火工品组合物通常是将可燃剂与氧化剂混合调制，该可燃剂与氧化剂产 生的氧进行反应，生成氧化物，同时产生热量。利用该热量，能够制造出颜 色、运动、发光、冒烟、声音等多种效果。
火工品组合物的典型用途是利用其火焰反应的烟火组合物。例如发出红 色时，采用锶盐作为有色火焰剂(以前曾使用硝酸锶，而现在主要使用稳定 性好、颜色也鲜艳的碳酸锶)。同样，要发出绿色光则用硝酸钡，要发出黄 色光则用草酸钠或碳酸钙，要发出蓝色光则用巴黎绿或氧化铜，要发出紫色 光则用碳酸锶与氧化铜的混合物，要发出白色光则用铝等。
在日本放烟火，一般是球形打开的“菊花烟火”，它的构造是在球形表 面周围配置有星体，然后一齐点火，一起熄灭。该星体采用称为悬挂星体的 球状星体，其球芯采用小米或油菜的种子等球形杂粮或散弹等，直接将它们 装入混凝土搅拌机等成粒机中，在氧化剂、可燃剂、有色火焰剂及剂等构成 的混合物中加入水，在旋转的同时使星体变得越来越大，一旦附着有适当厚 度的混合剂，形成一层混合剂层，就将它摊在干燥台上干燥。充分干燥之后， 再放入旋转炉中使其增大，重复这样的制造过程，直到达到需要的大小。例 如，对于10号球(标准球)使用的直径20.5mm左右大小的星体，这样的作 业需要重复35次左右，要完成最少需要17天左右。
另外，烟火大会不可缺少的还有彩花。彩花(框架烟花)由“烟火枪” 及“急火索”制成。所谓“烟火枪”是象玩具烟火的“狗尾草”或“火炬”， 在纸管中塞满氧化剂、有色火焰剂及可燃剂的混合物，使用有色火焰剂调制， 使其呈现红、绿、黄、蓝、紫、白(银)等六色。
星体及烟火枪的制作都是很费时间的。特别是星体，如上所述，制作完 成需要相当的天数，生产率很低。另外，制作烟火枪时要将粉剂均匀塞满纸 管，这也是很麻烦的工作。
发明的揭示
本发明者对可作为烟火组合物使用的火工品组合物进行了反复研究，希 望开发出能够简化星体及烟火枪制造时所必须的繁杂工序、且具有与以往的 星体及烟火枪同样的表演效果的火工品组合物。其结果是，发现含有特定化 学品的火工品组合物能达到上述目的，从而完成了本发明。
即本发明涉及
(1)一种火工品组合物，其特征在于，以硝化纤维、氧化剂、可燃剂及 有色火焰剂为主要成分。
(2)一种火工品组合物，是将硝化纤维与除硝化纤维以外的硝基化合物 混合，构成凝胶状组合物，再将它与氧化剂，可燃剂及有色火焰剂混合后， 进行干燥而制得。
(3)如(2)所述的火工品组合物，其中，凝胶状组合物中的硝化纤维含 量为3～40重量％，除硝化纤维以外的硝基化合物含量为97～60重量％。
(4)如(1)至(3)的任一项所述的火工品组合物，其中，硝化纤维的含 量为0.6～12重量％。
(5)如(1)至(4)的任一项所述的火工品组合物，其中，氧化剂、可燃 剂及有色火焰剂的含量分别为40～60重量％、10～25重量％、15～50重量 ％。
(6)如(1)至(5)的任一项所述的火工品组合物，所述组合物为烟火的 星体或烟火枪。
(7)火工品组合物的制造方法，其特征在于，将硝化纤维与除硝化纤维 以外的硝基化合物混合，构成凝胶状组合物，再将它与氧化剂、可燃剂、有 色火焰剂混合，最后进行干燥。
(8)如(7)所述的火工品组合物制造方法，其中，所述凝胶状组合物中 的硝化纤维含量为3～40重量％，除硝化纤维以外的硝基化合物含量为97～60 重量％。
(9)如(7)或(8)所述的火工品组合物制造方法，其中，所述凝胶状组 合物含量为10～30重量％，氧化剂、可燃剂及有色火焰剂合计为90～70重 量％。
(10)如(7)至(9)的任一项所述的火工品组合物制造方法，其中，所述 除硝化纤维以外的硝基化合物是硝基链烷烃类。
(11)如(10)所述的火工品组合物制造方法，其中，所述硝基链烷烃类 是1种或2种以上选自硝基甲烷、硝基乙烷及硝基丙烷的硝基化合物。
(12)如(7)至(11)的任一项所述的火工品组合物制造方法，其中，所 述火工品组合物为烟火的星体或烟火枪。
实施发明的形态
下面，对本发明进行本发明详细说明。
用于本发明的火工品组合物的硝化纤维，可以是火棉、低氮硝化棉、脆 硝化棉中的任何一种，也可以使用低氮硝化棉中包含的黄色炸药用硝化纤维。 也可以使用干燥状态的含氮量为11～12.5重量％的黄色炸药用硝化纤维，为 了安全起见，也可以使其含有水分。为了进一步提高安全性，水分含量最好 为25～30重量％。另外，所用硝化纤维在火工品组合物中的含量一般在0.6～ 12重量％的范围内，最好在1～6重量％的范围内。
本发明所用的硝化纤维，由于在火工品组合物中具有粘合剂的作用，因 此，在本发明中使用该硝化纤维能得到容易制造的火工品组合物，这一点是 极其重要的。
制造本发明的火工品组合物时所用的除硝化纤维以外的硝基化合物，最 好与硝化纤维混合，构成凝胶状组合物，通常采用脂肪族硝基化合物或芳香 族硝基化合物。能够使用的脂肪族硝基化合物的具体例子包括硝基甲烷、硝 基乙烷、硝基丙烷及硝基丁烷等硝基链烷烃类。能够使用的芳香族硝基化合 物的具体例子包括硝基苯、硝基甲苯、二硝基苯、二硝基甲苯等。它们可以 单独使用，也可以2种以上混合使用。其中，比较好的是硝基甲烷、硝基乙 烷、硝基丙烷、硝基丁烷等硝基链烷烃类，最好是硝基甲烷、硝基乙烷、硝 基丙烷。另外，除硝化纤维以外的硝基化合物在常温是固体时，最好以熔融 状使用。
用于本发明的火工品组合物的氧化剂，通常最好使用在中高温度下可分 解并释放出氧气的富氧离子型固体氧化剂。只要是即使吸湿也以中性状态反 应，在很宽的温度范围内稳定，而且在高温下容易分解放出氧气的氧化剂都 可以使用。具体来说，最好是含有硝酸离子、氯酸离子、高氯酸离子、铬酸 离子、氧离子、重铬酸离子等阴离子的氧化剂。氧化剂的阳离子最好是碱金 属(锂、钠、钾)离子、碱土金属(钙、锶、钡)离子及铵离子等。能够使 用的氧化物的具体例子包括硝酸铵、硝酸钾、硝酸钠、硝酸钡、硝酸锶、高 氧酸铵、高氯酸钾、氯酸钾、氯酸钡等。这些氧化剂可以单独或两种以上混 合使用。
用于本发明的火工品组合物的氧化剂的含量通常为火工品组合物的30～ 70重量％，最好为40～60重量％。
用于本发明的火工品组合物的可燃剂，最好采用可与氧化剂产生的氧进 行反应生成氧化物、同时产生热量的物质。利用该热量，制造出颜色、运动、 发光、冒烟、声音等效果。作为可燃剂可以使用能引起燃烧反应的各种物质， 可根据热量、放热速度、是否容易购得、在组合物中的稳定性及气体产生量 等因素进行适当选择。能够用于本发明的可燃剂大致分为金属元素、非金属 元素及有机化合物三种。
金属元素系的可燃剂可采用铝、镁、镁铝合金、钛、铁粉及它们的混合 物。非金属元素的可燃剂可采用硫、硼、硅、磷及它们的混合物。有机化合 物系的可燃剂可采用虫胶、红树胶、木炭、木粉、碳水化合物、天然酚醛树 脂(例如VINZOLTM(商品名、BL助燃剂、理化Hercules株式会社生产))、氯 化橡胶(例如ADEKAPRENETM D-1(商品名、旭电化工业株式会社生产))、酚醛 树脂(例如RESITOPTM PGA-2400(商品名、群荣化学工业株式会社生产))、 松根油树脂及它们的混合物。这些金属元素、非金属元素及有机化合物可以 分别单独使用，也可以两种以上混合使用。
本发明的火工品组合物所用的可燃剂的量可根据上述多种因素加以选 择，它在火工品组合物中的含量一般在5～40重量％的范围内，最好在10～25 重量％的范围。
用于本发明的火工品组合物的有色火焰剂，可以使用通过燃烧呈现有色 火焰反应的一切物质，要发出红色光最好采用含有碳酸锶等锶盐的物质，要 发出绿色光最好采用含有硝酸钡等钡盐的物质，要发出蓝色光最好采用含有 氧化铜、碱性碳酸铜或硫酸铜等铜盐的物质，要发出紫色光最好采用含有碳 酸锶与氧化铜的物质，要发出黄色光最好采用含有草酸钠、冰晶石等钠盐的 物质。另外，可以直接采用以往的调色方法，将多种物质加以混合调制。
用于本发明的火工品组合物的有色火焰剂的量，在火工品组合物中，比 较好的是含有5～50重量％，最好是含有15～50重量％。硝酸钡等一部分硝 酸盐，虽是具有氧化剂性质的物质，但在这里作为有色火焰剂计算。如前所 述，本发明的火工品组合物中氧化剂、可燃剂及有色火焰剂的含量一般分别 为30～70重量％、5～40重量％、5～50重量％，最好是分别为40～60重量 ％、10～25重量％、15～50重量％。
本发明的火工品组合物，是将硝化纤维、氧化剂、可燃剂、有色火焰剂 混合，再加入除硝化纤维以外的硝基化合物，利用竹刀等简单的搅拌工具用 手混合，或者用机械混合，形成塑料状的混合物，再加以干燥，即可制得。
本发明的火工品组合物，也可以直接将硝化纤维、氧化剂、可燃剂、有 色火焰剂及除硝化纤维以外的硝基化合物混合，再加以干燥而制得。但是更 好的方法是，将硝化纤维与除硝化纤维以外的硝基化合物混合，首先得到凝 胶状组合物，再在其中加入氧化剂、可燃剂、有色火焰剂，然后根据需要， 形成所希望的形状，加以干燥而制得。
即，本发明的火工品组合物，是将硝化纤维与除硝化纤维以外的硝基化 合物放入容器内，利用简单的搅拌工具用手混合，或者利用机械，例如利用 搅拌机等混合机进行混合，得到凝胶状组合物，再使其与氧化剂、可燃剂、 有色火焰剂均匀混合后制成塑料状混合物。这种情况下，氧化剂，可燃剂， 有色火焰可以采用预先另外混合的混合剂，也可以将这些化学物质依次加入。 另外，若具有搅拌及混合的功能，也可以使用除搅拌机以外的混合机。氧化 剂、可燃剂及有色火焰剂的合计含量为90～70重量％，凝胶状组合物的含量 为10～30重量％。
上述凝胶状组合物，通常以硝化纤维3～40重量％与除硝化纤维以外的 硝基化合物97～60重量％的混合比调制，最好以硝化纤维15～25重量％与 除硝化纤维以外的硝基化合物85～75重量％的混合比调制。
如本领域技术人员所知，本发明的火工品组合物如果为星体，则形成球 状，通过干燥使其硬化，这样就能够获得作为星体所需的强度。另外，作为 烟火枪使用，则用模具等容器挤压成型形成棒状，再切成所需要的长度，通 过干燥使其硬化，或者将挤压成棒状的材料干燥硬化之后，用纸等卷起来而 制成。另外，也可以将凝胶体塞入纸筒再干燥。干燥温度通常为30～70℃， 最好为50～60℃。干燥也可在减压下进行。利用该干燥工序，使除硝化纤维 以外的硝基化合物气化，以极微量存在于本发明的火工品组合物中。
在本发明的制造法中，不气化的成分，即，硝化纤维、氧化剂、可燃剂、 有色火焰剂等按照本发明的火工品组合物中的含量比使用。
实施例
下面，通过实施例对本发明进行更详细地说明，但本发明不限于这些实 施例。
实施例1
将硝化纤维(氮含有率为11.9～12.2％的黄色炸药用硝化纤维，下同)4 重量份与硝基苯16重量份混合，制成凝胶状组合物。另外预先将作为氧化剂 的高氯酸钾46.4重量份、作为可燃剂的麻炭3.6重量份、VINZOLTM(商品名、 BL助燃剂、理化Hercules株式会社生产)6.8重量份、ADEKAPRENETM D-1(商 品名、氯化橡胶、旭电化工业株式会社生产)6.8重量份、RESITOPTM PGA-2400 (商品名、酚醛树脂、群荣化学工业公司生产)2.4重量份的合计为19.6重量 份的混合物和作为有色火焰剂的氧化铜14重量份混合后，再与上述凝胶状组 合物混合，将其制成球状，用50～60℃的干燥机干燥，使其硬化，获得由本 发明的火工品组合物构成的直径20mm的发射烟火用蓝色星体。点火后，确认 它具有与以往的发射烟火用蓝色星体相同的蓝色烟火效果。
实施例2
在室温下将硝化纤维4重量份与硝基甲烷16重量份混合，制成凝胶状组 合物。另外预先将作为氧化剂的高氯酸钾44重量份、作为可燃剂的麻炭3.6 重量份、VINZOLTM(商品名、BL助燃剂、理化Hercules株式会社生产)6.8重 量份、ADEKAPRENETM D-1(商品名、氯化橡胶、旭电化工业株式会社生产)6.8 重量份、RESITOPTM PGA-2400(商品名、酚醛树脂、群荣化学工业公司生产)2.8 重量份的合计为20重量份的混合物和作为有色火焰剂的碳酸锶16重量份混 合后，再与上述凝胶状组合物混合，将其制成球状，用50～60℃的干燥机干 燥，使其硬化，获得由本发明的火工品组合物构成的直径20mm的发射烟火用 红色星体。点火后，确认它具有与以往的发射烟火用红色星体相同的红色烟 火效果。
实施例3
将硝化纤维3.5重量份与二硝基甲苯14重量份混合，制成凝胶状组合物。 另外预先将作为氧化剂的高氯酸钾40.6重量份、作为可燃剂的麻炭3.2重量 份、VINZOLTM(商品名、BL助燃剂、理化Hercules株式会社生产)6.0重量份、 ADEKAPRENETM D-1(商品名、氯化橡胶、旭电化工业株式会社生产)6.0重量 份、RESITOPTM PGA-2400(商品名、酚醛树脂、群荣化学工业公司生产)2.1 重量份的合计为17.3重量份的混合物和作为有色火焰剂的硝酸钡24.6重量 份混合后，再与上述凝胶状组合物混合，将其制成棒状，用50～60℃的干燥 机干燥，使其硬化，获得由本发明的火工品组合物构成的绿色烟火枪用药剂。 点火后，确认它具有与以往的绿色烟火枪用药剂相同的绿色烟火效果。
实施例4
将硝化纤维4重量份与1-硝基丙烷16重量份混合，制成凝胶状组合物。 另外预先将作为氧化剂的高氯酸钾40重量份，作为可燃剂的麻炭3.6重量份、 VINZOLTM(商品名、BL助燃剂、理化Hercules株式会社生产)6.8重量份、 ADEKAPRENETM D-1(商品名、氯化橡胶、旭电化工业株式会社生产)6.8重量 份、RESITOPTM PGA-2400(商品名、酚醛树脂、群荣化学工业公司生产)2.8 重量份的合计为20重量份的混合物和作为有色火焰剂的硝酸钡20重量份混 合，再与上述凝胶状组合物混合后，将其制成球状，用50～60℃的干燥机干 燥，使其硬化，获得由本发明的火工品组合物构成的直径20mm的发射烟火用 绿色星体。点火后，确认它具有与以往的发射烟火用绿色星体相同的绿色烟 火效果。
实施例5
将硝化纤维3.5重量份与硝基乙烷14重量份混合，制成凝胶状混合物。 另外预先将作为氧化剂的高氯酸钾50.5重量份，作为可燃剂的麻炭2重量份、 VINZOLTM(商品名、BL助燃剂、理化Hercules株式会社生产)6.6重量份、 ADEKAPRENETM D-1(商品名、氯化橡胶、旭电化工业公司生产)6.6重量份、 RESITOPTM PGA-2400(商品名、酚醛树脂、群荣化学工业公司生产)2.1重量 份的合计为17.3重量份的混合物及作为有色火焰剂的草酸钠14.7重量份混 合后，再与上述凝胶状组合物混合，将其制成球状，用50～60℃的干燥机干 燥，使其硬化，获得由本发明的火工品组合物构成的直径20mm的发射烟火用 黄色星体。点火后，确认它具有与以往的发射烟火用黄色星体相同的黄色烟 火效果。
实施例6～9
用与实施例1相同的方法得到下述组成比的火工品组合物(星体)(实 施例6及实施例7)。另外，用与实施例3相同的方法得到下述组成比的火工 品组合物(烟火枪)(实施例8及实施例9)。(表中的单位为份)     实施例     使用药剂     6     7     8    9     硝化纤维     1.2     10.0     6.8    3.5     除硝化纤维以外的硝基化合物     硝基甲烷     15.8     硝基乙烷    16.5     硝基丙烷     11.7     二硝基甲苯     15.5     氧化剂     高氯酸钾     25.0     40.0     45.0    42.0     高氯酸铵     25.0     可燃剂     麻炭     2.3     1.6     3.0     2.1     BL助燃剂     6.0     5.0     7.6     6.5     氯化橡胶     8.0     5.0     7.0     6.5     酚醛树脂     1.6     0.9     2.5     1.5     有色火焰剂     碳酸锶     11.0     16.4     草酸钠      21.4     氧化铜     11.0     硝酸钡     15.1     烟火的颜色     绿     紫      红      黄
产业上利用的可能性
能够容易地制得、作为烟火组合物具有良好效果的火工品组合物。