玩具煙火及びその組成物 の落球感度着火性 及び

玩具煙火及びその組成物 の落球感度着火性 及び

試験

矢橋英郎● .和田有司暮 .寺沢二千六● , 田村昌三● ,細谷文夫…,青田忠雄●

玩具項火の取晶お よび玩叔煙火鑑庶物に,落球臥軌 着火性妖艶

釈放を適用 し た｡その捨果,打歩によ り発火す るように故計 された平玉や タラ1カーポ‑ルを除いた製品は 非称 こ安全に作られていることがわか った｡ またその組成物 も,一部の ものを放いて安全な火 雅樹に屈す ることがわか った｡

1 . はじめに

玩具屈火は子供達に炎 しみ と夢を与える玩Aである｡

製品の一つ一つは安全に作 られてお り.取替を発生 さ せるおそれが少ない.従って.玩A煙火自体は一定の 条件の元{･ 火薬桐取締法の題用を除外 されている｡

しか し.玩A優火の原料を故 う製遵工程や確火組成 物が扮 となって外に まぶ された場合などでは.不暗の 着火が起 こった時に災軌 こ括び若 く可能性がある｡

壇 火租放物の危険性評価l tE l 本では申操感度Hl 3 川.

落G B感皮目l l

l 7 ‑ こついて行われ.故地的な危険 性の格付けが行われた｡ また,西牧{･ は

e ur r L a J u ら S Hこ

って抱合的な研究が行われた｡ また.

. I' /ラ ン ドのMakiら叫土優 火組成物 の危険性をい くつかの 釈放法を組み合わせて評価 している ｡ 狂者 らも星及び 星組戒物の評伝紬 をい くつ も妖みた

玩具僅 火自身の危険性評伝例 としては.和田ら7 1 及 びを永9 ) の研究がある｡

狂者 らは.自己反応性梅軒のスクJ )‑ユング鉄幹法 として落球釈放.薪火性臥輸及び

SC妖故を推 奨 している1 0 I ｡ これ らの方法を玩A屈火自体及びその 組成物のい くつかに適用 し, これ らの方法の有用性に ついて検附 したので.その結果を報告す る｡

2.

央 畿

駄 科

就科 として.キ' /g' ススキ( 梱金花火店畢為) .線香 平成元

月

日ヨ受理

' 東京大学工学部反応化学科

〒

東京都文京区本

‑ 1

内線7

+ ' 細谷火工 ㈱ 技術開発研死所

〒197

秋川市菅生大沢

｢

花火( 長手牡丹).爆竹 ( 牡丹虹偽.

中国湖 南省製造) . クラッカーポール( 熊

都築玩且花 火工場製造).笛 F ,ナ ッ ト (N‑ 1 0.台 帝 ^{茶事煙 火製}

造)及び平玉 (

.大谷壇 火取適所製造)の態 品及び組成物 ( 襲晶をば らしたもの)を用いた｡ キ･ /〆 ススキには

唖桝の組成物があ り,ネズ ミ色の珍の も のを 萌A. ネズ ミ色の扮+銀色の抄の ものを薬 B とす る｡

2.2

重

2.2.1

落球式打撃 虎 杖数檎

敢持科学昏披㈱架京大草書E E l 研究室に没旺 されてい る 落 球式TT 撃感既紬 投を用い

) ｡打撃方法は円稀 コt ･の上に試料を放いて落球を直捷駄科の上に落 とし て打撃す る乾草法 と円飾 コPの間に駄科をは さんで 落

球を間接的に衣料の上に落 とす間接法を用いた｡落球

に規定 され た直径

イ ' /すく想 見

のペア I Jン7用 頼 球を用いた｡

洪科をのせる絹蛙は武

E Z 5 .祐 さ

E E ) の コP軸受 け よう円筒 コP(

5 01 )を用いた｡

2.2.2

鉄‑セ リウム火花柵火t i駄験檎=

鉄一セ リウム火花点火常は ピス トル形のアセチ レン 点火用の もの( 商品名

を用いた｡

2.2.3

小ガス炎着火性駄験

小ガス炎点火具は*' スマ ッチを用いた｡

2.2.4

密封セル

DSC

袈虻は理学同税軸の

モデル

o

及 び柄エf E子㈱

モデル

を用いた｡密 封七/ 目上栴工電子㈱淑 スチ' /レス帝封セル及び理学屯 機軸恥ステ t /レス宙封セルを用いた｡

2.3

拭鹸法

落球賦験法

K6gyaKaYaku.Vol.51.No.2.1990 ‑ 99‑

』 :

平王の均合は落球瓜

{･ 取晶.乱成物井に間 接法( 図 1及び図

を用いた｡その他の場合は落 球 珪

丘

で鞍点には間接法(

) .組成物には直接法を 用いた.なお爆竹. クラッカーポールでは組成物を用 いた釈

まず荘

c E ) から落球を落下させ

回速成不頬の時 はこのまま落球駄故を終了する｡ もし1回{･ も爆発 し た時は昇降法 (u p ‑ down泣)に 上って

銀点エネル ギーを求める｡ また. クラッカーポール,爆竹に関 し ては一皮打撃 して不埠だった製品をもう一度紬 し.

打撃前の ものと比較 した｡

日 昇降法

落花( H)( c l ) )をその常用対数債

t

が

のとこ ろか らは じめて

ずつ変化させ.爆発 した時は落高 を下げ.不億の時は落馬を上げる ｡ l o8Hを1 . 0からは じめて叔初に判定が爆発から不噂.又は不億から爆発 に変化 した 1回前から敢えて

回をデータとして採用

した｡

2)50

P i爆点 ( J T 5 0 )( c E l )の井出 次式に上り井出する

logH50=C+a(^INs±1/2)

〟:

爆発又は不様の回数で.回政の少ない方を用い る｡

C :虐政 レベル( i = 0) の落高の常用対故

t tの薄荷間隔

± : nに爆苑の回軌を用いたときは‑.不様の回数 を 用 いたときは+なつか う｡

1 ':庖低の港市から局 別

‑‑ (i )

^=

3)lo

gL l! O の標申偏差(

の井出 次式により井出する

S

=

2

∑(1 ‑ 2 ×A)

2.3.2

鉄‑セ リウム火花糖火性bt 故

細

J t n.長 さ

厚 さ

亡 兄のセラ ミックス耐熱 坂上に試料を皿 き.

mの距僻から鉄I. t =) )ウム火花

K巾

惰 ‑ ; ‑ , I ‑ ‑ = :‑

の申撫火花を当てた

秒間稲

回,妖科が発火す るまで点火の妖みを挽けた｡

2.2.3

小ガ ス鼻着火 牲駄験

消防法危放物第

類( 可換性固体)の妖染ま1 0 ) に した が って点火具を用いて就科を点火 し,発火するまでの 時間を配擬 し

回の平均をとった｡

3.

括典と考集

乗 数括果

紬 の括巣を衷 1に示 した｡ また.平玉の落球式打 撃感度放散の文献伍 との比較を

に示 した｡

3.2

落球駄験

製品単独

キ' /yススキ.線香花火及び碕 pケツトの製品

本

本I 1本妖験における間遵法では

の鋼球を

の荊 さから

回落下させて発火 した ものはなか った｡

ただ し.首 F ･ケ,トは原料火薬を入れたプラスチ ック 製円掃h' t 壊れて原料火薬がこぼれる状膿 となった｡ ま た.この条件の打撃を与えた笛 f ･ケットを通常点火す ると

の高さまで

か上昇せず.そこで爆音を 発 した｡笛 t ,ナッ トはかな り憩い打撃でも発火は しな いが.ある軽度の打車を加えると火薬がこぼれるとい

う危険な状態 となる｡

クラッカーポール及び平玉は打撃によって発火する 製品なの{･ 当焦打撃感度は高い｡ コPの間に試料が挟 まれて打撃を受けたときの感度は クラッカーポールよ り平玉の方が約

倍敏感である｡平玉についてはいく つかの感度測定例がある｡その比較を

に示す｡

廼者 らの以前の乗験{･ は塩素酸 カl Jウムー赤塀捷蝕 混合物を打撃 して発火 しなか った場合に.この混合物 に水をかけると発火する例がみられた｡一皮打撃を与 えた物は高感度 となっているおそれがあ り得るとの想 定{･ 東映を行ったが.その轟はみられなか った｡ また.

下に

つの銅杜を旺いた間接打撃法では

5 0 はあま り変わ らなか ったがqJ 土かな り大きくなった｡

3.2.2

組成物

玩J t億火組成物はキ ン〆ススキ ( A.B2 唖の組成

‑LOO‑

工菜火薬

萩 1 . 玩典煙 火契敦績果

妖科 S 落田式打や感庇妖故

回法 i .

g

恕

^{小 ガス}

着 火性妖輸 ⁱ

^{鉄 セ リ ウム T D}

S C

( ℃) ( 艶 ) キス ンス ′キ 製品 薬

間凄 直撃

‑0.31 0.10 4.5 8

回

* B 直 筆

2

回

投花 番火 組成物 態晶 間 接

35

1 0

直

1

回

爆竹 単品 間接 535

タカ

ラナ

ー 屯晶 間接

0.44 0.02 14.2 20

回 製品打守済 間接

笛 ツ ケ F )> 組放 畢晶

閉蛭 直撃

8.8 8.7

平

玉 製品 間接

35.4 ‑

¹

^{35 0. 37}

製品打撃 折 間接

‑

1.22 0.24

組成物 間 接 1 6 . 4 ^{‑1 . 73}

^瞬時

787 物が含 まれ ている),線香花火,笛 pケ ･

/ト及び平玉に ついて紬 した｡爆 竹及び クラッカーポールは解体が 危険 なので組成物 を取 り出す ことl lLI z : か った｡妖

験 され た

概の組攻鞄の中{･ 平玉鼠庶物 .キ ングス

スキ 組成物 B , キ t /〆スス車扱戎物 A の 3 つは本棚 法

5 0 % 平玉組成物は繋晶 よ り 壌 点が掬定 で きた｡ {･

2

倍強敦盛であ るが塩素酸 カ l Jウムー 赤群棲地混 合物 のそれ

l

gs

5 0( 間棲)‑

1 )よ りかな り鈍感 で

あ る｡ これ は組成物 に糊 が含 まれ てい るため で

あろ う｡ キ ングススキ組成物 A 及び

の打撃 螺

と同等{･ あ る｡ 線市花 火組 成物 及び稀 t ･ナ ッ ト組成物 の打撃

感齢

落球 . 直接打撃.

c

B 落高では潤定{･ きない軽度に鈍感 {･ あ っ た｡

以上の結果を まとめ る

と洞定を行 った

qE の玩 炎煙 火転成物 の打撃感度の

頓序は次の よ うであ る｡

組成助 平玉 >キングススキ

B

>キ' / 〆ス スキ

gダ5 0 ‑

‑0･44 ‑0･31

組成物 >笛 F 'ケ ツ t.

線香花 火

0/1 0 0

II O

着 火性妖故 は抱放物のみについて行 った｡ た

潜火 世 紋敦

だ し.

笛 t ,ケ ッ トの野 火については鉄一七 l Jウム火花釈放 を

行 ったが. 1回 で甘火 した｡ タラ ,カーポ ールは鉄‑ 七 l Jウ

ム火花釈放では

回{･ 着 火せず.′ トガス炎

143.2.3.

秒 で着 火 した｡

小 ガス炎 では 試験

中 ガス炎鼓敦 の結 果 は

tに示 した｡薪 火性筑 敦 の 放庁は下の よ

うであ る｡

絶洗物 平玉 > キングスス

キ A >繰苛花火 >苗. 2ケ,ト ー 瞬時

秒

秒

8.8

秒 組成物 > キ ングスス

キ B t

&

キ ･ /〆スキ組

成物 B は懲 火性が憩 いが.懲 火性 の良い 組成物 A

が先 に伝 え.そ の 炎{･ 確 実 に前 火す る もの と思われ

る｡ 我 2 平玉の 落

打撃感庇 方法

落球庇

文献

間接

‑I

■

E) O I T V ̲ ■ 7

Y や tl や ‑

小 ガ ス A I =J : 88火 ^l t ^のq

図 3 小ガス炎釈放結果に対す る鉄一七 t )ウム火花釈 放括柴のプ

pサト

0

‑ L J

L 一 三 C

■

Ⅹ

■ ^{t t} 4書花火 甲 ̲ ○

̲ ̲ ｣ もt lケウト

ト 至1 ^{‑ ‑} ‑ ‑ ‑ i ‑

4ングスス a A * ン V ス ス キ ^B

O JO 20

小 ガ ス 兵 に ▲ 6+ 火 Iでの 特P l(t I) 図

4 着火性に対す る打撃感度のプF 'ット

3.

3.2

鉄‑セリウム火花駄験 鉄一七 1 )ウム火

花釈放の結射 土次のようであった｡

組成物 平玉 >

キ･ /グススキA >笛 t ,ケ ット

火花回数

7 ガス炎による着火までの時

間に対す るブpγトを示 し た｡ほぼ相関があることがわ

か る｡線香花火組成物の みは小 ガス炎では着火 し易い

が鉄I tI )サム火花では

火 し難い｡ また, 小 *

' ス炎の方が耐定の.:ラツ中が小 さい｡着火性の特に高

い物質以外では小ガス炎妖輸の 方が信頼性は高い ようであ

る｡ しか し,小ガス炎拭験 {･ もある程度の. :ラツ

車がある｡ この

つの理由はチ 千. /カ

. /に よる

小ガス炎の釈科 と接触す るときの形 状が一定 とな り粗いことがあげ られる｡ ガス炎は

位匿 によって温度が追 うことが知 られてお り,一定温度の 部分

が試料 と接触 し続けることが艶 しい｡

3.3.4

打

撃感度 と舟火性の相関 実験 した玩具塵火組成物の打

撃感度

0

の杏火 性に対するプF ･ットを図

4

に示 した｡掛 こ高感度の平 玉組成物は茄火感度 も非

常に商いが.他の組成物では 打畢感度 と着火性 との相

関はみ られな い ｡

4.

括 輪

感度鼓鼓を妖みた結果,玩具優火の製品は安 全に作 られていることがわかっ

た｡ただ し,打撃などにより 包装が壊れ.薬がこぼれた状態になったときには注意 が必要であると

思われる｡ 文 な

1

en Co.Ltd(1981)

2) 石川 昇, 日下

部正夫,貌藤秀治.佐久間骨品.

rBA M 嘩擦感度

就験枚による煙火材料火薬の厚 板感度

,工業火薬

,35,138(1974) 3)

永石故事,松本 勝

,曹永俊一.松浦荻久.宮原 草,畑中修一 . ｢ 平玉

薬のホ及び叔枕的作用に対 す る感度

,工業火薬

7.356(1986) 4)

細谷 文夫 , ｢原料用火薬を含む原料薬

の特性任 の基本的事項 ｣ . 煙火保安基ql 作成費且会資料.全 国火薬桐保安協会

8) 5)H.TreumaJl

m私信

ndⅥtavou

r i

Ch

tionof

P

positionsinFinlBLnd",Pr∝eedjngoEloth

P

ec

a

I

, K

和田有司.矢橋英邸.細谷文夫.書沢

二千六,田 村昌三.青田忠雄 . ｢ 煙火の星及び星組戎物の安 組成物 >線香花火 >キングススキ B

火

花回故

6

この放序は笛 F ,ナット組成物が逆転 し

ただけでその他

は小ガス炎釈放の場合と同 じ{･ あ . ?た｡

3.3.3

小 ガス炎扶余 と鉄‑ セ リウム火花扶敦の 比較 図

に鉄‑ I t st Jウム火花に よる着火までの回数の小

‑102‑

全に関する研究

(I) .モデル星組成物の打撃感度.

着火性,

呼擦感度及び安全性｣.工業火薬,投稿中 東確実邸

.細谷文夫.和田有司. 劉 栄海.田村 昌三,吉田

息堆 , ｢ 壇 火の星及び星組成物の安全 に関する研究

Ⅱ)

,モデル星及び星桐の留甘起爆

試故及び小

29,445(1968)

1 0 ) 青田 息堆.田村良三編乱 r 反応性物質と火工晶 の安全 ｣ . 大成出版社 (

I

1

ド

.

a r

‑t

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E

' ,

Explosiyestof

E

30

12)WJ.DixonandFJ.MauBS

e

.

a J

8

i

(1969)

StudiesonDrop‑ballTest.FlarneTestandDSCTest forToyFireworksanditsChargedcompositions byHideoYABASHI●,YujiWADA',FujirokuYOSHIZAWA

' .

M a B a m i t

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(●DepartmentofReactionChemist

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Hongo,Bun

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'+TechnologyDevelopmentCenter,HosoyaFireworksco.,Ltd.,18470sawa

,

Akikawacity,Tokyo197.Japan)

K軸yaKay8ku.Vol･51.No･2.1990 ‑LO31