JP2002336290A

JP2002336290A - 流動性発熱組成物及びこれを用いた発熱体

Info

Publication number: JP2002336290A
Application number: JP2001150624A
Authority: JP
Inventors: Akio Usui; 昭男臼井
Original assignee: MOTOCHI KENKYUSHO KK
Current assignee: MOTOCHI KENKYUSHO KK
Priority date: 2001-05-21
Filing date: 2001-05-21
Publication date: 2002-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、包材内に積層、封入されて発熱体
を形成するための発熱組成物において、この発熱組成物
が流動性をもって管理されていることによって、製造時
の発熱物質のロスを防止し、取り扱い性が至極良好で任
意の形状の発熱体を簡便に製造できる上、コーターの押
し出し用ポンプ等に過度の負荷を与えることなく、流動
性発熱組成物を包材内に均等な厚さに分布・維持するこ
とができるのであり、特に、前記流動性発熱組成物が前
記包材内に積層、封入された後、当該流動性発熱組成物
中のバリヤー用水分が前記の包材及び／又は包材内の吸
水シートに移動するように構成することにより、前記発
熱組成物内部に連続的な空隙が形成され、複雑な温度制
御が可能となる流動性発熱組成物及びこれを用いた発熱
体を提供することを目的とする。【構成】本発明は、包材内に積層、封入されて発熱体
を形成するための発熱組成物であって、この発熱組成物
は流動性で管理されてなるものであることを特徴とする
流動性発熱組成物及びこれを用いた発熱体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、包材内に積層、封入さ
れて発熱体を形成するための流動性発熱組成物及びこれ
を用いた発熱体に関し、製造時の取り扱い性が至極良好
で任意の形状の発熱体を簡便に製造できる上、流動性発
熱組成物は包材内に均等な厚さに分布・維持することが
でき、特に、製造後に当該流動性発熱組成物中のバリヤ
ー用水分を前記の包材及び／又は包材に設けられた吸水
シートに移動させ、前記流動性発熱組成物内部に連続的
な空隙が形成されるように構成することにより、製造時
における発熱物質のロスの防止及び複雑な温度制御等が
可能となる流動性発熱組成物及びこれを用いた発熱体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、いわゆる使い捨てかいろとして、
通気性又は非通気性を有するフィルム状ないしシート状
の基材と、通気性を有するフィルム状ないしシート状の
被覆材とからなる偏平な包材内に、粉末状の発熱組成物
を封入した発熱体が広く普及、利用されている。

【０００３】このように発熱組成物が粉末状に形成され
ていると、粉末状の発熱組成物は、発熱反応、つまり酸
化反応が発生し易い最適の状態で配合されており、しか
も粉末状で多孔質体であるから、表面積が広く、空気と
の接触が極めて良好である上、空気と接触すると直ちに
酸化反応が生じるのである。

【０００４】従って、製造時において、発熱組成物を適
正な配合比で配合している間、或いは発熱組成物を製造
し、得られた発熱体を非通気性の包材内に封入するまで
の間に、空気との酸化反応、つまり発熱反応が起こり、
発熱組成物における発熱物質のロスが生じると共に発熱
組成物の品質が低下するなど、特に、薄型のシート状発
熱体の製造において問題があった。

【０００５】又、現在市販されている粉末状の発熱組成
物を充填した使い捨てカイロ、温熱用具は、いずれも低
温やけどの危険性があるため就寝中の使用を禁止してい
るが、これは保温状態の良い寝具の中で使用すると、熱
が蓄積され発熱反応がさらに加速し、発熱過剰状態にな
り、所定の発熱温度を超える著しい温度上昇が起きて低
温火傷の恐れが生じるからである。

【０００６】中でも、靴の中に設置して使用される発熱
体の場合、従来の方法では、靴の中で使用するため空気
の供給が大きく削減されるため、包材の通気量を大きく
し、靴を履いている状態で適度な温度になるように設計
されており、このため靴を脱いでいると急激に高温にな
り、持続時間が極端に短くなる。このため、この種、発
熱体は靴の中以外の使用を禁止している。また、履物の
種類により温度が異なり、温度が上がり過ぎたり、逆に
温まらないなどの問題が生じていた。

【０００７】また、現在主流となっている貼るタイプの
薄型（シート状）の発熱体は、粉末状の発熱組成物を包
材に充填した後に、ロール圧延等でシート状に圧縮する
ものであるため、製造工程での厚みのバラツキが生じ、
発熱体を均一なシート状に形成することができないので
あり、更に輸送時や使用時等においても包材内で発熱組
成物の移動が起こり凸凹で違和感を覚えたり、温度分布
にバラツキが生じ低温やけど等の皮膚障害が起こるとい
う問題も生じていた。

【０００８】加えて、通気フィルムに針穴を使用する
と、粉末が袋内で自由に移動しシート状にならず、粉末
が穴から飛び出し、衣類、靴や靴下を汚すという問題が
あり、一方、通気フィルムに多孔質フィルムを使用する
と、疑似的なシート状になるが厚みが均一にならず、ま
た、多孔質フィルムの通気量は、ロットごと及びロット
内のバラツキも大きいため、通気量の規格巾は±３０％
程度必要であり、発熱温度を大きく左右するため、製品
の温度規格巾を狭くできないのが現状である。また、靴
用に使用した場合は、靴を脱いだ時に高温になり水蒸気
圧が増し、発熱体が膨らみ、足を入れたときに破裂する
危険性もあった。

【０００９】そこで、本発明者は、これらの種々の問題
を解決するために、発熱組成物の発熱反応を抑制して、
製造時の発熱反応による発熱組成物のロス、発熱組成物
の品質低下及び発熱組成物の凝固に伴う種々の弊害を防
止し、高速で超薄形の発熱体を製造でき、しかも発熱組
成物を包材内に均等に分布、固定させることによって当
該発熱組成物の移動、片寄りを防止する上、発熱組成物
の過剰な発熱反応を極力避ける発熱体につき鋭意検討を
重ねて来た。

【００１０】その結果、本発明者は、粉末状の発熱組成
物に替えて、「粘体状の発熱組成物」、即ち粘度によっ
てその粘性を管理した発熱組成物を用いると、スクリー
ン印刷、グラビア印刷やコーティング等によって、フィ
ルム状ないしシート状の基材上に積層が至極容易で、且
つ高速で超薄型の発熱体を製造できる上、発熱組成物を
包材内に積層する際の単位面積当たりの積層量を正確且
つ均等に分布させることができ、しかも、この粘体状の
発熱組成物においては、その中の水分或いは遊離水ない
し水分を含むゲル中の水分が空気遮断層（以下、バリヤ
ー用水分という。）となるため、粉末状発熱組成物に比
べて空気との接触が著しく少なく、従って、製造工程中
における発熱反応を停止でき、金属粉などの発熱物質の
ロスを少なくすることができることを見出し、特許出願
を行っている（特開平９−７５３８８号公報）。

【００１１】ところが、この粘体状の発熱組成物にはこ
のような優れた利点がある一方、吸水性ポリマー及び／
又は増粘剤の種類や配合量更に水分量によって発熱組成
物が緻密になり、更に発熱反応に伴って当該発熱組成物
の体積が縮小するため、発熱組成物内部への空気を供給
する空隙の形成が不完全なため、空気の供給が不足し、
発熱効率が低下するという問題があった。

【００１２】そこで、本発明者は、この粘体状の発熱組
成物に骨材粒子を配合することにより、この骨材粒子
が、発熱反応に伴う体積変化を防止し、空気の供給通路
を逐次拡大、形成して発熱体内部の発熱組成物と空気と
の接触を至極良好にし、長時間に亘って発熱反応が持続
することを見いだし、特許出願を行った（特開平１０−
１９２３２９号公報）。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
９−７５３８８号公報或いは特開平１０−１９２３２９
号公報に開示された「粘体状の発熱組成物」を用いて発
熱体を製造する場合にあっては、製造時の積層工程にお
いて、当該発熱組成物をヘッドやコーターに供給し、ヘ
ッドから基材上に押し出す際に、骨材の種類や量によっ
ては、定量性にバラツキが生じたり、当該発熱組成物か
ら水分が流出、分離したりして混合比が不均一になり性
能にバラツキが生じたり、ポンプに大きな負担がかか
り、モーターが発熱したり、ストップしたりする等の問
題の発生が多々報告されている。

【００１４】この問題は発熱組成物の「粘性」に起因す
るものであると考えられていたが、同じ粘性値（粘度）
を有する発熱体であっても、この問題が発生する場合と
発生しない場合があり、現在に至るまで、その原因につ
いて解明されるには至っていなかった。

【００１５】そこで、この問題の発生原因について、本
発明者が検討、調査したところ、この問題は発熱組成物
の「粘性」に起因するものではなく、発熱組成物の「流
動性」が大きな原因になっていることが確認されたので
ある。

【００１６】即ち、発熱組成物の流動性が悪いと、当該
発熱組成物をヘッドやコーターに供給し、ヘッドからシ
ート状に押し出す際に、非常に大きな力が必要となり、
このため押し出し用のモーターに負担がかかり、モータ
ーが発熱したり、ストップしたりする上、発熱組成物か
ら水分が絞り出される結果、定量性にバラツキを生じ、
製造された発熱体の発熱性能にも影響を与えていたので
ある。

【００１７】ところが、現在に至るまで、この流動性に
対する認識は発熱組成物の粘性に比例するもの或いは同
意義を有するものと考えられており、粘性を有する発熱
組成物は流動性を有し、従って、粘性さえ管理すれば流
動性もそれに応じた値になると認識されていたのであ
る。

【００１８】しかしながら、この点に関して本発明者が
いくつかの発熱組成物について試験・検討したところ、
前記の考えは全く間違った認識であり、即ち、粘性と流
動性は否なるものであり、粘性が低ければ流動性が良い
ものとなるとは限らず、逆に粘性が高いものであっても
流動性が良好なものも存在し、粘性の管理のみをもって
発熱組成物の流動性を管理することはできないとの知見
を得たのである。

【００１９】そこで本発明者は、発熱組成物を流動性で
管理することにより、前述の問題が解消し、製造工程に
おいて印刷技術やコーティング等の技術が利用できる
上、非常に簡易且つ正確に定量（計量）でき、発熱体の
品質を向上することができるとの知見を得たのである。

【００２０】又、発熱組成物を流動性で管理することに
より、当該発熱組成物をポンプ等によりパイプ輸送する
ことが可能となり、原料タンクから積層工程に至るまで
空気との接触無しで、直接包材上に積層できるとの知見
も得た。

【００２１】更に、この流動性をもって管理してなる発
熱組成物は、水分を多量に含有し、係る水分が空気に対
するバリヤー用水分となり、当該発熱組成物中と空気の
接触を防止するため、製造時における発熱による発熱物
質のロスがなく、品質の低下を防止できるとの知見も得
た。

【００２２】この流動性をもって管理してなる発熱組成
物について、包材内に積層、封入した後に、当該発熱組
成物中のバリヤー水分が前記包材及び／又は包材に設け
られた吸水シートに移動するように構成することによっ
て、前記発熱組成物内部において連続的な空隙が形成さ
れる結果、発熱組成物の内部における発熱反応が円滑に
なるとの知見も得たのである。

【００２３】ところで、流動性が低い場合には、伸縮性
の包材や強度の弱い吸水シートへの積層時に伸びたり切
れたりする問題があるが、流動性が高いと小さな圧力で
均一に積層できこれらの問題を回避できるとの知見も得
た。

【００２４】一般に、骨材を配合すると流動性は低下す
るため、増粘剤や水分を増加させる必要があるが、この
ように構成すると、発熱反応性が低下し問題の解決にな
らないとの知見も得た。

【００２５】そこで、骨材を配合しても増粘剤の量や水
分を増加させずに流動性を低下させない骨材が求められ
ていた。疎水性の骨材の配合により、発熱組成物中の水
分の移動が早くなり、短時間で発熱組成物内部に連続的
な空隙が形成でき、著しく発熱反応効率が向上し、さら
に、酸化された鉄粉どうしが結合することを防止しする
ことができる結果、使用中ないし使用後における発熱体
の柔軟性を損なうことが無くなり、柔軟性や使用感を向
上させることができるとの知見も得た。

【００２６】本発明は、前記技術的知見に基づき完成さ
れたものであって、即ち、包材内に積層、封入されて発
熱体を形成するための発熱組成物において、この発熱組
成物が流動性をもって管理されていることによって、製
造時の発熱物質のロスを防止し、取り扱い性が至極良好
で任意の形状の発熱体を簡便に製造できる上、コーター
の押し出し用ポンプ等に過度の負荷を与えることなく、
発熱組成物を包材内に均等な厚さに分布・維持すること
ができ、特に、前記発熱組成物が前記包材内に積層、封
入された後、当該発熱組成物中のバリヤー用水分が前記
の包材及び／又は包材に設けられた吸水シートに移動す
るように構成することにより、前記発熱組成物内部に連
続的な空隙が形成され、複雑な温度制御が可能となる流
動性発熱組成物及びこれを用いた発熱体を提供すること
を目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る流動性発熱
組成物（以下、「本発明物」という。）は、前記目的を
達成するため、包材内に積層、封入されて発熱体を形成
するための発熱組成物であって、この発熱組成物は流動
性で管理されたものであることを特徴とする。

【００２８】又、本発明に係る発熱体（以下、「本発明
発熱体」という。）は、前記目的を達成するため、前記
本発明物が少なくとも一部に通気性を有する包材内に積
層、封入されてなることを特徴とする。以下、本発明物
及び本発明発熱体について順に詳細に説明する。

【００２９】本発明物は、従来のような粉末状の発熱組
成物ではなく、流動性で管理されてなる流動性発熱組成
物である点に特徴を有する。

【００３０】この本発明物としては、空気中の酸素と反
応して発熱反応を起こす成分からなり、しかも流動する
性質を発現するものであれば特に限定されるものではな
い。

【００３１】具体的には、例えば、本発明物を構成する
各成分において、水分や他の成分との配合割合を調整す
ることによって得られる。

【００３２】ところで、本発明物の流動性発熱組成物
は、流動性で管理された発熱組成物であり、現段階にお
いては、後述するテキスチャーアナライザー（英国、Ｓ
ｔａｂｌｅＭｉｃｒｏＳｙｓｔｅｍｓ社製、型式Ｔ
Ｘ−ＸＴ２ｉ）等を用いた測定方法により、その流動性
の値を測定し、管理するのが好ましいが、将来的に流動
性を測定する他の方法或いは装置が確立され、その測定
値と前記テキスチャーアナライザーを用いた測定方法に
よる測定値との間に一定の相関性が得られるのであれ
ば、その方法を用いて流動性を測定し、管理すること
は、本発明の技術的思想において当然予定されている事
項である。

【００３３】本発明物は、このような構成を有する結
果、以下に述べる種々のメリットが発生するのである。

【００３４】即ち、本発明物においては流動性を有する
ため、本発明物をヘッドやコーターに供給し、ヘッドか
ら孔版や凹版上に押して升計量するためドクターでかき
とる際に、小さな力で速やかに押し出し、円滑に余分な
発熱組成物をかきとりができるようになり、このため押
し出し用のモーターに負担がかかり難く、モーターが発
熱したり、ストップしたりすることなく、例えば転写、
厚塗印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン
印刷、吹き付けなどの公知の転写・印刷技術を用いた
り、ヘッドコーター、ローラー、アプリケーター等によ
り塗工やコーティングによって、基材上に至極容易に転
写、積層できる上、高速で超薄型の発熱体を製造できる
のであり、しかも非常に簡易に且つ正確に定量（計量）
でき、発熱組成物を包材に均等に分布させることができ
るのである。

【００３５】又、発熱組成物を流動性で管理することに
より、当該発熱組成物をポンプ等によりパイプ輸送する
ことが可能となり、原料タンクから積層工程に至るまで
空気との接触無しで、直接包材上に積層できるのであ
る。

【００３６】更に、この流動性をもって管理してなる発
熱組成物は、発熱物質が水分に覆われ、係る水分が空気
に対するバリヤーとなり、当該発熱組成物中と空気の接
触を防止するため、製造時における発熱による発熱物質
のロスがなく、品質の低下を防止できるのである。

【００３７】本発明物においては、発熱物質と、炭素成
分及び／又は金属の塩化物と水を構成成分とし、全体と
して流動性を有するものが挙げられる。この場合、所要
により、吸水性ポリマー及び／又は増粘剤を配合しても
よいのである。

【００３８】これらの成分の混合装置としては、通常の
ものでよいが、全成分又は水分が少ない配合で、空気と
の接触の大きい粉体状で長時間混合されると、発熱を開
始し、水分が蒸発し流動性が変化するので、短時間に流
動性が発現する粘体状とし得る混練装置が望ましい。極
力発熱を抑えるためには、発熱物質以外の成分を粘体状
にしてから発熱物質を加えることが望ましく、発熱物質
の投入を何回かに分けることが、発熱状態を短時間にで
き、混合機の負荷を少なくするためにも更に望ましい。

【００３９】本発明物における流動性を有する発熱組成
物としては、発熱組成物が流動性を有し、且つ、所要の
温度特性が得られるものであれば特に制限されるもので
はないが、具体的には、例えば発熱物質１００重量部に
対し、吸水性ポリマー０．１〜１０重量部及び／又は増
粘剤０．１〜１０重量部と、炭素成分１．５〜２０重量
部及び／又は金属の塩化物１〜１５重量部、の範囲と
し、更に発熱物質１００重量部に対し、無機系或いは有
機系の保水剤０．５〜１０重量部、ｐＨ調整剤０．１〜
５重量部から選ばれた少なくとも１種が配合されたもの
が好ましく、特に、この混合物には水を加えて、全体と
して流動性を有するように形成される。この場合におい
て、金属の塩化物の所定量を水に溶解ないし分散し、こ
れを吸水性ポリマー及び／又は増粘剤と炭素成分及び／
又は金属の塩化物からなる混合物に加えて、全体として
流動性を有するように形成しても良いのである。

【００４０】前記吸水性ポリマーとしては、例えば特開
平１０ー１５５８２７号公報に記載されているものがそ
の例として挙げられるのであり、具体的には、例えば株
式会社クラレ社製のＫＩゲル２０１−Ｋ、ＫＩゲル２０
１−Ｆ２、三洋化成工業株式会社製のサンフレッシュＳ
Ｔ−５００ＭＰＳ等が挙げられる。

【００４１】本発明において、増粘剤としては、主とし
て、水や金属の塩化物水溶液を吸収し、粘稠度を増大さ
せるか、チキソトロピー性を付与する物質が挙げられる
のであり、ベントナイト、活性白土、ステアリン酸塩、
ポリアクリル酸ソーダ等のポリアクリル酸塩、ゼラチ
ン、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、
ポリビニルピロリドン、アラビアゴム、トラガカントゴ
ム、ローカストビーンガム、グアーガム、アラビアガ
ム、アルギン酸ソーダ等のアルギン酸塩、ペクチン、カ
ルボキシビニルボリマー、デキストリン、α化澱粉、加
工用澱粉などの澱粉系吸水剤、カラギーナン、寒天など
の多糖類系増粘剤、ＣＭＣ、酢酸エチルセルロース、ヒ
ドロキシエチルセルロース、メチルセルロース又はヒド
ロキシプロピルセルロースなどのセルロース誘導体系増
粘剤、水溶性セルロースエーテル、Ｎ−ビニルアセトア
ミド、アクリル系エマルジョン、ウレタン系エマルジョ
ン等から選ばれた１種又は２種以上の混合物が挙げられ
るのであり、これらの増粘剤は、主として、水や金属の
塩化物水溶液を吸収し、流動性を増大させるものであ
る。

【００４２】本発明で用いられる発熱物質、炭素成分、
金属の塩化物としては、例えば特開平１０ー１５５８２
７号公報に記載されているものがその例として挙げられ
る。

【００４３】又、前記ｐＨ調整剤としては水酸化カルシ
ウム等の通常使用されているｐＨ調整剤が挙げられる。

【００４４】本発明物は、流動性で管理されたものであ
るが、この流動性発熱組成物は、粘性流動性のもの或い
は塑性流動性のもの、のいずれでも良いが、ある程度の
力が加わるまでは変形が起こらない塑性流動性を発現す
る流動性発熱組成物が、均一に転写し易いので望まし
い。つまり粘性流動性を発現する流動性発熱組成物は加
えられた外力に応じて直ちに比例的な変化が起きるの
で、比較的転写量がバラツキ易いので好ましくない。

【００４５】そして、本発明物は、前述のように、流動
性で管理されてなるものであり、その流動性としては、
製造工程において用いられる印刷方式やコーテングのヘ
ッドやコーター或いは押しだし用ポンプの性能等に応じ
て適宜決定すればよいが、現段階では、温度２０℃にお
いて、前記テキスチャーアナライザー（英国、Ｓｔａｂ
ｌｅＭｉｃｒｏＳｙｓｔｅｍｓ社製、型式ＴＸ−Ｘ
Ｔ２ｉ）等を用いた測定方法による測定値が０．５〜２
０．０ｋｇ／ｃｍ^２の範囲であることが望ましい。

【００４６】流動性発熱組成物の流動性が、０．５ｋｇ
／ｃｍ^２未満と小さすぎると、水分が至極過剰になって
沈殿により成分の均一性が保持できず、また、増粘剤が
至極過剰な場合反応性が悪くなったり、他の成分の転写
量が不足し、発熱時間が短くなったり、転写後に発熱組
成物が基材上の所定の領域外に滲み出たり、垂れが起こ
り易く、転写後に水分を多量に基材等に吸収させる必要
があり、特殊な構造の基材等を用いたり、発熱体の構造
を複雑にする必要があるので好ましくなく、一方、２０
ｋｇ／ｃｍ^２を超えると、流動性が低くなりすぎて当該
発熱組成物をヘッドやコーターに供給し、ヘッドから基
材上に押し出す際に、非常に大きな力が必要となり、こ
のため押し出し用のモーターに負担がかかり、モーター
が発熱したり、ストップしたりする上、発熱組成物から
水分が絞り出される結果、定量性にバラツキを生じ、製
造された発熱体の発熱性能にも影響を与えるのであり、
又、ポンプ等によるパイプ輸送が困難となるため好まし
くない。

【００４７】従って、これらの理由から、更に、温度２
０℃において、スクリーン印刷の場合、１．０〜１０．
０ｋｇ／ｃｍ^２の流動性範囲が好ましく、更に、２．０
〜７．０ｋｇ／ｃｍ^２の流動性範囲が特に好ましい。

【００４８】前記測定値は、テキスチャーアナライザー
（英国、ＳｔａｂｌｅＭｉｃｒｏＳｙｓｔｅｍｓ（Ｓ
ＭＳ）社製、型式ＴＸ−ＸＴ２ｉ）を用いたチュービン
グテストにより測定した。ソフトウェア（Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）版）：ＳＭ
ＳＴｅｘｔｕｒｅＥｘｐｅｒｔコンピューター：ＩＢＭ社製ＰＣ３００ＰＬを用い
た。チュービングテストの方法シリンダー中に流動性発熱組成物を約２００ｇ天秤では
かりとり、表面をさじである程度平らにし、流動性発熱
組成物のつめ具合及び流動性発熱組成物中の隔間のバラ
ツキを考慮するため、先ず始めに手動でシリンダー上部
からピストンを下げ、一定の荷重（１Ｋｇ）をかけ、シ
リンダーの底穴から流動性発熱組成物の一部が出てから
測定を開始し、一定速度（１．０ｍｍ／秒）で押し下
げ、底穴から流動性発熱組成物が流出する際のピストン
に掛かる荷重を、１０．０ｍｍ間の荷重を前記テキスチ
ャーアナライザーで測定した。この値が小さいほど流動
性が高いことを意味する。シリンダーの形状底に１０ｍｍの丸穴の開いた内径５
０ｍｍの円筒ピストンの形状外径４８ｍｍの円盤状板厚み５ｍｍ前記テキスチャーアナライザー（英国、Ｓｔａｂｌｅ
ＭｉｃｒｏＳｙｓｔｅｍｓ（ＳＭＳ）社製、型式ＴＸ
−ＸＴ２ｉ）の測定プログラムの設定条件は以下のとお
りにした。ＴｅｓｔＴｙｐｅ：圧縮による荷重測定ＭｅａｓｕｒｅＴｙｐｅ：スタート位置に戻るＰｒｅ−ｔｅｓｔＳｐｅｅｄ：１．０ｍｍ／ｓｅｃＴｅｓｔＳｐｅｅｄ：１．０ｍｍ／ｓｅｃＰｏｓｔ−ｔｅｓｔＳｐｅｅｄ：１０．０ｍｍ／ｓ
ｅｃＤｉｓｔａｎｎｃｅ：１０．０ｍｍＰｒｏｂｅ：チュービングセル（インサート１０ｍｍ
φ穴）ＨＤＰ／ＦＥＰｌａｔｆｏｒｍ：チュービングセル用プラットフォ
ームＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ：２０℃ Ｔｒｉｇｇｅｒ：Ａｕｔｏ：５００ｇＰＰＳ：２００

【００４９】なお、一般にこのような発熱組成物におい
ては、混練直後の流動性が最も高く、その後徐々に流動
性が低くなっていくものであるが、本発明物における流
動性の値は、転写、積層時の値である。

【００５０】このように、本発明物においては、前記発
熱組成物中の水分の配合率、更に吸水性ポリマー及び／
又は増粘剤を配合、調整して、一定の流動性（及び粘
性）を有するように構成しているから、押し出し用モー
ター等に過度の負担をかけることなく、印刷やコーティ
ングなどによる転写、積層が至極容易で、且つ高速で超
薄型の発熱体を製造できるのであり、しかも、遊離水文
又は含水ゲル中の水分がバリヤー用水分となってバリヤ
ー層を形成し、空気の供給量が減少して発熱反応を実質
的に停止する結果、一層空気中で安定し、製造時の発熱
反応による発熱物質のロス、発熱組成物の品質低下及び
発熱組成物の凝固が一層防止されるメリットを発現する
のである。

【００５１】そして、製造後において、前記バリヤー用
水分の一部ないし全部が包材及び／又は後述する吸水性
シートに吸収されると、バリヤー層が喪失し、発熱組成
物が緻密で表面積が小さい状態から多孔質で表面積が大
きな状態になる結果、空気との接触が良好になる。

【００５２】しかしながら、発熱組成物層を積層する厚
さが厚い場合、例えば、発熱組成物の厚みが８００μｍ
を超える場合等にあっては、発熱物質が水分を失うに従
って微粉化し、発熱物質粒子間の間隙に充填され、緻密
になったり、体積が縮小するために充分な空気の供給路
が形成できなくなる結果、反応の継続性が不十分となっ
て反応効率が低くなる場合がある。

【００５３】このため、本発明物においては、前記発熱
組成物が流動性を有する点に加えて、当該発熱組成物が
包材内に積層、封入された後、当該発熱組成物中のバリ
ヤー用水分が前記の包材及び／又は包材に設けられた吸
水シートに移動することによって、前記発熱組成物内部
に連続的な空隙が形成されるように構成することが好ま
しいのである。

【００５４】即ち、発熱組成物内部に連続的な空隙が形
成されるように構成することにより、発熱反応に伴う体
積変化を防止し、空気の供給通路を逐次拡大、形成して
内部の発熱物質と空気との接触が至極良好になり、発熱
組成物の内部における発熱反応が円滑になり、長時間に
亘って発熱反応が持続する上、発熱特性が良好な発熱体
が得られるのである。

【００５５】又、発熱組成物内部において連続的な空隙
が形成されることにより、発熱反応により酸化された鉄
粉同志が結合することを防止することができる結果、使
用中ないし使用後における発熱体の柔軟性を損なうこと
が無くなり、柔軟性や使用感を向上させることができる
のである。

【００５６】この発熱組成物内部に連続的な空隙を形成
する方法としては、例えば、発熱組成物中に空隙形成用
繊維を配合し、発熱組成物が包材内に積層、封入された
後、当該発熱組成物中のバリヤー用水分が前記の包材及
び／又は包材に設けられた吸水シートに移動することに
よって、前記発熱組成物内部に連続的な空隙が形成され
るように構成することが好ましい。

【００５７】この空隙形成用繊維としては、特開平１０
−１９２３２９号公報に開示されている如きの骨材粒
子、例えば、活性白土、パーライト、シリカ−アルミナ
粉、シリカ−マグネシア粉、か焼マグネシア、カオリ
ン、軽石、ゼオライト、マグネシア粉、沈殿アルミナゲ
ル、活性アルミナ、炭酸カルシウム、シリカゲル、クリ
ストバライト、バーミキュライト、シリカ系多孔質物
質、ケイ酸カルシウム等のケイ酸塩、ケイ石、ケイソウ
土、アルミナ等の礫土、マイカ粉やクレー等の礫土ケイ
酸質、タルク等の苦土ケイ酸質、シリカ粉、活性炭、木
炭、有機質及び／又は無機質の短繊維、木粉又はパルプ
粉等を用いることも可能である。

【００５８】ところが、特開平１０−１９２３２９号公
報に開示されている骨材粒子は、吸水性及び／又は保水
性を有する粒子或いは有機質及び／又は無機質の短繊維
が好ましいとされるものである。

【００５９】特開平１０−１９２３２９号において、骨
材粒子として吸水性及び／又は保水性を有するものが好
ましいとされた理由は、吸水性及び／又は保水性を有す
る骨材粒子が発熱組成物中の水或いは塩水を保持し、発
熱反応に伴って発熱組成物中の水分が不足すると、骨材
粒子から不足分の水或いは塩水を放出する旨の点で好ま
しいからである。

【００６０】中でも、特開平１０−１９２３２９号にお
ける骨材粒子としては、多孔質のものが好ましく、これ
は、発熱反応によって水分が減少した場合、多孔質の骨
材粒子自体が水分の補給と空気の供給通路との役目を併
せ持つことを期待したものである。

【００６１】しかしながら、特開平１０−１９２３２９
号における骨材粒子は、発熱組成物の流動性を考慮して
選択されたものではなく、本発明において、このような
吸水性を有する骨材粒子を用いると、当該骨材粒子が発
熱組成物中の水分を吸水し、発熱組成物の流動性を低下
させ、流動性の管理を困難にするため、水分の配合量を
増やす必要性が生じ、その結果、初期の発熱が遅くなっ
たり、鉄イオンを含んだ水分が滲み出す等の問題が生
じ、特に、骨材粒子として、アルミナやシリカ等の粉体
を用いた場合において、この問題が一層顕著となる。

【００６２】なお、この問題は、包材及び／又は吸水性
シートとして吸水性が高いものを用いること等により解
決することができるが、コスト高となったり、柔軟性や
シール強度等に悪影響を与える原因になる。

【００６３】そこで、本発明物において、発熱組成物内
部に連続的な空隙を形成するための空隙形成用繊維とし
ては、疎水性の空隙形成用繊維を用いることが好まし
い。

【００６４】即ち、空隙形成用繊維として、疎水性の空
隙形成用繊維を用いることにより、製造時においては、
空隙形成用繊維が発熱組成物中の水分を吸収することな
く良好な流動性を維持し、一方、包材内に積層、封入さ
れた後は、速やかに発熱組成物中のバリヤー用水分が放
出され、同時に空隙形成用繊維が鉄粉や活性炭等を補足
すると共にいわゆる三次元的な網目構造を構築し、連続
的な空隙を形成することができるのである。

【００６５】又、この場合、発熱反応に必要な水分は、
発熱組成物層内と包材及び／又は吸水性シ−トとに分か
れて保持され、発熱反応に伴い逐次充分な量が供給され
ていることも確認しており、これより発熱組成物中の水
分量を増やす必要はなく、初期の発熱が遅くなったり、
鉄イオンを含んだ水分が滲み出す等の問題が生じないの
である。

【００６６】ところで、本発明物においては、空隙形成
用繊維の配合量、繊維長及び繊維太さ（径）を調節する
ことにより、発熱組成物中に生じる空隙率を自在に制御
することができ、複雑な温度制御が可能となるメリット
も有する。

【００６７】即ち、本発明物においては、空隙形成用繊
維の配合量を調節したり、空隙形成用繊維の繊維長や繊
維太さ（径）を適宜選択することにより、それに応じて
発熱組成物中に生じる網目構造を組み合わせ、空隙率を
自在に変化させ、初期の発熱速度を向上させたり、発熱
時間を長期に亘って持続させることもできるのである。

【００６８】つまり、本発明物においては、空隙形成用
繊維の配合量、繊維長及び繊維太さ（径）を調節し、発
熱組成物中に生じる空隙率を自在に制御することによ
り、所望の特性に応じた発熱組成物になり得るのであ
る。

【００６９】従って、本発明物において、空隙形成用繊
維の配合量、繊維長及び繊維太さ（径）としては、発熱
組成物に要求される特性に応じて適宜選択するものであ
り、一概に限定されるものではないが、一般的な空隙形
成用繊維の配合量としては、上述の発熱組成物全体の
０．１〜２０重量％の範囲、好ましくは１〜１０重量％
の範囲のものが好ましく、又、空隙形成用繊維の繊維長
としては、３ｍｍ以下のものが好ましく、特に、２ｍｍ
以下のものが更に好ましく、０．００５〜１．５ｍｍの
ものが一層好ましく、更に繊維太さ（径）としては、よ
り細いもの、つまり、５００ミクロン以下のものが好ま
しく、２００ミクロン以下のものが更に好ましく、更
に、１００ミクロン以下のものが好ましく、特に、０．
００５〜５０ミクロンのものが一層好ましい。

【００７０】空隙形成用繊維の配合量が発熱組成物全体
において、０．１重量％未満になると、少なすぎて空気
の供給路の形成が不十分となって、発熱組成物中の発熱
物質と空気との接触が悪くなるおそれがあり、一方、２
０重量％を超えると、発熱物質の絶対量が不足したり、
発熱組成物の流動性に影響を与えたり、所要の発熱時間
の確保が困難になる虞があるのでいずれも好ましくな
い。

【００７１】又、空隙形成用繊維の繊維長が、３ｍｍを
超えると、コーターから押し出す際やドクターでかき取
る際に、コーターの押し出し方向に繊維方向が並んで、
充分な網目構造が形成され難くなったり、ドクターに引
っ掛かったり、積層面が粗くなって積層量が不安定にな
るため好ましくない。又、空隙形成用繊維の繊維長が、
０．００５ｍｍ未満になると、長さが短すぎて網目構造
の形成が不十分となって効果が乏しくなる結果、発熱組
成物中の発熱物質と空気との接触が悪くなるおそれがあ
るので好ましくない。

【００７２】更に、空隙形成用繊維の繊維太さ（径）
が、５００ミクロンを超えると、効率良く網目構造が形
成され難くなったり、流動性に悪影響を与えるため好ま
しくない。又、空隙形成用繊維の繊維太さ（径）が、
０．００５ミクロン未満になると、細すぎて空気の流入
経路が当該繊維によってふさがれる結果、発熱組成物中
の発熱物質と空気との接触が悪くなるおそれが有るので
好ましくない。

【００７３】なお、ここで挙げた空隙形成用繊維の配合
量、繊維長及び繊維太さは、あくまでも一般的な範囲で
あり、配合量と繊維長を個別に調節するだけではなく、
これらのパラメーターをバランス良く調節することによ
って、更に複雑な温度制御も可能となるのである。

【００７４】又、異なる繊維長や繊維太さを有する空隙
形成用繊維を、数種類混合して用いることにより、一層
複雑な温度制御も可能となるのである。

【００７５】空隙形成用繊維として、特に、幹部から枝
部が分枝した構造を有する多分枝構造体の空隙形成用繊
維の増粘効果により、増粘剤の量を減少することができ
るのであり、さらに、印刷適性であるタレ防止の観点か
らも好ましいのである。

【００７６】即ち、空隙形成用繊維として、多分枝構造
体のものを用いることにより、幹部と枝部が複雑に絡み
合うことができるため、空隙の形成能が著しく高くなる
結果、その配合量を少量にすることができ、発熱組成物
の流動性に影響を与えずに、所望の空隙率の発熱組成物
を容易に形成することができるのである。

【００７７】なお、この場合の多分枝構造体の空隙形成
用繊維の枝部と幹部の太さ（径）としては、発熱組成物
に要求される特性に応じて適宜選択するものであり、一
概に限定されるものではないが、一般的には、より細い
ものが効果的であり、その幹部が、５００ミクロン以下
の平均径を有するものであることが好ましく、更に数ミ
クロン〜３００ミクロンのものが一層好ましく、一方、
その枝部が、１５０ミクロン以下の平均径を有するもの
が好ましく、更に、０．００５〜５０ミクロンのものが
好ましく、特に、０．００１〜２５ミクロンのものが一
層好ましい。

【００７８】本発明物において用いられる空隙形成用繊
維としては、前述の特性を有する公知の「天然繊維」或
いは「人造繊維」からなる有機質及び／又は無機質の繊
維材料を好適に用いることができ、発熱組成物に要求さ
れる特性に応じて適宜選択して用いることができる。

【００７９】具体的に例えば、天然繊維としては、綿
花、カポック、亜麻、ラミー、大麻、黄麻、しゅろ、マ
ニラ麻、サイザル麻及びココヤシ繊維等の植物繊維や、
或いは家蚕絹、柞蚕絹、羊毛、カシミヤ毛、ラクダ毛、
アルパカ毛、モヘヤー及び兎毛、牛毛、馬毛及び人毛等
の動物繊維を挙げることができる。

【００８０】一方、人造繊維としては、ビスコース人
絹、ビスコース・スフ、ベンベルグ、大豆カゼイン繊
維、落花生タンパク繊維、トウモロコシタンパク繊維及
び牛乳カゼイン繊維等の再生繊維や、ポリアミド系繊
維、ポリアミド系合成繊維、ポリエステル系合成繊維、
ポリビニルアルコール系合成繊維、ポリ塩化ビニル系合
成繊維、ポリ塩化ビニリデン系合成繊維、アクリル系合
成繊維、メタクリル系合成繊維、ポリオレフィン系合成
繊維、フルオロカーボン系合成繊維又はポリウレタン系
合成繊維等の合成繊維、或いは、ガラス繊維、石綿（ア
スベスト）、炭素繊維、炭化ケイ素繊維及びステンレス
・スチール繊維等の鉱物繊維や無機繊維を挙げることが
できる。

【００８１】その他、繊維素を酢酸化して酢酸繊維素に
変え、これを溶剤に溶かして紡糸した酢酸人造繊維や、
天然物質と合成物質とを共重合してつくったシノン等の
いわゆる半合成繊維と呼ばれるものも用いることができ
る。

【００８２】勿論、これらの繊維の中でも、疎水性を有
するものや多分枝構造を有するものが、本発明物におけ
る空隙形成用繊維として好ましいことは前述の通りであ
り、従って、前記の空隙形成用繊維のうち疎水性や多分
枝構造を有しない繊維については、当該繊維に対してフ
ィブリル化等の処理をして多分枝構造にしたり、熱処理
やコーティング等の処理を加えて疎水性にしたりして用
いることがより好ましい態様となる。

【００８３】中でも、本発明方法における空隙形成用繊
維としては、疎水性、ダレ防止、増粘効果、流動性の安
定、空隙形成性及び成分分離防止等の観点から、多分枝
繊維化したポリオレフィン系の合成繊維が最も好まし
い。

【００８４】なお、前記多分枝繊維化したポリオレフィ
ン系合成繊維の市販品の例としては、例えば三井化学社
製のケミベストシリーズであるＦＤ９９０、ＦＤ７８
０、ＦＤ３８０、ＦＤＳＳ−２及びＦＤＳＳ−５を挙げ
ることができる。

【００８５】次に、本発明発熱体について詳細に説明す
るが、本発明物の説明において記載した事項と重複する
部分については、繰り返しを避けるため省略する。

【００８６】本発明発熱体は、本発明物が少なくとも一
部に通気性を有するシート状包材内に積層、封入されて
なることを特徴とする。

【００８７】即ち、本発明発熱体において用いられる本
発明物としては、前述のものが挙げられるのであり、し
かも前記本発明物のバリヤー水分を前記シート状包材及
び／又は後述する包材に設けられた吸水シートに吸収さ
せるように構成している。

【００８８】これにより、本発明発熱体においては、包
材に積層、封入された本発明物中のバリヤー用水分の一
部ないし全部が前記包材に吸収されて本発明物内部に連
続的な空隙が形成されるようなる。

【００８９】ここにおいて、「吸水性」とは、素材自体
が吸水性を有するものの他、合成樹脂製の包材のように
素材自体は水分を吸収しないが、形成された微細孔や繊
維間の隙間に水分が吸着されるものも含む。

【００９０】ところで、本発明発熱体において、基材又
は被覆材のうち少なくとも一方が吸水性を有する場合、
この種、包材のヒートシール性が乏しい結果、包材の周
辺部におけるシール部のヒートシールが脆弱になるた
め、ホットメルト系接着剤等による接着剤や粘着剤を介
在させて封着する必要がある。

【００９１】しかしながら、このように発熱体の周辺部
をホットメルト系接着剤等で接着しても、温度上昇に伴
いシール強度が低下し剥がれる危険性があり、また、吸
水性の基材や被覆材は親水性であり、しかもシールが不
完全で密封性が得られないため、鉄イオン等のにじみや
染み出し等によって衣類や皮膚を汚すなどの問題や、発
熱組成物中の水分を基材及び／又は被覆材が吸収するた
めシール強度が一層低下しシール部が剥がれるなどの問
題ある。

【００９２】そこで、本発明発熱体においては、シール
部のシール強度とシール部の密封性を高めるために、前
記包材（基材及び被覆材）として疎水性のものを用い、
当該包材内に後述する吸水シートを積層し、発熱組成物
中のバリヤー水分を当該吸水シートに吸収させるように
構成したものを用いるのが、両者が強固に接合する結
果、層間剥離がなく、信頼性を著しく向上することがで
きるため好ましいのである。

【００９３】又、このように吸水シートを積層した場
合、当該吸水シートが、発熱組成物の滲出を防ぐ防波堤
のような役目を果たすため、この基材や被覆材に対して
パンチ穴等の比較的大きな径の穿孔を形成することが可
能となるのである。

【００９４】この基材及び被覆材の好適な例としては、
例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸
ビニル共重合体、ポリエステル、ボリアミド、ポリウレ
タン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチ
レン又はエチレン−酢酸ビニル共重合けん化物等の熱可
塑性樹脂、更に天然ゴム或いは合成ゴムなどが挙げら
れ、又、包材において、基材と被覆材とは互いに熱融着
又は熱接着性が可能であれば、同種のものでも或いは異
種のものでも使用可能である。

【００９５】又、本発明発熱体で用いられる基材及び被
覆材としては、通気性（多孔質）或いは非通気性のフィ
ルム状ないしシート状のものであって、熱接着性若しく
は熱融着性を有するものが好ましく、前記熱可塑性樹脂
をフィルム状ないしシート状に成形された単層のフィル
ムないしシートも好適に用いられるのであり、具体的に
は、例えばポリエチレン／ポリエステル、ポリエステル
不織布／ポリエステル又は不織布／ポリエチレン等の積
層フィルム・シートも好適に用いられるのであり、この
基材や被覆材は、吸水シートの積層によってパンチ穴等
の穿孔形成が可能であるから、必ずしも、多孔質のフィ
ルムないしシートを用いる必要は無いのである。

【００９６】又、前記の基材及び被覆材の厚さとして
は、用途によって大きく異なり、特に限定されるもので
はない。具体的には、例えば特開平１０−１５５８２７
号公報に記載されているものがその例として挙げられ
る。

【００９７】前記非通気性の高分子材料からなるフィル
ムないしシートに通気性を与える方法としては、従来公
知のものが挙げられるが、具体的には、例えばフィルム
ないしシートを形成する時に延伸させて通気孔を形成す
る方法、更にこのフィルムないしシートから特定成分を
抽出して通気孔を形成する方法の他、フィルムを形成し
た後、パンチングや細針穿孔により機械的に通気孔を形
成する方法等が挙げられるのであり、これによって、通
気性のフィルムないしシートが得られる。

【００９８】ところで、基材と被覆材のうち少なくとも
一方或いは一部が通気性を有する場合において、その通
気性は、発熱組成物の反応速度ないし発熱温度の制御に
大きな影響を与えるので、効果的な温熱効果を得ると共
に、低温火傷を防止して安全性を確保するために、通気
性を管理することが好ましい。

【００９９】従来の粉体状の発熱組成物を使用したシー
ト状発熱体の場合、シート状態を維持するために、延伸
による多孔質フィルムを用いているが、多孔質フィルム
は延伸による製造方法によるため、通気量のバラツキが
大きい、通気量の測定に時間がかかる、測定器が高価で
ある、フィルムが高価である、ロット毎、ロット間のバ
ラツキが大きいため管理も大変である等の問題がある。

【０１００】ところが、本発明発熱体においては穿孔フ
ィルムを用いてシート状態を維持できるため、管理の面
倒な多孔質フィルムを必須としないのであり、従って、
穿孔フィルムを使用できることで初期発熱が早く、安定
した温度制御が容易に可能になり、又、穿孔穴の大きさ
や配列（間隔）で発熱特性の管理ができ、更に、孔の部
分から発熱が即開始され、逐次穴の周囲に発熱が移動
し、持続時間も延長でき、使用中の過熱も防止でき、特
に、孔の間隔により温度特性が容易に制御できるのであ
る。

【０１０１】本発明において、この通気度は、用途によ
っても異なるが、具体的には、通気度の測定は、ガーレ
ー式デンソーメーター［（株）東洋精機製作所製、型式
Ｇ−Ｂ２Ｃ］で、一般的に身体用では５〜５０秒／ｍ
ｌ、靴用では０．５〜５秒／ｍｌ程度が好ましい。又、
本発明において、穿孔穴の針径は、直径０．９〜２ｍｍ
を用い、針の間隔は４〜１０ｍｍ間隔で行うのが好まし
い。

【０１０２】前述のように、本発明発熱体における好ま
しい態様は、発熱組成物中のバリヤー用水分を当該発熱
組成物の片面又は両面を覆う通気性の吸水シートに吸収
させることであり、これによって、発熱物質のバリヤー
層を除去すると共に発熱組成物を多孔質にして、空気と
の接触が良好になるように形成される。

【０１０３】この吸水シートとしては、通気性を有する
吸水性のシートで形成されたものであって、前記発熱組
成物と接触し、その水分の一部を吸収するものであれば
特に限定されるものではないが、具体的には、再生紙、
紙、ボール紙、コートボール紙、ライナー紙又はパルプ
不織布等の紙類、吸水性の発泡フィルム・シート(吸水
性発泡ポリウレタン等の発泡体)、レーヨンやコットン
等の親水性の繊維で形成された不織布、織布又は編み物
等が挙げられるのであり、これらのうち、吸水性や機能
性更に経済性を優先させる場合には、紙、ボール紙又は
ライナー紙を用いるのが好ましく、又、得られた発熱体
のソフト感を必要とする場合には、空隙率の大きい不織
布を用いたり、クッション性のある疎水性の不織布を、
基材や被覆材と前記吸水シートとの間に積層すれば良い
のである。特に、これらの素材は、下着の内側に張り付
けて使用する場合、使用間が著しく優れるだけでなく、
低温火傷が防止できる等、極めて良好な結果が得られる
のである。

【０１０４】本発明発熱体において、他の好適な吸水シ
ートの例やその坪量更に吸水量並びに通気量等は、例え
ば平成１３年３月１日付け出願の特願２００１−５６８
７３号に記載されているものが挙げられる。

【０１０５】本発明発熱体においては、気密性の外包材
に封入するまでの任意の時点で、基材又は被覆材におい
て、用途によっては、そのいずれか一方の露出面の少な
くとも一部に粘着剤層が形成されているのが好ましい。

【０１０６】この粘着剤層としては外皮に粘着可能な層
であれば特に限定されるものではなく、具体的には、例
えば湿布剤又は粘着剤で形成された層が挙げられる。

【０１０７】前記粘着剤層としては、溶剤型粘着剤、エ
マルジョン型粘着剤又はホットメルト型粘着剤で形成さ
れた層が挙げられる。

【０１０８】この粘着剤層の厚さとしては特に限定され
るものではないが、具体的には、例えば特開平１０−１
５５８２７号公報に記載されているものがその例として
挙げられる。

【０１０９】本発明発熱体においては、基材及び／又は
被覆材の露出面における粘着剤層としては、プラスター
剤、湿布剤を含有する湿布層、或いは経皮吸収性薬物を
含有又は担持している薬物含有層であるものが、温熱効
果に加えて、湿布効果や薬物による治療ないし薬理効果
が得られるので望ましく、この粘着剤層の具体例として
は、例えば特開平１０−１５５８２７号公報に記載され
ているものが挙げられる。

【０１１０】ところで、本発明発熱体は、例えば平成８
年６月１７日付け出願の特願平８−１７７４０４号(平
成７年７月８日付け出願の特願平７ー１９６０３５号の
国内優先)の明細書に記載されている方法で製造され
る。

【０１１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。

【０１１２】本発明の実施例に係る本発明発熱体は、図
１の断面模式図に示すように、縦１００ｍｍ、横７０ｍ
ｍの長方形のシート状包材１内に流動性で管理された発
熱組成物（流動性発熱組成物）２が積層され、更に通気
性を有する吸水シート３が前記発熱組成物２の上面を覆
い、且つシール部４に介在しないように積層されてな
り、この場合、前記包材１は、非通気性の基材５と、通
気性を有する被覆材６とからなり、前記シール部４が熱
融着してなるものである。

【０１１３】前記基材５としては、十分な柔軟性が得ら
れるように、ポリエステル１００％の不織布（厚さ０．
５０ｍｍ、ユニテック株式会社製ソフロンＥＰ−４０
４０ｇ／ｍ２）５ａにおいて、その外側面に厚さ２５
μｍの非通気性ポリエチレン製フィルム５ｂをラミネー
トしたものを用いた。

【０１１４】又、前記被覆材６は、前記基材５と同様の
ものを用い、これに細針（直径０．８ｍｍ）穿孔処理
（穿孔間隔１０ｍｍで５４個）を施したものを用いた。
なお、この被覆材６の最終的な通気度は、ガーレー式デ
ンソーメータで２０秒／１００ｍｌ程度になるように調
整してある。

【０１１５】ところで、後述の流動性発熱組成物２を、
前記基材５におけるポリエステル不織布５ａ上面に積層
し、更にその上から吸水シート３を前記発熱組成物２上
に積層し、さらに、前記被覆材６をその穿孔処理したポ
リエチレンフィルム６ａが吸水シート３と接触するよう
に積層してなる。

【０１１６】前記吸水シート３は、ポリマーシート
［（紙１８ｇ／ｍ^２）／（吸水性ポリマー三洋化成
サンフレッシュＳＴ−１００１２ｇ／ｍ^２）／（紙
１８ｇ／ｍ^２）］吸水率が自重の約１０倍のものを用
い、その水分の一部を吸収するものであり、縦８８ｍ
ｍ、横５８ｍｍの長方形の形状、即ち、前記の基材５と
被覆材６とのシール部を除いた形状に打ち抜いて形成さ
れている。

【０１１７】なお、前記の発熱組成物２は、以下の方法
で製造した。まず、発熱成分である鉄粉（同和鉄粉社製
ＤＫＰ）１００重量部に対し、炭素成分としての活性
炭（ノリット社製ＳＡ−Ｓｕｐｅｒ）１０．０重量
部、金属の塩化物として食塩（塩化ナトリウム）４．０
重量部、増粘剤としてＣＭＣ（第１工業製薬社製商品
名セロゲンＨＨ）０．９重量部、空隙形成用繊維であ
るポリオレフィン繊維（三井化学社製ケミベストＦＤ
ＳＳ−５）３．０重量部及びｐＨ調整剤として水酸化カ
ルシウム０．２重量部を混合し、水４５．０重量部の配
合割合の原料を計量した。

【０１１８】鉄粉を除く粉体原料をミキサー（ダルトン
社製５ＤＭｒ型容量５リットル）に投入しブレー
ドの回転数を６３ｒｐｍに固定し、２分間混合した後、
水分を加え５分間混練し、粘体状になってから６０重量
部の鉄粉を加え、５分間混練し、更に残りの鉄粉を加
え、５分間混練を行い流動性発熱組成物を製造したもの
である。

【０１１９】その後、ブレード、容器内の付着物を清掃
し、再度、５分間混練を行い、流動性及び粘度測定を行
い、水分調整を行う。最終的に加えた水分量は、鉄粉
（同和鉄粉社製ＤＫＰ）１００重量部に対し、４８．
０重量部であった。

【０１２０】又、この発熱組成物２の流動性は、テキス
チャーアナライザーによる測定で５ｋｇ／ｃｍ^２であっ
た。

【０１２１】この実施例では、前記発熱組成物２を板厚
０．５ｍｍの孔版を使用し、スクリーン印刷で基材５に
おけるポリエステル不織布５ａ上に縦８５ｍｍ、横５５
ｍｍの長方形の形状で積層し、一方、シール部を除いた
形状に打ち抜いた前記吸水シート３を前記発熱組成物２
上に積層して、当該発熱組成物２の粘着力で吸水シート
３を前記発熱組成物上に位置決め固定し、次いで、被覆
材６を積層し、基材５のポリエステル不織布５ａと被覆
材６の穿孔ポリエチレンフィルム６ａとのシール部４を
ヒートシールによってシール幅７．５ｍｍで封着するこ
とにより、発熱体を製造した。

【０１２２】なお、製造された前記発熱体は、引き続い
て包装工程に送り込まれ、図示しない気密性を有する延
伸ポリプロピレン／アルミニウム蒸着無延伸ポリプロピ
レンフィルム製の外袋内に封入される。

【０１２３】前記発熱組成物２はポリエステル不織布５
ａ上面に積層された後、その上から被された吸水シート
３に、そのバリヤー用水分が徐々に吸収される。しかし
ながら、前記発熱組成物２が積層されてから外袋に封入
されるまでの時間は極短時間であり、この間に発熱反応
が可能になる程度に、前記発熱組成物２中のバリヤー用
水分が吸水シート３に吸収されることは殆どないから、
発熱反応が殆ど発生しないのである。

【０１２４】従って、製造工程における発熱組成物２の
発熱が起こる虞れは殆どなく、発熱反応によるロスや、
前記発熱組成物２の品質低下が生じる虞れは全くない。
又、発熱組成物２の配合から基材５への印刷までの工程
において前記発熱組成物が凝固する恐れも殆どなくな
り、凝固による歩留り低下、操業の中断、操業時間に対
する制約、製造装置の洗浄の困難性及び危険性、製造装
置の洗浄の頻繁性、凝固物処理の困難性などの種々の弊
害を防止できる。

【０１２５】又、このように発熱組成物２が流動性で管
理されているから、ポンプ輸送を可能とし、更にコータ
ーから押し出す際に過剰の力を要せず、モーターに負担
を与えることなく速やかに基材５上面に積層することが
可能になり、積層領域の制御を高精度に行えると共に、
膜厚を非常に薄く、しかも均一に制御できるようにな
り、しかも、被覆材６と発熱組成物２との結合力によっ
て、当該発熱組成物２が包材１内で移動することが防止
されるようになる。又、このように発熱組成物２の膜厚
を薄くすることにより、発熱体を超薄形にできる。

【０１２６】なお、前記発熱体を外袋に封入した後、１
２時間経過してから外袋を破って人の体表面に粘着さ
せ、通常の使用をしたところ、１〜２分程度で発熱温度
が約３８℃まで昇温し、以後３８〜４１℃で８．５時間
以上にわたって発熱した。この使用中、発熱組成物２は
全く包材１０内で移動することはなく、全面にわたって
平均した発熱が認められた。

【０１２７】この場合、発熱温度が安定し、温度のバラ
ツキが認められず、信頼性が著しく高いことが認められ
たが、その理由としては以下のものが挙げられる。

【０１２８】即ち、本発明において、発熱組成物２には
空隙形成用繊維が配合されており、この空隙形成用繊維
が、発熱反応に伴う体積変化を防止し、空気の供給通路
を逐次拡大、形成して内部の発熱物質と空気との接触が
至極良好になり、その結果、長時間にわたって発熱反応
が持続したものと解される。

【０１２９】又、発熱反応の効率を低下させる増粘剤を
減量し、製造上適正な流動性を維持させることが課題で
あったが、空隙形成用繊維の配合により、増粘剤を減量
しても適正な流動性を維持でき、さらに、空隙形成繊維
状物質による空隙により、空気の供給通路を逐次拡大、
形成して内部の発熱物質と空気との接触を至極良好にす
るとともに、発熱組成物の積層後、発熱組成物中の水分
が発熱組成物層から吸水シートに、また反応に伴う水分
の消費に伴い吸水シートから発熱組成物層に、それぞれ
スムースに移動できるので、含水率を早く平衡状態を保
つことができる結果、工程及び製品の温度検査が早くで
きるのである。

【０１３０】更に、使用開始時においては、発熱組成物
層が水分のバリヤーの少ない最適発熱状態であるため、
急速な発熱反応を開始でき、発熱反応の進行により発熱
組成物層の水分が消費されると吸水シートから、逐次水
分が補給されるため、使用開始時は温度上昇が早く、安
定した温度で、反応効率の良い発熱体が得られる等、粘
体状発熱組成物の多くの問題を解決することができるの
である。

【０１３１】加えて、発熱組成物に空隙形成用繊維を配
合することにより繊維が絡み合い、混練装置等への付着
性が低下し、水洗無しで簡単に清掃できる結果、汚水処
理が不要になり、環境的にも、経済的にも優れた利点が
生じるのである。

【０１３２】特に、グラビア印刷方式で生産する場合
は、版に対する付着力が低下し、包材又は吸水材への積
層時の版離れが良好で均一な積層が可能となり、この点
からも至極優れる上、装置も簡素化でき等、多大なメリ
ットが生じるのである。特に、空隙形成用繊維は、繊維
長が短いものが流動性を安定的に高められ、しかも積層
性も良く、空隙率は繊維長が長いものが効果的であるが
積層性は悪くなり、したがって、前述の範囲のものが望
ましい。

【０１３３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係る流
動性発熱組成物は、前記構成を有し、即ち、包材内に積
層、封入されて発熱体を形成するための発熱組成物であ
って、この発熱組成物が流動性で管理されてなるもので
あるから、以下に述べる特別顕著な効果を発現するので
ある。

【０１３４】即ち、本発明においては、発熱組成物を流
動性で管理することにより、コーターから押し出す際に
過剰の力を要せず、モーターに負担を与えることなく速
やかに基材上面に積層することが可能になり、積層領域
の制御を高精度に行えると共に、膜厚を非常に薄く、し
かも均一に制御できるようになり、製造工程において、
印刷技術やコーティング等の転写・印刷技術等の簡便な
手段が利用できる上、非常に簡易に且つ正確に定量（計
量）でき、発熱体の品質を向上することができるなどの
効果を奏するのである。

【０１３５】又、本発明においては、発熱組成物を流動
性で管理することにより、当該発熱組成物をポンプ等に
よりパイプ輸送することが可能となり、原料タンクから
積層工程に至るまでの間において空気との接触無しで、
直接包材上に積層できるなどの効果も奏するのである。

【０１３６】更に、本発明において、この流動性をもっ
て管理してなる発熱組成物は、水分が発熱物質である鉄
粉の周囲を覆い、係る水分層の厚みが空気に対するバリ
ヤーとなり、当該発熱組成物中と空気との接触を防止す
るため、製造時における発熱による発熱物質のロスがな
く、品質の低下を防止できるなどの効果も発現するので
ある。

【０１３７】加えて、本発明においては、この流動性を
もって管理してなる発熱組成物について、包材内に積
層、封入した後、当該流動性発熱組成物中のバリヤー水
分が前記包材及び／又は包材に設けられた吸水シートに
移動するように構成することによって、前記発熱組成物
内部において連続的な空隙が形成される結果、発熱組成
物の内部における発熱反応が円滑になるなどの効果も発
現するのである。

【０１３８】本発明においては、発熱組成物内部におい
て連続的な空隙が形成されるように構成することによ
り、発熱反応の効率をより著しく向上させ、さらに、発
熱反応により酸化された鉄粉どうしが結合することを防
止しすることができる結果、使用中ないし使用後におけ
る発熱体の柔軟性を損なうことが無くなり、柔軟性や使
用感を向上させることができるなどの効果も奏するので
ある。

【０１３９】更に本発明は、前記構成を有し、前記流動
性発熱組成物を用いると、例えば転写、厚塗印刷、グラ
ビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷、孔版印
刷、吹き付けなどの公知の転写・印刷技術を用いて印刷
したり、ヘッドコーター、ローラー、アプリケーター等
により塗工、含浸やコーティングによって、基材上に至
極容易に転写、積層できる上、高速で超薄型の発熱体を
製造できるのであり、しかも発熱組成物を包材に均等に
分布させることができるなどの効果を有するのである。

【０１４０】そして、本発明において、吸水シートが基
材と被覆材とのシール部を除いて発熱組成物層を覆うよ
うに設けられた態様のものは、被覆材と基材との完全な
ヒートシールが可能になり、又、吸水シートが発熱組成
物中のバリヤー用水分を吸収してバリヤー層を除去する
ことにより、使用開始時の温度の上昇を速やかに高め、
シール部のシール強度とシール部の密封性を高めること
により鉄イオンの染み出しを防止し得る効果を発現する
のであり、又、このように構成することにより、包材で
ある基材及び／又は被覆材として親水性の吸水シートを
用いる必要がないので、ホットメルト接着でもシール強
度や密封性を飛躍的に向上させることができるなどの効
果を奏するのである。

【０１４１】更に、本発明においては、薄型のシート状
発熱体で、しかも吸水シートによってソフト感が一層向
上し、柔軟性にも富み、発熱温度が安定で過熱を防止で
きるので、低温火傷を確実に防止できる結果、安全性が
至極向上するなどの効果を有するのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例に係る発熱体の断
面模式図である。

【符号の説明】

１包材２流動性発熱組成物３吸水シート４シール部５基材６被覆材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】包材内に積層、封入されて発熱体を形成
するための発熱組成物であって、この発熱組成物は流動
性で管理されてなるものであることを特徴とする流動性
発熱組成物。
【請求項２】流動性発熱組成物が塑性流動性で管理さ
れてなるものである請求項１に記載の流動性発熱組成
物。
【請求項３】流動性が、温度２０℃において、０．５
〜２０ｋｇ／ｃｍ^２の範囲である請求項１又は２に記載
の流動性発熱組成物。
【請求項４】流動性発熱組成物が、包材内に積層、封
入された後、当該流動性発熱組成物中のバリヤー用とな
っている水分が前記包材及び／又は包材に設けられた吸
水シートに移動することによって、前記流動性発熱組成
物内部に連続的な空隙が形成されるものである請求項１
ないし３のいずれか１項に記載の流動性発熱組成物。
【請求項５】流動性発熱組成物中には、空隙形成用繊
維が含有されてなる請求項１ないし４のいずれか１項に
記載の流動性発熱組成物。
【請求項６】空隙形成用繊維が、疎水性の空隙形成用
繊維である請求項５に記載の流動性発熱組成物。
【請求項７】空隙形成用繊維は、平均繊維長が３ｍｍ
以下で、且つ平均繊維径が５００ミクロン以下のもので
ある請求項５又は６に記載の流動性発熱組成物。
【請求項８】空隙形成用繊維が、多分枝構造体の空隙
形成用繊維である請求項５ないし７のいずれか１項に記
載の流動性発熱組成物。
【請求項９】多分枝構造体の空隙形成用繊維におい
て、その幹部の平均径が５００ミクロン以下である請求
項８に記載の流動性発熱組成物。
【請求項１０】多分枝構造体の空隙形成用繊維におい
て、その枝部が、１００ミクロン以下の平均径である請
求項８又は９に記載の流動性発熱組成物。
【請求項１１】空隙形成用繊維が、有機質及び／又は
無機質の空隙形成用繊維である請求項５ないし１０のい
ずれか１項に記載の流動性発熱組成物。
【請求項１２】空隙形成用繊維が、ポリオレフィン繊
維である請求項５ないし１１のいずれか１項に記載の流
動性発熱組成物。
【請求項１３】請求項１ないし１２のいずれか１項に
記載の流動性発熱組成物が、少なくとも一部に通気性を
有する包材内に積層、封入されてなることを特徴とする
発熱体。
【請求項１４】通気性の吸水シートが流動性発熱組成
物の片面又は両面を覆ってなることを特徴とする請求項
１３に記載の発熱体。