KR20180030680A

KR20180030680A - 온열구

Info

Publication number: KR20180030680A
Application number: KR1020187004842A
Authority: KR
Inventors: 쇼헤이 아이카와; 요우이치 엔도
Original assignee: 카오카부시키가이샤
Priority date: 2015-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2018-03-23
Also published as: RU2018106241A3; US20180209637A1; TWI701023B; EP3326591A1; TW201716040A; RU2018106241A; CN107920914A; CN107920914B; SG11201800359UA; US10677452B2; JP6715104B2; EP3326591B1; JP2017023712A; HK1253876A1; RU2703650C2; EP3326591A4; SG10201912701WA; KR102605001B1

Abstract

본 발명의 온열구 (100) 는, 피산화성 금속, 탄소 성분, 흡수성 폴리머 및 물을 함유하는 발열층 (11) 과, 물을 담지하는 흡수성 시트 (102) 가 적층되어 이루어지는 수증기 발생체 (10) 와, 적어도 일부에 통기성을 갖고, 수증기 발생체 (10) 를 수용하는 봉지체 (20) 를 구비하는 온열구 (100) 로서, 발열층 (11) 중에 함유되는 흡수성 폴리머에 대한 흡수성 시트 (102) 의 질량비가 0.9 이상 15 이하이다.

Description

온열구

본 발명은, 온열구에 관한 것이다.

종래, 피산화성 금속의 산화 반응에 의해 발열하는 발열체가 존재하고 있고, 철분 등의 피산화성 금속, 탄소 성분 및 물을 함유하여 구성되어 있고, 피산화성 금속의 산화 반응에 의해 발열하는 발열체로서, 예를 들어, 특허문헌 1 ∼ 2 에 기재된 것이 알려져 있다.

특허문헌 1 에는, 잉크상 내지 크림상의 발열 조성물을 사용한 발열체가 기재되어 있다. 이 발열체에 의하면, 발열체 제조시의 분진의 발생을 방지하고, 또, 발열 조성물의 발열 반응을 억제하여, 제조시의 발열 반응에 의한 로스, 발열 조성물의 품질 저하나 응고를 방지하는 것이 가능해진다고 되어 있다.

특허문헌 2 에는, 발열층과 보수층 (保水層) 의 배합이 적절히 제어된 발열체가 기재되어 있다. 이 발열체에 의하면, 발열체의 제조시, 발열 조성물이 어떠한 이유에 의해 다량으로 충전되거나, 특정한 지점에 다중으로 편재하거나 하는 경우에도, 이상 발열이 방지되어, 양호한 발열 특성이 안정적으로 얻어지는 것이 기재되어 있고, 또 수증기의 발생을 수반하는 것이어도 되는 것이 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 평9-75388호 일본 공개특허공보 2013-146555호

즉, 본 발명은,

피산화성 금속, 탄소 성분, 흡수성 폴리머 및 물을 함유하는 발열층과,

물을 담지하는 흡수성 시트가 적층되어 이루어지는 수증기 발생체와,

적어도 일부에 통기성을 갖고, 상기 수증기 발생체를 수용하는 봉지체를 구비하는 온열구로서,

상기 발열층 중에 함유되는 상기 흡수성 폴리머에 대한 상기 흡수성 시트의 질량비가, 0.9 이상 15 이하인 온열구에 관한 것이다.

또, 본 발명은,

상기 발열층 중에 함유되는 상기 흡수성 폴리머의 평량이, 건조 상태에서, 20 g/㎡ 이상 100 g/㎡ 이하이고, 상기 흡수성 시트의 평량이, 건조 상태에서, 50 g/㎡ 이상 500 g/㎡ 이하인 온열구에 관한 것이다.

상기 서술한 목적, 및 그 밖의 목적, 특징 및 이점은, 이하에 서술하는 바람직한 실시형태, 및 그것에 부수하는 이하의 도면에 의해 더욱 분명해진다.
도 1 은, 실시형태에 사용하는 수증기 발생체를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 2 는, 실시형태에 사용하는 수증기 발생체를 제조하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 3 은, 실시형태에 관련된 온열구의 일례를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 4 는, 수증기 발생량을 측정하는 장치를 나타내는 모식도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 도면을 이용하여 설명한다. 또한, 모든 도면에 있어서, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여, 적절히 설명을 생략 한다.

또, 본 명세서 중에 있어서 「∼」는 특별히 언급이 없으면 이상 내지 이하를 나타낸다.

본 발명자들이 검토한 결과, 상기 선행 기술 문헌과 같은 발열체를, 수증기를 안정적으로 발생시키는 타입의 것으로 하고자 한 경우, 이하의 점에서 개선의 여지가 있는 것이 판명되었다.

즉, 특허문헌 2 에 기재되어 있는 온열구에서는, 발열층에 대해, 목재 펄프제의 종이와, 흡수성 폴리머와 목재 펄프제의 종이를 적층하여 일체화한 폴리머 시트를 제 1 흡수 시트로서 사용하고 있다. 본 구성은, 제조 조건이나 원료 성분의 편차 등이 있어도, 이상 발열을 일으키지 않는다는 점에 있어서 우수하지만, 온도를 상승시키지 않고 수증기를 발생시킨다는 점에서는 한계가 있는 것이 판명되었다.

이 점에 대해 본 발명자들이 검토를 실시한 결과, 흡수성 폴리머와 발열층이 목재 펄프제의 종이를 개재하여 배치되어 있으므로, 발열층이 발생시킨 열을 증기로 변환하기 어렵다는 점에서 개선의 여지가 있는 것이 판명되었다. 또, 상기와 같이 흡수성 폴리머와 발열층 사이에 목재 펄프제의 종이가 존재하고 있으므로, 발열층에 대한 수분을 공급하기 어려워, 결과적으로, 수증기를 많이 발생시키고자 한 경우에는 발열체로서의 온도가 필요 이상으로 높아지는 경우가 있다는 점에서 개선의 여지가 있는 것이 판명되었다.

한편, 특허문헌 1 에는, 발열 조성물에 대해, 흡수제를 산포하여 흡수층을 형성시켜 발열체를 제조하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 수증기를 발생시키기 위해서 수분을 많이 함유시키면, 단순히 발열 조성물에 대해 흡수제를 산포 하는 것만으로는, 발열층 중의 수분량이 많아져 버려 잘 발열되지 않아, 발열체로서의 온도의 상승이 느리고, 또 발생되는 수증기의 양도 저하되어 버린다는 과제가 있는 것이 판명되었다.

본 발명은 상기와 같은 배경 기술을 감안하여 이루어진 것으로, 온도의 상승이 빠르고, 수증기가 안정적으로 발생하며, 또한 적온으로 제어하기 쉬운 온열구를 제공하는 것이다.

본 발명자들은, 피산화성 금속, 탄소 성분, 흡수성 폴리머 및 물을 함유하는 발열층과, 특정한 최대 흡수능을 갖는 흡수성 시트가 적층된 수증기 발생체를, 통기 시트로 구성되는 봉지체에 수용함으로써, 온도의 상승이 빠르고, 수증기가 안정적으로 발생하며, 또한 적온으로 제어하기 쉬운 온열구를 제공 가능한 것을 지견 하였다.

본 실시형태의 온열구에 의하면, 수증기가 안정적으로 발생되고, 또한 피부온을 적온으로 제어하기 쉬운 온열구가 제공된다.

도 1 은, 실시형태에 사용하는 수증기 발생체 (10) 를 모식적으로 나타낸 단면도이다. 수증기 발생체 (10) 는, 발열층 (11) 과 흡수성 시트 (102) 가 적층되어 이루어지는 것이고, 도 1 에 있어서는, 추가로 별도 기재층 (13) (기재 (103)) 이 형성되어 있다. 발열층 (11) 은, 피산화성 금속 (21), 탄소 성분 (22), 흡수성 폴리머 (23) 및 물을 함유한다.

수증기 발생체 (10) 는, 피산화성 금속 (21) 의 산화 반응에 의해 발열하여 충분한 온열 효과를 부여하는 것이고, JIS 규격 S4100 에 준거한 측정에 있어서, 예를 들어 발열 온도 38 ∼ 70 ℃ 의 성능을 가질 수 있다.

피산화성 금속 (21) 은, 산화 반응열을 발생시키는 금속이고, 예를 들어, 철, 알루미늄, 아연, 망간, 마그네슘, 및 칼슘으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 분말이나 섬유를 들 수 있다. 그 중에서도, 취급성, 안전성 (安全性), 제조 비용, 보존성 및 안정성 (安定性) 의 점에서 철분이 바람직하다. 철분으로는, 예를 들어, 환원 철분, 및 아토마이즈 철분으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 들 수 있다.

피산화성 금속 (21) 이 분말인 경우, 산화 반응이 효율적으로 실시된다는 관점에서, 그 평균 입경이 10 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 평균 입경이 20 ㎛ 이상 150 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 피산화성 금속 (21) 의 입경은, 분체의 형태에 있어서의 최대 길이를 말하고, 체에 의한 분급, 동적 광산란법, 레이저 회절법 등에 의해 측정된다. 이 중에서도, 본 실시형태에 있어서는, 피산화성 금속 (21) 의 입경은 레이저 회석법에 의해 측정되는 것이 바람직하다.

동일한 관점에서, 피산화성 금속 (21) 의 평균 입경은 10 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 20 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또, 피산화성 금속 (21) 의 평균 입경은, 200 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 150 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.

발열층 (11) 중에 있어서의 피산화성 금속 (21) 의 함유량은, 평량으로 나타내어, 100 g/㎡ 이상 3000 g/㎡ 이하인 것이 바람직하고, 200 g/㎡ 이상 1500 g/㎡ 이하인 것이 보다 바람직하다. 이로써, 수증기 발생체 (10) 의 발열 온도를 원하는 온도로 상승시킬 수 있다. 여기서, 수증기 발생체 (10) 중의 피산화성 금속 (21) 의 함유량은, JIS P8128 에 준하는 회분 시험이나, 열 중량 측정기로 구할 수 있다. 그 밖에 외부 자장을 인가하면 자화가 발생하는 성질을 이용하여 진동 시료형 자화 측정 시험 등에 의해 정량할 수 있다. 이들 중에서도, 본 실시형태에 있어서는, 열 중량 측정기에 의해 피산화성 금속 (21) 의 함유량을 구하는 것이 바람직하다.

동일한 관점에서, 발열층 (11) 중에 있어서의 피산화성 금속 (21) 의 함유량은, 평량으로 나타내어, 100 g/㎡ 이상인 것이 바람직하고, 200 g/㎡ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또, 3000 g/㎡ 이하인 것이 바람직하고, 1500 g/㎡ 이하인 것이 보다 바람직하다.

탄소 성분 (22) 으로는, 보수능, 산소 공급능 및 촉매능을 갖는 것이고, 예를 들어, 활성탄, 아세틸렌 블랙, 및 흑연으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있지만, 습윤시 산소를 흡착하기 쉬운 것이나, 발열층 (11) 의 수분을 일정하게 유지할 수 있는 관점이나, 흡수성 시트 (102) 에 담지되는 물의 양을 용이하게 특정한 범위로 제어할 수 있는 관점에서, 활성탄이 바람직하게 사용된다. 보다 바람직하게는, 야자각탄, 목분탄 (木紛炭), 및 피트탄으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 미세한 분말상물 또는 소립상물이 사용된다. 그 중에서도, 흡수성 시트 (102) 에 담지되는 물의 양을 특정한 범위로 유지하기 쉽게 하기 위해 목분탄이 바람직하다.

탄소 성분 (22) 은, 피산화성 금속 (21) 과 균일하게 혼합되는 관점, 및 흡수성 시트 (102) 에 담지되는 물의 양을 특정한 범위로 유지하기 쉽게 하는 관점에서, 평균 입경이 10 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 평균 입경이 12 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인 것을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 탄소 성분 (22) 의 평균 입경은, 분체의 형태에 있어서의 최대 길이를 말하고, 동적 광산란법, 레이저 회절법 등에 의해 측정된다. 이 중에서도, 본 실시형태에 있어서는, 탄소 성분 (22) 의 평균 입경은 레이저 회석법에 의해 측정되는 것이 바람직하다.

탄소 성분 (22) 은 분체상의 형태인 것을 사용하는 것이 바람직하지만, 분체상 이외의 형태인 것을 사용할 수도 있고, 예를 들어, 섬유상의 형태인 것을 사용할 수도 있다.

동일한 관점에서, 탄소 성분 (22) 은, 평균 입경이 10 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 12 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또, 탄소 성분 (22) 은, 평균 입경이 200 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 나아가서는, 100 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

발열층 (11) 중에 있어서의 탄소 성분 (22) 의 함유량은, 피산화성 금속 (21) 의 함유량 100 질량부에 대해, 0.3 질량부 이상 20 질량부 이하인 것이 바람직하고, 1 질량부 이상 15 질량부 이하가 보다 바람직하며, 3 질량부 이상 13 질량부 이하가 더욱 바람직하다. 이렇게 함으로써, 얻어지는 수증기 발생체 (10) 중에, 산화 반응을 지속시키기 위해서 필요한 수분을 축적할 수 있다. 또, 수증기 발생체 (10) 에 대한 산소 공급이 충분히 얻어져 발열 효율이 높은 온열구가 얻어진다. 또, 얻어지는 발열량에 대한 수증기 발생체 (10) 의 열용량을 작게 억제할 수 있기 때문에, 발열 온도 상승이 커져, 원하는 온도 상승이 얻어진다.

또, 발열층 (11) 중에 있어서의 탄소 성분 (22) 의 함유량은, 피산화성 금속 (21) 의 함유량 100 질량부에 대해, 0.3 질량부 이상인 것이 바람직하고, 1 질량부 이상인 것이 보다 바람직하며, 3 질량부 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 발열층 (11) 중에 있어서의 탄소 성분 (22) 의 함유량은, 피산화성 금속 (21) 의 함유량 100 질량부에 대해, 20 질량부 이하인 것이 바람직하고, 15 질량부 이하인 것이 보다 바람직하며, 13 질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 발열층 (11) 중에 있어서의 탄소 성분 (22) 의 함유량은, 평량으로 나타내어, 4 g/㎡ 이상 290 g/㎡ 이하인 것이 바람직하고, 7 g/㎡ 이상 160 g/㎡ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

또, 발열층 (11) 중에 있어서의 탄소 성분 (22) 의 함유량은, 평량으로 나타내어, 4 g/㎡ 이상인 것이 바람직하고, 7 g/㎡ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또, 탄소 성분 (22) 의 함유량은, 평량으로 나타내어, 290 g/㎡ 이하인 것이 바람직하고, 160 g/㎡ 이하인 것이 보다 바람직하다.

흡수성 폴리머 (23) 로는, 자중의 20 배 이상의 액체를 흡수·유지할 수 있는 가교 구조를 갖는 친수성의 폴리머를 들 수 있다. 흡수성 폴리머 (23) 의 형상으로는, 구상, 괴상, 포도송이상, 섬유상으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 들 수 있다. 흡수성 폴리머 (23) 의 질량 평균 입경은, 1 ㎛ 이상 1000 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 10 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 이 흡수성 폴리머 (23) 의 입경은 동적 광산란법, 레이저 회절법 등에 의해 측정된다.

흡수성 폴리머 (23) 의 질량 평균 입경은, 1 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 10 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또, 흡수성 폴리머 (23) 의 평균 입경은, 1000 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 500 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.

흡수성 폴리머 (23) 의 구체예로는, 예를 들어, 전분, 가교 카르복시메틸화 셀룰로오스, 아크릴산 또는 아크릴산 알칼리 금속염의 중합체 또는 공중합체 등, 폴리아크릴산 및 그 염 그리고 폴리아크릴산염 그래프트 중합체로 이루어지는 군 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 들 수 있다. 그 중에서도, 아크릴산 또는 아크릴산 알칼리 금속염의 중합체 또는 공중합체 등, 폴리아크릴산 및 그 염 그리고 폴리아크릴산염 그래프트 중합체를 사용하는 것이 흡수성 시트 (102) 에 담지되는 물의 양을 특정한 범위로 유지하기 쉬워지기 때문에 바람직하다.

발열층 (11) 중에 있어서의 흡수성 폴리머 (23) 의 함유량은, 수증기 발생체 (10) 의 온도의 상승이 빠른 관점에서, 피산화성 금속 (21) 의 함유량 100 질량부에 대해, 5 질량부 이상인 것이 바람직하고, 7 질량부 이상인 것이 보다 바람직하며, 9 질량부 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 발열층 (11) 중에 있어서의 흡수성 폴리머 (23) 의 함유량은, 안정적으로 수증기를 발생시키는 관점에서, 피산화성 금속 (21) 의 함유량 100 질량부에 대해, 20 질량부 이하인 것이 바람직하고, 18 질량부 이하인 것이 보다 바람직하며, 16 질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다.

발열층 (11) 에 함유되는 흡수성 폴리머 (23) 의 평량은, 수증기 발생체 (10) 의 온도의 상승이 빠른 관점에서, 건조 상태에서 그 평량이 20 g/㎡ 이상이고, 25 g/㎡ 이상인 것이 바람직하고, 30 g/㎡ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또, 발열층 (11) 에 함유되는 흡수성 폴리머 (23) 의 평량은, 동일한 관점에서, 건조 상태에서 그 평량이 100 g/㎡ 이하이고, 80 g/㎡ 이하인 것이 바람직하고, 60 g/㎡ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또, 발열층 (11) 의 두께를 적절히 하여, 제조 효율을 양호하게 하는 관점에서, 발열층 (11) 에 함유되는 흡수성 폴리머 (23) 의 건조 상태에서의 평량은, 20 g/㎡ 이상 100 g/㎡ 이하이고, 25 g/㎡ 이상 80 g/㎡ 이하인 것이 바람직하고, 30 g/㎡ 이상 60 g/㎡ 이하인 것이 보다 바람직하다.

흡수성 폴리머 (23) 는, 발열층 (11) 중에 균일하게 존재하고 있어도 되지만, 수증기 발생체 (10) 의 온도 상승의 빠름, 안정적으로 수증기를 발생시키는 관점에서, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 흡수성 폴리머 (23) 가, 흡수성 시트 (102) 에 접하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 배치하기 위해서는, 흡수성 폴리머 (23) 가, 예를 들어 발열층 (11) 의 일방의 면에 대해 적층되고, 대략 시트상의 형상으로, 발열층 (11) 의 흡수성 시트 (102) 에 접하는 측의 면에 배치된다. 적층의 방법은, 공지된 방법 중에서 적절히 선택하면 되는데, 예를 들어, 흡수성 폴리머 (23) 이외의 것을 함유하는 층에 대해, 흡수성 폴리머 (23) 를 스프레이법 등에 의해 산포하고, 그 후 흡수성 시트 (102) 를 적층하는 방법을 채용할 수 있다.

또한, 이 도 1 에 나타내는 바와 같이, 흡수성 폴리머 (23) 모두가 흡수성 시트 (102) 에 접하고 있을 필요는 없고, 적어도 일부가 접하고 있으면 된다. 또, 피산화성 금속 (21) 이나 탄소 성분 (22) 이 일부 흡수성 시트 (102) 에 접하고 있어도 된다.

또, 발열층 (11) 에 있어서, 흡수성의 향상을 목적으로 하여, 흡수성을 갖는 분체도 병용할 수 있다. 흡수성을 갖는 분체로는, 버미큘라이트, 톱밥, 실리카 겔, 및 펄프 분말에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 들 수 있다.

발열층 (11) 에 있어서의 물의 함유량은, 안정적으로 수증기를 발생시키는 관점에서, 12 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 13 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하며, 15 질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 발열층 (11) 중에 있어서의 물의 함유량은, 수증기 발생체의 온도의 상승이 빠른 관점에서, 28 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 27 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하며, 25 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 발열층 (11) 에 있어서의 물의 함유량은, 예를 들어, 발열층을 약 1 g채취하여 질량을 정밀 칭량하고, 이어서 채취한 발열층을 건조시킨 후의 질량을 측정하고, 그 질량 차를 채취한 발열층의 질량으로 나누어 산출할 수 있다. 수치는 상기와 같이 백분율로 나타낼 수 있다. 건조 조건은, 예를 들어 150 ℃ 에서 10 분간으로 할 수 있다.

발열층 (11) 에 있어서, 탄소 성분 (22) 의 함유량에 대한 물의 함유량의 질량 비율 (물/탄소 성분) 은, 수증기 발생체의 온도 상승의 빠름, 발생하는 증기량이 많음, 온도 제어가 용이한 점에서, 0.5 이상인 것이 바람직하고, 0.6 이상인 것이 보다 바람직하며, 1 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 탄소 성분 (22) 의 함유량에 대한 물의 함유량의 질량 비율 (물/탄소 성분) 은, 8.3 이하인 것이 바람직하고, 7.7 이하인 것이 보다 바람직하며, 6.4 이하인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 수증기 발생체 (10) 의 통기성이 충분히 확보되기 때문에, 산소 공급이 충분히 얻어져 발열 효율이 높은 수증기 발생체가 얻어진다. 또, 얻어지는 발열량에 대한 수증기 발생체의 열용량을 작게 억제할 수 있기 때문에, 발열 온도 상승이 커져, 원하는 온도 상승이 얻어진다.

발열층 (11) 에 있어서, 탄소 성분 (22) 의 함유량에 대한 흡수성 폴리머 (23) 의 질량 비율 (흡수성 폴리머/탄소 성분) 은, 수증기 발생체의 온도의 상승이 빠른 점에서, 0.4 이상인 것이 바람직하고, 0.8 이상인 것이 보다 바람직하며, 1.1 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 탄소 성분 (22) 의 함유량에 대한 흡수성 폴리머 (23) 의 질량 비율 (흡수성 폴리머/탄소 성분) 은, 온도 제어가 용이한 점에서, 5 이하인 것이 바람직하고, 3.5 이하인 것이 보다 바람직하며, 2.5 이하인 것이 더욱 바람직하다.

발열층 (11) 은, 추가로, 반응 촉진제를 함유할 수 있다. 반응 촉진제를 함유시킴으로써, 피산화성 금속 (21) 의 산화 반응을 지속시키기 쉽게 할 수 있다. 또, 반응 촉진제를 사용함으로써, 산화 반응에 수반하여 피산화성 금속 (21) 에 형성되는 산화 피막을 파괴하여, 산화 반응을 촉진시킬 수 있다. 반응 촉진제에는, 예를 들어 알칼리 금속, 알칼리 토금속의 황산염, 및 염화물로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 들 수 있다. 그 중에서도, 도전성, 화학적 안정성, 생산 비용이 우수한 점에서, 염화나트륨, 염화칼륨, 염화칼슘, 염화마그네슘, 제 1 염화철, 제 2 염화철 등의 각종 염화물, 및 황산나트륨으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 사용하는 것이 바람직하다.

발열층 (11) 중의 반응 촉진제의 함유량은, 충분한 발열량이 장시간 지속되는 점에서 피산화성 금속 (21) 의 함유량 100 질량부에 대해 2 질량부 이상 15 질량부 이하인 것이 바람직하고, 3 질량부 이상 13 질량부 이하인 것이 보다 바람직하다.

동일한 관점에서, 발열층 (11) 중의 반응 촉진제의 함유량은, 피산화성 금속 (21) 의 함유량 100 질량부에 대해 2 질량부 이상인 것이 바람직하고, 3 질량부 이상인 것이 보다 바람직하다. 또, 발열층 (11) 중의 반응 촉진제의 함유량은, 피산화성 금속 (21) 의 함유량 100 질량부에 대해 15 질량부 이하인 것이 바람직하고, 13 질량부 이하인 것이 보다 바람직하다.

발열층 (11) 은, 추가로 증점제를 함유할 수 있다. 증점제에는 주로, 수분을 흡수하여 조도 (稠度) 를 증대시키거나, 틱소트로피성을 부여하는 물질을 사용할 수 있고, 알긴산소다 등의 알긴산염, 아라비아 고무, 트라가칸트 고무, 로카스트빈검, 구아검, 아라비아검, 카리기난, 한천, 잔탄검 등의 다당류계 증점제 ; 덱스트린, α 화 전분, 가공용 전분 등의 전분계 증점제 ; 카르복시메틸셀룰로오스, 아세트산에틸셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스, 하이드록시메틸셀룰로오스 또는 하이드록시프로필셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체계 증점제 ; 스테아르산염 등의 금속 비누계 증점제 ; 벤토나이트 등의 광물계 증점제 등에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.

그 중에서도, 양호한 도공 성능이나 흡수성 시트 (102) 에 담지되는 물의 양을 특정한 값으로 유지할 수 있는 점에서, 다당류계 증점제가 바람직하고, 또한, 분자량 100 만 이상 5000 만 이하의 다당류계 증점제가 바람직하고, 분자량 150 만 이상 4000 만 이하의 다당류계 증점제가 특히 바람직하다. 또, 양호한 도공 성능이나 내염성을 갖는 관점에서, 잔탄검이 더욱 바람직하다.

발열층 (11) 중의 증점제의 함유량은, 피산화성 금속 (21) 의 함유량 100 질량부에 대해, 0.05 질량부 이상 5 질량부 이하인 것이 바람직하고, 0.1 질량부 이상 4 질량부 이하인 것이 보다 바람직하다. 이 범위로 함으로써, 피산화성 금속 (21) 이나 탄소 성분 (22) 등의 고형분을 안정적으로 분산시킬 수 있다. 또, 틱소트로피성을 부여하여, 도공 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 흡수성 시트 (102) 에 담지되는 물의 양을 특정한 범위로 용이하게 유지할 수 있어 바람직하다.

동일한 관점에서, 발열층 (11) 중의 증점제의 함유량은, 피산화성 금속 (21) 의 함유량 100 질량부에 대해, 0.05 질량부 이상인 것이 바람직하고, 0.1 질량부 이상인 것이 보다 바람직하다. 또, 발열층 (11) 중의 증점제의 함유량은, 피산화성 금속 (21) 의 함유량 100 질량부에 대해 5 질량부 이하인 것이 바람직하고, 4 질량부 이하인 것이 보다 바람직하다.

발열층 (11) 에는, 필요에 따라, 계면 활성제, 약제, 응집제, 착색제, 지력 증강제, pH 컨트롤제, 벌크제 등을 함유할 수도 있다.

계속해서, 본 실시형태의 수증기 발생체 (10) 에 구비되는 흡수성 시트 (102) 에 대해 설명한다.

흡수성 시트 (102) 는, 수증기 발생체의 온도 상승의 빠름, 수증기 발생의 안정성, 온도 제어가 용이한 점에서, 최대 흡수능이 0.1 g/㎠ 이상인 것이 바람직하고, 0.15 g/㎠ 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.2 g/㎠ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 0.5 g/㎠ 이상인 것이 더욱 바람직하며, 0.7 g/㎠ 이상인 것이 특히 바람직하다. 또, 동일한 관점에서, 5 g/㎠ 이하인 것이 바람직하고, 4 g/㎠ 이하인 것이 보다 바람직하며, 3 g/㎠ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서, 흡수성 시트 (102) 의 최대 흡수능은 다음의 방법에 의해 측정한다.

〔흡수성 시트의 최대 흡수능 (Z_max) 의 측정법〕

수증기 발생체로부터 흡수성 시트만을 박리하고, 이온 교환수로 세정한 후, 80 ℃, 10 분간 가열 건조시킨다. 건조 후의 흡수성 시트를 가로세로 5 ㎝ 정도의 사이즈로 커트하고, 면적 (S)［㎠］및 질량 (W₀)［g］을 측정한 후, 5 질량％ 염화나트륨 수용액에 5 분간 침지한다. 그 후 흡수성 시트를 핀셋으로 꺼내어, 5 분간 공기 중에 매달아 흡수성 시트가 완전히 흡수시키지 못하는 물을 방울지게 떨어뜨린 후, 질량 (W₁)［g］을 측정하여, 하기의 식 (1) 로부터 흡수성 시트의 최대 흡수능 (Z_max)［g/㎠］을 산출한다.

· Z_max = (W₁ － W₀)/S···(식 1)

여기서, 흡수성 시트 (102) 에 담지되는 물의 양은, 수증기 발생체의 온도 상승의 빠름, 증기량 발생의 안정성의 관점에서, 평량으로 나타내어 28 g/㎡ 이상인 것이 바람직하고, 30 g/㎡ 이상인 것이 보다 바람직하며, 35 g/㎡ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 흡수성 시트 (102) 에 담지되는 물의 양은, 온도 제어의 용이함의 관점에서, 평량으로 나타내어 150 g/㎡ 이하인 것이 바람직하고, 140 g/㎡ 이하인 것이 보다 바람직하며, 130 g/㎡ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 흡수성 시트 (102) 에 담지되는 물의 양은, 예를 들어, 수증기 발생체로부터 흡수성 시트만을 박리하여 면적 및 질량을 측정하고, 이어서 박리한 흡수성 시트를 건조시킨 후의 질량을 측정하여, 그 질량 차를 흡수성 시트의 면적으로 나누어 산출할 수 있다. 수치는 상기와 같이 평량으로 나타낼 수 있다. 건조 조건은, 예를 들어 80 ℃ 에서 10 분간으로 할 수 있다. 여기서 말하는 「흡수성 시트의 면적」이란, 발열층에 적층되어 있는 부분의 흡수성 시트의 면적을 가리키고, 예를 들어, 흡수성 시트의 면적보다 발열층의 면적이 작은 경우에는, 발열층과 중첩되어 있는 부분의 흡수성 시트의 면적을 가지고 산출한다.

발열층 (11) 에 함유되는 흡수성 폴리머 (23) 에 대한 흡수성 시트 (102) 의 질량비는, 0.9 이상 15 이하이지만, 수증기 발생체의 온도의 상승이 빠른 관점에서, 1.5 이상인 것이 바람직하고, 2 이상인 것이 보다 바람직하다. 또, 안정적으로 수증기를 발생시키는 관점에서, 13 이하인 것이 바람직하고, 10 이하인 것이 보다 바람직하다.

전술한 바와 같이, 특허문헌 1 에는, 발열 조성물에 대해, 흡수제를 산포하여 흡수층을 형성시키는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 수증기를 다량으로 발생시키기 위해서 수분을 많이 함유시키면, 단순히 발열 조성물에 대해 흡수제를 산포하는 것만으로는, 발열층 중의 수분량이 많아져 버려 발열되기 어려워, 발열체로서의 온도의 상승이 느리며, 또 발생하는 수증기의 양도 저하되어 버린다는 과제가 있었다. 이에 반해, 발열체로서의 온도의 상승을 양화 (良化) 시키기 위해서, 이 흡수제의 상면에 다른 소재로 피복하는 것도 생각할 수 있지만, 이 피복하는 소재가 산소의 통과를 방해하여, 결과적으로 수증기의 발생을 억제시켜 버린다는 우려도 있다.

즉, 상기와 같이 흡수성 폴리머 (23) 에 대한 흡수성 시트 (102) 의 질량비를 적절히 설정함으로써, 효과적으로 수증기 발생체로서의 온도의 상승을 양화시키고, 이것에 더하여 적절히 수증기의 발생량의 향상을 도모할 수 있다.

또, 발열층 (11) 에 함유되는 흡수성 폴리머 (23) 의 건조 상태에서의 평량과, 후술하는 흡수성 시트 (102) 의 건조 상태에서의 평량을 조합하여 적절히 제어함으로써, 온열구 (100) 의 두께를 적절히 하여 취급성을 양호하게 하여 효율적으로 온열 효과를 부여할 수 있게 됨과 함께, 제조 효율을 양호하게 할 수 있다.

이 흡수성 시트 (102) 는, 예를 들어, 1 층의 섬유 시트로 구성되어 있어도 되고, 2 층 이상이 적층되어 있어도 된다.

흡수성 시트 (102) 로는, 구체적으로는, 후술하는 섬유 재료로부터 제조되는 종이, 부직포, 또는 종이와 부직포를 적층한 것 등을 들 수 있다. 또, 펄프 섬유나 레이온 섬유 등의 섬유 재료에, 추가로 다른 섬유 재료를 적층 또는 혼합한 초지, 부직포 등의 시트재여도 된다.

이와 같은 흡수성 시트 (102) 를 사용함으로써, 이 시트 중에 담지되는 물의 양을 특정한 범위로 하는 것을 용이하게 할 수 있고, 또, 수증기 발생체의 온도의 상승을 빠르게 하여, 발생하는 수증기를 효과적으로 방출할 수 있기 때문에 바람직하다.

상기 섬유 재료로는, 친수성 섬유 및 소수성 섬유 중 어느 것도 사용할 수 있지만, 친수성 섬유를 사용하는 것이 바람직하고, 그 중에서도 셀룰로오스 섬유를 사용하는 것이 흡수성 시트 (102) 에 담지되는 물의 양을 특정한 범위로 하는 것을 용이하게 할 수 있고, 또, 발생하는 수증기를 효과적으로 방출할 수 있기 때문에, 보다 바람직하다. 셀룰로오스 섬유로는, 화학 섬유 (합성 섬유) 나 천연 섬유를 사용할 수 있다.

셀룰로오스 섬유 중 화학 섬유로는, 예를 들어 레이온이나 아세테이트를 사용할 수 있다. 한편, 셀룰로오스 섬유 중 천연 섬유로는, 예를 들어, 각종 식물 섬유, 목재 펄프 섬유, 비목재 펄프 섬유, 목면 섬유, 삼섬유, 밀짚 섬유, 헴프 섬유, 주트 섬유, 케이폭 섬유, 야자 섬유, 등심초 섬유에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 이들 셀룰로오스 섬유 중, 목재 펄프 섬유를 사용한 크레이프지를 사용하는 것이, 흡수성 시트 (102) 에 담지되는 물의 양을 특정한 범위로 하는 것을 용이하게 할 수 있고, 또, 발생하는 수증기를 효과적으로 방출할 수 있기 때문에 바람직하다.

각종 섬유 재료는, 그 섬유 길이가 0.5 ㎜ 이상 6 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 0.8 ㎜ 이상 4 ㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또, 섬유 재료는, 섬유 길이가 0.5 ㎜ 이상인 것이 바람직하고, 0.8 ㎜ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또, 섬유 재료는, 섬유 길이가 6 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 4 ㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다.

흡수성 시트 (102) 에는, 친수성 섬유에 추가하여, 필요에 따라 소수성 섬유, 그 중에서도 열 융착성 섬유를 배합해도 된다. 열 융착성 섬유를 배합하는 경우의 배합량은, 흡수성 시트 (102) 에 있어서의 섬유의 전체량에 대해 0.1 질량％ 이상 10 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 0.5 질량％ 이상 5 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

동일한 관점에서, 열 융착성 섬유의 배합량은, 흡수성 시트 (102) 에 있어서의 섬유의 전체량에 대해 0.1 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 0.5 질량％ 이상이 보다 바람직하다. 또, 열 융착성 섬유의 배합량은, 흡수성 시트 (102) 에 있어서의 섬유의 전체량에 대해 10 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 5 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

또, 흡수성 시트 (102) 는, 통기성을 갖는 것이 바람직하지만, 통상적으로는, 후술하는 제 1 봉지체 시트 (20a) 의 통기도의 값보다 충분히 작은 값으로 설정된다.

흡수성 시트 (102) 는, 시트에 담지되는 물의 양을 특정한 범위로 용이하게 조정할 수 있는 점에서, 건조 상태에서 그 평량이 50 g/㎡ 이상이고, 100 g/㎡ 이상인 것이 바람직하며, 150 g/㎡ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또, 흡수성 시트 (102) 는, 건조 상태에서 그 평량이 500 g/㎡ 이하이고, 400 g/㎡ 이하인 것이 바람직하며, 300 g/㎡ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또, 흡수성 시트 (102) 의 두께를 적절히 하고, 제조 효율을 양호하게 하는 관점에서, 흡수성 시트 (102) 의 건조 상태에서의 평량은, 50 g/㎡ 이상 500 g/㎡ 이하이고, 100 g/㎡ 이상 400 g/㎡ 이하인 것이 바람직하고, 150 g/㎡ 이상 300 g/㎡ 이하인 것이 보다 바람직하다.

본 실시형태의 수증기 발생체 (10) 의 구체적인 양태로서, 상기의 흡수성 시트 (102) 와는 별도로, 다른 기재층 (13) 이 형성되어 있고, 이들 흡수성 시트 (102) 와 기재층 (13) 으로 발열층 (11) 을 사이에 끼워, 소위 샌드위치 구조로 되어 있다.

여기서, 이 기재층 (13) 으로는, 제조하는 온열구의 용도에 맞게 적절히 설정할 수 있지만, 통상, 흡수성이 부족한 재질로 구성되는 것이고, 예를 들어 합성 수지 필름에 의해 구성할 수 있다. 보다 구체적으로는, 폴리에틸렌 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 테플론 (등록상표) 필름 등을 사용할 수 있다.

여기서, 본 실시형태의 수증기 발생체 (10) 의 작용 효과에 대해 설명한다.

본 실시형태의 수증기 발생체 (10) 는, 발열층 (11) 과 흡수성 시트 (102) 가 적층되어 있는 구조를 갖는다.

이 구조를 채용하는 것에 의하면, 발열층 (11) 의 근방에 수분이 존재하기 때문에, 발열층 (11) 이 발생시킨 열 에너지를 효과적으로 증기로 바꾸기 쉬워진다. 또, 흡수성 시트 (102) 로부터의 적당한 물의 공급에 의해 온도가 지나치게 높아지지 않는다는 효과를 발휘한다.

또, 흡수성 시트 (102) 는, 특정한 물성을 나타내는 것이므로, 외부의 산소를 발열층 (11) 에 공급시키기 쉽고, 또한, 발열층 (11) 이 발생시킨 열 에너지를 외부로 빠져나가지 않게 할 수 있다.

이상으로부터, 본 실시형태의 수증기 발생체 (10) 는 온도의 상승이 빠르고, 수증기가 안정적으로 발생하며, 또한 적온으로 제어하기 쉽다는 특성을 실현할 수 있다.

또, 본 실시형태의 수증기 발생체 (10) 는, 발열층 (11) 과 흡수성 시트 (102) 가 적층되어 있는 구조를 갖지만, 흡수성 시트 (102) 가 온열구 (100) 의 사용자의 피부측에 위치하고, 발열층 (11) 이 사용자의 피부측과는 반대측에 위치하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 사용자에 대해 상기와 같은 특성을 효과적으로 부여할 수 있게 된다.

계속해서, 수증기 발생체 (10) 의 제조 방법의 일례에 대해 설명한다. 수증기 발생체 (10) 는, 예를 들어, 피산화성 금속 (21), 탄소 성분 (22), 및 물 등을 함유하는 발열 분체 수분산물을 기재층 (13) 에 도포하고, 그 후, 도포한 발열 분체 수분산물의 층에 대해 흡수성 폴리머 (23) 를 산포, 마지막으로 산포한 흡수성 폴리머 (23) 상에 흡수성 시트 (102) 를 배치함으로써 제작할 수 있다.

발열 분체 수분산물은, 전술한 성분을 모두 한 번에 혼합함으로써 조제해도 되지만, 미리, 증점제를 물에 용해한 것에 반응 촉진제를 용해하여 수용액을 준비하고, 다음으로 피산화성 금속 (21) 과 탄소 성분 (22) 을 프레 혼합한 것을 수용액과 혼합해도 된다.

반응 촉진제는, 발열 분체 수분산물 중의 다른 성분과 동시에 혼합해도 되지만, 발열 분체 수분산물을 도공한 후에 별도로 물 등에 용해시킨 반응 촉진제를 침투, 분무 또는 적하 등에 의해 첨가해도 되고, 반응 촉진제의 분말을 산포해도 된다.

발열 분체 수분산물의 층에 대해, 흡수성 폴리머 (23) 를 산포하고, 추가로 흡수성 시트 (102) 를 배치하는 단계에 있어서는, 이들 흡수성 폴리머 (23) 및 흡수성 시트 (102) 에 물이 일부 흡수되어 발열층 (11) 이 형성된다.

즉, 발열층 (11) 은, 흡수성 시트 (102) 에 흡수되지 않았던 잔여 성분으로 구성된다.

도 2 는, 이 제조 방법을 보다 구체적으로 설명하는 도면이다. 먼저, 도공조 (301) 에, 피산화성 금속 (21), 탄소 성분 (22), 물 등을 함유하는 발열 분체 수분산물 (302) 을 준비한다. 발열 분체 수분산물 (302) 은, 교반기 (303) 에 의해 교반하여, 피산화성 금속 (21) 및 탄소 성분 (22) 등, 물에 불용인 성분을 보다 균일하게 분산시켜도 된다. 발열 분체 수분산물 (302) 은, 전술한 성분을 모두 한 번에 혼합함으로써 조제해도 되지만, 미리, 증점제를 물에 용해한 것에 반응 촉진제를 용해하여 수용액을 준비하고, 다음으로 피산화성 금속 (21) 과 탄소 성분 (22) 을 프레 혼합한 것을 수용액과 혼합해도 된다.

이어서, 펌프 (304) 에 의해 발열 분체 수분산물 (302) 을 다이 헤드 (305) 까지 퍼 올린다. 퍼 올린 발열 분체 수분산물 (302) 은, 다이 헤드 (305) 를 사용하여, 가압하여 압출하면서 기재 (103) 에 도공한다. 이 때, 발열 분체 수분산물 (302) 의 도공 평량은, 160 g/㎡ 이상 4,800 g/㎡ 이하가 바람직하고, 320 g/㎡ 이상 2,200 g/㎡ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 도 2 에서는, 다이 코팅에 의한 도공을 예시했지만, 도공 방법은, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어, 롤 도포, 스크린 인쇄, 롤 그라비아, 나이프 코딩, 커튼 코터 등등을 사용할 수도 있다.

이상의 순서에 의해, 발열층 (11) 과 기재 (103) 를 구비하는 연속 장척물이 얻어지므로, 이것에 대해, 흡수성 폴리머 (23) 를 산포하고, 마지막으로 흡수성 시트 (102) 를 부착시킴으로써 적층체를 얻는다. 마지막으로, 이것을 임의의 크기로 재단함으로써, 수증기 발생체 (10) 가 형성된다.

또한, 상기 서술한 방법에 있어서는, 제조 과정에서의 피산화성 금속 (21) 의 산화를 억제하기 위해서, 필요에 따라 비산화성 분위기에 유지하는 수단을 사용해도 된다.

도 3 은, 도 1 에서 나타내는 수증기 발생체 (10) 를 구비한 온열구의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다. 도시하는 바와 같이, 이 온열구 (100) 는, 흡수성 시트 (102) 와 기재층 (13) 사이에 발열층 (11) 이 끼워진 샌드위치 구조를 갖는 수증기 발생체 (10) 와, 적어도 일부에 통기성을 갖고, 수증기 발생체 (10) 를 수용하는 봉지체 (20) 를 구비한다.

보다 구체적으로는, 이 온열구 (100) 는, 발열층 (11) 과 흡수성 시트 (102) 를 갖는 수증기 발생체 (10) 를, 적어도 일부에 통기성을 갖는 통기 시트로 구성 되는 봉지체 (20) 에 넣어 봉지체 (20) 의 주위가 접합되어 밀봉된 구조를 취한다. 온열구 (100) 에서는, 발열층 (11) 이 흡수성 시트 (102) 와 기재층 (13) 사이에 끼워져 있기 때문에, 봉지체 (20) 에 발열층 (11) 이 부착되는 것을 방지할 수 있다.

봉지체 (20) 는, 바람직하게는, 제 1 봉지체 시트 (20a) 와 제 2 봉지체 시트 (20b) 로 구성된다.

제 1 봉지체 시트 (20a) 와 제 2 봉지체 시트 (20b) 는, 수증기 발생체 (10) 의 둘레 가장자리로부터 외방으로 연장되는 연장역 (域) 을 각각 갖고, 각 연장역에 있어서 접합되어 있는 것이 바람직하다. 이 접합은 둘레 가장자리에 있어서 연속된 기밀한 접합인 것이 바람직하다. 제 1 봉지체 시트 (20a) 와 제 2 봉지체 시트 (20b) 의 접합에 의해 형성된 봉지체 (20) 는, 그 내부에 수증기 발생체 (10) 를 수용하기 위한 공간을 가지고 있다. 이 공간 내에 수증기 발생체 (10) 가 수용되어 있다. 수증기 발생체 (10) 는, 봉지체 (20) 에 대해 고정된 상태여도 되고, 고정되어 있지 않은 상태여도 된다.

제 1 봉지체 시트 (20a) 는, 그 일부 또는 전부가 통기성을 가지고 있다. 제 1 봉지체 시트 (20a) 의 통기도 (JIS P8117, 2009년 개정판, 본 명세서 중에 있어서는 모두 동일) 는, 온도 제어가 용이한 점에서, 500 초/100 ㎖ 초과가 바람직하고, 1,000 초/100 ㎖ 초과가 보다 바람직하며, 1,200 초/100 ㎖ 초과가 더욱 바람직하고, 1,500 초/100 ㎖ 이상이 특히 바람직하다.

이와 같은 통기도를 갖는 제 1 봉지체 시트 (20a) 로는, 예를 들어 투습성은 갖지만 투수성을 갖지 않는 합성 수지제의 다공성 시트를 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 폴리에틸렌에 탄산칼슘 등을 함유시켜 연신한 필름을 사용할 수 있다. 이러한 다공성 시트를 사용하는 경우에는, 다공성 시트의 외면에 니들 펀치 부직포, 에어 스루 부직포 및 스판본드 부직포에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 부직포를 비롯한 각종 섬유 시트를 라미네이트하여, 제 1 봉지체 시트 (20a) 의 질감을 높여도 된다. 제 1 봉지체 시트 (20a) 는, 그 일부 또는 전부가 통기성을 갖는 통기성 시트여도 되고, 통기성을 갖지 않는 비통기성 시트여도 되지만, 제 2 봉지체 시트 (20b) 보다 통기성이 높은 시트 (즉 통기도가 낮은 시트) 인 것이 바람직하다.

또한, 제 1 봉지체 시트 (20a) 의 통기도는, 수증기 발생체의 온도 상승의 빠름, 발생하는 증기량이 많은 점에서, 10,000 초/100 ㎖ 이하인 것이 바람직하고, 8,000 초/100 ㎖ 이하인 것이 보다 바람직하며, 5,000 초/100 ㎖ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 4,000 초/100 ㎖ 이하인 것이 특히 바람직하다.

제 2 봉지체 시트 (20b) 는, 그 일부 또는 전부가 통기성을 갖는 통기성 시트여도 되고, 통기성을 갖지 않는 비통기성 시트여도 되는데, 제 1 봉지체 시트 (20a) 보다 통기성이 낮은 시트 (즉 통기도가 높은 시트) 인 것이 바람직하다. 그러한 구성으로 함으로써, 수증기를 발생시키는 온열구로서, 발열체의 수증기 발생면인 흡수성 시트 (102) 에 접하는 제 1 봉지체 시트 (20a) 로부터 보다 많은 수증기가 발생하여, 온열구를 신체에 적용할 때에 보다 효율적으로 적용 부위를 온열할 수 있다.

제 2 봉지체 시트 (20b) 를 비통기성 시트로 하는 경우, 1 층 또는 다층의 합성 수지제의 필름이나, 그 1 층 또는 다층의 합성 수지제의 필름의 외면에 니들 펀치 부직포, 에어 스루 부직포, 및 스판본드 부직포에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 부직포를 비롯한 각종 섬유 시트를 라미네이트하여, 제 2 봉지체 시트 (20b) 의 질감을 높여도 된다. 구체적으로는, 폴리에틸렌 필름과 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 2 층 필름, 폴리에틸렌 필름과 부직포로 이루어지는 라미네이트 필름, 폴리에틸렌 필름과 펄프 시트로 이루어지는 라미네이트 필름 등이 사용되지만, 폴리에틸렌 필름과 펄프 시트로 이루어지는 라미네이트 필름이 특히 바람직하다.

제 2 봉지체 시트 (20b) 가 통기성 시트인 경우에는, 제 1 봉지체 시트 (20a) 와 동일한 것을 사용해도 되고, 상이한 것을 사용해도 되지만, 전술한 바와 같이 제 1 봉지체 시트 (20a) 보다 통기성이 낮은 시트 (즉 통기도가 높은 시트) 인 것이 바람직하다. 상이한 것을 사용하는 경우, 제 2 봉지체 시트 (20b) 의 통기성이, 제 1 봉지체 시트 (20a) 의 통기성보다 낮은 것을 조건으로 하여, 온도 제어가 용이한 점에서, 제 2 봉지체 시트 (20b) 의 통기도를, 5,000 초/100 ㎖ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 8,000 초/100 ㎖ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.

또, 제 2 봉지체 시트 (20b) 의 통기도는, 수증기 발생체의 온도 상승의 빠름, 제 1 봉지체 시트 (20a) 측으로부터 발생하는 증기량이 많은 점에서, 150,000 초/100 ㎖ 이하인 것이 바람직하고, 100,000 초/100 ㎖ 이하인 것이 보다 바람직하다.

수증기 발생체 (10) 를 봉지체 (20) 에 수용할 때, 흡수성 시트 (102) 가 제 1 봉지체 시트 (20a) 측, 기재층 (13) 이 제 2 봉지체 시트 (20b) 측이 되도록 각각 넣고, 주연부를 밀폐 시일하면, 피산화성 금속 (21) 의 산화 반응이 양호해지는 데다가, 제 1 봉지체 시트 (20a) 측으로부터 다량의 수증기를 발생시키는 것을 가능하게 할 수 있기 때문에 바람직하다. 또, 수증기 발생체 (10) 를 봉지체 (20) 에 수용한 온열구는, 제 1 봉지체 시트 (20a) 측, 즉 흡수성 시트 (102) 측이, 피부에 적용하는 것인 것이 바람직하다.

봉지체 (20) 에 수용되어 있는 수증기 발생체 (10) 는, 1 장이어도 되고, 복수 장을 적층시킨 다층 상태로 수용해도 된다.

봉지체 (20) 는, 전술한 바와 같이, 그 질감을 높이기 위해 각종 섬유 시트를 라미네이트해도 되지만, 또한 통기성을 갖는 외장체 (도시 생략) 에 수용됨으로써, 그 질감이나 사용성을 높여도 된다. 외장체는, 바람직하게는, 제 1 외장 시트와 제 2 외장 시트로 구성되고, 제 1 외장 시트에 의해 봉지체 (20) 의 일방의 면을 덮고, 제 2 외장 시트에 의해 봉지체 (20) 의 타방의 면을 덮어, 봉지체 (20) 의 둘레 가장자리로부터 외방으로 연장되는 연장역에 있어서, 제 1 외장 시트와 제 2 외장 시트가 접합되고, 바람직하게는 밀폐 접합됨으로써 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 외장체의 내부에는, 봉지체 (20) 를 수용하기 위한 공간이 형성되고, 이 공간 내에 봉지체 (20) 로 포위된 수증기 발생체 (10) 를 수용할 수 있다. 봉지체 (20) 는, 외장체에 대해 고정된 상태여도 되고, 비고정 상태여도 된다.

외장체 시트, 즉, 제 1 외장 시트 및 제 2 외장 시트의 통기도는, 제 1 봉지체 시트 (20a) 의 통기성보다 높은 것을 조건으로 하여, 3,000 초/100 ㎖ 이하로 설정하는 것이 바람직하고, 1 초/100 ㎖ 이상 100 초/100 ㎖ 이하로 설정하는 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 통기도로 함으로써, 피산화성 금속 (21) 의 산화 반응이 양호해지는 데다가, 다량의 수증기를 발생시키는 것을 가능하게 할 수 있다.

외장체를 구성하는 제 1, 제 2 외장 시트는, 통기성을 가지고 있으면, 예를 들어, 부직포를 비롯한 각종 섬유 시트 등, 종류는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 니들 펀치 부직포, 에어 스루 부직포, 스판본드 부직포에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다.

온열구 (100) 는, 봉지체 (20) 가 통기성을 갖고, 외장체도 통기성을 가짐으로써, 피산화성 금속 (21) 의 산화 반응과 함께 수증기의 발생이 가능한 증기 온열구로 할 수 있다.

온열구 (100) 는, 외장체의 외면, 예를 들어, 외장체를 구성하는 제 1 외장 시트 또는 제 2 외장 시트의 표면에, 점착제가 도공되어 형성된 점착층 (도시 생략) 을 가지고 있어도 된다. 점착층은, 온열구 (100) 를 인체의 피부나 의류 등에 장착하기 위해 사용된다. 점착층을 구성하는 점착제로는, 핫멜트 점착제를 비롯한 당해 기술 분야에 있어서, 지금까지 사용되어 온 것과 동일한 것을 사용할 수 있다.

온열구 (100) 는, 사용 직전까지 산소 배리어성을 갖는 포장 봉지 (도시 생략) 내에 밀봉 수용되는 것이 바람직하다.

온열구 (100) 는, 인체에 직접 적용되거나, 또는 의류에 장착되어, 인체의 가온 (加溫) 에 바람직하게 사용된다. 인체에 있어서의 적용 부위로는, 예를 들어, 어깨, 목, 눈, 눈의 주위, 허리, 팔꿈치, 무릎, 대퇴, 하퇴, 배, 하복부, 손, 발바닥 등을 들 수 있다. 또, 인체 외에, 각종 물품에 적용되어 그 가온이나 보온 등에도 바람직하게 사용된다.

또한, 상기의 수증기 발생체 (10) 는, 도 3 에 나타내는 것 이외의 다른 구성의 온열구나, 다른 용도에 사용할 수도 있다.

이상, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해 서술했지만, 이들은 본 발명의 예시이고, 상기 이외의 여러가지 구성을 채용할 수도 있다.

상기 서술한 실시형태에 관련하여, 본 발명은 추가로 이하의 조성물, 제조 방법, 혹은 용도를 개시한다.

＜1＞ 피산화성 금속, 탄소 성분, 흡수성 폴리머 및 물을 함유하는 발열층과,

상기 발열층 중에 함유되는 상기 흡수성 폴리머에 대한 상기 흡수성 시트의 질량비가, 0.9 이상 15 이하인, 온열구.

＜2＞ 상기 흡수성 시트 중의 물의 담지량이, 평량으로 나타내어 바람직하게는 28 g/㎡ 이상, 보다 바람직하게는 30 g/㎡ 이상, 더욱 바람직하게는 35 g/㎡ 이상이고, 또, 바람직하게는 150 g/㎡ 이하, 보다 바람직하게는 140 g/㎡ 이하, 더욱 바람직하게는 130 g/㎡ 이하인, ＜1＞ 에 기재된 온열구.

＜3＞ 상기 발열층 중의 물의 함유량이, 바람직하게는 12 질량％ 이상이고, 보다 바람직하게는 13 질량％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 15 질량％ 이상이고, 또, 바람직하게는 28 질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 27 질량％ 이하이고, 더욱 바람직하게는 25 질량％ 이하인, ＜1＞ 또는 ＜2＞ 에 기재된 온열구.

＜4＞ 상기 발열층 중의 상기 흡수성 폴리머의 함유량이, 피산화성 금속의 함유량 100 질량부에 대해, 바람직하게는 5 질량부 이상, 보다 바람직하게는 7 질량부 이상, 더욱 바람직하게는 9 질량부 이상이고, 또, 바람직하게는 20 질량부 이하, 보다 바람직하게는 18 질량부 이하, 더욱 바람직하게는 16 질량부 이하인, ＜1＞ ∼ ＜3＞ 중 어느 하나에 기재된 온열구.

＜5＞ 상기 발열층 중의, 탄소 성분의 함유량에 대한 흡수성 폴리머의 함유량의 질량 비율 (흡수성 폴리머/탄소 성분) 이, 바람직하게는 0.4 이상이고, 보다 바람직하게는 0.8 이상이고, 더욱 바람직하게는 1.1 이상이고, 또, 바람직하게는 5 이하이고, 보다 바람직하게는 3.5 이하이고, 더욱 바람직하게는 2.5 이하인, ＜1＞ ∼ ＜4＞ 중 어느 하나에 기재된 온열구.

＜6＞ 상기 흡수성 시트의 건조 상태의 평량이, 바람직하게는 20 g/㎡ 이상이고, 보다 바람직하게는 35 g/㎡ 이상이고, 더욱 바람직하게는 50 g/㎡ 이상이고, 또, 바람직하게는 500 g/㎡ 이하이고, 보다 바람직하게는 450 g/㎡ 이하이고, 더욱 바람직하게는 400 g/㎡ 이하인, ＜1＞ ∼ ＜5＞ 중 어느 하나에 기재된 온열구.

＜7＞ 상기 흡수성 폴리머의 적어도 일부가, 바람직하게는 상기 흡수성 시트에 접하도록 배치된, ＜1＞ ∼ ＜6＞ 중 어느 하나에 기재된 온열구.

＜8＞ 상기 탄소 성분의 함유량이, 상기 피산화성 금속의 함유량 100 질량부에 대해, 바람직하게는 0.3 질량부 이상이고, 보다 바람직하게는 1 질량부 이상이고, 더욱 바람직하게는 3 질량부 이상이고, 또, 바람직하게는 20 질량부 이하이고, 보다 바람직하게는 15 질량부 이하이고, 더욱 바람직하게는 13 질량부 이하인, ＜1＞ ∼ ＜7＞ 중 어느 하나에 기재된 온열구.

＜9＞ 상기 발열층이, 바람직하게는 추가로 증점제를 함유하는, ＜1＞ ∼ ＜8＞ 중 어느 하나에 기재된 온열구.

＜10＞ 상기 증점제가, 바람직하게는 알긴산소다 등의 알긴산염, 아라비아 고무, 트라가칸트 고무, 로카스트빈검, 구아검, 아라비아검, 카리기난, 한천, 잔탄검 등의 다당류계 증점제 ; 덱스트린, α 화 전분, 가공용 전분 등의 전분계 증점제 ; 카르복시메틸셀룰로오스, 아세트산에틸셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스, 하이드록시메틸셀룰로오스 또는 하이드록시프로필셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체계 증점제 ; 스테아르산염 등의 금속 비누계 증점제 ; 벤토나이트 등의 광물계 증점제 등에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상이고, 보다 바람직하게는 다당류계 증점제이고, 더욱 바람직하게는 분자량 100 만 이상 5000 만 이하의 다당류계 증점제이며, 특히 바람직하게는 분자량 150 만 이상 4000 만 이하의 다당류계 증점제인, ＜9＞ 에 기재된 온열구.

＜11＞ 상기 증점제의 함유량이, 바람직하게는 피산화성 금속 100 질량부에 대해 0.05 질량부 이상이고, 보다 바람직하게는 0.1 질량부 이상이고, 또, 바람직하게는 5 질량부 이하이고, 보다 바람직하게는 4 질량부 이하인, ＜9＞ 또는 ＜10＞ 에 기재된 온열구.

＜12＞ 상기 수증기 발생체를 수용하는 상기 봉지체의 통기도가, 500 초/100 ㎖ 초과이고, 보다 바람직하게는 1,000 초/100 ㎖ 초과이며, 더욱 바람직하게는 1,200 초/100 ㎖ 초과이고, 특히 바람직하게는 1,500 초/100 ㎖ 이상이고, 또, 바람직하게는 10,000 초/100 ㎖ 이하이고, 보다 바람직하게는 8,000 초/100 ㎖ 이하이고, 더욱 바람직하게는 5,000 초/100 ㎖ 이하이고, 특히 바람직하게는 4,000 초/100 ㎖ 이하인 통기 시트를 포함하는, ＜1＞ ∼ ＜11＞ 중 어느 하나에 기재된 온열구.

＜13＞ 상기 탄소 성분의 평균 입경이, 바람직하게는 10 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 12 ㎛ 이상이고, 또, 바람직하게는 200 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 100 ㎛ 이하인, ＜1＞ ∼ ＜12＞ 중 어느 하나에 기재된 온열구.

＜14＞ 상기 흡수성 시트의 최대 흡수능이, 바람직하게는 0.1 g/㎠ 이상이고, 보다 바람직하게는 0.15 g/㎠ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.2 g/㎠ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.5 g/㎠ 이상이고, 특히 바람직하게는 0.7 g/㎠ 이상이고, 또, 바람직하게는 5 g/㎠ 이하이고, 보다 바람직하게는 4 g/㎠ 이하이고, 더욱 바람직하게는 3 g/㎠ 이하인, ＜1＞ ∼ ＜13＞ 중 어느 하나에 기재된 온열구.

＜15＞ 상기 발열층 중의 피산화성 금속의 함유량이, 평량으로 나타내어, 바람직하게는 100 g/㎡ 이상이고, 보다 바람직하게는 200 g/㎡ 이상이고, 또, 바람직하게는 3,000 g/㎡ 이하이고, 보다 바람직하게는 1,500 g/㎡ 이하인, ＜1＞ ∼ ＜14＞ 중 어느 하나에 기재된 온열구.

＜16＞ 상기 발열층 중의, 탄소 성분의 함유량에 대한 물의 함유량의 질량 비율 (물/탄소 성분) 은, 바람직하게는 0.5 이상이고, 보다 바람직하게는 0.6 이상이고, 더욱 바람직하게는 1 이상이고, 또, 바람직하게는 8.3 이하이고, 보다 바람직하게는 7.7 이하이고, 더욱 바람직하게는 6.4 이하인, ＜1＞ ∼ ＜15＞ 중 어느 하나에 기재된 온열구.

＜17＞ 상기 발열층 중에 함유되는 상기 흡수성 폴리머에 대한 상기 흡수성 시트의 질량비가, 바람직하게는 1.5 이상이고, 보다 바람직하게는 2 이상이고, 또, 바람직하게는 13 이하이고, 보다 바람직하게는 10 이하인, ＜1＞ ∼ ＜16＞ 중 어느 하나에 기재된 온열구.

＜18＞ 상기 수증기 발생체를 수용하는 봉지체가, 바람직하게는 제 1 봉지체 시트와 제 2 봉지체 시트로 구성되고, 수증기 발생체의 둘레 가장자리로부터 외방으로 연장되는 연장역에 있어서 접합되어 있는, ＜1＞ ∼ ＜17＞ 중 어느 하나에 기재된 온열구.

＜19＞ 상기 제 1 봉지체 시트의 통기도가, 바람직하게는 상기 제 2 봉지체 시트의 통기도보다 낮은 것인, ＜18＞ 에 기재된 온열구.

＜20＞ 상기 제 1 봉지체 시트의 통기도가, 바람직하게는 500 초/100 ㎖ 초과이고, 보다 바람직하게는 1,000 초/100 ㎖ 초과이며, 더욱 바람직하게는 1,200 초/100 ㎖ 초과이고, 특히 바람직하게는 1,500 초/100 ㎖ 이상이고, 또, 바람직하게는 10,000 초/100 ㎖ 이하이고, 보다 바람직하게는 8,000 초/100 ㎖ 이하이고, 더욱 바람직하게는 5,000 초/100 ㎖ 이하이고, 특히 바람직하게는 4,000 초/100 ㎖ 이하인, ＜18＞ 또는 ＜19＞ 에 기재된 온열구.

＜21＞ 상기 제 2 봉지체 시트의 통기도가, 바람직하게는 상기 제 1 봉지체 시트의 통기도보다 높은 것을 전제로 하여, 바람직하게는 5,000 초/100 ㎖ 이상이고, 보다 바람직하게는 8,000 초/100 ㎖ 이상이고, 또, 바람직하게는 150,000 초/100 ㎖ 이하이고, 보다 바람직하게는 100,000 초/100 ㎖ 이하인, ＜18＞ ∼ ＜20＞ 중 어느 하나에 기재된 온열구.

＜22＞ 상기 수증기 발생체는, 바람직하게는 흡수성 시트가 제 1 봉지체 시트측이 되도록 수용된 것인, ＜18＞ ∼ ＜21＞ 중 어느 하나에 기재된 온열구.

＜23＞ 상기 봉지체가, 바람직하게는 통기성을 갖는 외장체에 수용되어 있는, ＜1＞ ∼ ＜22＞ 중 어느 하나에 기재된 온열구.

실시예

(실시예 1)

도 3 에서 나타내는 구조의 온열구를 이하와 같이 제작하였다.

〔발열 분체 수분산물의 조제〕

표 1 의 배합으로 나타내는 배합 비율 (질량 비율) 로, 피산화성 금속, 탄소 성분, 물, 반응 촉진제, pH 컨트롤제 및 증점제 등을 준비하고, 다음의 순서로 발열 분체 수분산물 (발열 조성물) 을 조제하였다. 증점제를 물에 용해하고, 이어서 반응 촉진제와 pH 컨트롤제를 용해하여 수용액을 준비하였다. 한편으로 피산화성 금속, 탄소 성분을 프레 혼합한 분체를 준비하고, 수용액에 프레 혼합 분체를 넣고, 디스크 터빈형 교반 날개로 150 rpm, 10 분간 교반하여 슬러리상의 발열 분체 수분산물을 얻었다.

또한, 피산화성 금속, 탄소 성분, 물, 반응 촉진제, 및 증점제의 종류, 제품명 및 제조원은 이하와 같다.

피산화성 금속 : 철분 (철분 RKH, DOWA IP CREATION (주) 제조) 평균 입경 45 ㎛

탄소 성분 : 활성탄 (카르보라핀, 니혼 엔바이로 케미컬즈 (주) 제조) 평균 입경 40 ㎛

증점제 : 잔탄검 (에코검 BT, DSP 고쿄 푸드 ＆ 케미컬 (주) 제조) 분자량 2,000,000

물 : 수돗물

pH 컨트롤제 1 : 인산삼칼륨 (요네야마 화학 공업 (주) 제조)

pH 컨트롤제 2 : 48 ％ 수산화칼륨 용액 (칸토 화학 (주) 제조)

반응 촉진제 : 염화나트륨 (일본 약국방 염화나트륨, 토미타 제약 (주) 제조)

〔수증기 발생체의 조제〕

기재층으로서, PE 라미네이트지 (닛토쿠 (주) 사 제조) 를 사용하고, 발열 분체 수분산물을 24.01 ㎠ (4.9 ㎝ × 4.9 ㎝) 의 기재층의 표면에 두께 대략 3 ㎜ 로 도공하였다. 이 때 사용한 발열 분체 수분산물은 1.4 g 이었다.

계속해서, 흡수성 폴리머 0.12 g (구상, 평균 입자경 300 ㎛, 아쿠아릭 CAW-151, 주식회사 닛폰 쇼쿠바이 제조) 을, 상기 서술한 발열 분체 수분산물의 도공면에 대해, 대략 0.5 ㎜ 의 두께로 산포하였다 (평량 50 g/㎡).

계속해서, 흡수성 시트로서, 4.9 ㎝ × 4.9 ㎝ 의 크레이프지 (평량 63 g/㎡, 다이쇼와 지공 산업 (주) 사 제조) 를 사용하고, 상기 흡수성 폴리머의 산포 부 상에 적층하여 일체화함으로써 수증기 발생체를 제작하였다.

또한, 여기서 사용한 흡수성 시트의 최대 흡수능은, 후술하는 방법에 의해 측정 (이하 동일) 한 결과, 0.24 g/㎠ 였다.

〔온열구의 조제〕

통기성을 갖는 봉지체 (6.5 ㎝ × 6.5 ㎝ : 제 1 봉지체 시트의 통기도 1500 초/100 ㎖, 제 2 봉지체 시트는 비통기성) 에 상기에서 얻어진 수증기 발생체를, 흡수성 시트가 제 1 봉지체 시트측, 기재층이 제 2 봉지체 시트측이 되도록 각각 넣고, 주연부를 밀폐 시일하였다.

추가로 에어 스루 부직포 (통기도 1 초/100 ㎖, 30 g/㎡) 로 만든 외장 봉투 (7.5 ㎝ × 7.5 ㎝) 에 있어서, 편면 주변부에 점착제를 폭 1 ㎝ × 길이 4 ㎝, 100 g/㎡ 로 도공하여 박리지를 씌운 것을 준비하고, 그 외장 봉투 중에 수증기 발생체가 봉지체에 수용된 것을 넣고, 주연부를 밀폐 시일한 것을 온열구로 하였다. 온열구는, 후술하는 평가를 실시할 때까지, 산소 차단 봉투에 넣었다. 또한, 일련의 작업은 질소 기류 하에서 실시하였다.

(실시예 2 ∼ 6)

사용한 흡수성 시트의 최대 흡수능 및 흡수성 폴리머의 함유량을 표 2 또는 표 3 에 나타낸 것으로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 온열구를 조제하였다.

(비교예 1 ∼ 3)

〔평가〕

상기 실시예 및 비교예의 수증기 발생체 및 이것을 구비한 온열구에 대해, 이하의 점에서 분석 및 평가를 실시하였다. 결과는, 표 2 또는 표 3 에 나타내었다.

1. 수분량 측정

상기 실시예 및 비교예의 수증기 발생체에 대한, 흡수성 시트의 최대 흡수능 그리고 수분 함유량, 발열층의 수분 함유량은, 이하와 같이 측정하였다.

＜1＞ 흡수성 시트의 최대 흡수능 (Z_max) 의 측정법

수증기 발생체로부터 흡수성 시트만을 박리하고, 이온 교환수로 세정한 후, 80 ℃, 10 분간 가열 건조시켰다. 건조 후의 흡수성 시트를 가로세로 5 ㎝ 정도의 사이즈로 커트하고, 면적 (S)［㎠］및 질량 (W₀)［g］을 측정한 후, 5 질량％ 염화나트륨 수용액에 5 분간 침지하였다. 핀셋으로 꺼내어, 5 분간 공기 중에 매달아 흡수성 시트가 완전히 흡수시키지 못하는 물을 방울지게 떨어뜨린 후, 질량 (W₁)［g］을 측정하고, 하기의 식 (1) 로부터 흡수성 시트의 최대 흡수능 (Z_max)［g/㎠］을 산출하였다.

· Z_max = (W₁ － W₀)/S···(식 1)

＜2＞ 흡수성 시트의 수분 함유량 (W₁₁)

수증기 발생체로부터 흡수성 시트만을 박리하고, 면적 (S)［㎠］, 및 질량 (W₂) 을 측정하였다. 흡수성 시트를 80 ℃, 10 분간 가열 건조시킨 후의 질량을 측정하고 (W₃), 하기의 (식 2) 로부터 흡수성 시트의 수분 함유량 (W₁₁) 을 평량 (g/㎡) 으로 산출하였다.

· W₁₁ = (W₂－ W₃)/(S × 10^-4)···(식 2)

＜3＞ 발열층의 수분 함유량 (W₁₂)

기재 상에 형성된 발열층을 약 1 g 채취하여 정밀 칭량하였다 (W₄). 건조 후의 발열층을 150 ℃, 10 분 가열 건조시킨 후의 질량을 측정하고 (W₅), 하기의 (식 3) 에 의해 발열층의 수분 함유량을 산출하였다.

· W₁₂ = (W₄ － W₅)/W₄ × 100···(식 3)

2. 발열 측정

JIS S 4100 에 준거한 측정기를 사용하여, 온열구의 제 1 봉지체 시트측을 측정면에 첩부하여, 발열 측정을 실시하였다. 이 발열 측정에 있어서는, 시간축을 가로축, 온도를 세로축으로 하여 플롯하였다.

또, 플롯 결과로부터,［최고 온도 (℃)］,［승온 시간 (min)］,［지속 시간 (min)］을 구하고 있다. 구체적으로는,［최고 온도 (℃)］에 대해서는, 측정 개시부터 측정 종료까지의 사이에서 가장 높아진 온도 (℃),［승온 시간 (min)］에 대해서는, 측정 개시하여 35 ℃ 에서 45 ℃ 까지 도달하는 데에 걸린 시간 (분),［지속 시간 (min)］에 대해서는, 측정 개시부터 측정 종료까지 45 ℃ 이상이었던 시간 (분) 으로 하였다.

3. 수증기 발생량

수증기의 발생량은, 도 4 에 나타내는 수증기 발생량 측정 장치 (30) 를 사용하여 다음과 같이 측정하였다. 도 4 에 나타내는 수증기 발생량 측정 장치 (30) 는, 알루미늄제의 측정실 (용적 2.1 ℓ) (31) 과, 측정실 (31) 의 하부에 제습 공기 (습도 2 ％ 미만, 유량 2.1 ℓ/분) 를 유입시키는 유입로 (32) 와, 측정실 (31) 의 상부로부터 공기를 유출시키는 유출로 (33) 를 구비하고 있다. 유입로 (32) 에는, 입구 온습도계 (34) 와 입구 유량계 (35) 가 장착되어 있다. 한편, 유출로 (33) 에는, 출구 온습도계 (36) 와 출구 유량계 (37) 가 장착되어 있다. 측정실 (31) 내에는 온도계 (서미스터) (38) 가 장착되어 있다. 온도계 (38) 로는, 온도 분해능이 0.01 ℃ 정도인 것을 사용하였다.

측정 환경 온도 30 ℃ (30 ± 1 ℃) 에 있어서 온열구를 포장재로부터 꺼내고, 그 수증기 발생면을 위로 하여 측정실 (31) 에 재치 (載置) 하였다. 금속구 (4.5 g) 를 장착한 온도계 (38) 를 그 위에 놓았다. 이 상태에서 측정실 (31) 의 하부로부터 제습 공기를 흘렸다. 입구 온습도계 (34) 와 출구 온습도계 (36) 로 계측되는 온도 및 습도로부터 측정실 (31) 에 공기가 유입되기 전후의 절대 습도의 차를 구하였다. 또한 입구 유량계 (35) 와 출구 유량계 (37) 로 계측되는 유량으로부터 온열구가 방출한 수증기량을 산출하였다. 측정 개시부터 10 분간의 수증기 발생량을 표 2 또는 표 3 에 나타낸다.

4. 피부 최고 온도

상기 서술한 바와 같이 하여 얻어진 온열구를 눈에 첩부하고, 온도 로거 LT8A (Gram Corporation 제조) 를 사용하여, 상검의 피부 온도를 측정하였다. 장착 15 분 동안 가장 높아진 온도를 피부 최고 온도로 하였다.

표 2 또는 표 3 에는 이와 같이 측정된 피부 온도 중, 최고 온도를［피부 최고 온도 [℃]］로서 나타낸다.

표 2 및 표 3 에 나타낸 바와 같이, 실시예에서 얻어진 온열구는, 각 비교예에서 얻어진 온열구보다 온도의 상승이 빠른 것이고, 증기 발생량으로서도 양호한 것이었다. 또, 발열의 온도도 적절한 것이고, 피부에 적용했을 경우에, 기분 좋은 정도의 온감을 줄 수 있는 것이었다.

이 출원은, 2015년 7월 21일에 출원된 일본 특허출원 2015-144450, 및 2016년 6월 29일에 출원된 일본 특허출원 2016-128749를 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시 모두를 여기에 받아들인다.

Claims

피산화성 금속, 탄소 성분, 흡수성 폴리머 및 물을 함유하는 발열층과,
물을 담지하는 흡수성 시트가 적층되어 이루어지는 수증기 발생체와,
적어도 일부에 통기성을 갖고, 상기 수증기 발생체를 수용하는 봉지체를 구비하는 온열구로서,
상기 발열층 중에 함유되는 상기 흡수성 폴리머에 대한 상기 흡수성 시트의 질량비가, 0.9 이상 15 이하인, 온열구.
피산화성 금속, 탄소 성분, 흡수성 폴리머 및 물을 함유하는 발열층과,
물을 담지하는 흡수성 시트가 적층되어 이루어지는 수증기 발생체와,
적어도 일부에 통기성을 갖고, 상기 수증기 발생체를 수용하는 봉지체를 구비하는 온열구로서,
상기 발열층 중에 함유되는 상기 흡수성 폴리머의 평량이, 건조 상태에서, 20 g/㎡ 이상 100 g/㎡ 이하이고, 상기 흡수성 시트의 평량이, 건조 상태에서, 50 g/㎡ 이상 500 g/㎡ 이하인, 온열구.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 흡수성 시트 중의 물의 담지량이, 평량으로 나타내어 28 g/㎡ 이상 150 g/㎡ 이하인, 온열구.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발열층 중의 상기 물의 함유량이, 12 질량％ 이상 28 질량％ 이하인, 온열구.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발열층 중의 상기 흡수성 폴리머의 함유량이, 상기 피산화성 금속의 함유량 100 질량부에 대해, 5 질량부 이상 20 질량부 이하인, 온열구.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발열층 중의, 상기 탄소 성분의 함유량에 대한 상기 흡수성 폴리머의 함유량의 질량 비율 (흡수성 폴리머/탄소 성분) 이, 0.4 이상 5 이하인, 온열구.
제 1 항, 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡수성 시트의 건조 상태의 평량이, 50 g/㎡ 이상 500 g/㎡ 이하인, 온열구.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡수성 폴리머의 적어도 일부가, 상기 흡수성 시트에 접하도록 배치된, 온열구.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡수성 시트가 상기 온열구의 사용자의 피부측에 위치하고, 상기 발열층이 상기 사용자의 피부측과는 반대측에 위치하도록 배치된, 온열구.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발열층 중에 함유되는 상기 흡수성 폴리머의 평량이, 건조 상태에서, 25 g/㎡ 이상 80 g/㎡ 이하이고, 상기 흡수성 시트의 평량이, 건조 상태에서, 100 g/㎡ 이상 400 g/㎡ 이하인, 온열구.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탄소 성분의 함유량이, 상기 피산화성 금속의 함유량 100 질량부에 대해, 0.3 질량부 이상 20 질량부 이하인, 온열구.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발열층이 추가로 증점제를 함유하는, 온열구.
제 12 항에 있어서,
상기 증점제의 함유량이 상기 피산화성 금속 100 질량부에 대해 0.05 질량부 이상 5 질량부 이하인, 온열구.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 증점제가, 다당류계 증점제, 전분계 증점제, 셀룰로오스 유도체계 증점제, 금속 비누계 증점제, 및 광물계 증점제 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인, 온열구.
제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 증점제가 분자량 100 만 이상 5000 만 이하의 다당류계 증점제를 포함하는 온열구.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수증기 발생체를 수용하는 상기 봉지체가, 통기도 500 초/100 ㎖ 초과 10,000 초/100 ㎖ 이하의 통기 시트를 포함하는, 온열구.
제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 증점제의 함유량이, 상기 피산화성 금속 100 질량부에 대해 0.05 질량부 이상이고, 5 질량부 이하인, 온열구.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탄소 성분의 평균 입경이, 10 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인, 온열구.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡수성 시트의 최대 흡수능이, 0.1 g/㎠ 이상 5 g/㎠ 이하인, 온열구.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발열층 중의 상기 피산화성 금속의 함유량이, 평량으로 나타내어, 100 g/㎡ 이상 3,000 g/㎡ 이하인, 온열구.
제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발열층 중의, 상기 탄소 성분의 함유량에 대한 상기 물의 함유량의 질량 비율 (물/탄소 성분) 은, 0.5 이상 8.3 이하인, 온열구.
제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발열층 중에 함유되는 상기 흡수성 폴리머에 대한 상기 흡수성 시트의 질량비가, 1.5 이상 13 이하인, 온열구.
제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수증기 발생체를 수용하는 상기 봉지체가, 제 1 봉지체 시트와 제 2 봉지체 시트로 구성되고, 상기 수증기 발생체의 둘레 가장자리로부터 외방으로 연장되는 연장역에 있어서 상기 제 1 봉지체 시트와 상기 제 2 봉지체 시트가 접합되어 있는, 온열구.
제 23 항에 있어서,
상기 제 1 봉지체 시트의 통기도가, 상기 제 2 봉지체 시트의 통기도보다 낮은 것인, 온열구.
제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
상기 제 1 봉지체 시트의 통기도가, 500 초/100 ㎖ 초과 10,000 초/100 ㎖ 이하인, 온열구.
제 23 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 봉지체 시트의 통기도가, 상기 제 1 봉지체 시트의 통기도보다 높고, 5,000 초/100 ㎖ 이상 150,000 초/100 ㎖ 이하인, 온열구.
제 23 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수증기 발생체는, 상기 흡수성 시트가 상기 제 1 봉지체 시트측이 되도록 수용된 것인, 온열구.
제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 봉지체가 통기성을 갖는 외장체에 수용되어 있는, 온열구.