JPH0331440A - 高温発熱体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は水、油その他液体および固体を、電気、可燃性
ガス、炭化水素類のエネルギーや燃料を用いずに迅速に
加熱するための高温発熱体およびその製造方法に関する
。

［従来の技術］ 従来、電気的手段、可燃ガス、炭化水素類の燃料を利用
せずに自己の反応により発熱し、水、油その他の液体お
よび固体を加熱する自己燃焼性発熱剤としては、実開昭
６０−７０２３５号公報にあるように酸化カルシウムの
水和反応による発熱を利用した発熱剤や、特開昭５２−
１９３５８号公報に示されているように鉛丹粉末と珪素
粉末を混合しこれを細長いチューブに圧填した発熱剤が
提案されている。

また実開昭６２−１４６４２７号公報には自己燃焼性加
熱剤として珪素粉末、珪素鉄粉末、銅粉末等の金属粉と
四三酸化鉄、酸化鉄、過酸化バリウム等の金属酸化物か
らなる発熱体が記載されてりる。

しかしながら、従来技術では安全で確実かつ迅速に反応
する自己燃焼性発熱体としては以下の問題があり、必ず
しも満足できるものではなかった。

酸化カルシウムの水和反応による発熱剤は、発熱剤の体
積に対して得られる熱量が少なく、反応後に水酸化カル
シウムとなり約２〜３倍の体積膨張するために、被加熱
物に対して加熱剤の容量を大きくしなければならないと
いう欠点があり、また保存状態によっては使用までの保
存期間中に大気の水分と一部反応して発熱してしまうと
いう問題もあった。また、鉛丹と珪素鉄粉末の混合物の
発熱剤や珪素粉末、珪素鉄粉末、銅粉末等の金属粉と四
三酸化鉄、酸化鉄、過酸化バリウム等の金属酸化物によ
る酸化剤は、最高温度か約１０００〜１３００℃にまで
達し高発熱量が得られるものの、反応を開始するまでに
電気ヒーターあるいはライター等によりしばらく加熱す
る必要があって着火性が悪いという欠点があり、操作性
や着火の確実性に問題があった。

［発明が解決しようとする課題］ 特に自己燃焼性発熱体の性能としては、外部からのエネ
ルギーを与えなくても、迅速に、かつ確実に燃焼し必要
な発熱量が得られることが重要であり、戸外での使用に
際しても小型で携帯性に優れていることが要求されるが
、従来技術による発熱剤ではこれらの性能は必ずしも満
足できるものではなかった。

以上の問題に鑑み本発明は電気、ガス等のエネルギーに
よらずまた使用環境に左右されず、いかなる条件下でも
１００！１．確実に着火し、発熱反応し、最大の発熱量
か得られ、しかも火花等のわずかな熱源で迅速に着火、
燃焼可能で、かつ小型で携帯性に優ね、安全である高温
発熱体、およびこの性能、品質の安定した高温発熱体を
大量に生産効率よく製造する方法を提供するものである
。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、単位重量当たりの発生熱量が多く、しか
も迅速に、簡便で確実に燃焼する発熱体およびその製造
方法について種々実験検討を行った結果本発明を完成し
たものである。

即ち、本発明は次の構成を要旨とするものである。

Ｆｅ２Ｏ３含有率が９０重量を以上の酸化鉄の粉末と珪
素粉末あるいはＳｉ含有率が６０重量を以上の珪素合金
粉末を混合してなる発熱部に接して発熱部より易着火性
のホウ素粉末と酸化鉄の粉末からなる着火部を発熱体の
表面に同時にプレス成形した自己燃焼性発熱体に於いて
、酸化鉄の粉末と珪素粉末あるいは珪素合金粉末の合金
割合を酸化鉄粉末１００重量部に対して珪素粉末あるい
は珪素合金粉末を８０〜２０１１［置部とすること、好
ましくはＦｅ２Ｏ３含イｆ率９９市量を以−トの酸化鉄
粉末１００重量部に対してＳｉ含有率７５重量を以上の
珪素粉末あるいは珪素合金粉末を５０〜３５重量部とす
ること、さらに酸化鉄粉末はＩ　Ｏ＃４１１１以下が９
０重量を以上でかつ平均粒径が５μｍ以下で珪素粉末あ
るいは珪素合金粉末は５０ＩＪｍ以下が９０重ｔｔ、以
上でかつ平均粒径が２５ｕｍ以下であること、好ましく
は酸化鉄粉末は５ｕｒｎ以下が９０重量を以上で平均粒
径がｌｕｍ以下で珪素粉末あるいは珪素合金粉末は２５
μｍ以下が９０重量を以上でかつ平均粒径がｌ　０ＪＪ
１１以下であること、酸化鉄粉末のＳＯ４含有率が０．
０５重量を以下で、好ましくはＳＯ４含有率が０６０２
重ｆｆｉ’Ａ以下ある自己燃焼性高温発熱体である。本
発熱体はミツシュメタルや火薬のわずかな火２花でも容
易に着火し、発熱反応を行うものであり、発熱量は発熱
体１ｇ当り約４００〜５５０　ｃａｌの発熱量を有し、
最高温度は１４００〜１５５０℃まで達するものである
。

また、上記の高温発熱体を製造する方法は次の工程から
構成される。

■酸化鉄、珪素および珪素合金の秤量、切り出し工程、 ■原料への成形バインダーの添加工程 ■原料の混合、造粒工程 ■原料の事前乾燥工程 ■原料の金型への充填工程 ■発熱体のプレス成形工程 ■発熱体の乾燥工程 本高温発熱体の製造方法の一例を第６図に示す。発熱体
原料は事前に破砕等の処理により酸化鉄は平均粒径５μ
ｍ以下に、珪素および珪素合金を平均粒径２５μｍ以下
に調整した後に各原料の貯蔵ホッパーから所定の割合に
なるように秤量し、切り出され、成形硬化用のバインダ
ーを添加した後に混合造粒機内で均一に混合した後水分
の添加によ゛す、造粒が行われ、粒子径０．１ｍ＠〜０
．８ｍｍ程度の疑似粒子に造粒される。その後に一次乾
燥で予備乾燥し、プレス成形したときにバインダーかに
じみでないレベルの約６重ｆｌｔまで乾燥された原料の
流動性を確保したままで目的形状に合わせた金型に充填
され、成形圧力２００〜１０００ｋｇ／ｃｍ”の圧力で
発熱体を成形する。その後に約１００〜２００℃に昇温
した連続乾燥機で１〜２時間乾燥して高温発熱体を得る
。

ここで原料粒径の調整のための破砕機はどのようなもの
でもよく、揺動ミル、ボールミル、ジェットミル等の機
種、方法にはよらず、液体から直接製造した原料でも粒
子径が満足していれば構わない。またバインダーは発熱
体の酸化還元反応の進行を損なわずに発熱体の成形強度
が得られればどのようなものでも良いが、ＰＶＡ　（ポ
リビニールアルコール）や水ガラスのようなバインダー
は酸化鉄とＳｉ原料との反応を阻害する゛ため不適当で
あり、ＮａＯＨの水溶液としての添加が好ましい。

本発熱体の成形時の形状は被加熱物によって適宜決定さ
れ、円筒状、円柱状、円盤状、立方体形状でも不安定形
のものでも製造可能である。このように製造された発熱
体は目的に合わせてシステムに組み込まれた後に梱包、
出荷される。

（条件限定理由） 酸化鉄と珪素および珪素合金の配合条件を限定する理由
は次の理由による。本発熱体は酸化鉄とＳｉ原料の酸化
還元反応に伴う酸化鉄中の酸素の還元と酸化Ｓｉの酸化
による発熱反応によるものである。従って酸素が多くて
もＳｉが多くても理想的な反応は起こらない。

なお、本発明の詳細な説明においては、珪素合金として
フェロシリコンの如き珪素鉄合金を例示するが、本発明
はこｔＬに限ることなく、他の珪素合金、例えばＦｅ−
５１−Ｍｇなども用いることができることは勿論である
。

第１図は平均粒径０．８０ＨでＦｅ、０．含有率が９９
重Ｊｆｉ％以上の純度の酸化鉄と平均粒径１４ＪＪＩの
ＪＩＳ　２号相当のＳｉ含有率７５．１重量ｔのフェロ
シリコン粉末あるいは平均粒径１１μｍのＳｉ含含有率
９垂属シリコン粉末を原料とし、酸化鉄とＳｉの配合比
を変えて発熱量の変化を測定した結果である。

酸化鉄１００重量部に対してフェロシリコンを１５重量
部、あるいは金属シリコンを１２．４重量部配合した発
熱体は着火剤のみが燃焼し発熱体は反応しなかった。ま
たフェロシリコンあるいは金属シリコンの配合を１５重
量部を越えて２０重量部未満とした場合には、燃焼が進
行したり未反応となったりで安定した発熱反応が得られ
なかワだ。このことはＳｉが少なすぎるために燃焼が伝
播しないためである。またフェロシリコンを４０〜５０
重量部とした場合に最も高い発熱量が得られた。しかし
これ以上フェロシリコンの配合を増しても発熱量は低下
の゛傾向を示し，フェロシリコンを９０重量部とした場
合には発熱体が反応しない状態となった。フェロシリコ
ンの配合を８０重量部を越え９０重量部未満とした場合
にも、燃焼が進行したり未反応となったりで安定した発
熱反応が得られなかった。

金属シリコンは５０重量部で最大の発熱量を示し、８５
重量部以上の配合では発熱体の反応は進行しなかった。

金属シリコンの配合を５ｏ３ＩＩＨ部を越え８５重量部
未満とした場合にも、燃焼が進行したり未反応となった
りで安定した発熱反応が得られなかった。これは酸素が
少なすぎるためにＳｉが燃焼しなかったものである。こ
のことから発熱体の酸化還元反応を進行させて高温発熱
体を得るには、酸化鉄１００重量部に対してフェロシリ
コンあるいは金属シリコンを２０〜８０重量部の配合と
することが必要であり、好ましくは４０〜５０重量部に
するのが理想的である。

第４図は酸化鉄ｔｏｏ　ｇ景品に対して７５．１重量ｔ
Ｓｉ含有珪素鉄合金を４０重量ｔを配合した場合の酸化
鉄のＦｅ２Ｇ、含有率の発熱体発熱量に及ぼす影響を示
したものである。このことから酸化鉄のＦｅ、０．含有
率は８８，０重量を以下では反応が進行せず、８８〜９
０重ｉｔでは反応が進行したり一部反応したり不安定な
反応領域であり、確実に反応させるためには９０１ｉＪ
ｌ！に以上の酸化鉄のＦｅ２Ｏ，含有率とすることが必
要であり、最大の発熱量を得るためには９９重重量風上
のＦｅ２Ｏ，含有率を有していることが好ましい。

また、珪素鉄合金のＳｉ含有率が６０重量を未満ではＳ
ｉの純度が低すぎること、およびＳｉ不足となりＳｉが
少なく燃焼が伝播しないため、珪素鉄合金のＳｉ含有率
は最低６０重量を以上とすることが必要である。

酸化鉄および珪素、および珪素鉄合金の粒径を限定する
理由は次の理由による。酸化鉄と珪素、および珪素鉄合
金の配合を決定することにより酸化還元発熱反応は進行
するが、より容易にかつ確実に反応を引き起すために、
発熱体の反応性を改善することが必要である。このため
には原料の粒径を細粒にすることが好ましい。

第２図はＦｅ２Ｏ，含有率９９重量を以上の純度の酸化
鉄１００　ｆｆｌｆｆｉ部＆：ＪＩＳ　２号相当（ｉＤ
ｓｉ含有率７５．１ｆｆｉｉ％のフェロシリコン粉末４
０重置部配合してフェロシリコンと酸化鉄の粒度を変え
た場合の発熱体の反応域を示したものである。酸化鉄の
粒径は平均５１ｍで、１０ＩＪｍ以丁の粒子が９０重量
を以ト、フェロシリコンの粒径は平均２５μＩで、５０
μｍ以下の粒子が９０重ｉｔ以上の条件を満足しなけれ
ば発熱体は反応しない。

このことより酸化鉄と珪素鉄合金の限界粒径が決定でき
る。第３図は平均粒径０．８　ｕｔｎで、３ＪＪＩ１１
以下が９５重ｍ−で、Ｆｅ、０．含有率がｇ９．２重量
ｔの酸化鉄とＳｉ含有率７５．１重層ｔフェロシリコン
の粒径を変えて発熱体を製造して発熱量を測定した結果
である。フェロシリコンの平均粒径が１０μｍより粗く
なると発熱量が低下し、４０ＪＪｌ１以上で、発熱体は
未反応となった。フェロシリコンの平均粒径が２５μｍ
〜４０μｍの範囲では発熱反応が進行したり、未反応で
あったりし不安定であった。同様に酸化鉄の粒子径を粗
くした場合にも発熱量の低下が見られた。従って好まし
くは酸化鉄の平均粒径は１ＩＪ１１以下、フェロシリコ
ン、金属シリコンの平均粒径な１０μｍ以下とすること
により最大の発熱量が得られるものである。

このことは原料の粒子径を小さくすることにより酸化鉄
中の酸素と、シリコン原料がより多くの反応界面で接触
し、酸化還元反応が効率よく行われるためである。

この結果、Ｆｅ、０３含有率９０重量零以上の酸化鉄１
００　ｆｉ量置部対して珪素粉末あるいはＳｉ含有率６
０重量を以上の珪素鉄合金粉末を２０〜８０重量部配合
置部混合することにより、最高の発熱量を有する高温発
熱体が得られ、酸化鉄の平均粒径を５μｍ以下で、粒径
１０μ■以下が９０重量を以上とし１、珪素、および珪
素鉄合金粉末の平均粒径を２５１ＪＩ＋１以下で、粒径
５０ｕ１１１以下が９０ｍＪ、ｌ！Ｉ；以上とすること
により、反応性が改善さねより確実に発熱反応が進行す
る。

酸化鉄中のＳＯ，含有率を限定する理由は次の理由によ
る。

本発熱体が反応し発熱した場合にわずかの硫黄臭を発生
することから、発生ガス成分を分析したところＳ０２が
主成分であり、このＳＯ２が硫黄臭を発生することがわ
かった。この硫黄臭発生原因は発熱体が酸化還元反応に
より１４００℃以上の高温に達するために、酸化鉄に含
まれるＳ０４成分がガス化してＳ０２になっているもの
と推定された。第５図は酸化鉄の５０４含有率と反応時
のガス中ＳＯ７濃度の関係である。発熱体が反応時に発
生する硫黄臭は酸化鉄中の５０４含存率の増加に伴って
直線的に増加する。人間の臭気で観察し、臭いの気にな
らないレベルは、酸化鉄中の５０４が０．０５重量を以
下で、好ましくは酸化鉄中のＳＯ，が０．０２重ｆｆ１
ｔ以下で発熱体反応時の硫黄臭はほとんどなくすること
ができた。

この結果、Ｆｅ２Ｏ３含有率９０重ｆｆ１ｔ以上の酸化
鉄１００重量部に対して珪素粉末あるいはＳｉ含有率６
０ｆｆｉ量零以上の珪素合金粉末を２０〜８０重量部配
合置部混合することにより、最高の発熱量を有する高温
発熱体が得られ、酸化鉄の平均粒径を５Ｕ１１以下で、
ｌ　０ＪＪ１１１以下か９０重量を以上とし、珪素、あ
るいは珪素合金粉末の平均粒径を２５μｍ以下で、５０
ｕｍ以下が９０重量を以上とすることにより、反応性が
改善されより確実に発熱反応が進行し、さらに酸化鉄の
５０４含有率を０．０５！ｅｉ以下とすることにより、
発熱反応時に硫黄臭の発生を気にならないレベルまで低
減でき、商品としての実用的価値を高めることができた
。

［作用］ 本発熱体は酸化鉄中の酸素が珪素粉末あるいは珪素合金
粉末により還元され、珪素が酸化することにより酸化珪
素となる酸化還元反応である。この反応は化学量論的に
は（１）式で示される。

２　Ｆｅ、０．　＋　３　Ｓｉ＝　３５ｉ０２＋　４　
Ｆｅ　　　−−−−（１）この酸化還元反応を行わせる
ためには局部的に約１０００℃以上にまで高温にするこ
とが必要であり、一部で反応が起こると次々に連続して
反応する。しかし、発熱体を１０００℃以上に加熱する
ことは一般の着火用のライター等ではかなり困難であり
ほとんど不可能である。従って、より低温度で確実に、
容易に着火し発熱体を局部的に１０００℃以上の高温に
高めることが必要であり、本発明は酸化鉄と珪素および
珪素合金の各粉末の混合割合を適正にし最大の発熱量が
得られるようにし、酸化鉄、珪素あるいは珪素合金の粒
子径の反応限界、および適正粒径範囲をもとめ、反応性
を改善した結果、発熱部に接して形成したホウ素と酸化
鉄粉を混合した着火剤の反応熱により、発熱部の酸化鉄
と珪素鉄の酸化還元反応を容易にかつ確実に行わせるこ
とができるようにしたものである。本発明による着火剤
部分は約５００℃の温度で反応を開始するために、例え
ばミツシュメタルや火薬の火花により、着火剤を反応さ
せ着火剤部分の熱量を利用して着火剤と接触している発
熱体を局部的に１０００℃以上の高温度にし、酸化還元
反応を発熱体全体にわたって進行させるものである。

加熱炉に本発明による着火剤を同時プレスした発熱体を
設置し反応開始温度を測定したところ、４９０〜５０５
℃で発熱体が反応し燃焼が進行した。

従って本発明による発熱体は容易に着火可能であり、確
実に発熱体の反応を引き起こすことができるものである
。

本発明による発熱体の酸化鉄とＳｉの配合比は、（＋）
式によれば発熱部のＳｉ濃度は２０．８重量％となり、
酸化鉄１００重量部に対して７５重ｍ−Ｓｉ含有フェロ
シリコンは４０重量部、９８重ｍ−Ｓｉ含有金属シリコ
ンは２６重量部となる。また、該反応式に従い生成熱量
を求めると発熱体１ｇ当り６３３ｃａｌとなる。しかし
実際に発熱量を測定すると３８０〜４５０ｃａｌ／ｇで
あり、理論値より低くなっている。反応後の発熱体をＸ
線回折を行い同定した結果、Ｓｉｎ。

（クリストバライト）、α−Ｆｅの他に２　Ｆｅ０５ｉ
Ｏ。

（ファイアライト）が検出され、ＳｉがすべてＳｉｎ。

になっていないことに起因することがわかった。

ここでＳｉｎ□の生成熱は３６００ｃａｌ／ｇ　、　２
ＦｅＯ５ｉ０２の生成熱は１６９８ｃａｌ／ｇであり、
２　Ｆｅ０５ｉ０２の方がＳｉＯ□に比べ生成熱が少な
い。従って、５ｉｎ２をより多く生成することが発熱体
の熱量増加には好ましいことであり、発熱体の発熱量を
高めるためには酸化鉄のＦｅ２Ｏ３含存率とＳｉ原料の
Ｓｉ含有量との間に最適な混合割合の組合せがあり、適
正条件を検討した結果、Ｆｅ７０．含有率９０重量を以
上の酸化鉄１００重量部に対して珪素粉末あるいはＳｉ
含有率６０重量％以上のフェロシリコンを４０〜５０重
量部混合置部場合に最も高い発熱量が得られ、これ以上
フェロシリコンの配合を増しても、低下しても発熱量は
低下の傾′向を示し、最適条件が求められた。

酸化鉄と珪素あるいは珪素鉄合金の粒子径の影響は酸化
還元反応の進行速度に影響し、原料粒子径が小さくなる
ほど改善されるが、酸化鉄の平均粒子径は５ｕｔｓ以上
では容易に反応が進行せず、・フェロシリコンの平均粒
径が４０ｕｍ以上でも反応は進行せず、約１１００℃ま
で発熱体を昇温する必要があった。従って着火剤により
容易に発熱反応を進行させるためには、酸化鉄の平均粒
径は５ＪＪＩｌｌ以下、フェロシリコン、金属シリコン
の平均粒径は２５μｍ以下とすることが必要で、最大の
発熱量を得るには酸化鉄の平均粒径は１　ｕｍ以下、フ
ェロシリコン、金属シリコンの平均粒径はｌＯμ−以下
とし、原料の粒子径を小さくすることにより酸化鉄中の
酸素と、シリコン原料がより多くの反応界面で接触し、
酸化還元反応が効率よく行われるものである。

酸化鉄とフェロシリコンおよび金属シリコンの粒子径は
、−成粒子の他に粒度調整の破砕の過程で凝集し、発熱
体内で酸化鉄とシリコン原料の偏析を発生した場合も粗
粒の原料を使用したのと同様な挙動を示し、発熱量の低
下をきたし、Ｖｉ端な場合には未反応となる。

また、本発熱体が反応する時にわずかの硫黄臭を発生し
、この原因は酸化鉄に含まれるＳＯ４成分がガス化して
ＳＯ□になっているものであり、酸化鉄の５０４含有率
を少なくすることにより反応時のガス中５Ｏ２ｆｉ度を
直線的に減少でき、臭いの気にならないレベルは人の嗅
覚では酸化鉄中の５０４が０−．０５亀川を以下で、酸
化鉄中のＳＯ４が０．０２重量を以下で発熱体反応時の
硫黄臭はほとんどなくすることができた。

本発熱体の製造方法で、酸化鉄と珪素粉あるいは珪素合
金原料にバインダーを添加する目的は成形強度を確保す
るためであり、実用的には１００ｋｇ７ｃｍ２の圧縮強
度があれば使用には十分耐え得る発熱体となる。バイン
ダー添加による強度は成形後に乾燥することにより再現
する。バインダーは酸化鉄とＳｉ原料との反応を阻害し
ないもの例えば、Ｎａ０Ｉｌの水溶液としての添加が好
ましい。さらに混合原料を０．１　ｗ　０．８ａｎ＋の
粒子径に造粒する目的は原料の流動性を改善して金型に
所定の重量を充填するためであり、造粒しない場合は原
料粒子径が１０＋ａｍ以下と細粒であるために、完全に
は金型内には充填せず重量不足となる等、発熱体の熱量
不足の不都合が生じた。またプレス成形を行うため金型
形状を自由に選択することができ、目的に合わせた形状
を有する発熱体が製造可能である。

［実施例］ （実施例皇） 本発明の製造条件と発熱体の性能、および従来の発熱体
と比較して実施例にもとすいて説明する。

本発熱体は発熱部に粒度、成分の異なる酸化鉄粉を用い
、酸化鉄粉１００重量部に対して粒度の異なるフェロシ
リコンを１０〜１００重量部を乳鉢で３０分間十分に混
合した後、成形用バインダーとして２．５重量％　Ｎａ
０１１水溶液を混合原料の６重量部添加し、さらに１０
分間混合した。この発熱原料を一個の発熱体の乾燥重量
が９０ｇとなるようにｎ量し、外径５０ｍ５の金型に充
填した。次いで市販の試薬酸化鉄粉８５重量部とホウ素
粉束１５重置部混合した着火剤を金型に充填した発熱原
料の上部に１．２　ｇ添加し、２５０ｋｇ／ｃｍ”の成
形圧力で発熱原料、着火剤共に同時にプレス成形した。

成形後金型から取り出して２００℃の乾燥炉で２時間乾
燥して発熱体を製造した。

このようにして製造した発熱体の発熱量を測定した結果
を第１表に示した。

この結果から発熱部のフェロシリコンの配合比は酸化鉄
１００重量部に対して４０〜５０屯量部で最大の発熱量
となり、原料の平均粒径はより細粒の方か高い発熱量を
示し、酸化鉄のＦｅ２Ｏ３含有率は高い方が発熱量は多
くなり、酸化鉄のＳＯ４含有率は少ない方が硫黄臭は少
なく発熱体としては好ましい製造条件であった。このよ
うに製造した本発熱体は、ミツシュメタルの発生するわ
ずかの火花でも着火部分は容易に反応し発熱体全体が燃
焼した。

酸化鉄の平均粒径が０．８２μｍ、粒径３．０９ｍ以下
が９５重ｆｆｉ’ＪｉでＦｅ、０３含有率が９９．２重
量！！　、　ｓｏ４含有率が０．０２１重量重量酸化鉄
粉１００　ｆｉ量置部対して平均粒径が９．４１ＪＪ１
１、粒径５０ＪＪＩ以下が９８１■でＳｉ含打率７５．
１ｆｆｌ量ｔのフェロシリコンを４０重量部配合したに
２０および＆２４（フェロシリコン平均粒径が４．７６
μｍ以外は五２０と同じ）の発熱体が最も高い発熱量が
、得られ、硫黄Ｑも臭わなかった。

この最適製造条件で製造された本発熱体と従来多く、の
商品の発熱剤として使用されている酸化カルシウムの発
熱特性を比較して第２表に示した。

これより本発熱体は酸化カルシウムに比べ単位重量当り
の発熱量が約１．６倍も多く、単位体積当りの熱量に換
算すると約３．２倍の発熱量を有しており、本発明によ
る発熱体は小型で高発熱量を有する発熱体であることが
わかる。

第　　２ 表 （実施例２） Ｆｅ２０．含有率９９．２重量ｔ　、　ｓｏ４含有率０
．０２５２５重量部均粒径０．８２μ−の酸化鉄１００
重間部に対してＳｉ含有率７５．１重量ｔで平均粒径が
１．４２μｍのフェロシリコン４０重量部を、貯蔵ホッ
パーから秤量機で正確に切り出した後に２．５重量ｔの
Ｎａ０１１水溶液を６重量を添加し、造粒機でさらに水
分を１８％まで添加した。この結果、造粒粒径が０．４
ａｍ〜０．８ｍｍの混合原料を製造した。また着火剤も
Ｂ含有率９６重［４のアモルファスホウ素粉末を１５重
重量、Ｆｅ、０３含有率９９．８重１１９６で平均粒径
０．９８ｕｌ１１の試薬酸化鉄を８５重量を混合した後
に水分をｔａＸ添加して粒径０．：１ｍｍ〜０．６ｍｍ
に造粒した。この着火剤原料を外径２０ａｍ、深さ２ｍ
ｎ＋の金型に１．５　ｇ充填し、ついで着火剤を充填し
た金型を外径６１ｍｍ、深さ３０ＩＩＩＩの金型中央に
位置させた後に、酸化鉄とフェロシリコンを混合造粒し
た原料を着火剤の上に８８ｇ充填し成形荷重７．３トン
の荷重で成形し、金型から取り出した後に２００℃に昇
温した乾燥機内で２時間乾燥して発熱体を得た。

本発熱体の性能を調査したところ、第３表の性能を有す
るもので発熱量が４４３．５ｃａｌ／ｇ、最高温度が１
３８０℃、反応時間が１２．３秒と高温発熱体としての
機能を有し、圧縮強度が１１２．３　ｋｇ／ｃｍ２あり
十分なハンドリング強度を有し、ばらつきも少ないもの
であった。また連続生産機である本設備での生産性は１
分当り６０〜１５０個であり設備の運転要員は３名程度
ですんだ。

第　　３　　表 ［発明の効果］ 本発明により製造した発熱体は、原料の酸化鉄粉と珪素
粉末あるいは珪素合金原料の配合、粒゛径、成分を適正
化することに、従来の自己燃焼型の生石灰利用による発
熱剤に比べ単位重量当り発熱量が約１７７ｃａｌ／ｇも
多く、ｌｃｃ当りの発熱量は約６００ｃａｌも多く、よ
り小さな重量、体積で多くの熱量を得ることができるも
のである。また火花等のわずかの着火゛ζエネルギーで
迅速にかつ、発熱体全体が確実に反応し、優れた性能を
有するとともに、ライター等の炎では容易に着火しない
極めて安全性にも優れた発熱体である。

本発明により製造された発熱体は戸外での加熱燃料とし
ての使用することもでき、容器に組み込んで飲食物、そ
の他の固体の調理や加熱を容易に行えるために利用価値
はきわめて大きなものである。

また原料の秤量切り出しから混合造粒、金型への充填、
プレス、乾燥を連続して行うことにより品質のばらつき
の少ない発熱体を製造でき、１分当り６０〜１５０個の
高生産性を達成でき、製造設備の操業に関わる要員を３
名程度とすることができ、工業的にも十分採算の合う方
法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は原料配合割合と発熱量の関係を示すグラフ、第
２図は原料粒子径と発熱反応域の範囲を示すグラフ、第
３図はフェロシリコン平均粒径と発熱量の関係を示すグ
ラフ、第４図は酸化鉄Ｆｅ、０．含有率と発熱量の関係
を示すグラフ、第５図は酸化鉄Ｓ０４含有率と発熱体発
生ガスの５０．１度の関係を示すグラフ、第６図は本発
熱体の製造設備のフローである。 第 １ 図 ＩＷｌ大１００！１ｆｉＰｌｄｔ　ｔ　ｋＳｉ　ＪＷ、
１’を西仁令重量ｑｐ第２ 図 ａＸイＴｃ食大琴立＋径　（メレｍ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｆｅ＿２Ｏ＿３含有率が９０重量％以上の酸化鉄の
   粉末と珪素粉末あるいはＳｉ含有率が６０重量％以上の
   珪素合金粉末を混合した発熱部に接して発熱部より易着
   火性のホウ素粉末と酸化鉄の粉末からなる着火部を発熱
   体の表面に同時にプレス成形した自己燃焼性発熱体に於
   いて、酸化鉄の粉末と珪素粉末あるいは珪素合金粉末の
   合金割合を酸化鉄粉末１００重量部に対して珪素粉末あ
   るいは珪素合金粉末を２０〜８０重量部とすることを特
   徴とする高温発熱体。 ２、酸化鉄粉末は１０μｍ以下が９０重量％以上でかつ
   平均粒径が５μｍ以下で、珪素粉末あるいは珪素合金粉
   末は５０μｍ以下が９０重量％以上でかつ平均粒径が２
   ５μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の高温
   発熱体。 ３、酸化鉄粉末のＳＯ＿４含有率が０．０５重量％以下
   であることを特徴とする請求項１および２記載の高温発
   熱体。 ４、次の工程からなる請求項１、２および３記載の高温
   発熱体の製造方法。 （１）酸化鉄、珪素および珪素合金の秤量、切り出し工
   程、 （２）原料への成形バインダーの添加工程 （３）原料の混合、造粒工程 （４）原料の事前乾燥工程 （５）原料の金型への充填工程 （６）発熱体のプレス成形工程 （７）発熱体の乾燥工程