JPH0465489A - 着色火炎を発生する液体燃料 - 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、着色火炎を発生する液体燃料の組成に関わる
。

（従来の技術） 着色火炎を発生させるに際しては、一般に、炎色反応を
利用する方法がとられている。この炎色反応においては
、アルカリ金属やホウ酸等の塩を、直接、あるいは適当
な溶媒に溶解して火炎中に投じることにより、揮発して
できた金属原子等が熱励起されて、元素固有の波長の可
視光線を放出する。

（発明が解決しようとする課題） この炎色反応を利用して、照明用燃料等に応用する試み
がなされてきたが、着火性の悪さ、発色視認性の低さ（
暗所では視認しやすいが、周囲か明るかったり、背景が
白糸色、量系色である場合には視認し難い）等の理由か
ら、余り商品化されていない。

着色火炎を発生することに特徴をもたせた燃料として致
命的である点は、この発色視認性の低さにある。発色視
認性は、燃料中に含まれる発色剤（炎色反応を呈するア
ルカリ金属やホウ酸等を含む化合物）の濃度に依存する
ため、理論的には、発色剤濃度を上げれば発色視認性を
増大することが可能である。しかし実際には、発色剤の
溶解度に制限されるため、発色剤濃度を際限なく高くす
ることは困難である。特に燃料主成分である有機系溶媒
に対して、溶解性を示すような発色剤化合物は種類も限
定される上に、その溶解度も非常に低いことが多い。

又、通常、燃料として使用される石油系液体燃料は、そ
れ自身の燃焼において燃料中に含まれる炭素分の高温発
光に由来する強烈な橙色系統の火炎を生じるため、火炎
の輝度に対する貢献はあるものの、目的とする炎色反応
の呈色に対しては大きな妨げとなってしまう。一方、燃
料自身による橙色火炎を招かないように、それ自身では
殆ど火炎を着色しない低級アルコールを燃料として用い
た場合には、炎色反応を妨害するようなことはなくなる
が、特に赤色系や紫色系、青色系等の淡色系の炎色反応
に対して、火炎の透明性が高過ぎたり、火炎の輝度が低
過ぎて、これも又、良好な発色視認性を得難い。

従って、液体燃料に対して炎色反応を導入する際に、以
下の３つの問題点を解決しなければならない。

（１）燃料主成分である有機系溶媒中への発色剤の溶解 一般に炎色反応を呈する金属元素を含む化合物は、水溶
性のものが多く、有機系溶媒に溶解するものが少ない。

更に、有機系溶媒に溶解するものであっても、その溶解
度が低く、有効な炎色を得難い。

（２）燃料主成分である有機系溶媒自身の橙色系炎色の
低減 通常、燃料として使用される石油系液体燃料は、燃焼の
際に遊離炭素の高温発光に由来する橙色系統の火炎を発
し、炎色反応の妨害となる。

又、低級アルコールを燃料に使用する際には、橙色系火
炎の発生はないか、火炎の透明性過多、火炎の輝度不足
と言う別の問題が発現する。

（３）火炎の透明性の低下、及び火炎の輝度の増加（発
色視認性の向上） 燃料自身に顕著な炎色を持たない低級アルコールを使用
した際、火炎の透明性が高過ぎたり、火炎の輝度が低過
ぎて、視認性が低い。

（課題を解決するための手段） 先ず、主燃料である有機系溶媒に関しては、本来の炎色
反応による呈色を阻害しないことが要求されることから
、使用できる主燃料は必然的に低級アルコールに限定さ
れる。その際、炭素数１〜４のアルコールであるメチル
アルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、
ブチルアルコルを使用することが望ましい。炭素数５以
上の低級アルコールを使用した場合でも炎色反応を視認
することは可能であるが、炭素数の増加に伴って、遊離
炭素の高温発光に由来する橙色が強まるため、本来の色
調から外れてしまい、火炎が橙色を帯び、ついには炎色
反応を視認することが困難になってくる。従って、炭素
数１〜４の低級アルコールを使用することにより、前記
（２）に挙げた問題を解消することが可能となる。

次に燃料の有機系溶媒（即ち本発明の場合には、炭素数
１〜４の低級アルコール）への発色剤の溶解に関しては
、発色剤としてホウ酸エステルの如き液体で有機系溶媒
と相溶性のある物質に対してはそのまま、任意の混合割
合で使用可能である。

しかし、発色剤として使用できる化合物の多くは固体で
あり、アルコールに対するその混合、溶解の割合は、溶
解度で制限される。炎色反応を呈する金属を含む化合物
の内、酢酸塩、各種有機錯体等は比較的アルコールによ
く溶解するが、燃焼時に炭化物の生成を伴い、燃焼芯上
に付着して、安定燃焼を妨げるため、好ましくない。一
方、炭酸塩、ハロゲン化物、無機塩等は炭化物を生成し
ないため、上記の様な問題を伴わすに済むが、これらの
多くはアルコールに対する溶解度が非常に低いため、十
分な発色を得ることができない。そのため、従来、安定
して溶解、燃焼、発色する化合物は、極く限られたもの
であった。このような化合物として、従来は次のような
ものが知られていた。

（Ａ）緑色系発色剤 ホウ酸エステル（ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル
、ホウ酸トリブチル等）（Ｂ）赤色系発色剤 臭化リチウム、又は、リチウムアセチルアセトネート （Ｃ）紫色系発色剤 炭酸セシウム 上記のような問題を解消すべく、主燃料及び発色剤の夫
々について研究を行なった結果、燃料中に水を加えるこ
とによって、無機系塩の発色剤の溶解度を増大できるこ
とが判明した。燃料中に水が存在することにより、元来
、水溶性である塩を発色剤として使用することも可能と
なり、発色剤選択の幅を広げることができる。例えば、
炎色反応を呈する金属元素を含む塩化物は、アルコール
はもちろん、有機系溶媒には全く溶解しないが、燃料中
に水が存在することにより、溶解することが可能となる
。

（作用） 上記手段によれば、燃料中に少量の水を含有させたこと
により、発色剤の溶解を改善することが可能となる。更
に、燃料中に水を含有させることにより、燃料が燃焼す
る際に、水が水蒸気として火炎中に放出されるため、突
先が乱反射され、その結果、火炎の透明度を低下させる
と共に、火炎の輝度も増加させる。即ち、暗所での良好
な発色はもちろん、明所においても発色を視認しやすく
なる。

（実施例） 次に本発明の詳細な説明する。

先ず、水と炭素数１〜４の低級アルコールであるエチル
アルコールを次の表に示すような組成にした試料燃料を
調製した。又、比較例として、水を含まない系の試料燃
料も調製した。

本塩化ストロンチウム６水和物を使用。この化合物に含
まれる結晶水の重量は水の成分費に算入。

実施例１及び実施例２の組成の燃料は、発色剤である塩
化ルビジウム及び塩化ストロンチウムが完全に溶解した
のに対して、比較例１及び比較例２の組成の試料では発
色剤が溶解しきれずに、不溶分が残存する。

実施例３及び比較例３の組成の試料は、いずれも完全に
溶解した。

上記組成で調製した試料溶液をオイルライタの燃焼芯に
含ませ、着火した結果の比較を次表に示す。

＊＊塩化ルビジウム及び塩化ストロンチウムは、各々エ
チルアルコールに対して、「難溶」及び「微量」であり
、極く微量ではあるけれともエチルアルコールに溶解す
るため、炎色反応を微かに呈する。

実施例１及び実施例２において明らかな様に、水を含ん
だ燃料組成にすることにより、有機系溶媒に混合溶解が
不可能であった水溶性無機塩類を溶解すること、及び溶
解度を増大させることが可能になり、発色剤として使用
が可能となる。

又、実施例３及び比較例３から、水を含んだ燃料組成に
することによって、低級アルコール使用において懸案で
あった「火炎の視認性」を向上させる（火炎の透明性を
低下させることによって、淡色系の火炎でも明確に視認
可能）ことができる様になった。

更に前述の着火状態について、燃料中に含まれる水の含
有量が着火性能に及ぼす影響の点からテストした結果を
次表に示す。

燃　　料：エチルアルコール（特級試薬）着火条件：任
意の割合で水を含ませた燃料をオイルライターの芯に含
浸させ、 フリントにより着火 上記表に示した様に、着火性を維持するために水の含有
量を規制しなければならないのは当然であるが、水とア
ルコールの組合せでは、２ｏｗｔ％程度までは十分な着
火性能を有する。

又、上記実施例で使用したエチルアルコールの他にメチ
ルアルコール、ブチルアルコール、プロピルアルコール
等でも同様の結果が得られる。

（発明の効果） 以上詳述した様に本発明によれば、液体燃料中に少量の
水を含有させることにより、次の様な効果がある。

（１）燃料中に溶解できる発色剤の種類及びその量を増
すことが可能になる。

（２）燃焼の際に放出される水蒸気によって、突先が乱
反射され、火炎の光透過性を減少させ、同時に火炎の発
色輝度を増加させることが可能に成る。

（３）上記の理由で、火炎の発色視認性を向上させるこ
とができることから、発色視認性、輝度に難点を抱えて
いた炭素数１〜４の低級アルコールが燃料として使用可
能に成る。

（４）自身では殆ど火炎を着色しない低級アルコールを
燃料として使用できるため、炎色反応本来のきれいな発
色を得ることが可能に成る。

願人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炭素数１〜４の低級アルコールを含む着色火炎を発生す
   る液体燃料の全量に対して１５ｗｔ％以下の水を含有す
   ることを特徴とする着色火炎を発生する液体燃料。