DE2710287C3

DE2710287C3 - Mittel zur Wärmeerzeugung

Info

Publication number: DE2710287C3
Application number: DE2710287A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Hirose; Yusaku Ide; Keisuke Kaiho; Risaburo Yoshida
Original assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Artience Co Ltd
Priority date: 1976-03-09
Filing date: 1977-03-09
Publication date: 1980-10-02
Also published as: NL182835C; NL182835B; FR2343802A1; CH601458A5; FR2343802B1; IT1076886B; DE2710287A1; DE2710287B2; CA1097917A; GB1557416A; BE852293A; NL7702483A

Description

Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Wärmeerzeugung, bestehend aus einem feinkörnigen Gemisch eines oxidierbaren Stoffes und eines Katalysators.

Es sind bereits eine Reihe von Mitteln zur Wärmeerzeugung bekannt in deaen exotherm reagierende chemische Stoffe zur Wärmeerzeugung verwendet werden, z. B.

(1) ein Mittel aus Eisenpulver, Aluminium oder dergleichen und einem anorganischen oxidierbaren Katalysator, wie Eisensulfat, Kupfersulfat oder Eisenchlorid. Das Mittel erzeugt Wärme, wenn man Wasser zugibt und venn es mit Sauerstoff in Kontakt kommt;

(2) ein Mittel, dessen Hauptkomponente ein anorganisches Oxid, wie Calciumoxid, ist das durch Umsetzung mit Wasser oder durch Auflösung in Wasser eine große Wärmemenge liefert Für die Erzeugung der Wärme muß das Wasser von außen zugeführt werden;

(3) ein Mittel, das aus Natrium- oder Kaliumhydroxid und einem Kristallwasser enthaltenden Sulfat besteht Es erzeugt Wärme, wenn die beiden Komponenten miteinander in Kontakt gebracht werden.

Unter den obengenannten Mitteln können cjie Mittel (1) und (2) genügende Wärmemengen erzeugen, ihre Verwendung macht jedoch die Zugabe von großen Mengen Wasser von außen erforderlich. Durch diesen Nachteil werden die Art und der Umfang ihrer praktischen Verwendbarkeit stark eingeschränkt. Das Mittel (3) hat andererseits den Vorteil, daß es zur Erzeugung von Wärme lediglich erforderlich ist, die beiden Komponenten miteinander in Kontakt zu bringen, ohne daß Wasser von außen zugegeben werden muß. Die durch die Auflösung und die Neutralisation erzeugte Wärmemenge ist jedoch gering und sie ergibt nur eine Temperatur von nicht höher als etwa 60° C. Ein anderer Nachteil des Mittels (3) ist der, daß durch die Verwendung der stark alkalischen Hydroxid-Komponente Probleme in bezug auf die Sicherheit und die Lagerfähigkeit auftreten. Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein Mittel zur Wärmeerzeugung zu schaffen, welches die geschilderten Nachteile der bekannten Mittel zur Wärmeerzeugung nicht aufweist.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch ein Mittel der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der

oxidierbare Stoff ein Alkalimetallsulfid, -polysulfid, -hydrogensulfid, ein Hydrat oder Gemisch dieser Stoffe ist und ihn in einer Menge von 10 bis 90 Gew.-% des Mittels enthält

Das den Gegenstand der Erfindung bildende Mittel zur Wärmeerzeugung ist frei von den obengenannten Mängeln und Nachteilen der bekannten Mittel zur Wärmeerzeugung. Die charakteristischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Mittels zur Wärmeerzeugung sind folgende:

(1) Das erfindungsgemäße Mittel weist bessere wärmeerzeugende Eigenschaften auf als die konventionellen Mittel, ohne daß Wasser von außen zugeführt wird, man braucht es nur mit dem Sauerstoff der Luft in Kontakt zu bringen. Die erziclbare höchste Temperatur und die Dauer der Wärmeerzeugung des Mittels können leicht reguliert werden durch Variieren des Grades des Kontakts desselben mit der Luft (dem Sauerstoff), des Gewichtsverhältnisses seiner Komponenten;

(2) das Erhitzen kann leicht gestoppt oder wieder aufgenommen werden, indem man den Kontakt mit der Luft unterbindet bzw. es mit Luft erneut in Kontakt bringt Für eine lang anhaltende Wärmeerzeugung braucht dem erfi.ndungsgemäßen Mittel anders als bei den konventionellen Mitteln nicht wiederholt Wasser zugegeben zu werden und es hat auch nicht den Nachteil, daß dann, wenn das Erhitzen einmal gestartet worden ist es auf Wunsch nicht wieder abgestoppt werden kann;

(3) da kein Wasser verwendet wird, entwickelt das erfindungsgemäße Mittel während seiner exothermen Reaktion keinen Wasserdampf, der Menschen verbrühen könnte. Die Reaktion ergibt auch kein toxisches Gas. Das erfindungsgemäße Mittel ist deshalb sehr sicher;

(4) das erfindungsgemäße Mittel kann in kompakter Form, beispielsweise in Fonr· einer Platte oder Folie, geliefert werden, da seine Reaktion nicht die Zugabe von Wasser erfordert und eine geringe Menge des Mittels für die Erzeugung einer großen Wärmemenge ausreicht Wegen dieser Vorteile hat das erfindungsgemäße Mittel einen breiteren Anwendungsbereich als die konventionellen Mittel.

In Ausgestaltung der Erfindung kann das Mittel zur Wärmeerzeugung zusätzlich einen Füllstoff enthalten.

Das erfindungsgsmäße Mittel zur Wärmeerzeugung wird nachfolgend näher erläutert:

Zu den Alkalimetallsulfiden, -polysulfiden, -hydrogensulfiden oder deren Hydraten (nachfolgend als Komponente A bezeichnet), die zur Herstellung des erfindungsgemäßen Mittels verwendet werden, gehören bevorzugt Alkalimetallsulfide, -polysulfide, -hydrogensulfide und deren Hydrate in Pulverform, wobei es sich bei dem Alkalimetall um Li, Na, K, Rb, Cs handelt Diese Alkalimetallverbindungen können einzeln oder gemeinsam als Komponente A verwendet werden. Unter den bei der Herstellung der Verbindungen verwendeten Alkalimetallen sind Na und K bevorzugt, wobei Na besonders bevorzugt ist. Diese Alkalimetallverbindungen sind an der Luft thermisch stabil und erzeugen selbst keine Wärme. Sie liefern jedoch Wärme, wenn sie mit einem kohlenstoffhaltigen Material (nachfolgend als Komponente B bezeichnet), z. B. Ruß, gemischt und der Luft ausgesetzt werden.

Bei der Komponente B handelt es sich um mindestens eine Verbindung, die ausgewählt wird aus der Gruppe

(1) der kohlenstoffhaltigen Materialien, (2) Eisencarbid, (3) aktiviertem Ton, (4) Eisen-, Nickel- und Kobaltsulfaten und deren Hydraten, (5) der Derivate von sulfonierten! Anthracbinon. Bezüglich des Wärmeerzeugungsvermögens sind kohlenstoffhaltige Materialien und Eisencarbid in Kombination miteinander am empfehlenswertesten.

Bei den kohlenstoffhaltigen Materialien handelt es sich z. B. um RuB, Aktivkohle, Holzkohle, Koks, Pech, Asphalt, Ofenruß. Besonders vorteilhaft sind Materialien mit einer hohen Oberflächenaktivität, wie RuB, Aktivkohle und Holzkohle. Eine solche Substanz, die an einem Träger haften kann, kann auch als Komponente B verwendet werden.

Eisencarbid kann nach dem Verfahren hergestellt werden, wie es z.B. in den JP-OSen Nr. 22 000/75, 45 700/76 und 116 397/75 beschrieben ist Es wird erhalten durch thermische Zersetzung von Preußischblau in einer inerten oder nkht-oxidierenden Atmosphäre.

Zu den hier verwendeten Komponenten B gelieren z. B. ein aktivierter Ton, Eisen-, Nickel- und Kobaltsulfate und deren Hydrate sowie das Kalhimsalz oder andere Derivate von Anthrachinonsulfonat Jede dieser Verbindungen kann einzeln oder in Kombination mit einer oder mehreren der vorher genannten andei en Komponenten B verwendet werden.

Die Komponenten A und B in Pulverform können verschiedene Durchmesser haben. Im allgemeinen wird ein um so besserer wärmeerzeugender Effekt erzielt, je kleiner der Durchmesser ist Es können Teilchengröße!, von 2 mm oder weniger angewendet werden, es können aber auch größere Teilchen verwendet werden. In den Komponenten A und B kann eine sehr geringe Menge Wasser vorhanden sein.

Der Mechanismus, nach dem das erfindungsgemäße Mittel Wärme erzeugt ist noch nicht völlig geklärt Es wird jedoch angenommen, daß die Wärme durch Oxidation der Komponente A mit dem Sauerstoff der Luft erzeugt wird und daß die Reaktion durch die Komponente B katalysiert wird. Diese Annahme wird gestützt durch die Tatsache, daß die Komponente A nur dann Wärme erzeugt, wenn sie mit der Komponente B gemischt vorliegt, und daß in der Analyse der Reaktionsprodukte eine große Menge Sulfat nachzuweisen ist Die Wärmeausbeute des erfindungsgemäßeri Mittels, ausgedrückt als Heizwert (J/g), variiert in Abhängigkeit von den verwendeten Komponenten A und B und die gewünu-hte Wärmeausbeute, d. h. der gewünschte Heizwert, ist erhältlich durch Regulierung des Mischungsverhältnisses zwischen den Komponenten A und B. In jedem Falle wird jedoch die Komponente A innerhalb des Bereiches von 10 bis 90 Gew.-% gehalten. Wenn ihr Mengenanteil weniger als 10% beträgt ist die Wärmeausbeute unzureichend, und wenn der Mengenanteil mehr als 90% beträgt, sinkt die Wärmeerzeugung als Folge des unzureichenden Kontakts mit der Komponente B.

Die Füllstoffe (nachfolgend als Komponente C bezeichnet) wirken als Wlfmepuffer und verhindern eine plötzliche Temperaturänderung als Folge der Wärmeerzeugung und einer Wärmestrahlung; außerdem können die Füllstoffe vorzugsweise porös, für die Luft durchlässig sein und ein geringes spezifisches Gewicht haben. Dazu gehören bevorzugt z. B. Naturfasern in Form von Stapelfasern, wie Sägemehl, Baumwollinter und Cellulose; Kunstfasern in Form von Stapelfasern, z. B. Polyester-Stapelfasern; Abfälle von geschäumten Kunstharzen, w>e geschäumtes Polystyrol und Polyurethan; und andere Materialien, wie Siliciumdioxidpulver, poröses Kieselsäuregel, Glauber-Salz (Natriumsulfat), Bariumsulfat, Eisenoxide und Alumini umoxid. Das erfindungsgemäße Mittel zur Wärmeer zeugung enthält den Füllstoff (Komponente Q bevorzugt in einer Menge bis zum neunfachen Gewicht des aus oxidierbarem Stoff und Katalysator bestehenden Mittels, insbesondere bevorzugt liegt das Gewicbtsver hältnis zwischen dem Füllstoff und dem aus oxidierba rem Stoff und Katalysator bestehenden Mittel innerhalb eines Bereiches von 20 :80 bis 70 :30.

Da das erfindungsgemäße Mittel zur Wärmeerzeugung nicht nur die Komponente A, sondern auch die Komponente B, von der angenommen wird, daß sie die wärmeerzeugende Reaktion der Komponente A katalysiert, enthält, ist die Regulierung der Wärmeerzeugung leicht im Vergleich zu anderen Typen von Mitteln zur Wärmeerzeugung, in denen nur 4vt Komponente A enthalten ist auch wenn kein Füllstoff verwendet wird. Die Folge davon ist daß die Regulierung der Wärmeerzeugung durch Verwendung einer geringen Menge des erfindungsgemäßen Mittels möglich ist Das erfindungsgemäße Mittel zur Wärmeerzeugung erzeugt an dei Luft eine Wärme von etwa 419 bis etwa 4605 J/g, wobei die höchste erreichbare Temperatur oberhalb 200⁰C liegt Zum Vergleich liefert ein konventionelles Eisenpulver-Eisensulfat-Wasser-Gemisch eine Wärme von etwa 84 J/g bei einer höchsten erreichbaren Temperatur unterhalb 100° C. Unter den Sauerstoffquellen ist Luft die bequemste und billigste. Aber auch andere Materialien erfüllen den Zweck, z. B. reiner Sauerstoff und Substanzen, die durch chemische Reaktionen Sauerstoff freisetzen.

Das erfindungsgemäße Mittel zur Wärmeerzeugung kann verschiedene Formen von marktgerechten Endprodukten haben. Im allgemeinen kann es vakuumverpackt oder mit einem Inertgas, wie Stickstoff oder Argon, in einem Beutel oder Behälter aus einem für Luft urdurchlässigen Material, wie einer Aluminiumfolie, einem Metallbehälter oder einem KunststofHlm, so abgepackt werden, daß zum Zeitpunkt der Verwendung die Packung geöffnet werden kann, um das Mittel mit Luft in Kontakt zu bringen. Die Komponenten Λ und B können aber auch getrennt in einem luftdurchlässigen

Material aufbewahrt werden und zum Zeitpunkt ihrer Verwendung für die Wärmeerzeugung miteinander

gemischt werden.

Die Geschwindigkeit und Dauer der wärmeerzeugen-

den Reaktion kann reguliert werden durch Variieren der Kontaktfläche mit dem Sauerstoff und auf andere Weise, d. h. durch Variieren des Gewichtsverhältnisses zwischen den Komponenten A und B, der Durchmesser ihrer Teilchen, der SauerstoffströmungFgeschwinidig keit, oder der Art oder Menge des Füllstoffs. Die Menge der zugeführten Luft (Sauerstoff) kann nach einem der nachfolgend beschriebenen Verfahren oder unter Anwendung einT Kombination derselben reguliert werden:

bo (1) Das Mittel zur Wärmeerzeugung wird in einen Behälter aus einer für Luft undurchlässigen Material eingeführt. Der Behälter weist auf der Außenwnd ein oder mehrere Lufteinlaßlöcher auf. Die Geschwindigkeit der Luftzufuhr wird durch

b5 Variieren des Durchmessers oder der Anzahl der

Löcher reguliert;

(2) das Mittel zur Wärmeerzeugung wird in einen Behälter aus einem luftdurchlässigen Material

eingeführt und die Geschwindigkeit der Luftzufuhr wird durch Variieren der Luftdurchlässigkeit des Behälters reguliert;

(3) das Mittel zur Wärmeerzeugung wird in den inneren Behälter aus einem luftdurchlässigen Material eingeführt. Der innere Behälter ist innerhalb eines äußeren Behälters aus einem für Luft undurchlässigen Material angeordnet. Der äußere Behälter weist eine Lufteinlaßöffnung auf und die Geschwindigkeit der Luftzufuhr wird durch Variieren der Größe der Öffnung reguliert. Bei einem Beispiel des Verfahrens (1), bei dem ein Behälter aus einem für Luft undurchlässigen Material, z. B. einem Kunststoffilm oder einer Metallfolie, verwendet wird, werden 10 bis 20 g des Mittels zur Wärmeerzeugung in einen 8 χ 12 cm großen Beutel eingefüllt der 20 bis 40 Löcher mit einem Durchmesser von jeweils 2,5 mm aufweist. Durch Variieren der Anzahl der Löcher ist es möglich, die Temperatur und die Dauer des Erhitzens bei den gewünschten Temperaturen zwischen 50 und 65° C bzw. zwischen 1 und 2,5 Stunden zu regulieren. Eine ähnliche Regulierung der Temperatur und der Erhitzungsdauer kann auch erzielt werden durch Verwendung von Papier, Stoff oder ihren mit Harz behandelten Produkten als Material für den Behälter, je nach dem Grad ihrer Luftdurchlässigkeit

Im Falle des Verfahrens (3), bei dem ein innerer und ein äußerer Behälter verwendet werden, kann die Lufteinlaßöffnung des äußeren Behälters eine Einrichtung zum öffnen oder Schließen des Loches oder zur Änderung der Größe der Öffnung aufweisen entsprechend der Erhilzungstemperatur, um so die Temperatur zu ändern oder das Erhitzen mittendrin zu unterbrechen.

Das erfindungsgemäße Mittel zur Wärmeerzeugung kann in Form einer Platte bzw. Folie in ruhendem Zustand oder in beweglichem Zustand, wie in dem Falle, in dem sie an einem menschlichen Körper befestigt ist, verwendet werden. Obgleich die Lufteinlaßöffnung die gleiche Größe hat besteht ein Unterschied in bezug auf

beiden Fällen, was zu einem Unterschied in bezug auf die durch die wärmeerzeugende Reaktion erreichbare Temperatur führt Das erfindungsgemäße Mittel zur Wärmeerzeugung ermöglicht dem Benutzer die Erzielung der gewünschten Temperatur oder die Änderung der Temperatur, falls dies erwünscht ist, durch Regulierung der Luftzufuhr entsprechend dem Zweck und der Art ihrer Verwendung.

Das Material für den Behälter, der das Mittel zur Wärmeerzeugung aufnimmt, kann aus den verschiedensten Stoffen ausgewählt werden, z. B. aus Naturfasern, Kunstfasern, Papier, Kunststoffilmen und Metallfclien. Es können auch Verbundstoffe verwendet werden, die aus mehreren dieser Stoffe bestehen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Material teilweise oder vollständig aus einer Substanz mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit besteht Die das erfindupgsgemäße Mittel zur Wärmeerzeugung enthaltende Platte oder Folie ist in der Lage, obgleich ihre Dicke auch nur 2 bis 5 mm betragen kann, andere Gegenstände in ausreichendem Maße zu erhitzen, da das Mittel eine große Wärmemenge erzeugt Durch Verwendung einer hochwärmeleitfähigen Substanz als Fnlienmateria! können lokale Schwankungen des Erhitzens eliminiert werden, wobei das Mittel zur Wärmeerzeugung auch in Abschnitte mit dazwischen befindlichen Zwischenräu

men unterteilt werden kann. Das erfindungsgemäfle Mittel zur Wärmeerzeugung erzeugt Wärme durch den bloßen Kontakt derselben mit Luft, ohne daß es erforderlich ist, Wasser zuzugeben. Für die Wärmeer- ~< zeugung ist es deshalb erforderlich, daß sein Behälter, in dem es sich befindet. Luft einläßt für die Zufuhr von Sauerstoff. Da das Mittel keine Wasserzugabe benötigt, kann es in eine dünne Folie, die aus kleinen Abteilen besteht, eingefüllt werden. Um den Behälter luftdurchlässig zu machen, wird als Material ein Film oder eine Folie mit winzigen Löchern, Stoff, ein Netz und dergleichen, verwendet Das Material kann unter Berücksichtigung des Grades seiner Luftdurchlässigkeit ausgewählt werden, um die gewünschte Temperatur und Wärmeerzeugungsdauer zu erzielen.

Die Abteile für die Aufnahme des erfindungsgemäßen Mittels zur Wärmeerzeugung haben jeweils eine Größe von I bis 5 cm². Die Abteile können durch luftdurchlässige Wände voneinander getrennt sein oder sie können vollständig unabhängig voneinander sein. Im Falle von voneinander unabhängigen Abteilen können ziemlich große Zwischenräume zwischen den Abteilen oder zwischen Gruppen von Abteilen vorhanden sein, so daß die Zwischenräume zum Zerschneiden der Folie oder zum Verbinden von getrennten Folien zu den gewünschten Formen einschließlich nicht-ebenen und festen Formen verwendet werden können. Auf diese Weise kört.ien die Folien in Bauchwärmern, Schulterwärmern und in anderen Formkörpern, die große Kontaktflächen erwärmen, verwendet werden. Um das eingeschlossene Mittel zur Wärmeerzeugung an seiner Stelle zu halten, ohne daß eine unerwünschte Verschiebung auftritt um eine gleichmäßige Wärmeerzeugung zu gewährleisten und um eine weiche Struktur zu erzeugen, kann der Behälter oder der Träger für das Mittel aus einem mit Haaren besetzten Gewebe, einem Florgewebe, einer netzförmigen Folie, einem rohrförmigen Material bestehen oder er kann durch Siebdruck bedruckt sein unter Bildung von begrenzten Abteilen durch unterbrochene Linien, die beim Drucken erzeugt werden.

ι ui uil· ι ICi ait^uuiig Uta gaii&tii uciiaiicia isu&i

Trägers oder eines Teils davon werden Materialien mit guter Wärmeleitfähigkeit verwendet Zu diesen Materialien gehören ■£. B. Metallfolien, Filme oder Folien, die mit einem Metall laminiert oder mit einem Metall in der Gasphase beschichtet worden sind, Metalldrahtfolien oder -netze und Gewebe oder Folien mit eingearbeiteten Metallkörnchen oder Metallpulver oder anderen Substanzen. Das erfindungsgemäße Mittel selbst k*"in auch zu einer Folie oder zu Pellets gepreßt werden, so daß es nicht verschüttet wird, wenn ein Teil seiner Abdeckung geöffnet wird, um es mit dem Sauerstoff der Luft in Kontakt zu bringen.

In der Zeichnimg sind einige Beispiele für die Anwendung des erfindungsgemäßen Mittels dargestellt Jede Figur stellt eine schematische Querschnittsansicht dar mit einem Behälter oder Körper, in dem sich das erfindungsgemäße Mittel zur Wärmeerzeugung befindet Im einzelnen zeigt

F i g. 1 ein Mittel zur Wärmeerzeugung, das zwischen der inneren und äußeren Wand des Behälters eingefüllt ist wobei das Mittel zur Wärmeerzeugung mit der Ziffer 1 bezeichnet ist;

F i g. 2 eine Abänderung des Behälters, in dem sich das Mittel zur Wärmeerzeugung 1 zwischen den doppelten Bodenwinden befindet;

F i g. 3 eine weitere Abänderung des in F i g. 1

dargestellten Behälters, bei der ein wärmeleitender, für Sauerstoff undurchlässiger Überzug 3, der das Mittel 1 einschließt, an einem Deckel 2 befestigt ist;

Fig.4 ein Mittel zur Wärmeerzeugung 1, das in einem stabförmigen Behälter 4a eingeschlossen ist, wobei dieser in einen Behälter 5a teilweise eintaucht, um seinen Inhalt 6 zu erhitzen;

F i g. 1» einen Körper 4b mit eingeschlossenem Mittel zur Wärmeerzeugung I, in dem ein Behälter 5b angeordnet ist, um Sake (japanischer Reiswein), Kaffee, Milch oder dergleichen zu erhitzen;

F i g. 6 eine Abänderung des Körpers Ab mit eingeschlossenem Mittel zur Wärmeerzeugung 1, bei der ein Behälter 5b von dem Körper 4c in Form einer flexiblen Folie umgeben ist;

F i g. 7 und 8 Körper 4c/ und 4e mit eingeschlossenen Mitteln zur Wärmeerzeugung 1, die in engem Kontakt mit den Behältern 5c und 5dstehen, jeweils an die Form der Behälter angepaßt sind und von den Behältern entfernbar sind.

Damit das eingeschlossene Mittel zur Wärmeerzeugung Wärme erzeugen kann, braucht das Mittel nur mit Sauerstoffgas, in der Regel Luft, wie oben erwähnt, in Kontakt zu kommen. Dies wird dadurch erzielt, daß man den für Sauerstoffgas undurchlässigen Behälter auf geeignete Weise, beispielsweise mit einer Nadel oder Schraube perforiert, oder von dem Behälter, der mindestens eine vorher angebrachte öffnung aufweist, mindestens einen für Sauerstoffgas undurchlässigen Deckfilm abzieht, oder einen anderen Öffnungsmechanismus, z. B. einen Ziehstreifen, verwendet. Die eingeschlossenen Mittel zur Wärmeerzeugung können von bekannten wärmeisolierenden Materialien umgeben sein und sie können auch in engem Kontakt mit den zu erhitzenden Körpern stehen, was durch Verwendung eines Klebstoffes erreicht wird.

Das Mittel zur Wärmeerzeugung kann in dieser Weise beispielsweise zum Erhitzen von kochfertigen Lebensmitteln, wie Lebensmitteln in Kochbeuteln, in Dosen und Flaschen, und Nudeln, zum Erhitzen von Kaffee, Sake, Milch, Krankendiät, Feldrationen, zum

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men von Fensterglas zur Verhinderung des Einfrierens und Gefrierens der Feuchtigkeit an denselben in Kühlzonen, für Taschenwärmer und zum Trocknen nasser Kleidung, zum Verdampfen flüchtiger Insektizide, Fungizide, Parfüms, zum Erhitzen von Kunststoffen zum Schweißen, als Wärmequelle für Schmelzkleber, zum Erwärmen von batteriegetriebenen Fernmeldeeinrichtungen, zur Entwicklung von Gasen, zum Anwärmen von Schuhen, Handschuhen, als Ersatz für transportierbaren Treibstoff und zum Erwärmen von Matten verwendet werden.

In den folgenden Beispielen beziehen sich alle angegebenen Teile, wenn nichts anderes vermerkt ist, auf das Gewicht.

Beispiel 1

Natriumsulfidpentahydrat mit einer Teilchengröße von etwa 100 μπι und gepulverte Aktivkohle mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1 μΐη, wobei die Gesamtmenge dieser beiden Komponenten 1 g betrug, wurden in den in der nachfolgenden Tabelle I angegebenen Gewichtsverhältnissen unter Stickstoff in einer 50-mI-Glasampulle eingeschlossen, gründlich miteinander gemischt und dann durch öffnen der Ampulle der Luft ausgesetzt, wobei der in der folgenden Tabelle I angegebene Heizwert erhalten wurde.

Tabelle I	Niitriumsulfid- penliihvclmt	Heizwert (J/gi
Aktivkohle	9 Teile 8 Teile 6 Teile 4 Teile	460 1235 963 419
I Teil 2 Teile 4 Teile 6 Teile

Die Messung des Heizwertes wurde in der Weise durchgeführt, daß man das in den Glasampullen eingeschlossene Mittel in den Probeaufnahmeraum

i". eines Kalorimeters einführte, der in einen thermostatisch geregelten Behälter eingetaucht wurde, die Glasampulle aufbrach und dann den Anstieg der Temperatur des Wassers in dem Kalorimeter maß bei gleichzeitigem Durchleiten von trockener Luft mit

:n vorher festgelegter Strömungsgeschwindigkeit und vorher festgelegter Temperatur des Kontakts mit der Masse, wobei aus diesem Temperaturanstieg der Heizwert des Mittels zur Wärmeerzeugung errechnet wurde.

Beispiel 2

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei diesmal Ruß für Anstriche mit einer Teilchengröße von 16 nm und Natriumpolysulfid, das ein Sieb mit so einer lichten Maschenweite von 0,84 mm passierte, anstelle der Aktivkohle und des Natriumsulfids verwendet wurden, wie in der folgenden Tabelle II angegeben, wobei folgende Heizwerte ermittelt wurden:

Tabelle II	Natriumpolysulfid	Heizwert
Ruß		(J/g)
	ο T_e;;_e	iru7
1 Toil	6 Teile	5Ö24
4 Teile	4 Teile	837
6 Teile	2 Teile	2093
8 Teile	Beispiel 3
	des Beispiels 1 wurde	wiederholt,
Das Verfahren

wobei diesmal die Aktivkohle und das Natriumsulfid durch gepulverten Graphit mit einer Teilchengröße, die ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,30 mm passierte, und Kaliumsulfidpentahydrat, das ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,84 mm passierte, wie in der folgenden Tabelle III angegeben, ersetzt wurden, wobei folgende Heizwerte ermittelt wurden:

Tabelle III

Graphit

Kaliumsulfidpentahydrat

Heizwert
(J/g)

1 Teil	9 Teile	419
4 Teile	6 Teile	879
6 Teile	4 Teile	5609
8 Teile	2 Teile	1047

Beispiel 4

Das Verfahren des Beispiels I wurde wiederholt, wobei diesmal die Aktivkohle durch gepulvertes Eisencarbid mit einer Teilchengröße von etwa 10 μπι, ersetzt wurde, wobei die in der folgenden Tabelle IV angegebenen Meizwerte ermittelt wurden.

Tabelle IV Eisencarbiil

9 Teile
8 Teile
6 Teile
4 Teile

Beispiel 7

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei diesmal gepulvertes Eisencarbid mit einer Teilchengröße von etwa 10 μπι und Natriumpolysulfid, das ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,84 mm passierte, verwendet wurden. Der ermittelte Heizwert für jedes Mittel ist in der folgenden Tabelle VII angegeben.

Natriumsulfidpentahydrat

1 Teil

2 Teile 4 Teile 6 Teile

Beispiel 5

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei diesmal gepulvertes Eisencarbid, das ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 10 μπι passierte, und wasserfreies Natriumsulfid, das ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 030 mm passierte, verwendet wurden, wobei die in der folgenden Tabelle V angegebenen Heizwerte ermittelt wurden.

Heizwert	Tabelle VII	Γι	9 Teile
(J/g)	Eisencarbid		8 Teile
		2i) 6 Teile
460	4 Teile
963
1235
419

Natriumpolysulfid	Hei/wert
	(J/g)
1 Teil	1047
2 Teile	2093
4 Teile	5024
6 Teile	837

Vergleichsbeispiel

Es wurden ein erfindungsgemäßes Mittel zur Wärmeerzeugung mit der nachfolgend angegebenen Zusammensetzung und ein konventionelles Mittel zur Wärmeerzeugung mit der ebenfalls nachfolgend angegebenen Zusammensetzung hergestellt Zum Vergleich wurden das erfindungsgemäße und konventionelle Mittel zur Wärmeerzeugung im Hinblick auf seinen Heizwert getestet, wobei die in der folgenden Tabelle

Tabelle V	Natriumsulfid	Heizwert (J/g)	40	angegebenen Ergebnisse erhalten wurden.	zur	Erfindungsgemäßes Mittel zur Wärmeerz ngung
Eisencarbid	1 Teil 2 T«-.ile	775 2072	45	Tabelle	3g ig ig 84 J/g	Eisencarbeid 3 g Natriumsulfid- 2 g pentahydrat Heizwert 963 J/g
9 Teile 8 Teile	4 1 eile 6 Teile Beispiel 6	2198 1172	Konventionelles Mittel Wärmeerzeugung
ο lene 4 Teile			Gepulvertes Eisen EisendlDsulfat Wasser Heizwert

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei diesmal ein gepulvertes Eisencarbid mit einer Teilchengröße von etwa 10 um und Kaliumsulfidpentahydrat mit einer solchen Teilchengröße, daß es ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 034 mm passierte, verwendet wurden; der für jedes Mittel zur Wärmeerzeugung erhaltene Heizwert ist in der folgenden Tabelle VI angegeben.

Tabelle VI Eisencarbid

Kaliumsulfidpentahydrat

Heizwert (J/g)

9 Teiie	i Teil	419
8 Teile	2 Teile	879
6 Teile	3 Teile	1340
4 Teile	4 Teile	1047

Aus der vorstehenden Tabelle ist zu ersehen, daß das erfindungsgemäße Mittel zur Wärmeerzeugung einen deutlich höheren Heizwert und bessere Eigenschaften aufwies als das konventionelle Mittel zur Wärmeerzeugung.

Beispiel 8

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei diesmal Natriumsulfidpentahydrat mit einer Teilchengröße von etwa 100 um, gepulverte Aktivkohle mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1 μπι und Eisencarbid mit einer Teilchengröße von etwa 10 μπτ, verwendet wurden; die dabei erhaltenen Mittel zur Wärmeerzeugung wurden dann im Hinblick auf ihren

Heizwert getestet

Die Zusammensetzung und der Heizwert jedes Mittels zur Wärmeerzeugung sind in der folgenden Tabelle VIII angegeben.

Tabelle VIII
Aktivkohle

2 Teile

3 Teile
3 Teile

3 Teile

4 Teile

5 Teile

Hiscncarbid

3 Teile

4 Teile

1 Teil

2 Teile

3 Teile

1 Teil

2 Teile 1 Teil

12

Nalnumsulfidpenta-	Heizwert
hydrat	(J/g)
5 Teile	921
4 Teile	858
6 Teile	1005
5 Teile	1047
4 Teile	900
5 Teile	1130
4 Teile	963
4 Teile	963

Beispiel

Ruß für A.istriche mit einer Teilchengröße von 16 nm, >o Verhältnissen auf die in Beispiel 1 angegebene Weise

Eisencarbid mit einer Teilchengröße von etwa 10 μΐη miteinander gemischt, wobei Mittel zur Wänneerzeu-

und Natriumpolysulfid, das ein Sieb mit einer lichten gung erhalten wurden, deren Heizwert bestimmt würfe.

Maschenweite von 0,84 mm passiert hatte, wurden in Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden

den in der folgenden Tabelle IX angegebenen Tabeile IX angegeben.

Tabelle IX	Eisencarbid	Natriumpolysulfld	Heizwert
Ruß			(J/g)
	3 Teile	5 Teile	3747
2 Teile	1 Teil	6 Teile	4019
3 Teile	2 Teile	5 Teile	4187
3 Teile	1 Teil	5 Teile	4522
4 Teile	2 Teile	4 Teile	3894
4 Teile	1 Teil	4 Teile	3789
5 Teile

Beispiel

Gepulverter Graphit, der ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,30 mm passiert hatte, Eisencarbid mit einer Teilchengröße von etwa 10 μιη und Kaliumsulfidpentahydrat, das ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,84 mm passiert hatte, wurden miteinander

gemischt, wobei Mittel zur Wärmeerzeugung »rhahen wurden, deren Heizwert bestimmt wurde; die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden TabeOe X 4ϊ angegeben.

Tabelle X	Eisencarbid	Kalium:
Graphit	3 Teile	5 Teile
2 Teile	1 Teil	6 Teile
3 Teile	2 Teile	5 Teile
3 Teile	1 Teil	5 Teile
4 Teile	2 Teile	4 Teile
4 Teile	I Teil	4 Teile
5 Teile

Heizwert (J/g)

670 775 795 879 733 754

Beispiel

Ruß mit einer Teilchengröße von 16 nm und 65 Mitteln zur Wärmeerzeugung, deren Heizwert dann «rf Natriumhydrogensulfiddihydrat, das ein Sieb mit einer die in Beispiel 1 angegebene Weise bestimmt wurde. Die

dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle XI angegeben.

ichten Maschenweite von 0,84 mm passiert hatte, ivurden miteinander gemischt zur Herstellung vor.

Tabelle XI

Nalriumhydrogen-	Heizwert
sulfiddihydrat	(J/g)
1 Teil	314
2,5 Teile	1976
4 Teile	2700
5 Teile	2181
6 Teile	766
Beispiel 12

9Teüe 7,5 TeUe 6Teüe 5Teüe 4TeUe

5 Teile Natriumsulfidpentahydrat mit einer Teilchengröße von etwa 100 um, 1 Teil Ruß mit einer Teilchengröße von 16 μπι, 1 Teil Eisencarbid mit einer Teilchengröße von etwa 10 μπι, 2 Teile gepulverte mikrokristalline Cellulose mit einer Teilchengröße von etwa 40 um und 1 Teil wasserfreies Natriumcarbonat, das ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 030 mm passiert hatte, wurden miteinander gemischt zur Herstellung eines Mittels zur Wärmeerzeugung, dessen Heizwert dann auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise bestimmt wurde. Der dabei ermittelte Heir wert betrug 1214 J/g.

Beispiele 13 bis 17

Durch Mischen von Natriumsulfidpentahydrat mi einer Teilchengröße von etwa 100 μπι, Ruß mit einei Teilchengröße von etwa 16 nm, Eisencarbid mit eine: Teilchengröße von etwa 10 μπι und Kieselgui (hauptsächlich bestehend aus Diatomeenerde) mit einei Teilchengröße von etwa 100 μπι als Temperaturpuff ei in den in der folgenden Tabelle XII angegebener

ίο verschiedenen Mengenverhältnissen wurden Mittel zui Wärmeerzeugung hergestellt

Jedes der so hergestellten Mittel zur Wärmeerzeugung wurde in einen Beutel aus Stoff mit einer Breit« von 80 mm und einer Länge von 120 mm eingefüllt unc die gesamte Masse wurde in einen Behälter aus einen: Polyesterfilm eingeführt, der dann so perforiert wurde daß Belüftungslöcher mit einem Durchmesser vor Zß mm wie in der folgenden Tabelle XII angegeber entstanden, um dadurch das Mittel zur Wärmeerzeu gung in bezug auf seine maximal erreichbare Tempera tur (in "C) und die Dauer der Wärmeerzeugung (in Minuten) bei Temperaturen oberhalb 40⁰C zu testen Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle XII angegeben.

Tabelle	XII	Ruß	Mittels	Kiesel	Menge	Anzahl	der Belüftungsiöcher	ratur	Minuten	39	Minuten
Bc; ;picl				gur	des Mittels	18		52		Tempe
Nr.	Zusammensetzung des	13	Fe₃C	32	(g)	Tempe	24	53	80	ratur	50
	(Gewichtsverhältnis)	13		32		ratur	Minuten Tempe-	57	95	61	60
	Na₂S · 5H₂O	12	5	23	10	48		58	105	55	90
13		12	5	23	15	50	90	48	130	64	120
14	50	13	6	13	15	53	120		130	65	70
15	50		6		20	50	110			55
16	59	7	18	46	140
17	59				150
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Beispiel 18

58 Teile Natriumsulfidpentahydrat mit einer Teilchengröße von etwa 100 μπι, 12 Teile Ruß mit einer Teilchengröße von 16 μηι, 6 Teile Eisencarbid mit einer Teilchengröße von 10 μπι und 23 Teile Kieselgur mit einer Teilchengröße von etwa 100 μπι wurden miteinander gemischt zur Herstellung eines Mittels zur Wärmeerzeugung.

2 bis 4 g des so hergestellten Mittels zur Wärmeerzeugung wurden in jedes Abteil von zwei Behältern, die aus vielen derartigen Abteilen bestanden, das 4x4 cm² groß war und mit 3 bis 6 Belüftungslöchern mit einem Durchmesser von 2,5 mm versehen war, eingeführt Einer der Behälter stellte ein Kontrollmaterial dar, hergestellt aus einem Polyesterfilm, und der andere bestand aus einem Laminat eines Polyesterfilms mit einer 15 μπι dicken Aluminiumfolie. Das Polyesterfilmgehiuse war in bezug auf Größe und Anzahl der

Abteile identisch mit dem Lam inatgehäuse.

Das von dem Polyesterfilm umgebene Mittel zur Wärmeerzeugung erzeugte bei einer durchschnittlicher Temperatur von 52 bis 55° C mit einer Differenz von ±4 bis 5° C zwischen den lokalen Temperaturen Wärme während das von dem Aluminiumlaminat umgebene Mittel bei einer durchschnittlichen Temperatur von 50 bis 52°C mit einer Differenz von ± 1 bis 2° C zwischen den lokalen Temperaturen Wärme erzeugte, was anzeigt, daß das zuletzt genannte Mittel eine wärmeerzeugende Folie darstellte, die bei einer gleichmäßigen Temperatur Wärme erzeugte aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit des Aluminiums. Die Dicke der wärmeerzeugenden Folie variiert in Abhängigkeit von der Zusammensetzung und Menge des in dem Abteil eingeschlossenen Mittels zur Wärmeerzeugung und sie kann in der Regel innerhalb des Bereiches von 2 bis 2C mm liegen.

Hierzu I Hliiil /cichnunycn

Claims

Patentansprüche:

1. Mittel zur Wärmeerzeugung, bestehend aus einem feinkörnigen Gemisch eines oxidierbaren Stoffes und eines Katalysators, dadurch gekennzeichnet, daß der oxidierbare Stoff ein Alkalimetallsulfid, -polysulfid, -hydrogensulfid, ein Hydrat oder Gemisch dieser Stoffe ist und ihn in einer Menge von 10 bis 90 Gew.-% des Mittels enthält

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich einen Füllstoff enthält.

3. Mittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es den Füllstoff in einer Menge bis zum 9fachen Gewicht des aus oxidierbarem Stoff und Katalysator bestehenden Mittels enthält