JPWO2016063815A1 - 温度制御剤ならびにそれを用いた発熱組成物、包材及び温熱材 - Google Patents
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Abstract
Description
〔1〕 酸素と反応して発熱する発熱組成物を含む温熱材の発熱温度を制御するための温度制御剤であって、35℃以上65℃以下の融点を有し20℃での水溶解度(g/100mL)が5以下の脂肪族化合物を一種以上含有することを特徴とする温度制御剤;
〔2〕 前記温度制御剤が、高級α-オレフィン重合体、パラフィンワックス、ミリスチン酸ミリスチル、ポリエステルポリオール、ポリオキシエチレン脂肪酸ジエステルからなる群から選択される一種以上の化合物を含有する、前記〔1〕記載の温度制御剤;
〔3〕 金属粉、塩類、水及び活性炭を含有し酸素と反応して発熱する発熱組成物であって、さらに前記〔1〕又は〔2〕記載の温度制御剤を含有することを特徴とする発熱組成物;
〔4〕 前記〔3〕記載の発熱組成物が収容された少なくとも一部が通気性を有する袋体を含む、温熱材;
〔5〕 加温対象に対して前記袋体を固定する手段を有する、前記〔4〕記載の温熱材;
〔6〕 少なくとも前記袋体が、実質的に酸素を遮断する気密性外袋に収容されている、前記〔4〕又は〔5〕記載の温熱材;
〔7〕 使い捨てカイロ又は医療機器のいずれかとして使用される、前記〔4〕〜〔6〕のいずれか1項記載の温熱材;
〔8〕 前記医療機器が、温湿布又は経絡刺激用温熱具のいずれかである、前記〔7〕記載の温熱材;
〔9〕 酸素と反応して発熱する発熱組成物を収容する袋体を構成するための通気性包材であって、前記〔1〕又は〔2〕記載の温度制御剤を含有する層を含むことを特徴とする、通気性包材;
〔10〕 前記温度制御剤を含有する層が、通気性フィルムもしくはシート層と不織布層との間又は通気性フィルムもしくはシート上に設けられている、前記〔9〕記載の通気性包材;
〔11〕 金属粉、塩類、水及び活性炭を含有し酸素と反応して発熱する発熱組成物が収容された袋体を含む温熱材であって、前記袋体の少なくとも一部が、前記〔9〕又は〔10〕記載の通気性包材により構成されていることを特徴とする、温熱材;
〔12〕 加温対象に対して前記袋体を固定する手段を有する、前記〔11〕記載の温熱材;
〔13〕 少なくとも前記袋体が、実質的に酸素を遮断する気密性外袋に収容されている、前記〔11〕又は〔12〕記載の温熱材;
〔14〕 使い捨てカイロ又は医療機器のいずれかとして使用される、前記〔11〕〜〔13〕のいずれか1項記載の温熱材;
〔15〕 前記医療機器が、温湿布又は経絡刺激用温熱具のいずれかである、前記〔14〕記載の温熱材;
〔16〕 発熱組成物が固形形態である、前記〔3〕記載の発熱組成物;
〔17〕 前記〔16〕記載の発熱組成物を含む温熱材;
〔18〕 経絡刺激用温熱具である、前記〔17〕記載の温熱材
が提供される。
- 布団の被覆による低温火傷のリスクが低減された、就寝時も安全に使用できる温熱材;
- 靴の種類によらず安定した発熱が得られ、靴を脱いだ際も急激な温度上昇をすることのない、安全性の高い靴用使い捨てカイロ;
- 高度な温度安定性を有し、安全性及び有効性の高い経皮吸収型医療用温湿布;
- 高温度帯でも最高温度を制御することで安全に使用できるお灸などの経絡刺激用温熱具としての温熱材
などが提供される。
本発明の温度制御剤は、35℃以上65℃以下の融点を有し20℃での水溶解度(g/100mL)が5以下の脂肪族化合物を含有することを特徴とする。上記の溶解度は、好ましくは3以下、さらに好ましくは1以下である。好ましい融点は、温熱材の用途により変動するが、一般的には好ましくは38℃以上60℃以下である。
本発明の発熱組成物は、少なくとも金属粉、塩類、水及び活性炭を含有し、さらに本発明の温度制御剤を含有する。温度制御剤は、上述のとおりである。
発熱組成物は、発熱組成物収容用袋体に充填される。この発熱組成物が充填された袋体は、そのまま温熱材(たとえば、いわゆる貼らないタイプのカイロなど)として使用することもできる。一般に、発熱組成物収容用袋体は、少なくとも一部分が通気性を有するように形成されている。
また、灸具のように、適用面積が狭い、及び/又は使用時間が短いものは、扁平状袋体ではなく、たとえば数mm〜数cm程度の厚さのある容器に収容して使用してもよい。この場合も、蓋(トップ材)及び容器本体の製造には、上記のような各種の材質の包材を適宜用いることができる。なお、上記のとおり、灸具のような高温及び/又は短時間の発熱を利用するものの場合には通気性が非常に高い包材を用いることができるので、不織布を単体で使用してもよい。
温熱材は、上記のように本発明の発熱組成物を充填した袋体のみ(たとえば貼らない使い捨てカイロ)又は容器のみ(たとえば灸具)であることができるが、必要に応じて、さらに付加的な要素を追加することができる。これらの各種の要素は公知であり、袋体に一体化されていてもよく、あるいは、使用時に組み合わせるように別部材として提供されてもよい。付加的な要素の例としては、各種の固定手段や、使用時に組み合わせるべき各種のパーツ(たとえば、香料や薬剤を含む容器、水や化粧料を含有するシートなど、温熱材の用途に応じて使用されるもの)がある。固定手段としては、たとえば、温熱材を貼付可能とするように発熱組成物収容用袋体又は容器の一部の表面上に形成した粘着剤層や湿布剤層、加温対象に巻きつけて固定するためのバンド状の部材、発熱材を収容するポケットを設けたマスクやサポーターやリストバンドなどが挙げられる。また、温度調節などの目的で、容器と粘着剤層との間に台座を設けて、適用部位と温熱材との間の距離及び/又は空間を調節するようにしてもよい。なお、本発明の温熱材は、カンフル、メントールなどの各種薬剤又は香料を、粘着剤層、湿布剤層その他の構成要素、あるいは発熱組成物、及び/又は包材もしくは容器などに組み合わせて使用してもよい。たとえば、温感受容体として、トウガラシチンキ、トウガラシエキス、トウガラシ末、ショウキョウチンキ、ショウキョウエキス、ショウキョウ末、ウイキョウチンキ、ウイキョウエキス、ウイキョウ末、カプサイシン、カプサイシン誘導体、バニリルブチルエーテル、バニリルアルキルエーテル、ノニル酸ワニリルアミド等を粘着剤に添加することができる。冷感受容体として、l―メントール、薄荷、dl―カンフル、ペパーミント油、サイモール(チモール)、シュウ酸メンチルエチルアミド等を粘着剤に添加することができる。
発熱組成物の材料として、鉄粉(品番RDH−3M、パウダーテック(株))、活性炭(品番FY−1、(株)キャタラー)、バーミキュライト(ベルミテック(株))、吸水性ポリマー(品番ST−500D、三洋化成工業(株))、精製塩(並塩、(株)日本海水)、水を用いて基本配合の発熱組成物を製造した。
表1に示す各種の脂肪族化合物を用いて発熱組成物を製造し、これらの発熱組成物を用いた温熱材(使い捨てカイロ)を製造してその発熱特性を試験した。発熱組成物の組成は、表2のとおりであった。(表中、含有量の単位は「重量部」である。)
発熱組成物として、表2の基本配合の組成物を使用した。表側包材は、以下のようにして製造した。ポリプロピレンスパンボンド不織布35g(シンワ社製)とポリエチレン多孔質フィルム70μ厚(興人フィルム&ケミカルズ社製)とを、接着剤の替わりに実施例17、18の温度制御剤(それぞれ実施例5、3と同じ)を用いてホットメルトカーテンスプレー法で塗工(10g/m2)し、貼り合せた。横95mm×縦130mmに切り出したものを一度手で剥がし、合成ゴム系(スチレンブタジエン)スプレー糊(住友スリーエム社製)を吹きかけて貼り合せ、通気度9,000秒/100cc(JIS P8117)の通気性シートを製造した。裏側包材は上記と同じものを用いた。上記と同様にして使い捨てカイロを製造し、発熱試験を行った。
各脂肪族化合物の融点を、示差走査熱量計を用いて測定した。測定装置としては、全自動冷却ユニット、解析システム(EXSTAR6000熱分析レオロジーシステム、ソフトはDSC Muse 測定ソフト及びDSC Muse 標準解析ソフト)と接続した示差走査熱量計(DSC6220、以上測定機器は全てセイコーインスツルメンツ社製)を使用し、サンプル容器として、オープン型試料容器 Al製 φ5.2 H2.5(50μl)、及びオープン型試料容器 Al製(クリンプカバー)を使用した。
実施例3の発熱組成物を用いて上記と同一の材料及び方法で作製した使い捨てカイロについて、上記と同じ条件下でJIS S4100「使いすてかいろ」に従って発熱試験を行った。ただし、発熱開始の時点では8枚重ねのネル布による使い捨てカイロ全体の被覆をせず、発熱開始後3時間の時点で、8枚重ねのネルの布で使い捨てカイロ全体を被覆し、さらに発熱を継続させた。ネル布での被覆は、寝具をかけて就寝中の使用状態を模倣するものである。結果を図5に示す。
(1)容器の製造
カップ状の成形物(容器本体)は、金属製の試作金型(上:押す型、下:受け型)にヒーターを組み込み、上下100℃以上に加熱し、上下金型に成形性不織布をはさみ込み、エアシリンダーで数秒間加圧することにより、製造することができる。
代替的に、以下の方法によって容器本体を製造した。木製の試作型(上:円筒状の棒、下:穴を開けた受け用の木型)を用意し、円筒状の棒の押す面を、実験用ホットスターラー又はホットプレートで200℃に加熱した。受け用の木型に載せた成形性不織布を加熱した棒で加圧し、カップ状の成形物を製造した。なお、使用した成形性PET不織布(旭化成(株)、「スマッシュY15250」)、成形性ポリプロピレン(PP)不織布(出光ユニテック(株)、「ストラテックRW2250」)、トップ材用PET/PP不織布、トップ材用PET/LLDPE/PP不織布は、いずれもガーレ法(熊谷理機工業(株)、GURLEY
DENSOMETER)による通気度測定において0秒/100ccであり、鉄粉酸化反応を阻害するような酸素通気抵抗はない。
発熱組成物(錠剤)は、鉄粉(パウダーテック(株)、還元鉄粉「NRD−3K」)、活性炭(日本エンバイロケミカルズ(株)、ヤシガラ活性炭「S−5」)、塩((株)日本海水、並塩)、吸水性ポリマー(三洋化成(株)、ポリアクリル酸系樹脂「ST−500D」)、結晶セルロース(旭化成ケミカルズ(株)、結晶セルロース「セオラスTG101」)及び温度制御剤として実施例1化合物(豊国製油(株)、高級α−オレフィン重合体HSクリスタ6100、融点59.5℃)を使用して、以下のように製造した。発熱組成物の組成は、表4のとおりであった。(表中、含有量の単位は「重量部」である。)
まず、かさ比重や粒径を考慮して、セルロース、温度制御剤、吸水性ポリマー、活性炭、鉄の順に、ビーカーに計量して加えた。薬さじでまんべんなくかき混ぜ、各原料の偏在を無くした。この混合原料を1g計量し、(株)富士薬品機械「卓上型試作打錠機クイックミニFY−TQM−30」で打錠した(打錠圧10KN)。押す型金型は直径13.9mm、受け側金型内径は14mmを使用し、直径14mm、厚み4mmの円筒形の錠剤を製造した。
灸具は、以下のようにして製造した。まず、上記でそれぞれ製造した成形不織布容器本体に錠剤を入れ、容器上部に家庭用のアイロンでトップ材(PET/PP不織布、帝人(株)「ユニセルメルフィットBT060」又はPET/LLDPE/PP不織布、出光ユニテック(株)、「ストラマイティMEM1060」又はカイロ用外袋フィルムKOP30μm/LDPE25μm/LLDPE30μm(通気性なし)(株)メイワパックス)を貼りつけた。容器外部の底部分に、直接又は台座を介して、両面粘着性のテープ材を貼りつけ、図6、パネルAに模式的に示した灸具を製造した。台座は、厚さ0.75mmの画用紙を木工用ボンド(コニシ(株))で貼り合わせ、ポンチで打ち抜いた円形(直径16mm)の中央にドリルで貫通穴(直径3〜5mm)をあけたものを使用した。
トップ材から注射器を用いて、別途記載しない限り1gの錠剤に対し8.8重量%塩水0.3gを注入した。ただし、参考例1(0929−1処方)は、混合原料の製造時に塩を加え、錠剤形成後には1gの錠剤に対し0.4gの水を加えた。
出来上がった灸具を、カイロ用酸素・水蒸気透過バリア性のKOPフィルム製袋(KOP/LDPE/LLDPE市販カイロ用外袋)中に密封した。
発熱試験は、周囲温度20±1℃、風速0.5m/s以下(無風状態)、周囲湿度55〜70%、温熱器と循環式恒温水槽からなる温熱装置の温熱部30±1℃の条件で、被覆材として綿100%、テックス番手5.905双糸のネル8枚重ねを使用して行なった。ただし、灸具の使用時には皮膚に直接貼付することから、被覆材なしで温熱器表面に直接貼り付けた場合も測定した。
(1)容器素材及びトップ材の影響
本発明の灸具の発熱温度が使用者の皮膚温又は使用時の室温の違いにより影響を受けるか否かを調べた。灸具の発熱組成物錠剤としては、実施例21、22、及び19を使用し、容器包材にはY15250、トップ材にはKOPを使用した。
本発明の灸具は、火を使用しないため、衣服の下に装着して使用することもできる。そこで、衣服を想定してネル布で覆った場合と覆っていない場合とで最高温度が変化するか否かを調べた。
発熱組成物錠剤の処方は実施例19を基本とし、HSクリスタ6100含有量を10.1〜33.0重量部まで変化させて使用した(鉄粉43.1重量部、活性炭3.3重量部、吸水性ポリマー4.8重量部、結晶セルロース19.1重量部、HSクリスタ610010.1〜33.0重量部で1.0g錠剤を製造後、8.8重量%塩水を0.3g添加)。結果を表8及び図9に示す。
本発明の灸具に使用する発熱組成物として、粉体形態と固形(錠剤)形態とを比較した。発熱組成物の処方としては、実施例19を使用した。ただし、上記のサイズで作製した容器に充填できる粉体の発熱組成物量は0.7gが上限であるため、錠剤も0.7gの発熱組成物で製造し、それに伴い8.8重量%塩水量も0.2gとした。
灸具本体と皮膚粘着層間の台座によって最高温度制御が可能であるか否かを調べた。
本試験においては、灸具本体の下に設ける台座として、厚さ0.75mm/枚の画用紙を用いた。画用紙の貼り合わせは、木工用ボンドで行った。台座は直径16mmとし、重ねる枚数及び孔径を変化させて最高温度を測定した。発熱組成物錠剤の処方は、参考例1を使用した。
結果を図10にそれぞれ示す。パネルAは、画用紙3枚厚の台座の孔径を3,4,5mmと変化させた結果であり、パネルBは、孔のない画用紙の枚数を2,3,4枚として調べた結果である。
2 容器(本体)
3 トップ材
4 台座
5 粘着剤層
Claims (18)
- 酸素と反応して発熱する発熱組成物を含む温熱材の発熱温度を制御するための温度制御剤であって、35℃以上65℃以下の融点を有し20℃での水溶解度(g/100mL)が5以下の脂肪族化合物を一種以上含有することを特徴とする温度制御剤。
- 前記温度制御剤が、高級α-オレフィン重合体、パラフィンワックス、ミリスチン酸ミリスチル、ポリエステルポリオール、ポリオキシエチレン脂肪酸ジエステルからなる群から選択される一種以上の化合物を含有する、請求項1記載の温度制御剤。
- 金属粉、塩類、水及び活性炭を含有し酸素と反応して発熱する発熱組成物であって、さらに請求項1又は2記載の温度制御剤を含有することを特徴とする発熱組成物。
- 請求項3記載の発熱組成物が収容された少なくとも一部が通気性を有する袋体を含む、温熱材。
- 加温対象に対して前記袋体を固定する手段を有する、請求項4記載の温熱材。
- 少なくとも前記袋体が、実質的に酸素を遮断する気密性外袋に収容されている、請求項4又は5記載の温熱材。
- 使い捨てカイロ又は医療機器のいずれかとして使用される、請求項4〜6のいずれか1項記載の温熱材。
- 前記医療機器が、温湿布又は経絡刺激用温熱具のいずれかである、請求項7記載の温熱材。
- 酸素と反応して発熱する発熱組成物を収容する袋体を構成するための通気性包材であって、請求項1又は2記載の温度制御剤を含有する層を含むことを特徴とする、通気性包材。
- 前記温度制御剤を含有する層が、通気性フィルムもしくはシート層と不織布層との間又は通気性フィルムもしくはシート上に設けられている、請求項9記載の通気性包材。
- 金属粉、塩類、水及び活性炭を含有し酸素と反応して発熱する発熱組成物が収容された袋体を含む温熱材であって、前記袋体の少なくとも一部が、請求項9又は10記載の通気性包材により構成されていることを特徴とする、温熱材。
- 加温対象に対して前記袋体を固定する手段を有する、請求項11記載の温熱材。
- 少なくとも前記袋体が、実質的に酸素を遮断する気密性外袋に収容されている、請求項11又は12記載の温熱材。
- 使い捨てカイロ又は医療機器のいずれかとして使用される、請求項11〜13のいずれか1項記載の温熱材。
- 前記医療機器が、温湿布又は経絡刺激用温熱具のいずれかである、請求項14記載の温熱材。
- 発熱組成物が固形形態である、請求項3記載の発熱組成物。
- 請求項16記載の発熱組成物を含む温熱材。
- 経絡刺激用温熱具である、請求項17記載の温熱材。
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