CN108778199B - 一种近似弯曲三维表面的热敷包 - Google Patents

一种近似弯曲三维表面的热敷包 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种热敷包，包括一个或多个袋子和封闭于所述袋子里的热材料体，所述袋子的第一边缘和第二边缘连接形成接缝线，在所述接缝线处第一边缘和第二边缘具有交叉方向，其角度小于180度，使得所述一个或多个袋子符合三维表面。

Description

一种近似弯曲三维表面的热敷包
技术领域
本发明涉及热敷包。
本发明尤其涉及设计成符合解剖结构的热敷包。
背景技术
热敷包应用于解剖学形式和其他弯曲表面，以通过包装中的热材料(例如水，凝胶或粘土)传递热能。热敷包被期望尽可能紧密地贴合于解剖学形式和其所应用的其他弯曲表面，以实现最佳的能量传递和舒适性。实际上，几乎任何热敷包都会紧密贴合平面或柔软曲线。然而，诸如人体和其他弯曲表面的解剖形式也具有弯曲和锐利的曲线。
虽然相对于单细胞设计有所改进，但是如本领域中已知的，多细胞热敷包仍然不能很好地适应某些解剖学特征或其他弯曲表面，例如通常为圆形和/或特别具有的那些尖锐的曲线。这个问题已在某种程度上通过针对特定解剖学特征或其他曲面定制的多细胞热敷包来解决。然而，这种定制的热敷包可能不能很好地符合其他解剖学特征或其他弯曲表面。
众所周知，单细胞或多细胞的形状允许热敷包更好地配合在弯曲表面上。例如，圆形包可以更好地适合半球形表面，例如头部。而矩形包可以更好地适合手臂。然而，将单细胞或多细胞热敷包成型为弯曲表面具有局限性。它可能无法很好地符合具有多个方向曲线的曲面。
发明内容
本发明提供了一种用于产生近似三维表面的热敷包的方法，包括：评估三维表面；平坦化所评估的表面三维表示，以产生三维表面的二维表示；形成通过二维表示近似三维表面的热敷包。
可以以各种方式评估诸如肩部的三维表面，包括接触或非接触3D表面成像。评估的结果是肥胖的三维表面，即三维表面的二维表示。
二维表示用于产生具有扁平三维表面周边的二维热敷包。在一些实施方案中，通过以二维表示的形式将来自模头的第一和第二片材连接而形成一袋子(压铸)。所述袋子用热材料填充并密封。
通过连接二维热敷包的周边的适当相邻边缘，二维热敷包被转换成三维热敷包，从而形成接缝。
本发明还提供了一种近似三维表面的热敷包，包括第一和第二片，其连接以形成扁平三维表面形式的袋子，所述袋子填充有热材料，所述热材料被封在袋子里面。所述袋子的相邻边缘在接缝线处连接，使得三维热敷包近似于三维表面。
接缝的取向和形状使得三维热敷包近似于多向弯曲表面。接缝可能会弯曲，使得三维热敷包近似于具有可变半径的曲面。然而，具有交叉方向的一个或多个接缝将允许热敷包近似。
所述热敷包还包括用于附接紧固件的安装件，使得热敷包可以应用于三维结构而不必用手握住。
所述热敷包还可以包括如美国专利申请15,553,988(PCT/US17/24871的国家阶段申请)中所述的接合线，用于所述的益处。
附图说明
图1-6显示了用于下巴的热敷包的制备方法的流程示意图；
图7-12显示了用于膝盖的热敷包的制备方法的流程示意图；
图1是三维表面的一个示例图，即下巴和下颚表面；
图2是本发明的一个实施例的简化视图，示出了连接在一起形成热敷包的第一和第二塑料片；
图3是本发明的一个实施例的俯视图，示出了在填充有热材料之前呈扁平三维表面/二维表示形式的袋子；
图4是本发明的一个实施例的俯视图，示出了在将热材料封入袋中之后呈扁平三维表面/二维表示形式的袋子；
图5是本发明的一个实施例的俯视图，示出了呈扁平三维表面/二维表示形式的袋子；
图6是通过连接第一和第二边缘以形成三维表面的近似物而形成的本发明的一个实施例的侧视图；
图7是三维表面的一个示例图，即膝盖表面；
图8是本发明的一个实施例的简化视图，示出了连接在一起形成热敷包的第一和第二塑料片；
图9是本发明一个实施例的俯视图，示出了呈扁平三维表面/二维表示形式的袋子，示出了在用热材料填充之前的接合线的图案；
图10是本发明一个实施例的俯视图，示出了扁平三维表面/二维表示形式的袋子，示出了在将热材料封入袋中之后的接合线图案；
图11是本发明一个实施例的俯视图，示出了呈扁平三维表面/二维表示形式的袋子，示出了接合线的图案，示出了紧固件系统；
图12是通过连接第一和第二边缘以形成三维表面的近似物而形成的本发明的一个实施例的侧视图；
图13是本发明的一个实施例的立体图，其与肩部近似。
图14是显示根据中值的凝胶分布的模型。
图15是显示根据中值的凝胶分布的模型。
具体实施方式
图6、图12和图13描绘了根据本发明的用于将热量传递到身体和从身体传递热量的包装30，包括袋子20和封闭在袋子中的热材料体24，所述袋子20具有连接以形成接缝7的第一和第二边缘6。在该特定实施例中，所述包装30包括软塑料顶部片材2和软塑料底部片材1，如图8和图2所示。图3-5描绘了在三维表面10的二维表示(这里未示出)的周边处连接在一起的两个片材1和2。图9-11描绘了在三维表面10的二维表示(这里未示出)的周边处以及多个接合线4处连接在一起的两个片材1和2。在这些视图中，仅顶部片材2可见。如图1所示，三维表面是下巴和下颚。然而，三维表面不需要是解剖学特征，它可以是任何三维表面。图4和图10示出了连接以形成接缝7的第一和第二边缘6的交叉方向之间的角度21。该角度小于180度，使得但边缘6连接时，包装30呈现三维形状。通过在所需位置将边缘热密封在一起，第一和第二边缘6可以连接以形成接缝7。图6和图12中所得到的接缝7允许包装分别符合如图1和图7所示的三维表面。三维表面10和相应的包装30仅仅是说明性的。接缝7可以形成在所需的位置，以将包装30形成所需的三维形状。
接缝7可以形成在期望的位置处，允许该包装在基本平行于近似三维表面的平面中。除了允许包装弯曲之外，接缝7可以配置成允许包装30平放。图12示出了收集接缝7的使用。包装30接近膝盖的曲线和膝盖的平坦的外侧和内侧。在三维结构是平坦且弯曲的情况下，形成聚集接缝，其中从袋中去除多余材料以使其接近三维表面并且处于基本平行于近似三维表面的位置。
如图4所示，第一和第二边缘6可以具有不同角度21的交叉方向。例如，第一和第二边缘6的交叉方向形成至少两个角度21a和21b，其中角度21a小于角度21b。角度21的大小直接影响三维包装30的曲率。角度21越小，得到的曲线越平坦。角度21越大，得到的曲线越尖锐。如图6所示，角度21a允许包装符合下巴运行的脸颊到脸颊的尖锐曲线。而较大的角度21b允许包装符合从唇缘到颈部的曲线。第一曲线更平坦，需要更小的角度21，第二曲线更尖锐，需要更大的角度21。在评估三维表面10时，表面曲线和角度21之间的关系可用于使三维表面10变平。
如图12和图6所示，当第一和第二边缘6连接以形成接缝7时，三维包装30的曲率是多向的。如图4和图10所示，变化角度21允许包装30中的多向弯曲，使得其近似三维表面10。图1和图7示出了具有多向弯曲表面的表面。图1示出了下巴，脸颊到脸颊的曲线以及下巴，喉咙到唇部的第二曲线。图6示出了接缝7如何构造成使得包装30符合图1中所示的多向弯曲表面。在另一个实施例中，图7示出了从侧面到内侧的大腿横穿的曲线，从膝盖的近端部分到远端部分的膝盖的曲线和从侧面到内侧的横跨胫骨的曲线。图12示出了接缝7如何被不同地配置，使得包装30近似于不同的三维表面。
如图14和图15所示，袋子的中值厚度约为50％，其中50％的热材料在中间平面27上方，50％在中间平面27下方。
在一个特定实施例中，封装在包装30中的热材料24是膨润土和乙二醇混合物，其可被加热到高于体温以将热量传递到身体并冷却以从身体吸收热量。当在约零华氏度的正常冷冻温度下冷却时，该混合物不会冻结固体。具有这种类型的热材料24的包装30还允许包装30与身体贴合。在特定实施例中，热材料具有大于0.4的热容量。在特定实施例中，热材料具有比水更高的粘度。在特定实施例中，热材料具有高于50,000厘泊的粘度。在特定实施例中，热材料具有高于150,000厘泊的粘度。
接合线4的存在抑制了包装内的热材料24在包装内如此自由地流动，从而导致热材料24在由弯曲和/或在重力的影响下在压力下聚集在包装10的边缘处，例如单区域包装，往往是具有可流动的热材料24的包装30的壳体不具有接合线4。这样有利的是，接合线4和间隙25以这样的方式布置，以便最小化或消除热材料24流过间隙25的直线路径。如图13所示，例如，满足该标准的包装30具有接合线4，接合线4布置成形成由间隙25和接合线4构成的曲面细分六边形图案，接合线4构成六边形边缘。图案可以由任何期望的单元形状和/或接合形状26和/或接合线4的布置形成。
在实践中，包装30可以是任何合适的材料，并且在特定实施例中，片材是塑料的。一种可能性是聚合物，例如聚乙烯，聚酯，聚丙烯，尼龙，聚氯乙烯，以及这些材料的组合，以及多种材料的层压材料。包装30可以不含乳胶和其他过敏原材料。包装30还可以在其外部具有纹理，以便与身体的皮肤舒适地接触。如图12和图13所示，包装30的一个实施例包括在安装件8处安装到包装30的一个或多个带子13。然而，热包装30可以以各种方式固定到解剖结构，有或没有任何各种紧固件。例如，人可以将热敷包保持在身体的一部分上。本发明人已经发现，通过将带子13安装在具有钩环系统31的包装上，如图7所示，有利于热敷包30固定在主体上。带子13通过紧固到或穿过形成在包装30中的一个或多个孔12并通过钩环系统31固定在自身上而安装到包装30上。
制造近似于三维表面10的选定区域的表面的包装30的特定方法。这里近似的三维表面10的部分是下巴和下颚。在所要求保护的方法的该特定版本中，评估所述三维表面10。可以通过许多已知方法评估三维表面，包括但不限于接触或非接触表面成像。例如，表面成像的接触方法可以包括创建三维表面10的三维物理模具。非接触方法可以包括使用软件来创建三维表面10。所获得的三维表面10被平坦化为三维表面10的二维表示(未示出)。可以通过物理地压平三维表示的模具来使表面平坦化。另一种方法可以是使用软件来平整三维表面。
二维表示用于创建一个或多个模具。将第一柔韧塑料片材1和第二柔韧塑料片材2连接起来以形成二维表示形式的袋子20。第一和第二片材在平坦的三维表面10的边界处连接。袋子20包含填充开口3，使得袋子20可以填充有热材料。通过密封填充开口3将热材料(未示出)封闭在袋子20中。填充开口3可以被热密封以将热材料24封闭在袋子20内。袋子边缘6被连接以形成接缝7，由此袋子20近似于三维表面。本发明不限于由一个袋子20形成热敷包。热敷包可以通过连接多个袋子20制成，使得最终结构接近三维表面10。
制造热敷包的特定方法包括使用压铸技术。二维表示用于形成模具，其中第一片材1和第二片材2被模切成二维表示(未示出)。第一片材1和第二片材2的塑料厚度在0.05毫米和0.5毫米之间。模具可以形成为具有超出扁平三维表面的周边的附加特征。模具可包括例如在袋子20中形成开口3的结构，用于用热材料(未示出)填充袋子20，如图12所示的接合线4，在美国专利申请15,553,988(PCT/US17/24871的国家阶段申请)进一步描述，或安装件8和孔12，用于连接任何类型的紧固件13，包括但不限于具有钩环系统的环通紧固件。如图12所示，紧固件13不限于具有钩环系统的环通紧固件。紧固件可包括附接在安装件8处的安装的弹性带13。
以上仅说明了本发明的原理。应当理解，本领域技术人员将能够设计出许多替代布置，这些布置虽然未在本文中示出或描述，但体现了本发明的原理，因此在其精神和范围内。

Claims (17)

1.一种热敷包，其特征在于：包括一个或多个袋子和封闭于所述袋子里的热材料体；所述袋子包括第一柔韧塑料片材和第二柔韧塑料片材，并沿其边缘缝制所述袋子；所述袋子的第一边缘和第二边缘连接形成接缝线，在所述接缝线处第一边缘和第二边缘具有交叉方向，其角度小于180度，使得所述一个或多个袋子符合三维表面；在所述一个或多个袋子中，多个接合线将所述第一柔韧塑料片材和所述第二柔韧塑料片材部分连接在一起，从而形成由多个六边形的热材料体单元组成的网格结构以承接所述热材料体，所述六边形的热材料单元设有六个由所述接合线形成的钝角部以及多个位于所述接合线上间隙，通过所述钝角部使得热材料流过所述间隙的直线路径最小化以抑制热材料流动。
2.根据权利要求1所述的热敷包，其特征在于：所述第一边缘和第二边缘具有不同角度的交叉方向，使得所述接缝线是非线性的。
3.根据权利要求1所述的热敷包，其特征在于：所述三维表面是多方向的弯曲表面。
4.根据权利要求1所述的热敷包，其特征在于：所述三维表面具有不同半径长度的曲率。
5.根据权利要求1所述的热敷包，其特征在于：所述热敷包在平行于所述三维表面的平面中。
6.一种热敷包的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a.评估三维表面；
b.平坦化所评估的三维表面，以产生三维表面的二维表示；
c.形成通过二维表示近似三维表面的热敷包；
d.所述热敷包由内部多个接合线连接而成，多个接合线形成由多个六边形的热材料体单元组成的网格结构以承接所述热材料体，所述六边形的热材料单元设有六个由所述接合线形成的钝角部以及多个位于所述接合线上间隙，通过所述钝角部使得热材料在所述间隙内流动的路径最小化以抑制热材料流动。
7.根据权利要求6所述的热敷包的制备方法，其特征在于：所述三维表面采用表面成像进行评估。
8.根据权利要求6所述的热敷包的制备方法，其特征在于：还包括通过连接第一柔韧塑料片材和第二柔韧塑料片材形成一个或多个二维表示形式的袋子，用热材料填充所述袋子并将所述热材料封闭于袋子内；连接所述袋子的第一边缘和第二边缘以形成接缝线，在所述接缝线处第一边缘和第二边缘具有交叉方向，其角度小于180度，使得所述一个或多个袋子符合三维表面。
9.一种热敷包的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a.评估三维表面；
b.平坦化所评估的三维表面，以产生三维表面的二维表示；
c.根据所述二维表示制成第一柔韧塑料片材以及第二柔韧塑料片材，并形成一个或多个袋子；
d.所述一个或多个袋子通过多个接合线将所述第一柔韧塑料片材和所述第二柔韧塑料片材连接而成，多个接合线形成由多个六边形的热材料体单元组成的网格结构以承接所述热材料体，所述六边形的热材料单元设有六个由所述接合线形成的钝角部以及多个位于所述接合线上间隙，通过所述钝角部使得热材料流过所述间隙的直线路径最小化以抑制热材料流动；
e.用热材料填充所述袋子；
f.将所述热材料封闭于袋子内；
g.连接所述一个或多个袋子的边缘以形成接缝线，在所述接缝线处第一边缘和第二边缘具有交叉方向，其角度小于180度，使得所述一个或多个袋子符合三维表面。
10.根据权利要求9所述的热敷包的制备方法，其特征在于：将两个或多个袋子一起模塑成二维表示形式。
11.根据权利要求9所述的热敷包的制备方法，其特征在于：还包括在热敷包上连接紧固件。
12.根据权利要求9所述的热敷包的制备方法，其特征在于：在所述袋子上形成一个开口，通过该开口将热材料填入袋子。
13.一种热敷包的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(a)评估三维表面；
(b)平坦化所评估的三维表面，以产生三维表面的二维表示；
(c)形成具有二维表示的一个或多个模具；
(d)根据所述二维表示模切第一柔韧塑料片材、第二柔韧塑料片材，并形成一个或多个袋子；
(e)所述一个或多个袋子通过多个接合线将所述第一柔韧塑料片材和所述第二柔韧塑料片材连接而成，多个接合线形成由多个六边形的热材料体单元组成的网格结构以承接所述热材料体，所述六边形的热材料单元设有六个由所述接合线形成的钝角部以及多个位于所述接合线上间隙，通过所述钝角部使得热材料流过所述间隙的直线路径最小化以抑制热材料流动；
(f)用热材料填充所述袋子；
(g)将所述热材料封闭于袋子内；
(h)连接一个或多个袋子的第一边缘和第二边缘，使得袋子近似三维表面。
14.根据权利要求13所述的热敷包的制备方法，其特征在于：所述三维表面采用表面成像进行评估。
15.根据权利要求13所述的热敷包的制备方法，其特征在于：将所述热材料封闭于袋子内还包括在开口处连接所述第一柔韧塑料片材和所述第二柔韧塑料片材。
16.根据权利要求13所述的热敷包的制备方法，其特征在于：所述袋子的第一边缘和第二边缘连接形成接缝线，在所述接缝线处第一边缘和第二边缘具有交叉方向，其角度小于180度。
17.根据权利要求13所述的热敷包的制备方法，其特征在于：还包括在热敷包上连接紧固件。
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