JP2862364B2 - 発熱体 - Google Patents

発熱体

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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、金属の酸化還元反応を利用する発熱体に関
するもので、食品の加温又は加熱調理に当たって、安全
でかつ簡便に利用できるものである。
【従来の技術】
金属酸化熱を利用する発熱体については、以前より多
くの提案がある。 例えば、特公昭57−582号、実公昭58−24119号、特開
昭62−17287号、特開昭63−51491号、特開平1−284582
号などがあり、これらの提案はすべて鉄粉、アルミ粉、
及びフェロシリコン粉末の1種又は1種以上に、金属酸
化物と過酸化物を混合することが提案されている。 また特開平1−288218号については、フェロシリコン
粉末にFe2O3及びCuOの1種以上で構成される発熱体が開
示されている。
【発明が解決しようとする課題】
過酸化物が使用される従来技術は、発熱体の燃焼時に
過酸化物がSiと反応する以外に、熱分解されて酸素ガス
を遊離し、火花又は炎の原因となって容器外に噴出する
危険を有している。また、燃焼後の発熱体がこの遊離す
る酸素ガスのために海綿状となって激しく膨張する問題
点を有している。 上記、特開平1−288218号に記載のものは、発熱体に
過酸化物が使用されていないため、酸素ガスの遊離は大
巾に改善されているが、然し、酸素ガスの発生が完全に
停止されたわけではなく、燃焼後の発熱体の形状が膨張
したり、変形したりなどの問題点がなお残されている。
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、以上のような欠点を解決するために、
高温で安定な酸化物であり、かつ、Siに対して酸素の供
与体となり得るものについて種々試験検討を行なった結
果、本発明に到達したものである。 すなわち、本発明は金属粉末と金属酸化物粉末で圧縮
成形された発熱体において、金属粉末がフェロシリコン
であって、金属酸化物は酸化第2鉄(Fe2O3)粉末とこ
れより低次の酸化鉄(Fe2O3-X 但しX=0.2〜1.0)粉
末の混合物であることを特徴とするものである。 更に、フェロシリコン粉末が20〜35重量部、酸化第2
鉄粉末が10〜50重量部、及び低次の酸化鉄粉末が20〜60
重量部である発熱体、及び、低次の酸化鉄はFe2O3-X
おけるX値が約0.33の四三酸化鉄(Fe3O4)が主体であ
る発熱体が上記課題を解決し得ることを見出したのであ
る。 本発明に使用されるフェロシリコンは、Si含有量75%
以上、平均粒径20μ以下、好ましくは10μ以下が望まし
い。フェロシリコンの平均粒径が20μ以上となると着火
が困難となり、円滑な燃焼が不可能となる。また、フェ
ロシリコンの添加量は20〜35重量部が好適で、20重量部
以下の場合は燃焼が断続的となり円滑に燃焼が進行しな
いことが生じ、また、35重量部以上となると単位重量当
たりの発熱量が低下することになり好ましくない。 また、使用される酸化第2鉄は、S、Cl、SO3などガ
ス化する不純物が少なく、粉末粒子径が10μ、好ましく
は5μ以下が好適である。Fe2O3の添加量は10〜50重量
部が適切で、10重量部以下では成形体の強度が低下する
傾向となり、50重量部以上ではFe2O3-Xの添加効果が減
退する結果となる。 更に、本発明に使用される低次の酸化鉄であるFe2O
3-XはFe2O3を部分還元して容易に得られ、また二価Feを
中和酸化して得られるもの、その他、天然の低次酸化鉄
鉱石を微粉末化したものなど幅広く利用できるが、本発
明では特に安価で容易に入手できるマグネタイト、すな
わち、Fe2O3-XのX値が0.33近辺の酸化鉄(Fe3O4)が最
も好ましい。その他のFe3O4の条件の使用条件として
は、Fe2O3と同様に高温でガス化する不純物が少なく、
粉末粒子径が10μ、好ましくは5μ以下が好ましい。Fe
3O4の添加量は20〜60重量部が好適で、20重量部以下で
は効果が不充分であり、60重量部以上では単位重量当た
りの発熱量が低下し、また成形体の強度も低下する傾向
となり本発明にとって不都合である。 SiとFe2O3の燃焼速度調整剤としては、アルミナ、シ
リカ、その他岩石粉などの酸素供与体でない成分が考え
られるが、これらの成分は少量を添加することによって
も燃焼が中断するなど円滑な燃焼を妨害する効果とな
り、本発明には好適に使用することができない。 本発明の発熱体は各種形状の柱状又は板状に圧縮成形
して使用される。圧縮成形に当たっては、フェロシリコ
ン、酸化第2鉄、低次の酸化鉄の各粉末を混合し、その
まま金型で200〜500kg/cm2で圧縮してもよく、また、セ
ラミック系など非燃焼性のバインダーを1〜3%添加
し、100〜300kg/cm2で処理しても充分に目的を達するこ
とができる。
【作用】
以上のように、本発明はSiの酸素供与体として過酸化
物を使用することなく、酸化第2鉄およびこれより低次
の酸化鉄の混合粉末が酸素供与体として作用することを
特徴としている。低次の酸化鉄として特にFe3O4を添加
することによって、実用上安全で、かつ有効な発熱体と
することができた。 Fe3O4のような低次酸化鉄はFe2O3に比較して高温安定
性に優れており、Siの燃焼熱により酸素を遊離しがたい
のみならず、Fe2O3から遊離する酸素を吸収する作用を
期待することができ、発熱体の燃焼後に発熱体にクラッ
クが生じたり、発熱体が膨張したりなどの現象を防止す
ることに効果的に作用するものである。また、Fe3O4
代表される低次の酸化鉄は、Fe2O3-XのX=0.2〜1.0の
範囲内にあるものを併用することで、酸化第2鉄のみを
Siの酸素供与体とした発熱体に比較して燃焼が緩やかで
あり、燃焼速度調整剤として効果的に作用する。 以上の説明で明らかであるが、本発明は燃焼時に発熱
体が酸素の遊離によって膨張することもなく、緩やかで
円滑な燃焼が進行する。そこで、食品の加温、又は加熱
調理に安全で簡便に使用できる。
【実施例】
以下実施例によって、本発明を更に詳細に説明する。 実施例1 平均粒径8μのフェロシリコン(Fe25%、Si75%)30
重量部、平均粒径2μのFe2O330重量部、及びマグネタ
イト粉末(Fe3O4主体 X≒0.33)40重量部を混合し、
この混合粉末15gを直径3cmの金型に入れ、300kg/cm2
圧縮成形し、厚さ1cmの発熱体を得た。 この発熱体を第1図に示す断熱材(3)の上に載せ、
発熱体(2)のほぼ中央部に、鉄粉、フェロシリコン、
酸化銅、過酸化バリュウムの混合粉末0.2〜0.3gを着火
剤(4)としておき、マッチで着火剤(4)に点火した
後、第1図に示すようなアルミ製容器(1)に20℃の水
(5)180mlを入れ、直ぐに発熱体(2)を断熱材
(3)と共にアルミ製容器の底部凹部に挿入し、5分後
に水の温度を測定したところ51℃であった。また、この
発熱体(2)はアルミ製容器(1)に挿入後も静かに燃
焼を継続し、燃焼後の膨張も直径方向で1mm以下であっ
た。 実施例2,3 Fe2O3及びFe3O4の混合比を変更する以外は実施例1と
同様の条件で水の昇温テストを行い、表1のような結果
を得た。なお、いずれの発熱体も円滑に燃焼を継続し、
燃焼後の膨張はいずれも1mm以下であった。 比較例1〜4 Fe2O3及びFe3O4の混合比を変更する以外は実施例1と
同様の条件で水の昇温テストを行い、表2のような結果
を得た。また、表2には発熱体の燃焼後の膨張を直径方
向の増加量の測定結果で示した。 比較例3,4の膨張は1mm以下であったが、燃焼後の発熱
体にわずかなクラックが生じ、約3〜4gの未燃焼部分が
残った。 実施例4〜6 フェロシリコン(Fe25%,Si75%)の添加量を変更す
る以外は、実施例1と同様の条件で水の昇温テストを行
い、表3のような結果を得た。 実施例6は約0.5gの未燃焼部分があったが、燃焼は円
滑に進んだ。燃焼後の発熱体の膨張はすべて1mm以下で
あった。 比較例5,6 フェロシリコンの添加量を変更する以外は実施例1と
同様の条件でテストし、表4のような結果を得た。な
お、燃焼後の発熱体の膨張はいずれも1mm以下であっ
た。 比較例6は、約4.5gの未燃焼発熱体が残った。
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明は燃焼時に発熱体から酸
素が遊離することを防止し、発熱体の膨張、炎、火花の
発生などのない発熱体を提供するもので、食品の加温、
又は加熱調理に安全で簡便に使用できる携帯用の熱源を
提供するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に関する実施例及び比較例に使用した加
熱装置を示す縦断面図である。 (1)アルミ製容器、(2)発熱体 (3)断熱材、(4)着火剤 (5)水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−176362(JP,A) 特開 昭62−174287(JP,A) 特開 平1−288218(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F24J 1/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属粉末と金属酸化物粉末で圧縮成形され
    た発熱体において、金属粉末がフェロシリコンであり、
    金属酸化物が酸化第2鉄(Fe2O3)粉末とこれより低次
    の酸化鉄(Fe2O3-X 但しX=0.2〜1.0)粉末の混合物
    であることを特徴とする発熱体。
  2. 【請求項2】フェロシリコン粉末が20〜35重量部、酸化
    第2鉄粉末が10〜50重量部、及び低次酸化鉄粉末が20〜
    60重量部である請求項1記載の発熱体。
  3. 【請求項3】低次酸化鉄はFe2O3-XにおけるX値が約0.3
    3の四三酸化鉄(Fe3O4)である請求項1又は2記載の発
    熱体。
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