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JP2004008564A - 水蒸気発生体 - Google Patents

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JP2004008564A
JP2004008564A JP2002167457A JP2002167457A JP2004008564A JP 2004008564 A JP2004008564 A JP 2004008564A JP 2002167457 A JP2002167457 A JP 2002167457A JP 2002167457 A JP2002167457 A JP 2002167457A JP 2004008564 A JP2004008564 A JP 2004008564A
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heat
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steam
sheet
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JP2002167457A
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Koji Mimura
味村 浩司
Keizo Takahashi
高橋 敬蔵
Shuji Ishikawa
石川 修司
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Kao Corp
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Kao Corp
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Abstract

【課題】所望の水蒸気発生能を有し且つ内容物の漏れを確実に抑えることができる水蒸気発生体を提供すること。
【解決手段】通気性を有する袋本体2に被酸化性金属粉末、塩類及び水を含む水蒸気発生組成物3が収容された水蒸気発生体である。前記袋本体2が、二重の通気性シート20と非通気性シート21とが接合されて設けられており、且つ前記通気性シート20が、スパンボンド不織布200、メルトブローン不織布201及び熱融着性繊維不織布202がこの順で接合された複合不織布からなることを特徴とする。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気中の酸素と被酸化性金属粉末との酸化反応に伴う発熱を利用して水蒸気を発生させる水蒸気発生体に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
空気中の酸素と被酸化性金属粉末との酸化反応に伴う発熱を利用した水蒸気発生体に関する従来技術としては、例えば、特開2002−78728号公報に記載の水蒸気発生体が知られている。
【0003】
この水蒸気発生体は、所定の透湿度及び透気度の透湿シートで水蒸気発生組成物を収容する袋を形成し、当該水蒸気発生体から所定温度の水蒸気が放出できるようにしたものである。
【0004】
ところで、この種の水蒸気発生体において、水蒸気放出量を増やそうとする場合、用いる透湿シートの透湿度を高めたりする必要があるが、透湿度を高めようとすると、袋に収容された水蒸気発生組成物が漏れたりするおそれがあった。
【0005】
従って、本発明の目的は、所望の水蒸気発生能を有し且つ内容物の漏れを確実に抑えることができる水蒸気発生体を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、通気性を有する袋本体に被酸化性金属粉末、塩類及び水を含む水蒸気発生組成物が収容された水蒸気発生体において、前記袋本体が、二重の通気性シートと非通気性シートとが接合されて設けられており、且つ前記通気性シートが、スパンボンド不織布、メルトブローン不織布及び熱融着性繊維不織布がこの順で接合された複合不織布からなることを特徴とする水蒸気発生体を提供することにより、前記目的を達成したものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の水蒸気発生体の一実施形態を示したものである。図1において、符号1は水蒸気発生体を示している。
【0008】
図1に示すように、本実施形態の水蒸気発生体1は、通気性を有する袋本体2に水蒸気発生組成物3が収容されたものである。
【0009】
前記袋本体2は、二重の通気性シート20と非通気性シート21とが袋本体2の水蒸気発生組成物3を囲むように所定幅でヒートシールによって接合されて設けられている。通気性シート20同士、通気性シート20及び非通気性シート21は、このヒートシール部分でのみ接合されており、それ以外の部分では接合されていないため、得られる水蒸気発生体は、柔軟性を有したものとなる。水蒸気発生組成物3は、内側の通気性シート20と非通気性シート21との間に充填されている。
【0010】
本実施形態では、水蒸気の発生面となる袋本体2の表面は、後述するスパンボンド不織布200で構成され、裏面は、耐熱不織布211で構成されている。
【0011】
前記通気性シート20は、スパンボンド不織布200、メルトブローン不織布201及び熱融着性繊維不織布202がこの順でヒートシールにより接合された複合不織布からなるものである。
【0012】
前記スパンボンド不織布200の繊維素材としては、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維等のポリオレフィン系繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維等のポリエステル系繊維、ナイロン−6繊維、ナイロン−66繊維等のポリアミド系繊維、共重合ポリエステル繊維、共重合ポリアミド繊維、芯鞘繊維のような複合繊維等が挙げられる。
【0013】
前記スパンボンド不織布200の平均繊維間距離は、ヒートシールする対象の熱融着性樹脂がスパンボンド不織布の繊維間に入り込みやすくする観点から、50μm以上であることが好ましく、100μm以上であることがより好ましい。
【0014】
前記スパンボンド不織布200は、シートの強度の付与、毛羽立ち防止、及び熱伝導性の観点から、坪量が5〜100g/mであることが好ましく、10〜50g/mであることがより好ましい。
【0015】
前記メルトブローン不織布201の繊維素材としては、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維等のポリオレフィン系繊維等が好ましい。該繊維素材は、単独で又は二種以上を混合して用いることもできる。
【0016】
前記メルトブローン不織布201の平均繊維間距離は、1〜100μmであることが好ましく、5〜50μmであることがより好ましい。平均繊維間距離が短すぎると酸化反応に使われる酸素や発生する水蒸気の透過性が低下する場合があり、長すぎると水蒸気発生組成物が外に漏れ出す場合がある。メルトブローン不織布を構成する繊維素材の平均繊維径は、0.1〜30μmであることが好ましく、0.5〜10μmであることがより好ましい。
【0017】
前記メルトブローン不織布201は、酸化反応に使われる酸素や発生する水蒸気の透過性、水蒸気発生体の粉漏れの観点から、坪量が5〜100g/mであることが好ましく、10〜50g/mであることがより好ましい。
【0018】
前記熱融着性繊維不織布202の繊維素材は、前記スパンボンド不織布200の繊維素材よりも低融点であることが好ましく、融点の差が10℃以上、特に融点の差が50℃以上のものであることが好ましい。スパンボンド不織布200の繊維素材及び熱融着性繊維不織布202の繊維素材の融点に差が無いとヒートシール加工時にスパンボンド繊維が加工機の加熱ロールに融着し、製造が困難となる場合がある。熱融着性繊維不織布202の繊維素材としては、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維等のポリオレフィン系繊維、ポリアミド系繊維、共重合ポリエステル繊維等が挙げられる。該繊維素材は、単独で又は二種以上を混合して用いることもできる。また、鞘に上記繊維素材を使った、芯鞘構造の複合繊維素材も用いることが出来る。芯に使う樹脂は、鞘の樹脂よりも融点の高いことが好ましい。該繊維素材の平均繊維径は、通気シートどうし、通気性シートと非通気シートとをヒートシールしたときに十分なシート強度が得られるようにする観点から、1〜100μmであることが好ましく、5〜50μmであることがより好ましい。繊維の製造方法としては、特に限定されないが、エアスルー、ヒートロール等のサーマルボンド法、スパンボンド法等が挙げられる。
【0019】
熱融着性繊維不織布202は、坪量が5〜100g/mであることが好ましく、10〜50g/mであることがより好ましい。
【0020】
前記通気性シート20は、前記スパンボンド不織布200、前記メルトブローン不織布201及び前記熱融着性繊維不織布202がこの順でヒートシールによって接合された複合不織布である。
前記通気性シート20は、前記スパンボンド不織布200、前記メルトブローン不織布201及び前記熱融着性繊維不織布202の三つの不織布がヒートシールで接合された通気性を有していないほぼ円形の部分(非通気性部分)20aと、これら三つの不織布が接合されていない通気性を有している部分20bとを多数有している。非通気性部分20aは、当該通気性シート20にほぼ均一に分布していることが好ましい。非通気性部分20aは、所定の断面形状のピンを多数有するエンボスロール及びダイロールを備え、所定温度に過熱されたヒートロール間に前記三つの不織布を通してこれらを溶融圧着させることで形成することができる。
【0021】
一つの前記非通気性部分20aの最大寸法(本実施形態では、直径に相当)が、0.5〜5mmであることが好ましく、1〜3mmであることがより好ましい。なお、非通気性部分20aの形状には、円形以外に、楕円形、長円形、四角形、菱形等の形状が挙げられる。
前記通気性シート20の単位面積当たりにおける前記非通気性部分20aの面積の割合は、1〜30%であることが好ましく、5〜20%であることがより好ましい。前記非通気性部分の面積の割合が低すぎるとスパンボンド不織布とメルトブローン不織布と熱融着性繊維不織布の間の接着強度が足りなくなり、シートが剥離してしまう場合があり、非通気性部分の面積の割合が高すぎると通気性が低下し、水蒸気発生速度が低下したり、不織布の柔軟性が損なわれる場合がある。
【0022】
また、前記通気性シート20は、JIS L1906のフラジール形法で規定される通気度が0.5cm/(cm・s)以上であることが好ましく、1cm/(cm・s)以上であることがより好ましい。通気性シートの通気度が低すぎると、水蒸気の発生反応速度が低下し、必要な水蒸気発生速度が得られなくなる。
【0023】
通気性シート20は、シートの強度、柔軟性、ヒートシール時の熱伝導性の観点から、その坪量が30〜200g/mであることが好ましく、50〜100g/mであることがより好ましい。
【0024】
通気性シート20は、水蒸気発生体の粉体漏れ防止の管理パラメータとしての耐水圧が300mmAq以上であることが好ましく、500mmAq以上であることがより好ましい。ここで、耐水圧は、JIS L 1092 A法(低水圧法)により測定される値である。
【0025】
本実施形態の水蒸気発生体1は、通気性シート20同士が、水蒸気発生体の周囲で、スパンボンド不織布200と熱融着性繊維不織布202とで接合されている。水蒸気発生体全面で接合されると、シートの柔軟性が損なわれたり、通気性が低下するため好ましくない。この通気シート20同士の接合強度は、3N/5cm以上であることが好ましく、5N/5cm以上であることがより好ましい。通気性シート同士の接合強度が低すぎると通気シートが剥がれることとなる。前記通気性シート20同士の接合幅は、1mm以上であることが好ましく、2mm以上であることがより好ましい。
【0026】
前記非通気性シート21は、熱融着性フィルム210及び耐熱性不織布211が積層された積層シートからなるものである。
【0027】
前記熱融着性フィルム210の素材は、前記通気性シート20における前記スパンボンド不織布200の繊維素材又は熱融着性繊維不織布202の繊維素材よりも低融点であることが好ましい。熱融着性フィルム210の素材がスパンボンド不織布200の繊維素材又は熱融着性繊維不織布の繊維素材202よりも高融点であると繊維自体が融けてしまい、繊維とのアンカー効果が無くなり、シール強度が低下する。
【0028】
熱融着性フィルム210の素材としては、比較的低融点で有れば特に限定されないが、L−LDPE、LDPE、EVA、アイオノマー等が挙げられる。該熱融着性フィルム210は、これらの素材を単独で又はこれらの素材を二種以上混合して用いることもできる。また、熱融着性フィルムは、これらの素材のフィルムを二層に積層して用いることもできる。
【0029】
熱融着性フィルム210は、ヒートシール時の接着強度の観点から、厚みが5〜100μmであることが好ましく、10〜50μmであることがより好ましい。
【0030】
前記耐熱性不織布の繊維素材211としては、ナイロン−6繊維等のポリアラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維等が挙げられる。該繊維素材は、単独で又は二種以上を混合して用いることもできる。該繊維素材の平均繊維径は、シート強度と柔軟性の観点から、1〜50μmであることが好ましく、5〜30μmであることがより好ましい。
【0031】
前記耐熱性不織布211は、坪量が10〜100g/mであるものが好ましく、20〜50g/mであるものがより好ましい。
【0032】
前記熱融着性フィルム及び前記耐熱性不織布が積層された積層シートからなる非通気性シート21の製造方法は特に限定されないが、押出ラミネーション法や、共押出ラミネーション法、ホットメルトラミネーション法等が挙げられる。
【0033】
本実施形態の水蒸気発生体1は、前記水蒸気発生組成物を封止する部分である前記通気性シート20と前記非通気性シートとの接合強度をより高める点から、前記熱融着性繊維不織布及び前記熱融着性フィルムが接合されている。通気性シート20及び非通気性シート21の接合強度は、使用時にシートが剥がれて水蒸気発生組成物が外に漏れ出すことを防止するため、5N/5cm以上であることが好ましく、10N/5cm以上であることがより好ましい。前記通気性シート20と前記非通気性シート21との接合幅は、1mm以上であることが好ましく、2mm以上であることがより好ましい。
【0034】
前記水蒸気発生組成物3は、被酸化性金属粉末、塩類、保水剤、及び水を含有するものである。
【0035】
前記被酸化性金属粉末には、従来からこの種の水蒸気発生体に通常用いられている被酸化性金属粉末を特に制限無く用いることができる。該被酸化性金属粉末としては、鉄粉、アルミニウム粉、亜鉛粉、マンガン粉、マグネシウム粉、カルシウム粉等が挙げられ、これらの中でも取り扱い性、安全性、製造コストの点から鉄粉が好ましく用いられる。また、鉄粉には、鋳鉄粉、還元鉄粉、電気分解鉄粉、スクラップ鉄粉等が挙げられ、これらの中でも還元鉄粉が好ましい。
水蒸気発生組成物の酸化反応を効率的に行うため、前記鉄粉には、粒径が0.5〜500μmのものが好ましい。
【0036】
前記塩類には、従来からこの種の水蒸気発生組成物に通常用いられている塩類を特に制限なく用いることができる。該塩類としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又は重金属の硫酸塩、炭酸塩、塩化物若しくは水酸化物等が挙げられる。そしてこれらの中でも、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム等の各種塩化物が好ましく用いられる。
【0037】
前記保水剤には、従来からこの種の水蒸気発生組成物に通常用いられている保水剤を特に制限無く用いることができる。該保水剤としては、バーミキュライト、ケイ酸カルシウム、シリカゲル、シリカ系多孔質物、アルミナ、パルプ、木粉、吸水性ポリマーが挙げられる。
【0038】
前記水蒸気発生組成物には、前記被酸化性金属粉末の酸化反応を促進する反応促進剤を加えることができる。該反応促進剤には、従来からこの種の水蒸気発生組成物に用いられている反応促進剤を特に制限無く用いることができる。該反応促進剤としては、例えば、活性炭(椰子殻炭、木炭粉、暦青炭、泥炭、亜炭)、カーボンブラック、アセチレンブラック、黒鉛等が挙げられ、これらの中でも保水能、酸素供給能、触媒能を有する点から活性炭が好ましく用いられる。反応の促進のしやすさから、反応促進剤の粒径は0.5〜500μmが好ましい。
【0039】
前記袋本体2への前記水蒸気発生組成物の充填量は、袋本体2中に水蒸気発生組成物を均一に充填した状態で、袋本体2における充填領域を平面視したときの1cm当たり0.05g以上とすることが好ましく、0.15g以上とすることがより好ましい。該充填量が低すぎると酸化反応で発生する熱量より外気による冷却量が上回り、水蒸気が十分に発生する温度まで上昇しない場合がある。
【0040】
上記構成の水蒸気発生体1は、その放出する水蒸気の温度が30〜60℃で、その水蒸気発生速度が0.1mg/(cm・min)以上であり、当該水蒸気発生速度に5分以内に到達し、且つ当該水蒸気発生速度を5分間以上維持することができる。ここで水蒸気発生速度は、室温環境(20℃、65%RH)下で水蒸気発生体を外気遮断容器から取り出し、直ちに1mgの単位まで測定可能な上皿天秤に載せ、その後15分間重量測定を行った場合において、測定開始時の重量をWt0(g)とし、15分後の重量をWt15(g)とし、水蒸気発生体表面の皮膚又は粘膜に適用する部分の表面積をS(cm)としたときに、以下の式(1)により算出されるものである。
式(1):
水蒸気発生速度mg/(cm・min)=(Wt0−Wt15)・1000/15S
【0041】
また、上記構成の水蒸気発生体1は、通気性シート及び非通気性シートにホットメルト接着剤等の接着成分を有しておらず、また、これらシート同士の接合もヒートシールによって行われているので、水蒸気の発生に伴ってシートの温度が上昇しても、不快な臭い等を生じることがない。
【0042】
水蒸気発生体1は、使用するまでに酸素と接触するのを避けるため、非酸素透過又は/及び非水分透過性の包装袋等に収容されて提供される。
【0043】
本発明の水蒸気発生体は、前記実施形態に制限されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。
【0044】
本発明の水蒸気発生体は、前記実施形態の水蒸気発生体1のように、前記水蒸気発生組成物を封止するシール部分である前記通気性シートと前記非通気性シートとの接合強度をより高め得る点から、熱融着性繊維不織布及び熱融着性フィルムを接合させることが好ましいが、通気性シート同士を前記熱融着性繊維不織布同士で接合するとともに、前記通気性シート及び前記非通気性シートを前記スパンボンド不織布及び前記熱融着性フィルムで接合することもできる。この場合には、前記通気性シート同士の接合強度と、前記通気性シート及び前記非通気性シートの接合強度とが同程度になり、シート間で接合の弱い層が無くなることで、水蒸気発生体全体としての封止性が向上する。
【0045】
また、本発明の水蒸気発生体は、袋本体の形状、通気性シート同士及び通気性シートと非通気性シートとの接合幅、該袋本体への水蒸気発生組成物の充填量等を、その用途に応じて適宜設定することができる。
【0046】
本発明の水蒸気発生体には、その用途に応じて、芳香剤、薬剤等の添加剤を含ませることもできる。該芳香剤としては、ゲラニオール油、メントール、シトラール、シトロネロール、シネオール、α―セドレン、セドロール、テルピネン、ネロール、ネロリドール、パチュリーアルコール、ベンジルアセテート、ベンジルアルコール、ボルネオール、リナリルアセテート、リナロール、リモネン、ヒノキチオール等が挙げられる。また、該薬剤としては、血行促進剤、むくみ改善剤、スリム化剤、鎮痛剤、ポリオール類、保湿剤、精油類、植物エキス類、シリコーン類等が挙げられる。該添加剤を含ませる形態としては、例えば、水蒸気発生体の皮膚又は粘膜への適用面に湿布やプラスター層を形成して含有させる、水蒸気発生組成物中に含有させる等の形態が挙げられる。
【0047】
本発明の水蒸気発生体の用途は特に制限されるものではない。本発明の水蒸気発生体は、例えば、身体の皮膚又は粘膜に水蒸気を供給して血行を良くしたり、皮膚や粘膜の保湿状態を良好な状態に維持又は改善する目的に用いられるほか、発生した水蒸気や添加した芳香剤を吸入することでリラックスする用途や、薬剤等と組み合わせて化粧品等の各種用途にも用いることができる。
【0048】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。
【0049】
〔実施例1〕
下記複合不織布からなる二枚の通気性シート、非通気性シート及び水蒸気発生組成物を用い、通気性シート2枚と非通気性シートを表1に示す層構成となるように重ね合わせた。そして、外周の3方をヒートシール(通気性シート側120℃、非通気性シート側200℃、シール時間2秒、圧力3kg/cm)し、水蒸気発生組成物を非通気シートと通気シートの間に充填し、同条件で残りの一方をヒートシールして密封することによって、水蒸気発生体(図1参照)を得た。得られた水蒸気発生体について、水蒸気蒸発生能、水蒸気発生組成物の漏れの有無、通気性シート同士の接合強度並びに通気性シート及び非通気性シートの接合強度を下記のように評価した。それらの結果を表2に示す。
【0050】
<通気性シート>
A)スパンボンド不織布:ポリプロピレン繊維(融点160℃)、平均繊維径20μm、坪量20g/m
B)メルトブローン不織布:ポリプロピレン繊維(融点160℃)、平均繊維径2μm、通気度10cm/(cm・s)、坪量30g/m
C)熱融着性繊維不織布:芯鞘構造繊維(芯:ポリエステル(融点255℃)、鞘:ポリエチレン(融点135℃))、平均繊維径20μm、平均繊維長51mm、坪量20g/mの短繊維をヒートロール法で製造した不織布
非通気性部分の形状:ほぼ円形(直径約1mm)
非通気性部分の面積の割合:20%
通気性シートの通気度:10cc/(cm・s)
通気性シートの耐水圧:900mmAq
【0051】
<非通気性シート>
熱融着性樹脂層:素材L−LDPE(融点120℃)、厚み30μm
耐熱性不織布:繊維素材ナイロン、平均繊維径20μm、坪量40g/m
【0052】
<水蒸気発生組成物>
被酸化性金属粉末:鉄粉(同和鉄粉鉱業製、商品名RKH)10.2g(51wt%)
塩類:塩化ナトリウム、0.4g(2wt%)
保水剤:吸水ポリマー(日本触媒社製、アクアリックCA)1g(5wt%)
バーミキュライト0.8g(4wt%)
水:6.8g(34wt%)
反応促進剤:活性炭0.8g(4wt%)
【0053】
〔水蒸気発生速度〕
得られた水蒸気発生体の水蒸気発生能を前述の方法によって調べ、前記式(1)により算出した。
【0054】
〔水蒸気発生組成物の漏れ〕
得られた水蒸気発生体からの水蒸気発生組成物の漏れを水蒸気発生済みの水蒸気発生体を、シバタ社製パーティクルモニターGT−321の吸入孔にセットし、クリーンルーム(クラス100)内で測定し、0.5μm以上の塵埃数を調べ、以下のように評価した。
○:1000個未満
△:2000個未満
×:2000個以上
【0055】
〔接合強度〕
得られた水蒸気発生体の通気性シート及び非通気性シートを幅5cmに切りとり、ヒートシール部を中央にして、180°に開き、引張試験機(オリエンテック社製、テンシロン)を使用し、引張速度300mm/minの条件で引張試験を行ったときの、最大強度を接合強度とした。
【0056】
〔実施例2及び比較例1、2〕
表1に示す層構成とするとともに、通気性シートの素材と枚数を変更した以外は、実施例1と同様にして水蒸気発生体を作製した。そして、得られた水蒸気発生体について実施例1と同様にして、水蒸気蒸発生能、水蒸気発生組成物の漏れの有無、通気性シート同士の接合強度並びに通気性シート及び非通気性シートの接合強度を調べた。それらの結果を表2に示す。
【0057】
【表1】
Figure 2004008564
【0058】
【表2】
Figure 2004008564
【0059】
表2に示すように、本実施例により得られた水蒸気発熱体は、比較例に対し水蒸気発生能、粉体の漏れ、接合強度とも十分な性能が得られる結果であった。
【0060】
【発明の効果】
本発明によれば、所望の水蒸気発生能を有し且つ内容物の漏れを確実に抑えることができる水蒸気発生体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の水蒸気発生体の一実施形態を模式的に示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A矢視断面図の拡大図である。
【符号の説明】
1 水蒸気発生体
2 袋本体
20 通気性シート
200 スパンボンド不織布
201 メルトブローン不織布
202 熱融着性繊維不織布
21 非通気性シート
3 水蒸気発生組成物

Claims (2)

  1. 通気性を有する袋本体に被酸化性金属粉末、塩類及び水を含む水蒸気発生組成物が収容された水蒸気発生体において、
    前記袋本体が、二重の通気性シートと非通気性シートとが接合されて設けられており、且つ前記通気性シートが、スパンボンド不織布、メルトブローン不織布及び熱融着性繊維不織布がこの順で接合された複合不織布からなることを特徴とする水蒸気発生体。
  2. 前記非通気性シートが、熱融着性フィルム及び耐熱性不織布が接合された複合シートからなる請求項1記載の水蒸気発生体。
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