專利名稱：冷卻袋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種既可用于冷卻人體的局部、食品、飲料、各種化學(xué)制品、化妝品、生物物質(zhì)以及諸如此類的物品，又可保持這些物品于冷態(tài)的冷卻袋。特別涉及一種在整個(gè)使用過(guò)程中能展現(xiàn)出充分的、持久的冷卻效果的冷卻袋。
已經(jīng)公知，可以用顆粒狀的硝酸銨、尿素等材料作為冷卻袋的吸熱材料，因?yàn)檫@種材料在水中溶解過(guò)程中吸收大量的熱量。盡管從它們具有超凡的吸熱特性、易于處理、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等優(yōu)點(diǎn)上說(shuō)，它們是杰出的吸熱材料，但是，由于它們具有很高的吸濕性及在水中高的溶解度，當(dāng)水被加入后它們便開(kāi)始迅速溶解。然后，在很短的時(shí)間內(nèi)，所有的吸熱材料便溶解形成水溶液(硝酸銨在0℃及30℃時(shí)，在100克水中的溶解度分別為118.3克和241.8克)，因此，注入到冷卻袋中的水迅速被冷卻到-2℃至-10℃。冷卻袋中的如此過(guò)冷的狀態(tài)將隨著溫度的升高而被逐漸緩和，該溫度升高是由于熱從被冷卻對(duì)象如人體的局部傳來(lái)，以及從周?chē)h(huán)境而不是冷卻對(duì)象不可避免的熱侵入，冷卻袋升溫至0℃、5℃、10℃、20℃以及更高溫度，直到冷卻袋不能再用。因此，作為一個(gè)有效的低溫源可獲得的適當(dāng)?shù)睦涞臓顟B(tài)應(yīng)該在注入水后不僅僅只持續(xù)很短的一段時(shí)間。此外，象顆粒狀的硝酸銨等類的吸熱材料，由于其具有很高的吸濕性，既使是在聚乙烯袋中的密封條件下貯存，仍會(huì)吸收大氣中的水分。特別是當(dāng)吸熱材料在貯存過(guò)程中重復(fù)遇到32.5℃的溫度時(shí)，它將趨向于在袋中凝結(jié)固化成一體而形成不期望出現(xiàn)的團(tuán)塊，而這會(huì)惡化其作為商品的美觀。
為了利用象硝酸銨之類的吸熱材料的大的溶解熱的效果于特殊的用途，當(dāng)水注入后控制吸熱材料在水中的明顯的溶解速度，使其就象在冰箱中一樣保持在低溫如0℃至2℃或更高一些以及更可取的溫度而持續(xù)較長(zhǎng)的一段時(shí)間，這是非常渴望實(shí)現(xiàn)的。一個(gè)能保持如此低溫的低溫源是非常有用的，可用來(lái)冷卻或使人體的局部保持冷態(tài)，如發(fā)熱部位、跌打損傷部位、由于局烈運(yùn)動(dòng)引起的毛細(xì)血管損傷，或者用來(lái)更方便地保存及運(yùn)送多種類似未處理的奶油蛋糕等物品。
本發(fā)明的目的是提供一種冷卻袋，該冷卻袋能克服上述的通常硝酸銨所引起的過(guò)冷狀態(tài)，使適當(dāng)?shù)睦鋮s作用保持很長(zhǎng)一段時(shí)間，并可方便地應(yīng)用而不會(huì)出現(xiàn)由于吸材料的凝結(jié)固化成一體而引起的變形缺點(diǎn)。
本發(fā)明的封入冷卻袋中的作為吸熱材料的硝酸銨等材料是通過(guò)將顆粒狀的硝酸銨等原料熔融并成形為柱狀或塊狀制品而制備的。而由硝酸銨及尿素的熔融混合物成形而成的吸熱制品顯示出非常高的吸濕性，它們應(yīng)該被獨(dú)自地熔融并成形。進(jìn)一步令人擔(dān)心的是，這樣獨(dú)自制備的吸熱制品將會(huì)吸收水分而損壞，這取決于貯存條件，如濕度、溫度、貯存期限等，以及密封條件，如冷卻袋的材質(zhì)、密封手段的性能及種類，包括截止閥、卡具等，所以，在此情況下可以結(jié)合一種干燥劑一起使用。硅膠是一種合適的干燥劑，它既不會(huì)影響硝酸銨、尿素等的溶解，也不會(huì)影響其吸熱反應(yīng)。
本發(fā)明提出了一種保持低溫的冷卻袋，其特征在于，該冷卻袋包含一種或多種裝于其中的吸熱材料，所述吸熱材料通過(guò)熔融或壓縮成形工藝將原始顆粒狀材料加工成柱狀或塊狀，從而使其具有一減小的特定的表面積，使其在水中具有一較低的適當(dāng)?shù)娜芙馑俣取?br> 其中，所述的吸熱材料與一種吸水性合成樹(shù)脂一起裝在冷卻袋中。
也可以是，所述的吸熱材料貯存在一個(gè)穿孔的內(nèi)袋中。
也可以是，所述的吸熱材料與其顆粒狀原材料一起使用。
也可以是，所述吸熱材料和其顆粒狀原材料被分裝在相互連通的分區(qū)室中。
所述的吸熱材料是硝酸銨和/或尿素。


圖1是表示本發(fā)明的冷卻袋一個(gè)實(shí)施例的視圖。該冷卻袋中裝有熔融成形的置于內(nèi)袋的柱狀吸熱材料和顆粒狀的吸熱原材料。
下面通過(guò)實(shí)施例描述本發(fā)明。
商業(yè)上通用的顆粒狀硝酸銨和尿素，須經(jīng)一個(gè)熔融成形工藝獨(dú)立地獲得柱狀的制品(每片約22克)。兩張聚乙烯薄膜1和2具有相同的形狀和尺寸(15厘米×15厘米)，每一個(gè)的表面都用鋁涂覆，其中一個(gè)放置在另一個(gè)的上面，兩薄膜沿所有周邊施加熱密封S1，在兩薄膜的大致中間部位相間地施加熱密封S2，以便在熱密封S2之間留出通道3，在兩薄膜的一邊設(shè)置一截止閥V，這樣便制成了一個(gè)袋，該袋設(shè)置有兩個(gè)分區(qū)室C1和C2，二者通過(guò)通道3相連，鋁涂覆層是面朝外的，沿周邊的一部分的熱密封S1是在吸熱材料被裝入后被施加的。25克的原始顆粒狀硝酸銨P被裝在分區(qū)室C1中，一塊柱狀硝酸銨制品T1和三塊柱狀尿素制品T2首先被貯存在內(nèi)袋4中，內(nèi)袋4穿設(shè)有若干直徑為0.1至1毫米的小孔5，最后內(nèi)袋裝在分區(qū)室C2中構(gòu)成冷卻袋。
當(dāng)60毫升25℃的自來(lái)水通過(guò)截止閥V注入到冷卻袋中，然后放置在室溫為25℃、相對(duì)溫度70%的環(huán)境下，這樣構(gòu)成的冷卻袋顯示了下列特性在表面區(qū)域的平均最低溫度2.8℃;
(達(dá)到最低溫度所需時(shí)間7.5分鐘);
溫度能保持在15℃以下的時(shí)間90分鐘。
盡管圖1僅展示了具有雙分區(qū)室型的冷卻袋，但第三個(gè)分區(qū)室(未示出)可以對(duì)稱地配置在分區(qū)室C1的另一邊，其中裝放熔融成形的制品，等等，這將構(gòu)成一種三分區(qū)室型的冷卻袋。
正如上邊的詳細(xì)描述很清楚地表明，吸熱材料顯著的溶解速度可以通過(guò)強(qiáng)迫性地延緩其完全溶解到溶液中的溶解作用而降低，從而避免不必要的低溫狀態(tài)，而這種低溫狀態(tài)可能是有害的，即使是這種狀態(tài)僅出現(xiàn)或持續(xù)很短的時(shí)間。因此本發(fā)明提供了這樣一種冷卻袋，它能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)中等平均的冷卻能力并保持很長(zhǎng)的時(shí)間。此外，本發(fā)明的冷卻袋幾乎不會(huì)由于吸熱材料的凝固或固化而變形，這是因?yàn)槲鼰岵牧鲜穷A(yù)先被成形為固態(tài)的柱狀或片狀的制品。
相對(duì)于原始顆粒狀的硝酸銨及其它物質(zhì)而言，由于這些柱狀或塊狀的制品具有明顯更小的特定的表面積，以及相應(yīng)更小的與注入的水接觸的接觸面積，它們被完全溶解到冷卻袋中的水溶液中所需的時(shí)間，比原始顆粒狀材料完全溶解到水溶液中所需的時(shí)間大幾倍。這樣，象上文所述的，由于吸熱材料溶解作用直到完全溶解到溶液中只持續(xù)很短的時(shí)間而引起的冷卻袋伴隨水的加入而帶來(lái)的過(guò)分冷的狀態(tài)就避免了。冷卻袋和周?chē)h(huán)境之間具有非常大的溫度差也就被成功地克服了，當(dāng)冷卻袋用來(lái)冷卻人體的局部或其它冷卻對(duì)象時(shí)，這種大溫差是令人不愉快的、有害的及不必要的。根據(jù)本發(fā)明，硝酸銨等材料的溶解熱被利用了而沒(méi)有任何熱損失，因此，冷卻袋的冷卻或保持冷卻狀態(tài)的能力是中等的，如此，一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的冷卻功能便可獲得。因?yàn)槌尚沃破愤_(dá)到最低溫度所需時(shí)間是10分鐘左右或水被注入后10分鐘左右，而原始顆粒狀硝酸銨達(dá)到最低溫度所需時(shí)間大約是5分鐘，該柱狀或片狀的制品可以和少量這種原始顆粒狀材料一起使用，以便在緊急情況下或者在初始階段由于注入水的溫度太高而不能獲得充分低的溫度時(shí)，能夠迅速獲得低溫狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)一種吸水性樹(shù)脂和通過(guò)熔融成形工藝制備的硝酸銨或其它制品一起被加入到冷卻袋的內(nèi)袋中使用時(shí)，吸熱制品的顯著的溶解速度可以達(dá)到進(jìn)一步減小的值。已經(jīng)公知，類似聚丙乙烯酸樹(shù)脂的吸水性樹(shù)脂，如可從日本觸媒制造株式會(huì)社(Nihon Shokubai CO.，Ltd.)獲得的Aqualic CAS型樹(shù)脂，在水加入后可形成一種凝膠產(chǎn)物。結(jié)果，低溫的水溶液部分的流動(dòng)性被大大降低了，這部分低溫水是由水中的吸熱材料的溶解而形成的一種冷水團(tuán)，流動(dòng)性的降低是由于要充分?jǐn)U散這部分低溫水需要很長(zhǎng)時(shí)間。假如這些樹(shù)脂被實(shí)際用在冷卻袋中，防止麻煩的或不期望的偶然事件的發(fā)生是可能的，例如，象截止閥或配置的卡具等密封件由于低溫冷卻導(dǎo)致變形而不能工作或?qū)е滤牟煌耆芊饣蛩拇罅繚B漏。在該冷卻袋中加入適當(dāng)?shù)脑稣吵聿牧弦彩怯行У?。本發(fā)明能用的內(nèi)袋是由綜晶樹(shù)脂薄膜制成的，其一邊有一個(gè)開(kāi)口，一個(gè)或每一個(gè)表面上穿有若干個(gè)小孔，內(nèi)袋可以貯存其中的常事成形制品并配置在冷卻袋內(nèi)。小孔的尺寸和數(shù)量可在一個(gè)范圍內(nèi)有效地確定，從而控制同時(shí)允許所述形成在冷卻袋中的冷水團(tuán)擴(kuò)散，使其流動(dòng)性達(dá)到某一程度。
柱狀或塊狀的制品也可通過(guò)壓縮成形工藝而制備，該工藝包含加料即將少量的水加入到如硝酸銨和尿素的原始顆粒狀混合物中，硝酸銨與尿素的重量比為20～40∶80～60，然后在壓力下凝固硬化。盡管如此制備的制品完全溶解到溶液中的速度比通過(guò)熔融成形工藝制備的制品的溶解速度稍快，但相應(yīng)地前者造成的最低溫度也比后者稍低，這種制品也可被用來(lái)完成本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.一種保持低溫的冷卻袋，其特征在于，該冷卻袋包含一種或多種裝于其中的吸熱材料，所述吸熱材料通過(guò)熔融或壓縮成形工藝將原始顆粒狀材料加工成柱狀或塊狀，從而使其具有一減小的特定的表面積，使其在水中具有一較低的適當(dāng)?shù)娜芙馑俣取?br> 2.如權(quán)利要求1所述的保持低溫的冷卻袋，其中，所述的吸熱材料與一種吸水性合成樹(shù)脂一起裝在冷卻袋中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的保持低溫的冷卻袋，其中，所述的吸熱材料貯存在一個(gè)穿孔的內(nèi)袋中。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的保持低溫的冷卻袋，其中，所述的吸熱材料與其顆粒狀原材料一起使用。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的保持低溫的冷卻袋，其中，所述吸熱材料和其顆粒狀原材料被分裝在相互連通的分區(qū)室中。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的保持低溫的冷卻袋，其中，所述的吸熱材料是硝酸銨。
7.如權(quán)利要求1至5之一所述的保持低溫的冷卻袋，其中，所述的吸熱材料是尿素。
8.如權(quán)利要求1至5之一所述的保持低溫的冷卻袋，其中，所述的吸熱材料是硝酸銨和尿素。
全文摘要
冷卻袋中裝入吸熱材料，其在溶解中的吸熱反應(yīng)被延緩，可避免大的溫度梯度，減少對(duì)周?chē)h(huán)境熱量的無(wú)意義的吸收，避免過(guò)低的溫度，從而使冷卻袋保持低溫并持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間。吸熱材料由原始顆粒狀制備成柱狀或塊狀制品，從而降低其特定的表面積和在水中的溶解速度。該制品裝在由合成樹(shù)脂薄膜制成的冷卻袋中，既可單獨(dú)地、與吸水性樹(shù)脂和/或它們的顆粒狀原吸熱材料一起裝入，又可貯存在穿孔的內(nèi)袋中。
文檔編號(hào)C09K5/06GK1101416SQ9410469
公開(kāi)日1995年4月12日 申請(qǐng)日期1994年4月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月5日
發(fā)明者阿部留松 申請(qǐng)人:株式會(huì)社尼奇瓦