[发明专利]用于热可成形材料的加热剂

说明书

相关申请

本申请要求2015年4月7日提交的美国临时专利申请No.62/143889的优先权，该美国临时专利申请的内容通过引用明确地并入这里。

技术领域

本发明涉及一种热可成形物品和其部件，并且更具体地涉及一种具有加热剂的热可成形物品，该加热剂利用水和反应物来产生成形该物品所需的热。

背景技术

热可成形物品典型地当热源被施加到它们时变成可模制的或可成形的。在一些已知物品中，加热剂或类似物可以与该物品一起被包括或连接到该物品。例如，授予可再充电电池公司的美国专利公开No.2015/0257917和No.2015/0257918公开呈夹板的形式的热可成形物品，其中该物品包括加热剂，该加热剂连接到该物品的外部。用于热可成形物品的加热剂典型地为氧激活的加热剂，如关于可再充电电池公司的印刷的出版物中描述的那些。

使用其它化学反应的热源可以用于产生热，该热可以用于将热可成形物品加热到可成形温度。当例如具有比晶格能高的水合能的无机盐水合时，释放呈热的形式的能量。这种情况中的可用的水合热将取决于盐的选择和该盐的最终水合程度。因此，当想要产生足够的热以使热可成形材料可模制，而同时避免可能烧伤热可成形材料的用户的过热温度时，盐的小心选择和盐对水的适当比率是关键考虑因素。

使用利用盐和水来产生热的热源的另外问题是，组合的盐和水可能产生不合需要的湿的粘性的物质，该物质可能使用户过敏并且是不舒适的。一旦配合到用户或者如果结合盐和/或水使用芯吸或织物层，从热可成形材料洗去作为结果的物质可能是困难的。

取决于用于加热装置的盐和如相对湿度的位置参数，该盐也可能继续从空气吸收水。水的继续吸收可能引起盐继续产生热，同时在水被吸收时变得更重。继续加热可能导致高于希望温度或热可成形材料的延长的硬化时间。

本发明被提供用来解决这些和其它问题。

发明内容

本发明涉及一种热可成形物品，该热可成形物品包括热可成形本体和热源，其中反应物或加热剂材料(如例如水和无水盐)的溶液在希望的加热时间混合在一起以便产生热。所用的加热剂材料(诸如，如无水MgCl₂的盐)的水合能应当大于晶格能，当该加热剂材料和水混合时，这将引起能量的爆发(作为热被释放)。

为了避免过早的或不希望的加热，水和加热剂材料(即，盐)应当被分离地存储和运输，并且仅在希望的加热时间被引入到彼此。增稠剂可以被添加到加热剂材料和/或水以增加粘性。蜡材料可以被引入到加热剂材料和/或水以增加该系统存储能量和热较长时间段的能力。

也设想包装的部分可以部分地包括液体不可渗透的、气体可渗透的薄膜，诸如闪纺高密度聚乙烯纤维。虽然可以使用分隔开的水小袋，但也设想水可以通过其它手段被施加，诸如将水倾倒到热可成形物品上。盐、水、增稠剂和/或蜡的量和类型将确定最终混合物的热。

本发明的加热元件利用溶解焓(水合热)来提供热。例如，在一些情况中，当无水盐与水混合时，在其溶解时释放能量。放出的热可以用于加热热可成形产品。无水氯化镁(MgCl₂)是当它被弄湿时变得相当热的盐的例子。

根据本发明的一个方面，提供一种热可成形物品。该热可成形物品包括热可成形本体，该热可成形本体使用以下材料被构造，该材料在热可成形温度之下的温度是刚性的并且当被加热到至少与热可成形温度一样高的温度时变成可成形的。可以使用例如在140华氏度、160华氏度等等变成热可成形的材料。可以用于产生该本体的材料的例子包括但不限于聚乳酸(PLA)聚合物，乙酸丁酸纤维素，聚已酸内酯，乙烯醋酸乙烯酯，聚己内酯，聚羟基丁酸，聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯及其组合。

该热可成形物品还包括加热剂材料，当加热剂材料被激活时，该加热剂材料与该本体热接触。一旦加热剂材料被激活就由加热剂材料产生的热由加热剂材料的溶解焓提供。

为了激活加热剂材料，热可成形物品可以包括小袋或小包的水。不管如何被容纳，该水应当最初与加热剂材料隔离。一旦组合，该加热剂材料就应当具有加热剂材料、水和任何其它添加物(例如，如蜡或增稠剂)的总组合重量的5％和20％之间的重量。加热剂材料应当被选择使得当水与其组合时它变成激活的。