Нагревательный элемент и нагревательный прибор, в котором используется нагревательный элемент

Нагревательный элемент и нагревательный прибор, в котором используется нагревательный элемент

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Представленное изобретение относится к нагревательному элементу и нагревательному прибору, содержащему нагревательный элемент.

Уровень техники изобретения

[0002] Известны экзотермические композиции, состоящие из окисляющихся металлов, таких как железный порошок и тому подобного, угольных компонентов и воды, которые выделяют тепло за счет реакции окисления окисляющегося металла, как, например, экзотермические композиции, описанные в патентных документах 1 и 2.

[0003] Патентный документ 1 описывает чернилообразную или кремообразную экзотермическую композицию. В нем описано, что использование данной экзотермической композиции предотвращает образование пыли в процессе изготовления нагревательного элемента и подавляет экзотермическую реакцию экзотермической композиции, так что может быть предотвращена потеря вследствие экзотермической реакции в процессе изготовления, ухудшение качества экзотермической композиции и/или отверждение.

[0004] Патентный документ 2 описывает экзотермическую композицию, имеющую улучшенную формуемость и способность сохранения формы, и имеющую также экзотермические характеристики за счет установления диаметра частиц твердого компонента экзотермической композиции и избыточной воды в пределах соответствующих диапазонов, при этом реакция тепловыделения может начаться за счет вхождения в контакт с воздухом непосредственно после образования, и использующий ее нагревательный элемент.

Родственные документы

Патентные документы

[0005] [Патентный документ 1] Выложенная патентная публикация Японии № 997-75388

[Патентный документ 2] Выложенная патентная публикация Японии №2004-208978

Сущность изобретения

[0006] Согласно одному аспекту представленного изобретения, предоставлен нагревательный элемент, содержащий:

экзотермический слой, заключающий в себе окисляющийся металл, водопоглощающее средство и воду; и

водоудерживающий слой, имеющий водопоглощающий лист,

при этом экзотермический слой и водоудерживающий слой расположены послойно,

при этом массовое соотношение содержания водопоглощающего средства составляет от 0,3 до 20 массовых частей на 100 массовых частей окисляющегося металла,

при этом массовое отношение содержания воды к содержанию водопоглощающего средства в экзотермическом слое (вода/водопоглощающее средство) составляет от 0,8 до 13,

и при этом содержание воды в водоудерживающем слое составляет от 10 до 45 масс% максимального водопоглощения водоудерживающего слоя; кроме того также предоставлен нагревательный прибор, заключающий в себе нагревательный элемент.

Краткое описание чертежей

[0007] Преимущества и признаки представленного изобретения будут более понятны из следующего описания некоторых предпочтительных вариантов осуществления, сделанных в сочетании с сопровождающими чертежами.

[0008] Фиг. 1 представляет собой изображение в поперечном разрезе, которое схематично показывает нагревательный элемент согласно варианту осуществления.

Фиг. 2 представляет собой изображение в поперечном разрезе, которое схематично показывает модифицированный вариант осуществления нагревательного элемента согласно варианту осуществления.

Фиг. 3 представляет собой схему, полезную для описания способа изготовления нагревательного элемента согласно варианту осуществления.

Фиг. 4 представляет собой изображение в поперечном разрезе, которое схематично показывает нагревательный прибор согласно варианту осуществления.

Фиг. 5 представляет собой график, который показывает оценку результатов в примерах.

Фиг. 6 содержит графики, которые показывают оценку результатов сравнительных примеров.

Описание вариантов осуществления

[0009] Если экзотермическая композиция загружена с избыточным количеством в единственной упаковке, или если в процессе изготовления нагревательного элемента по какой-то причине большое количество экзотермической композиции неравномерно распределено в специальной секции, выделение тепла в подобной упаковке или в подобной секции упаковки может быть необычайно ускорено, являясь причиной проблемы необычного тепловыделения. Авторы представленного изобретения обнаружили, что даже если экзотермическая композиция загружена с избыточным количеством в единственной упаковке или при изготовлении нагревательного элемента по какой-то причине большое количество экзотермической композиции неравномерно распределено в специальной секции, в водоудерживающем слое содержится определенное количество воды для увеличения его теплоемкости в слоистой структуре водоудерживающего слоя и экзотермического слоя для предотвращения нежелательного аномального тепловыделения, так что может быть предоставлен нагревательный элемент, который стабильно демонстрирует улучшенные экзотермические характеристики. В дополнение к сказанному выше, проблема возможного изготовления продукта, который может вызывать необычное тепловыделение вследствие колебаний условий изготовления во время процесса изготовления или в компонентах исходных материалов не исследовалась в общепринятых технологиях. Нагревательный элемент представленного варианта осуществления содержит: экзотермический слой, заключающий в себе окисляющийся металл, водопоглощающее средство и воду; и водоудерживающий слой, имеющий водопоглощающий лист, при этом экзотермический слой и водоудерживающий слой расположены послойно, при этом массовое соотношение содержания водопоглощающего средства составляет от 0,3 до 20 массовых частей на 100 массовых частей окисляющегося металла, при этом массовое отношение содержания воды к содержанию водопоглощающего средства в экзотермическом слое (вода/водопоглощающее средство) составляет от 0,8 до 13, и при этом содержание воды в водоудерживающем слое составляет от 10 до 45 масс.% максимального водопоглощения водоудерживающего слоя. Согласно подобному нагревательному элементу, даже если экзотермическая композиция загружена с избыточным количеством в единственной упаковке или при изготовлении нагревательного элемента по какой-то причине в специальной секции неравномерно распределено большое количество экзотермической композиции, в водоудерживающем слое содержится определенное количество воды для увеличения его теплоемкости в слоистой структуре водоудерживающего слоя и экзотермического слоя, так что могут быть получены стабильно улучшенные экзотермические характеристики.

[0010] Иллюстративные варианты осуществления согласно представленному изобретению будут подробно описаны далее со ссылкой на приложенные фигуры. На всех фигурах, элементу, широко представленному на фигурах, присвоен идентичный номер, при этом его подробное описание не будет повторяться.

[0011] Фиг. 1 представляет собой изображение в поперечном разрезе, которое схематично показывает нагревательный элемент 10 согласно представленному варианту осуществления. Нагревательный элемент 10 состоит из экзотермического слоя 11 и водоудерживающего слоя 12, который на него наслоен. Экзотермический слой 11 содержит окисляющийся металл ((A) на Фиг. 1), водопоглощающее средство ((B) на Фиг. 1) и воду. Водоудерживающий слой 12 образован из водопоглощающего листа 102.

[0012] Нагревательный элемент 10 служит для предоставления достаточного нагревающего эффекта, при этом тепло выделяется за счет реакции окисления окисляющегося металла, и способен демонстрировать действие экзотермической температуры, составляющей от 38 до 70°С при измерении на основании Промышленного стандарта Японии (JIS) S 4100. Нагревательным элементом 10 может быть паро- и тепловыделяющий прибор, сопровождаемый образованием водяного пара, или так называемая одноразовая нагревающая подушка, которая может выделять тепло по существу без образования водяного пара.

[0013] Окисляющийся металл представляет собой металл, который способен выделять тепло за счет окислительной реакции, и как правило содержит, например, порошок или волокно из одного, двух или более, выбранных из железа, алюминия, цинка, марганца, магния и кальция. Среди них железный порошок является предпочтительным с точки зрения удобства в обращении, безопасности, производственной стоимости, стабильности при хранении и стабильности. Типичный железный порошок содержит, например, один, два или более, выбранных из порошка восстановленного железа и атомизированного железного порошка.

[0014] Когда окисляющимся металлом является порошок, средний диаметр частиц порошка предпочтительно составляет от 10 до 200 мкм в показателях эффективного проведения окислительной реакции, а более предпочтительно средний диаметр частиц составляет от 20 до 150 мкм. В данном случае, диаметр частиц окисляющегося металла означает максимальную длину в структуре порошка, и может быть определен посредством классификации с помощью сит, динамического рассеяния света, лазерной дифрактометрии или тому подобного. С точки зрения подобного аспекта, средний диаметр частиц окисляющегося металла равен или более чем 10 мкм, и еще более предпочтительно равен или более чем 20 мкм. С другой стороны, средний диаметр частиц равен или менее чем 200 мкм, и предпочтительно равен или менее чем 150 мкм.

[0015] Содержание окисляющегося металла предпочтительно составляет от 100 до 3000 г/м² при выражении в граммах, и еще более предпочтительно составляет от 200 до 1500 г/м². Это допускает увеличение экзотермической температуры нагревательного элемента 10 до желательной температуры. В данном случае, содержание железного порошка в нагревательном элементе 10 может быть определено посредством определения зольности согласно JIS P 8128, или посредством использования термогравиметрического устройства. В другом измерении можно использовать свойство вызывать намагничивание за счет прикладывания внешнего магнитного поля для проведения количественного описания посредством теста на магнитометре с вибрирующим образцом или тому подобное. Принимая во внимание подобный аспект, содержание окисляющегося металла предпочтительно равно или выше чем 100 г/м² при представлении в граммах, а более предпочтительно равно или выше чем 200 г/м². С другой стороны, содержание окисляющегося металла предпочтительно равно или ниже чем 3000 г/м², а более предпочтительно равно или ниже чем 1500 г/м². Водопоглощающим средством является материал, обладающий водоудерживающей способностью, и обычно он состоит, например, из одного, двух или более компонентов, выбранных из угольных компонентов, волокнистых материалов, водоабсорбирующих полимеров и водоабсорбирующего порошка.

[0017] Угольный компонент обладает водоудерживающей способностью, способностью обеспечения кислородом и каталитической способностью, и обычно могут быть доступны, например, один, два или более компонентов, выбранных из активированного угля, ацетиленовой сажи и графита, и среди них предпочтительно используют активированный уголь с точки зрения легкости адсорбции кислорода во влажном состоянии, с точки зрения постоянного удерживания воды экзотермического слоя и с точки зрения легкости установления содержания воды, содержащейся в водоудерживающем слое 12, от 10 до 45 масс.% максимального водопоглощения водоудерживающего слоя 12. Более предпочтительно, можно использовать один мелко измельченный или гранулированный материал, два или более мелко измельченных или гранулированных материалов, выбранных из угля скорлупы кокосового ореха, угля древесных опилок и торфа. Среди них уголь древесных опилок является предпочтительным, поскольку его использование обеспечивает возможность постоянного поддержания уровня влажности в экзотермическом слое 11 для сохранения содержания воды, содержащейся в водоудерживающем слое 12, от 10 до 45 масс.% максимального водопоглощения водоудерживающего слоя 12.

[0018] Предпочтительно использовать угольный компонент, имеющий средний диаметр частиц от 10 до 200 мкм, не только с точки зрения достижения равномерного перемешивания с окисляющимся металлом, но также с точки зрения сохранения содержания воды, содержащейся в водоудерживающем слое 12, от 10 до 45 масс.% максимального водопоглощения водоудерживающего слоя 12, и более предпочтительно использовать угольный компонент, имеющий средний диаметр частиц от 12 до 100 мкм. В данном случае, диаметр частиц угольного компонента означает максимальную длину в структуре порошка, и может быть определен с помощью динамического рассеяния света, лазерной дифрактометрии или тому подобное. Несмотря на то, что предпочтительно используют угольный компонент, имеющий вид порошка, в качестве альтернативы могут использоваться угольные компоненты, имеющие форму, не являющуюся порошком, и например, можно использовать угольные компоненты, имеющие волокнистую форму. Принимая во внимание подобный аспект, средний диаметр частиц угольного компонента равен или более чем 10 мкм, и еще более предпочтительно равен или более чем 12 мкм. С другой стороны, средний диаметр частиц угольного компонента равен или менее чем 200 мкм, и еще более предпочтительно равен или менее чем 100 мкм.

[0019] Предпочтительные волокнистые материалы могут включать гидрофильные волокна, и среди них может быть более предпочтительным использование целлюлозных волокон. Типичные целлюлозные волокна, предлагаемые в данном случае, могут включать химические волокна (синтетические волокна) и натуральные волокна.

[0020] Типичные водоабсорбирующие полимеры могут включать гидрофильный полимер, имеющий поперечно-сшитую структуру, который способен абсорбировать и удерживать значительное количество жидкости, которое в 20 раз больше его собственной массы.

[0021] Типичные водоабсорбирующие порошки могут включать один, два или более компонентов, выбранных из вермикулита, древесных опилок, силикагеля и целлюлозного порошка.

[0022] Содержание водопоглощающего средства составляет от 0,3 до 20 массовых частей на 100 массовых частей окисляющегося металла, а более предпочтительно от 1 до 15 массовых частей, и еще более предпочтительно от 3 до 13 массовых частей. Это позволяет аккумулировать количество воды, необходимое для поддерживания окислительной реакции в полученном нагревательном элементе 10. Еще одно преимущество состоит в том, что для получения нагревательного элемента, демонстрирующего улучшенную экзотермическую эффективность, может достигаться достаточный уровень подачи кислорода в нагревательный элемент 10. В дополнение, может быть уменьшена теплоемкость нагревательного элемента 10 для получаемого количества тепловыделения, так что для достижения необходимого повышения температуры увеличивается повышение температуры вследствие тепловыделения. Между тем, содержание водопоглощающего средства при представлении в граммах предпочтительно составляет от 4 до 290 г/м², и еще более предпочтительно составляет от 7 до 160 г/м². В дополнение к сказанному выше, содержание водопоглощающего средства предпочтительно равно или выше чем 1 массовая часть на 100 массовых частей окисляющегося металла, и еще более предпочтительно равно или выше чем 3 массовые части. С другой стороны, содержание водопоглощающего средства предпочтительно равно или ниже чем 15 массовых частей на 100 массовых частей окисляющегося металла, а более предпочтительно равно или ниже чем 13 массовых частей. Между тем, содержание водопоглощающего средства при представлении в граммах предпочтительно равно или выше чем 4 г/м², а еще более предпочтительно равно или выше чем 7 г/м², а с другой стороны, предпочтительно равно или ниже чем 290 г/м², а еще более предпочтительно равно или ниже чем 160 г/м².

[0023] В показателях регулирования должным образом содержания воды в экзотермическом слое 11, предпочтительно, чтобы содержание угольного компонента в водопоглощающем средстве было равно или выше чем 90 масс.% на полную массу водопоглощающего средства, а более предпочтительно равно или выше чем 95 масс.%, а еще более предпочтительно равно или выше чем 98 масс.%, и еще более предпочтительно, чтобы водопоглощающее средство состояло только из угольного компонента.

[0024] Кроме того, содержание водоабсорбирующего полимера в водопоглощающем средстве равно или ниже чем 10 масс.% на полное количество водопоглощающего средства, предпочтительно равно или ниже чем 5 масс.% и еще более предпочтительно равно или ниже чем 2 масс.%, и еще более предпочтительно без содержания водоабсорбирующего полимера в экзотермическом слое 11, поскольку данный состав уменьшает теплоемкость нагревательного элемента на получаемое количество тепловыделения для обеспечения увеличенного повышения температуры за счет тепловыделения, обеспечивая посредством этого необходимое повышение температуры. Массовое отношение содержания воды к содержанию водопоглощающего средства (вода/водопоглощающее средство) в экзотермическом слое 11 составляет от 0,8 до 13, предпочтительно от 1 до 12, а более предпочтительно от 1,5 до 10. Может более желательно поддерживать содержание воды, содержащейся в водоудерживающем слое 12, от 10 до 45 масс.% максимального водопоглощения водоудерживающего слоя 12. Кроме того, это обеспечивает также достаточную воздухопроницаемость через нагревательный элемент 10 для предоставления достаточного снабжения кислородом, обеспечивая посредством этого нагревательный элемент, демонстрирующий улучшенную экзотермическую эффективность. Данный состав также уменьшает теплоемкость нагревательного элемента на получаемое количество тепловыделения для обеспечения увеличенного повышения температуры за счет тепловыделения, обеспечивая посредством этого необходимое повышение температуры. В дополнение, массовое отношение содержания воды к содержанию водопоглощающего средства (вода/водопоглощающее средство) предпочтительно равно или выше чем 1, и еще более предпочтительно равно или выше чем 1,5. С другой стороны, массовое отношение содержания воды к содержанию водопоглощающего средства (вода/водопоглощающее средство) предпочтительно равно или ниже чем 12, и еще более предпочтительно равно или ниже чем 10.

[0026] Нагревательный элемент 10 представленного изобретения содержит экзотермический слой 11 и водоудерживающий слой 12, расположенные стопкой, причем водоудерживающий слой 12 образован из водопоглощающего листа 102. Содержание воды, содержащейся в водоудерживающем слое 12, составляет от 10 до 45 масс.% максимального водопоглощения водоудерживающего слоя 12, и предпочтительно составляет от 12 до 40 масс.%, и более предпочтительно должен составлять от 13 до 30 масс.%, поскольку предотвращено необычное тепловыделение, так что могут быть получены стабильные улучшенные экзотермические характеристики, даже если экзотермическая композиция загружена с избыточным количеством в единственной упаковке или при изготовлении нагревательного элемента по какой-то причине в специальной секции неравномерно распределено большое количество экзотермической композиции. Кроме того, максимальное водопоглощение определяют с помощью способа, описанного в Примерах, которые будут обсуждаться позже. Принимая во внимание подобный аспект, содержание воды, содержащейся в водоудерживающем слое 12, равно или выше чем 12 масс.% максимального водопоглощения водоудерживающего слоя 12, и предпочтительно равно или выше чем 13 масс.%. С другой стороны, содержание воды, содержащейся в водоудерживающем слое 12, равно или ниже чем 40 масс.%, а более предпочтительно равно или ниже чем 30 масс.%.

[0027] Необходимо только, чтобы водоудерживающий слой 12 имел водопоглотительную способность для абсорбирования и сохранения воды, составляющую от 10 до 45 масс.% максимального водопоглощения. Водоудерживающий слой 12 предпочтительно обладает воздухопроницаемостью, хотя воздухопроницаемость может быть обеспечена или не обеспечена.

[0028] Сопротивление воздуха водоудерживающего слоя 12 при условии абсорбирования воды от 10 до 45 масс.% максимального водопоглощения, предпочтительно равно или ниже чем 500 секунд/100 мл, а более предпочтительно от 1 до 300 секунд/100 мл. Подобное сопротивление воздуха обеспечивает достаточную воздухопроницаемость через нагревательный элемент 10 для предоставления достаточного обеспечения кислородом для предоставления нагревательного элемента, демонстрирующего улучшенную экзотермическую эффективность, так что может достигаться улучшенная окислительная реакция окисляющегося металла, и может образовываться большое количество водяного пара. В представленном описании, сопротивление воздуха представляет собой значение, измеренное согласно JIS P 8117, и определяется как время, необходимое для прохождения 100 мл воздухопроницаемый площадь, равную 6,45 см² при постоянном давлении. Сопротивление воздуха может быть измерено с помощью прибора для определения воздухопроницаемости типа Oken или аналогичного прибора. Сопротивление воздуха предпочтительно равно или ниже чем 300 секунд/100 мл. С другой стороны, с точки зрения предотвращения избыточного повышения температуры, оно предпочтительно равно или выше чем 1 секунда/100 мл.

[0029] Водоудерживающий слой 12 может состоять из листа, заключающего в себе компонент (a): волокнистый материал, например, из одного слоя волокнистого листа, или в качестве альтернативы может состоять из двух или более уложенных в стопку листов. Конкретно, волокнистый лист содержит бумажные или нетканые материалы, получаемые из волокнистых материалов, которые будут обсуждаться позже, или продукты, состоящие из уложенных в стопку бумажных и нетканых материалов. Более конкретно, листом, заключающим в себе компонент (a): волокнистый материал, может быть листовой материал, состоящий из бумажного или нетканого материала, который образован из материала без водопоглотительной способности, такого как полиэтиленовое волокно, полипропиленовое волокно, полиэтиленовый лист, полипропиленовый лист и тому подобное, на который наслаивают или ламинируют волокнистый материал, или листовой материал, состоящий из приготовленного из бумаги или нетканого материала, который образован из волокнистого материала, такого как целлюлозное волокно или искусственное волокно, и другого волокнистого материала, который наслаивают на него или перемешивают с ним. Использование листа, заключающего в себе компонент (a): волокнистый материал в водоудерживающем слое 12 является предпочтительным, поскольку он обеспечивает возможность легкого установления содержания воды, содержащейся в водоудерживающем слое 12, от 10 до 45 масс.% максимального водопоглощения водоудерживающего слоя 12.

[0030] Водоудерживающий слой 12 дополнительно может содержать компонент (b): водоабсорбирующий полимер. Фиг. 1 иллюстрирует пример, в котором водоудерживающий слой 12 содержит компонент (a): волокнистый материал, и компонент (b): водоабсорбирующий полимер. Когда водоудерживающий слой 12 содержит компонент (b), проиллюстрированный состав водоудерживающего слоя 12 может включать:

(i) компонент (a) и компонент (b) равномерно перемешанные для образования одного листа;

(ii) компонент (b), расположенный между одинаковыми или различными листами, заключающими в себе компонент (a); или

(iii) компонент (b), распыленный с образованием листообразного материала. Среди них предпочтительным выбором может быть состав (ii), поскольку он позволяет легкое управление содержанием воды экзотермического слоя 11 для облегчения регулирования содержания воды, содержащейся в водоудерживающем слое 12, от 10 до 45 масс.% максимального водопоглощения водоудерживающего слоя 12. Между тем, водоудерживающий слой 12 состава (ii) может быть получен, например, с помощью способа, в котором компонент (b): водоабсорбирующий полимер равномерно распыляют по листу, заключающему в себе компонент (a), а на него распыляют 200 г/м² воды, а затем на него дополнительно наслаивают лист такого же или иного типа, заключающий в себе компонент (a), и проводят компрессионную сушку при 100±0,5°С и давлении, равном 5 кг/см², до тех пор, пока содержание воды не станет равно или ниже чем 5 масс.%.

[0031] Несмотря на то, что в качестве компонента (a): волокнистый материал можно использовать любое одно из гидрофильного волокна и гидрофобного волокна, предпочтительно использовать гидрофильное волокно, а чтобы способствовать передаче влаги в водоудерживающий слой 12, более предпочтительно использовать целлюлозное волокно, обеспечивая посредством этого легкое установление содержания воды, содержащейся в водоудерживающем слое 12, от 10 до 45 масс.% максимального водопоглощения водоудерживающего слоя 12. Типичные целлюлозные волокна, которые могут быть использованы в данном случае, могут включать химические волокна (синтетические волокна) и натуральные волокна.

[0032] В качестве химических волокон, содержащихся в целлюлозных волокнах, можно использовать, например, искусственные и ацетатные волокна. С другой стороны, можно использовать натуральные волокна, содержащиеся в целлюлозных волокнах, например, один, два или более компонентов, выбранных из различных типов растительных волокон, древесных целлюлозных волокон, не древесных целлюлозных волокон, хлопковых волокон, льняных волокон, волокон соломы, hemp волокон, jute волокон, kapok волокон, пальмовых волокон и rush grass волокон. Среди них может быть предпочтительно использовать целлюлозные волокна, древесные целлюлозные волокна, чтобы обеспечить возможность легкого установления содержания воды, содержащейся в водоудерживающем слое 12, от 10 до 45 масс.% максимального водопоглощения водоудерживающего слоя 12.

[0033] Различные типы волокнистых материалов могут предпочтительно иметь длину волокон от 0,5 до 6 мм, и более предпочтительно от 0,8 до 4 мм. Среди них волокнистый материал предпочтительно может иметь длину волокон равную или длиннее чем 0,5 мм, и более предпочтительно равную или длиннее чем 0,8 мм. С другой стороны, волокнистый материал может предпочтительно иметь длину волокон равную или короче чем 6 мм, а более предпочтительно равную или короче чем 4 мм.

[0034] В дополнение к гидрофильному волокну, при необходимости к водоудерживающему слою 12 может быть примешано гидрофобное волокно, такое как термически связанное волокно. Примешанное количество термически связанного волокна может предпочтительно составлять от 0,1 до 10 масс.% на все количество волокон, содержащихся в водоудерживающем слое 12, и дополнительно может предпочтительно составлять от 0,5 до 5 масс.%. Принимая во внимание подобный аспект, примешанное количество термически связанного волокна может быть предпочтительно равную или более чем 0,1 масс.% на все количество волокон, содержащейся в водоудерживающем слое 12, и может быть предпочтительно равно или более чем 0,5 масс.%. С другой стороны, примешанное количество термически связанного волокна может быть предпочтительно равно или менее чем 10 масс.% на все количество волокон, содержащихся в водоудерживающем слое 12, и может быть предпочтительно равно или менее чем 5 масс.%.

[0035] В качестве компонента (b): водоабсорбирующего полимера, используют гидрофильный полимер, имеющий поперечно-сшитую структуру, который способен абсорбировать и удерживать значительное количество жидкости, которое в 20 раз больше его собственной массы, по аналогии с описанными выше волокнистыми материалами, так что содержание воды, содержащейся в водоудерживающем слое 12, может предпочтительно сохраняться от 10 до 45 масс.% максимального водопоглощения водоудерживающего слоя 12. Формой компонента (b) может быть одна, две или более, выбранных из сферической формы, массивной формы, формы виноградной грозди и волокнистой формы. Диаметр частиц компонента (b) предпочтительно составляет от 1 до 1000 мкм, и еще более предпочтительно составляет от 10 до 500 мкм. В дополнение к сказанному выше, диаметр частиц водоабсорбирующего полимера может быть определен с помощью динамического рассеяния света, лазерной дифрактометрии или тому подобное. Диаметр частиц компонента (b) предпочтительно равен или более чем 1 мкм, и еще более предпочтительно равен или более чем 10 мкм. С другой стороны, диаметр частиц компонента (b) предпочтительно равен или менее чем 1000 мкм, и еще более предпочтительно равен или менее чем 500 мкм. Некоторые примеры компонента (b) включают, например, один, два или более компонентов, выбранных из полиакриловых кислот и их солей и полиакрилат графтполимеров, таких как крахмал, поперечно-сшитая карбоксиметил целлюлоза, полимеры или сополимеры акриловых кислот или солей щелочных металлов акриловых кислот и тому подобное. Среди них предпочтительно используют полиакриловые кислоты и их соли и полиакрилат графтполимеры, такие как полимеры или сополимеры акриловых кислот или соли щелочных металлов акриловых кислот и тому подобное для поддержания достаточного содержания воды, содержащейся в водоудерживающем слое 12, от 10 до 45 масс.% максимального водопоглощения водоудерживающего слоя 12.

[0037] Отношение компонента (b) к водоудерживающему слою 12 предпочтительно составляет от 10 до 70 масс.% в высушенном состоянии, и еще более предпочтительно составляет от 20 до 65 масс.%, чтобы способствовать быстрому переносу влаги в водоудерживающий слой 12, должным образом сохраняя за счет этого содержание воды, содержащейся в водоудерживающем слое 12, от 10 до 45 масс.% максимального водопоглощения водоудерживающего слоя 12. Принимая во внимание подобный аспект, отношение компонента (b) к водоудерживающему слою 12 предпочтительно равно или выше чем 10 масс.% в высушенном состоянии, и еще более предпочтительно равно или выше чем 20 масс.%, и с другой стороны предпочтительно равно или ниже чем 70 масс.% в высушенном состоянии, а более предпочтительно равно или ниже чем 65 масс.%.

[0038] Водоудерживающий слой 12 предпочтительно может иметь свой собственный вес в граммах от 20 до 200 г/м² в высушенном состоянии, с точки зрения достижения легкого регулирования содержания воды, содержащейся в водоудерживающем слое 12, от 10 до 45 масс.% максимального водопоглощения водоудерживающего слоя 12, и в дополнение, предпочтительно от 35 до 150 г/м², и еще более предпочтительно от 50 до 140 г/м² вес в граммах компонента (b), содержащегося в водоудерживающем слое 12, предпочтительно составляет от 5 до 150 г/м² в высушенном состоянии, с точки зрения сохранения должным образом содержания воды, содержащейся в водоудерживающем слое 12, от 10 до 45 масс.% максимального водопоглощения водоудерживающего слоя 12, и в дополнение, предпочтительно составляет от 10 до 100 г/м², и еще более предпочтительно составляет от 30 до 90 г/м². Водоудерживающий слой 12 предпочтительно имеет вес в граммах в высушенном состоянии, равный или более чем 20 г/м², и еще более предпочтительно равный или более чем 35 г/м², а более предпочтительно равный или более чем 50 г/м². С другой стороны, водоудерживающий слой 12 предпочтительно имеет вес в граммах в высушенном состоянии, равный или менее чем 200 г/м², и еще более предпочтительно равный или менее чем 150 г/м², и даже более предпочтительно равный или менее чем 140 г/м². Вес в граммах компонента (b), содержащегося в водоудерживающем слое 12, равен или более чем 5 г/м² в высушенном состоянии, и кроме того, предпочтительно равен или более чем 10 г/м², а более предпочтительно равен или более чем 30 г/м². С другой стороны, водоудерживающий слой 12 предпочтительно имеет вес в граммах в высушенном состоянии, равный или менее чем 150 г/м², и еще более предпочтительно равный или менее чем 100 г/м², а более предпочтительно равный или менее чем 90 г/м².

[0039] Водоудерживающий слой 12 может быть составлен таким образом, чтобы иметь экзотермический слой 11, который образован на одной стороне водоудерживающего слоя 12, как показано на Фиг. 1, или в качестве альтернативы составлен таким образом, чтобы иметь экзотермические слои 11, которые образованы на обеих сторонах водоудерживающего слоя 12. В дополнение, как показано на Фиг. 2, водоудерживающий слой 12 может быть образован из первого водопоглощающего листа 102a и второго водопоглощающего листа 102b. В таком случае, нагревательный элемент 10 может иметь структуру, в которой экзотермический слой 11 помещен между первым водопоглощающим листом 102a и вторым водопоглощающим листом 102b, представляя собой так называемую сэндвич-структуру. Первый водопоглощающий лист 102a может состоять из материала, такого же или отличающегося от материала, составляющего второй водопоглощающий лист 102b. Например, если первый водопоглощающий лист 102a состоит из многослойного материала из двух или более волокнистых листов или из материала, заключающего в себе компонент (a): волокнистый материал и компонент (b): водоабсорбирующий полимер, а второй водопоглощающий лист 102b состоит из единственного волокнистого листа, данный состав может обеспечить легкое регулирование содержания воды, содержащейся в водоудерживающем слое 12, от 10 до 45 масс.% максимального водопоглощения водоудерживающего слоя 12 и может также обеспечить улучшенную окислительную реакцию окисляющегося металла, и вследствие этого данный состав является предпочтительным. В таком случае, необходимо только, чтобы второй водопоглощающий лист 102b покрывал по меньшей мере часть экзотермического слоя 11, и предпочтительно, чтобы второй водопоглощающий лист 102b покрывал всю поверхность экзотермического слоя 11. В дополнение, при условии, что содержание воды, содержащейся в водоудерживающем слое 12, составляет от 10 до 45 масс.%, и первый водопоглощающий лист 102a и второй водопоглощающий лист 102b могут предпочтительно иметь сопротивление воздуха, равное или ниже чем 500 секунд/100 мл. В дополнение к сказанному выше, его нижний предел составляет, например, 1 секунда/100 мл.

[0040] Нагревательный элемент 10 может дополнительно содержать средство ускорения реакции. Средство ускорения реакции используют с целью поддерживания окислительной реакции окисляющегося металла. В дополнение, для ускорения окислительной реакции использование средства ускорения реакции может разрывать оксидную пленку, которая была создана в окисляющемся металле вследствие окислительной реакции. Типичное средство ускорения реакции содержит, например, один, два или более компонентов, выбранных из сульфатов и хлоридов щелочных металлов и щелочноземельных металлов. Среди них с точки зрения предоставления улучшенной электропроводности и химической стабильности, и уменьшения стоимости изготовления, предпочтительно использовать один, два или более компонентов, выбранных из различных типов хлоридов, таких как натрия хлорид, калия хлорид, кальция хлорид, магния хлорид, дихлорид железа, трихлорид железа и тому подобное; и натрия сульфат. Содержание средства ускорения реакции в нагревательном элементе 10 предпочтительно составляет от 2 до 15 массовых частей на 100 массовых частей окисляющегося металла, с точки зрения поддерживания достаточного количества тепловыделения на протяжение более продолжительного времени, и еще более предпочтительно от 3 до 13 массовых частей. Принимая во внимание подобный аспект, содержание средства ускорения реакции в нагревательном элементе 10 предпочтительно равно или более чем 2 массовые части на 100 массовых частей окисляющегося металла, и еще более предпочтительно равно или более чем 3 массовые части. С другой стороны, содержание средства ускорения реакции в нагревательном элементе 10 равно или менее чем 15 массовых частей на 100 массовых частей окисляющегося металла, и еще более предпочтительно равно или менее чем 13 массовых частей.

[0042] Нагревательный элемент 10 может дополнительно содержать сгущающее средство. Для сгущающего средства главным образом можно использовать вещества, которые способны абсорбировать воду для увеличения консистенции или способны обеспечивать тиксотропные свойства, при этом выбирают единственное вещество или смесь двух или более, выбранных из: альгинатов, таких как натрия альгинат и тому подобное; сгущающего средства на основе полисахаридов, такого как аравийская камедь, трагакантовая камедь, камедь бобов рожкового дерева, гуаровая камедь, арабская камедь, каррагенан, агар, ксантановая камедь и тому подобное; сгущающих средств на основе крахмала, таких как декстрин, предварительно желатинизированный крахм