CN102946832A - 发热器 - Google Patents

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Abstract

发热器(100)具备在由包含高吸收性聚合物的颗粒和亲水性纤维的纤维薄片构成的基材薄片的一个面上设有包含可氧化金属的颗粒的发热组合物的层而成的发热体(10)以及包围发热体(10)的整体的包覆材料。所述包覆材料通过第1覆盖薄片(4)和第2覆盖薄片(5)在其边缘部上接合而形成,其内部为发热体(10)的容纳空间。在所述容纳空间内相对于所述包覆材料以非固定状态容纳发热体(10)。第1覆盖薄片(4),其一部分具有通气性,并且配置于所述发热组合物的层的一侧。发热器(100)在使用时可以从配置有第1覆盖薄片(4)的一侧产生水蒸气。

Description

发热器
技术领域
本发明涉及利用由可氧化金属的氧化所产生的热的发热器。另外,本发明也涉及优选用于该发热器的发热体的制造方法。此外,本发明也涉及具有通过涂布粘性体而形成的涂布层的薄片的制造方法。
背景技术
已知有将包含可氧化金属的发热组合物与具有吸水性的薄片层叠而成的发热体的技术。例如,提出有在油墨状或乳脂状的发热组合物的层叠·封入到薄片状包覆材料内而成的发热体中,作为该包覆材料,使用一部分具有通气性和吸水性的材料,并且使油墨状或乳脂状的发热组合物的一部分水分吸收至该包覆材料的发热体(参照专利文献1)。在该发热组合物中,过量的水或游离水和/或含水凝胶表现出作为对空气的屏障层的作用,通过该屏障层抑制发热反应。该屏障层通过使具有吸水性的所述包覆材料吸收过量的水等而消失,由此来进行发热。在该文献中记载了,该文献中记载的发热体是在作为包覆材料的基材薄片中以各规定的配合比例以活性碳、增粘剂、表面活性剂、pH调节剂、食盐以及铁粉的顺序进行搅拌,一边再投入水、一边进行搅拌混炼,层叠所得到的油墨状或乳脂状的发热组合物而制得的。
除了该技术,也提出有将具有流动性的粘体状的发热组合物的层叠·封入至薄片状包覆材料内,通气性的吸水薄片覆盖该发热组合物的单面或两面,并且以不介于密封部的方式层叠而成的发热体(参照专利文献2)。在该发热体中,一部分薄片状包覆材料具有通气性。通气性的吸水薄片通过发热组合物的粘附力而被定位固定于该发热组合物上。该发热体通过在具有通气性的薄片状的吸水薄片上将具有流动性的粘体状的发热组合物图案化,进行层叠,再自其上起层叠其它吸水薄片以覆盖该发热组合物,用该发热组合物的粘附力并以夹住该发热组合物的状态对吸水薄片进行固定之后,除去密封部并且打通为比发热组合物的形状大的形状从而形成层叠体,接着,将该层叠体夹在基材和覆盖材料之间,热熔接该覆盖材料和基材的密封部来进行制造。
另外,本申请人在先提出有在支撑体上涂布包含可氧化金属粉末、纤维材料、水以及保水剂并且水的含量为40~75质量%的涂布液而形成含水成型体,将该含水成型体脱水至规定的含水率之后,将脱水后的该含水成型体加热干燥至规定的含水率而得到中间成型体,然后,赋予该中间成型体规定量的电解质水溶液,从而制成发热成型体的发热成型体的制造方法(专利文献3)。根据该发热成型体的制造方法,由于在涂布液中不含电解质,因而,在涂布涂布液时或在脱水·干燥而得到中间成型体时,难以进行可氧化金属的颗粒的氧化,可以维持发热组合物的分散性。
在专利文献4中记载了使发热组合物保持于由无纺布组成的支撑体而成的薄片状发热体。发热组合物保持于无纺布中的多个空隙内。作为保持发热组合物的方法,在该文献中提出有在无纺布上摊开铁粉、活性碳以及无机电解质等粉末原料的混合物,赋予振动,使该粉末原料进入到无纺布内部的空隙内的方法。
在专利文献5中记载了在抄纸工序中由包含可氧化金属粉末、保水剂、纤维状物以及水的原料组合物制成中间成型体之后,在该中间成型体中含有电解质的发热成型体的制造方法。电解质在规定浓度的电解液的状态下浸渍于中间成型体或者规定粒径的电解质以固体的状态添加于中间成型体中。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:US6436128B1
专利文献2:US2002/121624A1
专利文献3:日本特开2004-143232号公报
专利文献4:日本特开平7-59809号公报
专利文献5:US2005/0000827A1
发明内容
发明所要解决的课题
然而,在专利文献1所记载的技术中,因为将含水状态的具有粘性的发热组合物与具有通气性的薄片直接层叠,该发热组合物以具有粘性的状态包覆具有通气性的薄片,所以,由于该发热组合物的粘性而容易损害该薄片的通气性,其结果难以发生均匀的发热反应。另外,由于形成发热组合物的层的薄片由包覆材料组成,因而,使用者的动作直接传达至发热组合物的层,由此容易引起发热组合物的层的脱落。另外,在该文献所记载的技术中,在搅拌混炼而形成发热组合物时,由于过量的水而有发热抑制效果,但是由于同时搅拌混炼食盐(电解质)和铁粉,因而,混炼机的桨(paddle)或槽壁面等附着的涂料由于失去水分而引起激烈的氧化反应,从而制造机器必须使用钛等耐腐蚀性高的高价材料,需要高额的设备投资。此外,在该文献所记载的发热体的制造方法中,由于同时搅拌混炼食盐(电解质)以及铁粉,因而,在得到的发热组合物中容易发生成分的沉淀或离水,从而难以维持发热组合物中的成分的分散性。而且,该文献所记载的发热组合物如上所述包含金属氯化物,该发热组合物的粘度容易因该金属氯化物而经时变化。粘度的经时变化是妨碍发热组合物的稳定涂布的一个因素。
在专利文献2所记载的技术中也公开了,在与包覆材料不同形态的吸收薄片上层叠具有粘性的发热组合物,利用该粘性再自其上起配置其它吸收薄片而形成夹住发热组合物的层叠体,并封入至包覆材料内的方式,但是不能确保充分的通气性。在该发热组合物能够与热一起产生水蒸气的情况下,会阻碍水蒸气的发生。并且,在专利文献2所记载的方法中,由于在吸水薄片上涂布发热组合物而形成涂布层之后进行穿洞,因而,在穿洞时,因发热组合物的粘性而使该发热组合物附着于刀具的刃上,容易引起制造故障。此外,容易污染装置。而且,穿洞时容易引起位置偏移。此外,在该文献所记载的方法中,由于以某个确定的图案涂布发热组合物,因而,在使用粘性高的发热组合物的情况下,不能容易地再现性良好并且生产性良好地制造同形的图案。
专利文献3所记载的发热成型体的制造方法由于具有脱水的工序或加热干燥的工序,因而,有制造工序变大的趋势。另一方面,在省略该脱水工序或加热干燥工序的情况下,由于涂布液中的水分和电解质水溶液的水分而容易使发热体的表面变得发粘,使制造设备的保养负担增大,或在用通气性的包覆材料包覆的情况下由于堵塞该包覆材料的网孔而可能难以得到所希望的发热性能。
在专利文献4所记载的技术中,混合铁粉、活性碳以及无机电解质等粉末原料而制成混合物,将该混合物散布于无纺布上。然而,由于铁粉、活性碳和无机电解质中其粒径或颗粒形状不同,因而,难以将它们均匀地混合并均匀地散布。
在专利文献5所记载的技术中,如果在由抄纸而形成的中间成型体中添加固体状态的电解质,则即使该中间成型体是含水状态,也难以稳定地担载固体状态的电解质。因此,在中间成型体的运送中电解质容易从该中间成型体上脱落,容易污染制造装置,另外,难以保证担载一定量的电解质。
因此,本发明的课题在于提供能够解决上述现有技术所具有的缺点的发热器、以及优选用于该发热器的发热体的制造方法。
解决课题的技术手段
为了解决上述课题,本发明者们进行了潜心研讨,其结果发现,通过使用在具有吸水性的纤维薄片上形成有发热组合物的层的发热体,通过利用该纤维薄片的吸水性来调节该发热组合物的层的含水率,并且在非固定状态下用与该发热体为不同部件的通气性的包覆材料包围该发热体,从而可以确保充分的通气性,并且即使使用者动作,也难以引起发热组合物的层的脱落。
另外,本发明者们发现,通过将包含高吸收性聚合物的纤维薄片用于基材薄片,并且对发热组合物的层中所含的可氧化金属的颗粒和电解质水溶液,在其它工序中先添加可氧化金属的颗粒,后添加电解质水溶液,从而可以维持涂料中的成分的分散性,另外,可以抑制制造工序中的可氧化金属的氧化而制造具有良好的发热特性的发热体,并且也容易控制发热体的发热层的含水率。
本发明是基于上述的见解而完成的,通过提供以下的发热器来解决上述的课题,该发热器具备在由包含高吸收性聚合物的颗粒和亲水性纤维的纤维薄片构成的基材薄片的一个面上设有包含可氧化金属的颗粒的发热组合物的层而成的发热体、以及包围该发热体的整体的包覆材料,所述包覆材料通过第1覆盖薄片和第2覆盖薄片在其边缘部上接合而形成,其内部为所述发热体的容纳空间,在所述容纳空间内相对于所述包覆材料以非固定状态容纳所述发热体,第1覆盖薄片,其一部分具有通气性并且配置于所述层的一侧,在使用时可以从配置有第1覆盖薄片的一侧产生蒸气。
即,本发明涉及以下的发明。
[1]一种发热器,其中,具备在由包含高吸收性聚合物的颗粒和亲水性纤维的纤维薄片构成的基材薄片的一个面上设有包含可氧化金属的颗粒的发热组合物的层而成的发热体和包围该发热体的整体的包覆材料,所述包覆材料通过第1覆盖薄片和第2覆盖薄片在其边缘部上接合而形成,其内部为所述发热体的容纳空间,在所述容纳空间内相对于所述包覆材料以非固定状态容纳所述发热体,第1覆盖薄片,其一部分具有通气性并且配置于所述发热组合物的层的一侧,在使用时能够从配置有第1覆盖薄片的一侧产生水蒸气。
本发明更优选以下的构成或者方法。
[2]上述[1]所记载的发热器,其中,第2覆盖薄片中,其通气性比第1覆盖薄片的通气性低。
[3]上述[1]或上述[2]所记载的发热器,其中,仅在基材薄片的一个面上设有所述发热组合物的层。
[4]上述[1]或上述[2]所记载的发热器,其中,在相同或不同的2块所述基材薄片之间设有所述发热组合物的层。
[5]上述[2]所记载的发热器,其中,所述发热组合物的层为含水状态。
[6]上述[1]~上述[5]中任一项所记载的发热器,其中,所述亲水性纤维由纤维素纤维构成。
[7]上述[6]所记载的发热器,其中,所述纤维素纤维由蓬松纤维素纤维构成。
[8]上述[7]所记载的发热器,其中,所述蓬松纤维素纤维为(a)纤维形状采取扭转结构、卷曲结构、弯曲和/或分支结构的立体结构,或(b)纤维粗度为0.2mg/m以上,或(c)纤维素纤维的分子内和分子间交联的纤维。
[9]上述[1]~上述[8]中任一项所记载的发热器,其中,所述基材薄片由具有所述高吸收性聚合物的颗粒主要存在于该基材薄片的厚度方向大致中央区域、并且该基材薄片的表面上实质上不存在该颗粒的结构的1张薄片构成。
[10]上述[3]~上述[9]中任一项所记载的发热器,其中,在所述基材薄片的面中,未设有所述发热组合物的层的一侧的含水率比所述发热组合物的层的含水率低。
[11]上述[1]~上述[10]中任一项所记载的发热器,其中,所述发热组合物的下部掩埋于所述基材薄片中。
[12]上述[1]~上述[11]中任一项所记载的发热器,其中,相对于发热开始前的三点弯曲负荷的发热结束后的三点弯曲负荷的变化率为350%以下。
另外,作为优选用于所述发热器的发热体的制造方法,本发明提供以下的发热体的制造方法,所述制造方法为包含可氧化金属的颗粒、电解质以及水的发热组合物的层设置于由包含高吸收性聚合物的颗粒以及纤维材料的纤维薄片组成的基材薄片而成的发热体的制造方法,所述发热体的制造方法具备,在所述基材薄片的一个面上涂布不含所述电解质并且包含所述可氧化金属的颗粒的涂料的涂布工序,以及在涂布有所述涂料的所述基材薄片上添加包含所述电解质的电解质水溶液的电解质添加工序。
即,本发明涉及以下的发明。
[13]一种发热体的制造方法,其中,所述制造方法为包含可氧化金属的颗粒、电解质以及水的发热组合物的层设置于由包含高吸收性聚合物的颗粒以及纤维材料的纤维薄片组成的基材薄片而成的发热体的制造方法,所述发热体的制造方法具备,在所述基材薄片的一个面上涂布不含所述电解质并且包含所述可氧化金属的颗粒的涂料的涂布工序,以及在涂布有所述涂料的所述基材薄片上添加包含所述电解质的电解质水溶液的电解质添加工序。
本发明更优选以下的构成或者方法。
[14]上述[13]所记载的发热体的制造方法,其中,在所述涂料的涂布中,或者在所述涂料的涂布之后并且所述电解质水溶液的添加之前,从所述基材薄片的另一个面侧进行抽吸。
[15]上述[14]所记载的发热体的制造方法,其中,在所述电解质水溶液的添加中,不进行自所述基材薄片的另一个面侧起的抽吸,或者,进行在与在所述涂料的涂布中或在所述涂料的涂布后并且电解质水溶液的添加前的抽吸不同的条件下的抽吸。
[16]上述[13]~上述[15]中任一项所记载的发热体的制造方法,其中,作为在所述电解质添加工序中添加的所述电解质水溶液,使用电解质的比例比相对于所述发热体中的电解质和水的合计量的电解质的比例高的电解质水溶液。
[17]上述[13]~上述[16]中任一项所记载的发热体的制造方法,其中,将所述电解质水溶液图案散布于所述基材薄片中的涂布了所述涂料的区域中。
[18]一种发热器的制造方法,其中,所述制造方法具备,通过上述[13]~上述[17]中任一项所记载的发热体的制造方法来制造发热体的发热体制造工序、以及用包覆材料包围得到的发热体的整体的包围工序,在所述发热体制造工序中,制造所述发热组合物的层不具有流动性的发热体;在所述包围工序中,用所述包覆材料将该状态的发热体包围而制成发热器。
此外,作为优选用于所述发热器的发热体的制造方法,本发明也提供以下的发热体的制造方法,所述制造方法为包含可氧化金属的颗粒、电解质以及水的发热组合物的层设置于由包含高吸收性聚合物的颗粒以及纤维材料的纤维薄片组成的基材薄片而成的发热体的制造方法,所述发热体的制造方法具备,在所述基材薄片的一个面添加包含所述电解质的电解质水溶液的电解质添加工序,以及在该基材薄片上的所述电解质水溶液的添加面上涂布不含所述电解质并且包含所述可氧化金属的颗粒的涂料的涂布工序。
即,本发明涉及以下的发明。
[19]一种发热体的制造方法,其中,所述制造方法为包含可氧化金属的颗粒、电解质以及水的发热组合物的层设置于由包含高吸收性聚合物的颗粒以及纤维材料的纤维薄片组成的基材薄片而成的发热体的制造方法,所述发热体的制造方法具备,在所述基材薄片的一个面添加包含所述电解质的电解质水溶液的电解质添加工序,以及在该基材薄片上的所述电解质水溶液的添加面上涂布不含所述电解质并且包含所述可氧化金属的颗粒的涂料的涂布工序。
本发明更优选以下的构成或者方法。
[20]上述[19]所记载的发热体的制造方法,其中,作为在所述电解质添加工序中添加的所述电解质水溶液,使用电解质的配合比例比相对于所述发热体所含有的电解质和水的合计量的电解质的比例高的水溶液。
[21]上述[20]所记载的发热体的制造方法,其中,对于所述电解质添加工序中添加的所述电解质水溶液,添加比使用该电解质水溶液并利用JIS K 7224测定的所述高吸收性聚合物的饱和吸收量乘以所述基材薄片中所含的所述高吸收性聚合物的质量后的量多的水溶液。
[22]上述[19]~上述[21]中任一项所记载的发热体的制造方法,其中,在将所述涂料涂布于所述电解质水溶液的添加面之后,从所述基材薄片的另一个面侧进行抽吸。
[23]一种发热器的制造方法,其中,所述发热器的制造方法具备,通过上述[19]~上述[22]中任一项所记载的发热体的制造方法来制造发热体的发热体制造工序、以及用包覆材料覆盖该发热体的整体的覆盖工序,且是制造用所述包覆材料包围所述发热体的发热器的发热器的制造方法,在用所述包覆材料进行包覆之前,将所述发热体制成所述发热组合物的层不具有流动性的发热体。
此外,作为优选用于所述发热器的发热体的制造方法,本发明也提供以下的发热体的制造方法,所述制造方法为包含可氧化金属的颗粒、电解质以及水的发热组合物的层设置于基材薄片而成的发热体的制造方法,
对于在所述基材薄片的一个面上以固体状态添加所述电解质的工序、以及涂布不含所述电解质并且包含所述可氧化金属的颗粒和水的涂料的工序,按照该顺序进行,或者按照与此相反的顺序进行,或者同时进行两个工序。
即,本发明涉及以下的发明。
[24]一种发热体的制造方法,其中,所述制造方法为包含可氧化金属的颗粒、电解质以及水的发热组合物的层设置于基材薄片而成的发热体的制造方法,对于在所述基材薄片的一个面上以固体状态添加所述电解质的工序、以及涂布不含所述电解质并且包含所述可氧化金属的颗粒和水的涂料的工序,按照该顺序进行,或者按照与此相反的顺序进行,或者同时进行两个工序。
本发明更优选以下的构成或者方法。
[25]上述[24]所记载的发热体的制造方法,其中,所述基材薄片为具有吸水性的薄片。
[26]上述[24]或上述[25]所记载的发热体的制造方法,其中,以粉末的状态添加所述电解质。
[27]上述[24]~上述[26]中任一项所记载的制造方法,其中,在涂布所述涂料的工序之后,进行添加所述电解质的工序而形成所述发热组合物,其后,再进行将与所述基材薄片相同或不同的第2基材薄片重叠于该发热组合物的层的工序;或者,在添加所述电解质的工序之后,进行涂布所述涂料的工序而形成所述发热组合物,其后,再进行将与所述基材薄片相同或不同的第2基材薄片重叠于该发热组合物的层的工序;或者,同时进行涂布所述涂料的工序和添加所述电解质的工序而形成所述发热组合物,其后,再进行将与所述基材薄片相同或不同的第2基材薄片重叠于该发热组合物的层的工序。
[28]上述[27]所记载的制造方法,其中,所述第2基材薄片为包含高吸收性聚合物的颗粒的纤维薄片。
[29]上述[24]~上述[28]中任一项所记载的制造方法,其中,所述基材薄片为包含高吸收性聚合物的颗粒的纤维薄片。
[30]上述[24]~上述[29]中任一项所记载的制造方法,其中,作为基材薄片,使用不含高吸收性聚合物的颗粒的纤维薄片或者包含高吸收性聚合物的颗粒的纤维薄片,
在涂布所述涂料之后,进行添加所述电解质的工序而形成所述发热组合物,
其后,再进行在所述发热组合物的层上重叠作为第2基材薄片的不含高吸收性聚合物的颗粒的纤维薄片或者包含高吸收性聚合物的颗粒的纤维薄片的工序,
作为所述基材薄片和所述第2基材薄片中的任意一者,使用包含高吸收性聚合物的颗粒的纤维薄片。
[31]一种发热器,其中,所述发热器具备用上述[30]所记载的方法制得的发热体和包围该发热体的整体的包覆材料,所述包覆材料通过第1覆盖薄片和第2覆盖薄片在其边缘部上接合而形成,其内部为所述发热体的容纳空间,在所述容纳空间内相对于所述包覆材料以非固定状态容纳所述发热体,第1覆盖薄片,其一部分具有通气性并且配置于所述发热组合物的层的一侧,在使用时能够从配置有第1覆盖薄片的一侧产生水蒸气。
此外,本发明提供以下的具有涂布层的薄片的制造方法,所述制造方法为在基材薄片上涂布粘性体来制造具有涂布层的薄片的方法,
使由连续长条状物组成的基材薄片行进,并遍及与该行进方向交叉的方向依次裁断该基材薄片,得到个体化了的多个基材薄片,
使个体化了的各基材薄片以在其行进方向的前后不设置间隙地进行配置的状态行进,在个体化了的各基材薄片的一个面上涂布粘性体而形成涂布层,
使具有涂布层的个体化了的各基材薄片行进,以在其行进方向的前后产生间隙的方式扩大该薄片间的距离。
此外,本发明也提供以下的具有涂布层的薄片的制造方法,所述制造方法为在基材薄片上涂布粘性体来制造具有涂布层的薄片的方法,
使由连续长条状物组成的基材薄片行进,并沿着该基材薄片的行进方向在该基材薄片上依次形成封闭形状的切入部以形成多个个体化了的基材薄片,
使形成有切入部的由连续长条状物组成的基材薄片,以从由该连续长条状物组成的基材薄片中不分离个体化了的基材薄片的方式行进,并在由该连续长条状物组成的基材薄片的一个面上涂布粘性体而形成涂布层,
从具有涂布层的由连续长条状物组成的基材薄片分离个体化了的各基材薄片,从而得到具有涂布层的个体化了的多个基材薄片。
此外,本发明也提供以下的具有涂布层的薄片的制造方法,所述制造方法为在基材薄片上涂布粘性体来制造具有涂布层的薄片的方法,
使由连续长条状物组成的基材薄片行进,并沿着该基材薄片的行进方向在该基材薄片上依次形成封闭形状的切入部以形成多个个体化了的基材薄片,
使形成有切入部的由连续长条状物组成的基材薄片,以从由该连续长条状物组成的基材薄片不分离个体化了的基材薄片的方式行进,并在由该连续长条状物组成的基材薄片的一个面上涂布粘性体来形成涂布层,
从具有涂布层的由连续长条状物组成的基材薄片分离废弃个体化了的各基材薄片的一部分,从而得到具有涂布层并且具有来自于分离废弃后的基材薄片的切口部的多个个体化了的基材薄片。
即,本发明涉及以下的发明。
[32]一种具有涂布层的薄片的制造方法,其中,所述制造方法为在基材薄片上涂布粘性体来制造具有涂布层的薄片的方法,
使由连续长条状物组成的基材薄片行进,并遍及与该行进方向交叉的方向依次裁断该基材薄片,得到个体化了的多个基材薄片,
使个体化了的各基材薄片以在其行进方向的前后不设置间隙地进行配置的状态行进,并在个体化了的各基材薄片一个面上涂布粘性体而形成涂布层,
使具有涂布层的个体化了的各基材薄片行进,以在其行进方向的前后产生间隙的方式扩大该薄片间的距离。
[33]一种具有涂布层的薄片的制造方法,其中,所述制造方法为在基材薄片上涂布粘性体来制造具有涂布层的薄片的方法,
使由连续长条状物组成的基材薄片行进,并沿着该基材薄片的行进方向在该基材薄片上依次形成封闭形状的切入部以形成多个个体化了的基材薄片,
使形成有切入部的由连续长条状物组成的基材薄片,以从由该连续长条状物组成的基材薄片不分离个体化了的基材薄片的方式行进,并在由该连续长条状物组成的基材薄片的一个面上涂布粘性体而形成涂布层,
从具有涂布层的由连续长条状物组成的基材薄片分离个体化了的各基材薄片,从而得到具有涂布层的个体化了的多个基材薄片。
[34]一种具有涂布层的薄片的制造方法,其中,所述制造方法为在基材薄片上涂布粘性体来制造具有涂布层的薄片的方法,
使由连续长条状物组成的基材薄片行进,并沿着该基材薄片的行进方向在该基材薄片上依次形成封闭形状的切入部以形成多个个体化了的基材薄片,
使形成有切入部的由连续长条状物组成的基材薄片,以从由该连续长条状物组成的基材薄片不分离个体化了的基材薄片的方式行进,并在由该连续长条状物组成的基材薄片的一个面上涂布粘性体来形成涂布层,
从具有涂布层的由连续长条状物组成的基材薄片分离废弃个体化了的各基材薄片的一部分,从而得到具有涂布层并且具有来自于分离废弃后的基材薄片的切口部的多个个体化了的基材薄片。
本发明更优选以下的构成或者方法。
[35]上述[32]~上述[34]中任一项所记载的制造方法,其中,基材薄片为具有液体的吸收性的薄片。
[36]上述[32]~上述[35]中任一项所记载的制造方法,其中,粘性体为包含可氧化金属的颗粒、电解质以及水的发热组合物。
[37]上述[32]~上述[35]中任一项所记载的制造方法,其中,粘性体为包含可氧化金属的颗粒和水并且不含电解质的组合物。
[38]上述[37]所记载的制造方法,其中,在涂布粘性体之前,对个体化了的基材薄片或者形成有切入部的基材薄片添加电解质的水溶液。
[39]上述[37]所记载的制造方法,其中,在涂布粘性体之后,对涂布有该粘性体的基材薄片添加电解质的水溶液。
[40]上述[39]所记载的制造方法,其中,在扩大个体化了的基材薄片间的距离之前或者分离个体化了的基材薄片之前,添加电解质的水溶液。
[41]上述[39]所记载的制造方法,其中,在扩大个体化了的基材薄片间的距离之后或者分离个体化了的基材薄片之后,添加电解质的水溶液。
[42]上述[32]~上述[41]中任一项所记载的制造方法,其中,在扩大个体化了的基材薄片间的距离之前或者分离个体化了的基材薄片之前,进行涂布层分割处理。
发明的效果
根据本发明,可以提供一种遍及从发热开始到发热结束之间能够均匀地发热,并且即使使用者动作也难以引起发热组合物的层的脱落的发热器。另外,本发明的发热器由于在发热结束后也具有柔软性,因而,遍及从发热开始到发热结束之间,可以适合使用者的身体的形状,可以降低由安装而造成的不适感。特别是也容易适合如身体的关节部或弯曲部那样的非平面部位。其结果,可以赋予使用者均匀的温暖感。
根据本发明的发热体的制造方法,可以制造涂料中的成分维持良好的分散性,并抑制制造工序中的可氧化金属粉末的氧化且具有良好的发热特性的发热体,并且容易控制发热体的发热层的含水率。另外,根据本发明的发热器的制造方法,可以制造即使将通气性薄片用于发热体的包覆材料也难以阻碍其通气性,或者发热组合物的层难以脱落,发热特性优异的发热器。
此外,根据本发明的发热体的制造方法,可以制造极力抑制制造中的可氧化金属的颗粒的因电解质水溶液造成的氧化,维持发热组合物的分散性,且具有良好的发热特性的发热体。另外,本发明的发热体的制造方法可以将制造工序抑制为紧凑。
此外,根据本发明的发热体的制造方法,由于在涂料中不含电解质,因而,涂布前的涂料的粘度稳定,各成分表现出良好的分散性。另外,可以抑制制备涂料的设备和涂布涂料的设备的腐蚀。另外,由于以固体状态添加电解质,因而,在发热体中不添加过量的水,发热体的加工工序稳定。此外,由于在发热体中没有添加过量的水而难以引起水向加工机的飞散,难以引起起因于发热体的粘贴的加工不良,从而提高了成品率。而且,由于在发热体中没有添加过量的水,因而,可以得到具有稳定的发热特性的发热体。
而且,根据本发明,在基材薄片上涂布粘性体之前,由于将该基材薄片切割为规定的形状,因而,可以防止粘性体附着于切割用的刃上,并且可以防止起因于粘性体的附着的切割性的降低及刀刃的铁锈的发生。由此,可以长期地进行稳定的制造。
附图说明
图1(a)是表示发热器的三点弯曲负荷的测定方法的侧面图,图1(b)是表示发热器的三点弯曲负荷的测定方法的上面图。
图2是表示优选用于本发明的发热体或发热器的制造中的装置的一个例子的模式图。
图3是表示本发明的发热器的一个实施方式中的纵截面的结构的模式图。
图4是表示优选用于本发明的发热体或发热器的制造中的装置的其它例子的模式图。
图5是表示优选用于制造本发明的发热体或发热器的装置的其它例子的模式图。
图6是表示优选用于制造本发明的发热体或发热器的装置的其它例子的模式图。
图7是表示优选用于制造本发明的发热体或发热器的装置的其它例子的模式图。
图8是表示优选用于制造本发明的发热体或发热器的装置的其它例子的模式图。
图9是表示优选用于制造本发明的发热体或发热器的装置的其它例子的模式图。
图10是表示优选用于制造本发明的发热体或发热器的装置的其它例子的模式图。
图11是表示优选用于制造本发明的发热体或发热器的装置的其它例子的模式图。
图12是表示优选用于制造本发明的发热体或发热器的装置的其它例子的模式图。
图13是表示优选用于制造本发明的发热体或发热器的装置的其它例子的模式图。
图14是表示由连续长条状物组成的基材薄片的裁断图案的一个例子的图。
图15是表示优选用于制造本发明的发热体或发热器的装置的其它例子的模式图。
图16是表示优选用于制造本发明的发热体或发热器的装置的其它例子的模式图。
图17(a)是表示形成于由连续长条状物组成的基材薄片的切入部图案的一个例子,图17(b)是表示从形成有图17(a)所示的切入部图案的基材薄片分离废弃个体化了的基材薄片后的状态的图。
图18是表示优选用于制造本发明的发热体或发热器的装置的其它例子的模式图。
图19是表示实施例1中使用的基材薄片的纵截面结构的模式图。
图20(a)是实施例1中得到的发热器中的发热体的纵截面的显微镜图像,图20(b)是比较例2中得到的发热器中的发热体的纵截面的显微镜图像。
图21是表示实施例7以及参考例1中得到的发热器的发热特性的图表。
具体实施方式
以下基于其优选的实施方式说明本发明。本发明的发热器作为其构成部件具有发热体和包覆材料。发热体是在本发明的发热器中产生热的部件。包覆材料是包围发热体的整体,且构成本发明的发热器的外面的部件,其一部分或整体中具有通气性。
发热体具备基材薄片和设于该基材薄片的一个面的发热组合物的层(以下,也称为“发热层”)。基材薄片由包含高吸收性聚合物的颗粒和亲水性纤维的纤维薄片构成。发热层包含可氧化金属的颗粒而构成。
由纤维薄片组成的基材薄片可以是(a)高吸收性聚合物的颗粒和亲水性纤维均匀混合的状态的1块薄片。另外,基材薄片也可以是(b)具有高吸收性聚合物的颗粒主要存在于该基材薄片的厚度方向大致中央区域,并且该颗粒实质上不存在于该基材薄片的表面的结构的一层(one ply)的薄片。此外,基材薄片也可以是(c)在包含亲水性纤维的相同或不同的纤维薄片间配置有高吸收性聚合物的颗粒的2块纤维薄片的重叠体。在能够取得这些各种形态的基材薄片中,从能够容易地进行发热层的含水率的控制的观点出发,作为基材薄片优选使用(b)的形态的薄片。
作为由纤维薄片组成的基材薄片中所含的亲水性纤维,可以使用天然纤维和合成纤维的任意一种。通过使用作为基材薄片的构成纤维的亲水性纤维,从而有容易在与发热层所含的可氧化金属之间形成氢键,且发热层的保形性变得良好的优点。另外,通过使用亲水性纤维,也有基材薄片的吸水性乃至保水性变得良好,且容易控制发热层的含水率的优点。从这些观点出发,作为亲水性纤维优选使用纤维素纤维。作为纤维素纤维可以使用化学纤维(合成纤维)以及天然纤维。
作为纤维素的化学纤维,可以使用例如人造纤维和醋酸纤维素。另一方面,作为天然的纤维素纤维,可以使用各种的植物纤维,例如木材纸浆、非木材纸浆、棉、麻、麦秆、大麻、黄麻、木棉、椰子、灯心草等。在这些纤维素纤维中,从可以容易地得到粗纤维等观点出发,优选使用木材纸浆。从基材薄片的吸水性乃至保水性或发热层的保持性等观点出发,作为纤维素纤维使用粗纤维是有利的。
特别是,作为纤维素天然纤维,优选使用蓬松纤维素纤维。通过使用蓬松纤维素纤维,使基材薄片中的构成纤维的纤维间距离为优选的距离变得容易。作为蓬松纤维素纤维的具体例子,可以列举(a)纤维形状采取扭转结构、卷曲结构、弯曲和/或分支结构的立体结构,或(b)纤维粗度为0.2mg/m以上,或(c)纤维素纤维的分子内和分子间交联的纤维。
作为所述的(a)的采取扭转结构、卷曲结构、弯曲和/或分支结构等立体结构的纤维的具体例子,可以使用用化学反应分解木材纸浆得到的化学纸浆、用机械处理(叩解)分解得到的纸浆、将化学反应和机械处理组合而得到的纸浆。
所述(b)的纤维由于以蓬松的状态集聚纤维素纤维,由此液体的移动阻力变小,液体的透过速度变大,因而,如果使用这样的纤维,则在后面所述的发热体的制造过程中,将发热组合物的涂料涂布于基材薄片时,因为该发热组合物中的水分容易向基材薄片中移动,所以容易控制发热层的含水率。另外,容易形成能够保持构成发热层的涂料的固体成分的蓬松的网络结构。从这些观点出发,(b)的纤维的纤维粗度优选为0.2~2mg/m,特别优选为0.3~1mg/m。
纤维粗度是在如木材纸浆那样纤维的粗细不均匀的纤维中用作表示纤维的粗细的尺度的纤维粗度,例如,可以使用纤维粗度计(FS-200,KAJANNIELECTRONICSLTD.公司制造)进行测定。作为纤维粗度为0.2mg/m以上的纤维素纤维的例子,可以列举针叶树硫酸盐纸浆[Federal Paper Board Co.制造的“ALBACEL”(商品名称)、以及PT IntiIndorayon Utama制造的“INDORAYON”(商品名称)]等。
所述(b)的纤维,纤维截面的圆度优选为0.5~1,特别优选为0.55~1。通过使用具有这样的圆度的纤维素纤维,使基材薄片中的液体的移动阻力进一步变小,液体的通过速度进一步变大。圆度的测定方法如下所述。以使面积没有变化的方式将纤维与其截面方向垂直地切片,通过电子显微镜拍摄截面照片。用图像分析装置[Nippon Avionics Co.,Ltd.制造的“Avio EXCEL”(商品名称)]解析截面照片,对测定纤维的截面积和周长进行测定。使用这些值,用以下所示的式子算出圆度。圆度是测定100点任意的纤维截面并取为其平均值。
圆度=4π(测定纤维的截面积)/(测定纤维的截面周长)2
在作为蓬松纤维素纤维使用木材纸浆的情况下,通常木材纸浆的截面由于脱木质素化处理而是扁平的,其大部分圆度小于0.5,为了使这样的木材纸浆的圆度为0.5以上,例如,只要将相关的木材纸浆丝光处理并使木材纸浆的截面膨胀即可。作为市售的丝光纸浆的例子,可以列举ITT Rayonier Inc.制造的“FILTRANIER”(商品名称)或该公司制造的“POROSANIER”(商品名称)等。
作为所述(c)的纤维的交联纤维素纤维优选即使在湿润状态下也能维持蓬松结构。作为用于交联纤维素纤维的方法,例如可以列举使用交联剂的交联方法。作为相关的交联剂的例子,可以列举二羟甲基亚乙基脲和二羟甲基二羟基亚乙基脲等N-羟甲基类化合物;柠檬酸、丙三酸和丁烷四羧酸等聚羧酸;二甲基羟基亚乙基脲等多元醇;聚缩水甘油醚类化合物的交联剂等。交联剂的使用量相对于100质量份的纤维素纤维优选为0.2~20质量份。交联纤维素纤维其纤维粗度优选为0.1~2mg/m,特别优选为0.2~1mg/m。另外,交联纤维素纤维,纤维截面的圆度优选为0.5~1,特别优选为0.55~1。作为市售的交联纤维素纤维,可以列举Weyerhaeuser Paper Co.制造的“High Bulk Additive”等。另外,在以下的说明中,单单称为“份”时是指“质量份”。
在上述的(a)~(c)的纤维中,特别地如果使用(c)纤维,则实现了基材薄片和发热层的一体性变高,难以引起该发热层的脱落的有利的效果。另外,也实现了发热体变得柔软,且将本发明的发热器安装于安装对象物例如人体的皮肤或衣服时的合身性变得良好的有利的效果。意外地,值得特别写出的是发热体的柔软性即使发热结束后也可以维持。
上述各种亲水性纤维,从用湿式法或干式法容易制造基材薄片的观点出发,其纤维长优选为0.5~6mm,特别优选为0.8~4mm。
在基材薄片上,除了上述亲水性纤维之外,也可以根据需要配合热熔接性纤维。通过配合该纤维,可以提高湿润状态下的基材薄片的强度。热熔接性纤维的配合量相对于基材薄片中的纤维的总量优选为0.1~10质量%,特别优选为0.5~5质量%。
在由纤维薄片组成的基材薄片中可以包含如上所述的高吸收性聚合物的颗粒。对于基材薄片中的高吸收性聚合物的颗粒的存在位置如上所述。作为高吸收性聚合物,优选使用能够吸收·保持自重20倍以上的液体并且能够凝胶化的水凝胶材料。颗粒的形状可以是球状、块状、集成葡萄状、纤维状等。颗粒的粒径优选为1~1000μm,特别优选为10~500μm。作为高吸收性聚合物的具体例子,可以列举淀粉、交联羧甲基化纤维素、丙烯酸或丙烯酸碱金属盐的聚合物或共聚物等、聚丙烯酸及其盐以及聚丙烯酸盐接枝聚合物等。高吸收性聚合物的颗粒优选接合于基材薄片所含的纤维材料。对于接合,可以利用由例如使高吸收性聚合物的颗粒湿润而产生的粘性。另外,对于由纤维材料组成的网络,可以是使用使含有聚合性单体和/或该单体的聚合进行物的液状体附着,进行聚合而形成的高吸收性聚合物的颗粒而得到的网格。该高吸收性聚合物的颗粒为接合于纤维材料的状态。
从使基材薄片的吸水性乃至保水性适当的观点以及控制发热层的含水率的观点出发,基材薄片中所占的高吸收性聚合物的比例优选为10~70质量%,特别优选为20~55质量%。另外,该比例是对在基材薄片上形成发热层之前的处于干燥状态的该基材薄片进行测定的值。
基材薄片,其定量(basis weight)优选为10~200g/m2,特别优选为35~150g/m2。通过将基材薄片的定量设定于该范围内,从而可以充分确保湿润状态下的基材薄片的强度,另外,也可以使基材薄片的吸水性乃至保水性适宜。另一方面,基材薄片中所含的高吸收性聚合物的定量优选为5~150g/m2,特别优选为10~100g/m2。通过将高吸收性聚合物的定量设定于该范围内,从而可以使基材薄片的吸水性乃至保水性进一步适宜。另外,进一步控制发热层的含水率变得容易。这些定量是对在基材薄片上形成发热层之前的处于干燥状态的该基材薄片进行测定的值。
基材薄片,在其为所述(a)的形态的情况下,可以用例如气流成网法(air-laid method)进行制造。在为(b)的形态的情况下,可以用例如本申请人在先的申请所涉及的日本特开平8-246395号公报中记载的湿式抄造法来进行制造。在为(c)的形态的情况下,可以用气流成网法或湿式抄造法进行制造。
在基材薄片上,在其至少一个面上设有发热层。发热层可以仅设于基材薄片的一个面上,也可以设于两个面上。作为其它实施方式,也可以在相同或不同的2块基材薄片间设有发热层。如果发热层设于2块基材薄片之间,则可以有效地防止该发热层贴于包覆材料上。在2块基材薄片之间设置发热层的情况下,任意一方的基材薄片可以不含高吸收性聚合物的颗粒。发热层是包含可氧化金属的颗粒、电解质以及水的含水层。发热层可以进一步包含反应促进剂。发热层可以存在于基材薄片上,或者发热层的下部也可以掩埋于基材薄片中。其中,优选发热层的下部掩埋于基材薄片中。即,构成发热层的固体成分的一部分优选担载于构成基材薄片的纤维薄片所形成的三维状的网络中。通过将发热层的一部分掩埋于基材薄片中,可以增加发热层和基材薄片的一体性,有效地防止了发热层从基材薄片上脱落(使用前、使用中、使用后)。
作为发热层中所含的可氧化金属,可以列举铁、铝、锌、锰、镁、钙等。可氧化金属的颗粒的粒径可以为例如0.1~300μm左右。作为反应促进剂,除了作为水分保持剂起作用之外,也优选使用具有作为对可氧化金属的氧保持/供给剂的功能的物质。作为反应促进剂,例如可以列举活性碳(椰子壳碳、木炭粉、烟煤(bituminous coal)、泥炭、褐炭)、碳黑、乙炔黑、石墨、沸石、珠光体、蛭石、二氧化硅等。作为电解质,可以使用能够溶解在可氧化金属的颗粒的表面上形成的氧化物的电解质。作为其例子,可以列举碱金属、碱土类金属或过渡金属的硫酸盐、碳酸盐、氯化物或氢氧化物等。其中,从导电性、化学稳定性、生产成本优异的观点出发,优选使用碱金属、碱土类金属或过渡金属的氯化物,特别优选使用氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁、氯化亚铁、氯化铁。
将基材薄片的定量在上述范围作为条件,从确保充分的发热量的观点出发,发热体中的可氧化金属的量以定量表示优选为100~3,000g/m2,特别优选为200~1,500g/m2。从经过长时间维持稳定的发热的观点出发,发热体中的反应促进剂的量优选为4~300g/m2,特别优选为4~80g/m2,尤其优选为8~50g/m2。根据同样的理由,发热体中的电解质的量优选为4~80g/m2,特别优选为4~40g/m2,尤其优选为5~30g/m2。另外,这些的定量是在基材薄片的单面上形成1层发热层的情况下的值。因此,在基材薄片的两个面上形成发热层的情况下,这些定量是上述的2倍的值。另外,根据发热体的具体用途,可以适当调整定量。
如上所述发热层为含水状态。发热层的含水率优选为5~50质量%,特别优选为6~40质量%。通过将发热层的含水率设定在该范围内,从而发热层其流动性降低,进而,粘性降低。其结果,如下所述即使在发热层的上侧配置具有通气性的薄片,也难以引发由粘贴该发热层而损坏该薄片的通气性的不良状况。发热层的含水率将位于基材薄片的表面的上侧的部位作为对象来进行测定。因此,发热层中,掩埋于基材薄片的部位从含水率的测定对象中排除。发热层的含水率的具体测定方法如下所述。即,在氮环境下取出位于基材薄片的表面的上侧的部位的发热层,测定其质量。其后,在真空状态的105℃的温度下,在干燥炉中除去水分2小时,再次测定质量,测定含水量。另外,上述发热层的含水率是每1个发热层的值。
通过将发热层的含水率设定于上述范围内,从而有效地防止了该发热层粘附于配置于其上的通气性薄片,但是那样的话,可能产生发热层中所含的水的量变少而导致发热特性降低的忧虑。然而,在本发明中,基材薄片含水,由于发热中可以从基材薄片将水供给至发热层,因而,发热特性不会降低。特别地,因为基材薄片包含高吸收性聚合物,从该高吸收性聚合物中慢慢地进行水的放出,所以发热特性变得长时间稳定。从这些观点出发,发热体中的水所占的比例,也就是发热体的含水率优选为10~60质量%,特别优选为12~50质量%,尤其优选为12~40质量%。发热体的含水率的具体测定方法如以下所述。即,在氮环境下测定发热体的质量,其后,放入真空状态下的105℃的温度的干燥炉中2小时,除去水分,再次测定质量,将质量的差作为水分量。通过用除去水分前的发热体的质量除该水分量再乘以100,从而算出含水率。另外,上述发热体的含水率是在基材薄片的单面上形成1层发热层的情况下的值,即使在基材薄片的各面上形成发热层的情况下也优选满足上述的范围。
在发热体中,从达成均匀的发热的观点出发,优选水在其整体(面方向的整个区域和厚度方向的整个区域)均匀地存在,也可以在发热体的面方向上高含水率部位和低含水率部分混合存在。例如,可以在发热体的面内方向上交替形成在一个方向上延伸的条纹状的高含水率部位和低含水率部位。通过采用这样的构成,可以由高含水率部位和低含水率部位而使发热体的刚性不同,由此产生了将发热器安装于安装对象物、例如人体的皮肤或衣服时的适合性进一步变得良好的有利的效果。该理由是由于,伴随着发热体的氧化反应的进行发热体产生硬度,在含水率低的部位氧化反应中途停止,因而该部位没有那么变硬,相对于此,在含水率高的部位氧化反应继续,因而该部位更变硬了。从该观点出发,发热体中的高含水率部位中的含水率优选为20~60质量%,特别优选为25~50质量%。另一方面,发热体中的低含水率部位中的含水率,将比高含水部位中的含水率低作为条件,优选为10~40质量%,特别优选为10~30质量%。
作为在发热体的面方向形成高含水率部位和低含水率部分的方法,优选在后面所述的图5和图6所示的涂布工序中,在基材薄片的面方向的宽的范围上涂布涂料,在其后的电解质添加工序中,在该基材薄片中的涂布有涂料的区域中图案散布电解质水溶液的方法。作为图案散布的散布图案,可以列举条纹图案(带状图案)、格子图案、方格花纹状的图案、点图案等。作为点图案的各个点的平面视形状,可以列举圆形、菱形、椭圆形、四边形、三角形等。图案散布电解质水溶液而形成高含水率部位和低含水率部位,除了形成刚性不同的部位之外,还实现了根据发热体的部位发热温度不同,例如对于需要加热的身体的部位和优选温和的温度的敏感的身体的部位,可以用1个发热体赋予两方的温度的有利的效果。形成刚性不同的部位的理由是由于,在散布有电解质的部位中,伴随着发热体进行氧化反应,使发热体产生硬度,相对于此,没有散布电解质的部位,含水率少,氧化反应中途停止,与继续进行发热的部分相比较,变为残留柔软性的部位。
另外,作为在发热体的面方向形成高含水率部位和低含水率部位的方法,可以在后面所述的图5和图6所示的涂布工序中,相对于基材薄片的面方向以使定量或含水率不同的方式对涂料进行图案化并进行涂布,在其后的电解质添加工序中,在该基材薄片中的涂布有涂料的区域中散布电解质水溶液。另外,也可以将涂料涂布的图案化和电解质添加的图案化组合。
在发热体中,在仅在基材薄片的一个面上形成发热层的情况下,该基材薄片的面中,优选没有设置发热层的一侧的含水率比发热层的含水率低。由此,在形成有发热层的一侧,对发热层进行用于发热的水分供给,另一方面,在没有设置发热层的一侧,实现了防止基材薄片和覆盖薄片的紧密附着且难以阻碍发热器内的空气的流动的有利的效果。为了达成这样的含水率的关系,例如,作为基材薄片使用具有上述(b)或(c)的结构的薄片是有利的。具有(b)或(c)的结构的基材薄片由于高吸收性聚合物的颗粒偏在于其厚度方向的中央区域,因而,如果仅在基材薄片的一个面上形成发热层,则由于在高吸收性聚合物的颗粒所偏在的部位上阻止了水的浸透,因而,可以使基材薄片的相反侧中的含水率停留于较低。
发热体中的没有设置发热层的一侧的含水率,在氮环境下切出没有设置发热层的一侧的层,测定其质量,其后,放入真空状态下的105℃的温度的干燥炉2小时,除去水分,再次测定质量,将质量的差作为水分量。通过用除去水分前的发热体的质量除该水分量再乘以100,从而算出含水率。
在本发明的发热器中,如上所述,用包覆材料包围发热体。该包覆材料具备第1覆盖薄片和第2覆盖薄片。第1覆盖薄片配置于发热体中的发热层的一侧。第2覆盖薄片设置于发热体中的没有形成发热层的一侧(仅在1块基材薄片的单面形成发热层的情况)或配置于发热层的一侧(例如在1块基材薄片的两个面形成发热层的情况)。
第1覆盖薄片和第2覆盖薄片分别具有从发热体的周边向外侧延伸的延伸区域,各延伸区域彼此接合。该接合优选为包围发热体的环状的连续的气密接合。通过两个覆盖薄片的接合所形成的包覆材料在其内部具有用于容纳发热体的空间。在该空间内容纳发热体。在所述延伸区域彼此的接合为环状的连续的气密接合的情况下,因为可靠地防止了固体成分(例如可氧化金属的颗粒)从包覆材料内所容纳的发热体脱落而优选。
包覆材料内所容纳的发热体相对于包覆材料是非固定状态。即,发热体,其移动没有被包覆材料拘束,可以与包覆材料分别独立地移动。因此,例如,在将粘合剂涂布于包覆材料中的第2覆盖薄片而形成粘着部,并通过该粘着部将本发明的发热器贴于使用者的皮肤等上的情况下,即使由于使用者的动作而导致第2覆盖薄片变为绷紧的状态,由于该绷紧的状态不会传播至发热体,因而,也可以有效地防止固体成分(例如可氧化金属的颗粒)从发热体上脱落。另外,通过不拘束发热体,从而由于可以与包覆材料分别独立地移动,难以与覆盖薄片紧密附着,因而,不会阻碍覆盖薄片的通气性,另外,不会阻碍包覆材料内基材薄片周围的空气的流动,可以得到良好的发热反应。根据这样的本发明,因为均匀地进行发热体的发热,所以由于发热而造成的发热体的硬化也均匀地进行。其结果,本发明的发热器即使在发热结束后也难以损害其柔软性,遍及从发热开始到发热结束之间,可以适合使用者的身体的形状。特别是,即使是如身体的关节部或弯曲部这样的非平面部位也可以始终良好地合身。
本发明的发热器的柔软性可以通过三点弯曲负荷来进行评价。该弯曲负荷的值越小,则可以判断为本发明的发热器的柔软性越高。三点弯曲负荷的测定如下所述进行。测定器使用ORIENTEC制造的Tensilon万能检测器RTA-500。作为测定样品的发热器是各边65mm的正方形。如图1所示,将该发热器100架于宽6mm的一对板状的支撑体90、90之间。支撑体90的间隔为25mm。另外,支撑体90的长度比发热器100的长度长。从架于支撑体90之间的发热器100上以100mm/min的速度使板状压入体91下降,从而压入发热器100。板状压入体91,其宽度为1.5mm,长度比发热器100的长度长。压入板状压入体91的位置是一对支撑体90之间的中间位置。相对于支撑体90将板状压入体91压入15mm,将在其移动量间产生的加重的最大值作为三点弯曲负荷。在本发明中,该三点弯曲负荷的值在发热开始前优选为0~1.5N/65mm,更优选为0~1.0N/65mm。发热结束后的三点弯曲负荷的值优选为0.01~1.8N/65mm,特别优选为0.1~1.5N/65mm。此外,相对于发热开始前的三点弯曲负荷的发热结束后的三点弯曲负荷的变化率优选为350%以下,特别优选为330%以下。该变化率是在将发热开始前的三点弯曲负荷作为L1,将发热结束后的三点弯曲负荷作为L2之时,用[(L2-L1)/L1]×100所定义的。发热结束后是指发热体的温度变为42℃以下的状态。
包覆材料中的第1覆盖薄片,其一部分具有通气性或者其整体具有通气性。如上所述,由于第1覆盖薄片与发热体中的发热层相对配置,因而,通过使第1覆盖薄片具有通气性,从而可以顺利地进行对发热层的氧的供给,从而可以长时间地维持稳定的发热。从该观点出发,第1覆盖薄片的通气度(JIS P8117B型,以下,称为通气度时是指该方法的测定值)优选为1~50,000秒/(100ml·6.42cm2),特别优选为10~40,000秒/(100ml·6.42cm2)。作为具有这样的通气度的第1覆盖薄片,优选使用例如具有透湿性但不具有透水性的合成树脂制的多孔性薄片。在使用该多孔性薄片的情况下,可以在该多孔性薄片的外面(第1覆盖薄片中的向着外侧的面)上层叠以针刺无纺布或透气无纺布(air-through nonwoven fabric)等无纺布为首的各种纤维薄片,从而提高第1覆盖薄片的手感。
作为包覆材料中的第2覆盖薄片,可以根据发热体的结构选择适当的薄片。从通过第1覆盖薄片并使水蒸气稳定产生的观点出发,优选第2覆盖薄片是比第1覆盖薄片的通气性低的薄片。特别是,在基材薄片的发热层没有位于第2覆盖薄片侧的情况下,第2覆盖薄片优选为比第1覆盖薄片的通气性低的薄片。这里所说的“通气性低的薄片”包括一部分中具有通气性但通气性的程度比第1覆盖薄片低的情况和作为不具有通气性的非通气性薄片的情况的两者。在第2覆盖薄片为非通气性薄片的情况下,作为该非通气性薄片,可以使用合成树脂制的薄膜,或在该薄膜的外面(第2覆盖薄片中的向着外侧的面)上层叠以针刺无纺布或透气无纺布等无纺布为首的各种纤维薄片而成的复合薄片。在第2覆盖薄片为通气性薄片的情况下,作为该通气性薄片,可以使用与第1覆盖薄片同样的薄片。在该情况下,第2覆盖薄片的通气性,将比第1覆盖薄片的通气性低作为条件,优选为200~150,000秒/(100ml·6.42cm2),特别优选为300~100,000秒/(100ml·6.42cm2)。如果第2覆盖薄片为通气性薄片,则在将第1覆盖薄片的外面紧密附着于使用者的例如皮肤或衣服的使用状态下,也可以进行稳定的发热。
在发热体中,可以仅在1块基材薄片的单面上形成发热层,也可以在两个面上形成发热层。在两个面上形成发热层的情况下,例如,只要对进行了后面所述的涂料涂布的基材薄片,用转动杆等使其上下面翻转,在该基材薄片的另一个面上涂布第2涂料即可。另外,容纳于发热器内的发热体的个数可以是1个,或者也可以使用多个,并以将其层叠的多层状态进行容纳。
本发明的发热器可以从配置有第1覆盖薄片的一侧产生水蒸气。为了能够产生水蒸气,(A)将发热层含有大量的水作为前提,可以列举(B)调节构成发热层的各成分的比例的方法、(C)调节包围发热体的第1和第2覆盖薄片的通气度的方法、(D)并用(B)和(C)的方法等。在本发明的发热器中,通过使基材薄片包含亲水性纤维,从而可以保持大量的水。由此,本发明的发热器可以产生大量的水蒸气。而且,在本发明的发热器中,由于基材薄片除了包含亲水性纤维也含有高吸收性聚合物,因而,由此该基材薄片也可以保持大量的水,其结果,可以产生大量的水蒸气。关于上述(B)的构成发热层的各成分的比例,如上所述。关于(C)的第1和第2覆盖薄片的通气度,也如上所述。通过第1覆盖薄片放出的水蒸气的量按照后面所述的测定方法优选为0.01~0.8mg/(cm2·min),特别优选为0.03~0.4mg/(cm2·min)。
在第1覆盖薄片和第2覆盖薄片都具有通气性的情况下,使第1覆盖薄片的通气度的值比第2覆盖薄片的通气度的值小(即,提高通气性),通过第1覆盖薄片放出的水蒸气的量优选为比通过第2覆盖薄片放出的水蒸气的量多。只要通过第1覆盖薄片放出的水蒸气的量比通过第2覆盖薄片放出的水蒸气的量多,完全不妨碍通过第2覆盖薄片放出水蒸气。
在本发明的发热器中,通过第1覆盖薄片放出的水蒸气的量如下所述进行测定。即,在20℃·65%RH下使发热器与空气接触并开始发热。将发热器立刻放置于可以测定至1mg的单位的上皿天平,其后进行15分钟质量测定。在将测定开始时的质量作为Wt0(g),将15分钟后的质量作为Wt15(g),将发热器的水蒸气产生面积作为S(cm2)时,由以下的式子算出产生的水蒸气的量。
水蒸气放出量[mg/(cm2·min)]={(Wt0-Wt15)×1000}/15S
包覆材料中的第1覆盖薄片,在其外面可以具有涂布粘合剂而形成的粘着层。粘着层为了将本发明的发热器安装于人体的皮肤或衣服等上而使用。作为构成粘着层的粘合剂,可以使用以热熔粘合剂为首的与该技术领域中至今使用的粘合剂同样的粘合剂。从不阻碍通气性的观点出发,优选在第1覆盖薄片的周边部设置粘着层。
接着,对于用于制造本发明的发热器的优选的方法(以下,也将该方法称为“制造方法1”)进行说明。制造方法1具备(1-1)将发热组合物的涂料涂布于基材薄片来制造发热体的第1工序(涂布工序)和(1-2)用包覆材料包围发热体来制造发热器的第2工序(发热体覆盖密封工序)。
(1-1)涂布工序
第1工序中所用的涂料包含可氧化金属的颗粒、反应促进剂、电解质以及水。另外,从提高涂料中的固体成分的分散性的观点出发,也可以配合增粘剂或表面活性剂。将包含这些成分的涂料,使用例如各种的涂布方法,而连续地涂布于由连续长条状物组成的基材薄片的一个面上。作为涂布方法,没有特别的限制,可以使用各种公知的涂布方法。例如,可以使用滚轮涂布、金属型涂布(die coating)、丝网印刷、轧辊凹印(roller gravure)、刮刀涂布、帘流式涂布机等。从涂布的简易性、控制涂布量的容易性、可以实现涂料的均匀涂布的观点出发,优选为金属型涂布。使用金属型涂布机(die coater)涂布发热组合物的涂料的详细情况记载于例如本申请人在先的申请所涉及的日本专利第4155791号公报。
通过涂布所述涂料,在基材薄片的一个面上形成连续的发热层。在该情况下,由于基材薄片包含高吸收性聚合物的颗粒,因而,该高吸收性聚合物适度地吸收保持涂料中所含有的水,发热层的含水率比涂料的含水率低。其结果,发热层的流动性降低,优选不具有流动性。另外,因为基材薄片包含亲水性纤维,所以由此涂料中所含的水适度地被吸收保持于基材薄片中,从而降低了发热层的含水率。
在制造在基材薄片的各面上具有发热层的发热体的情况下,也可以在基材薄片的一个面上连续地形成发热层之后或者在形成发热层的同时,在基材薄片的另一个面上使用金属型涂布机等连续地形成发热层。
在形成发热层时所用的发热组合物的涂料中,相对于100份的可氧化金属的颗粒,反应促进剂优选含有1~20份,特别优选含有2~14份。电解质优选含有0.5~15份,特别优选含有1~10份。水优选含有30~90份,特别优选含有40~80份。增粘剂优选含有0.05~10份,特别优选含有0.1~5份。表面活性剂优选含有0.1~15份,特别优选含有0.2~10份。另外,如果将涂料的整体的质量作为100%,则水优选含有20~50质量%,特别优选含有25~45质量%。涂料的粘度在23℃·50RH下优选为500~30,000mPa·s,更优选为500~20,000mPa·s,进一步优选为1,000~15,000mPa·s,更进一步优选为1,000~10,000mPa·s。粘度的测定使用B型粘度计的4号转子。以6rpm使转子旋转进行测定。涂料的涂布定量优选为150~5,000g/m2,特别优选为300~2,500g/m2
(1-2)发热体覆盖密封工序(包围工序)
通过以上的操作制造由连续长条状物组成的发热体,接着在第2工序中用包覆材料覆盖该发热体。优选在该操作之前,遍及其宽度方向裁断由连续长条状物组成的发热体来制造每一个发热体。接着,以规定的间隔使每个发热体向一个方向行进,并在形成有发热层的一侧,配置由连续长条状物组成的第1覆盖薄片,并且在另一侧配置由相同的连续长条状物组成的第2覆盖薄片。接着,通过规定的接合装置接合第1覆盖薄片和第2覆盖薄片中的从发热体延伸的延伸区域。在发热体中的左右的侧边缘的外侧和前后的端边缘的外侧进行接合。作为接合装置,可以列举热熔接、超声波接合、由粘合剂进行的粘合等。
在向发热层上配置第1覆盖薄片时,因为该发热层的含水率低下、流动性低下,优选不具有流动性,所以即使将第1覆盖薄片配置于该发热层上,也可以避免发热层贴于第1覆盖薄片等的不良状况。其结果,始终良好地维持了第1覆盖薄片的通气性。
由此,可以得到在一个方向上连结多个发热器的状态的连续长条状物。通过在相邻的发热体间遍及宽度方向地裁断该连续长条状物,从而可以得到作为目标的发热器。在以下的工序中,将该发热器密封容纳于具有阻氧性的包装袋内。
另外,在制造方法1中,将涂料的调制作为开始,为了抑制制造过程中可氧化金属的氧化,可以根据需要使用将制造线保持在非氧化性气氛的装置。
另外,在上述方法中,也可以使用2种涂料。作为2种涂料,可以使用上述的用于形成高含水率部位的高含水率涂料和用于形成低含水率部位的低含水率涂料。这些涂料以不相互混合直至涂布于基材薄片的方式分别保存于不同的筒中。作为涂布这些涂料的装置,例如可以使用具有高含水率涂料用和低含水率涂料用的2个供给口的1个涂布头。或者,也可以使用高含水率涂料用的涂布装置和低含水率涂料用的涂布装置,在基材薄片的宽度方向上在不同的部位依次涂布这些涂料。由此,可以在所得到的发热体的面内方向上交替地形成在一个方向上延伸的条纹状的多条高含水率部位和低含水率部位。
作为该方法的其它方法,可以在使用1种涂料在基材薄片的一个面上涂布该涂料之后,在该涂布面上部分地添加水,从而提高涂布有水的部位的含水率。由此,可以在得到的发热体的面内方向上交替地形成在一个方向上延伸的条纹状的多条高含水率部位和低含水率部位。
由此制得的本发明的发热器可以直接应用于人体或者应用于衣服,优选用于人体的加温。作为人体中的应用部位,例如可以列举肩、头、脸、眼、腰、肘、膝、大腿、小腿、腹、下腹部、手、脚掌等。另外,除了人体以外,优选适用于各种物品来用于其的加热或保温等。另外,通过制造方法1制造的发热体除了用于本发明的发热器的发热部以外,也可以用于其它构成的发热器或其它用途。在用于人体增温的情况下,将产生水蒸气的第1覆盖薄片向着肌肤侧(人体侧)施用。对于用以下所述的制造方法2至制造方法5制造的发热体也是同样的,该发热体除了用于本发明的发热器的发热部以外,也可以用于其它构成的发热器或其它用途。
在图2中表示在制造方法1中使用的优选的装置的一个例子。该装置具备发热组合物的涂料的涂布部20、第1裁断部40、分离(repitch)部50、覆盖部60、密封部70以及第2裁断部80。
涂布部20具备金属型涂布机(die coater)21。另外,还具备与金属型涂布机21的模唇(die lips)相对,并且绕着箭头方向旋转的金属丝网的循环传送带。此外,还具备隔着循环传送带22与金属型涂布机21的模唇相对的吸气箱23。从基材薄片的卷筒辊1A轧出的由连续长条状物组成的基材薄片1通过循环传送带22运送,在其一个面上通过金属型涂布机21涂布发热组合物的涂料,形成发热层。在用循环传送带22运送基材薄片1时,使吸气箱23工作,使运送稳定化,并且抽吸涂料使之稳定保持于基材薄片1。通过涂布涂料,由于基材薄片1吸收涂料中的水,因而,发热层的含水率比涂料中的含水率更低。其结果,降低了发热层的流动性。
由此形成由连续长条状物组成的发热体10A后,遍及宽度方向将该发热体10A在第1裁断部40裁断。第1裁断部40具备旋转模切机42和支承辊(anvil roller)43。发热体10A通过两部件间,从而进行裁断,由此可以得到每个发热体10。
由连续长条状物组成的发热体10A的裁断可以以在发热体10A的宽度方向上延伸的方式进行,例如,可以遍及发热体10A的宽度方向直线地进行。或者,可以以使裁断线描绘为曲线的方式进行裁断。在任意一种情况下,都优选采用由裁断而不产生切边(trim)那样的裁断图案,可以剪切成椭圆或流线型等所希望的形状。
每个发热体10在分离部50上改变运送方向的前后的间距(pitch),前后相邻的发热体10间设置规定的距离而被再配置。作为这样的分离的机构,没有特别的限制,可以使用现有公知的机构。
经过分离的发热体10被运送至覆盖部60,通过由连续长条状物组成的第1覆盖薄片4和由相同的连续长条状物组成的第2覆盖薄片5来覆盖其整体。第1覆盖薄片4覆盖发热体10中的形成发热层的一侧,第2覆盖薄片5覆盖发热体10中的没有形成发热层的一侧。保持该覆盖状态,并将发热体10导入到密封部70。密封部70具备具有密封凸部72的第1辊71和具有相同的密封凸部72的第2辊73。两个辊71、73,使其轴方向平行,并且以各辊71、73的密封凸部72相互接触或者在两者间产生规定的间隙那样的位置关系进行配置。在密封部70中,从发热体10的前后左右延伸出的第1和第2覆盖薄片4、5的延伸部通过热封接合。该接合为包围发热体10的连续的气密接合或者为包围发热体10的不连续的接合。
由此,可以得到在一个方向上连结有多个发热器的状态的连续长条状物。遍及其宽度方向而在第2裁断部80上将该连续长条状物裁断。第2裁断部80具备在周面上具有刀刃81的旋转模切机82和支承辊83。连续长条状物通过两部件间来进行裁断,由此可以得到作为目标的发热器100。裁断中,在上述的第1裁断部40中的发热体10A的裁断线例如为直线状的情况下,优选本裁断部80的裁断线也为直线。另外,在第1裁断部40的发热体10A的裁断线为曲线的情况下,优选本裁断部80的裁断线为与其类似的曲线。如图3所示,得到的发热器100,由第1覆盖薄片4和第2覆盖薄片5包围发热体10的整体。发热器100在发热体10的一个面即形成有发热层的面的一侧配置第1覆盖薄片4,并且在另一个面即没有形成发热层的面的一侧配置第2覆盖薄片5。
另外,将用于制造本发明的发热器的优选的装置的其它的一个例子表示于图4中。该图所示的装置与图2所示的装置的区别在于,在图4所示的装置中,在涂布部20和第1裁断部40之间的位置上,在发热层上,供给由连续长条状物组成的基材薄片1’,使该基材薄片1’重叠于该发热层上。根据该装置,可以容易地制造在相同或不同的2块基材薄片1、1’间设有发热层的发热体。涂布涂料的一方的基材薄片1或者重叠于涂布后的发热层的基材薄片1’中的任意一方可以不含高吸收性聚合物的颗粒,优选基材薄片1和基材薄片1’的两者中包含高吸收性聚合物的颗粒。
在以上的制造方法中,在基材薄片上涂布发热组合物的涂料,但替代此,也可以在基材薄片上涂布包含可氧化金属的颗粒并且不含电解质的涂料,接着,在该涂料的涂布面上添加电解质水溶液(以下,将该方法称为“制造方法2”)。具体来说,可以制备包含可氧化金属的颗粒、反应促进剂、水、增粘剂以及表面活性剂的涂料,在基材薄片上涂布该涂料而形成涂膜,接着,在该涂膜上添加包含电解质和水的电解质水溶液。该涂料和电解质水溶液中的各成分的浓度或涂料和电解质水溶液的使用量可以以使作为目标的发热体中的各成分的量在上述范围内的方式进行调整。
如果采用制造方法2,则通过以多条的条纹状涂布定量或含水率不同的涂料,并以多条的条纹状进行浓度或量不同的电解质水溶液的添加,从而可以在得到的发热体的面内方向上交替形成在一个方向上延伸的条纹状的高含水率部位和低含水率部位。
制造方法2的优选的实施方式具备以下说明的(2-1)涂布工序以及(2-2)电解质添加工序。本实施方式的发热器的制造方法的优选的实施方式在其发热体的制造工序之后具备(2-3)用包覆材料包围制得的发热体而制成发热器的发热体覆盖密封工序(发热器的制造方法中的包围工序)。
(2-1)涂布工序
在作为发热体的制造工序的一个工序的涂布工序中,在基材薄片上涂布不含电解质且包含可氧化金属的颗粒的涂料。这里所说的电解质是指为了使形成于可氧化金属的颗粒的氧化物溶解而添加的电解质,并不意味着完全不含全部的电解质。实质上不含后面所述的电解质添加工序中添加的电解质,在使用水管水的情况下水分中所含的氯成分等不是这里所说的电解质。即,在不能赋予发热体一定的持续的发热状态的情况下,不是这里所说的电解质。因为涂料中实质上不含电解质,所以在电解质添加工序之前不进行可氧化金属粉末的氧化。因此,在涂布工序中,不需要用于将可氧化金属粉末与空气隔绝的特别的对策。另外,可以抑制涂料保管中的氧化反应的进行,可以降低发热损失。另外,通过在涂料中不含电解质,从而涂布前和涂布中的涂料的成分维持了良好的分散性。例如,即使在涂布前静置涂料,在该涂料中也难以产生可氧化金属的颗粒凝聚从而凝聚物沉淀或离水。根据本发明的发热体的制造方法,如上所述,由于在涂料中积极地不含电解质,因而,在槽等制造机器内制作涂料的期间或涂布制得的涂料的期间,难以在混炼机的桨或槽等壁面上发生氧化反应,因此,不极力使用使制造机器耐腐蚀性高的高价材料也可以。
通常,除了可氧化金属的颗粒,涂料也包含反应促进剂和水。另外,从提高涂料中的固体成分的分散性的观点出发,也可以配合增粘剂或表面活性剂。将包含这些成分的涂料连续地涂布于例如由连续长条状物组成的基材薄片的一个面上。另外,作为涂料的涂布方法,没有特别的限制,可以使用各种公知的涂布方法。例如,可以使用与制造方法1中使用的涂布方法同样的方法。
在用于形成发热层的涂料中,相对于100份的可氧化金属的颗粒,反应促进剂优选含有1~20份,特别优选含有2~14份。水优选含有25~85份,特别优选含有35~75份。增粘剂优选含有0.05~10份,特别优选含有0.1~5份。表面活性剂优选含有0.1~15份,特别优选含有0.2~10份。另外,如果将涂料的整体的质量作为100%,则水优选含有18~48质量%,特别优选含有23~43质量%。涂料的粘度在23℃·50%RH下优选为500~30,000mPa·s,更优选为1,000~15,000mPa·s。粘度的测定使用B型粘度计的4号转子。以6rpm使转子旋转进行测定。
通过涂布所述涂料,从而在基材薄片的一个面上形成连续的涂布层。在该情况下,由于基材薄片含有高吸收性聚合物的颗粒,因而,该高吸收性聚合物适度地吸收保持涂料中所含的水,涂布层的含水率比涂料的含水率低。其结果,降低了涂布层的流动性。另外,因为基材薄片含有纤维材料,所以,由此,该基材薄片适度地吸收保持涂料中所含的水,从而降低涂布层的含水率。涂布层为通过在涂布面上在之后添加电解质水溶液而成为所述发热层的部分,该涂布层的含水率与发热层的含水率同样地,将位于基材薄片的表面的上侧的部位作为对象进行测定。因此,在涂布层中,掩埋于基材薄片的部位从含水率的测定对象中除去。涂布层的含水率与发热层的含水率的测定方法相同。
另外,从涂料对基材的涂布性和之后添加的包含电解质水溶液的发热体表现出所希望的发热的观点出发,优选以使包括基材薄片和涂布层的薄片整体的含水率成为最终得到的发热体的含水率的50~95%、特别成为60~90%的方式进行涂料的涂布。包括基材薄片和涂布层的薄片整体的含水率在氮环境下,测定该薄片整体的质量,其后,投入真空状态的105℃的温度的干燥炉2小时,除去水分,再次测定质量,将质量的差作为水分量而算出含水量。涂料的涂布定量优选为150~4,600g/m2,特别优选为300~2,200g/m2
从使包含可氧化金属的颗粒的涂料中的固体成分与涂料的一部分一起进入基材薄片的纤维材料间的观点出发,从基材薄片中的与涂布涂料的一个面侧相反的一侧的面(另一个面,以下也称为非涂布面)侧进行抽吸,并进行涂料的涂布。通过使可氧化金属的颗粒等进入基材薄片中,从而增加涂布层或发热层与基材薄片的一体性,有效地防止了发热层从基材薄片上脱落(使用前、使用中、使用后)。替代与涂料的涂布同时进行,从基材薄片的非涂布面侧的抽吸,也可以在涂料的涂布之后、电解质水溶液的添加之前进行。抽吸力优选为100~10,000Pa,特别优选为500~5,000Pa。抽吸力可以在抽吸式输送带内的箱中安装MANOSTAR gauge来进行测定。
(2-2)电解质添加工序
在作为发热体的制造工序的一个工序的电解质添加工序中,在涂布涂料之后,在基材薄片的涂布有涂料的一个面侧添加电解质水溶液。作为电介质水溶液的添加方法,可以使用用喷嘴进行的滴加或喷雾、用刷子进行的涂布、金属型涂布等,从防止电解质水溶液向周围飞散或电解质水溶液吐出口的堵塞、防止由于与涂料的接触而造成的制造设备的污染的观点出发,优选为用喷嘴进行的滴加或喷雾。
通过该涂料的涂布,在基材薄片的一个面上形成的涂布层含有电解质水溶液而成为上述的发热层。在该情况下,由于基材薄片包含高吸收性聚合物的颗粒,因此高吸收性聚合物吸收保持先涂布的涂料中的水分,使涂布层的含水率比涂料的含水率低。因此,即使在本工序中添加电解质水溶液,由此形成的发热层的流动性也不会太高。因此,即使层叠通气性薄片,得到的发热体也难以阻碍其通气性。特别是,如上所述,如果在涂料的涂布中和/或在涂料的涂布后且电解质水溶液添加前,从基材薄片的非涂布面侧进行抽吸,则选择地增加电解质水溶液的浓度或添加量等的自由度。
然而,如果在电解质水溶液的添加中,从基材薄片的非涂布面侧也进行强的抽吸,则有可能不能维持发热层发热所需的含水率,因此,优选在电解质水溶液的添加中不从基材薄片的非涂布面(另一个面侧)进行抽吸,或者,在比在所述涂料的涂布中或在所述涂料的涂布后并且电解质水溶液的添加前的抽吸弱的条件下进行抽吸。但是,根据需要,可以将电解质水溶液的添加中的抽吸作为比所述涂料涂布中或所述涂料涂布后并且电解质水溶液添加前的抽吸强的条件下的抽吸。
另外,在基材薄片中残留的涂料中的水分中,如果考虑基材薄片中添加的电解质的浓度较稀,则从赋予最终得到的发热体良好的发热性能的观点出发,电解质添加工序中添加的电解质水溶液优选使用该水溶液中的电解质的比例(通常与浓度相同)比相对于发热体中的电解质和水的合计量的电解质的比例高的电解质水溶液。在添加的电解质水溶液中,优选含有电解质3~35质量%,特别优选含有5~30质量%。电解质水溶液的涂布(散布)定量优选为30~400g/m2,特别优选为50~300g/m2。电解质的添加量(以固体成分换算)相对于100份所述涂布工序中的可氧化金属的颗粒的每相同面积的添加量,优选为0.5~15份,特别优选为1~10份。
(2-3)发热体覆盖密封工序(包围工序)
通过以上的操作制造由连续长条状物组成的发热体后,接着发热体的制造工序,在发热体覆盖密封工序中用包覆材料覆盖该发热体。优选在该操作之前,遍及其宽度方向裁断由连续长条状物组成的发热体来制造每一个发热体。接着,以规定的间隔使每个发热体向一个方向行进,并在形成有发热层的一侧,配置由连续长条状物组成的第1覆盖薄片,并且在另一侧配置由相同的连续长条状物组成的第2覆盖薄片。接着,通过规定的接合装置接合第1覆盖薄片和第2覆盖薄片中的从发热体延伸的延伸区域。在发热体中的左右的侧边缘的外侧和前后的端边缘的外侧进行接合。作为接合装置,可以列举热熔接、超声波接合、用粘合剂进行的粘合等。
在向发热层上配置第1覆盖薄片时,因为该发热层的含水率低下、流动性低下,所以即使将第1覆盖薄片配置于该发热层上,也可以避免发热层贴于第1覆盖薄片等的不良状况。其结果,始终良好地维持了第1覆盖薄片的通气性。
由此,可以得到在一个方向上连结多个发热器的状态的连续长条状物。通过在相邻的发热体间遍及宽度方向地裁断该连续长条状物,从而可以得到作为目标的发热器。在以下的工序中,将该发热器密封容纳于具有阻氧性的包装袋内。
另外,在制造方法2中,为了抑制制造过程、特别是电解质添加工序后的工序中的可氧化金属的氧化,优选将制造线保持在非氧化性气氛中。
另外,在(2-3)发热体覆盖密封工序之前,遍及其宽度方向将由连续长条状物组成的发热体裁断,但是也可以在(2-2)电解质添加工序之前裁断由连续长条状物组成的发热体,对每个涂布了涂料后的基材薄片进行(2-2)电解质添加工序的电解质添加。
在图5中表示在制造方法2中优选使用的装置的一个例子。该装置具备涂料的涂布部20、电解质添加部30、第1裁断部40、分离部50、覆盖部60、密封部70以及第2裁断部80。
涂布部20的详细情况与图2所示的装置的涂布部20相同。从基材薄片的卷筒辊1A轧出的由连续长条状物组成的基材薄片1通过循环传送带22运送,在其一个面上通过金属型涂布机21涂布涂料,在该一个面上形成涂布层。在通过循环传送带22运送基材薄片1时,使吸气箱23工作,使运送稳定化并且抽吸涂料中的水,从而可以调整基材薄片1中所吸收保持的水的量。通过涂布涂料,由于基材薄片1吸收涂料中的水,因而,涂布层的含水率比涂料中的含水率更低。其结果,降低了涂布层的流动性。
电解质添加部30具备滴加电解质水溶液的喷嘴31。另外,也具备与滴加喷嘴31的开口部相对、并且绕着箭头方向旋转的金属丝网的循环传送带22。此外,也具备隔着循环传送带22而与滴加喷嘴31的开口部相对的吸气箱33。通过循环传送带22将涂布后的基材薄片从涂布部20运送至电解质添加部30,向着该基材薄片的涂布面,从滴加喷嘴31的喷嘴孔滴加电解质水溶液,形成发热层。在电解质添加部30中的基材薄片1的运送时,使吸气箱33工作,也可以使运送稳定化。通过在涂布后添加电解质水溶液,可以确保发热层中适宜于发热的电解质的浓度,并且电解质水溶液通过涂布层和基材薄片1中所含的水分而一边稀释浓度,一边吸收保持于基材薄片1,从而使发热层(涂布层)的水分率和电解质浓度变得适宜。另外,通过电解质水溶液的散布时的吸气箱的抽吸,可以提高电解质水溶液浸透至基材薄片内部。
由此形成由连续长条状物组成的发热体10A后,遍及宽度方向将该发热体10A在第1裁断部40中裁断。裁断操作的详细情况与图2所示的装置的第1裁断部40中的操作相同。
每个的发热体10在分离部50上改变运送方向的前后的间距,前后相邻的发热体10间设置规定的距离而进行再配置。分离的操作的详细情况与图2所示的装置的分离部50中的操作相同。
经过分离的发热体10,运送至覆盖部60,通过由连续长条状物组成的第1覆盖薄片4和由相同的连续长条状物组成的第2覆盖薄片5来覆盖其整体。覆盖的操作的详细情况与图2所示的装置的覆盖部60中的操作相同。
由此,可以得到在一个方向上连结有多个发热器的状态的连续长条状物。在第2裁断部80中,将该连续长条状物遍及其宽度方向而裁断。裁断操作的详细情况与图2所示的装置的第2裁断部80中的操作相同。
在图6中表示在制造方法2中优选使用的装置的其它例子。图6所示的装置,除了分离部50的配置位置不同以及吸气箱没有配置于电解质添加部30以外,具有与图5所示的装置同样的构成。即,相对于图5的装置在电解质添加部30和分离部50之间配置第1裁断部40,图6的装置在涂布部20和电解质添加部30之间配置第1裁断部40。另外,在图6的装置中,在电解质添加部30中没有配置从基材薄片的非涂布面侧进行抽吸的吸气箱等的抽吸装置。除了这些以外,图6的装置具有与图5的装置相同的构成。
在制造方法2中,先涂布包含可氧化金属的颗粒且不含电解质的涂料,接着添加电解质水溶液,但是作为其它方法,也可以先添加电解质水溶液,接着涂布包含可氧化金属的颗粒且不含电解质的涂料(以下,将该方法称为“制造方法3”)。在采用制造方法3的情况下,通过以多条的条纹状进行电解质水溶液的添加和/或涂料的涂布,从而可以在得到的发热体的面内方向上交替形成在一个方向上延伸的条纹状的高含水率部位和低含水率部位。
制造方法3的优选的实施方式具备以下说明的(3-1)电解质添加工序以及(3-2)涂布工序。制造方法3的更优选的实施方式接着该发热体的制造工序而具备(3-3)用包覆材料包围制得的发热体而制成发热器的发热体覆盖密封工序。
(3-1)电解质添加工序
在作为发热体的制造工序的一个工序的电解质添加工序中,在基材薄片的一个面上添加包含电解质的电解质水溶液。例如,将电解质水溶液连续地涂布于由连续长条状物组成的基材薄片的一个面上。作为电解质水溶液的添加方法,可以使用用喷嘴进行的滴加或喷雾、用刷子进行的涂布、金属型涂布等,从防止电解质水溶液向周围飞散或防止堵塞电解质水溶液吐出口的观点出发,优选用喷嘴进行的滴加或喷雾。
在添加的电解质水溶液中,电解质优选含有3~35质量%,特别优选含有5~30质量%。电解质的添加量(以固体成分换算)相对于后面所述的100份的涂布工序中的可氧化金属的颗粒的每相同面积的添加量,优选为0.5~15份,特别优选为1~10份。电解质水溶液的添加(散布)定量优选为30~400g/m2,特别优选为50~300g/m2
电解质添加工序中添加的电解质水溶液优选使用电解质的配合比例比相对于发热体含有的电解质和水的合计量的电解质的比例高的水溶液。此外,作为电解质添加工序中添加的电解质水溶液,优选添加比使用该电解质水溶液并利用JIS K 7224测定的高吸收性聚合物的饱和吸收量乘以基材薄片中所含的高吸收性聚合物的质量的量更大量的水溶液。JIS K 7224是高吸水性树脂的吸水速度试验方法,是作为表示吸水性聚合物强制地在液体中时的液体的固定能力的方法而已知的用涡方法(vortex method)进行的吸水速度的试验方法。高吸水性树脂与高吸收性聚合物意义相同。在此,利用JIS K 7224是表示按照样品、试验液、试验器具等的调整或顺序。也包括吸收量的测定等没有规定的内容,如以下所述测定高吸收性聚合物的饱和吸收量。
[利用JIS K 7224测定高吸收性聚合物的饱和吸收量的方法]
在100mL玻璃烧杯中加入与电解质添加工序中添加的电解质水溶液相同浓度的电解质水溶液50g和磁力搅拌片(中央部直径8mm、两端部直径7mm、长度30mm,并且表面涂布有氟树脂),将烧杯放置于磁力搅拌器(AS ONE Corporation制造,HPS-100)上。将磁力搅拌器的转数调整为600±60rpm,搅拌电解质水溶液。接着,将2g基材薄片中所含的高吸收性聚合物投入搅拌中的电解质水溶液的漩涡中心部的液体中。至此是按照JIS K 7224(1996)的操作。测定高吸收性聚合物投入10分钟后的高吸收性聚合物的吸收量,由测定的高吸收性聚合物的吸收量求得每1质量份的高吸收性聚合物的吸收量。预先测定袋状的100×100mm大小的聚酯网状物(目径尺寸255/25.4mm)的质量,在该聚酯网状物袋中放入投入上述电解质水溶液10分钟后的吸收有电解质水溶液的高吸收性聚合物,用离心脱水机以2,000rpm脱水10分钟,一起测定聚酯网状物和高吸收性聚合物的质量。通过从测定的值中减去吸收前的高吸收性聚合物的质量2g、聚酯网状物的质量,从而算出高分子聚合物的吸收量。将该求得的值作为电解质添加工序中添加的电解质水溶液的浓度下的高吸收性聚合物的饱和吸收量。测定n=5,删除上下各1点的值,将剩余3点的平均值作为测定值。另外,这些测定在23±2℃、湿度50±5%RH下进行,在测定前将样品在相同环境下保存24小时以上后进行测定。
(3-2)涂布工序
在作为发热体的制造工序的一个工序的涂布工序中,在(3-1)电解质添加工序后的基材薄片中的电解质水溶液的添加面上涂布不含电解质且包含可氧化金属的颗粒的涂料。例如,在连续地添加电解质水溶液的添加面上连续地涂布涂料。在此,“不含电解质”是指为了使形成于可氧化金属的颗粒的氧化物溶解而添加的电解质,并不意味着完全不含全部的电解质。实质上是不含上述的电解质添加工序中添加的电解质,在使用水管水的情况下水分中所含的氯成分等不是这里所说的电解质。
通常,除了可氧化金属的颗粒,涂料也包含反应促进剂和水。另外,从提高涂料中的固体成分的分散性的观点出发,可以配合增粘剂或表面活性剂。将包含这些成分的涂料连续地涂布于例如由连续长条状物组成的基材薄片的一个面上。另外,作为涂料的涂布方法,没有特别的限制,可以使用各种公知的涂布方法。例如,可以使用滚轮涂布、金属型涂布、丝网印刷、轧辊凹印、刮刀涂布、帘流式涂布机等。从涂布的简易性、控制涂布量的容易性、可以实现涂料的均匀涂布的观点出发,优选为金属型涂布。
在用于形成发热层的涂料中,如果可氧化金属的颗粒为100份,则反应促进剂优选含有1~20份,特别优选含有2~14份。水优选含有25~85份,特别优选含有35~75份。增粘剂优选含有0.05~10份,特别优选含有0.1~5份。表面活性剂优选含有0.1~15份,特别优选含有0.2~10份。另外,如果将涂料的整体的质量作为100%,则水优选含有18~48质量%,特别优选含有23~43质量%。
涂料的涂布定量优选为150~4,600g/m2,特别优选为300~2,200g/m2。涂料的粘度在23℃·50%RH下优选为500~30,000mPa·s,特别优选为1,000~15,000mPa·s。粘度的测定使用B型粘度计的4号转子。
根据具备(3-1)电解质添加工序和(3-2)涂布工序的制造方法3,可以连续地制造包含可氧化金属的颗粒、电解质以及水的发热组合物的层(发热层)设置于由包含高吸收性聚合物的颗粒和纤维材料的纤维薄片组成的基材薄片而成的发热体。因为涂料中实质上不含电解质,所以不进行可氧化金属粉末的氧化。因此,在涂布工序中,不需要用于将可氧化金属粉末与空气隔绝的特别的对策。另外,可以抑制涂料保管中的氧化反应的进行,可以降低发热损失。另外,通过在涂料中不含电解质,从而维持涂布前和涂布中的涂料的成分的良好的分散性。例如,即使在涂布前静置涂料,在该涂料中也难以产生可氧化金属的颗粒凝聚从而凝聚物沉淀或离水。根据制造方法3,如上所述,由于涂料中积极地不含电解质,因而,在槽等制造机器内制作涂料的期间或涂布制得的涂料的期间,难以在混炼机的桨或槽等壁面上发生氧化反应,因此,不极力使用使制造机器耐腐蚀性高的高价材料也可以。
另外,根据制造方法3,通过在基材薄片中存在先添加的电解质水溶液,接着涂布包含可氧化金属的颗粒的涂料,从而可以使电解质水溶液均匀地接触于可氧化金属的颗粒,可以制造发热损失小的发热体。
特别地,在电解质添加工序中,在包含高吸收性聚合物的颗粒的基材薄片上添加比相对于制造的发热体所含有的电解质和水的合计量的电解质的比例更高的浓度的电解质水溶液的情况下,高吸收性聚合物难以吸收电解质水溶液,从而容易均匀地存在于基材薄片的整体中。特别是,通过在包含高吸收性聚合物的颗粒的基材薄片上添加比利用JIS K 7224测定的高吸收性聚合物的饱和吸收量乘以基材薄片所含的高吸收性聚合物的质量的量更大量的电解质水溶液,从而未被高吸收性聚合物吸收的电解质水溶液容易更均匀地存在于基材薄片的整体中。接着,通过涂布涂料,可以在基材薄片的整体中,使可氧化金属的颗粒没有参差地均匀地接触于电解质水溶液,进而可以制造发热损失少的发热体。另外,即使先添加这样的高浓度的电解质水溶液,通过其后添加包含水的涂料,混合电解质水溶液与涂料,从而也可以降低电解质水溶液的浓度。因此,增加了高吸收性聚合物的吸收性能,最终得到的发热体变为适于可氧化金属的颗粒的发热的水分浓度。
从如上所述使电解质水溶液均匀地分散于基材薄片的整体、使用时得到规定的发热温度的观点出发,电解质添加工序中添加的电解质水溶液相对于发热体含有的电解质和水的合计量的电解质优选为10~80%,特别优选为20~50%。另外,电解质添加工序中添加的电解质水溶液优选添加高吸收性聚合物的饱和吸收量乘以基材薄片中所含的高吸收性聚合物的质量的量的1~10倍的量的电解质水溶液,更优选添加1.5~6倍的量的电解质水溶液。
另外,由于制造方法3使用包含高吸收性聚合物的颗粒的基材薄片来制造发热体,因而,与使用不含高吸收性聚合物的颗粒的基材薄片来制造发热体的方法相比,不需要具有脱水工序或加热干燥工序,可以将制造工序抑制为紧凑,可以极力抑制制造工序中的发热物质的氧化。
在制造方法3中,在将涂料涂布于电解质水溶液的添加面之后,通过从基材薄片的另一个面侧(是添加面的相反侧的面,以下也称为非添加面)进行抽吸,使可氧化金属的颗粒进入基材薄片的纤维材料间,由此增加涂布层或发热层与基材薄片的一体性,有效地防止发热层从基材薄片上脱落(使用前、使用中、使用后)。这样,在进行抽吸的情况下的抽吸力优选为100~10,000Pa,特别优选为500~5,000Pa。抽吸力可以在抽吸式输送带内的箱中安装MANOSTAR gauge来进行测定。
(3-3)覆盖工序
通过以上的操作制造由连续长条状物组成的发热体后,接着发热体的制造工序而在发热体覆盖密封工序中用包覆材料覆盖该发热体。该操作的详细情况与上述的制造方法2中的(2-3)覆盖工序相同。
在向发热层上配置第1覆盖薄片时,因为由于高吸收性聚合物的吸收而使该发热层的含水率降低、流动性降低,所以即使将第1覆盖薄片配置于该发热层上,也可以避免发热层贴于第1覆盖薄片等的不良状况。其结果,始终良好地维持第1覆盖薄片的通气性。
由此,可以得到在一个方向上连结有多个发热器的状态的连续长条状物。通过在相邻的发热体间遍及宽度方向地裁断该连续长条状物,从而可以得到作为目标的发热器。在以下的工序中,将该发热器密封容纳于具有阻氧性的包装袋内。
另外,在上述方法中,为了抑制制造过程中的可氧化金属的氧化,根据需要可以使用将制造线保持在非氧化性气氛中的装置。
在图7中表示在制造方法3中优选使用的制造装置的一个例子。该装置具备电解质添加部30、涂料涂布部20、第1裁断部40、分离部50、覆盖部60、密封部70以及第2裁断部80。
电解质添加部30具备对电解质水溶液进行喷雾的喷雾喷嘴31。另外,也具备与喷雾喷嘴31的开口部相对、并且绕着箭头方向旋转的金属丝网的循环传送带22。从基材薄片的卷筒辊1A轧出的由连续长条状物组成的基材薄片1通过循环传送带22,从电解质添加部30运送至涂料涂布部20,在其一个面上从喷雾喷嘴31的喷嘴孔中喷雾电解质水溶液3。通过喷雾电解质水溶液3,从而电解质水溶液均匀地分散于基材薄片1的整体(面方向的整个区域和厚度方向的整个区域)。喷雾喷嘴31也可以是滴加电解质水溶液的喷嘴。
涂布部20的详细情况与图2所示的装置的涂布部20相同。电解质水溶液添加后的基材薄片通过循环传送带22,从电解质添加部30运送至涂料涂布部20,向着该基材薄片的电解质水溶液的添加面,通过金属型涂布机21,涂布包含上述的配方的可氧化金属的颗粒2a的涂料2,从而形成发热层。在涂料涂布部20中的基材薄片1的运送时,使吸气箱23工作,使运送稳定化,并且可以抽吸涂布后的涂料2。涂布后的涂料与基材薄片所含的电解质水溶液混合,通过基材薄片吸收水分来调整其浓度,从而可以确保发热层中适于发热的电解质的浓度。通过在添加电解质水溶液后涂布涂料,从而使发热组合物和电解质容易均匀地接触,可以制造发热损失少的发热体。
由此形成由连续长条状物组成的发热体10A后,遍及宽度方向将该发热体10A在第1裁断部40中裁断。裁断操作的详细情况与图2所示的装置的第1裁断部40中的操作相同。
每个的发热体10在分离部50上改变运送方向的前后的间距,前后相邻的发热体10间设置规定的距离而进行再配置。分离的操作的详细情况与图2所示的装置的分离部50中的操作相同。
经过分离的发热体10,运送至覆盖部60,通过由连续长条状物组成的第1覆盖薄片4和由相同的连续长条状物组成的第2覆盖薄片5来覆盖其整体。覆盖的操作的详细情况与图2所示的装置的覆盖部60中的操作相同。
由此,可以得到在一个方向上连结有多个发热器的状态的连续长条状物。在第2裁断部80中,将该连续长条状物遍及其宽度方向地裁断。裁断操作的详细情况与图2所示的装置的第2裁断部80中的操作相同。
另外,在制造方法2所用的图5和图6所示的制造装置以及制造方法3所用的图7所示的装置中,与图4所示的制造装置同样地,可以进行在形成于基材薄片1上的发热层上重叠与该基材薄片1相同或不同的第2基材薄片1’的工序。
作为制造发热体的其它方法,也可以采用下述的制造方法4。制造方法4优选具备(4-1)涂料的涂布工序以及(4-2)电解质的添加工序。(4-1)的工序和(4-2)的工序可以先进行(4-1)的工序,接着进行(4-2)的工序。与此相反,也可以先进行(4-2)的工序,接着进行(4-1)的工序。再有,也可以同时进行(4-1)的工序和(4-2)的工序。在采用任意一种顺序的情况下,其后都可以进行(4-3)用至少一部分中具有透气性的包覆材料包围制得的发热体而制成发热器的发热体覆盖密封工序。
(4-1)涂布工序
在作为制造方法4的一个工序的涂布工序中,在基材薄片上涂布不含电解质并且至少包含可氧化金属的颗粒和水的涂料。这里所说的电解质是指为了使形成于可氧化金属的颗粒的氧化物溶解而添加的电解质,并不意味着完全不含全部的电解质。是实质上不含后面所述的电解质添加工序中添加的电解质的意味,在作为水使用水管水的情况下,该水管水中所含的氯成分等不是这里所说的电解质。
涂料的调制,例如可以在混合了可氧化金属和反应促进剂之后,再添加水,并进行混合直至变得均匀。在涂料的调制中,由于即使例如由后面所述的反应促进剂等造成可氧化金属的表面受损而使该可氧化金属一时发生氧化,涂料中也不含电解质,因而,不会产生氧化所形成的氧化膜的溶解,从而可以阻碍其以上的氧化。因此,实质上不进行氧化直至可氧化金属与电解质接触。所以,可以抑制涂料保管中的氧化反应的进行,可以降低发热损失。另外,由于在涂料中不含电解质,从而维持了涂布前和涂布中的涂料的成分的良好的分散性。例如,即使在涂布前静置涂料,在该涂料中难以产生可氧化金属的颗粒凝聚从而凝聚物沉淀或离水。另外,在涂料的涂布工序之后,在进行电解质的添加工序的情况下,在涂布工序中,不需要用于将可氧化金属粉末与空气隔绝的特别的对策。
根据制造方法4,如上所述,由于涂料中积极地不含电解质,因而,在槽等制造机器内制作涂料的期间或涂布制得的涂料的期间,混炼机的桨或槽等壁面难以发生因电解质造成的腐蚀。其结果,有不极力使用使制造机器耐腐蚀性高的高价材料也可以的优点。
除了上述成分,从提高涂料中的固体成分的分散性的观点出发,涂料也可以含有增粘剂或表面活性剂。作为增粘剂,例如主要可以列举吸收水或金属的氯化物水溶液、增加稠度或者赋予触变性的物质,可以使用膨润土、硬脂酸盐、聚丙烯酸钠盐等聚丙烯酸盐、明胶、黄蓍胶、刺槐豆胶、瓜尔胶、阿拉伯胶、藻朊酸钠盐等藻朊酸盐、果胶、羧乙烯基聚合物、糊精、α化淀粉和加工用淀粉等淀粉类吸水剂、卡拉胶和琼脂等多糖类系增粘剂、羧甲基纤维素、醋酸乙酯纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素和羟丙基纤维素等纤维素衍生物类增粘剂等。作为表面活性剂,可以使用例如将芳香族磺酸和福尔马林的缩合物或者特殊羧酸型高分子表面活性剂作为主要成分的阴离子表面活性剂等。
相对于100质量份的可氧化金属的颗粒,涂料优选含有水25~85质量份,特别优选含有35~75质量份。根据需要使用的反应促进剂相对于100质量份的可氧化金属的颗粒优选含有1~20质量份,特别优选含有2~14质量份。增粘剂优选含有0.05~10质量份,特别优选含有0.1~5质量份。表面活性剂优选含有0.1~15质量份,特别优选含有0.2~10质量份。
通过使由涂布该涂料而形成的涂布层与后面所述的电解质接触,从而该电解质溶解并溶入至涂布层中,从而优选涂料具有形成作为目标的发热层的程度的含水率。从该观点出发,涂料中所含的水的比例相对于涂料整体的质量优选为18~48质量%,特别优选为23~43质量%。
具有上述组成的涂料的粘度在23℃·50RH下优选为500~30000mPa·s,特别优选为1000~15000mPa·s,尤其优选为1000~10000mPa·s。在粘度的测定中使用B型粘度计的4号转子。以使转子以6rpm旋转来进行测定。
在基材薄片为透气性材料的情况下,因为可以使以可氧化金属的颗粒为首的涂料中的固体成分进入基材薄片中的微小的空间内,所以优选从与基材薄片中的涂布涂料的一个面侧相反的一侧的面(另一个面,以下也称为非涂布面)侧抽吸,并进行涂料的涂布。但是,根据基材薄片的种类或涂料的组成,即使不进行抽吸,也可以使涂料中的固体成分进入基材薄片中的微小的空间内。通过使可氧化金属的颗粒等进入基材薄片中,从而增加发热层与基材薄片的一体性,有效地防止发热层从基材薄片上脱落(使用前、使用中、使用后)。在从基材薄片的非涂布面侧进行抽吸的情况下,替代与涂料的涂布同时进行,也可以在涂料的涂布之后进行。抽吸力优选为100~10000Pa,特别优选为500~5000Pa。抽吸力可以在抽吸式输送带内的箱中安装MANOSTAR gauge来进行测定。将包含这些成分的涂料连续地涂布于例如由连续长条状物组成的基材薄片的至少一个面上。另外,作为涂料的涂布方法,没有特别的限制,可以使用各种公知的涂布方法。例如,可以使用滚轮涂布、金属型涂布(die coating)、丝网印刷、轧辊凹印(roller gravure)、刮刀涂布、帘流式涂布机等。从涂布的简易性、控制涂布量的容易性、可以实现涂料的均匀涂布的观点出发,优选为金属型涂布。
(4-2)电解质添加工序
电解质添加工序具有以固体状态添加电解质的特征。另外,电解质与可氧化金属的颗粒和水分开添加。在添加电解质时,可以共存例如香味成分的胶囊等其它固体成分(但是,除去可氧化金属的颗粒),优选单独仅添加电解质。在该情况下,将其它固体成分配合于上述的涂料中。通过单独添加电解质,可以产生提高除此以外的固体成分的发热层的分散性的有利的效果。另外,通过以固体状态添加电解质,与以水溶液添加的情况相比较,可以抑制机器的腐蚀,也可以产生能够抑制电解质向机器和/或其周围飞散的有利的效果。
只要以固体状态添加电解质,其形态没有特别的限制。例如,各个颗粒可以是具有可以目视的程度的大小的粒状体。也可以是具有用肉眼不能目视的程度的大小的小颗粒。从向由涂料的涂布所形成的涂布层顺利地溶解的观点出发,优选以作为小颗粒的集合体的粉体(粉末)的状态添加电解质。以例如平均粒径优选为50~1000μm、特别优选为100~800μm的粉体的状态添加电解质。平均粒径可以由使用例如JIS Z8801的标准筛的筛分方法进行测定。
在涂料的涂布后添加电解质的情况下,从形成具有均匀组成的发热层的观点出发,优选将电解质均匀散布于由该涂料的涂布而形成的涂布层的整个区域。根据同样的理由,在涂料的涂布前添加电解质的情况下,优选将电解质均匀地散布于基材薄片中的该涂料的预定涂布区域的整个区域。在基材薄片上同时供给涂料和电解质的情况下,优选在与涂料的涂布区域相同的区域上均匀地添加电解质。在任意一种情况下,作为用于添加电解质的装置,都可以使用例如螺旋给料机(screw feeder)、电磁给料机、螺旋加料机(auger feeder)等。另外,只要电解质直至发热体使用时相对于发热层均匀地存在即可,在电解质添加工序中可以相对于基材薄片均匀地添加电解质。
电解质的添加可以仅进行1次,或者可以分多次进行。在电解质的添加仅1次的情况下,例如,可以对由涂料的涂布而形成的涂布层添加电解质,或者在基材薄片上1次添加电解质之后,通过涂料的涂布形成涂布层。此外,也可以对由涂料的涂布而形成的涂布层添加电解质,再在其上重叠地涂布涂料。在分几次进行的情况下,例如,可以对由涂料的涂布而形成的涂布层分几次添加电解质。相反地,也可以在基材薄片上分几次添加电解质之后,涂布涂料。此外,也可以在基材薄片上添加电解质之后涂布涂料而形成涂布层,其后对该涂布层添加电解质。
电解质的添加量优选为使最终得到的发热层中的该电解质的量为在上述范围内那样的量。另外,电解质的添加量相对于100质量份的可氧化金属的颗粒的每单位面积的添加量,优选为0.5~15质量份,特别优选为1~10质量份。
在将电解质添加于由涂料的涂布而形成的涂布层的情况下,因为可以分离涂布部分和散布部分,所以有可以使装置的构造简单化的优点。另外,在基材薄片含有高吸收性聚合物的情况下,也有以下的优点。即,由于涂布面为充分湿润的状态,散布的电解质难以向周围飞散,因而,通过利用其改变散布电解质的时机,从而可以控制对基材薄片的吸水量。该理由是由于如果电解质的浓度高,则吸水聚合物的吸水能力降低。
对此,在涂料的涂布前将电解质散布于基材薄片上的情况下,有电解质的溶解迅速的优点。该理由是由于在电解质上涂布涂料,因而涂料中的水分向基材薄片移动时通过电解质。
另外,在同时进行涂料的涂布和电解质的散布的情况下,因为涂布面为充分湿润的状态,所以有散布的电解质难以向周围飞散的优点。
在电解质的添加前在基材薄片上涂布涂料的情况下,因为涂布面为充分湿润的状态,可以使添加的电解质稳定保持,并且能够得到良好的加热特性,所以该涂料的涂布后并且电解质的添加前的状态下的该基材薄片的含水率(也包括涂布层)优选为10~60质量%,特别优选为12~50质量%。发热体的含水率的具体测定方法如上所述。即,在氮环境下测定发热体的质量,其后,放入真空状态下的105℃的温度的干燥炉中2小时,除去水分,再次测定质量,将质量的差作为水分量。通过用除去水分前的发热体的质量除该水分量再乘以100,算出含水率。另外,上述发热体的含水率是在基材薄片的单面上形成1层发热层的情况下的值。
不论涂料的涂布和电解质的添加的先后,不需要电解质立刻溶解于涂布层中,只要直至发热体的使用前溶解即可。因此,在涂料的涂布和电解质的添加结束之后,在进行其它加工工序的阶段中存在未溶解的状态的电解质也可以。另外,在发热体的使用时,电解质不需要溶解添加的全部量,可以为一部分未溶解的状态。
另外,在制造方法4中,由于涂布层和电解质接触而使可氧化金属开始氧化,为了抑制该氧化,优选将制造线保存于非氧化性气氛中。
作为制造方法4中所用的基材薄片,可以使用上述的包含高吸收性聚合物的颗粒和亲水性纤维的纤维薄片。除此以外,也可以使用与该技术领域中现有使用的同样的物质。例如可以列举由合成树脂薄膜等不透气性材料、无纺布或纸等纤维薄片组成的透气性材料等。此外,也可以使用合成树脂薄膜和无纺布等纤维薄片的层压板(laminate)。作为基材薄片,优选使用吸水性的薄片。
在作为基材薄片使用纤维薄片的情况下,在使用吸水性高的纤维等、在与涂料的含水量的关系下该纤维薄片具有充分的吸水性时,该纤维薄片可以不含高吸收性聚合物的颗粒。
在制成将发热层设于2块基材薄片之间的形态的情况下,优选涂布有涂料的一方的基材薄片或重叠于涂布了的发热层的基材薄片的任意一方包含高吸收性聚合物的颗粒。也可以是两方的基材薄片都包含高吸收性聚合物的颗粒。
在通过上述的方法得到在基材薄片上形成有发热层的作为目标的发热体之后,为了提高该发热体的发热特性或使用性等,可以对该发热体实施后加工。例如,可以用通气性包覆材料覆盖发热体。例如,在发热体由连续长条状物组成的情况下,遍及其宽度方向裁断由连续长条状物组成的该发热体,制造每个发热体,接着,使每个发热体以规定的间隔在一个方向上行进,在形成有发热层的一侧,配置由连续长条状物组成的第1覆盖薄片,并且在另一侧配置由相同的连续长条状物组成的第2覆盖薄片。该操作的详细情况与上述的制造方法2中的(2-3)覆盖工序相同。
在基材薄片由上述的纤维薄片等吸水性材料组成的情况下,因为该纤维薄片的吸水性造成发热层的含水率降低、流动性降低,所以即使将第1覆盖薄片配置于该发热层上,也可以避免发热层贴于第1覆盖薄片的不良状况。其结果,始终良好地维持了第1覆盖薄片的通气性。
由此,可以得到在一个方向上连结多个发热器的状态的连续长条状物。通过在相邻的发热体间遍及宽度方向地裁断该连续长条状物,从而可以得到由包覆材料包裹的发热器。在以下的工序中,将该发热器密封容纳于具有阻氧性的包装袋内。
在图8中表示在制造方法4中优选使用的制造装置的一个例子。该装置具备涂料的涂布部20、电解质添加部30、第1裁断部40、分离部50、覆盖部60、密封部70以及第2裁断部80。该装置是用于在涂料的涂布之后散布电解质的装置。
涂布部20的详细情况与图2所示的装置的涂布部20相同。从基材薄片的卷筒辊1A轧出的由连续长条状物组成的基材薄片1通过循环传送带22运送,在其一个面上通过金属型涂布机21涂布涂料,在该一个面上形成涂布层。涂料通过没有图示的调制装置预先调制。在基材薄片1由纤维薄片组成的情况下,在用循环传送带22运送基材薄片1时,使吸气箱23工作,使运送稳定化,并且抽吸涂料中的水,从而可以调整基材薄片1所吸收保持的水的量。根据基材薄片1的种类或涂料的组成,不需要使吸气箱23工作。因为通过涂料的涂布使基材薄片1吸收涂料中的水,所以涂布层的含水率比涂料中的含水率低。其结果,涂布层的流动性降低。
电解质添加部30具备固体状态的电解质的散布装置31a。另外,也具备与散布装置31a的散布部相对、并且绕着箭头方向旋转的金属丝网的循环传送带22。此外,也具备隔着循环传送带22而与散布装置31a的散布部相对的吸气箱33。涂布后的基材薄片通过循环传送带22,从涂布部20运送至电解质添加部30,向着该基材薄片的涂布面,从散布装置31a的散布部以固体状态散布电解质3a。散布的电解质3a立刻或经过规定的时间慢慢地溶解于涂布层中。电解质添加部30中的基材薄片1的运送时,使吸气箱33工作,可以使运送稳定化。
由此形成由连续长条状物组成的发热体10A后,遍及宽度方向将该发热体10A在第1裁断部40中裁断。裁断操作的详细情况与图2所示的装置的第1裁断部40中的操作相同。
每个的发热体10在分离部50上改变运送方向的前后的间距,前后相邻的发热体10间设置规定的距离而进行再配置。分离的操作的详细情况与图2所示的装置的分离部50中的操作相同。
经过分离的发热体10运送至覆盖部60,通过由连续长条状物组成的第1覆盖薄片4和由相同的连续长条状物组成的第2覆盖薄片5来覆盖其整体。覆盖操作的详细情况与图2所示的装置的覆盖部60中的操作相同。
由此,可以得到在一个方向上连结有多个发热器的状态的连续长条状物。在第2裁断部80中,将该连续长条状物遍及其宽度方向地裁断。裁断操作的详细情况与图2所示的装置的第2裁断部80中的操作相同。
在图9中表示在制造方法4中优选使用的制造装置的其它例子。该图所示的装置,除了分离部50的配置位置不同以及吸气箱没有配置于电解质添加部30以外,具有与图8所示的装置同样的构成。即,相对于图8的装置在电解质添加部30和分离部50之间配置第1裁断部40,图9的装置在涂布部20和电解质添加部30之间配置第1裁断部40。另外,在图9的装置中,在电解质添加部30中没有配置从基材薄片的非涂布面侧进行抽吸的吸气箱等的抽吸装置。除了这些以外,图9的装置具有与图8的装置相同的构成。
图10所示的装置也是制造方法4中优选使用的装置,与图8和图9所示的装置不同,是用于在散布电解质之后进行涂料的涂布的装置。该图所示的装置是在以上说明的图8所示的装置中使涂料的涂布部20和电解质添加部30的配置位置相反的装置。即,相对于在图8所示的装置中在基材薄片1的运送方向的上游侧配置涂料的涂布部20,在其下游配置电解质添加部30,在图10所示的装置中在基材薄片1的运送方向的上游侧配置电解质添加部30,在其下游配置涂料的涂布部20。如果使用本装置,则首先,在基材薄片1的一个面上以固体状态散布电解质3a,接着涂布涂料而形成涂布层。然后,电解质3a向该涂布层中溶解,形成发热层。
图11所示的装置也是制造方法4中优选使用的装置,在该装置中,用于涂布涂料的金属型涂布机21和电解质的散布装置31一体化。因此,可以同时进行涂料向基材薄片1的涂布和电解质3a向基材薄片1的散布。这里所说的“同时”不需要完全同时。如果涂料的涂布和电解质3a的散布在一个装置中进行,则即使在两个操作在时间上不完全同时地进行的情况下,也看作同时。
在图12所示的装置中,与图8所示的装置不同,在涂布部20和第1裁断部40之间的位置上,在用电解质添加部30进行的电解质添加之后,在发热体10A上供给由连续长条状物组成的第2基材薄片1’,重叠于发热层。第2基材薄片1’与基材薄片1同种类或不同种类。根据该方法,容易得到发热层设置于相同或不同的2块基材薄片之间的发热体。基材薄片1’向发热体10A上的供给可以在图9至图11所示的装置中进行。
作为制造发热体的其它方法,也可以采用下述的制造方法5。另外,制造方法5是用于制造上述的发热器中的发热体的优选的方法,可以广泛地适用于发热体以外的制造方法、例如具有通过涂布粘性体而形成的涂布层的薄片的制造方法。在图13中模式地表示用于实施制造方法5的优选使用的制造装置的一个例子。该图所示的制造装置110具备第1裁断部120、涂布部130、分离部140、密封部150以及第2裁断部160。
裁断部120具备旋转模切机121和支承辊122。在旋转模切机121中,在滚轮状的主体部121a的周面上安装有多个切割刃121b。切割刃121b以使其宽度方向与主体部121a的轴方向一致,并且其刀尖方向与主体部12a的半径方向一致的方式进行配置。支承辊122,其周面平滑。支承辊122在其内部形成向轴方向延伸的空间。该空间连接于没有图示的抽吸源。此外,支承辊122在其周面上开口,具有与所述空间连通的多个小孔(没有图示)。而且,如果使所述抽吸源工作,则通过小孔并从支承辊122的周面向着支承辊122的内部抽吸空气。以使旋转模切机121的切割刃121b和支承辊122的周面接触或在两者间产生规定的间隔那样的位置关系来配置旋转模切机121和支承辊122。
涂布部130具有金属型涂布机131。另外,涂布部130也具备与金属型涂布机131的模唇相对并且绕着箭头方向旋转的金属丝网制的通气性循环传送带132。此外,也具备隔着循环传送带132而与金属型涂布机131的模唇相对的吸气箱133。
此外,涂布部130具有被个体化并且形成有涂布层的基材薄片的涂布层分割装置136。该涂布层分割装置136,例如可以是线制的圆筒状部件或者聚四氟乙烯制的桨。通过用该涂布层分割装置136进行涂布层的分割处理,可以始终良好地切分由涂布液的连续涂布而连续形成的涂布层。
分离部140具备循环传送带143。循环传送带143的旋转速度设定为比涂布部130所具备的循环传送带132的旋转速度更高的速度。根据该速度差,来变更连续运送的个体化了的基材薄片1B间的间距。其它,作为间距变更装置,没有特别的限制,可以使用作为能够变更连续运送的多个个别物品的间距的装置的公知的装置。这样的装置的详细情况记载于例如EP0812789或WO2002/007664中。另外,分离部140也具备第1覆盖薄片的合流部141和第2覆盖薄片的合流部142。
密封部150具备:具备密封凸部151a的密封辊151和具备相同的密封凸部152a的密封辊152。密封辊151和密封辊152可以加热至规定温度。以使密封辊151的密封凸部151a和密封辊152的密封凸部152a接触或在两者间产生规定的间隔那样的位置关系配置密封辊151和密封辊152。
第2裁断部160具备旋转模切机161和支承辊162。以使旋转模切机161的切割刃161a和支承辊162的周面接触或在两者间产生规定的间距那样的位置关系来配置旋转模切机161和支承辊162。
如果对具备具有以上的构成的涂布层的薄片的制造方法进行说明,则基材薄片1从没有图示的卷筒辊轧出并以连续长条状物的形态行进。然后,将基材薄片1导入第1裁断部120,在与行进方向交叉的方向上依次裁断,从而成为个体化了的每个基材薄片1A。在裁断连续长条状物的基材薄片1时,使连接于第1裁断部120中的支承辊122的抽吸源(没有图示)工作,用支承辊122进行抽吸。通过该抽吸裁断连续长条状物的基材薄片1,由于即使成为个体化了的每个基材薄片1A,也维持该基材薄片1A被抽吸于支承辊122的周面的状态,因而,维持各基材薄片1A在其行进方向的前后不设置间隙来进行配置的状态,在该状态下行进。
只要以在基材薄片1的宽度方向上延伸的方式进行由连续长条状物组成的基材薄片1的裁断即可,例如,可以遍及基材薄片1的宽度方向直线地进行。或者,如图14所示,可以以使裁断线C描绘成曲线的方式进行裁断。在任意一种的情况下,都优选采用由裁断而不产生切边那样的裁断图案。
个体化了的每个基材薄片1A从第1裁断部120导入涂布部130,换乘至涂布部130所具备的循环传送带132。循环传送带132为通气性,并且配置于隔着循环传送带132而与基材薄片1A相对的位置上的吸气箱133工作,进而,通过使运送速度与支承辊122速度相同,从而顺利地进行基材薄片1A向循环传送带132的换乘。因此,即使换乘至循环传送带132之后,也维持在其行进方向的前后不设间隙地配置的状态而使各基材薄片1A行进。
在涂布部130中,在各基材薄片1A的表面涂布粘性体的涂布液。粘性体是流动体的一种,是指涂料、凝胶、浆、霜、油墨、面团等所有流动性物质。该粘性体中也包含上述的发热组合物。涂布液可以涂布于整个基材薄片1A的表面的区域,或者进行涂布以使基材薄片1A的行进方向的侧部区域为非涂布区域。另外,也可以以沿着基材薄片1A的行进方向的多条涂布区域形成为条纹状的方式涂布涂布液。在涂布涂布液时,因为各基材薄片1A在与在其行进方向上前后相邻的其它基材薄片1A之间没有设置间隙,所以即使连续涂布涂布液,也不会使涂布液污染以循环传送带132为首的装置110。即,对基材薄片1A连续涂布粘性体的涂布液。
在上述的各种粘性体中,在该粘性体例如为粉体分散于液体介质中而成的浆料的情况下,该浆料的粘度优选为500~20,000mPa·s,特别优选为1,000~10,000mPa·s。粘度在23℃·50%RH的环境下,使用例如B型粘度计的4号转子进行测定。
测定器:东机产业(株)制造,BⅡ型粘度型BHⅡ,No.4转子,转数6~20rpm
另外,在粘性体为例如面团的情况下,该面团的粘度在剪切速度为10s-1下优选为3,000~300,000mPa·s,在剪切速度为1000s-1下优选为60~20,000mPa·s。面团是指如例如本申请人在先申请所涉及的US2002/0013251A1中记载的,粉末组合物与液体、糊或凝胶等具有流动性的物质的捏合物。在该具有流动性的物质中也包括通过加热或加压、剪切而流动化的物质。面团的粘度在23℃·50%RH的环境下使用例如下述的测定器进行测定。
测定器:HAAKE公司制造的旋转粘度型Rotovisco RV20,对于测试夹具使用Couette(内径19.2mm,外径23.1mm,间隙1.9mm,内筒长31.95mm)。
此外,在粘性体为例如凝胶(例如,化妆纸等中所用的含水凝胶)的情况下,该凝胶的粘度优选为400,000~1,300,000mPa·s。粘度在23℃·50%RH的环境下使用例如下述的测定器进行测定。
测定器:东机产业(株)制造,旋转粘度计TV-10R型
T Bar Stage,TS-10型,T轴杆(T bar spindle)
转数5rpm,测定时间1分钟,台上升速度20mm/min
在涂布涂布液时,用设置于与金属型涂布机131相对的位置的吸气箱133进行抽吸。因此,在基材薄片1A具有通气性的情况下,例如在基材薄片1A为纤维薄片的情况下,通过所述抽吸可以将涂布液稳定涂布于基材薄片1A上,可以形成稳定的涂布层。
由此在基材薄片1A的一个面上形成有涂布由粘性体组成的涂布液而得到的涂布层。在以下的说明中,将形成有涂布层的每个基材薄片1A称为涂布薄片1B。在与在其行进方向上前后相邻的其它涂布薄片1B之间不设置间隙地使各涂布薄片1B行进,导入分离部140。利用分离部140,以在各涂布薄片1B的行进方向的前后产生间隙的方式扩大涂布薄片1B间的距离。该距离可以根据分离装置的设定来任意确定。
在扩大涂布薄片1B间的距离之前,优选通过涂布层分割装置136,在个体化了的涂布薄片1B彼此之间可靠地切分涂布层,以使分离部140中的分离始终能良好地进行。由此,可以有效地防止分离时粘性体的涂布液拉丝。另外,在涂布不引起拉丝的涂布液的情况下,并不需要设置涂布层分割装置136。
在分离部140中,扩大前后相邻的涂布薄片1B间的距离,并且在各涂布薄片1B的上面侧、即在形成有涂布层的一侧配置由连续长条状物组成的第1覆盖薄片102,在下面侧配置由相同的连续长条状物组成的第2覆盖薄片103。由此,形成重叠有第2覆盖薄片103、涂布薄片1B和第1覆盖薄片102的层叠体104。该层叠体104由间歇配置涂布薄片1B的连续长条状物组成。
第1和第2覆盖薄片102、103优选具有形成有从涂布薄片1B的左右的侧边缘向侧方延伸的延伸区域那样的宽度。由此,在以下所述的密封部150中,可以用两个覆盖薄片102、103始终良好地进行涂布薄片1B的密封。
作为第1和第2覆盖薄片102、103,可以列举纸、无纺布、薄膜或其层压体等,例如可以使用具有通气性或没有通气性的树脂制的薄膜等,不限于这些,可以根据目标物的具体用途来使用适当的材料。在用制造方法5制造图3所示的发热器100的情况下,第1和第2覆盖薄片102、103中的至少任意一方优选具有通气性。
将层叠体104导入密封部150。在密封部150中,通过规定的接合装置接合第1覆盖薄片102和第2覆盖薄片103中的从涂布薄片1B延伸的区域。在涂布薄片1B中的左右的侧边缘的外侧和前后的端边缘的外侧进行接合。作为接合装置,可以列举热熔接、超声波接合、用粘合剂进行的粘合等。因为上述的分离部140中前后相邻的涂布薄片1B间设置间隙,所以可以充分确保在涂布薄片1B的前后的端边缘的外侧接合两个覆盖薄片102、103的区域。
优选以形成包围涂布薄片1B的封闭的接合区域的方式进行密封部150中的接合。可以连续地形成该接合区域以通过两个覆盖薄片102、103而使涂布薄片1B变为气密状态,或者,也可以间断地形成该接合区域。
将由此接合的层叠体104接着导入第2裁断部160,在行进方向的前后相邻的涂布薄片1B间遍及宽度方向地裁断。由此可以得到发热器100等目标物。
根据以上的方法,与上述的专利文献2中记载的技术不同,由于在涂布由粘性体组成的涂布液之前进行基材薄片1的裁断,因而,可以有效地防止裁断用的刀刃上附着涂布液。其结果,由于可以有效地防止刀刃生锈,长时间维持刀刃的切削性能,因而,可以长期稳定地进行制造。
在图15中表示图13所示的装置的变形例。在该图所示的装置110中,在涂布部130中,在金属型涂布机131的下游侧配置喷嘴134。在由粘性体组成的涂布液不稳定的情况下,例如涂布液中所含的成分彼此发生化学反应的情况下,隔离发生这样的化学反应的成分彼此以不引起化学反应时,该装置是有效的。例如,在涂布液所含的成分A和成分B发生化学反应的情况下,可以将成分B从成分A中隔离,制备由包含成分A且不含成分B的粘性体组成的涂布液前体,并且与其分开制备包含成分B的液体,用金属型涂布机131将涂布液前体涂布于个体化了的基材薄片1A而形成涂布薄片前体1B’之后,用喷嘴134将包含成分B的液体滴加于个体化了的基材薄片1A上。另外,成分B也可以间隙地滴加于分离后的基材薄片1B。作为该方法的其它方法,在图15所示的装置中,可以使金属型涂布机131和喷嘴134的配置位置相反,首先用喷嘴134将包含成分B的液体滴加于个体化了的基材薄片1A,接着,用金属型涂布机131将涂布液前体涂布于个体化了的基材薄片1A。另外,在图15所示的装置110中,涂布部130的下游侧的构造与图13所示的装置相同。
在图16中表示制造方法5中所用的其它的装置110。该装置,裁断部120中的旋转模切机121的构造与图13所示的装置不同。详细如下所述。
基材薄片1以从没有图示的卷筒辊轧出的连续长条状物的形态行进。然后,基材薄片1导入第1裁断部120。在第1裁断部120中,沿着由连续长条状物组成的基材薄片1的行进方向,在由连续长条状物组成的基材薄片1上依次形成封闭形状的切入部以形成多个个体化了的基材薄片1A。切入部105由连续线组成。在图16中,表示形成有长径向着基材薄片1的行进方向的椭圆形的切入部105的状态。旋转模切机121上所具备的刃成为对应于该切入部105的形状的形状。在连续长条状物的基材薄片1上形成切入部105时,使连接于第1裁断部120中的支承辊122的抽吸源(没有图示)工作,用支承辊122进行抽吸。通过进行该抽吸,形成切入部105,由此生成个体化了的基材薄片1A,该基材薄片1A也能维持吸引于支承辊122的周面的状态,因而,该基材薄片1A不从连续长条状物的基材薄片1分离地行进。另外,例如可以依次形成后面所述的图17(a)所示的切入部来代替在图16所示的制造方法中形成所述封闭形状的切入部105。
个体化了的基材薄片1A不从该薄片1中分离,将连续长条状物的基材薄片1从第1裁断部120导入涂布部130,换乘至涂布部130所具备的循环传送带132。通过设置于涂布部130的吸气箱133的工作,可以顺利地进行连续长条状物的基材薄片1和个体化了的基材薄片1A换乘至循环传送带132。因此,在移至循环传送带132之后,个体化了的基材薄片1A也不从连续长条状物的基材薄片1中分离地行进。
在涂布部130中,进行涂布以使至少个体化了的基材薄片1A的整个区域上涂布由粘性体组成的涂布液。优选为,以超过至少个体化了的基材薄片1A的最大宽度的宽度来进行涂布。通过进行这样的涂布,产生以下的优点,即使在涂布部130中的连续长条状物的基材薄片1的行进中产生蛇行,也使涂布液涂布于个体化了的基材薄片1A的整个区域。
在涂布部130中的涂布液的涂布时,因为个体化了的基材薄片1A不从连续长条状物的基材薄片1中分离,在两者间没有设置间隙,所以即使连续涂布涂布液,涂布液也不会污染以循环传送带132为首的装置110。
在使用图16所示的装置的情况下,作为在连续长条状物的基材薄片1上形成的切入部的图案也可以采用图17(a)所示的图案。在该情况下,形成个体化了的多个基材薄片1A和个体化了的多个基材薄片1D。然而,在该情况下,个体化了的基材薄片1A不是目标物。个体化了的基材薄片1A是应该分离废弃的薄片,目标物是如图17(b)所示的具有来自于个体化了的各基材薄片1A的切口部C的基材薄片1D。
由此设置有涂布层的个体化了的基材薄片1A(以下,将其称为“个体化了的涂布薄片1B”)以及设置有涂布层的连续长条状物的基材薄片1(以下,将其称为“连续涂布薄片1C”)在导入分离部140之前相互分离。详细地说,通过设置于涂布部130的最下游的位置的交接垫135,从连续涂布薄片1C挖出个体化了的涂布薄片1B,仅将该涂布薄片1B导入分离部140。个体化了的涂布薄片1B分离而产生的连续涂布薄片1C排出至行进线外。以后的工序与使用图13所示的装置的工序相同,图16所示的装置110中的涂布部130的下游侧的构造与图13所示的装置相同。
在形成图17(a)所示的切入部图案的情况下,分离废弃个体化了的多个涂布薄片1A,剩余的个体化了的多个涂布薄片1D(参照图17(b))为目标物。在该涂布薄片1D中,形成来自于个体化了的涂布薄片1D的切口部C。对于涂布薄片1A的分离废弃,可以使用例如抽吸装置(没有图示)。另外,也可以根据需要分离个体化了的多个涂布薄片1D。
在图18中表示图16所示的装置的变形例。在该图所示的装置110中,在涂布部130中,喷嘴134配置于金属型涂布机131的下游侧。该装置对应于上述图15所示的装置。在该装置中,首先用金属型涂布机131将涂布液前体涂布于连续长条状物的基材薄片1和个体化了的基材薄片1A上之后,用喷嘴134滴加其它液体。图18中的液体的滴加是在分离个体化了的涂布薄片1B之前,但是替代此,也可以在分离涂布薄片1B之后间歇地滴加液体。
作为图18所示的方法的其它方法,也可以使图18中的金属型涂布机131和喷嘴134的配置的位置反过来,先用喷嘴134滴加液体,接着用金属型涂布机131涂布涂布液前体。另外,在图18所示的装置110中,涂布部130的下游侧的构造与图13所示的装置相同。
在实施使用以上的图13至图18所示的装置的制造方法5时,作为基材薄片,没有特别的限制,可以使用上述的以包含高吸收性聚合物的颗粒和亲水性纤维的纤维薄片为首的根据目标物的用途的材质的薄片。例如,可以使用纸、织布、编织物、无纺布等纤维薄片;树脂制的薄膜、金属箔;其层叠体等。特别是如果作为基材薄片使用具有液体的吸收性的薄片,则由于基材薄片吸收涂布液中所含的液体成分,因而,有提高形成的涂布层对基材薄片的固着性的优点。特别是,制造方法5中形成的涂布层,理想地是以残留制品特性上适当的水分的状态且与粉体成分均匀地分散的状态形成该涂布膜,此外,从使用中防止粉体成分集中于一方的方面来看,优选在基材薄片的纤维与粉体成分相互缠绕的状态下形成涂布层。然而,因为最终制品中的涂布层的组成不具有流动性,使用该组成的涂布液不能稳定地涂布,所以需要用液体稀释而在使粘度降低的状态下进行涂布。然而,由经稀释的涂布液形成的涂布层由于液体成分较多,因而制品特性降低。在这样的情况下,如果作为基材薄片使用具有液体的吸收性的薄片,则难以产生这样的不良状况。从这些观点出发,作为基材薄片优选使用作为液体的吸收性高且涂布层的固着性良好的材料的纤维薄片。特别优选使用纸或无纺布。另外,通过使用纤维薄片,该纤维薄片吸收水溶性成分而失去粘稠性,由此进一步提高个体化了的涂布薄片1B的切割性。
在制造方法5中,在作为基材薄片使用纤维薄片的情况下,可以使用天然纤维和合成纤维的任意一种。通过作为基材薄片的构成纤维使用亲水性纤维,从而容易在与发热层所含的可氧化金属之间形成氢键,产生发热层的保型性变得良好的优点。另外,通过使用亲水性纤维,也有基材薄片的吸水性乃至保水性变得良好,容易控制发热层的含水率的优点。从这些观点出发,作为亲水性纤维优选使用纤维素纤维。作为纤维素纤维可以使用化学纤维(合成纤维)和天然纤维。
作为制造方法5中使用的粘性体,没有特别的限制,可以使用根据目标物的用途的材质的粘性体。例如,可以使用如乳化物、粘性油、含水凝胶、染料油墨、树脂涂料、蜡、热熔物、液体洗剂那样的不含固体成分的粘性体或者如用水或凝胶将颜料油墨、磁性涂料导电性涂料、绝缘涂料、经粘稠化的粉末洗剂、可氧化金属粘稠化的液体那样的包含固体成分的粘性体等。如果鉴于制造方法5特别有效地防止切割刃的切割性的降低,则作为粘性体使用包含固体成分的粘性体的情况下,制造方法5的优点特别地显著。
作为包含固体成分的粘性体的一个例子,可以列举包含可氧化金属的颗粒、电解质和水的发热组合物。该发热组合物可以进一步包含反应促进剂。另外,从提高粘性体中的固体成分的分散性的观点出发,也可以包含增粘剂或表面活性剂。通过将包含这些成分的粘性体直接涂布于基材薄片的表面而形成涂布层,从而可以得到薄片状的发热体。在基材薄片具有液体的吸收性的情况下,在涂布粘性体的同时,基材薄片吸收该粘性体中所含的液体成分,粘性体的粘性降低。其结果,涂布层失去粘性,之前说明的分离部140中在涂布层上配置第1覆盖薄片102时,可以有效地防止涂布层粘附于第1覆盖薄片102。其结果,在第1覆盖薄片102为例如具有通气性的薄片(例如,合成树脂制的具有透湿性的多孔性薄片)的情况下,由固体成分难以堵塞该薄片,从而有效地防止通气性的降低。除了作为基材薄片使用具有液体的吸收性的薄片,在涂布粘性体时,如果用吸气箱133进行抽吸,则进一步促进从粘性体中抽出液体,可以进一步急速地降低涂布层的粘性。
在由上述的发热组合物组成的粘性体中,如果可氧化金属的颗粒、电解质和水共存,则由于促进该可氧化金属的颗粒的氧化,因而,分离可氧化金属的颗粒和电解质是有利的。从该观点出发,在使用由上述的发热组合物组成的粘性体的情况下,优选为,使用图15所示的装置,作为粘性体使用包含可氧化金属的颗粒和水且不含电解质的组合物,在个体化了的基材薄片1A上涂布该粘性体之后并且在扩大具有涂布层的个体化了的基材薄片1A间的距离之前,在该基材薄片1A上添加所述电解质的水溶液。另外,相反地,优选在裁断由连续长条状物组成的基材薄片1之后并且在涂布所述粘性体之前,将所述电解质的水溶液添加于个体化了的基材薄片1A。
在分离可氧化金属的颗粒和电解质的情况下,替代图15所示的装置,也可以使用图18所示的装置。在使用图18所示的装置的情况下,优选为,作为粘性体使用包含可氧化金属的颗粒和水并且不含电解质的组合物,在将该粘性体涂布于由连续长条状物组成的基材薄片1之后并且在从具有涂布层的由连续长条状物组成的基材薄片1分离个体化了的基材薄片1A之前,将所述电解质的水溶液添加于由该连续长条状物组成的基材薄片1上。另外,相反地,也优选在由连续长条状物组成的基材薄片1上形成切入部105之后并且在涂布所述粘性体之前,将所述电解质的水溶液添加于由该连续长条状物组成的基材薄片1上。
在使用图13至图18所示的制造装置的制造方法5中,在由粘性体组成的涂布液的涂布中使用金属型涂布机,但是也可以采用除此以外的滚轮涂布、丝网印刷、轧辊凹印、刮刀涂布、帘流式涂布机等涂布方法。
另外,在图15所示的制造装置中,也可以在进行从由连续长条状物组成的基材薄片1分离个体化了的基材薄片1A的工序之前的位置上设置与图13所示的涂布层分割装置136同样的装置。另外,在图16和图18所示的制造装置中,也可以在从由连续长条状物组成的基材薄片1分离个体化了的基材薄片1A之前并且在交接垫135之前的位置上设置与图13所示的涂布层分割装置136同样的装置。
实施例
以下,通过实施例更详细地说明本发明。然而,本发明的范围并没有被限制于该实施例。只要没有特别说明,“%”和“份”分别是指“质量%”和“质量份”。
[实施例1]
(1)发热组合物的涂料的制备
作为发热组合物的涂料,使用配合有可氧化金属(铁粉,平均粒径为45μm)100份、反应促进剂(活性碳,平均粒径为42μm)8份、电解质(氯化钠)3份、增粘剂(瓜尔胶)0.2份、表面活性剂(聚羧酸型高分子表面活性剂)0.25份、水60份的涂料。得到的涂料的粘度为4,500mPa·s。粘度的测定使用B型粘度计的4号转子,在23℃·50%RH的环境下进行。
(2)基材薄片的准备
作为基材薄片使用图19所示的薄片。该基材薄片1按照日本特开平8-246395号公报中记载的方法进行制造。该基材薄片1是具有聚丙烯酸钠类的高吸收性聚合物的颗粒12主要存在于基材薄片1的厚度方向大致中央区域并且在基材薄片1的表面上实质上不存在该颗粒12的结构的1块(一层)薄片。基材薄片1,隔着高吸收性聚合物的颗粒12的存在部位而在表里具有亲水性的交联蓬松纤维素纤维11a的层11、13。交联蓬松纤维素纤维11a,其纤维粗度为0.22mg/m,纤维长度的平均值为2.5mm。交联蓬松纤维素纤维11a的层11、13进一步包含针叶树晒手工纸浆、纸力增强剂(PVA)。另外,高吸收性聚合物使用平均粒径为340μm的颗粒。层11的定量为30g/m2,层13的定量为20g/m2。高吸收性聚合物的颗粒12的定量为30g/m2。因此,基材薄片1的定量为80g/m2
(3)发热体和发热器的制造
使用图2所示的装置,按照上述制造方法1来制造发热体。将所述涂料涂布于所述基材薄片的一个面上。涂料的涂布定量为1,300g/m2。在由此形成由连续长条状物组成的发热体10A之后,遍及宽度方向地裁断该发热体10A。由此得到每个发热体10。发热体为50mm×50mm的矩形的发热体。
用第1覆盖薄片4和第2覆盖薄片5覆盖得到的每个发热体10其整体。此时,通过第1覆盖薄片4覆盖发热体10中的形成有发热层的一侧,通过第2覆盖薄片5覆盖发热体10中的没有形成发热层的一侧。接着,通过热封来接合从发热体10的前后左右延伸的第1和第2覆盖薄片4、5的延伸部。该接合为包围发热体10的连续的气密的接合。密封宽度为5mm。由此得到具有图3所示的结构的发热器100。
作为第1覆盖薄片4,使用定量为50g/m2、通气度为2,500s/(100ml·6.42cm2)的聚乙烯的多孔性薄片。作为第2覆盖薄片5,使用定量为30g/m2、由聚乙烯薄膜组成的非通气薄片。另外,各覆盖薄片4、5为65mm×65mm的矩形的薄片。
在图20(a)中表示发热体10的纵截面的显微镜图像。在得到的发热体10中,按照上述的方法测定的发热层的含水率为20%,发热体的含水率为35%,发热体中的没有设置发热层的一侧的含水率为17%。
另外,对于得到的发热器100,用按照JIS S4100一次性电路温度特性测定用加热装置的试验法进行温度测定。将得到的发热器100插入到定量为100g/m2的针刺无纺布制的袋中,将其置于40℃的恒温槽上评价温度特性。该袋是通过密封针刺无纺布的三个侧边从而形成为带状的袋。温度计配置于发热器100和恒温槽表面之间。以使形成有发热层的一侧向着上方(与温度计相反的方向)的方式来放置发热器100。其结果,从测定开始到15分钟后最高温度为62℃。
另外,在安装于人体的皮肤使用30分钟之后,测定从发热层的脱落物的质量,算出脱落量比率。安装于人体,使用护具将发热器100固定于腕部。收拾残留于第1和第2覆盖薄片中的容纳空间和附着于该薄片的脱落物来进行脱落物的质量测定。其结果,脱落后质量比率为1.3%并且可以确认为难以发生脱落的发热体。脱落量比率(%)由(脱落物的质量/使用后的发热体的质量)×100而算出。
此外,用上述的方法测定水蒸气从所得到的发热器100中的第1覆盖薄片4侧的放出量之后,为0.19mg/(cm2·min)。另外,用上述的方法测定得到的发热器100中的发热开始前和发热结束后的三点弯曲负荷之后,发热开始前为0.40N/65mm,发热结束后为1.21N/65mm。
[实施例2]
在实施例1中,在基材薄片1的一个面上涂布涂料之后,将与基材薄片1同种类的基材薄片1’如图4所示重叠于涂布面上而得到发热体。其后与实施例1同样地得到发热器。对于得到的发热器,进行与实施例1同样的测定。其结果表示于以下的表1中。
[实施例3]
在实施例1中,将在基材薄片1的一个面上涂布的涂料的量减至700g/m2。其后与实施例1同样地得到发热器。对于得到的发热器,进行与实施例1同样的测定。其结果表示于以下的表1中。
[实施例4]
在实施例1中,在基材薄片1的一个面上涂布涂料之后,在涂布面上作为基材薄片使用定量为50g/m2的纸浆纸,得到发热体。该纸浆纸其表面平滑。另外,在该纸浆纸中不含高吸收性聚合物的颗粒。该发热体中的发热层,与基材薄片相对的面侧的一部分掩埋于该基材薄片中,与纸浆纸相对的面侧没有掩埋于该纸浆纸中。其后与实施例1同样地得到发热器。对于得到的发热器,进行与实施例1同样的测定。其结果表示于以下的表1中。
[比较例1]
在实施例1中,用粘合剂将发热体10中的涂料的非涂布面和第2覆盖薄片5的内面接合。粘合剂的定量为30g/m2,均匀地涂布于两者的相对面的整个区域。其后与实施例1同样地得到发热器。对于得到的发热器,进行与实施例1同样的测定。其结果表示于以下的表1中。
[比较例2]
在实施例1中,作为基材薄片使用定量为150g/m2的纸浆纸。该纸浆纸其表面平滑。另外,在该纸浆纸中不含高吸收性聚合物的颗粒。其后与实施例1同样地得到发热器。对于得到的发热器,进行与实施例1同样的测定。其结果表示于以下的表1中。在图20(b)中表示发热体的纵截面的显微镜图像。
[比较例3]
使用花王(株)制造的“Megurism(注册商标),蒸气舒缓眼罩”,进行与实施例1同样的测定。其结果表示于以下的表1中。
[表1]
Figure BDA00002609027300631
Figure BDA00002609027300641
由表1所示的结果可以明显地判断,各实施例中得到的发热器在短时间内到达最高温度。另外,判断出发热结束后的三点弯曲负荷的增加的比例小,发热结束后柔软性的降低也小。此外,判断出发热组合物从发热层脱落的量少。相对于此,可以判断,比较例1中得到的发热器虽然短时间内达到最高温度,但是发热结束后的三点弯曲负荷的增加的比例大,发热结束后失去柔软性。另外,也可以判断出发热组合物从发热层脱落的量多。可以判断,比较例2中得到的发热器直至到达最高温度的时间长,而且最高温度自身也较低。另外,可以判断,发热结束后的三点弯曲负荷的增加的比例大,发热结束后失去柔软性。此外,也可以判断发热组合物从发热层脱落的量多。
另外,从图20(a)和图20(b)的对比中,在实施例1中得到的发热器中,观察出发热层的下部掩埋于基材薄片中的状态。相对于此,在比较例2中得到的发热器中,没有观察到发热层在基材薄片中的掩埋。认为在实施例1中,发热层的下部掩埋于基材薄片中有助于防止发热结束后的发热器的柔软性的降低。
[实施例5]
(1)涂料和电解质水溶液的制备
作为涂料,使用配合有可氧化金属(铁粉,平均粒径为45μm)100份、反应促进剂(活性碳,平均粒径为42μm)8份、增粘剂(瓜尔胶)0.2份、表面活性剂(聚羧酸型高分子表面活性剂)0.2份、水60份的涂料。得到的涂料的粘度为6,500mPa·s。粘度的测定使用B型粘度计的4号转子,在23℃·50%RH的环境下进行。另外,作为电解质水溶液,制备浓度为5%的氯化钠水溶液。
(2)基材薄片的准备
作为基材薄片使用图19所示的薄片。该基材薄片1是与实施例1中使用的同样的薄片。
(3)发热体和发热器的制造
使用图6所示的装置,按照上述制造方法2来制造发热体。将所述涂料连续涂布于由连续长条状物组成的所述基材薄片的一个面上。涂料的涂布定量为1,150g/m2。在涂布时,从基材薄片的另一个面侧进行抽吸。但是,涂料中的水没有从基材薄片的非涂布面侧漏出。接着,遍及宽度方向地裁断由连续长条状物组成的基材薄片之后,向着切断的基材薄片的涂布有涂料的面(涂布面),从滴加喷嘴中滴加电解质水溶液,得到发热体10。在添加电解质水溶液时,不从基材薄片的非涂布面侧进行抽吸。另外,电解质水溶液的散布定量为80g/m2。切断的基材薄片为50mm×50mm的矩形的薄片。
用第1覆盖薄片4和第2覆盖薄片5来覆盖得到的发热体10其整体。覆盖与实施例1同样地进行。
作为第1覆盖薄片4和第2覆盖薄片5,使用与实施例1中使用的同样的薄片。
用上述的方法测定各含水率,其结果为,涂布后、电解质水溶液添加前的具有涂布层的薄片10A’的含水率为28%(包括涂布层),电解质水溶液添加后、用第1覆盖薄片4进行覆盖前的发热体10的含水率为32%,该发热体10的发热层的含水率为8%。
对于得到的发热器100,用按照JIS S4100一次性电路温度特性测定用加热装置的试验法进行温度测定。测定的详细情况与实施例1相同。其结果,从测定开始到8分钟后最高温度为57℃。
[实施例6]
(1)电解质水溶液和涂料的制备
作为电解质水溶液和涂料,使用与实施例5中制得的同样的电解质水溶液和涂料。
(2)基材薄片的准备
作为基材薄片使用图19所示的薄片。该基材薄片1是与实施例1中使用的同样的薄片。
(3)发热体和发热器的制造
使用图7所示的装置,按照上述制造方法3来制造发热体。向着由连续长条状物组成的基材薄片的一个面,从滴加喷嘴中滴加所述电解质水溶液。电解质水溶液的散布定量为80g/m2。接着,向着由连续长条状物组成的所述基材薄片的滴加有电解质水溶液的面,连续涂布所述涂料。涂料的涂布定量为1,150g/m2。在涂布后,从基材薄片的另一个面侧进行抽吸。但是,涂料中的水没有从基材薄片的非涂布面侧漏出。接着,遍及宽度方向地裁断涂布有涂料的由连续长条状物组成的基材薄片,得到发热体10。切断的基材薄片为50mm×50mm的矩形的薄片。
电解质添加部30中基材薄片1的一个面上所喷雾的电解质水溶液,使用电解质水溶液3并利用JIS K 7224测定的高吸收性聚合物的饱和吸收量,在每1质量份的高吸收性聚合物,为6.9g/10分钟。电解质水溶液3的散布(添加)定量比所述高吸收性聚合物的饱和吸收量乘以基材薄片1中所含的高吸收性聚合物的质量的量多,为80g/m2
涂料涂布部20中向着基材薄片的电解质水溶液的添加面涂布的涂料2的散布(涂布)定量为650g/m2。在涂料涂布部20中运送基材薄片1时,使吸气箱23工作,使运送稳定化,并且抽吸已涂布的涂料2。
用第1覆盖薄片4和第2覆盖薄片5来覆盖得到的发热体10其整体。覆盖与实施例1同样地进行。
作为第1覆盖薄片4和第2覆盖薄片5,使用与实施例1中使用的同样的薄片。
用上述的方法测定各含水率,其结果为,电解质水溶液添加后的薄片1的含水率为65%,涂料涂布后的用第1覆盖薄片4进行覆盖前的发热体10的含水率为40%,以及该发热体10的发热层的含水率为32%。电解质水溶液添加后的薄片1的含水率用与上述的发热体的含水率的测定方法同样的方法进行测定。
对于得到的发热器100,用按照JIS S4100一次性电路温度特性测定用加热装置的试验法进行温度测定。测定的详细情况与实施例1相同。其结果,从测定开始到8分钟后最高温度为58℃。
[实施例7]
(1)涂料的制备
作为涂料,使用与实施例5中使用的同样的涂料。对于涂料的制备,在混合可氧化金属和活性碳之后,在其中加入混合了水、增粘剂和表面活性剂的液体,将其均匀地混合来进行。
(2)基材薄片的准备
作为基材薄片使用图19所示的薄片。该基材薄片1是与实施例1中使用的同样的薄片。
(3)发热体和发热器的制造
使用图12所示的装置,按照上述制造方法4来制造发热体和发热器。将所述涂料连续地涂布于由连续长条状物组成的基材薄片的一个面上。涂料的涂布定量为2000g/m2。在涂布时,不从基材薄片的另一个面侧进行抽吸。接着,向着基材薄片的涂布有涂料的面(涂布面),从散布装置31中散布作为电解质的氯化钠粉末(平均粒径为425μm)。作为该氯化钠粉末,使用株式会社日本海水业务用盐赤穗盐TF4。在散布电解质时,不从基材薄片的非涂布面侧进行抽吸。另外,电解质的散布定量为15g/m2。在电解质散布后,在涂布面上如图12所示重叠与基材薄片1同种类的基材薄片1’。接着,遍及宽度方向地裁断两个基材薄片1、1’,得到发热体10。切断的发热体10为50mm×50mm的矩形的发热体。
用第1覆盖薄片4和第2覆盖薄片5来覆盖得到的发热体10其整体。覆盖与实施例1同样地进行。此时,用第1覆盖薄片4覆盖发热体10中的第2基材薄片1’的一侧,用第2覆盖薄片5覆盖发热体10中的基材薄片1的一侧。
作为第1覆盖薄片4,使用定量为50g/m2、通气度为80,000s/(100ml·6.42cm2)的聚乙烯的多孔性薄片。作为第2覆盖薄片5,使用通气度为20,000s/(100ml·6.42cm2)的聚乙烯的多孔性薄片。另外,各覆盖薄片4、5为65mm×65mm的矩形的薄片。
用上述的方法测定各含水率,其结果,用第1覆盖薄片4进行覆盖前的发热体10的含水率为32%,该发热体10的发热层的含水率为23%。
[参考例1]
在实施例7中,代替散布氯化钠的粉末,以240g/m2的定量滴加浓度为5%的氯化钠水溶液。除此以外与实施例7同样地得到发热体和发热器。用第1覆盖薄片进行覆盖前的发热体的含水率为42%,该发热体的发热层的含水率为25%。
[评价]
对于实施例7和参考例1中得到的发热器,从制造开始经过24小时后,用按照JIS S4100一次性电路温度特性测定用加热装置的试验法进行温度测定。测定的详细情况与实施例1相同。将其结果表示于图21中。从该图所示的结果可以明显地判断出,实施例7中得到的发热器与参考例1中得到的发热器相比,发热的持续时间变长。

Claims (18)

1.一种发热器,其中,
具备在由包含高吸收性聚合物的颗粒和亲水性纤维的纤维薄片构成的基材薄片的一个面上设有包含可氧化金属的颗粒的发热组合物的层而成的发热体、以及包围该发热体的整体的包覆材料,
所述包覆材料通过第1覆盖薄片和第2覆盖薄片在其边缘部上接合而形成,其内部为所述发热体的容纳空间,
在所述容纳空间内相对于所述包覆材料以非固定状态容纳所述发热体,
第1覆盖薄片,其一部分中具有通气性,并且配置于所述发热组合物的层的一侧,
所述发热器在使用时能够从配置有第1覆盖薄片的一侧产生水蒸气。
2.如权利要求1所述的发热器,其中,
第2覆盖薄片是其通气性比第1覆盖薄片的通气性低的薄片。
3.如权利要求1或2所述的发热器,其中,
仅在所述基材薄片的一个面上设有所述发热组合物的层。
4.如权利要求1或2所述的发热器,其中,
在相同或不同的2块所述基材薄片之间设有所述发热组合物的层。
5.如权利要求2或3所述的发热器,其中,
在所述基材薄片的面中,未设有所述发热组合物的层的一侧的含水率比所述发热组合物的层的含水率低。
6.如权利要求1~5中任一项所述的发热器,其中,
所述发热组合物的下部掩埋于所述基材薄片中。
7.如权利要求1~6中任一项所述的发热器,其中,
相对于发热开始前的三点弯曲负荷的发热结束后的三点弯曲负荷的变化率为350%以下。
8.一种发热体的制造方法,其中,
所述制造方法为包含可氧化金属的颗粒、电解质以及水的发热组合物的层设置于由包含高吸收性聚合物的颗粒以及纤维材料的纤维薄片组成的基材薄片而成的发热体的制造方法,
所述发热体的制造方法具备:
在所述基材薄片的一个面上涂布不含所述电解质并且包含所述可氧化金属的颗粒的涂料的涂布工序;以及
在涂布有所述涂料的所述基材薄片上添加包含所述电解质的电解质水溶液的电解质添加工序。
9.如权利要求8所述的发热体的制造方法,其中,
在所述涂料的涂布中,或者,在所述涂料的涂布之后并且所述电解质水溶液的添加之前,从所述基材薄片的另一个面侧进行抽吸。
10.一种发热器的制造方法,其中,
所述制造方法具备:通过权利要求8或9所述的发热体的制造方法来制造发热体的发热体制造工序、以及用包覆材料包围所得到的发热体的整体的包围工序,
在所述发热体制造工序中,制造所述发热组合物的层不具有流动性的发热体,在所述包围工序中,用所述包覆材料将该状态的发热体包围而制成发热器。
11.一种发热体的制造方法,其中,
所述制造方法为包含可氧化金属的颗粒、电解质以及水的发热组合物的层设置于由包含高吸收性聚合物的颗粒以及纤维材料的纤维薄片组成的基材薄片而成的发热体的制造方法,
所述发热体的制造方法具备:
在所述基材薄片的一个面上添加包含所述电解质的电解质水溶液的电解质添加工序;以及
在该基材薄片中的所述电解质水溶液的添加面上涂布不含所述电解质并且包含所述可氧化金属的颗粒的涂料的涂布工序。
12.一种发热器的制造方法,其中,
所述发热器的制造方法具备通过权利要求11所述的发热体的制造方法来制造发热体的发热体制造工序、以及用包覆材料覆盖该发热体的整体的覆盖工序,且是制造用所述包覆材料包围所述发热体的发热器的发热器的制造方法,
在用所述包覆材料进行覆盖之前,将所述发热体制成所述发热组合物的层不具有流动性的发热体。
13.一种发热体的制造方法,其中,
所述制造方法为包含可氧化金属的颗粒、电解质以及水的发热组合物的层设置于基材薄片而成的发热体的制造方法,
对于在所述基材薄片的一个面上以固体状态添加所述电解质的工序、以及涂布不含所述电解质并且包含所述可氧化金属的颗粒和水的涂料的工序,按照该顺序进行,或者按照与此相反的顺序进行,或者同时进行两个工序。
14.一种具有涂布层的薄片的制造方法,其中,
所述制造方法为在基材薄片上涂布粘性体来制造具有涂布层的薄片的方法,
使由连续长条状物组成的基材薄片行进,并遍及与该行进方向交叉的方向依次裁断该基材薄片,得到个体化了的多个基材薄片,
使个体化了的各基材薄片以在其行进方向的前后不设置间隙地进行配置的状态行进,在个体化了的各基材薄片的一个面上涂布粘性体而形成涂布层,
使具有涂布层的个体化了的各基材薄片行进,以在其行进方向的前后产生间隙的方式扩大该薄片间的距离。
15.一种具有涂布层的薄片的制造方法,其中,
所述制造方法为在基材薄片上涂布粘性体来制造具有涂布层的薄片的方法,
使由连续长条状物组成的基材薄片行进,并沿着该基材薄片的行进方向在该基材薄片上依次形成封闭形状的切入部以形成多个个体化了的基材薄片,
使形成有切入部的由连续长条状物组成的基材薄片,以从由该连续长条状物组成的基材薄片不分离个体化了的基材薄片的方式行进,并在由该连续长条状物组成的基材薄片的一个面上涂布粘性体而形成涂布层,
从具有涂布层的由连续长条状物组成的基材薄片分离个体化了的各基材薄片,从而得到具有涂布层的个体化了的多个基材薄片。
16.一种具有涂布层的薄片的制造方法,其中,
所述制造方法为在基材薄片上涂布粘性体来制造具有涂布层的薄片的方法,
使由连续长条状物组成的基材薄片行进,并沿着该基材薄片的行进方向在该基材薄片上依次形成切入部以形成多个个体化了的基材薄片,
使形成有切入部的由连续长条状物组成的基材薄片,以从由该连续长条状物组成的基材薄片不分离个体化了的基材薄片的方式行进,并在由该连续长条状物组成的基材薄片的一个面上涂布粘性体来形成涂布层,
从具有涂布层的由连续长条状物组成的基材薄片,分离废弃个体化了的各基材薄片的一部分,从而得到具有涂布层并且具有来自于分离废弃后的基材薄片的切口部的多个个体化了的基材薄片。
17.如权利要求14~16中任一项所述的制造方法,其中,
粘性体为包含可氧化金属的颗粒、电解质以及水的发热组合物。
18.如权利要求14~16中任一项所述的制造方法,其中,
粘性体为包含可氧化金属的颗粒和水并且不含电解质的组合物。
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