JP3125565U - 温湿布具 - Google Patents

Abstract

【課題】温湿布として機能性の高い、従来の温湿布具にはない温湿布具の提供。
【解決手段】多岐に亘る温湿布材の中から相変化によるエネルギー授受を行うパラフィン系蓄熱材に注目し、特に、蓄熱材の融点が３５℃から８５℃の範囲内にあるパラフィン系蓄熱材を選択した。パラフィン系蓄熱材は融点において固体から液体又は液体から固体へ物性が変化するため、その取扱いは極めて困難となるので、如何なる環境温度でも一定状態になるように蓄熱材のパウダー化加工を行い、取扱いを簡便にした。更に蓄熱パウダーを袋にパックする包材として耐久性、伝熱性、風合い等の各物性を確保することを目標にして、合成ゴム及びエラストマー樹脂を素材として選択した。
【選択図】図１

Description

温湿布に必要な蓄熱材料分野及び蓄熱材を充填パックする包材分野を組合せた加工技術分野。

本製品は一般市場向および特殊市場向、即ち業務用として開発されているが、基本的には専門性を必要とされる業務用製品の開発が狙いであった。特にターゲットは病院における治療後のリハビリに用いる製品である。製品は温湿布材製品であるが、治療の目的に合致する性能を付与する製品でなければならない。温湿布用に用いる従来の熱源、蓄熱の材料、及びその組合せ機器等については問題点が多い。温湿布の材料は多岐に亘っているが、機能、取扱い性、価格、効果等各商品によってそれぞれ問題を抱えているのが現状である。単純には熱湯による湿布、電熱によるもの、種々の素材を蓄熱材とするもの、高周波を熱源に用いるもの等がある。各温湿布剤及び機器はそれぞれ特徴を持っているが、前述のごとく、問題点を同時に抱えている。業務用として治療後のリハビリに適していること、温湿布効果が優れていること、取扱い性が優れていること、経済的に受入れやすいこと等のファクターを満足する温湿布材または機器の開発が期待されている。本発明はこの期待に応えるために開発された業務用及び一般用温湿布具である。

温湿布用の蓄熱材及びゴム又はエラストマー包材による充填及びパック製品に関する特許及び実用新案を検索した。蓄熱体、温熱、湿布をキーワードとして特許、実用新案について検索した結果、４８件に絞られた。全件について詳細点検した結果、類似の２件を抽出した。１件は公開実用新案公報・昭６１−５７９１９「加温治療具」であり、２件目は公開実用新案公報・平成２−１２４４５１「温熱器」である。この２件について詳細点検の結果、本考案は前述の実用新案２件には抵触しないことが判明した。

本考案は温湿布を構成する蓄熱材及びその蓄熱材を充填パックする包材との組合せから構成されている。即ち温湿布に適した蓄熱材と包材の選択及び蓄熱材と包材との組合せら構成される。これ等による温湿布に対する相乗効果を狙った開発を進めて、完成したのが本考案の温湿布具１である。本考案の蓄熱材は相変化によるエネルギーの吸収又は発散を利用しているのであるが、主に液相から固相への変化又は固相から液相への変化によるエネルギー移動を行う物質を用いる。代表的な物質としてパラフィン系ワックス等を用いる。更に温湿布としての温度の設定即ちパラフィンワックスの選択を化学構造式からその化合物の融点を選択して目標の温度を確保する。本考案では温湿布の用途により３５℃から８５℃の範囲で相変化材料の融点又は凝固点を見出し、使用目的により都度選択し使用するが安定した相変化を得るためにパラフィン系ワックスの純度が高い材料を用いる。パラフィン系ワックス純度を５０％から８０％の範囲で用いることにより温湿布の効果をより高めることができる。更にワックスを温湿布材として用いるためには、取扱性が容易でなければならない。パラフィン系ワックスは温度依存性が高く、融点、凝固点での状態は不安定で極めて扱いにくい。そのためパラフィンワックス自体の状態を安定化する即ち温度の影響を排除する状態に加工することが、相変化するパラフィン系ワックスを温湿布用蓄熱材として用いる場合の第１のポイントである。主にパラフィン系ワックスを乳化するか、マイクロカプセル化するか、他の物質に含浸させるか、いずれかの加工を行うことにより、温湿布材として安定的に取扱い性を改善できる。次に蓄熱材を充填し、パックする包材の開発が第２のポイントである。包材は長期間温湿布の繰返し使用に耐える耐久性と共に蓄熱材に蓄熱されたエネルギーを効率良く蓄熱し、それを外部に効率よく熱伝導する性能、蓄熱材が有する化学的作用抵抗性、温度及び強力等に対する物理的抵抗性等に優れた包材としてゴム製パック特に合成ゴム及びエラストマー樹脂フィルムパック等が適している。本考案は相変化による大量のエネルギーを蓄熱し、更に蓄熱材の温度影響ファクターを排除して、温度に安定的な蓄熱材に加工し、適性を持つ合成ゴム又はエラストマープラスチックによる包材に充填パックして高性能な温湿布材を完成させたものである。

考案が解決しようとする課題

本考案で解決する課題として第１に蓄熱材の性能である。如何に蓄熱材が温湿布に必要とする性能を満足できるかである。一般に温湿布は所定の温度で３０分から４０分湿布する。この時間に匹敵する能力を付与することであるが、本考案では２時間から２時間３０分間、所定の温度を維持する能力を付与することを目的とした。そのために温度維持のファクターとして蓄熱性即ち顕熱の利用ではなく、顕熱プラス潜熱のエネルギーを最大限に活用する材及び加工法を選択することが開発のポイントとなる。本考案はこのポイントを純度の高いパラフィンワックスの採用および使用量の適正化により解決することができた。第２の課題は温湿布用としての取扱い性の改善である。純度の高いパラフィンワックスは温度依存性が極めて高く、相変化温度で固体、液体状態に変化するので取扱いが困難である。如何なる温度でも一定な状態を保つ必要がある。このためにパラフィンワックスを加工して温度依存性のない材料にするのが課題となる。第３の課題は開発された蓄熱材を充填・パックするための包材の開発である。本考案は業務用温湿布材の開発であるため、先ず耐久性が主要な課題となる。本考案では繰返し使用の回数は約５０００回目標として、その回数に耐える包材を開発するのが主要な課題となった。従来、用いているプラスチック製フィルムは耐久性が劣り、特に高温の湿布には不適であることが明白になっている。剥離性が進行し、フィルム形態が崩れてくる。高温に耐えるフィルムを用いても損傷の傾向は同じである。耐久性に加えて蓄熱材と包材との間で相溶性がなく、相互に不活性であることが必要である。更に温湿布としての風合いも大事な要素となる。風合いとしては包材の材質のみならず、包材から作られるパックの形態が重要なファクターであり、温湿布時に身体に対して生理的になじんだ形態でなければならない。

課題を解決するための手段

第１の課題は蓄熱材の性能である。蓄熱材として多くの素材がある。素材の顕熱を利用するもの、潜熱を利用するものがある。潜熱利用には温度が固定化するもの、温度を自由に選べるものがある。エネルギー量が高い潜熱を有するものもある。本考案は潜熱を利用する物質であり、エネルギー量は高いレベルであり、構成する分子量により融点、凝固点温度が異なり、自由に温度を設定できる素材である。即ちパラフィンワックスがこれに相当し、特に高純度であり、製品で６０％から８０％を用いるものである故に蓄熱材の有する機能を最高に発揮することが可能である。分子量の選択により３５℃から８５℃の範囲で温湿布を可能にする能力を有する。温度維持時間は蓄熱材の量に比例するが、環境温度は室温として規定した場合３〜５時間可能にする。第２の課題は蓄熱材の取扱い性の改善である。潜熱を利用する蓄熱材の欠点は融点を境にして固体と液体間の相変化により、材料の取扱いを変える必要がある。故に蓄熱材を１００％用いることは取扱いが不良となる。蓄熱材を加工して如何なる温度下ででも状態が変化しない蓄熱材にする必要がある。その加工として乳化してエマルジョン状態にすること、蓄熱材をマイクロカプセルにして溶液又はパウダー状にすること蓄熱材を他の物質に含浸させて安定化すること等が考えられる。本考案の蓄熱材加工として多孔質素材に含浸させ、樹脂で漏れがないようにコーテイング加工したものである。本加工で常にパウダー状となり、半永久的に使用が可能となった。取扱い性として製造時の充填・シールは容易となり、温湿布として使用しやすく、トラブル時の処置も容易となった。加工後の蓄熱材純度は５０％から８０％に維持され、そのうち本考案温湿布蓄熱材の純度は６０〜７０％を維持している。その結果として、温湿布の温度維持時間は２時間以上となっている。第３の課題は包材の開発である。包材のファクターとして耐久性、伝熱効果、温湿布取扱い性、人肌への風合い等が挙げられる。これらに適格な素材としてゴム特に合成ゴム及びエラストマー、今後は両者を合成ゴムとして表現するが、繰返し使用に耐える素材として選択した。合成ゴムは弾性に富み、繰返し使用に適している。合成ゴムについては含有する可塑剤がパラフィンワックスと結合反応しないよう可塑剤を添加しない工夫を採用し、弾性、風合いが損なわれないよう含有するカーボン量を調節している。合成ゴムとしては、ウレタンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリルーブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレンープロピレンゴム、エチレンープロピレンターポリマー、フロロシリコーン系ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、シリコーンゴム等が用いられる。これらの素材は反発弾性、耐熱性、耐溶剤性が優れているもので、更に成形性が優れていることも必須のファクターである。本考案は主要な三つの課題を解決し、温湿布具として優れた効果を病院のリハビリ臨床テストで確認されている。

考案の効果

本考案の効果は病院におけるリハビリテーションで使用され、医者、理学療養士、患者によって臨床テストとして感想、意見を伺った。温湿布は肩こり、背中及び腰の痛み、下痢、腹痛、生理痛、ストレス、不眠、眼の疲れ等多岐に亘って効果を発揮している。これらの症状は医学的見地から効果測定するものであり、長期に亘るため、デ−ターとして捕らえるのはむずかしい。従来の温湿布に比して良好であるか、否か各分野即ち医者、理学療養士、患者に温湿布実施後の感想、意見を伺った。結果として総合的には従来の方法と比較した結果良好であるとの結果を得た。従来の方法とは電熱を熱源とした湿布、活性炭等の素材を熱水中で加熱蓄熱し、湿布する方法である。第１に熱容量が少ない、第２に熱の質が生体に厳しい、第３として温度選択と維持が乏しい等が指摘され、温湿布による生体への効果が疑問視されている。不満の理由として、これらの他に取扱い性の不便さ、生体への不適性風合等も含まれる。本考案温湿布具１は熱容量が多いこと、ゆったり湿布できること、湿布深度が深いこと、生体に対する風合いが良好であること、取扱いは簡単であること、効果の発揮が予感できること等を挙げることができ、一般には好評であり、良好であるとの評価を得ている。

リハビリテーションの温湿布は比較的に高温で行われる。治療後のリハビリのため比較的に湿布条件を厳しくする、即ち温度を比較的に高く、湿布時間を長くする傾向にある。本考案の温湿布も主要な目的として比較的に高温である８０℃前後に耐えられるように設計されている。特に業務用として高温に耐えるよう蓄熱材２及び包材１の素材を選定している。蓄熱材２即ちパラフィンワックスを含浸する基材は微粒子パウダーで、多孔質の珪藻土系の物質を用いている。珪藻土系のパウダーに蓄熱材２を含浸し、更にパラフィンワックスが滲みださないように樹脂によるコーテイング加工を施しているので高温においても滲みだすことなく、パラフィンの含浸状態は安定化している。このようにして作られた蓄熱材２を用いる。更に包材としては高温に耐久性がある合成ゴムを選定し、シールは加熱または接着剤によらず、加硫成型法によってシールし、充填パック内部に仕切り枠４を２箇所設置し、蓄熱パウダー２が均一に分散されて、蓄熱パウダー２の偏りを防止すること、温湿布する身体に密着すること、温湿布具１の身体に対する風合いを維持することを目的にしている。このように温湿布具の機能が温湿布効果を全面均一に発揮できるよう設計されている。蓄熱パック１の加温は電熱加温器を用い、８０℃に加熱され、温湿布に用いられている。

温湿布用蓄熱材として７０℃の融点を有するパラフィンワックス６０部をホワイトカーボン４０部に含浸させ、エポキシ系レジンで各粒子をコーテイング加工したパウダー２を１Ｋｇ用いる。サイズ３５０ｍｍ×２７０ｍｍ×１５ｍｍ、体積１，２００ｃｃのアクリロニトリルーブタジエンゴム成型袋１に蓄熱材２を充填口３から１Ｋｇ充填し、加硫シール加工を実施。この温湿布具１にダブルラッセル生地を側地として被覆７し、側地内には低温により効果的に発射する遠赤外線シート８を内蔵させて温湿布の補助的な作用を行う温湿布用製品１とした。温湿布具１の加温はニクロム線を用いる加熱方法を用いている。病院における治療後のリハビリ臨床テストにて、温湿布テスト効果は医者、理学療養士、患者から蓄熱されたマイルドな熱と大熱容量が温湿布効果として効果をあげ、好評価を得ている。

「温湿布具全体を示した立体図である」 「温湿布具の側面図Ａである」 「温湿布具全体を示す平面図Ａである」 「温湿布具の側面図Ｂである」 「温湿布具の側面図Ｃである」 「温湿布具全体を示す平面図Ｂである」

符号の説明

１ 成型ゴムパック
２ 充填蓄熱材（パウダー）
３ 加硫シール蓄熱材充填口（側面図Ａに相当する部分）
４ 成型ゴムパック内仕切り壁（側面図Ａ及びＣに相当する部分）
５ 成型ゴムパック上部部分（平面図Ａに相当する部分）
６ 成型ゴムパック下部部分（平面図Ｂに相当する部分）
７ 成型ゴムパック全体を被覆するダブルラッセル側地
８ 遠赤外線シート挿入ポケット
９ ファスナー（成型ゴムパック出入口）

Claims (3)

1. 発生するエネルギーを相転移により効率よく蓄熱するパラフィンワックス系蓄熱材を用いることを特徴とする温湿布具。
2. 温湿布用蓄熱材の包材としてゴム材又は合成エラストマー材を用いることを特徴とする請求項１に記載の温湿布具。
3. ３５℃から８５℃までの蓄熱温度範囲を用い、しかも、この範囲内で室温環境下、各温度を２時間以上維持することを特徴とする請求項１に記載の温湿布具。

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