(57)【要約】【課題】身体の様々な形状に十分に適合し得る熱パックを提供する。【解決手段】一体構造を有する使い捨て熱パックであって、材料の少なくとも１つの連続層と、前記熱パックの前記一体構造中に固定されるか又はこの構造に固定される位置に配置された多数の個別の熱セルであって、前記熱パック若しくはその選択領域を通るか又は前記熱セルの間を途切れずに通るであろう、少なくとも１つの連続層を横切る可能性のある幾つか又は全ての軸を遮断するように、互いに十分に接近し且つ関連している熱セルとを有する使い捨て熱パックとする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一体構造を有する使い捨て熱パックであって、
材料の少なくとも１つの連続層と、
前記熱パックの前記一体構造中に固定されるか又はこの構造に固定される位置に配置された多数の個別の熱セルであって、前記熱パック若しくはその選択領域を通るか又は前記熱セルの間を途切れずに通るであろう、少なくとも１つの連続層を横切る可能性のある幾つか又は全ての軸を遮断するように、互いに十分に接近し且つ関連している熱セルと
を有する使い捨て熱パック。
【請求項２】
４個の隣接する前記熱セルの中心が四辺形パターンを形成するか又は前記四辺形パターンにおいて残りの前記熱セルの１つ以上の組の縁に対して接線方向に少なくとも１つの折り目線を形成することができる前記熱セルの少なくとも１つの前記熱セルが、１つ以上の前記軸を遮断する請求項１に記載の使い捨て熱パック。
【請求項３】
前記少なくとも１つの前記熱セルと、前記四辺形パターン中の前記残りの熱セルの前記１つ以上の組の前記各熱セルとの間隔が、前記四辺形パターン中の前記熱セルの最小直径熱セルの最小直径の測定値を２で割り、その結果に０．７５を掛けて得られる間隔以下である請求項２に記載の使い捨て熱パック。
【請求項４】
３個の隣接する前記熱セルの中心が三角形パターンを形成するか又は前記３個の熱セルによって形成される三角形パターンにおいて前記熱セルの残りの組の縁に対して接線方向に少なくとも１つの折り目線を形成することができる前記熱セルの少なくとも１つの前記熱セルが、１つ以上の前記軸を遮断する請求項１に記載の使い捨て熱パック。
【請求項５】
前記少なくとも１つの前記熱セルと、前記三角形パターン中の前記熱セルの前記残りの組の前記各熱セルとの間隔が、前記三角形パターン中の前記熱セルの最小直径熱セルの最小直径の測定値を２で割り、その結果に０．３を掛けて得られる間隔以下である請求項４に記載の使い捨て熱パック。
【請求項６】
前記少なくとも１つの連続層が、２５℃の温度で０．７ｇ／ｍｍ２以上の引張強度及び少なくとも二方向のドレープを有する半剛性材料を含み、前記材料が、３５℃以上の温度において、２５℃における前記材料の引張強度よりも実質的に小さい引張強度を有する請求項１に記載の使い捨て熱パック。
【請求項７】
前記連続層が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリウレタン、ポリスチレン、鹸化エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、天然ゴム、再生ゴム、合成ゴム及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む請求項６に記載の使い捨て熱パック。
【請求項８】
前記連続層が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリウレタン及びポリスチレンからなる群より選択される第１側面と、鹸化エチレン−酢酸ビニル共重合体及びエチレン−酢酸ビニル共重合体からなる群より選択される第２側面とを有する共押出成形材料を含む請求項７に記載の使い捨て熱パック。
【請求項９】
前記連続層が、ポリプロピレンの第１側面とエチレン−酢酸ビニル共重合体の第２側面とを有する共押出成形材料を含む請求項８に記載の使い捨て熱パック。
【請求項１０】
前記熱セルが、ディスク、三角形、ピラミッド、円錐、球、四角形、立方体、短形、平行六面体、円筒及び楕円体からなる群より選択される形状を含み、前記ディスクが、１ｃｍ以上５ｃｍ以下の直径と０．２ｃｍ超過１ｃｍ以下の高さとを有し、前記三角形、ピラミッド、円錐、球、四角形、立方体、短形、平行六面体、円筒及び楕円体が、最も幅の広い点で０．５ｃｍ以上５ｃｍ以下の幅と、最高点で０．２ｃｍ超過１ｃｍ以下の高さと、最長点で１．５ｃｍ以上１０ｃｍ以下の長さとを有し、且つ、前記熱セルが、発熱組成物で満たされた時に、０．７以上１．０以下の、セル容積に対する充填容積の比率を有する請求項１に記載の使い捨て熱パック。
【請求項１１】
前記発熱組成物が、
ａ）３０重量％〜８０重量％の鉄粉、
ｂ）３重量％〜２５重量％の、活性炭、不活性炭及びこれらの混合物からなる群より選択される炭素系材料、
ｃ）０．５重量％〜１０重量％の金属塩、並びに
ｄ）１重量％〜４０重量％の水
を含む請求項１０に記載の使い捨て熱パック。
【請求項１２】
前記発熱組成物が、０．１重量％〜３０重量％の付加的な水分保持材料をさらに含む請求項１１に記載の使い捨て熱パック。
【請求項１３】
前記発熱組成物が、
ａ）３０重量％〜８０重量％の鉄粉、
ｂ）３重量％〜２０重量％の、活性炭、不活性炭及びこれらの混合物からなる群より選択される炭素系材料、並びに
ｃ）０．５重量％〜９重量％の、コーンシロップ、マルチトールシロップ、結晶性ソルビトールシロップ、非結晶ソルビトールシロップ及びこれらの混合物からなる群より選択される凝集化助剤
を含み、０．５重量％〜１０重量％の、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、遷移金属塩及びこれらの混合物からなる群より選択される金属塩が、乾燥混合物の一部として前記組成物に添加されるか又は後にブラインとしての水溶液で前記組成物に添加され；さらに、前記発熱組成物が、乾燥した凝集顆粒、直接圧縮物品及びこれらの混合物からなる群より選択される物理的形態を含み；前記直接圧縮物品が、顆粒、ペレット、錠剤、スラグ及びこれらの混合物からなる群より選択され；前記錠剤及びスラグが、ディスク、三角形、四角形、立方体、矩形、円筒及び楕円体からなる群より選択される幾何学的形状を含み；前記ディスクが、１ｃｍ以上５ｃｍ以下の直径と０．０８ｃｍ以上１ｃｍ以下の高さとを有し；前記三角形、四角形、立方体、矩形、円筒及び楕円体が、最も幅の広い点で０．５ｃｍ以上５ｃｍ以下の幅と、最高点で０．０８ｃｍ以上１ｃｍ以下の高さと、最長点で１ｃｍ以上１０ｃｍ以下の長さとを有する請求項１０に記載の使い捨て熱パック。
【請求項１４】
４重量％〜３５重量％の、微結晶セルロース、マルトデキストリン、噴霧ラクトース、共結晶化したショ糖及びデキストリン、変性ブドウ糖、マンニトール、ミクロファインセルロース、プレゼラチン化でんぷん、リン酸二カルシウム、炭酸カルシウム及びこれらの混合物からなる群より選択される乾燥バインダーをさらに含む請求項１３に記載の使い捨て熱パック。
【請求項１５】
前記発熱組成物が、０．５重量％〜１０重量％の、アクリル酸塩でんぷん共重合体、イソブチレン無水マレイン酸共重合体、蛭石、カルボキシメチルセルロース及びこれらの混合物からなる群より選択される付加的な水分保持材料をさらに含む請求項１３に記載の使い捨て熱パック。
【請求項１６】
前記乾燥バインダーが、４重量％〜３０重量％の微結晶セルロースを含む請求項１４に記載の使い捨て熱パック。
【請求項１７】
前記直接圧縮物品が、１ｇ／ｃｍ３より大きい密度を有する請求項１３に記載の使い捨て熱パック。
【請求項１８】
別個の基材層又は前記少なくとも１つの連続層に、活性芳香族化合物、不活性方香族化合物、医薬活性物質及びこれらの混合物からなる群より選択される付加的成分をさらに含む請求項１に記載の使い捨て熱パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一体構造を有する使い捨て熱パックであって、少なくとも１つの連続層と、多数の個別の熱セルであって、前記熱パックの一体構造中に固定されるか又は前記少なくとも１つの連続層に固定される位置に間隔をおいて配置された熱セルとを含む使い捨て熱パックに関する。この連続層は、好ましくは加熱時に柔軟性になる半剛性材料からなる。半剛性材料は、熱セルの構造的な支持を維持し、熱パックの加工又は使用中の１つ以上の連続層の構造の望ましくない伸びを防止し、及び／又は熱セルの内容物に対する容易な接触を防止するのに十分な剛性を提供し、他方では加熱時に良好な全体的ドレープ特性も提供する。この熱パックは、ボデイラップ、パッド等に組み込まれた時に、種々の身体の形状によく適合して効率的且つ効果的な熱被覆を提供する。
【背景技術】
【０００２】
急性の、再発性の、及び／又は慢性の苦痛の普通の治療方法は、痛む部分に熱を局部的に与えることによる。このような熱治療は，疼痛、筋肉や関節のこわばり、神経痛、リウマチなどの状態に対する療法として使用される。典型的には、熱治療を使用した苦痛の緩和の方法は、短い時間、即ち約２０分から約１時間の間、比較的高い熱、即ち４０℃よりも高い温度を局所的に適用していた。これらの治療には、渦巻き(whirlpool)、熱タオル、ハイドロコレーター(hydrocollators)、ホットパック、及び電気熱パッドの使用が含まれる。これらの道具の多くは、例えば、水及び／又はマイクロウエーブゲルを含む再使用できる熱パックを採用している。さらに、これらの熱ユニット又は道具の多くは、長く持続する熱を与えることがなく、長い期間にわたって一貫した温度を維持することもない。この熱を与えることからの治療上の有利な効果は、熱源が除かれた後は消失する。
【０００３】
しかしながら、本発明者らは、約２０秒〜約２４時間、好ましくは約２０分〜約２０時間、更に好ましくは約４時間〜約１６時間、最も好ましくは約８時間〜約１２時間の間、持続する皮膚の温度を約３２℃〜約５０℃、好ましくは約３２℃〜約４５℃、更に好ましくは約３２℃〜約４２℃、最も好ましくは約３２℃〜約３９℃、なお最も好ましくは約３２℃〜約３７℃に維持することが、そのような痛みを持つ人の骨格、筋肉及び／又は関連した痛みを含む急性の、再発性の及び／又は慢性の痛みを実質的に緩和することを見出した。ここで、最高皮膚温度及び最高皮膚温度に皮膚の温度を保つ時間の長さは、所望の治療効果が、長い期間高い温度の使用によって起こる皮膚の炎症のような何らかの好ましくない状況が生ぜずに達成されるように、このような治療を必要とする人に応じて適宜選択される。
【０００４】
更に本発明者らは、好ましくは皮膚温度を約３２℃〜約４３℃、好ましくは約３２℃〜約４２℃、更に好ましくは約３２℃〜約４１℃、最も好ましくは約３２℃〜約３９℃、なお更に好ましくは約３２℃〜約３７℃に、約１時間以上、好ましくは約４時間以上、更に好ましくは約８時間以上、なお更に好ましくは約１６時間以上、最も好ましくは約２４時間以上の期間、維持する皮膚の温度を維持することが、そのような痛みを持つ人の骨格、筋肉及び／又は関連する痛みを含む急性の、再発性の及び／又は慢性の痛みを実質的に緩和し、熱源が身体の痛みのある部分から除去された後でもその緩和を実質的に延長するということを見出した。
【０００５】
米国特許第４，３３６，８０４号、第４，６４９，８９５号、第５，０４６，４７９号及び再発行特許第３２，０２６号に記載されているような鉄の酸化をベースにする使い捨ての熱パックは知られており、長く持続する熱を与えることができる。しかしながら、このような器具の多くが調和し制御された温度を維持することができず、及び／又はかかる加熱器具が嵩高くその効果を妨げるほどに物理的な寸法の点で不満足であったので、十分に満足なものではないことが証明された。特に、このような器具は、様々な身体の外形に心地よく適合することができる包み(ラップ)に容易に組み込むことができず、従ってこれらは、身体に、短期間の、調和しない、不便な及び／又は不快な加熱手段を提供する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者らは、熱パックのための、薄くて柔軟性の材料と、間隔をおいて配置された多数の個別の熱セルとの使用が、温度のコントロールを改良し、多くの過去の困難な点を克服することができることを見出したが、いくつかの新しい困難な点が現れた。本質的により柔軟性でより薄い材料は、多数の個別の熱セルと組み合せた時、熱セルの構造的な支持を維持し、加工又は使用中の薄くて柔軟な材料の構造の許容できない伸びを防止し、及び／又は熱セルの内容物に対する容易な接触を防止するのに十分な剛性を保持することを困難にする。
【０００７】
本発明者らは、熱パックのための、薄いが過度に剛性の材料と、間隔をおいて配置された多数の個別の熱セルとの使用が、温度のコントロールを改良し、加工や使用中の材料の許容できない伸びを軽減し、熱セルの構造的な支持を回復し、そして熱セルの内容物に対する容易な接触を困難にするということを同様に見出した。しかし、薄いが過度に剛性の材料で作られた熱パックは、加熱した時でも様々な身体の部分を取り囲んで十分に覆うことがなく、身体への熱の適用には最適の快適な方法からより劣ったものとなる。即ち、過度に剛性の材料で作られた熱パックは、身体の部位に対して十分な適合ができず、特に使用時に材料を曲げて三次元で適合させることが必要な身体の部位で十分に適合することができない。
【０００８】
本発明は、薄くて柔軟性の材料と、上述の薄く過度に剛性の材料の両方の望ましい性質の一部又は全部を有する、使い捨ての熱パックを開発することによってこれらの問題点を克服した。この熱パックは、その特定の領域では十分に剛性であるが、使用期間中にはそのような領域の間でまだ柔軟になるような材料の少なくとも一つの連続層を含み、最も好ましくは発熱性の組成物を有する多数の個別の加熱セルと一緒に、ポリプロピレンとエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）共重合体の半剛性の共押出成形材料を含み、好ましくは特定の鉄酸化の化学成分を含み、かつ特定の物理的方向と、熱パックの一体構造中に又はこれに対して間隔をおいて配置され固定された充填特性を有する。活性状態の熱セル、即ち約３５℃以上の温度を有するセルは、好ましくはしばしば直接に熱セルを取り巻く半剛性の材料の連続層の狭い部分を柔軟にする。柔らかくなった部分を取り巻く連続層の残りの部分は、好ましくはより剛性な状態のままで残る。
【０００９】
狭く柔らかくなった部分は、熱セル間の、及び残りの全てのより低温でより剛性の高い部分の間の蝶番として働き、熱セル又はより剛性の高い部分よりも優先的に曲がる。この結果、熱セルは、その構造的な支持を維持し、加工又は使用の間に連続層の好ましくない伸張を防止し、そして熱セル内容物への接触を困難にすると同時に、一方加熱時にまだ良好な全体的ドレープ特性を保持したものとなる。熱パックは、ボデイラップ、パッドなどに組み入れられた時、身体の様々な形状に適合して効率的で且つ効果的な熱被覆を提供する。
【００１０】
本発明者らは、熱パック若しくはその選択領域を通るか又は熱セルの間を途切れずに通るであろう、幾つか又は全ての軸を遮断するように、互いに関して十分に接近して、熱パックの一体構造中に固定されるか又はこの構造に固定される位置に熱セルを選択的に配置することにより、望ましくない、途切れない折り目線を最小化又は除去し、及び／又は熱セルマトリックスが熱パックに与える構造的な支持を増すことが望ましいことも見出した。即ち、そうでなければ熱セルの間を途切れずに通るであろう、幾つか又は全ての軸を遮断するように、互いに関して十分に接近した位置に熱セルを配置することによって、本発明の使い捨て熱パックは、互いに関連した多数の異なった方向に向けられた多数の短く相互につながった折り目線に沿って折り曲げられるようになる。多数の互いにつながった折り目線に沿った折り曲げによって、良好な全体的ドレープ特性が得られる。
【００１１】
従って、本発明の目的は、好ましくはある温度範囲にわたって異なる剛性特性を有する半剛性材料の、少なくとも１つの連続層を有する一体構造と、制御され且つ維持される温度を与え、且つ比較的早くその使用温度範囲に達するような多数の個別の熱セルとを含む使い捨て熱パックを提供することである。熱セルは、使い捨て熱パックの一体構造中に、又は半剛性材料の少なくとも１つの連続層に固定された位置に間隔をおいて配置される。
【００１２】
本発明の目的は、又、良好な全体的ドレープ特性を有する、使い捨てのボディラップに容易に組み入れることができ、一方熱セルの構造的な支持を維持し、加工又は使用中に連続層の望ましくない伸張を防止し、及び／又は熱セルの内容物への容易な接触を困難にするために十分な剛性を維持している熱パックを提供することでもある。
更に本発明の他の目的は、熱パックを横切って少なくとも二方向のドレープ特性を有することによって多くの種類の身体の形状に適合し、確実な、使いやすいそして快適な熱の適用を可能にすることである。
【００１３】
本発明のまだ更に他の目的は、約２０秒〜約２４時間皮膚の温度を３２℃〜５０℃に維持し、好ましくは約１時間以上で長い痛みの緩和が得られるまで皮膚の温度を３２℃〜４３℃に維持の温度することによって、そのような痛みを有する人の骨格、筋肉及び／又は関連した痛みを含む、急性の、再発性の及び／又は慢性の苦痛を治療する方法を提供するものである。
これらの目的及び付加的な目的は、以下の詳細な記載から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の使い捨ての熱パックは、材料、好ましくは約２５℃の温度において半剛性材料であり、約０．７ｇ／ｍｍ２以上の引張強度及び少なくとも二方向のドレープを有し、且つ３５℃以上において実質的に剛性がより小さく、約２５℃での材料の引張強度よりも実質的に小さい引張強度を有する材料の、少なくとも１つの連続層を有する一体構造を含む。
本発明のこの連続層は、好ましくは共押出成形材料、更に好ましくはポリプロピレンを含む共押出成形材料、最も好ましくは第１側面がポリプロピレンからなり、第２側面が低融点ポリマー、好ましくはＥＶＡの低融点ポリマーの結合層（a tie-layer）からなる、好ましくは約５０μｍ以下の厚さの組み合せたベースを有する共押出成形材料を含む。
【００１５】
本発明の使い捨て熱パックは、更に、好ましくは発熱性組成物、更に好ましくは使い捨て熱パックの一体構造の中で又はこれに対して間隔をおいて配置されかつ固定された鉄酸化性の化学物質を含む、多数の個別の熱セルを含有する。
熱セルは、そうでなければ熱セルの間を途切れずに通るであろう、幾つか又は全ての可能な軸が、熱セルにより遮断され、熱パックが多数の短く相互につながった折り目線に沿って折り曲げられるように、互いに関連し且つ十分に接近し、熱パックの一体構造中に固定されるか又はこの構造に固定される位置に配置される。
【００１６】
本発明は、更に、維持される皮膚の温度を３２℃〜５０℃に約２０秒〜約２４時間の間維持することにより、好ましくは皮膚の温度を約３２℃〜約４３℃に約１時間以上維持することにより、更に好ましくはこのような痛みから長い時間緩和されるように本発明の使い捨て熱パックを身体の痛む部分に適用することによって、そのような痛みを有する人の骨格、筋肉及び／又は関連した痛みを含む、急性の、再発性の及び／又は慢性の苦痛を治療する方法を含む。
ここで使用した全てのパーセントと比は、他に指示がない限り全組成物の重量を基準とし、全ての測定は２５℃で行われた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の熱パックは、材料、好ましくは特定の熱物理学的な性質を示す材料からなる少なくとも一つの連続層と、好ましくは使い捨て熱パックの構造の中で又はこれに対して間隔をおいて配置され且つ固定された発熱性組成物を含む多数の個別の熱セルとを含有する。
【００１８】
少なくとも一つの連続層の材料は、好ましくは室温で、即ち約２５℃以下で半剛性であり、しかし３５℃以上に加熱された時には柔軟で実質的に剛性がより小さくなるものである。従って、熱パックの一体構造の中で、又はこれに対して固定された熱セルが活性な時、即ち熱セルの温度が約３５℃〜約６０℃、好ましくは約３５℃〜約５０℃、更に好ましくは約３５℃〜約４５℃、最も好ましくは約３５℃〜約４０℃である時、各熱セルを直接取り巻く材料の連続層の狭い部分が柔らかくなり、熱セル又は連続層のより低温でより剛性の部分の何れよりも優先的に曲がりやすくなり、熱セルと連続層のより剛性の大きい残りの部分の間で蝶番として作用する。この結果、熱セルの構造的な支持を維持し、且つ加工又は使用の間に連続層の構造の好ましくない伸張を防止すると同時に、一方加熱時にまだ良好な全体的ドレープ特性を保持するために十分な剛性を保持する熱パックとなる。本発明の熱パックは、好ましくはボディラップ、パッドなどに組み入れられた時、身体の様々な形状に適合し、確実で、使いやすい且つ快適な熱の適用を提供し、優れた身体への適合性を示し、一方残存する十分な剛性が熱セル内容物への容易な接触を困難にする。
【００１９】
ここで使用する「使い捨て」の用語は、本発明の熱パックが妥当な実質的に空気不透過性の容器に保存され、痛みの除去のために必要な都度使用者の身体に対して再適用されるが、これらは廃棄されることを意図する、即ち熱源、即ち熱セルが十分に消費された後、適当な廃棄物容器に投棄されることを意図している。
【００２０】
ここで使用する「熱セル」の用語は、少なくとも一つの層が酸素透過性で、改良された温度制御で長期間持続する熱の発生を可能にし、そして特定の物理的寸法と充填特性とを有する、二つの層に挟まれた発熱性組成物、好ましくは特定の鉄の酸化性化学剤を含有する一体構造を意味する。これらの熱セルは、使い捨てのボディラップ、パッドなどに容易に組み入れられる多数の個別の熱セルからなる個別の加熱ユニットとして又は熱パックにおいて使用することができる。熱パック及び熱パックを組み入れたボディラップは、広い範囲の身体形状に対して適用でき、従って確実で、使いやすく、且つ快適な加熱処置を提供する。
【００２１】
ここで使用する「多数の熱セル」の用語は、一つ以上、好ましくは二つ以上、更に好ましくは三つ以上、最も好ましくは四つ以上の熱セルを意味する。
【００２２】
ここで使用する「凝集した予め圧縮化した組成物」の用語は、直接圧縮化前の、鉄粉末、炭素性の粉末、金属塩、水分保持剤、凝集剤、及び乾燥バインダーを含む乾燥粉末成分の混合物を意味する。
【００２３】
ここで使用する「直接圧縮化」の用語は、乾燥粉末混合物を、粒子を一緒に接着するための一般的な湿ったバインダー/溶液を使用せずに、混合、圧縮して、ペレット、錠剤又はスラグの形状に成形することを意味する。この代わりとして、乾燥粉末混合物は、混合され、ロールで圧縮化又はスラグ化され、次いで粉砕、ふるいわけして直接圧縮化された粒子が作られる。直接圧縮化は、乾燥圧縮化としても知られている。
【００２４】
ここで使用する「加熱要素」の用語は、水又はブライン(塩水)のような溶液が添加された後で、鉄の酸化反応によって熱を発生させることができる、例えば顆粒、ペレット、スラグ、及び／又は錠剤のような圧縮化された物品に成形された、発熱性の、直接圧縮化された、乾燥し凝集した予め圧縮化した組成物を意味する。この凝集した圧縮化組成物の凝集した粒子はまた、発熱要素として含むこともできる。
【００２５】
ここで使用する「充填容積(fill volume)」の用語は、粒子状の組成物、即ち充填された熱セル中の、圧縮化され、水で膨潤した加熱要素の容積を意味する。ここで使用する「空隙容積」の用語は、熱セル中に圧力の差異がなく基材に付加的な伸張や変形がない状態で測定した、最終的な熱セル中の、穴や貯水部を含む錠剤の内部の未充填間隔を含めずに、粒子状の組成物、即ち圧縮化され水で膨潤した加熱要素によって満たされずに残っているセルの容積を意味する。ここで使用する「セル容積」の用語は、熱セルの充填された容積に空隙容積を加えたものを意味する。
【００２６】
ここで使用する「連続層」の用語は、妨げられていない、又は部分的に妨げられていないが、しかし他の材料、穴、穿孔等によってその長さ方向及び／又は幅方向を横切って妨げられている、材料の一つ以上の層を意味する。
【００２７】
ここで使用する「剛性」の用語は、その材料が柔軟性であるが、まだ実質的に堅く(stiff)、曲がりやすくなく(unyielding)、重力による引っ張りやその他の大きくない力の応答で折り目線を形成することのない、そのような材料の性質を意味する。
【００２８】
ここで使用する「半剛性の材料」の用語は、ある程度、又はある部分において剛性、即ち少なくとも約２５℃で二方向のドレープを有し、支持されていない形態で熱セルの構造的な支持を維持し、及び／又は加工又は使用の間に連続層の構造の好ましくない伸張を防止し、熱セル内容物に容易に接触することを困難にし、一方なお加熱時に良好な全体的ドレープ特性を維持する強さを示す材料を意味する。
【００２９】
ここで使用する「二方向ドレープ」の用語は、一つ又は二以上の連続層を横断し、熱パックを横断し、あるいは連続層又は熱パックの選択領域を横断して、専ら一本の軸のみに沿って、即ち重力による引っ張り力やその他の大きくない力に応答した他の折り目線を犠牲にして一本の折り目線のみを形成して、発生するドレープを意味する。
【００３０】
ここで使用する「三方向ドレープ」の用語は、一つ又は二以上の連続層を横断し、熱パックを横断し、又は連続層又は熱パックの選択領域を横断して、二本又はそれ以上の軸に沿って、即ち重力による引っ張り力やその他の大きくない力に応答した他の折り目線を犠牲にして二本又はそれ以上の折り目線を形成して、同時に発生するドレープを意味する。
【００３１】
ここで使用する「折り目線」の用語は、材料が、重力による引っ張り力やその他の大きくない力に応答した一時的な又は永久の折り目(crease)、むね(ridge)又は頂き(crest)を形成した線を意味する。
【００３２】
（連続層）
本発明の熱パックは、好ましくは特定の熱物理学的な性質を示す材料の少なくとも一つの連続層を含む。従って、熱パックの一体構造の中で又はそれに対して固定された熱セルが活性な時、即ち熱セル温度が約３５℃〜約６０℃、好ましくは約３５℃〜約５０℃、更に好ましくは約３５℃〜約４５℃、最も好ましくは約３５℃〜約４０℃である時、各熱セルを直接取り巻く材料の一つ以上の連続層の狭い部分が、柔軟になり、熱セル又は連続層のより冷却されより剛性の部分の何れよりも優先的に曲がって、熱セルの間で、及び連続層の残ったより剛性の部分の間で蝶番として作用する。このことが、加熱時に良好な全体的ドレープ特性と加熱時の身体への優れた適合性を与え、一方熱セルの構造的な支持を維持し、及び／又は加工又は使用時の一つ以上の連続層の構造の望ましくない伸張を防止する。
【００３３】
本発明の一つ以上の連続層は、好ましくは約２５℃の温度で半剛性であり、約３５℃以上の温度で柔軟な、即ち実質的に剛性がより小さくなる材料を含む。即ち、本発明の材料は、材料の弾性変形に範囲内で、約２５℃で約０．７ｇ／ｍｍ２以上、好ましくは約０．８５ｇ／ｍｍ２以上、更に好ましくは約１ｇ／ｍｍ２以上の引っ張り強度を有し、約３５℃以上で実質的に引っ張り強度が小さい。ここで「実質的に小さい」は、約３５℃以上の材料の引っ張り強度が、妥当な統計的な信頼性(即ち９５％)と力(即ち、≧９０％)で、約２５℃での引っ張り強度よりも統計的に著しく小さいことを意味する。
【００３４】
典型的には、引っ張り強度は、例えばInstron Engineering Corp.,MAのコンピューター付きの汎用定速度延伸引っ張り試験機のような電子式引っ張り試験装置で単純に引っ張り試験をして測定される。いかなる標準的な引っ張り試験、例えば試験片を幅約２．５４ｃｍ(約１インチ)、長さ約７．５ｃｍ〜約１０ｃｍ(約３〜４インチ)の小片に切断して使用できる。小片の端を、ロードセルに荷重をかけずに、たるみがないように十分な引っ張りをかけて装置のつかみ口に取りつける。試験片の温度は、所望の試験温度で安定化させられる。装置のロードセルを約２２．７ｋｇ(５０ポンド)荷重に、延伸を５ｍｍ、及びクロスヘッド速度を約５０ｃｍ／分にセットする。装置を動カル、引っ張り強度のデータをコンピューターで集める。次いで試験片を装置から取り外す。
【００３５】
引っ張り強度は、次の式を使用して材料の弾性変形の間の引っ張り荷重対伸びの傾斜として計算される：
ｍ＝（Ｌ／Ｅ）
ここで、ｍ＝弾性変形の間の傾斜（ｇ／ｍｍ２）
Ｌ＝伸張時の荷重（ｇ／ｍｍ）
Ｅ＝伸び（ｍｍ）
【００３６】
本発明の一つ又は二つ以上の連続層は、又好ましくは少なくとも約２５℃で２方向のドレープ、即ち一つの折れ目線又はたたみ目が一つの軸に沿って材料中に起こり、そして好ましくは少なくとも約３５℃以上で３方向のドレープ、即ち二つ以上の折れ目線又はたたみ目が多数の軸に沿って材料中に起こるものを含む。ドレープは、材料の四角形のサンプル、例えば約３０ｃｍ×３０ｃｍ（約１２インチ×１２インチ）のサンプルを、印をつけた端で円筒形の軸の末端に載置して中心とし、材料を重力によって緩やかにたれ下らし、そして折り目線の数を数えることによって決定できる。１方向のドレープを示す、即ちいかなる方向にも折り目線やたたみ目がない材料は、剛性であると決定され、一方少なくとも２方向のドレープを示す、即ち少なくとも一つの軸に沿って少なくとも一つの折れ目線又はたたみ目を有する材料は、半剛性であると決定される。
【００３７】
異なった材料が、厚さが適切に調整されれば、上述の特定の必要条件を満足することができる。このような材料には、これに限定するものではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリウレタン、ポリスチレン、鹸化エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、天然ゴム、再生ゴム、合成ゴム、及びこれらの混合物を含む。これらの材料は、単独で、好ましくは限定するものではないが、エチレン−酢酸ビニル共重合体、低密度ポリエチレン、及びこれらの混合物を含む低融点ポリマーと共に、押出品で、更に好ましくは共押出品で使用される。
【００３８】
本発明の材料の一つ又は二以上の連続層は、好ましくはポリプロピレン、更に好ましくはポリプロピレンを含む共押し出し品、最も好ましくは第１側面が材料の全厚さの好ましくは約１０％〜約９０％、更に好ましくは約４０％〜約６０％のポリプロピレンからなり、第２側面が低融点共重合体好ましくはＥＶＡの結合層からなる共押出品を含む。材料の一つ又は二以上の連続層は、好ましくは約５０μｍより小さい、更に好ましくは約４０μｍより小さい、最も好ましくは約３０μｍより小さい結合品を基準とした重量厚さからなる。
【００３９】
本発明の一つ又は二以上の連続層のための特に適切で好ましい材料は、第１側面がポリプロピレンで、第２側面が約２０μｍ〜約３０μｍ、好ましくは約２５μｍ(１ｍｉｌ)の全厚さを有するＥＶＡの共押出成形材料である。ここで、ポリプロピレンが全材料厚さの約５０％、ＥＶＡ結合層は約５０％である。この材料は、Clopay Plastic Products，Ohio,からP18-3161として入手できる。ポリプロピレン／ＥＶＡの共押出成形材料を本発明の熱パック及び／又は熱セルの製造に使用する時は、ポリプロピレン側が外側(即ち、発熱性組成物から離れた側)に配置する。
【００４０】
良好な全体的ドレープ特性、及び／又は身体の種々の形状との優れた適合性、及び／又は熱パックの構造的な支持の強化は、熱パック若しくはその選択領域を通るか又は熱セル間の間を途切れずに通るであろう、１つ以上の連続層の材料を横切る可能性のある幾つか又は全ての軸を遮断するように、また、望ましくない、途切れない折り目線を最小化又は除去するように、互いに十分に接近し且つ関連している、熱セルの一体構造中に固定されるか又はこれに対して固定された位置に、熱セルを選択的に配置することによってもまた達成することができる。
【００４１】
即ち、熱セルの間で妨げられずに通過する軸の数が選択的にコントロールされるように十分に接近している、互いに関連した位置に熱セルを配置することにより、使い捨て熱パックの一つ又は二以上の連続層又はその選ばれた領域が、好ましくは互いに関連した多数の異なった方向に位置する短い相互につながった折り目線に沿って折り曲げられる。多数のつながった折り目線に沿って折り曲がることにより、良好な全体的ドレープ特性を有し、種々の身体の形状によく適合し及び／又は熱セルマトリックスの構造的な支持を強化した熱パックが得られる。
【００４２】
熱セルは十分に柔軟性ではないので、熱セルの間の間隔は、好ましい利益を与え、本発明の熱パックの一体構造の中で又はこれに対して固定される熱セルを選択的に配置する時に決定される。ここで、４個の隣接する熱セルの中心が四辺形パターンを形成するか又は四辺形パターンにおいて残りの３個の熱セルの１つ以上の組の縁に対して接線方向に少なくとも１つの折り目線を形成することができる熱セルの少なくとも１つの熱セルが、１つ以上の軸を遮断する。好ましくは４個の隣接する熱セルの少なくとも一つの熱セルと、４辺形パターン中の残りの熱セルの一つ以上の２個の組み合わせの熱セルのそれぞれとの間の間隔は、次の式を使用して計算することができる：
ｓ≦(Ｗｑ／２)*０．７５
ここで、ｓ＝熱セルの間の最も近い距離
Ｗｑ＝４辺形パターンの中の最小直径の熱セルの最小直径の測定値
【００４３】
この代わりに、熱セル間の間隔は、３個の隣接する熱セルの中心が三角形パターンを形成するか又は３個の熱セルによって形成される３角形パターンにおいて熱セルの残りの組の縁に対して接線方向に少なくとも１つの折り目線を形成することができる熱セルの少なくとも１つの熱セルが、１つ以上の軸を遮断するように決定される。最も好ましくは、３個の隣接する熱セルの少なくとも一つの熱セルと３辺形パターン中の熱セルの残り組の熱セルのそれぞれとの間の間隔は次の式を使用して計算することができる：
ｓ≦(Ｗｔ／２)*０．３
ここで、ｓ＝熱セルの間の最も近い距離
Ｗt＝３辺形パターンの中の最小直径の熱セルの最小直径の測定値
異なった材料が上記の特定した要件を満足することができる。このような材料は、限定するものではないが、上述したものが含まれる。
【００４４】
本発明の使い捨て熱パックの最も好ましい態様は、上述した熱物理学的な性質を有する半剛性材料の少なくとも１つの連続層と、熱パックの一体構造中に固定されるか又はこれに対して固定される熱セルであって、熱パック若しくはその選択領域を通るか又は熱セルの間を途切れずに通るであろう、連続層の材料を横切る可能性のある幾つか又は全ての軸を遮断し、上記のような望ましくない途切れない折り目線を最小化又は除去するように、互いに十分に接近し且つ関連している熱セルとを含む。
【００４５】
（熱セル）
本発明の熱パックは、熱パックの一体構造の中に又はこれに対して固定された多数の個別の熱セルを含む。これらの熱セルは、互いに離れて配置され、各熱セルは残りの熱セルとは独立して機能する。熱セルは熱を発生する適当な組成物、例えば、発熱性組成物、マイクロウェーブ組成物、結晶化組成物の熱などを含んでもよいが、好ましい熱セルは、稠密に充填された粒状の発熱性組成物を含む。
【００４６】
これはセルの内部の利用できるセル容積に実質的に充満し、余分の空隙を減少し、それによってセル内で粒状物質の移動を最小にする。この代わりに、各セルに配置する前に発熱性組成物を堅い錠剤又はスラグに圧縮してもよい。
【００４７】
好ましい発熱性組成物は、使用中に酸化反応を受ける化合物の混合物からなる。この化合物の混合物は、典型的には鉄粉、炭素、金属塩、及び水からなる。この種類の混合物は酸素に曝されて反応し、数時間熱を発生する。
【００４８】
鉄粉の適当な原料には、鋳物鉄粉、還元鉄粉、電解鉄粉、スクラップ鉄粉、鋳物用銑鉄、錬鉄、各種の鋼類、鉄合金等、及びこれらの鉄粉の種々の処理物を含む。導電性の水と空気で熱の発生のために使用できる限り、これらの純度、種類等には特別な制限はない。典型的には、鉄粉は粒状の発熱性組成物の約３０重量％〜８０重量％、好ましくは約５０重量％〜７０重量％である。
【００４９】
椰子殻、木材、石炭、骨炭等から作られた活性炭は有用であるが、動物製品、天然ガス、脂肪、油及び樹脂のようなその他の原料から作られたものもまた本発明の粒状発熱性組成物に有用である。使用できる活性炭の種類には制限はないが、しかし好ましい活性炭は優れた水保持能力を有し、他の炭素がコストを下げるために混合される。従って、上記の炭素の混合物が同様に本発明に有用である。
【００５０】
典型的には、活性炭、不活性の炭、及びこれらの混合物は、粒状の発熱性組成物の約３重量％〜約２５重量％、好ましくは約８重量％〜約２０重量％、最も好ましくは約９重量％〜約１５重量％である。
【００５１】
粒状の発熱性組成物に有用な金属塩は、硫酸第二鉄、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸マンガン、硫酸マグネシウムのような硫酸塩；塩化第二銅、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マンガン、塩化マグネシウム、塩化第一銅のような塩化物を含む。炭酸塩、酢酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩及びその他の塩も使用できる。一般的に、鉄の腐食性の反応に耐えるために、単独で又は組み合せても使用することができる数種類の適切なアルカリ、アルカリ土類、及び遷移金属塩が存在する。好ましい金属塩は塩化ナトリウム、塩化第二銅、及びこれらの混合物である。典型的には、金属塩は粒状の発熱性組成物の約０．５重量％〜約１０重量％、好ましくは約１．０重量％〜約５重量％である。
【００５２】
粒状の発熱性組成物に使用する水分は、いかなる適当な供給源からでもよい。
その純度、種類等には何ら特別の制限はない。典型的には、水は、粒状の発熱性組成物の約１重量％〜約４０重量％、好ましくは約１０重量％〜約３０重量％である。
【００５３】
付加的な水分保持物質もまた必要に応じて添加できる。有用な水分保持物質は、蛭石、多孔性シリカ、木材粉末、木材粉、大きなフラッフを持つ綿布、綿の短繊維、紙くず、野菜類、超吸収性の水膨潤性又は水溶解性ポリマーと樹脂、カルボキシメチルセルロース塩、及び大きな毛細管機能と親水性を持つその他の多孔性材料が使用できる。典型的には、付加的な水分保持物質は、粒状の発熱性組成物の約０．１重量％〜約３０重量％、好ましくは約０．５重量％〜約２０重量％，最も好ましくは約１重量％〜約１０重量％である。
【００５４】
その他の付加的な成分には、クロム、マンガン又は銅元素、これらの元素を含む化合物、又はこれらの混合物のような反応促進剤；例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、及びプロピオン酸ナトリウムを含む、無機又は有機アルカリ化合物又はアルカリの弱酸塩；例えば木材ダストやコットンリンターのようなフィラー、断片状のセルロースやポリエステル繊維を含む合成繊維、発泡ポリスチレンやポリウレタンのような発泡合成樹脂、及びシリカパウダー、多孔性シリカゲル、硫酸ナトリウム、硫酸バリウム、酸化鉄、及びアルミナを含む無機化合物；及び例えばリン酸三カルシウム、ナトリウムシリコアルミネートのようなアンチケーキング剤を含む。このような成分には、例えばコーンスターチ、ポテトスターチ、カルボキシメチルセルロース、及びαでんぷんのような濃厚化剤、アニオン性、カチオン性、ノニオン性、両性、双イオン性のものを含む界面活性剤もまた含まれる。本発明の粒状の発熱性組成物に添加できる更にその他の付加的な成分は、メタシリケートジルコニウム及びセラミックのような増量剤を含む。
【００５５】
好ましくは本発明の粒状の発熱性組成物の少なくとも約５０重量％、更に好ましくは約７０重量％、なお更に好ましくは約８０重量％，最も好ましくは約９０重量％が、２００μｍ以下、好ましくは１５０μｍ以下の平均粒子径を有する。
【００５６】
組成物の上記の成分は、普通の攪拌技術を使用して混合される。これらの成分を混合する適当な方法は、１９８７年３月１７日発行のYasukiらの米国特許第４，６４９，８９５号に詳細に記載されており、これらの全体を引用して本文に組み込む。例えば、炭素をブレンダー又はミキサーに入れ、少量の水を入れこれを攪拌する。通常、攪拌を助け、腐食の増加を避けるために十分な水を加える。
【００５７】
攪拌を停止し、蛭石を炭素に加える。攪拌を再開し全ての成分が完全に混合されるまで攪拌し、鉄粉を加えて攪拌する。この組成物を、次いで完全に混じるまで攪拌する。塩化ナトリウムと残りの水を混合し、ブライン溶液を作り、次いで熱セルを形成する過程で粒状組成物に加える。
【００５８】
この代わりに、組成物の上述の成分は普通の混合技術を使って混合することもできる。例えば、炭素をブレンダー又はミキサーに入れ、続いて少量の水を入れこれを攪拌する。通常、攪拌を助け、腐食の増加を避けるために十分な水を加える。攪拌を停止し、蛭石と塩化ナトリウムを一緒に加える。攪拌を再開し全ての成分が完全に混合されるまで攪拌し、鉄粉を加えて攪拌する。この組成物を、次いで完全に混じるまで攪拌する。追加の水を熱セルを形成する過程で粒状組成物に加える。
【００５９】
上述の粒状の発熱性組成物の代わりに、発熱性組成物は、凝集した顆粒を形成し、例えば顆粒、ペレット、錠剤、及び／又はスラグ及びこれらの混合物のような圧縮物品に直接圧縮されてもよい。
これらの凝集した顆粒及び／又は圧縮物品の発熱性組成物は、鉄粉、カーボン物質の乾燥した粉末、凝集剤、乾燥バインダーを含む。追加して金属塩が乾燥混合物に又は続いて水性／ブライン溶液として添加される。
【００６０】
粒状の発熱性組成物について上記したように、凝集した顆粒及び／又は圧縮物品に使用する鉄粉の純度、種類等には、それが導電性の水と空気で熱の発生に使用することができる限り、何ら特別な制限はない。鉄粉の適当な原料には、鋳物鉄粉、還元鉄粉、電解鉄粉、スクラップ鉄粉、鋳物用銑鉄、錬鉄、各種の鋼類、鉄合金等、及びこれらの鉄粉の種々の処理物を含む。典型的には、鉄粉は凝集した予備圧縮化組成物の約３０重量％〜８０重量％、好ましくは約４０重量％〜７０重量％、最も好ましくは約５０重量％〜６５重量％である。
【００６１】
同様に使用する活性炭の種類には何ら制限はないが、しかし好ましい活性炭は優れた水保持能力を有し、他の炭素がコストを下げるために混合される。椰子殻、木材、木炭、石炭、骨炭等から作られた活性炭は有用であるが、動物製品、天然ガス、脂肪、油及び樹脂のようなその他の原料から作られたものもまた本発明の粒状発熱性組成物に有用である。典型的には、活性炭、不活性の炭、及びこれらの混合物は、凝集した予備圧縮化組成物の約３重量％〜約２０重量％、好ましくは約５重量％〜約１５重量％、最も好ましくは約６重量％〜約１２重量％である。
【００６２】
金属塩は、典型的には凝集前に発熱性組成物に乾燥粉末として添加されるが、しかし塩(ブライン)溶液として水で発熱性組成物に添加してもよい。有用な金属塩は、アルカリ、アルカリ土類、及び遷移金属の塩であり、硫酸第二鉄、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸マンガン、硫酸マグネシウムのような硫酸塩；塩化第二銅、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マンガン、塩化マグネシウム、塩化第一銅のような塩化物を含む。その他の適切なアルカリ、アルカリ土類、及び遷移金属の塩もまた単独又は組み合せて使用することができる。炭酸塩、酢酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩及びその他の塩も使用できる。典型的には、金属塩は凝集した予備圧縮化組成物の約０．５重量％〜約１０重量％、好ましくは約１重量％〜約８重量％、最も好ましくは約２重量％〜約６重量％である。
【００６３】
攪拌した後圧縮化の前に粉末の内容の均一性を維持することが第一に重要である。従って、必須の反応化学剤は、堅い圧縮化のために必要な乾燥したバイダーの添加前に、低い濃度の凝集化剤を使用して凝集される。有用な凝集化剤の例は、限定するものではないが、ゼラチン、天然ゴム、セルロース誘導体、セルロースエーテルとその誘導体、でんぷん、変性でんぷん、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、アルギン酸ナトリウム、ポリオール類、グリコール類、コーンシロップ、シロップ、蔗糖シロップ、ソルビトールシロップ、及びその他の多価サッカライドとその誘導体、ポリアクリルアミド、ポリビニルオキサゾリドン、及びマルチトールシロップを含む。好ましい凝集化剤は、結晶性ソルビトール、非結晶ソルビトール、コーンシロップ、マルチトールシロップ及びこれらの混合物である。典型的には、凝集化剤は、凝集した予備圧縮化組成物の約０重量％〜約９重量％、好ましくは約０．５重量％〜約８重量％、更に好ましくは約０．６重量％〜約６重量％、最も好ましくは約０．７重量％〜約３重量％である。
【００６４】
鉄と炭素は容易に圧縮しないので、乾燥条件下で低い濃度で微粉末を結合し、もろくない顆粒を生成するバインダーを、発熱性組成物に添加しなければならない。有用なバインダーには、限定するものではないが、マルトデキストリン、噴霧ラクトース、共結晶化した蔗糖とデキストリン、変性デキストロース、ソルビトール、マンニトール、微結晶セルロース、ミクロファインセルロース、プレゼラチン化でんぷん、リン酸二カルシウム、及び炭酸カルシウムを含む。好ましい乾燥バインダーは、微結晶セルロースである。乾燥バインダーの量は、必要とする堅さに依存するが、しかし乾燥バインダーは、典型的には、凝集した予備圧縮化組成物の約０重量％〜約３５重量％、好ましくは約４重量％〜約３０重量％、更に好ましくは約７重量％〜約２０重量％、最も好ましくは約９重量％〜約１５重量％である。
【００６５】
凝集した顆粒及び／又は直接圧縮化物品を含む組成物に使用する水性溶液は、典型的には水である。水はまた、溶解のための溶剤として、及び金属塩を供給しブライン溶液の形態で添加されるキャリアーとしてもまた作用する。ここで使用する水はいかなる適当な供給源のものでもよい。その純度、種類等には何らの制限はない。発熱性組成物に添加される水性溶液の量は、添加される鉄の量と種類に依存するが、水性溶液は典型的には、圧縮化物品の約１０重量％〜約５０重量％、好ましくは約１５重量％〜約４０重量％、最も好ましくは約１５重量％〜約３０重量％である。
【００６６】
凝集した顆粒及び／又は圧縮化物品の上記の成分に加えて、他の成分も適宜添加される。これらには、水分保持物質、崩壊剤、潤滑剤、酸化反応促進剤、ガスの生成の抑止化合物、フィラー、アンチケーキング剤、濃厚化剤、界面活性剤、及び増量剤を含む。このような追加の成分は既に記載したものである。
【００６７】
凝集した顆粒を含む熱セルは、典型的には慣用の混合技術を使用して、顆粒に造粒される。例えば、炭素粉末と金属塩を、混合機又は攪拌機に添加し、均一な乾燥した混合物に混合する。追加の水保持物質を添加し、組成物を均一になるまで混合する。熱セルの製造のこの特定の方法について、乾燥したバインダーを任意に追加の水保持物質と共に組成物に添加する。粉末化した鉄を添加し、この混合物を均一になるまで再び混合する。次いで、凝集化剤をこの混合粉末に添加する。軽い凝集が起こり埃が見られなくなるまで、この組成物を混合する。凝集した顆粒を直接熱セルのポケットに入れるか、又は圧縮化物品に直接圧縮する。これらの凝集した顆粒は、柔らかく、多孔性で、容易に湿潤し、稠密でない粒子であり、ある種の応用に十分である。
【００６８】
圧縮化物品を含む熱セルは、乾燥した成分の直接圧縮によって、堅い顆粒、ペレット、錠剤、及び／又はスラグのような物品に成形される。例えば、炭素粉末と金属塩を、混合機又は攪拌機に添加し、均一な乾燥した混合物に混合する。鉄粉と崩壊剤を鉄／塩混合物に添加し、新しい混合物が均一になるまで混合する。
【００６９】
凝集化剤をこの混合粉末に添加する。軽い凝集が起こり埃が見られなくなるまで、この組成物を混合する。次いで、追加の水保持物質をこの凝集物に添加する。
追加の水保持物質が均一に凝集物に分散するまで、緩やかな攪拌を継続する。乾燥したバインダーをこの凝集物に添加し、この組成物を均一になるまで攪拌する。次いで、この混合物を回転式打錠機に送り、圧縮して頂部と底部の表面の中間を垂直に通過する穴を有するディスク状の錠剤、即ち二重ウイスパー設計(double whisper design)、又は保持水に通ずる貯水部を形成するようなその他の形状に成形する。
【００７０】
上記の方法の変形では、予備圧縮した組成物を圧縮して、特定の形状を持たないスラグに、又は穴や貯水部を持たない錠剤してもよく、むしろこの錠剤は、球形、薄い凸状、標準的な凸状、深い凸状、平面状、及びカプセル、平面状エッジ、傾斜エッジ、楕円状及び変形球状を含むいかなる標準的な錠剤の形状も含む。
【００７１】
錠剤及び／又はスラグを作る適当な方法は、Alfonso R.Gennaro，"Oral Solid Dosage Forms",１８編、Remington'S Pharmaceutical Sciences、(１９９０)、1634−1656頁、に詳細に記載され、その全体を引用して本明細書に組み入れる。いかなる普通の打錠機及びその機械で可能な最大の圧縮圧力まで使用することができる。
【００７２】
おのおののセルの活性化は、水又は塩の溶液を、針によって、酸素透過性の層を通して錠剤の中間部の穴又は貯水部に又は粒状組成物に、注入することによって達成することができる。熱セルは、空気に曝されているならば、活性化のすぐ後に熱の発生を開始するので、熱パックは、任意に酸素を排気して密封した酸素不透過性の第２の包装の中に置かれる。この代わりに、水又は塩の溶液は熱セルを形成する第２の連続層に適用する前に発熱組成物に添加することができる。
【００７３】
錠剤／スラグは、熱セルの形状と両立する限りいかなる幾何学的な形状、即ち、ディスク、三角形、四角形、立方体、矩形、円筒形、楕円体等、これらの全ては中間部を通る穴又はその他の貯水部を含んでも含まなくてもよいが、という形状を有することができる。錠剤／スラグの好ましい形状は、錠剤の頂部及び／又は底部がくぼんだ(ウイスパー)形状を有するディスク状幾何形状を含む。しかし、錠剤／スラグの更に好ましい形状は、錠剤の頂部及び／又は底部を通過して、これに垂直な穴を有するディスク状幾何形状を含む。
【００７４】
超吸収剤、スポンジ体、紙、合成樹脂発泡体、ゴム、セルロース等のような含水性と柔軟性を有する水運搬物質を穴又は貯水部内に置いて、徐々に水が圧縮された粒状組成物に供給され、発熱反応が延長されてもよい。
【００７５】
圧縮されたディスクの大きさは、熱セルのポケットの寸法と共に、打錠機の使用できる及び／又は使用したパンチ及びダイの寸法によって限定されるだけである。しかし、典型的にはディスクは約０．２ｃｍ〜約１０ｃｍ、好ましくは約０．５ｃｍ〜約８ｃｍ、更に好ましくは約１ｃｍ〜約５ｃｍ、最も好ましくは約１．５ｃｍ〜約３ｃｍの直径と、約０．０８ｃｍ〜約１ｃｍ、好ましくは約０．１５ｃｍ〜約０．８ｃｍ、更に好ましくは約０．２ｃｍ〜約０．６ｃｍ、最も好ましくは約０．２ｃｍ〜約０．５ｃｍの高さを有する。この代わりに、ディスク形状以外の幾何学的形状を有する圧縮されたディスクは、その最も幅の広い点で、約０．１５ｃｍ〜約２０ｃｍ、好ましくは約０．３ｃｍ〜約１０ｃｍ、更に好ましくは約０．５ｃｍ〜約５ｃｍ、好ましくは約１ｃｍ〜約３ｃｍの幅と、その最も高い点で約０．０８ｃｍ〜約１ｃｍ、好ましくは約０．１５ｃｍ〜約０．８ｃｍ、更に好ましくは約０．２ｃｍ〜約０．６ｃｍ、最も好ましくは約０．２ｃｍ〜約０．５ｃｍの高さと、そのもっとも長い点で約１．５ｃｍ〜約２０ｃｍ、好ましくは約１ｃｍ〜約１５ｃｍ、更に好ましくは約１ｃｍ〜約１０ｃｍ、最も好ましくは約３ｃｍ〜約５ｃｍの長さを有する。穴又は貯水部は、既に述べた量の水及び／又は水運搬物質を保持するのに十分な長さであるべきである。典型的には、穴は約０．１ｃｍ〜約１ｃｍ、好ましくは約０．２ｃｍ〜約０．８ｃｍ、更に好ましくは約０．２ｃｍ〜約０．５ｃｍの直径を有する。
【００７６】
本発明の圧縮物品は、これらの製造、包装、船積み及び使用時における取り扱いの衝撃に耐えるために、最も堅い機械的強度に圧縮される。圧縮物品は、典型的には約１ｇ／ｃｍ３よりも大きく、好ましくは約１ｇ／ｃｍ３〜約３ｇ／ｃｍ３、更に好ましくは約１．５ｇ／ｃｍ３〜約３ｇ／ｃｍ３、最も好ましくは約２ｇ／ｃｍ３〜約３ｇ／ｃｍ３の密度に圧縮される。
【００７７】
上述の成分を含む熱セルは、典型的には固定された量の粒状発熱組成物又は圧縮物品を第１の連続層内に設けられたポケットに加えることによって形成される。第２の連続層は、第１の連続層の上を覆って設置され、二つの連続層の間の粒状発熱組成物又は圧縮物品を挟み、これは次いで一緒に束ねられ、好ましくは低い熱を使用して均一なラミネート構造にする。好ましくは、各熱セルは同じ容積の熱発生物質を有し、同じ酸素透過手段を有する。しかし、熱発生物質の容積、熱セルの形状、及び酸素透過性は、生じたセルの温度が、その意図する使用に対して許容できる治療上及び安全の範囲にある限り熱セルごとに相違してもよい。
【００７８】
ポケットは、典型的には、熱成形、機械的なエンボス、真空エンボス、又はその他の許容できる方法によって第１の連続層に作られる。ここで使用するのに好ましい方法は熱成形法であり、これはMarilyn Bakkerらの"Thermoforming"，The Wiley Encyclopedia of Packaging Technology，６６８−６７５頁(１９８６年)に記載され、その全体を引用して本文に組み入れる。典型的には、第１の連続層は、互いに離れた多数の適当な形状の刻み目を有する型の上に置かれる。次いで、第１の連続層は加熱され、それが引き下げられて型に一致するように真空がかけられる。粒状発熱組成物又は圧縮物品は、第１の連続層の上で、熱／真空成形されたポケットの中に直接投入される。粒状発熱組成物又は圧縮物品がポケット内に投入される時、それは重力、真空、及び／又は磁力で型の刻み目の底に保持されてもよい。次いで、粒状発熱組成物又は圧縮物品が二つの連続層の間にあるように、第２の連続層が第１の連続層を覆って設置される。粒状発熱組成物又は圧縮物品は、好ましくは低い熱を使用して、第１と第２の連続層の間に密封され、真空が取り除かれる。
【００７９】
個々の熱セルを作るより好ましい方法は、ポケットの形成にのみ真空を使用する。即ち、真空は第１の連続層を互いに離れた多数の適当な形状の刻み目を有する型に吸引するために使用する。粒状発熱組成物又は圧縮物品は、第１の連続層の上で、真空成形されたポケットの中に直接投入される。粒状発熱組成物又は圧縮物品が真空成形されたポケット内に投入される時、それは重力、真空、及び／又は磁力で型の刻み目の底に保持されてもよい。次いで、粒状発熱組成物又は圧縮物品か二つの連続層の間にあるように、第２の連続層が第１の連続層を覆って設置される。粒状発熱組成物又は圧縮物品は、好ましくは低い熱を使用して、第１と第２の連続層の間に密封される。次いで、真空が取り除かれ、第１の連続層が緊密に充填した熱セルが形成される。
【００８０】
熱セルは、渡辺らの特公平５−８１２６１号公報、１９９２年１月７日発行に記載されているように、ポケットへの特定量の粒状発熱組成物を磁力輸送の使用によって作ることもできる。この記載の全体を引用して本文に組み入れる。
【００８１】
最終的な熱セルは、どのような幾何学的な形状、例えばディスク、三角形、ピラミッド、円錐、球、四角形、立方体、矩形、平行六面体、円筒、楕円体等を有することができる。本発明によって作られる熱セルの好ましい形状は、約０．２ｃｍ〜約１０ｃｍ、好ましくは約０．５ｃｍ〜約８ｃｍ、更に好ましくは約１ｃｍ〜約５ｃｍ、最も好ましくは約１．５ｃｍ〜約３ｃｍのセル直径を有するディスクの幾何形状を含む。本発明によって作られる熱セルは、約０．２ｃｍ〜約１ｃｍまで、好ましくは約０．２ｃｍ〜約０．９ｃｍまで、更に好ましくは約０．２ｃｍ〜約０．８ｃｍまで、最も好ましくは約０．３ｃｍ〜約０．７ｃｍまでのセル高さを有する。この代わりに、ディスク形状以外、好ましくは楕円体（オーバル）の幾何学的形状を有する熱セルが、その最も幅の広い点で、約０．１５ｃｍ〜約２０ｃｍ、好ましくは約０．３ｃｍ〜約１０ｃｍ、更に好ましくは約０．５ｃｍ〜約５ｃｍ、好ましくは約１ｃｍ〜約３ｃｍの幅と、その最も高い点で約０．２ｃｍ〜約５ｃｍまで、好ましくは約０．２ｃｍ〜約１ｃｍまで、更に好ましくは約０．２ｃｍ〜約０．８ｃｍ、最も好ましくは約０．３ｃｍ〜約０．７ｃｍまでの高さと、その最も長い点で約０．５ｃｍ〜約２０ｃｍ、好ましくは約１ｃｍ〜約１５ｃｍ、更に好ましくは約１ｃｍ〜約１０ｃｍ、最も好ましくは約３ｃｍ〜約５ｃｍの長さを有する。
【００８２】
セル容積に対する充填容積の比率は、約０．７〜約１．０、好ましくは約０．７５〜約１．０、更に好ましくは約０．８〜約１．０、なお更に好ましくは約０．８５〜約１．０、最も好ましくは約０．９〜約１．０である。
【００８３】
酸素透過性は、特定の所望の透過性を有するポケット及び／又は運搬層を形成する第１及び第２の連続層について、その材料を選択することによって与えることができる。所望の酸素透過性は、その中に細孔(pores)又は穴(holes)を有する多孔性のフィルムによって与えられる。穴／細孔の形成は、押し出し注型／真空成形によって、又はホット若しくはコールドニードル穿孔法によって行われる。
【００８４】
例えば、上述の少なくとも一つの連続層は、熱セルの構築に先立って細孔があけられる。この穿孔は好ましくは、テーパーを有し、根元部分の直径が約０．２ｍｍ〜約２ｍｍ、好ましくは約０．４ｍｍ〜約１．５ｍｍ、更に好ましくは約０．８ｍｍ〜約１．０ｍｍで、長さが約６ｍｍである整列した加熱した針（ホットニードル）の使用によって達成できる。これらの針(ニードル)は、約９０℃〜約４００℃に加熱され、材料を約２００μｍ〜約５００μｍの深さに刺し通す。針の密度が約２〜約３０ピン／ｃｍ２、好ましくは約４〜約１０ピン／ｃｍ２の場合が、化学酸化の速度をコントロールし、したがって熱セルの発熱量をコントロールする望ましい透過特性を与える。
【００８５】
本発明においては、ポケットの中に発熱組成物を挿入して連続層を一緒に接合した後に、例えば少なくとも一つのピンを、好ましくはテーパー付きの、直径が約０．２ｍｍ〜約２ｍｍ、好ましくは約０．４ｍｍ〜約０．９ｍｍの、約２０〜約６０個の整列したピンを使用して、熱セルの一つの面に通気用の穴を穿孔することによっても、酸素透過性を与えることができる。これらのピンは、連続層の一面を通して、その深さの約２％〜約１００％、好ましくは約２０％〜約１００％、更に好ましくは約５０％〜約１００％で粒状発熱組成物の中に圧縮する。
【００８６】
これらの穴の形状が、典型的には、発熱組成物の酸化の間、熱セル中に約０．０１ｃｃＯ２／分／５ｃｍ２〜約１５．０ｃｃＯ２／分／５ｃｍ２（２１℃、１気圧）、好ましくは約０．９ｃｃＯ２／分／５ｃｍ２〜約３ｃｃＯ２／分／５ｃｍ２（２１℃、１気圧）の酸素を拡散させる。上部を覆う連続層に通気用の穴を設けることが好ましいが、下部の連続層及び／又は両者に通気用の穴を設けることも可能である。
【００８７】
特定の発熱組成物の発熱酸化反応の速度、持続時間及び温度は、空気との接触面積、より具体的には酸素の拡散／透過性を変えることによって望むようにコントロールすることができる。
【００８８】
好ましい態様では、本発明の熱パックは、ここに特定する熱物理学的な性質を表わす材料の少なくとも一つの連続層からなる。一つ以上のこのような材料の連続層は、典型的には熱セルを形成するために使用された一つの又は両方の層として含まれる。その代わりに、熱セルは、ここで特定した熱物理学的な性質を表わす材料の一つ以上の連続層に、個別に又は一つ以上のグループで設けてもよい。
【００８９】
本発明の熱パックは、任意に、皮膚を通して付与するための活性芳香化合物、不活性芳香化合物、医薬活性成分、又はその他の治療用薬剤若しくはこれらの混合物を含有する、例えば別個の基材層又は少なくとも一つの連続層に組み入れられたような成分を組み込んでもよい。このような活性芳香化合物には、これに限定するものではないが、ベンズアルデヒド、シトラール、デカナール、及びアルデヒドを含む。このような医薬活性成分／治療用薬剤には、これに限定するものではないが、抗生物剤、ビタミン類、抗ウイルス剤、鎮痛剤、抗炎症剤、坑掻痒剤、解熱剤、麻酔剤、坑黴剤、抗徴生物剤及びこれらの混合物を含む。熱パックは、自己粘着性成分及び／又は吸汗性成分を含む、別個の基材層又は少なくとも一つの連続層に組み入れられたような成分を組み込んでもよい。
【００９０】
本発明の熱パックは、必要に応じていかなる数の寸法及び／又は形状を含むことができ、それ単独で又は種々のラップ又はパッドに組み込んで使用してもよい。典型的には、これらのラップは、身体の種々の部位を取り巻いてラップ又はパッドをその位置、例えばひざ、首、背中、腹部ように保持するための手段を有し、いかなる数の様式や形をも含む。
【００９１】
完成した熱パックは、典型的には第２の包装材に包装される。前述の米国特許４，６４９，８９５号（既に引用して本文に組み入れた）に記載されているように、空気不透過性の包装が、必要になるまで酸化反応が起こることを防止するために使われる。この代わりに、酸化反応の発生を防止するためにその他の手段も使用することができ、例えば空気不透過性の除去できる接着片を熱セルの通気孔を覆って設けることができ、接着片を除去した時に空気が熱セルに導入され、従って鉄粉の酸化反応が活性化される。
【００９２】
本発明は、更に骨格、筋肉及び／又は関連する痛みを含む急性、再発性及び／又は慢性の痛みを、そのような痛みを受けて痛む身体の部位に局部的に熱を与えることによって治療するための方法を含む。この方法は、約２０秒〜約２４時間、好ましくは約２０分〜約２０時間、更に好ましくは約４時間〜約１６時間、最も好ましくは約８時間〜約１２時間の間、好ましくは本発明の使い捨ての熱パックを痛む部分に適用することによって、痛む部分の皮膚の温度を約３２℃〜約５０℃、好ましくは約３２℃〜約４５℃、更に好ましくは約３２℃〜約４２℃、最も好ましくは約３２℃〜約３９℃、なお最も好ましくは約３２℃〜約３７℃に維持することを含む。ここで最高皮膚温度及び最高皮膚温度に皮膚温度を維持する時間の長さは、長時間にわたって高い温度で使用することによって引き起こされる皮膚の炎症のようないかなる不利な事態を生ずることなく、そのような治療を必要とする人の、得られる所望の治療効果によって適当に選択される。
【００９３】
好ましくは、この方法は、痛みを有する人の骨格、筋肉及び／又は関連する痛みを含む急性、再発性及び／又は慢性の痛みを実質的に和らげ、痛む身体の部位から熱源を取り去った後でさえも、少なくとも約２時間の間、好ましくは少なくとも約８時間の間、更に好ましくは少なくとも約１６時間の間、最も好ましくは少なくとも約１日の間、なお最も好ましくは少なくとも３日の間、かかる痛みの緩和を実質的に延長するために、１時間以上、好ましくは４時間以上、更に好ましくは８時間以上、なお更に好ましくは１６時間以上、好ましくは２４時間以上の間、皮膚の温度を約３２℃〜約４３℃、好ましくは約３２℃〜約４２℃、更に好ましくは約３２℃〜約４１℃、最も好ましくは約３２℃〜約３９℃、なお最も好ましくは約３２℃〜約３７℃に維持することを含む。
【００９４】
本発明の特定の態様を説明したが、種々の変更や変形が本発明の精神と範囲を離れずになすことができるということは当業者に自明であり、添付した請求の範囲において本発明の範囲内であるかかる変形の全てをカバーすることを意図している。