JP2001089757A

JP2001089757A - 発熱組成物及び加温具

Info

Publication number: JP2001089757A
Application number: JP27077799A
Authority: JP
Inventors: Koji Mimura; 浩司味村; Tadashi Wada; 正和田
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1999-09-24
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2001-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】初期発熱時間を短縮し、かつ発熱持続時間を
長時間安定に発熱させることを可能とした発熱組成物及
び薄い加温具を提供する。【解決手段】酸化発熱する鉄粉１００重量部に対し、
融点４０℃以上１００℃未満の薬剤を１〜２０重量部含
んだことを特徴とする発熱組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水、酸素の存在下
で発熱する鉄粉を用いた発熱剤組成物及び加温具に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
加温具は、使い捨てカイロに見られるように、通気性シ
ートと裏面シートの間に発熱剤を密封した形状となって
いる。この加温具の発熱特性としては、発熱して４０℃
になるまでの時間が短く、しかも４０℃以上で長時間発
熱することが要求される。

【０００３】このための発熱を制御する手段として、通
気性を有する袋に発熱剤を収納した発熱体の形状を球状
とすることで、発熱を持続させる手段がある（特開平１
―１９０３５７）が、収納する発熱剤量が多く球形のた
め、嵩張りがあるとともに、４０℃迄の到達時間が短い
ものは得られない。特開平２−１４９２７２には、偏平
状で、通気度５０００〜１００００秒／１００ｃｃの袋
に発熱剤を装入したカイロは、発熱剤の片寄りを抑え、
発熱を長時間持続させることが開示されているが、使用
する発熱剤量が多いため、軽く柔軟なカイロは得られ
ず、人体への装着感はまだ不充分であるとともに、４０
℃迄の到達時間が充分であるものは得られない。

【０００４】このように、発熱剤の充填剤を増やすと、
発熱は、長時間持続するが、嵩張るものとなり、人体に
装着したとき不快感がある。また、包材の通気性を制御
して発熱時間を制御する手段でも、ある程度制御できる
が、装入される発熱剤で発熱性能がきまってしまい、通
気性だけでは、満足する発熱性能は得られない。

【０００５】本発明は、４０℃到達時間が短く、発熱剤
量を多く使用しなくとも４０℃以上維持する時間が長い
発熱組成物、及び、人体装着時に嵩張らず、不快感のな
い加温具を提供することを目的とする。なお、使いすて
かいろを人体に装着した場合の温かさを感じる温度がパ
ネルテストの結果約３６℃であったので、これにバラツ
キを考慮し標準偏差の２倍をプラスして４０℃とした。
（ＪＩＳＳ４１００−１９９６使いすてかいろ解説
７頁下から１、２行目記載を引用）

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鉄粉、
水、酸素を混合して酸化発熱する発熱剤と、融点４０℃
以上１００℃未満の薬剤を１〜２０重量部混合させた発
熱組成物を用いることで、上記目的を達成しうることを
知見した。さらに、本発明は、透湿度５．８×１０^-7〜
１．２×１０^-4ｋｇ／ｍ^２・Ｓである通気性包材に上記
坪量０．５〜１０ｋｇ／ｍ²の発熱組成物を装入した加
温具を提供するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【０００８】本発明の鉄粉は、酸素及び水の存在下で発
熱するもので、比表面積は５００〜１００００ｍ^２／ｋ
ｇが好ましい。比表面積が該範囲外では、発熱中の安定
性に劣る場合があり、１００００ｍ^２／ｋｇを超える
と、水分がなくとも酸素で急激に燃焼し易くなり、好ま
しくない。鉄粉の粒子サイズは、５０〜３００μｍが好
ましい。５０μｍ未満では、酸素のみで発熱し、高温で
短時間燃焼してしまう。３０μｍを超えると、発熱量が
不足する。粒子形状は、球状、針状等が挙げられる。針
状の上記好ましい粒子サイズは、長軸方向の値である。
上記鉄粉は、本発明の目的を損なわない限り他の金属粉
や不純物が含有されてもよい。

【０００９】このような、鉄粉と混合する薬剤は、融点
が４０℃以上１００℃以下のものが用いられ、５０〜７
０℃が好ましい。融点が４０℃未満では、発熱組成物と
して発熱させた時に、４０℃持続時間が短いとともに、
包材中で該薬剤が発熱前に溶融してしまい、発熱しない
場合がある。また、融点が１００℃を超えると、発熱組
成物中の水の存在で、薬剤が溶融しないため、鉄粉が薬
剤で溶融被覆されることなく４０℃持続時間が短くな
る。本発明の薬剤は、融点が上記範囲内であれば特に限
定されないが、例えば、ワックス、ロウ、硫酸マグネシ
ウム水和物、四ほう酸ナトリウム水和物、酢酸ナトリウ
ム水和物、メタほう酸ナトリウム水和物、硫酸水素ナト
リウム水和物、硫酸鉄水和物、硫酸アルミニウムナトリ
ウム水和物、酢酸マグネシウム水和物、硫酸水素ナトリ
ウム水和物があげられ、無機水和物が好ましい。融点測
定方法は、丸善発行の実験化学ガイドブック１７１頁記
載方法で測定できる。また、化学便覧（改訂３版基礎編
ｌ−８０）に記載のある数値のものから選ぶことができ
る。また、上記混合物でも、混合したものが、上記融点
と配合量であればよい。

【００１０】本発明の発熱組成物は、鉄粉と上記薬剤を
含み、酸素、水を含ませて発熱させる。薬剤の含有量
は、鉄粉１００重量部に対し１〜２０重量部から適宜選
択される。１重量部未満では、鉄粉の発熱を持続させる
ための薬剤の被覆量が不足する。２０重量部を超える
と、逆に被覆量が多すぎて、発熱しなかったり、発熱し
ても、４０℃に到達しない。薬剤の平均粒径は、混合さ
れる鉄粉の平均粒径よりも小さいことが好ましい。これ
は、薬剤が被覆し易くなるからである。薬剤の平均粒径
は、鉄粉の平均粒径より小さければとくに限定されな
い。

【００１１】鉄粉と薬剤は、上記適量含有していればよ
いが、発熱安定性の点から、均一に混合されていること
が好ましい。混合方法は、水平円筒型、Ｖ型、二重円錐
型等の容器回転型、リボン型、スクリュー型、高速流動
型、回転円盤型、マラー型、振動ミル等の容器固定型、
これらの複合型等の混合装置を用いて、窒素等の不活性
ガス雰囲気下で、鉄粉、薬剤の他に各種添加剤を装置内
に必要量添加し、公知の方法により、発熱組成物が得ら
れる。なお、水は上記装置内に直接添加してもかまわな
いが、保湿剤と水をあらかじめ混合したものを添加する
と、均一に混合され、好ましい。

【００１２】本発明の発熱組成物には、鉄粉、薬剤の他
に、各種添加剤として、水、水を保持する保水剤、流動
化剤、発熱促進剤等を、適宜配合することができる。

【００１３】発熱促進剤としては、活性炭のような炭
素、または金属塩が挙げられる。活性炭の原料は特に限
定されないが、ヤシ殻、木、木炭、石炭、骨炭等が挙げ
られる。活性炭の発熱組成物中の重量比率は、０．５〜
１０重量％が好ましい。金属塩は、鉄の酸化反応を持続
させる作用がある。具体例として、硫酸鉄、硫酸カリウ
ム、硫酸ナトリウムのような硫酸塩、塩化銅、塩化カリ
ウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウムのような塩化
物、また、炭酸塩、酢酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩等が使用
できる。特に、塩化ナトリウム、塩化銅及びこれらの混
合物が好ましい。配合量は、０．５〜５重量％が好まし
い。

【００１４】発熱剤に使われる水は、水道水、蒸留水な
ど用いる事ができる。発熱組成物中に１０〜４０重量％
含まれることが好ましい。保水剤としては、パーミキュ
ライト、多孔質シリケート、木粉、木片、ケバの多いコ
ットン布地、コットンの短繊維、故紙、野菜くず、吸収
ポリマー（超吸収性の水膨潤性または水溶解ポリマーお
よび樹脂）、カルボキシメチルセルロース塩、その他大
きな保水能を有する多孔質物質が用いられる。発熱組成
物中の保水剤の含有量は、３〜２５重量％が好ましい。

【００１５】流動化剤としては、木片や木綿くずを含む
自然のセルロース破片や、破片状のポリエステル繊維、
ポリスチレンやポリウレタンのような成型した樹脂等の
フィラ−、シリカ粉、多孔質シリカゲル、硫酸ナトリウ
ム、硫酸カルシウム、酸化鉄、アルミナ等の無機組成物
等が挙げられる。流動化剤の含有量は、３〜２５重量％
が好ましい。

【００１６】また、加温具に装入される上記発熱組成物
の坪量は、０．５〜１０ｋｇ／ｍ²が好ましい。さらに
好ましくは、１〜５ｋｇ／ｍ²、特に１．５〜３ｋｇ／
ｍ²が好ましい。５ｋｇ／ｍ²以下では、目的とする発熱
量が得られず、１０ｋｇ／ｍ²を超えると、発熱組成物
の片寄りや、嵩張りによる人体への装着感の点で、好ま
しくない。

【００１７】本発明の加温具の一例を示す概略断面図を
図１に示す。同図においては、１は通気シート、２は裏
面シート、３は発熱組成物をそれぞれ示す。包材は通気
シート１と裏面シート２とからなる。包材は、透湿度
５．８×１０^-7〜１．２×１０^-4ｋｇ／ｍ²・Ｓを有
し、５．８×１０^-7未満では空気透過性が低く、４０℃
到達時間が長くなるか、４０℃に到達しない。１．２×
１０^-4を超えると空気が透過しやすく、４０℃超える発
熱時間は、長時間得られない。該透湿度を有する通気シ
ートを包材の一面に用いることで目的の包材が得られ
る。

【００１８】通気シート１は、微細な連続気孔を有する
ポリウレタンポリエチレン、又はポリプロピレンあるい
はこれらの混合物からなるシート、又は柔軟性を有する
熱可塑性シート等が用いられ、また不織布からなるシー
トを用いることもできる。これらのシートは単独または
２種以上の複合もしくは積層シートとして使用しても良
い。

【００１９】透湿度は、ＪＩＳＺ０２０８で測定さ
れる値である。該通気シートを用いた包材内に、窒素雰
囲気中で、上記発熱組成物を装入し、通気シートの通気
性を、ポリエステルフィルム等で密閉し、空気を遮断し
て、目的とする加温具が得られる。使用時に、該フィル
ム等を剥がして、通気性を確保して発熱させる。

【００２０】また、本発明の発熱組成物を上記透湿度を
有する包材に装入して得た加温具は、４０℃到達時間が
１５分以下、４０℃持続時間８時間以上の特性を有する
ものが得られる。

【００２１】加温具の人体への装着方法は、特に限定さ
れないが、包材の裏面シート２の表面に粘着剤を設け、
人体や衣服等に付着させることができる。

【００２２】本発明の加温具の用途は、特に限定されな
いが、使い捨てカイロ、ヘアキャップ、肩凝り等の人体
用途が考えられる。

【００２３】

【実施例】以下、実施例等に基づき本発明を具体的に説
明する。

【００２４】[実施例１]鉄粉（商品名 RKH,同和鉱業株
式会社製）１１．４ｇ（１００重量部）、反応触媒及び
水として、５重量％食塩水を鉄粉に対し５１重量部（以
下鉄粉１００に対する重量部）、保湿剤として吸水性ポ
リマー７．４重量部、活性炭２．５重量部、珪酸カルシ
ウム４．６重量部、バーミキュライト１０．０重量部、
薬剤として硫酸鉄７水和物（融点６４℃）１５重量部、
を混合機で、窒素雰囲気、常温にて混合し、発熱組成物
を得た。

【００２５】表面に透湿度２．７×１０^-6ｋｇ／ｍ^２・
Ｓの通気シート（商品名ＴＳＦ−ＥＤＦＨ、興人社製）
及びポリエチレン製の裏面シートからなる、充填部サイ
ズ１０×１２ｃｍの包材に窒素雰囲気下にて、上記発熱
組成物２１．７ｇを充填し、包材を密閉して加温具を得
た。

【００２６】この加温具を、ＪＩＳＳ４１００で発
熱評価を行い、４０℃到達時間及び４０℃維持時間を測
定した。その結果を表１に示す。

【００２７】[比較例１]薬剤の含有量を０．９重量部と
した以外は、実施例１と同様にして発熱組成物及び加温
具を得た。

【００２８】[比較例２]薬剤の含有量を２５重量部とし
た以外は、実施例１と同様にして発熱組成物及び加温具
を得た。

【００２９】[実施例２]薬剤として、硫酸アルミニウム
ナトリウム二水和物（融点６１℃）を１０重量部とした
以外は実施例１と同様にして発熱組成物及び加温具を得
た。

【００３０】[比較例３]薬剤として燐酸水素ナトリウム
十二水和物（融点３５℃）を２０重量部用いた以外は、
実施例１と同様にして発熱剤組成物及び加温具を得た。

【００３１】[比較例４]薬剤として塩化カルシウム一水
和物（融点２６０℃）を２０重量部用いた以外は、実施
例１と同様にして発熱剤組成物及び加温具を得た。

【００３２】[実施例３]鉄粉（商品名 RKH,同和鉱業株
式会社製）１００重量部、反応触媒及び水として、５ｖ
ｏｌ％食塩水を５１重量部、保湿剤として吸水性ポリマ
ー７．４重量部、活性炭５重量部、珪藻土１０．０重量
部、薬剤として硫酸鉄７水和物（融点６４℃）５重量部
を窒素雰囲気下の混合機で常温にて分散し、発熱組成物
を得た。さらに実施例１と同様にして加温具を得た。

【００３３】

【表１】表１に示すように、本発明品は、比較品に対して、４０
℃到達時間は１５分以内、かつ４０℃維持時間は８時間
以上となることが判る。

【００３４】

【効果】本発明の発熱組成物によれば、４０℃到達時間
が１５分以内と早く、かつ発熱持続時間が8時間以上と
長く、さらに加温具として人体に装着した場合、嵩張ら
ず良好な加温具が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の加温具の一例を示す概略断面
図である。

【図２】図２は、本発明の鉄粉と薬剤の発熱挙動を示す
図。

【図３】図３は、実施例１と比較例１の加温具の発熱温
度と経過時間の関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１通気シート２裏面シート３発熱組成物４薬剤５鉄粉

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化発熱する鉄粉１００重量部に対し、融
点４０℃以上１００℃以下の薬剤を１〜２０重量部含ん
だことを特徴とする発熱組成物。
【請求項２】坪量が０．５〜１０ｋｇ／ｍ²である請求
項１の発熱組成物。
【請求項３】透湿度５．８×１０^-7〜１．２×１０^-4ｋ
ｇ／ｍ²・ｓである通気性を有する包材に請求項２の発
熱組成物を装入した加温具。
【請求項４】ＪＩＳＳ４１００による４０℃到達時
間が１５分以下かつ４０℃持続時間が８時間以上、最高
温度が５０℃以下である請求項３記載の加温具。