KR101180229B1 - 주위 환경으로 휘발성 성분을 분배하기 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휘발성 액체를 주위 환경으로 방출하는데 적합한 장치에 관한 것이다. 이 장치는 2개 층 형태의 휘발성 액체를 함유하는 저장 용기, 및 제 1 모세관 요소 및 제 2 모세관 요소를 포함하며, 상기 제 1 모세관 요소는 상부 층을 형성하는 액체에 대해서만 다공성이고, 제 2 모세관 요소는 두 층의 액체 모두에 대해 다공성이다.
Figure 112007058813488-pct00001
분배 장치, 휘발성 액체, 심지, 모세관 요소.

Description

주위 환경으로 휘발성 성분을 분배하기 위한 장치{DEVICE FOR DISPENSING VOLATILE SUBSTANCES INTO THE AMBIENT ENVIRONMENT}

본 발명은 휘발성 성분을 분배하기 위한 장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 증발에 의해 휘발성 성분을 2층 용액으로부터 주위 환경으로 전달하기 위한 심지(wick)에 기초한 분배 장치에 관한 것이다.

휘발성 액체를 주위 환경으로 분배시키기 위한 심지에 기초한 분배 장치는 당해 분야에 널리 알려져 있다. 이러한 분배 장치의 매우 통상적인 한 유형은 본질적으로 휘발성 액체를 함유하는 저장용기(reservoir) 및 액체에 침지되어 있고 임의적으로 넓은 증발 표면을 갖는 다공성 기판과 연통되어 있는 심지로 이루어진다. 이러한 분배 장치는 모세관 현상을 이용하여 분배 추진력을 제공한다. 심지는 액체를 저장용기의 내부로부터 주위 환경(이 주위 환경으로 액체가 증발함)으로 수송하도록 작용한다. 이러한 장치는 가열 요소 및/또는 팬 같은 보조 수단을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 시스템에 사용되는 액체는 가열되는 장치 및 가열되지 않고 팬으로 구동되는 장치의 경우 활성 휘발성 성분 및 용매로 전형적으로 이 루어지거나, 또는 가열되지 않고 팬으로 구동되지 않는 장치에 사용되는 경우 물, 용매, 가용화제 및 활성 휘발성 성분으로 본질적으로 이루어진다.

이러한 시스템에서의 문제점 한 가지는, 수성 액체의 배합물 때문에, 심지 물질이 막혀 장치가 덜 효과적으로 되는 것이다. 뿐만 아니라, 일반적으로 점성 잔류물이 저장용기에 머무르기 때문에 이들 시스템에서는 수명 종결 신호(end of life signal; EOL)가 명확하지 않은 것으로 관찰될 수 있다. 또한, 특히 다량의 용매의 존재로 인해 값이 비싸고 환경 친화적이지 않다.

최근, 용매 및 가용화제-비함유 수성 액체 조성물로 2층 배합물을 제조하여 통상적인 심지에 기초한 분배 장치에 사용함으로써 이러한 문제점을 극복하기 위하여 특정 시도가 이루어져 왔다. 이들 장치에서의 문제점은 두 층 모두를 동시에 증발시킬 수 없다는 것이다.

최근, 당해 분야에서의 문제점을 적어도 실질적으로 극복하는 장치를 제공할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 본 발명은 2개 층의 형태로 휘발성 액체를 함유하는 저장용기를 포함하는, 휘발성 액체를 주위 환경으로 방출시키기 위한 분배 장치를 제공하며, 이 때 이 저장용기로부터 제 1 모세관 요소 및 제 2 모세관 요소가 연장되며, 각각의 요소는 두 액체 층에 침지된 하부 및 주위 환경으로 연장된 상부를 갖고, 제 1 모세관 요소는 상부 층을 형성하는 액체에 대해서만 다공성이고, 제 2 모세관 요소는 두 층의 액체 모두에 대해서 다공성이고, 상부 층을 형성하는 액체에 대해 불투과성인 차단 층을 그의 표면에 갖는다.

본 발명은 또한 제 1 모세관 요소 및 제 2 모세관 요소에 의해 저장용기로부터 환경으로 액체를 수송함으로써 2개 층의 형태인 휘발성 액체를 주위 환경으로 분배시키는 방법을 제공하며, 이 때 각 요소는 두 액체 층에 침지된 하부 및 주위 환경으로 연장된 상부를 갖고, 제 1 모세관 요소는 상부 층을 형성하는 액체에 대해서만 다공성이고, 제 2 모세관 요소는 두 층의 액체 모두에 대해서 다공성이고, 상부 층을 형성하는 액체에 대해 불투과성인 차단 층을 그의 표면에 갖는다.

저장용기는 공기 청정제 장치에 통상적으로 사용되는 임의의 물질, 예를 들어 유리 또는 플라스틱으로 제조될 수 있다. 이들 물질은 향료 물질, 예컨대 정유의 존재하에 안정한 것이 바람직하다. 이 저장용기로부터 제 1 모세관 요소 및 제 2 모세관 요소가 연장된다. 임의의 편리한 수단에 의해, 예를 들어 모세관 요소가 통과하는 저장용기 내의 개구부를 막는 방수(liquid-tight) 플러그 내에 모세관 요소를 밀폐식으로 설치함에 의해, 이들을 제 자리에 위치시킬 수 있다. 이러한 플러그는 바람직하게는 압력을 균등화시킬 수 있는 배기구를 포함한다. 다르게는, 균등화시키는 임의의 수단, 예를 들어 본원에 참고로 인용된 WO 03092750 호에 기재된 배기식 심지를 이용할 수 있다.

제 2 모세관 요소를 상부 층의 액체에 불투과성이도록 만드는 차단 층은 임의의 적합한 형태, 예를 들어 제 2 모세관 요소에 도포되어 경화 또는 건조되는 액체 코팅, 또는 접착 테이프 또는 제 2 모세관 요소 상에 위치된 임의의 적합한 물질의 밀폐식으로 설치된 관상 부재 형태의 슬리브의 형태를 취할 수 있다. 관상 부재는 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, PETG(폴리에틸렌 글라이콜 테레프탈레이트), 바렉스(Barex; 등록상표) 수지[비피 케미칼즈 리미티드(BP Chemicals Ltd.) 제품], 폴리에스터 또는 폴리스타이렌으로 제조될 수 있다. 차단 층은 두 층의 액체 모두에 대해 불투과성이고 하부 층을 형성하는 액체만 흡수하는 한도까지 제 2 모세관 요소를 따라 연장될 수 있다. 즉, 차단 층은 상부 층을 형성하는 액체를 통해 통과하는 제 2 모세관 요소 부분 및 하부 층을 형성하는 액체 내로의 충분한 거리만큼만 연장될 수 있어, 증발에 의해 두 층의 경계가 낮아질 수 있도록 한다.

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 제 2 모세관 요소의 하부의 측부 표면의 대부분은 차단 물질로 덮이고, 본질적으로 제 2 모세관 요소의 단면만이 차단 층을 갖지 않아 액체와 접촉한다. "대부분"이란, 액체가 가득 찬 상태에서, 하부 층의 액체와 접촉하는 모세관 요소의 절반 이상, 바람직하게는 모세관 요소의 3/4, 더욱 바람직하게는 전체 측부 표면이 차단 물질로 덮임을 의미한다. 주어진 비율은 아직 증발에 의해 휘발성 액체를 방출하도록 사용되지 않는 채워진 용기를 일컫는다.

본 발명의 추가적인 실시양태에서, 제 1 모세관 요소는 제 1 모세관 요소가 제 2 모세관 요소의 차단 층의 외표면을 실질적으로 덮도록 하는 방식으로 배열될 수 있다. 차단 층은 하부 층을 형성하는 액체만이 흡수되도록 하는 한도까지 제 2 모세관 요소를 따라 연장될 수 있다. 즉, 제 2 모세관 요소의 상부 및 하부의 측부 표면의 대부분이 차단 층으로 덮이고, 본질적으로 단면만이 차단 물질을 갖지 않는다.

2개 층을 형성하는 휘발성 액체는 하부 층을 형성하는 수성 상 및 상부 층을 형성하는 소수성 상으로 이루어진다. 소수성 상은 본질적으로 향료로 이루어진다. "향료"란 산, 에스터, 알콜, 알데하이드, 케톤, 락톤, 나이트릴, 에터, 아세테이트, 탄화수소, 황-, 질소- 및 산소-함유 헤테로환상, 다환상 및 거대환상 화합물, 및 천연 또는 합성 공급원의 정유 같은 부류로부터 선택되는 단일 향료 물질 또는 향료 물질의 혼합물을 의미한다. 이러한 향료 물질은 예를 들어 아크탠더(S. Arctander)의 문헌[Perfume Flavors and Chemicals Vol. 1 및 2, 아크탠더, 미국 뉴저지주 몬클레어, 1969]에 기재되어 있다. 향료는 임의적으로 벤질 벤조에이트, 아이소프로필미리스테이트 및 탄화수소 유도체, 예컨대 이소파(Isopar; 등록상표)[엑손(Exxon) 제품] 같은 무취 액체를 포함할 수 있다. 당해 분야의 숙련자가 잘 알고 있는 바와 같이, 액체의 적절한 선택은 사용될 수 있는 양 뿐만 아니라 향료의 특성에 따라서도 달라진다. 바람직하게는, 향료는 소수성 상의 총량에 기초하여 25중량% 이하, 바람직하게는 20중량% 이하의 이들 액체를 포함한다.

"수성 상"은 수성 상의 총량에 기초하여 40중량% 이상, 바람직하게는 50 내지 100중량%의 친수성 액체를 의미한다.

수성 상 및 소수성 상의 비는 선택되는 특정 모세관 요소에 따라 달라지며, 두 상이 동시에 거의 모두 증발되도록 하는 방식으로 선택된다. 당해 분야의 숙련자는 정확한 비를 용이하게 결정할 수 있다.

상부 층을 형성하는 액체에 대해 다공성인 제 1 모세관 요소는 상부 층을 형성하는 액체를 모세관 작용에 의해 모세관 요소의 하부로부터 상부로 전달하는데 적합한 임의의 물질로 제조될 수 있다. 적합한 물질의 예는 폴리올레핀, 예컨대 PE(폴리에틸렌) 및 PP(폴리프로필렌) 또는 이들의 조합을 포함한다.

두 층(즉, 수성 층 및 소수성 층)의 액체 모두에 대해 다공성인 제 2 모세관 요소는 두 층의 액체를 모세관 작용에 의해 전달하는데 적합한 임의의 물질로 제조될 수 있다. 적합한 물질의 예는 폴리에스터, 예를 들어 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), 셀룰로즈 및 셀룰로즈 아세테이트, 및 이들의 조합을 포함한다. 바람직하게는, 제 2 모세관 요소는 셀룰로즈로 제조된다. 제 2 모세관 요소는 또한 폴리올레핀, 예컨대 PE(폴리에틸렌) 및 PP(폴리프로필렌) 또는 이들의 조합(이들은 추가로 처리되어 두 층의 액체를 모세관 작용에 의해 전달하는데 적합해짐)으로도 제조될 수 있다. 예를 들어, 폴리올레핀으로 제조된 제 2 모세관 요소를 수용액에 기초하여 음이온성 계면활성제(예컨대, 소듐 에터 설페이트) 또는 비이온성 계면활성제(예컨대, 에톡실화 지방 알콜)를 바람직하게는 약 20중량%로 포함하는 수용액 내로 침지시켜, 함침된 물질을 생성시키고, 이를 바람직하게는 사용하기 전에 실온에서 하룻밤동안 건조시킴으로써, 이를 달성할 수 있다.

모세관 요소의 형상은 중요하지 않다. 이들은 예를 들어 정사각형, 직사각형, 원형 또는 환형 단면을 가질 수 있다. 모세관 요소의 길이는 주로 저장용기의 높이에 따라 달라진다. 이들은 바람직하게는 이들이 저장용기의 바닥에 닿아서 저장용기의 모든 내용물이 증발될 수 있도록 하는 방식으로 선택된다.

본 발명의 추가적인 바람직한 실시양태에서, 상부 층을 형성하는 액체 및/또는 하부 층을 형성하는 액체는 바람직하게는 독특한 색상의 염료를 포함한다. 휘발성 액체가 증발 종결점에 도달하면, 제 1 모세관 요소 및 제 2 모세관 요소는 동일한 색상, 즉 상부 층을 형성하는 액체의 색상을 갖는다. 이 시각 신호는 소비자에게 제품을 다 써서 교체해야 함을 알려준다.

소수성 상에 적합한 염료는 퓨리컬러(Puricolor; 등록상표) 블루 FBL5, 퓨리컬러(등록상표) 블루 ABL9, 퓨리컬러(등록상표) 그린 U3 및 퓨리컬러(등록상표) 옐로우 AYE23[시바(Ciba) 제품]으로부터 선택될 수 있고, 수성 상에 적합한 염료는 코바솔(Covasol) 그린 W7039[왜커(Wackherr) 제품] 및 비타신(Vitasyn; 등록상표) 오렌지 RGL 90[클라리언트(Clariant) 제품]으로부터 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 가열 요소를 추가로 포함하는 심지에 기초한 분배 장치에 특히 적합하다. 또한, 심지에 기초한 분배 장치는 팬을 가질 수 있다.

이제, 본 발명의 바람직한 실시양태를 도시하고 어떠한 방식으로도 한정하는 것으로 간주되어서는 안되는 도면을 참조하여 본 발명을 추가로 기재한다.

도 1을 보면, 심지에 기초한 분배 장치는 저장용기(1)를 포함하고, 이는 향료를 포함하는 상부 소수성 층(8) 및 하부 수성 층(9) 형태의 휘발성 액체를 함유하며, 이들 층은 상이한 색상의 염료를 포함한다. 심지(2, 3) 형태의 두 모세관 요소가 저장용기의 개구부를 통해 액체로부터 대기 중으로 연장되어 있으며, 이들 심지는 각각 대기에 노출된 상부(5, 5') 및 각각 액체에 노출된 하부(4, 4')를 갖는다. 심지의 물질은, 심지(2)가 층(8)의 액체만을 흡수하여 대기로 운송하는 반면 심지(3)의 물질은 두 층의 액체를 모두 흡수 및 운송할 수 있도록 선택된다.

심지(3)의 하부(4')의 대부분은 밀폐식으로 설치된 폴리에틸렌 슬리브(6)에 의해 덮여서, 심지(3)가 상부 층(8)의 액체에 불투과성이 되도록 한다. 액체가 가득 든 상태에서, 슬리브(6)는 층 사이의 경계 아래로 연장되어, 심지(3)의 하부(4')의 하부 말단(7)만을 액체 층(9)에 노출시키고, 대부분의 휘발성 액체가 증발될 때까지 이 액체만이 심지(3)를 통해 증발할 수 있게 한다.

작동시, 도 1에 도시된 바와 같이 처음에는, 도면에서 흰 화살표로 표시되는 바와 같이, 상부 액체 층(8)이 심지(2)를 통해 심지(2)로부터 증발되고, 하부 액체 층(9)이 심지(3)의 하부 말단(7)을 통해 상부(5')로부터 증발된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 층 사이의 경계가 심지(3)의 슬리브(6)의 하부 말단 아래로 떨어지는 경우가 있다. 이 때에는, 두 액체 층(8, 9)이 심지(3)에 의해 운송된다. 이는 흰 화살표(A', B)에 의해 표시되는 한편, 심지(2)는 흰 화살표(A)에 의해 표시되는 바와 같이 계속 상부 액체 층(8)만을 운송한다. 심지(3)의 하부 말단(7)이 상부 액체 층(8)에 노출되고 이 액체가 심지(3)를 통해 운송되는 결과, 심지(3)의 색상이 눈에 띄게 변화된다. 이는 장치가 그의 수명을 다하였고 교체되어야 함을 나타낸다.

도 3A를 보면, 도 1 및 도 2에 도시된 것과 동일한 작동 원리를 따르는 심지에 기초한 분배 장치가 도시되어 있다. 유일한 차이점은 2개의 개별적인 심지 대신 도 3B에 더욱 상세하게 도시된 하나의 단일 심지 시스템을 사용한다는 것이다. 심지에 기초한 분배 장치는 하부 액체 층(19) 및 상부 액체 층(18) 형태의 휘발성 액체를 함유하는 저장용기(11)를 포함한다. 제 1 모세관 요소(12)로 덮인 밀폐식으로 설치된 슬리브(16)를 측부 표면에 갖는 제 2 모세관 요소(13)로부터 조립된 심지가, 저장용기의 개구부를 통해 액체로부터 대기 내로 연장되어 있다. 심지의 물질은 제 1 모세관 요소(12)가 층(18)의 액체만을 흡수하여 대기로 운송하는 한편, 내부 모세관 요소(13)의 물질이 두 액체 층을 흡수 및 운송할 수 있도록 선택된다. 심지의 외층(12)은 셀룰로즈로 제조된 막대 형태의 제 2 모세관 요소(13)가 들어가는 관이다. 셀룰로즈 막대는 밀폐식으로 설치되는 슬리브(16)로 덮여 상부 층(18)의 액체에 대해 불투과성이 된다.

작동시에는, 도 3A에 도시된 바와 같이 처음에는, 도 3A에서 흰 화살표로 표시되는 바와 같이, 상부 액체 층(18)이 심지의 외층(12)의 상부(15)를 통해 운송되어 그로부터 증발하고, 하부 액체 층(19)이 심지의 내부(13)의 하부 말단(17)을 통해 운송되어 상부 말단(17')으로부터 증발된다.

향료를 분배함과 관련하여 본 발명을 기재하였다. 그러나, 본 발명에 따른 장치는 악취 중화 성분, 곤충 기피제 또는 살충 활성을 갖는 물질, 항균 활성을 갖는 성분 또는 이들의 혼합물 같은 다른 성분을 전달할 수 있다. 이들 다른 성분은 수성 상 및/또는 친수성 상에 존재할 수 있다. 이들 활성 주성분에 외에도, 향료 조성물은 염료 및 UV-흡수제 같은 부형제를 포함할 수 있다.

본 발명의 추가적인 실시양태에서, 두 층을 형성하는 휘발성 액체는 악취 중화 성분, 곤충 기피제, 수용성 액체, 살충 활성을 갖는 물질, 항균 활성을 갖는 성분 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 성분(들)을 수성 상의 총량에 기초하여 60중량% 이하, 바람직하게는 1 내지 50중량%로 포함하는 수성 상으로 이루어진다.

도 1은 휘발성 액체가 가득 채워진 본 발명의 실시양태의 수직 단면도이다.

도 2는 휘발성 액체의 대부분이 증발된 후 도 1의 실시양태의 수직 단면도이다.

도 3A는 본 발명의 추가적인 실시양태의 수직 단면도이다.

도 3B는 선(CC')을 따라 취한, 도 3A의 실시양태의 단면도이다.

Claims (7)

  1. 휘발성 액체를 2개 층의 형태로 함유하는 저장용기(reservoir)를 포함하는, 휘발성 액체를 주위 환경으로 방출시키기 위한 장치로서,
    상기 저장용기로부터 제 1 모세관 요소 및 제 2 모세관 요소가 연장되며,
    각각의 요소가 두 액체 층에 침지된 하부 및 주위 환경으로 연장된 상부를 갖고,
    상기 제 1 모세관 요소가 상부 층을 형성하는 액체에 대해서만 다공성이고,
    상기 제 2 모세관 요소가 두 층의 액체 모두에 대해 다공성이고, 상부 층을 형성하는 액체에 대해 불투과성인 차단 층을 그의 표면에 갖는,
    장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 모세관 요소가 폴리에스터, 셀룰로즈 및 셀룰로즈 아세테이트, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 물질로 제조된 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 모세관 요소가 폴리올레핀으로 제조되며, 이 물질을 추가로 처리하여 모세관 작용에 의해 두 층의 액체를 모두 전달하는데 적합해지도록 만든 것인 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 모세관 요소가 폴리올레핀으로 제조된 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 모세관 요소가 상기 제 2 모세관 요소의 차단 층의 외표면을 실질적으로 덮도록 하는 방식으로 배열된 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    적어도 상기 휘발성 액체의 상부 층이 염료를 포함하고,
    이 염료가, 휘발성 액체의 증발의 종결점에 도달하면, 제 1 모세관 요소 및 제 2 모세관 요소가 동일한 색상을 갖도록 두 모세관 요소를 착색시키는 장치.
  7. 제 1 모세관 요소 및 제 2 모세관 요소에 의해 저장용기로부터 주위 환경으로 액체를 수송함으로써 2개 층의 형태인 휘발성 액체를 주위 환경으로 분배시키는 방법으로서,
    상기 각 요소가 두 액체 층에 침지된 하부 및 주위 환경으로 연장된 상부를 갖고,
    상기 제 1 모세관 요소가 상부 층을 형성하는 액체에 대해서만 다공성이고,
    상기 제 2 모세관 요소가 두 층의 액체 모두에 대해 다공성이고, 상부 층을 형성하는 액체에 대해 불투과성인 차단 층을 그의 표면에 갖는,
    방법.
KR20077018629A 2005-02-16 2006-02-14 주위 환경으로 휘발성 성분을 분배하기 위한 장치 KR101180229B1 (ko)

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