(57)【要約】  熱成形可能な温度より低い温度で硬く、熱成形可能な温度より高い温度に加熱されたときに成形可能となる材料と、加熱材が活性化されたときに本体と熱接触する加熱材を用いて構成された本体をもつ熱成型可能品であって、活性化されたときに加熱材によって生成された熱は、加熱材の溶液エンタルピによって提供される。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱成形可能な温度より低い温度で硬く、熱成形可能な温度より高い温度に加熱されたときに成形可能となる材料を用いて構成された本体と、
活性化されたときに前記本体と熱的に接触している加熱材であって、活性化されたときに前記加熱材によって生成された熱は、前記加熱材の溶解エンタルピーによってもたらされる加熱材と、
からなる熱成型可能品。
【請求項２】
前記本体が、ポリ乳酸（ＰＬＡ）ポリマ、酢酸酪酸セルロース、ポリカプロラクトン、エチレン酢酸ビニル、ポリ（カプロラクトン）、ポリ（ヒドロキシ酪酸）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンの少なくとも1つを含む請求項1記載の熱成形可能品。
【請求項３】
さらに水を含み、
前記水は最初に前記加熱材から分離されており、前記加熱材は前記加熱材の総重量の５％〜２０％の重量を有し、前記水と任意の追加の添加剤とを含み、前記加熱材は、前記水がそれと組み合わされたときに活性化される請求項１又は２記載の熱成形可能品。
【請求項４】
前記加熱材が、ＭｇＣｌ２、ＫＣｌ、ＫＢｒ、ＮａＣｌ、ＬｉＣｌ、ＬｉＩ、ＣｕＳＯ４、ＦｅＣｌ２、ＭｇＳＯ４、ＣａＣｌ２およびＣａＯからなる群の少なくとも１つを含む請求項１ないし３のいずれかに記載の熱成形可能品。
【請求項５】
前記加熱材が、溶液の負のエンタルピーを有する塩または塩の混合物であり、前記塩または前記塩の混合物が水和によって活性化される請求項１ないし４のいずれかに記載の熱成形可能品。
【請求項６】
前記加熱材が、前記本体から物理的に隔離されている請求項１ないし５のいずれかに記載の熱成形可能品。
【請求項７】
バリアフィルムバッグをさらに備え、前記バリアフィルムは、フランジブルシールによって分離された第１の区画および第２の区画を有し、前記加熱材は前記第１の区画内に収容され、水が前記第２の区画内に収容されており、ここで、前記第１の区画は通気孔を含み、前記フランジブルシールを破ることにより、前記加熱材と水が混合し、前記加熱材が活性化される請求項６記載の熱成形可能品。
【請求項８】
前記バリアフィルムバッグが、前記本体の第１の側に取り外し可能に取り付けられる請求項７記載の熱成形可能品。
【請求項９】
バリアフィルムをさらに備え、前記加熱材が、前記バリアフィルムの第１の面上に堆積され、剥離可能なフラップで覆われ、前記バリアフィルムの第２の面が、前記本体の表面に着脱自在に取り付けられる請求項８記載の熱成形可能品。
【請求項１０】
前記本体が、前記本体の第１の面に形成された少なくとも１つの空洞を含み、前記少なくとも１つの空洞が、その中に埋め込まれた加熱材を有する請求項１ないし５のいずれかに記載の熱成形可能品。
【請求項１１】
ウィッキング層をさらに備え、前記ウィッキング層は、前記第１の表面を覆うように前記本体の第１の表面に取り外し可能に係合され、少なくとも１つの空洞およびその中に埋め込まれた加熱材を含む請求項１０記載の熱成型可能品。
【請求項１２】
フランジブルシールによって分離された第１の区画および第２の区画を有するバリアフィルムバッグをさらに含み、ここで、
前記第１の区画は水を収容し、
前記第２の区画は通気孔を含むと共に、本体を収容し、
フランジブルシールが壊れたときに水が加熱材と混合して、加熱材を活性化させる請求項１０又は１１記載の熱成形可能品。
【請求項１３】
取り外し可能な部分と、
前記本体を収容するための内部ポーチと、
水を含む第２のポーチと、
を有するバリアフィルムバッグをさらに備える請求項１０又は１１記載の熱成形可能品。
【請求項１４】
バリアフィルムバッグが、前記取り外し可能な部分を取り外すためのノッチを含む請求項１３記載の熱成形可能品。
【請求項１５】
取り外し可能な部分と、永久シールによって分離された第１の区画および第２の区画とを有するバリアフィルムバッグをさらに含み、ここで、
前記第１の区画は水浸漬パッドを収容し、そして
前記第２の区画は本体を収容する、
請求項１０または１１記載の熱成形可能品。
【請求項１６】
バリアフィルムバッグが、取り外し可能な部分を取り外すためのノッチを含む請求項１５記載の熱成形可能品。
【請求項１７】
増粘剤をさらに含み、当該増粘剤は水または前記加熱材に含まれている請求項１ないし１６のいずれかに記載の熱成形可能品。
【請求項１８】
ワックスをさらに含み、当該ワックスは水または加熱材に含まれている請求項１ないし１７のいずれかに記載の熱成形可能な物品。
【請求項１９】
熱成形可能な物品を形成する方法であって、
熱成形可能な本体を提供するステップと、
加熱材を前記熱成形可能な本体と熱接触させて配置するステップと、
前記熱成型可能な本体を形成するための熱であって、前記加熱材の溶液のエンタルピーによって生成される熱を発生するために前記加熱材を活性化するステップと、
を含む方法。
【請求項２０】
本明細書に記載の熱成形可能品。
【請求項２１】
本明細書に記載の熱成形可能品を形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱成形可能な物品およびその構成要素に関し、より具体的には、物品を形成するのに必要な熱を生成するために水および反応物を利用するヒータを有する熱成形物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱成形可能品は、典型的には、それらに熱源が適用されるとき鋳造可能または成形可能になる。いくつかの既知の物品では、ヒータなどが物品に含まれていてもよく、物品に結合されていてもよい。例えば、リチャージャブルバッテリーコーポレーションの米国特許第２０１５／０２５７９１７号および第２０１５／０２５７９１８号には、副製品の形態の熱成形可能品が開示されており、物品は、物品の外部に結合するヒータを含む。熱成形可能品に使用されるヒータは、典型的には、リチャージャブルバッテリーコーポレーションの出版物に記載されているような酸素活性化ヒータである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
他の化学反応を使用する熱源は、熱を発生させるために使用することができ、その熱は熱成形可能品を成形可能な温度に加熱するために使用されても良い。例えば、格子エネルギーよりも高い水和エネルギーを有する無機塩が水和されると、熱の形でエネルギーが放出される。そのような場合に利用可能な水和熱は、塩の選択および塩の最終水和度に依存する。このように、熱成形可能な材料を成形可能にするのに十分な熱を発生させると同時に、熱成形可能な材料の使用者を火傷させる過度の温度を避けるために、塩の慎重な選択と塩と水の適切な比が重要な考慮事項である。
【０００４】
熱を発生させるために塩および水を利用する熱源を使用することに伴うさらなる問題は、塩および水の混合物が、使用者を刺激し、不快感を与える望ましくない濡れた粘着性物質を生成する可能性があることである。得られた物質を熱成形可能な材料から洗い落とすことは、使用者に一度適合させることが困難であるか、またはウィッキングまたはファブリック層が塩および／または水と一緒に使用される場合、困難であり得る。
【０００５】
加熱装置で使用される塩および相対湿度のような位置パラメータに応じて、塩は空気から水分を吸収し続けてもよい。水の吸収が継続すると、水が吸収されるにつれて重くなりながらも塩が熱を発生し続ける可能性があります。加熱を続けると、所望の温度よりも高い温度に、または熱成形可能な材料の設定時間が長くなる可能性がある。
【０００６】
本発明は、これらおよび他の問題を解決するために提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本出願は、２０１５年４月７日に出願された米国仮特許出願第６２／１４３８８９号に対する優先権を主張するものであり、その内容は参照により本明細書に明確に組み込まれる。
【０００８】
本発明は、熱成形可能な本体と熱源とを含む熱成形可能品であって、前記熱成形可能品は、例えば水および無水塩のような反応物質または加熱物質の溶液が所望の加熱時間に熱を発生させるために一緒に混合される。加熱材と水とが混合したときに、（熱として放出される）エネルギーバーストを引き起こす格子エネルギーよりも、使用される加熱材（無水ＭｇＣｌ２のような塩）の水和エネルギーは大きくなければならない。
【０００９】
早すぎるまたは望ましくない加熱を避けるために、水および加熱物質、すなわち塩は、別々に貯蔵および輸送され、所望の加熱時間にお互いに導入されるだけでよい。粘度を増加させるために加熱材および／または水に増粘剤を添加することができる。ワックス材料を加熱材および／または水に導入して、システムがエネルギーおよび熱を長期間貯蔵する能力を高めることができる。
【００１０】
また、包装の一部が、フラッシュスパン高密度ポリエチレン繊維のような液体不透過性、ガス透過性、フィルムを部分的に含むことも考えられる。別個の水ポーチを使用することもできるが、水を熱成形可能品に注ぐなどの他の手段を介して水を適用することも考えられる。塩、水、増粘剤、および／またはワックスの量および種類によって、最終混合物の熱が決定される。
【００１１】
本発明の加熱要素は、溶液のエンタルピー（水和熱）を利用して熱を提供する。例えば、無水塩が水と混合される場合には、溶液になるときにエネルギーが放出される。放出される熱は、熱成形可能な製品を加熱するために使用され得る。無水塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）は、ぬれたときに非常に熱くなる塩の一例です。
【００１２】
本発明の１つの態様によれば、熱成形可能品が提供される。熱成形可能品は、熱成形可能な温度より低い温度で硬く、少なくとも熱成形可能な温度と同じ高さに加熱されたときに成形可能になる材料を用いて構成された熱成形可能な本体を含む。例えば、華氏１４０度、華氏１６０度などで熱成形可能な材料を使用することができる。本体を形成するために使用され得る材料の例には、限定されるものではないが、ポリ乳酸（ＰＬＡ）ポリマ、酢酸酪酸セルロース、ポリカプロラクトン、エチレン酢酸ビニル、ポリ（カプロラクトン）、ポリ（ヒドロキシ酪酸）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンおよびそれらの組み合わせが挙げられる。
【００１３】
熱成形可能な物品は、加熱材をさらに含み、前記加熱材は、加熱材が活性化されたときに本体と熱的に接触している。一度加熱材が活性化されると加熱材によって生成される熱は、加熱材の溶液のエンタルピーによって提供される。
【００１４】
加熱材を活性化するために、熱成形可能な物品は、水のパケットまたはパウチを含み得る。収容方法にかかわらず、水は最初に加熱材から隔離されるべきである。一旦組み合わされると、加熱材は、加熱材と、水と、例えばワックスまたは増粘剤のような他の添加剤との合計重量の５％以上２０％以下の重量を有するべきである。加熱材は、水がそれと組み合わされたときに活性化されるように選択されるべきである。
【００１５】
加熱材は、溶液の負のエンタルピーを有する塩または塩の混合物であってもよく、塩または塩の混合物は、水和によって活性化される。例えば加熱材は、ＭｇＣｌ２、ＫＣｌ、ＫＢｒ、ＮａＣｌ、ＬｉＣｌ、ＬｉＩ、ＣｕＳＯ４、ＦｅＣｌ２、ＭｇＳＯ４、ＣａＣｌ２、ＣａＯおよびこれらの混合物を含むことができる。加熱材は、溶液の負のエンタルピーを有する塩または塩の混合物であってもよく、塩または塩の混合物は、水和によって活性化される。加熱材または塩または塩の混合物の水和から生じる溶液は、好ましくは４０％〜７０％の範囲の相対湿度、より好ましくは５０％〜６０％の範囲の相対湿度を有する。これらの範囲内の相対湿度を有することにより、加熱材が、使用者によって供給または追加された水によって活性化された後、環境から水を吸収し続けることが防止される。
【００１６】
本発明のいくつかの実施形態では、加熱材は、本体から物理的に隔離されていてもよい。例えば、熱成形可能な物品は、バリアフィルムバッグなどを含むことができ、バリアフィルムバッグは、本体の第１の側に取り外し可能に取り付けられ、フランジブルシールによって分離された第１の区画および第２の区画を有することができる。加熱材は第１の区画内に収容され、水は第２の区画内に収容され、フランジブルシールの破壊は加熱材と水とを混合させ、加熱材を活性化させる。加熱部の損傷及び使用者の潜在的な傷害を防止するために、第１の区画は、加熱材と水との組み合わせから発生する蒸気及び空気圧がバリアフィルムバッグから逃げるのを可能にする通気孔を含むことができ、したがって当該バッグは爆発しない。
【００１７】
加熱材が熱成形可能な本体から物理的に隔離される他の実施形態では、１つまたは複数の区画を有するバッグを使用するのではなく、熱成形可能品はバリアフィルムなどを含むことができる。袋ではなくバリアフィルムが使用される場合、加熱材は、バリアフィルムの第１の面上に堆積され、除去可能で剥離可能なフラップで覆われ、バリアフィルムの第２の面は、熱成形可能な本体の表面に取り外し可能に取り付けられる。水のような活性化剤は、次いで、熱成形可能品とは別個の容器に提供されてもよく、または外部供給源から使用者によって供給されてもよい。
【００１８】
本発明の他の実施形態では、加熱材は、熱成形可能な本体と一体化されているか、または直接に含まれていてもよい。加熱材を保持して収容し、活性化の前後に加熱材が逃げないようにするために、前記本体は、前記本体の第１の面に形成された１つ以上の空洞を含み、複数の空洞は、その中に埋め込まれた加熱材を有する。熱成形可能品は、ウィッキング層を含むこともでき、前記ウィッキング層は、第１の表面を覆うように本体の第１の面と取り外し可能に係合し、複数の空洞と、その中に埋め込まれた加熱材とを含む。
【００１９】
加熱材が、熱成形可能な本体の表面に形成されたキャビティまたは複数のキャビティ内に一体化されるいくつかの実施形態では、前記熱成形可能品は、フランジブルシールによって分離された第１の区画および第２の区画を有するバリアフィルムバッグを含み得る。第１の区画は、例えば水のような加熱材用の活性化剤を収容することができ、第２の区画は、加熱材が埋め込まれたキャビティまたは複数のキャビティを有する本体を収容し、ここで任意のウィック層はキャビティおよび加熱材上に固定されていても固定されていなくてもよい。活性化剤は、フランジブルシールが壊れたときに加熱材と混合し、加熱材の活性化を引き起こす。加熱材が活性化され、加熱されるときに、蒸気および空気圧の逃げを可能にするために、第２のキャビティ内に通気口を設けることができる。
【００２０】
加熱材が、本体の表面に形成されたキャビティまたは複数のキャビティ内に一体化されている他の実施形態では、熱成形可能な物品は、取り外し可能な部分と、本体、加熱材およびキャビティまたは複数のキャビティおよび加熱材上で本体に固定されていてもいなくてもよい任意のウィッキング層を収容するための単一の主内装パウチとを有するバリアフィルムバッグを含むことができる。メインポーチ内には、水のような活性剤を含む第２のポーチが設けられてもよい。バッグの取り外し可能な部分を除去することにより、熱成形可能な本体および一体化された加熱材および任意のウィッキング層ならびに加熱材の活性化剤を保持する第２のポーチへのアクセスが可能になる。除去可能な部分は、当技術分野で公知の任意の方法または手段を用いて除去することができる。例えば、バリアフィルムバッグは、取り外し可能な部分を引き裂くためのノッチを含んでもよい。
【００２１】
熱成形可能な本体が、内部に埋め込まれた加熱材を有する空洞または複数の空洞を含むさらに他の実施形態では、熱成形可能な物品は、取り外し可能な部分と、永久ヒートシールによって分離された第１の区画および第２の区画とを有するバリアフィルムバッグを含み得る。第１のコンパートメントは、加熱材用の活性化剤、例えば水または水浸したパッドの形態の水などを収容することができ、第２のコンパートメントは、本体、加熱材、および加熱材を覆うために本体に取り外し可能に係合されていてもいなくてもよい任意のウィッキング層を収容する。バッグの取り外し可能な部分を除去することにより、熱成形可能な本体および一体化された加熱材および任意のウィッキング層、ならびに加熱材の活性化剤、例えば水浸したパッドまたはスポンジへのアクセスが可能になる。除去可能な部分は、当技術分野で公知の任意の方法または手段を用いて除去することができる。例えば、バリアフィルムバッグは、取り外し可能な部分を引き裂くためのノッチを含んでもよい。
【００２２】
上述の本発明の態様および目的は組み合わせ可能であり、本発明の他の利点および態様は、図面の以下の説明および本発明の詳細な説明を読むことによって明らかになるであろうことは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の熱成形可能な本体の一実施形態の分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態の上面斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態の上面図である。
【図４】図４Ａは、本発明の一実施形態の上面斜視図である。また、図４Ｂは、図４Ａに示す本発明の実施形態の側面図である。
【図５】本発明の一実施形態の分解斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明は、多くの異なる形態で実施可能であるが、図面には示されており、本明細書では、１つまたは複数の実施形態を詳細に説明するが、本開示は本発明の原理の例示として考慮されるべきであり、本発明を図示の実施形態に限定するものではない。
【００２５】
図１〜図６は、本発明によって企図される熱成形可能な物品の複数の実施形態を示す。それぞれの場合において、熱成形可能品は、熱成形可能な本体（一般に長方形の要素として示されているが、本体は任意の形状を取ることができると理解すべきである）および加熱材を含む。様々な実施形態において、本体は、加熱材（例えば、塩または塩の混合物）を保持および捕捉するための空洞または複数の空洞を含むことができ、熱成形可能品は、加熱材を覆って収容するのを助けるウィッキング層、加熱材の活性化剤（例えば水）、バリアおよび／またはバリアバッグ、ベント、および加熱材の早すぎるまたは望ましくない活性化を防止するための様々なシールを含む。熱成形可能品はまた、得られる加熱材と活性化剤の組み合わせをより粘稠にし、活性化された加熱材の加熱時間を延長するために、加熱材および／または活性化剤と混合され得る増粘剤および／またはワックスを含み得る。
【００２６】
図１は、本明細書で考察される熱成形可能品のいくつかの実施形態において、熱成形可能品それ自体を形成してもよく、または追加の要素と組み合わせて使用してもよい例示的な熱成形可能品を示す。図１に見られるように、熱成形可能な本体１０は、その中に埋め込まれた加熱材１４、例えば塩または塩混合物を有する複数のキャビティ１２を含む。取り外された状態で示されているウィッキング層１６は、本体１０のオーバートップキャビティ１２および加熱材１４に係合して、加熱材と雰囲気との間に障壁を形成し、活性化前後のキャビティ内に加熱材を閉じ込めるのを助ける。本体１０はまた、一旦活性化された加熱材の熱出力を制御するために、保温材料および／または活性剤吸収剤および／または熱調節剤として作用することができる加熱材１４と混合され得る非反応性充填材を含み得る。
【００２７】
ウィッキング層は、本体への熱接着または接着剤の使用を含む、当技術分野で公知の任意の方法で本体１０に取り付けることができる。いずれの場合も、加熱が完了するとウィッキング層を除去することができ、本体は、本体の重量を減少させるために形成され、使用者がウィッキング層の中または下に閉じ込められた加熱材および活性剤を洗い流しまたは除去することを可能にするようにウィッキング層が本体に取り外し可能に係合されることが必須ではないが好ましい。例えば、ウィッキング材料は、ある温度で本体に熱接着されてもよく、または加熱材を洗い流すことができるように加熱が行われた後に使用者がウィッキング層を「はがす」ことを可能にするような方法で本体に接着してもよい。
【００２８】
熱成形可能な本体１０は、本質的に、加熱材１４の活性化を引き起こす活性化剤を除いて、本体を形成するのに必要な全てのものを含む。加熱材を活性化するために、使用者は、任意の必要な活性化剤をウィッキング層に導入することによって活性化剤、例えば水、を供給し、加熱材１４を吸収および／または浸透させて活性化させることができる。活性化剤は、例えば外部源からの使用者によって提供されてもよく、または熱成形可能な本体に含まれてもよい。また、図２、３、４Ａおよび４Ｂは、図１に示す熱成形可能な本体、加熱材、およびウィッキング層の組み合わせをもつ熱成形可能品と同様に早期活性化を防止するために加熱材から隔離された必要な活性化剤をもつ熱成形可能品の様々な実施形態を示す。
【００２９】
図２は、例えば、フランジブルシール２６によって分離された第１の区画２２と第２の区画２４とを有するバリアフィルムバッグ２０を含む熱成形可能品１８を示す。第１の区画２２内には、例えば水であるような活性化剤２８が収容されている。第２の区画２４内には、本体１０、ウィッキング層１６、および図２のウィッキング層によって覆われているが、図１に示すようにキャビティ内に埋め込まれた加熱材の組み合わせが収容されている。第２の区画２４は、ベント３０をさらに含む。
【００３０】
この構成では、熱成形可能品の活性化が所望される場合、例えばフランジブルシール２６は、例えば、第１の区画２２に圧力を加えることによって破壊され、アクチベータ２８がウィッキング層１６を通過することによって加熱材と混合することを可能にする。一度活性化すると、加熱材料は熱を発生し始め、結果として生じる蒸気または通気口３０を通って通気される空気圧の構築、ひいては熱成形可能な本体１０の加熱を引き起こす。本体が可鍛性の点まで加熱されて成形可能になると、使用者はバッグ２０から本体を取り出し、所望のように本体を形成することができる。加熱および成形が完了したら、使用者は残りの活性化剤および／または加熱材を除去する為にウィッキング層を取り外し、熱成形可能な本体をすすぐことができる。
【００３１】
図３は、図１に示す熱成形可能な本体、加熱材、ウィッキング層および活性化剤を有する熱成形可能品の別の実施形態を示す。
【００３２】
図３に見られるように、熱成形可能品１８’は、除去可能な部分３２’および周囲および内部のパウチ３４’を有するバリアフィルムバッグ２０’を含む。パウチ３４’内には、熱成形可能な本体１０、ウィッキング層１６、および図３のウィッキング層によって覆われているが、図１に示すようにキャビティ内に埋め込まれた加熱材が収容されている。また、ポーチ３４’内には、活性剤２８’を含む容器または第２のポーチ３６’がある。
【００３３】
図３に示す実施形態における加熱材料の活性化および本体の形成が所望される場合、使用者は、取り外し可能な部分３２’をバッグ２０’から除去して、本体１０および第２のポーチまたは容器３６’の両方にアクセスすることができる。活性剤２８’は、第２のポーチ３６’を開くことによってアクセスされ、ウィッキング層１６に導入され、再び下の空洞内に埋め込まれた加熱材の活性化を引き起こす。加熱および成形が完了すると、ウィッキング層１６は再び本体１０から除去され、残留加熱材および／または活性剤が洗い流される。
【００３４】
図３に示す実施形態の取外し可能な部分３２’は、任意の既知の方法を使用して除去することができ、また、場合によっては単に開かれ、必要に応じて本体１０および第２のポーチ３６’へのアクセスを生成するために完全にまたは部分的に除去することができる。例えば、取り外し可能な部分３２’は、切断または剥離可能であってもよく、またはバッグ２０’の一部を引き離すことによって開くことができる。アクセスを容易にするために、袋２０’にノッチ３８’を設けてもよく、および／または着脱可能部分の一部または全部を引き裂くための開始点を作成するために印をつけてもよい。
【００３５】
第２のポーチまたは容器３６’は同様に、例えば水または、増粘剤またはワックスを添加した水などの活性化剤に選択的にアクセスすることができる一方で、収容と密封可能な当技術分野で公知の任意の形態をとることができる。例えば、第２のポーチは、バリアバッグ２０’と同様のバリアバッグであってもよく、または取り外し可能な蓋または端部を有するバイアルまたは容器であってもよい。
【００３６】
また、図４Ａ（上面図）および図４Ｂ（図４Ａの側面図）は、図１に示す熱成形可能な本体、加熱材、ウィッキング層および活性剤を有する熱成形可能品の別の実施形態を示す。
【００３７】
図２に示される実施形態と同様に、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、熱成形可能品１８”は、活性剤２８”を収容する第１の区画２２”と熱成形可能な本体１０、ウィッキング層１６および図４Ｂにおいて破線で示されるようなキャビティ１２内に埋め込まれた加熱材１４の組み合わせを収容する第２の区画２４”を有するバリアフィルムバッグ２０”を含んでもよい。第１および第２の区画を分離するフランジブルシールを有するのではなく、熱成形可能品１８”は、早期または望ましくない活性化を防止するために、２つの区画の間に熱またはその他の永久シール４０”を含むことができる。
【００３８】
第１および第２の区画にアクセスし、加熱材を活性化し、最終的に本体１０を形成するために、バッグ２０”は、図３に示す実施形態に関して論じたのと同じ方法で、実質的に同様で取り外し可能な取り外し可能部３２”を含むことができる。取り外し可能部３２”がバッグ２０から開けられ、および／または部分的にまたは完全に取り外されると、使用者は活性剤２８”及び本体１０を取り外し、本体１０内に形成されたキャビティ１２に埋め込まれた加熱材１４を活性化するために活性剤２８”をウィッキング層１６に導入することができる。前の実施形態の場合と同様に、本体１０の加熱および形成が完了すると、ウィッキング層１６は除去でき、残りの加熱材および／または活性化剤を除去するために熱成形体を洗浄し、すすぐことができる。
【００３９】
活性化剤として水を使用するのではなく、図４Ａおよび４Ｂ、または本明細書で論じられるいずれかの実施形態で示される実勢形態では、水分の損失を防ぐためにシールされた水浸しパッドまたはスポンジ２８”を代わりに使用してもよい。単純に水または他の活性化剤溶液ではなく浸漬パッドまたはスポンジ状材料を使用することは、こぼれること、必要な水分の損失を避けること、および事後形成物の掃除を潜在的に回避するという利点を有する。
【００４０】
これまでのところ、本明細書で論じる実施形態の各々は、それと一緒に加熱材の一体化を可能にするキャビティを有する熱成形可能な本体を含む。加熱材を本体と一体化し、材料と本体との間に直接接触させることは、最も効率的で最良の熱伝達を提供することができるが、水のような活性化剤および塩または塩混合物のような加熱材が使用される場合、得られる化合物はきれいにすることができず、不快な使用者体験をもたらす可能性がある。
【００４１】
したがって、本発明は本体が完全に形成されると活性化されおよび／または使用済みの加熱材のより容易な浄化および除去を可能にする為に加熱材および／または活性剤から隔離された熱成形可能な本体有する熱成形可能品をさらに企図する例示的な実施形態を図５に示す。
【００４２】
図５において、熱成形可能品１１８は、実質的に均一な表面を有するか、キャビティを含むか、または本体の１つ以上の表面に形成されることが望ましい他の任意の形状を有する熱成形可能な本体１１０を含む。さらに、完全な物品は、フランジブルシールによって二つの区画に分離されており、例えば水のような活性剤１２８で充填された第１の区画１２２と、例えば塩または塩混合物のような加熱材１１４で充填された第２の区画１２４とを含むバリアフィルムバッグ１２０を含むことができる。バリアバッグの爆発を避けるために、通気口１３０を設けて、加熱材の活性化および加熱の結果として蓄積する蒸気または空気圧を排出させることができる。
【００４３】
加熱材を活性化するために、壊れやすいシールは、第１の区画に圧力を加えることによって破壊されてもよい。活性化されると、バリアバッグは、熱成形可能な本体の表面上に接着されるか、または配置され得る。加熱および成形が完了したら、バリアバッグを熱成形可能な物品から取り出して廃棄してもよい。加熱材および活性化剤は、熱成形可能な本体から取り囲まれて隔離されているので、材料および活性化剤が本体と決して接触しないので、本体から残留した加熱材および／または活性化剤を洗い流す必要はない。
【００４４】
図６は、加熱材と熱成形可能な本体との間の直接の係合としての熱成形可能品のさらなる代替を示す。
【００４５】
図６に見られるように、実質的に均一な表面を有するか、キャビティを含むか、または本体の１つ以上の表面に形成されることが望ましい任意の他の構成を有する熱成形可能な本体２１０が提供され得る。物品２１８は、その一方の面に加熱材２１４が配置され、バリアフィルム層の反対側（図６の下側）が本体２１０の面２４６と係合する熱透過性バリアフィルム層２４２を含むことができる。加熱材と熱成形可能な本体との間の直接の係合を防止するために、バリアフィルムは、固体および液体の両方に対して不透過性であってもよい。
【００４６】
フラップまたはシール２４４は、加熱材の早すぎるまたは望ましくない活性化を防止し、加熱材の漏洩を保持および防止するために、加熱材２１４上に配置されてもよい。ウィッキング材料またはウィッキング層は、フラップまたはシールが除去されたときに加熱材がバリアフィルム層２４２から引き離されるのを防止し、フラップまたはシールが取り外されたときおよび活性化剤が加熱材に添加されたときに、加熱材がこぼれたり分散したりするのを防止する。
【００４７】
加熱材２１４の活性化が所望される場合、フラップまたはシール２４４が除去され、水のような活性化剤が加熱材に添加されてもよい。一度加熱および本体２１０の形成が完了すると、バリアフィルム２４２は、加熱材２１４および任意の活性化剤およびウィッキング層と共に本体２１０から除去することができる。本体と加熱材および／または活性化剤との間に直接の接触はない為、本体２１０は清潔でなければならず、追加の清掃を必要としない。
【００４８】
活性化剤は、熱成形可能品２１８に備えられていてもよく、または使用者によって供給されてもよい。例えば、図２〜図４に示される実施形態のいずれにおいても、熱成形可能な本体２１０、バリアフィルム層２１４、加熱材２１４およびフラップまたはシール２４４は、本体１０、ウィッキング層１６および加熱材１４の組み合わせと置き換えることができることを理解されたい。図１に示されるように加熱材と直接接触する熱成形可能な本体を提供するのではなく、熱成形可能な物品１８,１８’および１８”を含む熱成形可能な本体は、図６に示すようなバリアフィルムを使用して加熱材から分離されてもよい。
【００４９】
実施形態にかかわらず、加熱材は、水和エネルギーが格子エネルギーよりも大きい材料でなければならない。このような材料が活性化剤と混合されると、その結果はエネルギーとして放出され、熱として放出される。加熱材と活性化剤との混合の結果生じる溶液のエンタルピー（水和熱）を用いて熱を提供する。全体を通して言及したように、そのような熱の発生をもたらす加熱材と活性化剤の１つのそのような組合せは、塩または塩と水の混合物、または増粘剤またはワックスのような他の元素が添加された溶液または混合物である。無水の塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）は、ぬれたときに非常に熱くなる塩の一例です。
【００５０】
塩および水の溶液によって生成される熱の量は、熱成形可能な本体を熱成形可能な温度に加熱するのに十分でなければならないが、火傷または使用者の不快感をできるだけ避けることができるレベルに保たれるべきである。以下のグラフは、異なる濃度のＭｇＣｌ２溶液のエンタルピーから生成された熱を示し、その温度は、ＭｇＣｌ２および水の溶液を含むビーカーの中央領域付近で測定されたものである。
【００５１】
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【００５２】
上記のグラフに見られるように、得られた溶液中の塩の％は、温度との漸進的相関を有し、ＭｇＣｌ２の％が増加するにつれて、温度も上昇する。従って、熱成形可能な本体を成形可能にするのに十分な熱を発生させ、使用者を燃やしたり、熱成形可能な本体を損傷したりする可能性のある高レベルの熱の生成を避けるために、あまりにも多くのＭｇＣｌ２を供給することのない十分なＭｇＣｌ２濃度を有する溶液を選択しなければならない。ＭｇＣｌ２と水との混合溶液中において5〜20重量％のＭｇＣｌ２の範囲が一般的に適切なレベルの熱を発生させ、熱成形可能な本体を熱成形可能にしながら使用者への火傷または熱成形可能な本体の損傷を防止することが判明した。
【００５３】
ＭｇＣｌ２が開示され、一例として挙げられているが、陰性の溶液エンタルピーを有する他の塩の例も同様に使用することができる。例えば、以下の表は、加熱材として利用できる他の塩のための溶液のエンタルピーを示す：
【００５４】
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【００５５】
本明細書に記載された本発明の追加の実施形態は当業者によって企図され、本発明の範囲は開示された実施形態に限定されないことを理解されたい。本発明の特定の実施形態が図示され説明されたが、本発明の精神から大幅に逸脱することなく多くの変更が思い浮かぶであろうし、保護の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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