JP7023088B2 - 発熱体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、発熱体の製造方法に関する。

帯状の基材シートに鉄粉等の被酸化性金属粉末及び保水材を含む組成物を塗工した発熱中間体に電解質を含有させることにより、空気中の酸素との酸化反応により発熱するシート状の発熱体を製造する方法が知られている。また長尺状のシート状の発熱体を切断し、切断により得られた枚葉の発熱体を、相互間に間隔を拡大させた後、２枚の帯状シート間に挟み、その２枚の帯状シートを、発熱体が存在しない部位で接合及び切断して、枚葉の発熱体を内部に有する複数の発熱具を製造することも知られている。
また出願人は、先に、被酸化性金属粉末を含む長尺シート状の発熱中間体を、カッターローラと受けローラとを備えた切断装置により枚葉の発熱中間体に切断した後、電解質を含む塗布液を塗工して枚葉の発熱体とした後、発熱体の間隔を拡大して２枚の帯状シート間に挟み、該２枚の帯状シートを接合及び切断して発熱具を製造することを提案している（特許文献１）。

特開２０１２－１３０３８１号公報

ところで、複数の被搬送物を連続的に搬送しつつ、被搬送物間の間隔を拡大する方法として、一の搬送装置から他の搬送装置に被搬送物を移行させる際に、両搬送装置の搬送速度に速度差を設けておく方法が広く知られており、またカッターローラと受けローラとを備えた切断装置により長尺シート状の発熱中間体を枚葉の発熱中間体に切断する際に、受けローラの周速度を、長尺シート状の発熱中間体の導入時の速度より高速として、切断により順次生じる枚葉の発熱中間体間の間隔を拡大させることも知られている。
しかし、被酸化性金属粉末を含む長尺シート状の発熱中間体を切断する前に電解質液を含有させたい場合もあり、例えば、本発明者らは、そのような場合に、単に、カッターローラと受けローラとを備えた切断装置の受けローラの周速度を高めることによって、切断により生じる枚葉の発熱体間に比較的大きな間隔を形成しようとうすると、得られる発熱体の積層構造の層間に分離が生じたり、切断前の長尺シート状の発熱体に破断が生じて、所望の寸法及び品質の発熱体が製造できない場合が生じることを知見した。

本発明の課題は、長尺シート部材を所定の間隔で切断して複数枚の枚葉の発熱体を製造する技術の改良にある。

本発明は、被酸化性金属粉末を含む長尺シート部材を所定の間隔で切断して複数枚の枚葉の発熱体を製造する発熱体の製造方法であって、前記長尺シート部材を、周面にカッター刃を有するカッターローラと該カッターローラに対向配置された受けローラとを備えた切断装置における該受けローラ上に連続的に導入する導入工程、前記受けローラ上に導入された前記長尺シート部材を該受けローラ上において前記カッター刃により切断し、搬送方向に並んだ枚葉の発熱体を生じさせる切断工程、及び、前記発熱体を、前記受けローラ上から他の搬送装置上に転移させ、その転移の際に、前記発熱体の配置ピッチを、前記受けローラ上の第１の配置ピッチより大きい第２の配置ピッチに拡大させるリピッチ工程を具備し、前記導入工程においては、前記長尺シート部材を第１の速度で前記受けローラ上に導入し、前記切断工程においては、切断により生じた前記発熱体を、前記第１の速度よりも周速が速い前記受けローラの周面上に保持して搬送することで、前記第１の配置ピッチを、前記発熱体の搬送方向の長さより長い配置ピッチとし、前記受けローラの周速が、前記第１の速度に対して１００％超１３０％未満の速度である、発熱体の製造方法を提供するものである。

また本発明は、前記の発熱体の製造方法で順次得られる枚葉の発熱体を、２枚の帯状シート間に挟んだ後、前記発熱体が存在しない部位において、前記２枚の帯状シート間の接合及び該２枚の帯状シートの切断を行い、個々に分離された複数枚の発熱具を製造する、発熱具の製造方法を提供するものである。

本発明の発熱体の製造方法によれば、寸法や形状の安定した発熱体を安定して製造することができる。

図１は、本発明の実施に好適に用いられる発熱体の製造装置の一例を示す模式図である。 図２は、図１の装置で製造した発熱体を用いて発熱具を製造する工程の一例を示す模式図である。

以下、本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。
本発明の発熱体の製造方法の好ましい実施形態においては、図１に示すように、被酸化性金属粉末を含む長尺シート部材１Ｃを、所定の間隔で切断して複数枚の枚葉の発熱体１Ｄを製造する。図１には、本実施形態の製造方法の実施に好ましく用いられる発熱体の製造装置１００（以下、単に「製造装置１００」ともいう。）の全体構成の概略が示されている。以下、本発明の発熱体及び発熱具の製造方法の実施に用いる装置について、主として図１に示す製造装置１００を例にして説明する。

図１に示す製造装置は、搬送方向Ｙの上流側から下流側に向かって順に、長尺シート状の発熱体である長尺シート部材１Ｃを製造する長尺シート部材製造部１０、長尺シート部材製造部１０において製造された長尺シート部材１Ｃを搬送する切断前搬送部２０、及び切断前搬送部２０により搬送された長尺シート部材１Ｃを枚葉の発熱体１Ｄに切断し且つ切断後の発熱体１Ｄ間の配置ピッチＰ１，Ｐ２を調整する切断及び間隔調整部３０を備えている。搬送方向Ｙとは、図１に示すように、長尺シート部材１Ｃ又は長尺シート部材１Ｃが切断されて生じる発熱体１Ｄの搬送方向であり、長尺シート部材１Ｃとして完成する前は、長尺シート部材１Ｃを構成する主たる長尺部材である第１基材シート１Ａの搬送方向である。また発熱具の製造工程においては、発熱体１Ｄ又は該発熱体１Ｄを含むものの搬送方向である。

長尺シート部材製造部１０は、被酸化性磁性体粉末を含む塗布液の塗布部１１と、電解質４を散布する散布部１２とを備えている。塗布部１１は、例えばダイコータ１３等の公知の塗工装置により、一方向に連続搬送される帯状の第１基材シート１Ａの一面に、例えば、被酸化性磁性体粉末及び水等の液体を含む塗布液３を、第１基材シート１Ａの長手方向に沿って連続的に塗布する。これによって、第１基材シート１Ａの一面に、被酸化性磁性体粉末を含む塗布層が、第１基材シート１Ａの片面にその長手方向に沿って連続的に形成される。塗布液３は、第１基材シート１Ａに塗布されることで、含有する水の一部が第１基材シート１Ａに吸収されることが好ましい。なお、図１に示す製造装置１００では、塗布部１１にダイコータ１３を用いているが、ダイコータ１３に替えて、ローラ塗布、スクリーン印刷、ローラグラビア、ナイフコーティング、カーテンコーター等を用いてもよい。またダイコータ１３によって連続的に塗布される塗布液３は、図示していない調製装置によって予め調製されている。

長尺シート部材製造部１０は、図１に示すように、シートの搬送方向Ｙにおける塗布部１１より下流側に散布部１２を有している。散布部１２は、電解質４の散布装置１４を備えている。散布装置１４としては、例えばスクリューフィーダ、電磁フィーダ、オーガ式フィーダ等を用いることができる。製造装置１００では、搬送されている帯状の第１基材シート１Ａの一面に塗布液３を塗布して形成された塗布層に向けて、散布装置１４により電解質４が散布される。電解質４は、固体状態で、シートの搬送方向Ｙに沿って連続的に散布される。散布された電解質４は、直ちに又は所定の時間にわたって徐々に塗布層中に溶解し発熱層５を形成する。なお、図１に示す製造装置１００では、塗布液３を含む塗布液３を塗布して形成された塗布層に電解質４が散布されることで発熱層５が形成され、被酸化性磁性体粉末の酸化が開始するところ、この酸化を抑制するために、これ以降の製造ラインを非酸化性雰囲気に保つことが好ましい。

長尺シート部材製造部１０は、図１に示すように、シートの搬送方向Ｙにおける散布部１２の下流側に、第２基材シートの積層配置部１５を有している。第２基材シートの積層配置部１５では、帯状の第１基材シート１Ａの一面に形成された発熱層５の該第１基材シート１Ａと反対側の面に、帯状の第２基材シート１Ｂを重ね合わせる。これにより、第１基材シート１Ａと第２基材シート１Ｂとによって発熱層５の両面が被覆される。
製造装置１００においては、以上に説明した長尺シート部材製造部１０により、第１基材シート１Ａと第２基材シート１Ｂとの間に発熱組成物２からなる発熱層５が挟持された構造を有する長尺シート部材１Ｃが形成され、より具体的には、帯状の第１基材シート１Ａ、第１基材シート１Ａの片面に設けられた被酸化性金属粉末を含む発熱層５（塗布層）、及び該発熱層５（塗布層）上に設けられた帯状の第２基材シート１Ｂを有する積層体である長尺シート部材１Ｃが形成される。なお、本発明における長尺シート部材は、被酸化性金属粉末を含むものであれば良く、電解質の添加するタイミングは、上記のタイミング以外であっても良い。また長尺シート部材は、被酸化性金属粉末及び繊維材料を一体的に湿式抄造してシート状としたものであっても良い。

製造装置１００は、長尺シート部材製造部１０より下流側に、長尺シート部材１Ｃを、切断及び間隔調整部３０に搬送する切断前搬送部２０を備えている。切断前搬送部２０は、例えば複数の従動ローラ２１等を備えた公知のシート搬送機構を備えている。

製造装置１００における切断及び間隔調整部３０は、図１に示すように、周面にカッター刃３３を有するカッターローラ３２と該カッターローラ３２に対向配置された受けローラ３４とを備えた切断装置３１と、他の搬送装置としてのベルトコンベア３５を備えている。より具体的に説明すると、切断装置３１は、カッターローラ３２としてダイカットローラを有し、受けローラ３４としてアンビルローラを備えたロータリーダイカッターである。カッターローラ３２は、例えば、アルミニウム合金又は鉄鋼等の金属製の略円柱形状のローラであり、周面にローラの回転軸に沿って伸びる複数のカッター刃３３を有している。図１に示す例では、カッターローラ３２としてのダイカットローラは、ローラの回転軸に沿って延びる複数のカッター刃３３を周方向に等間隔に有している。また図１に示す製造装置１００では、カッターローラ３２のカッター刃３３は、長尺シート部材１Ｃの幅方向の長さよりも、ローラの軸方向の長さが長くなるように形成されている。なお、図１に示す例では、カッターローラ３２は周面に４つのカッター刃３３を備えているが、これに限定されず、発熱体を所望の間隔（ピッチ）で切断するように、カッターローラ３２は、その周方向に５個以上の刃若しくは１～３個の刃を有していても良い。また図１に示す製造装置１００の切断装置３１においては、図１に示すように、カッターローラ３２は、ローラの回転軸に駆動手段（図示せず）からの駆動力が伝達されることによって、シートの搬送方向Ｙに対して同方向に回転し、また受けローラ３４と同期して回転するようになっている。またカッターローラ３２の周速度、より具体的には、カッター刃３３の先端部における周速度が受けローラ３２の周速度と同じになっている。受けローラ３４としてのアンビルローラは、好ましくは、アルミニウム合金又は鉄鋼等の金属製で、外形が略円柱形状のローラであり、カッターローラ３２と同期して、シートの搬送方向Ｙに対して正方向に回転する。

切断及び間隔調整部３０の切断装置３１においては、図１に示すように、切断前搬送部２０により搬送され、受けローラ３４上に導入された長尺シート部材１Ｃが、受けローラ３４の周面に巻き掛けられた状態で、カッターローラ３２と受けローラ３４との間に移動し、カッター刃３３により加圧され、幅方向に亘って切断されることによって、長尺シート部材１Ｃから、複数枚の枚葉の発熱体１Ｄが順次製造される。また切断により生じた複数枚の枚葉の発熱体１Ｄは、図１に示すように、受けローラ３４の周面に保持された状態で、他の搬送装置としてのベルトコンベア３５への送り部４０まで搬送される。

枚葉の発熱体１Ｄを受けローラ３４の周面に保持する手段としては、受けローラ３４の周面に、気体の吸引孔を設けて吸着する方法、受けローラ３４の周面又はローラの直径方向における周面近傍に磁石を配置して引き付ける方法、受けローラ３４に沿って配置され、回転軸が受けローラの回転軸と平行な多列のロールで枚葉の発熱体１Ｄを押さえつける方法、又はこれらの二種以上を組み合わせた方法を用いることが好ましい。吸引孔が吸入する気体は、受けローラ３４の周辺に存する雰囲気の種類に応じて選択することもでき、例えば空気でも良いし、窒素、希ガス等であっても良い。磁石は、フェライト磁石やネオジム磁石等の永久磁石でも良いし、電磁石でも良い。磁石は、被酸化性金属粉末が磁性体である場合に好ましく用いられる。また、吸引孔による吸着や磁石による引き付け等は、受けローラ３４の周方向における特定の範囲で生じ他の範囲で生じないようにすることも好ましい。例えば、図１に示す受けローラ３４においては、カッター刃３３による切断が行われる上端の切断部３９から送り部４０直前までの受けローラ３４の略左半分の部分では、吸引孔又は磁力による引き付け力が生じ、送り部４０から切断部３９までの残りの略右半分の部分では、吸引孔又は磁力による引き付け力が生じないようにすることが、後述する長尺シート部材１Ｃと受けローラ３４の表面との間に滑りを生じさせる観点からも好ましい。

切断及び間隔調整部３０は、前述したように、受けローラ３４の周面に保持して搬送した枚葉の発熱体１Ｄの転移先である他の搬送装置を有している。ここで、他の搬送装置とは、切断装置３１の受けローラ３４が、切断装置３１を構成するとともに、長尺シート部材１Ｃの切断によって生じた発熱体１Ｄを保持して搬送する搬送装置としての機能を有するため、搬送装置とも言える受けローラ３４とは異なる搬送装置という意味である。

製造装置１００は、図１に示すように、前記の他の搬送装置として、受けローラ３４に近接させて、ベルトコンベア３５が設けられている。ベルトコンベア３５は、回転軸が互いに平行になるように配置されている複数のローラ３６と、各ローラ３６間に架け渡された無端ベルト３７とを有している。無端ベルト３７は、図１中、矢印ｓ方向（時計方向）に周回するようになされている。また、ベルトコンベア３５は、無端ベルト３７の内部にサクションボックス３８を有するバキュームコンベアであり、無端ベルト３７には、サクションボックス３８を起動することで、周回軌道の外部から内部へ向けて空気を吸引するための透孔（不図示）が複数設けられている。ベルトコンベア３５として、バキュームコンベアを用いることで、ベルトコンベア３５に転移させる際に、発熱体１Ｄに対する受けローラ３４側の吸引が弱くなった時にベルトコンベア３５側の吸引が強くなることで、発熱体１Ｄの蛇行が防止される等の理由によって、ベルトコンベア３５へ転移させる際に、搬送方向における発熱体１Ｄ間の配置ピッチをより確実に、第１の配置ピッチより拡大した所望の配置ピッチとすることができる。ベルトコンベア３５としてバキュームコンベアを用いるのに代えて、ベルトコンベア３５の無端ベルト３７における受けローラ３４側とは反対側の面側に磁石が配置され、磁力による引き付け力により無端ベルト３７上への発熱体１Ｄの引き付け力を高めたものを用いることも好ましい。

次に、製造装置１００を用いた本発明の発熱体及び発熱具の製造方法の第１実施形態について説明する。第１実施形態では、図１に示すように、長尺シート部材製造部１０において、第１基材シート１Ａに、塗布液３を塗工したのち電解質４を散布して発熱層５を形成し、更にその発熱層５に第２基材シート１Ｂを貼り合わせて長尺シート部材１Ｃを製造する。そして、その長尺シート部材１Ｃを、切断前搬送部２０により、切断及び間隔調整部３０に設けた切断装置３１の受けローラ３４の周面上に、第１の速度Ｖ１で連続的に導入する（導入工程）。長尺シート部材１Ｃを、受けローラ３４の周面上に導入する速度である第１の速度Ｖ１は、所望の値に設定することができる。第１の速度Ｖ１を特定の値に設定するには、例えば、ローラ２３が、当該特定の値となるように制御する。シートの搬送方向Ｙにおいて、受けローラ３４に隣接してその直前に設けられたローラ２３は、周速度が、長尺シート部材１Ｃの受けローラ３４への導入速度である第１の速度Ｖ１と等速に回転駆動される導入ローラである。

第１実施形態の導入工程においては、受けローラ３４の周速度Ｖ２を第１の速度Ｖ１よりも高速としておき、長尺シート部材１Ｃを、切断前の長尺シート部材１Ｃａと受けローラ３４の周面との間に滑りが生じるように導入する。そして、導入工程に続く切断工程においては、受けローラ３４の周面との間に滑りが生じている長尺シート部材１Ｃａを、カッターローラ３２のカッター刃３３と受けローラ３４の周面との間で狭圧して切断し、順次、枚葉の発熱体１Ｄを生じさせる。カッターローラ３２は、カッター刃３３の先端の周速度が受けローラ３４の周速度Ｖ２と等しくなるように同期して回転させることが好ましい。

第１実施形態において、長尺シート部材１Ｃの切断により順次生じる枚葉の発熱体１Ｄは、それぞれの後端側が切断された時点、すなわち枚葉の発熱体１Ｄとなった時点で、シートの搬送方向Ｙの上流側の長尺シート部材１Ｃの連続部分との連続性が断たれる。長尺シート部材１Ｃの連続部分との連続性が断たれた発熱体１Ｄは、それぞれ、受けローラ３４の周面上に吸着等により滑りが生じないように保持された状態となって、受けローラ３４の周速度Ｖ２又はそれに近い速度の搬送速度Ｖ４で搬送されて、他の搬送装置であるベルトコンベア３５への送り部４０に搬送される。
第１実施形態においては、このように、切断により生じた発熱体１Ｄが、受けローラ３４の周面上への長尺シート部材１Ｃの導入速度Ｖ１よりも周速度が速い受けローラ３４の周速度上に保持されて搬送されることで、受けローラ３４の周面上における発熱体１Ｄの配置ピッチである第１の配置ピッチＰ１（図１参照）を、個々の発熱体１Ｄの搬送方向Ｙの長さＬ１より長い配置ピッチとすることができる。また、発熱体１Ｄの第１の配置ピッチＰ１が発熱体１Ｄの長さＬ１より長くなることで、受けローラ３４の周面上の搬送方向Ｙに並ぶ発熱体１Ｄ間に、カッター刃３３の先端部の同方向の長さよりも広い幅の間隔ｄ１が形成される。

第１実施形態においては、切断工程において、長尺シート部材１Ｃの切断により発熱体１Ｄを生じさせ、生じた発熱体１Ｄを、受けローラ３４の周面上に保持して他の搬送装置への送り部４０まで搬送した後、他の搬送装置としてのベルトコンベア３５上に転移させ、その転移の際に、発熱体１Ｄの配置ピッチを、受けローラ３４上の第１の配置ピッチＰ１より大きい第２の配置ピッチＰ２に拡大させる（リピッチ工程）。
発熱体１Ｄを受けローラ３４から他の搬送装置に転移させる際に配置ピッチを拡大させるためには、他の搬送装置による被搬送物の搬送速度Ｖ３を、受けローラ３４の周速度Ｖ２よりも高速としておく。より具体的には、ベルトコンベア３５における発熱体１Ｄを載せる搬送面の移動速度、すなわち無端ベルト３７の移動速度を、受けローラ３４の周速度Ｖ２よりも高速としておき、その無端ベルト３７上に発熱体１Ｄを転移させる。

第１実施態様においては、長尺シート部材１Ｃを切断する際、より具体的には、長尺シート部材１Ｃにおける受けローラ３４上に導入された部分１Ｃａの切断した直後に、切断により生じた発熱体１Ｄとそれより上流側の長尺シート部材１Ｃの連続部分との間の間隔が拡大するように、受けローラ３４の周速度Ｖ２を、長尺シート部材の受けローラ上への導入速度である第１の速度Ｖ１の１００％超の速度とする一方、受けローラ３４の周速度Ｖ２を、第１の速度Ｖ１の１３０％未満の速度に抑える。これにより、切断前の長尺シート部材１Ｃに破断が生じたり、発熱体１Ｄに望まない変化が生じる可能性を低下させることができるとともに、受けローラ３４から他の搬送装置としてのベルトコンベア３５上への転移の際にリピッチ行うリピッチ工程により、発熱体１Ｄの配置ピッチＰ２を所望の大きさとすることもできる。
長尺シート部材１Ｃの破断や発熱体１Ｄの望まない変化を生じさせない観点から、受けローラ３４の周速度Ｖ２は、長尺シート部材１Ｃの受けローラ３４上への導入速度である第１の速度Ｖ１に対して、好ましくは１０５％以上の速度であり、また好ましくは１２０％以下の速度であり、また好ましくは１０５％以上１２０％以下の速度である。

より具体的に説明すると、第１実施態様においては、受けローラ３４上で、発熱体１Ｄ間に間隔ｄ１を生じさせた後、受けローラ３４から、ベルトコンベア３５上に転移させる際に、発熱体１Ｄ間の間隔を更に広げるリピッチを行っているため、受けローラ３４で行う工程のみで、発熱体１Ｄ間の間隔を、最終的に要求される間隔ｄ２まで拡大させる場合に比して、切断前の長尺シート部材１Ｃに破断が生じたり、発熱体１Ｄに望まない変化が生じる可能性を低下させることができる。
即ち、受けローラ３４に導入する長尺シート部材１Ｃが、比較的水分を多く含む場合は、切断する前に破断が生じる場合があるが、第１実施態様の方法によれば、そのような破断を防止することができる。なお、受けローラ３４で行う工程のみで、発熱体１Ｄ間の間隔を大きく拡大させる場合に、長尺シート部材１Ｃに破断が生じる理由は、長尺シート部材１Ｃの塗布層が、水分を多く含むこと等によって、導入速度Ｖ１より高速で回転する受けローラ３４に強く引っ張られ、その張力に長尺シート部材１Ｃが耐えられなくなることにあると推定される。
第１実施形態の製造方法によれば、このようにして、長尺シート部材１Ｃの破断が防止され、寸法や形状の安定した発熱体１Ｄを安定して製造することができる。
また第１実施形態で製造した長尺シート部材１Ｃや発熱体１Ｄのように、相互に異なる部材や層の積層構造を有する場合には、間隔拡大後の発熱体１Ｄの積層構造の層間の分離が生じることがあるが、第１実施態様の方法によれば、そのような層間の分離を防止したり層間が分離する可能性を低下させることができる。

上述した一又は二以上の効果がより確実に得られるようにする観点から、本発明の製造方法においては、第１実施形態におけるように、受けローラの周速度Ｖ２が、長尺シート部材の受けローラ上への導入速度である第１の速度Ｖ１より高速であり、且つ他の搬送装置による発熱体の搬送速度Ｖ３が、受けローラの周速度Ｖ２より高速である。すなわち、長尺シート部材の受けローラ上への導入速度である第１の速度Ｖ１、受けローラの周速度Ｖ２、及び他の搬送装置による発熱体の搬送速度Ｖ３は、この順に早くなっていること、即ち速度Ｖ１～Ｖ３がＶ１＜Ｖ２＜Ｖ３の関係を有する。

また第１実施形態の製造方法においては、受けローラ３４の周速度Ｖ２を第１の速度Ｖ１よりも高速としておき、長尺シート部材１Ｃを、切断前の長尺シート部材１Ｃａと受けローラ３４の周面との間に滑りが生じるように導入し、その状態の長尺シート部材１Ｃａを切断するため、より確実に、切断された後の発熱体１Ｄを間隔ｄ１に広げさせることができる。
斯かる効果がより確実に得られるようにする観点から、長尺シート部材１Ｃは、切断時に、受けローラ３４側に向けられる面の水分量が、カッターローラ３２側に向けられる面の水分量よりも低いことが好ましい。

また第１実施形態の製造方法においては、前記の他の搬送装置として、ベルトコンベア３５を用いている。本発明で採用し得る「他の搬送装置」としては、吸引孔による吸引や磁力による引き付け等によって周面に発熱体１Ｄを保持しつつ回転する搬送ローラ等を用いることもできるが、本実施形態のように、他の搬送装置として、ベルトコンベア３５を用いることが、他の搬送装置への転移の際に発熱体１Ｄが断面Ｓ字状に屈曲することを回避し、発熱体１Ｄの積層構造の層間に分離が生じたり生じやすくなることを防止する観点から好ましい。同様の観点から、図１に示すように、そのベルトコンベア３５は、受けローラ３４に対向する部位に、平坦な搬送面を有するように配したベルトコンベア３５であることが更に好ましい。

上述した一又は二以上の効果がより確実に得られるようにする観点から、本発明の発熱体及び発熱具の製造方法は、以下の一又は二以上の構成を有することが好ましい。
長尺シート部材１Ｃの導入速度（第１の速度）Ｖ１には、特に制限はないが、生産性向上の観点からは、好ましくは９ｍ／ｍｉｎ以上、より好ましくは２０ｍ／ｍｉｎ以上であり、また加工精度の点から、好ましくは６０ｍ／ｍｉｎ以下、より好ましくは５０ｍ／ｍｉｎ以下である。
長尺シート部材１Ｃの導入速度（第１の速度）Ｖ１よりも速い受けローラ３４の周速度Ｖ２は、好ましくは９ｍ／ｍｉｎ以上、より好ましくは２０ｍ／ｍｉｎ以上、また好ましくは６０ｍ／ｍｉｎ以下、より好ましくは５０ｍ／ｍｉｎ以下であり、好ましくは９ｍ／ｍｉｎ以上６０ｍ／ｍｉｎ以下、より好ましくは２０ｍ／ｍｉｎ以上５０ｍ／ｍｉｎ以下である。
受けローラ３４の周速度Ｖ２よりも速い他の搬送装置による発熱体１Ｄの搬送速度Ｖ３は、好ましくは９ｍ／ｍｉｎ以上、より好ましくは２０ｍ／ｍｉｎ以上、また好ましくは６０ｍ／ｍｉｎ以下、より好ましくは５０ｍ／ｍｉｎ以下であり、好ましくは９ｍ／ｍｉｎ以上６０ｍ／ｍｉｎ以下、より好ましくは２０ｍ／ｍｉｎ以上５０ｍ／ｍｉｎ以下である。

また第１実施形態においては、他の搬送装置による発熱体の搬送速度Ｖ３を、受けローラ３４の周速度Ｖ２より高速とし、発熱体１Ｄの配置ピッチを、他の搬送装置への転移の際に、受けローラ上の第１の配置ピッチＰ１より拡大するようにしたため、発熱体の搬送速度Ｖ３と、受けローラ３４の周速度Ｖ２の速度比が、転移させた後の間隔ｄ２に影響する。
受けローラ上での間隔拡大及び他の搬送装置への受け渡しの際の間隔拡大により、長尺シート部材１Ｃの破断等の不都合を防止しつつ、搬送される発熱体１Ｄ間に所望の間隔ｄ２を得る観点から、他の搬送装置による発熱体の搬送速度Ｖ３は、受けローラ３４の周速度Ｖ２に対して、好ましくは１００％超、より好ましくは１０５％以上の速度であり、また好ましくは１３０％未満、より好ましくは１２０％以下の速度であり、また好ましくは１００％超１３０％未満、より好ましくは１０５％以上１２０％以下の速度である。また同様の観点から、発熱体１Ｄの配置ピッチは、他の搬送装置上に転移させた後の第２の配置ピッチＰ２が、受けローラ上の第１の配置ピッチＰ１に対して、好ましくは１０１％以上、より好ましくは１０５％以上であり、また好ましくは１３０％以下、より好ましくは１２０％以下であり、また好ましくは１０１％以上１３０％以下、より好ましくは１０５％以上１２０％以下である。

搬送方向Ｙに隣り合う発熱体１Ｄ間の間隔は、他の搬送装置上に転移させた後の間隔ｄ２が、受けローラ上の間隔ｄ１に対して、好ましくは１０１％以上、より好ましくは１０５％以上であり、また好ましくは１３０％以下、より好ましくは１２０％以下であり、また好ましくは１０１％以上１３０％以下、より好ましくは１０５％以上１２０％以下である。また、受けローラ上の間隔ｄ１は、発熱体１Ｄの搬送方向Ｙの長さＬ１の、好ましくは１％以上、より好ましくは５％以上であり、また好ましくは３０％以下、より好ましくは２０％以下であり、また好ましくは１％以上３０％以下、より好ましくは５％以上２０％である。他の搬送装置上に転移させた後の間隔ｄ２は、発熱体１Ｄの搬送方向Ｙの長さＬ１の、好ましくは１％以上、より好ましくは５％以上であり、また好ましくは４０％以下、より好ましくは３０％以下であり、また好ましくは１％以上４０％以下、より好ましくは５％以上３０％である。

受けローラ３４の周速度Ｖ２よりも速い他の搬送装置による発熱体１Ｄの搬送速度Ｖ３は、好ましくは１５ｍ／ｍｉｎ以上、より好ましくは２０ｍ／ｍｉｎ以上、また好ましくは６０ｍ／ｍｉｎ以下、より好ましくは５０ｍ／ｍｉｎ以下であり、好ましくは１５ｍ／ｍｉｎ以上６０ｍ／ｍｉｎ以下、より好ましくは２０ｍ／ｍｉｎ以上５０ｍ／ｍｉｎ以下である。

また上述した一又は二以上の効果がより確実に得られるようにする観点、特に長尺シート部材１Ｃや発熱体１Ｄの破断を防止しつつ所望のピッチで搬送できるようにする観点から、他の搬送装置による発熱体の搬送速度Ｖ３は、長尺シート部材の受けローラ上への導入速度である第１の速度Ｖ１に対して、好ましくは１００％超、より好ましくは１０５％以上の速度であり、また好ましくは１３０％未満、より好ましくは１２０％以下の速度であり、また好ましくは１００％超１３０％未満、より好ましくは１０５％以上１２０％以下の速度である。

また本発明の効果や、上述した一又は二以上の効果は、長尺シート部材が、第１実施形態の長尺シート部材におけるように、（１）帯状の第１基材シート１Ａ、該第１基材シート１Ａの片面に設けられた被酸化性金属粉末を含む塗布層（発熱層５）及び該塗布層（発熱層５）上に設けられた帯状の第２基材シート１Ｂを有する積層体である場合や、（２）含水状態の積層体である場合に、効果的が一層顕著に表れる。
すなわち上記（１）の積層体は、塗布層をシートで貼り合せているため、搬送しやすい等の利点があるが、その反面シートを切断する際に破断しやすくなり、積層構造の層間の分離も生じやすいという欠点がある。本発明によれば、斯かる欠点を解消しつつ、効率的に生産することができる。また、上記（２）の積層体は、含水による発熱特性の向上等の利点があるが、その反面シートの強度が低下し破断しやすいという欠点がある。本発明によれば、斯かる欠点を解消しつつ、効率的に生産することができる。
ここで含水状態の積層体であるか否かは、以下のようにして判定する。
すなわち、積層体の中に含まれる塗布層の水分率を測定し、その水分率が２０％以上であれば含水状態であると判断する。

本発明の発熱具の製造方法の第１実施形態においては、上述した本発明の発熱体の製造方法の第１実施形態により順次得られる枚葉の発熱体１Ｄを、図２に示すように、２枚の帯状シート５１，５２に挟んだ後、発熱体１Ｄが存在しない部位において、２枚の帯状シート５１，５２間の接合及び２枚の帯状シート５１，５２の切断を行い、個々に分離された複数枚の発熱具１Ｅを製造する。２枚の帯状シート５１，５２は、共に通気性のシートであっても良いし、何れか一方が通気性シートで他方が非通気性シートであっても良い。

発熱具１Ｅは、例えば製造装置１００より下流に、例えば、図２に示す発熱具製造部５０を設けることによって製造する。図２に示す発熱具製造部５０は、ベルトコンベア３５の下流に、発熱体１Ｄの搬送方向Ｙに沿って、被覆部６０、封止部７０及び裁断部８０を備えている。
発熱具製造部５０においては、ベルトコンベア３５によって搬送された発熱体１Ｄが被覆部６０に搬送され、第１の帯状被覆シート５１と第２の帯状被覆シート５２によってその全体が被覆される。そして、その被覆状態を保ちつつ、発熱体１Ｄは、被覆部６０の備えるベルトコンベアの無端ベルト６１により封止部７０に導入される。封止部７０は、周面にシール凸部７２を有する第１のローラ７１と、同じく周面にシール凸部７２を有する第２のローラ７３とを備えている。両ローラ７１，７３は、その軸方向が平行になるように、かつ各ローラ７１，７３のシール凸部７２，７２が互いに当接するか、又は両者間に所定のクリアランスが生じるような位置関係で配置されている。封止部７０においては、発熱体１Ｄの前後左右から延出している第１及び第２の帯状被覆シート５１，５２の延出部がヒートシールによって接合される。この接合は、発熱体１Ｄを取り囲む連続した気密の接合であるか、又は発熱体１Ｄを取り囲む不連続の接合である。

このようにして、複数の発熱具が一方向に連結された状態の連続長尺物１Ｆが得られる。この連続長尺物１Ｆを裁断部８０において、その幅方向にわたって裁断する。裁断部８０は、ダイカットローラ８２とアンビルローラ８３とを備えている。連続長尺物１Ｆが両部材間を通過することで裁断が行われ、それによって目的とする発熱具１Ｅが得られる。

本発明の発熱具の製造方法の第１実施形態によれば、上述した本発明の発熱体の製造方法の第１実施形態により、寸法や形状の安定した発熱体１Ｄを安定して製造することができ、しかも、その発熱体１Ｄを、相互間に間隔ｄ２をおいて搬送方向Ｙに間欠配置された状態で得られるため、２枚の帯状シート５１，５２間の接合及び２枚の帯状シート５１，５２の切断を容易に行うことができ、また寸法や形状の安定した発熱具１Ｅを安定して製造することができる。２枚の帯状シート５１，５２間の接合には、ヒートシールに代えて、超音波シール、高周波シール、接着剤による接合等の他の任意の接合方法を用いることができる。裁断部８０における裁断方法も、ダイカットローラ８１及びアンビルローラ８３を備えたロータリーダイカッターに代えて、各種公知の切断装置を用いることができる。

次に、本発明の発熱体及び発熱具の製造方法の第２実施形態について説明する。第２実施形態の製造方法は、受けローラ３４で搬送した発熱体１Ｄを転移させる他の搬送装置が、ベルトコンベアに代えて、受けローラ３４と同様の構成を有する搬送ローラである以外は、第１実施形態と同様である。
第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、受けローラの周速度Ｖ２を、長尺シート部材の受けローラ３４上への導入速度である第１の速度Ｖ１より高速とし、且つ他の搬送装置である搬送ローラによる発熱体の搬送速度Ｖ３を、受けローラ３４の周速度Ｖ２より高速とすることで、受けローラ上での間隔拡大及び他の搬送装置への受け渡しの際の間隔拡大により、長尺シート部材１Ｃの破断等の不都合を防止しつつ、他の搬送装置で搬送される発熱体１Ｄ間に所望の間隔ｄ２を得ることができる。第２実施形態に用いる搬送ローラは、組み合わせて用いる受けローラ３４に比して、直径が大きくても小さくても良く、同じであっても良い。また、第２実施形態に用いる搬送ローラは、組み合わせて用いる受けローラ３４と、枚葉の発熱体１Ｄを周面に保持する手段が同じでも異なっていても良い。長尺シート部材の受けローラ上への導入速度である第１の速度Ｖ１、受けローラの周速度Ｖ２、及び他の搬送装置による発熱体の搬送速度Ｖ３の好ましい比や好ましい個々の値は、第１実施形態の製造方法と同様である。

発熱体１Ｄ又は発熱具１Ｅに用いられる部材の形成材料について説明する。
第１及び第２基材シート１Ａ，１Ｂとしては、塗布液３を塗布可能なシート状物が用いられ、特に吸水性とシート表面の平滑性の両特性を有するものが好ましい。例えば、パルプ繊維等を主体とし湿式抄紙法により得られた紙、高吸水性ポリマー及びパルプ繊維を含む繊維シート、合成繊維を主体とした不織布等が挙げられる。第１及び第２基材シート１Ａ，１Ｂの坪量は、特に制限されないが、好ましくは３０ｇ／ｍ^２以上、更に好ましくは４０ｇ／ｍ^２以上、そして、好ましくは２００ｇ／ｍ^２以下、更に好ましくは１２０ｇ／ｍ^２以下、より具体的には、好ましくは３０ｇ／ｍ^２以上２００ｇ／ｍ^２以下、更に好ましくは４０ｇ／ｍ^２以上１２０ｇ／ｍ^２以下である。

塗布部１１により塗布される塗布液３としては、被酸化性磁性体粉末、炭素成分、増粘剤及び水を含有することが好ましい。
塗布液３に含まれる被酸化性磁性体粉末としては、例えば、鉄、アルミニウム、亜鉛、マンガン、マグネシウム、カルシウム等が挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を混合して用いることができる。これらの磁性体粉末の中でも、発熱体用途としては、特に被酸化性磁性体粉末である鉄は本発明で好ましく用いられる。被酸化性磁性体粉末の粒子の粒子径は、好ましくは０．１μｍ以上、更に好ましくは５μｍ以上、そして、好ましくは３００μｍ以下、更に好ましくは１００μｍ以下、特に好ましくは５０μｍ以下、より具体的には、好ましくは０．１μｍ以上３００μｍ以下、更に好ましくは５μｍ以上１００μｍ以下、特に好ましくは５μｍ以上５０μｍ以下である。被酸化性磁性体粉末の粒子の粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（ＳＡＬＤ－３００Ｖ、島津製作所製）を用いて湿式法で測定し、メジアン径を該粒径とした。

塗布液３に含まれる炭素成分としては、発熱体１Ｄにおいて空気中の酸素と被酸化性磁性体粉末との酸化反応を促進し得る機能を有しているものが用いられ、具体的には、水分保持剤としての機能に加えて、酸素保持剤及び被酸化性磁性体粉末への酸素供給剤としての機能も有しているものが好ましく用いられる。炭素成分としては、例えば、活性炭（椰子殻炭、木炭粉、暦青炭、泥炭、亜炭等）、カーボンブラック、アセチレンブラック、黒鉛等が挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を混合して用いることができる。これらの炭素成分は、通常、粉体である。炭素成分の粒子の粒径は、好ましくは０．１μｍ以上、更に好ましくは１μｍ以上、そして、好ましくは１００μｍ以下、更に好ましくは５０μｍ以下、特に好ましくは３０μｍ以下、より具体的には、好ましくは０．１μｍ以上１００μｍ以下、更に好ましくは１μｍ以上５０μｍ以下、特に好ましくは１μｍ以上３０μｍ以下である。炭素成分の粒子の粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（ＳＡＬＤ－３００Ｖ、島津製作所製）を用いて湿式法で測定し、メジアン径を該粒径とした。

塗布液３に含まれる増粘剤は、主として、被酸化性磁性体粉末の粒子の沈降を抑制し、塗布液３に適度な流動性を付与するために使用されるもので、例えば、セルロース系、デンプン系、ポリ（メタ）アクリル酸（塩、エステル）系、シロップ系、海藻類、植物粘質物、微生物による粘質物、タンパク質系、多糖類系、有機系、無機系、合成系等の高分子成型助剤等が挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を混合して用いることができる。これらの増粘剤の中でも、特に多糖類系、とりわけキサンタンガムは本発明で好ましく用いられる。

塗布液３は、被酸化性磁性体粉末１００質量部に対して、水を２５質量部以上、特に３５質量部以上含むことが好ましい。また塗布液３は、被酸化性磁性体粉末１００質量部に対して、水を８５質量部以下、特に７５質量部以下含むことが好ましい。例えば塗布液３は、被酸化性磁性体粉末１００質量部に対して、水を２５質量部以上８５質量部以下、特に３５質量部以上７５質量部以下含むことが好ましい。更に塗布液３中に含まれている水の割合は、塗布液３の全体の質量に対して１８質量％、特に２３質量％以上であることが好ましい。また塗布液３中に含まれている水の割合は、塗布液３の全体の質量に対して４８質量％以下、特に４３質量％以下であることが好ましい。例えば塗布液３中に含まれている水の割合は１８質量％以上４８質量％以下、特に２３質量％以上４３質量％以下であることが好ましい。
塗布液３の粘度は２３℃・５０ＲＨにおいて、好ましくは５００ｍＰａ・ｓ以上、特に好ましくは１０００ｍＰａ・ｓ以上であり、好ましくは３００００ｍＰａ・ｓ以下、特に好ましくは１５０００ｍＰａ・ｓ以下、更に特に好ましくは１００００ｍＰａ・ｓ以下であり、例えば、５００～３００００ｍＰａ・ｓ、特に１０００～１５０００ｍＰａ・ｓ、とりわけ１０００～１００００ｍＰａ・ｓであることが好ましい。粘粘度の測定には、Ｂ型粘度計の４号ローターを用いた。測定は、ローターを６ｒｐｍで回転させて行った。

発熱体１Ｄを挟む２枚の帯状シート５１，５２としては、各種公知のシート材を用いることができ、例えば、各種製法による不織布、樹脂フィルム、これらの積層体等が用いられる。２枚の帯状シート５１，５２は、発熱体１Ｄに酸素を取り込むために、少なくとも一方が通気性材料であることが好ましく、他方は通気性材料であっても非通気性材料であってもよい。

以上、本発明をその好ましい実施態様に基づき説明したが、本発明は前記実施態様に制限されるものではなく、適宜変更可能である。

例えば上記実施態様においては、長尺シート部材１Ｃは、積層構造を有するものであったが、単層構造のものであっても良い。また３層に代えて２層構造のものであっても良く、４層又は５層構造のものであっても良い。発熱具は、例えば、そのまま、若しくは、肌触りの良い不織布等からなる包材に包んだ後、人体に直接適用されるか、又は衣類に適用されて、人体の加温に好適に用いられる。人体における適用部位としては例えば肩、首、目、腰、肘、膝、太腿、下腿、腹、下腹部、手、足裏などが挙げられる。また、人体のほかに、各種の物品に適用されてその加温や保温等にも好適に用いられる。また、本発明により製造される発熱体は、上記のような加温具の発熱部に用いられる他、他の構成の発熱具や、他の用途に用いることもできる。

１Ａ 第１基材シート
１Ｂ 第２基材シート
１Ｃ 長尺シート部材
１Ｄ 発熱体
１Ｅ 発熱具
２ 発熱組成物
５ 発熱層
１０ 長尺シート部材製造部
２０ 切断前搬送部
３０ 切断及び間隔調整部
３１ 切断装置
３２ カッターローラ（ダイカットローラ）
３３ カッター刃
３４ 受けローラ（アンビルローラ）
３５ ベルトコンベア
３７ 無端ベルト
３８ サクションボックス
５０ 発熱具製造部
５１，５２ 帯状シート
１Ｅ 発熱具
１００ 発熱体の製造装置

Claims (8)

1. 被酸化性金属粉末を含む長尺シート部材を所定の間隔で切断して複数枚の枚葉の発熱体を製造する発熱体の製造方法であって、
   被酸化性金属粉末を含む長尺シート部材に電解質を散布する発熱層形成工程と、
   電解質散布後の前記長尺シート部材を、周面にカッター刃を有するカッターローラと該カッターローラに対向配置された受けローラとを備えた切断装置における該受けローラ上に連続的に導入する導入工程、
   前記受けローラ上に導入された前記長尺シート部材を該受けローラ上において前記カッター刃により切断し、搬送方向に並んだ枚葉の発熱体を生じさせる切断工程、及び、
   前記発熱体を、前記受けローラ上から他の搬送装置上に転移させ、その転移の際に、前記発熱体の配置ピッチを、前記受けローラ上の第１の配置ピッチより大きい第２の配置ピッチに拡大させるリピッチ工程を具備し、
   前記導入工程においては、前記長尺シート部材を第１の速度で前記受けローラ上に導入し、
   前記切断工程においては、切断により生じた前記発熱体を、前記第１の速度よりも周速が速い前記受けローラの周面上に保持して搬送することで、前記第１の配置ピッチを、前記発熱体の搬送方向の長さより長い配置ピッチとし、
   前記受けローラの周速が、前記第１の速度に対して１００％超１３０％未満の速度である、発熱体の製造方法。
2. 前記発熱層形成工程前に、長尺状の基材シートに、前記被酸化性金属粉末を含む塗布液を塗布する工程を備える、請求項１に記載の発熱体の製造方法。
3. 前記受けローラを、前記カッター刃による切断が行われる切断部から、前記発熱体を前記他の搬送装置上に転移させる送り部の直前までの範囲のうちの該送り部側の部分では、吸引孔又は磁力による引き付け力が生じる一方、前記送り部から前記切断部までの範囲のうちの該切断部側の部分では、吸引孔又は磁力による引き付け力が生じないようにして、
   前記導入工程においては、前記長尺シート部材を、切断前の該長尺シート部材と前記受けローラの周面との間に滑りが生じるように導入する、請求項１又は２に記載の発熱体の製造方法。
4. 前記他の搬送装置による被搬送物の搬送速度が、前記受けローラの周速より速く、
   前記第１の速度をＶ１、前記受けローラの周速をＶ２、前記他の搬送装置による前記発熱体の搬送速度をＶ３としたときに、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３の関係を有する、請求項１～３の何れか１項に記載の発熱体の製造方法。
5. 前記長尺シート部材が、
   （１）帯状の第１基材シート、該第１基材シートの片面に設けられた被酸化性金属粉末を含む塗布層及び該塗布層上に設けられた帯状の第２基材シートを有する積層体、
   （２）含水状態の積層体、又は
   （３）上記（１）及び（２）の両方に該当する積層体である、請求項１～４の何れか１項に記載の発熱体の製造方法。
6. 前記長尺シート部材が、含水状態の積層体であり、前記切断装置により切断する際に、前記受けローラ側に向けられる面の水分量が、前記カッターローラ側に向けられる面の水分量よりも低い、請求項１～５の何れか１項に記載の発熱体の製造方法。
7. 前記長尺シート部材が、被酸化性金属粉末を含む塗布層を有する含水状態の積層体であり、含水状態であるか否かは、前記積層体の中に含まれる前記塗布層の水分率が２０％以上である場合に含水状態であると判断される、請求項５又は６に記載の発熱体の製造方法。
8. 請求項１～７の何れか１項に記載の発熱体の製造方法で順次得られる枚葉の発熱体を、２枚の帯状シート間に挟んだ後、前記発熱体が存在しない部位において、前記２枚の帯状シート間の接合及び該２枚の帯状シートの切断を行い、個々に分離された複数枚の発熱具を製造する、発熱具の製造方法。

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