JP2011148116A - 吸湿発熱保温シート - Google Patents

Abstract

【課題】発熱性や保温性に優れているとともに、リサイクル性や経済性などに優れた吸湿発熱保温シートの提供を目的とする。
【解決手段】吸湿発熱保温シート１は、バックフィルム１１及びキャップフィルム１２からなる気泡シート層１０と、バックフィルム１１に接合された吸湿発熱性繊維層２とを備えた構成としてある。
【選択図】 図１

Description

本発明は、吸湿発熱保温シートに関し、特に、吸湿発熱性繊維層により発熱し、その熱を気泡シート層の気泡によって保温することのできる吸湿発熱保温シートに関する。

近年、吸湿発熱性繊維を用いた下着や衣服が、商品化され注目されている。すなわち、この吸湿発熱性繊維は、気体の汗を吸って（吸湿し）、発熱及び放湿を繰り返すことにより、蒸れ感のないドライな温かさを提供することができる。
また、上記吸湿発熱性繊維の吸湿発熱機能に関連して、様々な技術が提案されている。

たとえば、特許文献１には、吸放湿吸水発熱性繊維と、高融点繊維と低融点繊維とからなる複合繊維とを混合してウェブを形成し、このウェブを軟質ポリウレタンフォームシートに重ね、ニードルパンチにより繊維同士及び繊維と軟質ポリウレタンフォームシートとを絡ませた後、上記低融点繊維の融点以上に加熱して繊維相互および繊維と上記軟質ポリウレタンフォームシートとを融着により結合させることを特徴とする保温性、吸放湿吸水発熱性を有する複合材の製造方法の技術が開示されている。

また、特許文献２には、少なくともバインダ樹脂とシリカとからなる樹脂成形体であって、該シリカの細孔容積の３０％以上が、該樹脂成形体の外部に開放されていることを特徴とし、さらに、少なくともシートからなる基材を備えると共に、該基材の少なくとも一部に、該シリカが該バインダ樹脂によって固着されていることを特徴とする樹脂成形体の技術が開示されている。

また、特許文献３には、非弾性繊維と弾性繊維からなり、吸湿及び／又は吸水時の最大温度上昇が１℃以上である産業資材であって、該産業資材がシート部材またはケース部材であることを特徴とする産業資材の技術が開示されている。

さらに、特許文献４には、非弾性繊維と弾性繊維からなり、主として糸状のコア部に吸湿発熱性能を有する弾性繊維を配し、吸湿及び／又は吸水時の最大温度上昇が１℃以上であることを特徴とする弾性加工糸の技術が開示されている。

特開平９−１０９３０５号公報 特開２００６−６３３００号公報 特開２００４−２３２１０１号公報 特開２００５−４２２８４号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術は、たとえば、軟質ポリウレタンフォームシートが吸湿した場合、十分な保温効果を発揮できないといった課題を有している。
また、特許文献２に記載された技術は、たとえば、基材となるシートが気泡シートである場合、製造工程が複雑となり、製造原価のコストダウンを図ることができなくなるといった課題を有している。
さらに、特許文献３や特許文献４に記載された技術は、積極的に保温する部材を有していないために、十分な保温効果を発揮できないといった課題を有している。

また、地球環境を保護する観点から、吸湿発熱効果を有効に利用し、かつ、発生した熱を効果的に保温する素材が要望されている。このような素材は、発熱性や保温性に優れているとともに、リサイクル性や経済性（販売価格が廉価であること）などが要望されている。

本発明は、以上のような課題や要望に応えるために提案されたものであり、発熱性や保温性に優れているとともに、リサイクル性や経済性などに優れた吸湿発熱保温シートの提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の吸湿発熱保温シートは、気泡シート層の少なくとも一側の面に吸湿発熱性繊維層を接合し、吸湿発熱性繊維層で発熱した熱を気泡シート層の気泡内に蓄熱する構成としてある。

本発明によれば、発熱性や保温性に優れているとともに、リサイクル性や経済性などに優れたユニークな吸湿発熱保温シートを提供することができる。

図１は、本発明の第一実施形態にかかる吸湿発熱保温シートの概略図であり、（ａ）は断面図を示しており、（ｂ）は要部の拡大断面図を示している。 図２は、本発明の第一応用例にかかる吸湿発熱保温シートの概略断面図を示している。 図３は、本発明の第二応用例にかかる吸湿発熱保温シートの概略断面図を示している。 図４は、本発明の第二実施形態にかかる吸湿発熱保温シートの概略断面図を示している。 図５は、本発明の第三応用例にかかる吸湿発熱保温シートの概略断面図を示している。

［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態にかかる吸湿発熱保温シートの概略図であり、（ａ）は断面図を示しており、（ｂ）は要部の拡大断面図を示している。
図１において、本実施形態の吸湿発熱保温シート１は、気泡シート層１０と、気泡シート層１０のバックフィルム１１に接合された吸湿発熱性繊維層２とを備えた構成としてある。
なお、気泡シート層１０は、通常、柔軟性を有するシートであるが、これに限定されるものではなく、たとえば、適度な剛性を有する気泡ボード（図示せず）であってもよい。

（気泡シート層）
気泡シート層１０は、バックフィルム１１と、多数の突起の形成されたキャップフィルム１２とからなり、バックフィルム１１とキャップフィルム１２とが接合されることにより、突起内に気泡１４を有している。この気泡１４によって、気泡シート層１０は、優れたクッション性や断熱性を発揮することができる。また、気泡シート層１０は、後述する吸湿発熱性繊維層２が発熱すると、その熱を気泡１４で蓄熱することができる。
また、気泡シート層１０を構成するバックフィルム１１及びキャップフィルム１２の材料は、通常、ポリエチレンやポリプロピレンである。なお、上記の材料の種類や配合などを変更することにより、気泡シート層１０の柔軟性（あるいは、剛性）などを任意に調整することができる。
なお、気泡シート層１０は、プチプチ（登録商標）として広く普及しており、経済性などに優れている。また、複数の突起は、図示してないが、所定の隙間をあけた状態で千鳥状又はマトリックス状等に配設されている。
また、気泡シート層１０の代わりに、後述する気泡シート層１０ａを用いてもよい。

（吸湿発熱性繊維層）
吸湿発熱性繊維層２は、吸湿発熱を行う繊維（吸湿発熱性繊維）を含む層であり、本実施形態では、不織布としてある。吸湿発熱性繊維としては、通常、合成繊維のアクリルなどを改質して、水分を多く含むようにしたアクリレート系繊維などが使用される。また、上記の不織布の組成は、吸湿発熱性繊維１００％としてあるが、これに限定されるものではない。たとえば、吸湿発熱性繊維を、他の繊維（たとえば、綿、ナイロン系繊維、ポリエステル系繊維など）と混用した布であってもよい。
なお、吸湿発熱性繊維層２は、不織布に限定されるものではなく、たとえば、織布であってもよい。
また、吸湿発熱性繊維は、アクリレート系繊維に限定されるものではなく、吸湿発熱を行う繊維であればよい。さらに、吸湿時の最大温度上昇が２℃以上であることが好ましいが、これに限定されるものではなく、たとえば、１℃以上であってもよい。

上記吸湿発熱性繊維層２は、気泡シート層１０のバックフィルム１１に接合されている。本実施形態では、バックフィルム１１とキャップフィルム１２とを熱溶着した直後に、吸湿発熱性繊維層２（吸湿発熱性繊維層２の接合表面近傍の部分）とバックフィルム１１とを熱溶着することにより、吸湿発熱性繊維層２をバックフィルム１１に接合している。このように熱溶着すると、図１（ｂ）に示すように、不織布のとげ状部位（吸湿発熱性繊維２１の一部）が、バックフィルム１１に入り込むことにより（アンカー効果により）、適度な接合強度を実現することができる。また、接合した吸湿発熱性繊維層２を剥がすこともでき、吸湿発熱保温シート１のリサイクル性を向上させることができる。
なお、接合方法は、上記に限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、気泡１４と干渉しない部分のバックフィルム１１と吸湿発熱性繊維層２とを、スポット溶着したり、あるいは、ホットメルトや接着剤などを用いて接合してもよい。

上記構成の吸湿発熱保温シート１は、吸湿発熱性繊維層２が吸湿すると、吸湿発熱性繊維層２が発熱し、かつ、気泡シート層１０が、その熱を保温することができる。すなわち、吸湿発熱保温シート１は、吸湿発熱性繊維層２が自己発熱し、気泡１４で蓄熱し、保温機能を有している。
次に、吸湿発熱保温シート１の実施例について説明する。

[吸湿発熱保温シートの製作]
気泡シート層１０として、市販されている気泡シート（川上産業株式会社製：プチプチ＃４０（突起の直径約１０ｍｍ、高さ約３．５ｍｍ、ピッチ約１１ｍｍ））を用いた。
また、吸湿発熱性繊維層２として、東洋紡績株式会社製の高吸湿発熱繊維（商品名：モイスケア（登録商標）、アクリレート系繊維、厚さ約２ｍｍ）を用いた。
さらに、気泡シート層１０のバックフィルム１１とキャップフィルム１２とを熱溶着した直後に、吸湿発熱性繊維層２（吸湿発熱性繊維層２の接合表面近傍の部分）とバックフィルム１１とを熱溶着することにより、吸湿発熱性繊維層２をバックフィルム１１に接合し、吸湿発熱保温シート１を製作した。

[発熱性及び保温性の評価試験]
製作した吸湿発熱保温シート１を乾燥機において２時間乾燥し、シリカゲル入りのデシケータ内に８時間放置した。続いて、恒温恒湿器を用いて、２０℃×４０％ＲＨ（相対湿度）の環境に２時間放置した後、直ちに設定を２０℃×９０％ＲＨ（相対湿度）の環境に変化させ、吸湿発熱保温シート１の温度変化を測定した。また、温度測定には、細線（たとえば、直径０．１ｍｍ）からなる熱電対温度センサを用い、この熱電対温度センサを吸湿発熱性繊維層２内に取り付けた。
上記の設定を変化させてから、約５分後には、２０℃×９０％ＲＨ（相対湿度）の環境となり、相対湿度の上昇にともない吸湿発熱保温シート１の温度は上昇し、設定を変化させてから約４分後には、２０℃から約２２℃に上昇し、その後、温度は徐々に低下し、約４５分後には、２０℃となった。

これに対し、比較例として、吸湿発熱保温シート１の代わりに、吸湿発熱性繊維層２のみに対して、上記と同様の試験を行ったところ、 上記の設定を変化させてから、約５分後には、２０℃×９０％ＲＨ（相対湿度）の環境となり、相対湿度の上昇にともない吸湿発熱性繊維層２の温度は上昇し、設定を変化させてから約４分後には、２０℃から約２２℃に上昇し、その後、温度は徐々に低下し、約２５分後には、２０℃となった。
すなわち、吸湿発熱保温シート１は、吸湿発熱性繊維層２が吸湿発熱によって得た熱を、気泡シート層１０の気泡１４で蓄熱することができ、保温機能を有していた。

このように、吸湿発熱保温シート１は、吸湿発熱性繊維層２が自己発熱し、気泡１４で蓄熱し、保温機能を有しているので、発熱性や保温性などを有するユニークな素材を提供することができる。
すなわち、この吸湿発熱保温シート１は、布団や服などの基材（中芯）などとして、天井、押入、窓などの保温・結露防止用素材などとして、結露などを回避したい被梱包物の梱包材などとして、あるいは、ビニールハウスや物置などにおいて、ビニールなどに代わる保温材や遮音材などとして、有効に使用される。
なお、吸湿発熱保温シート１の用途は、上記に限定されるものではない。また、壁紙などの代わりに用いられる場合、吸湿発熱保温シート１は、化粧用のシートなどをさらに備える構成としてもよい。

以上説明したように、本実施形態の吸湿発熱保温シート１によれば、発熱性や保温性に優れているとともに、リサイクル性や経済性などを向上させることができる。
また、本実施形態は、様々な応用例を有している。
次に、本実施形態の応用例について、図面を参照して説明する。

＜第一応用例＞
図２は、本発明の第一応用例にかかる吸湿発熱保温シートの概略断面図を示している。
図２において、第一応用例の吸湿発熱保温シート１ａは、上述した第一実施形態の吸湿発熱保温シート１と比べると、二層の気泡シート層１０の代わりに、ライナーフィルム１３を有する三層の気泡シート層１０ａを備え、吸湿発熱性繊維層２がライナーフィルム１３に接合された点などが相違する。なお、本応用例の他の構成は、吸湿発熱保温シート１とほぼ同様としてある。
したがって、図２において、図１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

気泡シート層１０ａは、キャップフィルム１２の突起にライナーフィルム１３が接合された構成としてある。また、ライナーフィルム１３は、通常、バックフィルム１１などとほぼ同じ材質としてある。
ただし、ライナーフィルム１３の材質などは、上記に限定されるものではない。すなわち、好ましくは、吸湿発熱性繊維層２の放湿性などを向上させることを目的として、ライナーフィルム１３の代わりに、透湿性を有するフィルムや布（たとえば、織布）などを用いてもよい。上記布に用いられる繊維としては、吸湿性と放湿性を向上させた改質ナイロン系繊維やポリエステル系繊維などが挙げられる。このようにすると、吸湿発熱性繊維層２の吸った水分が、キャップフィルム１２とライナーフィルム１３との間の突起の形成されていない領域に効率よく移動でき、上記の領域が、吸湿発熱性繊維層２が吸った水分を効率よく排出するための流路（放湿用流路）として機能し、吸湿発熱性繊維層２の発熱性を大幅に向上させることができる。

また、吸湿発熱性繊維層２は、第一実施形態のものとほぼ同様な構成としてある。この吸湿発熱性繊維層２は、上述したように、ライナーフィルム１３に接合されている。本実施形態では、ライナーフィルム１３とキャップフィルム１２（突起の頂部）とを熱溶着した直後に、吸湿発熱性繊維層２（吸湿発熱性繊維層２の接合表面近傍の部分）とライナーフィルム１３とを熱溶着することにより、吸湿発熱性繊維層２をライナーフィルム１３に接合している。このように熱溶着すると、図示してないが、不織布のとげ状部位が、ライナーフィルム１３に入り込むことにより（アンカー効果により）、適度な接合強度を実現することができる。また、接合した吸湿発熱性繊維層２を剥がすこともでき、吸湿発熱保温シート１のリサイクル性を向上させることができる。
なお、接合方法は、上記に限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、気泡１４と干渉しない部分のライナーフィルム１３と吸湿発熱性繊維層２とを、スポット溶着したり、あるいは、ホットメルトや接着剤などを用いて接合してもよい。

このように、本応用例の吸湿発熱保温シート１ａは、第一実施形態の吸湿発熱保温シート１とほぼ同様の効果を奏することができる。また、キャップフィルム１２とライナーフィルム１３との間の突起の形成されていない領域を、吸湿発熱性繊維層２が吸った水分を効率よく排出するための流路（放湿用流路）として活用することもでき、かかる場合には、吸湿発熱性繊維層２の発熱性を大幅に向上させることができる。

＜第二応用例＞
図３は、本発明の第二応用例にかかる吸湿発熱保温シートの概略断面図を示している。
図３において、第二応用例の吸湿発熱保温シート１ｂは、上述した第一実施形態の吸湿発熱保温シート１と比べると、吸湿発熱性繊維層２がキャップフィルム１２に接合された点などが相違する。なお、本応用例の他の構成は、第一実施形態とほぼ同様としてある。
したがって、図３において、図１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

気泡シート層１０及び吸湿発熱性繊維層２は、それぞれ第一実施形態のものとほぼ同様な構成としてある。
この吸湿発熱性繊維層２は、キャップフィルム１２の突起の頂部に熱溶着されている。このように熱溶着すると、図示してないが、不織布のとげ状部位が、ライナーフィルム１３に入り込むことにより（アンカー効果により）、適度な接合強度を実現することができる。また、接合した吸湿発熱性繊維層２を剥がすこともでき、吸湿発熱保温シート１ｂのリサイクル性を向上させることができる。
なお、接合方法は、上記に限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、ホットメルトや接着剤などを用いて接合してもよい。

また、吸湿発熱保温シート１ｂは、吸湿発熱性繊維層２の吸った水分が、キャップフィルム１２と吸湿発熱性繊維層２との間の突起の形成されていない領域に効率よく移動でき、上記の領域が、吸湿発熱性繊維層２が吸った水分を効率よく排出するための流路（放湿用流路）として機能し、吸湿発熱性繊維層２の発熱性を大幅に向上させることができる。

ここで、好ましくは、吸湿発熱性繊維層２に、吸湿発熱性繊維が吸った水分を効率よく排出するための凹部及び／又は凸部が形成されているとよい。すなわち、本応用例では、図示してないが、吸湿発熱性繊維層２の接合表面に、キャップフィルム１２の突起と対応するように、多数の円筒状の凸部が形成されているとよい。このようにすると、凸部の形成されていない領域（本応用例では、凸部の形成されていない領域及び上記の突起の形成されていない領域）が、吸湿発熱性繊維が吸った水分を効率よく排出するための流路（放湿用流路）として機能し、発熱性を大幅に向上させることができる。
なお、凸部や凹部の形状は、特に限定されるものではなく、たとえば、吸湿発熱性繊維が吸った水分を効率よく排出することのできる形状であればよい。

このように、本応用例の吸湿発熱保温シート１ｂは、第一実施形態の吸湿発熱保温シート１とほぼ同様の効果を奏することができる。また、キャップフィルム１２と吸湿発熱性繊維層２との間の突起の形成されていない領域が、吸湿発熱性繊維層２が吸った水分を効率よく排出するための流路（放湿用流路）となるので、吸湿発熱性繊維層２の発熱性を大幅に向上させることができる。

［第二実施形態］
図４は、本発明の第二実施形態にかかる吸湿発熱保温シートの概略断面図を示している。
図４において、本実施形態の吸湿発熱保温シート１ｃは、上述した第一実施形態の吸湿発熱保温シート１と比べると、キャップフィルム１２にも吸湿発熱性繊維層２が接合された点などが相違する。なお、本実施形態の他の構成は、吸湿発熱保温シート１とほぼ同様としてある。
したがって、図４において、図１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

この吸湿発熱保温シート１ｃは、気泡シート層１０の両面において、吸湿し発熱することができる。すなわち、発熱性をさらに向上させることができ、また、使用する際、吸湿発熱保温シート１ｃの表や裏を気にする必要がなくなるので、使い勝手などを向上させることができる。

以上説明したように、本実施形態の吸湿発熱保温シート１ｃによれば、第一実施形態の吸湿発熱保温シート１とほぼ同様の効果を奏するとともに、気泡シート層１０の両面において吸湿し発熱することができ、発熱性をさらに向上させることができ、また、使い勝手などを向上させることができる。
また、本実施形態は、様々な応用例を有している。
次に、本実施形態の応用例について、図面を参照して説明する。

＜第三応用例＞
図５は、本発明の第三応用例にかかる吸湿発熱保温シートの概略断面図を示している。
図５において、第三応用例の吸湿発熱保温シート１ｄは、上述した第一応用例の吸湿発熱保温シート１ａと比べると、吸湿発熱性繊維層２がバックフィルム１１にも接合された点などが相違する。なお、本応用例の他の構成は、吸湿発熱保温シート１ａとほぼ同様としてある。
したがって、図５において、図２と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

この吸湿発熱保温シート１ｄは、気泡シート層１０ａの両面において、吸湿し発熱することができる。すなわち、発熱性をさらに向上させることができ、また、使用する際、吸湿発熱保温シート１ｄの表や裏を気にする必要がなくなるので、使い勝手などを向上させることができる。

このように、本応用例の吸湿発熱保温シート１ｄは、第一応用例の吸湿発熱保温シート１ａとほぼ同様の効果を奏するとともに、気泡シート層１０ａの両面において吸湿し発熱することができ、発熱性をさらに向上させることができ、また、使い勝手などを向上させることができる。

以上、本発明の吸湿発熱保温シートについて、好ましい実施形態などを示して説明したが、本発明に係る吸湿発熱保温シートは、上述した実施形態などにのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施形態などでは、一枚の気泡シート層１０（あるいは、気泡シート層１０ａ）などを備える構成としてあるが、これに限定されるものではなく、たとえば、複数枚（通常、二枚以上）の気泡シート層１０及び吸湿発熱性繊維層２などを備える多層構造としてもよい。このようにすると、発熱性や保温性をさらに向上させることができる。なお、気泡シート層１０及び吸湿発熱性繊維層２の積層順は、特に限定されるものではない。

また、一枚の気泡シート層１０（あるいは、気泡シート層１０ａ）は、透湿を遮る層として機能するが、これに限定されるものではない。たとえば、図示してないが、突起の形成されていない領域に対応するバックフィルム１１とキャップフィルム１２に、吸湿発熱性繊維層２の放湿性を向上させるための開口部や孔などを形成してもよい。このようにすると、吸湿発熱性繊維層２は、吸湿発熱を行うとともに適度に放湿することができるので、ほぼ連続的に吸湿発熱を行うことができ、発熱性を向上させることができる。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 吸湿発熱保温シート
２ 吸湿発熱性繊維層
２１ 吸湿発熱性繊維
１０、１０ａ 気泡シート層
１１ バックフィルム
１２ キャップフィルム
１３ ライナーフィルム

Claims (6)

1. 気泡シート層の少なくとも一側の面に吸湿発熱性繊維層を接合し、前記吸湿発熱性繊維層で発熱した熱を前記気泡シート層の気泡内に蓄熱することを特徴とする吸湿発熱保温シート。
2. 前記吸湿発熱性繊維層が、前記気泡シート層のバックフィルムに接合されたことを特徴とする請求項１に記載の吸湿発熱保温シート。
3. 前記吸湿発熱性繊維層が、前記気泡シート層のキャップフィルムに接合されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の吸湿発熱保温シート。
4. 前記吸湿発熱性繊維層が、前記気泡シート層のライナーフィルムに接合されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の吸湿発熱保温シート。
5. 前記ライナーフィルムが、透湿性を有するフィルムや布であることを特徴とする請求項４に記載の吸湿発熱保温シート。
6. 前記吸湿発熱性繊維層に、凹部及び／又は凸部が形成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の吸湿発熱保温シート。

Images