KR20060122657A

KR20060122657A - 식품가열용 발열체 조성물

Info

Publication number: KR20060122657A
Application number: KR1020050059539A
Authority: KR
Inventors: 이영식; 윤민화
Original assignee: (주) 에스앤지테크놀로지
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2005-07-04
Publication date: 2006-11-30
Also published as: KR100740783B1

Abstract

식품가열용 발열체 조성물로서 석회석(CaO) 분말 100 중량%에 대해, 알루미늄(Al) 금속분말 30 ~ 80 중량%, 철(Fe) 금속분말 5 ~ 10 중량% 및 중탄산나트륨(NaHCO₃)분말 15 ~ 20 중량%을 포함함을 특징으로 하는 식품가열용 발열체 조성물이 개시된다.

이에 따르면 마그네슘과 같은 금속의 사용을 줄이거나 사용하지 않아 폭발위험을 줄이며 인체에 유해한 가성소다의 사용을 줄이거나 감소시켜 사용상 안전한 발열체 조성물이 제공된다. 또한 사용후 폐기되어도 환경에 주는 피해가 적어 종래 일부 발열체에서와 같은 환경피해를 줄일 수 있다.

발열체, 가성소다

Description

식품가열용 발열체 조성물{Heating composition for food}

본 발명은 발열체로 사용될 수 있는 분말체 조성물에 관한 것이다. 이와 같은 발열체는 버너나 히터 등의 가열 도구 없이 안전하게 포장식품을 가열하여 음식을 조리하거나 뜨겁게 데울 수 있다.

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 의료용 찜질팩, 손난로용 가열체 등으로 상업화 할 수 있기 때문에 그의 유용성은 매우 크다 할 수 있다.

지금까지 개발된 발열체들은 몇가지 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. 이와 같은 발열체는 물이나 전해질 용액과 접촉시킬 때 발생한 반응열을 이용하여 버너나 히터 등의 가열도 구 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 충격에 취약한 점을 지니고 있으며, 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.

대한민국 특허공개번호 제10-2000-58524호에는 생석회에 2 내지 35중량부의 인산용액(H₃PO₄)을 접촉시켜 300mL의 물을 73 내지 100℃까지 가열 시키는 것이 기재되어 있지만, 이것은 오산화인(P₂O₅)의 조해성에 의한 맹렬한 수화반응으로 인하여 본체인 생석회와 자체 발열반응을 초래하여 유통과정에서 폭발적인 발열반응을 일으킬 위험성을 내포하고 있으며, 또한 인산용액을 폐기할 시에 생태계에 부영양화를 초래하는 환경에 비친화적인 방법이므로 바람직하지 않다.

다음으로, 일본 특허공개번호 소62-9151호에는 생석회에 무기염의 수용액을 접촉시켜 180mL의 음료수를 50℃이상으로 가열하는 방법이 기재되어 있다. 이 방법은 혹한기에 수용액의 결빙을 피할 수 있다는 장점을 가지지만 음식을 조리하기에 분한 온도를 제공하지 못하는 단점을 갖는다.

또한 미국 특허 제5,205,277호에는 3가지 가열 패키지, 즉 하단부에 열을 발생시키기 위해 생석회를 안치하고 중간층에 초산(CH₃COOH), 물, 소금용액을 설치하였고 한편 농도가 다른 소금용액을 상단부에도 설치하여 용액포의 파열에 따른 생 석회의 수화 반응열을 유발시켜 상단부의 용액에 의한 2차 반응열을 일으키는 방법이 기재되어 있다. 그러나, 이 방법은 비교적 높은 온도를 얻을 수 있어서 혹한기나 추운 지방에서는 유용한 방법이지만 경제적인 단가가 높다는 단점이 있다.

또한 미국 특허 제4,522,190호, 제5,117,809호 및 제5,593,792호는 음식물이나 식료품을 가열하기 위한 가열 패키지로서 다공성 고분자인 폴리에틸렌을 이용한 초 부식성 금속합금 분말로 구성된 발열체이다. 초 부식성 마그네슘-철의 합금을 바닷물과 같은 전해질 용액과 접촉시켜 비교적 높은 열을 얻을 수 있지만, 가연성이 높고 폭발 위험성이 있는 수소가스가 다량 발생한다는 취약점이 있을 뿐만 아니라 마그네슘-철의 합금은 전해질 용액과 매우 느리게 반응한다는 취약점을 가지고 있다.

대한민국 특허출원 제10-1999-46130호는 미국 특허 제4,522,910 및 제5,117,809호와 동일한 마그네슘-철의 초 부식성 합금을 다른 형태의 가열 패키지로 개발하여 휴대의 용이성과 가열 최고온도를 개선하였지만 여전히 수소기체의 발생에 따른 근본적인 폭발 및 화재의 위험성과 반응속도가 매우 느린 취약점을 개선하지 못하였다.

군인이나 등산가들이 작전을 수행하거나 이동할 때 대두되고 있는 문제점은 휴대품의 중량과 부피에 따른 신속성이다. 따라서, 특수한 상황에서 사용되는 발열체의 중량과 부피를 경감시키는 것은 매우 중요하며 또한 시간의 절약을 위한 신속한 가열도 매우 중요하다. 또한, 발열체를 활성화 시키는데 요구되는 물의 양도 매우 중요하다. 즉, 야전에서 마실 수 있는 물을 구한다는 것은 용이하지 않고 군 인들이 휴대하고 있는 수통에 있는 물의 양은 제한되어 있어서 발열체를 활성화하기 위한 물의 양을 감소시키는 것도 중요하다.

이상과 같이, 종래의 발열체들은 가열 온도가 충분치 못하거나, 반응 속도가 느리고, 폭발 위험이 있는 수소 가스가 다량 발생되며, 발열체의 사용량이 많고, 발열 반응시 많은 물을 사용하며, 경제적으로 단가가 높고, 폐기시 부영양화를 초래하여 환경에 비친화적인 문제점 등을 가지고 있었다. 또한 수산화나트륨은 피부 및 호흡기에 좋지 않은 영향을 미치는 물질인바, 식품가열용으로 부적하다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 점을 감안하여 안출된 것으로서 본 발명의 주 목적은 빠른시간안에 원하는 충분한양의 열을 얻으면서도 마그네슘과 같은 금속의 사용을 줄이거나 사용하지 않아 폭발위험을 줄이며 인체에 유해한 가성소다의 사용을 줄이거나 감소시킬 수 있는 발열체 조성물을 제공하기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 식품가열용 발열체 조성물은 석회석(CaO) 분말 100 중량%에 대해, 알루미늄(Al) 금속분말 30 ~ 80 중량%, 철(Fe) 금속분말 5 ~ 10 중량% 및 중탄산나트륨(NaHCO₃)분말 15 ~ 20 중량%을 포함함을 특징으로 한다.

또한 상기 발열체 조성물은 석회석(CaO) 분말 100 중량%에 대해, 수산화나트 륨(NaOH) 분말 5 중량%이하, 마그네슘 금속분말(Mg) 25 중량% 이하를 더 포함하여 발열시간을 더욱 단축할 수 있고, 발열량을 증가시킬 수 있다.

발열체는 생석회(CaO)를 기본으로 하는 혼합 분말고체로 장기간 보관이 용이하며, 물이나 소금물을 접촉시키면 순간적으로 고온을 발생시키는 물질이다. 생석회 만으로도 어느 정도의 열은 발생되지만 중량을 줄이고 더욱 더 높은 열을 얻기 위해 여러 종류의 산화금속 분말을 혼합하고 초기 발열반응 시간을 단축시킬 수 있는 촉매제를 혼합하여 사용한다. 상기 촉매제로서 종래 가성소다(NaOH)를 사용하였지만, 가성소다는 피부 및 호흡기에 자극이 심하고 피해를 주어 식품 가열용으로 사용하기에는 부적합하다는 점이 있다. 이에 본 발명의 발열체 조성물에서는 가성소다 대신에 중탄산 나트륨을 사용하였다. 중탄산 나트륨은 피부 및 호흡기에 자극이 전혀 없고, 식용으로 사용할 만큼 안전한 식품이므로 즉석 식품 가열용으로 사용하는 발열체 제조에 적합하다. 또한 본 발명의 조성물은 사용하는 물질이 천연 광물이므로 친 환경적 물질이라는 것도 큰 장점이다.

본 발명의 다른 특징은 반응시간이 빠르고 발열량은 크지만 폭발의 위험이 있는 마그네슘금속을 혼합물 중에 불포함하고 있다는 점이다.

Mg(s) + 2 H₂O(l) → Mg(OH)₂(s) + H₂(g) △H = -86.8Kcal

위 반응식에서 보는 바와 같이, 마그네슘과 물과의 반응으로 수소가스가 발생하는데, 수소 가스는 화재 및 폭발 위험성을 가지고 있어 식품 가열용에 사용하기에는 특히 부적합한 것이다. 본 발명은 상기와 같은 마그네슘 분말의 사용량을 미량 사용하거나 사용치 않으면서도 원하는 발열량을 얻을 수 있는 발열체 혼합물을 제공한다.

즉 본 발명에 따른 식품가열용 발열체 조성물은 석회석(CaO) 분말 100 중량%에 대해, 알루미늄(Al) 금속분말 30 ~ 80 중량%, 철(Fe) 금속분말 5 ~ 10 중량% 및 중탄산나트륨(NaHCO₃)분말 15 ~ 20 중량%을 포함함을 특징으로 한다. 다만, 초기반응시간을 줄이고 발열량을 증가시키기 위해 수산화나트륨(NaOH) 분말과 마그네슘 금속(Mg)분말을 소량 더 포함할 수 있는데, 그 양은 상기 석회석(CaO) 분말 100 중량%에 대해 수산화나트륨(NaOH) 분말 5 중량% 이하 및 마그네슘 금속(Mg) 분말 25 중량% 이하이어야 한다.

본 발명의 상기 조성물은 물을 흡수할 수 있는 종이제 또는 직물제의 부직포 내에 일정량 포함시키고 사용시 물이나 소금용액을 발열체 100 중량% 대비 100 ~150 중량% 혼합하여 사용한다.

이상 설명한 본 발명에 따르면, 마그네슘과 같은 금속의 사용을 줄이거나 사용하지 않아 폭발위험을 줄이며 인체에 유해한 가성소다의 사용을 줄이거나 감소시켜 사용상 안전한 발열체 조성물이 제공된다.

또한 사용후 폐기되어도 환경에 주는 피해가 적어 종래 일부 발열체에서와 같은 환경피해를 줄일 수 있다.

Claims

식품가열용 발열체 조성물에 있어서,

상기 발열체 조성물은 석회석(CaO) 분말 100 중량%에 대해, 알루미늄(Al) 금속분말 30 ~ 80 중량%, 철(Fe) 금속분말 5 ~ 10 중량% 및 중탄산나트륨(NaHCO₃)분말 15 ~ 20 중량%을 포함함을 특징으로 하는 식품가열용 발열체 조성물.
청구항 1항에 있어서,

상기 발열체 조성물은 석회석(CaO) 분말 100 중량%에 대해, 수산화나트륨(NaOH) 분말 5 중량%이하, 마그네슘 금속분말(Mg) 25 중량%이하를 더 포함함을 특징으로 하는 식품가열용 발열체 조성물.