专利名称:发热组合物、使用其的发热体和制备发热体的方法
技术领域:
本发明涉及含有在与氧反应时产生热量的发热物质、碳组分、氧化促进剂和水作为必需组分的发热组合物,所述必需组分与超微量的防止水分离的稳定剂混合,从而所述组合物具有耐受连续成型的分散稳定性,并具有极佳的排水性、极佳的发热性、极佳的模塑性和极佳的形状保持性,不会变粘,本发明还涉及使用所述组合物的发热体和制备所述发热体的方法。
背景技术:
在与氧反应时产生热量的发热物质的应用的代表性实例包括用于发热体如一次性身体取暖器中的粉末发热组合物。
作为含有金属作为必需组分的发热组合物,经常被提到的实例是一次性身体取暖器,其通常含有由基础材料和覆盖材料形成的袋形材料,所述基础材料如为无纺布、多孔膜、纸和微孔膜,在所述袋形材料中装填发热组合物的混合物,例如金属粉末如铁粉、活性碳、金属氯化物和水,并密封,在使用时,利用金属粉末与在空气中的氧的氧化反应引起的发热。
关于粉末发热组合物,JP-A-U-H5-30432有如下建议。在包装袋中粉末发热组合物的发热状态,在所述发热组合物的包装袋中提供透气面,使得所述包装袋内的压力保持在低于在一定压力范围内的外部压力,从而利用透气面的透气性将氧气引入到所述发热组合物包装袋中,同时引起氧化反应。按照该步骤,降低袋内的压力以使发热组合物保持在预定位置,从而在将其应用于身体或类似物的应用位置的期间内保持其平板形状。但这要求必须特别仔细地选择颗粒发热组合物的颗粒组分和包装袋的材料。尤其是,这种技术仅允许如此制备的透气性材料的材料性能的各批间差别所引起的袋的透气性有微小程度的浮动。另外,在粉末发热组合物的情况下,其具有大的流动性,从而提供了这样一种可能性,即所述发热组合物在贮存和运输时在袋内移动,引起在袋内的偏离。
已有人建议这样的发热体,其中向发热组合物中添加粘结剂(JP-B-H4-8697)、增稠剂(JP-B-H7-112477和JP-A-H9-75388)、赋形剂(JP-A-H7-194641)、聚集助剂(JP-A-H11-508314)或类似物,从而发热组合物粉末被束缚,或者增加其粘度,以使得发热组合物呈粘稠状、膏状或糊状,将其层压在基础材料上并覆盖以覆盖材料,随后周边密封。
再有,还提出过通过造纸技术成型的使用大量水的呈悬浮液状或淤浆状的发热组合物。
身体取暖器的形状通过将具有透气性的袋成型为马蹄形或梯形而得以改进,并用于鞋袜如鞋和拖鞋的发热体。如在JP-A-S60-101448、JP-A-H10-216167、JP-A-H11-508314等中所述,还有人建议将发热组合物制成粘稠状或膏状,且其形状由通用的正方形改变为长方形或圆形以配合要取暖的身体。
在所有前述的技术中,含有金属粉末作为主要组分的发热组合物装填到袋材料中,在使用时,通过在空气中的氧与在发热组合物中的金属粉末的氧化反应来发挥其功能。所述发热材料通常呈粉末形态,而且如先前所述,通过添加增稠剂或类似物,也存在呈膏状或糊状的那些发热材料。
在日本专利No.2572621中叙述的片形发热体通过造纸技术成型为片形。在这种技术中,纤维材料、活性碳、电解质和其它添加剂在水中混合并搅拌来形成悬浮液,其然后经过造纸机,其中所述悬浮液经丝网过滤并抽吸脱水,并通过在帆布板之间压榨进一步脱水,随后成型为所需的厚度,从而形成片形的发热体。
在发热组合物呈膏状的情况下,已提出过这样的方案,即将增稠剂添加到发热组合物中,通过增加其粘度而使其呈膏状,并通过印刷或涂覆将其层压在吸水载体如纸上,来生产薄的发热体。之后,通过载体或覆盖材料吸收在含水凝胶中的部分游离水和/或水分,以改进与空气的接触来起动发热反应。
作为倾倒粉末发热组合物的发热组合物的方法,存在这样一种方法,即间歇移动袋基础材料,并在所述袋基础材料停下时倒下粉末发热组合物,在包装袋中装填所述发热体的方法即是这样,并有这样一种方法,即基础材料以恒定速度移动,粉末发热组合物由倾倒出口倾倒在基础材料上,在无纺布上分散粉末发热体的方法即是这样,向其中添加水以形成片形发热体。但是,两种情况从加速角度来看均存在问题。
粉末发热组合物还有这样的问题,即发热组合物在其生产过程中引起发热反应,引起产品质量的恶化,如发热组合物的损失和质量的波动。再有,在发热体的生产过程中也是这样。
用于本发明的组合物通常呈水外的粉末形态,难于自身粘合或与其它物质粘合,并难于依靠自身保持混合物的形状。
不使用水作为反应抑制剂但在粉末组合物中含有粘结剂的半捏合的发热组合物在工艺过程中引起复杂性,因为其在生产过程中通过插入压缩或制成平板的步骤来进行成形。
在使用水作为反应抑制剂的发热组合物中,通过用例如增稠剂或类似物增加总体发热组合物的粘度形成的保持分散性的膏状发热组合物可改进水分离性、模塑性和形状保持性,但对发热性有相当大的破坏,从而其导致不满意的产品。
在从中除去粘度增加剂如增稠剂并使用水作为模塑剂的情况下,可保持发热性能,但出现显著的水分离,造成不能以稳定质量进行生产的可能性。
即,考虑到可流动性和发热性的重要性,在发热组合物含有增稠剂或类似物但通过控制水的复合比来赋予其模塑性和形状保持性的情况下,在向模具提供发热组合物时,为保持分散状态而对在模塑如通模成型(mold-through molding)等时提供的发热组合物的数量进行限制。在高速操作时必须向模具提供大量的发热组合物,因而模塑的产品引起波动。为避免波动,必须在接近模具处提供搅拌装置,并在模具上进行充分的搅拌以维持分散性,从而所述机器必然很复杂。另外,在由于机器故障而使设备暂时停止的情况下,在生产上重要的问题是,要防止发热组合物中的组分分离以准备随后的操作。因而,在机器暂停的情况下,必须用搅拌器或类似物连续搅拌以防止固体组分和水组分的分离和固体组分的沉降,因而在进行高速连续生产时存在问题。
在供应发热组合物时,希望防止水与固体组分的分离以使所述组合物均化,从而改进并保持所述组合物的质量。
还存在一些情况,其中在使用时,当移动发热体自身时,由发热组合物制备的发热体在发热体本身中造成裂纹,且其破碎以至不能发挥充分的效能。
作为使用水作为发热控制剂的发热组合物的另一种实例,含有大量过量水的淤浆状发热组合物在组合物的分散稳定性和可模塑性方面存在问题,且除去水的步骤变得复杂而引起生产率方面的问题。其还存在发热性能方面的问题。
因此,人们还没有享受到使用过量水作为氧化控制剂,如控制发热的优点。
为满足市场需求,需要以简单的机器通过高速生产来降低成本和质量稳定化,并通过厚度和形状的多样化来改进对使用者的适用性。
因而,在能够形成各种形状的用水控制发热反应的发热组合物中,当总体发热组合物的粘度增加时,发热性能显著恶化,造成不满意的产品,且当不增加粘度而主要通过水来达到稳定的可模塑性和形状保持性时,过量的水立即分离,造成大量生产困难。因而,以稳定的质量来生产用水控制发热反应活性、可形成各种形状、并发挥极佳发热性能的这种发热组合物是一个难题。因而,需求这样的发热组合物和采用该组合物的产品,即其解决了具有优异分散稳定性、通过印刷等或转移技术或类似技术进行层压的高速生产、形成各种形状的能力、形状保持性和优异的发热性能(如升温性能、最大温度、所需温度的持续时间等)的问题。
在这种情况下,本发明人进行了认真的研究来解决当前的问题,并进行了各种系统实验,并且通过为了获得可以以低成本来方便地生产、可方便地操作、具有优异的可使用性,可以以简单和廉价的方式来进行模塑、并具有优异的功能如发热等的组合物而进行的研究完成了本发明。
现已发现,在发热组合物含有作为必需组分的在与氧进行反应时产生热量的发热物质、碳组分、氧化促进剂和水,其中以0.001至0.25质量份/100质量份发热物质的比例混合防止水分离的稳定剂,并具有0至30的分离度和7至40的水迁移率值的情况下,氧化反应通过过量水来控制,通过维持优异的排水性能和氧化反应活性使防止由于水分离所致的组分分离的分散稳定性按指数得到改进,并可显著防止在气密性袋中贮存时的变质,从而完成了本发明。
与之相对应,可显著改进水分离的预防,其是以水控制氧化反应活性且可模塑性和形状保持性依赖水的发热组合物的最大问题。另外,甚至在含氧气氛如在空气中生产时,发热组合物和发热体由于发热反应所致的损失可得以抑制。即,由于本发明中的可模塑性和形状保持性不是通过整个发热组合物的高粘度来获得的,所以发热性能可维持在与粉体相等的水平,且与不添加防止水分离的稳定剂的情况相比,所述发热组合物的分离度可抑制到一半或更低,从而防止了在发热组合物或发热体的生产步骤中的不均一性,这样抑制了质量的恶化并使得能够实现稳定连续的工作生产率。另外,通过简单的设备可形成各种形状,从而提供了具有优异的防止水分离的分散稳定性、保水性、防止保水性变差的性能、流动性、形状保持性、排水性能、透气性、发热性能(如温度上升性能、最大温度、所需温度下的持续时间等)、防止发热性能随时间延续恶化的性能的发热组合物、使用该组合物的发热体和其制备方法。
本发明中,虽然其细节还不清楚,但预期所述超微量的防止水分离的稳定剂提供了交联结构,其中组合物的组分柔性地与防止水分离的稳定剂的点干涉(spotted Intervention)相连接,提供具有间隙的柔性构架,并且水溶液保持于所述间隙中,来提供流动性即可模塑性和排水性即发热性能优异的发热组合物。还可预计由于通过防止水分离的稳定剂维持了适当的水量,获得了优异的可模塑性,并在模塑后,通过水吸收材料或吸水剂的水吸收作用或加压脱水,可容易地排出所述过量的水。再有,通过柔性结构可保证在模塑体中形成孔来提供多孔体,从而获得优异的发热性能。
即,本发明人认为,发热组合物和水利用分散介质和分散体的亲合性或粘附(附着)作用作为媒介,从而利用了所谓的胶体防护效应或类似效应,其中稳定分散的粘合剂或粘合剂颗粒如亲水性胶体颗粒和乳液吸附在无机化合物或有机化合物如金属粉、吸水保水剂、吸水碳组分等的表面上,所述化合物为具有不同比重值的憎水颗粒并具有不互相交织的形状,如粉末形、颗粒形、针形、鳞状等。
然而,在其中发热组合物的组分和水与大量分散稳定剂混合的情况下,如此形成的所述发热组合物组分的浆液具有大的粘度,使流动性变坏,且所述组合物的功能如发热性能被认为恶化。
但是现已发现,在其中所述组合物的过量水的量处于一定范围、并混合了超微量的防止水分离的稳定剂的情况下,防止了由于分散稳定剂的附着或类似原因所致的非反应点或难反应点的增加,并且所述组合物的金属组分和其它组分稳定分散,防止了其中具有混合的各种颗粒的组合物中的沉淀和分离,从而保证了所述组合物的分散稳定性,并得到粘度与添加分散稳定剂之前相比不增加,并具有如好的流动性、优异的氧化反应性等功能的组合物。预计所述现象是由如下原因引起。
通过微细颗粒与含有聚合物物质的分散稳定剂的凝聚形成的亲水胶体是水溶性聚合物物质,并具有大量的氢键基团,因而其以氢键基团吸附在保水剂如木粉、活性碳等颗粒上,无论电性和离子如何。在少量聚合物吸附在所述组合物的组分颗粒上的情况下,它不是吸附在颗粒的全部表面上而是稀疏地(nondensely)吸附。因而,吸附在一个颗粒上的聚合物的一部分还吸附在另一颗粒的空白空间上,即,一个聚合物与两个颗粒连接。预计发热组合物的组分颗粒通过该机制聚集。这是被称为“交联聚集”的现象,且预计所述颗粒轻微聚集来形成发热组合物中的网络结构,从而防止发热组合物的沉降。
再有,由于所述网络结构,在混合或排出过量水时形成的间隙不会闭合而仍保持为具有连续微孔结构的间隙,从而提供了具有良好透气性的均匀的间隙结构,因而赋予具有功能如发热的功能组合物或功能体以优异的排水性和透气性。相应地,预期可获得在保持优异发热性能的同时具有优异分散稳定性和足够的流动性的发热组合物。
另外,分散剂如表面活性剂等可添加到已经过交联聚集的发热组合物的组分颗粒中来改进其流动性。
至于分散稳定剂和表面活性剂的混合次序,分散稳定剂可与表面活性剂同时添加、在其之前或之后添加。
在使用乳液的情况下,预计分散稳定性通过与粘合剂物质的交联聚集或类似现象来达到。
本发明的发热组合物通过对呈贮存状态或悬浮液状态的发热组合物施加剪切力来提供。即,通过在发热组合物上施加压力的方法、通过用螺杆或类似物将其挤出的方法或它们的组合来施加剪切力。
发明内容
因此,如权利要求1所述,本发明的发热组合物含有作为必需组分的在与氧进行反应时产生热量的发热物质、碳组分、氧化促进剂和水,其特征在于该组合物还含有比例为0.001至0.25质量份/100质量份发热物质的防止水分离的稳定剂,并具有7至40的水迁移率值和0至30的分离度。
权利要求2所述的发热组合物是一种如权利要求1所述的发热组合物,其特征在于将选自保水剂、表面活性剂、消泡剂、pH控制剂、憎水聚合物、热电物质、远红外辐射物质、产生负离子的物质、氢形成抑制剂、抗氧化剂、聚集体、纤维物质、肥料组分和发热辅剂中的至少一种与所述发热组合物混合。
权利要求3所述的发热组合物是一种如权利要求2所述的发热组合物,其特征在于所述保水剂含有一种有机保水剂,且颗粒直径为1000μm或更小的颗粒占所述保水剂质量的至少50%或更多。
权利要求4所述的发热组合物是一种如权利要求1至3之一所述的发热组合物,其特征在于增量粘度(在20℃温度下)小于1000cP。
权利要求5所述的发热组合物是一种如权利要求4所述的发热组合物,其特征在于将选自粘结剂、增稠剂、赋形剂、聚集剂、可溶性粘合剂材料和吸水性聚合物中的至少一种与所述发热组合物混合。
权利要求6所述的发热组合物是一种如权利要求5所述的发热组合物,其特征在于所述吸水性聚合物不含环状酸酐、由其衍生的酸及其盐。
权利要求7所述的发热体的特征在于,在其至少一部分中具有透气性的包装袋中装填如权利要求1所述的发热组合物。
权利要求8所述的发热体是如权利要求7所述的发热体,其特征在于所述包装袋含有呈膜形、片形或无纺布形的基础材料,以及呈膜形、片形或无纺布形的覆盖材料,所述基础材料和覆盖材料中的至少一种或至少一部分具有透气性。
权利要求9所述的发热体的特征在于,将如权利要求1所述的发热组合物层压在呈膜形、片形或无纺布形的衬垫材料上,且其上任选还层压另一衬垫材料,所述衬垫材料的至少一种或至少一部分具有透气性。
权利要求10所述的发热体是如权利要求9所述的发热体,其特征在于所述发热体的发热组合物的至少一部分呈脱水状态,以使得能够通过选自下列的至少一种途径来在空气中显著地产生热量通过压缩、减压、压缩和减压等进行的加力排水,通过静置进行的水分辐射,和用如吸水性基础材料、吸水剂、吸水材料或类似物的材料进行的吸水。
权利要求11所述的发热体是如权利要求10所述的发热体,其特征在于将发热体装填在其至少一部分具有透气性的包装袋中。
权利要求12所述的发热体是如权利要求8或9所述的发热体,其特征在于所述发热组合物的一部分水分由包装袋、基础材料、覆盖材料和衬垫材料中的至少一种或至少一部分吸收和/或保持。
权利要求13所述的发热体是如权利要求12所述的发热体,其特征在于将选自铁粉、碳组分、纤维材料、粘结剂、增稠剂、赋形剂、聚集剂、可溶性粘合剂材料、远红外辐射物质、产生负离子的物质、热电物质、有机硅化合物、吸水剂、吸水性聚合物和防止水分离的稳定剂中的至少一种层叠、扩散或涂覆在发热组合物的一个表面或两个表面上。
在权利要求14中所述的发热体是如权利要求13所述的发热体,其特征在于所述吸水性聚合物不含有环状酸酐、由其衍生的酸及其盐。
在权利要求15中所述的发热体是如权利要求12所述的发热体,其特征在于选自覆盖材料、发热组合物和层叠或扩散在所述发热组合物上的那些材料中的至少一种的部分或全部表面覆盖有透气性的聚合物。
在权利要求16中所述的发热体是如权利要求15所述的发热体,其特征在于至少在发热组合物的周边,通过对全部周边或其一部分进行粘合、粘结或热熔来密封包装袋的基础材料和覆盖材料。
在权利要求17中所述的发热体是如权利要求16所述的发热体,其特征在于基础材料、覆盖材料和衬垫材料中的至少一种或至少一部分由呈膜形、片形或无纺布形的具有吸水性的吸水材料形成。
在权利要求18中所述的发热体是如权利要求17所述的发热体,其特征在于在与发热组合物接触的基础材料和/或覆盖材料和/或衬垫材料的至少一个接触部分或一部分接触部分上,提供含有吸水材料或吸水剂的吸水层。
在权利要求19中所述的发热体是如权利要求18所述的发热体,其特征在于基础材料、覆盖材料和衬垫材料的具有吸水能力的部分和吸水层具有1g/m2或更大的吸水能力。
在权利要求20中所述的发热体是如权利要求19所述的发热体,其特征在于基础材料、覆盖材料和衬垫材料中的至少一种具有延展性。
在权利要求21中所述的发热体是如权利要求20所述的发热体,其特征在于基础材料、覆盖材料和衬垫材料中的至少一种或至少一部分上层叠、涂覆或含有远红外辐射物质、产生负离子的物质和热电物质中的至少一种。
在权利要求22中所述的发热体是如权利要求21所述的发热体,其特征在于在发热组合物的全部表面或其表面层的一部分上形成不平坦性。
在权利要求23中所述的发热体是如权利要求22所述的发热体,其特征在于在发热组合物层的部分或全部表面上或其上层压了发热组合物的材料的部分或全部表面上形成不平坦性。
在权利要求24中所述的发热体是如权利要求12所述的发热体,其特征在于在基础材料和覆盖材料之一的外露表面或其一部分上层压粘合剂层或凝胶层。
在权利要求25中所述的发热体是如权利要求24所述的发热体,其特征在于所述粘合剂层或凝胶层是含有热敷药的热敷层,或其中含有或载有透皮吸收药的含药层。
在权利要求26中所述的发热体是如权利要求25所述的发热体,其特征在于,如权利要求1所述的发热组合物以预定形态提供在选自基础材料、衬垫材料和覆盖材料中的至少一种上,然后制成装填到其至少一部分上具有透气性的包装袋中的形态,从而无论相对于外压而言包装袋内压力如何,在发热态的发热组合物保持在预定的位置,在所述发热体应用于应用位置时,所述袋保持为平片形,且与发热前相比,发热组合物的偏移为10%或更小。
在权利要求27中所述的制备发热体的方法的特征在于,在呈膜形、片形或无纺布形的基础材料上的至少一个预定区域上,模制例如层压如权利要求1所述的发热组合物;覆盖呈膜形、片形或无纺布形的覆盖材料以覆盖和装载所述发热组合物;和赋予所述基础材料和覆盖材料的至少一种或至少一部分以透气性。
在权利要求28中所述的制备发热体的方法的特征在于,在呈膜形、片形或无纺布形的基础材料上层压如权利要求1所述的发热组合物后,在发热组合物的层压体的一个表面或两个表面上层压、扩散或涂覆选自铁粉、碳组分、纤维材料、粘结剂、增稠剂、赋形剂、聚集剂、可溶性粘合剂材料、远红外辐射物质、产生负离子的物质、热电物质、有机硅化合物、吸水剂、吸水性材料、吸水性聚合物、保水剂和分散稳定剂中的至少一种;覆盖呈膜形、片形或无纺布形的覆盖材料,以覆盖和装载所述发热组合物和如此层压、扩散或涂覆的那些物质的层压体;和赋予所述基础材料和覆盖材料的至少一种或至少一部分以透气性。
在权利要求29中所述的制备发热体的方法的特征在于,将如权利要求1所述的发热组合物层压在呈膜形、片形或无纺布形的基础材料上;在其上覆盖呈膜形、片形或无纺布形的覆盖材料;用选自基础材料、层压材料和覆盖材料中的至少一种,或在其一部分上的透气性聚合物粘合所述基础材料和覆盖材料;将所得到的层压材料冲成任意形状;并赋予基础材料和覆盖材料中的至少一种或至少一部分以透气性。
在权利要求30中所述的制备发热体的方法的特征在于,将如权利要求1所述的发热组合物层压在水可渗透的材料上;用水可渗透的材料覆盖所述层压的材料;通过抽吸、离心、压缩、减压、干燥或压缩和减压来进行物理强制排水(physical forced drainage),以形成层压体,并且任选将其层压以形成层压体;将所述层压体冲成任意形状,并将所述冲出的层压体放置在基础材料上,或将层压体未经冲压即放置在基础材料上;在其上覆盖呈膜形、片形或无纺布形的覆盖材料;通过选自粘结、粘合和热熔中的至少一种方法,在层压体周边上至少密封基础材料、覆盖材料和水可渗透材料中的基础材料和覆盖材料;并在层压体未冲压成任意形状的情况下,将所述层压体冲压成任意形状;和赋予基础材料和覆盖材料中的至少一种或至少一部分以透气性。
在权利要求31中所述的制备发热体的方法是如权利要求30所述的制备发热体的方法,其特征在于,基础材料、覆盖材料和衬垫材料的至少一种或至少一部分层压、扩散或含有远红外辐射物质、产生负离子的物质和热电物质中的至少一种。
在权利要求32中所述的制备发热体的方法是如权利要求30或31所述的制备发热体的方法,其特征在于,将所述发热体插入不透气的膜或片材之间;在插入的同时或在插入之后,在所述发热体的周边密封所述膜或片材,使其尺寸超过所述发热体的尺寸,并在密封同时或密封之后,冲压所得到的组合体,或者在插入的同时或插入之后,将两片膜或片材冲压成超过发热体尺寸的尺寸,并在冲压的同时或在冲压之后,在发热体的周边密封所述膜或片材,使其尺寸超过发热体的尺寸。
本发明的发热组合物含有作为必需组分的在与氧进行反应时产生热量的发热物质、碳组分、氧化促进剂和水,并优选具有小于1000cP的增量粘度,以用过量水来控制发热组合物的反应活性,从而防止生产损失和非均一性及质量故障,保证分散稳定性,并防止发热性能的恶化。所述组合物具有7至40的水迁移率值和0至30的分离度,从而精确保证过量水的数量以获得具有如发热、脱氧等功能,并具有可分散性、分散稳定性、保水性、防止保水性恶化、模塑性、形状保持性、粘合性、发热性能和防止发热性能恶化性能的功能组合物。尤其是,防止发热性能恶化的性能得到改进,这被认为是通过网络结构来实现的,从而可显著防止发热持续时间随时间延续的恶化,很大程度地增加商业价值。
另外,在发热组合物模塑为发热体的情况下,由于形状保持性和粘合性是优异的,可提供这样的发热体,即其不产生在袋中的偏移,在使用中不损害应用感觉,所需温度特性和产品中的发热量几乎不产生波动,并且甚至在发热体含于可容易地制造的由具有大透气性的材料形成的袋中时也具有稳定的质量,更不要说在具有小的空气渗透量的透气性包装袋中。
另外,在其中混合有纤维材料的情况下,可获得这样的功能材料,即通过与空气接触可有效地发挥发热功能,且如此混合的纤维材料与发热组合物互相交织,形成超细纤维间的间隙中填充有发热组合物的紧密状态,从而模塑的发热组合物可容易地用辊压机如压辊形成具有优异形状保持性的片形。
即,可制备出具有均一组成并保持稳定分散状态的具有发热性等的功能组合物,并通过稳定地模塑该功能组合物,可制备出具有各种形状及具有稳定和高发热性能或高脱氧性能的均匀的发热或脱氧体。通过应用流动性和形状保持性,可进行印刷或转移,如压纹模塑(embossing molding),经在模具上加压的模塑、照相凹版印刷等,从而建立这样的生产方法,即可在高速度下连续模塑出具有超薄形状至厚形状的各种形状的具有高发热性能的发热体和具有高脱氧性能的脱氧体。
附图简要说明
图1为本发明实施例1的发热体的截面图。
图2为本发明和对比实施例的发热体的发热性能图。
图3为本发明和对比实施例的发热体的分离度试验的发热性能图。
图4为本发明和对比实施例的发热体的变质试验的发热性能图。
图5为本发明实施例2的发热体的截面图。
图6为本发明实施例3的发热体的截面图。
图7为本发明实施例4的发热体的截面图。
图8为本发明实施例6的发热体的平面图。
图9为图8中IX-IX线上的截面图。
图10为本发明中通模成型的示意图。
图11为使用刮平板的模塑示意图。
图12为使用挤压并刮平板的模塑示意图。
图13为优选用于生产本发明发热体的发热体生产装置的示意图。
图14为本发明发热体的另一实施例的截面图。
图15为相同生产实施例的密封装置的重要部件的示意图。
图16为用于测量本发明发热组合物中水迁移率值的滤纸的平面图。
图17为表示本发明发热组合物中水迁移率值测量方法的示意图。
图18为同一方法的截面侧视图。
图19为同一方法的截面侧视图。
图20为在进行本发明中水迁移率值测量后的滤纸的平面图。
图21为表示本发明中分离度测量方法的示意图。
本发明的最佳实施方式以下给出假定具有相同组成组分的本发明与常规方案的代表性实施例的对比。
表1本发明浆液状膏状半捏合形式粉末状增稠剂/粘结剂 无无/存在 恒量恒量 无防止水分离的稳定剂超微量无无 无无用水控制 存在 存在 存在无无水迁移率 7-40 >50 >7 >7 >7分离度0-30 >120 0 0 0分散稳定性A C A A A高速模塑性A C B* C C形状保持性A C A A C发热性能 A C C B B评价优异A>B>C差量恒量>超微量
*)在软的基础材料如无纺布上均匀层压的情况下,在使用模具模塑例如压模时,层压的材料漏出,难以进行层压。
本发明发热组合物在如下发现基础上得以实现,即所述组合物含有作为必需组分的在与氧进行反应时产生热量的发热物质、碳组分、氧化促进剂和水,并混合有超微量的防止水分离的稳定剂,从而发热组合物的分散性和分散保持性可显著改进而发热性能无损害。
本发明的发热组合物可相当容易地排出游离水,可通过如印刷方法、转移方法等的模塑手段容易地进行层压,所述模塑手段例如通模(mold-through)和刮平模塑、压模、加压和刮平模塑(pressing andleveling molding)、利用刻花模板的照相凹版印刷(如加压和转移模塑)、如丝网印刷的筛网印刷、涂覆等,本发明组合物可以良好产率在高速下制成包括超薄形、厚形、方形、圆形等的各种形状的发热体,并可在生产发热体时防止形成粉末灰尘引起对工作环境的污染,并提供高清洁性。
另外,所述发热组合物还具有这样的性能,即,其可均一地分布在袋材料中,且当其层压在吸收基础材料上时,由于发热组合物的高插入和固定效应,所述发热组合物破碎进入基础材料、覆盖材料或衬垫材料的微孔中,从而防止了其迁移和偏移,且当水吸收性能增加时该效应增加。
当模塑本发明组合物时可混合以磁铁。通过将磁铁与本发明组合物混合可容易地进行转移方法和模塑方法。例如,所述发热组合物可容易地加入到模具中,在装料后,释出磁铁,并脱出模具,从而方便地完成模塑。另外,可达到形状的保持。
即,在将磁铁与发热组合物的流动性能合并的情况下,可容易地进行形成形状并保持形状的模塑,从而可得到具有任意形状形成性能和优异发热性能的发热体。
在使用粉末作为发热组合物的情况下,发热组合物在使用时的偏移可通过调整内袋的空气可渗透部分的透气性来调整内袋内的减压度得以防止,如在JP-UM-B-H5-30432中所述。甚至在当使用任何类型的内袋来将发热组合物保持在预定位置时,由于本发明发热组合物的优异的形状保持性,由本发明发热组合物制备的发热体防止了在使用之前、使用过程中和使用之后的发热组合物的偏移,从而在将其应用于身体应用位置等的期间可保持所述袋的平片形状,无论是否有热量产生。另外,空气可浸透包装材料的可选择范围加宽,提供了大的成本降低。
由于本发明的组合物实现了生产率的改进,如降低了在生产时的质量的不均一性,模塑体具有优异的发热性能,并具有高的初始阶段的反应速率和连续的稳定性,且与基础材料、覆盖材料和衬垫材料表现出优良的粘合力。因而,甚至当在使用时移动发热体时,更无需说在贮存时和运输时,在发热体自身几乎不形成裂纹,甚至当出现裂纹时,它也不大大破裂,其空气内流和空气接触良好,并以完全均一和有效的方式进行反应,从而可充分发挥发热性能。
所述发热组合物除加热功能外还表现出脱氧功能和抗菌功能,因而它还可用作具有各种功能的功能组合物或功能体,如脱氧剂、抗菌剂等。
本发明的发热组合物的水迁移率值为表示在所述发热组合物的水份中可移出到所述组合物外部的过量水的数量的数值。水迁移率值将参照图16至20来进行叙述。如在图16中所示,其上绘有间隔45度的自中心延伸的8条线的2号滤纸31放置在如图17和18中所示的不锈钢板35上,内径为200mm且高度为4mm的空心圆柱体形状的具有孔33的模板32放置在滤纸31的中心上。试样34放置在具有空心圆柱体形状的孔33的附近,压板28沿模板32移动,使得经加压将试样34放置在具有空心圆柱体形状的孔33中(压模)。再有,如图19中所示,在其中具有试样34的空心圆柱体形状的孔33和其圆周覆盖有挡风板36,且将它们保持5分钟。之后,取出滤纸37(图20),以mm单位计的作为孔33边缘的圆周部分与沿径向线上浸泡的前边缘的距离38,读出水或水溶液浸泡的偏移。读出沿对应线上的距离38得到总共8个数值。如此读出的8个数值指定为测量的水含量数值(a,b,c,d,e,f,g和h)。
8个测量的水含量数值的算术平均值指定为所述试样的水含量数值(mm)。
用于测量真实水含量数值的水含量数值为对应于直径为20mm且高度为4mm的发热组合物的重量的发热组合物的混合的水数量,所述测量仅通过使用对应于经相似计算来获得真实水含量数值(mm)的水数量的水来进行。将水含量数值除以真实水含量数值得到的数值乘以100来得到水迁移率值。
即,水迁移率值=(水含量数值(mm)/真实水含量数值(mm))×100。这里的水迁移率值为在层压时的数值,例如,通过压模或类似方法。
本发明的发热组合物的水迁移率值(0至100)通常为7至40,优选为7至35,更优选为7至30。在其小于7的情况下,当所述组合物经一模具层压在基础材料上时,由于不良流动性,它不可能进行层压,且在其超过40的情况下,所述组合物流出模具形状而不能保持形状。
本发明的发热组合物的分离度为表示在使所述发热组合物放置5分钟后由水迁移率值改变率得到的所述组合物的分离程度的数值。参照图21来对分离度进行叙述。如图21所示,将具有水迁移率值S的试样装填到内径(d)为110mm且高度(h)为250mm的测试杯中至试样高度为150mm(A),以测试杯底部的高度为0mm,在放置5分钟后,取出高度为0至50mm(B)的试样(底部50)和高度为100至150mm(C)的试样(顶部50)。所述试样分别搅拌2分钟,测量试样的水迁移率值。获得底部50水迁移率值(在试验后高度为0至50mm的试样的水迁移率值)和顶部50水迁移率值(在试验后高度为100至150mm的试样的水迁移率值)。此后,通过如下公式来计算分离度(T)。
T=100×(W-L)/S其中T代表分离度,L代表底部50水迁移率值(在试验后高度为0至50mm的试样的水迁移率值),W代表顶部50水迁移率值(在试验后高度为100至150mm的试样的水迁移率值),S代表在试验前试样的水迁移率值。
本发明的发热组合物的分离度通常为0至30,优选为0至20,更优选为0至15,进一步优选0至10。当其超过30时,在发热组合物的组分中易于出现不均一性,从而出现质量不稳定性问题,在操作故障时分散状态难以保持在持续状态(standing state),引起操作问题。在任何情况下,易于出现质量问题。
粘度的增量程度表示含有发热物质、碳组分、氧化促进剂和水的发热组合物的BH类型粘度(BH型)S与通过向其中添加其它物质而得到的发热组合物的BH类型粘度(BH型)T之间的差别,且数值T-S通常小于1000cP(厘泊),优选小于500cP,更优选小于300cP,包括0和负值。对负值没有限制,因而所述粘度可有任何程度的降低。作为BH类型粘度,采用这样的数值,即通过将7号转子放置在试样中心处,在开始旋转经5分钟或更长时间后在稳定状态中得到的数值。由7号转子在2rpm下的BH类型粘度计(BH型)所具有的全刻度为200,000cP。
在T-S值为1,000cP或更大的情况下,发热性能出现不利影响,如发热性能有明显的恶化。
在本发明中使用的发热物质、碳组分、氧化促进剂和水没有特别的限制,只要它们是在通常化学身体取暖器中使用的那些就可以。
用于改进水可渗透性、流动性、分散能力、释出性能、形状保持性、与基础材料的粘合性、其它功能等而不增加粘度的添加剂的实例包括保水剂、pH调节剂、表面活性剂、消泡剂、憎水聚合物、热电物质、抗氧化剂、聚集体(aggregate)和发热辅剂。可类似地使用在普通化学身体取暖器中使用的那些。
除作为本发明组合物必需组分的发热物质、碳组分、氧化促进剂和水以外,还可混合有一般称为水吸收聚合物、粘合剂、增稠剂、赋形剂、聚集辅剂、可溶性粘合剂材料等的那些,只要它们具有前述范围的粘度增量程度。
在可保持模塑性能和发热性能的条件下,本发明的发热组合物的混合比值可为任何值,其依据防止水分离的稳定剂的种类、发热物质、碳组分的种类、氧化促进剂的种类等而变化。
一般,其每100质量份的发热组合物含有1至40质量份的碳组分、0.2至30质量份的氧化促进剂和0.001至0.25质量份的防止水分离的稳定剂,通过使水迁移率值为7至40可形成具有优良水可渗透性和优异形状保持性的发热组合物。为获得7至40的水迁移率值,如水吸收剂等的组分的数量固定在10至100质量份的目标值,其根据水吸收容量而变化。另外,对于每100质量份的铁粉,优选,碳组分为1.0至20质量份,优选为1.5至15质量份,氧化促进剂为0.3至15质量份,更优选0.5至10质量份,防止水分离的稳定剂为0.001至0.1质量份,优选0.01至0.1质量份,更优选0.01至0.05质量份,进一步优选0.02至0.05质量份,且优选水迁移率值为15至40,优选20至40。可形成分散能力和分散稳定性优异、具有优良水可渗透性、且总体形状保持性优异的这样的发热组合物。
再有,其它组分也可与发热组合物混合,其混合比值没有特别的限制,只要能保持分散能力、分散稳定性、水可渗透性和形状保持性。例如,在100质量份的发热物质中可添加0.01至20质量份的吸水剂,0.01至20质量份的保水剂,0.01至10质量份的pH调节剂,0.01至10质量份的表面活性剂,0.01至10质量份的消泡剂,0.05至20质量份、优选0.05至10质量份的各种远红外辐射物质、产生负离子的物质和热电物质,0.01至20质量份的纤维类物质,0.01至10质量份的憎水聚合物,和0.01至0.5质量份的各种粘合剂、增稠剂、赋形剂、聚集辅剂、可溶性粘合剂材料和吸水性聚合物。可混合选自这些物质中的至少一种。尤其是,纤维类物质的混合比值优选为0.01至10质量份,更优选0.01至3质量份,进一步优选0.05至1质量份。
可采用任何混合方法,只要可得到具有组分的优良分散性能和分散稳定性的发热组合物即可,其实例包括其中将固体组分均一混合、然后混合水或氧化促进剂的水溶液或分散液的方法,向固体组分中添加适量水或氧化促进剂的水溶液或分散液、然后全体组分均一混合的方法等。
特别是,在防止水分离的稳定剂的混合比值小至低于0.001质量%的情况下,模塑体的组分的均一性变坏,从而自模具中的释出性能变坏,使模塑体破碎或造成裂纹及在发热体自身中破裂,且模塑体与基础材料、覆盖材料和衬垫材料的结合力变坏,从而不能以充分的方式来发挥发热性能。另一方面,在其超过0.25质量份的情况下,发热性能明显恶化,与之相关联的是,当粘度增量程度为1000cP或更大时不能得到实际使用的发热。另外,易于发生与设备的粘合,造成环境的显著污染,难以保证所需的发热温度和发热时间。甚至当以较大数量添加水或水溶液时,过量水自混合的发热组合物中的排水性能不良,因而在发热组合物中仍存在大多数防止水分离的稳定剂,对发热性能有显著程度的破坏。
防止水分离的稳定剂可添加到固体组分中,可呈水溶液来添加,或可添加到氧化促进剂水溶液或分散液中。
在纤维类物质的混合比值小至低于0.01质量份的情况下,模塑体的形状保持性、尤其是耐冲击性变得不够大,使得模塑体易于破碎,且在其走过20质量份的情况下,模塑性能变坏,发热物质的绝对数量变得不充分,因而存在难以保证所需发热温度和发热时间的可能性。
另外,在基础材料和覆盖材料之间插入本发明发热组合物时,可在发热组合物的一个表面或两个表面上层压或扩散以选自铁粉、碳组分、吸水剂、吸水性聚合物、粘合剂、增稠剂和聚集辅剂中的至少一种,从而增加在使用时发热温度的上升性能,或改变在使用时的温度特性。在这种情况下,层压或扩散量没有特别限制,只要温度特性不恶化即可,其一般优选范围为1至300g/m2。吸水剂的实例包括纸浆、棉、纸、火山灰物质、保水剂和吸水性聚合物。
作为这里的铁粉,可使用涂覆有碳组分的铁粉和通过向铁粉(A)和碳组分(B)添加以(A)和(B)总量计数量为5质量%或更少的水所得到的混合物。
可使用任何与氧反应时产生热量的物质来作为发热物质,通常使用金属。例如,使用铁粉、锌粉、铝粉、镁粉、含有至少一种这些金属的合金的粉末、含有它们中至少一种的混合的金属粉末,在这些中尤其优选使用铁粉,因为它从包括安全性、操作性、成本、贮存性能、稳定性等的总体角度看是优异的。作为铁粉,可使用铸铁粉、雾化铁粉、电解铁粉、还原铁粉等。也可使用含碳铁粉。
特别是,可使用在铁粉表面上部分涂覆0.3至3.0质量%导电性含碳物质的铁粉。导电性含碳物质的实例包括碳黑、活性碳等,铁粉的实例包括还原铁粉、雾化铁粉、海绵铁粉。尤其是,导电性含碳物质为活性碳、所述铁粉为还原铁粉的情况适用于作为化学身体取暖器。
在这种情况下在铁粉上涂覆碳组分的方法的实例包括通过在球磨机、锥形混合机等中进行30分钟至3小时的涂覆处理来形成阴极薄膜的方法。其具体实例包括这样的方法,每100质量份铁粉使用0.1至10质量份的碳组分,将其在挤出混合机(AM-15F,由Hosokawamicron Corp.制备或类似物)中在500至1500rpm的转数下捏合10至80分钟。
还可将铁粉、碳组分和水或盐水混合并用能够挤出的螺杆或类似物挤出,然后在添加如保水剂等的其它组分后进行混合和挤出,来得到使用已经碳组分处理过的铁粉的发热剂。
另外,为防止在氧化反应时在存在铁粉、尤其是未经处理的铁粉或酸性盐的情况下产生气体,即氢气,在本发明中使用的铁粉可用弱酸的碱性盐、如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钙、碳酸钙和丙酸钠进行处理,随后在某些情况下进行干燥。用硫酸盐和/或亚硫酸盐处理的铁粉在本发明中可用于防止产生氢。
碳组分的实例包括碳黑、石墨、活性碳等。适用的是由椰子壳、木头、木炭、煤、骨炭或类似物制备的活性碳,由其它原料、如动物来源的物质、天然气、脂肪、油和树脂制备的那些也适用于本发明的发热组合物中。活性碳的种类没有限制,优选表现出优异吸收保持性能的活性碳。碳组分的性能优选其碘吸收能力为500至1200mg/g,亚甲蓝脱色能力为50至300mg/g,更优选碘吸收能力为800至1200mg/g,亚甲蓝脱色能力为100至300mg/g。在本发明中可使用碳的混合物。
本发明的发热组合物中的碳组分可具有任何颗粒尺寸,只要其可进行模塑,优选含有2至85质量%数量的颗粒直径为150至600μm的碳组分。
在本发明发热组合物中的有机保水剂可具有任何颗粒尺寸,只要其可进行模塑,优选含有数量为50质量%或更多的颗粒直径为1000μm或更小的有机保水剂,更优选含有数量为50质量%或更多的颗粒直径为150μm或更小的有机保水剂,进一步优选含有数量为65质量%或更多的颗粒直径为150μm或更小的有机保水剂。
有机纤维材料对其尺寸没有特别限制,一般,所采用的宽度为10mm或更小且长度为25mm或更小,更优选宽度为5mm或更小且长度为25mm或更小,进一步优选宽度为0.5mm或更小且长度为0.2至10mm。
在纤维类粉末的情况下,其颗粒直径优选为500μm或更小。当其超过500μm时,这不是优选的,因为分散能力恶化,且与其它组分的亲合性降低,从这些角度看其优选范围为0.1至350μm。
在纤维类材料呈无机纤维材料或有机纤维材料的情况下,从分散能力、操作性能、产率等角度来看,优选纤维直径为300μm或更小、尤其是0.5至150μm、长宽比值(纤维长度/纤维直径)为2至10,000的那些。
有机纤维材料优选通过在强剪切力下将由合成树脂或合成纤维形成的粉末或短纤维制成纤维直径为1μm或更小的纤丝所得到的那些。
即,纤维材料被强制制成纤丝,并将所述纤维材料的纤丝与水或水溶液共混和混合或捏合,从而纤维材料变为超细纤丝形态,其具有极微细形态成为互相交织的纤维。所述功能组合物与超细纤维扭结来提供絮状纤维中的间隙由发热组合物所填充的状态。
结果,其中纤维材料制成纤维形态的状态变得致密并具有相当好的模塑性,从而所述发热物质可模塑成片形,可防止由于形成粉末所生成的灰尘,且纤维材料的混合比值可相当小。
所述纤维材料包括预先形成纤丝和将要形成纤丝的那些。在将要形成纤丝的情况下,优选易于制成纤丝的无机纤维材料和有机纤维材料,因为它们经简单混合和均一的混合,随后经在剪切力下的捏合、或例如在轧制压力的捏合,从而可将纤维材料容易且确定地制成纤丝。制成纤丝的容易性取决于在细丝中的纤丝的结晶度。
经连续长细丝快速接受大的拉伸应力或剪切应力作用来在纵向上破碎从而造成直径为约1μm的小纤维的这种现象来形成纤丝,且在片材剂(sheeting agents)中,最适宜的是易于形成纤丝的那些。
易于形成纤丝的无机纤维材料和有机纤维材料的具体实例包括石棉、纤维状羧甲基纤维素、纤维素、包括粘胶人造丝和醋酯纤维的纤维素衍生物、包括细菌纤维素等的生物纤维、包括聚四氟乙烯树脂等的聚氟乙烯,等等。
细菌纤维素的实例包括在JP-A-S59-120159、JP-A-S60-79291、JP-A-S63-199201和JP-A-H6-341093中公开的那些。
在这种情况下,更优选易于形成纤丝的纤维材料。即,已经有如下发现。在所述纤维材料是一种易于形成纤丝的或一种已形成了纤丝的情况下,混合纤维材料,并将数量超过所需数量的水或水溶液以控制的过量数量与之混合或捏合,从而纤维材料变为极微细的超微细细丝,并经其扭结形成纤维。所述发热组合物与极微细的纤维扭结来形成在絮状纤维之间的间隙由发热组合物填充的状态。由于其中纤维材料形成纤维的状态是密实的,所以发热组合物可进行模塑,并可防止由于形成粉末来形成灰尘。另外,纤维材料的混合比值可极小。
除碳组分、有机保水剂和纤维材料以外的固体组分可具有任何尺寸,只要其可进行模塑,且其尺寸优选为600μm或更小,数量为70质量%或更多,更优选为200μm或更小,数量为50质量%或更多,更优选80质量%或更多,最优选为90质量%或更多,平均颗粒尺寸为150μm或更小。按照所述构型,可形成具有良好排水性能和优异模塑性能的果冻形发热组合物。
在其中固体组分含有颗粒直径为200μm或更大、数量为50质量%或更多的那些物质的情况下,印刷性能和形状保持性能恶化。
所述氧化促进剂可为能促进发热物质氧化的任何物质。其实例包括金属卤化物,如氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙、氯化亚铁、氯化铁、氯化铜、氯化锰、氯化亚铜等,金属硫酸盐,如硫酸钾、硫酸钠、硫酸镁、硫酸钙、硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁和硫酸锰,硝酸盐,如硝酸钠、硝酸钾等,和乙酸盐,如乙酸钠等。除前述以外的碳酸盐和其它金属盐也可使用。这些物质可单独或混合使用。
所述水可为适用来源的一种。其纯度和种类没有限制。
防止水分离的稳定剂可为任何物质,只要它们能分散发热组合物的组分,并防止水的分离,从而保持包括无机材料和有机材料的稳定的分散液。其实例包括水溶性聚合物(具有至少一种OH基团、羧基和砜基团的那些、等等)、糖类(单糖、低聚糖和多糖)、凝结剂、水分散乳液等等,优选与水有亲合性的那些。
作为如此添加的防止水分离的稳定剂,可添加其一种,可同时或分别添加其多种。
防止水分离的稳定剂的混合方法可为任何方法,且其优选以选自固体、水溶液和乳液中的至少一种形态来进行混合。
水溶性聚合物的实例包括天然聚合物、半合成产物和合成产物。
天然聚合物的实例包括淀粉类(淀粉衍生物)、糖浆类、甘露聚糖类、海藻类、植物粘液物质、来自微生物的粘液物质、蛋白质类、多糖类等等,其具体实例包括粗淀粉,如甘松淀粉、马铃薯淀粉、日本马铃薯淀粉、木薯淀粉、球果(cone)淀粉、小麦淀粉、稻米淀粉等等,改性淀粉,如糊精、焙烤(baked)糊精、酶改性糊精、环糊精、双醛淀粉、糊化淀粉、改性淀粉、氧化淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、阳离子化淀粉、交联淀粉等、α-淀粉、羟丙基淀粉、英国橡胶(British rubber)、球果糖浆、结晶山梨糖醇糖浆、非晶态山梨糖醇糖浆和其混合物、甘露聚糖膏、紫菜、琼脂(半乳聚糖)、藻酸、藻酸钠、藻酸丙二醇酯、角叉菜聚糖、薯蓣锦葵(yam mallow)、trangant橡胶(树胶)、阿拉伯树胶、刺槐、豆胶(bean gum)、cyamoposis树胶、queen`s籽胶、罗望子籽胶、meskid树胶、gutch树胶、樱桃树胶、阿拉伯半乳聚糖、葡聚糖、果聚糖、胶、明胶、酪蛋白、胶原、白蛋白、果胶、黄原酸胶、支链淀粉、脱乙酰壳多糖、ureylane树胶、壳多糖和其衍生物(如酪蛋白钠等)、蔗糖(糖)、精氨酸(arginic acid)、精氨酸盐(arginate)如精氨酸钠盐(sodiumarginate)等、角叉菜聚糖、糖蜜、葡萄糖(grape sugar)、葡萄糖(glucose)、山梨糖醇等。
半合成产物的实例包括纤维素类和淀粉类,纤维素类的实例包括粘胶纤维、甲基纤维素(MC)、乙基纤维素(EC)、羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基纤维素(CMC)、羧甲基纤维素钠、羧甲基乙基纤维素(CMEC)、乙基纤维素乙酸酯、羟丙基纤维素(HPC)、羟丙基甲基纤维素、乙基纤维素、阳离子化树胶、纤维素醚等。
淀粉类的实例包括可溶性淀粉、羧甲基淀粉(CMS)、羧化淀粉、阳离子化淀粉等。
合成产物包括聚乙烯醇(Poval)、杂环化合物,如聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯基吡啶等、聚乙烯亚胺、聚羧酸(如聚(甲基)丙烯酸、聚衣康酸等)、共聚物和它们的盐(碱金属盐、如钠、钾等,通过用碱土金属如钙、镁、铝等取代全部或部分羧基所形成的水溶性金属盐,铵盐等),聚氧化烯,如聚环氧乙烷、聚乙二醇、聚乙烯基亚甲基醚等,聚马来酸共聚物,甲氧基乙烯马来酸酐共聚物,异丁烯-马来酸酐共聚物,聚乙烯亚胺、(甲基)丙烯酰胺(共)聚物、聚乙烯基磺酸钠、硬脂酸盐,尿素-蜜胺树脂,聚乙酸乙烯酯,聚乙酸乙烯酯的部分皂化的产物,聚乙烯醇缩乙醛,聚氨酯、水溶性氨基甲酸乙酯,丙烯磺酸类聚合物物质,聚-N-乙烯基乙酰胺,水溶性环氧树脂,如氰基丙烯酸酯化合物等,和它们的盐(碱金属盐,如钠、钾等,通过用碱土金属如钙、镁、铝等取代全部或部分羧基所形成的水溶性金属盐,铵盐等)和衍生物,甘油等。
其实例还包括其两种或更多种的混合物。
水分散的乳液可为任何物质,只要其呈乳液形态,并具有颗粒粘合性能,一般,使用通过将作为粘合剂的聚合物形成乳液所得到的那些。
其实例包括含水粘合剂、增粘剂乳液等。
含水粘合剂的实例包括通过向含水乳液树脂中添加增粘剂(赋予粘合力的树脂)乳液、抗氧化剂乳液、增稠剂乳液等所形成的粘合剂乳液。
含水乳液树脂的实例包括丙烯酸聚合物乳液,其含有作为主要组分的丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯(此后称为(甲基)丙烯酸),其单体实例包括(甲基)丙烯酸甲酯,(甲基)丙烯酸乙酯,(甲基)丙烯酸丁酯,(甲基)丙烯酸(2-乙基己)酯,(甲基)丙烯酸缩水甘油酯,(甲基)丙烯酸(2-羟乙)酯,(甲基)丙烯酸长链烷基酯(其实例包括具有9至13个碳原子的烷基的那些,如壬基、异壬基、癸基、异癸基、十二烷基、异十二烷基、十三烷基、异十三烷基等)等等。
另外,其实例包括乙酸乙烯酯类乳液,如聚乙酸乙烯酯乳液,乙酸乙烯酯-乙烯类乳液,其是它们的衍生物,如乙酸乙烯酯-乙烯共聚物(EVAC)等,乙酸乙烯酯-丙烯酸酯类乳液,如乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物乳液等,乙酸乙烯酯-乙烯基酯类乳液,如乙酸乙烯酯-乙烯基酯共聚物乳液等,乙酸乙烯酯-乙烯基醚类乳液,如乙酸乙烯酯-乙烯基醚共聚物乳液等,且其实例还包括氨基甲酸乙酯类乳液,如聚氨基甲酸乙酯乳液等,苯乙烯树脂类乳液,如苯乙烯-丁二烯共聚物乳液等,可固化的乙酸乙烯酯乳液,环氧树脂类乳液,和胶乳,如天然橡胶、合成橡胶等。
合成胶乳的实例包括腈胶乳,聚丁二烯胶乳,苯乙烯-丁二烯胶乳,氯丁二烯胶乳,苯乙烯-异戊二烯胶乳等。
所述共聚物可具有其它共聚合的组分。
其它共聚合的组分的实例包括具有14个或更多碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯,乙烯基酯化合物,如乙酸乙烯酯,芳族乙烯基化合物,如苯乙烯,腈单体,如丙烯腈等,酰胺单体,如丙烯酰胺等,(甲基)丙烯酸,和羧酸单体,如马来酸,马来酸酐等。
增粘剂乳液的实例包括松香类树脂乳液,萜烯类树脂乳液,酚类树脂乳液,烷基酚类树脂乳液,苯并呋喃类树脂乳液,石油树脂乳液等。
松香化合物的实例包括松香,木松香,木浆浮油松香,多相松香,氢化松香,聚合松香等,以及其松香衍生物,如松香酯,松香改性马来酸树脂,酯型松香改性的马来酸树脂,松香-丙烯酸共聚物等。
其实例包括选自其中的一种或其两种或更多种的组合。另外,其中可混合分散剂或凝胶稳定剂。
在水分散乳液的情况下,其混合量以固体含量来确定。
分散剂的实例包括表面活性剂等。
凝胶稳定剂的实例包括合成硅的碱土金属盐(如镁盐和钙盐),由植物衍生的苷,如皂草苷,丙烯酰胺,聚丙烯酸盐(如钠盐和钾盐),天然橡胶等。通过添加凝胶稳定剂可长时期地防止由于水分离所致的组合物的破坏。
还可类似地使用含有它们的涂料组合物、粘合剂等。
所述凝结剂可为具有凝结功能的任何物质,作为阴离子型凝结剂,可使用聚丙烯酸钠、丙烯酰胺和丙烯酸钠的共聚物、聚丙烯酰胺的部分水解的产物等。阳离子型凝结剂的实例包括聚乙烯基咪唑啉,聚烷基氨基(甲基)丙烯酸酯,聚丙烯酰胺的曼尼希(mannich)改性产物,非离子型凝结剂的实例包括聚丙烯酰胺,聚环氧乙烷(polyethyelenoxide)等。
凝胶稳定剂优选具有的数均分子量为100,000或更高,更优选为100,000至1,000,000,因为当其过高时粘度增加。
作为保水剂,有机保水剂的实例包括木粉、纸浆粉、活性碳、锯末、具有大量棉绒的棉布、棉的短纤维、纸屑(paper dusts)、植物材料、具有毛细管功能和亲水性的植物多孔材料、等等。无机保水剂的实例包括活性粘土,含硅的镁粘土矿物质,如沸石等,珍珠岩,方晶石,蛭石,二氧化硅类多孔物质,珊瑚物质,二氧化硅粉末,硅酸盐,如硅酸钙等,硅石岩,硅藻土,三氯化二铝,硅酸物质,如云母粉,粘土等,氧化镁硅酸盐物质,如滑石等,二氧化硅粉末,oplite,火山灰类物质(如terraballoon(具有通过火山玻璃快速冷却形成的独立泡体的微细空心泡沫体),Shirasu balloon,Taisetsuballoon)等。Shirasu balloon的原料是火山产物,如含有浮石火山质凝灰岩砾岩的降落的浮石,一般,其组织含有SiO2和Al2O3(三氧化二铝硅酸盐),以及以含FeO,Fe2O3,CaO,Na2O,K2O的沸石为代表的含水硅酸镁粘土矿物质(此后称为粘土矿物质)等。例如,它们包括海泡石,shirotairu,rafurinaito,farukondoaito,含有含镁的硅酸铝作为主要组分的坡缕石,等等,可使用它们中的一种或它们的两种或更多种的混合物。通常称为石棉(mountain cork)、山木(mountain wood)、石棉(mountain leather)、海泡石(sea-foam)、绿坡缕石等的矿物与它们对应。
可使用经过如烘烤和/或粉碎等处理过的那些来增加有机保水剂和无机保水剂的保水能力、形状保持性能等。
特别是,可使用有机保水剂,因为其对其中装填有发热体的包装材料(外袋)具有防止膨胀的功能。
吸水性聚合物可为平滑地大量吸收水和金属氯化物的水溶液的任何聚合物。其可为在吸水后表现出粘合性的那些。
其实例包括选自以下物质中的单独一种或两种或更多种的混合物异丁烯-马来酸酐共聚物、聚乙烯醇-丙烯酸盐共聚物、淀粉-丙烯酸盐接枝共聚物、聚丙烯酸交联产物、丙烯酸盐-丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酸盐-丙烯酰胺共聚物、聚丙烯腈交联产物的水解产物、淀粉-聚丙烯腈共聚物、交联聚烯化氧、乙烯基酯-烯属不饱和羧酸共聚物的皂化产物、自交联聚丙烯酸盐、聚乙烯醇类聚合物与环状酸酐的反应产物、聚丙烯酸盐交联产物、N-乙烯基乙酰胺交联产物等。另外,通过用表面活性剂处理或与表面活性剂混合可对它们的亲水性进行改进。
所述水溶性聚合物没有特别限制,只要其在吸收为其自身重量两倍数量的水时胶凝即可,尤其是,吸水性聚合物通过引入交联键在水中具有控制的溶解度。特别是,优选吸水能力为50倍或更多的那些。
在发热体使用不含环状酸酐和酸或由其衍生的盐的吸水性聚合物由气密性袋(外袋)贮存的情况下,气密性袋的膨胀变的相当小,显著改进了发热体的商业价值。
憎水聚合物可为用于改进所述组合物的排水性能的与水接触角为40°或更大、更优选50°或更大、进一步优选60°或更大的任何聚合物。其形状没有特别限制,其实例包括粉末形态、颗粒形态、粒状形态、片状形态等,但优选的是粉末形态、颗粒形态和粒状形态。
其实例包括聚烯烃,如聚乙烯、聚丙烯等,聚酯,如聚对苯二甲酸乙二醇酯等,聚酰胺,如尼龙等,聚偏二氯乙烯,聚氯乙烯,聚苯乙烯,氟树脂,如聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、聚氯三氟乙烯等,和丙烯酸类树脂,如聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸酯等。
有机硅化合物可为包括单体、低级缩合物、聚合物等的任何物质,只要其为具有Si-O-R和/或Si-N-R和/或Si-R’键的化合物,且其实例包括有机硅化合物如包括甲基三乙氧基硅烷和类似物的甲基三烷氧基硅烷,包括四乙氧基硅烷和类似物的四烷氧基硅烷,聚有机硅氧烷(聚硅氧烷树脂)如二甲基硅油、二苯基硅油,环状硅氧烷如六有机环三硅氧烷(hexaorganocyclotrisiloxane),含有它们的硅树脂组合物和类似物。
R和R’表示的基团的实例包括烷基如甲基、乙基、丙基、丁基、己基、辛基、癸基、十二烷基、十八烷基,乙烯基,烯丙基,丙烯基,丁烯基,丁二烯基,芳基如己二烯基,芳烷基如苯甲基、苯乙基和苯乙烯基,环烷基,和通过用另一基团如卤原子或羟基、氨基、具有8个或更少的碳原子的烷氧基、乙酰氧基、肟、氨氧基(aminoxylgroup)、酰胺基和类似物取代这些基团中的氢原子所得到的基团。
当提供在模塑体表面时,可防止水分由模塑体中扩散。
pH调节剂的实例包括碱金属的弱酸盐或氢氧化物、碱土金属的弱酸盐或氢氧化物和类似物,其实例包括Na2CO3,NaHCO3,Na3PO4,Na2HPO4,Na5P3H10,NaOH,KOH,CaCO3,Ca(OH)2,Mg(OH)2,Ba(OH)2,Ca3(PO4)2,Ca(H2PO4)2和类似物。
氢生成抑制剂可为抑制氢生成的任何物质,其实例包括金属硫化物,如硫化钙和类似物,氧化剂,碱性物质,含有选自硫、锑、硒、磷和碲中的至少单独的一种或两种或更多种的混合物的材料,和前述的pH调节剂。通过将其与作为发热剂的金属粉末混合是更有效的,因为可减少添加量。
氧化剂的实例包括硝酸盐,亚硝酸盐,氧化物,过氧化物,卤代含氧酸盐,高锰酸盐,铬酸盐和类似物,其实例包括NaNO3,KNO3,NaNO2,KNO2,CuO,MnO2,H2O2,NaClO,NaClO3,NaClO4,NaMnO4,KMnO4,Na2ClO4,K2ClO4和类似物。
碱性物质的实例包括硅酸盐、硼酸盐、二价磷酸盐、三价磷酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、Na2SiO3,Na4SiO4,NaBO4,Na2B4O7,KBO2,Na2HPO4,Na2SO3,K2SO3,Na2S2O3,Na2CO3,NaHCO3,K2S2O3,CaS2O3,Na3PO4,Na5P3O10和类似物。
在组合使用氢生成抑制剂的情况下,其实例包括碱性弱酸盐与碱性弱酸盐的组合,如Na2SO3-Na2SiO3,Na2SO3-Na2SiO3,Na2SO3-Na2B4O7,Na2B4O7-Na2PO3和Na2CO3-Na2SO3,及氧化剂与碱性弱酸盐的组合,如Na2PO4-Na2SO3,Na5P3O10-Na2SO3,NaNO2-Na2SiO3,NaNO2-Na2HPO4,NaNO2-Na2SO3,NaNO2-Na2S3O3,NaNO3-Na2SiO3,NaNO2-Na2S2O3,NaNO3-Na3SiO3,NaNO3-Na2HPO4,NaNO3-Na2SO3,NaNO3-Na2S2O3,MnO2-NaSiO3,MnO2-Na2HPO4,MnO2-Na2S2O3,NaClO-Na2SiO3,NaCl-Na2HPO4,NaClO-Na2SO3,KMnO4-Na2SiO3,KMnO4-Na2HPO4,KMnO4-Na2HPO4,S-Na2SO3,S-Na2S2O3和类似物。
以各氢生成抑制剂的总量计,氢生成抑制剂的用量优选为铁粉的0.01-12.0%质量,更优选为0.05-8%质量,进-步优选为0.5-2.0%质量。当氢生成抑制剂的用量小于0.01%质量时,抑制氢生成的效果差,当该用量大于12.0%质量时,由于在发挥抑制氢生成的作用的同时,降低了发热温度,因此是不合适的。
从混合时的可操作性和均-性角度来看,添加方法优选呈水溶液来添加,但即使以与水分离的固体状态来添加,抑制氢生成的效果与水溶液的情况没有区别。
氧化剂如过氧化物、卤代含氧酸盐和类似物在添加到发热剂中时引起催化破裂,因而当铁粉浸于氧化剂水溶液中时有效地获得抑制氢生成的效果。
亚硝酸盐和硝酸盐在添加到发热剂中时引起生成氨气。因而,通过用亚硝酸盐或硝酸盐水溶液浸没处理铁粉、随后进行中和处理可容易地消除氨味,与直接添加相比,这种操作是优选的。
表面活性剂包括阴离子型、阳离子型、非离子型和两性表面活性剂。但优选非离子型表面活性剂。
环氧乙烷、乙二醇、环氧丙烷、丙二醇和含有它们的聚合物也适用于作为添加剂。
非离子型表面活性剂的实例包括聚氧乙烯烷基醚,蓖麻子环氧乙烷加合物,烷基酚的环氧乙烷加合物如壬基酚或辛基酚的环氧乙烷加合物,和类似物,中级醇或高级醇的环氧乙烷加合物,多元醇的单-、二-、三-或四-脂肪酸酯,聚氧乙烯多元醇脂肪酸酯或醚,高级醇磷酸酯和类似物。
其它表面活性剂的具体实例包括十二烷基硫酸钠,十二烷基苯磺酸钠,己酸钠,辛酸钠,烷基萘磺酸钠,月桂酸钠,油酸钠,磷酸酯表面活性剂,表面活性剂如高级醇的磷酸单酯二钠盐,高级醇二磷酸酯钠盐和类似物,脂肪酸和其金属盐如油酸,亚油酸,月桂酸,棕榈酸,肉豆蔻酸,硬脂酸和类似物,具有低聚合度的聚羧酸的盐如具有低聚合度的聚丙烯酸钠,具有低聚合度的聚丙烯酸丁酯和具有低聚合度的聚甲基丙烯酸钠,表面活性剂如磺化聚苯乙烯和类似物,和硅酮。
可使用这些中的单独的一种或两种或更多种的混合物。也可使用含有这些化合物的市售合成洗涤剂。
消泡剂的实例包括通常的pH调节剂如多磷酸钠和类似物,也可使用在这一领域中使用的其它化合物。
远红外辐射物质可为辐射远红外线的任何物质。其实例包括陶瓷、氧化铝、沸石、锆、二氧化硅和类似物,可使用它们中的单独的一种或两种或更多种的混合物。
产生负离子的物质可为直接或作为结果而间接产生负离子的任何物质。其实例包括热电物质如电气石,含有硅元素作为主要组分的物质(如硅树脂,如聚二甲基硅氧烷和类似物,硅橡胶和类似物),花岗岩,heruguron-stone,硅酸钍铀矿,伟晶岩(由Sumisho PlachemCo.,Ltd.生产的Mineon Health),BaTiO3,PbTiO3,PbZrO3,Pb(Zr,Ti)O3,KNbO3,KTaO3,K(Ta,Nb)O3,LiNbO3,罗谢尔盐,对羟苯基甘氨酸硫酸酯,磷酸钾,铁电材料如丙酸钙锶和类似物,负离子化Si,SiO2,激发剂(excitation agent)和类似物,可使用它们中的单独的一种或两种或更多种的混合物。另外,通过组合使用具有羟基的物质或由碱性材料或类似物维持的物质获得了其它的效应。
激发剂(发射辐射线的粉末)的实例包括含有放射性元素如铀、钍和类似物的放射性矿物,即,devidite,钛铀矿,沥青铀矿,nintyoite,钙铀云母,钒钾铀矿,tuyamun-stone,meta-tuyamun-stone,钡铅钒铀矿(francevillite),钍石,水硅铀矿(coffinite),铌钇矿,throamite,throgummite,moznite,长石,花岗岩,沉积岩和类似物。
也可将激发剂和电气石或类似物的粉末混合来经电气石的激发产生负离子。
在替代方案中,实例还包括含有铀、钍作为主要组分的那些和含有这些放射性元素的陶瓷如SiO2和Al2O3。
热电物质的实例包括镁电气石(X=Mg),黑电气石(X=Fe,Mn),锂电气石(X=Li,Al)和电气石如红电气石,石竹(pink),baraiba,indecolite,water melon和类似物,可使用镁电气石、黑电气石、锂电气石和类似物中的单独的一种或两种或更多种的混合物。
聚集体可为适用于形成发热组合物的多孔体的任何物质,其实例包括活性白土(activated white earth),活性炭,膨润土,珍珠岩,二氧化硅-氧化铝粉末,二氧化硅-氧化镁粉末,焙烧氧化镁,高岭土,胶体二氧化硅,硅镁土,浮石,沸石,氧化镁粉末,沉淀氧化铝粉末,活性氧化铝,碳酸钙,硅胶,方英石,蛭石,二氧化硅系多孔物质,硅酸盐如硅酸钙,硅质岩(silica rock),硅藻土,铝氧化物如氧化铝,铝氧化物硅酸盐物质如云母粉末,粘土,氧化镁硅酸盐物质如滑石,二氧化硅粉末,发泡合成树脂,如发泡聚酯和聚氨酯,木粉,纸浆粉,硅酸盐,锆,陶瓷,oplite,水泥如波特兰水泥,镁氧水泥,硅酸盐如硅酸钠,硅酸钾,磷酸盐如磷酸锌水泥,磷酸铝,硫酸盐如石膏,三磷酸钙,硅铝酸钠,硫酸钠,硫酸钡,铁氧化物,无机球珠(balloon)如硅系玻璃珠,二氧化硅珠,飞灰珠,珍珠岩,蛭石,氧化铝、氧化锆、碳或类似物的非硅系球珠,和类似物。
粘结剂的实例包括硅酸钠,藻酸钠,聚乙酸乙烯酯乳液和类似物。
在固体含量为50%质量或更大的情况下,有机纤维物质(如包括羊毛、棉、亚麻和类似物的天然纤维和各种有机合成纤维)和具有各种形状(如纤维形、棒形、粉末形、鳞片形)的木质纤维素可混合。
增稠剂的实例包括通常用作增稠剂的那些,如玉米淀粉、α-淀粉、膨润土。
赋形剂的实例包括通常用作赋形剂的那些,如酪蛋白钠(sodiumcasein)。
聚集辅剂的实例包括通常用作赋形剂的那些,如玉米糖浆、甘露醇糖浆。
可溶性粘合剂材料的实例包括通常用作赋形剂的那些,如聚乙烯基吡咯烷酮。
肥料组分的实例包括天然肥料,如粉碎的骨头,矿物质肥料,化肥如尿素、硫酸铵、氯化铵、石灰的过磷酸盐、浓缩的石灰过磷酸盐、氯化钾、硫酸钾、氯化钙、硫酸钙,可使用它们中的单独的一种或两种或更多种混合得到的混合肥料,优选的是适当含有三种元素即氮、磷酸和钾的那些。另外,可使用具有如腐生菌生长控制功能、土壤性能中和及改进功能等功能的含木炭、灰分等的那些。
发热辅剂的实例包括金属粉、金属盐、金属氧化物和类似物,其实例包括Cu,Sn,Ni,Cr,Mn,CuCl2,FeCl2,FeCl3,CuSO4,FeSO4,CuO,MnO2,MgO,CaO,二氧化锰,氧化铜,四氧化三铁,含有这些元素的化合物,它们的混合物和类似物。
发泡剂的实例包括可产生气体来达到发泡的任何物质。其实例包括分解发泡物质,其为单一物质,通过加热分解来产生气体,反应发泡剂,其经两种或更多种物质的反应来产生气体,和类似物。分解发泡剂没有特别限制,优选使用无机分解发泡剂。其代表性实例包括碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵和类似物。
反应发泡剂也没有限制,优选使用如下这些。即,其代表性实例包括碳酸盐、碳酸氢盐或轻金属如镁、锌、铝与酸性物质如氨基磺酸、柠檬酸的组合。
另外,实例还包括轻金属如镁、锌、铝、硅与碱性物质如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠的组合。另外,例如可使用碳化钙,在存在水的条件下其产生乙炔气体。
反应发泡剂不需加热即可发泡,但其可进行加热。
纤维物质的实例包括无机纤维物质和/或有机纤维物质,和类似物。无机纤维物质的实例包括短纤维,如褐块石棉、玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维、硼纤维、氧化铝纤维、金属纤维。
有机纤维物质的实例包括由下列物质形成的粉末和短纤维聚酰胺、聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨脂、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚乙酸乙烯酯、纤维状羧甲基纤维素、纤维素、包括粘液丝和醋酸纤维的纤维素衍生物、细菌纤维素、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸树脂、聚乙烯、聚丙烯、包括聚四氟乙烯树脂和类似物的聚氟乙烯或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。可还包括易于形成原纤的无机纤维物质和/或有机纤维物质。可将粘结剂附着于纤维物质上。
纤维物质可在混合之前形成原纤或在混合过程中形成原纤,只要其可形成在如下条件下的发热体在与超过氧化所需水分混合条件下发热组合物与空气良好接触,且所述纤维物质可为任何无机纤维物质和有机纤维物质,没有特别限制。
通过使用含70%或更多的纸浆如纸的组分或含70%或更多的纤维素的组分可获得具有日本漆磨损外观的发热组合物。
作为有机纤维物质,可使用纸浆、纸、无纺布、织物、天然纤维、合成纤维和其粉碎产物,其实例包括选自其中的至少一种。其尺寸没有特别限制,一般使用宽度为10mm或更小、长度为约25mm或更小的那些,更优选宽度为5mm或更小、长度为约25mm或更小的那些,特别优选宽度为0.5mm或更小、长度为0.2至10mm的那些。
粉碎的纸、粉碎的无纺布和粉碎的织物可为经过将纸材料、无纺布材料或织物材料粉碎或拍击成小碎片而具有亲水性的那些,构成它们的材料的实例包括生物物质如纸浆、粘液丝、棉、亚麻布和羊毛,和它们的混合物。
纸浆为从植物组织中机械或化学提取出的纤维聚集物。
含有纸浆的组分是含有纸浆、由其制备的纸或两者的物质。
合成纤维的实例包括聚丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚酯、聚酰胺、聚乙烯醇和类似物和它们的混合物的纤维。
在这些中,一般优选纸和由聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯或类似物作为原料形成的纤维。
无机纤维物质的实例包括褐块石棉、玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维、硼纤维、氧化铝纤维、金属纤维和类似物的短纤维。作为有机纤维物质,可使用纸浆粉、粉碎的纸、粉碎的无纺布、粉碎的织物、天然纤维和合成纤维,其实例包括选自其中的至少一种。
粉碎的纸、粉碎的无纺布和粉碎的织物可为经过将纸材料、无纺布材料或织物材料粉碎或拍击成小碎片而具有亲水性的那些,构成它们的材料的实例包括生物物质如纸浆、粘液丝、棉、亚麻布和羊毛,和它们的混合物。
在这些中,特别优选由纸浆、棉或类似物作为原料形成的纸、纤维和类似物。
可添加另一种保水剂和粘结剂,只要不明显表现出高粘度,且溶胀小于20%。即,具有附着于其上面的粘结剂的纤维物质的实例包括卷装卫生纸、薄页纸、新闻纸、废纸和类似物。
由合成树脂或合成纤维形成的粉末和短纤维的具体实例包括由聚酰胺、聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚乙酸乙烯基酯、纤维状羧甲基纤维素、纤维素、包括人造丝和醋酸纤维的纤维素衍生物、细菌纤维素、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸树脂、聚乙烯、聚丙烯、包括聚四氟乙烯树脂和类似物的聚氟乙烯或乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物形成的粉末或短纤维。
以下对本发明的发热体进行详细叙述。本发明发热体的特征为,发热组合物层叠并装填在包装袋中,所述袋的至少一部分具有透气性,其中发热组合物的水含量的一部分排出到体系的外部或由包装袋吸收,或者在另一种方案中,发热组合物层叠在衬垫材料上或插入在衬垫材料中,并进一步装填在包装袋中,且包装材料由基础材料和覆盖材料构成,其中本发明的发热组合物层叠并装填在片状包装材料中,且发热组合物的水含量的一部分由片状包装材料、基础材料和/或覆盖材料或衬垫材料吸收,或者通过在层叠时和/或层叠后放置而将水分蒸发,或者经减压(aspiration)脱水、加压和减压脱水、离心脱水或加压脱水来将过量水排出到发热组合物的外部,或者通过层叠、扩散或类似手段使吸水物质如保水剂和类似物与发热组合物进行接触,来将过量水移动到吸水物质中,或者通过这些途径的组合来将一部分水分排出到发热组合物的外部,从而提供能够产生热量的结构。
在本发明的发热体中,希望所述包装袋或包装材料由具有薄膜形态、片材形态或无纺布形态的基础材料和具有薄膜形态、片材形态或无纺布形态的覆盖材料来构成,且所述基础材料和覆盖材料的至少一种或至少一部分具有透气性。另外,希望其具有吸水性。
基础材料、覆盖材料或衬垫材料的材料包括单层材料和多层层叠材料。在这种情况下,术语层叠是指所述层通过热固、粘合、附着、层压或类似手段整体或部分进行连接,或者在替代的实施方案中,所述层简单地重叠并局部连接,例如在周边、中心部分等通过加热密封,或用热熔胶、粘合剂进行连接。
优选本发明的发热体以这样的方式来形成,即,小厚度的本发明的发热组合物层叠在具有薄膜形态、片材形态或无纺布形态的材料的预定区域上,然后重叠具有薄膜形态、片材形态或无纺布形态的覆盖材料以覆盖所述发热组合物,随后通过发热组合物来粘附基础材料和覆盖材料。还优选的是,所述基础材料和覆盖材料通过在发热组合物的周边部分上粘合、加热粘合或热熔进行密封以进一步改进质量和可靠性。在这时,可适当使用加压和/或加热。
还可通过熔吹、涂布、喷雾、涂覆或类似手段,在选自覆盖材料、发热组合物或层叠或扩散在发热组合物上的那些材料中的至少一种的部分或全部表面上提供透气性聚合物,从而保证了覆盖材料、发热组合物或层叠或扩散在发热组合物上的那些材料的固定数量。在覆盖材料的情况下,除在加工步骤过程中提供以外,还可使用具有预先提供的透气性聚合物的覆盖材料。
在本发明中,还可在基础材料、覆盖材料和衬垫材料的至少一种上提供作为热密封材料的粘合剂和/或粘合性聚合物,并通过粘附、热粘结、热熔(加热密封)或类似手段密封插入在基础材料与覆盖材料之间的发热组合物的至少周边部分。
基础材料、覆盖材料和衬垫材料和类似物的材料的实例包括非发泡的薄膜、片材、无纺布和类似物,且在构成层叠类型的基础材料、覆盖材料和衬垫材料的情况下,其一部分可以由具有透气性的薄膜或片材来构成。具有透气性的薄膜、片材或无纺布的实例包括发泡或非发泡的薄膜或片材、纸、无纺布、织物或合成纤维或天然纤维的多孔薄膜或片材、布、各种合成树脂片材、其复合片材和类似物。布的实例包括机织布、针织布、无纺布。构成布的纤维的实例包括天然纤维、使用天然材料的再生纤维如粘胶纤维、半合成纤维、合成纤维、它们中两种或更多种的混合物。
合成树脂薄膜的实例包括通过在聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、聚氯乙烯或类似物的薄膜中用针、激光或类似物形成微孔来提供透气性所得到的那些。这些可单独使用或以适当组合来使用,从覆盖加工性角度来看,优选在与载体接触的一侧上提供具有较低熔点的纤维或薄膜,在另一侧上提供不熔纤维或薄膜或具有较高熔点的那些。尤其是,优选具有吸水性的薄膜、片材、无纺布和类似物。
构成基础材料、覆盖材料和衬垫材料的聚合物材料的实例包括聚合物材料,如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物的皂化产物、乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物、聚碳酸酯、芳族或脂族聚酰胺、聚砜、聚乙烯醇、聚丙烯腈、氯乙烯-偏二氯乙烯类树脂、聚酰亚胺、盐酸(hydrochloric)橡胶、聚苯醚、聚苯硫醚、聚酰胺酰亚胺、环氧树脂、聚氨基双马来酰亚胺、聚缩醛、聚醚醚酮、聚醚砜、聚烯丙基化物、聚氧化苄(polyoxybenzyl)和类似物;天然材料,如纸、纸浆、纤维、棉和类似物;和织物、布、无纺布、薄膜、片材、发泡片材和由这些材料的组合形成的类似物。不具有拉伸性能的基础材料中包括具有提供在其上的粘合剂的拉伸材料,不具有经双轴拉伸的拉伸性能的材料或类似物,和基本上不具有拉伸性能的那些材料。这些可单独使用或通过其两种或更多种层叠使用。
对拉伸材料没有特别的限制,只要其具有拉伸性能。其实例包括天然橡胶、合成橡胶、弹性体、拉伸形状记忆聚合物或类似物的单一材料,混合物或与非拉伸材料的混合纱线、织物、薄膜、弹性纤维线、纱线、细绳、平板、条带、薄膜狭条、由其组合构成的发泡体和无纺布、通过这些材料与非拉伸材料层叠或类似方法形成的复合拉伸材料和类似物。通过将非拉伸长纤维或连续长丝随机缠连、且随机粘附或熔合来提供拉伸材料的方法所得到的那些也包括在拉伸材料中。拉伸纱线,如氨基甲酸乙酯纱线,可通过缠绕尼龙纱线或类似物而制成保护性拉伸纱线。
在弹性体中,优选具有热塑性的热塑性弹性体,因为其具有热熔性能,且可容易地制备出与无纺布或类似物的层叠体。通过与热塑性树脂混合或混合制备可对不具有热熔性能的材料赋予热熔性能,或可通过使用热熔胶(包括粘合剂)或类似物粘附。另外,在其中拉伸材料为非透气性的情况下,可通过开孔的手段如热针法、压纹法和类似方法进行开孔来赋予拉伸性能或赋予拉伸性能和透气性。即,其足以总体上具有拉伸性能,并且可为单一材料或多种拉伸材料的复合材料或与非拉伸材料的组合。
合成橡胶的具体实例包括丁二烯橡胶,1,2-聚丁二烯,异戊二烯橡胶,苯乙烯-丁二烯橡胶,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物,丁基橡胶,丙烯腈-丁二烯橡胶,氯丁二烯橡胶,异丁烯(Isobutyrene)-异戊二烯橡胶,聚烯化硫,硅橡胶,聚(-氯三氟乙烯),偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物,聚氨酯橡胶,环氧丙烷橡胶,表氯醇橡胶,丙烯酸酯-丙烯腈共聚物,丙烯酸酯-2-氯乙基乙烯基醚共聚物和类似物。
热塑性弹性体的具体实例包括烯烃弹性体,氨基甲酸乙酯弹性体,酯弹性体,苯乙烯弹性体,酰胺弹性体,氯乙烯弹性体,间规立构聚(1,2-丁二烯),聚(反式-1,4-异戊二烯),硅酮弹性体和类似物。
烯烃弹性体的实例包括乙烯-丙烯共聚物,乙烯-丙烯-二烯三元共聚物,氯磺化聚苯乙烯,氯化聚乙烯,乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物和类似物。其中,特别优选环戊二烯基络合物即金属茂催化剂形成的乙烯-α-烯烃。作为α-烯烃,特别优选1-己烯,1-辛烯,1-庚烯,4-甲基戊烯-1和类似物。
氨基甲酸乙酯弹性体的实例包括由具有氨基甲酸酯键的嵌段和聚碳酸酯多元醇、醚多元醇、聚醚聚酯多元醇或己内酯多元醇嵌段构成的氨基甲酸乙酯弹性体。
特别是,由其形成的聚氨酯薄膜具有这样的性能,即其是无孔的且是透湿性的,并还具有拉伸性能。
酯弹性体的实例包括由具有芳族聚酯的片段和具有脂族聚酯或脂族聚醚的片段构成的酯弹性体。
拉伸形状记忆的聚合物的实例包括聚异戊二烯类,共聚物,如苯乙烯-丁二烯类或类似物,聚氨酯类,聚合物合金类和类似物。
对基础材料、衬垫材料和覆盖材料的厚度没有特别限制,其根据目的可有很大变化。具体地说,对脚部优选10至500μm,在直接应用于人体的情况下,优选为10至500μm,更优选12至250μm。对一般目的,优选10至2500μm,更优送12至1000μm。
天然纤维的实例包括植物纤维如棉、亚麻、纸浆,人造丝,和动物纤维如丝、动物毛发。
拉伸材料和非拉伸材料可为透明、不透明、有色、无色等的任何材料。
还可以使用复合拉伸材料来作为拉伸材料,该复合拉伸材料为通过含有拉伸材料并与如此使用的材料在形态、性能和种类上不同的另一种材料组合而在总体上具有拉伸性能的材料。
无纺布的实例包括由如人造丝、尼龙、聚酯、丙烯酸纤维(acryl)、聚丙烯、维尼纶、聚乙烯、氨基甲酸乙酯、cupra、棉、维生素、纸浆和类似物的材料形成的单一纤维或复合纤维的单无纺布,其混合编织织物,与异类纤维层的层叠体等。从生产过程的角度来看,可使用干法无纺布、湿法无纺布、纺丝粘合的无纺布、射流喷网法无纺布。还可使用由具有芯/壳结构的复合纤维构成的无纺布。无纺布的单位重量优选为10至200g/m2。在其小于10g/m2的情况下,不可预期达到足够的强度,且从强度的角度来看,超过200g/m2是不必要的。
在本发明中进行覆盖的情况下,通过热熔方法将其加工成具有预定厚度的片材形态。作为覆盖方法,其可通过如下方法来进行将覆盖材料叠加在载体表面上并经过加热辊,用加压机经加压粘附在发热组合物整体或发热组合物的周边部分上,对使用覆盖材料的具有平板形状的袋的开口进行热熔,或在加压下对整个袋进行热熔。
在使用高吸水性纤维作为本发明中的具有吸水性的无纺布的情况下,优选吸水能力为50mL/g或更大、更优选100mL/g或更大的那些。一般地,优选通过用碱水解形成的具有亲水基团、交联结构和类似性质的丙烯酸类纤维,且优选例如聚丙烯酸盐交联产物、丙烯酸盐-丙烯酸酯共聚物、聚丙烯腈交联产物的水解产物、丙烯酸盐-丙烯酰胺共聚物、聚乙烯醇-丙烯酸盐共聚物或类似物的厚度为1至10旦尼尔且纤维长度为约10至100mm的纤维。
作为基础材料、衬垫材料或覆盖材料的无纺布可为由高吸水纤维单独形成的那些,并且一般地,从强度或类似的角度来看,使用通过与其它纤维混纺所得到的产物。与高吸水纤维进行混合纤维纺纱的其它纤维的种类没有特别限制,其实例包括合成纤维,如聚乙烯、聚丙烯、尼龙、丙烯酸纤维(acryl)、聚酯、聚乙烯醇、聚氨酯,天然纤维,如棉、纸浆、粘胶人造丝等。在所得到的发热体的两面均还覆盖薄膜或无纺布的情况下,从优异的热熔性能和类似性能的角度来看,优选合成树脂纤维,如聚乙烯、聚丙烯、尼龙、丙烯酸纤维、聚酯。
高吸水纤维相对总体无纺布的混合比一般为20质量%或更多,优选约为30至80质量%。可通过干法或湿法来形成要作为载体的无纺布,其厚度一般为2至15mm,优选3至12mm,且优选单位重量为20至120g/m2,更优选30至100g/m2。
在本发明的发热体中,在将发热组合物层叠在基础材料上并进一步用覆盖材料来覆盖发热组合物时,可将薄膜或片状的吸水材料切成发热组合物的层叠形状,并放置在发热组合物的一个表面上,或在另一种实施方案中,发热组合物的两个表面都用覆盖材料覆盖并其密封。
对吸水材料没有特别限制,只要其最终具有吸水性,无论所述材料自身是否具有吸水性。
吸水材料的具体实例包括纸,如吸水纸、家用薄纸如薄页纸和类似物,由具有吸水性的纤维形成的无纺布或织物,含有具有吸水性的纤维的无纺布或织物,吸水性多孔薄膜或片材,和类似物。
另外,其实例还包括吸水薄膜或片材和类似物,其以如下方式来形成可具有或不具有吸水性的发泡薄膜或片材、无纺布、织物或多孔薄膜或片材用吸水剂溶液浸渍,随后蒸发所述溶剂,或将吸水剂喷雾、涂覆、捏合、加压附着、层叠、混合、转移或承载在薄膜或片材上,以赋予或增加吸水性,或在另一种实施方案中,将吸水纤维编织成无纺布或织物。
再有,其实例还包括以如下方式形成的那些材料将吸水性发泡薄膜或片材、纸、无纺布、织物、或多孔薄膜或片材或类似物的切成发热组合物的平面形状的切片层叠或固定在非透气性或透气性的薄膜或片材的一个表面或两个表面(包装材料的内表面)上,从而赋予其吸水性,所述非透气性或透气性的薄膜或片材是例如发泡薄膜或片材、纸、无纺布、织物,其可具有或不具有吸水性。
所述纸没有特别限制,只要其为具有吸水性的纸,其实例包括薄纸如薄页纸、绉纸、牛皮纸,厚纸如衬垫纸、纸板的中芯、涂覆的纸板,和其一种或两种或更多种的层叠体。
所述吸水剂可为具有吸水性的任何材料,其实例包括针对发热组合物所列举的保水剂和吸水性聚合物。
在基础材料和覆盖材料具有吸水性但热熔性和热粘合性不良的情况下,基础材料和覆盖材料通过热熔胶层或热熔粘合剂层在层叠在基础材料上的发热组合物的外周边上加热粘合或由胶粘性连接。可适当地应用加压和加热。
具有吸水性的基础材料是由热封无纺布、吸水性无纺布和合成树脂薄膜或片材(透气性或非透气性薄膜或片材)形成的层叠体,它是优选的,因为热封无纺布是憎水性的,吸水性无纺布是亲水性的,从而发挥优异的热封性能和吸水性能。
热封无纺布的实例包括由聚烯烃树脂形成的无纺布、聚氨酯类无纺布、聚酯类无纺布和类似物、以及聚酯纤维和聚乙烯纤维的层叠无纺布和复合纺丝粘合无纺布。
热封无纺布的其它实例包括由双结构的纤维形成的无纺布,其含有纤维芯和涂覆在所述芯的外周边上的涂覆层,其中所述芯由聚酯纤维或聚丙烯纤维形成,所述涂覆层由聚乙烯形成。
另外,热封无纺布的其它的实例包括使用超细纺丝粘合通过将复合纤维在纤维轴向上分割得到的那些,所述复合纤维含有聚乙烯纤维和其上围绕的聚酯超细纤维。
在其中基础材料、衬垫材料和覆盖材料由层叠体构成的情况下,这种结构的实例包括基础材料或衬垫材料具有增强层/透气性控制和防浸层/吸水层的结构,和覆盖材料或衬垫材料具有吸水层/透气性层或非透气性层的结构。增强层的实例包括各种无纺布,透气性控制和防浸层的实例包括由合成树脂如聚烯烃、聚酯和类似物形成的具有或不具有透气性的薄膜或片材,吸水层的实例包括由吸水材料如纸、纸浆、棉、人造丝形成的无纺布。
在通过在具有吸水性的薄膜或片材形式的载体上层叠果冻状发热组合物形成的呈片材形态的发热体中,优选所述载体具有5g/m2或更大的吸水能力。
包括热封无纺布、吸水性无纺布和类似物的无纺布优选具有5至500g/m2,更优选10至350g/m2的单位重量,以发挥预定的机械强度和热封性和发挥吸水性。
由聚烯烃类树脂形成的薄膜、由聚氨酯类树脂形成的薄膜和由聚酯类树脂形成的薄膜优选具有5至500μm,更优选10至350μm的厚度,以发挥预定的机械强度和热封性。
由热塑性树脂形成的无纺布优选具有5至500g/m2,更优选10至350g/m2的单位重量,以达到预定的机械强度和热封性的改进。
在本发明的发热体中,通过印刷、涂覆或类似方法来形成超薄发热体,且在其中形成小厚度发热体的情况下,每单位时间的发热反应量仅随基于在袋内的发热组合物对空气中氧消耗所致的减压而降低,结果,在某些情况下这种减压状态不可能保持,使得可防止发热组合物的迁移和偏移。当其可无论减压状态来使用时,它也是进一步优选的。
在这种情况下,优选通过涂施、喷涂、涂覆、印刷或熔吹聚合物(优选粘合剂和热塑性聚合物)或含有所述聚合物的乳液以呈网状或交错形式覆盖(用网状聚合物覆盖),而将如此模塑的发热组合物的全部或部分固定在基础材料和/或覆盖材料或类似物上,从而防止发热组合物迁移和偏移。其也可有效地防止形状损失。所述聚合物可为任何热塑性或热固性聚合物,其优选实例包括在后述聚合物材料、热塑性弹性体和粘合剂层中使用的粘合剂。热塑性聚合物的实例包括在基础材料和覆盖材料中使用的聚合物材料。无须说,可使用其组合和具有小粘合力和大粘合力的那些。
术语网状是指具有透气性的任何形状,也可使用透气性薄膜。
所述基础材料、衬垫材料和覆盖材料必须具有必需的机械强度,如拉伸强度等,并且优选总体上为柔性的,以改进与身体表面的亲合性。
即,本发明的发热体还优选应用于关节部分如肘、膝、肩等,和弯曲部分如臂,并且为了更平滑地贴附关节部分,优选所述基础材料和覆盖材料即发热体的包装材料是拉伸薄膜或片材,特别是由拉伸薄膜或片材形成。
拉伸基础材料或覆盖材料即拉伸薄膜或片材没有特别限制,只要其由拉伸材料形成,其实例包括天然橡胶、合成橡胶和热塑性弹性体。
如在前面所述,在本发明发热体中使用的基础材料和/或覆盖材料包括通过在厚度方向上层叠具有各种功能的多层形成的那些。
在发热组合物的全部表面或部分表面部分上可形成不均匀性以增加发热组合物的表面积,从而改进反应活性。
所述不均匀性的形状可为任何形式,其实例包括含有连续或不连续的不均匀图案的沟槽或孔,和它们的组合。另外,可在发热组合物和其所层叠的材料的全部表面或一部分表面部分上形成不均匀性。
还可在基础材料、衬垫材料和覆盖材料的表面上物理形成不均匀性,从而由所述不均匀性改进了与从发热组合物吸收水相关的粘附和与发热组合物的粘结性能,以防止迁移和偏移。
在基础材料、衬垫材料和覆盖材料的表面为光滑薄膜或光滑片材的情况下,所述表面可粗糙化(不均匀表面),或使用发泡薄膜、发泡片材、纸、无防布、织物、多孔薄膜或多孔片材,从而防止发热组合物的迁移和偏移。
基础材料、衬垫材料和覆盖材料的表面可利用物理方法粗糙化(赋予不均匀性),和/或将全部或部分发热组合物掩埋在或连接到前述的由铁粉、活性碳、吸水性聚合物、增稠剂、助聚集剂和/或粘合剂形成的层中,或前述的由呈薄膜或片材形态的吸水材料形成的吸水层中,从而可进一步防止发热组合物的迁移和偏移。
所述基础材料、衬垫材料和覆盖材料可由吸水材料的不透气性或透气性薄膜或片材形成,或者将具有吸水性能的吸水材料层叠在其一个表面或两个表面上,从而在基础材料和/或覆盖材料和/或衬垫材料与发热组合物的接触部分上形成不均匀性,由此由所述不均匀性改进了与从发热组合物吸收水相关的粘附性能和与发热组合物的粘结性能,以防止迁移和偏移。
优选在本发明的发热组合物和/或衬垫材料的全部表面或一部分表面部分上形成的不均匀性的厚度达到发热组合物层的层厚度的1/5至4/5。
优选由压纹辊形成在本发明的发热组合物和/或衬垫材料的全部表面或一部分表面部分上的不均匀性,且所述不均匀性的压纹角度范围为90至120°。
从获得预定机械强度和获得预定柔性的角度来看,基础材料、衬垫材料和覆盖材料的厚度优选范围为10至5000μm,更优选10至2500μm,进一步优选12至1000μm。
在基础材料、衬垫材料和覆盖材料的厚度小于10μm的情况下,不可能获得必需的机械强度,而在基础材料、衬垫材料和覆盖材料的厚度超过5000μm的情况下,甚至在发泡体如海绵和类似物的情况下柔性也会降低,因而它不是优选的,因为与身体表面的亲合性显著降低,还有纹理被破坏引起僵硬的感觉,并且整个发热体的厚度增加。
基础材料、衬垫材料和覆盖材料的透气性没有特别限制,只要能发挥发热组合物的发热作用,且可适当地选择,因为所需的温度根据目的而变化。为获得对机体的加热效应,以Lyssy方法(Lyssymethod Model L80-400H)计的透湿性优选为50至1000g/m2·24小时,更优选200至6000g/m2·24小时。
在透湿性小于50g/m2·24小时的情况下,这不是优选的,因为发热量小,不能获得足够的加热效应,而在透湿性超过10000g/m2·24小时的情况下,存在发热温度增加至引起安全问题的可能性,且发热时间缩短。
所述衬垫材料可为透气性或非透气性的。其可根据条件进行选择。
在衬垫材料具有水渗透性的情况下,提供在衬垫材料上的发热组合物可经受加压脱水,如压辊或类似物脱水,以将过量水排出至发热组合物体系的外部来引发发热组合物的发热反应。还可通过吹风或鼓风蒸发(热空气、温暖空气或冷空气)或吸收来将过量水排出到体系外部。可通过它们的组合来将过量水排出到体系的外部。
至少一种或至少一部分基础材料、覆盖材料和衬垫材料含有或层叠有至少一种远红外辐射物质、产生负离子的物质和热电物质的事实意味着,具有捏合在其中的远红外辐射物质等的片材应用于全部或部分基础材料、覆盖材料和衬垫材料,含有具有捏合在其中的远红外辐射物质等的纤维的片状材料如无纺布、纸和类似物应用于全部或部分基础材料、覆盖材料和衬垫材料,具有捏合在其中的远红外辐射物质等的粘合剂物质涂覆在全部或部分基础材料、覆盖材料和衬垫材料上,和由具有捏合在其中的远红外辐射物质等的塑料薄膜和可调整透气性的无纺布片材形成的基础材料、覆盖材料和衬垫材料。
更详细来说,在本发明的实施方案中使用的具有远红外辐射物质或类似物的基础材料、覆盖材料和衬垫材料没有特别限制,只要远红外辐射物质或类似物可捏合在部分或全部基础材料、覆盖材料和衬垫材料中,且使用塑料薄膜、无防布、纸和类似物。在无纺布、纸和类似物的情况下,优选在制备无防布、纸和类似物之前呈纤维态进行捏合。具有捏合在其中的远红外辐射物质或类似物的基础材料、覆盖材料和衬垫材料没有特别限制,只要将它们至少提供在要发挥远红外射线效应的物体的一侧上。
其中具有捏合的远红外辐射物质等的基础材料、覆盖材料和衬垫材料的实例可以按这样的方式来制备,即,由其中具有捏合的远红外辐射物质的纤维来制备无防布、纸和类似物,然后将其层压在要作为基础材料的片材上,或形成单独的片材,或制备具有远红外辐射物质的塑料薄膜,然后将其层压在要作为基础材料、覆盖材料或衬垫材料的片材上,或单独形成片材,或在另一种实施方案中,将其中具有捏合的远红外辐射物质或类似物的粘合剂物质涂覆在片材的一个表面的全部或其一部分上。
在本发明中使用的纤维没有特别限制,优选由适用于在其中捏合远红外辐射物质或类似物的树脂形成,例如,优选热塑性树脂如聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯和类似物,和再生树脂如人造丝,纤维素树脂和类似物。
本发明的该实施方案中使用的纤维的制备方法没有特别限制,其实例包括通过将远红外辐射物质混合和分散在纤维原料中来形成纤维的将树脂制成纤维的方法。由所述纤维制备基础材料、覆盖材料和衬垫材料的方法也没有特别限制,可采用制备可调整透气性的片材的通用方法。例如,由具有捏合在其中的远红外辐射物质的纤维来制备片状材料如无纺布、纸和类似物,以制备基础材料、覆盖材料和衬垫材料,而且,可通过如加热密封等的手段对其三边或四边进行密封来制备袋材料。
在本发明中使用的粘合剂没有特别限制,可使用溶剂体系、含水体系、热熔型、反应型、压敏体系等的各种粘合剂。例如,使用醋酸乙烯酯树脂乳液,丙烯酸树脂乳液,乙烯-醋酸乙烯酯热熔体,合成橡胶热熔体和类似物。在使用具有捏合在其中的远红外辐射物质或类似物的粘合剂物质作为粘合剂的情况下,对粘合剂的种类没有特别限制,并且它捏合在前述的粘合剂中。
对在透气性聚合物中使用的聚合物没有特别限制,只要其在基础材料、发热组合物和覆盖材料被粘附处,尤其是在基础材料和覆盖材料被密封处具有固定功能,以利用粘合力进行固定,从而防止脱释,且所述聚合物具有透气性,其实例包括热塑性聚合物,如在粘合剂中使用的聚合物,其包括呈粘合剂形态的那些。
远红外辐射物质、产生负离子的物质、热电物质、着色剂、消泡剂、改性剂、抗真菌剂、抗细菌剂、杀菌剂、除味剂、脱味剂和类似物可根据需要以适当量混合。
对粘合剂类型没有特别限制,只要其由在常温下表现出粘性的聚合物组合物来形成,其具体实例包括溶剂型粘合剂,乳液型粘合剂和热熔粘合剂。
其中,因高粘结力、低成本、良好的长期稳定性、在施加热时粘结力的小辐下降等的原因,含有橡胶粘合剂、丙烯酸粘合剂或热熔粘合剂的粘合剂是优选的。
所述粘合剂通常由基础聚合物和添加剂来形成,如粘性赋予剂、软化剂、抗老化剂、填料、粘性调节剂、粘性改进剂、增稠剂等,且可通过适当混合基础聚合物与各添加剂组分,例如通过向苯乙烯弹性体中添加烯烃弹性体来调整粘性、强度或类似性能。
具有透气性的事实意味着提供的层具有透气性,例如,在所述层为粘合剂层的情况下,粘合剂本身可具有透气性,或通过存在或不存在呈各种形态的聚合物如网状聚合物(mesh polymer)、带形聚合物、点形聚合物和类似物而总体上具有透气性。当在具有透气性的基础材料和/或覆盖材料和/或层压体上将粘合剂原样层压为层形时,保持透气性的方法的实例包括如下方法其中通过印刷或转移来部分层叠粘合剂以使非层叠部分成为透气性部分的方法;其中当其在一个方向上运动画圆,或在二维方向、前后方向适当运动时将粘合剂制成线形,从而在粘合剂线间的间隙保持透气性或透湿性的方法;使粘合剂发泡的方法,即,通过下述的熔吹(melt blow)方法来形成的方法,和类似方法。
即,在其中粘合剂层为通过使用热熔粘合剂通过熔吹方法来形成的层,并且在具有透气性的基础材料和/或覆盖材料上发泡来将粘合剂层叠为层形的情况下,所述粘合剂扩展至其初始体积的1.5倍至数倍,从而可减少原料的数量,并形成连续的孔以保证透气性或透湿性。热熔粘合剂的实例包括已赋予粘合力的公知热熔粘合剂。
在本发明发热体中使用的橡胶类粘合剂的实例包括氯丁二烯(氯丁二烯橡胶)粘合剂,丁腈橡胶粘合剂,聚硫化物粘合剂,丁基橡胶粘合剂,硅橡胶粘合剂和类似物。
在本发明发热体中使用的热熔聚合物的具体实例包括使用A-B-A类型嵌段共聚物作为基础聚合物的苯乙烯粘合剂,如SIS、SBS、SEBS(氢化的SBS)、SIPS(氢化的SIS)和类似物,使用氯乙烯树脂作为基础聚合物的氯乙烯粘合剂,使用聚酯作为基础聚合物的聚酯粘合剂,使用聚酰胺作为基础聚合物的聚酰胺粘合剂,使用含有丙烯酸或甲基丙烯酸烷基酯作为组分的丙烯酸类树脂作为基础聚合物的丙烯酸粘合剂,使用聚烯烃如聚乙烯、超低密度聚乙烯、聚丙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物作为基础聚合物的聚烯烃粘合剂,使用1,2-聚丁二烯作为基础聚合物的1,2-聚丁二烯粘合剂,和使用聚氨酯作为基础聚合物的聚氨酯粘合剂。
在本发明的发热体中使用的粘合剂的其它实例包括醋酸乙烯酯粘合剂、聚乙烯醇粘合剂、聚乙烯醇缩乙醛粘合剂、聚乙烯粘合剂、纤维素粘合剂、乙烯-醋酸乙烯酯粘合剂和类似物。
其实例还包括含有丙烯酸或甲基丙烯酸烷基酯作为组分的丙烯酸弹性体,烯烃弹性体如聚乙烯、超低密度聚乙烯、聚丙烯和乙烯一醋酸乙烯酯共聚物,氨基甲酸乙酯弹性体和类似物。
在另一种可选择的方案中,其实例包括由其改性产物形成的粘合剂和至少两种所述粘合剂的混合物。还可以含水乳液使用。
特别是,由聚苯乙烯A-B-A型嵌段共聚物弹性体构成的那些和赋予粘性的树脂(如石油树脂和类似物)适合用作粘合剂。
在此所述的改性产物是通过将粘合剂必需的一部分聚合物组分改变为另一种组分来形成,其实例包括通过改变热熔聚合物的性能所得到的那些,例如通过将热熔聚合物的一部分组分改变为另一种组分而改进热熔聚合物的粘合性和稳定性。
在A-B-A型嵌段共聚物中,A嵌段为单乙烯基取代的芳族化合物A如苯乙烯,甲基苯乙烯和类似物的非弹性聚合物嵌段,B嵌段为共轭二烯如丁二烯、异戊二烯和类似物的弹性聚合物嵌段。具体而言,例如,可单独或以其混合物来使用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS),苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS),或其氢化产物(SEBS和SIPS),和类似物。
在孔中的气体经受弹性变形,因而发泡的粘合剂层的弹性、拉伸性能和柔性显著增加。结果,由基础材料和覆盖材料形成的包装材料的柔性得到改进,特别是,基础材料和覆盖材料的密封部分变得有相当的柔性,从而改进在使用时的感觉。
使热熔粘合剂发泡的方法的实例包括公知的发泡方法,如化学发泡方法和物理发泡方法。化学发泡方法为这样的方法,其中使用无机发泡剂、有机发泡剂或它们的混合物,并且由它们的分解反应时产生的氮气或二氧化碳达到发泡;物理发泡方法是这样的方法,其中气体如压缩空气、压缩氮、压缩二氧化碳和类似物经物理力如压力或类似手段混合在粘合剂中。
在本发明中,可使用由热熔聚合物物质、脂环族石油树脂和软化剂形成的粘合剂,且所述粘合剂由前述方法进行发泡。
在本发明中的热熔聚合物物质的实例包括在前面叙述的那些。所述热熔聚合物物质是在粘合剂中的基础聚合物,通过使用该物质形成的发泡体具有优异的形状保持性能、初始粘性、在常温下和加热时的良好的粘合性和在粘结后的稳定的粘合力。
所述粘性赋予剂可为可赋予粘性的任何物质,其实例包括脂环族石油树脂。
脂环族石油树脂为具有环状骨架的石油树脂,其具体实例包括松香、脱水松香、脱氢松香的甘油酯、松香的甘油酯、水合松香、水合松香的甲基酯、水合松香的甘油酯、水合松香的季戊四醇酯、聚合松香、聚合松香的甘油酯、香豆酮-茚树脂、水合石油树脂、马来酸酐改性树脂、松香衍生物、C5系石油树脂和类似物,它们适宜于单独使用或两种或更多种组合使用。
软化剂通过溶解或分散而软化热熔聚合物物质,并根据与热熔聚合物物质和脂环族石油树脂的组合来发挥适当的形状保持性能、柔性和粘合力。
软化剂的实例包括高级脂肪酸,液化橡胶和矿物油。其实例包括椰子油,蓖麻油,橄榄油,山茶油,杏仁油,桃仁油,花生油,芝麻油,大豆油,貂油,棉籽油,玉米油,红花油,油酸,液体石蜡和类似物。
在本发明中,从粘性、粘合力、在使用时的感觉和从皮肤上脱离的性能角度来看,粘合剂层由5至40质量份的热熔聚合物物质、5至55质量份的脂环族石油树脂和5至55质量份的软化剂来形成是优选的,特别优选由10至30质量份的热熔聚合物物质、10至50质量份的脂环族石油树脂和15至45质量份的软化剂来形成,因为其具有高的粘合力来保证在基础材料和覆盖材料之间的密封。
在本发明中可优选使用的粘合剂层的其它实例包括由乳液粘合剂形成的层。
乳液粘合剂含有相当大量的水或水和溶剂,并通过在释放片(载体、衬里或类似物)如释放纸上来形成它,随后干燥而发挥粘合力。
在这种情况下,在其中乳液粘合剂中不含溶剂的情况下,含有大量的水,并且通过在释放片(载体、衬里或类似物)如释放纸上来形成它,随后干燥来发挥粘合力。
在本发明中的乳液粘合剂没有特别限制,其具体实例包括丙烯酸乳液,乙烯-醋酸乙烯酯乳液,醋酸乙烯酯乳液,氨基甲酸乙酯乳液,可固化醋酸乙烯酯乳液和天然橡胶或合成橡胶的胶乳,合成橡胶胶乳的实例包括丁腈橡胶胶乳,苯乙烯-丁二烯胶乳,氯丁橡胶胶乳,苯乙烯-异戊二烯橡胶胶乳和类似物。
在本发明中,根据需要,所述粘合剂可进行交联。
交联粘合剂的方法没有特别限制,其实例包括已知方法,如其中添加化学交联剂来达到化学交联的方法,其中通过辐射交联如由紫外线辐射或由电子束辐射达到交联的方法,和类似方法。
具体而言,可直接由辐射线如紫外线、电子束和类似物对得到的粘合剂发泡体进行辐射,或者将其在另一装置中进行辐射交联,然后将粘合剂发泡体转移到载体上。
用紫外线或电子束辐射进行的交联可在在基础材料和/或覆盖材料上形成粘合剂层后来进行,或者,可对呈预定形状的形成的粘合剂层进行交联,然后例如通过转移或类似方法将粘合剂层层叠在基础材料和/或覆盖材料上。
在其中粘合剂层由本发明中的热熔粘合剂来形成的情况下,甚至当基础材料和覆盖材料的周边部分在周围进行热处理时,延展性也没有大的损失,特别是,以预定的间隔部分经受热处理的发热体是更优选的,因为在基础材料和覆盖材料之间的密封进一步得以保证而不会剥离,而且发热体的延展性和拉伸性能没有损失,因为基础材料和覆盖材料以预定间隔部分经受热处理。
在这种情况下,所述热处理在超过热熔粘合剂中的基础聚合物的软化点但低于其熔点的温度下进行加压处理来进行。
用覆盖材料对在基础材料上的发热组合物进行覆盖的方法没有特别限制,可将发热组合物层叠在高速输送的呈卷膜形态或卷片形态的基础材料上,将呈卷膜或卷片形态的覆盖材料引导到其上面,随后在用辊加压下用粘合剂层将基础材料和覆盖材料密封在一起。
由网状聚合物形成的粘合剂层的涂覆量没有特别限制,通常为5至1000g/m2,尤其是10至500g/m2,进一步优选15至250g/m2。在其中粘合剂层涂覆量小于5g/m2的情况下,有时难以得到均一涂覆膜,并且不能得到需要的粘合力,而在其中粘合剂层涂覆量超过1000g/m2的情况下,不是优选的,因为其体积变大恶化了在使用时的感觉,且经济效率也降低。
在本发明中,可将粘合剂层叠在基础材料的至少周边上和/或覆盖材料的底面的至少周边上和/或发热组合物的至少一部分表面上,并用粘合剂层对在基础材料和覆盖材料之间的发热组合物进行密封。
在本发明中,粘合剂层层叠在基础材料的至少周边上和/或覆盖材料的底面的至少周边上。
即,其实例包括其中粘合剂层层叠在基础材料的周边和/或覆盖材料的底面的周边上的情况,其中粘合剂层层叠在基础材料的全部表面上和/或覆盖材料的全部底面上的情况,其中粘合剂层层叠在基础材料的全部表面上和/或覆盖材料的底面的周边上的情况,其中粘合剂层层叠在基础材料的周边上和/或覆盖材料的全部底面上的情况,和其中粘合剂层部分层叠在其全部表面上的情况。
在其中粘合剂层层叠在基础材料的周边上和/或覆盖材料的底面的周边上的情况下,可将粘合剂层散布在基础材料和/或覆盖材料上没有粘合剂层的部分上。
在本发明中,可在基础材料、覆盖材料和衬垫材料的至少一种上提供粘合剂聚合物,其为一种加热密封物质,且通过使用粘合剂聚合物,通过热熔(加热密封)至少对在基础材料和覆盖材料之间的发热组合物的周边进行密封。
粘合剂聚合物的实例包括聚烯烃类,如聚乙烯和类似物,聚酯类,如聚对苯二甲酸乙二醇酯和类似物,乙烯-醋酸乙烯酯类,合成橡胶类,如苯乙烯-丁二烯共聚物和类似物,聚丙烯酸类,如丙烯酸酯共聚物和类似物,聚酰胺树脂类,它们的混合物等。
另外,可使用通过混合各种组分得到的共聚物树脂来作为粘合剂聚合物,如改性乙烯-醋酸乙烯酯树脂共聚物树脂,如氯化丙烯(C1-PP)改性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂,丙烯酸树脂改性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂和类似物。
提供粘合剂聚合物的方式可为任何方法,只要其可用作加热密封层,其实例包括以熔融态、溶液态或含水分散液态(乳液型)涂覆组合物的方式来制备等。
粘合剂层或凝胶层可在本发明发热体的一个暴露表面的全部或部分上形成。所述粘合剂层或凝胶层可为非透气性或透气性的。优选至少一个或一部分暴露表面具有透气性。
粘合剂层和凝胶层没有特别限制,只要其为可附着或固定在外皮肤、衣服或类似物上的层即可,其具体实例包括由凝胶组分和/或粘合剂形成的层。
粘合剂层和凝胶层可直接形成在基础材料和覆盖材料的一个暴露表面上,并且在这种情况下,为改进粘合剂层或凝胶层与基础材料或覆盖材料的粘合力,基础材料或覆盖材料的暴露表面优选由具有粗糙表面的薄膜或片材如纸,机织织物,针织织物,无纺布,发泡薄膜和类似物构成。
粘合剂层的实例包括使用对透气性聚合物叙述的粘合剂的层和由含水凝胶形成的层。
在其中,从在施加热时粘合力的波动较小,尤其是在直接附着于皮肤的类型的情况下,与皮肤的附着性能良好,对皮肤的辐射小的角度来看,由含有橡胶粘合剂、丙烯酸粘合剂或热熔聚合物物质的粘合剂形成的层是优选的,特别是,含有由聚苯乙烯A-B-A嵌段共聚物弹性体形成的热熔聚合物物质和赋予粘性的树脂(如石油树脂和类似物)的粘合剂,可用作具有高的初始粘着力和在加热时粘性优异的可剥离粘合剂。
作为凝胶层,除由聚丙烯酸含水凝胶构成的含水凝胶层外,通过向前述粘合剂中添加吸水性聚合物形成的粘合剂层,即具有由热熔聚合物物质、脂环族石油树脂、软化剂和水溶性聚合物形成的粘合剂层的那些从卫生角度来看是优选的,因为体液如皮肤的汗、分泌物等由吸水性聚合物吸收和吸附,来保持皮肤的外表面清洁。
在本发明中,作为凝胶层,优选由5至40质量份的热熔聚合物物质、5至55质量份的脂环族石油树脂、5至55质量份的软化剂和0.5至10质量份的吸水性聚合物形成的那些,特别地,更适用的是由10至30质量份热熔聚合物物质、10至50质量份脂环族石油树脂、15至45质量份软化剂和1至8质量份吸水性聚合物形成的那些。
在其中存在吸水性聚合物与粘合剂的亲合性不良和吸水性聚合物不均匀分散的可能性的情况下,优选用表面活性剂进行处理。
表面活性剂没有特别限制,只要吸水性聚合物容易分散在粘合剂的粘合剂层中,其实例包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子型表面活性剂和两性表面活性剂。
根据需要,粘合剂层或凝胶层可含有适量的药物植物、草药、芳香剂、润肤液、乳状洗液、消炎止痛剂、透皮吸收药物、另一种粘合剂、粘性赋予剂、抗老化剂、填料、粘性调节剂、粘性改进剂、着色剂、消泡剂、增稠剂、改性剂、抗真菌剂、抗细菌剂、杀菌剂、除味剂或脱味剂、远红外辐射体、磁体或类似物。
对透皮吸收药物没有特别限制,只要其具有透皮吸收性能,其具体实例包括皮肤刺激剂、止痛消炎剂(analgesia and antiflashagent)、作用于中枢神经系统的药物(如安眠药和镇静药、抗癫痫药和神经精神药物)、利尿药、抗高血压药、血管舒张药、镇咳药、抗组胺药(antihistamic drug)、抗心律失常药、强心剂药、肾上腺皮质激素药、局部止痛药和类似物。这些药物可单独或其两种或更多种混合使用。
在本发明的发热体中,特别优选透皮吸收药混合在粘合剂层中,从而改进局部治疗效果,改进整体治疗效果,且所述药物由通过加热效应而活跃循环的血液吸收,以便以更有效的方式将药物经身体的各部分循环,从而改进在各区域中的给药效果。
在本发明的发热体中,根据需要,优选在发热组合物中和/或发热体的粘合剂层侧提供辐射远红外线的陶瓷粉末或模压体,以施加远红外线效应。
对粘合剂层或凝胶层的厚度没有特别限制,优选为5至1000m,更优选10至500μm,最优选15至250μm。当粘合剂层的厚度小于5μm时,在某些情况下不能得到所需的粘合力,而当其超过1000μm时,不是优选的,因为其体积变大,恶化了在使用时的感觉,且经济效率也降低。
对药物的含量没有特别限制,只要其在预期可获得治疗效果的范围内,从药理效应、经济和粘合力的角度来看,透皮吸收药物的含量优选为0.01至25质量份/100质量份粘合剂,更优选0.5至15质量份/100质量份粘合剂。
粘合剂层或凝胶层通常提供在全部表面上,也可提供具有各种形状的聚合物,如网眼形、条带形、点形和类似形状,从而防止出现发红和疼痛。
具有水渗透性的粘合剂层可用作所述粘合剂层,并且在这种情况下,提供的功能是,由皮肤流出的体液如汗等渗透到载体侧,因而渗透的体液由吸水层吸收以防止粘合力降低,从而防止加热药物应用剥落,并防止对外皮肤的粘合力降低。
其具体实例包括具有通过用高能辐射线如电子束、激光束和类似物辐射形成的连续孔(通孔)的层,和由含有呈网眼形的热熔聚合物物质的粘合剂形成的粘合剂层。
以基于在发热组合物中的水分的水吸收比计,吸水材料的吸水率优选为2.5至35质量%,更优选为5至30质量%。
以下将叙述包装材料对在发热组合物中的水分的吸收率(质量%)的测量方法。
将作为包装材料的基础材料和覆盖材料冲压成具有60mm直径的圆形,并在1至2Pa的减压下于55℃温度干燥24小时来制备基础材料片和覆盖材料片,然后对其进行测量。在这种情况下,基础材料片的重量指定为K1(g),覆盖材料片的重量指定为H1(g)。
随后,将发热组合物通过模具层叠在干燥的基础材料片上,以制备厚度为约850μm、直径60mm的圆形,从层叠后的总重量C(g)中减去基础材料片的重量K1(g),得到发热组合物的层叠重量S(g)。
假定在发热组合物中水含量比指定为P%质量,则在层叠发热组合物中总水含量(g)为S×P/100。
另外,将干燥的覆盖材料片层叠在在基础材料上的发热组合物的暴露表面上,然后在其上放置厚度为约1mm的丙烯酸酯板。在其上面再放置2.5kg的重物并将之静置5小时。
之后,将基础材料片和覆盖材料片互相分离,用镊子基本上完全地除去其上附着的发热组合物,随后测量基础材料片和覆盖材料片的重量。在这种情况下,基础材料片的重量指定为K2(g),覆盖材料片的重量指定为H2(g)。
随后,将基础材料片和覆盖材料片在55℃温度和1至2Pa减压下干燥24小时,并测量其重量。基础材料片的重量指定为K3(g),覆盖材料片的重量指定为H3(g)。
吸水率W由如下公式计算。
W=100×{(K2+H2)-(K3+H3)}/S×P/100}如此得到的发热体用于冬季取暖,另外用于疾病,如颈项僵硬,肌肉痛,肌肉僵硬,低背痛,手足寒,神经痛,风湿病,擦伤,扭伤等,从而可预期由于加热产生的医疗效果。另外,它可用于机器和宠物的加热和保温,并可应用于脱氧剂、抗真菌剂等。
以下将叙述本发明发热体的制备方法。
在制备本发明的发热组合物时,可仅将固体组分置于混合装置中并进行均匀混合,然后添加水或氧化促进剂、分散稳定剂和类似物的水溶液或分散液,或者可将发热组合物的所有组分置于混合装置中,并混合所述组分,或在另一种实施方案中,还可分别放置所述组分,或将它们分成一些组来放置和混合。
作为所述组分的混合装置,使用捏合装置如螺杆、混合器或类似物可方便地达到发热组合物的分散稳定。在某些情况下,可使用进行捏合的捏合装置如捏合器或类似物。
本发明的发热组合物是指这样的一种,其中发热组合物可使用已知印刷技术印刷,如刮平模塑,加压和刮平模塑,加压和转移模塑,照相凹版印刷,筛网印刷,涂印(pasting printing),喷雾和类似方法,或可用头涂布器(head coater)、辊筒、涂布器或类似物通过涂覆或涂布容易地转移和层叠,且没有特别的限制,只要其是这样的发热组合物。
在基础材料、衬垫材料或类似物上模塑发热组合物后,或在还覆盖了覆盖材料、衬垫材料或类似物并然后通过辊筒调整至平板形后,可能释出至少一部分基础材料、覆盖材料或类似物以形成发热体,或在另一种实施方案中,其即如此使用,以密封覆盖材料和基础材料,且该组合体密封在由不透气性包装材料形成的外袋中。
所述生产方法可在空气或在惰性气氛中进行,并且为完全防止铁粉在生产过程中与空气中的氧接触而氧化,可在惰性气氛如氮、氩或类似物中进行。如此得到的片形发热体可原样使用,或切成人体、机器、部件、食品和类似物加热和保温所需尺寸后使用。
为防止由于发热体的组分迁移等使要保持加热的物品污染,可将所述片形发热体覆盖以具有透气性的薄膜,或在另一种实施方案中,在发热体表面中还混合纤维状物质。
本发明的发热组合物可减少在发热体中过量游离水的数量以很大程度地改进发热能力,可防止在发热体生产时产生灰尘,并可采用通模(mold-through)模塑方法、模压模塑方法、印刷和转移方法如照相凹版印刷、筛网印刷、涂覆等和类似方法来形成。因而,所述发热组合物可均匀地分布,可增加发热组合物厚度和其分布的准确率以改进产品质量,并可以以高速度容易地制备出超薄发热体。另外,在具有吸水性的基础材料或覆盖材料上,或在吸水层或在其上形成的具有吸水性的包装材料上,通过通模模塑或模压模塑来模制所述发热组合物,从而可将发热组合物以这样的状态固定在袋材料上,即其均匀地分布在其中,结果,可达到发热能力的保持和防止发热组合物迁移和偏移。通过熔吹方法或类似方法,至少一部分发热体可覆盖以网状聚合物,从而防止发热体的迁移和偏移,因此,即使在发热组合物包含在由具有大的空气流量的材料形成的袋中的情况下,在袋中的偏移也难以发生。
当本发明的发热组合物层叠在透水性基础材料上时,可获得与前述相同的效果,并且一部分过量水分通过减压或类似方法排出。
本发明的发热组合物可具有任何与流动性相关的性能,如粘度等,只要其处于可模塑的范围,且保证排水性能和发热能力。
本发明发热体的第一种生产方法(此后称为“本发明的第一方法”)包括包含掺混和混合的制备发热物质的第一步骤,进行模塑如通模、模压、层叠或类似方法的第二步骤,和覆盖以覆盖材料并进行密封的第四步骤,并以这一次序来进行所述的第一步骤、第二步骤和第四步骤。
第二步骤的实例包括使用模具、具有搅拌器的头(head)或头、刮平板(leveling plate)和在刮平板下在基础材料相反侧提供的磁体进行模塑的第二步骤B,和使用具有振动机制的刮平板(或加压板和振动棒)进行模塑的第二步骤A(条件是,通过在具有振动机制的加压板下或在加压板下基础材料的相反侧提供磁体,可对发热剂进行加压)。可对所述头或刮平板施加振动,且可通过将振动棒插入发热组合物中来对发热组合物施加振动。
本发明的发热体的第二种生产方法(此后称为“本发明的第二种方法”)包含进行掺混和混合的第一步骤,进行模塑,如通模、模压、转移、层叠等的第二步骤,将选自铁粉、碳组分、辐射远红外线的陶瓷粉、辐射远红外线的纤维状材料、有机硅化合物、吸水剂、粘结剂、增稠剂、赋形剂、凝结剂、可溶性粘合剂材料和吸水性聚合物中的至少一种层叠或分布在如此模塑的发热组合物上的第三步骤,覆盖所述覆盖材料的第四步骤,和进行冲孔的第七步骤,且所述第一步骤、第二步骤、第三步骤、第四步骤和第七步骤以这一次序来进行。
本发明发热体的第三种生产方法(此后称为“本发明的第三种方法”)包括将选自铁粉、碳组分、辐射远红外线的陶瓷粉、辐射远红外线的纤维状材料、有机硅化合物、吸水剂、粘结剂、增稠剂、赋形剂、凝结剂、可溶性粘合剂材料和吸水性聚合物中的至少一种层叠或分布在基础材料或衬垫材料上的第三步骤B,包含掺混和混合的制备发热物质的第一步骤,进行模塑如通模、模压、转移、层叠等的第二步骤,和覆盖所述覆盖材料并进行密封的第四步骤,且第三步骤B、第一步骤、第二步骤和第四步骤以这一次序来进行。
本发明发热体的第四种生产方法(此后称为“本发明的第四种方法”)包括包含掺混和混合的制备发热物质的第一步骤,进行模塑如通模、模压、转移、层叠等的第二步骤,覆盖以覆盖材料并通过加压调整形状的第五步骤,和密封的第四步骤,且第一步骤、第二步骤、第五步骤和第四步骤以这一次序来进行。用压辊或类似物对发热组合物的层叠体施加所需的压力,从而调整形状以改进形状保持性能。
本发明发热体的第五种生产方法(此后称为“本发明的第五种方法”)包括进行掺混和混合的第一步骤,进行模塑如通模、模压、转移、层叠等的第二步骤,在如此模塑的发热组合物上提供网状聚合物的第三步骤A,覆盖以覆盖材料并密封的第四步骤,冲孔的第七步骤,且所述第一步骤、第二步骤、第三步骤A、第四步骤和第七步骤以这一次序来进行。
本发明发热体的第六种生产方法(此后称为“本发明的第六种方法”)包括进行掺混和混合的第一步骤,进行模塑如转移、层叠、模压、通模等的第二步骤,覆盖以透水性衬垫材料或非透水性衬垫材料的第四步骤,进行脱水如抽吸脱水,离心脱水,加压脱水,减压脱水,加压和减压脱水等的第六步骤,覆盖以覆盖材料或基础材料和覆盖材料的第四步骤,和冲孔的第七步骤,且所述第一步骤、第二步骤、第四步骤、第六步骤、第四步骤和第七步骤以这一次来进行。在使用衬垫材料的第二步骤和第四步骤中的衬垫材料可互相替换。
本发明发热体的第七种生产方法(此后称为“本发明的第七种方法”)包括进行掺混和混合的第一步骤,进行模塑如转移、层叠、模压、通模等的第二步骤,覆盖以透水性衬垫材料或非透水性衬垫材料的第四步骤,进行脱水如抽吸脱水、离心脱水、加压脱水、减压脱水、加压和减压脱水等的第六步骤,冲孔的第七步骤,在如此冲孔和密封的发热体上覆盖以覆盖材料的第四步骤,冲孔的第七步骤,且所述第一步骤、第二步骤、第四步骤、第六步骤、第七步骤、第四步骤和第七步骤以这一次序来进行。在使用衬垫材料的第二步骤和第四步骤中的衬垫材料可互相替换。
本发明发热体的第八种生产方法(此后称为“本发明的第八种方法”)包括第八步骤,其中由本发明的第一至第七种方法制备的发热体插入到两层薄膜或片材之间,在插入的同时或插入之后,在发热体周边上对所述两层薄膜或片材进行密封至超过发热体尺寸的尺寸,在密封的同时或密封之后,对其进行冲孔,且第八步骤在各生产方法的最终步骤之后进行。在其中薄膜或片材具有气密性的情况下,它们具有用于贮存的外袋的功能。
第一步骤、第二步骤、第二步骤A、第二步骤B、第三步骤、第三步骤A、第三步骤B、第四步骤、第五步骤、第六步骤、第七步骤和第八步骤可适当地组合,包括重复和任意次序,从而制备出本发明的发热体。
例如,可构成这样一种生产方法,其中按顺序进行第三步骤B、第一步骤、第二步骤B、第三步骤B、第三步骤A、第四步骤和第七步骤。
可在惰性气氛如氮、氩或类似物中来进行各步骤,以防止铁粉与在空气中的氧接触而氧化。
以下将详细叙述各步骤。
本发明的发热组合物的实例包括与前述相似的那些。
在第一步骤中,将铁粉、活性碳、氧化促进剂、分散稳定剂和水以及根据需要的保水剂、发热助剂、硅树脂、氢发生抑制剂、消泡剂和类似物进行混合。
混合次序没有特别的限制,其实例包括这样的操作(1)将所有组分置于混合装置中,然后均匀地混合,(2)将组分顺序地放置在混合装置中,然后均匀地混合,(3)仅将所有组分中的固体组分分成一些组,将其相继放置在其中,和(4)将所有固体组分放置在混合装置中并在混合装置中均匀地混合,然后在其中放入水或金属氯化物水溶液或分散液,接着混合。
在本发明的第一步骤中使用的混合装置没有特别的限制,只要其可均匀地混合构成本发明发热组合物的组分,其具体实例包括螺杆式混合器、螺条混合器、spartan混合器、滚筒混合器、班伯里密炼机、混合和挤出螺杆等。
在制备本发明发热组合物时,可使用任意混合装置,只要其可基本上对发热物质进行混合。
在第二步骤中,通过通模模塑、模压模塑或印刷或涂覆,如筛网印刷等,在呈膜形或片形的基础材料或衬垫材料上的至少一个区域上,将在第一步骤中获得的发热组合物模塑成任意形状。而且,其具体实例包括第二步骤A和第二步骤B,这些步骤可适当地使用。
这里所指的基础材料和衬垫材料与针对本发明发热体所述的那些相同。
在第二步骤A中,在施加振动条件下来进行模塑如模压模塑、通模模塑、层叠等。施加振动的手段可为可对粘土形态的本发明的发热组合物施加振动的任何手段,其实例包括使用带偏心轮的电动机、压电元件或空气的通常采用的振动装置。
在这种情况下,可用加压板来对发热组合物进行加压。加压板可为可将发热组合物压入模具中的任何物体,优选由塑料如丙烯酸树脂、氯乙烯树脂、聚乙烯和类似物,或金属或其复合材料如铁、不锈钢和类似物形成,其实例包括具有弹簧弹性的板。
在第二步骤B中,使用具有搅拌装置的圆柱头(head)以赋予发热组合物流动性,且在对供应到所述头中的发热组合物进行搅拌的条件下对所述发热组合物赋予流动性,随后将发热组合物供应到模具。可在这时对所述头施加振动。基础材料、模板和用于接收它们的接收板(如带式传送器或类似物的条带)作为一体通过固定在所述头的稍前面(模板的前进方向)的较低部分的刮平板和位于其下面的磁体之间。发热组合物通过磁力经过模具放置在基础材料上,同时依靠刮平板,发热组合物表面沿模具成水平以实现模塑。之后,从基础材料上脱出模具。所述磁体可为具有磁性的任何一种,其实例包括永磁铁和电磁铁。
还可将所述混合装置简化为旋转防止架桥装置,得以防止在将发热组合物提供到所述头时引起的架桥。
在第二步骤C中,具有模具的辊筒与在第二步骤B中使用的圆柱头连接。将发热组合物由所述头提供到所述辊筒,并将压入模具中的发热组合物的表面用刮平板刮平以完成模塑。基础材料、模板和用于接收它们的接收板(如带式传送器或类似物的条带)作为一体在辊筒下的磁体之下通过。发热组合物通过磁力经模具放置在基础材料上,同时发热组合物的表面沿模具被刮平板刮平以完成模塑。之后,将在模具内的发热组合物通过磁力转移到基础材料上。所述磁体可为具有磁性的任意一种,其实例包括永磁铁和电磁铁。
还可将混合装置简化为旋转防止架桥装置,得以防止在将发热组合物提供到所述头时引起的架桥。
在第二步骤中,可将发热组合物层叠在基础材料的顶面上在宽度方向上的一个位置或两个或更多个位置上,或者可在基础材料的纵向上呈交错形态层叠。
在第三步骤中,将选自铁粉、碳组分、辐射远红外线的陶瓷粉、辐射远红外线的纤维状材料、有机硅化合物、吸水剂、粘结剂、增稠剂、赋形剂、凝结剂、可溶性粘合剂材料、吸水性聚合物和网状聚合物中的至少一种层叠或扩散在如此模塑的发热组合物、基础材料或衬垫材料上。
在第三步骤中,将选自铁粉、碳组分、辐射远红外线的陶瓷粉、辐射远红外线的纤维状材料、有机硅化合物、吸水剂、粘结剂、增稠剂、赋形剂、凝结剂、可溶性粘合剂材料、吸水性聚合物和网状聚合物中的至少一种层叠或扩散在呈薄膜或片材形式的基础材料、覆盖材料、衬垫材料或如此层叠的发热组合物上的至少一个预定区域上。
在第三步骤A中,在选自基础材料、衬垫材料、覆盖材料和如此层叠的发热组合物中的至少一种上或其至少一部分上提供网状聚合物。这通过通常的加工技术来进行,如熔吹、印刷、涂覆等。按照这些方法,本发明发热组合物的层叠体可更牢固地固定在基础材料和/或衬垫材料和/或覆盖材料上。另外,在其中聚合物具有粘合性的情况下,基础材料和/或衬垫材料和/或发热组合物和/或覆盖材料通过粘合力粘附在一起。
在第三步骤B中,将选自铁粉、碳组分、辐射远红外线的陶瓷粉、辐射远红外线的纤维状材料、有机硅化合物、吸水剂、粘结剂、增稠剂、赋形剂、凝结剂、可溶性粘合剂材料和吸水性聚合物中的至少一种层叠或扩散在基础材料、衬垫材料或覆盖材料上。
在第四步骤中,覆盖呈薄膜或片材形态的衬垫材料和覆盖材料,以将本发明的发热组合物的层叠体覆盖并密封。这里使用的衬垫材料和覆盖材料与针对本发明的发热体所述的那些相同。在这种情况下,优选基础材料和/或衬垫材料和/或覆盖材料通过在发热组合物的层叠体的周边上粘结、热粘合或热熔进行密封。
基础材料、衬垫材料和覆盖材料中的至少一种或其一种、或一部分具有透气性或透水性。
在第五步骤中,通过用压辊或类似物对层叠体进行加压、平面化或类似方法而对发热组合物的层叠体的形状进行调整。即,用加压辊或类似物对发热组合物的层叠体施加所需的压力以调整形状,从而改进形状保持性能。
特别地,用于将发热材料制成片状的方法没有特别限制,只要其为可将发热材料制成片状的方法,例如使用单段压辊的辊压装置的方法,其中由单段压辊进行一次或多次辊压,使用多段压辊的辊压装置的方法,其中由多段压辊通过一次辊压操作来进行多次辊压,和类似方法。
在其中由于其组成使得发热材料不能仅通过一次辊压操作形成片状的情况下,或在其中发热片需要改变厚度或需要具有高密度的情况下,加压操作可进行多次,其中可逐步增加压力。
可用压辊进行加压,以通过对发热材料加压来使其粘附成片材形态,并可以将发热片卷绕成筒形以改进贮存稳定性、运载性能和操作性能,且在这种情况下,用压辊对发热片进行的加压和卷绕可重复进行多次,从而调整发热片的密度和空气流入性能。
在第六步骤中,进行脱水如过滤、抽吸脱水、离心脱水、用压辊或类似物进行的加压脱水和类似过程。在某些情况下,在这时或之后,通过加热、吹热空气或冷空气进行蒸发或者抽吸来除去水。
所述生产过程可在惰性气氛如氮、氩和类似物中进行,以防止铁粉与空气中的氧接触而氧化。
在第七步骤中,将层叠体冲成预定形状。冲成预定形状的步骤可通过使层叠体静置来进行,且在这种情况下,在层叠体传送方法上和与之垂直的宽度方向上排列的多件层叠体可被同时冲压,来同时形成大量的发热体,从而可降低成本。
在这种方法中,例如,在其中以30至200m/分钟的速率输送呈卷膜或卷片形态的基础材料,所述基础材料上层叠有发热组合物,且通过将呈卷膜或卷片形态的覆盖材料导向其上面来将覆盖材料覆盖在发热组合物上,从而获得层叠体的情况下,所述层叠体可在其生产时,在以输送速度如30至200m/分钟输送层叠体过程中,通过使用辊压机或类似物冲成任意形状,从而可连续获得本发明的发热体。无需说,可将所述层叠体一次卷绕成筒形,且通过间歇输入来对所述卷筒进行冲压。
在这时,可用压辊进行加压,以通过加压将发热材料粘附在构成包装材料的基础材料上,从而将发热片层叠在基础材料上,并将该层叠片卷绕成卷筒形以改进贮存稳定性、运载性能和操作性能,且在这种情况下,用加压辊对层叠片进行的加压和卷绕可重复多次,从而改进基础材料与发热片之间的粘合性并根据需要调整发热片的密度和空气流入性能。
随后,用辊式切纸机或类似工具将发热片切成对应于目的的预定尺寸和形状,并密封在透气性的包装材料中,并进一步密封在非透气性的包装材料中以防止与空气接触,随后进行销售。
在这种情况下,可以这样的方式达到很大程度的成本下降,即,在宽度方向上的一个位置或两个或更多个位置上对层叠体进行冲压,并在沿所述层叠体的纵向上交错排列的多个位置上连续冲压,从而在短时间内生产出大量的本发明发热体。
将层叠体冲压成覆盖相应于所得到的发热体的目的的任意区域的形状。即,在本发明第三种方法中得到的层叠体冲压成任意形状,并将如此通过冲压得到的本发明发热体无任何特殊限制地用于脚、肩、臀部或类似部位,并可具有任意形状。
在第八步骤中,将发热体插入到两层膜或片材之间,在插入的同时或插入之后,在发热体周边将两层膜或片材密封至超过发热体尺寸的尺寸,并在密封同时或密封之后,将其冲压。
以下参照附图对本发明的实施例进行具体叙述,但本发明不具限于这些实施例。
(实施例1)图1为本发明实施例1的发热体1的剖面图。将未在该图中示出的模具设置在具有长度为85mm、宽度为65mm的尺寸的基础材料3上,将发热组合物2放置在所述模具中,并使用在该图中未示出的刮平板通过通模模塑进行模塑,以将发热组合物2层叠在基础材料3上,其上还覆盖尺寸与基础材料3基本相同的呈薄膜形的覆盖材料4,密封其周边8,密封宽度为7mm,得到发热体1。
通过混合防止水分离的稳定剂与含有金属粉作为主要组分的发热组合物来形成发热组合物2,并将作为金属氯化物的6质量份的氯化钠(NaCl)、50质量份水、作为碳组分的5质量份的活性碳、5质量份的通过100目的木粉(含有50%或更多的尺寸为150μm或更小的颗粒)和0.04质量份的CMC与100质量份的铁粉(DKP,由Dowa TeppunCo.,Ltd生产)混合。
由于使用通过100目的木粉(含有50%或更多的尺寸为150μm或更小的颗粒),所述模塑体的表面更光滑。
作为基础材料3,使用由暴露表面起,层叠使用由金属茂催化剂聚合的聚乙烯的厚度为50μm的聚乙烯膜3A和厚度为200μm的吸水牛皮纸所形成的不透气性吸水薄膜。
作为覆盖材料4,使用由暴露表面起,层叠聚酯无纺布4A(单位重量为30g/m2)、厚度为40μm的聚乙烯多孔膜4D和厚度为50μm的牛皮纸4C所形成的透气性层压膜。符号4G表示热熔粘合剂。所述覆盖材料具有的Lyssy方法透气性为300g/m2·24小时。
在这种情况下,以如下方式进行模塑将发热组合物2层叠在基础材料3上,在其上覆盖上面提供有网状热熔粘合剂4G的覆盖材料4,然后用一对加压辊筒在基础材料3和覆盖材料4上对发热组合物2进行压辊处理,压辊之间的间隙调整为1.5mm,从而得到发热体1。
在制备后立即将发热体1密封在附图中未示出的非透气性的外袋中。
(对比实施例1)以与实施例1相同的方式得到发热体,不同之处是,从实施例1的发热组合物中除去作为防止水分离的稳定剂的CMC,即,CMC的数量改变为0.00质量份。
(对比实施例2)以与实施例1相同的方式得到发热体,不同之处是,在发热组合物中混合1.00质量份的作为防止水分离的稳定剂的CMC。
(对比实施例3)以与对比实施例1相同的组分来形成呈粉末形式的水迁移率值为6(其小于7)的发热组合物,并经小心刮平以与实施例1相同的方式制备出发热体。
测量在实施例1、对比实施例1、对比实施例2和对比实施例3中制备的发热组合物的水迁移率值、分离度和增量粘度,并对所述发热体进行发热试验。发热性能示于图2中,水迁移率值、分离度和增量粘度之间的关系示于表2中。以前述方法来测量水迁移率值、分离度和增量粘度。以如下方式来进行发热试验。将一片厚度为6mm、尺寸为500×500mm的法兰绒布(棉100%)放置在调整为30℃的钢板上,将温度传感器附着于其中心。将尺寸为100×100mm的发热体的中心部分放置在温度传感器上。其上放置厚度为6mm、尺寸为500×500mm的两片法兰绒布(棉100%),并在其上面放置1kg的重物。
通过该试验测量作为发热体的发热性能(发热所达到的温度和发热时间曲线)。在温度为20℃、湿度为65%的控温室中,使用数据收集器来进行对发热达到的温度的测量。
表2防止水分离的稳定剂(CMC)水迁移率值分离度增量粘度(质量份) (cP)实施例1(0.04) 2310100对比实施例1(0.00) 25370对比实施例2(1.00) 0 0 180000对比实施例3(0.00) 6 1 0
由表2和附图2可理解,在实施例1、对比实施例1和对比实施例2中可见水迁移率值的差别,其表明排水性能的区别。在发热性能中,对比实施例2的发热性能明显恶化,这被认为是由于防止水分离的稳定剂的数量和增量粘度所致。
如此构成的本发明的发热体1还可用作食品脱氧剂,并通过与在食品包装材料内的空气(氧)进行反应而发挥除氧的效应,从而长时间地保持优异的食用质量和风味。在如下实施例中也是这样的。
通过使用在测量实施例1和对比实施例1的发热组合物的分离度时收集的发热组合物,以实施例1的上面50%和下面50%及对比实施例1的上面50%和下面50%的组合物,按照实施例1制备发热体,并以与实施例1相同的方式来测量其温度特性。结果示于图3中。
使用实施例1和对比实施例1的发热体来进行变质试验,得到的结果示于图4中。由其可理解,使用防止水分离的稳定剂的实施例1的发热体明显防止了发热持续时间的恶化。这里的变质试验是对变质程度的测量,其中将装入到气密性外袋(透气性为0.9cc/m2·天,且透湿性为0.3g/m2·天)中的发热体在50℃下贮存30天,并将发热体从所述袋中取出来进行发热试验,对试验前和试验后的发热持续时间进行对比。
透湿性为通过Lyssy方法测量的数值(在大气压下、40℃和90%RH条件下),氧渗透性为由Modern Controls,Inc.生产的测量机测量的数值(在大气压、23℃和90%RH的条件下)。
(对比实施例4)以与实施例1相同的方式制备发热体,不同之处是,在发热组合物中混合1.00质量份的作为防止水分离的稳定剂的CMC,随后进行与实施例1相同的试验。这样,温度在36℃维持2小时,不能得到充足的发热性能。
通过使用实施例1所用发热组合物和市售身体取暖器的粉末发热组合物,获得厚度为3mm、长度为100mm和宽度为80mm的发热体。作为透气性内袋,使用市售身体取暖器的内袋,并通过通模模塑将实施例1的发热组合物层叠在内袋的不透气性基础材料上来制备发热体。透气性部分的透气性以Gurley透气性计为4.3秒/100cc。市售身体取暖器的发热组合物难以保持形状,因而通过使用框架来制备发热体,从而制备出与使用实施例1中相同的发热组合物的情况下的相同的尺寸。即,制备出的发热体的尺寸为厚度5mm,长度100mm和宽度80mm。将其短边(长度为80mm的边)的一边固定在板上,其上覆盖两片法兰绒布。随后,由板将它们升起以保持垂直。在短边内20mm的位置上测量身体取暖器的表面温度,对每个身体取暖器得到两个温度测量数据。在对温度保持在40℃或更高的时间内发热体内两个位置之间的温度差别进行对比时,在使用实施例1的发热组合物的情况下,完全未发现发热组合物的偏移,即,温差为2至4℃,但在其中使用市售身体取暖器的粉末发热组合物的情况下,发热组合物向下偏移,在顶端短边的附近不存在发热剂,所产生的温差为40至45℃。
(实施例2)以与实施例1相同的方式,通过使用实施例1中得到的发热组合物来获得图5中所示的发热体1,只是改变基础材料和覆盖材料。
作为基础材料3,使用这样的不透气性层压膜从暴露表面起,其由厚度100μm的聚酯膜形成的释放膜3I、厚度为30μm的粘合剂层3H、厚度为50μm的聚乙烯膜3A、厚度为40μm的聚乙烯树脂3E和吸水棉无纺布的复合层叠无纺布3C形成。
作为覆盖材料4,使用以如下方式制备的层压膜使用具有捏合在其中的含有长石作为主要组分的产生负离子试剂的纤维的聚酯无纺布4A(单位重量为30g/m2)和厚度为40μm的聚乙烯多孔膜4D,从暴露表面起以这一次序,中间夹入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)的网状图案的热熔粘合剂4G,以实现粘合剂层叠,然后顺序附着亲水性的吸水棉无纺布4B和聚乙烯纤维和聚酯纤维的复合无纺布4F。附图中符号4G表示热熔粘合剂。以Lyssy方法计,该覆盖材料具有的透气性为300g/m2·24小时。
在该例中,以如下方式进行模塑将发热组合物2层叠在基础材料3上,在其上提供网状热熔粘合剂4G,在其上覆盖所述覆盖材料4,然后用一对加压辊筒在基础材料3和覆盖材料4上对发热组合物2进行压辊处理,压辊之间的间隙调整为1.5mm,从而得到发热体1。
在制备后立即将发热体1密封在该附图中未示出的非透气性的外袋中。
将两片发热体1分别密封在外袋中,并在经过24小时后,通过破坏所述袋来将它们取出,并附着到人体表面上进行正常使用。发热体的加热温度在约1分钟内增加到约36℃,并在约37至39℃发热达6小时或更长时间。在使用过程中发热体1完全是柔性的,随动于应用区域的膨胀和收缩,且发热组合物2在袋内不移动,在全部表面上提供均匀的发热。
另外,在两个发热体均未见有形状破坏,甚至当它们应用于人体和身体移动时,并且可发现在整个表面上均匀地发热。
(实施例3)图6是本发明实施例3的发热体1的剖面图。所述发热体1以如下方式形成具有与前述实施例中相同组成的发热组合物2具有均匀地扩散在其两个表面上的吸水性聚合物(不含环状酸酐和由共衍生的酸和盐的N-乙烯基乙酰胺聚合物交联产物)7和7A,吸水性聚合物数量为每个表面0.5质量份,将该发热组合物2层叠在薄膜形的基础材料3上,在其上覆盖以薄膜形的覆盖材料4,所述覆盖材料4具有提供在其上的网状热熔粘合剂4G,随后对其周边5通过热封进行密封,密封宽度为7mm。
即,这一实施例的发热体1与实施例1的发热体1呈相同的形状,为长85mm、宽65mm的长方形状。
作为基础材料3,使用通过将厚度为50μm的聚酯无纺布3B(单位重量为30g/m2)层叠在厚度为50μm的聚乙烯膜3A的一个表面上,并在其另一表面上层叠由金属茂催化剂聚合的聚乙烯树脂层3E来形成的材料。作为覆盖材料4,使用通过将厚度为50μm的聚酯无纺布4A层叠在厚度为50μm的多孔聚乙烯膜4D的一个表面上来形成的材料以改进机械强度并获得充足的柔性。符号4G表示热熔粘合剂。覆盖材料4的透湿性以Lyssy方法计调整为300g/m2·24小时。
在该例中,以如下方式进行模塑将发热组合物2层叠在基础材料3上,在其上提供覆盖材料4,然后用一对加压辊筒在基础材料3和覆盖材料4上对发热组合物1进行压辊处理,压辊之间的间隙调整为1.5mm,从而得到发热体1。
在制备后立即将发热体1密封在附图中未示出的非透气性的外袋中。
将发热体1密封在外袋中,并在经过24小时后,通过破坏所述袋来将它取出,并附着到人体表面上进行正常使用。发热体的加热温度在约1分钟内增加到约36℃,并在约37至39℃发热达6小时或更长时间。在使用过程中发热体1完全是柔性的,随动于应用区域的膨胀和收缩,且发热组合物2在袋内不移动,以在全部表面上提供均匀的发热。
另外,在发热体中未见有形状破坏,甚至当它应用于人体和身体移动时,并且可发现在整个表面上均匀地发热。
(对比实施例5)以与实施例3相同的方式制备发热体,不同之处是,使用具有环状酸酐和由共衍生的酸和盐的异丁烯-马来酸酐共聚物来取代在实施例3中使用的吸水性聚合物。
将在实施例2中制备的发热体和在对比实施例5中制备的发热体密封在分别由聚乙烯/双轴拉伸的聚丙烯/硅氧化物/聚对苯二甲酸乙二醇酯的气密性膜形成的外袋中,并在50℃下贮存30天,然后进行这样的溶胀试验,其中检测外袋的溶胀以测量在试验后厚度改变相对于在试验前含有发热体的外袋的比值(即,在试验后的厚度-在试验前的厚度)。
对在实施例2中制备的发热体来说,其为2%,而对对比实施例5中制备的来说,其为12%。在考虑了贮存等时,实施例2的发热体具有高得多的商业价值。
(实施例4)图7为本发明实施例4的发热体1的剖面图。所述发热体1以这样的方式形成,即,将与实施例1中相同组成形成的发热组合物2层叠在由基重为200g/m2的聚酯无纺布形成的衬垫材料5A上,通过熔吹方法在其顶部表面上呈网状提供苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)的粘合剂聚合物6,在其上覆盖由基重为200g/m2的聚酯无纺布形成的衬垫材料5A,然后用一对加压辊筒在衬垫材料5上和衬垫材料5A上对发热组合物进行加压脱水,加压辊筒之间的间隙调整为1.5mm,从而达到互相粘结。然后沿模塑形状对其进行切割,在如此层叠的发热组合物外侧上留有3mm的边缘。
将切下的产物层叠在呈薄膜形态的基础材料3上,并在其上覆盖以其上提供有网状热熔粘合剂4G的覆盖材料4,随后在周边8上以宽度7mm进行加热密封,从而制备出发热体1。
作为基础材料3,使用这样的材料,即其通过将基重为200g/m2的聚酯无纺布3B层叠在厚度为50μm的聚乙烯膜3A的一个表面上、并在其另一表面上层叠由金属茂催化剂聚合的聚乙烯树脂3E来形成。
作为覆盖材料4,使用以如下方式制备的材料,即,将聚酯无纺布4A(基重为200g/m2)层叠在厚度为100μm的穿孔聚乙烯膜4E的一个表面上以改进机械强度并得到足够的柔性。符号4G表示热熔粘合剂。以Lyssy方法计,覆盖材料4的透湿性调整为300g/m2·24小时。
在制备后立即将发热体1密封在附图中未示出的非透气性的外袋中。
将发热体1密封在外袋中,并在经过24小时后,通过打开所述袋来将其取出,并连接到人体表面上进行正常使用。发热体的加热温度在约1分钟内增加到约36℃,并在约37至39℃发热达6小时或更长时间。在使用过程中发热体1完全是柔性的,随应用区域的膨胀和收缩而变化,且发热组合物2在袋内不移动,在全部表面上提供均一的发热。
(实施例5)以与实施例1相同的方式制备发热体1,不同之处是,将发热组合物的配方改变为,对每100质量份的铁粉(DKP,由Dowa TeppunCo.,Ltd生产),作为金属氯化物的6质量份的氯化钠(NaCl)、50质量份的水、作为碳组分的5质量份的活性碳、7质量份的通过100目的木粉和0.09质量份的(以固体含量计)粘合剂含水乳液(含有100质量份(以固体含量计)的丙烯酸聚合物,10质量份(以固体含量计)的赋予粘性的树脂和0.5质量份(以固体含量计)的丙烯酸类增稠剂,作为主要组分)。所述发热组合物具有400cP的增量粘度,水迁移率值为20,分散稳定度为100。
按照与实施例1相同的方式,将发热体1密封在外袋中,并在经过24小时后,通过打破所述袋来将其取出,并连接到人体表面上进行正常使用。发热体的加热温度在约1分钟内增加到约36℃,并在约37至39℃发热达6小时或更长时间。在使用过程中发热体2完全是柔性的,随应用区域的膨胀和收缩而变化,且发热组合物2在袋内不移动,在全部表面上提供均一的发热。
(实施例6)将100质量份的铁粉,4质量份的活性碳,62质量份的氯化钾水溶液(含有7质量份的KCl和55质量份的水),3质量份的通过100目的木粉和0.09质量份的CMC良好混合,以得到发热组合物。这里,增量粘度为500cP,水迁移率值为22,分散稳定度为10。
在通过在厚度为40μm的非透气性聚乙烯膜3A的一个表面上提供含有吸水性聚合物的聚酯无纺布3D(厚度为210μm)形成的基础材料3上,通过通模模塑方法使用刮平板将发热组合物2模塑为在基础材料3的无纺布3D一侧上的厚度为约0.9mm、宽度为5cm和长度为10cm的矩形。通过熔吹方法在顶部表面上提供呈网状的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物系列的粘合剂聚合物6,并在其上覆盖以覆盖材料4。随后,在加压下通过粘结将层叠区域周边密封,并将周围切下以得到如图8和9中所示的在周边8上的密封部分的宽度为7mm的超薄形发热体1。
作为覆盖材料4,使用以如下方式制备的材料将厚度为150μm的尼龙无纺布4A层叠在厚度为100μm的聚乙烯多孔膜4D的外表面上。以Lyssy方法的水分渗透数量计,覆盖材料4的透湿性为400g/m2·24小时。
然后将得到的发热体1密封在外袋中以在外袋中密封。
之后,打开所述外袋来进行发热试验。
作为试验结果,发热体的加热温度在约1分钟内增加到约36℃,并在约37至39℃发热达6小时或更长时间,在全部表面上观察到均一的发热。
(实施例7)该产品使用通过在含有金属粉作为主要组分的发热组合物中混合纤维状物质形成的发热组合物2,并以与实施例1相同的方式制备发热体1,不同之处是,向100质量份的铁粉(DKP,由Dowa TeppunCo.,Ltd生产)中添加6质量份的作为金属氯化物的氯化钠(NaCl),50质量份的水,5质量份的作为碳组分的活性碳,3质量份的作为保水剂的通过18目的木粉,0.04质量份的作为防止水分离的稳定剂的CMC和0.1质量份的作为纤维状物质的纸浆。
在制备后立即将发热体1密封在附图中未示出的非透气性的外袋中。
当以与实施例1相同方式进行试验时,其加热温度在约1分钟内增加到约36℃,并在约37至39℃发热达6小时或更长时间。在使用过程中发热体完全是柔性的,随应用区域的膨胀和收缩而变化,且发热组合物2在袋内不移动,在全部表面上提供均一的发热。
另外,发热体未见有形状破坏,甚至当它们应用于人体并且身体移动时,并且可发现在全部表面上均匀地发热。
(实施例8)
以与实施例1相同方式制备发热体1,不同之处是,向100质量份的铁粉(DKP,由Dowa Teppun Co.,Ltd生产)中添加6质量份的作为金属氯化物的氯化钠(NaCl),50质量份的水,5质量份的作为碳组分的活性碳,5质量份的作为保水剂的通过100目的木粉,0.09质量份的作为防止水分离的稳定剂的CMC和0.5质量份的作为纤维状物质的卷装卫生纸。
按照与实施例1相同的方式,将发热体1密封在外袋中,并在经过24小时后,通过打开所述袋来将它取出,并附着到人体表面上进行正常使用。发热体的加热温度在约1分钟内增加到约38℃,并在约38至41℃发热达7.5小时或更长时间。在使用过程中发热体完全是柔性的,随应用区域的膨胀和收缩而变化,且发热组合物在袋内不移动,在全部表面上提供均一的发热。
图10所示为使用刮平板29的通模模塑方法的实施例。即,宽度为130mm的呈卷膜形的基础材料3以预定速度在方块24和磁体26之间水平输送,它们以这样的方式排布,即,提供用于模塑的模具26,其厚度为1mm并在模具中心具有预定形状的模具空腔26a,方块24设置在其上表面上,并将磁体27设置在其下表面上。在由模具26的上表面经方块24中的孔25向模具空腔26a中加入本发明的呈冻果子露(sherbet)形态的发热组合物2时,发热组合物2被设置在输送方向前面的刮平板29刮平至与模具26的表面平齐,同时被加入到模具空腔26a中,从而在基础材料3上以1mm厚度模塑成所需形状。之后,将模具26脱模以得到层叠在基础材料3上的模塑体。
在附图中未示出,通过熔吹方法在模塑体上提供呈网状的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)系列的粘合剂聚合物,在其上覆盖覆盖材料,并通过加热密封将模塑体区域的周边进行密封,接着切割成所需形状,从而得到具有所需形状的发热体。另外,将如此切割的本发明的发热体输送到包装步骤以密封在具有气密性的外袋中.使用加压和刮平板取代刮平板可进行相同的模塑。图11所示为刮平板,图12所示为加压和刮平板。在图12中的数字30表示加压和刮平板。
图13所示为用于优选生产本发明发热体的生产装置9,如图所示,生产装置9由用于模塑本发明发热组合物的鼓状模塑装置(drummolding device)10、用于通过辊压调整在鼓状模塑装置10得到的呈鳞片状或片状的发热组合物厚度的辊压装置11、模口辊21和21a和用于切割的模口切辊22和22a构成。在该例中,使用在实施例1中所用发热组合物来作为发热组合物。
鼓状模塑装置10装有在位于生产装置9的上游(图中右上)的漏斗13内的螺杆14。
辊压装置11具有在模塑装置10之下在带式输送机16的传送方向上的压辊17和17a,从而将带式输送机16垂直夹在中间。
驱动装置12为用于带式输送机16和压辊17和17a的驱动动力源。另外,提供拉辊18,并在带式输送机16的一侧提供辊筒18a用于对基础材料加压。
附图中数字15和15a表示带式输送机16的支撑辊。尽管未在附图中示出,但带式输送机16和压辊17和17a可在释放模口辊21和21a及模口切辊22和22a之后,通过开关的操作被反向驱动。
具有这种结构的辊压装置11的辊压方法包括使用重复辊压的单段辊压方法和多段辊压方法,其在后面将叙述。
参照图13对制备呈片材形(发热片)的发热体的方法进行叙述。
将卷绕成筒形的基础材料3由加料辊19加入,并将实施例1的发热组合物2放置在漏斗13中。旋转螺杆14,通过通模模塑,组合物2由漏斗13经鼓状模塑装置16,模制到带式输送机16上的作为基础材料3的吸水膜的中心部分上,成为呈鳞片状或片状的模塑体23,尺寸为110mm×70mm,间隔为20mm。另外,在于带式输送机16上以方向(A)输送的过程中,将如此模塑的发热组合物2由卷形覆盖材料4提供的覆盖材料4进行覆盖,所述覆盖材料由通过熔吹机20在160℃的温度下在其全部表面上涂覆5g/m2的热熔粘合剂(JM6041,商标名,由Nippon Fular Co.,Ltd.制备)的多孔膜形成,从而使发热组合物2与热熔粘合剂(JM6041,商标名,由Nippon FularCo.,Ltd.制备)层6接触,然后用压辊17和17a辊压,并由用于密封的模口辊21和21a在基础材料3和覆盖材料4的周边上密封至130mm×80mm的尺寸,接着,用模口切辊22和22a进行切割,从而得到发热体。可将熔吹机20改变为熔吹机20a,从而使热熔粘合剂层6与发热组合物或基础材料3的层叠产物接触。
在该例中,基础材料3由宽度为130mm的具有伸缩性的五层膜形成。即,将单位重量为40g/m2的聚酯非纺丝无纺布层叠在厚度为38μm的聚酯释放膜上,在其中间夹入单位重量为150g/m2的热熔粘合剂层,在加热条件下将由在单位重量为30g/m2的聚酯非纺丝无纺布中含有数量为25g/m2的吸水性聚合物形成的吸水膜粘附在中间夹入厚度为30μm的具有橡胶弹性的聚乙烯膜(由金属茂催化剂形成的聚合物)的三层膜的聚酯非纺丝无纺布侧,从而提供五层膜。
另一方面,所述覆盖材料4由宽度为130mm的具有伸缩性的三层膜形成。即,通过熔吹机在160℃的温度下在单位重量为50g/m2的多孔膜上形成单位重量为5g/m2的热熔粘合剂层,并将单位重量为30g/m2的非纺丝无纺布层叠在热熔粘合剂层上来形成三层膜。
所述覆盖材料4具有的透湿性以ASTM方法(E-96-80D方法)的水分渗透数量计为350g/m2·24小时。
作为发热组合物2,使用如下物质。
通过在含有金属粉作为主要组分的发热组合物中混合纤维状物质来形成发热组合物2,并且在这一实施例中使用的发热组合物2通过混合如下组分来形成6质量份的作为金属氯化物的氯化钠(NaCl),50质量份的水,5质量份的作为碳组分的活性碳,5质量份的通过100目的木粉和0.05质量份的作为防止水分离的稳定剂的CMC,和100质量份的铁粉(DKP,由Dowa Teppun Co.,Ltd生产)。
通过发热组合物的稳定分散,通过通模模塑,可在基础材料3的吸水膜的中心部分上进行发热组合物的稳定的层叠,从而可以高准确性地控制层叠区域,并可将膜厚度均一地控制在很小的厚度。另外,由于基础材料3的吸水膜与发热组合物2之间的粘合力而防止了发热组合物2在袋内移动。发热组合物层2的厚度可制成很小,从而可将发热体制成超薄形。
在这一实施例中,呈卷膜形的宽度为130mm的吸水性基础材料3以20mm/分钟的速度水平输送,并且发热组合物2通过模具以约1.0mm的厚度模塑在其上表面上。在通模模塑后,立即在160℃的温度下通过熔吹方法在吸水性覆盖材料4的多孔膜的全部表面上涂覆5g/m2的热熔粘合剂,同时,以使热熔粘合剂层6与发热组合物接触的方式在发热组合物上覆盖以覆盖材料4,随后,用热熔粘合剂层密封其周边,从而制备出厚度为约0.94mm的超薄形发热体。将其中使用一对辊压装置通过一次辊压使本发明的发热组合物的组合物和组分形成所需厚度的发热片的辊压方法称为单段压辊方法。
无须说,在其中通过一次辊压不能获得具有所需厚度的发热片的情况下,或在其中需要改变厚度或需要高密度的情况下,在用模口切辊进行切割之前,反向驱动带式输送机16和压辊17和17a,从而夹在基础材料和覆盖材料之间的呈片形的发热组合物2被输送,并被压辊17和17a再次辊压。
另外,还可重复该加工步骤来制备具有各种密度和厚度的片。如此再次辊压过的呈片形的发热体再用模口切辊22和22a切割。
将如此切割过的发热体输送到包装步骤,并密封在附图中未示出气密性的外袋中。
以下省去重复操作来叙述连续制备具有预定厚度的功能片的多段压辊方法。其主要结构与单段压辊方法相同,但在多段压辊方法的情况下,与单段压辊方法不同的是,在带式输送机16上排列多个压辊,从而在相当短的时间内完成片材生产方法,以提供明显改进生产率的优点。当然,在本发明中可采用这两种方法的任一种。
在其中使用透水性带如具有孔和类似物的带来作为带式输送机的输送带,且使用透水性衬垫材料(如聚丙烯无纺布)来替代基础材料和覆盖材料的情况下,在用压辊进行加压时可进行加压脱水,从而提供在加热状态的发热体。通过切割得到的片形发热体,或在切割前呈条带形的发热体可层叠在非吸水性基础材料上,然后覆盖以非吸水性的覆盖材料,随后对其周边进行密封,来制备发热体。
在辊压装置11中,含有基础材料3和覆盖材料4的包装材料也可用作密封发热组合物的密封装置。
发热组合物2的过量水含量用水迁移率值来控制,并且在基础材料3上通过模具进行模塑后通过基础材料3逐渐对其进行吸收,并在其上覆盖以覆盖材料4。然而,从在基础材料3上对发热组合物2进行通模模塑至密封在外袋中的过程时间极小,因而,基本不存在其中发热组合物2的过量水含量被基础材料3吸收至引起发热反应的程度的情况。
因而,在生产过程中基本上没有引起发热组合物的发热反应的可能性,并且,基本上没有由于发热反应造成损失和发热组合物质量恶化的可能性。另外,基本上没有发热组合物在从混合发热组合物至在基础材料3上通模模塑的加工步骤中固化的可能性,从而可防止各种问题,如由于固化使收率减少,操作终止,操作时间限制,清洁生产装置时的困难和危险,频繁清洁生产装置,处理固化产物的困难,等等。
在于外袋中密封后,在经过24小时后,通过打开所述袋来将其取出,并附着到人体表面上进行正常使用。发热体的加热温度在约1至2分钟内增加到约36℃,并在约37至39℃发热达6小时或更长时间。在使用过程中,发热组合物层在袋内不移动,从而在全部表面上提供均一的发热。
本发明发热体的另一种实施例通过在长度为130mm、宽度为80mm的矩形平袋体(包装材料)中密封发热层2来形成,所述袋体由具有气密性的基础材料3和具有透气性的覆盖材料4形成。再有,在基础材料3的暴露表面上形成单位重量为150g/m2的粘合剂层3H,且在这种情况下,粘合剂层3H的暴露表面覆盖以聚酯释放膜3I。
图15为表示用于片形发热组合物2的密封装置的侧面剖面图。为了用基础材料3和覆盖材料4对呈片形的发热组合物2进行密封,在进行模具切割处理之前,将夹入基础材料3和由无纺布形成的覆盖材料4之间的发热组合物2的一端层叠在放置在沿方向(B)驱动的带式输送机16b上的基础材料3上,并覆盖以覆盖材料4,并用加热辊21和21a在其周边上进行加热和密封,随后切割密封部分,从而制备出所需尺寸的功能产品。在其中使用粘合剂作为密封手段的情况下,可用加压辊或加热和加压辊来取代加热辊。
在其中使用透水性条带,如具有孔和类似物的条带作为带式输送机的输送带的情况下,使用透水性衬垫材料(如聚丙烯无纺布)来取代基础材料和覆盖材料,并可在用压辊进行加压时进行加压脱水,从而提供呈加热状态的发热体,随后用非水吸收性基础材料和覆盖材料密封所述发热体来形成发热体,使用图15中所示装置取代图13中的模口切辊22和22a或模口切辊22和22a和密封装置11a。
另外,替代在实施例1中进行的方法,即通过熔吹方法在覆盖材料的多孔膜的全部表面上预先涂覆热熔粘合剂,以保证透气性,将覆盖材料覆盖在发热组合物2上以使热熔粘合剂层与之接触,可采用这样的方法,其中通过熔吹方法将热熔粘合剂涂覆在发热组合物和与实施例1相同方式形成的基础材料上,并在其上覆盖以覆盖材料以使多孔膜侧与热熔粘合剂接触。
替代通过熔吹方法将热熔粘合剂涂覆在覆盖材料的多孔膜的全部表面上的方法,可采用这样的方法,其中通过照相凹版印刷将异戊二烯粘合剂转移到覆盖材料的多孔膜的周边表面上,并用异戊二烯粘合剂将基础材料和覆盖材料密封。
还可以以如下方式来得到发热体。通过已知方法在基础材料吸水膜的全部表面上形成厚度为50μm的丙烯酸粘合剂层。输送卷绕成筒状的基础材料,同时,通过已知磁力转移方法将发热组合物磁力转移到丙烯酸粘合剂层的中心部分,即发热组合物附着于磁体片。另外,以规则的时间间隔用另一磁板将发热组合物磁力转移到基础材料上,并在其上即在基础材料和发热组合物上,以覆盖材料的多孔膜与发热组合物接触的方式覆盖所述覆盖材料。通过经过咬合夹辊,用丙烯酸粘合剂对基础材料和覆盖材料的周边进行密封,并切割成预定尺寸,从而得到发热体。
在使用粘合剂对发热体周边即基础材料和覆盖材料周边进行密封的情况下,可呈线形以预定间隔对其在60℃进行部分热处理,由此基础材料和覆盖材料的密封进一步得以保证而难以剥离,具有改进的可靠性。
权利要求
1.一种发热组合物,包含作为主要组分的在与氧反应时产生热量的发热物质,碳组分,氧化促进剂和水,其特征在于,所述组合物还含有防止水分离的稳定剂,其比例为0.001至0.25质量份/100质量份发热物质,并且具有的水迁移率值为7至40,分离度为0至30。
2.如权利要求1的发热组合物,其特征在于,将选自保水剂、表面活性剂、消泡剂、pH控制剂、憎水聚合物、热电物质、辐射远红外线的物质、产生负离子的物质、氢形成抑制剂、抗氧化剂、聚集剂、纤维状材料、肥料组分和发热助剂中的至少一种与发热组合物混合。
3.如权利要求2的发热组合物,其特征在于所述保水剂含有有机保水剂,且颗粒直径为1000μm或更小的颗粒占所述保水剂的至少50质量%或更多。
4.如权利要求1至3任一项的发热组合物,其特征在于增量粘度(在20℃温度下)小于1000cP。
5.如权利要求4的发热组合物,其特征在于使选自粘结剂、增稠剂、赋形剂、聚集剂、可溶性粘合剂材料、吸水性聚合物中的至少一种与发热组合物混合。
6.如权利要求5的发热组合物,其特征在于所述吸水性聚合物不含环状酸酐、由其衍生的酸和其盐。
7.一种发热体,其特征在于将如权利要求1所述的发热组合物装在在其至少一部分上具有透气性的包装袋中。
8.如权利要求7的发热体,其特征在于所述包装袋含有呈膜形、片形或无纺布形的基础材料,以及呈膜形、片形或无纺布形的覆盖材料,所述基础材料和覆盖材料中的至少一种或至少一部分具有透气性。
9.一种发热体,其特征在于将如权利要求1所述的发热组合物层叠在呈膜形、片形或无纺布形的衬垫材料上,且其上任选还层叠另一衬垫材料,所述衬垫材料的至少之一或至少一部分具有透气性。
10.如权利要求9的发热体,其特征在于所述发热体的发热组合物的至少一部分呈脱水状态,以使得能够通过选自下列的至少一种途径来在空气中显著地产生热量通过压缩、减压、压缩和减压等进行的加力排水,通过静置进行的水分辐射,和用如吸水性基础材料、吸水剂、吸水材料或类似物的材料进行的吸水。
11.如权利要求10的发热体,将所述发热体装在在其至少一部分上具有透气性的包装袋中。
12.如权利要求8或9的发热体,其特征在于所述发热组合物的一部分水份由所述包装袋、基础材料、覆盖材料和衬垫材料中的至少一种或至少一部分吸收和/或保持。
13.如权利要求12的发热体,其特征在于将选自铁粉、碳组分、纤维材料、粘结剂、增稠剂、赋形剂、聚集剂、可溶性粘合物质、远红外辐射物质、产生负离子的物质、热电物质、有机硅化合物、吸水剂、吸水性聚合物和防止水分离的稳定剂中的至少一种层叠、扩散或涂覆在发热组合物的一个表面或两个表面上。
14.如权利要求13的发热体,其特征在于所述吸水性聚合物不含有环状酸酐、由其衍生的酸和它们的盐。
15.如权利要求12的发热体,其特征在于选自覆盖材料、发热组合物和层叠或扩散在所述发热组合物上的材料中的至少一种的一部分或全部表面覆盖有透气性的聚合物。
16.如权利要求15的发热体,其特征在于至少在发热组合物的周边,通过对全部周边或其一部分进行粘合、粘结或热熔来密封包装袋的基础材料和覆盖材料。
17.如权利要求16所述的发热体,其特征在于基础材料、覆盖材料和衬垫材料中的至少一种或至少一部分由呈膜形、片形或无纺布形的具有吸水性的吸水材料形成。
18.如权利要求17所述的发热体,其特征在于在与发热组合物接触的基础材料和/或覆盖材料和/或衬垫材料的至少一个接触部分或一部分接触部分上,提供含有吸水材料或吸水剂的吸水层。
19.如权利要求18所述的发热体,其特征在于基础材料、覆盖材料和衬垫材料的具有吸水能力的部分和吸水层具有1g/m2或更大的吸水能力。
20.如权利要求19所述的发热体,其特征在于基础材料、覆盖材料和衬垫材料中的至少一种具有延展性。
21.如权利要求20所述的发热体,其特征在于基础材料、覆盖材料和衬垫材料中的至少一种或至少一部分上层叠、涂覆或含有远红外辐射物质、产生负离子的物质和热电物质中的至少一种。
22.如权利要求21所述的发热体,其特征在于在发热组合物的全部表面或其表面层的一部分上形成不平坦性。
23.如权利要求22所述的发热体,其特征在于在发热组合物层的部分或全部表面上或其上层压了发热组合物的材料的部分或全部表面上形成不平坦性。
24.如权利要求12所述的发热体,其特征在于在基础材料和覆盖材料之一的外露表面或其一部分上层压粘合剂层或凝胶层。
25.如权利要求24所述的发热体,其特征在于所述粘合剂层或凝胶层是含有热敷药的热敷层,或其中含有或载有透皮吸收药的含药层。
26.如权利要求25所述的发热体,其特征在于,如权利要求1所述的发热组合物以预定形态提供在选自基础材料、衬垫材料和覆盖材料中的至少一种上,然后制成装填到其至少一部分上具有透气性的包装袋中的形态,从而无论相对于外压而言包装袋内压力如何,在发热态的发热组合物保持在预定的位置,在所述发热体应用于应用位置时,所述袋保持为平片形,且与发热前相比,发热组合物的偏移为10%或更小。
27.一种制备发热体的方法,其特征在于,在呈膜形、片形或无纺布形的基础材料上的至少一个预定区域上,模制例如层压如权利要求1所述的发热组合物;覆盖呈膜形、片形或无纺布形的覆盖材料以覆盖和装载所述发热组合物;和赋予所述基础材料和覆盖材料的至少一种或至少一部分以透气性。
28.一种制备发热体的方法,其特征在于,在呈膜形、片形或无纺布形的基础材料上层压如权利要求1所述的发热组合物后,在发热组合物的层压体的一个表面或两个表面上层压、扩散或涂覆选自铁粉、碳组分、纤维材料、粘结剂、增稠剂、赋形剂、聚集剂、可溶性粘合剂材料、远红外辐射物质、产生负离子的物质、热电物质、有机硅化合物、吸水剂、吸水性材料、吸水性聚合物、保水剂和分散稳定剂中的至少一种;覆盖呈膜形、片形或无纺布形的覆盖材料,以覆盖和装载所述发热组合物和如此层压、扩散或涂覆的那些物质的层压体;和赋予所述基础材料和覆盖材料的至少一种或至少一部分以透气性。
29.一种制备发热体的方法,其特征在于,将如权利要求1所述的发热组合物层压在呈膜形、片形或无纺布形的基础材料上;在其上覆盖呈膜形、片形或无纺布形的覆盖材料;用选自基础材料、层压材料和覆盖材料中的至少一种,或在其一部分上的透气性聚合物粘合所述基础材料和覆盖材料;将所得到的层压材料冲成任意形状;并赋予基础材料和覆盖材料中的至少一种或至少一部分以透气性。
30.一种制备发热体的方法,其特征在于,将如权利要求1所述的发热组合物层压在水可渗透的材料上;用水可渗透的材料覆盖所述层压的材料;通过抽吸、离心、压缩、减压、干燥或压缩和减压来进行物理强制排水,以形成层压体,并且任选将其层压以形成层压体;将所述层压体冲成任意形状,并将所述冲出的层压体放置在基础材料上,或将层压体未经冲压即放置在基础材料上;在其上覆盖呈膜形、片形或无纺布形的覆盖材料;通过选自粘结、粘合和热熔中的至少一种方法,在层压体周边上至少密封基础材料、覆盖材料和水可渗透材料中的基础材料和覆盖材料;并在层压体未冲压成任意形状的情况下,将所述层压体冲压成任意形状;和赋予基础材料和覆盖材料中的至少一种或至少一部分以透气性。
31.如权利要求30所述的制备发热体的方法,其特征在于,基础材料、覆盖材料和衬垫材料的至少一种或至少一部分层压、扩散或含有远红外辐射物质、产生负离子的物质和热电物质中的至少一种。
32.如权利要求30或31所述的制备发热体的方法,其特征在于,将所述发热体插入不透气的膜或片材之间;在插入的同时或在插入之后,在所述发热体的周边密封所述膜或片材,使其尺寸超过所述发热体的尺寸,并在密封同时或密封之后,冲压所得到的组合体,或者在插入的同时或插入之后,将两片膜或片材冲压成超过发热体尺寸的尺寸,并在冲压的同时或在冲压之后,在发热体的周边密封所述膜或片材,使其尺寸超过发热体的尺寸。
全文摘要
本发明涉及具有耐受连续模塑的分散稳定性的发热组合物,其具有优异的排水性能,优异的发热性能,优异的模塑性能和优异的形状保持性能,不变粘,并涉及使用所述发热组合物的发热体和制备发热体的方法。它含有作为主要组分的在与氧反应时产生热量的发热物质,碳组分,氧化促进剂和水,其特征在于,所述组合物还含有防止水分离的稳定剂,其比例为每100质量份发热组合物0.001至0.25质量份,并且具有7至40的水迁移率值和0至30的分离度。
文档编号C09K5/18GK1491271SQ02804725
公开日2004年4月21日 申请日期2002年10月25日 优先权日2001年10月25日
发明者臼井薰, 相田道雄, 酒卷由和, 中村正人, 木村久雄, 百百寿浩, 人, 和, 浩, 雄 申请人:麦考尔株式会社