(57)【要約】【課題】  身体に密着する柔軟性を持ち、低温火傷を起こさない一定温度を比較的長時間維持すること可能とし、繰り返し加熱や消毒に耐え、マイクロ波加熱や誘導加熱を可能とする身体保温シートを作成する。【解決手段】  潜熱蓄熱材を含むマイクロカプセルをシリコーンゴムなどに分散した蓄熱部を柔軟な伝熱部で結合したシートを形成し、身体に接触しない側の面は断熱材で覆う。温度均一性向上のためにアルミナ粒子の分散、マイクロ波加熱の効率こうじょうのためにはフェライト粉、誘導加熱の効率向上のためには鉄粉を分散させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３０℃から５０℃に相転移温度を有する潜熱蓄熱材を含有するマイクロカプセルを分散させた一定温度保持機能を有する蓄熱部と、柔軟で伝熱性に優れた伝熱部が一体として連結してシートを形成し、前記シートの身体に接しない側の面を分離可能な断熱性に優れた断熱部で覆うことにより、もしくは前記の身体に接しない面を一体的に断熱面で被覆したシートを形成することにより不要な熱散逸を防ぎ、蓄熱部と伝熱部と断熱部の３つの構成部分を用いて身体を一定温度で保温する事を特徴とする身体保温シート。
【請求項２】
上記蓄熱部と伝熱部がシリコーンゴムであることを特徴とする請求項１に記載の身体保温シート。
【請求項３】
上記蓄熱部にアルミナ等の熱伝導性に優れた誘電体を分散させた、請求項１または２のいずれか１項に記載の身体保温シート。
【請求項４】
上記蓄熱部にマイクロ波加熱を促進するフェライト等の強磁性粉を分散させた、請求項１から３のいずれか１項に記載の身体保温シート。
【請求項５】
上記蓄熱部に誘導加熱を促進する鉄粉を分散させた、請求項１から３のいずれか１項に記載の身体保温シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療介護において体温を一定温度のもとで保温するシートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、温度維持にはヒーターやクーラーを用いた温度制御技術、断熱壁などで対象を囲むことで温度維持を実現する断熱技術、ヒートパイプや循環水などを用いた熱交換技術、蓄熱材など熱容量の大きい物質に熱エネルギーを溜める蓄熱技術などが知られている。
【０００３】
上記の蓄熱技術の一つとして固液相転移時の大きな潜熱を利用した潜熱蓄熱材の利用が、住宅や衣類など広い分野で検討されている。潜熱蓄熱材は温度が変化する環境下においては環境温度上昇時には相転移温度で固体から液体への融解によって吸熱して温度を保持し、環境温度降下時には相転移温度で液体から固体への凝固が起こることで発熱して温度を保持する。
【０００４】
相転移を伴わない顕熱蓄熱材の場合、自然冷却では加熱直後の温度から室温まで指数関数的に温度が減少するが、潜熱蓄熱材の場合には系の相転移の開始から終了まで相転移温度をしばらく維持し、系が液体から固体に変わる相転移を終了したのちに顕熱蓄熱材と同様に指数関数的に温度減少する。加熱するプロセスにおいても同様で、顕熱蓄熱材は加熱に応じた連続的な温度上昇が見られるが、潜熱蓄熱材では加熱途中の相転移温度で止まり、完全に固体から液体への相転移が終わったのちに顕熱蓄熱材と同様に連続的に温度上昇する。これらの相転移に伴い大きな熱エネルギーの吸収や放出が行われるため、潜熱蓄熱材の単位重量当たりの蓄熱量は顕熱蓄熱材のそれよりも大きい。
【０００５】
このように潜熱蓄熱材は顕熱蓄熱材に比べ、（１）蓄熱量が大きく、（２）相転移温度で維持するという二つの特長がある。一つの物質でも使用温度域によって蓄熱材としての性能は異なる。水は０℃と１００℃では潜熱蓄熱材として機能し、その他の温度では顕熱蓄熱材となる。適切な相転移温度の物質を選ぶことで潜熱蓄熱材の保持温度を調整することができる。例えば、パラフィンの分子量を選択することで望ましい相転移温度を持つ蓄熱材とすることができる。
【０００６】
医療介護分野では、皮膚などへの体温より高いまたは低い温度を保持するために潜熱蓄熱材を要素とする保温シートが知られている。また、このとき固液相転移を利用した潜熱蓄熱材では体積や流動性が変化するので潜熱蓄熱材を含有させたマイクロカプセルを用いる事がある。例えば、特許文献１では潜熱蓄熱材を含有するマイクロカプセルが分散されたシリコーン樹脂製の保温シートについて示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７―１４５９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的である医療分野での保温目的での使用を考えるとき、腕や足などに巻きつける柔軟性と密着性が求められ、加熱の場合には皮膚に当てても低温火傷を起こさない所定の温度をできるだけ長時間維持できる事が望ましい。
加熱して用いる場合、マイクロ波加熱、あるいは誘導加熱などの短時間での加熱が行えると利便性が高いが、一般にこれらの加熱は温度制御が難しい。この温度維持ため及び加熱によっても温度域が一定に収まる両方の需要に応えるためには、潜熱蓄熱物質を含むマイクロカプセルを出来るだけ多く用いる事が好ましい。一方、高密度に異物を導入するとゴムは柔軟性を失いやすい。マイクロカプセルの高密度充填と皮膚に密着させる柔軟性の両立は課題である。
【０００９】
潜熱蓄熱材は蓄熱量の大きさにおいて優れるが、熱伝導性の観点では劣るものが多い。よって、潜熱蓄熱材を内蔵する樹脂シートを加熱するために湯に入れて加熱した場合、「表面は熱いが内部が温まっていない」、あるいはマイクロ波加熱や誘導加熱では「中心は熱いが周囲が温まっていない」といった不均一が起こる事があり、また使用時において「内部に未だ熱が溜まっているのに表面に伝わらず表面だけが冷める」という不便が生じる事がある。保温シートの表面温度の長時間保持のためにはシート内部で速やかに温度が均一になる事が好ましい。
【００１０】
蓄熱に優れた物質を用い、内部温度を均一に保持し外部への伝達を良好にする伝熱に優れた物質を合わせて使うことが有効であるが、伝熱性の向上は周囲の空気などで自然冷却を顕著にする。身体の保温を行う場合、身体方向のみへの伝達を向上させ、反対側には熱移動を阻害することが望ましい。
【００１１】
また接触感染等の対策のために表面をアルコール等で消毒できるものが好ましく、消毒や加熱や使用時にシート樹脂素材や潜熱蓄熱材から有害な物質が漏出してはならない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は潜熱蓄熱材マイクロカプセルを医療用に使用可能な素材で消毒や熱サイクルに強いゴム状の素材（例えばシリコーンゴム）に高密度に分散させた比較的硬い蓄熱部と、それらをつなぐゴム状の素材からなる柔軟な伝熱部を含む。これによって、潜熱蓄熱材の保温性能を最大限に保ちながら柔軟性を維持する。柔軟性保持のためには蓄熱部が縦横高さの各辺のうち少なくとも１辺が５センチ以下にする必要がある。
【００１３】
マイクロカプセル中の潜熱蓄熱材は低温火傷を防ぐために３０℃以上５０℃以下になる相転移温度のものを用いる。
【００１４】
さらに、皮膚に当てる側と反対側の面には、断熱シートで覆い空気側への自然冷却を遮断する断熱部を導入する。これはマイクロカプセルに貯められた潜熱が皮膚側にのみ流れるようにするためである。断熱部は上記の伝熱部と蓄熱材部がなす身体保温シート本体の皮膚に触れない片面に一体化させても良く、あるいは身体保温シートとは分離したカバーとして皮膚に接した身体保温シートの外側から覆っても良い。
【００１５】
マイクロ波加熱を可能とする身体保温シートでは、温度不均一を解消するために、必要に応じて蓄熱部及び／あるいは伝熱部には熱伝導性を高めるが電気伝導性はない粒子（例えばアルミナ微粒子）を同時に分散させる。ただし、マイクロカプセル皮膜や、蓄熱部と伝熱部の母体となるゴム状の素材は本来の熱伝送性が優れていればこの導入を省く事ができる。加熱を効率的に行うために強磁性材料（例えばフェライト粉）を蓄熱部に導入する。
【００１６】
誘導加熱を可能とする身体保温シートでは鉄粉などの導電性のある物質の粉末を蓄熱部に導入する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、マイクロ波加熱を用いた短時間の加熱が可能で、低温火傷を起こさない所定温度を一定時間保ち、皮膚に添い密着する柔軟性を有し、表面と内部の温度均一性に優れ、毒物の漏出がなく、表面への消毒が可能な保温シートが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態における蓄熱部と伝熱部に関する、平面様外観図（１）と曲げた場合の断面図（２）である
【図２】シリコーンゴムのマイクロ波加熱後の自然冷却の温度挙動について潜熱蓄熱材を含有する場合としない場合について比較したグラフである。
【図３】本発明の第２実施形態における蓄熱部と伝熱部に関する、平面様外観図（１）と曲げた場合の断面図（２）である
【図４】本発明の第３実施形態の断熱部について、平面構造への付与の場合（１）と凹凸構造への付与の場合（２）について説明する図である。
【図５】本発明の第４実施形態における分離型断熱部について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る身体保温シートについての実施実態を挙げ、添付の図面を基に説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１（１）に、第１実施形態に係る身体保温シート３の外観を示す。半円筒状の蓄熱部１は医療用シリコーンゴムにパラフィンを内蔵した潜熱蓄熱材を分散させている。シリコーンゴムに対して５０重量パーセント添加すると蓄熱部は柔軟性が乏しくなり、身体に密着させる事が困難になるが、３ミリメートル厚の医療用シリコーンゴムのシートを伝熱部２として導入する。図１（２）の断面図に示される様に、伝熱部２の柔軟性によって身体への密着が可能になる。蓄熱部の体積が大きいほど温度保持能力が高いが、任意の方向に曲げる目的のためにはその大きさは制限される。
【００２１】
図２は一個の蓄熱部を５００Wのマイクロ波で１分間加熱した場合の自然冷却の温度変化を示すグラフであり、潜熱蓄熱材（PCM）の有無により、４０℃近傍での温度維持能力が認められる。この冷却速度は蓄熱部の表面積や接する物質の温度によって変わるが、必ずしも接触身体に熱が供給されるだけでなく周りの空気に散逸する熱も多い。毛布等で包むことによって温度維持性能は高まる。
（第２実施形態）
【００２２】
図３（１）は第２実施形態に係る身体保温シート３の外観を示す。柔軟なシート状の伝熱部２の内部に蓄熱部１が一体となって埋め込まれている。側面にバックルを設置することにより、皮膚に密着固定させる事が可能となる。この場合も蓄熱部１が分離しており、柔軟な伝熱部２でこれらが結合され温度の均一化が図られるため、安定した保温が実現できる。図３（２）の断面図に示される様に、身体に沿って曲げて密着させる事ができる。
【００２３】
上記第１実施形態および第２実施形態のいずれの場合も、蓄熱部および伝熱部あるいはいずれか一方の伝熱性を高めるためにアルミナなど熱伝導性に優れる粒子の導入を行う場合がある。
また、マイクロ波加熱の効率を向上させるためにフェライト粉、誘導加熱を可能にするために鉄粉を導入する事が可能である。ただし、これらの充填は加熱方法によって選択されるべきものである。
（第３実施形態）
【００２４】
図４には第３実施形態として身体保温シート３の身体に接しない側の面に断熱性に優れる物質で被覆した断熱部４を導入した例を示す。前期第１実施形態および第２実施形態のいずれの構造にも同様に導入が可能である。
【００２５】
断熱材としてはウレタンフォームなど空気層を構造に含むものや熱伝導性の低い樹脂など任意の断熱素材を用いる事ができる。ただし、アルミ蒸着などを施すことはマイクロ波加熱を行う場合は適切ではない。その装着は図４に例示されている面ファスナーでもよく、また図３に例示されるバックルの様な固定具でも良い。
（第４実施形態）
【００２６】
図５には、第３実施形態とは異なり、断熱部を身体保温シート３と一体化させず、分離したカバーとして用いる方法について図示している。分離することにより、断熱カバーには赤外線を反射するアルミ蒸着を含むより自由度の高い断熱素材の利用が可能になる。身体に接触し消毒を頻繁に行う身体保護シートと分離することで利便性も高まる。
【００２７】
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱することなく改造、変形及び変更を行うことができることは理解すべきである。
【符号の説明】
【００２８】
１  蓄熱部
２  伝熱部
３  身体保温シート
４  断熱部
５  断熱カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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