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应用压缩器件的辅助方法和相关设备

阅读:764发布:2021-01-28

专利汇可以提供应用压缩器件的辅助方法和相关设备专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种使得穿戴包含弹性 纤维 的器件的过程变得容易的方法,所述器件被设计为在人体或者动物体、 植物 或者物体之上施加机械作用 力 ,其特征在于将所述器件拉到被设计为在加宽形态中保持所述器件的设备之上,并且此后将所述设备与所述已被拉起的器件一起地冷却到分别地低于人体或者动物体、植物或者物体的 温度 并且低至足以利用所述弹性纤维的形状记忆效应固定所述加宽结构的温度;以及在本发明的方法中使用的设备、器件和纤维。,下面是应用压缩器件的辅助方法和相关设备专利的具体信息内容。

1.一种便于穿戴包含弹性纤维并且被设计为向人体或者动物体、植物或者物体的至少一个部分施加机械作用的器件的程序的方法,其特征在于,将所述器件拉到被设计为在加宽形态中保持所述器件的设备之上,并且此后与所述已被拉起的器件一起地将所述设备冷却到分别地低于人体或者动物体、植物或者物体的温度,且低至通过所述弹性纤维的形状记忆效应足够固定所述加宽结构的温度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,与所述已被拉起的器件一起地将所述设备冷却到大致-25℃或者更高的温度,并且其中所述弹性纤维能够在所述温度下利用形状记忆效应固定所述加宽结构。
3.根据权利要求2所述的方法,其中与所述已被拉起的器件一起地将所述设备冷却到大致6℃或者更高的温度,并且其中所述弹性纤维能够在所述温度下利用形状记忆效应固定所述加宽结构。
4.根据上述权利要求中任何一项所述的方法,其中所述器件是外衣、外套、绷带、胸衣或者矫形器,并且被设计为向人体或者动物体施加机械作用力。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述器件是压力袜
6.一种使用在上述权利要求中的任何一项所述的方法中用于在加宽形态中保持器件的设备,其特征在于,所述设备适合于给定应用并且它的稳定性足以在它已被冷却时在它的加宽形式中保持所述器件。
7.一种能够在根据权利要求1到5中任何一项所述的方法中使用的器件,所述器件包括弹性纤维,并且被设计为向人体或者动物体、植物或者物体施加机械作用力。
8.一种根据权利要求6所述的设备,所述设备带有根据权利要求7所述的已被拉起的器件。
9.一种能够用于根据权利要求7的器件的弹性纤维。
10.一种使用根据权利要求9所述的弹性纤维生产根据权利要求7所述的器件。

说明书全文

应用压缩器件的辅助方法和相关设备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种使穿戴包含弹性纤维的器件的过程变得容易的方法,所述器件被设计为在人体或者动物体、植物或者物体之上施加机械作用;以及在这种方法中使用的设备、器件和纤维。

背景技术

[0002] 弹性纤维是熟知的并且能够由天然或者合成聚合材料制成。当前地,这些纤维主要由聚异戊二烯(天然)橡胶或者嵌段聚亚安酯制成,并且在较低的程度上由嵌段聚酯制成。在美国,已将通称“斯潘德克斯弹性纤维(spandex)”给予其中纤维形成物质是由按照重量至少85%的嵌段聚亚安酯构成的长链合成聚合物的制造纤维;在欧洲,通常使用相同意义的术语“弹性纤维(elastane)”。已知的弹性纤维制造商有Hyosung、Invista、Bayer和Asahi,并且特别地用于弹性纤维的已知商品名有 和
[0003] 弹性纤维已在大量的应用中使用(例如:作为运动装),并且通常用于其中需要弹性材料的应用,以向例如人体或者动物体、植物或者物体施加压缩作用力。例如对于医疗器件,可以被用于针对静脉曲张或者血栓症加以预防或者治疗的例如压力袜需要非常高的压缩作用力。
[0004] 由于特别地在医疗应用中需要有非常高的作用力,应用(即,“拉起”)这种器件通常是非常困难的和不方便的,并且经常不能由患者自身进行,特别地如果患者是老人或者体弱者,并且即使对于在医院、疗养地或者流动服务中的个人而言,使用这种器件也是困难的或者耗时的。
[0005] 为了克服这个问题,已经提供了一种呈现抗摩擦效果的、封裹弹性纤维的涂层或者额外的细丝。虽然是有帮助的,但是它们没有减小用于使得器件加宽的机械作用力。因此,仍然难以将它们拉起。另外,这种装置是额外的花费而使得器件更加昂贵。
[0006] 另外,如在例如德国申请DE 102004047248 A1、和DE 10315870 A1;德国实用新型DE 20309726 U1、DE 29816222 U1、DE 199309511 U1和DE29708855 U1、欧洲专利EP1104275 B1、EP 1059907 B1和EP 1059899 B1中;和在美国专利No.6,523,729 B1中所描述,这些专利已经提出几种设备或者实施例以帮助穿戴或者应用这种医疗器件,。虽然这种设备有助于应用含有弹性纤维的压缩器件,但是操控这些器件仍然是不能令人满意的,因为它们也没有降低弹性材料的压缩作用力。因此,对于使用者使用这种设备而言,特别地如果必须使用非常紧的器件,这是费力的和耗时的。
[0007] 从上述可以看出,高度研发努力已经得以作出并且仍然在进行中以简化应用压缩器件的过程,但是尽管如此,迄今所发现的方案仍然是不令人满意的。
[0008] 因此本发明的目的在于提供一种使得应用包含弹性纤维的器件的过程变得简单的方法,其中这种器件被设计为向人体或者动物体、植物或者物体施加机械作用力;以及将在所述方法中使用的器件、设备和弹性纤维。
[0009] 本发明的另一个目的在于提供了一种方法,这种方法应该是可行的和廉价的,并且优选地应该仅仅需要使用简单的设备和可通常在家庭、诊所、疗养地等中使用的器件。

发明内容

[0010] 通过提供一种使得穿戴包含弹性纤维的器件的过程变得简单的方法,所述器件在人体或者动物体、植物或者物体的至少一个部分之上施加机械作用力;以及通过提供能够在这种方法中使用的设备、器件和纤维,本发明实现了上述目的。在以下说明书权利要求1至权利要求10中描述了本发明的实施例。在实施例中,本发明提供以下项目:
[0011] 1.一种使得穿戴含有弹性纤维的器件的过程变得容易的方法,该含有弹性纤维的器件被设计为在人体部分、动物体部分、植物部分和物体的至少一个部分中的至少一个之上施加机械作用力,其包括,(i)将所述含有弹性纤维的器件拉到被设计为在加宽形态中保持所述含有弹性纤维的器件的设备之上;(ii)将该设备与含有弹性纤维的器件一起地冷却到低于该至少一个人体部分、动物体部分、植物和物体温度的温度,其中所述温度低至足以利用弹性纤维的形状记忆效应固定所述含有弹性纤维的器件的加宽结构。
[0012] 2.根据项目1的方法,其中,将该设备与含有弹性纤维的器件一起地冷却到大致-25℃或者更高的温度,并且其中该弹性纤维能够在大致-25℃或者更高的所述温度下利用形状记忆效应固定该加宽结构。
[0013] 3.根据项目2的方法,其中,将该设备与含有弹性纤维的器件一起地冷却到大致6℃或者更高的温度,并且其中该弹性纤维能够在大致6℃或者更高的所述温度下利用形状记忆效应固定该加宽结构。
[0014] 4.根据前面项目中任一项所述的方法,其中该含有弹性纤维的器件是外衣、外套、绷带、胸衣和矫形器中的至少一种,并且其中该含有弹性纤维的器件被设计为在人体部分、动物体部分、植物和物体中的至少一个上施加机械作用力。
[0015] 5.根据项目4的方法,其中该器件是压力袜。
[0016] 6.一种将在根据前面项目中任一项所述的方法中使用以在加宽形态中保持含有弹性纤维的器件的设备,其中该设备适合于给定的应用并且它的稳定性足以使得在它被冷却时在它的加宽形式中保持含有弹性纤维的器件。
[0017] 7.一种能够在根据项目1到5中任一项所述的方法中使用的含有弹性纤维的器件,被设计为在人体部分、动物体部分、植物和物体中的至少一个上施加机械作用力。
[0018] 8.根据项目6的设备的使用,用于生产根据项目7的含有弹性纤维的器件。
[0019] 9.一种能够用于根据项目7的器件的弹性纤维。
[0020] 10.根据项目9的弹性纤维的使用,其用于生产根据项目7的器件。

具体实施方式

[0021] 本发明的一个方面是一种使得穿戴含有弹性纤维的器件的过程变得简单的方法,该器件被设计为在人体或者动物体、植物或者物体之上施加机械作用力,其特征在于该器件被拉到被设计为在加宽形态中保持所述器件的设备之上,并且此后将该设备与已被拉到其上的器件一起地冷却到分别地低于人体或者动物体、植物或者物体的温度并且低至足以利用本发明的弹性纤维的形状记忆效应固定该加宽结构的温度。在本发明范围之内,在将该器件拉到所述设备上之前,该设备已经被冷却到分别地低于人体或者动物体、植物或者物体温度的温度。
[0022] 本发明的弹性纤维通常由嵌段聚合物、特别是聚亚安酯构成,该嵌段聚合物具有“坚硬”链段和“柔软”链段,该“坚硬”链段在拉伸回纤维的初始尺寸之后提供回复的刚性,该“柔软”链段通常由在使用温度下为粘弹性(液体)的长聚醚或者聚酯部分制成,并且因此经过彼此地流动并且允许纤维利用外部机械作用力的效果而拉伸并且如果释放该作用力则回复。在非常低的温度(通常大致-40℃或者更低)下,柔性链段通常冻结成无定形状态,其中它们是完全刚性的和脆性的并且不能在不断裂的情况下被显著地加宽。此时柔性链段冻结的这个温度还被称为材料的玻璃转化温度(Tg)。通常,在更高温度下,柔性链段熔化并且提供粘弹性物理状态,这提供了在使用温度下的所期望的性质。这个熔化温度被记为Tm,同样地,使用温度被记为Tuse。
[0023] 在本发明内容里,令人惊讶地发现,在高于以上规定的Tg但是低于Tm和使用温度(Tuse)的温度下,一些弹性纤维具有固定成一定结构的能力,并且能够由此实现的该固定性是足够高的以稳定(固定)包括所述弹性纤维的压缩器件的加宽形式。发现了例如在压力袜的情形中,经稳定的加宽形式能够被容易地拉起并且它的操作与普通的尼龙长袜是相当的。另外,已经观察到尽管在加宽状态中的显著的固定性,但是这种器件仍然具有足够的弹性以至于如当将这种器件拉起时不可避免地、被另外地加宽或者弯曲,并且在它们是冷却的时侯,在穿戴过程中纤维并不断裂。因此,当使用本发明的方法时,当它们已经达到它们的通常使用温度时,这种器件的压缩性能是小的或者不受不利的影响。优选地,根据本发明的方法穿戴的器件的压缩作用力是当以传统方式穿戴时的压缩作用力的至少90%、特别地至少94%并且特别优选的至少97%。
[0024] 能够利用在本技术领域中已知的合成方法生产对于本发明的方法而言有用的、如上所述的弹性纤维。基本的弹性纤维选择准则在于,它们的温度依赖行为是通过在实例中描述的DSC测量法或者通过热机械分析法确定的。这种DSC测量法应该识别在温度区域中的转化温度,在这个温度区域里器件将被冷却到固定加宽形式或者高于这个温度。如在实施例中所描述的,使用如所描述的DSC测量法选择本发明的弹性纤维,从而它们的“Tm,onset”是与在穿戴器件之后在有意使用下通常存在的温度(Tuse)至少大致相同的,并且优选地低于这个温度。特别地,从而它们的“Tm,peak”至少与Tuse相同,并且优选地低于Tuse,并且在本发明的一个特别优选的实施例中,它们的“Tm,end”也与Tuse大致相同,并且优选地低于Tuse。
[0025] 优选地选择弹性纤维,从而在它已被人体或者动物体、植物或者物体穿戴以实现它的功能之后,以便Tm,peak低于压缩器件的使用温度至少10℃、特别地至少15℃并且特别优选的至少25℃。关于将在人体或者哺乳动物体的一个部分上使用的器件,使用温度大致对应于身体的体温。
[0026] 在本发明的一个特别优选的实施例中,目标峰值应该具有大致20℃或者以下的Tm,end、从大致10℃到15℃的Tm,peak和大致0℃或者以上、特别地大致5℃或者以上的Tm,onset。具有这种窄的峰值的弹性纤维示出从固定状态到弹性使用状态的急剧转化并且因此处理是更加可靠的。如果利用具有窄的分子量分布的柔性链段的已知方法合成如上所述的嵌段聚合物,柔性链段则可以获得具有这种窄的峰值的弹性纤维。
[0027] 在本发明的进一步优选的实施例中,选择弹性纤维进行测试,其中在固定温度(Tfix)下和在使用温度(Tuse)下在应力松弛测试中利用电流计测量本发明的弹性纤维的松弛行为。关于所述测试,纤维在Tuse下被以10mN·m拉伸,此后被冷却到Tfix,并且然后在这个温度下释放应力。在Tfix下,材料优选地没有示出或者仅仅示出低度松弛行为,优选地大致50%或者更低的松弛度、更加优选地大致30%或者更低的松弛度、特别地20%或者更低的松弛度、进一步更好地大致10%或者更低的松弛度,并且小于大致5%的松弛度。当被再次加热到Tuse时,相反地,材料应该是弹性的并且应该没有或者保留仅仅很小的残余变形。优选地残余变形(另外的长度)应该大致小于纤维在施加应力之前的初始长度的30%、更加优选地大致20%或者更低、特别地10%或者更低、进一步更好地大致7%或者更低,并且小于大致5%。在Tfix下的松弛度越低,则加宽形式的稳定性越好且残余变形越小,则器件在Tuse下的压缩作用力越大。
[0028] 因此除了通常被分类成弹性纤维(elastane)或者斯潘德克斯弹性纤维(spandex)的之外的那些弹性纤维也能够被用于本发明,只要它们能够实现本发明的弹性纤维选择标准之一,特别地DSC标准和上述松弛行为。在本发明上下文中,所有的这些对于本发明而言有用的这种弹性纤维被总称为弹性纤维(elastane)。
[0029] 对于本发明而言有用的弹性纤维在商业上包括以下商品名:CreoraC100dtex233、Creora H 100 dtex310、Dorlastan dtex235、Dorlastan v900 dtex78、Flexia1C061 dtex156、Flexia 1D031 dtex235、Flexia 1J011 dtex195、Linel 180s dtex156、Linel 1812 dtex22、Linel 182b dtex44、Linel 182f dtex78、Linel 9603 dtex940、Linel comfort dtex310、Lycra 136b dtex470、Lycra 136c dtex1240、Lycra
136cdtex620、Lycra 137c dtex420、Lycra 162c dtex235、Lycra 162c dtex44、Lycra
163adtex20、Lycra 163c dtex13、Lycra 175c dtex22、Lycra 178c dtex 16、Lycra
269bdtex44和Roica b845 dtex78。
[0030] 柔性链段用类似于商业上已知的材料通过已知的方法合成本发明特别优选的弹性纤维以达到以上所述的柔性链段的较高的Tm,peak和/或较窄的峰值宽度。
[0031] 通过标准试验测试选定的、适用于本发明的弹性纤维以找出它们中的哪些对于使用本发明的方法的、预期的给定应用而言是特别优选的(即:哪些在经稳定的加宽结构中具有充分的弹性和固定性和哪些当然还具有对于预期使用和相应的使用温度而言具有所必要的、适当的性质)。在以上并且在实施例中明确地公开了用于本发明的弹性纤维的具体选择准则,并且对于根据热机械分析获取的数值(峰值)而言,也存在相同的考虑,所述数值也表征使得能够在冷却状态中能够固定的材料的转化。
[0032] 本发明的特别优选的弹性纤维是带有聚醚柔性链段的聚亚安酯。
[0033] 根据本发明,将该设备与已拉起的器件一起地优选地冷却到温度Tm,end或者以下、特别地冷却到温度Tm,peak或者以下,并且特别地优选地冷却到温度Tm,onset或者以下。
[0034] 在本发明的一个优选实施例中,特别地利用家用冷冻机或者甚至电箱将该设备与已被拉起的器件一起地冷却到能够利用通常的冷冻机器实现的温度,因为这样便于操作而且并不依赖于仅仅用于本发明的目的的、昂贵的专设施。因此,该设备与已加宽器件一起地优选地被冷却到大致-25℃或者更高、特别地0℃或者更高、并且特别优选地6℃或者更高的温度。在此情形中,能够简单地与已加宽器件一起地在这种冷冻机器中储存和/或利用已经在这种冷冻机器中冷却的材料、尤其是或者水溶液填充该设备。在本发明的方法中,甚至接近或者处于室温的温度也可以足以固定加宽结构。
[0035] 对于本发明的方法,该器件包括如本发明所述的并且在实例中所选择的至少一种类型的弹性纤维是必要的。
[0036] 本发明的器件能够是包括至少一种类型的弹性纤维并且必须在生命体或者物体的一个部分之上穿戴的任何器件。能够利用在本技术领域中已知的方法、特别地利用制造织物的通常方法如编织、针织等生产这种器件。优选地,本发明的器件是外衣、外套、绷带、胸衣或者矫形器,并且被设计为向人体或者动物体施加机械作用力。特别优选的是被设计用于已知的医疗或者化妆应用的器件,特别地压力袜、绷带或者胸衣。将在人体或者动物体上使用,特别地被用于至少腿部、臂部、腹部、臀部或者胸部的器件显然具有近似体温的Tuse。本发明的器件可能是管状的,如管状的压力袜,但是还能够具有带有机械装置例如带有钩子和孔眼的薄片的形状,或者通过系结以管子的形式闭合的薄片,如一些胸衣。
[0037] 如果穿戴闭合的管状器件将是不可行的,则后一配置是适当的。在这个配置中,能够利用本发明的设备加宽以机械固定(闭合)这个器件并且从而更加容易以开放的形式使用该压缩器件,例如胸衣或者绷带,并且此后在仍然是冷的时侯将其闭合。
[0038] 将在本发明的方法中使用以在加宽形态中保持器件的设备,应当具有适合于给定应用的形式并且它的稳定性应该在它被冷却时足以在它的加宽形式中保持该器件。本发明的设备能够利用已知装置和方法而被容易地设计和生产从而适用于给定应用。在这方面,以上描述的每个设备(见段落[0006])能够单独地用作或者与其它器件相组合用作本发明的设备。
[0039] 本发明的设备的结构类似在于本发明的器件的部分结构的。优选地,该设备是锥形的,该锥形的设备具有较小的轮廓和较大的轮廓。该较小的轮廓使得在设备之上穿戴器件更加容易,该较大的轮廓的直径约等于该器件最大轮廓的有效直径,其中,在应用该器件时,该器件滑到该设备上。例如在压力袜的踝部。优选地该设备具有圆形边缘并且优选地它具有圆形或者椭圆形轮廓。本发明的设备能够由任何材料例如塑料、玻璃、金属或其组合制成。优选地,该设备至少部分地由塑料制成。如果使用冷却液体来冷却该设备,则该设备具有能够用这种液体填充并且能够被密封的空腔。在最简单的形式中,本发明的设备具有带有柱形体(较大轮廓)和锥形颈部(较小轮廓)的普通玻璃或者塑料瓶的形式。
[0040] 在本发明的一个实施例中,该设备包括已知的电冰箱的主动冷却元件如压缩机冷凝器和/或珀帖(peltier)元件,从而通过电力供应而将其冷却。
[0041] 在大多数情形中,更加方便的是,在比将其冷却的温度更高的温度下将本发明的器件拉到本发明的设备之上以固定加宽形式。然而,即使当已被冷却时,该器件的弹性也通常高至以被拉到该设备之上。
[0042] 将该器件拉到该设备之上的过程在大多数情形中是通过人工方式实现,但是易用的组合式加宽设备和弹性器件也能够被规模化生产和利用(例如,作为能够在室温下储存并且可以仅仅在使用之前才被冷却的、预组装的产品)。这种产品是一次使用的产品或者一次服务,该服务可能被以更新该易用配置。
[0043] 本发明的一个实施例中,在旅行时,特别适合使用本发明的设备。例如细颈瓶能够用盐、水和冰的混合物或者仅仅利用水和冰填充,如果使用了合适的弹性纤维以冷却该器件而无需自身的冷冻器或者电冰箱,因为盐和/或冰这两者通常都是易于得到的。
[0044] 对于本领域技术人员而言,明显地,在不偏离本发明的精神或者范围的前提下,可以对本发明和本发明提供的实施例中作出各种修改和变化。因此,对于本发明的做出的修改和变化都落入到本发明所涵盖的任何权利要求范围及其等价范围之内。
[0045] 以下实施例仅仅是为了示意性的目的而非意旨所在,并且它们也不应该被解释成限制本发明的范围。
[0046] 实施例
[0047] 确定弹性纤维的温度依赖性和选择适用于本发明的弹性纤维的方法
[0048] 使用5mg到10mg的材料并且利用10K/分钟的加热速率和10K/分钟的冷却速率在-100到150℃之间加热,利用Mettler Toledo DSC 822设备通过差示扫描量热法(DSC)评价弹性纤维的热性质。记录两次扫描并且从第二次加热扫描取得数据。与形态转变有关的峰值具有通过测量此时转变开始(Peak(1,2)“Tm,onset”)的温度、在峰值最大值处的温度(Peak(1,2)“Tm,peak”)和此时转变得以完成的温度(Peak(1,2)“Tm,end”)而得以分析的一定的温度范围。从在于此处通过在峰值的低温侧处的拐点的切线对向被最好地拟合成峰值下面的基线的直线的点处的测量而以数学方式获得Tm,onset。在其中无任何得以识别的单一拐点但是带有近似恒定的梯度的区域的情况下,使用通过所述区域的直线替代切线。据此,在峰值的高温侧处获得了Tm,end。
[0049] 选择本发明的弹性纤维从而它们的Tm,end至少与预期被用于固定加宽形态的温度(“Tfix”)大致相同,并且优选地,比Tfix更高,特别地从而它们的Tm,peak至少与Tfix相同,并且优选地,比Tfix更高,并且如果可能的话,从而它们的Tm,onset也与Tfix大致相同或者比Tfix高。Tfix仅仅在低温侧处受本发明的弹性纤维的低的Tg限制,此时弹性纤维变得坚硬。
[0050] 另外,选择本发明的弹性纤维,从而本发明的弹性纤维的Tm,onset至少与在穿戴器件之后通常在预期使用下存在的温度(Tuse)大致相同,并且优选地低于Tuse,特别地从而它们的Tm,peak至少与Tuse相同,并且优选地低于Tuse,并且在本发明的一个特别优选的实施例中,它们的Tm,end也与Tuse大致相同,并且优选地低于Tuse。
[0051] 压力袜的生产和本发明方法的评价。
[0052] 使用弹性纤维(纱线) dtex 235 V820(基于聚醚)将压力袜纺织成织物。所述弹性纤维具有大致-8℃的Tm,onset、大致6℃的Tm,peak和大致13℃的Tm,end,并且因此良好地适合于当前的测试,其中,使用温度(Tuse)为大致35℃(例如,在人的腿部和脚部的表面上的温度)。长袜在脚趾区域处开口并且被用于测试,以下会描述这种测试。对于测试1、2和4,插入了一种具有适当尺寸的、简单的锥形细颈瓶并且将其置于长袜的踝部区域,因为这个区域对于长袜的穿戴行为而言是最关键的。如此加宽的长袜在冷冻器中被冷却到大致-20℃的温度(Tfix)。
[0053] 测试1(本发明):人员穿上仍然包含细颈瓶的、加宽和冷却的长袜,并且在穿戴时用它的脚挤出细颈瓶。
[0054] 测试2(本发明):在人员穿戴之前从加宽和冷却的长袜移除细颈瓶。
[0055] 测试3(比较):一个人无任何帮助地穿戴未经过预处理的长袜。
[0056] 测试4(比较):该人员在未冷却时穿戴利用与用于本发明测试相同的细颈瓶加宽的长袜,以模拟在商业上可以获得的机械辅助器件的使用。如在测试1中,在穿戴时用脚挤出细颈瓶。
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