(57)【要約】粒子の一部を包囲する水溶性コーティングを含む発熱生成粒子、揮発性成分及び任意選択的に緩衝剤、水溶液又はその双方を含む多層多層反応混合物。反応混合物の少なくとも２つの層は、発熱生成粒子を含み、反応混合物の少なくとも１つの層は、水溶性コーティングを含むゲルに懸濁された発熱生成粒子の一部を含む。これらの多層多層混合物は、制御可能な様式で熱を発生するために特に適している。１つのこのような制御された反応において、反応成分は、一緒に混合し、反応混合物は、所定の時間内で温度が設定温度まで上昇し、混合物は、より長い時間にわたって、設定温度のままである。この様式において該揮発性成分は、周囲の環境に制御可能に放出され得る。該揮発性成分は例えば、香料、芳香剤、防虫剤、燻蒸剤、消毒剤、殺菌剤（細菌）、殺虫剤、農薬、殺菌剤（病原菌）、ダニ駆除剤、殺微生物剤、脱臭剤、かぶり剤（ｆｏｇｇｉｎｇ ａｇｅｎｔ）、及びこれらの混合物であり得る。これらの多層多層を使用する装置及び方法も開示される。
2004503669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の反応成分：
ａ）発熱生成粒子であって、該粒子の一部を包囲する水溶性コーティングを含む発熱生成粒子と、
ｂ）揮発性成分と
を含む多層反応混合物であって、
前記反応混合物の少なくとも２つの層が発熱生成粒子を含み、および前記反応混合物の少なくとも１つの層が水溶性コーティングを含むゲルに懸濁される発熱生成粒子の一部を含むことを特徴とする多層反応混合物。
【請求項２】
前記反応成分が、緩衝剤、水溶液、及びこれらの混合物から成る群から選択される追加の反応物質を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の多層反応混合物。
【請求項３】
前記反応成分を一緒に混合するときに、該反応混合物の温度が、約２０分未満、好ましくは約１０分未満、より好ましくは約５分未満内に、約３５℃より高く約７５℃未満であり、好ましくは約３５℃と６０℃との間であり、最も好ましくは約３５℃と５０℃との間である設定温度まで上昇することを特徴とする請求項２に記載の多層反応混合物。
【請求項４】
前記反応混合物が、少なくとも約４５分、好ましくは少なくとも約６０分、より好ましくは少なくとも約９０分にわたって、設定温度の１５℃以内、好ましくは１０℃以内、より好ましくは５℃以内のままであることを特徴とする請求項３に記載の多層反応混合物。
【請求項５】
前記揮発性成分が、香料、芳香剤、防虫剤、燻蒸剤、消毒剤、殺菌剤（ｂａｃｔｅｒｉｃｉｄｅ）、殺虫剤、農薬、殺微生物剤（ｇｅｒｍｉｃｉｄｅ）、ダニ駆除剤、滅菌剤、脱臭剤、かぶり剤、及びこれらの混合物から成る群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の多層反応混合物。
【請求項６】
前記揮発性成分が、ジャコウオイル、シベット、カストリウム、アンバーグリス、植物性香料、ビャクダンオイル、ネロリオイル、ベルガモットオイル、レモンオイル、ラベンダーオイル、セージオイル、ローズマリーオイル、ペパーミントオイル、ユーカリオイル、メントール、ショウノウ、バーベナオイル、シトロネラオイル、カウアウトオイル、サルビアオイル、チョウジオイル、カモミールオイル、ビャクダンオイル、コスタスオイル、ラブダナムオイル、エニシダ抽出物、ニンジン種抽出物、ジャスミン抽出物、ミモザ抽出物、スイセン抽出物、オリバナム抽出物、バラ抽出物、アセトフェノネン、ジメチルイナデイン誘導体類、ナフタレン誘導体類、カプリン酸アリル、α−アミルケイ皮アルデヒド、アネトール、アニスアルデヒド、酢酸ベンジル、ベンジルアルコール、プロピオン酸ベンジル、ボルネオール、酢酸シンナミル、シンナミルアルコール、シトラール・シトロネラール、クメンアルデヒド、シクラメンアルデヒド、デカノール、酪酸エチル、カプリン酸エチル、ケイ皮酸エチル、エチルバニリン、オイゲノール、ゲラニオール、エキセノール、α−ヘキシルケイ皮アルデヒド、ヒドロキシシトロネラール、インドール、酢酸イソアミル、イソアミル　イソバレレート　イソ−オイゲノール、リナロール、酢酸リナリル、ｐ−メチルアセトフェノン、アントラニル酸メチル、メチルジヒドロアスモナート、メチルオイゲノール、メチル−β−ナフトールケトン、メチルフェニルカルビニルアセテート、ジャコウケトール、ジャコウキシロール、２，５、６−ナノジノール、γ−ナノラクトン、フェニルアセトアルデヒドジメチルアセテート、β−フェニルエチルアルコール、３，３，５−トリメチルシクロヘキサノール、γ−ウンデカラクトン、ウンデセナール、バニリン、及びこれらの混合物から成る群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の多層反応混合物。
【請求項７】
前記発熱生成粒子が、非複合金属、金属塩、金属酸化物、金属水酸化物、金属水素化物、及びこれらの混合物であって、該金属が、ベリリウム、マグネシウム、リチウム、ナトリウム、カルシウム、カリウム、鉄、銅、亜鉛、アルミニウム、及びこれらの混合物から成る群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の多層反応混合物。
【請求項８】
前記発熱生成粒子が、約１０ミクロン〜約１０００ミクロン、好ましくは約１００ミクロン〜約５００ミクロン、より好ましくは約２００ミクロン〜約４００ミクロンの平均粒子直径を有することを特徴とする請求項１に記載の多層反応混合物。
【請求項９】
前記発熱生成粒子が、水酸化ベリリウム、酸化ベリリウム、酸化ベリリウム一水和物、水素化リチウムアルミニウム、酸化カルシウム、水素化カルシウム、酸化カリウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、臭化アルミニウム、ヨウ化アルミニウム、四ホウ酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、及びこれらの混合物から成る群から選択されることを特徴とする請求項７に記載の多層反応混合物。
【請求項１０】
前記緩衝剤が、クエン酸、リンゴ酸、フマル酸、コハク酸、酒石酸、ギ酸、酢酸、プロパン酸、酪酸、吉草酸、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、グリコール酸、アスパラギン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、グルタミン酸、乳酸、ヒドロキシアクリル酸、αヒドロキシ酪酸、グリセリン酸、タルトロン酸、サリチル酸、没食子酸、マンデル酸、トロパ酸、アスコルビン酸、グルコン酸、ケイ皮酸、安息香酸、フェニル酢酸、ニコチン酸、カイニン酸、ソルビン酸、ピロリドンカルボン酸、トリメリト酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、リン酸二水素カリウム、亜硫酸水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、ピロ亜硫酸水素ナトリウム、酸性ヘキサメタリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸カリウム、スルファミン酸、ｏ−リン酸、ピロリン酸、及びこれらの混合物から成る群から選択されることを特徴とする請求項２に記載の多層反応混合物。
【請求項１１】
前記水溶性コーティングが、天然水溶性ポリマー類、無機水溶性ポリマー類、合成水溶性ポリマー類、半合成水溶性ポリマー類、植物起源のポリマー類、微生物起源のポリマー類、動物起源のポリマー類、デンプンポリマー類、セルロースポリマー類、アルギナートポリマー類、ビニルポリマー類、ポリオキシエチレンポリマー類、アクリレートポリマー類、及びこれらの混合物から成る群から選択される水溶性物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の多層反応混合物。
【請求項１２】
前記水溶性コーティングが、アラビアゴム、トラガカントゴム、ガラクタン、ガーゴム、カロブシードゴム、カラヤゴム、カラゲナン、ペクチン、寒天、マルメロシード、アルゲコロイド、デンプン、グリチルリチン酸、キサンタンゴム、デキストラン、スクシン−グルカン、プルラン、コラーゲン、カゼイン、アルブミン、ゼラチン、カルボキシメチルデンプン、メチルヒドロキシプロピルデンプン、メチルセルロース、ニトロセルロース、エチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、セルロース硫酸ナトリウム、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、結晶性セルロース、セルロース粉末、アルギン酸ナトリウム、プロピレングリコールアルギン酸エーテル、ポリビニルアルコール、ポリ（ビニルメチルエーテル）、ポリビニルピロリドン、カルボキシビニルポリマー類、アクリル酸及びメタクリル酸のアルキルコポリマー類、２００と１００，０００との間、好ましくは６００と２０，０００との間の分子量を有するポリエチレングリコール、ポリオキシエチレン、及びポリオキシプロピレンのコポリマー類、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、カチオン性ポリマー類、ベントナイト、ケイ酸アルミニウムマグネシウム、ヘクトライト、無水ケイ酸、及びこれらの混合物から成る群から選択される水溶性物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の多層反応混合物。
【請求項１３】
前記水溶性コーティングが、水溶性アルキレングリコール類、水溶性アルコール類、及びこれらの混合物から成る群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の多層反応混合物。
【請求項１４】
前記緩衝剤に対する発熱生成粒子の重量比が、１０００：１〜１：１０００、好ましくは５００：１〜１：５００、より好ましくは２００：１〜１：２００の範囲であることを特徴とする請求項２に記載の多層反応混合物。
【請求項１５】
染料、化学発光剤、蛍光剤、真珠箔剤、及びこれらの混合物から成る群から選択される、水溶性外観向上剤を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の多層反応混合物。
【請求項１６】
前記外観向上剤が、ホタルルシフェラーゼ、アデノシン三リン酸、エチレングルコールジステアート、及びこれらの混合物から成る群から選択されることを特徴とする請求項１５に記載の多層反応混合物。
【請求項１７】
前記反応成分を一緒に混合するときに、反応混合物の温度が、℃／分で測定される実質上昇率で上昇し、および該実質上昇率が、少なくとも約４５分、好ましくは少なくとも約６０分、より好ましくは少なくとも約９０分にわたって、０．５℃／分以内、好ましくは０．１℃／分以内、およびより好ましくは０．０１℃／分以内の所定の上昇率内のままであることを特徴とする請求項２に記載の多層反応混合物。
【請求項１８】
前記所定の上昇率が、２℃／分未満、好ましくは１．５℃／分未満、より好ましくは１℃／分未満であることを特徴とする請求項１７に記載の多層反応混合物。
【請求項１９】
前記発熱生成粒子が、非コーティング粒子、コーティング粒子、及びこれらの混合物から成る群から選択される粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載の多層反応混合物。
【請求項２０】
前記発熱生成粒子が、非コーティング粒子、第１のコーティング粒子、第２のコーティング粒子、及びこれらの混合物から成る群から選択される粒子を含むことを特徴とする請求項１９に記載の多層反応混合物。
【請求項２１】
第１の層及び第２の層があり、前記第１の層は第１の揮発性成分を含み、前記第２の層は第２の揮発性成分を含むことを特徴とする請求項１に記載の多層反応混合物。
【請求項２２】
第１の層及び第２の層があり、第１の層における前記発熱生成粒子が乾燥粉末の形態であることを特徴とする請求項１に記載の多層反応混合物。
【請求項２３】
以下の反応成分：
ａ）発熱生成粒子であって、該粒子の一部を包囲する水溶性コーティングを含む発熱生成粒子と、
ｂ）揮発性成分と、
ｃ）水溶液と
を含む、容器および多層反応混合物を含む熱を発生させる装置であって、
前記反応混合物の少なくとも２つの層が発熱生成粒子を含み、および前記反応混合物の少なくとも１つの層が水溶性コーティングを含むゲルに懸濁される発熱生成粒子の一部を含むことを特徴とする装置。
【請求項２４】
前記反応成分が緩衝剤をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記反応成分を一緒に混合するときに前記反応混合物を生成し、および反応混合物の温度が、約２０分未満、好ましくは約１０分未満、およびより好ましくは約５分未満で、約３５℃より高くおよび約７５℃未満であり、好ましくは約３５℃と６０℃との間であり、最も好ましくは約３５℃と５０℃との間の設定温度まで上昇することを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
前記反応混合物が、少なくとも約４５分、好ましくは少なくとも約６０分、より好ましくは少なくとも約９０分にわたって、設定温度の１５℃以内のままであることを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記反応混合物の少なくとも１つの層において、前記発熱生成粒子が乾燥粉末の形態であることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２８】
第１の層と第２の層があり、前記第１の層が第１の揮発性成分を含み、前記第２の層が第２の揮発性成分を含むことを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２９】
種々の色を発することができる発光装置を更に含み、好ましくは発光装置が発光ダイオードであることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項３０】
反応成分を一緒に混合する場合に、反応混合物の温度が第１設定温度まで上昇し、そして第１の時間にわたって、第１設定温度の１５℃以内、好ましくは１０℃以内、より好ましくは５℃以内のままであり、そして次に反応混合物の温度が第２設定温度に変化し、第２の時間にわたって第２設定温度の１５℃以内、好ましくは１０℃以内、より好ましくは５℃以内のままであることを特徴とする請求項１に記載の多層反応混合物。
【請求項３１】
前記第１の時間が少なくとも約１５分、好ましくは少なくとも約２０分であり、および前記第２の時間が少なくとも約１５分、好ましくは少なくとも約２０分であることを特徴とする請求項３０に記載の多層混合物。
【請求項３２】
前記第１設定温度が第２設定温度より少なくとも約１０℃、好ましくは少なくとも約１５℃高いことを特徴とする請求項３０に記載の多層反応混合物。
【請求項３３】
前記第１設定温度が第２設定温度より少なくとも約１０℃、好ましくは少なくとも約１５℃低いことを特徴とする請求項３０に記載の多層反応混合物。
【請求項３４】
発熱生成粒子を実質的に有さない層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の多層反応混合物。
【請求項３５】
発熱生成粒子を実質的に有さない層をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、粒子の一部を包囲する水溶性コーティングを有する発熱粒子、水溶液、揮発成分及び任意選択的な緩衝剤を含む多層反応混合物に関する。多層反応混合物は、特に制御可能な様式で熱を発生することに特に適している。揮発性成分は、本多層反応混合物によって周囲の環境に対して制御可能に解放されることができる。これらの多層反応混合物を使用する装置及び方法も開示されている。
【０００２】
（発明の背景）
空中浮遊成分、例えば芳香剤、防虫剤などを供給する多くの方法がある。例えば香りのろうそくは、空中に望ましいにおいを供給する既知の道具である。香料は本質的に同一の機能を果たすが、アロマは通常香料を燃焼するときに展開される自然のにおいである。即ち香料は通常芳香成分の添加を必要としないが、一方香りのろうそくは一般に蝋と芳香剤の混合物である。アロマを供給する燃焼装置の更に別の変異型では、ろうそくは液体又はゲルを加熱し、揮発性成分を展開するために用いられてきた。その上オイルを燃焼するランプは、光を提供するだけでなく、芳香を供給するために長年にわたって用いられてきた。芳香を供給する燃焼装置は既知であるが、こうした装置の大部分は他の空中浮遊成分、例えば防虫剤、薬効のある蒸気、例えばユーカリ、及び他の化合物を供給するためにまた用いられてきた。
あいにく、燃焼装置は生得的に安全の問題を起こす。うっかりしてひっくり返され、その結果火事になる可能性もあり、又は無人で放って置かれた場合には多くの燃焼装置は土台まで燃えつき、周囲の面に火を付ける可能性もある。その上煙はいかなる燃焼装置においても、避けられない副生成物である。一般に燃焼装置からの煙は有毒である可能性があり、そして長期間では健康に問題を起こすかもしれない。このように、こうした装置は空中浮遊成分を供給する簡単で安価な方法である一方、問題がないわけではない。
【０００３】
空中浮遊成分を供給する別の方法は、単に蒸発に頼ることである。例えば空中浮遊成分を含有する液体、固体、又はゲル物質はどこにでも設置することができ、そうすれば長い間に空中浮遊成分は蒸発を介して周囲環境に展開するであろう。しかしこのシステムは空中浮遊成分の蒸気圧と大気圧との差に頼っている。空中浮遊成分の蒸気圧が高すぎると、成分は速く供給され過ぎるであろう。同様に空中浮遊成分の蒸気圧が低すぎると、成分は遅く供給され過ぎ、周囲環境に際立った効果を与えられないであろう。例えば多くの防虫剤は蒸気圧が高いため、蒸発によるだけでは効果的に供給することはできない。このように蒸発装置は、供給できる物質の種類において、及びこれらの選択物質を供給し得る速度について、非常に制限がある。
空中浮遊成分を供給する、僅かにより進歩した装置は、電池又は家庭の電気コンセントからの電力を用いる。これらの装置は通常、熱、強制気流、又は両方を提供して空中浮遊成分の供給を促進するために電気を用いる。あいにくこれらの装置は、燃焼装置及び蒸発装置より、作成及び操作が必然的により複雑で、及び高価である。これらの装置は供給を改善するかもしれないが、一方複雑さと価格を高める。その上電池動作式でない装置は、電気コンセントを必要とするため生得的に携帯可能ではない。
【０００４】
スプレー及びエアゾールは多種多様な物質を空中に供給し得る。しかしこれらの装置は一般に、手動で操作され、及び供給成分を短時間に集中的に放出する。スプレー及びエアゾールは機械的な制御機構が提供されていなければ、物質の長期間の供給にはうまく適さない。こうした機械的制御は高価で、及びこうした装置の携帯性を制限する。
水溶液で開始される自蔵型発熱反応は、周囲の空気に対して組成物を供給するために考慮された。自蔵型発熱反応は燃焼又は電源なしに熱を提供することができる。この熱は次には供給したい組成物の蒸発を促進することができる。このようにしてより広範囲の組成物がこの様式にて供給され得る。しかしこれらの反応は１つの実質的問題を有し、それらは制御するのが難しい。例えば自蔵型であり、長期間一定温度で動作する反応システムを設計することは困難であった。同様に第１の期間ある温度で動作し、次に第２の期間第２の温度に変化するであろう反応システムを設計することは困難である。反応システムの温度を制御せずには、望ましい組成物の供給を制御できないことは自明のことである。
【０００５】
このように周囲空気に組成物を供給する改善された方法及び装置への要求がある。これらの改善された方法及び装置は上記の問題を克服する必要がある。具体的にはそれらは燃焼を必要としてはならず、及び蒸発のみに頼ってはならない。エアゾール及びスプレーより、更に制御される様式で、及び更に長い期間、組成物を空中に供給する装置ヘの要求がある。その上これらの開発された方法及び装置は携帯可能で及び比較的安価であることが必要である。
【０００６】
（発明の概要）
本発明は、次の成分、すなわち、粒子の一部を包囲する水溶性コーティングを含む発熱粒子及び揮発性成分を有する多層反応混合物に関する。任意選択的に、反応成分は、緩衝剤、水溶液及びここれらの混合物から成る群から選択される追加的な反応物質を含む。反応混合物の少なくとも２つ層は、発熱粒子を含み、反応混合物の少なくとも１つの層は、水溶性コーティングを含むゲルに懸濁された発熱粒子の一部を含む。
本発明の１つの態様において、反応組成分は、一緒に混合され、反応混合物の温度は、約２０分以下で約３５℃より大きく、約７５℃未満である設定温度まで上昇する。より好ましくは反応混合物は、少なくとも約４５分間は設定温度の１５℃以内のままである。
【０００７】
本発明の発熱生成粒子は好ましくは非複合金属、金属塩、金属酸化物、金属水酸化物、金属水素化物、及びこれらの混合物から成る群から選択される。この金属は、ベリリウム、マグネシウム、リチウム、ナトリウム、カルシウム、カリウム、鉄、銅、亜鉛、アルミニウム、及びこれらの混合物から成る群から選択される。及びこれらの発熱生成粒子のための水溶性コーティングは、天然水溶性ポリマー類、無機水溶性ポリマー類、合成水溶性ポリマー類、半合成水溶性ポリマー類、植物起源のポリマー類、微生物起源のポリマー類、動物起源のポリマー類、デンプンポリマー類、セルロースポリマー類、アルギナートポリマー類、ビニルポリマー類、ポリオキシエチレンポリマー類、アクリレートポリマー類、及びこれらの混合物から成る群から好ましくは選択される水溶性物質を含む。
本発明のさらに他の態様によれば、次の反応組成分、すなわち、粒子の一部を包囲する水溶性コーティングを有する発熱生成粒子と、揮発性成分とを含む多層混合物を有する熱を発生するための装置が提供される。反応混合物の少なくとも２つの層は、発熱生成粒子を含み、反応混合物の少なくとも１つの層は、水溶性コーティングを含むゲルに懸濁された発熱生成粒子の一部を含む。任意選択的に、反応祖成分は、緩衝剤、水溶液及びこれらの混合物から成る群から選択された追加的な反応物質を含む。
【０００８】
本発明の方法及び装置は、制御可能な様式で周囲空気に組成物を供給する、携帯可能な及び安価なやり方を提供する。本装置は、長期間制御可能な様式で動作するが、一方比較的小型であり得る。例えば、多層反応混合物は、比較的制御される速度で延長された時間にわたって、周囲の環境に組成分を供給するように設計することができる。さらに、本発明の多層反応混合物を使用して、第１の時間において、第１の組成分を空気に供給し、その後、第２の時間において、第２の成分を供給するように反応混合物が温度を自動的に変化することができる。
本発明の装置は多様な有用化合物を周囲の空気、及び衣類、カーペット、ペット、皮膚、及び他の多くの面に供給するために用いられ得る。さらに、本発明の装置は、美的な品質を改良し、装置のユーザーに全体的な印象を改良するために色と光を組み合わせることができる。
【０００９】
（発明の詳細な説明）
上述したように、本発明は、次の反応成分、すなわち、粒子の一部を包囲する水溶性コーティングを含む発熱粒子及び揮発性成分及び水溶液を有する多層反応混合物に関する。任意選択的に、反応成分は、緩衝剤を含む。反応混合物の少なくとも２つ層は、発熱粒子を含み、反応混合物の少なくとも１つの層は、水溶性コーティングによって形成されたゲルに懸濁された発熱生成粒子の一部を含む。多層反応混合物は、制御可能な様式で熱を発生するために使用することができ、これは、制御される様式で揮発性成分を展開する際に補助となる。この明細書で説明される多層反応混合物を使用する装置が開示される。
この明細書で使用される「ゲル」という用語は、意味する。
【００１０】
多層反応混合物
本発明の１つの態様において反応成分を混合することにより反応混合物が形成され、発熱生成粒子と水溶液との間の発熱反応を開始する。発熱反応は、熱を発生し、この熱が、多層反応混合物の温度を上昇させる。熱、さらに正確には、多層反応混合物の温度の上昇は、多層反応混合物から揮発性成分の展開を助ける。理解されるであろうが、発熱生成粒子の水溶性コーティングは、発熱反応の速度、及び生成された熱を制御するために用いられ得る。外部からの制御なしで、多層反応混合物によって発生される熱量を制御する能力は、揮発性成分を制御された速度で供給することを可能にする。
多層のゲルに発熱生成粒子の一部を懸濁することにより発熱反応の所望の温度制御を達成する方法が提供されることが分かった。異なる層が、発熱反応の速度を制御し、異なる揮発成分を供給し、異なる発熱発生粒子を提供し、異なる水溶性コーティングを提供し、好ましい美観又はこれらの組み合わせを提供するように設計されることができる。
【００１１】
図１は、本発明の多層反応混合物２０を含む装置１０の概略図を表す。装置１０は、容器１２及び多層反応混合物２０を含み、これは、層２５に発熱生成粒子２２：層３５にコーティング３４を有する発熱生成粒子３２：層４５にコーティング４４を有する発熱生成粒子３２：及び層５５を含む。さらに、多層反応混合物２０は、緩衝粒子２６，３６及び４６及び水溶液１００を含む。揮発成分３１及び４１は、それぞれ層３５及び４５に分散されている。揮発性成分３１及び４１は、コーティング３４及び４４に組み込まれるか、又は揮発性成分３４及び４４は、乳化されたドロプレット（ｄｒｏｐｐｌｅｔｓ）として層３５及び４５に懸濁されることができる。多層反応混合物２０は、容器１２内に示され、この容器１２は、光源３４及び電源３８を収容するベース３２上に着座する。
図１に示すように、層５５は、発熱生成粒子がなく、多層反応混合物２０の層２５において、発熱生成粒子は、乾燥した粉末の形態であり、すなわち、基本的には、コーティングを実質的に有さない。さらに、層３５及び４５の揮発性成分３１及び４１は、異なる成分であり得るが、これは、この場合、必要ではない。
【００１２】
図２は、自蔵型カプセル２００の形態の本発明による多層反応混合物１２０を示す略図である。カプセル２００の破断された部分２０１は、３つの異なる層２３５，２４５及び２５５を示す。カプセル２００は、層２３５にコーティング２３４を有する発熱生成粒子２３２と、層２４５にコーティング２４４を有する発熱生成粒子２４２とを含む。さらに、多層反応混合物１２０は、緩衝剤粒子２３６及び２４６とを含む。揮発性組成分２３１及び２４１は、層２３５及び２４５にそれぞれ分散される。揮発性組成分２３１及び２４１は、コーティング２３４又は２４４に組み込まれるか、又は別の例として、揮発性成分を乳化されたドロップレットとして層２３５及び２４５に懸濁することができる。所望の発熱反応を開始するために、カプセル２００が、水溶液（図示せず）と混合される。この混合は好適な容器で達成することができる。
【００１３】
上述したように、この明細書で開示される多層反応製品に使用される水溶性コーティングの目的は、発熱反応の速度を制御することである。当業者には既知であるが、化学反応は制御するのが困難である。バッチ処理で、熱力学的な考えから離れることを仮定すれば、発熱化学反応の速度は、多層反応混合物の温度及び濃度に大きく依存する。外部からの制御がない場合、発熱反応混合物の温度は反応の初期段階において急速に上昇するであろう。これは主に２つの要因、反応物質の濃度がその最高濃度にあること、及び反応が進むにつれて熱が発生され、これが反応混合物の温度を上げ、次にはこれが反応速度を高めること、による。反応物質が使い果たされるにつれて反応は遅くなり、反応混合物の温度を急勾配で下げる原因となる。この効果は、図３及び図４の双方に図表的に示され、線「Ａ」及び「ａ」は、時間の関数として制御されない発熱反応混合物の温度を示す。図３及び図４は、さらに後述するが、それらは、本発明によって解決される１つの問題をはっきりと示している。すなわち、図３及び図４の線「Ａ」及び「ａ」によって表される反応温度は、それぞれ一定に変化する。その上温度変化の速度はほとんど全く一定ではない。
【００１４】
以下に詳細に示すように、発熱生成粒子をコーティングすることによって、比較的長い時間にわたって、一定の熱を提供するように多層発熱反応混合物を設計することができる。例えば、多層反応混合物を比較的長時間にわたって、一定の上昇速度で次第に、温度が上昇する他の制御方法は、当業者によって、容易に設計することができる。他の制御スキームは以下の詳細に基づき明らかになるであろう。
【００１５】
このような制御スキームにおいて、発熱反応を開始するために反応成分を混合することによって多層反応混合物が準備される。反応混合物の温度は、約３５℃より高く及び約７５℃未満である、好ましくは約３５℃と６５℃との間である、及び最も好ましくは約３５℃と５０℃との間である設定温度まで、約２０分未満以内に、好ましくは約１０分未満以内に、及びより好ましくは約５分未満以内に増加する。好ましくは反応混合物は、少なくとも約４５分、好ましくは少なくとも約６０分、より好ましくは少なくとも約９０分にわたって、設定温度の１５℃以内のままである。「以内のままである」という言葉は本明細書で使用する時「±」と同一のことを意味することが理解される。例えば５０℃の設定温度の「１０℃以内に留まる」とは温度が４０℃と６０℃との間を変動できることを意味する。この制御スキームは、「Ｂ」、「Ｃ」、「ｂ」及び「ｃ」によって図３及び図４に示されている。
【００１６】
図３は、本発明による２つの「制御される」反応に比較して従来技術「Ａ」による１つの「制御されない」発熱反応を表示する（「Ｂ」及び「Ｃ」）。反応成分及びその結果の多層反応混合物は、表１及び表２に要約されている。表に示すように、マグネシウム粉末が発熱生成粒子として用いられ、及びクエン酸緩衝剤が用いられている。反応混合物「Ａ」の発熱生成粒子は、コートされておらず（プレミックス２）、多層反応混合物「Ｂ」及び「Ｃ」は、コーティングされない粒子（プレミックス２）及び異なる分子重量（プレミックス１）のポリエチレングルコール（「ＰＥＧ」でコーティングされた粒子の双方を含む。反応物質（コーティング物質を除く）の重量はこれらの３つの反応混合物において一定に保たれた。即ちマグネシウム発熱生成粒子及びクエン酸緩衝剤の重量は３つのすべての反応混合物において比較的一定に保たれた（表２参照）。その上マグネシウム発熱生成粒子及びクエン酸緩衝剤は１００．０ｇの水に反応混合物の各々を形成するため添加された。
【００１７】
【表１】
2004503669.tif 000003
【００１８】
【表２】
2004503669.tif 000004
【００１９】
上で簡単に述べたように、線「Ａ」は非制御の発熱反応の温度対時間の典型的グラフである。温度は最初に６５℃より大きい最高値まで急速に上昇する。そして次いで反応成分が消費されるにつれて、温度は対数曲線に沿って下降し始める。そしておよそ３５分以内に、反応は初期温度（室温）の５℃以内まで冷却した。線「Ａ」により示される、この最初の３５分間の反応の間、数分間を超えて温度が一定であることはない。
それと全く反対に、図３のライン「Ｂ」及び「Ｃ」によって表される多層の混合物は、約１０分内で約５０℃の設定温度まで上昇する。次いで反応温度は安定して、少なくとも約４５分間にわたって設定温度の５℃以内のままである。
【００２０】
同様に、図４は、本発明（「ｂ」及び「ｃ」）による２つの「制御される」反応に比較して従来技術（「ａ」）による１つの「制御されない」発熱反応を表示する。反応成分、及び結果の反応混合物は表３に示され、及び表４に要約されている。マグネシウム粉末が発熱生成粒子として用いられ、及びクエン酸緩衝剤が用いられている。反応混合物「ａ」の発熱生成粒子は、コーティングされないが（プレミックス２）、多層反応混合物「ｂ」及び「ｃ」の発熱生成粒子は、コーティングされない粒子（プレミックス２）及び異なる分子重量のポリエチレングリコール（「ＰＥＧ」）でコートされた粒子の双方を含む。反応物質（コーティング物質を除く）の重量はこれらの３つの反応混合物において一定に保たれた。即ちマグネシウム発熱生成粒子及びクエン酸緩衝剤の重量は３つのすべての反応混合物において比較的一定に保たれた、表４参照。その上マグネシウム発熱生成粒子及びクエン酸緩衝剤は１００．０ｇの水に反応混合物の各々を形成するため添加された。
【００２１】
【表３】
2004503669.tif 000005
【００２２】
【表４】
2004503669.tif 000006
【００２３】
上で簡単に述べたように、線「ａ」は非制御の発熱反応の温度対時間の典型的グラフである。温度は最初に急速に上昇し、そして次いで反応成分が消費されるにつれて、温度は対数曲線に沿って下降し始める。反応混合物「ａ」の温度が設定温度４０℃の１５℃以内である５５℃を行き過ぎ、そして５５℃まで冷却して下がってくるまでおよそ１５分間かかる。反応混合物はその後、反応が２５℃未満に下がるまで約４０分にだけわたって４０℃の１５℃以内のままである。線「ａ」により示される、この最初の５５分間の反応の間、数分間を超えて温度が一定であることはない。
これに対し、図４の「ｂ」及び「ｃ」によって表される多層の反応混合物は、約１０分以内に約４０℃の設定温度まで上昇する。次いで反応温度は安定して、少なくとも約６０分にわたって設定温度の５℃以内のままである。
【００２４】
図３及び図４に示す制御スキームは、すなわち、反応混合物が設定温度まで上昇し、延長された時間の間、温度が比較的一定のままであることは、本発明によってカバーされる多数の可能な制御スキームの内の１つのみであることを理解しなければならない。例としては、反応成分を一緒に混合するときに、別の制御スキームが起こり、そこでは反応混合物の温度は第１設定温度まで上昇し、第１の期間に第１設定温度の１５℃以内に、好ましくは１０℃以内に、及びより好ましくは５℃以内のままであり、そして次いで第２設定温度に移動し、第２の期間に第２設定温度の１５℃以内に、好ましくは１０℃以内に、及びより好ましくは５℃以内のままである。好ましくは第１の期間は、少なくとも約１５分間、好ましくは少なくとも約２０分間、及び第２の期間は、少なくとも約１５分間、好ましくは少なくとも約２０分間である。及び第１設定温度が少なくとも約１０℃、好ましくは少なくとも約１５℃、第２設定温度より高いか、又は或いは第１設定温度は少なくとも約１０℃、好ましくは少なくとも約１５℃、第２設定温度より低いことがまた好ましい。
【００２５】
本発明の制御スキームの更に別の例では、反応成分を一緒に混合するときに、反応混合物の温度は℃／分で測定される実質増加速度において増加し、この実質増加速度は規定増加速度の０．５℃／分以内で、好ましくは０．１℃／分以内で、及びより好ましくは０．０１℃／分以内で、少なくとも約４５分間、好ましくは少なくとも約６０分間、及びより好ましくは少なくとも約９０分間そのままである。好ましくは規定増加速度は２℃／分未満、好ましくは１．５℃／分未満、及びより好ましくは１℃／分未満である。
【００２６】
反応成分
さて反応成分についてであるが、反応成分は、発熱生成粒子の一部を包み込む水溶性コーティングを含む発熱生成粒子、及び揮発性成分を、最小限として包含する。好ましくは、反応成分は、さらに、緩衝剤、水溶液又はその双方を含む。
【００２７】
発熱生成粒子
本発明の発熱生成粒子は好ましくは非複合金属、金属塩、金属酸化物、金属水酸化物、金属水素化物、及びこれらの混合物から成る群から選択される。この金属は、ベリリウム、マグネシウム、リチウム、ナトリウム、カルシウム、カリウム、鉄、銅、亜鉛、アルミニウム、及びこれらの混合物から成る群から選択される。これらの粒子はまた、水酸化ベリリウム、酸化ベリリウム、酸化ベリリウム一水和物、水素化リチウムアルミニウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カリウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、臭化アルミニウム、ヨウ化アルミニウム、四ホウ酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、及びこれらの混合物から成る群から選択されてもよい。反応混合物の発熱生成粒子の濃度は、多層の反応混合物の約３重量％〜約７０重量％、好ましくは、約５重量％〜約６５重量％、さらに好ましくは、約８重量％〜約６０重量％である。
必ずしも必要ではないが、コーティングのない発熱生成粒子は、約１０ミクロン〜約１０００ミクロン、好ましくは、約１００ミクロン〜約５００ミクロン、さらに好ましくは、約２００ミクロン〜約４００ミクロンの平均の粒子直径を有する。本多層反応混合物において、発熱生成粒子は、均一のゲル内に懸濁されるか、又は非水溶性の溶液に懸濁される乾燥粉末の形態である。
【００２８】
水溶性コーティング
時間の関数として多層の反応混合物の温度を制御することは、本発明の目的の１つであり、この制御は、主に発熱生成粒子の少なくとも一部をコーティングすることによって、達成される。いかなる１つの理論によって制限されることを望まないが、コーティングされた発熱生成粒子は、コーティングが溶解するまで水溶液と反応することができないと考えられている。発熱生成粒子のコーティングが溶解し始めると、暴露された粒子は反応を開始し、及び熱を生成する。この機構の見地から、異なるコーティング、コーティングの異なる厚さ、又は両方を有する発熱生成粒子の混合物を用いる利益を容易に理解することができる。同様に反応の初期段階の間に温度の上昇を助けるため、少量の非コーティングの発熱生成粒子を包含することは多くの場合好ましい。多層の反応混合物の水溶性コーティング材料の濃度は、多層反応混合物の約３重量％〜約７０重量％、好ましくは、約５重量％〜約６５重量％、さらに好ましくは、約８重量％〜約６０重量％である。
【００２９】
従って、発熱生成粒子の一部は本明細書において開示される水溶性コーティングによりコーティングされなければならないが、粒子のすべてがコーティングされる必要はないことは理解される。その上幾つかの粒子は異なる厚さを有することができ、及びコーティングも異なることができる。より具体的には発熱生成粒子は非コーティング粒子、コーティング粒子、及びこれらの混合物から成る群から選択され得るが、好ましくは発熱生成粒子は非コーティング粒子、第１のコーティング粒子、第２のコーティング粒子、及びこれらの混合物から成る群から選択される粒子を含むが、その際第１のコーティング粒子は第２のコーティング粒子とはコーティング物質、コーティングの厚さ、又は両方において異なる。
【００３０】
これらの発熱生成粒子のためのコーティングは、天然水溶性ポリマー類、無機水溶性ポリマー類、合成水溶性ポリマー類、半合成水溶性ポリマー類、植物起源のポリマー類、微生物起源のポリマー類、動物起源のポリマー類、デンプンポリマー類、セルロースポリマー類、アルギナートポリマー類、ビニルポリマー類、ポリオキシエチレンポリマー類、アクリレートポリマー類、及びこれらの混合物から成る群から好ましくは選択される水溶性物質であることが必要である。より具体的には発熱生成粒子のコーティングは、アラビアゴム、トラガカントゴム、ガラクタンガーゴム、カロブシードゴム（ｃａｒｏｂ−ｓｅｅｄｇｕｍ）、カラヤゴム、カラゲナン、ペクチン、寒天、マルメロシード（ｑｕｉｎｃｅｓｅｅｄ）、アルゲコロイド、デンプン（コーン、ポテトなどより）、グリチルリチン酸、キサンタンゴム、デキストラン、スクシン−グルカン、プルラン、コラーゲン、カゼイン、アルブミン、ゼラチン、カルボキシメチルデンプン、メチルヒドロキシプロピルデンプン、メチルセルロース、ニトロセルロース、エチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、硫酸セルロースナトリウム、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、結晶性セルロース、セルロース粉末、アルギン酸ナトリウム、プロピレングリコールアルギン酸エーテル、ポリビニルアルコール、ポリ（ビニルメチルエーテル）、ポリビニルピロリドン、カルボキシビニルポリマー類、アクリル酸及びメタクリル酸のアルキルコポリマー類、分子量２００と１００，０００との間、好ましくは６００と２０，０００との間を有するポリエチレングリコール、ポリオキシエチレン及びポリオキシプロピレンのコポリマー類、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、カチオン性ポリマー類、ベントナイト、ケイ酸アルミニウムマグネシウム、ヘクトライト、無水ケイ酸、及びこれらの混合物から成る群から選択される水溶性物質を含む。好ましくはコーティングは、水溶性アルキレングリコール類、水溶性アルコール類、及びこれらの混合物から成る群から選択される物質を含む。本発明に有用な代表的なコーティングは下の表５に記載されている。
【００３１】
【表５】
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【００３２】
【表６】
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【００３３】
当業者により理解されるであろうが、上述のコーティングの水溶解度は広い範囲にわたって異なる。及び一般的に水溶解度は温度に依存する。したがって、多層反応混合物の温度を制御するために、当業者は、所望の設定温度で溶解し、発熱生成粒子が種々の時間に水溶液に露出されるようにコーティングの厚さを変化させるコーティングを容易に選択することができる。別の制御方法は、異なる速度で溶解する異なるコーティングを用いることである。この方法によると、特定の粒子は反応の初期に暴露するであろうが、他の発熱生成粒子は暴露するまで長くかかるであろう。発熱反応を制御するために、発熱生成粒子をコーティングする他の方法は当業者には明らかであろう。いかなる制御スキームにおいても、コーティングしていない幾つかの粒子を包含することは、必要ではないが好ましいことがあることは理解される。
【００３４】
コーティングは発熱生成粒子にいかなる適切な手段により適用され得る。最も簡単な方法はコーティング物質を柔らかくし又は融解して発熱生成粒子の所望の量と混合することである。異なるコーティングの厚さを実現するために、粒子の別のバッチ及びコーティング物質が調製され得る。例えば１００ｇの粒子が１００ｇのＰＥＧ６００と混合されることが可能であり、及び別に１００ｇの発熱生成粒子が２００ｇのＰＥＧ６００と混合されることが可能である。粒子の２つのバッチが次いで組み合わされ得る。コーティングの厚さは簡単な物質収支により発熱生成粒子の平均粒径、及びそこに添加されたコーティング物質の量を用いて割り出すことができる。より正確な測定を望む場合は、コーティングの前後における粒子のスペクトル分析により非常に正確な粒径分布が提供され得る。粒径スペクトル分析装置は既知である。
【００３５】
多層反応混合物の発熱生成粒子の少なくとも一部をコーティングする必要があるが、後述する揮発性成分、任意の緩衝剤及び他の任意成分は、コーティングされるか、されなくてもよい。より具体的には、揮発性成分、任意の緩衝剤、及びその他の任意成分は発熱生成粒子と共にコーティングされることもできるし、発熱生成粒子とは別にコーティングされることもできるし、又はいかなるコーティングもせずに添加されることもできる。これらの選択の組み合わせはまた多くの場合受容できる結果を生み出す。このため発熱生成粒子ではなくコーティング成分が配合者の特権である。
【００３６】
揮発性成分
この明細書に開示された多層反応混合物は、基本的な成分として、香料、芳香剤、防虫剤、燻蒸剤、消毒剤、殺菌剤（細菌）、殺虫剤、農薬、殺菌剤（病原菌）、ダニ駆除剤、殺微生物剤、脱臭剤、かぶり剤（ｆｏｇｇｉｎｇ ａｇｅｎｔ）、及びこれらの混合物から成る群から好ましくは選択される揮発性成分を含む。多層の揮発性成分の濃度は、多層混合物の約０．０１重量％〜約２０重量％、好ましくは、約０．１重量％〜約１５重量％、さらに好ましくは、約０．５重量％〜約１０重量％である。
【００３７】
この明細書で使用される「揮発性成分」という用語は、発熱反応中に周囲の環境に対して本発明による多層反応混合物から放出されるいかなる成分をも意味する。「揮発性」という言葉は成分の蒸気圧又は沸点についていかなる制限も課さない。例えば多くの優れた芳香剤は水の沸点を優に上回る沸点を有するが、他の芳香剤は水より低い沸点を有する。芳香剤の両型とも本発明による発熱反応の間に展開する場合は、「揮発性成分」の定義の中に分類される。前述したように、必ずしも必要とされないが、揮発性成分が、水溶液の沸点より低い少なくとも３０℃である沸点を有することが望ましい。しかしながら、必要的に、発熱反応の間水溶液の一部が例え展開されることがあるとしても、水溶液は、揮発性成分であると考える必要はない。
【００３８】
芳香剤は、本多層反応混合物に使用するために好ましい成分であり、好ましい芳香剤は、ジャコウオイル、シベット、カストリウム、アンバーグリス、植物性香料、ビャクダンオイル、ネロリオイル、ベルガモットオイル、レモンオイル、ラベンダーオイル、セージオイル、ローズマリーオイル、ペパーミントオイル、ユーカリオイル、メントール、ショウノウ、バーベナオイル、シトロネラオイル、カウアウトオイル、サルビアオイル、チョウジオイル、カモミールオイル、ビャクダンオイル、コスタスオイル、ラブダナムオイル、エニシダ抽出物、ニンジン種抽出物、ジャスミン抽出物、ミモザ抽出物、スイセン抽出物、オリバナム抽出物、バラ抽出物、アセトフェノネン、ジメチルイナデイン誘導体類、ナフタレン誘導体類、カプリン酸アリル、α−アミルケイ皮アルデヒド、アネトール、アニスアルデヒド、酢酸ベンジル、ベンジルアルコール、プロピオン酸ベンジル、ボルネオール、酢酸シンナミル、シンナミルアルコール、シトラール・シトロネラール、クメンアルデヒド、シクラメンアルデヒド、デカノール、酪酸エチル、カプリン酸エチル、ケイ皮酸エチル、エチルバニリン、オイゲノール、ゲラニオール、エキセノール、α−ヘキシルケイ皮アルデヒド、ヒドロキシシトロネラール、インドール、酢酸イソアミル、イソアミル　イソバレレート　イソ−オイゲノール、リナロール、酢酸リナリル、ｐ−メチルアセトフェノン、アントラニル酸メチル、メチルジヒドロアスモナート、メチルオイゲノール、メチル−β−ナフトールケトン、メチルフェニルカルビニルアセテート、ジャコウケトール、ジャコウキシロール、２，５、６−ナノジノール、γ−ナノラクトン、フェニルアセトアルデヒドジメチルアセテート、β−フェニルエチルアルコール、３，３，５−トリメチルシクロヘキサノール、γ−ウンデカラクトン、ウンデセナール、バニリン及びこれらの混合物から成る群から選択される。
【００３９】
水溶液
本発明の反応混合物の任意成分は水溶液である。水溶液は反応混合物において２つの機能を果たす。具体的には、水溶液は発熱粒子の水溶性コーティングを溶解し、そして次いで発熱生成粒子と反応して熱を発生する。水溶液の量についてはかなり柔軟性があることは理解される。コーティングを溶解し、そして発熱粒子と反応するために十分な量の水溶液が存在しなくてはならないが、過剰の水溶液は多くの場合受容可能であり、及び望ましいことさえもある。実際に過剰の水溶液は反応システムにおけるヒートシンクとして働く。この収容力において水溶液はある状況では所与の反応システムの最高温度を制御するために用いられ得る。しかしながら水溶液は一般的に、上述の反応システムの時間対温度曲線を制御するために有用でない。このため当業者は所与の反応システムに対する水溶液の適量を選択することができるであろう。
【００４０】
最も一般的な、そして最も好ましい水溶液は水、及び水を含有する溶液である。一価アルコール及び他の低分子量液体は本発明に用いるのに好適である。「水溶液」についての唯一の評価基準は、それが上述の水溶性コーティングを溶解すること、及びそれが選択された発熱生成粒子と反応することである。多層反応混合物の水溶液の濃度は、多層の反応混合物の約３０重量％〜約９７重量％、好ましくは、約５０重量％〜約９５重量％、さらに好ましくは、約６０重量％〜約９０重量％である。
【００４１】
緩衝剤
本発明の多層反応混合物は、任意成分として緩衝剤を含む。緩衝剤は、存在する場合には、層全体にある必要はない。緩衝剤は、発熱反応の加速又は減速、及び反応の終わりにおけるｐＨ制御のような多様な利益を提供し得る。特定の発熱生成粒子はその他のものより速く反応することがあることは既知である。緩衝剤は反応混合物の速度を上げたり、下げたりすることができる。しかしながら、緩衝剤を有する場合にも、制御されない発熱反応は、一般に図３及び図４の線「Ａ」及び「ａ」に示す時間対温度曲線に従う。このように緩衝剤は反応混合物に都合の良い熱力学的環境を提供するように働くが、緩衝剤は反応の時間対温度特性を制御しない。ｐＨについては、反応の間及び終わりの両方においてｐＨを制御することは多くの場合望ましい。ｐＨは反応の間は上述のように都合の良い熱力学的環境に寄与することができ、及び発熱反応がほとんど完了する時には、反応混合物の最終ｐＨを調整することができる。特定のｐＨにおいては反応生成物は沈殿して比較的透明な溶液を残すため、最終のｐＨは重要であることがある。透明な溶液は望ましいことがあり、それは反応の終わりを示し得る。とにかく、緩衝剤は、明細書の中に示された多層の反応混合物の配合者を補助する。
【００４２】
好ましくは、緩衝剤が本発明の多層の反応混合物に存在する場合、緩衝剤に対する発熱生成粒子の重量の比は、１０００：１〜１：１００００の範囲であり、さらに好ましくは、２００：１〜１：２００である。及び緩衝剤は好ましくは、クエン酸、リンゴ酸、フマル酸、コハク酸、酒石酸、ギ酸、酢酸、プロパン酸、酪酸、吉草酸、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、グリコール酸、アスパラギン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、グルタミン酸、乳酸、ヒドロキシアクリル酸、αヒドロキシ酪酸、グリセリン酸、タルトロン酸、サリチル酸、没食子酸、マンデル酸、トロパ酸、アスコルビン酸、グルコン酸、ケイ皮酸、安息香酸、フェニル酢酸、ニコチン酸、カイニン酸、ソルビン酸、ピロリドンカルボン酸、トリメリト酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、リン酸二水素カリウム、亜硫酸水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、ピロ亜硫酸水素ナトリウム、酸性ヘキサメタリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸カリウム、スルファミン酸、ｏ−リン酸、ピロリン酸、及びこれらの混合物から成る群から選択される。
【００４３】
他の成分
本発明の多層混合物は、任意成分として他の成分を含んでいてもよい。これらの任意成分は例えば、染料、化学発光剤、蛍光剤、真珠箔剤、及びこれらの混合物から成る群から選択される、視覚性向上剤であり得る。より好ましくは視覚性向上剤は、ホタルルシフェラーゼ、アデノシン三リン酸塩、エチレングリコールジステアケート、及びこれらの混合物から成る群から選択される。これらの外観の改良剤は、多層の反応混合物に着色し、それを「白熱」するか、外観が満足される効果を提供する。多層反応混合物に存在する場合には、他の成分の濃度は、多層の反応混合物の約０．０１重量％〜約３０重量％、好ましくは、約０．１重量％〜約２０重量％及びさらに好ましくは、約０．５重量％〜約１５重量％である。
【００４４】
装置
本発明の他の態様において、熱を発生する装置が提供され、この装置は、容器及び次の反応成分を有する多層の反応混合物と、粒子の一部を包囲する水溶性コーティングを有する発熱生成粒子と、水溶液とを有する。装置は任意選択的に緩衝剤を更に含む。本発明の装置に用いられる反応成分は上述のものと同一である。本発明の装置は好ましくは、発熱反応がその中で行われる、自蔵型、及び携帯可能な装置である。好ましくは装置の容器は、発熱反応の間に展開される揮発性成分を排出する、少なくとも１つの穴又は開口部を有する必要がある。その上容器は発熱反応の最高温度に耐え得る物質により構築されている必要がある。反応の最高温度は３５℃ほどの低さであれば、多くの物質がこの要件を満たすが、更に高温度の反応は更に高い温度許容度を必要とすることがある。ガラス、プラスチック、発泡スチロール、金属、液体不浸透性の紙、及び多くの他の物質が本発明に用いるのに好適である。容器は好ましくは清潔で、透明、又は半透明であり、不透明の容器はそれほど好ましくはないが、本明細書に用いるのに好適である。本発明の容器中では、発熱生成粒子は乾燥粉末、均一ゲル中に懸濁、又は非水性溶液中に懸濁の形態であり得る。
【００４５】
本発明の装置に使用される多層反応混合物は、上述したように制御可能でなければならない。すなわち、反応成分を本装置で一緒に混合するときに、多層反応混合物は、約２０分未満、好ましくは、約１０分未満、さらに好ましくは約５分未満で約３５℃より大きく約７５℃未満で、好ましくは約３５℃と６０℃との間、最も好ましいのは、約３５℃と約５０℃との間の設定温度まで温度が上昇しなければならない。好ましくは、装置内の多層反応混合物は、少なくとも約４５分、好ましくは少なくとも約６０分、より好ましくは、少なくとも９０分にわたって設定温度の１５℃以内のままである。多層反応混合物と関連して上述したような他の制御シーケンスは本装置において使用するものと考えられる。
【００４６】
本発明の１つの好ましい実施形態において、装置は光源を包含する。任意選択的に色付きの光を提供し得る光源は、装置の視覚的効果を高めるために用い得る。さらに、上述したように、外観を向上させる薬品を光源に加えて多層反応混合物に使用してもよい。光源は視覚性向上剤を強調するために、又は単に装置を「ライトアップ」するために用いられ得る。光源は電池式、太陽電池式などであり得る。一般には好ましくないが、光源は外部電源、例えば電気コンセントを電源とすることもできる。本発明の装置は好ましくは携帯可能であり、このため外部電源を使用することは携帯性を制限することがある。光源は容器内に、又は容器外側に隣接して存在することも可能である。光源が容器内に設置される場合は、光源及びその電源を液体不浸透性の仕切り内に包み込み、装置を水溶液から遮断することが好ましい。
【００４７】
光源は、多層反応混合物にある熱を供給してもよいが、それは望ましい機能ではない。その上多くの電池式作動装置は低い電圧で作動し、ほとんど熱を発生しない。したがって、光源は、追加の熱を反応システムに加える場合でも、制御機構として機能することは意図されていない。
本発明の装置に用いる１つの特に好ましい光源は、発光ダイオード（「ＬＥＤ」）である。ＬＥＤは当該技術分野において周知であり、これらの装置の例は、例えば１９９９年１０月５日にハベル（Ｈａｖｅｌ）に発行された米国特許第５，９６３，１８５号、及び１９９９年８月１７日にホルム（Ｈｏｌｍ）らに発行された米国特許第５，９４０，６８３号の中に見出すことができる。ハベル（Ｈａｖｅｌ）及びホルム（Ｈｏｌｍ）らの特許の全体の開示は参考として本明細書に組み入れられる。ＬＥＤは単一の源から多数の色を提供する小型の装置である。このように１つの装置から多様な色が反応混合物に照射され、利用可能な視覚的効果の範囲を広げることができる。これらの装置はそれらが低い電圧で動作するという追加の利益を有し、小型電池又は太陽電池のセルだけが必要である。
【００４８】
（実施例）
次の例は、本発明の多層反応混合物を示すが、本発明の範囲を制限し又は限定することを意味するものではない。
【００４９】
発熱生成粒子をコーティングする方法
発熱生成粒子はポリエチレングリコールにより以下のようにコーティングされる。マグネシウム粉末と無水クエン酸を混合して（１：６．５ｗ／ｗ、両成分共ワコー・ケミカルズ（Ｗａｋｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）より）プレミックスを作成し、そして次いで芳香オイルをこのプレミックスに添加する。プレミックスを次いで融解したポリエチレングリコールに添加する。調量されたポリエチレンは、３つの異なる分子量のユニオンカーバイト社（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ）から市販されているＰＥＧ６００、ワコーケミカル社（Ｗａｋｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から市販されているＰＥＧ１０００、ワコーケミカル社（Ｗａｋｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から市販されているＰＥＧ２０００の混合物である。融解したＰＥＧ混合物はおよそ５０℃である。この混合物は次いで５℃で１０分間、およそ２０〜２５℃まで冷却される。生成物は３つの異なる分子量のＰＥＧ、芳香オイル、マグネシウム粉末、及び無水クエン酸粉末を含み、及び懸濁した粒子を有するゲルである。
【図面の簡単な説明】
本明細書は、本発明を特定して指摘し明確に請求する請求の範囲をもって結論とするが、本発明は添付の図面と組み合わせた次の好ましい実施形態の説明により、よりよく理解されるものと思われる。
【図１】本発明の多層反応混合物を有する装置の略図である。
【図２】自蔵型カプセルの形態の本発明による多層反応混合物の略図である。
【図３】本発明による多層反応混合物を使用した約５０℃の設定温度での２つの制御される反応と、制御されない反応のグラフである。
【図４】本発明による多層反応混合物を使用した約４０℃の設定温度での２つの制御された反応と、制御されない反応のグラフである。
【図１】
2004503669.tif 000009
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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