吸熱剤及び吸熱パック
【課題】 水と反応して吸熱する吸熱物質と、結晶水を多量に含有する多水物質とを、高温環境下でも粉体状に維持できる吸熱剤及びその吸熱剤を使用した吸熱パックを提供する。
【解決手段】 吸熱パック１は、水と反応して吸熱する吸熱物質６が収容される袋体Ａ２と、結晶水を多量に含有する多水物質７が収容される袋体Ｂ３と、袋体Ａ２と袋体Ｂ３とを開閉可能に隔離する仕切り部４と、を有する。使用時に仕切り部４を開いて袋体Ａ２の内部と袋体Ｂ３の内部とを連通させ、吸熱物質６と多水物質７とを混合して吸熱反応を生じさせる。多水物質７は、硫酸ナトリウム１０水和物と硫酸マグネシウム７水和物とを１：９〜４：６の重量比で混合した物質であり、液化する温度が５０℃以上である。
【解決手段】 吸熱パック１は、水と反応して吸熱する吸熱物質６が収容される袋体Ａ２と、結晶水を多量に含有する多水物質７が収容される袋体Ｂ３と、袋体Ａ２と袋体Ｂ３とを開閉可能に隔離する仕切り部４と、を有する。使用時に仕切り部４を開いて袋体Ａ２の内部と袋体Ｂ３の内部とを連通させ、吸熱物質６と多水物質７とを混合して吸熱反応を生じさせる。多水物質７は、硫酸ナトリウム１０水和物と硫酸マグネシウム７水和物とを１：９〜４：６の重量比で混合した物質であり、液化する温度が５０℃以上である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水と反応して吸熱反応を起こす物質を使用して冷熱を発生させる吸熱剤及びそのような吸熱剤を使用した吸熱パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
水と反応して吸熱反応を起こす物質としては、硝酸アンモニウムや尿素などが知られている。このような吸熱剤を使用して冷熱を発生させる吸熱パックは、発熱時や歯痛、打撲時などの患部冷却用や、高温下でのレジャーやスポーツに広く使用されている。
【０００３】
このような物質に水を供給する手段としては、硝酸アンモニウム等を収容した袋体内に水が入った内袋を収容し、使用時に内袋を破裂させて内部の水を硝酸アンモニウムと反応させるものがある（例えば、特許文献１参照）。このタイプのものは、水が入った内袋を破裂させる際に、幼児や老齢者では十分な力を与えられず、内袋を破裂させるのが困難な場合がある。また、輸送時や保管時に内袋に外圧が加わって不用意に破裂してしまうことも懸念される。
【０００４】
そこで、水袋の替わりに結晶水を含有した無機塩を使用するものも開示されている（例えば、特許文献２、３参照）。このような無機塩としては、芒硝（硫酸ナトリウム１０水和物）が代表的である。このタイプのものは、吸熱物質と、結晶水を含有した無機塩とを各々袋体等に封入して隔離しておき、使用時に両者を混合して吸熱反応を起こさせる。しかし、芒硝は、４０℃以上になると、水和物としての結晶（Ｎａ２ＳＯ４・１０Ｈ２Ｏ）ではなく、硫酸ナトリウムの結晶と水（Ｎａ２ＳＯ４＋１０Ｈ２Ｏ）に変化し、一部が液化してしまうという性質がある。
【０００５】
一方、このような吸熱パックは、場合によっては、温度が４０〜５０℃の環境下で保管されたり輸送されることがある。すると、芒硝を使用した場合には一部が液化し、製品としての見栄えが悪くなってしまう。また、一部が液化したものは、冷却感が十分でないという問題がある。
【０００６】
さらに、航空機を利用しての輸送時には、低圧下に置かれることとなり、袋体が破裂するような事態も起こり得るので、袋体は低圧環境下で十分な耐性を有することが必要である。例えば、高度１０，０００ｍでは外気圧が０．２気圧（飛行機内（貨物室）では０．８気圧）となる。
【０００７】
また、一般的な吸熱パックには、ポリエチレンフィルムやプラスチックシートで作製された袋体が使用されている。このような素材で作製された袋体は、実際に人体に当てる際に、冷気が直接肌に触れて凍傷を起こすことを防止するためや、肌触りを良くするために、タオルなどを巻いて使用する必要がある。さらに、吸熱パックを装着したままにしておく際には、サポーターなどの補助具が必要であった。
【０００８】
【特許文献１】実開昭５６−２６１１５
【特許文献２】特開平０６−６５５６４
【特許文献３】特開平０５−２４７４５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、水と反応して吸熱する吸熱物質と、結晶水を多量に含有する多水物質とを、高温環境下でも粉体状に維持できる吸熱剤及びその吸熱剤を使用した吸熱パック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】
【００１０】
本発明の吸熱剤は、 水と反応して吸熱する吸熱物質と、結晶水を多量に含有する多水物質とを有し、 使用時に前記吸熱物質と前記多水物質とを混合することにより吸熱反応を生じさせる吸熱剤であって、 前記多水物質が液化する温度が５０℃以上であることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、吸熱物質と反応させる水を、水袋体に収容した水ではなく多水物質から得ているので、水袋体を使用した場合のように、使用時に衝撃を加える必要もなく、収納時や輸送時に水袋体が破裂する懸念もない。さらに、多水物質が５０℃まで液化しないので、５０℃程度の高温雰囲気下でも多水物質を粉状のままで保管できる。ここで“液化”とは、多水物質が単独のままで水を生じることをいう。
【００１２】
本発明においては、 前記多水物質が、硫酸ナトリウム１０水和物（芒硝）、硫酸鉄（II）７水和物、硫酸マグネシウム７水和物、硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物、２リン酸ナトリウム１０水和物からなる群より選択された１種類ないし２種類以上であることが好ましい。
【００１３】
本発明においては、 前記多水物質が、以下の物質であることが好ましい：
硫酸ナトリウム１０水和物（芒硝）と硫酸鉄（II）７水和物とからなり、両者の重量比が、硫酸ナトリウム１０水和物：硫酸鉄（II）７水和物＝１：９〜４：６である混合物、
硫酸ナトリウム１０水和物（芒硝）と硫酸マグネシウム７水和物とからなり、両者の重量比が、硫酸ナトリウム１０水和物：硫酸マグネシウム７水和物＝１：９〜４：６である混合物、
硫酸鉄（II）７水和物と硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物とからなり、両者の重量比が、硫酸鉄（II）７水和物：硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物＝１：９〜９：１である混合物、
硫酸マグネシウム７水和物と硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物とからなり、両者の重量比が、硫酸マグネシウム７水和物：硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物＝１：９〜９：１である混合物。
硫酸マグネシウム７水和物と２リン酸ナトリウム１０水和物とからなり、両者の重量比が、硫酸マグネシウム７水和物：２リン酸ナトリウム１０水和物＝１：９〜９：１である混合物。
【００１４】
ここで、「からなり」とは「のみからなり」という意味ではなく、実質的な主成分が両物質であるという意味である。液化温度を下げない範囲で、他の成分が混在していてもよい。
【００１５】
多水物質としては、硫酸ナトリウム１０水和物（芒硝）が知られているが、この硫酸ナトリウム１０水和物は、４０〜５０℃の環境下で結晶水が分離して液化するという現象が生じる。液化すると、外観が好ましくなく、輸送や収納時にトラブルが生じるおそれがある。そこで、硫酸ナトリウム１０水和物に、硫酸鉄（II）７水和物や硫酸マグネシウム７水和物を、所定の重量比で加えることにより、液化する現象を防ぐことができる。これは以下の理由によると考えられる。硫酸ナトリウム１０水和物の溶解温度は約３４℃である。しかし、硫酸ナトリウム１０水和物よりも融点の高い多水和物を入れることにより、仮に硫酸ナトリウム１０水和物の結晶水と硫酸ナトリウムが分離し溶解が起きた際にも、混合されている他の多水和物が吸湿することによって、液化する現象を防いでいるものと考えられる。
【００１６】
さらに、硫酸鉄（II）７水和物と硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物とを所定の混合比で混合した混合物や、硫酸鉄（II）７水和物：硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物とを所定の混合比で混合した混合物も、５０℃の環境下で結晶水が分離して液化するという現象が生じない。これは以下の理由によると考えられる。そもそも、硫酸鉄（II）７水和物の融点は６４℃であり、硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物は１７５℃まで水を失わない物質である。そのため、５０℃の環境下においても結晶水が分離することなく、粒状で存在することが可能だと考えられる。
【００１７】
なお、これらの物質の中には、単独で用いても液化しないものがあるが、本発明のように混合して用いることにより、コスト低下はもちろんのこと、尿素や硝酸アンモニウムに代表される、水と反応して吸熱する物質において、反応の際に融点の低下が生じる効果があると考えられる。
【００１８】
本発明においては、 前記水と反応して吸熱する吸熱物質が、硝酸アンモニウム、尿素、又は、塩化アンモニウム、酸性硫酸アンモニウム、リン酸水素２アンモニウム及びヨウ化アンモニウムに代表される無機アンモニウム塩、又は、硝酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硝酸カルシウム及び硝酸尿素に代表される無機塩類であることが好ましい。特には、硝酸アンモニウム又は尿素であることが最も好ましい。
【００１９】
硝酸アンモニウムや尿素は、水と反応して吸熱反応を起こす物質として知られており、一般に販売されているものはコスト低下などの事情によりこれらの混合したものを用いている。これらの物質は、単体では４０〜５０℃の環境下において液化しないので、粉体の形状のまま保管できる。しかし、尿素と硝酸アンモニウムを混合したものは、重量比が１：９〜９：１の割合の場合、４０℃以上で保管すると液状あるいは湿潤化現象が見られる。本発明においては、５０℃以上の温度下での保管を想定しているため、この混合物は使用不可である。なお、硝酸アンモニウムが吸熱反応性が高いため好ましい。
硝酸アンモニウムと水との反応は、以下の式で表される。
ＮＨ４ＮＯ３（固）＋Ｈ２Ｏ＝ＮＨ４ＮＯ・３ａｑ−２５．７ｋＪ
一方、尿素と水との反応は、以下の式で表される。
ＣＯ（ＮＨ２）２（固）＋Ｈ２Ｏ＝ＣＯ（ＮＨ２）・２ａｑ−１５．４ｋＪ
【００２０】
本発明の吸熱剤においては、多水物質の結晶水と多水物質との重量比が０．５：１〜６：５であることが好ましく、より好ましくは、１：１〜５：４、最も好ましくは１：１〜４：３である。０．５：１より低ければ、反応が不完全なままで終了してしまうという問題があり、６：５より高ければ冷熱効果を得られる時間が短くなってしまうという問題がある。
【００２１】
本発明の吸熱パックは、 水と反応して吸熱する吸熱物質が収容されるＡ室と、 結晶水を多量に含有する多水物質が収容されるＢ室と、 前記Ａ室とＢ室とを開閉可能に隔離する仕切り部と、を有し、 使用時に、前記仕切り部を開いて前記Ａ室とＢ室とを連通させ、前記吸熱物質と多水物質とを混合して吸熱反応を生じさせる吸熱パックであって、 前記多水物質が、上記に記載の吸熱剤に使用される物質であることを特徴とする。
【００２２】
本発明の他の態様の吸熱パックは、 水と反応して吸熱する吸熱物質が収容される袋体Ａと、 結晶水を多量に含有する多水物質が収容される袋体Ｂと、 前記袋体Ａと袋体Ｂとを開閉可能に隔離する仕切り部と、を有し、 使用時に、前記仕切り部を開いて前記袋体Ａの内部と前記袋体Ｂの内部とを連通させ、前記吸熱物質と多水物質とを混合して吸熱反応を生じさせる吸熱パックであって、 前記多水物質が、上記に記載の吸熱剤に使用される物質であることを特徴とする。
【００２３】
本発明においては、 前記袋体Ａ及び袋体Ｂの両面又は片面が、不織布の内面に防水層を設けた包材で作製されていることが好ましい。
【００２４】
一般的な吸熱パックには、ポリエチレンフィルムやプラスチックシートで作製された袋体が使用されている。このような素材で作製された袋体は、実際に人体に当てる際に、冷気が直接肌に触れて凍傷を起こすことを防止するためや、肌触りを良くするために、タオルなどを巻いて使用されていた。しかし、本発明によれば、袋体の不織布の側を人体に当てれば、肌触りが良くなるとともに、人体に伝えられる冷気がやや緩和される。
【００２５】
本発明不織布の材質や物性としては、以下のようなものを挙げることができる。
本発明の袋体の不織布の材質は、コットンやパルプ羊毛などの天然繊維、ビスコース（レーヨン）やキュプラなどの再生繊維、または、６−ナイロン、６，６−ナイロンなどのポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸をはじめとする直鎖又は分岐の炭素数２０までのポリエステル類、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類、アクリルなどの合成繊維などを用いることができる。これらは２種類以上の素材のものを複合して使用してもよい。また、不織布の製造方法は、スパンレース法、スパンボンド法などによることができる。
不織布の物性は、目付（秤量）（ｇ／ｍ２）；４０〜７０、厚さ（μｍ）；１７０〜２０００、縦引張強度（Ｎ／５ｃｍ）；３５〜３８０、横引張強度（Ｎ／５ｃｍ）；１３〜１６５、縦引張伸度（％）；８０以下、横引張伸度（％）；１２０以下のものなどを用いることができる。不織布の厚さは、例えば、２００〜５６０μｍである。
【００２６】
また、防水層は、例えば、合成樹脂フィルムをラミネート加工することにより形成することができる。合成樹脂フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、共重合ポリアミド系樹脂、共重合ポリエステル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル系樹脂、エストラマーなど、あるいは、それらの二種類以上の混合樹脂からなる単層フィルムや積層フィルムを用いることができる。
防水層は、不織布の一面に、押出しラミネート加工や加熱貼りあわせ加工などにより形成される。防水層の厚さは、例えば、１０〜１００μｍである。
【００２７】
さらに、仕切り部を開閉可能に隔離する密閉手段としては、密閉できるものであれば制限はないが、例えば、凹凸を用いたファスナー、マジックテープ(登録商標）、両面テープ、凹凸を用いたクリップ、熱シールや超音波シールなどの手段を用いることができる。
【００２８】
本発明においては、 前記袋体Ａ及び袋体Ｂ及の外面に、人体や衣服へ装着可能な粘着部が設けられていることとすれば、吸熱パックを人体や衣服へ貼って使用できる。
【００２９】
粘着部としては、例えば、一般的な使い捨てカイロに使用されているような粘着剤や、マジックテープ（登録商標）、親水性高分子増粘剤から得られる含水親水性ゲル剤などの手段を使用できる。このような粘着剤としては、例えば、アクリル系やホットメルト系の非水性粘着剤や酢酸ビニル系粘着剤、ポリビニルアセタール系粘着剤、塩化ビニル系粘着剤、アクリル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、ポリエチレン系粘着剤、セルロース系粘着剤、クロロプレン（ネオプレン）系粘着剤、ニトリルゴム系粘着剤、スチレンゴム系粘着剤、ポリサルファイド系粘着剤、ブチルゴム系粘着剤又はシリコーンゴム系粘着剤などを使用できる（特願平３−１７５８３８参照）。また、含水親水性ゲル剤としては、ポリアクリル酸ポリアクリル酸塩、セルロール誘導体等の高分子増粘剤などを使用できる（特願２００４−７２４９７参照）。なお、製品として完成させる際には、粘着部の外側に、粘着部を保護するための剥離フィルムを貼り付けておく。
【発明の効果】
【００３０】
以上の説明から明らかなように、本発明の吸熱剤は、水と反応して吸熱する吸熱物質と、結晶水を多量に含有する多水物質とを、高温環境下でも粉体状に維持することができる。吸熱パックにこの吸熱剤を使用することにより、高温環境下での保管や輸送時にも多水物質が液化しないので、製品を外観を損ねずに提供できる。また、袋体の外面が不織布であるので、吸熱パックの肌触りがよくなる。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る吸熱パックを説明する図であり、図１（Ａ）は全体の斜視図、図１（Ｂ）は断面図である。
吸熱パック１は、袋体Ａ２と、袋体Ｂ３と、袋体Ａ２と袋体Ｂ３とを開閉可能に隔離する仕切り部４とを有する。仕切り部４には、開閉可能な密閉手段５が設けられている。仕切り部４には、密閉手段５を開くときに指でつまむツマミのようなものを付けてもよい。袋体Ａ２には、水と反応して吸熱する吸熱物質６が収容されており、袋体Ｂ３には、結晶水を多量に含有する多水物質７が収容されている。使用する際には、仕切り部４の密閉手段５を開いて袋体Ａ２の内部と袋体Ｂ３の内部とを連通させ、吸熱物質６と多水物質７とを混合して吸熱反応を生じさせる。
【００３２】
まず、吸熱物質と多水物質について説明する。
（１）吸熱物質
水と反応して吸熱する吸熱物質としては、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム、酸性硫酸アンモニウム、臭化アンモニウム、リン酸水素２アンモニウム、リン酸水素アンモニウム、ヨウ化アンモニウム、硝酸カルシウム、硝酸尿素、尿素などが挙げられる。今回は、反応性の良好な硝酸アンモニウム（工業用、日本化成社製）を単体で使用した。尿素としては、日産化学社製の工業用のものを使用できる。なお、硝酸アンモニウムの融点は１７０℃、尿素の融点は１３２℃程度であるので、４０〜５０℃の高温環境下でも溶解しない。
【００３３】
（２）多水物質
多水物質とは、結晶水を多量に含有する物質であり、硫酸ナトリウム１０水和物、硫酸鉄（II）７水和物、硫酸マグネシウム７水和物、硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物、２リン酸ナトリウム１０水和物などが挙げられる。
【００３４】
これらの多水物質について、４０〜５０℃の環境下における溶解性を調査した。
（２．１）サンプル
前述の物質を単独又は混合して、以下のサンプルを用意した。
サンプルＮｏ.１：硫酸ナトリウム１０水和物（芒硝、鹿１級、関東化学社製）、
サンプルＮｏ．２：硫酸鉄（II）７水和物（食品添加物、関東化学社製）、
サンプルＮｏ．３：硫酸マグネシウム７水和物（鹿１級、関東化学社製）、
サンプルＮｏ．４：硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物（鹿１級、関東化学社製）、
サンプルＮｏ．５：２リン酸ナトリウム１０水和物（鹿１級、関東化学社製）、
サンプルＮｏ．６：硫酸ナトリウム１０水和物と硫酸鉄（II）７水和物の混合物、
サンプルＮｏ．７：硫酸ナトリウム１０水和物と硫酸マグネシウム７水和物の混合物、
サンプルＮｏ．８：硫酸鉄（II）７水和物と硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物の混合物、
サンプルＮｏ．９：硫酸マグネシウム７水和物と硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物の混合物、
サンプルＮｏ．１０：硫酸マグネシウム７水和物と２リン酸ナトリウム１０水和物の混合物。
【００３５】
（２．２）試験方法
各サンプルを所定量（１０ｇ）秤量し、容量が３０ｃｃのパックスクリュー管瓶（ラボラン（登録商標）、AS ONE社製）に封入した。各瓶を４０℃及び５０℃（湿度４０％）の恒温室に放置し、１２時間後の溶解性を目視で観測した。
【００３６】
（２．３）結果
物質単独での結果を表１に、混合比を変化させた混合物の結果を表２〜６に示す。
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
【表３】
【００３９】
【表４】
【００４０】
【表５】
【００４１】
【表６】
【００４２】
以上の結果から、４０〜５０℃の高温環境下で液化しない物質は以下のものである。
単独物質では、
（１）サンプルＮｏ．２：硫酸鉄（II）７水和物、
（２）サンプルＮｏ．３：硫酸マグネシウム７水和物、
（３）サンプルＮｏ．５：２リン酸ナトリウム１０水和物。
【００４３】
混合物では、
（１）サンプルＮｏ．６：硫酸ナトリウム１０水和物（芒硝）と硫酸鉄（II）７水和物とを、重量比が１：９〜４：６で混合した混合物、
（２）サンプルＮｏ．７：硫酸ナトリウム１０水和物（芒硝）と硫酸マグネシウム７水和物とを、重量比が１：９〜４：６で混合した混合物、
（３）サンプルＮｏ．８：硫酸鉄（II）７水和物と硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物とを、重量比が１：９〜９：１で混合した混合物、
（４）サンプルＮｏ．９：硫酸マグネシウム７水和物と硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物とを、重量比が１：９〜９：１で混合した混合物。
（５）サンプルＮｏ．１０：硫酸マグネシウム７水和物と２リン酸ナトリウム１０水和物とを、重量比が１：９〜９：１で混合したの混合物。
【００４４】
再度、図１を参照して袋体について説明する。
袋体Ａ２及び袋体３は、図１（Ｂ）に示すように、不織布１１の一面に防水層１２を設けた包材１０で作製されている。不織布１１として、非撥水性の不織布（１００％レーヨン、国光製紙社製）を用いた。同不織布の物性は、目付（秤量）（ｇ／ｍ２）；５０、厚さ（μｍ）；４００、縦引張強度（Ｎ／２５ｍｍ）；４１、横引張強度（Ｎ／２５ｍｍ）；９．５、縦引張伸度（％）；２７以下、横引張伸度（％）；１２０以下、である。今回使用した不織布はスパンレース法で作製されている。スパンレース法とは、高圧の水流を柱状に噴射して繊維を絡ませる製法で、柔軟でドレープ性に富み、羽毛立ちのない不織布を製造できる。この方法で製造された不織布は、主にオムツや医療資材、食品用や掃除用の生活資材に使用されている。不織布１１の厚さは、４６０μｍである。
【００４５】
防水層１２としては、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）を用いた。このＰＥＴを、不織布１１の一面に、押出しラミネート法により形成した。防水層１２の厚さは、５０μｍである。
【００４６】
所定の寸法の長方形の包材１０を２枚用意し、両者を防水層１２が内側になるように重ねて周囲をシールし、長手方向の中央に仕切り部４を設けて、２枚の包材１０で形成される袋体Ａ（Ａ室）２と袋体Ｂ（Ｂ室）３とを形成した。仕切り部４には、密閉手段５が設けられており、袋体Ａ２と袋体Ｂ３とを隔離している。密閉手段５としては、図１に示すような凸部５ａと凹部５ｂとからなるファスナー（ＰＰ製又はＬＬ−ＰＰ製、出光ユニテック社製）や、両面テープ（アクリル系接着剤、日東ライフテック社製）を使用できる。
【００４７】
次に、冷却パック１を航空機で輸送する場合を考慮して、密閉手段としてファスナーと両面テープを用いたものを用いて低圧環境下における耐性を調べた。
（１）試験方法
密閉手段５としてファスナーを使用したサンプルと、両面テープを使用したサンプル準備し、各サンプルの袋体Ａに硝酸アンモニウム（重量１００ｇ）を封入し、袋体Ｂに硫酸ナトリウム１０水和物と硫酸マグネシウム７水和物とを２．５：７．５の重量比で混合したもの（重量１００ｇ）を封入した。各サンプルを、ＪＩＳ Ｓ４１００使い捨てカイロの６．２に記載されている密封性試験装置を応用し、真空デシケータ中に金網を置き、その上にサンプル袋体を静置した。さらに真空発生機（日本ピスコ社製）によって減圧し、耐圧能力を目視で観察した。
【００４８】
（２）結果
両サンプルとも、−０．０８〜−０．０８５ＭＰａの圧力下まで、密閉手段が開いて袋体Ａの内部と袋体Ｂの内部とが連通したり、中身が漏れるといった異常は観察されなかった。つまり、ファスナーと両面テープの両方とも、低圧環境下において耐性があることが確認された。なお、−０．０８ＭＰａとは、通常の１気圧＝０．１０１３ＭＰａを基準とし、どの程度減圧されたかを示す数値であるので、数値表記がマイナスとなっている。そこで、０．１０１３ＭＰａから測定された０．０８を引いた際に求められた数値は０．０２１３である。１気圧＝０．１０１３ＭＰａであるので、単位換算すると０．２気圧まで耐性があるといえる。
【００４９】
図２は、本発明の実施の形態に係る吸熱パックの他の例を示す断面図である。
この例の吸熱パック１´は、図１の吸熱パック１の一面（外面）に粘着層１５を設けたものである。粘着層１５としては、アクリル系やホットメルト系の非水性粘着剤などの、従来の貼付式使い捨てカイロなどに使用されているもの方法を用いることができる。なお、製品として完成させる際には、粘着層１５の外側に、同層を保護するための剥離フィルムを貼り付けておく。
このように粘着層１５を設けることにより、吸熱パック１´をサポーターなどの補助具なしで装着できる。
【実施例】
【００５０】
本発明の吸熱パック１の実施例を図１を参照して説明する。
不織布１１（１００％レーヨン、国光製紙社製）の一面に、防水層１２としてポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）を押出しラミネート加工により設けて包材１０を作製した。寸法が２２０ｍｍ×１２０ｍｍの包材１０を、防水層１２が内側になるように重ね、両者の周囲をシールするとともに、長手方向の中央に、密閉手段５として凹凸を用いたファスナーを袋体の中心部に設けた。これにより、密閉手段５で隔離された袋体Ａ２と袋体Ｂ３を形成した。袋体Ａ２の寸法は、１００ｍｍ×１２０ｍｍであり、袋体Ｂ３の寸法は１００ｍｍ×１２０ｍｍである。各袋体のシール幅は１０ｍｍである。
【００５１】
次に、袋体Ａ２に、吸熱物質６として硝酸アンモニウム（工業用、日本化学社製）を１００ｇ封入し、袋体Ｂ３に、多水物質７として硫酸ナトリウム１０水和物（鹿１級、関東化学社製）と硫酸マグネシウム７水和物（鹿１級、関東化学社製）とを重量比４：６で混合した混合物１５０ｇを封入して吸熱パック１を作製した。
【００５２】
次に、密閉手段５を開いて袋体Ａ２の内部と袋体Ｂ３の内部とを連通させて、パック１を振り、吸熱物質６と多水物質７とを混合した。すると、吸熱反応が起き、パック１の表面が冷却され始めた。
【００５３】
図３は、吸熱剤の温度変化を示すグラフである。縦軸は温度、横軸は経過時間を表す。
この例では、容量３００ミリリットルのガラス製ビーカーに所定量の吸熱剤を封入し、その温度を測定した。
なお、比較例として、多水物質７として水（１００ｇ）を用いたものと、硫酸ナトリウム１０水和物（芒硝）（１００ｇ）を用いたものと、についても温度変化を測定した。環境温度は２５±３．０℃とした。グラフ中、硝安と記されているものは、硝酸アンモニウムである。
【００５４】
グラフに示すように、本発明の、多水物質７として硫酸ナトリウム１０水和物と硫酸マグネシウム７水和物の混合物を用いたものは、測定開始後急激に温度が低下し、約８分後に−１２℃程度まで低下した。その後徐々に上昇するが、５０分後にも１２℃程度を保ってた。この温度経過は、多水物質として硫酸ナトリウム１０水和物を用いたものよりもやや劣るが、吸熱パックとして使用するには支障はない。
【００５５】
また、この吸熱パック１は、使用前の状態で４０〜５０℃の高温環境下に２４時間放置しても、吸熱物質６、多水物質７とも粉末状のままであることが確認された。さらに、０．２気圧にも耐えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態に係る吸熱パックを説明する図であり、図１（Ａ）は全体の斜視図、図１（Ｂ）は断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る吸熱パックの他の例を示す断面図である。
【図３】吸熱パックの温度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５７】
１、１´ 吸熱パック ２ 袋体Ａ
３ 袋体Ｂ ４ 仕切り部
５ 密閉手段
１０ 包材 １１ 不織布
１２ 防水層 １５ 粘着層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水と反応して吸熱反応を起こす物質を使用して冷熱を発生させる吸熱剤及びそのような吸熱剤を使用した吸熱パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
水と反応して吸熱反応を起こす物質としては、硝酸アンモニウムや尿素などが知られている。このような吸熱剤を使用して冷熱を発生させる吸熱パックは、発熱時や歯痛、打撲時などの患部冷却用や、高温下でのレジャーやスポーツに広く使用されている。
【０００３】
このような物質に水を供給する手段としては、硝酸アンモニウム等を収容した袋体内に水が入った内袋を収容し、使用時に内袋を破裂させて内部の水を硝酸アンモニウムと反応させるものがある（例えば、特許文献１参照）。このタイプのものは、水が入った内袋を破裂させる際に、幼児や老齢者では十分な力を与えられず、内袋を破裂させるのが困難な場合がある。また、輸送時や保管時に内袋に外圧が加わって不用意に破裂してしまうことも懸念される。
【０００４】
そこで、水袋の替わりに結晶水を含有した無機塩を使用するものも開示されている（例えば、特許文献２、３参照）。このような無機塩としては、芒硝（硫酸ナトリウム１０水和物）が代表的である。このタイプのものは、吸熱物質と、結晶水を含有した無機塩とを各々袋体等に封入して隔離しておき、使用時に両者を混合して吸熱反応を起こさせる。しかし、芒硝は、４０℃以上になると、水和物としての結晶（Ｎａ２ＳＯ４・１０Ｈ２Ｏ）ではなく、硫酸ナトリウムの結晶と水（Ｎａ２ＳＯ４＋１０Ｈ２Ｏ）に変化し、一部が液化してしまうという性質がある。
【０００５】
一方、このような吸熱パックは、場合によっては、温度が４０〜５０℃の環境下で保管されたり輸送されることがある。すると、芒硝を使用した場合には一部が液化し、製品としての見栄えが悪くなってしまう。また、一部が液化したものは、冷却感が十分でないという問題がある。
【０００６】
さらに、航空機を利用しての輸送時には、低圧下に置かれることとなり、袋体が破裂するような事態も起こり得るので、袋体は低圧環境下で十分な耐性を有することが必要である。例えば、高度１０，０００ｍでは外気圧が０．２気圧（飛行機内（貨物室）では０．８気圧）となる。
【０００７】
また、一般的な吸熱パックには、ポリエチレンフィルムやプラスチックシートで作製された袋体が使用されている。このような素材で作製された袋体は、実際に人体に当てる際に、冷気が直接肌に触れて凍傷を起こすことを防止するためや、肌触りを良くするために、タオルなどを巻いて使用する必要がある。さらに、吸熱パックを装着したままにしておく際には、サポーターなどの補助具が必要であった。
【０００８】
【特許文献１】実開昭５６−２６１１５
【特許文献２】特開平０６−６５５６４
【特許文献３】特開平０５−２４７４５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、水と反応して吸熱する吸熱物質と、結晶水を多量に含有する多水物質とを、高温環境下でも粉体状に維持できる吸熱剤及びその吸熱剤を使用した吸熱パック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】
【００１０】
本発明の吸熱剤は、 水と反応して吸熱する吸熱物質と、結晶水を多量に含有する多水物質とを有し、 使用時に前記吸熱物質と前記多水物質とを混合することにより吸熱反応を生じさせる吸熱剤であって、 前記多水物質が液化する温度が５０℃以上であることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、吸熱物質と反応させる水を、水袋体に収容した水ではなく多水物質から得ているので、水袋体を使用した場合のように、使用時に衝撃を加える必要もなく、収納時や輸送時に水袋体が破裂する懸念もない。さらに、多水物質が５０℃まで液化しないので、５０℃程度の高温雰囲気下でも多水物質を粉状のままで保管できる。ここで“液化”とは、多水物質が単独のままで水を生じることをいう。
【００１２】
本発明においては、 前記多水物質が、硫酸ナトリウム１０水和物（芒硝）、硫酸鉄（II）７水和物、硫酸マグネシウム７水和物、硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物、２リン酸ナトリウム１０水和物からなる群より選択された１種類ないし２種類以上であることが好ましい。
【００１３】
本発明においては、 前記多水物質が、以下の物質であることが好ましい：
硫酸ナトリウム１０水和物（芒硝）と硫酸鉄（II）７水和物とからなり、両者の重量比が、硫酸ナトリウム１０水和物：硫酸鉄（II）７水和物＝１：９〜４：６である混合物、
硫酸ナトリウム１０水和物（芒硝）と硫酸マグネシウム７水和物とからなり、両者の重量比が、硫酸ナトリウム１０水和物：硫酸マグネシウム７水和物＝１：９〜４：６である混合物、
硫酸鉄（II）７水和物と硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物とからなり、両者の重量比が、硫酸鉄（II）７水和物：硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物＝１：９〜９：１である混合物、
硫酸マグネシウム７水和物と硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物とからなり、両者の重量比が、硫酸マグネシウム７水和物：硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物＝１：９〜９：１である混合物。
硫酸マグネシウム７水和物と２リン酸ナトリウム１０水和物とからなり、両者の重量比が、硫酸マグネシウム７水和物：２リン酸ナトリウム１０水和物＝１：９〜９：１である混合物。
【００１４】
ここで、「からなり」とは「のみからなり」という意味ではなく、実質的な主成分が両物質であるという意味である。液化温度を下げない範囲で、他の成分が混在していてもよい。
【００１５】
多水物質としては、硫酸ナトリウム１０水和物（芒硝）が知られているが、この硫酸ナトリウム１０水和物は、４０〜５０℃の環境下で結晶水が分離して液化するという現象が生じる。液化すると、外観が好ましくなく、輸送や収納時にトラブルが生じるおそれがある。そこで、硫酸ナトリウム１０水和物に、硫酸鉄（II）７水和物や硫酸マグネシウム７水和物を、所定の重量比で加えることにより、液化する現象を防ぐことができる。これは以下の理由によると考えられる。硫酸ナトリウム１０水和物の溶解温度は約３４℃である。しかし、硫酸ナトリウム１０水和物よりも融点の高い多水和物を入れることにより、仮に硫酸ナトリウム１０水和物の結晶水と硫酸ナトリウムが分離し溶解が起きた際にも、混合されている他の多水和物が吸湿することによって、液化する現象を防いでいるものと考えられる。
【００１６】
さらに、硫酸鉄（II）７水和物と硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物とを所定の混合比で混合した混合物や、硫酸鉄（II）７水和物：硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物とを所定の混合比で混合した混合物も、５０℃の環境下で結晶水が分離して液化するという現象が生じない。これは以下の理由によると考えられる。そもそも、硫酸鉄（II）７水和物の融点は６４℃であり、硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物は１７５℃まで水を失わない物質である。そのため、５０℃の環境下においても結晶水が分離することなく、粒状で存在することが可能だと考えられる。
【００１７】
なお、これらの物質の中には、単独で用いても液化しないものがあるが、本発明のように混合して用いることにより、コスト低下はもちろんのこと、尿素や硝酸アンモニウムに代表される、水と反応して吸熱する物質において、反応の際に融点の低下が生じる効果があると考えられる。
【００１８】
本発明においては、 前記水と反応して吸熱する吸熱物質が、硝酸アンモニウム、尿素、又は、塩化アンモニウム、酸性硫酸アンモニウム、リン酸水素２アンモニウム及びヨウ化アンモニウムに代表される無機アンモニウム塩、又は、硝酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硝酸カルシウム及び硝酸尿素に代表される無機塩類であることが好ましい。特には、硝酸アンモニウム又は尿素であることが最も好ましい。
【００１９】
硝酸アンモニウムや尿素は、水と反応して吸熱反応を起こす物質として知られており、一般に販売されているものはコスト低下などの事情によりこれらの混合したものを用いている。これらの物質は、単体では４０〜５０℃の環境下において液化しないので、粉体の形状のまま保管できる。しかし、尿素と硝酸アンモニウムを混合したものは、重量比が１：９〜９：１の割合の場合、４０℃以上で保管すると液状あるいは湿潤化現象が見られる。本発明においては、５０℃以上の温度下での保管を想定しているため、この混合物は使用不可である。なお、硝酸アンモニウムが吸熱反応性が高いため好ましい。
硝酸アンモニウムと水との反応は、以下の式で表される。
ＮＨ４ＮＯ３（固）＋Ｈ２Ｏ＝ＮＨ４ＮＯ・３ａｑ−２５．７ｋＪ
一方、尿素と水との反応は、以下の式で表される。
ＣＯ（ＮＨ２）２（固）＋Ｈ２Ｏ＝ＣＯ（ＮＨ２）・２ａｑ−１５．４ｋＪ
【００２０】
本発明の吸熱剤においては、多水物質の結晶水と多水物質との重量比が０．５：１〜６：５であることが好ましく、より好ましくは、１：１〜５：４、最も好ましくは１：１〜４：３である。０．５：１より低ければ、反応が不完全なままで終了してしまうという問題があり、６：５より高ければ冷熱効果を得られる時間が短くなってしまうという問題がある。
【００２１】
本発明の吸熱パックは、 水と反応して吸熱する吸熱物質が収容されるＡ室と、 結晶水を多量に含有する多水物質が収容されるＢ室と、 前記Ａ室とＢ室とを開閉可能に隔離する仕切り部と、を有し、 使用時に、前記仕切り部を開いて前記Ａ室とＢ室とを連通させ、前記吸熱物質と多水物質とを混合して吸熱反応を生じさせる吸熱パックであって、 前記多水物質が、上記に記載の吸熱剤に使用される物質であることを特徴とする。
【００２２】
本発明の他の態様の吸熱パックは、 水と反応して吸熱する吸熱物質が収容される袋体Ａと、 結晶水を多量に含有する多水物質が収容される袋体Ｂと、 前記袋体Ａと袋体Ｂとを開閉可能に隔離する仕切り部と、を有し、 使用時に、前記仕切り部を開いて前記袋体Ａの内部と前記袋体Ｂの内部とを連通させ、前記吸熱物質と多水物質とを混合して吸熱反応を生じさせる吸熱パックであって、 前記多水物質が、上記に記載の吸熱剤に使用される物質であることを特徴とする。
【００２３】
本発明においては、 前記袋体Ａ及び袋体Ｂの両面又は片面が、不織布の内面に防水層を設けた包材で作製されていることが好ましい。
【００２４】
一般的な吸熱パックには、ポリエチレンフィルムやプラスチックシートで作製された袋体が使用されている。このような素材で作製された袋体は、実際に人体に当てる際に、冷気が直接肌に触れて凍傷を起こすことを防止するためや、肌触りを良くするために、タオルなどを巻いて使用されていた。しかし、本発明によれば、袋体の不織布の側を人体に当てれば、肌触りが良くなるとともに、人体に伝えられる冷気がやや緩和される。
【００２５】
本発明不織布の材質や物性としては、以下のようなものを挙げることができる。
本発明の袋体の不織布の材質は、コットンやパルプ羊毛などの天然繊維、ビスコース（レーヨン）やキュプラなどの再生繊維、または、６−ナイロン、６，６−ナイロンなどのポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸をはじめとする直鎖又は分岐の炭素数２０までのポリエステル類、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類、アクリルなどの合成繊維などを用いることができる。これらは２種類以上の素材のものを複合して使用してもよい。また、不織布の製造方法は、スパンレース法、スパンボンド法などによることができる。
不織布の物性は、目付（秤量）（ｇ／ｍ２）；４０〜７０、厚さ（μｍ）；１７０〜２０００、縦引張強度（Ｎ／５ｃｍ）；３５〜３８０、横引張強度（Ｎ／５ｃｍ）；１３〜１６５、縦引張伸度（％）；８０以下、横引張伸度（％）；１２０以下のものなどを用いることができる。不織布の厚さは、例えば、２００〜５６０μｍである。
【００２６】
また、防水層は、例えば、合成樹脂フィルムをラミネート加工することにより形成することができる。合成樹脂フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、共重合ポリアミド系樹脂、共重合ポリエステル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル系樹脂、エストラマーなど、あるいは、それらの二種類以上の混合樹脂からなる単層フィルムや積層フィルムを用いることができる。
防水層は、不織布の一面に、押出しラミネート加工や加熱貼りあわせ加工などにより形成される。防水層の厚さは、例えば、１０〜１００μｍである。
【００２７】
さらに、仕切り部を開閉可能に隔離する密閉手段としては、密閉できるものであれば制限はないが、例えば、凹凸を用いたファスナー、マジックテープ(登録商標）、両面テープ、凹凸を用いたクリップ、熱シールや超音波シールなどの手段を用いることができる。
【００２８】
本発明においては、 前記袋体Ａ及び袋体Ｂ及の外面に、人体や衣服へ装着可能な粘着部が設けられていることとすれば、吸熱パックを人体や衣服へ貼って使用できる。
【００２９】
粘着部としては、例えば、一般的な使い捨てカイロに使用されているような粘着剤や、マジックテープ（登録商標）、親水性高分子増粘剤から得られる含水親水性ゲル剤などの手段を使用できる。このような粘着剤としては、例えば、アクリル系やホットメルト系の非水性粘着剤や酢酸ビニル系粘着剤、ポリビニルアセタール系粘着剤、塩化ビニル系粘着剤、アクリル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、ポリエチレン系粘着剤、セルロース系粘着剤、クロロプレン（ネオプレン）系粘着剤、ニトリルゴム系粘着剤、スチレンゴム系粘着剤、ポリサルファイド系粘着剤、ブチルゴム系粘着剤又はシリコーンゴム系粘着剤などを使用できる（特願平３−１７５８３８参照）。また、含水親水性ゲル剤としては、ポリアクリル酸ポリアクリル酸塩、セルロール誘導体等の高分子増粘剤などを使用できる（特願２００４−７２４９７参照）。なお、製品として完成させる際には、粘着部の外側に、粘着部を保護するための剥離フィルムを貼り付けておく。
【発明の効果】
【００３０】
以上の説明から明らかなように、本発明の吸熱剤は、水と反応して吸熱する吸熱物質と、結晶水を多量に含有する多水物質とを、高温環境下でも粉体状に維持することができる。吸熱パックにこの吸熱剤を使用することにより、高温環境下での保管や輸送時にも多水物質が液化しないので、製品を外観を損ねずに提供できる。また、袋体の外面が不織布であるので、吸熱パックの肌触りがよくなる。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る吸熱パックを説明する図であり、図１（Ａ）は全体の斜視図、図１（Ｂ）は断面図である。
吸熱パック１は、袋体Ａ２と、袋体Ｂ３と、袋体Ａ２と袋体Ｂ３とを開閉可能に隔離する仕切り部４とを有する。仕切り部４には、開閉可能な密閉手段５が設けられている。仕切り部４には、密閉手段５を開くときに指でつまむツマミのようなものを付けてもよい。袋体Ａ２には、水と反応して吸熱する吸熱物質６が収容されており、袋体Ｂ３には、結晶水を多量に含有する多水物質７が収容されている。使用する際には、仕切り部４の密閉手段５を開いて袋体Ａ２の内部と袋体Ｂ３の内部とを連通させ、吸熱物質６と多水物質７とを混合して吸熱反応を生じさせる。
【００３２】
まず、吸熱物質と多水物質について説明する。
（１）吸熱物質
水と反応して吸熱する吸熱物質としては、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム、酸性硫酸アンモニウム、臭化アンモニウム、リン酸水素２アンモニウム、リン酸水素アンモニウム、ヨウ化アンモニウム、硝酸カルシウム、硝酸尿素、尿素などが挙げられる。今回は、反応性の良好な硝酸アンモニウム（工業用、日本化成社製）を単体で使用した。尿素としては、日産化学社製の工業用のものを使用できる。なお、硝酸アンモニウムの融点は１７０℃、尿素の融点は１３２℃程度であるので、４０〜５０℃の高温環境下でも溶解しない。
【００３３】
（２）多水物質
多水物質とは、結晶水を多量に含有する物質であり、硫酸ナトリウム１０水和物、硫酸鉄（II）７水和物、硫酸マグネシウム７水和物、硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物、２リン酸ナトリウム１０水和物などが挙げられる。
【００３４】
これらの多水物質について、４０〜５０℃の環境下における溶解性を調査した。
（２．１）サンプル
前述の物質を単独又は混合して、以下のサンプルを用意した。
サンプルＮｏ.１：硫酸ナトリウム１０水和物（芒硝、鹿１級、関東化学社製）、
サンプルＮｏ．２：硫酸鉄（II）７水和物（食品添加物、関東化学社製）、
サンプルＮｏ．３：硫酸マグネシウム７水和物（鹿１級、関東化学社製）、
サンプルＮｏ．４：硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物（鹿１級、関東化学社製）、
サンプルＮｏ．５：２リン酸ナトリウム１０水和物（鹿１級、関東化学社製）、
サンプルＮｏ．６：硫酸ナトリウム１０水和物と硫酸鉄（II）７水和物の混合物、
サンプルＮｏ．７：硫酸ナトリウム１０水和物と硫酸マグネシウム７水和物の混合物、
サンプルＮｏ．８：硫酸鉄（II）７水和物と硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物の混合物、
サンプルＮｏ．９：硫酸マグネシウム７水和物と硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物の混合物、
サンプルＮｏ．１０：硫酸マグネシウム７水和物と２リン酸ナトリウム１０水和物の混合物。
【００３５】
（２．２）試験方法
各サンプルを所定量（１０ｇ）秤量し、容量が３０ｃｃのパックスクリュー管瓶（ラボラン（登録商標）、AS ONE社製）に封入した。各瓶を４０℃及び５０℃（湿度４０％）の恒温室に放置し、１２時間後の溶解性を目視で観測した。
【００３６】
（２．３）結果
物質単独での結果を表１に、混合比を変化させた混合物の結果を表２〜６に示す。
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
【表３】
【００３９】
【表４】
【００４０】
【表５】
【００４１】
【表６】
【００４２】
以上の結果から、４０〜５０℃の高温環境下で液化しない物質は以下のものである。
単独物質では、
（１）サンプルＮｏ．２：硫酸鉄（II）７水和物、
（２）サンプルＮｏ．３：硫酸マグネシウム７水和物、
（３）サンプルＮｏ．５：２リン酸ナトリウム１０水和物。
【００４３】
混合物では、
（１）サンプルＮｏ．６：硫酸ナトリウム１０水和物（芒硝）と硫酸鉄（II）７水和物とを、重量比が１：９〜４：６で混合した混合物、
（２）サンプルＮｏ．７：硫酸ナトリウム１０水和物（芒硝）と硫酸マグネシウム７水和物とを、重量比が１：９〜４：６で混合した混合物、
（３）サンプルＮｏ．８：硫酸鉄（II）７水和物と硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物とを、重量比が１：９〜９：１で混合した混合物、
（４）サンプルＮｏ．９：硫酸マグネシウム７水和物と硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物とを、重量比が１：９〜９：１で混合した混合物。
（５）サンプルＮｏ．１０：硫酸マグネシウム７水和物と２リン酸ナトリウム１０水和物とを、重量比が１：９〜９：１で混合したの混合物。
【００４４】
再度、図１を参照して袋体について説明する。
袋体Ａ２及び袋体３は、図１（Ｂ）に示すように、不織布１１の一面に防水層１２を設けた包材１０で作製されている。不織布１１として、非撥水性の不織布（１００％レーヨン、国光製紙社製）を用いた。同不織布の物性は、目付（秤量）（ｇ／ｍ２）；５０、厚さ（μｍ）；４００、縦引張強度（Ｎ／２５ｍｍ）；４１、横引張強度（Ｎ／２５ｍｍ）；９．５、縦引張伸度（％）；２７以下、横引張伸度（％）；１２０以下、である。今回使用した不織布はスパンレース法で作製されている。スパンレース法とは、高圧の水流を柱状に噴射して繊維を絡ませる製法で、柔軟でドレープ性に富み、羽毛立ちのない不織布を製造できる。この方法で製造された不織布は、主にオムツや医療資材、食品用や掃除用の生活資材に使用されている。不織布１１の厚さは、４６０μｍである。
【００４５】
防水層１２としては、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）を用いた。このＰＥＴを、不織布１１の一面に、押出しラミネート法により形成した。防水層１２の厚さは、５０μｍである。
【００４６】
所定の寸法の長方形の包材１０を２枚用意し、両者を防水層１２が内側になるように重ねて周囲をシールし、長手方向の中央に仕切り部４を設けて、２枚の包材１０で形成される袋体Ａ（Ａ室）２と袋体Ｂ（Ｂ室）３とを形成した。仕切り部４には、密閉手段５が設けられており、袋体Ａ２と袋体Ｂ３とを隔離している。密閉手段５としては、図１に示すような凸部５ａと凹部５ｂとからなるファスナー（ＰＰ製又はＬＬ−ＰＰ製、出光ユニテック社製）や、両面テープ（アクリル系接着剤、日東ライフテック社製）を使用できる。
【００４７】
次に、冷却パック１を航空機で輸送する場合を考慮して、密閉手段としてファスナーと両面テープを用いたものを用いて低圧環境下における耐性を調べた。
（１）試験方法
密閉手段５としてファスナーを使用したサンプルと、両面テープを使用したサンプル準備し、各サンプルの袋体Ａに硝酸アンモニウム（重量１００ｇ）を封入し、袋体Ｂに硫酸ナトリウム１０水和物と硫酸マグネシウム７水和物とを２．５：７．５の重量比で混合したもの（重量１００ｇ）を封入した。各サンプルを、ＪＩＳ Ｓ４１００使い捨てカイロの６．２に記載されている密封性試験装置を応用し、真空デシケータ中に金網を置き、その上にサンプル袋体を静置した。さらに真空発生機（日本ピスコ社製）によって減圧し、耐圧能力を目視で観察した。
【００４８】
（２）結果
両サンプルとも、−０．０８〜−０．０８５ＭＰａの圧力下まで、密閉手段が開いて袋体Ａの内部と袋体Ｂの内部とが連通したり、中身が漏れるといった異常は観察されなかった。つまり、ファスナーと両面テープの両方とも、低圧環境下において耐性があることが確認された。なお、−０．０８ＭＰａとは、通常の１気圧＝０．１０１３ＭＰａを基準とし、どの程度減圧されたかを示す数値であるので、数値表記がマイナスとなっている。そこで、０．１０１３ＭＰａから測定された０．０８を引いた際に求められた数値は０．０２１３である。１気圧＝０．１０１３ＭＰａであるので、単位換算すると０．２気圧まで耐性があるといえる。
【００４９】
図２は、本発明の実施の形態に係る吸熱パックの他の例を示す断面図である。
この例の吸熱パック１´は、図１の吸熱パック１の一面（外面）に粘着層１５を設けたものである。粘着層１５としては、アクリル系やホットメルト系の非水性粘着剤などの、従来の貼付式使い捨てカイロなどに使用されているもの方法を用いることができる。なお、製品として完成させる際には、粘着層１５の外側に、同層を保護するための剥離フィルムを貼り付けておく。
このように粘着層１５を設けることにより、吸熱パック１´をサポーターなどの補助具なしで装着できる。
【実施例】
【００５０】
本発明の吸熱パック１の実施例を図１を参照して説明する。
不織布１１（１００％レーヨン、国光製紙社製）の一面に、防水層１２としてポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）を押出しラミネート加工により設けて包材１０を作製した。寸法が２２０ｍｍ×１２０ｍｍの包材１０を、防水層１２が内側になるように重ね、両者の周囲をシールするとともに、長手方向の中央に、密閉手段５として凹凸を用いたファスナーを袋体の中心部に設けた。これにより、密閉手段５で隔離された袋体Ａ２と袋体Ｂ３を形成した。袋体Ａ２の寸法は、１００ｍｍ×１２０ｍｍであり、袋体Ｂ３の寸法は１００ｍｍ×１２０ｍｍである。各袋体のシール幅は１０ｍｍである。
【００５１】
次に、袋体Ａ２に、吸熱物質６として硝酸アンモニウム（工業用、日本化学社製）を１００ｇ封入し、袋体Ｂ３に、多水物質７として硫酸ナトリウム１０水和物（鹿１級、関東化学社製）と硫酸マグネシウム７水和物（鹿１級、関東化学社製）とを重量比４：６で混合した混合物１５０ｇを封入して吸熱パック１を作製した。
【００５２】
次に、密閉手段５を開いて袋体Ａ２の内部と袋体Ｂ３の内部とを連通させて、パック１を振り、吸熱物質６と多水物質７とを混合した。すると、吸熱反応が起き、パック１の表面が冷却され始めた。
【００５３】
図３は、吸熱剤の温度変化を示すグラフである。縦軸は温度、横軸は経過時間を表す。
この例では、容量３００ミリリットルのガラス製ビーカーに所定量の吸熱剤を封入し、その温度を測定した。
なお、比較例として、多水物質７として水（１００ｇ）を用いたものと、硫酸ナトリウム１０水和物（芒硝）（１００ｇ）を用いたものと、についても温度変化を測定した。環境温度は２５±３．０℃とした。グラフ中、硝安と記されているものは、硝酸アンモニウムである。
【００５４】
グラフに示すように、本発明の、多水物質７として硫酸ナトリウム１０水和物と硫酸マグネシウム７水和物の混合物を用いたものは、測定開始後急激に温度が低下し、約８分後に−１２℃程度まで低下した。その後徐々に上昇するが、５０分後にも１２℃程度を保ってた。この温度経過は、多水物質として硫酸ナトリウム１０水和物を用いたものよりもやや劣るが、吸熱パックとして使用するには支障はない。
【００５５】
また、この吸熱パック１は、使用前の状態で４０〜５０℃の高温環境下に２４時間放置しても、吸熱物質６、多水物質７とも粉末状のままであることが確認された。さらに、０．２気圧にも耐えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態に係る吸熱パックを説明する図であり、図１（Ａ）は全体の斜視図、図１（Ｂ）は断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る吸熱パックの他の例を示す断面図である。
【図３】吸熱パックの温度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５７】
１、１´ 吸熱パック ２ 袋体Ａ
３ 袋体Ｂ ４ 仕切り部
５ 密閉手段
１０ 包材 １１ 不織布
１２ 防水層 １５ 粘着層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と反応して吸熱する吸熱物質と、結晶水を多量に含有する多水物質とを有し、
使用時に前記吸熱物質と前記多水物質とを混合することにより吸熱反応を生じさせる吸熱剤であって、
前記多水物質が液化する温度が５０℃以上であることを特徴とする吸熱剤。
【請求項２】
前記多水物質が、硫酸ナトリウム１０水和物（芒硝）、硫酸鉄（II）７水和物、硫酸マグネシウム７水和物、硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物及び２リン酸ナトリウム１０水和物からなる群より選択された１種類ないし２種類以上であることを特徴とする請求項１記載の吸熱剤。
【請求項３】
前記多水物質が、硫酸ナトリウム１０水和物（芒硝）と硫酸鉄（II）７水和物とからなり、
両者の重量比が、硫酸ナトリウム１０水和物：硫酸鉄（II）７水和物＝１：９〜４：６であることを特徴とする請求項１記載の吸熱剤。
【請求項４】
前記多水物質が、硫酸ナトリウム１０水和物（芒硝）と硫酸マグネシウム７水和物とからなり、
両者の重量比が、硫酸ナトリウム１０水和物：硫酸マグネシウム７水和物＝１：９〜４：６であることを特徴とする請求項１記載の吸熱剤。
【請求項５】
前記多水物質が、硫酸鉄（II）７水和物と硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物とからなり、
両者の重量比が、硫酸鉄（II）７水和物：硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物＝１：９〜９：１であることを特徴とする請求項記載の吸熱剤。
【請求項６】
前記多水物質が、硫酸マグネシウム７水和物と硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物とからなり、
両者の重量比が、硫酸マグネシウム７水和物：硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物＝１：９〜９：１であることを特徴とする請求項１記載の吸熱剤。
【請求項７】
前記多水物質が、硫酸マグネシウム７水和物と２リン酸ナトリウム１０水和物とからなり、
両者の重量比が、硫酸マグネシウム７水和物：２リン酸ナトリウム１０水和物＝１：９〜９：１であることを特徴とする請求項１記載の吸熱剤。
【請求項８】
前記水と反応して吸熱する吸熱物質が、硝酸アンモニウム、尿素、又は、塩化アンモニウム、酸性硫酸アンモニウム、リン酸水素２アンモニウム及びヨウ化アンモニウムに代表される無機アンモニウム塩、又は、硝酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硝酸カルシウム及び硝酸尿素に代表される無機塩類であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の吸熱剤。
【請求項９】
前記多水物質における結晶水の重量と前記吸熱物質の重量との比が、
多水物質結晶水：吸熱物質＝０．５：１〜６：５であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の吸熱剤。
【請求項１０】
水と反応して吸熱する吸熱物質が収容されるＡ室と、
結晶水を多量に含有する多水物質が収容されるＢ室と、
前記Ａ室とＢ室とを開閉可能に隔離する仕切り部と、を有し、
使用時に、前記仕切り部を開いて前記Ａ室とＢ室とを連通させ、前記吸熱物質と多水物質とを混合して吸熱反応を生じさせる吸熱パックであって、
前記多水物質が、請求項１〜９のいずれか１項に記載の吸熱剤に使用される物質であることを特徴とする吸熱パック。
【請求項１１】
水と反応して吸熱する吸熱物質が収容される袋体Ａと、
結晶水を多量に含有する多水物質が収容される袋体Ｂと、
前記袋体Ａと袋体Ｂとを開閉可能に隔離する仕切り部と、を有し、
使用時に、前記仕切り部を開いて前記袋体Ａの内部と前記袋体Ｂの内部とを連通させ、前記吸熱物質と多水物質とを混合して吸熱反応を生じさせる吸熱パックであって、
前記多水物質が、請求項１〜９のいずれか１項に記載の吸熱剤に使用される物質であることを特徴とする吸熱パック。
【請求項１２】
前記袋体Ａ及び袋体Ｂの両面又は片面が、不織布の内面に防水層を設けた包材又はプラスチックフィルムで作製されていることを特徴とする請求項１０又は１１記載の吸熱パック。
【請求項１３】
前記袋体Ａ及び袋体Ｂ及の外面に、人体や衣服へ装着可能な粘着部が設けられていることを特徴とする請求項１０又は１１記載の吸熱パック。
【請求項１】
水と反応して吸熱する吸熱物質と、結晶水を多量に含有する多水物質とを有し、
使用時に前記吸熱物質と前記多水物質とを混合することにより吸熱反応を生じさせる吸熱剤であって、
前記多水物質が液化する温度が５０℃以上であることを特徴とする吸熱剤。
【請求項２】
前記多水物質が、硫酸ナトリウム１０水和物（芒硝）、硫酸鉄（II）７水和物、硫酸マグネシウム７水和物、硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物及び２リン酸ナトリウム１０水和物からなる群より選択された１種類ないし２種類以上であることを特徴とする請求項１記載の吸熱剤。
【請求項３】
前記多水物質が、硫酸ナトリウム１０水和物（芒硝）と硫酸鉄（II）７水和物とからなり、
両者の重量比が、硫酸ナトリウム１０水和物：硫酸鉄（II）７水和物＝１：９〜４：６であることを特徴とする請求項１記載の吸熱剤。
【請求項４】
前記多水物質が、硫酸ナトリウム１０水和物（芒硝）と硫酸マグネシウム７水和物とからなり、
両者の重量比が、硫酸ナトリウム１０水和物：硫酸マグネシウム７水和物＝１：９〜４：６であることを特徴とする請求項１記載の吸熱剤。
【請求項５】
前記多水物質が、硫酸鉄（II）７水和物と硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物とからなり、
両者の重量比が、硫酸鉄（II）７水和物：硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物＝１：９〜９：１であることを特徴とする請求項記載の吸熱剤。
【請求項６】
前記多水物質が、硫酸マグネシウム７水和物と硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物とからなり、
両者の重量比が、硫酸マグネシウム７水和物：硫酸アンモニウム鉄（III）１２水和物＝１：９〜９：１であることを特徴とする請求項１記載の吸熱剤。
【請求項７】
前記多水物質が、硫酸マグネシウム７水和物と２リン酸ナトリウム１０水和物とからなり、
両者の重量比が、硫酸マグネシウム７水和物：２リン酸ナトリウム１０水和物＝１：９〜９：１であることを特徴とする請求項１記載の吸熱剤。
【請求項８】
前記水と反応して吸熱する吸熱物質が、硝酸アンモニウム、尿素、又は、塩化アンモニウム、酸性硫酸アンモニウム、リン酸水素２アンモニウム及びヨウ化アンモニウムに代表される無機アンモニウム塩、又は、硝酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硝酸カルシウム及び硝酸尿素に代表される無機塩類であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の吸熱剤。
【請求項９】
前記多水物質における結晶水の重量と前記吸熱物質の重量との比が、
多水物質結晶水：吸熱物質＝０．５：１〜６：５であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の吸熱剤。
【請求項１０】
水と反応して吸熱する吸熱物質が収容されるＡ室と、
結晶水を多量に含有する多水物質が収容されるＢ室と、
前記Ａ室とＢ室とを開閉可能に隔離する仕切り部と、を有し、
使用時に、前記仕切り部を開いて前記Ａ室とＢ室とを連通させ、前記吸熱物質と多水物質とを混合して吸熱反応を生じさせる吸熱パックであって、
前記多水物質が、請求項１〜９のいずれか１項に記載の吸熱剤に使用される物質であることを特徴とする吸熱パック。
【請求項１１】
水と反応して吸熱する吸熱物質が収容される袋体Ａと、
結晶水を多量に含有する多水物質が収容される袋体Ｂと、
前記袋体Ａと袋体Ｂとを開閉可能に隔離する仕切り部と、を有し、
使用時に、前記仕切り部を開いて前記袋体Ａの内部と前記袋体Ｂの内部とを連通させ、前記吸熱物質と多水物質とを混合して吸熱反応を生じさせる吸熱パックであって、
前記多水物質が、請求項１〜９のいずれか１項に記載の吸熱剤に使用される物質であることを特徴とする吸熱パック。
【請求項１２】
前記袋体Ａ及び袋体Ｂの両面又は片面が、不織布の内面に防水層を設けた包材又はプラスチックフィルムで作製されていることを特徴とする請求項１０又は１１記載の吸熱パック。
【請求項１３】
前記袋体Ａ及び袋体Ｂ及の外面に、人体や衣服へ装着可能な粘着部が設けられていることを特徴とする請求項１０又は１１記載の吸熱パック。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１４９８０７（Ｐ２００９−１４９８０７Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３００８６（Ｐ２００７−３３００８６）
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【出願人】（０００１１３５８４）マイコール株式会社 (13)
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【出願人】（０００１１３５８４）マイコール株式会社 (13)
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