(57)【要約】【課題】人体に塗布する各種の媒体に混合可能であり、高い発熱効果を安定的に発揮する発熱材を提供する。【解決手段】二酸化珪素を３０％以上、酸化アルミニウムを１５％以上含む粘土１００重量部に対して、酸化チタン０．５〜３０重量部、酸化マンガン２．０〜８０重量部、酸化鉄０．２〜１０重量部、酸化亜鉛１．０〜１０重量部、リグニン５〜３０重量部を配合し、粒径を０．４μｍ乃至４μｍに調整した発熱材。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化珪素を３０％以上、酸化アルミニウムを１５％以上含む粘土１００重量部に対して、酸化チタン０．５〜３０重量部、酸化マンガン２．０〜８０重量部、酸化鉄０．２〜１０重量部、酸化亜鉛１．０〜１０重量部、リグニン５〜３０重量部を配合し、粒径を０．４μｍ乃至４μｍに調整した発熱材。
【請求項２】
前記粒径が１．１２５μｍ乃至２．１２２μｍであるものが全体の体積の６０％以上を占めるように構成してある請求項１に記載の発熱材。
【請求項３】
二酸化珪素を３０％以上、酸化アルミニウムを１５％以上含む粘土１００重量部、および、酸化チタン０．５〜３０重量部、酸化マンガン２．０〜８０重量部、酸化鉄０．２〜１０重量部、酸化亜鉛１．０〜１０重量部、リグニン５〜３０重量部を、水と共に混練し、塊状にして風乾したのち、無酸素雰囲気の炉に投入して１０００℃以上に加熱した状態で６時間保持し、加熱を中止したのち前記炉内で２００℃まで冷却し、その後、炉から取り出して放冷したのち、粉砕加工により粒径を０．４μｍ乃至４μｍの範囲に調整した発熱材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、人の手足や頭部に塗り込んで体温上昇を促す発熱材、および、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来から、美容や健康増進を図る一手法として体温を上昇させることが知られている。つまり、体温が上昇することで血液の流れが良くなり、代謝の促進が期待されるからである。【０００３】  体温を上昇させる方法としては、自ら運動して体内で熱エネルギーを生成する方法や、温かい食物を摂取する方法、或いは、暖房装置で体外から熱エネルギーを吸収するなど各種の方法が知られている。【０００４】  そのような手法の一つに、以下に示す特許文献１に示されたものがある。特許文献１は、皮膚に塗布してマッサージを施すことにより温感が得られるマッサージ塗布剤に関するものである。特にこのマッサージ塗布剤に含有されるものとしては、基材としてのポリエチレングリコールに、発熱剤としてゼオライト粉末、保湿剤としてグリセリン、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエタノールアミン、乳化剤、増粘剤等を加え、これらを均一に分散・含有させたものが示されている。【０００５】  尚、ゼオライトとは、粘土鉱物の一種であり、内部構造として、規則的な管状細孔と、空洞を備えたものである。ゼオライトの主な成分は、陰イオン性の骨格からなるアルカリまたはアルカリ土類金属を含む含水アルミノケイ酸塩である。【０００６】  公知文献１の開示によれば、このような含有成分とすることで、当該マッサージ塗布剤を皮膚の表面に塗布した際に、ゼオライトが皮膚および大気中の水分と水和反応を起こして発熱する。そのため、塗布した部分に温感を与えると共に血流が増加する。
また、ゼオライトがポリエチレングリコールを初めとする高分子体に分散されていることから水和反応が緩和され、皮膚の一部が火傷を起こすような高熱にはならず、発熱時間が持続し易くなるとのことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３３１６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  上記公知文献には、ゼオライトをポリエチレングリコール等の高分子体に分散させることで、ゼオライトが皮膚や大気中の水分と水和反応する速度を緩め、ゼオライトの発熱効果が発揮される時間が延びるとの記載がある。
また、乳化剤および増粘剤を含有させることで、ゼオライトが均一に分散し、塗布しやすいジェル状の塗布剤が得られるという。
しかしながら、発熱効果に最も深く寄与するゼオライトについては何らの緒元も記載されていない。よって、上記公知文献の技術は、用いるゼオライトによっては発熱効果が異なるものとなり、安定した発熱効果を得ることができない。【０００９】  発熱効果を有する物質は、上記マッサージ塗布剤の他にも様々な分野で必要とされている。本発明は、人体に塗布する各種の媒体に混合可能であり、高い発熱効果を安定的に発揮する発熱材を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  本発明の発熱材は、二酸化珪素を３０％以上、酸化アルミニウムを１５％以上含む粘土１００重量部に対して、酸化チタン０．５〜３０重量部、酸化マンガン２．０〜８０重量部、酸化鉄０．２〜１０重量部、酸化亜鉛１．０〜１０重量部、リグニン５〜３０重量部を配合し、粒径を０．４μｍ乃至４μｍに調整した点に特徴を有する。【００１１】  本構成の発熱材は、遠赤外線を一旦吸収し、発熱材の温度を高めたのち改めて当該熱量を発散させることで発熱作用を発揮するものである。【００１２】  遠赤外線は金属表面では反射されるが、その他の樹脂や木材、ゴム、水等には良く吸収される。この吸収により、遠赤外放射の電磁波エネルギーが熱エネルギーとなり、当該物質を暖めることができる。【００１３】  電磁波エネルギーが熱に変換される際には、その物質の例えば分子構造が関連する。即ち、吸収した電磁波エネルギーによって物質の内部で振動が生じるが、物質ごとに振動が生じ易い固有振動数が決まっている。このため、遠赤外線が物質に照射されると、物質ごとに差は生じるものの、物質内部で固有振動数に基づいた振動が生じ、当該物質は発熱する。本構成に係る発熱材に含まれる各物質は、人体から放射される遠赤外線の波長に適合した固有振動数を有すると考えらえる。そのため、通常であれば外気中に放出される人体の熱エネルギーが、当該発熱材を皮膚などに塗布した場合、一旦、発熱材の内部に取り込まれ、改めて人体に向けて熱エネルギーを放射することで発熱効果を奏すると考えられる。【００１４】  また、本構成の発熱材は、粒径が０．４μｍ乃至４μｍに調整されている。このサイズであれば、単位体積あたりの表面積すなわち比表面積が大きくなり、人体から放射される遠赤外線を良好に吸収することができる。このため、当該発熱材を例えば皮膚に塗布した利用者は発熱効果を強く実感することができる。【００１５】  さらに、０．４μｍ乃至４μｍの粒径であれば、当該発熱材を各種の流体に混入させて人体に塗布する際にも滑らかな質感を得ることができる。【００１６】  本実施形態の発熱材は、前記粒子の粒径が１．１２５μｍ乃至２．１２２μｍであるものが全体の体積の６０％以上を占めるように構成することができる。【００１７】  本構成のごとく、粒子の粒径と、当該粒径の粒子が全体の体積中に占める割合とを特定することで、粒子全体が発揮する遠赤外線の吸収性能がより安定なものとなる。また、粒径が比較的狭い粒度分布に揃えられることで、当該粒子を各種の流体に混入させて使用する場合に流体に対する拡散程度が均一となり、皮膚等に塗布した場合の発熱効果が安定したものとなる。【００１８】  本発明の発熱材の製造方法は、二酸化珪素を３０％以上、酸化アルミニウムを１５％以上含む粘土１００重量部、および、酸化チタン０．５〜３０重量部、酸化マンガン２．０〜８０重量部、酸化鉄０．２〜１０重量部、酸化亜鉛１．０〜１０重量部、リグニン５〜３０重量部を、水と共に混練し、塊状にして風乾したのち、無酸素雰囲気の炉に投入して１０００℃以上に加熱した状態で６時間保持し、加熱を中止したのち前記炉内で２００℃まで冷却し、その後、炉から取り出して放冷したのち、粉砕加工により粒径を０．４μｍ乃至４μｍの範囲に調整した点に特徴を有する。【００１９】  本手段のごとく、所定の構成要素を混練し、焼き固めることで本発明の発熱材を得ることができる。得られた物は塊り状のものである。使用に際しては、適宜所定の大きさに粉砕して用いる。通常は、例えば皮膚に塗布し易くするために流体やジェル状の物質に混入して用いる。そのため０．４μｍ乃至４μｍのサイズにまで粉砕する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】  本発明に係る発熱材の粒度分布を示すグラフ
【図２】  本発明に係る発熱材の分光放射輝度を示すグラフ
【図３】  本発明に係る発熱材の発熱効果を示すグラフ
【図４】  本発明に係る発熱材の発熱効果を示す説明図
【発明を実施するための形態】
（概要）
【００２１】  本発明の発熱材は、例えば各種の液体やジェル状の流動体に混入し、主に人体の皮膚などに塗布される。塗布された発熱材は、人体から放射される遠赤外線を吸収して、発熱材が有する各種成分の分子構造を振動させ発熱する。以下、本実施形態に係る発熱材の製造方法や効果につき、図表を用いて説明する。
【００２２】（発熱材の製造方法）
本実施形態の発熱材に含まれる成分を表１に示す。
【００２３】
【表１】
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表１に示すように、本実施形態の発熱材は、主な組成物として、二酸化珪素を３０％以上含み、酸化アルミニウムを１５％以上含む粘土を有する。
【００２４】  さらに、この粘土１００重量部に対して、酸化チタン０．５〜３０重量部、酸化マンガン２．０〜８０重量部、酸化鉄０．２〜１０重量部、酸化亜鉛１．０〜１０重量部、リグニン５〜３０重量部を加える。このうちリグニンは、リグニンの基本構造であるフェニルプロパンの側鎖α位の結合が開裂し、ここにスルホン基を導入したものである。
これらの材料に所定量の水を加え、十分に混練する。それを任意の形状に成形し、一日程度放置して自然乾燥により内部の水分を蒸発させる。この乾燥処理を十分に行うことで、焼成時の結晶化が完全なものとなる。
【００２５】  乾燥させた材料を、例えば窒素或いはアルゴン等の不活性ガスを用いた無酸素状態の炉に入れ、１０００℃以上（好ましくは１３００℃以上）に加熱する。当該炉としては、例えば電気炉が好ましい。この後、その温度で６時間保持する。
【００２６】  この状態で有機物は炭化され、塊は黒色に変化する。その後、加熱をやめ、炉内で２００℃まで冷却する。さらに、当該冷却が終了した後、炉から取り出して放冷する。このようにして本実施形態の発熱材を得る。当該発熱材は多孔質なものとなる。
【００２７】上記熱処理により、有機物である当該リグニンは還元焼成され、炭化物となる。このように有機物を所定量混入することで、遠赤外線の吸収量が増大するようである。有機物としては、リグニンの他にも各種の合成樹脂などの使用が可能である。
【００２８】  このようにして得られた塊状の物質をボールミル等の一般の粉砕機を用いて粉砕する。得られた粒子の粒度分布を図１に示す。粉砕して得られた粉粒体の粒度分布は、レーザ回折・散乱式粒子径分布測定装置ＭＴ３３００ＥＸ（マイクロトラック・ベル株式会社製）を用いて測定した。
【００２９】  具体的には、粉砕は、粒径が０．４μｍ乃至４μｍとなるように行う。このサイズであれば、単位体積あたりの表面積すなわち比表面積が大きくなり、人体から放射される遠赤外線を良好に吸収することができる。このため、当該発熱材を例えば人体の皮膚に塗布した場合、利用者は発熱効果を強く実感することができる。また、このような粒径であれば、当該発熱材を各種の流体に混入させて人体に塗布する際に滑らかな質感を得ることができる。
【００３０】  さらに、図１に示す如く、本実施形態の発熱材は、粒子の粒径が１．１２５μｍ乃至２．１２２μｍであるものが全体の体積の６０％以上を占めるように構成するのが好ましい。このように、粒子の粒径と、当該粒径の粒子が粉粒体の全体の体積中に占める割合とを特定することで、粒子全体が発揮する遠赤外線の吸収性能がより安定なものとなる。また、粒径が比較的狭い粒度分布に揃えられることで、当該粒子を各種の流体に混入させて使用する場合に流体に対する拡散程度が均一となり、皮膚等に塗布した場合の発熱効果が安定したものとなる。
【００３１】  図２には、本実施形態に係る発熱材の分光放射輝度を示す。
測定は、フーリエ変換赤外分光分析装置（ＳＹＳＴＥＭ２０００  株式会社パーキンエルマージャパン製）を用いて行った。当該発熱材を実際に手などに塗布した状態を模式するために、測定温度は３１℃とした。装置内に設けた同じ３１℃に設定した黒体炉からの放射出力と、当該発熱材からの放射出力とを測定して当該発熱材の分光放射率を求める。黒体からの出力をプランクの放射則によって求め、黒体の出力に当該発熱材の分光放射率を掛けて図２に示す分光放射輝度を求めた。因みに、分光放射輝度を積分することで全放射エネルギーを求めることができる。
【００３２】  図２によれば、波長４．５μｍ〜２０．３μｍの間で分光放射輝度の出力がみられる。このうち、１０μｍ以上の波長領域が所謂遠赤外線の領域であり、１０μｍ以下の領域は中赤外線の領域である。よって当該発熱材は、中赤外および遠赤外の境界付近の赤外線を多く放射することがわかる。
【実施例１】
【００３３】（発熱効果の測定）
以下には、本実施形態の発熱材を混入させたクリーム（本件クリーム）と、一般の保湿クリーム（比較クリーム）とを被験者の手に塗布した場合の、手の表面温度の上昇過程を比較した結果を示す。測定にはフリアーシステムズ社製の汎用サーモグラフィカメラを用いた。【００３４】  被験者は、３０代の女性である。室温２４．２℃、湿度４７％に設定された実験室にて、被験者は、クリームの塗布に先立って２０℃の水に手を３分間浸した。クリームはこの実験室に予め２時間保持して温度を安定させておいた。手の表面温度の測定中、被験者は安静待機状態とし、被験部位は解放状態を維持した。計測部位は、右手指先である。クリームを塗布したのち計測を開始し、当初の１０分間は１分毎に計測し、開始後１０分を経過した後は、１０分間隔で２０分経過後、および３０分経過後の指先表面温度を測定した。【００３５】  測定結果を図３および図４に示す。これらから明らかなごとく、本件クリームを塗布した手は当初２０℃であったものが計測開始から２分経過後に２８℃まで約８℃上昇した。これに対して、比較クリームを塗布した場合には、計測開始後２分の時点では２０℃から２２℃まで約２℃だけ上昇したに過ぎず、８℃上昇したのは計測開始後約３分３０秒が経過したときであった。
計測開始後約３分４０秒で、双方の表面温度は等しくなり、その後は、双方とも上昇速度が漸減した。計測開始後約１０分で表面温度は３３℃程度となり、その後は数度の変化は伴うものの略一定温度となった。【００３６】  このように、本件クレームを塗布した場合には、比較クリームの場合に比べて昇温過程で最大６℃の差が生じていた。皮膚に対するクリームの塗布厚さは極めて薄いから、このように６℃もの差が生じたことで、本実施形態の発熱材の発熱効果は極めて高いことがわかる。この６℃の差は、クリームを塗布した手の全域で生じるから、被験者にあっては顕著な発熱効果が体感された。
【産業上の利用可能性】
【００３７】  本発明の発熱材は、人体の皮膚に塗布するクリームに混入可能なほか、例えば、入浴剤・発毛促進剤など、人体の皮膚に付着させて皮膚の発熱効果を期待する媒体に対して適宜利用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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