JPH10192328A

JPH10192328A - 発熱構造体及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10192328A
Application number: JP8357771A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Ito; 繁樹伊藤; Tatsuo Kusuki; 辰夫楠木
Original assignee: Koei Chemical Co Ltd
Current assignee: Koei Chemical Co Ltd
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1998-07-28
Anticipated expiration: 2016-12-27
Also published as: JP3319699B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の発熱構造体における発熱剤の移動を抑
制した発熱構造体を提供する。【解決手段】空気の存在下で発熱する発熱剤を通気性
袋に収納してなる発熱体が非通気性袋に収納されてな
り、発熱剤が発熱中に通気性袋によって挟持固定される
発熱構造体において、発熱構造体内部に存在する気体量
が発熱剤の見掛体積の７０％以下であることを特徴とす
る発熱構造体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気の存在下で発
熱する発熱剤（以下単に、発熱剤という）を通気性袋
（以下、発熱剤収納袋という）に収納してなる発熱体
が、非通気性袋（以下、外袋いう）に収納されてなる発
熱構造体及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】発熱剤を発熱剤収納袋に収納してなる発
熱体はカイロとして広く普及している。また、発熱剤収
納袋の片面が粘着剤を設けた基材シートからなり、他面
が通気面である扁平状の粘着発熱体は、粘着剤によって
下着に貼れるので重宝されており、最近では、粘着剤の
代わりに膏体を設けたタイプが出現し、このタイプの発
熱体は体に直接貼付できるので、医療用具として使用さ
れている。

【０００３】なお、これらの発熱体は未使用時には外袋
に収納されて保管され、使用時には外袋から取り出され
て使用される。

【０００４】医療用具としての発熱体及び粘着発熱体
は、その発熱剤の発熱中（即ち、粘着発熱体の使用中）
に発熱剤収納袋内部が外気圧に対して減圧状態になり、
発熱剤は発熱剤収納袋により挟持固定される。かかる発
熱体は、発熱剤を発熱剤収納袋に収納した状態にして形
成された後直ちに外袋に収納される。また発熱体が形成
された後及び／又は発熱体が外袋に収納された後、発熱
剤を平坦にする工程が組み込まれている。ところが、発
熱体が外袋に収納されてなる発熱構造体を動かしたり、
外袋から発熱体を取り出して動かすと、発熱剤が発熱剤
収納袋内で移動して偏在する。このために、発熱体を使
用すると偏在した状態で発熱剤が挟持固定されて、発熱
体の形状は平坦なシート状にはならない傾向がある。こ
の傾向は、特に体部への装着感を向上させるために発熱
剤の使用量を少なくし発熱体を薄くしようとすれば顕著
になり、発熱剤の分散不均一性や厚みムラを生じ温熱効
果に悪影響を与えるという欠点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の発熱構造体における発熱剤の移動を抑制した発熱構造
体及びその製造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、発熱構造体内部に存在
する気体量を特定量に調節することによって、所期の目
的を達成できることを見出し、本発明に到達した。

【０００７】すなわち、本発明は、発熱剤を発熱剤収納
袋に収納してなる発熱体が外袋に収納されてなり、発熱
剤が発熱中に発熱剤収納袋によって挟持固定される発熱
構造体において、発熱構造体内部に存在する気体量が発
熱剤の見掛体積の７０％以下であることを特徴とする発
熱構造体、並びに空気の存在下で発熱する発熱剤を発熱
剤収納袋に収納してなる発熱体が非通気性袋に収納され
てなり、発熱剤が発熱中に発熱剤収納袋によって挟持固
定される発熱構造体を製造するにあたり、発熱構造体内
部に存在する気体量が発熱剤の見掛体積の７０％以下に
なるように、発熱剤の発熱剤収納袋への収納の際に発熱
剤収納袋から空気を除去すること、及び／又は発熱体の
外袋への収納の際に外袋から空気を除去することを特徴
とする発熱構造体の製造方法に関するものである。

【０００８】本発明において発熱構造体内部に存在する
気体とは、通常、空気雰囲気下で発熱構造体が製造され
るために製造直後の発熱構造体内部には空気が存在して
いるが、その空気中の酸素は逐次発熱剤によって消費さ
れるので、酸素消費後に残存する気体（実質的には窒
素）を意味する。

【０００９】また本発明において発熱構造体内部に存在
する気体量とは、発熱構造体が発熱体内部の気体量と、
外袋と発熱体との間に占める気体量の総和をいう。

【００１０】発熱体が外袋に収納されてなる発熱構造体
を動かしたり、又は外袋から発熱体を取り出して動かし
たときに生じる、発熱剤の発熱剤収納袋内での移動につ
いて、原因の探求を鋭意行った結果、本発明の発熱構造
体は次のような知見に基づき完成したものである。

【００１１】すなわち、本発明の発熱体は、その発熱剤
の発熱中（すなわち、発熱体の使用中）に、発熱剤収納
袋内部が外気圧に対して減圧状態になり、発熱剤が発熱
剤収納袋により挟持固定されるものである。通常、発熱
体の形成及び発熱構造体の製造は、空気雰囲気下で行わ
れているので、製造直後の発熱構造体内部（すなわち、
発熱体内部、及び外袋と発熱体との間）には、空気が存
在する。この空気中の酸素は通常発熱体の使用までに発
熱体中の発熱剤との反応によって消滅され、発熱構造体
中には窒素が存在する。外袋と発熱体との間の気体（窒
素）は発熱剤収納袋の通気面を介して気体成分的及び圧
力的平衡状態になるまで徐々に発熱体内部に流入する。
発熱体の使用中に発熱剤が発熱剤収納袋により挟持固定
される状態に至るまでに要する時間は発熱体内部の気体
（窒素）量に応じて長くなり、その量が多くなると発熱
剤の発熱剤収納袋内での移動が容易となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の発熱剤としては、例えば
（イ）鉄粉等の金属粉末、（ロ）水、（ハ）ハロゲン化
金属塩又は硫酸塩等の酸化助剤及び（ニ）木粉、ヒル
石、活性炭、吸水性ポリマー等の保水剤を主成分とする
組成物、更にこれら（イ）〜（ニ）の成分に水素発生抑
制剤としての無機塩類、配合助剤としてのバインダー又
は含浸助剤としての界面活性剤等を加えた組成物が挙げ
られる。好ましくは、少なくとも鉄粉、水、ハロゲン化
金属塩及び活性炭からなる組成物が発熱剤として用いら
れる。発熱剤の見掛比重は通常０．６〜０．８５であ
る。この見掛比重は、発熱剤を所定体積の容器に充填し
たときの発熱剤の重量と、その所定体積から求める。

【００１３】本発明の発熱剤収納袋に収納される発熱剤
の充填量は、その見掛体積で表すと、該収納袋の片面の
有効面積に対し０．０５ｍｌ／ｃｍ²〜０．５ｍｌ／ｃ
ｍ²の範囲の割合が好ましく適用される。更に好ましく
は０．１ｍｌ／ｃｍ²〜０．３５ｍｌ／ｃｍ²の範囲の割
合である。かかる範囲の割合であれば、後述する工程
における発熱体の形状、後述する工程における外袋内
の発熱体の形状及び使用の際の発熱体の形状を平坦な好
ましい形状に維持することが容易である。なお、発熱剤
収納袋の片面の有効面積とは、発熱剤収納袋のシール部
を除いた発熱剤収納部分の面積を意味する。

【００１４】本発明の発熱剤収納袋は１面が通気性面で
他面が非通気性包材からなるものであり、通常、通気面
が多孔質包材からなる。

【００１５】多孔質包材は、（１）多孔質シ−ト類（商
品名ＮＦシ−トもしくはポ−ラム（トクヤマ製）、商品
名セルポア（積水化学製）、商品名ブレスロン（日東電
工製）等）又は多孔質シ−ト類と不織布との積層シ−
ト、ポリエチレン繊維を積層して加熱加圧してつくられ
る通気性シ−ト（商品名タイベック（デュポン社
製））、又は（２）多孔質シ−トに、あらかじめ通気孔
を設けたプラスチックフィルムをラミネ−トしたもの等
が適用される。特に好ましい多孔質包材としては、多孔
質シ−ト類と不織布との積層シ−トが挙げられる。

【００１６】かかる多孔質包材を用いた発熱剤収納袋に
発熱剤を収納すれば、体の湾曲部に沿うてフィットする
ように柔軟性に富み、発熱剤の粉漏れがない上、発熱剤
の移動や偏りを防止しうるシート状の発熱構造体を形成
することができる。

【００１７】非通気性包材としては、基材シート又は粘
着包材が適用される。

【００１８】基材シ−トとしては、ヒ−トシ−ル性の良
いプラスチックフィルム類、不織布類、多孔質シ−ト類
及び発泡シ−ト類からなる群より選ばれる単一もしくは
複数の素材が積層された複合シ−ト等が適用される。好
ましくは、内面に少なくともポリエチレン、エチレン−
酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリレ−ト共重合
体、エチレン−メタアクリレ−ト共重合体からなる群よ
り選ばれる単一もしくは複数のフィルムが積層されたプ
ラスチックフィルム類及び該プラスチックフィルムに不
織布類が積層された積層シ−ト類が適用される。

【００１９】粘着包材としては、内側から前記基材シ−
ト、粘着剤及び剥離シ−トの順に構成され、粘着剤は基
材シ−ト表面の所望の部分に設けられたものである。

【００２０】剥離シ−トとしては、合成紙、ポリエチレ
ンフィルム、ポリプロピレンフィルム及びポリエステル
フィルムからなる群より選ばれる基材の１種又は２種以
上からなるもの、ポリエチレンラミネート紙或は樹脂含
浸紙の表面に硬化性オルガノポリシロキサン組成物の硬
化被膜を形成したものが適用される。

【００２１】粘着剤としては、粘着発熱体又は医療用具
発熱体に使用される一般に公知のアクリル系、ゴム系、
酢酸ビニル系等の粘着剤を用いることができ、好ましく
はアクリル系、ゴム系（例えば、ＳＩＳ系）である。こ
れらは、有機溶剤型、水性型もしくは無溶媒型等のいづ
れも適用できる。

【００２２】粘着剤は基材シ−トの外面に塗工され、必
ずしも発熱剤収納袋の片面全面に設けられる必要はな
く、部分的に例えば左右両側に分割して設けられてもよ
い。

【００２３】又、前記剥離シ−ト又は該シ−トの粘着剤
非塗布部面に破線加工、切込み線、つかみ部又は舌片等
を設けることによって、シート状発熱構造体使用の際の
剥離シ−トの剥離操作性が一層向上するので好まれる。

【００２４】発熱剤収納袋を製造するにあたって、発熱
剤収納袋のシール強度がそれほど要求されない用途のも
のにあっては、粘着包材の内面の所望の部分に接着剤層
を設けて用いてもよい。

【００２５】多孔質包材と基材シートもしくは粘着包材
とをシールする方法としては、ヒートシールする方法、
接着剤による方法及びこの両者を組み合わせた方法が挙
げられる。

【００２６】本発明の外袋は両面が非通気性包材からな
るものである。非通気性包材は上述した基材シ−トの少
なくとも１種と、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアル
コール、アルミ蒸着フィルム、アルミ箔等から選ばれる
フィルムの少なくとも１種とからなる酸素透過性及び透
湿度の低い複合フィルムが適用される。その酸素透過性
及び透湿度は、ＪＩＳＳ４１００（１９９６）の項
「外袋材料の気密性」に記載されたものである。

【００２７】本発明の発熱構造体における発熱体の寸法
は、発熱剤収納袋の片面の有効面積が４ｃｍ²〜３００
ｃｍ²、特に２０ｃｍ²〜１５０ｃｍ²のものが好まし
く、その形状は通常、方形、円形等であるが特に限定さ
れない。また外袋の寸法は発熱体の形状、寸法に合わせ
て経済的で発熱体が収納し易い大きさであればよく、通
常は外袋の内寸が発熱体の外寸より１０ｍｍ〜３０ｍｍ
大きくなるような範囲で適用される。

【００２８】次に、本発明の発熱構造体の製造法は、発
熱剤の発熱剤収納袋への収納の際に発熱剤収納袋から空
気を除去及び／又は発熱体の外袋の収納の際に外袋から
空気を除去しさえすれば特に限定されるものではない。

【００２９】本発明の発熱構造体についての工業的な製
造方法について説明する。その製造法は、連続的な方法
であって、通常、連続的に次の工程及び工程、工程
及び必要ならば工程を順次経るものである。

【００３０】工程：表面が凹部と凸部（シール部）と
からなるシール用ダイロールに連続的に供給される２枚
の包材をシール用ダイロールでヒートシールしながら、
発熱剤収納袋を形成しつつ、発熱剤収納袋に発熱剤を充
填し、充填後未シール部をヒートシールして発熱体を形
成するか（以下、工程−Ａ方法という）、又は前記シ
ール用ダイロールに連続的に供給される、磁力転写法
（例えば、本出願人が先に出願した特開平４−２３４２
号、特開平６−５４８７６号、特開平６−８０１０８
号、特開平６−１９１５０５号、特開平７−１２４１９
３号、特願平８−１７９９１６号等に記載された方法）
によって発熱剤が載置された包材と発熱剤を被覆した包
材とを、前記シール用ダイロールに連続的に供給しなが
ら、そのシール用ダイロールでヒートシールしつつ、発
熱剤収納袋を形成すると共に発熱体を形成する工程。

【００３１】工程：発熱体中の発熱剤を平坦にする工
程。

【００３２】工程：前記シール用ダイロールに連続的
に供給される２枚の包材をそのダイロールでシールしな
がら外袋を形成しつつ、外袋に発熱体を充填し、充填後
未シール部をヒートシールして発熱構造体を形成する工
程。

【００３３】工程：さらに発熱構造体中の発熱剤を平
坦にする工程。

【００３４】これらの工程は、通常、空気雰囲気下にあ
るので、工程及び工程においては、それぞれ空気を
同時に発熱剤収納袋及び外袋に封入することになる。こ
のため、工程及び／又は工程が完結するまでに、発
熱構造体内部に存在する気体量が発熱剤の見掛体積の７
０％以下、好ましくは５０％以下となるように、空気を
除去する。特に発熱剤の使用量を少なくして発熱体を薄
くする場合、例えば発熱剤収納袋の片面の有効面積に対
して発熱剤の見掛体積が０．３ｍｌ／ｃｍ²以下の範囲
においては、発熱構造体内部に存在する気体量が発熱剤
の見掛体積の５０％以下となるように空気を除去するの
が好ましい。

【００３５】空気の除去方法としては、次のような方法
が挙げられる。

【００３６】（１）工程及び／又は工程において、
シール用ダイロールとして、その凹部の所望の部分に非
伝熱性の弾性素材（例えば耐熱性スポンジ状又は発泡素
材）が適切な形状及び厚さにして貼り付られたものを使
用して、シールする際に非伝熱性の弾性素材で包材を適
切な圧力で押さえて空気を除去する方法。

【００３７】（２）工程−Ａ方法及び／又は工程に
おいてシール用ダイロールとは別の押えロールを用い
て形成中の発熱体ないしは発熱構造体を押えて空気を除
去する方法。

【００３８】（３）前記（１）及び（２）の方法を併用
する方法。

【００３９】工程において、発熱剤収納袋に収納され
た発熱剤の形状が平坦であることが好ましく、又発熱体
内部の空気量が発熱剤の見掛体積の６０％以下となるよ
うに該部の空気を除去するのが好ましい。更に好ましい
該部の空気量は発熱剤の見掛体積の５０％以下である。

【００４０】工程において、発熱剤の形状又は外袋に
収納された発熱体の形状が平坦であることが好ましく、
外袋と発熱体との間の部分に占める空気量が発熱剤の見
掛体積の８５％以下となるように該部の空気を除去する
のが好ましい。更に好ましい該部の空気量は発熱剤の見
掛体積の７５％以下である。

【００４１】なお、発熱剤収納袋に収納された発熱剤の
形状を平坦にする方法としては、発熱体形成後、発熱体
が減圧状態になるまでの間に、発熱体を傾斜及び／又は
振動させて行う方法がある。

【００４２】

【実施例】次に、本発明の好ましい実施例を例示する
が、本発明はこれらに限定されない。

【００４３】実施例１〜６及び比較例１〜２発熱体を構成する発熱剤収納袋及び発熱剤には、それぞ
れ表１に示す、当該収納袋の通気面として多孔質包材及
び非通気面として粘着包材並びに発熱剤を使用した。

【００４４】３辺がシールされ１辺が未シール部の発熱
剤収納袋に発熱剤を充填し、当該袋を耐熱スポンジ板で
押さえて当該袋内の空気を除去した後、未シール部をシ
ールして発熱体を形成した。形成直後押さえローラーを
用いて発熱剤を発熱剤収納袋内全体にわたって均一に分
散させて平坦にしてシート状の発熱体とした。発熱体サ
イズは、（外寸）１００×１３０ｍｍ、縦横のシール幅
５ｍｍであった。発熱剤充填量を表２に示す。このよう
にして発熱体を複数個形成した。発熱体の１個について
は、その形成後直ちに、後述の空気量・気体量測定方法
に従って発熱体内の空気量を測定した。

【００４５】次に、発熱体を３辺がシールされ１辺が未
シール部の外袋に収納し、前記と同様にして外袋内の空
気を極力除去して外袋内の空気量を実質的にゼロとした
後に、未シール部をシールして発熱構造体を製造した。
なお、外袋の縦横のシール幅は５ｍｍであった。このよ
うにして発熱構造体を複数個製造した。

【００４６】発熱構造体の１個については、製造してか
ら１分間後、発熱体を取り出し垂直に５〜６回振る方法
によって、発熱体内部の発熱剤の移動状態を観察した。
また他の１個については、製造後２２時間放置したの
ち、後述の空気量・気体量測定方法に従って発熱構造体
内部の気体量を測定した。それらの結果を表２に示す。

【００４７】空気量・気体量の測定：試料（発熱体又は
発熱構造体）を水３５０ｍｌの入ったシリンダー５００
ｍｌに水没させて試料の体積を測定し、次いで、試料を
破袋して試料の原材料の総体積を前記と同様にして測定
し、両者の体積の差を空気量ないし気体量として求め
た。なお、測定温度は２３℃である。

【００４８】実施例１〜６においては発熱体内部の発熱
剤の移動面積割合が少なく良好であった。

【００４９】比較例１及び２とも発熱体内部の発熱剤の
移動面積割合が大きく、発熱体が平坦なシート状を維持
できなかった。

【００５０】実施例７〜２０及び比較例３〜１２発熱剤収納袋内の空気を極力除去して発熱体内部の気体
量を実質的にゼロとし、外袋内の空気除去量を変え、さ
らに外袋サイズ（縦横のシール幅５ｍｍ）及び発熱剤充
填量をそれぞれ表３に示す量とした以外は実施例１と同
様に行った。なお、発熱体サイズ（外寸）については、
実施例７〜１１及び比較例３〜６が１００×１３０ｍｍ
（縦横のシール幅５ｍｍ）、実施例１２〜１６及び比較
例７〜９が１００×７０ｍｍ（縦横のシール幅５ｍ
ｍ）、並びに実施例１７〜２０及び比較例１０〜１２が
１３０×１９０ｍｍ（縦横のシール幅５ｍｍ）であっ
た。

【００５１】外袋と発熱体との間の空気量は発熱構造体
製造後直ちに、前述の空気量・気体量測定方法に準じて
測定した。

【００５２】かかる発熱構造体の製造後２２時間放置し
たのち、発熱構造体内部の気体量を実施例１と同様にし
て測定した。また、他の発熱構造体から発熱体を取り出
し垂直に５〜６回振る方法によって、発熱体内部の発熱
剤の移動状態を観察した。それらの結果を表３及び４に
示す。

【００５３】実施例７〜２０においては発熱体内部の発
熱剤の移動面積割合が少なく良好であった。

【００５４】比較例３〜１２においては発熱体内部の発
熱剤の移動面積割合が大きく、発熱体が平坦なシート状
を維持できなかった。

【００５５】

【表１】

【００５６】

【表２】

【００５７】注）発熱剤の移動面積割合は、発熱剤収納
袋の片面の有効面積に対する、その移動によって生じた
該袋内の空間部分の片面面積の割合（％）である（以
下、同様）。

【００５８】

【表３】

【００５９】

【表４】

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、発熱構造体内部に存在
する気体量が調節されているので、従来の発熱構造体に
おける発熱剤の移動を抑制することができ、平坦なシー
ト状発熱体を発熱構造体から取り出して使用する際に発
熱体が平坦なシート状を維持して、その装着感及び温熱
効果がより一層向上する発熱構造体を提供することがで
きる。またその発熱構造体を製造する方法を提供するこ
とができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気の存在下で発熱する発熱剤を通気性
袋に収納してなる発熱体が非通気性袋に収納されてな
り、発熱剤が発熱中に通気性袋によって挟持固定される
発熱構造体において、発熱構造体内部に存在する気体量
が発熱剤の見掛体積の７０％以下であることを特徴とす
る発熱構造体。
【請求項２】通気性袋においてその通気面が少なくと
も多孔質包材からなることを特徴とする請求項１記載の
発熱構造体。
【請求項３】通気性袋に収納される発熱剤の体積が、
通気性袋の片面の有効面積に対し０．０５ｍｌ／ｃｍ²
〜０．５ｍｌ／ｃｍ²の範囲の割合であることを特徴と
する請求項１又は２記載の発熱構造体。
【請求項４】空気の存在下で発熱する発熱剤を通気性
袋に収納してなる発熱体が非通気性袋に収納されてな
り、発熱剤が発熱中に通気性袋によって挟持固定される
発熱構造体を製造するにあたり、発熱構造体内部に存在
する気体量が発熱剤の見掛体積の７０％以下になるよう
に、発熱剤の通気性袋への収納の際に通気性袋から空気
を除去すること、及び／又は発熱体の非通気性袋の収納
の際に非通気性袋から空気を除去することを特徴とする
発熱構造体の製造方法。
【請求項５】通気性袋から空気を除去するにあたっ
て、発熱体内部の空気量が発熱剤の見掛体積の６０％以
下となるように空気を除去することを特徴とする請求項
４記載の発熱構造体の製造方法。
【請求項６】非通気性袋から空気を除去するにあたっ
て、非通気性袋と発熱体との間に占める空気量が発熱剤
の見掛体積の８５％以下となるように空気を除去するこ
とを特徴とする請求項４又は５記載の発熱構造体の製造
方法。
【請求項７】通気性袋においてその通気面が少なくと
も多孔質包材からなることを特徴とする請求項４ないし
６のいずれかに記載の発熱構造体の製造方法。
【請求項８】通気性袋に収納される発熱剤の体積が、
通気性袋の片面の有効面積に対し０．０５ｍｌ／ｃｍ²
〜０．５ｍｌ／ｃｍ²の範囲の割合であることを特徴と
する請求項４ないし７のいずれかに記載の発熱構造体の
製造方法。