KR102237429B1 - 발포성 발열체 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발포성 발열체 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 그래파이트(graphite) 1 내지 15중량%, 알루미늄 25 내지 60중량% 및 산화칼슘 30 내지 65중량%를 포함하여 이루어짐으로써, 물을 이용하여 높은 온도(90℃/물)로 발열하고, 상기 온도를 일정 시간동안 유지가 가능하며, 사용 후 폐기되어도 환경에 피해가 적어 보다 친환경적인 발포성 발열체 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

발포성 발열체 조성물 및 이의 제조방법 {Foamable heating composition and maunfacturing method thereof}
본 발명은 물과 함께 사용하여 높은 온도로 가열이 가능하고, 상기 온도로 일정시간동안 유지할 수 있는 발포성 발열체 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 군인이나 등산가들에게 작전을 수행하거나 이동할 때 또는 비상시에 버너나 히터 등의 가열도구 없이 손쉽게 식품을 가열하여 취사할 수 있는 발열체는 매우 유용하며, 식품의 가열뿐만 아니라 의료 찜질팩, 손난로 가열체 등으로 상업화 할 수 있기 때문에 그의 유용성은 매우 크다 할 수 있다.
지금까지 개발된 발열체들은 몇 가지 금속 및 금속산화물 또는 금속염으로 구성되어 있다. 예를 들면, 생석회(CaO), 수산화칼륨(KOH), 염화칼슘(CaCl2), 염화마그네슘(MgCl2), 오산화인(P2O5), 수산화나트륨(NaOH) 등의 화합물을 적절하게 혼합한 혼합물로 구성하거나 또는 마그네슘 합금(Mg-alloy)에 전해물질(NaCl, KCl, MgCl2, FeCl2, NiCl2) 등을 혼합하여 발열체를 구성한다. 현재 발열체로 사용 중인 대표 무기물의 발열량은 하기와 같다.
CaO + H2O ↔ Ca(OH)2 + Heat (65 kJ/mol)
Ca(OH)2 + 2H+ ↔ Ca2++ H2O + Heat (115 kJ/mol)
MgCl2 ↔ MgCl2·χH2O + Heat (32 kJ/mol 내지 152 kJ/mol)
MgCl2 + 6H2O → MgCl2·6H2O + Heat (34.13 kcal/mol)
AlCl3 + 6H2O → AlCl3·6H2O + Heat (64.85 kcal/mol)
2Al + Ca(OH)2 + 3H2O → CaO·Al2O3·H2O + 3H2 + Heat (47.2 kcal/mol)
이와 같은 발열체는 물이나 전해질 액과 접촉시킬 때 발생한 반응열을 이용하여 버너나 히터 등의 가열도구 없이 포장식품을 가열하여 음식을 조리하거나 데울 수 있다. 그러나 전반적으로 이와 같은 발열체는 여러 가지 단점, 예를 들면, 발열체의 흡습성으로 인하여 장기간 보관하는 데 어려움이 있고, 또한 수분에 취약한 점을 지니고 있다. 특히 효과적으로 포장하지 않으면 장기간 보관할 경우 반응성 물질들이 시간의 경과에 따라 반응성을 상실하게 되는 등의 단점을 갖고 있다. 이에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
한국등록특허 제1437348호는 식품가열용 발열체 조성물로, 알루미늄(Al) 금속분말 10 내지 30중량%, 생석회(CaO) 50 내지 70중량%, 그리고 중탄산나트륨(NaHCO3) 10 내지 30중량%의 비율로 혼합하여 발열 지속 성능이 우수하고, 반응 후 잔여물도 무해함으로써 친환경적이라는 장점을 강조하였지만, 1차 반응에 의해 형성된 열만으로 장기간 야외에서 취사 후 온도를 유지하는 시간이 짧아 30분간 65℃ 이상의 온도를 유지하는 것이 어렵다.
한국특허공개 제2000-0058524호는 발열 지속력의 취약점을 개선하기 위해서 발열체를 인산용액(H3PO4)과 접속시켜 장기간 온도를 발열시킬 수 있는 조성물을 제공하였지만, 강한 수화반응에 의해 반응 후 생성된 반응폐기물과 유통과정에서 인산용액의 누출 위험성은 생태계뿐만 아니라 다양한 위험성을 초래할 수 있기 때문에 실용성에는 큰 문제점으로 보인다. 또한 인산용액을 폐기할 시에 생태계에 부영양화를 초래하는 환경에 비친화적인 방법이므로 바람직하지 않다.
한국등록특허 제1437348호 한국특허공개 제2000-0058524호
본 발명자들은 안전상의 문제없이 장시간 지속적으로 높은 발열온도 유지가 어렵고, 사용 후 폐기 시 환경오염을 발생한다는 문제를 개선하고자 연구하였다.
본 발명자 들은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 오랫동안 연구한 결과, 무기물의 함량을 줄이면서 빠르게 고온으로 발열을 하고 동시에 상기 발열 온도를 장시간 동안 유지시켜줄 수 있는 그래파이트(graphite)를 일정량 함유한 발포성 발열체 조성물을 제공한다.
본 발명은 그래파이트(graphite), 알루미늄 및 산화칼슘을 최적의 비로 혼합한 조성물로, 물을 이용하여 높은 온도(90℃/물)로 발열하고, 상기 온도를 일정 시간동안 유지가 가능하며, 사용 후 폐기되어도 환경에 피해가 적어 보다 친환경적인 발포성 발열체 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 발포성 발열체 조성물은 물을 이용하여, 높은 온도(90℃/물)로 발열하고, 상기 온도를 일정 시간동안 유지가 가능한 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 발포성 발열체 조성물은 휴대가 편리하고, 보관이 용이하므로 장기간 야외활동을 필요로 하는 군용, 취사용 또는 캠핑용 등으로 사용 시 용이한 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 발포성 발열체 조성물은 적정온도를 일정시간동안 유지하므로 의료용, 손난로용 등 지속적인 온도 유지가 가능한 분야에 사용 가능한 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 발포성 발열체 조성물은 사용 후 폐기되어도 환경에 피해가 적어 보다 친환경적이라는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에서 얻어진 발포성 발열체 조성물이 충진된 부직포의 사진을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.
또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 물과 함께 사용하여 높은 온도로 가열이 가능하고, 상기 온도로 일정시간동안 유지할 수 있는 발포성 발열체 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 발포성 발열체 조성물은 그래파이트(graphite), 알루미늄 및 산화칼슘은 포함하여 이루어진다.
알루미늄 및 산화칼슘은 하기 반응식 1 및 2와 같이 수화반응을 수행하며, 상기 수화반응 시 산화칼슘과 알루미늄 1g당 총 3886 cal/g을 얻을 수 있다.
(반응식 1)
CaO + H2O → Ca(OH)2 + Heat (15.2 kcal, 271 cal/g)
(반응식 2)
2Al + 6H2O → Ca2+ + 2Al(OH)4- + 3H2 + Heat (47 kcal, 3615 cal/g)
이때, 초기 수화반응 개시 중 상기 알루미늄은 수화반응에 참여하지 못하고 일정온도 이상이 도달해야 반응을 시작한다. 따라서 빠른 시간 내에 반응 온도를 균일하게 만들 수 있고 장시간 온도를 유지할 수 있는 소재를 탐색하였으며, 이러한 소재로 그래파이트(graphite)를 선택하였다.
즉, 상기 그래파이트(graphite)는 초기 반응시간을 줄이고, 반응 지속시간을 개선하는 역할을 한다.
하기 표 1에서 나타낸 바와 같이, 그래파이트(graphite)는 다른 무기물에 비해 열전도도가 월등히 높아, 상기와 같은 역할에 적합한 소재이다.
무기물 열전도도(W/m·K)
은 429
구리 400
알루미늄 237
철 80
물 0.6
산화알루미늄 20
그래파이트(면 평행) 1950
본 발명에 따른 그래파이트(graphite), 알루미늄 및 산화칼슘은 각각 분말상으로 사용하며, 이들은 각각 400 mesh 이하, 바람직하기로는 200 mesh 이하의 입경을 갖는 분말상인 것이 바람직하다. 상기 입자의 크기가 400mesh를 초과하는 경우에는 재료생산 단가의 상승으로 인한 재료비 상승과 혼합 및 포장 시 쉽게 재료가 쉽게 날릴 수 있어 부직포 포장지 밀폐 시 미세한 구멍이 발생하여 제품 불량을 초래할 수 있다.
상기 그래파이트(graphite)는 1 내지 15중량% 사용하며, 사용량이 1중량% 미만이면 소재의 열전도도 효과가 미비하고 15중량%를 초과하는 경우에는 주요 구성품의 함량부재로 인해 발열총량이 낮아져 수용물의 최대온도가 낮아진다.
상기 알루미늄은 사화막이 제거된 상태의 분말을 이용하며, 물과 반응 시 수소기체와 동시에 열을 발생시킨다. 알루미늄의 반응온도가 상승함에 따라 발명체의 수화반응이 빠르게 진행된다. 이러한 알루미늄은 25 내지 60중량% 사용하며, 사용량이 25중량% 미만이면 수용물의 최대온도를 도달하기 위한 발열 총량이 적으며, 60중량%를 초과하는 경우에는 급격한 반응에 의한 수소기체 발생으로 폭발 위험성 문제가 발생할 수 있다.
또한, 산화칼슘은 물과 접촉하면 즉시 수화반응이 진행되며 수산화칼슘이 생성되면서 액성이 알칼리성으로 변하고 동시에 열을 발생시킨다. 이러한 산화칼슘은 30 내지 65중량% 사용하며, 사용량이 30중량% 미만이면 저온에서 반응하는 소재의 부재로 인해 초기발열시간이 느리며, 65중량%를 초과하는 경우에는 수용물의 최대온도에 도달하기 위한 에너지 총량이 낮아 수용물의 온도상승이 제한될 수 있다.
본 발명은 상기 성분 이외에, 발열촉진제를 추가로 사용할 수 있다. 상기 발열촉진제는 당 분야에서 일반적으로 사용하는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 일예로 바중탄산나트륨(Na­HCO3), 염화마그네슘(MgCl2), 염화칼륨(KCl), 수산화나트륨(NaCl) 및 수산화칼륨(KOH)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 발열촉진제는 조성물 100중량부에 대하여 5중량부 이하로 함유할 수 있다. 상기 함유량이 5중량부를 초과하는 경우에는 발열체 전체 배합량이 낮아지기 때문에 최대온도에 도달하기 위한 에너지 발열총량에 낮아지거나, 제한될 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 발포성 발열체 조성물 40g은 물 300㎖와 반응 시, 반응 후 8분부터 16분까지 90℃이상을 유지하고, 상기 조성물 60g은 물 300㎖와 반응 시, 반응 후 8분부터 20분까지 90℃이상을 유지할 수 있다.
특히, 본 발명에 따라 그래파이트(graphite) 10중량%, 알루미늄 30중량% 및 산화칼슘 60중량%를 포함하여 이루어진 발포성 발열체 조성물은 보다 월등한 성능을 나타낸다. 구체적으로 상기 조성물 40g은 물 300㎖와 반응 시, 반응 후 8분부터 24분까지 90℃이상을 유지하고, 상기 조성물 60g은 물 300㎖와 반응 시, 반응 후 8분부터 28분까지 90℃이상을 유지할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 발포성 발열체 조성물은 하기와 같은 방법으로 제조된다. 구체적으로 톨루엔 용매에, 그래파이트(graphite)를 투입하여 초음파 분산하는 1단계; 상기 1단계 분산액에, 알루미늄 및 산화칼슘을 투입하여 초음파 분산하는 2단계; 상기 2단계 분산액을 메카니컬 교반 후 감압증류하여 용매를 제거하는 3단계; 및 상기 3단계 용매가 제거된 혼합물을 65 내지 75℃에서 진공건조하여 분말상태의 발열체를 수득하는 4단계를 포함하여 이루어진다.
상기 초음파 분산 및 메카니컬 교반은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 분말상의 성분을 골고루 분산시키는 역할을 한다.
또한, 상기 용매로 사용된 톨루엔은 그래파이트(graphite), 알루미늄 및 산화칼슘의 분산성 및 취급 용이성을 고려하여 선택된 것으로 이에 한정된 것은 아니다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 1
그래파이트(graphite, Kanto) 10g에 무기물 분말을 분산시키기 위해서 500ml 비커에 250ml 톨루엔을 투입하고 초음파를 통해서 1시간동안 균일하게 분산시킨다. 이후 준비된 알루미늄(삼전시약) 30g, 산화칼슘(삼전시약) 60g을 순차적으로 반응용기에 투입 후 1시간 동안 초음파 분산을 수행하였다. 이후에 완전히 분산된 혼합물은 메카니컬 교반기로 10분간 추가 교반 후 감압증류작업을 통해 용매를 완전히 제거하였다. 용매가 제거된 혼합물은 완전건조를 위해 진공오븐 70℃에서 12시간 동안 건조작업을 통해 최종 분말형태인 발포성 발열체 조성물을 수득하였다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 그래파이트(graphite) 5g, 알루미늄 60g, 산화칼슘 35g을 사용하여 발포성 발열체 조성물을 수득하였다.
실시예 3
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 그래파이트(graphite) 5g, 알루미늄 40g, 산화칼슘 55g을 사용하여 발포성 발열체 조성물을 수득하였다.
실시예 4
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 그래파이트(graphite) 10g, 알루미늄 60g, 산화칼슘 30g을 사용하여 발포성 발열체 조성물을 수득하였다.
실시예 5
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 그래파이트(graphite) 10g, 알루미늄 50g, 산화칼슘 40g을 사용하여 발포성 발열체 조성물을 수득하였다.
실시예 6
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 그래파이트(graphite) 15g, 알루미늄 40g, 산화칼슘 45g을 사용하여 발포성 발열체 조성물을 수득하였다.
비교예 1
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 이산화규소(대정시약) 5g, 알루미늄 40g 및 산화칼슘 55g을 사용하여 발포성 발열체 조성물을 수득하였다.
비교예 2
시판 중인 발포성 발열체 조성물((주)착한음식, 아웃도어힛팅팩)
비교예 3
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 알루미늄 60g 및 산화칼슘 40g을 사용하여 발포성 발열체 조성물을 수득하였다.
비교예 4
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 알루미늄 40g 및 산화칼슘 60g을 사용하여 발포성 발열체 조성물을 수득하였다.
실험예 1: 시간 변화에 따른 물 온도 측정
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 2에서 얻어진 발포성 발열체 조성물을 각각 부직포 내부에 40g과 60g을 충진하여 평가를 수행하였다.
발열체 평가 중량에 따라 300㎖의 수용액의 열을 올리는데 시간 변화에 따른 온도 차이를 알아보기 위해 발포성 발열체의 중량을 40g과 60g을 임의로 선정하여 그 차이를 확인하였다. 평가 시 발열온도를 오차를 최대한 줄이기 위해서 온도센서가 내부 반응이 진행되는 부직포에 닫지 않게 하였으며, 물과 수증기의 온도를 측정하여 기록하였다.
상기 온도 측정 결과는 하기 표 2(40g) 및 표 3(60g)에 나타내었다.
구분 0분 4분 8분 12분 16분 20분 24분 28분
실시예1 22℃ 83℃ 93℃ 95℃ 93℃ 91℃ 90℃ 87℃
실시예2 22℃ 69℃ 90℃ 93℃ 90℃ 87℃ 84℃ 81℃
실시예3 22℃ 69℃ 92℃ 94℃ 91℃ 90℃ 86℃ 83℃
실시예4 22℃ 71℃ 90℃ 95℃ 91℃ 88℃ 86℃ 84℃
실시예5 22℃ 75℃ 92℃ 95℃ 92℃ 89℃ 86℃ 85℃
실시예6 22℃ 62℃ 91℃ 95℃ 90℃ 86℃ 84℃ 81℃
비교예1 22℃ 75℃ 91℃ 93℃ 90℃ 87℃ 80℃ 72℃
비교예2 22℃ 55℃ 83℃ 86℃ 80℃ 78℃ 72℃ 68℃
비교예3 22℃ 64℃ 90℃ 91℃ 85℃ 81℃ 76℃ 72℃
비교예4 22℃ 69℃ 92℃ 91℃ 86℃ 84℃ 79℃ 76℃
구분　 0분 4분 8분 12분 16분 20분 24분 28분
실시예1 22℃ 92℃ 97℃ 95℃ 93℃ 92℃ 90℃ 90℃
실시예2 22℃ 89℃ 95℃ 93℃ 90℃ 90℃ 86℃ 83℃
실시예3 22℃ 91℃ 96℃ 94℃ 92℃ 90℃ 88℃ 86℃
실시예4 22℃ 91℃ 96℃ 95℃ 92℃ 90℃ 88℃ 86℃
실시예5 22℃ 92℃ 96℃ 95℃ 94℃ 93℃ 90℃ 88℃
실시예6 22℃ 89℃ 96℃ 95℃ 91℃ 90℃ 84℃ 81℃
비교예1 22℃ 91℃ 93℃ 93℃ 90℃ 86℃ 83℃ 74℃
비교예2 22℃ 89℃ 93℃ 92℃ 85℃ 81℃ 75℃ 70℃
비교예3 22℃ 88℃ 93℃ 92℃ 88℃ 87℃ 85℃ 81℃
비교예4 22℃ 89℃ 94℃ 93℃ 89℃ 87℃ 85℃ 83℃
상기 표 2 및 표 3과 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6은 비교예 1 내지 4에 비해 90℃이상을 유지하는 시간이 길다는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 비교예 3 내지 4는 그래파이트를 함유하지 않은 것으로 시중 제품인 비교예 2에 비해서는 우수하나 온도 유지시간이 실시예 1 내지 6에 비해 현저히 낮다는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 발포성 발포체 조성물의 양이 증가할수록 초기 발열 속도가 빠르고 최고 온도가 더 높다는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 2: 발열 후 잔여 용액의 유해성 검사
수용액상에서의 유해성 검사는 실시예 1에서 얻어진 발포성 발열체가 수화반응 과정에서 중금속의 잔류유무를 확인하기 위해 평가를 수행하였다.
상기 평가는 (1) IEC 62321-5:2013, (2) IEC 62321:2008, 그리고 (3) IEC 62321-4:2013법에 따라 납(Pb), 카드늄(Cd), 크롬6가(Cr6+), 수은(Hg)을 확인하였다. 이때, 상기 평가는 한국건설생활환경시험연구원에 의뢰하여 수행하였다.
상기 결과는 하기 표 4에 나타내었다.
시험항목 단위 시험방법 시험결과
납(Pb) mg/kg (1) 불검출
(검출한계 5ppm)
카드늄(Cd) mg/kg (1) 불검출
(검출한계 1ppm)
크롬6가(Cr6+) mg/kg (2) 불검출
(검출한계 1ppm)
수은(Hg) mg/kg (3) 불검출
(검출한계 1ppm)
상기 표 4와 같이, 본 발명에 따른 발포성 발열체 조성물은 사용 후 잔여액상을 외부에 버리더라도 중금속으로 인한 유해성을 가지지 않다는 것을 확인할 수 있다.

Claims (8)

  1. 알루미늄 25 내지 60중량% 및 산화칼슘 30 내지 65중량%를 포함하여 이루어지는 발포성 발열체 조성물에 있어서,
    상기 알루미늄이 수화반응에 참여 할 수 있도록, 빠른 시간 내에 반응 온도를 균일하게 만들 수 있고, 장시간 온도를 유지할 수 있도록 하는 소재로 열전도도가 1950W/m·K인 그래파이트(graphite)를 1 내지 15중량% 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발포성 발열체 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 조성물 40g은 물 300㎖와 반응 시, 반응 후 8분부터 16분까지 90℃이상을 유지하고,
    상기 조성물 60g은 물 300㎖와 반응 시, 반응 후 8분부터 20분까지 90℃이상을 유지하는 것을 특징으로 하는 발포성 발열체 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 그래파이트(graphite), 알루미늄 및 산화칼슘은 각각 400mesh 이하의 입경을 갖는 분말상인 것을 특징으로 하는 발포성 발열체 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 조성물은 중탄산나트륨(Na­HCO3), 염화마그네슘(MgCl2), 염화칼륨(KCl), 수산화나트륨(NaCl) 및 수산화칼륨(KOH)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 발열촉진제를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 발포성 발열체 조성물.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 발열촉진제는 조성물 100중량부에 대하여 5중량부 이하로 함유하는 것을 특징으로 하는 발포성 발열체 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 그래파이트(graphite) 10중량%, 알루미늄 30중량% 및 산화칼슘 60중량%를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 발포성 발열체 조성물.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 조성물 40g은 물 300㎖와 반응 시, 반응 후 8분부터 24분까지 90℃이상을 유지하고,
    상기 조성물 60g은 물 300㎖와 반응 시, 반응 후 8분부터 28분까지 90℃이상을 유지하는 것을 특징으로 하는 발포성 발열체 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 발포성 발열체 조성물은,
    톨루엔 용매에, 그래파이트(graphite) 투입하여 초음파 분산하는 1단계;
    상기 1단계 분산액에, 알루미늄 및 산화칼슘을 투입하여 초음파 분산하는 2단계;
    상기 2단계 분산액을 메카니컬 교반한 후 감압증류하여 용매를 제거하는 3단계; 및
    상기 3단계 용매가 제거된 혼합물을 65 내지 75℃에서 진공건조하여 분말상태의 발열체를 수득하는 4단계에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 발포성 발열체 조성물.
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KR100353175B1 (ko) 1999-11-02 2002-09-18 김인걸 음식료 가열방법.
JP2003129041A (ja) * 2001-10-25 2003-05-08 Maikooru Kk 発熱組成物及びこれを用いた発熱体並びにこの発熱体の製造方法
KR101102502B1 (ko) * 2010-04-29 2012-01-05 주식회사 다인 발열제 조성물
KR101437348B1 (ko) 2013-07-22 2014-11-03 뉴코리아시스템(주) 식품가열용 발열체 조성물
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