(57)【要約】【課題】発熱材料の片寄り、偏在を抑えつつ、発熱開始までの立ち上がりが速く、さらに、安価な材料を用いて簡便な構成によって製造できるためコストを増大させることのない発熱体を提供する。【解決手段】発熱材料と、発熱材料を保持する芯材と、芯材を収容する包材と、を有する発熱体であって、芯材は、発熱材料を内部及び／又は表面に保持可能な発熱材料保持体と、発熱材料保持体に対して重ねて設けられる重ね部材と、を有する。発熱材料保持体はポリプロピレンを含む不織布であり、前記重ね部材はポリエチレンを含む。発熱材料保持体と重ね部材とは、超音波溶着されている。【選択図】図２
2009028136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱材料と、前記発熱材料を保持する芯材と、前記芯材を収容する包材と、を有する発熱体であって、
前記芯材は、
前記発熱材料を内部及び／又は表面に保持可能な発熱材料保持体と、
前記発熱材料保持体に対して重ねて設けられる重ね部材と、を有すること
を特徴とする発熱体。
【請求項２】
前記芯材は、前記発熱材料保持体と前記重ね部材とにより少なくとも２層構造をなすことを特徴とする請求項１に記載の発熱体。
【請求項３】
前記発熱材料保持体は、前記発熱材料が入り込む空隙を有する材料で構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発熱体。
【請求項４】
前記発熱材料保持体は、不織布で構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１に記載の発熱体。
【請求項５】
前記発熱材料保持体はポリプロピレンを含み、前記重ね部材はポリエチレンを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち、いずれか１に記載の発熱体。
【請求項６】
前記発熱材料保持体と前記重ね部材とは、超音波溶着されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうち、いずれか１に記載の発熱体。
【請求項７】
前記発熱材料保持体及び／又は前記重ね部材は、前記芯材の外形形状を維持可能な硬さを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のうち、いずれか１に記載の発熱体。
【請求項８】
発熱材料と、前記発熱材料を保持する芯材と、前記芯材を収容する包材と、を有し、
前記芯材が、前記発熱材料を内部及び／又は表面に保持する発熱材料保持体と、前記発熱材料保持体に対して重ねて設けられる重ね部材と、を有する発熱体の製造方法であって、
前記発熱材料保持体を形成する工程と、
前記発熱材料保持体に対して前記重ね部材を固定する工程と、
前記発熱材料保持体のうち、前記重ね部材が設けられていない部位から前記発熱材料を供給する工程と、を有すること
を特徴とする発熱体の製造方法。
【請求項９】
前記発熱材料の供給後に、前記芯材を振動させることにより、前記発熱材料を前記発熱材料保持体の内部に誘導する工程を備えることを特徴とする請求項８に記載の発熱体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱体及び発熱体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、酸素との化学反応により発熱する発熱材料を包材内に納めた発熱体が、採暖その他の目的で使用されている。このような発熱体を採暖の目的で用いる場合は、加熱対象部位の周辺に発熱体を配置することによって、包材を通じて大気中の酸素に触れた発熱材料が発熱し、これにより対象部位を加熱していた。しかし、従来の発熱体においては、袋状の包材中に粉体状の発熱材料を収容した構成となっていることから、発熱材料が包材内で自由に移動可能な状態となっている。このため、発熱材料が下方に集まってしまいやすく、発熱材料が集まった部分の温度を上昇させることはできるものの、それ以外の部分（包材の上方部分）については包材と接触していたとしても十分な加熱効果を発揮することは難しかった。また、包材内での発熱材料の偏在によって、採暖に適した温度まで発熱する時間（立ち上がり時間）が長くなってしまうおそれもあった。
【０００３】
これに対して、包材内の発熱材料の片寄り、偏在を防止するために、包材を多孔質（透気）フィルム等の材料を用いて構成し、包材内部に必要以上の空気が流入しないように負圧を保ち、包材内部の発熱体の動きを規制した発熱体が提案されている。このような発熱体は、主として、包材の片面に粘着層を備えてその接着力により所定の部位（例えば肌着の上など）に接着して使用するものが多い。この他にも、例えば特許文献１〜３に記載された加熱用構造体、充填シート、及びシート状発熱体が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５３−８４２４７号公報
【特許文献２】特公昭６２−４２２０号公報
【特許文献３】特許第２８４０６０９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記の従来の発熱体では、特許文献１〜３記載の構成では、発熱材料の片寄り、偏在は防止することができるものの、以下の問題点があった。
（１）前記多孔質（透気）フィルム等の高価な材料、又は新たな材料を用いることにより材料コストが増大する。
（２）構造が複雑であるため発熱体の製造コストが増大する。
（３）発熱材料を保持する新たな構造を採用することにより、発熱材料が外気に触れにくくなり、採暖に適した温度までの立ち上がり時間が長くなる。
【０００６】
そこで本発明は、安価な材料を用いて、簡便かつ外気に触れやすい構造を実現することにより、コストを増大させることなく、発熱開始までの立ち上がりが速く、かつ、発熱材料の片寄り、偏在を抑えることのできる発熱体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の発熱体は、発熱材料と、発熱材料を保持する芯材と、芯材を収容する包材と、を有する発熱体であって、芯材は、発熱材料を内部及び／又は表面に保持可能な発熱材料保持体と、発熱材料保持体に対して重ねて設けられる重ね部材と、を有することを特徴としている。
【０００８】
本発明の発熱体において、芯材は、発熱材料保持体と重ね部材とにより少なくとも２層構造をなすことを特徴とする。
【０００９】
本発明の発熱体において、発熱材料保持体は、発熱材料が入り込む空隙を有する材料で構成されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の発熱体において、発熱材料保持体は、不織布で構成されることを特徴とする。
【００１１】
本発明の発熱体において、発熱材料保持体はポリプロピレンを含み、重ね部材はポリエチレンを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の発熱体において、発熱材料保持体と重ね部材とは、超音波溶着されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の発熱体において、発熱材料保持体及び／又は重ね部材は、芯材の外形形状を維持可能な硬さを備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の発熱体の製造方法は、発熱材料と、発熱材料を保持する芯材と、芯材を収容する包材と、を有し、芯材が、発熱材料を内部及び／又は表面に保持する発熱材料保持体と、発熱材料保持体に対して重ねて設けられる重ね部材と、を有する発熱体の製造方法であって、発熱材料保持体を形成する工程と、発熱材料保持体に対して重ね部材を固定する工程と、発熱材料保持体のうち、重ね部材が設けられていない部位から発熱材料を供給する工程と、を有することを特徴としている。
【００１５】
本発明の発熱体の製造方法においては、発熱材料の供給後に、芯材を振動させることにより、発熱材料を発熱材料保持体の内部に誘導する工程を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、発熱材料と、発熱材料を保持する芯材と、芯材を収容する包材と、を有する構成とするとともに、芯材が、発熱材料を内部及び／又は表面に保持可能な発熱材料保持体と、発熱材料保持体に対して重ねて設けられる重ね部材と、を有することとしたことにより、発熱材料の片寄り、偏在を抑えつつ、発熱開始までの立ち上がりが速く、さらに、安価な材料を用いて簡便な構成によって製造できるためコストを増大させることのない発熱体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態に係る発熱体及び発熱体の製造方法について図１〜図３を参照しつつ詳しく説明する。図１は、本実施形態に係る発熱体１０の構成を示す平面図である。図２は、本実施形態に係る発熱体１０の製造工程を示す、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。図３は、本実施形態に係る発熱体１０の構成を示す、図２のＩＩＩにおける部分拡大断面図である。
【００１８】
図１又は図２（ｇ）に示すように、本実施形態に係る発熱体１０は、発熱材料４０と、発熱材料４０を保持する芯材２０と、芯材２０を内部に収容する包材３０と、を有する。以下に、各部材の詳細な構成を製造工程に沿って説明する。
【００１９】
芯材２０は、図２に示すように、シート状の発熱材料保持体２１と、発熱材料保持体２１に重ねて設けられるシート状の重ね部材２２と、からなる２層構造をなしている。
【００２０】
（１）発熱材料保持体２１の形成工程
発熱材料保持体２１は、樹脂（例えばポリプロピレン）を含む材料で構成した不織布として形成される（図２（ａ））。また、発熱材料保持体２１は、不織布としての軟らかさを維持しつつ、発熱体１０の使用時においても芯材２０の外形形状を弾性的に維持できるような硬さを備えるように形成される。発熱材料保持体２１の形成は、公知の不織布の製造方法（例えば、スパンボンド法、エアースルー法）によって行うことができるため、その詳細な説明は省略する。発熱材料保持体２１を不織布としたことにより、内部に発熱材料４０が入り込む空隙が多数形成され、発熱材料４０は、この空隙内又は発熱材料保持体２１の表面上に保持される。また、空隙が多数形成されているため、発熱材料保持体２１内に保持された発熱材料４０が空気に触れやすくなり、これにより発熱材料４０の発熱開始までの立ち上がり時間を短くすることができる。
【００２１】
ここで、発熱材料４０は、酸素と反応して熱を発生する物質であって、例えば、（１）鉄、（２）塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムその他の金属塩化物、（３）硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウムその他の金属硫酸塩がある。
【００２２】
（２）重ね部材固定工程
重ね部材２２は、樹脂（例えばポリエチレン）を含む材料により、例えば圧延成形によりシート状としたものである。なお、重ね部材２２は、発熱材料保持体２１と同様に、発熱体１０の使用時において芯材２０の外形形状を弾性的に維持できるような硬さを備えるように形成してもよい。
【００２３】
重ね部材２２は、発熱材料保持体２１に対して重ね合わされ、このときに接触する面を超音波溶着により互いに接合することによって固定され、これによりシート状の芯材２０が形成される（図２（ｂ））。なお、超音波溶着を行う箇所は任意に定めることができ、全面的に行う他、周縁部のみ、矩形形状の四隅や２本の対角線上でＸ字状に行うこともできる。超音波溶着の条件は、発熱材料保持体２１及び重ね部材２２に用いる材料、発熱材料保持体２１と重ね部材２２の接合強度、並びに、芯材２０に求められる硬さに応じて設定する。超音波溶着では、加熱が不要であるとともに、接合面に限定して超音波を与えることができる。このため、発熱材料保持体２１と重ね部材２２の接合前の全体形状、及び、不織布で構成された発熱材料保持体２１の軟らかさを維持した状態で接合することができる。
【００２４】
（３）発熱材料供給工程
つづいて、以上のように形成された芯材２０の発熱材料保持体２１に対して、重ね部材２２を接合していない上面２１ａから発熱材料４０を供給する（図２（ｃ））。このとき、芯材２０は、振動台５０上に載置（及び固定）されている。振動台５０は、上面２１ａに平行な面に沿って振動可能である。
【００２５】
本実施形態では、芯材２０に対して、上面２１ａ側から発熱材料４０を供給した後に、振動台５０により芯材２０を振動させる。このように芯材２０を振動させることにより、上面２１ａに留まっていた発熱材料４０を、発熱材料保持体２１の空隙内に誘導することができる（図２（ｄ））。ここで、振動台５０による芯材２０の振動は、発熱材料保持体２１の構成材料、空隙の大きさ及び数、並びに、発熱材料４０に用いる材料及び粒径に応じて、回数及び強度を設定することができ、一例として、包材３０内に封入すべき発熱材料４０の分量を１〜４回に分けて行うことが好ましく、特に、３〜４回に分けて行うことにより、より確実に所定量の発熱材料４０を誘導させられるので好適である。
【００２６】
発熱材料４０を供給した芯材２０においては、発熱材料保持体２１を不織布で構成したことにより、内部の空隙、及び表面に発熱材料４０を保持することができるとともに、重ね部材２２が樹脂を含むシート状をなすことから、発熱材料保持体２１内に供給された発熱材料４０は、発熱材料保持体２１の下部から脱落したとしても重ね部材２２によって受けることが可能となる。これにより、包材３０内に封入すべき分量の発熱材料４０を、芯材２０により確実に保持することができる。
【００２７】
なお、重ね部材２２は、発熱材料保持体２１から脱落した発熱材料４０を受けることができれば、シート状以外の形状とすることができる。例えば、発熱材料保持体２１を凹部に受容可能なトレー状とすることもでき、重ね部材２２の形状は適宜採択可能である。
【００２８】
（４）包材３０内への収容工程
次に、芯材２０を包材３０内に収容する（図２（ｅ）〜（ｇ））。包材３０は、重ね部材２２の外側に配置される第１不織布３１及び第１樹脂シート３２と、発熱材料保持体２１の外側に配置される第２樹脂シート３３及び第２不織布３４と、を備える。
【００２９】
第１不織布３１、第１樹脂シート３２、第２樹脂シート３３、及び第２不織布３４は、平面視略同一矩形形状のシート状部材である。芯材２０は、第１樹脂シート３２及び第２樹脂シート３３に囲まれ、第１樹脂シート３２及び第２樹脂シート３３は第１不織布３１及び第２不織布３４に覆われている。包材３０は、矩形形状の４辺に相当する周縁部３０ａにおいて超音波溶着により固着されている。
【００３０】
第１樹脂シート３２及び第２樹脂シート３３は、樹脂（例えばポリエチレン）を含む材料により、例えば圧延成形によりシート状としたものである。第１不織布３１及び第２不織布３４は、樹脂（例えばポリプロピレン）を含む材料で構成した不織布として形成される。第１樹脂シート３２又は第２樹脂シート３３の圧延成形直後に、第１不織布３１又は第２不織布３４を圧着することにより、第１不織布３１及び第１樹脂シート３２、第２不織布３４及び第２樹脂シート３３、をそれぞれ接合しておくようにする。この接合された第２不織布３４及び第２樹脂シート３３には、貫通孔３０ｂが形成される。貫通孔３０ｂを形成することにより、発熱材料保持体２１に対して通気性が確保され、貫通孔３０ｂを介して発熱材料保持体２１へ外気が導入されて発熱材料４０の発熱が可能となる。
【００３１】
次に、包材３０内への芯材２０の収容手順について説明する。まず、前記接合された第１不織布３１及び第１樹脂シート３２を、第１樹脂シート３２が上方になるように保持台５１に載せ、さらに、芯材２０を、その重ね部材２２が第１樹脂シート３２に接するようにして載せる（図２（ｅ））。なお、第１不織布３１、第１樹脂シート３２の周縁部３１ａ、３２ａは、保持台５１の端部５１ａ上に載置されている。
【００３２】
つづいて、前記接合された第２不織布３４及び第２樹脂シート３３が、その第２樹脂シート３３が発熱材料保持体２１に接するようにして重ねて載せられる。このとき、第２樹脂シート３３、第２不織布３４の周縁部３３ａ、３４ａは、第１樹脂シート３１、第１不織布３２の周縁部３１ａ、３２ａ上（即ち、保持台５１上）に積層配置される。保持台５１に対向する位置（第２不織布３４上）には、超音波ホーンを有する押さえ台５２が配置されており、押さえ台５２の端部５２ａと保持台５１の端部５１ａとにより、積層状態の周縁部３１ａ、３２ａ、３３ａ、及び３４ａが挟持される（図２（ｆ））。この状態で超音波ホーンにより周縁部３０ａに対して超音波を与えると、第１樹脂シート３２の周縁部３２ａと、第２樹脂シート３３の周縁部３３ａとが互いに超音波溶着されて包材３０内に芯材２０が封入される（図２（ｇ）、図３）。これによって、図１に示すような発熱体１０が完成する。
【００３３】
以下に、図４及び図５を参照しつつ、変形例について説明する。図４は、変形例に係る発熱体の構成を示す、図２（ｇ）に対応した断面図である。図５は、変形例に係る発熱体の構成を示す、図４のＶにおける部分拡大断面図である。
【００３４】
変形例に係る発熱体１１０においては、上述の実施形態の第１不織布３１に代えて粘着層１３５及び剥離層１３６を用いており、この発熱体１１０では、芯材２０を包材１３０内に収容した構成となっている。
【００３５】
包材１３０は、上述の実施形態の包材３０の第１樹脂シート３２、第２樹脂シート３３、第２不織布３４と同様の構成でなる、第１樹脂シート１３２、第２樹脂シート１３３、不織布１３４を有し、さらに、第１樹脂シート１３２側に粘着層１３５及び剥離層１３６を備えてなる。第２樹脂シート１３３及び不織布１３４は、前述の実施形態と同様に予め接合されており、さらに貫通孔１３０ｂが形成されている。粘着層１３５及び剥離層１３６は、公知の材料を用いて、第１樹脂シート１３２に予め形成されており、第１樹脂シート１３２、粘着層１３５、及び剥離層１３６は、略同一平面形状を備えたシート状部材をなしている。ここで、粘着層１３５としては、例えば無溶剤系のホットメルト接着剤を用いればよく、この粘着性を使用時まで確保するために、剥離紙等の剥離層１３６を形成しておく。
【００３６】
包材１３０は、上述の実施形態の包材３０と同様に、周縁部１３０ａを超音波溶着することによって、第１樹脂シート１３２と第２樹脂シート１３３とが固着している。このような構成を備えた発熱体１１０は、粘着層１３５から剥離層１３６を剥離し、粘着層１３５の接着力により所定の部位（例えば肌着の上など）に接着して使用する。
【００３７】
以上のような構成を備え、以上のような工程により製造することにより上述の実施形態及び変形例に係る発熱体は、以下の効果を奏する。
（１）発熱材料保持体２１内の空隙又は発熱材料保持体２１の表面に、発熱材料４０を均一に配することができるため、発熱材料４０の片寄り、偏在を抑えることができる。したがって、所望する範囲全体を確実かつむらなく加熱することができる。
【００３８】
（２）発熱材料保持体２１と重ね部材２２とを超音波溶着によって固着されているので、例えば熱溶着によって固着した場合に比べて、不織布である発熱材料保持体２１が融けない状態で重ね部材２２との固着を実現できる。従って、不織布の弾力的な軟らかさを残すことができ、芯材２０を有する構成であっても、使用者にとって手触りのよい発熱体１０（１１０）を提供することができる。
【００３９】
（３）また、発熱材料４０を保持する発熱材料保持体２１に対して重ね部材２２が設けられているので、発熱材料保持体２１の内部又は表面に発熱材料４０が保持された状態で芯材２０を振動又は移動させても、その振動又は移動中に発熱材料保持体２１から脱落する発熱材料４０を重ね部材２２によって受け止めることができる。すなわち、前記発熱材料供給工程において振動台５０による芯材２０の振動作業を行っても、包材３０内に封入すべき所定量通りの発熱材料４０を芯材２０に含ませることができる。また、包材３０内への収容工程において、所定料の発熱材料４０が保持された芯材２０を、その重ね部材２２が第１樹脂シート３２に接するようにして載せるために移動させる際にも、移動作業によって発熱材料保持体２１から脱落する発熱材料４０を重ね部材２２が受け止めるため、第１樹脂シート３２の周縁部３２ａ上への落下を防止でき、包材３０の周縁部３０ａにおける超音波溶着を確実なものとして、包材３０からの発熱材料４０の漏洩を防止することができる。
【００４０】
（４）包材３０を構成する第１不織布３１、第１樹脂シート３２、第２樹脂シート３３、及び第２不織布３４、並びに、芯材２０を構成する発熱材料保持体２１及び発熱材料保持体２１のいずれも、ポリプロピレンやポリエチレン等の樹脂を含む材料で構成すればよく、既存の安価な材料を用いればよいので、材料コストの増大を防ぐことができる。
【００４１】
（５）構造が簡便であるため発熱体１０（発熱体１１０）の製造コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る発熱体の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る発熱体の製造工程を示す、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る発熱体の構成を示す、図２のＩＩＩにおける部分拡大断面図である。
【図４】変形例に係る発熱体の構成を示す、図２（ｇ）に対応した断面図である。
【図５】変形例に係る発熱体の構成を示す、図４のＶにおける部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０    発熱体
２０    芯材
２１    発熱材料保持体
２２    重ね部材
３０    包材
３０ａ  周縁部
３０ｂ  貫通孔
３１    第１不織布
３１ａ  周縁部
３２    第１樹脂シート
３２ａ  周縁部
３３    第２樹脂シート
３３ａ  周縁部
３４    第２不織布
３４ａ  周縁部
４０    発熱材料
１１０    発熱体
１３０    包材
１３０ａ  周縁部
１３０ｂ  貫通孔
１３２    第１樹脂シート
１３２ａ  周縁部
１３３    第２樹脂シート
１３３ａ  周縁部
１３４    不織布
１３４ａ  周縁部
１３５    粘着層
１３５ａ  周縁部
１３６    剥離層
１３６ａ  周縁部
【図１】
2009028136.tif 000003
【図２】
2009028136.tif 000004
【図３】
2009028136.tif 000005
【図４】
2009028136.tif 000006
【図５】
2009028136.tif 000007