тепловое устройство

Формула изобретения

1. Устройство, обеспечивающее поддержание со стороны, обращенной к коже, постоянной температуры и содержащее первый изолирующий материал, расположенный со стороны теплового источника, обращенной к коже, при этом обеспечиваемый устройством коэффициент изменения температуры, равный отношению изменения температуры этого устройства со стороны, обращенной к коже, к изменению температуры теплового источника, меньше примерно 0,8.

2. Устройство по п.1, в котором коэффициент изменения температуры меньше примерно 0,7.

3. Устройство по п.2, в котором коэффициент изменения температуры меньше примерно 0,5.

4. Устройство по п.1, обеспечивающее поддержание со стороны, обращенной к коже, температуры ниже примерно 43°С.

5. Устройство по п.1, обеспечивающее поддержание со стороны, обращенной к коже, температуры примерно 36-42°С.

6. Устройство по п.1, обеспечивающее поддержание со стороны, обращенной к коже, температуры примерно 39-42°С.

7. Устройство по п.1, обеспечивающее примерно через 5 мин после начала нагрева достижение со стороны, обращенной к коже, температуры по меньшей мере примерно 36°С.

8. Устройство по п.1, обеспечивающее не более чем примерно через 30 мин после начала нагрева достижение со стороны, обращенной к коже, температуры примерно 39-42°С.

9. Устройство по п.1, обеспечивающее не более чем примерно через 15 мин после начала нагрева достижение со стороны, обращенной к коже, температуры примерно 39-42°С.

10. Устройство по п.1, обеспечивающее поддержание со стороны, обращенной к коже, температуры примерно 39-42°С не менее 24 ч.

11. Устройство по п.1, в котором первый изолирующий материал выбран из группы, включающей: вспененный материал, нетканый материал, поропласт, стекловату, стекловолокно и их комбинации.

12. Устройство по п.1, в котором первый изолирующий материал имеет толщину примерно от 1/64 дюйма (0,39 мм) до 1 дюйма (25,4 мм).

13. Устройство по п.1, в котором первый изолирующий материал имеет толщину примерно от 1/32 дюйма (0,79 мм) до ½ дюйма (12,7 мм).

14. Устройство по п.1, в котором первый изолирующий материал имеет толщину примерно от 1/16 дюйма (1,58 мм) до 3/8 дюйма (9,52 мм).

15. Устройство по п.1, в котором тепловой источник выбран из группы, включающей источники однократного использования, источники многократного использования, источники, вырабатывающие тепло при кристаллизации, порошкообразные экзотермические составы, электрические источники и их комбинации.

16. Устройство по п.1, в котором тепловой источник содержит по меньшей мере одну тепловую ячейку, содержащую порошкообразный экзотермический состав.

17. Устройство по п.16, в котором указанная по меньшей мере одна тепловая ячейка сформирована в виде унифицированной структуры, содержащей по меньшей мере две противолежащие поверхности, по меньшей мере одна из которых является воздухопроницаемой, и между которыми размещен порошкообразный экзотермический состав.

18. Устройство по п.1, также содержащее верхний слой, расположенный на верхней стороне теплового источника.

19. Устройство по п.18, в котором упомянутый верхний слой представляет собой нетканый материал.

20. Устройство по п.18, в котором упомянутый верхний слой представляет собой материал, выбранный из группы, включающей: нейлон, искусственный шелк, эфир целлюлозы, поливиниловые производные, полиолефины, полиамиды, полиэфиры, полипропилен, целлюлозу, шерсть, шелк, джут, пеньку, хлопок, лен, сизаль, рами и их комбинации.

21. Устройство по п.1, также содержащее слой стороны, обращенной к коже.

22. Устройство по п.21, в котором в качестве слоя, обращенного к коже, использован нетканый материал.

23. Устройство по п.21, в котором в качестве слоя стороны, обращенной к коже, использован материал, выбранный из группы, включающей: нейлон, искусственный шелк, эфир целлюлозы, поливиниловые производные, полиолефины, полиамиды, полиэфиры, полипропилен, целлюлозу, шерсть, шелк, джут, пеньку, хлопок, лен, сизаль, рами и их комбинации.

24. Устройство по п.21, в котором первый изолирующий материал расположен между тепловым источником и слоем, обращенным к коже.

25. Устройство по п.1, также содержащее второй изолирующий материал, расположенный с верхней стороны теплового источника.

26. Устройство по п.25, также содержащее верхний слой, расположенный с верхней стороны второго изолирующего материала.

27. Устройство по п.25, в котором второй изолирующий материал выбран из группы, включающей: вспененный материал, нетканый материал, поропласт, стекловату, стекловолокно, материалы, сформированные распылением, материалы, сформированные аэродинамическим способом, и их комбинации.

28. Устройство по п.1, также включающее дополнительный компонент, содержащий ароматические соединения, составы для лечения кожи, фармацевтические препараты, лечебные составы, витамины и их комбинации.

29. Устройство по п.1, соответствующее форме тела пользователя, оказывающее равномерное давление на его кожу и прилегающее к ней.

30. Способ поддержания постоянной температуры тепловых устройств со стороны, обращенной к коже, при использовании, согласно которому накладывают на кожу пользователя устройство, содержащее первый изолирующий материал, расположенный со стороны теплового источника, обращенной к коже; причем упомянутое устройство обеспечивает коэффициент изменения температуры, равный отношению изменения температуры этого устройства со стороны, обращенной к коже, к изменению температуры теплового источника, меньше примерно 0,8.

31. Способ по п.30, при котором обеспечивают коэффициент изменения температуры меньше примерно 0,7.

32. Способ по п.30, при котором обеспечивают коэффициент изменения температуры меньше примерно 0,5.

33. Способ по п.30, при котором поддерживают указанную температуру ниже примерно 43°С.

34. Способ по п.30, при котором поддерживают указанную температуру между примерно 36°С и примерно 42°С.

35. Способ по п.30, при котором поддерживают указанную температуру между примерно 39°С и примерно 42°С.

36. Способ по п.30, при котором поддерживают указанную температуру между примерно 39°С и примерно 42°С не менее двадцати четырех часов.

37. Способ по п.30, при котором не более чем примерно через 30 мин после начала нагрева достигают со стороны, обращенной к коже, температуры упомянутого устройства примерно 39-42°С.

38. Способ по п.30, при котором не более чем примерно через 15 мин после начала нагрева достигают со стороны, обращенной к коже, температуры упомянутого устройства примерно 39-42°С.

39. Способ по п.30, при котором не более чем примерно через 5 мин после начала нагрева достигают со стороны, обращенной к коже, температуры упомянутого устройства примерно 36°С.

40. Способ оздоровления кожи, согласно которому накладывают на кожу пользователя устройство, содержащее первый изолирующий материал, расположенный с той стороны теплового источника, которая обращена к коже; причем упомянутое устройство обеспечивает коэффициент изменения температуры, равный отношению изменения температуры этого устройства со стороны, обращенной к коже, к изменению температуры теплового источника, меньше примерно 0,8.

41. Способ по п.40, при котором упомянутое устройство соответствует форме тела пользователя, оказывает равномерное давление на его кожу и прилегает к ней.

42. Способ пассивного регулирования температуры со стороны, обращенной к коже, согласно которому накладывают на кожу пользователя устройство, содержащее первый изолирующий материал, расположенный с той стороны теплового источника, которая обращена к коже; причем упомянутое устройство обеспечивает коэффициент изменения температуры, равный отношению изменения температуры этого устройства со стороны, обращенной к коже, к изменению температуры теплового источника, меньше примерно 0,8.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройствам и способам, обеспечивающим поддержание со стороны теплового устройства, обращенной к коже, постоянной температуры при использовании. Коэффициент изменения температуры в предлагаемых устройствах и согласно предлагаемым способам не превышает 0,8.

Уровень техники

Для согревания, смягчающего неприятные ощущения, вызванные временными или хроническими заболеваниями и травмами, широко используются как выбрасываемые после использования, так и многократно применяемые устройства, такие как тепловые повязки. В общем случае тепловые повязки, например, содержат тепловой источник, содержащий экзотермический состав, который вырабатывает тепло и который содержит металлический порошок, соли и воду, а выработка тепла происходит при окислении металлического порошка. Подобные устройства могут быть также многократного использования и включать твердые, порошкообразные или гелеобразные материалы, которые могут быть повторно нагреты и повторно использованы. Подобные устройства могут быть также электрическими, т.е. могут быть подключены к электрической сети или работать от батареи. Устройства, содержащие такие источники тепла, признаны в общем подходящими для лечения недомоганий, связанных с ригидностью мышц и суставов, невралгией, болью в спине, ревматизмом, артритом, травмами и т.п.

Такие устройства могут обеспечивать непрерывную подачу тепла от одного часа до двадцати четырех часов, и в общем более удобны, мобильны, доступны и дешевы, чем, например, вихревые ванны, горячие прокладки, гидроколлаторы и электрогрелки.

Большинство имеющихся в настоящее время тепловых устройств обеспечивают выработку постоянного количества тепла, а не поддержание постоянной температуры. Такие устройства обеспечивают поддержание постоянной температуры только при постоянных скоростях теплообразования и теплоотдачи устройства. На практике фактическая температура теплового источника в устройстве, и следовательно температура этого устройства с той стороны, которая обращена к коже, а значит температура поверхности кожи пользователя, - могут изменяться. Большинство таких тепловых устройств выполнены с возможностью обеспечения заданной температуры теплового источника при неизменных условиях. Обычно проверка таких устройств заключается в их размещении на пластине с постоянной температурой при фиксированной температуре окружающей среды. Однако на практике условия использования часто бывают различными. В частности, скорость отвода тепла может изменяться в широких пределах. Отвод тепла во время практического использования зависит от различных факторов, включая способность тела пользователя рассеивать тепло, (т.е. слабое кровообращение ведет к снижению количества тепла, которое тело может рассеять) и условия окружающей среды, включая одежду, температуру окружающей среды и поток воздуха вдоль устройства. Кроме того, скорость выработки тепла может увеличиваться во время носки устройства, например, вследствие перемещения тела, увеличивающего подачу воздуха на экзотермический состав. В результате температура теплового источника и температура устройства со стороны, обращенной к коже, и на поверхности кожи пользователя могут превышать 43°С, при которых возможен ожог кожи. Кроме того, такое повышение температуры со стороны, обращенной к коже, в общем происходит постепенно и может быть не замечено пользователем, даже когда температура достигает или превышает 43°С. Таким образом травмирование может происходить медленно, и пользователь может не замечать его и допустить ожог кожи.

Ранее предпринимались попытки уменьшить такие ожоги или не допускать их. Большинство решений этой проблемы сосредоточено на регулировке температуры теплового источника или количества образуемого тепла. С целью регулировки температуры теплового источника в экзотермических составах в них часто добавляют вещество, осуществляющее при работе переход из одной фазы в другую для поглощения избыточного тепла. Однако такие вещества отличаются ограниченной теплоемкостью и высокой стоимостью, поэтому они не могут быть признаны подходящими для тепловых повязок, используемых в медицине для ослабления боли, для чего необходимо использовать тепло в течение по меньшей мере 8 часов. Таким образом, предотвращение чрезмерного разогрева экзотермических составов может быть технологически трудным и/или дорогим.

Другие подходы к решению вопроса обеспечения постоянной температуры при использовании экзотермических составов предусматривают управление скоростью реакции с целью компенсации изменения скорости теплоотдачи. Обычно это реализуют регулировкой потока воздуха, проходящего через устройство, или подачей воды в избыточном количестве в химические реагенты, участвующие в выработке тепла, для уменьшения поступления кислорода в среду реакции. Однако на практике управление выработкой тепла путем управления воздушным потоком технологически сложно осуществить, поскольку, например, на воздушный поток может влиять движение тела пользователя. Возможно также управление реакцией путем добавления реагентов, которые гасят реакцию, когда температура превышает заданный уровень. Однако высокая температура при транспортировке и хранении может привести к преждевременному выпуску гасящих реагентов до начала использования устройства, так что устройство станет неэффективным.

Таким образом, сохраняется потребность в эффективном устройстве для регулировки температуры и; способе регулировки температуры тепловых устройств со стороны, обращенной к коже, при этом устройство должно обеспечивать выработку тепла, достаточного для удовлетворения желания пользователя быстро почувствовать тепло. Также остается потребность в рентабельных средствах подачи лечебного тепла, меньше травмирующих кожу теплом или не допускающих такого травмирования. Наконец, остается потребность в обеспечении улучшенного прилегания тепловых устройств одноразового и/или многоразового использования, имеющих один тепловой источник или несколько таких источников, более равномерного распределения давления в этих устройствах и повышенного удобства их использования.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящим изобретением раскрыто устройство, обеспечивающее поддержание со стороны, обращенной к коже, постоянной температуры, содержащее первый изолирующий материал, расположенный с той стороны теплового источника, которая обращена к коже; и обеспечивающее коэффициент изменения температуры меньше 0,8.

Настоящее изобретение также позволяет обеспечить поддержание со стороны, обращенной к коже, температуры ниже 43°С в широком диапазоне условий применения с целью исключения чрезмерного нагрева, травмирующего кожу. Настоящее изобретение позволяет не менее 24 часов поддерживать температуру со стороны, обращенной к коже, примерно от 36°С до 42°С.

Настоящее изобретение также предлагает способы поддержания со стороны, обращенной к коже постоянной температуры, способы оздоровления кожи и способы пассивного регулирования температуры со стороны, обращенной к коже, накладыванием на кожу пользователя устройств, содержащих первый изолирующий материал, расположенный между тепловым источником и кожей пользователя; причем коэффициент или отношение изменения температуры этого устройства со стороны, обращенной к коже, к изменению температуры теплового источника меньше 0,8, т.е. изменению температуры теплового источника в устройстве согласно настоящему изобретению на каждый градус С соответствует изменение температуры со стороны, обращенной к коже, меньше 0,8°С. Это обеспечивает технический результат в виде уменьшения флуктуации температуры устройства со стороны, обращенной к коже, из-за флуктуации температуры теплового источника, а также плавность изменения температуры устройства со стороны, обращенной к коже, при резком изменении температуры теплового источника.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 схематически показывает вариант реализации изобретения, в котором со стороны теплового источника, обращенной к коже, размещен первый изолирующий материал.

Фиг.2 схематически показывает вариант реализации изобретения, в котором имеется первый изолирующий материал, размещенный со стороны теплового источника, обращенной к коже, а также верхний слой и слой стороны, обращенной к коже.

Фиг.3 схематически показывает вариант реализации изобретения, в котором со стороны теплового источника, обращенной к коже, размещен первый изолирующий материал, а с верхней стороны теплового источника, обращенной от кожи, размещен второй изолирующий материал.

Фиг.4 схематически показывает вариант реализации изобретения, в котором со стороны теплового источника, обращенной к коже, размещен первый изолирующий материал, а с верхней стороны теплового источника размещен верхний слой.

Фиг.5 схематически показывает вариант реализации изобретения, в котором слои материала формируют первый изолирующий материал.

Фиг.6 схематически показывает вид сверху одного из вариантов реализации теплового устройства согласно настоящему изобретению.

Фиг.7 показывает частичное сечение варианта реализации, показанного на фиг.6.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение включает устройства, которые обеспечивают поддержание постоянной температуры со стороны, обращенной к коже, содержащие: первый изолирующий материал, расположенный с той стороны теплового источника, которая обращена к коже, и способы; причем коэффициент изменения температуры, обеспеченный устройством, меньше 0,8, т.е. изменению температуры теплового источника в устройстве согласно настоящему изобретению на каждый градус С соответствует изменение температуры со стороны, обращенной к коже, меньше 0,8°С.

УСТРОЙСТВА

В качестве примеров устройств согласно настоящему изобретению могут быть указаны однократно применяемые, выбрасываемые после использования и многократно применяемые компрессы, повязки и/или устройства для шеи, плеча, спины, живота, руки запястья, локтя, кисти руки, ноги, колена и лодыжки, причем такие устройства соответствуют форме тела пользователя. Устройства согласно настоящему изобретению можно носить в непосредственном контакте с кожей пользователя или поверх одежды. В дальнейшем использование слова "кожа" со ссылкой на устройство, контактирующее с кожей пользователя, расположенное рядом с его кожей или на ней; означает то, что оно непосредственно контактирует с кожей и/или обращено к коже, если устройство носят поверх одежды.

Устройства согласно настоящему изобретению обеспечивают со стороны, обращенной к коже, по отношению к температуре теплового источника коэффициент изменения температуры меньше 0,8. Таким образом, изменению температуры теплового источника на каждый градус С, будь это увеличение или уменьшение, в устройстве согласно настоящему изобретению соответствует изменение температуры со стороны устройства, обращенной к коже, меньше 0,8°С. В другом варианте реализации изобретения устройства обеспечивают со стороны устройства, обращенной к коже, по отношению к изменению температуры теплового источника коэффициент изменения температуры меньше 0,7, а еще в одном варианте реализации изобретения меньше 0,5. Коэффициент изменения температуры определяют согласно способу, описанному здесь. В частности, обеспечение указанного коэффициента означает, что даже в случае чрезмерного увеличения температуры теплового источника вероятность возникновения у пользователя связанного с этим дискомфорта и/или повреждения снижена за счет того, что вызванное этим изменение температуры стороны устройства, обращенной к коже, менее существенно. Иными словами, обеспечение снижения флуктуации температуры стороны устройств, обращенной к коже, и минимизация ее изменения позволяют достичь большей безопасности устройства, в частности при использовании устройства в течение ночи, так что пока пользователь спит, имеют место только самые малые флуктуации температуры, которые не вызовут у пользователя ожогов при использовании устройства в течении длительного периода времени. Таким образом, обеспечение указанного коэффициента изменения температуры стороны устройства, обращенной к коже, позволяет снизить флуктуации температуры стороны устройства, обращенной к коже, что делает устройство более безопасным и удобным в использовании и обеспечивает оздоровление кожи пользователя.

Устройства и способы согласно настоящему изобретению также обеспечивают поддержание со стороны, обращенной к коже температуры ниже 43°C. В другом варианте реализации изобретения устройства и способы обеспечивают постоянное поддержание со стороны, обращенной к коже температуры примерно 36-42°C, еще в одном варианте реализации изобретения от 37°C до 42°C, и еще в одном варианте реализации изобретения от 39°C до 42°C. Кроме того, устройства и способы согласно настоящему изобретению позволяют примерно за 5 минут достигнуть со стороны, обращенной к коже, температуры по меньшей мере 36°C.

Устройства согласно настоящему изобретению содержат первый изолирующий материал, расположенный со стороны теплового источника, обращенной к коже. Устройства дополнительно могут содержать по меньшей мере один верхний слой, расположенный поверх теплового источника возле его верхней стороны, и по меньшей мере один дополнительный слой стороны, обращенной к коже, расположенный между первым изолирующим материалом и кожей или одеждой пользователя. Такой верхний и/или дополнительный слой (слои) стороны, обращенной к коже, может быть выполнен по различным причинам и для различных целей, относящихся к внешнему виду, тактильным характеристикам, комфорту, цвету, форме, прилеганию и их комбинациям. Устройства также могут содержать второй изолирующий материал, расположенный с верхней стороны теплового источника, обращенной от кожи пользователя, между тепловым источником и верхним слоем.

По сравнению с известными решениями предлагаемые устройства и способы не только улучшают управление температурой стороны, обращенной к коже, но и обеспечивают лучшие прилегание устройств для подачи тепла и их согласование по геометрической форме. В частности, использование нескольких тепловых ячеек, как описано ниже, способствует улучшенному прилеганию теплового устройства благодаря обеспечению гибкости и пластичности устройств в различных направлениях или вдоль различных осей. Таким образом, настоящее изобретение способствует общему оздоровлению кожи вследствие смягчения или устранения не только теплового травмирования кожи, но и травмирования, вызванного сдавливанием, трением или сползанием устройств, которые оказались слишком тесными или слишком свободными и потому не способны хорошо удерживаться на месте.

ПЕРВЫЙ ИЗОЛИРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ

В настоящем документе первый изолирующий материал означает изолирующий материал, использованный в дополнение к любому верхнему слою, слою, обращенному к коже и/или тепловому источнику, используемому для формирования устройства. Первый изолирующий материал создает первый эффект изменения температуры, описанный здесь.

Управление температурой стороны, обращенной к коже, необходимо для предотвращения теплового травмирования кожи. Однако чтобы пользователь ощущал действие теплового устройства, температура должна быть значительно увеличена после размещения устройства на коже пользователя. Нормальная температура тела человека равна приблизительно 35°С. Температуры выше 35°С обычно ощущаются кожей как тепло. Однако температуры выше 43°С могут привести к ожогу кожи. Поскольку условия использования тепловых устройств различны и таким способом влияют на температуру теплового устройства со стороны, обращенной к коже, при некоторых условиях использования температура теплового источника и температура некоторых устройств со стороны, обращенной к коже, может возрасти намного больше 43°С.

При использовании предлагаемого устройства пользователь может быстро ощутить тепло, поскольку в настоящем изобретении уже через 5 минут после начала нагрева сторона, обращенная к коже, приобретает температуру 36°С. Однако благодаря тому, что в тепловом устройстве со стороны теплового источника, обращенной к коже, использован первый изолирующий материал, обеспечено получение со стороны, обращенной к коже, заданной температуры от 39°С до 42°С без ожога кожи пользователя. Согласно настоящему изобретению температура теплового источника должна превышать заданную температуру со стороны, обращенной к коже, лишь на 2-3°С. Кроме того, даже если температура теплового источника превышает 43°С, независимо от условий использования предлагаемого устройства его температура со стороны, обращенной к коже, при использовании не превышает 43°С. В предлагаемых устройствах со стороны, обращенной к коже, температура достигает заданной от 39°С до 42°С через 30 или через 15 минут после начала нагрева.

Со стороны, обращенной к коже, температура может поддерживаться в заданном температурном интервале более 1 часа, 4 часов, 8 часов, 12 часов, 16 часов или 24 часов. Устройства и способы согласно настоящему изобретению могут обеспечить стабильное ослабление боли по меньшей мере в течение 2 часов, 8 часов, 16 часов, 1 дня, или 3 дней после снятия устройства с пользователя.

Таким образом, добавление первого изолирующего материала на тепловой источник со стороны, обращенной к коже, смягчает последствия изменений (увеличения или уменьшения) температуры теплового источника и сохраняет температуру устройства со стороны, обращенной к коже, в необходимом интервале в течение всего периода времени.

Изолирующие свойства предлагаемого первого изолирующего материала обусловлены наличием в нем: воздуха. Воздух является самым эффективным природным изолятором. Сохранение изолирующих свойств изолирующего материала при его использовании обеспечивается его другим необходимым свойством, а именно тем, что он не сминается под действием давления, обычно имеющего место, когда пользователь лежит на спине со спинной повязкой.

Примеры подходящих материалов, для первых изолирующих материалов включают: вспененный материал, такой как пенопласт с открытыми ячейками и/или закрытыми ячейками, нетканый материал, поропласт, стекловату, стекловолокно. Возможно использование материалов типа спанбонд, мелтблаун, а также кардные, полученные гидроформированием, вспениванием, термоформованием, распылением, аэродинамическим способом и представляющих собой комбинации этих способов, что очевидно для специалиста. Изолирующие материалы, которые особенно пригодны для этой цели, включают, например полипропиленовый микропенопласт MF060, поставляемый компанией Pregis Corp., г.Дирфилд, штат Иллинойс, США, и полиэтилен "Astrofoam", также поставляемый компанией Pregis Corp., толщиной 1/32 дюйма (0,79 мм) (AF030), 1/16 дюйма (1,58 мм) (AF060), 1/32 дюйма (0,79 мм) (AF090).

Еще в одном варианте реализации изобретения в качестве первого изолирующего материала могут быть использованы, например, слои нетканого материала по меньшей мере одного типа. Несколько слоев нетканого материала могут быть сложены, обработаны или пакетированы и скреплены вместе посредством связующего с целью увеличения толщины таким способом, что нетканый материал сам может быть первым изолирующим материалом, размещаемым между тепловым источником и кожей пользователя или одеждой. Для специалиста очевидно, что эти слои могут быть соединены конструкционным клеем, таким как клей #70-4589, поставляемый компанией National Starch & Chemical Company, г.Бриджуотер, штат Нью-Джерси, США. В другом варианте реализации изобретения нетканые материалы могут быть связаны друг с другом ультразвуковым, термическим или другим способом, известным из области техники соединения нетканых материалов. Примеры подходящих нетканых материалов включают: нейлон, искусственный шелк, эфир целлюлозы, поливиниловые производные, полиолефины, полиамиды или полиэфиры, полипропилен, медно-аммиачную целлюлозу (поставляемую компанией Asahi Kasei America Inc, г.Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США) и другие высокомолекулярные соединения, а также натуральные материалы, в том числе шерсть, шелк, джут, пеньку, хлопок, лен, сизаль и рами. Примеры особенно подходящих нетканых материалов включают: кардный нетканый материал #6780 на основе полипропилена, поставляемый компанией PGI, Inc, г.Уэйнсборо, штат Вирджиния, США, с погонной плотностью 22 грамма на квадратный метр (г/м²); или высокорастяжимый кардный нетканый материал, поставляемый компанией Fiberweb, г.Симпсонвиль, штат Южная Каролина, США; или слоистый материал SMMS (спанбонд, мелтблаун, мелтблаун, спанбонд) с погонной плотностью 30 г/м ², такой как поставляемый компанией First Quality Nonwovens, Inc (FQN), г.Грэйт-Нэк, штат Нью-Йорк, США. Нетканые материалы могут быть такими как: спанбонд, мелтблаун, кардные, высокорастяжимые кардные, формованные аэродинамическим способом и их комбинациями, как очевидно для специалиста. Такие нетканые материалы в общем описаны Риделем в публикации "Нетканые способы соединения и материалы", Нетканый Мир (Riedel "Nonwoven Bonding Methods and Materials", Nonwoven World, 1987).

Первый изолирующий материал имеет толщину от 1/64 дюйма (0,39 мм) до 1 дюйма (25,4 мм) для обеспечения необходимых изолирующих свойств, в зависимости от типа первого изолирующего материала, типа использованного теплового источника и необходимой температуры стороны, обращенной к коже. В другом варианте реализации изобретения первый изолирующий материал имеет толщину от 1/32 дюйма (0,79 мм) до 1/2 дюйма (12,7 мм) или от 1/16 дюйма (1,58 мм) до 3/8 дюйма (9,52 мм). Больше всего подходит в качестве первого изолирующего материала полипропиленовый микропенопласт MF060 толщиной 1/16 дюйма (1,58 мм), поставляемый компанией Pregis Corp., г.Дирфилд, штат Иллинойс, США.

Если пену используют как первый изолирующий материал и/или как второй изолирующий материал, например, со стороны теплового источника, обращенной к коже и/или с его, верхней стороны, такой вспененный материал может соответствовать форме тела пользователя и таким образом обеспечивать улучшенную теплопередачу. Таким образом, комбинация из теплового источника, содержащего несколько тепловых ячеек, и первого изолирующего материала, позволяет легко приспособить тепловое устройство к форме тела, вследствие чего может быть уменьшена потребность в чрезмерном затягивании устройства и достигнуто надежное прилегание.

Например, первый изолирующий слой может быть прикреплен к тепловому источнику, содержащему экзотермический состав. Такое прикрепление может быть, например, выполнено конструкционным клеем, таким как #70-4589, поставляемым компанией National Starch & Chemical Company, г.Бриджуотер, штат Нью-Джерси, США. В другом варианте реализации изобретения такое прикрепление может быть осуществлено ультразвуковыми, термическими или иными известными средствами.

Первый изолирующий материал может быть покрыт дополнительным слоем, обращенным к коже и расположенным между первым изолирующим материалом и кожей или одеждой пользователя.

ТЕПЛОВОЙ ИСТОЧНИК

Тепловой источник, пригодный для использования в настоящем изобретении, может быть однократного использования, многократного использования или многофункциональным, электрическим, на основе экзотермического состава, состава, выделяющего тепло при кристаллизации, и представлять собой комбинации указанных вариантов.

Примерный тепловой источник, используемый в настоящем изобретении, содержит по меньшей мере одну тепловую ячейку, содержащую экзотермический состав. Эта тепловая ячейка сформирована в виде унифицированной структуры по меньшей мере с двумя противолежащими поверхностями, пространство между которыми заполнено экзотермическим составом и по меньшей мере одна из которых является воздухопроницаемой.

В варианте реализации тепловой ячейки две противолежащих поверхности могут быть поверхностями основы, выполненными в виде пленочного слоя. Эти поверхности основы могут быть изготовлены из пленок, которые могут быть использованы сами по себе или нанесены в виде слоя на нетканые материалы. В общем случае предпочтительно в качестве пленок использовать пленки, выполненные с возможностью термосварки и термического плавления. Нетканые материалы, если их используют, могут поддерживать пленочные слои основы и придавать им целостность.

Примеры подходящих пленок включают полиэтилен, полипропилен, нейлон, полиэфир, поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, полиуретан, полистирол, омыленный сополимер этилена и; винилацетата, сополимер этилена и винилацетата, натуральный каучук, регенерированный каучук и синтетический каучук. Предпочтительная толщина пленочного слоя лежит в диапазоне от 1 мкм до 300 мкм, и пленка может быть воздухопроницаемой или непроницаемой.

Предпочтительны нетканые материалы, которые отличаются малым весом и высокой прочностью на разрыв, например нейлон, искусственный шелк, эфир целлюлозы, поливиниловые производные, полиолефины, полиамиды или полиэфиры, полипропилен, медно-аммиачную целлюлозу (поставляемую компанией Asahi Kasei America Inc, г.Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США) и другие высокомолекулярные соединения, а также натуральные материалы, включая шерсть, шелк, джут, пеньку, хлопок, лен, сизаль и рами. Особенно подходящими неткаными материалами являются кардный нетканый материал #6780 на основе полипропилена, поставляемый компанией PGI, Inc, г.Уэйнсборо, штат Вирджиния, США, с погонной плотностью 22 г/м²; высокорастяжимый кардный нетканый материал, поставляемый компанией Fiberweb, г.Симпсонвиль, штат Южная Каролина, США; или слоистый материал SMMS (спанбонд, мелтблаун, мелтблаун, спанбонд) с погонной плотностью 30 г/м² , такой как поставляемый компанией First Quality Nonwovens, Inc (FQN), г.Грэйт-Нэк, штат Нью-Йорк, США. В качестве нетканых материалов могут быть использованы материалы, такие как спанбонд, мелтблаун, а также кардные, материалы высокорастяжимые кардные материалы, материалы, формованные аэродинамическим способом и их комбинации, известные специалистам. Такие нетканые материалы в общем описаны Риделем в публикации "Нетканые способы соединения и материалы", Нетканый Мир (1987).

Предпочтительные поверхности основы, выполненные в виде пленочного слоя, включают нетканые листы полипропилена (РР), нанесенные с образованием слоистого материала на пленку из поли(этиленвинилацетата) (EVA) или полиэтилена низкой плотности (LDPE), общая толщина которых, полученная комбинацией всех слоистых материалов, таких как пленка, плюс любой конструкционный клей; плюс нетканый материал, составляет от 400 мкм до 1500 мкм. Примером имеющегося в продаже нетканого листа, пригодного для использования с настоящим изобретением, является материал № W502FWH, поставляемый компанией PGI (Polymer Group International), расположенной в г.Уэйнсборо, штат Вирджиния, США. Примером имеющегося в продаже пленочного материала из полипропилена/ этиленвинилацетата (PP/EVA), пригодного для использования в настоящем изобретении, является материал № DH245, поставляемый компанией Clopay Plastics, г.Цинциннати, штат Огайо, США.

Две противолежащие поверхности могут быть сформированы скреплением посредством связующего двух поверхностей основы, выполненных в виде пленочного слоя, по их периметрам и формированием в результате мешка, гнезда, конверта, кармана или камеры. Пленочная сторона каждого материала обращена к внутренней части мешка, гнезда, конверта, кармана или камеры (т.е. сторона для заполнения), а нетканая сторона обращена наружу. Мешки также могут быть образованы поверхностями основы, выполненной в виде пленочного слоя, термоформованием, механической штамповкой, вакуумной штамповкой или другими средствами. Предпочтительным является способ термоформования, таким как описанный в разделе "Термоформование" Энциклопедии Технологии Упаковок ("Thermoforming", The Wiley Encyclopedia of Packaging Technology), стр.668-675, издательство Уили (1986), редактор Мэрилин Бейкер.

Готовая тепловая ячейка может иметь любую геометрическую форму, включая помимо прочего диск, треугольник, пирамиду, конус, сферу, квадрат, куб, прямоугольник, прямоугольный параллелепипед, цилиндр и эллипсоид.

Воздухопроницаемость тепловых ячеек может быть обеспечена выбором пленок или пленочных покрытий для поверхностей основы, выполненных в виде пленочного слоя, формирующих и/или покрывающих мешки, гнезда, конверты, карманы или камеры. Необходимая проницаемость может быть обеспечена микропористыми пленками или непроницаемыми пленками, которые имеют сформированные в них поры или отверстия. Формирование таких пор или отверстий может быть выполнено литьевым формованием под давлением, вакуумным формованием или прошивкой горячей иглой. Воздухопроницаемость также может быть обеспечена выполнением вентиляционных отверстий по меньшей мере в одной из поверхностей основы, выполненной в виде пленочного слоя, с использованием, например, по меньшей мере одного пробойника, предпочтительно матрицы с 20-60 пробойниками. Хотя вентиляционные отверстия предпочтительно выполнены в верхней поверхности основы, выполненной в виде пленочного слоя, они также могут быть выполнены в нижней поверхности основы, выполненной в виде пленочного слоя, и/или в обеих поверхностях.

Воздухопроницаемость (измеренная с использованием способов, описанных в стандарте ASTM D737-96) в настоящем изобретении может быть меньше 4 куб. фут/мин (0,1132 м³/мин), 3 куб. фут/мин (0,0849 м ³/мин), 2 куб. фут/мин (0,0566 м³/мин), 1,5 куб. фут/мин (0,04245 м³/мин) или 0,8 куб. фут/мин (0,02264 м³/мин).

Тепловые ячейки, содержащие экзотермический состав, могут быть в общем выполнены способом, включающим:

формирование карманов в поверхностях основы, выполненной в виде пленочного слоя из таких материалов, как полипропилен/ этиленвинилацетат;

формирование порошкообразной экзотермической предварительной смеси;

укладку в каждый карман фиксированного количества порошкообразной экзотермической предварительной смеси;

быстрое добавление в порошкообразную экзотермическую предварительно подготовленной дозы смеси концентрированного соляного раствора для формирования экзотермического состава; и

размещение поверх наполненных карманов плоского листа поверхности основы, выполненной в виде пленочного слоя из полипропилена/этиленвинилацетата, этиленвинилацетатная сторона которого обращена к этиленвинилацетатной стороне предварительно сформированного содержащего карман слоя.

Две поверхности основы, выполненной в виде пленочного слоя, скрепляют вместе с использованием небольшого нагрева и таким способом формируют унифицированную структуру, содержащую несколько тепловых ячеек. В поверхности основы, выполненной в виде пленочного слоя из полипропилена/этиленвинилацетата, формирующей и/или покрывающей заполненные карманы, может быть сформировано несколько отверстий таким способом, что по меньшей мере одна из поверхностей основы, выполненной в виде пленочного слоя, является воздухопроницаемой. Примеры компонентов предварительной смеси, используемой для формирования порошкообразного экзотермического состава и пригодной для использования с настоящим изобретением, включают железный порошок, углерод, абсорбирующий гелеобразующий материал и воду. Примеры компонентов концентрированного соляного раствора включают соль металла, воду и при необходимости водородный ингибитор, такой как тиосульфат натрия.

Скорость, продолжительность и температура термогенной реакции окисления экзотермического состава могут быть заданы регулировкой количества воздуха, подаваемого для его окисления. В частном случае, распределение и/или проницаемость воздуха через воздухопроницаемую (воздухопроницаемые) поверхность (поверхности) основы, выполненной в виде пленочного слоя, может быть задана различным конфигурированием размещения в ней (них) отверстий или выполнением в этой (этих) поверхности (поверхностях) сквозных отверстий. К другим способам модифицирования экзотермической реакции относятся помимо прочего выбор компонентов теплового источника, например, выбор конкретного компонента или изменение размера частиц компонентов. Кроме того, способствующая распределению воздуха пористость экзотермического состава может быть задана например, добавлением регулятора влаги, такого как вермикулит, и/или водопоглощающих гелевых реагентов, таких как полиакрилат натрия, а также различным количеством добавленного концентрированного соляного раствора.

Полученная в результате унитарная структура, содержащая несколько тепловых ячеек, может быть использована самостоятельно или встроена в тепловые устройства разных размеров и форм, такие как повязки, выбрасываемые после использования, и повязки многократного использования. Типичные повязочные устройства могут иметь средства их удержания на теле в необходимом месте. Примеры таких средств включают полоски с крючками и петлями, например застежки и/или липучки.

Тепловые источники, содержащие активируемые воздухом тепловые ячейки с экзотермическим составом как описано выше, предпочтительно упакованы во вторую воздухонепроницаемую упаковку с целью предотвращения преждевременного окисления.

Еще в одном варианте осуществления изобретения поверх отверстий в воздухопроницаемой поверхности основы, выполненной в виде пленочного слоя, могут быть размещены воздухонепроницаемые съемные полосы, такие как клеевые ленты, так что при удалении этих полос воздух входит в тепловые ячейки, в результате чего начинается реакция окисления. Тепловые ячейки могут быть не только встроены в тепловое устройство, но и формировать тепловой источник как отдельную структуру в виде листа или из слоев, которая может быть выброшена после использования и выполнена с возможностью прикрепления с возможностью раскрепления к повязочному устройству многократного использования.

ВЕРХНИЙ СЛОЙ

Дополнительный верхний слой в вариантах реализации настоящего изобретения может быть нетканым материалом. Примеры подходящих материалов для верхнего слоя включают: нейлон, искусственный шелк, эфир целлюлозы, полипропилен, поливиниловые производные, полиолефины, полиамиды или полиэфиры, медно-аммиачное целлюлозное волокно (поставляемое компанией Asahi Kasei America Inc, r. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США), и другие высокомолекулярные соединения, а также натуральные материалы, включая шерсть, шелк, джут, пеньку, хлопок, лен, сизаль и рами.

Особенно подходят такие нетканые материалы, как например кардный нетканый материал #6780 на основе полипропилена, поставляемый компанией PGI, Inc, г.Уэйнсборо, штат Вирджиния, США, с погонной плотностью 22 г/м²; высокорастяжимый кардный нетканый материал, поставляемый компанией Fiberweb, г.Симпсонвиль, штат Южная Каролина, США; или слоистый материал SMMS (спанбонд, мелтблаун мелтблаун; спанбонд) с погонной плотностью 30 г/м², такой как поставляемый компанией First Quality Nonwovens, Inc (FQN), г.Грэйт-Нэк, штат Нью-Йорк, США. Возможно использование нетканых материалов таких как кардные материалы, высокорастяжимые кардные материалы, спанбонд, мелтблаун, материалы, формованные аэродинамическим способом и их комбинации, известные специалистам. Такие нетканые материалы в общем описаны Риделем в публикации "Нетканые способы соединения и материалы", Нетканый Мир (1987). Верхний слой может быть размещен поверх теплового источника на его верхней стороне и может быть наложен, например, с использованием горячего расплава конструкционного клея, такого как клей #70-4589, поставляемый компанией National Starch & Chemical Company, г.Бриджуотер, штат Нью-Джерси, США, нанесенного по спирали из расчета 15 грамм на квадратный метр (г/м²). Такое прикрепление может быть также выполнено ультразвуковыми, термическими или иными известными средствами.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ СЛОЙ СТОРОНЫ, ОБРАЩЕННОЙ К КОЖЕ

Устройство согласно настоящему изобретению также может содержать дополнительный слой стороны, обращенной к коже, размещенный поверх первого изолирующего материала таким образом, что он расположен между первым изолирующим материалом и кожей или одеждой пользователя. Для специалиста очевидно, что дополнительный слой стороны, обращенной к коже, может быть прикреплен с использованием, например, горячего расплава конструкционного клея, такого как клей # 70-4589, поставляемый компанией National Starch & Chemical Company, г.Бриджуотер, штат Нью-Джерси, США, нанесенного по спирали из расчета 15 г/м². В другом варианте реализации изобретения такое прикрепление может быть выполнено ультразвуковыми, термическими или иными известными средствами.

Дополнительный слой стороны, обращенной к коже может быть, например, слоем нетканого материала. Дополнительный слой стороны, обращенной к коже, может быть изготовлен из следующих материалов: нейлон, искусственный шелк, эфир целлюлозы, полипропилен, поливиниловые производные, полиолефины, полиамиды или полиэфиры, медно-аммиачная целлюлоза (поставляемая компанией Asahi Kasei America Inc, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США), и другие высокомолекулярные соединения, а также натуральные материалы, в том числе шерсть, шелк, джут пенька, хлопок, лен, сизаль, рами и т.д. Из наиболее подходящих нетканых материалов можно назвать кардный нетканый материал #6780 на основе полипропилена, поставляемый компанией PGI, Inc, г.Уэйнсборо, штат Вирджиния, США, с погонной плотностью 22 г/м²; высокорастяжимый кардный нетканый материал, поставляемый компанией Fiberweb, г.Симпсонвиль, штат Южная Каролина, США; или слоистый материал SMMS (спанбонд, мелтблаун, мелтблаун, спанбонд) с погонной плотностью 30 г/м², такой как поставляемый компанией First Quality Nonwovens, Inc (FQN), г.Грэйт-Нэк, штат Нью-Йорк, США. В качестве нетканых материалов могут быть использованы кардные материалы, высокорастяжимые кардные материалы, спанбонд, мелтблаун, материалы, формованные аэродинамическим способом и их комбинации, известные специалистам. Такие нетканые материалы в общем описаны Риделем в публикации "Нетканые способы соединения и материалы", Нетканый Мир (1987).

ВТОРОЙ ИЗОЛИРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ

В дополнение к первому изолирующему материалу между тепловым источником и верхним слоем может быть расположен второй изолирующий материал. Второй изолирующий материал может быть тем же самым материалом, что и первый изолирующий материал, или отличаться от него и может быть выбран из материалов, указанных выше при описании первого изолирующего материала. Однако если второй изолирующий материал использован на верхней стороне устройства и верхняя сторона устройства воздухопроницаема, второй изолирующий материал должен быть выполнен воздухопроницаемым, чтобы воздух мог попасть в устройство для активизации экзотермического состава, если активированный воздухом экзотермический состав используют в устройстве как тепловой источник. Второй изолирующий материал может быть прикреплен, например, к верхней поверхности пленочной основы экзотермического теплового источника и/или к верхнему слою, например, горячим расплавом конструкционного клея, такого как клей # 70-4589, поставляемый компанией National Starch & Chemical Company, г.Бриджуотер, штат Нью-Джерси, США, нанесенного по спирали из расчета 15 г/м ². Такое соединение может быть также выполнено ультразвуковыми, термическими или иными известными средствами.

ПРИСОЕДИНЯЮЩИЕ СРЕДСТВА

Устройства согласно настоящему изобретению могут иметь различные средства их удержания на различных частях тела или вокруг них, таких как шея, плечо, спина, живот, кисть руки, запястье, рука, локоть, нога, колено и лодыжка. Примеры таких средств включают по меньшей мере одну полосу, которая может быть гибкой и/или эластичной и представлять собой липучку, системы крепления с крючками и петлями и комбинации из указанных средств.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

В особенно предпочтительном варианте реализации предлагаемого изобретения устройства для регулировки температуры кожи дополнительно содержат компонент, который может удален из них. Примеры таких компонентов включают ароматические соединения, составы для лечения кожи, фармацевтические или лечебные препараты и их смеси. Дополнительный компонент может быть интегрирован в тепловые ячейки в форме отдельного слоя, по меньшей мере в одну из основу, выполненную в виде пленочного слоя как описанно выше, по меньшей мере одной тепловой ячейки, в первый изолирующий материал и/или в верхний слой и/или слой стороны, обращенной к коже. Примеры таких компонентов включают ментол, камфару, эвкалипт и их комбинации; бензальдегид, цитраль, деканал, альдегид и их комбинации; антибиотики, витамины, составы для лечения и/или смягчения и/или оздоровления кожи, антивирусные препараты, противогрибковые, обезболивающие, противовоспалительные препараты, противозудные, жаропонижающие, анестезирующие препараты, антибактериальные препараты и их комбинации. Устройства могут также содержать самоприклеивающийся компонент и/или потоабсорбирующий компонент, выполненный в форме отдельного слоя или интегрированный по меньшей мере в одну из поверхностей основы, выполненной в виде пленочного слоя, по меньшей мере одной тепловой ячейки.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА КОЭФФИЦИЕНТА ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Использованное здесь выражение "коэффициент изменения температуры", обеспеченный устройством, представляет собой отношение изменения температуры устройства со стороны, обращенной к коже, к изменению температуры теплового источника, измеренных как описано ниже при постоянных условиях. Коэффициент, изменения температуры, получаемый благодаря предлагаемым устройствам и способам, меньше 0,8. Иными словами на каждый градус С изменения температуры теплового источника температура устройства со стороны, обращенной к коже, изменяется меньше, чем на 0,8°С.

Необходимые замеры в отношении устройств, подвергаемых замерам, осуществляются в помещении, температура в котором поддерживается при значении 23°С +/-0,2°С. В этом помещении не должно быть воздушных потоков в месте измерения температуры.

При проведении замеров в отношении устройства коэффициент изменения температуры определяется в отношении этого устройства в целом, за исключением теплового источника. Большинство материалов содержащихся в тепловых устройствах, такие как материалы верхнего слоя и слоя, обращенного к коже, как описано выше имеют некоторые изолирующие свойства. Коэффициент изменения температуры теплового устройства измеряется только в отношении устройства без теплового источника. Это означает, что любой экзотермический состав, порошкообразный состав, гелеобразный состав или электрические элементы должны быть удалены из проверяемого устройства.

Коэффициент изменения температуры устройства измеряется при размещении устройства (без теплового источнике) на поверхности горячей плиты, так что его сторона, обращенная к коже, развернута в направлении от поверхности горячей плиты. Использованная горячая плита представляет собой лабораторное устройство с регулятором температуры, модель SP 49625 (или эквивалентная), изготовленная компанией Barstead/Thermolyne, г.Дубьюк, штат Айова, США. Для улучшения возможности регулировки нагрева горячей плиты она соединена с регулируемым автотрансформатором Powerstat, изготовленным компанией Werner Electric, г.Бристоль, штат Коннектикут, США.

Устройство, в отношении которого необходимо провести замеры, прикрепляют к горячей плите лентой 3М 6200, изготовленной компанией 3М Company, г.Сент-Пол, штат Миннесота, США. Необходимо убедиться, что устройство поддерживает хороший равномерный контакт с поверхностью горячей плиты. Поэтому края устройства прикрепляют к поверхности горячей плиты лентой. В любом случае необходимо принять меры, предотвращающие растяжение или деформацию устройства. Ленту 3М 6200 используют, потому что она гибкая, растяжимая и создает необходимое натяжение, обеспечивающее плоское расположение устройства и его хороший равномерный контакт с поверхностью горячей плиты без растяжения или деформации устройства.

Для измерения температуры поверхности горячей плиты используют проволочную термопару типа К, провода которой имеют изоляцию наподобие бус, номер детали SC-GG-K-30-36, диаметром 0,010 дюйма (0,254 мм), изготовленную компанией Omega Engineering, Inc, г.Стамфорд, штат Коннектикут, США. Термопара прикреплена к поверхности горячей плиты лентой 3М 6200 возле места прикрепления лентой к поверхности горячей плиты теплового устройства.

Для измерения температуры стороны устройства, обращенной к коже, другую термопару типа К прикрепляют к указанной стороне устройства с использованием ленты 3М 6200.

Обе термопары прикрепляют к одному переносному термометру модели НН84, изготовленному компанией Omega Engineering, Inc, г.Стамфорд, штат Коннектикут, США.

Для измерения коэффициента изменения температуры устройства температуру горячей плиты доводят до постоянного значения 50°С согласно показаниям термопары, прикрепленной лентой к поверхности горячей плиты. Горячая плита откалибрована изготовителем. Плиту выдерживают при установившейся температуре в течение 15 минут. Как только температура горячей плиты установилась, к ней, прикрепляют лентой устройство, подвергаемое измерениям. Затем к устройству прикрепляют лентой, как описано выше, вторую термопару, которую соединяют с термометром НН84. Таким образом, с термометром НН84 соединены обе термопары. Термометр НН84 представляет собой двухканальный измерительный прибор, поэтому для измерений достаточно одного прибора. Термометр НН84 предварительно откалиброван изготовителем и настроен для получения и записи данных при нажатии кнопки "ON". При этом происходит прекращение подачи электроэнергии в горячую плиту и активируется функция сбора информации в термометре НН84. Термометр НН84 выполнен с возможностью сбора информации и запрограммирован на выполнение записи измерений температуры каждые 3 секунды в течение по меньшей мере 1 часа для двух термопар, подключенных к нему. Данные из термометра НН84 затем передают в компьютер, где их заносят в таблицы Excel (программное приложение Excel компании Microsoft Corporation, г.Редмонд, штат Вашингтона, США). Во время охлаждения горячей плиты происходит запись разности температур между поверхностью горячее плиты; и стороной теплового устройства, обращенной к коже. Поскольку горячая плита весьма массивна, скорость ее охлаждения невысока, благодаря чему может быть обеспечено стабильное считывание температур на поверхности горячей плиты и тепловом устройстве.

ВЫЧИСЛЕНИЯ

Устройства и способы согласно настоящему изобретению обеспечивают меньшее повышение или понижение температуры стороны теплового устройства, обращенной к коже, по сравнению с повышением или понижением температуры теплового источника (соотношении меньше, чем один к одному). После регистрации результатов измерений температур выполняют линейный регрессионный анализ по методу наименьших квадратов температуры стороны теплового устройства, обращенной к коже, относительно соответствующей температуры горячей плиты с использованием программного приложения Sigma Plot компании Systat Software Inc, г.Сан-Хосе, штат Калифорния, США, для составления равенства T_TD=m×Т_НР+b. Переменные t_TD и Т_НР представляют собой температуры стороны теплового устройства (TD), обращенной к коже, и поверхности горячей плиты (HP) соответственно, m отражает наклон линии, a b представляет собой значение, температуры t_TD в точке, где Т_НР равна нулю. Коэффициент изменения температуры измеренного устройства отражен в наклоне линии m. Наклон m показывает изменение температуры стороны, обращенной к коже, в подвергнутом проверке устройстве относительно изменения температуры теплового источника. Устройства и способы согласно настоящему изобретению обеспечивают наклон m меньше 0,8. Анализ методом наименьших квадратов представляет собой стандартный статистический анализ, выполненный над полученными точками данных с целью приспособления прямой линии к точкам данных. Такой анализ описан в книге "Статистика для экспериментаторов", Джордж Е.П. Бокс, Уильям G. Хантер, Дж. Стюарт Хантер ("Statistics for Experimenters", George Е.Р. Box, William G.Hunter, J.Stuart Hunter), опубликованной издательством John Wiley & Sons, Inc (1978), 453-455.

Способы изготовления устройств согласно настоящему изобретению могут иметь различные варианты.

Один вариант предлагаемого устройства может быть изготовлен способом, согласно которому формируют унитарную листовую структуру, имеющую несколько тепловых ячеек, как описано выше, представляющих собой тепловой источник; режут листовую структуру с полчением формы необходимого устройства а затем прикрепляют конструкционным клеем по меньшей мере один слой, такой как первый изолирующий материал, верхний слой и/или дополнительный слой стороны, обращенной к коже. Первый изолирующий материал может быть расположен между тепловым источником и дополнительным слоем стороны, обращенной к коже, или может входить в непосредственный контакт с кожей или одеждой пользователя, как описано выше.

Если в качестве теплового источника используют экзотермический состав, предпочтительно по меньшей мере одну из поверхностей основы, выполненной в виде пленочного слоя, охватывающих экзотермический состав, выполняют воздухопроницаемой и предпочтительно располагают поверх теплового источника, так что она обращена от стороны устройства, обращенной к коже. Однако если воздухопроницаемой является только одна из поверхностей основы, выполненной в виде пленочного слоя, и эта воздухопроницаемая сторона теплового источника обращена к коже пользователя, то эта воздухопроницаемость может быть отрегулирована также для возможной подачи воздуха к экзотермическому составу. Например, вентиляционные отверстия могут быть выполнены достаточно большими и обеспечивать подачу воздушного потока в тепловой источник, не ограничивающую скорость реакции. В другом варианте реализации изобретения пористость экзотермического состава может быть модифицирована и представлять собой фактор ограничения реакции. Однако в предпочтительном варианте реализации изобретения воздухопроницаемая поверхность основы, выполненной в виде пленочного слоя, расположена на верхней стороне теплового источника и обращена от той стороны устройства, которая обращена к коже.

ПРИМЕРЫ

Следующие примеры дополнительно описывают и показывают варианты реализации настоящего изобретения. Примеры приведены исключительно с целью иллюстрации и не должны толковаться как ограничения настоящего изобретения, поскольку возможны различные варианты его реализации без отступления от его сущности и объема.

Схематические изображения на фиг.1-5 использованы только для иллюстрации размещения компонентов, из которых могут быть сформированы устройства согласно настоящему изобретению. Чертежи выполнены без соблюдения масштаба. Все источники тепла на фиг.1-5 показаны овальными исключительно для иллюстративных целей и не иллюстрируют ни какого-либо конкретного теплового источника, ни соотношения его размеров или его формы.

На фиг.1 схематически показан вариант выполнения настоящего изобретения, в котором первый изолирующий материал 2 расположен со стороны источника 4 тепла, обращенной к коже, и прикреплен к нему конструкционным клеем 6.

На фиг.2 схематически показан вариант выполнения настоящего изобретения, в котором первый изолирующий материал расположен между слоем, обращенным к коже, и тепловым источником. В качестве первого изолирующего материала, размещенного между тепловым источником и слоем стороны теплового устройства, обращенной к коже, использован слой вспененногоматериала, нетканого материала, материала типа спанбонда, кардного материала, гидроформированного материала или формованного распылением изолирующего материала. Этот вариант выполнения имеет слой 8 верхней стороны, прикрепленный к тепловому источнику 12 конструкционным клеем 10 (т.е. горячим расплавом конструкционного клея # 70-4589, изготовленного компанией National Starch & Chemical Company, г.Бриджуотер, штат Нью-Джерси, США), нанесенным по спирали из расчета 15 г/м². К источнику 12 и слою 16 стороны, обращенной к коже, клеем 10 прикреплен первый изолирующий материал 14.

На фиг.3 схематически показан вариант выполнения настоящего изобретения, в котором первый изолирующий материал размещен между слоем стороны, обращенной к коже, и тепловым источником, а второй изолирующий материал размещен между слоем верхней стороны и тепловым источником. Изолирующие материалы, использованные со стороны, обращенной к коже, и с верхней стороны теплового источника, могут быть одинаковыми или разными. Устройство имеет верхний слой 18 и второй изолирующий материал 20, в качестве которого может быть использован вспененный или нетканый, материал, а также материал типа спанбонд, кардный материал, гидроформированный материал или сформированный распылением материал. Второй изолирующий материал 20 прикреплен к верхнему слою 18 конструкционным клеем 22 (т.е. клеем # 70-4589, изготовленным компанией National Starch & Chemical Company, г. Бриджуотер, штат Нью-Джерси, США). Второй изолирующий материал 20 прикреплен к тепловому источнику 24 клеем 22. Первый изолирующий материал 26 прикреплен клеем 22 к стороне источника 24, обращенной к коже. Первый изолирующий материал 26 прикреплен клеем 22 (т.е. клеем # 70-4589, изготовленным компанией National Starch & Chemical Company, г.Бриджуотер, штат Нью-Джерси, США) к слою 28 стороны, обращенной к коже.

На фиг.4 схематически показан вариант выполнения, в котором первый изолирующий материал прикреплен к тепловому источнику, со стороны, обращенной к коже, а также формирует слой этой стороны. К источнику 34 конструкционным клеем 32 (т.е. клеем # 70-4589, изготовленным компанией National Starch & Chemical Company, г.Бриджуотер, штат Нью-Джерси, США) прикреплен верхний слой 30. Первый изолирующий материал 36 прикреплен к источнику 34 со стороны, обращенной к коже, клеем 32 и формирует слой этой стороны теплового устройства.

На фиг.5 схематически показан вариант выполнения, в котором первый изолирующий материал представляет собой несколько слоев нетканого материала, сложенных, обработанных или пакетированных и скрепленных вместе посредством связующего с целью увеличения толщины таким способом, что из нетканого материала сформирован первый изолирующий материал, и из него также сформирован слой стороны теплового устройства, обращенной к коже. Слои скреплены конструкционным клеем (т.е. клеем # 70-4589, изготовленным компанией National Starch & Chemical Company, г.Бриджуотер, штат Нью-Джерси, США). Устройство имеет верхний слой 38, тепловой источник 40, прикрепленный к его верхней стороне. Первый, изолирующий материал 44 прикреплен к стороне источника 40, обращенной к коже, конструкционным клеем 42.

На фиг.6 показан вид сверху варианта выполнения теплового устройства согласно настоящему изобретению для использования на спине и/или бедре пользователя. Устройство 46 содержит несколько тепловых ячеек 48, и имеет удлиненные полосовые участки 50a, 50b, которые могут быть обернуты вокруг туловища пользователя и/или его бедер. На одном конце участка 50а выполнены присоединяющие средства 52 (т.е. одна часть крепежной системы из крючка и петли). Средства 52 использованы для надежного соединения участков 50а, 50b с целью удержания устройства вокруг туловища пользователя и/или его бедер. Соответствующие присоединяющие средства расположены на участке 50b, но не видны на чертеже.

На фиг.7 показано частичное сечение варианта выполнения, показанного на фиг.6. Устройство 46 содержит верхний слой 54, прикрепленный конструкционным клеем 56 к тепловому источнику, содержащему первый и второй пленочные слои 58 и 60, которые охватывают экзотермический состав 62. Первый изолирующий слой 64 присоединен к слою 60 конструкционным клеем 66. Слой 68 стороны, обращенной к коже, прикреплен к первому изолирующему слою 64 конструкционным клеем 70.

В других вариантах реализации изобретения, очевидных для специалиста, хотя и не показанных на чертежах, устройства, которые обеспечивают поддержание его постоянной температуры со стороны, обращенной к коже, могут быть сформированы как устройства универсальные или одноразового использования в зависимости от использованного теплового источника. Примеры устройств многократного и/или, универсального использования включают такие устройства, которые имеют по меньшей мере один слой по меньшей мере одного первого изолирующего материала в кармане многократного использования, который содержит тепловой источник, причем первый изолирующий материал расположен между кожей пользователя или его одеждой и тепловым источником во время использования устройства.

В дополнительных вариантах реализации изобретения первый изолирующий материал или первые изолирующие материалы может быть применен или могут быть применены как отделяемая и/или съемная деталь устройства или системы, которую накладывают непосредственно на кожу пользователя или используют как часть системы, например с повязочным устройством, которое удерживает первый изолирующий материал на месте между тепловым источником и кожей пользователя.

Размеры и величины, раскрытые здесь, не должны толковаться как строго ограниченные точными приведенными числовыми значениями. Если не указано иное, каждый такой размер означает как указанное значение, так и функционально эквивалентный диапазон, окружающий такое значение. Например, размер, раскрытый как "40 мм", следует понимать как означающий "примерно 40 мм".

Все документы, перечисленные в соответствующей части настоящего подробного описания изобретения, следует считать включенными в него; ссылка на любой документа не должна толковаться как подвод считать ее прототипом настоящего изобретения. В случае противоречия любого значения или определения термина в этом документе с любым значением или определением того же самого термина в документе, включенном в настоящий документ, следует руководствоваться значением или определением, назначенным этому термину в настоящем документе.

После раскрытия конкретных вариантов реализации настоящего изобретения для специалиста в данной области техники очевидны другие варианты его реализации в пределах сущности и объема настоящего изобретения. В этой связи прилагаемая формула изобретения составлена с целью охвата таких других вариантов, в пределах сущности и объема настоящего изобретения.