DE60030596T2

DE60030596T2 - Verfahren und reaktionsgemische zur steuerung exothermer reaktionen

Info

Publication number: DE60030596T2
Application number: DE60030596T
Authority: DE
Inventors: Yu-Jun Li; Mark Hsiang-Kuen Mao
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2020-07-14
Also published as: EP1299499B1; JP2004504580A; MXPA03000357A; WO2002006421A1; ES2272307T3; AU2000264900A1; DE60030596D1; EP1299499A1; CA2414191A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Reaktionsmischungen, die Wärme erzeugende Teilchen einschließen, welche eine wasserlösliche Beschichtung, die einen Teil der Teilchen umschließt, und wahlweise eine wässrige Lösung und einen Puffer aufweisen. Die Reaktionsmischungen sind besonders geeignet zum Erzeugen von Wärme in einer steuerbaren Art und Weise. Vorrichtungen und Verfahren, die diese Reaktionsmischungen verwenden, werden ebenfalls offenbart.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eigenständige exotherme Reaktionsmischungen, die durch die Zugabe einer wässrigen Lösung initiiert werden, sind seit vielen Jahren verwendet worden, um Wärme zu erzeugen. Die Wärme, die durch die exotherme Reaktion erzeugt wird, kann für verschiedene Zwecke verwendet werden. Zum Beispiel verwenden viele Endprodukte exotherme Reaktionen zum Erwärmen. Bestimmte Lebensmittelprodukte werden mit einer eigenständigen exothermen Reaktionsmischung vertrieben. Eine wässrige Lösung, in der Regel Wasser, wird zu der exothermen Reaktionsmischung hinzugefügt. Dies initiiert die Reaktion, welche Wärme erzeugt, die das Lebensmittelprodukt erwärmt. Andere Endprodukte wie transportable Wärmekissen, Fingerhandschuh- und Sockenwärmer usw. benutzen eine exotherme Reaktionsmischung zum Erwärmen.
Eine eigenständige exotherme Reaktion ist kostengünstig, relativ sicher und eine transportable Alternative zum Erwärmen mit einer Verbrennungsquelle oder einer elektrischen Quelle. Bei diesen Reaktionen gibt es jedoch ein wesentliches Problem: Sie sind schwer zu steuern. Zum Beispiel ist es schwierig gewesen, ein Reaktionssystem zu gestalten, das eigenständig ist und bei einer konstanten Temperatur für einen längeren Zeitraum funktioniert. Gleichermaßen ist es schwierig, ein Reaktionssystem zu gestalten, das bei einer Temperatur für einen ersten Zeitraum funktioniert und dann zu einer zweiten Temperatur für einen zweiten Zeitraum wechselt. Grundsätzlich kann die Wärmeabgabe an die gewünschte Quelle ohne Steuern der Temperatur des Reaktionssystems nicht leicht gesteuert werden.
Folglich besteht ein Bedarf an verbesserten exothermen Reaktionsmischungen und Vorrichtungen zur Bereitstellung von Wärme. Diese verbesserten Verfahren und Vorrichtungen sollen die oben erläuterten Probleme überwinden. Genauer sollen sie keine Verbrennung oder Elektrizität erfordern, sondern Wärme in einer steuerbaren Art und Weise bereitstellen. Darüber hinaus sollen diese verbesserten Verfahren und Vorrichtungen transportabel und relativ kostengünstig sein.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reaktionsmischung, umfassend Wärme erzeugende Teilchen, welche eine wasserlösliche Beschichtung umfassen, die einen Teil der Teilchen umschließt. Wahlweise umfasst die Reaktionsmischung ferner eine wässrige Lösung und einen Puffer.
Bezüglich eines Gesichtspunktes dieser Erfindung werden die Wärme erzeugende Teilchen und eine wässrige Lösung miteinander vermischt, und die Temperatur der Reaktionsmischung wird in weniger als etwa 20 Minuten auf eine festgelegte Temperatur erhöht, die höher als etwa 35°C und niedriger als etwa 75°C ist. Mehr bevorzugt verbleibt die Reaktionsmischung mindestens etwa 45 Minuten innerhalb von 1°C der festgelegten Temperatur.
Die Wärme erzeugenden Teilchen der vorliegenden Erfindung sind ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus nicht komplexierten Metallen, Metallsalzen, Metalloxiden, Metallhydroxiden, Metallhydriden und Mischungen davon. Die Metalle sind ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Beryllium, Magnesium, Lithium, Natrium, Calcium, Kalium, Eisen, Kupfer, Zink, Aluminium und Mischungen davon. Die wasserlösliche Beschichtung für diese Wärme erzeugenden Teilchen umfasst ein wasserlösliches Material, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus wasserlöslichen Alkylenglycolen, wasserlöslichen Alkoholen und Mischungen davon.
Weiterhin wird in der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen von Wärme bereitgestellt, umfassend die Schritte: Bereitstellen von Wärme erzeugenden Teilchen, die eine wasserlösliche Beschichtung umfassen, die einen Teil der Teilchen umschließt; Bereitstellen einer wässrigen Lösung; und Hinzufügen der wässrigen Lösung zu den beschichteten Wärme erzeugenden Teilchen.
In Hinblick auf einen wieder anderen Gesichtspunkt dieser Erfindung wird eine Vorrichtung zum Erzeugen von Wärme bereitgestellt, die einen Behälter und Wärme erzeugende Teilchen umfasst, die eine wasserlösliche Beschichtung umfassen, welche einen Teil der Teilchen umschließt.
Die Verfahren und Vorrichtungen dieser Erfindung stellen transportable und kostengünstige Wege bereit, Wärme in einer steuerbaren Art und Weise zu erzeugen. Die Vorrichtungen können relativ klein sein und gleichzeitig über einen längeren Zeitraum in einer steuerbaren Art und Weise wirken. Zum Beispiel kann eine Reaktionsmischung gestaltet sein, um Wärme bei einer vorbestimmten Temperatur für einen längeren Zeitraum mit einer relativ gesteuerten Geschwindigkeit abzugeben. Darüber hinaus kann Wärme unter Verwendung der Reaktionsmischungen der vorliegenden Erfindung bei einer ersten Temperatur abgegeben werden, und danach kann die Reaktionsmischung auf eine andere Temperatur für einen zweiten Zeitraum geändert werden.
Die Vorrichtungen dieser Erfindung können verwendet werden, um eine Vielzahl von nützlichen Verbindungen an die umgebende Luft und an Kleidung, Teppiche, Haustiere, Haut und viele andere Oberflächen abzugeben. Darüber hinaus können die Vorrichtungen dieser Erfindung mit Farbe und Licht kombiniert werden, um die ästhetischen Qualitäten zu verbessern und schließlich die Gesamtwirkung auf den Benutzer der Vorrichtung zu verbessern.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Während diese Erfindung mit Ansprüchen schließt, welche die Erfindung speziell darstellen und beanspruchen, wird angenommen, dass die Erfindung aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen besser verständlich wird, die zusammen mit den beigefügten Zeichnungen gegeben wird, in denen:
1 eine grafische Darstellung von zwei gesteuerten Reaktionen bei einer festgelegten Temperatur von etwa 50°C unter Verwendung von Reaktionsmischungen gemäß der vorliegenden Erfindung und einer ungesteuerten Reaktion ist;
2 eine grafische Darstellung von zwei gesteuerten Reaktionen bei einer festgelegten Temperatur von etwa 40°C unter Verwendung von Reaktionsmischungen gemäß der vorliegenden Erfindung und einer ungesteuerten Reaktion ist; und
3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Wie erwähnt, richtet sich die vorliegende Erfindung an eine Reaktionsmischung, die Wärme erzeugende Teilchen umfasst, welche eine wasserlösliche Beschichtung umfassen, die einen Teil der Teilchen umschließen. Wahlweise können die Reaktionskomponenten ferner einen Puffer, eine wässrige Lösung oder beides umfassen. Die Reaktionsmischung kann benutzt werden, um Wärme in einer steuerbaren Art und Weise zu erzeugen. Vorrichtungen, welche die hierin gelehrten Reaktionsmischungen einsetzen, werden ebenfalls offenbart.
Reaktionsmischung
Bezüglich eines Gesichtspunktes dieser Erfindung wird eine Reaktionsmischung durch Vermischen der Wärme erzeugenden Teilchen mit Bestandteilen einer wässrigen Lösung gebildet, um eine exotherme Reaktion zwischen den Wärme erzeugenden Teilchen und der wässrigen Lösung zu initiieren. Die exotherme Reaktion erzeugt Wärme, welche die Temperatur der Reaktionsmischung erhöht. Die Wärme, genauer gesagt die erhöhte Temperatur der Reaktionsmischung, kann verwendet werden, um ein Objekt in der Umgebung zu erwärmen. Selbstverständlich kann die wasserlösliche Beschichtung der Wärme erzeugenden Teilchen verwendet werden, um die Geschwindigkeit der exothermen Reaktion und die erzeugte Wärme zu steuern. Die Fähigkeit, die Wärmemenge, welche durch die Reaktionsmischung erzeugt wird, ohne irgendwelche externen Steuerungen zu steuern, ermöglicht die gesteuerte Abgabe der Wärme.
Wie Fachleute wissen, können chemische Reaktionen schwierig zu steuern sein. Annehmend ein Chargenverfahren und außer Acht lassend thermodynamische Überlegungen, hängt die Rate einer exothermen chemischen Reaktion hauptsächlich von der Temperatur und Konzentration der Reaktionsmischung ab. Ohne externe Steuerungen wird die Temperatur einer exothermen Reaktionsmischung in den frühen Stadien der Reaktion rasch ansteigen. Dies beruht hauptsächlich auf zwei Faktoren, nämlich darauf, dass die Konzentration der Reaktionspartner am höchsten ist und dass bei Fortschreiten der Reaktion Wärme erzeugt wird, welche die Temperatur der Reaktionsmischung erhöht, die wiederum die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht. Bei Verbrauch der Reaktionspartner nimmt die Geschwindigkeit der Reaktion ab und führt zu einer plötzlichen Abnahme der Temperatur der Reaktionsmischung. Dieser Effekt ist sowohl in 1 als auch 2 grafisch dargestellt, und insbesondere stellen die Linien „A" und „a" die Temperatur einer ungesteuerten exothermen Reaktionsmischung als eine Funktion der Zeit dar. 1 und 2 werden unten ausführlicher erläutert, jedoch veranschaulichen sie eindeutig ein Problem, das von der vorliegenden Erfindung angesprochen wird. Das heißt, die Temperatur der Reaktionen, die durch die Linien „A" und „a" von jeweils 1 und 2 dargestellt ist, verändert sich stetig. Darüber hinaus ist die Änderungsrate der Temperatur fast nie konstant.
Durch Beschichten der Wärme erzeugenden Teilchen, wie nachstehend ausführlich beschrieben, kann eine exotherme Chargenreaktionsmischung ausgeführt werden, um über relativ lange Zeiträume eine konstante Wärme bereitzustellen. Auch andere Steuerungsschemata können vom Fachmann ohne weiteres gestaltet werden, zum Beispiel kann eine Reaktionsmischung gestaltet werden, bei welcher die Temperatur für einen relativ langen Zeitraum schrittweise mit einer konstanten Geschwindigkeit steigt. Andere Steuerungsschemata werden auf der Grundlage der folgenden Details offenbar.
In einem solchen Steuerungsschema wird eine Reaktionsmischung durch Vermischen der Wärme erzeugenden Teilchen und einer wässrigen Lösung hergestellt, um eine exotherme Reaktion zu initiieren. Die Temperatur der Reaktionsmischung wird innerhalb von weniger als 20 Minuten, vorzugsweise innerhalb von weniger als 10 Minuten und mehr bevorzugt innerhalb weniger als 5 Minuten auf eine festgelegte Temperatur erhöht, die höher als 35°C und niedriger als 75°C ist, vorzugsweise zwischen 35°C und 60°C und am meisten bevorzugt zwischen 35°C und 50°C liegt. Vorzugsweise bleibt die Reaktionsmischung innerhalb von 15°C mehr bevorzugt innerhalb von 10°C und noch mehr bevorzugt innerhalb von 5°C der festgelegten Temperatur für mindestens 45 Minuten, vorzugsweise mindestens 60 Minuten und mehr bevorzugt mindestens 90 Minuten. Es versteht sich, dass der Ausdruck „verbleibt innerhalb", wie hier verwendet, das gleiche bedeutet wie „±". Zum Beispiel bedeutet „innerhalb von 10°C" einer festgelegten Temperatur von 50°C „zu verbleiben", dass die Temperatur zwischen 40°C und 60°C schwanken kann. Dieses Steuerungsschema ist in 1 und 2 durch die Linien „B", „C", „b" und „c" grafisch dargestellt.
1 zeigt eine „ungesteuerte" exotherme Reaktion gemäß dem Stand der Technik („A") im Vergleich zu zwei „gesteuerten" Reaktionen gemäß der vorliegenden Erfindung („B" und „C") dar. Die Reaktionskomponenten und die resultierende Reaktionsmischung sind in Tabelle 1 angegeben und in Tabelle 2 zusammengefasst. Wie zu sehen ist, wird Magnesiumpulver als die Wärme erzeugenden Teilchen verwendet, und ein Citronensäurepuffer wird verwendet.
Die Wärme erzeugenden Teilchen von Reaktionsmischung „A" sind unbeschichtet (Vormischung 2), wohingegen die Wärme erzeugenden Teilchen von Reaktionsmischung „B" und „C" sowohl unbeschichtete Teilchen (Vormischung 2) als auch Teilchen aufweisen, die mit Polyethylenglycol („PEG") mit unterschiedlichen Molekulargewichten (Vormischung 1) beschichtet sind. Das Gewicht der Reaktionspartner (ausschließend des Beschichtungsmaterials) wurde in diesen drei Reaktionsmischungen konstant gehalten. Das heißt, das Gewicht der Wärme erzeugenden Magnesiumteilchen und des Citronensäurepuffers wurde in allen drei Reaktionsmischungen relativ konstant gehalten, siehe Tabelle 2. Darüber hinaus wurden die Wärme erzeugenden Magnesiumteilchen und der Citronensäurepuffer zu 100,0 Gramm Wasser hinzugegeben, um jede der Reaktionsmischungen zu bilden.
Tabelle 1
Tabelle 2
Wie oben kurz erläutert, ist die Linie „A" ein typisches Schaubild von Temperatur und Zeit für eine ungesteuerte exotherme Reaktion. Die Temperatur steigt zunächst schnell auf ein Maximum von über 65°C an. Dann, mit zunehmendem Verbrauch der Reaktionskomponenten, beginnt die Temperatur in einer logarithmischen Kurve zu sinken. Und innerhalb von ungefähr 35 Minuten hat sich die Reaktion auf einen Bereich abgekühlt, der nicht mehr als 5°C von der Ausgangstemperatur (Raumtemperatur) abweicht. Während dieser ersten 35 Minuten der Reaktion, die durch die Linie „A" dargestellt ist, bleibt die Temperatur nie länger als ein paar Minuten konstant.
Im scharfen Gegensatz dazu werden die Reaktionsmischungen, die durch die Linien „B" und „C" von 1 dargestellt sind, innerhalb von 10 Minuten auf die festgelegte Temperatur von 50°C erhöht. Die Reaktionstemperaturen pendeln sich dann ein und verbleiben für mindestens 45 Minuten innerhalb von 5°C von der festgelegten Temperatur.
In ähnlicher Weise zeigt 2 eine „ungesteuerte" exotherme Reaktion gemäß dem Stand der Technik („a") im Vergleich zu zwei „gesteuerten" Reaktionen gemäß der vorliegenden Erfindung („b" und „c"). Die Reaktionskomponenten und die resultierende Reaktionsmischung sind in Tabelle 3 angegeben und in Tabelle 4 zusammengefasst. Magnesiumpulver wird als die Wärme erzeugenden Teilchen verwendet, und ein Citronensäurepuffer wird verwendet. Die Wärme erzeugenden Teilchen von Reaktionsmischung „a" sind unbeschichtet (Vormischung 2), wohingegen die Wärme erzeugenden Teilchen von Reaktionsmischung „b" und „c" sowohl unbeschichtete Teilchen (Vormischung 2) als auch Teilchen aufweisen, die mit Polyethylenglycol („PEG") von unterschiedlichem Molekulargewicht beschichtet sind (Vormischung 1). Das Gewicht der Reaktionspartner (ausschließend des Beschichtungsmaterials) wurde in diesen drei Reaktionsmischungen konstant gehalten. Das heißt, das Gewicht der Wärme erzeugenden Magnesiumteilchen und des Citronensäurepuffers wurde in allen drei Reaktionsmischungen relativ konstant gehalten, siehe Tabelle 4. Darüber hinaus wurden die Wärme erzeugenden Magnesiumteilchen und der Citronensäurepuffer zu 100,0 Gramm Wasser hinzugegeben, um jede der Reaktionsmischungen zu bilden.
Tabelle 3
Tabelle 4
Wie oben kurz erläutert, ist die Linie „a" ein typisches Schaubild von Temperatur zu Zeit für eine ungesteuerte exotherme Reaktion. Die Temperatur steigt zuerst schnell an und beginnt dann mit zunehmendem Verbrauch der Reaktionskomponenten entlang einer logarithmischen Kurve zu sinken. Die Temperatur von Reaktionsmischung „a" benötigt etwa 15 Minuten, um hochzuschnellen und sich wieder auf 55°C abzukühlen, was innerhalb von 15°C von der festgelegten Temperatur, nämlich 40°C, liegt. Die Reaktionsmischung verbleibt für nur etwa 40 Minuten später, wenn die Reaktion auf unter 25°C abfällt, innerhalb von 15°C von 40°C. Während dieser ersten 55 Minuten der Reaktion, die durch die Linie „a" dargestellt ist, bleibt die Temperatur niemals für mehr als wenige Minuten konstant.
Im scharfen Gegensatz dazu werden die Reaktionsmischungen, die durch die Linien „b" und „c" von 2 dargestellt sind, innerhalb von etwa 10 Minuten auf die festgelegte Temperatur von etwa 40°C erhöht. Die Reaktionstemperaturen pendeln sich dann ein und verbleiben für mindestens etwa 60 Minuten innerhalb von 5°C von der festgelegten Temperatur.
Es versteht sich, dass das Steuerungsschema, das in 1 und 2 dargestellt ist und in dem sich die Reaktionsmischung auf eine festgelegte Temperatur erhöht und die Temperatur für einen längeren Zeitraum relativ konstant bleibt, nur eines von vielen möglichen Steuerungsschemata ist, die von der vorliegenden Erfindung abgedeckt werden. Zum Beispiel tritt ein anderes Steuerungsschema auf, wenn die Wärme erzeugenden Teilchen und die wässrige Lösung miteinander vermischt werden, die Temperatur der Reaktionsmischung für einen ersten Zeitraum auf eine erste festgelegte Temperatur steigt und innerhalb von 15°C, vorzugsweise innerhalb von 10°C und mehr bevorzugt innerhalb von 5°C von der ersten festgelegten Temperatur verbleibt und dann für einen zweiten Zeitraum zu einer zweiten festgelegten Temperatur übergeht und innerhalb von 15°C, vorzugsweise innerhalb von 10°C und mehr bevorzugt innerhalb von 5°C von der zweiten festgelegten Temperatur verbleibt. Vorzugsweise beträgt der erste Zeit raum mindestens etwa 15 Minuten, vorzugsweise mindestens etwa 20 Minuten, und der zweite Zeitraum beträgt mindestens etwa 15 Minuten, vorzugsweise mindestens etwa 20 Minuten. Ferner wird auch bevorzugt, dass die erste festgelegte Temperatur mindestens etwa 10°C, vorzugsweise mindestens etwa 15°C höher als die zweite festgelegte Temperatur ist oder alternativ die erste festgelegte Temperatur mindestens etwa 10°C, vorzugsweise mindestens etwa 15°C niedriger als die zweite festgelegte Temperatur ist.
Ein wieder anderes Beispiel eines Steuerungsschemas der vorliegenden Erfindung liegt vor, wenn die Reaktionskomponenten miteinander vermischt werden, die Temperatur der Reaktionsmischung mit einer tatsächlichen Anstiegsgeschwindigkeit steigt, die in °C/Minute gemessen wird, und die tatsächliche Anstiegsgeschwindigkeit mindestens innerhalb von 0,5°C/Minute, vorzugsweise innerhalb von 0,1°C/Minute und mehr bevorzugt innerhalb von 0,01°C/Minute von einer vorbestimmten Anstiegsgeschwindigkeit für mindestens etwa 45 Minuten, vorzugsweise mindestens etwa 60 Minuten und mehr bevorzugt mindestens etwa 90 Minuten verbleibt. Vorzugsweise beträgt die vorbestimmte Anstiegsgeschwindigkeit weniger als 2°C/Minute, vorzugsweise weniger als 1,5°C/Minute und mehr bevorzugt weniger als 1°C/Minute.
Reaktionskomponenten
Nun wird auf die Reaktionskomponenten Bezug genommen, die als ein Minimum Wärme erzeugende Teilchen aufweisen, welche eine wasserlösliche Beschichtung umfassen, die einen Teil der Teilchen umschließt. Vorzugsweise umfassen die Reaktionskomponenten ferner einen Puffer, eine wässrige Lösung oder beides.
Wärme erzeugende Teilchen
Die Wärme erzeugenden Teilchen der vorliegenden Erfindung sind ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus nicht komplexierten Metallen, Metallsalzen, Metalloxiden, Metallhydroxiden, Metallhydriden und Mischungen davon. Die Metalle sind ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Beryllium, Magnesium, Lithium, Natrium, Calcium, Kalium, Eisen, Kupfer, Zink, Aluminium und Mischungen davon. Diese Teilchen können auch ausgewählt sein aus der Gruppe, bestehend aus Berylliumhydroxid, Berylliumoxid, Berylliumoxid-Monohydrat, Lithiumaluminiumhydrid, Calciumoxid, Calciumhydrid, Kaliumoxid, Magnesiumchlorid, Magnesiumsulfat, Aluminiumbromid, Aluminiumiodid, Natriumtetraborat, Natriumphosphat und Mischungen davon. Die Konzentration der Wärme erzeugenden Teilchen in der Reaktionsmischung beträgt von 3 Gew.-% bis 70 Gew.-%, vorzugsweise von 5 Gew.-% bis 65 Gew.-% und mehr bevorzugt von 8 Gew.-% bis 60 Gew.-% der Reaktionsmischung.
Es ist bevorzugt, wenngleich nicht erforderlich, dass die Wärme erzeugenden Teilchen (ohne die Beschichtung) einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 10 Mikrometer bis 1000 Mikrometer, vorzugsweise von 100 Mikrometer bis 500 Mikrometer und mehr bevorzugt von 200 Mikrometer bis 400 Mikrometer aufweisen. In der vorliegenden Reaktionsmischung können die Wärme erzeugenden Teilchen in Form eines trockenen Pulvers, in einem Gel suspendiert oder in einer nichtwässrigen Lösung suspendiert vorliegen.
Wasserlösliche Beschichtung
Das Steuern der Temperatur der Reaktionsmischung als eine Funktion der Zeit ist eine der Aufgaben dieser Erfindung, und die Steuerung wird größtenteils durch das Beschichten mindestens eines Teils der Wärme erzeugenden Teilchen erreicht. Ohne sich an eine Theorie binden zu wollen, wird angenommen, dass die beschichteten Wärme erzeugenden Teilchen erst dann mit der wässrigen Lösung reagieren können, wenn die Beschichtung sich auflöst. Sobald die Beschichtung auf den Wärme erzeugenden Teilchen beginnt, sich aufzulösen, beginnen die frei werdenden Teilchen zu reagieren und erzeugen Wärme. Angesichts dieses Mechanismus kann man den Nutzen der Verwendung einer Mischung von Wärme erzeugenden Teilchen mit unterschiedlichen Beschichtungen, unterschiedlichen Beschichtungsdicken oder beidem ohne weiteres erkennen. Gleichermaßen wird oft die Aufnahme einer kleinen Menge unbeschichteter, Wärme erzeugender Teilchen bevorzugt, um den Anstieg der Temperatur während der frühen Reaktionsstufen zu unterstützen. Die Konzentration des wasserlöslichen Beschichtungsmaterials in der Reaktionsmischung beträgt von 3 Gew.-% bis 70 Gew.-%, vorzugsweise von 5 Gew.-% bis 65 Gew.-% und mehr bevorzugt von 8 Gew.-% bis 60 Gew.-% der Reaktionsmischung.
Folglich versteht es sich, dass nicht alle Teilchen beschichtet sein müssen, wenngleich ein Teil der Wärme erzeugenden Teilchen mit den wasserlöslichen Beschichtungen beschichtet sein muss. Darüber hinaus können einige Teilchen unterschiedliche Dicken aufweisen, und die Beschichtungen können unterschiedlich sein. Genauer können die Wärme erzeugenden Teilchen ausgewählt sein aus der Gruppe, bestehend aus unbeschichteten Teilchen, beschichteten Teilchen und Mischungen davon, vorzugsweise umfassen die Wärme erzeugenden Teilchen solche, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus unbeschichteten Teilchen, ersten beschichteten Teilchen, zweiten beschichteten Teilchen und Mischungen davon, wobei sich die ersten beschichteten Teilchen von den zweiten beschichteten Teilchen im Hinblick auf das Beschichtungsmaterial, die Dicke der Beschichtung oder beides unterscheiden.
Die Beschichtung für diese Wärme erzeugenden Teilchen sollte ein wasserlösliches Material sein, das vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus natürlichen wasserlöslichen Polymeren, anorganischen wasserlöslichen Polymeren, synthetischen wasserlöslichen Polymeren, halbsynthetischen wasserlöslichen Polymeren, Polymeren pflanzlicher Herkunft, Polymeren aus Mikroorganismen, Polymeren tierischer Herkunft, Stärkepolymeren, Cellulosepolymeren, Alginatpolymeren, Vinylpolymeren, Polyoxyethylenpolymeren, Acrylatpolymeren und Mischungen davon. Insbesondere umfasst die Beschichtung für die Wärme erzeugenden Teilchen ein wasserlösliches Material, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Gummiarabikum, Traganthgummi, Galactan, Guargummi, Johannisbrotsamengummi, Karayagummi, Carrageenan, Pektin, Agar-Agar, Quittensamen, Algenkolloid, Stärke (aus Mais, Kartoffeln usw.), Glycyrrhizinsäure, Xanthangummi, Dextran, Succinglucan, Pullulan, Kollagen, Casein, Albumin, Gelatine, Carboxymethylstärke, Methylhydroxypropylstärke, Methylcellulose, Cellulosenitrat, Ethylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Natriumcellulosesulfat, Hydroxypropylcellulose, Natriumcarboxymethylcellulose, kristalliner Cellulose, Cellulosepulver, Natriumalginat, Propylenglycolalginatether, Polyvinylalkohol, Poly(vinylmethylether), Polyvinylpyrrolidon, Carboxyvinylpolymeren, Alkylcopolymeren von Acrylsäure und Methacrylsäure, Polyethylenglycol mit einem Molekulargewicht zwischen 200 und 100.000, vorzugsweise zwischen 600 und 20.000, Copolymeren von Polyoxyethylen und Polyoxypropylen, Natriumpolyacrylat, Polyethylacrylat, Polyacrylamid, Polyethylenimin, kationischen Polymeren, Bentonit, Aluminiummagnesiumsilicat, Hectorit, Kieselsäureanhydrid und Mischungen davon. Vorzugsweise umfasst die Beschichtung ein Material, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus wasserlöslichen Alkylenglycolen, wasserlöslichen Alkoholen und Mischungen davon. Und noch mehr bevorzugt ist die Beschichtung nicht entflammbar. Beispielhafte Beschichtungen, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, sind unten in Tabelle 5 angegeben.
Tabelle 5
Wie der Fachmann verstehen wird, variiert die Wasserlöslichkeit der oben erläuterten Beschichtungen über ein breites Spektrum Im Allgemeinen hängt die Wasserlöslichkeit von der Temperatur ab. Um die Temperatur einer Reaktionsmischung zu steuern, kann ein Fachmann folglich ohne weiteres Beschichtungen auswählen, die sich bei der gewünschten festgelegten Temperatur auflösen, und die Dicke der Beschichtungen derart variieren, dass die Wärme erzeugenden Teilchen der wässrigen Lösung zu verschiedenen Zeitpunkten freigesetzt werden. Ein anderes Steuerverfahren ist das Verwenden unterschiedlicher Beschichtungen, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten auflösen. Durch dieses Verfahren werden bestimmte Teilchen in der Reaktion früher freigesetzt, während andere Wärme erzeugende Teilchen später freigesetzt werden. Andere Verfahren zur Beschichtung von Wärme erzeugenden Teilchen zur Steuerung einer exothermen Reaktion sind für den Fachmann der Chemie offensichtlich. Es versteht sich, dass in jedem beliebigen Steuerungsschema die Aufnahme einiger Teilchen bevorzugt werden kann, die nicht beschichtet sind, wenngleich dies nicht notwendig ist.
Die Beschichtung kann durch jedes geeignete Mittel auf die Wärme erzeugenden Teilchen aufgetragen werden. Das einfachste Verfahren ist das Weichmachen oder Schmelzen des Beschichtungsmaterials und das Mischen dieses Materials mit der gewünschten Menge Wärme erzeugender Teilchen. Um unterschiedliche Beschichtungsdicken zu erreichen, können getrennte Chargen von Teilchen und Beschichtungsmaterialien hergestellt werden. Zum Beispiel können 100 g Teilchen mit 100 g PEG 600 vermischt werden, und separat davon können 100 g Wärme erzeugende Teilchen mit 200 g PEG 600 vermischt werden. Die zwei Chargen von Teilchen können dann kombiniert werden. Die Dicke der Beschichtung kann durch einen einfachen Materialausgleich bestimmt werden, indem die durchschnittliche Teilchengröße der Wärme erzeugenden Teilchen verwendet und die Menge des Beschichtungsmaterials hinzuaddiert wird. Wenn eine genauere Messung gewünscht wird, kann die spektroskopische Analyse der Teilchen vor und nach der Beschichtung eine sehr genaue Teilchengrößenverteilung bereitstellen. Spektroskopische Teilchengrößen-Analysiergeräte sind gut bekannt.
Wenngleich es notwendig ist, mindestens einen Teil der Wärme erzeugenden Teilchen der Reaktionsmischung zu beschichten, kann der optionale Puffer beschichtet werden oder nicht. Genauer kann der optionale Puffer zusammen mit den Wärme erzeugenden Teilchen beschichtet werden, er kann getrennt von den Wärme erzeugenden Teilchen beschichtet werden, oder er kann ohne Beschichtung hinzugefügt werden. Kombinationen dieser Möglichkeiten werden in vielen Fällen ebenfalls zu annehmbaren Ergebnissen führen. Daher ist das Beschichten anderer Komponenten als der Wärme erzeugenden Teilchen das Vorrecht des Herstellers.
Wässrige Lösung
Ein fakultativer Bestandteil der vorliegenden Reaktionsmischungen ist eine wässrige Lösung. Die wässrige Lösung erfüllt zwei Funktionen in der Reaktionsmischung.
Insbesondere löst sie die wasserlösliche Beschichtung auf den exothermen Teilchen auf und reagiert anschließend mit den Wärme erzeugenden Teilchen, um Wärme zu erzeugen. Es sei klargestellt, dass die Menge der wässrigen Lösung recht flexibel ist. Während eine ausreichende Menge der wässrigen Lösung vorhanden sein muss, um die Beschichtung aufzulösen und mit den exothermen Teilchen zu reagieren, ist ein Überschuss an wässriger Lösung häufig akzeptabel und kann sogar wünschenswert sein. Tatsächlich wirkt überschüssige wässrige Lösung wie eine Wärmesenke für das Reaktionssystem. In dieser Eigenschaft kann die wässrige Lösung, unter bestimmten Umständen, verwendet werden, um die Höchsttemperatur eines bestimmten Reaktionssystems zu steuern. Die wässrige Lösung ist jedoch in der Regel nicht zum Steuern der Zeit/Temperatur-Kurven für das Reaktionssystem, wie oben beschrieben, geeignet. Folglich werden Fachleute in der Lage sein, die geeignete Menge an wässriger Lösung für ein bestimmtes Reaktionssystem auszuwählen.
Die gebräuchlichste und am meisten bevorzugte wässrige Lösung sind Wasser und Lösungen, die Wasser enthalten. Einwertige Alkohole und andere niedermolekulare Flüssigkeiten sind für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet. Das einzige Kriterium für eine „wässrige Lösung" ist, dass sie die oben beschriebenen wasserlöslichen Beschichtungen auflösen muss und dass sie mit den ausgewählten Wärme erzeugenden Teilchen reagiert. Die Konzentration der wässrigen Lösung in der Reaktionsmischung beträgt von 30 Gew.-% bis 97 Gew.-%, vorzugsweise von 50 Gew.-% bis 95 Gew.-% und mehr bevorzugt von 60 Gew.-% bis 90 Gew.-% der Reaktionsmischung.
Puffer
Die Reaktionsmischungen der vorliegenden Erfindung weisen oft als fakultativen Bestandteil einen Puffer auf. Der Puffer kann verschiedene Vorteile wie die Beschleunigung oder Verlangsamung der exothermen Reaktion und die pH-Steuerung am Ende der Reaktion bereitstellen. Es ist bekannt, dass bestimmte Wärme erzeugende Teilchen schneller reagieren als andere. Ein Puffer kann ei ne Reaktionsmischung beschleunigen oder verlangsamen. Es versteht sich jedoch, dass sogar mit einem Puffer die ungesteuerten exothermen Reaktionen im Allgemeinen den Zeit-Temperatur-Kurven folgen werden, die mit Hilfe der Linien „A" und „a" von 1 und 2 dargestellt sind. Folglich hat der Puffer die Aufgabe, eine günstige thermodynamische Umgebung für die Reaktionsmischung bereitzustellen, der Puffer steuert jedoch nicht das Zeit-Temperatur-Profil der Reaktion. Im Hinblick auf den pH-Wert ist es häufig wünschenswert, den pH-Wert sowohl während der Reaktion als auch am Ende der Reaktion zu steuern. Während der Reaktion kann der pH-Wert zu der oben beschriebenen günstigen thermodynamischen Umgebung beitragen und den pH-Endwert der Reaktionsmischung regulieren, wenn sich die exotherme Reaktion der Vollendung nähert. Der pH-Endwert kann wichtig sein, da die Reaktionsprodukte bei bestimmten pH-Werten ausfällen und eine relativ klare Lösung hinterlassen. Die klare Lösung kann wünschenswert sein und das Ende der Reaktion signalisieren. Ungeachtet dessen kann ein Puffer den Hersteller der hierin offenbarten Reaktionsmischungen unterstützen.
Falls ein Puffer in den Reaktionsmischungen dieser Erfindung vorhanden ist, liegt das Gewichtsverhältnis von den Wärme erzeugenden Teilchen zu dem Puffer vorzugsweise im Bereich von 1000:1 bis 1:1000, vorzugsweise von 500:1 bis 1:500 und mehr bevorzugt von 200:1 bis 1:200. Vorzugsweise wird der Puffer ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Citronensäure, Äpfelsäure, Fumarsäure, Bernsteinsäure, Weinsäure, Ameisensäure, Essigsäure, Propansäure, Buttersäure, Valeriansäure, Oxalsäure, Malonsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Glycolsäure, Asparaginsäure, Pimelinsäure, Maleinsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Glutaminsäure, Milchsäure, Hydroxylacrylsäure, alpha-Hydroxylbuttersäure, Glycerinsäure, Tartronsäure, Salicylsäure, Gallussäure, Mandelsäure, Tropasäure, Ascorbinsäure, Gluconsäure, Zimtsäure, Benzoesäure, Phenylessigsäure, Nicotinsäure, Kaininsäure, Sorbinsäure, Pyrrolidoncarbonsäure, Trimelithsäure, Benzolsulfonsäure, Toluolsulfonsäure, Kaliumdihydrogenphosphat, Natriumhydrogensulfit, Natriumdihydrogenphosphat, Kaliumhydrogensulfit, Natriumhydrogenpyrosulfit, saurem Natriumhexametaphosphat, saurem Natriumpyrophosphat, saurem Kaliumpyrophosphat, Sulfaminsäure, Orthophosphorsäure, Pyrophosphorsäure und Mischungen davon.
Vorrichtung
Im Hinblick auf noch einen anderen Gesichtspunkt dieser Erfindung wird eine Vorrichtung zum Erzeugen von Wärme bereitgestellt, wobei die Vorrichtung einen Behälter und Wärme erzeugende Teilchen umfasst, welche eine wasserlösliche Beschichtung umfassen, die einen Teil der Teilchen umschließt. Die Vorrichtung umfasst ferner wahlweise einen Puffer, eine wässrige Lösung oder Kombinationen davon. Die Reaktionskomponenten für die Verwendung in den Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung sind dieselben wie diejenigen, die weiter oben erläutert wurden. Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise eine in sich geschlossene und transportable Vorrichtung, in der eine exotherme Reaktion durchgeführt wird. Vorzugsweise sollte der Vorrichtungsbehälter mindestens eine Belüftungsöffnung oder Öffnung zur Abgabe der flüchtigen Bestandteile aufweisen, die während der exothermen Reaktion austreten. Darüber hinaus sollte der Behälter aus einem Material bestehen, das der Höchsttemperatur der exothermen Reaktion standhalten kann. Viele Materialien erfüllen diese Anforderung, weil die Höchsttemperatur der Reaktion so niedrig wie 35°C sein kann, eine Reaktion bei höheren Temperaturen könnte eine höhere Temperaturtoleranz erfordern. Glas, Kunststoff, Styropor, Metall, flüssigkeitsundurchlässiges Papier und viele andere Materialien sind für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet. Der Behälter kann klar, durchsichtig, lichtdurchlässig oder undurchsichtig sein. In den vorliegenden Vorrichtungen können die Wärme erzeugenden Teilchen in Form eines trockenen Pulvers, suspendiert in einem Gel oder suspendiert in einer nichtwässrigen Lösung vorliegen.
3 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Die Vorrichtung 10 umfasst einen Behälter 12 und eine Reaktionsmischung 20, welche Wärme erzeugende Teilchen 22 mit der Beschichtung 24 aufweist. Die Reaktionsmischung 20 umfasst ferner die Pufferteilchen 26 und eine wässrige Lösung 28.
Die in den Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung verwendete Reaktionsmischung sollte steuerbar sein, wie oben erläutert. Das heißt, wenn die Reaktionskomponenten in den vorliegenden Vorrichtungen vermischt werden, sollte die Reaktionsmischung innerhalb von weniger als 20 Minuten, vorzugsweise innerhalb von weniger als 10 Minuten und mehr bevorzugt innerhalb von weniger als 5 Minuten auf eine festgelegte Temperatur erhöht werden, die höher als 35°C und niedriger als 75°C ist, vorzugsweise zwischen 35°C und 60°C und am meisten bevorzugt zwischen 35°C und 50°C liegt. Vorzugsweise verbleibt die Reaktionsmischung in der Vorrichtung für mindestens 45 Minuten, vorzugsweise mindestens 60 Minuten und mehr bevorzugt mindestens 90 Minuten innerhalb von 15°C von der festgelegten Temperatur. Andere Steuersequenzen wie diejenigen, die oben in Verbindung mit der Reaktionsmischung beschrieben worden sind, werden zum Gebrauch in der vorliegenden Vorrichtung in Betracht gezogen.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele illustrieren die Reaktionsmischungen der vorliegenden Erfindung, sollen jedoch nicht notwendigerweise den Schutzumfang der Erfindung einschränken oder auf andere Art und Weise begrenzen.
Verfahren zum Beschichten der Wärme erzeugenden Teilchen
Wärme erzeugende Teilchen werden mit Polyethylenglycol wie folgt beschichtet. Eine Vormischung wird durch Kombinieren von Magnesiumpulver und wasserfreier Citronensäure (1:6,5 Gewicht/Gewicht, beide Bestandteile von Wako Chemicals) hergestellt. Die Vormischung wird dann zu geschmolzenem Polyethylenglycol hinzugefügt. Das geschmolzene Polyethylen ist eine Mischung aus drei verschiedenen Molekulargewichten, PEG 600 (von Union Carbide), PEG 1000 (von Wako Chemicals) und PEG 2000 (von Wako Chemicals). Die geschmolzene PEG-Mischung beträgt etwa 50°C. Die Mischung wird danach bei 5°C für 10 Minuten auf etwa 20–25°C abgekühlt. Das Produkt umfasst PEG mit drei unterschiedlichen Molekulargewichten, Magnesiumpulver und wasserfreies Citronensäurepulver und ist ein Gel mit suspendierten Teilchen.

Claims

Exotherme Reaktionsmischung, die durch die Zugabe einer wässrigen Lösung, die Wärme erzeugende Teilchen umfasst, die eine wasserlösliche Beschichtung umfassen, die einen Abschnitt der Teilchen umschließt, Wärme erzeugt, wobei die Beschichtung ein Material umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus wasserlöslichen Alkylenglycolen, wasserlöslichen Alkoholen und Mischungen davon, und wobei die Wärme erzeugenden Teilchen ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus nicht komplexierten Metallen, Metallsalzen, Metalloxiden, Metallhydroxiden, Metallhydriden und Mischungen davon, wobei die Metalle ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Beryllium, Magnesium, Lithium, Natrium, Calcium, Kalium, Eisen, Kupfer, Zink, Aluminium und Mischungen davon.
Reaktionsmischung nach Anspruch 1, wobei die Reaktionsmischung ferner eine wässrige Lösung umfasst.
Reaktionsmischung nach Anspruch 1, wobei die Reaktionsmischung ferner einen Puffer umfasst.
Reaktionsmischung nach Anspruch 2, wobei die Temperatur der Reaktionsmischung bei Vermischen der Wärme erzeugenden Teilchen und der wässrigen Lösung innerhalb von weniger als 20 Minuten auf eine festgelegte Temperatur ansteigt, die mehr als 35°C und weniger als 75°C beträgt.
Reaktionsmischung nach Anspruch 4, wobei die Reaktionsmischung mindestens etwa 45 Minuten lang innerhalb von 15°C der festgelegten Temperatur verbleibt.
Reaktionsmischung nach Anspruch 1, wobei die Wärme erzeugenden Teilchen einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 10 Mikrometer bis 1.000 Mikrometer aufweisen.
Reaktionsmischung nach Anspruch 1, wobei die Wärme erzeugenden Teilchen ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Berylliumhydroxid, Berylliumoxid, Berylliumoxid-Monohydrat, Lithiumaluminiumhydrid, Calciumoxid, Calciumhydrid, Kaliumoxid, Magnesiumchlorid, Magnesiumsulfat, Aluminiumbromid, Aluminiumiodid, Natriumtetraborat, Natriumphosphat und Mischungen davon.
Reaktionsmischung nach Anspruch 3, wobei der Puffer ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Citronensäure, Äpfelsäure, Fumarsäure, Bernsteinsäure, Weinsäure, Ameisensäure, Essigsäure, Propansäure, Buttersäure, Valeriansäure, Oxalsäure, Malonsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Glycolsäure, Asparaginsäure, Pimelinsäure, Maleinsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephtalsäure, Glutaminsäure, Milchsäure, Hydroxyacrylsäure, alpha-Hydroxybuttersäure, Glycerinsäure, Tartronsäure, Salicylsäure, Gallussäure, Mandelsäure, Tropasäure, Ascorbinsäure, Gluconsäure, Zimtsäure, Benzoesäure, Phenylessigsäure, Nicotinsäure, Kaininsäure, Sorbinsäure, Pyrrolidoncarbonsäure, Trimelithsäure, Benzolsulfonsäure, Toluolsulfonsäure, Kaliumdihydrogenphosphat, Natriumhydrogensulfit, Natriumdihydrogenphosphat, Kaliumhydrogensulfit, Natriumhydrogenpyrosulfit, saurem Natriumhexametaphosphat, saurem Natriumpyrophosphat, saurem Kaliumpyrophosphat, Sulfaminsäure, Orthophosphorsäure, Pyrophosphorsäure und Mischungen davon.
Reaktionsmischung nach Anspruch 3, wobei das Gewichtsverhältnis der Wärme erzeugenden Teilchen zu dem Puffer im Bereich von 1000:1 bis 1:1000 liegt.
Reaktionsmischung nach Anspruch 2, wobei die Temperatur der Reaktionsmischung bei Vermischen der Wärme erzeugenden Teilchen und der wässrigen Lösung bei einer tatsächlichen Anstiegsgeschwindigkeit ansteigt, die in °C/Minute gemessen wird, und wobei die tatsächliche Anstiegsgeschwindigkeit mindestens 45 Minuten innerhalb von 0,5°C/Minute einer vorbestimmten Anstiegsgeschwindigkeit verbleibt.
Reaktionsmischung nach Anspruch 10, wobei die vorbestimmte Anstiegsgeschwindigkeit weniger als 2°C/Minute beträgt.
Reaktionsmischung nach Anspruch 1, wobei die Wärme erzeugenden Teilchen unbeschichtete Teilchen umfassen.
Reaktionsmischung nach Anspruch 12, wobei die Wärme erzeugenden Teilchen Mischungen aus unbeschichteten Teilchen, ersten beschichteten Teilchen und zweiten beschichteten Teilchen umfassen.
Verfahren zum Erzeugen von Wärme, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellen der Wärme erzeugenden Teilchen nach Anspruch 1; und b) Hinzufügen einer wässrigen Lösung zu den beschichteten Wärme erzeugenden Teilchen.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen eines Puffers; und b) Hinzufügen des Puffers zu der wässrigen Lösung und den Wärme erzeugenden Teilchen.
Vorrichtung zum Erzeugen von Wärme, umfassend einen Behälter und die Wärme erzeugenden Teilchen nach Anspruch 1.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Reaktionsmischung ferner einen Puffer umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei eine Reaktionsmischung geschaffen wird, wenn die Wärme erzeugenden Teilchen mit einer wässrigen Lösung vermischt werden, und die Temperatur der Reaktionsmischung innerhalb von mindestens 20 Minuten auf eine festgelegte Temperatur ansteigt, die mehr als 40°C und weniger als 75°C beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Reaktionsmischung mindestens 45 Minuten innerhalb von 15°C der festgelegten Temperatur verbleibt.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Wärme erzeugenden Teilchen in Form eines trockenen Pulvers vorliegen.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Wärme erzeugenden Teilchen in einem Gel, einer nichtwässrigen Flüssigkeit und Mischungen davon suspendiert sind.
Reaktionsmischung nach Anspruch 2, wobei die Temperatur der Reaktionsmischung bei Vermischen der Wärme erzeugenden Teilchen und der wässrigen Lösung auf eine erste festgelegte Temperatur ansteigt und für einen ersten Zeitraum innerhalb von 15°C der ersten festgelegten Temperatur verbleibt und die Temperatur der Reaktionsmischung danach zu einer zweiten festgelegten Temperatur wechselt und für einen zweiten Zeitraum innerhalb von 15°C der zweiten festgelegten Temperatur verbleibt.
Reaktionsmischung nach Anspruch 22, wobei der erste Zeitraum mindestens 15 Minuten beträgt und der zweite Zeitraum mindestens 15 Minuten beträgt.
Reaktionsmischung nach Anspruch 22, wobei die erste festgelegte Temperatur mindestens 10°C höher ist als die zweite festgelegte Temperatur.
Reaktionsmischung nach Anspruch 22, wobei die erste festgelegte Temperatur mindestens 10°C niedriger ist als die zweite festgelegte Temperatur.