NO300102B1 - Kjölepakke - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en kjølepakke av den art som er angitt i krav l's ingress.

Det er vel kjent f.eks. fra Japanese Disclosure Gazette nr. 1987-267386 og 1987-240377 å benytte som en kjølemiddel-bærer vannabsorberende polymere for å erholde en kjøle-effekt i lang tid og unngå utskilling av polymerene ved å fiksere partiklene til absorbent-polymeren til et passende substrat. Slike bærere for kjølemidler innen kjent teknikk vil ellers være utsatt for utskilling eller spredning og også klebrighet under bruk og smelting av kjølemiddelet. Slike kjølemiddelbærere har vanligvis blitt anvendt i praksis med en beholder for å innelukke kjølemiddelbæreren for å få en bedre formstabilitet og lettere håndtering.

Med artikler av denne typen, blir det innført i posen en passende mengde vann som blir absorbert av polymerpartiklene og deretter fryses før bruk. Midler for innføring i beholderen kan grovt deles inn i to typer, ventiltypen hvor vannet føres inn i beholderen gjennom en ventil, og dyppetypen, hvor beholderen er forsynt med et mangfold av fine perforeringer eller slisser hvor vannet kan trenge inn ved nedsenking. Ventiltypen er funnet lite fordelaktig, ikke bare fordi ventilen gjør at produksjonskostnadene øker, men også fordi det er umulig å tilføre vann til mange beholdere på en gang. Vannet må nemlig tilføres én beholder av gan-gen. Dyppetypen gjør at vannet kan tilføres mange beholdere på en gang, men det er lite fordelaktig at tilførselen av vann tar svært lang tid, fordi dimensjonene på de fine perforeringene eller slissene er sterkt begrenset for å unngå lekkasje av absorbent polymer partikler før og etter tilføring av vann. Absorbent-polymerpartiklene har også en tendens til å agglomerere og medføre ujevn vanntilførsel i beholderen.

Det er en hensikt med oppfinnelsen å frembringe en kjøle-pakke som er istand til å unngå lekkasje av væskeabsorbent-polymerpartikler før og etter tilførsel av væsken, tilføre væsken til beholderen på kort tid, frembringe hovedsakelig jevn væsketilførsel til kjølepakken og dermed erholde fordelaktige kjøleeffekter.

En annen hensikt med oppfinnelsen er å frembringe kjøle-pakker som ikke kleber til hverandre, selv om mange kjøle-pakker stables oppå hverandre. Det væskepermeable sjiktet i beholderen inneholder en viss mengde rest av vann og denne resten fryser.

Hensiktene som er nevnt over blir i henhold til oppfinnelsen erholdt ved at kjølepakken er særpreget ved det som er angitt i krav l's karakteriserende del, nemlig at minst ett av lagene av et par er fremstilt av et materiale som er permeabelt for væsker og således definerer et område av lag som er permeabel for væsker og tillater innføring av væsker til det indre av kappen, og at kappen omfatter et område av lag som er impermeable for væsker, de respektive områder av lagene som er permeable for væsker og impermeable for væsker i kapper i nedfryste pakker stablet i en kjøleanord-ning, samvirker slik at vedheftning av disse pakker til hverandre unngås.

Ytterligere trekk fremgår av kravene 2-6.

I henhold til en annen utførelse, er væskeabsorbent-substratet fremstilt av fibrøst materiale, og for tilførsel av vann til beholderen er minst en flat sjiktdel av beholderen laget av væskepermeabelt fibrøst, ikke-vevd tekstil. Den væskeugjennomtrengelige sjiktdelen kan være laget av en væskeugjennomtrengelig plastfilm eller -folie, eller det væskeugjennomtrengelige ikke-vevde tekstilet kan forsynes med en slik væskeugjennomtrengelig plastfilm eller -folie minst langs en sentral innside derav og danne den væskeugjennomtrengelige sjiktdelen.

I henhold til nok en foretrukket utførelse er beholderen formet som en pose eller en boks.

Kjølepakken som er konstruert i henhold til oppfinnelsen kan, etter at en tilstrekkelig mengde vann er tilført beholderen og absorbert og fiksert av kjølemiddelbæreren fulgt av en fryseprosess, f.eks. brukes til å beholde friskheten i lett bedervelige matvarer, uten å måtte ta ut kjølemiddelbæreren fra beholderen. Fig. 1 viser et plant snitt av en utførelse av kjølepakken i henhold til oppfinnelsen.

Fig.2 er et snitt langs aksen 2-2 i figur 1.

Fig. 3 er et snitt tilsvarende fig. 2 som viser en annen utførelse av oppfinnelsen. Fig. 4 er et plant snitt av en annen utførelse av oppfinnelsen.

Fig. 5 er et snitt langs aksen 5-5 i fig. 4.

Fig. 6 er et snitt langs aksen 6-6 i fig. 4.

Fig. 7 er et plant snitt av en annen utforming av oppfinnelsen .

Fig. 8 er et snitt langs aksen 8-8 i fig. 7.

Fig. 9 er et plant snitt av en annen utforming av kjøle-pakken i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 10 er et snitt langs aksen 10-10 i fig. 9.

Fig. 11 er et snitt langs aksen 11-11 i fig. 9.

Fig. 12 er et plant snitt som viser en annen utførelse av kjølepakken i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 13 er et snitt langs aksen 13-13 i fig. 12.

Fig. 14 er et snitt langs aksen 14-14 i fig. 12.

Foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet ved eksempler med referanse til tegningene.

Med referanse til figur 1 og 2. En kjølepakke består generelt av en kjølemiddelbærer 10 i form av et firkantet sjikt eller matte og en beholder 11 som innelukker kjøle-middelbæreren 10, som i sin tur består av væskeabsorbent-polymerpartikler 13 dispergert og fiksert på væskeabsorbent- (referert til heretter som væskepermeabel) substrat 12. Slike kjølemiddelbærere kan være sjikt bestående av f.eks. vevsjikt med væskeabsorbent-polymerpartikler plassert mellom disse. For å få en jevn væskeabsorpsjon på kjølemiddelbæreren, er det foretrukket å benytte en kjøle-middelbærer bestående av en væskeabsorbent, spesielt en væskeabsorbent og fibrøst substrat inneholdende væske-absorbent-polymerpartikler dispergert og fiksert derpå med j evn forde1ing.

Når det sies at væskeabsorbent-polymerpartiklene er dispergert og fiksert på det fibrøse substratet, er det referert til et forhold hvor væskeabsorbent-polymeren, fortrinnsvis i form av stort sett sfæriske partikler, omslutter komponentfibre av det fibrøse substratet, og mer spesielt er væskeabsorbent-polymerpartiklene fysisk inte-grert med disse fibrene. Begrepet "jevn fordeling" er ikke begrenset til et forhold hvor en mengde av væskeabsorbent-polymerpartikler dispergert og fiksert på væskeabsorbent-substratet per enhet volum eller enhet areal av sistnevnte er konstant uavhengig av plassering, men det dekker også et forhold hvor væskeabsorbent-polymerpartiklene er dispergert og fiksert på væskeabsorbent-substratet med jevn repetisjon av prikk- eller stripemønstre. Generelt betyr dette begrepet et forhold hvor væskeabsorbent-polymerpartiklene er dispergert og fiksert på væskeabsorbent-substratet med en jevn fordeling over det hele.

Væskeabsorbent-polymerpartiklene som er nyttige i oppfinnelsen bør være istand til å absorbere en mengde av vann som er fra ti til flere hundre ganger deres egen vekt og de kan være polymerer i pulverform som er vanlig brukt, som f.eks. forskjellige typer stivelse, polyakrylat, polyvinyl-alkohol og polyester.

Som væskeabsorbent-, fibrøst substrat hvorpå væskeabsorbent -polymerpartiklene er dispergert og fiksert, kan være kartong, vev-papir, ikke-vevd tekstil, luftig vev etc. Fortrinnsvis kan det brukes hydrofobe fibre som f.eks. polyester og polypropylen eller blandinger og kombinasjoner derav, i form av løse fibre eller varmeforankret for å erholde en formstabilitet av substratet.

Dispersjon og fiksering av super-absorbent-polymerpartikler på det fibrøse substratet oppnås ved behandling av det fibrøse substratet med vandig monomerløsning inneholdende, som hovedingrediens, akrylat eller blandet akrylat/metakry-lat av alkalimetall eller ammonium og deretter polymerise-ring ved vandig radikalpolymerisasjonsinhibitor. Det fibrøse substratet kan fuktes med den vandig monomer-løsningen ved sprøyting eller påføring av dette.

Permeering og diffusjon av vandig monomerløsning i det fibrøse substratet er avhengig av flere faktorer som f.eks. overflatespenning av vandig monomerløsning, spesifikk tetthet av det fibrøse substratet og vinkelen hvorved fibrene kommer i kontakt med den vandige løsningen. Disse faktorene definerer sammen en tilstand av dispersjon og fiksering av vandig monomerløsning og dermed polymeren erholdt på det fibrøse substratet. En annen viktig faktor er det fibrøse substratets elastisitetsegenskaper.

For dispersjon og fiksering av vandig monomerløsning med jevn fordeling, er det foretrukket å bruke et fibrøst substrat med flatevekt på 15 - 50 g/m<2> og en kompresjons-gjenvinningsgrad på minst 3 0 %.

Når det fibrøse substratet, som i det minste delvis inneholder hydrofobe fibre, kommer i kontakt med vann med en kontaktvinkel på 70 - 110 °, øker elastisiteten, og den vandige monomerløsningen og dermed polymerpartiklene blir holdt som sfæriske former på det fibrøse substratet med

jevn fordeling over det fibrøse substratet.

Når det fibrøse substratet blandes med smeltede fibre og utsettes for varmefiksering, forbedrer det sin elastisitet og styrke og også formstabiliteten. For eksempel er det mulig å bruke et fibrøst substrat med et spesifikt volum (bulk) mindre enn 1.5 cm<3>/g bestående av mindre enn 45 % av en vev blandet med smeltede polyesterfibre og deretter lett formet og til slutt utsatt for varmefiksering.

Alternativt kan dispersjon og fiksering av væskeabsorbent-polymerpartikler på fibrøst substrat erholdes ved jevn blanding av fibrene i den vandige monomerløsningen og deretter polymerisere blandingen, eller maling eller oppdeling av polymerblandingen og deretter støpe blandingen i plater etterfulgt av varmefiksering.

Fortrinnsvis er et diffusjonssjikt 14 fremstilt av et materiale som f.eks. pulp-papir eller malt pulp som er laminert på den øvre og/eller nedre overflaten av kjøle-middelbæreren 10, fremstilt f.eks. ved fremgangsmåten beskrevet over ved å komprimere diffusjonssjiktet 14 sammen med det fibrøse substratet 12. Med den erholdte kjølemid-delbæreren 10 er det funnet at væsken blir jevnt absorbert i alle polymerpartiklene og evnen til å holde væsken, dvs. kjøleevnen, er vesentlig forbedret.

Beholderen 11 som omslutter kjølemiddelbæreren 10, består av væskepermeable sjikt 15, 16, som definerer øvre og nedre sjikt som er varmeforseglet langs ytterkantene 17 og forsegler beholderen 11.

En slik beholder 11 har motsatte sjikt dannet ved væske-permeable sjikt 15, 16 fremstilt av ikke-vevd tekstil og dermed er væskepermeable deler 18 plassert over hele disse motsatte sjiktene. Når kjølepakken med en slik beholder 11 blir nedsenket i et kjølemiddel som f.eks. vann, strømmer dette raskt inn i beholderen og absorberes av kjølemiddel-bæreren. Væskeabsorbent-polymerpartiklene 13 som er en del av kjølemiddelbæreren 10, er fiksert på det fibrøse substratet 12 slik at det ikke skjer noen lekkasjer av polymerpartikler fra beholderen 11 før og etter væskeinnfø-ringen og dermed erholdes en jevn væskeabsorpsjon. Kjøle-pakken plasseres deretter i et kjøleapparat som f.eks. kjøleskap og kan brukes til forskjellige kjøleanvendelser etter at væskeabsorbent-polymerpartiklene som holder væsken er tilstrekkelig avkjølt. Sjiktene 15, 16 som definerer de væskepermeable delene 18 har fortrinnsvis ikke bare væskepermeabilitet men også tilstrekkelig styrke, og som materiale for slike sjikt er det mulig å bruke ikke-vevde tekstiler med en vanntrykksmotstand på 200 - 300 mm Hg eller mindre, eller perforerte plastfilmer eller folier med høy væskepermeabilitet, eller laminater derav. Mest foretrukket er allikevel ikke-vevde tekstiler. Slike ikke-vevde tekstiler inkluderer spunnet tråd, spunnede bånd, smeltede bånd og ikke-vevde tekstiler av tørr type.

Ved behandling av ikke-vevd tekstil med surfaktanter, kan væskepermeabiliteten under lave vanntrykk vesentlig forbe-dres. Ikke-vevde tekstiler med høy væskepermeabilitet har også en stor evne til å holde væske og er ufordelaktig ved at når en mengde beholdere av slike ikke-vevde tekstiler blir stablet oppå hverandre i et kjøleapparat, vil beholderne enkelte ganger klebe seg til hverandre når resten av væske i det ikke-vevde tekstilet fryser, og dette resulte-rer i at individuelle pakker ikke kan separeres fra hverandre. Som et resultat av dette må overflødig væske fjernes fra de ikke-vevde tekstilene ved å tørke kjølepakkene før de plasseres i kjøleapparatet.

For å unngå slike problemer er det konstruert i kjølepakke som vist i figur 3 som har et øvre sjikt 15a som f.eks. er en plastfilm eller folie mens det nedre sjiktet er fremstilt av det væske-permeable sjiktet 16, som henholdsvis definerer en væskeugjennomtrengelig sjiktdel 19 og en væskepermeabel sjiktdel 18. Resten av trekkene er identiske til korresponderende trekk ved tidligere utførelser vist i fig. 1 og 2.

Når flere kjølepakker som er konstruert som nevnt ovenfor blir stablet oppå hverandre slik at de væskepermeable sjiktdelene 18 kommer i kontakt med de væskeugjennomtrengelige sjiktdeler 19 for å avkjøle alle pakkene samtidig, vil beholderne 11 ikke henge fast i hverandre selv om de respektive væskepermeable sjiktdelene 18 inneholder en viss mengde overskudd av vann og dette vannet fryser, siden de væskeugjennomtrengelige sjiktdelene 19 som er i kontakt med de væskepermeable sjiktdelene 18 har en relativt sterkt vannfrastøtning. Som en følge av dette er den tidligere nevnte tørkeprosessen ikke nødvendig, selv om det væske-permeable sjiktet er fremstilt av ikke-vevde tekstiler.

I en utforming av kjølepakken illustrert ved fig. 4 til 6, dannes, av samme årsak som utførelsen i fig.3, øvre og nedre sjikt i beholderen 11 fremstilt av henholdsvis de væskepermeable sjiktet 15 og 16, og mellom kjølemiddelbære-ren 10 innesluttet av beholderen 11 og det nedre væskepermeabelt sjikt 16 tilveiebringes et væskeugjennomtrengelig sjikt 20 som en plastfilm eller folie som hovedsakelig er så bred som kjølemiddelbæreren 10 og strekker seg langsgående i beholderen 11 til endene i lengderetningen, hvor det er klemt sammen av begge sjiktene 15, 16. Ved å varm-forsegle ytterkantene av sjiktene 15 og 16 sammen med de langsgående motsatte endene 20a av det væskeugjennomtrengelige sjiktet 20, vil det øvre sjiktet av beholderen definere den væskepermeable sjiktdelen 18 og det nedre sjiktet av beholderen definere den kombinerte væskepermeable sjiktdel 18a/væskeugjennomtrengelig sjiktdel 19a. De resterende trekk er identiske med lignende trekk i utførel-sene vist i figurene 1 og 2.

I en annen utforming av kjølepakken vist i figurene 7 og 8 er det av samme årsak som utførelsen i figur 3, er de øvre og nedre sjikt av beholderen dannet av væskepermeable sjikt henholdsvis 15 og 16, og minst oversiden av kjølemiddel-bæreren innesluttet i beholderen er dekket med et væske-ugj ennomtrengelig sjikt 21 som f.eks. en plastfilm eller folie, slik at de øvre sjiktet av beholderen definerer den kombinerte væskepermeable sjiktdel 18a/væskeugjennomtrengelig sjiktdel 19a, mens det nedre sjiktet av beholderen definerer den væskepermeable sjiktdelen 18.

I en utforming av kjølepakken vist i figur 9 til 11, er, av samme årsak som i utførelsen i figur 3, øvre og nedre sjikt av beholderen 11 dannet av det væskepermeable sjikt 15 og væskeugjennomtrengelige sjikt 16a som f.eks. plastfilm eller folie, og mellom det øvre væskepermeable sjikt 15 og kjølemiddelbæreren 19 innesluttet i beholderen, er det et væskeugjennomtrengelig sjikt 22 som f.eks. plastfilm eller folie som stort sett er så bredt som kjølemiddelbæreren 10 og strekker seg i beholderens 11 lengderetning til motsatte ender 22a og klemt mellom sjiktene 15, 16a. Ved å varm-forsegle ytterkantene til sjiktene 15, 16a sammen med de motsatte endene 22a i lengderetningen av det væskeugjennomtrengelige sjiktet 22, definerer det øvre sjiktet av beholderen den kombinerte væskepermeable del 18a/væskeugjennomtrengelig sjiktdel 19a, mens beholderens nedre sjikt definerer den væskeugjennomtrengelige sjiktdelen 19. De resterende trekk tilsvarer korresponderende trekk til utførelsen vist i figurene 1 og 2.

Tilsvarende har en utforming av kjølepakken illustrert ved fig. 12 - 14 av samme årsak som utførelsen i fig. 3, en beholder 11 bestående av et oppover åpent boksformet legeme 23 dannet av en plastfolie og et deksel 24 som omfatter et fibrøst, ikke-vevd tekstil 25 og et væskeugjennomtrengelig sjikt 26 som f.eks. plastfilm eller folie bundet til den indre overflaten av det ikke-vevde tekstilet 25, bortsett fra at overflatene av de motsatte overflater på hver side har en tilstrekkelig bredde. Det boksformede legemet 23 til beholderen 11 inneholder kjølemiddelbæreren 10 og holder dekselet 24 på utkravingene 2 7 langs langsgående motsatte ender av det boksformede legemet 23. De i lengderetningen motsatte endene 2 6a av det væskeugjennomtrengelige sjiktet 2 6 er klemt mellom utkravingene 2 7 og de i lengderetningen motsatte sider 28 av dekselet 24. På denne måten er den væskepermeable sjiktdelen 18a definert ved motsatte tverr-gående sidekanter til dekselet 24 og de væskeugjennomtrengelige sjikt-delene 19, 19a er definert av resten av beholderen 11. De resterende trekk er identiske med tilsvarende trekk av utførelsen vist i figurene 1 og 2.

Som det går frem av kjølepakken vist i fig. 6-14 kan de væskeugjennomtrengelige sjikt 20, 21, 22 og 26 plasseres i det minste i midten av i det minste det øvre eller nedre sjiktet av hver kjølepakke som er stablet på hverandre,

og dermed er den ønskede hensikt oppnådd.

Uttrykket "væskeugjennomtrengelig sjiktdel" behøver ikke nødvendigvis å bety perfekt væskeugjennomtrengelighet i strengeste betydning, men dekker forskjellige sjiktdeler med egenskaper som en relativt høy vanntrykksmotstand, en begrenset fri passasje av væske gjennom disse sjiktdelene, eller en minimalisert mulighet for rester av væske i disse sjiktdelene. Dersom f.eks. ikke-vevd tekstil sjiktdeler delvis har en plastfilm eller folie på innsiden som vist i utførelsene, blir en slik sjiktdel hovedsakelig væske-ugj ennomtrengelig ettersom det ikke-vevde tekstilet kommer i tett kontakt med plastfilmen eller folien under et trykk av vann som er innført i beholderen. Spesielt når denne sjiktdelen er fremstilt av et hydrofobt ikke-vevd tekstil er restene av vann som er tilstede i sjiktdelen med plastfilm eller folie betydelige mindre enn i de gjenværende sjiktdelene. Dersom en mengde slike beholdere blir stablet oppå hverandre med slike sjiktdeler i kontakt med andre kjølepakker for avkjøling, vil resultatet være at probleme-ne med sammenfesting som skjedde ved bruk av kjent teknikk, blir effektivt unngått. Dersom det er nødvendig, kan plastfilmen eller folien bindes til hele overflaten til det ikke-vevde tekstilet, eller i et passende mønster.

Som det vil fremgå av de illustrerte utførelser, menes med begrepet "beholder" en poseformet, boksformet eller lignende beholder fremstilt av fleksibelt eller stivt materiale med minst et par sjikt plassert oppå hverandre, som er overveiende flate (eller de kan være svakt krumme, slik at de kan deformeres til flat form) slik at flere kjølepakker kan plasseres vertikalt eller horisontalt stablet.

Fortrinnsvis er volumene av kjølemiddelbæreren 10 og beholderen 11 dimensjonert slik at sistnevnte effektivt kan romme bæreren selv etter at en passende mengde væske er absorbert og volumet av bæreren er økt. Hvis dette ikke er tilfellet, vil kjølepakken kunne bli deformert ettersom volumet av bæreren øker, dog avhengig av kjølepakkens styrke.

Det bør bemerkes at de væskeugjennomtrengelige sjiktene 20, 21, 22 og 26 eventuelt kan byttes ut med aluminiumfolie dersom dette er ønskelig.

Claims (6)

1. Kjølepakke påtenkt for nedfrysning i en kjøleanordning og omfattende i kombinasjon, i én del en kjølemiddelbærer (10) i form av en folie eller en matte omfattende: a) et væskeabsorberende substrat (12) i form av en masse av fibrøst materiale, og b) væskeabsorberende polymerpartikler (13) med tilnær-met sfærisk form, dispergert og fiksert på substratet (12) og delvis omsluttende fibrene på substratet (12), hvilke partikler er istand til å absorbere en vann-mengde tilsvarende flere titalls ganger til flere hundre ganger sin egen vekt, og i en annen del en kappe (11) i form av en omsluttende pose eller tilsvarende, bestående i sin eksterne del av et par motstående lag (15, 15a; 16, 16a; 23, 24) forseglet i området ved deres ytre periferi (17, 27) til å lukke kappen (11) og således inneslutte frysemiddelbæreren (10), karakterisert ved at minst ett av lagene (15, 16, 24) av et par er fremstilt av et materiale som er permeabelt for væsker og således definerer et område av lag (18, 18a) som er permeabel for væsker og tillater innføring av væsker til det indre av kappen (11) og at kappen (11) omfatter et område av lag (19, 19a) som er impermeable for væsker, de respektive områder av lagene som er permeable for væsker (18, 18a) og impermeable for væsker (19, 19a) i kapper (11) i nedfryste pakker stablet i en kjøleanordning, samvirker slik at vedheftning av disse pakker til hverandre unngås.

2. Kjølepakke ifølge krav 1, karakterisert ved at et av lagene (15a, 16a, 23) av et par er fremstilt av et materiale som er impermeabelt for væsker og definerer, i det minste delvis, området av lagene (19) som er impermeable for væsker.

3. Kjølepakke ifølge ethvert av kravene 1 og 2, karakterisert ved at kappen (11) omfatter minst ett lag (15, 16, 24) fremstilt av et materiale som er permeabelt for væsker og samvirker, i det minste i sin sentrale del, med en folie som er impermeabel for væsker (20, 21, 22, 26) anordnet mellom dette lag (15, 16, 24) og kjølemiddelbæreren (10), og som definerer i det minste området av lagene (19a) som er impermeabelt for væsker.

4. Kjølepakke ifølge krav 3, karakterisert ved at den perifere del av laget (15, 16, 24) uavhengig av den for væsker impermeable folie (20, 21, 22, 26) definerer minst delvis området av lagene (18a) som er permeabelt for væsker.

5. Kjølepakke ifølge hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at materialet som er permeabelt for væsker er en ikke-vevet fibertekstil.

6. Kjølepakke ifølge hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at materialet som er impermeabelt for væsker er valgt fra gruppen som utgjøres av plaster og metaller, såsom aluminium.