JP5214037B2 - 被酸化性シート及び被酸化性物品 - Google Patents
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Description
図1及び2は、本発明の第1実施形態の被酸化性物品を示したものである。これらの図において、符号1は被酸化性物品を示している。
く、3〜40質量%であることがより好ましい。該繊維状物の含有量が斯かる範囲であると、鉄粉、保水剤等の成分の脱落を十分に防止できる。また、被酸化性抄造体の発熱量に対する熱容量を抑えることができ、温度上昇を十分なものとすることができるほか、得られる被酸化性抄造体中の該成分の比率をある程度以上に確保できるため、所望の発熱性能を十分に得ることができるので好ましい。
繊維状物のCSFの調整は、叩解処理などによって行うことができる。CSFの低い繊維と高い繊維とを混ぜ合わせ、CSFの調整を行っても良い。なお、CSFはJIS P8121(パルプのろ水度試験方法)に示す方法で測定することにより得ることができ、0以上の値を示す繊維状物の水切れの程度を表す指標である。
また、被酸化性抄造体21には、必要に応じ、基材シート22と一体化するためのバインダー、サイズ剤、着色剤、紙力増強剤、歩留向上剤、填料、増粘剤、pHコントロール剤、嵩高剤等の抄紙の際に通常用いられる添加物を特に制限無く添加することができる。該添加物の添加量は、添加する添加物に応じて適宜設定することができる。
本実施形態のような、二枚のシート31、32を被酸化性シート2の上下に重ね合わせ、その周縁部を接合した形態が挙げられる。
被酸化性物品1は、被酸化性シート2を作製し、これを収容体3に収容して封止することによって、製造される。
本実施形態の中間セグメントシートは、図5に示すように、前記実施形態の被酸化性シートの中間シート20が、セグメント21A単位で基材シート22の目地の部分で分割されてなるものである。また、本実施形態のセグメントシート(2)は、被酸化性シートが、セグメント21A単位で基材シート22の目地の部分で分割されてなるものであり、中間セグメントシートの被酸化性抄造体22に酸化助剤となる電解質が含まれているものである。
<被酸化性抄造体用の原料組成物の調製>
被酸化性金属:鉄粉、同和鉄粉鉱業(株)製、商品名「RKH」、83質量%
繊維状物:パルプ繊維(NBKP、製造者:フレッチャー・チャレンジ・カナダ、商品名「Mackenzi」、CSF150ml)、8質量%
保水剤:活性炭(平均粒径45μm、日本エンバイロケミカルズ(株)製、商品名「カルボラフィン」)、9質量%
凝集剤:上記被酸化性金属、繊維状物及び保水剤の合計100質量部に対し、カルボキシメチルセルロースナトリウム(第一工業薬品(株)製、商品名「セロゲン HE1500F」)0.22質量部、及びポリアミドエピクロロヒドリン樹脂(日本PMC(株)製、商品名「WS4020」)0.8質量部
水:工業用水を固形分濃度0.3質量%となるまで添加
上記原料組成物を用い、JIS P8209に準じた手抄き機を用いて湿潤状態のシートを得た。その際に、支持ネットとして80メッシュの金属網の上に、下記基材シートを配置し、更にその上に平面視で正方形の複数の貫通孔(6mm角)を有し、貫通孔の間隔が1mmである仕切りを配置し、該仕切りの外側に外枠を配置した。次いで、上記の原料組成物を外枠に注ぎ入れ、吸引排出ボックスの吸引排出口から排出成分を吸引装置(掃除機用のブロワー)で排出した。上記の手順によって、被酸化性抄造体が複数のセグメントに区分けされて基材シートと一体化されてなる湿潤状態の被酸化性シートの中間シートを得た。
基材シート:レーヨンのスパンレース不織布(坪量50g/m2)
得られた湿潤状態の前記中間シートをJIS P8209に準じた140℃の乾燥ロールにて乾燥し、含水率が3%以下の中間シートを得た。
中間シートの乾燥質量と基材シートの質量の差を中間シートの面積で除して算出される被酸化性抄造体の坪量は460g/m2であった。
得られた中間シートを50×50mmの試験片に切り出した後、振動機(ヤマト科学株式会社製 タッチミキサーMT−51)を用いてスピードセットメモリ「1」で連続駆動にて振動を加えた。その後、以下の基準で評価を行った。
○:1分間の振動を加えてもセグメントに区分けされた被酸化性抄造体の形状・位置に変化が見られない。
×:1分間以内にセグメントに区分けされた被酸化性抄造体の形状が崩れる。もしくは基材シートから脱離してしまう。
得られた中間シートを43×85mmにカットし(6mm角のセグメントが1mmの目地幅で、縦5×横11個配置されている。)、該中間シートを2枚重ねた(一方の中間シートの被酸化性抄造体と他方の中間シートの基材シートが接するように重ねた)。次いで、被酸化性抄造体100質量部に対して、5%NaCl溶液60質量部をシリンジを用いて2枚重ねの中間シートに基材シート側から添加した。次いで、下記通気性のシートと非通気性のシートの間に、上記の2枚重ねの中間シートをはさみ、通気性シートと非通気性シートの外周をヒートシールによって接合し、試験体を作製した。
試験体に用いられた被酸化性抄造体の総質量は3.2g(=2枚重ねの中間シート質量−使用された2枚分の基材シート質量)と算出された。
表面シート:ポリプロピレンのスパンボンド不織布(坪量20g/m2)
通気性シート:ポリエチレン製の微多孔シート、透気度10000秒
非通気性シート:ポリエチレンシート
前述で得られた試験体を、JIS S4100に準拠した簡易型温度測定装置を用いて発熱による温度を測定した。簡易型温度測定装置は、厚さ1mmのポリプロピレンシートを6枚、日本薬局方で規定するタイプ1のガーゼを2枚重ね、表面を37℃に保った測定台を水平に設置したものである。該測定装置の上に上記試験体を通気性シートを下面として静置し、その上から「綿100%、テックス番手5.905双糸のネル」を8枚重ねて発熱反応評価を行った。
ここで、発熱開始から5時間迄の間で、40℃以上の温度を、40℃を継続した時間で積分することにより得られる温度積分値を総発熱量とみなして発熱反応評価とした(温度積分値の単位は℃×分)。温度積分値は、縦軸を試験体温度、横軸を発熱開始からの経過時間として描かれた試験体温度変化グラフ(図6、図7)の40℃以上における面積となる。
未酸化反応鉄含有率を測定するにあたり、あらかじめ、実施例で用いた鉄粉を所定質量取り、高感度振動試料型磁力計(東英工業(株)製、VSM−P7−15PC)を用いて保磁力を測定し、未酸化反応鉄の質量と保磁力の検量線を作成した。次に発熱反応評価前後のサンプルの保磁力を測定し、検量線を用いて未酸化反応鉄の質量を算出した。そして得られた未酸化反応鉄の質量を測定質量で除することにより、発熱反応評価前後の未酸化反応鉄の比率を算出した。
8mm角のセグメントを目地の幅が1mmで、縦4×横8個配置した試験体とした以外は実施例1と同ように試験体を作製した。
15mm角のセグメントを目地の幅が5mmで、縦2×横4個配置した試験体とした以外は実施例1と同ように試験体を作製した。
セグメント形状の貫通孔を有した仕切り、並びに基材シートを用いなかった以外は実施例1と同ようにして抄紙を行い、セグメントに区分けされていない中間シートを得た。中間シートは基材シートと一体化されていない、前記特許文献2と同様な抄紙シートタイプとなる。得られた中間シート2枚と実施例1と同じ基材シート2枚を43×85mmにカットし、1枚目の基材シート、1枚目の中間シート、2枚目の基材シート、2枚目の中間シートの順番に積層した後に、実施例1と同ように試験体を作製した。ここで、基材シートを2枚積層した理由は、試験体としての熱容量を実施例1と同じにし、比較を正確に行うためである。
実施例1で用いたパルプ繊維の代わりに、以下の吸水ポリマーを用い、実施例1と同量の粉粒状発熱組成物を作製した。吸水ポリマーは、パルプ繊維に吸収されていたNaCl溶液を吸水ポリマーに吸収させるために使用した。吸水ポリマーは使いすてカイロでは保水剤として一般的に使用されている。
被酸化性金属:鉄粉、同和鉄粉鉱業(株)製、商品名「RKH」、83質量%
吸水ポリマー:平均粒径20〜30μm、住友精化(株)製、商品名「アクアキープ 10SH−NF」)、8質量%
保水剤:活性炭(平均粒径45μm、日本エンバイロケミカルズ(株)製、商品名「カルボラフィン」)、9質量%
続いて、実施例1と同質量の粉粒状発熱組成物を、実施例2と同様の仕切りを用いて、8mm角のセグメントで目地の幅が1mm、縦4×横8個配列した発熱体を実施例1と同様の基材シート上に配置した。粉粒状発熱組成物が基材シートと一体化されておらず、セグメント形状を維持できないため、通気性の高いポリエチレン製の微多孔シート(透気度60秒、坪量25g/m2)を用いて、配置された発熱体と共に該基材シートを覆い、セルを形成するように微多孔シートと基材シートとをヒートシールで接合して中間試験体を製作した。次いで、該中間試験体を2枚用意し、一方の中間試験体の微多孔シートが他方の中間試験体の基材シートと接するように積層した。次いで粉粒状発熱組成物100質量部に対して、5%NaCl溶液60質量部を、シリンジを用いて基材シート側から添加した。次いで、実施例1と同ように通気性シートと非通気性シートの間に、上記の2枚重ねの中間試験体をはさみ、通気性シートと非通気性シートの外周をヒートシールによって接合し、試験体を作製した。試験体が含有する粉粒状発熱組成物の総質量は3.2gとした。
43×85mmの大きさの実施例1と同じ基材シート上に比較例2で使用した粉粒状発熱組成物を均一に散布して中間試験体とした。次いで、該中間試験体を2枚用意し、一方の中間試験体の上側の基材シートが他方の中間試験体の下側の基材シートと接するように積層した。次いで粉粒状発熱組成物100質量部に対して、5%NaCl溶液60質量部を、シリンジを用いて基材シート側から添加した。次いで、実施例1と同ように通気性シートと非通気性シートの間に、上記の2枚重ねの中間試験体をはさみ、通気性シートと非通気性シートの外周をヒートシールによって接合し、試験体を作製した。
図6に各実施例の試験体の温度変化を図7に各比較例の試験体の温度変化を示す。図6及び図7より、表2に記載の温度特性(最大温度、40℃以上継続時間、温度積分値)を求めた。表2の温度積分値結果から、各実施例で得られた試験体は、各比較例で得られた試験体と比較して高い発熱量を示すことが明らかとなった。また、発熱反応評価後の未酸化反応鉄含有量は、実施例1では9.6%の含有量であるのに対して、比較例1では15.5%であり、被酸化性抄造体を複数のセグメントに区分けした効果が確認できた。一体化の評価は、比較例2及び3では“×”の評価となり、基材シートとの一体化の効果が確認できた。また、各実施例は被酸化性抄造体をセグメントに区分けしているため、発熱反応後も目地の部分で自由に折り曲げることができ、柔軟性を維持していた。
図8は、実施例1で作製した試験体を縦方向に切断した時の切断面の拡大写真である。図8から明らかなように、被酸化性抄造体に含まれる繊維状物と基材シートを構成する繊維シートの繊維とが交絡していることが判る。
保水剤と通気シートを以下のようにした以外は実施例1と同ようにして試験体を作製した。
保水剤:活性炭(平均粒径9μm、二村化学(株)製、商品名「SA1000」)
透気性シート:ポリエチレン製の微多孔シート、透気度60秒
保水剤と通気性シートを上記のようにした理由は、短時間で発熱させて、温度分布測定を行うためである。
保水剤と透気シートを以下のように変えた以外は比較例1と同ようにして試験体を作製した。
保水剤:活性炭(平均粒径9μm、二村化学(株)製、商品名「SA1000」)
透気性シート:ポリエチレン製の微多孔シート、透気度60秒
得られた試験体を、30℃に保持したホットプレート上に透湿シートを下面として静置し、発熱を開始する。そして上部から、赤外線サーモグラフィ(アビオニクス社製「TVS−600」、放射率=0.8)を用いて温度分布を観察した。図9は、発熱開始時から18分経過後の試験体を、赤外線サーモグラフィにて温度分布を観察した結果である。
図9に示したように、比較例4に比べ、実施例4の方が、温度分布が均一であることが明らかであり、被酸化性抄造体を複数のセグメントに区分けした効果が確認できた。
2 被酸化性シート
21 被酸化性抄造体
21A セグメント
22 基材シート
3 収容体
Claims (5)
- 被酸化性シートの製造工程における中間で得られる中間シートで、被酸化性金属及び繊維状物を含み且つ酸化助剤となる電解質を実質的に含まない被酸化性抄造体と、通水性の基材シートとが一体化されており、該被酸化性抄造体が複数のセグメントに区分けされている被酸化性シートの中間シートの製造方法であって、
湿式抄造装置の吸引排出ボックスの上面に、支持ネット及び前記基材シートをこの順で配置し、該基材シートの上に、複数の前記セグメントに対応したパターンの複数の貫通孔を有する仕切りを設置すると共に、該仕切りの外側に外枠を配置し、該外枠内に、前記被酸化性抄造体の構成成分を含む原料組成物を注ぎ入れ、該吸引排出ボックスにより該原料組成物中の排出成分を吸引排出し、該基材シートの上に該被酸化性抄造体の複数の該セグメントを抄造によって積層させて湿潤状態の前記中間シートを得る工程と、
湿潤状態の前記中間シートを乾燥させる工程とを有する、被酸化性シートの中間シートの製造方法。 - 複数の前記セグメントは、それぞれ、平面視して矩形である請求項1記載の被酸化性シートの中間シートの製造方法。
- 複数の前記セグメントは、それぞれ、平面視して三角形以上の多角形である請求項1記載の被酸化性シートの中間シートの製造方法。
- 複数の前記セグメントは、隣接する該セグメント間の空間部のみによって個々の該セグメントに区分けされており、複数の該セグメントは、それぞれ、平面視して六角形である請求項3記載の被酸化性シートの中間シートの製造方法。
- 複数の前記セグメントは、平面視形状の異なる2種以上のセグメントを含んでいる請求項1記載の被酸化性シートの中間シートの製造方法。
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