KR19990044351A - 시트상 발열체 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 공기와 접촉함으로써 발열하는 발열 조성물을 사용한 발열체로서, 발열 조성물을 균일하게 분산 유지하기가 용이함과 동시에 발열 조성물이 새어 나오는 일이 없는, 유연한 시트상 발열체 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. 본 발명에 관한 시트상 발열체는 부직포(a)에 발열 조성물과 함께 열 용융형 접착제를 유지시키고 상면에 부직포(b)를 적층하여 형태 압축기로 가열 압축하여 시트상으로 만든 후 물 또는 무기질 수용액을 함침시키는 것이다.

Description

시트상 발열체 및 그의 제조 방법

채난(採暖) 수단의 하나로서 철 분말 등의 피산화성 금속 분말을 주성분으로 하며, 공기 중의 산소와 접촉하여 발열하는 발열 조성물을 통기성이 있는 자루에 수납한 발열 자루가 회로 등으로서 널리 이용되고 있다.

그러나, 이러한 발열체는 사용이 간단하다는 이점은 있으나, 인체에 장착했을 경우 등에는 운동시 뿐만 아니라 정지 상태에서도 발열 조성물이 중력에 의해 자루의 아래쪽으로 치우쳐 형상을 변화시켜 위화감을 발생시키는 외에, 발열 성능 자체도 변화되어 성능이 저하된다는 문제점이 있다.

이러한 결점을 개선하기 위한 수단의 하나로서 발열 조성물을 지지체 등으로 유지 또는 협지시켜 시트상으로 만드는 각종 시도가 이루어지고 있다.

예를 들면, ①식물계 섬유를 포함하는 열융착 섬유제 부직포를 복수매 적층하여 그 속에 화학 발열제를 분산시키는 방법(특개평 2-142561호 공보), ②다수의 공극을 갖는 시트상의 지지체에 발열제를 분산 유지시키는 방법(특개평 3-152894호 공보), ③다수의 공극을 갖는 부직포의 하면에, 보다 조밀한 구조를 갖는 부직포를 접착제를 사용하여 적층한 후, 발열 조성물 분체를 분산 유지시키고, 다시 그러한 최상면에 부직포를 적층하여 형태 압축기로 가열 압축하는 방법(특개평 8-112303 호 공보) 등이 있다.

그러나, 이들은 시트상 발열체의 구조상 또는 얻어진 발열체에서 각각 다음과 같은 문제점이 있다.

상기 ①에서 기술한 식물계 섬유의 보수성(保水性)과 합성 섬유의 열융착성을 이용한 복수매의 부직포 조합은 구성 및 가공이 복잡해질 뿐만 아니라, 열융착 섬유의 종류 또는 혼방량 등에 따라서는 부직포 끼리 충분히 접착되지 않아 시트상 발열체의 형성이 곤란해지는 경우가 있는 것 외에 부직포가 충분히 열융착되었을 경우에는 강고한 망상 구조가 되어 유연성이 없어진다는 문제점이 있다.

상기 ②에서 기술한 다수의 공극을 갖는 시트상의 지지체에 발열 조성물을 분산 유지시키는 방법은, 분체를 완전히 공극 중에 유지시키기가 곤란하며, 시트상 지지체의 공극율에 따라 발열제가 시트 지지체를 관통하여 하면에서 새어나가거나 분체가 공극내에 들어가지 못해 상면에 잔류하게 되어 가루 넘침을 일으키는 문제가 있다.

상기 ③에서 기술한 다수의 공극을 갖는 부직포에 발열 조성물을 유지시키고, 그 상면에 부직포를 적층하는 방법은 부직포에서 발열 조성물이 새어 나오는 일은 없으나, 부직포간의 접착이 불충분하여 제조 공정 중에 층 사이 박리를 발생시키는 수가 있는 것 외에, 사용 형태에 따라서는 부직포의 층 사이에서 가루 넘침이 발생하는 문제가 있다.

이상의 점에서, 발열 조성물을 균일하게 분산 유지하는 것이 용이함과 동시에 발열 조성물이 새어 나오는 일이 없으며, 유연한 시트상 발열체 및 그 제조 방법의 개발이 강력히 요망되고 있었다.

<발명의 개시>

본 발명자들은 이러한 문제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 부직포의 공극내에 발열 조성물 분체와 함께 열 용융형 접착제 분말을 분산 유지시킨 후, 부직포의 상면에 다른 부직포를 적층하여 가열 압착함으로써 이러한 문제점을 해결할 수 있다는 겻을 발견하고 본 발명에 도달하였다.

즉, 본 발명은 다수의 공극을 갖는 부직포(a)의 하면에 부직포(b)가 적층되고, 부직포(a)의 상면에 부직포(c)가 적층되며, 부직포(a)와 부직포(c)의 공극내 및 부직포(a)와 부직포(c)의 적층 사이에 발열 조성물 분체 및 열 용융형 접착제 분말이 유지되며, 가열 압축기를 사용한 가열 압축에 의해 부직포(a)와 부직포(c)가 접착되어 물 또는 무기 전해질 수용액이 함침되어 있는 것을 특징으로 하는 시트상 발열체를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 발열 조성물 분체 및 열 용융형 접착제 분말이 부직포(a)와 부직포(c)의 공극내 및 부직포(a)와 부직포(c)의 적층 사이에 유지되어 있고, 가열 압축기를 사용한 가열 압축에 의해 부직포(a)와 부직포(c)가 접착되며 물 또는 무기 전해질 수용액이 함침되어 있는 것을 특징으로 하는 시트상 발열체를 제공하는 것이다.

그리고 또 본 발명은 다수의 공극을 갖는 복수매의 부직포가 겹쳐져 있고, 적어도 한층의 부직포에 발열 조성물 분체 및 열 용융형 접착제 분말이 유지되며 가열 압축기를 사용한 가열 압축에 의해 그 한층의 부직포와 접하는 다른 부직포와 적어도 한면이 접착되며, 물 또는 무기 전해질 수용액이 함침되어 있는 것을 특징으로 하는 시트상 발열체를 제공하는 것이다.

또 본 발명은 다수의 공극을 갖는 부직포(a)의 하면에 부직포(b)를 적층하고, 물 또는 접착제를 사용하여 이들을 접착시키고 부직포(a)의 상면에 발열 조성물 분체 및 열 용융형 접착제 분말을 산포하여 공극내에 유지시키고, 이어서 부직포(a)의 상면에 부직포(c)를 적층하여 가열 압축기로 가열 압축함으로써 부직포(a)와 부직포(c)를 접착시키고 다시 물 또는 무기 전해질 수용액을 함침시키는 것을 특징으로 하는 시트상 발열체의 제조 방법을 제공하는 것이다.

그리고 또 본 발명은 다수의 공극을 갖는 부직포(a) 또는 하면에 물을 부착시킨 다수의 공극을 갖는 부직포(a)의 상면에서, 발열 조성물 분체 및 열 용융형 접착제 분말을 도포하여 공극내에 유지시키고, 부직포(a)의 상면에 부직포(c)를 적층한 후, 가열 압축기로 가열 압축함으로써 부직포(a)와 부직포(c)를 접착시키고 다시 물 또는 무기 전해질 수용액을 함침시키는 것을 특징으로 하는 시트상 발열체의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 열 용융형 접착제 분말은 아이오노머, 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스로 이루어지는 군 중에서 선택되는 열가소성 수지의 동종 중합체, 또는 이러한 열가소성 수지의 중합체 블랜드 및 이러한 열가소성 수지를 베이스 중합체로 갖는 고온 용융체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 수지 분말의 적어도 1종을 포함한다.

또, 상기 열 용융형 접착제 분말의 연화점은 40 내지 200 ℃로 할 수가 있다. 또한 상기 열 용융형 접착제 분말의 첨가량은 피산화성 금속 분말 100 중량부에 대하여 0.1 내지 20.0 중량부로 할 수가 있다.

또, 상기 발열 조성물 분체는 주성분으로서 피산화성 금속 분말 및 활성탄, 또는 피산화성 금속 분말, 활성탄 및 무기 전해질을 함유할 수가 있다.

그리고, 상기 가열 압축기는 적어도 압축면의 한면에 엠보스를 가질 수가 있다.

또, 상기 부직포(a), 부직포(b) 및 부직포(c)는 펄프, 면, 마, 레이욘, 아세테이트로 이루어지는 군 중에서 선택되는 적어도 1종을 주성분으로 할 수가 있다.

본 발명은 시트상 발열체 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용할 때에 발열 조성물의 이동, 치우침이 없고, 박형으로 유연성을 갖는 시트상 발열체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 태양에 관한 시트상 발열체의 제조 방법을 나타내는 개념도.

도 2는 본 발명의 실시 태양에 관한 시트상 발열체의 단면도.

도 3은 본 발명의 실시 태양에 관한 시트상 발열체의 발열 성능 측정 결과를 나타내는 도면.

본 발명은 인체의 보온 외에 동식물의 보온, 식품의 보온, 나아가 기계 기구의 보온 등에 이용하는 발열체 및 그의 제조 방법에 적용된다.

본 발명은 다수의 공극을 갖는 부직포(a)의 하면에 부직포(b)를 적층하고, 부직포(a)의 상면에 발열 조성물 분체 및 열 용융형 접착제 분말을 산포하고, 그 위에 부직포(c)를 적층한 후, 가열 압축기로 가열 압축함으로써 시트상 물질을 형성하고, 이어서, 물 또는 무기 전해질 수용액이 함침시킨 시트상 발열체 및 그 제조 방법이다.

본 발명에 의한 발열체는 발열 조성물 분체의 가루 넘침이나 부직포의 층간 박리를 일으키지 않고, 높은 유연성을 가짐과 동시에 우수한 발열 성능을 갖는 시트상 발열체이다.

또 본 발명 발열체의 제조 방법에 의하면 열 용융형 접착제 분말에 의해 부직포가 부분적으로 접착되는 결과, 시트상 물질로서의 우수한 형상 고정 효과가 얻어짐과 동시에, 발열 조성물 분체의 가루 넘침이나 층간 박리를 일으키지 않는 제조 공정상 우수한 특성을 갖는 시트상 발열체가 얻어진다.

여기에서 사용하는 부직포(a)는 다수의 공극을 갖는 부직포이며, 공기와 접촉하여 발열하는 발열 조성물 원료 중, 분체로 사용하는 것의 혼합물(이하, 발열 조성물 분체라 함)을 그 공극중에 유지할 수 있으며 동시에 보수성이 높고, 유연성을 갖는 것이다. 부직포(a)로서는 예를 들면 펄프, 면, 마 등의 식물성 섬유, 레이욘 등의 재생 섬유, 아세테이트 등의 반합성 섬유를 단독 또는 혼합하여 수득된 부직포가 사용된다. 또 이러한 섬유 외에 합성 섬유(예를 들면 나일론, 아크릴, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등) 및 부직포의 결합제로서 일반적으로 사용되는 합성 수지, 천연 수지 등을 열 융착성을 나타내지 않을 정도로 함유한 부직포도 사용할 수가 있다. 그러나, 이러한 합성 섬유나 합성 수지, 천연 수지를 다량으로 함유하는 경우에는 보수성이 저하될 뿐만 아니라, 섬유 자체가 융착되어 시트 전체가 단단해질 우려가 있으므로 본 발명에서 사용되는 부직포(A)는 펄프, 면, 마 등의 식물성 섬유, 레이욘 등의 재생 섬유, 아세테이트 등의 반합성 섬유를 주성분으로 하는 부직포이며, 부직포 자체가 가열되었을 경우에도 열 융착성을 갖지 않는 것이다.

부직포(a)의 공극율이 클수록 그 공극 중으로의 발열 조성물 분체의 분산이 용이하기 때문에 공극률은 통상 70 내지 99.5 %, 바람직하게는 80 내지 99 %이다.

부직포(a)의 두께는 발열 조성물 분체의 유지량 및 부직포(a)의 공극율에 따라 다르지만, 통상 0.5 내지 15 ㎜, 바람직하게는 1 내지 10 ㎜이다. 또 그 단위 중량은 통상은 20 내지 200 g/㎡, 바람직하게는 30 내지 150 g/㎡이다.

부직포(b)는 발열 조성물 분체(a)의 누설을 방지하기 위한 것이며, 통상은 부직포(a)보다도 조밀한 구조를 가지며, 보수성이 높은 것이 사용된다. 부직포(b)로서는 예를 들면 펄프, 면, 마 등의 식물성 섬유, 레이욘 등의 재생 섬유, 아세테이트 등의 반합성 섬유를 단독 또는 혼합하여 수득된 부직포가 사용된다. 또 이러한 섬유외에 합성 섬유(예를 들면, 나일론, 아크릴, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등) 및 부직포의 결합제로서 일반적으로 사용되는 합성 수지, 천연 수지 등을 열융착성을 나타내지 않을 정도로 함유한 부직포도 사용할 수 있다. 그러나 이러한 합성 섬유나 합성 수지, 천연 수지를 다량으로 함유하는 경우에는 보수성이 저하될 뿐만 아니라, 섬유 자체가 융착되어 시트 전체가 단단해 질 우려가 있으므로 본 발명에서 사용되는 부직포(b)는 펄프, 면, 마 등의 식물성 섬유, 레이욘 등의 재생 섬유, 아세테이트 등의 반합성 섬유를 주성분으로 하는 부직포 및 티슈 페이퍼 등의 지상물(紙狀物)이며, 부직포 자체가 가열되었을 경우에도 열융착성을 갖지 않는 것이다.

부직포(b)의 단위 중량은 통상 10 내지 150 g/㎡, 바람직하게는 20 내지 100 g/㎡이다.

부직포(c)는 부직포(a)에 유지되지 않고 부직포(a)의 상면에 잔류하는 발열 조성물 분체를 유지함과 동시에, 상면에서의 발열 조성물 분체의 누설을 방지하기 위한 것이므로, 공극을 가짐과 동시에 수분 유지 능력이 큰 것이 바람직하다. 그 소재로서는 부직포(a)와 같은 것을 사용할 수가 있다. 특히 보수성이 높은 식물성 섬유, 재생 섬유, 반합성 섬유를 주성분으로 하는 것이 바람직하며, 펄프, 면, 마, 레이욘, 아세테이트 등이 특히 바람직하다.

또 부직포(c)의 공극율은 너무 클 경우는 분체가 새어 나올 우려가 있으므로부직포(a)보다도 어느 정도 작은 것이 바람직하며, 통상 60 내지 95.5 %, 바람직하게는 70 내지 99 %이다.

부직포(c)의 두께는 공극율 및 발열 조성물의 유지량에 따라 다르지만, 통상 0.2 내지 7 ㎜, 바람직하게는 0.5 내지 5 ㎜이다. 또, 단위 중량은 통상은 10 내지 150 g/㎡, 바람직하게는 20 내지 100 g/㎡이다.

발열 조성물 분체를 구성하는 원료로서는 피산화성 금속 분말, 활성탄 및 무기 전해질이다. 또한 무기 전해질의 경우 고체로써 상기의 원료에 혼합되는 경우에는 발열 조성물 분체의 한 성분이 되지만, 한편 시트 성형 후에 수용액으로서 함침시키는 경우에는 발열 조성물 분체에 포함되지 않는다.

피산화성 금속 분말로서는 철 분말, 알루미늄 분말 등인데, 통상은 철 분말이 사용되며, 환원 철 분말, 분쇄된 철 분말, 전해 철 분말 등이 바람직하다.

활성탄은 반응 조제 외에 보수제로서도 작용하며, 통상은 야자껍질탄, 목분탄, 피트탄 등이 사용된다.

무기 전해질로서는 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 중금속의 염화물 및 알칼리 금속의 황산염 등이 바람직하며, 예를 들면 염화 나트륨, 염화 칼륨, 염화 칼슘, 염화 마그네슘, 염화 제이철, 황산 나트륨 등이 사용된다.

발열 조성물은 상기의 발열 조성물 분체에 다시 물 또는 무기 전해질 수용액이 첨가 혼합된 것이다.

발열 조성물 분체의 입도는 통상 60 메쉬 이하, 바람직하게는 100 메쉬 이하의 것이 50 % 이상 포함된다.

발열 조성물 전체로서의 배합 비율은 부직포의 성상, 목적으로 하는 발열 성능 등에 따라 달라 일괄적으로 특정할 수 없지만, 예를 들면 피산화성 금속 분말 100 중량부에 대하여 활성탄이 5 내지 20 중량부, 무기 전해질이 1.5 내지 10 중량부, 물이 25 내지 60 중량부이다.

이밖에 목적하는 바에 따라 진주암 분말, 버미큐라이트, 고급 수성 수지 등의 보수제 또는 수소 발생 억제제, 고결 방지제 등을 혼합할 수도 있다.

이들 중, 물 또는 무기 전해질 수용액은 시트상으로 성형 후에 공급된다.

본 발명에서의 열 용융형 접착제 분말은 열 및 압력에 의해 융착되는 접착제이며, 발열 조성물 분체와의 혼합성, 연화점, 입도, 접착 방법 및 부직포와의 접착성 등을 고려하여 선택된다.

열 용융형 접착제 분말로서는 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체, 아이오노머 등의 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 및 폴리비닐알코올, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스 등의 열가소성 수지의 동종 중합체, 또는 중합체 블랜드 및 이러한 열가소성 수지를 베이스 중합체로 갖는 점착 부여제, 왁스류 등을 혼합한 고온 용융체 접착제 분말 등이 사용된다. 또 이러한 접착제 분말을 단독으로 사용하여도 좋고, 혼합하여 사용하여도 좋다.

또, 상기 열 용융형 접착제 분말의 연화점으로서는 40 내지 200 ℃인 것이 바람직하다. 열 용융형 접착제 분말의 입도로서는 통상은 직경 0.02 내지 2 ㎜, 바람직하게는 0.05 내지 1.5 ㎜, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.8 ㎜이다.

열 용융형 접착제 분말의 첨가량은 첨가 방법에 따라 달라 일괄적으로 특정할 수는 없지만, 통상은 피산화성 금속 분말 100 중량부에 대하여 0.1 내지 20 중량부, 바람직하게는 0.3 내지 12 중량부, 보다 바람직하게는 0.5 내지 7 중량부이다.

이어서, 본 발명에 관한 시트상 발열체의 제조 방법을 도 1을 기초로 설명하겠는데 본 발명은 이와 같은 예에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 1의 물 또는 접착제 도포부(5)에서 부직포(a)(2)의 하면에 물 또는 접착제를 도포한다

물 또는 접착제의 도포 방법으로서는 분무 또는 롤에 의한 첨착 등으로 행할 수가 있다. 또 제조 단계 등에서 접착제가 미리 도포된 부직포를 사용하여도 좋다.

물 또는 접착제를 도포하는 부위에 대해서는 전면에 균일하게 도포하여도 좋고, 망점상, 격자상 등 부분적으로 도포하여도 좋다. 또 부직포(a)의 하면에 도포하는 방법 외에 부직포(b)의 상면, 또는 부직포(a)와 부직포(b)의 양쪽에 도포하는 방법도 행할 수 있다.

부직포(a)에 도포하는 접착제로서는 용액형 접착제, 에멜젼계 접착제, 고온 용융체형 접착제, 반응형 접착제, 감압형 접착제 등을 들 수 있다.

물을 도포하는 경우의 도포량으로서는 통상은 5 내지 200 g/㎡, 바람직하게는 10 내지 120 g/㎡이다. 또 접착제를 도포하는 경우의 도포량으로서는 고형분 농도로서 통상은 0.5 내지 100 g/㎡, 바람직하게는 2 내지 50 g/㎡이다.

이어서, 도 1에서 부직포(a)를 적층하여 발열 조성물 분체 및 열 용융형 접착제 분말을 산포하는 공정에 대하여 설명한다.

물 또는 접착제가 도포된 부직포(a)(2)는 부직포(b)(4)와 롤부(6)으로 적층된다. 이어서, 발열 조성물 분체 충진부(7) 및 열 용융형 접착제 분말 산포부(8)에서 발열 조성물 분체와 열 용융형 접착제 분말이 산포되어 부직포(a)(2)의 공극 및 부직포(a)(2)의 상면에 유지된다.

열 용융형 접착제 분말의 산포 방법으로서는 상기 부직포(a)에 발열 조성물 분체를 산포한 후, 그 위에 열 용융형 접착제 분말을 산포하는 방법 이외에 발열 조성물 분체에 섞어 부직포(a)에 산포하는 방법, 또는 열 용융형 접착제 분말을 산포한 후, 발열 조성물 분체를 산포하는 방법, 나아가 열 용융형 접착제 분말을 발열 조성물 분체 산포 전후에 산포하는 방법 등을 사용할 수가 있다. 그러나, 발열 조성물 분체 산포전에 열 용융형 접착제 분말을 산포하는 방법은 열 용융형 접착제 분말의 입도에 따라서는 부직포(a)의 눈금을 막히게 하거나, 부직포(a)를 통과해 버릴 우려가 있으므로 발열 조성물 분체와 열 용융형 접착제 분말을 섞어 산포하는 방법, 또는 발열 조성물 분체를 산포한 후에 열 용융형 접착제 분말을 산포하는 방법이 바람직하다.

발열 조성물 분체의 산포 후에 열 용융형 접착제 분말을 산포하는 경우는 전면에 균일하게 산포하여도 좋고, 망점상, 격자상 등 부분적으로 산포하여도 좋다.

발열 조성물 분체 또는 발열 조성물 분체 및 열 용융형 접착제 분말 혼합물을 부직포(a)의 공극 중에 유지시키는 방법으로서는 예를 들면 ①피산화성 금속 분말, 활성탄, 무기 전해질, 열 용융형 접착제 분말 등의 혼합물을 부직포(a)의 위에 산포하고, 진동을 부여하여 공극으로 진입, 유지시키는 방법 또는 ②피산화성 금속 분말, 활성탄, 열 용융형 접착제 분말 등 무기 전해질을 제외한 혼합물을 부직포(a)의 위에 산포한 후, 진동을 부여하여 공극으로 진입, 유지시키고, 시트상으로 성형한 후 무기 전해질 수용액을 산포하는 방법 등이 있다. ①, ② 의 어떤 경우에서도 진동을 부여하는 방법 외에 부직포(a)의 하측에서 흡인함으로써도 분체의 분산 유지를 도모할 수가 있다.

이들 중에서도 무기 전해질을 전체적으로 균일하게 분산시킬 수 있다는 점에서 ②의 방법이 바람직하다.

부직포에 대한 발열 조성물의 유지량은 부직포의 두께, 목적으로 하는 발열체의 두께 및 목적으로 하는 발열 성능 등에 따라 정해지는데, 통상은 지지체 1 ㎡당 500 내지 10000 g, 바람직하게는 1000 내지 5000 g이다. 유지량이 500 g보다 적으면 발열 온도, 발열 지속 시간이 저하되고, 유지량이 10000 g보다도 많아지면 발열체의 두께가 증가하여 박형이면서 유연한 시트의 형성이 곤란해진다.

이어서, 도 1에서 부직포(c)를 적층하여 가열 압축, 절단 및 무기 전해질 수용액을 산포하기까지의 공정을 설명한다.

발열 조성물 분체 및 열 용융형 접착제 분말이 산포 유지된 부직포(a)(2)와 부직포(b)(4)의 적층물에 부직포(c)(10)을 롤부(11)에서 적층하고, 엠보스면을 갖는 가열 압축기(12)로 가열 압축함으로써 주로 가열 압축기의 볼록부와 접촉하는 부분의 열 용융형 접착제 분말이 녹아 부분적으로 부직포(a)(2)와 부직포(c)(10)이 접착된다. 이어서, 절단부(13)에서 목적으로 하는 크기로 절단되고 물 또는 무기 전해질 수용액 산포부(14)에서 물 또는 무기 전해질 수용액이 산포된다. 이와 같이 하여 시트상 발열체(15)가 된다.

가열 압축은 가열 프레스기 또는 가열 롤을 통과함으로써 행할 수가 있다. 가열 압축은 평면 또는 평롤로 행할 수가 있는데, 시트상 물질의 유연성을 유지하면서 형상 고정 효과를 올리기 위하여 압축면의 적어도 한쪽면을 엠보스면으로 하는 것이 바람직하다. 엠보스 눈의 형상으로서는 특별히 한정되지 않지만, 통상은 물결상, 거북이 등상, 고리상, 물방울상, 그물눈 모양 등이며, 가열 압축시에 발열 조성물 분체가 비돌기부로 들어가지 쉬운 형상이 바람직하다.

압축면 전체에 대한 엠보스 돌기부의 면적 비율에는 특별히 제한은 없지만, 통상은 0.5 내지 60.0 %인데, 바람직하게는 5.0 내지 40.0 %이다.

가열 압축의 온도 및 압력 조건으로서는 부직포(a), 부직포(b), 부직포(c)의 재질, 열 용융형 접착제 분말의 연화 온도 및 발열 조성물 분체의 유지량에 따라서도 다른데, 예를 들면 가열 롤에 의한 경우, 통상은 70 내지 300 ℃, 선압 0.1 내지 250 kg/㎝ 정도이다. 이에 따라 적층물이 압축된 상태에서 돌기상물과 접하는 면의 열 용융형 접착제 분말이 용융되어 형상 고정되어 박형의 시트상 물질이 된다.

시트상 발열체의 두께는 목적으로 하는 발열 성능, 용도 등에 따라 선택되는데, 시트상으로서의 특성을 활용할 수 있도록 가능한 한 얇게 설계되며 통상은 6 ㎜ 이하, 바람직하게는 4 ㎜이하이다. 또 형상 및 크기 등에 대해서는 사용 목적에 따라 적절한 형상 및 크기로 절단된다.

시트상 물질로의 물 또는 무기 전해질 수용액을 함침시키는 양은 발열 조성물의 조성 비율로서 설정된 물 또는 무기 전해질 수용액의 합계량이며, 이것들은 분무, 적하, 또는 롤 첨착 등에 따라 공급, 함침시켜져 시트상 발열체가 된다.

이와 같이 하여 얻어진 시트상 발열체는 그 상태인 채 또는 사용 목적에 따라 발열 특성을 얻을 수 있도록 통기공을 마련한 폴리에틸렌과 부직포의 라미네이트 필름, 또는 미세공을 갖는 통기성 필름으로 이루어지는 자루 등에 수납하고, 다시 보존을 위하여 비통기성의 자루에 밀봉하여 회로 또는 의료용의 발열 자루 등으로서 사용된다.

도 2는 본 발명의 시트상 발열체(15)의 단면도의 일례이다. (2)는 부직포(a), (4)는 부직포(b), (10)은 부직포(c), (16)은 발열 조성물 분체를 나타낸다. (17)은 열 용융형 접착제 분말, (18)은 열 용융형 접착제 분말에 의한 접착부를 나타낸다.

도 1, 도 2에는 부직포가 3층으로 적층된 예를 나타냈는데, 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 부직포(a), 부직포(c)의 2층 구성이 아니라, 2층 구성의 적층체, 3층 구성의 적층체 나아가, 2층 구성과 3층 구성의 조합 적층체로 할 수도 있다.

2층 구성의 경우는 부직포(a) 및 (c)층만으로 이루어지며, 제조 공정은 부직포(a)와 (b)간 접착의 공정을 제외하고 상술한 제조 공정과 동일하다. 즉, 부직포(a) 또는 하면에 물을 부착시킨 부직포(a)의 상면에서 발열 조성물 분체 및 열 용융형 접착제 분말을 산포하여 공극내에 유지시키고, 이어서 부직포(a)의 상면에 부직포(c)를 적층하고, 가열 압축기로 가열 압축함으로써 부직포(a)와 부직포(c)를 접착시킨 후, 물 또는 무기 전해질 수용액을 함침하는 방법이다.

3층 구성 및(또는) 2층 구성을 적층하는 경우, 3층 구성 및 2층 구성 적층체의 제조 공정은 상술한 방법과 동일하며, 각 적층체의 층간 접착은 부직포(a), (b) 사이의 접착과 마찬가지로 물 또는 접착제에 의한 접착 방법을 사용할 수가 있다.

즉 본 발명에는 복수매의 부직포가 접층되어 있고, 그 적어도 한층의 부직포에 발열 조성물 분체 및 열 용융형 접착제 분말이 유지되며, 가열 압축기로 가열 압축함으로써 그 한층의 부직포와 접하는 다른 부직포와 적어도 한면이 접착되어 시트상으로 형성되며 물 또는 무기 전해질 수용액이 함침된 시트상 발열체도 포함된다.

이와 같이 본 발명은 부직포(a)와 부직포(c)의 층 사이를 열 용융형 접착제 분말을 사용하여 접착함으로써 발열 조성물 분체를 가루 넘침없이 부직포에 분산 유지시킬 수 있다는 이점을 갖는다. 또한, 물 또는 무기 전해질 수용액을 함침시킨 후의 공정에서 부직포(a)와 부직포(c)의 층 사이가 박리되지 않고 발열 조성물 분체를 확실히 유지할 수 있음과 동시에 감촉이 좋은 발열체를 얻을 수 있다는 커다란 이점이 있다.

이어서, 본 발명을 실시예에 의해 보다 구체적으로 설명하겠는데, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

도 1에 나타낸 장치에서, 단위 중량 25 g/㎡의 티슈 페이퍼를 2 m/분의 속도로 보내고, 하면에 에틸렌-아세트산비닐계 에멀젼 접착제를 10 g/㎡의 비율로 망점상으로 도포한 두께 약 1.9 ㎜, 단위 중량 57 g/㎡, 공극율 97.9 %의 목재 펄프제의 부직포(혼슈 세이시주식회사 제품, 키노크로스)와 롤러부에서 가열하면서 적층하였다.

이어서, 철 분말 90 부, 활성탄 8 부, 고흡수성 수지(스미또모 가가꾸 고교주식회사 제품, 스미카겔 S-80) 2 부의 혼합물을 1100 g/㎡의 비율로 부직포의 상면에 산포함과 동시에 에틸렌·아세트산비닐 공중합수지 분말(스미또모 세이카주식회사 제품, H4011-N)을 22 g/㎡의 비율로 상면에서 산포하고, 부직포에 상하 진동을 부여하여 부직포의 공극 중에 유지시켰다. 이어서 이 부직포의 상면에 두께 1.2 ㎜, 단위 중량 40 g/㎡, 공극율 97.5 %의 목재 펄프제 부직포(혼슈 세이시주식회사 제품, 키노크로스)를 적층한 후, 상측 롤러면에는 그물눈 모양으로 엠보스가 마련되어 있고, 200 ℃, 선압 133 ㎏/㎝로 세트된 롤 가열 압축기를 통과시켜 시트상으로 하였다.

이 시트상 물질을 7.9 ㎝×10.4 ㎝의 크기로 절단하였다. 이와 같이 한 후, 식염 8.5 부, 물 91.5 부가 혼합된 식염수 용액을 600 g/㎡의 비율로 산포하여 두께 약 1.8 ㎜의 시트상 발열체를 얻었다. 이 발열체를 한쪽면이 투습도 350 g/㎡ 일의 폴리프로필렌제 미다공막과 나일론 부직포의 복합 시트, 한쪽면이 폴리에틸렌 필름과 나일론 부직포의 라미네이트 필름으로 구성된 편평상의 안쪽 자루에 수납하여 시트상 발열 자루로 하였다. 이 사이에 발열체는 유연함과 동시에 부직포의 벗겨짐이 없으며, 발열 조성물의 탈락을 발생시키지 않았다. 이것을 다시 비통기성의 바깥 자루에 밀봉, 보존하였다.

2일 후에 시트상 발열 자루를 바깥 자루에서 꺼내 실온 20 ℃, 상대 습도 65 %의 실내에서 JIS S4100의 발열 시험법에 기초하여 발열 성능의 측정을 행하였다. 그 결과, 도 3에 나타내는 바와 같은 발열 성능이 얻어졌다.

즉, 8.5 분에서 40 ℃를 초과, 70분 후에는 최고 온도 52 ℃에 달하였다. 그리고 40 ℃ 이상의 발열 지속 시간은 약 8 시간이었다.

또 이 시트상 발열 자루를 바깥 자루에서 꺼내, 인체에 장착한 경우에는 약 10 시간에 걸쳐 쾌적한 온도를 지속하였으며, 그 동안에 항상 유연한 시트상이 유지되었다.

<실시예 2>

도 1에 나타낸 장치에서, 단위 중량 25 g/㎡의 티슈 페이퍼를 2 m/분의 속도로 보내고, 하면에 물을 12 g/㎡의 비율로 전면에 도포한 두께 약 1.9 ㎜, 단위 중량 57 g/㎡, 공극율 97.9 %의 목재 펄프제의 부직포(혼슈 세이시주식회사 제품, 키노크로스)와 롤러부에서 적층하였다.

이어서, 철 분말 90 부, 활성탄 8 부, 고흡수성 수지(스미또모 가가꾸 고교주식회사 제품, 스미카겔 S-80) 2 부, 에틸렌아세트산비닐 공중합 수지 분말(스미또모 세이카주식회사 제품, H4011-N) 1 부의 혼합물을 1100 g/㎡의 비율로 부직포의 상면에 산포하고, 부직포에 상하 진동을 부여하여 부직포의 공극 중에 유지시켰다. 이어서 이 부직포의 상면에 두께 1.2 ㎜, 단위 중량 40 g/㎡, 공극율 97.5 %의 목재 펄트제 부직포(혼슈 세이시주식회사 제품, 키노크로스)를 적층한 후, 상측 롤면에는 그물눈 모양으로 엠보스가 마련되어 있고, 200 ℃, 선압 133 ㎏/㎝로 세트된 롤 가열 압축기를 통과시켜 시트상으로 하였다.

이 시트상 형상물을 7.9 ㎝×10.4 ㎝의 크기로 절단하였다. 이와 같이 한 후, 식염 8.5부, 물 91.5부가 혼합된 식염수 용액을 600 g/㎡의 비율로 산포하여 두께 약 1.8 ㎜의 시트상 발열체를 얻었다. 이 발열체를 한쪽면이 투습도 350 g/㎡ 일의 폴리프로필렌제 미다공막과 나일론 부직포의 복합 시트, 한쪽면이 폴리에틸렌 필름과 나일론 부직포의 라미네이트 필름으로 구성된 편평상의 안쪽 자루에 수납하여 시트상 발열 자루로 하였다. 이 사이에 시트상 발열체는 유연함과 동시에 부직포의 벗겨짐, 발열 조성물 분체의 탈락은 발생시키지 않았다. 이것을 다시 비통기성의 바깥 자루에 밀봉, 보존하였다.

2일 후에 시트상 발열 자루를 바깥 자루에서 꺼내 실온 20 ℃, 상대 습도 65 %의 실내에서 JIS S4100의 발열 시험법에 기초하여 발열 성능의 측정을 행하였다. 그 결과, 8.0 분에서 40 ℃를 초과하여, 75 분 후에는 최고 온도 52 ℃에 달하였다. 그리고 40 ℃ 이상의 발열 지속 시간은 약 8 시간이었다.

또 이 시트상 발열 자루를 바깥 자루에서 꺼내, 인체에 장착한 경우에는 약 10 시간에 걸쳐 쾌적한 온도를 지속하였으며, 그 동안에 항상 유연한 시트상이 유지되었다.

<실시예 3>

물을 12 g/㎡의 비율로 하면(下面) 전체에 산포한 단위 중량 57 g/㎡, 두께 약 1.9 ㎜, 공극율 97.9 %의 목재 펄프제의 부직포(혼슈 세이시주식회사 제품, 키노크로스)를 2 m/분의 속도로 보냄과 동시에 그 상면에 철 분말 90 부, 활성탄 8 부, 고흡수성 수지(스미또모 가가꾸 고교주식회사 제품, 스미카겔 S-80) 2 부, 에틸렌·아세트산비닐 공중합수지 분말(스미또모 세이카주식회사 제품, H4011-N) 1부의 혼합물을 1100 g/㎡의 비율로 산포하고, 부직포에 상하 진동을 부여하여 부직포의 공극 중에 유지시켰다. 이어서 이 부직포의 상면에 두께 1.2 ㎜, 단위 중량 40 g/㎡, 공극율 97.5 %의 목재 펄프제 부직포(혼슈 세이시주식회사 제품, 키노크로스)를 적층한 후, 상측 롤면에는 그물눈 모양으로 엠보스가 마련되어 있고, 200 ℃, 선압 133 ㎏/㎝로 세트된 롤 가열 압축기를 통과시켜 시트상으로 하였다.

이 시트상 형상물을 7.9 ㎝×10.4 ㎝의 크기로 절단하였다. 이와 같이 한 후, 식염 8.5부, 물 91.5부가 혼합된 식염수 용액을 600 g/㎡의 비율로 산포하여 두께 약 1.7 ㎜의 시트상 발열체를 얻었다. 이 발열체를 한쪽면이 투습도 350 g/㎡ 일의 폴리프로필렌제 미다공막과 나일론 부직포의 복합 시트, 한쪽면이 폴리에틸렌 필름과 나일론 부직포의 라미네이트 필름으로 구성된 편평상의 안쪽 자루에 수납하여 시트상 발열 자루로 하였다. 이 사이에 발열체는 유연함과 동시에 부직포의 벗겨짐, 발열 조성물 분체의 탈락은 발생하지 않았다.

또 이 시트상 발열 자루를 바깥 자루에서 꺼내, 인체에 장착했을 경우에는 약 10 시간에 걸쳐 쾌적한 온도를 지속하였으며, 그 동안에 항상 유연한 시트상이 유지되었다.

본 발명에 의해 부직포 끼리 확실히 접착되고, 발열 조성물 분체가 가루 넘침이 없으며, 유연성을 갖는 시트상 발열체가 얻어지게 되었다. 또한, 물 또는 무기 전해질 수용액을 함침시킨 후의 공정에서 부직포(a)와 부직포(c)의 층 사이가 박리되지 않고, 발열 조성물 분체를 확실히 유지할 수 있음과 동시에 감촉이 좋은 발열체가 얻어지게 되었다.

Claims (17)

1. 다수의 공극을 갖는 부직포(a)의 하면에 부직포(b)가 적층되고, 부직포(a)의 상면에 부직포 (c)가 적층되며, 부직포(a)와 부직포(c)의 공극내 및 부직포(a)와 부직포(c)의 적층 사이에 발열 조성물 분체 및 열 용융형 접착제 분말이 유지되며, 가열 압축기를 사용한 가열 압축에 의해 부직포(a)와 부직포(c)가 접착되어 물 또는 무기 전해질 수용액이 함침되어 있는 것을 특징으로 하는 시트상 발열체.
2. 발열 조성물 분체 및 열 용융형 접착제 분말이 부직포(a)와 부직포(c)의 공극내 및 부직포(a)와 부직포(c)의 적층 사이에 유지되어 있고, 가열 압축기를 사용한 가열 압축에 의해 부직포(a)와 부직포(c)가 접착되어 물 또는 무기 전해질 수용액이 함침되어 있는 것을 특징으로 하는 시트상 발열체.
3. 다수의 공극을 갖는 복수매의 부직포가 겹쳐져 있고, 그 적어도 한층의 부직포에 발열 조성물 분체 및 열 용융형 접착제 분말이 유지되며, 가열 압축기를 사용한 가열 압축에 의해 그 한층의 부직포와 접하는 다른 부직포와 적어도 한면이 접착되어 물 또는 무기 전해질 수용액이 함침되어 있는 것을 특징으로 하는 시트상 발열체.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 열 용융형 접착제 분말이 아이오노머, 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스로 이루어지는 군 중에서 선택되는 열가소성 수지의 동종 중합체, 또는 이러한 열가소성 수지의 중합체 블랜드 및 이러한 열가소성 수지를 베이스 중합체로 갖는 고온 용융체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 수지 분말의 적어도 1종인 시트상 발열체.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 열 용융형 접착제 분말의 연화점이 40 내지 200 ℃인 시트상 발열체.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 열 용융형 접착제 분말의 첨가량은 피산화성 금속 분말 100 중량부에 대하여 0.1 내지 20.0 중량부인 시트상 발열체.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 발열 조성물 분체가 주성분으로서 피산화성 금속 분말 및 활성탄, 또는 피산화성 금속 분말, 활성탄 및 무기 전해질을 함유하는 것인 시트상 발열체.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 가열 압축기가 적어도 압축면의 한면에 엠보스를 갖는 것인 시트상 발열체.
9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 부직포(a), 부직포(b) 및 부직포(c)가 펄프, 면, 마, 레이욘, 아세테이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 주성분으로 하는 시트상 발열체.
10. 다수의 공극을 갖는 부직포(a)의 하면에 부직포(b)를 적층하고, 물 또는 접착제를 사용하여 이들을 접착시키고, 부직포(a)의 상면에 발열 조성물 분체 및 열 용융형 접착제 분말을 산포하여 공극내에 유지시키고, 이어서, 부직포(a)의 상면에 부직포(c)를 적층하여 가열 압축기로 가열 압축함으로써 부직포(a)와 부직포(c)를 접착시키고, 다시 물 또는 무기 전해질 수용액을 함침시키는 것을 특징으로 하는 시트상 발열체의 제조 방법.
11. 다수의 공극을 갖는 부직포(a) 또는 하면에 물을 부착시킨 다수의 공극을 갖는 부직포(a)의 상면에서, 발열 조성물 분체 및 열 용융형 접착제 분말을 산포하여 공극내에 유지시키고, 부직포(a)의 상면에 부직포(c)를 적층시킨 후 가열 압축기로 가열 압축함으로써 부직포(a)와 부직포(c)를 접착시키고, 다시 물 또는 무기 전해질 수용액을 함침시키는 것을 특징으로 하는 시트상 발열체의 제조 방법.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 열 용융형 접착제 분말이 아이오노머, 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스로 이루어지는 군 중에서 선택되는 열가소성 수지의 동종 중합체, 또는 이러한 중합체 블랜드 및 이러한 열가소성 수지를 베이스 중합체로 갖는 고온 용융체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 수지 분말의 적어도 1종인 시트상 발열체의 제조 방법.
13. 제10항 또는 제11항에 있어서, 열 용융형 접착제 분말의 연화점이 40 내지 200 ℃인 시트상 발열체의 제조 방법.
14. 제10항 또는 제11항에 있어서, 열 용융형 접착제 분말의 첨가량이 피산화성 금속 분말 100 중량부에 대하여 0.2 내지 20.0 중량부인 시트상 발열체의 제조 방법.
15. 제10항 또는 제11항에 있어서, 발열 조성물 분체가 주성분으로서 피산화성 금속 분말 및 활성탄, 또는 피산화성 금속 분말, 활성탄 및 무기 전해질을 함유하는 것인 시트상 발열체의 제조 방법.
16. 제10항 또는 제11항에 있어서, 가열 압축기가 적어도 압축면의 한면에 엠보스를 갖는 것인 시트상 발열체의 제조 방법.
17. 제10항 또는 제11항에 있어서, 부직포(a), 부직포(b) 및 부직포(c)는 펄프, 면, 마, 레이욘, 아세테이트로 이루어지는 군 중에서 선택되는 적어도 1종을 주성분으로 하는 시트상 발열체의 제조 방법.