CN1527736A - 一种引发可变液体成分相变的触发机构 - Google Patents

Abstract

一种利用活性物料引发可变液体成分相变的触发机构。该触发机构还涉及一种包封在容器中的可变液体成分，该容器上具有至少一个穿孔，该触发机构还涉及一种活性物料和一种使活性物料与穿孔接触的可移动阻挡部件。

Description

一种引发可变液体成分相变的触发机构

技术领域

本发明涉及在可变液体成分中使用活性物料引发相变的一种触发机构。该触发机构还涉及一种包封在容器中的可变液体成分，该容器具有至少一个穿孔，该触发机构还涉及一种活性物料以及一种使活性物料与穿孔接触的可移动阻挡部件。

背景技术

一般来讲，物质主要具有三种形态：气态、液态和固态。尽管这三种形态之间的相互转换一般不受阻碍，有时仍需利用外力引发这种转换。例如，一些被称作过冷溶液的液体，需要一粒籽晶来引发该转换，使其由液体变为结晶固体。

使用过冷溶液提供热量的方法在本领域是众所周知的。某些盐一旦溶于溶液中，将在低于盐的熔点的温度下保持为液态。在固化过程中，这些过冷溶液释放出热量。典型地，可用水/盐组合物来制备这种过冷溶液。为了引发热量传播，过冷溶液必须首先要凝固。已知几种引发固化的技术。

其中一种引发固化的方法涉及将晶体或其它类型的成核颗粒引入过冷溶液。该类型引发方式以前建议采用的形式包括使用柔性金属条，金属条上通常有浸没于过冷溶液中的孔或狭缝。实施例如美国专利4,077,390、美国专利4,379,448、美国专利4,460,546、美国专利4,572,158、美国专利5,736,110和美国专利5,915,461中所述。在美国专利4,829,980中讨论了当摩擦作用足以引发固化时，使用螺旋状盘绕的弹性金属灯丝来启动结晶的方法。这些引发技术通常仅限于溶液中的一个具体位置，这样使用者就更容易激活。

过冷溶液固化的其它引发形式包括一种穿孔装置，该装置允许空气进入过冷溶液中，由此引发结晶，参见美国专利5,305,733和美国专利5,662,096。在美国专利6,103,139中讨论了成核颗粒的涂覆并将涂覆后的成核颗粒直接放入过冷溶液中的方法。

上述每一种引发形式均有缺点，这些问题在本发明中都得到了解决。过冷溶液中包含成核颗粒或装置将导致过冷溶液固化过早引发，这将产生不可靠性。由于在产品的运送或储存期间穿孔力可能会被意外激活，也往往会使穿孔方法不可靠。当利用过冷溶液加热另一产品，且要求对该产品无污染时，穿孔方法也是不可取的。因此，仍然存在对一种安全可靠的机构的需求，从而利用如成核颗粒等活性物料引发液体相变。

发明内容

本发明涉及在可变液体成分中使用活性物料以引发相变的一种触发机构。该触发机构还涉及一种包封于容器中的可变液体成分，该容器具有至少一个器壁，一种位于盛装可变液体成分的容器外部的活性物料，在容器的器壁上至少有一个穿孔，以及一个使活性物料与穿孔接触的可移动阻挡部件。可移动阻挡部件能够封闭穿孔，并使穿孔与活性物料相隔离，这样，只有使用者引发可移动阻挡部件时，可变液体成分才能被激活。

对于本领域技术人员来说，通过阅读本说明书的公开内容，本发明的这些和其它特征、方面、优点和变更将变得显而易见。

附图说明

虽然本说明书通过特别指出并清楚地要求保护本发明的权利要求作出结论，但应该相信由下列附图说明可更好地理解本发明，附图不一定按规定比例绘制，其中：

附图1是触发机构的一个优选实施方案的顶视图，其在展开方向上具有一个单片构型；

附图2是附图1中所示触发机构在容器上时的一个侧视图，沿截面线2-2得到；

附图3是附图1中所示触发机构在容器上时的一个顶视图；

附图4是触发机构的另一个优选实施方案的顶视图，其在展开方向上具有一个单片构型；

附图5是附图4中所示触发机构在容器上时的一个侧视图，沿截面线5-5得到；

附图6是附图4中所示触发机构在容器上时的一个顶视图；

附图7是容器的一个局部视图，该容器为带有双片构型触发机构的一个优选实施方案，该双片构型触发机构附连在一个壁上带有一个穿孔的组件上；

附图8是附图6中所示触发机构基带的一个视图，此时触发机构已被折叠，以使活性物料与容器壁上的穿孔相接触；

附图9是双片触发机构的一个优选实施方案在展开方向上的一个顶视图；

附图10是双片触发机构的一个优选实施方案的一个视图，该双片触发机构附连在一个容器上，该容器的组件的一个壁上有一个穿孔；以及

附图11是附图10中所示触发机构的另一个优选实施方案，该触发机构为单片构型。

具体实施方式

除非另有说明，本发明所有百分比、比率和比例均以最后组合物的重量计。除非另有说明，所有温度单位均为摄氏度(C)。所有引用的文献均全文引入本文以供参考。任何文献的引用并不是对其作为要求保护的本发明的现有技术的可获得性的认可。

可变液体成分

本发明使用的可变液体成分是指当用籽晶或其它成核颗粒激活时能改变颜色、温度、相和/或其它物理性质的任何材料。一个实施例为可由成核颗粒引发的过冷盐溶液。适用盐的实施例为甲酸钠(HCOONa)、甲酸钾(HCOOK)、醋酸钠(CH₃COONa)、醋酸镁[(CH₃COO)₂Mg]、硝酸钾(KNO₃)、硝酸钙[Ca(NO₃)₂]、硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)、磷酸氢二钾(K₂HPO₄)和尿素[(NH₂)₂CO]，或其它类似的盐及其混合物。可变液体成分也可包括用于控制反应速率的添加剂，如美国专利4,331,556所讨论。美国专利4,331,556公开了将结晶材料与液体添加剂结合使用的方法，其中该添加剂具有可与结晶材料一起形成亚稳定固体的性质。当液体添加剂脱溶时，结晶聚集体弱化，且易于分解成为小尺寸的碎片。液体添加剂材料可包括一元醇、二醇和三醇。可将少量液体添加剂材料放在将要结晶的液体中，典型添加量为2％至5％。当过冷溶液结晶时，溶液中液体添加剂材料的量和液体添加剂材料在溶液中的相对亚稳定度有助于控制最终生成的晶体的尺寸。还可包含少量的表面活性物质，用于改变亚稳定固体溶液的性质、脱溶过程和脱溶晶体聚集体的结构。

其它可加入可变液体成分中的物质为胶凝剂，如美国专利REO35586或美国专利5,065,598中所讨论，其中提出了使用以下一种或多种材料，这些材料选自下列物质：天然以及合成的树胶及树胶状材料如明胶；纤维素衍生物如甲基纤维素和羧甲基纤维素钠盐；超级吸收剂如经水解的丙烯腈接枝的淀粉；能在溶液中水合和交联的合成聚合物或共聚物，如由B.F.Goodrich Chemical Company生产的被称作CARBOMER^TM的聚丙烯酸酯和丙烯酸与聚烯丙基蔗糖的共聚物；聚乙二醇，和本领域中已知的任何其它类似的添加剂及其混合物。

容器

本发明的触发机构需要使用一种容器来盛装可变液体成分或包含可变液体成分和另一产品。容器可包括具有一个或多个不可变形的或通常为柔性和/或可变形的外表面，如容器器壁。这样就允许由外表面向可变液体成分的至少一部分施加压力以激活可变液体成分。容器可包括，例如柔性瓶、柔性管、柔性盆、小包、小袋、可自立式小袋、柔性热成形容器、纸盒等。容器可包含一种或多种聚合材料、金属化结构、层压结构、衬垫纸板、共挤出薄膜等。

如果可变液体成分提供的是温度改变，容器还可包含某些隔热方式，如隔热层，这可使容器外部与容器内部的可变液体成分隔热，从而提高温度变化的效率。隔热层可基本上延伸至容器的整个外表面和/或内表面，可至少覆盖与可变液体成分尺寸对应的容器的外表面和/或内表面的一部分，可覆盖外容器的外部和/或内部的一部分，以使用户能在温度变化的过程中接触容器。隔热层可为单独附着层，或为构成容器材料的不可分割的部分，如共挤出的或层压的结构。可能的隔热材料的实施例包括但不限于泡沫聚乙烯、硅橡胶、纤维状纤维素结构等，或具有刚性厚度以提供气袋作为隔热(具有大量空隙空间的网格)的凹纹状热成形薄膜。

容器可由本领域已知的任何方法成形和/或密封。例如，由聚合物膜形成的外容器可通过以下一种或多种方法进行密封：热封、超声波粘合、射频粘合和粘合剂粘合等。

如果容器是用于改变以下产品的温度，如液体、香波、油、蜡、润肤剂、洗液、润湿剂、药剂、糊剂、表面活性剂、凝胶、粘合剂、悬浮液、溶液、酶、肥皂、化妆品、擦剂、饮料、汤、奶酪、可流动颗粒等，则容器的外表面还可包括一种有用的层结构，该层可用于完成与包装中的所含产品相关的功能。如装有头发护理产品的容器，外容器的外表面上可包括辅助将产品涂抹到毛囊上的毛刷或齿。装有润肤液的容器可包括一个研磨面，在擦用润肤液之前或之后，使用者可利用这样的面使皮屑脱落。容器还可包括一个吸收结构，这有助于从目标表面去除产品并转移至产品所要施用的地方。

在另一个实施方案中，可将容器附连到或放置在装置内，这有助于产品的使用或配送。若是头发护理品，可将容器放置在毛刷或梳子内，用毛刷或梳子将头发护理产品涂在毛囊上。可供选择地，可将装有清洁液的容器放置于海绵、刷子、擦拭器和研磨擦洗器等装置内，用容器中的产品擦洗目标表面。

容器还可包括一个任选的开口部件。例如，开口部件可以为但不限于可撕裂的阻挡层，如易撕开的封条、穿孔、撕带和ZIPLOCK^Tm等。可供选择地，可将容器剖开以获取产品。当配送产品时，如果可变液体成分没有附着或固定在容器内，也可对开口的大小和形式进行适当设计，以防止可变液体成分从容器中泄出。例如，开口可包括一个锥形计量槽，以防止使用时可变液体成分从容器中泄出。容器还可包括一个附加的配送装置，如喷嘴、涂覆头和喷头等，以便于产品配送。

穿孔

穿孔成形于容器的至少一个壁上。穿孔可为刺孔、洞孔、狭缝、裂缝、罅隙或其它任何类似的能够在容器壁上刺穿形成的开口，这些开口可用热针头、冷针头、真空成形或高压喷水成形或本领域已知的任何其它方法来形成。

活性物料

本发明使用的活性物料是指成核颗粒或籽晶，当接触可变液体成分时，活性物料可产生所需的物理性质的改变。活性物料通过容器壁上的穿孔与可变液体成分相接触。优选的活性物料为含有与可变液体成分材料相同的晶体。通过可移动阻挡部件将活性物料与容器壁上的穿孔隔离开来，如下文所述。

可移动阻挡部件

本发明的可移动阻挡部件是一种装置，当使用者激活该装置时，该装置引发可变液体成分的相变。除非有如压力或动作来激活可移动阻挡部件，否则它将一直保持非激活状态。可移动阻挡部件的作用是将可变液体成分与活性物料隔离开。

可移动阻挡部件位于容器外部，以防止活性物料与外部接触，并在容器壁的穿孔上提供了一个可移动阻挡片。例如，可移动阻挡部件可包括一个由使用者激活的折叠薄片。可移动阻挡部件通过粘合剂或其它适合的粘合方法将容器壁上的穿孔密封起来，同时将活性物料与可变液体成分隔离。当使用者激活可移动阻挡部件时，可移动阻挡部件将打开，并使活性物料与容器壁上的穿孔接触。

活性物料可以被涂刷、涂覆、喷洒或沉积到可移动阻挡部件的一部分上。然后将可移动阻挡部件折叠或定向，以使活性物料不会暴露于容器壁的穿孔上。同样，活性物料不应暴露于可移动阻挡部件的外表面上。可以对可移动阻挡部件进行打孔或刻划，以便于使用者撕开或打开。可移动阻挡部件设置在盛装可变液体成分的容器器壁的穿孔上方。可通过提拉或抬升来激活可移动阻挡部件，以使活性物料与穿孔接触。

附图1、2和3所示为可移动阻挡部件20的一个优选实施方案。可移动阻挡部件20由一片状材料制成，如塑料层压材料或其它适合的材料，阻挡部件包括一个外盖22、一个内盖24和一个拉片26。活性物料28位于外盖22的一部分上。内盖24包括垂直撕裂区30，该撕裂区从拉片26的两侧向外盖22延伸并经过内盖24。优选地，垂直撕裂区30终止于水平撕裂区32。优选地，水平撕裂区包括折叠线34的一部分。折叠线34位于外盖22和内盖24之间。

将外盖22沿折叠线34折叠到内盖24上，部分折叠到拉片26上，见附图2。这样，活性物料28则置于外盖22和内盖24之间，并始终保持隔离状态，直至使用者想引发可移动阻挡部件20的激活为止。优选地，可移动阻挡部件20连接到有一个穿孔60的容器56上。

当使用者水平方向拉动拉片26时，则可移动阻挡部件20被激活。垂直撕裂区30和水平撕裂区32相分离，并使活性物料28暴露于容器56的穿孔60上。

附图4、5和6所示为可移动阻挡部件120的另一个优选实施方案。阻挡部件包括一片状材料，如塑料层压材料或其它适合的材料，片状材料由三部分组成。第一个部分，盖136，优选的实际形状为长方形，也可为任何适合的形状，是三部分中最大的部分。

折叠线144将盖136与第二部分分开。第二部分包括两个小部分，即冠状区138a和中央区138b，二者构成“T”形结构。冠状区138a和中央区138b由折叠线146分开。冠状区138a包括垂直撕裂区130，该撕裂区从中央区138b的两侧延伸，穿过冠状区138a，优选地，终止于折叠线144。

折叠线142将中央区138b与第三部分分开。第三部分包括两个小部分，即顶部区域140a和中间区域140b，二者也构成“T”形结构。顶部区域140a和中间区域140b由折叠线148分开。顶部区域140a包括垂直撕裂区130，该撕裂区从中间区域140b的两侧延伸，穿过顶部区域140a，优选地，终止于折叠线148。

优选地，活性物料128放置于包含盖136和冠状区138a的一部分区域上。然后沿折叠线144将盖136折叠在冠状区138a之上，这样活性物料128就被包封在盖136和冠状区138a之间。沿折叠线146以相反的方向将冠状区138a和中央区138b折叠，以使盖136折叠在冠状区138之上，如附图5所示。同样，沿折叠线148以与折叠线146相同的方向将顶部区域140a和中间区域140b进行折叠，如附图5所示。通过折叠线142，中央区138a和中间区域140b折叠成同一朝向。

可移动阻挡部件120优选地是连接到一个容器156上，该容器的器壁上有一个穿孔160，如附图6所示。通过将顶部区域140a连接到穿孔160的一边及位于穿孔160之上的冠状区138a，使得可移动阻挡部件120与容器156在穿孔上方连接。可移动阻挡部件120使中间区域140b叠置于顶部区域140a上，中央区138b叠置于中间区域140b上，冠状区138a叠置于中央区138b上，盖136叠置于冠状区138a上，见附图5。优选地，通过与冠状区138a周围的粘贴，而将盖136与容器156粘连在一起。

当使用者沿水平方向拉动中央区138b和中间区域140b时，可移动阻挡部件120即被激活。一旦可移动阻挡部件120被激活，垂直撕裂区130就被撕开，活性物料128就暴露于容器156上的穿孔160。

附图7和8所示为可移动阻挡部件220的另一个优选实施方案。可移动阻挡部件220包括顶连接片250和底连接片252。每个连接片由塑料层压材料或任何其它类似的适合材料组成。活性物料228置于底连接片252的小块区域上。底连接片252与容器的第一边254相连，这使得放有活性物料228的小块区域与容器的外表面不相互接触。顶连接片250与容器的第二边256粘连，粘连区域与顶连接片250相同，并且与顶连接片250的朝向相同。当使用者从容器的第二边256上去掉顶连接片250，并将底连接片252绕容器258的边缘折叠，从而使活性物料228在容器的第二边256上与穿孔260接触时，可移动阻挡部件220就被激活，如附图8所示。

附图9和10所示为可移动阻挡部件320的另一个优选实施方案。阻挡部件包括两个片状材料，即顶带362和基带364。二者由塑料层压材料或其它适合的材料组成。通过涂刷、涂层、喷洒或者沉积的方法将活性物料328涂覆在顶带362的表面的一部分上。

优选地，沿折叠线366将基带364折叠，以形成一个易于使用者抓握的区域，但仍留有与容器356牢固连接的区域，但是这种折叠不是必须的。然后将基带364粘连到容器356的穿孔360的上面。再将顶带362粘连到容器356上，位置位于基带364的上方的一些。可通过牵拉或抬升基带364来激活可移动阻挡部件320，这样就可以将其从容器356的穿孔60与顶带362之间的位置移开。

可供选择地，该优选实施方案可包括一单个片状材料，如塑料层压材料或其它适合的材料，如附图11所示，该片状材料上有一条附加折叠线370，在该附加折叠线处370顶带362被叠置于基带364上。

应该理解，本发明所述的优选实施方案不是要限定该范围和对本发明的理解。

Claims (8)

1.用于引发可变液体成分相变的触发机构，所述触发机构包括：

a)可变液体成分，其包封在具有至少一个壁的容器内；

b)位于所述容器壁的外部的活性物料；

c)在所述容器壁上的至少一个穿孔；

d)可移动阻挡部件，用于使所述活性物料与所述穿孔接触；

其中，所述可移动阻挡部件将所述活性物料与所述穿孔隔离，这样只有当使用者引发所述可移动阻挡部件时，所述可变液体成分的相变才会被激活。

2.如权利要求1所述的触发机构，其中所述可移动阻挡部件还包括折叠连接片，其中所述活性物料通过涂刷、涂层、喷洒或这几种方法的任意组合涂覆于所述折叠连接片上；所述折叠连接片在所述穿孔上方与所述容器外部相连，所述折叠连接片将所述活性物料与所述穿孔隔离开。

3.如权利要求1所述的触发机构，其中所述容器中还包含有产品，其中所述可变液体成分的相变能够使所述产品的温度发生改变。

4.如权利要求1所述的触发机构，其中所述可变液体成分为过冷盐溶液。

5.如权利要求1所述的触发机构，其中所述穿孔为刺孔、洞孔、狭缝、裂缝、罅隙或其任意组合。

6.用于引发可变液体成分相变的触发机构，所述触发机构包含活性物料，所述活性物料通过涂刷、涂层、喷洒或这几种方法的任意组合涂覆于折叠连接片上，所述折叠连接片与具有至少一个壁的容器的外部相连，其中所述容器壁上具有至少一个穿孔，所述容器内还包封有可变液体成分，其中所述活性物料与所述穿孔被所述折叠连接片隔离开，直到使用者激活所述折叠连接片，从而使所述活性物料与所述穿孔接触，并引发可变液体成分相变。

7.如权利要求5所述的触发机构，其中所述可变液体成分为过冷盐溶液。

8.如权利要求6所述的触发机构，其中所述容器中还包含有产品，其中所述可变液体成分的相变能够使所述产品的温度发生改变。

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