JP3545769B2 - 共通の接着部および酸素透過性面を有する温熱パッド - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、一方の側で使用者の衣服に接着し、そして他の側で使用者の皮膚に対して直接保持されることを意図した温熱パッドに関するものであり、そしてより特定すれば、パッド内に発熱を起こすために、酸素の透過性を必要とするような温熱パッドに関するものである。更により特定すれば、本発明は生理痛を緩和するために意図された加熱用パッドに関するものである。
発明の背景
加熱用パッドおよび氷冷剤は、痛みを緩和するために用いられる一般的な用具である。しかしながら、これらの鎮痛用の用具は、典型的に通常のそして拡張された使用のために以下の理由で不便である：熱エネルギーが必要とされる時に直ちに利用できない可能性がある；熱エネルギーが調節できるあるいは持続できる方法で放出されない可能性がある；および／または身体が動く間熱エネルギーの部分を適切な位置に保つことができない可能性がある。
先行技術の加熱用パッドは典型的には再使用可能で、使用者の身体に直接ではなく、衣服に対して設置されるように意図されている。このようなパッドは、電気的に加熱されるかあるいは再使用可能な袋のポケットの中へ、使い捨ての発熱用小包を入れることによって加熱される。発熱用小包は、典型的に単一の仕切りあるいは袋の中に酸化用化学物質を含んでいる。熱源は一般的にサイズが大きく、そして皮膚のやけどあるいは温度の調節がうまくいかないことによる不快感を避けるために、身体への直接の接触から分離されている。身体への直接の接触からの分離の結果、熱の効率は使用者の衣服の厚さおよび熱を伝える性質に依存している。電気的な加熱パッドは使用者の衣服を補う温度の調節能を持っているかもしれないが、しかし電気的な加熱パッドは持続する長時間の着用に対して必要とされる移動性を提供しない。
携帯可能な熱を発生するために、鉄の酸化過程を用いるようにデザインされた、再使用できる袋のためのいくつかの発熱用小包が市販されている。一般に化学反応の、そしてそれゆえ発熱の速度は化学物質に届くように許容された酸素の量によって調節される。これは典型的にはすべての他の表面が非透過性であるのに対して、小包の少なくともひとつの表面に特異的な酸素透過性を与えることによって成し遂げられる。透過性の表面の大部分が小包の全含有物に均一な酸素の送達を提供するために酸素透過性であってよい。例えば、Atlanta、GAのInnovative Dependable Products、Inc.によって販売されているMedi−Heat^TM Heat Padは一方の側に衣服への固定用接着剤、そして反対の側に酸素透過性膜を持って作られている。この製品は衣服の外側にもあるいは衣服の内側にも着用することができる。衣服の外側に着用される時、酸素透過性膜は身体から離れたところに面しており、そして固定用接着剤は衣服の側に面している。しかしながら、製品が身体に対して直接保持されていないために、使用者が着ているいかなる衣服によっても身体から隔離されており、そして身体の表面の温度はそれゆえ快適ではない。衣服の内側に着用される時には、固定用接着剤は外側に面しており、そして酸素透過性膜は身体に面している。製品が人の身体に対して直接保持される時には、身体が製品への空気の透過を妨げそれによって酸化の過程によって発生する熱を調節不可能なように変化させる。
発明の要約
本発明のひとつの側面において、使い捨て温熱パッドは第一の面と第二の面を持つ事実上表面の積層構造、および第一の面と第二の面の間に埋め込まれた複数の発熱用セルから成る。複数の発熱用セルのそれぞれは離れており、そして積層構造に固定されている。積層構造は複数の発熱用セルのそれぞれに酸素透過性を提供するための手段を持っている。酸素透過性を提供するための手段は、大部分積層構造の第一の面に存在している。使い捨ての温熱パッドはまた、使用者の衣服の内側の部分へ温熱パッドを取り外しできるように接着するための手段から成る。取り外しできる接着の手段は温熱パッドの第二の面が使用者の身体に対し直接置かれるように積層構造の第一の面上に位置している。
複数の発熱用セルは望ましくは粉末鉄、粉末活性炭、蛭石、水および塩の混合物を含む酸素で活性化される発熱性化学物質を持つ。
酸素透過性を提供するための手段は、それを通して発熱用化学物質との空気の接触を提供する開口部の型を持つ積層構造の非透過性の層から成ってよい。このような開口部の型は複数の発熱用セルのそれぞれの上に位置している。開口部の型は酸素の透過性を調節するために大きさが決められそしてそれによって発熱用セル中で発生する温度を調節する。
温熱パッドを取り外しできるように接着するための手段は感圧式接着剤から成ってよい。積層構造は上端と下端を持ち、そして感圧式接着剤は複数の発熱用セルの間で上端から下端へ連続的に延びる平行な縞として置かれてよい。他の方法として、感圧式接着剤は第一の面上の酸素透過性を提供するための手段が、許容できるレベルの酸素透過性を維持するように、第一の面を部分的に覆う細い間欠的な縞状に適用される。
使い捨ての温熱パッドは、更に使い捨ての温熱パッドを囲む空気非透過性の外被から成ってもよい。温熱パッドは使用者が衣服に温熱パッドを適用する用意ができるまで空気非透過性の外被の中に閉じ込められているのが望ましい。空気非透過性の外被を開けることで周囲の空気からの酸素が、調節されたそして持続的な発熱を起こすために複数の発熱用セルを活性化するのを可能にする。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の共通の接着と酸素透過性面を持つ温熱パッドの平面図で、発熱用セルの型とセルの間の固定用接着剤の縞を表わしており；
図２は図１の部分線２−２に沿ってとられた断面図で、温熱パッドと早すぎる接着から接着剤の縞を保護する剥離用紙とのの積層構造とを表わしており；
図３は図２の点線の円の部分をとった図２の一部の拡大図で、積層構造をより詳細に表わしており；
図４は腰の部分から見た女性のパンティの平面図で、パンティが着用された時に使用者の腹部へ温熱パッドが熱を伝達するようにパンティの前面に置かれた温熱パッドを示しており；
図５は本発明の別の温熱パッドの平面図で、発熱用セルの酸素透過性表面の部分的なランダムな範囲を含む、縞状以外の接着剤の型を示しており；
図６は側面図で、図５の接着剤の型および早すぎる接着から接着剤を保護する剥離用紙を示しており；そして
図７は図１の温熱パッドの断面図で、酸素非透過性の包装中にたたみ込まれた温熱パッドを示す。
発明の詳細な説明
ここで図、そしてより特定すれば図1,2、および３を参照すると、事実上平面の積層構造を持つ温熱パッドを提供する本発明の第一の望ましい態様が示されている。積層構造は共通の接着および酸素透過性面を持っており、そして一般に10のように示される。温熱パッド10は着用中身体から離れたところに位置する第一の面12および身体に対して位置する第二の面14を持つ。温熱パッド10は複数の発熱用セル16を含む。発熱用セル16はセル形成層20とセル被覆層22によって温熱パッド10中に埋め込まれている化学物質18を含む。セル形成層20、発熱用化学物質18、およびセル被覆層22が発熱用セル16を定義する。セル形成層20は本質的に空気に対して非透過性である。化学物質18は周囲の空気から得られる酸素によって活性化される。セル被覆層22は発熱用セル16の中に酸素を供給するための酸素透過性手段24を持つ。
複数の発熱用セル16は互いに離れており、そしてそれぞれのセルは残りのものから独立して機能する。化学物質はそれぞれのセル中に密に詰められているので、発熱用セルを離して置くことにより単一の大きなセルよりもより容易に温熱パッドを身体の輪郭に合わせることができる。化学物質はそれぞれのセル中に錠剤として圧縮されていてもよい。それゆえセルは容易には曲がらず、しかしセルの間の物質は曲がることができ、それゆえ身体への順応性を提供する。
望ましくはそれぞれの発熱用セル16は類似の量の化学物質および類似の酸素透過性手段24を持つ。別に、化学物質の量、形、および酸素透過性手段は結果として発生されたセル温度が類似のものである限りにおいてはセルからセルの間で異なることができる。酸素透過性と温度の間の関係は以下に説明される。
発熱用セル16のどちらかの面上には追加の物質の層がある。第一の面12上で第一の外部組織26が第一の接着剤層28によりセル被覆層22に接着している。第一の外部組織26と第一の接着剤層28は、セル被覆層22より望ましくは空気に対してより透過性である。更に、第一の外部組織26と第一の接着剤層28は望ましくはセル被覆層22の酸素透過性を著しく変化させない。それゆえ、セル被覆層22のみがそれぞれの発熱用セル16への酸素の流量を調節する。
温熱パッド10の第二の面14上には第二の接着剤層32によりセル形式層20に接着する第二の外部組織30がある。望ましくは、第一の外部組織26と第二の外部組織30は類似の物質で作られており、そして第一の接着剤層28と第二の接着剤層32は同じ物質で作られている。
温熱パッド10の第一の面12は、温熱パッド10を衣服に取り外しできるように接着する接着用手段34を持つ。接着用手段34は接着剤であってよい。もし接着剤であるなら、その時接着用手段34は意図された使用者の衣服以外のものへの早すぎる接着から接着剤34を保護するために接着剤に付属する剥離用紙36を持ってもよい。接着用手段34は望ましくは剥離用紙36あるいはいかなる目標となる表面へのどちらかへよりも外部組織26へのより強い結合を持つ。
別に、接着用手段34は第一の外部組織26へ接着している接着性のコートされたフイルムであってよい。もし接着性のコートされたフイルムが、目標とする表面とフイルムが接着剤を出すために互いに押し付けられるまで接着するのを防ぐために隔離するものを持つのなら、その場合剥離用紙36は除外されてよい。接着用手段34はまた第一の外部組織26へ接着した機械的な留め具から成ってもよく、そしてそれは固定した設置が行われるための異なった多様な衣服との充分な接触を提供する。機械的な留め具が使われる場合、剥離用紙36はまた除外されてよい。
温熱パッド10は上端38と上端38からパッドの反対側にある下端40を持つ。これらの端は、それが生理痛用温熱パッドとして用いられそして女性のパンティ内で腹部に対して置かれる時のパッドの方向のために設計されている。図４は股46と前面パネル48を持つパンティを示している。接着剤の縞34は剥離用紙36が除かれた後温熱パッド10を前面パネル48へ接着するために用いられる。温熱パッド10は望ましくはパンティ44のウェストバンドの付近に位置する上端38の方向に置かれる。この場合温熱パッド10は生理痛緩和用温熱パッドとして働く。
温熱パッド10の他の使用方法が想定されるであろう。例えば、温熱パッド10は鬢革中に置かれそして使用者の額に置かれる時頭痛緩和用温熱パッドとして用いることができる。
セル形成層20は限定はされないが以下のものを含むいくつかの適当な物質から成る：ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルのフイルム、スチレンブロックコポリマー、フイルムでコートされた不織布、積層、および型押し製品。望ましくはセル形成層20は重量基準の厚さが0.001インチ（0.025mm）の低密度ポリエチレンフイルムから成る。特に適当な物質はCincinnati、OHのClopay Plastic Productsから入手可能なP18−1401 white PE microflex型押しフイルムである。
セルカバー100は限定はされないが、以下のものを含む適当な物質のいくつかから作られる：ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルのフイルム、スチレンブロックポリマー、フイルムでコートされた不織布、薄膜、透過膜、および型押し製品。特に適当な物質はCincinnati、OHのClopay Plastic Productsから入手可能なP18−1401 white PE microflex型押しフイルムである。
セルカバー層22中の酸素透過性手段24は、望ましくはセルカバー層22中の複数の開口部であり、それはセルカバー層22を熱した針で刺して孔を開けることによって作られる。開口部のサイズは望ましくは直径的0.1mmから約0.08mmまでであり、そして望ましくは発熱用セル１個あたり20から60の開口部がある。開口部を作るためのもうひとつの望ましい方法は、セルカバー層22を冷えた針で刺すものである。別に、開口部24は真空生成あるいは高圧ウォータージェット生成工法によって作られてもよい。更にもうひとつの方法はセルカバー層22を微小孔膜あるいは半透過性膜から作ることである。このような膜は工程を容易にするために高度に多孔性の担体物質と組み合わせられてよい。酸素透過性は21℃、１気圧で５平方センチメートルあたり一分間約0.01ccの酸素から５平方センチメートルあたり一分間約15ccの酸素の範囲を必要とする。
温熱パッド10を衣服に取り外し可能なように接着するために、接着用手段34はいくつかの適当な接着剤および適用剤の型であってよい。望ましい接着剤はBridgewater、NJのNational Starch and Chemical Companyから入手可能な感圧高温溶解接着剤のDispomelt^TM 34−5598である。この接着剤は第一の外部組織26にスロット染料コーティングあるいは捺染印刷によって適用されてよい。いずれの場合でも接着剤が第一の外部組織26に、使用後使用者の衣服から温熱パッド10を取り除いた時に優先的に接着剤が第一の外部組織26に接着しているように、第一の外部組織26に入っていくことが望ましい。この方法によって生成した接着剤の型は温熱パッド10の上端38から下端40へ延びるまっすぐな平行の縞であり、そして図１に図示されているように発熱用セル16の間に位置しててよい。比較的太い接着剤の縞は酸素非透過性である。接着剤の縞を発熱用セル16の間に位置されることによって、酸素透過用手段24は発熱用セル16に酸素を通過させるというその能力がゆがめられずに残る。剥離用紙36は望ましくはMenasha、WIのAkrosilからのAK 89147 FT剥離用紙のようなシリコーン処理紙である。
図５および６は共通の接着と酸素透過性の面を持つ温熱パッドの別の態様を示し、そして一般的に50と表わされる。図５および６は細い繊維中に感圧熱溶解性接着剤をらせん状に、溶かして吹いて、あるいは調節しながらコートする方法によって接着用手段を送達する別の方法を示している。このような方法は接着剤を反復した型で、あるいはランダムな不連続の方法で送達する。
温熱パッド50は着用中身体から離れたところに位置する第一の面52と、身体に対して位置している第二の面54を持っている。温熱パッド50は複数の発熱用セル56を含む。発熱用セル56は、示されてはいないがセル形成層とセル被覆層によって温熱パッド50中に埋め込まれた化学物質を含む。発熱用セル56は、発熱用セル56へ酸素を供給する酸素透過性手段64を持つ。複数の発熱用セル56は互いに離れて位置し、そしてそれぞれのセルは残りのものから独立して機能する。
衣服への接着用手段74は第一の面52上に示されている。衣服への接着用手段74は望ましくは外部組織に接着している細い感圧の接着剤の線あるいは小繊維である。温熱パッド50の第一の面52は意図された使用者の衣服以外のものへの早すぎる接着から接着用の線74を保護するために接着用の線に付属する剥離用紙76を持つ。接着用手段74は望ましくは剥離用紙76あるいはいかなる目的の表面のどちらかに対してよりも、外部組織へのより強い接着を持つ。これは機械的な絡み合いが起きるように接着剤を繊維の中へ溶解することで成し遂げられる。接着性小繊維あるいは線の外部組織への沈着は許容できるレベルの酸素透過性が維持されるように発熱用セル56への酸素の流れの閉塞を最少にする。
本発明の特に望ましい態様において、第一の外部組織26は望ましくは柔らかく柔軟性のある物質である。第一の外部組織26として適当な物質は限定はされないが以下のものを含む：成形されたフイルム；織布、ニット、および不織布を含む繊維で、そしてそれらは紡毛され、紡績され、空気でよられ、熱的に統合され、湿式によられ、溶解吹き出しされ、および／または空気を含んで結合している。第一の外部組織26の物質組成は綿、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン等であってよい。第一の外部組織26のために特に適当な物質は32gsm（１平方メートルあたりのグラム数）、疎水性、ポリプロピレン不織布で、そしてそれはLandisville、NJのFibertechから入手可能な、紡毛された熱結合型の繊維である。
望ましくは第二の外部組織30は柔らかく柔軟な、皮膚に非刺激性の物質である。第二の外部組織30として適当な物質は限定はされないが以下のものを含む：成形されたフイルム；織布、ニット、および不織布を含む繊維で、そしてそれらは紡毛され、紡績され、空気でよられ、熱的に結合され、湿式によられ、溶解吹き出しされ、および／または空気を含んで結合している。第二の外部組織30の物質は綿、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン等である。第二の外部組織30のために特に適当な物質は63gsm疎水性ポリプロピレンで、そしてそれはWalpole、MAのVeratecから入手可能な、紡毛された熱結合型の不織布である。
接着剤層28および32は、発熱用セル16への酸素透過性を阻害しないような形で適用される。成功して用いられている適当な物質と適用法は以下のものである:Milwaukee、WIのFindley Adhesivesより入手可能な2031感圧、熱溶解接着剤で、そしてそれはWaycross、GAのNordsonより入手可能ならせん接着適用法によって適用される。
温熱パッド10は、使用の間酸化の過程を経る化学物質の混合を用いることを通して熱を発生する。化学物質18は望ましくは粉末鉄、粉末活性炭、蛭石、水、および塩の混合物である。この型の混合物は、酸素にさらされた時反応して数時間熱を供給する。発熱用セル16およびそれらの製造は最初に米国で6/29/95に出願され08/496,639の出願番号を持つ“HEAT CELLS"と表題をつけられた同時継続出願中に述べられており、そしてそれは放棄され、そして同じ表題を持つ2/21/96に出願され、08/604,694の出願番号を持つ継続出願に換えられた。両方の出願とも本適用の護受人に特定することが義務付けられている。後者の出願はここに参照文献として組み入れられる。
使用に先立って、温熱パッド10は酸素非透過性容器70の中に包装される。温熱パッド10は望ましく図７に示されるように、第二の面14が内側になりそして外側の面12が容器の内側になるように半分に折りたたまれる。温熱パッド10は酸素非透過性容器から出され酸素が化学物質18と反応させられる。この化学的酸素系はコンパクト携帯可能である。一旦化学反応が完結すると、温熱パッドはそれ以上発熱する能力がなくそして固形物廃棄系中へ適宜破棄される。このように温熱パッド10は使い捨ての物質である。
温熱パッド10は先行技術製品で、以前に経験された温度調節の問題を解決している。先行技術製品は衣服の内側の層の外で用いることを意図されている。温熱パッドと使用者の身体の間に衣服の層がある時には、異なった衣服は異なった熱伝導性を与えるので、身体に送達される温度の調節は不可能である。
酸素透過性層と同じ側に接着用手段を置くことによって、本発明の温熱パッドは使用者の衣服中で着用され、そして使用者の身体に直接接触してもよい。温熱パッド中の発熱用セルによるこのような直接の接触は、発熱用化学物質と身体表面との間の既知の熱抵抗を与える。このようにして化学物質は特定の温度を生み出すために特定の速度で酸化を行うようにデザインされている。身体に触れる温度が、平均的な人が熱の熱さを感じるために少なくとも約摂氏39度でなければならないと決められているので、温度は特に重要である。摂氏45度より高い温度への持続した接触は、使用者に潜在的に障害を起こす可能性がある。それゆえ厳密な温度調節を維持することが重要である。
39℃−45℃の温度を維持するために必要とされる酸素透過性は非常に低いものである。通常の衣服はかなり隙間がありそして酸素の流れに抵抗するものは実質的にはない。本発明の温熱パッドが酸素透過性層および外側に向いた接着部を持って使用者の衣服の内側に着用される時、重なった衣服の層が存在しても透過性は影響を受けない。
本発明の発熱用セルは、温熱パッド中にしっかりと接着しておりそして互いに離れている。それぞれのセルは、均一で完全な化学物質の酸化がそれぞれのセル内で独立して起きるように化学物質へ酸素を流す透過性面を持っている。望ましい態様において、25.4mmのサイズの直径で、6.4mmの厚さで、2.8グラムの化学物質を含む発熱用セルは、酸素透過が５平方cmあたり１分間1ccでそして温熱パッドが21℃で１気圧の空気にさらされた時約８時間の間身体の表面に約41℃の温度を生じる。この透過性は26の開口部をそれぞれのセルを覆う層に0.5mmの直径の26の開口部を開けることによって達成される。

Claims (8)

1. 以下のものによって特徴づけられる使い捨て温熱パッド：
   （ａ）第一の面と第二の面を持つ事実上平面の積層構造および前記の第一の面と前記の第二の面の間に埋め込まれた複数の発熱用セルで、前記の複数の発熱用セルのそれぞれは離れており、そして前記の積層構造に固定されており、前記の積層構造は前記の複数の発熱用セルのそれぞれに酸素透過性を提供するための手段を持っており、酸素透過性を提供するための前記の手段は大部分前記の積層構造の前記の第一の面上に存在しており；そして
   （ｂ）使用者の衣服の内側の部分へ前記の温熱パッドを取り外しできるように接着するための手段で、取り外しできる接着のための前記の手段は前記の温熱パッドの前記の第二の面が使用者の身体に対し直接置かれるように前記の積層構造の前記の第一の面上に位置している。
2. 前記の複数の発熱用セルが酸素で活性化される発熱性化学物質を持つ請求項１による使い捨て温熱パッド。
3. 酸素透過性を提供するための前記の手段が、それを通して前記の発熱性化学物質との空気の伝達を提供する開口部の型を持つ前記積層構造の非透過性層から成り、前記の開口部の型が前記の複数の発熱用セルの上に位置し、前記の開口部の型が酸素透過性を調節するようにサイズが決められそしてそれによって前記の発熱用セル中で発生する熱を調節する請求項２による使い捨て温熱パッド。
4. 前記の発熱性化学物質が粉末鉄、粉末活性炭、蛭石、水および塩の混合物を含む請求項２または３による使い捨て温熱パッド。
5. 前記の温熱パッドに取り外しできるように接着するための前記の手段が感圧式接着剤から成る請求項１、２、３、あるいは４のいずれか一項による使い捨て温熱パッド。
6. 前記の積層構造が上端と下端を持ち、そしてそこで前記の感圧式接着剤が前記の複数の発熱用セルの間で上端から下端へ連続的に延びている平行な縞中に置かれている請求項５による使い捨て温熱パッド。
7. 前記の感圧式接着剤が前記の第一の面上の酸素透過性を提供するための前記の手段が許容できるレベルの酸素透過性を維持するように前記の第一の面を部分的に覆う細い縞状に適用される請求項５による使い捨て温熱パッド。
8. 更に前記の使い捨ての温熱パッドを囲む空気非透過性の外被から成り、前記の温熱パッドが使用者が衣服に前記の温熱パッドを適用する用意ができるまで前記の空気非透過性の外被の中に閉じ込められており、前記の空気非透過性の外被を開けることで周囲の空気からの酸素が調節されたそして持続的な発熱を起こすために前記の複数の発熱用セルを活性化するのを可能にする請求項１、２、３、４、５、６、あるいは７のいずれか一項による使い捨て温熱パッド。

Images