JPS5822733Y2 - 発熱構造体 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は水および空気との接触によって化学的に反応し
て発熱する組成物を内蔵した発熱構造体に関する。

従来から水および空気との接触により化学的に反応して
発熱する組成物は公知であり、例えば特開昭５０−４０
４７７号公報には鉄粉のような金属片と金属塩化物とか
らなる組成物、同５０−７５５８２号公報には金属粉と
重亜硫酸塩とからなる組成物などが知られている。

これらの発熱組成物を用いて、目的とする適度な発熱温
度および発熱持続時間を得るためには、発熱組成物への
空気の供給を制御する必要がある。

そのための方法として、透気度の調節された包材に発熱
組成物を内蔵した発熱構造体が使用上好ましいと考えら
れている。

透気度を調節するための包材としては紙、織布、不織布
などが考えられるが人体の保温、加温治療用としての肌
触り、耐水性、機械的強度、あるいはコストなどの面か
ら織布もしくは不織布が良好であるが、これらの布だけ
では透気度が大き過ぎること、および内容物の飛散など
の問題があり、このため現在工業的には実開昭５０−９
７２８９号公報において提案されているように、不織布
と有孔プラスチックフィルムとを併用する方法、あるい
は実開昭５１−２３７６９号公報に提案されているよう
に織布もしくは不織布に部分的に樹脂コート層を設ける
方法が望ましいと考えられている。

しかしながら、本考案者の研究によると、金属粉の酸化
反応を利用して水および空気と接触せしめて発熱する組
成物においては、単に包材の透気度のみを制禦すれば所
望の発熱温度および持続時間が得られるということでは
ないという新規な知見が得られた。

すなわち、上記発熱組成物においては水の添加量を多く
すると系全体がペースト状に近くなり、この結果空気が
系の内部にまで接触せずに所望の発熱特性が得られず、
また、包材を通して水かにじみ出てくるという欠点があ
り、逆に、水の量を少なくすると空気との接触は十分で
あっても金属粉が酸化されるに十分の水が不足し、発熱
持続時間が短かくなって実際的でなくなる。

このように、水の使用量はかなり重要なファクターとな
る。

また、この水の量は使用時に発熱温度が高くなるにつれ
て系外への蒸散が激しくなるが、温度だけではなく包材
の透気度にも大きく依存し、透気度が増大するにつれて
蒸散も激しくなる。

本考案者等は必要十分な空気透過性を有し、水の蒸散が
少ない包材を開発すべく研究した結果、細孔を数多く、
しかも包材の全面にわたって設けることにより、全体の
透気度を減らしても空気の供給は不足せず、しかも水の
蒸散を防ぐことができることを発見した。

この細孔はできるだけ小さく、０．２ｍｙＭ以下、望ま
しくは０．１ｍ４以下程度である。

しかしながら、このような細孔を全面にわたって設けよ
うとする場合、従来公知の包材の製造方法では不可能で
ある。

なぜならば、薄いプラスチックフィルムにこのような細
孔を設けることはフィルムの強度がないために機械の機
構上無理があり、万一このような細孔を設けた薄いプラ
スチックフィルムが得られたとしても、不織布との積層
工程で熱がめいり、細孔は目詰まりするか、少なくとも
一定した透気度の包材は得られない。

また、織布もしくは不織布にコーティングして細孔を残
す方法も精密な印刷技術を駆使しても極めて困難である
。

本考案は上記のような問題点を解決するため鋭意研究の
結果なされたものである。

すなわち本考案は、水および空気との接触によって発熱
する組成物を、少なくとも一面は通気性である包材を用
いて封入せしめてなる扁平状発熱構造体において、該通
気性包材として、織布もしくは不織布と合成樹脂層とを
密着積層せしめたシートの全面にわたって実質上均一に
平均０．２ ｍｓ以下の細孔を穿つことによって、５な
いし２００ ｃｃ／ｃＴ１．ｍｉ ｎの範囲に透気度を
調節した包材を用いることを特徴とする前記構造体に関
する。

本考案において、織布もしくは不織布と合成樹脂とを密
着積層せしめたシートは機械的強度が太きいために細孔
を穿つ工程で例等作業上の問題点がなく、このようにし
て細孔を全面にわたって設けた透気性包材を用いた加熱
構造体は以下のような工業上のメリットがある。

（１）細孔を穿つ針の植え方で容易に透気度のコントロ
ールができる。

（２）大きな孔を設けた場合に比較して少ない透気度で
あっても均一に十分空気が供給されるため、発熱特性に
悪影響を与えない。

（３）透気度を小さくすることによって水の蒸散が押え
られ、所望の温度以上での発熱持続時間が長くなる。

（４）水の蒸散が少ないため、人体に適用した場合に嫌
われる湿った感じを与えない。

（５）細孔であるために発熱組成物が包材を通して飛散
しにくい。

（６）細孔であるために、ヒートシール性が阻害されず
、穿孔時に見当合せをする煩雑な工程が不要である。

本考案における発熱性組成物としては、水および空気の
存在により発熱するもので、金属粉末単独あるいは金属
粉末と反応助剤、必要に応じて保水剤等からなる。

金属粉末としては、鉄・銅・亜鉛・錫・アルミニウム・
鉛・ニッケル・コバルト・マンガン・カドミウム等の金
属体または、これらの合金の微粉末が用いられる。

反応助剤は、Ｎａ Ｃ１３ｔ Ｍｇ Ｃ４ｔ Ｋ Ｃ１
１、Ｆ ｅ ８０４ 、Ｆ ｅ２（８０４）３ ｔＥｅ
ＣＡ’２ ｔＦｅＣ４ｔミョウバン、ＣｕＢｒ２．Ｃｕ
Ｓ０４１Ｃｕ Ｃ１２等から選ばれる。

このものも微粉が好ましい。

また保水剤は、水を保持して金属粉末表面が水でおおわ
れ空気との接触を不良にしないようにし、また水を成分
であり、活性炭、シリカゲル、アルミナ、木粉等が有効
に用いられる。

なお、これらのものは、吸臭剤としての役割をも兼ね備
えるため好ましい。

更に、金属粉末、反応助剤、保水剤のほかに発熱性組成
物には、蓄熱剤、粘結剤等その他の添加剤を必要に応じ
て加えることができる。

また本考案において水は、水単独で用いることが発熱性
において好ましいが、水にグリセリン等のアルコールあ
るいは、他の有機溶剤を加えることもでき、特にアルコ
ールは、酷寒時にも凍らないようにすることができ、そ
の添加が可能である。

本考案において、水は金属粉末と接触しておくと空気の
不存在下においても保存時に反応を起すために、使用時
に水を注入するか、予め隔離包装し、使用時にその隔離
を解除して水を供給した方がよい。

以下図面によって本考案を具体的に説明する。

第１図は本考案に係わる発熱構造体に用いる透気量調節
された包材の拡大断面図、第２図は発熱構造体の断面図
を示す。

第１図において、織布もしくは不織布１と合成樹脂層２
とを密着積層せしめたシート３に細孔４が穿設される。

織布もしくは不織布１としては、たとえば、ナイロン、
ビニロン、ポリエステル、レーヨン、アセテート、アク
リル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル
等の人工繊維、綿、麻、絹等の天然繊維から選ばれる１
種または２種以上の素材を用いて得られる織布もしくは
不織布が適時使用され、これらの布はフラジール型法通
気試験機で測定される透気度が１００ｃｃ／ｆｆ１．ｍ
ｉｎ〜８０００ＣＣ／Ｃ１１ｌ 、ｍｉｎの範囲にある
ことが好ましく、透気度が大きいと粉体である発熱組成
物が飛散することがあり好ましくない。

合成樹脂層２としては、たとえばポリエチレン、ポリプ
ロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−
酢酸ビニル共重合体ケン化物、ポリスチレン、ナイロン
、ポリエステル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ
塩化ビニリデン等から選ばれる１種または２種以上の樹
脂の混合物から成る単一層として用いられるが、目的に
応じて２層以上の樹脂層として用いることもでさる。

これらの合成樹脂層は上記のような素材であるためヒー
トシール性があり、簡単に熱封着できるため有利である
。

織布もしくは不織布１に樹脂層４を密着積層せしめるに
は、樹脂フィルムをラミネートするか、熱溶融性樹脂あ
るいは溶剤に樹脂を溶解した樹脂溶液をコーティングす
る方法のいずれによる方法を用いてもよい。

シート３に細孔４を設ける方法としては、細かい針を植
設した板またはロールにより、好ましくは合成樹脂層２
の側から押し当てるとよい。

この際細孔４はできるだけ全面にわたって均一に穿つこ
とが必要であり、片寄りが大きいと、発熱が不均一にな
ったり、場合によっては細孔４の少ない部分での化学反
応が十分に進行しない。

この細孔４の数は大略数個／ｄ以上が好ましく、細孔４
の面積は平均０．２ｍ４以下、好ましくは０．１１ｎ似
下の可能なかぎり小さい方がよい。

また、こうして得られた包材３勿透気度は目的によって
も異なるが、５〜２００ ｃｃ／ｉ 、ｍｉ ｎの範囲
になるよう調節することによって本考案の目的に合致す
る。

第２図において、発熱組成物５は透気度の大きい内袋６
に充填され、易破壊性の水収容袋７と共に包材３′を用
いて包装する。

この場合下被包材８は前記包材３′と同じものでもよい
が、非通気性包材であってもよい。

内袋６は水が十分浸透するような素材のもの、例えば、
口紙のような吸水性の紙、プラスチック繊維とセルロー
スとの混抄紙、脱脂綿のような親水性天然繊維、不織布
、スポンジのような多孔プラスチックフィルム等、従来
公知の素材の中から適宜選択するとよい。

易破壊性の水収容袋７は保存時あるいは輸送時には破壊
されず、使用時に外力を加えることによって容易に破壊
し、必要な量の水を供給するものである。

第２図における下側の包材８は合成樹脂層４とヒートシ
ール可能な材料を少なくとも内側に有する材料であるこ
とが好ましい。

以下実施例および比較例によって具体的に説明する。

実施例 １ 鉄粉（３００メツシユ）２７ｇ、カーボンブラック３ｇ
、食塩１５ｇ、セルロース粉末３ｇを窒素気流下にて混
合し、この混合物を８ＣｒＩｌ×１１ｃｒｒＬの大きさ
の市販混抄紙（三菱製紙■製商品名Ｈ８５００１）の内
袋６の中に入れ周辺をヒートシールした。

第２図に示すように、水収容袋７は６ＣｒｆＬ×７ｃｒ
ｆＬの大きさの内面−軸延伸ポリエチレン（２０μ）、
外面塩化ビニリデンコートポリエステル（２０μ）のラ
ミネートフィルムにて袋をつくり水７．５ ｍｌを封入
せしめ、袋の周辺部に切り裂き誘導部（図示していない
）を設けた。

切り裂き用テトロン糸を水収容袋７の切り裂き誘導部に
位置せしめ、水収容袋７と発熱組成物１を内蔵した内袋
６をとめ金具にて一体化した。

ナイロン不織布（１２５μ）にポリエチレン９０重量部
（以下部とは重量部を示す）とエチレン−酢酸ビニル共
重合体１０部から成る樹脂混合物をエクストルージョン
ラミネーターにて７０μの厚さに塗布したシートを外包
材の構成材料とした。

上記のシートをニードルパンチ機にて針密度９．３穴／
−の針穴処理を施した。

フラジール型法透気度測定装置でこのシートの通気度を
測定したところ２３±２ ＣＣ／ｉ 、ｍｉ ｎであっ
た。

なおナイロン不織布のみの通気度は１１８８〜１３０８
ｃｃ／ｃｉｔ 、ｍ ｉ ｎの範囲内にあった。

上記の針穴処理を施したシート３′を上被包材、針穴処
理していないシート８を下被包材として用いた。

二種類のシートをそれぞれ１２．５ｃｍｘ１０．５ ｃ
ｍの大きさに切断し、合成樹脂層４を内側にして重ね合
わせ、その周囲３方を７゜５ｍｍ巾にインパルスシーラ
ーにてヒートシールし、開口部より前述した水収容袋７
と発熱組成物を収容した内袋６を一体化したものを入れ
ヒートシールした。

この際テトロン糸の延長部はシール部より外包材の外に
取り出される様にした。

テトロン糸を引き抜いて水収容袋７を破壊して発熱を開
始させ、ただちにこの発熱構造体の下被包材８の外面に
熱センサーを接触せしめ、人体への適用を考慮し、表面
温度が３７℃を示すよう制禦した面との間における発熱
温度と持続時間を測定した。

測定結果は最高発熱温度４８℃、発熱持続時間９時間で
あった。

たゾし、発熱持続時間は４４℃以上の温度を示す時間を
もって青石した。

比較例 １ 上被包材として、表１に示すような各種の孔を全体に分
布するように空けた有孔ポリプロピレンフィルム（７０
μ）と実施例１におけるナイロン不織布とを積層した包
材を用いた以外は実施例１と同様にして発熱構造体を作
り、最高発熱温度と４４℃以上での発熱持続時間を測定
し、結果を表１に示す。

実施例 ２ 実施例１において針密度を代えた上被包材を用いた以外
は実施例１と同様にして発熱構造体を作り、最高発熱温
度と４４℃以上での発熱持続時間を測定し、結果を表２
に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係わる発熱構造体に用いる通気量調節
された包材の拡大断面図、第２図は発熱構造体の断面図
である。 図中の各記号は以下のとおりである。 １・・・・・・織布もしくは不織布、２・・・・・・合
成樹脂層、３・・・・・・積層シート、３′・・・・・
・細孔を設けた包材、４・・・・・・細孔、５・・・・
・・発熱組成物、６・・・・・・内袋、７・・・・・・
水収容袋、８・・・・・・下被包材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 水および空気との接触によって発熱する組成物を、少な
   くとも一面は通気性である包材を用いて封入せしめてな
   る扁平状発熱構造体において、該通気性包材として、織
   布もしくは不織布と合成樹脂層とを密着積層せしめたシ
   ートの全面にわたって実質上均一に平均０．２ ｙｎｉ
   以下の細孔を穿つことによって、５ないし２００ｃｃ／
   瀝、ｍｉｎの範囲に透気度を調節した包材を用いること
   を特徴とする前記構造体。