(57)【要約】可撓性発煙器は煙組成物粒子がエラストマー、好ましくはシリコンゴム化合物を鋳型成形又は押出成形して得られた相当薄い層状物、に埋込まれたものである。本可撓性発煙器には、警報具が挿入されていない標準貨幣パックと同程度の柔軟性と感触を備えた貨幣警報パックに供する可撓性電気回路を更に含む。この煙組成物粒子には赤色染料及び／又は催涙ガスを含ませることができる。この煙組成物粒子は好ましくは第１８級篩を通過するが第４０級篩を通らないサイズの粒子から構成される。本発煙器は、ポリウレタンのような封止性を有するフィルムで被覆され、エラストマー内の煙組成物粒子及び／又は催涙ガスが封止される。本発煙器は補強のため強化繊維を埋設できる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
層状に形成されたエラストマー、及び
該エラストマー全体に分散され、活性化されたとき発煙する複数の煙組成物粒子、
よりなる可撓性の発煙器。
【請求項２】
前記エラストマーがシリコンである請求項１に記載の発煙器。
【請求項３】
前記煙組成物粒子の粒子サイズが第１８級篩を通過するものの第４０級篩を通過できない範囲である請求項１に記載の発煙器。
【請求項４】
煙組成物粒子とエラストマーとの重量組成比がエラストマー１グラムに対し煙組成物粒子が約２．４から約４．０グラムまでの範囲である請求項１に記載の発煙器。
【請求項５】
前記シリコンが２成分系であって、室温硬化型のシリコンゴム化合物である請求項２に記載の発煙器。
【請求項６】
前記２成分系の室温硬化型のシリコンゴム化合物が樹脂成分と触媒成分とからなり、水分不存在下で混合するとシリコンを生成する請求項５に記載の発煙器。
【請求項７】
前記エラストマーは硬化前において煙組成物粒子を混練するのに充分な粘性率を呈し、該煙組成物粒子が固まらずに混合物を形成でき、しかも該混合物を鋳型成型又は押出成形できる請求項１に記載の発煙器。
【請求項８】
硬化前の前記エラストマー層にはシリコンを含み、粘性率が約４０００から約１２８００センチポイズである請求項７に記載の発煙器。
【請求項９】
前記エラストマー層を更にコーティング材で被覆してなる請求項１に記載の発煙器。
【請求項１０】
前記コーティング材がポリウレタンである請求項９に記載の発煙器。
【請求項１１】
前記煙組成物粒子が染料を含む請求項１に記載の発煙器。
【請求項１２】
前記染料が赤色染料である請求項１１に記載の発煙器。
【請求項１３】
前記煙組成物粒子が酸化剤、燃料、及び燃料と酸化剤との間で酸化反応を起こす温度において不透明な昇華物を生成する化合物を含む請求項１に記載の発煙器。
【請求項１４】
前記煙組成物粒子は重量組成で概ね４９．２５％　±５％の赤色染料、
２８．２５％±５％の塩素酸カリ、
２１．７５％±５％の砂糖、及び要すれば
０．７５％±０．７５％の不活性バインダ
を含む請求項１３に記載の発煙器。
【請求項１５】
前記不活性バインダがステアリン酸マグネシウムである請求項１４に記載の発煙器。
【請求項１６】
前記砂糖が菓子製造用砂糖である請求項１４に記載の発煙器。
【請求項１７】
前記煙組成物粒子は重量組成で概ね５１．５％　の赤色染料、
２７．５％の塩素酸カリ、
２１．０％の砂糖
を含む請求項１４に記載の発煙器。
【請求項１８】
前記煙組成物粒子はドライブレンドされ、圧縮され、ついで微小粒に顆粒化された粒状物を含む請求項１３に記載の発煙器。
【請求項１９】
前記エラストマー層と接して電気的に動作する点火源、及び
該電気作動点火源が動作するために前記エラストマー層に隣接して適応される可撓性電気回路
を更に含む請求項１に記載の発煙器。
【請求項２０】
前記可撓性電気回路がアンテナを含んでなる請求項１９に記載の発煙器。
【請求項２１】
前記煙組成物粒子が催涙ガス化合物を含む請求項１に記載の発煙器。
【請求項２２】
前記エラストマー層は催涙ガス用ペレットを収納する場所を有し、該ペレットを該収納場所に封じ込めてなる請求項１に記載の発煙器。
【請求項２３】
前記エラストマーに埋込まれた繊維を含む請求項１に記載の発煙器。
【請求項２４】
前記繊維がガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維又はそれらの組合せである請求項２３に記載の発煙器。
【請求項２５】
前記染料が１−メチルアミノ−９，１０−アントラセンジオンを含む請求項１２に記載の発煙器。
【請求項２６】
請求項１記載の発煙器を少なくとも１個備えてなる貨幣パック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は発煙技術分野に関する。更に、詳しくは、可撓性の花火製造用発煙器に係る。
【０００２】
【発明の背景】
他にも種々な適用分野を有するにも拘らず、本発明は一つの適用分野として、貨幣パック（札束）の中に発煙器を悟られずに潜ませ得るような、札束に挿入可能な発煙器の必要性に係る。今日におけるこの分野の技術の主たる応用例は、銀行強盗及び他の金融機関や現金輸送に対する盗賊行為を防止することである。従来技術では、発煙組成物を詰めた複数の不撓性ペレット又はプラスチック袋の形態で発煙成分を含む警報染料が札束の中心部を割って挿入されていた。例えば、カパローニ等のアメリカ合州国特許第５０５９９４９号明細書、及びケニストンのアメリカ合州国特許第５１９６８７８号明細書及び第５４８５１４３号明細書に開示された現金紙幣警報パックシステムを参照できる。
【０００３】
この貨幣警報パックの技術分野では、盗人に警報装備した貨幣パックであると気づかれないほどに、通常の貨幣パックと酷似している発煙器と電子回路とを含む警報装備パックを提供することは極めて望ましい。しかして、同じ厚みの札束と同等の横方向及び捩れ方向の可撓性を有する発煙器の開発が重要となる。
【０００４】
【発明の概要】
本発明は、シリコン層のようなエラストマー層と、そのエラストマーやシリコン層全体に分散され、活性化されると発煙する発煙組成物粒子と、からなる発煙器であり、本発明における発煙組成物粒子を含むエラストマーやシリコン層は可撓性である。
【０００５】
発煙組成物粒子には、燃料、酸化剤、及び燃料と酸化剤との間で酸化反応を起こす温度において不透明な昇華物を発生する化合物を含めることができる。一つの実施態様として、発煙組成物粒子は発煙剤として赤色染料を含有する。他の適用例では適切な色の染料を用いるか又は染料を含まない組成である。他の実施態様では、特に盗難防止目的で発煙剤に加えて催涙ガス組成物を含ませる。具体例では、本発明の発煙組成物粒子は、第１８級篩を通過するものの第４０級篩を通過しない範囲（４０メッシュから１８メッシュまでの粒度）の粒子サイズを有する。
【０００６】
発煙器は、それ自体に隣接して可撓性電気回路が更に設けられ、起動信号を受信するアンテナ、１つ又は幾つかの電池の如き電源、及び電気作動する点火源が含まれる。
【０００７】
発煙器は、外表面に通貨に関連して発煙器の強度、曲がり易さ及び滑り性を向上させるため更にフィルムを含み、エラストマーの中に赤色染料及び催涙ガス成分が適用可能な場合に追加的に封入される。エラストマー層には、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維（合衆国デアラウェア州ウィルミントン市のイー・アイ・デュポン・デ・ネモアス・アンド・カンパニ製の商標名ケブラーの如き全芳香族繊維）等の強化繊維が供される。
【０００８】
【図面の簡潔な説明】
本発明を説明するため図面を用いて好ましい態様を示すが、本発明はこの図示された精密な配置や手段に限定されるものではないことを理解すべきである。
【０００９】
図１は本発明の発煙器の斜視図である。
【００１０】
図１Ａは被覆フィルムを備えた本発明の発煙器の実施形態を説明するための切断面の部分斜視図である。
【００１１】
図１Ｂは強化繊維を有する本発明の発煙器の実施例を示す部分斜視図である。
【００１２】
図２は点線の形で示された点火制御回路部が隣接して設けられた本発明の発煙器の部分を示す側面の立面図である。
【００１３】
図３は、本発明に係る発煙器と点火制御電子回路とを含む貨幣パックの側方立面図であって、そこでは発煙器の長手方向の部分断面を示している。
【００１４】
［発明の詳細な説明］
図面を参照して、各構成要素を符号により説明すると、図１において、発煙器１０は、好ましくはシリコンのようなエラストマーからなり、煙組成物粒子が全体に分散された層状物に形成される。エラストマーとしては好ましい度合の可撓性と弾力性を備えることが可能な種々の型のエラストマーが適用でき、好ましくは、横方向及び捩れ方向における充分な可撓性と弾力性とを備えることである。エラストマーは、昇華過程に起こる発煙反応からの熱の吸収を避けることにより、煙組成物粒子が活性（発煙）化する温度以上において安定であることが望ましい。例えば、シリコン素材は、殊に可撓性シリコンエラストマー樹脂であって、２成分系の、室温でシリコンゴム組成物に硬化するものが使用できる。もっとも、シリコンやエラストマーであれば如何なる型のものでも使用できる。
【００１５】
一つの実施態様として、ＲＴＶ６１５  シリコンが挙げられ、これはジェネラル  エレクトリック  カンパニから販売されており、マイナス６０℃から２０４℃までの温度範囲で使用できる。ＲＴＶ６１５  シリコンは２成分系シリコンであって、１成分は樹脂であり他の成分は触媒である。２成分を混合すると無臭性硬化シリコンを水分の不存在下で生成する。別な適応可能なシリコンとして、
ミシガン州、ミッドランド市のダウ  コーニング  コーポレーション製造に係るシラスチック  Ｓ（Ｓｉｌａｓｔｉｃ  登録商標）が挙げられる。本明細書で述べたシリコンゴム化合物の特定ブランドやグレード（品質等級）は種々な代替物を含む本発明の実施に有用であり、その余のエラストマーの範囲に及ぶものと解されるべきである。好ましいエラストマーは発煙反応中も安定である。
【００１６】
煙組成物粒子は業界において、その目的で用いられる化合物であって、よく知られた活性を有するものの中から造ることができる。ここに、用語「活性な化合物」とは、本明細書で検討された適用が可能な不活性でない化合物を包含し、昇華反応において生じる煙、種々な色の染料、及び／又は催涙ガス組成物を含む。典型的な煙組成物は重量比率で概ね４９．２５％  ±５％の赤色染料、２８．２５％±５％の塩素酸カリ、２１．７５％±５％の菓子製造用砂糖、及び０．７５％±０．７５％のステアリン酸マグネシウムの如き不活性バインダ（粘結剤）から構成される。菓子製造用砂糖にはコーンスターチが含まれていること、及び本発明で用いられる化学組成ではコーンスターチに精製粉末状砂糖を加えたものであることに注意すべきである。バインダは随意である。例えば、一つの実施例としての煙組成物は、概ね５１．５％  の赤色染料、２７．５％の塩素酸カリ、２１．０％の砂糖及び０．０％のバインダからなる。好ましい赤色染料は、１−（メチルアミノ）−９，１０―アントラセンジオン（ＭＡＡ）又は１−メチルアミノ−９，１０―アントラセンジオンとして知られる分散染料ディスパーズ  レッド９である。分解することなく気相状態に変化する他の揮発性染料も安定である。これら揮発性染料は分子量が総じて比較的低い。
【００１７】
上記の特定された混合物において、塩素酸カリは酸化剤であり、砂糖は燃料であり、そして赤色染料は砂糖と塩素酸カリとの間で酸化反応が起きることによって生じる熱に曝されて不透明な気体を生成して昇華する煙生成化合物である。しかしながら、本発明は特定の組成物に限定されるものではなく、燃料、酸化剤及び煙生成化合物は如何なる組成物でもよい。塩素酸カリは、低い温度で分解し、優れた安定性を備えているにも拘らず、染料の分解を妨げないので好ましい酸化剤であり、同等の染料に対し同様な性質を有する他の酸化剤も適用できる。他の燃料もやはり使用でき、硫黄、乳糖、蔗糖及び類似物が含まれるが、これらに限定されるものではない。ここに、「煙」とは、昇華生成物であるか又は空気で運ばれる微粒物、気体又はガスを含む混合物であって、発煙器が動作したとき充分に注意を惹くように構成されるものである。
【００１８】
燃料と酸化剤との組成比は、煙生成化合物が活性化するのに必要な好ましい温度に到達する必要性から、変えることができる。もっとも、燃料と酸化剤とのバランスでは、燃料比率の高過ぎる組成は不完全で煤の多い反応となることから、また酸化剤の多過ぎる組成は染料と反応すると過剰酸化反応をもたらすことから、回避することが望ましい。適切な比率は、化学的変化や分解を起こすことなく染料を気化できるための充分な熱を生じ、また染料気体が分散できるように充分なガスを生じることである。過剰な熱の発生は煙が少なくなり、また発煙器が燃え尽きる原因となる。化合物の配合は、発熱性能を有し、エラストマ−中に分散された煙組成物粒子の性質と調和するように誂えることができる。
【００１９】
この煙組成物成分は、ドライブレンド又は混練して例えばペレットのような形状に圧縮成形し、ついで粉末又は顆粒にする。一つの具体例では、粉末状煙組成物粒子は粉末化又は顆粒化の工程を経て、第１８級篩を通過できる充分な細さに達しているが、第４０級篩は通過できない粒子の大きさである。この粒子サイズ範囲以外のものでも使用することはできるが、粒子が固相化学反応を経て煙を生成する場合に、昇華現象が起きたときエラストマ−による反応遅延ができない。典型的に、大きな粒子は微細粒子に較べて大きな熱量を生じるので、顆粒サイズはエラストマー中において１つの煙粒子が隣の粒子に反応を維持伝播する因子となる。前述の粒子サイズは、０．１インチ厚さの発煙器の場合、１平方インチ当たり５乃至１０秒程度となる煙生成速度の範囲が好ましい。この速度及び煙の生じる時間は、粒子のサイズや煙組成物粒子の組成、エラストマーに対する煙顆粒の比率、及び／又は酸化反応の開始に要した総熱量を変えると、変化する。
【００２０】
本発明における発煙器の製造は、２成分系のシリコンゴム化合物を、例えば粘性率が約４０００から約１２８００センチポイズの範囲を有する液体となるように混ぜ合わせる。煙組成物粒子をエラストマーと制御的に混合し、次いでその混合物を鋳型成形するか又は押出成形することができる。混合液の粘性率は、煙組成物粒子が底に沈むことがないように充分高く、しかも操作が良好であるように充分低く維持されることが望ましい。例えば、ＲＴＶ６１５エラストマー液に煙組成物粒子を手動的に混合する具体例では、この混合物の粘性率は約４０００センチポイズとなるが、これに対し、シラスチック  Ｓ  を準備する具体例では約１２８００センチポイズの粘性率となる。もっとも、硬化処理前におけるエラストマーの粘性率は前記の粘性率範囲外に変化するものと理解されている。実際に、機械的に混合して押出成形すると、粘性率の値は上記の粘性率よりも相当大きい。手動で混合すると、粘性率はかなり変わる。
【００２１】
煙組成物粒子、殊に粒子のサイズは既述したように第１８級篩と第４０級篩との間にあり、シリコン単位グラム当たり約２．４乃至約４．０グラムの比率となるように、煙組成物粒子とシリコン又は他のエラストマーとを混合することができる。この粒子を含むエラストマーは次いで所望の形状に鋳型成形又は押出成形され、しかる後硬化処理される。貨幣警備パックを使用することに関連して、煙組成物粒子を含有するエラストマーを約０．２５インチ以下の厚さ、好ましくは約０．１２５インチ厚さ、に鋳型成形又は押出成形する。貨幣警備染料パックを利用するとき、鋳型成形又は押出成形されたシリコンの幅と高さは使用予定の通貨の長さと幅と同程度かそれ未満とする。例えば合衆国の紙幣に適用する場合、当該紙幣は縦長概ね６  ３／１６インチ、幅２  ５／８インチであるから、発煙器の長さを約３．９インチ、幅を約１．９インチとする。本明細書で既述したカパローニ（Ｃａｐａｒｏｎｉ）に対する米国特許第５０５９９４９号に開示されたと同様に、位置指定タブには点火制御回路を組み込んだ発煙器が使用できる。
【００２２】
図１Ａを説明すると、これは本発明の別な具体例の一つであって、発煙器１２は、その表面がフィルム又はコーティング材１６で被覆された図１に記載されたものと同様な芯部１４を具えている。フィルム、コーティング材又は被覆材１６は、スリーエム社から市販されている商標「ＴＥＧＡＤＥＲＭ」の如きポリウレタン、又は発煙器１２に対し付加的強度と付加的封止性能を備える他の適切な材料から構成することができる。ここに付加的強度とはエラストマー層やシリコン層を破損する危険を伴わずに高度に曲げ得ることを云う。「ＴＥＧＡＤＥＲＭ」フィルムは強度と、エラストマー層が当初の形状に復元する回復力を強めた形状記憶能とを備える。フィルム又はコーティング材１６は更に高い潤滑性と低い摩擦性とを有し、特に貨幣警報パック中に発煙器として使用するとき、この貨幣パックが可撓性であるので隣接する貨幣束に発煙器が容易に滑りこませることができる。
【００２３】
図１Ａに示したように、発煙器の芯部１４に空隙１８を設け、ここにペレットや錠剤を収納する。一つの具体例として、催涙ガスからなるペレットや錠剤を空洞や空隙１８に配することができる。別に、催涙ガスは煙生成物質の一部としてエラストマーやシリコンに混合して用いることもできる。図１Ａに示した具体例は、フィルム又はコーティング材１６は母材から催涙ガスが漏れないように付加的封止性能を備えている。
【００２４】
図１Ｂについて述べると、煙組成粒子２４と共に分散した強化繊維２６を含むエラストマー２２から構成される発煙器２０の別の具体例を示している。強化繊維は、ガラス繊維や炭素繊維のような適切に強化されたタイプの繊維であって、例えばダウコーニングコーポレーション製の登録商標「ＦＩＢＥＲＧＬＡＳ」の付されたものは商業生産されたガラス繊維である。
【００２５】
図２を説明すると、発煙器３０は側方からの立面図であって、その内部の粒子３２を示すために部分的に切取った図面である。可撓性の点火制御回路３４は点線の輪郭線で表示されている。可撓性の点火制御回路は、例えばデュポン社により製造されているポリエステルフィルム「ＭＹＬＡＲ」（登録商標）のような可撓性の基板材料であり、その表面に適切な構成部品が形成されている。その構成部品の一つは電気的点火源となるものであって、例えば、ある種の「電気マッチ」と称される器具である。もっとも、如何なる点火源も充分熱を発生すれば発煙器となり得る。この点火源は、電気的信号に応じて粒子３２の煙生成プロセスが起動するように、発煙器３０に接続するか接触している。この電気的に動作する点火源は、高温度のテープを用いている発煙器に接触させることができる。可撓性点火制御回路における他の構成部品は、この分野で通常使用されるものである、指令信号を受信するためのアンテナ（図示せず）、磁気的リードスイッチ（図示せず）、及び１個又はそれ以上の電池のような電源（図示せず）を含む。米国特許第５４８５１４３号明細書における技術の背景の欄に、この技術分野に適用されるリードスイッチやアンテナの概要が記載されている。本明細書における「点火」の語は、煙の生成をもたらす反応、例えば塩素酸カリの発火や赤色染料が昇華する燃料酸化反応の起動又は動作を指す。
【００２６】
図３について述べると、発煙器３０が可撓性点火制御部品３４と共にＳ字型に曲げられた貨幣パック３６の中に配置されている。発煙器３０の可撓性は貨幣パック３６の曲げ易さに対応するが、貨幣束の中に警報パックを潜ませてない場合と同様な感触を呈示するほどの貨幣束であることが要求される。
【００２７】
上述の本発明の発煙器は好ましい品質を多々備えている。典型的に非常に可撓性に富み、横方向及び捩れ方向の双方において可撓性を有する。ここで用いられる「可撓性」という語は、普通に用いられるものであって、辞典；「ウェブスター  ニュー  ワールド  カレッジ  ディクショナリ」、第３版（１９９７年発行）によれば、「破壊することなく曲げることができること；曲げると折れること又は曲がり難いものではないこと；容易に曲がること；柔軟であること」を意味する。特に、好ましい可撓性は、発煙器が挿入された状態における同程度の厚さの紙幣と比較しての可撓性であり、その存在を盗人は全く気付かない程に本発明の発煙器は紙幣と類似した感触と曲げ易さ性能を有する。本発明に供するエラストマーやシリコンは可撓性を増大したため相当程度の弾力性を備える。本発明の発煙器は如何なる形状にも製作でき、殊に薄い層状物は、貨幣警備パックに使用するのに有利である。薄いものであれば、貨幣パック（札束）の中央部を切り開かずに使用できる。その中に染料が含まれている煙組成物はエラストマーに埋め込まれているので、染料を含む活性化合物は使用者に曝されておらず、作業場周辺に染料や他の化合物が飛散する可能性は極めて小さい。本発明の発煙器は点火源と別々に製造でき、電気的点火源とも別々に搬送でき、安全に船積みができ、そして法規制の問題もない。
【００２８】
本発明は、その精神又は必須属性から逸脱することなく、他の種々な形態において実施でき、したがって、本発明の範囲は、上述の明細書に示された発明の内容によるよりも、むしろ付帯的な特許請求項によって解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の発煙器の斜視図である。　図１Ａは本発明の発煙器の実施形態を説明するための斜視図である。また、図１Ｂは本発明発煙器の他の実施例を示す部分斜視図である。
【図２】
本発明の発煙器の部分を示す側面の立面図である。
【図３】
本発明に係る貨幣警報パックの側方立面図である。
【国際公開パンフレット】
2004502221.tif 000002
2004502221.tif 000003
2004502221.tif 000004
2004502221.tif 000005
2004502221.tif 000006
2004502221.tif 000007
2004502221.tif 000008
2004502221.tif 000009
2004502221.tif 000010
2004502221.tif 000011
2004502221.tif 000012
2004502221.tif 000013
2004502221.tif 000014
2004502221.tif 000015
2004502221.tif 000016
2004502221.tif 000017
2004502221.tif 000018
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004502221.tif 000019
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004502221.tif 000020
【国際調査報告】
2004502221.tif 000021
2004502221.tif 000022
2004502221.tif 000023