JP2014012817A - 発熱剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発熱剤は、粉状及び/又は粒状の酸化カルシウムと粉状及び/又は粒状のアルミニウムを主剤とし、水との反応によって熱を発生するもので、配合が酸化カルシウム粉30〜95重量部、アルミニウム粉10〜50重量部、アルミニウムの反応を活性化する金属塩2〜12重量部である。
【選択図】なし
Description
すなわち、特許文献1に記載の食品加熱剤は、配合が粉体アルミニウムが70乃至85%及び粉体生石灰が15乃至30%であり、アルミニウムの使用量が粉体生石灰(酸化カルシウム)と比較して相当に多くなっている。
このため、前記強塩基水溶液と粉体アルミニウムとの反応による水素ガスの発生量も多くなり、引火すれば加熱容器内で水素爆発を起こす危険性がある。
粉状及び/又は粒状の酸化カルシウム(CaO)と粉状及び/又は粒状のアルミニウム(Al)を主剤とし、水との反応によって熱を発生する発熱剤であって、
配合が、酸化カルシウムが30〜95重量部、アルミニウムが10〜50重量部、発熱反応におけるアルミニウムの反応を活性化する粉状及び/又は粒状の金属塩が2〜12重量部である、
発熱剤である。
金属塩が、塩化ナトリウム(NaCl)、塩化カリウム(KCl)、塩化カルシウム(CaCl)及び塩化マグネシウム(MgCl)の群から選ばれた一又は二以上である、
前記(1)の発熱剤である。
粉状及び/又は粒状の炭酸塩を1〜20重量部添加した、
前記(1)又は(2)の発熱剤である。
炭酸塩が、炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)、炭酸ナトリウム(Na2CO3)、炭酸カリウム(K2CO3)及び炭酸水素カリウム(KHCO3)の群から選ばれた一又は二以上である、
前記(3)の発熱剤である。
粉状及び/又は粒状の多孔質材料を2〜10重量部添加した、
前記(1)、(2)、(3)又は(4)の発熱剤である。
多孔質材料が、活性炭、カーボンブラック、ゼオライト、リモナイト、ベントナイト、シラス、モンモリロナイト、カオリン、黒雲母の群から選ばれた一又は二以上である、
前記(5)の発熱剤である。
鉄粉を添加した、
前記(1)、(2)、(3)又は(4)の発熱剤である。
酸化カルシウムが95重量部超の場合、発熱剤の量が増えすぎる傾向があり嵩張るために、加熱容器内に収容するのに支障が出る等、実用性に劣る。
アルミニウムが50重量部超の場合、従来の発熱剤の配合に近付き、水素の発生量が増えて水素爆発が起こりやすくなる傾向がある。
金属塩が12重量部超の場合、超えた分が実質的に発熱反応におけるアルミニウムの反応の活性化に寄与することはなく、超えた分の金属塩が無駄になる。
炭酸塩が5重量部超の場合、包装体が反応熱で溶けないようにする作用において、超えた分が実質的に前記作用に寄与することはなく、超えた分の炭酸塩が無駄になる。
多孔質材料が10重量部超の場合、発熱反応におけるアルミニウムの反応等、発熱剤と水との発熱反応をより活性化する作用において、超えた分が実質的に前記作用に寄与することはなく、超えた分の多孔質材料が無駄になる。
この場合、鉄粉が1重量部未満の場合、発熱反応におけるアルミニウムの反応等、発熱剤と水との発熱反応をより活性化する作用において、配合しない場合と比較して実質的にその効果は変わらない。
また、鉄粉が200重量部超の場合、発熱剤と水との発熱反応をより活性化する作用において、超えた分が実質的に前記作用に寄与することはなく、超えた分の鉄粉が無駄になる。なお、鉄粉の配合を増やす場合、むしろ、その重量分だけ酸化カルシウムとアルミニウムの量を増やす方が発熱反応を活性化する上でより有効であり合理的である点を勘案するのが望ましい。
加熱装置は、酸化カルシウム(CaO)粉とアルミニウム(Al)粉を主剤とする発熱剤と水を加熱容器内で反応させて発熱させ、当該発熱を前記加熱容器内の被加熱物の加熱に利用する加熱装置であって、
前記加熱容器は、水を保持できる熱発生体収容空間と、当該熱発生体収容空間とつながっており被加熱物を収容する被加熱物収容空間を備えており、前記熱発生体収容空間に、前記(1)乃至(7)の何れか一つの発熱剤を通気性及び通水性を有する包装体に入れて構成された熱発生体が収容されている加熱装置であるのが好ましい。
前記加熱容器は、水を保持できる熱発生体収容空間と、当該熱発生体収容空間とつながっており被加熱物を収容する被加熱物収容空間を備えており、
前記熱発生体収容空間に熱発生体と不燃性ガス発生体が収容されており、
前記熱発生体は、前記(1)乃至(7)の何れか一つの発熱剤を通気性及び通水性を有する包装体に収容した構成を有し、
前記不燃性ガス発生体は、水と反応して不燃性ガスを発生させる不燃性ガス発生剤を通気性及び通水性を有する包装体に収容した構成を有しており、
前記不燃性ガス発生体の包装体の通気性及び通水性は、前記熱発生体の包装体の通気性及び通水性と比較してより優れており、
前記発熱剤と水との反応による水素ガスの発生前に、不燃性ガス発生剤を先に水と反応させて不燃性ガスを発生させるようにした加熱装置であるのが好ましい。
本発明に係る発熱剤及びそれを使用した加熱装置の作用を説明する。
更に、前記水素ガスは、前記各収容空間にあらかじめ不燃性ガスが溜まっているために、包装体から出ると同時に不燃性ガスで希釈され、水蒸気発生後は不燃性ガスの発生が停止した後でも、残留した不燃性ガスや発生している水蒸気によって希釈される。
これにより、前記各収容空間内の水素ガスの濃度は、引火等による水素爆発が起こらない濃度(例えば4%以下)となり、水素爆発の発生を防止できる。
このように、アルミニウムの使用量を従来と比較して少なくすることによって、理論上、水素ガスの発生量も同様に少なくすることができる。したがって、加熱容器内で発熱反応をする際に水素ガスが発生しても、その量は比較的少量であり、加熱容器内部の水素ガスの濃度も低くなるので引火しにくく、水素爆発も起こりにくい。
図1及び図2を参照する。
下容器1と上容器2は、竹様外観をもって、すなわち孟宗竹を所要長さに切り、これを縦に半分に割った形状を象って形成されており、合体させることによって容器又は包装容器である加熱容器を形成するものである。
下容器1は、円筒体を縦に半分に切断した形状の外輪体11と、その長さ方向の両端寄りに設けられ、竹の節に似せて形成された半円形の封鎖板12、13を有している。下容器1には、各封鎖板12、13の内方側に所要の間隔をおいて、前記巻き簀3を載置するための支持棒14、15が取り付けられている。
上容器2は、前記下容器1と同様に円筒体を縦に半分に切断した形状の外輪体21と、その長さ方向の両端寄りに設けられ、竹の節に似せて形成された半円形の封鎖板22、23を有している。上容器2は、各封鎖板22、23の内方側かつ外輪体21の湾曲した外周方向の両端縁の内面側に、係合片24、25が突出して形成されている。係合片24、25は、前記下容器1と上容器2を合わせたときに、下容器1の外輪体11の湾曲した外周方向の両端縁の内面側に内嵌めされる。
熱発生体4は、不織布等で形成された容器又は包装体である袋の内部に、アルミニウム粉(又は粒)と酸化カルシウム(生石灰)粉(又は粒)を主剤として、助剤等の添加剤と共にあらかじめ決められた割合及び量で配合され収容されたものである。
2Al +3Ca(OH)2 = 3CaO・Al2O3 + 3H2↑ + 196.6kj
これより、アルミ1モルから,水素3/2モルが得られる。アルミニウム分子量:26.98で22.4Lの水素が発生する。
アルミ6gの場合 0.22モル 0.22×3/2×22.4=7.47L
(アルミ11.7gの場合は同様に14.6L)
が、アルミニウムが全部反応すると発生することとなる。
これを30分で割ると、おおまかではあるが1分当たりの発生量を求められる。
6g・・・・0.249L/min
11.7g・・・0.487L/min
炭酸ガス発生体5は、不織布等で形成された袋に炭酸ガス発生剤である炭酸水素ナトリウムの粉体とクエン酸(C6H8O7)の粉体が、あらかじめ決められた割合及び量で配合され収容されたものである。なお、炭酸水素ナトリウムは、例えば同量の炭酸ナトリウムで代替することができる。
次に、加熱機能付き食品容器Aを使用し、被加熱食品6を食するのに適した温度まで加熱する試験を行った場合を例にとり、発熱剤の各実施例1乃至実施例21について説明する。使用した加熱機能付き食品容器Aにおいて、下容器1の熱発生体収容空間部16と上容器2の食品収容空間部26を合わせた容積(被加熱食品6の体積を除いた実質的容積)は、ほぼ1000cc(ml)である。
アルミニウム粉6g、
酸化カルシウム粉31g、
炭酸水素ナトリウム粉2g、
塩化ナトリウム粉1g、
である。
アルミニウム粉18重量部、
酸化カルシウム粉93重量部、
炭酸水素ナトリウム粉6重量部、
塩化ナトリウム粉3重量部、
である。
アルミニウム粉17.5g、
酸化カルシウム粉7.5gであり、
塩化ナトリウムは含まない。
本比較例1でのアルミニウム粉と酸化カルシウム粉の配合割合は、主剤(発熱剤)の総量を基準として、
アルミニウム粉70重量%、
酸化カルシウム粉30重量%である。
なお、反応させる水の量は100ccである。
図3に示す表及びグラフから分かるように、実施例1の発熱剤を使用した加熱容器内の温度は、水を入れて発熱反応が始まってから6分経過後に最高温度に到達した。また、比較例1の発熱剤を使用した加熱容器内の温度は、水を入れて発熱反応が始まってから4分経過後に最高温度に到達した。その温度は、実施例1では94.9℃、比較例1では94.4℃であったが、90℃付近までの温度の立ち上がりは、実施例1の方がやや早く、しかも被加熱食品6を加熱するのに好適な90℃以上の温度を維持する時間も長かった。
実施例2における熱発生体4の発熱剤の配合量は、
アルミニウム粉12g、
酸化カルシウム粉23g、
炭酸水素ナトリウム粉1.5g、
塩化ナトリウム粉3.5g、
である。
アルミニウム粉36重量部、
酸化カルシウム粉69重量部、
炭酸水素ナトリウム粉4.5重量部、
塩化ナトリウム粉10.5重量部、
である。
アルミニウム粉24.5g、
酸化カルシウム粉10.5gである。
本比較例1でのアルミニウム粉と酸化カルシウム粉の配合割合は、主剤(発熱剤)の総量を基準として、
アルミニウム粉70重量%、
酸化カルシウム粉30重量%である。
なお、反応させる水の量は100ccである。
図4に示す表及びグラフから分かるように、実施例2の発熱剤を使用した加熱容器内の温度は、水を入れて発熱反応が始まってから8分経過後に最高温度に到達した。また、比較例2の発熱剤を使用した加熱容器内の温度は、水を入れて発熱反応が始まってから7分経過後に最高温度に到達した。その温度は、実施例2では95.3℃、比較例2では95.1℃であったが、90℃付近までの温度の立ち上がりは、実施例2の方が早く、しかも11分経過までの温度は、比較例2よりやや高い温度で維持できた。
また、比較例3では、アルミニウムの配合量を本発明の下限値より少ない値(5重量部)としたときに、発熱剤としての実用性があるかどうかについて検証した。
実施例3の発熱剤の配合は、
アルミニウム粉100g(総量200gのうち50重量%)、
酸化カルシウム粉64g、
塩化カリウム粉16g、
炭酸水素ナトリウム粉10g、
活性炭粉10g、
を含むものである。
アルミニウム粉50重量部、
酸化カルシウム粉32重量部、
塩化カリウム粉8重量部、
炭酸水素ナトリウム粉5重量部、
活性炭粉5重量部である。
なお、反応させる水の量は100ccである。
アルミニウム粉12g(総量40gのうち30重量%)、
酸化カルシウム粉23g、
塩化カリウム粉2g、
炭酸水素ナトリウム粉1g、
活性炭粉2g、
を含むものである。
アルミニウム粉24重量部、
酸化カルシウム粉46重量部、
塩化カリウム粉4重量部、
炭酸水素ナトリウム粉2重量部、
活性炭粉4重量部、
である。
なお、反応させる水の量は100ccである。
図5の表及びグラフに示すように、金属塩である塩化カリウムを添加した実施例3の発熱剤の各試料を使用した加熱容器内の温度は、基準例の発熱剤が水を入れて発熱反応が始まってから11分経過後に最高温度の93.1℃に達したのに対し、実施例3の25gの試料では10分経過後の最高温度は87.3℃、30gの試料では13分経過後の最高温度は89.8℃、35gの試料では9分経過後の最高温度は93.1℃であり、各試料の最高温度は全体にやや低い傾向にあった。
実施例4の発熱剤の配合は、
アルミニウム粉10g(総量100gのうち10重量%)、
酸化カルシウム粉77g、
塩化カリウム粉8g、
炭酸水素ナトリウム粉5g、
を含むものである。
アルミニウム粉10重量部、
酸化カルシウム粉77重量部、
塩化カリウム粉8重量部、
炭酸水素ナトリウム粉5重量部、
である。
なお、反応させる水の量は100ccである。
図6の表及びグラフに示すように、金属塩である塩化カリウムを添加した実施例4の発熱剤の各試料を使用した加熱容器内の温度は、基準例の発熱剤が水を入れて発熱反応が始まってから11分経過後に93.1℃に達したのに対し、実施例4の50gの試料では7分経過後の最高温度が92.5℃、60gの試料では14分経過後の最高温度が92.7℃、70gの試料では9分経過後の最高温度が95.0℃であり、理由は不明であるが60gの試料については温度の立ち上がりがやや遅かった。
比較例3の発熱剤の配合は、
アルミニウム粉10g(総量100gのうち5重量%)、
酸化カルシウム粉164g、
塩化カリウム粉16g、
炭酸水素ナトリウム粉10g、
を含むものである。
アルミニウム粉5重量部、
酸化カルシウム粉82重量部、
塩化カリウム粉8重量部、
炭酸水素ナトリウム粉5重量部、
である。
なお、反応させる水の量は100ccである。
図7の表及びグラフに示すように、比較例3の発熱剤の各試料を使用した加熱容器内の温度は、基準例の発熱剤が水を入れて発熱反応が始まってから11分経過後に93.1℃に達したのに対し、比較例3の60gの試料では8分経過後の最高温度が91.0℃、70gの試料では9分経過後の最高温度が91.2℃であり、どちらの試料も基準例の試料と比較して最高温度が低く、それ以降の温度の低下もやや急であった。つまり、比較例3のアルミニウムの配合量(本発明の下限値より少ない5重量部)では、発熱剤の量を60〜70gと相当に増やしても、十分な発熱性能を得ることが難しいことが分かった。
図8に示す表及びグラフは、実施例5及び実施例6において、発熱反応が始まってから30分が経過するまでの加熱容器内の温度の推移を計測したものである。
酸化カルシウム粉16g、
アルミニウム粉12.2g、
塩化カルシウム粉2.6g、
炭酸水素ナトリウム粉9.2g、
である。
酸化カルシウム粉32重量部、
アルミニウム粉24.4重量部、
塩化カルシウム粉5.2重量部、
炭酸水素ナトリウム粉18.4重量部、
である。
酸化カルシウム粉16g、
アルミニウム粉12.2g、
塩化マグネシウム粉2.6g、
炭酸水素ナトリウム粉9.2g、
である。
酸化カルシウム粉32重量部、
アルミニウム粉24.4重量部、
塩化マグネシウム粉5.2重量部、
炭酸水素ナトリウム粉18.4重量部、
である。
なお、実施例5及び実施例6の説明では、前記比較例2(図4参照)の発熱剤を比較例として援用する。
図8の表に示すように、金属塩である塩化カルシウムを添加した実施例5及び塩化マグネシウムを添加した実施例6の発熱剤を使用した加熱容器内の温度は、何れも発熱反応が始まってから2分経過後には最高温度に達し、実施例5では97℃、実施例6では96℃であり、前記比較例2と比較して温度の立ち上がりが早く、最高温度もより高かった。
使用する発熱剤の実施例7、実施例8及び比較例4の配合は次のとおりである。
アルミニウム粉11.7g(総量40gのうち29.3重量%)、
酸化カルシウム粉21.3g、
炭酸水素ナトリウム粉3.3g、
塩化ナトリウム粉1.7g、
活性炭粉2.0g(総量40gのうち5重量%)、
を含むものである。
アルミニウム粉35.1重量部、
酸化カルシウム粉63.9重量部、
炭酸水素ナトリウム粉9.9重量部、
塩化ナトリウム粉5.1重量部、
活性炭粉6重量部、
である。
なお、反応させる水の量は100ccである。
アルミニウム粉11.7g(総量40gのうち29.3重量%)、
酸化カルシウム粉22.3g、
炭酸水素ナトリウム粉3.3g、
塩化ナトリウム粉1.7g、
活性炭粉1.0g(総量40gのうち2.5重量%)、
を含むものである。
アルミニウム粉35.1重量部、 酸化カルシウム粉66.9重量部、
炭酸水素ナリウム粉9.9重量部、
塩化ナトリウム粉5.1重量部、
活性炭粉3重量部、
である。
なお、反応させる水の量は100ccである。
アルミニウム粉11.7g(総量40gのうち29.3重量%)、 酸化カルシウム粉23.3g、 炭酸水素ナトリウム粉3.3g、 塩化ナトリウム粉1.7g、
であり、活性炭粉は含まない。
なお、反応させる水の量は100ccである。
図9に示す表及びグラフから分かるように、発熱剤の実施例7、実施例8を使用した加熱容器内の温度は、何れも水を入れて発熱反応が始まってから8分経過後に最高温度に到達した。その温度は、実施例7では93.7℃、実施例8では94.2℃であった。また、比較例4では4分経過後に最高温度である91.6℃に達した。すなわち、活性炭粉を添加した実施例7及び実施例8は、どちらも活性炭粉を添加していない比較例4と比較して発熱反応が活性化したと思われ、より高い温度まで上昇した。
使用する発熱剤の実施例9、実施例10及び比較例5の配合は次のとおりである。
アルミニウム粉11.7g(総量40gのうち29.3重量%)、
酸化カルシウム粉23.3g、
炭酸水素ナトリウム粉3.3g、
塩化ナトリウム粉1.7g、
カーボンブラック粒1.0g(総量40gのうち2.5重量%)、
を含むものである。
アルミニウム粉35.1重量部、
酸化カルシウム粉69.9重量部、
炭酸水素ナトリウム粉9.9重量部、
塩化ナトリウム粉5.1重量部、
カーボンブラック粒3重量部、
である。
なお、反応させる水の量は100ccである。
アルミニウム粉11.7g(総量40gのうち29.3重量%)、
酸化カルシウム粉21.3g、
炭酸水素ナトリウム粉3.3g、
塩化ナトリウム粉1.7g、
カーボンブラック粒2.0g(総量40gのうち5重量%)、
を含むものである。
アルミニウム粉35.1重量部、
酸化カルシウム粉63.9重量部、
炭酸水素ナトリウム粉9.9重量部、
塩化ナトリウム粉5.1重量部、
カーボンブラック粒6重量部、
である。
なお、反応させる水の量は100ccである。
アルミニウム粉11.7g(総量40gのうち29.3重量%)、
酸化カルシウム粉23.3g、
炭酸水素ナトリウム粉3.3g、
塩化ナトリウム粉1.7gであり、
カーボンブラック粒は含まない。
なお、反応させる水の量は100ccである。
図10に示す表及びグラフから分かるように、発熱剤の実施例9、実施例10及び比較例5を使用した加熱容器内の温度は、水を入れて発熱反応が始まってから実施例9では7分経過後、実施例10では5分経過後、比較例5では4分経過後に最高温度に到達した。その温度は、実施例9では94.2℃、実施例10では95.2℃、比較例5で91.7℃であった。
すなわち、カーボンブラック粒を添加した実施例9及び実施例10は、どちらもカーボンブラック粒を添加していない比較例5と比較して発熱反応が活性化したと思われ、より高い温度まで上昇した。
使用する発熱剤の実施例11、実施例12及び比較例6の配合は次のとおりである。
アルミニウム粉11.7g(総量40gのうち29.3重量%)、
酸化カルシウム粉21.3g、
炭酸水素ナトリウム粉3.3g、
塩化ナトリウム粉1.7g、
ゼオライト粉2.0g(総量40gのうち5重量%)、
を含むものである。
アルミニウム粉35.1重量部、
酸化カルシウム粉63.9重量部、
炭酸水素ナトリウム粉9.9重量部、
塩化ナトリウム粉5.1重量部、
ゼオライト粉6重量部、
である。
なお、反応させる水の量は100ccである。
アルミニウム粉11.7g(総量40gのうち29.3重量%)、
酸化カルシウム粉19.3g、
炭酸水素ナトリウム粉3.3g、
塩化ナトリウム粉1.7g、
ゼオライト粉4.0g(総量40gのうち10重量%)、
を含むものである。
アルミニウム粉35.1重量部、
酸化カルシウム粉57.9重量部、
炭酸水素ナトリウム粉9.9重量部、
塩化ナトリウム粉5.1重量部、
ゼオライト粉12重量部、
である。
なお、反応させる水の量は100ccである。
アルミニウム粉11.7g(総量40gのうち29.3重量%)、
酸化カルシウム粉23.3g、
炭酸水素ナトリウム粉3.3g、
塩化ナトリウム粉1.7gであり、
ゼオライトは含まない。
なお、反応させる水の量は100ccである。
図11に示す表及びグラフから分かるように、発熱剤の実施例11、実施例12及び比較例6を使用した加熱容器内の温度は、水を入れて発熱反応が始まってから実施例11では8分経過後、実施例12も同じく8分経過後、比較例6では4分経過後に最高温度に到達した。その温度は、実施例11では90.6℃、実施例12では95.3℃、比較例6で91.7℃であった。実施例11については、ゼオライト粉を添加していない比較例6よりやや低い温度となったが実用的には問題がなく、実施例12については、比較例6と比較して発熱反応が活性化したと思われ、より高い温度まで上昇した。
使用する発熱剤の実施例13、実施例14及び比較例7の配合は次のとおりである。
アルミニウム粉11.7g(総量40gのうち29.3重量%)、
酸化カルシウム粉21.3g、
炭酸水素ナトリウム粉3.3g、
塩化ナトリウム粉1.7g、
リモナイト粉2.0g(総量40gのうち5重量%)、
を含むものである。
アルミニウム粉35.1重量部、
酸化カルシウム粉63.9重量部、
炭酸水素ナトリウム粉9.9重量部、
塩化ナトリウム粉5.1重量部、
リモナイト粉6重量部、
である。
なお、反応させる水の量は100ccである。
アルミニウム粉11.7g(総量40gのうち29.3重量%)、
酸化カルシウム粉22.3g、
炭酸水素ナトリウム3.3g、
塩化ナトリウム粉1.7g、
リモナイト粉1.0g(総量40gのうち2.5重量%)、
を含むものである。
アルミニウム粉35.1重量部、
酸化カルシウム粉66.9重量部、
炭酸水素ナトリウム粉9.9重量部、
塩化ナトリウム粉5.1重量部、
リモナイト粉3重量部、
である。
なお、反応させる水の量は100ccである。
アルミニウム粉11.7g(総量40gのうち29.3重量%)、
酸化カルシウム粉23.3g、
炭酸水素ナトリウム粉3.3g、
塩化ナトリウム粉1.7gであり、
リモナイトは含まない。
なお、反応させる水の量は100ccである。
図12に示す表及びグラフから分かるように、発熱剤の実施例13、実施例14及び比較例7を使用した加熱容器内の温度は、水を入れて発熱反応が始まってから実施例13では5分経過後、実施例14では7分経過後、比較例7では4分経過後に最高温度に到達した。その温度は、実施例13では95.7℃、実施例14では95.1℃、比較例7では91.7℃であった。すなわち、リモナイト粉を添加した実施例13及び実施例14は、どちらもリモナイト粉を添加していない比較例7と比較して発熱反応が活性化したと思われ、より高い温度まで上昇した。
使用する発熱剤の実施例15、実施例16及び比較例8の配合は次のとおりである。
アルミニウム粉11.7g(総量40gのうち29.3重量%)、
酸化カルシウム粉21.3g、
炭酸水素ナトリウム粉3.3g、
塩化ナトリウム粉1.7g、
ベントナイト粉2.0g(総量40gのうち5重量%)、
を含むものである。
アルミニウム粉35.1重量部、
酸化カルシウム粉63.9重量部、
炭酸水素ナトリウム粉9.9重量部、
塩化ナトリウム粉5.1重量部、
ベントナイト粉6重量部、
である。
なお、反応させる水の量は100ccである。
アルミニウム粉11.7g(総量40gのうち29.3重量%)、
酸化カルシウム粉22.3g、
炭酸水素ナトリウム粉3.3g、
塩化ナトリウム粉1.7g、
ベントナイト粉1.0g(総量40gのうち2.5重量%)、
を含むものである。
アルミニウム粉35.1重量部、
酸化カルシウム粉66.9重量部、
炭酸水素ナトリウム粉9.9重量部、
塩化ナトリウム粉5.1重量部、
ベントナイト粉3重量部、
である。
なお、反応させる水の量は100ccである。
アルミニウム粉11.7g(総量40gのうち29.3重量%)、
酸化カルシウム粉23.3g、
炭酸水素ナトリウム粉3.3g、
塩化ナトリウム粉1.7gであり、
ベントナイトは含まない。
なお、反応させる水の量は100ccである。
図13に示す表及びグラフから分かるように、発熱剤の実施例15、実施例16及び比較例8を使用した加熱容器内の温度は、水を入れて発熱反応が始まってから実施例15では7分経過後、実施例16では6分経過後、比較例8では4分経過後に最高温度に到達した。その温度は、実施例15では95.4℃、実施例16では95.7℃、比較例8で91.7℃であった。すなわち、ベントナイト粉を添加した実施例15及び実施例16は、どちらもベントナイト粉を添加していない比較例8と比較して発熱反応が活性化したと思われ、より高い温度まで上昇した。
使用する発熱剤の実施例17、実施例18及び比較例9の配合は次のとおりである。
アルミニウム粉11.7g(総量40gのうち29.3重量%)、
酸化カルシウム21.3g、
炭酸水素ナトリウム3.3g、
塩化ナトリウム1.7g、
シラス2.0g(総量40gのうち5重量%)、
を含むものである。
アルミニウム粉35.1重量部、
酸化カルシウム粉63.9重量部、
炭酸水素ナトリウム粉9.9重量部、
塩化ナトリウム粉5.1重量部、
シラス粉6重量部である。
なお、反応させる水の量は100ccである。
アルミニウム粉11.7g(総量40gのうち29.3重量%)、
酸化カルシウム粉22.3g、
炭酸水素ナトリウム粉3.3g、
塩化ナトリウム粉1.7g、
シラス粉1.0g(総量40gのうち2.5重量%)、
を含むものである。
アルミニウム粉35.1重量部、
酸化カルシウム粉66.9重量部、
炭酸水素ナトリウム粉9.9重量部、
塩化ナトリウム粉5.1重量部、
シラス粉3重量部、
である。
なお、反応させる水の量は100ccである。
アルミニウム粉11.7g(総量40gのうち29.3重量%)、
酸化カルシウム23.3g、
炭酸水素ナトリウム3.3g、
塩化ナトリウム1.7gであり、
シラスは含まない。
なお、反応させる水の量は100ccである。
図14に示す表及びグラフから分かるように、発熱剤の実施例17、実施例18及び比較例9を使用した加熱容器内の温度は、水を入れて発熱反応が始まってから実施例17では4分経過後、実施例18では7分経過後、比較例9では4分経過後に最高温度に到達した。その温度は、実施例17では96.1℃、実施例18では95.1℃、比較例9で91.7℃であった。すなわち、シラス粉を添加した実施例17及び実施例18は、どちらもシラス粉を添加していない比較例9と比較して発熱反応が活性化したと思われ、より高い温度まで上昇した。
実施例19は、本発明に係る発熱剤を含む熱発生体4と炭酸ガス発生体5を組み合わせて使用した例である。
実施例19における熱発生体4の発熱剤の配合量は、
アルミニウム粉9g、
酸化カルシウム粉18g、
塩化ナトリウム粉2gである。
アルミニウム粉27重量部、
酸化カルシウム粉54重量部、
塩化ナトリウム粉6重量部である。
アルミニウム粉33.3重量%(発熱剤の総量を基準とすると31重量%)、
酸化カルシウム粉66.7重量%(発熱剤の総量を基準とすると62重量%)であり(主剤総量で100重量%)、
塩化ナトリウム粉の配合割合は、発熱剤の総量を基準とすると7重量%である。
また、炭酸ガス発生体5の炭酸ガス発生剤の配合量は、
炭酸水素ナトリウム粉4g、
クエン酸粒4gである。
炭酸ガスが発生し始めてから60秒後、袋の通水性がより小さい側の熱発生体4の袋内に水が入り、袋内の発熱剤と水が反応を始めた。これにより、被加熱食品6を加熱する熱が発生し、それと共に水素ガスが発生した。
実施例20は、本発明に係る発熱剤を含む熱発生体4と炭酸ガス発生体5を組み合わせて使用した例である。
熱発生体4の発熱剤の配合量は、
アルミニウム粉6g、
酸化カルシウム粉31g、
塩化ナトリウム粉1g、
炭酸水素ナトリウム粉2gである。
アルミニウム粉18重量部、
酸化カルシウム粉93重量部、
塩化ナトリウム粉3重量部である。
アルミニウム粉16.2重量%(発熱剤の総量を基準とすると15重量%)、
酸化カルシウム粉83.8重量%(発熱剤の総量を基準とすると77.5重量%)である(主剤総量で100重量%)。
また、塩化ナトリウム粉と炭酸水素ナトリウム粉の配合割合は、発熱剤の総量を基準とすると、
塩化ナトリウム粉2.5重量%、
炭酸水素ナトリウム粉5重量%である。
また、炭酸ガス発生体5の炭酸ガス発生剤の配合量は、
炭酸水素ナトリウム粉4g、
クエン酸粒4gである。
前記炭酸水素ナトリウム粉の配合により、袋の不織布又はフィルムの溶融を防止できる理由は明かではないが、発熱反応に伴い炭酸ガスがより多く発生し、これによるガスの圧力で袋の材料と発熱剤の間に隙間が生じやすくなり、高温になっている反応物質が直接触れにくくなるために、袋の材料の熱による溶融が起こらなくなると思われる。
熱発生体4の発熱剤の配合量は、
アルミニウム粉8g、
酸化カルシウム粉31g、
塩化ナトリウム粉1g、
炭酸水素ナトリウム粉2gである。
アルミニウム粉24重量部、
酸化カルシウム粉93重量部、
塩化ナトリウム粉3重量部である。
アルミニウム粉20.5重量%(発熱剤の総量を基準とすると19重量%)、
酸化カルシウム粉79.5重量%(発熱剤の総量を基準とすると73.8重量%)である(主剤総量で100重量%)。
また、塩化ナトリウム粉と炭酸水素ナトリウム粉の配合割合は、発熱剤の総量を基準とすると、
塩化ナトリウム粉2.4重量%、
炭酸水素ナトリウム粉4.8重量%である。
また、実施例21においては炭酸ガス発生体は使用しなかった。
比較例10は、本発明に係る発熱剤を含む熱発生体4と炭酸ガス発生体5を組み合わせて使用した例である。
本比較例10における熱発生体4の発熱剤の配合量は、
アルミニウム粉9g、
酸化カルシウム粉18g、
塩化ナトリウム粉2gである。
本比較例10でのアルミニウム粉と酸化カルシウム粉の配合割合は、主剤の総量を基準とすると、
アルミニウム粉33.3重量%(発熱剤の総量を基準とすると31重量%)、
酸化カルシウム粉66.7重量%(発熱剤の総量を基準とすると62重量%)である(主剤総量で100重量%)。
また、炭酸ガス発生体5の炭酸ガス発生剤の配合量は、
炭酸水素ナトリウム粉2g、
クエン酸粒2gである。
炭酸ガスが発生し始めてから60秒後、袋の通水性がより小さい側の熱発生体4の袋内に水が入り、袋内の発熱剤と水が反応を始め、被加熱食品6を加熱する熱が発生し、それと共に水素ガスが発生した。
このように、加熱機能付き食品容器Aの熱発生体収容空間部16と食品収容空間部26の容積では、少なくともクエン酸:炭酸水素ナトリウム=3g:4gが必要であることがわかった。
熱発生体4の発熱剤の配合量は、
アルミニウム粉8g、
酸化カルシウム粉31g、
塩化ナトリウム粉1gであり、
前記実施例21と異なり水素ナトリウム粉は添加されていない。
本比較例11でのアルミニウム粉と酸化カルシウム粉の配合割合は、主剤の総量を基準とすると、
アルミニウム粉20.5重量%(発熱剤の総量を基準とすると20重量%)、
酸化カルシウム粉79.5重量%(発熱剤の総量を基準とすると77.5重量%)である(主剤総量で100重量%)。
また、塩化ナトリウム粉の配合割合は、
発熱剤の総量を基準とすると塩化ナトリウム粉2.5重量%である。
また、比較例11においては炭酸ガス発生体は使用しなかった。
比較例12の発熱剤の配合は、
アルミニウム粉16g、
酸化カルシウム粉22g、
炭酸水素ナトリウム粉0.8g、
塩化ナトリウム粉1.2g、
を含むものであり、全重量は40gである。
アルミニウム粉40重量部、
酸化カルシウム粉55重量部、
炭酸水素ナトリウム粉2重量部、
塩化ナトリウム粉3重量部、
である。
なお、反応させる水の量は100ccである。
実施例22の発熱剤の配合は、
アルミニウム粉16g、
酸化カルシウム粉22g、
炭酸水素ナトリウム粉0.8g、
塩化ナトリウム粉1.2g、
鉄粉0.2g、
を含むものであり、全重量は40.2gである。
アルミニウム粉40重量部、
酸化カルシウム粉55重量部、
炭酸水素ナトリウム粉2重量部、
塩化ナトリウム粉3重量部、
鉄粉0.5重量部、
である。
なお、反応させる水の量は120ccである。
実施例22の発熱剤と比較例12の発熱剤を比較すると、温度は、測定時点それぞれで僅かな差異はあるものの、概ね同じ経過をたどり推移した。このように、実施例22の発熱剤では、鉄粉を0.5重量部添加したことによる発熱量の増加はほとんど認められなかった。
実施例23の発熱剤の配合は、
アルミニウム粉16g、
酸化カルシウム粉22g、
炭酸水素ナトリウム粉0.8g、
塩化ナトリウム粉1.2g、
鉄粉0.5g、
を含むものであり、全重量は40.5gである。
アルミニウム粉40重量部、
酸化カルシウム粉55重量部、
炭酸水素ナトリウム粉2重量部、
塩化ナトリウム粉3重量部、
鉄粉1.25重量部、
である。
なお、反応させる水の量は120ccである。
実施例23の発熱剤と比較例12の発熱剤を比較すると、5分経過後の最高温度は、実施例23の発熱剤が3℃高く、80℃台以上を維持した時間は比較例12の発熱剤より長かった。また、25分経過後及び30分経過後の温度も、実施例23の発熱剤の方が比較例12の発熱剤より高かった。このように、実施例23の発熱剤では、上記配合中、鉄粉を1.25重量部添加したことにより発熱量の増加が認められた。
実施例24の発熱剤の配合は、
アルミニウム粉16g、
酸化カルシウム粉16g、
炭酸水素ナトリウム粉0.8g、
塩化ナトリウム粉2.2g、
鉄粉5g、
を含むものであり、全重量は40gである。
アルミニウム粉40重量部、
酸化カルシウム粉40重量部、
炭酸水素ナトリウム粉2重量部、
塩化ナトリウム粉5.5重量部、
鉄粉12.5重量部、
である。
なお、反応させる水の量は120ccである。
実施例24の発熱剤と比較例12の発熱剤を比較すると、2〜5分経過後の最高温度はほとんど変わりがなかったが、実施例24の発熱剤の方が、90℃台以上を維持した時間も、80℃台以上を維持した時間も比較例12の発熱剤より長かった。また、25分経過後及び30分経過後の温度も、実施例24の発熱剤の方が比較例12の発熱剤より高かった。このように、実施例24の発熱剤では、上記配合中、鉄粉を12.5重量部添加したことにより発熱量の増加が認められた。
実施例25の発熱剤の配合は、
アルミニウム粉16g、
酸化カルシウム粉22g、
炭酸水素ナトリウム粉0.8g、
塩化ナトリウム粉1.2g、
鉄粉60g、
を含むものであり、全重量は100gである。
アルミニウム粉40重量部、
酸化カルシウム粉55重量部、
炭酸水素ナトリウム粉2重量部、
塩化ナトリウム粉3重量部、
鉄粉150重量部、
である。
なお、反応させる水の量は150ccである。
実施例25の発熱剤と比較例12の発熱剤を比較すると、2〜5分経過後の最高温度はほとんど変わりがなかったが、実施例25の発熱剤の方が、90℃台以上を維持した時間も、80℃台以上を維持した時間も比較例12の発熱剤より長かった。また、25分経過後及び30分経過後の温度も、実施例25の発熱剤の方が比較例12の発熱剤より高かった。このように、実施例25の発熱剤では、上記配合中、鉄粉を150重量部添加したことにより発熱量の増加が認められた。
実施例26の発熱剤の配合は、
アルミニウム粉20g、
酸化カルシウム粉12g、
炭酸水素ナトリウム粉0.8g、
塩化ナトリウム粉2.2g、
鉄粉5g、
を含むものであり、全重量は40gである。
アルミニウム粉50重量部、
酸化カルシウム粉30重量部、
炭酸水素ナトリウム粉2重量部、
塩化ナトリウム粉5.5重量部、
鉄粉12.5重量部、
である。
なお、反応させる水の量は120ccである。
実施例26の発熱剤と比較例12の発熱剤を比較すると、2〜5分経過後の最高温度はほとんど変わりがなかったが、実施例26の発熱剤の方が、90℃台以上を維持した時間も、80℃台以上を維持した時間も比較例12の発熱剤より長かった。また、25分経過後及び30分経過後の温度も、実施例26の発熱剤の方が比較例12の発熱剤より高かった。このように、実施例26の発熱剤では、上記配合中、鉄粉を12.5重量部添加したことにより発熱量の増加が認められた。
実施例27の発熱剤の配合は、
アルミニウム粉20g、
酸化カルシウム粉18g、
炭酸水素ナトリウム粉0.8g、
塩化ナトリウム粉1.2g、
鉄粉80g、
を含むものであり、全重量は120gである。
アルミニウム粉50重量部、
酸化カルシウム粉45重量部、
炭酸水素ナトリウム粉2重量部、
塩化ナトリウム粉3重量部、
鉄粉200重量部、
である。
なお、反応させる水の量は160ccである。
実施例27の発熱剤と比較例12の発熱剤を比較すると、5分経過後の最高温度は同じであったが、実施例27の発熱剤の方が、90℃台以上を維持した時間も、80℃台以上を維持した時間も比較例12の発熱剤より長かった。また、25分経過後及び30分経過後の温度も、実施例27の発熱剤の方が比較例12の発熱剤より高かった。このように、実施例27の発熱剤では、上記配合中、鉄粉を200重量部添加したことにより発熱量の増加が認められた。
1 下容器
11 外輪体
12、13 封鎖板
14、15 支持棒
16 熱発生体収容空間部
17 切欠部
2 上容器
21 外輪体
22、23 封鎖板
24、25 係合片
26 食品収容空間部
3 巻き簀
4 熱発生体
5 炭酸ガス発生体
6 被加熱食品
Claims (7)
- 粉状及び/又は粒状の酸化カルシウムと粉状及び/又は粒状のアルミニウムを主剤とし、水との反応によって熱を発生する発熱剤であって、
配合が、酸化カルシウムが30〜95重量部、アルミニウムが10〜50重量部、発熱反応におけるアルミニウムの反応を活性化する粉状及び/又は粒状の金属塩が2〜12重量部である、
発熱剤。 - 金属塩が、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム及び塩化マグネシウムの群から選ばれた一又は二以上である、
請求項1記載の発熱剤。 - 粉状及び/又は粒状の炭酸塩を1〜20重量部添加した、
請求項1又は2記載の発熱剤。 - 炭酸塩が、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム及び炭酸水素カリウムの群から選ばれた一又は二以上である、
請求項3記載の発熱剤。 - 粉状及び/又は粒状の多孔質材料を2〜10重量部添加した、
請求項1、2、3又は4記載の発熱剤。 - 多孔質材料が、活性炭、カーボンブラック、ゼオライト、リモナイト、ベントナイト、シラス、モンモリロナイト、カオリン、黒雲母の群から選ばれた一又は二以上である、
請求項5記載の発熱剤。 - 鉄粉を添加した、
請求項1、2、3又は4記載の発熱剤。
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