JP4303255B2 - 麦飯石製温熱罨法器 - Google Patents

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Description

この発明は温熱罨法器に関し、特に麦飯石を主材料にした麦飯石製温熱罨法器に関する。
温熱罨法器は手足の血行障害、鬱血解消、筋肉緊張緩和等を図るために、患部を温める装置で、従来から色々な構造のもので罨法体や温湿布として実用化されているが、本発明は麦飯石が持つ優れた遠赤外線放射性を利用し温熱罨法効果を高めようとするものである。
麦飯石の遠赤外線放射を用いる温熱罨法器は、主に麦飯石粉を入れている袋の内部に加熱源を配する構造になることが通常である。
このような構造の温熱罨法器は柔軟なシート状に成っているから、患部に接することが容易になる長所を持っているが、麦飯石から放射される遠赤外線の患部への照射量が少なく温熱罨法の効果を低くする短所がある。
麦飯石の原石を、そのまま刻んで温熱罨法器を作れば、麦飯石から放射される特有の遠赤外線を直接患部に放射する罨法器として利用出来るし、他の用途では木枕代用、或いは腹部肥満の治療補助具として利用出来る。
ところが、麦飯石製温熱罨法器は加熱にかかる時間が長い反面、加熱した後に外部からのエネルギー供給を中止すれば、すぐに冷えてしまう短所がある。
このような短所は温熱体の内部に潜熱材を充填することで解消出来るが、この熱材は、多くの場合、雲母粉、銅粉、酸化アルミナ粉等を主成分にする顕熱材であって、蓄熱量と温度が比例的関係にあるから、加熱した直後は非常に熱く、タオル等で包んで使用する程度だが、長く使うと冷めてしまうので、恒温性が良くない。
暖房分野における潜熱材としては、相変化により大量の熱エネルギーを吸収・放出する物質が用いられている。相変化物質というものは物質的、化学的条件の変化により相転移する性質を持つ物質を意味し、相転移の例としては融解、固化、気化、凝結等が挙げられる。
相転移を引き起こす相変化物質は多くの種類が知られており、各物質の溶融温度が様々であるために、普通は用途に合わせて幾種類かを混合して使用する。
相変化物質を利用する潜熱現象の問題としては、物質が相転移を繰り返す時に次第に沈殿物が生じ、潜熱の効果が低下する相分離現象、溶融点以下に温度が下がっても液体から個体への相変化が起こらず潜熱放出が停止する過冷却現象、化学的結合、または経時変化により物性が変わる腐食現象などが知られている。
しかし、このような問題は色々な相変化物質の中から選び出したものをよく混合して特性の調節を図ることで解消するとか、或いは別に核生成剤、増粘剤を追加的に添加することで解消している。
このような相変化物質として広く知られている潜熱材は、暖房に適合するものが主であるから、この発明に関する温熱罨法器の温度範囲では潜熱効果を奏しない。
従って、麦飯石特有の放射遠赤外線が直接患部に作用出来る構造になる温熱罨法器であって、足温機能、木枕代用機能、腹部肥満解消機能等を持つと共に、電熱手段の故障修理をも容易化し、使用部位が短時間で暖かくなる麦飯石製温熱罨法器を提供することが望まれている。
また、温熱罨法器に収蔵される潜熱材を高効率で加熱させる構造にした麦飯石製温熱罨法器を提供することも望まれている。
この発明の目的は、温熱体を罨法に適合する温度範囲で所定時間維持出来る潜熱材を内部に収蔵することにより、外部熱源に持続して加熱させなくても長時間に渡って温熱罨法と遠赤外線放射が可能な麦飯石製温熱罨法器を提供することである。
上述のような目的を実現する本発明は、内部に空間が形成されるように互いに接合される1対の側面部材から成り、前記空間には潜熱材を充填する構成の麦飯石製温熱罨法器である。
そして、この発明では、断熱材で外側が被覆され、内面には面状発熱体が敷設された収納用カバンが備わって前記温熱罨法器を収容することが出来る。
また、前記温熱体の内部に充填される潜熱材の中には血行促進のために磁石を含んでいてもよい。
この発明の温熱罨法器に収容される潜熱材は、ピロ燐酸ナトリウム10水和物(Na・10HO)とドコサン(C2246)の2種を混合した相変化物質が69〜87重量%、核生成剤になる塩化ナトリウム(NaCl)が10〜15重量%、増粘剤としてアクリル酸1〜3重量%、潜熱温度調節剤として硼砂肥料2〜13重量%とを攪拌により混合されたものが用いられる。
また、前記相変化物質は塩化カルシウム6水和物(CaCl・6HO)、チオ硫酸ナトリウム5水和物(Na・5HO)、炭酸ナトリウム10水和物(NaCO・10HO)、燐酸水素ナトリウム12水和物(NaHPO・12HO), 酢酸ナトリウム3水和物(CHCOONa・3HO)、硫酸ナトリウム10水和物(NaSO・10HO)、ドコサン(C2246)の中から選んだ2種を混合して使用することも出来る。
この発明に関する温熱罨法器は、内部に所定の空間を持つ温熱体と、これを封止する蓋の間で、外部から隔てられた空間を提供する函体に、潜熱材が収容される構造を含むこともある。
この場合、潜熱材を加熱させるための電熱コイルは前記函体の表面に布設される。
上述のような構成の本発明は麦飯石を含む温熱体を直接患部に接触させるので、他の温熱罨法器に比べて遠赤外線の輻射量が著しく多いから温熱罨法としての効果が良い。
しかも、内部に収容された潜熱材の作用により、外部エネルギーの供給がない時でも、加熱された状態が所定時間維持される長所がある。
また、互いに接合される1対に成った温熱体は、その表面の輪郭を種々の形態に加工可能なので、図示した円盤形だけではなく、中央が窪んだ湾曲面になる木枕形態等でも容易に製作でき、これによって頸部の温熱罨法も可能になり、また前記湾曲面に足部を気楽にかけて置くことも出来るから足温器の機能も持っている。
また、湾曲面は人体の腹部の曲線にも良く適合するので、これを腹部に置いて腹式呼吸をすれば、前記腹部の脂肪層が遠赤外線の新陳代謝効果により分解される一方、温熱罨法器の重量が腹部を押さえるため、腹部肥満の減少効果も優れている。
この発明は以上のような効果の外にも、電熱手段となる面状発熱体が収納用カバンの内周面に設けられているために、故障時には収納用カバンだけを交換することで修理が終わるから、アフタサービスも簡単になる利点があるほか、収納用カバンは温熱体の保管、携帯、及び加熱時の時間短縮が出来る長所もある。
しかも、内部に潜熱材を収容した後パッキングを介したカバーで封止された函体を、更に温熱体の内部に収容した構造なので、潜熱材は函体を通じた傍熱方式によって加熱されるから、効率良く、また、加熱中に融解された潜熱材が外部へ漏れることもない利点がある。
本発明を図面に基づき好適な実施例について詳細に説明すれば次の様である。
図1は、本発明の1実施形態である温熱罨法器の構成を示す斜視図で、図面において上下に配置された1対の温熱体2は麦飯石を含み、これらは空間を挟んで、互いに一体(例えば、袋状)に接合されるものである。
この温熱体2は収納用カバン4に入れて、保管、加熱、携帯出来るもので、図2に示すように、温熱体2で挟まれた内部空間は潜熱材6を充填する空間になり、また潜熱材6の中には磁石8を多数内蔵してもよい。
空間を挟んで、互いに対向接合される1対の温熱体2は、堅牢な接合のために、どちらか一方の温熱体2に突出部を形成し、ここに嵌入する方式で接合することも出来る。
この発明において、温熱体2の内部に充填される潜熱材6は相変化物質、核生成剤、 増粘剤、潜熱温度調節剤を混合して得るものである。
相変化物質としては、ピロ燐酸ナトリウム10水和物(Na・10HO)とドコサン(C2246)を2種混合したものが適当である。
相変化物質としてドコサンを単独に、初期温度30℃から昇温させて80℃まで加温・蓄熱させながら全体の相変化の平均温度と蓄熱量の変化を観察すると、初期の低い温度で蓄熱は徐々に進行するが、58〜63℃の潜熱区間で相当に蓄熱が行われ、この時の蓄熱量は68.375Kcal/Kgと測定された。
また、ピロ燐酸ナトリウム10水和物を単独に、初期温度40℃から90℃まで加温・蓄熱させながら全体の相変化の平均温度と蓄熱量の変化を観察すると、初期蓄熱はほぼ進行されず、85〜90℃の潜熱区間で徐々に上昇し、この時の蓄熱量は73.25Kcal/Kgと測定された。
しかし、ドコサンとピロ燐酸ナトリウム10水和物を混合したものを、初期温度35℃から85℃まで加温・蓄熱させながら、全体の相変化の平均温度と蓄熱量の変化を観察すると、初期蓄熱時は溶融点の低いドコサンの蓄熱が迅速に増加し終わる一方、ピロ燐酸ナトリウム10水和物はもっと高温で蓄熱が行われる。この時の蓄熱量は、通常ピロ燐酸ナトリウム10水和物の方がドコサンに比べて約6%以上高い。
核生成剤は相変化物質の結晶核形成を促進して過冷却を阻止するためのもので、この発明においては塩化ナトリウム(NaCl)が用いられる。
また、増粘剤は前記の相変化物質が融解―凝固する過程で過冷却を阻止する一方、融解―凝固を繰り返した時に生ずる相分離現象を阻止するもので、この発明においてはアクリル酸100重量%、或いはこのアクリル酸99重量%にヘキサン、界面活性剤、水酸化ナトリウム(NaOH)33%水溶液、メタノール(MeOH)及びエポキシ812の混合物を残部1重量%程度添加して混合したものが用いられる。
潜熱温度調節剤は特定温度範囲を長時間維持させるために添加するもので、この発明においては硼砂肥料が用いられる。
上述のような相変化物質、核生成剤、増粘剤、潜熱温度調節剤は、
相変化物質 69〜87重量%
核生成剤 10〜15重量%
増粘剤 1〜3重量%
潜熱温度調節剤 2〜13重量%
を撹拌して混合すると、この発明に好適な潜熱材6になる。
潜熱材6は温熱体2の中に収容される際に選んだ相変化物質の溶融点より10〜20℃程高い温度で加熱すれば容易に充填することが出来る。
このような潜熱材6の作用を考えると、加熱温度に対する蓄熱量の定性的変化は図3の様になる。
図3において、□はこの発明、△は比較例としての水、そして○は比較例としての石の蓄熱量の変化を示すグラフである。
図3のように、この発明に採用される潜熱材6は温度63℃に至る時まで、蓄熱量は最高30Kcal/Kgであるが、前記温度63℃付近では瞬く間に85Kcal/Kgまで増加し、それ以上の温度では再び緩慢な傾きで増加する特性をみせているが、このような現象は温度20℃から63℃付近まではドコサンの蓄熱が徐々に進行され、前記63℃で急に上昇して前記ドコサンの蓄熱が瞬く間に終了し、更にもっと高い温度からではピロ燐酸ナトリウム10水和物の蓄熱が徐々に進行するために現れることである。
また、蓄熱後の放熱時潜熱効果は図4のような結果が得られた。
図4において、この発明の潜熱材6によりおよそ5時間くらい60℃の温度を維持する潜熱区間が形成され、この後は比例的に冷めていく特性を見せる。
前記潜熱区間の温度60℃はドコサンの潜熱効果で維持される一方、ピロ燐酸ナトリウム10水和物が発散する潜熱は、前記潜熱の発散により温度がさがるドコサンを再び蓄熱する作用が繰り返すことにより長時間に渡って維持されることである。
また、前記潜熱区間の温度60℃は麦飯石を用いる温熱罨法に最適な温度になるから、上述のように2種混合された相変化物質は麦飯石の罨法機能に最も効果的な潜熱材である。
この発明の潜熱材6は前記ドコサンとピロ燐酸ナトリウム10水和物との2種混合に限定されることはなく、これらと同様な特性を持つ相変化物質で、例えば、塩化カルシウム6水和物(CaCl・6HO)、チオ硫酸ナトリウム5水和物(Na・5HO)、炭酸ナトリウム10水和物(NaCO・10HO)、燐酸水素ナトリウム12水和物(NaHPO・12HO)、酢酸ナトリウム3水和物(CHCOONa・3HO)、硫酸ナトリウム10水和物(NaSO・10HO)などを挙げることができ、これらの相変化物質から選んだ1種を前記ドコサン(C22H46)と混合して使用することが出来る。
次の表は前記の相変化物質が持っている溶融点と単位重量当たりの潜熱量を示す。
更に図1を見ると、収納用カバン4には蓋10が付着されてマジックテープ(登録商標)12a、12bによって閉じた状態を保持するように成っており、この蓋10のために収納用カバン4の内部空間14は外部から隔離されるから加熱時の熱損失は小さくなる。
収納用カバン4の外部一側には普段の温度調節回路を備えるプラグ16を差し込んで接続するためのソケット18が設けられ、そのソケット18を通じて収納用カバン4内の電熱装置に電源が印加される。
一方、収納用カバン4の素材は図5に示すように、内被20には内側に網状の面状発熱体22が重なっており、その反対側には断熱材24と外被26とが重なる断熱構造に成っている。
また、図面には示さないが、断熱材24は面状発熱体22と接する面を銀箔の反射面とすることにより、前記面状発熱体22から発生する赤外線が収納用カバン4の内側に反射され、熱損失を更に減らすことができる。
面状発熱体22は必ずしも網状に作られるものではなく、この発明では70℃以下の低い温度で加熱させるために備えているものである。
また、網状の面状発熱体22は図6に示したように、繊維糸28の外表面に黒鉛含有樹脂30がコーティングされる構造で、印加される電力は黒鉛含有樹脂30に流れながらその抵抗によって発熱することに成る。
上述な構成のこの発明は、単なる温熱体2を収納用カバン4に入れ、蓋10を閉じた後に前記収納用カバン4のソケット18にプラグ16を差し込む簡単な操作で温熱体2を加熱させることが出来る。
さらに、温熱体2は電子レンジで潜熱材6を加熱させることも出来、このようにして加熱される温熱体2は麦飯石で作られているからから、特有の遠赤外線を放出するようになる。
従って、単なる加熱された温熱体2の外表面を患者の患部等に接触させることで使用出来る。
電子レンジ、または収納用カバン4によって加熱される温熱体2は外部の熱源から断絶されていても、内部に収容された潜熱材6の作用で加熱が持続され、相当時間、例えば最短3〜4時間、最長5時間程加熱状態を維持させて温度を上げる。
温熱体2において、加熱のための構造は上述の実施例に限定されるものではなく、図7、図8に示す構成でも実施出来る。
図7はこの発明に関する温熱罨法器の他の実施例を示す分解斜視図であって、麦飯石を含む温熱体2は内部に所定の空間が形成されており、別の麦飯石を含む蓋40と合体されて外部から隔離される内部空間を内部に持つ構成になっている。
前記温熱体2と蓋40の間に形成された空間には函体42が収容される。この函体42はセットスクリュー等で締結されるカバー44によって封止されるので、その封止状態を保障するために、函体42とカバー44との間にはパッキング46が介挿される構造になる。
しかし、前記函体42とカバー44との表面には一定のパターンで延長される溝48が形成されており、また前記溝48のパターンに符合する態様の電熱コイル50が設けられて前記溝48に挿入して敷設される。
この電熱コイル50の両端は前記温熱体2の一側に開いている通孔52を通って電源ソケット54に結線される。
図8は上述のような構成になる麦飯石製温熱罨法器の組合せ状態を示す断面図であって、内部に潜熱材6を収容した函体42の入り口はパッキング46を介してセットスクリュー等で締め付けられるカバー44で封止される一方、その表面の溝48には電熱コイル50を挿入したまま、温熱体2の内部に収容されて蓋40で封止する構成を見せている。
前記のような構成において、電熱コイル50は温熱体2の外部に設けられる電源ソケット54を通じて外部からの電源が印加される。
一方、函体42とカバー44の外表面に敷設される電熱コイル50は潜熱材6に直接接触しないで暖める傍熱構造で、前記潜熱材6は熱による変質を起こさず、また温度コントロールも容易になり、前記潜熱材を50〜80℃範囲で正確に加熱させるようになる。
それに、函体42とカバー44との間にあるパッキング46は潜熱材6の漏れを完璧に防ぐために、前記潜熱材6が思いがけず100℃に加熱され沸騰しても漏れることはない。
図9は図7及び図8の温熱罨法器にコードレス給電方式が適用した例を示している。
この例において、温熱罨法器は専用のスタンド56に搭載させてなっており、このスタンド56は内部にヒーティング回路58を備えている。また、前記スタンド56の上面は温熱体2の一部を挿入することが出来る溝状の空間60として形成され、また空間60の底部には前記温熱体2に設ける電源ソケット56と差し込んで電源を印加させるための電極62が、前記ヒーティング回路58の所定箇所に配置されており、ここで前記ヒーティング回路58はコードレスアイロン等で実用化されている回路と同じ構成になっている。
このような構成のスタンド56によれば、温熱罨法器の加熱を簡便にすることになる。
この発明は、温熱罨法器に適用可能であり、特に麦飯石を原石のまま刻んで作るものなので遠赤外線の輻射量が著しく多く、温熱罨法器として良い性能を有している。
しかも、内部に収容された潜熱材の作用により外部エネルギーの供給がなくても、加熱した状態が長時間に渡って一定に維持される長所があることで、携帯しながら温熱罨法を施すことが出来る。
また、互いに接合されて1対に成る温熱体を、中央が窪んだ湾曲面に成形すれば木枕にも使用出来るし、これによって頸部の温熱罨法も出来る。
また、前記湾曲面に足部を気楽に乗せて置くことも出来るから足温器としても活用出来る。
しかも、湾曲面は人体の腹部に良く適合するので、これを腹部に置いて腹式呼吸をする時に、前記腹部の脂肪層は遠赤外線の新陳代謝効果により分解される一方、温熱罨法器の重量が腹部を押さえることに成り、腹部肥満の除去にも卓越した効果がある。
この発明は、電熱手段となる面状発熱体が収納用カバンの内周面に敷設されているために、故障時には収納用カバンだけを交換することで修理が出来る。
前記収納用カバンは温熱体の保管、携帯、及び熱の損失がない短時間内に加熱させることが出来る長所もある。
その上、内部には潜熱材が収容した函体を備える構造なので、前記潜熱材は函体を通じて傍熱方式に加熱され、加熱中に融解された潜熱材が外部へ漏れることもない。
この発明の主な構成を示す斜視図。 図1に示した温熱体の断面図。 潜熱材の加熱温度に対する蓄熱量の変化を示すグラフである。 蓄熱後の放熱時潜熱効果を示すグラフである。 図1に示した収納用カバンの素材の断層図。 図5に示した面状発熱体の断面図。 この発明の温熱体の他の実施例を示す分解斜視図 図7の組み立てをしめす断面図。 図7に図示した温熱罨法器に適合なコードレス給電方式の例を示す図面。
符号の説明
2 温熱体
4 収納用カバン
6 潜熱材
8 磁石
10 蓋
12a, 12b マジックテープ(登録商標)
14 内部空間
16 プラグ
18 ソケット
20 内被
22 面状発熱体
24 断熱材
26 外被
28 繊維糸
30 黒鉛含有樹脂
40 蓋
42 函体
44 蓋
46 パッキング
48 溝
50 電熱コイル
52 通孔
54 ソケット
56 スタンド
58 回路基板
60 空間
62 電極

Claims (4)

  1. 麦飯石を含む温熱体の内部に潜熱材を収容して封止した構成の麦飯石製温熱罨法器において、前記温熱体の中には前記潜熱材が収蔵され、前記潜熱材はピロ燐酸ナトリウム10水和物(Na・10HO)とドコサン(C2246)とを混合した相変化物質69〜87重量%に、核生成剤として塩化ナトリウム(NaCl)10〜15重量%、増粘剤としてアクリル酸1〜3重量%、潜熱温度調節剤として硼砂肥料2〜13重量%とを各々添加し、混合させたものである麦飯石製温熱罨法器。
  2. 麦飯石を含む温熱体の内部に潜熱材を収容し、蓋で封止した構成の麦飯石製温熱罨法器において、前記温熱体の中には、ピロ燐酸ナトリウム10水和物(Na・10HO)とドコサン(C2246)とを混合して得られる相変化物質69〜87重量%に、核生成剤として塩化ナトリウム(NaCl)10〜15重量%、増粘剤としてアクリル酸1〜3重量%、潜熱温度調節剤として硼砂肥料2〜13重量%を添加し混合させて成る前記潜熱材が収蔵された函体を収容し、前記函体はカバーとの間がパッキング材で封止され、且つ前記函体と前記カバーとは表面に所定のパターンに延長する溝を持ち、前記溝の内には同様のパターンに成る電熱コイルが挟み込まれて、前記潜熱材を50〜80℃の範囲で加熱させ、長時間維持することが出来る麦飯石製温熱罨法器。
  3. 麦飯石を含む温熱体の内部に潜熱材を収容して封止した構成の麦飯石製温熱罨法器において、前記温熱体の中には前記潜熱材が収蔵され、前記潜熱材は塩化カルシウム6水和物(CaCl・6HO)、チオ硫酸ナトリウム5水和物(Na・5HO)、炭酸ナトリウム10水和物(NaCO・10HO)、燐酸水素ナトリウム12水和物(NaHPO・12HO)、酢酸ナトリウム3水和物(CHCOONa・3HO)、硫酸ナトリウム10水和物(NaSO・10HO)から選んだ1種をドコサン(C2246)と混合した相変化物質69〜87重量%に、核生成剤として塩化ナトリウム(NaCl)10〜15重量%、増粘剤としてアクリル酸1〜3重量%、潜熱温度調節剤として硼砂肥料2〜13重量%とを各々添加し、混合させたものである麦飯石製温熱罨法器。
  4. 麦飯石を含む温熱体の内部に潜熱材を収容し、蓋で封止した構成の麦飯石製温熱罨法器において、前記温熱体の中には、塩化カルシウム6水和物(CaCl・6HO)、チオ硫酸ナトリウム5水和物(Na・5HO)、炭酸ナトリウム10水和物(NaCO・10HO)、燐酸水素ナトリウム12水和物(NaHPO・12HO)、酢酸ナトリウム3水和物(CHCOONa・3HO)、硫酸ナトリウム10水和物(NaSO・10HO)から選んだ1種をドコサン(C2246)と混合して得られる相変化物質69〜87重量%に、核生成剤として塩化ナトリウム(NaCl)10〜15重量%、増粘剤としてアクリル酸1〜3重量%、潜熱温度調節剤として硼砂肥料2〜13重量%を添加し混合させて成る前記潜熱材が収蔵された函体を収容し、前記函体はカバーとの間がパッキング材で封止され、且つ前記函体と前記カバーとは表面に所定のパターンに延長する溝を持ち、前記溝の内には同様のパターンに成る電熱コイルが挟み込まれて、前記潜熱材を50〜80℃の範囲で加熱させ、長時間維持することが出来る麦飯石製温熱罨法器。
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