物品加熱装置
【課題】 発熱特性（温度の立ち上がり、あるいは、上昇温度、上昇温度継続時間）をさらに向上させた発熱体を使用した物品加熱装置を提供する。
【解決手段】 物品加熱装置は、容器に加熱される物品とともに発熱体１を入れ、さらに反応用の水を加え、発熱体から発生した熱で物品を加熱する物品加熱装置である。発熱体１は、多数の針孔１５が開けられた包材からなる袋体１０を有し、袋体１０内に、４０〜７０重量％のアルミニウム粉末、５〜４０重量％の消石灰粉末、及び、５〜４０重量％の生石灰粉末からなる発熱剤と、発熱剤に０．１〜３０重量％添加された、ホウ酸塩粉末、硫酸塩粉末、亜硫酸塩粉末、安息香酸塩粉末、及び、クエン酸塩粉末からなる群から選択された一つ以上の粉末からなる添加物と、を含む粉末２０が封入されている。発熱剤にこのような添加物を添加すると、良好な発熱特性が得られるので、比較的高価なアルミニウム粉末の量を従来のものより減らしても発熱特性を維持又は向上できる。
【解決手段】 物品加熱装置は、容器に加熱される物品とともに発熱体１を入れ、さらに反応用の水を加え、発熱体から発生した熱で物品を加熱する物品加熱装置である。発熱体１は、多数の針孔１５が開けられた包材からなる袋体１０を有し、袋体１０内に、４０〜７０重量％のアルミニウム粉末、５〜４０重量％の消石灰粉末、及び、５〜４０重量％の生石灰粉末からなる発熱剤と、発熱剤に０．１〜３０重量％添加された、ホウ酸塩粉末、硫酸塩粉末、亜硫酸塩粉末、安息香酸塩粉末、及び、クエン酸塩粉末からなる群から選択された一つ以上の粉末からなる添加物と、を含む粉末２０が封入されている。発熱剤にこのような添加物を添加すると、良好な発熱特性が得られるので、比較的高価なアルミニウム粉末の量を従来のものより減らしても発熱特性を維持又は向上できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水と反応して発熱する発熱体を使用して食品（レトルト食品や缶入り飲料等の調理済み食品など）や化粧品を加熱する物品加熱装置に関する。特には、温度の立ち上がりが早いとともに、十分な高温を所定時間維持できる物品加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水と反応して発熱する発熱体としては、従来より、アルミニウム粉末と生石灰（酸化カルシウム）粉末とを混合したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。そして、このような発熱体を使用して日本酒や駅弁を温めたり、非常時にレトルト食品などの調理済み食品を再加熱する食品加熱装置も一般的に用いられている。
【０００３】
この発熱体においては、生石灰を水と反応させて発熱させるとともに、この反応によって生成した消石灰（水酸化カルシウム）とアルミニウム粉末とを発熱反応させるものである。このような一連の反応により、食品などの物品を加熱するための十分な発熱量を短時間で得ることができる。
【０００４】
一方、本発明者らは、アルミニウム粉末と生石灰粉末に、消石灰粉末を加えた発熱剤を使用するとともに、発熱剤が封入される袋体の通水性にも着目した食品加熱装置を提案した（特許文献２参照）。この食品加熱装置においては、発熱剤が消石灰を含むことによって、反応させる水の温度が低い場合でも、良好な温度特性が得られる。
【０００５】
また、発熱剤に添加物として炭酸ナトリウムや塩化マグネシウムを加えたものも従来より使用されている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）
【０００６】
【特許文献１】特許第３４６７７２９号
【特許文献２】特許第３９２１５５０号
【特許文献３】特公平０５−２７６７２
【特許文献４】特開２００６−２４１４１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、発熱特性（温度の立ち上がり、あるいは、上昇温度、上昇温度継続時間）をさらに向上させた発熱体を使用した物品加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の物品加熱装置は、 容器に加熱される物品とともに発熱体を入れ、さらに反応用の水を加え、前記発熱体から発生した熱で物品を加熱する物品加熱装置であって、 前記発熱体が、 通水性を有する包材からなる袋体と、 該袋体に封入された、４０〜７０重量％のアルミニウム粉末、５〜４０重量％の消石灰粉末、及び、５〜４０重量％の生石灰粉末からなる発熱剤と、 該発熱剤に０．１〜３０重量％添加された、ホウ酸塩粉末、硫酸塩粉末、亜硫酸塩粉末、安息香酸塩粉末、及び、クエン酸塩粉末からなる群から選択された一つ以上の粉末からなる添加物、を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、発熱剤にホウ酸塩粉末、硫酸塩粉末、亜硫酸塩粉末、安息香酸塩粉末、又は、クエン酸塩粉末からなる添加物を添加すると、後述の実施例のように良好な発熱特性が得られる。その結果、比較的高価なアルミニウム粉末の量を従来のものより減らしても発熱特性を維持又は向上できる。このような添加物を加えることにより発熱特性が改善される理由は、正確には不明であるが、以下と推定している。
アルミニウムと水酸化カルシウムの反応で、水酸化アルミニウムカルシウムが生成され、反応が終息すると考えられる。この生成物の発生を抑制することにより、アルミニウムを効率よく発熱反応させることができると考えられる。
【００１０】
本発明においては、 前記添加物が、硫酸ナトリウム又は亜硫酸ナトリウムの粉末であることが好ましい。
【００１１】
添加物のホウ酸塩粉末、硫酸塩粉末、亜硫酸塩粉末、安息香酸塩粉末又はクエン酸塩粉末としては、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、硫酸カリウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸アンモニウム、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムカリウム、硫酸鉄、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸アンモニウム、亜硫酸鉄、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウムなどを挙げることができる。これらの内で、食品添加物として使用可能な、硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウムが安全上好ましい。
【００１２】
硫酸ナトリウムは、以下のようなものを用いることが好ましい。
粒度分布：〜５３μｍ；４０％、５３〜１２５μｍ；３０〜５０％、１２５〜３００μｍ；１０〜３０ ％、＋３００μｍ；０％。
亜硫酸ナトリウムは、以下のようなものを用いることが好ましい。
粒度分布：〜５３μｍ；４０％、５３〜１２５μｍ；３０〜５０％、１２５〜３００μｍ；１０〜３０ ％、＋３００μｍ；０％。
【００１３】
本発明においては、 前記添加物の添加量が０．５〜３重量％であることが好ましい。
添加量は、さらに好ましくは０．８〜２重量％である。添加量が０．５重量％より少ないと、温度の持続性が悪くなる。上記範囲内では、添加量が多いほど比較的良好な発熱特性が得られるが、３重量％より多いと、温度の立ち上がりが遅くなる。
【００１４】
本発明においては、 前記袋体の包材が、不織布に防水層を付けたベース布に多数の針孔を開けたものであること好ましい。
さらに、この場合、前記包材の透水速度が、以下のア）〜エ）の条件で、１ｃｍ2当り１３〜８２１ミリリットル／分であることが特に好ましい、
ア）使用水２３±３℃のイオン交換水、
イ）水頭２７±０．９５ｃｍ、
ウ）包材サンプルの透水面積２．８５ｃｍ2、
エ）単位時間あたりの透水量の安定した後（１０秒間に連続して計測された透水量のバラツキが少なくとも３回以上５％内となった後）、１分間以上測定し、任意の１分間に計測された量を、イオン交換水の比重１．０００（ｇ／ｃｍ3）として換算し透水量（ミリリットル）とする。
【００１５】
上記条件下での透水速度が１ｃｍ2当り１３〜８２１ミリリットル／分であると、発熱剤の漏れを防ぎつつ、良好な発熱特性を得られる。
【００１６】
また、本発明の発熱剤及び不織布の材質や物性としては、以下のようなものを挙げることができる。
本発明の袋体の不織布の材質は、コットンやパルプ羊毛などの天然繊維、ビスコース（レーヨン）やキュプラなどの再生繊維、または、６−ナイロン、６，６−ナイロンなどのポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸をはじめとする直鎖又は分岐の炭素数２０までのポリエステル類、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類、アクリルなどの合成繊維などを用いることができる。これらは２種類以上の素材のものを複合して使用してもよい。また、不織布の製造方法は、スパンレース法、スパンボンド法などによることができる。
【００１７】
不織布の物性は、目付（秤量）（ｇ／ｍ2）；４０〜７０、厚さ（μｍ）；１７０〜４６０、縦引張強度（Ｎ／５ｃｍ）；３５〜３８０、横引張強度（Ｎ／５ｃｍ）；１３〜１６５、縦引張伸度（％）；８０以下、横引張伸度（％）；１２０以下のものなどを用いることができる。
また、防水層は、例えば、合成樹脂フィルムをラミネート加工することにより形成することができる。合成樹脂フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、共重合ポリアミド系樹脂、共重合ポリエステル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル系樹脂、エストラマーなど、あるいは、それらの二種類以上の混合樹脂からなる単層フィルムや積層フィルムを用いることができる。合成樹脂フィルムの厚さは、０．０１〜０．３ｍｍ、好ましくは、０．０２〜０．１ｍｍである。
【００１８】
さらに、アルミニウムの粒度分布は、例えば、〜４５μｍ；７０〜９５％、４５〜６３μｍ；５〜２０％、６３〜７５μｍ；０〜５％、＋７５μｍ；０〜５％のものを使用できる。
消石灰の粒度分布は、〜４５μｍ；０〜１０％、４５〜７５μｍ；０〜３０％、７５〜１５０μｍ；２０〜 ４５％、＋１５０μｍ；３０〜７８％のものを使用できる。
生石灰粉末の粒度分布は、〜７５μｍ；５〜２５％、７５〜１５０μｍ；２０〜４０％、＋１５０μｍ；４５〜６５％のものや、〜７５μｍ；２５〜９０％、７５〜１５０μｍ；５〜７０％、＋１５０μｍ；０〜１５％のものを使用できる。
【００１９】
加熱される物品の例としては、レトルト食品や缶入り飲料、ゆで卵、お弁当などの食品や化粧品を挙げることができる。
また、容器の形状としては、袋、箱や鍋を挙げることができる。容器からは、発熱剤の上記発熱反応により発生したＨ2やＨ2Ｏが排出される。その排出口の大きさや数は、保温性を確保しつつ容器の膨張や破壊を防止できるように選択する。
【発明の効果】
【００２０】
以上の説明あるいは後述の実施例などから明らかなように、本発明によれば、添加物を発熱剤に添加することにより、特に上昇温度の持続性を向上させることができるので、良好な発熱特性を有する物品加熱装置を提供できる。また、添加物を添加することにより、比較的高価なアルミニウム粉末の重量を従来の物より減らしても良好な発熱特性を得られるので、物品加熱装置の低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、袋体の透水性について説明する。
【００２２】
袋体基材に種々の径で針穴を開けたサンプルを用意し、各サンプルの透水性（透水速度）を計測した。
（１）袋体基材
袋体の基材としては、非撥水性の不織布（１００％レーヨン、ＭＲ−５０／ＰＰ４０、国光製紙社製）を使用した。同不織布の物性は、目付（秤量）（ｇ／ｍ2）；５０、厚さ（μｍ）；４００、縦引張強度（Ｎ／２５ｍｍ）；４１、横引張強度（Ｎ／２５ｍｍ）；９．５、縦引張伸度（％）；２７以下、横引張伸度（％）；１２０以下、である。今回使用した不織布はスパンレース法で作製されている。スパンレース法とは、高圧の水流を柱状に噴射して繊維を絡ませる製法で、柔軟でドレープ性に富み、羽毛立ちのない不織布を製造できる。この方法で製造された不織布は、主にオムツや医療資材、食品用や掃除用の生活資材に使用されている。不織布の一面には防水層（ＰＰ製）が押出しラミネート加工により設けられている。その他に、加熱貼りあわせなどによることもできる。防水層の厚さは４０μｍである。
【００２３】
（２）針穴
上記基材に、針穴装置を使用して、種々の径で針穴を開けた。今回使用した針穴装置は、表面に、針が横方向に３．０ｍｍ間隔、縦方向に約２．９ｍｍ間隔で立設されたローラと、このローラに対向する基材支持ローラを有する。なお、針を加熱して針に触れたラミネートフィルムの部分を溶融して穴を開ける方式のものもある。上述の基材支持ローラに基材を固定し、両ローラを反対方向に回転させて、基材の全面に、針穴をほぼ一様な密度で形成した。そして、ローラの接触深さを変えることによって、針穴の径（０．０５〜０．４ｍｍ）を変えた基材を６個準備した。針穴の密度は、１１５０個／１００ｃｍ2である。なお、針穴の径が大きくなると、粒径の小さい発熱剤粒子が袋体から外に漏れやすくなり、好ましくない状況が起こる場合もあり得るので、発熱特性が得られる範囲で、より小さい径（０．０５〜０．４ｍｍ）とした。
この基材を５０ｍｍ×５０ｍｍの寸法に裁断したものをサンプルとした。
【００２４】
（３）透水性
一般的に、布等の透水性を示す標準となる公的な規格は存在しない。そこで、有孔フィルムの透水速度を測定する方法を基にして、以下に説明する透水速度計測方法により各サンプルの透水性を測定した。
【００２５】
図３は、今回使用した透水速度測定方法を説明する図である。
まず、ステンレス製の測定用タンク５１（内寸３３５×５３５×１７８ｍｍ）を用意し、同タンクに２３±３℃のイオン交換水を満たす。タンク５１の側面下方にはイオン交換水が流入する流入管５３が設けられており、同管の上方には流出管５５が設けられている。各管はコック５４、５６で開閉可能である。イオン交換水は、流入管５３からタンク５１に入れられて、流出管５５から排出される。
【００２６】
タンク５１の底面には、下方に延びる流出管５７（径；１９．０５ｍｍ）が設けられている。流出管５７はコック５８で開閉可能である。流出管５７の出口に、サンプルＳを、防水加工面を上側にして輪ゴム５９で仮止めし、シーリングテープで完全に出口を覆うように巻き付けた後、不透水性のＰＰ粘着テープで周囲を固定する。流出管５７の出口と流出管５５と間の高さ（水頭）Ｈは、２７０±９．５ｍｍである。そして、この出口の下方に採取容器６１を設置する。採取容器６１は重量はかり（図示されず）（ＧＦ−３０００、Ａ＆Ｄ社製）上に載置されている。
【００２７】
両コック５４、５６を開いてタンク５１をオーバーフロー状態に維持し、流出管５７のコック５８を開いて採取容器６１で採取された水の量（ミリリットル）を計測する。この際、単位時間あたりの透水量の安定した後（１０秒間に連続して計測された透水量のバラツキが少なくとも３回以上５％内となった後）、１分間以上測定し、任意の１分間に計測された量を透水量（ミリリットル）とする。そして、１分間のサンプル１ｃｍ2当りの透水量を透水速度（ミリリットル／ｍｉｎ／ｃｍ2）に換算する。イオン交換水の比重は１．０００（ｇ／ｃｍ3）とした。
【００２８】
次に、計測された透水度と、公知の通気度との関連を調べた。というのは、透水度の試験は手間がかかるので、もし通気度との相関があれば、通気度の試験で代用することができるからである。
通気度は、ガーレ式デンソメータ（ＲＡＮＧＥ；３００ｍｌ、ＴＩＭＥＲ；ｓ、ｔ＜１、測定部直径；３０ｍｍ、株式会社東洋精機製作所製、ＪＩＳ Ｐ８１１７準拠）を使用して計
測した。測定された値（ｓｅｃ／３００ｍｌ）を、通気速度（ミリリットル／ｍｉｎ／ｃｍ2）に換算した。
【００２９】
上記の方法で作製した、異なる針穴径の６個のサンプルについて、上記の方法で透水度を計測し、ガーレ式デンソメータを使用して通気度を計測した。
【００３０】
表１は、各サンプルの通気度と透水度の測定値及び同測定値から換算した通気速度と透水速度を示す。
【表１】
【００３１】
図４は、透水速度と通気速度の関係を表すグラフである。縦軸は、本例で計測した透水度から換算した透水速度を示し、横軸は、ガーレ式デンソメータで計測した通気度から換算した通気速度を示す。
グラフに示すように、透水速度と通気速度は一次関数で近似される。この近似式から、本例の袋体材料においては、透水速度：通気速度≒１：５．５の関係が得られた。
透水速度の測定は上述のように手間がかかるため、サンプルの透水速度を容易に推定できる通気速度に置き換えて以降の実験を進める。なお、透水速度（ミリリットル／ｍｉｎ／ｃｍ2）は、通気速度（ミリリットル／ｍｉｎ／ｃｍ2）／５．５で求めることとする。
【００３２】
（４）通気速度
発熱体の発熱特性（温度の立ち上がり、上昇温度、上昇温度維持時間）と袋体からの発熱剤の漏れを考慮した結果、袋体の包材の透水速度は、１ｃｍ2当り１３〜８２１ミリリットル／分が最も好ましいことが確認された。
【００３３】
次に、発熱剤に添加する添加物の種類と、添加重量が発熱温度に与える影響について説明する。
【００３４】
（１）発熱剤組成
上記の透水性測定に使用した発熱剤の各成分と同じ物性を有するアルミニウム粉末、消石灰粉末、生石灰粉末を用いて発熱剤サンプル（全重量６０ｇ）を作製した。重量比は、アルミニウム：消石灰：生石灰＝５０：３５：１５である。
【００３５】
（２）添加物の種類
添加物として硫酸ナトリウム粉末（鹿１級、関東化学社製）と亜硫酸ナトリウム粉末（鹿１級、関東化学社製）を準備した。
硫酸ナトリウムの粒度分布は、〜５３μｍ；４０％、５３〜１２５μｍ；３０％、１２５〜３００μｍ；３０％、＋３００μｍ；０％である。亜硫酸ナトリウムの粒度分布は、〜５３μｍ；４０％、５３〜１２５μｍ；３０％、１２５〜３００μｍ；３０％、＋３００μｍ；０％である。
【００３６】
（３）添加物重量
前述の組成の発熱剤に、上記の硫酸ナトリウム粉末、亜硫酸ナトリウム粉末の各々を以下の重量添加したサンプルを作製した。
硫酸ナトリウム粉末；０．１重量％、１重量％、２重量％、
亜硫酸ナトリウム粉末；０．１重量％、１重量％、２重量％、３重量％。
なお、比較例として添加物を添加しないサンプルも作製した。
【００３７】
（４）発熱体
上記の発熱剤サンプルを、透水性の実験に使用した袋体（非撥水性の不織布の一面に防水層を設けたもの）に封入して発熱体サンプルを作製した。袋体の透水速度は約４００ミリリットル／ｍｉｎ／ｃｍ2である。なお、この値は、ガーレ式デンソメータで計測した通気速度から換算したものである。
【００３８】
（４）発熱温度計測方法
図５は、温度計測方法を説明する図である。
排気口３２を有する加熱袋３１に、発熱体サンプル１、食品（レトルトご飯１個とレトルトカレー１個）Ｄ、水Ｗ１３０ｇを入れた。この例では、開口部が密閉可能に開閉される加熱袋３１に、径が５ｍｍの排気口３２を２個設けた。温度が２０℃に保たれた恒温室内において、加熱袋３１を、断熱材７１上に設置したステンレス容器７３内に保持し、発熱開始から２５分間、加熱袋３１内の雰囲気温度（蒸気温度）Ｔ１、発熱体１の表面の温度Ｔ２を計測装置Ｄで計測した。
【００３９】
（５）計測結果
計測結果を図６〜図９のグラフに示す。各グラフにおいて、横軸は測定時間（分）、縦軸は食品温度（℃）を示す。また、線の種類は添加物の重量を示す。
図６は、添加物として硫酸ナトリウムを使用した発熱体の蒸気温度（Ｔ１）と測定時間の関係を示すグラフである。
図７は、添加物として硫酸ナトリウムを使用した発熱体の発熱体表面温度（Ｔ２）と測定時間の関係を示すグラフである。
図８は、添加物として亜硫酸ナトリウムを使用した発熱体の蒸気温度（Ｔ１）と測定時間の関係を示すグラフである。
図９は、添加物として亜硫酸ナトリウムを使用した発熱体の発熱体表面温度（Ｔ２）と測定時間の関係を示すグラフである。
【００４０】
（６．１．１）硫酸ナトリウム（蒸気温度Ｔ１）
図６のグラフより、硫酸ナトリウムを添加すると、いずれの添加量においても、蒸気温度の温度持続性が改善されていることが分かる。つまり、反応開始から約２分後に９０℃以上に達しているとともに、その後の温度低下は、図の太破線で示す添加物なしに比べて緩やかである。また、添加量が多いほど良好な温度持続性を示している。
【００４１】
硫酸ナトリウムの添加により温度持続性が向上するのは以下の理由によると考えられる。
まず、生石灰と水で以下のような反応が起こる。
ＣａＯ＋Ｈ2Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）2
次に、以下の反応が起こる。
２Ａｌ＋Ｃａ（ＯＨ）2＋６Ｈ2Ｏ→Ｃａ[Ａｌ（ＯＨ）4]2＋３Ｈ2
ここに硫酸ナトリウムを加えることでカルシウムイオンと硫酸イオンが反応し、硫酸カルシウムが生成する。これによりアルミニウムと反応するカルシウムイオンの量を減らすことができ、アルミニウムが効率よく発熱反応し、温度持続性が向上すると考えられる。
【００４２】
また、添加量が多いほど温度持続性が良好なのは、添加量が多いほどカルシウムイオンの量を減らすことができるためと考えられる。
また、反応開始後温度が急上昇した後、いったん低下し、その後また急上昇している。この理由は、まず初めに生石灰と水の反応で一度温度が上昇し、この反応で得たアルカリ性水溶液によってアルミニウムの反応が開始するためと考えられる。ただし、このような温度変化は実用上問題はない。
【００４３】
（６．１．２）硫酸ナトリウム（発熱体表面温度Ｔ２）
図７のグラフより、硫酸ナトリウムの添加により、発熱体表面温度も、添加物なしの場合に比べて良好な温度持続性を示している。
【００４４】
（６．２．１）亜硫酸ナトリウム（蒸気温度Ｔ１）
図８のグラフより、亜硫酸ナトリウムを添加した場合も、温度の温度持続性が改善されていることが分かる。また、添加量が多いほど、温度の立ち上がり特性は悪いが、温度持続性は良好である。例えば、図のプロット付き実線で示す添加量が３％の場合は、反応開始から５分後に９０℃まで上昇しないが、約１０分後に９０℃以上に上昇し、２０分後にも９０℃以上を維持している。
【００４５】
亜硫酸ナトリウムの添加により温度持続性が向上する理由、添加量が多いほど温度持続性が良好な理由は、前述の硫酸ナトリウムの場合と同様と考えられる。
また、反応開始後温度が急上昇した後、いったん低下し、その後また急上昇している理由も、硫酸ナトリウムの場合と同様であり、実用上問題はない。
【００４６】
（６．２．２）亜硫酸ナトリウム（発熱体表面温度Ｔ２）
図９のグラフにより、亜硫酸ナトリウムの添加により、発熱体表面温度も、添加物なしの場合に比べて良好な温度持続性を示している。
【００４７】
今回の実験結果から以下のことがわかる。
（１）硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウムを添加すると、添加しない場合に比べて、蒸気温度及び発熱体表面温度とも温度持続性が向上する。
（２）添加物の量は多いほど良好な温度持続性が得られる。好ましい添加量は、０．１〜３０重量％であり、特には０．５〜３重量％が好ましい。
（３）温度の立ち上がり特性は、硫酸ナトリウムが好ましく、温度の持続性は亜硫酸ナトリウムが好ましい。
【実施例】
【００４８】
図１は、本発明の実施の形態に係る物品加熱装置に使用される発熱体の構造を説明する図であり、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は断面図である。
この発熱体１は、袋体１０と、同袋体１０に封入された、発熱剤と添加物からなる粉末２０とを備える。
【００４９】
袋体１０は、非撥水性の不織布１１（１００％レーヨン、ＭＲ−５０／ＰＰ４０、国光製紙社製）で作製される。不織布１１の一面には防水層（ＰＰ製）１３が押出しラミネート加工により設けられている。袋体１０には、全面にほぼ一様な密度で針孔１５が開けられている。針穴１５の径は、０．１〜０．３ｍｍである。上記に説明した測定方法（図３参照）で測定した、袋体１０の透水速度は約４００ミリリットル／ｍｉｎ／ｃｍ2である。なお、この値は、ガーレ式デンソメータで計測した通気速度から換算できる。袋体１０の寸法は、７０ｍｍ×１７０ｍｍである。
【００５０】
発熱剤は、アルミニウム粉末（♯２８０Ａ、ミナルコ社製）、消石灰粉末（特選、田源石灰製）、生石灰粉末（田源石灰製）を混合した混合粉末である（アルミニウム、消石灰、生石灰の重量比；５０：３５：１５、全重量６０ｇ）。この発熱剤と、添加物として、２重量％の亜硫酸ナトリウム（鹿１級、関東化学社製）を混合した粉末２０して袋体１０に収容し、発熱体１を製造した。
【００５１】
図２は、本発明の実施の形態に係る物品加熱装置を示す図である。この例は、レトルトご飯１個とレトルトカレー１個を加熱する装置を示す。
物品加熱装置３０は、排気口３２を有する加熱袋（容器）３１と、図１に示す発熱体１と、反応用の水Ｗとを備える。この例では、径が５ｍｍの円形の排気口３２を２個設けた。排気口３２としては、径が３〜７ｍｍの孔を２〜４個設けることができる。なお、容器によっては、径が１０〜１５ｍｍの孔を１〜２個、あるいは、径が１〜２ｍｍの孔を８〜１０個設けてもよい。また、排気口の形状は、円形でなくても水蒸気や水素を逃がすことのできるものであれば可能である。さらに、三方シール袋の場合は、開口部を折り返したものでもよい。
なお、発熱体１は空気中の水分との反応を防ぐため、保管時には気密性の外袋に入れられている。
【００５２】
外袋から取り出した発熱体１と、レトルトご飯１個とレトルトカレー１個Ｄを加熱袋（容器）３１に入れ、重量１３０ｇの水Ｗを加えて同容器３１を密封した。発熱体１は発熱反応を起こし、同容器３１に入れたレトルトご飯１個とレトルトカレー１個Ｄが加熱された。発熱反応により発生した蒸気やガスは、加熱袋３１の排気口３２から排出された。その結果、２５分後にご飯は７６℃、カレーは８５℃に加熱され、粉末２０の漏れも起こらなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態に係る物品加熱装置に使用される発熱体の構造を説明する図であり、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る物品加熱装置を示す図である。
【図３】今回使用した透水速度測定方法を説明する図である。
【図４】透水速度と通気速度の関係を表すグラフである。
【図５】温度計測方法を説明する図である。
【図６】添加物として硫酸ナトリウムを使用した発熱体の蒸気温度（Ｔ１）と測定時間の関係を示すグラフである。
【図７】添加物として硫酸ナトリウムを使用した発熱体の発熱体表面温度（Ｔ２）と測定時間の関係を示すグラフである。
【図８】添加物として亜硫酸ナトリウムを使用した発熱体の蒸気温度（Ｔ１）と測定時間の関係を示すグラフである。
【図９】添加物として亜硫酸ナトリウムを使用した発熱体の発熱体表面温度（Ｔ２）と測定時間の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１ 発熱体 １０ 袋体
１１ 不織布 １３ 防水層
１５ 針孔 ２０ 発熱用粉末
３０ 物品加熱装置 ３１ 加熱袋
３２ 排気口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水と反応して発熱する発熱体を使用して食品（レトルト食品や缶入り飲料等の調理済み食品など）や化粧品を加熱する物品加熱装置に関する。特には、温度の立ち上がりが早いとともに、十分な高温を所定時間維持できる物品加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水と反応して発熱する発熱体としては、従来より、アルミニウム粉末と生石灰（酸化カルシウム）粉末とを混合したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。そして、このような発熱体を使用して日本酒や駅弁を温めたり、非常時にレトルト食品などの調理済み食品を再加熱する食品加熱装置も一般的に用いられている。
【０００３】
この発熱体においては、生石灰を水と反応させて発熱させるとともに、この反応によって生成した消石灰（水酸化カルシウム）とアルミニウム粉末とを発熱反応させるものである。このような一連の反応により、食品などの物品を加熱するための十分な発熱量を短時間で得ることができる。
【０００４】
一方、本発明者らは、アルミニウム粉末と生石灰粉末に、消石灰粉末を加えた発熱剤を使用するとともに、発熱剤が封入される袋体の通水性にも着目した食品加熱装置を提案した（特許文献２参照）。この食品加熱装置においては、発熱剤が消石灰を含むことによって、反応させる水の温度が低い場合でも、良好な温度特性が得られる。
【０００５】
また、発熱剤に添加物として炭酸ナトリウムや塩化マグネシウムを加えたものも従来より使用されている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）
【０００６】
【特許文献１】特許第３４６７７２９号
【特許文献２】特許第３９２１５５０号
【特許文献３】特公平０５−２７６７２
【特許文献４】特開２００６−２４１４１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、発熱特性（温度の立ち上がり、あるいは、上昇温度、上昇温度継続時間）をさらに向上させた発熱体を使用した物品加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の物品加熱装置は、 容器に加熱される物品とともに発熱体を入れ、さらに反応用の水を加え、前記発熱体から発生した熱で物品を加熱する物品加熱装置であって、 前記発熱体が、 通水性を有する包材からなる袋体と、 該袋体に封入された、４０〜７０重量％のアルミニウム粉末、５〜４０重量％の消石灰粉末、及び、５〜４０重量％の生石灰粉末からなる発熱剤と、 該発熱剤に０．１〜３０重量％添加された、ホウ酸塩粉末、硫酸塩粉末、亜硫酸塩粉末、安息香酸塩粉末、及び、クエン酸塩粉末からなる群から選択された一つ以上の粉末からなる添加物、を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、発熱剤にホウ酸塩粉末、硫酸塩粉末、亜硫酸塩粉末、安息香酸塩粉末、又は、クエン酸塩粉末からなる添加物を添加すると、後述の実施例のように良好な発熱特性が得られる。その結果、比較的高価なアルミニウム粉末の量を従来のものより減らしても発熱特性を維持又は向上できる。このような添加物を加えることにより発熱特性が改善される理由は、正確には不明であるが、以下と推定している。
アルミニウムと水酸化カルシウムの反応で、水酸化アルミニウムカルシウムが生成され、反応が終息すると考えられる。この生成物の発生を抑制することにより、アルミニウムを効率よく発熱反応させることができると考えられる。
【００１０】
本発明においては、 前記添加物が、硫酸ナトリウム又は亜硫酸ナトリウムの粉末であることが好ましい。
【００１１】
添加物のホウ酸塩粉末、硫酸塩粉末、亜硫酸塩粉末、安息香酸塩粉末又はクエン酸塩粉末としては、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、硫酸カリウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸アンモニウム、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムカリウム、硫酸鉄、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸アンモニウム、亜硫酸鉄、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウムなどを挙げることができる。これらの内で、食品添加物として使用可能な、硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウムが安全上好ましい。
【００１２】
硫酸ナトリウムは、以下のようなものを用いることが好ましい。
粒度分布：〜５３μｍ；４０％、５３〜１２５μｍ；３０〜５０％、１２５〜３００μｍ；１０〜３０ ％、＋３００μｍ；０％。
亜硫酸ナトリウムは、以下のようなものを用いることが好ましい。
粒度分布：〜５３μｍ；４０％、５３〜１２５μｍ；３０〜５０％、１２５〜３００μｍ；１０〜３０ ％、＋３００μｍ；０％。
【００１３】
本発明においては、 前記添加物の添加量が０．５〜３重量％であることが好ましい。
添加量は、さらに好ましくは０．８〜２重量％である。添加量が０．５重量％より少ないと、温度の持続性が悪くなる。上記範囲内では、添加量が多いほど比較的良好な発熱特性が得られるが、３重量％より多いと、温度の立ち上がりが遅くなる。
【００１４】
本発明においては、 前記袋体の包材が、不織布に防水層を付けたベース布に多数の針孔を開けたものであること好ましい。
さらに、この場合、前記包材の透水速度が、以下のア）〜エ）の条件で、１ｃｍ2当り１３〜８２１ミリリットル／分であることが特に好ましい、
ア）使用水２３±３℃のイオン交換水、
イ）水頭２７±０．９５ｃｍ、
ウ）包材サンプルの透水面積２．８５ｃｍ2、
エ）単位時間あたりの透水量の安定した後（１０秒間に連続して計測された透水量のバラツキが少なくとも３回以上５％内となった後）、１分間以上測定し、任意の１分間に計測された量を、イオン交換水の比重１．０００（ｇ／ｃｍ3）として換算し透水量（ミリリットル）とする。
【００１５】
上記条件下での透水速度が１ｃｍ2当り１３〜８２１ミリリットル／分であると、発熱剤の漏れを防ぎつつ、良好な発熱特性を得られる。
【００１６】
また、本発明の発熱剤及び不織布の材質や物性としては、以下のようなものを挙げることができる。
本発明の袋体の不織布の材質は、コットンやパルプ羊毛などの天然繊維、ビスコース（レーヨン）やキュプラなどの再生繊維、または、６−ナイロン、６，６−ナイロンなどのポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸をはじめとする直鎖又は分岐の炭素数２０までのポリエステル類、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類、アクリルなどの合成繊維などを用いることができる。これらは２種類以上の素材のものを複合して使用してもよい。また、不織布の製造方法は、スパンレース法、スパンボンド法などによることができる。
【００１７】
不織布の物性は、目付（秤量）（ｇ／ｍ2）；４０〜７０、厚さ（μｍ）；１７０〜４６０、縦引張強度（Ｎ／５ｃｍ）；３５〜３８０、横引張強度（Ｎ／５ｃｍ）；１３〜１６５、縦引張伸度（％）；８０以下、横引張伸度（％）；１２０以下のものなどを用いることができる。
また、防水層は、例えば、合成樹脂フィルムをラミネート加工することにより形成することができる。合成樹脂フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、共重合ポリアミド系樹脂、共重合ポリエステル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル系樹脂、エストラマーなど、あるいは、それらの二種類以上の混合樹脂からなる単層フィルムや積層フィルムを用いることができる。合成樹脂フィルムの厚さは、０．０１〜０．３ｍｍ、好ましくは、０．０２〜０．１ｍｍである。
【００１８】
さらに、アルミニウムの粒度分布は、例えば、〜４５μｍ；７０〜９５％、４５〜６３μｍ；５〜２０％、６３〜７５μｍ；０〜５％、＋７５μｍ；０〜５％のものを使用できる。
消石灰の粒度分布は、〜４５μｍ；０〜１０％、４５〜７５μｍ；０〜３０％、７５〜１５０μｍ；２０〜 ４５％、＋１５０μｍ；３０〜７８％のものを使用できる。
生石灰粉末の粒度分布は、〜７５μｍ；５〜２５％、７５〜１５０μｍ；２０〜４０％、＋１５０μｍ；４５〜６５％のものや、〜７５μｍ；２５〜９０％、７５〜１５０μｍ；５〜７０％、＋１５０μｍ；０〜１５％のものを使用できる。
【００１９】
加熱される物品の例としては、レトルト食品や缶入り飲料、ゆで卵、お弁当などの食品や化粧品を挙げることができる。
また、容器の形状としては、袋、箱や鍋を挙げることができる。容器からは、発熱剤の上記発熱反応により発生したＨ2やＨ2Ｏが排出される。その排出口の大きさや数は、保温性を確保しつつ容器の膨張や破壊を防止できるように選択する。
【発明の効果】
【００２０】
以上の説明あるいは後述の実施例などから明らかなように、本発明によれば、添加物を発熱剤に添加することにより、特に上昇温度の持続性を向上させることができるので、良好な発熱特性を有する物品加熱装置を提供できる。また、添加物を添加することにより、比較的高価なアルミニウム粉末の重量を従来の物より減らしても良好な発熱特性を得られるので、物品加熱装置の低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、袋体の透水性について説明する。
【００２２】
袋体基材に種々の径で針穴を開けたサンプルを用意し、各サンプルの透水性（透水速度）を計測した。
（１）袋体基材
袋体の基材としては、非撥水性の不織布（１００％レーヨン、ＭＲ−５０／ＰＰ４０、国光製紙社製）を使用した。同不織布の物性は、目付（秤量）（ｇ／ｍ2）；５０、厚さ（μｍ）；４００、縦引張強度（Ｎ／２５ｍｍ）；４１、横引張強度（Ｎ／２５ｍｍ）；９．５、縦引張伸度（％）；２７以下、横引張伸度（％）；１２０以下、である。今回使用した不織布はスパンレース法で作製されている。スパンレース法とは、高圧の水流を柱状に噴射して繊維を絡ませる製法で、柔軟でドレープ性に富み、羽毛立ちのない不織布を製造できる。この方法で製造された不織布は、主にオムツや医療資材、食品用や掃除用の生活資材に使用されている。不織布の一面には防水層（ＰＰ製）が押出しラミネート加工により設けられている。その他に、加熱貼りあわせなどによることもできる。防水層の厚さは４０μｍである。
【００２３】
（２）針穴
上記基材に、針穴装置を使用して、種々の径で針穴を開けた。今回使用した針穴装置は、表面に、針が横方向に３．０ｍｍ間隔、縦方向に約２．９ｍｍ間隔で立設されたローラと、このローラに対向する基材支持ローラを有する。なお、針を加熱して針に触れたラミネートフィルムの部分を溶融して穴を開ける方式のものもある。上述の基材支持ローラに基材を固定し、両ローラを反対方向に回転させて、基材の全面に、針穴をほぼ一様な密度で形成した。そして、ローラの接触深さを変えることによって、針穴の径（０．０５〜０．４ｍｍ）を変えた基材を６個準備した。針穴の密度は、１１５０個／１００ｃｍ2である。なお、針穴の径が大きくなると、粒径の小さい発熱剤粒子が袋体から外に漏れやすくなり、好ましくない状況が起こる場合もあり得るので、発熱特性が得られる範囲で、より小さい径（０．０５〜０．４ｍｍ）とした。
この基材を５０ｍｍ×５０ｍｍの寸法に裁断したものをサンプルとした。
【００２４】
（３）透水性
一般的に、布等の透水性を示す標準となる公的な規格は存在しない。そこで、有孔フィルムの透水速度を測定する方法を基にして、以下に説明する透水速度計測方法により各サンプルの透水性を測定した。
【００２５】
図３は、今回使用した透水速度測定方法を説明する図である。
まず、ステンレス製の測定用タンク５１（内寸３３５×５３５×１７８ｍｍ）を用意し、同タンクに２３±３℃のイオン交換水を満たす。タンク５１の側面下方にはイオン交換水が流入する流入管５３が設けられており、同管の上方には流出管５５が設けられている。各管はコック５４、５６で開閉可能である。イオン交換水は、流入管５３からタンク５１に入れられて、流出管５５から排出される。
【００２６】
タンク５１の底面には、下方に延びる流出管５７（径；１９．０５ｍｍ）が設けられている。流出管５７はコック５８で開閉可能である。流出管５７の出口に、サンプルＳを、防水加工面を上側にして輪ゴム５９で仮止めし、シーリングテープで完全に出口を覆うように巻き付けた後、不透水性のＰＰ粘着テープで周囲を固定する。流出管５７の出口と流出管５５と間の高さ（水頭）Ｈは、２７０±９．５ｍｍである。そして、この出口の下方に採取容器６１を設置する。採取容器６１は重量はかり（図示されず）（ＧＦ−３０００、Ａ＆Ｄ社製）上に載置されている。
【００２７】
両コック５４、５６を開いてタンク５１をオーバーフロー状態に維持し、流出管５７のコック５８を開いて採取容器６１で採取された水の量（ミリリットル）を計測する。この際、単位時間あたりの透水量の安定した後（１０秒間に連続して計測された透水量のバラツキが少なくとも３回以上５％内となった後）、１分間以上測定し、任意の１分間に計測された量を透水量（ミリリットル）とする。そして、１分間のサンプル１ｃｍ2当りの透水量を透水速度（ミリリットル／ｍｉｎ／ｃｍ2）に換算する。イオン交換水の比重は１．０００（ｇ／ｃｍ3）とした。
【００２８】
次に、計測された透水度と、公知の通気度との関連を調べた。というのは、透水度の試験は手間がかかるので、もし通気度との相関があれば、通気度の試験で代用することができるからである。
通気度は、ガーレ式デンソメータ（ＲＡＮＧＥ；３００ｍｌ、ＴＩＭＥＲ；ｓ、ｔ＜１、測定部直径；３０ｍｍ、株式会社東洋精機製作所製、ＪＩＳ Ｐ８１１７準拠）を使用して計
測した。測定された値（ｓｅｃ／３００ｍｌ）を、通気速度（ミリリットル／ｍｉｎ／ｃｍ2）に換算した。
【００２９】
上記の方法で作製した、異なる針穴径の６個のサンプルについて、上記の方法で透水度を計測し、ガーレ式デンソメータを使用して通気度を計測した。
【００３０】
表１は、各サンプルの通気度と透水度の測定値及び同測定値から換算した通気速度と透水速度を示す。
【表１】
【００３１】
図４は、透水速度と通気速度の関係を表すグラフである。縦軸は、本例で計測した透水度から換算した透水速度を示し、横軸は、ガーレ式デンソメータで計測した通気度から換算した通気速度を示す。
グラフに示すように、透水速度と通気速度は一次関数で近似される。この近似式から、本例の袋体材料においては、透水速度：通気速度≒１：５．５の関係が得られた。
透水速度の測定は上述のように手間がかかるため、サンプルの透水速度を容易に推定できる通気速度に置き換えて以降の実験を進める。なお、透水速度（ミリリットル／ｍｉｎ／ｃｍ2）は、通気速度（ミリリットル／ｍｉｎ／ｃｍ2）／５．５で求めることとする。
【００３２】
（４）通気速度
発熱体の発熱特性（温度の立ち上がり、上昇温度、上昇温度維持時間）と袋体からの発熱剤の漏れを考慮した結果、袋体の包材の透水速度は、１ｃｍ2当り１３〜８２１ミリリットル／分が最も好ましいことが確認された。
【００３３】
次に、発熱剤に添加する添加物の種類と、添加重量が発熱温度に与える影響について説明する。
【００３４】
（１）発熱剤組成
上記の透水性測定に使用した発熱剤の各成分と同じ物性を有するアルミニウム粉末、消石灰粉末、生石灰粉末を用いて発熱剤サンプル（全重量６０ｇ）を作製した。重量比は、アルミニウム：消石灰：生石灰＝５０：３５：１５である。
【００３５】
（２）添加物の種類
添加物として硫酸ナトリウム粉末（鹿１級、関東化学社製）と亜硫酸ナトリウム粉末（鹿１級、関東化学社製）を準備した。
硫酸ナトリウムの粒度分布は、〜５３μｍ；４０％、５３〜１２５μｍ；３０％、１２５〜３００μｍ；３０％、＋３００μｍ；０％である。亜硫酸ナトリウムの粒度分布は、〜５３μｍ；４０％、５３〜１２５μｍ；３０％、１２５〜３００μｍ；３０％、＋３００μｍ；０％である。
【００３６】
（３）添加物重量
前述の組成の発熱剤に、上記の硫酸ナトリウム粉末、亜硫酸ナトリウム粉末の各々を以下の重量添加したサンプルを作製した。
硫酸ナトリウム粉末；０．１重量％、１重量％、２重量％、
亜硫酸ナトリウム粉末；０．１重量％、１重量％、２重量％、３重量％。
なお、比較例として添加物を添加しないサンプルも作製した。
【００３７】
（４）発熱体
上記の発熱剤サンプルを、透水性の実験に使用した袋体（非撥水性の不織布の一面に防水層を設けたもの）に封入して発熱体サンプルを作製した。袋体の透水速度は約４００ミリリットル／ｍｉｎ／ｃｍ2である。なお、この値は、ガーレ式デンソメータで計測した通気速度から換算したものである。
【００３８】
（４）発熱温度計測方法
図５は、温度計測方法を説明する図である。
排気口３２を有する加熱袋３１に、発熱体サンプル１、食品（レトルトご飯１個とレトルトカレー１個）Ｄ、水Ｗ１３０ｇを入れた。この例では、開口部が密閉可能に開閉される加熱袋３１に、径が５ｍｍの排気口３２を２個設けた。温度が２０℃に保たれた恒温室内において、加熱袋３１を、断熱材７１上に設置したステンレス容器７３内に保持し、発熱開始から２５分間、加熱袋３１内の雰囲気温度（蒸気温度）Ｔ１、発熱体１の表面の温度Ｔ２を計測装置Ｄで計測した。
【００３９】
（５）計測結果
計測結果を図６〜図９のグラフに示す。各グラフにおいて、横軸は測定時間（分）、縦軸は食品温度（℃）を示す。また、線の種類は添加物の重量を示す。
図６は、添加物として硫酸ナトリウムを使用した発熱体の蒸気温度（Ｔ１）と測定時間の関係を示すグラフである。
図７は、添加物として硫酸ナトリウムを使用した発熱体の発熱体表面温度（Ｔ２）と測定時間の関係を示すグラフである。
図８は、添加物として亜硫酸ナトリウムを使用した発熱体の蒸気温度（Ｔ１）と測定時間の関係を示すグラフである。
図９は、添加物として亜硫酸ナトリウムを使用した発熱体の発熱体表面温度（Ｔ２）と測定時間の関係を示すグラフである。
【００４０】
（６．１．１）硫酸ナトリウム（蒸気温度Ｔ１）
図６のグラフより、硫酸ナトリウムを添加すると、いずれの添加量においても、蒸気温度の温度持続性が改善されていることが分かる。つまり、反応開始から約２分後に９０℃以上に達しているとともに、その後の温度低下は、図の太破線で示す添加物なしに比べて緩やかである。また、添加量が多いほど良好な温度持続性を示している。
【００４１】
硫酸ナトリウムの添加により温度持続性が向上するのは以下の理由によると考えられる。
まず、生石灰と水で以下のような反応が起こる。
ＣａＯ＋Ｈ2Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）2
次に、以下の反応が起こる。
２Ａｌ＋Ｃａ（ＯＨ）2＋６Ｈ2Ｏ→Ｃａ[Ａｌ（ＯＨ）4]2＋３Ｈ2
ここに硫酸ナトリウムを加えることでカルシウムイオンと硫酸イオンが反応し、硫酸カルシウムが生成する。これによりアルミニウムと反応するカルシウムイオンの量を減らすことができ、アルミニウムが効率よく発熱反応し、温度持続性が向上すると考えられる。
【００４２】
また、添加量が多いほど温度持続性が良好なのは、添加量が多いほどカルシウムイオンの量を減らすことができるためと考えられる。
また、反応開始後温度が急上昇した後、いったん低下し、その後また急上昇している。この理由は、まず初めに生石灰と水の反応で一度温度が上昇し、この反応で得たアルカリ性水溶液によってアルミニウムの反応が開始するためと考えられる。ただし、このような温度変化は実用上問題はない。
【００４３】
（６．１．２）硫酸ナトリウム（発熱体表面温度Ｔ２）
図７のグラフより、硫酸ナトリウムの添加により、発熱体表面温度も、添加物なしの場合に比べて良好な温度持続性を示している。
【００４４】
（６．２．１）亜硫酸ナトリウム（蒸気温度Ｔ１）
図８のグラフより、亜硫酸ナトリウムを添加した場合も、温度の温度持続性が改善されていることが分かる。また、添加量が多いほど、温度の立ち上がり特性は悪いが、温度持続性は良好である。例えば、図のプロット付き実線で示す添加量が３％の場合は、反応開始から５分後に９０℃まで上昇しないが、約１０分後に９０℃以上に上昇し、２０分後にも９０℃以上を維持している。
【００４５】
亜硫酸ナトリウムの添加により温度持続性が向上する理由、添加量が多いほど温度持続性が良好な理由は、前述の硫酸ナトリウムの場合と同様と考えられる。
また、反応開始後温度が急上昇した後、いったん低下し、その後また急上昇している理由も、硫酸ナトリウムの場合と同様であり、実用上問題はない。
【００４６】
（６．２．２）亜硫酸ナトリウム（発熱体表面温度Ｔ２）
図９のグラフにより、亜硫酸ナトリウムの添加により、発熱体表面温度も、添加物なしの場合に比べて良好な温度持続性を示している。
【００４７】
今回の実験結果から以下のことがわかる。
（１）硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウムを添加すると、添加しない場合に比べて、蒸気温度及び発熱体表面温度とも温度持続性が向上する。
（２）添加物の量は多いほど良好な温度持続性が得られる。好ましい添加量は、０．１〜３０重量％であり、特には０．５〜３重量％が好ましい。
（３）温度の立ち上がり特性は、硫酸ナトリウムが好ましく、温度の持続性は亜硫酸ナトリウムが好ましい。
【実施例】
【００４８】
図１は、本発明の実施の形態に係る物品加熱装置に使用される発熱体の構造を説明する図であり、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は断面図である。
この発熱体１は、袋体１０と、同袋体１０に封入された、発熱剤と添加物からなる粉末２０とを備える。
【００４９】
袋体１０は、非撥水性の不織布１１（１００％レーヨン、ＭＲ−５０／ＰＰ４０、国光製紙社製）で作製される。不織布１１の一面には防水層（ＰＰ製）１３が押出しラミネート加工により設けられている。袋体１０には、全面にほぼ一様な密度で針孔１５が開けられている。針穴１５の径は、０．１〜０．３ｍｍである。上記に説明した測定方法（図３参照）で測定した、袋体１０の透水速度は約４００ミリリットル／ｍｉｎ／ｃｍ2である。なお、この値は、ガーレ式デンソメータで計測した通気速度から換算できる。袋体１０の寸法は、７０ｍｍ×１７０ｍｍである。
【００５０】
発熱剤は、アルミニウム粉末（♯２８０Ａ、ミナルコ社製）、消石灰粉末（特選、田源石灰製）、生石灰粉末（田源石灰製）を混合した混合粉末である（アルミニウム、消石灰、生石灰の重量比；５０：３５：１５、全重量６０ｇ）。この発熱剤と、添加物として、２重量％の亜硫酸ナトリウム（鹿１級、関東化学社製）を混合した粉末２０して袋体１０に収容し、発熱体１を製造した。
【００５１】
図２は、本発明の実施の形態に係る物品加熱装置を示す図である。この例は、レトルトご飯１個とレトルトカレー１個を加熱する装置を示す。
物品加熱装置３０は、排気口３２を有する加熱袋（容器）３１と、図１に示す発熱体１と、反応用の水Ｗとを備える。この例では、径が５ｍｍの円形の排気口３２を２個設けた。排気口３２としては、径が３〜７ｍｍの孔を２〜４個設けることができる。なお、容器によっては、径が１０〜１５ｍｍの孔を１〜２個、あるいは、径が１〜２ｍｍの孔を８〜１０個設けてもよい。また、排気口の形状は、円形でなくても水蒸気や水素を逃がすことのできるものであれば可能である。さらに、三方シール袋の場合は、開口部を折り返したものでもよい。
なお、発熱体１は空気中の水分との反応を防ぐため、保管時には気密性の外袋に入れられている。
【００５２】
外袋から取り出した発熱体１と、レトルトご飯１個とレトルトカレー１個Ｄを加熱袋（容器）３１に入れ、重量１３０ｇの水Ｗを加えて同容器３１を密封した。発熱体１は発熱反応を起こし、同容器３１に入れたレトルトご飯１個とレトルトカレー１個Ｄが加熱された。発熱反応により発生した蒸気やガスは、加熱袋３１の排気口３２から排出された。その結果、２５分後にご飯は７６℃、カレーは８５℃に加熱され、粉末２０の漏れも起こらなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態に係る物品加熱装置に使用される発熱体の構造を説明する図であり、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る物品加熱装置を示す図である。
【図３】今回使用した透水速度測定方法を説明する図である。
【図４】透水速度と通気速度の関係を表すグラフである。
【図５】温度計測方法を説明する図である。
【図６】添加物として硫酸ナトリウムを使用した発熱体の蒸気温度（Ｔ１）と測定時間の関係を示すグラフである。
【図７】添加物として硫酸ナトリウムを使用した発熱体の発熱体表面温度（Ｔ２）と測定時間の関係を示すグラフである。
【図８】添加物として亜硫酸ナトリウムを使用した発熱体の蒸気温度（Ｔ１）と測定時間の関係を示すグラフである。
【図９】添加物として亜硫酸ナトリウムを使用した発熱体の発熱体表面温度（Ｔ２）と測定時間の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１ 発熱体 １０ 袋体
１１ 不織布 １３ 防水層
１５ 針孔 ２０ 発熱用粉末
３０ 物品加熱装置 ３１ 加熱袋
３２ 排気口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に加熱される物品とともに発熱体を入れ、さらに反応用の水を加え、前記発熱体から発生した熱で物品を加熱する物品加熱装置であって、
前記発熱体が、
通水性を有する包材からなる袋体と、
該袋体に封入された、４０〜７０重量％のアルミニウム粉末、５〜４０重量％の消石灰粉末、及び、５〜４０重量％の生石灰粉末からなる発熱剤と、
該発熱剤に０．１〜３０重量％添加された、ホウ酸塩粉末、硫酸塩粉末、亜硫酸塩粉末、安息香酸塩粉末、及び、クエン酸塩粉末からなる群から選択された一つ以上の粉末からなる添加物、
を含むことを特徴とする物品加熱装置。
【請求項２】
前記添加物が、硫酸ナトリウム又は亜硫酸ナトリウムの粉末であることを特徴とする請求項１記載の物品加熱装置。
【請求項３】
前記添加物の添加量が０．５〜３重量％であることを特徴とする請求項１又は２記載の物品加熱装置。
【請求項４】
前記袋体の包材が、不織布に防水層を付けたベース布に多数の針孔を開けたものであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の物品加熱装置。
【請求項５】
前記包材の透水速度が、以下のア）〜エ）の条件で、１ｃｍ2当り１３〜８２１ミリリットル／分であることを特徴とする請求項４記載の物品加熱装置、
ア）使用水２３±３℃のイオン交換水、
イ）水頭２７±０．９５ｃｍ、
ウ）包材サンプルの透水面積２．８５ｃｍ2、
エ）単位時間あたりの透水量の安定した後（１０秒間に連続して計測された透水量のバラツキが少なくとも３回以上５％内となった後）、１分間以上測定し、任意の１分間に計測された量を、イオン交換水の比重１．０００（ｇ／ｃｍ3）として換算し透水量（ミリリットル）とする。
【請求項１】
容器に加熱される物品とともに発熱体を入れ、さらに反応用の水を加え、前記発熱体から発生した熱で物品を加熱する物品加熱装置であって、
前記発熱体が、
通水性を有する包材からなる袋体と、
該袋体に封入された、４０〜７０重量％のアルミニウム粉末、５〜４０重量％の消石灰粉末、及び、５〜４０重量％の生石灰粉末からなる発熱剤と、
該発熱剤に０．１〜３０重量％添加された、ホウ酸塩粉末、硫酸塩粉末、亜硫酸塩粉末、安息香酸塩粉末、及び、クエン酸塩粉末からなる群から選択された一つ以上の粉末からなる添加物、
を含むことを特徴とする物品加熱装置。
【請求項２】
前記添加物が、硫酸ナトリウム又は亜硫酸ナトリウムの粉末であることを特徴とする請求項１記載の物品加熱装置。
【請求項３】
前記添加物の添加量が０．５〜３重量％であることを特徴とする請求項１又は２記載の物品加熱装置。
【請求項４】
前記袋体の包材が、不織布に防水層を付けたベース布に多数の針孔を開けたものであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の物品加熱装置。
【請求項５】
前記包材の透水速度が、以下のア）〜エ）の条件で、１ｃｍ2当り１３〜８２１ミリリットル／分であることを特徴とする請求項４記載の物品加熱装置、
ア）使用水２３±３℃のイオン交換水、
イ）水頭２７±０．９５ｃｍ、
ウ）包材サンプルの透水面積２．８５ｃｍ2、
エ）単位時間あたりの透水量の安定した後（１０秒間に連続して計測された透水量のバラツキが少なくとも３回以上５％内となった後）、１分間以上測定し、任意の１分間に計測された量を、イオン交換水の比重１．０００（ｇ／ｃｍ3）として換算し透水量（ミリリットル）とする。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１８３９２５（Ｐ２０１０−１８３９２５Ａ）
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３３８４２（Ｐ２００７−１３３８４２）
【出願日】平成１９年５月２１日（２００７．５．２１）
【出願人】（０００１１３５８４）マイコール株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２１日（２００７．５．２１）
【出願人】（０００１１３５８４）マイコール株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
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