DE102005000832A1

DE102005000832A1 - Behälter für eine Mehrkomponentenreaktion

Info

Publication number: DE102005000832A1
Application number: DE102005000832A
Authority: DE
Inventors: Andreas Michalsky; Raphael Cholodewicz
Original assignee: Huhtamaki Ronsberg Zweigniederlassung der Huhtamaki Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: Huhtamaki Ronsberg Zweigniederlassung der Huhtamaki Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 2004-06-04
Filing date: 2005-01-05
Publication date: 2005-12-29
Also published as: US7776290B2; WO2005118426A1; EP1751030A1; US20070217971A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Behälter (10) für eine Mehrkomponentenreaktion mit zumindest zwei Chemikalienkammern (20) und wenigstens einem Mischvolumen, wobei der Behälter (10) aus einer mit Vertiefungen (30) versehenen Bodenfolie (40) und einer gegebenenfalls strukturierten Oberfolie (50) gebildet ist, wobei die Oberfolie (50) mit der Bodenfolie (40) zumindest abschnittsweise verbunden, insbesondere versiegelt, ist. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Befüllen eines solchen Behälters.

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter für eine Mehrkomponentenreaktion sowie ein Verfahren zum Befüllen eines solchen Behälters gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bzw. 22.

Behälter für Mehrkomponentenreaktionen sind bekannt und kommen beispielsweise bei sogenannten Taschenwärmern oder Leuchtstäben zum Einsatz. In der Regel umfassen diese Behälter mindestens zwei Chemikalienkammern, die im Gebrauch aufgebrochen werden, so daß in ihnen enthaltene Reaktionskomponenten miteinander in Wechselwirkung treten können. Durch diese Wechselwirkung – in aller Regel eine chemische oder physikalische Reaktion – wird der Umgebung Wärme entweder zugeführt oder entzogen. Ein weiteres Ergebnis dieser Wechselwirkung kann auch die Erzeugung von Licht oder Schall sein.

Gemäß einer Variante wird der Behälter bei einem Aufbrechen der Kammern selbst so weit geöffnet, daß entweder die Reaktionskomponenten für sich oder das aus ihnen entstandene Reaktionsprodukt einer weiteren Verwendung zugeführt werden können. Dies ist beispielsweise bei Mehrkomponentenklebern der Fall.

Die vorerwähnten Taschenwärmer bzw. Leuchtstäbe stellen eine weitere Variante dar, bei welcher der die Reaktionskomponenten aufweisende Behälter auch nach einem Aufbrechen der Chemikalienkammern äußerlich unversehrt bleibt.

Eine Herstellung solcher Behälter, respektive ein Befüllen derselben geschieht gemäß dem Stand der Technik dadurch, daß der Behälter in seiner Gesamtheit so weit fertiggestellt wird, daß ein Befüllen der Chemikalienkammern von einer verbleibenden offenen und später zu versiegelnden Seitennaht aus erfolgt, wobei die jeweilige Reaktionskomponente in die jeweils dafür vorgesehene schlauchartige Kammer des Behälters eingefüllt wird. Anschließend wird die Siegelnaht verschlossen. Der Behälter an sich ist durch zwei flächige Folien oder dgl. Flächenkörper gebildet, die zumindest abschnittweise miteinander versiegelt sind.

Diese Vorgehensweise ist mit mehreren, teils gravierenden Nachteilen behaftet. Zum einen ist durch ein Einschütten der Reaktionskomponente in die jeweilige Behälterkammer, insbesondere dann, wenn die Reaktionskomponente in pastöser, pulverförmiger oder fester Form vorliegt, eine gleichmäßige und homogene Befüllung der Kammer praktisch kaum möglich, was zu einer schlechten Verteilbarkeit führt. Dies wiederum führt bei einer späteren Wechselwirkung der Reaktionskomponenten zu einem ungleichmäßigen Ablauf der Reaktion und einer damit einhergehenden möglichen übermäßig starken lokalen Erwärmung oder Abkühlung des Behälters; jedenfalls aber zu einer ineffizienten Nutz- und Verwendbarkeit des Behälters. Darüber hinaus ist dieses Abfüllverfahren sehr zeitaufwendig.

Darüber hinaus wirkt sich diese Einfüllmethode auch auf die Geometrie des Behälters aus, die ungleichmäßig ausgebildet wird, da die eingefüllten Substanzen zwangsläufig auf der unteren Seite des Behälters eine Verdickung hervorrufen, wohingegen die Reaktionskammern auf ihrer oberen Einfüllseite auch nach einer Befüllung quasi leer verbleiben.

Ein weiterer Nachteil dieser Einfüllvariante besteht darin, daß die Einfüllung quer über den Bereich einer späteren Siegelnaht erfolgen muß. Hierbei besteht die Gefahr, daß die später zu versiegelnden Bereiche mit der festen oder flüssigen Reaktionskomponente, welche in die jeweiligen Kammern eingefüllt wird, verschmutzt wird, was ohne einen zusätzlichen Reinigungsschritt mit der damit einhergehenden Gefahr einer Kontamination der Reaktionskomponenten, zu einer geschwächten und potentiell undichten Siegelnaht führt.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile zu vermeiden und einen Behälter für eine Mehrkomponentenreaktion mit zumindest zwei Chemikalienkammern und wenigstens einem Mischvolumen zur Verfügung zu stellen, der eine homogene und gleich verteilte Einfüllung der Reaktionskomponenten in die Chemikalienkammern ohne die Gefahr einer Verschmutzung später zu versiegelnder, respektive zu verschließender Bereiche ermöglicht, wobei der Behälter selbst eine gleichmäßige und sichere Standfläche bietet. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Befüllung eines solchen Behälters.

Diese Aufgabe wird durch einen Behälter gemäß Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 22 gelöst.

Insbesondere wird die Aufgabe durch einen Behälter für eine Mehrkomponentenreaktion mit zumindest zwei Chemikalienkammern und wenigstens einem Mischvolumen gelöst, wobei der Behälter aus einer mit Vertiefungen versehenen Bodenfolie und einer ggf. strukturierten Oberfolie gebildet ist, wobei die Oberfolie mit der Bodenfolie zumindest abschnittsweise verbunden, insbesondere versiegelt ist.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, daß die Bodenfolie mit Vertiefungen ausgestattet ist, in die bequem eine jeweils gewünschte Reaktionskomponente eingefüllt werden kann. Da sich die Bodenfolie horizontal erstreckt, sind die Vertiefungen im wesentlichen wannen- und/oder becherförmig ausgebildet und erstrecken sich ihrerseits im wesentlichen senkrecht zu der Bodenfläche. In Abwesenheit der ggf. strukturierten Oberfolie sind die Vertiefungen deshalb von oben für einen Befüllvorgang frei zugänglich, so dass der Befüllvorgang als horizontaler Prozess ausführbar ist.

Aufgrund dieser freien Zugänglichkeit ist eine homogene und gleich verteilte Einbringung der jeweiligen Reaktionskomponenten, sei es in fester, pastöser oder flüssiger Form, problemlos möglich.

Die Oberfolie ist mit der Bodenfolie zumindest abschnittsweise verbunden, wobei eine Versiegelung oder Verklebung der beiden Folien eine bevorzugte Verbindungsart darstellt. Die Versiegelung verläuft hierbei so, daß die in der Bodenfolie vorgesehenen Vertiefungen, welche die Chemikalienkammern darstellen, so voneinander getrennt werden, daß eine vorzeitige Vermischung der Reaktionskomponenten, die in den Chemikalienkammern angeordnet sind, nicht möglich ist. Eine solche Vermischung kann erst dann erfolgen, wenn die die Kammern voneinander trennende Versiegelung aufgebrochen und so ein Mischvolumen für die Reaktionskomponenten zur Verfügung gestellt wird.

Ein miteinander in Kontakt bringen der Reaktionskomponenten kann auch über zwischen den Chemikalienkammern angeordnete Ventile erfolgen, die ggf. wieder verschließbar sind. Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn im Falle einer wärmeerzeugenden Reaktion eine gleichmäßige und über die Zeit dauerhafte Erwärmung bewirkt werden soll, ohne daß es zu ungewollten sprunghaften Erhitzungen kommt. Mit anderen Worten kann mittels eines ventilartigen Durchlasses von Kammer zu Kammer eine Steuerung der Reaktion erfolgen und die Reaktion ggf. auch abgebrochen werden.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß zumindest die Bodenfolie geprägt und/oder tiefgezogen und/oder gefaltet ausgebildet ist, um so die Vertiefungen in der Bodenfolie zu erzeugen. Selbstverständlich kann die Oberfolie analog ausgebildet sein. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Strukturierung der Oberfolie mit der Strukturierung der Bodenfolie korrespondiert und wenn die in dem Behälter stattfindende Mehrkomponentenreaktion mit einer Volumenzunahme einhergeht.

Sowohl die Oberfolie als auch die Bodenfolie können aus einer, vorzugsweise kaltverformbaren Kunststofffolie und/oder einem solchen Laminat hergestellt sein, wobei ein Kunststoff- oder Aluminiumlaminat mit einer hohen Festigkeit bevorzugt ist. Die Oberfolie weist darüber hinaus, bevorzugt ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise ein Metall, vorzugsweise Aluminium, auf. Auf diese Weise ist im Fall einer wärmeabgebenden bzw. wärmeaufnehmenden Reaktion ein guter Wärmetransfer zwischen dem Behälterinneren und der Umgebung möglich, so daß der Behälter als Heiz- oder Kühlbehälter verwendbar ist. Je nach Anwendungsgebiet ist auch die Bodenfolie mit einem entsprechenden Material hoher Wärmeleitfähigkeit versehen.

Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß das Material hoher Wärmeleitfähigkeit eingebettet in ein Laminat oder beispielsweise auch als alleinige Metallfolie per se vorliegen kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Bodenfolie aus einem geschäumten Material hergestellt und weist insbesondere Polyethylen und/oder Polypropylen und/oder Polyethylenterephthalat und/oder Mischungen daraus auf. Dies ist dann von Vorteil, wenn die Bodenfolie als eine isolierende Unterfolie dienen soll, während auf der Oberseite des Behälters beispielsweise ein Getränk oder eine Mahlzeit erwärmt oder warm gehalten werden soll. In diesem Fall dient die Bodenfolie dazu, eine Wärmeabgabe nach unten zu vermeiden, wohingegen die Oberfolie, die aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt ist, dazu dient, die Wärme möglichst effektiv an den auf dem Behälter abgestellten Gegenstand abzugeben.

Zu diesem Zweck weist die Bodenfolie gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform eine metallische, vorzugsweise reflektierende Schicht, insbesondere in Form einer Metallkaschierung, auf. Diese Schicht ist erfindungsgemäß auf der Innenseite der Bodenfolie, also auf der dem Inneren des Behälters zugewandten Seite der Bodenfolie, angebracht und besteht vorzugsweise aus Aluminium. Dieses kann aufgedampft oder in Form einer Folie auf die Bodenfolie oder das die Bodenfolie bildende Laminat aufgebracht sein.

Sofern ein möglichst effektiver Wärmetransfer gewünscht ist, kann eine solche Metallkaschierung sowohl auf der Innen- als auch auf der Außenseite der den Behälter bildenden Folien angebracht sein.

Des weiteren weist die Bodenfolie und/oder die Oberfolie gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zumindest eine Barriereschicht auf, die Ethylvinylalkohol (EVOH), Quarz (SiO₂) und/oder Aluminium, insbesondere in Form einer Folie oder einer abgeschiedenen Schicht, aufweist.

Durch eine solche Barriereschicht wird erreicht, daß der erfindungsgemäße Behälter hinsichtlich einer Permeation und/oder Diffusion von Substanzen in den Behälter oder aus diesem heraus unempfindlich wird.

Des weiteren kann der Behälter für bestimmte Stoffe selektiv durchlässig sein, sofern dies erwünscht ist. Eine solche selektive Permeation ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn ein Druckausgleich mit der Umgebung erzielt werden soll, um ein Bersten oder Bombieren des Behälters zu verhindern.

Die einzelnen Kammern des Behälters sind mittels einer Streifensiegelung und/oder mittels einer Punktsiegelung und/oder aufgrund eines angelegten Unterdrucks, insbesondere Vakuums, der eine dichtende Anlage von Bodenfolie und Oberfolie aneinander bewirkt, voneinander getrennt. Die erwähnten Siegelungen können als geschwächte Siegelungen mit Sollbruchstellen ausgebildet sein, um auf diese Weise eine Verbindung der einzelnen Chemikalienkammern miteinander zur Definition eines Mischvolumens zu gewährleisten, wobei eine Zerstörung des Behälters durch ein Aufbrechen einer äußeren Siegelnaht vermieden wird.

Zumindest eine Kammer weist erfindungsgemäß eine Sollbruchstelle, insbesondere in Form einer inneren Siegelspitze auf, so daß sich ausgehend von dieser Kammer unter Anwendung von Druck ein Mischvolumen bildet, das aus dem Volumen von zumindest einer benachbarten Kammer und der die innere Spitze aufweisenden Kammer gebildet ist. Das Mischvolumen bildet seinerseits eine Reaktionskammer, in der die Reaktion der Reaktionskomponenten stattfindet.

Sofern an einer Behälterkammer ein Unterdruck, respektive ein Vakuum anliegt, wird durch ein Öffnen der Sollbruchstelle bzw. der inneren Siegelspitze bewirkt, daß sich eine Reaktionskomponente, die sich in einer benachbarten Kammer ohne oder mit einem geringeren Unterdruck befindet, schlagartig in die evakuierte Kammer hinein ausbreitet und eine sehr schnelle, gegebenenfalls explosionsartige Folgereaktion auslöst. Darüber hinaus wird die Ausbreitung und Vermischung von Reaktionskomponenten durch ein durch Unterdruck initiiertes Ansaugen von Komponenten aus Nachbarkammern in vorteilhafter Weise unterstützt, was zu einer schnellen und vollständigen Reaktion beiträgt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zumindest eine betätigbare Öffnungsvorrichtung bzw. -hilfe vorgesehen, die beispielsweise als Dorn oder Klinge ausgebildet sein kann, um zwischen benachbarten Kammern eine Verbindung zu schaffen, so dass ein Mischvolumen ausgebildet wird. Die Öffnungsvorrichtung ist vorteilhafterweise gegen ein unbeabsichtigtes Betätigen gesichert, so dass die Herstellung einer ungewollten Fluidverbindung zwischen den jeweiligen Kammern vermieden wird. Mittels der betätigbaren Öffnungsvorrichtung ist es möglich die die Kammern trennenden Siegelnähte zwischen der Boden- und der Oberfolie zu durchstoßen, wobei die Boden- und die Oberfolie auseinander gedrängt und die Siegelung gelöst wird. Es ist darauf zu achten, dass beim Trennen der Siegelung keinesfalls die Boden- oder Oberfolie durchstoßen wird. Hierfür kann im Bereich der Öffnungsstelle bzw. -hilfe eine Verstärkung vorgesehen sein, mittels der eine Verletzung der Boden- und Oberfolie vermieden wird. Eine flächige, beispielsweise spachtelförmige Ausgestaltung der Offnungsvorrichtung ist entsprechend der Ausbildung der Siegelnähte ebenfalls hilfreich.

Zur schnellen und homogenen Zusammenführung der Reaktionskomponenten ist des weiteren ein Leitsystem in Form von Kanälen, Stegen und/oder einem vorzugsweise strukturierten, insbesondere perforierten, Verteilkörper vorgesehen, entlang dessen sich die Reaktionskomponenten ausbreiten und verteilen können. Ein solches Leitsystem kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, daß während der Versiegelung des Behälters von einer Kammer, die vorzugsweise ein flüssiges Medium enthält, ausgehend ein Vakuum an den Behälter angelegt wird, so daß die Luft aus dem Behälter gesaugt wird. Hierbei bilden sich insbesondere in der Oberfolie Falten, deren Innenseiten aufgrund des Vakuums eng und abdichtend aneinander liegen, die sich jedoch bei einem Aufbrechen einer Kammer voneinander lösen und als kanalartiges Verteilersystem wirken können.

Diese Faltenbildung während der Anlage eines Vakuums ist gemäß einem Aspekt der Erfindung erwünscht und kann beispielsweise dadurch unterstützt werden, daß die Oberfolie hinsichtlich ihrer Dimensionierung etwas größer als zur Abdeckung der Bodenfolie zwingend nötig, gewählt wird.

Eine weitere Möglichkeit, ein kanalartiges Leitsystem zur Verfügung zu stellen, besteht in einer dezidierten Auswahl bei der Ausbildung von geschwächten Siegelnähten, die bevorzugt aufbrechen. Solche Siegelnähte können beispielsweise dünner ausgebildet oder weniger stark gesiegelt sein als benachbarte feste Siegelnähte.

Im übrigen können auch feste Stege bzw. Kanäle in den erfindungsgemäßen Behälter eingearbeitet sein entlang derer die Verteilung einer flüssigen oder pastösen Reaktionskomponente erfolgt. Ferner kann ein folienartiger Verteilkörper vorgesehen sein, der als Folie oder Schlauch eine Verbindung zwischen den Reaktionskammern herstellt. Gemäß einer folienförmigen Ausgestaltung kann dieser Verteilfolienkörper oberhalb der Reaktionskammern angeordnet und perforiert sein. Eine flüssige Reaktionskomponente, die wiederum oberhalb des Verteilfolienkörpers vorgesehen ist und zur Initiierung der Mehrkomponentenreaktion freigesetzt wird, verteilt sich demgemäß oberhalb des Verteilfolienkörpers schnell und gleichmäßig und tritt durch die Perforationen des Verteilfolienkörpers hindurch mit weiteren in den Kammern des erfindungsgemäßen Behälters vorgesehenen Reaktionskomponenten in Kontakt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es möglich eine flüssige Reaktionskomponente durch ein schlauchförmiges Verteilsystem zu den jeweiligen Kammern zu leiten, die weitere Reaktionskomponenten enthalten.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Behälter, wie vorerwähnt, wenigstens eine Entspannungsvorrichtung auf, um ein Bersten oder Bombieren des Behälters zu vermeiden. Die Entspannungsvorrichtung umfasst hierbei vorzugsweise zumindest einen vom Mischvolumen, vorzugsweise durch eine Siegelnaht abgetrennten Bereich. Dieser Bereich kann in Form separater, abgesiegelter Ecken ausgeführt sein. Im Falle eines Überdrucks im Inneren des Behälters, der zu einem Bersten oder Bombieren führen würde, kann durch diese Entspannungsvorrichtung ein Druckausgleich erfolgen, wobei zunächst in einem ersten Schritt eine Siegelnaht zwischen einem Mischvolumen und dem abgetrennten Bereich geöffnet wird. Die Öffnung kann durch eine Siegelnaht definierter Stärke und ggf. unter Zuhilfenahme einer inneren Siegelspitze bewirkt werden, wobei der die Siegelung bewirkende Öffnungsdruck aus dem Inneren des die Reaktionskomponenten enthaltenden Behälters kommt.

Ferner kann die Entspannungsvorrichtung eine Drossel und/oder ein Labyrinth für einen kontrollierten Druckausgleich aufweisen, der mit einer Filtereinrichtung kombiniert sein kann, die verhindert, dass Flüssigkeit und/oder Dampf und/oder Reaktionskomponenten bzw. -produkte aus dem Behälter austreten.

Des weiteren kann der getrennte Bereich, respektive die separat abgesiegelten Ecken Vertiefungen in Form von Mulden aufweisen, die für eine Aufnahme von Flüssigkeit oder Reaktionskomponenten vorgesehen sind. Als Filtermedium kann beispielsweise ein Flies, ein Schwamm oder ein anderer textiler und/oder poröser Flächenkörper innerhalb des abgetrennten Bereichs vorgesehen sein.

Je nach Größe des erfindungsgemäßen Behälters respektive entsprechend der Höhe der Reaktionsenthalpie können, sofern notwendig, auch mehrere Entspannungsvorrichtungen an dem erfindungsgemäßen Behälter vorhanden sein.

Die Mehrkomponentenreaktion kann entweder exotherm unter Wärmeabgabe oder alternativ hierzu endotherm unter Wärmeaufnahme ablaufen. In ersterem Fall dient der Behälter erfindungsgemäße zur Erwärmung von Substanzen, während er in zweiterem Fall als Kühlaggregat wirken kann, das der Abkühlung von Gegenständen oder Substanzen dient.

Zur Erzielung einer exothermen Reaktion sind beispielsweise Glycerin und Kaliumpermanganat als Reaktionskomponenten vorgesehen. Diese Reaktionskomponenten werden, wie bereits vorerwähnt, in einer im wesentlichen horizontalen Lage der Bodenfolie in die Chemikalienkammern eingebracht, wobei die Oberfolie noch nicht auf die Bodenfolie aufgebracht worden ist. Auf diese Weise sind die Chemikalienkammern leicht von oben zugänglich, so daß eine homogene und gleichmäßige Verteilung des festen und kristallinen Kaliumpermanganats in den Chemikalienkammern möglich ist. Vorzugsweise weist der erfindungsgemäße Behälter hierzu fünf Chemikalienkammern auf, wobei sich in vier der Chemikalienkammern festes Kaliumpermanganat befindet, während die fünfte Chemikalienkammer flüssiges Glycerin aufweist. Durch einen Druck auf die das Glycerin enthaltende Chemikalienkammer öffnet sich eine Siegelnaht, so daß das Glycerin in die benachbarte, mit Kaliumpermanganat gefüllte Reaktionskammer strömt und dort mit dem Kaliumpermanganat eine Redox-Reaktion eingeht.

Des weiteren wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 22 gelöst. Insbesondere wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters gemäß obiger Darstellung erfüllt, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

– zur Verfügungstellen einer mit Vertiefungen versehenen Bodenfolie,
– Befüllen der Vertiefungen mit Reaktionskomponenten in einer im wesentlichen horizontalen Lage der Bodenfolie,
– Verschließen des Behälters durch zumindest abschnittweises Verbinden, insbesondere Versiegeln, der Bodenfolie mit einer Oberfolie.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das anhand der Abbildungen näher erläutert wird. Hierbei zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Behälters im Querschnitt;
2 eine schematische Darstellung der Ausführungsform gemäß 1 in Draufsicht;
3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Behälters in Aufsicht;
4 eine schematische Darstellung der Ausführungsform gemäß den 3 und 5 im Querschnitt entlang der Linie 1-2 in einer Variante; und
5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Behälters mit Öffnungsvorrichtung.
In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Behälters 10 mit vier Chemikalienkammern 20. Die Chemikalienkammern 20 sind als Vertiefungen 30 in einer Bodenfolie 40 ausgebildet. Die Bodenfolie 40 ist an Siegelbereichen 70 mit einer Oberfolie 50 verbunden. Bei einem Aufbrechen der einzelnen Chemikalienkammern 20 wird ein Mischvolumen ausgebildet, innerhalb dessen die in den Chemikalienkammern 20 angeordneten Reaktionskomponenten miteinander zur Vermischung und Wechselwirkung gelangen.
2 zeigt einen erfindungsgemäßen Behälter gemäß der Ausführungsform aus 1 in Draufsicht, wobei die Oberfolie 50 der Übersicht halber transparent dargestellt ist. In der unter der Oberfolie 50 (nicht gezeigt) angeordneten Bodenfolie 40 sind vier Reaktionskammern 20 in Form von Vertiefungen 30 ausgebildet, in denen die Reaktionskomponenten (nicht gezeigt) angeordnet sind. In den drei linken Chemikalienkammern 20 ist Kaliumpermanganat homogen verteilt, während in der rechten Chemikalienkammer 20 Glycerin enthalten ist.
Auf der Bodenfolie 40 ist die (transparente) Oberfolie 50 angeordnet und entlang von Siegelbereichen 70 mit der Bodenfolie 40 verbunden. Innerhalb der Siegelbereiche kennzeichnet das Bezugszeichen 60 einige Sollbruchstellen, die eine gegenüber den normalen Siegelbereichen schwächere Siegelung aufweisen. Im Falle der gepunkteten drei Abschnitte handelt es sich um eine Punktsiegelung, die eine gewisse Verbindung der jeweils angrenzenden Kammern ermöglicht. Diese Verbindung ist im hier vorliegenden Fall auch bei nicht aufgebrochenen Kammern unproblematisch, da in beiden Kammern festes Kaliumpermanganat vorliegt. Die schraffierten Siegelbereiche, durch welche die beiden linken Kammern miteinander verbunden werden können, sind als Siegelung mit streifenförmigen Siegelabschnitten und nicht als vollflächige Versiegelung ausgebildet. Insofern ist die Versiegelung in den beiden linken Streifensiegelbereichen 60 schwächer als diejenige in dem Siegelbereich 70, der einen äußeren Abschluß des Behälters und eine Abdichtung des Behälterinneren gegenüber dem Behälteräußeren darstellt.
Im übrigen ist in der rechten Chemikalienkammer 20 eine Siegelspitze 60 vorgesehen, die eine Sollbruchstelle 60 darstellt. Bei einem Druck auf die Glycerin enthaltende rechte Chemikalienkammer bricht die Sollbruchstelle 60 an der Siegelspitze auf und es strömt Glycerin in die angrenzende, Kaliumpermanganat aufweisende Kammer 20, von wo aus sich unter Druckanwendung das Aufbrechen weiterer Kammern fortsetzt. Der Behälter gemäß der vorliegenden Ausführungsform dient als Heizplatte für zu erwärmende Gegenstände und zeichnet sich durch eine hervorragende Standfestigkeit sowohl gegenüber einem unebenen Untergrund als auch gegenüber einem auf der Oberfolie 50 angebrachten Gegenstand aus. Die Bodenfolie 40 ist aus geschäumtem Polypropylen ausgebildet, so daß die Bodenfolie eine isolierende Unterfolie bildet, die an ihrer Innenseite mit Aluminium kaschiert ist. Die Oberfolie 50 ist als doppelseitig mit einer Aluminiumfolie kaschierte, ggf. bidirektional gereckte Polyethylenterephthalat-Folie ausgebildet.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Behälters in Draufsicht, der eckseitige Entspannungseinrichtungen 80 aufweist. Die eckseitigen Entspannungseinrichtungen 80 sind mit Siegelbereichen 70 vom Mischvolumen des Behälters 10 getrennt. Die Siegelbereiche 70, durch welche die Entspannungseinrichtungen 80 versiegelt sind, weisen eine in Richtung Mischvolumen gewandte Siegelspitze als Sollbruchstelle 60 auf. Innerhalb eines abgetrennten Bereichs einer Entspannungseinrichtung 80 ist ein Flies 90 angeordnet, das als Filtermedium dient und einen Flüssigkeits- bzw. Dampfaustritt aus dem Behälter 10 verhindert.
4 zeigt eine Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß 3 entlang der in 3 dargestellten Schnittlinie 1–2 in einer Variante. Wie zu erkennen ist, befindet sich oberhalb einer Chemikalienkammer 20, die als Vertiefung 30 ausgebildet ist, ein perforierter Folienkörper 100, über die eine weitere Chemikalienkammer 20, die oberhalb des perforierten Folienkörpers 100 angeordnet ist, zugänglich ist. Bei einem Aufbrechen der oberen Chemikalienkammer 20 breitet sich die in dieser befindliche Flüssigkeit innerhalb des Behälters 10 oberhalb des perforierten Folienkörpers ungehindert aus und dringt durch die Perforationen des perforierten Folienkörpers 100 in die darunterliegenden Chemikalienkammern 20 in der Bodenfolie 40. Durch die ungehinderte Ausbreitung der Flüssigkeit oberhalb des perforierten Folienkörpers und die definierte Perforierung des Folienköxpers 100 ist eine exakte Kontrolle der Reaktion der beiden Reaktionskomponenten möglich. Die in 4 oben liegende Chemikalienkammer 20 des Behälters 10 ist in 3 der Übersicht halber nicht dargestellt.
5 zeigt eine Ausführungsform eines gegen ein ungewolltes Bersten bzw. Bombieren geschützten Behälters 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform, bei der eine Öffnungsvorrichtung bzw. Öffnungshilfe 110 zur Schaffung eines Mischvolumens vorgesehen ist, die in Pfeilrichtung 120 betätigt wird und zu einer Fluidausbxeitung gemäß den Pfeilen 130 führt. Mit Hilfe der Öffnungsvorrichtung 110 wird eine Siegelung 70 durchstoßen, durch die eine Trennung der Chemikalienkammern 20, 30, die in der Bodenfolie 40 ausgebildet sind, und der Chemikalienkammer 20, innerhalb der sich die Öffnungsvorrichtung 110 befindet, bewirkt wird.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Details, als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.

10: Behälter
20: Chemikalienkammer
30: Vertiefungen
40: Bodenfolie
50: Oberfolie
60: Sollbruchstelle
70: Siegelbereich
80: Entspannungseinrichtung
90: Flies
100: perforierter Folienkörper
110: Öffnungsvorrichtung/-hilfe
120: Betätigungsrichtungspfeile
130: Fluidausbreitung

Claims

Behälter (10) für eine Mehrkomponentenreaktion mit zumindest zwei Chemikalienkammern (20) und wenigstens einem Mischvolumen, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (10) aus einer mit Vertiefungen (30) versehenen Bodenfolie (40) und einer gegebenenfalls strukturierten Oberfolie (50) gebildet ist, wobei die Oberfolie (50) mit der Bodenfolie (40) zumindest abschnittweise verbunden, insbesondere versiegelt, ist.
Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Bodenfolie (40) geprägt und/oder tiefgezogenen und/oder gefaltet ist.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfolie (50) und/oder die Bodenfolie (40) aus einer, vorzugsweise kaltverformbaren, Kunststofffolie und/oder Laminat, insbesondere Kunststoff- oder Aluminiumlaminat, mit insbesondere hoher Festigkeit, hergestellt ist/sind.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Oberfolie (50) ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, insbesondere ein Metall, vorzugsweise Aluminium, aufweist.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfolie (40) ein geschäumtes Material, insbesondere Polyethylen und/oder Polypropylen und/oder Polyethylenterephthalat und/oder Mischungen daraus, aufweist.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfolie (40) eine metallische, vorzugsweise reflektierende Schicht, insbesondere in Form einer Metallkaschierung, vorzugsweise aus Aluminium, aufweist.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfolie (40) und/oder die Oberfolie (50) zumindest eine Barriereschicht, insbesondere aus Ethylvinylalkohol, SiO₂ und/oder aus Aluminium, aufweist.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Kammern (20) des Behälters mittels Streifensiegelung und/oder mittels Punktsiegelung und/oder aufgrund eines angelegten Unterdrucks, insbesondere Vakuums, der eine dichte Anlage von Bodenfolie (40) und Oberfolie (50) bewirkt, voneinander getrennt sind.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Kammer (20) eine Sollbruchstelle (60), insbesondere eine innere Spitze, aufweist, so daß bei Anwendung von Druck mit wenigstens einer benachbarten Kammer (20) unter Ausbildung eines Mischvolumens wenigstens eine Reaktionskammer gebildet wird.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine betätigbare Öffnungsvorrichtung bzw. -hilfe (110), beispielsweise in Form eines Dorns, vorgesehen ist, um zwischen Kammern (20) eine Verbindung zu schaffen.
Behälter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsvorrichtung (110) gegen ein unbeabsichtigtes Betätigen gesichert ist.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leitsystem in Form von Kanälen, Stegen und/oder einem, vorzugsweise strukturierten, insbesondere perforierten, Verteilfolienkörper (100) zur schnellen und homogenen Zusammenführung von Reaktionskomponenten vorgesehen ist.
Behälter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine, insbesondere flüssige, Reaktionskomponente oberhalb des Verteilfolienkörpers (100) angeordnet ist.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (10) wenigstens eine Entspannungsvorrichtung (80) aufweist, um ein Bombieren des Behälters zu vermeiden.
Behälter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Entspannungsvorrichtung (80) zumindest einen vom Mischvolumen, vorzugsweise durch eine Siegelnaht, getrennten Bereich, insbesondere separat abgesiegelte Ecken, umfasst, durch den nach einem Öffnen der Siegelnaht ein Druckausgleich erfolgt.
Behälter nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Entspannungsvorrichtung (80) eine Drossel und/oder ein Labyrinth für einen kontrollierten Druckausgleich aufweist.
Behälter nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Entspannungsvorrichtung (80) eine Filtereinrichtung, beispielsweise in Form eines Flieses (90) und/oder Labyrinths gegebenenfalls in Kombination mit wenigstens einer Vertiefung aufweist, um ein Austreten von Flüssigkeit und/oder Dampf, insbesondere der Reaktionskomponenten, zu vermeiden.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrkomponentenreaktion exotherm unter Wärmeabgabe abläuft.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrkomponentenreaktion endotherm unter Wärmeaufnahme abläuft.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionskomponenten Glycerin und Kaliumpermanganat vorgesehen sind.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Chemikalienkammern (20) in einer im wesentlichen horizontalen Lage der Bodenfolie (40), insbesondere in Abwesenheit der Oberfolie (50), von oben befüllbar sind.
Verfahren zum Befüllen eines Behälters (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – zur Verfügungstellen einer mit Vertiefungen (30) versehenen Bodenfolie (40), – Befüllen der Vertiefungen (30) mit Reaktionskomponenten in einer im wesentlichen horizontalen Lage der Bodenfolie (40), – Verschließen des Behälters (10) durch zumindest abschnittweises Verbinden, insbesondere Versiegeln, der Bodenfolie (40) mit einer Oberfolie (50).