CN110507474A - 一种超温变色热敷贴及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种理疗用品，具体涉及一种超温变色热敷贴及其制备方法。本发明的超温变色热敷贴包括变色层、第一透气层、第二透气层、发热层和背胶膜层，背胶膜层上设有可剥离的背胶膜离型纸。变色层、第一透气层、第二透气层、发热层、背胶膜层和背胶膜离型纸依次固定重叠形成层状结构。本发明结构简单、使用便捷安全，发热粉中含有的相变石蜡颗粒能控制发热温度以防超温。此外，通过在第一透气层上设有变色层，在温度超过45℃时，热敷贴的变色层即从蓝色变为粉色，进而实现提醒患者及时揭除热敷贴以防止低温烫伤的功能，有效避免低温烫伤对人体造成的伤害。

Description

一种超温变色热敷贴及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种理疗用品，具体涉及一种超温变色热敷贴及其制备方法。

背景技术

热敷贴是一种二类医疗器械，使用时直接贴敷于患部，以传导的方式将热量传递于患处，用于促进局部血液循环、辅助消炎、消肿和止痛，在日常生活中也可用于软组织损伤、关节疼痛、腰腿痛、胃寒、肩周炎、颈椎病的辅助治疗使用。

目前市面上的热敷贴，均是通过包装袋内装有发热粉，依靠发热粉的氧化反应放热，完成热量释放，以起到促进局部血液循环、辅助消炎的效果。虽然根据热敷贴行业标准《YY 0060-2018热敷贴(袋)》的规定指出，热敷贴在使用时最高温度不能超过60℃，但是目前市面上大量的热敷贴还是做不到精准控温，导致热敷贴在使用时最高温度往往高达50～60℃，这样的温度，贴于皮肤时容易造成低温烫伤。

文献(艾深海，黎鳌.低热烧伤[J].中华整形烧伤外科杂志，1991,7(2)：140)报道：皮肤在44℃左右维持6小时以上的低温持续接触，会发生不可逆损伤，在44～51℃的损伤程度与接触时间长短呈正相关，而温度在51℃以上极短时间即可引起损伤。研究表明，造成人体正常皮肤损伤的温度阈值为44～45℃，热能越高，作用时间越长，组织损伤越重。大量的人群如：儿童、老人、无法自理的人常常会造成低温烫伤，因此开发一款能准确控温且具有警示的热敷贴显得非常必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超温变色热敷贴，以解决现有技术中的热敷贴控温不准确、超温不提示的技术问题。

本发明为一款发热温度适中的热敷贴，在超过45℃时，热敷贴的变色层由蓝色变为粉色，发出提示以提醒患者及时揭除热敷贴以防低温烫伤。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：所述热敷贴从上至下依次由变色层、第一透气层、第二透气层、发热层、背胶膜层和背胶膜离型纸依次重叠连接形成层状结构，所述变色层的面积小于所述第一透气层的面积。

进一步地，所述变色层的面积为所述第一透气层面积的1/5～1/2。

优选地，所述变色层的面积为所述第一透气层面积的1/4。

进一步地，所述第一透气层由PP无纺布制成。

进一步地，所述第二透气层由PE透气膜制成。

进一步地，所述发热层内填充有发热粉。

进一步地，所述发热粉包括以下重量份的原料制成：活性炭粉5～9.5份、铁粉46～53份、无机盐4～8份、蛭石5～10份、吸水树脂0.8～3.5份和相变石蜡颗粒0.5～8份，水8～38.7份。

优选地，所述发热粉包括以下重量份的原料制成：活性炭粉6份、铁粉45份、氯化钠5份、蛭石8份、吸水树脂1.8份和相变石蜡颗粒4.6份，水29.6份。

进一步地，所述背胶膜层与背胶膜离型纸剥离粘接。

进一步地，所述无机盐为氯化钠。

进一步地，所述吸水树脂为聚丙烯酸钠。

进一步地，所述相变石蜡颗粒为碳原子数18～22的烃类混合物，含85％～95％的直链烷烃，熔点在45℃。

进一步地，所述背胶膜层上靠近所述背胶膜离型纸的一面具有粘性。

进一步地，所述变色层由变色涂料涂覆形成，所述变色涂料包括以下重量份的原料制成：变色粉7～13份、水性丙烯酸树脂48～57份、乙醇水溶液20～30份、羧甲基纤维素钠0.3～1.5份和钛酸酯偶联剂0.8～2.5份。

优选地，所述变色涂料包括以下重量份的原料制成：变色粉12份、水性丙烯酸树脂55份、乙醇水溶液28份、羧甲基纤维素钠0.8份和钛酸酯偶联剂1.6份。

进一步地，所述变色粉为由电子转移型有机化合物体系制备的微胶囊化的可逆感温变色物质。

进一步地，所述乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为4:1。

进一步地，所述钛酸酯偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯。

此外，本发明还提供了一种超温变色热敷贴的制备方法，包括以下步骤：

S1、发热粉的制备：将活性炭粉、蛭石、吸水树脂、相变石蜡颗粒搅拌5～10min，边搅拌边喷洒水，后加入无机盐、铁粉和水搅拌5～15min后，倒出密封保存；

S2、成型：取所述第一透气层、所述第二透气层形成的PE-PP复合层、所述发热粉和所述背胶膜层一次热压成型，裁切，所述背胶膜层上设置有背胶膜离型纸，所述背胶膜层与所述背胶膜离型纸一体成型；

S3、变色涂料的制备：取配方量的变色粉在乙醇水溶液中溶解，将配方量的羧甲基纤维素钠加入所述变色粉乙醇水溶液搅拌均匀，加入配方量的水性丙烯酸树脂、钛酸酯偶联剂，混合物高速搅拌30～45min，得变色涂料；

S4、变色层的制作：在步骤S2中的第一透气层上涂覆步骤S3制备得到的变色涂料，得变色层。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过在热敷贴外表面引入变色层，当温度超过安全使用温度时，热敷贴上的变色层会从蓝色变粉色，使用者可根据颜色变化来判断移除热敷贴以防止低温烫伤。

(2)本发明的热敷贴通过PE-PP复合层、发热粉和背胶膜层一次热压成型制备而得，其中，PE透气膜可以精确控制透气量，不仅使得进入发热层的空气量能够维持在一定水平，保证发热粉发生氧化作用的同时又不至于过于剧烈进而产生大量的热量造成烫伤，而且还能使得发热层的热量能够快速传递到变色层，以实现快速提示热敷贴温度超温的有益效果。此外，在PE透气膜上设有一层PP无纺布形成PE-PP复合无纺布膜，PP无纺布可对聚乙烯膜起到保护作用，防止PE透气膜的损坏。

(3)本发明通过在发热粉内加入一定比例的相变石蜡颗粒，利用相变石蜡颗粒在45℃下会发生石蜡固-液相转变从而吸收多余热量这个物理特性，从而防止发热粉温度过高造成低温烫伤。

(4)本发明通过控制变色层和第一透气层的面积比，进而控制进入发热层的透气量，可以更好地控制发热层内发热材料发生氧化反应的速率，防止热敷贴温度过高造成的烫伤。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的剖切图；

图3为图2沿I线范围内的局部放大图。

图中：1变色层、2第一透气层、3第二透气层、4发热层、5背胶膜层、6背胶膜离型纸。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件进行，所用仪器和试剂未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

请参阅图1～3，本发明提供了一种超温变色热敷贴，该超温变色热敷贴从上至下依次为变色层1、第一透气层2、第二透气层3、发热层4和背胶膜层5，背胶膜层5上设有背胶膜离型纸6，变色层1、第一透气层2、第二透气层3、发热层4和背胶膜层5依次重叠连接形成层状结构，背胶膜层5上与背胶膜离型纸6是一体成型的，即在采购时，背胶膜层5和背胶膜离型纸6就是一体的；所述背胶膜层5与所述背胶膜离型纸6剥离粘接，在使用时，剥离所述背胶膜离型纸6即可。

所述变色层1的面积小于所述第一透气层2的面积，所述变色层1的形状可以为任何形状，优选长条状或圆点状，只要保证变色层1的面积小于所述第一透气层2的面积即可。当温度大于45℃时，热敷贴上的变色层1会从蓝色变为粉色，进行超温预警提醒；所述第一透气层2由PP无纺布制成，所述第二透气层3由PE透气膜制成。

所述发热层4内填充有发热粉，所述第一透气层2、所述第二透气层3形成的PE-PP复合层、所述发热粉和所述背胶膜层5一次热压成型，裁切后得热敷贴半成品。其中，用于精确控制透气量的为PE透气膜，其压缩空气透气时间为100～130s，使用PE透气膜不仅可以使得进入发热层4的空气量能够维持在一定水平，保证发热粉发生氧化作用的同时又不至于过于剧烈进而产生大量的热量造成烫伤，其次，还可以使发热层4的热量快速传递到变色层1，以实现快速提示热敷贴温度超温的效果。

发热层4中的发热粉由活性炭粉、铁粉、无机盐、蛭石、吸水树脂和水制成，通过在发热粉基础配方上加入一定比例的相变石蜡颗粒，利用相变石蜡颗粒在45℃下石蜡固-液相转变的性能吸收多余热量，从而防止发热粉温度过高造成低温烫伤。

变色层1涂覆在第一透气层2上，变色层1通过采用变色粉、树脂、偶联剂、粘合剂和流平剂制成变色涂层以实现变色效果。当温度超过45℃时，变色层1会由蓝色变为粉色，使用者可根据颜色变化状况，判断是否需要揭下热敷贴。当变色层1的颜色为蓝色时，表明热敷贴温度在安全使用范围内，当外涂层颜色变为粉色时，表明热敷贴温度超过45℃，患者需要揭下防止低温烫伤。

工作原理：

本发明的超温变色热敷贴在使用过程中，需要将背胶膜层5上的背胶膜离型纸6撕掉，然后直接贴敷于患部，此时，外界空气依次通过第一透气层2和第二透气层3进入发热层4，发热层4内的发热材料与空气作用发生氧化反应，进而释放出热量。通过在发热粉中加入一定比例的相变石蜡颗粒，利用相变石蜡颗粒的熔点45℃这个物理特性，使发热层4的温度更好地维持在45℃左右。此时，释放出的热量一边通过背胶层5传递到患部，一边依次通过第二透气层3和第一透气层2传递到变色层1。当变色层表面温度在45℃以下时，变色层1为蓝色，表明热敷贴温度在安全使用范围内，当变色层表面温度超过45℃时，变色层1由蓝色变为粉色，表明热敷贴温度大于45℃。此时，患者需要揭下防止低温烫伤。

其中，本发明实施例所使用原料的生产厂商和型号如下所示：

吸水树脂：由任丘市合信化工有限公司提供；型号：HXR-200A；

相变石蜡颗粒：由上海谊久化工有限公司提供；型号：44#；材质：碳原子数为18～22的烃类混合物，主要含有85％～95％的直链烷烃，熔点在45℃。

变色粉：由深圳市千色变新材料科技有限公司提供；型号：BP-07-31。

水性丙烯酸树脂：由广州粤美化工有限公司提供；型号：Soluryl-20。

异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯：由中煜沃豪官方旗舰店提供，型号：NDZ-201。

实施例1

(1)发热粉的制备：发热粉由以下重量份的原料制成：活性炭粉5kg、铁粉46kg、氯化钠8kg、蛭石5kg、吸水树脂3.5kg和相变石蜡颗粒0.5kg，水32kg；

将活性炭粉、蛭石、吸水树脂、相变石蜡颗粒搅拌5min，边搅拌边喷洒水，喷洒水的体积占总加水量的35％，后加入氯化钠、铁粉及余量的水搅拌15min后，倒出密封保存；

(2)成型：取所述第一透气层2、所述第二透气层3形成的PE-PP复合层、所述发热粉和所述背胶膜层5一次热压成型，裁切得到半成品，所述背胶膜层5上设置有背胶膜离型纸6，所述背胶膜层5与所述背胶膜离型纸6一体成型；

(3)变色涂料的制备：变色涂料由以下重量份的原料制成：变色粉7kg、水性丙烯酸树脂48kg、乙醇水溶液20kg、羧甲基纤维素钠0.3kg和钛酸酯偶联剂0.8kg；

取变色粉在乙醇水溶液中溶解；将羧甲基纤维素钠加入变色粉乙醇水溶液搅拌均匀，然后加入水性丙烯酸树脂、钛酸酯偶联剂，高速搅拌30min得变色涂料；

(4)变色层的制作：在第一透气层2上涂覆变色涂料，图案形状为带状，得变色层1，其中，带状变色层1的面积为第一透气层2面积的1/2。

实施例2

(1)发热粉的制备：发热粉由以下重量份的原料制成：活性炭粉9.5kg、铁粉53kg、氯化钠4kg、蛭石10kg、吸水树脂0.8kg和相变石蜡颗粒8kg，水14.7kg；

将活性炭粉、蛭石、吸水树脂、相变石蜡颗粒搅拌10min，边搅拌边喷洒水，喷洒水的体积占总加水量的35％，后加入氯化钠、铁粉及余量的水搅拌5min后，倒出密封保存；

(2)成型：取所述第一透气层2、所述第二透气层3形成的PE-PP复合层、所述发热粉和所述背胶膜层5一次热压成型，裁切得到半成品，所述背胶膜层5上设置有背胶膜离型纸6，所述背胶膜层5与所述背胶膜离型纸6一体成型；

(3)变色涂料的制备：变色涂料由以下重量份的原料制成：变色粉13kg、水性丙烯酸树脂57kg、乙醇水溶液30kg、羧甲基纤维素钠1.5kg和钛酸酯偶联剂2.5kg；

取变色粉在乙醇水溶液中溶解；将羧甲基纤维素钠加入变色粉乙醇水溶液搅拌均匀，然后加入水性丙烯酸树脂、钛酸酯偶联剂，高速搅拌45min得变色涂料；

(4)变色层的制作：在第一透气层2上涂覆变色涂料，图案形状为圆点状，得变色层1，其中，带状变色层1的面积为第一透气层2面积的1/5。

实施例3

(1)发热粉的制备：发热粉由以下重量份的原料制成：活性炭粉8kg、铁粉50kg、氯化钠6kg、蛭石6kg、吸水树脂2.4kg和相变石蜡颗粒5kg，水22.6kg；

将活性炭粉、蛭石、吸水树脂、相变石蜡颗粒搅拌10min，边搅拌边喷洒水，喷洒水的体积占总加水量的35％，后加入氯化钠、铁粉及余量的水搅拌10min后，倒出密封保存；

(2)成型：取所述第一透气层2、所述第二透气层3形成的PE-PP复合层、所述发热粉和所述背胶膜层5一次热压成型，裁切得到半成品，所述背胶膜层5上设置有背胶膜离型纸6，所述背胶膜层5与所述背胶膜离型纸6一体成型；

(3)变色涂料的制备：变色涂料由以下重量份的原料制成：变色粉10kg、水性丙烯酸树脂50kg、乙醇水溶液25kg、羧甲基纤维素钠1kg和钛酸酯偶联剂2kg；

取变色粉在乙醇水溶液中溶解；将羧甲基纤维素钠加入变色粉乙醇水溶液搅拌均匀，然后加入水性丙烯酸树脂、钛酸酯偶联剂，高速搅拌30min得变色涂料；

(4)变色层的制作：在第一透气层2上涂覆变色涂料，图案形状为带状，得变色层1，其中，带状变色层1的面积为第一透气层2面积的1/4。

实施例4

(1)发热粉的制备：发热粉由以下重量份的原料制成：活性炭粉6kg、铁粉45kg、氯化钠5kg、蛭石8kg、吸水树脂1.8kg和相变石蜡颗粒4.6kg，水29.6kg；

将活性炭粉、蛭石、吸水树脂、相变石蜡颗粒搅拌5min，边搅拌边喷洒水，喷洒水的体积占总加水量的35％，后加入氯化钠、铁粉及余量的水搅拌10min后，倒出密封保存；

(2)成型：取所述第一透气层2、所述第二透气层3形成的PE-PP复合层、所述发热粉和所述背胶膜层5一次热压成型，裁切得到半成品，所述背胶膜层5上设置有背胶膜离型纸6，所述背胶膜层5与所述背胶膜离型纸6一体成型；

(3)变色涂料的制备：变色涂料由以下重量份的原料制成：变色粉12kg、水性丙烯酸树脂55kg、乙醇水溶液28kg、羧甲基纤维素钠0.8kg和钛酸酯偶联剂1.6kg；

取变色粉在乙醇水溶液中溶解；将羧甲基纤维素钠加入变色粉乙醇水溶液搅拌均匀，然后加入水性丙烯酸树脂、钛酸酯偶联剂，高速搅拌35min得变色涂料；

(4)变色层的制作：在第一透气层2上涂覆变色涂料，图案形状为带状，得变色层1，其中，带状变色层1的面积为第一透气层2面积的1/4。

对比例1

发热粉的制备不加入相变石蜡颗粒，其他组分及其后续制备方法与实施例4一致。

对比例2

将变色涂料中的水性丙烯酸树脂替换为水性聚氨酯树脂，其他组分及其后续制备方法与对比例1一致；本对比例2所使用的水性聚氨酯树脂由东莞米人占化工有限公司提供，型号：MR-876。

试验例1本发明超温变色热敷贴的性能测试

取本发明实施例1～4以及对比1～2的超温变色热敷贴进行测试，整个测定过程均在实验室中进行，保持测试时实验室内温度为30±2℃，相对湿度为40％～60％的条件。具体测试方法如下：

(1)变色层上变色涂层附着力测试：

a.框选热敷贴上面积为3cm×3cm的变色涂层，将3M 800测试胶带贴紧测试部分；

b.等待5min后用手抓住胶带一端，在与印刷面成45°角方向施力迅速撕下胶带，重复两次，结果以脱落面积比例(％)表示，脱落面积少于10％才为合格；

(2)变色层温变时间测试：在烧杯内装水，通过温度计监测水温，当水温到达45℃时，将热敷贴变色层面贴于水浴杯外壁后开始计时，观察并记录从蓝色转化为粉红色的耗时，测试3取平均值，结果以时间(s)表示。

(3)不同时间下热敷贴的内表面和外表面的温度测试：安排实验员进行同步试验，将热敷贴背胶膜层上的背胶膜离型纸撕开，让热敷贴背胶膜层(内表面)包裹水银温度计的水银球，通过水银温度计上的读数得到热敷贴内表面的温度，而热敷贴中的变色层(外表面)温度则通过数显手持式红外测温仪进行测试。试验时，实验员同时将实施例1～4以及对比1～2的超温变色热敷贴包裹水银温度计的水银球后开始计时，在试验3min、15min、30min、1h、3h时分别记录水银温度计上和红外测温仪得到的温度读数。试验结果如表1所示：

表1超温变色热敷贴性能测试结果

从表1可以发现，对比例1和对比例2的在试验15min后，其热敷贴内表面和外表面的温度即大于45℃，升温速率较快，热敷贴在使用时温度不可控；在试验1h时，其发热温度竟分别高达64.7℃和63.3℃。与对比例1～2相比，实施例1～4通过在发热材料中加入相变石蜡颗粒，热敷贴的内表面温度均能够维持在45±2℃左右，不会因为发热温度不可控而导致超温现象，具有优异的安全性能。

此外，通过对比例1和对比例2可得，变色涂层的附着力、变色速率与树脂的选择密切相关。本发明热敷贴采用水性丙烯酸酯作为变色涂料的基础漆，由表1试验结果可知，采用水性丙烯酸酯作为基础漆形成变色涂层的附着力及其变色速率均优于使用聚氨酯树脂作为基础漆形成的变色涂层。在本发明超温变色热敷贴的应用中，变色速率的加快可以赋予变色层更灵敏的响应速度，因而具有更加广阔的应用前景。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种超温变色热敷贴，其特征在于，所述热敷贴从上至下依次由变色层(1)、第一透气层(2)、第二透气层(3)、发热层(4)、背胶膜层(5)和背胶膜离型纸(6)重叠连接形成层状结构，所述变色层(1)的面积小于所述第一透气层(2)的面积。

2.根据权利要求1所述的超温变色热敷贴，其特征在于，所述第一透气层(2)由PP无纺布制成。

3.根据权利要求1所述的超温变色热敷贴，其特征在于，所述第二透气层(3)由PE透气膜制成。

4.根据权利要求1所述的超温变色热敷贴，其特征在于，所述发热层(4)内填充有发热粉。

5.根据权利要求4所述的超温变色热敷贴，其特征在于，所述发热粉包括以下重量份的原料制成：活性炭粉5～9.5份、铁粉46～53份、无机盐4～8份、蛭石5～10份、吸水树脂0.8～3.5份和相变石蜡颗粒0.5～8份，水8～38.7份。

6.根据权利要求1所述的超温变色热敷贴，其特征在于，所述背胶膜层(5)与所述背胶膜离型纸(6)剥离粘接。

7.根据权利要求5所述的超温变色热敷贴，其特征在于，所述变色层(1)由变色涂料涂覆形成，所述变色涂料包括以下重量份的原料制成：变色粉7～13份、水性丙烯酸树脂48～57份、乙醇水溶液20～30份、羧甲基纤维素钠0.3～1.5份和钛酸酯偶联剂0.8～2.5份。

8.根据权利要求7所述的超温变色热敷贴的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、发热粉的制备：将活性炭粉、蛭石、吸水树脂、相变石蜡颗粒搅拌5～10min，边搅拌边喷洒水，后加入无机盐、铁粉和水搅拌5～15min后，倒出密封保存；

S2、成型：取所述第一透气层(2)、所述第二透气层(3)形成的PE-PP复合层、所述发热粉和所述背胶膜层(5)一次热压成型，裁切，所述背胶膜层(5)上设置有背胶膜离型纸(6)，所述背胶膜层(5)与所述背胶膜离型纸(6)一体成型；

S3、变色涂料的制备：取配方量的变色粉在乙醇水溶液中溶解，将配方量的羧甲基纤维素钠加入所述变色粉乙醇水溶液搅拌均匀，加入配方量的水性丙烯酸树脂、钛酸酯偶联剂，混合物高速搅拌30～45min，得变色涂料；

S4、变色层的制作：在步骤S2中的第一透气层(2)上涂覆步骤S3制备得到的变色涂料，得变色层(1)。