KR100321527B1 - 접촉 습윤성이 적은 곤충 기피 제품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 곤충을 기피하기 위한 휴대가능한 일회용 제품을 제공한다. 본 제품은 곤충 기피제로 포화될 수 있는 섬유질 기재를 포함한다. 한 양태에서, 섬유질 기재는 다공성 커버와 차단층 사이에 배치되며, 외부 모세관을 갖는 섬유를 포함한다. 다공성 커버는 끝이 가늘어지는 세공을 갖는 천공된 플라스틱 필름을 포함할 수 있다. 곤충 기피제는 파손되기 쉬운 다발(packet)에 함유될 수 있어서, 파손되기 쉬운 다발이 파손될 때, 곤충 기피제가 천공된 필름을 통해 방출되도록 섬유질 기재로 향한다.

Description

접촉 습윤성이 적은 곤충 기피 제품{INSECT REPELLENT ARTICLE PROVIDING LOW CONTACT WETNESS}
개인 용도의 곤충 기피제는 역사적으로 다수의 상이한 방식으로 운반되어 왔다. 예를 들면, 피부에 분무하거나 바르고/바르거나, 주위 환경에 분무하고/하거나, 의복에 분무할 수 있다. 곤충 기피액은 전형적으로 휘발성이어서 신체로부터 곤충을 쫓아내는 증기를 내뿜는다.
휘발성 곤충 기피액으로 포화된, 패치 형태로 제조되는 흡수 기재는 의복에 적용하기 위해 이용하여 왔다. 전형적으로 휘발성 용액을 함유하는 패치는 적용전에 용액의 증발을 방지하는 패키지에 담겨있어야 한다. 쿡(Cook) 등의 명의로 1995년 1월 5일자로 출원된 "Package for Containing and Applying a Bug Repellent Patch"라는 명칭의 미국 특허원 제 08/369,068호는 곤충 기피제로 포화된 패치를 함유하기 위한 패키지에 대해 개시하고 있다. 상기 개시된 패키지는 사용자가 패치와 접촉하지 않아도 목표 표면에 패치를 적용시킬 수 있다.
이러한 패치는 기재와 목표 표면(예: 사용자의 의복) 사이에 차단 물질을 가질 수 있다. 차단 물질은 보다 많은 양의 휘발성 용액이 사용되게 하므로 곤충으로부터의 보호가 보다 오래 지속될 수 있다. 그러나, 용액의 양이 증가할수록 용액의 일부가 액체 형태로 기재에서 누수되기 쉬울 수 있으며, 사용자의 피부 또는 의복과 같은 물품을 적실 수 있다. 따라서, 처음에 제품에 제공되는 일정량의 액체에 대해 제품의 일정한 표면적으로부터 일정 시간후에 증기 형태로 방출될 수 있는 용액의 양은 액체의 패치밖으로의 누수로 인해 물품을 적시지 않도록 제한한다.
따라서, 본 발명의 목적은 액체 곤충 기피 물질과 같은 휘발성 액체 물질을 방출시키는 휴대가능한 일회용 제품을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 제품이 가압 등에 의해 목표 표면에 적용될 때에 착용자의 피부 또는 의복으로 이동되는 액체 물질의 양을 최소화시키면서 휘발성 액체 물질을 방출시키는 휴대가능한 일회용 제품을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 제품의 방출 표면(이는 예정된 하중하에서 접촉 습윤성이 적다)으로부터 휘발성 액체 물질을 방출시키는 휴대가능한 일회용 제품을 제공하는 것이다.
발명의 요약
본 발명은 제품의 방출 표면으로부터 곤충 기피 물질과 같은 휘발성 액체 물질을 방출시키는 휴대가능한 일회용 제품을 포함한다. 이러한 제품은 휘발성 액체 물질로 포화된 기재를 포함한다. 예정된 하중하에서, 상기 제품의 방출 표면은 약 100㎎ 미만, 더욱 바람직하게는 약 50㎎ 미만, 가장 바람직하게는 약 25㎎ 미만의 접촉 습윤도를 갖는다. 예정된 하중하에서, 방출 표면은 약 100㎎/g 미만, 더욱 바람직하게는 약 50㎎/g 미만, 가장 바람직하게는 약 25㎎/g 미만의 표준화 접촉 습윤도를 가지며, 여기에서 표준화 접촉 습윤도란 기재를 포화시키는 액체 물질의 총 중량으로 나눈 접촉 습윤도이다.
한 양태에서, 본 제품은 약 0.25 이상, 더욱 바람직하게는 약 0.40 이상, 가장 바람직하게는 약 0.50 이상의 표준화 방출 속도를 제공할 수 있다.
본 발명의 한 양태에서, 상기 제품은 차단층, 다공성 커버층, 및 휘발성 액체 물질로 포화된 기재를 포함한다. 방출 표면은 다공성 커버층의 외향면을 포함할 수 있다. 상기 제품은 또한 착용자 가멘트와 같은 목표 표면에 제품을 부착시키기 위해 접착 패스너를 포함할 수 있다.
다공성 커버층의 방출 표면은 약 20% 이상, 더욱 바람직하게는 약 30% 이상의 개방 면적비를 가져서 휘발성 액체 물질의 증기를 효과적으로 방출시킬 수 있다. 한 양태에서, 개방 면적비는 약 50% 보다 클 수 있다. 다공성 커버층은 약 0.015in 이상의 캘리퍼를 가질 수 있고 한 양태에서는 약 0.050in 이상의 캘리퍼를 갖는다.
상기 일회용 제품은 0.95in 직경의 하중 족문(load foot)으로 가해진 32.2g의 한계 하중으로 측정할 때에 약 1.0㎝ 이하, 바람직하게는 약 5.0㎜ 미만, 더욱바람직하게는 약 3.0㎜ 미만의 최대 캘리퍼를 가질 수 있다. 상기 제품은 약 4.0g 이하의 총 중량(제품이 목표 표면에 적용될 때에 측정), 및 약 0.5 lb/in 이하, 더욱 바람직하게는 약 0.1 lb/in 이하의 강성(stiffness)을 가져서 다양한 목표 표면에 편안하게 순응될 수 있다.
기재는 곤충 기피제를 포함하는 휘발성 액체 물질로 포화될 수 있다. 한 양태에서, 기재는 약 2.0g 이하의 액체 물질로 포화되고, 기재 중량에 대한 휘발성 액체 물질 중량의 비는 약 2.0 이상이다.
본 발명은 휘발성 물질을 방출시키는 제품에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 접촉 습윤성이 적은 방출 표면(release surface)으로부터 곤충 기피제를 방출시키는 휴대가능한 일회용 제품에 관한 것이다.
본 명세서는 본 발명을 구체적으로 지적하고 명확하게 청구하는 청구항으로 결론지어지지만, 본 발명은 하기와 같은 첨부 도면과 관련된 상세한 설명으로부터 더욱 잘 이해될 것이다.
도 1은 제품이 밀봉된 패키지에 싸여있는 본 발명의 양태의 단면도이다.
도 2는 비교적 고 밀도 영역 사이에서 연장된 비교적 저 밀도 영역을 갖는 기재를 나타내기 위해 밀봉된 패키지를 떼어내고 다공성 커버층을 부분적으로 절단한 도 1의 제품의 평면도이다.
도 3은 일반적으로 원뿔형 세공을 갖는 다공성 커버층을 나타낸, 도 1의 제품의 부분 확대 단면도이다.
도 4는 일반적으로 I-형 단면을 갖는 모세관 섬유의 단면도이다.
도 5는 다공성 커버층과 차단층 사이에 위치한 휘발성 액체 곤충 기피제를함유한 파손되기 쉬운 용기를 갖는 본 발명의 다른 양태의 단면도이다.
도 6은 연속적인 망상구조 개구를 포함하는 방출 표면을 제공하도록 기재로부터 연장되는 불연속적인 기립부(stand-offs)를 갖는 본 발명의 다른 양태의 평면도이다.
도 7은 기재의 표면으로부터 연장되는 불연속적인 기립부를 나타내는, 도 6의 제품의 선 7-7를 따라 취한 단면도이다.
도 8은 직조 폴리올레핀 섬유의 스트랜드로 형성된 기재, 및 유체 도관을 통해 기재에 연결되는 파손되기 쉬운 용기를 갖는 본 발명의 다른 양태이다.
도 9는 기재가 굴곡(contoured) 표면을 갖고, 차단층이 굴곡 표면의 융기부에 적용되어 기재와 일체화된 방출 표면을 제공하는 본 발명의 다른 양태의 단면도이다.
도 10은 제품의 사용전에 액체 물질의 증발을 방지하기 위해 박리가능한 상면 필름을 차단층의 적어도 일부에 열 밀봉시킨 본 발명의 다른 양태이다.
도 1과 도 2는 하나 이상의 성분을 포함하는 휘발성 물질을 방출시키는 본 발명에 따르는 휴대가능한 일회용 제품(20)의 한 양태를 나타낸다. 제품(20)은 방출 표면, 및 휘발성 액체 물질로 포화된 기재를 포함한다. 한 양태에서, 상기 제품(20)은 휘발성 액체 물질로 포화된 기재를 포함하며, 방출되는 물질은 곤충 기피제를 포함한다.
"일회용"이란 용어는 제품(20)이 일회 사용후에 폐기되는 것을 의미한다. "휴대가능한"이란 용어는 제품(20)이 포켓, 지갑 또는 핸드백에 편리하고 편안하게 운반될 수 있음을 의미한다. "휘발성 액체 물질"이란 용어는 50℃에서 약 0.01mmHg 이상의 증기압을 갖는 성분을 포함하는 액체 물질을 의미한다.
도 1과 도 2에 도시된 양태에서, 제품(20)은 차단층(30), 외부 대향 방출 표면(44)을 갖는 다공성 커버층(40), 및 휘발성 액체 물질로 포화된 기재를 포함한다. 기재(50)를 포화시키는 물질은 바람직하게는 곤충을 기피시키기에 효과적인 물질을 포함한다. 제품의 방출 표면은 하기에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이 예정된 하중하에서 약 0.100g(100㎎) 미만의 접촉 습윤도를 갖는다.
또한 제품(20)은 감압성 접착제와 같은 패스너(60)를 포함할 수 있다. 패스너(60)는 목표 표면(예: 착용자 가멘트)위의 제품(20)을 지지하는데 사용될 수 있다. 제품(20)은 사용전에 곤충 기피제가 증발하지 않도록 랩퍼(22)에 밀봉될 수 있다. 도 2에서 랩퍼(22)는 제품(20)의 내부 구조를 보여주기 위해 생략하였다.
제품(20)의 성분에 대해 더욱 상세히 설명하자면, 차단층(30)은 일반적으로 휘발성 액체 물질에 불투과성이다. 차단층(30)은 기재(50)내의 휘발성 액체 물질이 제품(20)이 지지된 목표 표면과 접하지 않게 한다. 한 양태에서, 차단층(30)은 중합성 필름과 같은 가요성 필름; 가요성 호일; 또는 호일/중합성 필름 적층체와 같은 복합 물질을 포함한다. 가요성이란, 차단층(30)이 유연하며 의복과 같은 각종 목표 표면의 형상 및 윤곽에 쉽게 순응하는 것을 의미한다.
적합한 차단층(30)은 직물, 부직물 또는 중합성 필름(예: 폴리에틸렌 또는폴리프로필렌의 열가소성 필름)을 포함할 수 있다. 적합한 열가소성 필름은 약 0.012 내지 약 0.051㎜의 두께를 갖는 폴리에틸렌 필름이다. 적합한 필름은 미국 오하이오주 신시네티 소재의 클로페이 코포레이션(Clopay Corporation)에서 제조된 P18-0401 및 미국 인디아나주 테레호테 소재의 에틸 코포레이션(Ethyl Corp.)의 XP-39385이다. 또는, 차단층(30)은 미국 미네소타주 마이닝 소재의 아메리칸 칸 캄파니(American Can Co.)에서 제조된 M2077형의 호일/필름 적층체와 같은 호일과 중합성 필름의 적층체를 포함할 수 있다.
패스너(60)는 도 1에 도시된 바와 같이 차단층(30)에 직접적으로 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 적합한 패스너(60)는 벨크로(VELCRO) 상표명의 패스너와 같은 접착 패스너 및 기계적 패스너를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 패스너(60)를 형성할 수 있는 적합한 감압성 접착제는 미국 오하이오주 콜럼버스 소재의 센츄리 어드헤시브즈 코포레이션(Century Adhesives Corp.)에서 제조된 센츄리 A-305-IV 상표명의 접착제 및 미국 뉴저지주 브릿지와터 소재의 더 내셔날 스타치 앤드 케미칼 캄파니에서 제조된 인스탄트 록(Instant Lock) 34-2823 상표명의 접착제이다.
랩퍼(22)는 제품(20)이 랩퍼(22)에 밀봉된 동안에 패스너(60)를 덮기 위해 열가소성 필름을 결합시킨 이형 라이너(release liner)를 포함할 수 있다. 접착제 패스너에 적합한 이형 라이너는 미국 특허 제 4,917,697호에 기재되어 있으며, 이 특허는 본원에서 참조문헌으로 인용된다. 적합한 이형 라이너의 비제한적인 예는 미국 위스콘신주 메나사 소재의 아크로실 코포레이션(Akrosil Corp.)에서 제조된BL30MG-A 실록스(Silox) E1/0 및 BL30MG-A 실록스 4P/0이다.
다공성 커버층(40)은 적은 접촉 습윤성을 제공하면서 0.25 이상, 더욱 바람직하게는 0.40 이상의 표준화 방출 속도를 제공할 수 있다. 제품(20)으로부터 휘발성 물질의 방출 속도 및 표준화 방출 속도를 측정하는 방법이 하기에 기재되어 있다.
다공성 커버층(40)은 액체 불투과성 물질로 형성된 필름을 포함할 수 있다. 다수의 세공(41)은 필름을 지나 연장된다. 한 바람직한 양태에서, 다공성 커버층은 외향면(44) 형태의 방출 표면을 갖는 천공된 성형 플라스틱 필름을 포함할 수 있다. 다공성 커버층(40)은 또한 내향면(42)을 갖는다.
한 양태에서, 천공된 성형 플라스틱 필름은 일반적으로 휘발성 액체 물질에 대해 비흡수성이고 휘발성 액체 물질이 커버층(40)을 통과하여 착용자의 피부 또는 의복과 접하는 것을 방지하므로 바람직하다.
다공성 커버층(40)은 차단층(30)에 직접적으로 또는 간적접으로 다수의 적합한 방법으로 연결될 수 있다. 도 1에 도시된 양태에서, 커버층(40)의 주변은 접착제, 열 및/또는 압력 밀봉 및 초음파 결합 등에 의해 차단층(30)에 직접 고정될 수 있다. 적합한 열 밀봉법이 톰슨(Thompson) 등에게 1995년 1월 17일자로 허여된 미국 특허 제 5,382,245호에 기재되어 있다.
다공성 커버층은 약 0.005in 이상의 캘리퍼(45)를 가질 수 있다. 캘리퍼(45)는 0.95in 직경(약 0.1psi)의 환상 하중 족문을 사용하는 32.2g의 압축 하중하에서 측정한다. 캘리퍼(45)는 다공성 커버층(40)의 외향면(44)으로부터 기재(50)내의 액체를 분리시킨다. 이러한 캘리퍼(45)는 기재(50)내의 액체가 기재(44)에 도달하지 않게 하며, 착용자의 피부 또는 의복과 접하지 않게 할 수 있다. 한 양태에서, 캘리퍼(45)는 약 0.010in 이상, 더욱 바람직하게는 약 0.015in 이상, 가장 바람직하게는 약 0.050in 이상일 수 있다.
세공(41)은 기재(50)로부터 외부 표면(44)으로의 액체 유속을 제한하는 형상을 가질 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 세공(41)은 외향면(44)의 비교적 큰 기부 개구(46)로부터 내향면(42)의 비교적 작은 정점 개구(48)로 끝이 가늘어질 수 있다. 톰슨에게 1975년 12월 30일자로 허여된 미국 특허 제 3,929,135호는 끝이 가늘어지는 개구를 갖는 적합한 성형 필름을 개시할 목적으로 본원에서 참조문헌으로 인용된다. 도시되지 않은 다른 양태에서, 세공(41)은 내부 표면(42)의 비교적 큰 개구로부터 외부 표면(44)의 비교적 작은 정점으로 끝이 가늘어질 수 있다.
개구(46)는 각각 약 0.015 내지 약 32㎟의 표면적을 가질 수 있다. 다공성 커버층(40)은 약 10% 이상의 개방 면적비를 가질 수 있다. 한 양태에서, 다공성 커버층(40)은 약 20% 이상, 더욱 바람직하게는 약 30% 이상, 가장 바람직하게는 약 50% 이상의 개방 면적비를 갖는다. 예컨대, 적합한 다공성 커버층(40)은 약 20 내지 약 50%의 개방 면적비를 가질 수 있다. 이러한 개방 면적비는 기재로부터 휘발성 물질을 효과적으로 방출시키기에 적합하다.
개방 면적비는 우선 개구(46) 면적을 포함하여 도 2에 도시된 바와 같은 기재(50)를 덮는 다공성 커버층(40)의 총 표면적을 측정하므로써 결정한다. 기재를 덮는 개구(46)의 표면적을 측정하여 더한다. 표면적은 외부 대향 방출 표면(44)에서 측정한다. 개방 면적비는 이들 개구(46) 면적의 합을 기재(50)를 덮는 커버층(4)의 총 표면적으로 나눈 비이다.
끝이 가늘어지는 세공(41)을 갖는 다공성 커버층(40)이 도 1 내지 도 3에 도시되었으나, 다른 성형 필름도 또한 제품(20)으로부터 휘발성 물질을 방출시키면서 기재(50)로부터 표면(44)으로의 휘발성 액체 물질의 유속을 제한하기 위해 사용될 수 있음을 이해한다. 적합한 커버층(40)을 제조할 수 있는 다른 성형 필름이 본원에서 참조문헌으로 인용되는 뮬란(Mullan) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,324,246호, 라델(Radel) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,342,314호, 아르(Ahr) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,463,045호, 쿠로(Curro) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,629,643호 및 베어드(Baird)에게 허여된 미국 특허 제 5,006,394호에 기재되어 있다. 하나의 적합한 다공성 커버층(40)은 생리대 시장에서 더 프록터 앤드 갬블 캄파니(The Procter & Gamble Company)에 의해 드라이-위브(DRI-WEAVE)로 시판된다.
다른 양태에서, 다공성 커버층(40)은 비교적 큰 세공이 형성된 필름(LAFF; Large Aperture Formed Eilm))을 포함할 수 있다. 이러한 LAFF 필름은 약 1.5밀(0.0015in)의 근소한 두께를 갖는 일반적으로 평면인 폴리에틸렌 시이트로부터 일반적으로 3차원 특징을 갖도록 형성될 수 있다. LAFF 필름은 일반적으로 연속적인 망상구조 표면(44)에 배치된 불연속적인 세공(41)을 갖도록 형성될 수 있다. LAFF 다공성 커버층(40)은 약 0.007 내지 약 0.015in2크기의 기부 개구(46)를갖는 끝이 가늘어지는 세공(41)을 가질 수 있다. LAFF 커버층(40)은 약 0.050in 이상의 캘리퍼를 가질 수 있고, 20% 이상, 더욱 바람직하게는 30% 이상의 개방 면적비를 가질 수 있고, 또한 일부 양태에서는 50% 이상의 개방 면적비를 갖는다. 하나의 적합한 LAFF 커버층(40)은 약 38%의 개방 면적비 및 약 1,6 내지 약 1.7㎜(0.063 내지 약 0.067in)의 캘리퍼를 가질 수 있다. 적합한 LAFF 다공성 커버층은 트레데가 인더스트리즈(Tredegar Industries)에서 X5870으로 구입가능하다.
다른 양태에서, 다공성 커버층(40)은 미국 캘리포니아주 컬버 시티 소재의 몰덱스 메트릭 인코포레이티드(Moldex Metric Inc.)에서 구입가능한 천공된 폴리비닐 알코올 시이트 물질인 몰덱스 상표명의 시이트를 포함할 수 있다. 이러한 천공된 시이트는 일반적으로 연속적인 망상구조 표면(44)에 배치된 불연속적인 세공(41)을 갖는다. 몰덱스 천공된 시이트 물질은 약 2.0㎜(0.079in) 이상의 캘리퍼 및 약 36%의 개방 면적비를 가질 수 있다.
기재(50)는 섬유질일 수 있으며, 직조 또는 부직 패치, 속솜(batt), 토우(tow), 술(tuft) 또는 섬유의 번들 형태일 수 있다. 섬유는 휘발성 액체 물질에 대해 흡수성(예: 셀룰로즈 섬유 또는 다른 천연 섬유) 또는 비흡수성일 수 있다. "비흡수성"이란 기재(50)가 휘발성 액체 물질에 침지될 때에 개별 섬유가 자신의 중량 미만의 휘발성 액체 물질의 양을 흡수할 때를 의미한다(섬유 중량 1g당 섬유에 흡수되는 휘발성 액체 물질 1g 미만). 따라서, 휘발성 액체 물질은 섬유 내부에 저장되기보다는 섬유 사이의 틈 공간 또는 섬유 표면을 따라 있는 틈 공간에 저장되어서 기재(50)로부터 휘발성 액체 물질의 방출을 증가시킨다.
한 양태에서, 기재는 폴리올레핀과 같은 중합체로부터 형성된 섬유를 포함할 수 있다. 적합한 섬유는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에스테르 섬유를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 기재(50)는 차단층(30)에 직접적으로 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 도 1에 도시된 양태에서, 기재(50)는 접착층(35)에 의해 차단층(30)의 내향면에 직접 고정된다. 적합한 접착제(35)는 미국 위스콘신주 엘름그로브 소재의 핀들리 어드헤시브즈 인코포레이티드(Findley Adhesives, Inc.)에서 구입가능한 핀들리 어드헤시브 #2120 또는 핀들리 H2031, 및 미국 오하이오주 콜럼버스 소재의 센츄리 인터내셔날 어드헤시브 앤드 코팅 코포레이션에서 구입가능한 센츄리 5227 어브헤시브이다.
다른 양태에서 기재(50)는 다수의 모세관 섬유(55)를 포함할 수 있다. 모세 패널 섬유(55)는 내부에, 바람직하게는 외부 표면에 하나 이상의 채널을 갖는 섬유이다. 도 4는 일반적으로 I형 단면을 갖는 모세관 섬유(55)를 나타낸다. 적합한 모세관 섬유(55)는 I, H, C, V 및 U형(이에 한정되는 것은 아니다)을 포함하는 임의 개수의 형상을 가질 수 있다. 섬유(55)의 외부 표면에 있는 채널(57)은 너비(W) 및 깊이(D)를 가질 수 있다. W의 값은 약 10 내지 약 100마이크론일 수 있다. D의 값은 약 10 내지 약 100마이크론일 수 있다. 모세관 섬유(55)는 섬유 길이 9000m당 약 10 내지 약 45g의 데니어를 가질 수 있다. 적합한 모세관 섬유(55)가 1995년 1월 17일자로 톰슨 등에게 허여된 미국 특허 제 5,382,245호 및 1993년 4월 6일자로 톰슨 등에게 허여된 미국 특허 제 5,200,248호에 기재되어 있으며, 이 문헌들은 본원에서 참조문헌으로 인용된다.
W의 값은 D의 값보다 크거나 같을 수 있다. 한 양태에서, W/D의 비는 약 1.5 이상, 더욱 바람직하게는 약 2.0 이상일 수 있다. 비교적 높은 W/D의 비를 갖는 상기 비교적 얕은 채널(57)은 보다 낮은 W/D 비의 채널(57)을 갖는 섬유(55)에서 제공되는 방출과 비교할 때 기재(50)로부터의 물질 방출을 증가시키면서 휘발성 물질을 이동시킬 수 있다. 한 양태에서 D의 값은 약 15 내지 약 30마이크론일 수 있고, W의 값은 약 40 내지 약 70마이크론일 수 있다.
기재(50)는 비교적 고 밀도 영역 및 비교적 저 밀도 영역을 포함할 수 있다. 비교적 고 밀도 영역은 기재를 통해 휘발성 유체를 비교적 신속하게 이동시키는 반면 비교적 저 밀도 영역은 기재로부터 휘발성 액체 물질의 비교적 빠른 방출을 조장한다. 기재(50)의 적어도 일부의 섬유는 미리 정해진 방향으로 배향될 수 있으며, 한 양태에서 기재(50)의 적어도 일부의 섬유는 미리 정해진 방향으로 휘발성 액체를 누수시키기 위해 일반적으로 평행하게 배열된다.
도 2와 관련하여, 기재(50)는 2개의 비교적 고 밀도 영역(52A 및 52B)을 연결하며 그 사이에서 연장되는 비교적 저 밀도 영역(54)을 포함할 수 있다. 비교적 고 밀도 영역(52A 및 52B)의 섬유는 비교적 저 밀도 영역(54)으로 휘발성 액체 물질을 누수시키기 위해 일반적으로 평행하게 배열될 수 있다. 도 2에 도시된 기재는 일반적으로 평행한 모세관 섬유(55)의 길이로부터 형성될 수 있다. 섬유의 일부가 방사상 바깥쪽으로 구부러지도록 일반적으로 평행한 모세관 섬유의 길이를 압축시키므로써 비교적 저 밀도 영역(54)을 형성할 수 있다.
다른 양태에서, 기재(50)는 천연 또는 합성 스폰지 물질 또는 개방셀화(open celled) 발포체 물질을 포함할 수 있다. 높은 내부상 유화액을 중합시켜서 제조한 발포체와 같은 적합한 개방 셀화 발포체가 스톤(Stone) 등의 이름으로 1995년 1월 10일자로 출원된 "Absorbent Foams Made From High Internal Phase Emulsions Useful For Acquiring and Distributing Aqueous Fluids"라는 명칭의 미국 특허원 제 08/370,695; 데스마라이스(DesMarais) 등의 이름으로 1995년 8월 30일자로 출원된 "Absorbent Foams Made From High Internal Phase Emulsions Useful For Acquiring Aqueous Fluids"라는 명칭의 미국 특허원; 미국 특허 제 5,147,345호; 및 영(Young) 등의 이름으로 1992년 9월 15일자로 허여된 "High Efficiency Absorbent Articles for Incontinence Management"라는 명칭의 미국 특허원에 기재되어 있으며, 이 문헌들은 본원에서 참조문헌으로 인용된다.
전술된 양태에서, 방출 표면은 다공성 커버층(40)의 표면을 포함하며, 상기 다공성 커버층(40)은 일반적으로 연속적인 망상구조 표면(44)에 다수의 불연속적인 세공을 포함한다. 또는, 방출 표면은 일반적으로 연속적인 망상구조 개구를 형성하는 불연속적인 표면을 포함할 수 있다. 예컨대, 방출 표면은 말뚝 또는 다른 돌출부 형태와 같은, 기재(50)로부터 연장된 불연속적인 기립부에 의해 형성될 수 있다. 도 6과 도 7에서 기립부는 241로 지칭한다.
불연속적인 기립부(241)는 기재(50)의 표면위에 배치된 표면부(244)를 가지며, 방출 표면을 한정한다. 기립부(241)는 손톱 등에 의한 변형(이는 기재(50)를 피부와 접하게 한다)을 방지할 수 있도록 형성된다. 기립부(241) 사이의 공간은 기재(50)로부터 휘발성 물질을 방출시킨다. 또한, 불연속적인 기립부(241)는기재(50)내의 휘발성 물질의 증기가 빠져나갈 수 있는 일반적으로 연속적인 망상구조형 개구를 내부하성 방출 표면에 제공한다.
기립부(241)는 구형, 원통형, 버섯형, 원뿔형 및 이들의 조합(그러나, 이들에 한정되는 것은 아니다)을 비롯한 임의의 개수의 형상 또는 형태를 가질 수 있다. 또는, 기립부는 직선 또는 곡선 구획 등의 형태로 연신된 요소를 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 기립부(241)는 기재(50)를 통해 연장될 수 있으며, 기부 시이트(240)와 일체이거나 또는 이에 부착될 수 있다. 기부 시이트(240)는 차단층(30)과 일체이거나 또는 이에 부착될 수 있다. 기재(50)의 섬유는 수소엉킴(hydroentanglement) 등에 의해서 기립부(241) 주위에서 엉키거나 또는 기립부(241) 사이의 공간으로 떠밀릴 수 있다.
다른 양태에서, 방출 표면은 기재(50)의 굴곡 표면에 차단층을 적용시키는 등에 의해 기재와 일체로 형성될 수 있다. 도 9를 살펴보면, 기재(50)는 다수의 융기부 또는 다른 돌출부를 포함하는 굴곡 표면을 가져서 그 일부가 굴곡 표면의 다른 부분에 비해 융기될 수 있다. 도 9에서, 기재(50)는 피크와 계곡부를 포함하는 파형(corrugated) 표면을 갖는다. 기재는, 섬유 웹을 몰딩시키거나 아코디언형 주름을 갖도록 섬유 시이트를 절첩시키는 등의 임의의 적합한 방식에 의해 굴곡 표면을 갖도록 형성될 수 있다.
차단층(440)은 굴곡 표면중 선택적인 부분에 적용되어서, 기재(50) 표면의 융기부가 차단층으로 피복되고 기재 표면의 다른 부분은 피복되지 않은 채로 있게 할 수 있다. 도 9에서, 피크는 차단층(440)으로 피복되지만 계곡부는 피복되지 않은 채로 있다. 차단층은 액체 물질에 실질적으로 불투과성인 경화가능한 수지형 물질을 포함할 수 있다.
피크는 손톱 등에 의한 변형(이로 인해 피부가 기재(50)의 피복되지 않은 부부과 접할 수 있다)을 방지할 수 있도록 형성된다. 피복된 정점 및 피복되지 않은 계곡부는, 기재(50)과 일체이며 기재(50)내의 휘발성 물질의 증기가 빠져나가게 하는 내부하성 방출 표면을 제공한다. 기재(50)의 피크 및 경직부의 높이는 예정된 하중하에서 차단층(440)상의 적은 접촉 습윤성을 제공하도록 선택한다.
기재(50)를 포화시키는 물질은 모기(그러나, 이에 한정되는 것은 아니다)를 비롯한 벌레를 기피하기에 효과적인 하나 이상의 성분을 포함하는 것이 바람직하다. 물론, 다른 양태에서는 곤충 기피제로서의 적합성과는 상관없이 원하는 향기를 제공하는 물질로 기재를 포화시키는 것이 바람직할 수 있다.
일반적으로, 기재를 포화시킬 수 있는 적합한 물질은 약 140 내지 약 290℃의 비점을 갖는 물질을 포함하며, 한 양태에서는 약 230 내지 약 260℃의 비점을 갖는 물질을 포함한다. 적합한 물질은 약 75 내지 약 300의 분자량을 가질 수 있고, 한 양태에서는 약 146 내지 약 257의 분자량을 갖는다.
한 양태에서, 기재(50)는 하나 이상의 유기 화합물을 포함하는 액체 물질로 포화될 수 있다. 이러한 유기 화합물은 1 내지 20개의 탄소원자(C1-C20 유기 화합물), 더욱 바람직하게는 6 내지 12개의 탄소원자(C6-C12 유기 화합물)을 가질 수 있다. 한 양태에서, 기재(50)는 하나 이상의 C6-C12 유기 화합물을 포함하는 액체 물질로 포화된다. 이러한 유기 화합물은 포화되거나 불포화되거나 방향족일 수 있고, 직쇄 탄소, 분지된 탄소 또는 환형 구조를 가질 수 있다.
적합한 유기 화합물의 예는 알칸, 알켄, 및 시트로넬올과 같은 알코올; 시트로넬알과 같은 알데하이드; 케톤; 에스테르; 아미드, 페놀, 니트릴 및 락톤을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 기재(50)를 포화시킬 수 있는 하나의 적합한 혼합물은 미국 뉴저지주 소재의 인터내셔날 플레이버스 앤드 프래그런시즈 인코포레이티드(International Flavors and Fragrances, Inc.; IFF)에서 Flt FDG, FP 138으로 지정되는 시트로넬라 실론(CITRONELLA CEYLON)이다. 기재(50)를 포화시킬 수 있는 다른 적합한 물질은 에틸 부틸아세틸아미노프로피오네이트; N,N 디에틸-M-톨루아미드(DEET); 및 디메틸 프탈레이트를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.
기재(50)를 포화시키는데 사용할 수 있는 적합한 액체 물질의 다른 예는 하기 성분중 하나 이상의 혼합물을 포함한다: 게랄데하이드(GERALDEHYDE; IFF의 등록상표, 일반명 5,9-디메틸-4,8-데카디엔알); 시트로넬릴 니트릴; 백리향 오일 레드, 유겐올, 시트랄(일반명 3,7-디메틸-2,6-옥타디엔-1-알); 감마-메틸 이오논; 베타 페네틸 알코올; 클로브 버드 오일; APO 패치온(PATCHONE)(IFF의 등록상표, 일반명 파라-이소프로필시클로헥산올), 리모넨 PFG(일반명 p-멘타-1,8-디엔); 페오모사(PEOMOSA)(IFF의 등록상표, 일반명 o-메틸-베타페닐에틸 알코올), 및/또는 비올리프(VIOLIFF)(IFF의 등록상표, 일반명 4-시클로옥테닐 메틸 카보네이트). 기재(50)를 포화시키는데 사용될 수 있는 하나의 적합한 액체 물질은 아포 패치온 약 0 내지 약 5%, 시트랄 약 50 내지 약 90%, 게랄데하이드 약 1 내지 약 10%, 리모넨 PFG 약 5 내지 약 20%, 페오모사 약 5 내지 약 15% 및 비올리프 약 0 내지 약 5%로이루어진 혼합물을 포함하며, 여기서 상기 %는 중량%이다. 하나의 적합한 혼합물은 아포 패치온 약 1%, 시트랄 약 75%, 게랄데하이드 약 0.5%, 리모넨 PFG 약 15%, 페오모사 약 7.5% 및 비올리프 약 1%를 포함한다.
기재(50)를 포화시킬 수 있는 다른 적합한 액체 물질은 약 15% 이상의 게랄데하이드를 포함하며, 한 양태에서는 약 15 내지 약 30%의 게랄데하이드를 포함한다. 다른 적합한 물질은 약 50 내지 약 100%의 게랄데하이드를 포함하며, 나머지는 향료이다.
본 발명의 구조체는 휘발성 액체 물질 약 2.0g 미만의 초기 하중으로 포화된 기재(50)를 포함할 수 있으며, 한 양태에서는 약 1.0g 미만으로 포화된 기재(50)를 갖는다. 건조 기재 중량에 대한 휘발성 액체 물질의 초기 하중의 비는 약 0.1 이상이어야 한다. 한 양태에서, 건조 기재(50) 중량에 대한 휘발성 액체 물질의 초기 하중의 비는 약 2.0 이상이 바람직하고, 한 양태에서는 약 4.0 이상이다.
본 발명의 구조체는 비교적 소량의 곤충 기피 물질을 사용하여 곤충 기피 물질의 효과적인 방출 속도를 제공할 수 있다. 이론에 한정되지 않더라도 본 발명의 구조체가 소량의 곤충 기피제를 사용하여 효과적인 방출 속도를 제공할 수 있는 것은 적어도 부분적으로는 건조 기재 중량에 대한 곤충 기피 물질의 초기 하중의 비가 비교적 높기 때문인 것으로 보인다.
도 1에 제시된 양태에서, 기재(50)를 휘발성 액체 물질로 포화시킨 후, 랩퍼(22)내에 밀봉할 수 있다. 도 5 및 도 8에 제시된 다른 양태에서, 제품(20)은 휘발성 액체(100)의 미리 정해진 양을 함유하는 액체 불투과성의 파손되기 쉬운 용기(90), 및 휘발성 액체(100)의 미리 정해진 양을 수용하기 위한 기재(50)를 포함할 수 있다. 파손되기 쉬운 용기(90)는 사용자에 의해 파손되어 휘발성 액체(100)를 기재(50)로 보낸다. 파손되기 쉬운 용기는 제품(20)을 사용하기 직전까지 기재(50)로부터 휘발성 액체 물질을 분리시킨다. 따라서, 휘발성 액체 물질은 제품을 사용하려고 놓기 전에 제품 (20)으로부터 증발하는 경향이 적다.
파손되기 쉬운 용기(90)는 물질의 액체 불투과성 층으로부터 형성된 다발(packet)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 용기(90)는 열가소성 필름과 같은 중합성 필름으로부터 형성된 다발을 포함할 수 있다. 이러한 다발은 또한 호일 및 중합성 필름의 적층체로부터 형성될 수 있다. 용기(90)를 형성할 수 있는 적합한 물질은 전술된 바와 같이 차단층(30)을 형성할 수 있는 필름 및 적층체를 포함한다. 한 양태에서, 용기(90)는 미국 인디아나주 테레호테 소재의 트레데가 인더스트리즈에서 C-8570이라는 상품명으로 제조한 약 0.028mm 두께의 필름으로부터 형성될 수 있다.
파손되기 쉬운 용기(90) 및 기재(50)의 적어도 일부는 유체 도관내에 배치될 수 있다. 용기(90)가 일단 파손되면, 유체 도관은 휘발성 액체(100)의 미리 정해진 양을 용기(90)로부터 기재(50)로 보낸다. 도 5에서, 유체 도관은 폐쇄된 말단(82) 및 개방된 말단(84)을 갖는 관(80)을 포함한다. 용기(90)는 폐쇄된 말단(82)에 인접하여 관(80)내에 배치된다. 기재(50)의 비교적 고 밀도 영역(52A)의 적어도 일부는 관(80)의 개방된 말단(84)으로 연장한다. 일반적으로, 영역(52A)내의 평행 모세관 섬유(55)는 관(80)내로 연장되어 유체를 파손된용기(90)로부터 비교적 저 밀도 영역 (54)으로 누수시킨다.
관(80)은 기재(50)에 연결되어 유체 밀봉부를 형성할 수 있다. 예를 들면, 관(80)의 개방된 말단(84)은 기재(50)에 접착 연결되어서 액체(100)의 미리 정해진 양이 기재(50)와 관(80) 사이에 흐르지 않게 할 수 있다. 관은 휘발성 액체 물질에 대해 실질적으로 비흡수성인 중합성 필름과 같은 액체 불투과성 필름으로부터 형성될 수 있다. 관을 형성할 수 있는 적합한 물질은 차단층(30)을 형성할 수 있는 필름 및 적층체를 포함한다. 관(80)을 형성할 수 있는 다른 적합한 필름은 미국 인디아나주 인디아나폴리스 소재의 다우 브랜드 인코포레이티드(Dow Brands Inc.)에 의해 제조되는 사란(SARAN, 상품명) 랩이다.
다른 양태에서, 기재(50)는 공기 건조법 및 통상적인 제지 제조법에 의해 제조되는 페이퍼 웹을 비롯하여 페이퍼 섬유의 부직 웹을 포함할 수 있다. 기재(50)를 형성할 수 있는 적합한 웹은 1985년 7월 9일자로 트로칸(Trokhan)에게 허여된 미국 특허 제 4,528,239호; 1994년 1월 11일자로 판(Phan) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,277,761호; 및 1993년 9월 4일자로 트로칸 등에게 허여된 미국 특허 제 5,245,025호와 같은 미국 특허 문헌에 기재되어 있으며, 이 문헌들은 본원에서 참조문헌으로 인용된다. 한 양태에서, 기재(50)는 약 0.20 내지 0.40g의 중량을 가질 수 있고, 더 프록터 앤드 갬블 캄파니에 의해 제조된 바운티(BOUNTY, 상품명) 페이퍼 타월로부터 절단한 2겹 페이퍼 타월의 둘 이상의 구획을 포함할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 제품(20)의 예를 도시한다. 제품(20)은, 약 2.5in × 2.5in로 측정되고 약 0.30 내지 0.35g의 건조 중량을 갖는 기재(50)를 포함한다. 기재는 두 층을 포함하는데, 한 층은 다른 층과 중첩되며 각층은 2겹 바운티 페이퍼 타월로부터 절단된 2.5in × 2.5in 구획을 포함한다. 기재(50)는 전술된 하나 이상의 성분을 포함하는 휘발성 액체 물질 약 1.5g으로 포화된다.
기재(50)는 전술된 LAFF 다공성 커버층(40)과 차단층(30) 사이에 배치된다. 덮개층(40)은 약 2.9in × 약 2.9in로 측정되고, 차단층(30)은 약 3.25in × 약 3.25in로 측정된다. 차단층(30)은 일반적으로 투명한 적층 필름을 포함한다. 투명한 필름은 착용시에 제품(20)의 가시성을 최소화하는 것이 바람직하다. 적층 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 에틸 비닐 알콜(EVOH) 및 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)의 층을 포함한다. 이러한 적층 필름은 미국 위스콘신주 뉴 런던 소재의 커우드 캄파니(Curwood Co.)에서 시판중이다. 차단층(30)의 LDPE층은 접착제 또는 가열 밀봉에 의해 다공성 커버층(40)에 연결될 수 있다.
박리가능한 상면 필름(30')은 다공성 커버층(40)의 가장자리 너머로 연장되는 차단층(30)의 주변에 이형가능하게 열 밀봉된 주변부를 갖는다. 박리가능한 상면 필름(30')은 PET, 알루미늄 호일, 나일론 6 및 설린(Surlyn)으로 이루어진 적층체를 포함한다. 상면 필름(30')의 설린 표면은 차단층(30)의 LDPE 표면에 대향하며, 용융되어 상면 필름(30')과 차단층(30) 사이에 박리가능한 열 밀봉부를 제공할 수 있다. 상면 필름(30')을 차단층(30)에 연결시키는 열 밀봉부는 약 3/16in의 너비이다. 열 밀봉부는 박리가능한 상면 필름(30')을 차단층(30)에 이형가능하게 부착시킨다. 또한, 상면 필름(30') 및 차단 필름(30)은 휘발성 액체 물질이 기재(50)로부터 증발되지 않게 하는 밀봉된 칸을 제공한다.
도 10의 제품은 차단층(30)의 외향면에 연결된 패스너(60)를 갖는다. 패스너(60)는 차단층(30)에 연결된 감압성 접착제 층을 포함한다. 실리콘으로 덮여진 내향면을 갖는 이형 페이퍼 커버(61)는 제품을 목표 표면에 부착하기 전에 감압성 접착제 층의 외향면위에 놓인다. 이형지 커버(61) 및 박리가능한 상면 필름(30')의 중량을 제외하고, 휘발성 액체 물질을 포함하는 제품(20)의 총 중량은 약 3.3g이다. 제품의 길이, 너비 및 두께(여기서, 두께는 0.95in 하중 족문 및 32.2g 하중을 사용하여 측정된다)는 각각 약 3.25in, 3.25in 및 약 2.7mm이다.
본 발명의 제품은 3지점 휨 시험(3 point bending test)을 사용하여 측정할 경우 약 0.5 lb/in 이하, 바람직하게는 약 0.1 lb/in 이하의 강성을 가질 수 있다. 3지점 휨 시험은 2kg의 압축 하중 셀로 고정시킨 인스트론(INSTRON, 상품명) 1122형 시험기와 같은 적합한 인장 시험 기계를 사용하여 수행한다. 제품(20)의 강성을 측정하기 위해, 제품(20)을 1.0in 만큼 이격된 2개의 수평판상에 지지시켜서 제품이 2개의 수평판 사이의 1.0in 틈(1.0in 틈은 제품의 길이와 평행하게 측정한다)을 가교시키게 한다. 1/8in 두께의 판을 시험기 크로스 헤드(cross head)상에 지지시켜서 크로스 헤드가 아래쪽으로 이동할 때 1/8in 두께의 판 가장자리가 아래쪽으로 이동하고 제품의 길이를 따라 중앙에서 제품과 접촉하여 제품을 2개의 수평판 사이의 틈에 밀어넣는다. 크로스 헤드는 1분 당 1in의 속도로 이동한다. 크로스 헤드가 아래쪽으로 이동할 때 측정된 피크 하중을 기록한다. 피크 하중을 제품 너비로 나누어서 제품의 강성(lb/in)을 얻는다.
도 10에 제시된 바와 같은 제품의 강성은 상기 절차를 사용하여 측정하였다.기록된 피크 하중은 약 0.09 내지 약 0.19lb이었고, 이는 폭 3.25in 너비의 제품의 경우에 약 0.03 내지 0.06lb/in의 3지점 휨 강성에 상응한다.
접촉 습윤도의 측정
10초동안 1.0psi의 한계 압력으로 제품 및 필터 페이퍼 시편을 가압하고, 제품에서 필터 페이퍼로 이동한 액체 물질의 양을 측정하므로써 제품(20)의 방출 표면의 접촉 습윤도를 측정한다. 필터 페이퍼는 마운트 홀리 스프링즈 소재의 알스트롬 필트레이션 캄파니(Ahlstrom Filtration Co.)에 의해 제조된 필터 페이퍼 그레이드(Filter Paper Grade) #989이다. 필터 페이퍼 그레이드 #989는 셀룰로즈 섬유 조성물을 가지며 백색의 가공되지 않은 표면을 갖는다. 필터 페이퍼는 137g/㎡의 기초 중량, 0.70mm의 두께, 39cfm/ft2의 프라지어(Frazier) 투과성, 87mm/분의 모세관 상승 및 55μm의 체류 길이를 갖는다. 접촉 습윤도는 약 70±2℃의 온도 및 약 55%의 상대 습도에서 측정한다.
제품이 랩퍼(기재는 미리 포화시켰다)와 함께 있는 경우에 접촉 습윤도는 하기와 같이 측정한다. 필터 페이퍼 시편을 기재(50)와 같은 치수의 길이 및 너비 치수를 갖도록 절단한다. 건조 필터 페이퍼를 칭량한다. 제품(20)을 밀봉하는 랩퍼를 제거한 후, 방출 표면을 위로하여 제품을 즉시 편평한 수평면위에 놓는다. 이후에 필터 페이퍼를 기재(50)위에 놓이도록 제품의 방출 표면위에 놓는다. 추를 필터 페이퍼쪽으로 서서히 낮추어 기재상에 1.0psi의 균일한 압력 하중을 가한다(여기서, 추는 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이 기재의 길이 및 너비의 곱으로 나눈중량이 1.0psi와 동일하도록 선택한다). 압력 하중을 10초동안 유지한 후에 추를 제거하고, 즉시 필터 페이퍼를 재칭량한다. 필터 페이퍼의 첫 번째 중량과 두 번째 중량의 차가 샘플 접촉 습윤도이다. 샘플의 표준화 접촉 습윤도는 본래 기재를 포화시킨 액체 물질의 중량으로 나눈 접촉 습윤도이다.
기재가 미리 포화되지 않은 경우(제품의 사용전에 사용자가 휘발성 액체 물질을 기재에 적용해야 한다), 하기와 같이 변형시켜 상기 절차를 이용한다. 휘발성 액체 물질을 기재에 적용한다. 이후에 제품을 방출 표면을 위로하여 편평한 수평면상에 10분동안 유지시켜서 액체 물질이 기재 전체에 분포되게 한다. 10분후에 필터 페이퍼를 방출 표면위에 놓고 하중 압력을 가한다.
방출 속도의 측정
휘발성 액체 물질을 갖는 제품의 방출 속도는 하기 절차를 이용하여 측정한다. 방출 속도는 미국 미시간주 아드리안 소재의 케와우니 사이언티픽 코포레이션(Kewaunee Scientific Corp.)에 의해 제조된 약 4ft × 3ft × 4ft 크기의 켐 포넨트(KEM PONENT, 상품명) 증기 후드 챔버내에서 측정한다. 배기구를 열고 팬을 작동시키고 유리 차폐물을 개방 위치까지 올려놓고 챔버를 사용한다. 미국 인디아나주 미시간 시티 소재의 드위어 인스트루먼트 캄파니(Dwyer Instrument Co.)에서 제조된 바네오미터(Vaneometer)를 사용하여 측정하면, 챔버는 약 150ft/분의 공기 속도를 제공한다. 챔버를 약 70±2℉의 온도로 유지한다. 챔버내 압력을 약 1 대기압으로 유지시키고, 챔버내 상대 습도를 약 55%로 유지시킨다. 환상 스탠드를 챔버내에 놓아서 방출 속도를 측정하려고 하는 제품을 지지시킨다.
휘발성 액체 물질로 미리 포화된 기재를 가지며 휘발성 액체 물질의 증발을 막기위해 밀봉된 제품에서, 방출 속도는 하기의 측정법을 사용하여 결정한다.
증발 방지를 위한 밀봉부를 떼어내고, 곧바로 제품을 챔버내에 있는 저울에서 칭량하여 초기 제품의 중량 또는 WB(g)를 수득한다. 이후에 제품을 챔버내에 있는 환상 스탠드상에 지지시킨다. 1시간후에 제품을 다시 저울에서 칭량한다. 이 중량은 1시간 제품 중량(W1)이다. 제품 중량을 1시간 간격으로 재측정하여 2시간 제품 중량(W2); 3시간 제품 중량(W3); 및 4시간 제품 중량(W4)을 수득한다. 제품을 각각의 중량을 측정하는 사이에 챔버내 환상 스탠드상에 지지시킨다.
4시간 후, 모든 휘발성 물질이 실질적으로 제품으로부터 빠져나갈 때까지 제품을 환상 스탠드상에 지지시키고 주기적으로 재칭량하여 1시간 간격의 연속적인 재칭량에서 제품 중량이 그다지 변화없게 하였다. 이때의 제품 중량은 건조 제품 중량(WD)이다.
휘발성 액체 물질에 의해 침윤된 기재(50)의 거시 표면적을 SA로 명명하고 in2단위로 측정한다. 거시 표면적이란 기재를 구성하는 개별 섬유 또는 필라멘트의 미미 표면적과 구별되는, 기재의 주변 치수(예: 너비 및 길이)로부터 계산된 기재의 표면적을 의미한다. 표면적(SA)은 기재가 실질적으로 건조할 때에 측정한다.
휘발성 액체 물질을 방출할 수 없도록 밀봉된(관(80) 등에 의해) 기재의 표면적 부분은 면적(SA) 측정시에 계산하지 않는다. 측정된 제품이 다공성 커버층(40)을 갖는 경우, 표면적(SA)은 다공성 커버층(40) 아래에 있으며 휘발성액체 물질을 방출할 수 있는(즉, 관(80) 등에 의해 밀봉되지 않음) 기재의 표면적 부분이다. 예를 들면, 도 1 및 도 2에 도시된 기재(50)의 표면적(SA)은 도 2에 도시된 바와 같이 다공성 커버층(40)의 아래에 놓인 영역(52A, 52B 및 54)의 합쳐진 표면적이다. 도 5에 도시된 양태에서, 표면적(SA)은 관(80)에 의해 덮인 영역(52A)의 부분을 포함하지 않는다.
휘발성 액체 물질로 미리 포화시키지 않은 기재를 갖는 제품의 경우, 방출 속도는 하기 측정법으로부터 결정된다. 건조 기재의 거시 표면적(SA)을 측정한다. 건조 제품의 중량(WD)은 저울을 사용하여 측정한다. 이후에 제품을 휘발성 액체 물질로 포화시킨 후, 즉시 저울로 칭량하여 초기 제품 중량(WB)을 수득한다. 이후에 제품을 챔버내 환상 스탠드상에 지지시킨다. 1시간후, 제품을 다시 저울에서 칭량한다. 이 중량은 1시간 제품 중량(W1)이다. 제품 중량을 1시간 간격으로 재측정하여 2시간 제품 중량(W2); 3시간 제품 중량(W3); 및 4시간 제품 중량(W4)을 수득한다. 각 중량을 측정하는 사이에 제품을 챔버내 환상 스탠드상에 지지시킨다.
기재를 미리 포화시킨 제품의 방출 속도 및 기재를 미리 포화시키지 않은 제품의 방출 속도를 하기와 같이 계산할 수 있다. 제품위의 초기 휘발성 액체 물질의 중량은 WL(g)이며 (WB-WD)(g)와 동일하다. 제품의 1시간 방출 속도는 제품위의 초기 휘발성 액체 물질 1g당, 기재의 표면적(SA) 1in2당 처음 1시간후에 방출된 휘발성 액체 물질의 중량인 (WB-W1)(g)이다. 1시간 방출 속도(R1)는 (WB-W1)g/[(WL)g × (SA)in2-시]로 계산한다. 2시간 방출 속도(R2)는 (W1-W2)g/[(WL)g × (SA)in2-시]로 계산할 수 있다. 3시간 방출 속도(R3)는 (W2-W3)g/[(WL)g × (SA)in2-시]로 계산할 수 있다. 4시간 방출 속도(R4)는 (W3-W4)g/[(WL)g × (SA)in2-시]로 계산할 수 있다.
한 양태에서, 본 발명은 1시간 방출 속도(R1)의 약 50% 이상, 더욱 바람직하게는 약 80% 이상인 연장된 4시간 방출 속도(R4)를 제공한다.
제품(20)의 표준화 방출 속도를 측정하기 위하여 하기 측정법을 수행한다. 약 0.47in의 깊이 및 1.7in의 내부 직경을 갖는 페트리 디쉬(2.27in2의 페트리 표면적(SP)을 제공하기 위해)를 칭량하여 깨끗한 빈 접시의 중량(WP)을 제공한다. 기재(50)를 포화시킨 동일한 액체 약 1.5 내지 약 2.0g을 디쉬에 첨가하여 디쉬 바닥이 덮이게 한다. 곧바로 페트리 디쉬 및 액체를 칭량하여 디쉬와 액체의 초기 중량(WBP)을 제공한다. 액체의 초기 중량(WLP)은 WBP에서 WP를 뺀 값이다. 제품(20)의 방출 속도를 측정하는 것과 관련하여 전술된 동일한 조건하의 증기 후드 챔버내에 디쉬를 놓는다. 1시간후 디쉬를 저울에서 칭량한다. 이 중량은 1시간 중량(WP1)이다. 페트리 방출 속도(RP)는 (WBP-WP1)g/[(WLP)g × (SP)in2-시]이다.
표준화 1시간 방출 속도(R1N)는 방출 속도(R1)를 1시간 페트리 방출속도(RP)로 나눈 방출 속도(R1)의 비이다(즉, R1N = R1/RP). 마찬가지로, 표준화 2시간, 3시간 및 4시간 방출 속도는 R2/RP, R3/RP 및 R4/RP이다.
하기 표 1은 A 내지 F로 명명된 상이한 패치 형태인 상이한 일회용 패치 구조체의 접촉 습윤도 시험 결과를 나타낸다. 패치 A 내지 E는 본 발명에 따른 제품이다. 하기 기술된 패치 F 형태는 시판중인 리펠로-패치(REPELLO-PATCH, 상품명) 패치이다.
하기 표 2는 패치 구조체 A 내지 E의 방출 속도 시험 결과 및 표준화 방출 속도 시험 결과를 나타낸다.
접촉 습윤도(CW)
기재 (50) 액체 커버층 (40) CW 표준화 CW
A 2.5"×2.5",2층 바운티 타월 1.5g 게랄데하이드 LAFF (n=5) 1.7mg, 0.5mg, 0.8mg, 1.0mg, 1.9mg/평균 1.3mg 0.87mg/g
B 1.5"×4",2층 바운티 타월 2.0g시트로넬라 실론 LAFF 38%개방 면적 (n=5) 29mg, 17mg,20mg, 15mg, 23mg/평균 21mg 10.5mg/g
C 1.5"×4",2층 바운티 타월 2.0g시트로넬라 실론 올웨이즈 울트라 탑시이트(드라이-위브) (n=3) 25mg, 20mg,27mg/평균 24mg 12.0mg/g
D 1.5"×4",2층 바운티 타월 2.0g시트로넬라 실론 몰덱스 시이트 (n=3) 1.0mg, 0.5mg, 0.8mg, 1.1mg, 1.3mg/평균 0.9mg 0.5mg/g
E 1.5"×4",2층 바운티 타월 2.0g시트로넬라 실론 3M 블렌덤 브랜드의 서지칼 테이프 1525 호 (n=5) 29mg, 17mg,20mg, 15mg, 23mg/평균 21mg 10.5mg/g
F 리펠로-패치 브랜드 평균 약 0.73g 시트로넬라 - (n=5)0.15g, 0.35g,0.40g, 0.39g, 0.36g/평균 0.40g 0.55g/g(550mg/mg)
방출 속도
기재 (50) 액체 커버층 (40) 방출 속도(mg/g in2시) 표준화 방출속도(단위없음)
A 2.5"×2.5",2층 바운티 타월 1.5g 게랄데하이드 LAFF (n=5) R1:1.07,R2:1.39, R3:0.83,R4:0.83, R4/R1=0.77 (RP=2.64 기준)R1N:0.40, R2N:0.53,R3N:0.31, R4N:0.31
B 1.5"×4", 2층 바운티 타월 2.0g 시트로넬라 실론 LAFF 38% 개방 면적 (n=2) R1:19.0,R2:13.2, R3:9.4,R4:6.5, R4/R1=0.34 (RP=28.4 기준)R1N:0.67, R2N:0.46,R3N:0.33, R4N:0.23
C 1.5"×4", 2층 바운티 타월 2.0g 시트로넬라 실론 올웨이즈 울트라 탑시이트(DRI-WEAVE) (n=2) R1:16.2,R2:10.6, R3:6.6,R4:5.7, R4/R1=0.35 (RP=28.4 기준)R1N:0.57, R2N:0.37,R3N:0.23, R4N:0.20
D 1.5"×4", 2층 바운티 타월 2.0g 시트로넬라 실론 몰덱스 시이트 (n=2) R1:11.1,R2:9.5, R3:6.4,R4:1.9, R4/R1=0.17 (RP=28.4 기준)R1N:0.39, R2N:0.33,R3N:0.22, R4N:0.07
E 1.5"×4", 2층 바운티 타월 2.0mg 시트로넬라 실론 3M 블렌덤 브랜드의 서지칼 테잎 1525호 (n=2) R1:6.2,R2:6.1, R3:5.4,R4:1.6, R4/R1=0.26 (RP=28.4 기준)R1N:0.22, R2N:0.21,R3N:0.19, R4N:0.06
A의 RP: RP(게랄데하이드, 디쉬중 1.5g, n=5) = 2.64mg/g in2시B의 RP: RP(시트로넬라 실론, 디쉬중 2.0g, n=5) = 28.4mg/g in2시(n=5)
멕스웰(P. J. Maxwell)에 의해 리펠로-패치로 판매되는 시판용 곤충 기피용 패치중 첫번째 샘플에 대해 1시간 및 2시간 방출 속도를 또한 측정하였다. 시험된 샘플 리펠로-패치는, 약 3.5in2의 표면적(SA) 및 기재에 첨가되는 별도로 포장된 액체 물질을 갖는 덮혀있지 않은 건조 기재를 갖는다. 별도로 포장된 액체 물질을 99%의 시트로넬라로 라벨링하였다. 1시간 방출 속도는 약 0.0098g/in2g 시로 측정되고, 2시간 방출 속도를 약 0.0074g/in2g 시로 측정되었다. 리펠로-패치 상품명의 두번째 샘플에 대해 1시간, 2시간, 3시간 및 4시간 방출 속도를 또한 측정하여 0.0048g/in2g 시, 0.0040g/in2g 시, 0.0036g/in2g 시 및 0.0034g/in2g 시를 나타내었다.
기술된 양태에서, 기재(50)는 곤충을 기피하는데 효과적인 물질로 포화시킨다. 다른 양태에서, 기재(50)는 향료 물질과 같이 원하는 향기를 제공하는데 효과적인 물질 또는 이러한 물질의 혼합물로 포화시킬 수 있다.
본 발명의 특정 양태가 예시되고 기술되었으나, 다양한 변화 및 변형이 본 발명의 취지 및 범주로부터 벗어나지 않고 수행될 수 있음을 당해 분야의 숙련자는 분명히 주지할 것이다. 첨부된 청구항에서, 이러한 변형 및 의도하는 용도 모두를 포함하고자 한다.

Claims (25)

  1. 곤충 기피제를 포함하는 휘발성 액체 물질로 포화된 기재를 포함하는,
    약 100㎎ 미만의 접촉 습윤도(contact wetness)를 갖는 방출 표면으로부터 휘발성 액체 물질을 방출시키기 위한 휴대가능한 일회용 제품.
  2. 제 1항에 있어서,
    방출 표면이 약 50㎎ 미만의 접촉 습윤도를 갖는 휴대가능한 일회용 제품.
  3. 제 2항에 있어서,
    방출 표면이 약 25㎎ 미만의 접촉 습윤도를 갖는 휴대가능한 일회용 제품.
  4. 제 1항에 있어서,
    방출 표면이 약 100㎎/g 미만의 표준화(normalized) 접촉 습윤도를 갖는 휴대가능한 일회용 제품.
  5. 제 4항에 있어서,
    방출 표면이 약 25㎎/g 미만의 표준화 접촉 습윤도를 갖는 휴대가능한 일회용 제품.
  6. 제 1항에 있어서,
    약 0.25 이상의 표준화 방출 속도를 갖는 휴대가능한 일회용 제품.
  7. 제 6항에 있어서,
    약 0.40 이상의 표준화 방출 속도를 갖는 제품.
  8. 제 7항에 있어서,
    약 0.50 이상의 표준화 방출 속도를 갖는 제품.
  9. 제 1항에 있어서,
    약 2.0g 이하의 휘발성 액체 물질로 포화된 기재를 갖는 제품.
  10. 제 9항에 있어서,
    기재 중량에 대한 휘발성 액체 물질 중량의 비가 약 2.0 이상인 제품.
  11. 제 1항에 있어서,
    약 3.0㎜ 이하의 최대 캘리퍼(caliper)를 갖는 제품.
  12. 곤충기피제를 포함하는 휘발성 액체 물질로 포화된 기재; 및 약 100㎎ 미만의 접촉 습윤도를 갖는, 제품으로부터 휘발성 물질을 방출시키기 위한 다공성 커버층을 포함하고,
    약 0.25 이상의 표준화 방출 속도를 갖는,
    휘발성 액체 물질의 방출을 조절하기 위한 휴대가능한 일회용 제품.
  13. 제 12항에 있어서,
    다공성 커버층이 약 50㎎ 미만의 접촉 습윤도를 갖는 제품.
  14. 제 13항에 있어서,
    방출 표면이 약 25㎎/g 미만의 표준화 접촉 습윤도를 갖는 제품.
  15. 제 12항에 있어서,
    다공성 커버층이 약 20% 이상의 개방 면적비를 갖는 제품.
  16. 제 15항에 있어서,
    다공성 커버층이 약 30% 이상의 개방 면적비를 갖는 제품.
  17. 제 12항에 있어서,
    다공성 커버층이 약 0.015in 이상의 캘리퍼를 갖는 제품.
  18. 제 17항에 있어서,
    다공성 커버층이 약 0.050in 이상의 캘리퍼를 갖는 제품.
  19. 제 12항에 있어서,
    약 2.0g 이하의 휘발성 액체 물질로 포화된 기재를 갖는 제품.
  20. 제 19항에 있어서,
    기재 중량에 대한 휘발성 액체 물질 중량의 비가 약 2.0 이상인 제품.
  21. 제 12항에 있어서,
    약 3.0㎜ 이하의 최대 캘리퍼를 갖는 제품.
  22. 약 20% 이상의 개방 면적비 및 약 100㎎ 미만의 접촉 습윤도를 갖고, 곤충기피제를 포함하는 휘발성 액체 물질을 일회용 제품으로부터 방출시키기 위해 다수의 세공을 갖는 다공성 커버층;
    휘발성 액체 물질에 대해 일반적으로 불투과성인 차단층; 및
    적어도 일부가 다공성 커버층과 차단층 사이에 배치되며 휘발성 액체 물질로 포화된 기재를 포함하는,
    휘발성 액체 물질을 방출시키기 위한 휴대가능한 일회용 제품.
  23. 제 22항에 있어서,
    다공성 커버층이 약 30% 이상의 개방 면적비 및 약 50㎎ 미만의 접촉 습윤도를 갖는 제품.
  24. 제 22항에 있어서,
    약 2.0g 이하의 휘발성 액체 물질을 포함하고, 약 0.40 이상의 표준화 방출 속도를 갖는 제품.
  25. 제 23항에 있어서,
    기재 중량에 대한 휘발성 액체 물질 중량의 비가 약 2.0 이상인 제품.
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