JPH0433832B2

JPH0433832B2 -

Info

Publication number: JPH0433832B2
Application number: JP21476483A
Authority: JP
Inventors: Sadasuke Naito; Kiichi Okabe; Raijiro Koga
Original assignee: Japan Pionics Ltd
Current assignee: Japan Pionics Ltd
Priority date: 1983-11-15
Filing date: 1983-11-15
Publication date: 1992-06-04
Also published as: JPS60106874A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は少くとも鉄、活性炭、酸化促進剤およ
び水を含有してなる発熱組成物に係る。

鉄の酸化反応による発熱を利用した発熱体は、
コスト、安全性、発熱温度などからみて非常に優
れており、従来よりこれらの発熱体については、
数多くの提案がなされている。その中のいくつか
は通気性を有する袋に充填され、いわゆる化学か
いろとして既に実用に供せられている。

しかしながら、従来より提案されてきた鉄の酸
化反応を利用した発熱体に用いられる鉄は粉末状
であり、発熱組成物も粉末状であつた。これらの
発熱組成物を実用に供する場合には、発熱組成物
は通気性を有する袋などに収納されて発熱体とさ
れるが、袋の容積は発熱組成物の容積に比してか
なり大きなものとされている。従つて、袋内の発
熱組成物は、袋の変形、移動、反転などに伴つて
袋内を自由に移動して偏在することとなり、その
結果、発熱体全体の温度分布および厚さも不均一
であつた。

一方、関節炎、神経痛およびリユーマチなどは
寒冷時には患部に激痛を感じ極めて苦痛である
が、この苦痛を癒すためには患部を加温すること
が必要である。しかしながら、患部が関節などの
ように屈伸が激しくまた運動が激しい部位である
かまたは広い面積にわたる場合などには、粉末状
の発熱組成物を使用した従来の発熱体では発熱体
全体の温度分布および厚さともに不均一であるの
で、これらの患部に発熱体を密着させて満足のゆ
く加温を行うことは困難であつた。

本発明者らは、粉末状の発熱組成物を使用した
従来の発熱体の欠点を解消し、使用時において発
熱体全体にわたつて均一な温度分布と厚みが得ら
れ、弾性が大きく、柔かく、かつ可撓性をもつ発
熱体用の発熱組成物を得ることを目的として鋭意
研究を重ねた結果、本発明に到達したものであ
る。

すなわち本発明は、少なくとも鉄、活性炭、酸
化促進剤および水を含有している発熱組成物にお
いて、鉄の少なくとも50wt％が、断面の相当直
径が７〜300μのスチールフアイバーが束ねられ
てなり、かつ、かさ密度が0.03〜1.3ｇ／cm³のス
チールウールであり、該スチールウールに、粉末
またはスラリー状とされたその他の組成物が分散
され、付着せしめられてなることを特徴とする発
熱組成物である。

本発明で使用されるスチールウールは細長い繊
維状の鉄線（以下スチールフアイバーと記す）を
束ねたもので従来、主として研摩や清掃に用いら
れるものである。製法としてはたとえば線引き機
械によつて鉄線をダイスを通して引き抜き、所要
の径に鉄線を延伸して得られるか、または鉄線を
切削することによつて得られたスチールフアイバ
ーを束ねてスチールウールとする方法などがあ
る。本発明の発熱組成物には、スチールフアイバ
ーの断面の相当直径が７〜300μのものが好適に
用いられる。スチールフアイバーの断面は必ずし
も円形とは限らず、その断面の大きさは相当直径
で表示される。しかして、ここでいうスチールフ
アイバーの断面の相当直径とはスチールフアイバ
ーの断面の面積と等しい面積の円の直径として定
義される。なお本発明の発熱組成物に用いられる
スチールウールは、発熱組成物としての発熱性能
を増すためにその表面が脱脂されていることが望
ましい。脱脂は、通常、メタノール、トリクレン
あるいはアセトンなどで洗浄されることによつて
行われる。

スチールウールはスチールフアイバーの太さや
束ね方などによつて様々なかさ密度を有する。本
発明の発熱組成物に用いられるスチールウールの
かさ密度は0.03〜1.3ｇ／cm³である。

本発明において使用される活性炭、酸化促進剤
および水については、通常の所謂化学かいろに好
適に用いられるものであれば特に制限はない。酸
化促進剤は通常は水溶性無機塩であつて、溶解度
は大きくても小さくてもよい。この無機塩の代表
例としてはNaCl、KCl、CaCl₂、CaSO₄などが挙
げられる。また、本発明の発熱組成物において、
所望により、保水材、結合剤、発熱助成剤、水素
発生抑制剤などを用いてもよい。

保水材としてたとえば木粉、活性炭、パーライ
ト、セピオライト、バーミキユライト、けいそう
土、活性白土、シリカゲル、ゼオライト、吸水性
樹脂などが挙げられる。

なお、吸水性樹脂は、電離性基をもつた高分子
に軽度の架橋結合を導入したもので吸水能が少く
とも25（水ml／吸水性樹脂ｇ）のものが好ましい。
なお、本発明における吸水能の測定はテイーバツ
グ法（試料となる吸水性樹脂を充填したペーパー
バツグを水中に３時間浸漬し試料の吸水性を測定
する方法）で行なわれる。吸水性樹脂の例として
イソブチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリビ
ニルアルコール−アクリル酸塩共重合体、でんぷ
ん−アクリル酸塩グラフト重合体、ポリアクリル
酸塩架橋物、アクリル酸塩−アクリル酸エステル
共重合体、アクリル酸塩−アクリルアミド共重合
体、ポリアクリルニトリル架橋物の加水分解物な
どが挙げられる。

保水材は１種でもよく、また２種以上を併用し
てもよい。

結合剤としてはでんぷん系結合剤−たとえばデ
キストリン、α化でんぷん、化工用でんぷんな
ど、多糖類系結合剤−たとえばアルギン酸ナトリ
ウム、カラギーナン、寒天など、セルロース誘導
体系結合剤−たとえばカルボキシルメチルセルロ
ース、酢酸エチルセルロース、ヒドロキシプロピ
ルセルロースなど、ポリビニルアルコール系、ユ
リア樹脂系など、水分散エマルジヨン系−たとえ
ばポリ酢酸ビニルエマルジヨン、ポリブタジエン
系エマルジヨンなどが挙げられる。

結合剤は通常原料混合物100重量部あたり0.5〜
50重量部、好ましくは２〜30重量部である。これ
らの結合剤は通常ペースト状や液状で用いられ、
スチールフアイバーの表面への結合剤の塗布もし
くは吹付け、または結合剤液中へのスチールウー
ルの浸漬などの手段によつて、スチールウールに
予め付着させられていてもよく、スチールウール
以外の本発明の発熱組成物の原料お混合する際に
添加されてもよい。本発明の発熱組成物におい
て、鉄の少なくとも50wt％がスチールウールで
ある。全量がスチールウールでないときにはその
不足分として粉末状の鉄が併用される。

発熱助成剤としてはたとえば金属粉、金属塩、
金属酸化物などがあり、これらの代表例として
Cu、Sn、Ni、CuCl₂、FeCl₂、FeCl₃、CuSO₄、
FeSO₄、CuO、MnO₂、MgO、CaOなど多数のも
のが挙げられる。

また、水素発生抑制剤としてはアルカリ金属の
弱酸塩や水酸化物あるいはアルカリ土類金属の弱
酸塩や水酸化物などがあり、これらの代表例とし
て、Na₂CO₃、NaHCO₃、Na₃PO₄、NaOH、
KOH、Ca（OH）₂、Mg（OH）₂、Ba（OH）₂、Ca₃
（PO₄）₂、Ca（H₂PO₄）₂などが挙げられる。

本発明の発熱組成物の各成分量は、通常は鉄
100重量部あたり、活性炭２〜80重量部、酸化促
進剤0.2〜30重量部および水２〜90重量部であり、
好ましくは鉄100重量部あたり活性炭４〜40重量
部、酸化促進剤0.7〜10重量部および水３〜60重
量部である。なお、こゝで示している水の重量部
は、製品発熱体中に含まれる水の量である。

本発明の発熱組成物にさらに保水材を含有させ
る場合には、通常は鉄100重量部あたり0.2〜70重
量部、好ましくは鉄0.3〜30重量部である。また、
結合剤を含有させる場合には、上記の組成物100
重量部に対し、0.1〜10重量部、好ましくは0.3〜
８重量部の割合とされる。

スチールウール以外の発熱組成物の各原料はよ
く混合され、粉末状、スラリー状ないしは液状に
される。こうして得られた混合物はスチールウー
ルのスチールフアイバーの表面に適当な手段によ
つて付着させられる。この場合の付着は混合物自
体の有する粘着性によつてもしくは結合剤の助け
を借りて混合物がスチールフアイバーの表面に固
着されてもよく、混合物が複数のスチールフアイ
バーに挟み込まれあるいは取り囲まれその結合混
合物がスチールウールの空隙に挟持されてもよ
く、また、両者の状態が共存してもよい。

混合物が粉末状あるいはスラリー状の場合に
は、スチールウール表面に混合物を載置して振動
を与えるあるいは混合物をスチールウールになす
りつけるなどによつて付着させる。また混合物が
液状の場合にはスチールウールを混合液中へ浸漬
し引き上げる、ないしはスチールウールを液状の
混合物に浸漬し引き上げたのち、乾燥状態のその
他の混合物をスチールウールにまぶすなどの多数
の手段によつて付着させることができる。このよ
うにして得られた発熱組成物は必要に応じて乾燥
され過剰の水分が除去される。

本発明の発熱組成物は通常の化学かいろに用い
られていると同様な通気性を有する袋に充填さ
れ、発熱体として実用に併せられる。通気性を有
する袋の形状としてはたとえば、長方形、正方
形、多角形、円形、半円形、楕円形などが挙げら
れる。発熱組成物の充填量には特に制限はない
が、通気性の袋の容積に対し、充填前の発熱組成
物の見かけの容積の0.5〜2.0倍であることが好ま
しい。この通気性を有する袋に本発明の発熱組成
物が充填された発熱体は使用時までの間は非通気
性の袋などに収納して、発熱体と空気との接触を
絶つて保存される。

本発明の発熱組成物を用いた発熱体は大きな弾
性、柔かさおよび可撓性を有するとともに発熱体
全体にわたつて均一な温度分布と厚さを有し、屈
伸部位用、広面積用採暖具などに好適に使用でき
る。

次に本発明を実施例によつてさらに具体的に説
明する。

実施例ボンスター（商品名；日本のスチールウール社
製）（スチールフアイバーの相当直径が約40μで、
100mm×100mm×10mmのスチールウール）を３枚重
ね合わせた。３枚のスチールウールの重量の合計
は18.8ｇであつた。粒径がそれぞれ10〜100μの範
囲内である木粉６ｇ、活性炭４ｇおよび15％食塩
水12mlとの混合物を前記のスチールウール上に均
一に広げ、振動を与え、スチールウールの空隙に
前記の混合物を、ほぼ均一に充填させることによ
り、発熱組成物を得た。このようにして得られた
発熱組成物をナイロン不織布の内面に厚さ50μの
ポリエチレンフイルムをラミネートしたシートを
片面とし、微多孔膜であるタイベツク1073B（商
品名；デユポン社製）を他面とする大きさ120mm
×120mmの袋内に収納し、袋の開口部をシールす
ることにより、第１図に示したような発熱体を得
た。第１図はスチールフアイバー１の表面に木
粉、活性炭および食塩水を混合した前記の混合物
２を付着させた発熱組成物を通気性を有する袋３
で包んだ発熱体を示す。300mm×300mm×30mmの発
泡スチロールの上面中央部に前記の発熱体をタイ
ベツク側を上側にして載置し、その上に600mm×
600mmの木綿100％100番双糸のネル２枚を、発泡
スチロール板全体を覆うようにかぶせた。以上の
試験条件のもとで発熱体の上面の中心部および２
本の対角線上でかつ中心部からぞれぞれ60mm離れ
た４個所の計５個所で発熱体としての発熱特性
（発熱到達温度−発熱時間）を測定した。発熱到
達温度の測定は銅−コンスタンタン熱電対を用
い、室温20℃、湿度65％の恒温恒湿室で行つた。
上面の中心部における測定結果を第２図に示す。

この発熱体は上面の中心部の測定点において40
℃以上の温度を約８時間にわたつて持続し、最高
温度は49℃に達した。また、中心部の測定点の温
度と中心部以外の４個所の測定点の温度との差は
いずれも２℃以内であつた。

使用例実施例で示したと同様な発熱体を膝の関節部に
装着したところ、発熱体全体にわたつて約９時間
おだやかに発熱し、弾性が大きく、かつソフトな
装着感が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の発熱組成物を用いた発熱体の
断面図である。第２図は実施例における発熱体の
発熱特性を示す図面である。図において、１……スチールフアイバー、２…
…木粉、活性炭および食塩水の混合物、および、
３……通気性を有する袋。

Claims

【特許請求の範囲】

１少なくとも鉄、活性炭、酸化促進剤および水
を含有してなる発熱組成物において、鉄の少なく
とも50wt％が、断面の相当直径が７〜300μのス
チールフアイバーが束ねられてなり、かつ、かさ
密度が0.03〜1.3ｇ／cm³のスチールウールであり、
該スチールウールに、粉末またはスラリー状とさ
れたその他の組成物が分散され、付着せしめられ
てなることを特徴とする発熱組成物。