JP2005218817A - 蓄熱体及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】そのまま電子レンジにかけるだけで簡単に加熱・蓄熱することができ、加熱効率が非常に良く、保温材として繰り返し使用できる蓄熱体及びその使用法を提供する。
【解決手段】ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール、及びそれらの混合物から選ばれたポリアルコール１をシリコン樹脂あるいはウレタン樹脂２で密封したことを特徴とする蓄熱体、前記蓄熱体を電子レンジで加熱して用いることを特徴とする蓄熱体の使用方法、前記蓄熱体を用いたことを特徴とする加熱用品、及び前記蓄熱体を用いたことを特徴とする医療器具。
【選択図】図２

Description

発明の詳細な説明

本発明は、蓄熱技術に関するもので、詳しく言えば保温材として使用できる熱を貯蔵する蓄熱体及びその使用法に関するものである。

従来、防寒用保温材、特に携帯用の保温材としては、カイロがよく知られている。これには桐灰やベンジンなどの燃料を徐々に燃やしていくものと、鉄粉などを徐々に酸化していくものがあり、それによって発生する熱を利用するものであった。しかし、これらは１回しか使用できず、繰り返して使用することができないという欠点があり、しかも、温度調節が難しく、低温火傷を起こしてしまうという問題点があった。また、それらは桐灰やベンジン、鉄粉などの可燃性が高いものを使用しており、危険であった。

発明が解決しようとする課題

本発明は上記の点に鑑み、繰り返して使用することができ、温度調節が容易で低温火傷などを起こさず、安全に使用できる蓄熱体を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段

本発明者は上記の目的を達成するため、鋭意研究を重ねた結果、ポリアルコールをシリコン樹脂で被覆するという簡単な方法により、繰り返して使用することができ、温度調節が容易な蓄熱体が得られることを見出し、本発明をなすに至った。

本発明は以下の発明からなる。
（１）ポリアルコールをシリコン樹脂あるいはウレタン樹脂で密封したことを特徴とする蓄熱体。
（２）ラジカル捕捉剤を含んだポリアルコールをシリコン樹脂あるいはウレタン樹脂で密封したことを特徴とする蓄熱体。
（３）ラジカル捕捉剤を含んだポリアルコールとペレットをシリコン樹脂あるいはウレタン樹脂で密封でしたことを特徴とする蓄熱体。
（４）前記ラジカル捕捉剤が、フェノール類、アミン類、及びそれらの混合物から選ばれたことを特徴とする蓄熱体。
（５）前記ポリアルコールが、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール、及びそれらの混合物から選ばれたことを特徴とする蓄熱体。
（６）前記シリコン樹脂あるいはウレタン樹脂が水酸基を含有することを特徴とする請求項１又は２又は３記載の蓄熱体。
（７）前記蓄熱体を電子レンジで加熱して用いることを特徴とする蓄熱体の使用方法。
（８）前記蓄熱体を用いたことを特徴とする加熱用品。
（９）前記蓄熱体の表面に粘着性物質を用いたことを特徴とする請求項８記載の加熱用品。
（１０）前記蓄熱体を用いたことを特徴とする医療器具。
（１１）前記蓄熱体をサポーターやベルト、ベルクロなどのついた保持器具にとりつけ、患部に固定可能にしたことを特徴とする請求項１０記載の医療器具。

本発明に用いられるポリアルコールは水酸基を有する高分子であり、その中でポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコールがコストの面と入手の容易さから最も好ましい。

本発明に用いられるシリコン樹脂あるいはウレタン樹脂はいろいろなものがあり、それらの混合物でもよいが、その中でも水酸基を有するものが最も好ましい。そして、繊維に含浸したり、プラスチックスの袋にコーティングしたものでも良いし、樹脂の表面を不織布で覆ったものでも良い。また、シリコン樹脂あるいはウレタン樹脂は軟質のものが好ましい。

本発明に用いられるラジカル捕捉剤としては、さまざまなものがあるが、その中でフェノール、クレゾール、ヒドロキノン、カテコール、アニソール、キシレノール、ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールやＮ−ニトロソアニリン、Ｎ−ニトロソアミン、フェニレンジアミン、エチレンジアミンなどのフェノール類、アミン類やそれらの誘導体がコストの面と入手の容易さから最も好ましい。これらの物質は単独で用いても良いし、２種以上混合して用いても良い。そして、ポリアルコールに対するラジカル捕捉剤の添加量としては０．００１〜２０％で、特に０．０１〜５％が好ましい。

本発明に用いられるペレットとしては、石の粒や金属の粒、プラスチックスペレット、セラミックスペレット、粘土の成形体など、いろいろなものが挙げられ、微量の放射性物質や磁石、電気石などを含んでいてもよい。また、ペレットの形状としては球状が最も好ましい。ペレットの大きさとしては、直径１ｍｍ〜２０ｍｍが好ましい。

本発明に用いられる蓄熱体の形状は、球形、板状、円柱状、角柱状、円錐状、ラグビーボール状、管状、棒状、円盤状、靴下状、手袋状、帯状、靴状など、さまざまなものが挙げられ、使用形態に応じて選択されるが、特に、シート状がよく使用される。蓄熱体に対するペレットの含有率は蓄熱体１平方ｃｍ当たりの１〜２０個が好ましい。

本発明では、上記蓄熱体を用いることにより、加熱・保温器具や医療器具を作製し、提供することができる。本発明による加熱・保温器具あるいは医療器具として温湿布、肩こり用保温具、ガンの温熱治療具、筋肉痛治療具、腹痛治療具、冷え性治療具など、さまざまな製品が挙げられる。そして、蓄熱体をサポーターや布、ベルト、ベルクロなどのついた保持器具にとりつけることで、患部に固定可能な医療器具を提供することができる。

本発明では、さらに上記蓄熱体の表面に粘着性物質である超軟質のシリコン樹脂やウレタン樹脂を使用することにより、食器や容器に取り付けることの可能な保温器具を提供することができる。

作用

本発明の蓄熱体は、ポリアルコールをシリコン樹脂で密封されてできており、食品に使用できるほど安全性が高く、肌触りがよい。これを加熱すると、ポリアルコールが融解し、融解熱が蓄えられる。そして、冷えて固まるときに、熱を放出するため、その熱を保温に利用することができる。通常、蓄熱体の加熱は湯の中に漬けることで行われるが、湯を沸かすのが手間である。本発明の蓄熱体は湯を沸かさなくても、そのまま電子レンジにかけるだけで簡単に加熱・蓄熱することができる。しかも、電子レンジにかけるとポリアルコールだけでなくシリコン樹脂、特に水酸基を含有するシリコン樹脂もマイクロ波を吸収して加熱されるため、加熱効率が非常に良く、電子レンジに数分かけると数時間保温できる。そして、表面がシリコンで覆われたものは、水洗いも出来るため、電子レンジだけではなく、湯煎も可能である。また、ポリアルコールは酸素があると酸化され劣化していくが、ラジカル捕捉剤を添加しておくと劣化が防止され、繰り返し使用することができる。さらに、ポリアルコールは分子量によって融解温度が異なり、分子量を選ぶことによって零下から６５℃まで蓄熱温度を選択することができる。したがって、低温火傷を生じない温度で保温することができる。そのため、柔らかいシリコン樹脂あるいはウレタン樹脂を使用して直接肌に張り付けて保温することも可能である。また、蓄熱体をサポーターやベルト、ベルクロなどのついた保持器具にとりつけ、患部に固定可能することも可能である。これによって温湿布が可能で、肩こりや筋肉痛、ガン治療などに使用することができる。その際、石の粒や金属の粒、プラスチックスペレット、セラミックスペレット、粘土の成形体などや、特に微量の放射性物質を含んだペレットや磁石、電気石などのペレットを蓄熱体に混ぜておくことにより、指圧効果や放射線効果、磁気効果、静電気効果などによる複合効果が得られる。さらに、本発明の蓄熱体は、患部の形状に沿って固まるので、温湿布以外にも簡単なギブスとして応用できるし、蓄熱体の表面に粘着性の高い超軟質のシリコン樹脂やウレタン樹脂を使用して、食器や容器に取り付けて使用する保温器具として利用することもできる。

次に本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は当該実施例によって何ら限定されるものではない。

実施例１
分子量４０００のポリエチレングリコール１００グラムにｔ−ブチル−ｐ−クレゾールを１グラム加えてよく混合した後、ガーゼにシリコン樹脂を含浸したシートで密封した。これを家庭用電子レンジに入れ、５００Ｗで１分加熱し、ほかほかカイロとして使用した結果、４２℃で３時間保温でき、繰り返して使用することができた。

実施例２
まず、分子量５０００のポリエチレンオキシドにＮ−フェニル−Ｎ‘−シクロヘキシル−ｐ−フェニレンジアミンを１％加えてよく混合した後、融解して型に入れ、６０ｍｍ×１００ｍｍ×６ｍｍの板を作り、中央に６ｍｍ程度の穴をいくつか等間隔で開けた。次に底辺が９０ｍｍ×１３０ｍｍ深さが３０ｍｍ程度の型の底に、２ｍｍ程度の厚さになるまでシリコン樹脂を流し込み硬化させた。そこへ先ほど作ったポリエチレンオキシド板をシリコンの補強のためにトリコットメッシュで包んで型の中央に置き、全体が隠れるまでシリコン樹脂を流し込んで、厚みが１０ｍｍ程度となるようにした。トリコットメッシュを用い、完全にシリコン樹脂を含浸させることで、シリコン樹脂自体を引っ張りに強いものにすることができた。こうして得られた蓄熱体を電子レンジで３分加熱すると、ポリエチレンオキシド板が完全に融解して柔らかくて温かいシリコン樹脂のブロックシートになった。それを患部に当てサポーターなどで固定すると、約３時間保温することができた。また、加熱約３０分後からポリエチレンオキシドの固形化が始まり、１時間後には患部の形状に沿って固まり、暖かいギブスのようになった。ポリエチレンオキシドの中央に開けた穴にはシリコンが入り込み、表面を包んでいるシリコン樹脂シートを内部でつないでいるので、融解時に必要以上の型くずれを防止すると共に、ギブス化した場合、力を加えることでこの部分が割れて、患部から取り外すのを容易にしている。

実施例３
まず、分子量４０００のポリエチレングリコールを用いて６０ｍｍ×１００ｍｍ×６ｍｍの大きさの板を作り、中央に６ｍｍ程度の穴をいくつか等間隔で開ける。次に９０ｍｍ×１３０ｍｍに裁断した不織布の片面に、補強のために同じ大きさのガーゼを重ねた。その上からオキシムタイプのシリコン樹脂をすき間無く２ｍｍ程度の厚みまで塗布し、不織布とガーゼがシリコンで密着し積層されたシートを２枚作った。硬化後、再度シリコン樹脂を塗布し、同時にポリエチレングリコールの中央の穴の部分にもシリコン樹脂を充填した。その後、シリコン面を内側にした、２枚のシリコンシートの間にポリエチレングリコールを挟んで、空気を押し出しながら密着させ周囲にはみ出したシリコンシート同士を貼り合わせて硬化させた。そうしてできたものを電子レンジで加熱した結果、実施例２と同様の効果があった。

実施例４
まず、分子量４０００のポリエチレングリコールを用いて６０ｍｍ×５０ｍｍ×６ｍｍの大きさの板を作り、上下にガラス繊維を重ねて周囲を縫合し余分な部分を切り取って、この板を完全に繊維で覆った。これを、すっぽり入れることのできる大きさの型に入れ、全体が隠れるまでシリコン樹脂を注入すると、繊維とポリエチレングリコールの隙間にもシリコン樹脂が含侵して、硬化後は全体が一体化した蓄熱体を作ることができた。

実施例６
まず、分子量４０００のポリエチレングリコールを用いて６０ｍｍ×５０ｍｍ×６ｍｍの大きさの板を作り、上下にガラス繊維を重ねて周囲を縫合し余分な部分を切り取って、この板を完全に繊維で覆った。これを、シリコン樹脂で満たされた容器に漬けて、全体にくまなくシリコン樹脂を含侵させ、引き上げたのち硬化させることで、全体が一体化した蓄熱体を作ることができた。

実施例６
実施例５と同様にして作製した蓄熱体を並列に多数収納することのできる不織布でつくったホルダーに収容することで、広い面積を持った保温器具を作製した。得られた保温器具は、表面がシリコン樹脂製で薬品にも強く、湯水で洗うこともできる。そして不織布のホルダーは使い捨てにすることで、医療機関などでも清潔な使用環境を保つことができる。

実施例７
底辺が直径１２０ｍｍ、高さが１３ｍｍで、補強のためシリコン樹脂の中にガラス繊維を入れた、底と側面の厚さが５ｍｍ程度のシリコン樹脂製の広口容器を作り、内部に融解した分子量６０００のポリエチレンオキシドを厚さ６ｍｍ程度になるよう流し込み冷却して固形化させた。その後、ポリエチレンオキシドの上に直径１２０ｍｍにカットしたガラス繊維をかぶせ、粘着性の高い超軟質ウレタン樹脂を、シリコン樹脂製の容器にいっぱいになるように流し込み、ポリエチレンオキシドをシリコン樹脂と超軟質ウレタン樹脂で完全に覆った。硬化後、電子レンジで３分加熱し、鍋やお皿の底に貼り付けた結果、内容物を数時間保温することができた。しかも、シリコン樹脂の表面温度が必要以上に上昇しないので、テーブルなどに置くときにも鍋敷き等が必要なかった。
また、寒冷時に、加熱して自動車のバッテリーに貼り付けると、バッテリーの電圧の降下を防ぐことが出来て、エンジンの始動が容易になった。

実施例８
まず、ベルクロの生地を広範囲に使用した腰痛ベルトやサポーターを制作した。次に、実施例２と同様にして作成した蓄熱体がぴったり収納できる袋を作り、袋の片面にベルクロテープを付けておくと、前述の腰痛ベルトやサポーターを使用する際、必要に応じて必要な場所に蓄熱体を取り付けることが可能となった。また、収納する袋生地の厚さ加減や、蓄熱体を腰痛ベルトやサポーターの表あるいは裏面に取り付けることなどで、温度調節が出来た。さらに、収納袋の中に、石の粒や金属の粒、プラスチックスペレット、セラミックスペレット、粘土の成形体などや、特に微量の放射性物質を含んだペレットや磁石、電気石などのペレット入れた物を、同様の方法で取り付けることで、指圧効果や放射線効果、磁気効果、静電気効果などによる複合効果が得られた。なお、蓄熱体に直接ベルクロテープを取り付けてもよい。

実施例９
実施例６と同様に、ベルクロの生地を広範囲に使用した腰までの長さの襟付き貫頭衣を作った。この貫頭衣は、両脇の下で前身頃と後身頃をベルトやベルクロ等で付け外したり、人体への密着度を調整する事が出来る。使用する際は、蓄熱体をベルクロの付いた収納袋に入れ、貫頭衣の任意の場所に取り付けた上、人体に密着するように貫頭衣の両脇の下の部分で調節しながら装着する。ベルクロの生地が貫頭衣の裏表の両面に使用してあれば、服の表でも裏にでも取り付けることが出来る。さらに、実施例６にあるような様々な物質を収納袋に入れ使用することによって、首から腰までの様々な部位で複合効果が得られた。

実施例１０
カセットコンロなどで使用するカセットボンベは、気温の低いところで使用する際、内部の液化ブタンが気化しにくくなり、ガスの安定供給ができない場合がある。そこで、シリコン樹脂に包まれた蓄熱体を、カセットボンベの容器に密着できるような形状に成形し、接合面に超軟質ウレタンを塗布した。そうしてできたものを加熱してボンベに貼り付ける事で、内部の液化ブタンの気化を助けることが出来た。また同様の方法で、様々な缶スプレー製品にも応用することができた。

実施例１１
自転車やオートバイのハンドルグリップに被せることが可能な、筒状に成形した蓄熱体を作った。そうしてできたものを加熱したのち、ベルクロでハンドルグリップに固定すると、寒い時でも手や指先を暖めることができた。ポリエチレングリコールの量は少なくなるものの、一般的な通勤や通学時間内であれば、十分に効果が得られた。

発明の効果

本発明は以上説明したように、ポリアルコールをシリコン樹脂あるいはウレタン樹脂で密封してできており、食品に使用できるほど安全性が高く、肌触りがよい。本発明の蓄熱体はそのまま電子レンジにかけるだけで簡単に加熱・蓄熱することができ、加熱効率が非常に良く、電子レンジに数分かけると数時間保温に使用できる。そして、繰り返し使用することができ、低温火傷を生じない温度で保温することができる。そのため、温湿布が可能で、肩こりや筋肉痛、ガン治療などに使用することができる。その際、石の粒や金属の粒、プラスチックスペレット、セラミックスペレット、粘土の成形体などや、特に微量の放射性物質を含んだペレットや磁石、電気石などのペレットを蓄熱体に混ぜておくことにより、指圧効果や放射線効果、磁気効果、静電気効果などによる複合効果が得られる。そして、保温器具や加熱器具、医療器具などさまざまな分野で使用でき、経済効果、波及効果が極めて大きい。

内包されるポリエチレングリコールの形状を示す図 図１のポリエチレングリコールを不織布とガーゼとシリコン樹脂で作ったシートで包んだ蓄熱体の断面を示す図 図１と同形状のポリエチレンオキシドをトリコットメッシュとシリコン樹脂で包んだ、蓄熱体と型の断面を示す図 固形化したポリエチレングリコールをガラス繊維で包み、周囲を縫合したものを型に入れ、シリコン樹脂を注入して出来た蓄熱体の断面を示す図 一面が超軟質ウレタン樹脂で覆われた蓄熱体の断面を示す図 自転車やオートバイのハンドルグリップ装着用蓄熱体とその断面を示す図 カセットボンベと、接合面に超軟質ウレタン樹脂を塗布した半球型蓄熱体を示す図 表面がベルクロの生地で作られている、両脇下で調節機能を持った貫頭衣型装着服とベルクロテープの付いた収納袋に入れた蓄熱体の装着例を示した図と、装着服の展開図

符号の説明

１：ポリエチレングリコール
２：シリコン樹脂
３：トリコットメッシュ
４：型
５：不織布
６：ガーゼ
７：ガラス繊維
８：超軟質ウレタン樹脂
９：円筒型蓄熱体
１０：半球型蓄熱体
１１：カセットボンベ
１２：表面がベルクロの生地で作られている、貫頭衣型装着服
１３：調節用ベルクロテープ
１４：ベルクロのテープが付けられた収納袋に入れた、シート型蓄熱体
１５：ポリエチレンオキシド

Claims (11)

1. ポリアルコールをシリコン樹脂あるいはウレタン樹脂で密封したことを特徴とする蓄熱体。
2. ラジカル捕捉剤を含んだポリアルコールをシリコン樹脂あるいはウレタン樹脂で密封したことを特徴とする蓄熱体。
3. ラジカル捕捉剤を含んだポリアルコールとペレットをシリコン樹脂あるいはウレタン樹脂で密封したことを特徴とする蓄熱体。
4. 前記ラジカル捕捉剤が、フェノール類、アミン類、及びそれらの混合物から選ばれたことを特徴とする請求項２又は３記載の蓄熱体。
5. 前記ポリアルコールが、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール、及びそれらの混合物から選ばれたことを特徴とする請求項１又は２又は３記載の蓄熱体。
6. 前記シリコン樹脂あるいはウレタン樹脂が水酸基を含有することを特徴とする請求項１又は２又は３記載の蓄熱体。
7. 前記蓄熱体を電子レンジで加熱して用いることを特徴とする蓄熱体の使用方法。
8. 前記蓄熱体を用いたことを特徴とする加熱あるいは保温用品。
9. 前記蓄熱体の表面に粘着性物質を用いたことを特徴とする請求項８記載の加熱あるいは保温用品。
10. 前記蓄熱体を用いたことを特徴とする医療器具。
11. 前記蓄熱体をサポーターやベルト、ベルクロなどのついた保持器具にとりつけ、患部に固定可能にしたことを特徴とする請求項１０記載の医療器具。

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