JP2013183932A - Exothermic composition and heating material using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、酸素と反応して発熱する化学カイロ、温湿布構造物などの温熱材の製造に使用される発熱組成物、及びこれを用いた温熱材に関する。 The present invention relates to an exothermic composition used in the production of a thermal material such as a chemical warmer or a hot compress structure that generates heat upon reaction with oxygen, and a thermal material using the same.
酸素又は空気と接触して発熱する発熱組成物を使用した温熱材は、温熱により疼痛を軽減するための温湿布や経絡刺激用温熱具のような医療用具、あるいは防寒のためのカイロその他の加温具のような日用品などとして一般に広く用いられている。 Heating materials that use exothermic compositions that generate heat in contact with oxygen or air can be used for medical devices such as hot compresses and warming devices for meridian stimulation to reduce pain due to heat, or warmers and other components for cold protection. In general, it is widely used as daily necessities such as warming equipment.
このような温熱材に使用される発熱組成物は、最も一般的には、鉄粉などの金属粉、食塩などの塩類、水、及び活性炭などの保水剤などを構成成分として含み、金属が酸素と反応して生じる酸化熱によって発熱する。したがって、発熱特性は、従来、発熱組成物を収容する袋体の包材の通気性、透湿度、材質などによって酸素の流入量をコントロールすることにより、温熱材の目的に合わせて所望の範囲内になるように調節されてきた。 The exothermic composition used for such a thermal material most commonly contains a metal powder such as iron powder, a salt such as salt, water, a water retention agent such as activated carbon, etc. as a component, and the metal is oxygen. Exothermic heat is generated by the oxidation heat generated by the reaction. Therefore, the exothermic characteristic has conventionally been controlled within the desired range according to the purpose of the thermal material by controlling the inflow of oxygen by the air permeability, moisture permeability, material, etc. of the packaging material containing the exothermic composition. Has been adjusted to be.
しかし、このような方法によって調節できるのは、発熱の最高温度や立ち上がり時間、持続時間などであって、発熱パターンとしては、一般に、比較的短時間に温度が上昇して最高温度に達すると、この温度の付近での安定な発熱を所定時間持続した後、徐々に温度が低下するというパターンをたどる。 However, what can be adjusted by such a method is the maximum temperature, rise time, duration, etc. of the heat generation. Generally, as the heat generation pattern, when the temperature rises in a relatively short time and reaches the maximum temperature, After a stable heat generation in the vicinity of this temperature is continued for a predetermined time, the pattern is such that the temperature gradually decreases.
発熱組成物については、各種基本成分及び添加剤の選択や含有量が検討されてきた。活性炭についても、たとえば、特許文献1においては、平均粒径1〜500μmの活性炭を含む発熱組成物層にこれより平均粒径の小さい活性炭の層を積層することにより、高い発熱温度を長時間維持することができることが記載されている。また、特許文献2には、平均粒径10〜50μmの粉体Aと平均粒径0.1〜2mmの粒体Bとを活性炭として含む発熱組成物が記載されている。この発熱組成物は、発熱組成物の流動特性及び空気の流通性が改善され、発熱反応が均一になるとされている。
For exothermic compositions, selection and content of various basic components and additives have been studied. Regarding activated carbon, for example, in
このように、活性炭の粒径を選択することによって発熱の安定性や持続時間などが調節できることは知られていたが、発熱パターンの調節については着目されてこなかった。 Thus, it has been known that the stability and duration of heat generation can be adjusted by selecting the particle size of the activated carbon, but attention has not been paid to the adjustment of the heat generation pattern.
本発明は、従来の発熱組成物の画一的な発熱パターンに多様性を与え、温熱材の製造において自在な発熱パターンの設計を可能にすることを目的とする。さらに、本発明は、発熱中に、発熱温度のピークが2回以上出現する発熱パターンを可能とすることを目的とする。 An object of the present invention is to give diversity to a uniform heat generation pattern of a conventional heat generation composition, and to allow the design of a heat generation pattern that is flexible in the production of a thermal material. Furthermore, an object of the present invention is to enable a heat generation pattern in which the peak of the heat generation temperature appears twice or more during heat generation.
本発明によれば、
〔1〕 金属粉、塩類、水及び活性炭を含有し、酸素と反応して発熱する発熱組成物であって、100メッシュ標準ふるい(JIS Z8801−1(2006)による基準寸法:150μm)を通過しない活性炭を、発熱組成物全体の重量を100%として1重量%〜15重量%含有し、空気と反応して発熱した場合に発熱終了までの間に発熱温度のピークを2回以上示すことを特徴とする発熱組成物;
〔2〕 任意の連続する2つのピーク間の最低温度とこの2つのピーク温度との差がいずれも2℃以上である、前記〔1〕記載の発熱組成物;
〔3〕 任意の連続する2つのピーク間の最低温度とこの2つのピーク温度との差がいずれも4℃以上である、前記〔1〕記載の発熱組成物;
〔4〕 前記活性炭が、70メッシュ標準ふるい(JIS Z8801−1(2006)による基準寸法:212μm)を通過しない活性炭である、前記〔1〕〜〔3〕のいずれか1項記載の発熱組成物;
〔5〕 前記活性炭の含有量が、10重量%未満である、前記〔1〕〜〔4〕のいずれか1項記載の発熱組成物;
〔6〕 前記〔1〕〜〔5〕のいずれか1項記載の発熱組成物が、通気性を有する袋体に収容されてなる発熱材を含む、温熱材;
〔7〕 加温対象に対して発熱材を固定する手段を有する、前記〔7〕記載の温熱材;
〔8〕 少なくとも前記発熱材が、実質的に酸素を遮断する気密性外袋に収容されている、前記〔6〕又は〔7〕記載の温熱材
が提供される。
According to the present invention,
[1] An exothermic composition containing metal powder, salts, water and activated carbon, which generates heat upon reaction with oxygen and does not pass through a 100 mesh standard sieve (standard size according to JIS Z8801-1 (2006): 150 μm). When activated carbon is contained in an amount of 1 to 15% by weight based on 100% by weight of the entire exothermic composition, when it generates heat by reacting with air, it exhibits two or more exothermic temperature peaks until the end of the exotherm. An exothermic composition;
[2] The exothermic composition according to the above [1], wherein the difference between the lowest temperature between any two consecutive peaks and the two peak temperatures is 2 ° C. or higher.
[3] The exothermic composition according to the above [1], wherein the difference between the lowest temperature between any two consecutive peaks and the two peak temperatures is 4 ° C. or higher.
[4] The exothermic composition according to any one of [1] to [3], wherein the activated carbon is activated carbon that does not pass through a 70-mesh standard sieve (standard size according to JIS Z8801-1 (2006): 212 μm). ;
[5] The exothermic composition according to any one of [1] to [4], wherein the content of the activated carbon is less than 10% by weight;
[6] A heating material in which the exothermic composition according to any one of [1] to [5] includes a heating material housed in a breathable bag;
[7] The thermal material according to [7], further including means for fixing the heat generating material to the object to be heated;
[8] The thermal material according to [6] or [7], wherein at least the heat generating material is accommodated in an airtight outer bag that substantially blocks oxygen.
本発明の発熱組成物は、発熱開始から終了までの間に2回以上温度ピークが出現する発熱パターンを有する発熱材及び温熱材の製造を可能とする。このような発熱パターンが実現されることにより、発熱材又は温熱材の使用中に生じる、慣れによる使用感の鈍化を防止することができる。また、温熱を断続的に与えることにより、継続的に温熱を与える場合よりも過度の蓄熱を防ぐことができる。このため、人体やペット動物に使用する場合には低温熱傷の危険性を低下させることができ、より安全性の高い発熱材及び温熱材を実現することができる。特に、本発明の発熱組成物は、例えば睡眠中に使用しても低温熱傷の危険性が低い発熱材及び温熱材を提供する。 The exothermic composition of the present invention makes it possible to produce exothermic materials and thermal materials having an exothermic pattern in which a temperature peak appears twice or more between the start and end of heat generation. By realizing such a heat generation pattern, it is possible to prevent a decrease in feeling of use due to habituation that occurs during the use of the heat generating material or the thermal material. Moreover, excessive heat storage can be prevented by giving warm heat intermittently rather than the case where warm heat is given continuously. For this reason, when using it for a human body or a pet animal, the danger of a low-temperature burn can be reduced and the heat generating material and thermal material with higher safety | security can be implement | achieved. In particular, the exothermic composition of the present invention provides an exothermic material and a thermal material that have a low risk of low-temperature burn even when used during sleep, for example.
発熱組成物
本発明の発熱組成物は、少なくとも金属粉、塩類、水及び活性炭を含有する。金属粉としては、一般的には鉄粉が使用されるが、酸化熱を生じるものであれば、それ以外のものであってもよい。塩類としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム等の無機塩類が一般に使用される。本発明の発熱組成物は、活性炭を含むが、活性炭以外の保水剤(たとえば吸水性ポリマー、バーミキュライト、おが屑、シリカ系物質など)をさらに含んでいてもよい。また、必要に応じて従来公知のその他の種々の成分を添加することができる。
Exothermic composition The exothermic composition of the present invention contains at least metal powder, salts, water and activated carbon. As the metal powder, iron powder is generally used, but other metal powder may be used as long as it generates heat of oxidation. As the salts, inorganic salts such as sodium chloride, potassium chloride and magnesium chloride are generally used. The exothermic composition of the present invention contains activated carbon, but may further contain a water retention agent other than activated carbon (for example, a water-absorbing polymer, vermiculite, sawdust, silica-based material, etc.). In addition, various other conventionally known components can be added as necessary.
これらの成分の配合例としては、たとえば、発熱組成物の重量を100%として、鉄35〜80重量%、活性炭1〜20重量%、塩類1〜10重量%、水5〜45重量%、活性炭以外の保水剤0〜45重量%からなるものが挙げられる。本発明の発熱組成物においては、鉄45〜70重量%、活性炭1〜15重量%、塩類2〜5重量%、水20〜30重量%、活性炭以外の保水剤1〜10重量%の範囲のものが好ましい。
As an example of blending these components, for example, assuming that the weight of the exothermic composition is 100%,
活性炭としては、ヤシガラ、鉱物系、木質系などの種類のものが市販されているが、公知のいずれのタイプのものであってもよい。活性炭は、硬度に関しては、発熱組成物を混合する際に活性炭の粒が粉砕されにくい程度以上に高い方が好ましい。ヤシガラ活性炭は、入手容易性や硬度が高いことなどの点で好ましい。本明細書においては、活性炭の粒子のサイズは、標準ふるい(Tyler篩)による分別によって示す。ふるいの目のサイズは、一般に「メッシュ」又は「μm」(JIS Z8801−1(2006)における金属製ふるいの目開きの基準寸法(μm)であり、呼び寸法ともいう)で示され、それらの対応関係は公知である。本発明の発熱組成物には、市販の活性炭を適宜選択してそのまま使用することもでき、また、各種の標準ふるいを用いて通過する粒子と通過しない粒子とに篩い分け(分級)して、所望の発熱パターンを示すように適宜選択して配合することができる。本発明の発熱組成物は、100メッシュ標準ふるい(150μm)を通過しない(粒径150μm超の)活性炭(以下、便宜上「大粒径活性炭」ということがある)を含有することを必要とする。大粒径活性炭としては、粒径が150μm超の粒径のものであれば、完全に均一の粒径のものであることもでき、分布については特に制限はない。たとえば、粒径150μm超、180μ以下のような、比較的狭い幅(粒径分布の下限と上限との差が30μm)の粒径分布を有するものであってもよく、あるいは、粒径2360μm超、4750μm以下のような、比較的広い幅(粒径分布の下限と上限との差が2390μm)の粒径分布を有するものであってもよい。好ましくは、粒径分布の下限と上限との差は、20μm以上、50μm以上、もしくは75μm以上、又は5000μm以下、3000μm以下、もしくは2400μm以下の分布を有するものが使用される。 As activated carbon, types such as coconut shell, mineral, and wood are commercially available, but any known type may be used. Regarding the activated carbon, it is preferable that the hardness be higher than the extent that activated carbon particles are not easily pulverized when the exothermic composition is mixed. Coconut shell activated carbon is preferable in terms of availability and high hardness. In the present specification, the particle size of the activated carbon is indicated by fractionation with a standard sieve (Tyler sieve). The size of the sieve eye is generally indicated by “mesh” or “μm” (the standard dimension (μm) of the mesh opening of metal sieve in JIS Z8801-1 (2006), also referred to as the nominal dimension). The correspondence is well known. In the exothermic composition of the present invention, commercially available activated carbon can be appropriately selected and used as it is, or sieved (classified) into particles that pass and particles that do not pass using various standard sieves, It can be appropriately selected and blended so as to show a desired heat generation pattern. The exothermic composition of the present invention needs to contain activated carbon (hereinafter referred to as “large particle activated carbon” for the sake of convenience) that does not pass through a 100 mesh standard sieve (150 μm) (particle size exceeding 150 μm). The activated carbon having a large particle size may be a completely uniform particle size as long as the particle size is more than 150 μm, and the distribution is not particularly limited. For example, it may have a particle size distribution with a relatively narrow width (the difference between the lower limit and the upper limit of the particle size distribution is 30 μm), such as a particle size of more than 150 μm and 180 μm or less, or a particle size of more than 2360 μm. Or a particle size distribution having a relatively wide width (the difference between the lower limit and the upper limit of the particle size distribution is 2390 μm), such as 4750 μm or less. Preferably, the difference between the lower limit and the upper limit of the particle size distribution is 20 μm or more, 50 μm or more, or 75 μm or more, or 5000 μm or less, 3000 μm or less, or 2400 μm or less.
本発明の発熱組成物において複数回の発熱温度ピークが生じるメカニズムは、特定の理論に拘束されるものではないが、概ね以下のように考えられる。最初の発熱温度ピークは、大粒径活性炭が鉄粉に接触している界面細孔内に吸着されていた酸素供給による酸化反応で発現するが、大粒活性炭は接触面積が小さく、酸素吸着量が少ないため、この発熱は長時間持続しない。吸着されていた酸素が消費されると、大粒径活性炭は再び酸素を吸着するが、その吸着速度が遅いために、酸素供給を開始するのが遅れる。そのため、ある程度の時間が経過し、最初の発熱温度ピークから温度が下降を始めた後に、再び酸化反応が増大し、2回目の発熱温度ピークが発現する。場合によっては、これが繰返されることにより、さらに次のピークが生じうる。 The mechanism by which a plurality of exothermic temperature peaks occur in the exothermic composition of the present invention is not restricted by a specific theory, but is generally considered as follows. The first exothermic temperature peak is manifested by an oxidation reaction by oxygen supply that was adsorbed in the interfacial pores where the large particle size activated carbon is in contact with the iron powder, but the large activated carbon has a small contact area and oxygen adsorption amount. Because it is small, this heat generation does not last for a long time. When the adsorbed oxygen is consumed, the activated carbon having a large particle size again adsorbs oxygen. However, since the adsorption speed is slow, the start of oxygen supply is delayed. Therefore, after a certain amount of time has passed and the temperature starts to decrease from the first exothermic temperature peak, the oxidation reaction increases again, and the second exothermic temperature peak appears. In some cases, this can be repeated to produce further peaks.
大粒径活性炭に加えて100メッシュ標準ふるい(150μm)を通過する活性炭(以下、便宜上「小粒径活性炭」ということがある)を添加してもよい。小粒径活性炭は、接触面積が大きく酸素を多く保持でき、金属の酸化反応を促進するため、これを添加することにより、発熱温度立ち上がりを改善し、使用感を向上させることができる。 In addition to the large particle size activated carbon, activated carbon passing through a 100-mesh standard sieve (150 μm) (hereinafter sometimes referred to as “small particle activated carbon” for convenience) may be added. Since the small particle activated carbon has a large contact area and can hold a large amount of oxygen and promotes the oxidation reaction of the metal, the addition of this can improve the rise in the exothermic temperature and improve the feeling of use.
大粒径活性炭は、発熱組成物全体の重量を100%として1重量%〜15重量%の量で発熱組成物に含有させる。小粒径活性炭を配合する場合も、大粒径活性炭は上記の範囲内の含有量とし、発熱組成物における活性炭全体の含有量は20重量%を超えないことが望ましい。大粒径活性炭としては、70メッシュ標準ふるい(212μm)を通過しないものを使用することが好ましく、50メッシュ標準ふるい(300μm)を通過しないものを使用することがさらに好ましい。大粒径活性炭の含有量は、好ましくは10重量%未満である。 The large particle size activated carbon is contained in the exothermic composition in an amount of 1% by weight to 15% by weight, where the total weight of the exothermic composition is 100%. Even when the small particle activated carbon is blended, it is desirable that the large particle activated carbon has a content within the above range, and the total activated carbon content in the exothermic composition does not exceed 20% by weight. As the large particle size activated carbon, those not passing through a 70 mesh standard sieve (212 μm) are preferably used, and those not passing through a 50 mesh standard sieve (300 μm) are more preferably used. The content of the large particle size activated carbon is preferably less than 10% by weight.
このような活性炭を含有する本発明の発熱組成物は、JIS S4100発熱試験により、これを収容するための発熱組成物収容用袋に使用する通気性の包材(たとえば17,000〜18,000秒/100cc(JIS P8117法(ガーレー法))を介して空気中の酸素と反応させた場合の温度変化を経時的に測定すると、発熱開始から終了までの間(40℃以上を保持し、持続する時間)に2つ以上の温度ピークを生じる。発熱組成物を人体に適用する温熱材に使用する場合には、これらの2以上のピークのうち任意の連続する2つのピークを選択し(ただし、温度差を決めるための2つのピークは24時間以内に生じたものを選択する)、ピーク間の最低温度を特定したとき、本発明の発熱組成物は、これらの選択された2つのピークの温度とピーク間の最低温度との温度差がいずれも2℃以上となることが好ましく、より好ましくはこの温度差は4℃以上であり、もっとも好ましくはこの温度差は6℃以上である。温度差は、通常30℃以下である。 The exothermic composition of the present invention containing such activated carbon is a breathable packaging material (for example, 17,000 to 18,000) used for an exothermic composition accommodation bag for accommodating the exothermic composition according to JIS S4100 exothermic test. When the temperature change when reacting with oxygen in the air is measured over time via the second / 100 cc (JIS P8117 method (Gurley method)), it is maintained from the start to the end of the heat generation (maintained at 40 ° C or higher and maintained) When the exothermic composition is used for a thermal material applied to the human body, any two consecutive peaks are selected from these two or more peaks (provided that the exothermic composition is used). The two peaks for determining the temperature difference are selected to occur within 24 hours), and when the minimum temperature between peaks is specified, the exothermic composition of the present invention It is preferable that the temperature difference between the temperature and the lowest temperature between the peaks is 2 ° C. or more, more preferably the temperature difference is 4 ° C. or more, and most preferably the temperature difference is 6 ° C. or more. The temperature difference is usually 30 ° C. or less.
発熱組成物は、上記のような必須成分及び必要に応じて選択した任意の成分を、公知の方法で低酸素又は無酸素の条件下で混合することにより製造することができる。発熱組成物は、粉体であってもよく、これを公知の方法でさらに加工してもよく、たとえばシート状、キューブ状などの態様に形成してもよい。 The exothermic composition can be produced by mixing the essential components as described above and optional components selected as necessary under low oxygen or oxygen-free conditions by a known method. The exothermic composition may be a powder, which may be further processed by a known method, and may be formed into a sheet shape, a cube shape, or the like.
発熱材
本明細書においては、発熱組成物収容用袋体に発熱組成物が充填されたものを発熱材と呼ぶ。発熱材は、そのまま温熱材(たとえば、いわゆる貼らないタイプのカイロなど)として使用することもできる。一般に、発熱組成物収容用袋体は、少なくとも一部分が通気性を有するように形成されている。
Heat generating material In this specification, a heat generating composition containing bag filled with a heat generating composition is called a heat generating material. The exothermic material can be used as a thermal material as it is (for example, a so-called non-stick type warmer). Generally, the exothermic composition-containing bag is formed so that at least a part thereof has air permeability.
発熱組成物収容用袋体を構成する包材は、その選択により発熱材の発熱特性(発熱の立ち上がり速度、発熱持続時間、人体や衣類などの加温対象への伝熱性など)が変化するので、使用目的に合わせてそれらが所望の範囲になるように、公知のものを適宜選択して使用することができる。たとえば、発熱材又は温熱材を使い捨てカイロとして使用する場合は、人体にとって安全な範囲になるように、たとえばカイロの最高発熱温度(JIS S4100発熱試験による)が35℃以上であって、かつ65℃以下、好ましくは63℃以下となるような通気度又は透気度の包材を選択することができる。
一般的な人体用のカイロ等には、10,000〜30,000秒/100cc(JIS P8117)の包材が使用され、特殊なもの、たとえば靴用カイロでは2,000〜7,000秒/100ccが使用される。したがって、発熱組成物収容用袋の包材として、一般には、通気度は、2,000〜30,000秒/100ccの包材が使用される。
Since the packaging material that composes the bag for containing a heat generating composition changes the heat generation characteristics of the heat generating material (such as the rate of rise of heat generation, the heat generation duration, the heat transfer to a target to be heated such as a human body or clothing), etc. Well-known ones can be appropriately selected and used so that they are in a desired range according to the purpose of use. For example, when a heating material or a heating material is used as a disposable warmer, for example, the maximum heating temperature of the warmer (according to the JIS S4100 exothermic test) is 35 ° C. or higher and 65 ° C. so as to be in a safe range for the human body. Hereinafter, a packaging material having an air permeability or an air permeability that is preferably 63 ° C. or lower can be selected.
For general body warmers, a packaging material of 10,000 to 30,000 seconds / 100 cc (JIS P8117) is used, and for special ones such as shoe warmers, 2,000 to 7,000 seconds / 100cc is used. Therefore, generally, a packaging material having an air permeability of 2,000 to 30,000 seconds / 100 cc is used as the packaging material of the bag for housing the exothermic composition.
発熱組成物収容用袋体は、上記のような包材を用いて、この技術分野において通常用いられる方法により周縁部を接着することにより製造することができる。発熱材は、この袋体に本発明の発熱組成物を封入することにより、基本的に製造することができる。一般的には、袋体の製造及び発熱材の製造は連続しており、まず重ねた包材の周縁部を、一部を残してヒートシール又は粘着剤で接着し、開いている部分から発熱組成物を投入した後、この開口部も接着し、発熱組成物を封入することが行われる。 The exothermic composition-accommodating bag can be manufactured by adhering the peripheral edge by a method usually used in this technical field, using the packaging material as described above. The heat generating material can be basically manufactured by enclosing the heat generating composition of the present invention in the bag. In general, the manufacture of the bag body and the manufacture of the heat generating material are continuous. First, the peripheral portion of the overlapped packaging material is bonded with a heat seal or adhesive leaving a part, and heat is generated from the open portion. After the composition is charged, the opening is also adhered and the exothermic composition is sealed.
温熱材
温熱材は、上記のように発熱材のみであることができるが、必要に応じて、さらに付加的な要素を追加することができる。これらの各種の要素は公知であり、発熱材に一体化されていてもよく、あるいは、使用時に組み合わせるように別部材として提供されてもよい。付加的な要素の例としては、各種の固定手段や、使用時に組み合わせるべき各種のパーツ(たとえば、香料や薬剤を含む容器、水や化粧料を含有するシートなど)がある。固定手段としては、たとえば、温熱材を貼付可能とするように発熱組成物収容用袋体の一部の表面上に形成した粘着剤層や湿布剤層、加温対象に巻きつけて固定するためのバンド状の部材、発熱材を収容するポケットを設けたマスクやサポーターやリストバンドなどが挙げられる。
As described above, the heating material can be only a heating material, but additional elements can be added as necessary. These various elements are known and may be integrated into the heat generating material, or may be provided as separate members to be combined at the time of use. Examples of the additional element include various fixing means and various parts to be combined at the time of use (for example, a container containing a fragrance or a drug, a sheet containing water or a cosmetic). As a fixing means, for example, an adhesive layer or a poultice layer formed on a part of the surface of the bag for containing a heat generating composition so that a thermal material can be attached, and wound around a target to be fixed. And a band-shaped member, a mask provided with a pocket for accommodating a heat generating material, a supporter, a wristband, and the like.
温熱材は、酸素を遮断する外袋に密閉して使用時まで保存される。このような外袋も公知である。 The thermal material is sealed in an outer bag that blocks oxygen and stored until use. Such outer bags are also known.
各種の粒子サイズの活性炭を用いて発熱組成物を製造し、これらの発熱組成物を用いた温熱材(使い捨てカイロ)を製造してその発熱特性を試験した。発熱組成物の組成は、表1及び表2のとおりであった。(表中、含有量の単位は「重量%」である。)なお、表1及び表2に示した発熱組成物以外に、いくつかの活性炭については、含有量を0.7重量%又は0.5重量%とし、活性炭以外の成分は表1及び表2に示したものと同じものを同じ割合で含有する発熱組成物を製造し、同様に試験した。 Exothermic compositions were produced using activated carbon having various particle sizes, and thermal materials (disposable body warmers) using these exothermic compositions were produced and their exothermic characteristics were tested. The composition of the exothermic composition was as shown in Tables 1 and 2. (In the table, the unit of content is “% by weight”.) In addition to the exothermic compositions shown in Tables 1 and 2, some activated carbons have a content of 0.7% by weight or 0%. An exothermic composition containing the same components as those shown in Tables 1 and 2 in the same proportion as the components other than activated carbon was prepared and tested in the same manner.
使用した各種の粒子サイズの活性炭(株式会社ナックスより入手、又は入手後標準ふるいにより分級した)の特徴は表3のとおりである。 Table 3 shows the characteristics of the activated carbon of various particle sizes used (obtained from NAX Corporation or classified by standard sieve after acquisition).
表3中、「Mesh」=メッシュ、「pass」=その前に記載された標準ふるいを通過する、「on」=その前に記載された標準ふるいを通過しない、を表す。カッコ内の「μ」の前の数値はJIS Z8801−1(2006)における金属製ふるいの目開きの基準寸法(呼び寸法)を表す。 In Table 3, “Mesh” = mesh, “pass” = passes through the standard sieve described before, “on” = does not pass through the standard sieve described before. The numerical value in front of “μ” in parentheses represents the standard dimension (nominal dimension) of the mesh opening of the metal sieve in JIS Z8801-1 (2006).
発熱組成物収容用袋の包材として、表側にはポリエチレンテレフタレート(PET)スパンレース不織布30g/m2目付(シンワ社製)と多孔質フィルム70μm厚(興人社製)とをドライラミネートで貼り合せて製造した通気膜、裏側にはレーヨン(Ry)スパンレース不織布55g/m2目付(シンワ社製)とポリエチレン(PE)フィルム40μm厚(サンエー化研社製)とをドライラミネートで貼り合せて製造したシート基材(非通気性)を用いた。表側の包材の通気度は17,000〜18,000秒/100cc(JIS P8117)であった。
As a packaging material for a bag for containing a heat generating composition, a polyethylene terephthalate (PET) spunlace nonwoven fabric 30 g / m 2 basis weight (manufactured by Shinwa Co., Ltd.) and a
発熱材(温熱材)は、これらの包材を用いて作製した縦95mm×横70mmの長方形の袋体に、発熱組成物17g/枚を充填して製造した。 A heat generating material (thermal material) was manufactured by filling 17 g / sheet of a heat generating composition into a rectangular bag body of 95 mm long × 70 mm wide produced using these packaging materials.
発熱試験は、JIS S4100「使い捨てかいろ」の方法にしたがって、環境温度20±1℃、熱盤温度30±1℃の条件で行った。試験した温熱材の最高温度は約45℃〜約55℃であり、JIS S4100による発熱開始から終了までの時間は約8時間〜約26時間程度であった。各試験番号の温熱材についての経時的な温度変化のグラフを図1〜24に示す。 The exothermic test was conducted under the conditions of an environmental temperature of 20 ± 1 ° C. and a hot plate temperature of 30 ± 1 ° C. according to the method of JIS S4100 “Disposable Color”. The maximum temperature of the tested thermal material was about 45 ° C. to about 55 ° C., and the time from the start to the end of heat generation according to JIS S4100 was about 8 hours to about 26 hours. The graph of the temperature change over time about the thermal material of each test number is shown in FIGS.
また、これらのグラフから、発熱パターン中のピーク温度を特定し、任意の連続する2つのピークについて、それらのピーク温度とピーク間の最低温度との温度差を算出した。この温度差がいずれも2℃以上4℃未満である場合を発熱パターンが波打つ(「△」)、いずれも4℃以上6℃未満である場合を良好(「○」)、いずれも6℃以上である場合を非常に良好(「◎」)、それ以外の場合(たとえば、いずれかの温度差が2℃未満の場合や2以上のピークが観察されない場合)を発熱パターンが波打たない(「×」)として評価した。これらの評価を行った結果を図25に示す。 Moreover, the peak temperature in the exothermic pattern was specified from these graphs, and the temperature difference between the peak temperature and the lowest temperature between the peaks was calculated for any two consecutive peaks. When all of these temperature differences are 2 ° C. or more and less than 4 ° C., the heat generation pattern undulates (“Δ”), and when all of these temperature differences are 4 ° C. or more and less than 6 ° C. (“○”), both are 6 ° C. or more The exothermic pattern is not undulating (“◎”) in the case of the case of (2), and in other cases (for example, when any temperature difference is less than 2 ° C. or when two or more peaks are not observed) ( “×”). The results of these evaluations are shown in FIG.
以上の結果から、波打つ発熱パターンは、特定の大粒径活性炭をある量含有する発熱組成物について観察され、ピーク温度とピーク間の最低温度との温度差は、70メッシュ標準ふるい(212μm)を通過しない活性炭を含有する場合、及び/又は活性炭含有量が10重量%未満の場合に大きくなることがわかった。
From the above results, a wavy exothermic pattern is observed for exothermic compositions containing a certain amount of specific large particle activated carbon, and the temperature difference between the peak temperature and the lowest temperature between peaks is 70 mesh standard sieve (212 μm). It has been found that it increases when it contains activated carbon that does not pass and / or when the activated carbon content is less than 10% by weight.
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