JP2006241418A

JP2006241418A - 発熱剤

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Publication number: JP2006241418A
Application number: JP2005062844A
Authority: JP
Inventors: Harumi Handa; 春見半田
Original assignee: Kyodo KK
Current assignee: Kyodo KK
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2005-03-07
Publication date: 2006-09-14

Abstract

【課題】水と反応させて発熱させる粉体アルミニウムと粉体酸化カルシウムから成る化学発熱剤の致命的な欠陥である水素の発生を防止し、所要の熱量を得る。
【解決手段】粉体アルミニウム(Al)２１グラムと粉体酸化カルシウム（ＣａＯ）１４グラムを配合して成る発熱主剤の３５グラムに、無水ＭｇＣｌ₂を１．７５グラムを添加して、常水６０ｍＬと反応させ、反応系に存在する過剰量の水と無水ＭｇＣｌ₂を水和反応を起こさせ、ＭｇＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏに転換せ、Alと反応すべきＣａ（ＯＨ）₂ の量を減らすことにより発生する水素の量を抑制し、且つ無水ＭｇＣｌ₂が水と水和反応を起こすときの水和エンタルピ−（Δ_hydＨ＝−１３８ＫＪmol^-1 ）を熱量として利用し、両反応熱の総和として約３８８６ｃａｌ／ｇ以上の熱量を得る。
【選択図】なし

Description

本発明は、発熱剤及び発熱助剤に関する。より詳細に述べると、本発明は、粉体アルミニウム、粉体酸化カルシウム，および一般式ＭｇＸｎ・ｍＨ₂Ｏ（Ｘは、Ｃｌ、ＣｌＯ₄、ＮＯ₃、またはＳＯ₄、ｍは１〜４の整数、ｎは０または１〜４の整数）で表されるマグネシウム化合物を含み、水素を発生せずに所望の発熱量を発生するようにした発熱剤に関する。

本発明で使用する用語「水素を発生しない」は、ガスクロマトグラフィ−等、厳密な機器分析法によれば定量或いは定性的に存在を確認しうるが、発熱剤としての本来の使用状態では、直近に火気を近づけても、引火しない程度の量と定義する。

本発明で使用する用語「マグネシウム化合物」は、所要の発熱量の発生に寄与する少なくとも９８％以上の純度のマグネシウム化合物であり、製造行程で不可避的に随伴するカリウム、ナトリウム、カルシウム等不純物の存在を排除しない。

水と反応させて発熱させる、いわゆる「化学発熱剤」は、従来から各種のタイプが提案されている。代表的なものは、酸化カルシウム（生石灰）と水の発熱反応を利用するものが主流を占めている。

ところで、化学発熱剤を使用して、駅弁等調理済み食品を喫食できるように加熱するためには、反応後速やかに９０℃以上に昇温し、その温度を、少なくとも２０分間維持させることが必要である。しかしながら、酸化カルシウムと水との反応による発熱量は小さいので、反応後速やかに９０℃以上に昇温し、その温度を少なくとも２０分間維持させるためには、酸化カルシウムを大量に使用することが必要となり、そのため、加熱調理容器の質量と容量が大きくなるという欠点があった。さらに、酸化カルシウムと水との反応による発熱剤は、酸化カルシウムの量と発熱温度との相関関係をあらかじめ理論計算することが難しく、そのため温度制御が難しいという欠点があった。

上述した酸化カルシウムと水との反応による発熱剤の欠点を改良するものとして、粉体酸化カルシウムと粉体アルミニウムを含む混合物と水とを反応させる発熱剤が提案されている。

例えば特許文献１〜４は、粉体酸化カルシウムと粉体アルミニウムを含む混合物と水を反応させる発熱剤を開示している。

しかし、粉体酸化カルシウムと粉体アルミニウムを含む混合物と水を反応させるこれら従来技術の発熱剤には、必然的に水素を発生するという致命的な欠点がある。粉体酸化カルシウムと粉体アルミニウムを含む混合物を水と反応させる限り、水素の発生を防止することは不可能である。水素は可燃性であり、量によっては爆発するので、この欠点は深刻である。

本発明者は、粉体酸化カルシウムと粉体アルミニウムに、所要の発熱量の発生に寄与し、かつ水素の発生を極度に抑制する第３成分を配合することにより、従来の粉体酸化カルシウムおよび粉体アルミニウムから成る発熱剤により、所望の発熱量を発生させ、かつ水素を発生させないようにすることを検討した。
特開平１１−１４６８３５号公報特開平３−９１５８８号公報特開２０００−１０７０３８号公報特開２００１−２２６６６８号公報

発明が解決しようとする課題は、粉体酸化カルシウムと粉体アルミニウムを含む発熱剤を水を反応させると、必然的に水素を発生するという致命的な欠点を解消し、かつ所要の発熱量を発生させることである。

本発明者は、課題を解決するための手段を策定するために、先ず、粉体酸化カルシウムと粉体アルミニウムを含む発熱剤と水を反応させた場合の反応挙動について、理論的に検討した。

粉体酸化カルシウムと粉体アルミニウムを含む混合物と水と反応させた場合、反応式（１）に示すように、先ず、酸化カルシウムと水が反応して、多量の熱を発生しながら水酸化カルシウムを生成する。
ＣａＯ＋Ｈ₂Ｏ＝Ｃａ（ＯＨ）₂＋１５．２Ｋｃａｌ（１）
発熱量をグラム当たりに換算すると、ＣａＯの分子量は56.08であるので、271cal/gになる。

（１）の反応の結果、水溶液は生じた水酸化カルシウムの加水分解の結果、強いアルカリ性を呈する。この段階ではまだ、水素は発生しない。

（１）の反応式は、化学量論的には、ＣａＯ１モルとＨ₂Ｏ１モルから、Ｃａ（ＯＨ）₂が１モル生成され、１５．２Ｋｃａｌの熱を発生することを示している。しかし、実際の反応では、Ｃａ（ＯＨ）₂が正確に１モル生成されることはなく、あたかも反応が途中で停止したかのように、ＣａＯとＨ₂ＯとＣａ（ＯＨ）₂の混合物が得られる。その割合は、反応を行う際の条件（たとえば、温度）によっても異なるが、反応が左辺、或いは右辺に一方的にかたよることはない。このような過程を化学平衡と言われている。すなわち、反応系にはどうしても水が残留することなる。

一方、アルミニウム粉末は、下記の式（２）に従って、水酸化カルシウムと急激に反応してアルミン酸カルシウムと水素を与える。
２Ａｌ＋３Ｃａ（ＯＨ）₂＝３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃＋３Ｈ₂ （２）
この時発生する水素は、Ａｌを１モル（１３ｇ）使用した場合、発生する水素の量は３／２モルである。Boyle-Gay-Lussacの法則により、気体の種類に関係なく、気体１モルは２２．４Ｌを占めるので、３／２モルの水素は、３３．６Ｌである。また、発生する熱量は約47k/calである。即ち、Alの分子量は13であるので、約3615cal/gになる。

なお、（２）の反応で生成するアルミン酸カルシウムは、一つの化学式で表現することは不可能であり、3CaO・Al₂O₃の他に、CaO・Al₂O₃，Ca₃[Al(OH)₆]₂,2Ca(OH)₂・Al(OH)₃・5/2H₂O,CaO・2Al₂O₃等がある。従って、式（２）は、アルミニウムと水酸化カルシウムの代表的な反応の一つであると理解されるべきである。

本発明者は、更に以下のように理論的考察を行った。
（２）の反応において、水素の発生を抑えるには、反応系に存在する水酸化カルシウム（（Ｃａ（ＯＨ）₂)の量を、できるだけ少なくすることである。そのためには、
反応（１）の反応系における水を、できるだけ多く消化することである。反応系における水をできるだけ多く消化する方法の１つとして、水と水和反応を起こす化合物を添加することがある。

ただし、所要の発熱量を得るためには、アルミニウム粉末と水酸化カルシウムを反応させることが必要である。所要の発熱量を発生するのに最低限必要な量の水酸化カルシウムを、反応系に残しておかなければならない。従って、添加する化合物の量は、水素の発生をできるだけ抑制することができる量と、アルミニウム粉末と水酸化カルシウムが反応して所要の発熱量を発生するのことができる量との相関関係によって決定しなければならない。

添加する化合物を決定するに当たって、次ぎに重要な要件は、その物性である。本発明の発熱剤は、食品を加熱するのに使用することがあるので、添加する化合物は、食品関係の各種法規上容認されるのでなければならない。また、食品に悪影響を与える臭気を発生するものであってはならない。さらに、発熱剤を収納している不織布を損傷するものであってはならない。また、水と水和反応を起こしたときの水和エンタルピ−を発生熱量として利用できるものであることが好ましい。

そこで、まず、反応系（１）において、水と水和反応を起こし、かつ水和エンタルピ−を発生熱量として利用できる化合物を理論的に検討し、ついで実験で確認した。その結果、本発明で使用できる化合物は、一般式ＭｇＸｎ・ｍＨ₂Ｏ（Ｘは、Ｃｌ、ＣｌＯ₄、ＮＯ₃、またはＳＯ₄、ｍは１〜４の整数、ｎは０または１〜４の整数）で表されるマグネシウム化合物であることを実証した。

マグネシウム化合物が、ＭｇＣｌ₂、Ｍｇ（ＣｌＯ₄）₂、Ｍｇ（ＣｌＯ₄）₂・２Ｈ₂Ｏ、Ｍｇ（ＣｌＯ₄）₂・４Ｈ₂Ｏ、Ｍｇ（ＮＯ₃）₂、およびＭｇＳＯ₄かである。

これらのマグネシウム化合物は、それぞれ一定量の水と水和して水和物を形成し、その際水和エンタルピー（Δ_hydＨ（ＫＪmol^-1））を生成する。以下、１モルの固体マグネシウム化合物が、室温でｎモルの水を取り込んで水和物を形成するときの水和エンタルピー（Δ_hydＨ（ＫＪmol^-1））を示す。

ＭｇＣｌ₂＋６Ｈ₂Ｏ＝ＭｇＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏ：Δ_hydＨ＝−１３８ＫＪmol^-1

Ｍｇ（ＣｌＯ₄）₂＋６Ｈ₂Ｏ＝Ｍｇ（ＣｌＯ₄）₂・６Ｈ₂Ｏ：
Δ_hydＨ＝−１６０．５４ＫＪmol^-1

Ｍｇ（ＣｌＯ₄）_2・２Ｈ₂Ｏ＋４Ｈ₂Ｏ＝Ｍｇ（ＣｌＯ₄）₂・６Ｈ₂Ｏ：
Δ_hydＨ＝−８０．３３ＫＪmol^-1

Ｍｇ（ＣｌＯ₄）_2・４Ｈ₂Ｏ＋２Ｈ₂Ｏ＝Ｍｇ（ＣｌＯ₄）₂・６Ｈ₂Ｏ：
Δ_hydＨ＝−３３．４ＫＪmol^-1

Ｍｇ（ＮＯ₃）₂＋２Ｈ₂Ｏ＝Ｍｇ（ＮＯ₃）₂・２Ｈ₂Ｏ：
Δ_hydＨ＝−４６．９ＫＪmol^-1

Ｍｇ（ＮＯ₃）₂＋４Ｈ₂Ｏ＝Ｍｇ（ＮＯ₃）₂・４Ｈ₂Ｏ：
Δ_hydＨ＝−６１．３ＫＪmol^-1

ＭｇＳＯ₄＋Ｈ₂Ｏ＝Ｍｇ（ＮＯ₃）₂・Ｈ₂Ｏ：Δ_hydＨ＝−２９．６ＫＪmol^-1

ＭｇＳＯ₄＋４Ｈ₂Ｏ＝Ｍｇ（ＮＯ₃）₂・４Ｈ₂Ｏ：
Δ_hydＨ＝−６７．７ＫＪmol^-

ＭｇＳＯ₄＋６Ｈ₂Ｏ＝Ｍｇ（ＮＯ₃）₂・６Ｈ₂Ｏ：
Δ_hydＨ＝−８５．４ＫＪmol^-

ＭｇＳＯ₄＋７Ｈ₂Ｏ＝Ｍｇ（ＮＯ₃）₂・７Ｈ₂Ｏ：
Δ_hydＨ＝−１０１．５ＫＪmol^-

本発明の発熱剤において最も好ましく使用されるマグネシウム化合物は、無視ＭｇＣｌ₂で、特に表１に示す物性を有するものである。

本発明の発熱剤は、総質量当たり粉体アルミニウムが７０〜８５％、粉体酸化カルシウムが１５〜３０％、およびマグネシウム化合物が１〜５％の範囲が好ましい。粉体アルミニウムと粉体酸化カルシウムの質量比がこの範囲を超えると、実用上反応制御が難しくなり、発熱効率が低下し、かつ所要の熱量を得ることが困難になるので好ましくない。

本発明の発熱剤において、マグネシウム化合物の質量比が１−５％の範囲を超えると、水素の発生量が抑制されないので好ましくない。

本発明に従って、上述した粉体アルミニウム、粉体酸化カルシウム、およびマグネシウム化合物から成る発熱剤に、さらに塩化ナトリウムを配合することが好ましい。

塩化ナトリウムの配合量は、発熱剤の質量当たり０．５〜２５％が好ましい。塩化ナトリウムの配合量が発熱剤の質量当たり０．５％以下の場合、所要の発熱量を得ることができないので好ましくない。塩化ナトリウムの配合量が発熱剤の質量当たり２０〜２５％の場合、最高到達温度は９５℃であるが、発熱開始から１７３０秒後の温度が、７５〜８５℃なので、熱源がない場合の簡易沐浴設備用等新たな用途に拡大される塩化ナトリウムの配合量が発熱剤の質量当たり２５％以上の場合、発熱状態にバラツキがあり、一端温度降下すると谷の幅が広く、降下前の温度にまで復元する時間が長く、温度管理が難しく、安定した温度降下状態が要求される商品には適さない。

塩化ナトリウムは、粉体のまま発熱剤に配合しても、或いは水溶液として配合してもほぼ同じ発熱効果を得ることができる。

本発明で使用する酸化カルシウムは、各種の品級のものが使用できるが、反応速度を高め且つなるべく大量の反応熱を得るためにも、酸化カルシウムはできるだけ不純物が少ないものが好ましい。従って、本発明で使用される酸化カルシウムは、CaO含量が９０％以上で、不純分が３．２％以下、CO₂が２．０％以下、より好ましくは、CaO含量が９３％以上で、不純分が３．２％以下、CO₂が２％以下、最も好ましくは、CaO含量が９５％以上で、不純分が１．８％以下、CO₂が０．９％以下のものが好ましい。

酸化カルシウムの粒度は、小さければ小さい程、反応速度は向上するが、逆に取り扱い難くなるので、本発明では、１００メッシュ（−１５０μm９０％以上）〜２００メッシュ（−７５μm９５％以上）のものが好ましい。

本発明で使用されるアルミニウムは、純度９９．７％以上のもので、見掛密度が０．８〜１．１ｇ／ｃｍ³の範囲で、−３３０メッシュ（−４５μm）が３５〜６０，＋３３０メッシュ（＋４５μm）が１５〜３０，＋２３５メッシュ（＋６３μm）が５〜１５，＋１４０メッシュ（＋１０６μm）が７＞の粒度分布を有するもの、若しくは純度９９．７％以上のもので、見掛密度が０．８〜１．１ｇ／ｃｍ³の範囲で、−３３０メッシュ（−４５μm）が４０〜６０，＋３３０メッシュ（＋４５μm）が１５〜３０，＋２３５メッシュ（＋６３μm）が１５＞、＋２００メッシュ（＋７５μm）が１０＞の粒度分布を有するもの、或いは純度９９．７％以上のもので、見掛密度が０．８〜１．１ｇ／ｃｍ³の範囲で、−３３０メッシュ（−４５μm）が７０〜９０，＋３３０メッシュ（＋４５μm）が３０＞、＋２３５メッシュ（＋６３μm）が３＞、＋２００メッシュ（＋７５μm）が２＞の粒度分布を有するものが使用されるが、反応速度、取り扱いが容易であること、コスト等の観点から、純度９９．７％以上のもので、見掛密度が０．８〜１．１ｇ／ｃｍ³の範囲で、−３３０メッシュ（−４５μm）が４０〜６０，＋３３０メッシュ（＋４５μm）が１５〜３０，＋２３５メッシュ（＋６３μm）が１５＞、＋２００メッシュ（＋７５μm）が１０＞の粒度分布を有するものが最も好ましい。

従って、上記課題は、下記の手段によって解決される。
（１）粉体アルミニウム、粉体酸化カルシウム，および一般式ＭｇＸｎ・ｍＨ₂Ｏ（Ｘは、Ｃｌ、ＣｌＯ₄、ＮＯ₃、またはＳＯ₄、ｍは１〜４の整数、ｎは０または１〜４の整数）で表されるマグネシウム化合物を含む発熱剤を提供すること。

（２）上記（１）において、発熱剤の総質量当たり粉体アルミニウムを７０〜８５％、粉体酸化カルシウムを１５〜３０％、およびマグネシウム化合物を１〜５％とすること。

（３）上記（１）または（２）において、マグネシウム化合物を、ＭｇＣｌ₂、Ｍｇ（ＣｌＯ₄）₂、Ｍｇ（ＣｌＯ₄）₂・２Ｈ₂Ｏ、Ｍｇ（ＣｌＯ₄）₂・４Ｈ₂Ｏ、Ｍｇ（ＮＯ₃）₂、およびＭｇＳＯ₄からなる群から選択された１種とすること。

（４）上記（１）〜（３）のいずれか１項において、さらに塩化ナトリウムを配合すること。

（５）上記（１）〜（４）のいずれか１項において、塩化ナトリウムの配合量を、発熱剤の質量当たり０．５〜２５％とすること。

（６）上記（１）〜（５）のいずれか１項において、塩化ナトリウムを水溶液として配合すること。

本発明によると、次ぎのような効果が奏せられる。
請求項１に記載した発明によると、粉体アルミニウムおよび粉体酸化カルシウムから成る発熱剤に特定のマグネシウム化合物を配合して、マグネシウム化合物と、反応系に過剰量に存在する水と水和反応を起こさせせるので、水素の発生を極限まで抑制し、かつマグネシウム化合物と、反応系に過剰量に存在する水との水和反応によって発生するマイナス（−）の水和エンタルピー（−Δ_hydＨ（ＫＪmol^-1））を、ＣａＯとＨ₂Ｏとの反応による生成熱、およびＡｌとＣａ（ＯＨ）₂との反応による生成熱と一緒に利用することができるので、発生する総熱量は全く毀損しない。

請求項２に記載した発明によると、粉体アルミニウム、粉体酸化カルシウムおよびマグネシウム化合物の量を、発熱剤の総質量当たり、それぞれ、７０〜８５％、１５〜３０％、および１〜５％としたので、実用上反応制御も可能で、発熱効率の良好で、且つ水素の発生量を極限まで抑制して所要の熱量を得ることができる。

請求項３に記載した発明によると、マグネシウム化合物を、ＭｇＣｌ₂、Ｍｇ（ＣｌＯ₄）₂、Ｍｇ（ＣｌＯ₄）₂・２Ｈ₂Ｏ、Ｍｇ（ＣｌＯ₄）₂・４Ｈ₂Ｏ、Ｍｇ（ＮＯ₃）₂、またはＭｇＳＯ₄とすることにより、マグネシウム化合物と、反応系に過剰量に存在する水との水和反応によって発生するマイナス（−）の水和エンタルピー（−Δ_hydＨ（ＫＪmol^-1））を、最大限に利用することができる。

請求項４に記載した発明によると、さらに塩化ナトリウムを配合することにより、発熱量の増加に寄与する。

請求項５に記載した発明によると、塩化ナトリウムの配合量を発熱剤の質量当たり０．５〜２５％としたので、所要の発熱量を得ることができ、最高到達温度を９５℃とし、発熱状態にバラツキもなく、温度管理が容易で、安定した温度降下状態を得ることができる。

請求項６に記載した発明によると、塩化ナトリウムを水溶液として配合することにより、発熱剤と反応水をそれぞれ独立した商品とすることができ、製造方法の選択の幅が広がる。

以下、発明を実施する好ましい形態を、実施例および比較例を参照して説明する。

［使用した無水塩化マグネシウム］
無水塩化マグネシウムとして丸安産業株式会社製「ＭＫＮ−２０」（登録商標名）を使用した。この内容は、ＭｇＣｌ₂９９．１％、水不溶解分０．０１％、水分０．８０％、鉄１ｐｐｍ以下、カルシウム１ｐｐｍ以下、ナトリウム３ｐｐｍ、カリウム１ｐｐｍ以下、塩化水素ガス発生量２ｐｐｍ以下である。

［使用した塩化ナトリウム］
塩化ナトリウムとして、塩化ナトリム９９．７質量％にリン酸三カルシウム０．３質量％を添加して使用した。この塩試験法による分析値は、水分０．０１６質量％、Ｃｌ（Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ結合）０．００１質量％、ＳＯ２０．０１６質量％、Ｃａ０．００１質量％、Ｍｇ０．０００質量％、Ｋ０．００２質量％、Ｎａ（ＳＯ４結合４）０．００６質量％、塩化ナトリウム９９．６５６質量％，及びリン酸三カルシウム０．３質量％である。なお、リン酸三カルシウムは、砂糖、塩化ナトリウムの凝固防止剤として通常配合されているものである。１４０℃、９０分間加熱法による乾燥減量は０．１質量％以下、純度は９９．５％以上、硫化ナトリウム比色法による重金属は１０ｐｐｍ以下、フルイ分け法による粒度は、１５０μｍ（１００メッシュ）以下が９０％以上、異物はゼロである。

［使用した粉体酸化カルシウム］
本明細書［００３９］〜［００４０］に記載したものを使用した。

［使用した粉体アルミニウム］
本明細書［００４１］に記載したものを使用した。

使用した蒸気温度測定装置
厚さ２ｍｍのステンレススティールで、１００ｍｍ（Ｗ）×２００ｍｍ（Ｌ）×２００ｍｍ（Ｈ）の容積３７００ｍＬの完全密閉式の蓋付き反応容器を作成した。容器の蓋には、直径２ｍｍの蒸気排出口を設けた。さらに、容器の蓋に直径１０ｍｍの開口を設け、水が入ったビ−カ−を密閉状態で挿入固定し、水が滴下できるようにした。（株）キーエンス社の温度センサーの先端を、容器の底面から４５ｍｍの位置にセットした。反応容器に発熱剤を置き、蓋をして水を滴下して反応させた。蒸気温度の測定は、センサーをパソコンと連動させて連続時間で自動測定して、グラフに自動記録した。

水素発生試験
水素発生試験は、タイプ１容器、タイプ２容器、及びタイプ３容器を利用して下記の手順で行った。
１．タイプ１容器
上部に蓋体を有する容積約８００ｍＬの丸形ステンレス容器内に、粉体アルミニウムと粉体酸化カルシウムを含む発熱主剤と、発熱助剤を入れて反応させ、蓋を開けて、容器の高さスレスレにライターを当て、引火するか否か確認した。

２．タイプ２容器
上部に蒸気噴出孔（φ６ｍ／ｍ）を有し、タテ２５０ｍ／ｍ、ヨコ２０ｍ／ｍのナイロンラミネート製袋に粉体アルミニウムと粉体酸化カルシウムを含む発熱主剤と、発熱助剤を入れて反応させ、蒸気噴出孔直近にライターを当て、引火するか否か確認した。

３．タイプ３容器
上部に蓋体を有する容積約１１００ｍＬの角形ステンレス容器内に粉体アルミニウムと粉体酸化カルシウムを含む発熱主剤と、発熱助剤を入れて反応させ、蓋を一定に開口して、容器から５０ｍ／ｍの位置でライターを当て、引火するか否か確認した。

発生蒸気温度の比較試験
［実施例１］
粉体アルミニウムと粉体酸化カルシウムを１．５：１質量比で含む発熱剤３５ｇに、ＭｇＣｌ₂３％を配合し、７０ｍＬの常水で発熱反応を行って、最高温度（℃）到達時間（秒）、５分毎の発熱温度を、パソコンと連動した自動測定器で測定した。

［比較例１］
ＭｇＣｌ₂を使用しなかったことを除いて、実施例１と同じ実験を行って得た結果を表２に併記する。

［実施例２〜６］
ＭｇＣｌ₂の配合比率を４％（実施例２）、５％（実施例３）、６％（実施例４）、７％（実施例５）、８％（実施例６）に変更したこと以外には、実施例１と同じ手順で実験を行った。

［比較例２〜６］
ＭｇＣｌ₂を使用しなかったことを除いて、実施例１と同じ実験を行って得た結
果を表３に併記する。

水素発生確認試験
［実施例７〜１２］
実施例１〜６の発熱剤を使用して水素発生確認試験を行って得た結果を表４に併記する。なお、実施例１〜６の発熱剤が、それぞれ、実施例７〜１２に対応する。

［比較例７〜１２］
実施例１〜６の発熱剤を使用して、水素発生確認試験を行って得た結果を表４に併記する。なお、比較例１〜６の発熱剤が、それぞれ、比較例７〜１２に対応する。
なお、表４において、水素発生確認試験と、タイプ１容器、タイプ２容器、およびタイプ３容器に関しては前述した通りである。

［水量適正確認試験］
［実施例１３］
粉体アルミニウムと粉体酸化カルシウムを１．５：１質量比で含む発熱剤３５ｇに、ＭｇＣｌ₂₅５％を配合し、６０ｍＬの常水で発熱反応を行って、最高温度（℃）到達時間（秒）、５分毎の発熱温度を、パソコンと連動した自動測定器で測定して、得た結果を表５に示した。

［実施例１４］
常水を７０ｍＬに変えた以外には、実施例１３を繰り返して、得た結果を表５に示した。

［実施例１５］
常水を８０ｍＬに変えた以外には、実施例１３を繰り返して、得た結果を表５に示した。

ＮａＣｌ効果確認試験
［実施例１６］
粉体アルミニウムと粉体酸化カルシウムを１．５：１質量比で含む発熱剤３５ｇに、ＮａＣｌ３％を配合し、７０ｍＬの常水で発熱反応を行って、最高温度（℃）到達時間（秒）、５分毎の発熱温度を、パソコンと連動した自動測定器で測定した。

［比較例１３］
ＮａＣｌを使用しなかったことを除いて、実施例１６と同じ実験を行って得た結果を表６に併記する。

以上詳述したように、本発明の発熱剤は、粉体アルミニウムおよび粉体酸化カルシウムから成る発熱剤に特定のマグネシウム化合物を配合して、マグネシウム化合物と、反応系に過剰量に存在する水と水和反応を起こさせせるので、水和反応によって発生するマイナス（−）の水和エンタルピー（−Δ_hydＨ（ＫＪmol^-1））を、ＣａＯとＨ₂Ｏとの反応による生成熱、およびＡｌとＣａ（ＯＨ）₂との反応による生成熱と一緒に利用することができるので、所要の熱量を発生することができ、且つ従来の同種の発熱剤の致命的な欠陥であった水素の発生を防止することができるので、極めて安全に使用でき、発熱剤としての用途が拡大される。

Claims

粉体アルミニウム、粉体酸化カルシウム，および一般式ＭｇＸｎ・ｍＨ₂Ｏ（Ｘは、Ｃｌ、ＣｌＯ₄、ＮＯ₃、またはＳＯ₄、ｍは１〜４の整数、ｎは０または１〜４の整数）で表されるマグネシウム化合物を含む発熱剤。
発熱剤の総質量当たり粉体アルミニウムが７０〜８５％、粉体酸化カルシウムが１５〜３０％、およびマグネシウム化合物が１〜５％である請求項１に記載の発熱剤。
マグネシウム化合物が、ＭｇＣｌ₂、Ｍｇ（ＣｌＯ₄）₂、Ｍｇ（ＣｌＯ₄）₂・２Ｈ₂Ｏ、Ｍｇ（ＣｌＯ₄）₂・４Ｈ₂Ｏ、Ｍｇ（ＮＯ₃）₂、およびＭｇＳＯ₄からなる群から選択された１種である請求項１〜２のいずれか１項に記載の発熱剤。
さらに塩化ナトリウムを配合した請求項１〜３のいずれか１項に記載の発熱剤。
塩化ナトリウムの配合量が、発熱剤の質量当たり０．５〜２５％である請求項１〜４のいずれか１項に記載の発熱剤。
塩化ナトリウムを水溶液として配合した請求項１〜５のいずれか１項に記載の発熱剤。