发热组合物用铁粉及其制造方法、以及使用该铁粉的发热组合物及发热体的制造方法技术

本发明专利技术的发热组合物用铁粉的体积密度为0.3g/cm

Iron powder for heating composition and its manufacturing method, and the manufacturing method of heating composition and heating body using the iron powder

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发热组合物用铁粉及其制造方法、以及使用该铁粉的发热组合物及发热体的制造方法
本专利技术涉及一种发热组合物用铁粉及其制造方法、以及使用该铁粉的发热组合物及发热体的制造方法。
技术介绍
目前，在具有透气性的包装材料内封入发热体而成的发热器具具作为一次性暖宝宝等被广泛用于对人体赋予温热。这种发热体利用通过其所含有的铁粉的氧化反应所产生的反应热而进行发热，但仅靠铁粉与大气中的氧会导致发热温度或发热的持续性不充分，因此，通常在发热体中除了铁粉以外，还进一步含有食盐或水等反应助剂、或进一步担载这些物质的活性碳、吸水性聚合物等保水剂。在专利文献1中记载了经由将具有这样的组成且使其粘稠化至油墨状或乳脂状的发热组合物涂敷于膜状或片状的基材的工序来制造发热体。对于利用了如一次性暖宝宝的发热体的制品，要求发热开始初期的升温速度较高，在开封后快速地升温，进一步在达到一定温度后需要长时间稳定地发热，并且持续该一定温度的状态。发热体的发热特性特别是受铁粉自身的特性的影响较大，因此，对于这样的要求，只要使用活性较高的铁粉即可。在专利文献2中记载了为了提高发热体中的铁粉的氧化反应效率而将在活性碳中含有适量的水分的混合物与铁粉进行混合。另外，在专利文献2的第[0020]段中记载了优选将铁粉的表观密度设为1.5～3.5Mg/m3的范围，作为将该优选范围的下限值设为1.5Mg/m3的理由，是因为如果铁粉的表观密度变得比其低，则体积增加而无法达成暖宝宝的小型化。在专利文献3中记载了表观密度为0.5～1.5g/cc的低密度还原铁粉对于要求高成型性的形状复杂的烧结部件用途、或以低加压力成型的摩擦材料用烧结部件用途等要求压缩性或成型性的成型用途是有用的。另外，在专利文献3中记载了该低密度还原铁粉是经由将铁矿石的微粉体在950～1150℃的温度范围内还原而获得还原铁，并将该还原铁进行粉碎的工序来进行制造。另外，关于铁粉，专利文献3所记载的仅为成型品用途，关于发热组合物用途未作任何记载。在专利文献4中，作为具有纤维状结构且适于制造用于动力搬运机的制动器、接头等的摩擦衬里的铁粉的制造方法，记载有将铁矿石在750～1200℃的温度范围内在还原性气体气氛中进行还原时，将该还原性气体气氛中的气体状硫化合物相对于一氧化碳的浓度维持在规定范围的方法，另外，作为用于这样将气体状硫化合物的浓度保持为一定的方法，记载有自外部导入气体状硫化合物的方法、在应当还原的氧化铁中添加固体状硫化合物的方法。另外，在专利文献5中，作为与专利文献4所记载的铁粉同样地具有纤维状结构的铁粉的其他制造方法，记载有具有将自酸洗废液中通过喷雾焙烧所获得的微粒氧化铁在800～1000℃的温度范围内在尽量不含二氧化硫的一氧化碳气氛中进行还原的工序的制造方法。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利第6436128号说明书专利文献2：日本特开2001-254101号公报专利文献3：日本特开昭52-24247号公报专利文献4：美国专利第4213777号说明书专利文献5：美国专利第3975186号说明书
技术实现思路
本专利技术(第1专利技术)是一种发热组合物用铁粉，其体积密度为0.3g/cm3以上且1.5g/cm3以下。另外，本专利技术(第1专利技术)是一种发热组合物，其含有体积密度为0.3g/cm3以上且1.5g/cm3以下的铁粉、碳材料、卤化物的盐及水。另外，本专利技术(第1专利技术)是一种发热体，其含有上述第1专利技术的发热组合物。另外，本专利技术(第1专利技术)是上述第1专利技术的发热组合物用铁粉在发热体中的用途。另外，本专利技术(第2专利技术)是一种发热体的制造方法，其中，将含有体积密度为0.3g/cm3以上且1.5g/cm3以下的发热组合物用铁粉(第1专利技术的发热组合物用铁粉)、碳材料及水且具有流动性的发热组合物涂布于基材薄片上，从而形成涂布体。在第2专利技术中，从上述涂布体去除水，从而调整该涂布体的水分量。另外，本专利技术(第3专利技术)是一种发热组合物用铁粉(第1专利技术的发热组合物用铁粉)的制造方法，其中，该发热组合物用铁粉的体积密度为0.3g/cm3以上且1.5g/cm3以下。第3专利技术具有：向内部成为不含硫磺气体的大气或惰性气体气氛的加热炉的该内部导入氧化铁、和挥发成分含量为10质量％以上的固体还原剂，在该内部的环境温度成为900℃以上且1000℃以下的条件下进行热处理使该内部成为还原性气体气氛，将该氧化铁进行还原而获得还原铁的还原工序；及将上述还原铁进行粉碎的工序。附图说明图1是本专利技术(第1专利技术)可以适用的发热器具具的一个实施方式的示意图，图1(a)是该发热器具的俯视图，图1(b)是图1(a)的I-I线截面图，图1(c)是将图1(b)所示的发热器具中的发热体放大表示的截面的示意图。再者，图1的发热器具也是使用了通过本专利技术(第3专利技术)的制造方法所制造的发热组合物用铁粉的发热器具的一个实施方式。另外，图1(c)也是通过本专利技术(第2专利技术)所制造的发热体的截面的示意图。图2(a)是本专利技术(第1专利技术)的发热组合物用铁粉的一个例子的电子显微镜照片(1000倍)，图2(b)是现有的发热组合物用铁粉的一个例子的电子显微镜照片(1000倍)。图2(a)的电子显微镜照片也是通过本专利技术(第3专利技术)的制造方法所制造的发热组合物用铁粉的一个例子的电子显微镜照片(1000倍)。图3是表示优选用于本专利技术(第2专利技术)的制造装置的示意图。图4是表示图3所示的制造装置的另一实施方式的示意图。具体实施方式对于发热组合物用铁粉，除了要求发热特性优异以外，还要求处理性优异。如果发热组合物用铁粉的处理性优异，则在向其中添加活性碳、水等而制成具有能够涂敷的流动性的涂料的情况下，该涂料的保存稳定性优异，不易产生发热组合物用铁粉沉淀、该涂料的粘度增大或凝胶化等不良情况，因此，可以高效率地制造发热体。然而，尚未提供一种以较高的水平兼顾发热特性及处理性的发热组合物用铁粉及发热组合物。因此，第1专利技术涉及一种发热特性及处理性优异的发热组合物用铁粉及发热组合物。另外，第3专利技术涉及一种可以高效率地制造发热特性及处理性优异的发热组合物用铁粉的发热组合物用铁粉的制造方法。另外，在发热体的制造中，在使用体积密度较低的发热组合物用铁粉(第1专利技术的发热组合物用铁粉)等原料的情况下，水分容易保持在存在于原料颗粒内的空隙或原料颗粒间，因此，必须使所添加的水分量比通常多来形成具有流动性的发热组合物。如果为了提高发热组合物的流动性而使添加于发热组合物的水分量变多，则发热组合物对基材的涂敷性提高。然而，因过量的水分而抑制由发热组合物用铁粉与空气的接触所产生的氧化反应(发热反应)，进一步伴随发热体的热容量增加，温度上升所需要的热量增加，从而发热体的发热特性降低。因此，第2专利技术的课题涉及提供一种含有体积密度较低的发热组合物用铁粉且发热特性优异的发热体的制造方法。第1专利技术的发热组合物用铁粉用作发热组合物的材料。发热组合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发热组合物用铁粉，其中，/n体积密度为0.3g/cm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170518 JP 2017-099036;20171225 JP 2017-247896;201.一种发热组合物用铁粉，其中，
体积密度为0.3g/cm3以上且1.5g/cm3以下。


2.一种发热组合物，其中，
含有权利要求1所述的发热组合物用铁粉、碳材料、卤化物的盐及水。


3.如权利要求2所述的发热组合物，其中，
所述发热组合物用铁粉的平均粒径为20μm以上且150μm以下。


4.如权利要求2或3所述的发热组合物，其中，
所述发热组合物用铁粉的金属铁成分的含量为60质量％以上且95质量％以下。


5.如权利要求2～4中任一项所述的发热组合物，其中，
所述发热组合物用铁粉的BET比表面积为0.1m2/g以上。


6.如权利要求2～5中任一项所述的发热组合物，其中，
所述发热组合物是具有流动性的浆料组合物。


7.如权利要求2～6中任一项所述的发热组合物，其中，
所述发热组合物用铁粉的通过汞压入法所测得的孔容在1μm以上的范围内为0.3cm3/g以上。


8.如权利要求2～7中任一项所述的发热组合物，其中，
所述发热组合物用铁粉的表层部是将多个纤维状物三维且无规地配置而构成的。


9.一种发热体，其中，
含有权利要求2～8中任一项所述的发热组合物。


10.一种权利要求1所述的发热组合物用铁粉在发热体中的用途。


11.一种发热体的制造方法，其中，
将含有权利要求1所述的发热组合物用铁粉、碳材料及水且具有流动性的发热组合物涂布于基材薄片上，从而形成涂布体，
从所述涂布体去除水，从而调整该涂布体的水分量。


12.如权利要求11所述的发热体的制造方法，其中，
以去除水后的所述涂布体中所含的水分量成为最终所获得的所述发热体中所含的水分量以下的方式从该涂布体去除水，接着，
以成为最终所获得的所述发热体中所含的水分量的方式向所述涂布体添加水。


13.如权利要求11或12所述的发热体的制造方法，其中，
在惰性气体气氛下在10℃以上且300℃以下进行干燥而从所述涂布体去除水...

【专利技术属性】
技术研发人员：本间太一，铃木亮平，前泽贵浩，田端哲也，
申请(专利权)人：花王株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP