JP5519252B2

JP5519252B2 - 伸縮性発熱体

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Publication number: JP5519252B2
Application number: JP2009268092A
Authority: JP
Inventors: 悟史小玉; 英男小林
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2029-11-25
Also published as: JP2011110166A

Description

本発明は、温熱を使用者の肌に付与する等のために用いられる伸縮性発熱体に関する。

肌寒い時などに身体を温める発熱体としては、取り扱いの簡便さや安価であることから使い捨てカイロ等が利用されることが多い。使い捨てカイロにおける発熱源である発熱剤としては、鉄粉等の酸化作用を利用したものが挙げられる。具体的には、鉄粉、無機塩、活性炭、水等とそれを保持する高分子吸水剤などで構成されており、使用目的などにより混合する材料は変化する。その形状としては粉状ないし固形状のものなどがある。

ところで、身体を発熱体等で適度に温める温熱の効果として、単に暖をとるだけではなく、血行改善や腰痛、肩痛、関節痛、疲労の回復等の温熱治療も挙げられる。さらに最近ではミストサウナのように患部に温かい蒸気を付与して温める蒸気温熱体が開発され、これにより上記の効能を高めて、しかも肌に対して潤いや老廃物の除去を促進することも実現する。さらには、温熱治療、疲労回復、保湿効果を利用した商品への展開も進められている。

特許文献１は非伸縮性である板状の発熱材を伸縮性部材と組み合わせた発熱体を開示する。この発熱体は、伸縮性を有する第１シートの片面に上記非伸縮性の発熱材が間欠的に配置され、この発熱材を覆って第１シートと接着された伸縮性及び通気性を有する第２シートとからなる。このとき発熱材どうしの離間部で第１シートと第２シートとは接着されている。第１シートの第２シートとは反対側の面には粘着層が塗布されている。使用時には、この粘着層の部分を使用者の皮膚に貼り付ける。これにより、発熱体全体としては伸縮性があり、発熱材の身体への密着状態を保持しやすくする。

特開２００６−５１１９１号公報

発熱剤の酸化が進行するとこれにより構成された発熱体は、全体として硬化していき、使用中期から末期にその弾力性がほぼなくなってしまうことがある。そのことを考慮したとき、上記特許文献１のものでは未だ十分とはいえず、さらに高い伸縮性を実現する発熱体が求められる。

上記の点に鑑み本発明は、可動の大きな身体の部位に対して好適に追従し、特に使用中期から末期にかけての身体へのフィット性がよく、発熱体の温熱効果及びその効能を効果的に発揮させる伸縮性発熱体の提供を課題とする。

本発明は、非伸縮性の多孔質シートに発熱材が介在された発熱複合体を有する伸縮性発熱体であって、前記発熱複合体がこれと重合される伸縮性部材に平面視において前記複合体の端縁内に施されるポイントシール部で接合されており、前記伸縮性部材の前記発熱複合体と重合するが接合されていない非接合重合部は前記発熱複合体から独立して伸縮可能とされた伸縮性発熱体を提供するものである。ここでいうポイントシールとは、例えば超音波シールやヒートシールの様に外部からエネルギーを加えて溶着させ接合させるものや、接着剤やホットメルトなどの接合剤を部分的に塗布して接合させる方法で、部分的に接合させる方法全てを含む。

本発明の伸縮性発熱体は、可動の大きな身体の部位に対して好適に追従し、特に使用中期から末期にかけての身体へのフィット性がよく、発熱材の身体への密着状態を保持する性能に優れ、発熱体の温熱効果及びその効能を効果的に発揮させる。

本発明における一実施形態（実施形態１）としての伸縮性発熱体を肌面方向から模式的に示した一部切欠斜視図である。図１に示すＩＩ−ＩＩ線断面の断面図である。実施形態１の伸縮性発熱体の伸縮可能範囲の一例をモデル化して示す平面図である。本発明における別の実施形態（実施形態２）としての伸縮性発熱体の伸縮可能範囲の一例をモデル化して示す平面図である。本発明におけるまた別の実施形態（実施形態３）としての伸縮性発熱体の伸縮可能範囲の一例をモデル化して示す平面図である。本発明におけるさらに別の実施形態（実施形態４）としての伸縮性発熱体の伸縮可能範囲の一例をモデル化して示す平面図である。

以下、本発明についてその好ましい実施形態を示し、図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明における実施形態（実施形態１）としての伸縮性発熱体を肌面方向から示した一部切欠斜視図である。図２は図１に示すＩＩ−ＩＩ線断面の断面図である。

本実施形態における伸縮性発熱体１０は、非伸縮性で発熱源を有し肌面側に位置する発熱複合体１と、伸縮性があり非肌面側に位置する伸縮性部材２とをポイントシール部３により接合してなる。本実施形態において、ポイントシールを施す位置は発熱複合体１端縁１ｔ内の中心点にされている。本実施形態では伸縮発熱体１０を構成する発熱複合体１、伸縮性部材２の形状はそれぞれ正方形であるが、用途により、長方形、円形、その他適宜任意の形状の組み合わせが好ましい。

本実施形態における発熱複合体１は、発熱源でありシート状である発熱材１ｃを２枚の非伸縮性部材である多孔質シート材１ａ、１ｂで挟持して内包する。上下の多孔質シート材のそれぞれ四辺は端縁シール部Ｔにて接着剤または熱圧着等で接合されている。多孔質シート材としては、着用者の肌に近い側（肌側）に位置し通気性及び透湿性が付与された透湿性シート１ａと、その反対側に位置し、かつ着用者の肌から遠い側（非肌側）で通気性のみ付与されている非透湿性の通気性シート１ｂを用いている。本実施形態において、伸縮性部材２とポイントシール部３によって接合される発熱複合体１は通気性シート１ｂ側でのみで接合されている。ただし、本発明において伸縮性発熱体を用いる面は特に限定されず、発熱複合体側であっても伸縮性シート側であってもよい。

本実施形態における伸縮性部材２は伸縮性を有する部材であれば特に限定されないが、使い捨てのものとして適した比較的安価かつ環境適合性のある材料であることや、伸縮性が高いことが好ましい。このことを考慮して、それに適した繊維からなる不織布を用いることが好ましい。形状や大きさについても使用する身体部位等にあわせて適宜変更して使用することもまた好ましい。

本実施形態における発熱材１ｃを構成する材料は特に限定されないが、被酸化金属の酸化反応により生じる酸化熱を利用したものが好ましく被酸化金属の酸化反応時に多くの蒸気を発生させる蒸気発熱シートを用いることが特に好ましい。蒸気を用いた温熱は一般的な温熱効果に加え、適度な温かさの水蒸気、つまり蒸気温熱が熱伝導性を高くして適用部位の皮膚表面温度のみならず、身体の深部の温度を高める。そのため、例えば本実施形態の発熱体を患部に施すことで治療効果を一層引き上げる。また、この発熱材１ｃは４０℃前後の温度でかつ高い湿度であるため、上述したミストサウナのように身体への保温及び保湿効果等も得られる。

本実施形態において特に強調すべき特徴は、伸縮性部材２と発熱複合体１とがポイントシール部３でのみ接合されており、逆にいえばポイントシール部３以外の部分は互いに接合されず非接合状態であることである。したがって、前記伸縮性部材２の前記発熱複合体１と重合するが接合されていない非接合重合部２ａは発熱複合体１から独立して伸縮自在となっている。さらに具体的にいえば、前記伸縮性部材２の非接合重合部２ａは前記発熱複合体１の面方向かつ外方に伸縮可能とされている。

本実施形態において発熱材１ｃから放出される蒸気を含む蒸気温熱Ｓは、発熱材１ｃと空気が接触することにより被酸化性金属の酸化反応が起き放出される。このとき発生する蒸気温熱Ｓは、透湿性シート１ａの透湿効果により着用者の肌面に浸透し、温熱効果を高めつつ肌に潤いをあたえる。蒸気温熱Ｓに用いられる酸素の給気Ａには、透湿性シート１ａの肌面側からの給気Ａ_１及び通気性シート１ｂの非肌面側からの給気Ａ_３がある。さらに、本実施形態においては伸縮性部材２と発熱性複合体１とはポイントシール部３でのみ接合されているため、通気性シート１ｂと伸縮性部材２との隙間（非接合重合部２ａ）から吸入される給気Ａ_２が得られる。すなわち本実施形態においては、接合部分がポイントシール部３のみであり、それ以外の広範な領域で外気の流入を妨げない。そのため発熱材１ｃに均等に空気Ａを接触させることが可能であり、着用者の動きがあるときにはむしろ、あたかも呼吸をするように外気を取り入れ、効果的な蒸気温熱効果を発揮しうる。

本実施形態において伸縮性部材２は発熱複合体１とはポイントシール部３以外の広範な領域で独立して伸縮自在とされている。そのため、たとえ使用中期から末期にかけて発熱材１ｃが酸化により硬化しても、ポイントシール部３以外の伸縮性部材２の伸縮性を効果的に利用することで使用者の肌面に好適にフィットする。その結果、肌面からの剥離や大きく離間してしまうことによる放熱がなくなり、さらに蒸気温熱の蒸気などの離散も防ぐ。このような観点から、特に限定されるものではないが、本実施形態に用いられる発熱材は蒸気を発する蒸気発熱体であることが好ましい。また、本実施形態において発熱複合体１の伸縮性部材２との接合部（ポイントシール部３）は、非接合重合部２ａ及びその他の伸縮性部材２の領域より曲げ剛性が高くなる。換言すれば、本実施形態では曲げ剛性の低い範囲が広く確保されて、使用者の動きに合わせて追従する高い柔軟性も実現される。これにより、良好なフィット性が得られることはもとより上述した温熱効果を一層効果的に引き出すことができる。

本実施形態におけるポイントシール部３の形成方法は特に限定されないが、基材の成分や厚さの制限なく採用できる点から超音波による溶着法を用いることが好ましい。ポイントシール部の大きさは特に限定されないが、平面視における円相当直径で１ｍｍ〜１０ｍｍが好ましく、１ｍｍ〜５ｍｍがより好ましい。また、発熱材の平面視における面積Ｒｈとの関係でいえば、これとポイントシール部３の面積Ｒｐとの比率（Ｒｐ／Ｒｈ）を０．０００２〜０．０５の範囲にすることが好ましく、０．００１〜０．０１３とすることがより好ましい。あるいは後述する実施形態の様に多孔質シート（透湿シート、通気性シート）の側縁部１ｋに包含される場合には、側縁部の面積Ｒｓとの比率（Ｒｐ／Ｒｓ）が上記の比率の範囲内であることが好ましい。この範囲にすることで、上述した弾性伸縮性、蒸気温熱性、追従性を極めて高いレベルで同時に満足することができる。ポイントシール部３の形状や数については、使用する身体の位置や、伸縮性発熱体１０の形状、大きさにあわせ適宜変更して使用することが好ましい。また、該ポイントシール形状にピクトグラムを採用してもよい。

図３は、本発明における実施形態（実施形態１）としての伸縮性発熱体１０の伸縮可能範囲を伸長前（実線）と伸長後（一点鎖線）とで対比したモデルとして示す平面図である。本実施形態における伸縮性発熱体１０は平面視において左右、上下対称形状とされているが、ここでは説明の便宜上、図中のポイントシール部３を境に上方向を「上」としその反対方向を「下」とし、上下を分ける線Ｌとして説明する。本実施形態では平面視においてポイントシール部３を中心にその外方に発熱複合体１の端縁が実線で示され、さらにその外方に伸縮性部材２の端縁が実線で示されている。破線で示しているのは発熱材１ｃの端縁である。伸縮性部材２の端縁の外方に１点鎖線２ｃで示されているのが発熱材１ｃと伸縮性部材２が全周囲もしくは全面で接合された状態（比較例）での破断限界における伸縮性部材の端縁位置である。そこで囲まれた範囲が伸縮性部材２の伸縮可能領域Ｑｃである。同図では伸縮性部材２の破断伸度を凡そ２００％と仮定して示している。

これに対し本実施形態におけるポイントシール部３を施したものの場合、ポイントシール部３でのみ接合されたため伸縮性部材２は破断限界位置２ｉまで伸長可能であり、これで区画されるのが実施例における伸縮可能領域Ｑｉである。なお、同図に示した伸長状態の形状は概念的な対比のためにモデル化して示したものであり、厳密にこの形態で伸長しなければならないというものではなく、本発明が同図により限定して解釈されるものではない。このことは以下の図面においても同様である。

比較例の伸縮可能領域Ｑｃと実施例の伸縮可能領域Ｑｉの関係を詳細に説明する。上下を分ける線Ｌから発熱材１ｃの上端縁までの幅をｔ_１とし、その長さを２と仮定する。また発熱材１ｃの上端縁から発熱複合体１の上端縁までの幅をｔ_２とし、その長さを１と仮定する。そして発熱複合体１の上端縁から伸縮性部材２の上端縁までの幅をｔ_３とし、その長さを１と仮定する。このとき伸縮性部材２の上端縁から広がる比較例の伸縮可能領域Ｑｃの伸縮幅ｅ_ｃはｔ_３（長さ１）と等しくなる。これに対し、実施例の伸縮可能領域Ｑｉの上端縁２ｉまでの幅ｅ_ｉはポイントシール部３の面積が無視できるほど小さいものとしていえばｔ_１（長さ２）＋ｔ_２（長さ１）＋ｔ_３（長さ１）＝（長さ４）となる。つまり、比較例の伸びｅ_ｃに対して実施例の伸びｅ_ｉより４倍となる。このように、本実施形態によれば、伸縮性部材２の持つ伸縮力を極めて効果的に利用することができる。このことから、本実施形態の伸縮性発熱体１０は膝や肘等の可動領域の大きな身体の部位であっても高い伸縮性で身体にフィットしかつ追従して使用することができる。

次に、本発明の第２〜４実施形態としての伸縮性発熱体について、図４〜６を参照し、主として第１実施形態との相違点について説明する。
第２実施形態の伸縮性発熱体２０においては、図４に示すように、伸縮性発熱体２０を左右点対称に分ける線Ｍ上に２つのポイントシール部３が形成されている。また、第１実施形態では透湿性シート１ａ及び通気性シート１ｂで発熱材１ｃの外方に延在する側縁部１ｋにポイントシール部３が設けられている。その他の寸法及び配置は第１実施形態と同じである。また比較例の伸縮可能領域Ｑｃの領域も第１実施形態と同様である。本実施形態において、発熱複合体１は伸縮性部材２に２点のポイントシール部３で透湿性シート１ａ及び通気性シート１ｂ共に接合されており、その２点で接合されることにより第１実施形態よりも強固な固着力を発揮している。そのため身体を動かしたときに発生する「ねじれ」及び「こすれ」に対しても高い固着力が発揮され、可動頻度極めて高い部位や激しい運動時にも対応して用いることができる。

また、ポイントシール部３を発熱複合体１の上下に設置することにより、この部位での伸縮性部材２の上下の伸縮が抑えられ、伸縮可能領域Ｑｉが上下に括れた蝶々形状となっている。このようにポイントシールの配設位置を変え伸縮可能領域の形状を調節することにより、身体における顔のような起伏及び可動箇所が多く、かつ微妙な動きに対しても追従性が求められる箇所において、高い着用性を実現することができる。すなわち、２箇所で動きを止めている以外は自由に可動することが可能であり、左右方向に湾曲した箇所へのフィット性が非常に高い。例えばアイマスク状の温熱器具に使用したときには、可動領域の多い眉間や米噛み近傍にはポイントシールを施さず伸縮自在とすることができる。逆に、可動が少なく伸縮性を必要としない部位には適宜ポイントシールを施し動きを止めることで、顔の動きに高い追従性を有する温熱器具を作製することもできる。

第３実施形態の伸縮性発熱体３０においては、図５に示すように、透湿シート１ａ及び通気性シート１ｂの側縁部１ｋにおいて、発熱複合体１の四隅に線状のポイントシール３が、四隅を結ぶ対角線に対し垂直に配設されている。したがって、中央部分が湾曲した箇所等へのフィット性が高い。また、前記第２実施形態に比べて精度の良い位置に配置することができる。

第４実施形態の伸縮性発熱体４０においては、図６に示すように、透湿シート１ａ及び通気性シート１ｂの側縁部１ｋにおいて、発熱複合体１の四隅に鈎状のポイントシール３が配設されている。したがって、中央部分が湾曲した箇所等へのフィット性が高い。また、前記第３実施形態よりも更に精度良く配置することが可能である。

本発明の伸縮性発熱体は、前記の各実施形態に制限されるものではない。例えばポイントシールの配設パターンや形状も上記に示したものだけではなく、身体の可動部位にあわせ適宜設定されるのが好ましい。また、材料は特に限定されないが、伸縮性部材２と発熱複合体１の間に他の部材等を介在して接合して使用してもよい。発熱複合体１に用いられる多孔質シートは透湿性を一部だけ付与されているだけでもよいし、全て透湿性を有していてもよい。本発明の伸縮性発熱体は主に人の身体に使用して温熱効果を得るのに好適に用いられるものであるが、その他、動物に対する温熱や可動部品の暖機等にも用いても構わない。さらに、本発明の伸縮性発熱体を身体に取り付ける手段としては、身体に直接伸縮性部材での適宜固定や粘着剤などを使用した貼布などでもよく、被服上から使用してもよい。あるいはその他温熱効果を阻害しない物品を介在して用いてもよい。

[発熱材]
上記発熱材１ｃは蒸気温熱効果を有しており、材料は特に限定されないが、上記各本実施形態においては前述の通り、発熱材１ｃは（ｉ）被酸化性金属、（ｉｉ）反応促進剤、（ｉｉｉ）繊維状物、及び（ｉｖ）電解質を含み且つ含水状態となっている。具体的には、発熱材１ｃは、被酸化性金属、反応促進剤及び繊維状物を含有する成形シートに、電解質水溶液を含有させて構成されている。これらの各種材料のうち、前述した発熱材１ｃの水蒸気発生機能に特に影響する材料は、発熱剤に含まれる（ｉ）被酸化性金属、（ｉｉ）反応促進剤、及び（ｉｉｉ）繊維状物である。詳細には、成形シートに含まれる被酸化性金属の量が好ましくは６０〜９０質量％、更に好ましくは７０〜８５質量％、反応促進剤の量が好ましくは５〜２５質量％、更に好ましくは８〜１５質量％、繊維状物の量が好ましくは５〜３５質量％、１０〜２０質量％であることが更に好ましい。これらの材料の量が前述の範囲にあると、所望の水蒸気発生が期待できる。なお、後述するように、発熱材１ｃは好適には抄造によって得られるため、抄造工程における乾燥工程後の状態で５質量％以下の水分を含有するものである。

被酸化性金属に対する反応促進剤及び繊維状物それぞれの質量比も発熱材１ｃの水蒸気発生に影響する。具体的には、発熱材１ｃにおいて、被酸化性金属に対する反応促進剤の質量比は好ましくは０．１〜０．３であり、更に好ましくは０．１１〜０．２５である。また被酸化性金属に対する繊維状物の質量比は好ましくは０．１〜０．３であり、更に好ましくは０．１２〜０．２９である。これらの範囲内であれば、所望の皮膚表面温度を３８℃以上に向上させ且つ所望の蒸気発生量を得ることが容易である。

発熱材１ｃにおける電解質水溶液の濃度は、所望の温度を得る観点から、好ましくは１〜１５質量％、更に好ましくは２〜１０質量％である。また電解質水溶液は、成形シート１００質量部に対して好ましくは３０〜８０質量部、更に好ましくは３０〜５０質量部添加されることが、所望とする温度が持続する点、及び所望とする蒸気発生量を得る点から好ましい。

（ｉ）被酸化性金属としては例えば、鉄、アルミニウム、亜鉛、マンガン、マグネシウム、カルシウム等の粉末や繊維が挙げられる。これらの中でも取り扱い性、安全性、製造コストの点から鉄粉が好ましく用いられる。被酸化性金属が粉末である場合その粒径は０．１〜３００μｍであることが、繊維状物への定着性、反応のコントロールが良好なことから好ましい。同様の理由により、粒径が０．１〜１５０μｍものを５０質量％以上含有するものを用いることも好ましい。

（ｉｉ）反応促進剤としては、水分保持剤として作用する他に、被酸化性金属への酸素保持／供給剤としての機能も有しているものを用いることが好ましい。例えば活性炭（椰子殻炭、木炭粉、暦青炭、泥炭、亜炭）、カーボンブラック、アセチレンブラック、黒鉛、ゼオライト、パーライト、バーミキュライト、シリカ等が挙げられる。これらの中でも保水能、酸素供給能、触媒能を有する点から活性炭が好ましく用いられる。反応促進剤の粒径は０．１〜５００μｍであることが、被酸化性金属と効果的に接触し得る点から好ましい。同様の理由により、０．１〜２００μｍのものを５０質量％以上含有するものを用いることも好ましい。

（ｉｉｉ）繊維状物としては、天然又は合成の繊維状物を特に制限無く用いることができる。天然繊維状物としては、例えばコットン、カボック、木材パルプ、非木材パルプ、落花生たんぱく繊維、とうもろこしたんぱく繊維、大豆たんぱく繊維、マンナン繊維、ゴム繊維、麻、マニラ麻、サイザル麻、ニュージーランド麻、羅布麻、椰子、いぐさ、麦わら等の植物繊維が挙げられる。また羊毛、やぎ毛、モヘア、カシミア、アルカパ、アンゴラ、キャメル、ビキューナ、シルク、羽毛、ダウン、フェザー、アルギン繊維、キチン繊維、ガゼイン繊維等の動物繊維が挙げられる。更に、石綿等の鉱物繊維が挙げられる。一方、合成繊維状物としては、例えばレーヨン、ビスコースレーヨン、キュプラ、ビスコースレーヨン、キュプラ、アセテート、トリアセテート、酸化アセテート、プロミックス、塩化ゴム、塩酸ゴム等の半合成繊維が挙げられる。またナイロン、アラミド、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、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリアクリロニトリル、アクリル、ポリエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタン等の合成高分子繊維が挙げられる。更に金属繊維、炭素繊維、ガラス繊維等を用いることもできる。また、これらの繊維の回収再利用品を用いることもできる。これらの中でも、被酸化性金属や反応促進剤との定着性、酸素透過性、製造コスト等の点から、木材パルプ、コットン、ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維が好ましく用いられる。

特に木材パルプ等の天然繊維と、ポリエチレン繊維やポリエステル繊維などの合成繊維（特に熱可塑性樹脂の繊維）を組み合わせて用いると、被酸化性金属の配合量を高くしても成形シートの機械的強度の低下を防止し得るので好ましい。この場合、天然繊維と合成繊維との配合比率は、天然繊維１００質量部に対して合成繊維が０．１〜２０質量部、特に０．５〜１０質量部であることが好ましい。天然繊維であるか合成繊維であるかを問わず、繊維状物はその平均繊維長が０．１〜５０ｍｍ、特に０．２〜２０ｍｍであることが、発熱材１ｃの強度確保及び繊維状物の水分散性の点から好ましい。

繊維状物は、そのＣＳＦ（カナダ標準濾水試験方法ＪＩＳＰ８１２１）が、６００ｍｌ以下であることが好ましく、４５０ｍｌ以下であることがより好ましい。これによって、繊維状物と被酸化性金属との定着性が良好になり、発熱材１ｃの発熱性を良好にすることができる。また、後述する裂断長を後述する範囲内に調整することが容易となり、その結果、発熱材１ｃからの被酸化性金属の脱落や、発熱材１ｃの機械的強度を適度に維持することができる。繊維状物のＣＳＦは低い程好ましい。通常のパルプ繊維のみを繊維状物として用い、繊維状物以外の成分比率が高い条件下で抄造を行う場合には、ＣＳＦを１００ｍｌ以上とすることで濾水性が良好になり、また脱水が良好になって均一な厚みの発熱材１ｃが得られやすい。更に、成形不良、例えば乾燥時のブリスター破れが起こりにくくなる。発熱材１ｃにおいては、繊維状物以外の成分比率が比較的高いことから、濾水性が良好で均一な厚みの発熱材１ｃを得ることができる。また、ＣＳＦが低い程フィブリルが多くなるため、繊維状物と該繊維状物以外の成分との定着性が良好となり、高いシート強度を得ることができる。繊維状物のＣＳＦの調整は、叩解処理などによって行うことができる。ＣＳＦの低い繊維と高い繊維とを混ぜ合わせ、ＣＳＦの調整を行っても良い。

（ｉｖ）電解質としては、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属又は遷移金属の硫酸塩、炭酸塩、塩化物又は水酸化物等が挙げられる。これらの中でも、導電性、化学的安定性、生産コストに優れる点からアルカリ金属、アルカリ土類金属又は遷移金属の塩化物が好ましく用いられ、特に塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化第一鉄、塩化第二鉄が好ましく用いられる。

発熱材１ｃには、必要に応じ凝集剤、サイズ剤、着色剤、紙力増強剤、歩留向上剤、填料、増粘剤、ｐＨコントロール剤、嵩高剤等、抄紙の際に通常用いられる添加物を特に制限無く添加することもできる。

発熱材１ｃの製造方法に特に制限はない。先に述べた通り、発熱材１ｃは、被酸化性金属、反応促進剤及び繊維状物を含有する成形シートに、電解質水溶液を含有させてなるものであるから、先ず被酸化性金属、反応促進剤及び繊維状物を含む成形シートを形成し、この成形シートに電解質水溶液を添加することで発熱材１ｃが得られる。成形シートの製造には湿式抄造法や、ダイコーターを用いたエクストルージョン法を用いることができる。特に、製造コストや生産性の点から湿式抄造法を用いることが好ましい。湿式抄造法を行う場合には、円網抄紙機、長網抄紙機、短網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機などを用いることができる。抄造に用いられるスラリーは、被酸化性金属、反応促進剤、繊維状物及び水を含むものであり、その濃度は、０．０５〜１０質量％、特に０．１〜２質量％であることが好ましい。

抄造によって得られた成形シートは、抄造後における形態を保つ点や、機械的強度を維持する点から、含水率（質量含水率、以下同じ。）が７０％以下、特に６０％以下となるまで脱水させることが好ましい。抄造後の成形シートの脱水方法は、例えば吸引による脱水のほか、加圧空気を吹き付けて脱水する方法、加圧ロールや加圧板で加圧して脱水する方法等が挙げられる。

脱水後の成形シートは加熱乾燥によって乾燥されることが好ましい。加熱乾燥温度は、６０〜３００℃、特に８０〜２５０℃であることが好ましい。乾燥後における成形シートの含水率は、２０％以下、特に１０％以下であることがより好ましい。成形シートの脱水及び／又は乾燥は、被酸化性金属の酸化抑制の観点から不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。尤も成形シートは酸化助剤となる電解質を含有していないので、必要に応じて通常の空気雰囲気下で成形を行うこともできる。このことは製造設備を簡略化し得る点から有利である。乾燥後の成形シートは被酸化性金属、反応促進剤及び繊維状物を含むものであり、被酸化性金属を好ましくは６０〜８５質量％、更に好ましくは７０〜８０質量％含み、反応促進剤を好ましくは５〜２５質量％、更に好ましくは８〜１５質量％含み、繊維状物を５〜３５質量％、更に好ましくは１０〜２０質量％含む。

このようにして得られた成形シート（つまり含水前の状態の発熱材１ｃ）はその１枚の厚みが０．１ｍｍ〜２ｍｍ、特に０．１５〜１．５ｍｍであることが、成形シートの機械的強度を維持しつつ成形シートが柔軟になり、発熱複合体１が身体の適用部位へフィットしやすくなる点から好ましい。同様の理由により成形シートは、その坪量が１０〜１０００ｇ／ｍ²であることが好ましく、５０〜６００ｇ／ｍ²であることがより好ましく、１００〜５００ｇ／ｍ²であることが更に好ましい。上記の成形シートに電解質水溶液を含有させて発熱材１ｃを得ることができる。この工程は、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。電解質水溶液を含有させるには例えば、スプレー塗工法、刷毛等で塗工する方法、電解質水溶液に浸漬する方法、グラビアコート法、リバースコート法、ドクターブレード法等が挙げられる。電解質水溶液における電解質の濃度及び電解質の水溶液の付与量は、得られる発熱材１ｃにおける電解質の量及び水の含有量が、先に述べた範囲となるように調整される。

[透湿シート]
透湿シート１ａの透湿度（ＪＩＳＺ０２０８、４０℃、９０％ＲＨ、以下透湿度というときにはこの方法で測定された値をいう）が挙げられる。発熱材１ｃとして前述の各成分を前述の配合量で含有したものを用い、かつ透湿性シート１ａとして以下に述べる透湿度を有するものを用いることで、発熱材１ｃの水蒸気発生を所望のものとすることができる。詳細には、透湿性シート１ａのうち、通気性を有する部分の透湿度を好ましくは３００〜２０００ｇ／ｍ²・２４ｈｒ、更に好ましくは６００〜１０００ｇ／ｍ²・２４ｈｒとすることが、所望とする蒸気放出量を達成し得る点、及び所望とする温度の持続時間を達成し得る点から好ましい。

透湿性シート１ａとしては、温熱スチームは透過させるが水は透過させにくいフィルム部材が用いられる。そのようなフィルム部材としては、例えば微細孔を有するポリオレフィン系フィルムなどが挙げられる。なお、前述した通り水蒸気は透湿性シート１ａを通じて外部へ放出されることから、本実施形態の発熱性複合体１は、透湿性シート１ａの側が人体と対向するように装着される。通気性シート１ｂとしては、水蒸気も水も透過させにくいフィルム部材、例えば上記透湿性フィルムよりもさらに細かい微細孔を有するポリオレフィン系フィルムやポリエステル系フィルムなどが用いられる。

[伸縮性部材]
伸縮性部材としては伸縮性不織布が挙げられ、例えば、弾性繊維層の両面に、同一の又は異なる、実質的に非弾性の非弾性繊維層が積層されているものがある。このとき弾性繊維層と、非弾性繊維層とは、弾性繊維層の構成繊維が繊維形態を保った状態で、繊維交点の熱融着によって全面で接合されていることが好ましい。この実施態様においては、弾性繊維層と、非弾性繊維層との界面及びその近傍において、弾性繊維層の構成繊維と、非弾性繊維層の構成繊維との交点が熱融着しており、実質的に全面で均一に接合されていることが好ましい。また、２つの非弾性繊維層のうちの少なくとも一方においては、その構成繊維の一部が弾性繊維層に入り込んだ状態、及び／又は、弾性繊維層の構成繊維の一部が少なくとも一方の非弾性繊維層に入り込んだ状態になっていることが好ましい。

弾性繊維層の構成繊維としては、例えば熱可塑性エラストマーやゴムなどを原料とする繊維を用いることができる。弾性繊維層は弾性を有する繊維の集合体であるが、伸縮弾性を損なわない限りにおいて非弾性繊維が含まれていてもよい。非弾性繊維層は、伸長性を有するが、実質的に非弾性のものである。ここでいう、伸長性は、構成繊維自体が伸長する場合と、構成繊維自体は伸長しなくても、繊維どうしの交点において熱融着していた両繊維どうしが離れたり、繊維どうしの熱融着等により複数本の繊維で形成された立体構造が構造的に変化したり、構成繊維がちぎれたりして、繊維層全体として伸長する場合のいずれであってもよい。非弾性繊維層を構成する繊維としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル（ＰＥＴやＰＢＴ）、ポリアミド等からなる繊維等が挙げられる。また、芯鞘型又はサイド・バイ・サイドの複合繊維、分割繊維、異形断面繊維、捲縮繊維、熱収縮繊維等を用いることもできる。

上記実施態様の伸縮性不織布は、その面内方向の少なくとも一方向に伸縮性を有するが、面内のすべての方向に伸縮性を有していてもよい。その場合には、方向によって伸縮性の程度が異なることは妨げられない。伸縮する方向に関し伸縮性の程度は５０％伸長時の荷重が１０〜５００ｃＮ／２５ｍｍであることが好ましく、特に２０〜１００ｃＮ／２５ｍｍであることがより好ましい。また５０％伸長状態から収縮させたときの残留歪みが１５％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましい。

伸縮性発熱体は酸素バリア性の材料からなる包装袋内に密封されて、最終製品である伸縮性発熱体入り包装袋となされることが好ましい。伸縮性発熱体の使用に際しては、包装袋から該伸縮性発熱体を取り出すことで、該伸縮性発熱体に含まれる被酸化性金属が空気中の酸素と反応し、発熱が始まると共に水蒸気が発生する。酸素バリア性の材料としては、例えばその酸素透過係数（ＡＳＴＭ
Ｄ３９８５）が１０ｃｍ³・ｍｍ／（ｍ²・ｄ・ＭＰａ）以下、特に２ｃｍ³・ｍｍ／（ｍ²・ｄ・ＭＰａ）以下であるようなものが好ましい。具体的にはエチレン−ビニルアルコール共重合体やポリアクリロニトリル等が挙げられる。

１発熱複合体
１ａ透湿性シート
１ｂ通気性シート
１ｃ発熱材
２伸縮性部材
３ポイントシール部
Ｑｃ比較例の伸縮可能領域
Ｑｉ実施例の伸縮可能領域
１０、２０，３０，４０伸縮性発熱体

Claims

２枚の非伸縮性の多孔質シートに発熱材が内包された発熱複合体を有する伸縮性発熱体であって、
前記発熱複合体は、これと重合される伸縮性部材に平面視において前記発熱複合体の端縁内に施されるポイントシール部で接合され、前記伸縮性部材の、前記発熱複合体と重合するが接合されていない非接合重合部は前記発熱複合体から独立して伸縮可能とされており、
２枚の前記多孔質シートのうち、着用者の肌に近い側に位置する多孔質シートは通気性及び透湿性を有する透湿性シートからなり、着用者の肌から遠い側に位置する多孔質シートは通気性を有する非透湿性の通気シートからなり、
前記多孔質シートは前記発熱材の外方に延在する側縁部を有し、
前記ポイントシール部は、前記発熱材と重なる位置にはなく、前記側縁部に、１つの発熱複合体に対して複数設けられ、かつ、前記伸縮性発熱体を左右対称に分ける線上か、または前記発熱複合体の四隅に設けられている、伸縮性発熱体。
前記ポイントシール部は平面視で線状、波状、鈎状、略円形、多角形又は前記組み合わせである請求項１に記載の伸縮性発熱体。
前記伸縮性部材の非接合重合部は前記発熱複合体の面方向かつ外方に伸縮可能である請求項１又は２に記載の伸縮性発熱体。
前記発熱材が蒸気温熱材である請求項１〜３のいずれか１項に記載の伸縮性発熱体。
前記ポイントシール部は、超音波による溶着により形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の伸縮性発熱体。
前記側縁部の面積に対する前記ポイントシール部の面積の比率が０．０００２〜０．０５である請求項１〜５のいずれか１項に記載の伸縮性発熱体。