芯とからなるロウソクにおいて、炎色反応物質が少ないと炎色反応による着色が弱いので、少なくとも主燃焼剤のろうそく質の融点時に融液１００ｇに対して０．１ｇ以上を溶かす化合物であることが好ましい。このような炎色反応物質としては、親油性であることが重要であり、好ましくは有機塩系であることを特徴とする。ろうそくを形成する際には、主燃焼剤のろうそく質を溶融させ、この融液に炎色反応を示す化合物をろうそく質１００ｇに対して、０．１ｇ以上を溶かして鋳型成型を行うことにより作製する。
【００１１】
同様に芯材に添加する場合には、芯材にろうそく質を含浸させる際に、ろうそく１００ｇに対して炎色反応物質０．１ｇ以上を溶かして、この中に芯材を投入して芯材が炎色反応を示すようにするものである。
【００１２】
アルコールまたは芯材質に炎色反応物質を含む主燃焼剤と芯からなるアルコールランプに用いる炎色反応物質は、アルコールのアルキル基が短い場合、つまり分子量の小さいアルコールの場合、具体的にはエタノールやメタノール、プロパノールであれば親水性であり、無機化合物の状態でも、ある程度の溶解度を持つが、ブタノール、ヘプタノールとなると無機化合物の炎色反応物質溶解度は低下し、炎色反応物質が無機塩の形態では大量に溶解できない。そのために、主燃焼剤がろうそくやアルコールの場合には炎色反応物質としては有機塩の形態で添加することが望ましい。また燃焼時に芯材に炎色反応物質が残留すると、次第に濃度が増え、燃焼が不安定になるため、炎色反応物質が燃焼時に蒸発することが好ましく、従って蒸気圧が高い有機塩を用いることがよい。この場合、いずれにしても炎色反応物質は主燃焼剤１００ｇに対して０．１ｇ以上を溶かすことが望ましい。これ以上、少なくなると炎色が確認できない。
【００１３】
ろうそくやアルコールランプに用いる有機塩系の炎色反応物質として、炎色反応を示す元素Ｍに対して、元素Ｏ，Ｓ，Ｃ，Ｎ，Ｐ，ＣがＭ−Ｏ−Ｒ，またはＭ−Ｓ−Ｒ，Ｍ−Ｃ−Ｒ、Ｍ−Ｎ−Ｒ，Ｍ−Ｐ−Ｒ，Ｍ−Ｃ−Ｒ（（Ｒ：有機基）の中のいずれかの１つ以上の状態で結合した構造を持つ。この結合は元素Ｍの価数により結合数は変わり、例えば元素Ｍが三価であれば、Ｍ（−Ｏ−Ｒ）３，またはＭ（−Ｃ−Ｒ）３等となる。具体的には炎色反応を示す元素をＬｉとしては場合には、ＣＨ３ＣＯＯＬｉ，Ｃ２Ｈ５ＯＬｉ，Ｃ６Ｈ５ＳＬｉ等が挙げられる。また、Ｓｒの場合には、（Ｃ２Ｈ５Ｏ）２Ｓｒ、（ＣＨ３ＣＯＯ）２Ｓｒ、（Ｃ４Ｈ１０Ｏ）２Ｓｒ、Ｃ１０Ｈ２Ｆ１２Ｏ４Ｓｒ、Ｃ１０Ｈ１４Ｏ４Ｓｒ・ｘＨ２Ｏがあり、Ｚｎの場合にはＺｎ（Ｃ２Ｈ５）２、Ｃ８Ｈ１０Ｏ４Ｚｎ、Ｃ２０Ｈ３８Ｏ４Ｚｎ、Ｃ１０Ｈ１４Ｏ４Ｚｎ・ｘＨ２Ｏ等がある。このような材料として基本的にはＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法に使用されている化合物が適している。
【００１４】
従来から使用されている炎色反応を示す元素としてアルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素が代表的であり、例えばＬｉ（赤色）、Ｓｒ（赤色）、Ｎａ（黄）、Ｂａ，Ｍｏ（緑）、Ｃｕ，Ｇａ（青）、Ｋ（紫），Ｉｎ（藍）などがある。これらの元素を含むものとして、前述の結合を持つアンモニウム錯体、カルボニル塩、アルコキシド、チオール、硫酸塩等のものがある。
【００１５】
このように様々な炎色反応を起こす化合物をろうそくまたは芯材質に不均一に含浸させることにより、燃焼時に時間的に炎色の色が変化させることができる。ろうそくを作製する方法として、溶融したろうを鋳型に入れて冷却してろうそくを作製する際に、炎色反応を示す化合物の添加量や化合物の種類を変えたものを用いて、順次、鋳型に流し込むことにより、ろうそくの中で不均一な状態を作り出すことができる。この結果、ろうそくが燃焼すると、その濃度や化合物の種類が変化することに伴って炎色の状態に変化をもたらすことができる。
【００１６】
また、デザインの観点から、融点の異なるろうそく材質を２つ以上用いて、低融点のろうそく材質に、より高い融点のろうそく材質が偏析した状態を持たせることにより、ろうそくに色や構造に変化をもたらせることができる。例えば、融点の低いものに赤色の顔料、染料を混ぜ、融点の高いほうに青色の顔料、染料を混ぜたものを作製し、青色のろうを溶かさない範囲の温度で、融点の低い赤色のろうを溶かした状態にし、数ｍｍ角の青色のろうを入れて混ぜることにより、赤色のろうの中に青色のろうが分散したろうそくが作製できる。この状態で燃焼させると、融点が低い赤色の融液中に青色のろうが析出した状態ができ、燃焼している芯に近づき液温が高くなると溶融する状態が確認される。
【００１７】
更に融点の異なるろうそく材質に対して、それぞれに炎色反応物、顔料、蛍光体の中から１つ以上用いて添加し、各融点のろうそく材質が異なる炎色反応や、蛍光特性、ろうに色を持たせることにより、ろうそくが燃焼する過程で、それぞれのろうが溶けることにより、ろうがさまざまな光学特性を持たせることができる。
【００１８】
ろうそくに偏析した相を形成する方法として、ろうそくを作製する際に主燃焼剤の融液温度を上げて炎色反応を示す添加物の溶解度を上げて、冷却することにより炎色反応を示す添加物が主燃焼剤の融液温度が下がることにより析出し、作製されるろうそくに模様を形成することができる。
【００１９】
炎色反応を示すろうそくの主燃焼剤や芯に香料を入れ、燃焼時に香りを発することで、ろうそくに特徴を持たせることができる。また、同様にアルコールランプにおいても、主燃焼剤または芯に香料を入れ、燃焼時に香りを発することでアルコールランプにも炎色反応以外の特徴も付与することができる。
【００２０】
香料としては植物から抽出されるエッセンシャルオイルがあり、例えばハーブ、ラベンダー等があり、具体的な化合物としてはテルペン系炭化水素、テルペン系アルコール、フェノール及び誘導体、脂肪族アルデヒド、芳香族アルデヒド、アセタール、芳香族ケトン、ラクトン、環状エーテル、エステル等があり、具体的な香りとしてはα−テルピネオール、ネロール、ベンジルアルコール、ｐ−メチルアニソール、シトラール、ギ酸ベンジル、酢酸リナリル等がある。
【００２１】
上記の主燃焼剤としては、従来使用されているロウ状物質がいずれも使用でき、たとえぱパラフィン、微晶ロウ、ペトロラタムなどのような石油ロウや、オゾケライトなどのような地ロウなどの鉱物ロウ；木ロウなどのような植物ロウや動物ロウなどの天然ロウ；ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸などの高級脂肪酸；ヘキシルアルコール、オクチルアルコールなどの高級アルコール、高級アルコールエステル、グリセリンエステルなどが単独であるいは混合して用いられる。
【００２２】
本発明の前記構成の芯としては、多孔質体、または従来の繊維糸からできた芯でよく、その芯材の中に炎色反応物質や燃焼促進剤、主燃焼材料を含ませることから構成される。繊維や多孔質体を構成する材料としてはフッ素樹脂、シリコン樹脂や珪素酸化物繊維等酸化物繊維から構成されてもよく、また従来から使用されている樹脂でもよい。
【００２３】
【作用および実施例】
【実施例１】
パラフィンと綿芯からなるろうそくにおいて、パラフィンに炎色反応物質として有機金属化合物のＣ２２Ｈ３８Ｏ４  Ｓｒ（化合物名：ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  ２，２，２，６−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ−３，５−ｈｅｐｔａｎｅｄｉｏｎａｔｅ）１０ｗｔ％で添加し２５０℃で均一に溶融させて、１５０℃に加熱した金属製の型に流し込んで綿芯を入れた後、室温まで自然冷却を行った。このろうそくを用いて点火した結果、赤い色が保持された状態で安定して燃焼した。比較として、ＳｒＣｌ２を用いて同様にろうそくを作製することを行ったが、ＳｒＣｌ２がパラフィンと溶融することがなく、溶融パラフィンに偏析した状態となった。また、このろうそくを用いても炎色反応による赤い色は弱く、しかも安定した燃焼状態が得られなかった。また、他の有機金属化合物を用いて評価を行ったときの状態を表１に示した。この結果、炎色反応を起こす添加物は無機化合物よりも有機金属化合物である方が燃焼時の安定性が良いことが分かった。この結果では主燃焼材のパラフィンに添加した場合を示したが、芯材にパラフィンと炎色反応を起こす添加物を含浸させて、芯材の炎色反応の状態や燃焼の安定性も評価したが同様な結果が得られた。更に心材や主燃焼材に添加せずにろうそくの周りにこのような材料を付着した状態でも同様な効果が得られた。
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【００２４】
【実施例２】アルコールまたは芯材質に炎色反応物質を含む主燃焼剤と芯からなるアルコールランプにおいて、エチルアルコールに炎色反応物質として有機金属化合物のＣ４Ｈ９ＯＮａ（化合物名：Ｓｏｄｉｕｍ  ｔ−ｂｕｔｏｘｉｄｅ）を５ｗｔ％で添加し攪拌溶解させた。Ｃ４Ｈ９ＯＮａの融点約２７０℃、１８０℃の蒸気圧１ｍｍＨｇである。このアルコールランプを用いて点火した結果、青色を帯びた炎色が保持された状態で安定して燃焼した。比較として、ＮａＣｌを用いて同様にアルコールランプを作製することを行ったが、ＮａＣｌが一部エチルアルコールに溶解せずに残留した。また、このアルコールランプを用いても炎色反応による青色は弱く、しかも安定した燃焼状態が得られなかった。同様に融点の異なるものを用いて評価を行ったときの状態を表２に示した。この結果、炎色反応を起こす添加物の融点は低い方が良く、約５００℃を超える場合には燃焼時の安定性が悪くなる傾向があり、２００℃程度以下が望ましいことが分かった。この結果では主燃焼材のエチルアルコールに添加した場合を示したが、メタノールやプロパノールにしても炎色反応の安定した状態は得られなかった。
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【００２５】
【実施例３】実施例１においてＧａ元素を持つ炎色反応物質の蒸気圧の違うものを用いて同様に評価した。この結果を表３に示した。この結果から、蒸気圧は大きい方が良く、温度に蒸気圧を掛けた数値が１ｍｍＨｇ℃以上であることが望ましいことが分かった。更に心材や主燃焼材に添加せずにろうそくの周りにこのような材料を付着した状態でも同様な効果が得られた。
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【００２６】
【実施例４】実施例２において炎色反応物質の蒸気圧の違うものを用いて同様に評価した。この結果を表３に示した。この結果から、蒸気圧は大きい方が良く、温度に蒸気圧を掛けた数値が４ｍｍＨｇ℃以上であることが望ましいことが分かった。この結果を表４に示した。この結果から、昇華温度、または沸点は小さいほうが良く、大きくても５００℃以下であることが望ましいことが分かった。
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【００２７】
【実施例５】実施例１において炎色反応物質の添加量を主燃焼剤に対して変えて加え、炎色反応による色の付き方の状態を調べた。炎色反応を示す添加物としてＣ４Ｈ９ＯＫ（化合物名：Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ  ｔ−ｂｕｔｏｘｉｄｅ）を用いて、添加量を０．１から２０ｗｔ％の範囲で変えて炎色反応の状態を調べた。この結果を表５に示す。この結果、少なくとも炎色を確認するには０．５ｗｔ％以上の重量が芳しいことが分かった。
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【００２８】
【実施例６】実施例２において炎色反応物質の添加量を主燃焼剤に対して変えて加え、炎色反応による色の付き方の状態を調べた。炎色反応を示す添加物としてＣ２２Ｈ３８Ｏ４Ｂａ（化合物名：Ｂａｒｉｕｍ  ＩＩ  ２，２，２，６−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ  −３，５−ｈｅｐｔａｎｅｄｉｏｎａｔｅ）を用いて、添加量を０．１から２０ｗｔ％の範囲で変えて炎色反応の状態を調べた。この結果を表６に示す。この結果、少なくとも０．５ｗｔ％以上の重量が芳しいことが分かった。
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【００２９】
【実施例７】パラフィンとヘキシルアルコールがそれぞれ８０ｗｔ％、２０ｗｔ％で溶融して均一になったものを主燃焼材にしたものに綿芯を入れたろうそくにおいて、パラフィンに有機金属化合物のＣ２２Ｈ３８Ｏ４  Ｓｒを１０ｗｔ％で添加し２００℃で均一に溶融させて、１２０℃に加熱した金属製の型に流し込んで、次に同じ主燃焼材にＣｕ（Ｃ１１Ｈ１９Ｏ２）２を５ｗｔ％で添加したものをその金属製の型に流し込んで綿芯を入れた後、室温まで自然冷却を行った。このろうそくを用いて点火した結果、始めは赤い色が保持された状態で安定して燃焼し、次に青色に帯びた炎で保持された状態で安定して燃焼した。
【００３０】
【実施例８】ろうそくに偏析した相を形成するために、パラフィンと綿芯からなるろうそくにおいて、パラフィンに有機金属化合物のＳｒ（ＯＣ２Ｈ５）２を０．５から３０ｗｔ％で添加し２５０℃で均一に溶融させて、１５０℃に加熱した金属製の型に流し込んで綿芯を入れた後、室温まで自然冷却を行った。この結果、１０ｗｔ％以上の添加量に対して偏析した相が視覚で確認できた。
【００３１】
【実施例９】パラフィンと綿芯からなるろうそくにおいて、パラフィンに有機金属化合物のエトキシカリウムＫＯＣ２Ｈ５を３ｗｔ％で添加し、更にギ酸ベンジルを２ｗｔ％で添加し２００℃で均一に溶融させて、１５０℃に加熱した金属製の型に流し込んで綿芯を入れた後、室温まで自然冷却を行った。このろうそくを用いて点火した結果、紫色を帯びた炎が保持された状態で安定して燃焼しながら、ギ酸ベンジルの香りを発していることが分かった。
【００３２】
【実施例１０】アルコールまたは芯材質に炎色反応物質を含む主燃焼剤と芯からなるアルコールランプにおいて、エチルアルコールに有機金属化合物のＣｕ（Ｃ１１Ｈ１９Ｏ２）２を５ｗｔ％で添加しｐ−メチルアニソールを０．５ｗｔ％で添加し攪拌溶解させた。このアルコールランプを用いて点火した結果、青色を帯びた炎色が保持された状態で安定して燃焼しながらｐ−メチルアニソールの香りを発した。
【００３３】
【発明の効果】主燃焼剤と芯とからなるロウソクやアルコールランプにおいて、炎色反応物質を有機塩にすることにより親油性に改質することで炎色反応物質を多く主燃焼剤に含有させることにより燃焼時の炎色を強くし、また気化し安い有機塩にすることにより燃焼時に気化しやすくすることにより、芯に蓄積することを防ぎ、且つ炎色が強く出きた。