CN1738883A - 发热组合物和发热体 - Google Patents

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臼井薰
木村久雄
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百百寿浩
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Abstract

通过与空气接触生热的发热组合物,该发热组合物特征在于放热物质、反应促进剂、水和碳组分是必要组分,它的水流动性值≤20,不包括反应促进剂和水的水不溶性固体组分的最大粒度≤1mm,其中它们的≥80%具有≤300μm的粒度,在发热组合物中的水不起阻隔层的作用,以及当与空气接触时,发生了放热反应。提供了具有模塑性能和形状保持性能以及放热特性(其中放热反应可以通过与空气接触在模塑之后立即起动)的发热组合物和使用该组合物的发热体。

Description

发热组合物和发热体
技术领域
本发明涉及具有模塑性能和形状保持性能并且能够在模塑之后在与空气接触之后很快起动放热反应的具备放热特性的发热组合物以及使用该组合物的发热体。
背景技术
已经提供了作为粉状、发粘和奶油状物质的利用金属比如铁的氧化反应的发热组合物。利用该组合物的发热体就成本、安全性、放热温度等来说是非常优异的,例如,它们实际上已经用作了所谓的在具有透气性的袋中包装的人体用化学取暖器。
借助用于在使用中获得更舒适的感觉的各种形状来寻求防止发热组合物的不均匀分布和获得配合性能,已经提出了使用增稠剂、粘结剂等来试图获得形状保持性能以及维持放热特性的各种发热组合物。例如,在日本专利公开No.04/293,989中,提出了其中进行造粒,以便达到≥0.5mm的平均粒度的制造发热组合物的方法,以及其中通过将10-20重量份的压敏粘合剂组分与添加水配混来提高造粒之后的颗粒强度的制造发热组合物的方法。
在日本专利公开No.06/343,658中,提出了包含通过添加粉状增稠剂比如玉米淀粉和土豆淀粉而赋予形状保持性能的发热组合物的一次性怀炉(body warmer)。
在日本专利公开No.59/189,183中,提出了固体发热组合物,其中粘结剂比如CMC与粉状发热组合物混合,随后进行压塑。
在WO 00/13626中,提出了使用交联剂等和吸水性聚合物进行压缩和通过压力结合的发热体。
在日本专利公开No.09/75,388中,提出了通过使用增稠剂赋予粘度的油墨或乳油形式的发热组合物和发热体以及制备它们的方法。
在日本专利公开No.60/101,448中,提出了发热组合物的模塑产品的表面使用粘结剂用透气性薄膜比如CMC覆盖以试图保持形状的方法。
在日本专利公开No.09/276,317和日本专利公开No.11/299,817中,提出了将发热组合物制成粘性或乳油状,形状由普通长方形改变为梯形或椭圆形,以便适应所要加温的物质的外形轮廓。
然而,虽然这些粉状发热组合物具有良好的放热特性,它们的放热性能不能完全利用,因为例如放热温度的分布由于发热组合物的位置不均匀而是不恒定的,在实际应用中的手感是不佳的,很难制造具有适应所要取暖的物质的形状的形状的发热体,因为组合物在具有透气性的封闭袋(container bag)内填充并用作发热体。
此外,当粉状发热组合物在袋形容器内填充以制造发热体时,该材料断续移动,使得发热组合物在材料停止的过程中下降,从而因为材料的停止和运动频繁重复而导致制造速度变慢。
顺便提一下,有一种产品,其中在通过多孔膜发热时利用真空来防止发热组合物的不均匀分布,但没能完全防止不均匀分布。
此外,虽然如在片状发热体的制造中所述,在其中发热组合物随材料以恒定速度运动而一起降落的方法中可以获得高于填充粉末的方法的速度,但必需将粉状发热体分散在属于基材的非织造织物中,因此限制了制造速度。还限制了制造具有各种形状的发热体。
另一方面,在淤浆形式的发热组合物的情况下,水含量是高的,实际上,保持它的形状是不可能的,然而,在粘性发热组合物的情况下,流动性是不充分的,不能直接模塑,只能进行压塑等。
在其中添加了增稠剂比如胶水、阿拉伯胶或CMC的油墨或乳油形式的粘性发热组合物中,由于使用了粘度赋予物质来粘结发热体的颗粒,防止不均匀分布、模塑性能和形状保持性能是优异的,但它的放热性能是明显不良的。类似地,在通过使用增稠剂和粘结剂制备的粘性发热组合物的情况下,由于使用了增稠剂和粘结剂来粘结发热体的颗粒,所以防止不均匀分布、模塑性能和形状保持性能是优异的,但它的放热性能是显著不良的。
因此,即使当用载体、涂料、吸水材料等吸附游离水时,但由于粘结剂、增稠剂、聚集助剂和吸水聚合物,发热组合物也是发粘的。因此游离水没有完全被除去,由于增稠剂等对发热体的不良影响,反应变慢,从而很难快速升温到需要的温度和长期加热。
此外,乳油状发热组合物的排水是不良的,因此,存在需要长期用载体等吸附游离水,以及过量游离水保留在发热组合物中和游离水抑制了反应的问题。还具有另一问题,当减少所要添加的水的量时,反应时间和发热变短。因此,在制造提供所需温度和放热时间的发热体中存在问题,原因在于以下方面:虽然超薄型发热体可以在高速下模塑,但不能制造出可以长时间发热的产品,而当制备较厚的发热体用于延长发热时间时,游离水不能被完全去除,放热温度明显降低。
其中形状打算用粘结剂、赋型剂或增稠剂保持的发热组合物是其中放热特性很大程度受损的这样一种组合物。
本发明人发现,当以能够产生形状保持性能的量含有粘度赋予物质比如增稠剂、粘结剂和聚集助剂的发热组合物具有过量水时,放热性能显著降低。
本发明的目的是提供发热组合物,其中具有任意形状的发热体能够使用模塑方式比如填充模塑,通过模头来模塑和滑移浇铸以任意厚度和尺寸来制造,可以防止在制造发热体时产生粉尘,可以在高速下模塑和在模塑之后的发热体具有优异的放热特性,以及提供使用该组合物的发热体。
本发明的公开
本发明人为了解决上述问题已反复进行了深入研究,结果发现,当固体组分的粒度和发热组合物中的过量水在适当范围内时,在模塑之后使用吸水材料或类似物不用除去水就获得了发热,可以高度保持形状保持性能和放热特性,长时间获得了加温效应。
因此,本发明的发热组合物是如在权利要求1中所述的发热组合物,即一种在通过与空气接触生热的发热组合物,其特征在于放热物质、反应促进剂、水和碳组分是必要组分,它的水流动性值≤20,不包括反应促进剂和水的水不溶性固体组分的最大粒度≤1mm,其中它们的≥80%具有≤300μm的粒度,在发热组合物中的水不起阻隔层的作用,以及当与空气接触时,发生放热反应。
在权利要求2中所述的发热组合物是根据权利要求1的组合物,其中所有以上水不溶性固体组分的粒度≤300μm。
在权利要求3中所述的发热组合物是根据权利要求1的组合物,其中该发热组合物使用具有≥7的水流动性值的发热组合物作为原料,以及通过非氧化气体来调节水含量。
在权利要求4中所述的发热组合物是根据权利要求1的组合物,其中发热组合物含有至少一种选自保水剂,吸水聚合物,氢形成抑制剂,pH调节剂,表面活性剂,消泡剂,疏水聚合物化合物,热电物质,远红外线辐射物质,负离子产生剂,抗氧化剂,聚集剂,发热助剂,氧化催化剂,有机硅化合物,纤维材料,卫生剂,肥料组分,活性芳族化合物,非活性芳族化合物,增湿剂和它们的混合物的其它组分。
在权利要求5中所述的发热体特征在于在权利要求1中所述的发热组合物的至少一部分密封在其至少一部分具有透气性的封闭袋内。
在权利要求6中所述的发热体是根据权利要求5的发热体,其中发热组合物在封闭袋内层压和装载,层状发热组合物形成了两个或多个单独定位的多段放热部分以及由分段放热部分的聚集形成了聚集的放热部分。
在权利要求7中所述的发热体是根据权利要求6的发热体,其中封闭袋包括基底材料和罩面材料,基底材料和罩面材料的至少一种具有透气性,各分段放热部分利用基底材料和罩面材料的热封来用分段部分进行分段。
在权利要求8中所述的发热体是根据权利要求5的发热体,其中封闭袋包括基底材料和罩面材料,基底材料和罩面材料的至少一种具有透气性,将发热组合物置于基底材料上,在发热组合物上至少进一步设置压敏粘合层,以及此外在其上设置铺展材料。
在权利要求9中所述的发热体是根据权利要求8的发热体,其中至少发热组合物在基底材料、罩面材料、透气性压敏粘合层、铺展材料和发热组合物中进行压缩处理。
在权利要求10中所述的发热体是根据权利要求7的发热体,其中在分段部分上形成穿孔。
在权利要求11中所述的发热体是根据权利要求5的发热体,其中在其至少一部分(包括防粘纸)上形成字母、设计、符号、数字、图案、照片和图画的任何一种或多种。
在权利要求12中所述的发热体是根据权利要求5的发热体,其中它的至少一部分(包括防粘纸)进行着色。
在权利要求13中所述的发热体是根据权利要求7的发热体,其中在基底材料和罩面材料的至少一种的暴露表面的至少一部分上层压压敏粘合层或凝胶层。
在权利要求14中所述的发热体是根据权利要求13的发热体,其中在凝胶层上的压敏粘合层含有或携带选自由增湿剂,负离子产生物质,竹碳,热电物质,远红外线辐射物质,活性芳族化合物,非活性芳族化合物,卫生剂和它们的混合物组成的其它组分中的至少一种成员。
在权利要求15中所述的发热体是根据权利要求5的发热体,其中发热体在两种非透气性薄膜或片材之间插入,与插入同时或在插入之后,将该两种薄膜或片材冲压成不小于发热体的尺寸,以及在与冲压同时或在冲压之后,该两种薄膜或片材通过在超过发热体的尺寸的周围熔化来粘附。
附图简述
图1是本发明的发热体的一个实施方案的斜视图。
图2是沿循以上Z-Z线的横断面图。
图3是本发明的发热体的另一个实施方案的横断面图。
图4是本发明的发热体的另一个实施方案的横断面图。
图5是本发明的发热体的另一个实施方案的横断面图。
图6是本发明的发热体的另一个实施方案的横断面图。
图7是本发明的发热体的另一个实施方案的平面图。
图8是沿循以上的Y-Y线的横断面图。
图9是本发明的发热体的另一个实施方案的平面图。
图10是本发明的发热体的另一个实施方案的平面图。
图11是沿循以上的X-X线的横断面图。
图12是本发明的发热体的另一个实施方案的横断面图。
图13是使用刮板通过让本发明的发热体通过模头来模塑的图解。
图14是在刮板附近的说明图。
图15是在使用推进刮板通过模头的本发明的发热体的模塑中在推进刮板附近的说明图。
图16是显示在本发明中的水流动性值的测量方法的说明图。
图17是显示在本发明中的水流动性值的测量方法的说明图。
图18是显示在本发明中的水流动性值的测量方法的说明图。
图19是显示在本发明中的水流动性值的测量方法的说明图。
图20是显示在本发明中的水流动性值的测量方法的说明图。
实施本发明的最佳方式
本发明的发热组合物是这样的发热组合物,其中排除反应促进剂和水的水不溶性固体组分的粒度等于或低于预定值,含有具有≤20水流动性值的过量水,保持通过模塑法比如通过模头来模塑、填充模塑和铸塑所模塑的层状物质的形状,以及不用除去水(比如在模塑之后使用基底材料来吸水和脱水)就可以发热。因此,不需要使封闭(container)袋吸水,而是发热体可以通过装载非吸水性封闭袋来制备。
因此,在本发明的发热组合物中,水用作粘结剂和各组分通过存在于各组分之间的水的表面张力来粘结,从而高度保持了流动性,模塑性能,形状保持性能和放热特性,这完全不同于其中各组分用粘合剂等粘结,放热特性受损,只有模塑性能和形状保持性能令人信服的普通粘性发热组合物。本发明的发热组合物是其中模塑性能和形状保持性能可以保持,同时仍然显示出放热特性,并且当使用时,提供了各种尺寸和各种厚度的具有优异放热特性的层状发热组合物和发热体的发热组合物。
这里使用的水流动性值是指显示了能够迁移到发热组合物的外部的在发热组合物中的过多水量的值。水流动性值使用图16-20来说明。如在图16中所示,将其中描绘了以45度的间距从中心点发出的的8条线的2号滤纸17置于如图17和图18所示的不锈钢板21上,将具有20mm内径和8mm高度的中空圆柱形孔19的150mm长和100mm宽的模板18置于滤纸17的中心,将样品20置于中空圆柱形孔19的附近,在模板18上移动填充板14,通过填充将样品20一起装入到中空圆柱形孔19内,通过沿模板18的表面刮除来切割样品(填充模塑)。在此之后,放置70μm的非吸水性聚乙烯薄膜16A,以便覆盖孔19,进一步在其上放置具有5mm厚度,150mm长度和150mm宽度的由不锈钢制成的平板16,并保持5分钟,以便不引起放热反应。在此之后,取出滤纸17(图20),水和水溶液的渗出轨迹被当作相距属于中空圆柱形孔19的边缘的圆周的沿循放射线的距离22(按mm单位计)。类似地,读取相距各线的距离22,总共获得了8个值。这样读取的8个值(a,b,c,d,e,g和h)的每一个被定义为水含量的测量值。
8个测量值的算术平均值被定义为样品的水含量(mm)。
为了测量实际水含量值,水含量值被定义为对应于20mm内径和8mm高度的发热组合物的种类的发热组合物的复合水含量值,仅用对应于这种水含量的水进行类似的测量,以及类似计算的结果被定义为实际水含量(mm)。通过将该水含量值除以实际水含量值随后乘以100所获得的值是水流动性值。
因此,水流动性值=[(水含量值(mm))/(实际水含量值(mm)]×100
顺便提一下,水流动性值是在通过填充模塑等层压时的值。
本发明的发热组合物的水流动性值(0-100)通常≤20,优选3-18,更优选5-15。当它超过20时,除非在模塑之后通过水吸收或脱水从模塑发热组合物中除去过量水,否则放热特性降低。
对于水不溶性固体组分的粒度,使用筛进行分离,由筛的直径计算通过该筛子的组分的粒度。因此,以从上到下的这种次序结合8、12、20、32、42、60、80、100、115、150、200、250和280目的筛子和接收盘。将水不溶性固体组分颗粒(大约50g)置于8目的最上层筛,使用自动摇动器振动1分钟。称量在各筛子和接收盘上的水不溶性固体组分颗粒的重量。它的总量被确定为100%,由重量分数测定粒度分布。
当在特定筛目尺寸的筛子下的所有接收盘的总和为100%(它是以上粒度分布的总和),由特定筛目的直径计算的尺寸(μm)被确定为水不溶性固体组分的粒度。
顺便提一下,各网目筛可以与其它网目筛复合。
这里,可以确定,通过16目筛的颗粒对应于≤1mm的粒度,通过20目筛的那些对应于≤850μm的粒度,通过48目筛的那些对应于≤300μm的粒度,通过60目筛的那些对应于≤250μm的粒度,通过65目筛的那些对应于≤212μm的粒度,通过80目筛的那些对应于≤180μm的粒度,通过100目筛的那些对应于≤150μm的粒度,通过115目筛的那些对应于≤125μm的粒度,通过150目筛的那些对应于≤100μm的粒度和通过250目筛的那些对应于≤63μm的粒度。
在发热体的切断部分的穿孔包括间断切割用于改进切断部分的弯曲性能的穿孔以及间断切割,使得可以用手切断的穿孔。穿孔可以在所有段中形成,或部分形成。
顺便提一下,模塑性能是指,依靠使用具有修边孔的修边模头通过模具的模塑法和使用铸塑模具的滑移铸塑法,以修边孔或铸塑模头的形状制备发热组合物的层状产品,而形状保持性能是指模塑层状产品至少部分被罩面材料所覆盖,形状能够保持到在基底材料和罩面材料之间形成密封部分为止。至少必要的是,发热组合物的周围部分不倒塌,可以形成密封部分,在密封部分中没有所谓的“点”。点的存在引起不充分的密封。
发热体的发热原理是利用属于放热物质的金属粉末在氧化时的发热。这种氧化反应尤其受到水含量的影响,当水含量太多或太少时,该反应显著减慢,适当的水含量是引发发热和保持发热所必需的。对于获得形状保持性能来说,进一步必要的是,在发热组合物中除了反应促进剂和水以外的水不溶性固体的粒度尽可能小,以及颗粒通过过量水的表面张力来保持。
已经开发了发热组合物,作为结论,为了获得放热反应,较佳的是,尽可能多地除去过量水,当尽可能减少该过量的水时,可以有效地起动发热。
因此,本发明的发热组合物是这样一种发热组合物,在通过接触空气发热的发热组合物中,放热物质、反应促进剂、水和碳组分是必要组分,它的水流动性值≤20,除了反应促进剂和水以外的水不溶性固体组分的最大粒度≤1mm,其中它的≥80%具有≤300μm的粒度,获得具有模塑性能的发热组合物,其中水不溶性组分的粒度和过量水被调节在适当范围内,模塑性能和形状保持性能是非常好的,采用通过模具的模塑,填充模塑,滑移铸塑等的层压是容易的,可以以高速制造超薄型到厚型发热体,发热组合物可以均匀分布在包装材料中和即使当没有用吸收材料等除去过量水时也能够起动放热反应。
本发明的发热组合物应用于通过与空气中的氧接触来发热的发热体。另外,本发明不仅用于人体的取暖,而且可应用于用于宠物和机器的加温的发热体。
以上发热组合物还可以与选自由保水剂,吸水聚合物,氢形成抑制剂,pH调节剂,表面活性剂,消泡剂,疏水聚合物化合物,热电物质,远红外线辐射物质,负离子产生剂,抗氧化剂,聚集剂,发热助剂,氧化催化剂,有机硅化合物,纤维材料,卫生剂,肥料组分,活性芳族化合物,非活性芳族化合物,增湿剂和它们的混合物组成的其它组分中的至少一种成员配混。
如果需要,可以配混选自水溶性大分子物质、增稠剂、粘结剂、赋型剂、聚集剂和可溶性发粘材料中的至少一种成员以使得放热性能不降低的这种程度配混。
对于使用上述发热组合物的发热体,它的实例是以使得发热组合物在构成罩面材料和基底材料的透气性包装材料之间层压的方式组成的发热体。
采用使用修边模头在模头中通过的模塑法,填充模塑法和使用铸塑模头的滑移铸塑法,现在可以高速地将它均匀分布在包装材料中,很容易制造从超薄型到厚型的所需形状的发热组合物和发热体的层状产品。
还可以使用用于模塑本发明的发热组合物的磁体。当使用磁体时,现在很容易将发热组合物安放到模头内和从模头内释放模塑产品,从而层状发热组合物的模塑变得更容易。
在本发明的发热体中,上述发热组合物在其至少一部分可透气的封闭袋内装载。封闭袋可以由基底材料和罩面材料构成,基底材料和罩面材料的至少一种或它们的至少一部分可透气。对于层状发热组合物,它们可以统一形成放热部分,或者两个或多个单独排列,形成分段放热部分,此外,可以通过分段放热部分的聚集形成聚集的放热部分。封闭袋还可以由除了包装材料比如基底材料和罩面材料以外的包括铺展材料在内的包装材料构成。
层状发热组合物可以是任何形式的,在二维形状的情况下,它的实例是圆形,椭圆形,长方形,正方形,三角形,菱形和梯形,而在三维形状的情况下,它的实例是盘形,三棱椎,金字塔,圆锥体,球体,长方体,正六面体,圆柱体和长椭圆体。
虽然对于层状发热组合物的尺寸没有特定限制,但当尺寸尽可能小时,总体上发热体可以获得灵活性,以免形成上述分段放热部分。因此,虽然上述分段发热体的数目可以是≥10/发热体,但考虑到发热时间的持续时间,在100mm宽和120mm长的尺寸的发热体的情况下,它们通常是3-9个段。因此,形成了包含3-9个分段发热部分的发热体。
上述分段放热部分的每一个可以通过密封透气性包装材料来进行分段。
关于分段部分的密封,它的实例是这样一些密封,在分段放热部分周围,该密封是在基底材料和罩面材料之间的点粘合(间断粘合),热封,点粘附,粘着密封或它们的结合。
在以上分段部分中还可以形成穿孔。
对于透气性包装材料,它的实例是透气性包装材料,其中将非织造织物层压在穿孔薄膜或多孔薄膜上。
当以上包装材料不透气时,可以形成压敏粘合层或凝胶层。
还可行的是,至少以上层状发热组合物及其周期被透气性压敏粘合层覆盖,这样防止了在基底材料和罩面材料之间的层状产品的移动。此外可行的是,在透气性压敏粘合层和罩面材料之间形成铺展材料比如非织造织物。
在上述基底材料,罩面材料,透气性压敏粘合层,铺展材料和发热组合物中,至少发热组合物可以进行压缩处理。
因此,在其中属于本发明的发热组合物的模塑产品的层状产品适当地通过压力来压缩的产品中,形状保持性能具有显著的改进。例如,即使当其中压力的调节很困难的穿孔薄膜用作透气性部分的原料代替多孔薄膜时,或者封闭袋的内部压力高于外部压力时,也几乎不发生形状的损失,穿孔薄膜仍然可以使用。因此,透气性材料的选择的范围变宽,可以获得成本的降低,所要加温的物体能够长期在适当的温度下均匀地加温。
发热组合物的外层部分的表面的全部或一部分可以是不均匀的。还可能的是,发热组合物的外层部分的表面的全部或一部分,或该组合物层压于其上的材料是不均匀的。
在放热部分中,它的至少一部分或一个分段放热部分可以含有磁性物质。
在发热体中,在其至少一部分(包括防粘纸)上形成字母、设计、符号、数字、图案、照片和图画的任何一种或多种。
在以上发热体中,它的至少一部分(包括防粘纸)可以进行着色。
在以上基底材料或罩面材料中,至少一种暴露表面的至少一部分可以配备压敏粘合层或凝胶层。
以上压敏粘合层可以在以上多个分段放热部分之间以从上缘到下缘连续延伸的平行长条的形式排列。
压敏粘合层或凝胶层含有或携带选自由增湿剂,负离子产生物质,竹碳,热电物质,远红外线辐射物质,活性芳族化合物,非活性芳族化合物,卫生剂和它们的混合物组成的其它组分中的至少一种成员。
以上发热体在具有透气性的非封闭袋中装载,储存和运输,它的实例是发热体在两种非透气性薄膜或片材之间插入,与插入同时或在插入之后,将该两种薄膜或片材冲压成不小于发热体的尺寸,以及在与冲压同时或在冲压之后,该两种薄膜或片材通过在超过发热体的尺寸的周围熔化来粘附。
这样指标的发热体不仅可用于在冬季取暖,而且可用于疾病比如肩部肌肉僵硬,肌肉疼痛,肌肉僵硬,腰痛,手和足冷,神经痛,风湿病,撞伤和扭伤,并且可以充分预期通过加温带来的治疗效果。它进一步可以用于机器和宠物的加热和取暖,以及用于脱氧剂和抗真菌剂。
对于发热体的其它用途,实例是将发热体应用于需要治疗的人体的痛处,根据需要治疗的病人,适当选择皮肤温度和保持时间,使得疼痛明显减轻,从而治疗肌肉或骨骼的急性、复发性或慢性疼痛或相关疼痛。
在本发明的发热组合物中,虽然对于它们的配混比没有特别限制,但实例是1.0-50重量份的碳组分,1.0-50重量份的反应促进剂,0.01-20重量份的吸水性聚合物,0.01-10重量份的保水剂,0.01-5重量份的pH调节剂和补充至100重量份放热物质的适量的水。
向以上发热组合物可以进一步添加下列配混比的下列物质,按100重量份的放热物质计。
因此,它们是0.01-5重量份的氢形成抑制剂,0.01-5重量份的表面活性剂,0.01-5重量份的消泡剂,各0.01-5重量份的疏水聚合物化合物,聚集剂,纤维材料,热电物质,远红外线辐射物质,负离子产生物质和有机硅化合物,各0.01-10重量份的增湿剂,卫生剂,肥料组分和放热酸,以及各0.01-0.1重量份的水溶性聚合物,增稠剂,粘结剂,赋型剂,聚集剂和可溶性压敏粘合材料。
在构成发热组合物的组分中,除了反应促进剂和水以外的固体组分的最大粒度≤1mm,优选≤500μm,更优选≤300μm,还更优选≤250μm,尤其优选≤200μm。
在构成发热组合物的组分中,不包括反应促进剂和水的水不溶性固体组分的≥80%的粒度≤300μm,优选≤250μm,更优选≤200μm。
顺便提一下,发热组合物的模塑性能和形状保持性能取决于除了反应促进剂和水以外的水不溶性固体组分的粒度,粒度越小越好。
对于以上放热物质,可以使用任何物质,只要它在与空气接触的时候发热,但通常使用金属。例如,可以使用铁粉,锌粉,铝粉或镁粉,含有这些金属的一种或多种成员的合金粉末以及含有它们的一种或多种成员的混合金属粉,在这些金属粉末当中,理想的是使用就安全性、处理性能、成本、保存性能和稳定性的总体观点来看最佳的铁粉。对于铁粉,可以使用铸铁粉,雾化铁粉,电解铁粉和还原铁粉。此外,铁粉本身可以含有碳,还可以使用含有≥50%的铁的铁合金。对于用于此类合金的金属的类型,没有特定限制,只要铁组分起发热组合物的组分的作用,它的实例是锰,铜和镍。
这里,铁粉可以含有氧和/或碳组分和/或可以用它们涂布。
其中表面用0.3-3.0wt%的导电碳物质部分涂布的铁粉是特别有用的。导电碳物质的实例是炭黑和活性炭,而铁粉的实例是还原铁粉,雾化铁粉和海绵铁粉,其中导电碳物质是活性炭和铁粉是还原铁粉的情况对于发热体是特别有效的。
在该情况下,对于用碳组分涂布铁粉的方法,可以通过使用球磨机、锥形掺混机等涂布处理30分钟到3小时来形成阴极薄膜。实例是其中使用压缩类混合机(比如由Hosokawa Micron制造的AM-15F),使用相对于100重量份的铁粉的0.1-10重量份的碳组分和在500-1,500rpm下进行捏合10-80分钟的方法。
虽然对于在铁中含有的氧的量没有特定限制,只要对放热特性没有影响,但优选的是,在混合之前在作为原料的铁组分中的氧量和在层压发热组合物之后在发热组合物的铁组分中的氧量≤23wt%。更优选,该量≤15wt%,还更优选,≤10wt%。在作为原料的铁组分中的氧量和在层压发热组合物之后在发热组合物的铁组分中的氧量可以是不同的。顺便提一下,在层压之后在发热组合物的铁组分中的氧量这样来测定:在氮气氛围中,将层压之后的发热组合物投入到氮气饱和的去离子水中,并搅拌,使用磁体分离铁组分,在氮气氛围中干燥,测定铁组分中的氧量。
以上碳组分的实例是炭黑,石墨和活性炭。虽然由椰子壳、木材、炭、煤、骨碳等制备的活性炭是有用的,但由其它材料比如动物产品、天然气、脂肪、油和树脂制备的活性炭也可用于本发明的发热组合物。虽然对于所用活性炭的类型没有限制,但具有优异的吸附保持能力的活性炭是更优选的。对于碳组分的性能,优选的是,碘吸附能力是550-1,200mg/g和亚甲蓝的脱色能力是60-300mg/g,更优选碘吸附能力是800-1,200mg/g和亚甲蓝的脱色能力是100-300mg/g。在本发明中,还可以使用上述碳物质的混合物。
对于以上反应促进剂,可以使用任何物质,只要它可以促进放热物质的反应。它们的实例是金属卤化物比如氯化钠,氯化钾,氯化镁,氯化钙,氯化亚铁,氯化铁,氯化铜,氯化锰和氯化亚铜;金属硫酸盐比如硫酸钾,硫酸钠,硫酸镁,硫酸钙,硫酸铜,硫酸亚铁,硫酸铁和硫酸锰;硝酸盐比如硝酸钠和硝酸钾;乙酸盐比如乙酸钠;以及碳酸盐比如碳酸亚铁。它们各自可以单独使用,或者可以结合使用。
通常,此类氧化促进剂作为水溶液使用,但实际上还可以使用粉末。
对于上述水,可以使用来自适当来源的水。对于它的纯度、类型等没有限制。
对于以上吸水性聚合物,没有特定限制,只要它具有对于水或水溶液来说的保水性能和吸水性能。优选地,它在水中或在≤50℃的水溶液中不溶,当发热时间等被考虑进去时,11%盐水溶液的作为吸水量的吸水能力优选是≥5g/g。
当以上吸水性聚合物是具有不同吸水速度的多种树脂的混合物时,对具有最快吸水速度的吸水性树脂的吸水速度和具有最慢吸水速度的吸水性树脂的吸水速度的比率没有限制,但优选是等于或高于三倍。
以上吸水性聚合物的实例是聚丙烯酸酯类,聚乙烯醇类,聚乙烯醇/丙烯酸酯共聚物,异丁烯/无水马来酸酯类共聚物,N-乙烯基乙酰胺类,N-烷基丙烯酰胺类共聚物和淀粉/丙烯酸酯类共聚物。更具体、优选的实例是聚(甲基)丙烯酸衍生物,比如聚丙烯酸烷基酯,(甲基)丙烯酸钠-乙烯醇共聚物((甲基)丙烯酸甲酯-乙酸乙烯酯共聚物的皂化产物),聚(甲基)丙烯腈类共聚物的皂化产物;纤维素衍生物比如异丁烯-马来酸酯类共聚物和羧甲基纤维素的碱金属盐;海藻酸衍生物比如聚丙烯酰胺和海藻酸钠或丙二醇海藻酸酯;淀粉衍生物比如淀粉羟乙酸钠,磷酸淀粉的钠盐和淀粉-丙烯酸酯接枝共聚物;聚-N-乙烯基乙酰胺衍生物比如N-乙烯基乙酰胺聚合物;聚乙烯醇衍生物比如N-烷基丙烯酰胺类共聚物,聚乙烯醇,聚乙烯醇缩甲醛和聚乙烯醇缩乙醛;和其它聚合物比如PVA类-丙烯酸酯类共聚物,异丁烯-马来酸共聚物和它们的交联产物,乙烯醇-丙烯酸酯(含羧基的物质)共聚物的交联产物,自交联类的聚丙烯酸类的中和产物,丙烯酸酯类共聚物的交联产物,聚丙烯酸的部分中和产物的交联产物,聚丙烯酸酯的交联产物,丙烯酸酯-乙酸乙烯酯共聚物的皂化产物及其交联产物,丙烯酸盐-丙烯酸酯共聚物的交联产物,丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物的交联产物,丙烯酰胺共聚物的水解产物的交联产物,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸与丙烯酸的共聚物的交联产物,聚丙烯腈的交联产物的水解产物,丙烯腈共聚物的水解产物的交联产物,淀粉-丙烯酸共聚物的水解产物的交联产物,淀粉-丙烯腈共聚物的交联产物和它们的水解产物的交联产物,乙烯基醚-乙烯类不饱和羧酸共聚物的皂化产物的交联产物,乙烯醇-无水马来酸酯(患者无水产物)共聚物的交联产物,N-乙烯基乙酰胺聚合物或共聚物,羧甲基纤维素盐的交联产物(多糖的部分交联产物),阳离子单体的交联产物,聚环氧乙烷的交联产物,用丙烯酸交联的聚环氧乙烷,交联聚环氧烷,甲氧基聚乙二醇与丙烯酸的共聚物的交联产物,聚丙烯酸酯的交联产物,淀粉-丙烯酸接枝共聚物的交联产物,淀粉-丙烯腈接枝共聚物的交联产物的水解产物,丙烯酸酯-乙酸乙烯酯共聚物的水解产物,丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物的交联产物和聚丙烯腈的交联产物的水解产物。其它实例是用丙烯酸交联的聚环氧乙烷,羧基纤维素钠的交联产物,无水马来酸酯-异丁烯和其中共聚单体比如马来酸酯,衣康酸酯,2-丙烯酰胺-2-甲基磺酸酯,2-丙烯酰基乙磺酸或丙烯酸2-羟乙酯与丙烯酸共聚的产物。
具有生物降解性的吸水性聚合物的实例是聚环氧乙烷的交联产物,聚乙烯醇的交联产物,羧甲基纤维素的交联产物,海藻酸的交联产物,淀粉的交联产物,聚氨基酸的交联产物和聚乳酸的交联产物。
对于以上保水剂,没有特定限制,只要它能够保水,它的实例是由具有高毛细管功能和亲水性能的植物获得的多孔材料比如木粉,纸浆粉,活性炭,锯屑,具有许多棉绒的棉布,棉的短纤维,纸粉和植物材料,含水硅酸镁类的粘土材料比如活性粘土和沸石,珍珠岩,蛭石和硅石类多孔物质,珊瑚石和火山灰类物质(比如terraballoon,shirasu balloon and taisetsu balloon)。
木粉,terraballoon,shirasu balloon and taisetsu balloon是特别优选的。更优选的是其中具有不超过250μm的粒度的颗粒占≥50%的那些,还更优选的是其中具有不超过150μm的粒度的颗粒占≥50%的那些。
为了提高保水性能和增强这种保水剂的形状保持性能,该作用剂还可以进行加工处理比如燃烧和/或分解。
此外,如果需要,硅藻土,氧化铝,纤维素粉末等可以加入到本发明的发热组合物中。还可以添加防固化剂。
对于以上pH调节剂,可以列举碱金属的弱酸盐,氢氧化物等,或碱土金属的弱酸盐,氢氧化物等,它们的实例是Na2CO3,NaHCO3,Na3PO4,Na2HPO4,Na5P3O10,NaOH,KOH,CaCO3,Ca(OH)2,Mg(OH)2,Ba(OH)2,Ca3(PO4)2和Ca(H2PO4)2
对于以上氢抑制剂,可以使用任何物质,只要它抑制氢的产生,它的实例是含有选自金属硫化物,比如硫化钙,亚硫酸盐比如亚硫酸钠,硫代硫酸盐比如硫代硫酸钠,氧化剂,碱性物质,硫,锑,硒,磷和碲和上述pH调节剂中的至少一种或多种成员的那些。当它与属于放热剂的金属粉末预先混合时,添加量可以减少,这是更有效的。
对于以上氧化剂,可以列举硝酸盐,亚硝酸盐,氧化物,过氧化物,卤化含氧酸盐,高锰酸盐和铬酸盐,它的实例是NaNO3,KNO3,NaNO2,KNO2,CuO和MnO2
以上碱性物质的实例是硅酸盐,硼酸盐,二代磷酸盐,三代磷酸盐,亚硫酸盐,硫代硫酸盐,碳酸盐,碳酸氢盐,Na2SiO3,Na4SiO4,NaBO4,Na2B4O7,KBO2,Na2HPO4,Na2SO3,K2SO3,Na2S2O3,Na2CO3,NaHCO3,K2S2O3,CaS2O3,Na3PO4和Na5P3O10
在结合使用以上氢抑制剂的情况下,它的实例是碱金属弱酸盐-碱金属弱酸盐的结合比如Na2SO3-Na2SiO3,Na2SO3-Na2SiO3,Na2SO3-Na2B4O7,Na2SO3-Ca(OH)2,Na2B4O7-Na3PO3和Na2CO3-Na2SO3;以及氧化剂-碱金属弱酸盐的结合物比如Na3PO4-Na2SO3,S-Na2SO3和S-Na2S2O3
按相对于铁粉的各氢抑制剂的总量计,氢抑制剂的用量优选是0.01-12.0wt%,更优选0.05-8wt%,还更优选0.5-2.0wt%。当它少于0.01wt%时,抑制氢产生的效应是差的,而当它超过12.0wt%时,虽然具有抑制氢产生的效应,但放热温度降低,因此是不适合的。
对于添加方法,鉴于可加工性和混合的均匀性,优选作为水溶液添加,但即使当它作为固体与水分开添加时,就氢的抑制效应来说,结果与水溶液的情况几乎相同。
对于以上远红外线辐射物质,可以使用任何物质,只要它发射远红外线,它的实例是陶瓷,氧化铝,沸石,锆和硅石。可以仅仅使用它们的一种,或者可以作为混合物使用它们的两种或多种。
对于以上负离子产物物质,可以使用任何物质,只要它直接或间接产生负离子,它的实例是铁电物质比如电气石,花岗岩,罗谢尔盐,甘氨酸硫酸盐,磷酸钾(phosphorus potassium phosphate)和丙酸锶钙;激发剂,比如负离子化Si,SiO2,戴维斯矿石,钛铀矿和长石;和含有放射性物质比如氡的矿石。可以单独使用它们的一种,或者可以使用作为混合物的它们的两种或多种。羟基一起存在或由基底材料保留的那些是更有效的。
对于以上热电物质,没有限制,只要它具有热电性。它的实例是电气石,异极矿和热电矿石。电气石或属于电气石的一种的无色电气石是特别优选的。电气石的实例是镁电气石,黑电气石和锂电气石。
对于以上肥料组分,可以使用天然肥料,比如骨粉和矿物填料和化学肥料比如尿素,硫酸铵,氯化铵,过磷酸钙,过磷酸氢钙(calciumbiperphosphate),氯化钾,硫酸钾,氯化钙和硫酸钙,它们可以单独或作为复合肥料的形式使用,其中上述肥料以适当配混比混合,但其中适当含有氮、磷酸盐和钾的三种元素的混合物是优选的。还可以添加具有控制混杂细菌的生长的作用,改进土壤中和的作用和其它效果的木炭,灰烬等。
对于以上放热酸,它包括金属粉,金属盐,金属氧化物等,它的实例是Cu,Mn,CuCl2,FeCl2,FeCl3,CuSO4,FeSO4,CuO,二氧化锰,氧化铜和四氧化三铁以及它们的混合物。
对于以上疏水聚合物化合物,可以使用任何物质,只要它是高分子化合物,其中与水的接触角≥40℃,更优选≥50℃,还更优选≥60℃,用于改善组合物中的排水。对于它的形状也没有限制,它的实例是粉末,细粒,微粒,和片剂,其中优选的是粉末,微粒和细粒。
其它实例是聚烯烃比如聚乙烯和聚丙烯;聚酯比如聚对苯二甲酸乙二醇酯;和聚酰胺比如尼龙。
对于以上有机硅化合物,可以使用包括单体、低级缩合产物和聚合物在内的任何物质,只要它是具有至少一个Si-O-R和/或Si-N-R和/或Si-R键的化合物,它的实例是有机硅烷化合物比如甲基三烷氧基硅烷(例如,甲基三乙氧基硅烷)和四烷氧基硅烷(例如,四乙氧基硅烷);聚有机基硅氧烷(聚硅氧烷树脂),比如二甲基硅油和二苯基硅油;环状硅氧烷,比如六有机基环三硅氧烷;和含有它们的硅酮树脂组合物。
对于以上拒水剂,当本发明的模塑产品的模塑表面用氟树脂、有机硅化合物等进行拒水处理时,它可以提供防水性能,除了以上之外,如果必要,还可以在不损害模塑产品的性能的前提下适当添加各种添加剂比如芳族试剂,抗真菌剂,抗菌剂和着色剂。
以上表面活性剂包括含有阴离子、阳离子、非离子和两性离子的表面活性剂。然而,当使用时,非离子表面活性剂是优选的。
类似地,环氧乙烷、乙二醇、环氧丙烷、丙二醇和含有它们的聚合物也可以用作添加剂。
对于以上非离子表面活性剂,可以列举聚氧化亚乙基烷基醚,烷基苯酚-环氧乙烷加合物比如蓖麻油-环氧乙烷加合物和壬基酚或辛基苯基环氧乙烷加合物,磷酸高级醇酯等。
其它表面活性剂的具体实例是表面活性剂比如十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠和硅酮。
可以单独使用它们的一种,或者可以使用包括它们的两种或多种的混合物。还可以使用含有它们的商购合成洗涤剂。
对于以上消泡剂,使用普通pH调节剂比如聚磷酸钠以及在本领域中所使用的试剂。
对于以上聚集剂,可以使用任何物质,只要它可用于使发热组合物多孔,它的实例是硅石-氧化铝粉末,硅石-氧化镁粉末,高岭土,胶体硅石,浮石,硅胶,硅石粉,云母粉,粘土,滑石,合成树脂的粉末和粒料和发泡合成树脂比如发泡聚酯和聚氨酯。
对于以上发泡剂,可以使用任何物质,只要它产生气体和能够制备泡沫。具有属于通过加热而分解,产生气体的单一物质的分解型发泡剂,以及其中通过两种或多种物质的反应产生气体的反应型发泡剂。虽然对于分解型发泡剂没有特定限制,优选使用无机分解型发泡剂。它们的代表性实例是碳酸氢钠,碳酸铵,碳酸氢铵和碳酸铁。它还可用于在用作发热体的期间产生泡沫以及增强透气性和透湿性。可以适当选择是否进行加热来用于发泡。
对于以上增湿剂,可以使用任何物质,只要它可以增湿,它的实例是甘油和尿素。
对于以上纤维材料,它是无机纤维材料和/或有机纤维材料。可以使用天然纤维比如石棉,玻璃纤维,碳纤维,石棉绒,硼纤维,氧化铝纤维,金属纤维,纸浆,纸,非织造织物,机织织物,棉和亚麻;再生纤维比如人造丝;半合成纤维比如醋酸纤维素;合成纤维;和它们的分解产物。
对于以上粘结剂,它的实例是硅酸钠,海藻酸钠和聚乙酸乙烯酯乳液。
对于水溶性高分子化合物,可以列举淀粉,阿拉伯胶,甲基纤维素(MC),羧甲基纤维素(CMC),羧甲基纤维素钠,聚乙烯醇,明胶,水解明胶,聚丙烯酸,聚丙烯酸酯,聚丙烯酸的部分中和产物,聚丙烯酸淀粉,聚乙烯基吡咯烷酮,羟丙基纤维素,羟丙基甲基纤维素,甲基纤维素,羧甲基纤维素钠,羧基乙烯基聚合物,甲氧基乙烯马来酸酐共聚物,N-乙烯基乙酰胺共聚物等,它们可以单独或结合两种或多种使用。
对于以上增稠剂,作为例子可以列举通常用作增稠剂比如淀粉和膨润土的那些。
对于以上赋型剂,作为例子可以列举通常用作赋型剂的那些比如酪蛋白钠。
对于以上聚集剂,作为例子可以列举通常用作聚集剂的那些比如玉米糖浆和甘露醇糖浆。
对于以上可溶性压敏粘合材料,作为例子可以列举通常用作赋型剂的那些比如聚乙烯基吡咯烷酮。
在本发明中,对于材料的质量和集装袋的包装构成没有特定限制,只要它由基底材料和罩面材料构成,该混合物可以保留在袋内部,不会发生材料在发热体使用期间渗漏,可以获得不用担心袋破裂的足够强度和可以获得发热所需的透气性。此外,对于发热体的尺寸和形状没有特定限制,它可以是平矩形,圆形,梯形等,取决于使用的地方和对象。顺便提一下,除了基底材料和罩面材料以外,封闭袋还可以由包括铺展材料在内的包装材料构成。
对于封闭袋的透气位置,可以采用任何位置,只要空气充分进入到发热组合物中。可以列举面对身体的面,不面对身体的面和基本上与身体平行的面。
以上包装材料通常由基底材料、罩面材料、铺展材料等构成。对于它们没有特定限制,只要它们是用于这类发热体的材料,包括含有发泡或非发泡薄膜或片材的单层,以及其中多层在厚度方向上层压的材料。
对于以上包装材料,优选具有至少一种或多种性能比如不透气性,透气性,不收缩性能,收缩性能,非热封性能和热封性能。
此外,在本发明中,虽然对于周围部分的密封和发热组合物的各段在封闭袋中的安装没有限制,但实例是使用压敏粘合剂和/或属于热熔型粘合剂的热封材料在以上基底材料、罩面材料和铺展材料的至少一种上形成密封层,再利用热熔合(热封)在介于至少基底材料和罩面材料之间的发热组合物周围进行密封。顺便提一下,当热熔型粘合层和热熔型粘合层在密封部分中共存和通过热封进行密封时,主要的密封是热封,从而,该密封是热封。
对于放热袋的尺寸和形状没有特定限制,它可以是平矩形,圆形,梯形等,取决于使用的地方和对象。除了以上以外,还可以使用钱包形状。
虽然取决于用途,以上基底材料、罩面材料和铺展材料的厚度可以很大程度不同,但对此没有特定限制。
更具体地说,厚度优选是5-5,000μm,更优选10-500μm,还更优选,20-250μm。
当包装材料的薄膜厚度小于5μm时,没有获得必要的机械强度,此外,很难制备厚度均匀的薄膜,从而,这是不优选的。
当包装材料的薄膜厚度超过5,000μm时,柔性降低,与发热体表面的相容性显著降低,发热体的变形和表面移动的随动性能减低,由于粗糙而质地不良,以及整个发热体的厚度太大,从而这是不优选的。
还可以对基底材料、罩面材料、铺展材料和发热组合物的至少一种形成不均匀性,以防止它们的移动和偏离。因此,在基底材料和/或罩面材料中至少与发热组合物的接触部分,当基底材料和/或罩面材料的表面是平整的时,在它们的表面上物理形成不均匀性,其中由于这种不均匀性防止了移动和偏离,可以提高与发热组合物的粘结性能。不用说,发热组合物可以是不均匀的。
以上封闭袋的包装材料可以是单层结构或多层结构。虽然对于它们的结构没有特定限制,但多层结构的实例是其中基底材料包括层A/层B的两层或层C/层D/层E的三层和其中罩面材料包括层F/层G的两层或层H/层I/层J或层K/层L/层J的三层的结构。
层A和层C是热塑性薄膜比如聚乙烯;层B是热塑性树脂比如尼龙,非吸水性纸或吸水性纸的非织造织物;层D是压敏粘合层,非吸水性纸或吸水性纸;层E是防粘纸或热塑性树脂薄膜比如聚乙烯;层F,层H和层L是由热塑性树脂比如聚乙烯制备的多孔薄膜或穿孔薄膜;层G和层J是尼龙和聚醚的热塑性树脂的非织造织物;层I是非吸水性纸或吸水性纸;和层K是由热塑性树脂比如聚乙烯制备的非织造织物。
对于各层的层压方法没有限制,但各层可以用透气性压敏粘合层或层压剂层层压,或者可以用热熔合挤出等来层压。
此外,发热体可以在其至少一个面上配备防滑层或非铺展压敏粘合层,以便简化使用中的安装或防止发热体的移动或偏离。还可行的是,当具备防滑层或压敏粘合层时,作为防护可以层压防粘纸,直到实际使用为止。
以上基底材料、罩面材料、铺展材料和压敏粘合层各自可以是透明、不透明和着色和非着色材料中的任何一种。还可行的是,在构成各材料和层的层中,构成至少一层的层可以具有与其它层不同的颜色。
在构成发热体的层中,铺展材料是在基底材料和罩面材料之间,可以使用与基底材料和罩面材料的原料相同的材料。
这样制备的发热体是紧紧密封的,用非透气性袋等储存,使得不与空气中的氧接触,直到使用为止。
封闭袋的透气性可以通过在袋的一个或两个面使用透气性包装材料来获得。对于构成具有透气性的封闭袋的透气性包装材料没有特定限制。例如,可以采用以下做法:将透气性薄膜、非织造织物等的至少一种层压于纸上,以便获得透气性;使用针在非透气性薄膜比如聚乙烯薄膜上穿细孔,以便获得透气性;在其中聚乙烯薄膜层压于非织造织物上的非透气性包装材料上穿细孔,以便获得透气性;使用其中将纤维层压并热压缩和粘附用来控制透气性的非织造织物或多孔薄膜;将非织造织物粘附在多孔薄膜上等。
当在封闭袋的一部分或一个或两个面使用透气性包装材料时,实现了封闭袋的透气性。
对于透气性,没有特定限制,只要可以保持发热,在作为普通发热体的应用中,用Lyssy方法测定的透湿性优选是50-10,000g/m2·24hr,更优选100-5,000g/m2·24hr。
当透湿性低于50g/m2·24hr时,放热量变小,没有获得充分的加热效应,从而这是不优选的,而当它超过10,000g/m2·24hr时,放热温度增高,可能引起安全方面的问题,从而是不优选的。
然而,在某些应用中,不限制超过10,000g/m2·24hr,或者在某些情况下,使用接近开放系统的透湿性。
对于构成以上袋的非透气性部分的非透气性材料,没有特定限制,只要它不是透气性的,它的实例是包含以上疏水聚合物或合成树脂比如聚乙烯,聚丙烯,尼龙,丙烯酸酯,聚酯,聚乙烯醇和聚氨酯的薄膜、片材和涂层物质。
对于具有特别高的不透气性的薄膜,可以列举其中在不透气性材料的薄膜上形成金属或金属化合物的薄膜的材料。
它们的实例是金属比如硅,铝,钛,锡,铟,铟-锡,硼和锆以及含有这些金属的合金和混合物。金属化合物的实例是这些金属以及含有这些金属的合金和混合物的氧化物,氮化物和酸性氮化物。半导体物质也包括在金属内。
以上金属化合物可以是任何物质,只要它是由具有包含选自金属氧化物、金属氮化物和金属酸性氮化物之一的一层或包含选自它们之中的一种或多种的两层或多层的多层结构的金属化合物的薄膜形成的层。
它们的实例是氧化硅层,氧化硅/氧化铝层,酸性氮化硅/氧化硅的层和氮化硅/酸性氮化硅/氧化硅的层。在该情况下,当氧化硅,氧化铝,氮化硅,氮化铝,酸性氮化硅和酸性氮化铝分别用SiOxa,AlOxb,SiNya,AlNyb,SiOxaNya,AlOxbNyb表示时,0<xa≤2,0<xb≤1.5,0<ya≤4/3和0<yb≤1。
氧化硅、氧化铝等本身的类型的组合和层数可以是自由的。在各层之间,其中包括基底材料在内的各组分自由混合或反应的组分可以连续或以断续改变的方式存在。
另一个例子是在其上层压伸长聚烯烃薄膜。
它们可以用作属于用于发热体的储存和运输的具有透气性的非封闭袋的外袋的不透气性薄膜,还可以用作基底材料或罩面材料。
对于构成以上织造织物的纤维,可以使用天然纤维,再生纤维,半合成纤维,使用天然材料的合成纤维比如粘胶纤维和它们的两种或多种的混合物。
对于构成封闭袋的非吸水性部分的非吸水性材料,没有特定限制。只要它不是吸水性的,它们的实例是包含合成树脂比如聚乙烯,聚丙烯,尼龙,丙烯酸酯,聚酯,聚乙烯醇和聚氨酯和以上疏水聚合物等的薄膜,片材和涂层物质。
在本发明中,理想的是,基底材料和罩面材料通过可延伸的薄膜或片材,或尤其能够膨胀和收缩的薄膜或片材蜡形成,从而它们更优选应用于曲面区域,膨胀/收缩区域和弯曲区域,此外,更容易顺应这种收缩/伸长区域和弯曲区域。
对于以上具有膨胀/收缩性能的包装材料,没有特定限制,只要它具有膨胀/收缩性能。因此,只要它总体上具有膨胀/收缩性能就可以接受,并且可以是单一物质,或者其中膨胀/收缩基底材料或膨胀/收缩基底材料和非膨胀/收缩基底材料结合的复合物质。
它们的实例是单一物质比如天然橡胶,合成橡胶,弹性体和膨胀/收缩形状记忆聚合物,它们与非膨胀/收缩基底材料的混合物质或混合机织产品,纺织品,薄膜,弹力纤维纱,纱线,绳索,平板,带,薄膜狭条,由它们的结合物构成的发泡产品和非织造织物,以及通过将它们层压或它们与非膨胀/收缩材料层压获得的复合膨胀/收缩材料。
以上透气性薄膜和非透气性薄膜的厚度是5-500μm,优选10-350μm。
对于非织造织物,可以使用包含人造丝、尼龙、聚酯、丙烯酸酯、聚丙烯、维尼纶、聚乙烯、聚氨酯、铜铵丝、纤维素和纸浆等材料的单一纤维或混合纤维的单一非织造织物,此类纤维的混纺产品或不同纤维层的层状产品。就制造方法来说,可以使用干非织造织物,湿非织造织物,防粘布和射流喷网法布。还可以使用包含芯壳结构的复合纤维的非织造织物。
非织造织物的基重优选是10-200g/m2。当它低于10g/m2时,强度不能保证,而当它超过200g/m2时,对于强度来说是不必要的。
对于上述纸没有特定限制,只要它是非吸水性的,它的实例是非吸水性纸和厚纸。具体例子是非吸水性的一层、二层或多层产品,选自薄纸比如吸墨纸,纱纸和皱纹纸;包装纸比如接枝纸;混杂纸比如卡片纸;瓦楞纸板;瓦楞纸板的内芯比如纸浆内芯和特殊内芯;瓦楞纸板的衬里比如牛皮纸和黄麻;厚纸比如涂布纸板;以及建筑用纸比如石膏板原纸。
如果需要,上述纸可以进行防水处理或者可以使用激光、针等穿孔,从而调节或赋予透气性。
对于以上发泡片材,实例是由选自发泡聚氨酯、发泡聚苯乙烯、发泡ABS树脂,发泡聚氯乙烯,发泡聚乙烯和发泡聚丙烯中的至少一种形成的片材。
对于以上热熔型粘合剂,没有特定限制,只要它能够通过加热来粘合。
照此的热熔型粘合剂的实例是通过乙烯类热熔型树脂比如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂和乙烯-丙烯酸酯共聚物树脂(例如乙烯-丙烯酸异丁酯共聚物树脂)和热熔型树脂比如聚酰胺类热熔树脂,聚酯类热熔树脂,丁缩醛类热熔树脂,纤维素衍生物类热熔树脂,聚甲基丙烯酸甲酯类热熔树脂,聚乙烯醚类热熔树脂,聚氨酯类热熔树脂,聚碳酸酯类热熔树脂,乙酸乙烯酯和氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物形成的粘合片材。
热熔型树脂还可以与各种抗氧化剂配混。
对于以上热熔型压敏粘合剂,可以使用任何物质,只要它能够进行熔喷,在环境温度下显示了粘度和能够在加热时熔融。
它的实例是苯乙烯类弹性体比如SIS,SBS,SEBS和SIPS,具有丙烯酸、甲基丙烯酸的烷基酯等作为组分的丙烯酸酯类弹性体,烯烃类弹性体比如聚乙烯,超低密度聚乙烯,聚丙烯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和聚氨酯类弹性体。它们各自可以单独使用,或者它们的两种或多种可以通过共混来使用。
顺便提一下,当将烯烃类弹性体加入到苯乙烯类弹性体中时,可以调节粘性或强度。在压敏粘合物质的制备中,如果需要,可以与适当的添加剂比如增粘剂,软化剂和防老化剂配混。
对于用于以上压敏粘合层的压敏粘合剂,没有特定限制,只要它具有固着能力,从而可以获得由于压敏粘合力产生的固定,并且可以使用各种类型的包括溶剂型、水性型、乳液型、热熔型、反应型和压敏型的丙烯酸酯类,聚氨酯类,橡胶类,硅类,聚异戊二烯类,聚异丁烯类,苯乙烯-异丁烯-苯乙烯(SIS)类,苯乙烯-异戊二烯类和聚丙烯酸酯类。
它们的实例是乙酸乙烯酯类压敏粘合剂(乙酸乙烯酯类乳液和乙烯-乙酸乙烯酯树脂类热熔压敏粘合剂),聚乙烯醇类压敏粘合剂,聚乙烯醇缩乙醛类压敏粘合剂,氯乙烯类压敏粘合剂,丙烯酸酯类压敏粘合剂,聚酰胺类压敏粘合剂,聚乙烯类压敏粘合剂,纤维素类压敏粘合剂,氯丁二烯(氯丁橡胶)类压敏粘合剂,腈橡胶类压敏粘合剂,聚硫化物类压敏粘合剂,丁基橡胶类压敏粘合剂,硅酮橡胶类压敏粘合剂和苯乙烯类压敏粘合剂(比如苯乙烯类热熔压敏粘合剂)。
在制备其中发射远红外线的物质与压敏粘合剂捏合的压敏粘合物质的情况下,任何物质可以与以上压敏粘合剂捏合,对于压敏粘合剂的类型没有特定限制。
对于构成以上凝胶层的凝胶没有特定限制。它的实例是由含水凝胶构成的含水凝胶层。
它的组成成分的实例是聚丙烯酸盐比如聚丙烯酸钠和聚丙烯酸的部分中和产物;多价金属比如干氢氧化铝;多元醇比如甘油和丙二醇;高级烃类比如轻液体石蜡和聚丁烯;伯醇脂肪酸酯比如肉豆蔻酸异丙酯;含硅的化合物比如硅油,脂肪酸甘油酯比如甘油一酯;油状组分比如植物油如橄榄油;抗菌剂比如对羟基苯甲酸甲酯和对羟基苯甲酸丙酯;溶解剂比如N-甲基-2-吡咯烷酮;增稠剂比如羧甲基纤维素;增量剂比如高岭土;上述表面活性剂比如聚氧乙烯氢化蓖麻油和脱水山梨醇脂肪酸酯;羟基羧酸比如酒石酸;赋型剂比如轻质硅酸酐,上述吸水性聚合物,上述水溶性聚合物和高岭土;增湿剂比如D-山梨醇;稳定剂比如乙二胺四乙酸钠,对羟基苯甲酸酯和酒石酸;交联剂比如正硅酸铝酸的金属盐;和水等。除了由上述物质的任意结合物构成的含水凝胶层以外,其中吸水性聚合物进一步与以上压敏粘合层配混,或换句话说,所用压敏粘合层由热熔型高分子物质,脂环族石油树脂,软化剂和吸水性聚合物形成的压敏粘合层吸收或吸附体液比如皮肤的汗液和分泌物,总是保持外皮表面清洁,从而从卫生的角度来看是优选的。
在本发明中,对于凝胶层的组合物的配混比没有特定限制,优选的是3-8wt%的聚丙烯酸盐,1-50wt%的多元醇,0.03-0.15wt%的多价金属,1-5wt%的油组分,3-20wt%的水溶性聚合物,0.5-10wt%的赋型剂,5-30wt%的增湿剂,0.05-8wt%的稳定剂,0.03-5wt%的交联剂,0.5-12wt%的吸水性聚合物,5-45wt%的热熔型高分子物质,5-60wt%的脂环族石油树脂,5-60wt%的软化剂和5-80wt%的水。
特定例子是由3-8wt%的聚丙烯酸盐,1-15wt%的多元醇,0.03-0.15wt%的多价金属,1-5wt%的油组分,0.5-%wt%的吸水性聚合物和60-85wt%的水制备的凝胶层;由3-20wt%的水溶性聚合物,0.5-10wt%的赋型剂,5-30wt%的增湿剂,0.05-8wt%的稳定剂,0.03-5wt%的交联剂和30-60wt%的水制备的凝胶层;以及由10-35wt%的热熔型高分子物质,10-55wt%的脂环族石油树脂,15-50wt%的软化剂和1-10wt%的吸水性聚合物制备的凝胶层。
如果需要,可以添加吸收促进剂,抗菌剂,抗氧化剂,增塑剂和乳化剂。
它的实例是其中均匀混合包含9.2wt%的聚丙烯酸的部分中和产物,5.5wt%的羧甲基纤维素钠,4.1wt%的聚乙烯醇,36.6wt%的甘油,36.6wt%的D-山梨醇液体,5.5wt%的高岭土,2.2wt%的酒石酸,0.2wt%的乙二胺四乙酸钠和0.15wt%的正硅酸铝酸的金属盐和纯水的混合物的含水凝胶。纯水的量可以根据需要来决定。
对于压敏粘合层或凝胶层的厚度没有特定限制,它优选是5-1,000μm,更优选10-500μm,还更优选15-250μm。当压敏粘合层的厚度小于5μm时,会出现不能获得所需压敏粘合力的情况,而当它超过1,000μm时,产品变得笨重,不仅可用性变差,而且经济效益降低,从而是不优选的。
虽然压敏粘合层或凝胶层通常在整个表面上形成,但还可以间断形成具有各种形状比如网、条纹或点的聚合物,这样即使当长期使用时,也不会出现发红、疼痛等的任何一种。
选自上述基底材料、铺展材料、罩面材料、压敏粘合层、凝胶层和防滑层中的至少一种可以含有或携带选自包括增湿剂、负离子产生物质、竹碳、热电物质、远红外线辐射物质、活性芳族化合物、非活性芳族化合物、卫生剂和它们的混合物中的至少一种。
尤其当固定发热体的至少一外表面比如固定于人体部分时,有利的是,直接或经由衣服等间接与皮肤接触的面装有卫生剂,其中卫生剂在选自压敏粘合层、凝胶层和防滑层中的至少一种中包含。
对于以上卫生剂,可以使用任何物质,只要它具有作为卫生剂的效果,比如药物或药物组分。它的实例是香料,药用植物,药草,中药材,皮内吸收药物,药物活性物质,芳化剂,美容洗液,乳状洗液,泥敷剂,抗真菌剂,抗菌剂,杀菌剂,除臭剂或去味剂和磁性材料。
对于以上皮内吸收药物,没有特定限制,只要它可以皮内吸收,它的实例是皮肤刺激剂,抗菌剂/抗炎剂比如水杨酸和消炎痛,作用于中枢神经的药物(催眠药/镇静剂,抗癫痫药和神经精神病作用剂),利尿剂,降压药,冠状动脉扩张剂,止咳药/祛痰药,抗组胺药,心律不齐治疗剂,强心剂,肾上腺皮质激素剂和局部麻醉剂。这些药物可以各自单独使用,或者在必要时可以结合使用它们的两种或多种。
对于药物,它的具体例子是血液循环促进剂比如酸性粘多糖,甘菊,七叶树,银杏树,北美金缕梅提取物,维生素E,烟酸衍生物和生物碱化合物;溶胀改进剂比如七叶树,黄酮衍生物,萘磺酸衍生物,花色素,维生素P,万寿菊,choncolitic acid,硅烷醇和Terminalia,visnaga,Mayus;人体减肥剂比如氨茶碱,茶萃出物,咖啡因,黄嘌呤衍生物,肌醇,葡聚糖硫酸酯衍生物,七叶树,七叶素,花色素,有机碘化合物,金丝桃,珍珠花,问荆,迷迭香,人参,普通常春藤,硫粘多糖酶和透明质酸酶;止痛剂比如消炎痛,dl-樟脑,酮洛芬,姜萃取物,红辣椒提取物,吡罗昔康,联苯乙酸,水杨酸甲酯和乙二醇水杨酸酯;和香料比如熏花草紫,迷迭香,香橼,桧柏,薄荷,桉树,香柠檬,yiang,红木和橙。可以使用它们的一种或多种。
对于药物的量,没有特定限制,只要它是在能够预期药物效果的这种范围内。鉴于药理学效应、经济、压敏粘合力等,然而,相对于100重量份的压敏粘合剂,皮内吸收药物的量优选是0.01-25重量份,更优选0.5-15重量份。
对于本发明本发明中的抗菌剂,杀菌剂或抗真菌剂,没有特定限制,只要它表现了抗菌作用或杀菌作用或者对癣比如足癣有效,它的具体例子是脂肪酸类物质比如酚酸衍生物,水杨酸,硼酸,漂白粉,碘制剂,重金属化合物,转化皂,乙酸和十一碳烯酸;水杨酸类物质;thianthol类物质;焦油类物质;汞类物质比如苯基醋酸汞;硫;抗生素物质;Polik;Dampa;和Athletan。
对于本发明中的以上除臭剂或去味剂的其它例子,它们可以是使得有气味的组分通过氧化或还原被化学分解的这种物质,它们的例子如下所示。
因此,它们是其中在干燥剂比如氧化铝、氧化硅、氧化镁、二氧化钛、硅胶、沸石和活性炭或其它载体中含有铂族元素或其化合物的那些。
本发明中的除臭剂或去味剂的其它例子是其中芳族试剂用于抵消气味的那些。
本发明的发热体可以提供各种形状,厚度和温度区,因此,除了普通人体取暖以外,它可以用于各种用途,例如用于间接艾灸,鞋的内部比如用于足取暖,关节,面部美容,眼睛,热敷剂,医用怀炉,颈部,腰部,面具,手套,出血,肩部,垫子,芳香,腹部,蒸发杀虫,吸氧和癌症治疗。
实施例
现在,通过以下实施例来具体说明本发明,虽然本发明不限于此。
(实施例1)
将水加入到100重量份铁粉(由Dowa Teppun生产的DKP;粒度:不超过250μm),8重量份的活性炭(由Norit生产的SA-Super;粒度:不超过300μm),4重量份的氯化钠,0.15重量份的吸水性聚合物(由Kuraray生产的KI-gel 201K;粒度:不超过850μm),3.0重量份的木粉(粒度:不超过300μm)和0.15重量份的氢氧化钙(粒度:不超过300μm)的混合物中,随后进一步混合,制备了水流动性值为10的发热组合物。
其中聚乙烯薄膜3B层压于非织造织物3E的非透气性包装材料被称为基底材料3,在聚乙烯薄膜3B上,使用具有1.7mm厚、115mm长和80mm宽的长方形修边孔的修边模头,依靠通过模头来模塑,层压发热组合物2,从而制备了发热组合物的层状产品2B。此外,用熔喷方法在其上形成热熔型压敏粘合层5,然后其中按序层压由尼龙和多孔聚乙烯薄膜4C制备的非织造织物4E的透气性包装材料用作罩面材料4,并堆积,使得聚乙烯薄膜3B的表面和多孔聚乙烯薄膜4C的表面彼此面对,周围进行热封,切割,制成具有135mm长、100mm宽和8mm密封宽度的长方形平发热体1(图1和图2)。顺便提一下,图中的1A显示了发热体1的放热部分。
即使当将修边模头与层状产品分开时,层状产品的形状也不会改变,没有发现层状产品的碎片进入层状产品周围,没有发生层状产品的碎片混入到密封部分中,可以完美地实现密封,以及不会出现密封不良。
依据透湿性,罩面材料4的透气性是400g/m2·24hr。
该发热组合物在非透气性外袋中紧紧密封,在室温下放置24小时。在24小时之后,从外袋中取出发热体,进行放热试验,于是温度在1分钟内上升到36℃,温度保持在不低于36℃的时间长达8小时。
(实施例2)
使用其中聚乙烯薄膜层压于非吸水性防水纸的非透气性和非吸水性包装材料作为基底材料,使用修边模头,用通过模头的模塑法,将在实施例1中制备的发热组合物层压于所得防水纸上,于是制备了层状发热组合物产品。此外,通过熔喷方法形成热熔型压敏粘合层,然后,使用其中由尼龙、牛皮纸和多孔聚乙烯薄膜制成非织造织物按序层压的透气性包装材料,以使得防水纸的表面和多孔聚乙烯薄膜的表面彼此接触的这种方式进行层压,通过压缩粘合周边,再切割,制备了具有135mm长,100mm宽和8mm密封宽度的长方形平发热体。
依据透湿性,罩面材料的透气性是400g/m2·24hr。
该发热体在非透气性外袋中紧紧密封,在室温下放置24小时。在24小时之后,从外袋中取出发热体,进行放热试验,于是温度在1分钟内上升到36℃,温度保持在不低于36℃的时间长达8小时。
(对比实施例1)
按照与实施例1相同的配混料(除水外),制备其中水流动性值为30的发热组合物。在此之后,进行与实施例1相同的操作,制备具有135mm长,100mm宽和8mm密封宽度的发热体。
该发热体在非透气性外袋中紧紧密封,在室温下放置24小时。在24小时之后,从外袋中取出发热体,进行放热试验,但温度没有达到36℃。
(对比实施例2)
按照与实施例1相同的方式制备混合物,只是将1.5重量份的作为增稠剂或粘结剂的CMC加入到除水外的实施例1的配混料中。再添加水,于是制备了其中水流动性值为10的发热组合物。在此之后,进行与实施例2相同的操作,制备具有135mm长,100mm宽和8mm密封宽度的发热体。
该发热体在非透气性外袋中紧紧密封,在室温下放置24小时。在24小时之后,从外袋中取出发热体,进行放热试验,但温度没有达到36℃。
(对比实施例3)
用与实施例1相同的配混料(除水外),制备其中水流动性值≤0的发热组合物。在此之后,进行与实施例1相同的操作,制备具有135mm长,100mm宽和8mm密封宽度的发热体。
当将修边模头与层状产品分开时,发生了层状产品的形状的丧失,尤其,层状产品的周围失去了形状,层状产品的碎片进入密封的区域,在密封部分导致了不良的密封。
(实施例3)
如在图3中所示,使用在聚乙烯薄膜3B上形成了丙烯酸酯压敏粘合层7的基底材料3代替实施例1的基底材料3,进行与实施例1相同的操作,制备了具有135mm长,100mm宽和8mm密封宽度的发热体。顺便提一下,在附图中的9显示了防粘薄膜。
(实施例4)
如在图4中所示,使用在聚乙烯薄膜3B上形成了发泡聚氨酯的防滑层8的基底材料3代替实施例1的基底材料3,进行与实施例1相同的操作,制备了具有135mm长,100mm宽和8mm密封宽度的发热体。顺便提一下,在附图中的9显示了防粘薄膜。
(实施例5)
将水加入到0.3重量份的吸水性聚合物(聚丙烯酸盐类;粒度:不超过64μm),8.0重量份的活性炭(粒度:300μm),4.0重量份的氯化钠,0.15重量份的氢氧化钙(粒度:不超过200μm)和0.3重量份的亚硫酸钠(粒度:不超过200μm)的混合物与100重量份的铁粉(粒度:不超过250μm)中,随后搅拌和混合,制备了其中水流动性值为8的发热组合物。
其中厚度为40μm的包含疏水和热封聚酯纤维和聚乙烯纤维和高密度聚乙烯薄膜的非织造织物层(基重:50g/m2)使用其中厚度为40μm的低密度聚乙烯树脂进行砂磨层压(sand lamination),然后在高密度聚乙烯薄膜侧形成具有防粘薄膜9的压敏粘合层7,所得非透气性层状薄膜用作基底材料3。
如在附图中所示,经由透气性热熔型压敏粘合层,从暴露的表面层压其中基重是30g/m2的聚酯非织造织物4E和其中厚度为40μm的多孔聚乙烯薄膜4C,该产品用作罩面材料4。用Lyssy方法测定的所得罩面材料4的透湿性是400g/m2·24hr。
在此之后,具有过量水的模塑发热组合物使用与实施例1相同的具有1.5mm厚度的修边模头来通过模头进行模塑,在以上基底材料3的聚乙烯薄膜的预定位置上以1.5mm厚度的长方形层压,然后在其上覆盖罩面材料4,使得覆盖材料4中的多孔聚乙烯薄膜接触层状发热组合物2B,在层状发热组合物2B的周围,将基底材料和覆盖材料的密封部分热封,以预定形状切割,制备了如图5所示的发热体。
没有发生层状产品的形状损失,没有发现层状产品的碎片在密封部分6中的混入,以及没有密封不良。
此后,将该产品密封到具有透气性的外袋中(未示出)。
在密封到外袋内24小时之后,弄破各外袋,进入实际使用,于是放热温度在约1分钟内升高到大约36℃,此后,36-41℃的发热持续大约7小时。
(实施例6)
用与实施例4相同的方式制造具备压敏粘合层的发热体,只是实施例4的基底材料3改变为如图所示的具备热熔型苯乙烯类压敏粘合层的基底材料3,罩面材料4改变为具有设计10的罩面材料4(图6)。
没有发生层状产品的形状损失,没有发现层状产品的碎片在密封部分6中的混入,以及没有密封不良。
还进行放热试验,获得了与实施例4相同的结果。
(实施例7)
在氮气氛围中,将除水外的实施例1的配料的混合物混合,其中含有的空气用氮气替代。此后,添加氮气替代的水,搅拌混合物,在氮气氛围中混合,制备了具有22的水流动性值的发热组合物。然后,将氮气吹入到发热组合物中,随后在氮气氛围中搅拌和混合,制备了具有12的水流动性值的发热组合物。用与实施例1相同的方式,制备了135mm长,100mm宽和8mm密封宽度的平长方形发热体。
没有发生层状产品的形状损失,没有发现层状产品的碎片在密封部分6中的混入,以及没有密封不良。
依据透湿性,罩面材料4的透气性是400g/m2·24hr。
该发热体在非透气性外袋中紧紧密封,在室温下放置24小时。在24小时之后,从外袋中取出发热体,进行放热试验,于是温度在1分钟内上升到36℃,保持不低于36℃的放热的时间长达8小时。
(实施例8)
制备如以平面图在图7中所示的用于足取暖的发热体。该发热体是全足形状的发热体1,其中发热组合物2的层状产品2B夹在基底材料3和罩面材料4之间,从发热组合物2的周围到外部,基底材料3和罩面材料4以10mm的宽度密封。
图8显示了它的截面视图。对于基底材料3,形成100μm厚度的非吸水性防水纸3A和50μm厚度的用金属茂催化剂生产并且不透气和不透水的聚乙烯层3B。在基底材料3中,进行通过模头的模塑法,使得发热组合物2的层状产品2B直接接触非吸水性防水纸3A。
在罩面材料4中,将具有约80g/m2的基重的聚丙烯非织造织物4E限制到具有50μm的厚度和透湿性为1,000g/m2·2hr的多孔薄膜4C上。
在基底材料3上,使用1.7mm厚度的修边模头,用通过模头的模塑法,在基底材料3的非吸水性防水纸3A侧层压在实施例1中使用的发热组合物2,然后通过熔喷法在其上形成热熔型SIS型压敏粘合层5。此后,罩面材料4的多孔薄膜4C侧附着于压敏粘合层5,再通过压辊,制备大约1.5mm的发热组合物2的层状产品2B,采用120℃的压力粘合密封棒,通过压迫密封发热组合物2的层状产品2B的周围,制备了全足型足取暖用发热体。
即使当将修边模头与层状产品分开时,只要密封完全,没有发生层状产品的形状损失,层状产品的碎片没有进入层状产品的周围,没有发现层状产品的碎片在密封部分6中的混入,以及没有密封不良。
将以上足取暖用发热体密封到不透气的袋内,放置24小时,打开不透气袋,取出,放入皮鞋内使用,于是获得了不短于6小时的保持热的优异效果。
(实施例9)
使用实施例1的发热组合物,通过经由透气性压敏粘合层在基重40g/m2的聚酰胺类非织造织物上以基重7g/m2的非织造织物形式层压多孔薄膜形成的具有600g/m2·天的透湿性的透气性罩面材料4以及其中将在隔片上形成的具有30μm的厚度的SIS型热熔型SIS型压敏粘合层与该隔片一起粘附于聚乙烯薄膜的一侧的具有压敏粘合层的基底材料,制备发热体。
首先,使用具有三条纵线和两条横线的六段区域,其中各段区域6D为1.7mm厚、30mm长和25mm宽的修边模头,依靠通过模头模塑,将预定量的发热组合物2层压于基底材料的聚乙烯薄膜上,层状产品2B被覆盖,从而接触罩面材料4的多孔薄膜侧,各层状产品2B的周围进行热封(6A),分段部分6E进行穿孔加工(形成了断线,通过该线可以用手切断),从而制备了130mm长和80mm宽的发热体,其中各密封宽度是10mm(图9)。
没有发生层状产品的形状损失,没有发现层状产品的碎片在密封部分6中的混入,以及没有密封不良。
该发热体以不透气方式密封,储存,放置24小时,通过打开不透气袋取出,再使用,于是获得了不短于6小时的优异发热效果。它与人体的紧密接触是良好的,在使用期间,由于包装材料的变形,没有出现分离。
(实施例10)
图10和图11各自是具有其中密封宽度为10mm的SIS型压敏粘合层7(厚度:35微米)的放热体1,其中放热部分2的发热组合物的层状产品2B具有35mm直径和2mm厚度。在本实施例中,用通过模头的模塑法,在基底材料3上层压发热组合物2,形成厚度3mm的发热组合物的层状产品2B。此后,在发热组合物的层状产品2B和基底材料2上形成热熔型SIS型透气性压敏粘合层5,进一步用透气性罩面材料4覆盖并压缩,制备了2mm的发热组合物2的层状产品2B,密封部分通过压缩密封(6B)并切割成圆形,制备了包含防粘薄膜9/压敏粘合层7/基底材料3/发热组合物的层状产品2B/透气性压敏粘合层5/罩面材料4的结构的圆形发热体。将它密封到不透空气的具有透气性的非封闭袋内。在24小时后,取出具有透气性的非封闭袋形式的圆形发热体,进行放热试验,于是在1小时内产生了43℃的热。
图12显示了其中在图11的发热体中,在透气性压敏粘合层和罩面材料之间形成由属于一类铺展材料的聚乙烯4E制备的非织造织物,使得可以用聚乙烯非织造织物4进行热封6A,此外,压敏粘合层改变为凝胶层7A的实例。
(实施例11)
图13和图14各自显示了使用刮板15通过模头模塑的实例。
因此,具有130mm宽度和1mm厚度的胶卷形式的基底材料与用于模塑的模头12一起以预定速度在位于上下表面的小方块11和磁体13之间水平输送,其中在模头的中心冲压出所需形状。本发明的发热组合物2经由小方块11的孔11a从模头12的上面输送到模头孔12a。用位于运动方向前方的刮板15在与模头12相同的表面上切割发热组合物2,同时,在模头孔12a内接收,于是在基底材料3上形成了1.5mm厚度的形状。此后,移走模头12,获得了层压于基底材料3上的模塑产品。
此后,虽然未在图中示出,但通过熔喷法在模塑产品的表面上形成网状的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)型的粘性聚合物,在其上覆盖罩面材料,模塑产品区域的周围用热封来密封并以预定形状切割,于是制备了具有所需形状的发热体。此外,本发明的切割发热体输送到包装步骤,并在气密外袋中密封。即使当以上刮板15改变为推进刮板15A,也可以进行相同的模塑。图14示出了刮板15,而图15示出了推进刮板15A。顺便提一下,只要保持推进刮板的功能可以进行任何变形比如推进刮板的前端修整为圆形。
(实施例12)
使用实施例1的发热组合物,以及使用其中聚乙烯层压于非织造织物的不透气性包装材料,用具有1.7mm厚,115mm长和80mm宽的长方形修边孔的修边模头,通过模头模塑,将发热组合物层压于聚乙烯上,于是制备了发热组合物的层状产品。此后,使用其中按序层压由尼龙和多孔薄膜组成的非织造织物的不透气性包装材料作为罩面材料,并堆积,使得聚乙烯面和多孔薄膜面彼此接触,周围热封,并切割,制备了135mm长、100mm宽和8mm密封宽度的长方形平发热体。
即使当将修边模头与层状产品分开时,只要密封完全,没有发生层状产品的形状损失,层状产品的碎片没有进入层状产品的周围,没有发现层状产品的碎片在密封部分6中的混入,以及没有密封不良。
依据透湿性,罩面材料的透气性是400g/m2·24hr。
通过紧紧密封将该发热体在不透气性外袋中装载,在室温下放置24小时。在24小时之后,从外袋中取出发热体,进行放热试验,于是温度在1分钟内达到不低于36℃,保持发热的时间长达8小时。
工业应用性
1)在本发明的发热组合物中,放热物质、反应促进剂、水和碳组分是必要组分,它的水流动性值≤20,不包括反应促进剂和水的水不溶性固体组分的最大粒度≤1mm和它的≥80%具有≤300μm的粒度,从而它的模塑性能、形状保持性能和放热特性是优异的,因此,可以提供具有优异的放热特性和具有从薄到厚型和从长方形到具有曲线的平坦(比如圆)的各种形状的发热体。
2)在其中本发明的发热组合物的模塑产品适当用压力压缩的产品中,几乎不发生形状损失,可以使用穿孔薄膜,即使当使用压力调节困难的穿孔薄膜代替多孔薄膜作为透气性部分的原料时和即使当封闭袋的内部压力与外部压力相同时,因为,透气性材料的选择范围变宽,可以降低成本,以及所要加热的物质可以在适当的温度下长期均匀加热。
3)因为它是具有过量水的发热组合物,所以,流动性、模塑性能和形状保持性能显著高于普通粉状发热组合物,例如它可以依靠通过模头的模塑,印刷等连续而正确地在预定范围均匀地层压于高速输送的基底材料,此外可以制造从超薄型到厚型的各种形状比如长方形和圆形。
4)因为它是具有过量水的发热组合物,不象普通情况那样,发热组合物的粉末不会撒到周围,可以进行未来在医疗仪器和药物的生产中完全满足GMP标准的工厂管理。
如上所述,现在可以制备具有普通发热组合物和发热体所未获得的优异特性的发热组合物和发热体。

Claims (15)

1.通过与空气接触生热的发热组合物,该发热组合物特征在于放热物质、反应促进剂、水和碳组分是必要组分,它的水流动性值≤20,不包括反应促进剂和水的水不溶性固体组分的最大粒度≤1mm,其中它们的≥80%具有≤300μm的粒度,在发热组合物中的水不起阻隔层的作用,以及当与空气接触时发生放热反应。
2.根据权利要求1的发热组合物,其中所有以上水不溶性固体组分的粒度≤300μm。
3.根据权利要求1的发热组合物,其中该发热组合物使用具有≥7的水流动性值的发热组合物作为原料,以及通过非氧化气体来调节水含量。
4.根据权利要求1的发热组合物,其中该发热组合物含有至少一种选自保水剂,吸水聚合物,氢形成抑制剂,pH调节剂,表面活性剂,消泡剂,疏水聚合物化合物,热电物质,远红外线辐射物质,负离子产生剂,抗氧化剂,聚集剂,发热助剂,氧化催化剂,有机硅化合物,纤维材料,卫生剂,肥料组分,活性芳族化合物,非活性芳族化合物,增湿剂和它们的混合物的其它组分。
5.发热体,特征在于在权利要求1中所述的发热组合物密封在其至少一部分具有透气性的封闭袋内。
6.根据权利要求5的发热体,其中发热组合物层压和在封闭袋内装载,层状发热组合物形成了两个或多个单独定位的多段放热部分以及由分段放热部分的聚集形成了聚集的放热部分。
7.根据权利要求6的发热体,其中封闭袋包括基底材料和罩面材料,基底材料和罩面材料的至少一种具有透气性,各分段放热部分利用基底材料和罩面材料的热封来用分段部分进行分段。
8.根据权利要求5的发热体,其中封闭袋包括基底材料和罩面材料,基底材料和罩面材料的至少一种具有透气性,发热组合物置于基底材料上,在发热组合物上至少进一步设置压敏粘合层,以及此外在其上设置铺展材料。
9.根据权利要求8的发热体,其中至少发热组合物在基底材料、罩面材料、透气性压敏粘合层、铺展材料和发热组合物中进行压缩处理。
10.根据权利要求7的发热体,其中在分段部分上形成穿孔。
11.根据权利要求5的发热体,其中在其包括防粘纸在内的至少一部分上形成字母、设计、符号、数字、图案、照片和图画的任何一种或多种。
12.根据权利要求5的发热体,其中在其包括防粘纸在内的至少一部分进行着色。
13.根据权利要求7的发热体,其中在基底材料和罩面材料的至少一种的暴露表面的至少一部分上层压压敏粘合层或凝胶层。
14.根据权利要求13的发热体,其中压敏粘合层或凝胶层含有或携带至少一种选自增湿剂,负离子产生物质,竹碳,热电物质,远红外线辐射物质,活性芳族化合物,非活性芳族化合物,卫生剂和它们的混合物的其它组分。
15.根据权利要求5的发热体,其中发热体在两种非透气性薄膜或片材之间插入,与插入同时或在插入之后,将该两种薄膜或片材冲压成不小于发热体的尺寸,以及在与冲压同时或在冲压之后,该两种薄膜或片材通过在超过发热体的尺寸的周围熔化来粘附。
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