专利名称：片状加热元件及其制备方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种加热元件及其制备方法，所述加热元件在一个透气袋中，通过与空气中的氧气反应产生热量。更具体的说，本发明涉及一种片状加热元件及其制备方法，所述元件能够轻易地附着在皮肤上，尤其是人体或其他动物体上可弯曲的部分。
图1中可以看到，传统的加热元件可以包括一个片状袋子3和生热组合物1，所述片状袋3具有一个单面或双面透气的结构，所述组合物填充于袋内。
但是，所述加热产品相当厚，并且其中生热组合物在放热反应中会固化，换句话说，组合物变得凝固并且逐渐硬化。这样会带来不愉悦的感觉，舒适度降低且与皮肤的粘附力也降低。另外，身体的移动使得加热元件易于从粘附部位脱离，这样使得加热元件难以附着在可弯曲的关节部位。而且，加热元件的缺点在于硬化的生热组合物因其载荷而横向偏移。也就是，当加热元件携带于身体上时，加热组合物由于重力的作用移至袋子的底部，这种情况不仅仅在运动中会发生，而且当站着不动时也会发生。因此，加热特性的效果降低。
为了克服上述问题，提供一种通过下述方法制备的加热产品，所述方法为在一个无纺织物的孔中填充有生热组合物，将所述无纺织物压花，然后将压花织物装入具有允许空气通过单面或双面的结构的袋子中，并密封该袋子。
所述的加热元件可以制成一个很薄的形式，并且生热组合物不会因其载荷而横向偏移，但是由于填充在元件中的生热组合物的含量少，加热元件有加热效力低的缺点。由于无纺织物的张力，加热元件的挠性降低，不能附着于可弯曲的部位。并且，当产生热量时，生热组合物会固化，因而在加热中或加热后，加热元件与皮肤的粘附力会降低。
韩国专利公开99-44351中公开了一种加热元件制品，通过下述方法制备混合一种生热组合物和一种热熔融粘合剂粉末，将混合物导入多孔无纺织物的孔中，在所述织物的顶面和底面再重叠另一张无纺织物，在加热下压缩。
上述制品的优点在于含有大量的加热组合物并且生热组合物不会发生横向偏移，但是使用3层无纺织物带来的高制造成本且制成厚片是不利的。另外，需要一个附加的袋子来保持恒温，所述袋子上连接有一个透气薄膜，且由于生热组合物的固化，粘附力也会降低。由于组合物固化，加热元件不是挠性的，因而不能附着在可弯曲的部位。
本发明详述因此，本发明的一个目的是解决现有技术的问题并且提供一种片状加热元件，所述元件的优点在于能够附着在人体或其他动物的身体的可弯曲部位，或者附着在衣物上，生热组合物不会因其载荷而横向偏移，并且在产生热量的过程中或之后，具有优异的粘附力。
本发明的另一个目的是提供一种制备上述加热元件的方法。
按照本发明的实施例，提供一种含有形成有多腔室的薄膜或片材的片状加热元件，其中每个腔室高0.1-50mm、宽1-100mm，与相邻腔室之间的距离为0.1-50mm，所述腔室填充有含可氧化金属粉末的生热组合物。
按照本发明的另一个实施例，提供一种制备片状加热元件的方法，包含下述步骤在加热或真空下或者用模塑机压缩一种薄膜或片材，形成具有多腔室的薄膜或片材，每个腔室高0.1-50mm，宽1-100mm，腔室之间的距离为0.1-50mm；在这些腔室中填充含可氧化金属粉末的生热组合物，接着密封上述腔室；粘附一种压敏性粘合剂或含药理活性物质的粘合剂基材至加热元件的底表面。
图2是根据本发明的加热元件的透视图。
图3是本发明的加热元件的剖面图。
图4是说明腔室高度和腔室之间距离的比例的视图。
图5是本发明的挠性加热元件的剖面图。
参见图2和3，本发明的加热元件用于温暖或加热动物、植物、食物和机械设备，并且人体能够自由弯曲，因而本发明的加热元件可以附着在人体的关节处或机器的可弯曲部位。
在本发明中，透湿性薄膜或片材10构造有多个腔室12，所述腔室通过在加热或真空下或用模塑机压缩透湿性薄膜或片材10来制备。
腔室12高(H)0.1-50mm，宽(W)1-100mm，腔室之间的距离(D)为0.1-50mm，其中腔室的数量和高度-距离的比例随着加热元件的尺寸发生变化。优选地，高为0.5-10mm且宽为3-50mm的腔室设置为与邻近腔室之间的距离为0.5-30mm。另外，腔室的形状可以是圆形、椭圆形或多边形，但是不限于上述特定的形状，可根据不同的用途来调整形状。
腔室12之间的距离也没有限制，但应足够长，达到腔室12高度的17.4％或更多，以便附着在人体的可弯曲部位。图4中可以看到，腔室满足下述要求高度(H)×cos(90-θ)＜距离(D)，这样它们能被自由移动而不会与邻近的腔室接触。至于可弯曲部分斜边为10°时，腔室之间的距离(D)应该足够长达到腔室高度(H)的17.4％或更多。至于可弯曲部分斜边为20°时，腔室之间的距离(D)应该足够长达到腔室高度(H)的34.2％或更多。当斜边倾斜至30°时，腔室之间的距离(D)应该足够长达到腔室高度(H)的50.0％或更多。在这种情况下，腔室不会与邻近的腔室接触，从而能够自由地运动。因此，即便生热组合物固化后，也能够保证加热元件的挠性和粘附力。
透湿性薄膜或片材10的厚度随着最终用途而变化。当应用于脚部时，薄膜或片材的厚度为10-5000μm。当直接附着在人体上时，厚度为10-500μm，更特别的是15-250μm。通常，片材厚度优选为10-2500μm。透湿性薄膜或片材10的单位重量为20-500g/m2，优选为30-300g/m2。其透湿度为100-2000g/m224h。薄膜或片材10的厚度、单位重量和透湿度根据目的来适当选择，没有任何限制。
对于透湿性薄膜或片材10，使用发泡或消泡薄膜、片材、纸张、无纺织物或纺织物、或者多孔薄膜、片材或无纺织物，其中纺织物、针织物和无纺织物用作所述织物。
为了使聚合物材料制备的消泡薄膜或片材具有透气性，通过拉伸薄膜或片材、或者从薄膜或片材中提取出特定的组分来形成排气孔。另外，排气孔可以通过在薄膜上用微针钻孔或穿孔而机械形成，从而制得多孔薄膜或片材。
对于聚合物材料形成的发泡薄膜或片材，在片材的两个表面都形成独立形成或依次连接的空气间隙。发泡薄膜或片材被压缩后，薄膜或片材内的空气间隙被挤破，顶表面与底表面连通，因而形成透气性。也可以形成气密性薄膜或片材。
如此形成的透湿性薄膜或片材10的腔室12填充一种含可氧化金属粉末的生热组合物14，然后用非透性或透性薄膜或片材密封作为底表面。
生热组合物的材料，可以使用所有常用的组合物材料，特别是可氧化金属粉末、活性炭、无机电解质和水。对于无机电解质，如果作为固体混入上述生热组合物中，则它们包含于粉末组合物中，如果在片材模制后以水溶液的形式加入，则它们不包含于粉末组合物中。
可氧化金属粉末选自由下述物质铁、锌、铝、镁或其合金，或者它们的混合物。其中，考虑到安全性、操作性、价格、可维护性和稳定性，通常使用铁粉。优选使用铁粉，即还原铁粉、雾化铁粉和电解粉末。
可氧化金属粉末的颗粒尺寸通常不超过60目，优选至少50％的颗粒尺寸不超过100目。
通常，整个生热组合物的混合比例不能明确限定，它取决于使用的薄膜或片材的特性和形状以及需达到的生热效能。作为一个实施例，基于100重量份的可氧化的金属粉末的重量计，生热组合物14包含5-30重量份的活性炭、1.5-10重量份的无机电解质和25-70重量份的水。
另外，根据需要也可以混合保水剂，例如珠光体粉末、蛭石或高含水树脂、氢气产生抑制剂或抗结块剂。
在片状加热元件的底表面上，粘附有压敏性粘合剂或含药理活性物质的粘合剂基材。
粘合剂层可以是溶液、乳液或热熔体形式。
粘合剂层可以由选自下述的材料组成橡胶、醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、氯乙烯、丙烯酸类(acryl)、聚酰胺、聚乙烯、纤维素、多硫化物或热熔体聚合物。尤其是，考虑到与皮肤的粘附性、低刺激皮肤性以及在热量产生下的高粘附力，优选粘合层由橡胶、丙烯酸类或热熔体聚合物。
粘合剂层包含泥敷剂，因而用作湿敷层，或者包含经皮肤吸收的药物，用作含药物层，因而加热下，可以得到药物的湿敷作用或治疗或药理作用。
在本发明的加热元件中，粘合剂层中混合有经皮肤吸收药物对于提高局部或整体的治疗作用以及增强给药作用是必须的，因为加热增强血液循环，从而改善了药物在身体内传递。
经皮肤吸收的药物包括，但是不限于发疱药、抗炎症药、中央神经药(如安眠药、镇癫痫药、精神抑制药)、利尿药、降血压药物、血管舒张素、镇咳药、抗组胺药、节律障碍用药物、强心剂、肾上腺皮质激素和局麻药。所述药物单独使用或者结合使用。
另外，本发明提供一种制备具有多腔室结构的片状加热元件的方法。
透湿性薄膜或片材10在加热或真空下或者使用模塑机进行压缩，形成多腔室12，所述腔室高0.1-50mm，宽1-100mm，腔室之间的距离为0.1-50mm。优选地，每个腔室高0.5-10mm，宽3-50mm，腔室之间的距离为0.5-30mm。腔室的尺寸取决于不同的应用，没有特别的限制。
腔室12填充着含可氧化金属粉末的生热组合物，并且用非透性或透性薄膜或片材密封作为底表面。
随后，将压敏性粘合剂16或含药理活性物质的粘合剂基材粘附于片材的底表面。
在上述步骤中，水或无机电解质水溶液可以选择性的加入生热粉末组合物中。更特别的是，在填充于片材或薄膜中形成的多腔室中之前，水或无机电解质水溶液可以与其他组分混合在一起，腔室或者，恰在密封填充有其他生热组合物的腔室之前或在真空包装已制备的片状加热元件10之前，用喷雾或注射器将水或无机电解质水溶液加入至粉末组合物中。
因此，从图5中可以看出，即便生热组合物14在加热过程中硬化，腔室隔间12也能够自由弯曲并且与皮肤之间的粘附力保持不变。当一个传统的加热元件附着人体的在可弯曲部位后，生热组合物随时间固化，加热元件会从粘附部位脱附。但是，对于本发明的加热元件，即便填充于腔室12的生热组合物硬化，但是腔室之间的距离足够长使得腔室能够被自由移动，也不会与邻近的腔室接触，从而保持粘附力不变。
另外，由于生热组合物14在独立的腔室中，因此不会在加热元件粘附于机体后因其载荷而横向偏移。
根据下面的实施例，本发明可以得到更好的解释，所述实施例用于举例说明，但不用于限制本发明。制备例147wt％的铁粉，10wt％的活性炭，8wt％的蛭石，5wt％木粉和2wt％的氯化钠混合，加入28wt％的水，制备一种生热组合物，所述组合物在一个透气袋中与空气中的氧气反应产生热量。
实施例2-11的制备方法与实施例1的方法相似，除了腔室的高度、宽度和腔室之间的距离根据表1变化，从而制备具有多腔室结构的透湿性片材。
表1
表2
注意1)粘附力◎粘附力好○脱附部分小于加热元件面积的10％△脱附部分为加热元件面积的10-30％×脱附部分超过加热元件面积的30％2)挠性◎加热元件可弯曲60°或更多○加热元件可弯曲30-60°
△加热元件可弯曲程度小于30°，但是固化生热组合物破裂×当弯曲加热元件时，固化生热组合物破裂3)偏移◎保持生热组合物的原始形状△部分生热组合物因其载荷而横向偏移×大部分生热组合物因其载荷而横向偏移4)舒适度◎良好的舒适感，活动自如○轻微不适，活动有些不自如△相当不适，移动时某些部分脱附×极度不适，移动时，30％或更多部分脱附工业实用性本发明的加热元件可以自由弯曲，因而能够粘附于人体或动物体的可弯曲部位。即便生热组合物粘附后硬化，加热元件也不会脱附离，并且在粘附力和生热组合物无横向偏移上有优势。
本发明用举例说明的方式进行了描述，应理解使用的术语用来解释说明而不是限制。根据上述教导，本发明可能有许多改进和变动。因此，应理解在所附权利要求的范围内，本发明除了特定的描述外其它方式也可以实施。
权利要求
1.一种片状加热元件，包括一形成有多个腔室的薄膜或片材，其中每个腔室高0.1-50mm，宽1-100mm，与邻近腔室的距离为0.1-50mm，并填充有含可氧化金属粉末的生热组合物。
2.根据权利要求1的加热元件，其中腔室之间的距离足够大，达到腔室高度的17.4％或更大。
3.根据权利要求1的加热元件，其中薄膜或片材使用单层或多层的发泡或消泡薄膜、片材、纸张、无纺织物、纺织物或针织物。
4.根据权利要求1的加热元件，其中在加热元件的底表面上粘附了压敏性粘合剂或含药理活性物质的粘合剂基材。
5.一种制备片状加热材料的方法，包括如下步骤在加热或真空下或者用模塑机压缩一种薄膜或片材，形成具有多腔室的薄膜或片材，每个腔室高0.1-50mm，宽1-100mm，腔室之间的距离为0.1-50mm；在所述腔室中填充含可氧化金属粉末的生热组合物，接着密封上述腔室；和将压敏性粘合剂或含药理活性物质的粘合剂基材粘附于加热元件的底面上。
全文摘要
本发明公开了一种片状加热元件及其制备方法，所述元件的优点在于具有优异的粘附性并且生热组合物不会因其载荷发生横向偏移。片状加热元件的特征在于所形成的薄膜或片材具有多腔室，每个腔室高0.1－50mm，宽1－100mm，腔室之间的距离为0.1－50mm，在所述腔室中填充有含可氧化金属粉末的生热组合物，压敏性粘合剂或含药理活性物质的粘合剂基材被粘附至加热元件的底面。所述挠性加热元件可以粘附于人体或动物体的可弯曲部位，并且即便生热组合物固化后，所述元件也不会脱附。
文档编号D06M15/21GK1473028SQ01818306
公开日2004年2月4日 申请日期2001年10月26日 优先权日2000年10月30日
发明者严基安, 黄成洙, 吴畯教, 黄用渊 申请人:Sk化学株式会社