JP2019010416A

JP2019010416A - 発熱具

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Publication number: JP2019010416A
Application number: JP2017129541A
Authority: JP
Inventors: 哲也丸山; Tetsuya Maruyama
Original assignee: Kiribai Chemical Co Ltd
Current assignee: Kiribai Chemical Co Ltd
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2019-01-24
Anticipated expiration: 2037-06-30
Also published as: JP7154741B2

Abstract

【課題】内袋の通気性を高めることなくより多くの空気を発熱性組成物に接触させて、発熱温度を高める発熱具を提供する。【解決手段】発熱具１は、空気と接触することで発熱する発熱性組成物２と、発熱性組成物２を封入する内袋３と、内部に空気を含ませることが可能であり、変形して空気を吸放出する空気吸放出材４と、を備える。空気吸放出材４はスポンジである。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば使い捨てカイロなどの発熱具に関するものである。

身体などを温めるための発熱具として、従来から使い捨てカイロが用いられており（例えば特許文献１を参照）、携帯性、安全性、簡便性などに優れかつ安価であるために頻用されている。

一般的な使い捨てカイロは、通気性を有する内袋に空気と接触することで発熱する発熱性組成物を封入したものである。使い捨てカイロを手に持って揉むことで、空気が内袋内の発熱性組成物にほぼ均一に接触して発熱性組成物が発熱し、この発熱原理によって温熱効果を発揮している。

特開平５−２０８０３１号公報

かかる使い捨てカイロは、発熱性組成物に接触させる空気の量を調整することにより、発熱温度が制御されている。例えば、内袋の材質として合成樹脂フィルムを用いた場合には、内袋に通気性を付与するために合成樹脂フィルムに穿孔が設けられるが、この穿孔の大きさ・数により発熱性組成物と接触する空気の量が調整される。

ここで、使い捨てカイロは、使用する環境の温度が低くなるに連れて、発熱温度が低下する。そのため、より高い発熱温度を得ようとすると、内袋の通気性を高めてより多くの空気を発熱性組成物に接触させる必要がある。そこで、内袋の穿孔の大きさ・数を増大させると、内部の発熱性組成物が内袋から漏れ出すという課題がある。また、内袋の通気性を高めると、使い捨てカイロを使用しないとき（例えばポケットなどに入れているだけのとき）も、多くの空気が発熱性組成物に接触して発熱性組成物が多分に発熱するため、使い捨てカイロの発熱温度が常に高温になるうえ、室内など比較的温度の高い環境で使用するときに熱くなり過ぎるというという課題もある。このように、従来の使い捨てカイロは、使用場面や使用環境に応じて適温に調節することができないという課題がある。

本発明は、上記した課題に着目してなされたもので、内袋の通気性を高めることなく、必要な時に発熱温度を上げることで、使用場面や使用環境に応じて適温に調節することができる発熱具を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、空気と接触することで発熱する発熱性組成物と、通気性を有し、前記発熱性組成物を封入する内袋と、内部に空気を含ませることが可能であり、変形して空気を吸い込む及び／又は放出する空気吸放出材と、を備える発熱具により達成される。

上記構成の発熱具は、前記空気吸放出材が前記内袋に封入されていることが好ましいが、前記空気吸放出材が前記内袋に一体化されていてもよい。

上記構成の発熱具は、前記空気吸放出材が弾力性を有する多孔質体であることが好ましく、前記空気吸放出材がスポンジであることがより好ましい。

本発明の発熱具によれば、使用時に使用者が発熱具を手に持って揉むことで、空気吸放出材が手より加えられる外力の作用により変形して、内部の空気を外部に放出する及び／又は外部の空気を内部に吸い込む。これにより、より多くの空気が発熱性組成物に接触するので、内袋の通気性を高めることなく、低温環境下であっても発熱温度を上げることができる。さらに、内袋の通気性を高める必要がないので、発熱具を使用しない又は高温環境下で発熱具を揉まないで使用するときに、発熱具の発熱温度が上がり過ぎることがない。よって、使用場面や使用環境に応じて適温に調節することができる。

本発明の一実施形態に係る発熱具の平面図である。図１の断面図である。空気吸放出材の一例であるスポンジの斜視図である。発熱具の使用状態を示す説明図である。本発明の他の実施形態に係る発熱具の断面図である。発熱具の発熱温度の温度変化を示すグラフである。発熱具の発熱温度の温度変化を示すグラフである。発熱具の発熱温度の温度変化を示すグラフである。

以下、本発明に係る発熱具の実施形態について図面を参照しつつ説明する。発熱具１は、図１及び図２に示すように、発熱性組成物２と、内袋３と、空気吸放出材４と、を備える。本実施形態の発熱具１は、内袋３に発熱性組成物２及び空気吸放出材４が封入されている。この発熱具１としては、例えば使い捨てカイロを挙げることができ、手に持って手足や腰部、背中、腹、足の裏、肩、臀部など身体の種々の部位に当てることで温熱を与えることができる。発熱具１は、使用前においては、気密性を有する外袋（図示せず）に収容されている。

発熱性組成物２は、空気との接触により発熱するものである。発熱性組成物２としては、例えば、被酸化性金属、活性炭、カーボンブラック、保水剤（木粉、バーミキュライト、けい藻土、パーライト、シリカゲル、アルミナ、吸水性樹脂など）、金属塩（食塩など）及び水をそれぞれ適宜の含有量含む、従来から使い捨てカイロに用いられている公知の組成物を使用することができる。

内袋３は、平面視長方形状の表面及び裏面を有する扁平な袋状をなし、内部に発熱性組成物２を封入できる内部空間を有する。内袋３は、本実施形態では、表裏面をなす２枚の平面視長方形状の第１シート材３０及び第２シート材３１を重ね合わせ、四つの側縁を公知の接着剤を用いてシール（接合）する、あるいは熱接合（ヒートシール）することによって袋状に形成される。なお、１枚のシート材を折り曲げて重ね合わせ、三つの側縁を接着剤によるシール（接合）あるいは熱接合（ヒートシール）することによって袋状に形成してもよい。

両シート材３０，３１は、発熱具１が手で揉みほぐされたり身体にフィットしたりするように可撓性を有している。両シート材３０，３１のうち、少なくとも一方の第１シート材３０は通気性を有している。

第１シート材３０としては、強度や発熱性組成物２の発熱に対する耐久性などを考慮すると樹脂フィルムを用いることが好ましい。樹脂フィルムに使用される樹脂は、特に制限されるものではないが、熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、エチレン−酢酸ビニル共重合体などを例示することができるが、その中でもポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体を好ましく例示することができる。これらの樹脂は単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。

第１シート材３０に用いる樹脂フィルムには、通気性を確保するために、複数の穿孔（図示せず）が形成されており、複数の穿孔を介して空気が内袋３の内外を連通する。穿孔は、樹脂フィルムの全域に均等に形成されていてもよいし、一部に密集して形成されていてもよい。また、穿孔の大きさは、発熱性組成物２の内袋３外部への漏出を防止できる程度の大きさであれは特に制限されないが、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下を好ましく例示することができる。穿孔の外形及び数も特に制限されず、穿孔の大きさ、形状、数は、内袋３の通気度に応じた使用時の発熱具１の体感温度を考慮して、適宜設定される。樹脂フィルムに穿孔を形成する方法は、従来公知の方法を用いることができる。

また、第１シート材３０は、発熱具１の肌触りを良好とすることを考慮すれば、通気性を有する織布又は不織布をさらに用い、樹脂フィルムに織布又は不織布を積層されてなる積層体により構成することが好ましい。この場合には、発熱性組成物２側となる内側に樹脂フィルムが、外側に織布又は不織布が配置される。

通気性を備えた織布又は不織布の繊維素材としては、ナイロン、ビニロン、ポリエステル、レーヨン、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、アセテート、ポリ塩化ビニル、ポリブチレンテレフタレートなどの合成繊維、綿、麻、絹、紙などの天然繊維、また、合成繊維と天然繊維との混合繊維などを例示することができる。その中でも、肌触りを良好とする観点から、繊維素材としてはナイロン、ポリエステル、ポリプロピレンなど、より好ましくはナイロン、ポリエステルを例示することができる。これらの繊維素材は単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。織布又は不織布の目付は、発熱性組成物２の内袋３外部への漏出を防止できる程度の目付であれば特に制限されないが、２０ｇ／ｍ^２以上７０ｇ／ｍ^２以下を好ましく例示することができる。

他方の第２シート材３１は、上述した第１シート材３０と同様に、樹脂フィルム単体もしくは樹脂フィルムに織布又は不織布を積層させてなる積層体により構成することができる。樹脂フィルムに使用される樹脂、及び、織布又は不織布の繊維素材としては、第１シート材３０で例示したものと同じものを好ましく例示することができる。第２シート材３１を構成する樹脂フィルムには通気性確保のための穿孔を形成してもよいし、形成しなくてもよい。

第１シート材３０及び第２シート材３１の厚みは、特に制限されるものではないが、厚みが小さいほど発熱具１を柔らかくかつ手になじみやすくできる一方で、厚みが小さすぎると内袋３の強度が低下するため、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下程度であることが好ましい。

空気吸放出材４は、内部に空気を含ませることが可能な空間を有しており、変形して前記空間内の空気を外部に放出する及び／又は外部の空気を前記空間内に吸い込むものである。具体的に、空気吸放出材４は、収縮変形に伴い内部の空気を外部に放出し、膨張変形に伴い外部の空気を内部に吸い込む。空気吸放出材４は、外力の作用によりその都度、圧縮変形と膨張変形とを繰り返して空気を吸放出するものであってもよいが、弾力性を有することで、外力が取り除かれると元の形に戻ろうとすることが好ましい。これにより、外力の付加により一旦、収縮変形（あるいは圧縮変形）して内部の空気を外部に放出した（あるいは外部の空気を内部に吸い込んだ）後、外力の除去により自動的に膨張復元（あるいは収縮復元）して、外部の空気を内部に吸い込む（内部の空気を外部に放出する）ことができる。なお、弾力性としては、外力が加わって変形した空気吸放出材４が、元の形に戻ろうとする性質であればよく、必ずしも元の形に完全に戻る性質までは必要としない。また、空気吸放出材４は、容易に変形するよう柔軟性をさらに有していることが好ましい。

この空気吸放出材４としては、例えば、多孔質体を好ましく用いることができる。多孔質体は、前記空間として内部に小孔、割れ目、空隙などの空間を有する構造のものであり、前記空間内に空気が含まれていて、収縮変形に伴い前記空間内の空気を外部に放出し、膨張変形に伴い外部の空気を前記空間内に吸い込む。多孔質体が弾力性を有することで、外力の付加により変形（収縮あるいは膨張）させた多孔質体を、外力の除去に伴い自動的に復元（膨張あるいは収縮）させることができる。

この弾力性を有する多孔質体としては、例えば、図３に示すように、スポンジ４０を好ましく挙げることができる。スポンジ４０としては、ウレタン樹脂、メラミン樹脂などの合成樹脂材料を主原料とする合成スポンジ、海綿、セルロースなどの天然材料を主原料とする天然スポンジ、合成ゴム、天然ゴムなどのゴム材料を主原料とするゴムスポンジなど、種々のスポンジを用いることができる。この中でもウレタンスポンジを用いることが好ましい。ウレタンスポンジは、細かい孔がつまっており、柔軟性があって高い弾力性（復元性）を有しているうえ、安価に市販されているものを用いることができる。

スポンジ４０の寸法は、内袋３に封入できるものであれば、特に限定されるものではないが、多くの量の空気を含むことができるように、内袋３に収まる範囲で可能な限り十分な体積を有していることが好ましい。なお、スポンジ４０は、図３（Ａ）に示すように、所定の体積を有する１つの大きなスポンジを内袋３に封入してもよいし、図３（Ｂ）に示すように、前記大きなスポンジを複数（図示例では２つ）の小さなスポンジに分けて内袋３に封入してもよい。また、スポンジ４０の形状も特に限定されるものではなく、直方体状、立方体状、球状、楕円球状、柱状など、種々の形状とすることができる。

なお、空気吸放出材４は、必ずしもスポンジなどの多孔質体に限られるものではない。例えば、空気吸放出材４としては、弾力性を有する中空体を用いることもできる。中空体は、内部に空間を有するとともに、前記空間と外部とを連通する連通口を少なくとも１つ有する構造のものであり、前記空間内に空気が存在し、収縮変形により連通口を介して前記空間内の空気を外部に放出し、膨張変形により外部の空気を前記空間内に吸い込む。中空体が弾力性を有することで、外力の付加により変形（収縮あるいは膨張）させた中空体を、外力の除去に伴い自動的に復元（膨張あるいは収縮）させることができる。この弾力性を有する中空体は、ゴム材料や合成樹脂材料で形成することができる。

中空体の形状は特に限定されるものではなく、袋状、箱状、筒状、蛇腹状、球状など、種々の形状とすることができる。中空体の寸法も特に限定されるものではないが、多くの量の空気を含むことができるように、内袋３に収まる範囲で可能な限り十分な寸法を有しているか、小さな寸法であれば、内袋３に収まる範囲で可能な限り十分な数を有していることが好ましい。

なお、上述した多孔質体や中空体は、平常時は平べったくつぶれた状態をなしているが、外力の付加で膨張して外部の空気を内部に吸い込んで含ませ、外力の除去で収縮して内部の空気を外部に放出するものであってもよい。

上述した構成の発熱具１によると、図４に示すように、使用時に使用者が発熱具１を手に持って握ることで、空気吸放出材４が手より加えられる外力の作用により変形（例えば収縮）し、これにより、空気吸放出材４内の空気が外部に放出される。このとき、空気吸放出材４から放出された空気が発熱性組成物２と接触する。また、使用者が発熱具１を持った手を開くと、空気吸放出材４は、手による外力が取り除かれることで元の形に戻ろうと変形（例えば膨張）し、これにより、内袋３外の空気が穿孔を介して内袋３内に通気して、空気吸放出材４内に吸い込まれる。このとき、空気吸放出材４内に吸い込まれた空気が発熱性組成物２と接触する。発熱具１を揉んでこの動作を繰り返し行うと、内袋３の内部の発熱性組成物２に多量の空気が接触して、発熱性組成物２が効果的に発熱するので、発熱具１の発熱温度を大きく上げることができる。よって、発熱具１を使用する環境の温度が低くても、高い発熱温度により良好に温熱を与えることができる。

一方で、発熱具１を使用しないとき（例えばポケットなどに入れているだけのとき）や高温環境下で発熱具１を揉まずに使用するときは、発熱性組成物２には穿孔を介して内袋３の内部に通気する空気だけが接触するので、発熱性組成物２の発熱が抑えられて、発熱具１の発熱温度は大きく上がらず、発熱具１が高温にならない。

このように、上述した構成の発熱具１では、必要な時に発熱温度を上げることができ、それ以外では、発熱温度の過度の上昇を抑えることができるので、使用場面や使用環境に応じて適温に調節することができる。

さらに、上述した構成の発熱具１によると、内袋３の通気性を高めることなく発熱温度を上げているので、内袋３を構成する合成樹脂フィルムに設ける穿孔の大きさ・数を増大させる必要がなく、よって、内袋３の内部の発熱性組成物２が内袋３から漏れ出すことも防止できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、空気吸放出材４は、内袋３の内部に封入されているが、内袋３に一体化されていてもよい。具体的には、内袋３の通気性を有する第１シート材３０の内側（発熱性組成物２側）あるいは外側の面に取り付けてもよい。また、図５に示すように、第１シート材３０を樹脂フィルム３０Ｂに織布又は不織布３０Ａを積層する積層体により構成した場合には、織布又は不織布３０Ａと樹脂フィルム３０Ｂとの間に介在させてもよい。

また、上記実施形態では、内袋３は平面視で長方形状であるが、長方形状に限らず、正方形状、円形状、楕円形状、例えば六角形状などの多角形状など、他の種々の形状とすることができる。

また、上記実施形態では、内袋３の発熱性組成物２の封入空間が１つだけ設けられているが、複数の封入空間が区画されて設けられていてもよい。

以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

まず、実施例として、鉄粉５３％、活性炭１２％、バーミキュライト２．６％、吸水性樹脂２．５％、食塩１．６％及び水２８．３％を含む発熱性組成物を、内袋の体積１６６．３９ｃｍ^３に対して充填体積が６６．９０２ｃｍ^３（５６．９ｇに相当）となるように、穿孔されたナイロン不織布／ポリエチレン樹脂製の通気性を有する内袋（寸法：１３０ｍｍ×９５ｍｍ）に収容した。また、空気吸放出材として所定寸法のウレタンスポンジ（コーナン商事株式会社輸入販売元の「カットスポンジハードＳＲ０１−４５８５（ウレタンフォーム」）を内袋に収容して、封をして発熱具を得た。その後、すばやく発熱具を非通気性の外袋に収納した。なお、ウレタンスポンジは、それぞれ、寸法（横×縦×厚み）が６０ｍｍ×８０ｍｍ×１０ｍｍ（実施例１）、６０ｍｍ×６０ｍｍ×１０ｍｍ（実施例２）のものを用意し、それぞれを別の内袋に収容して２種類の発熱具を作製した。また、スポンジを内袋に封入しない以外は実施例と同様にして、比較例の発熱具を作製した。

各実施例１，２及び比較例の発熱具について、外袋に収納した状態で、温度２０℃±１℃、湿度５５％〜７０％の環境下で１日に保存した。保存後、同じ環境下で、それぞれの発熱具を外袋から取り出して、内袋の表面に温度センサーをテープで貼り付けた後、発熱具の当該温度センサーを貼り付けた面とは逆側の面を手に持ち、５秒間に１回のペースで発熱具を揉みながら、４０分間、発熱具の発熱温度を計測した。その計測結果を図６に示す。

また、実施例２及び比較例の発熱具について、外袋に収納した状態で、温度５℃の環境下で１日に保存した。保存後、同じ環境下で、それぞれの発熱具を外袋から取り出して、内袋の表面に温度センサーをテープで貼り付けた後、発熱具の当該温度センサーを貼り付けた面とは逆側の面を手に持ち、５秒間に１回のペースで発熱具を揉みながら、５０分間、発熱具の発熱温度を計測した。その計測結果を図７に示す。

また、実施例１の発熱具について、外袋に収納した状態で、温度２０℃±１℃、湿度５５％〜７０％の環境下で１日に保存した。保存後、同じ環境下で、発熱具を外袋から取り出して、内袋の表面に温度センサーをテープで貼り付けた後、発熱具を手に持ち、５秒間に１回のペースで１５分間、発熱具を揉んだ後、２０分間、発熱具を揉まずに手の上に載置し、その後、再び５秒間に１回のペースで１５分間、発熱具を揉みながら、発熱具の発熱温度を計測した。その計測結果を図８に示す。

図６から明らかなように、比較例よりも実施例１，２の方が発熱具の発熱温度が大きく上がっており、実施例１，２では比較例よりも１０℃以上も発熱具の発熱温度が上がっていることが確認された。また、図７から明らかなように、低温環境下では、実施例２の方が比較例よりも発熱具の発熱温度が約２０℃も上がっており、実施例２では、発熱具を使用する環境の温度が低くても、高い発熱温度により良好な温熱効果を付与できることが分かった。

また、図８から明らかなように、発熱具を揉むことなく使用しないときは、実施例１の発熱具の発熱温度は約４０℃まで下がることが確認された。よって、実施例１の発熱具は、使用しないときは発熱温度が大きく上がらず、発熱具が常に高温にはならないことが分かった。

１発熱具
２発熱性組成物
３内袋
４空気吸放出材

Claims

空気と接触することで発熱する発熱性組成物と、
通気性を有し、前記発熱性組成物を封入する内袋と、
内部に空気を含ませることが可能であり、変形して空気を吸い込む及び／又は放出する空気吸放出材と、を備える発熱具。
前記空気吸放出材が前記内袋に封入されている請求項１に記載の発熱具。
前記空気吸放出材が前記内袋に一体化されている請求項１に記載の発熱具。
前記空気吸放出材が弾力性を有する多孔質体である請求項１〜３のいずれかに記載の発熱具。
前記空気吸放出材がスポンジである請求項４に記載の発熱具。