JPH01111137A - ガスライター用フィルターの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ガスライターのバーナ部の内部に使用してガ
スの流量を調節するフィルターの製造方法に関するもの
である。

（従来の技術） ガスライターは、ガス流量を調整させるための調節弁が
設けられているが、特に使い捨てのプラスチック製ガス
ライターにおいて、従来この調節弁は、適宜圧縮したウ
レタンフオーム等のフィルターに燃料となるＬＰＧ（液
化石油ガス）を浸透させるように構成される。そして、
このフィルターの圧縮比を変化させることでガス流量を
調整するものである。

しかし、ウレタンフオーム等のフィルターは細孔径が比
較的大きいことに加え、そのバラツキが大きいことから
炎長が一定でない。また、ＬＰＧ等に対しての耐薬品性
に劣るために炎長に変化が生じるという欠点がある。

この問題を解決することを目的とし、例えば米国特許第
４１０１２６２号明細書にはフィルター材質としてポリ
プロピレン製の微多孔膜を使用することが提案されてい
る。

この微多孔膜は細孔径が約０．１〜１μｍＸＯ，０１μ
ｍＸＱ、１μｍ・厚みが２０〜３０μｍで、ノルマルブ
タン主体の燃料やイソブタン主体の燃料を使用すると液
化ガスが気化した分だけを通過させ、液体は通過させな
いというモレキュラシープの効果があるといわれている
。

優れているものの、長期使用にお・いては十分なものと
はいえない。

また、ポリプロピレン製はモレキュラシーブの働きを保
つために２０〜３０μｍ厚さの薄膜である。そのため、
取扱いが不便であるとともに、それをライター機構に組
み込むには部品点数および組立て工数が増大し、コスト
高を招く結果となる。

さらに、ポリプロピレン製に限らず、従来のフィルター
全般にいえることだが、液化ガスが気化する際に気化熱
が供給不足となるためか、フィルターから液体のまま流
出するスピッティング現象が発生しやすい。スピッティ
ング現象が生じると炎長が脈動して不快感を覚えるとと
もに、この脈動が特に大きい場合は危険である。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らはガスライター用フィルターがもつ上記従来
の欠点を解決するために、鋭意検討を重ねた結果、フィ
ルター材質として多孔質セラミック焼結体を使用すると
、長期の使用においても炎長が安定していること、強度
が大きいためにガスライターに組み込む際に変形や破損
し難いなど、ガスライターの安全性および生産性に優れ
た効果が得られることを見い出した。また、この多孔質
セラミック体を得るには、金属酸化物からなる耐火性微
粉末を高温雰囲気中に通して溶融球状化した球状粉を原
料にすると、強度向上および炎長の安定の面でさらに好
ましいことがわかった。本発明は、以上の見地から完成
するに至ったものである。

本発明は、金属酸化物からなる耐火性微粉を高温雰囲気
中に通して溶融球状化し、得られた球状粉に適量の結合
剤を添加して成形し、その後、さらに焼成することを特
徴としたガスライター用フィルターの製造方法である。

まず、本発明で使用する球状粉の製造方法について述べ
る。出発原料は金属酸化物からなる耐火性微粉末である
。金属酸化物としては、アルミナ、シリカ質、アルミナ
−シリカ質、マグネシア質、コージェライト質、スピネ
ル質、ジルコニア質、チタニア質７カルシウムチタ不−
ト質、カルシウムジルコネート質などが例示され、これ
らから選ばれる一種または二種以上が使用できる。中で
もアルミナ質、シリカ質またはアルミナ−シリカ質は、
耐水相性および焼結性に優れているので好ましい。具体
例を示せば、アルミナ質は焼結アルミナ、電融アルミナ
。

仮焼アルミナ、天然コランダムなど、シリカ質としては
ケイ石１石英、けい砂、溶融石英など、アルミナ−シリ
カ質としてはボーキサイト、シリカナイト、ムライトな
どである。

耐火性微粉末の粒径は、粉砕などによって例えば３００
μｍ以下、さらに好ましくは１００μｍ以下に調整した
後、高温雰囲気中に通し、溶融球状化させる。十分に溶
融させるために、耐火性微粉末は直接、高温火炎中に投
入し、球状化するのが好ましい。この場合、耐火性微粉
末は中心まで完全に溶融されなくても、表面部の溶融で
球状化率が長袖−短軸比１．３〜１．０のほぼ球状化し
ていれば足りる。

高温雰囲気は、例えばプロパン、水素、ブタン、アセチ
レンなどの可燃ガスを燃料とするガスバーナーにより発
生させた高温火炎とする。

高温雰囲気中を通して得られた球状化粉のうちでも、本
発明での使用に好適な粒度は粒径が１００μｍ以下のも
のである。この粒度を得るには、予めそれに近い粒度に
調整した耐火性微粉末を高温雰囲気中に通すか、あるい
は溶融球状化したものの中から篩い分けるなどの手段が
ある。また、溶融球状化の際に球状粉の微粉は集じん機
のフィルターバックなどに集まりやすいので、それを利
用してもよい。

つぎに、このようにして得られた球状粉に適量の結合剤
を添加し、成形後、焼成する。結合剤としては特に限定
されるものではなく、例えば粘土、ベントナイト、水ガ
ラス、各種リン酸塩、各種ケイ酸塩、フリット、セメン
ト類等の無機質あるいはＰＶＡ、フェノール樹脂、フラ
ン樹脂、エポキレ樹脂、ワックスエマルジョン等の有機
質から選ばれる一種または二種以上が使用できる。セラ
ミック粉がアルミナ質、シリカ質、アルミナ−シリカ質
の一種または二種以上の場合は、結合剤として粘土また
はベントナイトを添加しておくと、粘土が球状化粉の成
分と反応してムライト（３Ａ１２０３・２ＳｉＯ□）結
合を生成するが、この結合は球状化粉同士の接点がより
小さい状態で行われ、粒子間細孔の制御の上で好ましい
。球状化粉に対する結合剤の添加量は、例えば０．０５
〜１Ｑｉｙｔ％とする。

結合剤の種類によっては、さらに適量の水を添加する。

成形は以上の配合物を直接加圧してもよいが、スプレー
ドライヤー法、転勤造粒法などで予め粒径１０〜５００
μｍ程度の二次粒子を得、これを加圧することが好まし
い。

直接加圧するものに比べて成形体の充填密度が均一とな
り、フィルターとしてのガス透過孔となる細孔の径がバ
を使用したものでも加圧後は、押しつぶされて一次粒子
の状体で成形体となる。

焼成温度は、成形体の材質に合わせて任意に決定する。

成形体がアルミナ質、シリカ質またはアルミナ−シリカ
質の場合は、１０００〜１５００°Ｃの範囲が好ましい
。

本発明により得られるフィルターは、多孔質セラミック
焼結体からなり、粒子間細孔がガス通路となる。その細
孔径は特に限定しないが、好ましくは０．１〜２．０μ
ｍである。０．１μｍ以下になると通気性に劣り、フィ
ルターの厚さを薄クシないとガス透過が不十分となる。

そのためにフィルターの厚さを薄くすると強度が劣るか
ら、取扱いが容易でなくなる。一方、２．０μｍを超え
ると炎長が大きくなって危険となる。さらに好ましい細
孔径は０゜多孔質の焼結体を得ることは容易であるが、
耐火性微粉が粉砕粉のように角ばったものであれば、流
動性に劣るためか充填性が悪い。そこで充填率を上げよ
うとして成形時に加圧力を大きくすると粒子が破壊する
などの問題がある。また、ガス透過孔となる細孔の径の
バラツキが大きいためか、炎長の安定性の面で劣る。

これに対し、本発明で使用するのは球状粉であり、充填
性がよく、しかも粒子間の空隙より形成される細孔の径
はバラツキが少ないためか炎長の安定性は格段に優れた
ものとなる。ガスライターはタバコへの着火だけでなく
、欧米ではへヤーカーラーなどの熱源としても使用され
ており、この場合の常用炎長は１０ｃ＋ｎ近くにもなり
、炎長の安定化による安全性、不快感の解消の効果はき
わめて大きいものがある。

本発明で使用する球状粉は溶融球状化したために表面に
微細な結晶が存在するためか焼結性に冨む。また、溶融
によって表面が滑らかである。このため、フィルターは
多孔質であるが強度に優れ、しかも、ガス透過がスムー
ズである。

ガスライターへのフィルターの取付は構造は、従来と変
わりなく、例えば前記した米国特許第４１０１２６２号
明細書の他、特開昭６０−３３４２６号公報、特開昭６
０−５０３１１号公報に示されるように、吸上げ芯とノ
ズルとの間に位置し、固定子などによって支持される。

（作用・効果） 本発明による作用・効果は次のとおりである。

（１）本発明より得られるフィルターは、セラミック材
質であることで、ＬＰＧ　（プロパン、イソ−ブタン、
ノルマル−ブタン、その他）等の液体燃料に対する耐薬
品性が格段に優れ、長期使用においても炎長が安定して
いる。

（２）ポリプロピレン製など有機物材質に比べてセラミ
ック材質は熱伝導性に優れ、液体燃料が気化に必要な気
化熱が十分に供給されるためか、スピッティング現象が
皆無となる。

（３）従来の有機物材質では粒子間の融着などが原因で
数ミクロン以下の細孔をバラツキなく得ることが出来な
かったが、本発明によるとセラミック材質であることで
、細孔分布が制御された例えば２μｍ以下の粒子間細孔
が得られ、炎長がより安定したものとなる。

フィルター材質として、金属質のものも提案されている
。しかし、同様に粒子間の融着が原因で本発明に見られ
るような微細な粒子間細孔は得られていない。

（４）金属や有機物材質は、変形や破損が懸念されるの
で、フィルターのように微少サイズでしかも寸法精度の
高いものではその取扱いが容易でないが、セラミック焼
結体は強度に優れるからそのような問題がなく、ガスラ
イターの製造工程の自動化の流れの中に組み込むことが
容易となり、ガスライターの生産性を向上させる。

（５）　　フィルターを構成する粒子は溶融球状化によ
って表面に微細な結晶が存在するためか焼結性に冨の、
フィルター材質が多孔質であるにもかかわらず強度が大
きい。

また、溶融球状化で粒子表面が滑らかであり、ガス透過
がスムーズであり、これが炎長をより安定なものとして
いる。

（実施例） 以下、本発明の実施例およびその比較例を表に示すが、
本発明はここで示したものに限定されない。

実施例１〜１０は耐火微粉末を高温火炎中に通して溶融
球状化して得た球状粉を使用した。溶融球状化は、耐火
性微粉をプロパン−酸素の高温火炎（約２０００〜２２
００°Ｃ）中に一定量づつ投入することで行った。

各側で使用した出発原料はそれぞれ、アルミナ質溶融球
状粉は焼結アルミナ、シリカ質溶融球状粉はケイ石、ア
ルミナ−シリカ質溶融球状粉は焼結ムライト、アルミナ
質粉砕粉は焼結アルミナである。

比較例１は、粉砕耐火微粉そのままを使用した。

実施例１〜１０および比較例１は、表に示す各配合分を
ロータリープレスにて１０００ｋｇ／ｃ＋ａの加圧で３
．０φＸ４．５ｍｍのフィルター形状に成形した。成形
体は１１０’ＣＸ２０時間乾燥後、昇温速度５０°Ｃ／
時間・最高温度で３時間で焼成した。

比較例２は、フィルター材質として従来公知のポリプロ
ピレン製微多孔膜を比較例とした。

耐薬品製および炎長のバラツキが本発明実施例に比べて
大巾に劣る。スピッティング現象による炎の脈動は殆ど
のものに見られ、しかも一部のものはその際の炎の長短
が大きく、安全性に問題があった。また、表には示して
いないが、比較例は強度が小さいためにその取扱は慎重
にせねばならず、その分ガスライターの製造工程が繁雑
となり歩留も悪かった。これに対し実施例のフィルター
は強度に優れ、以上のような問題がないから、ガスライ
ターの生産性が８〜１２％向上することが確認された。

なお、ここでは出発原料として一部の金属酸化物を使用
したが、他の金属酸化物の場合も本発明者らは上記と同
様の効果を確認している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属酸化物からなる耐火性微粉を高温雰囲気中に通して
   溶融球状化し、得られた球状粉に適量の結合剤を添加し
   て成形し、その後、さらに焼成することを特徴としたガ
   スライター用フィルターの製造方法。