[发明专利]填充有相变材料的小袋及其制造方法

说明书

一种填充有相变材料的小袋(100)，其中所述小袋包括预成形的第一壁(110)和第二壁(120)，其中所述第一壁包括碗状部分和周边部分，所述相变材料容纳在所述碗状部分中，其中所述第二壁附接到所述第一壁的周边部分，其中所述小袋中存在高真空，并且其中小袋用于抵靠待加热或冷却的壁放置。

技术领域

本发明涉及填充有相变材料的小袋和制造填充有相变材料的小袋的方法。本发明还涉及具有填充有相变材料的小袋的餐具。

背景技术

使用相变材料作为储热材料是已知的，其中相变材料能够在相对短的时间内吸收热量并且在较长的时间内再次释放这些热量。这种应用的一个例子是在其上供应热食的盘中使用相变材料。通过使用相变材料，盘将不那么快冷却，食物将保温更长的时间。通常在盘中提供填充有相变材料的腔体。

用于这种应用和类似应用的典型相变材料在室温下是固体，在较高的温度下吸收热量而转变为液相。当相变材料处于液相时，存在相变材料的颗粒可能通过盘的微孔逸出的危险。在处于液相时，相变材料还可能在盘移动的影响下在腔体中自由移动，因此热量向盘的释放将减少，由此在盘中发生相变材料重量的不规则和/或变化的分布。

发明内容

本发明的实施方式的目的是以一定的方式提供相变材料，使得与相变材料作为储热材料的已知应用相比，获得更好的吸收和释放热量。

本发明的第一方面涉及一种填充有相变材料的小袋，其中小袋包括预成形的第一壁和第二壁。第一壁包括碗状部分和周边部分，相变材料容纳在碗状部分中，其中第二壁附接到第一壁的周边部分。小袋中存在高真空，并且小袋用于放置抵靠在待加热或冷却的壁上。

通过在填充的小袋中提供相变材料，相变材料的移动自由受到小袋的限制。因为小袋中存在高真空，其中小袋中的压力通常在1x 10^-1至1x 10^-7Pa之间，所以防止了绝热空气停留在相变材料和小袋的壁之间或者停留在相变材料的不同部分之间。此外，真空小袋中的相变材料受到保护，免受可能的污染物影响，避免相变材料的可能的降解，并且利用真空小袋避免了相变材料的起火。小袋中的高真空可以通过使小袋的预成形的第一壁具有碗状部分和周边部分来实现，使得相变材料可以位于碗状部分中，其中在小袋中抽真空后立即将第二壁附接到第一壁的周边部分。具有碗状部分的预成形的第一壁的优点在于，可以以简单的方式在小袋中抽真空，并且与在两个平壁之间使用相变材料相比，可以实现更高的真空。小袋的第一壁和第二壁可以在第一壁的周边部分以不同的方式彼此连接，例如通过焊接、胶粘等进行。

在一个优选的实施方式中，小袋具有一定程度的弹性和挠性，使得当相变材料在从一个相转变到另一个相期间膨胀时小袋也可以伸展，并且当反相变期间相变材料收缩时小袋再次收紧。与小袋中的高真空相结合，小袋的挠性提供了小袋中的相变材料与待加热或冷却的壁之间的尽可能最大且最有效的接触表面，同时相变材料不能逃离或离开壁。在一个可能的实施方式中，小袋的壁不是弹性的，并且远离待加热或冷却的壁的小袋的壁具有表面区域，使得相变材料的膨胀是可行的。

在填充有相变材料的小袋的一个优选实施方式中，第一壁和第二壁的厚度为至少40μm，优选具有在50μm至150μm之间的厚度。这种厚度的壁确保了小袋提供高度的保护和强度。此外，这种壁厚度允许小袋的第一和/或第二壁预成形，并且允许在第一壁中设置碗状部分，相变材料可以放置在该碗状部分中。对于本领域技术人员显而易见的是，第一壁和第二壁可以具有相互不同的厚度。具体来说，第二壁优选不太厚，以便保证热良好地传递到待加热或冷却的部分。

在填充有相变材料的小袋的示例性实施方式中，第一壁是第一膜，第二壁是第二膜。第一膜和第二膜可以具有相同的厚度，但也可以具有相互不同的厚度。膜具有的优点是它们可以以有利的方式层压，由此可以在一个膜中组合不同的材料特性。在膜的情况下，第一壁中的碗状部分优选地通过热成形形成。