JPS645899B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鉄粉の酸化反応を利用して発熱させ
る、いわゆる化学かいろに関するもので、さらに
詳しくは使用時に水を添加して酸化反応を開始さ
せる化学かいろの発熱時間制御方法に関するもの
である。

近年、鉄粉の酸化反応を利用して発熱させるか
いろ（保温器）が開発された。このかいろは従来
のかいろのように燃焼機構を使用しないため、安
全であり、また、大きさの制限や用途の制限をう
けないために懐中で使用する本来のかいろとして
の使用目的のほか、保温マツトとして湯たんぽ、
その他の保温具として各種の用途に広く利用でき
る特徴がある。

ところで、従来の化学かいろは、通気性、揆水
性の袋体内に、純鉄、炭末、金属塩類、水分を含
ませたおがくず、シリカゲル、繊維くず等の水吸
収剤を封入し、この袋体を気密性の包装袋内に密
封しておき、使用時に包装袋内より袋体を取り出
し、内包物を十分に振りまぜ、純鉄の粉末におが
くずなどの水吸収剤中の水分を均一に接触させて
発熱反応を行なわせるものであつた。

したがつて、従来の化学かいろでは、かいろと
しての必要な熱容量を得るためには一定量以上の
鉄分が必要であり、また、鉄粉の量に対する袋体
内に充填される水分の量が限られるため、発熱持
続時間は、身体につけて使用する化学かいろの場
合せいぜい20〜24時間が限度であつた。

しかも、使用後、未反応鉄がかなり残存してい
るにもかかわらず、これらの未反応鉄は再使用さ
れぬまま廃棄されていた。さらに従来の化学かい
ろは、製造時に、水分を含ませるものであるた
め、空気との接触を遮断し、望ましくは窒素雰囲
気中で製造を行なう必要があるが、現実にはこれ
が困難であるため、空気中で製造が行なわれてお
り、製造中に鉄粉の酸化が進行してエネルギーに
無駄が生じていた。

これらの欠点を補う改良品として鉄粉と他の
触媒、炭末、含水された水吸収剤を同じ袋内に隔
絶しておき使用時に混ぜ合す方式、鉄粉、触
媒、炭末、水吸収剤とを前もつて混合されたもの
と、水を充填した袋を鉄粉と同一の袋内に予じめ
封入し、使用時に水袋を潰して使用する方法など
がある。いずれの場合も使用するまでに空気侵入
による鉄粉酸化のロスを考慮したものであるが
の場合においても製造時に含ませた水が徐々に水
蒸気として袋外に放散されて未利用の鉄粉が残る
欠点があり、の場合は製造時に煩雑で不能率で
あつた。又水吸収剤を用いる方法では水吸収剤中
の水分の発熱と同時に少しづつ水蒸気として失わ
れる結果それに替つて袋内の空間を空気が占める
ため、鉄粉量に対する空気量が多くなり過ぎ温度
が上昇し低温火傷の傷害を起すことが多かつた。

一方、かいろは日中の活動時や就床時に使用さ
れるが、10時間以上連続して使用されることはま
れであり、その使用目的から必ずしも連続して長
期間発熱させることは有利ではなく、この点から
も従来品のように一回限りの使用で長時間発熱さ
せるものは、不使用中も発熱がつづくため、非常
なエネルギーの損失であるといわなければならな
い。

本発明の目的は化学かいろの発熱体の発熱持続
時間を制御する方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明による化学か
いろの発熱時間制御方法においては、鉄粉と金属
を主体とする混合物を発熱体として収容した表面
吸水性及び通気性を有する袋体の表面に、前記発
熱体の全量の発熱に必要な量以下の水量を含水さ
せて飽和させた海綿、紙、ゴム、合成樹脂発泡
体等の含水性を有する予め定められた大きさの水
担体を添わせて給水を行い、水担体に固有の含水
量によつて発熱体の発熱持続時間を制御するとと
もに、その発熱可能時間を２回以上に分割するも
のである。

以下に本発明の実施例を説明する。

鉄粉と金属の酸塩との一定定量を封入した通気
性、通水性、表面含水性を有するシート状物から
なる内袋の一面に定量の水を含浸させた水担体を
重ね合せ、これを表面一部に通気孔を有する防水
性の外袋内に挿入する。

水担体に含まれた水は内袋の表面を濡らしてそ
の表面に浸透し、一方、外袋に開口された通気孔
を通して内袋内に空気が供給されると、混合物中
に含まれた鉄粉の酸化反応により発熱する。

使用する鉄粉は、従来この種のかいろに用いら
れている純粋な還元鉄は勿論、さらに鉄中に炭素
分を含む鋳鉄、銑鉄等の削りくず等を充分に粉砕
したものを用いる。純鉄の場合には炭末を添加す
る必要があるが、鉄中に炭素分が３〜４％含まれ
ていれば改めて炭末を加える必要がない。しかも
銑鉄粉は炭素との固溶体系であり、鉄の利用の点
で有利である。鉄粉に炭末を添加したものは鉄の
酸化反応が表面のみに止まり、内部が未反応のま
ま発熱が終了することが多い。

粉末の粒径は特に限定されるものではないが、
100〜400メツシユであれば十分である。

鉄と混合して使用する塩類としてはアルカリ金
属、アルカリ土金属、アルミニウム、鉄の鉱酸塩
が適し、特にアルカリ金属の塩酸塩、硝酸塩が好
ましく、また希鉱酸類や有機酸も有効である。こ
れらの金属酸塩を単独あるいは複合して使用する
割合は鉄粉に対し、使用目的により異なるが、ほ
ぼ１〜10％の範囲である。

金属の酸塩の具体例としては塩化カリ、塩化ナ
トリウム、硝酸カリ、硝酸ナトリウム、塩化カル
シウム、塩化マグネシユム、塩化バリウム硝酸マ
グネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸第二鉄、塩
化アルミニウム、クエン酸、リンゴ酸等を挙げる
ことができる。

発熱体の袋は通気性、通水性を有し、特に表面
含水性を有することが必要である。通気性のシー
ト表面に含水処理を施した素材を用いることもで
きる。不織布、紙あるいは織布と、多数の小孔を
あけた合成樹脂フイルム、例えばポリエチレンフ
イルムとのラミネートシートを素材とするときに
は、ポリエチレンシート面上に前記混合物の定量
を供給し、これを折曲げてその開放縁をヒートシ
ールによつて封止する。得られた袋の外面は吸水
性の不織布、紙あるいは織布で覆われる。

水担体は、発熱持続時間を制御するもので、海
綿、紙（セルロース）、ゴム、合成樹脂発泡体
などの含水性の素材を用いる。水担体の含水量
は、その含水容量によつて決定する。含水容量
は、水担体の大きさによつて定められる。したが
つて、本発明においては、一定の水量の含水によ
つて飽和する予め定められた大きさの水担体を使
用する。水担体の大きさは発熱体に供給すべき水
量を規定することになる。

外袋は、混合物を内包した内袋及び水担体を収
納するケースであるが、水担体に含まれた水の滲
出を防止するため、合成樹脂、ゴム等の防水性シ
ートを袋状に加工し、その一面に供給空気量を制
御する１又は複数個の通気孔を開口する。あるい
は一定形態を保型する金属又はプラスチツクケー
スを用い、その一面又は複数の面に通気孔を開口
してもよい。発熱温度を厳密に制御するにはこの
外袋に設ける内袋および水担体の挿入口は気密に
シールできるものがよく、外袋内への空気の供給
は通気孔のみを通して行ない、通気孔の総開口面
積を必要とする発熱温度に応じて決定する。

外袋を用いないときには、発熱体は常に最大温
度で発熱し、比較的短時間で低温となる。懐中に
入れるいわゆる“かいろ”として使用するときに
は外袋を用いるのがよい。

水担体の使用は、給水量を制御するのに有効で
ある。その材質、大きさの選定によつて一定量の
水を供給できる。供給空気量が一定の場合に発熱
持続時間は給水量に比例し、空気量に制限をうけ
ないときには発熱温度が上昇する。

吸水させた水担体を発熱体に添加することによ
り、発熱体の表面が含水し、その水分が、空気と
ともに合成樹脂フイルムの小孔を通して内部に浸
透し、鉄粉の酸化反応が開始して発熱する。一度
に多量の水が添加されても大部分は表面に吸収さ
れ、混合物の粒子間が水に遮ぎられて発熱が妨げ
られることはない。

本発明の発熱体は以上のように使用時に水を供
給して発熱を開始させるもので、発熱開始時期、
発熱温度、発熱持続時間を自由にコントロールす
ることができる。したがつて発熱体を２回以上に
分割して発熱させることができる。また発熱体の
袋に含水性、通気性を有する不織布、紙あるいは
織布と、ヒートシール性を有する有孔合成樹脂フ
イルムとのラミネートシートを用いたときは、混
合物の充填、封止の作業が容易となり、使用時に
おいても、供給された水を一旦表面に保持して合
成樹脂フイルムの小孔を通して徐々に供給される
ため、発熱反応が妨げられることはなく、特に外
袋と組合せて使用すれば、発熱反応により生じた
水蒸気の大部分を外袋内にとじこめ、この水蒸気
を発熱体の内外に流通させて効果的に発熱を持続
させることができる。

本発明によれば水担体の大きさの設定すなわ
ち、含水容量の設定により、袋体内に充填された
混合物の発熱に要する水量の数分の１の量の水を
水担体に含浸させておくことにより必要の都度繰
返し化学かいろの発熱体を発熱させて使用するこ
とができる効果を有するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鉄粉と金属を主体とする混合物を発熱体とし
   て収容した表面吸水性及び通気性を有する袋体の
   表面に、前記発熱体の全量の発熱に必要な量以下
   の水量を含水させて飽和させた海綿、紙、ゴ
   ム、合成樹脂発泡体等の含水性を有する予め定め
   られた大きさの水担体を添わせて給水を行い、水
   担体に固有の含水量によつて発熱体の発熱持続時
   間を制御するとともに、その発熱可能時間を２回
   以上に分割することを特徴とする化学かいろの発
   熱時間制御方法。