DK144984B - Koeleorgan der forbliver fleksibelt og deformerbart i frossen tilstand - Google Patents

Description

λ M498Å ο

Den foreliggende opfindelse angår et fleksibelt køleorgan, som forbliver deformerbart i frossen tilstand og bevarer en særlig form, selv efter at dets kølemedium er optøet og har nået stuetemperatur, dvs. en slags 5 "fleksibel is".

Mange forskellige produkter er for øjeblikket tilgængelige på markedet som transportable køleorganer.

Mange konventionelle kølemedier består af vand eller vand/-alkohol-blandinger pakket i tæt tillukkede, stive metal-10 eller plastbeholdere. De er konstrueret til at fryses i et køleskab og ved udnyttelse af vands latente smeltevarme tilvejebringe den ønskede afkøling. Sådanne organer er velegnede til brug som transportable køleorganer såsom isolerede madkurve og udflugtstasker. Imidlertid er disse 15 produkter for størstedelens vedkommende stive og kan ikke tilpasse sig efter formen på den eller de genstande, som skal afkøles. Følgelig vil den opnåede afkøling sædvanligvis være ujævn, idet en del af genstanden afkøles stærkt eller endog fryses, medens en anden del kun vil modtage rin-20 ge afkøling. Især hvor der er tale om madvarer og drikke, kan denne uensartede afkøling forringe nydelsen af produktet eller endog bevirke beskadigelse, hvis det fryses ved direkte kontakt med køleorganet.

Organer til at sænke temperaturen anvendes også 25 vidt udbredt ved behandlingen af dyr og mennesker. Is er blevet anvendt i mange år og er velkendt for at stille ubehaget ved smerte og hævelser og benyttes over for sportsskader, ulykkestilfælde eller overanstrengelse. Selv om den velkendte ispakning kan udvise en ret lille grad af fleksi-30 bilitet kræver den imidlertid knusning af is, er uhåndterlig at anvende og tilvejebringer ikke ensartet afkølingsoverflade. Efterhånden som isen eller de frosne vand/alkohol--blandinger når op på stuetemperatur, vender de imidlertid fuldstændig tilbage til væsketilstand og giver yderligere 35 ulemper ved håndtering og udsivning, især hvis den beholder, hvori de er indelukket, ikke er fuldstændig tæt.

2 146986 o

Det har været foreslået at forbedre fleksibiliteten uden at knuse isen, nemlig ved at bruge fleksible poser opdelt i små lommer, hvor materialet mellem lommerne giver en vis fleksibilitet, eller opdelt ved skillerum, så der 5 . dannes små blokke af frosset kølemedium forbundet ved skøre lød, der let brydes, når posen bøjes. Disse adskillelser kræver dog stor plads, som må tages fra kølemediet. Andre forslag til at opnå fleksibilitet har gået ud på at fylde posen med et medium der ikke bliver fast ved frysning såsom 10 en gel eller grød.

Disse materialer har dog den ulempe, at de er tilbøjelige til at flyde i optøet tilstand og blive helt ufor-- melige i så tykke lag, som er nødvendige af hensyn til den ønskede kølekapacitet.

15 Det er derfor formålet med opfindelsen at tilveje bringe et fleksibelt køleorgan, som selv i frossen tilstand kan formes efter en ønsket facon og som vil bevare denne også efter optøning af dets deri indeholdte kølemedium.

Opfindelsen angår således et køleorgan, som forbliver 20 fleksibelt og deformerbart i frossen tilstand, og som omfatter en hydrofil gel indesluttet i et fleksibelt emballagemateriale, hvilket køleorgan er ejendommeligt ved, at gelen er arrangeret i flere lag, der er adskilt indbyrdes ved hjælp af et tyndt, fleksibelt skilleorgan, som tilvejebringer en 25 glideflade mellem tilstødende lag.

Gelen der anvendes i det foreliggende køleorgan, fremstilles sædvanligvis i form af en kontinuerligt forstærket tape, som kan opskæres i bestemte længder på f.eks.

30 cm, og stables i flere lag. Produktet indlægges derpå i 30 en fleksibel emballage, som forsegles. Da der ikke er frit vand til stede i det færdige organ, hverken før eller efter frysning, ændres dets form ikke efter gentagne frysning og optøning, og materialet flyder altså ikke til den laveste del af pakningen, men bevarer sin oprindelige facon.

35 På grund af køleorganets fleksibilitet kan det formes efter det materiale, der skal afkøles, hvilket i de fleste tilfælde forbedrer varmeoverførselen. I øvrigt er der ikke nogen 3 U490Å o fare ved brud eller iturivning af emballagen, da der praktisk talt ikke er nogen væskefase, der kan sive ud og tilsmudse omgivelserne. En endnu større fordel er mediets evne til at fryse og genfryse i den ønskede facon i pak-5 ningen, hvorved undgås tidkrævende isknusning og påfyldning, der ellers har været påkrævet i konventionelle ispakninger. Det her omhandlede organ kan fremstilles i mange forskellige faconer, uden at fleksibiliteten går tabt, idet organets fysiske dimension således kan skræddersyes 10 til at passe efter de omgivelser, der skal afkøles i hvert særligt tilfælde.

I praksis kan mange forskellige hydrofile geler benyttes til at fremstille køleorganet ifølge opfindelsen, blot den valgte gel ikke udviser væskestrømninger ved tera-15 peraturer under ca. 35°C, og blot denne gel er i stand til at optage relativt store mængder væske, som let kan overføres fra flydende til fast tilstand med afkøling. Kun derved er det muligt at drage nytte af stoffets latente smeltevarme. Selv om mange forskellige væsker kan anvendes, fore-20 trækkes vand på grund af dets store smeltevarme (80 kcal/kg) .

Vand kan anvendes som den eneste væske, men også andre væsker såsom alkoholer eller blandinger af vand og andre væsker kan anvendes.

Dannelsen af en gel, der forbliver i det væsentlige 25 fast ved temperaturer optil 35°C, kan opnås ved tværbinding af mange forskellige polymere ved bestråling eller ad kemisk vej. Typiske polymere udgangsmaterialer er poly-(ethy-lenoxid), polyvinylpyrrolidon, polyacrylamid, polyvinylal-kohol, gelatine og methylcellulose. Udgangsmaterialerne kan 3ø også bestå af copolymere af flere blandt ovennævnte forbindelser, f.eks. copolymere af ethylenoxid og mindre eller større mængder af andre alkylenoxider.

I de fleste tilfælde behøver gelen kun at indeholde den opkvældede polymer og væsken, f.eks. vand. Om ønsket kan 35 den også indbefatte andre materialer til regulering af de fysiske og kemiske egenskaber såsom frysepunktet, den kemiske stabilitet, farven, lugten, krystalstørrelsen og ' - 4 144984

O

krystalvæksthastigheden.

Det har vist sig, at der opnås optimal tilpasning til en genstand, der afkøles, samtidig med ønskelig kølekapacitet ved brug, af et flerlagsorgan, der er billigt at 5 lave og effektivt, når ifølge opfindelsen skilleorganet udgøres af en film af organisk polymer.

I praksis kan gelerne fremstilles i forskellig tykkelse, bredde og længde. Ved en udførelsesform er gelerne blevet fremstillet som et kontinuerligt bånd på 7,5 cm 10 i bredden og 3 mm i tykkelsen. Dacron-gazer, både med 4 og 8 huller pr. cm, kan indlejres i materialet, medens det gøres uopløseligt, til armering af den færdige gel. Før gelerne emballeres, kan de kvældes til deres maksimale væskeindhold. Produktet opskæres derpå i forud bestemte længder, 15 stables og pakkes i polyethylenpose til ønsket tykkelse.

Det fleksible skilleorgan indføres hensigtsmæssigt i organet sammen med et lag af gelmaterialet, der ønskeligt er påført på dette ved gelens frembringelse, hvor det f.eks. kan danne et underlag. Selv køleorganer omfattende 20 lag 20 gel og' skillefolie har vist sig at have god formbarhed i frossen tilstand.

Mange forskellige typer skilleorganer kan benyttes, blot de er bøjelige ved frysetemperaturer og ikke reagerer med gelen, hverken i frossen eller optøet tilstand. Stærke 25 og ikke-reaktive er navnlig forskellige metalfolier, jfr. krav 3.

Endvidere kan skilleorganet bestå i et stof, der er påført gelens overflade for at hindre tilstødende lag i at klæbe sammen ved stabling og frysning. Sådanne er lette at 30 fremskaffe, nemme at påføre og særdeles effektive ved at tillade næsten ubegrænset lateral forskydning mellem gellagene, når ifølge opfindelsen skilleorganet udgøres af et lag slipfremmende middel på gelens overflade, jfr. krav 4. Denne type stoffer er f.eks. silikone, cetylalkohol og lignende over-35 fladeaktive midler. Folier af plastmateriale såsom polyethylen, polypropylen, polystyren, polyvinylchlorid, polyethylentereph-thalat og andre gængse emballagematerialer kan benyttes i såvel skilleorganerne mellem gellagene som i det ydre omhyl-ningslag.

o 5 146984

Det fleksible køleorgan ifølge opfindelsen kan fremstilles som et éngangsprodukt, der bortkastes efter brug, eller som et genanvende!sesorgan. Hvis organet er beregnet til at kastes bort efter brug, kan omhylningen være et la-5 minat med isolationsmateriale såsom klæde, polymerskum, papir og lignende på ydersiden. Den indre del af laminatet kan være en almindelig plast såsom polyethylen eller polypropylen, der kan forsegles og beskytte mod laskage. Metalfolie kan udgøre en del af laminatet, der skal forhindre 10 organet i at tørre ud. Køleorganet kan også være forsynet med fastgørelsesmidler i hver ende til at fastholde køleorganet til det område, der skal afkøles. Om ønsket kan køleorganet fremstilles og forsendes som steril pakning.

Hvor der er tale om et genanvendelseskøleorgan, kan 15 den ydre omhylning være en almindelig plastpose forseglet langs kanterne. Denne enhed kan suppleres med en ekstra pose, hvori gellagene er anbragt. Den ydre pose vil sædvanligvis være af et materiale, der har passende varmeoverfø-ringsevne, og som kan have snore eller bånd fastgjort i 20 begge ender beregnet til fastspænding af køleorganet på det område, der skal afkøles. Begge typer produkt kan tilvejebringes som en enhedsstruktur, f.eks. af kviltnings-agtig karakter. Der kan indsættes passende perforeringer, således at organer kan opdeles i mindre stykker.

25 Om ønsket kan de hydrofile geler ud over skille organernes tilstedeværelse modificeres ved tilsætning eller inkorporering af forskellige midler eller additiver, f.eks. ved at der inkorporeres forskelligt forstærkningsmateriale i køleorganet ifølge opfindelsen. Således kan der indlejres 30 nylongaze, rayonnet, dacronvæv, cellelulosestoffer eller andre løstvævede tekstilprodukter, dvs. med netstruktur i den hydrofile gel, eller der kan indlejres fibre med tilfældig orientering, enten løst lagte fibre eller som filt.

I praksis kan fremstillingen af den hydrofile gel 35 ske før eller samtidig med anbringelse af skilleorganet og/-eller indlejreingen af armering eller additiver. Et indlejret substrat kan inkorporeres ved at neddyppe et net i en vandig poly-(ethylenoxid)-opløsning, som så gøres uopløselig o 6 144984 og derpå tværbindes. Fremgangsmåder til anbringelse af en gel på et substrat vil være indlysende for fagfolk.

Køleorganet ifølge opfindelsen kan fremstilles i mange forskellige tykkelser, baseret på armerede lag, hver 5 med en tykkelse på 1 mm eller derunder, i et antal og til 20 lag eller endog flere, der giver en total tykkelse på mange cm.

Køleorganet ifølge opfindelsen kan hensigtsmæssigt steriliseres ved kendt teknik og tåler f.eks. autoklavering 10 eller bestråling.

Det følgende eksempel tjener til yderligere at illustrere køleorganet ifølge opfindelsen.

Eksempel 15 Der fremstilles et køleorgan ved tværbinding af en vandig poly-(ethylenoxid)-opløsning og ved tildannelse af den fremkomne gel som et flerlagsorgan. Det anvendte poly--(ethylenoxid) er af koagulatfinhed, blanding nr. 3718, der leveres af the Chemicals Division of Union Carbide 20 Corporation. Der fremstilles en opløsning på 4 vægtprocent.

Et nylonnet med en bredde på 7,5 cm og over 1 meter langt overtrækkes med denne 4%'s opløsning, sammenføjes med en 10 cm bred "Mylar" folie som bagklædning og udsættes for bestråling til uopløseliggørelse af den hydrofile gel. Gellaget er 25 ca. 3 mm tykt. Der tildannes flere multilagsorganer indeholdende fra 2 til 20 lag ved, at gelstrimmelen skæres op i bestemte længder, og det ene lag anbringes oven på det andet med "Mylar"folien mellem lagene. Den lagvis opstablede gel indesluttes derpå i en pose af polyethylen med en tykkelse på 30 ca. 0,04 mm. Køleorganet anbringes derpå i fryseafdelingen af et køleskab, indtil det er frosset helt igennem. Efter at være udtaget herfra deformeres det flade flerlagsorgan let til antagelse af mange forskellige faconer, alt efter omgivelsernes form, som bevares efter optøning til stuetemperatur. Sær-35 deles effektiv afkøling pr. overfladeenhed opnås ved denne udbredte kontakt.