JP2010086757A - Heating ceramic and method of manufacturing the same, as well as heat insulating supplies - Google Patents

Heating ceramic and method of manufacturing the same, as well as heat insulating supplies Download PDF

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Akihide Miyasaka
明秀 宮坂
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide heating ceramic that is easily heated with a microwave oven, equipped with stable heating characteristics, a heat retaining property and safety to use, a method of manufacturing the same, as well as heat insulating supplies using the heating ceramic. <P>SOLUTION: The heating ceramic 10 used for microwave heating is formed by calcination of a ceramic material and a conductive material, and characterized by containing of conductor powder in the sintered body. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、発熱セラミック及びその製造方法並びに保温用品に関し、より詳細には電子レンジによって簡単に加熱することができる発熱セラミック及びその製造方法並びに前記発熱セラミックを用いた保温用品に関する。   The present invention relates to a heat generating ceramic, a manufacturing method thereof, and a heat retaining article, and more particularly to a heat generating ceramic that can be easily heated by a microwave oven, a manufacturing method thereof, and a heat retaining article using the heat generating ceramic.

就寝時の保温用として湯たんぽなどの保温用品が従来から使用されてきた。近年は、湯たんぽのかわりに電子レンジを用いて簡単に暖めて使用することができる保温用品が提供されている。電子レンジを用いて蓄熱させる保温用品の多くは、吸水性を備えたゲル(樹脂)を保温材としたものであり、マイクロ波によって水分子を振動させて加熱し、保温性が保持されるように形成されている。   Conventionally, warming supplies such as hot water bottles have been used for keeping warm at bedtime. In recent years, warming supplies that can be easily warmed and used using a microwave oven instead of a hot water bottle have been provided. Many of the heat-retaining products that store heat using a microwave oven use water-absorbing gel (resin) as a heat-retaining material, and the water molecules are vibrated and heated by microwaves so that the heat-retaining property is maintained. Is formed.

なお、電子レンジにより加熱して発熱する素材としては種々のものが提案されており、セラミックスを保温材に使用して電子レンジによって加熱できるように構成した製品もある。また、電子レンジによる加熱を利用する製品として、温灸パック等の温灸製品も提案されている。
特開2007−44298号公報 特開2002−369835号公報 特開平11−9652号公報 特開2004−121731号公報 特開2001−338748号公報
Various materials have been proposed as materials that generate heat when heated by a microwave oven, and some products are configured to be heated by a microwave oven using ceramics as a heat insulating material. In addition, hot-spring products such as hot-water packs have been proposed as products using heating by a microwave oven.
JP 2007-44298 A JP 2002-369835 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-9652 JP 2004-121731 A JP 2001-338748 A

電子レンジを用いて保温材を加熱して使用するあんか等の保温用品は、簡単に温めることができ、取り扱いが容易であるという利点がある。また、繰り返して使用できる点からも有用である。しかしながら、保温材にゲル(樹脂材)を使用した製品は、電子レンジによる加熱操作によっては保温材が過熱し、保温材の密封袋が破裂するといった問題があった。   A heat-retaining article such as an orchid that heats the heat-retaining material using a microwave oven has the advantage that it can be easily heated and is easy to handle. Moreover, it is useful also from the point which can be used repeatedly. However, a product using gel (resin material) as a heat insulating material has a problem that the heat insulating material is overheated by a heating operation using a microwave oven and the heat insulating material sealing bag is ruptured.

また、セラミックを保温材に使用する製品では、セラミックに吸水性を付与する等によって電子レンジによる加熱を可能としているために、使用時におけるセラミックの吸水状態や加熱状態によって、保温材の加熱が不足したり、保温材が過熱するといったばらつきがあり、一定の保温性が得られないといった問題があった。   In addition, products that use ceramic as a heat insulating material can be heated by a microwave oven by adding water absorbency to the ceramic. And there is a variation that the heat insulating material is overheated, and there is a problem that a certain heat retaining property cannot be obtained.

本発明は、これらの課題を解決すべくなされたものであり、電子レンジを用いて簡単に加熱することができ、安定した加熱特性及び保温性を備えるとともに、安全に使用することができる発熱セラミック及びその製造方法並びに発熱セラミックを利用した保温用品を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve these problems, and can easily be heated using a microwave oven, has stable heating characteristics and heat retention properties, and can be used safely. Another object of the present invention is to provide a heat-retaining article using the heat-generating ceramic and its manufacturing method.

上記目的を達成するために、本発明は次の構成を備える。
すなわち、本発明に係る発熱セラミックは、マイクロ波加熱に用いられる発熱セラミックであって、セラミック材と導電材とから焼成して形成され、焼成体中に導電体粉が含有されていることを特徴とする。
また、本発明に係る発熱セラミックは、前記導電体粉として、鉄粉が含有されているものが好適であり、前記導電材として、粉体状の鉄及びアルミニウムが用いられているものがさらに好適に用いられる。
In order to achieve the above object, the present invention comprises the following arrangement.
That is, the exothermic ceramic according to the present invention is a exothermic ceramic used for microwave heating, and is formed by firing from a ceramic material and a conductive material, and a conductive powder is contained in the fired body. And
In addition, the exothermic ceramic according to the present invention is preferably one containing iron powder as the conductor powder, and more preferably one using powdered iron and aluminum as the conductive material. Used for.

また、本発明に係る保温用品は、電子レンジによって加熱される保温材が収納されて形成された保温用品であって、前記保温材が、マイクロ波加熱に用いられる発熱セラミックであって、セラミック材と導電材とから焼成して形成され、焼成体中に導電体粉が含有されていることを特徴とする。
また、前記保温用品としては、前記発熱セラミックが、前記導電体粉として、鉄粉が含有されているもの、前記発熱セラミックが、前記導電材として、粉体状の鉄及びアルミニウムが用いられているものがとくに好適に用いられる。
The heat-retaining article according to the present invention is a heat-retaining article formed by storing a heat-retaining material heated by a microwave oven, wherein the heat-retaining material is a heat-generating ceramic used for microwave heating, and is a ceramic material. And a conductive material, and the conductive material powder is contained in the fired body.
In addition, as the heat-retaining article, the heat generating ceramic contains iron powder as the conductor powder, and the heat generating ceramic uses powdered iron and aluminum as the conductive material. Those are particularly preferably used.

また、本発明に係る発熱セラミックの製造方法としては、粘土と焼成助剤とを有する粉体として形成されたセラミック材と、粉体状の導電材とを混合する工程と、前記セラミック材と前記導電材との混合物を成形して成形品を形成する工程と、前記成形品を焼成する工程とを備えることを特徴とする。
また、本発明に係る発熱セラミックの製造方法においては、前記導電材として、粉体状の鉄及びアルミニウムを用いること、前記成形品を焼成する工程においては、焼成温度を400℃〜800℃に設定することが、発熱性の優れた発熱セラミックを製造する上においてとくに有効である。
Further, as a method for producing a heat generating ceramic according to the present invention, a step of mixing a ceramic material formed as a powder having clay and a firing aid and a powdery conductive material, the ceramic material, The method includes a step of forming a molded product by molding a mixture with a conductive material, and a step of firing the molded product.
Further, in the method for producing a heat generating ceramic according to the present invention, powdered iron and aluminum are used as the conductive material, and in the step of firing the molded product, the firing temperature is set to 400 ° C to 800 ° C. This is particularly effective in producing a heat-generating ceramic having excellent heat generation properties.

本発明に係る発熱セラミックは、焼成体中に導電体粉が含有されていることによって、電子レンジによって容易にかつ効率的に加熱することができ、保温用品の保温材として好適に用いることができる。また、本発明に係る保温用品は、電子レンジによって簡単に温めることができ、安全に取り扱うことができる商品として提供される。   The heat generating ceramic according to the present invention can be easily and efficiently heated by a microwave oven because the conductive powder is contained in the fired body, and can be suitably used as a heat insulating material for heat insulating products. . The heat-retaining article according to the present invention is provided as a product that can be easily warmed by a microwave oven and can be handled safely.

(発熱セラミック)
以下、本発明に係る発熱セラミックの構成及びその製造方法についての実施の形態について説明する。
図1に発熱セラミック10の外観図を示す。本実施形態の発熱セラミック10は外径が5mm程度の球状の焼成体として形成されている。この発熱セラミック10において特徴とする点は、焼成体中に導電体粉(鉄粉)が酸化されていない状態で含有されることにより、電子レンジによって効率的に加熱されるように形成されていることである。
(Heat generation ceramic)
Embodiments of the configuration of the heat generating ceramic according to the present invention and the manufacturing method thereof will be described below.
FIG. 1 shows an external view of the heat generating ceramic 10. The exothermic ceramic 10 of this embodiment is formed as a spherical fired body having an outer diameter of about 5 mm. A feature of the exothermic ceramic 10 is that the conductive powder (iron powder) is contained in the fired body in an unoxidized state, so that it is efficiently heated by a microwave oven. That is.

発熱セラミック10を形成するセラミック材には、粘土、コーディエライト、ペタライト、アルミナ等が用いられる。発熱セラミック10を形成するセラミック材の材料はとくに限定されるものではなく、適宜材料を組み合わせて使用することができる。なお、コーディエライトとペタライトは、耐熱性が高く、発熱セラミック10を低温で焼成した場合であっても、クラックが入ったりせず、緻密に焼成できるという利点がある。   Clay, cordierite, petalite, alumina or the like is used for the ceramic material forming the exothermic ceramic 10. The material of the ceramic material forming the exothermic ceramic 10 is not particularly limited, and can be used by appropriately combining materials. Cordierite and petalite have high heat resistance, and even when the heat-generating ceramic 10 is fired at a low temperature, there is an advantage that it can be fired densely without cracks.

なお、図1に示す実施形態の発熱セラミック10は球体状に焼成したものであるが、発熱セラミックの形態は任意に設定することができ、発熱セラミックの大きさも任意に設定可能である。
発熱セラミックの形態としては、たとえば、楕円体、薄平板体、多角形体等に形成することができる。また、球体状に形成する場合であっても、外径5mm以上に形成することもできるし、5mm以下に形成することもできる。また、薄平板状に形成する場合も、正方形、長方形等の任意の形状とすることができ、数mm角あるいは数cm角等の大きさに形成することができる。
Although the heat generating ceramic 10 of the embodiment shown in FIG. 1 is fired into a spherical shape, the shape of the heat generating ceramic can be arbitrarily set, and the size of the heat generating ceramic can also be arbitrarily set.
As a form of the heat generating ceramic, for example, it can be formed into an ellipsoid, a thin plate, a polygon or the like. Moreover, even when it forms in a spherical shape, it can be formed to have an outer diameter of 5 mm or more, or can be formed to 5 mm or less. Moreover, when forming in thin plate shape, it can be set as arbitrary shapes, such as a square and a rectangle, and can be formed in the magnitude | size of several mm square or several cm square.

セラミック材に加える導電材には、Fe、Al、Au、Ag、Cu、Si等が用いられる。セラミック材に導電材を加えるのは、発熱セラミックに導電材を含有させることにより、電子レンジ加熱によって発熱セラミックを発熱させるようにするためである。セラミック材に加える導電材は金属に限るものではなく、Siのように、非金属であっても導電性を有するものであれば使用できる。   Fe, Al, Au, Ag, Cu, Si, or the like is used as a conductive material added to the ceramic material. The reason why the conductive material is added to the ceramic material is to cause the heat generating ceramic to generate heat by heating the microwave by adding the conductive material to the heat generating ceramic. The conductive material added to the ceramic material is not limited to metal, and any non-metal conductive material such as Si can be used.

これらの導電材は、粉体として原料に添加される。発熱セラミック10は、セラミック材と導電材とを混合して所定形状、たとえば球体状等に成形した後、成形品を焼成することによって得られる。
セラミック材と混合される導電材は、焼成した際に酸化されずに発熱セラミック10中に導電体粉のまま含有されることによって、電子レンジによる加熱が効果的になされるようになる。
本実施形態の発熱セラミック10は、焼成する際にセラミック材に加えた導電材が酸化されないように焼成温度を低く設定して焼成される。
These conductive materials are added to the raw material as powder. The exothermic ceramic 10 is obtained by mixing a ceramic material and a conductive material and forming the mixture into a predetermined shape, for example, a spherical shape, and then firing the molded product.
When the conductive material mixed with the ceramic material is not oxidized when fired and is contained in the exothermic ceramic 10 as a conductive powder, heating by a microwave oven is effectively performed.
The exothermic ceramic 10 of the present embodiment is fired at a low firing temperature so that the conductive material added to the ceramic material is not oxidized during firing.

発熱セラミック10に導電材を含有させる場合、一般的には導電材の分量が多いほど電子レンジによる加熱作用は強くあらわれる。したがって、あんか等の保温用品に応じて、発熱セラミック10に含有させる導電材の分量を調節し、電子レンジで加熱した際に、好適に加熱されるように設定するのがよい。   When the heat generating ceramic 10 contains a conductive material, generally, the larger the amount of the conductive material, the stronger the heating action by the microwave oven. Therefore, it is preferable that the amount of the conductive material contained in the heat generating ceramic 10 is adjusted according to the heat-retaining article such as red bean so as to be suitably heated when heated in the microwave oven.

(発熱セラミックの製造方法)
発熱セラミックはセラミック材と導電材とを混合し、所定形状に成形した後、成形品を焼成することによって得られる。以下に、発熱セラミックの製造例について説明する。
セラミック材には、粘土、コーディエライト、ペンタライト等とリン酸フリット等の焼成助剤が用いられる。焼成助剤を使用しているのは、発熱セラミックを焼成する際の焼成温度を下げるためである。焼成助剤には、リン酸フリット以外の適宜材料を使用することができる。
たとえば、セラミック材として粘土とコーディエライトを使用してセラミックを焼成する場合の焼成温度は1100℃〜1200℃程度である。これに対して、焼成助剤としてリン酸フリットを添加して焼成すると、焼成温度は600℃程度まで低下する。このように焼成温度をなるべく低くすることによって、焼成時にセラミック材に添加した導電材を酸化させないようにすることができる。
(Method for producing exothermic ceramic)
The exothermic ceramic is obtained by mixing a ceramic material and a conductive material, forming the ceramic material into a predetermined shape, and firing the molded product. Below, the manufacture example of a heat-generating ceramic is demonstrated.
As the ceramic material, clay, cordierite, pentalite or the like and a firing aid such as phosphoric acid frit are used. The reason why the firing aid is used is to lower the firing temperature when firing the exothermic ceramic. Any appropriate material other than phosphoric acid frit can be used for the firing aid.
For example, the firing temperature when firing ceramic using clay and cordierite as the ceramic material is about 1100 ° C to 1200 ° C. On the other hand, when a phosphoric acid frit is added as a baking aid and baking is performed, the baking temperature is reduced to about 600 ° C. Thus, by making the firing temperature as low as possible, the conductive material added to the ceramic material during firing can be prevented from being oxidized.

なお、発熱セラミックを焼成する際の焼成温度は、セラミック材の材料や焼成助剤の種類、添加量等によって変動する。したがって、使用するセラミック材や焼成助剤、セラミック材に加える導電材の分量や種類に応じて、適宜組成として発熱セラミックの焼成温度を設定する。発熱セラミックの焼成温度は、発熱セラミックが緻密に焼成され、セラミック材に加える導電材がなるべく酸化しないようにできるだけ低温に設定するのがよい。セラミック材に加えた導電材をなるべく酸化させないようにする焼成温度としては、導電材にもよるが、400℃〜800℃程度とすればよい。   Note that the firing temperature when firing the exothermic ceramic varies depending on the material of the ceramic material, the type of firing aid, the amount added, and the like. Accordingly, the firing temperature of the exothermic ceramic is appropriately set as a composition according to the amount and type of the ceramic material and firing aid used, and the conductive material added to the ceramic material. The firing temperature of the exothermic ceramic is preferably set as low as possible so that the exothermic ceramic is densely fired and the conductive material added to the ceramic material is not oxidized as much as possible. The firing temperature for preventing the conductive material added to the ceramic material from being oxidized as much as possible may be about 400 ° C. to 800 ° C., although it depends on the conductive material.

本実施例においては、セラミック材に添加する導電材として、アルミニウム(Al)と鉄(Fe)を主材料としている。アルミニウム及び鉄は、10μm〜100μm程度の粒度の粉体として加える。同様にセラミック材についても、粉体を使用する。
原料の分量比(重量比率)は次の通りである。
(サンプルA)
鉄 5%、アルミニウム30%、粘土:50%、リン酸フリット10%、酸化チタン5%
(サンプルB)
鉄10%、アルミニウム60%、粘土:15%、ペタライト10%、リン酸フリット5%
(サンプルC)
鉄15%、アルミニウム60%、粘土:20%、ガラス粉 5%
In this embodiment, aluminum (Al) and iron (Fe) are mainly used as the conductive material added to the ceramic material. Aluminum and iron are added as powder having a particle size of about 10 μm to 100 μm. Similarly, powder is also used for ceramic materials.
The quantity ratio (weight ratio) of the raw materials is as follows.
(Sample A)
Iron 5%, Aluminum 30%, Clay: 50%, Phosphate frit 10%, Titanium oxide 5%
(Sample B)
Iron 10%, Aluminum 60%, Clay: 15%, Petalite 10%, Phosphate frit 5%
(Sample C)
15% iron, 60% aluminum, 20% clay, 5% glass powder

これらの原料を、ポットミルを用いて、12時間程度、よく混合する(混合物を作製する工程)。
混合した原料粉にバインダーとして水を加えながら成形する。粒状に成形するには、あらかじめ用意した粒径1.4mm〜1.7mmの粘土の種玉を原料中で転がして粒状とする。プレス加工等によって平板状に成形することもできる(成形工程)。
These raw materials are mixed well for about 12 hours using a pot mill (step of producing a mixture).
It shape | molds, adding water as a binder to the mixed raw material powder. In order to form into a granule, a clay seed ball having a particle diameter of 1.4 mm to 1.7 mm prepared in advance is rolled into a raw material to be granulated. It can also be formed into a flat plate shape by pressing or the like (forming step).

次いで、成形品を焼成炉に入れて焼成し発熱セラミックとする(焼成工程)。
焼成工程においては、成形品を焼成炉に入れてから4時間程度で焼成温度、たとえば600℃まで昇温させ、600℃で3時間維持した後、室温まで徐々に降温させて焼成する。
上記サンプルA、B、Cのいずれも、焼成温度が500℃以下では焼結せず、650℃以上になると導電材の酸化が進んだため、焼成温度を600℃に設定して発熱セラミックを焼成した。
Next, the molded product is placed in a firing furnace and fired to form a heat generating ceramic (firing step).
In the firing step, the molded article is heated to a firing temperature, for example, 600 ° C., for example, about 600 ° C. in about 4 hours after being placed in a firing furnace, maintained at 600 ° C. for 3 hours, and then gradually lowered to room temperature and fired.
None of the samples A, B, and C were sintered at a firing temperature of 500 ° C. or lower, and the conductive material was oxidized at a temperature of 650 ° C. or higher. did.

前述したように電子レンジによって発熱セラミックを加熱した際に発熱セラミックが効率的に加熱されるようにするには、発熱セラミックに含有される導電体粉ができるだけ酸化しない状態としておくのがよい。
上記実施例において、導電材としてアルミニウムと鉄とを添加しているのは、アルミニウムが鉄よりも酸化しやすいことから、発熱セラミックを焼成する際に、アルミニウムの酸化によって鉄粉が酸化しないようにするためである。
As described above, in order to efficiently heat the heat generating ceramic when the heat generating ceramic is heated by the microwave oven, it is preferable that the conductive powder contained in the heat generating ceramic is not oxidized as much as possible.
In the above embodiment, aluminum and iron are added as conductive materials because aluminum is more easily oxidized than iron, so that when exothermic ceramic is fired, iron powder is not oxidized by oxidation of aluminum. It is to do.

アルミニウムの添加量を鉄の添加量の5倍程度としているのは、アルミニウムの作用によって鉄粉が酸化することを抑える作用が有効に作用するようにするためである。実験によると、アルミニウムの分量を鉄の分量の6倍以上としても、発熱セラミックの発熱作用(電子レンジによって加熱される作用)は大きく変わらなかった。したがって、アルミニウムの添加量は鉄の6倍程度以下とすればよい。
なお、鉄は酸化されても(Fe3O4)導電性を有している点から、発熱セラミックに含有させる導電材として好適に用いられる。
The reason why the addition amount of aluminum is set to about five times the addition amount of iron is that the action of suppressing the oxidation of iron powder by the action of aluminum is effective. According to experiments, even when the amount of aluminum was set to be six times or more of the amount of iron, the heat generation action of the heat generating ceramic (the action heated by the microwave oven) did not change significantly. Therefore, the addition amount of aluminum may be about 6 times or less that of iron.
In addition, even if iron is oxidized (Fe3O4), since it has electroconductivity, it is used suitably as a electrically conductive material contained in a heat-generating ceramic.

(比較例)
原料にフェライトを使用したセラミックボールを本実施例の発熱セラミックの比較サンプルとした。
このセラミックボールは、粘土とコーディエライトとフェライトを原料とするもので、原料の分量比(重量比率)は、粘土:15%、コーディエライト38%、フェライト47%である。いずれも粉体を原料とする。
原料をポットミルにより12時間混合した後、粘土の種玉を使用して、外径5mm程度の粒状体を成形した。
この粒状に成形された成形品を焼成炉に入れ、7時間かけて1130℃まで昇温させ、1130℃で3時間維持した後、徐々に室温まで降温させて焼成した。
(Comparative example)
A ceramic ball using ferrite as a raw material was used as a comparative sample of the exothermic ceramic of this example.
This ceramic ball is made of clay, cordierite, and ferrite, and the ratio of raw materials (weight ratio) is 15% for clay, 38% for cordierite, and 47% for ferrite. All use powder as a raw material.
After the raw materials were mixed for 12 hours by a pot mill, a granule having an outer diameter of about 5 mm was formed using a seed of clay.
The molded product formed into a granular shape was put into a firing furnace, heated to 1130 ° C. over 7 hours, maintained at 1130 ° C. for 3 hours, and then gradually cooled to room temperature and fired.

上述した実施例と比較例を比較すると、実施例においては、比較例にくらべてはるかに低温で焼成していること、実施例では導電材としてアルミニウムと鉄の粉体を添加したのに対して、比較例ではフェライト(酸化鉄)を添加している点が相異している。   Comparing the above-described examples and comparative examples, in the examples, it is fired at a much lower temperature than the comparative examples, whereas in the examples, aluminum and iron powders were added as conductive materials. The comparative example is different in that ferrite (iron oxide) is added.

表1は、上述した実施例の方法によって作製した発熱セラミック(サンプルAについて)と、比較例の方法によって形成したセラミックボールについて電子レンジ加熱と放冷試験を行った結果を示す。
試験では、発熱セラミックと上記セラミックボールを、別々に布製の袋に500gずつ収納し、このサンプルを電子レンジ(出力500W)に入れ、ともに30秒加熱し、経過時間とともに、サンプルの温度がどのように変化するかを測定した。
測定は加熱後のサンプルをテーブル上に置き、表面温度計を用いて袋の表面(生地)の温度を測定した。毎測定時に、実際に温かさを感じるかを確認した。
Table 1 shows the results of the microwave heating and the cooling test performed on the heat generating ceramic (for sample A) produced by the method of the above-described example and the ceramic ball formed by the method of the comparative example.
In the test, 500g each of the exothermic ceramic and the above ceramic balls are separately stored in a cloth bag, and the sample is put in a microwave oven (output 500W) and heated for 30 seconds. Was measured.
In the measurement, the heated sample was placed on a table, and the temperature of the bag surface (cloth) was measured using a surface thermometer. At every measurement, it was confirmed whether the warmth was actually felt.

Figure 2010086757
Figure 2010086757

表1に示す測定結果は、電子レンジによって加熱した直後の測定値から、実施例の発熱セラミックは比較例のセラミックボールにくらべて電子レンジを用いて効率的に加熱されることがわかる。
表1の試験は、人体に対する保温性を考慮して、サンプルの温度が35℃になった時点で計測を停止している。サンプルの温度が35℃になるまでの経過時間を比較すると、比較例のセラミックボールでは15分であるのに対して、実施例の発熱セラミックでは30分程度まで保温性を有することが確かめられた。
The measurement results shown in Table 1 indicate that the exothermic ceramic of the example is heated more efficiently by using the microwave oven than the ceramic ball of the comparative example, from the measured value immediately after heating by the microwave oven.
In the test of Table 1, the measurement is stopped when the temperature of the sample reaches 35 ° C. in consideration of the heat retaining property for the human body. Comparing the elapsed time until the temperature of the sample reaches 35 ° C., it was confirmed that the ceramic ball of the comparative example has 15 minutes, while the exothermic ceramic of the example has a heat retaining property up to about 30 minutes. .

上記実施例の発熱セラミックが効果的な保温作用を有するのは、電子レンジによって加熱した際に、本発明の発熱セラミックの場合は効率的に加熱され、短時間のうちに昇温できること、また発熱セラミックは保温性(蓄熱性)が高いことによるものと考えられる。表2は、実施例の発熱セラミックと比較例のセラミックボールを同等温度まで加熱した後、放冷させて保温性を比較した実験である。実施例の発熱セラミックについては1分半、加熱し、比較例のセラミックボールについては5分、加熱した。   The exothermic ceramic of the above embodiment has an effective heat retaining action when heated by a microwave oven, in the case of the exothermic ceramic of the present invention, it can be heated efficiently and can be heated in a short time. It is thought that ceramic is due to its high heat retention (heat storage). Table 2 is an experiment in which the heat-generating ceramic of the example and the ceramic ball of the comparative example were heated to the same temperature and then allowed to cool to compare the heat retention. The exothermic ceramic of the example was heated for 1.5 minutes, and the ceramic ball of the comparative example was heated for 5 minutes.

Figure 2010086757
Figure 2010086757

表2の実験結果は、従来のセラミックボールでは20分経過時点で35℃まで降温したのに対して、本実施例の発熱セラミックは、37℃まで降温するまでに35分経過している。比較例として使用したセラミックボールは、高温焼成によるセラミックとしては比較的保温性の良い商品であるが、本実施例の発熱セラミックは、温度降下の割合が比較例にくらべて緩やかであり、保温性の点においても優れていることがわかる。   The experimental results in Table 2 show that the temperature of the conventional ceramic ball was lowered to 35 ° C. after 20 minutes, while the temperature of the exothermic ceramic of this example was 35 minutes before the temperature was lowered to 37 ° C. The ceramic ball used as a comparative example is a product with relatively good heat retention as a ceramic by high-temperature firing, but the exothermic ceramic of this example has a lower temperature drop rate than the comparative example, and the heat retention. It can be seen that this is also excellent.

なお、電子レンジを用いて発熱セラミックを加熱する場合、電子レンジによる加熱時間を長くすることによって発熱セラミックの温度が上昇する。したがって、発熱セラミックを使用する際には、電子レンジの加熱時間を所定時間に限定して使用する必要がある。
表3に、電子レンジによる加熱時間によって発熱セラミックの温度がどのように変化するかを測定した結果を示す。
In addition, when heating a heat generating ceramic using a microwave oven, the temperature of a heat generating ceramic rises by lengthening the heating time by a microwave oven. Therefore, when using the heat generating ceramic, it is necessary to use the heating time of the microwave oven limited to a predetermined time.
Table 3 shows the results of measuring how the temperature of the exothermic ceramic changes depending on the heating time in the microwave oven.

Figure 2010086757
Figure 2010086757

表3の測定結果によると、電子レンジによって加熱する時間が長くなるほど発熱セラミックは昇温するが、加熱時間が3分経過時からは、それほど大きく温度上昇していない。前述したように、発熱セラミックはセラミック材に加える導電材の種類や分量を変えることによって電子レンジによって加熱した際の加熱温度が変化する。したがって、保温材に求められる特性に応じて、セラミック材に加える導電材の分量や使用する導電材を選択すればよい。セラミック材及び導電材は粉体を使用しているから、セラミック材に加える導電材の分量を調節することは容易であり、保温用品に応じて適宜特性を有する発熱セラミックを形成することができる。   According to the measurement results in Table 3, the temperature of the exothermic ceramic increases as the time for heating by the microwave oven increases, but the temperature does not increase significantly after the elapse of 3 minutes. As described above, the heating temperature of the heat generating ceramic when it is heated by the microwave oven is changed by changing the kind and amount of the conductive material added to the ceramic material. Therefore, what is necessary is just to select the quantity of the electrically conductive material added to a ceramic material, and the electrically conductive material to be used according to the characteristic calculated | required by a heat insulating material. Since the ceramic material and the conductive material use powder, it is easy to adjust the amount of the conductive material added to the ceramic material, and a heat generating ceramic having appropriate characteristics can be formed according to the heat-retaining article.

(保温用品)
前述した加熱・放冷試験は、本発明に係る発熱セラミックが電子レンジによって容易に加熱でき、保温用品の保温材として好適に利用できることを示している。
図2は、本発明に係る発熱セラミックを保温用品に使用した例を示す図であり、図2(a)は矩形のパッド状に形成した保温用品20、図2(b)は平面形状をU字状として肩掛けとして形成した保温用品30、図2(c)は円形のパッド状に形成した保温用品40、図2(d)はマフラー等のように細長く形成した保温用品50の例である。
(Insulation products)
The heating / cooling test described above indicates that the heat generating ceramic according to the present invention can be easily heated by a microwave oven and can be suitably used as a heat insulating material for a heat retaining article.
FIG. 2 is a view showing an example in which the heat generating ceramic according to the present invention is used for a heat-retaining product. FIG. 2A is a heat-retaining product 20 formed in a rectangular pad shape, and FIG. FIG. 2 (c) shows an example of a warming product 40 formed as a circular pad, and FIG. 2 (d) shows an example of a warming product 50 formed as an elongated shape such as a muffler.

保温用品20、30、40、50は、袋体の中途に縫い目を入れて小袋を形成し、各々の小袋に発熱セラミック10を充填して、発熱セラミック10が偏らないようにするのがよい。用途によっては、袋の全面に発熱セラミック10を収納するのではなく、袋の一部分に発熱セラミック10を収納するようにしてもよい。発熱セラミック10の充填量は商品の容量によって適宜調節する。   The warming supplies 20, 30, 40, and 50 are preferably formed by forming seams in the middle of the bag body and filling each of the pouches with the exothermic ceramic 10 so that the exothermic ceramic 10 is not biased. Depending on the application, the heat generating ceramic 10 may be stored in a part of the bag instead of storing the heat generating ceramic 10 on the entire surface of the bag. The filling amount of the exothermic ceramic 10 is appropriately adjusted according to the volume of the product.

表4は、図2(a)に示す矩形のパッド状に形成した保温用品20(発熱セラミックを500g充填)を、電子レンジ(出力500W)により60秒間加熱した後、布団の中に入れ、時間経過とともに保温用品20の表面温度がどのように変化するかを測定した結果を示す。   Table 4 shows that the heat retaining article 20 (500 g of exothermic ceramic) formed in the shape of a rectangular pad shown in FIG. The result of having measured how the surface temperature of the heat retaining article 20 changes with progress is shown.

Figure 2010086757
Figure 2010086757

表4の測定結果は、電子レンジによって加熱した直後の保温用品20の温度は63℃であり、徐々に保温用品20の温度は低下していくものの、60分経過時で40℃、70分経過時で38℃となっている。布団に入れて足温用等として使用するといった用途であれば、1時間程度の保温が確保できれば、実用上は問題なく使用することができ、就寝時のみ加温するといった使い方ができる。   The measurement results in Table 4 show that the temperature of the warming product 20 immediately after being heated by the microwave oven is 63 ° C., and the temperature of the warming product 20 gradually decreases, but 40 ° C. and 70 minutes have passed after 60 minutes. It is 38 degrees Celsius with time. If it is used for foot warming in a futon, it can be used practically without problems if it can be kept warm for about 1 hour, and it can be used for heating only at bedtime.

表5は、図2(b)に示す肩掛け用の保温用品30(発熱セラミックを500g充填)を、電子レンジ(出力500W)により60秒間加熱した後、肩にのせて、温度変化を測定した結果を示す。   Table 5 shows the results of measuring the temperature change after heating the warming article 30 (filled with 500 g of exothermic ceramic) for shoulder shown in FIG. 2 (b) for 60 seconds using a microwave oven (output 500 W) Indicates.

Figure 2010086757
Figure 2010086757

表5に示す測定結果は、電子レンジで加熱した直後の保温用品30の温度が60℃であり、30分経過時で40℃となっている。肩掛け用としての保温用品30は、15分〜30分程度の保温が確保できれば良いと考えられるから、このような用途にも発熱セラミックを用いた保温用品が好適に用いられる。   The measurement results shown in Table 5 indicate that the temperature of the heat retaining article 30 immediately after being heated in the microwave oven is 60 ° C., and 40 ° C. after 30 minutes. Since it is considered that the warming article 30 for shoulder use should be able to ensure the warming for about 15 to 30 minutes, the warming article using a heat generating ceramic is also preferably used for such applications.

なお、図2は発熱セラミックを保温材として使用する保温用品の一例を示したものであり、本発明に係る発熱セラミックは、あんか、肩かけ、かいろ、膝あて、膝掛け、マフラー、足温パッド等の種々の保温用品に適用可能である。
本発明に係る保温用品は、保温材として発熱セラミックを使用していることから、湯をつかった保温用品(湯たんぽ等)とくらべて軽いこと、湯や保温用のゲルを使用した製品のような取り扱い上の危険性がないこと、短時間で加熱することができること、繰り返して使用できるといった種々の利点がある。
FIG. 2 shows an example of a heat-retaining article that uses a heat-generating ceramic as a heat-retaining material. The heat-generating ceramic according to the present invention includes an ankle, a shoulder, a collar, a knee, a knee, a muffler, and a foot temperature. It can be applied to various warming supplies such as pads.
Since the heat-retaining article according to the present invention uses a heat-generating ceramic as a heat-retaining material, it is lighter than a heat-retaining article using hot water (such as a hot water bottle), and a product using hot water or a gel for keeping warm. There are various advantages such as no danger in handling, heating in a short time, and repeated use.

発熱セラミックの外観図である。It is an external view of a heat generating ceramic. 保温用品の平面図である。It is a top view of a heat retention article.

10 発熱セラミック
20、30、40、50 保温用品
10 Exothermic ceramic 20, 30, 40, 50

Claims (9)

マイクロ波加熱に用いられる発熱セラミックであって、
セラミック材と導電材とから焼成して形成され、
焼成体中に導電体粉が含有されていることを特徴とする発熱セラミック。
A heat generating ceramic used for microwave heating,
It is formed by firing from ceramic material and conductive material,
A heat generating ceramic characterized in that a conductive powder is contained in a fired body.
前記導電体粉として、鉄粉が含有されていることを特徴とする請求項1記載の発熱セラミック。   The heat generating ceramic according to claim 1, wherein iron powder is contained as the conductor powder. 前記導電材として、粉体状の鉄及びアルミニウムが用いられていることを特徴とする請求項1記載の発熱セラミック。   2. The heat generating ceramic according to claim 1, wherein powdered iron and aluminum are used as the conductive material. 電子レンジによって加熱される保温材が収納されて形成された保温用品であって、
前記保温材が、マイクロ波加熱に用いられる発熱セラミックであって、
セラミック材と導電材とから焼成して形成され、
焼成体中に導電体粉が含有されていることを特徴とする保温用品。
A heat-retaining article formed by storing a heat-retaining material heated by a microwave oven,
The heat insulating material is a heat generating ceramic used for microwave heating,
It is formed by firing from ceramic material and conductive material,
A heat-retaining article characterized in that a conductive powder is contained in the fired body.
前記発熱セラミックは、前記導電体粉として、鉄粉が含有されているものであることを特徴とする請求項4記載の保温用品。   The heat-retaining article according to claim 4, wherein the exothermic ceramic contains iron powder as the conductor powder. 前記発熱セラミックは、前記導電材として、粉体状の鉄及びアルミニウムが用いられているものであることを特徴とする請求項5記載の保温用品。   6. The heat-retaining article according to claim 5, wherein the heat-generating ceramic uses powdered iron and aluminum as the conductive material. 粘土と焼成助剤とを有する粉体として形成されたセラミック材と、粉体状の導電材とを混合する工程と、
前記セラミック材と前記導電材との混合物を成形して成形品を形成する工程と、
前記成形品を焼成する工程と
を備えることを特徴とする発熱セラミックの製造方法。
A step of mixing a ceramic material formed as a powder having clay and a firing aid, and a powdery conductive material;
Forming a molded product by molding a mixture of the ceramic material and the conductive material;
And a step of firing the molded article.
前記導電材として、粉体状の鉄及びアルミニウムを用いることを特徴とする請求項7記載の発熱セラミックの製造方法。   The method for producing a heat-generating ceramic according to claim 7, wherein powdered iron and aluminum are used as the conductive material. 前記成形品を焼成する工程においては、焼成温度を400℃〜800℃に設定することを特徴とする請求項7または8記載の発熱セラミックの製造方法。   The method for producing a heat generating ceramic according to claim 7 or 8, wherein, in the step of firing the molded article, a firing temperature is set to 400 ° C to 800 ° C.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103961207A (en) * 2014-04-15 2014-08-06 昆明理工大学 Microwave hand warming bag and method for preparing special heating material
US10405695B2 (en) * 2016-07-11 2019-09-10 Josiah D. Smith Thermodynamic element for reducing cooling rate of a liquid

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