JPH0517949B2 - - Google Patents
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- JPH0517949B2 JPH0517949B2 JP24911484A JP24911484A JPH0517949B2 JP H0517949 B2 JPH0517949 B2 JP H0517949B2 JP 24911484 A JP24911484 A JP 24911484A JP 24911484 A JP24911484 A JP 24911484A JP H0517949 B2 JPH0517949 B2 JP H0517949B2
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Classifications
-
- Y02E60/12—
Landscapes
- Primary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、熱電池に内蔵する加熱剤の製造法に
関するものである。
関するものである。
本発明をさらに詳しく述べれば、発明者らが先
に過塩素酸カリウム粉末からなる加熱剤の特性向
上を図るために、提案した新しい鉄粉についての
製造法に関するものである。
に過塩素酸カリウム粉末からなる加熱剤の特性向
上を図るために、提案した新しい鉄粉についての
製造法に関するものである。
従来の技術
従来、熱電池に用いる加熱剤は、ジルコニウム
粉末（Zr）とクロム酸バリウム粉末（BaCrO4）
を主成分とするZr−BaCrO4系が主流であつた。
この加熱剤は熱電池に適したものの１種であり、
次のような性質を有している。
粉末（Zr）とクロム酸バリウム粉末（BaCrO4）
を主成分とするZr−BaCrO4系が主流であつた。
この加熱剤は熱電池に適したものの１種であり、
次のような性質を有している。
(1) 密閉容器中で完全燃焼する。
(2) 燃焼時のガス発生が小さい。
(3) 成形体を素電池間に挾持した状態で振動など
の耐環境性に優れている。
の耐環境性に優れている。
(4) 燃焼速度が早い。
また、本発明者らによつて、他の優れた加熱剤
の１種である鉄粉（Fe）と過塩素酸カリウム
（KClO4）を主成分とするFe−KClO4系加熱剤が
提案されている。
の１種である鉄粉（Fe）と過塩素酸カリウム
（KClO4）を主成分とするFe−KClO4系加熱剤が
提案されている。
ここで用いられる鉄粉としては、高純度で品質
の安定している電解鉄を機械的粉砕によつて微粉
化した、平均粒径30〜40μｍの電解鉄粉がよいと
されてきた。その他にも溶融鉄を噴霧して微粉化
した噴霧鉄分や、カーボニル鉄（Fe（CO）5）を加
熱分解して得られる球形微粉のカーボニル鉄粉
も、熱電池用加熱剤への適用を検討されてきた
が、実用には至つていない状況であつた。
の安定している電解鉄を機械的粉砕によつて微粉
化した、平均粒径30〜40μｍの電解鉄粉がよいと
されてきた。その他にも溶融鉄を噴霧して微粉化
した噴霧鉄分や、カーボニル鉄（Fe（CO）5）を加
熱分解して得られる球形微粉のカーボニル鉄粉
も、熱電池用加熱剤への適用を検討されてきた
が、実用には至つていない状況であつた。
しかしながら加熱剤の特性をさらに向上させた
いという要望が、特に電池電圧の立上がり時間の
短縮という点で強く、KClO4の性質向上とともに
鉄粉の性質向上も望まれていた。
いという要望が、特に電池電圧の立上がり時間の
短縮という点で強く、KClO4の性質向上とともに
鉄粉の性質向上も望まれていた。
発明が解決しようとする問題点
このような従来の電解鉄粉では、電池電圧と立
上飯がり時間（最大電圧の70％に到達する時間）
は１秒よりも速く立上がらせることは不可能であ
つたので、１秒より速い立上がり時間を要求され
ている場合には、例えば前述のZr−BaCrO4系加
熱剤を用いざるを得ない状況であつた。このため
に電池の品番や用途によつては、加熱剤をZr−
BaCrO4系、Zr−（PbCrO4＋KMnO4）系、Fe−
KClO4系などと変えねばならないので必然的に電
池の製造が煩雑になること、性質的におとなし
く、燃焼残査が良好なで電導性を有するFe−
KClO4系加熱剤特有の性質が生されないなどの問
題点があつた。
上飯がり時間（最大電圧の70％に到達する時間）
は１秒よりも速く立上がらせることは不可能であ
つたので、１秒より速い立上がり時間を要求され
ている場合には、例えば前述のZr−BaCrO4系加
熱剤を用いざるを得ない状況であつた。このため
に電池の品番や用途によつては、加熱剤をZr−
BaCrO4系、Zr−（PbCrO4＋KMnO4）系、Fe−
KClO4系などと変えねばならないので必然的に電
池の製造が煩雑になること、性質的におとなし
く、燃焼残査が良好なで電導性を有するFe−
KClO4系加熱剤特有の性質が生されないなどの問
題点があつた。
本発明はこのような問題点を解決するもので、
オキシ水酸化鉄（FeO（OH））を水素ガス雰囲気
中で加熱還元して得られる還元鉄粉の製造法にお
いて、炉内温度と還元時間の最適化を図つて、電
池電圧の立上がり時間を短縮させることを目的と
する。
オキシ水酸化鉄（FeO（OH））を水素ガス雰囲気
中で加熱還元して得られる還元鉄粉の製造法にお
いて、炉内温度と還元時間の最適化を図つて、電
池電圧の立上がり時間を短縮させることを目的と
する。
問題点を解決するための手段
この問題点を解決するため、本発明の製造法は
FeO（OH）を水素ガス炉に入れたのち、炉内温
度を600℃〜800℃に保ち、炉内温度600℃のとき
還元時間を40〜90分間とし、炉内温度800℃のと
き還元時間を20〜50分間として熱処理して得た鉄
粉を用い、これとKClO4とを均一に混合した後加
圧成型して熱電池用加熱剤としたものである。
FeO（OH）を水素ガス炉に入れたのち、炉内温
度を600℃〜800℃に保ち、炉内温度600℃のとき
還元時間を40〜90分間とし、炉内温度800℃のと
き還元時間を20〜50分間として熱処理して得た鉄
粉を用い、これとKClO4とを均一に混合した後加
圧成型して熱電池用加熱剤としたものである。
作 用
この製造法によれば、得られる還元鉄粉は粒子
の凹凸が大きく、かつ表面積の大きい粉末とな
る。従つて、鉄粉の反応面積が広く活性な状態と
なるので、KClO4との反応性が向上して燃焼速度
を早め、電池電圧の立上がり時間を１秒以内とす
ることができる。
の凹凸が大きく、かつ表面積の大きい粉末とな
る。従つて、鉄粉の反応面積が広く活性な状態と
なるので、KClO4との反応性が向上して燃焼速度
を早め、電池電圧の立上がり時間を１秒以内とす
ることができる。
また、鉄粉は粒子の凹凸が大きくなつたことに
より、加圧成型時において粒子間のからみあいが
強くなつて、成型体の強度も高めることもでき
る。
より、加圧成型時において粒子間のからみあいが
強くなつて、成型体の強度も高めることもでき
る。
実施例
以下本発明の実施例について、第１図を参照し
て説明する。
て説明する。
まず一方の原材料であるFeO（OH）１Kgを鉄
製バツトにとり、H2ガスを一定量（１例として
2500／Hr）流しながら水素ガス還元炉を昇温
し、FeO（OH）を炉内に送り込んで加熱し、還
元する。この時、炉内温度を500〜900℃の間で50
℃間隔に設定し、還元時間を10〜90分の間で10分
間隔に設定してマトリツクスを組み、温度と時間
を相関的に変えてFeO（OH）を還元した。
製バツトにとり、H2ガスを一定量（１例として
2500／Hr）流しながら水素ガス還元炉を昇温
し、FeO（OH）を炉内に送り込んで加熱し、還
元する。この時、炉内温度を500〜900℃の間で50
℃間隔に設定し、還元時間を10〜90分の間で10分
間隔に設定してマトリツクスを組み、温度と時間
を相関的に変えてFeO（OH）を還元した。
還元した鉄粉をH2中で常温近傍まで冷却した
後、取り出した。この状態では還元鉄粉は柔かい
固まりである。
後、取り出した。この状態では還元鉄粉は柔かい
固まりである。
次にアルゴン（Ar）からなる不活性ガス雰囲
気中で粉砕機にで微粉砕し、400メツシユの篩を
パスさせ、加熱剤用鉄粉とする。
気中で粉砕機にで微粉砕し、400メツシユの篩を
パスさせ、加熱剤用鉄粉とする。
これとは別にもう一方の原材料であるKClO4
は、試薬一級グレードを用意し、強い衝撃を加え
ないようにこれを微粉砕し、篩分けを行つて粒子
をそろえる。
は、試薬一級グレードを用意し、強い衝撃を加え
ないようにこれを微粉砕し、篩分けを行つて粒子
をそろえる。
このようにして得られた種々の条件の鉄粉と過
塩素酸カリウム粉末を、重量比で85部等対15部に
調合し、ホモナイザーで均一に混合する。次に所
定量の前記混合物を秤取し、金型に入れて加圧成
型し、金型より取出して所望の形状とした熱電池
用加熱剤を得る。
塩素酸カリウム粉末を、重量比で85部等対15部に
調合し、ホモナイザーで均一に混合する。次に所
定量の前記混合物を秤取し、金型に入れて加圧成
型し、金型より取出して所望の形状とした熱電池
用加熱剤を得る。
第２図は、このようにして製作した種々の鉄粉
を用いた加熱剤２ｇを内容積一定の圧力センサー
つき密閉容器に入れ、容器で燃焼させた時の圧力
上昇カーブから燃焼時間を計測し、0.7秒以内で
あれは合格、それ以上または不完全燃焼ならば不
合格としてプロツトしたものである。図中、○印
は合格条件の下限の還元時間、●印は上限の還元
時間を示し、この時間範囲内であれば使用可能で
ある。線Ａは600℃と800℃の下限時間を直線で結
んだものであり、線Ｂは上限時間を直線で結んだ
ものであつて、斜線で示された範囲内はいずれも
使用可能である。
を用いた加熱剤２ｇを内容積一定の圧力センサー
つき密閉容器に入れ、容器で燃焼させた時の圧力
上昇カーブから燃焼時間を計測し、0.7秒以内で
あれは合格、それ以上または不完全燃焼ならば不
合格としてプロツトしたものである。図中、○印
は合格条件の下限の還元時間、●印は上限の還元
時間を示し、この時間範囲内であれば使用可能で
ある。線Ａは600℃と800℃の下限時間を直線で結
んだものであり、線Ｂは上限時間を直線で結んだ
ものであつて、斜線で示された範囲内はいずれも
使用可能である。
なお、600℃以下の場合は、図示していないが
500℃では120分以上でも還元が終了しなく、550
℃では100分以上の還元時間を必要とし、H2ガス
使用からくる経済性や品質の安定性から不利であ
る。
500℃では120分以上でも還元が終了しなく、550
℃では100分以上の還元時間を必要とし、H2ガス
使用からくる経済性や品質の安定性から不利であ
る。
一方800℃よりも高い温度の場合、例えば850℃
では20〜30分間還元すると使用できるものが得ら
れるが、一部で粒子間の焼結が進んで丸みをお
び、燃焼時間が長くなる。まれ900℃では10分間
で使用できるものも得られるが、バツト表面では
還元後焼結が始まつているのに内側では還元が終
了していないという現象が見られた。
では20〜30分間還元すると使用できるものが得ら
れるが、一部で粒子間の焼結が進んで丸みをお
び、燃焼時間が長くなる。まれ900℃では10分間
で使用できるものも得られるが、バツト表面では
還元後焼結が始まつているのに内側では還元が終
了していないという現象が見られた。
このような結果から、最良の条件は700〜750℃
で40〜50分間行なうと熱電池用鉄粉としてよいも
のが得られることが判つた。この鉄粉を用いて加
熱剤を製作し、負極にCa、正極にCaCrO4、電解
質にLiCl−KCl共融塩を用いた電池と組合せ、10
セル直列構成の熱電池を組立て、−50℃〜＋70℃
の環境温度範囲にて放電したところ、電池電圧の
立上がり時間は0.88〜0.65秒であつた。
で40〜50分間行なうと熱電池用鉄粉としてよいも
のが得られることが判つた。この鉄粉を用いて加
熱剤を製作し、負極にCa、正極にCaCrO4、電解
質にLiCl−KCl共融塩を用いた電池と組合せ、10
セル直列構成の熱電池を組立て、−50℃〜＋70℃
の環境温度範囲にて放電したところ、電池電圧の
立上がり時間は0.88〜0.65秒であつた。
一方、加熱剤の成型強度は特別に製作した治工
具を用いて、試料片の片方からプシユプルゲージ
などの荷重計を押しあて計測したところ、従来比
約1.5倍の強度を有していた。
具を用いて、試料片の片方からプシユプルゲージ
などの荷重計を押しあて計測したところ、従来比
約1.5倍の強度を有していた。
発明の効果
以上のように、本発明の加熱剤によれば、熱電
池としての電池電圧の立上がり時間を速め、かつ
加熱剤自体の成型強度を向上させることが可能と
なつた。
池としての電池電圧の立上がり時間を速め、かつ
加熱剤自体の成型強度を向上させることが可能と
なつた。
第１図は本発明の鉄粉を得、それを用いた加熱
剤の製造工程を示すフローチヤート、第２図は本
発明の鉄粉を得るための炉内温度と還元時間との
関係を示す図である。
剤の製造工程を示すフローチヤート、第２図は本
発明の鉄粉を得るための炉内温度と還元時間との
関係を示す図である。
Claims (1)
- １ オキシ水酸化鉄を600〜800℃の水素ガス雰囲
気炉で加熱還元して鉄粉を得る工程と、この鉄粉
と過塩素酸カリウムを均一に混合する工程と、前
記均一混合物を加圧成型する工程を有し、前記オ
キシ水酸化鉄は前記炉内温度が600℃のとき還元
時間が最小40分最大90分間であり、同炉内温度が
800℃のとき還元時間が最小20分最大50分間であ
つて、600℃と800℃のそれぞれの最小還元時間を
直線で結び、かつ最大還元時間のそれぞれを直線
で結んだ炉内温度と還元時間の範囲内で熱処理す
る熱電池用加熱剤の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59249114A JPS61127780A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | 熱電池用加熱剤の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59249114A JPS61127780A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | 熱電池用加熱剤の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61127780A JPS61127780A (ja) | 1986-06-16 |
| JPH0517949B2 true JPH0517949B2 (ja) | 1993-03-10 |
Family
ID=17188157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59249114A Granted JPS61127780A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | 熱電池用加熱剤の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61127780A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4897537B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2012-03-14 | サミー株式会社 | 遊技機における発射ハンドル |
| US20160121395A1 (en) * | 2013-05-23 | 2016-05-05 | Hitachi, Ltd. | Reactive powder, bonding material using reactive powder, bonded body bonded with bonding material and method for producing bonded body |
| JP7633634B1 (ja) * | 2023-10-06 | 2025-02-20 | Ｃｏｎｎｅｘｘ Ｓｙｓｔｅｍｓ株式会社 | 鉄粉粒体の還元方法 |
-
1984
- 1984-11-26 JP JP59249114A patent/JPS61127780A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61127780A (ja) | 1986-06-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |