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JP2840609B2 - シート状発熱体 - Google Patents

シート状発熱体

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JP2840609B2
JP2840609B2 JP28878189A JP28878189A JP2840609B2 JP 2840609 B2 JP2840609 B2 JP 2840609B2 JP 28878189 A JP28878189 A JP 28878189A JP 28878189 A JP28878189 A JP 28878189A JP 2840609 B2 JP2840609 B2 JP 2840609B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシート状発熱体に関し、さらに詳細には発熱
組成物の移動、片寄りがなく、かつ、柔軟牲を有するシ
ート状発熱体に関する。
〔従来の技術〕
近年、採暖手段の一つとして鉄粉、アルミニウム粉な
どの被酸化性金属粉を主成分とし、空気と接触して発熱
する発組成物が通気性を有する袋に収納された発熱体が
使い捨てかいろなどとして広く利用されている。
しかしながら、これらの発熱体は使用が簡単であると
いう利点はあるが、人体あるいは食品などの採暖、加温
に用いた場合には、運動、運搬時のみならず、静止状態
においても発熱組成物が重力で袋の下方に片寄り、形成
変化による違和感が生ずるほか、発熱特性自体も変化
し、発熱性能が低下するという欠点があった。
これらの欠点を改善するための手段の一つとして発熱
組成物をシート状の支持体に保持させることによって発
熱組成物の移動を防止することが種々試みられている。
例えば、発熱組成物を金網、プラスチック、ガーゼな
どの網状物に保持させる方法（特開昭53−84246号公
報）、活性炭繊維などに塩化物および水を含浸させてシ
ート状とした酸化助剤に箔状などの被酸化性金属を重ね
合わせる方法（特開昭63−37181号公報）、紙の上に発
熱剤を圧縮して保持させる方法などが提案されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、発熱組成物は水分などで団塊状になり
やすいため、これを直接網状物に均一に保持させること
は加工上極めて困難である。また、シート状の酸化助剤
と被酸化性金属箔などを重ね合わせたものは両者が均一
に一体化されないため、十分な発熱性能が期待できな
い。さらに、発熱剤を紙に圧縮保持させただけでは使用
中に発熱組成物が離脱する虞がある。
〔課題を解決するための手段、作用〕
本発明者らは全体が一体化されて発熱組成物の離脱が
なく、発熱性能に優れ、しかも柔軟性を有するシート状
発熱体を得るべく鋭意研究を続けた結果、繊維が不規則
に積層されて多数の微細な空隙のあるシート状の支持体
を用いることによって金属粉が均一に分散し、しかも離
脱することなく強固に保持されること見い出し、本発明
に到達した。
すなわち本発明は、空気中の酸素と接触して発熱する
発熱体であって、繊維が不規則に積層され、内部に多数
の空隙を有するシート状の支持体に被酸化性金属粉を分
散、保持せしめてなる構造体に、活性炭を混合、懸濁さ
せた無機電解質水溶液を含浸せしめてなることを特徴と
するシート状発熱体である。
本発明において、繊維が不規則に積層されたシート状
で多数の空隙を有する支持体が使用され、これに被酸化
性金属粉が保持せしめられる。
支持体の素材には特に制限はなく有機繊維、無機繊維
のいずれでもよいが、通常は、有機繊維が使用される。
これらの材質としては例えばパルプ、ビスコースレーヨ
ン、綿、麻、羊毛などの天然繊維、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ナイロン、アクリルなどの合成繊維の紙ま
たは不織布が挙げられる。これらの内でも空隙率の大き
い厚手の天然繊維の不織布で保水倍率の大きいものが好
ましく、木材パルプを原料とした繊維が湿式または乾式
で不規則に積層された紙状の不織布などが好適である。
支持体の厚さとしては、通常は0.5〜5.0mm、好ましくは
0.8〜4.0mm、1m2当りの重量は20〜100g、好ましくは30
〜80g程度のものである。
支持体に保持せしめられる被酸化性金属粉としては鉄
粉、アルミニウム粉などであるが、通常は鉄粉が使用さ
れ、例えば還元鉄粉、霧吹鉄粉および電解鉄粉などであ
る。その粒度は、通常は平均60mesh以下であり、このう
ち100mesh以下のものが50％以上含有されているものが
好ましい。
本発明において、被酸化性金属粉が保持された支持体
に活性炭を懸濁させた無機電解質の水溶液が含浸せしめ
られる。
無機電解質としては、通常は、アルカリ金属、アルカ
リ土類金属、重金属の硫酸塩、炭酸塩、塩化物および水
酸化物などである。これらの中でも塩化物が好ましく、
例えば、NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2、FeCl2およびFeCl3
などが挙げられる。
活性炭は反応助剤および保水剤として使用され、例え
ば耶子殻炭、木粉炭、暦青炭、泥炭および亜炭などであ
る。
また、所望により活性炭に加え、保水剤としてさらに
ゼオライト、珪藻土、パーライト、バーミキュライトお
よび吸水性樹脂などを混合してもよい。
次に本発明のシート状発熱体の製造法について説明す
る。
先ず、繊維が不規則に積層され、多数の空隙を有する
シート状の支持体の上に被酸化性金属粉を均一に散布し
た後、振動を与えると、金属粉は徐々に支持体内部の空
隙に入り込み支持体に保持される。保持される金属粉の
量は通常は、支持体1g当り１〜30g、好ましくは３〜20g
であり、散布量、振動の加減、時間などによって所定の
保持量に調節される。この操作によって空隙内に散布し
繊維に付着した金属粉は支持体に保持され、容易に離脱
することがなく、金属粉と繊維とが一体化したシート状
の構造体となる。
次いでこの構造体に活性炭を懸濁させた電解質水溶液
を含浸させてシート状発熱体とする。電解質水溶液の割
合は構造体中の金属粉1g当り通常は0.2〜3.0g、好まし
くは0.5〜2.0gである。また、水、活性炭、電解質の割
合は通常は重量比で1:0.05〜0.25:0.01〜0.20、好まし
くは1:0.08〜0.20:0.02〜0.15程度である。
含浸方法としてはシート状の構造体所定量の活性炭懸
濁電解質水溶液が均一に含浸できればよく、例えば、
シート状の構造体の表面に噴霧器などで噴霧して含浸さ
せる方法、構造体を活性炭懸濁電解質水溶液を付着さ
せたロール間に通して塗布、含浸させる方法などがあ
る。
このようにして得られたシート状発熱体はそのまま、
または、適当な大きさに裁断し、１枚乃至は複数枚重ね
合わせた状態で使用することができるが、発熱組成物に
よる被保温体の汚染などを防止するために、通常は、通
気性を有するフィルムなどで被覆するかあるいは扁平状
の袋などに収納した形態で使用される。
通気性を有する被覆または袋などの素材としては、内
部の発熱構造体の発熱に必要な空気を供給しうるもので
あればよく、通常は天然繊維、合成繊維の不織布、織
布、紙、各種合成樹脂フィルムおよびこれらの複合シー
トなどが用いられる。例えば綿、麻、絹、毛およびレー
ヨンなどの天然繊維、ナイロン、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリアクリルおよびポリ塩化ビニルなどの合
成繊維の不織布、織布など、また、合成樹脂フィルムと
しては例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロ
ン、ポリエステルおよびポリ塩化ビニルなどであり、こ
れらの非通気性フィルムに針、レーザー、放電加工など
で細孔を設けて通気性を持たせたもの、また、元来多数
の微細孔を有する微多孔質フィルムを使用することがで
きる。これらのうちでも不織布と合成樹脂フィルムとの
複合シートに通気性を付与したもの、微多孔質フィルム
単独または微多孔の一部を塗料、熱融着などで通気制限
したもの、微多孔質フィルムに不織布、または、合成樹
脂の有効フィルムを重ね合わせたものなどが好ましい。
このようにして得られた発熱体はさらに非通気性フィ
ルム製などの外袋に密封収納して使用時まで保存され
る。
次に本発明のシート状発熱体を図面により例示して具
体的に説明する。
第１図はシート状発熱体の断面図であり、第２図は金
属粉が支持体に保持されたシート状の構造体の断面の模
式図である。
第１図および第２図において、、繊維１が不規則に積
層され、多数の空隙２を有する支持体３の空隙２に金属
粉４を分散保持せしめたシート状の構造体５（第２図）
に、活性炭を懸濁させた無機電解質水溶液を噴霧して構
造体５の内部に含浸せしめることにより、金属粉４と活
性炭および無機電解質水溶液は混り合い、かつ、支持体
３と一体化してシート状発熱体６を形成し、さらに全体
が通気孔7,…,7を有する袋８に収納されている。
シート状発熱体は使用時までは非通気性フィルムの外
袋などに密封して保存される。
本発明のシート状発熱体は発熱組成物の片寄りがな
く、かつ、優れた柔軟性を有しているのでかいろとして
通常の大きさ、形状のものはもとより、面積の広いもの
や任意の形状のものなど使用目的に応じて製作すること
ができる。
第３図ａ〜ｄはそれぞれ本発明のシート状発熱体の利
用形態を例示した図である。第３図において、ａは風呂
敷形、ｂはマフラー形、ｃは袋形、ｄは容器形である。
〔発明の効果〕
本発明のシート状発熱体は発熱組成物が支持体に均一
に分散保持され、両者が一体化されているので発熱組成
物の移動による片寄りがなく、身体に装着しても違和感
を生ずることがなく、均一な発熱が得られる。また、面
積の大きいシート状の発熱体の製作が可能であり、しか
も、繊維が不規則に積層された多数の空隙を有する支持
体を使用しているため、柔軟性に優れ、使用目的に応じ
て任意の形状とすることができるなど実用上の用途は広
い。
〔実施例〕
実施例１ 支持体としてパルプ繊維が不規則に積層された紙状の
不織布（キノクロス、本州製紙（株））［坪量40g/m2、
厚さ1mm、引張強度;Dry 1.6Kg/100mm,Wet 0.8Kg/100mm,
伸び;Dry 18％、Wet 28％、保水能力20倍］を用いた。
縦2cm×横20cmの支持体に粒度100mesh以下のものを60％
含む還元鉄粉15gを均一に振りかけて振動させ、鉄粉を
支持体に保持させてシート状の構造体とした。この構造
体に、活性炭を水に対し13wt％懸濁させた食塩5wt％水
溶液14gを散布し、ローラーでプレスして均一に含浸さ
せることによりシート状の発熱体を得た。このものを折
り重ねて４層（10×10cm）とした状態で透湿度が350g/m
2・dayの内袋に収納し、さらに非通気性の外袋に密封し
て保存した。
次に、このシート状発熱体の発熱性能試験を行った。
シート状発熱体を外袋から取り出し、室温20℃、相対
湿度68％の室内で、JIS S−4100の発熱試験方法に基づ
いて行った結果、第４図に示したような発熱曲線が得ら
れた。すなわち、５分後には温度が40℃を超え、30分後
には約60℃に達した。また、40℃以上の発熱持続時間は
約７時間であった。
実施例２ 実施例１で使用したと同種の紙状の不織布（キノクロ
ス）で、縦27cm×横60cm（6.7g）の支持体に、還元鉄粉
38gを実施例１と同じ方法で分散保持させてシート状の
構造体を得た。この構造体に活性炭を水に対し、13wt％
懸濁させた食塩5wt％水溶液27gを噴霧し、実施例１にお
けると同様にして含浸させシート状発熱体とした。この
ものを３層に折り重ね（27×20cm）、片面がアルミ箔、
他の片面が透湿度約475g/m2・dayの膜を用いた内袋に収
納しした。
室温20℃、相対湿度68％の室内で、実施例１における
と同様にJIS S−4100の発熱試験方法に基づいて発熱試
験を行った結果、第５図に示したような発熱曲線が得ら
れた。すなわち、５分後には温度が40℃を超え、40分後
には約60℃に達した。また、40℃以上の発熱持続時間は
約4.5時間であった。
（応用例） 実施例２におけると同じシート状発熱体を用いて、第
３図ｄに示したような保温容器（縦20cm、横10cm、深さ
5cm）を製作した。この保温容器に約80℃に加熱された
万頭（径 4.5cm×高さ 4.5cm）８個を収容し、容器全体
を厚さ5mmの発泡ポリウレタンシートで覆った。この状
態で０℃の冷蔵庫にいれ、万頭の中心部に取付けた熱電
対温度計によってその温度を測定した。結果は第６図に
示した温度曲線（実線）の如くであり、50℃以上では２
時間、40℃以上では３時間保持された。一方、比較のた
め前記の保温容器の代わりに厚紙製の通常の万頭用の箱
を用いた他は同じ条件で温度保持試験を行った。結果は
第６図に示した温度曲線（破線）の通りであり、万頭の
中心部の温度は３分後に18℃、１時間後には10℃に低下
した。
【図面の簡単な説明】
第１図はシート状発熱体の断面図であり、第２図はシー
ト状の構造体の断面の模式図であり、第３図はシート状
発熱体の利用形態を示す図であり、第４図および第５図
は発熱曲線図であり、第６図は被保温物の温度曲線図で
ある。 図面の各番号は以下の通りである。 １……繊維、２……空隙、３……支持体 ４……金属粉、５……構造体、６……シート状発熱体
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C09K 5/00 H05B 3/20 - 3/38 ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ)

Claims (1)

    (57)【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体で
    あって、繊維が不規則に積層され、内部に多数の空隙を
    有するシート状の支持体に被酸化性金属粉を分散、保持
    せしめてなる構造体に、活性炭を混合、懸濁させた無機
    電解質水溶液を含浸せしめてなることを特徴とするシー
    ト状発熱体。
JP28878189A 1989-11-08 1989-11-08 シート状発熱体 Expired - Fee Related JP2840609B2 (ja)

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