WO2005013869A1 - 発熱体 - Google Patents

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WO2005013869A1
WO2005013869A1 PCT/JP2004/005836 JP2004005836W WO2005013869A1 WO 2005013869 A1 WO2005013869 A1 WO 2005013869A1 JP 2004005836 W JP2004005836 W JP 2004005836W WO 2005013869 A1 WO2005013869 A1 WO 2005013869A1
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heat
adhesive
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hydrophilic gel
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Kaoru Usui
Yukio Urume
Hirotaka Omae
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Mycoal Products Corporation
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Definitions

  • the present invention provides a heat-generating composition which causes an exothermic reaction in the presence of air, from a heat-generating portion sealed in a gas-permeable container having a desired shape such as a bag or a sheet, and a hydrophilic polymer thickener. And a pressure-sensitive adhesive portion formed with a hydrous hydrophilic gel agent as a main component.
  • a heating element is formed by enclosing a heating composition mainly composed of iron powder or the like that causes an exothermic reaction in the presence of air in a bag-like, sheet-like, or other air-permeable container. And an adhesive portion for sticking the heat generating portion to the skin.
  • the adhesive portion is constituted by a non-aqueous adhesive.
  • the adhesive portion constituted by the non-aqueous adhesive does not absorb moisture, so that when sweating occurs, bodily fluid such as sweat stays between the skin surface and the adhesive portion, and the heating element There is a problem that the adhesive strength of the resin is reduced and the film is easily peeled off.
  • the adhesive force of the adhesive portion is strengthened to make it difficult to peel off from the skin, there is a problem that the adhesive portion pulls the body hair and the like when peeling off the heat generating body from the skin, causing a problem. At that time, there is also a problem that keratin on the skin surface is destroyed.
  • an adhesive part of a heating element made of a hydrophilic adhesive is disclosed in, for example, Patent Documents 1 and 2 and the like.
  • the heating element having the adhesive portion formed by the hydrophilic adhesive absorbs water such as sweat generated at the time of perspiration, so that the hair is not pulled even when the heating element is peeled off. None destroy the keratin.
  • the pressure-sensitive adhesive portion is made of a water-containing hydrophilic gel composed of a hydrophilic pressure-sensitive adhesive, which is generally used in poultices, etc. Even if it is stored, the moisture in the gel inside the bag is on the side of the heat generating part with high hygroscopicity When the heating element was taken out of the bag, the adhesive strength of the adhesive portion was reduced, and there was a problem that the adhesive was peeled off even when attached to the skin.
  • the water-containing hydrophilic gel agent gives a cool sensation at the time of sticking to the skin and for a while after sticking, so that there is a problem that it is difficult to use, especially in the cold winter season. .
  • the above-mentioned cool feeling is reduced by configuring the adhesive portion of the heating element so as to reduce the moisture in the hydrous hydrophilic gel agent and increase the amount of the humectant.
  • the adhesive part contained a large amount of a highly hygroscopic heat insulating material in the same manner as above, the moisture in the heating part was transferred to the adhesive part, and sufficient heat was generated. There was a problem that performance could not be obtained.
  • Patent Document 1 Patent No. 1874082
  • Patent Document 2 Japanese Patent No. 2744915
  • the adhesive part can be composed mainly of a water-containing hydrophilic gel agent obtained from a hydrophilic polymer thickener, and the movement of water between the heat generating part and the adhesive part. It is an object of the present invention to provide a heating element having excellent heat generation performance with less heat generation.
  • the inventors of the present invention have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, placed a heat-generating composition that causes an exothermic reaction in the presence of air in a bag-shaped, sheet-shaped, or other air-permeable container.
  • the heating element includes a heating section formed by encapsulation, and an adhesive section formed mainly of a hydrated hydrophilic gelling agent obtained from a hydrophilic polymer thickener.
  • the temperature characteristics and sustainability of the exothermic composition that prevent the transfer of water from the exothermic composition to the hydrogel gel containing the adhesive part in the adhesive part It can be used effectively as a heating element for sticking to the skin that can effectively exert its functions such as time and has excellent usability that does not impair the functions of the hydrous hydrophilic gel, such as adhesive strength and shape retention. It was found that a heating element suitable for the above was obtained.
  • the heating element of the present invention has been made based on the above findings, and as described in claim 1, a heating section formed by enclosing a heating composition that causes an exothermic reaction due to the presence of air in a gas-permeable container. And a hydrous hydrophilic gel agent obtained from a hydrophilic polymer thickener as a main component. And a difference in critical humidity between the heat-generating portion and the adhesive portion is set to 5% or less.
  • the heating element according to claim 2 is characterized in that, in the heating element according to claim 1, an organic filler is added to the water-containing hydrophilic gel agent of the adhesive portion.
  • a heating element according to a third aspect is the heating element according to the first aspect, wherein the adhesive portion is laminated on the heating portion and stored in an airtight storage bag.
  • a heating element according to a fourth aspect is characterized in that, in the heating element according to the second aspect, the adhesive portion is laminated on the heat generating portion and stored in an airtight storage bag.
  • a heating element according to a fifth aspect is the heating element according to any one of the first to fourth aspects, wherein the heating element is a heating element attached to the skin.
  • FIG. 1 is an explanatory sectional view of a sample used for measuring critical humidity of a heat-generating composition.
  • FIG. 2 is an explanatory sectional view of a sample used for measuring the critical humidity of a hydrous hydrophilic gel agent.
  • FIG. 3 is a graph showing a critical humidity of the exothermic composition.
  • FIG. 4 is a graph showing a critical humidity of a hydrous hydrophilic gel agent.
  • FIG. 5 is an explanatory sectional view of a heat-generating composition container of a heat-generating body according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory sectional view of a water-containing hydrophilic gel sheet of a heating element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory sectional view of a heating element according to one embodiment of the present invention.
  • the difference between the critical humidity values of the heating section and the adhesive section is 5% or less.
  • the critical humidity value of the heat generating portion or the adhesive portion refers to a state in which the moisture in the heat generating portion or the adhesive portion is in equilibrium without absorbing or releasing moisture at a certain relative humidity, and there is no movement of moisture. Refers to a value indicating the relative humidity at.
  • substances have a hygroscopic property and a desorbing property.
  • the relative humidity of 75% is the critical humidity value of salt. Therefore, in an atmosphere exceeding the critical humidity value, the salt absorbs moisture (moisture absorption), and when it is less than the critical humidity value, the moisture attached around the salt crystals is released into the air (humidification). There is.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of Sample 1 of a heat generating portion in which a heat generating composition is accommodated in a bag-shaped air-permeable container.
  • the heat-generating part sample 1 was formed by laminating the air-permeable sheet 2 and the air-impermeable sheet 3 and sealing the peripheral portion so as to form a bag to form a gas-permeable container.
  • the exothermic composition 4 adjusted to the desired composition from the part (except for the iron powder that has little moisture absorption and desorption properties in order to avoid the effect of weight change due to iron oxidation reaction), It is manufactured by heat sealing the edge.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a sample 5 of an adhesive portion made of a water-containing hydrophilic gel formed from a hydrophilic polymer thickener.
  • Sample 5 of the adhesive portion was prepared by uniformly applying a water-containing hydrophilic gel agent 7 to a spunlaced nonwoven fabric 6 lined with a polyethylene film, covering with a release film 8 and forming a sheet. It is made by punching out the same size.
  • each of Sample 1 and Sample 5 is placed in a thermo-hygrostat that can be set to a temperature of 30 ° C. and an arbitrary relative humidity H.
  • Samples 1 and 5 are left for 24 hours with the air-permeable sheet 2 side of sample 1 facing upward and the hydrous hydrophilic gel agent 7 side of sample 5 facing upward.
  • the relative humidity H is changed by 10% in a range of 30% to 100%, and Bl and B5 at each relative humidity are measured.
  • the horizontal axis shows the relative humidity H (%) at a temperature of 30 ° C, and the weight change (B1-A1) at the relative humidity H (%) is plotted on the vertical axis to complete the graph shown in Figure 3. I do. Similarly, The horizontal axis shows the relative humidity H (%) at a temperature of 30 ° C, and the weight change (B5-A5) at the relative humidity H (%) is plotted on the vertical axis to complete the graph shown in Figure 4.
  • the critical humidity values of the heating portion and the adhesive portion in the heating element of the present invention can be measured as CP1 and CP5, respectively.
  • the difference between the critical humidity values of the heating section and the adhesive section in the heating element of the present invention refers to the absolute value of (CP1-CP5). This value must be 5% or less, preferably 2% or less. If it exceeds 5%, the movement of moisture between the heat-generating part and the adhesive part becomes too large, so that the function of the heat-generating composition of the heat-generating part and the function of the water-containing hydrophilic gel agent of the adhesive part are reduced. This is because it is not preferable to use as a wearing type heating element.
  • the critical humidity value of the heat generating portion can be obtained as desired by adjusting the composition of the moisture absorbing and / or moisture releasing material in the heat generating composition or selecting the material of the gas permeable container.
  • a desired critical humidity value can be obtained by adjusting the composition of the moisture absorbing and / or moisture releasing material constituting the adhesive portion. The method is not particularly limited.
  • the heat-generating composition constituting the heat-generating portion is not particularly limited as long as it is a composition of a known heat-generating composition generally called a chemical body warmer.
  • Activated carbon that adjusts pH value and catalyzes inorganic chlorides and metal powders by oxidizing inorganic powders and metal powders as the main components, and water as the main components. It is composed of a water retention agent to prevent sticking.
  • the inorganic chloride functions to destroy the oxide film on the surface of the metal powder of the heat-generating composition and continuously promote the oxidation reaction. It is blended in a ratio of parts by mass.
  • the proportion of the inorganic chloride in the heat-generating composition is related to the critical humidity value of the heat-generating composition, the inorganic chloride in the heat-generating composition is adjusted to adjust the critical humidity value of the heat-generating composition. Can be adjusted.
  • the inorganic chloride for example, sodium chloride, potassium salt, magnesium chloride, calcium chloride, potassium sulfate, magnesium sulfate, sodium sulfate and the like can be used. It is preferable to select deliquescent sodium chloride, magnesium chloride, and calcium chloride and to add them to the exothermic composition because it is particularly easy.
  • metal powder iron powder, reduced iron powder, electrolytic iron powder and the like can be used.
  • activated carbon coconut shell charcoal, wood powder charcoal, peat charcoal and the like can be used.
  • water retention agent vermiculite, perlite, cristobalite, silica gel, wood flour, water-absorbing polymer and the like can be used.
  • the heat-generating composition is contained in an air-permeable container.
  • the air-permeable container is composed of, for example, a flat air-permeable packaging material and a sheet-like non-air-permeable packaging material.
  • the flat wrapping material having air permeability is composed of a base material and a coating material, at least a part of which has air permeability, and the heat-generating composition is provided even if a water-containing hydrophilic gel agent layer is provided. There is no particular limitation as long as a desired temperature can be obtained by generating heat and the internal heat generating composition does not leak when the heat generating composition is stored.
  • the hydrated hydrophilic gel agent is, for example, a hydrophilic polymer thickener such as polyacrylic acid, polyacrylate, or a cellulose derivative. , A curing agent, water, a humectant, and the like.
  • examples of the humectant include polyhydric alcohols and saccharides.
  • polyhydric alcohols include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene ethylene glycol, dipropylene glycol, and butylene glycol.
  • saccharide include xylitol, sonorebitone, maltitol, starch sugar and the like.
  • the critical humidity value of the hydrated hydrophilic gel agent is adjusted by adjusting the blending of the humectant and water. You can do it.
  • the humectant is usually blended in a proportion of not more than 60 parts by mass per 100 parts by mass of the hydrated hydrophilic gel agent. If the amount of the humectant exceeds 60 parts by mass, the humectant tends to peel off when applied to the skin. Further, it is preferable that 40 to 60 parts by mass of the humectant be mixed with 100 parts by mass of the hydrated hydrophilic gel agent. If the amount of the humectant is less than 40 parts by mass, the sense of coolness becomes large because the amount of water increases.
  • the water-containing hydrophilic gel agent of the adhesive portion contains an organic filler.
  • the amount of the organic filler added is preferably about 110 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydrogel gel. Thereby, the cool feeling generated when the heating element is attached to the skin can be further reduced.
  • organic filler examples include crystalline cellulose, wood flour, dry plant powder, pulp, regenerated cellulose, and a piece of fiber.
  • the polyacrylic acid is not particularly limited in its molecular weight and linear or branched shape.
  • polyacrylate examples include sodium polyacrylate, potassium polyacrylate, monoethanolamine polyacrylate, diethanolamine polyacrylate, triethanolamine polyacrylate, and polyacrylic acid. Ammonium salt and the like.
  • cellulose derivative examples include carboxymethylcellulose, carboxymethinoresenolerose sodium, hydroxymethinoresenolerose, hydroxyethinoresenolerose, hydroxypropinoresenorelose, and hydroxypropyl pinoremethinoles. Senorelose, hydroxypropinoleetinoresenorelose, methinoresenorelose, etinoresenorelose, etinolehydroxymethylcellulose, cationized cellulose and the like.
  • a water-soluble polymer compound sodium alginate Propylene glycol alginate, sodium starch glycolate, sodium starch phosphate, polybiol alcohol, polybierpyrrolidone, polyvinyl bilidone polyethylene oxide, polyvinyl methyl ether, carboxyvinyl polymer, polyacrylanolamide, polyethylene glycol, polyethylene
  • oxide guar gum, gum arabic, gum tragacanth, karaya gum, carrageenan, agar, xanthan gum, gellan gum, curdlan, punorelane, pectin, dextrin, chiten, chitosan, chitosamine, gelatin, etc.
  • the curing agent crosslinks with polyacrylic acid, polyacrylate, cellulose derivative and the like.
  • the divalent metal compound includes calcium hydroxide, calcium carbonate, calcium sulfate, calcium nitrate, calcium chloride, calcium acetate, calcium oxide, calcium phosphate, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium sulfate, magnesium nitrate, and chloride.
  • examples include magnesium, magnesium silicate, magnesium oxide, magnesium aluminate hydroxide, magnesium aluminate metasilicate, magnesium oleolemate, and synthetic hydrotalcite.
  • the trivalent metal compounds include potassium alum, ammonium alum, iron alum, aluminum hydroxide, aluminum sulfate, aluminum chloride, aluminum glycinate aluminum acetate, aluminum oxide, and aluminum silicate. And aluminum metasilicate.
  • the components usually used in poultices, cataplasms, cosmetic gel sheets, and the like may be appropriately added to the hydrated hydrophilic gel as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Such components include, for example, inorganic powders, transdermally absorbing agents, antioxidants, preservatives, fragrances, pigments, coloring pigments, emulsifiers, antiallergic agents, cosmetic ingredients, and the like.
  • the adhesive portion is laminated on the heat generating portion and stored in an airtight storage bag. Since there is no movement of moisture between the adhesive part and the heat-generating part until it is manufactured and used in an airtight storage bag, the heat generation performance as a heating element and the adhesiveness of the adhesive part deteriorate. Can be eliminated.
  • a material constituting the airtight storage bag a material having perfect airtightness is used. More specifically, it is not limited, and can be made of aluminum or PET materials.
  • the critical humidity value of each exothermic composition of Formulation 1 to Formulation 3 was 82%, 90%, and 95%, respectively, as measured by the method described with reference to FIGS. 1 and 3 above.
  • the air-permeable sheet 2 used for the measurement was a porous film (Nitto Lifetech Co., Ltd. Breslon) made by laminating a microporous polyethylene sheet onto a nylon spunbond nonwoven fabric. Bonded nonwoven fabric (made by Asahi Kasei) with laminated polyethylene film is used.
  • a porous film (Nitto Lifetech Co., Ltd.) was prepared by weighing about 10 g of each exothermic composition 10 of Formulation 1 and Formulation 3 and laminating a microporous polyethylene sheet on a nylon spunbond nonwoven fabric.
  • a breathable sheet 2 that is also strong and a non-permeable sheet 3 made by laminating a polyethylene film on a nylon spunbond nonwoven fabric (made by Asahi Kasei) are punched into a rectangular shape of 7 cm x 10 cm, and these are overlaid to form a bag.
  • the periphery was sealed to form a gas permeable container 9
  • each heat-generating composition 10 was filled in, and the opening was sealed to produce a heat-generating portion 9.
  • each component shown in Table 2 was mixed and stirred with a mixing mixer by a conventional method to obtain a water-containing hydrophilic material.
  • the gel was prepared.
  • the critical humidity values of Formulation 4 and Formulation 6 of the water-containing hydrophilic gel agent were 96%, 91%, and 80%, respectively, according to the method described with reference to FIGS. 2 and 4 above.
  • a spunlace nonwoven fabric 6 lined with a polyethylene film a spunlace nonwoven fabric made of rayon fiber (having a basis weight of 55 g / m 2 ) lined with a polyethylene film was used.
  • the exothermic part 9 is composed of the exothermic composition of formula 2 (critical humidity value 90%), and the adhesive part 11 is composed of the hydrated hydrophilic gel agent of formula 5 (critical humidity value 91%). 11, each weight After the measurement of, the heat generating element 13 was sealed in the airtight storage bag 12 in the same manner as in Example 1.
  • the exothermic part 9 is composed of the exothermic composition of formula 3 (critical humidity value 95%), and the adhesive part 11 is composed of the hydrous hydrophilic gel agent of formula 5 (critical humidity value 96%). After measuring the respective weights of No. 11, they were sealed in a hermetic storage bag 12 as a heating element 13 in the same manner as in Example 1.
  • the exothermic part 9 is composed of the exothermic composition of Formula 1 (critical humidity value 82%), and the adhesive part 11 is composed of the hydrous hydrophilic gel agent of Formula 5 (critical humidity value 91%). After measuring the respective weights of No. 11, they were sealed in a hermetic storage bag 12 as a heating element 13 in the same manner as in Example 1.
  • the exothermic part 9 is composed of the exothermic composition of formula 2 (critical humidity value 90%), and the adhesive part 11 is composed of the hydrous hydrophilic gel agent of formula 6 (critical humidity value 80%). After measuring the respective weights of No. 11, they were sealed in a hermetic storage bag 12 as a heating element 13 in the same manner as in Example 1.
  • the exothermic part 9 was composed of the exothermic composition of Formula 2 (critical humidity value 90%), and the adhesive part was composed of the water-containing hydrophilic gel agent of Formula 4 (critical humidity value 96%). After measuring the weight of each sample, it was sealed as a heating element 13 in the airtight storage bag 12 in the same manner as in Example 1.Example 1 Example 3 and Comparative Example 1 In the airtight storage bag 12 of Comparative Example 3 After leaving the heating element 13 enclosed in a thermostatic chamber set at a temperature of 40 ° C and a humidity of 50% for 30 days, remove the heating element 13 from the airtight storage bag 12 The weight of each of the 11 samples was measured to determine the amount of change in water content. The results are shown in Table 3.
  • the rise characteristics were defined as “good” if the time from when the heat-generating element started generating heat to a temperature of 40 ° C or higher was “good” and the time until the temperature reached 40 ° C. However, a relatively long one was evaluated as “bad”. Regarding the temperature duration, 4
  • the adhesive part was evaluated by attaching the heating element to a flat back on the back of the heating element and observing whether or not the adhesive part had peeled off after 6 hours, and whether or not the adhesive part remained on the skin after peeling. did.
  • the hydrous hydrophilic gel agent which mainly comprises an adhesion part. Therefore, the heat generation characteristics such as the rising characteristics at the time of heat generation, the maximum temperature and the appropriate temperature duration are excellent.
  • the water in the water-containing hydrophilic gel agent in the adhesive part which contributes to gel formation and adhesive strength, does not move to the heat-generating composition in the heat-generating part, the shape retention property in the adhesive part, adhesive strength, and attachment to the skin It can be maintained without impairing the feeling.
  • the proportion of the humectant in the adhesive portion is high, the amount of water in the adhesive portion can be reduced, and the conventional heat generation can be performed at the time of attaching the heating element and for a while after the start of the attachment. In the body, the cool feeling that may have been given to the body can be reduced.
  • the cool feeling can be further reduced.
  • the heating characteristics and adhesive performance of the heating element do not deteriorate from the time of manufacture to the time of consumer use.

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Description

明 細 書
発熱体
技術分野
[0001] 本発明は、空気の存在によって発熱反応を起こす発熱組成物を、袋状、シート状 等の所望形状の通気性収容体内に封入した発熱部と、親水性高分子増粘剤から得 られる含水親水性ゲル剤を主成分として形成される粘着部とを備える発熱体に関す る。
^景技術
[0002] 一般的に発熱体は、空気の存在によって発熱反応を起こす鉄粉等を主成分とする 発熱組成物を、袋状、シート状等の通気性収容体に封入して形成された発熱部と、 この発熱部を皮膚に貼着するための粘着部とを備えている。
前記発熱体に関して、従来からその粘着部を非水系粘着剤により構成したものが 多く提案されている。
し力しながら、前記非水系粘着剤により構成された粘着部では水分を吸収しないた めに、発汗が生じた場合に皮膚表面と粘着部との間に汗等の体液が滞留し、発熱体 の粘着力が低下して剥がれやすくなるという問題があった。
また、皮膚から剥がれにくくするために粘着部の粘着力を強化すると、皮膚から発 熱体を剥がす際に粘着部が体毛等を引っ張って痛みが生じるという問題があった。 また、その時に皮膚表面の角質を破壊するという問題もあった。
また、発熱体の粘着部を、親水性粘着剤により構成したものが、例えば、特許文献 1や特許文献 2等において開示されている。
前記親水性粘着剤により粘着部を構成した発熱体では、発汗時に生じる汗等の水 分を吸収することになるので、発熱体の剥離時においても、体毛を引っ張ることがなく 、また、皮膚表面の角質を破壊することがない。
し力しながら、前記粘着部は、一般に湿布剤等で使用されているような親水性粘着 剤からなる含水親水性ゲルにより構成されていたために、例えば、搬送の際に非通 気性の袋に収容していても、袋内においてゲル中の水分が吸湿性の高い発熱部側 へと徐々に移行してしまい、袋から発熱体を取り出した時には、粘着部の粘着力が低 下しており、皮膚に貼着しても剥がれてしまうという問題があった。
また、前記含水親水性ゲル剤は、皮膚への貼着時及び貼着後のしばらくの間は、 ひんやりとする感覚を与えるので、特に、冬の寒い時期においては使用に耐え難い という問題があった。
このため、発熱体の粘着部を含水親水性ゲル剤中の水分を減らし保湿剤を多くす るように構成することで、上記ひんやりとした感覚を低減することが考えられる。
し力、しながら、この発熱体でも上記と同様に粘着部に吸湿性の高い保温剤が多く含 まれていたために、発熱部の水分が粘着部へと移行してしまレ、、十分な発熱性能が 得られないという問題があった。
特許文献 1 :特許第 1874082号公報
特許文献 2:特許第 2744915号公報
発明の開示
そこで、上記問題を解決するために、親水性高分子増粘剤から得られる含水親水 性ゲル剤を主成分して粘着部を構成でき、しかも、発熱部と粘着部との間で水分の 移動が少ない優れた発熱性能を有する発熱体を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、空気の存在によ つて発熱反応を起こす発熱組成物を、袋状、シート状等の所望形状の通気性収容体 内に封入して形成される発熱部と、親水性高分子増粘剤から得られる含水親水性ゲ ノレ剤を主成分として形成される粘着部とを備えた発熱体にぉレ、ては、前記発熱部と 前記粘着部との臨界湿度値の差を 5%以下とすることにより、発熱組成物中から粘着 部の含水親水性ゲル剤に水分が移動することなぐ発熱組成物の有する温度特性や 持続時間等の機能を有効に発揮することができるとともに、含水親水性ゲル剤の有 する粘着力や保型性等の機能を損なわない使用性に優れた皮膚貼着用発熱体等と して使用するのに好適な発熱体が得られることを知見した。
本発明の発熱体は、前記知見に基づきなされたもので、請求項 1に記載の通り、空 気の存在によって発熱反応を起こす発熱組成物を通気性収容体内に封入して形成 される発熱部と、親水性高分子増粘剤から得られる含水親水性ゲル剤を主成分とし て形成される粘着部とを備えた発熱体であって、前記発熱部と前記粘着部との臨界 湿度値の差を 5%以下としたことを特徴とする。
また、請求項 2に記載の発熱体は、請求項 1に記載の発熱体において、前記粘着 部の含水親水性ゲル剤には、有機質充填剤が添加されていることを特徴とする。 また、請求項 3に記載の発熱体は、請求項 1に記載の発熱体において、前記粘着 部は、前記発熱部に積層され、気密性収納袋に収納されたことを特徴とする。 また、請求項 4に記載の発熱体は、請求項 2に記載の発熱体において、前記粘着 部は、前記発熱部に積層され、気密性収納袋に収納されたことを特徴とする。 また、請求項 5に記載の発熱体は、請求項 1乃至 4のいずれかに記載の発熱体に おいて、前記発熱体は、皮膚貼着用の発熱体であることを特徴とする。
図面の簡単な説明
[0004] [図 1]発熱組成物の臨界湿度測定に用レ、る試料の説明断面図である。
[図 2]含水親水性ゲル剤の臨界湿度測定に用いる試料の説明断面図である。
[図 3]発熱組成物の臨界湿度グラフである。
[図 4]含水親水性ゲル剤の臨界湿度グラフである。
[図 5]本発明の一実施の形態である発熱体の発熱組成物収容体の説明断面図であ る。
[図 6]本発明の一実施の形態である発熱体の含水親水性ゲルシート体の説明断面 図である。
[図 7]本発明の一実施例である発熱体の説明断面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0005] 以下、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
本発明の発熱体は、前記の通り、発熱部と粘着部の臨界湿度値の差を 5%以下と するものである。
本発明において、発熱部又は粘着部の臨界湿度値とは、発熱部又は粘着部中の 水分が、ある相対湿度におレ、て吸湿又は放湿がなく平衡となり水分の移動がなレヽ状 態における相対湿度を示す値をいう。
一般的に物質には吸湿性及び放湿性を有しており、例えば、塩の場合では相対湿 度が 75%以上になると空気中の湿気を吸ってベトべトする性質 (潮解性)があり、この 相対湿度 75%が塩の臨界湿度値となる。従って、臨界湿度値を超える雰囲気では、 塩は水分を吸い込み(吸湿)、臨界湿度値未満では、塩の結晶の周りに付着している 水分を空気中に出す (放湿)とレ、う性質がある。
次に、本発明における臨界湿度値の具体的な測定法について、図 1乃至図 4を使 用して説明する。
図 1は、袋状の通気性収容体内に発熱組成物を収容した発熱部の試料 1の断面図 を示すものである。
この発熱部の試料 1は、通気性シート 2と非通気性シート 3とを重ね合わせて袋状に なるように周縁部をシールして通気性収容体を形成し、通気性収容体の開口縁部か ら所望の配合で調整された発熱組成物 4 (但し、ここでは鉄の酸化反応による重量変 化の影響を避けるため、吸放湿性のほとんどない鉄粉を除いた配合)を入れ、開口 縁部ヒートシールして作製する。
図 2は、親水性高分子増粘剤から形成される含水性親水性ゲル剤からなる粘着部 の試料 5の断面図を示すものである。
この粘着部の試料 5は、ポリエチレンフィルムを裏打ちしたスパンレース不織布 6に 含水親水性ゲル剤 7を均一に塗布し、剥離フィルム 8を被せてシート状に成形した後 に、発熱部の試料 1と同じ大きさに打ち抜いて作製する。
作製された試料 1及び試料 5の重量を測定して、試料 1の重量を Al、試料 5の重量 を A5とする。
次に、試料 1及び試料 5のそれぞれを、温度 30°C、任意の相対湿度 Hに設定する ことが可能な恒温恒湿槽に入れる。試料 1及び試料 5は、試料 1の通気性シート 2側 を上面にし、試料 5の含水親水性ゲル剤 7側を上面にして、 24時間放置する。その 後、試料 1及び試料 5を恒温恒湿槽から取り出して直ぐに重量を測定し、試料 1の重 量を Bl、試料 5の重量を B5とする。前記相対湿度 Hを 30 100%の範囲において 10%ずつ変化させて、各相対湿度における Bl、 B5を計測する。
そして、横軸に温度 30°Cにおける相対湿度 H (%)をとり、相対湿度 H (%)におけ る重量変化(B1— A1)を縦軸上にプロットして図 3に示すグラフを完成する。同様に、 横軸に温度 30°Cにおける相対湿度 H (%)をとり、相対湿度 H (%)における重量変 化(B5— A5)を縦軸上にプロットして図 4に示すグラフを完成する。
図 3において、(B1— A1)が負の値をとる場合には、試料 1は外部へ水分を放出す るために重量は減少する。 (B1— A1)が正の値をとる場合には、試料 1は外部から水 分を吸収するために重量は増加することになる。
ここで、試料 1の重量変化がない点(B1— A1 = 0)、即ち、水分の吸放湿のない相 対湿度が、試料 1の臨界湿度値 CP1 (%)となる。試料 5においても同様に、図 4にお いて、試料 5の重量変化がない点(B5— A5 = 0)、即ち、水分の吸放湿のない相対湿 度が、試料 5の臨界湿度値 CP5 (%)となる。
以上のようにして、本発明の発熱体における発熱部と粘着部の臨界湿度値は、そ れぞれ、 CP1及び CP5として測定することができる。
本発明の発熱体における発熱部と粘着部の臨界湿度値の差は、 (CP1— CP5)の 絶対値をいう。この値が、 5%以下となる必要があり、好ましくは、 2%以下とする。 5% を超えると、発熱部と粘着部との間で水分の移動が大きくなり過ぎるため、発熱部の 発熱組成物及び粘着部の含水親水性ゲル剤の有する機能が低下することになり、貼 着タイプの発熱体として使用するのに好ましくないからである。
尚、発熱部の臨界湿度値は、発熱組成物中の吸湿及び/又は放湿性材料の配合 の調整又は通気性収容体の材料の選択等により所望の臨界湿度値を得ることができ 、また、粘着部の臨界湿度値についても同様に、粘着部を構成する吸湿及び/又は 放湿性材料の配合を調整することにより所望の臨界湿度値を得ることができるもので 、いずれの臨界湿度値の調整方法についても特に制限するものではない。
また、発熱部を構成する発熱組成物は、一般に化学カイロと称されている公知の発 熱組成物の組成であれば特に制限されるものではなぐ例えば、その組成の一例を 挙げるとすると、鉄粉等の金属粉と水とを主成分としたものに、無機塩化物、金属粉 に酸化反応を起こさせて pH値の調整や触媒作用を有する活性炭、或いは、水により 発熱組成物全体がベとつくことをなくすための保水剤等から構成される。
前記無機塩化物は、発熱組成物の金属粉表面の酸化皮膜を破壊し、酸化反応を 継続的に進行させる機能するものであり、発熱組成物 100質量部中に対して 2 10 質量部の割合で配合される。尚、本発明において、前記無機塩化物の発熱組成物 中の割合は、発熱組成物の臨界湿度値に関係するため、発熱組成物中の無機塩化 物を調整して発熱組成物の臨界湿度値を調整することができる。
前記無機塩化物としては、例えば、塩化ナトリウム、塩ィ匕カリウム、塩化マグネシウム 、塩化カルシウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム等を使用すること ができるが、これらの中でも、臨界湿度値の調整が特に容易になるという理由から、 潮解性を有する塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムを選択して発熱 組成物に添加することが好ましい。
また、前記金属粉としては、錡鉄粉、還元鉄粉、電解鉄粉等を使用することができ る。
前記活性炭としては、椰子殼炭、木粉炭、ピート炭等を使用することができる。 前記保水剤としては、バーミキユライト、パーライト、クリストバライト、シリカゲル、木 粉、吸水性ポリマー等を使用することができる。
上記発熱組成物は、通気性を有する収容体内に収納されるものであるが、この通 気性収容体は、例えば、通気性を有する偏平状包材とシート状非通気性包材から構 成される。前記通気性を有する偏平状包材は、基材と被覆材とで構成され、この内の 少なくとも一部が通気性を有しており、含水親水性ゲル剤層を設けても発熱組成物 が発熱して所望の温度を得ることができ、且つ、発熱組成物を収納した際に、内部の 発熱組成物が漏れることがないものであれば、特に制限されるものではない。
次に、本発明に使用される親水性高分子増粘剤からなる含水親水性ゲル剤につ いて説明する。
前記含水親水性ゲル剤は、肌との密着性や保型性が良好である等の観点から、例 えば、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩、セルロース誘導体等の親水性高分子増粘剤 に、硬化剤、水、保湿剤等を添加して構成される。
前記水としては、その純度及び種類等には特に制限はない。
また、前記保湿剤としては、多価アルコール、糖類が挙げられる。多価アルコール については、具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレング リコーノレ、プロピレンエチレングリコーノレ、ジプロピレングリコーノレ、ブチレングリコーノレ 、へキシレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、ポリエチレングリコール、ポリプロピ レンダリコール、ポリグリセリン等が挙げられる。糖類については、具体的には、キシリ トール、ソノレビトーノレ、マルチトール、デンプン糖等が挙げられる。
前記保湿剤と水との配合は、本発明における含水親水性ゲル剤の臨界湿度値に 関係するので、保湿剤と水との配合を調整して含水親水性ゲル剤の臨界湿度値を調 整することちできる。
尚、前記保湿剤は、通常、含水親水性ゲル剤 100質量部中に 60質量部以下の割 合で配合されるものである。保湿剤の配合量が 60質量部を超えると皮膚に貼着した 場合に剥がれやすくなるからである。更に、前記含水親水性ゲル剤 100質量部中に 前記保湿剤 40— 60質量部配合とすることが好ましレ、。保湿剤が 40質量部未満であ ると、水分量が多くなるためにひんやり感が大きくなるからである。
また、前記粘着部の含水親水性ゲル剤には、有機質充填剤を含ませることが好ま しい。有機質充填材の添加量としては、好ましくは、含水親水性ゲル剤 100質量部に 対して、 1一 30質量部程度配合されることが好ましい。これにより、発熱体を皮膚に貼 着したときに生じるひんやり感を更に低減することができるからである。
前記有機質充填剤としては、結晶セルロース、木粉、植物乾燥粉末、パルプ、再生 セルロース、ファイバ一片等が挙げられる。
前記ポリアクリル酸は、その分子量及び直鎖状や分岐状等の形状は特に制限され るものではない。
また、ポリアクリル酸塩としては、具体的には、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル 酸カリウム、ポリアクリル酸モノエタノールァミン、ポリアクリル酸ジエタノールァミン、ポ リアクリル酸トリエタノールァミン、ポリアクリル酸のアンモニゥム塩等が挙げられる。 また、セルロース誘導体としては、具体的には、カルボキシメチルセルロース、カル ボキシメチノレセノレロースナトリウム、ヒドロキシメチノレセノレロース、ヒドロキシェチノレセノレ ロース、ヒドロキシプロピノレセノレロース、ヒドロキシプ口ピノレメチノレセノレロース、ヒドロキ シプロピノレエチノレセノレロース、メチノレセノレロース、ェチノレセノレロース、ェチノレヒドロキ シメチルセルロース、カチオン化セルロース等が挙げられる。
また、前記高分子増粘剤の他に水溶性高分子化合物として、アルギン酸ナトリウム 、アルギン酸プロピレングリコールエステル、デンプングリコール酸ナトリウム、デンプ ンリン酸エステルナトリウム、ポリビエルアルコール、ポリビエルピロリドン、ポリビニルビ 口リドンポリエチレンオキサイド、ポリビニルメチルエーテル、カルボキシビ二ルポリマ 一、ポリアクリノレアミド、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、グァーガム、 アラビアガム、トラガントガム、カラャガム、カラギナン、カンテン、キサンタンガム、ジェ ランガム、カードラン、プノレラン、ぺクチン、デキストリン、キテン、キトサン、キトサミン、 ゼラチン等を添加することにより、肌との密着性を更に向上させることができ、しかも、 含水親水性ゲル剤の粘着力を向上させることができる。
また、前記硬化剤としては、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩、セルロース誘導体等 と架橋を行うものである。具体的には、二価金属化合物としては、水酸化カルシウム、 炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硝酸カルシウム、塩化カルシウム、酢酸カルシウム 、酸化カルシウム、リン酸カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、硫酸 マグネシウム、硝酸マグネシウム、塩化マグネシウム、ケィ酸マグネシウム、酸化マグ ネシゥム、水酸化アルミナマグネシウム、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム、ケィ酸ァ ノレミン酸マグネシウム、合成ヒドロタルサイト等が挙げられる。また、三価金属化合物と しては、カリウムミヨウバン、アンモニゥムミヨウバン、鉄ミヨウノくン、水酸化アルミニウム 、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、アルミニウムグリシナート酢酸アルミニウム、酸 化アルミニウム、含ケィ酸アルミニウム、メタケイ酸アルミニウム等が挙げられる。
尚、前記含水親水性ゲル剤には、本発明の効果を損なわない限り上記成分の他に 、通常、湿布剤、ハツプ剤、化粧用ゲルシート等で用いられている成分を適宜配合す ることもでき、このような成分としては、例えば、無機粉体、経皮吸収薬剤、酸化防止 剤、防腐剤、香料、色素、着色顔料、乳化剤、抗アレルギー剤、化粧成分等が挙げら れる。
また、前記粘着部は、前記発熱部に積層され、気密性収納袋に収納されることが好 ましい。気密性収納袋内において製造して力、ら使用されるまでの間に、粘着部と発 熱部との間で水分の移動がないので発熱体としての発熱性能や粘着部の粘着性を 劣化させることをなくすことができる。
尚、気密性収納袋を構成する材料としては、完全なまでの気密性を有する材料に 制限するものではなぐ具体的には、アルミ製の材料や PET製の材料等により構成 すること力 Sできる。
実施例
以下、本発明の実施例を比較例とともに具体的に説明するが、本発明は、これらの 実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例の皮膚貼着用発熱体を作製する前に、以下に説明する手順で 、発熱部及び貼着部の試料を作製した。
まず、表 1に示す各成分を常法により混合攪拌して発熱組成物を得た。
配合 1一配合 3の各発熱組成物の臨界湿度値を、上記図 1及び図 3とともに説明し た方法により測定した結果、それぞれ 82%、 90%、 95%であった。尚、測定に使用 した通気性シート 2は、ナイロンスパンボンド不織布に微細多孔質ポリエチレンシート 力 Sラミネートされた多孔質フィルム(日東ライフテック社製ブレスロン)であり、非通気 性シート 3は、ナイロンスパンボンド不織布(旭化成製)にポリエチレンフィルムをラミネ ートしたものを使用している。
次いで、図 5に示すように、配合 1一配合 3の各発熱組成物 10を約 10g計量してナ ィロンスパンボンド不織布に微細多孔質ポリエチレンシートがラミネートされた多孔質 フィルム(日東ライフテック社製ブレスロン)力もなる通気性シート 2と、ナイロンスパン ボンド不織布(旭化成製)にポリエチレンフィルムをラミネートした非通気性シート 3と を、 7cm X 10cmの長方形状に打ち抜き、これらを重ね合わせて袋状になるように周 縁部をシールして通気性収容体 9とし、各発熱組成物 10を充填して開口部をシール して発熱部 9を作製した。
[表 1]
Figure imgf000011_0001
次に、表 2に示す各成分を常法により混合ミキサーにて混合攪拌して含水親水性 ゲル剤を調整した。配合 4一配合 6の含水親水性ゲル剤の臨界湿度値は、上記図 2 及び図 4とともに説明した方法によりそれぞれ 96%、 91 %、 80%であった。尚、測定 において、ポリエチレンフィルムを裏打ちしたスパンレース不織布 6として、ポリエチレ ンフィルムにより裏打ちされたレーヨン繊維製スパンレース不織布 (目付 55g/m2)を 使用した。
次いで、図 6に示すように、配合 4一配合 6の含水親水性ゲル剤 7の各々を、ポリエ チレンフィルムにより裏打ちされたレーヨン繊維製スパンレース不織布 6 (目付 55g/ m2)に 1000— 1200g/m2の量を均一に塗布してから、エンボス加工を施したポリエ チレンテレフタレートからなる剥離フィルム 8を被せ、シート状に成形後、発熱組成物 を充填した収容体 9と同じ大きさに打ち抜き、含水親水性ゲル剤からなる粘着部 11を 作製した。
[表 2]
Figure imgf000012_0001
(実施例 1)
配合 1の発熱組成物(臨界湿度値 82%)から構成される発熱部 9と配合 6の含水親 水性ゲル剤(臨界湿度値 80%)から構成される粘着部 11の各重量を測定した後に、 図 7に示すように、発熱部 9の非通気性シート 3と、粘着部 11のポリエチレンフィルム により裏打ちされたレーヨン繊維製スパンレース不織布 6とを張り合わせて発熱体 13 として気密性収納袋 12内へ封入した。
(実施例 2)
発熱部 9を配合 2の発熱組成物(臨界湿度値 90%)から構成し、粘着部 11を配合 5 の含水親水性ゲル剤(臨界湿度値 91 %)から構成し、発熱部 9と粘着部 11の各重量 を測定した後に、実施例 1と同様にして発熱体 13として気密性収納袋 12内へ封入し た。
(実施例 3)
発熱部 9を配合 3の発熱組成物(臨界湿度値 95%)から構成し、粘着部 11を配合 5 の含水親水性ゲル剤(臨界湿度値 96%)から構成し、発熱部 9と粘着部 11の各重量 を測定した後に、実施例 1と同様にして発熱体 13として気密性収納袋 12内へ封入し た。
(比較例 1)
発熱部 9を配合 1の発熱組成物(臨界湿度値 82%)から構成し、粘着部 11を配合 5 の含水親水性ゲル剤(臨界湿度値 91 %)から構成し、発熱部 9と粘着部 11の各重量 を測定した後に、実施例 1と同様にして発熱体 13として気密性収納袋 12内へ封入し た。
(比較例 2)
発熱部 9を配合 2の発熱組成物(臨界湿度値 90%)から構成し、粘着部 11を配合 6 の含水親水性ゲル剤(臨界湿度値 80%)から構成し、発熱部 9と粘着部 11の各重量 を測定した後に、実施例 1と同様にして発熱体 13として気密性収納袋 12内へ封入し た。
(比較例 3)
発熱部 9を配合 2の発熱組成物(臨界湿度値 90%)から構成し、粘着部を配合 4の 含水親水性ゲル剤(臨界湿度値 96%)から構成し、発熱部 9と粘着部 11の各重量を 測定した後に、実施例 1と同様にして発熱体 13として気密性収納袋 12内へ封入した 実施例 1一実施例 3及び比較例 1一比較例 3の気密性収納袋 12内に封入された発 熱体 13を、温度 40°C、湿度 50%に設定された恒温恒湿槽に 30日間放置後、発熱 体 13を気密性収納袋 12から取り出し、発熱部 9と粘着部 11のそれぞれの重量を測 定し水分の変化量を測定した。その結果を表 3に示す。
[表 3] 発熱組成物の臨界含水親水性ケル剤 性能評価
水分移動の有無
湿度値 の臨界湿度値 発熱組成物の温 含水親水性ゲル剤 度 ·持続時間 の ife 'l生 歹 リ 実施例 1 82% 80% なし 問題なし 問題なし 実施例 2 90% 91 % なし 問題なし 問題なし 実施例 3 95% 96% なし 問題なし 問題なし 比較例 1 82% 91 % あり 問題あり 問題あり 比較例 2 90% 80% あり 問題あり 問題あり 比較例 3 90% 96% あり 問題あり 問題あり その後、発熱部の発熱特性 (立ち上がり特性及び温度持続時間)の性能評価を行 レ、、また、粘着部の粘着特性の性能評価を行った。その結果を表 4に示す。
尚、発熱部の評価において、立ち上がり特性については、発熱体が発熱をはじめ てから 40°C以上の温度になるまでの時間が短いものを「良好」とし、 40°Cに達するま での時間が比較的長いものを「悪い」と評価した。また、温度持続時間については、 4
0°C以上の発熱が 6時間以上持続した場合には「問題なし」という評価をした。そして
、そうでない場合には「問題あり」という評価をした。
また、粘着部の評価は、発熱体を発熱状態にて背中の平らな箇所に貼着して 6時 間経過時の剥がれの有無及び剥がした後の粘着部の皮膚への残存の有無を観察し た。
[表 4]
Figure imgf000014_0001
表 4に示す結果より、実施例 1一実施例 3のものは、いずれも水分の移動がなく発 熱特性、粘着特性とも良好な発熱体が得られた。一方、比較例 1一比較例 3の発熱 体は、水分の移動が発生し発熱特性、粘着特性に問題が生じることが確認された。 産業上の利用可能性
本発明によれば、発熱組成物中に含有する水分 (鉄と酸化反応するために必要な 物質)が、粘着部を主に構成する含水親水性ゲル剤へ移動することを抑えることがで きるので、発熱時の立ち上がり特性、最高温度や適温持続時間等の発熱特性が優 れたものとなる。また、ゲル形成や粘着力に寄与する粘着部の含水親水性ゲル剤中 の水分が発熱部の発熱組成物へ移動することがないので、粘着部における保型性、 粘着力や皮膚への装着感等を損なわずに維持することができる。
更に、本発明によれば、粘着部の保湿剤の割合が高いために粘着部の水分量を 少なくすることができ、発熱体の貼着時及び貼着開始後のしばらくの間、従来の発熱 体では、身体に与えることがあったひんやり感を低減することができる。
また、粘着部に有機質充填剤を含ませることにより、更に、ひんやり感を低減するこ とができる。
また、前記発熱体を気密性収納袋に封入することにより、製造してから消費者の使 用までに発熱体の発熱特性や粘着性能が劣ることがない。

Claims

請求の範囲
[1] 空気の存在によって発熱反応を起こす発熱組成物を、袋状、シート状等の所望形 状の通気性収容体内に封入して形成される発熱部と、親水性高分子増粘剤から得ら れる含水親水性ゲル剤を主成分として形成される粘着部とを備えた発熱体であって
、前記発熱部と前記粘着部との臨界湿度値の差を 5%以下としたことを特徴とする発 熱体。
[2] 前記粘着部の含水親水性ゲル剤には、有機質充填剤が添加されてレ、ることを特徴 とする請求項 1に記載の発熱体。
[3] 前記粘着部は、前記発熱部に積層され、気密性収納袋に収納されたことを特徴と する請求項 1に記載の発熱体。
[4] 前記粘着部は、前記発熱部に積層され、気密性収納袋に収納されたことを特徴と する請求項 1に記載の発熱体。
[5] 前記発熱体は、皮膚貼着用の発熱体であることを特徴とする請求項 1乃至 4のいず れかに記載の発熱体。
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