Kühlvorrichtung zur Kühlung von OberflächenCooling device for cooling surfaces
Beschreibungdescription
Gegenstand der Erfindung ist eine Kühlvorrichtung zum Kühlen einer Oberfläche, im Wesentlichen durch Verdunstungskälte, wobei die Kühlvorrichtung mindestens eine Kammer aufweist mit einer inneren Lage, die während der Kühlung an der Kühlflächenseite anliegt, sowie mit einer äußeren Lage, die von der Kühlfläche abgewandt ist und mit einem Kühlmedium, das in der Kammer zwischen innerer und äußerer Lage angeordnet ist, wobei das Kuhlmedium ein Hydrogel aufweist, das im trockenen Zustand ein Granulat bildet, Wasser bindet und im mit Wasser geladenen Zustand das Wasser durch Verdampfen unter Erzeugung von Verdunstungskälte freisetzt.The invention relates to a cooling device for cooling a surface, essentially by means of evaporative cooling, the cooling device having at least one chamber with an inner layer which bears against the cooling surface side during cooling, and with an outer layer which faces away from the cooling surface and with a cooling medium which is arranged in the chamber between the inner and outer layer, the cooling medium having a hydrogel which forms granules in the dry state, binds water and releases water in the state loaded with water by evaporation to produce evaporative cooling.
Es sind verschiedene Vorrichtungen zur Kühlung bekannt. So können beispielsweise Lappen oder Tücher mit Wasser getränkt werden und auf die zu kühlende Fläche aufgelegt werden. Diese haben den Nachteil, dass die .Kühlwirkung nach relativ kurzer Zeit, sobald das Tuch getrocknet ist, nachlässt. Außerdem sind solche Auflagen feucht und werden daher häufig als unangenehm und unpraktisch empfunden.Various cooling devices are known. For example, rags or cloths can be soaked in water and placed on the surface to be cooled. These have the disadvantage that the . Cooling effect wears off after a relatively short time as soon as the cloth has dried. In addition, such pads are damp and are therefore often perceived as uncomfortable and impractical.
Herkömmliche Kühlauflagen enthalten deshalb meistens eine Flüssigkeit, ein Gel oder ein anderes Material, das im Kühl- oder Gefrierschrank vorgekühlt wird. Solche Kühlpads oder Kühlkissen, wie sie beispielsweise in der DE 299 20 079 U1 beschrieben werden, sind somit nicht kurzfristig einsetzbar und können auch nicht transportiert und über längere Zeit einsetzbar gehalten werden, sondern bedürfen einer vorherigen Kühlung und kühlen Lagerung.Conventional cooling pads therefore mostly contain a liquid, a gel or another material that is pre-cooled in the refrigerator or freezer. Such cooling pads or cooling cushions, as are described, for example, in DE 299 20 079 U1, can therefore not be used at short notice and cannot be transported and kept in use for a long period of time, but require prior cooling and cool storage.
Aus der US 5,785,980 ist eine Kühlvorrichtung zur Kühlung von Personen bekannt, die ein hydriertes Gel enthält. Das Gel gibt Wasser in Dampfform ab und kühlt durch Ver- dunstungskälte.From US 5,785,980 a cooling device for cooling people is known, which contains a hydrogenated gel. The gel releases water in vapor form and cools through evaporative cooling.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die - insbesondere ohne Vorkühlung in einem Kühl- oder Gefrierschrank - einen guten Kühlungseffekt aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Kühlvorrichtung zum Kühlen einer Oberfläche im Wesentlichen durch Verdunstungskälte, wobei die Kühlvorrichtung mindestens eine Kammer aufweist mit einer inneren Lage, die während der Kühlung an der Kühlfläche anliegt, sowie mit einer äußeren Lage, die von der Kühlfläche abgewandt ist und mit einem Kühlmedium, das in der Kammer zwischen innerer und äußerer Lage angeordnet ist, wobei das Kühlmedium ein Hydrogel aufweist, das im trockenen Zustand ein Granulat bildet, Wasser bindet und im mit Wasser geladenen Zustand das Wasser durch Verdampfen unter Erzeugung von Verdunstungskälte freisetzt, wobei dieThe invention has for its object to provide a cooling device of the type mentioned, which - in particular without pre-cooling in a refrigerator or freezer - has a good cooling effect. The object is achieved according to the invention by a cooling device for cooling a surface essentially by evaporative cooling, the cooling device having at least one chamber with an inner layer which bears against the cooling surface during cooling, and with an outer layer which faces away from the cooling surface and with a cooling medium which is arranged in the chamber between the inner and outer layer, the cooling medium having a hydrogel which forms granules in the dry state, binds water and releases water in the state loaded with water by evaporation to produce evaporative cooling, being the
Oberfläche der inneren und/oder der äußeren Lage zur Verbesserung der Kühlwirkung der Kühlvorrichtung eine dreidimensionale Struktur aufweist.Surface of the inner and / or the outer layer to improve the cooling effect of the cooling device has a three-dimensional structure.
Innere und äußere Lage sind im Rahmen dieser Anmeldung jeweils relativ zur zu kühlenden Fläche, d.h. zur Kühlfläche, zu verstehen. Als innere Lage ist jeweils die Seite der Kühlvorrichtung bezeichnet, die zur zu kühlenden Fläche zeigt, als äußere Lage die von der Kühlfläche abgewandte Seite.Within the scope of this application, the inner and outer layers are each relative to the surface to be cooled, i.e. to the cooling surface, to understand. The inner layer is the side of the cooling device which faces the surface to be cooled, and the outer layer is the side facing away from the cooling surface.
Mit einer derartigen dreidimensionalen Struktur ist es möglich, einen Austausch der an die Kühlvorrichtung unmittelbar angrenzenden Luft mit der Umgebungsluft zu fördern. Dieser im Folgenden als Ventilation bezeichnete Luftaustausch führt unter anderem dazu, dass die Luft an der unmittelbaren Kühlflächenoberfläche, die aufgrund der Verdunstung des im Hydrogel gebundenen Wassers einen hohen Feuchtigkeitsgrad aufweist, schneller mit der üblicherweise weniger feuchten Umgebungsluft ausgetauscht bzw. mit dieser vermischt wird. Der Austausch führt wiederum zu einer vermehrten Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit der dann an der Kühlflächenoberfläche unmittelbar angrenzenden, trockeneren Luft und damit zu einer optimalen Kühlwirkung des Hydrogels.With such a three-dimensional structure, it is possible to promote an exchange of the air immediately adjacent to the cooling device with the ambient air. This air exchange, hereinafter referred to as ventilation, means, among other things, that the air on the immediate cooling surface, which has a high degree of moisture due to the evaporation of the water bound in the hydrogel, is exchanged or mixed with the usually less humid ambient air more quickly. The exchange in turn leads to an increased moisture absorption capacity of the drier air which is then immediately adjacent to the cooling surface and thus to an optimal cooling effect of the hydrogel.
Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung hat vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Beispielsweise kann sie zum Kühlen von Körperteilen/Körperteilbereichen von Menschen oder Tieren oder zum Kühlen von Gegenständen dienen. Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung kann auch in Form eines Behältnisses zur Kühlung von Flaschen, Dosen oder dgl. eingesetzt werden. Sie kann Teil einer Kopfbedeckung sein, wie etwa eines Cappys. Sie kann als Kühlband ausgebildet sein, das als Schlüsselband oder als Stirnband getragen wird. Des Weiteren ist eine Kühl-Auflagendecke für Haustiere, ein Halsband für Haustiere, eine Pferde-Kühlgamasche oder -bandage denkbar. Der
Fachmann des Standes der Technik erkennt die vielfältigen speziellen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung.The cooling device according to the invention has many possible uses. For example, it can be used to cool parts of the body / parts of the body of humans or animals or to cool objects. The cooling device according to the invention can also be used in the form of a container for cooling bottles, cans or the like. It can be part of a hat, such as a cappy's. It can be designed as a cooling belt, which is worn as a lanyard or as a headband. Furthermore, a cooling pad for pets, a collar for pets, a horse cooling gaiter or bandage are conceivable. The A person skilled in the art recognizes the various special embodiments of the cooling device according to the invention.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch eine Kühlvorrichtung zum Kühlen einer Oberfläche im Wesentlichen durch Verdunstungskälte, insbesondere gemäß Anspruch 1 , wobei die Kühlvorrichtung mindestens eine Kammer aufweist mit einer inneren Lage, die während der Kühlung an der Kühlfläche anliegt, sowie mit einer äußeren Lage, die von der Kühlfläche abgewandt ist und mit einem Kühlmedium, das in der Kammer zwischen innerer und äußerer Lage angeordnet ist, wobei das Kühlmedium ein Hydrogel aufweist, das im trockenen Zustand ein Granulat bildet, Wasser bindet und im mit Wasser geladenen Zustand das Wasser durch Verdampfen unter Erzeugung von Verdunstungskälte freisetzt, wobei eine Mehrzahl von mit Hydrogel gefüllten Kammern vorgesehen ist, wobei benachbarte Kammern unter Bildung eines in Draufsicht flächigen Zwischenbereichs miteinander verbunden sind, der im mit Wasser beladenen Zustand der Kühlvorrichtung bei Anlage derselben an eine Kühlfläche von der Kühlfläche beabstandet ist.The object of the invention is also achieved by a cooling device for cooling a surface essentially by evaporative cooling, in particular according to claim 1, wherein the cooling device has at least one chamber with an inner layer which bears against the cooling surface during cooling, and with an outer layer which faces away from the cooling surface and with a cooling medium which is arranged in the chamber between the inner and outer layer, the cooling medium having a hydrogel which forms granules in the dry state, binds water and in the state loaded with water the water passes through Evaporation releases with the generation of evaporative cooling, wherein a plurality of chambers filled with hydrogel is provided, adjacent chambers being connected to one another to form a planar intermediate region which, when the cooling device is loaded with water, is in contact with a cooling surface of the cooling device hlfläche spaced.
Durch eine derartige, erfindungsgemäße Beabstandung der Zwischenbereiche der Kühlvorrichtung von der Kühlfläche, beispielsweise von der Haut einer Person, wird eine möglichst geringe Auflagefläche der Kühlvorrichtung auf der Haut erzielt, was ebenfalls die oben beschriebene Ventilation befördert und damit die Kühlung verbessert. Des Weiteren wird einem "Kleben" der Kühlvorrichtung auf der Haut, insbesondere bei sehr warmen und feuchten Wetterbedingungen, entgegengewirkt.By such a spacing according to the invention of the intermediate areas of the cooling device from the cooling surface, for example from the skin of a person, the smallest possible contact surface of the cooling device on the skin is achieved, which likewise promotes the ventilation described above and thus improves the cooling. Furthermore, a "sticking" of the cooling device on the skin is counteracted, particularly in very warm and humid weather conditions.
Ähnliche Effekte werden erzielt, wenn die Oberfläche insbesondere der inneren Lage derart strukturiert ist, dass bei Anlage der Kühlvorrichtung an eine im Wesentlichen glatte Kühlfläche weniger als 90%, vorzugsweise weniger als 70%, besonders bevorzugt weniger als 50% der Lage die Fläche berühren.Similar effects are achieved if the surface of the inner layer in particular is structured such that when the cooling device is in contact with an essentially smooth cooling surface, less than 90%, preferably less than 70%, particularly preferably less than 50% of the layer touch the surface.
Unter einer dreidimensionalen Struktur wird hier eine dreidimensionale Textilstruktur verstanden, mit der es bei der Herstellung möglich wird, unterschiedliche Strukturen und Eigenschaften wie Dehnung, Festigkeit und Materialien einzuarbeiten, d.h. wird das Material auf eine Fläche aufgelegt, so liegen weniger als 90 %, bevorzugt weniger als 70 %, insbesondere bevorzugt weniger als 50% des Materials flach auf der Fläche auf.
Bevorzugt weist das Material eine Struktur ähnlich einer Wellenkammfolge auf. Das erhöht die Funktion der Wasserdampfaufnahme und verbessert die Ventilation beträchtlich. Wenn das ausgewählte Material per se noch keine ausreichend strukturierte Oberfläche bietet, kann diese z.B. mit dem in der Textiltechnik bekannten . Schmirgeln erreicht werden. Weitere, für den Einzelfall auszuwählende Techniken, die zu einer nicht planen Oberfläche führen, sind beispielsweise punktuelles oder rasterähnliches Prägen, Lasern, Beschichten. Diese Art der Oberflächenform verhindert wie schon beschrieben das sogenannte Aufklatschen der textilen, schweißnass gewordenen Textiloberfläche auf der Haut von Menschen und Tieren, was den Tragekomfort beim Schwitzen wesentlich erhöht. Ansonsten würden nämlich die Thermorezeptoren in der Haut dem Gehirn einen Kältereiz signalisieren, aus dem Schwitzen abgeleitet werden würde. Daher sind die bevorzugten Textilien nicht glatt gestaltet, sondern mit einer gewissen Struktur, die den direkten Hautkontakt auf wenige Stellen pro Flächeneinheit begrenzt. Erreicht wird dies neben den o.a. Verfahren durch sehr kleine "Abstandshalter", gebildet durch abstehende Fäserchen aus den Garnen oder rippenartige Maschenkonstruktionen. Endlose (Filament-) Garne erhalten durch Texturieren diese "Abstandhalter". Die innere und/oder die äußere Lage kann daher auch eine raue und/oder texturierte Oberfläche aufweisen.A three-dimensional structure is understood here to mean a three-dimensional textile structure with which it is possible to incorporate different structures and properties such as elongation, strength and materials during manufacture, i.e. if the material is placed on a surface, less than 90%, preferably less than 70%, particularly preferably less than 50% of the material flat on the surface. The material preferably has a structure similar to a wave crest sequence. This increases the function of water vapor absorption and considerably improves ventilation. If the selected material does not yet offer a sufficiently structured surface per se, this can be done, for example, with the one known in textile technology. Sanding can be achieved. Other techniques to be selected for the individual case that lead to a non-planar surface are, for example, selective or grid-like embossing, lasering, coating. As already described, this type of surface shape prevents the so-called splashing of the textile surface, which has become soaked in sweat, onto the skin of people and animals, which significantly increases the wearing comfort when sweating. Otherwise, the thermal receptors in the skin would signal a cold stimulus to the brain, from which sweating would be derived. Therefore, the preferred textiles are not smooth, but with a certain structure that limits direct skin contact to a few places per unit area. In addition to the above-mentioned processes, this is achieved by very small "spacers", formed by protruding fibers from the yarns or rib-like mesh constructions. Endless (filament) yarns get these "spacers" by texturing. The inner and / or the outer layer can therefore also have a rough and / or textured surface.
Bevorzugt weisen die flächigen Zwischenbereiche zwischen den hydrogelgefüllten Kammern kein Hydrogel auf. Wenn die Zwischenbereiche zwischen Kammern als Zwischenkammern ausgebildet sind oder Zwischenkammern aufweisen, so können letztere Verbindungslöcher und/oder Verbindungskanäle aufweisen, die eine Verbindung der Hohlräume mit der Umgebungsluft schaffen. Die Löcher sorgen dafür, dass aus den Zwischenkammern Luft entweichen kann, falls die Kühlvorrichtung im nicht mit Wasser beladenen Zustand platzsparend verpackt werden soll. Die Löcher und/oder Verbindungskanäle sind vorzugsweise an der von der Kühlfläche abgewandten Zwischenkammerseite angeordnet.The flat intermediate areas between the hydrogel-filled chambers preferably have no hydrogel. If the intermediate regions between chambers are designed as intermediate chambers or have intermediate chambers, the latter can have connecting holes and / or connecting channels which create a connection between the cavities and the ambient air. The holes ensure that air can escape from the intermediate chambers if the cooling device is to be packed in a space-saving manner when it is not loaded with water. The holes and / or connecting channels are preferably arranged on the intermediate chamber side facing away from the cooling surface.
In einer anderen Ausführungsform weisen die Zwischenbereiche zwischen den hydrogelgefüllten Kammern insbesondere flächige Zwischenstege auf. Die Zwischenstege können dabei durch die innere und äußere Lage gebildet sein. Vorzugsweise sind sowohl die Kammern als auch die Zwischenstege durch jeweils insbesondere parallel zueinander angeordnete, linienartige Verbindungen, wie etwa Nähte, der inneren und äußeren Lage gebildet.
Die Stege können grundsätzlich auch andere Formen aufweisen, sie können beispielsweise als dünne Verbindungsschnüre oder Verbindungsketten ausgebildet sein, die die einzelnen hydrogelgefüllten Kammern miteinander verbinden. Falls diese ausreichend dünn ausgeführt sind, könnten sie im Einsatz sogar an der Kühlfläche anliegen und dennoch würde ein ausreichender, die Kühlung verbessernder Ventilationseffekt erzielt werden.In another embodiment, the intermediate areas between the hydrogel-filled chambers have, in particular, flat intermediate webs. The intermediate webs can be formed by the inner and outer layer. Both the chambers and the intermediate webs are preferably formed by line-like connections, such as seams, of the inner and outer layers, which are in particular arranged parallel to one another. The webs can in principle also have other shapes, for example they can be designed as thin connecting cords or connecting chains which connect the individual hydrogel-filled chambers to one another. If these are made sufficiently thin, they could even be in contact with the cooling surface in use, and nevertheless a sufficient ventilation effect which would improve the cooling would be achieved.
Weiter kann ein Außensaum der Kühlvorrichtung vorgesehen sein, der wellen- oder zickzack-förmig verläuft und/oder mit an den Längs- und oder Querseiten der Kühlvorrichtung angeordneten Löchern versehen ist.Furthermore, an outer seam of the cooling device can be provided, which runs in a wave or zigzag shape and / or is provided with holes arranged on the longitudinal and / or transverse sides of the cooling device.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann die innere und/oder die äußere Lage und/oder das Kühlmedium, insbesondere das Hydrogel, antimikrobiell ausgerüstet sein. Unter antimikrobiell ausgerüstet im Sinne der Erfindung wird verstanden, dass die Kühlvorrichtung geruchshemmend ausgebildet ist und auch bei längerer oder wiederholter Benutzung keinen "Schweißgeruch" oder Modergeruch zeigt. Die nach Gebrauch bei frischluftarmer Lagerung der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung möglicherweise entstehende Geruchsbildung lässt sich durch gezielte Auswahl der Materialien der Kühlaufiage, die beispielsweise mit speziellen Hemmstoffen ausgerüstet sind, vermeiden. In gleicher Weise können Materialien ausgewählt werden, die durch spezielle Ausrüstung eine Stockflecken- und Geruchsbildung infolge Mehltaus der gelagerten fertigen Kühlauf- iagen verhindern. Für die im Rahmen dieser Erfindung nutzbaren Materialien ist es wichtig, dass sie zwar das Wachstum und die Vermehrung der geruchsbildenden Mikro- Organismen behindern, aber Mensch oder Tier nicht schädigen.In a special embodiment of the invention, the inner and / or the outer layer and / or the cooling medium, in particular the hydrogel, can be antimicrobial. Antimicrobial in the sense of the invention means that the cooling device is designed to inhibit odor and shows no "sweat smell" or moldy smell even after prolonged or repeated use. The possible formation of odors after use when the cooling device according to the invention is stored in a low-fresh air condition can be avoided by carefully selecting the materials of the cooling arrangement, which are equipped, for example, with special inhibitors. In the same way, materials can be selected which, by means of special equipment, prevent the formation of mold stains and odors as a result of the flour from the stored finished cooling pans. It is important for the materials which can be used in the context of this invention that, although they hinder the growth and multiplication of the odor-forming microorganisms, they do not damage humans or animals.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform können die Hydrogel bildenden Granulate zusätzlich mit Geruchsabsorbentien gecoatet werden und/oder mit Coatings aus funktioneilen Substanzen wie Duftstoffe, Aromen oder dergleichen.In a particularly preferred embodiment, the hydrogel-forming granules can additionally be coated with odor absorbents and / or with coatings of functional substances such as fragrances, flavors or the like.
In einer weiteren Ausführungsform kann die innere und/oder die äußere Lage und/oder das Kühlmedium zur antimikrobiellen Ausrüstung Silber oder Siiberverbindungen enthalten oder damit beschichtet sein. Die innere und/oder die äußere Lage und/oder das Kühlmedium können zur antimikrobiellen Ausrüstung Cyclodexterin oder deren Derivate
enthalten. Cyclodextrine sind zyklische Zuckermoleküle, die bei einem der genannten Ausrüstungsprozesse beispielsweise mit dem Textil fixiert werden. Sie können verschiedenste Additive aufnehmen und nach deren Abgabe (beispielsweise durch Waschen) wieder beladen werden. Als Trägermaterial für Additive eignen sich ferner Chitosan-Kapseln, Phospholipide usw.In a further embodiment, the inner and / or the outer layer and / or the cooling medium for antimicrobial finishing can contain or be coated with silver or silver compounds. The inner and / or the outer layer and / or the cooling medium can be used for antimicrobial finishing cyclodexterin or its derivatives contain. Cyclodextrins are cyclic sugar molecules that are fixed with the textile in one of the finishing processes mentioned, for example. They can absorb a wide variety of additives and can be loaded again after they have been dispensed (for example, by washing). Chitosan capsules, phospholipids, etc. are also suitable as a carrier material for additives.
Weiter kann die innere und/oder die äußere Lage und/oder das Kühlmedium, insbesondere das Hydrogel, mit Mückenrepellents und/oder Ölen und/oder Geruchsstoppern und/oder Duftstoffen und/oder Mikroorganismen ausgerüstet sein. Weitere erfindungsgemäße Beispiele für geeignete, insbesondere antimikrobiell wirkende Ausrüstungen zur indirekten Geruchsvermeidung bzw. deutlichen Geruchsreduktion sind: - an Aktivkohle gebundenes Silber oder nur Aktivkohle zur irreversiblen Bindung von Geruchsmolekülen, insbesondere an die innere und/oder äußere Lage, insbesondere falls für diese Vliesstoff verwandt wird, - Polymere aus PET/PE mit fest eingelagertem Silber als Zeolith, - insbesondere auf die innere und/oder äußere Lage aufgebrachtes Nano- Silberpulver , - „Sanitized", eine mikrobiostatisch, ggf. antibakteriell wirkende Chemikalie, die beim Extrudieren von PP-Filamenten in diese integriert wird und nicht auswaschbar ist, - Geruchsstopper auf Basis von Cyclodextrinen oder deren Derivate, - Kapseln aus Chitosan mit Aromen u./o. Pflegestoffen befüllt, die beim Tragen (infolge Reibung) freigesetzt werden, - Titandioxid, - Aromen, - photokatalytisch aktive Substanzen.Furthermore, the inner and / or the outer layer and / or the cooling medium, in particular the hydrogel, can be equipped with mosquito repellents and / or oils and / or odor stoppers and / or fragrances and / or microorganisms. Further examples according to the invention for suitable, in particular antimicrobial, equipment for indirect odor avoidance or significant odor reduction are: silver bound to activated carbon or only activated carbon for irreversible binding of odor molecules, in particular to the inner and / or outer layer, in particular if nonwoven is used for this , - Polymers made of PET / PE with embedded silver as zeolite, - In particular nano-silver powder applied to the inner and / or outer layer, - "Sanitized", a microbiostatic, possibly antibacterial chemical that is used when extruding PP filaments is integrated into it and cannot be washed out, - odor stopper based on cyclodextrins or their derivatives, - capsules made of chitosan filled with aromas and / or care substances that are released when worn (due to friction), - titanium dioxide, - aromas, - photocatalytically active substances.
Die erforderlichen Konzentrationen für o.e. Additive sind je nach Problemlösung unterschiedlich, in Abhängigkeit von den erstellten Materialien und den Wirkstoffen.The required concentrations for o.e. Additives vary depending on the solution to the problem, depending on the materials created and the active ingredients.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Kühlmedium, insbesondere zusätzlich zum Hydrogel, 1 bis 50 Gew.-% eines inerten Trägermaterials, vorzugsweise Titandioxid, enthalten. Dieser Füllstoff hat eine positive Wirkung auf die Verteilung des Hydrogels. Weitere geeignete Träger sind Silicagel, Vermiculit, Bentonit, Titanoxid. Die Träger der funktioneilen Komponenten sollen nur schwer oder gar nicht auswaschbar sein, ein
niedriges spezifisches Gewicht haben, inert gegenüber dem Granulat, den insbesondere für die innere und/oder äußere Lage verwendeten Materialien sowie der Haut sein, umweltschonend entsorgt werden können, wobei gleichzeitig niedrige Einstandskosten angestrebt werden. Idealerweise ist das spezifische Gewicht des Füllstoffs kleiner als das spezifische Gewicht des Granulats. Das Trägermaterial soll in der Lage sein, funktionelle Agentien zur Geruchsbindung, Geruchsmaskierung, Duftstoffe, Aromen oder geruchsunterbindende, humanverträgliche Mikroorganismen aufzunehmen. Für ausgewählte Produkte wird bevorzugt Trägermaterial gewählt, das selbst in Lage ist, zusätzlich Wasser oder Wasserdampf einzulagern und über Verdunstung wieder abzugeben. Das gewählte Trägermaterial bietet zudem die Möglichkeit, aufgrund des Mischungsverhältnisses mit dem Hydrogel bildenden Granulat gezielt die bevorzugte Kühiungsintensität in Abhängigkeit von der Wasserverdunstung zu steuern.In a further embodiment, the cooling medium, in particular in addition to the hydrogel, can contain 1 to 50% by weight of an inert carrier material, preferably titanium dioxide. This filler has a positive effect on the distribution of the hydrogel. Other suitable carriers are silica gel, vermiculite, bentonite, titanium oxide. The carriers of the functional components should be difficult or impossible to wash out have low specific weight, are inert to the granules, the materials used in particular for the inner and / or outer layer and the skin, can be disposed of in an environmentally friendly manner, while at the same time low acquisition costs are aimed for. Ideally, the specific weight of the filler is less than the specific weight of the granulate. The carrier material should be able to absorb functional agents for odor binding, odor masking, fragrances, aromas or odor-suppressing, human-compatible microorganisms. For selected products, the preferred carrier material is itself capable of storing water or water vapor and releasing it again by evaporation. The selected carrier material also offers the possibility, based on the mixing ratio with the hydrogel-forming granulate, of specifically controlling the preferred cooling intensity as a function of the water evaporation.
Der Fachmann kann die Mengenzugabe des jeweils geeigneten Trägerstoffes frei wählen, unter Berücksichtigung der Haupteigenschaften des Fertigproduktes, eine häufig wiederholbare Kühlung zu ermöglichen.The person skilled in the art can freely choose the amount of the appropriate carrier, taking into account the main properties of the finished product, to enable cooling to be repeated frequently.
Titandioxid (TiO2), insbesondere in Nanopartikelgröße, wird bevorzugt auf das hydrogelbildende Granulat oder das resultierende Hydrogel aufgebracht. Alternativ kann es als Zusatz zur Wasserphase für die Hydrogelbildung eingesetzt werden. Ziel ist jeweils über die Mikrorganismenhemmung eine Geruchsbildung zu vermeiden und ein hygieni- siertes Hydrogel zu erhalten.Titanium dioxide (TiO 2 ), in particular in the size of nanoparticles, is preferably applied to the hydrogel-forming granulate or the resulting hydrogel. Alternatively, it can be used as an additive to the water phase for hydrogel formation. The goal is to avoid odor formation by inhibiting microorganisms and to maintain a hygienized hydrogel.
Titandioxid löst bei Beleuchtung mit UV-Licht bei vielen Stoffen photoelektrochemische Reaktionen aus und vermag nahezu jedes organische Molekül unter Lichteinfluss (Wellenlänge < 390 nm) zu oxidieren. Titandioxid ist korrosionsbeständig, preisgünstig und nicht toxisch. Somit können beispielsweise selbstreinigende Effekte durch Abbau von organischen Verunreinigungen sowie antimikrobielle Wirkungen erzielt werden.Titanium dioxide triggers photoelectrochemical reactions with many substances when illuminated with UV light and is able to oxidize almost any organic molecule under the influence of light (wavelength <390 nm). Titanium dioxide is corrosion-resistant, inexpensive and non-toxic. For example, self-cleaning effects can be achieved by breaking down organic contaminants as well as antimicrobial effects.
Weitere Merkmale und eigenständige Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen sowie der folgenden Darstellung weiterer Ausführungsformen der Erfindung. Wie der Fachmann des Standes der Technik leicht erkennen kann, können dabei sämtliche Merkmale eigenständig oder in Kombination mit anderen Merkmalen die Grundlage für selbstständige Ansprüche bilden.
Im Folgenden werden beispielhaft Ausführungsformen von Teilen, nämlich einzelnen Kammern, erfindungsgemäßer Kühlauflagen dargestellt. Dabei zeigen:Further features and independent aspects of the invention result from the attached claims and the following illustration of further embodiments of the invention. As can easily be recognized by the person skilled in the art, all features can form the basis for independent claims independently or in combination with other features. In the following, exemplary embodiments of parts, namely individual chambers, of cooling pads according to the invention are shown. Show:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine mit Hydrogel gefüllte Kammer einer erfin- dungsgemäßen Kühlvorrichtung,1 shows a cross section through a hydrogel-filled chamber of a cooling device according to the invention,
Fig. 2 zwei benachbarte Kammern einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung mit Zwischenbereich ohne Hydrogel, im Teilquerschnitt,2 two adjacent chambers of a cooling device according to the invention with an intermediate area without hydrogel, in partial cross section,
Fig. 3 zwei benachbarte Kammern einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung mit einer die Kammern verbindenden Zwischenkammer ohne Hydrogel, im Teilquerschnitt, undFig. 3 shows two adjacent chambers of a cooling device according to the invention with an intermediate chamber connecting the chambers without hydrogel, in partial cross section, and
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine "gesteppte" Kühlvorrichtung.Fig. 4 is a plan view of a "quilted" cooling device.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, weist eine Kammer 10 einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung eine innere Lage 11 sowie eine äußere Lage 12 aus flächigem, textilem Material auf, die zur Bildung der Kammer 10 in den jeweiligen Kammerendbereichen 13 miteinander verbunden, insbesondere vernäht sind. Die innere Lage 11 ist im Gebrauch einer nicht dargestellten, zu kühlenden Fläche zugewandt und liegt an dieser an. Zwischen den Lagen 11 , 12, d.h. innerhalb der geschlossenen Kammer 10, ist ein Granulat angeordnet, nämlich ein Hydrogel 14. Die Kühlvorrichtung selbst besteht dabei aus zumindest einer, üblicherweise mehreren, miteinander verbundenen Kammern 10.As shown in FIG. 1, a chamber 10 of a cooling device according to the invention has an inner layer 11 and an outer layer 12 made of flat, textile material, which are connected to one another, in particular sewn, in the respective chamber end regions 13 to form the chamber 10. When in use, the inner layer 11 faces and lies against a surface to be cooled, which is not shown. Between layers 11, 12, i.e. A granulate, namely a hydrogel 14, is arranged inside the closed chamber 10. The cooling device itself consists of at least one, usually several, interconnected chambers 10.
Zur antimikrobiellen Ausrüstung ist das Hydrogel 14 mit antimikrobiell wirksamen Substanzen beschichtet. Zusätzlich ist sowohl in die innere als auch die äußere Lage 11, 12 Silber eingearbeitet, das ebenfalls antimikrobiell wirkt.For antimicrobial finishing, the hydrogel 14 is coated with antimicrobial substances. In addition, silver is incorporated into both the inner and outer layers 11, 12, which also has an antimicrobial effect.
In Fig. 2 sind zwei Kammern 20, 21 einer weiteren Kühlvorrichtung gezeigt. Die Kammern 20, 21 sind wie in Fig. 1 aus einer inneren Lage 22 und einer äußeren Lage 23 gebildet, d.h. zur Bildung der Kammern wurden die innere und die äußere Lage 22, 23 entlang entsprechender Verbindungslinien 26, 27, nämlich Nähten 26 und 27, miteinander verbunden. In den Kammern 20, 21 ist ein Hydrogel 14 angeordnet. Das Hydrogel
befindet sich in der Zeichnung im mit Wasser beladenen, gelartigen Zustand, wodurch die Kammern 20, 21 eine bauchige Form aufweisen. Die beiden Verbindungslinien bzw. Nähte 26, 27 sind parallel zueinander angeordnet und schließen einen in Draufsicht flächigen Zwischenbereich 24 ein. In diesem flächigen Zwischenbereich 24 bilden die innere und die äußere Lage 22, 23 einen flächigen Steg 25. Da zwischen innerer und äußerer Lage 22, 23 innerhalb des Zwischenbereichs kein Hydrogel angeordnet ist, liegen dort die beiden Lagen 22, 23 flach aufeinander. Entsprechend weist die Kühlvorrichtung im mit Wasser geladenen Zustand in diesem Zwischenbereich 24 kein Bauchform auf und ist bei Anlage an eine Kühlfläche von derselben beabstandet.2 shows two chambers 20, 21 of a further cooling device. As in FIG. 1, the chambers 20, 21 are formed from an inner layer 22 and an outer layer 23, ie to form the chambers, the inner and outer layers 22, 23 were formed along corresponding connecting lines 26, 27, namely seams 26 and 27 , connected with each other. A hydrogel 14 is arranged in the chambers 20, 21. The hydrogel is in the drawing in the water-laden, gel-like state, whereby the chambers 20, 21 have a bulbous shape. The two connecting lines or seams 26, 27 are arranged parallel to one another and include an intermediate region 24 which is flat in plan view. In this flat intermediate area 24, the inner and outer layers 22, 23 form a flat web 25. Since no hydrogel is arranged between the inner and outer layers 22, 23 within the intermediate area, the two layers 22, 23 lie flat on one another there. Correspondingly, the cooling device has no belly shape in this intermediate region 24 when it is loaded with water and is spaced apart from the latter when it is in contact with a cooling surface.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform von Kammern 30, 31 mit inneren und äußeren Lagen 33 bzw. 34, in denen ein Hydrogel 14 angeordnet ist. Im in Draufsicht flächigen Zwischenbereich 32 zwischen den Kammern 30, 31 ist eine separate Zwischenkammer 35 ohne Granulat gebildet, die an ihren gegenüberliegenden Enden mit den inneren und äußeren Lagen 33, 34 insbesondere einstückig verbunden ist. Die inneren und äußeren Lagen 33, 34 bilden somit die Unter- bzw. die Oberseiten 38, 39 der Zwischenkammer 35. Weiter weist die Zwischenkammer 35 linke und rechte Wandungen 36, 37 auf, die zugleich die seitlichen, endständigen Wandungen der Kammern 30, 31 bilden. Die Wandungen 36, 37 sind über Nähte 41 mit der inneren bzw. der äußeren Lage verbunden. In der Oberseite 39 der Zwischenkammer 35 sind Durchgangslöcher 40 eingebracht, die eine Verbindung der Zwischenkammer 35 mit der Umgebungsluft schaffen. Das Granulat ist in dieser Fig. 3 in mit Wasser beladenem Zustand dargestellt, d.h. das Hydrogelgranulat liegt als gelartige Masse vor. Das Volumen dieser Masse verursacht die dargestellte bauchige Form der beiden Kammern 30, 31. Die Zwischenkammer 35, auch Ventilationskammer genannt, ist gegenüber den Kammern 30, 31 so dimensioniert, dass deren Unterseite 38 bei Anlage der Kühlvorrichtung an eine nicht dargestellte Kühlfläche von derselben beabstandet ist, was eine erhebliche Ventilationwirkung in diesem Bereich verursacht.FIG. 3 shows a further embodiment of chambers 30, 31 with inner and outer layers 33 and 34, in which a hydrogel 14 is arranged. In the intermediate region 32, which is flat in plan view, between the chambers 30, 31, a separate intermediate chamber 35 without granules is formed, which is connected at its opposite ends to the inner and outer layers 33, 34, in particular in one piece. The inner and outer layers 33, 34 thus form the lower and upper sides 38, 39 of the intermediate chamber 35. Furthermore, the intermediate chamber 35 has left and right walls 36, 37, which at the same time are the lateral, terminal walls of the chambers 30, 31 form. The walls 36, 37 are connected to the inner and outer layers via seams 41. Through holes 40 are made in the upper side 39 of the intermediate chamber 35, which create a connection between the intermediate chamber 35 and the ambient air. The granules are shown in this Fig. 3 in the state loaded with water, i.e. the hydrogel granules are in the form of a gel-like mass. The volume of this mass causes the bulbous shape of the two chambers 30, 31 shown. The intermediate chamber 35, also called the ventilation chamber, is dimensioned with respect to the chambers 30, 31 so that the underside 38 of the cooling device is spaced apart from the latter when the cooling device is in contact is what causes a significant ventilation effect in this area.
Die Löcher 40 sorgen dafür, dass aus der Zwischenkammer 35 Luft entweichen kann, falls die Kühlvorrichtung beispielsweise im nicht mit Wasser beladenen Zustand platzsparend verpackt werden soll.
Die Aktivierung, im folgenden Beladung, des Hydrogeis 14 der Kühlvorrichtung erfolgt durch Benetzung bzw. Tränken des trockenen Granulats 14 in wässriger Lösung, wobei die Wasserkomponente normales Leitungswasser, deionisiertes oder destilliertes Wasser, bevorzugt elektrolytisch behandeltes, sterilisiertes Wasser ist. Hierbei entsteht aus dem Granulat das eigentliche Hydrogel, wobei das Granulat Wasser bindet. Das mit Wasser "geladene" Granulat wird als Hydrogel im Sinne der Erfindung bezeichnet. Als "geladen" wird ein Granulat verstanden, das einen Großteil der maximalen möglichen Menge Wasser aufgenommen hat, vorzugsweise mindestens 90%. Die Kühlauflage, die mit einem "geladenen Granulat", also einem Hydrogel 14 gefüllt ist, befindet sich dann ebenfalls im geladenen Zustand.The holes 40 ensure that air can escape from the intermediate chamber 35 if, for example, the cooling device is to be packed in a space-saving manner when it is not loaded with water. The activation, in the following loading, of the hydrogeis 14 of the cooling device is carried out by wetting or soaking the dry granules 14 in aqueous solution, the water component being normal tap water, deionized or distilled water, preferably electrolytically treated, sterilized water. The actual hydrogel is formed from the granules, whereby the granules bind water. The granules "loaded" with water are referred to as hydrogels in the sense of the invention. "Loaded" is understood to mean granules which have taken up a large part of the maximum possible amount of water, preferably at least 90%. The cooling pad, which is filled with a "loaded granulate", ie a hydrogel 14, is then also in the loaded state.
Vorzugsweise werden als Granulate zur Hydrogelbildung eingesetzt: Stärke, Pectine, Algi- nate, Polymethacrylate, Polyvinylalkohole, Celluloseether, Carboxymethyl-Cellulose und Polypropylenglycol, Copolymer auf Basis von Methylmethacrylat und N-Vinylpyrrolidon.The following are preferably used as granules for hydrogel formation: starch, pectins, alginates, polymethacrylates, polyvinyl alcohols, cellulose ethers, carboxymethyl cellulose and polypropylene glycol, copolymers based on methyl methacrylate and N-vinylpyrrolidone.
Die Ladezeit der Granulate und die zur maximalen Beladung benötigte Wassermenge ist abhängig von der Granulatgröße. Vorzugsweise werden Granulate amorpher Struktur von 0,1 bis 4 mm eingesetzt. Diese nehmen zur maximalen Beladung ca. 200 g deionisiertes Wasser, ca. 110 g übliches Leitungswasser, ca. 30 g physiologischer Kochsalzlösung auf, welche hier annähernd dem üblichen Schweißinhalt nahe kommt. Die Ladezeit ist abhängig von der verwendeten Chemikalie, der Granulatgröße, der Wasserzusammensetzung und den im Einzelfall verwendeten, erfindungsgemäßen Additiven, wobei es dem Fachmann selbst möglich ist, die gewünschten Parameter bezüglich Volumenzunahme und Ladezeit experimentell zu ermitteln. Das im Rahmen der Erfindung bevorzugte Granulat ist insbesondere geeignet, nachdem es nach Verdunstung des Wassers im Hydrogelzustand seine Trockenform und -große zurückbildet und häufig, ca. 30- bis 40-mal, reaktiviert zu werden. Die Erstaktivierbarkeit, die Häufigkeit und Zeitdauer für die Reaktivierbarkeit werden maßgeblich beeinflusst durch Salze, Salzkonzentrationen und Kationenaufnahme während der Produktverwendung und lassen sich dementsprechend nicht genau vorhersagen. Die Kammern sind vorzugsweise mit einer genau definierten Menge Granulat je Kammer gefüllt, so dass im geladenen Zustand eine optimale Volumenausnutzung durch das Hydrogel gegeben ist und die Kühlvorrichtung weiterhin flexibel bleibt. Bevorzugt beträgt die Abweichung der in die Kammern gefüllten Menge weniger als 0,1 g, wobei insbesondere 0,08 bis 0,1 g angestrebt wird. Die
Kühlvorrichtung wird bevorzugt mit sterilem Wasser, vorzugsweise mit genau der zur maximalen Beladung notwendigen Wassermenge, vorgeladen.The loading time of the granules and the amount of water required for maximum loading depends on the size of the granules. Granules of amorphous structure of 0.1 to 4 mm are preferably used. For maximum loading, these take up approx. 200 g deionized water, approx. 110 g normal tap water, approx. 30 g physiological saline solution, which comes close to the usual sweat content. The loading time depends on the chemical used, the granulate size, the water composition and the additives according to the invention used in individual cases, it being possible for the person skilled in the art to experimentally determine the desired parameters with regard to volume increase and loading time. The granulate preferred in the context of the invention is particularly suitable after it has re-formed its dry shape and size after evaporation of the water in the hydrogel state and has to be reactivated frequently, approximately 30 to 40 times. The initial activatability, the frequency and the duration of the reactivability are significantly influenced by salts, salt concentrations and cation intake during product use and can therefore not be predicted exactly. The chambers are preferably filled with a precisely defined amount of granules per chamber, so that in the loaded state there is optimal volume utilization by the hydrogel and the cooling device remains flexible. The deviation of the amount filled into the chambers is preferably less than 0.1 g, with 0.08 to 0.1 g being particularly sought. The The cooling device is preferably preloaded with sterile water, preferably with exactly the amount of water necessary for the maximum loading.
Solange ein Wasserdampfdruckunterschied zwischen dem Hydrogel als Produktinhalt und der Umgebung besteht, bis zum Trocknen, setzt das Hydrogel dampfförmiges Wasser frei und kühlt durch die hierbei entstehende Verdunstungskälte die Kühlfläche. Vorzugsweise setzt die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung im mit Wasser geladenen Zustand das Wasser durch Verdampfen unter Erzeugung von Verdunstungskälte innerhalb eines Zeitraums von mindestens 3 Stunden, vorzugsweise mindestens 6 Stunden frei. Bei bestimmten Fertigprodukten mit integriertem Hydrogel kann, je nach gewählter Qualität der Textilhülle, die Zeitspanne wenigstens 12 Stunden betragen.As long as there is a water vapor pressure difference between the hydrogel as product content and the environment, until it dries, the hydrogel releases vaporous water and cools the cooling surface due to the resulting evaporation cold. Preferably, the cooling device according to the invention releases the water by evaporation to produce evaporative cooling within a period of at least 3 hours, preferably at least 6 hours, when it is loaded with water. For certain finished products with an integrated hydrogel, depending on the selected quality of the textile cover, the time period can be at least 12 hours.
Vorzugweise ist die Kühlvorrichtung wiederverwendbar, d.h. das in der Kühlvorrichtung enthaltene Hydrogel kann nach dem Trocknen erneut befeuchtet werden und setzt dann wieder Verdunstungskälte frei. Die Kühlvorrichtung ist bevorzugt so gestaltet, dass sie auch im mit Wasser geladenen Zustand räumlich flexibel bleibt. Durch die räumliche Flexibilität passt sich die Kühlvorrichtung auch im geladenen Zustand an die Oberfläche des zu kühlenden Gegenstandes, beispielsweise die Rundung eines Gefäßes oder der Nacken oder Arm einer Person, an und sorgt so für optimale Kühlung. Kammergröße und -geometrie und Granulatgröße und -menge sowie Granulatzusammensetzung und Mixes mit im Einzelfall besonders bevorzugten Additiven stehen bevorzugt so in Relation zueinander, dass das Hydrogel sich nicht wegen zu geringer Füllmenge als Klumpen in den Randbereichen sammelt.The cooling device is preferably reusable, i.e. the hydrogel contained in the cooling device can be moistened again after drying and then releases evaporative cooling again. The cooling device is preferably designed such that it remains spatially flexible even when it is loaded with water. Due to the spatial flexibility, the cooling device, even when loaded, adapts to the surface of the object to be cooled, for example the curvature of a vessel or the neck or arm of a person, and thus ensures optimum cooling. Chamber size and geometry and granule size and quantity as well as granule composition and mixes with additives which are particularly preferred in individual cases are preferably in relation to one another in such a way that the hydrogel does not collect as lumps in the peripheral areas because of insufficient fill quantity.
In einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung ist das Material der inneren Lage in beide Richtungen wasserdampfdurchlässig, und membranartig nur in Richtung der Kühlfläche für flüssiges Wasser undurchlässig und das Material der äußeren Lage in beide Richtungen wasserdampfdurchlässig und verschieden vom Material der inneren Lage, vorzugsweise bestehend aus einem ein hydrophoben, wasserabweisenden und wasserundurchlässigen Material. Dabei kann die äußere Lage und die innere Lage im Bereich der Kammer zusätzlich zu den Außenkanten der Kammer an mindestens einer Stelle, vorzugsweise an einer Stelle pro cm2, vorzugsweise punktförmig miteinander verbunden sein, wobei die Verbindungen geometrisch oder statistisch angeordnet sind.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Material der inneren Lage hautfreundlich. Durch die Undurchlässigkeit für flüssiges Wasser in Richtung der zu kühlenden Oberfläche, der Kühlfläche, bleibt die Kühlfläche, z.B. die Haut, trocken.In a further embodiment of a cooling device according to the invention, the material of the inner layer is permeable to water vapor in both directions, and is membrane-like only impermeable to liquid water in the direction of the cooling surface, and the material of the outer layer is permeable to water vapor in both directions and is different from the material of the inner layer, preferably consisting of a hydrophobic, water-repellent and waterproof material. In addition to the outer edges of the chamber, the outer layer and the inner layer in the region of the chamber can be connected to one another at least at one point, preferably at one point per cm 2 , preferably in a punctiform manner, the connections being arranged geometrically or statistically. In a further embodiment, the material of the inner layer is kind to the skin. Due to the impermeability to liquid water in the direction of the surface to be cooled, the cooling surface, the cooling surface, for example the skin, remains dry.
Geeignete Materialien für die äußere und/oder innere Lage sind bekannte Naturfasern oder Kunstfasern. Bevorzugte Materialien für die äußere Lage und/oder die innere Lage sind Mikrofaserstoffe. Als Mikrofaser werden Chemiefasern aus Filamenten und Spinngarnfasern (beispielsweise aus den Faserrohstoffen Polyamid, Polyester, Polypropylen) bezeichnet, deren Fasern im Bereich von 0,1 bis 1,0 dtex, davon unter 0,3 dtex große Fasern als Ultra-Microfasern. Die Maßangabe von feinen Filamentgarnen, der sogen. Titer (Gamsträke) dtex (decitex) bedeutet 1/10 g pro 1.000 m Länge. Aufgrund der während der Herstellung der sehr dicht geschlagenen Textilgewebe entstehen sehr viele und sehr kleine Poren zwischen den einzelnen Fasern und Garnen. Diese sind zu klein, als dass ein Wassertropfen mit seiner hohen Oberflächenspannung in das Gewebe ein- oder durch es hindurchdringen könnte, im Gegensatz zu Wasserdampf. Bevorzugt werden Mikrofasern aus Polyester (PES), Polyamid (PA) oder Polypropylen (PP), die aufgrund ihrer technischen Eigenschaften ein unterschiedlich hohes Feuchteaufnahme- und -abgabevermögen bieten. Besonders geeignet sind lufttexturierte Stoffe und/oder möglichst hygroskopische (durch Quellung deutliche Mengen Wasser in ihr Material aufnehmende Fasern) Fasern/Filamente. Die Materialien können weiterhin elastische Chemiefaserstoffe, beispielsweise Elastan, Spandex oder vergleichbare elastische Stoffe enthalten.Suitable materials for the outer and / or inner layer are known natural fibers or synthetic fibers. Preferred materials for the outer layer and / or the inner layer are microfiber materials. Chemical fibers from filaments and spun yarn fibers (for example from the fiber raw materials polyamide, polyester, polypropylene) are referred to as microfibers, their fibers in the range from 0.1 to 1.0 dtex, of which fibers less than 0.3 dtex in size as ultra-microfibers. The measurement of fine filament yarn, the so-called. Titer (gamsträke) dtex (decitex) means 1/10 g per 1,000 m length. Because of the very tightly knitted textile fabrics, there are very many and very small pores between the individual fibers and yarns. These are too small to allow a drop of water with its high surface tension to penetrate or pass through the tissue, in contrast to water vapor. Microfibers made of polyester (PES), polyamide (PA) or polypropylene (PP) are preferred because of their technical properties they offer different levels of moisture absorption and release. Air-textured materials and / or fibers / filaments which are as hygroscopic as possible (fibers which absorb significant amounts of water in their material by swelling) are particularly suitable. The materials can also contain elastic chemical fiber materials, for example elastane, spandex or comparable elastic materials.
Die Materialen für die äußere und innere Lage sind bezüglich der Maschenweite so ausgewählt, dass sie einerseits eine optimale Aufnahme des Wasserdampfes, andererseits dessen Verdunstung an der Kühlseite und/oder der Gegenseite des Kühlungsproduktes ermöglichen. Gleichzeitig darf die Maschenweite des Materials nur so groß gewählt werden sein, dass ein Heraustreten der im Kammerinneren befindlichen Granulate bzw. Hydrogele, und der teilweise sehr kleinen Granulat- bzw. Hydrogelpartikeln oder sonstigen Additiven vermieden wird.The materials for the outer and inner layer are selected with regard to the mesh size so that on the one hand they enable optimal absorption of the water vapor, on the other hand its evaporation on the cooling side and / or the opposite side of the cooling product. At the same time, the mesh size of the material may only be chosen to be large enough to prevent the granules or hydrogels inside the chamber from escaping and the sometimes very small granules or hydrogel particles or other additives.
Weitere geeignete Materialen für die äußere und/oder innere Lage der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung sind Kunststofffolien oder -filme, Latex, Kautschuk, Kunststoff-
schäume, metallbeschichtete Kunststofffolien, kaschierte Papiere, Metallfolien oder Mischungen hieraus, beispielsweise auch mit den o.e. Mikrofaserstoffen. Verwendbar sind auch Kombinationen aus den erwähnten Materialien, in Sandwichform verbunden, wodurch verschiedenste Zusatzfunktionen des jeweiligen Endproduktes erzielbar sind. Bei- spielsweise kann der Fachmann durch die gewählte Materialkombination eine im Einzelfall gewünschte, zeitlich limitierte oder nur partielle, lokale Kühlung des Fertigproduktes erzielen.Other suitable materials for the outer and / or inner layer of the cooling device according to the invention are plastic films or films, latex, rubber, plastic foams, metal-coated plastic films, laminated papers, metal foils or mixtures thereof, for example also with the above microfiber materials. Combinations of the materials mentioned, in sandwich form, can also be used, as a result of which a wide variety of additional functions of the respective end product can be achieved. For example, the person skilled in the art can achieve locally desired cooling of the finished product, which is desired in a specific case, for a limited time or only partially, through the material combination selected.
Für die angestrebten Zwecke eignen sich, textilbezogen, insbesondere Polyester, Polyamid oder Polypropylen (PP). PP hat neben den funktionellen Eigenschaften zusätzlich ein ca. 30% leichteres Eigengewicht als Polyester (sogar leichter als Wasser), was für bestimmte erfindungemäße Produkte, die insbesondere im Outdoor-Bereich am Körper getragen werden, vorteilhaft sein kann.Textile-related, in particular polyester, polyamide or polypropylene (PP) are suitable for the intended purposes. In addition to the functional properties, PP also has an approx. 30% lighter weight than polyester (even lighter than water), which can be advantageous for certain products according to the invention, which are worn on the body, particularly in the outdoor area.
Insbesondere soll die höchste Verdunstungskälte auf der Seite der inneren Lage, also in Richtung der Kühlfläche erzeugt werden.In particular, the highest evaporation cold should be generated on the side of the inner layer, ie in the direction of the cooling surface.
Für die äußere Lage können bevorzugt textile Materialien verwendet werden, die neben ihrer Durchlässigkeit für Wasserdampf einen äußeren Schutz gegen Eindringen von Wassertropfen bieten, dabei gleichzeitig auf der Außenfläche schmutz-, öl- und fettabweisend ausgerüstet sind. Für den Produkteinsatz im sogenannten Outdoor-Bereich kann der Fachmann zusätzlich mit UV-Schutz ausgerüstete textile Außenflächen wählen. Ebenfalls je nach Produktbestimmung eignet sich eher eine Polyesterbasis, wenn beispielsweise der Außenstoff thermobedruckt werden soll, also ein Polyamid, das ab ca. 180°C begrenzt temperaturresistent ist. Für andere Einsatzgebiete stehen dem Fachmann Vliesstoffe zur Verfügung.For the outer layer, textile materials can preferably be used which, in addition to being permeable to water vapor, offer external protection against the penetration of water drops and at the same time have dirt, oil and grease-repellent finish on the outer surface. For the use of products in the so-called outdoor area, the specialist can also choose textile outer surfaces equipped with UV protection. Depending on the product, a polyester base is more suitable if, for example, the outer fabric is to be thermally printed, i.e. a polyamide that is temperature-resistant to a limited extent from approx. 180 ° C. Nonwovens are available to the person skilled in the art for other areas of application.
Die äußere und innere Lage können zur Bildung einer oder mehrerer Kammern, zur Bildung von Zwischenkammern und/oder Zwischenstegen unter Berücksichtigung der zur Anwendung kommenden Materialien nicht nur durch Nähen, sondern auch durch Verschweißen mittels Hitze, Hochfrequenz, Laser, Ultraschall, Kleben mittels "Hot melt"- Verfahren, Nieten, Klammern, Heften oder anderer bekannter Verbindungstechniken und Kombinationen davon verbunden werden. Die Außenkanten des resultierenden
Endproduktes können mit üblichen Techniken aus dem vorerwähnten Spektrum geschlossen, ggf. zusätzlich umsäumt werden.The outer and inner layer can be used to form one or more chambers, to form intermediate chambers and / or intermediate webs, taking into account the materials used, not only by sewing, but also by welding by means of heat, high frequency, laser, ultrasound, gluing by means of "hot melt "processes, rivets, staples, stapling, or other known joining techniques and combinations thereof. The outer edges of the resulting The end product can be closed using conventional techniques from the aforementioned range, and optionally additionally edged.
Die Materialien für die innere und äußere Lage können für weitere Effekte zusätzlich auf herkömmliche Art beschichtet oder behandelt sein, wie beispielsweise für Schutz- oder Funktionskleidung üblich.The materials for the inner and outer layer can also be coated or treated in a conventional manner for further effects, such as is customary for protective or functional clothing.
Fig. 4 zeigt in Draufsicht angrenzende Kammern 50, 51, 52 einer Kühlvorrichtung, wobei die innere und die äußere Lage jeder Kammer an einer Mehrzahl von einzelnen, lokal abgegrenzten Verbindungsstellen 53 im Sinne dieser "Steppung" miteinander verbunden sind. Die einzelnen Kammern 50, 51 , 52 wiederum sind endständig über Nähte an ihren Kanten verbunden. Die Verbindungsstellen im Kammerninnern dienen insbesondere dazu, das Kühlmedium örtlich so gut wie möglich festzulegen. Sie werden bevorzugt durch Kleben oder Kaschieren erzeugt. Sie können allerdings auch über Nähstiche oder sämtliche oben insbesondere für die Kammeraußenkanten dargestellten Verbindungstechniken erzeugt werden.4 shows, in plan view, adjacent chambers 50, 51, 52 of a cooling device, the inner and outer layers of each chamber being connected to one another at a plurality of individual, locally delimited connection points 53 in the sense of this “quilting”. The individual chambers 50, 51, 52 are in turn connected at their ends by seams. The connection points in the interior of the chamber serve in particular to locate the cooling medium as locally as possible. They are preferably produced by gluing or laminating. However, they can also be produced using sewing stitches or all of the joining techniques shown above, in particular for the outer edges of the chamber.
Im Ausführungsbeispiel sind die lokal abgegrenzten Verbindungsstellen 53 punktförmig ausgebildet. Wie der Fachmann leicht erkennt, sind hier allerdings verschiedenste Formen denkbar. So können die lokal abgegrenzten Verbindungsstellen auch quadratisch, dreieckig oder dgl. ausgebildet sein. Entscheidend ist, dass die Abmessungen der Verbindungsstellen im Vergleich zu den Abmessungen der Kühlvorrichtung klein sind. Bevorzugt nehmen sie eine Fläche von weniger als 2 cm2 ein, besonders bevorzugt von weniger als 1 cm2 oder sogar weniger als 0,5 cm2.In the exemplary embodiment, the locally delimited connection points 53 are point-shaped. As the person skilled in the art easily recognizes, a wide variety of shapes are conceivable here. The locally delimited connection points can also be square, triangular or the like. It is crucial that the dimensions of the connection points are small compared to the dimensions of the cooling device. They preferably occupy an area of less than 2 cm 2 , particularly preferably less than 1 cm 2 or even less than 0.5 cm 2 .
Wenn die Kühlvorrichtung nur aus einer Kammer besteht, würden dementsprechend die innere und die äußere Lage unter Bildung einer Kammer miteinander verbunden, wobei im Inneren der Kammer durch die Mehrzahl von Verbindungsstellen die beschriebene Steppung erzeugt wird.If the cooling device consists of only one chamber, the inner and outer layers would accordingly be connected to form a chamber, the quilting described being produced in the interior of the chamber by the plurality of connection points.
Die insbesondere punktförmigen, lokal abgegrenzten Verbindungen können beliebig zueinander angeordnet sein. Geeignet sind beispielweise geometrische oder statistische Anordnungen, wobei jede beliebige Geometrie, wie dreieckig, quadratisch, fünfeckig, sechseckig, achteckig oder anders gerastert zueinander anwendbar ist. Vorzugsweise
sind die Verbindungen von innerer und äußerer Lage viereckig oder rechteckig zueinander angeordnet.The in particular punctiform, locally delimited connections can be arranged in any way relative to one another. Geometric or statistical arrangements are suitable, for example, it being possible for any geometry, such as triangular, square, pentagonal, hexagonal, octagonal or otherwise rasterized, to be used with one another. Preferably the connections of the inner and outer layers are arranged square or rectangular to each other.
Je nach Zielsetzung und Endproduktgeometrie kommen dabei sehr kleine bis sehr große Abstände, regelmäßige oder unregelmäßig verteilte Raster/n der vorgeschriebenen Varianten in Frage. Dadurch kann eine gleichmäßige Verteilung der in Granulat- oder Pulverform eingebrachten Chemikalie/n erreicht werden. Die üblicherweise vermehrt in Kammerecken bzw. an den Kammerrändern stattfindende Ansammlung der nach Feuchtigkeitsaufnahme zum Hydrogel gewordenen Granulate lässt sich so durch geeignete Raster- wähl, in Abhängigkeit von den Granulaten, insbesondere der Granulatgröße, und/oder den Materialien der Kammer vermeiden.Depending on the objective and the end product geometry, very small to very large distances, regular or irregularly distributed grids of the prescribed variants come into question. As a result, a uniform distribution of the chemical (s) introduced in granular or powder form can be achieved. The accumulation of the granules that have become hydrogel after absorption of moisture, which usually takes place in the corners of the chamber or at the edges of the chamber, can thus be avoided by selecting a suitable grid, depending on the granules, in particular the size of the granules, and / or the materials of the chamber.
Weiterhin können zwischen den zu fixierenden Materialflächen (innere Lage und äußere Lage) zusätzliche Bänder oder scheibenförmige Teile oder eine Mischung davon, jeweils aus den erläuterten Materialien bestehend, befestigt sein. Mit diesen Einlagen können verschiedene Ziele erreicht werden, wie Abstandshaltung, Stabilitätserhöhung, Ventilationsoptimierung, Bildung von Verbindungskanälen zwischen den einzelnen Kammern. Diese Ausgestaltung ist weniger bevorzugt.Furthermore, additional strips or disk-shaped parts or a mixture thereof, each consisting of the materials explained, can be fastened between the material surfaces to be fixed (inner layer and outer layer). With these inserts, various goals can be achieved, such as maintaining distance, increasing stability, optimizing ventilation, and forming connecting channels between the individual chambers. This configuration is less preferred.
In einer weiteren Ausgestaltung sind in die Kammer eine kleinere oder mehrere kleinere Kammern integriert, so dass im Prinzip eine Doppelkammer entsteht. Die kleineren, inneren Kammern können aus demselben Material wie die äußere Kammer sein und/oder aus zusätzlichen Folien, wie z.B. aus Stärke, bestehen, die sich unter definierten Temperatur- und/oder Feuchtebedingungen selbst auflösen. Damit wird es möglich, in der oder den weiteren inneren Kammer/n dieselbe oder andere Reaktanden zu füllen, die beispielsweise mit derjenigen der äußeren Kammer gezielte Interaktionen eingehen. Die innere Kammer kann auch aus einem wasserfesten Material bestehen und mit Wasser gefüllt sein. Durch Druck auf die äußere Kammer zerplatzt die innere Kammer, gibt das Wasser frei und aktiviert so das umliegende Hydrogel in der äußeren Kammer.In a further embodiment, one or more smaller chambers are integrated into the chamber, so that in principle a double chamber is created. The smaller, inner chambers can be made of the same material as the outer chamber and / or of additional foils, e.g. starch, which dissolve itself under defined temperature and / or humidity conditions. This makes it possible to fill in the other inner chamber (s) with the same or different reactants that, for example, enter into targeted interactions with that of the outer chamber. The inner chamber can also consist of a waterproof material and be filled with water. Pressure on the outer chamber causes the inner chamber to burst, releasing the water and thus activating the surrounding hydrogel in the outer chamber.
Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung kann beispielsweise zum Kühlen von Personen als Kühlband, das als Schlüsselband oder als Stirnband getragen wird, ausgestaltet sein. In dieser Anwendung weist die Kühlvorrichtung vorzugsweise 2 bis 8, vorzugsweise 3 bis 5, schlauchförmige Kammern auf. Eine weitere Verwendungsmöglichkeit ist eine
Kühltasche für Flaschen. Die Kühlvorrichtung kann auch integriert sein in einen Gerätekühler, in ein Kühl-Cappy, in eine Pferde-Kühlgamasche oder -bandage, in eine Kühl-Auflagedecke für Haustiere oder in ein Halsband für Haustiere.The cooling device according to the invention can be designed, for example, for cooling people as a cooling belt, which is worn as a lanyard or a headband. In this application, the cooling device preferably has 2 to 8, preferably 3 to 5, tubular chambers. Another possible use is one Cooling bag for bottles. The cooling device can also be integrated in a device cooler, in a cooling cappy, in a horse cooling gaiter or bandage, in a cooling support blanket for pets or in a collar for pets.
Erfindungsgemäß sind zur Herstellung der Kühlvorrichtung Materialien oder Materialmischungen geeignet, deren Vor- und Rückseite unterschiedlich bezüglich des Materials und/oder seiner Durchlässigkeit für Wasserdampf beschichtet werden, beispielsweise auf Basis von Polyurethan (PUR). Derart ausgerüstete Materialien ermöglichen beispielsweise auf einer Seite die Aufnahme von Feuchte und Wasserdampf, auf der anderen sowohl die Abgabe des Wasserdampfes als auch das Abweisen von tropfenförmigem Wasser (sogen. Lotuseffekt), von Schmutz, Öl oder Fett. Die letztgenannte Funktion wird beispielsweise durch eine Beschichtung mit Teflon (PTFE) erzielt. Im sogenannten Outdoor-Bereich ist die zusätzliche Ausrüstung des Textils mit einem UV-Schutz sinnvoll.According to the invention, materials or material mixtures are suitable for producing the cooling device, the front and back of which are coated differently with regard to the material and / or its permeability to water vapor, for example based on polyurethane (PUR). Materials equipped in this way enable, for example, the absorption of moisture and water vapor on one side, the release of water vapor as well as the rejection of drop-shaped water (so-called lotus effect), dirt, oil or fat on the other. The latter function is achieved, for example, by coating with Teflon (PTFE). In the so-called outdoor area, additional finishing of the textile with UV protection makes sense.
Ferner weist das Material der innern bzw. äußeren Lage selbst funktionell bestimmte, für die Funktion des Endproduktes wichtige Eigenschaften auf, z.B. bzgl. der Stoffgeometrie im Fertigzustand, Dehnungsrichtung (unterschiedliche Dehnungsfaktoren in Längs-, Queroder Längs-/Querhchtung), Zugfestigkeit usw. Dazu stehen dem Fachmann zahlreiche Möglichkeiten zur Verfügung; generell das Herstellverfahren als solches wie Weben, Wirken oder Stricken. Aber auch unterschiedliche Faserkonstruktionen, wie z.B. Hohlraumfasern, oberflächenstrukturierte Formen usw. sowie die anzugebenden Positionen der Faser im Geflecht und ggf. auch unterschiedlichen Dicken der Fasern bzw. der Fasermischungen.Furthermore, the material of the inner or outer layer itself has functionally determined properties that are important for the function of the end product, e.g. with regard to the fabric geometry in the finished state, direction of stretching (different stretching factors in longitudinal, transverse or longitudinal / transverse direction), tensile strength, etc. There are numerous possibilities available to the person skilled in the art. generally the manufacturing process as such as weaving, knitting or knitting. But also different fiber constructions, e.g. Cavity fibers, surface-structured shapes etc. as well as the positions of the fibers to be specified in the braid and possibly also different thicknesses of the fibers or the fiber mixtures.
Die Kühlvorrichtung kann beispielweise zur Anwendung eines Trinkflaschenkühlers eingesetzt werden. Die bei aufrecht stehender Flasche erforderliche Stabilität im oberen Produktbereich des Flaschenkühlers wird erreicht, ein Herunterklappen oder Verrutschen der oberen Kühlungsproduktteile wird beispielsweise durch segmentierte Kammern für das Hydrogel vermieden. Das gelingt auch bei entsprechend ausgewähltem Textil- material, das über die zu kühlende Flasche gestülpt oder um sie gelegt und mittels Klettband, Gummi, Reißverschluss, Einhaksystem, Zugkordel u.a. befestigt werden kann.
Alternativ kann der Fachmann eine Mikrofaser-Textilie wählen, die mit einem o.e. Anteil elastischer Chemiefaserstoffe wie Elasthan oder Spandex, vorzugsweise bis zu 30%, bevorzugt bis zu 20%, besonders bevorzugt 5%, gemischt ist. Ein so gestalteter Flaschenkühler lässt sich über die Flasche stülpen und schmiegt sich je nach Aufquell- grad der Hydrogele an die Oberfläche an, ohne dass eine besondere Fixiereinrichtung erforderlich ist.The cooling device can be used, for example, to use a drinking bottle cooler. The stability required in the upper product area of the bottle cooler when the bottle is upright is achieved, and folding down or slipping of the upper cooling product parts is avoided, for example, by segmented chambers for the hydrogel. This is also possible with the appropriately selected textile material, which can be put over the bottle to be cooled or placed around it and fastened with Velcro, rubber, zipper, hooking system, drawstring and others. Alternatively, the person skilled in the art can choose a microfiber textile which is mixed with an oe portion of elastic chemical fiber materials such as elastane or spandex, preferably up to 30%, preferably up to 20%, particularly preferably 5%. A bottle cooler designed in this way can be put over the bottle and, depending on the degree of swelling of the hydrogels, clings to the surface without the need for a special fixing device.
Mit dem hydrogelbildenden Granulat gefüllte Kühlauflagen in Form von Textilschläuchen können durch bekannte Techniken (Nähen, Schweißen, Ultraschall usw.) in eine Päckchenkette unterteilt oder als kleine Einzelpäckchen ausgestaltet werden. Die dafür geeigneten Textilien werden vorzugsweise bereits bei der Materialherstellung mit Aromastoffen, Mückenrepellents oder anderen funktioneilen Wirkstoffen nicht-auswaschbar ausgerüstet.Cooling pads in the form of textile tubes filled with the hydrogel-forming granulate can be divided into a packet chain by known techniques (sewing, welding, ultrasound, etc.) or configured as small individual packets. The textiles suitable for this purpose are preferably equipped with non-washable aromas, repellent mosquitoes or other functional active ingredients already during the production of the material.
Ein Herstellungsverfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung weist beispielsweise folgende Schritte auf: - die innere Lage und die äußere Lage werden unter Bildung einer Kammer im Wesentlichen entlang der Außenkanten der Kammer miteinander verbunden, wobei zumindest teilweise eine Öffnung in der Außenkante erhalten bleibt, - im Bereich der Kammer werden die innere Lage und die äußere Lage zusätzlich zu den Außenkanten an mindestens einer Stelle, vorzugsweise an 1 Stelle pro 1 cm2, vorzugsweise punktförmig, miteinander verbunden, wobei die Verbindungsstellen geometrisch oder statistisch angeordnet sind, - durch Öffnung in der Außenkante wird das Hydrogel als trockenes Granulat einge- blasen, wobei die Verbindungen zwischen innerer und äußerer Lage im Wesentlichen ein Riesein des trockenen Granulates in der Kammer verhindert, und - die Öffnung entlang der Außenkante wird geschlossen.
BezugszeichenlisteA manufacturing method for manufacturing the cooling device according to the invention has, for example, the following steps: the inner layer and the outer layer are connected to one another to form a chamber substantially along the outer edges of the chamber, an opening being at least partially retained in the outer edge, in the region In the chamber, the inner layer and the outer layer are connected to one another in addition to the outer edges at at least one point, preferably at one point per 1 cm 2 , preferably in a punctiform manner, the connection points being arranged geometrically or statistically, through an opening in the outer edge the hydrogel is blown in as dry granules, the connections between the inner and outer layer essentially preventing the dry granules from flowing into the chamber, and the opening along the outer edge is closed. LIST OF REFERENCE NUMBERS
10 Kammer10 chamber
11 innere Lage11 inner layer
12 äußere Lage12 outer layer
13 Kammerendbereich13 chamber end region
14 Hydrogel14 hydrogel
20 Kammer20 chamber
21 Kammer21 chamber
22 innere Lage22 inner layer
23 äußere Lage23 outer layer
24 Zwischenbereich24 intermediate area
25 Steg25 bridge
26 Verbindungslinie / Naht26 connecting line / seam
27 Verbindungslinie / Naht27 connecting line / seam
30 Kammer30 chamber
31 Kammer31 chamber
32 Zwischenbereich32 intermediate area
33 innere Lage33 inner layer
34 äußere Lage34 outer layer
35 Zwischenkammer35 intermediate chamber
36 Wandung36 wall
37 Wandung37 wall
38 Unterseite38 underside
39 Oberseite39 top
40 Loch40 holes
41 Naht41 seam
50 Kammer50 chamber
51 Kammer51 chamber
52 Kammer52 chamber
53 Verbindungsstelle
53 connection point