JPH10127681A - ガスクツション型加温座布団 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造、搬送時に嵩張らず、携帯に便利である
とともに、クツション性に優れ、快適な温感が得られる
加温座布団を開発する。 【解決手段】 空気中の酸素と接触して発熱する発熱組
成物が通気性の袋に収納された発熱袋と、使用時に炭酸
ガスを発生させて膨らませる構造を有するガスマットを
組み合わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガスクッション型加
温式座布団に関し、さらに詳細には空気中の酸素と接触
して発熱する発熱組成物が通気性の袋に収納されてなる
発熱袋と化学反応により発生した炭酸ガスで膨らますガ
スマットとの組み合わせにより、携帯時にはコンパクト
でありながら使用時には良好なクッション性と保温性が
得られる加温式座布団に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、空気中の酸素と接触して発熱
する発熱組成物とクッション材を組み合わせた加温座布
団が知られている。例えば、発熱組成物とウレタンフォ
ームのようなクッション材を通気性の大型の袋収納した
発熱袋が非通気性の外袋に密封され、使用時に外袋から
取り出すことによって人体の保温に用いられるようにし
た使い捨ての加温式座布団（実公平５ー４６７０２号公
報）、あるいは、発熱袋収納部を有する座布団に、使用
時発熱袋を挿入し加温できるようにした座布団（実開平
２ー６８８２０号公報）などが知られている。これらの
座布団は、所望の発熱温度、持続時間、およびクッショ
ン性が得られるように発熱組成物の成分割合、発熱袋の
通気性、およびクッション材の構成が定められ、寒冷時
に快適な温度と座り心地が得られるように設計されてい
る。

【０００３】加温式座布団に於いてクッション材は、快
適なクッション性とともに地面への放熱を防ぐ断熱材と
しての役目が要求される。このようにクッション材は加
温式座布団にとって必要不可欠なものであり、高いクッ
ション性と断熱性を得るためには、厚めのクッション材
が用いられている。また、発熱袋の通気面は着座面によ
り大部分が塞がれてしまうので、クッション材としては
発熱袋に酸素が拡散しやすいように柔軟性があり貫通気
孔を有する発泡体などが使われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の座布団はいずれも使用前からクッション材が比較的大
きな体積を有しており、製造、商品の輸送などにおいて
嵩ばる不都合がある。また、クッション性および断熱性
を良くするためには発泡体などの厚みを増さなければな
らず、必然的にゴミとして大きな量を発生することとな
る問題点を有していた。以上のことから、製造、搬送時
の嵩ばりを減らし、携帯に便利であり、ゴミの量を削減
するとともに、断熱性およびクッション性に優れ、しか
も安価に製造可能な加温型座布団の開発が望まれてい
た。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らはこれらの問
題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、発熱袋と使用
時にガス発生により膨らますガスマットを組み合わせる
ことによりこれらの問題点を解決しうることを見出し、
本発明を完成した。すなわち、本発明は空気中の酸素と
接触して発熱する発熱組成物が通気性の袋に収納されて
なる発熱袋と、使用時に炭酸ガスを発生させて膨らます
構造を有するガスマットを組み合わせてなることを特徴
とするガスクッション型加温座布団である。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明は主として人体を寒気から
保護することを目的とした加温型座布団に適用される。
そして、空気中の酸素と接触して発熱する発熱組成物が
通気性の袋に充填された発熱袋と、使用の際に炭酸ガス
を発生する構成を有するガスマットとを組み合わせてな
るガスクッション型加温座布団である。また通常は使用
の際まで、これらの発熱袋とガスマットが一つの非通気
性の袋に密封されて保存される。

【０００７】本発明において用いられる発熱組成物は、
被酸化性の金属、活性炭、保水材、無機電解質、水を主
成分とするものである。被酸化性金属としてはアルミニ
ウム粉末、鉄粉などがあるが、通常は鉄粉が用いられ、
還元鉄粉，アトマイズド鉄粉、電解鉄粉などである。こ
のほか、鉄を細い繊維状とし束ねたもの、あるいは繊維
状物を網状にしたものなども用いることができる。

【０００８】活性性炭としては、椰子殻炭, 木粉炭、ピ
ート炭などである、活性炭は保水剤としても作用する。
保水材としては，保水性の高いものであり、発熱袋の長
期保存中に変質を生じないものであれば特に限定され
ず、例えば、木粉、植物繊維、パーライト、バーミキュ
ライト，珪藻土、高分子吸水材などが用いられる。無機
電解質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、重
金属の塩化物、およびアルカリ金属の硫酸塩などが好ま
しく、例えば、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、塩化第二鉄、硫酸ナトリ
ウムなどが用いられる。

【０００９】発熱組成物の混合割合は、目的とする発熱
性能によっても異なり、一概には特定できないが、通常
は被酸化性金属粉１００重量部に対し、活性炭２〜３５
重量部、無機電解質０．５〜８．５重量部、水２０〜５
０重量部、保水剤０．１〜２０重量部である。このほか
所望により、水素発生抑制剤、固結防止材などを加える
こともできる。

【００１０】通気性を有する袋としては、発熱組成物を
袋の中に保持するとともに、使用中に破袋することがな
く、発熱性能を得るために必要な通気性を有するもので
ある。袋の包材構成としては、袋の片面を通気性包材と
し、片面を非通気性包材とすることもできるが袋の両面
に通気性包材を用いることもできる。通気性包材として
は、例えば、微細な貫通孔を有する多孔質フイルム単
独、不織布にポリエチレンフイルムがラミネートされた
非通気性包材に微細な孔をあけて通気性を持たせたも
の，多孔質フイルムに不織布を貼り合わせたもの、ある
いは繊維が積層され熱圧着されて通気性が制御された不
織布などが用いられる。

【００１１】ここで多孔質フイルムとはメタノールバブ
リング法による最大孔径が０．０１〜２０ミクロン程度
の微細な貫通孔を有するフイルムであり、例えば合成樹
脂フイルムを二軸延伸することによって貫通孔を設けた
もの、あるいは溶融したポリエチレン、ポリプロピレン
などに炭酸カルシウムなどの無機系微細粉末を分散させ
た後、フイルム状に押し出し、得られたフイルムをさら
に延伸して貫通孔を設けたものなどである。これら多孔
質フイルムの市販品としては、例えば（株）トクヤマ製
のポーラムおよびＮＦシート、積水化学（株）製のセル
ポア、日東電工（株）製のブレスロン、デュポン（株）
製のタイベックなどがある。

【００１２】非通気性包材としては、ポリエチレン、ポ
リプロピレンなどの非通気性フイルム、あるいはポリエ
チレンフイルムなどに不織布を貼り合わせたものなどで
ある。本発明における発熱組成物を収納する袋は、通常
はこれらの通気性包材を二枚あるいは通気性包材と非通
気性包材とを熱融着性を有する面が互いに内側となるよ
うにして重ね合わせ、周辺を加熱融着して袋状に形成す
るとともに、発熱組成物を充填して発熱袋とされる。

【００１３】発熱袋の大きさは、通常は１５０mm×１５
０ｍｍから５００mm×５００ｍｍ程度である。また、発
熱袋の形状としては矩形状に限られず、円形状、楕円形
状、動物あるいは植物をかたどった形状のものとするこ
ともできる。このほか発熱袋として、発熱組成物が複数
の積層され不織布の空隙中に保持され、加熱圧縮されて
シート状とされた発熱体を通気性を有する袋に収納した
発熱袋を用いることもできる。このシート状発熱体が収
納された発熱袋は発熱組成物の片寄りすることがなく、
安定した発熱性能を有する点で優れており、本発明に好
適なものである。

【００１４】本発明におけるガスマットは、化学反応に
より炭酸ガスを発生させてマットを膨らませるものであ
り、通常は炭酸ガスの発生源として、炭酸塩と酸性物質
を用い、これらを反応させて炭酸ガスを発生させる。炭
酸ガスの発生源として用いられる炭酸塩としては以下の
ような物が挙げられる。

【００１５】(1) 炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウ
ム、炭酸水素カリウム（アルカリ金属塩）、炭酸水素マ
グネシウム、炭酸水素カルシウム、炭酸水素ストロンチ
ウム（アルカリ土類金属塩）、炭酸水素ニッケル（遷移
金属塩）、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素トリメチル
アンモニウム（各種アンモニウム塩）、炭酸水素マグネ
シウムカリウム、炭酸水素コバルトカリウム（各種複
塩）のような炭酸水素塩。

【００１６】(2) 炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸
カリウム（アルカリ金属塩）、炭酸マグネシウム、炭酸
カルシウム、炭酸ストロンチウム（アルカリ土類金属
塩）、炭酸ニッケル、炭酸銅、炭酸マンガン（遷移金属
塩）、炭酸マグネシウムアンモニウム、炭酸マグネシウ
ムカルシウム、炭酸ニッケルカリウム（各種複塩）のよ
うな炭酸塩。

【００１７】また、酸性物質としては以下のような物が
挙げられる。 (3) 塩酸、臭素酸、硫酸、亜硫酸、硝酸、リン酸、ホウ
酸（各種無機酸）、安息香酸、エリソルビン酸、カプロ
ン酸、グルタミン酸、ケイ皮酸、コハク酸、サリチル
酸、シュウ酸、酒石酸、ソルビン酸、ニコチン酸、乳
酸、フマル酸、葉酸、リンゴ酸、クエン酸、酢酸（各種
有機酸）のような酸。 (4) リン酸二水素ナトリウム、硫酸水素ナトリウム（各
種酸性塩）、塩化銅、塩化アルミニウム、塩化チタン、
硫酸アルミニウム、硫酸スズ、硫酸鉄、硝酸アルミニウ
ム、硝酸コバルト、硝酸ニッケル、過塩素酸ニッケル、
臭化鉄、酢酸コバルト（加水分解をして酸性を示す塩）
のような酸性の塩などがある。

【００１８】炭酸ガスの発生方法としては、固体状の
炭酸塩と固体状酸性物質との混合物に水を加える方法、
固体状の炭酸塩と酸性物質の水溶液とを混合する方
法、炭酸塩の水溶液と固体状の酸性物質を混合する方
法、炭酸塩および酸性物質ともに液体の状態で混合す
る方法、などがある。また、炭酸ガスを発生させる際
の、炭酸塩と酸性物質の混合方法としては、固体状成分
あるいは液体状成分が収納された袋、容器などの仕切り
を取り除く方法、またはこれらの成分を収納する袋、容
器などを破壊することなどによって行なうことができ
る。例えば、水または水溶液の袋をガスマット中に入れ
ておき、使用時にガスマットの外から叩いて水または水
溶液の袋を破袋させる方法、あるいは水または水溶液の
袋を折り曲げて破袋させる方法などがある。

【００１９】炭酸塩と酸性物質の混合比率に関しては特
に限定はなく、化学量論当量としてもよく、酸性物質を
やや過剰に用いてもよく、炭酸塩をやや過剰に用いても
よい。しかし、炭酸塩を過剰に用いた場合は反応後の溶
液性状を人体に害の少ない中性領域に調製できる点で好
ましいことから、通常は、化学当量比で酸性物質１に対
して、炭酸塩１．２〜２．０程度である。ガスマット中
の炭酸ガス量は、これらの薬剤量によって定められ、ガ
スマットの内圧が大気圧程度となるように設定すること
もできるが、座り心地およびクッション性を高めるため
には大気圧よりもやや高めに設定することが好ましい。
また、万一ガスマットが破袋した場合においても、薬剤
が飛び散るのを防ぐために、薬剤中に高分子吸水剤を少
量加えてもよい。

【００２０】水袋あるいは水溶液袋の材質としては水に
対する高いバリヤー性を有するものが望まれ、酸性の水
溶液が用いられる場合は耐薬品性があり、加水分解の起
こりにくい材質のものが好ましい。ガスマットとして
は、成人が一定の高さから日常的な速度で腰を下ろした
ときの衝撃に充分耐えうるものでなければならない。ま
た、その材質としては携帯に便利なように軽量で、薄い
膜でありながら強度の高いものが好ましく、さらに感触
がよく柔らかい材質のものが好ましく、例えばナイロン
の二層あるいは多層フィルムなどが挙げられる。またガ
スマットの製作がヒートシール方法によって行われる場
合は、これらのフィルムに低密度ポリエチレンや、アイ
オノマーのようなヒートシール性の良い樹脂層を設ける
ことが好ましい。

【００２１】座布団の座り心地を良くするためには、ガ
スマットを幾つかの小室に区切り、人が座った時のガス
の流動を抑制するなどの方法を用いることができる。さ
らに区切った小室の両端を大きくすることにより、体へ
のフィット感と安定性を向上させることができる。この
時ガスマットの着座部分の小室の大きさは、着座部分の
小室が小さ過ぎるとガスマットの断熱性とクッション性
が不足し、大き過ぎるとガスマットの変形性が大きくな
り安定性が損なわれることから、通常は断面の直径とし
て１〜３ｃｍ程度であり、両端部分の小室は断面の直径
として４〜７ｃｍ程度が好ましい。ガスマット全体の大
きさとしては人の着座面積より大きい方が好ましい、ま
たその形状として特に限定されないが、通常は矩形、多
角形、円形、および楕円形などである。

【００２２】発熱体を発熱させるためには適度な空気の
拡散侵入することが必要であるが、着座により発熱袋の
通気面の大部分が塞がれることから、ガスマットを小室
に区切ることによってできた小室間の溝が空気拡散を容
易にする役割をする。このようなことからガスマットの
小室を小さめに設定するとともに、小室間の仕切りシー
ル幅を１ｃｍ程度にすることにより、座り心地を良好に
し、かつ通気性を確保することができる。

【００２３】また、使用時ガスマット側に発熱袋の通気
性面が接するように置くことにより着座している場合
と、立ち上がった状態で放置されている時との単位時間
当たりの発熱量の差を小さくすることができる。また、
人体側に発熱袋の非通気性面が接するように置くことに
よって、人体が発熱袋から発生した水分による蒸れの影
響をうけることを防ぐことができる。

【００２４】これらの発熱袋とガスマットは使用される
まで、通常は非通気性の袋あるいは容器に密封して保存
される。また、発熱袋のみを非通気性の袋に密封しガス
マットはそれに付帯して保存することもできる。しかし
ながら、携帯性の面からは発熱袋およびガスマットを折
り畳み、両者を非通気性の袋あるいは容器に密封して保
存するのが好ましい。このように構成することによっ
て、製造、搬送、および販売時において嵩張らず、携帯
に便利であり、クッション性の良好な加温型座布団が得
られる。また、使用後不要になった時は、ガスマットに
孔をあけるか、あるいは破ることによって廃棄物の容積
を小さくすることができる。

【００２５】

【実施例】坪量２７ｇ／ｍ² のティ シュペーパーの上
に、厚さ１．２ｍｍ，坪量６０ｇ／ｍ² の木材パルプ製
不織布（本州製紙（株）製、キノクロス）を重ね合わ
せ、縦１７０ｍｍ、横２１０ｍｍの大きさに切断した。
これにキノクロス上から鉄粉９６ｇ、活性炭８ｇ、保水
剤３ｇの混合物を散布し、キノクロスの空隙内に保持さ
せた。次にキノクロスの上面にさらに坪量４０ｇ／ｍ²
のキノクロスを重ね合わせ、１５０℃に加熱されたエン
ボスロールで加熱圧縮し、シート状に成形した。これに
食塩１．４ｇ及び水１９ｇが混合された溶液を散布し、
シート状発熱体とした。

【００２６】このシート状発熱体を片面がナイロン不織
布とポリエチレン製多孔質フイルムがラミネートされた
透湿度３２０ｇ／ｍ² day の通気性包材と、片面がナイ
ロン不織布とポリエチレンがラミネートされた非通気性
包材からなる縦１８０ｍｍ、横２４０ｍｍの袋に収納し
発熱袋とした。次にナイロンとポリエチレンとが貼り合
わされた、縦２９０ｍｍ、横５６６ｍｍの二枚のシート
を用い、ポリエチレン面が互いに接するように重ね合わ
せ、その周辺部をシール幅１０ｍｍで熱融着によりシー
ルした。また、中心部を約３０ｍｍの仕切幅で小室に仕
切り、袋の両端部分の小室仕切り幅を約６０ｍｍとし、
その間のシール幅を８ｍｍで１１個の小室ができるよう
にシールした。また、それぞれの小室を幅２５ｍｍの通
気路でつなぎ、炭酸ガスが流通できるようにした。

【００２７】また、この袋の片隅に粉末状の炭酸水素ナ
トリウム８ｇ、高分子吸水材２ｇ、および硫酸水素ナト
リウム８．２ｇと水１０ｇを充填した水袋を封入し、図
１に示すガスマットを製作した。これらの発熱袋とガス
マットとを、さらに非通気性の外袋に密封し１周間保存
した。その後、室温１０℃、相対湿度６０％の環境下
で、外袋を破り、ガスマットと発熱袋を取り出し、ガス
マットの外部から水袋の部分を叩いて水袋を破袋させ
た。ガスマットは炭酸ガスの発生により急激に膨らみ、
座布団状に広がった。このガスマットをプラスチック製
の椅子の上に置き、その上に図３のように発熱袋を通気
性面がガスマットに接するように重ね、その上から成人
男性が腰かけた。着座している状態で、発熱袋の人体側
中心部分の温度変化を温度記録計を用いて測定した。結
果を図５に示す。また、測定中、発熱袋は快適な温度を
持続するとともに、ガスマットのクッション性は良好で
あり、快適な座り心地が得られた。

【００２８】

【発明の効果】本発明の加温式座布団は発熱袋とガスマ
ットが一体化されたものであり、下記のように優れた特
性を有している。 １、地面への放熱損失が少なく熱効率が優れている。 ２、クッション性が良く、座り心地が良好であり違和感
も全く感じない。 ３、使用時にマットを膨らますので、搬送・携帯時は非
常にコンパクトであり、冬期における釣り、スポーツ観
戦、などアウトドアでの使用に非常に便利である。 ４、ガスによりマットを膨らますので、大きなクッショ
ン性が得られる割に使用後に出るゴミが少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガスマットの上面図である。

【図２】ガスマットのガス発生部分の詳細図である。

【図３】ガスマット状に発熱体を重ねた時の図である。

【図４】図３におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図５】発熱性能のグラフである。

【符号の説明】

１ ガスマット ２ シール部 ３ 仕切溝 ４ 小室 ５ 端部の小室 ６ 通気路 ７ 水袋 ８ 炭酸水素ナトリウムと高分子吸水剤 ９ 発熱袋

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気中の酸素と接触して発熱する発熱組
   成物が通気性の袋に収納されてなる発熱袋と、使用時に
   炭酸ガスを発生させて膨らます構造を有するガスマット
   を組み合わせてなることを特徴とするガスクッション型
   加温座布団。
2. 【請求項２】 発熱組成物が被酸化性金属粉末、活性
   炭、保水剤、水、無機電解質を主成分とするものである
   請求項１に記載のガスクッション型加温座布団。
3. 【請求項３】 炭酸ガスを発生させる方法が、炭酸塩と
   酸性物質および水を混合するものである請求項１に記載
   のガスクッション型加温座布団。
4. 【請求項４】 ガスマットが複数の小室に仕切られた構
   造を有するものである請求項１に記載のガスクッション
   型加温座布団。
5. 【請求項５】 発熱袋とガスマットが一つの袋または容
   器内に収納されてなる請求項１に記載のガスクッション
   型加温座布団。