BRPI0619102A2

BRPI0619102A2 - dispositivo térmico conformável

Info

Publication number: BRPI0619102A2
Application number: BRPI0619102-9A
Authority: BR
Inventors: Joshua Friedensohn; Nefetari Bordain Murph; Roger Bradshaw Quincy Iii; Karen Mckenzie
Original assignee: Kimberly Clark Co
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2011-09-13
Also published as: US20070156213A1; JP2009519753A; KR20080077173A; EP1968507B1; EP1968507A1; AU2006329971A1; WO2007075277A1; US8137392B2; KR101382808B1

Abstract

DISPOSITIVO TéRMICO CONFORMáVEL. Um dispositivo térmico conformável quimicamente ativado que gera calor sob ativação é fornecido. O dispositivo térmico tipicamente contém um metal oxidável que é capaz de sofrer uma reação exotérmica na presença de umidade e ar para gerar calor. Embora tais metais, como também outros componentes da composição (por exemplo, carbono), sejam relativamente inflexíveis e duros, os presentes inventores não obstante descobriram que um ou mais segmentos conformáveis podem ser empregados para dar flexibilidade e conformabilidade ao dispositivo térmico. Os segmentos conformáveis são maleáveis de forma que eles produzam sob tensão de cisalhamento e adquiram a forma de uma superfície (por exemplo, parte de corpo) sem romper. Os segmentos conformáveis são igualmente rígidos ou duros o bastante para substancialmente reter a forma desejada durante uso.

Description

"DISPOSITIVO TÉRMICO CONFORMÁVEL"

Pedidos Relacionados

O presente pedido é um pedido de continuação em parte do Pedido U.S. No. Serial 11/303.007, que foi deposi- tado no dia 15 de dezembro de 2005.

Antecedentes da Invenção

Os dispositivos de aquecimento quimicamente ativa- dos freqüentemente empregam reagentes de metal (por exemplo, pó de ferro) que são oxidados na presença de ar e umidade. Porque a reação de oxidação é exotérmica e gera calor, o dispositivo resultante pode fornecer calor quando ativado. 0 dispositivo de aquecimento tipicamente contém outros reagen- tes químicos para facilitar a reação exotérmica, tal como carbono ativado e haletos de metal. 0 carbono ativado age como um catalisador para facilitar a reação exotérmica, ao mesmo tempo em que o haleto de metal remove as películas de óxido da superfície no pó de metal para permitir que a rea- ção para prossiga a uma extensão suficiente. Infelizmente, vários problemas existem com os dispositivos de aquecimento quimicamente ativados convencionais. Por exemplo, os compo- nentes de carbono e metal oxidáveis do dispositivo são duros e inflexíveis. Por conseguinte, durante uso, é freqüentemen- te difícil dobrar e conformar o dispositivo térmico a uma parte do corpo. Como tal, uma necessidade existe atualmente para uma técnica de melhorar a conformabilidade e flexibili- dade de dispositivos térmicos quimicamente ativados.

Sumário da Invenção

De acordo com uma modalidade da presente invenção, um dispositivo térmico quimicamente ativado é descrito o qual compreende uma composição exotérmica e um segmento con- formável que são de modo móvel limitados dentro do disposi- tivo térmico. 0 segmento conformável é maleável e tem uma relação de aspecto de cerca de 20 a cerca de 400.

Outras características e aspectos da presente in- venção são descritos em mais detalhe abaixo.

Breve Descrição dos Desenhos

Uma descrição completa e capacitante da presente invenção, incluindo o melhor modo desta, voltada a alguém de experiência ordinária na técnica, é apresentada mais parti- cularmente no restante da especificação, a qual faz referên- cia às figuras anexas nas quais:

Fig. 1 ilustra uma visão de topo de uma modalidade de um dispositivo térmico conformável da presente invenção;

Fig. 2 ilustra uma visão de corte transversal do dispositivo térmico conformável mostrado na Fig. 1;

Fig. 3 é uma curva de resposta térmica mostrando a temperatura (°C) versus tempo (minutos) para as amostras dos

Exemplos 1-4;

Fig. 4 é uma curva de resposta térmica mostrando a temperatura (°C) versus tempo (minutos) para as amostras dos Exemplos 6-9;

Fig. 5 é uma curva de resposta térmica mostrando a temperatura (°C) contra tempo (minutos) para as amostras dos Exemplos 11-14;

Fig. 6 é uma curva de resposta térmica mostrando a temperatura (°C) contra tempo (minutos) para as amostras dos Exemplos 16-19; e

Fig. 7 é uma curva de resposta térmica mostrando a temperatura (0C) versus tempo (minutos) para as amostras dos Exemplos 21-24;

Fig. 8 é uma curva de evaporação mostrando a perda de peso liquido (%) versus tempo (minutos) para as camadas de retenção de umidade do Exemplo 27; e

Fig. 9 é uma curva de evaporação mostrando a perda de peso liquido (%) versus tempo (minutos) para as camadas de retenção de umidade do Exemplo 32.

Descrição Detalhada das Modalidades Representativas Definições

Como usado o aqui termo "teia ou tecido não teci- do" significa uma teia que tem uma estrutura de fibras ou fios individuais que são interpostos, porém não de uma ma- neira identificável como em um tecido tricotado. Os tecidos ou teias não tecidas foram formados de muitos processos tal como, por exemplo, processo de sopro por fusão, processa li- gado por entrançamento, processo de teia cardada ligada, etc.

Como usado aqui, o termo "sopro por fusão" se re- fere a um processo no qual as fibras são formadas extrusan- do-se um material termoplástico fundido através de uma plu- ralidade de capilares de matriz finos, normalmente circula- res, como fibras fundidas em correntes de gás (por exemplo ar) de alta velocidade convergentes que atenuam as fibras de material termoplástico fundido para reduzir o seu diâmetro, que pode ser para diâmetro de microf ibra. Por conseguinte, as fibras de sopro por fusão são levadas pela corrente de gás de alta velocidade e são depositadas em uma superfície de coleta para formar uma teia de fibras de sopro por fusão aleatoriamente distribuídas. Um tal processo é descrito , por exemplo, na Patente U.S. No. 3.849.241 por Butin, e ou- tros, que está aqui incorporado em sua totalidade por refe- rência para todos os propósitos. Em geral, as fibras de so- pro por fusão podem ser microfibras que podem ser contínuas ou descontínuas, são geralmente menores do que 10 mícrons em diâmetro, e são geralmente pegajosas quando depositadas so- bre uma superfície de coleta.

Como usado aqui, o termo "ligado por entrançamen- to" se refere a um processo no qual, as fibras de diâmetro pequeno, substancialmente contínuas são formadas por extru- são de um material termoplástico fundido de uma pluralidade -de capilares geralmente circulares, finos de uma fiandeira com o diâmetro das fibras extrusadas em seguida sendo rapi- damente reduzido como, por exemplo, por extração edutive e/ou outros mecanismos de ligação por entrançamento bem co- nhecidos. A produção de teias não tecidas ligadas por en- trançamento é descrita e é ilustrada, por exemplo, nas Pa- tentes U.S. Nos. 4.340.563 de Appel. e outros, 3.692.618 de Dorschner, e outro, 3.802.817 de Matsuki, e outros, 3.338.992 de Kinnev., 3.341.394 de Kinnev, 3.502.763 de Hartman, 3.502.538 de Lew., 3.542.615 de " Dobo, e outros e 5.382.400 de Pike, e outros, que estão aqui incorporados em sua totalidade por referência para todos os propósitos. As fibras ligadas por entrançamento geralmente não são pegajo- sas quando são depositadas sobre uma superfície de coleta. As fibras ligadas por entrançamento às vezes podem ter diâ- metros menores do que cerca de 40 mícrons, e estão freqüen- temente entre cerca de 5 a cerca de 20 mícrons.

Como usado aqui, o termo "coforma" geralmente se refere aos materiais de compósito que compreendem uma mistu- ra ou matriz estabilizada de fibras termoplásticas e um se- gundo material não termoplástico. Como um exemplo, materiais de coforma podem ser feitos por um processo no qual pelo me- nos uma cabeça de molde soprada por fusão está disposta per- to de uma calha de escoamento pela qual são adicionados ou- tros materiais à teia ao mesmo tempo em que ela está se for- mando. Tais outros materiais podem incluir, porém não estão limitados a, materiais orgânicos fibrosos tal como polpa de madeira ou de não madeira tal como algodão, raiom, papel re- ciclado, felpa de polpa e também partículas superabsorven- tes, materiais absorventes orgânicos e/ou inorgânicos, fi- bras têxteis poliméricas tratadas e assim sucessivamente. Alguns exemplos de tais materiais de coforma são descritos nas Patentes U.S. Nos. 4.100.324 de Anderson, e outros, 5.284.703 de Everhart, e outros, e 5.350.624 de Georqer, e outros; que estão aqui incorporados em sua totalidade por referência para todos os propósitos.

Como usado aqui, a "taxa de transmissão de vapor de água" (WVTR) geralmente se refere à taxa na qual o vapor de água penetra por um material quando medido em unidades de gramas por metro quadrado durante 24 horas (g/m2/24 horas). O teste usado para determinar a WVTR de um material pode va- riar com base na natureza do material. Por exemplo, em algu- mas modalidades, WVTR pode ser determinada em geral de acor- do com Padrão ASTM E-96E-80. Este teste pode ser particular- mente bem adequado para materiais considerados ter uma WVTR de até cerca de 3.000 g/m2/24 horas. Outra técnica para me- dir WVTR envolve o uso de um sistema de análise de permeação de vapor de água PERMATRAN-W 100K que está comercialmente disponibilizado por Modern Controls, Inc. de Minneapolis, Minnesota. Um tal sistema pode ser particularmente bem ade- quado para materiais considerados ter uma WVTR maior do que cerca de 3.000 de g/m2/24 hrs. Porém, como é bem conhecido na técnica, outros sistemas e técnicas para medir WVTR tam- bém podem ser utilizados.

Como usado aqui, o termo "respirável" significa penetrável ao vapor de água e gases, porém impermeável a á- gua liquida. Por exemplo, "barreiras respiráveis" e "películas respiráveis" permitem que o vapor de água passe nelas, porém são substancialmente impermeáveis a água líqui- da. A "capacidade de respiração" de um material é medida em termos de taxa de transmissão de vapor de água (WVTR), com valores mais altos representando um material mais permeável a vapor e valores mais baixos representando um material menos permeável ao vapor. Os materiais respiráveis, por exemplo, podem ter uma taxa de transmissão de vapor de água (WVTR) de pelo menos cerca de 100 gramas por metro quadrado durante 24 horas (g/m2/24 horas), em algumas modalidades de cerca de 500 a cerca de 20.000 g/m2/24 horas, e em algumas modalida- des, de cerca de 1.000 a cerca de 15.000 g/m2/24 horas. Descrição Detalhada

Referência será feita agora em detalhes às várias modalidades da invenção, um ou mais exemplos das quais estão apresentados abaixo. Cada exemplo é fornecido por via de ex- plicação, e não de limitação da invenção. Na realidade, será evidente àqueles versados na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas na presente invenção sem afas- tar-se do escopo ou espirito da invenção. Por exemplo, as características ilustradas ou descritas como parte de uma modalidade, podem ser usadas em outra modalidade para produ- zir ainda outra modalidade adicional. Deste modo, é preten- dido que a presente invenção cubra tais modificações e vari- ações.

A presente invenção está voltada a um dispositivo térmico conformável que gere calor sob ativação química. O dispositivo térmico quimicamente ativado tipicamente contém um metal oxidável que é capaz de sofrer uma reação exotérmi- ca na presença de umidade e ar para gerar calor. Embora tais metais, como também outros componentes da composição (por exemplo, carbono), sejam relativamente inflexíveis e duros, os presentes inventores não obstante descobriram que um ou mais segmentos conformáveis podem ser empregados para dar flexibilidade e conformabilidade ao dispositivo térmico. Os segmentos conformáveis são maleáveis de forma que eles pro- duzam sob tensão de cisalhamento e adquira a forma de uma superfície (por exemplo, parte de corpo) sem romper. Os seg- mentos conformáveis são igualmente rijos ou duros o bastante para substancialmente reter a forma desejada durante uso. Embora não exigido, os segmentos conformáveis são formados tipicamente de um material não elástico, tal como um metal. Os exemplos de metais adequados incluem alumínio, cobre, zinco, estanho, níquel, berílio, cromo, ferro, césio, magnésio, manganês, silício, sódio, etc., como também ligas destes. Por exemplo, os segmentos conformáveis podem ser formados de uma liga que contém cerca de 50% em peso ou mais de alumínio, em algumas modalidades cerca de 70% em peso ou mais de alumínio, e em algumas modalidades, de cerca de 80% em peso a cerca de 99% em peso de alumínio. A liga também pode conter outros componentes de metal, tal como silício, ferro, cobre, manganês, níquel, zinco, césio, ou estanho, cada dos quais está tipicamente presente em uma quantidade menor do que cerca de 10% em peso da liga. Uma liga de alu- mínio particularmente adequada é uma liga batida disponibi- lizada por Noranda Aluminum, Inc., de Madrid Nova, Missouri sob a designação "8176".

A forma e o tamanho dos segmentos conformáveis po- dem ser selecionados para aumentar a sua capacidade de do- brar e se amoldar a uma superfície. Por exemplo, os segmen- tos conformáveis geralmente têm uma dimensão de comprimento que é substancialmente maior do que a dimensão de largura respectiva. Em outras palavra, os segmentos conformáveis possuem uma relação de aspecto relativamente alta (isto é, a relação de comprimento para largura) , tal como de cerca de 20 a cerca de 400, em algumas modalidades de cerca de 40 a cerca de 200, e em algumas modalidades, de cerca de 60 a cerca de 100. A dimensão de comprimento também pode ser se- lecionada para transpor cerca de 50% ou mais, em algumas mo- dalidades de cerca de 75% a cerca de 98%, e em algumas moda- lidades, de cerca de 80% a cerca de 95% da dimensão de com- primento do dispositivo térmico para otimizar a conformabi- lidade. Por exemplo, os segmentos conformáveis podem ter uma dimensão de comprimento que varia de cerca de 5 a cerca de 100 -centímetros, em algumas modalidades de cerca de 10 a cerca de 50 centímetros, e em algumas modalidades, de cerca de 15 a cerca de 30 centímetros. Igualmente, a dimensão de largura dos segmentos conformáveis pode variar de cerca de 0,1 a cerca de 20 milímetros, em algumas modalidades de cer- ca de 0,5 a cerca de 10 milímetros, e em algumas modalida- des, de cerca de 1 a cerca de 5 milímetros. Os exemplos de tais segmentos de relação de aspecto elevada incluem, sem limitação, filamentos, arames, cordões, fibras, varetas, etc.

Os segmentos conformáveis podem possuir qualquer forma transversal desejada, tal como retangular, ovular, circular, e assim sucessivamente. Em uma modalidade, por e- xemplo, os segmentos conformáveis têm uma forma transversal retangular. Tais segmentos retangulares podem ter uma dimen- são de largura dentro da faixa notada acima. Igualmente, a dimensão de altura ou espessura dos segmentos retangulares é tipicamente menor do que a dimensão de largura para fornecer a maior liberdade de dobra e custo mais baixo. Por exemplo, a dimensão de altura pode variar de cerca de 0,01 a cerca de 2 milímetros, em algumas modalidades de cerca de 0,05 a cer- ca de 1 milímetro, e em algumas modalidades, de cerca de 0,1 a cerca de 0,5 milímetro. Certamente, a dimensão de altura do segmento conformável não precisa ser menor do que a di- mensão de largura. Para segmentos circulares, por exemplo, as dimensões de largura e altura serão aproximadamente as mesmas.

Qualquer número de segmentos conformáveis pode ser empregado no dispositivo térmico da presente invenção para alcançar o grau desejado de conformabilidade, tal como de 2 a 100, em algumas modalidades de 3 a 50, e em algumas moda- lidades de 5 a 15. Independente do número empregado, os seg- mentos operam geralmente cooperativamente, contudo indepen- dentemente. Isto é, os segmentos podem se mover independen- temente com respeito um ao outro, ao mesmo tempo em que as suas características mecânicas são cumulativas como um re- sultado da proximidade de segmentos conformáveis adjacentes. Os segmentos conformáveis independentes podem ser membros individuais ou eles podem ser segmentos de um único membro conformável que está conectado ao segmento adjacentes em su- as extremidades de segmento, tal como um único arame dobrado de um lado para outro pela largura ou ao longo do comprimen- to do dispositivo térmico. Em qualquer caso, os segmentos conformáveis podem dobrar e podem se mover de uma maneira essencialmente independente.

A maneira específica na qual os segmentos confor- máveis estão dispostos no dispositivo térmico também pode variar para melhorar a conformabilidade e flexibilidade. Em uma modalidade, por exemplo, um ou mais segmentos conformá- veis podem ser dispostos de forma que sua dimensão de com- primento (isto é, dimensão mais longa) fique substancialmen- te paralela à dimensão de comprimento do dispositivo térmi- co. Desta maneira, os segmentos conformáveis e dispositivo térmico podem ser dobrados, curvados, ou girados em torno da dimensão de comprimento para facilitar a flexibilidade do dispositivo. Igualmente, um ou mais segmentos conformáveis também podem estar posicionados em ou próximos da periferia do dispositivo térmico. Certamente, os segmentos conformá- veis podem estar dispostos ou posicionados em qualquer outro local do dispositivo, tal como substancialmente paralelo a sua dimensão de largura.

Embora não exigido, os segmentos conformáveis são tipicamente limitados dentro do dispositivo térmico quimica- mente ativado para inibir a protuberância deste. Os segmen- tos em conformação podem ser limitados através de adesivos, laminação, pressão, embainhamento plástico, moldagem, etc. É preferido que a limitação escolhida permita um pouco de. mo- vimento relativo entre os segmentos conformáveis e o resto do dispositivo térmico. 0 movimento permitido reduz a dureza do produto. Para este fim, os segmentos conformáveis podem ser incorporados no dispositivo térmico em qualquer de uma variedade de modos dependendo da maneira na qual o disposi- tivo é construído.

A configuração particular do dispositivo térmico não é crítica para a invenção. Por exemplo, o dispositivo térmico pode ser um dispositivo de "bolsa em bolsa", que ti- picamente possui uma bolsa pequena que contém um reagente químico que é cercado por uma bolsa maior que contém o outro reagente. O dispositivo térmico também pode ser um disposi- tivo de "lado a lado", que usa um selo quebrável posicionado entre dois compartimentos, cada dos quais contém um dos rea- gentes químicos. Estes dispositivos empregam um selo externo forte ao redor do perímetro do dispositivo e um selo interno fraco entre os dois compartimentos. Nos dispositivos térmi- cos quimicamente ativados descritos acima, a composição exo- térmica geralmente permanece solta a um substrato. Em outras modalidades, porém, a composição exotérmica pode ser aplica- da ou pode ser coberta sobre o substrato. Nesta considera- ção, várias modalidades de um dispositivo térmico quimica- mente ativado serão descritas agora em mais detalhe as quais empregam uma composição exotérmica coberta sobre um substrato. Referindo-se às Figs. 1-2, por exemplo, uma moda- lidade de um dispositivo térmico quimicamente ativado 10 se- rá descrita agora em mais detalhe. Como mostrado, o disposi- tivo térmico 10 define duas superfícies externas 17 e 19, e está na forma de um material substancialmente plano, confor- mável, e dobrável. 0 tamanho e forma totais do dispositivo térmico 10 não são críticos. Por exemplo, o dispositivo tér- mico 10 pode ter uma forma que é geralmente triangular, qua- drada, retangular, pentagonal, hexâgonal, circular, elípti- ca, etc. 0 dispositivo térmico 10 contém dois (2) segmentos conformáveis 27, embora qualquer número de segmento possa certamente ser empregado na presente invenção. Os segmentos conformáveis 27 estão dispostos de forma que eles transpo- nham aproximadamente o comprimento inteiro do dispositivo térmico 10 para realçar suas propriedades de conformabilida- de. Os segmentos conformáveis 27 também são limitados dentro de cavidades 26 situadas adjacentes à periferia 24 do dispo- sitivo térmico 10.

As cavidades 2 6 geralmente são de um tamanho e forma suficientes para permitir o movimento dos segmentos conformáveis 27 para realçar a flexibilidade do dispositivo térmico 10. Isto é, as cavidades 26 podem ter dimensões de largura e altura maiores do que as dimensões de largura e altura respectivas dos segmentos conformáveis 27. Por exem- pio, a relação da largura das cavidades 26 para a largura dos segmentos conformáveis 27 pode ser de cerca de 1,0 a cerca de 10,0, em algumas modalidades, de cerca de 1,5 a cerca de 7,5, e em algumas modalidades, de cerca de 2,0 a cerca de 5,0. A largura das cavidades 26 pode, por exemplo, variar de cerca de 0,1 a cerca de 200 milímetros, em algumas modalidades de cerca de 1 a cerca de 50 milímetros, e em al- gumas modalidades, de cerca de 2 a cerca de 25 milímetros. A relação da altura das cavidades 26 para a altura dos segmen- tos 27 pode similarmente se incluir nas faixas notadas aci- ma. As cavidades 2 6 podem ser formadas unindo uma ou mais camadas do dispositivo térmico 10 usando qualquer técnica conhecida, tal como ligação térmica, ligação ultra-sônica, ligação adesiva, alinhavamento, etc. Na modalidade particu- lar ilustrada, por exemplo, as cavidades 26 são formadas u- nindo uma cobertura externa 33 nas regiões 8 e 9. Para limi- tar o acesso aos teores do dispositivo térmico 10, as regi- ões de ligação 9 podem ser localizadas ã periferia 24 ou po- dem ser espaçadas somente a uma distância curta desta, tal como menos do que cerca de 5 milímetros, e em algumas moda- lidades, menos do que cerca de 2 milímetros da periferia 24. As regiões de ligação 8 geralmente são espaçadas longe das regiões de ligação 9 de forma que a largura das cavidades 2 6 seja grande o bastante para acomodar os segmentos conformá- veis 27. Por exemplo, as regiões de ligação 8 podem ser es- paçadas longe das regiões de ligação 9 por uma distância de cerca de 1 a cerca de 10 milímetros, em algumas modalidades de cerca de 2 a cerca de 10 milímetros, e em algumas modali- dades, de cerca de 3 a cerca de 8 milímetros. Em modalidades alternativas, a cobertura externa 33 pode simplesmente ser dobrada sobre a periferia 24 para definir um lado das cavi- dades 26. Em tais modalidades, as regiões de ligação 9 podem ou não podem ser empregadas. Certamente, também deveria ser entendido que os segmentos conformáveis 27 que podem estar posicionados em qualquer outro local do dispositivo 10, in- cluindo dentro ou adjacente em qualquer outra camada do dis- positivo 10.

Além de limitar o segmento conformável 27, a co- bertura externa 33 também pode fornecer outras propriedades benéficas ao dispositivo térmico. Por exemplo, a cobertura externa 33 define as superfícies externas 17 e 19 do dispo- sitivo térmico 10 e pode desse modo apresentar uma superfí- cie não irritante, complacente, de sensação macia, à pele do usuário. Nesta consideração, a cobertura externa 33 pode também incluir uma composição que é -configurada para trans- ferir para a pele do usuário para melhorar a saúde da pele, tal como descrito na Patente U.S. No. 6.149.934 de Krzvsik e outros, que está aqui incorporada em sua totalidade por re- ferência para todos os propósitos. A cobertura externa 33 também pode ajudar a regular o nivel de ar e/ou umidade que entra no dispositivo térmico 10 para ativar a reação exotér- mica. Por exemplo, a cobertura externa 33 pode ser formada de materiais que sejam permeáveis a líquidos e vapor, imper- meáveis a líquidos e permeáveis a vapor ("respirável"), e assim sucessivamente.

Em uma modalidade particular, a cobertura externa 33 contém uma película respirável, tal como uma película mi- croporosa ou monolítica. A película pode ser formada de um polímero de poliolefina, tal como polietileno de baixa den- sidade (LLDPE) ou polipropileno linear. Os exemplos de polí- meros de poliolefina predominantemente lineares incluem, sem limitação, polímeros produzidos dos seguintes monômeros: e- tileno, propileno, 1-buteno, 4-metil-penteno, 1-hexeno, 1- octeno e olefinas mais elevadas como também copolímeros e terpolímeros dos precedentes. Além disso, os copolímeros de etileno e outras olefinas incluindo buteno, 4-metil-penteno, hexeno, hepteno, octeno, deceno, etc., também são exemplos de polímeros de poliolefina predominantemente lineares.

Se desejado, a película respirável também pode conter um polímero elastomérico, tal como poliésteres elas- toméricos, poliuretanos elastoméricos, poliamidas elastomé- ricas, poliolefinas elastoméricas, copolímeros elastoméri- cos, e assim sucessivamente. Os exemplos de copolímeros e- lastoméricos incluem copolímeros de bloco tendo a fórmula geral A-B-A' ou A-B, em que AeA' é cada um bloco final de polímero termoplástico que contém uma fração estirência (por exemplo, areno de poli (vinila) ) e onde B é um bloco do meio de polímero elastomérico, tal como um dieno conjugado ou um polímero de alqueno mais baixo (por exemplo, copolímeros de bloco de poliestireno-poli(etileno-butileno)-poliestireno) . Também adequados são os polímeros compostos de um copolímero de tetrabloco A-B-A-B, tal como descrito na Patente de U.S. No. 5.332.613 por Alfaiate, e outros, que está aqui incorpo- rado em sua totalidade por referência para todos os propósi- tos. Um exemplo de um tal copolímero de tetrabloco é um co- polímero de bloco de estireno-poli(etileno-propileno)- estireno-poli(etileno-propileno) ( "S-EP-S-EP") . Os copolíme- ros A-B-A1 e A-B-A-B comercialmente disponíveis incluem vá- rias formulações diferentes de Polímero Kraton de Houston, Texas sob a designação comercial KRATON®. Os copolímeros de bloco KRATON® estão disponíveis em várias formulações dife- rentes, vários dos quais estão identificados nas Patentes U.S. No. 4.663.220, 4.323.534, 4.834.738, 5.093.422 e 5.304.599, que estão aqui incorporados em sua totalidade por referência para todos os propósitos. Outros copolímeros de bloco comercialmente disponíveis incluem o copolímero de e- lastomérico S-EP-S ou estireno-poli(etileno-propileno)- estireno disponibilizados por Kuraray Company, Ltd. de Oka- yama, Japão, sob o nome comercial SEPTON®.

Os exemplos de poliolefinas elastoméricas incluem polipropilenos e polietilenos elastoméricos de densidade ul- tra-baixa, tal como aqueles produzidos por métodos de catá- Iise de "sítio único" ou "metaloceno". Tais polímeros de o- lefina elastoméricos estão comercialmente disponibilizados por ExxonMobil Chemical Co., de Houston, Texas sob as desig- nações comerciais ACHIEVE® (com base em propileno) , EXACT® (com base em etileno) , e EXCEED® (com base em etileno) . Os polímeros de olefina elastoméricos também estão comercial- mente disponibilizados por DuPont Dow Elastômeros, LLC (uma especulação de união entre DuPont e Dow Chemical Co.) sob a designação comercial ENGAGE® (com base em etileno) e AFFINITY® (com base em etileno) . Também são descritos exem- pios de tais polímeros nas Patentes U.S. Nos. 5.278.272 e 5.272.236 de Lai, e outros; que estão aqui incorporadas em sua totalidade por referência para todos os propósitos. Tam- bém úteis são certos polipropilenos elastoméricos, tal como descrito nas Patentes U.S. Nos. 5.539.056 de Yang, e outros e 5.596.052 de Resconi, e outros, que estão aqui incorpora- das em sua totalidade por referência para todos os propósi- tos .

Se desejado, as misturas de dois ou mais polímeros também podem ser utilizadas para formar a película respirá- vel. Por exemplo, a película pode ser formada de uma mistura de um elastômero de alto desempenho e um elastômero de de- sempenho mais baixo. Um elastômero de alto desempenho geral- mente é um elastômero que tem um baixo nível de histerese, tal como menor do que cerca de 7 5%, e em algumas modalida- des, menor do que cerca de 60%. Igualmente, um elastômero de baixo desempenho geralmente é um elastômero que tem um nível alto de histerese, tal como maior do que cerca de 75%. 0 va- lor de histerese pode ser determinado primeiro alongando-se uma amostra a um último alongamento de 50% e então permitin- do a amostra retrair a uma quantidade onde a quantidade de resistência é zero. Os elastômeros de alto desempenho parti- cularmente adequados podem incluir copolimeros de bloco com base em estirênico, tal como descrito acima e comercialmente disponibilizado por Kraton Polymers, de Houston, Texas sob a designação comercial KRATON®. Igualmente, os elastômeros de desempenho baixo particularmente adequados incluem poliole- finas elastoméricas, tal como poliolefinas catalisadas por metaloceno (por exemplo, polietileno de baixa densidade li- near catalisado por metaloceno de sitio único) comercialmen- te disponibilizado por DuPont Dow Elastomers, LLC sob a de- signação comercial AFFINITY®. Em algumas modalidades, o e- lastômero de alto desempenho pode constituir de cerca de 25% em peso a cerca de 90% em peso do componente de polímero da película, e o elastômero de baixo desempenho pode constituir igualmente de cerca de 10% em peso a cerca de 75% em peso do componente de polímero da película. Outros exemplos de um tal elastômero de alto desempenho/baixo desempenho são des- critos na Patente U.S. No. 6.794.024 de Walton, e outros, as quais estão aqui incorporadas em sua totalidade por referên- cia para todos os propósitos.

Como declarado, a película respirável pode ser mi- croporosa. Os microporos formam-se os quais são freqüente- mente chamados de vias tortuosas pela película. Líquido que contata um lado da película não tem uma passagem direta pela película. Em vez disso, uma rede de canais microporosos na película impede os líquidos de passarem, porém permite que gases e vapores de água passem. As películas microporosas podem ser formadas de um polímero e uma carga (por exemplo, carbonato de cálcio). As cargas são particulados ou outras formas de material que podem ser adicionados à mistura de extrusão de polímero de película e que não interferirão qui- micamente com a película extrusada, porém que podem ser uni- formemente dispersos em toda a película. Geralmente, em uma base de peso seco, com base no peso total da película, a pe- lícula inclui de cerca de 30% a cerca de 90% em peso de um polímero. Em algumas modalidades, a película inclui de cerca de 30% a cerca de 90% em peso de uma carga. Os exemplos de tais películas são descritos nas Patentes U.S. Nos. 5.843.057 de McCormack; 5.855.999 de McCormack; 5.932.497 de Morman, e outros; 5.997.981 de McCormack e outros; 6.002.064 de Kobylivker e outros; 6.015.764 de McCormack, e outros; 6.037.281 de Mathis, e outros; 6.111.163 de McCormack; e ou- tros; e 6.461.457 de Taylor, e outros, que estão aqui incor- porados em sua totalidade por referência para todos os pro- pósitos .

As películas geralmente são tornadas respiráveis estirando-se as películas carregadas para criar as passagens microporosas uma vez que o polímero desprende-se da carga (por exemplo, carbonato de cálcio) durante o estiramento. Por exemplo, o material respirável contém uma película afi- nada por estiramento que inclui pelo menos dois componentes básicos, isto é, um polímero de poliolefina e carga. Estes componentes são misturados juntos, aquecidos, e então extru- sados em uma camada de película que usa qualquer um de uma variedade de processos de produção de película conhecidos por aqueles de experiência ordinária na técnica de processa- mento de película. Tais processos de fabricação de película incluem, por exemplo, gravação em alto relevo por fundição, fundição dura e fundição plana, e processos de película so- prada .

Outro tipo de película respirável é uma película monolítica que é uma película não porosa, contínua, que por causa de sua estrutura molecular, é capaz de formar uma bar- reira impermeável a líquido, permeável a vapor. Entre as vá- rias películas poliméricas que se incluem neste tipo incluem películas feitas de uma quantidade suficiente de álcool po- livinílico, acetato de polivinila, álcool etileno vinílico, poliuretano, acrilato de metil etileno, e ácido acrílico de metil etileno para torná-las respiráveis. Sem pretender ser mantido por um mecanismo particular de operação, acredita-se que as películas feitas de tais polímeros solubilizam as mo- léculas de ágüa e permitem o transporte dessas moléculas de uma superfície da película para a outra. Consequentemente, estas películas podem ser suficientemente contínuas, isto é, não porosas, para torná-las substancialmente impermeáveis a líquido, porém ainda permite a permeabilidade de vapor.

As películas respiráveis, como descrito acima, po- dem constituir o material respirável inteiro, ou podem ser parte de uma película de multicamada. As películas de multi- camada podem ser preparadas por co-extrusão de película so- prada ou fundição das camadas, por revestimento por extru- são, ou por qualquer processo de formação de camadas conven- cional. Além disso, outros materiais respiráveis que podem ser adequados para uso na presente invenção são descritos nas Patentes U.S. Nos. 4.341.216 de Obenour; 4.758.239 de Yeo, e outros; 5.628.737 de Dobrin, e outros; 5.836.932 de Buell; 6.114,024 de Forte: 6.153.209 de Vega, e outros; 6.198.018 de Curro; 6.203.810 de Alemanv, e outros; e 6.245.401 de Ying, e outros, as quais estão aqui incorpora- das em sua totalidade por referência para todos os propósi- tos .

Se desejado, a película respirável também pode ser ligada a uma teia não tecida, tecido tricotado, e/ou tecido trançado usando técnicas bem conhecidas. Por exemplo, técni- cas adequadas para ligar uma película a uma teia não tecida são descritas nas Patentes U.S. Nos. 5.843.057 de McCormack; 1-5 5.855.999 de McCormack; 6.002.064 de Kobylivker, e outros; 6.037.281 de Mathis, e outros; e WO 99/12734, as quais estão aqui incorporadas em sua totalidade por referência para to- dos os propósitos. Por exemplo, um material laminado não te- cido/película respirável pode ser formado de uma camada não tecida e uma camada de película respirável. As camadas podem ser dispostas de forma que a película respirável fique presa à camada não tecida. Em uma modalidade particular, a cober- tura externa 33 é formada de um tecido não tecido (por exem- plo, teia ligada por entrançamento de polipropileno) lamina- do para uma película respirável.

Referindo-se novamente às Figs. 1-2, o dispositivo térmico 10 também inclui um primeiro substrato térmico 12a e um segundo substrato térmico 12b, que contêm uma ou mais composições exotérmicas, como descrito abaixo. O uso de múl- tiplos substratos térmicos pode também realçar a quantidade de calor gerada pelo dispositivo térmico. Por exemplo, os substratos podem funcionar juntos para fornecer calor a uma superfície, ou podem cada fornecer calor às superfícies di- ferentes. Além disso, os substratos podem ser empregados os quais não são aplicados com a composição exotérmica, porém ao contrário aplicados com um revestimento que simplesmente facilita a reatividade da composição exotérmica. Por exem- pio, um substrato pode ser usado próximo ou adjacente ao substrato térmico que inclui um revestimento de partículas de retenção de umidade. Como descrito acima, as partículas de retenção de umidade podem reter e podem liberar umidade para ativar a reação exotérmica. Porém, deveria ser entendi- do, que múltiplos substratos térmicos não são requeridos. Por exemplo, o dispositivo térmico pode conter um único substrato térmico ou nenhum absolutamente.

Os exemplos de substratos térmicos adequados podem incluir, por exemplo, uma teia não tecida, tecido trançado, tecido tricotado, teia de papel, película, espuma, etc. Quando utilizada, a teia não tecida pode incluir, porém não limitada a, teias ligadas por entrançamento (abertas ou não abertas), teias de sopro por fusão, teias cardadas ligadas, teias trançadas por ar, teias de coforma, teias hidraulica- mente emaranhadas, e assim sucessivamente. Tipicamente, os polímeros usados para formar o material de substrato têm uma temperatura de amolecimento ou fusão de cerca de 100°C a cerca de 400°C, em algumas modalidades de cerca de 100°C a cerca de 300°C, e em algumas modalidades, de cerca de 120°C a cerca de 250°C. Os exemplos de tais polímeros podem inclu- ir, porém não estão limitados a, polímeros sintéticos (por exemplo, polietileno, polipropileno, tereftalato de polieti- leno, náilon 6, náilon 66, KEVLAR™, poliestireno sindiotáti- co, poliésteres cristalinos líquidos, etc.); polímero celu- lósico (polpa de madeira macia, polpa de madeira rija, polpa termomecânica, etc.); combinações destes; e assim sucessiva- mente.

A composição exotérmica pode geralmente variar co- mo indicado acima, porém normalmente é capaz de gerar calor na presença de umidade e oxigênio. Por exemplo, a composição exotérmica pode conter um metal que é capaz de oxidar e li- bertar calor. Os exemplos de tais metais incluem, porém não estão limitados a, ferro, zinco, alumínio, magnésio, e assim sucessivamente. Embora não requerido, o metal pode ser for- necido inicialmente na forma de pó para facilitar a manipu- lação e reduzir custos. Vários métodos por remover impurezas de um metal bruto (por exemplo, ferro) para formar um pó in- cluem, por exemplo, técnicas de processo úmido, tal como ex- tração de solvente, permuta de íon, e refinamento eletrolí- tico para separação de elementos metálicos; processamento de gás de hidrogênio (H2) para remoção de elementos gasosos, tal como oxigênio e nitrogênio; método de refinamento por fusão de zona flutuante. Ao usar tais técnicas, a pureza de metal pode ser pelo menos cerca de 95%, em algumas modalida- des pelo menos cerca de 97%, e em algumas modalidades, pelo menos cerca de 99%. O tamanho de partícula do pó de metal também pode ser menor do que cerca de 500 micrômetros, em algumas modalidades menor do que cerca de 100 micrômetros, e em algumas modalidades, menor do que cerca de 50 micrôme- tros. 0 uso de tais partículas pequenas pode realçar a su- perfície de contato do metal com ar, desse modo melhorando a probabilidade e eficiência da reação exotérmica desejada. A concentração do pó de metal empregado pode geralmente vari- ar, dependendo da natureza do pó de metal, e da extensão de- sejada da reação exotérmica/oxidação. Na maioria das modali- dades, o pó de metal está presente na composição exotérmica em uma quantidade de cerca de 4 0% em peso a cerca de 95% em peso, em algumas modalidades de cerca de 50% em peso a cerca de 90% em peso, e em algumas modalidades, de cerca de 60% em peso a cerca de 80% em peso.

Além de um metal oxidável, um componente de carbo- no pode também ser utilizado na composição exotérmica. Sem pretender estar limitado à teoria, acredita-se que um tal componente de carbono promova a reação de oxidação do metal e atue como um catalisador para gerar calor. 0 componente de carbono pode ser carbono ativado, preto de fumo, grafita, e assim sucessivamente. Quando utilizado, o carbono ativado pode ser formado de serragem, madeira, carvão,' turfa, ligni- to, carvão betuminoso, casca de coco, etc. Algumas formas adequadas de carbono ativado e técnicas para formação destes são descritas nas Patentes U.S. Nos. 5.693.385 de Parks; 5.834.114 de Economy, e outros; 6.517.906 de Economy, e ou- tros; 6.573.212 de McCrae, e outros; como também a Publica- ção do Pedido de Patente U.S. Nos. 2002/0141961 de Falat, e outros e 2004/0166248 de Hu, e outros; todos dos quais estão aqui incorporados em sua totalidade por referência para to- dos os propósitos.

A composição exotérmica também pode empregar um aglutinante para aumentar a durabilidade da composição quan- do aplicada a um substrato.· 0 aglutinante também pode servir como um adesivo para unir um substrato a outro substrato. Em geral, qualquer de uma variedade de aglutinantes pode ser usado na composição exotérmica. Por exemplo, os aglutinantes adequados podem incluir aqueles que ficam insolúveis em água em reticulação. A reticulação pode ser obtida de uma varie- dade de modos, incluindo por reação do aglutinante com um agente de reticulação polifuncional. Os exemplos de tais a- gentes de reticulação incluem, porém não estão limitados a, melamina de uréia de dimetilol-formaldeido, uréia- formaldeido, epicloroidrina de poliamida, etc.

Em algumas modalidades, um látex de polímero pode ser empregado como o aglutinante. O polímero adequado para uso nos látex tipicamente tem uma temperatura de transição vítrea de cerca de 30°C ou menos de forma que a flexibilida- de do substrato resultante não fique substancialmente res- trita. Além disso, o polímero também tipicamente tem uma temperatura de transição vítrea de cerca de -25°C ou mais para minimizar a viscosidade do látex de polímero. Por exem- plo, em algumas modalidades, o polímero tem uma temperatura de transição vítrea de cerca de -15°C a cerca de 15°C, e em algumas modalidades, de cerca de -10ºC a cerca de 0°C. Por exemplo, alguns látex de polímero adequados que podem ser utilizados na presente invenção são com base em polímero tal como, porém não são limitados a, copolímeros de estireno- butadieno, homopolímeros de acetato de polivinila, copolíme- ros de etileno-acetato de vinila, copolímeros de vinil- acetato acrílico, copolímeros de etileno-cloreto de vinila, terpolímeros de etileno-cloreto de vinila-acetato de vinila, polímeros de cloreto de polivinila acrílicos, polímeros a- crílicos, polímero de nitrila, e quaisquer outros polímeros de látex de polímero aniônico adequados conhecidos na técni- ca. A carga dos látexes de polímero descritos acima pode ser facilmente variada, como é bem conhecido na técnica, utili- zando-se um agente estabilizante que tem a carga desejada durante a preparação do látex de polímero. As técnicas espe- cíficas para um sistema de látex de carbono/polímero são descritas de forma mais detalhada na Patente U.S. No. 6.573.212 de McCrae, e outros. Os sistemas de látex de car- bono/polímero ativado que podem ser usados na presente in- venção incluem Nuchar® PMA, DPX-8433-68A, e DPX-8433-68B to- dos dos quais estão disponibilizados por MeadWestvaco Corp de Stamford Connecticut.

Se desejado, o látex de polímero pode ser reticu- lado usando qualquer técnica conhecida na técnica, tal como por aquecimento, ionização, etc. Preferivelmente, o látex de polímero é auto-reticulante pelo fato de que os agentes de reticulação externos (por exemplo, metilol acrilamida) não são requeridos para induzir reticulação. Especificamente, os agentes de reticulação podem levar à formação de ligações entre o látex de polímero e o substrato ao qual é aplicado. Tal ligação às vezes pode interferir com a efetividade do substrato na geração de calor. Deste modo, o látex de polí- mero pode ser substancialmente livre de agentes de reticula- ção. Particularmente os látex de polímero auto-reticulantes adequados são copolímeros de etileno-acetato de vinila dis- ponibilizados por Celanese Corp. de Dallas, Texas sob a de- signação DUR-O-SET® Elite (por exemplo, PE-25220A). Alterna- tivamente, um inibidor simplesmente pode ser empregado o qual reduza a extensão de reticulação, tal como eliminadores de radical livre, metil hidroquinona, t-butilcatecol, agentes de controle de pH (por exemplo, hidróxido de potássio), etc.

Embora os látex de polímero possam ser efetivamen- te usados como aglutinantes na presente invenção, tais com- postos às vezes resultam em uma redução na drapability e um aumento no odor residual. Deste modo, os polímeros orgânicos solúveis em água também podem ser empregados como aglutinan- tes, ou sozinhos ou em conjunto com os látex de polímero, para aliviar tais preocupações. Por exemplo, descobriu-se que uma classe de polímeros orgânicos solúveis em água que é adequada na presente invenção, é os polissacarídeos e deri- vados destes. Os polissacarídeos são polímeros que contêm unidades de carboidrato repetidas, que podem ser catiônicas, aniônicas, não iônicas, e/ou anfotéricas. Em uma modalidade particular, o polissacarídeo é um éter celulósico não iôni- co, catiônico, aniônico, e/ou anfotérico. Os éteres celuló- sicos não iônicos adequados podem incluir, porém não estão limitados a, éteres de alquil celulose, tais como metil ce- lulose e etil celulose; éteres de hidroxialquil celulose, tais como hidroxietil celulose, hidroxipropil celulose, hi- droxipropil hidroxibutil celulose, hidroxietil hidroxipropil celulose, hidroxietil hidroxibutil celulose e hidroxietil hidroxipropil hidroxibutil celulose; éteres de alquil hidro- xialquil celulose, tais como metil hidroxietil celulose, me- til hidroxipropil celulose, etil hidroxietil celulose, etil hidroxipropil celulose, metil etil hidroxietil celulose e metil etil hidroxipropil celulose; e assim sucessivamente.

Por exemplo, os éteres celulósicos adequados podem incluir aqueles disponibilizados por Akzo Nobel de Stamford, Connecticut sob o nome "BERMOCOLL". Ainda outros éteres ce- lulósicos adequados são aqueles disponibilizados por Shi- Etsu Chemical Co., Ltd. de Tóquio, Japão sob o nome "METOLOSE", incluindo METOLOSE Tipo SM (meticelulose) , METOLOSE Tipo SH (hidroxipropilmetil celulose), e METOLOSE Tipo SE (hidroxietilmetil celulose). Um exemplo particular de um éter celulósico não iônico adequado é metilcelulose que tem um grau de substituição de metoxila (DS) de 1,8. O grau de substituição de metoxila representa o número médio de grupos hidroxila presentes em cada unidade de anidrogli- cose que foi reagida, que pode variar entre Oe 3. Um tal éter celulósico é METOLOSE SM-IOO que é uma metilcelulose comercialmente disponibilizada por Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Outros éteres celulósicos adequados também estão dispo- nibilizados por Hercules, Inc., de Wilmington, Delaware sob o nome "CULMINAL".

A concentração de componente de carbono e/ou aglu- tinante na composição exotérmica geralmente pode variar com base nas propriedades desejadas do substrato. Por exemplo, a quantidade do componente de carbono geralmente é adaptada para facilitar a reação de oxidação/exotérmica sem afetar adversamente outras propriedades do substrato. Tipicamente, o componente de carbono está presente na composição exotér- mica em uma quantidade de cerca de 0,01% em peso a cerca de 20% em peso, em algumas modalidades de cerca de 0,1% em peso a cerca de 15% em peso, e em algumas modalidades, de cerca de 1% em peso a cerca de 12% em peso. Além disso, embora as concentrações de aglutinante relativamente altas possam for- necer propriedades físicas melhores para a composição exo- térmica, elas podem igualmente ter um efeito adverso em ou- tras propriedades, tal como a capacidade absorvente do subs- trato ao qual é aplicado. Inversamente, as concentrações de aglutinante relativamente baixas podem reduzir a capacidade da composição exotérmica de permanecer anexada no substrato. Deste modo, na maioria das modalidades, o aglutinante está presente na composição exotérmica em uma quantidade de cerca de 0,01% em peso a cerca de 20% em peso, em algumas modali- dades de cerca de 0,1% em peso a cerca de 10% em peso, e em algumas modalidades, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 8% em peso.

Ainda outros componentes também podem ser emprega- dos na composição exotérmica. Por exemplo, como é bem conhe- cido na técnica, um sal eletrolítico pode ser empregado para reagir com e remover qualquer camada(s) de óxido de passiva- ção, que pode de outro modo prevenir o metal de oxidar. Os sais eletrolíticos adequados podem incluir, porém não estão limitados a, sulfatos ou haletos alcalino, tal como cloreto de sódio, cloreto de potássio, etc.; sulfatos ou haletos al- calinos, tal como cloreto de cálcio, cloreto de magnésio, etc., e assim sucessivamente. Quando empregado, o sal ele- trolitico está tipicamente presente na composição exotérmica em uma quantidade de cerca de 0,01% em peso a cerca de 10% em peso, em algumas modalidades de cerca de 0,1% em peso a cerca de 8% em peso, e em algumas modalidades, de cerca de 1% em peso a cerca de 6% em peso.

Além disso, as partículas também podem ser empre- gadas na composição exotérmica que atua como retentores de umidade. Isto é, antes da reação de oxidação/exotérmica, es- tas partículas podem reter umidade. Porém, após a reação ter prosseguido até certo ponto e a concentração de umidade está reduzida, as partículas podem liberar a umidade para permi- tir que a reação continue. Além de atuar como um retentor de umidade, as partículas podem fornecer também outros benefí- cios à composição exotérmica. Por exemplo, as partículas po- dem alterar a cor preta normalmente associada com o compo- nente de carbono e/ou pó de metal. Quando utilizadas, o ta- manho das partículas retenção de umidade pode ser menor do que cerca de 500 micrômetros, em algumas modalidades, menor do que cerca de 100 micrômetros, e em algumas modalidades, menor do que cerca de 50 micrômetros. Igualmente, as partí- cuias podem ser porosas. Sem pretender estar limitado pela teoria, acredita-se que as partículas porosas possam forne- cer uma passagem para ar e/ou vapor da água para contatar melhor o pó de metal. Por exemplo, as partículas podem ter poros/canais com um diâmetro médio maior do que cerca de 5 angstrõms, em algumas modalidades, maior do que cerca de 20 angstrõms, e em algumas modalidades, maior do que cerca de 50 angstrõms. A área de superfície de tais partículas também pode ser maior do que cerca de 15 metros quadrados por gra- ma, em algumas modalidades maior do que cerca de 25 metros quadrados por grama, e em algumas modalidades, maior do que cerca de 50 metros quadrados por grama. A área de superfície pode ser determinada pelo método de adsorção de gás física (B.E.T.) de Bruanauer, Emmet, e Tellerf Journal of American Chemical Society, Vol. 60, 1938, pág. 309, com nitrogênio como o gás de adsorção.

Em uma modalidade particular, as partículas de carbonato porosas (por exemplo, carbonato de cálcio) são u- sadas para reter umidade e também alterar a cor preta nor- malmente associada ao carbono ativado e/ou pó de metal. Uma tal mudança de cor pode estar agradando mais esteticamente a um usuário, particularmente quando a camada é empregada em substratos designados para uso do consumidor/pessoal. As partículas de carbonato de cálcio brancas adequadas estão comercialmente disponíveis em ambas formas de lama seca e aquosa de Omya, Inc., de Proctor, Vermont. Ainda outras par- tículas inorgânicas adequadas que podem reter umidade inclu- em, porém não estão limitadas a, silicatos, tal como silica- to de cálcio, silicatos de alumina (por exemplo, pó de mica, barro, etc.), silicatos de magnésio (por exemplo, talco), quartzito, fluoreto de silicato de cálcio, vermiculita, etc.; alumina; sílica; e assim sucessivamente. A concentra- ção das partículas pode geralmente variar dependendo da na- tureza das partículas, e a extensão desejada de reação exo- térmica e alteração de cor. Por exemplo, as partículas podem estar presentes na composição exotérmica em uma quantidade de cerca de 0,01% em peso a cerca de 30% em peso, em algumas modalidades de cerca de 0,1% em peso a cerca de 20% em peso, e em algumas modalidades, de cerca de 1% em peso a cerca de 15% em peso.

Além dos componentes supracitados, outros compo- nentes, tal como tensoativos, ajustadores de pH, tintu- ras/pigmentos/tintas, modificadores de viscosidade, etc., "também podem ser incluídos na camada exotérmica. Os modifi- cadores de viscosidade podem ser usados, por exemplo, para ajustar a viscosidade da formulação de revestimento com base no processo de revestimento desejado e/ou desempenho do substrato revestido. Os modificadores de viscosidade adequa- dos podem incluir gomas, tal como goma xantana. Os agluti- nantes, tal como os éteres celulósicos, também podem funcio- nar como modificadores de viscosidade adequados. Quando em- pregados, tais componentes adicionais tipicamente constituem menos do que cerca de 5% em peso, em algumas modalidades me- nos do que cerca de 2% em peso, e em algumas modalidades, de cerca de 0,001 % em peso a cerca de 1% em peso da camada e- xotérmica.

Para aplicar a composição exotérmica a um substra- to, os componentes podem inicialmente ser dissolvidos ou po- dem ser dispersos em um solvente. Por exemplo, um ou mais dos componentes supracitados pode ser misturado com um sol- vente, consecutivamente ou simultaneamente, para formar uma formulação de revestimento que possa ser aplicada facilmente a um substrato. Qualquer solvente capaz de dispersar ou dis- solver os componentes é adequado, por exemplo, água; álco- ois, tal como etanol ou metanol; dimetilformamida; dimetil sulfóxido; hidrocarboneto, tal como pentano, butano, hepta- no, hexano, tolueno e xileno; éteres tal como éter de dieti- Ia e tetraidrofurano; cetonas e aldeidos, tal como acetona e metil etil cetona; ácidos, tal como ácido acético e ácido fórmico; e solventes halogenados, tal como diclorometano e tetracloreto de carbono; tal como também misturas destes. Em uma modalidade particular, por exemplo, água é usada como o solvente de forma que uma formulação de revestimento aquosa seja formada. Δ concentração do solvente é geralmente alta o bastante para inibir a oxidação do metal antes do uso. Espe- cificamente, quando presente em uma concentração alta o bas- tante, o solvente pode agir como uma barreira para impedir o ar de contatar prematuramente o metal oxidável. Se a quanti- dade de solvente for muito pequena, porém, a reação exotér- mica poderá ocorrer prematuramente. Igualmente, se a quanti- dade de solvente for muito grande, a quantidade de metal de- positada no substrato poderia ser muito baixa para fornecer o efeito exotérmico desejado. Embora a concentração atual de solvente (por exemplo, água) empregada geralmente dependa do tipo de metal oxidável e do substrato no qual é aplicado, ele está, no entanto tipicamente presente em uma quantidade de cerca de 10% em peso a cerca de 80% em peso, em algumas modalidades de cerca de 20% em peso a cerca de 70% em peso, e em algumas modalidades, de cerca de 25% em peso a cerca de 60% em peso da formulação de revestimento.

A quantidade dos outros componentes adicionados à formulação de revestimento pode variar dependendo da quanti- dade de calor desejada, da pegada úmida do método de aplica- ção utilizado, etc. Por exemplo, a quantidade do metal oxi- dável (na forma de pó) dentro da formulação de revestimento geralmente varia de cerca de 20% em peso a cerca de 80% em peso, em algumas modalidades de cerca de 30% em peso a cerca de 70% em peso, e em algumas modalidades, de cerca de 35% em peso a cerca de 60% em peso. Além disso, o componente de carbono pode constituir de cerca de 0,1% em peso a cerca de 20% em peso, em algumas modalidades de cerca de 0,1% em peso a cerca de 15% em peso, e em algumas modalidades, de cerca de 0,2% em peso a cerca de 10% em peso da formulação de re- vestimento. Os aglutinantes podem constituir de cerca de 0,01% em peso a cerca de 20% em peso, em algumas modalidades de cerca de 0,1% em peso a cerca de 15% em peso, e em algu- mas modalidades, de cerca de 1% em peso a cerca de 10% em peso da formulação de revestimento. Os sais eletroliticos podem constituir de cerca de 0,01% em peso a cerca de 10% em peso, em algumas modalidades de cerca de 0,1% em peso a cer- ca de 8% em peso, e em algumas modalidades, de cerca de 1% em peso a cerca de 5% em peso da formulação de revestimento. Além disso, as partículas de retenção de umidade (por exem- plo, carbonato de cálcio) podem constituir de cerca de 2% em peso a cerca de 30% em peso, em algumas modalidades de cerca de 3% em peso a cerca de 25% em peso, e em algumas modalida- des, de cerca de 4% em peso a cerca de 10% em peso da formu- lação de revestimento. Outros componentes, tal como tensoa- tivos, ajustadores de pH, modificadores de viscosidade, etc., também podem constituir de cerca de 0,001% em peso a cerca de 5% em peso, em algumas modalidades de cerca de 0,01% em peso a cerca de 1% em peso, e em algumas modalida- des de cerca de 0,02% em peso a cerca de 0,5% em peso da formulação de revestimento.

O teor de sólidos e/ou viscosidade da formulação de revestimento pode ser variado para alcançar a quantidade desejada de geração de calor. Por exemplo, a formulação de revestimento pode ter um teor de sólidos de cerca de 30% a cerca de 80%, em algumas modalidades de cerca de 40% a cerca de 70%, e em algumas modalidades, de cerca de 50% a cerca de 60%. Ao variar o teor de sólidos da formulação de revesti- mento, a presença do pó de metal e outros componentes na composição exotérmica, pode ser controlada. Por exemplo, pa- ra formar uma composição exotérmica com um nivel mais alto de pó de metal, a formulação de revestimento pode ser forne- cida com um teor relativamente alto de sólidos de forma que uma maior porcentagem do pó de metal esteja incorporada na composição exotérmica durante o processo de aplicação. Além disso, a viscosidade da formulação de revestimento pode va- riar dependendo do método de revestimento e/ou tipo de aglu- tinante empregado. Por exemplo, as viscosidades mais baixas podem ser empregadas para técnicas de revestimento por satu- ração (por exemplo, revestimento por imersão), ao mesmo tem- po em que viscosidades mais altas podem ser empregadas para técnicas de revestimento por gotejamento. Geralmente, a vis- cosidade é menor do que cerca de 2 χ 106 centipoise, em al- gumas modalidades menor do que cerca de 2 χ 105 centipoise, em algumas modalidades menor do que cerca de 2 χ 104 centi- poise, e em algumas modalidades, menor do que cerca de 2 χ 103 centipoise, tal como medido com um

Viscômetro DV-I Brookfield com um fuso LV. Se desejado, os espessantes ou outros modificadores de viscosidade podem ser empregados na formulação de revestimento para aumentar ou diminuir a viscosidade.

A formulação de revestimento pode ser aplicada a um substrato que usa qualquer técnica convencional, tais co- mo técnicas de barra, rolo, faca, cortina, impressão (por exemplo, rotogravura), pulverização, matriz com fenda, re- vestimento por gotejamento, ou revestimento por imersão. Os materiais que formam o substrato (por exemplo, fibras) podem ser revestidos antes e/ou depois da incorporação no substra- to. A revestimento pode ser aplicado a uma ou ambas superfí- cies do substrato. Por exemplo, a composição exotérmica pode estar presente em uma superfície do substrato que é oposta àquela que faceia o consumidor ou usuário para evitar a pos- sibilidade de queimar. Além disso, a formulação de revesti- mento pode cobrir uma superfície inteira do substrato, ou pode somente cobrir uma porção da superfície. Ao aplicar a composição exotérmica às múltiplas superfícies, cada super- fície pode ser revestida consecutivamente ou simultaneamente.

Independente da maneira na qual o revestimento é aplicado, o substrato térmico resultante é aquecido tipica- mente a uma certa temperatura para remover o solvente e qualquer umidade da camada. Por exemplo, o substrato térmico pode ser aquecido a uma temperatura de pelo menos cerca de 100°C, em algumas modalidades pelo menos cerca de 110°C, e em algumas modalidades, pelo menos cerca de 120°C. Desta ma- neira, a composição exotérmica secada resultante fica ani- drosa, isto é, geralmente livre de água. Minimizando a quan- tidade de umidade, a composição exotérmica é menos provável de reagir prematuramente e gerar calor. Isto é, o metal de oxidável geralmente não reage com oxigênio a menos que algu- ma quantidade mínima de água esteja presente. Deste modo, a composição exotérmica pode permanecer inativa até que colo- cada na redondeza de umidade (por exemplo, próximo a. uma ca- mada que contenha umidade) durante uso. Porém, deveria ser entendido que quantidades relativamente pequenas de água a- inda podem estar presentes na composição exotérmica sem cau- sar uma reação exotérmica significativa. Em algumas modali- dades, por exemplo, a composição exotérmica contém água em uma quantidade menor do que cerca de 0,5% em peso, em algu- mas modalidades menor do que cerca de 0,1% em peso, e em al- gumas modalidades, menor do que cerca de 0,01% em peso.

O nível de acréscimo de sólidos da composição exo- térmica também pode ser variado como desejado. O "nível de acréscimo de sólidos" é determinado subtraindo-se o peso do substrato não tratado do peso do substrato tratado (após se- cagem) , dividindo este peso calculado pelo peso do substrato não tratado, e então multiplicando por 100%. Os níveis de acréscimo mais baixos podem otimizar certas propriedades (por exemplo, absorvência), ao mesmo tempo em que os níveis de acréscimo mais elevados podem otimizar a geração de ca- lor. Em algumas modalidades, por exemplo, o nível de acrés- cimo é de cerca de 100% a cerca de 5000%, em algumas modali- dades de cerca de 200% a cerca de 2400%, e em algumas moda- lidades, de cerca de 400% a cerca de 1200%. As espessuras da composição exotérmica também podem variar. Por exemplo, as espessuras podem variar de cerca de 0,01 milímetro a cerca de 5 milímetros, em algumas modalidades, de cerca de 0,01 milímetro a cerca de 3 milímetros, e em algumas modalidades, de cerca de 0,1 milímetro a cerca de 2 milímetros. Em alguns casos, um revestimento relativamente fino pode ser empregado (por exemplo, de cerca de 0,01 milímetro a cerca de 0,5 mi- límetro) . Um tal revestimento pode aumentar a flexibilidade do substrato, ao mesmo tempo em que ainda fornecendo aqueci- mento uniforme.

Para manter absorvência, porosidade, flexibilida- de, e/ou alguma outra característica do substrato, às vezes pode ser desejado aplicar a composição exotérmica para co- brir menos do que 100%, em algumas modalidades de cerca de 10% a cerca de 80%, e em algumas modalidades, de cerca de 20% a cerca de 60% da área de uma ou mais superfícies do substrato. Por exemplo, em uma modalidade particular, a com- posição exotérmica é aplicada ao substrato em um padrão pré- selecionado (por exemplo, padrão reticular, grão em forma de diamante, pontos, e assim sucessivamente). Embora não exigi- do, uma tal composição exotérmica padronizada pode fornecer aquecimento suficiente ao substrato sem revestir uma porção significativa da área de superfície do substrato. Isto pode ser desejado para otimizar a flexibilidade, absorvência, ou outras características do substrato. Porém, deveria ser en- tendido que o revestimento também pode ser aplicado unifor- memente a uma ou mais superfícies do substrato. Além disso, uma composição exotérmica padronizada também pode fornecer funcionalidade diferente para cada zona. Por exemplo, em uma modalidade, o substrato é tratado com dois ou mais padrões de regiões cobertas que podem ou não podem se sobrepor. As regiões podem estar nas mesmas superfícies ou em superfícies diferentes do substrato. Em uma modalidade, uma região de um substrato é coberta com uma primeira composição exotérmica, ao mesmo tempo em que outra região é coberta com uma segunda composição exotérmica. Se desejado, uma região pode fornecer uma quantidade diferente de calor do que outra região.

Além de ter benefícios funcionais, o substrato térmico pode ter também vários benefícios estéticos. Por e- xemplo, embora contendo carbono ativado, o substrato térmico pode ser feito sem a cor preta geralmente associada com car- bono ativado. Em uma modalidade, as partículas de cor clara ou preta (por exemplo, carbonato de cálcio, dióxido de titâ- nio, etc.) são empregadas na composição exotérmica de forma que o substrato resultante tenha uma cor cinzenta ou azula- da. Além disso, vários pigmentos, tintas e/ou tinturas, po- dem ser empregados para alterar a cor da composição exotér- mica. 0 substrato também pode ser aplicado com regiões pa- dronizadas da composição exotérmica para formar um substrato tendo regiões diferentemente coloridas. Como indicado acima, umidade e oxigênio são forne- cidos à composição exotérmica para ativar a composição exo- térmica. Para fornecer o perfil de aquecimento desejado, a taxa na qual a umidade é permitida contatar a composição e- xotérmica é seletivamente controlada. Isto é, se muita umi- dade for fornecida dentro de um determinado período de tem- po, a reação exotérmica pode produzir uma quantidade exces- siva de calor que esquenta excessivamente ou queima o usuá- rio. Por outro lado, se é fornecida muito pouca umidade den- tro de um determinado período de tempo, a reação exotérmica pode não ser ativada suficientemente. A taxa de aplicação desejada pode certamente ser alcançada manualmente aplican- do-se a quantidade desejada de umidade, por exemplo, com a mão ou com a ajuda de equipamento externo, tal como uma se- ringa. Alternativamente, o próprio dispositivo térmico pode conter um mecanismo para controlar a taxa de liberação de umidade.

Referindo-se novamente a Fig. 1, uma técnica para usar o dispositivo térmico 10 como um mecanismo para contro- lar a taxa de aplicação de umidade envolve, por exemplo, o uso de uma camada de retenção de umidade 16. Deveria ser en- tendido que, embora mostrado aqui como tendo uma camada de retenção de umidade, qualquer número de camadas (se houver) pode ser empregado na presente invenção. Quando empregada, a camada de retenção de umidade 16 é configurada para absorver e segurar e de modo controlado liberar umidade à composição exotérmica durante um período prolongado de tempo. A camada de retenção de umidade 16 pode incluir uma teia absorvente formada usando qualquer técnica, tal como uma técnica de formação seca, uma técnica de deposição a ar, uma técnica de cardagem, uma técnica de sopro por fusão ou ligação por en- trançamento, uma técnica de formação úmida, uma técnica de formação de espuma, etc. Em um processo de deposição a ar, por exemplo, os feixes de fibras pequenas que têm comprimen- tos típicos que variam de cerca de 3 a cerca de 19 milíme- tros são separados e arrastados em um fornecimento de ar e então depositados sobre uma tela de formação, normalmente com a ajuda de um fornecimento de vácuo. As fibras aleatori- amente depositadas são unidas então uma a outra usando, por exemplo, ar quente ou um adesivo.

A camada de retenção de umidade 16 tipicamente contém fibras celulósicas, tal como fibras naturais e/ou de polpa de felpa sintética. As fibras de polpa de felpa podem ser polpa de kraft, polpa de sulfito, polpa de termomecâni- ca, etc. Além disso, as fibras de polpa de felpa podem in- cluir polpa de comprimento médio de fibra alto, polpa de comprimento médio de fibra baixo, ou misturas dos mesmos. Um exemplo de fibras adequadas de polpa de felpa de comprimento médio alto inclui fibras de polpa de kraft de madeira macia. As fibras de polpa de kraft de madeira macia são derivadas de árvores coníferas e incluem fibras de polpa tal como, po- rém não limitado a, espécies de madeira macia do norte, oes- te, e sul, incluindo sequóia canadense, cedro vermelho, ci- cuta, Douglas-abeto, abetos verdadeiros, pinheiro (por exem- plo, pinheiros do sul), espruce (por exemplo, espruce pre- to), combinações destes, e assim sucessivamente. As fibras de polpa de kraft de madeira macia do norte podem ser usadas na presente invenção. Um exemplo de fibras de polpa de kraft de madeira macia do sul comercialmente disponíveis adequadas para uso na presente invenção incluem aquelas disponibiliza- das pela Weyerhaeuser Company com escritórios em Federal Way, Washington sob a designação comercial de "NB-416". Ou- tro tipo de polpa de felpa que pode ser usado na presente invenção é identificado com a designação comercial CR1654, disponibilizado por U.S. Allance of Childersburg, Alabama, e é uma polpa de madeira de sulfato altamente absorvente alve- jada que contém principalmente fibras de madeira macia. Ain- da outra polpa de felpa adequada para uso na presente inven- ção é uma polpa de madeira de sulfato alvejada que contém principalmente fibras de madeira macia que estão disponibi- lizadas por Bowater Corp. com escritórios em Greenville, Ca- rolina do Sul sob o nome comercial polpa CoosAbsorb S. As fibras de comprimento médio baixo também podem ser usadas na presente invenção. Um exemplo de fibras de polpa de compri- mento médio baixo adequado é fibras de polpa de kraft de ma- deira rija. As fibras de polpa de kraft de madeira rija são derivadas de árvores decíduas e incluem fibras de polpa co- mo, porém não limitadas a, eucalipto, bordo, vidoeiro, álamo tremedor, etc. As fibras de polpa de kraft de eucalipto po- dem ser particularmente desejadas para aumentar a maciez, aumentar o brilho, aumentar a opacidade, e muda a estrutura de poro da folha para aumentar sua capacidade de impregnação.

Se desejado, a camada de retenção de umidade 16 também pode conter fibras sintéticas, tal como fibras de mo- nocomponente e multicomponente (por exemplo, bicomponente). As fibras de multicomponente, por exemplo, são fibras forma- das de pelo menos dois polímeros termoplásticos que são ex- trusados de extrusores separados, porém fiados juntos para formar uma fibra. Em uma fibra de multicomponente de bai- nha/núcleo, um primeiro componente de polímero é rodeado por um segundo componente de polímero. Os polímeros das fibras de multicomponente são dispostos em zonas distintas substan- cialmente constantemente posicionadas através da seção transversal da fibra e se estendem continuamente ao longo do comprimento das fibras. Várias combinações de polímero para a fibra de multicomponente podem ser úteis na presente in- venção, porém o primeiro componente de polímero tipicamente funde a uma temperatura menor do que a temperatura de fusão do segundo componente de polímero. A fusão do primeiro com- ponente de polímero permite que as fibras formem uma estru- tura esquelética pegajosa que ao esfriar captura e une mui- tas das fibras de polpa. Tipicamente, os polímeros das fi- bras de multicomponente são compostos de materiais termo- plásticos diferentes, tal como fibras de bicomponente de po- liolefina/poliéster (bainha/núcleo) nas quais a poliolefina (por exemplo, bainha de polietileno) funde a uma temperatura mais baixa do que a do núcleo (por exemplo, poliéster). O polímero termoplástico exemplar inclui poliolefinas (por e- xemplo, polietileno, poliprópileno, polibutileno, e copolí- meros destes), politetrafluoroetileno, poliésteres (por e- xemplo tereftalato de polietileno), acetato de polivinila, acetato de cloreto de polivinila, butiral de polivinila, re- sinas acrílicas (por exemplo, poliacrilato, polmetilacrila- to, e polimetilmetacrilato), poliamidas (por exemplo, nái- lon) , cloreto de polivinila, cloreto de polivinilideno, po- liestireno, álcool polivinilico, poliuretanos, resina celu- lósica (por exemplo, nitrato celulósico, acetato celulósico, butirato de acetato celulósico, e etil celulose), e copoli- meros de quaisquer dos materiais anteriores, tais como copo- limeros de etileno-acetato de vinila, copolímeros de etile- no-ácido acrílico, copolímeros de bloco de estireno- butadieno, e assim sucessivamente.

A camada de retenção de umidade 16 também pode in- cluir um material superabsorvente, tais como materiais natu- rais, sintéticos e naturais modificados. Os materiais supe- rabsorvente são materiais dilatáveis em água capazes de ab- sorver pelo menos cerca de 20 vezes seu peso e, em alguns casos, pelo menos cerca de 30 vezes seu peso em uma solução aquosa contendo 0,9 por cento em peso de cloreto de sódio. Os exemplos de polímero de material superabsorvente sintéti- co incluem metal alcalino e sal de amônio de ácido poliacrí- lico e ácido polimetacrílico, poli(acrilamidas) , éteres po- livinílicos, copolímeros de anidrido maléico, tais com éte- res vinílicos e alfa-olefinas, polivinilpirrolidona, polivi- nilmorfolina, álcool polivinilico, e misturas e copolímeros destes. Outros materiais superabsorventes incluem polímeros naturais e naturais modificados, tal como amido enxertado de acrilonitrila hidrolisada, amido enxertado de ácido acríli- co, metil celulose, quitosana, carboximetil celulose, hidro- xipropil celulose, e os amidos naturais, tais como algina- tos, goma xantana, goma de feijão alfarrobeira e assim su- cessivamente. As misturas de polímeros super-absorventes na- turais e completamente ou parcialmente sintéticos também po- dem ser úteis na presente invenção. Outros materiais de for- mação de gel absorventes adequados são descritos nas Paten- tes U.S. Nos. 3.901.236 de Assarsson e outros; 4.076.663 de Masuda e outros; e 4.286.082 de Tsubakimoto e outros, que estão incorporados aqui em sua totalidade por referência pa- ra todos os propósitos.

Quando utilizado, o material superabsorvente pode constituir de cerca de 1% em peso a cerca de 40% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 5% em peso a cerca de 30% em peso, e em algumas modalidades, de cerca de 10% em peso a cerca de 25% em peso da camada de retenção de umidade 16 (em uma base seca). Igualmente, as fibras de multicomponente po- dem constituir de cerca de 1% em peso a cerca de 30% em pe- so, em algumas modalidades, de cerca de 2% em peso a cerca de 20% em peso, e em algumas modalidades, de cerca de 5% em peso a cerca de 15% em peso da camada de retenção de umidade (em uma base seca) . As fibras celulósicas também podem cons- tituir até 100% em peso, em algumas modalidades de cerca de 50% em peso a cerca de 95% em peso, e em algumas modalida- des, de cerca de 65% em peso a cerca de 85% em peso da cama- da de retenção de umidade 16 (em uma base seca).

A taxa de evaporação de umidade da camada de re- tenção de umidade 16 pode ser controlada para alcançar o perfil de aquecimento desejado. Ao controlar a taxa de eva- poração, a quantidade desejada de umidade pode ser liberada à composição exotérmica dentro de um determinado período de tempo. Por exemplo, a "taxa de evaporação" média de umidade da camada de retenção de umidade 16 pode ser de cerca de 0,05% a cerca de 0,5%, em algumas modalidades de cerca de 0,10% a cerca de 0,25%, e em algumas modalidades, de cerca de 0,15% a cerca de 0,20% por minuto. A "taxa de evaporação" é determinada medindo o peso da e camada de retenção de umi- dade 16 em um certo momento, subtraindo este peso medido do peso úmido inicial da camada, dividindo este valor pelo peso úmido inicial, e então multiplicando por 100. As taxas de evaporação são calculadas durante vários tempos diferentes e então é calculada a média. A taxa de evaporação pode ser de- terminada em uma umidade relativa de 51% e temperatura de cerca de 22°C. Deveria ser entendido que estas condições de umidade relativa e temperatura são condições "iniciais" pelo fato de que elas podem variar durante o teste devido à pre- sença aumentada de vapor de água na atmosfera. Em algumas modalidades, a taxa de evaporação desejada de umidade é al- cançada controlando-se a natureza da solução aquosa aplicada à camada de retenção de umidade 16. Isto é, a aplicação de água somente (pressão de vapor de 23,7 mm de Hg a 25°C) à camada de retenção de umidade 16 pode às vezes resultar em uma taxa de evaporação muito grande. Deste modo, um soluto pode ser adicionado à solução aquosa para reduzir sua pres- são de vapor, isto é, a tendência das moléculas de água de evaporar. Em 25°C, por exemplo, o soluto pode ser adicionado de forma que a solução aquosa adicionada à camada de reten- ção de umidade 16 tenha uma taxa de evaporação menor do que 23,7 mm de Hg, em algumas modalidades menor do que cerca de 23,2 mm de Hg, e em algumas modalidades, de cerca de 20,0 mm de Hg a cerca de 23,0 mm de Hg. Uma classe particularmente adequada de solutos inclui sais de metal inorgânicos e/ou orgânicos. Os sais de metal podem conter cátions monovalen- tes (por exemplo, Na+), divalentes (por exemplo, Ca2+), e/ou polivalentes. Os exemplos de cátions de metal preferidos in- cluem os cátions de sódio, potássio, cálcio, alumínio, fer- ro, magnésio, zircônio, zinco, e assim sucessivamente. Os exemplos de ânions preferidos incluem haletos, cloroidratos, sulfatos, citratos, nitrato, acetato, e assim sucessivamen- te. Os exemplos particulares de sais de metal adequados in- cluem cloreto de sódio, brometo de sódio, cloreto de potás- sio, brometo de potássio, cloreto de cálcio, etc. A concen- tração atual do soluto na solução aquosa pode variar depen- dendo da natureza do soluto, da configuração particular do dispositivo térmico, e do perfil de aquecimento desejado. Por exemplo, o soluto pode estar presente na solução aquosa em uma quantidade de cerca de 0,1% em peso a cerca de 25% em peso, em algumas modalidades de cerca de 1% em peso a cerca de 20% em peso, e em algumas modalidades, de cerca de 5% em peso a cerca de 15% em peso da solução.

Além de controlar os aspectos da solução aquosa, a camada de retenção de umidade 16 propriamente dita pode ser seletivamente adaptada para alcançar a taxa de evaporação desejada. Por exemplo, as camadas de retenção de umidade que têm uma densidade e peso de base relativamente baixo tendem a liberar muito mais de uma quantidade de umidade em compa- ração àquelas tendo uma densidade e peso de base mais eleva- dos. Sem pretender ficar limitado a teoria, acredita que tais teias de densidade elevada e peso de base elevado pos- sam ter uma porosidade mais baixa, desse modo fazendo com que fique mais difícil da umidade escapar da camada durante um período de tempo prolongado. Deste modo, em uma modalida- de, a camada de retenção de umidade 16 (por exemplo, teia trançada por ar) pode ter uma densidade de cerca de 0,01 a cerca de 0,50, em algumas modalidades de cerca de 0,05 a cerca de 0,.25, e em algumas modalidades, de cerca de 0,05 a cerca de 0,15 grama por centímetros cúbicos (g/cm3). A den- sidade é com base na massa seca no forno da amostra e uma medição de espessura feita em uma carga de 0,34 kilopascal (kPa) com um rolo de impressão circular de 7,62 cm de diâme- tro a 50% de umidade relativa e 23°C. Além disso, o peso de base da camada de retenção de umidade 16 pode ser de cerca de 50 a cerca de 500 gramas por metro quadrado ("gsm"), em algumas modalidades de cerca de 100 a cerca de 300 gsm, e em algumas modalidades, de cerca de 150 a cerca de 300 gsm.

Outras técnicas também podem ser empregadas para alcançar a taxa de evaporação dèsejada de umidade da camada de retenção de umidade 16. Por exemplo, os materiais supe- rabsorvente são capazes de dilatar na presença de uma solu- ção aquosa. A dilatação aumenta a capacidade de absorção da camada de retenção de umidade 16, porém igualmente reduz a taxa de evaporação de umidade uma vez que os materiais exi- bem uma maior tendência a se "manter sobre" as moléculas de água. Deste modo, a taxa de evaporação pode ser aumentada reduzindo-se o grau de dilatação. Uma técnica para reduzir o grau de dilatação de um material superabsorvente envolve re- duzir a temperatura da solução aquosa para abaixo da tempe- ratura ambiente, tal como menos do que cerca de 25°C, e em algumas modalidades, de cerca de 5°C a cerca de 20°C. 0 grau de dilatação do material superabsorvente também pode ser re- duzido incorporando-se um ou mais compostos iônicos na solu- ção aquosa para aumentar sua força iônica. Os compostos iô- nicos podem ser iguais como os solutos descritos acima. A "força iônica" de uma solução pode ser determinada de acordo com a seguinte equação:

<formula>formula see original document page 50</formula>

Onde,

Z1 o fator de valência; e m± é a concentração. Por exemplo, a força iônica de uma so- lução que contém 1 molar de cloreto de cálcio e 2 molares de cloreto de sódio é "3" e determinado como segue: 1 = 0,5* [ (22 * 1) + (l2 *2) ] =3

Sem pretender ficar limitado pela teoria, acredi- ta-se que os materiais superabsorventes têm uma atmosfera de contra-ion que cerca a cadeia principal iônica das cadeias de polímero que se desmorona quando sua força iônica é au- mentada. Especificamente, a atmosfera de contra-ion é com- posta de íons de carga oposta às cargas ao longo da cadeia principal de um polímero superabsorvente e está presente no composto iônico (por exemplo, cátions de sódio ou potássio que cercam os ânions de carboxilato distribuídos ao longo da cadeia principal de um polímero aniônico de poliacrilato) . Quando a concentração de íons contatando o polímero superab- sorvente aumenta, o gradiente de concentração de ion na fase líquida do exterior para o interior do polímero começa a di- minuir e as espessuras de atmosfera de contra-íon ("densida- des de Debye") podem ser reduzidas de cerca de 20 nanômetros (em água pura) para cerca de 1 nanômetro ou menos. Quando a atmosfera de contra-íon é altamente estendida, os contra- íons ficam mais osmoticamente ativos e então promovem um grau mais elevado de absorvência de líquido. Ao contrário, quando a concentração de ion no líquido absorvido aumenta, a atmosfera de contra-íon se desmorona e a capacidade de ab- sorção é diminuída. Como resultado da redução na capacidade de absorção, o material superabsorvente exibe menos de uma tendência segurar as moléculas de água, desse modo permitin- do sua liberação para a composição exotérmica.

Referindo-se novamente as Figs. 1-2, as camadas respiráveis 14a e 14b também podem ser incluídas no disposi- tivo térmico 10 que é impermeável a líquidos, porém permeá- vel a gases. Isto permite que o fluxo de vapor de água e ar ative a reação exotérmica, porém impede uma quantidade ex- cessiva de líquidos de contatar o substrato térmico, o que poderia ou suprimir a reação ou resultar em uma quantidade excessiva de calor que aquece excessivamente ou queima o u- suário. As camadas respiráveis 14a e 14b podem ser formadas de qualquer material respirável, tal como descrito acima. Deveria ser entendido que, embora mostrado aqui como tendo duas camadas respiráveis, qualquer número de camadas respi- ráveis (se houver) pode ser empregado na presente invenção. As camadas respiráveis 14a e 14b e a camada de re- tenção de umidade 16 podem estar posicionadas de vários mo- dos relativo aos substratos térmicos 12a e 12b. Nas Figs. 1- 2, por exemplo, as camadas respiráveis 14a e 14b estão posi- cionadas diretamente adjacentes aos respectivos substratos térmicos 12a e 12b. Como um resultado, as camadas respirá- veis 14a e 14b podem controlar a quantidade de umidade que contata os substratos 12a e 12b durante um determinado perí- odo de tempo. A camada de retenção de umidade 16 também pode estar posicionada em vários locais, porém geralmente está posicionada para ajudar facilitar a fonte de umidade para os substratos térmicos 12a e 12b. Por exemplo, a camada de re- tenção de umidade 16 pode estar posicionada entre o substra- to térmico 12a/camada respirável 14a e o substrato térmico 12b/camada respirável 14b. Desta maneira, a quantidade de umidade fornecida a cada substrato é relativamente uniforme.

Embora não especificamente ilustrado, o dispositi- vo térmico 10 também pode incluir várias outras camadas. Por exemplo, o dispositivo térmico 10 pode empregar uma camada de modo térmico condutiva para ajudar a distribui calor para a direção de um usuário (isto é, direção -z) e/ou ao longo do plano x-y aplanam do dispositivo 10, desse modo melhoran- do a uniformidade de aplicação de calor sobre uma área sele- cionada. A camada de modo térmico condutiva pode ter um coe- ficiente de condutividade térmica de pelo menos cerca de 0,1 Watts por metro-Kelvin (W/m-K) , e em algumas modalidades, de cerca de 0,1 a cerca de 10 W/m-K. Embora qualquer material de modo térmico condutivo possa geralmente ser empregado, é desejado freqüentemente que o material selecionado seja con- formável para aumentar o conforto e flexibilidade do dispo- sitivo 10. Os materiais conformáveis adequados incluem, por exemplo, materiais fibrosos (por exemplo, teias não teci- das), películas, e assim sucessivamente. Opcionalmente, a camada de modo térmico condutiva pode ser permeável a gás e/ou vapor de forma que ar possa contatar o substrato(s) térmico quando desejado para ativar a reação exotérmica. Um tipo de material conformável permeável a vapor, que pode ser usado na camada de modo térmico condutiva é um material de teia não tecida. Por exemplo, a camada de modo térmico con- dutiva pode conter um laminado não tecido, tal como um lami- nado ligado por entrançamento/sopro por fusão/ligado por en- trançamento ("SMS"). Tal laminado SMS também pode fornecer capacidade de respiração e proteção por penetração de líqui- do. O laminado SMS é formado por métodos bem conhecidos, tal como descrito na Patente U.S. No. 5.213.881 de Timmons, e outros, que está aqui incorporado em sua totalidade por re- ferência para todos os propósitos. Outro tipo de material de conformável permeável a vapor que pode ser usado na camada de modo térmico condutiva é uma película respirável. Por e- xemplo, a camada de modo térmico condutiva às vezes pode u- tilizar uma película respirável/laminado não tecido.

Uma variedade de técnicas pode ser empregada para fornecer condutividade à camada de modo térmico condutiva. Por exemplo, uma camada metálica pode ser utilizada para fornecer condutividade. Os metais adequados para um tal pro- pósito incluem, porém não estão limitados a, cobre, prata, níquel, zinco, estanho, paládio, chumbo, cobre, alumínio, molibdênio, titânio, ferro, e assim sucessivamente. Os re- vestimentos metálicos podem ser formados em um material u- sando qualquer de uma variedade de técnicas conhecidas, tal como evaporação a vácuo, galvanização eletrolítica, etc. Por exemplo, as Patentes U.S. No. 5.656.355 de Cohen; 5.599.585 de Cohen; 5.562.994 de Abba, e outros; e 5.316.837 de Cohen que estão aqui incorporadas em sua totalidade por referência para todos os propósitos, descrevem técnicas adequadas para depositar um revestimento de metal sobre um material. Além de um revestimento de metal, outras técnicas podem ser em- pregadas para fornecer condutividade. Por exemplo, um aditi- vo pode ser incorporado no material (por exemplo, fibras, película, etc.) para aumentar a condutividade. Os exemplos de tais aditivos incluem, porém não estão limitados a, carga de carbono, tal como fibras e pós de carbono; cargas metáli- cas, tal como pó de cobre, aço, pó de alumínio, e flocos de alumínio; e carga de cerâmica, tal como nitreto de boro, ni- treto de alumínio, e óxido de alumínio. Os exemplos comerci- almente disponíveis de materiais condutivos adequados inclu- em, por exemplo, compostos de modo térmico condutivos dispo- nibilizados por LNP Engineering Plastic, Inc., de Exton, PA sob o nome Konduit® ou de Cool Polymers de Warwick, Rhode Island sob o nome CoolPoly®. Embora vários exemplos de mate- riais condutivos tenham sido descritos acima, deveria ser entendido que qualquer material de modo térmico condutivo conhecido pode ser geralmente usado na presente invenção.

Além de uma camada de modo térmico condutiva, ain- da outras camadas opcionais podem ser empregadas para aumen- tar a efetividade do dispositivo térmico 10. Por exemplo, uma camada isolante pode ser empregada para inibir a dissi- pação de calor ao ambiente externo de forma que o calor es- teja de preferência focado para o paciente ou usuário. Por- que a camada isolante aumenta a eficiência de produção de calor total do dispositivo 10, o aumento de temperatura de- sejado pode ser alcançado com uma quantidade mais baixa de revestimento exotérmico ou outro reagente (isto é, umidade ou oxigênio) . A camada isolante pode ter um coeficiente de condutividade térmica menor do que cerca de 0,1 Watts por metro-Kelvin (W/m-K), e em algumas modalidades, de cerca de 0,01 a cerca de 0,05 W/m-k. Qualquer material isolante co- nhecido pode ser empregado na presente invenção. Se deseja- do, o material isolante selecionado pode ser fibroso in na- tura para melhorar a conformabilidade total do dispositivo térmico 10. O material fibroso pode possuir alto teor de á- gua furtada para realçar suas propriedades isolantes. Os ma- teriais com alto teor de água furtada adequados podem inclu- ir materiais tecidos porosos, materiais não tecidos porosos, etc. Os materiais com alto teor de água furtada particular- mente adequados são teias poliméricas de multicomponente não tecidas (por exemplo, bicomponente). Por exemplo, os políme- ros de multicomponente de tais teias podem ser mecanicamente ou quimicamente plissados para aumentar a água furtada. Os exemplos de materiais com alto teor de água furtada adequa- dos são descritos de forma mais detalhada nas Patentes U.S. Nos. 5.382.400 de Pike, e outros; 5.418.945 de Pike, e ou- tros e 5.906.879 de Huntoon, e outros, que estão aqui incor- poradas em sua totalidade por referência para todos os pro- pósitos. Ainda outros materiais adequados para uso como um material isolante são descritos na Patente U.S. No. 6.197.045 de Carson que está aqui incorporada em sua totali- dade por referência para todos os propósitos.

Como notado acima, as várias camadas e/ou compo- nentes do dispositivo térmico 10 podem ser montadas usando qualquer mecanismo de união conhecido, tal como adesivo, Ii- gações ultra-sônicas, ligações térmicas, etc. Os adesivos adequados, podem incluir, por exemplo, adesivos termorrever- siveis, adesivos sensíveis a pressão, e assim sucessivamen- te. Quando utilizado, o adesivo pode ser aplicado como uma camada uniforme, uma camada padronizada, um padrão pulveri- zado, ou quaisquer dentre linhas, redemoinhos ou pontos se- parados. Em algumas modalidades, a composição exotérmica po- de servir os propósitos duais de gerar calor e também agir como o adesivo. Por exemplo, o aglutinante da composição e- xotérmica pode unir uma ou mais camadas do dispositivo tér- mico 10.

Embora várias configurações de um dispositivo tér- mico tenham sido descritas acima, deve ser entendido que ou- tras configurações são também incluídas dentro do escopo da presente invenção. Por exemplo, outras camadas também podem ser empregadas para melhorar as propriedades exotérmicas do dispositivo térmico. Por exemplo, um substrato pode ser usa- do próximo ou adjacente ao substrato térmico o qual inclua um revestimento de partículas de contenção de umidade. Como descrito acima, as partículas de retenção de umidade podem reter e podem liberar umidade para ativar a reação exotérmi- ca. Além disso, de benefício particular, uma ou mais das ca- madas mencionadas acima pode realizar funções múltiplas do dispositivo térmico. Por exemplo, em algumas modalidades, a camada respirável, camada de retenção de umidade, etc., pode ser revestida com uma composição exotérmica e deste modo também serve como um substrato térmico. Embora não expressa- mente apresentado aqui, deveria ser entendido que numerosas outras possíveis combinações e configurações estariam bem dentro da experiência ordinária daqueles na técnica.

A umidade pode ser aplicada qualquer hora antes ou durante o uso do dispositivo térmico, tal como exatamente antes do uso ou durante a fabricação. Por exemplo, a água pode ser pré-aplicada à camada de retenção de umidade como descrito acima. A umidade é adicionada em uma quantidade e- fetiva para ativar uma reação exotérmica, eletroquímica en- tre o elemento eletroquimicamente oxidável (por exemplo, pó de metal) e o elemento eletroquimicamente redutível (por e- xemplo, oxigênio). Embora esta quantidade possa variar, ao mesmo tempo em que dependendo das condições de reação e da quantidade de calor desejadas, a umidade é adicionada tipi- camente em uma quantidade de cerca de 20 % em peso a cerca de 500% em peso, e em algumas modalidades, de cerca de 50% em peso a cerca de 200% em peso, do peso da quantidade de metal oxidável presente na camada. Embora não necessariamen- te requerido, pode ser desejado selar tais dispositivos tér- micos tratados com água dentro de um material substancial- mente impermeável a liquido (permeável a vapor ou impermeá- vel a vapor) que iniba a composição exotérmica de contatar oxigênio bastante para prematuramente ativar a reação exo- térmica. Para gerar calor, o dispositivo térmico é simples- mente removido da embalagem e exposto ao ar.

Certos aspectos do dispositivo térmico podem ser otimizados para fornecer uma quantidade controlada de oxigê- nio e/ou umidade à composição exotérmica durante uso. Atra- vés do controle seletivo sobre o fornecimento destes reagen- tes, um perfil de aquecimento pode ser alcançado no qual uma temperatura elevada é alcançada rapidamente e mantida duran- te um período prolongado de tempo. Por exemplo, uma tempera- tura elevada de cerca de 30°C a cerca de 600C, em algumas modalidades de cerca de 350C a cerca de 55°C, e em algumas modalidades de cerca de 37 0C a cerca de 43°C, pode ser al- cançado em 20 minutos ou menos, e em algumas modalidades, 10 minutos ou menos. Esta temperatura elevada pode ser substan- cialmente mantida durante pelo menos cerca de 1 hora, em al- gumas modalidades pelo menos cerca de 2 horas, em algumas modalidades pelo menos cerca de 4 horas, e em algumas moda- lidades, pelo menos cerca de 10 horas (por exemplo, para uso noturno).

O dispositivo térmico da presente invenção pode ser empregado em uma ampla faixa de artigos para fornecer um efeito de aquecimento. Por exemplo, o dispositivo térmico pode ser usado como uma almofada de aquecimento, bandagem, aquecedor de comida, aquecedor de animal, aquecedor de água, e assim sucessivamente. O dispositivo térmico também pode ser usado para liberar calor em várias outras aplicações,tal como cortinas ou mantas para esquentar os pacientes durante procedimentos cirúrgicos ou médicos.

A presente invenção pode ser mais bem entendida com referência aos seguintes exemplos.

EXEMPLO 1

A capacidade de formar um dispositivo térmico foi demonstrada. Inicialmente, pedaços (17,78 cm (7 polegadas) até 31,75 cm (12,5 polegadas)) de um tecido de teia cardada ligada foram fornecidos os quais tinham um peso de base de 0,9 onças por jarda quadrada. O tecido foi formado de uma mistura de 75% em peso fibras de bicomponente e 25% em peso fibras de poliéster. As fibras de bicomponente foram obtidas de Fibervisions, Inc., de Covington, Geórgia sob o nome "ESC 215", que teve uma bainha de polietileno e núcleo de poli- propileno, um denier de 3,0, e 0,55% em peso de acabamento "HR6". As fibras de poliéster foram obtidas de Invista de Wichita, Kansas sob o nome "T-295" que teve um denier de 6,0 e continha um acabamento Ll de 0,5% em peso.

A formulação de revestimento foi preparada como segue. Em uma proveta pyrex de 400 ml, 5,0 gramas de METOLOSE SM-100 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) e 12,5 gramas de cloreto de sódio (Mallinckrodt) foram adicio- nados a 150,0 gramas de água destilada que foi agitada e a- quecida a 69°C. A mistura foi mexida e permitida esfriar quando os seguintes ingredientes adicionais foram adiciona- dos consecutivamente: 17,3 gramas de emulsão de etileno- acetato de vinila DUR-O-SET® Elite PE 25-220A (Celanese E- mulsions), 39,7 gramas de lama de carbonato de cálcio XC4900 amostra No.04.1919704 (Omya), 15,0 gramas de carbono ativado Nuchar SA-20 (MeadWestvaco), e 170,0 gramas de pó de ferro A-131 (North American Hõganás). Após cerca de 30 minutos de agitação da formulação com todos os ingredientes, a tempera- tura foi reduzida com um banho de gelo de cerca de 23°C a cerca de 18°C. Um aumento notável na viscosidade ocorreu quando a temperatura alcançou cerca de 20°C. A viscosidade da formulação foi medida a 2.538 cP (Viscômetro Brookfield, fuso LV-4 a 100 rpm) . A concentração calculada de cada com- ponente da formulação aquosa é apresentada abaixo na Tabela 1.

Tabela 1: Componentes da Formulação Aquosa

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A formulação aquosa foi aplicada a um lado dos pe- daços de tecido de 0,9 osy usando uma vara Meyer enrolada única No. 6. Os pedaços cobertos foram secados em um forno durante cerca de 15 minutos a 110°C. A concentração dos com- ponentes da composição exotérmica foi então calculada dos pedaços de tecido cobertos e secados (16,4 gramas ± 0,4), dos pedaços não tratados de tecido (1,9 gramas de ±0,1), e da composição da formulação aquosa. Os resultados são apre- sentados abaixo na Tabela 2.

Tabela 2: Componentes da Composição Exotérmica

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Uma estrutura de sete camadas (8,89 cm χ 10,16 cm) (3,5" χ 4") foi então designada para ativar a reação exo- térmica. Especificamente, a estrutura de sete camadas inclu- iu três dos pedaços de tecido cobertos posicionados em um lado de uma camada de retenção de umidade, e os outros três pedaços de tecido cobertos posicionados no outro lado da ca- mada de retenção de umidade. O lado não coberto dos pedaços de tecido se opôs a camada de retenção de umidade. 0 peso total das seis camadas de tecido coberto foi de 15,4 gramas (10,2 gramas de ferro). A camada de retenção de umidade foi formada de 75% em peso de felpa de polpa de madeira, 15% em peso de superabsorvente, e 10% em peso de fibra de bicompo- nente KoSa T255. A camada de retenção de umidade teve um pe- so de base de 225 gramas por metro quadrado e uma densidade de 0,12 grama por centímetro cúbico. A felpa de polpa de ma- deira foi obtida de Weyerhaeuser sob o nome "NB416". O supe- rabsorvente foi obtido de Degussa AG sob o nome "SXM 9543".

Antes de formar a estrutura de multi-camada, cada lado da camada de retenção de umidade (2,2 gramas) foi ume- decido pulverizando-se água (6,6 gramas) em uma quantidade que aumentou a massa da camada em um fator de 4,0. Esta es- trutura de sete camadas foi então colocada dentro de uma bolsa retangular (10,16 cm χ 11,43 cm) (4" χ 4.5") feita de um laminado de película microporosa ligado por entrançamento de náilon. O laminado foi obtido de Mitsubishi International Corp. e rotulado TSF EDFH 5035-TYPE. O WVTR do laminado foi medido em 4 55 de g/m2/24 hrs usando o método de estampar (ASTM Padrão E-96E-80). A bolsa foi lacrada com fita metali- zada obtida de Nashua.

Embora não especificamente realizado neste Exem- plo, os presentes inventores contemplam exemplos adicionais nos quais, o dispositivo térmico referenciado acima poderia empregar segmentos conformáveis. Por exemplo, a bolsa pode- ria conter dois pedaços de arame plano selados a quente den- tro das respectivas cavidades, tal como mostrado na Fig. 1. Um arame plano adequado pode ser obtido de Noranda Aluminum, Inc., com a designação de Alloy 8176/EEE.

EXEMPLO 2

Um dispositivo térmico foi formado como descrito no Exemplo 1, exceto que ele foi selado a quente em uma bol- sa de armazenamento metalizada durante 16 horas antes de a~ tivar a reação. A bolsa de armazenamento metalizada foi KAL- ML5 de Kapak Corporation, uma estrutura de duas dobras que contém uma camada de poliéster metalizada foi adesivamente laminada para uma película de polietileno de densidade baixa linear. 0 peso total das seis camadas de tecido coberto foi de 14,8 gramas (9,8 gramas de ferro). A camada de retenção de umidade (2,1 gramas) foi umedecida em ambos os lados pul- verizando-se água (6,2 gramas) em uma quantidade que aumen- tou a massa da camada em um fator de 3,9.

EXEMPLO 3

Uma formulação de revestimento semelhante àquela descrita no Exemplo 1 foi preparada e aplicada a um lado da teia cardada ligada de 0,9 osy da mesma maneira como descri- to no Exemplo 1. A concentração calculada de cada componente da formulação aquosa é apresentada abaixo na Tabela 3.

Tabela 3: Componentes da Formulação Aquosa

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A concentração dos componentes da composição exo- térmica foi calculada dos pedaços de tecido cobertos e seca- dos (11,6 ± 0,3 gramas), os pedaços não tratados de tecido (1,6 ± 0,1 gramas), e a composição da formulação aquosa. Os resultados estão apresentados abaixo na Tabela 4.

Tabela 4: Componentes da Composição Exotérmica

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Um dispositivo térmico (7,62 cm χ 20,32 cm) (3" χ 8") com uma estrutura de sete camadas foi então designado para ativar a reação exotérmica. O dispositivo térmico sela- do por calor meio para produzir um dispositivo segmentado com duas seções iguais (7,62 cm χ 20, 32 cm) (3" χ 4"). O ta- manho dos componentes de sete camadas que foram colocados em cada seção foi 6,35 cm χ 8,99 cm (2,5" χ 3,5"). O peso total das seis camadas cobertas foi de 8,3 gramas (5,2 gramas de ferro) para uma seção e 8,6 gramas (5,4 gramas de ferro) pa- ra a outra seção. Além disso, 3,9 gramas de uma solução de sal aquosa foram aplicados à camada de retenção de umidade da primeira seção e 4,0 gramas da solução foram aplicados à segunda seção. A solução de sal continha 9,9% em peso de cloreto de sódio em água, e aumentou a massa da camada de retenção de umidade de ambas as seções em um fator de 4,0. A estrutura de sete camadas foi colocada dentro de uma bolsa de laminado de película microporosa ligado por entrançamento de náilon (descrito no EXEMPLO 1) (segmentado em duas seções iguais como descrito acima) e as extremidades da bolsa foram seladas por calor. O dispositivo térmico resultante foi se- lado por calor em uma bolsa de armazenamento metalizada du- rante 44 horas antes de ativar a reação.

Embora não especificamente realizado neste Exem- pio, os presentes inventores contemplam exemplos adicionais nos quais o dispositivo térmico referenciado acima poderia empregar segmentos conformáveis, como descrito no Exemplo 1.

EXEMPLO 4

Um dispositivo térmico segmentado foi formado como descrito no Exemplo 3, exceto que o peso total das seis ca- madas cobertas foi de 8,2 gramas (5,2 gramas de ferro) para uma seção e 8,9 gramas (5,6 gramas de ferro) para a outra seção. Além disso, 4,1 gramas e 4,0 gramas de uma solução de sal aquosa foram aplicados à camada de retenção de umidade da primeira e segunda seção, respectivamente. A solução de sal continha 9, 9% em peso de cloreto de sódio em água de torneira, e aumentou a massa da camada de retenção de umida- de da primeira e segunda seção em um fator de 3,9 e 3,8, respectivamente. O dispositivo térmico resultante foi selado por calor em uma bolsa de armazenamento metalizada durante 189 horas antes de ativar a reação.

EXEMPLO 5

A capacidade de alcançar um perfil de aquecimento controlado usando um dispositivo térmico da presente inven- ção foi demonstrada. Especificamente, os dispositivos térmi- cos dos Exemplos 1-4 foram testados. Porque o Exemplo 1 não foi selado na bolsa de armazenamento metalizada, ela foi testada imediatamente após a formação. Para os Exemplos 2-4, a bolsa de armazenamento metalizada foi aberta para iniciar a reação. O teste foi conduzido prendendo-se um fio de ter- melemento a um dispositivo de coleta de dados a um lado do dispositivo térmico. Para os dispositivos térmicos segmenta- dos descritos pelos Exemplos 3-4, ambas as seções foram tes- tadas. A temperatura foi registrada como uma função de tempo (em intervalos de 5 segundos) para dar as curvas de resposta térmica mostradas na Fig. 3. Os resultados para somente um segmento dos dispositivos descritos pelos Exemplos 3-4, são mostrados. A curva de resposta térmica para o outro segmento do dispositivo do Exemplo 3 foi muito similar a do primeiro segmento (1-2°C mais quente), ao mesmo tempo em que o outro segmento do dispositivo do Exemplo 4 foi cerca de 6-8°C mais morno, mais provavelmente devido ao teor de ferro mais ele- vado. Como ilustrado, as curvas de resposta térmica para as amostras dos Exemplos 3-4 (aplicadas com uma solução de sal aquosa) alcançaram 38°C dentro de cerca de 10 minutos após abrir a bolsa de armazenamento, e também permaneceu de cerca de 38 a 42°C durante pelo menos 3 horas.

EXEMPLO 6

A capacidade de formar um dispositivo térmico de acordo foi demonstrada. Uma formulação de revestimento seme- lhante àquela descrita no Exemplo 3 foi preparada, porém um nivel mais alto de cloreto de sódio foi usado. A formulação de revestimento foi aplicada a um lado da teia cardada liga- da de 0,9 osy da mesma maneira como descrito no Exemplo 1. A concentração calculada de cada componente da formulação a- quosa é apresentada abaixo na Tabela 5.

Tabela 5: Componentes da Formulação Aquosa

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A concentração dos componentes da composição exo- térmica foi calculada do pedaço de tecido coberto e secado (16,3 gramas), do pedaço não tratado de tecido (1,9 gramas), e da composição da formulação aquosa. Os resultados são a- presentados abaixo na Tabela 6.

Tabela 6: Componentes da Composição Exotérmica

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Um dispositivo térmico (10,16 cm χ 11,43 cm) (4" χ 4,5") com uma estrutura de sete camadas foi então designado para ativar a reação exotérmica. 0 dispositivo térmico foi formado como descrito no Exemplo 1, com o tamanho dos compo- nentes de sete camadas que também sendo 8,89 cm χ 10,16 cm (3,5" χ 4"). 0 peso total das seis camadas cobertas foi de ,6 gramas (9,4 gramas de ferro). Além disso, cada lado da camada de retenção de umidade (2,2 gramas) foi umedecido pulverizando-se 6,1 gramas de água em uma quantidade que au- mentou a massa da camada em um fator de 3,8. A estrutura de sete camadas foi colocada dentro de uma bolsa laminada de película microporosa ligada por entrançamento de náilon (descrita no Exemplo 1) e as extremidades da bolsa foram se- ladas com fita metalizada, obtida de Nashua. O dispositivo térmico resultante foi selado por selado por calor em uma bolsa de armazenamento metalizada durante 20 horas antes de ativar a reação.

Embora não especificamente realizado neste Exem- plo, os presentes inventores contemplam exemplos adicionais nos quais o dispositivo térmico referenciado acima poderia empregar segmentos conformáveis, tal como descrito acima no Exemplo 1.

EXEMPLO 7

Um dispositivo térmico foi formado como descrito no Exemplo 1, exceto que uma "camada de separação" foi usada para separar a camada de retenção de umidade das 3 camadas cobertas em cada lado. A camada de separação foi um laminado de tecido/película com buracos picotados pequenos para per- mitir o vapor e o gás passarem ao mesmo tempo em que preve- nindo a passagem de líquido. Foi obtido de Tredegar Film Products com o rótulo FM-425 lote No. SHBT040060. Cada late- ral da camada de retenção de umidade (2,2 gramas) foi umede- cida pulverizando-se 6,3 gramas de água em uma quantidade que aumentou a massa da camada em um fator de 3,9. Então a camada de separação foi colocada ao redor dela com o lado de tecido da camada de separação em contato com a camada de re- tenção de umidade umedecida. As três camadas cobertas foram colocadas então em cada lado com o lado não coberto em con- tato com o lado de película da camada de separação. 0 peso total das seis camadas cobertas foi 14,2 gramas (9,2 gramas de ferro) . A estrutura de nove camadas foi então colocada dentro de uma bolsa laminada de película microporosa ligada por entrançamento de náilon (descrita no Exemplo 1) e as ex- tremidades da bolsa foram seladas com fita metalizada, obti- da de Nashua. 0 dispositivo térmico resultante foi selado por calor em uma bolsa de armazenamento metalizada durante 20 horas antes de ativar a reação.

Embora não especificamente realizado neste Exem- plo, os presentes inventores contemplam exemplos adicionais nos quais o dispositivo térmico referenciado acima poderia empregar segmentos conformáveis, tal como descrito no Exem- plo 1.

EXEMPLO 8

Um dispositivo térmico foi formado como descrito no Exemplo 7, exceto que as seis camadas cobertas contiveram um nível mais baixo de cloreto de sódio. A concentração cal- culada de cada componente da formulação aquosa que foi usada para cobrir um lado da teia cardada ligada de 0,9 osy para produzir as camadas cobertas, é apresentada abaixo na Tabela 7.

Tabela 7: Componentes da Formulação Aquosa

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A concentração dos componentes da composição exo- térmica foi calculada do pedaço de tecido coberto e secado (16,1 gramas), do pedaço não tratado de tecido (1,9 gramas), e da composição da formulação aquosa. Os resultados são a- presentados abaixo na Tabela 8.

Tabela 8: Componentes da Composição Exotérmica

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Uma estrutura de nove camadas (8,89 cm χ 1.0,16 cm) (3,5" χ 4") como descrito no Exemplo 7 foi designado então para ativar a reação exotérmica. A camada de retenção de u- midade (2,1 gramas) foi umedecida em ambos os lados pulveri- zando-se 6,0 gramas de água em uma quantidade que aumentou a massa da camada em um fator de 3,8. O peso total das seis camadas cobertas foi 15,6 gramas (10,7 gramas de ferro). A estrutura de nove camadas foi colocada dentro de uma bolsa laminada de película microporosa ligada por entrançamento de náilon (descrita no Exemplo 1) e as extremidades da bolsa foram seladas com fita metalizada, obtida de Nashua. O dis- positivo térmico resultante foi selado por calor em uma bol- sa de armazenamento metalizada durante 20 horas antes de a- tivar a reação.

Embora não especificamente realizado neste Exem- plo, os presentes inventores contemplam exemplos adicionais nos quais o dispositivo térmico referenciado acima poderia empregar segmentos conformáveis, tal como descrito no Exem- pio 1.

EXEMPLO 9

Um dispositivo térmico foi formado como descrito no Exemplo 8, exceto que a camada de retenção de umidade continha uma solução de sal aquosa em vez de água. Além dis- so, 6,0 gramas da solução de sal aquosa foram aplicados à camada de retenção de umidade (2,2 gramas) pulverizando-se ambos os lados, uma quantidade que aumentou a massa da cama- da em um fator de 3,7. A solução de sal continha 10,0% em peso de cloreto de sódio em água destilada. 0 peso total das seis camadas cobertas foi 15,5 gramas (10,7 gramas de fer- ro) . O dispositivo térmico resultante foi selado por calor em uma bolsa de armazenamento metalizada durante 20 horas antes de ativar a reação.

EXEMPLO 10

A capacidade de obter um perfil de aquecimento controlado usando um dispositivo térmico da presente inven- ção foi demonstrada. Especificamente, foram testados os dis- positivos térmicos dos Exemplos 6-9. A bolsa de armazenamen- to metalizada foi aberta para iniciar a reação. 0 teste foi conduzido prendendo-se um fio de termelemento a um disposi- tivo de coleta de dados a um lado do dispositivo térmico. A temperatura foi registrada como uma função de tempo (em in- tervalos de 5 segundos) para determinar as curvas de respos- ta térmica mostradas na Fig. 4.

Como mostrado na Fig. 4, a amostra do Exemplo 9 (a camada de retenção de umidade contendo a solução de sal a- quosa) forneceu uma taxa de aquecimento rápida (temperatura de pelo menos 38°C dentro de cerca de 10 minutos) após abrir a bolsa de armazenamento. A amostra do Exemplo 8 (camada de retenção de umidade contendo água) forneceu uma taxa de a- quecimento mais lenta. Porém, as amostras dos Exemplos 8 e 9 que contêm uma composição exotérmica com menos sal, fornece- ram curvas de resposta térmica de temperatura mais elevada comparadas com as amostras dos Exemplos 6 e 7 que contiveram níveis mais altos de sal na composição exotérmica dos teci- dos cobertos. Então, parece que a composição do líquido na camada de retenção de umidade e a composição do revestimento exotérmico podem ser usadas para controlar o perfil de aque- cimento do dispositivo térmico. Mais especificamente, o teor de sal em ambas as composições pode ser ajustado para obter o perfil de aquecimento desejado.

EXEMPLO 11

A capacidade de formar um dispositivo térmico foi demonstrada. Uma formulação de revestimento semelhante àque- la descrita no Exemplo 6 foi preparada, porém nenhum cloreto de sódio foi usado. A formulação de revestimento foi aplica- da a um lado da teia cardada ligada de 0,9 osy da mesma ma- neira como descrito no Exemplo 1. A concentração calculada de cada componente da formulação aquosa foi apresentada a- baixo na Tabela 9.

Tabela 9: Componentes da Formulação Aquosa

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A concentração dos componentes da composição exo- térmica foi calculada do pedaço de tecido coberto e secado (14,9 gramas), do pedaço não tratado de tecido (2,0 gramas), e da composição da formulação aquosa. Os resultados são a- presentados abaixo na Tabela 10.

Tabela 10: Componentes da Composição Exotérmica

<table>table see original document page 73</column></row><table> Um dispositivo térmico (10,79 cm χ 11,43 cm) (4,25" χ 4,5") com uma estrutura de nove camadas foi então designado para ativar a reação exotérmica. 0 dispositivo térmico foi formado como descrito no Exemplo 7, com o tama- nho dos componentes de nove camadas sendo 8,89 cm χ 10,16 cm (3,5" χ 4"). 0 peso total das seis camadas cobertas foi 13,9 gramas (9,2 gramas de ferro). Além disso, cada lateral da camada de retenção de umidade (2,4 gramas) foi umedecida pulverizando-se 6,7 gramas de água, uma quantidade que au- mentou a massa da camada em um fator de 3,8. A estrutura de nove camadas foi colocada dentro de uma bolsa laminada de película microporosa ligada por entrançamento de náilon (descrita no Exemplo 1) e as extremidades da bolsa foram se- ladas com fita metalizada, obtida de Nashua. O dispositivo térmico resultante foi selado por calor em uma bolsa de ar- mazenamento metalizada durante 19,5 horas antes de ativar a reação.

EXEMPLO 12

Um dispositivo térmico foi formado como descrito no Exemplo 11, exceto que a camada de retenção de umidade (2,2 gramas) foi umedecida em ambos os lados pulverizando-se 6,2 gramas de uma solução de sal aquosa, uma quantidade que aumentou a massa da camada em um fator de 3,8. A solução de sal continha 10% em peso de cloreto de sódio em água desti- lada. O peso total das seis camadas cobertas foi 13,7 gramas (9,1 gramas de ferro). O dispositivo térmico resultante foi selado por calor em uma bolsa de armazenamento metalizada durante 19,5 horas antes de ativar a reação.

EXEMPLO 13

Um dispositivo térmico foi formado como descrito no Exemplo 7, exceto que a camada de retenção de umidade (2,2 gramas) foi umedecida em ambos os lados pulverizando-se 6,0 gramas de uma solução de sal aquosa, uma quantidade que aumentou a massa da camada em um fator de 3,7. A solução de sal contém 10% em peso de cloreto de sódio em água destila- da. O dispositivo térmico também foi ligeiramente maior do que do Exemplo 7 em 10,79 cm χ 11,43 cm (4,25" χ 4,5"). O peso total das seis camadas cobertas foi 14,6 gramas (9,6 gramas de ferro). A estrutura de nove camadas foi colocada então dentro de uma bolsa laminada de película microporosa ligada por entrançamento de náilon (descrita no Exemplo 1) e as extremidades da bolsa foram lacradas com fita metalizada, obtida de Nashua. O dispositivo térmico resultante foi se- lado por calor em uma bolsa de armazenamento metalizada du- rante 18 horas antes de ativar a reação.

EXEMPLO 14 Um dispositivo térmico foi formado como descrito em Exemplo 9. Além disso, a camada de retenção de umidade (2,2 gramas) foi umedecida em ambos os lados pulverizando-se 6,1 gramas de uma solução de sal aquosa, uma quantidade que aumentou a massa da camada em um fator de 3,8. A solução de sal continha 10,0% em peso de cloreto de sódio em água des- tilada. O peso total das seis camadas cobertas foi 16,6 gra- mas (11,4 gramas de ferro). O dispositivo térmico resultante foi selado por calor em uma bolsa de armazenamento metaliza- da durante 18 horas antes de ativar a reação.

EXEMPLO 15

A capacidade para obter um perfil de aquecimento controlado usando um dispositivo térmico da presente inven- ção foi demonstrada. Especificamente, os dispositivos térmi- cos dos Exemplos 11-14 foram testados. A bolsa de armazena- mento metalizada foi aberta para iniciar a reação. O teste foi conduzido prendendo um fio de termelemento a um disposi- tivo de coleta de dados a um lado do dispositivo térmico. A temperatura foi registrada como uma função de tempo (em in- tervalos de 5 segundos) para determinar as curvas térmicas mostradas na Fig. 5.

EXEMPLO 16

A capacidade de formar um dispositivo térmico foi demonstrada. Inicialmente, um rolo de 17,78 cm (7") de Iar- gura de um tecido de teia cardada ligada foi fornecido o qual tinha um peso de base de 1,5 onças por jarda quadrada (50 gramas por metro quadrado) . O tecido foi formado de uma mistura de 60% em peso de fibras de bicomponente e 40% em peso de fibras de poliéster. As fibras de bicomponente foram obtidas de FiberVisions, Inc., de Covington, Geórgia sob o nome "ESC 215" que teve uma bainha de polietileno e núcleo de polipropileno, um denier de 1,5, e 0,55% em peso de aca- bamento "HR6". As fibras de poliéster foram obtidas de In- vista de Wichita, Kansas sob o nome "T-295" que teve um de- nier de 6,0 e continha um acabamento Ll de 0,5% em peso.

A formulação de revestimento foi preparada como segue. Em um balde de metal de 1 galão, 34,5 gramas de METOLOSE SM-100 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) e 25,0 gramas de cloreto de sódio (Mallinckrodt) foram adicionados a 1172,0 gramas de água destilada que foi mexida e aquecida a 68°C. A mistura foi mexida e permitida esfriar quando os se- guintes ingredientes adicionais foram adicionados consecuti- vãmente: 139,6 gramas de emulsão de etileno-acetato de vini- Ia DUR-O-SET® Elite PE 25-220A (Celanese Emulsions), 330,2 gramas de lama de carbonato de cálcio XP-5200-6 amostra No. 05.2435503 (Omya), 60,1 gramas de carbono ativado Nuchar SA- 400 (MeadWestvaco) , e 1181,1 gramas de pó de ferro A-131 (North American Hõganás). Após cerca de 30 minutos de agita- ção da formulação com todos os ingredientes, a temperatura foi reduzida com um banho de gelo para cerca de 10°C. Um au- mento notável na viscosidade ocorreu quando a temperatura foi reduzida. A concentração calculada de cada componente da formulação aquosa foi apresentada abaixo na Tabela 11.

Tabela 11: Componentes da Formulação Aquosa

<table>table see original document page 77</column></row><table> <table>table see original document page 78</column></row><table>

A formulação aquosa foi aplicada a um lado do te- cido de 1,5 osy em um processo de linha piloto que usa um revestidor de faca. A abertura entre a faca e o rolo de aço que levava o tecido foi ajustada em 900 microns. A velocida- de de linha foi 0,25 metro por minuto. O revestidor de linha piloto continha um secador de quatro pés ajustado em 145°C que foi usado para parcialmente secar o tecido coberto. O tecido coberto parcialmente secado foi cortado em pedaços de 43,18 cm (17 polegadas) e colocado em um forno de laborató- rio a 100°C durante cerca de 20 minutos para completar a e- tapa de secagem. A concentração dos componentes da composi- ção exotérmica foi calculada dos pedaços de tecido cobertos e secados (56,5 ±1,5 gramas), do pedaço não tratado de teci- do (4,3 gramas), e da composição da formulação aquosa. Os resultados são apresentados abaixo na Tabela 12.

Tabela 12; Componentes da Composição Exotérmica

<table>table see original document page 78</column></row><table> Carbono de Cálcio 7,6% Nível de Acréscimo de Sólidos -1214%

Uma estrutura de cinco camadas (1,6 cm χ 20,32 cm) (1,6" χ 8") foi designada então para ativar a reação exotér- mica. Especificamente, a estrutura de cinco camadas incluiu um dos pedaços de tecido cobertos posicionados em um lado de uma camada de retenção de umidade, e o outro pedaço de teci- do coberto posicionado no outro lado da camada de retenção de umidade. O lado não revestido dos pedaços de tecido se opôs a camada de retenção de umidade. A camada de retenção de umidade foi formada de 90% em peso de felpa de polpa de madeira (Weyerhaeuser NF401) e 10% em peso de fibra de bi- componente KoSa T255. A camada de retenção de umidade teve um peso de base de 175 gramas por metro quadrado e uma den- sidade de 0,08 grama por centímetro cúbico. Uma "camada de separação" foi usada para separar a camada de retenção de umidade da camada coberta em cada lado. A camada de separa- ção foi um laminado de tecido/película com buracos picotados pequenos por permitir que o vapor e gás passe ao mesmo tempo em que prevenindo a passagem de liquido. Ele foi obtido de Tredegar Film' Products com o rótulo FM-425 lote No. SHBT04 00 60.

Antes de formar a estrutura de multi-camadas, a camada de retenção de umidade (1,5 gramas) foi umedecida em cada lado pulverizando-se 4,2 gramas de água destilada, uma quantidade que aumentou a massa da camada em um fator de 3,8. Então a camada de separação foi colocada ao redor com o lado de tecido da camada de separação em contato com a cama- da de retenção de umidade umedecida. Uma camada coberta foi colocada então em cada lado com o lado não revestido em con- tato com o lado de película da camada de separação. 0 peso total das duas camadas cobertas foi de 13,5 gramas (9,9 gra- mas de ferro). A estrutura de cinco camadas foi então colo- cada dentro de uma bolsa (7,62 cm χ 22,86 cm) (3" χ 9") que foi selada com um selador por calor. A bolsa foi feita de um laminado de película microporosa ligada por entrançamento de náilon (descrita no Exemplo 1) que teve uma camada de tecido de fibra têxtil tricotada selada ao lado ligado por entran- çamento de náilon. 0 tecido de fibra têxtil tricotada foi produzido de 20% de felpa de polpa de madeira (50% de fibras kraft de madeira macia do norte/50% de madeira macia kraft alvejada Alabama Pine), 58% de fibra de poliéster de 1,5 de- nier (Invista Type 103), e 22% de polipropileno ligado por entrançamento (Kimberly-Clark Corp.).

A bolsa foi feita dobrando-se um pedaço de 15,24 cm χ 22, 86 cm (6" χ 9") dos materiais descrito acima pela metade para produzir o tamanho de 7,62 cm χ 22, 8 6 cm (3" χ 9"). Um arame plano que mediu aproximadamente 21,59 centíme- tros (8,5 polegadas) em comprimento, 2,4 milímetros (0,1 po- legada) em largura, e 0,24 milímetro (0,01 polegada) em den- sidades foi então colocado dentro e contra a dobra. O arame foi obtido de Noranda Aluminum, Inc., com a designação de Alloy 8176/EEE. Uma cavidade de aproximadamente 9,525 milí- metros (0,375 polegada) em largura e 22,86 centímetros (9 polegadas) em comprimento foi formada ao redor do arame se- lando-se por calor o topo ao fundo da bolsa. Um segundo ara- me plano com as mesmas características como o primeiro arame foi então colocado à outra extremidade da bolsa. Uma segunda cavidade de aproximadamente 9,525 milímetros (0,375 polega- da) em largura e 22,86 centímetros (9 polegadas) em compri- mento foi formada ao redor deste segundo arame selando-se por calor o topo ao fundo da bolsa ao longo da extremidade externa e a 9,525 milímetros (0,375 polegada) da extremidade externa.

EXEMPLO 17

Um dispositivo térmico foi formado como descrito no Exemplo 16, exceto que a camada de retenção de umidade continha uma solução de sal aquosa em vez de água de tornei- ra. Além disso, 4,3 gramas da solução de sal aquosa foram aplicados à camada de retenção de umidade (1,5 gramas), uma quantidade que aumentou a massa da camada em um fator de 3,8. A solução de sal continha 10,0% em peso de cloreto de sódio em água destilada. O peso total das duas camadas co- bertas foram 13,7 gramas (10,1 gramas de ferro). 0 disposi- tivo térmico resultante foi selado por calor em uma bolsa de armazenamento metalizada durante 8 dias antes de ativar a reação.

EXEMPLO 18

Um dispositivo térmico foi formado como descrito no Exemplo 16, exceto que a camada de retenção de umidade foi formada de 75% em peso de felpa de polpa de madeira (We- yerhaeuser NB416), 15% em peso de superabsorvente (Degussa SXM9543) , e 10% em peso de fibra de bicomponente KoSa T255, e teve um peso de base de 225 gramas por metro quadrado e uma densidade de 0,12 gramas por centímetro cúbico. A camada de retenção de umidade também continha uma solução de sal aquosa em vez de água de torneira; 5,8 gramas da solução de sal aquosa foram aplicados à camada de retenção de umidade (2,2 gramas), uma quantidade que aumentou a massa da camada em um fator de 3,7. A solução de sal continha 10,0% em peso cloreto de sódio em água destilada. O peso total das duas camadas cobertas foram 14,6 gramas (10,7 gramas de ferro). O dispositivo térmico resultante foi selado por calor em uma bolsa de armazenamento metalizada durante 66 horas antes de ativar a reação.

EXEMPLO 19

Um dispositivo térmico foi formado como descrito no Exemplo 16, exceto que a camada de retenção de umidade foi formada do material descrito no Exemplo 18. A camada de retenção de umidade também continha uma solução de sal aquo- sa em vez de água de torneira; 6,0 gramas da solução de sal aquosa foram aplicados à camada de retenção de umidade (2,1 gramas), uma quantidade que aumentou a massa da camada em um fator de 3,8. A solução de sal continha 10,0% em peso de cloreto de sódio em água destilada. 0 peso total das duas camadas cobertas foram 14,7 gramas (10,8 gramas de ferro). O dispositivo térmico resultante foi selado por calor em uma bolsa de armazenamento metalizada durante 66 horas antes de ativar a reação.

EXEMPLO 20

A capacidade de alcançar um perfil de aquecimento controlado usando um dispositivo térmico da presente inven- ção foi demonstrada. Especificamente, os dispositivos térmi- cos dos Exemplos 16-19 foram testados. A bolsa de armazena- mento metalizada foi aberta para iniciar a reação. 0 teste foi conduzido prendendo um fio de termelemento a um disposi- tivo de coleta de dados a um lado do dispositivo térmico. A temperatura foi registrada como uma função de tempo (em in- tervalos de 5 segundos) para determinar as curvas térmicas mostradas na Fig. 6.

Como mostrado na Fig. 6, as curvas de resposta térmica para as amostras dos Exemplos 17-19 mostram uma taxa de aquecimento rápida (temperatura de pelo menos 380C dentro de cerca de 10 minutos) e um perfil de temperatura elevada durante um período prolongado de tempo. Estas amostras con- tiveram sal tanto na composição exotérmica quanto no líquido mantido pela camada de retenção de umidade. Além disso, uma camada de retenção de umidade que não continha superabsor- vente foi usada para a amostra do Exemplo 17, e a curva de resposta térmica foi semelhante às curvas para as amostras dos Exemplos 18 e 19. Note na Fig. 6 que a curva de resposta térmica para a amostra do Exemplo 16 não mostrou uma taxa de aquecimento rápida e a temperatura só alcançou cerca de 30°C. Esta amostra somente continha água na camada de reten- ção de umidade.

EXEMPLO 21

A capacidade de formar um dispositivo térmico de acordo foi demonstrada. O tecido coberto descrito no Exemplo 16 foi usado em uma estrutura de cinco camadas (6,35 cm χ 17,78 cm) (2,5" x 7") para ativar a reação exotérmica. Espe- cificamente, a estrutura de cinco camadas incluiu um dos pe- daços de tecido cobertos posicionados em um lado de uma ca- mada de retenção de umidade, e outro pedaço de tecido cober- to posicionado no outro lado da camada de retenção de umida- de. 0 lado não coberto dos pedaços de tecido se opôs a cama- da de retenção de umidade. A camada de retenção de umidade foi formada de 75% em peso de felpa de polpa de madeira, 15% em peso de superabsorvente, e 10% em peso de fibra de bicom- ponente KoSa T255. A camada de retenção de umidade teve um peso de base de 225 gramas por metro quadrado e uma densida- de de 0,12 gramas por centímetro cúbico. A felpa de polpa de madeira foi obtida de Weyerhaeuser sob o nome "NB416". 0 su- perabsorvente foi obtido de Degussa AG sob o nome "SXM 9543". Uma "camada de separação" foi usada para separar a camada de retenção de umidade da camada coberta em cada la- do. A camada de separação foi um laminado de tecido/película com buracos picotados pequenos para permitir que o vapor e gás passem ao mesmo tempo em que prevenindo a passagem de líquido. Foi obtido de Tredegar Film Products com o rótulo FM-425 lote No. SHBT040060.

Antes de formar a estrutura de multicamadas, a ca- mada de retenção de umidade (2,7 gramas) foi umedecida em cada lado pulverizando-se 7,6 gramas de uma solução de sal aquosa, uma quantidade que aumentou a massa da camada em um fator de 3,8. A solução de sal continha 3,0% em peso de clo- reto de sódio em água destilada. Então a camada de separação foi colocada ao redor com o lado de tecido da camada de se- paração em contato com a camada de retenção de umidade úmi- da. Uma camada coberta foi então colocada em cada lado com o lado não coberto em contato com o lado de película da camada de separação. 0 peso total das duas camadas cobertas foi 18,1 gramas (13,3 gramas de ferro). A estrutura de cinco ca- madas foi colocada então dentro de uma bolsa (8,12 cm χ 20,32 cm) (3,2" χ 8") que foi selada com um selador por ca- lor. A bolsa foi feita de um laminado de película microporo- sa ligado por entrançamento de náilon (descrito no Exemplo 1) que teve uma camada de tecido de têxtil tricotado selado por calor no lado ligado por entrançamento de náilon. O te- cido têxtil tricotado foi produzido de 20% de felpa de polpa de madeira (50% de fibras kraft de madeira macia do nor- te/50% de fibras de madeira macia kraft alvejadas Alabama Pine), 58% de fibra de poliéster de 1,5 denier (Invista Type 103), e 22% de polipropileno ligado por entrançamento (Kim- berly-Clark Corp.). 0 dispositivo térmico resultante foi se- lado por calor em uma bolsa de armazenamento metalizada du- rante 64 horas antes de ativar a reação.

Embora não especificamente realizado neste Exem- pio, os presentes inventores contemplam exemplos adicionais nos quais o dispositivo térmico referenciado acima poderia empregar segmentos conformáveis, tal como descrito no Exem- plo 1.

EXEMPLO 22

Um dispositivo térmico foi formado como descrito no Exemplo 21. A camada de retenção de umidade (2,7 gramas) continha 7,2 gramas de uma solução de sal aquosa, uma quan- tidade que aumentou a massa da camada em um fator de 3,7. A solução de sal continha 3,0% em peso de cloreto de sódio em água destilada. O peso total das duas camadas cobertas foi 17,1 gramas (12,5 gramas de ferro). O dispositivo térmico resultante foi selado por calor em uma bolsa de armazenamen- to metalizada durante 64 horas antes de ativar a reação.

EXEMPLO 23

Um dispositivo térmico foi formado como descrito no Exemplo 21. A camada de retenção de umidade (2,7 gramas) continha 7,6 gramas de uma solução de sal aquosa, uma quan- tidade que aumentou a massa da camada em um fator de 3,8. A solução de sal continha 3,0% em peso de cloreto de sódio em água destilada. O peso total das duas camadas cobertas foi 17,3 gramas (12,6 gramas de ferro). O dispositivo térmico resultante foi selado por calor em uma bolsa de armazenamen- to metalizada durante 64 horas antes de ativar a reação.

EXEMPLO 24

Um dispositivo térmico foi formado como descrito no Exemplo 21. A camada de retenção de umidade (2,7 gramas) continha 7,2 gramas de uma solução de sal aquosa, uma quan- tidade que aumentou a massa da camada em um fator de 3,7. A solução de sal continha 3,0% em peso de cloreto de sódio em água destilada. O peso total das duas camadas cobertas foi 18,0 gramas (13,2 gramas de ferro). 0 dispositivo térmico resultante foi selado por calor em uma bolsa de armazenamen- to metalizada durante 64 horas antes de ativar a reação.

EXEMPLO 25

A capacidade para alcançar um perfil de aquecimen- to controlado usando um dispositivo térmico da presente in- venção foi demonstrada. Especificamente, foram testados os dispositivos térmicos dos Exemplos 21-24. A bolsa de armaze- namento metalizada foi aberta para iniciar a reação. 0 teste foi conduzido prendendo um fio de termelemento a um disposi- tivo de coleta de dados a um lado do dispositivo térmico. A temperatura foi registrada como uma função de tempo (em in- tervalos de 5 segundos) para determinar as curvas térmicas mostradas na Fig. 7. Nota que as curvas de resposta térmica para as amostras dos Exemplos 21-24 são mais baixas na tem- peratura porém mais longas do que aquelas para as amostras dos Exemplos 18 e 19 (Fig. 6). Então, a quantidade de sal no liquido mantido pela camada de retenção de umidade pode ser usada para controlar a curva de resposta térmica.

EXEMPLO 2 6

A capacidade de respiração da bolsa foi medida pa- ra os Exemplos 6-9 e 11-14 para verificar que a diferença grande nas curvas de resposta térmica (Figs.4 e 5) não foi devido a variabilidade na capacidade de respiração da bolsa. A bolsa para estes Exemplos foi um laminado de película mi- croporosa ligado por entrançamento de náilon obtido de Mit- subishi International Corp. e rotulado TSF EDFH 5035-TYPE. 0 WVTR do laminado foi medido em 455 ± 14 g/m2/24 hrs (10 a- mostras) usando o método de estampar (ASTM Padrão E-96E-80). Este mesmo método foi usado para medir o WVTR para as bolsas dos Exemplos 6-9 e 11-14 após a reação exotérmica ter sido completada. Os resultados são mostrados na Tabela 13.

Tabela 13: Capacidade de respiração (WVTR) para Bolsas dos Exemplos 6-9 & 11-14 <table>table see original document page 88</column></row><table>

Os dados mostrados na Tabela 13 verificam que as bolsas usadas para os dispositivos térmicos dos Exemplos 6-9 e 11-14 foram de acordo com a capacidade de respiração. En- tão, as diferenças grandes nas curvas de resposta térmica para esses dispositivos térmicos podem ser atribuídas ao lí- quido aplicado à camada de retenção de umidade (água ou 10% de cloreto de sódio em água) e/ou à composição do revesti- mento exotérmico (isto é quantidade de sal).

EXEMPLO 27

A capacidade para controlar a liberação de umidade por uma camada de retenção de umidade para uso no dispositi- vo térmico da presente invenção foi demonstrada. Quatro a- mostras diferentes (4) foram testadas. As amostras AeB fo- ram formadas de uma teia trançada por ar que continha 75% em peso de felpa de polpa de madeira (Weyerhaeuser NB416), 15% em peso de superabsorvente, e 10% em peso de fibras de bi- componente PE/PP "T255" (KoSa). A teia trançada por ar teve um peso de base de 225 gramas por metro quadrado e uma den- sidade de 0,12 gramas por centímetro cúbico. As amostras C e D foram formadas de uma teia trançada por ar que continha 90% em peso de felpa de polpa de madeira (Weyerhaeuser NF405) e 10% em peso de fibras de bicomponente PE/PP "T255" (KoSa). A teia trançada por ar teve um peso de base de 175 gramas por metro quadrado e uma densidade de 0,08 grama por centímetro cúbico. O superabsorvente foi obtido de Degussa AG sob o nome "SXM 9543".

Cada substrato trançado por ar foi cortado a um tamanho de 8,89 cm a 10,16 cm (3,5 polegadas a 4,0 polega- das) e pulverizado em cada lado com uma solução aquosa tal que o peso úmido fosse cerca de 3,7 a 4,0 vezes mais alto do que o peso seco. Para as Amostras A e C, a solução aquosa continha somente água destilada. Para as Amostras B e D, a solução aquosa continha 10% em peso de cloreto de sódio em água destilada. Os substratos úmidos foram colocados em ba- lanças localizadas dentro de uma câmara ambiental. A umidade e temperatura dentro da câmara foram então registradas como uma função de tempo. Além disso, também foi registrado o pe- so de cada substrato úmido para obter a "porcentagem de per- da de umidade" como uma função de tempo. A "porcentagem de perda de umidade" foi calculada subtraindo o peso úmido me- dido do peso úmido original, dividindo este valor pelo peso úmido original, e então multiplicando por 100. As curvas de evaporação resultantes são mostradas na Fig. 8. Note que a Amostra B (SAP/Salino) liberou mais umidade como uma função de tempo (isto é, taxa de evaporação mais elevada) comparado com a Amostra A (SAP/Água). Além disso, a Amostra D (Nenhuma SAP/Salino) teve uma taxa de liberação de umidade ligeira- mente mais elevada do que a Amostra B, porém muito menor do que a Amostra C (Nenhuma SAP/Água).

EXEMPLO 28

A capacidade para formar um dispositivo térmico foi demonstrada. Inicialmente, um rolo de 17,78 cm (7") de largura de uma teia cardada ligada de camada dual foi forne- cido. Um lado da teia continha 0,5 osy de uma fibra de bi- componente FiberVisions ESC 215 de 1,5 denier a 100% (bainha de PE/núcleo dePP) com 0,55% de acabamento HR6. 0 outro lado da teia continha 1,75 osy de uma mistura de 40% de fibra po- liéster Invista T-295 de 15 denier com 0,50% de acabamento Ll e 60% de uma fibra de bicomponente FiberVisions ESC de 28 denier (bainha de PE/núcleo de PP) com 0,55% de acabamento HR6. Então, o peso de base total da teia cardada ligada de camada dual foi 2,25 osy.

Uma formulação de revestimento aquosa foi prepara- da como segue. Em um balde de metal de 1 galão, 34,5 gramas de METOLOSE SM-100 (Shins-Etsu Chemical Co., Ltd.) e 87,0 gramas de cloreto de sódio (Mallinckrodt) foram adicionados a 1172,1 gramas de água destilada que foi agitada e aquecida a 68°C. A mistura foi agitada e permitiu esfriar quando os seguintes ingredientes adicionais foram adicionados consecu- tivamente: 139,1 gramas de emulsão de etileno-acetato de vi- nil DUR-O-SET® Elite PE 25-220A (Celanese Emulsions), 330,8 gramas de lama de carbonato de cálcio XP-5200-6 amostra No. 05.2435503 (Omya), 72,0 gramas de carbono ativado Nuchar SA- 400 (MeadWestvaco) , e 1181,0 gramas de pó de ferro A-131 (North American Hõganás). Após cerca de 30 minutos de agita- ção da formulação com todos os ingredientes, a temperatura foi reduzida com um banho de gelo a cerca de 15°C. Um aumen- to notável na viscosidade ocorreu quando a temperatura foi reduzida. Finalmente, a temperatura da formulação foi aumen- tada com um banho de água quente para 220C antes de cobrir a teia cardada ligada. A concentração calculada de cada compo- nente da formulação aquosa é apresentada abaixo na Tabela 14.

Tabela 14: Componentes da Formulação Aquosa

<table>table see original document page 91</column></row><table>

A formulação aquosa foi aplicada ao lado da fibra de bicomponente/poliéster da teia cardada ligada de camada dual em um processo de linha piloto que usa um revestidor de faca. A abertura entre a faca e rolo de aço que levava o te- cido foi ajustada em 900 mícrons. A velocidade da linha foi 0,25 metro por minuto. 0 revestidor de linha piloto continha um secador de quatro pés ajustado a 145°C que foi usado para secar parcialmente o tecido coberto. 0 tecido coberto parci- almente seco foi cortado em pedaços de 43,18 cm (17 — polegadas) e colocado em um forno de laboratório a IlO0C du- rante cerca de 20 minutos para completar a etapa de secagem. A concentração dos componentes da composição exotérmica foi calculada dos pedaços de tecido cobertos e secos (53,8 ±2,7 gramas), do pedaço não tratado de tecido (4,3 gramas), e da composição da formulação aquosa. Os resultados são apresen- tados abaixo na Tabela 15.

Tabela 15: Componentes da Composição Exotérmica

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Uma estrutura de cinco camadas (4,06 cm x 20,32 cm) (1,6" x 8") foi então designada para ativar a reação e- xotérmica. Especificamente, a estrutura de cinco camadas in- cluiu um dos pedaços de tecido cobertos posicionado em um lado de uma camada de retenção de umidade, e outro pedaço de tecido coberto posicionado no outro lado da camada de reten- ção de umidade. O lado não coberto dos pedaços de tecido se opôs a camada de retenção de umidade. A camada de retenção de umidade foi formada de 75% em peso de felpa de polpa de madeira, 15% em peso de superabsorvente, e 10% em peso de fibra de bicomponente KoSa T255. A camada de retenção de u- midade teve um peso de base de 225 gramas por metro quadrado e uma densidade de 0,12 grama por centímetro cúbico. A felpa de polpa de madeira foi obtida de Weyerhaeuser sob o nome "ΝΒ416". O superabsorvente foi obtido de Degussa AG sob o nome "SXM 9543".

Uma "camada de separação" foi usada para separar a camada de retenção de umidade da camada coberta em cada la- do. A camada de separação foi um laminado de tecido/pelicula com buracos picotados pequenos para permitir que o vapor e gás passem ao mesmo tempo em que prevenindo a passagem de liquido. Foi obtido de Tredegar Film Products com o rótulo FM-425 lote No. SHBT040060. Antes de formar a estrutura de multicamadas, a camada de retenção de umidade (2,0 gramas) foi umedecida em cada lado pulverizando-se 5,8 gramas de uma solução de sal aquosa, uma quantidade que aumentou a massa da camada em um fator de 3,9. A solução de sal continha 10,0% em peso de cloreto de sódio em água destilada. Então a camada de separação foi colocada ao redor com o lado de te- cido da camada de separação em contato com a camada de re- tenção de umidade úmida. Uma camada coberta foi então colo- cada em cada lado com o lado não coberto em contato com o lado de película da camada de separação. 0 peso total das 20 duas camadas cobertas foi de 13,1 gramas (9,1 gramas de fer- ro). A estrutura de cinco camadas foi colocada então dentro de uma bolsa (7,62 cm χ 22,86 cm) (3" χ 9") que foi selado com um selador por calor. A bolsa foi feita de um laminado de película microporosa ligado por entrançamento de náilon (descrito no Exemplo 1) que teve uma camada de tecido de fi- bra têxtil tricotada selado por calor ao lado do náilon li- gado por entrançamento. 0 tecido de fibra têxtil tricotada foi produzido de 20% de felpa de polpa de madeira (50% de fibra kraft de madeira macia do norte/50% de fibras kraft de madeira macia alvejada Alabama Pine) , 58% de fibra de poli- éster de 1,5 denier (Invista Type 103), e 22% de polipropi- Ieno ligado por entrançamento (Kimberly-Clark Corp.).

A bolsa foi feita dobrando um pedaço de 15,24 cm χ 22,86 cm (6" χ 9") dos materiais descritos acima, pela meta- de para produzir o tamanho de 7,62 cm χ 22,86 cm (3" χ 9"). Um arame plano que mediu cerca de 21,59 centímetros (8,5 po- legadas) em comprimento, 2,4 milímetros (0,1 polegada) em largura, e 0,24 milímetros (0,01 polegada) em densidades foi então colocado dentro e contra a dobra. 0 arame foi obtido de Noranda Aluminum, Inc., com a designação de Alloy 8176/EEE. Uma cavidade de cerca de 9,525 milímetros (0,375 polegada) em largura e 22,86 centímetros (9 polegadas) em comprimento foi formada ao redor do arame selando-se por ca- lor o topo ao fundo da bolsa. Um segundo arame plano com as mesmas características como o primeiro arame foi colocado então na outra extremidade da bolsa. Uma segunda cavidade em cerca de 9,525 milímetros (0,375 polegada) em largura e 22,86 centímetros (9 polegadas) em comprimento foi formada ao redor deste segundo arame selando-se por calor o topo ao fundo da bolsa ao longo da extremidade externa e a 9,525 mi- límetros (0,375 polegada) da extremidade externa.

O dispositivo térmico resultante foi selado por calor em uma bolsa de armazenamento metalizada durante cerca de 67 horas antes de ativar a reação.

EXEMPLO 29

Um dispositivo térmico foi formado como descrito no Exemplo 28. A camada de retenção de umidade (2,1 gramas) continha 5,8 gramas de uma solução de sal aquosa, uma quan- tidade que aumentou a massa da camada em um fator de 3,8. A solução de sal continha 10,0% em peso de cloreto de sódio em água destilada. O peso total das duas camadas cobertas foi de 14,4 gramas (10,0 gramas de ferro). O dispositivo térmico resultante foi selado por calor em uma bolsa de armazenamen- to metalizada durante cerca de 67 horas antes de ativar a reação.

EXEMPLO 30

Um dispositivo térmico foi formado como descrito no Exemplo 28. A camada de retenção de umidade (2,2 gramas) continha 5,8 gramas de uma solução de sal aquosa, uma quan- tidade que aumentou a massa da camada em um fator de 3,7. A solução de sal continha 10,0% em peso de cloreto de sódio em água destilada. O peso total das duas camadas cobertas foi de 12,1 gramas (8,4 gramas de ferro). O dispositivo térmico resultante foi selado por calor em uma bolsa de armazenamen- to metalizada durante 1 dia antes de ativar a reação.

EXEMPLO 31

Um dispositivo térmico foi formado como descrito no Exemplo 28. A camada de retenção de umidade (2,2 gramas) continha 5,9 gramas de uma solução de sal aquosa, uma quan- tidade que aumentou a massa da camada em um fator de 3,7. A solução de sal continha 10,0% em peso de cloreto de sódio em água destilada. O peso total das duas camadas cobertas foi 11,6 gramas (8,1 gramas de ferro). O dispositivo térmico re- sultante foi selado por calor em uma bolsa de armazenamento metalizada durante 1 dia antes de ativar a reação.

EXEMPLO 32

A capacidade de alcançar um perfil de aquecimento controlado usando um dispositivo térmico da presente inven- ção foi demonstrada. Especificamente, os dispositivos térmi- cos dos Exemplos 28-31 foram testados. A bolsa de armazena- mento metalizada foi aberta para iniciar a reação. 0 teste foi conduzido prendendo um fio de termelemento a um disposi- tivo de coleta de dados a um lado do dispositivo térmico. A temperatura foi registrada como uma função de tempo (em in- tervalos de 5 segundos) para determinar as curvas térmicas mostradas na Fig. 9.

Como mostrado na Fig. 9, as curvas de resposta térmica para as amostras dos Exemplos 28-31 mostram uma taxa de aquecimento rápida (temperatura de pelo menos 380C dentro de cerca de 10 minutos) e um perfil de temperatura elevada durante um período prolongado de tempo.

Ao mesmo tempo em que a invenção foi descrita em detalhes com respeito às modalidades específicas, deve ser apreciado que aqueles versados na técnica, ao alcançar uma compreensão do anterior, podem conceber facilmente de alte- rações, variações, e equivalentes para estas modalidades. Consequentemente, o escopo da presente invenção deveria ser avaliado tal como tais reivindicações anexas e qualquer e- quivalente.

Claims

1. Dispositivo térmico quimicamente ativado, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma composição e- xotérmica e um segmento conformável que são de modo móvel, limitados dentro do dispositivo térmico, onde o segmento conformável é maleável e tem uma relação de aspecto de cerca de 20 a cerca de 400.

2. Dispositivo térmico, de acordo com a reivindi- cação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o segmento conformá- vel contém um metal ou uma liga deste.

3. Dispositivo térmico, de acordo com a reivindi- cação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o metal é alumínio.

4. Dispositivo térmico, de acordo com a reivindi- cação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a relação de aspecto do segmento conformável é de cerca de 40 a cerca de 200.

5. Dispositivo térmico, de acordo com a reivindi- cação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o segmento conformá- vel tem uma dimensão de comprimento de cerca de 5 a cerca de -100 centímetros.

6. Dispositivo térmico, de acordo com a reivindi- cação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o segmento conformá- vel tem uma dimensão de largura de cerca de 0,1 a cerca de 020 milímetros.

7. Dispositivo térmico, de acordo com a reivindi- cação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo térmi- co compreende múltiplo segmentos conformáveis essencialmente independentes.

8. Dispositivo térmico, de acordo com a reivindi- cação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo térmi- co compreende de 2 a 100 segmentos conformáveis.

9. Dispositivo térmico, de acordo com a reivindi- cação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a dimensão de com- primento do segmento conformável é substancialmente paralela à dimensão de comprimento do dispositivo térmico.

10. Dispositivo térmico, de acordo com a reivindi- cação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o segmento conformá- vel está posicionado dentro de uma cavidade.

11. Dispositivo térmico, de acordo com a reivindi- cação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a relação da largu- ra da cavidade para a largura do segmento conformável é de cerca de 1,0 a cerca de 10,0.

12. Dispositivo térmico, de acordo com a reivindi- cação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a relação da largu- ra da cavidade para a largura do segmento conformável é de cerca de 2,0 a cerca de 5,0.

13. Dispositivo térmico, de acordo com a reivindi- cação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a cavidade fica si- tuada adjacente à periferia do dispositivo térmico.

14. Dispositivo térmico, de acordo com a reivindi- cação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma co- bertura externa que é ligada junta para formar a cavidade.

15. Dispositivo térmico, de acordo com a reivindi- cação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a cobertura externa compreende um material respirável.

16. Dispositivo térmico, de acordo com a reivindi- cação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição exotér- mica adicionalmente compreende um metal oxidável que sofre uma reação exotérmica sob exposição ao oxigênio e umidade.

17. Dispositivo térmico, de acordo com a reivindi- cação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição exo- térmica adicionalmente compreende um componente de carbono, aglutinante, e sal eletrolitico.

18. Dispositivo térmico, de acordo com a reivindi- cação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição exotér- mica é coberta sobre um substrato térmico.

19. Pacote compreendendo o dispositivo térmico, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo térmico é selado dentro de um recinto que ini- be a passagem de oxigênio, umidade, ou ambos para a composi- ção exotérmica.

20. Método para fornecer calor a uma parte do cor- po, o método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende colo- car o dispositivo térmico, de acordo com a reivindicação 1, adjacente à parte do corpo e amoldando o dispositivo à forma da parte do corpo.