CN107847345A - 发热器具及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的发热器具(1)是利用第一包覆片材(21)与第二包覆片材(22)包覆发热体(11)而成。第一包覆片材(21)为具备不会实质上限制氧化反应的透气性的片材。以至少一部分接触于发热体(11)的方式具备保水材料(12)。发热器具(1)满足以下的(A)~(C)的条件:(A)发热体的内部温度与发热器具的表面上的最高温度之差为10℃以下;(B)对人体皮肤应用发热器具时的皮肤的最高温度为38℃以上且42℃以下;(C)氧化反应开始起10分钟内产生的水蒸气量(mg/cm2·10min)/发热体的质量(g/cm2)的值为50以上且250以下。
Description
技术领域
本发明关于一种发热器具及其制造方法。
背景技术
一直以来,在具有透气性的包覆材内封入有发热组合物的发热体被广泛用于对人体赋予温热。例如专利文献1中公开有将粉末状发热组合物封入至高透气性袋体而成的水蒸气发热体。针对该水蒸气发热体进行有如下设计:为了使自该水蒸气发热体释出的水蒸气成为安全的温度,在发热组合物与袋体之间配置温度调节材料等而在水蒸气发热体与穿着者皮肤之间设置空间,从而将接触于皮肤的水蒸气的温度调整为40℃以上且45℃以下。
与此相对,专利文献2~4中提出有薄型发热体。这些文献中公开有对基材片材上层叠有浆料状发热组合物的材料利用包覆材进行包覆的结构的发热体。另外,这些文献中也记载了在发热组合物上设置包含保水材料的吸水层。尤其在专利文献4中提出有通过在高透气性无纺布制包覆材上涂布浆料状发热组合物从而具有柔软性或伸缩性、并且在身体表面具有服贴感的发热体。
区别于这些技术,为了防止在制造发热体时由于某些原因而将发热组合物大量填充于单个发热体内、或大量偏集存在于特定部位的情形时可能发生的异常发热,本申请人提出有在发热层层叠包含保水片材的保水层并控制该保水层的水分量的发热体(参照专利文献5)。
先前技术文献
专利文献
专利文献1:EP1147752A1
专利文献2:日本专利特开平9-75388号公报
专利文献3:日本专利特开2002-155273号公报
专利文献4:日本专利特开2007-319359号公报
专利文献5:US2014/373828A1
发明内容
如上述各专利文献的记载,一直以来对人体赋予温热的发热体大部分是利用铁等易氧化性金属的氧化反应中产生的热。这些发热体中的温度调节是通过(1)调整易氧化性金属与作为反应助剂的电解质、碳成分及水的各自的调配量、(2)调整平均每一制品中的发热组合物的质量、或(3)调整对发热组合物的供氧量而进行。然而,由于原料或制造上的偏差的影响,所制造的发热体的发热温度多有偏差。基于安全方面的考虑,必须极力避免提供给使用者的发热体的发热温度出现偏差。
专利文献1记载的技术是通过在发热层与穿着者皮肤之间设置物理距离的温度调整方法来管理发热温度。然而,发热体由于该物理距离而不得不设计得较厚,对穿着感或服贴性产生影响。尤其在作为具有凹凸的部位的脸部或关节部周围应用发热器具的情形时,服贴性存在改善余地。
专利文献2~4记载的技术是用以实现薄型发热体的技术,未记载任何有关温度调整的考虑。尤其专利文献4中记载的技术中有在40℃以上且50℃以下的温度范围内产生水蒸气的记载。该情况致使同文献中记载的发热体存在产生无法对使用者赋予稳定的温热感、或低温烧伤的风险提高等不良情况的可能性。
专利文献5中关于调整所产生的水蒸气的温度未作记载。同文献的实施例所记载的发热体的最高温度为58℃左右。
因此,本发明的技术问题在于提供一种服贴性良好、且能够容易地获得舒适温热感的发热器具。
本发明提供一种发热器具,其具备发热器具本体,该发热器具本体是利用第一包覆片材与第二包覆片材包覆包含易氧化性金属、电解质、碳成分及水的扁平状发热体而成,通过氧化反应而发热。
上述第一包覆片材为具备不会实质上限制上述氧化反应的透气性的片材。
上述发热器具以至少一部分接触于上述发热体的方式配备保水材料。
上述发热器具满足以下的(A)~(C)的条件。
(A)上述发热体的内部温度与上述发热器具本体的表面的最高温度之差为10℃以下。
(B)对人体皮肤应用上述发热器具时的皮肤的最高温度为38℃以上且42℃以下。
(C)上述氧化反应开始起10分钟产生的水蒸气量(mg/cm2·10min)/发热体的质量(g/cm2)的值为50以上且250以下。
另外,本发明提供一种发热器具,其含有包含易氧化性金属、电解质、碳成分及水且通过氧化反应而发热的发热体、及至少一部分与该发热体接触的吸水性聚合物,该发热体与该吸水性聚合物被夹持于具备不会抑制该氧化反应的透气性的第一包覆片材与第二包覆片材之间。
在上述氧化反应开始前的状态下,上述发热体其含水率为9质量%以上且25质量%以下,且上述电解质的浓度为1质量%以上。
另外,作为上述发热器具的优选的制造方法,本发明提供一种在片材上设置包含易氧化性金属、电解质、碳成分及水的发热体而成的发热器具的制造方法。
上述制造方法包括:在上述片材的一面以固体状态添加上述电解质的步骤;涂布不含上述电解质且包含上述易氧化性金属、碳成分及水的涂料的步骤;及对上述片材中的该发热体的形成面侧供给保水材料的保水材料供给步骤。
上述制造方法中,将上述发热体的水分量设为9质量%以上且25质量%以下。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的发热器具的第一实施方式的截面图。
图2(a)是测定对人体手部应用本发明的发热器具时的温热传导状态所得的热影像分析图,图2(b)是测定对人体手部应用现有的发热器具时的温热传导状态所得的热影像分析图。
图3是表示测定水蒸气产生量的装置的模式图。
图4是表示本发明的发热器具的氧化反应开始起10分钟内的保水材料的释水行为的图表。
图5是表示本发明的发热器具的氧化反应开始起10分钟内的发热体的水的收支的图表。
图6是实施例1~5及比较例2中的皮肤温度的温度特性。
图7是示意性地表示本发明的发热器具的第二实施方式的截面图(与图1相当的图)。
图8是示意性地表示本发明的发热器具的第三实施方式的截面图(与图1相当的图)。
图9是示意性地表示本发明的发热器具的第四实施方式的截面图(与图1相当的图)。
图10是表示比较例3中所获得的发热器具的皮肤表面的温度曲线图的图表。
具体实施方式
以下,基于其优选实施方式参照附图并对本发明的发热器具进行说明。图1是示意性地表示本发明的发热器具的第一实施方式的截面图。同图所示的发热器具1具有呈扁平形状的发热体11的各面经第一包覆片材21及第二包覆片材22夹持包覆的构造。第一及第二包覆片材21、22分别构成发热器具1的外表面。另外,第一包覆片材21与第二包覆片材可为各自独立的,也可为将一张片材回折而成的。
发热器具1中,在发热体11与第一包覆片材21之间以接触于该发热体11的方式配置有保水材料12。另外,在发热体11与第二包覆片材22之间以接触于该发热体11的方式配置有第二基材片材13。另外,本说明书中,将在发热器具1中在第一包覆片材21与第二包覆片材22之间夹持有发热体11的构造体称为“发热器具本体”。另外,将具备该发热器具本体、且已成为供穿着者使用的形态的构造体称为“发热器具”。本实施方式中,“发热器具本体”与“发热器具”是指同一构造体,因此以下只要无需特别区分,则统称为“发热器具”。
第一及第二包覆片材21、22具有自上述发热体11、保水材料12及第二基材片材13的外缘向外侧延出的延出部21a、22a。这些延出部21a、22a在这些的相对面相互接合。由此,发热体11、保水材料12及第二基材片材13成为被封入至由两包覆片材21、22所形成的密闭空间内的状态。如此构成的发热器具1呈现扁平形状,其在俯视下的形状根据该发热器具的具体用途,例如可为矩形等多角形、或圆形、楕圆形、哑铃形等。
发热体11是包含易氧化性金属、电解质、碳成分及水而构成。发热体11如上所述为呈扁平形状的层状构造体。发热体11通过易氧化性金属的氧化反应而发热,从而对使用者赋予充分的温热效果。
本实施方式的发热器具1满足以下的条件。
(A)发热体的内部温度与发热器具1的表面的最高温度之差为10℃以下。
(B)对人体皮肤应用发热器具1时的皮肤的最高温度为38℃以上且42℃以下。
(C)氧化反应开始起10分钟产生的水蒸气量(mg/cm2·10min)/发热体的质量(g/cm2)的值为50以上且250以下。
以下分别说明这些条件。
本实施方式的发热器具1通过满足(A),而无需在发热体11与形成发热器具1的外表面的第一及第二包覆片材21、22之间形成较大空间。其结果容易减小发热器具1的厚度。因此,能够获得服贴性好的发热器具1。另外,所谓“发热器具1的表面的最高温度”是在发热器具1中与皮肤接触一侧的表面的最高温度。
另外,发热器具1通过满足(B),从而在将该发热器具1应用于人体时能够对人体赋予适度的温热感。即便在连续长时间对人体直接或间接应用发热器具1的情形时,也可获得能够在应用时间内对使用者赋予舒适温热感、并且减小低温烧伤的风险性的效果。另外,如后所述,发热器具1可以以使发热器具本体直接接触于人体皮肤的方式应用,或者也可制成以无纺布等材料作为包装材料包覆发热器具本体状态的发热器具1而应用于人体皮肤。在利用无纺布等材料包覆发热器具本体而构成发热器具1的情形时,(B)中规定的最高温度是直接测定。另外,在自具备包装材料的发热器具1去除包装材料而使第一及第二包覆片材21、22露出,进而经下述无纺布袋包覆的状态下进行时,也优选为发热器具1满足作为条件(B)的最高温度范围。
进而,发热器具1通过满足(C),从而在将该发热器具1应用于人体时向人体供给大量水蒸气,因此能够将温热感赋予至人体的较深位置,故而无论人体与发热器具1的接触情况如何,均可广泛均匀地赋予温热。并且,发热器具1由于每单位质量的发热体11所产生的水蒸气量较多,因此能够既为轻量或薄型又能够对人体赋予由大量水蒸气带来的适度温热感。因此,也具有容易应用于作为对热较敏感的部位的眼睛周围、或容易应用于肘及膝等要求对屈伸有追随性的部位的优点。另外,在对人体赋予自发热器具1产生的蒸气的情形时,特别优选为以使发热器具本体直接接触于人体皮肤的方式应用,但也可利用包装材料、尤其无纺布制包装材料包覆发热器具本体来应用。在以无纺布等材料作为包装材料包覆发热器具本体来构成发热器具1的情形时,(C)中规定的水蒸气量的测定是对具有包装材料的发热器具1进行测定,于在去除该材料而第一及第二包覆片材21、22露出于最外表面的发热器具本体的状态下进行时,也优选为满足(C)中规定的水蒸气量范围。
发热器具1通过具备这3个(A)~(C)的条件,能够使每单位质量的发热体11产生大量水蒸气,较薄而服贴性良好,且能够对应用对象部位整体均匀赋予温热。其结果与先前的发热器具相比能够抑制皮肤温度的偏差。另外,发热器具1由于能够将皮肤温度控制于适度范围,故而能够为使用者提供对身体安全且舒适的温热感。
图2(a)及(b)分别为热影像分析图,将对人手应用属于本发明的满足上述(A)~(C)的条件的发热器具的情形时的温热传导状态(图2(a))与蒸气产生量不满足(C)的现有的发热器具(图2(b))进行对比显示。如图所示,可清楚看出与现有的发热器具相比,属于本发明的发热器具使适温状态均匀地遍布至皮肤的较广范围。
进一步说明上述(A)~(C)的条件。关于(A),从发热体11所释出的发热效率及安全性的观点,进而从发热体11的厚度与柔软性的观点出发,发热体11的内部温度与发热器具1的表面的最高温度之差优选为9℃以下,更优选为8℃以下。所谓发热体11的内部温度与发热器具1的表面的最高温度之差是根据算式[发热体11的内部温度-发热器具1的表面的最高温度]所算出的值。在发热体11的内部温度过高的情形时,若自发热体11释出的热被直接传导至身体,则伴有烧伤风险,因此必须插入隔热材料或在发热体与身体之间设置间隙而调节发热器具1的表面温度。若设为插入隔热材或设置与身体之间隙的构造,则发热体11的厚度增大、柔软性降低。另外,也可想到制造步骤复杂或成本提高等缺点。进而,产生了超出所需的热量,除提供给身体的热以外的能量被无谓地消耗,因此对身体提供的热效率相对于发热量而言较差。发热体11的内部温度T1与发热器具1的表面的最高温度T2可为T1>T2,或者也可为T1<T2,一般而言T1>T2易于控制。
发热器具1中,所谓发热体11的内部是指观察发热体11与保水材料12的接触面时的俯视图中的中心部分的位置的厚度方向中央。另外,发热体11的内部温度是向发热体11的内部插入K型热电偶进行测定。另外,所谓发热器具1的表面的最高温度是发热器具1中的第一包覆片材21的外表面的中心位置的温度。发热器具1的表面的最高温度是使K型热电偶接触于第一包覆片材21的外表面的中心位置而进行测定。测定环境设为20℃、65%RH。根据在该环境下所测得的发热体11的内部温度的最高温度与发热器具1的表面的最高温度而算出两温度的差值。如此测得的上述发热体11的内部温度与发热器具1的表面的最高温度之差如上所述优选为9度以下,更优选为8℃以下,进而优选为6℃以下。上述差的下限值越低越优选,最优选为0℃。
关于条件(B),对人体皮肤应用发热器具时的皮肤的最高温度是使用附热敏电阻的数据记录器(Nikkiso Thermo株式会社,LT-8)进行测定。利用医用胶带将热敏电阻固定于上眼睑等人体皮肤表面而进行测定。另外,在排除包装材料的影响而进行测定的情形时,用去除了包装材料的从发热器具本体之上对包装材料包覆无纺布袋而成的器具进行测定。作为此时使用的无纺布,使用下述实施例中使用的热风(air-through)无纺布与针刺无纺布的组合。如此测得的皮肤的最高温度如上所述为38℃以上且42℃以下,更优选为38.5℃以上且41.5℃以下,进而优选为39℃以上且41℃以下。
关于条件(C),氧化反应开始起10分钟产生的水蒸气量是使用图3所示的装置30以如下方式进行测定。图3所示的装置30具备铝制测定室(容积2.1L)31、位于测定室31下部的用以流入除湿空气(湿度未达2%,流量2.1L/min)的流入路32、及使空气自测定室31上部流出的流出路33。在流入路32安装有入口温湿度计34与入口流量计35。另一方面,在流出路33安装有出口温湿度计36与出口流量计37。在测定室31内安装有温度计(热敏电阻)38。作为温度计38,使用温度分解能为0.01℃左右的。在测定环境温度30℃(30±1℃)下自包装材料取出温热器具,将其以水蒸气释出面朝上的方式载置于测定室31内。在其上载置附金属球(4.5g)的温度计38。在该状态下自测定室31的下部流入除湿空气。根据入口温湿度计34与出口温湿度计36所计测到的温度及湿度,求出向测定室31内流入空气前后的绝对湿度的差。进而,根据入口流量计35与出口流量计37所计测到的流量,算出温热器具所释出的水蒸气量。在本申请人先前提出申请的日本专利特开2004-73688号公报中有关于该装置的详细记载。水蒸气量的算出是使用下式。
U=e/es×100
P=2.1×S/60
A=P×D/1000
此处,U(%RH)表示相对湿度,e(Pa)表示水蒸气压,es(Pa)表示饱和水蒸气压,D(g/m3)表示绝对湿度,表示单位空气体积,S(s)表示取样周期,A(g)表示水蒸气量。
另外,关于条件(C),发热体11的质量为易氧化性金属、电解质、碳成分及水的合计质量。水也包括保水材料12所含的部分。另外,在发热体11包含这些以外的成分的情形时,也包括这些以外的成分的质量。发热体11的质量是在使发热体11层叠于片材的步骤中,测定片材质量,将发热体11层叠于片材后再次测定质量,计算两者的差值而求出。根据如此所测得的水蒸气量(mg/cm2·10min)与发热体11的质量(g/cm2)所算出的值如上所述为50以上且250以下,优选为60以上且240以下,更优选为70以上且230以下,进而更优选为80以上且220以下。在10分钟之前即停止产生水蒸气的情形时,测定直至停止前所产生的水蒸气量,将其视作10分钟产生的水蒸气量,算出每质量的发热体11所产生的水蒸气量。只要此时所获得的值处于上述范围即可。优选为发热器具1的水蒸气产生时间为10分钟以上、且其间的水蒸气产生量处于上述范围,原因在于容易将适度的皮肤温度供至皮肤的较深部分。水蒸气产生时间尤其优选为15分钟以上,更优选为20分钟以上。所谓水蒸气产生时间是自反应开始起直至反应结束为止的时间。
本发明者发现,对于本实施方式的发热器具1实现上述3个(A)~(C)的条件极有效的是:(1)进行不会对发热体11所含的易氧化性金属的氧化反应产生阻碍的量的氧供给、及(2)适度控制发热体11所含的水的量。以下说明该(1)及(2)。
首先,对(1)进行说明。一般而言,发热器具的温度偏差的主要原因中,(a)原料的调配量或(b)平均每个发热器具1的质量可通过高精度的计量器进行高精度管理。然而,(c)供氧量取决于形成发热器具的外表面的透气片材的透气量,但高精度地管理透气片材的透气量并非易事,因此应该容许一定程度的偏差。
一般而言,作为透气片材,已知有通过对树脂调配碳酸钙后将该树脂以熔融状态挤出、延伸而形成微细孔的片材(以下称为微细孔片材)。除此以外,也已知利用热针进行有穿孔加工的片材、层叠有多片无纺布的片材、通过熔喷法所制造的片材等多种多样的片材。这些之中,由于可将开孔密度调整为较高,作为市售的发热器具的包覆片材,多使用微细孔片材。然而,使用微细孔片材的市售的发热器具中,即便作为同一透气度而市售的发热器具,透气量实际上也存在偏差。起因于该透气量的偏差,现有的发热器具难以精密控制发热温度。因此,在本发明中,为了消除由对发热体的供氧量的偏差引起的发热温度的偏差,不限制经由透气片材的氧供给,形成能够供给相对于氧化反应所需的氧量为过剩量的氧的状态,采用上述条件(1)。本发明中,所谓“第一包覆片材为具备不会实质上限制氧化反应的透气性的片材”是透气性高至如下程度的片材,即不存在第一包覆片材的情形时所测得的发热器具1的发热特性与存在第一包覆片材的情形时所测得的发热器具1的发热特性相同。
然而,在仅采用上述(1)的情形时,存在发热体的反应速度大幅提高而在短时间内成为高温的情况,因此若将此种发热器具应用于身体而有可能出现非常危险的状况。应用发热器具的皮肤的表面温度被控制在38℃以上且42℃以下的范围较为安全且该温度范围可赋予用户舒适的温热感。若皮肤温度未达38℃,则多数情况下无法充分感知到温热感。该情况尤其在以短时间应用为前提的发热器具中较为明显。相反地,在皮肤温度超过该42℃的情形时,容易使穿着者感到过热。尤其通过将皮肤温度控制于42℃以下,能够确实地减小低温烧伤的风险。即,必须为在不限制经由透气片材的氧供给的状态下控制在对身体安全且舒适的温度即皮肤的表面温度控制在38℃~42℃的范围的发热体。
因此,本发明者同时采用条件(1)与条件(2)。根据条件(2),即便在应用条件(1)的情形时也可控制发热体11的升温速度及温度特性,因此在将发热器具1应用于人体时能够快速地赋予适度的温热感。(2)的基本原理在于氧化反应中,使发热体11中含有远超氧化反应所需量的过剩量的作为热容量较大的物质的水,由此利用水的加热来消耗发热能量,而抑制发热体11的温度的上升。即,使发热体11相较于一般的限制对发热体11的供氧量而控制温度的发热体而含有更多水。另外,在反应初期,先将发热体11中的水量设计为少于反应中的水量,进而以至少一部分接触于发热体的方式配置包含大量水的保水材料12,由此形成自保水材料12向发热体11供给大量水的构造。根据实际使用氧化反应式的计算、以及发热反应前后的发热体11的质量及水分率等实验值,估算氧化反应所消耗的水量,进而利用显微镜观察保水材料12的经时变化,如图4所示,由发热体11的截面积算出释水量,由此本发明者确认到如图5所示的水的收支。发热体11所含有的水分为伴随氧化反应所消耗的部分与以水的形式残留于体系内的部分两部分。进而,所消耗的水分为氧化反应所消耗的部分与以蒸气形式排至体系外的部分,残留于体系内的水分为保持于保水材料12内的部分与保持于发热体11内的部分。通过保水材料12其至少一部分接触于发热体11,从而随着发热体11伴随氧化反应所产生的温度变化或电解质浓度变化,水在保水材料12与发热体11之间无阻滞地进行交换。其结果如图5所示大量水被自保水材料12供给至发热体11。另外,在氧化反应初期,由于发热体11内的含水率适度较低,故而反应初期温度快速上升,随着温度的上升,自保水材料12释出大量水并向发热体11供给,由此发热体11的含水率与反应初期相比得到提升,并可抑制由发热引起的发热体11的温度上升。调配好的过量的水效率良好地用于反应,因此发热的持续时间变长,其结果所产生的水蒸气的量也变多。
因此,自发热体对身体赋予的热是通过发热体接触于皮肤所引起的热传导与产生水蒸气的情形时经由水蒸气的热传导而产生的,为了将皮肤温度控制在上述温度范围内,必须严格控制这些热传导。然而,制造发热温度稳定的发热体不仅需要高超的生产技术,且也不可缺少严格的质量管理,不符合标准的产品不会被送至消费者手中而是作为不良品被废弃,这对于生产者而言也为不小的损失。相对于此,根据本实施方式的发热器具1,通过采用上述构成而可严格控制发热体11的发热温度。
通常情况下,由透气片材的透气量的增大所引起的发热体的水蒸气产生量的增加伴有温度上升。即,若欲增加水蒸气量,则温度上升,若欲抑制温度上升,则水蒸气量减小。基于这些情况,先前水蒸气产生量的增加与发热温度的最优化处于取舍关系。由于该原因,现有市售的发热器具通过限制透气片材的透气量而抑制发热反应。相对于此,本发明中,增大透气片材、即第一包覆片材21的透气量,并且将发热体11的初期水分量设定为适度较少,而且能够由保水材料12供给过剩的水,通过上述设计而成功地同时实现了至今未能兼容的水蒸气量的增加与发热温度的最优化。
现有的发热器具是通过使该发热器具接触于身体而对身体赋予热,因此取决于接触对象部位的大小或形状而与发热器具的接触方式不同,另外各使用者安装发热器具的方式有所不同,故而温热感各异。相对于此,本实施方式的发热器具1主要使用大量水蒸气作为热介质,利用该水蒸气进行空间加热而对身体赋予热,因此即便在因人的个体差异导致对象部位的大小或形状各异而使得与发热器具的接触方式不同的情形时,也能够向对象部位的整体均匀地赋予热,较现有技术能够进一步抑制皮肤温度的偏差。
就氧供给不会成为发热反应中的速度限制阶段的观点而言,发热器具1的第一包覆片材21的透气度优选为0秒/(100ml·6.42cm2)以上且1500秒/(100ml·6.42cm2)以下。此处所谓透气度是使用Gurley式(JISP8117)测定方法经数值化所获得的指标,定义为在恒定压力下100ml的空气通过6.42cm2的面积的时间。所谓第一片材21的透气度为1500秒/(100ml·6.42cm2)以下是指使100ml的空气通过所需的时间为1500秒以下,该值越大则表示透气量越小,相反地,该值越小则表示透气量越大。因此,Gurley式测定方法与实际使用发热体的状态并非一致,以Gurley式表示数值并非指第一包覆片材21阻碍对发热体11的氧供给。透气度的优选范围根据发热体11的组成或初期水分量等而不同,但越小越佳,具体而言,若为1200秒/(100ml·6.42cm2)以下,尤其为1000秒/(100ml·6.42cm2)以下,进而为500秒/(100ml·6.42cm2)以下,则发热反应不易受到外部环境的影响,水蒸气产生量与温度控制易取得均衡,因此优选。
本发明者通过实验而选定氧供给不会成为氧化反应的速度限制阶段的范围,规定透气度的范围。图6是对应于下述实施例1~5及比较例2的图,显示于利用透气度不同的微细孔片材所制作的袋内装入成形为扁平状的包含相同发热组合物的发热体并密封端部而成的发热体达到最高温度为止的分布,作为比较,也记载使用透气完全未受限制的发热体、即透气度0秒/(100ml·6.42cm2)的状态下的发热体的结果。如该图所示,若透气度为1500秒/(100ml·6.42cm2)以下,则显示与透气度0秒/(100ml·6.42cm2)相同的最高温度,判断发热所需的氧的供给被无阻碍地供给至发热组合物内部。若透气度为2500秒/(100ml·6.42cm2)以上,则分布延迟并且最高温度变低,判断受到透气阻碍的影响。因此,就发热体的氧化反应的观点而言,微细孔片材的透气度为1500秒/(100ml·6.42cm2)以下可谓为对透气无限制的所谓自由透气状态。
本实施方式的第一包覆片材21优选为具备能够使水蒸气通过的透湿性。第一包覆片材21的透湿度优选为2000g/(m2·24h)以上,尤其优选为2500g/(m2·24h)、进一步优选为3000g/(m2·24h)以上。若第一包覆片材21的透湿度为2000g/(m2·24h)以上,则特征之一在于产生大量水蒸气的本实施方式的发热器具1的内部不易残留水,从而能够排除阻碍发热反应的主要原因。尤其若透湿度为2500g/(m2·24h)以上,进而为3000g/(m2·24h),则蒸气向发热器具1外的释出顺利地进行,易使温热效果扩及至穿着者的皮肤的较深位置,因此优选。透湿度可以依据JISZ0208进行测定。
发热器具1不进行如抑制氧化反应的透气控制,因此也许会认为在原理上较理想为不使用第一包覆片材21。然而,由于必须防止发热体11的构成材料向外部泄漏,故实际上必须使用第一包覆片材21。
尤其由于发热体11包含水分,故而就防止蒸气以外的水分漏出的观点而言,第一包覆片材21的耐水压优选为1500mmH2O以上,更优选为2000mmH2O以上,进而更优选为3000mmH2O以上。就不透水的观点而言,无需对耐水压的值设定上限。通过设为上述耐水压,尤其在如将发热器具1用于眼睛周围的情形时,能够防止发热体11内的成分随着水分一起侵入眼内,从而能够舒适且安全地利用发热器具1。尤其在如通过氧化反应而有碱性成分溶出至水分中的反应体系的情形时,本构成可谓特别优选。耐水压是采用依据JIS L1092的测定方法进行测定,例如可使用TEXTSET公司的耐水压试验机FX3000。
基于上述情况,第一包覆片材21优选为不透水但不会阻碍氧或水蒸气透过的片材。作为此种片材,可自多孔质型素材制的片材、无孔质型素材制的片材、涂层型素材制的片材等中加以选择。这些之中,就成本方面而言,优选为包含多孔质型素材的片材,例如从同时实现发热器具1的薄型化与使用时的强度的观点出发,优选为微多孔质膜制的透湿片材。该微多孔质膜制的透湿片材是通过使在聚乙烯等聚烯烃树脂中添加碳酸钙等微颗粒进行混练所得的熔融树脂通过模嘴挤出而片材化,并施加单轴或双轴延伸,由此使碳酸钙与树脂的界面剥离而形成微细的连通部,从而表现出透气但不透水的性能。
第一包覆片材21只要为不透水但可使氧或水蒸气透过,且考虑到防漏性的片材,则也可为上述微多孔质膜制的透湿片材以外的片材。例如可将选自聚酰胺、维尼纶、聚酯、人造丝、乙酸酯、丙烯酸系树脂、聚乙烯、聚丙烯及聚氯乙烯等人工纤维、或纸浆、棉、麻、绢及兽毛等天然纤维中的1种或2种以上混合而成的织布、无纺布、纸、合成纸等作为第一包覆片材21使用。或者也可将在非透湿·非透气膜或片材、例如聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物皂化物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、天然橡胶、再生橡胶、合成橡胶等的膜或片材设置孔而得到的片材作为第一包覆片材21使用。
关于本实施方式的发热器具1中形成外表面的另一片材的第二包覆片材22,其透气度或透湿度无特别限制。第二包覆片材22可具有或不具有透气性。在第二包覆片材22具有透气性的情形时,发热器具1成为双面透气性者。在第二包覆片材22不具有透气性的情形时,发热器具1成为仅第一包覆片材21具有透气性的单面透气性的片材。另外,本发明中所谓非透气性是指基于Gurley式所测得的透气度为100000秒/(100ml·6.42cm2)以上。在第二包覆片材22具有透气性的情形时,作为该第二包覆片材22,可使用与第一包覆片材21同种类的片材。在该情形时,第二包覆片材22的透气度可与第一包覆片材21的透气度相同,或者也可大于或小于第一包覆片材21的透气度。另一方面,在第二包覆片材22为非透气性的情形时,该第二包覆片材22例如由包含各种树脂或橡胶等材料的膜或片材构成。
位于第一包覆片材21与第二包覆片材22之间的发热体11含有包含多种成分的发热组合物。作为构成该发热组合物的成分,如上所述,可以使用易氧化性金属的颗粒、电解质、碳成分及水。
本实施方式的发热器具1中,可在较构成发热器具本体的第一包覆片材21及/或第二包覆片材22的更外侧设置包装材料。若发热器具本体使用如具有耐水性的膜或片材作为各包覆片材21、22,则存在不利于质感的情况。尤其在使用耐水性膜的情形时,在柔软度或使用感方面存在改善余地。因此优选为至少对接触于穿着者皮肤的一侧设置用以提升质感的包装材料。例如优选为第一包覆片材21位于较第二包覆片材22更靠穿着者皮肤接触面侧,在较第一包覆片材21更靠皮肤接触面侧设置包装材料。其中,在较第一包覆片材21更靠皮肤接触面侧设置包装材料的情形时,应该避免包装材料阻碍透气性而限制氧化反应。就该观点而言,作为较第一包覆片材21更靠皮肤接触面侧设置的包装材料,具体而言优选为使用无纺布。另外,作为较第二包覆片材22更靠非皮肤接触面侧设置的包装材料,就质感方面而言,优选为无纺布或纺织布,另一方面,考虑到设计性,可列举包含施有印刷的膜材的片材等,也可为将两者层压而成的片材。再者,在设置包装材料的情形时,将配置第一包覆片材21与第二包覆片材22作为构成的最外侧部分并在其间具有发热体11的发热器具本体利用包装材料进行包覆而成的构造体为发热器具1。
作为易氧化性金属,可以使用会产生氧化反应热的金属,例如可列举选自铁、铝、锌、锰、镁及钙中的1种或2种以上的粉末或纤维。其中,就操作性、安全性、制造成本、保存性及稳定性的方面而言,优选为铁,特别优选为铁粉。作为铁粉,例如可列举还原铁粉及雾化铁粉等。
在易氧化性金属为粉末的情形时,就有效率地进行氧化反应的观点而言,其平均粒径优选为10μm以上,更优选为20μm以上。另外,优选为200μm以下,更优选为150μm以下。具体而言,易氧化性金属的颗粒的平均粒径优选为10μm以上且200μm以下,更优选为20μm以上且150μm以下。易氧化性金属的粒径是指粉体形态中的最大长度,例如可通过筛分级、动态光散射法、激光衍射法等进行测定。
发热体11中的易氧化性金属的含量以平方米重量表示,优选为100g/m2以上,进一步优选为200g/m2以上,另外,优选为3000g/m2以下,特别优选为1500g/m2以下。另外,具体而言,易氧化性金属的含量以平方米重量表示,优选为100g/m2以上且3000g/m2以下,更优选为200g/m2以上且1500g/m2以下。由此,易于控制发热体11的发热温度。发热体11中的铁粉的含量可通过依据JIS P8128的灰分试验或热重量测定器而求出。另外,可利用若施加外部磁场则会产生磁化的性质,通过振动试样型磁化测定试验等进行定量。
碳成分具有保水功能、供氧功能及触媒功能中的至少1种功能,优选为兼具该3种功能。作为碳成分,例如可使用选自活性碳、乙炔黑及石墨中的1种或2种以上。这些之中,就湿润时易吸附氧或使发热体11中保持一定水分的观点而言,优选使用活性碳。更优选为使用选自椰子壳碳、木粉碳及泥碳中的1种或2种以上的微细粉末状物或小粒状物。其中,就易将发热体11的水分量保持于所需范围的方面而言,优选为木粉碳。
就与易氧化性金属均匀混合的观点、以及将保水材料12所含的水量维持于所需范围的观点而言,碳成分平均粒径优选为10μm以上,更优选为12μm以上,另外,优选为200μm以下,更优选为100μm以下。具体而言,碳成分的平均粒径优选为10μm以上且200μm以下,更优选为12μm以上且100μm以下。碳成分的平均粒径是指粉体形态中的最大长度,可通过动态光散射法、激光衍射法等进行测定。碳成分优选使用粉体状形态的,也可使用粉体状以外的形态的,例如也可使用纤维状形态的。
关于发热体11中的碳成分的含量,相对于易氧化性金属100质量份,优选为0.3质量份以上且20质量份以下,更优选为1质量份以上且15质量份以下,进而优选为3质量份以上且13质量份以下。由此能够在所获得的发热体11中储存用以使氧化反应持续所需的水分。另外,充分实现对发热体11的供氧,获得发热效率较高的发热体11。
若以平方米重量表示发热体11中的碳成分的含量,则优选为4g/m2以上,更优选为7g/m2以上,另外,优选为290g/m2以下,更优选为160g/m2以下。更具体而言,以平方米重量表示,碳成分的含量优选为4g/m2以上且290g/m2以下,尤其更优选为7g/m2以上且160g/m2以下。
发热体11中也可含有碳成分以外的具有相同功能、即保水功能等的其它成分。作为此种成分,例如可列举选自蛭石、锯屑及硅胶中的1种或2种以上。在发热体11中含有该其它成分的情形时,就控制发热体11中的水分的观点而言,碳成分相对于该其它成分与碳成分的合计量的比率优选为90质量%以上,更优选为95质量%以上,进而优选为98质量%以上。
发热体11中所含的电解质的使用目的在于提高易氧化性金属的反应效率,促进使氧化反应持续的反应。通过使用电解质,能够破坏易氧化性金属的氧化覆膜而促进氧化反应。作为电解质,例如可列举选自碱金属、碱土金属的硫酸盐及氯化物中的1种或2种以上。其中,就导电性、化学稳定性、生产成本优异的观点而言,优选为使用选自氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁、氯化亚铁、氯化铁等各种氯化物及硫酸钠中的1种或2种以上。
发热体11中的在氧化反应开始前的电解质的浓度优选为1质量%以上,尤其优选为3质量%以上,进而优选为4质量%以上;另外,优选为20质量%以下,尤其优选为15质量%以下,进而优选为10质量%以下。具体而言,优选为1质量%以上且20质量%以下,尤其优选为3质量%以上且15质量%以下,进而优选为4质量%以上且10质量%以下。若为该范围,则在发热体11的氧化反应开始而消耗发热体11中的水分时,容易迅速进行自保水材料、尤其吸水性聚合物向发热体11的过剩量的水分供给,容易极良好地维持氧化反应中的发热体11的温度与产生蒸气量。就吸水性与释水性的观点而言更加优选使用耐盐性较高的吸水性聚合物作为保水材料。尤其若电解质的该含量为3质量%以上,则在氧化反应前及特定盐浓度下发挥较高的吸水性,并且若氧化反应使得盐浓度为上升则释水,并且易于进行适于氧化反应的水的控制。其原因在于发热体11与吸水性聚合物之间易产生浸透压差,氧化反应开始时自不必说,其后的氧化反应进行时也容易顺利进行自吸水性聚合物向发热体11的水分供给。
另外,在氧化反应开始前的状态下,相对于发热体11的水分含量与电解质含量的合计,电解质的比率优选为5质量%以上,进而优选为10质量%以上,就使吸水性聚合物中保持足够水分的观点而言,优选为50%以下,进而优选为40%以下。更具体而言,相对于发热体11的水分含量与电解质浓度的合计,电解质的含有率优选为5质量%以上且50质量%以下,尤其优选为10质量%以上且40质量%以下。若为该范围,则发热体11的发热反应容易顺利进行,且在使用吸水性聚合物作为保水材料时的向发热体11的水分供给容易迅速进行,因此优选。
另外,关于发热体11中的在氧化反应开始前的电解质的含量,优选为相对于易氧化性金属100质量份为1质量份以上且20质量份以下,更优选为2质量份以上且19质量份以下,进而优选为3质量份以上且18质量份以下。由此可使易氧化性金属的氧化反应的促进得到良好维持。
若以平方米重量表示发热体11中的电解质的含量,则优选为5g/m2以上,更优选为10g/m2以上,另外,优选为80g/m2以下,更优选为70g/m2以下。更具体而言,碳成分的含量以平方米重量表示,优选为5g/m2以上且80g/m2以下,尤其更优选为10g/m2以上且70g/m2以下。
发热体11中包含水。水除了用于易氧化性金属的氧化反应以外,也可用作利用易氧化性金属的氧化反应中生成的热而产生的水蒸气源、及将所生成的热冷却至适温的冷媒。本实施方式的发热器具1中,以接触于发热体11的方式配置有保水材料12,就控制发热初期的温度特性的观点而言反应前的发热体11中所含的水量较重要。发热器具1中的水保持于发热体11与保水材料12中。反应开始前的发热体11中的水的含量以发热体11作为基准,优选为9质量%以上。由此能够使易氧化性金属充分进行氧化,且容易产生大量水蒸气。由于相同的原因,反应开始前的发热体11中的水的含有率其下限值优选为10质量%以上,进而优选为11质量%以上,尤其进一步优选为12质量%以上;上限值优选为25质量%以下,尤其优选为23质量%以下,进而优选为20质量%以下,尤其进而优选为19质量%以下。具体而言,该水分率优选为9质量%以上且25质量%以下,进一步优选为10质量%以上且23质量%以下,更优选为11质量%以上且20质量%以下,进而优选为12质量%以上且19质量%以下。对于该水分量的上限值,其对于降低在使用前发热器具1意外受到外力的情形时发生水向发热器具1外漏出的不良情况的可能性有效。进而,在反应初期温度快速上升,自保水材料12向发热体11的水分供给迅速进行,能够抑制发热体11因其后的发热而温度过度上升。关于发热体11所含的水量,为了不引起氧化反应而在氮气环境下将发热器具1加以分解,可以取出发热体11,使之干燥,由其质量差分值(整体量-干燥水分量)进行测定。另外,在发热体11中存在保水材料12的情形时,测定发热体11的干燥重量后,自发热体11中挑出保水材料12,测定保水材料12的总质量,自上述干燥重量中减去该质量,由此可测定发热体11的净质量。另外,本说明书中所谓“氧化反应开始前的状态”意指发热器具1在处于使用状态之前的状态。发热器具通常在使用前被收纳于与外界隔离的密闭容器内,在使用时打开该密闭容器将发热器具取出而暴露于外界。密闭容器内的氧浓度低于外界,该条件下氧化反应不会进行或与使用时相比氧化反应极难进行。因此,若以此种形态而言,所谓“氧化反应开始前的状态”是存在于密闭容器内的状态,或自密闭容器内取出后暴露于通常氧浓度下不久时的状态,并不限定于完全未发生氧化反应的状态。
含有包含以上各成分的发热组合物的发热体11例如可以以层状涂布于第一片材21上而形成为扁平状。或者可以以层状涂布于第二基材片材13上而形成为扁平状。发热体11整体的平方米重量优选为200g/m2以上,更优选为300g/m2以上,另外,优选为2500g/m2以下,更优选为2000g/m2以下。更具体而言,发热体11整体的平方米重量优选为200g/m2以上且2500g/m2以下,尤其更优选为300g/m2以上且2000g/m2以下。若为该范围,则可实现发热器具1的薄型化,且容易获得充足的发热时间。
如图1所示,在发热体11与第一片材21之间呈层状地形成有保水材料12。即,保水材料12配置于发热体11的第一包覆片材21侧的面。保水材料12是由能够保持水的材料构成。本发明中所谓保水材料是指能够吸收·保持相当于自重的5质量倍以上的纯水的材料。此种材料进一步优选为作为保水量极高且具有在热或盐浓度变化时释水的性质的材料的吸水性聚合物。发热器具1中,在其发热初期,将发热体11的含水率设定为稍高而提高发热体11的热容量,由此抑制因第一包覆片材21的自由透气所引起的反应速度的加快。另外,对发热体11中的水供给在发热反应中产生的热量,由此利用水的温度上升(显热)消耗该热量。在该初期发热时,使用发热体11内的水,因此发热体11内的电解质浓度急剧上升。由此使得吸水性聚合物内部的浸透压下降,该吸水性聚合物将所保持的水释出。另外,吸水性聚合物具有若温度变高则易与水分离的性质,通过该两种效果发挥协同作用而自吸水性聚合物释出水。
通常情况下,若发热体11的含水率上升,则发热受到抑制,并且电解质浓度降低,因此自吸水性聚合物的释水减少或停止。然而,在发热器具1中,第一包覆片材21对氧化反应无抑制,易氧化性金属的氧化反应充分进行,因此水作为反应水的消耗也变快。另外,与之相伴地获得充足的发热量,因此发热体11内的水分蒸发速度较快。即,尽管自吸水性聚合物向发热体11供给了大量水分,但由于上述原因,发热体11内的含水率一直在降低,因此电解质浓度维持于较高状态。其结果通过浸透压差,自吸水性聚合物的释水持续进行而向发热体11供给过剩的水分量。如此若氧化反应开始,则发热器具1中的水量以用于氧化反应的反应水或成为蒸气而自发热器具释出的水的形式被消耗,由此发热器具1整体的盐浓度上升。并且,发热体1中的水的消耗与自吸水性聚合物向发热体11的水供给是在瞬间反复进行。
这样,在本实施方式的发热器具1中,水的消耗与供给高频度地反复出现,由此维持发热体11内的含水率,温度不会过度上升而反应持续进行,过量调配的水被效率良好地转化为水蒸气。即,确实地获得理想的发热状态。
作为吸水性聚合物,优选为使用能够吸收·保持自重的20倍以上的纯水、且可实现凝胶化的水凝胶材料。作为吸水性聚合物,例如可使用颗粒形状的吸水性聚合物。颗粒的形状例如可为球状、块状、葡萄串状、纤维状等。颗粒的粒径优选为1μm以上且1000μm以下,尤其优选为10μm以上且500μm以下。作为吸水性聚合物的具体例,可列举: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。
另外,对于吸水性聚合物,优选相对于电解质浓度与氧化反应开始前的状态下的发热体11所含的电解质的浓度相同的水溶液,保持量为其自重的3倍以上,尤其优选为5倍以上。其原因为在发热体11开始氧化反应前,通过吸水性聚合物保持充足的水分,从而容易将发热体11在氧化反应前的水分量设定为较少,且在氧化反应开始后容易向发热体11供给充足的水分。
另外,发热器具1优选为在氧化反应开始前的状态下,吸水性聚合物的总水分保持量以质量计为发热体中的水分量的1倍以上,尤其优选为2倍以上。如图5所示,若为该范围,则保水材料中的水分被足量、持续地供给至发热体中,易于同时实现氧化反应与过热抑制。另外,作为该值的上限值,就易于控制发热体11中的水分量与电解质浓度的方面而言,优选为15倍以下,尤其优选为10倍以下。氧化反应开始前的状态下的吸水性聚合物的总水分保持量以质量计尤其优选为发热体11中的水分量的1倍以上且15倍以下,更优选为2倍以上且10倍以下。
本实施方式的发热器具1中,保水材料12可配置于发热体11的外部,或者也可如下述图9所示配置于内部。就利用发热体11与保水材料12间的水的交换而控制温度的观点而言,保水材料12优选为一部分以上与发热体11接触。通过发热体11与保水材料12的接触而相互间的水的交换的响应性提升,因此优选为保水材料12其一部分以上与发热体11接触。两者的接触面积越多,则水的交换的响应性越提升,从而成为更优选的状态。具体而言,保水材料12优选为与发热体11直接接触配置,两者间未介置任何其他构件。通过采用此种配置形态,能够将保水材料12所保持的水直接供给至发热体11,因此能够产生大量水蒸气,且能够有效防止发热体11的异常发热。
保水材料12对液体的吸收特性根据所选择的形态或材料而不同,因此其含量无特别规定,以发热反应前发热体11中所含的水量成为特定范围的方式调整保水材料12的含量。
本实施方式的发热器具1中,配置于发热体11与第二包覆片材22之间的第二基材片材13是作为用以在形成发热体11时支持该发热体11的基材来使用的片材。第二基材片材13并非必须,但通过插入第二基材片材13而支持发热体11,从而发热体11与第二包覆片材22成为非固定状态,从而具有柔软性提高的优点。第二基材片材13可为具有透气性者,或者也可为非透气性者。作为第二基材片材13,可使用与第二包覆片材22相同的片材。具体而言,可使用无纺布、纸或膜、或这些的2种以上的层叠体。
本实施方式的发热器具1中,保水材料12的层与第一包覆片材21直接接触,两者间未介置任何其他构件。也可取而代之如图7的实施方式所示,在保水材料12的层与第一包覆片材21之间配置第一基材片材14。若配置第一基材片材,则如后所述,具有易于制造发热器具1的优点。图7所示的实施方式的发热器具1除了在保水材料12的层与第一包覆片材21之间配置第一基材片材14以外,其它构成与图1所示的实施方式的发热器具1相同。
图7所示的实施方式的发热器具1所具备的第一基材片材14不同于第二基材片材13,其必须具有透气性。另外,第一基材片材14与第一包覆片材21同样地为不会实质上限制氧化反应的片材。就这些观点而言,第一基材片材14优选为由无纺布、纸、穿孔膜等透气性片材构成。另外,第一基材片材14的透气度优选为与上述第一包覆片材21的透气度为同一范围,尤其更优选在将第一包覆片材21与第一基材片材合并为一体进行测定的情形时的透气度和上述第一包覆片材21的透气度为同一范围。
根据以上所述,作为本发明的发热器具的优选实施方式,可列举具有以下构成。
一种发热器具1,其含有包含易氧化性金属、电解质、碳成分及水且通过氧化反应而发热的发热体11、及至少一部分与该发热体11接触的吸水性聚合物,该发热体11与该吸水性聚合物被夹持于具备不会抑制该氧化反应的透气性的第一包覆片材21与第二包覆片材22之间,在上述氧化反应开始前的状态下,上述发热体11的含水率为9质量%以上且25质量%以下,且上述电解质的浓度为1质量%以上。
就易于实现薄型、穿着者穿着时的服贴性良好而能够减小不适感、发热时间充分的设计的方面而言,发热器具1其厚度优选为0.5mm以上且8mm以下,尤其优选为1mm以上且6mm以下。在发热器具1为具备发热器具本体与包装材料的形态的情形时,发热器具本体的厚度优选为发热器具1的厚度的10%以上且80%以下,进一步优选为20%以上且60%以下。在发热器具本体的厚度为该范围,且第一包覆片材21的皮肤接触面侧所设置的包装材料为无纺布的情形时,易于同时实现充分的发热时间与穿着时的质感。发热器具1的厚度是通过以下方法进行测定。
[发热器具1的厚度的测定方法]
在发热器具1的测定部位放置厚度3mm的丙烯酸板,使用KEYENCE公司制造的非接触式激光位移计(激光头LK-G30,位移计LK-GD500),测定待测部位的厚度。厚度测定时对发热器具1施加的压力设为0.5g/cm2。
图1所示的实施方式的发热器具1是通过如下方法优选地制造。首先,进行在第二基材片材13的一面形成发热体的发热体形成步骤,该发热体形成步骤包括以固体状态添加电解质的步骤A与涂布不含该电解质且包含易氧化性金属、碳成分及水的涂料的步骤B。以固体状态添加电解质的步骤可通过散布该电解质等方法进行。涂布包含易氧化性金属、碳成分及水的涂料的步骤可通过使用例如模嘴涂布机等涂布装置涂布该涂料来进行。步骤A及步骤B的顺序可任意决定,先进行哪一步骤均可。另外,也可同时进行步骤A及步骤B。
通过以上步骤而形成发热体11后,或在其形成前,或在成形发热体的步骤A及步骤B的两个步骤之间,或在形成发热体11的同时进行保水材料供给步骤,即对第二基材片材13中的发热体11的形成面侧(或待形成面侧)供给保水材料12。保水材料12的供给可通过散布该保水材料12等方法进行。作为具体的程序,例如可进行在第二基材片材13的一面涂布上述涂料的步骤,其后进行以固体状态添加电解质的步骤,其后进行供给保水材料的步骤。
其次,在第二基材片材13中的发热体11的非形成面侧配置第二包覆片材22,并在第二基材片材13中的发热体11的形成面侧配置第一包覆片材21,使这些包覆片材21、22中的自第二基材片材13的外缘延出的延出部21a、22a相互接合,由此获得目标发热器具1。
在制造图7所示的实施方式的发热器具1的情形时,在进行上述发热体形成步骤及保水材料供给步骤后,在第二基材片材13中的发热体11的形成面侧配置区别于第二基材片材13的另一片材即第一基材片材14。第一基材片材14可与第二基材片材13相同、或者也可不同。通过利用第一基材片材14与第二基材片材13夹持发热体11,从而片材的操作性提高且易于制造。其后,进行在第二基材片材13及第一基材片材14的外表面侧分别包覆作为外包片材的第二包覆片材22及第一包覆片材21的步骤。其后进行与图1所示的实施方式相同的步骤。
图8中显示本发明的发热器具1的另一实施方式。同图所示的实施方式的发热器具1不具有图1所示的实施方式的发热器具1中的第二基材片材13。本实施方式中,在第二包覆片材22上直接形成发热体11,并在其上直接形成保水材料12的层。
在制造本实施方式的发热器具1时,首先进行发热体形成步骤,该发热体形成步骤是依序或逆序进行在第二包覆片材22的一面以固体状态添加电解质的步骤与涂布不含该电解质且包含易氧化性金属、碳成分及水的涂料的步骤、或者同时进行两步骤而形成发热体。通过该步骤形成发热体11后,或在形成发热体的2个步骤之间,或在其形成前进行保水材料供给步骤,即对第二包覆片材22中的发热体11的形成面侧(或待形成面侧)供给保水材料12。其后,在第二包覆片材22中的发热体11的形成面侧配置第一包覆片材21,使这些包覆片材21、22中的自第二基材片材13的外缘延出的延出部21a、22a相互接合,由此获得目标发热器具1。
图9所示的实施方式的发热器具1是在图8所示的实施方式中,发热体11与保水材料12呈混合状态的发热器具。在该混合状态下,保水材料12的至少一部分与发热体11直接接触。本实施方式的发热器具1例如是通过如下方式获得,即进行在第二基材片材13的一面涂布上述涂料的步骤,其后进行供给保水材料的步骤,其后进行以固体状态添加电解质的步骤。
在通过其它方法制造本实施方式的发热器具1时,首先进行发热体形成步骤,该发热体形成步骤是依序或逆序进行在第二包覆片材22的一面以固体状态添加电解质的步骤与涂布不含该电解质且包含易氧化性金属、碳成分及水的涂料的步骤、或者同时进行两步骤而形成发热体。并且,在形成发热体11的同时,进行保水材料供给步骤,即对第二包覆片材22中的发热体11的待形成面侧供给保水材料12。由此发热体11与保水材料12成为混合状态。其后,在第二包覆片材22中的发热体11的形成面侧配置第一包覆片材21,使这些包覆片材21、22中的自第二基材片材13的外缘延出的延出部21a、22a相互接合,由此获得目标发热器具1。
以上的各实施方式的发热器具1可优选地用于对人的身体进行加温。在该情形时,可使发热器具1中的第一片材21与身体相对,也可使第二片材22与身体相对。就利用自发热器具1产生的大量水蒸气有效率地进行加温的观点而言,优选为使发热器具1中的第一片材21与身体相对。在该情形时,就有效率地进行加温的观点而言,优选为使第一片材21直接接触于身体,但第一片材21与身体之间也可存在介置物。
以上基于其优选实施方式对本发明进行了说明,但本发明并不限于上述实施方式。例如在图1及图8所示的实施方式中,保水材料12的层配置于发热体11中的第一包覆片材21侧的面的表面,也可取而代之将保水材料12的层配置于发热体11中的第二包覆片材22侧的面的表面。
另外,图8及图9所示的实施方式中,发热体11是扁平状地涂布于第二包覆片材22上而形成的,也可取而代之将发热体11扁平状地涂布于第一包覆片材21上而形成。
另外,上述一个实施方式中的说明省略部分及仅一个实施方式所具有的必要条件分别可适当应用于其它实施方式,进而,各实施方式中的必要条件可适当地在实施方式间相互置换。
关于上述实施方式,本发明进而公开以下的发热器具及其制造方法。
<1>
一种发热器具,其具备发热器具本体,该发热器具本体是由第一包覆片材与第二包覆片材包覆包含易氧化性金属、电解质、碳成分及水的扁平状发热体而成,并通过氧化反应而发热,
上述第一包覆片材为具有不会实质上限制上述氧化反应的透气性的片材,
上述发热器具以使其至少一部分接触于上述发热体的方式配备保水材料,且
满足以下(A)~(C)的条件:
(A)上述发热体的内部温度与上述发热器具本体的表面的最高温度之差为10℃以下;
(B)对人体皮肤施用上述发热器具时的皮肤的最高温度为38℃以上且42℃以下;
(C)上述氧化反应开始起10分钟产生的水蒸气量(mg/cm2·10min)/发热体的质量(g/cm2)的值为50以上且250以下。
<2>
如<1>所述的发热器具,其中在上述氧化反应开始前的状态下,上述发热体的含水率为9质量%以上且25质量%以下。
<3>
如<1>或<2>所述的发热器具,其中上述保水材料是配置于上述发热体中的上述第一包覆片材侧的表面或上述第二包覆片材侧的表面。
<4>
如<1>至<3>中任一项所述的发热器具,其中上述发热体是以扁平状地涂布于上述第一包覆片材上或上述第二包覆片材上而形成。
<5>
如<1>至<4>中任一项所述的发热器具,其中上述发热体是形成于基材片材之上,上述保水材料是配置于上述发热体中的与上述基材片材相对向的面的相反侧的面的表面。
<6>
如<5>所述的发热器具,其中透气性片材是设置于上述保水材料的距离上述发热体较远的面一侧。
<7>
如<1>至<6>中任一项所述的发热器具,其中上述保水材料为吸水性聚合物。
<8>
如<1>至<7>中任一项所述的发热器具,其中上述第一包覆片材的透气度为0秒/(100ml·6.42cm2)以上且1500秒/(100ml·6.42cm2)以下,且耐水压为1500mmH2O以上。
<9>
如<1>至<8>中任一项所述的发热器具,其中在上述氧化反应开始前的状态下,上述发热体的电解质浓度为1质量%以上。
<10>
如<1>至<9>中任一项所述的发热器具,其中在上述氧化反应开始前的状态下,上述发热体的电解质浓度为20质量%以下。
<11>
如<1>至<10>中任一项所述的发热器具,其中在上述氧化反应开始前的状态下,上述发热体的电解质浓度为3质量%以上且15质量%以下。
<12>
如<1>至<11>中任一项所述的发热器具,其中在上述氧化反应开始前的状态下,上述发热体的电解质浓度为5质量%以上且10质量%以下。
<13>
如上述<1>至<12>中任一项所述的发热器具,其中在上述氧化反应前的状态下,相对于上述发热体中的电解质量与水分量的合计,该电解质的浓度为5质量%以上且50质量%以下。
<14>
如上述<1>至<13>中任一项所述的发热器具,其中在上述氧化反应前的状态下,相对于上述发热体中的电解质量与水分量的合计,该电解质的浓度为10质量%以上且40质量%以下。
<15>
如<7>所述的发热器具,其中上述吸水性聚合物能够保持自重的20倍以上的纯水。
<16>
如<7>或<15>所述的发热器具,其中上述吸水性聚合物对于电解质浓度与氧化反应开始前的状态下的上述发热体所含的上述电解质的浓度相同的水溶液,能够在20℃下保持自重的3倍以上的水分。
<17>
如<7>、<15>或<16>所述的发热器具,其中在上述氧化反应开始前的状态下,上述吸水性聚合物的总水分保持量以质量计为上述发热体中的水分量的1倍以上且15倍以下。
<18>
如<7>、<15>、<16>或<17>中任一项所述的发热器具,其中在上述氧化反应开始前的状态下,上述吸水性聚合物的总水分保持量以质量计为上述发热体中的水分量的2倍以上且10倍以下。
<19>
如<1>至<18>中任一项所述的发热器具,其中上述发热器具的厚度为0.5mm以上且8mm以下。
<20>
如<19>所述的发热器具,其中上述发热器具的厚度为1mm以上且6mm以下。
<21>
如<1>至<20>中任一项所述的发热器具,其中在上述发热器具本体的较上述第一包覆片材及/或上述第二包覆片材更外侧设置有包装材料。
<22>
如<21>所述的发热器具,其中上述第一包覆片材位于较上述第二包覆片材更靠穿着者的皮肤接触面侧,在较该第一包覆片材更靠皮肤接触面侧设置有上述包装材料。
<23>
如<21>或<22>所述的发热器具,其中上述包装材料为无纺布。
<24>
如<21>至<23>中任一项所述的发热器具,其中上述发热器具的不包括上述包装材料的发热器具本体的厚度为上述发热器具的厚度的10%以上且80%以下。
<25>
如<24>所述的发热器具,其中上述发热器具的不包括上述包装材料的发热器具本体的厚度为上述发热器具的厚度的20%以上且60%以下。
<26>
一种发热器具,其含有包含易氧化性金属、电解质、碳成分及水且通过氧化反应而发热的发热体、及至少一部分与该发热体接触的吸水性聚合物,该发热体与该吸水性聚合物被夹持于具备不会抑制该氧化反应的透气性的第一包覆片材与第二包覆片材之间,
在上述氧化反应开始前的状态下,上述发热体的含水率为9质量%以上且25质量%以下,且上述电解质的浓度为1质量%以上。
<27>
如<26>所述的发热器具,其中上述吸水性聚合物对于电解质浓度与氧化反应开始前的状态下的上述发热体所含的上述电解质的浓度相同的水溶液,能够在20℃下保持自重的3倍以上的水分。
<28>
如<26>或<27>所述的发热器具,其中上述氧化反应开始前的上述发热体中的电解质的含量为3质量%以上。
<29>
如<26>至<28>中任一项所述的发热器具,其中上述氧化反应开始前的上述发热体中的电解质的含量为4质量%以上。
<30>
如<26>至<29>中任一项所述的发热器具,其中在上述氧化反应开始前的状态下,上述吸水性聚合物的总水分保持量以质量计为上述发热体中的水分量的1倍以上且15倍以下。
<31>
如<26>至<30>中任一项所述的发热器具,其中在上述氧化反应开始前的状态下,上述吸水性聚合物的总水分保持量以质量计为上述发热体中的水分量的2倍以上且10倍以下。
<32>
如<26>至<31>中任一项所述的发热器具,其中上述发热体是以扁平状地涂布于上述第一包覆片材上或上述第二包覆片材上而形成。
<33>
如<26>至<32>中任一项所述的发热器具,其中上述发热体是形成于基材片材之上,上述保水性材料是配置于上述发热体中的与上述基材片材相对的面的相反侧的面的表面。
<34>
如上述<26>至<33>中任一项所述的发热器具,其中透气性片材被配置于上述吸水性聚合物与上述第一包覆片材之间。
<35>
如<26>至<34>中任一项所述的发热器具,其中上述第一包覆片材的透气度为0秒/(100ml·6.42cm2)以上且1500秒/(100ml·6.42cm2)以下,且耐水压为1500mmH2O以上。
<36>
如上述<26>至<35>中任一项所述的发热器具,其中上述吸水性聚合物被配置于上述发热体的上述第一包覆片材侧的面。
<37>
如<26>至<36>中任一项所述的发热器具,其中上述发热器具的厚度为0.5mm以上且8mm以下。
<38>
如<37>所述的发热器具,其中上述发热器具的厚度为1mm以上且6mm以下。
<39>
如<26>至<38>中任一项所述的发热器具,其中上述发热器具在较上述第一包覆片材及/或上述第二包覆片材外侧设置有包装材料。
<40>
如<39>所述的发热器具,其中上述第一包覆片材位于较上述第二包覆片材更靠穿着者的皮肤接触面侧,在较该第一包覆片材更靠皮肤接触面侧设置有上述包装材料。
<41>
如<39>或<40>所述的发热器具,其中上述包装材料为无纺布。
<42>
如<39>至<41>中任一项所述的发热器具,其中上述发热器具的不包括上述包装材料的发热器具本体的厚度为上述发热器具的厚度的10%以上且80%以下。
<43>
如<42>所述的发热器具,其中上述发热器具的不包括上述包装材料的发热器具本体的厚度为上述发热器具的厚度的20%以上且60%以下。
<44>
一种发热器具的制造方法,该发热器具是在片材上设置包含易氧化性金属、电解质、碳成分及水的发热体而成的发热器具,该制造方法包括发热体形成步骤且包括保水材料供给步骤,并将该发热体的水分量设为9质量%以上且25质量%以下,上述发热体形成步骤是依序或逆序进行在上述片材的一面以固体状态添加上述电解质的步骤与涂布不含该电解质且包含上述易氧化性金属、碳成分及水的涂料的步骤、或者同时进行这两个步骤而形成发热体;上述保水材料供给步骤是在上述发热体形成步骤的前后或同时或在发热体形成步骤中的上述2个步骤之间对上述片材中的该发热体的形成面侧供给保水材料。
<45>
如上述<44>所述的发热器具的制造方法,其进行在上述片材的一面涂布上述涂料的步骤,其后进行供给保水材料的步骤,其后进行以固体状态添加电解质的步骤。
<46>
如<44>或<45>所述的发热器具的制造方法,其进行在上述片材的一面涂布上述涂料的步骤,其后进行以固体状态添加电解质的步骤,其后进行供给保水材料的步骤。
<47>
如<44>至<46>中任一项所述的发热器具的制造方法,其进而包括如下步骤:在上述保水材料供给步骤之后在上述发热体的形成面侧重叠与上述片材相同或不同的另一片材。
<48>
如<46>所述的发热器具的制造方法,其进而包括如下步骤:在上述片材及上述另一片材的外表面侧分别包覆成为包覆片材的片材。
实施例
以下通过实施例而更详细地说明本发明。然而,本发明的范围并不限制于这些实施例。只要无特别说明,“%”及“份”分别意指“质量%”及“质量份”。
[实施例1~5以及比较例1及2]
依据下述步骤调配以下所示的表1的组成的发热组合物。在水中溶解增黏剂,继而溶解食盐从而准备水溶液。在其中投入铁粉并加以搅拌,进而添加活性碳,充分搅拌直至均匀分散,而获得浆料状的发热组合物。实施例1~5及比较例2中,发热组合物的构成相同,分别变更各自的第一包覆片材的透气度。在层压有聚乙烯的薄页纸(以下也称为“PE层压薄页纸”。平方米重量为31g/m2)以平方米重量700g/m2涂布发热组合物而形成发热体,继而在该发热体之上以平方米重量20g/m2呈层状地散布吸水性聚合物的颗粒,并形成保水材料的层。在其上层叠皱纹纸(平方米重量为65g/m2)。将如此获得的层叠发热体切割成50mm×50mm的大小。继而,用切割成63mm×63mm的第一及第二包覆片材夹持层叠发热体,将该包覆片材的四边进行热封而完成发热器具。实施例2~5及比较例2中,第一包覆片材为对包含碳酸钙作为填料的聚乙烯膜进行双轴延伸而获得的微多孔质膜制透湿片材,配置于皱纹纸侧。第二包覆片材为在纸上层压聚乙烯而获得的非透气性片材(以下也称为“PE层压纸”),配置于PE层压薄页纸侧。实施例1以及比较例1及3中,第一包覆片材为纺黏无纺布,配置于皱纹纸侧。各第一包覆片材的透气度及透湿度如表2的记载。另外,实施例1中使用的第一包覆片材(聚丙烯制纺黏无纺布:平方米重量为13g/m2)的耐水压为87mmH2O,实施例2~5中使用的第一包覆片材的耐水压均超过3000mmH2O。
[表1]
构成发热器具的材料的详细说明如下所述。
铁:铁粉RKH2,DOWAIP CREATION株式会社制造
活性碳:糖用活性碳(carboraffin),Japan EnviroChemicals株式会社制造
增黏剂(黄原胶):Echo Gum BT,DSP Gokyo Food&Chemical株式会社制造
水:自来水
食盐:药典氯化钠,大冢化学株式会社制造
磷酸3K:磷酸三钾,米山化学工业株式会社制造
48%KOH:48%氢氧化钾溶液,关东化学株式会社制造
吸水性聚合物:Aqualic CAW-151,日本触媒株式会社制造
PE层压薄页纸:MEGC21,Nittoku株式会社制造
皱纹纸:白皱纹纸,大昭和纸工产业株式会社制造
PE层压纸:KIPE71,伊野纸株式会社制造
透湿片材:TSF系列,KOHJIN Film&Chemicals株式会社制造
制造发热器具后,为了阻止氧化反应进行,而将该发热器具装入包含铝蒸镀膜的枕形袋内加以密封。在该状态下经过24小时,继而在氮气净化环境下自枕形袋内取出发热器具,将其分解,测定发热体的含水率,结果(实施例1)为13%。另外,实施例1、实施例2及比较例2中的含水率相同。实施例3的含水率为14.5%,实施例4及实施例5的含水率为14.1%。比较例1的含水率为7.5%,比较例3的含水率为8.0%。水分率的测定是使用小型水分计(Mettler Toledo制造的HB43),在100℃下进行30分钟的加热干燥,测定此时释出的水分量而作为发热体的水分率。
对实施例1~5的发热器具测定发热体的内部温度的最高温度与发热器具的表面的最高温度。发热体的内部温度是在皱纹纸的内侧插入K型热电偶进行测定。发热器具本体的表面的温度是使热电偶接触于透湿片材的外表面进行测定。其结果最高温度之差为6℃。
其次,测定对人体皮肤应用发热器具时的皮肤的温度。利用热风无纺布(PET/PE纤维制,平方米重量30g/m2与针刺无纺布(PP/PE纤维制,平方米重量80g/m2)夹持通过上述步骤所制造的层叠发热体的各面,利用热熔接着剂贴合这些无纺布的周缘部,从而获得眼罩形状的发热器具。上述热风无纺布是配置于皱纹纸侧。上述针刺无纺布是配置于PE层压薄页纸侧。将所获得的发热器具中的上述热风无纺布一侧施用于被试验者的眼部,并在被试验者的上眼睑贴附热电偶,从而测定皮肤表面温度。
将实施例1~5及比较例2的皮肤表面的温度分布示于图6,将此时的最高温度示于表2。实施例1~5中显示基本相同的温度分布,最高温度分别为39.9℃~40.9℃。另外,使用时的温感也舒适。另一方面,比较例2为使用透气度2500秒/(100ml·6.42cm2)的透湿片材而获得的发热体,温度分布延迟,最高温度为36.4℃。比较例2中,在使用时无法感知到充分的温热感。
比较例1的发热器的发热组合物的调配与实施例1~5及比较例2相同。制造本比较例的发热器具时,在PE层压薄页纸(平方米重量31g/m2)涂布发热组合物而获得发热体。在发热体上层叠作为保水材料12的聚合物片材(伊野纸株式会社制造)。该聚合物片材是将木浆制纸(20g/m2)、吸水性聚合物(70g/m2,Aqualic CAW-151)及木浆制纸(30g/m2)依序层叠并进行一体化而获得的片材。透湿片材是使用与实施例1相同者。保水材料12以外的发热体的构成与实施例1相同。本比较例所获得的发热器具中,发热体与作为保水材料的吸水性聚合物并非直接接触。
使用比较例1中获得的层叠发热体,制造上述皮肤表面温度的测定时使用的眼罩形状的发热器具。使用该发热器具来测定皮肤表面温度,结果最高温度为43.7℃,长时间使用时无法安全使用的可能性较高。推测其原因在于氧化反应中自吸水性聚合物向发热体的水分供给不充分。
[比较例3]
对日本专利特开2007-319359号公报的实施例1进行追加试验。无法获得全部的与该公报所记载的材料相同的材料,尽可能使用相同材料来制造发热器具。发热体的构成如表3所示。将铁粉、活性碳、食盐、羧甲基纤维素(以下也称为“CMC”)加以混合,其后添加水进行混练而获得黏体状发热组合物。继而,制造发热体时,在作为基材的无纺布(针刺无纺布,平方米重量80g/m2,耐水压88mmH2O)上使用厚度800μm的版,涂布、刮平、层叠上述黏体状发热组合物而使之呈现矩形状,并形成发热体。所获得的发热体为5g。在其上散布、层叠以质量比计为黏体状发热组合物的5%的保水材料而形成保水材料的层。继而,在其上包覆贴合非透气性包覆材(纸层压),切除周缘而制造发热器具。作为同公报的实施例1所使用的基材2,使用透气度0.1秒/(100ml·6.42cm2)的无纺布。
[表3]
通过如下方法评价所获得的发热器具的发热特性。在被试验者的皮肤上贴附热电偶,在其上载置所获得的发热器具的基材2侧。将此时的皮肤表面温度的温度分布示于图10。另外,将最高温度示于表2。进行了3次测定,但分布中存在偏差,在3分钟前后,温度达到40℃,最高温度上升至45℃左右。使用15分钟后,确认到皮肤发红。推测其原因在于初期水分量过低而氧化反应初期的温度过高,且根据吸水性聚合物的性能及与发热体中的盐浓度的关系,氧化反应中无法对发热体进行充分的水分供给,因此无法抑制温度上升。
[产业上的可利用性]
如以上所详细叙述的,根据本发明,可提供能够使每单位质量的发热体的水蒸气产生量多于现有的市售品,且较薄而服贴性良好的发热器具。另外,根据本发明,可提供均匀地为对象部位整体带来温热、皮肤温度的偏差较小的发热器具。进而,根据本发明,可提供一种可控制对象部位的皮肤温度、能够赋予对身体安全且舒适的温热感的发热器具。
Claims (47)
1.一种发热器具,其中,
所述发热器具具备发热器具本体,该发热器具本体是由第一包覆片材与第二包覆片材包覆包含易氧化性金属、电解质、碳成分及水的扁平状的发热体而成,并通过氧化反应而发热,
所述第一包覆片材为具有不会实质上限制所述氧化反应的透气性的片材,
所述发热器具以使其至少一部分接触于所述发热体的方式具备保水材料,且
满足以下的(A)~(C)的条件:
(A)所述发热体的内部温度与所述发热器具本体的表面的最高温度之差为10℃以下;
(B)对人体皮肤施用所述发热器具时的皮肤的最高温度为38℃以上且42℃以下;及
(C)所述氧化反应开始起10分钟产生的水蒸气量/发热体的质量的值为50以上且250以下,其中所述氧化反应开始起10分钟产生的水蒸气量的单位为mg/cm2·10min,所述发热体的质量的单位为g/cm2。
2.如权利要求1所述的发热器具,其中,
在所述氧化反应开始前的状态下,所述发热体的含水率为9质量%以上且25质量%以下。
3.如权利要求1或2所述的发热器具,其中,
所述保水材料配置于所述发热体中的所述第一包覆片材侧的表面或所述第二包覆片材侧的表面。
4.如权利要求1~3中任一项所述的发热器具,其中,
所述发热体形成于基材片材之上,并且所述保水材料配置于所述发热体中的与所述基材片材相对的面的相反侧的面的表面。
5.如权利要求4的发热器具,其中,
透气性片材设置于所述保水材料的距离所述发热体较远的面一侧。
6.如权利要求1~5中任一项所述的发热器具,其中,
所述保水材料为吸水性聚合物。
7.如权利要求1~6中任一项所述的发热器具,其中,
所述第一包覆片材的透气度为0秒/(100ml·6.42cm2)以上且1500秒/(100ml·6.42cm2)以下,且耐水压为1500mmH2O以上。
8.如权利要求1~7中任一项所述的发热器具,其中,
在所述氧化反应开始前的状态下,所述发热体的电解质浓度为1质量%以上。
9.如权利要求1~8中任一项所述的发热器具,其中,
在所述氧化反应开始前的状态下,所述发热体的电解质浓度为20质量%以下。
10.如权利要求1~9中任一项所述的发热器具,其中,
在所述氧化反应开始前的状态下,所述发热体的电解质浓度为3质量%以上且15质量%以下。
11.如权利要求10所述的发热器具,其中,
在所述氧化反应开始前的状态下,所述发热体的电解质浓度为5质量%以上且10质量%以下。
12.如权利要求1~11中任一项所述的发热器具,其中,
在所述氧化反应前的状态下,相对于所述发热体中的电解质量与水分量的合计,该电解质的浓度为5质量%以上且50质量%以下。
13.如权利要求12所述的发热器具,其中,
在所述氧化反应前的状态下,相对于所述发热体中的电解质量与水分量的合计,该电解质的浓度为10质量%以上且40质量%以下。
14.如权利要求6所述的发热器具,其中,
所述吸水性聚合物能够保持自重的20倍以上的纯水。
15.如权利要求6或14所述的发热器具,其中,
所述吸水性聚合物对于电解质浓度与氧化反应开始前的状态下的所述发热体所含的所述电解质的浓度相同的水溶液,能够在20℃下保持自重的3倍以上的水分。
16.如权利要求6、14或15所述的发热器具,其中,
在所述氧化反应开始前的状态下,所述吸水性聚合物的总水分保持量以质量计为所述发热体中的水分量的1倍以上且15倍以下。
17.如权利要求16所述的发热器具,其中,
在所述氧化反应开始前的状态下,所述吸水性聚合物的总水分保持量以质量计为所述发热体中的水分量的2倍以上且10倍以下。
18.如权利要求1~17中任一项所述的发热器具,其中,
所述发热器具的厚度为0.5mm以上且8mm以下。
19.如权利要求18所述的发热器具,其中,
所述发热器具的厚度为1mm以上且6mm以下。
20.如权利要求1~19中任一项所述的发热器具,其中,
在所述发热器具本体的较所述第一包覆片材及/或所述第二包覆片材更外侧设置有包装材料。
21.如权利要求20所述的发热器具,其中,
所述第一包覆片材位于较所述第二包覆片材更靠穿着者的皮肤接触面侧,在较该第一包覆片材更靠皮肤接触面侧设置有所述包装材料。
22.如权利要求20或21所述的发热器具,其中,
所述包装材料为无纺布。
23.如权利要求20~22中任一项所述的发热器具,其中,
所述发热器具的不包括所述包装材料的发热器具本体的厚度为所述发热器具的厚度的10%以上且80%以下。
24.如权利要求23所述的发热器具,其中,
所述发热器具的不包括所述包装材料的发热器具本体的厚度为所述发热器具的厚度的20%以上且60%以下。
25.一种发热器具,其中,
该发热器具含有包含易氧化性金属、电解质、碳成分及水且通过氧化反应而发热的发热体、及至少一部分与该发热体接触的吸水性聚合物,该发热体与该吸水性聚合物被夹持于具备不会抑制该氧化反应的透气性的第一包覆片材与第二包覆片材之间,且
在所述氧化反应开始前的状态下,所述发热体的含水率为9质量%以上且25质量%以下,且所述电解质的浓度为1质量%以上。
26.如权利要求25所述的发热器具,其中,
所述吸水性聚合物对于电解质浓度与氧化反应开始前的状态下的所述发热体所含的所述电解质的浓度相同的水溶液,能够在20℃下保持自重的3倍以上的水分。
27.如权利要求25或26所述的发热器具,其中,
所述氧化反应开始前的所述发热体中的电解质的含量为3质量%以上。
28.如权利要求27所述的发热器具,其中,
所述氧化反应开始前的所述发热体中的电解质的含量为4质量%以上。
29.如权利要求25~28中任一项所述的发热器具,其中,
在所述氧化反应开始前的状态下,所述吸水性聚合物的总水分保持量以质量计为所述发热体中的水分量的1倍以上且15倍以下。
30.如权利要求29所述的发热器具,其中,
在所述氧化反应开始前的状态下,所述吸水性聚合物的总水分保持量以质量计为所述发热体中的水分量的2倍以上且10倍以下。
31.如权利要求25~30中任一项所述的发热器具,其中,
所述发热体是扁平状地涂布于所述第一包覆片材上或所述第二包覆片材上而形成的。
32.如权利要求25~31中任一项所述的发热器具,其中,
所述发热体被形成于基材片材之上,所述保水材料配置于所述发热体中的与所述基材片材相对的面的相反侧的面的表面。
33.如权利要求25~32中任一项所述的发热器具,其中,
透气性片材配置于所述吸水性聚合物与所述第一包覆片材之间。
34.如权利要求25~33中任一项所述的发热器具,其中,
所述第一包覆片材的透气度为0秒/(100ml·6.42cm2)以上且1500秒/(100ml·6.42cm2)以下,且耐水压为1500mmH2O以上。
35.如权利要求25~34中任一项所述的发热器具,其中,
所述吸水性聚合物配置于所述发热体的所述第一包覆片材侧的面。
36.如权利要求25~35中任一项所述的发热器具,其中,
所述发热器具的厚度为0.5mm以上且8mm以下。
37.如权利要求36所述的发热器具,其中,
所述发热器具的厚度为1mm以上且6mm以下。
38.如权利要求25~37中任一项所述的发热器具,其中,
所述发热器具在较所述第一包覆片材及/或所述第二包覆片材更外侧设置有包装材料。
39.如权利要求38所述的发热器具,其中,
所述第一包覆片材位于较所述第二包覆片材更靠穿着者的皮肤接触面侧,在较该第一包覆片材更靠皮肤接触面侧设置有所述包装材料。
40.如权利要求38或39所述的发热器具,其中,
所述包装材料为无纺布。
41.如权利要求38~40中任一项所述的发热器具,其中,
所述发热器具的不包括所述包装材料的发热器具本体的厚度为所述发热器具的厚度的10%以上且80%以下。
42.如权利要求41所述的发热器具,其中,
所述发热器具的不包括所述包装材料的发热器具本体的厚度为所述发热器具的厚度的20%以上且60%以下。
43.一种发热器具的制造方法,其中,
该发热器具是在片材上设置包含易氧化性金属、电解质、碳成分及水的发热体而成的发热器具,
所述发热器具的制造方法包括发热体形成步骤且包括保水材料供给步骤,并将该发热体的水分量设为9质量%以上且25质量%以下,
所述发热体形成步骤是依序或逆序进行在所述片材的一面以固体状态添加所述电解质的步骤与涂布不含该电解质且包含所述易氧化性金属、碳成分及水的涂料的步骤,或者同时进行这两个步骤,从而形成发热体;
所述保水材料供给步骤是在所述发热体形成步骤的前后或在发热体形成步骤中的2个步骤之间或者在形成步骤的同时,对所述片材中的该发热体的形成面侧供给保水材料。
44.如权利要求43所述的发热器具的制造方法,其中,
进行在所述片材的一面涂布所述涂料的步骤,其后进行供给保水材料的步骤,其后进行以固体状态添加电解质的步骤。
45.如权利要求43或44所述的发热器具的制造方法,其中,
进行在所述片材的一面涂布所述涂料的步骤,其后进行以固体状态添加电解质的步骤,其后进行供给保水材料的步骤。
46.如权利要求43~45中任一项所述的发热器具的制造方法,其中,
进而包括如下步骤:在所述保水材料供给步骤之后,在所述发热体的形成面侧重叠与所述片材相同或不同的另一片材。
47.如权利要求45所述的发热器具的制造方法,其中,
进而包括如下步骤:在所述片材及所述另一片材的外表面侧分别包覆成为包覆片材的片材。
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