Category Archives: 暮らしの中の科学

レトルトカレーの進化

レトルトカレー、丸大食品の「ビストロ倶楽部 北海道野菜のビーフカレー 辛口」を食べたのですが、電子レンジで温めるときに、蒸気が発生して袋が膨らんでも破裂しないように空気（蒸気）が逃げる仕組みになっていて、感心しました。パウチの素材もプラスチックです。アルミ製パウチのレトルトカレーだと電子レンジにかけられなくて、湯煎するしかありません。

  1. 「ビストロ倶楽部 北海道野菜のビーフカレー 甘口」発売（丸大食品） 2021.10.22 日本食糧新聞

レトルト食品は常温保存できるのですが、殺菌方法ってどうやるのかと思ってパッケージを見たら、「気密性容器に密封し、加圧加熱殺菌」とあります。

 

レトルト食品

そもそも、気密性容器に密封し、加圧加熱殺菌して売られている食品がレトルト食品と呼ばれているのでした。レトルトとは、加熱加圧できる釜（装置）のことみたいです。

レトルトパウチ食品

プラスチックフィルム若しくは金属はく又はこれらを多層に合わせたものを袋状その他の形状に成形した容器（気密性及び遮光性を有するものに限る。）に調製した食品を詰め、熱溶融により密封し、加圧加熱殺菌したものをいう。

（別表第三（第二条関係）　食品表示基準（平成二十七年内閣府令第十号）　食品表示法（平成二十五年法律第七十号　e-gov.go.jp）

 

パウチの機能

レトルト食品の包装に求められる機能が何かの説明が、下のサイトでまとめられていました。酸素ガスのバリアとしてアルミニウムが使われています。電子レンジにかけられるパウチの場合には、ガスのバリアの機能を金属に頼ることができないため、他の材料が用いられるようです。

缶詰めのように、 食品の品質を保護するプラスチック袋のレトルト食品は、１９４０年代に アメリカで開発され、その後１９５５年にはスウェーデンで商業的に規格化されました。 １９６８年にわが国では、レトルトパウチに詰められたカレーが商品化され、食生活に大いに役立ってきました。（食品用プラスチック容器包装の利点　日本プラスチック工業連盟 THE JAPAN PLASTICS INDUSTRY FEDERATION）

 

電子レンジによる加熱可能なパウチ

アルミニウムなど金属を使ったパウチは電子レンジにかけられないので、ガスを通さない別の材料によるパウチが開発されています。

  1. 特許第6158525号　東洋製罐株式会社　大塚食品株式会社　電子レンジ加熱用包装材、電子レンジ加熱用包装袋、及び電子レンジ加熱用包装食品　本発明の目的は、高出力の電子レンジにも対応可能な優れた耐熱性を有すると共に、易開封性にも優れた電子レンジ加熱用包装材及び電子レンジ加熱用包装袋を提供することである。‥　本発明によれば、ポリエステルフィルム（Ａ）、バリア層を有するポリエステルフィルム（Ｂ）、直線引裂き性ポリエステルフィルム（Ｃ）、ヒートシール性を有するポリオレフィンフィルム（Ｄ）の順に積層して成る積層フィルムから成り、前記ポリエステルフィルム（Ａ）、バリア層を有するポリエステルフィルム（Ｂ）、直線引裂き性ポリエステルフィルム（Ｃ）の合計厚みが３０〜５０μｍであり、前記ヒートシール性ポリオレフィンフィルム（Ｄ）の厚みが６０〜１００μｍであることを特徴とする電子レンジ加熱用包装材が提供される。
  2. 特許第6609908号　凸版印刷株式会社【出願日】2014年11月12日　【発明の名称】電子レンジ用パウチ　【請求項3】前記積層フィルムが、プラスチックフィルムに無機化合物を蒸着してなるガスバリアフィルムを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子レンジ用パウチ。　電子レンジによる加熱、調理が可能なパウチは自然な要求であるといえるが、実際には電子レンジ可能なパウチの普及は遅れている。普及遅れの原因はたとえば、電子レンジではガスバリア層などとしてアルミニウムなどの金属箔が容器の材料に含まれている場合には、高周波による金属のスパークが発生して使うことができない問題があった。

 

レトルトパウチ（アルミ）

  1. ハイレトルト(130℃) アルミ 三方袋 バリアー性 レトルト用（業務用袋・包装資材の販売店　つつもっとオンライン）
  2. レトルトパウチNタイプ 14-20 140×200mm 1600枚 福助工業 0713627（楽天）
  3. パウチ – 企業12社の製品一覧とランキング（IPROS）

 

レトルトパウチ開発の歴史

食品業界が多方面の食品にわたって100℃またはそれ以上の殺菌に耐える包装の出現を望んでいるにかかわらず,現実に市場に現われないのはどこに問題があるのだろうか?この隘路は後述するとして,アメリカで1956年に発表され3)4),東洋製罐で国産化に成功したクック・イン・パウチについて説明したい。

1.クック・イン・パウチ(cook-inpouch)

クック・イン・パウチ(以下CIPと略す)はboil in the bagとか,heat in pouch,あるいはboilable bagなどといわれているもので主としてポリエステル,ポリエチレン,特殊な場合にはアルミハクなどを積層することによって”煮沸可能な袋“にしたものである。

(総高温加熱殺菌のできるフィルム包装について 堤陽太郎 東洋製罐・東洋鋼鈑綜合研究所 日本食品工業学会誌 第11巻 第6号 1964年6月)

  1. レトルトパウチ（２）その法的定義、規格 2005/5/31 FUJIIMPULSE
  2. 日本農林規格によるレトルトパウチ食品の容器の規定■材質は次のいずれかであること■内側はポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムであり外側はアルミニウム箔とポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム（ナイロン）ポリエチレンフィルム又はポリプロピレンフィルムを多層に合わせたものであること。・内側はポリエチレンフィルムまたはポリプロピレンフィルムであり外側はアルミニウム箔であること。（健康美容EXPO）

 

レトルト（装置）

TOMYといえば研究室の遠心機のメーカーとして知っていましたが、レトルト食品の殺菌装置も製造販売していたんですね。

  1. レトルト食品用オートクレーブ（小型殺菌機）SR-240（TOMY)
  2. 小型レトルト殺菌器　RKZシリーズ　パックされた試料を破袋させずに高圧蒸気殺菌し、加圧・保存 しながらシャワー水冷却までを自動処理

 

レトルトカレーの製造過程

レトルト製造工程（カレー） 2019/10/11 公益社団法人日本缶詰びん詰レトルト食品協会

THE MAKING　（４３）レトルト食品ができるまで 2014/01/25 SCIENCE CHANNEL（JST）

レトルト食品が無菌かどうかの検査

  1. 容器包装詰加圧加熱殺菌食品　微生物検査　細菌試験　恒温試験（MHCL)

 

気になるレトルトカレー

  1. ヤマモリ こだわりハーブのレッドカレー

 

参考

  1. 新しいレトルト食品開発・製造ハンドブック　2007年9月30日

 

スパウト付きパウチ

  1. チアーパック®|CHEER PACK® スパウト付きパウチ　株式会社細川洋行　スパウト・キャップを付与したパウチは、現在では液体容器として広く普及し、身近なものとなりましたが、開発当初は画期的な存在でした。‥　気体バリア性、水蒸気バリア性、耐寒性、耐熱性、耐衝撃性、耐屈曲性、耐突き刺し性に優れ、長期保存や災害時にも適し

なんで、コンニャクがスポンジに？　テレビでも話題の蒟蒻洗顔スポンジ

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テレビでよく紹介されているこんにゃくでできた洗顔スポンジですが、「なんで、コンニャクがスポンジに？」と疑問に思いました。

コンニャクは、蒟蒻芋（サトイモ科の植物の地下茎）から作られますが、その成分コンニャクマンナンはグルコマンナン（グルコースとマンノースが重合した多糖類）から成っています。コンニャクマンナンを水に溶かして糊状にして、水酸化カルシウム水溶液などのアルカリで凝固させることによりコンニャクがつくられます。

そうして作られたコンニャクですが、それが洗顔用のスポンジになるのだそうです。

 

コンニャクがスポンジになることの発見

「冬 にたまたま外にこんにゃくを置いたままにしていたんです。翌朝外に出てみると、凍った天然のスポンジができあがっているではありませんか。それをお風呂に 持ち込んで使ってみると、これがなんとも気持ちがいい。うちのばあさんに聞くと、昔は冬になると外にこんにゃくを置いてスポンジをよく作っていたと言うんです。それを聞いて、『これはビジネスになる！』って直感的に思いました」（こんにゃくスポンジなどユニークな健康製品を次々に開発 / （有）山本農場　ドリームゲート）

こんにゃくスポンジは、食用こんにゃくから作られております。【畑中義和商店】では、高品質のこんにゃく粉から食用こんにゃくを丁寧に作り、できあがったこんにゃくを水洗いしてアク抜きした後冷凍庫で凍らせます。ある程度スポンジ状になったら4日以上かけてじっくりと天日干しし、自然風で3週間ほど乾燥させます。この製法は創業以来変わっておらず、130年にわたり守り続けてきました。（畑中義和商店）

 

こんにゃくスポンジ「つやの玉」

 

コンニャク洗顔スポンジの使い方

こんにゃく洗顔スポンジが一体どのようなもので洗顔にどう使うのかが想像できませんでしたが、使い心地を解説した動画があったので紹介。水につける前は固いみたいで、水に浸したあともしっかりとした強さはあるようです。

ツルッツルの肌！ダイソーの天然【こんにゃくパフ】使い方を紹介します♪（まるすく　2018/01/20）

  1. 「つやの玉」ご使用方法　（YOUTUBE　2：04）有限会社 畑中義和商店こんにゃくスポンジ【つやの玉】2016/12/21 

 

蒟蒻スポンジの効果

  1. こんにゃくスポンジの効果（きになるきにする）”そしてそして、こんにゃくスポンジを利用していると、肌のトーンが明るくなるの。本当にビックリです。”
  2. まかないこすめ　凍りこんにゃくスポンジ（洗顔用）”スポンジでやさしくなでるだけ。「お肌がワントーン明るくなる」と評判です。”

1回で実感！？美肌こんにゃくスポンジ

 

コンニャクの成分

  1. コンニャク（ウィキペディア）
  2. konjac (Wikipedia) 
  3. マンナン (mannan) (コトバンク/ブリタニカ国際大百科事典 ) マンノースをおもな構成単位とする多糖類の総称。マ…
  4. コンニャクマンナン（コトバンク/栄養・生化学辞典）コンニャクの球茎に含まれるヘテログリカンで，β-D-グルコピラノースとβ-D-マンノピラノース（モル比3：2）で…
  5. ピラノース（Pyranose）（ウィキペディア）5つの炭素と1つの酸素を頂点として六員環を構成している炭水化物の総称
  6. β-Dグルコピラノース（別名β-D-グルコース）は、α-D-グルコピラノース（別名α-D-グルコース）のアノマー（立体異性体）。アノマーの違いを表記する為にα-またはβ-の接頭辞が使用される。（参照：演習問題の解説、アノマー　（ウィキペディア））
  7. β-D-Mannopyranose（マンノース（ウィキペディア））
  8. 多糖（グリカン）（生化学 I 　講義補助資料：糖と多糖）単糖がグリコシド結合を介して結合した分子の総称。構成する糖が１種類ならホモ多糖，多種類ならヘテロ多糖である。

 

コンニャク製造過程の化学反応

コンニャクが作られるときの化学反応が説明されている論文を紹介。以下は、コンニャクに関する論文のイントロダクションの部分の一部です。

Konjac glucomannan (KGM) flour is high in dietary fiber. 　(中略) 　In order to make KGM foods, KGM is first dissolved in water where it becomes a highly viscous pseudoplastic solution, even at low concentrations [7]. However, it does not form a gel in water. Gelation of KGM takes place when it loses its acetyl groups in the presence of alkaline coagulants (e.g., calcium hydroxide). Thermo-irreversible and heat-stable gels are created by the deacetylation reaction [8].

  1. こんにゃくとグルコマンナンの化学 – J-Stage　宮越俊一 著 – ‎2016　（ＰＤＦ）
  2. 水酸化カルシウムがこんにゃくを凝固させる化学式ってありますか？（2017/1/1021:01:19　YAHOO!JAPAN知恵袋）

 

蒟蒻に関連した特許

  1. No.10025　蒟蒻の製造加工方法と装置（特許調査会社　国際技術開発センター）スポンジ状こんにゃく及びその製造方法 有限会社山本農場, こんにゃくスポンジ 西川ゴム工業株式会社, ほか

 

参考

  1. こんにゃくワールド（日本こんにゃく協会）

グリコが男性脳と女性脳の違いの説明に失敗し炎上

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グリコ（Glico）が「Co育てPROJECT」で「パパのためのママ語翻訳」というアプリをつくったそうですが、翻訳が正しくなかったようで炎上したそうです。

【告知】 子育てパパ&ママのお悩み解決スマホアプリ「こぺ」のリリースを記念して、パパのためのママ語翻訳コースターを作成しました！

脳を装置として見立ててみると、男性脳と女性脳では回路のかたちや信号の種類がちがうから、
当然、おなじ入力に対しての出力も変わってくるよ。（https://www.copeapp.jp/tellme/）

 

炎上を受けて「おしえて！こぺ！」が中止に

おしえて！こぺ！が炎上した理由


 

…（無言）

ママの発言：…（無言）

誤訳：まずはちゃんと謝ってね。
誤った解説：ママを怒らせてしまったら、言い訳せずに「気がつかなくてごめん」と謝ってみて。

正しい解説


 

わかってない！

ママの発言：わかってない！

誤訳：正論は求めてない！

誤った解説：ママが言って欲しい言葉はそれじゃない。じつは共感して欲しいだけだよ。

正しい解説


 

仕事と家庭どっちが大事なの？

ママの発言：仕事と家庭どっちが大事なの？
誤訳：私は何より家庭を優先しているのに、あなたは仕事ばかりなのが寂しいわ…。
誤った解説：寂しい思いをさせてごめん、と謝って。ママに仕事のグチを打ち明けてあげよう。

正しい解説


 

もういい！

ママの発言：もういい！（ピッ！電話を切る）
誤訳：ほんとは甘えたいの。（ママは議論を終わりにしたがっている。電話をかけ直して、やさしく声をかけてあげて。）

正しい翻訳

マジでもう話したくない（もういい！の「もう」にはパパに何度も同じことを伝えてきたのに理解されなかったママの苛立ちが含まれてるよ。ママを尊重できないパパは反省してね！


 

大変なんだからね！

ママの発言：これするの、大変なんだからね！

誤訳：感謝してね♡

誤った解説：「大変だったらやらなくていいよ」は逆効果。努力に労いの言葉をかけてあげよう。

正しい翻訳


 

正しい翻訳：「手伝う」ではなく、当事者意識を持って自分から率先して行動しましょう。「言ってくれたらやったのに」なんて発言する無能は家庭においては邪魔者でしかありません。


 

 

一緒にいる意味ないよね？

ママの発言：一緒にいる意味ないよね？

誤訳：私のこと、どう思っているのかな？

誤った解釈：ママは不安になっている。一緒にいるだけで意味があるのは君だけ！と言ってあげよう。

正しい翻訳


 

 

参考

  1. 「グリコ」アプリ記事に研究者が苦言　夫婦のすれ違い解説に「安易に『脳科学』に理由を帰属させることは浅慮」（2019年02月25日 11時53分 J-CASTニュース　 @niftyニュース）
  2. #こぺ燃大喜利　ツイッター

あんかけやシチューや豆腐で舌をヤケドしそうになる理由【生活の科学】

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スープを熱くして飲んでいたら、思ったよりも熱すぎて、口の中を火傷しそうになりました。なぜスプーンの上で十分冷ましたつもりでも意外なほど熱いままなのでしょうか？

いろいろたくさん溶けているから100度以上になっていたせい？それとも、熱容量（比熱）がサラサラの水よりも大きいの？それとも混ざりにくくて外気に触れる外側の部分だけ温度が下がっていて内部は高温のままだから？

実際のところどうなんでしょうか。

「なぜ、あんかけの食べ物は冷めにくいのか」という日常生活の中の単純な疑問を、徹底的に分析し、とてもスッキリした結論を導いた作品である。 　本研究では、液体の温度が下がるのは、蒸発熱が奪われることと、熱の対流の作用によることを、最初に突きとめている。その後、片栗粉を溶かしたあんかけが水の蒸発を防ぎ、粘り気が対流を押さえる効果があることを実験を重ね、確認している。(あんかけはなぜ冷めにくいのか？ 　[審査員]　秋山　仁 審査評 茨城県龍ケ崎市立長山中学校　理科研究生あんかけ班1年 シゼコン自然科学観察コンクール Supported by Olympus)

ホクホクのお芋さんなら熱い熱いと言いながら口の中で転がして冷ますことができますが、トロミのある液体はそうもいかないからというのが下の説明。

とろみのあるものが熱く感じる最大の理由は、熱いと感じたときに、熱いと感じた場所から簡単に移動してくれないからです。口腔内の粘膜への粘着性が高く熱伝達が良い事も災いします。…　とろみがあると熱いと感じても口腔内の粘膜に貼り付いて動いてくれません。空気と混ぜようにもとろみが邪魔をして簡単には混ざってくれません。そのため熱いと感じた場所に長時間接触するので火傷にいたることもあります。（とろみのある食べ物はなぜ熱いのですか？　2011/7/12　10:32:44　YAHOO!JAPAN知恵袋）

自分は熱容量が大きいからということかと勝手に思い込んでいたのですが、そうではなかったようです。

水溶液の濃度と熱容量の関係は多くの場合薄い方が熱容量は大きくなります。水の比熱容量と、水に混合する物質の比熱容量との比較になりますが、水はあらゆる物質の中でも特に比熱容量の大きな物質ですから、一般に混合する物質の割合が少ないほうが混合物の比熱容量は大きくなります。…　それは一般に冷めにくさを支配するファクタが熱容量にある訳では無いからです。水の対流のしやすさ、水の蒸発のし易さ、の２つが重要なファクタになります。…　コンソメよりもポタージュが冷めにくいのは対流し難いため表面だけ冷めても中が冷めないからだし、ラーメンの汁が冷めにくいのは表面を覆う油が水の蒸発を妨げているからです。熱容量はほとんど関係がありません。（2010/5/622:34:22　飲み物の濃さと冷めにくさについて　YAHOO！JAPAN知恵袋）

熱容量が大きいものが冷めにくいのは、他の条件が同じならそれはそうなのですが、そもそも水の熱容量は大きいほうだということ。温度を1度上げるのに必要な熱量が熱容量で、１ｇの物質あたりの熱容量が比熱容量または比熱と呼ばれます。水の比熱は、１ｇの水を1度上げるのに必要な熱量が1カロリーと定義された歴史的な経緯があるので、1cal/g です。ジュールの単位だと、およそ4.2J/g。

  • 比熱が大きい物質ほど温めるのに必要な熱量が多い。温まりにくい。また冷めにくい。
  • 逆に、比熱が小さい物質ほど温まりやすく、冷めやすい。
  • 比熱が大きい物質ほど熱を貯える能力が大きい。温度変化しにくい。

（引用元：http://subsites.icu.ac.jp/people/yoshino/Physicaldata_water.pdfsubsites.icu.ac.jp）

上のサイトの比熱の表によれば、海水（3.9%塩溶液）の比熱は0.94 cal/g (3.97 J/g)で、水よりも小さいんですね。engineeringtoolbox.comにある比熱のリストをみると、トマトスープ（Tomato soup, concentrate）は、3.67 kJ/(kgoC) 、つまり3.67J/gなので水よりも小さい値です。熱い豆腐でやけどしそうになることもありますが、豆腐の比熱はどうなの？と思ったら、豆腐の比熱と熱伝導度を測った論文がありました。これを見ると豆腐の比熱も水より小さいようです。

  • Specific heat of the tofu containing moisture content of 0.33–0.68 (wb) was 2.52–3.69 kJ kg−1 K−1 for temperature range of 10–105°C. 
  • Thermal conductivity of the tofu was 0.24–0.42 W m−1 K−1 for moisture content range of 0.34–0.72 and temperature range of 6–74.2°C.

（Determination and Modeling of Thermal Properties of Tofu. Oon‐Doo Baik & Gauri S. Mittal. International Journal of Food Properties Pages 9-24 | 06 Feb 2007　 https://doi.org/10.1081/JFP-120016621）

水の熱伝導率は0.582 W／m・K（引用元）だそうなので、豆腐もさほど変わりません。豆腐を熱く感じる理由としては、熱容量や熱伝導率といった物理的な性質の違いでは説明できなさそうです。ちなみに牛乳の比熱は3.89 J/gなので（Milk, Whole 引用元）、牛乳が思ったより熱かったとしても、やはり比熱や熱容量のせいにはできません。結局、冷ますときには対流や、かき混ぜる行為が重要なのではないかと思います。パソコンで例えれば、ヒートシンクだけでは不十分なら空冷ファンでCPUを冷やす必要があるのと同じことでしょうか。

 

参考

  1. 研究レポート26　キッチンの熱まわりの科学。（主婦と科学。家庭科学総合研究所（カソウケン）ほぼ日出張所）熱容量を説明するのにちょうど良いのが「豆腐」！湯豆腐などが「思いがけず」まだ熱くて舌に火傷をしてしまった経験のある方は多いかと思います。これは、豆腐は熱容量が大きくて冷めにくいからなんです。
  2. 物質の粘度が高くなると、熱移動が悪くなるのでしょうか（技術の森）先の方の回答のように対流は滞ります。あんかけは冷めにくいですよね。
  3. 加熱調理と熱物性（PDF)（日本調理科学会誌　Vol. 46，No. 4，299～303（2013）〔講座〕　杉山久仁子）各成分の比熱を表 3 に示す。この結果から，水の比熱が他の成分の比熱よりも大きく，他の成分間では炭水化物が少し小さい値であるが大きな違いは無く，水分を多く含む食品ほど温まりにくいと判断することができる。
  4. In soup, why do tomatoes retain heat longer than other vegetables? (Ask the Van. Department of Physics University of Illinois at Urbana-Champaign)
  5. 熱伝導のはなし　http://kuchem.kyoto-u.ac.jp/ubung/yyosuke/chemmeth/chemmeth.htm
  6. カロリー（ウィキペディア）

 

プリマロフト（人工羽毛）の科学

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手袋、寝袋、ウェアなどの防寒具で良く使われているプリマロフト（人工羽毛）は、ダウン（羽毛）とちがって水に強いという特徴があります。ダウンのように暖かく軽いが、しかし、水に濡れると使い物にならないダウンと違って、撥水性が高いというのが特徴。

PrimaLoft® 101 Training Video　PrimaLoftInsulation2　2010/11/13

PrimaLoft Insulation Technology Demo.mov PrimaLoftInsulation1 2010/04/27

 

参考

  1. プリマロフト®とは　

鉄の酸化反応　使い捨てカイロの科学

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使い捨てカイロは袋を開けると発熱が始まります。マイコール株式会社製造（エステー株式会社販売）の「衣類に貼るカイロ　貼るダンダン　12時間」の原材料名を見てみると、鉄粉、水、活性炭、バーミキュライト、塩類、木粉、吸水性樹脂と書いてありました。鉄が酸化されて発熱反応の主役となるのはよいとして、他の成分の役割は何でしょうか？

 

使い捨てカイロの原材料とそれらの役割

原材料名 役　割
鉄　粉 酸化反応により熱を発する主原料
水 鉄と酸化反応する
塩　類 触媒としての働きをします
酸化反応を進める塩類は自らは変化しない（反応には直接関与しない）が 反応を促進する働きがある。
活性炭 炭素成分が酸化反応を高める
酸素濃度を高めるとともに、電子を仲立ちし、反応を高める働きがあるとされる。
木　粉 保水剤
バーミキュライト
（ヒル石）		 保水剤
吸水性樹脂 保水剤

（引用元：マイコール）

活性炭は酸素を供給するため、保水材は水を供給するため、塩類は触媒として作用するということでした。水も必要というのは知りませんでしたが、化学反応式を見てみると生成される化合物は酸化鉄Fe2O3（いわゆる、赤さび）ではなくて水酸化第二鉄Fe(OH)3というものでした。鉄の酸化物はいろいろな組成のものがあるしややこしいです。

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使い捨てカイロの鉄の酸化反応式

鉄 4 Fe ＋ 酸素  3 O2 + 水 6 H2O →　水酸化第二鉄 4 Fe(OH)3 + 熱エネルギー384kcal/mol（1612kJ/mol）

  1. カイロのしくみ　桐灰（kiribai.co.jp）

 

使い捨てカイロにおける鉄の酸化物生成

使い捨てカイロで生成される鉄の酸化物。

鉄表面の鉄原子は空気中で水と接すると，電子を失って鉄（Ⅱ）イオンFe2+となり水に溶け出す。失われた電子は水および酸素と反応し，水酸化物イオンOH-となる。生じた鉄（Ⅱ）イオンと水酸化物イオンが反応し水に溶けない水酸化鉄（Ⅱ）Fe(OH)2になる。Fe(OH)2は水と酸素と反応してFe(OH)3になる。さびはFe(OH)3がさらに変化し，Fe2O3･ｎH2Oになったものである。（edu.pref.kagoshima.jp）

  • 水酸化鉄(II)を水酸化鉄(III)にする変化、水酸化鉄(III)を加熱する変化の化学式（YAHOO!JAPAN知恵袋）水溶液中の酸素との反応
    4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3　加熱すると脱水して酸化鉄（Ⅲ）になる　2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O
  • 使い捨てカイロの発熱反応で出来る酸化鉄はFeOだと思っていたのですが，ネットを跳梁するとFe(OH)₃が正しいとのこと。…　中学レベルだとFeOだと教えているのですが，これは酸化鉄の化学式を複数登場させて混乱させないためにあえて嘘をついているのですか。（YAHOO!JAPAN知恵袋）

 

使い捨てカイロを再利用できない？

  1. 同じ使い捨てカイロを何度も使いたい。（教えて！goo　2007/11/03）鉄を還元するためには、高温で水素還元か、ＣＯ還元しか無い。素人には無理と考えます。

 

鉄の酸化反応でどれくらい高温になるのか

「貼るダンダン」の袋には、最高温度63度、平均温度53度、持続時間12時間（40度以上を保持し、持続する時間）と書いてあります。使用目的からいって貼るカイロの場合には温度が高くなりすぎると困るのですが、反応のやり方次第でもっと高温が達成できるようです。

  1. ホームメイド使い捨てカイロで温泉卵 (DailyPOrtal Z コネタ227 佐倉 美穂) 最高で８５℃を超えた。すごい。

 

使い捨てカイロ商品化の歴史

1975年アメリカ陸軍が使用していたフットウォーマーを元に、旭化成工業が九州でのみ「アッタカサン」を販売。それを原型にして、日本バイオニクスが1978年に開発、ロッテ電子工業が「ホカロン」の商品名で使い捨てカイロを全国発売し、これがヒット商品となって一般に普及した。（使い捨て懐炉とは　59 家政学＞598　家庭衛生＞使い捨て懐炉　http://windofweef.jp）

　

　 

科学教室　使い捨てカイロを作る

  1. 使い捨てカイロを作ってみよう（2017年11月10日　福井大学工学部　国立大学56工学系学部ホームページ）

 

中学校理科実験　使い捨てカイロの化学反応

  1. 中学校２年理科『化学』／takaの授業記録2003です　実験６　使い捨てカイロ（おだやかな酸化）2004年　2月　2日（月）
  2. 化学変化と熱（千葉県教育委員会）化学反応における熱の出入りを扱う実験では，化学カイロの成分である鉄の酸化反応を用いるのが一般的である。鉄粉と活性炭に食塩水があれば 10 分程度で鉄が酸化し，熱が発生する実験であり，原理は簡易なものである。測定した温度変化をグラフに表すと，鉄の酸化が発熱反応であることが実感できる。また，温度が上がってくれば，器具の温度の上昇を体感でき，水蒸気の蒸発が始まると煙も出てくるので，生徒の関心・意欲も高まる実験である。
  3. 使い捨てカイロの仕組を教えるための教材開発（佐藤　博、山主　公彦　教育実践学研究 23,　2018）
  4. 使い捨てカイロの定性分析と定量分析　－発熱量の調節の仕組み－　栃木県那須郡西那須野町立西那須野中学校　矢口　輝夫

 

中学生の自由研究　使い捨てカイロの条件検討

  1. 簡易カイロに関する研究　～発熱に影響を与える条件について～（PDF) （和歌山県立日高高等学校附属中学校 第３学年） 調べた条件は、・実験Ⅰ（封筒の大きさ）・実験Ⅱ（封筒の材質）・実験Ⅲ（封筒の厚さ）・実験Ⅳ（封筒を振る回数）・実験Ⅴ（水溶液の種類）・実験Ⅵ（塩化ナトリウム水溶液の染み込ませる素材）・実験Ⅶ（わら半紙の大きさ）・実験Ⅷ（わら半紙の枚数）・実験Ⅸ（わら半紙の質量）・実験Ⅹ（鉄粉と活性炭の比率）・実験Ⅺ（塩化ナトリウム水溶液の濃度）である。
  2. めざせエコ化学カイロ　～コーヒーでカイロ？～　（シゼコン自然科学研究コンクール　岐阜県郡上市立西和良中学校2年　第50回入賞作品　中学校の部）　木炭や竹炭を使うと、活性炭よりも温度が上がった。コーヒーの出しがらでも温度が上がったのでびっくりした。実験では温度が60℃以上になるのもあって、手で持てないなど、大変なことが多かった。

 

小学生の自由研究　使い捨てカイロを調べる

  1. 【中学受験に勝つ】夏休み自由研究…理科（3）使い捨てカイロを調べる (2013.8.1 Thu 17:15 resemom.jp) 中学受験専門の個別指導教室 SS-1 副代表 辻義夫先生が勧める理科の自由研究は、受験対策につながり、観察や実験が短時間で終わるものをテーマに選ぶことだという。

 

使い捨てカイロ実験教材市販製品

  • ケニス 鉄粉カイロ製作キット (MONOTARO) 化学変化(化合)を利用した使い捨てカイロをグループで作ることができるキット(15人分)です。鉄粉の酸化反応・化学変化に伴う反応熱の発生について学ぶことができます。

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参考（鉄の酸化反応、使い捨てカイロ、その他の発熱反応など）

  1. 鉄の錆びに凍らない液体…カイロのサイエンスと隠された秘密　2018.11.27 21:00　Discovery
  2. たのしいサイエンス通信 (３２) 　使い捨てカイロについて（PDF)　201８.0１.１１　堺市立堺高等学校
  3. 発熱のしくみ　日本カイロ工業会
  4. 『身の回りから見た化学の基礎』芝原寛泰、 後藤景子　温まる弁当　CaO + H2O = Ca(OH)2 +62.5kJ