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Kühlpackung und Verfahren zu deren Herstellung Die Erfindung bezieht
sich auf eine Kühlpackung aus einem Behälter mit mehreren Teilräumen, von denen
einer eine bei Hinzutreten von Wasser Wärme aufnehmende Gefriermischung und ein
anderer Wasser enthält, wobei die Teilräume durch eine dünne, aus nachgiebigem Werkstoff
bestehende Wand voneinander getrennt sind und ein Mittel zum Durchtrennen dieser
Wand vorgesehen ist.
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Bekannt ist eine Kühlpackung, die aus einem durch eine Membran in
zwei Abteile unterteilten Gehäuse besteht. In einem Abteil befindet sich ein eine
Gefriermischung bildendes Salz, während das andere Abteil Wasser enthält. Bei Durchstoßen
der Membran z. B. mit einem von außen mit der Hand betätigten Stift vermischt sich
das Wasser mit dem Salz, wodurch eine unter Wärmeaufnahme vor sich gehende Reaktion
eingeleitet wird. Das Gehäuse dieser Kühlpackung hat eine feste, unveränderliche
Form. Eine Wärmeaufnahme von bzw. eine Kühlung von flachen oder unregelmäßig geformten
Gegenständen ist daher nicht möglich, da die Wärmeübertragung nur über die starre,
fest vorgegebene Form des Gehäuses erfolgt. Zum Durchstoßen der Membran ist weiter
der Stift vorgesehen, der von außen betätigt und erreichbar sein muß. Diese bekannte
Kühlpackung kann daher nur bei Betätigung an einer bestimmten Stelle des Gehäuses
zur Wirkung gebracht werden.
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Bekannt ist auch noch ein Behälter zum übertragen oder zur Aufnahme
von Wärme. Dieser Behälter hat flexible Wände und enthält mehrere durch einen dünnwandigen
Werkstoff voneinander getrennte Abteile.
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Die Erfindung macht von den Merkmalen dieser beiden Konstruktionen
Gebrauch. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlpackung derart auszubilden,
daß auch unregelmäßig geformte Körper großflächig gekühlt und die Kühlwirkung durch
einfache Betätigung oder bloße Druckausübung ausgelöst werden kann.
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Die vorstehend genannten Aufgaben werden dadurch erfüllt, daß bei
Kühlpackungen der eingangs beschriebenen Art in dem aus flexiblen Wänden bestehenden
Behälter der das Wasser enthaltende Teilraum vollständig von dem die Gefriermischung
enthaltenden Teilraum umgeben ist und die Trennwand so nachgiebig ist, daß sie durch
bloße Druckanwendung aufreißt. Durch das vollständige Einschließen des das Wasser
enthaltenden Teilraumes in den die Gefriermischung enthaltenden Teilraum ergibt
sich eine große Fläche, an der die Reaktion bei der Vermischung des Wassers mit
der Gefriermischung eintritt. Eine rasche Kühlung wird hierdurch gewährleistet.
Die zwischen den beiden Teilräumen liegende Trennwand reißt z. B. dann schon auf,
wenn man die Kühlpackung ruckartig mit der Hand zusammenpreßt. Bereits bei Entstehen
eines kleinen Risses reißt die Trennwand weiter auf, so daß eine rasche Reaktion
gewährleistet wird.
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Um das Aufreißen der Trennwand bei Druckanwendung zu beschleunigen,
sieht die Erfindung vor, daß der das Wasser enthaltende Teilraum einen scharfkantigen,
gezackten Gegenstand enthält.
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Als Gefriermischung sieht die Erfindung ein Salz, wie Ammoniumsalpeter,
und als Wasserquelle ein wasserhaltiges Salz, wie kristallines Natriumkarbonat,
gegebenenfalls zusätzlich mit freiem Wasser, vor. Bei Verwendung von größeren Mengen
freien Wassers erhöht sich die Wärmekapazität der Kühlpackung. Die Kühlpackung und
der zu kühlende Gegenstand werden dadurch zwar langsamer und nicht so stark abgekühlt,
doch wird eine einmal erreichte tiefe Temperatur länger beibehalten.
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Die Erfindung sieht weiter vor, daß ein Teilraum die Gefriermischung
und der andere Teilraum einen weiteren Teilraum enthält, der die Wasserquelle aufnimmt.
Nach einem weiteren Gedanken enthält die Gefriermischung ein Absorptionsmittel,
wie Kupfersulfat. Bei der Vermischung des Wassers mit der Gefriermischung entstehende
Gase werden dadurch absorbiert, so daß ein Platzen der äußeren Hülle vermieden wird.
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Nach einem weiteren Gedanken ist der die Gefriermischung enthaltende
Teilraum innen mit einer Schicht aus wasserverteilendem Stoff versehen. Hiermit
soll, wenn die Trennwand z. B. nur an einer örtlich
begrenzten
Stelle durchstoßen wird, eine rasche Verteilung des Wassers auf ihre gesamte der
Gefriermischung zugekehrten Seite erreicht werden. Dadurch wird schon bei einem
kleinsten Aufreißen der Trennwand eine schnelle Reaktion sichergestellt.
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Nach einem weiteren Gedanken sind beide Teilräume in einem dritten,
Luft als Wärmeisolation enthaltenden Raum angeordnet. Hiermit wird eine zu rasche
Abkühlung und ein Kälteschock verhindert, wenn die Kühlpackung z. B. bei der Behandlung
von Kranken auf eine entzündete Hautstelle aufgelegt wird.
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Zum Herstellen der erfindungsgemäßen Kühlpackung sieht die Erfindung
vor, daß dünnes Kunststoffmaterial, wie Polyäthylen, in die Form der Teilräume gebracht
wird und diese nach dem Füllen mit Klebstoff oder Wärme und Druck verschlossen werden.
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Zur Verwendung bei der erfindungsgemäßen Kühlpackung sind aus der
Chemie viele sogenannte Gefriermittel bekannt, die bei Zusatz von Wasser Wärme absorbieren.
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Die Erfindung wird an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Dabei ist F i g. 1 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Kühlpackung, F i g. 2
ein Schnitt entlang der Linie 2-2 in F i g. 1, F i g. 3 eine Aufsicht auf eine andere
Ausführung, F i g. 4 ein Schnitt entlang der Linie 4-4 in F i g. 3, F i g. 5 eine
Aufsicht auf eine weitere Ausführung und F i g. 6 ein Schnitt entlang der Linie
6-6 in F i g. 5. Die äußere Hülle 1 wird vorzugsweise aus einer Kunststoff-Folie,
z. B. Polyäthylen oder Polyvinylacetat, hergestellt. Sie soll eine gewisse Reißfestigkeit
aufweisen und gasundurchlässig sein, wie z. B. gegenüber Ammoniak oder Chlor. Eine
Schicht 2 aus löschpapierartigem Werkstoff ist auf der Innenseite der Hülle
1 vorgesehen. Die Schicht 2 verteilt Wasser oder Dampf innerhalb der Hülle,
so daß Dampf über der gesamten Fläche der Hülle übertragen wird. An einer Kante
4 ist die Hülle aufeinandergelegt und gesiegelt. Der von der Hülle
1 umschlossene Teilraum ist zumindest zum größten Teil mit einer Gefriermischung,
z. B. mit Ammoniumsalpeter, Salmiak, salpetersaurem Natron oder einer anderen der
weiter oben aufgezählten Verbindungen, gefüllt. Im gezeigten Beispiel liegt innerhalb
der Hülle 1 noch ein Beutel 5 aus dünnem Kunststoff, z. B. Polyäthylen oder
Polyvinylacetat. Der Beutel 5 ist vollständig mit Wasser gefüllt und nach der Füllung
entlang der Kante 6 gesiegelt. Eine mit Spitzen oder Zacken versehener Gegenstand
7, beispielsweise ein Spielzeugstern, befindet sich in der Hülle 5, so daß diese
ohne eine Beschädigung der äußeren Hülle 1 geöffnet oder eingeschnitten werden
kann. Bei genügend dünner und ausreichend gefüllter Hülle 5 genügt ein Schlag, eine
Verdrillung oder eine Druckanwendung, um sie ohne Verletzung oder Aufreißen der
äußeren Hülle 1 zu zersprengen. Das Wasser oder der wasserhaltige Stoff, beispielsweise
kristallines Glaubersalz oder kristallines Natriumkarbonat, mischt sich nach Austritt
aus der Hülle 5 mit der in der äußeren Hülle 1 befindlichen Kühlmischung, wodurch
die Temperatur der Packung und die Temperatur von benachbarten, mit der Kühlpackung
in Berührung befindlichen Gegenständen beträchtlich herabgesetzt wird. Der wasserhaltige
Stoff hat einen hohen Gehalt an Kristallwasser, das mit der Gefriermischung in der
gleichen Weise wie Wasser reagiert.
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Es hat sich gezeigt, daß Stoffe, die verhältnismäßig große Kristallwassermengen
aufnehmen, wie kristallines Glaubersalz oder kristallines Natriumkarbonat, zur Rückumwandlung
in eine wasserfreie Phase neigen, wobei sie Wasser abgeben. In diesem Falle reicht
die Wassermenge nicht aus für die Aktivierung der Gefriermischung, wie z. B. Ammoniumnitrat.
Zur Unterdrückung einer solchen Rückwandlung in eine Kristallphase wird zum Erzeugen
eines labilen Zustandes eine ausreichende Wassermenge zugefügt. Dies erfolgt durch
Zugabe einer verhältnismäßig kleinen Wassermenge zum Glaubersalz oder Natriumkarbonat
zusätzlich zu der von dem betreffenden Stoff als Kristallwasser zurückgehaltenen
Wassermenge. Diese zwecks Herstellung des labilen Zustandes zugesetzte Wassermenge
beträgt etwa 5 bis 10 Klo freies Wasser. Der dabei entstehende Stoff enthält nicht
nur freies Wasser, sondern auch einen bestimmten Anteil von Feststoffen. Man kann
ihn mit schlammig bezeichnen, d. h., er enthält mehr Wasser, als die Verbindung
maximal als Kristallwasser aufnehmen kann. Die freie die Kristallmenge übersteigende
Wassermenge führt zu einer erhöhten Wärmekapazität. Dieses freie Wasser absorbiert
zusammen mit dem Kristallwasser die Lösungswärme des Ammoniumsalpeters, so daß die
niedrige Temperatur der Kältemischung länger beibehalten wird, als dies allein mit
dem Kristallwasser möglich ist.
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Bei der in den F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführung besteht die
äußere Hülle 15 vorzugsweise aus einer Kunststoff-Folie. Zur Bildung der
Hülle 15 werden die Kanten 16, 17 und 18 beispielsweise durch Wärme-
und Druckanwendung oder durch Klebemittel dicht miteinander verbunden. Die Hülle
15 umschließt den Luftraum 19. Der Luftraum dient zur thermischen
Isolation. Eine zweite Hülle 20 liegt innerhalb der Hülle 15. Sie besteht
aus einer Kunststoff-Folie. Die Hülle 20 wird auf die bereits beschriebene Weise
durch Umschlagen einer Folie und Kleben oder Siegeln entlang der Kante 21 hergestellt.
Die Hülle 20 enthält die trockene Gefriermischung 22, vorzugsweise Ammoniumsalpeter
oder eine ähnliche Gefriermischung.
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Eine dritte Hülle 23 liegt zur Gänze in der Hülle 20. Sie besteht
ebenfalls aus einer dünnen Kunststoff-Folie. Ihre Wandstärke ist so niedrig, daß
sie bequem und schnell durch Druck mit der Hand aufgebrochen werden kann. Die Hülle
23 ist entlang ihrer Kanten 24 dicht verschlossen. In der Hülle 23 befindet sich
eine Flüssigkeit, wie Wasser oder eine wassergesättigte Chemikalie, wie z. B. kristallines
Natriumkarbonat. Das Natriumkarbonat dichtet die Poren in der dünnwandigen Hülle
23 ab, so daß kein Wasserdampf durchtreten und sich mit der trockenen Gefriermischung
22 vermischen kann, bis die Hülle 23 zerrissen wird, um den Natriumsalpeter mit
dem Wasser oder der wassergesättigten Chemikalie zu mischen.
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Um eine zu starke Dehnung der Hüllen 15 und 20
durch
Bildung von Ammoniak oder anderen Gasen während der Kühlwirkung der Chemikalien
zu vermeiden, wird dem Ammoniumsalpeter erfindungsgemäß eine geringe Menge von Kupfersulfat
hinzugefügt. Das Kupfersulfat absorbiert das Ammoniakgas. Pro 500 g Ammoniumsalpeter
werden 3,8 bis 10,9 g Kupfersulfat zugefügt.
Bei der in den F i
g. 5 und 6 dargestellten Kühlpackung ist noch eine äußere, an beiden Enden 26 und
27 gesiegelte Hülle 25 vorgesehen. Die Hülle 25 ist fest genug, um bei normaler
Behandlung nicht zu platzen, und ist auch nachgigbig genug, um einen Druck auf die
innenliegende Hülle 32 zu übertragen. Die Hülle 25 ist bei Position 28 eingeschnürt.
Dies erfolgt mit einer Schnur 29 unter Bildung der Teilräume 30 und 31. Der
Teilraum 30 ist vollständig mit Körnern (Ammoniumsalpeter) gefüllt. Die Schnur 29
wird geöffnet, wenn die Kühlpackung eingesetzt wird.
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In dem Teilraum 31 befindet sich eine zweite Hülle 32, die an der
Kante 33 geschlossen ist und kristallines Natriumkarbonat enthält. Die Hülle 32
besteht aus einer elastischen, bei Druck reißenden Kunststoff-Folie. Die Natriumkarbonatkristalle
sind recht scharfkantig. Aus diesem Grunde ist die getrennte Verwendung der Hülle
32 zweckmäßig, um zu verhindern, daß die scharfen Kristalle die Wand des Teilraumes
31 aufreißen und eine Leckstelle bilden.
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Um die bei der Aktivierung des Natriumkarbonats freiwerdenden Gase
zu absorbieren, können bestimmte Substanzen zugesetzt werden. Sie werden in Mengen
von 5,5 bis 21,8 g pro 500g beigegeben. Es kommen folgende Substanzen in Betracht:
Kobalt(III)-chlorid, Kobalt(II)-chlorid kristallines Kobalt(II)-chlorid, Kobalt(III)-hydroxyd.
Diese Stoffe verhindern auch eine Rekristallisation des Natriumkarbonats. Außerdem
können auch in einem Anteil von 5,4 bis 32,5 g pro 500 g beliebige der folgenden
Stoffe zugemischt werden: Aluminiumchlorid, Kupferhydroxyd, Kupferkarbonat, Kupferoxychlorid,
Lärchenpech, Nickel(II)-chlorid, kristallines Nickel(II)-chlorid, Nickel(II)-hydroxyd.
Diese Stoffe verhindern die Rekristallisation von Natriumkarbonat, wenn sich die
sie enthaltenden Körner bei der Benutzung der Kühlpackung mit dem Natriumkarbonat
mischen. Die Rekristallisation des Natriumkarbonats kann auch dadurch verhindert
werden, daß man den Natriumkarbonatkristallen die folgenden Stoffe zusetzt: Lärchenpech,
Magnesiumhydroxyd, Magnesiumoxyd.