DE69720280T2

DE69720280T2 - Thermische einwegkörperkompresse

Info

Publication number: DE69720280T2
Application number: DE69720280T
Authority: DE
Inventors: Kristine Leane DAVIS; Dean Ronald CRAMER; Robert William OUELLETTE; Michele Dawn KIMBLE
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Wyeth LLC
Priority date: 1996-12-31
Filing date: 1997-12-17
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2017-12-18
Also published as: ATE235202T1; HK1024612A1; JP4612642B2; CA2276479A1; AU5707898A; CN1254268A; AU738531B2; EP0967944A1; JP2001507593A; DK0967944T3; NO993243D0; ES2193420T3; JP4607262B2; JP2007167681A; WO1998029063A1; HUP0002866A2; CA2276479C; NO993243L; US6019782A; CN1149060C

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft wegwerfbare Wärmekörperkissen, die ein oder mehrere Wärmepakete, die eine vereinheitlichte Struktur aus wenigstens einer ununterbrochenen Schicht besitzen, die vorzugsweise aus einem halbstarren Material ist, das bei Erwärmung weich wird, und mehrere einzelne Wärmezellen, die voneinander beabstandet sind und in oder an der vereinheitlichten Struktur des Wärmepakets befestigt sind, umfassen. Es ist vorgesehen, daß die wegwerfbaren Wärmekörperkissen an einer Seite an der Kleidung eines Benutzers befestigt werden und an der anderen Seite direkt an der Haut eines Benutzers gehalten werden. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere wegwerfbare Wärmekörperkissen mit einer guten Anpassung an den Körper eines Benutzers, wodurch eine gleichbleibende, angenehme und komfortable Wärmeanwendung geschaffen wird. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere solche wegwerfbare Wärmekörperkissen, die zur Linderung von Leibschmerzen und vorzugsweise Menstruationsschmerzen vorgesehen sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein gewöhnliches Verfahren zur Behandlung von akutem, wiederholt auftretendem und/oder chronischem Schmerz besteht in der lokalen Anwendung von Wärme an dem betroffenen Bereich. Diese Wärmeanwendungen werden als Therapiemittel für solche Zustände verwendet, die Schmerzen, Steifheit von Muskeln und Gelenken, Nervenschmerzen, Rheumatismus und dergleichen enthalten. Das Verfahren zur Linderung von Schmerzen unter Verwendung von Wärmebehandlungen besteht typischerweise in der lokalen Anwendung einer verhältnismäßig starken Wärme, d. h. mehr als etwa 40°C für eine kurze Zeitperiode, d. h. von etwa 20 Minuten bis etwa 1 Stunde. Diese Behandlungen beinhalten die Verwendung von Whirlpools, heißen Handtüchern, Wassermischern, Heißwasserflaschen, heißen Paketen, wärmenden Kissen und elastischen Druckbändern. Viele diese Vorrichtungen verwenden wiederverwendbare Wärmepakete, die z. B. Wasser und/oder mikrowellengeeignete Gele enthalten. Viele dieser Vorrichtungen sind im allgemeinen für eine regelmäßige und ausgedehnte Anwendung unbequem, da die Wärmeenergie bei Bedarf nicht unmittelbar zur Verfügung steht oder in kontrollierter Weise freigegeben werden kann. Das heißt, viele dieser Wärmeeinheiten oder Vorrichtungen erzeugen keine langanhaltende Wärme und sind außerdem nicht geeignet, eine gleichbleibende Temperatur über lange Zeitperioden aufrechtzuerhalten. Außerdem kann eine geeignete Positionierung der Wärmeenergie während des Gebrauchs nicht sichergestellt werden. Die nützlichen therapeutischen Effekte aus dieser Verschreibung von Wärme verringern sich, nachdem die Wärmequelle entfernt wurde.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch entdeckt, daß die Aufrechterhaltung einer andauernden Hauttemperatur im Bereich von etwa 32°C bis etwa 50°C, wobei ein Bereich von etwa 32°C bis etwa 45°C bevorzugt ist, ein Bereich von etwa 32°C bis etwa 42°C stärker bevorzugt ist, ein Bereich von etwa 32°C bis etwa 39°C am stärksten bevorzugt ist und ein Bereich von etwa 32°C bis etwa 37°C noch stärker bevorzugt ist, für eine Zeitdauer im Bereich von etwa 20 Sekunden bis etwa 24 Stunden, wobei ein Bereich von etwa 20 Minuten bis etwa 20 Stunden bevorzugt ist, ein Bereich von etwa 4 Stunden bis etwa 16 Stunden stärker bevorzugt ist und ein Bereich von etwa 8 Stunden bis etwa 12 Stunden am stärksten bevorzugt ist, wobei die maximale Hauttemperatur und die Zeitdauer der Aufrechterhaltung der Hauttemperatur auf der maximalen Hauttemperatur durch eine Person, die diese Behandlung benötigt, in geeigneter Weise gewählt werden kann, so daß die gewünschten therapeutischen Vorteile ohne nachteilige Ereignisse, wie etwa Hautverbrennungen, die bei der Verwendung einer hohen Temperatur während einer langen Zeitperiode auftreten können, erreicht werden können, im wesentlichen akute, wiederholt auftretende und/oder chronische Schmerzen, die Skelettschmerzen, Muskelschmerzen und/oder ähnliche Schmerzen enthalten, einer Person mit diesen Schmerzen lindern kann.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ferner entdeckt, daß vorzugsweise das Aufrechterhalten einer andauernden Hauttemperatur im Bereich von etwa 32°C bis etwa 43°C, wobei ein Bereich von etwa 32°C bis etwa 42°C bevorzugt ist, ein Bereich von etwa 32°C bis etwa 41°C stärker bevorzugt ist, ein Bereich von etwa 32°C bis 39°C am stärksten bevorzugt ist und ein Bereich von etwa 32°C bis etwa 37°C noch stärker bevorzugt ist, für eine Zeitperiode, die länger als etwa eine Stunde ist, wobei eine längere Zeitperiode als etwa vier Stunden bevorzugt ist, eine längere Zeitperiode als etwa acht Stunden stärker bevorzugt ist, eine längere Zeitperiode als etwa 16 Stunden am stärksten bevorzugt ist und eine Zeitperiode von etwa 24 Stunden noch stärker bevorzugt ist, im wesentlichen akute, wiederholt auftretende und/oder chronische Rückenschmerzen, einschließlich Skelettschmerzen, Muskelschmerzen und/oder ähnliche Rückenschmerzen einer Person mit diesen Schmerzen lindert und die Linderung im wesentlichen verlängert, selbst nachdem die Wärmequelle vom betreffenden Körperteil entfernt wurde.
Wegwerfbare Wärmepakete, die auf der Eisenoxidation basieren, wie etwa jene, die in den US-Patenten Nr. 4.366.804, 4.649.895, 5.046.479 und Re. 32.026 beschrieben sind, sind bekannt. Diese Vorrichtungen haben sich jedoch nicht als vollständig zufriedenstellend erwiesen, da viele dieser Vorrichtungen voluminös sind, keine gleichbleibende und gesteuerte Temperatur aufrechterhalten können und nicht zufriedenstellende physikalische Abmessungen besitzen, wodurch ihre Effektivität vermindert wird. Diese Vorrichtungen können insbesondere nicht einfach in Kissen enthalten sein, die sich in bequemer Weise verschiedenen Körperkonturen anpassen können und sie schaffen somit eine kurze, nicht gleichbleibende, unbequeme und/oder unkomfortable Wärmeanwendung direkt am Körper.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben wegwerfbare Wärmekörperkissen entwickelt, die ein oder mehrere Wärmepakete mit einer vereinheitlichten Struktur umfassen, wobei jedes Wärmepaket wenigstens eine ununterbrochene Schicht vorzugsweise aus einem halbstarren Material umfaßt, das in speziellen Bereichen des Wärmepakets halbstarr ist, das trotzdem zwischen diesen Bereichen während des Gebrauchs bei Erwärmung weich wird, wobei am stärksten bevorzugt ist, daß es ein gemeinsam stranggepreßtes Material aus Polypropylen und Ethylen-Vinylacetat (EVA) umfaßt. Die Körperkissen umfassen außerdem mehrere einzelne Wärmezellen, die typischerweise eine exotherme Zusammensetzung aufweisen, die vorzugsweise eine spezielle Eisenoxidationsverbindung umfaßt, und besitzen spezielle physikalische Abmessungen und Füllcharakteristiken, sind voneinander beabstandet und sind längs des Wärmepakets befestigt. Bei aktiven Wärmezellen, d. h. Wärmezellen mit einer Temperatur von mindestens etwa 35°C, werden vorzugsweise schmale Abschnitte der ununterbrochenen Schicht oder Schichten aus halbstarren Material, die die Wärmezellen unmittelbar umgeben, weich. Alle restlichen Abschnitte der ununterbrochenen Schicht oder Schichten, die die erweichten Abschnitte umgeben, bleiben vorzugsweise starrer. Die schmalen weich gewordenen Abschnitte wirken als Scharniere zwischen den Wärmezellen und zwischen allen restlichen kühleren starreren Abschnitten, wobei sie sich vorzugsweise stärker biegen als die Wärmezellen oder die starreren Abschnitte. Dies hat Wärmepakete zur Folge, die eine ausreichende Starrheit besitzen, um die strukturelle Unterstützung der Wärmezellen aufrechtzuerhalten, um eine unakzeptable Dehnung der Strukturen der ununterbrochenen Schicht oder Schichten während der Verarbeitung oder des Gebrauchs zu verhindern, und um einen leichten Zugang zum Inhalt der Wärmezelle zu vermeiden, während trotzdem bei einer Erwärmung gute Gasamtdrapierungscharakteristiken aufrechterhalten werden. Das Wärmepaket oder die Wärmepakete gewährleisten dann, wenn sie in den wegwerfbaren Wärmekörperkissen der vorliegenden Erfindung enthalten sind, eine effiziente und effektive Wärmeausbreitung, da sie eine ausgezeichnete Anpassung an den Körper eines Benutzers besitzen.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben außerdem entdeckt, daß es erwünscht sein kann, die Wärmezellen in dem Wärmepaket oder in den Wärmepaketen, wenn sie in den Körperkissen der vorliegenden Erfindung enthalten sind, wahlweise an Positionen anzuordnen, die in oder an der vereinheitlichten Struktur des Wärmepakets relativ zueinander fest sind und ausreichend nahe beieinander liegen, so daß einige oder alle möglichen Achsen versperrt sind, die andernfalls ohne Unterbrechung zwischen den Wärmezellen durch das Wärmepaket oder durch ausgewählte Bereiche hiervon verlaufen würden, um nicht erwünschte ununterbrochene Faltlinien minimal zu machen oder zu eliminieren und/oder um die strukturelle Unterstützung zu verbessern, die die Wärmezellenmatrix dem Wärmepaket verleiht. Das heißt, die Anordnung der Wärmezellen in Positionen relativ zueinander, die ausreichend nahe beieinander liegen, um einige oder alle möglichen Achsen zu versperren, die andernfalls ohne Unterbrechung zwischen den Wärmezellen verlaufen würden, bewirkt, daß sich die Wärmepakete längs einer Vielzahl von kurzen miteinander verbundenen Faltlinien falten, die in mehreren unterschiedlichen Richtungen relativ zueinander ausgerichtet sind. Das Falten längs einer Vielzahl von untereinander verbundenen Faltlinien ergibt gute Gesamtdrapierungscharakteristiken.
Es ist deswegen eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wegwerfbare Wärmekörperkissen zu schaffen, die ein oder mehrere Wärmepakete mit einer vereinheitlichten Struktur aus wenigstens einer ununterbrochenen Schicht aus einem vorzugsweise halbstarren Material, das unterschiedliche Steifheitscharakteristiken über einen Bereich von Temperaturen besitzt, und mehrere einzelne Wärmezellen umfassen, die eine kontrollierte und dauerhafte Temperatur schaffen und die ihren Betriebstemperaturbereich verhältnismäßig schnell erreichen. Die Wärmezellen sind voneinander beabstandet und in oder an der vereinheitlichten Struktur des Wärmepakets befestigt.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wegwerfbare Wärmekörperkissen zu schaffen, die eine gute Gesamtdrapierungsfähigkeit besitzen, während eine ausreichende Steifheit aufrechterhalten wird, um die strukturelle Unterstützung der Wärmezellen aufrechtzuerhalten und ein unakzeptables Dehnen der ununterbrochenen Schicht oder Schichten während der Verarbeitung oder Verwendung zu verhindern.
Es ist außerdem eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wegwerfbare Wärmekörperkissen zu schaffen, die sich an eine große Vielzahl von Körperkonturen anpassen, wobei sie eine gleichbleibende, bequeme und komfortable Wärmeanwendung gewährleisten, wobei ein leichter Zugang zum Inhalt der Wärmezelle vermieden wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wegwerfbare Wärmekörperkissen zu schaffen, die Mittel zum Befestigen des Wärmekörperkissens an der Kleidung eines Benutzers umfassen, so daß die gegenüberliegende Seite des Wärmekörperkissens direkt an der Haut des Benutzers getragen werden kann.
Diese Aufgaben sowie zusätzliche Aufgaben werden aus der folgenden genauen Beschreibung ohne weiteres deutlich.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die wegwerfbaren Wärmekörperkissen der vorliegenden Erfindung umfassen eine im wesentlichen ebene laminare Struktur mit einer ersten Seite, einer zweiten Seite und einem oder mehreren Wärmepaketen, die eine vereinheitlichte Struktur mit wenigstens einer ununterbrochenen Schicht aus einem Material besitzen, das vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 25°C halbstarr ist, eine Dehnungsfestigkeit von wenigstens etwa 0,7 g/mm² und eine wenigstens zweidimensionale Drapierung besitzt, und das bei einer Temperatur von wenigstens 35°C weniger starr ist und eine Dehnungsfestigkeit besitzt, die wesentlich kleiner als die Dehnungsfestigkeit des Materials bei etwa 25°C ist.
Die ununterbrochene Schicht oder die Schichten des Materials der vorliegenden Erfindung umfassen vorzugsweise ein gemeinsam stranggepreßtes Material, wobei ein gemeinsam stranggepreßtes Material, das Polypropylen enthält, stärker bevorzugt ist und ein gemeinsam stranggepreßtes Material am stärksten bevorzugt ist, bei dem eine erste Seite Polypropylen enthält und eine zweite Seite eine Bindeschicht aus einem niedrigschmelzenden Copolymer, vorzugsweise EVA, enthält, das vorzugsweise eine Dicke der kombinierten Basismasse von höchstens etwa 50 μm besitzt.
Das Wärmepaket oder die Pakete umfassen ferner mehrere Wärmezellen, die vorzugsweise eine sauerstoffaktivierte wärmeerzeugende Verbindung umfassen, die pulverförmiges Eisen, pulverförmige aktivierte Holzkohle, Wasser und Salz umfaßt, die voneinander beabstandet sind und in oder an der vereinheitlichten Struktur des Wärmepakets befestigt sind, die eine kontrollierte und andauernde Temperatur schaffen und die ihren Betriebstemperaturbereich schnell erreichen. Die Wärmezellen werden vorzugsweise an Positionen angeordnet, die in oder an der vereinheitlichten Struktur des Wärmepakets fest sind, relativ zueinander angeordnet sind und ausreichend nahe beieinander liegen, so daß einige oder alle möglichen Achsen durch die Wärmezellen blockiert sind, die andernfalls ohne Unterbrechung zwischen den Wärmezellen verlaufen würden, um zu bewirken, daß sich die Wärmepakete längs einer Vielzahl von kurzen miteinander verbundenen Faltlinien falten.
Die Laminatstruktur umfaßt ferner Mittel, die vorzugsweise an der ersten Seite der Laminatstruktur angeordnet sind, um für die mehreren Wärmezellen eine Sauerstoffpermeabilität zu schaffen, und Mittel, die vorzugsweise an der ersten Seite der Laminatstruktur angeordnet sind, zum lösbaren Befestigen des Wärmekörperkissens an einem Innenabschnitt der Kleidung des Benutzers, so daß die zweite Seite des Wärmekörperkissens direkt am Körper eines Benutzers angeordnet werden kann.
Alle Prozentangaben und Verhältnisse, die in dieser Beschreibung verwendet werden, beziehen sich auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung und alle Messungen erfolgen, wenn nicht anders angegeben ist, bei 25°C.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Während die Beschreibung mit Ansprüchen endet, die die vorliegende Erfindung besonders darstellen und deutlich beanspruchen, wird angenommen, daß die vorliegende Erfindung aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen besser verstanden wird, die in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung erfolgt, in der gleiche Bezugszeichen identische Elemente kennzeichnen und in der:
1 eine Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform des wegwerfbaren Wärmekörperkissens der vorliegenden Erfindung ist, die ein Muster von Wärmezellen und Befestigungsklebstreifen zwischen den Zellen offenbart; und
2 ein geschnittener Seitenaufriß von 1 ist.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die wegwerfbaren Wärmekörperkissen der vorliegenden Erfindung umfassen ein oder mehrere Wärmepakete mit wenigstens einer ununterbrochenen Schicht aus einem Material, das vorzugsweise spezielle thermophysikalische Eigenschaften aufweist, und mehreren einzelnen Wärmezellen, die vorzugsweise eine exotherme Zusammensetzung aufweisen, voneinander beabstandet sind und in oder an der Struktur des wegwerfbaren Wärmepakets befestigt sind.
Das Material der wenigstens einen ununterbrochenen Schicht ist vorzugsweise halbstarr bei Raumtemperatur, d. h. etwa 25°C oder darunter, wird jedoch weich und im wesentlichen weniger starr, wenn es auf mindestens etwa 35°C erwärmt wird. Wenn Wärmezellen, die in oder an der vereinheitlichten Struktur der Wärmepakete befestigt sind, aktiv sind, d. h. bei einer Wärmezellentemperatur von mindestens etwa 35°C sind, wird der schmale Bereich der ununterbrochenen Schicht oder Schichten aus Material, die jede Wärmezelle unmittelbar umgibt, vorzugsweise weich und wirkt als ein Scharnier zwischen den Wärmezellen und zwischen allen restlichen starreren Abschnitten der ununterbrochenen Schicht oder Schichten, indem er sich vorzugsweise stärker biegt als die Wärmezellen oder die kühleren starreren Abschnitte. Dies hat Wärmepakete zur Folge, die eine ausreichende Steifigkeit besitzen, um die strukturelle Unterstützung der Wärmezellen aufrechtzuerhalten und um eine unakzeptable Dehnung der Strukturen der ununterbrochenen Schicht oder Schichten während der Verarbeitung oder des Gebrauchs zu verhindern, während trotzdem bei Erwärmung gute Gesamtdrapierungscharakteristiken aufrechterhalten werden. Die wegwerfbaren Wärmekörperkissen der vorliegenden Erfindung gewährleisten eine gleichbleibende, bequeme und komfortable Wärmeanwendung und eine ausgezeichnete Anpassung an den Körper eines Benutzers, während eine ausreichende Steifigkeit verbleibt, um einen leichten Zugang zum Inhalt der Wärmezelle zu vermeiden.
Der in dieser Beschreibung verwendete Begriff "wegwerfbar" bedeutet, daß die Wärmekörperkissen der vorliegenden Erfindung in einem wiederverschließbaren im wesentlichen luftundurchlässigen Behälter aufbewahrt werden können und am Körper eines Benutzers bei Bedarf angewendet werden können, wenn Schmerzen gelindert werden sollen, es ist jedoch vorgesehen, daß sie weggeworfen werden, d. h. in einer geeigneten Müllaufnahme abgelagert werden, nachdem die Wärmequelle, d. h. die Wärmezellen oder die Wärmepakete vollständig verbraucht wurden.
Der in dieser Beschreibung verwendete Begriff "Wärmezellen" bedeutet eine vereinheitlichte Struktur, die eine exotherme Zusammensetzung aufweist, vorzugsweise eine spezielle Eisenoxidationsverbindung, die zwischen zwei Schichten eingeschlossen ist, wobei wenigstens eine Schicht sauerstoffdurchlässig sein kann, eine langandauernde Wärmeerzeugung mit verbesserter Temperatursteuerung gewährleisten kann und spezielle physikalische Abmessungen und Füllcharakteristiken aufweist. Diese Wärmezellen können als einzelne Erwärmungseinheiten oder in einem Wärmepaket, das mehrere einzelne Wärmezellen umfaßt, verwendet werden, die außerdem leicht in wegwerfbaren Körperumhüllungen, Kissen und dergleichen enthalten sein können. Wärmepakete und Körperumhüllungen, die Wärmepakete enthalten, passen sich einer großen Vielzahl von Körperkonturen an, wodurch sie eine gleichbleibende, bequeme und komfortable Wärmeanwendung gewährleisten.
Der in dieser Beschreibung verwendete Begriff "mehrere Wärmezellen" bedeutet mehr als eine Wärmezelle, wobei mehr als zwei Wärmezellen bevorzugt sind, mehr als drei Wärmezellen stärker bevorzugt sind und mehr als vier Wärmezellen am stärksten bevorzugt sind.
Der in dieser Beschreibung verwendete Begriff "Preßzusammensetzung vor der Verdichtung" bedeutet die Mischung von trockenen pulverförmigen Bestandteilen, die Eisenpulver, kohlenstoffhaltiges Pulver, Metallsalz (Metallsalze), wasserhaltende Mittel, Anlagerungshilfsstoffe und Trockenbindemittel umfassen, vor der direkten Verdichtung.
Der in dieser Beschreibung verwendete Begriff "direkte Verdichtung" bedeutet, daß eine trockene Pulvermischung gemischt, komprimiert und in Pellets, Tabletten oder Klumpen geformt wird ohne die Verwendung von typischen Naßbindemitteln/Lösungen, damit die Partikel aneinander haften. Alternativ wird die trockene Pulvermischung gemischt und durch Walzen verdichtet oder zu Klumpen geformt, woraufhin ein Mahlen und Sieben folgt, wodurch ein direkt verdichtetes Granulat erzeugt wird. Die direkte Verdichtung kann außerdem als trockene Verdichtung bekannt sein.
Der in dieser Beschreibung verwendete Begriff "wärmeerzeugendes Element" bedeutet die exotherme, direkt verdichtete, trockene Preßzusammensetzung vor der Verdichtung, die in direkt verdichtete Gegenstände geformt wird, wie etwa Granulat, Pellets, Klumpen und/oder Tabletten, die durch die exotherme Oxidationsreaktion von Eisen nach der Hinzufügung einer wäßrigen Lösung, wie etwa Wasser oder Salzsole (Salzlösung) Wärme erzeugen können. In dieser Beschreibung sind Preßgranulate aus der Preßzusammensetzung vor der Verdichtung ebenfalls als wärmeerzeugende Elemente eingeschlossen.
Der in dieser Beschreibung verwendete Begriff "Füllvolumen" bedeutet das Volumen der Partikelzusammensetzung oder des verdichteten mit Wasser gequollenen wärmeerzeugenden Elements in der gefüllten Wärmezelle. Der in dieser Beschreibung verwendete Begriff "Hohlraumvolumen" bedeutet das Volumen der Zelle, das nicht durch die Partikelzusammensetzung oder das verdichtete mit Wasser gequollene wärmeerzeugende Element in einer fertigen Wärmezelle gefüllt wird, das jedoch nicht den nicht gefüllten Raum in einer Tablette mit einem Loch oder Reservoir in einer fertigen Wärmezelle enthält, wobei die Messung ohne Differenzdruck in der Wärmezelle und ohne zusätzliches Dehnen oder Deformieren des Substratmaterials erfolgt. Der in dieser Beschreibung verwendete Begriff "Zellenvolumen" bedeutet das Füllvolumen plus das Hohlraumvolumen der Wärmezelle.
Der in dieser Beschreibung verwendete Begriff "ununterbrochene Schicht oder Schichten" bedeutet eine oder mehrere Schichten eines Materials, das über seine Länge und/oder Breite ununterbrochen oder teilweise, jedoch nicht vollständig durch ein anderes Material, Löcher, Perforationen oder dergleichen unterbrochen sein kann.
Der in dieser Beschreibung verwendete Begriff "starr" bedeutet die Eigenschaft eines Materials, wobei das Material flexibel sein kann, jedoch im wesentlichen steif und nicht nachgebend ist, und als Antwort auf die Gravitationskraft oder andere geringe Kräfte keine Faltlinien bildet.
Der in dieser Beschreibung verwendete Begriff "halbstarres Material" bedeutet ein Material, das in gewissem Umfang oder in einigen Teilen starr ist, d. h. daß es eine wenigstens zweidimensionale Drapierung bei einer Temperatur von etwa 25°C besitzt und eine Festigkeit aufweist, um die strukturelle Unterstützung der Wärmezellen in einem nicht unterstützten Format aufrechterhält und/oder ein unakzeptables Dehnen von Strukturen des Materials während der Verarbeitung oder Verwendung verhindert, während trotzdem bei Erwärmung gute Gesamtdrapierungscharakteristiken aufrechterhalten werden und/oder eine ausreichende Steifigkeit zurückbleibt, um einen leichten Zugang auf den Inhalt der Wärmezelle zu verhindern.
Der in dieser Beschreibung verwendete Begriff "zweidimensionale Drapierung" bedeutet eine Drapierung, die über einer ununterbrochenen Schicht oder Schichten, über einem Wärmepaket oder über einem ausgewählten Bereich einer Schicht oder von Schichten oder des Wärmepakets ausschließlich längs einer Achse auftritt, d. h. daß sich als Reaktion auf die Gravitationskraft oder andere geringe Kräfte zu Lasten von anderen Achsen eine Faltlinie bildet.
Der in dieser Beschreibung verwendete Begriff "dreidimensionale Drapierung" bedeutet eine Drapierung, die gleichzeitig über einer ununterbrochenen Schicht oder Schichten, über einem Wärmepaket oder über einem ausgewählten Bereich einer Schicht oder von Schichten oder eines Wärmepakets längs zwei oder mehr Achsen auftritt, d. h. es bilden sich in Reaktion auf die Gravitationskraft oder andere geringe Kräfte zwei oder mehr Faltlinien.
Der in dieser Beschreibung verwendete Begriff "Faltlinien" bedeutet die Linie, längs der ein Material als Antwort auf die Gravitationskraft oder andere geringe Kräfte eine vorübergehende oder dauerhafte Falte, einen Steg oder eine Krone bildet.
Es ist selbstverständlich, daß die wegwerfbaren Wärmekörperkissen der vorliegenden Erfindung ein oder mehrere Wärmepakete enthalten können. In dieser Beschreibung wird jedoch zur Klarheit ein wegwerfbares Wärmekörperkissen beschrieben, das ein einzelnes Wärmepaket enthält.
In der Zeichnung und insbesondere in den 1 und 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, die ein Wärmekörperkissen erschafft, das im allgemeinen mit dem Bezugzeichen 10 angegeben ist und vorzugsweise eine im wesentlichen ebene laminare Struktur und ein oder mehrere Wärmepakete 15 aufweist. Die Laminatstruktur umfaßt eine erste Seite 12 mit Befestigungsmitteln und sauerstoffpermeablen Mitteln, die beim Tragen vom Körper weg positioniert sind, sowie eine zweite Seite 14, die beim Tragen am Körper positioniert ist.
Jedes Wärmepaket 15 umfaßt mehrere einzelne Wärmezellen 16, die vorzugsweise in oder an der vereinheitlichen Struktur des Wärmepakets 15 befestigt sind. Während es bevorzugt ist, daß die Wärmezellen 16 in der Laminatstruktur des Wärmepakets 15 eingebettet sind, kann jedes Wärmepaket 15 alternativ eine einzelne ununterbrochene Basisschicht 20 umfassen, wobei einzelne oder Gruppen von Wärmezellen 16 fest angebracht sind und über die Basisschicht 20 voneinander beabstandet sind. Diese Wärmezellen 16 sind voneinander beabstandet angeordnet und jede Wärmezelle 16 funktioniert unabhängig von den restlichen Wärmezellen 16. Jede Wärmezelle 16 umfaßt vorzugsweise eine dicht gepackte exotherme Partikelzusammensetzung 18, die im wesentlichen das verfügbare Zellenvolumen in der Zelle füllt, wodurch jedes überschüssige Hohlraumvolumen vermindert wird, um dadurch die Fähigkeit des Partikelstoffs zu minimieren, sich innerhalb der Zelle zu verschieben. Alternativ kann die exotherme Zusammensetzung 18 zu einer harten Tablette komprimiert werden, bevor sie in jeder Zelle angeordnet wird. Da das wärmeerzeugende Material in einer Tablette dicht gepackt oder komprimiert ist, sind die Wärmezellen 16 nicht leicht biegbar. Deswegen wird durch den Abstand der Zellen und die Materialien, die für die zellenbildende Basisschicht 20 und die Zellenabdeckschicht 22 zwischen den Wärmezellen 16 ausgewählt werden, ermöglicht, daß sich jedes Wärmepaket 15 einfacher als eine einzelne große Zelle leicht an den Körper eines Benutzers anpaßt.
Die ununterbrochene zellenbildende Basisschicht 20 und die Zellenabdeckschicht 22 können aus mehreren geeigneten Materialien hergestellt sein. Die zellenbildende Basisschicht 20 und die Zellenabdeckschicht 22 umfassen vorzugsweise Materialien, die bei einer Temperatur von etwa 25°C halbstarr sind und weich werden, d. h. bei einer Temperatur von mindestens etwa 35°C im wesentlichen weniger starr werden. Das heißt, die Materialien besitzen vorzugsweise eine Dehnungsfestigkeit innerhalb des elastischen Verformungsbereichs des Materials bei etwa 25°C von etwa 0,7 g/mm², wobei ein Wert von mindestens etwa 0,9 g/mm² stärker bevorzugt ist und ein Wert von vorzugsweise mindestens 1 g/mm² am stärksten bevorzugt ist, sowie eine Dehnungsfestigkeit, die im wesentlichen kleiner ist als bei einer Temperatur von mindestens etwa 35°C. Der in dieser Beschreibung verwendete Begriff "wesentlich kleiner" bedeutet, daß die Dehnungsfestigkeit des Materials bei mindestens etwa 35°C statistisch wesentlich kleiner ist als die Dehnungsfestigkeit bei etwa 25°C bei einer geeigneten statistischen Sicherheit (d. h. 95%) und Leistung (d. h. ≥ 90%).
Wenn die Wärmezellen 16, die in oder an der vereinheitlichten Struktur des Wärmepakets 15 befestigt sind, aktiv sind, d. h. bei einer Wärmezellentemperatur im Bereich von etwa 35°C bis 60°C, wobei ein Bereich von etwa 35°C bis etwa 50°C bevorzugt ist, ein Bereich von etwa 35°C bis etwa 45°C stärker bevorzugt ist und ein Bereich von etwa 35°C bis etwa 40°C am stärksten bevorzugt ist, wird deswegen der schmale Abschnitt der ununterbrochenen Schicht oder Schichten des Materials, der jede Wärmezelle unmittelbar umgibt, weich und wirkt als ein Scharnier zwischen den Wärmezellen und zwischen allen restlichen kühleren starreren Abschnitten der ununterbrochenen Schicht oder Schichten, der sich vorzugsweise stärker biegt als die Wärmezelle oder die starreren Abschnitte. Dies hat Wärmepakete 15 zur Folge, die eine ausreichende Steifigkeit besitzen, um die strukturelle Unterstützung der Wärmezellen aufrechtzuerhalten und die unakzeptable Dehnung von Strukturen der ununterbrochenen Schicht oder Schichten während der Verarbeitung oder des Gebrauchs zu verhindern, wobei trotzdem gute Gesamtdrapierungscharakteristiken bei der Erwärmung aufrechterhalten werden.
Wenn das Wärmepaket 15 der vorliegenden Erfindung im Körperkissen 10 enthalten ist, paßt sich das Körperkissen 10 leicht an eine große Vielzahl von Körperkonturen an, gewährleistet eine dauerhafte, bequeme und komfortable Wärmeanwendung und es bildet sich eine ausgezeichnete Anpassung an den Körper, wobei eine ausreichende Steifigkeit verbleibt, um ein Falten oder Bündeln des Kissens 10 während des Gebrauchs zu verhindern und einen leichten Zugang zum Inhalt der Wärmezelle zu vermeiden.
Die Dehnungsfestigkeit wird typischerweise während einer einfachen Dehnungsprüfung an einer elektronischen Dehnungsprüfungsvorrichtung gemessen, wie etwa eine universelle computergestützte Dehnungsprüfungsmaschine mit konstanter Elongation von Instron Engineering Corp., Canton, NA. Jede standardmäßige Dehnungsprüfung kann verwendet werden, z. B. werden Materialmuster in Streifen mit einer Breite von etwa 2,54 cm (etwa 1 Zoll) und einer Länge von etwa 7,5 cm bis etwa 10 cm (etwa 3 bis 4 Zoll) geschnitten. Die Enden der Streifen werden in den Spannbacken der Vorrichtung mit einer Dehnungsspannung angeordnet, die ausreichend ist, um jedes Spiel zu eliminieren, ohne jedoch die Belastungszelle zu belasten. Anschließend wird ermöglicht, daß sich die Temperatur des Musters auf die gewünschte Prüftemperatur stabilisiert. Die Lastzelle der Vorrichtung ist auf etwa 22,7 kg (50 Pfund) Belastung eingestellt, die Elongation ist auf 5 mm eingestellt und die Kreuzkopfgeschwindigkeit ist auf etwa 50 cm/min eingestellt. Die Vorrichtung wird gestartet und die Dehnungsfestigkeitsdaten werden durch den Computer gesammelt. Anschließend wird das Muster aus der Vorrichtung entnommen.
Die Dehnungsfestigkeit kann als der Anstieg der Dehnungsbelastung gegenüber der Ausdehnung während der elastischen Verformung des Materials unter Verwendung folgender Gleichung berechnet werden:
m = (L/E)
wobei
m der Anstieg in g/mm² während der elastischen Verformung ist,
L die Belastung in g/mm bei der Ausdehnung ist; und
E die Verlängerung in mm ist.
Die zellenbildende Basisschicht 20 und/oder die Zellenabdeckschicht 22 umfassen bei etwa 25°C wenigstens eine zweidimensionale Drapierung, d. h. eine einzelne Falte oder ein einzelner Kniff in dem Material ergibt sich längs einer einzelnen Achse, und bei mindestens etwa 35°C vorzugsweise eine dreidimensionale Drapierung, d. h. zwei oder mehrere Falten oder Kniffe ergeben sich längs mehrerer Achsen. Die Drapierung kann bestimmt werden, indem eine quadratische Probe von z. B. etwa 30 × 30 cm (etwa 12 × 12 Zoll) von Material am Ende einer zylindrischen Welle mit einem spitzen Ende angeordnet und zentriert wird, wobei das Drapieren des Materials infolge von Gravitationskräften ermöglicht wird und die Anzahl der Faltlinien gezählt wird. Materialien, die eine eindimensionale Drapierung aufweisen, d. h. keine Falten oder Kniffe in eine beliebige Richtung besitzen, werden als starr definiert, wohingegen Materialien mit einer wenigstens zweidimensionalen Drapierung, d. h. sie besitzen wenigstens eine Faltlinie oder Knifflinie, die sich wenigstens längs einer Achse bildet, als halbstarr definiert werden.
Verschiedene Materialien können die spezielle Anforderung für die ununterbrochene zellenbildende Basisschicht und/oder die Zellenabdeckschicht 20 und/oder 22 erfüllen, vorausgesetzt, daß die Dicke entsprechend eingestellt ist. Diese Materialien können enthalten, sind jedoch nicht beschränkt auf Polyethylen, Polypropylen, Nylon, Polyester, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyurethan, Polystyrol, verseiftes Ethylen-Vinylacetal-Colypolymer, Ethylen-Vinylacetal-Copolymer, natürlichen Gummi, regenerierten Gummi, synthetischen Gummi und Mischungen davon. Diese Materialien können allein verwendet werden, wobei stranggepreßte Materialien bevorzugt sind, gemeinsam stranggepreßte Materialien stärker bevorzugt sind und gemeinsam mit einem niedrigschmelzenden Polymer, das Ethylen-Vinylacetal-Copolymer, weiches Polyethylen und Mischungen davon enthält, jedoch nicht darauf beschränkt ist, stranggepreßte Materialien am stärksten bevorzugt sind.
Die zellenbildende Basisschicht 20 und/oder die Zellenabdeckschicht 22 umfassen vorzugsweise Polypropylen, wobei ein gemeinsam stranggepreßtes Material, das Polypropylen umfaßt, stärker bevorzugt ist, und ein gemeinsam stranggepreßtes Material am stärksten bevorzugt ist, bei dem eine erste Seite vorzugsweise im Bereich von etwa 10% bis etwa 90% und stärker bevorzugt im Bereich von etwa 40% bis etwa 60% der Gesamtdicke des Materials Polypropylen enthält und eine zweite Seite eine Bindeschicht aus einem niedrigschmelzenden Copolymer, vorzugsweise EVA enthält. Die zellenbildende Basisschicht 20 und/oder die Zellenabdeckschicht 22 besitzen vorzugsweise eine Dicke der Basismasse, die kleiner als etwa 50 μm ist, wobei ein Wert kleiner als etwa 40 μm stärker bevorzugt ist und ein Wert kleiner als etwa 30 μm am stärksten bevorzugt ist.
Die zellenbildende Basisschicht 20 und/oder die Zellenabdeckschicht 22 umfassen vorzugsweise ein gemeinsam stranggepreßtes Material mit einer ersten Seite aus Polypropylen und einer zweiten Seite aus EVA, mit einer kombinierten Dicke von etwa 20 μm bis etwa 30 μm, vorzugsweise etwa 25 μm (1 mil), wobei das Polypropylen etwa 50% und die EVA-Bindemittelschicht etwa 50% der Gesamtdicke der zellenbildenden Basisschicht 20 und/oder der Zellenabdeckschicht 22 umfassen. Ein besonders bevorzugtes Material steht als P18-3161 von Clopay Plastics Products, Cincinnati, OH zur Verfügung. P18-3161, das für die Zellenabdeckschicht 22 bevorzugt ist, wird nach der Verarbeitung einer Lochbildung mit heißen Nadeln unterzogen, um es für Sauerstoff durchlässig zu machen.
Wenn gemeinsam stranggepreßte Materialien des eben beschriebenen Typs für die zellenbildende Basisschicht 20 und die Zellenabdeckschicht 22 verwendet werden, werden die EVA-Seiten vorzugsweise gegeneinander ausgerichtet, um die Wärmebindung der Zellenabdeckschicht 22 an der zellenbildenden Basisschicht 20 zu erleichtern.
Gute Gesamtdrapierungscharakteristiken und/oder eine ausgezeichnete Anpassung an den Körper eines Benutzers und/oder eine verbesserte strukturelle Unterstützung des Wärmepakets 15 können außerdem erreicht werden, indem die Wärmezellen 16 wahlweise an Positionen angeordnet werden, die in oder an der vereinheitlichten Struktur des Wärmepakets 15 relativ zueinander fest sind und ausreichend nahe beieinander liegen, um einige oder alle möglichen Achsen durch das Material der ununterbrochenen Schicht und/oder der Schichten 20 und/oder 22 versperrt werden, die andernfalls ohne Unterbrechung zwischen den Wärmezellen 16 durch das Wärmepaket 15 oder durch ausgewählte Bereiche hiervon verlaufen würden, um unerwünschte ununterbrochene Faltlinien minimal zu machen oder zu eliminieren. Das heißt, die Anordnung der Wärmezellen 16 in Positionen relativ zueinander, die ausreichend nahe beieinander liegen, so daß die Anzahl der Achsen, die ohne Unterbrechung zwischen den Wärmezellen 16 verlaufen, wahlweise gesteuert wird, so daß die ununterbrochene zellenbildende Basisschicht 20 und die Zellenabdeckschicht 22 des Wärmepakets 15 oder ausgewählte Bereiche hiervon sich vorzugsweise längs einer Vielzahl von kurzen miteinander verbundenen Faltlinien falten, die relativ zueinander in mehreren verschiedenen Richtungen ausgerichtet sind. Das Falten längs einer Vielzahl von miteinander verbundenen Faltlinien ergibt Wärmepakete 15, die gute Gesamtdrapierungscharakteristiken besitzen, sich leicht dem Rücken eines Benutzers anpassen und/oder eine verbesserte strukturelle Unterstützung der Wärmezellenmatrix aufweisen.
Da die Wärmezellen 16 nicht leicht gebogen werden können, gewährleistet der Abstand zwischen den Wärmezellen 16 die bevorzugten Vorteile und er kann bestimmt werden, wenn wahlweise Wärmezellen 16 in oder fest an der vereinheitlichten Struktur der Wärmepakete 15 angeordnet werden, wobei wenigstens eine Wärmezelle von vier benachbarten Wärmezellen, deren Zentren ein vierseitiges Muster bilden, eine oder mehrere Achsen versperren, die andernfalls wenigstens eine zu den Kanten einer oder mehrerer Paarungen der verbleibenden drei Wärmezellen in dem vierseitigen Muster tangentiale Faltlinien bilden könnten. Der Abstand zwischen der wenigstens einen Wärmezelle der vier benachbarten Wärmezellen und jeder der Wärmezellen der einen oder mehreren Paarungen der verbleibenden Wärmezellen in dem vierseitigen Muster kann vorzugsweise unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet werden:
s ≤ (Wq/2) × 0,75
wobei
s der geringste Abstand zwischen den Wärmezellen ist und
Wq die Abmessung des kleinsten Durchmessers der Wärmezelle mit kleinstem Durchmesser in dem vierseitigen Muster ist.
Alternativ kann der Abstand zwischen Wärmezellen 16 bestimmt werden, wobei wenigstens eine Wärmezelle von drei benachbarten Wärmezellen, deren Zentren ein dreiseitiges Muster bilden, eine oder mehrere Achsen versperrt, die andernfalls wenigstens eine zu den Kanten des verbleibenden Paars von Wärmezellen in dem durch die drei Wärmezellen gebildeten dreiseitigen Muster tangentiale Faltlinie bilden könnten. Es ist am stärksten bevorzugt, daß der Abstand zwischen der wenigstens einen Wärmezelle der drei benachbarten Wärmezellen und jeder Wärmezelle des verbleibenden Paars von Wärmezellen in dem dreiseitigen Muster unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet werden kann:
s ≤ (Wi/2) × 0,3
wobei
s der geringste Abstand zwischen den Wärmezellen ist und
W_i die Abmessung des kleinsten Durchmessers der Wärmezelle mit kleinstem Durchmesser in dem dreiseitigen Muster ist.
Verschiedene Materialien können in der Lage sein, die oben spezifizierten Anforderungen zu erfüllen. Diese Materialien können die obenerwähnten Materialien enthalten, sind jedoch nicht auf diese beschränkt.
Eine am stärksten bevorzugte Ausführungsform des wegwerfbaren Wärmepakets 15 der vorliegenden Erfindung umfaßt wenigstens eine ununterbrochene Schicht aus halbstarrem Material mit den obenbeschriebenen thermophysikalischen Eigenschaften und die Wärmezellen 16, die an Positionen relativ zueinander angeordnet sind, die in oder an der vereinheitlichten Struktur des Wärmepakets 15 fest sind und ausreichend nahe beieinander liegen, so daß einige oder alle möglichen Achsen durch das Material der ununterbrochenen Schicht (Schichten) 20 und/oder 22 versperrt sind, die andernfalls ohne Unterbrechung zwischen den Wärmezellen 16 durch die Wärmepakete 15 oder durch ausgewählte Bereiche hiervon verlaufen würden, um unerwünschte, nicht unterbrochene Faltlinien minimal zu machen oder zu eliminieren, wie oben beschrieben wurde.
Die exotherme Zusammensetzung 18 kann jede Zusammensetzung umfassen, die Wärme erzeugen kann. Die exotherme Zusammensetzung 18 umfaßt jedoch vorzugsweise eine spezielle Mischung aus chemischen Verbindungen, die während des Gebrauchs eine Oxidationsreaktion durchlaufen. Alternativ kann die exotherme Zusammensetzung 18 außerdem aus Preßgranulat gebildet sein, das direkt zu verdichteten Gegenständen verdichtet wird, wie etwa Granulat, Pellets, Tabletten und/oder Klumpen und Gemischen hiervon. Die Mischung von Verbindungen umfaßt typischerweise Eisenpulver, Kohlenstoff, ein Metallsalz (Metallsalze) und Wasser. Mischungen dieses Typs, die reagieren, wenn sie Sauerstoff ausgesetzt sind, liefern Wärme für mehrere Stunden.
Geeignete Quellen für Eisenpulver enthalten Gußeisenpulver, reduziertes Eisenpulver, elektrolytisches Eisenpulver, Schrotteisenpulver, Roheisen, geschmiedetes Eisen, verschiedene Stähle, Eisenlegierungen und dergleichen sowie behandelte Abwandlungen dieser Eisenpulver. Es gibt keine spezielle Begrenzung an ihre Reinheit, Art usw., solange sie verwendet werden können, um mit elektrisch leitendem Wasser und Luft Wärme zu erzeugen. Das Eisenpulver umfaßt typischerweise im Bereich von etwa 30 bis etwa 80 Gew.-% und vorzugsweise im Bereich von etwa 50 bis etwa 70 Gew.-% der exothermen Partikelzusammensetzung.
Aktiver Kohlenstoff, der aus Kokosnußschalen, Holz, Holzkohle, Kohle, Knochenkohle usw. hergestellt wird, ist nützlich, aber jene Stoffe, die aus anderen Rohmaterialien hergestellt werden, wie etwa tierische Produkte, Naturgas, Fette, Öle und Harze, sind ebenfalls in der exothermen Partikelzusammensetzung der vorliegenden Erfindung nützlich. Es gibt keine Einschränkung der Art des verwendeten aktiven Kohlenstoffs, der bevorzugte aktive Kohlenstoff besitzt jedoch eine ausgezeichnete Wasserhaltefähigkeit und die verschiedenen Kohlenstoffe können zur Kostenreduzierung gemischt sein. Deswegen sind in der vorliegenden Erfindung Mischungen von aktiven Kohlenstoffen ebenfalls nützlich. Typischerweise umfassen aktivierter Kohlenstoff, nichtaktivierter Kohlenstoff und Mischungen davon etwa 3 bis etwa 25 Gew.-% der exothermen Partikelzusammensetzung, wobei ein Bereich von etwa 8 bis etwa 20 Gew.-% bevorzugt ist und ein Bereich von etwa 9 bis 15 Gew.-% am stärksten bevorzugt ist.
Die Metallsalze, die in der exothermen Partikelzusammensetzung nützlich sind, enthalten Sulfate, wie etwa Eisensulfat, Kaliumsulfat, Natriumsulfat, Mangansulfat, Magnesiumsulfat; und Chloride, wie etwa Kupferchlorid, Kaliumchlorid, Natriumchlorid, Kalziumchlorid, Manganchlorid, Magnesiumchlorid und Kupfer (I)-Chlorid. Außerdem können Karbonsalze, Acetatsalze, Nitrate, Nitrite und andere Salze verwendet werden. Es gibt im allgemeinen verschiedene geeignete Alkalisalze, Erdalkalisalze und Übergangsmetallsalze, die allein oder in Kombination verwendet werden können, um die Korrosionsreaktion des Eisens zu unterstützen. Die bevorzugten Metallsalze sind Natriumchlorid, Kupferchlorid und Mischungen davon. Das Metallsalz (die Metallsalze) umfaßt typischerweise etwa 0,5 bis etwa 10 Gew.-% der exothermen Partikelzusammensetzung, wobei ein Wert im Bereich von etwa 1,0 bis etwa 5 Gew.-% bevorzugt ist.
Das Wasser, das in der exothermen Partikelzusammensetzung verwendet wird, kann von einer beliebigen geeigneten Quelle stammen. Es gibt keine spezielle Einschränkung an seine Reinheit, Art usw. Das Wasser umfaßt typischerweise etwa 1 bis etwa 40 Gew.-% der exothermen Partikelzusammensetzung, wobei ein Wert im Bereich von etwa 10 bis etwa 30 Gew.-% bevorzugt ist.
Zusätzliche wasserhaltende Materialien können bei Bedarf außerdem zugefügt werden. Nützliche zusätzliche wasserhaltende Materialien enthalten Vermiculit, poröse Silikate, Holzpulver, Holzmehl, Baumwollgewebe mit großen Mengen von Flusen, kurze Baumwohlfasern, Papierabfall, pflanzliche Stoffe, im Wasser quellende oder wasserlösliche Polymere mit hoher Absorptionsfähigkeit und Harze, wobei Carboxymethylzellulosesalze und weitere poröse Materialien mit großer Kapillarwirkung und hydrophilen Eigenschaften verwendet werden können. Die zusätzlichen wasserhaltenden Materialien umfassen typischerweise etwa 0,1 bis etwa 30 Gew.-% der exothermen Partikelzusammensetzung, wobei ein Wert im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.-% bevorzugt ist und ein Wert im Bereich von etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% am meisten bevorzugt ist.
Weitere zusätzliche Komponenten enthalten Anlagerungshilfsstoffe, wie etwa Gelatine, natürliche Gummis, Zellulosederivate, Zelluloseester und ihre Derivate, Stärke, modifizierte Stärken, Polyvinylalkohole, Polyvinylpyrrolidon, Natriumalginate, Polyole, Glykole, Kornsirup, Rübensirup, Sorbitol-Sirup und weitere Polosacharide und ihre Derivate, Polyacrylamide, Polyvinyloxoacolidon und Malzsirup; Trockenbindemittel, wie etwa Maltodextrin, pulverisierte Laktose, gemeinsam kristallisierte Saccharose und Dextrin, modifizierte Dextrose, Sorbitol, Mannitol, mikrokristalline Zellulose, mikrofeine Zellulose, vorgelatinierte Stärke, Dicalciumphosphat und Calciumkarbonat; Oxidations-Reaktionsverstärker, wie etwa elementares Chrom, Mangan oder Kupfer, Verbindungen, die diese Elemente enthalten oder Mischungen hiervon; Wasserstoffgas-Hemmstoffe, wie etwa anorganische oder organische Alkaliverbindungen oder schwachsaure Alkalisalze einschließlich Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Natriumhydrogencarbonat, Natriumcarbonat, Calciumhydroxid, Calciumcarbonat und Natriumprobionat; Füllstoffe, wie etwa natürliche Zellulosefragmente einschließlich Holzstaub, Streubaumwolle und Zellulose, synthetische Fasern in Bruchstückform einschließlich Polyesterfasern, geschäumte synthetische Harze, wie etwa geschäumtes Polystyrol und Polyurethan, und anorganische Verbindungen einschließlich Silikapulver, poröses Silikagel, Natriumsulfat, Bariumsulfat, Eisenoxide und Aluminiumoxid; und Antianbackmittel, wie etwa Tricalciumphosphat und Natriumsilikoaluminat. Diese Komponenten enthalten außerdem Verdickungsmittel, wie etwa Kornstärke, Kartoffelstärke, Carboxymethylzellulose und α-Stärke sowie Tenside, wie etwa jene, die in den anionischen, kationischen, nichtionischen, zwitterionischen und amphoteren Typen enthalten sind. Das bevorzugte Tensid ist nicht ionisch, falls ein derartiges Tensid verwendet wird. Weitere zusätzliche Komponenten, die den exothermen Partikelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung bei Bedarf hinzugefügt werden können, enthalten Streckmittel, wie etwa Metasilikate, Zirkonium und Keramiken.
Vorzugsweise mindestes 50 Gew.-% der exothermen Partikelzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, wobei ein Wert von 70 Gew.-% stärker bevorzugt ist, ein Wert von 80 Gew.-% noch stärker bevorzugt ist und ein Wert von 90 Gew.-% am stärksten bevorzugt ist, besitzen eine mittlere Partikelgröße, die kleiner als 200 μm und vorzugsweise kleiner als 150 μm ist.
Die obenerwähnten Komponenten der Zusammensetzung werden unter Verwendung herkömmlicher Mischtechniken gemischt. Geeignete Verfahren zum Mischen dieser Komponenten sind im US-Patent 4.649.895 an Yasuki u. a., das am 17. März 1987 erteilt wurde, genau beschrieben.
Alternativ zur obenbeschriebenen exothermen Partikelzusammensetzung kann die exotherme Zusammensetzung in Preßgranulaten gebildet werden, die direkt zu verdichteten Gegenständen, wie etwa Granulate, Pellets, Tabletten und/oder Klumpen und Gemischen hiervon verdichtet werden.
Die exotherme Zusammensetzung dieser Preßgranulate und/oder der verdichteten Gegenständen enthält Eisenpulver, trockenes pulverartiges kohlenstoffhaltiges Material, einen Anlagerungshilfsstoff und ein Trockenbindemittel. Zusätzlich wird ein Metallsalz der trockenen Mischung oder später als eine wäßrige Lösung/Solelösung beigefügt. Das Eisenpulver umfaßt typischerweise etwa 30 Gew.-% bis etwa 80 Gew.-%, wobei ein Wert im Bereich von etwa 40 Gew.-% bis etwa 70 Gew.-% bevorzugt ist und ein Wert im Bereich von etwa 50 Gew.-% bis etwa 65 Gew.-% am stärksten bevorzugt ist; aktivierter Kohlenstoff, nicht aktivierter Kohlenstoff und Mischungen hiervon umfassen etwa 3 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-%, wobei ein Wert im Bereich von etwa 5 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% bevorzugt ist und ein Wert im Bereich von etwa 6 Gew.-% bis etwa 12 Gew.-% am stärksten bevorzugt ist; das Metallsalz (die Metallsalze) umfaßt etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, wobei ein Wert im Bereich von etwa 1 Gew.-% bis etwa 8 Gew.-% bevorzugt ist und ein Wert im Bereich von etwa 2 Gew.-% bis etwa 6 Gew.-% am stärksten bevorzugt ist; die Anlagerungshilfsstoffe umfassen etwa 0 Gew.-% bis etwa 9 Gew.-%, wobei ein Wert im Bereich von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 8 Gew.-% bevorzugt ist, ein Wert im Bereich von etwa 0,6 Gew.-% bis 6 Gew.-% stärker bevorzugt ist und ein Wert im Bereich von etwa 0,7 Gew.-% bis etwa 3 Gew.-% am stärksten bevorzugt ist; und das Trockenbindemittel umfaßt etwa 0 Gew.-% bis etwa 35 Gew.-%, wobei ein Wert im Bereich von etwa 4 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-% bevorzugt ist, ein Wert im Bereich von etwa 7 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% stärker bevorzugt ist und ein Wert im Bereich von etwa 9 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% am stärksten bevorzugt ist, der Anlagerungszusammensetzungen vor der Verdichtung der vorliegenden Erfindung.
Wärmezellen, die Preßgranulate enthalten, werden typischerweise hergestellt, indem herkömmliche Mischtechniken verwendet werden und zu Granulaten gepreßt werden.
Wärmezellen, die verdichtete Gegenstände enthalten, werden vorzugsweise durch direktes Verdichten der trockenen Bestandteile in Gegenstände hergestellt, wie etwa Hartgranulate, Pellets, Tabletten und/oder Klumpen. Geeignete Verfahren zum Herstellen von Tabletten und/oder Klumpen werden im Kapitel 89, "Oral Solid Dosage Forms", Remington's Pharmaceutical Sciences, 18. Ausgabe (1990), S. 1634–1656, Alfonoso R. Gennaro, ed., genau beschrieben, das in dieser Beschreibung in seiner Gesamtheit durch Literaturhinweis eingefügt ist. Jede herkömmliche Tablettenmaschine und Kompressionsdrücke bis zum maximal von der Maschine gelieferten Druck können verwendet werden.
Die Tabletten/Klumpen können jede geometrische Form besitzen, die mit der Form der Wärmezelle übereinstimmt, z. B. Scheibe, Dreieck, Quadrat, Kubus, Rechteck, Zylinder, Ellipsoid und dergleichen, wobei alle oder keines von diesen ein Loch durch die Mitte oder ein anderes Reservoir enthalten können. Die bevorzugte Form von Tablette/Klumpen umfaßt eine scheibenförmige Geometrie mit einer konkaven Konfiguration an der Oberseite und/oder Unterseite der Tablette. Die stärker bevorzugte Form von Tablette/Klumpen umfaßt jedoch eine scheibenförmige Geometrie mit einem Loch, das senkrecht und durch die Mitte der Oberseite und Unterseite der Tablette verläuft.
Die Größe der verdichteten Scheibe ist lediglich durch die Größe der Formeisen und Stempel begrenzt, die zur Verfügung stehen und/oder in der Tablettenmaschine verwendet werden, sowie durch die Größe der Wärmezellentasche. Die Scheibe besitzt jedoch typischerweise einen Durchmesser von etwa 0,2 cm bis 10 cm, wobei ein Wert im Bereich von etwa 0,5 cm bis etwa 8 cm bevorzugt ist, ein Wert im Bereich von 1 cm bis etwa 5 cm stärker bevorzugt ist und ein Wert im Bereich von etwa 1,5 cm bis etwa 3 cm am stärksten bevorzugt ist, sowie eine Höhe von etwa 0,08 cm bis etwa 1 cm, wobei ein Wert im Bereich von etwa 0,15 cm bis etwa 0,8 cm bevorzugt ist, ein Wert im Bereich von etwa 0,2 cm bis etwa 0,6 cm stärker bevorzugt ist und ein Wert im Bereich von etwa 0,2 cm bis etwa 0,5 cm am stärksten bevorzugt ist. Alternativ kann die verdichtete Scheibe, die eine von der Scheibenform verschiedene geometrische Form besitzt, an ihrer breitesten Stelle eine Breite im Bereich von etwa 0,15 cm bis etwa 20 cm besitzen, wobei ein Wert im Bereich von etwa 0,3 cm bis etwa 10 cm bevorzugt ist, ein Wert im Bereich von 0,5 cm bis etwa 5 cm stärker bevorzugt ist und ein Wert im Bereich von etwa 1 cm bis etwa 3 cm am stärksten bevorzugt ist, sie kann an ihrer höchsten Stelle eine Höhe im Bereich von etwa 0,08 cm bis etwa 1 cm besitzen, wobei ein Wert im Bereich von etwa 1,15 cm bis etwa 0,8 cm bevorzugt ist, ein Wert im Bereich von etwa 0,2 cm bis etwa 0,6 cm stärker bevorzugt ist und ein Wert im Bereich von etwa 0,2 cm bis etwa 0,5 cm am stärksten bevorzugt ist, und sie kann an ihrer längsten Stelle eine Länge im Bereich von etwa 1,5 cm bis etwa 20 cm besitzen, wobei ein Wert im Bereich von etwa 1 cm bis etwa 15 cm bevorzugt ist, ein Wert im Bereich von etwa 1 cm bis etwa 10 cm stärker bevorzugt ist und ein Wert im Bereich von etwa 3 cm bis etwa 5 cm am stärksten bevorzugt ist. Das Loch oder das Reservoir sollte groß genug sein, um die vorgeschriebene Menge von Wasser und/oder des wassertragenden Materials zu halten. Das Loch besitzt typischerweise einen Durchmesser im Bereich von etwa 0,1 cm bis etwa 1 cm, wobei ein Wert im Bereich von etwa 0,2 cm bis etwa 0,8 cm bevorzugt ist und ein Wert im Bereich von etwa 0,2 cm bis etwa 0,5 cm stärker bevorzugt ist.
Die verdichteten Gegenstände der vorliegenden Erfindung werden auf die größtmögliche mechanische Festigkeit komprimiert, damit sie den Behandlungsstößen bei ihrer Herstellung der Verpackung, des Transports und der Abgabe widerstehen. Die verdichteten Gegenstände werden typischerweise auf eine Dichte von mindestens etwa 1 g/cm³ verdichtet, wobei ein Wert im Bereich von etwa 1 g/cm³ bis etwa 3 g/cm3 bevorzugt ist, ein Wert im Bereich von etwa 1,5 g/cm³ bis etwa 3 g/cm³ stärker bevorzugt ist und ein Wert im Bereich von etwa 2 g/cm³ bis etwa 3 g/cm³ am stärksten bevorzugt ist.
Wärmezellen 16, die die obenbeschriebenen Komponenten enthalten, werden typischerweise gebildet, indem eine feste Menge der exothermen Partikelzusammensetzung oder der verdichteten Gegenstände 18 in eine Tasche oder in Taschen abgegeben wird, die in einer ersten ununterbrochenen Schicht, d. h. der zellenbildenden Schicht 20 hergestellt sind. Eine zweite ununterbrochene Schicht, d. h. die Zellenabdeckschicht 22 wird über der ersten ununterbrochenen Schicht angeordnet, wodurch die exotherme Partikelzusammensetzung oder die verdichteten Gegenständen zwischen den beiden ununterbrochenen Schichten sandwichartig angeordnet werden, die anschließend unter Verwendung einer schwachen Wärme miteinander verklebt werden, wodurch eine verbundene Laminatstruktur gebildet wird. Jede Wärmezelle besitzt vorzugsweise ein ähnliches Volumen des wärmeerzeugenden Materials und besitzt ähnliche sauerstoffdurchlässige Mittel. Das Volumen des wärmeerzeugenden Materials, die Form der Wärmezelle und die Sauerstoffdurchlässigkeit können jedoch von Wärmezelle zu Wärmezelle verschieden sein, solange die sich ergebenden Zellentemperaturen, die erzeugt werden, innerhalb akzeptabler therapeutischer Bereiche und Sicherheitsbereiche für ihre vorgesehene Anwendung liegen.
Die Wärmezellen 16 des Wärmepakets 15 können jede geometrische Form besitzen, z. B. Scheibe, Dreieck, Pyramide, Konus, Kugel, Quadrat, Kubus, Rechteck, rechtwinkliges Parallelepiped, Zylinder, Ellipsoid und dergleichen. Die bevorzugte Form der Wärmezellen 16 umfaßt eine scheibenförmige Geometrie mit einem Zellendurchmesser im Bereich von etwa 0,2 cm bis etwa 10 cm, wobei ein Wert im Bereich von etwa 0,5 cm bis etwa 8 cm bevorzugt ist, ein Wert im Bereich von etwa 1 cm bis etwa 5 cm stärker bevorzugt ist und ein Wert im Bereich von etwa 1,5 cm bis etwa 3 cm am stärksten bevorzugt ist. Die Wärmezellen 16 können eine Höhe in einem Bereich von mindestens etwa 0,2 cm bis etwa 1 cm besitzen, wobei ein Wert von mindestens etwa 2 cm bis etwa 0,9 cm bevorzugt ist, ein Wert von mindestens etwa 0,2 cm bis etwa 0,8 cm stärker bevorzugt ist und ein Wert von mindestens etwa 0,3 cm bis etwa 0,7 cm am stärksten bevorzugt ist. Die Wärmezellen können alternativ geometrische Formen besitzen, die von der Scheibenform verschieden sind, vorzugsweise kann ein Ellipsoid (d. h. ein Oval) an seiner breitesten Stelle eine Breite von etwa 0,15 cm bis etwa 20 cm besitzen, wobei ein Wert im Bereich von etwa 0,3 cm bis etwa 10 cm bevorzugt ist, ein Wert im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 5 cm stärker bevorzugt ist und ein Wert im Bereich von etwa 1 cm bis etwa 3 cm am stärksten bevorzugt ist, sie kann an ihrer höchsten Stelle eine Höhe im Bereich von mindestens etwa 0,2 cm bis etwa 5 cm besitzen, wobei ein Wert im Bereich von mindestens etwa 0,2 cm bis etwa 1 cm bevorzugt ist, ein Wert im Bereich von mindestens etwa 0,2 cm bis etwa 0,8 cm stärker bevorzugt ist und ein Wert im Bereich von etwa 0,3 cm bis etwa 0,7 cm am stärksten bevorzugt ist, und sie kann an ihrer längsten Stelle eine Länge im Bereich von etwa 0,5 cm bis etwa 20 cm besitzen, wobei ein Wert im Bereich von etwa 1 cm bis etwa 15 cm bevorzugt ist, ein Wert im Bereich von etwa 1 cm bis etwa 10 cm stärker bevorzugt ist und ein Wert im Bereich von etwa 3 cm bis etwa 5 cm am stärksten bevorzugt ist.
Das Verhältnis des Füllvolumens zum Zellenvolumen der Wärmezellen 16 liegt im Bereich von etwa 0,7 bis etwa 1,0, wobei ein Wert im Bereich von etwa 0,75 bis etwa 1,0 bevorzugt ist, ein Wert im Bereich von etwa 0,8 bis etwa 1,0 stärker bevorzugt ist, ein Wert im Bereich von etwa 0,85 bis etwa 1,0 noch stärker bevorzugt ist und ein Wert im Bereich von etwa 0,9 bis etwa 1,0 am stärksten bevorzugt ist.
Die Sauerstoffpermeabilität der Zellabdeckschicht 22 wird vorzugsweise durch mehrere Öffnungen in der Zellabdeckschicht 22 gewährleistet, die durch das Durchstechen der Zellabdeckschicht 22 mit heißen Nadeln hergestellt werden. Der Durchmesser der Öffnungen beträgt vorzugsweise etwa 0,127 mm und pro wärmeerzeugende Zelle sind vorzugsweise 25 bis 40 Öffnungen vorhanden. Ein weiteres bevorzugtes Verfahren zum Herstellen von Öffnungen besteht im Durchstoßen der Zellenabdeckschicht 22 mit kalten Nadeln. Alternativ können Öffnungen durch Unterdruckformen oder einen Formvorgang mit einem Hochdruckwasserstrahl hergestellt werden. Ein weiteres Verfahren besteht in der Herstellung der Zellenabdeckschicht 22 aus einer mikroporösen Membran oder einer halbdurchlässigen Membran. Eine derartige Membran kann mit einem stark porösen Trägermaterial kombiniert sein, um die Verarbeitung zu vereinfachen. Die geforderte Sauerstoffpermeabilität liegt im Bereich von etwa 0,01 cm³ O₂ pro Minute pro 5 cm² bis etwa 15 cm³ O₂ pro 5 cm² bei einer Temperatur von 21°C und einem Druck von 1 ATM.
Die Geschwindigkeit, Dauer und Temperatur der wärmeerzeugenden Oxidationsreaktion der exothermen Zusammensetzung 18 kann bei Bedarf durch Änderung des Kontaktbereichs mit der Luft und insbesondere durch die Änderung der Sauerstoff-Diffusion/Permeabilität gesteuert werden.
Jede Wärmezelle 16 besitzt vorzugsweise ein ähnliches Volumen der chemischen Stoffe und besitzt eine ähnliche Einrichtung für die Sauerstoffpermeabilität. Alternativ können die chemischen Volumina, die Formen und die Einrichtungen für die Sauerstoffpermeabilität sich von Zelle zu Zelle unterscheiden, solange die sich ergebenden Zellentemperaturen, die erzeugt werden, ähnlich sind.
Auf jeder Seite der Wärmezellen 16 des Wärmepakets 15 befinden sich zusätzliche Materialschichten. An der ersten Seite 12 ist ein erstes äußeres Gewebe 26 durch eine erste Klebstoffschicht 28 an der Zellenabdeckschicht 22 befestigt. Das erste äußere Gewebe 26 und die erste Klebstoffschicht 28 sind vorzugsweise für Luft stärker durchlässig als die Zellenabdeckschicht 22. Ferner ändern das erste äußere Gewebe 26 und die erste Klebstoffschicht 28 vorzugsweise die Sauerstoffpermeabilität der Zellenabdeckschicht 22 nicht wesentlich. Deswegen steuert lediglich die Zellenabdeckschicht 22 die Strömungsrate von Sauerstoff in jede Wärmeerzeugungszelle 16.
An der zweiten Seite 14 des Wärmekörperkissens 10 befindet sich ein zweites äußeres Gewebe 30, das durch eine zweite Klebstoffschicht 32 an der zellenbildenden Basisschicht 20 befestigt ist. Das erste äußere Gewebe 26 und das zweite äußere Gewebe 30 sind vorzugsweise aus ähnlichen Materialien hergestellt und die erste Klebstoffschicht 28 und die zweite Klebstoffschicht 32 sind aus den gleichen Materialien hergestellt.
Die erste Seite 12 des Wärmekörperkissens 10 besitzt vorzugsweise ein Befestigungsmittel 34 zum lösbaren Befestigen des Wärmekörperkissens 10 an der Kleidung. Das Befestigungsmittel 34 kann ein Klebstoff sein. Wenn ein Klebstoff verwendet wird, kann das Befestigungsmittel 34 ein Schutzpapier 36 besitzen, das am Klebstoff befestigt ist, um den Klebstoff 34 vor einem vorzeitigen Anhaften an einem von der vorgesehenen Kleidung eines Benutzers verschiedenen Ziel zu schützen. Das Befestigungsmittel 34 besitzt vorzugsweise eine stärkere Bindung zum ersten äußeren Gewebe 26 als entweder zum Schutzpapier 36 oder zu irgendeiner Zieloberfläche. Alternativ kann das Befestigungsmittel 34 zum lösbaren Befestigen des Wärmekörperkissens 10 an der Kleidung an der zweiten Seite 14 angeordnet sein.
Das Befestigungsmittel 34 kann alternativ ein mit Klebstoff beschichteter Film sein, der am ersten äußeren Gewebe 26 befestigt ist. Wenn der mit Klebstoff beschichtete Film Abstandshalter besitzt, um das Ankleben zu verhindern, bis die Zieloberfläche und der Film gegeneinander gepreßt werden, um den Klebstoff freizulegen, kann das Schutzpapier 36 weggelassen werden. Das Befestigungsmittel 34 kann außerdem mechanische Befestigungseinrichtungen umfassen, die am ersten äußeren Gewebe 26 befestigt sind, die einen ausreichenden Eingriff an unterschiedlichen Arten von Kleidung schaffen, damit eine feste Positionierung erreicht werden kann. Wenn mechanische Befestigungseinrichtungen verwendet werden, kann das Schutzpapier 36 ebenfalls weggelassen werden.
Das Wärmekörperkissen 10 besitzt eine Oberkante 38 und eine Unterkante 40, die sich am Kissen der Oberkante 38 gegenüberliegend befindet. Diese Kanten sind wegen der Ausrichtung des Kissens in dieser Weise vorgesehen, wenn es vorzugsweise als ein wärmendes Kissen gegen Menstruationsschmerzen verwendet wird und in der Kleidung einer Frau, d. h. in der Unterwäsche angeordnet wird, um an ihrem Unterleib zu ruhen. Das Befestigungsmittel 34 wird verwendet, um das Wärmekörperkissen 10 an der inneren Oberfläche der Kleidung zu befestigen, nachdem das Schutzpapier 36 entfernt wurde.
Das Befestigungsmittel 34 zum lösbaren Befestigen des Wärmekörperkissens 10 an der Kleidung kann ein beliebiger von geeigneten Klebstoffen sein und mehrere Auftragungsmustern besitzen. Ein bevorzugter Klebstoff ist Dispomelt^TM 34-5598, ein druckempfindlicher Heißschmelzklebstoff, der von National Starch and Chemical Company of Bridgewater, NJ, zur Verfügung steht. Dieser Klebstoff kann durch Schlitzpreßbeschichten oder Drucken auf das erste äußere Gewebe 26 aufgebracht werden. Es ist in jedem Fall erwünscht, daß der Klebstoff in das erste äußere Gewebe 26 eindringt, so daß der Klebstoff beim Entfernen des Wärmekörperkissens 10 von der Kleidung eines Benutzers nach der Verwendung vorzugsweise am ersten äußeren Gewebe 26 anhaftet. Das bevorzugte Muster des Klebstoffs, das durch dieses Verfahren erzeugt wird, besteht aus geraden parallelen Streifen, die sich von der Oberkante 38 zur Unterkante 40 des Wärmekörperkissens 10 erstrecken und zwischen Wärmezellen 16 angeordnet sind, wie in 1 dargestellt ist, es können jedoch außerdem bei Bedarf weitere Muster verwendet werden. Die verhältnismäßig starken Klebstoffstreifen sind sauerstoffundurchlässig. Durch die Positionierung der Klebstoffstreifen zwischen den Wärmezellen 16 bleibt die Sauerstoffdurchlässigkeit der Zellenabdeckschicht 22 in ihrer Fähigkeit unbehindert, um Sauerstoff zu den Wärmezellen 16 durchzulassen. Das Schutzpapier 36 ist vorzugsweise ein mit Silikon behandeltes Papier, wie etwa Schutzpapier BL 25 MAG SILOX C3R/0 von Akrosil, Menasha, WI.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das erste äußere Gewebe 26 vorzugsweise ein weiches flexibles Material. Materialien, die als erstes äußeres Gewebe 26 geeignet sind, enthalten: gebildete Filme, sind jedoch nicht auf diese beschränkt; Gewebe einschließlich gewebte Stoffe, Wirkwaren und Vliese, kardiert, gesponnen, in Luft gelegt, thermisch verklebt, naßgelegt, flüssig verblasen und/oder luftdurchlässig verklebt sind. Die Materialzusammensetzung des ersten äußeren Gewebes 26 kann Baumwolle, Polyester, Polyethylen, Polypropylen, Nylon usw. sein. Ein besonders geeignetes Material für das erste äußere Gewebe ist mit 32 Gramm pro Quadratmeter (gsm) ein hydrophobes, kardiertes, wärmeverklebtes Polypropylen-Gewebe, das mit der Qualität Nr. 9327786 von Veratec, Walpole, MA zur Verfügung steht.
Die Klebstoffschicht 28 wird derart aufgebracht, daß sie die Sauerstoffdurchlässigkeit zu den Wärmezellen 16 nicht stört. Ein geeignetes Material und ein Aufbringverfahren, das für die Klebstoffschichten 28 und 32 erfolgreich verwendet wurde, sind der druckempfindliche Heißschmelzklebstoff 70-4589, der von National Starch and Chemical Co., Bridgewater, NJ zur Verfügung steht, der mit dem Spiralkleberaufbringsystem aufgebracht wird, das von Nordson, Waycross, GA zur Verfügung steht.
Vor der Verwendung wird das Wärmekörperkissen 10 typischerweise in einer sauerstoffundurchlässigen Verpackung eingeschlossen. Das Wärmekörperkissen 10 wird vorzugsweise zur Hälfte gefaltet, wobei die zweite Seite 14 in der Falte innen liegt und die äußere Seite 12 der Innenseite der Verpackung ausgesetzt ist. Das Wärmekörperkissen 10 wird aus der sauerstoffundurchlässigen Verpackung entnommen, wodurch möglich wird, daß Sauerstoff mit den chemischen Stoffen 18 reagiert. Dieses chemische Oxidationssystem ist kompakt und tragbar. Wenn die chemische Reaktion beendet ist, kann das Wärmekörperkissen keine Wärme mehr erzeugen und es ist vorgesehen, daß es in geeigneter Weise im Festkörperabfallsystem entsorgt wird.
Da die Befestigungsmittel auf derselben Seite wie die sauerstoffdurchlässige Schicht angeordnet ist, kann das Wärmekörperkissen der vorliegenden Erfindung an der Innenseite der Kleidung eines Benutzers und im direkten Kontakt mit dem Körper des Benutzers getragen werden. Dieser direkte Kontakt durch die Wärmezellen im Wärmekörperkissen schafft einen bekannten Wärmewiderstand zwischen den wärmeerzeugenden chemischen Stoffen und der Körperoberfläche. Dadurch können die chemischen Stoffe so vorgesehen werden, daß sie bei einer bestimmten Rate oxidieren, um eine festgelegte Temperatur zu erzeugen.
Das Verfahren der Verwendung des Kissens umfaßt die Aufrechterhaltung einer Hauttemperatur an bestimmten Bereichen des Körpers einer Person, die unter Schmerzen leidet, auf einem Wert im Bereich von etwa 32°C bis etwas 50°C, wobei ein Wert im Bereich von etwa 32°C bis etwa 45°C bevorzugt ist, ein Wert im Bereich von etwa 32°C bis etwa 42°C stärker bevorzugt ist, ein Wert im Bereich von etwa 32°C bis etwa 39°C noch stärker bevorzugt ist und ein Wert im Bereich von etwa 32°C bis etwa 37°C am stärksten bevorzugt ist, vorzugsweise durch Anwenden der obenbeschriebenen Körperkissen am betroffenen Körperteil, vorzugsweise der Unterleib oder der Menstruationsbereich, einer Person, die unter diesen Schmerzen leidet, für eine Zeitdauer im Bereich von etwa 20 Sekunden bis etwa 24 Stunden, wobei ein Wert im Bereich von etwa 20 Minuten bis etwa 20 Stunden bevorzugt ist, ein Wert im Bereich von etwa 4 Stunden bis 16 Stunden stärker bevorzugt ist und ein Wert im Bereich von etwa 8 Stunden bis etwa 12 Stunden am stärksten bevorzugt ist, wobei die maximale Hauttemperatur und die Zeitdauer der Aufrechterhaltung der Hauttemperatur auf der maximalen Hauttemperatur in geeigneter Weise durch eine Person, die diese Behandlung benötigt, ausgewählt werden kann, so daß die gewünschten therapeutischen Vorteile ohne nachteilige Ereignisse, wie etwa Hautverbrennungen, die auftreten können, wenn eine hohe Temperatur für eine lange Zeitdauer angewendet wird, erreicht werden.
Das Verfahren umfaßt vorzugsweise die Aufrechterhaltung einer dauerhaften Hauttemperatur am Körper einer Person, die akute, wiederholt auftretende und/oder chronische Leibschmerzen besitzt, einschließlich Muskelschmerzen, Skelettschmerzen und/oder ähnliche Leibschmerzen, auf einem Wert im Bereich von etwa 32°C bis etwa 43°C, wobei ein Wert im Bereich von 32°C bis etwa 42°C bevorzugt ist, ein Wert im Bereich von etwa 32°C bis etwa 41°C stärker bevorzugt ist, ein Wert im Bereich von etwa 32°C bis etwa 39°C noch stärker bevorzugt ist und ein Wert im Bereich von etwa 32°C bis etwa 37°C am stärksten bevorzugt ist, für eine Zeitdauer, die länger als etwa eine Stunde ist, wobei eine Zeitdauer von mindestens etwa vier Stunden bevorzugt ist, eine Zeitdauer von mindestens etwa acht Stunden stärker bevorzugt ist, eine Zeitdauer von mindestens etwa 16 Stunden noch stärker bevorzugt ist und eine Zeitdauer von etwa 24 Stunden am stärksten bevorzugt ist, um im wesentlichen akute, wiederholt auftretende und/oder chronische Leibschmerzen zu lindern, einschließlich Skelettschmerzen, Muskelschmerzen und/oder ähnliche Leibschmerzen, wie etwa Unterleibs- und/oder Menstruationsschmerzen, einer Person, die diese Schmerzen besitzt, und um die Linderung im wesentlichen auf wenigstens etwa zwei Stunden zu verlängern, wobei ein Wert von wenigstens etwa acht Stunden bevorzugt ist, ein Wert von wenigstens etwa 16 Stunden stärker bevorzugt ist, ein Wert von wenigstens etwa einem Tag noch stärker bevorzugt ist und ein Wert von wenigstens etwa drei Tagen am stärksten bevorzugt ist, selbst nachdem die Wärmequelle vom betroffenen Körperteil des Benutzers entfernt wurde.
Obwohl bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, ist es einem Fachmann klar, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen ausgeführt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Wegwerfbares Wärmekörperkissen (10), das umfaßt: a) wenigstens ein Teil aus einem flexiblen Material, das eine erste Seite (12), die sauerstoffpermeable Mittel umfaßt; und eine zweite Seite (14), eine Oberkante, eine Unterkante und ein oder mehrere Wärmepakete (15) umfaßt, wobei die Wärmepakete eine vereinheitlichte Struktur besitzen, die umfaßt: i) wenigstens eine ununterbrochene Schicht aus einem halbstarren Material mit einer Dehnungsfestigkeit von wenigstens 0,7 g/mm² und einer wenigstens zweidimensionalen Drapierung bei einer Temperatur von 25°C, wobei das Material bei einer Temperatur von wenigstens 35°C eine Dehnungsfestigkeit besitzt, die wesentlich kleiner als die Dehnungsfestigkeit des Materials bei 25°C ist; und ii) mehrere einzelne Wärmezellen (16), die voneinander beabstandet und in oder an der vereinheitlichten Struktur der Wärmepakete befestigt sind, wobei die Wärmezellen eine exotherme Zusammensetzung (18) aufweisen, die ein Partikelgemisch aus chemischen Verbindungen umfaßt, die bei der Verwendung einer Oxidationsreaktion unterliegen; und b) Mittel, die das Wärmekörperkissen lösbar an einem Innenabschnitt der Kleidung des Benutzers befestigen, wobei die mehreren einzelnen Wärmezellen an Positionen angeordnet sind, die in oder an der vereinheitlichten Struktur des Wärmepakets fest sind, ausreichend nahe beieinander liegen und relativ zueinander so angeordnet sind, daß einige oder alle möglichen Achsen durch die wenigstens eine ununterbrochene Schicht versperrt sind, die andernfalls ohne Unterbrechung zwischen den Wärmezellen durch das Wärmepaket oder durch ausgewählte Bereiche hiervon verlaufen würden.
Wegwerfbares Wärmekörperkissen nach Anspruch 1, bei dem die wenigstens eine ununterbrochene Schicht aus halbstarrem Material eine Dehnungsfestigkeit von wenigstens 0,85 g/mm², vorzugsweise wenigstens 1 g/mm², besitzt.
Wegwerfbares Wärmekörperkissen nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Mittel zum lösbaren Befestigen des Wärmekörperkissens an einem Innenabschnitt der Kleidung des Benutzers einen druckempfindlichen Klebstoff auf der ersten Seite des flexiblen Materials umfassen, so daß die zweite Seite des flexiblen Materials direkt gegenüber dem Körper des Benutzers angeordnet werden kann.
Wegwerfbares Wärmekörperkissen nach Anspruch 3, bei dem der druckempfindliche Klebstoff in parallelen Streifen angeordnet ist, die sich zwischen den mehreren Wärmezellen ohne Unterbrechung von der Oberkante zur Unterkante des flexiblen Materials erstrecken.
Wegwerfbares Wärmekörperkissen nach Anspruch 1, bei dem die wenigstens eine ununterbrochene Schicht ein stranggepreßtes Material umfaßt, das aus Polyethylen, Polypropylen, Nylon, Polyester, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyurethan, Polystyrol, verseiftes Ethylen-Vinylacetal-Copolymer oder Ethylen-Vinylacetal-Copolymer besteht.
Wegwerfbares Wärmekörperkissen nach Anspruch 6, bei dem die wenigstens eine ununterbrochene Schicht ein gemeinsam stranggepreßtes Material umfaßt, das eine erste Seite besitzt, die aus Polyethylen, Polypropylen, Nylon, Polyester, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyurethan und Polystyrol besteht, und eine zweite Seite besitzt, die aus verseiftem Ethylen-Vinylacetal-Copolymer und Ethylen-Vinylacetal-Copolymer besteht, wobei das gemeinsam stranggepreßte Material vorzugsweise eine erste Seite aus Polypropylen und eine zweite Seite aus Ethylen-Vinylacetal-Copolymer besitzt, wobei das Polypropylen eine Dicke im Bereich von 10% bis 90%, vorzugsweise von 40% bis 60%, der Gesamtdicke des Materials besitzt.
Wegwerfbares Wärmekörperkissen nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem wenigstens eine der Wärmezellen von vier benachbarten Wärmezellen, deren Zentren ein vierseitiges Muster bilden, eine oder mehrere der Achsen versperrt, die andernfalls wenigstens eine zu den Kanten einer oder mehrerer Paarungen der verbleibenden Wärmezellen in dem vierseitigen Muster tangentiale Faltlinie bilden könnten, wobei der Abstand zwischen der wenigstens einen der Wärmezellen und jeder der Wärmezellen der einen oder mehreren Paarungen der verbleibenden Wärmezellen in dem vierseitigen Muster stärker bevorzugt höchstens gleich 0,375 des Durchmessers der Wärmezelle mit kleinstem Durchmesser der Wärmezellen in dem vierseitigen Muster ist.
Wegwerfbares Wärmekörperkissen nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die exotherme Zusammensetzung 30 Gew.-% bis 80 Gew.-% Eisenpulver, 3 Gew.-% bis 25 Gew.-% kohlenstoffhaltiges Material, das aus aktivierter Kohle, nicht aktivierter Kohle oder Gemischen hiervon besteht, 0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-% Metallsalz, 1 Gew.-% bis 40 Gew.-% Wasser und vorzugsweise 0,1 Gew.-% bis 30 Gew.-% zusätzliches wasserhaltiges Material umfaßt.
Wegwerfbares Wärmekörperkissen nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die exotherme Zusammensetzung ferner einen Anlagerungshilfsstoff umfaßt, der aus Kornsirup, Malzsirup, kristallisierendem Sorbitol-Sirup, amorphem Sorbitol-Sirup oder Gemischen hiervon besteht, und bei dem die exotherme Zusammensetzung ferner eine physikalische Form besitzt, die aus trockenem Preßgranulat, direkt verdichteten Gegenständen oder Gemischen hiervon besteht, wobei die direkt verdichteten Gegenstände aus Granulat, Tabletten, Klumpen oder Gemischen hiervon bestehen.