(57)【要約】      （修正有）【課題】酸化カルシウムとアルミニウム及び水とを加熱容器の内部で反応させて発熱させ、この発熱を被加熱物の加熱に利用するに当たり、反応で発生する水素ガスによる爆発を防止する方法を提供する。【解決手段】酸化カルシウムとアルミニウムを主剤とする発熱剤を通気性及び通水性を有する袋に収容して熱発生体４を形成し、水と反応して不燃性ガスを発生する不燃性ガス発生剤を熱発生体の袋より通気性及び通水性が大きい袋に収容して不燃性ガス発生体５を形成し、熱発生体と不燃性ガス発生体を加熱容器内の空間部１６に収容し、空間部の熱発生体と不燃性ガス発生体を水に浸漬し、先に不燃性ガス発生剤を水と反応させ、不燃性ガスを発生させて空間部に充満させた後に、発熱剤と水を反応させ、熱を発生させて熱の発生と共に発生する水素ガスを不燃性ガスで希釈し、空間部内の水素ガスの濃度を爆発が起こらない濃度とする。【選択図】図２
2013195035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱容器又は包装容器内の空間で酸化カルシウム及びアルミニウムを含む発熱剤と水とを反応させて発熱させ、当該発熱を被加熱物の加熱に利用するに当たり、発生する水素ガスによる爆発を防止する方法であって、
前記水素ガスの発生前に、前記空間で不燃性ガスを発生させて、当該不燃性ガスの発生後に発生する前記水素ガスによる爆発を防止するようにした、
水素ガスによる爆発を防止する方法。
【請求項２】
不燃性ガスの発生が停止した後は、水の加熱により発生する水蒸気により水素ガスによる爆発を防止するようにした、
請求項１記載の水素ガスによる爆発を防止する方法。
【請求項３】
不燃性ガスが炭酸ガスである、
請求項１又は２記載の水素ガスによる爆発を防止する方法。
【請求項４】
酸化カルシウム粉及びアルミニウム粉を含む発熱剤と水とを被加熱物を加熱する加熱容器又は包装容器内の空間で反応させて発熱させ、当該発熱を被加熱物の加熱に利用するに当たり、発生する水素ガスによる爆発を防止する方法であって、
前記酸化カルシウム粉及びアルミニウム粉を含む発熱剤を、通気性及び通水性を有する容器又は包装体に収容して熱発生体を形成し、
水と反応して不燃性ガスを発生する不燃性ガス発生剤を、前記熱発生体の容器又は包装体と比較して通気性及び通水性に優れる容器又は包装体に収容して不燃性ガス発生体を形成し、
前記熱発生体と前記不燃性ガス発生体を前記被加熱物を加熱する容器又は包装体内の空間に収容し、
当該空間の前記熱発生体と前記不燃性ガス発生体を水に浸漬し、
前記発熱剤と水との発熱反応に伴う水素ガスの発生前に、前記不燃性ガス発生剤と水を反応させて不燃性ガスを発生させ、当該不燃性ガスの発生後に発生する前記水素ガスによる爆発を防止するようにした、
水素ガスによる爆発を防止する方法。
【請求項５】
発熱剤を組成するアルミニウムの反応を活性化する金属塩を添加した、
請求項４記載の水素ガスによる爆発を防止する方法。
【請求項６】
不燃性ガス発生剤が、クエン酸に、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カルシウム及び炭酸マグネシウムの群から選ばれた一又は二以上を混合したものであり、水との反応により発生する不燃性ガスが炭酸ガスである、
請求項４又は５記載の水素ガスによる爆発を防止する方法。
【請求項７】
発熱剤に、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム及び炭酸水素カリウムの群から選ばれた一又は二以上を添加した、
請求項４、５又は６記載の水素ガスによる爆発を防止する方法。
【請求項８】
被加熱物を加熱する加熱装置本体内の空間で、酸化カルシウム粉及びアルミニウム粉を含む発熱剤と水とを反応させて発熱させ、当該発熱を前記被加熱物の加熱に利用する加熱装置であって、
前記空間には、前記発熱剤と水との反応による水素ガスの発生前に、水と先に反応にして不燃性ガスを発生させる不燃性ガス発生剤が備えられており、当該不燃性ガス発生剤による不燃性ガスの発生後に発生する前記水素ガスによる爆発を防止するようにした、
加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素ガスによる爆発を防止する方法及び加熱装置に関するものである。更に詳しくは、酸化カルシウムとアルミニウム及び水とを加熱容器又は包装容器の内部で反応させて発熱させ、この発熱を被加熱物の加熱に利用するに当たり、反応で発生する水素ガスによる爆発を防止する方法及び加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、鉄道の駅等で販売されている弁当には、購入者が購入後に所定の操作をすることにより、火力を使用せずに容器内で調理済み食品の加熱を行い、食品を温めて食べることができるものがある。このように、火力を使用せずに食品の加熱調理を行う加熱調理容器には、一般に酸化カルシウム（以下、「生石灰」ということもある）等の薬剤を水と反応させる化学的な発熱反応を利用したものが採用されている。
【０００３】
このような発熱剤には、当初は主剤として前記酸化カルシウムが主に使用されていたが、主剤が酸化カルシウムだけでは、発熱量、発熱温度及び発熱時間等のコントロールがしにくいので、食品を十分な温度で効率よく加熱するために、近年においては、更にアルミニウム粉を混合したものが提案されている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の食品加熱剤は、原料に粉体アルミニウム及び粉体生石灰を用いて、この混合物に注水し、各成分の発熱反応に続いて、生石灰が消石灰に変化した後、再び余剰のアルミニウム粉及び水を発熱反応させることにより、少ない原料から高い熱量を得ると共に、この間臭気を発しないというものである。
すなわち、生石灰と水が反応すると、生じた水酸化カルシウム(Ca(OH)2)が加水分解することにより強塩基水溶液が生じると共に発熱する。
（反応式）  CaO+H2O → Ca(OH)2＋15.2Kcal
そして、この強塩基水溶液とアルミニウムが反応すると、
（反応式）  2Al+3Ca(OH)2 → 3CaO・Al2O3 ＋ 3H2↑
となり、水素ガスが発生する。
【０００５】
また、特許文献２に記載の発熱剤は、粉体アルミニウムと粉体生石灰とから成り、発熱剤の総重量当たり粉体アルミニウムが７０乃至８５％及び粉体生石灰が１５乃至３０％であり、水と接触させて反応熱を発生させると共に水酸化カルシウムを生成させ、水酸化カルシウムと粉体アルミニウムとを反応させて反応熱を発生させ、両反応熱の総和を利用し、加熱調理容器用の加熱装置に使用される発熱剤の重量及び嵩を増加させずに、短時間で約１００℃に到達させ、その温度を所要時間維持させるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１４６８３５号公報
【０００７】
【特許文献２】特開２０００−２２６６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記特許文献１記載の食品加熱剤及び特許文献２に記載の発熱剤には次のような課題があった。
すなわち、酸化カルシウムとアルミニウムの粉を主剤とする食品加熱剤及び発熱剤には、水と反応させると、必然的に可燃性ガスである水素ガスが発生する（前記段落番号〔０００４〕の記載参照）。このため、発熱反応に伴い発生した水素ガスの容器内における濃度の管理を誤ると、引火等によって水素ガスが爆発する危険があるという大きな問題があった。
【０００９】
（本発明の目的）
本発明は、酸化カルシウムとアルミニウム及び水とを加熱容器又は包装容器の内部で反応させて発熱させ、この発熱を被加熱物の加熱に利用するに当たり、前記発熱反応に伴い発生する水素ガスによる爆発を防止する方法及び水素ガスによる爆発を防止した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】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
【００１１】
（１）本発明は、
加熱容器又は包装容器内の空間で酸化カルシウム及びアルミニウムを含む発熱剤と水とを反応させて発熱させ、当該発熱を被加熱物の加熱に利用するに当たり、発生する水素ガスによる爆発を防止する方法であって、
前記水素ガスの発生前に、前記空間で不燃性ガスを発生させて、当該不燃性ガスの発生後に発生する前記水素ガスによる爆発を防止するようにした、
水素ガスによる爆発を防止する方法である。
【００１２】
（２）本発明は、
不燃性ガスの発生が停止した後は、水の加熱により発生する水蒸気により水素ガスによる爆発を防止するようにした、
前記（１）の水素ガスによる爆発を防止する方法である。
【００１３】
（３）本発明は、
不燃性ガスが炭酸ガスである、
前記（１）又は（２）記載の水素ガスによる爆発を防止する方法である。
【００１４】
（４）本発明は、
酸化カルシウム粉及びアルミニウム粉を含む発熱剤と水とを被加熱物を加熱する加熱容器又は包装容器内の空間で反応させて発熱させ、当該発熱を被加熱物の加熱に利用するに当たり、発生する水素ガスによる爆発を防止する方法であって、
前記酸化カルシウム粉及びアルミニウム粉を含む発熱剤を、通気性及び通水性を有する容器又は包装体に収容して熱発生体を形成し、
水と反応して不燃性ガスを発生する不燃性ガス発生剤を、前記熱発生体の容器又は包装体と比較して通気性及び通水性に優れる容器又は包装体に収容して不燃性ガス発生体を形成し、
前記熱発生体と前記不燃性ガス発生体を前記被加熱物を加熱する加熱容器又は包装容器内の空間に収容し、
当該空間の前記熱発生体と前記不燃性ガス発生体を水に浸漬し、
前記発熱剤と水との発熱反応に伴う水素ガスの発生前に、前記不燃性ガス発生剤と水を反応させて不燃性ガスを発生させ、当該不燃性ガスの発生後に発生する前記水素ガスによる爆発を防止するようにした、
水素ガスによる爆発を防止する方法である。
【００１５】
（５）本発明は、
発熱剤を組成するアルミニウムの反応を活性化する金属塩を添加した、
前記（４）の水素ガスによる爆発を防止する方法である。
【００１６】
（６）本発明は、
不燃性ガス発生剤が、クエン酸に、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カルシウム及び炭酸マグネシウムの群から選ばれた一又は二以上を混合したものであり、水との反応により発生する不燃性ガスが炭酸ガスである、
前記（４）又は（５）の水素ガスによる爆発を防止する方法である。
【００１７】
（７）本発明は、
発熱剤に、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム及び炭酸水素カリウムの群から選ばれた一又は二以上を添加した、
前記（４）、（５）又は（６）の水素ガスによる爆発を防止する方法である。
【００１８】
（８）本発明は、
被加熱物を加熱する加熱装置本体内の空間で、酸化カルシウム粉及びアルミニウム粉を含む発熱剤と水とを反応させて発熱させ、当該発熱を前記被加熱物の加熱に利用する加熱装置であって、
前記空間には、前記発熱剤と水との反応による水素ガスの発生前に、水と先に反応にして不燃性ガスを発生させる不燃性ガス発生剤が備えられており、当該不燃性ガス発生剤による不燃性ガスの発生後に発生する前記水素ガスによる爆発を防止するようにした、
加熱装置である。
【００１９】
発熱剤は、通気性及び通液性を有する容器又は包装体に収容されて熱発生体を形成し、不燃性ガス発生剤は、通気性及び通液性を有する容器又は包装体に収容されて不燃性ガス発生体を形成するようにしてもよい。
【００２０】
不燃性ガス発生剤を収容する容器又は包装体は、発熱剤を収容する容器又は包装体より通気性及び通液性に優れるようにした構成とすることができる。
【００２１】
熱発生体と不燃性ガス発生体は、加熱装置本体内の空間における配置を異にして、前記不燃性ガス発生体を前記熱発生体より先に水と反応することができる箇所に配置するようにしてもよい。
【００２２】
加熱装置本体は、合体することによって空間が形成される二つの部材によって構成され、前記空間は、蒸気透過性を有する区画部材によって、熱発生体及び不燃性ガス発生体を収容する反応空間と、被加熱物を収容する加熱空間の二つに区画されている構成とすることができる。
【００２３】
特許請求の範囲及び本明細書にいう加熱容器又は包装容器（以下、加熱容器等という）は、少なくとも調理済み食品や未調理食品等の被加熱物を内部で発生する熱及び水蒸気等によって加熱することが可能な程度の密閉性を有するもので、その構造、材料を特に限定するものではない。
【００２４】
特許請求の範囲及び本明細書にいう不燃性ガスは、例えば炭酸ガス等の化合物のガスの他、単一元素からなる窒素ガス、アルゴン等の希ガスであってもよい。
アルミニウムの反応を活性化する助剤である金属塩としては、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム等があげられるが、これらに限定はされない。
【００２５】
不燃性ガス発生剤を組成するクエン酸は、酸性物質である安息香酸、フマル酸、リンゴ酸等で代替することができる。
また、通気性及び通水性を有する容器又は包装体（以下、包装体等という）の素材は、例えば和紙、織布、不織布の他、多数の微細な貫通孔を有するPET/PE/PEフィルム、ナイロンフィルム等であり、形態としては、例えば袋、箱等をあげることができる。
【００２６】
加熱容器又は包装容器（加熱装置本体）の空間内において、熱発生体と不燃性ガス発生体を水に浸漬する方法としては、加熱装置本体の空間に水を注入する方法、あらかじめ空間に入れられている水容器等を何等かの操作手段によって壊したり破裂させたり穴を開ける等して水容器等から水を出す方法等があるが、これらに限定するものではない。
【００２７】
（作用）
本発明に係る加熱装置の作用を説明する。
加熱装置を使用し、被加熱物（未調理食品又は調理済食品等）の加熱を行う際には、まず、被加熱物を加熱容器等内の空間部に収容する。
次に、被加熱物を濡らさないように空間部に注水する等して、熱発生体と不燃性ガス発生体を水に浸漬すると、熱発生体と不燃性ガス発生体の各包装体等の内部に水が入り始める。
【００２８】
そして、先に、包装体等の通気性及び通水性がより優れた側の不燃性ガス発生体の包装体等の内部に水が入り、包装体等の内部の不燃性ガス発生剤と水が反応を始める。これにより、炭酸ガス等の不燃性ガスが発生し、包装体等から出て空間部に溜まる。その後、遅れて熱発生体の包装体等の内部に水が入り、包装体等の内部の発熱剤と水が反応を始める。これにより、被加熱物を加熱する熱が発生し、それと共に水素ガスが発生し、水素ガスが包装体等から出る。
【００２９】
また、前記発熱反応に伴い発生した熱により、水が加熱されて蒸発することで水蒸気が発生し、空間部にある被加熱物が、前記熱及び水蒸気によって加熱される。
更に、前記水素ガスは、前記のように空間部にあらかじめ不燃性ガスが溜まっているために、包装体等から出ると同時に不燃性ガスで希釈され、水蒸気発生後は不燃性ガスの発生が停止した後でも、残留した不燃性ガスや発生している水蒸気によって希釈される。これにより、空間部内の水素ガスの濃度は、引火等による爆発が起こらない濃度（例えば４％以下）となり、水素爆発の発生を防止できる。
【００３０】
発熱剤を組成するアルミニウムの反応を活性化する金属塩を添加したものは、酸化カルシウムとアルミニウムの配合割合を、例えばアルミニウムを主剤の総量の１５〜３５重量％、酸化カルシウムを主剤の総量の６５〜８５重量％（主剤総量で１００重量％）とすることができる等、従来の一般的な配合割合と比較して、アルミニウムの酸化カルシウムに対する相対的な使用量を十分な発熱量を保持しながら少なく抑えることができる。
【００３１】
換言すれば、アルミニウムの使用量を従来より少なく抑えながら、従来と同等の発熱量（詳しくは、最高到達温度や発熱時間）を得ることが可能になる。また、結果的にアルミニウムの使用量を減らすことができるので、発熱反応に伴い発生する水素ガスの発生量を抑制することができると共に、反応残渣も少なくなるため廃棄する際に容易であり、コストの面でも安価になる利点がある。
【００３２】
発熱剤に、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム及び炭酸水素カリウムの群から選ばれた一又は二以上を添加したものは、発熱剤を入れる包装体等が熱で溶融することを防止できる。
その理由は明かではないが、炭酸水素ナトリウム又は炭酸ナトリウムを添加することで、炭酸ガスがより多く発生し、これによるガスの圧力で包装体等の材料と発熱剤の間に隙間が生じやすくなることで、高温になっている反応物質が直接触れにくくなるために、包装体等の材料の熱による溶融が起こらなくなると思われる。
【発明の効果】
【００３３】
（ａ）本発明は、酸化カルシウムとアルミニウム及び水とを加熱容器等の内部で反応させて発熱させ、この発熱を被加熱物の加熱に利用するに当たり、前記発熱反応に伴い水素ガスが発生する前に、加熱容器等の内部に不燃性ガスを発生させることにより、水素ガスによる爆発を防止することができる。
【００３４】
（ｂ）発熱剤にアルミニウムの反応を活性化する金属塩を添加したものは、酸化カルシウムとアルミニウムの配合を、従来の一般的な配合と比較して、アルミニウムの酸化カルシウムに対する相対的な使用量を十分な発熱量を保持しながら少なく抑えることができる。
【００３５】
（ｃ）発熱剤に、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム及び炭酸水素カリウムの群から選ばれた一又は二以上を添加したものは、発熱剤を入れる包装体等が熱で溶融することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る加熱機能付き食品容器の一実施の形態を示す分解斜視説明図。
【図２】本発明に係る加熱機能付き食品容器の断面説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
〔実施の形態〕
【００３８】
本発明を図面に示した実施の形態に基づき詳細に説明する。
図１及び図２を参照する。
【００３９】
加熱装置である加熱機能付き食品容器Ａは、耐熱性を有する合成樹脂製であり、下容器１と上容器２及び巻き簀３（巻き簾ともいう）を備えている。
下容器１と上容器２は、竹様外観をもって、すなわち孟宗竹を所要長さに切り、これを縦に半分に割った形状を象って形成されており、合体させることによって加熱装置本体（容器又は包装容器）を形成するものである。
【００４０】
（下容器１）
下容器１は、円筒体を縦に半分に切断した形状の外輪体１１と、その長さ方向の両端寄りに設けられ、竹の節に似せて形成された半円形の封鎖板１２、１３を有している。下容器１には、各封鎖板１２、１３の内方側に所要の間隔をおいて、前記巻き簀３を載置するための支持棒１４、１５が取り付けられている。
【００４１】
支持棒１４、１５は、封鎖板１２、１３の上辺と平行になるように、かつ上辺よりやや低くなるように両端部を外輪体１１の内面側に固定して取り付けられている。また、外輪体１１の外面側の下部には、下容器１を平面に置いたときに安定させるための切欠部１７が、長さ方向の両端側の節を象った部分に形成されている。
【００４２】
（上容器２）
上容器２は、前記下容器１と同様に円筒体を縦に半分に切断した形状の外輪体２１と、その長さ方向の両端寄りに設けられ、竹の節に似せて形成された半円形の封鎖板２２、２３を有している。上容器２は、各封鎖板２２、２３の内方側かつ外輪体２１の湾曲した外周方向の両端縁の内面側に、係合片２４、２５が突出して形成されている。係合片２４、２５は、前記下容器１と上容器２を合わせたときに、下容器１の外輪体１１の湾曲した外周方向の両端縁の内面側に内嵌めされる。
【００４３】
加熱機能付き食品容器Ａは、前記下容器１と上容器２を組み合わせたものの内部に、巻き簀３、熱発生体４及び不燃性ガス発生体である炭酸ガス発生体５を収容して構成されている。下容器１と上容器２を前記のように組み合わせることによって、外輪体１１、１２及び各封鎖板１２、１３、２２、２３によって、内部に空間部が形成される。また、前記したように、巻き簀３は下容器１の支持棒１４、１５の上に拡げて載置される。
【００４４】
これにより巻き簀３の下側に形成される空間部は反応空間部１６となり、巻き簀３の上側に形成される空間部は、被加熱物である食品を収容する加熱調理空間部２６となる。なお、本実施の形態では、取り扱いの容易性等を考慮して、丸めることができる巻き簀を採用したが、これに限定するものではなく、例えば簀の子やパンチングメタルのような剛性の高い通気性材料を採用することもできる。前記熱発生体４と炭酸ガス発生体５は、前記反応空間部１６に一緒に収容されている。
【００４５】
（熱発生体４）
熱発生体４は、不織布等で形成された容器又は包装体である袋の内部に、アルミニウム粉（又は粒）と酸化カルシウム（生石灰）粉（又は粒）を主剤として、助剤等の添加剤と共にあらかじめ決められた割合及び量で配合され収容されたものである。
【００４６】
袋の素材は、本実施の形態では、不織布〔商標名：「ユニセル」、「メルフィット」（ユニセル株式会社）、スパンボンド「エルタス」（旭化成せんい株式会社）等〕の他、多数の微細な貫通孔を有するPET/PE/PEフィルム、ナイロンフィルム等である。また、素材の通気量は、１０(cm3/cm2/sec)のものが使用されており、後記炭酸ガス発生体５の袋より通気性及び通液性がより小さく、ガス及び水を通しにくくなっている。
【００４７】
なお、後記炭酸ガス発生体５の袋は、熱発生体４の袋に対して反応開始までの時間に十分な差をつけて、先に炭酸ガスが発生するようにするために、例えば前記熱発生体４の袋の通気量、１０(cm3/cm2/sec)に対し、炭酸ガス発生体５の袋には、後記するように通気量が２５(cm3/cm2/sec)のものを採用している。又は、熱発生体４の袋として、例えば通気量が２５(cm3/cm2/sec)のものを採用し、炭酸ガス発生体５の袋として通気量が５０(cm3/cm2/sec)のものを採用することもできる。
【００４８】
以下、熱発生体４の袋の内部に収容される発熱剤の主剤及び添加剤の配合について説明する。なお、本実施の形態では、アルミニウムの使用量を従来の一般的な配合と比較して１／２〜１／３に減少させ、なおかつ後記各実施例で説明するように十分な発熱量を確保している。
【００４９】
発熱剤は、アルミニウム(Al)と酸化カルシウム(CaO)からなる主剤に、助剤として金属塩である塩化ナトリウムを添加したものである。なお、発熱剤には、助剤として更に炭酸水素ナトリウム(重曹：NaHCO3)又は炭酸ナトリウム(Na2CO3)を添加することもできる。この場合の炭酸水素ナトリウム又は炭酸ナトリウムは、熱発生体４の袋の不織布又はフィルムの熱による溶融を防止するためのものである。
【００５０】
主剤としてのアルミニウムと酸化カルシウムの配合割合は、主剤の総量を基準とすると、例えばアルミニウムが１５〜３５重量％、酸化カルシウムが６５〜８５重量％（主剤総量で１００重量％）である。
また、発熱剤の配合割合を重量部で表すと、例えばアルミニウムが１５〜３５重量部、酸化カルシウムが６５〜８５重量部、塩化ナトリウムが２．５〜８重量部、炭酸水素ナトリウム又は炭酸ナトリウムが５〜８重量部である。
【００５１】
なお、熱発生体４の発熱剤が水と反応すると、熱が発生すると共に水素ガスが発生するが、水素ガス発生量の理論上の計算は次の通りである。
2Al +3Ca(OH)2  = 3CaO・Al2O3 + 3H2↑ + 196.6kj
これより、アルミ１モルから，水素３/２モルが得られる。アルミニウム分子量:26.98で22.4Lの水素が発生する。
アルミ6ｇの場合  0.22モル  0.22×3/2×22.4＝7.47L
（アルミ11.7ｇの場合は同様に14.6L）
が、アルミニウムが全部反応すると発生することとなる。
これを30分で割ると、おおまかではあるが1分当たりの発生量を求められる。
6ｇ・・・・0.249L
11.7ｇ・・・0.487L
【００５２】
なお、本実施の形態のように、発熱剤において、特に酸化カルシウムを配合する量が従来の一般的な配合と比較して多い場合は、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム又は炭酸水素カリウム等を添加しないと、温度が上がりすぎて袋が溶融し穴が開くおそれがある。
【００５３】
前記袋の不織布又はフィルムの溶融を防止できる理由は明かではないが、炭酸水素ナトリウム又は炭酸ナトリウム、炭酸カリウム又は炭酸水素カリウム等を添加することで、発熱反応に伴い炭酸ガスがより多く発生し、これによるガスの圧力で袋の材料と発熱剤の間に隙間が生じやすくなり、高温になっている反応物質が直接触れにくくなるために、袋の材料の熱による溶融が起こらなくなると思われる。
【００５４】
（炭酸ガス発生体５）
炭酸ガス発生体５は、不織布等で形成された袋に炭酸ガス発生剤である炭酸水素ナトリウム粉（又は粒）とクエン酸(C6H8O7)粉（又は粒）が、あらかじめ決められた割合及び量で配合され収容されたものである。なお、炭酸水素ナトリウムは、例えば炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カルシウム又は炭酸マグネシウム等で代替することができる。
【００５５】
使用するアルミニウム粉、酸化カルシウム粉、塩化ナトリウム粉、炭酸水素ナトリウム粉、クエン酸粒の粒度は、アルミニウム粉、酸化カルシウム粉、塩化ナトリウム粉、炭酸水素ナトリウム粉は例えば１〜１００μｍであり、クエン酸粒は例えば０．５ｍｍである。しかし、この粒度は適宜調整が可能であり、クエン酸粒の粒度を１〜１００μｍとする等、前記粒度に限定するものではない。
【００５６】
袋の素材は、本実施の形態では、前記熱発生体４の袋と同様で、不織布〔商標名：「ユニセル」、「メルフィット」（ユニセル株式会社）、スパンボンド「エルタス」（旭化成せんい株式会社）〕等の他、多数の微細な貫通孔を有するPET/PE/PEフィルム、ナイロンフィルム等である。また、素材の通気量は、２５(cm3/cm2/sec)のものが使用されており、前記熱発生体４の袋より通気性及び通液性に優れ、ガス及び水を通しやすくなっている。
【００５７】
次に、炭酸ガス発生体５の袋の内部に収容される炭酸ガス発生剤の配合比について説明する。表１には、炭酸ガス発生剤の炭酸水素ナトリウムとクエン酸の配合比とその実験結果を示している。表１では、前記反応空間部１６及び加熱調理空間部２６の実質的容積が合計で１０００ｃｃの場合で、炭酸水素ナトリウム４ｇを必須として使用し実験を行ったものである。なお、表１では、便宜上、炭酸水素ナトリウムを重曹と表記している。
【００５８】
【表１】
2013195035.tif 000003
【００５９】
表１から分かるように、炭酸ガス発生剤において、炭酸水素ナトリウムとクエン酸との配合比は、加熱調理容器内の空間の容積に見合った量を使用するのはもちろんであるが、炭酸水素ナトリウムとクエン酸の重量比が、４：２．６〜４：４の範囲内、好ましくは４：３〜４：４の範囲内で設定するのがよい。
【００６０】
すなわち、重量％でいえば「炭酸水素ナトリウムが約６１重量％でクエン酸が約３９重量％」〜「炭酸水素ナトリウムが５０重量％でクエン酸が５０重量％」の範囲内、好ましくは「炭酸水素ナトリウムが約５７重量％でクエン酸が約４３重量％」〜「炭酸水素ナトリウムが５０重量％でクエン酸が５０重量％」の範囲内（総量で１００重量％）に設定するのがよい。
前記配合比でない場合、炭酸ガスの発生量が不十分で、水素爆発を防止することができない可能性がある。
【００６１】
なお、CO2発生量の理論上の計算は次の通りである。
炭酸水素ナトリウム    MW:84.007
クエン酸              MW:192.12
HOC(CH2COOH)COOH + 3NaHCO3 → 3CO2 
192.12                  252.02
というようにCO2を発生させる。最小倍率は約3：4となり、これにより、クエン酸3.00g、炭酸水素ナトリウム4.00gで反応させると、クエン酸0.0156mol、炭酸水素ナトリウム0.0476molであるので、クエン酸1molあたり、3molのCO2が発生する。これより、クエン酸は0.0468mol分の能力がある。
また、炭酸水素ナトリウム1molあたり、1molのCO2が発生する。よって、クエン酸が全量反応したとすると、
0.0468mol×22.4L/mol=1.05L
のCO2が発生することとなる。
【００６２】
（作用）
以下、加熱機能付き食品容器Ａを使用し、被加熱食品６を食するのに適した温度まで加熱する試験を行った場合を例にとり説明する。
加熱機能付き食品容器Ａにおいて、反応空間部１６と食品収容空間部２６の容積（被加熱食品の体積を除いた実質的容積）は、ほぼ１０００ｃｃ（ｍｌ）である。
【００６３】
【表２】
2013195035.tif 000004
【実施例１】
【００６４】
表２を参照する。
本実施例１における熱発生体４の発熱剤の配合量は、アルミニウム粉９ｇ、酸化カルシウム粉１８ｇ、塩化ナトリウム粉２ｇである。本実施例１でのアルミニウム粉と酸化カルシウム粉の配合割合は、主剤の総量を基準とすると、アルミニウム粉３３．３重量％（発熱剤の総量を基準とすると３１重量％）、酸化カルシウム粉６６．７重量％（発熱剤の総量を基準とすると６２重量％）であり（主剤総量で１００重量％）、塩化ナトリウム粉の配合割合は、発熱剤の総量を基準とすると７重量％である。また、炭酸ガス発生体５の炭酸ガス発生剤の配合量は、炭酸水素ナトリウム粉４ｇ、クエン酸粒４ｇである。
【００６５】
使用するアルミニウム粉、酸化カルシウム粉、塩化ナトリウム粉、炭酸水素ナトリウム粉、クエン酸粒の粒度は、アルミニウム粉、酸化カルシウム粉、塩化ナトリウム粉、炭酸水素ナトリウム粉は平均粒度で５０μｍであり、クエン酸粒は０．５ｍｍである。なお、この各薬剤の粒度については、後記実施例２、実施例３及び比較例で使用する発熱剤や炭酸ガス発生剤についても同様である。
【００６６】
加熱機能付き食品容器Ａを使用した食品の加熱は次のように行った。まず、下容器１に熱発生体４と炭酸ガス発生体５を入れ、支持棒１４、１５の上に巻き簀３を置き、巻き簀３の上に被加熱食品６（未調理食品又は調理済食品）を置いた。
次に、下容器１側の反応空間部１６に水８０ｃｃ（ｍｌ）を入れて熱発生体４と炭酸ガス発生体５を水に浸漬すると、熱発生体４と炭酸ガス発生体５の各袋の内部に水が入り始めた。そして、上容器２を下容器１に被せ、被加熱食品６が上容器２側の食品収容空間部２６に収まるようにした。
【００６７】
そして、先に、袋の通水性がより大きい側の炭酸ガス発生体５の袋内に水が入り、袋内の炭酸ガス発生剤と水が反応を始めた。これにより、炭酸ガスが発生し、袋を通過して反応空間部１６と食品収容空間部２６に充満した。
炭酸ガスが発生し始めてから６０秒後、袋の通水性がより小さい側の熱発生体４の袋内に水が入り、袋内の発熱剤と水が反応を始めた。これにより、被加熱食品６を加熱する熱が発生し、それと共に水素ガスが発生した。
【００６８】
発生した水素ガスは袋を通過し、当初は前記のように反応空間部１６と食品収容空間部２６に充満している炭酸ガスと混じり、炭酸ガスで希釈され、反応空間部１６と食品収容空間部２６内の水素ガスの濃度は、発生した炭酸ガスの量が十分に多かったために、引火等による爆発が起こらない濃度（例えば４％以下）に維持されたと思われ、ライターの火を近付けても爆発は起こらず、水素爆発を防止できた。
【００６９】
更に、発生した熱により、反応空間部１６内の水が加熱されて蒸発し水蒸気が発生した。水蒸気もまた、反応空間部１６と食品収容空間部２６に充満し、反応空間部１６と通じている食品収容空間部２６にある被加熱食品６が、前記発生熱及び発生熱を含む水蒸気によって加熱調理された。また、水蒸気が発生して以降は、炭酸ガスの発生が停止しても、発熱反応中に継続して発生している水素ガスは、残留している炭酸ガスや水蒸気によって希釈され、反応空間部１６と食品収容空間部２６内の水素ガスの濃度は、前記と同様に爆発が起こらない濃度に維持されたと思われ、ライターの火を近付けても爆発は起こらず、水素爆発を防止できた。
【００７０】
なお、本実施例１では、発熱反応が続き、加熱をする約３０分間に調理などに必要な熱を集中的に発生させることができた。具体的には、アルミニウムの使用量を抑え、酸化カルシウムの量を増やしているにも関わらず、助剤である塩化ナトリウムの使用でアルミニウムの反応を活性化しているので、３０分間のうち加熱に必要な温度８０℃以上を１５分間程度保持でき、十分な加熱調理を行うことができた。
【実施例２】
【００７１】
同じく表２を参照する。
本実施例２における熱発生体４の発熱剤の配合量は、アルミニウム粉９ｇ、酸化カルシウム粉１８ｇ、塩化ナトリウム粉２ｇである。本実施例２でのアルミニウム粉と酸化カルシウム粉の配合割合は、前記実施例１と同様、主剤の総量を基準とするとアルミニウム粉３３．３重量％（発熱剤の総量を基準とすると３１重量％）、酸化カルシウム粉６６．７重量％（発熱剤の総量を基準とすると６２重量％）であり（主剤総量で１００重量％）、塩化ナトリウム粉の配合割合は、発熱剤の総量を基準とすると７重量％である。また、炭酸ガス発生体５の炭酸ガス発生剤の配合量は、炭酸水素ナトリウムの代替として炭酸ナトリウム粉６ｇを使用し、クエン酸粒は６ｇである。
【００７２】
本実施例２では、以下、前記実施例１と同様の工程（過程）を経て水素爆発を防止できると共に、被加熱食品６の加熱調理を３０分程度の比較的短い時間で十分に行うことができた。
【００７３】
前記実施例１及び実施例２においては、アルミニウムの配合割合が主剤の総量の３３．３重量％と、比較的多い値で設定したが、アルミニウムの配合割合を比較的少ない値（具体的には主剤の総量の１６．２重量％）に設定し、発熱剤に袋の溶融防止剤として炭酸水素ナトリウム粉を添加し実施例３として試験を行った。
【実施例３】
【００７４】
同じく表２を参照する。
熱発生体４の発熱剤の配合量は、アルミニウム粉６ｇ、酸化カルシウム粉３１ｇ、塩化ナトリウム粉１ｇ、炭酸水素ナトリウム粉２ｇである。本実施例３でのアルミニウム粉と酸化カルシウム粉の配合割合は、主剤の総量を基準とするとアルミニウム粉１６．２重量％（発熱剤の総量を基準とすると１５重量％）、酸化カルシウム粉８３．８重量％（発熱剤の総量を基準とすると７７．５重量％）である（主剤総量で１００重量％）。また、塩化ナトリウム粉と炭酸水素ナトリウム粉の配合割合は、発熱剤の総量を基準とすると塩化ナトリウム粉２．５重量％、炭酸水素ナトリウム粉５重量％である。また、炭酸ガス発生体５の炭酸ガス発生剤の配合量は、炭酸水素ナトリウム粉４ｇ、クエン酸粒４ｇである。
【００７５】
本実施例３では、以下、前記実施例１と同様の工程を経て水素爆発を防止できると共に、被加熱食品６の加熱調理を３０分程度の比較的短い時間で十分に行うことができた。
【００７６】
また、前記各実施例１及び２を含め、従来の一般的なものは、容器内の温度を保持できる時間は同程度であっても、最高到達温度が９８℃程度とそれ程高くはない。しかしながら、本実施例３では、アルミニウムの使用量を更に抑えているにも関わらず、助剤である塩化ナトリウムの使用でアルミニウムの反応を十分に活性化しているので、結果的に酸化カルシウムの配合量が増えたことにより、最高到達温度は１１５℃程度となり、十分な加熱調理を行うことができた。
【００７７】
なお、発熱剤に炭酸水素ナトリウム粉２ｇ（発熱剤の総量を基準とすると５重量％）を添加することにより、前記のように最高到達温度が１１５℃程度となるにも関わらず、熱発生体４の袋が破れていないのを確認できた。
【比較例】
【００７８】
同じく表２を参照する。
本比較例における熱発生体４の発熱剤の配合量は、アルミニウム粉９ｇ、酸化カルシウム粉１８ｇ、塩化ナトリウム粉２ｇである。本比較例でのアルミニウム粉と酸化カルシウム粉の配合割合は、主剤の総量を基準とするとアルミニウム粉３３．３重量％（発熱剤の総量を基準とすると３１重量％）、酸化カルシウム粉６６．７重量％（発熱剤の総量を基準とすると６２重量％）である（主剤総量で１００重量％）。また、炭酸ガス発生体５の炭酸ガス発生剤の配合量は、炭酸水素ナトリウム粉２ｇ、クエン酸粒２ｇである。
【００７９】
加熱機能付き食品容器Ａを使用した食品の加熱は、前記実施例１と同様の工程を経て行った。これにより、先に、袋の通水性がより大きい側の炭酸ガス発生体５の袋内に水が入り、袋内の炭酸ガス発生剤と水が反応を始め、炭酸ガスが発生し、袋を通過して反応空間部１６と食品収容空間部に充満した。
炭酸ガスが発生し始めてから６０秒後、袋の通水性がより小さい側の熱発生体４の袋内に水が入り、袋内の発熱剤と水が反応を始め、被加熱食品６を加熱する熱が発生し、それと共に水素ガスが発生した。
【００８０】
発生した水素ガスは袋を通過し、当初は前記のように反応空間部１６と食品収容空間部２６に充満している炭酸ガスと混じり、炭酸ガスで希釈された。しかしながら、反応空間部１６と食品収容空間部２６内の水素ガスの濃度は、発生した炭酸ガスの量が足りなかったために、引火等による爆発が起こらない濃度（例えば４％以下）を超えていたと思われ、ライターの火を近付けると水素爆発が起こり、上容器２が下容器１から分離した。これにより、最終的に被加熱食品６の加熱調理を行うことができなかった。
【００８１】
また、前記各実施例１、２、３及び比較例に加えて、念のため水素爆発が起こらない炭酸ガス発生剤の配合の範囲を確認する試験を行った。この試験では、炭酸ガス発生剤のクエン酸：炭酸水素ナトリウムの配合量を（ａ）１ｇ：４ｇ、（ｂ）２ｇ：４ｇ、（ｃ）３ｇ：４ｇとした。
【００８２】
この結果、前記（ｃ）、クエン酸：炭酸水素ナトリウムが３ｇ：４ｇの場合では水素爆発を防止できたが、（ｂ）クエン酸：炭酸水素ナトリウムが２ｇ：４ｇと（ａ）クエン酸：炭酸水素ナトリウムが１ｇ：４ｇの場合では、何れも炭酸ガスの発生量が不足し、水素爆発が起こった。このように、加熱機能付き食品容器Ａの反応空間部１６と食品収容空間部２６の容積では、少なくともクエン酸：炭酸水素ナトリウム＝３ｇ：４ｇが必要であることがわかった。
【００８３】
本明細書で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形が可能であるということは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８４】
Ａ  加熱機能を備えた食品容器
１  下容器
１１  外輪体
１２、１３  封鎖板
１４、１５  支持棒
１６  反応空間部
１７  切欠部
２  上容器
２１  外輪体
２２、２３  封鎖板
２４、２５  係合片
２６  食品収容空間部
３  巻き簀
４  熱発生体
５  炭酸ガス発生体
６  被加熱食品
【図１】
2013195035.tif 000005
【図２】
2013195035.tif 000006