JPS60106874A - 発熱組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は少くとも鉄、活性炭、酸化促進剤および水を含
有してなる発熱組成物に係る。

鉄の酸化反応による発熱を利用した発熱体は、コスト、
安全性、発熱温度などからみて非常に優れており、従来
よりこれらの発熱体については、数多くの提案がなされ
ている。その中のいくつかは通気性を有する袋に充填さ
れ、いわゆる化学かいろとして既に実用に供せられてい
る。

しかしながら、従来より提案されてきた鉄の酸化反応を
利用した発熱体に用いられる鉄は粉末状であり、発熱組
成物も粉末状であつ″た。これらの発熱組成物を実用に
供する場合には、発熱組成物は通気性を有する袋などに
収納されて一発熱体とされるが、袋の容積は発熱組成物
の容積に比してかなり大きなものとされている。従って
、袋内の発熱組成物は、袋の変形、移動、反転などに伴
って袋内な自由に移動して偏在することとなり、その結
果、発熱体全体の温度分布および厚さも不均一であった
。

一方、関節炎、神経痛およびリューマチなどは寒冷時に
は患部に激痛を感じ極めて苦痛であるが、この苦痛を癒
すためには患部を加温することが必要である。しかしな
がら、患部が関節などのように屈伸が激しくまた運動が
激しい部位であるかまたは広い面積にわたる場合などに
は、粉末状の発熱組成物を使用した従来の発熱体では発
熱体全体の温度分布および厚さともに不均一であるので
、これらの患部に発熱体を密着させて満足のゆく加温を
行うことは困難であった。

本発明者らは、粉末状の発熱組成物を使用した従来の発
熱体の欠点を解消し、使用時において発熱体全体にわた
って均一な温度分布と厚木が得られ、弾性が大きく、柔
かく、かつ可撓性をもつ発熱体用の発熱組成物を得るこ
とを目的として鋭意研究を重ねた結果、本発明に到達し
たものである。

すなわち本発明は少くとも鉄、活性炭、酸化促進剤およ
び水を含有してなる発熱組成物において、鉄の一部また
は全部がスチールウールであることを特徴とする発熱組
成物である。

本発明で使用されるスチールウールは細長い繊維状の鉄
線（以下スチールファイバーと記ス）を束ねたもので従
来、主として研摩や清掃に用いられるものである。製法
としてはたとえば線引き機械によって鉄線をダイスを通
して引き抜ぎ、所要の径に鉄線を延伸して得られるか、
または鉄線を切削することによって得られたスチールフ
ァイバーを束ねてスチールウールとする方法などがある
。本発明の発熱組成物には、スチールファイバーの断面
の相当直径が７〜３００μのものが好適に用いらＪしる
。スチールファイバーの断面は必ずしも円形とは限らず
、その断面の大きさは相当直径で表示される。しかして
、ここでいうスチールファイバーの断面の相当直径とは
スチールファイバーの断面の面積と等しい面積の円の直
径として定義される。なお本発明の発熱組成物に用いら
れるスチールウールは、発熱組成物としての発熱性能を
増すためにその表面が脱脂されていることが鼠ましい。

脱脂は、通常、メタ・ノール、トリクレンあるいはアセ
トンなどで洗浄されることによって行われる。

スチールウールはスチールファイバーの太さや束ね方な
どによって様々ながさ密度を有する。

本発明の発熱体に用いられるスチールクールのかさ密度
は実用上、通常は０．０２〜２．５ｇ／の−１好ましく
は０．０６〜１．３ｇ／のＬで外 ある。

本発明において使用される活性炭、酸化促進剤および水
については、通常の所謂化学がいろに好適に用いられる
ものであれば特に制限はない。酸化促進剤は通常は水溶
性無機塩であって、溶解度は大きくても小さくてもよい
。この無機塩の代表例としてはＮａＣ石、ＫＣ石、Ｃａ
Ｃ看２、ＣａＳＯ４などが挙げられる。また、本発明の
発熱組成物において、所望により、保水材、結合剤、発
熱助成剤、水素発生抑制剤などを用いてもよい。

保水材としてたとえば木粉、活性炭、パーライト、セビ
オライト、テクーミキュライト、けいそう土、活性白土
、シリカゲル、ゼオライト、吸水性樹脂などが挙げられ
る。

なお、吸水性樹脂は、電離性基をもった高分子に軽度の
架橋結合を導入したもので吸水能が少くとも２５（水α
／吸水性樹脂ｇ）のものが好ましい。なお、本発明にお
ける吸水能の測定ハング法（試料となる吸水性樹脂を充 填したベーパーバッグを水中に３分間浸漬し試料の吸水
性を測定する方法）で行なわれる。吸水性樹脂の例とし
てイソブチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリビニル
アルフルル−アクリル酸塩共重合体、でんぷん−アクリ
ル酸塩グラフト重合体、ポリアクリル酸塩架橋物、アク
リル酸塩−アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸塩
−アクリルアミド共重合体、ポリアクリルニトリル架橋
物の加水分解物などが挙げられる。

保水材は１種でもよく、また２種以上を併用してもよい
。

結合剤としてはでんぷん系結合剤−たとえばデキストリ
ン、α化でんぷん、化工用でんぷんなど、多糖類系結合
剤−たとえばアルギン酸ナトリウム、カラギーナン、寒
天など、セルロース誘導体系結合剤−たとえばカルボキ
シルメチルセルロース、酢酸エチルセルロース、ヒドロ
キシプロピルセルロースナト、ポリビニルアルコール系
、ユリア樹脂系など、水分散エマルジョン系−たとえば
ポリ酢酸ビニルエマルジョン、ポリシタジエン系エマル
ジョンなどが挙げら九る。・ 結合剤は通常原料混合物１００ｉ量部あたり０．５〜５
０重量部、好ましくは２〜６０重量部である。これらの
結合剤は通常ペースト状や液状で用いられ、スチールフ
ァイバーの表面への結合剤の塗布もしくは吹付け、また
は結合剤液中へのスチールクールの浸漬などの手段によ
って、スチールウールに予め付着させられていてもよく
、スチールウール以外の本発明の発熱組成物の原料を混
合する際に添加されてもよい。

なお、本発明の発熱体においては鉄の全量がスチールウ
ールであってもよいが、スチールウールＣ１：）　５　
チ９０　ｗｔ％以下、好ましくは５０　ｗｔ％以下を鉄
粉に換えることもできる。

発熱助成剤としてはたとえば金属粉、金属塩、金属酸化
物などがあり、これらの代表例としてＣｕｓ　Ｓｎｓ　
ＮＬ　Ｃｕ（１１２、ＦｅＣ−１３２、ＦｅＣｌ３５、
ＣｕＳＯ４、Ｆｅ５ｏ４、Ｃ”ｕ　Ｏｓ　Ｍ　ｎ　Ｏ２
、ＭｇＯ，ＣａＯなど多数のものが挙げられる。

また、水素発生抑制剤としてはアルカリ金属の弱酸塩や
水酸化物あるいはアルカリ土類金属の弱酸塩や水酸化物
などがあり、これらの代表例として、Ｎａ２ＣＯ３、Ｎ
ａＨＣＯｓ、Ｎａ　５　ＰＯａ、ＮａＯＨ，ＫＯＨ，Ｃ
ａ（ＯＨ）２、Ｍｇ　（ＯＨ）２、Ｂａ（ＯＨ）２、Ｃ
ａ３（ＰＯ４）２、Ｃａ　（Ｈ２ＰＯ４）２などが挙げ
られる。

本発明の発熱組成物の各成分址は、通常は鉄１００重量
部あたり、活性炭　２〜８０重量部、酸化促進剤　０．
２〜６０重量部および水　２〜９０重量部であり、好ま
しくは鉄　１００重量部あたり活性炭　４〜４０重量部
、酸化促進剤　０．７〜１０重量部および水　３〜６０
重量部である。なお、こ〜で示している水の重量部は、
製品発熱体中に含まれる水の量である。

本発明の発熱組成物にさらに保水材を含有させる場合に
は、通常は鉄　１００重墓都心たり０．２〜７０重量部
、好ましくは鉄　０．６〜６０重量部である。また、結
合剤を含有させる場合には、上記の組成物ｉｏｏ重址部
に対し、０．１〜１０重量部、好ましくは０．３〜８重
量部の割合とされる。

スチールウール以外の発熱組成物の各原料シ↓よく混合
され、粉末状、スラリー状なし・しｌｉ液液状される。

こうして得られた混合物はスチールクールのスチールフ
ァイ／（−の表面に適当な手段によって付着させられる
。この場合の付着は混合物自体の有する粘着性によって
もしくは結合剤の助けを（７５，りて混合物がスチール
ファイバーの表面に固着されてもよく、混合物が複数の
スチールファイバーに挟み込まれある（・は取り囲まれ
その結果混合物がスチールクールの空隙に挟持されても
よく、また、両者の状態が共存してもよい。

混合物が粉末状あるいはスラリー状の場合には、スチー
ルウール表面に混合物を載置して振動を与えるあるいは
混合物をスチールウールなすりつけるなどによって付着
させろ。また混合物が液状の場合にはスチールウールを
混合液中へ浸漬し引き上げる、ないしはスチールウール
を液状の混合物に浸漬し引き上げたのち、乾燥状態のそ
の他の混合物をスチールウールＫまぶすなどの多数の手
段によって付着させることができる。このようにして得
られた発熱組成物は必要に応じて乾燥され過剰の水分が
除去される。

本発明の発熱組成物は通常の化学かいろに用いられてい
ると同様な通気性を有する袋に充填され、発熱体として
実用に供せられる。通気性を有する袋の形状としてはた
とえば、長方形、正方形、多角形、円形、半円形、楕円
形などが挙げられる。発熱組成物の充填景には特に制限
はないが、通気性の袋の容積に対し、充填前の発熱組成
物の見かけの容積の０・、５〜２．０倍であることが好
ましい。この通気性を有する袋に本発明の発熱組成物が
充填された発熱体は使用時までの間は非通気性の袋など
に収納して、発熱体と空気との接触を絶って保存される
。

本発明の発熱組成物を用いた発熱体は大きな弾性、柔か
さおよび可撓性を有するとともに発熱体全体にわたって
均一な温度分布と厚さを有し、屈伸部位用、広面積用採
暖具などに好適に使用できる。

次に本発明を実施例によってさらに具体的に説明する。

実施例 ポンスター（商品名：日本スチールウール社製）（スチ
ールファイバーの相当直径が約４゜μで、１００鵡ＸＩ
　００調ｘｉｏ關のスチールウール）を３枚重ね合わせ
た。６枚のスチールクールの重量の合計は１８．８ｇで
あった。粒径がそれぞれ１０〜１ｏｏμの範囲内である
木粉　６ｇ１活性次　４ｇおよび１５％食塩水１２Ｎと
の混合物を前記のスチールウール上に均一に広げ、振動
を与え、スチールクールの空隙に前記の混合物を、はぼ
均一に充填させることにより、発熱組成物を得た。この
ようにして得られた発熱組成物をナイロン不織布の内面
に厚さ５０μのポリエチレンフィルムをラミネートした
シートを片面とし、微多孔膜であるタイベック１０７５
］３（商品名；デュポン社製）を他面とする大きさ　１
２０喘Ｘ１２０ｍｍの袋内に収納し、袋の開口部をシー
ルすることにより、第１図に示したような発熱体を得た
。第１図はスチールファイバー１の表面圧木粉、活性炭
および食塩水を混合した前記の混合物２を付着させた発
熱組成物を通気性を有する袋３で包んだ発熱体を示す。

３００關×３００喘Ｘ３０ｍの発泡スチロールの上面中
央部に前記の発熱体をタイベック側を上側にして載置し
、その上に６００耽×６００閣の木綿１００％１００番
双糸のネル２枚を、発泡スチロール板全体を覆うように
かぶせた。以上の試験条件のもとで発熱体の上面の中心
部および２本の対角線上でかつ中心部からそれぞれ６０
ｒＨｎ離れた４個所の計５個所で発熱体としての発熱特
性（発熱到達温度−発熱時間）を測定した。発熱到達温
度の測定は銅−コンスタンタン熱電対な用い、室温２０
℃、湿度６５９６の恒温恒湿室で行った。上面の中心部
における測定結果を第２図に示す。

この発熱体は上面の中心部の測定点において４０℃以上
の温度を約８時間にわたって持続し。

最高温度は４９℃に達した。また、中心部の測定点の温
度と中心部以外の４個所の測定点の温度との差はいずれ
も２℃以内であった。

使用例 実施例で示したと同様な発熱体を膝の関節部に装着した
ところ、発熱体全体にゎたって約９時間おだやかに発熱
し、弾性が大きく、かつソフトな装着感が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の発熱組成物を用いた発熱体の断面図で
ある。 第２図は実施例における発熱体の発熱特性を示す図面で
ある。 図面罠おいて １・・・スチールファイバー　２・・・木粉、活性炭お
よび食塩水の混合物　および　３・・・通気性を右−Ｆ
６岱 秦７図 毛２閏 時間　（ｈｒｓ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも鉄、活性炭、酸化促進剤および水を含有して
   なる発熱組成物において、鉄の一部または全部がスチー
   ルウールであることを特徴とする発熱組成物。