(57)【要約】【課題】発熱組成物の塗工性能の良否判定を精度よく行うことができる発熱組成物の良否判定方法を提供すること。【解決手段】本発明の発熱組成物の良否判定方法は、回転式レオメーター４０Ａを用いて発熱組成物の塗工性能の良否を判定する。回転式レオメーター４０Ａは、駆動板４２と受け板４４とのクリアランスに試料Ｓが配置された状態で駆動板４２を回転駆動して試料Ｓに外力又は変形を与え、試料Ｓに生じる応力又は変形に応じた物理量を測定するようになされており、且つ駆動板４２の受け板４４との対向面が凹凸面、受け板４４の駆動板４２との対向面が平坦面である。前記クリアランスに試料Ｓとして前記発熱組成物を配置し、駆動板４２を所定の回転周波数で回転させて前記物理量としての弾性率を測定し、該弾性率に基づいて該発熱組成物の良否を判定する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属粉及び水を含有する流動性の発熱組成物について、回転式レオメーターを用いて該発熱組成物の塗工性能の良否を判定する、発熱組成物の良否判定方法であって、
前記回転式レオメーターは、駆動軸の一端部に設けられ、該駆動軸の軸線に直交する平面上に配設された駆動板と、該駆動板に対向し且つ平行に配設された受け板とを備え、該駆動板と該受け板とのクリアランスに試料が配置された状態で該駆動板を回転駆動して該試料に外力又は変形を与え、該試料に生じる応力又は変形に応じた物理量を測定するようになされており、且つ該駆動板の該受け板との対向面が凹凸面、該受け板の該駆動板との対向面が平坦面であり、
前記クリアランスに前記試料として前記発熱組成物を配置し、前記駆動板を所定の回転周波数で回転させて前記物理量としての弾性率を測定し、該弾性率に基づいて該発熱組成物の良否を判定する、発熱組成物の良否判定方法。
【請求項２】
前記試料に生じる応力を横軸に、前記弾性率を縦軸にとって描かれる、応力−弾性率曲線において、該応力が１〜１０００Ｐａの範囲で該曲線が、低応力側に極小値を持ち且つ高応力側に極大値を持つ場合に良品と判定し、それ以外の場合は不良品と判定する請求項１に記載の発熱組成物の良否判定方法。
【請求項３】
前記試料に生じる応力を横軸に、前記弾性率を縦軸にとって描かれる、応力−弾性率曲線において、該応力が１〜１０００Ｐａの範囲で該曲線が、下に凸の曲線である場合に良品と判定し、それ以外の場合は不良品と判定する請求項１又は２に記載の発熱組成物の良否判定方法。
【請求項４】
前記弾性率が損失弾性率である請求項１〜３の何れか１項に記載の発熱組成物の良否判定方法。
【請求項５】
前記クリアランスが１ｍｍである請求項１〜４の何れか１項に記載の発熱組成物の良否判定方法。
【請求項６】
前記駆動板の回転周波数が１Ｈｚである請求項１〜５の何れか１項に記載の発熱組成物の良否判定方法。
【請求項７】
前記弾性率の測定即ち本測定に先立って、該本測定と同じ条件で前記弾性率を測定する仮測定を実施し、該仮測定における測定値が安定域に達した段階で、該本測定を実施する請求項１〜６の何れか１項に記載の発熱組成物の良否判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使い捨てカイロなどに用いられる発熱組成物の塗工性能の良否を判定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通気性を有する包材内に発熱体を封入した発熱具が、使い捨てカイロなどとして、人体に温熱を付与するために広く利用されている。このような発熱体は、それに含有されている鉄粉などの金属粉の酸化反応によって生じる反応熱を利用して発熱するが、単に金属粉と大気中の酸素だけでは発熱温度や発熱の持続性が充分でないことから、一般には、発熱体には、金属粉に加えてさらに、食塩や水等の反応助剤や、さらにこれらの物質を担持する、活性炭、吸水性ポリマー等の保水剤が含有される。
【０００３】
発熱体の製造方法として、金属粉及び水を含有する流動性の発熱組成物を調製し、該発熱組成物をフィルム状ないしシート状の基材に塗工する方法が知られている。斯かる発熱体の製造方法において、発熱組成物の塗工性能は非常に重要であり、該塗工性能が低いと、基材への塗工が意図に反して不均一になる、発熱組成物の組成が設計と異なるなどの不都合が生じる結果、発熱体の品質低下を招くおそれがある。また、発熱組成物の塗工性能が著しく低い場合には、発熱組成物の調製槽と塗工機の塗工ヘッドとを結ぶ配管内で、金属粉などの発熱組成物中の成分の沈降堆積が起こることがあり、その結果、塗工ヘッドまで発熱組成物を移送することができず、そもそも塗工さえできないという事態を招くおそれがある。
【０００４】
特許文献１には、発熱組成物中の余剰水が、発熱組成物の発熱特性の低下の原因となり得る点に着目し、該余剰水量の簡易な測定方法が記載されている。特許文献１によれば、発熱組成物の余剰水量を測定することで、発熱体の製造前の段階においては、発熱組成物の成形性や発熱性を予想できるため、発熱組成物や発熱体の設計に役立ち、また、発熱体の製造後の段階においては、水分減少による発熱組成物や発熱体の劣化状態がわかるため、発熱体の健康診断を簡単に行うことができるとされている。
【０００５】
また従来、測定対象（試料）が有する粘性・粘弾性等のレオロジー特性を測定するレオメーターが知られている。このようなレオメーターでは、典型的には、試料に外力又は変形を与え、該試料に生じる応力又は変形を検出することで、レオロジー特性を測定する。レオメーターの典型的な構成は、上下一対の円盤状の測定部を備え、両測定部どうしのクリアランスに試料が配置された状態で、トルクモーターを用いて一方の測定部を回転駆動し、試料に生じる応力又は変形に応じた物理量、例えば弾性率、粘性率、損失正接などに基づいて粘性・粘弾性特性を算出するというものである。
【０００６】
特許文献２には、電路用開閉器や機構構造物の操作機構部に使用される潤滑剤や粘稠性物質の劣化診断に、レオメーターを用いることが記載されている。特許文献２記載の劣化診断方法では、レオメーターにおいて試料が配置されるクリアランスを画成する、試料受け板及び試料押し当て板として、試料との接触面が平坦面であるものを採用している。尚、特許文献２には発熱組成物については何等記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−３４４８１号公報
【特許文献２】特開２００８−５８１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
発熱組成物の塗工性能については従来、Ｂ型粘度計を用いた粘度測定を行い、その測定値から発熱組成物の良否を判定することが行われている。しかし、特に発熱組成物の低粘度領域では金属粉の沈降等によって発熱組成物の粘度が不安定となるために、塗工性能を正確に判定することができないという問題があり、また、発熱組成物の外観とＢ型粘度計による粘度測定値との相関がとれず、塗工可否の見極めができない場合もあり、Ｂ型粘度計を用いた判定方法に代わる新たな判定方法が要望されている。特許文献１記載の発熱組成物中の余剰水量の測定方法は、特に保形性が低い発熱組成物について余剰水量を正確に測定することが困難であり、測定対象が限定的であって汎用性に乏しい。
【０００９】
従って本発明の課題は、発熱組成物の塗工性能の良否判定を精度よく行うことができる発熱組成物の良否判定方法を提供することに関する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、金属粉及び水を含有する流動性の発熱組成物の塗工性能の良否を精度よく判定し得る方法について種々検討した結果、回転式レオメーターを用いた発熱組成物の粘弾性のひずみ分散測定によって取得される、損失弾性率が、その判定の指標として有用であるとの知見を得た。また、その測定において試料である発熱組成物に生じる応力を横軸に、損失弾性率を縦軸にとって描かれる、応力−弾性率曲線に着目すると、塗工性能が良好な発熱組成物については、特定の応力範囲で該曲線が特徴的な波形を持つことを知見した。
【００１１】
本発明は、前記知見に基づきなされたもので、金属粉及び水を含有する流動性の発熱組成物について、回転式レオメーターを用いて該発熱組成物の塗工性能の良否を判定する、発熱組成物の良否判定方法であって、前記回転式レオメーターは、駆動軸の一端部に設けられ、該駆動軸の軸線に直交する平面上に配設された駆動板と、該駆動板に対向し且つ平行に配設された受け板とを備え、該駆動板と該受け板とのクリアランスに試料が配置された状態で該駆動板を回転駆動して該試料に外力又は変形を与え、該試料に生じる応力又は変形に応じた物理量を測定するようになされており、且つ該駆動板の該受け板との対向面が凹凸面、該受け板の該駆動板との対向面が平坦面であり、前記クリアランスに前記試料として前記発熱組成物を配置し、前記駆動板を所定の回転周波数で回転させて前記物理量としての弾性率を測定し、該弾性率に基づいて該発熱組成物の良否を判定する、発熱組成物の良否判定方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、発熱組成物の塗工性能の良否判定を精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の発熱組成物の良否判定方法の対象となる発熱組成物を用いて製造された発熱具の一実施形態の模式図であり、図１（ａ）は、該発熱具の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、図１（ｃ）は、図１（ｂ）に示す発熱具における発熱体を拡大して示す厚み方向に沿う断面の模式図である。
【図２】図２は、本発明の発熱組成物の良否判定方法の実施に使用可能な回転式レオメーターの一例の概略構成を示す図である。
【図３】図３は、図２に示す回転式レオメーターにおける駆動板をその凹凸面（受け板との対向面）側から見た場合の模式的な斜視図である。
【図４】図４は、本発明の発熱組成物の良否判定方法の実施に使用可能な回転式レオメーターの他の一例の概略構成を示す図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｆ）は、それぞれ、本発明の発熱組成物の良否判定方法の実施によって得られた応力−弾性率曲線のグラフであり、図５（ａ）〜図５（ｃ）は、何れも塗工性能が良好な発熱組成物のグラフ、図５（ｄ）〜図５（ｆ）は、何れも塗工性能が不良な発熱組成物のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の良否判定方法の対象は、金属粉及び水を含有する流動性の発熱組成物である。発熱組成物は、鉄粉などの金属粉と空気中の酸素との酸化反応に伴う発熱を利用して発熱するものであり、典型的には、使い捨てカイロなどの発熱具における発熱体として使用される。発熱具は、人体に直接適用されるか、又は衣類に適用されて、人体の加温に好適に用いられる。人体における適用部位としては例えば肩、首、顔、目、腰、肘、膝、太腿、下腿、腹、下腹部、手、足裏等が挙げられる。また、発熱具は、人体の他に、各種の物品に適用されてその加温や保温等にも好適に用いられる。
【００１５】
図１には、本発明の良否判定方法の対象となる発熱組成物を用いて製造された発熱具の一実施形態である発熱具１が示されている。発熱具１は、図１（ａ）に示すように、発熱体２と、該発熱体２を包囲する包材３とを含んで構成されている。発熱体２は、発熱具１において熱を生じさせる部材であり、発熱組成物２０を含んで構成されている。包材３は、発熱体２の全体を包囲し、発熱具１の外面をなす部材であり、その一部又は全体に通気性を有する。発熱具１においては、発熱体２は、包材３に対して非固定状態になっており、それ故、包材３とは別個独立に移動することが可能になっている。
【００１６】
包材３は、図１（ｂ）に示すように、第１の被覆シート３０と第２の被覆シート３１とを備えている。第１の被覆シート３０と第２の被覆シート３１とは、発熱体２の周縁から外方に延出する延出域をそれぞれ有し、その延出域どうしが接合されている。この接合は、発熱体２を取り囲む環状の連続した気密の接合であることが好ましい。両被覆シート３０，３１の接合によって形成された包材３は、その内部に発熱体２を収容するための空間を有し、この空間内に発熱体２が収容されている。
【００１７】
発熱体２は、図１（ｃ）に示すように、２枚の基材シート２１，２２間に発熱組成物２０が介在配置された構成を有している。基材シート２１，２２としては、当該技術分野において従来用いられてきたものと同様のものを用いることができ、例えば、合成樹脂フィルム等の不透気性材料、不織布や紙等の繊維シートからなる透気性材料、あるいは該不透気性材料と該繊維シートとのラミネート等が挙げられる。また、基材シート２１，２２は高い吸水性を有していても良く、その場合は例えば、親水性繊維を含む繊維シート、吸水性ポリマーの粒子及び親水性繊維を含む繊維シート等が挙げられる。基材シート２１，２２は、互いに同じでも良く、異なっていても良い。
【００１８】
発熱組成物２０は、典型的には、鉄粉などの金属粉、反応促進剤、電解質及び水を含有する。このように、発熱体２における発熱組成物２０は水を含んでいる含水層であり、発熱組成物２０に含有されている電解質は、発熱組成物２０中の水に溶解した状態になっている。発熱組成物２０は、金属粉と空気中の酸素との酸化反応に伴う発熱を利用して発熱する。
【００１９】
発熱体２は、典型的には、電解質を除く他の成分（金属粉、反応促進剤及び水など）を混合して塗料を調製し（塗料調製工程）、この塗料を基材シート２１に塗工した後（塗工工程）、さらに、その塗工された塗料に電解質を添加し（電解質添加工程）、該塗料に他方の基材シート２２を重ねる（シート積層工程）ことで製造される。本発明の良否判定方法の対象となるのは、この塗料即ち流動性の発熱組成物である。
【００２０】
このように、製品としての発熱体２における発熱組成物２０中には通常、電解質が含有されるが、本発明の良否判定方法の対象となる塗料の一種である、「流動性の発熱組成物」（スラリー状の発熱組成物）には通常、電解質は含有されない。その理由は、金属粉などの塗料成分の分散性向上のためであり、また、塗料たる発熱組成物の保管中における金属粉の酸化を防止して発熱ロスを低減するためである。電解質としては、金属粉の表面に形成された酸化物の溶解が可能なものが用いられ、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属又は遷移金属の硫酸塩、炭酸塩、塩化物又は水酸化物等が挙げられ、特に塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化第一鉄、塩化第二鉄が好ましく用いられる。
【００２１】
本発明の良否判定方法の対象となる発熱組成物に含有される金属粉の供給源としては、例えば被酸化性金属として、鉄、アルミニウム、亜鉛、銅、マンガン、マグネシウム、カルシウム等が挙げられる。金属粉の粒径は通常、０．１〜３００μｍ程度である。発熱組成物における金属粉（例えば鉄粉）の含有量は、長時間にわたり安定な発熱を維持するなどの観点から、発熱組成物の全質量に対して、好ましくは１０．００質量％以上、さらに好ましくは２０．００質量％以上、そして、好ましくは７０．００質量％以下、さらに好ましくは６０．００質量％以下である。
【００２２】
本発明の良否判定方法の対象となる発熱組成物には通常、金属粉及び水以外に、反応促進剤が含有される。反応促進剤としては、水分保持剤としての機能と、金属粉への酸素保持／供給剤としての機能とを有しているものが好ましく、例えば、活性炭（椰子殻炭、木炭粉、暦青炭、泥炭、亜炭）、カーボンブラック、アセチレンブラック、黒鉛、ゼオライト、パーライト、バーミキュライト、シリカ等が挙げられる。発熱組成物における反応促進剤の含有量は、発熱組成物中の金属粉１００質量部に対して、好ましくは１．００質量部以上、さらに好ましくは３．００質量部以上、そして、好ましくは３０．００質量部以下、さらに好ましくは２５．００質量部以下である。
【００２３】
本発明の良否判定方法の対象となる発熱組成物には、塗工性能の向上等の観点から、増粘剤や界面活性剤が適宜含有される。増粘剤としては、例えば、主として、水や金属の塩化物水溶液を吸収し、稠度を増大させるか、又はチキソトロピー性を付与する物質が挙げられ、ベントナイト、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、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化澱粉及び加工用澱粉などの澱粉系吸水剤；カラギーナン及び寒天などの多糖類系増粘剤；カルボキシメチルセルロース、酢酸エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース及び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などを用いることができる。界面活性剤としては、例えば芳香族スルホン酸とホルマリンの縮合物、又は特殊カルボン酸型高分子界面活性剤を主成分とする陰イオン性界面活性剤などを用いることができる。発熱組成物における増粘剤及び界面活性剤の含有量の合計は、発熱組成物中の金属粉１００質量部に対して、好ましくは０．０５質量部以上、さらに好ましくは０．１０質量部以上、そして、好ましくは０．２５質量部以下、さらに好ましくは０．２０質量部以下である。
【００２４】
本発明の良否判定方法の対象となる発熱組成物における水の含有量は通常、発熱組成物の全質量に対して、好ましくは２０．００質量％以上、さらに好ましくは３０．００質量％以上、そして、好ましくは８８．９５質量％以下、さらに好ましくは８０．００質量％以下である。
【００２５】
図２には、本発明の発熱組成物の良否判定方法の実施に使用可能な回転式レオメーターの一例であるレオメーター４０の概略構成が示されている。レオメーター４０は、図２に示すように、駆動軸４１の一端部（下端部）に設けられ、駆動軸４１の軸線に直交する平面上に配設された円盤状の駆動板４２と、駆動軸４１と同一軸線上に設けられたセンサー軸４３の一端部（上端部）に設けられ、駆動板４２に対向し且つ平行に配設された円盤状の受け板としてのセンサー板４４とを備え、駆動板４２とセンサー板４４とのクリアランスに試料Ｓが配置された状態で駆動板４２を回転駆動して試料Ｓに外力又は変形を与え、試料Ｓに生じる応力又は変形に応じた物理量を測定するようになされている。
【００２６】
駆動軸４１の駆動板４２配置側とは反対側の他端部（上端部）には、駆動軸４１の駆動源であるアクチュエータ本体部などの駆動装置４５が連結されている。駆動装置４５にはアクチュエータドライバなどの駆動制御部４６が電気的に接続されており、駆動装置４５はこの駆動制御部４６からの駆動制御指示信号を受けて駆動する。駆動軸４１及び駆動板４２は、駆動制御部４６による制御下、所定の回転周波数、所定の振幅値で、その周方向における一方向及び他方向に交互に繰り返し回転し得る。
【００２７】
また、センサー軸４３のセンサー板４４配置側とは反対側の他端部（下端部）には、トルクセンサ４７を内蔵した試料載置台４８が連結されている。センサー板４４の上面即ち駆動板４２との対向面は、測定対象となる発熱組成物である試料Ｓの載置面として機能する。センサー軸４３はその軸線方向に伸縮可能に構成されており、センサー軸４３の伸縮に伴って、その一端部に固定されているセンサー板４４が、これに対向配置された駆動板４２に対して切離自在に移動可能し得る。トルクセンサ４７には信号処理部４９が電気的に接続されており、トルクセンサ４７が、駆動板４２の回転に起因して試料Ｓに生じる応力又は変形に応じた回転トルク信号（ひずみ信号）を測定し、信号処理部４９に送出するようになされている。
【００２８】
このような構成のレオメーター４０を用いて、試料Ｓの応力又は変形に応じた物理量を測定する場合には、先ず、駆動板４２と受け板としてのセンサー板４４とのクリアランスが十分に大きい状態で、センサー板４４の上面（駆動板４２との対向面）に試料Ｓを載置し、次いで、センサー軸４３を伸長させてセンサー板４４を駆動板４２に向けて移動させて、両板４２，４４の表面どうしが略接触する程度まで両板４２，４４を接近させる。こうして、駆動板４２とセンサー板４４とのクリアランス（駆動板４２におけるセンサー板４４に最も近接する部位とセンサー板４４における駆動板４２に最も近接する部位との隙間）に試料Ｓが配置される。試料Ｓは、両板４２，４４のクリアランスの全域に配置されるようにすることが好ましく、そうするためには例えば、過剰量の試料Ｓをセンサー板４４の上面に載置し、そのセンサー板４４を駆動板４２側に移動させて所定のクリアランスに設定した後、そのクリアランスからはみ出す余剰の試料Ｓを除去する方法を採用できる。
【００２９】
そして、駆動板４２とセンサー板４４とのクリアランスに試料Ｓが配置された状態で、駆動制御部４６により駆動装置４５を駆動させてこれに連結された駆動軸４１を、所定の回転周波数の範囲、所定の振幅で、その軸線周りの一方向及び他方向に交互に回転させることにより、駆動板４２を駆動軸４１と同様に回転させる。これにより、試料Ｓに摺り合わせるようにして外力又は変形（曲げ変形）が与えられる。このとき、試料Ｓの振動数及び振幅が、センサー板４４、センサー軸４３を介してトルクセンサ４７に伝えられ、トルクセンサ４７は、この試料Ｓの情報を回転トルク信号として信号処理部４９に送出する。信号処理部４９は、トルクセンサ４７から送出された回転トルク信号をアンプで所要とするレベルまで増幅した後、試料Ｓに生じる応力又は変形に応じた１又は複数の物理量、例えば、動的曲げ弾性率、動的粘性率、損失正接（ｔａｎδ）に変換する。
【００３０】
図４には、本発明の発熱組成物の良否判定方法の実施に使用可能な回転式レオメーターの他の一例であるレオメーター４０Ａの概略構成が示されている。レオメーター４０Ａについては、前記のレオメーター４０と異なる構成部分を主として説明し、同様の構成部分は同一の符号を付して説明を省略する。特に説明しない構成部分は、レオメーター４０についての説明が適宜適用される。
【００３１】
図２に示すレオメーター４０においては、受け板（センサー板）４４側即ちクリアランスに配置された試料Ｓよりも下方側が、駆動板４２の回転駆動に起因する試料Ｓの応力又は変形に応じた物理量を測定する、物理量測定部としての機能を有していたが、図４に示すレオメーター４０Ａにおいては、駆動板４２側即ちクリアランスに配置された試料Ｓよりも上方側が、該物理量測定部としての機能を有している。即ちレオメーター４０Ａにおいて、駆動板４２はレオメーター４０における受け板たるセンサー板４４と同様の機能を有し、また、駆動軸４１はレオメーター４０におけるセンサー軸４３と同様の機能を有し、また、駆動制御部４６はレオメーター４０における信号処理部４９と同様の機能を有し、さらに、駆動装置４５にはトルクセンサ４７が内蔵されている。一方、レオメーター４０Ａの受け板４４側は、受け板４４の温度延いてはそこに配置される試料Ｓの温度を任意の温度に調整する温度制御部としての機能を有している。即ち、試料載置台４８には図４に示すように、受け板４４（試料Ｓ）の温度を測定する温度センサ５０が内蔵されていると共に、温度制御部５１が電気的に接続されており、温度制御部５１が、温度センサ５０による測定値を参照しつつ、試料載置台４８に対して図示しないヒーターなどの加熱手段の駆動制御指示信号を適宜送出することで、試料Ｓの温度を所望の範囲に制御するようになされている。
【００３２】
以上のレオメーター４０，４０Ａの基本構成は、公知の回転式レオメーターのそれと同じである。このように、レオメーター４０，４０Ａを常法に従って用いることで、試料Ｓの弾性率、粘性率、損失正接などの物理量を得ることができる。本発明の発熱組成物の良否判定方法の実施に好適に使用できる回転式レオメーターとして例えば、ハーケ（Ｈａａｋｅ）社製の粘度・粘弾性測定装置「レオストレス６００（ＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ ６００）」（販売元：英弘精機株式会社）を例示できる。レオストレス６００は、図４に示すレオメーター４０Ａと同様の基本構成を有している。
【００３３】
本発明の発熱組成物の良否判定方法においては、レオメーター４０，４０Ａにおける駆動板４２と受け板４４とのクリアランスに、試料Ｓとして前述した「流動性の発熱組成物」を配置し、駆動板４２を所定の回転周波数で回転させて物理量としての弾性率を測定し、該弾性率に基づいて該発熱組成物の良否を判定する。本発明の発熱組成物の良否判定方法の主たる特徴の１つは、発熱組成物の塗工性能の良否判定の材料として、レオメーター４０，４０Ａの如き回転式レオメーターを用いて取得される、発熱組成物の弾性率を採用した点が挙げられる。本発明の発熱組成物の良否判定方法によれば、斯かる特徴によって、従来のＢ型粘度計を用いた方法では不可能であった、発熱組成物の塗工性能の良否を精度よく判定することができる。
【００３４】
また、本発明の発熱組成物の良否判定方法によれば、従来のＢ型粘度計を用いた方法では取得できなかった発熱組成物に関する種々の情報、例えば、発熱組成物中の粉体や増粘剤の分散状態の取得が可能となり、これにより、撹拌条件や経時による発熱組成物への影響の有無や程度を評価することが可能となり、また、発熱体の製造における各工程での発熱組成物の状態、新規な発熱組成物の開発における諸物性値の評価などを行うことが可能となる。
【００３５】
尚、本発明の良否判定方法で判定する発熱組成物の「塗工性能」には、発熱組成物を被塗工物（基材）に塗工して得られる塗工層の状態の指標となる「塗工性」のみならず、「分散性」が含まれる。つまり、本発明の良否判定方法で良品と判定された発熱組成物は、主として塗工性に優れるが故に、流動性がよく、適切な膜厚で被塗工物に塗工することができ、また、主として分散性に優れるが故に、金属粉などの粒子の分散が良く、貯蔵安定性に優れ、さらに発熱特性に優れる。
【００３６】
レオメーター４０，４０Ａにおいては、図３に示すように、駆動板４２の表面（受け板４４との対向面）４２０には複数の突起４２１が間欠配置されており、駆動板４２の表面４２０は、突起４２１と突起４２１の非配置部とからなる凹凸面となっている。測定時に試料（発熱組成物）と接触する、駆動板４２の表面４２０がこのような凹凸面であることにより、駆動板４２の回転時において駆動板４２の近傍で試料がスリップし難くなるため、試料の弾性率を精度よく測定することが可能となる。駆動板４２の表面４２０が凹凸の無い平坦面である場合には、駆動板４２の回転時において駆動板４２の近傍で試料がスリップしやすいため、測定精度が低下するおそれがある。尚、図示していないが、受け板４４の表面（駆動板４２との対向面）は、凹凸の無い平坦面である。
【００３７】
駆動板４２においては図３に示すように、複数の突起４２１はそれぞれ角錐台状をなしており、駆動板４２の表面４２０の全域に均一に分散配置されている。角錐台状の突起４２１の先端たる上底は、平面視四角形形状（正方形形状）をなし、凹凸の無い平坦面であり、また、該突起４２１の下底は、該上底よりも面積の大きな相似形をなしている。複数の突起４２１は互いに同形状同寸法である。但し、本発明においては、突起４２１の形状及び配置は図３に示すものに限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜設定可能である。尚、試料Ｓが配置される、駆動板４２と受け板４４とのクリアランスは、突起４２１の先端と受け板４４の表面（駆動板４２との対向面）との間の距離である。
【００３８】
突起４２１の寸法や配置は、試料である発熱組成物の組成等によって異なるが、例えば以下のように設定することができる。
突起４２１の高さは、好ましくは０．０００１ｍｍ以上、さらに好ましくは０．３ｍｍ以上、そして、好ましくは０．５ｍｍ以下、さらに好ましくは０．４ｍｍ以下である。
突起４２１の上面視における最大差し渡し長さは、好ましくは０．５ｍｍ以上、さらに好ましくは０．６ｍｍ以上、そして、好ましくは０．９ｍｍ以下、さらに好ましくは０．８ｍｍ以下である。
隣り合う２個の突起４２１，４２１どうしの間隔は、好ましくは０．６ｍｍ以上、さらに好ましくは０．７ｍｍ以上、そして、好ましくは１．０ｍｍ以下、さらに好ましくは０．８ｍｍ以下である。
直径２ｃｍの平面視円形状の単位領域に存する突起４２１の数は、好ましくは２５０個以上、さらに好ましくは２８０個以上、そして、好ましくは３８０個以下、さらに好ましくは３５０個以下である。
【００３９】
また、駆動板４２と受け板４４とのクリアランスは１ｍｍに設定することが好ましい。つまり、この１ｍｍのクリアランスに試料Ｓ（発熱組成物）が配置されることが好ましい。クリアランスが狭すぎると、試料たる発熱組成物に含まれる金属粉などの粒子同士の圧密や摩耗などが起こり、結果として試料の変質を招くおそれがある。この点、クリアランスが１ｍｍに設定されていると、例えば、その１ｍｍのクリアランスに配された試料中の粒子の平均粒子径が０．０４５ｍｍである場合、該粒子の実に２２倍以上のクリアランスが確保されることになり、前記のような不都合の発生を効果的に防止することができる。
【００４０】
また、駆動板４２の回転周波数は１Ｈｚに設定することが好ましい。その理由は、駆動板４２を所定周期でその周方向の一方向及び他方向に交互に繰り返し回転させたときに、その周期ごとに試料Ｓの稠度に応じた曲げ変形応力（回転トルク）が持続的に同期して追従変化する状態が維持されやすくなるためである。駆動板４２の回転周波数が大きすぎると、試料Ｓの稠度による曲げ変形応力の変化が繰り返し周期に全く追従できなくなり、曲げ変形応力が得られなくなるおそれがある。
【００４１】
また、試料Ｓ（発熱組成物）の弾性率の測定を「本測定」とした場合に、該本測定に先立って、該本測定と同じ条件で試料Ｓ（発熱組成物）の弾性率を測定する仮測定を実施し、該仮測定における測定値が安定域に達した段階で、該本測定を実施することが好ましい。このように、試料である発熱組成物の弾性率の本測定に先立って同条件の仮測定を実施することで、本測定での測定値の信頼性がより一層向上するため、発熱組成物の塗工性能の良否判定をより一層精度よく行うことが可能となる。前記の「弾性率の安定域」は、試料である発熱組成物の組成等によって異なるが、例えば、発熱組成物が前述した範囲のものであり、且つ駆動板４２と受け板４４とのクリアランスが１ｍｍ、駆動板４２の回転周波数が１Ｈｚである場合には、回転トルク信号の値が±１．０％以内となった場合に、当該弾性率が安定域に達したと判断できる。
【００４２】
図５（ａ）〜図５（ｆ）には、８種類の発熱組成物について、本発明の発熱組成物の良否判定方法の実施によって得られた応力−弾性率曲線のグラフが示されている。各グラフは、試料である発熱組成物に生じる応力を横軸に、該試料の弾性率として貯蔵弾性率Ｇ’及び損失弾性率Ｇ”を縦軸にとって描かれたものである。斯かる弾性率の測定に使用した回転式レオメーターは前記のレオストレス６００であり、また、レオストレス６００における駆動板４２（図４参照）に相当する部品として、ＣＳＬ２０（溝付きタイプ）を使用した。即ち、レオストレス６００を用いた弾性率の測定においては、駆動板の受け板との対向面が凹凸面、受け板の駆動板との対向面が平坦面とした。また、レオストレス６００を用いた弾性率の測定においては、駆動板と受け板とのクリアランスを１ｍｍ、駆動板の回転周波数を１Ｈｚに設定し、且つ試料（発熱組成物）の温度を２０℃に設定した。
【００４３】
図５（ａ）〜図５（ｃ）は、何れも塗工性能が良好な発熱組成物、即ち、塗工性に優れ、流動性がよく適切な膜厚で被塗工物に塗工することができ、且つ分散性に優れ金属粉などの粒子の分散が良く貯蔵安定性に優れる発熱組成物についての応力−弾性率曲線のグラフである。一方、図５（ｄ）〜図５（ｆ）は、何れも塗工性能が不良な発熱組成物についての応力−弾性率曲線のグラフである。
【００４４】
図５（ａ）〜図５（ｃ）の応力−弾性率曲線を示す発熱組成物は、組成自体は互いに同一であるが、粘度（Ｂ型粘度計により測定される温度２０℃での粘度）が互いに異なっており、図５（ａ）の発熱組成物は１００００ｍＰａ・ｓ、図５（ｂ）の発熱組成物は７０００ｍＰａ・ｓ、図５（ｃ）の発熱組成物は３４００ｍＰａ・ｓである。図５（ｂ）及び図５（ｃ）の発熱組成物は、それぞれ、図５（ａ）の発熱組成物即ち温度２０℃での粘度が１００００ｍＰａ・ｓの発熱組成物を攪拌装置で所定条件にて攪拌することによって調製した。また、図５（ｄ）の発熱組成物は、図５（ａ）の発熱組成物を分散機（プライミクス株式会社製、フィルミックス４０−Ｌ型）で所定条件にて分散処理することによって調製した。また、図５（ｅ）の発熱組成物は図５（ｂ）の発熱組成物を、図５（ｆ）の発熱組成物は図５（ｃ）の発熱組成物を、それぞれ同様に分散機で分散処理することによって調製した。
【００４５】
前述した通り、図５（ａ）〜図５（ｃ）の応力−弾性率曲線は何れも塗工性能が良好な発熱組成物のものであるところ、これらに共通の現象として、応力が１〜１０００Ｐａの範囲で、損失弾性率Ｇ”の曲線が、低応力側に極小値を持ち且つ低応力側よりも高い応力の高応力側に極大値を持つ点が挙げられる。即ち、図５（ａ）及び図５（ｂ）における損失弾性率Ｇ”の曲線は、それぞれ、応力が１０Ｐａに若干満たない程度のときに極小値を持ち、応力が１００Ｐａに若干満たない程度のときに極大値を持っている。また、図５（ｃ）における損失弾性率Ｇ”の曲線は、応力が１Ｐａを若干超えた程度のときに極小値を持ち、応力が１００Ｐａ程度のときに極大値を持っている。
【００４６】
これに対し、塗工性能が不良な発熱組成物の応力−弾性率曲線を示す図５（ｄ）〜図５（ｆ）においては、損失弾性率Ｇ”の曲線は、応力１〜１０００Ｐａの範囲において、図５（ａ）〜図５（ｃ）に共通にみられる波形、即ち、低応力側に極小値を持ち且つ高応力側に極大値を持つ波形を有していない。
【００４７】
以上のことから、発熱組成物の塗工性能の良否判定の好ましい態様として、試料（発熱組成物）に生じる応力を横軸に、該試料の弾性率（好ましくは損失弾性率）を縦軸にとって描かれる、応力−弾性率曲線において、該応力が１〜１０００Ｐａの範囲で該曲線（好ましくは損失弾性率の曲線）が、低応力側に極小値を持ち且つ高応力側に極大値を持つ場合に良品と判定し、それ以外の場合は不良品と判定する態様を例示できる。
【００４８】
また、塗工性能が良好な発熱組成物の応力−弾性率曲線を示す図５（ａ）〜図５（ｃ）に共通の別の現象として、応力が１〜１０００Ｐａの範囲で、損失弾性率Ｇ”の曲線が、下に凸の曲線である点が挙げられる。一方、塗工性能が不良な発熱組成物の応力−弾性率曲線を示す図５（ｄ）〜図５（ｆ）においては、損失弾性率Ｇ”の曲線は、応力１〜１０００Ｐａの範囲において、図５（ａ）〜図５（ｃ）とは逆に、上に凸の曲線であり、塗工性能の良好なものと不良なものとで、損失弾性率Ｇ”の曲線の波形が異なっている。
【００４９】
以上のことから、発熱組成物の塗工性能の良否判定の好ましい別の態様として、試料（発熱組成物）に生じる応力を横軸に、該試料の弾性率（好ましくは損失弾性率）を縦軸にとって描かれる、応力−弾性率曲線において、該応力が１〜１０００Ｐａの範囲で該曲線（好ましくは損失弾性率の曲線）が、下に凸の曲線である場合に良品と判定し、それ以外の場合は不良品と判定する態様を例示できる。
【００５０】
以上、本発明をその実施形態に基づいて説明したが、本発明は、前記実施形態に制限されることなく適宜変更が可能である。例えば、回転式レオメーターの構成は図視したレオメーター４０，４０Ａに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で公知の回転式レオメーターを適宜用いることができる。要は、試料（発熱組成物）が配置されるクリアランスを画成する駆動板及び受け板に関し、駆動板の該受け板との対向面が凹凸面、該受け板の該駆動板との対向面が平坦面であればよい。
【符号の説明】
【００５１】
１  発熱具
２  発熱体
２０  発熱組成物
２１，２２  基材シート
３  包材
３０，３１  被覆シート
４０，４０Ａ  レオメーター
４１  駆動軸
４２  駆動板
４２０  駆動板の表面（受け板との対向面）
４２１  突起
４３  センサー軸
４４  受け板（センサー板）
４５  駆動装置
４６  駆動制御部
４７  トルクセンサ
４８  試料載置台
４９  信号処理部
５０  温度センサ
５１  温度制御部
Ｓ  試料
【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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