KR102599979B1 - 다기능 인스턴트 아이스팩 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 다기능 인스턴트 아이스팩은, 중공을 구비한 것으로서, 요소, 질산암모늄, 질산암모늄칼슘 중 적어도 어느 하나로 이루어진 냉각제 파우더와, 밀폐 처리된 외피의 내부에 물을 수용한 워터백을 상기 중공에 수용한 하우징; 상기 하우징의 표면 일 측에서 연장 형성된 것으로서, 부착면에 점착제가 코팅된 스트랩과, 상기 부착면에 적층된 이형지를 포함한 신체 부착부;를 포함한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다기능 인스턴트 아이스팩에 의하면, 신체 부착부의 점착성에 의하여 사용자가 별도로 아이스팩을 잡고 있어야 하는 번거로움 없이 효율적으로 냉각하고자 하는 신체의 특정 부위에 부착되어 해당 부위를 냉각 처리할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명에 따른 다기능 인스턴트 아이스팩에 의하면, 신체 부착부의 점착성에 의하여 사용자가 별도로 아이스팩을 잡고 있어야 하는 번거로움 없이 효율적으로 냉각하고자 하는 신체의 특정 부위에 부착되어 해당 부위를 냉각 처리할 수 있는 효과를 가진다.
Description
본 발명은 다기능 인스턴트 아이스팩에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 사용자의 신체에 안정적으로 고정할 수 있는 수단을 제공함과 아울러 냉각 시간이나 냉각 온도 및 추가 사용 여부를 조절할 수 있는 다양한 기능을 구비한 인스턴트 아이스팩에 관한 것이다.
냉찜질팩, 즉 아이스팩은 부상이나 염증에 사용될 수 있는 의료용 냉각용 팩으로서, 부종, 통증, 근육 경련을 완화하고 염증을 줄이는 용도로 사용되고 있다.
이러한 아이스팩은 젤 팩, 냉각제나 점토가 수용된 팩 등으로 다양한 종류가 존재하고 있는데, 요소와 같은 냉각제 파우더가 물과 반응하면서 흡열 반응을 유발하여 주변 열을 흡수하면서 냉각되는 원리를 가진 일회용 팩 역시 널리 사용되는 추세이다.
즉, 상술한 일회용 아이스팩, 즉 인스턴트 아이스팩은 내부에 냉각제 파우더와 워터백을 포함하여 워터백을 터트려 나온 물과 냉각제 파우더의 반응으로 냉각 성능을 발휘하는데, 이때 팩/하우징의 형상은 주머니나 파우치와 같이 두께가 얇은 직육면체 형상을 가져 이를 사용자의 특정 신체 부위에 접촉한 다음 해당 부위를 냉각한다.
그런데 하우징이 납작한 것이 아니라 내부에 물과 냉각제 파우더를 수용하고 있어 적절하게 두툼한 입체 형상을 가지므로 막상 신체 부위에 놓으면 이 두툼한 형상에 의하여 중력 방향으로 흘러내리기 때문에 사용자가 한 손으로 계속 냉각을 요구하는 신체 부위에 아이스팩을 대고 있어야 하는 번거로움이 따랐다.
국내 특허 제 2143981호인 아이스팩은, 일측면에 아이스겔이 충진되는 충진홈이 형성된 본체와, 상기 본체의 충진홈이 형성된 면을 커버하는 커버를 포함하여 이루어지되, 상기 본체 및 커버는 자성분말이 혼합되어 제조되는 고무재질 또는 합성수지재질로 형성되어 신체에 고정 시 양단이 서로 겹쳐지도록 하여 자성에 의해 부착될 수 있도록 구성되고, 상기 커버의 일측면에는 상기 충진홈에 대응되도록 돌출부가 형성되어 상기 충진홈에 삽입 결합되고, 상기 커버의 본체에 대응되는 면에는 단열층이 형성되어, 신체에 밀착되도록 변형이 용이하다는 특성이 있다고 공개되어 있다.
그런데, 상기 기술에 의하면 상당히 납작한 형태로 제작되어 다리나 허벅지 등의 넓은 신체 부위에서 상대적으로 강한 냉각 성능을 요구하는 용도로 활용하기에 부족하다는 단점이 있고, 신체 부위에 밀착이 되더라도 별도의 점착 성분으로 부착되지 않기 때문에 사용자가 한 손으로 잡고 있어야 하는 상술한 문제를 해결하기 어렵다는 문제가 따른다.
따라서, 사용자가 별도로 아이스팩을 잡고 있어야 하는 번거로움 없이 효율적으로 냉각하고자 하는 신체의 특정 부위에 부착되어 해당 부위를 냉각 처리할 수 있는 것은 물론 냉각 성능이나 냉각 시간 등을 사용자의 니즈에 따라 조절할 수 있는 신규하고 진보한 아이스팩을 개발할 필요성이 대두되는 실정이다.
본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 하우징의 일 측에서 연장된 신체 부착부의 점착성에 의하여 사용자가 별도로 아이스팩을 잡고 있어야 하는 번거로움 없이 효율적으로 냉각하고자 하는 신체의 특정 부위에 부착되어 해당 부위를 냉각 처리할 수 있는 아이스팩을 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 아이스팩의 내부 공간을 제 1,2 영역으로 구분한 다음 각 영역에 냉각제 파우더와 워터백을 수용하여 이중의 냉각 성능을 발휘하도록 한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 제 1,2 영역을 구분하는 격벽 사이에 유통로나 멤브레인을 형성하여 다양한 냉각 성능을 조절하는 기반을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 다기능 인스턴트 아이스팩은, 중공을 구비한 것으로서, 요소, 질산암모늄, 질산암모늄칼슘 중 적어도 어느 하나로 이루어진 냉각제 파우더와, 밀폐 처리된 외피의 내부에 물을 수용한 워터백을 상기 중공에 수용한 하우징; 상기 하우징의 표면 일 측에서 연장 형성된 것으로서, 부착면에 점착제가 코팅된 스트랩과, 상기 부착면에 적층된 이형지를 포함한 신체 부착부;를 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 중공은, 상기 워터백보다 작은 직경을 가진 유통로가 일 측에 관통된 격벽에 의하여 제 1,2 영역으로 구분되고, 상기 제 1,2 영역에는, 상기 냉각제 파우더와 상기 워터백이 각각 수용된 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 유통로에는, 상기 격벽보다 얇은 두께로 이루어져 사용자의 악력으로 찢을 수 있는(tearable) 멤브레인이 형성된 것을 특징으로 한다.
추가적으로, 상기 멤브레인은, 상기 격벽의 내측 단에서 중앙 부위를 향해 연장된 것으로서, 상기 격벽보다 얇은 제 1 두께를 가진 제 1 멤브레인과, 상기 제 1 멤브레인 사이를 잇는 것으로서 상기 제 1 멤브레인보다 얇은 제 2 두께를 가진 상태에서 상기 하우징의 내측에 점착제를 매개로 점착된 제 2 멤브레인으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다기능 인스턴트 아이스팩에 의하면,
1) 신체 부착부의 점착성에 의하여 사용자가 별도로 아이스팩을 잡고 있어야 하는 번거로움 없이 효율적으로 냉각하고자 하는 신체의 특정 부위에 부착되어 해당 부위를 냉각 처리할 수 있는 장점을 가지고,
2) 제 1,2 영역에 수용된 냉각제 파우더와 워터백을 선택 작동하여 냉각 시간과 냉각 온도 및 추가 사용 여부를 조절할 수 있으며,
3) 제 1,2 영역을 구분하는 격벽 사이에 멤브레인을 설치하여 다양한 냉각 성능을 조절할 수 있는 기반을 마련함과 아울러,
4) 제 1,2 영역의 냉각제 파우더가 혼합되는 과정의 초기 시점에 냉각제 파우더의 일 측 쏠림이 일어나는 것과 같은 특정 상황에 대비할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 하우징 내에 수용된 냉각제 파우더와 워터백을 도시한 사시도.
도 2는 하우징의 일 측에 신체 부착부가 형성된 구조를 도시한 사시도.
도 3은 하우징의 중공이 격벽에 의해 제 1,2 영역으로 구분된 구조를 도시한 단면도.
도 4는 도 3의 유통로에 멤브레인이 형성된 구조를 도시한 단면도.
도 5는 도 4의 멤브레인이 제 1,2 멤브레인으로 이루어진 구조를 도시한 부반확대단면도.
도 6은 도 5의 제 1,2 멤브레인의 세부 구조를 도시한 개념도.
도 2는 하우징의 일 측에 신체 부착부가 형성된 구조를 도시한 사시도.
도 3은 하우징의 중공이 격벽에 의해 제 1,2 영역으로 구분된 구조를 도시한 단면도.
도 4는 도 3의 유통로에 멤브레인이 형성된 구조를 도시한 단면도.
도 5는 도 4의 멤브레인이 제 1,2 멤브레인으로 이루어진 구조를 도시한 부반확대단면도.
도 6은 도 5의 제 1,2 멤브레인의 세부 구조를 도시한 개념도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 하우징 내에 수용된 냉각제 파우더와 워터백을 도시한 사시도이다.
우선 아이스팩에 대한 기본적인 구조와 기능을 설명하기 위하여, 도 1을 참조하면 본 발명의 아이스팩은 하우징(10)과, 냉각제 파우더(20), 워터백(30)을 포함한다.
하우징(10)은 내부 공간, 즉 중공을 구비한 상태에서 별도의 개방구 없이 밀폐된 구조를 취하는데, 이 중공에 후술할 냉각제 파우더(20)와 워터백(30)을 포함할 수 있다.
하우징(10)은 후술할 워터백(30)을 터트리기 위한 힘을 작용하여도 쉽사리 터지거나 변형이 일어나지 않는 재질로 제작되어야 하는데, 이를 위해 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐과 같은 엔지니어링 플라스틱 재질로 제작될 수 있다.
냉각제 파우더(20)는 하우징(10)의 중공 내에 수용된 것으로서, 복수 개의 알갱이로 이루어져 있다.
이러한 냉각제 파우더(20)는 물에 쉽게 용해되면서 이 과정에서 주변의 열을 흡수, 즉 흡열 반응하여 냉각 성능을 발휘하는 물질로 이루어지는데, 그 예로서 요소, 질산암모늄, 질산암모늄칼슘과 같은 물질을 예시한다.
요소(Urea)는 carbamide라고도 알려진 화학식(NH2)2CO를 갖는 유기 화합물로서, 백색의 무색/무취의 결정성 분말이다.
이러한 요소는 Haber-Bosch 공정을 사용하여 암모니아와 이산화탄소로부터 대규모로 생산될 수 있고, 물에 잘 녹는 것은 물론 이러한 용해 과정에서 흡열 반응을 발생하는데 그 원리를 간략하게 설명하면 다음과 같다.
요소가 물에 용해되면 물 분자 사이의 수소 결합이 끊어지면서 요소 분자가 들어갈 공간이 발생하고 이 과정에서 물 분자를 분리하기 위해 에너지가 필요하므로 주변 환경으로부터 열을 흡수한다.
또한 요소가 물에 녹으면, 요소 분자와 물 분자 사이에 새로운 결합이 형성되고 이는 주로 수소 결합을 통해 이루어진다.
요소는 수소 결합을 형성할 수 있는 두 개의 아미드 기(-NH2)를 가지고 있다. 이 새로운 결합을 형성하는 과정에서 일부 에너지가 방출되지만, 물의 초기 결합을 끊기 위해 필요한 에너지가 새로운 결합을 형성할 때 방출되는 에너지보다 크기 때문에 전체 과정은 여전히 흡열 과정으로 작용하여 결과적으로 주변 환경으로부터 열을 흡수하면서 냉각하는 원리를 가진다.
질산암모늄(Ammonium Nitrate)은 역시 물에 잘 녹는데 이 과정에서 강한 흡열 반응을 일으켜 상대적으로 작은 양으로도 우수한 냉각 효과를 제공할 수 있다.
다만, 일부 폭발물의 성분으로 사용되므로 대량으로 사용 시 발생할 수 있는 위험에 잘 대비해야 한다.
질산암모늄칼슘(Calcium Ammonium Nitrate)은 물에 잘 녹으면서 질산암모늄보다는 냉각효과가 떨어지나 요소보다는 우수한 냉각 효과를 가지고 질산암모늄보다 취급이 용이한 성질을 제공한다.
다만, 물과 용해 과정에서 발생한 질산염 이온이 환경 문제를 발생할 수 있어 이 역시 안정적인 취급의 중요성이 따른다.
정리하면, 본 발명의 냉각제 파우더(20)는 상술한 물질 중에서 적어도 어느 하나를 포함하거나, 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다.
워터백(30)은 쉽게 말해 물주머니로서, 물을 수용하는 외피가 주머니 형태를 가지면서 외관 형상을 결정한다.
이러한 워터백(30)은 하우징(10)과 마찬가지로 밀폐되어 있는데, 물을 안전하게 보관하면서 유연하고 내구성이 있고 하우징(10)보다는 덜 질긴 성질을 가져 외부 압력에 의하여 터질 수 있는 특성을 가질 수 있는 재질로 이루어질 필요가 있고, 이를 위해 워터백(30), 특히 외피는 예를 들어 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
다만, 외피가 반드시 이 재질로 한정되는 것은 아니고 상술한 특성을 가지는 다양한 폴리머 재질로 이루어지는 것도 가능하다.
즉, 이러한 구성을 가진 아이스팩은 이중 챔버 구조, 구체적으로 하우징(10) 내에 또 다른 챔버인 워터백(30)을 수용한 구조를 가진다.
이에 대한 작동 원리를 간략히 설명하면, 먼저 사용자가 하우징(10)을 손으로 잡은 다음 힘을 주어 꽉 짜거나 누르거나 타격하면 하우징(10) 내부에 수용된 워터백(30)이 터지면서 워터백(30) 내의 물이 냉각제 파우더(20)와 혼합한다.
즉, 평소에는 물과 냉각제 파우더(20)가 워터백(30)의 외피를 매개로 서로 분리되어 있다가 짜거나 타격하는 외력 작용 시 워터백(30)이 터지면서 비로소 이들이 혼합하면서 활성화되는 것이다.
이 과정에서 하우징(10)을 흔들어 물과 냉각제 파우더(20)의 원활한 혼합 상태를 도모할 수 있다.
냉각제 파우더(20)와 물이 혼합되면 냉각제 파우더(20)의 흡열 반응으로 주변 열을 흡수하면서 결과적으로 이 혼합물의 온도가 급히 떨어지고 결과적으로 하우징(10)의 표면 역시 차가워져 본 발명의 아이스팩을 다양한 용도로 활용할 수 있게 된다.
예를 들어, 사용자의 부상 부위의 부기를 줄이거나 통증을 무디게 하는 등으로 활용될 수 있는데, 이 외에도 스포츠 부상, 삠, 긴장, 멍, 기타 즉각적인 냉각 요법이 필요한 다양한 상황에서 유용하게 활용될 수 있다.
도 2는 하우징의 일 측에 신체 부착부가 형성된 구조를 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 하우징(10)의 표면 일 측에는 신체 부착부(40)가 연장 형성된 것을 알 수 있다.
신체 부착부(40)는 스트랩(41)과 이형지(42)를 포함한다.
스트랩(41)은 띠 형상으로 2개의 넓은 면을 가진 상태에서 이 2개의 면 중 어느 하나의 면, 즉 부착면(스트랩(41)의 양 면 중에서 신체에 부착되는 면)에 점착제가 코팅되어 신체에 점착하는 구조체이다.
예를 들어, 스트랩(41)을 팔목에 돌려 감싸거나 복부 일 측에 부착하는 방식으로 사용될 수 있는바, 다시 말해 스트랩(41)은 신체에서 하우징(10)이 쉽사리 이탈되지 않고 부착될 수 있는 기반을 제공한다.
이형지(42)는 초기 출시 상태에 스트랩(41)의 부착면에 부착되어 점착제를 보호하는 것으로, 사용 시에 이형지(42)를 띠어낸 다음 점착제가 코팅된 스트랩(41)의 부착면을 신체의 특정 부위에 부착할 수 있다.
이때. 스트랩(41)의 전면에는 도면을 보아 알 수 있듯이 아이스팩의 사용 방법이나 냉찜질 방법을 안내하는 문구가 인쇄되어 사용자의 편의성을 제공하는 것이 가능하다.
정리하면, 본 발명의 아이스팩은 단순히 주머니 형상으로 형성되어 신체에서 쉽사리 미끄러져 신체의 특정 부위를 제대로 냉각하지 못하는 문제를 방지하면서 사용자가 별도로 아이스팩을 잡고 있어야 하는 번거로움 없이 효율적으로 냉각하고자 하는 신체의 특정 부위에 부착되어 해당 부위를 냉각 처리할 수 있는 특성을 제공한다.
본 발명의 아이스팩은 신체 부착부(40) 이외에 냉각 시간과 온도를 조절할 수 있는 기능을 제공할 수 있는바, 도 3 내지 도 6의 실시예를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 하우징의 중공이 격벽에 의해 제 1,2 영역으로 구분된 구조를 도시한 단면도이다.
도 3을 보아 알 수 있듯이, 하우징(10)의 중공은 격벽(50)에 의하여 제 1,2 영역(11,12)으로 구분되는 것이 가능하다.
격벽(50)은 하우징(10)의 길이 방향에 수직한 방향으로 중공의 일 측, 바람직하게 중공의 중앙 부위를 가로지르도록 연장된 구조물로서, 이 격벽(50)으로 하우징(10)이 제 1,2 영역(11,12)으로 구획될 수 있다.
단, 격벽(50)은 제 1,2 영역(11,12)을 밀폐 방식으로 구획하는 것이 아니라, 격벽(50)의 일 측(바람직하게는 중앙 부위)에 관통된 유통로(60)를 통해 냉각제 파우더(20)나 워터백(30) 내의 물이 유통 가능하게 제 1,2 영역(11,12)으로 구획하고 있다.
이같이 유통로(60)에 의한 유통 공간이 확보된 제 1,2 영역(11,12)에는 상술한 냉각제 파우더(20)와 워터백(30)이 각각 수용되어 있다.
이때, 유통로(60)는 워터백(30)보다 작은 직경(또는 가로/세로 길이)을 가져 워터백(30)이 유통로(60)를 통해 제 1,2 영역(11,12)을 자유로이 이동하여 어느 하나의 영역에 2개의 워터백(30)이 수용되는 현상을 방지한다.
즉, 워터백(30)보다 작은 직경을 가진 유통로(60)에 의하여 제 1,2 영역(11,12) 각각에 수용된 워터백(30)이 다른 영역으로 이동하는 문제를 방지함으로써, 후술하겠지만 본 발명의 아이스팩의 냉각 성능을 발휘하는 기반이 되는 워터백(30)이 제 1,2 영역(11,12) 중 어느 하나의 영역에 편중되는 문제를 방지할 수 있다.
이같이 제 1,2 영역(11,12) 각각에 냉각제 파우더(20)와 워터백(30)를 수용한 구조에 의하면, 재사용(2회 사용)은 물론 냉각 온도와 시간을 조절할 수 있는 특성을 제공할 수 있다.
구체적으로, 제 1,2 영역(11,22) 중 어느 하나의 영역에 수용된 워터백(30)만을 터트리면 이 근처의 냉각제 파우더(20)가 물과 반응하여 냉열을 발생할 수 있고, 물론 물이 유통로(60)를 타고 다른 영역으로 흘러 다른 영역의 냉각제 파우더(20)와 반응할 수도 있으나 사용자가 예를 들어 하우징(10)을 'ㅅ'자로 꺾으면 유통로(60)를 통해 물이 다른 영역으로 흐르는 것을 막을 수 있다.
터트린 워터백(30)에 의한 냉각 기능이 떨어진 경우, 터지지 않은 워터백(30)을 터트리면서 그 주변의 냉각제 파우더(20)와 반응을 하여 냉각 기능을 더 지속시킬 수 있다.
더불어, 제 1,2 영역(11,12)의 워터백(30)을 동시에 터트려 냉각을 극대화하면서 온도를 더욱 낮출 수 있는 것은 물론 제 1,2 영역(11,12)의 워터백(30)을 터트리는 시간을 조절하여 결과적으로 냉각 시간을 조절할 수 있는 기능을 겸비할 수 있다.
즉, 제 1,2 영역(11,12) 각각에 워터백(30)과 냉각제 파우더(20)를 수용하되 유통로(60)를 개방하지 않고 격벽(50)이 완전 밀폐된 구조에 비하여 제 1,2 영역(11,12)의 워터백(30)이 동시에 터지면서 제 1,2 영역(11,12)을 이동하면서 각 영역의 냉각제 파우더(20)와 반응하면서 냉각 효과를 극대화할 수 있는 것은 물론, 유통로(60)로 어느 하나의 영역에서 터진 워터백(30)의 물이 흐르지 않도록 하우징(10)의 모양이나 위치를 조절하여 냉각 시간 등을 조절할 수 있거나 아니면 제 1,2 영역(11,12)의 냉각제 파우더(20) 모두 워터백(30)의 물과 접촉하여 흡열 반응을 일으키되 어느 하나의 영역에 수용된 워터백(30)은 터트리지 않아 물의 양을 조절하면서 냉각 속도를 조절할 수 있는 상대적 우위를 가진다.
이때, 제 1,2 영역(11,12) 각각에 수용된 냉각제 파우더(20)는 동일 재질로 이루어질 수 있는 것은 물론 다른 재질로 이루어지는 것도 가능하다.
구체적으로, 제 1 영역(11)에는 요소가 수용되고 제 2 영역(12)에는 질산암모늄이 수용될 수 있다.
이러한 구조에 의하면, 제 1,2 영역(11,12)에 수용된 냉각제 파우더(20)가 동일 재질로 이루어진 구조에 비하여 제 1,2 영역(11,12) 각각 수용된 냉각제 파우더(20)의 냉각 성능 차이(앞서 설명하였듯이 동일 질량 대비 요소보다 질산암모늄이 냉각 성능이 우수함)를 둠으로써, 시간 차이를 두고 냉각 성능 차이를 조절하거나 제 1,2 영역(11,12)을 동시에 터트려 냉각제 파우더(20)의 혼합으로 질산암모늄의 폭발성을 완화하면서 안정적인 사용 환경을 보장하는 등으로 본 발명의 아이스팩의 다양한 사용 환경을 창출할 수 있는 특성을 발휘하는 것이 가능하다.
도 4는 도 3의 유통로에 멤브레인이 형성된 구조를 도시한 단면도이다.
도 4에 따른 실시예는 도 3의 유통로(60)에 멤브레인(70)이 형성된 구조에 관한 것이다.
멤브레인(membrane)(70)은 격벽(50)보다 얇은 두께로 이루어져 사용자의 악력으로 찢을 수 있는(tearable) 이름 그대로의 막이거나 필름/시트와 같은 형상을 가진 구조체이다.
이러한 멤브레인(70)은 제 1,2 영역(11,12)을 밀폐하는 기능을 1차적으로 수행하여 제 1,2 영역(11,12) 각각에 수용된 냉각제 파우더(20)와 워터백(30)을 물리적으로 구분시켜 제 1,2 영역(11,12)이 독립적으로 냉각 기능을 제공하도록 하는 역할을 수행하는 것은 물론, 사용자가 악력을 주면 찢겨져서 유통로(60)가 개방되면서 상술한 유통로(60) 개방 구조에서의 기능을 겸비할 수 있다.
추가적으로, 멤브레인(70)은 하우징(10)의 내측 일 면에 점착제를 매개로 부착되어 있어 하우징(10)이 벌어지지 않고 멤브레인(70)의 제 1,2 영역(11,12)에 대한 밀폐 역할을 수월하게 수행할 수 있다.
이때, 점착제는 멤브레인(70)의 연장 방향을 따라 균일하게 도포되지 않고 점선 형태로 일정 간격을 두면서 도포되는 것이 가능하고 이 점착제가 형성된 부위를 압착기를 통하여 하우징(10)과의 압착하여 하우징(10)과 쉽게 떨어지는 것을 방지하는 것은 물론 사용자가 쉽게 하우징(10)과 멤브레인(70) 사이를 뜯어내면서 멤브레인(70) 자체를 뜯을 수 있는 기능을 제공할 수도 있다.
도 5는 도 4의 멤브레인이 제 1,2 멤브레인으로 이루어진 구조를 도시한 부반확대단면도이다.
도 5를 보아 알 수 있듯이, 멤브레인(70)은 동일 두께로 단일 재질로만 연장 형성된 것에 한정되는 것이 아니라 제 1,2 멤브레인(71,72)으로 구성되는 것이 가능하다.
구체적으로, 제 1 멤브레인(71)은 격벽(50)의 내측 단에서 중앙 부위를 향해 연장된 상태에서 격벽(50)보다 얇은 제 1 두께를 가진 멤브레인이다.
제 2 멤브레인(72)은 제 1 멤브레인(71) 사이를 잇는 것으로서, 제 1 멤브레인보다(71) 얇은 제 2 두께를 가진 상태에서 하우징(10)의 내측에 점착제를 매개로 점착된 멤브레인이다.
즉, 상술한 특정 멤브레인, 즉 하우징(10)의 내측에 점착제를 매개로 점착한 제 2 멤브레인(72)이 제 1 멤브레인(71)을 매개로 격벽(50)과 연결된 구조를 제공하는 것으로서, 사용자가 손쉽게 뜯을 수 있으면서도 하우징(10)과 쉽사리 벌어지지 않고 밀폐 기능을 제공하는 제 2 멤브레인(72)을 이보다 두꺼운 제 1 멤브레인(71)으로 격벽(50)과 연결하면서 멤브레인(70) 전체가 너무 쉽게 찢어지는 문제를 방지하면서도 사용자의 악력으로 충분히 찢을 수 있는 기능을 동시에 겸비할 수 있다.
도 6은 도 5의 제 1 멤브레인의 세부 구조를 도시한 개념도이다.
더 나아가, 제 1 멤브레인(71)은 냉각제 파우더(20)가 일 측으로 쏠리는 것을 물리적으로 막을 수 있는 가드 역할을 제 1,2 영역(11,12)의 온도 차에 의하여 수행할 수 있도록 제 1,2 필름(71a,72b)의 적층 구조로 이루어지는 것이 가능하다.
구체적으로, 제 1 필름(71a)은 격벽(50)보다 선팽창률이 큰 재질로 이루어지고, 제 2 필름(71b)은 제 1 필름(71a)보다 선팽창률이 큰 재질로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 격벽(50)은 폴리프로필렌으로 제작되고, 제 1 멤브레인(71)은 이보다 선팽창률이 큰 폴리에스터나 폴리에틸렌으로 제작되며, 제 2 멤브레인(72)은 다공성 고무로 제작될 수 있다.
이러한 제 1,2 필름(71a,72b)의 적층 구조에서 제 1 필름(71a)의 노출면이 제 1 영역(11)을 향하고 제 2 필름(72b)의 노출면이 제 2 영역(12)을 향하였을 때 사용자가 제 2 멤브레인(72)을 찢은 상태에서 제 1 영역(11)의 워터백이 터지면 제 1 필름(71a) 쪽(제 1 필름면)이 제 2 필름(71b) 쪽(제 2 필름면)보다 차갑고 선팽창률이 낮아 제 1 필름(71a)이 제 2 필름(71b)보다 많이 수축하여 결과적으로 제 1 멤브레인(71)이 제 1 필름(71a) 방향, 즉 제 1 영역(11) 방향으로 휘어진다. 이로써 제 1 영역(11)에 수용된 냉각제 파우더(20)가 제 2 영역(12)으로 흐르는 것을 물리적으로 일부 막을 수 있는 역할을 보조할 수 있다.
반대로 상술한 예에서 제 2 영역(12)의 워터백이 터지면 제 2 필름(71b) 쪽(제 1 필름면)이 제 1 필름(71a) 쪽(제 2 필름면)보다 차갑고 선팽창률이 높아 제 2 필름(71b)이 제 1필름(71a)보다 많이 수축하여 결과적으로 제 1 멤브레인(71)이 제 2 필름(71b) 방향, 즉 제 2 영역(71b) 방향으로 휘어진다. 이로써 제 2 영역(71b)에 수용된 냉각제 파우더(20)가 제 1 영역(11)으로 흐르는 것을 물리적으로 막을 수 있는 역할을 보조할 수 있다.
이러한 제 1 멤브레인(71)은 바이메탈의 원리를 모티브로 하여 선팽창률과 온도 차를 이용하여 제 1 멤브레인(71)의 휘어지는 방향을 조절한 것이다.
구체적으로, 상대적으로 차가워진 영역 쪽으로 제 1 멤브레인(71)이 마치 C형으로 휘어지게 되는데 제 2 멤브레인(72)을 찢은 초기 상태에서 어느 한 영역 쪽으로 냉각제 파우더(20)가 지나치게 쏠려 특정 영역에서만 냉각이 일어나는 문제를 방지하는 것은 물론 냉각제 파우더(20)가 다른 영역으로 이동하는 속도를 잠시라도 늦추어 앞서 언급한 냉각제 파우더(20) 편중 속도를 완화하는 기능을 제공한다.
이는 특히 하우징(10)을 중력 방향으로 쏠리도록 들고 있지 않고 예를 들어 사용자의 신체 부위 상에 부착한 것과 같이 중력과 수직 방향으로 놓인 경우 상술한 특성을 더욱 잘 발휘할 수 있다.
도 7은 제 1,2 필름 사이에 도포된 팽창층의 세부 구조를 도시한 개념도이다.
더 나아가, 도 7을 보아 알 수 있듯이 제 1,2 필름(71a,71b) 사이에는 물을 흡수하여 팽창되는 흡습 팽창제를 포함한 팽창층(71c)이 상기 제 1,2 필름(71a,71b)보다 얇은 두께로 도포될 수 있다.
팽창층(71c)은 제 1,2 필름(71a,71b)보다 얇아 제 1,2 필름(71a,71b) 고유의 선팽창률에 영향을 주지 않는 범위에서 제 1,2 필름(71a,71b)에 워터백(30)의 물이 닿았을 때 제 1,2 필름(71a,71b)을 타고 흡수된 물과 서서히 접촉하면서 팽창되는 흡습 팽창제가 제 1,2 필름(71a,71b) 사이에 코팅되거나 미세 파우더 상태로 스프레이 코팅된 층이다.
이때, 흡습 팽창제는 실리카겔, 벤토나이트, 폴리아크릴레이트 나트륨(SAP)과 같이 수분을 흡수하면 체적이 급격히 팽창되는 물질을 의미한다.
이에 따르면, 앞서 언급한 바와 같이 제 2 멤브레인(72)을 찢은 초기 상태에서는 제 제 1 멤브레인(71)의 1,2 필름(71a,71b)의 선팽창률 차이에 의하여 냉각제 파우더(20)의 급격한 이동을 완화하다가 일정 시간이 지난 이후에는 팽창층(71c)에서 물을 흡수하여 팽창되면서 무거워지는 원리로 제 1 멤브레인(71)이 중력 방향으로 처지도록 하면서 결과적으로 제 1 멤브레인(71) 부위까지 찢기는 등의 방식으로 확공 처리하여 물의 이동을 오히려 촉진할 수 있다.
즉, 이러한 구조는 어느 하나의 영역에 있는 워터백(30)만을 터트리면서 제 1,2 영역(11,12)의 냉각제 파우더(20)에 접하는 물의 양을 조절할 때(즉, 물의 양을 줄여 냉각 성능을 줄이거나 폭발 위험이 있는 질산암모늄의 반응성을 완화시키고자 할 때) 제 2 멤브레인(72)을 찢은 초기 상태에서는 어느 일 측 영역으로 냉각제 파우더(20)가 급히 이동하지 않도록 하다가 일정 시간이 지난 후에는 제 1 멤브레인(71)까지 개방 처리하여 제 1,2 영역(11,12)을 넓게 활용하면서 냉각제 파우더(20)나 물이 제 1,2 영역(11,12)을 자유로이 이동할 수 있도록 할 때 특히 유용하게 활용될 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 다기능 인스턴트 아이스팩의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
10: 하우징 11: 제 1 영역
12: 제 2 영역 20: 냉각제 파우더
30: 워터백 40: 신체 부착부
41: 스트랩 42: 이형지
50: 격벽 60: 유통로
70: 멤브레인 71: 제 1 멤브레인
71a: 제 1 필름 71b: 제 2 필름
71c: 팽창층 72: 제 2 멤브레인
12: 제 2 영역 20: 냉각제 파우더
30: 워터백 40: 신체 부착부
41: 스트랩 42: 이형지
50: 격벽 60: 유통로
70: 멤브레인 71: 제 1 멤브레인
71a: 제 1 필름 71b: 제 2 필름
71c: 팽창층 72: 제 2 멤브레인
Claims (7)
- 다기능 인스턴트 아이스팩으로서,
중공을 구비한 것으로서, 요소, 질산암모늄, 질산암모늄칼슘 중 적어도 어느 하나로 이루어진 냉각제 파우더와, 밀폐 처리된 외피의 내부에 물을 수용한 워터백을 상기 중공에 수용한 하우징;
상기 하우징의 표면 일 측에서 연장 형성된 것으로서, 부착면에 점착제가 코팅된 스트랩과, 상기 부착면에 적층된 이형지를 포함한 신체 부착부;를 포함하고,
상기 중공은, 상기 워터백보다 작은 직경을 가진 유통로가 일 측에 관통된 격벽에 의하여 제 1,2 영역으로 구분되며,
상기 제 1,2 영역에는, 상기 냉각제 파우더와 상기 워터백이 각각 수용되고,
상기 유통로에는, 상기 격벽보다 얇은 두께로 이루어져 사용자의 악력으로 찢을 수 있는(tearable) 멤브레인이 형성되며,
상기 멤브레인은,
상기 격벽의 내측 단에서 중앙 부위를 향해 연장된 것으로서 상기 격벽보다 얇은 제 1 두께를 가진 제 1 멤브레인과, 상기 제 1 멤브레인 사이를 잇는 것으로서 상기 제 1 멤브레인보다 얇은 제 2 두께를 가진 상태에서 상기 하우징의 내측에 점착제를 매개로 점착된 제 2 멤브레인으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 아이스팩. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 영역의 냉각제 파우더는,
요소로 이루어지고,
상기 제 2 영역의 냉각제 파우더는,
질산암모늄으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 아이스팩. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 멤브레인은,
상기 격벽보다 선팽창률이 큰 제 1 필름과, 상기 제 1 필름보다 선팽창률이 큰 제 2 필름이 적층된 것을 특징으로 하는, 아이스팩. - 제 3항에 있어서,
상기 제 1,2 필름 사이에는,
물을 흡수하여 팽창되는 흡습 팽창제를 포함한 팽창층이 상기 제 1,2 필름보다 얇은 두께로 도포된 것을 특징으로 하는, 아이스팩. - 삭제
- 삭제
- 삭제
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|---|---|---|---|
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| KR1020230083607A KR102599979B1 (ko) | 2023-06-28 | 2023-06-28 | 다기능 인스턴트 아이스팩 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2023
- 2023-06-28 KR KR1020230083607A patent/KR102599979B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
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