СРЕДСТВО ДЛЯ РОЗЖИГА И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
AGENT FOR IGNITION AND METHOD OF ITS PRODUCTION

Область техники
Настоящее изобретение относится к растопочным средствам, в частности к средствам для розжига, а также к способу их получения. Настоящее изобретение может быть использовано для облегчения розжига дерева, угля и других горючих материалов в печах, каминах, кострах и т.п.
Уровень техники
В документе СА2684249 описано средство для розжига, представляющее собой многослойную цилиндрическую структуру с добавкой вещества, улучшающего горение. Слои состоят из случайно ориентированных прессованных древесных волокон и соединены между собой, при этом средство для розжига имеет структуру рулона, в котором слой из прессованных древесных волокон намотан вокруг оси цилиндра. Содержание вещества, улучшающего горение, увеличивается в радиальном направлении относительно оси цилиндра. Средство для розжига получают пропусканием древесных волокон через зазор между вращающимися валиками с получением слоя, скручиванием слоя в рулон и нанесением вещества, улучшающего горение, окунанием или пропитыванием. Недостатком данного средства для розжига является то, что избыточное содержание вещества, улучшающего горение, на поверхности нежелательным образом увеличивает вес и стоимость изделия, а также ведет к неэффективному использованию вещества, улучшающего горение, поскольку часть вещества при нагревании стекает и не оказывает положительного воздействия на розжиг.
В документе ЕР1375632 описано средство для розжига, представляющее собой пропитанный парафином отрезок жгута из древесных волокон. Плотность парафина в этом средстве для розжига выше в середине жгута и уменьшается по направлению к краям изделия. Средство производят формированием жгута, окунанием его в теплый жидкий парафин, охлаждением и разрезанием на части необходимой длины. Недостатком данного средства для розжига также является то, что избыточное содержание парафина в изделии нежелательным образом увеличивает вес и стоимость изделия. Кроме того, высокое содержание парафина во внутренних областях приводит к быстрому выгоранию и недостаточному времени горения средства.
В документе WO 2010060412, который, по мнению заявителя, является наиболее близким аналогом к настоящему изобретению, описано средство для розжига, имеющее основу из древесной стружки, скрученной в виде троса и покрытой парафином. Кроме того, в WO 2010060412 описан способ получения средства для розжига, включающий а) переплетение основы с получением скрученного материала наподобие троса, b) пропитку переплетенного материала воском, особенно парафином, методом распыления. Нанесение парафина методом распыления, а не окунания, решает проблему избыточного содержания парафина и позволяет получить изделия с малой массой. Однако при низкой степени скрутки троса из древесной стружки средство для розжига слишком быстро выгорает, и времени горения недостаточно для того, чтобы загорелся основной горючий материал. При высокой степени скрутки затрудняется возгорание изделий.
Таким образом, в настоящее время существует потребность в разработке средства для розжига, которое бы легко загоралось и горело в течение достаточного времени для установления стабильного горения основного горючего материала. При этом средство для розжига должно быть дешевым в производстве и иметь низкую массу для облегчения транспортировки.
В настоящем изобретении указанная задача решена с помощью средства для розжига согласно п.1 формулы изобретения, а также с помощью способа изготовления средства для розжига согласно п.9 формулы изобретения.
Краткое описание изобретения
Задачей настоящего изобретения является разработка средства для розжига, которое бы легко загоралось и горело в течение достаточного времени для установления стабильного горения основного горючего материала и которое имеет низкую себестоимость и низкую массу для облегчения транспортировки.
Другой задачей настоящего изобретения является разработка способа изготовления средства для розжига, которое имеет вышеописанные характеристики.
Еще одной задачей настоящего изобретения является утилизация отходов производств, в которых одним из исходных материалов является дерево.
3
3
3
Настоящее изобретение относится к средствам для облегчения розжига дерева, угля и других горючих материалов в печах, каминах, кострах и т.п. Средство для розжига согласно настоящему изобретению включает множество свитых по спирали волокон горючего материала, покрытое улучшающим горение агентом, нанесенным методом распыления, при этом средство для розжига содержит внутреннюю часть и внешнюю часть, и плотность внешней части составляет примерно от 10 до 90%, предпочтительно - от 40 до 80% плотности внутренней части. Согласно некоторым частным вариантам реализации изобретения плотность внешней части составляет примерно от 0,03 до 0,13 кг/м, а плотность внутренней части - примерно от 0,15 до 0,5 г/см. В некоторых вариантах реализации волокна горючего материала представляют собой древесную стружку, в частности древесную стружку, изготовленную из осины согласно ГОСТ 5244-79. В некоторых вариантах реализации улучшающим горение агентом является воск, в частности, улучшающим горение агентом является парафин нефтяной Нс спичечный с температурой плавления = 59°С, массовой долей масла = 4,5% и плотностью 0,825 г/см при 20°С. В некоторых вариантах реализации средство для розжига как целое имеет форму, близкую к цилиндрической, в частности, имеет диаметр 25-35 мм и длину 50-70 мм.
В отличие от средств для розжига, известных из уровня техники, средство для розжига согласно настоящему изобретению содержит внутреннюю более плотную часть и внешнюю менее плотную часть. Меньшая плотность внешней части, имеющей множество воздушных полостей, приводит к быстрому и легкому возгоранию средства. Время горения внешней части достаточно для установления устойчивого горения более плотной внутренней части, которая содержит большее количество горючего материала и поэтому горит длительное время. Поскольку обработку волокон горючего материала улучшающим горение агентом проводят методом распыления, то это решает проблему избыточного содержания агента, улучшает горение и позволяет получить изделия с низкой массой и себестоимостью производства. Таким образом, преимуществом средства для розжига согласно настоящему изобретению способа является быстрота возгорания и при этом длительное время горения, а также низкая масса и себестоимость производства.
Техническим результатом средства согласно настоящему изобретению, таким образом, является обеспечение средства для розжига, которое быстро возгорается и при этом имеет длительное время горения.
Также настоящее изобретение относится к способу получения средства для розжига, согласно которому: а) выполняют начальное закручивание волокон горючего материала с получением жгута; с) наносят на жгут улучшающий горение агент методом распыления; f) выполняют окончательное скручивание жгута до требуемой плотности; h) жгут делят на части подходящей длины. Согласно некоторым частным вариантам реализации после стадии а) дополнительно осуществляют стадию b): предварительный прогрев жгута. Согласно некоторым вариантам реализации начальное закручивание выполняют до достижения плотностей внутренней и внешней частей жгута, по меньшей мере на 10-20% меньше требуемой плотности. В некоторых вариантах реализации после стадии с) дополнительно осуществляют одну или более из следующих стадий: d) контрольный прогрев жгута; е) снятие остатков улучшающего горение агента. В некоторых вариантах реализации после стадии f) дополнительно осуществляют следующую стадию: g) охлаждение жгута.
Согласно способам производства средств для розжига, известным из уровня техники, улучшающий горение агент наносят на древесные волокна после формирования из древесных волокон жгута или рулона. В отличие от известных способов в способе согласно настоящему изобретению, сначала улучшающий горение агент наносят на предварительно сформированный жгут, а затем уже производят окончательное скручивание. Это позволяет получить средство для розжига, содержащее внутреннюю более плотную часть и внешнюю менее плотную часть, которое быстро возгорается и при этом имеет длительное время горения.
Таким образом, техническим результатом способа согласно настоящему изобретению, является получение средства для розжига, которое быстро загорается и при этом имеет длительное время горения.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 показан один из вариантов реализации средства для розжига согласно настоящему изобретению.
Подробное описание изобретения
Средство для розжига согласно настоящему изобретению включает множество свитых по спирали волокон горючего материала, покрытых улучшающим горение агентом, нанесенным методом распыления, при этом средство для розжига содержит внутреннюю часть и внешнюю часть, и плотность внешней части составляет примерно от 10 до 90%, предпочтительно - от 40 до 80% плотности внутренней части.
Горючим материалом может быть любой нетоксичный легко загорающийся материал, который не плавится при горении, а также имеет достаточную адгезию к используемому улучшающему горение агенту. Продукты горения материала также не должны быть токсичны. Предпочтительно горючим материалом является материал растительного происхождения, например древесина. В частности, горючим материалом могут быть отходы деревообрабатывающего производства, например древесная стружка, щепа. Предпочтительным является использование в качестве горючего материала древесной стружки, в частности древесной стружки изготовленной из осины согласно ГОСТ 5244-79. Предпочтительно, чтобы горючий материал был подготовлен в виде удлиненных волокон, которые можно сплетать в жгут, еще более предпочтительно подготовлен в виде древесной шерсти. Предпочтительная ширина единичного волокна составляет 2-4 мм, а толщина примерно 2 мм.
Средство для розжига предпочтительно имеет форму, близкую к цилиндрической форме. При этом размеры средства для розжига, т.е. длина и диаметр цилиндра, определяются удобством при обработке на производстве и при использовании конечным потребителем. Предпочтительными являются диаметр 25-35 мм и длина 50-70 мм. Предпочтительный вес средства для розжига составляет 10-20 г.
3
Улучшающим горение агентом может быть любое легковоспламеняющееся, нетоксичное и нелетучее вещество с относительно низкой температурой плавления, например ниже 200°С, более предпочтительно менее 100°С, еще более предпочтительно менее 70°С, но не менее 30°С. Предпочтительно в качестве улучшающего горение агента можно использовать воск, еще более предпочтительно парафин и еще более предпочтительно парафин нефтяной Нс спичечный с температурой плавления = 59°С, массовой долей масла = 4,5% и плотностью 0,825 г/см при 20°С.
Внутренняя часть и внешняя часть средства для розжига отличаются плотностью упаковки волокон горючего материала. Примерную границу между двумя указанными частями можно определить визуально.
3
3
Термин «плотность» в том смысле, в каком он используется в данной заявке, означает среднюю плотность. Средство для розжига согласно настоящему изобретению включает волокна горючего материала и улучшающий горение агент, нанесенный на поверхность волокон, при этом между волокнами имеются полости, заполненные воздухом. Плотность внутренней части вычисляется как суммарная масса волокон и нанесенного на их поверхность улучшающего горение агента во внутренней части, деленная на объем внутренней части, т.е. на объем, занимаемый волокнами, улучшающим горение агентом и воздухом, заполняющим пространство между волокнами внутренней части. Аналогично, плотность внешней части вычисляется как суммарная масса волокон и нанесенного на их поверхность улучшающего горение агента во внешней части, деленная на объем внешней части, т.е. на объем занимаемый волокнами, улучшающим горение агентом и воздухом, заполняющим пространство между волокнами внешней части. Плотность внешней части составляет примерно от 10 до 90%, предпочтительно - от 40 до 80% плотности внутренней части; плотность внешней части составляет примерно от 0,03 до 0,13 кг/м, а плотность внутренней части - примерно от 0,15 до 0,5 г/см. При этом все интервалы, входящие в указанные выше интервалы плотности, а также все конкретные значения плотности, входящие в указанные выше интервалы плотности, охватываются настоящим изобретением.
Отношение массы улучшающего горение агента к массе волокон горючего материала составляет от 90%:10% до 10%:90%, более предпочтительно от 70%:30% до 30%:70%, более предпочтительно от 65%:35% до 55%:45%. Наиболее предпочтительным является отношении 60%:40%.
При осуществлении способа получения средства для розжига согласно настоящему изобретению в качестве исходного материала можно использовать либо готовый горючий материал в виде волокон, либо волокна горючего материала можно получать из соответствующего сырья, как известно специалисту в данной области техники. В частности, в том случае, когда в качестве сырья используется древесина, осуществляют следующие подготовительные стадии:
Приемка сырья;
Раскряжевка (распил) на чураки;
Окорка чураков (снятие древесной коры);
Лущение чураков на шпон (шпонирование);
Резка шпона на древесную шерсть (шинковка);
При необходимости сушка древесной шерсти.
Затем волокна горючего материала подают в устройство, в котором выполняют начальное закручивание волокон горючего материала с получением жгута. Предпочтительно начальное закручивание выполняют до достижения плотностей внутренней и внешней частей жгута, по меньшей мере на 10-20% меньше требуемой плотности. Можно использовать любое устройство, известное из уровня техники, которое позволяет выполнять закручивание материала в виде волокон. В частности, можно использовать редуктор, в захват которого подают волокна материала.
Затем, при необходимости, для улучшения адгезии между улучшающим горение агентом и волокнами горючего материала выполняют предварительный прогрев жгута. При этом можно использовать любое подходящее средство для нагрева. Подходящие средства для нагрева хорошо известны в данной области техники. Предпочтительным является использование гибкого ленточного нагревательного элемента.
Одновременно производят нагревание улучшающего горение агента и затем распыляют его на предварительно скрученный жгут. Температура, до которой необходимо разогревать улучшающий горение агент, зависит от физико-химических свойств агента и может быть определена специалистом в данной области техники. Для распыления улучшающего горение агента можно использовать любое устройство, известное из уровня техники, которое позволяет распылять нагретые жидкости. В частности, для распыления можно использовать форсунки.
Затем, при необходимости, для дальнейшего улучшения адгезии между улучшающим горение агентом и волокнами горючего материала выполняют контрольный прогрев жгута. Также, при необходимости, для уменьшения расхода улучшающего горение агента, уменьшения веса изделия и улучшения свойств горения выполняют снятие остатков улучшающего горение агента. Предпочтительным является снятие остатков парафина самотеком. Необходимость в проведении этих двух необязательных этапов определяется параметрами процесса распыления улучшающего горение агента и может быть определена специалистом в данной области техники.
Затем выполняют скручивание жгута до требуемой плотности. Для этого можно использовать то же устройство, что и для начального закручивания волокон горючего материала.
Затем, при необходимости, жгут сушат и охлаждают. Для охлаждения и сушки можно использовать любые подходящие устройства, известные из уровня техники. Предпочтительным является охлаждение выдержкой при комнатной температуре.
Затем жгут разрезают на части подходящей длины. Готовые изделия при необходимости сушат и упаковывают в тару.
Пример
3
Испытания средств для розжига проводили следующим образом. Для испытания использовали изделия, полученные из осиновой древесной стружки и спичечного нефтяного парафина Нс с температурой плавления = 59°С, массовой долей масла = 4,5% и плотностью 0,825 г/см при 20°С. Изделие помещали на решетку для гриля и поджигали. Измеряли время, которое потребовалось для установления устойчивого горения изделия, а также общее время горения. Испытали 5 образцов изделия и вычислили среднее арифметическое времени горения. Среднее время установления устойчивого горения для исследуемой выборки составило 5,2 с, т.е. для розжига средства достаточно было одной спички. Среднее время горения составило 7,3 мин. Таким образом, описанный пример демонстрирует, что средство для розжига согласно настоящему изобретению легко загорается и горит в течение достаточного времени для установления стабильного горения основного горючего материала.
Хотя настоящее изобретение было описано в отношении различных конкретных вариантов реализации, следует понимать, что это изобретение не ограничено ими и определяется только объемом приведенной ниже формулы изобретения