冷熱敷袋的製作方法
2023-04-25 20:03:16 1
本案是有關一種冷熱敷袋，尤指一種具有塑形功能的冷熱敷袋。
背景技術：
人們使用冷熱敷袋的場合多有所見，較常見，例如床墊、坐墊、枕頭、椅墊、眼罩，護具等，可謂琳琅滿目，不一而足。
已知冷熱敷袋的缺陷在於，其袋體內液體受到重力吸引而會產生垂流問題，而一般的解決方案概分為兩大類，其一為在袋體內充填凝膠，以遲滯該凝膠的流動性；其二則為在袋體內充填液體且加置支撐內襯，並將該袋體內形成負壓狀態，以便利用大氣壓力局限袋體內液體的流動。
基本上，此兩類冷熱敷袋均是用來克服內部液體重力垂流的問題，但卻無法同時克服冷熱敷袋溫度維持時間短暫及無法塑形的缺點。如美國第4,700,706號專利案，其揭示一種以矽酸膠凍(silicic acid gel)作為內容物的冷熱敷袋，且真空包裝的袋體可以揉捏；但因矽酸膠凍是一種凝膠體，且其比熱低於水，因此該冷熱敷袋與外界的熱傳導快速，溫度不易維持；再者，該專利案所揭示內容物，例如凝膠體不具備支撐力，也無法阻斷熱對流與熱傳導；由於該凝膠體沒有支撐力，所以在壓迫式繃綁下無塑形功能，以致該冷熱敷袋的溫度維持時間較短。
此外，如日本第特開平8-84742號專利案所示，其內容物為圓型顆粒狀物及液體，由於該冷熱敷袋的袋體是採用水蒸氣可穿透的材料製成，而非不滲水材質，且並非以抽真空密封，因此毫無塑形功能。
因此，如何在提供一種溫度維持時間長，且具有塑形功能的冷熱敷袋，乃相關業者亟待克服的難題。
技術實現要素：
本案主要目的在於提供一種冷熱敷袋，其經過一抽真空程序處理後密封，使內容物中的儲熱材料或所述儲熱單元大部分充塞於多個承載單元的承載空間內，而該儲熱材料或所述儲熱單元的其餘部分則位於所述承載單元的外部，以形成潤滑功能，因此擠壓該袋體時能移動所述承載單元，以達到塑形功能。
本案次要目的在於提供一種冷熱敷袋，其中該儲熱材料或所述儲熱單元包括第一分量的一吸水性高分子聚合物及第二分量的水，且該第一分量的吸水性高分子聚合物具有一第一重量，該第二分量的水具有一第二重量，且該第一重量佔該第一重量與該第二重量的總和的3％至15％，使該儲熱材料或所述儲熱單元幾乎無流動性，進而減少該儲熱材料或所述儲熱單元的熱對流，以延長冷熱敷袋溫度的維持時間，並緩和對人體的吸熱與放熱速度，以達到最溫和的冷敷與熱敷效果。
本案另一目的在於提供一種冷熱敷袋，其中該儲熱材料或所述儲熱單元大部分容置於所述承載單元的承載空間內，且所述承載單元的外殼進一步局限該大部分儲熱材料或所述儲熱單元的熱對流，以減緩儲熱材料或所述儲熱單元能量的移動，故能大幅延長該冷敷袋溫度的維持時間。
本案再一目的在於提供一種冷熱敷袋，其中所述承載單元具有支撐力，使該袋體受壓迫時，該儲熱材料或所述儲熱單元不容易從所述承載單元內移出，因此該袋體受壓迫時不會鼓脹，可以進行壓迫式繃綁，而有利於扭傷腫脹的治療。
本案又一目的在於提供一種冷熱敷袋，其中該儲熱材料或所述儲熱單元幾乎無流動性，且大部分容置於所述承載單元內，由於該袋體經過一抽真空程序處理後予以密封，所以當袋體破損時，其內容物不易從破損的袋體流出，而不致造成皮膚燙傷或凍傷。
為達成前述的目的，本案所採取的技術手段是提供一種冷熱敷袋，其包括一不滲水的軟質袋體及一容置於該軟質袋體內的內容物，該內容物包括一儲熱材料，其包括第一分量的一吸水性高分子聚合物及第二分量的水；以及多個載體單元，各具有至少一承載空間；其中，該軟質袋體是經一抽真空程序處理過的密封袋體，該抽真空程序使所述載體單元的所述承載空間容置該儲熱材料的一部分，並使該儲熱材料的其餘部分留置在所述多個載體單元的外部，從而使該內容物在該不滲水的軟質袋體內形成一可塑形的結構。
其中該第一分量的吸水性高分子聚合物具有一第一重量，該第二分量的水具有一第二重量，且該第一重量佔該第一重量與該第二重量的總和的3％至15％。
本案所採取的另一技術手段是提供一種冷熱敷袋，其包括一軟質袋體，其是為不滲水的袋體；以及一內容物，其容置於該軟質袋體內，且該內容物包括一儲熱材料，其具有多個儲熱單元，所述儲熱單元包括第一分量的吸水性高分子聚合物與第二分量的水；以及多個載體單元，各具有至少一承載空間；其中，該軟質袋體是經一抽真空程序處理過的密封袋體，該抽真空程序使所述載體單元的所述承載空間容置所述儲熱單元的一部分，並使所述儲熱單元的其餘部分留置在所述多個載體單元的外部，從而使該內容物在該的軟質袋體內形成一可塑形的結構。
其中該第一分量的吸水性高分子聚合物具有一第一重量，該第二分量的水具有一第二重量，且該第一重量佔該第一重量與該第二重量的總和的5％至15％。
其中該吸水性高分子聚合物選自如聚丙烯酸鹽類、乙烯醇與丙烯酸鹽的共聚物或改性聚乙烯醇類。
其中該第一分量的吸水性高分子聚合物具有一第一重量，該第二分量的水具有一第二重量，且該第一重量佔該第一重量與該第二重量的總和的5％至12％。
其中該儲熱材料中包含抗凍劑。
其中該抗凍劑選自丙二醇。
其中該儲熱材料中包含防腐劑。
其中該防腐劑選自水楊酸、苯甲酸。
其中該承載單元為管狀或中空球狀造形。
其中該承載單元的承載空間佔該承載單元的體積至少65％或以上。
其中該承載單元選自聚乙烯、聚氨酯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯對苯二甲酸酯、聚醯胺或矽膠的高分子聚合物。
其中該袋體選自聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙烯貼合聚醯胺、醋酸乙烯、氫化苯乙烯熱可塑性彈性體或矽膠的高分子聚合物。
其中該袋體表面貼合一織物。
其中該袋體於兩相同或相異的高分子聚合物薄膜之間夾入一發泡體夾層。
其中該發泡體夾層選自聚乙烯、氯丁橡膠、聚氨酯或聚苯乙烯。
本實用新型的有益效果是，可以達到塑形功能；可以達到最溫和的冷敷與熱敷效果；能大幅延長該冷敷袋溫度的維持時間；可以進行壓迫式繃綁，而有利於扭傷腫脹的治療；不會造成皮膚燙傷或凍傷。
附圖說明
為進一步揭示本案的具體技術內容，以下結合實施例及附圖詳細說明如後，其中：
圖1為本案冷熱敷袋的立體圖；
圖2a及圖2b為本案袋體兩不同實施例的剖面圖；
圖3a及圖3b為本案承載單元兩不同實施例的立體圖；
圖4為本案冷熱敷袋內部顆粒狀承載單元及儲熱材料被移動塑形後的立體圖；以及
圖5為本案冷熱敷袋被調整後可契合於人體後腳跟的立體圖。
具體實施方式
如圖1至圖5所示，基本上，本案冷熱敷袋包括一袋體1，以及一內容物2所組成。該內容物2包括由吸水性高分子聚合物(superabsorbent polymers)與水結合而成的儲熱材料3，以及多個顆粒狀承載單元4。
該袋體1為不滲水的軟質材料，例如選自聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)、聚乙烯貼合聚醯胺(PE/Nylon)、醋酸乙烯(EVA)、氫化苯乙烯熱可塑性彈性體(SEBS)或矽膠(Silicon)等高分子聚合物所製成。再者，如圖2a所示，該袋體1於兩相同或相異的高分子聚合物薄膜，例如聚乙烯薄膜與聚醯胺薄膜之間夾入一發泡體夾層11，例如聚乙烯發泡體夾層，以減少該冷熱敷袋與外界的熱交換，並能延長溫度維持時間。其中，該發泡體夾層11尚可選自氯丁橡膠(Neoprene)、聚氨酯(PU)或聚苯乙烯(Polystyrene)等高分子聚合物。
此外，如圖2b所示，該袋體1表面可另行貼合一織物12，以增加該袋體1的質感與美感。
內容物2是裝入該袋體1內，該內容物2包括第一分量的吸水性高分子聚合物與第二分量的水結合成為一幾乎無流動性儲熱材料3，以作為吸熱與散熱的媒介；以及多個具至少一承載空間41的顆粒狀承載單元4。
由於吸水性高分子聚合物的吸水力很強，該儲熱材料3的型態會隨著所含吸水性高分子聚合物的比例而變化，例如該第一分量的吸水性高分子聚合物具有一第一重量，該第二分量的水具有一第二重量，且該第一重量佔該第一重量與該第二重量的總和的3％至15％為較佳。諸如含重量1％吸水性高分子聚合物的該儲熱材料3如流體一般尚具有流動性；含重量3％吸水性高分子聚合物的該儲熱材料3呈現出無流動性的團塊狀外觀；含重量6％吸水性高分子聚合物的該儲熱材料3則呈現出無流動性的顆粒狀外觀，以形成多個儲熱單元3』。當該第一分量的吸水性高分子聚合物比例超過重量15％時，該儲熱材料3的含水量(第二分量)亦相對減少，必然會降低該儲熱材料3或所述儲熱單元3』做為吸熱與散熱的媒介功能，所以該第一分量的吸水性高分子聚合物(第一重量)比例佔該儲熱材料3或所述儲熱單元3』重量的總和的5％至12％為最佳。
再者，若水中所含離子越多則該吸水性高分子聚合物的吸水力越低，所以使用純水則可適度減少該吸水性高分子聚合物的比例。其中，該吸水性高分子聚合物是選自如聚丙烯酸鹽類、乙烯醇與丙烯酸鹽的共聚物或改性聚乙烯醇類等為主。
眾所周知，能量的轉移包括對流、傳導與輻射。該儲熱材料3或所述儲熱單元3』可大幅減少因熱對流造成的能量移動，且加入所述具有承載空間41的顆粒狀承載單元4則能進一步阻擋熱對流，還能同時阻礙熱傳導的發生，因而可以延長該冷熱敷袋的冷熱敷的時間。換句話說，本案冷熱敷袋能提供冷得更久或熱的更久，並能達到溫和的冷熱敷目的，以克服已知冷熱敷袋因太劇烈的溫度變化所導致的皮膚凍傷或燙傷。
所述承載單元4是選自高分子聚合物，例如聚乙烯(PE)、聚氨酯(PU)、聚丙烯(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)或聚醯胺(PA)或矽膠(Silicon)所製成，或者該高分子聚合物混合具遠紅外線放射材料，例如氧化鋯、鍺或竹炭等所製成。各承載單元4具有至少一承載空間41，如圖3a及圖3b所示，該承載單元4例如但不限於管狀或中空球狀造形，由於該承載單元4為具相當硬度的材料，例如蕭式硬度(Shore A)為85A以上，因此，當所述承載單元4受到外力擠壓，例如大氣壓力或壓迫式繃綁的壓力時，通過自身具有適當的支撐力及彈性，使該儲熱材料3或所述儲熱單元3』從所述承載單元4的承載空間41移出的量甚少，使得該冷熱敷袋在使用狀態下仍能保持鬆弛柔軟，所以能密切契合身體體型，而達到最佳的冷熱敷效果。
再者，各承載單元4為薄殼狀物體，其承載空間41容積佔各承載單元4的體積至少65％或以上，使得所述承載單元4可以容納較多的儲熱材料3或所述儲熱單元3』，使大部分儲熱材料3或所述儲熱單元3』的熱對流及熱傳導被有效局限在所述承載單元4的承載空間41內，且不致影響該袋體1的體積。例如直徑6mm、管壁厚0.2mm的管狀承載單元4，其承載空間41約佔該管狀承載單元4體積的87％；又如直徑3mm、管壁厚0.2mm的管狀承載單元4，其承載空間41約佔該管狀承載單元4體積的75％。
實際操作上，以該內容物2包括100ml儲熱材料3或所述儲熱單元3』加入同體積100ml的承載單元4為例，若該承載空間41為各承載單元4體積的87％，經攪拌均勻及抽真空後密封后，則所述承載單元4攜帶約87ml的該儲熱材料3或所述儲熱單元3』，而剩餘約13ml的儲熱材料3或所述儲熱單元3』則位於所述承載單元4外部以形成一潤滑層，而該內容物2總體積約為113ml左右。其中該儲熱材料3或所述所述儲熱單元3』與所述承載單元4間的比率可視支撐力的需要而定，但該儲熱材料3或所述儲熱單元3』的體積要比所述承載單元4的容積大，才能同時具備塑形與潤滑功能。
該袋體1必須經過一抽真空程序處理後，再予以密封該袋體1，該抽真空程序的目的在於，排除該袋體1內大部分空氣，使該袋體1內部呈現低度負壓，基本上抽真空以時間長短加以控制，只要達到該內容物2不會在袋體1內自由移動即可。若抽真空過度將會造成袋體1內外壓力差太大，使得該內容物2被過度塌縮的袋體1壓制而無法被移動，反而無法達到塑形功能。
該袋體1內部呈現低度負壓，而呈現出被大氣壓力壓縮而塌陷的外觀，但所述承載單元4具有抵抗該袋體1內外壓力差的支撐力，因而可容納該大部分的儲熱材料3或所述儲熱單元3』於所述承載單元4的承載空間41內，以達到塑形功能，而其餘部分的儲熱材料3或所述儲熱單元3』則留置在所述承載單元4的外部間隙，以達到潤滑功能。
如圖4所示，該大部分的儲熱材料3或所述儲熱單元3』被局限在所述承載單元4的承載空間41內，所以基本上已無法移動，因此與外界的熱對流及熱傳導甚小，所以溫度維持時間會變長。而由其餘部分的儲熱材料3或所述儲熱單元3』則提供潤滑功能，使所述承載單元4及其承載空間41內的儲熱材料3或所述儲熱單元3』，可以一起經由揉捏該袋體1來移動，以達到塑形功能。
該內容物2的生產製備程序如下：首先將吸水性高分子聚合物依據前述比例徐徐倒入水中，攪拌均勻後形成儲熱材料3或所述儲熱單元3』；接著再加入適量多個承載單元4，再度攪拌均勻而成。為使該冷熱敷袋在冰點以下仍能保持柔軟，可以先將適當比例的抗凍劑與水先混合後，再進行前述的製備程序。該抗凍劑主要以醇類為主，例如丙二醇，惟不以此為限。
再者，添加適量的防腐劑將有助於該內容物2的保存，而該防腐劑是選自水楊酸(Salicylic Acid)、苯甲酸(Benzoic Acid)等，但不以此為限。
如圖5所示，該袋體被調整後可契合於人體後腳跟的示意圖，該內容物2基本上只佔該袋體1容積的15％至60％之間，使得該袋體1呈現出扁平狀，以方便被彎折；相反的該內容物2的容積若超過該袋體1容積的60％，則該袋體1會因形體過於肥胖，將很難彎曲，也無多餘容積去移動該內容物2，以致無法達到塑形功能。因此，該袋體1越大則該內容物2所佔容積比例越低，由於該儲熱材料3或所述儲熱單元3』基本上無流動性，且該大部分的儲熱材料3或所述儲熱單元3』被局限在所述承載單元4的承載空間41內，因而不會移動或流動，所以很容易充填，抽真空時也沒有液體跟著空氣一起被移出，所以不會沾染該袋體1的袋口，故不致影響密封質量。因此，依據本案技術特徵製成的冷熱敷袋可以被擠壓塑形，但不會鼓脹變硬，其可以壓迫繃綁在身體上，而有助於扭傷腫脹的壓迫治療，並達到最佳的冷熱敷效果。
所以，經由本案的實施，其所增益的功效在於，該冷熱敷袋是利用適當第一分量濃度的吸水性高分子聚合物與第二分量的水結合後形成幾乎不流動的一儲熱材料或多個儲熱單元，再將該儲熱材料或所述儲熱單元結合適當量的具承載空間的承載單元4，並將袋體進行抽真空程序，從而產生方便塑形、延長溫度維持時間、袋體受壓迫時不會鼓脹、緩和對人體的吸熱與放熱速度及內容物不垂流等功能，以完全克服已知冷熱敷袋無法穩定支撐、塑形卻無支撐力、繃綁時袋體鼓脹、溫度維持時間太短、對人體吸熱與放熱太過劇烈、封合邊容易爆裂與內容物會垂流等問題。
再者，該儲熱材料或所述儲熱單元大部分跟隨著所述承載單元而分布，可通過推擠移動袋體內的所述承載單元來對該袋體進行塑形，以完全契合併服貼於身體的任何部位，故能達到最佳的冷敷或熱敷效果。
此外，由於該大部分的儲熱材料或所述儲熱單元是容置在所述承載單元的承載空間內，所述承載單元可以阻絕該儲熱材料或所述儲熱單元的熱對流與熱傳導，可減緩儲熱材料或所述儲熱單元能量的移動，所以能大幅延長冷敷或熱敷的時間。
尤其是，本案具有穩定支撐能力，除了可當作抗褥瘡床墊、冷熱敷墊、保溫墊、水床及滑鼠墊外，在夏天睡覺時可當床墊使用，以代替冷氣，除環保節源外，又可保持室內空氣流通，堪稱為冷熱敷袋產品的一大突破。
本案所揭示的，乃較佳實施例的一種，凡是局部的變更或修飾而源於本案的技術思想而為熟習該項技術的人所易於推知的，俱不脫本案的權利要求範疇。