Охлаждающие изделия и способы

Охлаждающие изделия и способы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Данная заявка не является предварительной и испрашивает приоритет заявки на патент США № 61/232565, поданной 10 августа 2009 г., заявки на патент США № 61/232564, поданной 10 августа 2009 г., и заявки на патент США № 61/232677, поданной 10 августа 2009 г.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Криотерапия определяется как терапевтическое наложение на тело вещества или продукта, который охлаждает тело, приводя к сниженной температуре ткани.

Компрессия часто используется в сочетании с криотерапией. Выгоды компрессии могут включать улучшенный контакт между кожей и источником холода, более значительное уменьшение притока крови к охлаждаемой области и эффект повышенной изоляции, которые могут дополнительно снизить температуру ткани. Компрессия может также содействовать борьбе с образованием отека, который может возникнуть после повреждения или вследствие микротравмы, нанесенной во время тяжелой физической тренировки.

Криотерапия, или терапия холодом, может уменьшить боль, метаболизм и мышечный спазм, таким образом, минимизируя воспалительную реакцию и улучшая восстановление после травмы мягких тканей.

Для осуществления криотерапии доступны различные способы, такие как применение пакетов со льдом, полотенец со льдом, ледяного массажа, охлаждающих аэрозолей, погружения в холодные среды, охлаждающих газов и надувных иммобилизационных шин. Для криотерапии также используются одноразовые мешочки с реагентами, охлаждающими в результате химической реакции, и повторно используемые пакеты с криогелем. Одноразовый мешочек представляет собой гибкий пластиковый мешок, который содержит два химических агента, которые вступают в контакт только при сдавливании мешка. Это действие вызывает разрыв внутренней пластиковой мембраны, обеспечивая возможность смешивания двух химических агентов, вызывая эндотермическую реакцию. Эффект возникающего в результате холода не длительный, и продукт нужно выбросить после однократного применения. Ввиду их потенциально крайне низких температур (достигающих -20°C), пакеты, заполненные замороженным криогелем или гелем, следует применять с крайней осторожностью, и пользователь должен всегда прокладывать полотенце между гелем и кожей для ограничения возможного обморожения кожи, повреждения нервов и увеличенного отека и воспаления. Применяются также холодные обертки из пенистого геля с открытыми ячейками, но они имеют несколько ограничений, включающих неприятие потребителями мелких подобных песку гранул и крупных кусков поливинилалкоголя (PVA) и частиц PVA/геля, которые выпадают из продукта после открывания и в течение ношения этого продукта.

Соответственно, существует потребность в охлаждающем продукте, который охлаждает тело, не подвергая пользователя воздействию потенциально экстремальных температур, сохраняет свою целостность с течением времени и является предпочтительно повторно используемым.

Имеется также потребность в охлаждающем продукте, который снижает или поддерживает температуру предметов, таких как контейнеры для хранения пищевых продуктов и напитков, лекарственных препаратов, связанных с медициной веществ, таких как фармацевтические средства, такие как инсулин и другие биологические препараты, образцы тканей и кровь, который устраняет или снижает потребность в транспортировке льда или ледяной воды и не требует внешнего источника питания или очистки вследствие конденсации, таяния или разбрызгивания.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Иллюстративные варианты осуществления изобретения включают охлаждающие продукты, которые могут применяться для криотерапии и криотерапии с компрессией, используемой при лечении разнообразных заболеваний и недомоганий, и могут охлаждать покрытые ткани, содействовать лечению травм и ускорению послеоперационного заживления. Продукты, полученные с использованием описанной технологии, могут обеспечить пользователю способность применять такую криотерапию с небольшим предварительным приготовлением, требуемым для других решений, и часто с меньшим весом. Идеальное применение для таких изобретений включает без ограничения использование у индивидов, занятых пожаротушением, спортом и напряженной работой в среде с повышенной окружающей температурой, как, например, у военнослужащих и при подготовке, и в ситуациях боевых операций.

Описанные охлаждающие продукты могут также применяться для снижения или поддержания температуры бутылок или других контейнеров, которые могут содержать пищевые продукты и лекарственные препараты.

Охлаждающие продукты в целом содержат подложку, пропитанную полимерным гелем. Противомикробный агент может быть включен в продукт. Гель может иметь, например, основу из PVA, PVP (поливинилпирролидона), или смеси PVA/PVA.

Подложки могут быть ткаными, неткаными или трикотажными. В иллюстративном варианте осуществления изобретения охлаждающий продукт представляет собой компрессионную обертку, где подложка представляет собой трикотажное изделие, смесь эластомерного полимера/хлопка, где процентное удлинение подложки больше по длине, чем по ширине. В еще одном иллюстративном варианте осуществления изобретения охлаждающий продукт представляет собой мягкую подушечку, где подложка представляет собой обработанный на иглопробивной машине нетканый полиэфир или смесь полиэфира/вискозы.

Охлаждающий продукт может быть сформирован в другие предметы, такие как обертки для тела, обертки для контейнеров, изделия одежды, такие как, например, жилеты и перчатки, прокладки и одеяла.

Охлаждающий продукт может иметь съемную накладку с одной или обеих сторон и защитное покрытие с одной или обеих сторон.

Изобретение, кроме того, включает способы получения охлаждающих продуктов. В иллюстративном варианте осуществления изобретения способ включает воздействие на пористую подложку первым водным раствором, состоящим из одного или более полимеров, противомикробного агента, создающего или усиливающего образование геля агента, и остальной части, представляющей собой по существу воду. Затем на увлажненную подложку воздействуют вторым водным раствором, состоящим из неорганического коагулирующего агента, противомикробного агента, пластификатора и остальной части, представляющей собой по существу воду. Затем пропитанную подложку сушат и формируют, например выкройкой методом вырубания, в желательный продукт.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Иллюстративный способ производства и конечные иллюстративные продукты можно понять со ссылкой на следующие чертежи.

На фиг.1 изображен процесс погружения в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.2 представляет вид в перспективе криотерапевтической охлаждающей обертки в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.3 представляет собой увеличенный фрагментарный вид в разрезе, сделанном по существу по линии II-II на фиг.2, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.4 иллюстрирует один вариант наложения криотерапевтической охлаждающей обертки в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.5 иллюстрирует другую криотерапевтическую охлаждающую обертку в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.6 представляет собой вид в перспективе криотерапевтического жилета в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.7 представляет собой увеличенный фрагментарный вид в разрезе, сделанном по существу по линии II-II на фиг.1, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.8 представляет собой увеличенный фрагментарный вид в перспективе, иллюстрирующий тонкую ткань, прикрепленную к подложке для усиления впитывания воды с поверхности кожи, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.9 иллюстрирует полученный выкройкой способом вырубки предмет одежды в виде жилета с застежками Velcro в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.10 иллюстрирует другое криотерапевтическое изделие в форме предмета одежды в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.11 иллюстрирует продукт в виде обертки для контейнера в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.

На фиг.12 показана повязка на кисть в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.

На фиг.13 изображена рукавная обертка в соответствии с еще одним иллюстративным вариантом осуществления изобретения.

На фиг.14 изображена повязка на кисть в соответствии с еще одним иллюстративным вариантом осуществления изобретения.

На фиг.15 изображено одеяло в соответствии с еще одним иллюстративным вариантом осуществления изобретения.

На фиг.16 изображена прокладка в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.

На фиг.17 показаны слои прокладки в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Иллюстративные варианты осуществления изобретения включают залитую в гель подложку на водной основе, которая может быть использована, например, для уменьшения отека и боли вследствие растяжений, синяков, укусов насекомых, мышечных судорог, головных болей, дегенеративных заболеваний суставов, хирургических вмешательств, тендонита, патологических состояний запястного туннеля, лечения ожогов, спортивных травм, артрита, отека, периферического отека, вызванного лекарственными средствами, ушибов костей, теплового стресса/инсульта и синдрома запястного туннеля.

Иллюстративные варианты осуществления изобретения могут иметь одну или более из следующих характеристик: нетоксичность, отсутствие в составе латекса, биологическую разлагаемость, безопасность для окружающей среды, способность поддерживать эффективное охлаждение пораженной области в течение продолжительного периода времени, способность соответствовать рельефу поверхности кожи, посредством этого максимально увеличивая способность отводить тепловую энергию от кожи, способность охлаждаться для усиленного охлаждения и способность отвода тепла из покрытых областей.

Варианты осуществления изобретения включают охлаждающий продукт, в целом содержащий подложку, пропитанную полимерным гелем (также называемым «желатинизирующим полимером») и имеющую противомикробный агент. Гель может представлять собой, например, гель на основе поливинилалкоголя (PVA), гель на основе смеси PVA/поливинилпирролидона (PVP) или гель на основе PVP.

Охлаждающий продукт, в частности, подходит для применения в качестве обертки для лечения различных травм. Иллюстративная обертка имеет размеры в диапазоне:

ширина: от примерно 1 до примерно 8 дюймов (от 2,54 см до ≈20,3 см);

длина: от примерно 48 до примерно 72 дюймов (от ≈122 см до ≈183 см); и

толщина: от примерно 1/32 дюйма до примерно 1/2 дюйма (от ≈0,8 см до ≈1,27 см).

Для дополнительной терапевтической выгоды продукт может быть сформирован в виде компрессионной обертки. Способность продукта обеспечивать сдавливание в значительной степени зависит от используемого материала подложки. Трикотаж, смесь Спандекса®/хлопка, может использоваться в качестве подложки, если желательно сдавливание. В конкретном варианте осуществления изобретения диапазон процентного содержания Спандекса® в подложке составляет от примерно 1% до примерно 6%. Следует отметить, что Спандекс® может смешиваться с материалами, отличными от хлопка, включая синтетические, натуральные и смеси синтетических/натуральных материалов. Подложка охлаждающего продукта может быть тканой и нетканой, но должна быть пористой для удерживания геля. В альтернативном варианте осуществления изобретения подложка нерастворима в воде, т.е. подложка не растворяется в воде или легко не разрушается после погружения в воду или при контакте с ней. Изобретение включает варианты осуществления, в которых только часть или части подложки пропитаны гелем, а также где вся подложка пропитана гелем.

Другие примеры материалов подложки включают: гидрофильную пену из уретана с открытыми ячейками, мелкими или средними двойными ячейками с минимальной плотностью от 2,7 до 3,7 фунтов/фут³ (от 43,25 кг/м³ до 59,27 кг/м³) и пределом прочности на разрыв от 33,2 до 40,5 фунтов/дюйм² (от ≈1717 мм рт.ст. до 2094,45 мм рт.ст.) при способности удерживания воды от 14 до 22 г/г губчатого материала, полиэфира, смеси хлопка/полиэфира, хлопок, смеси хлопка/Спандекса®, смеси вискозы/полиэфира/Спандекса®, хлопка/джерсовой ткани Спандекса®, эластичных растяжимых перевязочных материалов, смесей нейлона/Спандекса®, смесей Спандекса®/полиэфирной лайкры®, смесей Спандекса®/нейлона/полиэфира/хлопка, смесей хлопка/лайкры®, смесей нейлона/хлопка/полиэфирной лайкры®, смесей других материалов с лайкрой® и/или Спандекса®, смесей нейлона/Спандекса®, полиамида, полиамидных смесей, нетканого полиэфира с добавленным усилителем растяжения, высокоэффективных полиамидных нитей и полимеров, смесей высокоэффективных полиамидных нитей и полимеров, Enkalon®, нити Enka®, смесей нитей Enka®, Verona™ - всех являющихся универсальными проницаемыми тканями, полиэфирных волокон/волоконного твила и любого материала, который имеет хорошие качества проницаемости, и которые могут служить в качестве носителя для геля. В иллюстративном варианте осуществления изобретения ткань подложки состоит из вязаного, ребристого хлопка/Спандекса®, ткани, имеющей рейтинг (сухую массу перед обработкой) в диапазоне от 3 до 12 унций на квадратный ярд (от 102 г/м² до 408 г/м²). Нетканое полиэфирное полотно, имеющее рейтинг (сухую массу перед обработкой) в диапазоне от 2 до 20 унций на квадратный ярд (от 68 г/м² до 680 г/м²), а предпочтительно в диапазоне 3-8 унций на квадратный ярд (102-272 г/м²), также может использоваться для некоторых видов применения. Следует отметить, что когда перечисляется Сандекс® или Лайкра®, то они могут быть замещены другими аналогичными или идентичными эластичными полимерными материалами, такими как материалы, входящие в категорию эластана или эластомерные полимеры.

В иллюстративном варианте осуществления изобретения подложка изготовлена из кругловязаного трикотажа, состоящего из причесанного хлопка 30/1 и Спандекса® 55 денье (уток трикотажа), где хлопковая нить накладывается поверх Спандекса® и производится вязка в джерсовую конструкцию, предпочтительно отделочно-расточная однофонтурная трикотажная машина с 28 иглами на дюйм в цилиндре 30 дюймов. Предпочтительная ткань предназначена для достижения высокой усадки в процессе отбеливания и по длине (основе), и по ширине (утку). Данная усадка обеспечивает возможность отделки ткани с минимальной усадкой по ширине, растягиванием и закручиванием, но с максимальным растягиванием в длину для облегчения процесса обертывания готовым продуктом. Далее в данном иллюстративном варианте осуществления джинсовая ткань Greigh отбеливается до ярко-белого цвета в сопловых эжекторных красильных машинах. Затем отбеленную ткань раздирают по ширине и подвергают тепловой усадке. В этот момент можно также добавить противомикробное средство. Затем на готовую ярко-белую ткань наносится изображение пигментной печатью на машине для печатания цилиндрическими сетчатыми шаблонами, например логотип. Затем ткань с печатным изображением подвергают тепловой усадке до конечной спецификации предпочтительно 60 дюймов полезной ширины, при 8,2 унциях/квадратный ярд (≈279 г/м²).

Общие иллюстративные диапазоны массы и толщины подложки следующие: масса - от примерно 1,0 унции/ярд² (34 г/м²) до примерно 7,5 унций/ярд ² (255 г/м²); толщина = от примерно 0,015 дюйма (≈0,4 мм) до примерно 0,100 дюйма (≈2,54 мм).

Было обнаружено, что пропитка материала перед обработкой добавками, такими как антипирены, смягчители и т.д., имеет преимущество, заключающееся в значительном улучшении сцепления геля с подложкой. Это обеспечивает возможность должного покрытия нитей или волокон гелем. Хотя большинство добавок создают проблему, связанную со сцеплением, было обнаружено, что хорошее сцепление геля может быть получено, даже если подложка была обработана противомикробным агентом перед пропиткой.

Охлаждающий продукт может содержать полимерную съемную накладку, расположенную на пропитанной подложке. Накладка помещается на место после формирования изделия и удаляется для использования изделия. Наладка может быть изготовлена, например, из полиэтилена, полиэтилентерефталата (PET) или другого аналогичного неадгезивного материала или может состоять из трикотажных, тканых и нетканых материалов. Вторая накладка или покрытие может быть расположена, по меньшей мере, на части охлаждающего изделия. Эта накладка также может быть изготовлена из различных материалов, таких как трикотажные, тканые и нетканые материалы. Путем помещения пропитанной подложки между двумя определенными типами накладок изделие может вентилироваться без соприкосновения изделия с кожей пользователя. Пропитанная подложка может наслаиваться на подкладку, например, дрессировкой полосы или листов материала или просто прессованием на место.

Охлаждающее изделие может также включать, по меньшей мере, по части одной стороны пропитанной подложки, покрытие, которое остается на изделии, когда изделие используется. Покрытие может быть изготовлено из материала, который усиливает испарение воды с кожи. Подходят материалы, которые обеспечивают возможность пару проходить в одном направлении, не позволяя жидкости проходить в противоположном направлении. Могут использоваться различные ткани и пластиковые пленки.

Могут использоваться ингредиент, усиливающий охлаждающий эффект, анестетик, ингибитор ультрафиолетового излучения, антипирен, связывающие агенты, антистатические ингредиенты или любая их комбинация, которые добавляются к продукту после пропитки подложки или включаются в один из водных растворов для получения продукта. Ингредиент, усиливающий охлаждающий эффект, может представлять собой, например, ментол или смесь, содержащую ментол. Анестезирующий ингредиент может представлять собой, например, лидокаин или смесь, содержащую лидокаин.

Для некоторых видов применения предпочтительно, чтобы изделие было водонепроницаемым.

Охлаждающее изделие может включать печатное или представленное в другой форме декорирование или информацию на подложке с тем, чтобы они были видны, даже когда подложка пропитана гелем.

Охлаждающее изделие может продаваться с контейнером или мешком для помещения изделия и удерживания и/или восполнения влагосодержания.

Охлаждающее изделие может стерилизоваться и обеззараживаться гамма-излучением.

Способы применения изделий, описанных в настоящей заявке, включают усиление охлаждающей способности изделий и стадий для повторного применения изделия. Вследствие свойств термического охлаждения желатинизированной подложки охлаждающее изделие будет эффективно охлаждать покрытую область, даже когда охлаждающее изделие находится в среде с комнатной температурой. Для усиления охлаждения изделие может помещаться в холодильник перед ношением. Охлаждающее изделие может окунаться в холодную воду или ледяную воду, например, на 2-10 секунд, и в это время термодинамические свойства охлаждения, присущие конечному продукту, обеспечивают возможность обертке проводить температуру холодной воды и/или ледяной воды. (В целом, изделие приобретет температуру холодной воды или ледяной воды и обычно удержит данную температуру в течение периода примерно 30 минут или более.) Для повторного применения изделия могут подвергаться регидратации, например небольшим количеством холодной воды, укупориваться в предпочтительно по существу герметичный контейнер и помещаться в холодильник или храниться при комнатной температуре до следующего применения. Или после ношения охлаждающего изделия в течение нескольких часов его можно перевернуть так, чтобы часть, контактировавшая с телом пользователя, теперь находилась на внешней стороне (в случае обертки, ее можно снова скатать в рулон снаружи внутрь с тем, чтобы самый наружный слой теперь стал самым внутренним слоем); и затем поместить под воду (предпочтительно, холодную воду). После удаления изделия из потока воды, его можно выжать для удаления избыточной воды. Затем охлаждающее изделие может быть возвращено в повторно герметизируемый мешочек или контейнер. Мешочек или контейнер может быть помещен в холодильник или в камеру до тех пор, пока она снова не потребуется. Было продемонстрировано, что при последующих наложениях (от 6 до 8 раз) изделия были эффективны в течение нескольких часов. В иллюстративном варианте осуществления изобретения изделие упаковывается в повторно используемый контейнер или продается в таком контейнере.

Иллюстративные изделия и способы их применения могут снизить температуру кожи от нормы 92-94°F (33,3-34,4°C) до примерно 65-82°F (18,3-27,8°C), в зависимости от продолжительности непрерывного времени использования изделий, или примерно обеспечить степень различия температур 10-20°F (от -12,2 до -6,7°C), которая зависит от исходной температуры обертки.

Ниже описаны величины температуры охлаждающего изделия и тела в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения. Охлаждающее изделие помещается в холодильник, который охлаждает его приблизительно до 39°F (3,9°C). В пределах примерно 5 минут после помещения на тело человека изделие согревается до приблизительно 61,4°F (≈16,5°C), и температура продолжает повышаться через 15-минутные интервалы до следующих величин температуры: 74,9°F (≈25,5°C), 68,0°F (20°C), 65,1°F (18,5°C) и 68,1°F (≈20,1°C). Затем изделие выравнивает температуру на уровне приблизительно 68,1°F (≈20,1°C) и удерживает данную температуру в течение примерно 2 часов применения. При комнатной температуре продукт имеет температуру приблизительно 68,1°F (≈20,1°C), постепенно повышает ее в течение следующих 60 минут до уровня приблизительно 71°F (21,7°C) и продолжает удерживать эту температуру, поскольку процесс испарения продолжает отводить тепло от дермы и охлаждать различные слои кожи и подлежащие ткани в течение следующих 6-8 часов.

Теперь более подробно будут описаны различные компоненты растворов, используемых для пропитки подложки.

Как отмечено выше, иллюстративные гели получают с использованием такого полимера, как PVA, PVP или комбинация PVA и PVP. PVP может представлять собой, например, полимеры BASF Luvitec®. Поверхностное натяжение PVA и смесей PVA/PVP в значительной степени зависит от степени гидролиза. Частично гидролизированные сорта дают растворы с самым низким поверхностным натяжением и более высокой чувствительностью к воде. Чувствительность к воде (разбавление) может дополнительно увеличиваться добавлением сахаров, глицерина, сорбита (также известного как «глюцит»), мочевины и солей, таких как нитрат натрия и хлорид кальция.

PVA доступен с тремя основными диапазонами гидролиза (99+, от 96 до 98 и от 86 до 89%). «Процент гидролиза» представляет собой процентную долю ацетатных групп в исходном материале, поливинилацетата, которые гидролизуются в спиртовые группы. Желательными свойствами полностью гидролизованного спирта, т.е. с гидролизом около 98% или более, являются сниженная чувствительность к воде и увеличенная предельная прочность на разрыв. Частично гидролизованный поливинилалкоголь с гидролизом около 88% имеет повышенную чувствительность к воде и представляет собой хороший диспергирующий агент.

PVA в целом гидролизован в диапазоне от примерно 96% до примерно менее чем 100%, при определенном варианте осуществления изобретения, включающем PVA, который гидролизован примерно на 99%. Хотя диапазон и степень указанной выше гидролизации предпочтительны для многих видов применения, изобретение включает сорта PVA со сверхвысокой гидролизацией, полной гидролизацией, промежуточной гидролизацией и сорта с приданной клейкостью.

В иллюстративном варианте осуществления изобретения используется полностью гидролизованный PVA, который обеспечивает возможность присутствия в продукте более высокой степени спиртовых групп и меньшего количества ацетатных групп из материнского соединения. Это усиливает поперечную сшивку молекул бората со спиртом, когда образуется гель, что может привести к получению прочного, однородного продукта.

Достижение состояния желатина может лучше контролироваться при работе с полностью гидролизованным PVA, поскольку его раствор имеет более высокую вязкость, а более высокое преобладание гидроксильных групп может способствовать поперечной сшивке.

Как отмечено выше, можно использовать смесь PVA и PVP. В определенном варианте осуществления изобретения количество PVA больше, чем PVP, на основе массы. Другие иллюстративные смеси включают PVP в количестве от больше примерно 0% масс. до примерно 2% масс., при предпочтительном диапазоне от примерно 0,25% масс. до примерно 1,0% масс., и PVA в количестве от примерно 4% масс. до примерно 10% масс., при предпочтительном количестве для некоторых видов применения, составляющем 6% масс., где % масс. измеряется в отношении всего водного раствора, который будет описан ниже. Другие иллюстративные диапазоны включают: от примерно 4 до примерно 6% масс. PVA и от примерно 5 до примерно 15% масс. PVP.

Иллюстративный диапазон величин K для PVP составляет от примерно 88,0 до примерно 98,0; и от примерно 27,0 до примерно 33,0. Иллюстративный диапазон pH PVP составляет от примерно 3,0 до примерно 9,0. Иллюстративная температура стеклования PVP составляет примерно 180°C. Иллюстративная величина абсорбции влаги при насыщении для PVP (23°C, относительная влажность 75%) составляет примерно 40%.

Химические и физические свойства PVA, PVP и смесей PVA/PVP могут включать: нетоксичность, пригодность для химической переработки, хорошую химическую устойчивость, широкий диапазон кристалличности, хорошую способность образования пленки, полную биоразлагаемость, высокий модуль кристаллов и т.д.

PVP, такой как продаваемый под названием Luvitec® от компании BASF, например, включает гомополимеры и сополимеры винилпирролидона с различной молекулярной массой. Могут использоваться гомополимеры винилпирролидона, такие как продаваемые в виде продукта Luvitec® сорта K. Могут также использоваться сополимеры винилпирролидона и мономеров винилацетата, такие как Luvitec® сортов VA. Указанные продукты могут быть представлены в форме порошка или водных растворов.

Степень клейкости может быть важна при сборке изделия, поскольку это помогает удерживать части вместе и в нужном положении. Важной может быть также надежная адгезия с течением времени. Марки PVP, такие как Luvitec®, обеспечивают хорошую исходную клейкость и хорошую адгезию с течением времени.

В целом, подходит PVP, который имеет низкую токсичность, не раздражает кожу и глаза.

PVP, при поперечной сшивке водой, становится гидрогелем, который особенно приспособлен для видов применения в качестве клеящих агентов для кожи. При помещении на кожу он обеспечивает легкое удаление пропитанной подложки, не причиняя вреда.

PVA или смесь PVA/PVP могут пластифицироваться добавлением агентов, которые удерживают воду.

В целом, растворимый в воде пластификатор для PVA, PVP и смесей PVA/PVP, который не нарушает прозрачность геля, особенно подходит для многих вариантов осуществления изобретения, хотя менее прозрачные или мутные гели входят в объем изобретения. Такие пластификаторы предпочтительно размягчают PVA, PVP и смеси PVA/PVP, обеспечивают желательную клейкость и содействуют получению материала, который легче смывать с одежды.

Такими пластификаторами являются алканы, имеющие от 2 до 5 атомов углерода и от 2 до 3 гидроксильных групп, такие как глицерин; пропиленгликоль; этиленгликоль и диэтиленгликоль; хотя этиленгликоль и диэтиленгликоль могут иметь некоторые токсические свойства. Пластификаторы геля могут содействовать долговечности, блеску, прочности и гибкости продукта. Глицерин (например, по Фармакопее США) особенно полезен в вариантах осуществления изобретения, поскольку он растворим в полимере и уменьшает величину стеклования (Tg). Могут использоваться другие пластификаторы, такие как ацетилированные моноглицериды; алкилцитраты, сорбит, пластификатор DBP (дибутилфталат), выпускаемый компанией Eastman Company, и/или пластификатор Santicizer®, выпускаемый компанией Ferro.

Пластификатор трансформирует PVA или смесь PVA/PVP в гель. Пластификатор добавляется к раствору в таких количествах, чтобы была получена оптимальная степень самоклейкости материала. PVA, PVP или смесь PVA/PVP трансформируется в гель при реакции с неорганическими соединениями за счет химического поперечно сшивающего действия. Гель, который образуется, предпочтительно имеет консистенцию, подобную твердой, является самоподдерживающим и очень гибок и податлив.

Триэтиленгликоль и глицерин могут также использоваться в качестве пластификаторов. Глицерин является хорошим пластификатором, потому что он снижает температуру растворения PVA и повышает точку кипения. Глицерин используется по многочисленным причинам, включая то, что глицерин, в сущности, нетоксичен для окружающей среды и является по существу нетоксичным при попадании внутрь и безвреден для кожи. Он может также увеличить срок хранения продукта.

В дополнение к использованию глицерина или других пластификаторов, PVA, PVP и смеси PVA/PVP могут быть поперечно сшиты с использованием физических методик, таких как тепловая обработка и облучение, или химическими агентами, такими как борная кислота. Химические и механические свойства PVA, PVP и смесей PVA/PVP могут быть значительно изменены поперечной сшивкой. Например, увеличение степени поперечной сшивки может привести к увеличению точки плавления, уменьшению растворимости и увеличению предела прочности на разрыв полученного в результате полимера. В иллюстративном варианте осуществления изобретения борат натрия используется для генерирования поперечной сшивки, посредством этого, повышая прочность, характеристики в качестве антипирена и гибкости готового изделия.

Противопенный агент может быть введен в один или оба водных раствора, используемых для пропитки подложки гелем со скоростью менее чем, например, 1% д/д. Примерами подходящих противопенных агентов являются Antifoaml 16 FG, Drewplus L474, Foamaster KB или Foamaster V.

Добавление бората натрия к смеси PVA/PVP или подложке, обработанной PVA, обычно увеличивает диаметр волокон и увеличивает вязкость раствора. Другие коагулирующие агенты, которые могут использоваться, например, в количестве примерно от 3 до 8% масс., являются фтористоводородная кислота, гексаметилен, гексаэтилен диизоцианат, глиоксал, гликоли, такие как дипропиленгликоль, типы дибензоата, такие как дипропиленгликоль дибензоат и диэтиленгликоль дибензоат, фталаты, такие как дибутилфталат, и жидкие полиэфиры, такие как сложный триэтиленгликолевый полиэфир бензойной кислоты и фталевой кислоты, другие увлажнители включают хлорид кальция, гликоли, глицерин, мочевины, сорбит. Репрезентативные агенты, обеспечивающие клейкость, включают канифоль, смоляной эфир, углеводородные смолы, гидрированную канифоль, канифоль из талового масла, терпеновые смолы и другие агенты, известные в области клеящих агентов на водной основе.

Хотя существует значительное число биоцидов, которые могут эффективно уничтожать микроорганизмы и могут обеспечить очень хорошую консервацию для полимерных эмульсий и других промышленных продуктов, лишь их ограниченное число проявляют приемлемо низкую токсичность для высших организмов, например людей.

В варианте осуществления изобретения используется гидроксиметилглицинат натрия, который представляет собой консервант широкого спектра, такой как 50% раствор Suttocide® A. Раствор предоставляет преимущества растворимого в воде консерванта, а также нейтрализующего агента для кислот/акриловых полимеров. Гидроксиметилглицинат натрия остается активным при pH, достигающем 12, и может использоваться в кислотных условиях при величине pH, достигающей 3,5. Гидроксиметилглицинат натрия активен против грамотрицательных и грамположительных бактерий, дрожжей и плесени, даже при низких концентрациях, обеспечивающих эффективную по затратам консервацию.

Другим примером противомикробных агентов является хлоргексидин. 5% раствор хлоргексидина диглюконата по Фармакопее США представляет собой водный раствор 20% хлоргексидина диглюконата по Европейской Фармакопее. 2-5% хлоргексидин оказывает достаточный бактерицидный эффект и активен против обычных грамположительных и грамотрицательных бактерий и грибов. Данные или любые другие из следующих агентов могут добавляться к водным растворам, например, в количестве примерно 2-5% масс. хлоргексидина диглюконата, смешанного с 70% изопропиловым спиртом или 60% этиловым спиртом, смеси хлоргексидина диглюконата и октенидина дигидрохлорида или другие смеси хлоргексидина, триклозан, PCMX (парахлорметаксиленол), соединения фенола (карболовой кислоты) или смесь 70% изопропилового спирта или 60% этилового спирта или тимола (также известного как 2-изопропил-5-метилфенола), 4-изопропил-3-метилфенол или любая концентрация изопропилметилфенола или любая концентрация смеси тимола и карвакрола (цимофенола), Dow Chemical Kathon® LX 1400, нуосепт®, протектол и асептрол, выпускаемые компанией BASF, например, наряду с аналогичным образом полученными противомикробными агентами, и конечный наноцидный противомикробный агент. Дополнительные примеры противомикробных агентов включают сульфадиазин серебра, 0,5% раствор нитрата серебра % масс., или 5% раствор мафенида ацетата (сульфамилона) % масс., мупироцин (бактробан) или нистатин.

Для усиления охлаждающего эффекта на кожу, к одному или обоим водным растворам могут добавляться 1-7% об./масс. масла ментола, кристаллов ментола (экстракт Mentha arvensis, кристаллизованный быстрым замораживанием или аналогичный) и/или ментоловые смеси, предпочтительно, 3%. Могут использоваться другие усилители охлаждающего эффекта, которые химически запускают чувствительные к холоду рецепторы в коже для обеспечения охлаждающего ощущения.

Кроме того, может добавляться от примерно 1% масс. до примерно 5% масс. анестетика, такого как лидокаин (ксилокаин), ланакан, дибукаин, оксибупрокаин, прамоксин, пропаракаин, проксиметакаин или другой местный анестетик. Сложные эфиры бензоатов, включая бензокаин, бензокаин и ментол, тетракаин (также называемый аметокаином) и бутамбен пикрат представляют собой другие местные анестетики, которые могут использоваться. Эти агенты могут добавляться к одному или обоим из водных растворов. Местные анестетики могут устранять зуд, обеспечивать нечувствительность нервных окончаний и могут обеспечить местное обезболивание.

Подложка может содержать текст, обозначения и/или картинки, диаграммы и тому подобные изображения (далее в настоящем описании именуемые «печатью», где термин не обозначает конкретный процесс нанесения «печатного изображения» на подложку, но просто используется в качестве стенографии), которые будут видны даже после пропитки подложки. Процесс «печати» и типографские краски должны быть совместимы с процессом пропитки и сопутствующими материалами. Возможно также, что текст, обозначения, картинки и т.д. являются отдельным компонентом, который прикрепляется к подложке или перед процессом пропитки гелем или во время него. Печать может быть чисто декоративной или предоставлять информацию о применении и преимуществах изделия. Например, печать может представлять инструкции по применению. Печать может наноситься на подложку, например, трафаретной печатью, печатью матричным каландром, термопечатью или другими способами, а также может быть вплетена или вплавляться в подложку. Печать должна быть устойчивой и способной выдерживать процесс пропитки, включая компоненты используемого раствора.

Подложка может быть предварительно обработана антипиреном, таким как полибромированные дифенилэфиры (PBDE), противопожарный агент поли EMC (этилметилкарбонат) и композиции безопасных антипиренов на основе PVA и PVA, окисленного KMnO₄ (органические полимеры, образующие уголь) или ор