DE60313203T2

DE60313203T2 - Kits bestehend aus körperkompresse und lösbar befestigbare thermische vorrichtung

Info

Publication number: DE60313203T2
Application number: DE60313203T
Authority: DE
Inventors: Andrew Raymond Cincinnati CIPRA; Gwen Elaine Morrow PACE
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Wyeth LLC
Priority date: 2002-11-06
Filing date: 2003-11-03
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2023-11-04
Also published as: EP1558187B1; DE60313203D1; BR0316042A; WO2004043312A1; CA2504463C; ATE359046T1; CA2504463A1; CN1708265A; MXPA05004898A; US20040097856A1; JP2006504496A; EP1558187A1; AU2003287479A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Kits, die eine oder mehrere Körperkompressen und eine oder mehrere thermische Vorrichtungen umfassen, wobei das Kit Mittel zum lösbaren Befestigen der thermischen Vorrichtung an einer der Körperkompressen umfasst. Die thermischen Vorrichtungen sind wegwerfbar und können nach Gebrauch entsorgt werden, während die Körperkompressen dauerhafter sind und wiederverwendet werden können.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein geläufiges Verfahren zur Behandlung temporären oder chronischen Schmerzes ist die Anwendung von Wärme auf dem betroffenen Bereich. Solche Wärmebehandlungen werden als Therapiemittel für Bedingungen verwendet, zu denen Schmerzen, Steifigkeit in Muskeln und Gelenken, Nervenschmerz, Rheumatismus und dergleichen zählen. In der Regel ist das Verfahren zur Linderung von Schmerz mit Wärmebehandlungen bislang die äußerliche Anwendung relativ großer Wärme, z. B. mehr als ungefähr 40 °C für einen kurzen Zeitraum, z. B. von ungefähr zwanzig Minuten bis ungefähr eine Stunde.
Während elastische Kompressionsbandagen bislang verwendet werden, um die Stabilisierung betroffener Bereiche während der Heilung von Verletzungen zu unterstützen, sind Wärmekissen, Whirlpools, warme Umschläge, Wärmflaschen, Wärmepackungen und dergleichen gebräuchlich, um Wärme an den Bereich anzulegen, um den Schmerz der Gelenkverletzung zu lindern. Jedoch sind viele dieser Vorrichtungen zum Gebrauch auf einer regelmäßigen und verlängerten Basis unpraktisch, da die Wärmeenergie nicht unbedingt sofort, wenn sie benötigt wird, verfügbar ist oder nicht auf steuerbare Weise freigesetzt wird. Das heißt, viele dieser thermischen Einheiten oder Vorrichtungen bieten keine lang anhaltende Wärme und behalten auch keine beständige Temperatur über lange Zeiträume. Die richtige Positionierung der thermischen Energie kann während des Biegens des Gelenks möglicherweise auch nicht bewahrt werden. Die vorteilhaften therapeutischen Wirkungen aus dieser Wärmeverabreichung nehmen nach der Entfernung der Wärmequelle im Allgemeinen ab.
Einwegwärmepackungen auf der Grundlage von Eisenoxidation, wie jene, die in den US-Patenten Nr. 4,366,804, 4,649,895, 5,046,479 und Re. 32,026 beschrieben sind, sind bekannt. Jedoch haben sich solche Vorrichtungen nicht als zufrieden stellend erwiesen, da viele dieser Vorrichtungen sperrig sind, keine konsistente und gesteuerte Temperatur halten können, Schwierigkeiten bereiten, während des Gebrauchs an ihrem Platz zu bleiben, und/oder nicht zufrieden stellende physische Abmessungen haben, die ihre Wirksamkeit behindern. Speziell können solche Vorrichtungen nicht leicht in Wickel integriert werden, die sich verschiedenen Körperkonturen bequem und zuverlässig anpassen können, und liefern somit inkonsistente, unangenehme und/oder unbequeme Wärmeanwendung am Körper. US-Patent Nr. 5,020,711 offenbart einen Beutel für wiederverwendbare Wärme/Kältepackungen zur Behandlung von Muskelverletzungen. DE 09207954 UI offenbart eine orthopädische Stützbandage, an die Wärmevorrichtungen angebracht werden können. WO 84/02071A offenbart eine Kompressionsbandage mit einem lösbar befestigten Beutel-Heizelement.
Vor sehr kurzer Zeit sind verbesserte Einwegkörperwickel in solchen Referenzen wie den US-Patenten Nr. 5,728,057; 5,728,058; 5,860,945; 6,048,326; 5,728,146; 5,735,889; 6,102,937; 6,123,717; 5,925,072; 6,074,413; 5,741,318; 5,980,562; 5,674,270; 5,837,005; 6,096,067; 6,019,782; 5,906,637; 6,024,761; 5,904,710 und 6,336,935; WO 98/29064; WO 97/01312; WO 97/01310; WO 97/49361; WO 98/29063; WO 99/09917; WO 99/09918 und WO 01/19302 beschrieben worden. Diese Referenzen offenbaren Einwegkörperwickel, die mehrere Wärmezellen umfassen, wobei die Körperwickel konsistente, lang anhaltende thermische Behandlung für den betroffenen Körperbereich liefern. Die in diesen Refe renzen beschriebenen Wickel und die darin eingearbeitete Technologie haben in der Technik bedeutende Fortschritte bereitgestellt.
Es wäre jedoch wünschenswert, Wickel bereitzustellen, die nicht sofort nach dem Aufbrauchen der Wärme- oder anderen thermischen Quelle weggeworfen werden. Seit kurzem werden Wickel wie HEAT ZONE^®, von AccuFitness, Englewood, CO, USA im Handel erhältlich, bereitgestellt, die einen mitteldauerhaften Körperwickel mit einer Tasche zur Platzierung eines einzelnen „Wärmekissens" enthält, das eine exotherme Zusammensetzung enthält. Zwar verringern diese Produkte die Einwegnatur des gesamten Produkts, aber die Wärmekissen sind Bewegung und Verschiebung ausgesetzt, wenn sie in der Tasche enthalten sind. Dies führt zu verringerter Wirksamkeit und Nützlichkeit des gesamten Wickels, da das Produkt nicht konsistent eine wirksame Wärmetherapie für den behandlungsbedürftigen Bereich liefern kann.
Die vorliegenden erfindungsgemäßen Kits stellen Vorteile im Vergleich zu den in der Technik bereitgestellten bereit. Tatsächlich stellen die vorliegenden Kits Körperkompressen bereit, die konsistent die thermische Quelle für den behandlungsbedürftigen Bereich liefern, da die thermische Quelle bei Gebrauch lösbar an der Kompresse befestigt ist. Diese und andere Vorteile der Kniewickel sind hierin spezieller beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kits, die eine Körperkompresse und eine lösbar befestigte thermische Vorrichtung nach Anspruch 1 umfassen.
Zu beispielhaften Körperkompressen gehören Kniewickel, Halswickel, Rückenwickel und Menstruationsschmerz lindernde Kompressen. Die lösbar zu befestigenden thermischen Vorrichtungen sind vorzugsweise wegwerfbar. Deshalb ist eine weitergehende Verwendung der bevorzugten haltbaren Körperkompresse möglich, mit Austausch verschiedener thermischer Einwegvorrichtungen nach dem Aufbrauchen jeder thermischen Vorrichtung.
Die vorliegende Erfindung kann verwendet werden, um Schmerz zu behandeln, der aus akutem Muskel-, akutem Skelett-, akutem Übertragungs-, wiederkehrendem Muskel-, wiederkehrendem Skelett-, wiederkehrendem Übertragungs-, chronischem Muskel-, chronischem Skelett-, chronischem Übertragungsschmerz und Kombinationen davon ausgewählt ist, durch Anlegen der vorstehenden Körperkompresse, an der ein oder mehrere thermische Vorrichtungen lösbar befestigt sind, an den behandlungsbedürftigen Bereich oder, als Alternative, Anlegen der vorstehenden Körperkompresse an den behandlungsbedürftigen Bereich, gefolgt von lösbarer Befestigung einer oder mehrerer thermischer Vorrichtungen an der angelegten Körperkompresse.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Während diese Erfindung mit Ansprüchen schließt, welche die vorliegende Erfindung speziell darstellen und beanspruchen, wird angenommen, dass die vorliegende Erfindung aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen besser verständlich wird, die zusammen mit den beigefügten Zeichnungen gegeben wird, in denen:
1 eine Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Körperkompresse, die in den vorliegenden Kits verwendet wird, ist, wobei die Körperkompresse ein Kniewickel ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Verschiedene Dokumente, einschließlich zum Beispiel Veröffentlichungen und Patente, werden in dieser Offenbarung rezitiert.
Alle Prozent- und Verhältnisangaben sind, sofern nicht anders angegeben, nach Gewicht berechnet. Alle Prozentsätze und Verhältnisse sind auf Grundlage der Gesamtzusammensetzung berechnet, sofern nicht anderweitig angegeben.
Hierin wird auf Handelsbezeichnungen für Bestandteile Bezug genommen, die verschiedene Bestandteile einschließen, die in der vorliegenden Erfindung benutzt wer den. Die Erfinder hierin haben nicht die Absicht, durch Materialien unter einem bestimmten Handelsnamen beschränkt zu werden. Materialien (z. B. von einer anderen Quelle unter einem anderen Namen oder einer anderen Referenznummer erhältliche), die den mit Handelsnamen bezeichneten gleichwertig sind, können diese ersetzen und in den Beschreibungen hierin verwendet werden.
Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff „Säuger" Säuger mit Wirbelsäule. Bevorzugte Säuger sind Menschen und Haustiere (z. B. Hauskatzen, -hunde, -pferde, -rinder oder andere ähnliche Tiere). Die am meisten bevorzugten Säuger sind Menschen.
Wie hier verwendet, bedeutet der Begriff „mehrere" im Bezug auf ein gegebenes Substantiv mehr als eine, vorzugsweise mehr als zwei, mehr bevorzugt mehr als drei und am meisten bevorzugt mehr als vier Einheiten des gegebenen Substantivs.
Kits und Verfahren der vorliegenden Erfindung
Zu den vorliegenden Kits gehören jene, die Folgendes umfassen:

(a) eine oder mehrere Körperkompressen und
(b) eine oder mehrere thermische Vorrichtungen, die jeweils mehrere exotherme oder endotherme Thermozellen umfassen; und
(c) Mittel zum lösbaren Befestigen einer oder mehrerer der thermischen Vorrichtungen an einer der Körperkompressen, umfassend einen selbst klebendes Haftmittel.

Die Kits können eine beliebige gewünschte Anzahl an Körperkompressen und thermischen Vorrichtungen umfassen. Da die Körperkompressen als haltbare oder mittelhaltbare Vorrichtungen gedacht sind, können typische Kits zum Beispiel eine Körperkompresse und eine oder mehrere thermische Vorrichtungen umfassen. Dies ist praktisch für den Benutzer, der wählen kann, die Körperkompresse bei mehreren Gelegenheiten zu verwenden, aber eine gegebene thermische Vorrichtung nach dem Aufbrauchen der Vorrichtung entsorgen kann. In der Regel ist, wie nachstehend beschrieben, jede thermische Vorrichtung separat in einer sekundären Verpackung enthalten, so dass die Körperkompresse und eine oder mehrere thermische Vorrichtungen jeweils separat in sekundären Verpackungen enthalten sind und dann letztlich als ein einzelnes Kit verpackt werden. Die Verpackung für das einzelne Kit kann irgendeine von einer Reihe von Arten sein, zum Beispiel ein Karton oder eine Schachtel, die die Elemente des Kits enthalten.
Jedes der Elemente dieser Erfindung, sowie bevorzugter, fakultativer Ausführungsformen, ist hierin weiter beschrieben:
Die Körperkompresse
Die Kits gemäß dieser Erfindung umfassen eine oder mehrere Körperkompressen. Die Körperkompresse bietet Mittel zur Bedeckung oder Umwicklung des betroffenen Bereichs des Körpers, wobei der betroffene Bereich das Anlegen von Wärme oder Kühle für therapeutische oder andere Zwecke benötigt.
Die Körperkompresse kann jede aus einer Reihe von Wickeln, Kissen, Kompressen oder Ähnliches sein, die an den Körper eines Säugers angelegt werden können. Tatsächlich können die Körperkompressen hierin, als Vorteil der vorliegenden Erfindung, ständig verwendet werden, da die thermischen Vorrichtungen, die lösbar an der Körperkompresse befestigt werden können, in der Regel Bestandteile enthalten, die die thermische Vorrichtung wegwerfbar machen (wie nachstehend mit Bezug auf die thermischen Vorrichtungen weiter beschrieben). Dementsprechend kann die Körperkompresse nach dem Verbrauch der thermischen Vorrichtung wiederverwendet werden, indem die thermische Vorrichtung, wenn gewünscht, von der Körperkompresse gelöst wird. Die Körperkompresse ist vorzugsweise derart, dass sie für späteren Gerauch aufbewahrt wird und/oder hand- oder maschinenwaschbar ist, um die Integrität der Kompresse zu erhalten.
Zum Beispiel kann die Körperkompresse eine ACE^®-Bandage oder -Binde (im Handel erhältlich von Becton Dickenson, Franklin Lakes, NJ, USA) oder eine andere ähnliche Bandage oder Binde sein. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Körperkompresse irgendein Stretchmaterial, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf natürliche und synthetische Gummistoffe, Styrol-Blockcopolymere, Polyurethan, metallocenkatalysiertes Polyethylen und dergleichen. Diese Materialien können wahlweise Schaumstoffe, Vliesmaterialien, Gestricke, Folien, elastomere Gitterstoffe, Filme, Stränge, Stoffbänder, Bänder, strukturierte elastikartige Folien, Laminate von Vliesstoffen und den vorstehend genannten Materialien und dergleichen.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Körperkompresse die Gestaltung, Form, Bestandteile oder andere Merkmale bekannter thermischer Wickel oder Kissen aufweisen, wie in den US-Patenten Nr. 5,728,057; 5,728,058; 5,860,945; 6,048,326; 5,728,146; 5,735,889; 6,102,937; 6,123,717; 5,925,072; 6,074,413; 5,741,318; 5,980,562; 5,674,270; 5,837,005; 6,096,067; 6,019,782; 5,906,637; 6,024,761; 5,904,710 oder 6,336,935; WO 98/29064; WO 97/01312; WO 97/01310; WO 97/49361; WO 98/29063; WO 99/09917; WO 99/09918 oder WO 01/19302 dargelegt; mit der Ausnahme, dass die hierin verwendeten Körperkompressen am meisten bevorzugt frei von den thermischen Packungen und Wärmezellen sind, die in diesen vorstehenden Referenzen beschrieben sind, um der Kompresse Haltbarkeit zu verleihen. So können die Körperkompressen eine Reihe von verschiedenen Materialschichten umfassen, die in speziellen Formen und Ausrichtungen gestaltet sind, so dass sie auf dem behandlungsbedürftigen Teil des Körpers verwendet werden können. Zum Beispiel beschreiben diese Referenzen gemeinsam Kniewickel, Halswickel, Rückenwickel, Menstruationsschmerz lindernde Kompressen und dergleichen.
Da die Ausführungsformen hierin thermische Vorrichtungen umfassen, die eine oder mehrere exotherme oder endotherme Zusammensetzungen umfassen, ist es bevorzugt, dass die Körperkompressen hierin luftdurchlässig sind. Das heißt, die Körperkompresse ist vorzugsweise luftdurchlässig, damit die Kompresse keine exotherme oder endotherme Reaktion innerhalb der thermischen Vorrichtung hemmt, wenn die thermische Vorrichtung lösbar an der Kompresse befestigt ist.
Um der Körperkompresse zusätzliche Struktur und weitere Haltbarkeit zu verleihen, können eine oder mehrere fakultative Stützen einbezogen werden. Somit können die Stützen als elastische Versteifungsmittel dienen. Zum Beispiel können solche Stützen intern in die Schichten des Materials der Körperkompresse eingebettet sein. Alternativ können die Stützen auf einer Außenoberfläche der Körperkompresse angeordnet sein.
Zu beispielhaften Stützen gehören Klebstoffstreifen, die so positioniert sind, dass sie es der Körperkompresse ermöglichen, sich während der Verwendung mit Körperbewegungen zu biegen und sich daran anzupassen, wobei trotzdem Bündelung und Verformung minimiert werden. Zu beispielhaften Stützen aus Klebstoff gehört HL 1460-X, im Handel erhältlich von Fuller, Minneapolis, MN, USA. Kügelchen von ungefähr 5 mm Durchmesser können mit einer herkömmlichen Schmelzkleberpistole auf oder in die Körperkompresse extrudiert und dann kalandriert oder mit einer Presswalze auf die gewünschte Dicke geplättet werden. Die Dicke bestimmt in der Regel die Steifigkeit der Stützen. Vorzugsweise beträgt die Dicke der Stützen von ungefähr 0,3 mm bis ungefähr 5 mm. Wenn die Stützen innerhalb der Körperkompresse angebracht sind, werden dann andere Schichten der Körperkompresse hinzugefügt, um die fertige Kompresse bereitzustellen. Zu bevorzugten Materialien für die Stützen gehören zum Beispiel Polyethylen oder Polypropylen. In der Regel haben die Stützen unabhängig voneinander eine Dicke von ungefähr 0,5 mm bis ungefähr 2 mm, am meisten bevorzugt von ungefähr 0,75 mm bis ungefähr 1,25 mm. Die Stützen können Schmelzkleber, der direkt auf die Körperkompresse extrudiert oder gedruckt ist, oder aus Bahnen ausgeschnitten und einzeln an der Kompresse befestigt sein.
Alternativ können Stützen aus steifem Kunststoff oder Metall hergestellt sein. Bei steifen Kunststoff- und Metallstützen können wahlweise Taschen in die Kompresse eingenäht werden, und dann werden einzelne Stützen gebildet und angebracht.
Die Körperkompresse wird in der gewünschten Form gestaltet, abhängig von der erforderlichen Behandlung. Dies wird hierin mit einem Kniewickel veranschaulicht, der hierin als 1 dargelegt ist. Mit Bezug auf 1 umfasst die Körperkompresse (in der Form eines Kniewickels) eine erste Befestigungszone 11 und eine zweite Befestigungszone 12, wobei jede der Befestigungszonen für die lösbare Befestigung an einer thermischen Vorrichtung geeignet ist. Die Körperkompresse umfasst ferner einen oberen Riemenabschnitt 13 und einen unteren Riemenabschnitt 14, die zum Umgeben des Knies des Benutzers geeignet sind. Die Riemenabschnitte 13 und 14 umfassen das erste Elastikelement 15 bzw. das zweite Elastikelement 16, die angemessenen Sitz abhängig von den Bedürfnissen des jeweiligen Benutzers erlauben. Die Riemenabschnitte 13 und 14 umfassen ferner erste Hakenelemente 17 und zweite Hakenelemente 18, damit die Körperkompresse während des Gebrauchs um das Knie des Benutzers herum befestigt werden kann. Die Öffnung 19 ist dazu geeignet, das Vorstehen der Kniescheibe des Benutzers zuzulassen.
Der Fachmann versteht, dass 1, die eine Körperkompresse in der Form eines Kniewickels darstellt, nur beispielhaft ist und dass andere Formen von Wickeln verwendet werden können. Zum Beispiel kann die hierin verwendete Körperkompresse ein Halswickel, ein Rückenwickel, eine Menstruationsschmerz lindernden Kompresse oder Ähnliches sein. Eine Anleitung für verschiedene Formen für Kompressen ist in den US-Patenten Nr. 5,728,057; 5,728,058; 5,860,945; 6,048,326; 5,728,146; 5,735,889; 6,102,937; 6,123,717; 5,925,072; 6,074,413; 5,741,318; 5,980,562; 5,674,270; 5,837,005; 6,096,067; 6,019,782; 5,906,637; 6,024,761; 5,904,710; oder 6,336,935; WO 98/29064; WO 97/01312; WO 97/01310; WO 97/49361; WO 98/29063; WO 99/09917; WO 99/09918 oder WO 01/19302 zu finden; jedoch wird erneut darauf hingewiesen, dass die hierin beschriebenen Körperkompressen am meisten bevorzugt frei von den thermischen Packungen und Wärmezellen sind, die in diesen vorstehenden Referenzen beschrieben sind, um der Kompresse Haltbarkeit zu verleihen.
Die thermische Vorrichtung
Die hierin verwendete thermische Vorrichtung ist zum Bereitstellen von Wärme oder Kälte, wie gewünscht oder benötigt, für das Gelenk des Benutzers geeig net, wenn sie lösbar an der Körperkompresse befestigt wird. Als solche umfasst die thermische Vorrichtung vorzugsweise eine oder mehrere, vorzugsweise mehrere Thermozellen.
Die thermischen Vorrichtungen umfassen eine oder mehrere Thermozellen, die je nach Anwendung eine exotherme oder endotherme Zusammensetzung umfassen. Thermische Vorrichtungen, die mehrere Thermozellen umfassen, sind hierin bevorzugt, besonders wenn solche Zellen beabstandet und innerhalb oder an der Struktur der thermischen Vorrichtung befestigt sind. Die Zellen sind eine einheitliche Struktur, die die exotherme oder endotherme Zusammensetzung umfasst, die innerhalb von zwei Schichten eingeschlossen ist, wobei mindestens eine Schicht sauerstoffdurchlässig sein kann, und die in der Lage ist, lang anhaltendes Wärmen oder Kühlen mit verbesserter Temperatursteuerung bereitzustellen, und spezielle physische Abmessungen und Fülleigenschaften aufweist. Diese Zellen können als einzelne Temperatursteuerungseinheiten oder in einer Thermopackung, die mehrere einzelne Zellen umfasst, die auch leicht in Einwegkörperwickel, Pads und dergleichen integriert werden können, verwendet werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die thermischen Vorrichtungen problemlos zum diesbezüglichen Gebrauch anpassbar, wie zum Beispiel in den US-Patenten Nr. 6,020,040 und 6,146,732 und WO 98/29066 beschrieben. In dieser Ausführungsform umfassen die thermischen Vorrichtungen in der Regel mindestens eine kontinuierliche Schicht eines Materials, das vorzugsweise spezielle thermophysikalische Eigenschaften aufweist, und mehrere einzelne Wärmezellen, die vorzugsweise eine exotherme Zusammensetzung umfassen und die beabstandet und innerhalb oder an der Struktur der thermischen Einwegvorrichtung befestigt sind.
Beim Beschreiben dieser bevorzugten thermischen Vorrichtungen ist es von Nutzen, eine Reihe von hierin verwendeten Begriffen zu definieren:
„Agglomerierte Vorkomprimierungszusammensetzung" bezeichnet die Mischung von trockenen pulverförmigen Bestandteilen, umfassend Eisenpulver, kohlenstoff haltiges Pulver, Metallsalz(e), Wasserhaltemittel, Agglomerationshilfe(n) und Trockenbindemittel, vor der direkten Komprimierung.
„Direktkomprimierung" bedeutet, dass eine trockene pulverförmige Mischung ohne die Verwendung von typischen nassen Bindemitteln/Lösungen, um die Teilchen aneinander zu haften, gemischt, verdichtet und zu Pellets, Tabletten oder Formlingen geformt wird. Alternativ wird die trockene pulverförmige Mischung vermengt und mit Walzen komprimiert oder brikettiert, gefolgt von Mahlen und Sieben, wodurch direkt komprimierte Granalien erzeugt werden. Direktkomprimierung kann auch als Trockenverdichtung bekannt sein.
„Heizelemente" bezeichnet die exothermen, direkt komprimierten, trocken agglomerierten Vorkomprimierungszusammensetzungen, die zu Komprimierungsartikeln, wie Granalien, Pellets, Formlingen und/oder Tabletten geformt werden, die in der Lage sind, durch die exotherme Oxidationsreaktion von Eisen Wärme zu erzeugen, nachdem eine wässrige Lösung, wie Wasser oder Sole (Salzlösung), zugegeben worden ist. Agglomerationsgranalien der agglomerierten Vorkomprimierungszusammensetzung sind auch als Heizelemente hierin eingeschlossen.
„Füllvolumen" bezeichnet das Volumen der teilchenförmigen Zusammensetzung oder des komprimierten, mit Wasser gequollenen Heizelements in der gefüllten Wärmezelle. „Hohlraumvolumen" bezeichnet das Zellvolumen, das von der teilchenförmigen Zusammensetzung oder dem komprimierten, mit Wasser gequollenen Heizelement in einer fertigen Wärmezelle ungefüllt bleibt, ausschließlich des ungefüllten Raumes innerhalb einer Tablette, die ein Loch oder ein Reservoir umfasst, in einer fertigen Wärmezelle, gemessen ohne Differenzialdruck in der Wärmezelle und ohne zusätzliche Dehnung oder Verformung des Substratmaterials. „Zellvolumen" bezeichnet das Füllvolumen plus Hohlraumvolumen der Wärmezelle.
„Kontinuierliche Schicht oder Schichten" bezeichnet eine oder mehrere Schichten eines Materials, die über ihre Länge und/oder Breite ununterbrochen oder teilweise, aber nicht vollständig, durch ein anderes Material, Löcher, Perforationen und dergleichen unterbrochen sind.
„Steif" bezeichnet die Eigenschaft eines Materials, wobei das Material flexibel sein kann und dennoch im Wesentlichen steif und unnachgiebig ist und keine Faltlinien infolge von Gravitationszug- oder anderen leichten Kräften bildet.
„Halbsteifes Material" bezeichnet ein Material, das zu einem gewissen Grad oder in einigen Teilen steif ist, d. h. mindestens zweidimensionales Fallvermögen bei einer Temperatur von ungefähr 25 °C aufweist, und eine Festigkeit aufweist, um strukturelle Unterstützung der Wärmezellen in einem ungestützten Format zu bewahren und/oder um inakzeptables Dehnen von Strukturen des Materials bei Verarbeitung oder Gebrauch zu vermeiden und/oder um leichten Zugang zu den Inhalten der Wärmezelle zu verhindern, während noch gute allgemeine Falleigenschaften bei Erwärmung bewahrt werden.
„Zweidimensionales Fallvermögen" bedeutet Fallvermögen, das über eine kontinuierliche Schicht oder Schichten, über eine thermische Vorrichtung oder über einen ausgewählten Bereich von einer Schicht oder Schichten oder einer thermischen Vorrichtung ausschließlich entlang einer Achse, d. h. unter Bildung einer Faltlinie, auf Kosten anderer Faltlinien infolge von Gravitationszug- oder anderen leichten Kräften auftritt.
„Dreidimensionales Fallvermögen" bedeutet Fallvermögen, das gleichzeitig über eine kontinuierliche Schicht oder Schichten, über eine thermische Vorrichtung oder über einen ausgewählten Bereich von einer Schicht oder Schichten oder einer thermischen Vorrichtung entlang von zwei oder mehr Achsen, d. h. unter Bildung von zwei oder mehr Faltlinien, infolge von Gravitationszug- oder anderen leichten Kräften auftritt.
„Faltlinien" bezeichnet die Linie, entlang der ein Material eine temporäre oder permanente Falte, Erhebung oder Fallkante infolge von Gravitationszug- oder anderen leichten Kräften bildet.
Die thermischen Vorrichtungen dieser Ausführungsform umfassen mindestens eine kontinuierliche Schicht aus einem Material, das vorzugsweise spezielle thermophysikalische Eigenschaften aufweist. Das Material der mindestens einen kontinuierlichen Schicht ist bei Raumtemperatur, zum Beispiel 25 °C oder darunter, vorzugsweise halbsteif, wird aber bei Erwärmung auf 35 °C oder mehr weich und wesentlich weniger steif. Wenn Wärmezellen, die innerhalb oder an der einheitlichen Struktur der thermischen Vorrichtung befestigt sind, aktiv sind, das heißt bei einer Wärmezellentemperatur von 35 °C bis 60 °C, vorzugsweise von 35 °C bis 50 °C, mehr bevorzugt von 35 °C bis 45 °C und am meisten bevorzugt von 35 °C bis 40 °C, wird der schmale Abschnitt der kontinuierlichen Schicht oder Schichten des Materials, das jede Wärmezelle unmittelbar umgibt, deshalb vorzugsweise weich und fungiert als Gelenk zwischen den Wärmezellen und den übrigen steiferen Abschnitten der kontinuierlichen Schicht oder Schichten, wobei er sich vorzugsweise mehr als entweder die Wärmezellen oder die kühleren, steiferen Abschnitte biegt. Dies führt zu einer thermischen Vorrichtung, die ausreichende Steifigkeit besitzt, um strukturelle Unterstützung der Wärmezellen zu bewahren und unerwünschtes Dehnen von Strukturen der kontinuierlichen Schicht oder Schichten bei Verarbeitung oder Gebrauch zu verhindern, während noch gute allgemeine Falleigenschaften bei Erwärmung bewahrt werden. Die thermischen Vorrichtungen passen sich leicht an eine große Vielfalt an Körperkompressengestaltungen an, bieten konsistente, praktische und komfortable Wärmeanwendung und eine hervorragende Anpassbarkeit an Körperformen, während sie ausreichende Steifigkeit behalten, um leichten Zugang zu den Inhalten der Wärmezellen zu verwehren.
Die kontinuierliche Schicht oder die kontinuierlichen Schichten umfassen vorzugsweise ein Material, das bei einer Temperatur von 25 °C halbsteif ist und das bei ei ner Temperatur von 35 °C oder mehr weich, d. h. wesentlich weniger steif, wird. Das heißt, das Material hat eine Zugfestigkeit, innerhalb des Bereichs der elastischen Verformung des Materials, von 0,7 g/mm² oder mehr, vorzugsweise 0,85 g/mm² oder mehr, mehr bevorzugt ungefähr 1 g/mm² oder mehr bei 25 °C und eine wesentlich geringere Zugfestigkeit bei 35 °C oder mehr. „Wesentlich geringer", wie in diesem Kontext verwendet, bedeutet, dass die Zugfestigkeit des Materials bei 35 °C oder mehr statistisch erheblich geringer ist als die Zugfestigkeit bei 25 °C, bei angemessener statistischer Zuverlässigkeit (d. h. 95 %) und Kraft (d. h. > 90 %).
In der Regel wird die Zugfestigkeit mit einer einfachen Zugprüfung auf einer elektronischen Zugprüfmaschine, wie einer Universalzugprüfmaschine mit konstanter Verlängerungsgeschwindigkeit mit einem Computer, Instron Engineering Corp., Canton, MA, USA, gemessen. Es kann jede standardgemäße Zugprüfung verwendet werden, zum Beispiel werden Materialproben zu Streifen mit einer Breite von 2,54 cm (ungefähr 1 Zoll) und einer Länge von 7,5 cm (ungefähr 3 Zoll) bis 10 cm (ungefähr 4 Zoll) geschnitten. Die Enden der Streifen werden mit genügend Spannung, um ein Durchhängen zu vermeiden, aber ohne Belastung des Kraftaufnehmers in die Klemmbacken des Geräts gegeben. Die Temperatur der Probe wird dann bei der gewünschten Testtemperatur stabilisieren gelassen. Der Kraftaufnehmer des Geräts wird auf 22,7 kg (50 Pound) Belastung eingestellt, die Verlängerungsgeschwindigkeit auf 5 mm eingestellt, und die Kreuzkopfgeschwindigkeit wird auf 50 cm/min eingestellt. Das Gerät wird gestartet, und die Zugfestigkeitsdaten werden vom Computer erfasst. Dann wird die Probe aus dem Gerät genommen.
Die Zugfestigkeit kann als die Neigung bzw. Kurve der Zuglast gegen die Verlängerung bei elastischer Verformung der Materialien mit folgender Gleichung berechnet werden: m = (LB)
Worin m = die Neigung in g/mm² bei elastischer Verformung;
L = die Belastung bei Verlängerung in g/mm; und
E = die Verlängerung in mm.
Die kontinuierliche Schicht oder die kontinuierlichen Schichten umfasst bzw. umfassen vorzugsweise auch mindestens zweidimensionales Fallvermögen bei 25 °C, d. h. eine einzige Falte oder ein einziger Knick tritt in dem Material entlang einer einzigen Achse auf, und vorzugsweise dreidimensionales Fallvermögen bei 35 °C oder mehr, d. h. zwei oder mehr Falten oder Knicke treten entlang mehrerer Achsen auf. Das Fallvermögen kann bestimmt werden, indem eine quadratische Materialprobe, zum Beispiel 30 cm (12 Zoll) mal 30 cm (12 Zoll), am Ende einer zylindrischen Welle mit einem spitzen Ende platziert und zentriert wird, wobei das Material aufgrund von Schwerkräften fallen gelassen wird, und die Anzahl der Faltlinien gezählt wird. Materialien, die eindimensionales Fallvermögen aufweisen, d. h. keine Falten oder Knicke in irgendeiner Richtung haben, werden als steif bestimmt, während Materialien, die mindestens zweidimensionales Fallvermögen aufweisen, d. h. mindestens eine Falt- oder Knicklinie haben, die sich entlang mindestens einer Achse bildet, als halbsteif bestimmt werden.
Unterschiedliche Materialien können in der Lage sein, die speziellen, vorstehend beschriebenen Anforderungen zu erfüllen, vorausgesetzt, dass die Dicke eingestellt ist. Solche Materialien können, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Polyethylen, Polypropylen, Nylon, Polyester, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyurethan, Polystyrol, verseiftes Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, Naturkautschuk, wiedergewonnenen Kautschuk, Synthesekautschuk und Mischungen davon einschließen. Diese Materialien können allein verwendet werden, vorzugsweise extrudiert, mehr bevorzugt coextrudiert, am meisten bevorzugt coextrudiert mit einem Polymer mit niedriger Schmelztemperatur, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, Hochdruckpolyethylen und Mischungen davon.
Die kontinuierliche Schicht oder die kontinuierlichen Schichten aus Material umfassen vorzugsweise Polypropylen, mehr bevorzugt ein coextrudiertes Material, das Polypropylen umfasst, am meisten bevorzugt ein coextrudiertes Material, wobei eine erste Seite Polypropylen umfasst, vorzugsweise von 10 % bis 90 %, mehr bevorzugt von 40 % bis 60 % der Gesamtdicke des Materials, und eine zweite Seite eine Verbindungsschicht aus einem Copolymer mit niedriger Schmelztemperatur, vorzugsweise EVA, umfasst. Die kontinuierliche Materialschicht oder die kontinuierlichen Materialschichten umfassen vorzugsweise eine Dicke des kombinierten Flächengewichts von weniger als 50 μm, mehr bevorzugt weniger als 40 μm, am meisten bevorzugt weniger als 30 μm.
Ein besonders geeignetes und bevorzugtes Material für die kontinuierliche Schicht oder die kontinuierlichen Schichten ist ein coextrudiertes Material mit einer ersten Seite aus Polypropylen und einer zweiten Seite aus EVA mit einer Gesamtmaterialdicke von 20 μm bis 30 μm, vorzugsweise 25 μm (1 mil), wobei das Polypropylen 50 % und die EVA-Verbindungsschicht 50 % der Gesamtmaterialdicke ausmacht. Dieses Material ist von Clopay Plastic Products, Cincinnati, Ohio, USA als P18-3161 erhältlich. Wenn das coextrudierte Polypropylen/EVA-Material zur Herstellung der thermischen Vorrichtungen und/oder Wärmezellen verwendet wird, ist die Polypropylenseite nach außen ausgerichtet (d. h. weg von der exothermen Zusammensetzung).
Gute allgemeine Falleigenschaften und/oder hervorragende Anpassbarkeit an verschiedene Körperformen und/oder erhöhte strukturelle Unterstützung der thermischen Vorrichtung können auch durch selektives Anordnen der Wärmezellen in Positionen, die innerhalb oder an der einheitlichen Struktur der thermischen Vorrichtung befestigt sind, relativ zueinander und nah genug, um einige oder alle möglichen Achsen über das Material der kontinuierlichen Schicht oder Schichten, die ansonsten ununterbrochen zwischen den Wärmezellen durch die thermischen Vorrichtungen oder ausgewählte Bereiche davon verlaufen wären, zu blockieren, um unerwünschte, ununterbrochene Faltlinien zu minimieren oder zu vermeiden, erreicht werden. Das heißt, die Anordnung der Wärmezellen in Positionen relativ zueinander, die nah genug sind, um die Anzahl von Achsen, die ununterbrochen zwischen den Wärmezellen verlaufen, selektiv gesteuert wird, so dass sich die kontinuierliche Schicht oder die kontinuierlichen Schichten der thermischen Einwegvorrichtungen oder ausgewählter Bereiche davon, vorzugsweise entlang einer Vielzahl von kurzen, miteinander verbundenen Faltlinien, die in einer Reihe von verschiedenen Richtungen relativ zueinander ausgerichtet sind, falten. Die Faltung entlang einer Vielzahl von miteinander verbundenen Faltlinien führt zu thermischen Vorrichtungen, die gute allgemeine Falleigenschaften aufweisen, sich problemlos an verschiedene Körperformen anpassen und/oder erhöhte strukturelle Unterstützung der Wärmezellenmatrix aufweisen.
Da die Wärmezellen nicht ohne weiteres flexibel sind, bietet der Abstand zwischen den Wärmezellen die bevorzugten Vorteile und kann bestimmt werden, wenn die Wärmezellen selektiv innerhalb der einheitlichen Struktur der thermischen Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung angeordnet oder daran befestigt werden, wobei mindestens eine Wärmezelle von vier benachbarten Wärmezellen, deren Mittelpunkte ein vierseitiges Muster bilden, eine oder mehrere Achsen blockiert, die ansonsten mindestens eine Faltlinie tangential an den Rändern einer oder mehrerer Paarungen der übrigen drei Wärmezellen in dem vierseitigen Muster bilden könnten. Vorzugsweise kann der Abstand zwischen mindestens einer Wärmezelle der vier benachbarten Wärmezellen und jeder der Wärmezellen der einen oder mehreren Paarungen der übrigen Wärmezellen in dem vierseitigen Muster mit folgender Gleichung berechnet werden: s ≤ (Wq/2)·0,75
Worin s = der kürzeste Abstand zwischen den Wärmezellen; und
W_q = das Maß des kleinsten Durchmessers der Wärmezelle mit dem kleinsten Durchmesser innerhalb des vierseitigen Musters.
Alternativ kann der Abstand zwischen den Wärmezellen bestimmt werden, wobei mindestens eine Wärmezelle von drei benachbarten Wärmezellen, deren Mittelpunkte ein dreieckiges Muster bilden, eine oder mehrere Achsen blockiert, die ansonsten mindestens eine Faltlinie tangential zu den Rändern des übrigen Paars von Wärmezellen in dem dreieckigen Muster, das von den drei Wärmezellen gebildet wird, bilden könnten. Am meisten bevorzugt kann der Abstand zwischen der mindestens einen Wärmezelle der drei benachbarten Wärmezellen und jeder Wärmezelle des übrigen Paars von Wärmezellen in dem dreieckigen Muster mit folgender Gleichung berechnet werden: s ≤ (Wt/2)·0,3
Worin s = der kürzeste Abstand zwischen den Wärmezellen; und
W_t = das Maß des kleinsten Durchmessers der Wärmezelle mit dem kleinsten Durchmesser innerhalb des dreieckigen Musters.
Unterschiedliche Materialien können in der Lage sein, die vorstehend angegebenen Anforderungen zu erfüllen. Zu solchen Materialien können, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, die vorstehend genannten Materialien gehören.
Eine am meisten bevorzugte Ausführungsform der thermischen Einwegvorrichtungen der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens eine kontinuierliche Schicht aus halbsteifem Material mit den vorstehend beschriebenen thermophysikalischen Eigenschaften, und wobei die Wärmezellen innerhalb oder an der einheitlichen Struktur der thermischen Vorrichtung befestigt sind, in Positionen relativ zueinander, die nah genug sind, um einige oder alle möglichen Achsen über dem Material der kontinuierlichen Schichten) zu blockieren, die ansonsten ununterbrochen zwischen den Wärmezellen durch die thermischen Vorrichtungen oder ausgewählte Bereiche davon verlaufen wären, um unerwünschte, ununterbrochene Faltlinien, wie vorstehend beschrieben, zu minimieren oder zu vermeiden.
In dieser Ausführungsform umfassen die thermischen Vorrichtungen mehrere einzelne Wärmezellen, die innerhalb oder an der einheitlichen Struktur der thermischen Vorrichtung befestigt sind. Diese Wärmezellen sind voneinander beabstandet, und jede Wärmezelle wirkt unabhängig vom Rest der Wärmezellen. Obwohl die Wärmezellen jede geeignete Zusammensetzung umfassen können, die Wärme bereitstellt, wie exotherme Zusammensetzungen, mikrowellenfähige Zusammensetzungen, Kristallisationswärmezusammensetzungen und dergleichen, enthält die bevorzugte Wärmezelle eine dicht gepackte, teilchenförmige exotherme Zusammensetzung, die das verfügbare Zellvolumen innerhalb der Zelle im Wesentlichen füllt, wobei übermäßiges Hohlraumvolumen reduziert wird und dadurch die Fähigkeit des teilchenförmigen Materials, sich innerhalb der Zelle zu verschieben, minimiert wird. Alternativ kann die exotherme Zusammensetzung zu einer harten Tablette oder einem Barren komprimiert werden, bevor sie in die einzelnen Zellen gegeben wird.
Die bevorzugte exotherme Zusammensetzung umfasst eine Mischung von chemischen Verbindungen, die bei Gebrauch eine Oxidationsreaktion durchlaufen. Die Mischung von Verbindungen umfasst in der Regel Eisenpulver, Kohlenstoff, Metallsalze) und Wasser. Mischungen dieser Art reagieren, wenn sie Sauerstoff ausgesetzt sind, wobei sie für mehrere Stunden Wärme bereitstellen. Vorzugsweise umfasst die exotherme Zusammensetzung eine teilchenförmige Mischung von chemischen Verbindungen, die bei Gebrauch eine Oxidationsreaktion durchlaufen. Alternativ kann die exotherme Zusammensetzung auch zu agglomerierten Granalien ausgebildet werden, direkt zu Komprimierungsartikeln, wie Granalien, Pellets, Tabletten und/oder Formlingen, und Mischungen davon komprimiert werden. Die Mischung von Verbindungen umfasst in der Regel Eisenpulver, Kohlenstoff, Metallsalze) und Wasser. Mischungen dieser Art, die reagieren, wenn sie Sauerstoff ausgesetzt sind, stellen für mehrere Stunden Wärme bereit.
Zu geeigneten Quellen für Eisenpulver gehören Gusseisenpulver, reduziertes Eisenpulver, elektrolytisches Eisenpulver, Alteisenpulver, Roheisen, Schmiedeeisen, verschiedene Stahlsorten, Eisenlegierungen und dergleichen und behandelte Variationen dieser Eisenpulver. Es gibt keine spezielle Einschränkung hinsichtlich Reinheit, Art und anderen Eigenschaften, solange es zur Wärmeerzeugung mit elektrisch leitfähigem Wasser und Luft verwendet werden kann. In der Regel umfasst die exotherme Zusammensetzung von 30 Gew.-% bis 80 Gew.-% der exothermen Zusammensetzung Eisenpulver, mehr bevorzugt von 50 Gew.-% bis 70 Gew.-% Eisenpulver.
Kohlenstoffhaltiges Material, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Aktivkohle, nichtaktivem Kohlenstoff und Mischungen davon, kann in den exothermen Zusammensetzungen verwendet werden. Aktivkohle aus Kokosnussschale, Holz, künstlicher Kohle, Kohle, Knochenkohle und dergleichen sind geeignet, jedoch sind jene aus anderen Rohmaterialien, wie tierischen Produkten, Erdgas, Fetten, Ölen und Harzen in der teilchenförmigen exothermen Zusammensetzung, die wahlweise hierin verwendet wird, ebenfalls geeignet. Es gibt keine Einschränkung hinsichtlich der Art der verwendeten Aktivkohle, jedoch hat die bevorzugte Aktivkohle ein überlegenes Wasserhaltevermögen, und die unterschiedlichen Kohlenstoffe können vermengt werden, um die Kosten zu senken. Deshalb sind auch Mischungen der vorstehenden Kohlenstoffe in der vorliegenden Erfindung geeignet. In der Regel umfasst die Zusammensetzung von 3 Gew.-% bis 25 Gew.-% der Zusammensetzung kohlenstoffhaltiges Material, mehr bevorzugt von 8 Gew.-% bis 20 Gew.-% kohlenstoffhaltiges Material und am meisten bevorzugt von 9 Gew.-% bis 15 Gew.-% kohlenstoffhaltiges Material.
Zu den Metallsalzen, die in der teilchenförmigen exothermen Zusammensetzung geeignet sind, gehören Sulfate, wie Eisen(III)-sulfat, Kaliumsulfat, Natriumsulfat, Mangansulfat, Magnesiumsulfat; und Chloride, wie Kupfer(II)-chlorid, Kaliumchlorid, Natriumchlorid, Calciumchlorid, Manganchlorid, Magnesiumchlorid und Kupfer(I)-chlorid. Außerdem können Carbonatsalze, Acetatsalze, Nitrate, Nitrite und andere Salze, verwendet werden. Im Allgemeinen existieren mehrere geeignete Alkali-, Erdalkali- und Übergangsmetallsalze, die allein oder in Kombination ebenfalls verwendet werden können, um die Korrosionsreaktion von Eisen zu unterstützen. Die bevorzugten Metallsalze sind Natriumchlorid, Kupfer(II)-chlorid und Mischungen davon. In der Regel umfasst die exotherme Zusammensetzung von 0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-%, mehr bevorzugt von 1,0 Gew.-% bis 5 Gew.-% der exothermen Zusammensetzung Metallsalze.
Das in der teilchenförmigen exothermen Zusammensetzung verwendete Wasser kann aus jeder geeigneten Quelle stammen. Es gibt keine spezielle Einschränkung hinsichtlich seiner Reinheit, Art und dergleichen. In der Regel umfasst die exotherme Zusammensetzung von 1 Gew.-% bis 40 Gew.-%, mehr bevorzugt von 10 Gew.-% bis 30 Gew.-% der exothermen Zusammensetzung Wasser.
Es können auch zusätzliche wasserhaltende Materialien wie angemessen zugegeben werden. Zu geeigneten zusätzlichen wasserhaltenden Materialien gehören Vermiculit, poröse Silicate, Holzpulver, Holzmehl, Baumwolltuch mit einer großen Anzahl von Fluffzellstoffen, kurze Baumwollfasern, Papierschnitzel, pflanzliches Material, superabsorbierende wasserquellfähige oder wasserlösliche Polymere und Harze, Carboxymethylcellulosesalze und andere poröse Materialien mit einer großen Kapillarfunktion und hydrophiler Eigenschaft können verwendet werden. In der Regel umfasst die exotherme Zusammensetzung von 0,1 Gew.-% bis 30 Gew.-%, mehr bevorzugt von 0,5 Gew.-% bis 20 Gew.-% und am meisten bevorzugt von 1 Gew.-% bis 10 Gew.-% der exothermen Zusammensetzung wasserhaltende Materialien.
Zu anderen zusätzlichen Bestandteilen gehören Agglomerationshilfsmittel, wie Gelatine, natürliche Gummistoffe, Cellulosederivate, Celluloseether und ihre Derivate, Stärke, modifizierte Stärken, Polyvinylalkohole, Polyvinylpyrrolidon, Natriumalginate, Polyole, Glycole, Maissirup, Saccharosesirup, Sorbitsirup und andere Polysaccharide und ihre Derivate, Polyacrylamide, Polyvinyloxoazolidon und Maltitsirup; Trockenbindemittel, wie Maltodextrin, gesprühte Lactose, co-kristalli sierte Saccharose und Dextrin, modifizierte Dextrose, Sorbit, Mannit, mikrokristalline Cellulose, mikrofeine Cellulose, vorgelatinierte Stärke, Dicalciumphosphat und Calciumcarbonat; Oxidationsreaktionsverstärker, wie elementares Chrom, Mangan oder Kupfer, Verbindungen, die diese Elemente umfassen, oder Mischungen davon; Wasserstoffgashemmer, wie anorganische oder organische Alkaliverbindungen oder Salze von Alkali und schwacher Säure, einschließlich Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Natriumhydrogencarbonat, Natriumcarbonat, Calciumhydroxid, Calciumcarbonat und Natriumpropionat; Füllmittel, wie natürliche Cellulosefragmente, einschließlich Holzstaub, Baumwollfaserrest und Cellulose, synthetische Fasern in Fragmentform, einschließlich Polyesterfasern, aufgeschäumten synthetischen Harzen, wie aufgeschäumtem Polystyrol und Polyurethan, und anorganische Verbindungen, einschließlich Silicapulver, porösem Kieselgel, Natriumsulfat, Bariumsulfat, Eisenoxiden und Aluminiumoxid; und Antibackmittel, wie Tricalciumphosphat und Natriumsilicoaluminat. Zu solchen Bestandteilen gehören auch Verdickungsmittel, wie Maisstärke, Kartoffelstärke, Carboxymethylcellulose und alpha-Stärke, und Tenside, wie jene, die innerhalb der anionischen, kationischen, nichtionischen, zwitterionischen und amphoteren Arten eingeschlossen sind. Das bevorzugte Tensid, falls verwendet, ist jedoch nichtionisch. Noch andere zusätzliche Bestandteile, die zu den teilchenförmigen exothermen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung nach Bedarf zugegeben werden können, schließen Streckmittel, wie Metasilicate, Zirkonium und Keramik, ein.
Vorzugsweise haben mindestens 50 Gew.-%, mehr bevorzugt 70 Gew.-%, noch mehr bevorzugt 80 Gew.-% und am meisten bevorzugt 90 Gew.-% aller der Teilchen, nach Gewicht der teilchenförmigen exothermen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung, eine mittlere Teilchengröße von weniger als 200 Mikrometer, vorzugsweise weniger als 150 Mikrometer.
Die vorstehend genannten Bestandteile der Zusammensetzung werden mit herkömmlichen Vermengungstechniken vermengt. Geeignete Verfahren zum Mi schen dieser Bestandteile sind ausführlich in US-Patent Nr. 4,649,895 beschrieben.
Alternativ zu der vorstehend beschriebenen teilchenförmigen exothermen Zusammensetzung kann die exotherme Zusammensetzung zu agglomerierten Granalien ausgebildet werden, direkt zu Komprimierungsartikeln, wie Granalien, Pellets, Tabletten und/oder Formlingen, und Mischungen davon komprimiert werden, die als agglomerierte Vorkomprimierungszusammensetzungen bezeichnet werden können. Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff „Agglomerierte Vorverdichtungszusammensetzung" die Mischung von trockenen pulverförmigen Bestandteilen, umfassend Eisenpulver, kohlenstoffhaltiges Pulver, Metallsalz(e), Wasserhaltemittel, Agglomerationshilfe(n) und Trockenbindemittel, vor der direkten Komprimierung. Wie hier verwendet, bedeutet der Begriff „direkt komprimiert" oder „Direktkomprimierung", dass eine trockene pulverförmige Mischung ohne die Verwendung von typischen nassen Bindemitteln/Lösungen, um die Teilchen aneinander zu haften, gemischt, verdichtet und zu Pellets, Tabletten oder Formlingen geformt wird. Alternativ wird, oder wurde, die trockene pulverförmige Mischung vermengt und mit Walzen komprimiert oder brikettiert, gefolgt von Mahlen und Sieben, wodurch direkt komprimierte Granalien erzeugt werden. Direktkomprimierung kann in der Technik auch als Trockenverdichtung bekannt sein. Andere geeignete Verfahren zum Herstellen von Tabletten und/oder Formlingen sind ausführlich in Kapitel 89, „Oral Solid Dosage Forms", Remington's Pharmaceutical Sciences, 18. Ausgabe, (1990), S. 1634–1656, ausführlich beschrieben.
Die Thermozellen können jede geometrische Form haben, z. B. Scheibe, Dreieck, Quadrat, Würfel, Rechteck, Zylinder, Ellipsoid und dergleichen, von denen alle oder keines ein Loch in der Mitte oder ein anderes Reservoir aufweisen können.
Die bevorzugte Form der Zelle umfasst eine Ellipsoidgeometrie. In einer bevorzugten Ausführungsform können die Ellipsoidformen an ihrem breitesten Punkt eine Breite von 0,15 cm bis 20 cm, vorzugsweise von 0,3 cm bis 10 cm, mehr bevorzugt von 0,5 cm bis 5 cm, am meisten bevorzugt von 1 cm bis 3 cm, an ihrem höchsten Punkt eine Höhe von 0,1 cm bis 5 cm, vorzugsweise von 0,2 cm bis 1 cm, mehr bevorzugt von 0,2 cm bis 0,8 cm und am meisten bevorzugt von 0,2 cm bis 0,7 cm, und an ihrem längsten Punkt eine Länge von 0,5 cm bis 20 cm, vorzugsweise von 1 cm bis 15 cm, mehr bevorzugt von 1 cm bis 10 cm, am meisten bevorzugt von 3 cm bis 5 cm aufweisen.
Alternativ können Zellen mit anderen geometrischen Form als einer Ellipsoidform, vorzugsweise einer Scheibenform, verwendet werden. Die bevorzugten Scheibenformen haben vorzugsweise einen Zellendurchmesser von 0,2 cm bis 10 cm, vorzugsweise von 0,5 cm bis 8 cm, mehr bevorzugt von 1 cm bis 5 cm und am meisten bevorzugt von 1,5 cm bis 3 cm. Die Zellen haben vorzugsweise eine Höhe von 0,1 cm bis 1 cm, vorzugsweise von mehr als 0,1 cm bis 0,9 cm, mehr bevorzugt von mehr als 0,2 cm bis 0,8 cm und am meisten bevorzugt von mehr als 0,2 cm bis 0,7 cm.
Die Komprimierungsartikel werden vorzugsweise zu einer mechanischen Festigkeit komprimiert, die in der Lage ist, den Stößen bei der Handhabung während Herstellung, Verpackung, Transport und Abgabe zu widerstehen. Die Komprimierungsartikel werden in der Regel zu einer Dichte von mehr als 1 g/cm³, vorzugsweise von 1 g/cm³ bis 3 g/cm³, mehr bevorzugt von 1,5 g/cm³ bis 3 g/cm³ und am meisten bevorzugt von 2 g/cm³ bis 3 g/cm³ komprimiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verhältnis von Füllvolumen zu Zellvolumen einer gegebenen Zelle von 0,7 bis 1,0, vorzugsweise von 0,75 bis 1,0, mehr bevorzugt von 0,8 bis 1,0, noch mehr bevorzugt von 0,85 bis 1,0 und am meisten bevorzugt von 0,9 bis 1,0. Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff „Füllvolumen" das Volumen der teilchenförmigen Zusammensetzung oder des komprimierten, mit Wasser gequollenen Heizelements in der gefüllten Zelle. Wie hier auch verwendet, bezeichnet der Begriff „Zellvolumen" das Füllvolumen plus Hohlraumvolumen der Zelle. Wie hier auch verwendet, bezeichnet der Begriff „Hohlraumvolumen" das Zellvolumen, das von der teilchenförmigen Zusammen setzung oder dem komprimierten, mit Wasser gequollenen Heizelement in einer fertigen Wärmezelle ungefüllt bleibt, ausschließlich des ungefüllten Raumes innerhalb einer Tablette, die ein Loch oder ein Reservoir umfasst, in einer fertigen Wärmezelle, gemessen ohne Differenzialdruck in der Zelle und ohne zusätzliche Dehnung oder Verformung des Substratmaterials.
Sauerstoffdurchlässigkeit, die die Verstärkung der exothermen oder endothermen Reaktion ermöglicht, kann wahlweise bereitgestellt werden, indem Materialien für das vorstehend beschriebene Grundmaterial und/oder Abdeckmaterial, die die speziell gewünschten Durchlässigkeitseigenschaften haben, ausgewählt werden. Die gewünschten Durchlässigkeitseigenschaften können von mikroporösen Folien bereitgestellt werden, die darin ausgebildete Poren oder Löcher aufweisen. Die Bildung von diesen Löchern/Poren kann durch Extrusionsgieß-Nakuumformen oder durch Perforation mit heißen Nadeln erfolgen. Sauerstoffdurchlässigkeit kann in der vorliegenden Erfindung auch durch Perforation mindestens eines des Grundmaterials und Abdeckmaterials mit Lüftungslöchern, zum Beispiel mittels einer Gruppierung von Nadeln mit sich verjüngenden Spitzen und Durchmessern von 0,2 mm bis 2 mm, vorzugsweise von 0,4 mm bis 0,9 mm, bereitgestellt werden. Die Gruppierung von Nadeln ist so gemustert, dass das Grundmaterial und/oder Abdeckmaterial von 10 bis 30 Nadeln pro Quadratzentimeter perforiert wird. Alternativ kann nach dem Verbinden des Grundmaterial und des Abdeckmaterials mit Einschluss der exothermen Zusammensetzung in der Tasche zwischen ihnen mindestens eine Seite der Zelle mit Lüftungslöchern perforiert werden, zum Beispiel unter Verwendung von mindestens einer Nadel, vorzugsweise einer Gruppierung von 20 bis 60 Nadeln mit sich verjüngenden Spitzen und Durchmessern von 0,2 mm bis 2 mm, vorzugsweise von 0,4 mm bis 0,9 mm. Die Nadeln werden durch eine Seite des Grundmaterials und/oder Abdeckmaterials zu einer Tiefe von 2 % bis 100 %, vorzugsweise von 20 % bis 100 % und mehr bevorzugt von 50 % bis 100 % in die exotherme Zusammensetzung gedrückt. Diese Lochkonfiguration stellt während der Oxidation der endo thermen oder exothermen Zusammensetzung eine Sauerstoffdiffusion von 0,01 cm³ O₂/min/5 cm² bis 15,0 cm³ O₂/min/5 cm² (bei 21 °C, 1 atm), vorzugsweise von 0,9 cm³ O₂/min/5 cm² bis 3 cm³ O₂/min/5 cm² (bei 21 °C, 1 atm) in die Zelle bereit.
Die Geschwindigkeit, Dauer und Temperatur der thermogenen Oxidationsreaktion der endothermen oder exothermen Zusammensetzung kann wie gewünscht gesteuert werden, indem die Luftkontaktfläche verändert wird, spezieller durch Veränderung der Sauerstoffdiffusion/-durchlässigkeit.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die thermischen Vorrichtungen mindestens eine kontinuierliche Schicht aus einem Material, das die hierin angegebenen thermophysikalischen Eigenschaften aufweist. Die kontinuierliche Schicht oder die kontinuierlichen Schichten aus einem oder mehreren solchen Materialien sind in der Regel als eine oder beide der Schichten, die zum Bilden der Wärmezellen verwendet werden, eingeschlossen. Alternativ können die Wärmezellen einzeln oder in einer oder mehreren Gruppen an einer oder mehreren kontinuierlichen Schichten eines Materials angebracht sein, das die hierin angegebenen thermophysischen Eigenschaften aufweist.
Die thermischen Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung können wahlweise einen Bestandteil, wie in einer separaten Substratschicht oder in mindestens eine der kontinuierlichen Schichten integriert, enthalten, umfassend aktive aromatische Verbindungen, nichtaktive aromatische Verbindungen, pharmazeutische Wirkstoffe oder andere therapeutische Mittel und Mischungen davon, die durch die Haut abgegeben werden. Zu solchen aktiven aromatischen Verbindungen gehören, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Menthol, Campher und Eukalyptus. Zu solchen nichtaktiven aromatischen Verbindungen gehören, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Benzaldehyd, Citral, Decanal und Aldehyd. Zu solchen pharmazeutischen Wirkstoffen/therapeutischen Mittel gehören, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Antibiotika, Vitamine, antivirale Mittel, Schmerzmittel, entzündungshemmende Mittel, Juckreizlinderungsmittel, Fie bermittel, Anästhesiemittel, pilzbefallverhütende Mittel, antimikrobielle Mittel und Mischungen davon. Die thermische Vorrichtung kann auch in einer separaten Substratschicht oder in mindestens eine der kontinuierlichen Schichten integriert einen selbstklebenden Bestandteil und/oder einen schweißaufnehmenden Bestandteil umfassen.
Die thermischen Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung können jede Anzahl von Größen und/oder Formen, wie angemessen, umfassen und können allein verwendet werden oder können in verschiedene Wickel oder Kissen integriert werden. In der Regel haben diese Wickel ein Mittel zum Halten der Wickel oder Kissen an Ort und Stelle um verschiedene Körperteile herum, wie Knie, Hals, Rücken, Bauch und dergleichen, und können jede Anzahl an Arten und Formen umfassen.
Die fertigen thermischen Vorrichtungen werden in der Regel in einer sekundären Verpackung verpackt. Eine luftundurchlässige Verpackung kann verwendet werden, um zu verhindern, dass eine Oxidationsreaktion auftritt, bis sie gewünscht wird, wie in US-Patent Nr. 4,649,895 beschrieben. Alternativ können auch andere Mittel verwendet werden, um zu verhindern, dass eine Oxidationsreaktion auftritt, bevor sie gewünscht wird, z. B. können luftundurchlässige entfernbare Klebestreifen über den Lüftungslöchern in den Wärmezellen angebracht sein, so dass, wenn die Streifen entfernt werden, Luft in die Wärmezelle eindringen kann und somit die Oxidationsreaktion des Eisenpulvers aktiviert.
Befestigungsmittel
Die vorliegenden Kits umfassen Mittel zum lösbaren Befestigen der thermischen Vorrichtung an einer der Körperkompressen. Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „lösbar befestigen" auf die Eigenschaft, die anfängliche dauerhafte Befestigung der thermischen Vorrichtung an einer der Körperkompressen und anschließende Trennung der thermischen Vorrichtung von der Körperkompresse bereitstellt. Eventuell möchte der Benutzer die thermische Vorrichtung lösen und ersetzen oder die thermische Vorrichtung für optimale thermische Abgabe an den gewünschten Körperbereich neu positionieren. Dementsprechend ist oftmals weitere lösbare Befestigung der thermischen Vorrichtung an der Körperkompresse wünschenswert, die die thermische Vorrichtung in die anfängliche Konfiguration relativ zur Körperkompresse zurück bringen kann oder zu einer Neupositionierung der Befestigung von der anfänglichen Konfiguration führen kann. Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „dauerhafte Befestigung" auf das Verbinden der thermischen Vorrichtung mit der Körperkompresse auf eine solche Weise, dass diese zwei Bestandteile während der gewöhnlichen Verwendung physisch verbunden bleiben.
Solche Mittel sind in die thermische Vorrichtung selbst integriert. Die Mittel umfassen selbst klebende Haftmittel.
In einer bevorzugten Ausführungsform hierin schließen die Mittel zur lösbaren Befestigung der thermischen Vorrichtung an einer der Körperkompressen schmale Stränge oder Fibrillen aus selbst klebenden Haftmittel ein, die an der Außenoberfläche der thermischen Vorrichtung befestigt werden. Zum Beispiel kann die thermische Vorrichtung Abziehpapier umfassen, das an Klebstoffsträngen an der Außenschicht der thermischen Vorrichtung befestigt ist, um die Klebstoffstränge vor vorzeitigem Anhaften an einem anderen Ziel als der vorgesehenen Körperkompresse zu schützen. Solch ein Mittel hat vorzugsweise eine stärkere Bindung an die Außenoberfläche der thermischen Vorrichtung als entweder an das Abziehpapier oder, bei Gebrauch, an die Zieloberfläche der Körperkompresse. Dies kann wahlweise durch Schmelzen des Klebstoffs in das Material der Außenoberfläche der thermischen Vorrichtung erreicht werden, so dass mechanische Verhakung auftritt.
In dieser Ausführungsform ist ein bevorzugter Klebstoff druckempfindlicher Schmelzkleber, Sorte 70-4595, im Handel erhältlich von National Starch and Chemical Company of Bridgewater, N.J., USA. Als ein Beispiel kann dieser Klebstoff durch Schlitzdüsenbeschichtung oder Aufdrucken auf die Außenoberfläche der thermischen Vorrichtung aufgetragen werden. In jedem Fall ist es wünschenswert, dass der Klebstoff in die Außenoberfläche der thermischen Vorrichtung eindringt, so dass der Klebstoff nach Entfernung der Vorrichtung von der Körperkompresse nach Gebrauch vorzugsweise an der Außenoberfläche der thermischen Vorrichtung haftet. Das von diesem Verfahren erzeugte Klebstoffmuster können gerade parallele Streifen sein, die sich von den Rändern der thermischen Vorrichtung her erstrecken. Das dann verwendete Abziehpapier ist vorzugsweise ein silikonbehandeltes Papier, wie 24-KSD-Abziehpapier, im Handel erhältlich von Tekkote, Leonia, NJ, USA.
Beispiel
Im Folgenden wird ein nicht einschränkendes Beispiel der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. Ein Kit, das eine Körperkompresse und vier thermische Vorrichtungen umfasst, wird einem Benutzer, der ein Säuger ist, bereitgestellt. Die thermischen Vorrichtungen sind Vorrichtungen gemäß US-Patent Nr. 6,146,732. Jede der vier thermischen Vorrichtungen wird separat in einer sekundären Verpackung verpackt, um Einleitung der exothermen Reaktion bis zur gewünschten Verwendung zu hemmen. Die Körperkompresse ist der Kniewickel von 1, vorstehend hierin beschrieben.
Mit weiterem Bezug auf 1 ist jede der thermischen Vorrichtungen im Wesentlichen in der Form der ersten Befestigungszone 11 oder der zweiten Befestigungszone 12 und wird mit einem selbst klebenden Haftmittel beladen, wie vorstehend im Hinblick auf das Befestigungsmittel beschrieben. Jede der thermischen Vorrichtungen umfasst ferner ein Abziehpapier, um den Klebstoff vor Gebrauch zu schützen. Die thermischen Vorrichtungen werden aus ihrer jeweiligen sekundären Verpackung entnommen, und die Abziehpapiere werden entfernt. Die erste thermische Vorrichtung wird lösbar an der Körperkompresse befestigt, indem leicht auf die Außenoberfläche der thermischen Vorrichtung (die mit selbst klebenden Haftmittel beladen ist) auf die Befestigungszone 11 gedrückt wird, während die zweite thermische Vorrichtung auf ähnliche Weise lösbar an der zweiten Befestigungszone 12 befestigt wird. Über einen Zeitraum von zwanzig Minuten wärmen die in den thermischen Vorrichtungen vorhandenen Wärmezellen die Vorrichtung auf eine schmerzlindernde Temperatur von ungefähr 41 °C. Der Benutzer, der ein Säuger ist, platziert die freisetzbar befestigte Körperkompresse und die thermischen Vorrichtungen um das Knie herum, wobei die Wärmezellen proximal zur Oberfläche der Haut des Benutzers sind. Die Körperkompresse wird um das Knie herum befestigt, so dass der Benutzer normale tägliche Aktivitäten ausführen kann.
Nach ungefähr zwölf Stunden ist die exotherme Zusammensetzung der Wärmezellen im Wesentlichen aufgebraucht. Der Benutzer, der ein Säuger ist, entfernt die lösbar befestigte Körperkompresse und die thermischen Vorrichtungen von dem Knie. Die thermischen Vorrichtungen sind leicht von der Körperkompresse zu lösen. Die thermischen Vorrichtungen werden entsorgt, während die Körperkompresse entweder in der Maschine gewaschen wird oder wieder mit den verbleibenden thermischen Vorrichtungen des Kits verbunden wird (d. h. innerhalb der Kitpackung ersetzt), bis zu weiterer Verwendung.

Claims

Kit, umfassend: (a) eine oder mehrere Körperkompressen; und (b) eine oder mehrere thermische Vorrichtungen, die jeweils eine oder mehrere exotherme oder endotherme thermische Zellen umfassen; dadurch gekennzeichnet, dass die thermischen Vorrichtungen einen Haftkleber zum lösbaren Befestigen einer oder mehrerer der thermischen Vorrichtungen an einer der Körperkompressen umfassen.
Kit nach Anspruch 1, wobei die thermische Vorrichtung eine Einwegvorrichtung ist.
Kit nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die thermische Vorrichtung mehrere thermische Zellen umfasst.
Kit nach einem der vorstehenden Ansprüche, das durch mehrere thermische Vorrichtungen gekennzeichnet ist.
Kit nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die thermischen Zellen jeweils, unabhängig voneinander, eine exotherme Zusammensetzung umfassen, wobei die exotherme Zusammensetzung Folgendes umfasst: (a) von 30 Gew.-% bis 80 Gew.-% der exothermen Zusammensetzung Eisenpulver; und (b) von 3 Gew.-% bis 25 Gew.-% der exothermen Zusammensetzung kohleartiges Material, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Aktivkohle, nichtaktiviertem Kohlenstoff und Mischungen davon.
Kit nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine oder mehrere der Körperkompressen ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Kniewickeln, Halswickeln, Rückenwickeln, Menstruationsschmerz lindernden Kompressen und Kombinationen davon.