KR20010040553A - 다공질 플라스틱 분배 물품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체 흐름 내로 수용성 또는 수분산성 분배물을 분배하기 위한 다공질 플라스틱 물품을 제공한다. 본 발명의 물품은 양호하게는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌을 포함하고, 상기 물품의 노출된 표면상의 구멍과 유체 연통하는 통로의 망 조직을 내부에 한정하고, 상기 구멍은 양호하게는 약 20미크론 내지 약 200미크론의 직경을 갖는다. 본 발명의 양호한 양태에 따라, 상기 분배 물품은 예를 들어, 상기 물품과 접촉하여 들어오는 유체 내로 상기 물질을 도입하기 위한 음료수 용기 마개, 병 목부 또는 스포츠형 병 스트로와 같은 도관에 제거 가능하게 부착될 수 있다.

Description

다공질 플라스틱 분배 물품{Porous plastic dispensing article}

본 기술분야에서는 소비시점 이전의 액체에 향신제를 물리적으로 혼합하지 않는 향신액을 개발하려는 노력이 있어왔다. 이는 종래에 냄새가 짙은 종이와 같은 통상의 드링킹 스트로 재료에 향신제가 스며들도록 함으로써 시도되었다. 상기 접근 방법에는 상기 방식에 이용가능한 향신제의 양이 매우 제한되며 소량의 액체가 상기 스트로를 통해 인출된 후에는 상기 스트로는 새로운 스트로로 대체되어야만 했다.

향기 포함 기구가 스트로에 부착되어 내부에 유지된 향신제가 상기 스트로의 유체 통로와 유체 연통하는 향기 장치 또한 공지되어 있다. 쿡 등(Cook et al.)에 의한 미국특허 제3,463,361호에는 입구 및 출구를 가지며 도관에 대한 부착부를 갖는 도관과, 상기 입구와 출구 사이의 중간부와, 향신제를 수용하기 위한 챔버를 포함하는 향기 장치가 개시되어 있다. 향신 챔버와 도관 사이를 연통하는 수단이 개시되고, 상기 도관을 통해 입구로 인출되는 액체는 출구에서 도관으로부터 유출하기 전에 향신제와 접촉된다.

그러나, 상기 방법은 폭넓게 허용 또는 사용되지 않는다. 그러므로, 현재의 음료수는 통상적으로 향기나는 음료수를 제공하기 위해서는 액체가 소비되는 시점 이전의 액체에 향신제를 물리적으로 혼합함으로써 향기가 난다. 따라서, 소비자는 하기의 두가지 중에서 선택하게 된다: (1)음료수가 소망 첨가제를 구비하도록 하기 위해 분말 첨가제를 구매하여 예를 들어, 맹물에 그 분말 첨가제를 혼합하거나, (2)단순하게 미리 제조된(통상적으로, 미리 병에 담겨진) 음료수를 구매함. 그러나, 이러한 선택에 관련해서는 몇가지 단점이 존재하고, 그 단점은 본 발명에 의해 극복된다.

분말 첨가제에 대해서는 분말 레모네이드와, 예를 들어, 상표명 KOOL-AID 분말, 분말 GATORADE와 같은 분말 과일 드링크와, 상표명 THERA-FLU와 같은 분말 약물 등을 위해 필요하다. 이들 제품들은 예를 들어, 식료품점 등과 같은 장소에서 폭넓게 이용되고 있고, 다양한 농도를 갖는 수회분의 약물로 또는 다양한 양의 향기 있는 음료수로 만들도록 맹물 또는 다른 액체와 함께 원하는 양만큼 소비자에 의해 혼합될 수 있다. 상기 제품의 하나의 단점은 단지 1인분(즉, 약 5 내지 20 액량 온스: fluid ounces)만이 필요한 상황에서는 음료수를 준비하는데 필요한 전체 시간과 노력이 너무 크다는 것이다. 선택적으로, 다량의 향기 있는 음료는 1회분으로 만들어질 수 있지만, 상기 상황에서는 필요한 정확한 양을 예견하기가 곤란하고, 이는 소비될 다량의 상기 음료에 대해서는 드문 경우가 아니다.

미리 제조된 향기 있는 음료에 대해서, 본질적으로 물에 용해된 후 다양한 양으로 통상적으로는 예를 들어, 12 내지 20 액량 온스 또는 1 내지 2 리터 만큼의 1회분량으로 판매하기 위해 병에 담겨지는 향신제 및/또는 다른 물질을 포함하는 매우 다양한 병에 든 음료수를 현재 시장에서 이용가능하다는 것은 공지되어 있다. 예를 들자면, 레모네이드와; 달콤한 차 제품 및 달콤하지 않은 차 제품과; 카페인이 든 차 제품 및 무카페인 차 제품과; 향기 있는 차 제품과; 일반적인 소다, 다이어트 소다, 무카페인 소다, 카페인 함유 소다를 포함하는 매우 다양한 소다와; 미네랄 워터 등이 포함된다. 또한 시판중인 것은 예를 들어, 편의점, 식료품점 또는 가스 충전소 등에서 판매될 수 있는 모든 종류의 생수이다.

미리 제조된 음료수를 소비하는데 관련되는 하나의 단점은 판매되는 양에 무관하게 하나의 음료수는 대략 1달라 정도라는 것이다. 음료수가 예를 들어, 12-팩 또는 24-팩과 같은 양으로 판매될 경우에는 보다 낮은 가격으로 이용될 수 있지만, 이는 크고 무거우며 다루기 힘든 포장 상태에서의 운송 및 저장을 필요로 한다. 판매를 위해 미리 제조된 및/또는 미리 병에 담긴 음료수의 다른 단점은 개별 용기가 각각의 단위로 소비되도록 제조, 사용 및 폐기되어야만 한다는 것이다. 이는 상당한 비용으로 수집되어야만 하는 쓰레기의 양을 증가시킬 뿐만 아니라, 단일 단위의 음료수를 제조하고 선적하는데 드는 비용을 증가시키고, 다량의 음료수 용기에 필요한 다량의 원료를 사용하게 한다. 다수의 음료수 용기가 재활용될 수 있지만, 상당한 비용과 노력이 필요하고, 상당한 비율의 단일 단위의 음료수 용기는 재활용되기 보다는 폐기된다.

상술한 관점에서, 수용성 및/또는 수분산성(water-dispersible) 첨가제를 갖는 음료수를 제공하는 향상된 방법에 대한 필요성이 인지되어 왔다. 본 발명은 음료수가 용기로부터 흐르거나 도관을 통해 흐를 때 분배물을 음료수에 도입시키기 위한 방법, 조성물 및 물품을 제공함으로써 이러한 문제점들을 극복하고, 취급되는 음료수를 유리하게 생산하도록 한다. 음료수 용기(양호하게는, 재사용 가능한 음료수 용기)에 맹물 또는 다른 음료를 간단하게 제공하고 상기 맹물 또는 다른 음료를 본 발명의 분배 물품과 접촉하도록 통과 또는 위치시킴으로써 분배물이 액체에 도입되는 본 발명에 따라 분배물이 유체 흐름 내로 도입될 수 있다. 본 발명의 물품은 예를 들어, 미네랄 워터를 제공하기 위해 맹물에 한가지 이상의 미네랄을 분배하고, 맹물에 또는 미리 제조된 음료수에 향신제, 카페인 또는 착색 첨가제를 분배하고, 소정의 단일 단위의 1회분의 약제를 제공하기 위해 맹물에 한가지 이상의 약제를 분배하는데 유리하게 사용될 수 있다.

본 발명은 용해성 또는 분산성 물질을 유체 내로 분배하기 위한 물품에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 음료수가 용기로부터 또는 도관을 통해 유동할 때, 예를 들어, 향신료, 착색제, 약물, 무기물 또는 카페인과 같은 재료를 예를 들어, 물, 소다수 또는 차와 같은 음료수 내로 분배하기 위한 물품에 관한 것이다. 본 발명의 물품은 그 물품의 노출된 표면상의 구멍과 유체 연통하는 내부 통로의 망 조직(network)을 형성하는 다공질 플라스틱을 포함하고, 유리하게는 상기 통로는 분배물을 내포하고, 그 분배물을 상기 물품과 접촉하여 통과하는 유체 흐름 내로 도입시킨다.

도 1은 분배 폐쇄부를 갖는 병 마개와 분배 물품을 포함하는 본 발명의 일양태에 따른 조립체의 분해 사시도.

도 2는 분배 폐쇄부와 수동 밸브를 갖는 병 마개와 분배 물품을 포함하는 본 발명의 일양태에 따른 조립체에서, 상기 마개와 밸브가 단면으로 도시되고 밸브가 폐쇄 위치에 있는 것으로 도시된 측면입면도.

도 3은 음료수 용기에 부착되는 도 2의 분배 물품, 마개 및 수동 밸브를 포함하는 본 발명의 일양태에 따른 조립체에서, 음료수 용기의 목부는 부분단면으로 도시되고 상기 마개와 밸브는 단면으로 도시된 측면입면도.

도 4는 스포츠용 병 스트로와 분배 물품을 포함하는 본 발명의 일양태에 따른 조립체의 분해 사시도.

도 5는 스포츠용 병 스트로와 단면으로 도시된 분배 물품을 포함하는 본 발명의 일양태에 따른 조립체의 측면입면도.

도 6은 음료수 용기의 측면입면도.

도 7은 목부가 부분단면으로 도시된 음료수 용기와 분배 물품을 포함하는 본 발명의 일양태에 따른 조립체의 측면입면도.

도 8은 분배 물품과 종래의 병 마개를 포함하는 본 발명의 일양태에 따른 조립체의 분해 사시도.

도 9는 단면으로 도시된 분배 물품과 종래의 병 마개를 포함하는 본 발명의 일양태에 따른 조립체의 측면입면도.

도 10은 분배 폐쇄부를 갖는 병 마개와 분배 물품을 포함하는 본 발명의 일양태에 따른 조립체의 분해 사시도.

도 11은 분배 폐쇄부를 갖는 병 마개와 여과/분배 물품을 포함하는 본 발명의 일양태에 따른 조립체의 분해 사시도.

도 12는 분배 폐쇄부를 갖는 병 마개와 여과/분배 물품을 포함하는 본 발명의 일양태에 따른 조립체의 분해 사시도.

도 13은 분배 폐쇄부를 갖는 병 마개와 여과/분배 물품을 포함하는 본 발명의 일양태에 따른 조립체의 분해 사시도.

도 14는 여과 부재에 매립된 분배 부재를 갖는 여과/분배 물품의 부분단면 사시도.

도 15는 도 14에 도시된 여과/분배 물품의 사시도.

도 16은 여과/분배 물품과 스포츠용 병 스트로를 포함하는 본 발명의 일양태에 따른 조립체의 분해 사시도.

도 17은 본 발명에 따른 음료수 용기 또는 도관 내로 위치될 수 있는 물품의 사시도.

도 18은 본 발명의 물품이 수도꼭지에 부착되어 있는 본 발명의 실시예의 사시도.

도 19는 본 발명의 분배 물품과 스트로를 포함하는 본 발명의 일양태에 따른 조립체의 분해 사시도.

도 20은 도 19의 조립체의 사시도.

도 21은 본 발명의 분배 물품과 스트로를 포함하는 본 발명의 일양태에 따른 조립체의 분해 사시도.

도 22는 도 21의 조립체의 사시도.

본 발명은 재료를 그것과 접촉되는 유체 흐름에 분배하기 위한 분배 물품과 관련 제품 및 방법을 제공함으로써 전술한 문제점을 극복한다. 본 발명의 일양태에 따라, (1)통로의 내부 망 조직을 형성하고 상기 통로와 유체 연통하는 매트릭스의 노출된 표면상에 약 20미크론 내지 약 200미크론의 평균 크기를 갖는 구멍을 형성하는 다공질 플라스틱 매트릭스와, (2)상기 통로 내에 존재하는 수용성 또는 수분산성 분배물을 포함하는 유체 흐름에 분배물을 도입하기 위한 물품이 제공된다.

본 발명의 다른 양태에 있어서, (1)통로의 내부 망 조직을 형성하고 상기 통로와 유체 연통하는 매트릭스의 노출된 표면상에 약 20미크론 내지 약 200미크론의 평균 크기를 갖는 구멍을 형성하는 다공질 플라스틱 매트릭스와, 상기 통로 내에 존재하는 수용성 또는 수분산성 분배물을 포함하는 물품과, (2)병의 목부(neck)와 밀봉식으로 협동하는 끼워맞춤부를 갖는 병의 마개를 포함하는 유체 흐름에 분배물을 도입하기 위한 조립체가 제공되고, 상기 물품은 상기 마개에 동작 가능하게 부착된다.

본 발명의 다른 양태에 따라, (1)통로의 내부 망 조직을 형성하고 상기 통로와 유체 연통하는 매트릭스의 노출된 표면상에 약 20미크론 내지 약 200미크론의 평균 크기를 갖는 구멍을 형성하는 다공질 플라스틱 매트릭스와, 상기 통로 내에 존재하는 수용성 또는 수분산성 분배물을 포함하는 물품과, (2)상기 병 내로 통로를 형성하는 목부를 갖는 병을 포함하는 유체 흐름에 분배물을 도입하기 위한 조립체가 제공되고, 상기 물품은 상기 목부에 동작 가능하게 부착된다.

본 발명의 다른 양태에 따라, (1)제 1 통로의 내부 망 조직을 형성하고 상기 제 1 통로와 유체 연통하는 제 1 매트릭스의 노출된 표면상에 구멍을 형성하는 제 1 다공질 플라스틱 매트릭스와 상기 제 1 통로 내에 포함되는 미립자 활성탄(particulate activated carbon)을 포함하는 제 1 부재와, (2)제 2 통로의 내부 망 조직을 형성하고 상기 제 2 통로와 유체 연통하는 제 2 매트릭스의 노출된 표면상에 구멍을 형성하는 제 2 다공질 플라스틱 매트릭스와 상기 제 2 통로 내에 존재하는 수용성 또는 수분산성 분배물을 포함하는 제 2 부재를 포함하는 유체 흐름 내로 분배물을 도입하고 유체 흐름을 여과하기 위한 물품이 제공된다.

본 발명의 다른 양태에 따라, (1)제 1 통로의 내부 망 조직을 형성하고 상기 제 1 통로와 유체 연통하는 제 1 매트릭스의 노출된 표면상에 구멍을 형성하는 제 1 다공질 플라스틱 매트릭스와 상기 제 1 통로 내에 포함되는 미립자 활성탄을 포함하는 여과 부재와, (2)상기 여과 부재 내에 매립되는 복수의 분배 부재를 포함하는 유체 흐름 내로 분배물을 도입하고 유체 흐름을 여과하기 위한 물품이 제공되고, 상기 분배 부재는 제 2 통로의 내부 망 조직을 형성하고 상기 제 2 통로와 유체 연통하는 제 2 매트릭스의 노출된 표면상에 구멍을 형성하는 제 2 다공질 플라스틱 매트릭스와 상기 제 2 통로 내에 존재하는 수용성 또는 수분산성 분배물을 포함한다.

본 발명의 목적은 유체가 분배 물품과 접촉될 때 예를 들어, 음료수와 같은 유체 흐름에 분배물을 유리하게 도입하기 위한 방법, 조성물, 물품 및 조립체를 제공함으로써 내부에 수용성 및/또는 수분산성 첨가제를 갖는 매우 다양한 음료수를 사전혼합해야 하는 필요성을 제거하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 물품과 접촉하여 들어가는 유체 흐름 내로 분배되는 소정 회분을 내부에 동반하는 물품을 제공함으로써 환자에게 소정 회분의 약제 또는 다른 활성제를 전달하는 향상된 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 물품과 접촉하여 들어가는 유체 흐름 내로 분배되는 수용성 또는 수분산성 미네랄을 내부에 동반하는 물품을 제공함으로써 미네랄 워터를 제조하는 향상된 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 물품과 접촉하여 들어가는 유체 흐름 내로 분배되는 수용성 또는 수분산성 향신제, 착색 첨가제 및/또는 카페인을 내부에 동반하는 물품을 제공함으로써 향신제, 착색 첨가제 및/또는 카페인을 갖는 음료수를 제조하는 향상된 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 음료수 용기의 재사용을 용이하게 하는 제품을 제공하여 일반적으로 단일 단위의 일회용 음료수 용기의 사용 및 폐기로 인해 발생되는 쓰레기 양을 감소시키는 것이다.

본 발명의 다른 목적, 이점 및 양태는 본원의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 발명의 특징적인 양태가 특히 청구범위에 지적될 지라도, 본 발명의 물품과 그것이 제조 및 사용되는 방법은 본 발명의 일부를 형성하는 첨부 도면과 함께 취해지는 하기의 설명을 참조함으로써 보다 잘 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 원리의 이해를 돕기 위해, 참조는 본 발명의 특정 실시예로 이루어지고 특정 부호가 본 발명을 설명하는데 사용될 것이다. 본 발명의 범위가 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이고, 본 발명에서의 변경 및 추가 변형과, 본원에서 설명되는 본 발명의 원리의 추가 적용은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게는 통상적으로 일어날 수 있는 것으로 고려된다.

본 발명은 음료수가 용기로부터 흐를 때, 예를 들어, 물, 소다 또는 차와 같은 음료수 내로 예를 들어, 향신제, 착색제, 약제, 미네랄 또는 카페인과 같은 분배물을 도입하기 위한 신규한 조성물, 방법 및 물품을 제공한다. 현재, 본질적으로 물에 용해되는 향신제 및/또는 다른 물질을 포함하고 다양한 양으로 통상적으로, 일회분량으로 판매하기 위해 병에 담기는 매우 다양한 병에 담긴 음료수가 시판되고 있다. 또한, 예를 들어, 음료수 컵 또는 잔과 같은 용기 내로 다양한 성분이 흐를 때 그 흐름을 혼합함으로써 이루어지는 음료수도 다수 존재한다. 또한, 레모네이드, 차 제품, 및 다른 향신 음료와 같은 과일 드링크 뿐만 아니라 소망 양을 제공하도록 물과 혼합될 수 있는 분말 약제를 제공하기 위해 소비자에 의해 물과 혼합될 수 있는 매우 다양한 분말 향신제도 시판되고 있다.

그러나, 상기 관점에서 음료수가 병 또는 다른 용기로부터 흐를 때, 향신제, 착색제, 미네랄, 약제, 카페인 등을 음료수 내로 분배하기 위한 물품에 대해서는 종래기술에는 개시되어 있지 않았다. 본 발명은 상기 물품을 제공한다. 상기 물품의 명백한 장점은 맹물에 맛을 내는데 사용될 수 있다는 것이므로, 준비된 음료원, 일회분의 약제 등을 제공한다. 본 발명의 물품은 예를 들어, 물과 같은 유체 내에서 용해 또는 분산 가능한 물질을 매트릭스 내에 포함하는 다공질 플라스틱 매트릭스를 포함한다. 상기 물질은 상기 흐름 내에서 용해 또는 분산될 때 유체 흐름이 상기 매트릭스의 노출된 표면에 걸쳐 통과될 때까지 매트릭스 내에서 유지된다. 본원에서 "분배물" 또는 "분배물질"로서 인용되는 물질은 유체 흐름 내에서 용해 및/또는 분산되는 필요성에만 제한되는 매우 다양한 물질중 하나일 수 있다.

본원에서 상세하게 설명되는 양호한 실시예가 예를 들어, 레모네이드, 차 또는 렌몬차를 제공하도록 맹물에 분말 레몬 향신제 및/또는 차를 분배하는 것과 같이 수용성 및/또는 수분산성 물질을 맹물 내로 분배하는데 유리하게 사용될 수 있지만, 상기 실시예는 예를 들어, 소다 또는 차와 같은 미리 제조된 음료수 내로 상기 물질을 분배하는데 사용될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 체리 또는 바닐라 향신제를 분배하기 위한 물품은 양호한 체리 또는 바닐라 소다를 제공하도록 소다에 맛을 내는데 사용될 수 있고, 또는 레몬 향신제를 분배하기 위한 물품은 레몬차를 제공하도록 차에 맛을 내는데 사용될 수 있다. 또한, 향신제 이외의 물질이 본 발명의 원리를 사용하는 음료수에 추가될 수도 있다. 예를 들어, 미네랄을 분배하기 위한 물품은 미네랄 워터를 준비하는데 사용될 수 있고, 또는 예를 들어, 통증 경감제 및 해열제(예를 들어, 아세트아미노펜), 항히스타민제(예를 들어, 클로로페니라민 말레산염), 항비색제(예를 들어, 수도에페드린 HCl), 기침 억제제(예를 들어, 덱스트로메토르판 HBr) 및/또는 다른 감기약 및/또는 독감약과 같은 약제를 분배하기 위한 물품은 소망 양의 약제를 투약하기 위해 맹물과 함께 사용될 수 있다.

상기 흐름이 본 발명의 물품의 다공질의 노출된 표면에 접촉할 때 분말 분배물의 유체 흐름 내로의 도입이 발생하는 경우에, 일반적으로 상기 분배물은 흐름과 접촉되는 상기 물품의 표면적에 비례하는 속도로 상기 흐름에 진입한다는 것이 이해된다. 매우 다양한 형상 및 크기가 본 발명에 의해 고려되지만, 임의의 양호한 실시예가 본원에 기술되고 도면에 도시되며, 이는 취음자에 의해 취음되는 중에 음료수를 용기 외부로 인출하기 위한 예를 들어, 음료수 용기 목부, 병 마개, 또는 스트로와 같은 도관에 부착되는 구성으로 된다. 본원에 도시 및 기술되는 선택적인 양호한 실시예는 음료수가 유지되는 용기 내로 또는 음료수가 통과하는 도관 내로 간단하게 위치될 수 있어서 용기에 유지되거나 도관을 통과하는 음료수는 상기 물품과 접촉한다.

도면을 참조하면, 도 1은 일반적으로 관형상을 갖는 본 발명의 물품과 병 마개를 포함하는 본 발명의 조립체의 분해도이다. 이러한 조립체는 도 2에서 결합된 상태로 부분 단면으로 도시된다. 병 마개는 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같은 수동 밸브 또는 "팝-업(pop-up)"식 분배 폐쇄부를 포함하는 형상으로 될 수 있다. 팝-업식 병 마개(50)는 양호하게는 플라스틱으로 이루어지고 도 6에 도시된 바와 같은 병(40)의 목부 또는 개방 단부(42)와 협동하여 폐쇄되는 끼워맞춤부(52)를 갖는다. 부가적으로, 마개(50)는 병(40)의 목부(42)상에 마개(50)를 해제가능하게 유지하도록 병(40)의 마개 결합부(44)와 협동하는 병 목부 결합부(58)를 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 마개(50)의 병 목부 결합부(58)는 양호하게는 병(40)의 나사식 마개 결합부(44)와 부합하도록 나사식으로 형성된다. 도 1에 도시된 물품(10)은 유체가 상기 물품(10)의 노출된 표면과 접촉하여 통과할 수 있는 종방향 리세스(15)를 형성한다.

본 실시예에 있어서, 상기 물품(10)은 동작 가능하게 양호한 실시예에서는 마개(50)에 제거가능하게 부착될 수 있도록 형성된다. 본 실시예에 있어서, 물품(10)은 병(40)의 목부(42)의 내경보다 작은 외경을 가지므로, 물품(10)은 마개(50)가 병(40)의 목부(42)에 결합될 때 마개(50)에 대해 병(40) 내부에 위치된다. 본 발명의 물품(10)을 마개(50)에 부착하는 양호한 방식에 있어서, 상기 물품(10)은 마개(50) 내부로 용이하게 끼워질 수 있는 크기로 되므로, 상기 물품(10)의 외경부는 물품을 마개(50)에 해제가능하게 접속하도록 마개(50)의 보유 홈(57)에 놓여 결합된다. 상기한 바와 같이, 상기 물품(10)은 마개(50) 내로 가압함으로써 정위치에 물려질 수 있고, 상기 물품(10)은 마찰력에 의해 정위치에 정위치에 유지된다. 상기와 같은 부착을 달성하기 위한 적절한 크기의 선택은 숙련된 기술자의 몫이다. 선택적으로, 고무 개스킷, 또는 "O-링"은 마개(50)에 부착하기 위한 일단부에서 상기 물품(10) 주위에 위치될 수 있다. 물품(10)이 마개(50)에 부착될 때, 상기 물품(10)은 본질적으로 병 마개(50)의 분배 구멍을 통해 통과하기 전에 액체 흐름이 통과하는 도관을 제공한다.

수동 밸브(60)는 마개(50)에 동작 가능하게 관련되고 유체가 그곳을 통해 흐르도록 하는 위치와 흐르지 않도록 하는 위치 사이에서 수동으로 이동될 수 있다. 특히, 밸브(60)는 마개(50)에 접속되는 푸시풀(push-pull) 방식의 밸브이다. 그러므로, 밸브는 상호부(62)를 가지고, 상호부(62)가 마개(50)로부터 가장 멀리 위치되는 제 1 개방 위치와 상호부(62)가 마개(50)에 가장 가까이 위치되는 제 2 폐쇄 위치 사이에서 수동으로 상호 이동 가능하다. 상기 밸브는 본 기술분야에 공지되어 있고, 본 발명의 실시예에는 매우 다양한 디자인이 사용될 수 있다.

그러므로, 본 발명의 물품은 본 발명의 물품(10)을 병 마개(50)에 접속하고, 병 마개(50)를 수용하도록 구성된 병(40)과 같은 음료수 용기에 음료수를 위치시키고, 본 발명의 조립체를 제공하도록 용기(40)에 병 마개(50)를 부착함으로써 유리하게 사용될 수 있다. 이러한 조립체는 도 3에 도시된다. 수동 밸브(60)가 개방 위치로 이동될 때, 예를 들어, 병(40)을 압박하거나 병(40)의 개방 단부(42)에 흡인을 발생시키거나 병을 뒤집음으로써 병(40)에 압력 구배가 발생할 때, 음료수는 용기를 통과한다. 유체는 취음자에 의해 취해지는 중에 또는 다른 용기에 부어질 때 마개(50)를 통해 물품(10)과 접촉하여 통과하고, 분배물은 상기 물품과 접촉할 때 음료수 내로 도입된다.

선택적으로, 본 발명의 물품은 음료수 용기 외부로 음료수를 통과시키기 위해 예를 들어, 스포츠용 병 스트로(70)와 같은 도관에 부착하도록 구성될 수 있다. 상기 실시예는 스포츠용 병 스트로가 제 1 단부(71) 및 제 2 단부(72)를 갖는 것으로 도 4에 분해 도시되고, 상기 제 1 단부(71)는 도 5에 부분 단면으로 도시된 바와 같이 본 발명의 물품에 마찰결합하도록 구성된다. 본 실시예에 있어서, 물품을 통과하는 리세스(15)의 직경은 스포츠용 병 스트로(70)가 리세스(15) 내로 용이하게 끼워지도록 선택된다. 상기 물품(10)은 마찰력에 의해 상기 스트로에 제거 가능하게 접속되지만, 물품에서의 분배물의 공급이 고갈될 때 제거되어 새로운 물품으로 대체될 수 있다.

본 발명의 물품은 선택적으로 상기 도관의 내측에 부착하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 19 및 도 20에 도시된 실시예에서, 물품(140)은 외경을 가지도록 구성되어 예를 들어, 스트로(141)와 같은 도관 내측에 마찰에 의해 용이하게 끼워진다. 이러한 실시예에 있어서, 상기 물품이 스트로(141)의 상부 근처에 위치되는 것이 바람직하므로, 음료수는 스트로(141)를 통해 인출될 때까지 물품(140)과 접촉하지 않는다. 상기 물품이 도관 내측에 마찰력으로 끼워질 수 있는 한 선택적으로 매우 다양한 형상을 가질 수 있다. 다른 유리한 형상은 도 21 및 도 22에 도시되고, 상기 물품(150) 또한 스트로(151) 내측에 마찰식으로 부착된다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 물품은 예를 들어, 냉수기 마개 또는 부엌용 수도꼭지와 같은 마개 또는 수도꼭지에 부착하도록 구성된다. 도 18에 도시된 실시예에 있어서, 수도꼭지(161)를 통과하는 물은 수도꼭지와 접촉하여 흐를 때 상기 물품(160)으로부터 분배물을 수용한다.

본 발명의 물품은 병 목부에 동작 가능하게 부착되도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 물품(10)은 병 마개보다는 병(40) 또는 다른 용기에 동작 가능하게 부착될 수 있기 때문에, 유체는 내부로 분배물을 도입하도록 용기로부터 부어질 수 있다. 본 실시예에 있어서, 상기 물품(10)은 병(40)에 목부(42) 내에 용이하게 끼워져서 마찰에 의해 정위치에 유지되도록 적절하게 구성된다. 당업자라면, 종래의 음료수 용기 마개 즉, 분배 폐쇄부를 갖지 않는 마개는 예를 들어, 용기/물품 조립체가 선적 및/또는 저장될 때 용기/물품에 용이하게 위치될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

본 발명의 선택적인 양태에 있어서, 상기 물품은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 종래의 마개(80)에 부착되므로, 마개(80)가 병(40)으로부터 제거될 때 인출된다. 본 발명의 상기 양태에 있어서, 마개(80)와 물품(10)은 음료수가 그곳으로부터 부어지기 전에 병(40)으로부터 제거된다. 본 실시예에서는 예를 들어, 용기의 선적 또는 적재중에 물품이 음료수와 접촉하는 위치에 위치되므로 물품 내에 동반되는 분배물이 병으로부터 마개/물품 조립체의 제거 전에 물품으로부터 위킹(wicking) 작용에 의해 음료수 내로 도입될 수 있다는 것이 중요하다. 이와 같은 방향은 상기 조립체에 의해 덮이는 용기에서 저장 또는 선적한 음료수 "뒤집기(upside down)"에 의해 용이하게 달성될 수 있다. 선택적인 상태에서, 음료수가 용기 내로 도입되고 마개(80)/물품(10) 조립체가 밀봉식으로 부착된 후에, 병은 마개(80)/물품(10) 조립체가 용기 내의 유체의 바닥면에서 또는 그 근처를 향하도록 수직면에서 180°회전될 수 있다. 따라서, 일정한 시간주기 후에, 상기 분배물은 유체 내로 도입되고 음료수는 소비되도록 준비된다.

다수의 유리한 형상의 예가 상술된 특정 실시예에서 설명되었지만, 본 발명의 유리한 결과는 도 10에 도시된 바와 같이 일반적으로 원통형상이며, 내부 리세스(25)와, 실질적으로 폐쇄된 제 1 단부(26)와, 실질적으로 개방된 제 2 단부(27)와, 상기 리세스(25) 내로 음료수가 통과하도록 형성되어 구멍과 리세스를 형성하는 물품의 표면과 접촉하는 복수의 반경방향 구멍(28)을 구비하는 물품(20)을 이룸으로써 선택적으로 달성될 수 있다. 구멍과 리세스의 표면을 한정하는 표면이 도시되고, 이들이 본원에 사용된 용어인 물품의 노출된 표면을 구성한다. 따라서, 상기 물품은 병 마개 또는 도관에 접속될 수 있으므로, 상기 제 2 개방 단부(27)는 병 마개 또는 도관에 동작 가능하게(양호하게는 제거 가능하게) 접속(즉, 마찰에 의해)된다. 사용에 있어서, 유체 흐름은 하나 이상의 구멍(28)을 통해 리세스(25) 내로 통과한 후, 제 2 개방 단부(27) 및 병 마개(50) 또는 도관(70)을 통해 통과한다. 다시, 물의 흐름이 구멍(28)과 리세스(25)를 통해 물품(20)의 노출된 표면과 접촉하여 통과할 때, 분배물은 내부에서 용해 또는 분산되는 분배물을 갖는 음료수를 제공하도록 상기 흐름 내로 도입된다.

본 발명의 선택적인 양태에 있어서, 분배 물품은 병 마개, 취음용 스트로, 병 목부 등에 부착하도록 구성될 필요는 없다. 이러한 실시예에서, 상기 물품은 음료수가 통과하는 음료수 용기 내로 또는 용기, 리세스 또는 도관 내로 상기 물품을 간단하게 위치시킴으로써 사용될 수 있다. 예를 들어, 음료수가 병, 물주전자 또는 다른 용기 내로 위치되기 전에 또는 후에, 상기 물품은 병, 물주전자 또는 다른 용기 내로 간단하게 위치될 수 있다. 음료수가 상기 물품에 접촉할 때, 상기 분배물은 상기 음료수 내로 도입된다. 본 실시예에 있어서, 분배물이 음료수 내로 상대적으로 빠르게 통과하도록 상기 물품이 비교적 큰 평균 구멍 크기를 가지도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 유리한 적용예에 있어서, 물품은 예를 들어, 바닐라 향신제, 헤이즐럿 향신제 또는 계피 향신제와 같이 커피에 추가하기 좋은 향신제 분배물을 가지도록 준비된다. 상기 물품은 커피찌꺼기와 함께 종래의 커피 메이커에 위치될 수 있고, 가열된 물이 본 실시예에서의 커피찌꺼기와 접촉하여 통과될 때, 상기 물품과도 접촉한다. 결과적으로, 소망 향신제는 뛰어난 맛을 내는 커피를 제공하도록 이루어진 커피 내로 유리하게 도입된다. 물론, 상기 물품은 커피 메이커로부터 커피를 수용하도록 위치되는 커피 포트 또는 다른 용기에 선택적으로 위치될 수 있다. 이러한 관점에서, 향신제는 커피가 완성된 후에 상기 포트 내의 커피에 도입될 것이다. 본 발명은 상기 물품이 제조, 포장 및 선적이 용이하도록 매우 다양한 형상을 가질 수 있다는 것을 고려하고 있지만, 양호한 형상은 도 17에 도시된 물품(130)과 같은 단순한 원반 형상이다.

다양한 바람직한 본 발명의 물품의 형상이 상술되어 있지만, 매우 다양한 선택적인 형상 및 크기가 본 발명에 의해 고려된다는 것이 쉽게 이해될 것이다. 양호하게는, 형상 및 크기는 본 발명의 물품과 접촉하는 유체가 임의 적용에 대해 최적화되도록 선택된다.

본 발명의 물품의 형상, 즉 "거시구조(macrostructure)"에 더불어 본 발명의 다른 중요한 양태는 본 발명의 물품의 내부 구조, 즉 "미세구조(microstructure)"이다. 본 발명의 물품은 통로의 내부 망 조직을 형성하는 다공질 플라스틱 매트릭스를 포함한다. 상기 매트릭스는 내부 통로와 그리고 물품의 환경과 유체 연통하는 노출된 표면을 통해 통과하는 "구멍"을 포함한다. 본원에서 사용되는 용어인 "노출된 표면"은 상기 물품과 접촉하여 흐를 때 유체 흐름이 접촉하게 되는 본 발명의 물품의 표면을 말한다. 선택적인 상태에서, 상기 표면이 물체의 외부 지점에서 보이든 그렇지 않든 간에, 노출된 표면은 상기 물품의 형상을 한정하고 일반적으로 상기 물품과 그 환경 사이의 경계를 한정하는 표면으로서 물품의 거시구조에 대해 한정된다.

"내부 통로" 또는 "통로의 내부 망 조직"은 본 발명의 물품의 미세구조 조성을 말하며, 내부로 한정된 공간 즉, 다공질 플라스틱 매트릭스 내부를 말한다. 내부 통로는 본 발명의 물품에 의해 한정되는 리세스 또는 구멍으로부터 본 발명을 설명하는 목적과는 별개이다. "리세스" 또는 "구멍"이라는 용어는 본 발명의 물품의 형상에 관련해서 상기에 사용되고, 물체의 노출된 표면의 외부에 놓이며 본 발명의 물품의 거시구조 양태이다. 당업자에 의해 용이하게 이해되는 바와 같이, 내부 통로의 특성은 예를 들어, 본 발명의 물품을 제조하는데 사용되는 미립자 물질의 크기 및/또는 온도 및/또는 상기 물품을 제조하기 위한 성형 공정에 사용되는 압력을 변화시킴으로써 변화될 수 있다. 반대로, 리세스의 특성은 본 발명의 물품을 제조하는데 사용되는 몰드의 크기 및/또는 형상을 변화시킴으로써 간단하게 변화될 수 있다.

본 발명의 물품은 본 발명에 따라 준비되어, 내부의 망 조직과 그 내부의 연결 통로를 갖는 다공질 플라스틱 매트릭스는 유체 흐름이 상기 물품의 노출된 표면과 접촉하여 들어올 때까지 분배 물질을 고정시키고, 동시에 상기 분배 물질은 상기 물품의 표면에 대해 상기 흐름 내로 위킹된다. 본 발명의 물품을 제조하는 한 방식에 있어서, 과립상의 열가소성 폴리머는 건성 수용성 또는 수분산성 분말과 혼합되고, 그 혼합물은 소정의 온도 및 압력에서 성형된다. 본원에서 사용되는 용어인 "분말"은 실질적으로 건성인 미립자 고체 물질이다. 본 발명의 선택적인 양태에 있어서, 본 발명의 분배 물질을 사용하여 분배되도록 선택되는 수용성 또는 수분산성 물질은 액체이다. 본 발명의 이러한 양태에 있어서, 본 발명의 분배 물질은 상술된 바와 같은 과립상의 열가소성 폴리머가 분배 물질 없이 성형된 후에 액체 분배물이 내부 통로에 도입되는 성형 전에 열가소성 폴리머 미립자와 액체 분배 물질을 혼합함으로써 이루어질 수 있다.

그러나, 상기 폴리머는 시판중인 매우 다양한 열가소성 폴리머중의 하나일 수 있고, 상기 폴리머가 음료수와 접촉하도록 될 때, 관련 안전성의 필요조건을 충족시키는 것이어야 한다는 점이 이해될 것이다. 상기 분배물은 시판중인 다양한 물질중의 하나일 수 있다. 예를 들어, 상기 분배물은 향신 분말, 미네랄 혼합물, 카페인 또는 약제일 수 있다. 사용하기 위해 선택된 분배물은 예를 들어, 맛을 내는 소량의 약제 또는 카페인이 함유된 과일 드링크와 같은 조합일 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 선택적으로, 상기 분배물은 유체 흐름에 추가될 수 있는 매우 다양한 물질을 포함하는 액체 구성일 수 있다.

본 발명에 따른 양호한 분배 물품을 제조하는 한 방식에 있어서, 과립상의 열가소성 폴리머와 분말 분배물의 혼합물이 제공된다. 그후, 상기에 제공된 혼합물은 본 발명의 물품을 제조하기 위해 미리 선택된 온도 및 압력에서 성형된다. 종래에 공지되어 있는 매우 다양한 성형 기술이 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 본 발명이 유리한 결과물을 달성하는 임의의 이론에 의해 제한되는 것으로 주장되지는 않지만, 폴리머 미립자가 가열될 때 그 외부면은 연화되거나 점착성을 갖는다. 이때, 상기 혼합물상에 가해지는 압력은 폴리머 미립자가 서로 접촉하고 함께 부착하도록 한다. 그후, 물품이 냉각될 때, 접촉 지점은 상대적으로 강한 접착 지점으로 되어, 정상적인 사용중에 먼지, 부스러짐 및 파괴에 저항하는 비교적 강한 조성을 제공한다.

매우 다양한 물질 상세(폴리머 형태, 폴리머 크기, 입자 크기 분포, 분배물 분말 형태, 분배물 분말 입자 크기 분포 및 분배물에 대한 폴리머의 비율)와 매우 다양한 공정 파라미터(온도 및 압력)가 다양한 유리한 특징을 갖는 물품을 제공하도록 본 발명에 따라 제공될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 물품은 분배물을 다른 비율로 유체 흐름 내로 도입하는 본 발명에 따라 이루어질 수 있다. 이러한 도입 비율은 본원에서 설명되는 물질 상세와 공정 파라미터를 변화시킴으로써 제어될 수 있는 내부 통로 및 구멍의 크기에 어느정도 의존한다. 당업자라면, 부적절한 실험 없이 다른 분배물 해제율을 갖는 물품을 제공하도록 본 발명에 따라 물질 및 파라미터의 유리한 조합을 선택하도록 본 발명의 상세한 설명에 제공된다는 것이 이해될 것이다.

다른 분배물 해제 특징을 갖는 본 발명에 따른 미립자를 제공하기 위해, 물품은 내부 통로의 전체 용적이 다르고(물품에 유지되는 분배물의 양을 변화시킴으로써) 또는 내부 통로 및 구멍의 크기가 다르게(물품으로부터 유체 흐름 내로 분배물을 위킹하는 비율을 변화시킴으로써) 이루어진다. 본 발명의 물품의 구멍과 내부 통로의 크기는 예를 들어, 보다 크거나 보다 작은 입자 크기를 갖는 열가소성 폴리머 입자를 선택함으로써, 본 발명의 물품이 성형되는 공정 온도 및 공정 압력을 조절함으로써, 및/또는 본 발명의 물품 내로 성형될 혼합물 내의 분배물 분말에 대한 폴리머 입자의 비율을 변화시킴으로써 변화될 수 있다. 본 발명의 양호한 양태에 있어서, 상기 구멍은 약 20 내지 약 200미크론의 평균 크기를 갖는다. 보다 양호하게는, 상기 구멍은 약 40 내지 약 150미크론의 평균 크기를 가지고, 가장 양호하게는, 약 134 내지 약 144미크론의 평균 크기를 갖는다. 내부 통로의 크기는 상기 구멍의 크기에 직접적인 상관관계를 가진다는 것이 이해될 것이다.

부가적으로, 당업자라면, 다양한 분자량을 갖는 다양한 열가소성 폴리머 또는 폴리머가 다양한 용융 및 응고 특징을 갖는다는 것이 이해될 것이다. 그러므로, 주어진 적용에 적절한 폴리머를 선택하는 것은 당업자의 범위 내이다. 이러한 점에서, 현재 예를 들어, 엠.에이. 인더스트리스, 인크. 피치트리, 조지아(M.A. Industries, Inc., Peachtree, Georgia); 포렉스 테크놀러지스 코포레이션, 페어번, 조지아(Porex Technologies Corp, Fairburn, Georgia); 젠 포어, 인코포레이티드, 레딩, 펜실바니아(Gen Pore, Inc., Redding, Pennsylvania); 및 이너플로, 인코포레이티드, 뉴욕, 뉴욕(Innerflow, Inc., New York, New York)과 같은 많은 회사들이 다공질 플라스틱 물품을 제조하고 있다. 부적절한 실험 없이 본 발명에 따른 분배 특징을 변화시키는 것은 이들 회사의 기술자들에 의해 행해진다.

본 발명의 물품을 제조하는데 사용되는 열가소성 폴리머 입자는 양호하게는 적어도 입자의 약 90%가 약 30과 약 120메시 사이인 크기 분포를 갖는다. 보다 양호하게는, 적어도 입자의 약 90%가 약 50과 약 100메시 사이의 크기 분포를 가지고, 가장 양호하게는, 적어도 입자의 약 90%가 약 50과 약 70메시 사이의 크기 분포를 가진다. 분배물이 본 발명의 물품으로부터 상대적으로 빠르게 해제되는데는 보다 큰 입자 크기가 양호하게 선택되는 것이 바람직하고, 분말이 보다 느리게 분배되는데는 보다 작은 입자 크기가 양호하게 선택되는 것이 바람직하다는 것이 이해될 것이다.

본 발명의 일양태에 따라 분배 물품을 제조함에 있어서, 성형될 분배물 분말과 폴리머 입자의 혼합물은 양호하게는 약 6:4 내지 약 9:1의 폴리머:분배물 중량비를 가지며, 보다 양호하게는, 약 7:3 내지 약 8:2의 중량비를 갖는다. 그러나, 양호한 비율은 사용을 위해 선택되는 특정 개시 물질과 그 크기 분포(또는 분배물이 액체라는 물리적인 특징)에 의존한다.

폴리머 입자가 압력 적용시에 실질적으로 모든 입자가 적어도 두개의 다른 입자와 양호하게는, 세개 이상의 다른 입자와 접촉하는 충분한 양으로 존재해야 하는 것이 본 발명에서는 중요하다. 혼합물의 온도가 본 발명의 따른 성형에 충분한 레벨로 상승되고, 폴리머 입자의 외부면이 점착성이 있는 상태로 연화될 때, 입자들 사이의 접촉 지점은 부착 지점을 제공한다. 후속하는 물품의 냉각시에, 부착 지점은 비교적 강한 접착부를 제공하도록 강화된다. 따라서, 분배물 입자에 대한 폴리머 입자의 비율은 충분히 높고, 양호한 인장 강도와 분말/부스러짐 저항을 갖는 물품을 제공하기에 충분한 접촉 지점이 존재한다. 내부에 과도한 비율의 분배물을 갖는 혼합물을 사용하여 성형된 물품은 불충분한 인장 강도를 가지거나 성형에 실패할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

분배물 입자에 대한 폴리머 입자의 비율이 높으면 비교적 작은 전체 양으로 비교적 느리게 분배물을 유체 흐름 내로 해제한다는 것 또한 이해될 것이다. 예를 들어, 약제가 비교적 느린 속도로 본 발명의 물품으로부터 유체 흐름 내로 도입되는 위치에서와 같은 본 발명의 임의의 양태에 있어서, 높은 폴리머:분배물 비율이 양호해진다. 그러나, 예를 들어, 향신제, 미네랄 또는 보다 많은 양의 약제가 요구되는 위치에서의 선택적인 실시예에서는 충분히 강한 분배 물품을 제조하는데 필요한 범위 내의 보다 낮은 폴리머:분배물 비율이 양호해진다.

너무 높거나 너무 낮은 성형 온도 또는 압력을 피하는 것이 본 발명의 실시에 있어서 중요하다. 전자(즉, 과도한 온도 및/또는 압력)의 경우에 있어서, 상기 물품은 지나치게 견고해질 수가 있어, 폴리머가 분배물 분말을 에워싸도록 하여 고체 블록과 유사한 물품을 초래한다. 이러한 현상은 연결된 통로의 내부 망 조직을 손상 또는 파손시키고 물품의 분배 기능을 제거하는 것으로 믿어진다. 온도 및/또는 압력이 너무 낮은 위치에서, 결과 성형 물품은 적절한 인장 강도를 갖지 않으므로, 부스러지거나 파손되는 경향을 가질 수 있다.

본 발명의 제조 효율을 위해서, 본 발명에 따라 사용하기 위해 선택되는 폴리머가 약 46℃ 내지 약 213℃(약 115℉ 내지 약 415℉)의 용융 온도를 가지고, 보다 양호하게는 약 88℃ 내지 약 171℃(약 190℉ 내지 약 340℉)의 용융 온도를 가지고, 가장 양호하게는 약 116℃ 내지 약 143℃(약 240℉ 내지 약 290℉)의 용융 온도를 가지는 것이 바람직하다. 본 발명의 양호한 일양태에 따라, 본 발명의 물품을 제조하는데 사용되는 열가소성 폴리머는 폴리에틸렌이다. 본 발명에 따라 유리하게 사용될 수 있는 폴리에틸렌 물질은 D-46128 오버하우젠 베르크 루케미의 훽스트 아게에서 제조하여 시판중인 HOLTALEN GHR 8020이다.

상기 분말이 본 발명의 물품으로부터 비교적 빠르게 분배되는 것이 바람직한 경우에, 보다 낮은 온도 및/또는 압력이 성형 공정에서 양호하게 선택될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 대조적으로, 분말이 보다 느리게 분배되는 것이 바람직한 경우에는, 보다 높은 온도 및/또는 압력이 양호하겐 선택될 수 있다. 예를 들어, 폴리프로필렌과 같은 다른 유리한 열가소성 폴리머를 사용하는 것이 다른 양호한 온도 및 압력 범위를 초래한다는 것도 이해될 것이다. 본 발명의 원리에 기초한 열가소성 폴리머에 대한 양호한 범위의 온도 및 압력을 결정하는 것은 당업자에 의해 이루어질 수 있다.

다공질 플라스틱 매트릭스에 의해 한정되는 통로의 내부 망 조직 내에 고정되는 액체 분배물을 포함하는 물품은 먼저 다공질 플라스틱 매트릭스를 형성한 후에 분배 물품을 제공하도록 통로의 내부 망 조직 내로 액체 분배물을 도입함으로써 선택적으로 이루어질 수 있다. 다공질 플라스틱 매트릭스를 제조하기 위해, 과립상의 열가소성 폴리머가 분배 물질 없이 상술된 바와 같이 먼저 소망 형상으로 성형된다. 그후, 액체 분배물은 예를 들어, 실질적인 진공부로 물체를 위치시킨 후 분배물이 구멍을 통해 통로의 내부 망 조직으로 흐르도록 상기 물품을 액체 분배물에 담금으로써 형성된 물품의 내부 통로 내로 도입될 수 있다. 이러한 방식으로 상기 물품 내로 액체 분배물이 도입될 때, 상기 물품은 상기 흐름이 물품과 접촉할 때 유체 흐름 내로 액체를 분배하도록 상술된 바와 같이 유리하게 사용될 수 있다. 소비된 즉, 분배물이 소모된 본 발명의 물품은 상술된 바와 같은 액체 분배물로 유리하게 재충전될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본 발명의 물품의 정상적인 사용은 다공질 플라스틱 매트릭스의 유리한 내부 구조를 실질적으로 변경시키지 않는다.

본 발명의 선택적인 유리한 양태에 있어서, 본 발명의 물품에는 여과 기능과 분배 기능이 제공된다. 상술된 바와 같이, 여과에는 사용되지 않고 본질적으로 분배에 사용되는 물품은 유체가 그것과 접촉하여 통과하도록 양호하게 구성되고, 물품을 따라 압력 구배가 발생되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 상기와 같이, 대부분의 유체는 물품을 통해 통과하는 것이 아니라 그곳으로부터 분배물을 수용하도록 물품과 접촉하여 통과하는 것이 도시된다. 보다 적은 부분의 유체가 구멍을 통해 통과하여 내부 통로로 진입하는 것이 기대되고, 실제로, 일부 유체의 물품 내로의 통로는 물품의 분배 특성을 강화하는 것으로 믿어진다. 그러나, 실질적으로 물품을 교차하는 압력 구배가 없기 때문에, 대부분의 유체는 상기 물품의 내부 통로를 통해 통과하지 않고, 분배물은 보다 균일한 속도로 보다 장시간동안 유체 내로 도입된다.

대조적으로, 여과/분배 물품으로서 사용하도록 구성된 물품에 있어서, 실질적으로 모든 유체가 만족스러운 수준의 여과를 달성하도록 구멍과 내부 통로를 통해 통과되어야만 한다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 상기 물품을 교차하는 압력 구배는 실질적으로 모든 유체가 물품을 통해 통과하도록 하는 것이 필요하다. 이는 상기 물품의 평균 구멍 크기가 예를 들어, 약 5 내지 약 25미크론일 때 특히 분명해진다. 물품을 통과하는 허용가능한 유속을 달성하기 위해, 예를 들어, 유체에 대향하는 물품의 부분에 부압을 적용함으로써(즉, 흡입에 의해), 또는 유체와 접촉하는 물품의 부분에 정압을 적용함으로써(즉, 유체를 포함하는 병을 압박함으로써) 물품을 교차하는 압력 구배를 발생시키는 것이 필요하다.

이러한 이중 여과/분배 기능을 달성하는 한 방식에 있어서, 물품은 상술된 바와 같이, 폴리머 입자와 분말 분배물의 혼합물을 제공하고, 미립자 활성탄을 상기 혼합물에 추가함으로써 이루어진다. 따라서, 제공된 혼합물은 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명의 여과/분배 물품(90)을 이루도록 미리 선택된 온도 및 압력에서 성형된다. 상술된 바와 같이, 매우 다양한 성형 기술이 본 발명의 방법에 따라 사용될 수 있고, 매우 다양한 물질 상세 및 파라미터가 다양한 소망 특징을 갖는 물품을 제공하는데 사용될 수 있다. 활성탄은 이미 시판중이고, 본 발명을 실시하는데 있어서 상기 활성탄은 실질적으로 약 50 내지 약 325메시의 메시 크기를 갖는 것이 바람직하다. 보다 양호하게는, 상기 활성탄은 실질적으로 약 80 내지 약 200메시의 메시 크기를 갖는다.

본 발명의 양태에 따라 여과/분배 물품(90)을 제조함에 있어서, 폴리머 입자, 활성탄 및 성형될 분배물 분말의 혼합물은 양호하게는 중량비로 약 6:4 내지 약 8:2의 (폴리머+분배물):활성탄 비율을 가지며, 보다 양호하게는 약 6.5:3.5 내지 약 7.5:2.5의 비율을 가지고, 가장 양호하게는 약 7:3의 비율을 갖는다. 그러나, 상술된 바와 같이, 양호한 비율은 사용을 위해 선택되는 특정 개시 물질과 그 크기 분포에 의존한다.

상술된 바와 같은 여과/분배 물품이 먼저 분배를 위해 사용되는 물품에 대해 상술된 바와 같은 양태의 구멍 크기일 수 있지만, 당업자라면 상기 물품이 유체로부터 보다 효과적으로 불순물을 여과하도록 보다 작은 구멍 크기가 사용되는 것이 바람직하다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 일양태에 있어서, 상기 여과/분배 물품은 약 5미크론 내지 약 60미크론의 평균 구멍 크기를 갖는 것이 바람직하다.

상술된 바와 같이, 유체의 여과 및 분배물의 도입을 동시에 수행하는 물품은 실질적으로 모든 목표 유체가 물품과 단순하게 접촉하기 보다는 구멍과 내부 통로를 통과하도록 구성되는 것이 바람직하다는 것이 이해될 것이다. 상기 구멍과 내부 통로를 통과하지 않는 유체는 여과되지 않는다. 실질적으로 모든 유체가 상기 물품을 통과한 결과는 유체가 물품을 통과할 때 상기 유체 내로 빠르게 분배되는 것이다. 상기 결과는 예를 들어, 분배물을 소량의 유체 내로 분배하는 것 및/또는 분배물을 유체 내로 빠르게 분배하는 것이 바람직한 경우에 유리하다. 본 발명의 일양태에 있어서, 본 발명의 여과/분배 물품(90)은 일반적으로 제 1 개방 단부와 제 2 폐쇄 단부를 갖는 관형 구성을 가지며, 상기 개방 단부는 상술된 바와 같이 병 마개 또는 도관에 부착되도록 구성되고 도 11에서 분해도로 도시된다. 이러한 구성에 있어서, 용기로부터 통과하는 실질적으로 모든 유체는 본 발명의 여과/분배 물품(90)을 통과한다. 상술된 바와 같이, 이러한 방식으로 상기 매트릭스를 통과하는 유체는 분말 분배물이 음료수 내로 먼저 비교적 빠르게 통과한 후에 빠르게 감소하는 도입 속도로 통과하도록 한다는 것을 알수 있다. 이는 임의의 적용에서 유리한 결과를 초래할 수 있고, 분배물을 보다 느리고 보다 연속적인 속도로 물 흐름 내로 도입시키는 것이 바람직해진다.

본 발명의 선택적인 양태에 있어서, 상술된 여과/분배 물품(90)보다 균일한 분배 기능과 여과 기능을 제공하는 물품(100)이 제공된다. 도 12에 도시된 물품(100)은 제 1 폐쇄 단부(106)와 제 2 개방 단부(107)를 구비한 일반적으로 내부에 종방향 리세스(105)를 형성하는 관형 구성을 갖는 제 1 부재(101)를 포함하고, 상기 개방 단부(107)는 상술된 바와 같은 병 마개(50, 80), 병 목부(42) 또는 도관(70)에 밀봉식으로 부착하도록 구성된다. 상기 제 1 부재(101)는 내부에 활성탄을 포함하는 다공질 플라스틱 매트릭스를 포함하고 상기 물품에 여과 기능을 제공한다. 이러한 방식은 약 5 내지 약 200미크론, 보다 양호하게는 약 5 내지 약 60미크론의 평균 구멍 크기를 가지도록 양호하게 형성된다. 상기 물품(100)은 상기 제 1 부재(101)의 리세스(105) 내에 위치하도록 형성된 제 2 부재(110)를 또한 포함한다. 상기 제 2 부재(110)는 분배 기능을 제공하며 다공질 플라스틱 매트릭스와 분배물질을 포함하고, 양호하게는 분배 물품을 참조로 상술된 바와 같은 평균 구멍 크기를 갖는다. 상기 제 2 부재(110)는 상기 흐름이 제 2 부재(110)와 접촉하여 통과할 때, 이미 제 1 부재(101)를 통과한 유체 흐름 내로 분배물을 분배한다.

압력 구배는 여과 부재를 통해 유체를 통과시키는데 필요하다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 하나 이상의 분배 부재를 교차하는 압력 구배는 바람직하지 않다. 상기와 같이, 유체는 분배 부재와 접촉하여 통과하지만, 실질적으로 분배 부재를 통과하지는 않으므로, 상기 유체 내로 분배물을 비교적 균일하게 도입시킨다.

상기 제 2 부재(110)는 도 12에서 설명한 관형 구성을 포함하지만 그것에 제한되지는 않는 구성, 도 21 및 도 22에 도시된 편평한 구성, 도 10에서 설명한 분배 물품과 유사한 반경방향 구멍을 갖는 폐쇄-단부형 구성, 또는 도 13에서 설명한 리세스(105) 내에 유지되도록 구성된 하나 이상의 고체 실린더(111)를 포함하는 매우 다양한 구성을 가질 수 있다. 본 발명의 상기 양태에 따라 이루어지는 분배 물품과 분배 실린더는 여과 부재(101)의 리세스 내에 끼워지는 크기로 된다는 것이 이해될 것이다. 부가적으로, 여과 부재(101)와 분배 부재(110, 111)의 구성은 압력 구배의 적용시에, 예를 들어, 맹물과 같은 음료수가 취음을 위해 소망 속도로 여과 부재(101)를 통과한 후에 분배 부재(110, 111)와 접촉하여 통과하는 것과 같이 이루어진다. 최상의 분배 특성은 음료수가 분배 부재(110, 111)를 관통하는 것이 아닌 접촉한 채로 통과할 때 획득된다.

본 발명의 선택적인 양태에 있어서, 도 14에 도시된 바와 같이 여과 부재(122) 내에 매립되는 하나 이상의 분배 부재(121)를 포함하는 이중 목적의 여과/분배 물품(120)이 제공된다. 상기 하나 이상의 분배 부재(121)는 하기의 단계를 포함하는 공정에 의해 여과 부재 내에 양호하게 매립된다: (1)복수의 분배 부재(121)를 형성하는 단계, 여기서 분배 부재는 상술된 물품 및 부재를 분배하는 내부 구조를 가지며 내부에 위치하는 분배물을 가지고; (2)혼합물을 제공하도록 과립상의 열가소성 폴리머와 미립자 활성탄으로 예비성형된 분배 부재(121)를 혼합하는 단계; 및 (3)여과 부재(122) 내에 매립되는 하나 이상의 분배 부재(121)를 갖는 여과/분배 물품(120)을 제공하도록 상기 혼합물을 성형하는 단계. 하나의 양호한 실시예에 있어서, 상기 분배 부재는 실질적으로 구형 또는 타원형 구성을 가지도록 형성된다. 상기 분배 부재는 약 1mm 내지 약 10mm인, 보다 양호하게는 약 2mm 내지 약 8mm인, 그리고 가장 양호하게는 약 2mm 내지 약 5mm인 직경을 갖는다. 본 발명의 양태에 따라 형성되는 물품은 일반적으로 도 15에 도시된 바("블록 형상")와 같이 원통형을 가지거나, 취음자에 의해 취해지는 중에 용기의 외부로 음료수를 인출하기 위해 예를 들어, 음료수 용기 목부에; 병 마개에; 또는 스포츠형 병 스트로와 같은 도관에 부착되도록 구성된 도 12 및 도 13에 도시된 여과 부재(101)와 같은 관형상을 갖는다. 도관에 부착하기 위해서는, 도 16에서 도시된 바와 같이 도관의 삽입을 위해 리세스(125)가 내부에 형성된 물품이 양호하다는 것이 이해될 것이다.

도 14에 도시되고 그것에 관해 상술된 바와 같이 구성된 물품에서는 여과 부재를 통해 통과하는 유체의 일부가 전체 압력 구배에 의해 분배 부재를 통해서도 통과하는 것으로 기대된다. 따라서, 본 발명의 상기 양태는 적용시에 유리하게 사용할 수 있고, 여기서는 분배물이 유체 내로 비교적 빠르게 도입되는 것이 바람직하다.

본 발명이 도면 및 전술한 설명에서 도시 및 설명되었지만, 특징을 도시하는 것이지 제한하는 것으로서 고려되지는 않으며, 단지 양호한 실시예만이 도시 및 설명되었고 본 발명의 정신 내에서 모든 변경 및 변형이 보호되어야 한다는 것이 이해될 것이다.

Claims (32)

1. 유체 흐름 내로 분배물을 도입하기 위한 물품에 있어서,

   통로의 내부 망 조직을 형성하고, 상기 통로와 유체 연통하는 매트릭스의 노출된 표면상에 약 20미크론 내지 약 200미크론의 평균 크기를 갖는 구멍을 형상하는 다공질 플라스틱 매트릭스와,

   상기 통로 내부에 위치하는 수용성 또는 수분산성 분배 물질을 포함하는 분배물 도입용 물품.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 통로 내부에 위치하는 미립자 활성탄을 부가로 포함하는 분배물 도입용 물품.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 활성탄은 약 50메시 내지 약 325메시의 약 90%의 입자 크기 분포를 갖는 분배물 도입용 물품.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 활성탄에 대한 폴리머 및 분배물의 비율은 중량비로 약 6:4 내지 약 8:2인 분배물 도입용 물품.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 활성탄에 대한 폴리머 및 분배물의 비율은 중량비로 약 6.5:3.5 내지 약 7.5:2.5인 분배물 도입용 물품.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 분배물은 분말을 포함하는 분배물 도입용 물품.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 분배물은 액체를 포함하는 분배물 도입용 물품.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 분배물은 향신제, 착색제, 약제, 미네랄 또는 카페인으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 부재를 포함하는 분배물 도입용 물품.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 물품은 음료수 용기에 또는 음료수 용기로부터 음료수를 통과시키기 위한 도관에 부착하도록 구성되는 분배물 도입용 물품.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 매트릭스는 열가소성 폴리머를 포함하는 분배물 도입용 물품.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 열가소성 폴리머는 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 부재를 포함하는 분배물 도입용 물품.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 열가소성 폴리머는 폴리에틸렌을 포함하는 분배물 도입용 물품.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 구멍은 약 40미크론 내지 약 150미크론의 평균 크기를 갖는 분배물 도입용 물품.
14. 제 1 항에 있어서, 상기 구멍은 약 134미크론 내지 약 144미크론의 평균 크기를 갖는 분배물 도입용 물품.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 물품은 리세스를 형성하고, 상기 리세스는 유체 흐름이 상기 매트릭스와 접촉하여 통과하도록 구성되는 분배물 도입용 물품.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 물품은 관형상이며 그곳을 통해 종방향 리세스를 형성하는 분배물 도입용 물품.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 물품은 상기 리세스가 물품의 외부 환경과 유체 연통하는 복수의 반경방향 구멍을 형성하는 분배물 도입용 물품.
18. 제 1 항에 있어서, 상기 물품은 병 마개에 부착하도록 구성되는 분배물 도입용 물품.
19. 제 1 항에 있어서, 상기 물품은 용기 외부로 음료수를 인출하기 위한 도관에 부착하도록 구성되는 분배물 도입용 물품.
20. 제 1 항에 있어서, 상기 물품은 병의 목부에 부착하도록 구성되는 분배물 도입용 물품.
21. 제 1 항에 있어서, 병 마개를 부가로 포함하고, 상기 물품은 상기 병 마개에 동작 가능하게 부착되는 분배물 도입용 물품.
22. 제 1 항에 있어서, 용기 외부로 음료수를 인출하기 위한 도관을 부가로 포함하고, 상기 물품은 상기 도관의 제 1 단부에 동작 가능하게 부착되는 분배물 도입용 물품.
23. 제 1 항에 있어서, 목부를 갖는 병을 부가로 포함하고, 상기 물품은 상기 목부에 동작 가능하게 부착되는 분배물 도입용 물품.
24. 유체 흐름 내로 분배물을 도입하기 위한 조립체에 있어서,

    통로의 내부 망 조직을 형성하고, 상기 통로와 유체 연통하는 매트릭스의 노출된 표면상에 약 20미크론 내지 약 200미크론의 평균 크기를 갖는 구멍을 형상하는 다공질 플라스틱 매트릭스와; 상기 통로 내부에 위치하는 수용성 또는 수분산성 분배 물질을 포함하는 물품과,

    병의 목부와 밀봉식으로 협동하도록 하기 위한 끼워맞춤부를 갖는 병의 마개를 포함하고,

    상기 물품은 상기 마개에 동작 가능하게 부착되는 분배물 도입용 조립체.
25. 제 24 항에 있어서, 상기 마개는 분배 구멍을 형성하고, 상기 마개와 작동 가능하게 연관되는 수동 밸브를 부가로 포함하고, 유동을 허용하는 위치와 유동을 허용하지 않는 위치 사이에서 수동으로 이동 가능한 분배물 도입용 조립체.
26. 유체 흐름 내로 분배물을 도입하기 위한 조립체에 있어서,

    통로의 내부 망 조직을 형성하고, 상기 통로와 유체 연통하는 매트릭스의 노출된 표면상에 약 20미크론 내지 약 200미크론의 평균 크기를 갖는 구멍을 형상하는 다공질 플라스틱 매트릭스와; 상기 통로 내부에 위치하는 수용성 또는 수분산성 분배 물질을 포함하는 물품과,

    병 내로 통로를 형성하는 목부를 갖는 병을 포함하고,

    상기 물품은 상기 목부에 동작 가능하게 부착되는 분배물 도입용 조립체.
27. 유체 흐름 내로 분배물을 도입하고 유체 흐름을 여과하기 위한 물품에 있어서,

    제 1 통로의 내부 망 조직을 형성하고 상기 제 1 통로와 유체 연통하는 제 1 매트릭스의 노출된 표면상에 구멍을 형성하는 제 1 다공질 플라스틱 매트릭스와; 상기 제 1 통로 내에 포함되는 미립자 활성탄을 포함하는 제 1 부재와,

    제 2 통로의 내부 망 조직을 형성하고 상기 제 2 통로와 유체 연통하는 제 2 매트릭스의 노출된 표면상에 구멍을 형성하는 제 2 다공질 플라스틱 매트릭스와; 상기 제 2 통로 내에 위치하는 수용성 또는 수분산성 분배물질을 포함하는 제 2 부재를 포함하는 유체 흐름 내로 분배물을 도입하고 유체 흐름을 여과하기 위한 물품.
28. 제 27 항에 있어서, 상기 제 1 부재는 내부에 제 1 리세스를 형성하는 관형상이고, 상기 제 1 부재는 제 1 개방 단부와 제 2 폐쇄 단부를 가지며, 상기 제 2 부재는 상기 리세스 내에 위치하는 유체 흐름 내로 분배물을 도입하고 유체 흐름을 여과하기 위한 물품.
29. 제 28 항에 있어서, 상기 제 2 부재는 유체를 통과시키도록 구성되는 제 2 리세스를 형성하는 관형상인 유체 흐름 내로 분배물을 도입하고 유체 흐름을 여과하기 위한 물품.
30. 제 28 항에 있어서, 상기 제 2 부재는 관형상이고, 상기 제 2 리세스가 상기 제 2 부재의 외부 환경과 유체 연통하는 반경방향 구멍을 포함하는 유체 흐름 내로 분배물을 도입하고 유체 흐름을 여과하기 위한 물품.
31. 제 28 항에 있어서, 상기 제 2 부재는 하나 이상의 원통형 유니트를 포함하는 유체 흐름 내로 분배물을 도입하고 유체 흐름을 여과하기 위한 물품.
32. 유체 흐름 내로 분배물을 도입하고 유체 흐름을 여과하기 위한 물품에 있어서,

    제 1 통로의 내부 망 조직을 형성하고 상기 제 1 통로와 유체 연통하는 제 1 매트릭스의 노출된 표면상에 구멍을 형성하는 제 1 다공질 플라스틱 매트릭스와, 상기 제 1 통로 내에 포함되는 미립자 활성탄을 포함하는 여과 부재와,

    상기 여과 부재 내에 매립되는 복수의 분배 부재를 포함하고,

    상기 분배 부재는 제 2 통로의 내부 망 조직을 형성하고 상기 제 2 통로와 유체 연통하는 제 2 매트릭스의 노출된 표면상에 구멍을 형성하는 제 2 다공질 플라스틱 매트릭스와 상기 제 2 통로 내에 위치하는 수용성 또는 수분산성 분배물을 포함하는 유체 흐름 내로 분배물을 도입하고 유체 흐름을 여과하기 위한 물품.