JPH02501852A

JPH02501852A - 徐放性冷却システム

Info

Publication number: JPH02501852A
Application number: JP63503888A
Authority: JP
Inventors: ラヘイ，トーマス　ピー．; エイボ，スティーブン　エフ．
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-04-14
Filing date: 1988-04-13
Publication date: 1990-06-21
Also published as: US4780117A; EP0311672A1; WO1988008110A1; EP0311672A4

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】徐放性冷却システム序論技術分野長期間冷却を維持する冷却パック装置に使用するための装置及び組成物が提供される。

背景動物又は人間、反応混合物、装置又は同様のものの特定の部位の温度を下げる必要性が頻繁に存在する。通常の冷却体、たとえば氷、冷蔵された冷却パック又は同様のものが容易に入手できず又は不便である多くの場合が存在する。特に冷却が苛酷過ぎ、冷蔵が利用できず、又は冷却体の貯蔵が不便である場合があることは事実である。この問題を考慮して、冷却を提供するために吸熱性可溶化又は吸熱反応を用いる冷却パック装置が開発されて来た。そのパックの１つのセルに反応体部分及びもう１つのセルに他の部分（ここでバリヤーが意思的に壊され得る）を提供することによって、冷却が、冷蔵に関与する種々の問題を伴わないで提供され得る。

これらの装置は広く使用され得るが、それらは多くの欠点を存する。考慮される１つの問題は、長期間冷却を維持するために比較的多くのパックを必要とするバックの比較的短い寿命である。従って、そのような冷却パックを改良し、そしてそれらの有用な寿命をひじょうに延長することが実質的な興味の対象である。

回１文藍アメリカ特許第３．９７７．２０２号は、冷却を提供するために混合される別々の成分として無水塩及び水相溶性有機液体を使用する冷却パック装置を記載する。冷却のための特定の構造を提供することができる多くの数の装置が文献に記載されて来た。たとえばアメリカ特許第４．５９６．２５０号；第４．５７６．１６９号；第４，５３７．１８号；第４．５２７，５６５号；第４，５２２．６４０号；第４．４２７，０１０号（冷却混合物の成分としてキシリットの使用を開示する）；第４．４０４，８２０号（薄いゲルのようなパッドを開示する）：第４，３５６，７０９号（氷キャップを開示する）；第４．３４４．３０３号（飲料容器冷却体を開示する）；又は第４．３２６，５３３号（冷却バンドを開示する）：第４．２４０，４３６号（治療用冷却パックを開示する）；第３，９５０，１５８号（尿素冷却パックを開示する）；第３．８２２，７０５号（動物を手足のための冷媒ラップを開示する）：第３，８０４，０７７号（ゲルを含む熱又は冷却パックを開示する）；第３．７６３．６２２号（破壊できる容器を含むパックを記載する）；及び第３．２４４．２１０号（多層性プラスチックバッグ構造を記載する）を参照のこと。アメリカ特許第３．１４９．９４３号は、１つの室に粒状物質及び他の室に液体を有するバック（ここで２つの室は混合するための特定の構造を有する）を記載する。これらの特許は、完全ではな（、単に使用され得る種々の構造を例示するだけであり、そして開示を引用により本明細書に組込む。

主所少翌り粒状の化学反応体が、液体を含む冷媒パックに使用するために遅延開放性膜（該膜は少なくとも一部可溶性であり、又は膨潤性である）により被覆される。その粒状の被覆された材料及び液体の混合に基づいて、吸熱反応が冷却をもたらす。

その冷却期間は、その膜、その厚さ及び液体の性質の選択によりひじょうに延長され得る。

図面の簡単な説明第１図は、本発明の冷却パックの１つの態様の透視図であり；そして第２図は、本発明の冷却パックの２つ目の態様の前部からの立体図である。

特定の態様の説明延長された冷却の寿命を有する便利な冷却パックを提供する装置及び組成物が提供される。これらのバックを用いることによって、比較的実質的に、一定温度が長期間、周囲温度以下で維持され得る。パックは、試薬又は反応体の特定の組合せ及びバックの大きさに依存して、約５分間、通常約１０分間及びしばしば２０分又はそれ以上（たとえば６時間又はそれ以上）、少なくとも約１０°Ｃ温度を下げて維持することができる。

反応体は、吸熱反応で液体と反応する被覆された又は包封された固体を包含するであろう、その固体は、約１０〜５００のアメリカ規定のメツシュ、より普通には約２０〜２００のアメリカ規定のメツシュ、　好ましくは約５０〜２００のアメリカ規定のメツシュの粒子として存在するであろう、使用される粒子は、約２０％の平均直径内でおよそすべて同じ大きさであり、又は直径で゛２００％以上異なる粒子の範囲に及ぶ粒子の混合物が使用され得る０粒子の大きさは包封膜の性質よりも実質的に有意でない要因であるけれども、粒子の大きさの分布を変えることによって、冷却バックの温度プロフィールをまた変えることができる。

粒子は、所望する温度の低下を提供する吸熱反応をもたらすために液体と反応するように使用され得るいづれかの材料のものである。広範囲の種類の材料、たとえば無機塩、特にアンモニウム塩、より特定には硫酸アンモニウム及び硝酸アンモニウム、有機物質、たとえば糖、たとえばキシリフト、及び同様のものが利用できる。

これらの材料は、広範囲の種類のゆっくりと溶解する、不溶性の又は膨潤性の物質、特にたとえば溶液中で適度にゆっくりした浸透の速度を有し、又は液体媒体中で膨潤するポリマー物質により被覆され得る。従って、その物質は、粒子反応体が溶解する速度を遅めるために選択される。その物質はまた、液体との反応において低い熱を有するように選択される。溶媒、たとえば水又はアルカリ水中において測定できる浸透速度を有する種々の物質が選択され得る。論議されている物質においては、その物質と一緒に使用される溶媒の性質もまた考慮すべきである。

ポリマーに関して、そのポリマーは、付加重合体重縮合体、合成のもの、天然に存在するもの又はそれらの組合せであり得る。特に興味あるポリマーの１つのグループは、カルボキシル基を有する酸性ポリマーである。そのポリマーは、−ｉ的に、約５０〜２００、より普通には約１００〜１９５、特に１６５〜１９５の範囲でＫＯＨ数（■ＫＯＨ／　ｇポリマー）を有するであろう、その酸性ポリマーは、酸、塩、たとえばナトリウム塩、又はそれらの組合せとして使用される。

付加重合体の例として、ホモ−又はコポリマーであるアクリル酸及びメタクリル酸ポリマー（ここで他のモノマーは、アクリル酸又はメタクリル酸のエステル又はアミド、又は異なったモノマー、たとえばオレフィン、たとえばエチレン、スチレン、等であり）、又はマレイン酸又はフマル酸のポリマー、たとえばスチレン、ハロゲン化ビニル、等とのコポリマーを挙げることができる。他方、フェノールポリマー、たとえばヒドロキシスチレンを使用することができ、ここで該ポリマーはホモポリマー又はコポリマーである。他の種類のポリマーは、セルロースポリマー、たとえばメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、等である。カルボキシ基はアルカノール、アンモニア又はアミンにより部分エステル化又はアミド化され得る（ここで有機基は約１〜６個の炭素原子を有するであろう）。

重縮合体の例として、ポリウレタン、たとえばポリオール、たとえばエチレングリコール、ジエチレングリコール、等とのビフェニレンジイソシアネート又はポリトリレンイソシアネート；フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、特に置換されたフェノール、たとえばクレゾール、極性有機溶媒可溶性ポリエステル、たとえばポリテレフタレート、酸化ポリアルキレン、ポリアミド、等、特に、オキソ溶媒、たとえばアセトン及びＭＥＫ中に溶解し又は膨潤するものを挙げることができる。また、少なくとも１４個、普通少なくとも約１６個及び６０個までの炭素原子の炭化水素、アルカノール及び同様のもの又はそれらの混合物であるワックスが使用され得る。

ペレット上に被覆されるポリマーの量は、所望する溶解の速度に依存して広（変化するであろう、その被覆物質は、粒状反応体に依存して、その粒状反応体の少なくとも約０．２重量％〜約１０重量％、より普通には約５重量％まで、一般的に約１〜５重量％の範囲であろう。

粒子は、いづれか便利な手段、すなわち噴霧、振盪、含浸、混合又は同様の手段により被覆され得る。その選択された手段は、実質的にすべての固形粒子が比較的均等な被膜でポリマーにより完全に被覆されることを確保するために十分に確かであるべきである０粒子が少な（とも実質的に不溶性である、ポリマーのための揮発性溶媒の使用及び該溶媒を蒸発せしめながら粒子を圧延することが特に興味の対象である。明らかに、種々の溶媒、特に酸素化された溶媒、たとえば３又はそれ以上の炭素原子のアルカノール、３又はそれ以上の炭素原子のケトン、５又はそれ以上の炭素原子のエステル及び同様のもの（普通約１０個よりも多くない炭素原子）が種々のポリマーに関して使用され得る。溶媒中のポリマーの濃度は変化することができ、−ｉ的に溶液の少なくとも約５重量％〜約９５重量％、普通約９０重量％以下、便利には約１０％〜７５重量％の範囲である。そのポリマー濃度は臨界ではなく、溶液の粘度、被膜の厚さ、等に依存する。

いくつかのポリマーに関しては、被覆組成物の約０〜１５重量％が溶媒であり、そして被覆は約３０〜１５０°Ｃ１普通４０〜１５０°Ｃの範囲の高温で行なわれ、ここで溶融ポリマーに関しては、その温度範囲は約８０〜１５０°Ｃであり、そして特に溶媒により軟化されたポリマーのためには、その温度範囲は約４０〜８０℃であろう。

他の材料、たとえば凝結防止剤、消泡剤、等が被覆溶液中に含まれ得る。

酸性ポリマーとの液体反応体は便利には、アルカリ水溶液であり、ここで該ポリマーは、７又はそれ以下のｐ！（で低い溶解性及び７．５又はそれ以上、一般的に約７．５〜１０の範囲のｐＢで実質的に高められた溶解性を有するように選択される。従って、溶解の速度は、水性媒体のｐＨを変えることによって一部調節され得る。

液体の量に関して使用される粒状物質の量は、一般的に、液体反応体の少なくとも約５重量％であり、そして１００重量％はどの高さ、一般的に約５〜５０重量％である。使用される水の量及び該水のｐＨを実験的に決定し、それは所望される冷却の量及び該冷却が標準条件下で維持されるべき時間に依存する。被膜の量を変えることによって、定義された試薬により得られるであろう冷却の量に関しての特定の規格をだれでも定義することができる。

反応体は、混合が所望されるまで、別々に維持されるためにパウチ又は他の容器中に導入されるであろう。種々の容器が、関連文献を論議する場合４．これまで指摘されたような種々の目的のために予定され得る。最っとも単純な容器は、被覆された粒子が充填されるプラスチックパウチ及び容易に破ることができる、液体を含む小さな密封されたバッグである。

混合が所望される場合、内部バッグを単純に破り、液体を解放し、そして該液体と粒子との混合を行なうことができる。

他方、１つの区画と他の区画を密封するためのクリップ、２つの別々の区画を密封し、そして限定するためにパウチを通して成形された溝及び嶺、開放位置から密閉位置に向けられ得る内部バルブ、又は同様のものを用いての２つの区画を有するバッグをだれでも有することができる。

複数の区画が存在し、又は種々の特性、たとえば種々のｐＨを有する液体を有する多くの区画、又は種々の特性、たとえば被膜の厚さ、被膜組成物又は同様のものを有する粒子を有する多くの区画が存在し得る。さらに、冷却部位と良好な嵌合を提供するために、その冷却される部位の形態に従って形状化され得るパウチを形成するために作用する種々の増粘剤又はゲルがまた、含まれ得る。関連文献に報告された広範囲の種類の構造を有する試薬系が使用され得る。

本発明をさらに理解するために、図面が考慮される。

第１図においては、ライン１２での上部で密封されたパウチ１０が立体的に示される。粒子１４及びバッグ１６は、パウチ中に導入され、次にライン１２にそって密封される。バッグ１６は、液体反応体１８を含み、そして裂は目の線を有する。裂は目の線は、バッグ１６を開口し、そしてその内容物を開放するために外部からつかまれ、そして引っばられ得る。この方法においては、液体と粒子との混合が、必要とされるまで抑制される。

上記パウチの代わりのものが第２図に示される。第２図において、パウチ３０は、２つの区画３２及び３４を有する。

これらの区画は、溝３８中に完全に保持される嶺３６によりお互い密封され、ここで前記嶺及び溝はパウチ３０の幅に及ぶ。区画３２においては、液体反応体４０が存在し、そして粒状反応体４２は区画３４に存在する。それらの区画は、それぞれ部位４４及び４６で始めに開口する区画を有し、密封された位置に嶺及び溝を維持しながら、適切な区画中に反応体を導入し、そして次に、いづれか便利な手段、たとえばプラスチックヒートシール、接着剤又は同様のものによりそれらの区画を密封することによって満たされる。反応体の混合が所望される場合、嶺３８は、反応体の混合を可能にするために、溝３６からはずされ得る。

本発明を例示するために、次の実験を行なった。

徐放性粒子を、次のようにして製造した。　５ｃｒｉｐｓｅｔ　５４０ポリマーのメチルエチルケトン溶液（８，２ｇのＭＥＫ中、１．８ｇの５Ｓ５４０）を、８０ｇの１００メツシユの硝酸アンモニウムベレットに添加し、そしてＲｏｔｏｖａｐ上に置いた。発泡を避けるためにゆっくりと真空にし、そして粒子及び液体を回転せしめながら、溶媒をゆっくりと除去し、平滑で均等な被膜を粒子に付与した。いくらかの凝集が示されるけれども、その凝集は、タップすることによって容易に壊され得た。

ポリマー被膜の存在の効果を試験するために、次の研究を行なった。ふたを有する２個の１６オンスＳｔｙｒｏｆｏａｍカップを使用する。サーモカップル針金の配置のためにふたの上部に１７１６インチの穴を開ける。同じ重さ及び大きさの２つの磁気撹拌棒をカップの中に置く。脱イオン水５０ｄ又は炭酸ナトリウムの添加に起因する高いｐ）ｌでの脱イオン水５０ｄ（すべては周囲温度である）を、それぞれのカップに添加する。

その徐放性特性について評価されるべき材料のサンプルの重さを計り、そして％活性成分を、被覆剤の存在を知り、そしてその差異を計算することによって計算する。徐放性冷却サンプル中の活性成分のみの重量に等しい活性成分のサンプル重さを計る。２つのシステムを磁気撹拌装置の上部に置き、そして同時に温度を記録する。サンプルを添加し、そして温度を記録し、溶液の冷却に対するその徐放性物質の効果を決定する。その曲線下の面積は等しく、そしてその曲線の傾きが冷却の速度及び徐放性冷却効果を示すであろう。

５０ｍｖのフルスケールの振れでＰｅｒｋｉｎ　Ｅ１ｍｅｒ二重ペン記録針により温度を記録する（１００℃）、　Ｋｗｉｋ　Ｋｏｌｄパックから得られた硝酸アンモニウムベレット１０ｇを、撹拌しながら添加し、そして１０分間又は一定の温度上昇が観察されるまで温度を観察する。ポリマールより被覆されたベレット１０．２３　ｇを他の容器に添加し、ここでその溶液は、脱イオン水、０．５ｇの炭酸ナトリウムを含む水及び０．１　ｇの炭酸ナトリウムを含む水である。

冷却曲線のより緩やかな負の勾配により示されるように、本発明の徐放性冷却は、被覆されていないベレットよりも約１０倍長い冷却期間を提供することが観察された。塩基強度が高まるほど、低められる温度期間は短（なることが観察された。

次の表は結果を示す。

第　１　表徐放性冷却システムにおける硝酸アンモニウム５ｃｒｉｐｓｅｔ　５４０．２．３％　２５．０　１６．５　−１．７Ｓｃｒｉｐｓｅｔ　５４０は、ｌ’１ｏｎｓａｎｔｏ　Ｃｏａ＋ｐａｎｙから得られた、スチレン−無水マレイン酸コポリマーの混合されたメチル及びイソブチル部分エステルである。

Ｂ−６６は、Ｒｏｈｍ　ａｎｄ　Ｈａａｓ　Ｃｏｔｓｐａｎｙから市販されているアクリレート結合剤である。

５ｃｒｉｐｓｅｔ　５４０被覆（２，３％）は、硝酸アンモニウムペレットにメチルエチルケトン中、５ｃｒｉｐｓｅｔ　５４０の溶液を添加し、そしてペレットを被覆しながら溶媒を除去するために回転蒸発装置上にそのフラスコを置くことによって調製された。

Ｂ−６６中、１０％５ｃｒｉｐｓｅｔ　５４０被覆（８％Ｗ／Ｗ）及び８％Ｂ− ６６被覆は、硝酸アンモニウムペレットにポリマーの５０％溶液（ブレンド）を添加し、そして横に回転する密封されたジャー中で混合することにより調製された。次に、その被覆されたペレットをジャーから注ぎ出し、そしてポリエステルシート上で空気乾燥せしめた。

次の研究は、被膜として重縮合ポリマーＮｏｖｏｌａｃの使用を含む０次の表はその結果を示す。

第　２　表徐放性冷却システムにおける硝酸アンモニウムペレットへの′、　のＣＲＪ−４０６，５％　２５．８　１３．３　−７．６ＣＲＪ−４０６，７％　２５．０　１４．１　−６．３ＣＲＪ−４０６は、５ｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ　Ｃｈｅｏ＋１ｃａｌｓ、　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋから得られたオルト−クレゾールＮｏｖｏｌａｃである。ｍ−クレゾールＮｏｖｏ　１　ａｃは、硫酸触媒の存在下で０．８当量のパラホルムアルデヒドを用いて製造された。

ひじょうに改良された性能が、延長期間冷却バックに包封された又は被覆された粒子を用いることによって達成されることが上記結果から明らかである。この態様においては、単一のバックがパックをくり返し交換するよりもむしろ長時間、低下せしめられた温度を提供することができる。さらに、そのパックは、より効果的に使用され得、そして種々の経済性も付与する。

本明細書に言及されたすべての出版物及び特許出願は、本発明が関与する当業者のレベルの表示である。すべての出版物及び特許出願は、引用により本明細書に組込まれる。

前述の発明は、明確に理解するために例示的及び測的にい（らか詳細に記載されているけれども、特許請求の範囲内で修飾及び変更を行なうことができる。

国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．延長された寿命の冷却バックであって：第１及び第２区画の間の伝達を付与するために開口され得るバリヤーにより分離された第１及び第２区画を有する容器を含んで成り、前記第１区画が、反応遅延性透過性被膜により被覆された固形反応体粒子を含み、ここで前記被膜が液体反応体中において少なくとも一部可溶性であり又は膨潤性であり、そして前記第２区画が吸熱反応で前記固形反応体と反応する前記液体反応体を含むことを特徴とする冷却バック。
２．前記固形反応体が前記液体反応体中に溶解し、そして溶液の負の熱を有する請求の範囲第１項記載の冷却パック。
３．前記固形反応体が無機塩である請求の範囲第１項記載の冷却バック。
４．前記無機塩がアンモニウム塩である請求の範囲第３項記載の冷却バック。
５．前記透過性被膜がポリマー被膜であり、そして前記液体反応体が、前記粒子及び前記ポリマーが溶解するアルカリ水溶液である請求の範囲第１項記載の冷却バック。
６．延長された寿命の冷却バックであって：第１及び第２区画の間の伝達を付与するために開口され得るバリヤーにより分離された第１及び第２区画を有する容器を含んで成り、前記第１区画が反応遅延性カルボン酸含有のポリマー被膜により被覆された固形アンモニウム塩粒子を含み、ここで前記被膜がアルカリ水溶液反応体中において少なくとも一部可溶性であり、そして前記第２区画が吸熱反応で前記固形反応体と反応する前記アルカリ水溶液反応体を含むことを特徴とする冷却バック。
７．前記アンモニウム塩が硝酸アンモニウム又は硫酸アンモニウムであり、そして前記ポリマーが５０〜２００の範囲のＫＯＨ数を有する請求の範囲第６項記載の冷却バック。
８．前記ＫＯＨ数が１６５〜１９５の範囲で存在し、そして前記ポリマーがスチレン−無水マレイン酸のポリマーである請求の範囲第７項記載の冷却バック。
９．前記ＫＯＨ数が１６５〜１９５の範囲で存在し、そして前記ポリマーがアクリル酸又はメタクリル酸のポリマー又はコポリマーである請求の範囲第７項記載の冷却バック。
１０．前記粒子が１０〜５００Ｕ．Ｓ．メッシュの範囲の大きさを有する請求の範囲第６項記載の冷却バック。
１１．前記粒子の大きさが５０〜２００Ｕ．Ｓ．メッシュの範囲で存在する請求の範囲第１０項記載の冷却バック。
１２．延長された寿命の冷却バックであって：密封されたバウチ及び該密封されたバウチ内に破られ得る密封されたバッグを含有する容器を含んで成り、前記バウチが反応遅延性カルボン酸含有ポリマー被膜により被覆された固形アンモニウム塩反応体粒子を含み、ここで前記被膜がアルカリ水溶液反応体中において少なくとも一部可溶性であり、そして前記バッグが吸熱反応で前記固形反応体と反応する前記アルカリ水溶液反応体を含むことを特徴とする冷却バック。
１３．５０〜２００の範囲のＫＯＨ数を有するカルボン酸含有ポリマーにより被覆された、水中において溶液の負の熱を有するアンモニウム塩を含んで成る冷却粒子であって、前記ポリマーが前記粒子の約０．２〜１０重量％であることを特徴とする冷却粒子。
１４．前記アンモニウム塩が硝酸又は硫酸アンモニウムである請求の範囲第１３項記載の粒子。
１５．前記粒子が５０〜２００Ｕ．Ｓ．メッシュの範囲の大きさのものである請求の範囲第１４項記載の粒子。
１６．前記ポリマーがスチレン−無水マレイン酸のコポリマーである請求の範囲第１４項記載の粒子。
１７．前記ポリマーがアクリル酸又はメタクリル酸のポリマー又はコポリマーである請求の範囲第１４項記載の粒子。
１８．前記ポリマーがクレゾール−ホルムァルデヒドのポリマーである請求の範囲第１４項記載の粒子。
１９．およそ周囲温度以上の温度で部位を冷却するための方法であって：冷却されるべき前記部位に適合する容器中において請求の範囲第１３項記載の粒子と水溶液とを組合し；そして前記容器を前記部位に適用し、それによって、前記溶液と前記粒子との吸熱反応が少なくとも５分間、少なくとも１０℃周囲温度以下に前記溶液の温度を下げることを含んで成る方法。