KR20030025223A - 화학발광성 조명요소 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각기 옥살산염 용액(5)과 활성제 용액으로 가득 찬 두 개의 용기를 구성하는 화학발광성 조명요소에 관계된다. 옥살산염 용액은 내부에, 알루미늄 호일 박판(2, 3), 그리고 예를 들면 폴리올레핀(polyolefin)과 같은 폴리머(polymer)로 만들어진 봉합 파우치(1)에 들어있고 그로 인해 제 1 용기를 형성한다. 제 1 용기는 또한 액체 활성제(10)를 포함하고 제 2 용기를 형성하는 반투명 폴리머 필름(7, 8)으로 만들어진 보다 큰 봉합 파우치(6)에 담겨있다. 외부 파우치는 외주에서 서로 봉합된 두 개의 폴리머 필름(7, 8)으로 구성되며, 사용자의 수동 조작으로 열린 내부 파우치(1)를 찢을 수 있는 볼(11)을 포함한다.

Description

화학발광성 조명요소{CHEMILUMINESCENT ILLUMINATING ELEMENT}

대체로 제안된 장치들은 각기 옥살산염 용액(oxalate solution)인 제 1 액체 화학물과 활성제 용액(activator solution)인 제 2 액체 화학물을 포함하는 두 개의 챔버(chamber)를 수반한다. 이러한 두 개의 챔버는 사용자에 의해 분해될 수 있는 벽부(wall)로 분리되거나 이동 가능한 부분을 가진다. 상기 벽부는 또한 가스(gases)에 대한 효과적인 장벽이 되어야 하는데 그 이유는 옥살산염 용액이 외부 또는 활성체에서 비롯된 오염에 민감하기 때문이다. 따라서 실지로, 경제적으로 비용이 많이 드는 예외를 제외하면, 옥살산염 용액은 깨지기 쉬운 유리앰플(glass ampoules)에 담긴다.

유감스럽게도 롤 형태(roll form)내의 물질로부터 출발한, 유리앰플 요소를 연속적으로 제조하는 것은 불가능하며 또한 비용이 많이 든다.

두 가지 액체 화학물을 혼합함으로서 빛을 낼 수 있는 장치는 이미 공지되었으며 다음의 미국 특허: 3 539 794, 3 576 987, 4 193 109, 4 682 544, 4 751 616, 4 814 949 및 5 121 302에 언급되었다.

본 발명은 예시에 도시된 바와 같이 첨부된 도면을 참조로 보다 잘 이해될 것이다.

도 1은 본 발명 장치의 상부 정면도를 나타낸 것이고;

도 2는 도 1과 동일한 장치의 단면도이며;

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 대한 상부 정면도이고;

도 4는 도 3과 짝을 이루는 단면도이다.

* 부호설명 *

1 ... 내부 파우치2, 3 ... 알루미늄 호일

4, 9 ... 외주5 ... 옥살산염 용액

6 ... 외부 파우치7, 8 ... 필름

10 ... 액체 활성제11 ... 강구

12 ... 펠트

본 발명은 연속 제조와 같은 요소와 관계되고, 따라서 매우 경제적이며 게다가, 구성물질이 매우 저렴하다. 게다가, 다음에 보여질 보조 장점들뿐만 아니라, 특히 밝고, 평평하다는 이점이 있다.

상술하면, 본 발명은 각기 옥살산염 용액과 활성제 용액으로 가득 찬, 적어도 두 개의 챔버를 수반하는 화학발광성 조명요소를 제안한다. 옥살산염 용액은 폴리머(polymer)에 의해 내부측(interior side)에 일렬로 늘어선, 단단히 밀폐된 박판알루미늄호일(thin aluminum foil) 파우치(pouch)에 있으며, 상기 파우치는 제 1 챔버이다. 박판 파우치는 제 2 챔버가 되는 반투명 폴리머 필름(translucent polymer film)으로 만들어진 보다 크고 단단히 밀폐된 파우치에 넣어지고, 또한 액체 활성제 용액을 포함한다.

본 발명의 요소는 본질적으로 반투명 플라스틱 필름으로 된 파우치 내부에 배치되며, 또한 활성제 용액을 포함하는 옥살산염 용액, 그리고 임의로 사용자의 능숙한 조작 영향 하에서 사용 시 알루미늄 파우치를 관통하는 흡수 펠트(absorbing felt), 강구(steel ball) 또는 다른 강성 입자를 포함한 알루미늄 호일로 만들어진 파우치로 구성된다.

내부 파우치(1)는 두 개의 알루미늄 호일(2, 3)로 만들어지고, 도 1과 도 2에서 직사각형이고, 도 3과 도 4에서 원형인 외주(4)를 따라 함께 봉합되며 레벨이 5도 도시된 옥살산염 액체 화학용액을 포함한다. 외부 파우치(6)는 선호적으로 폴리올레핀(polyolefin)인, 예를 들면 도 1과 도 2에서 직사각형이고, 도 3과 도 4에서 원형인, 외주(9)를 따라 봉합된 폴리에틸렌(polyethylen) 또는 폴리프로필렌(polypropylene)과 같은 반투명 소프트 폴리머로 된 두 개의 필름(7, 8)으로 만들어진다. 외부 파우치는 레벨이 10으로 도시된 활성제 용액을 포함한다.

본 장치는 임의로 사용자가 알루미늄 파우치를 꿰뚫기 위해 밀어 넣을 강구(11) 또는 강성입자를 포함하며, 혼합작용(mixing process)을 유발한다. 또한, 이 볼 또는 입자가 사용되지 않으면 파우치는 압력에 의해 파열될 수 있다. 이러한 경우에는 예를 들면 용접선(welding line)과 같이, 약해진 저항 영역을 미리 보는 것이 좋다. 각각의 두 개의 알루미늄 호일은 상응면을 마주하는 표면들 중 하나에서, 코팅, 적측성형(laminating)에 의해, 또는 다른 기법, 폴리머래커(polymeric lacquer)의 막(coat)에 의해 늘어선다.

선호적으로 폴리프로필렌을 기초로 한 이러한 래커 막은 수정되든 아니든, 외주를 따라 열봉합(thermal sealing) 함으로서 두 개의 호일의 접착을 보장하기 위해 준비된다. 이러한 막은 명확성의 이유로 도면에 도시되지 않았다.

이러한 폴리머 막(polymeric coat)은 접착과 더불어 또한 알루미늄 물질과 오염에 대해 섬세하고 민감하며, 융화되는 물질이 거의 없는 옥살산염 용액 사이에서 높은 융화성을 보장한다. 이러한 막은 알루미늄의 기계적 저항을 높이지 않기 위해 매우 얇은데, 그것은 깨지기 때문이다.

이러한 막 외에도, 두 알루미늄 호일 사이에서 폴리프로필렌의 박판 소프트 필름(thin soft film)을 미리 보는 것이 가능하다. 이러한 것은 밀봉함으로서 두 호일 사이에서 종속되고 상기 밀봉의 질에 기여할 것이다. 이것은 명확성의 이유로 도면에 도시되지 않았다. 옥살산염 용액은 물론 이러한 소프트 필름과 관통될 하나의 알루미늄 호일 사이에 있을 것이다.

본 장치는 또한 임의로 섬유(fibers)가 외부 파우치의 필름처럼 동일한 폴리머인 것이 선호되는 부직포(nonwoven material)로 만들어진 (도면에서 작은 십자형의 연속인)펠트(12)를 말아 넣는다. 그것은 외주 열봉합에 의한 두 개의 필름들 사이에서 종속될 것이다. 사용하기에 앞서 조명 요소를 수용하는 동안, 이 펠트가 모든 활성제 용액을 흡수하고 파우치에 균일하게 전달되게 할 것이다. 그 결과 옥살산염 용액이 유리(liberation)된 뒤에 방출된 빛에 있어서 균일성이 좋아지는데 그것은 두 액체 화학물이 단시간 내에 서로에게 발산하는 것을 피하게 되기 때문이다. 도 2에서 10으로 도시된 것과 같이 활성제 용액의 레벨은 손질할 때 접하게 되는데; 후에, 전술된 것처럼 펠트에 흡수될 것이다.

일단 비워지면, 알루미늄 파우치는 제자리에 머무르고 반사재(reflector) 기능을 하며; 관통된 측면인 알루미늄 파우치와 동일한 측면으로부터 전체 광방출(luminous emission)이 발생한다. 반대편에는 액체가 거의 없다. 빛의 이러한 단방향 방출(unidirectional emission)은 명백히 선행기술분야에 이로운 기여를 한다.

내부 파우치가 점등시각에 사용자에 의해 완전히 비워지지 않는 일은 빈번하며 주름(creases) 또는 다른 이유들 때문에 레스트(rests)가 내부에 남아있어 왔다. 부득이한 시스템의 화학 에너지 소비로 인해 시간이 지남에 따라 조명이 약해지는 동안, 내부 파우치로부터 잔류 옥살산염 용액을 추출하기 위해 몇몇 니딩(kneading)작용 요소를 다루는 것이 유리하다. 그러면 사용자가 결정한 순간에 일종의 광방출 재생을 볼 수 있다. 이것은 지금까지 시장에 의해 요구되었으나 무익했던 종래 기술에 대비해 상당한 이점을 갖고 있다.

도 1과 도 2에서 직사각형 형상 내에 도시되고, 도 3과 도 4에서는 원형 형상 내에 도시되지만, 물론 외주 봉합은 어떠한 다른 형태라도 될 수 있으며 특히, 광고 및 선전을 목적으로 할 때 브랜드 로고(brand logo) 형상으로 만들어질 수도 있다.

산업제품에서, "충진-봉합"("fill-and-seal") 유형의 포장기계(packaging machine) 사용함으로써, 각각의 저장롤(storage rolls), 두 개의 알루미늄 호일, 또, 어떠한 소프트 폴리머 필름(soft polymer film)이라도, 이러한 알루미늄 호일의 코팅된 측면과 마주하게 하기 위해, 펼쳐지고(unroll) 잇단 임시방편으로 파우치를 연속으로 봉합하는 것이 예측된다.

알루미늄 호일들이 서로 마주할 때, 그것들 중 하나 - 혹은 둘 모두 - 는 소형 펀칭도구(punching tool)로 다소 돌출되고, 기계적으로 동작하는데, 액체를 위한 얼마간의 부피를 만드는 관점에서 이는 받아들여질 것이다. 그 후 옥살산염 용액이 주입되고, 그 다음 파우치가 봉합된다. 일단 봉합되면 파우치는 자동화된 칼날로 분리되고, 지금부터 묘사될 제 2 기계장치로 하나하나 떨어진다.

상기 기계장치는 도 1과 도 2에 제시된 것처럼 수직형 일수도, 도 3과 도 4에 제시된 것처럼 수평형 일수도 있다. 돌출작용(embossing operation)은 수평형 기계장치에서 더 용이하며 하부 호일에서만 행해진다.

알루미늄 호일은 이전 작업 과정에서 상기에 언급된 폴리머 래커(polymeric lacquer)로 코팅되고 적층성형 되는데 또한 공지된 수단으로 연속적으로 행해진다.

역시 "충진-봉합"유형인 제 2 기계장치는 제 1 기계장치, 충진 되고 봉합된 알루미늄 파우치와 동시에 순차적인 방법으로 수용하며, 펠트뿐만 아니라 저장롤로부터 연속적으로 펼쳐지는 어떠한 것이라도 두 개의 소프트 플라스틱 필름과 함께 봉합된다. 봉합되기 전에 볼뿐만 아니라 표준량의 활성제 용액도 이입된다.

외부 파우치를 제조하는 이러한 제 2 기계장치에서 (제 1 기계장치에서 알루미늄 호일에 나타난 것과 반대로) 작업상 펼쳐진 두 개의 유연플라스틱(flexible plastic)막은 평평한 상태, 다시 말하면 "돌출" 또는 "당김(deepdrawn)"이 아닌 상태로 남는다는 점에 주의해야 한다. 그리고나서 봉합할 때 막들 사이에서 알루미늄 파우치를 가두기 때문에 다소 융기된(swollen) 구조를 갖는다. 이러한 융기는 인장(tensioning)을 가진 순 탄성변형(elastic deformation)인데, 그것은 본래는 가역적인 탄성력 때문이다. 그 결과 외부 파우치의 벽면이 내부 파우치와 그 내용물, 사용자에 의해 뚫릴 때 동작이 양호하고 균일한 탄성 압력(elastic pressure)에 미친다. 옥살산염 용액은 그리고나서 원하는 혼합(mixing)을 지지하는 힘에 의해 분출된다.

완성된 파우치는 그리고나서 체인 또는 소시지 체인(sausage chain) 형태로 기계장치의 출구로부터 나오고, 만일 사용자가 예를 들어 경찰 또는 군대에 관계있는 참신한 아이템 - "인-라인"("in-line") 조명에 관계된다면 그러한 것으로서 사용자에게 공급된다.

물론 파우치는 자동화된 칼날에 의해 서로 분리될 수 있고, 또는 사용자 자신이 배후 분리(ulterior separation)한 취약한 라인 - 사전 절단된 라인 - 에 의해 서로 분리될 수 있다.

실시예 1.

이 실시예에서는 변형된"충진-봉합" 형식인 수직 기계장치로 활용된다. 사용된 알루미늄 호일은 레이놀즈 브랜드(Reynolds brand)로, 넓이 35 mm, 길이 300 m의 롤이다. 두께는 관통될 면에 대해 28 마이크로미터이고 다른 면에 대해서는38 마이크로미터이다.

35 mm 넓이의 롤로 절개되기 전에 상기 호일은 전체 넓이 - 600 mm - 의 표면에 폴리프로필렌 분산(dispersion)으로 코팅되고, 터널오븐(tunnel oven)에서 가공된다. 가공 후에 남아있는 융착 두께(deposited thickness)는 6 마이크로미터이다.

두 알루미늄 호일이 마주할 때, 돌출돌기가 기계적으로 옥살산염 용액의 주사를 위해 수반된 바늘에 스며드는 상부 측면을 제외한 33 x 65 mm의 직사각형 외주를 따라 상호 봉합되고, 그리고나서 이러한 두 요소는 일소되며(withdraw) 봉합이 완성된다.

옥살산염 용액은 디부틸프탈레이트(dibutylphthalate) 용매로 구성되는데 그것은 리터당 CPP 옥살산염 120 그램과 염료 1.5 그램을 용해시킨다. 이러한 성분들은 화학발광 요소에 관한 선행기술분야에 이미 공지되어 있다.

볼(ball)은 직경 4.5 mm 의 제 3 종류의 베어링 볼(bearing ball)이다.

외부 파우치에서의 필름은 화학식에서 슬립제(slip-agent)없이 넓이 40 mm 의 롤에서, 두께 0.25 mm, 길이 300 mm 인 공중합체 폴리프로필렌-폴리에틸렌(copolymer polypropylene-polyethylene)이다.

옥살산염 용액과 활성제 용액의 측정양은 각각 1.7 과 0.7 밀리리터이다.

효과적인 봉합 넓이인 2 mm의 둥근 모서리를 갖는 직사각형 조(jaws) 또는 모루(anvils)에서 봉합이 이루어진다. 봉합에 대한 열에너지(thermal energy)는 전기저항 또는 초음파 발진기(ultrasonic generator)를 통해 발생한다.

펠트는 제곱미터 당 120 그램인 폴리프로필렌과 폴리에틸렌 섬유 부직포 "스펀본드"("spunbond")이다.

임시적인 자동 칼날로 분리된, 완성된 아이템은 크기가 45 x 70 mm 이고 무게는 4 그램이다.

실시예 2.

과정은 실시예 1과 동일하나 수평형 기계장치를 사용한다. 하부 알루미늄 호일은 봉합에 앞서 펀칭도구를 떨어뜨림으로서 돌출되고; 그리고나서 이동 가능한 바늘로 액체 화학물을 침전시키며, 이렇게 전체 외주를 따라 한번에 두 개의 알루미늄 호일 사이에서 봉합이 이루어진다.

이러한 경우에 기계장치를 처리하는 알루미늄 테이프는 넓이가 41 mm 이고, 유연 플라스틱 필름에서는 넓이가 65 mm 이다. 옥살산염 용액과 활성제 용액의 양은 각각 2.2 와 1.1 밀리리터이다. 완성된 아이템은 직경이 59 mm 이고 무게가 5 그램이다.

본 발명은 각각 옥살산염 용액과 활성제 용액으로 가득 찬 두 개의 챔버를 구성하는 화학발광성 조명요소에 관계된다. 옥살산염 용액은 예를 들면 폴리올레핀과 같은 폴리머에 의해 내부 측면에 늘어선 박판 알루미늄 호일(2, 3)로 만들어진 단단히 봉합된 파우치(1)이고 제 1 챔버를 형성한다. 제 1 챔버는 제 2 챔버를 형성하는 반투명 폴리머 필름(7, 8)으로 만들어진, 보다 큰 단단히 봉합된 파우치(6)에 넣어지는데 그것은 또한 액체 활성제(10)를 포함한다. 외부 파우치는외주를 따라 함께 봉합된 두 개의 폴리머 필름(7, 8)으로 구성되며 사용자로부터 상호동작에 의해 내부 파우치(1)를 관통할 수 있는 볼(11)을 포함한다.

Claims (12)

1. 옥살산염 용액과 활성제 용액으로 가득 찬 최소한 두 개의 챔버를 구성하는데 있어서, 옥살산염 용액은 단단히 닫힌 파우치에서 생기는데 박판 알루미늄 호일로 만들어지고 폴리머로 내부측면에 정렬되며, 상기 파우치는 제 2 챔버로서 단단히 닫힌 파우치에서 스스로 둘러막으며, 더욱 크고, 반투명 폴리머 필름으로 만들어지며, 제 2 챔버는 또한 액체 활성제 용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학발광성 조명요소.
2. 제 1 항에 있어서, 알루미늄 호일을 정렬시키는 폴리머가 폴리올레핀인 것을 특징으로 하는 요소.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 외부 파우치가 외주를 따라 함께 봉합된 두 개의 폴리머 필름으로 구성되는 것을 특징으로 하는 요소.
4. 제 3 항에 있어서, 두 개의 폴리머 필름 중 한 개가 펠트 또는 흡수 재료(absorbing material)로 만들어진 섬유에 의해 내부 측면에 늘어서고, 옥살산 용액 및 활성제 용액에 적합한 것을 특징으로 하는 요소.
5. 제 3 항에 있어서, 필름들이 탄성인장(elastic tension)하에 있는 것을 특징으로 하는 요소.
6. 제 1, 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 외부 파우치가 또한 한 개 이상의 경질재 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 요소.
7. 제 4 항에 있어서, 경질재 입자가 강구인 것을 특징으로 하는 요소.
8. 제 4 항에 있어서, 입자 도는 경질재 입자가 폴리올레핀 입상(granulates)인 것을 특징으로 하는 요소.
9. 상기 청구항들 중 어떠한 항에 있어서, 내부 파우치가 폴리머 대신 알루미늄 호일로 구성되고, 봉합이 파열(bursting)에 비해 더 작은 범위의 저항을 갖는 것을 특징으로 하는 요소.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어떠한 항에 있어서, 폴리머로 늘어선 박판 알루미늄 호일로 만들어진 파우치들은 접촉하고 있는 폴리머 면인 서로에 대한 두 개의 알루미늄 테이프를 풀어서 연속적인 방법으로 형성되고, 최소한 외주를 따라 봉합되며, 봉합에 의해 범위 지어진 외주 내부에서 옥살산염 용액을 주입하고,

    - 그러한 방법으로 봉합되고 채워진 파우치들은 자동화된 칼날에 의해 분리되고 반투명한 플라스틱 파우치에서 그것들을 혼합하는 제 2 기계장치에 연속적이고 한시적인 방법으로 개별적으로 보내지며,

    - 유연하고 반투명한 폴리머 필름 테이프 두개를 마주보게 위치시키는 상기 제 2 기계장치는 저장롤로부터 펼쳐지고, 연속적이고 한시적인 방법으로 행해진 전체인 상기 외주의 내부에 활성제 용액 및 알루미늄 파우치를 삽입한 외주를 따라 봉합되며,

    - 자동화된 칼날로 각각으로부터 일련의 각 파우치로 분리되거나, 기계장치로부터 떨어져나간 체인으로서 최종사용자에게 공급되는, 최종적으로 완성된 파우치를 특징으로 하는 화학발광성 조명요소의 제조과정.
11. 제 10 항에 있어서, 유연하고 반투명한 폴리머 필름 테이프 두 개 중 하나가 흡수섬유펠트(absorbing fiber felt)로 만들어진 테이프에 의해 다른 폴리머 테이프를 향한 면에서 늘어서고, 마주한 늘어서지 않은, 유연한 폴리머 필름 테이프에 연속적으로 봉합되는 것을 특징으로 하는 제조과정.
12. 제 11 항 또는 제 10 항 중 한 항에 있어서, 알루미늄 파우치와 활성제 용액을 삽입할 때, 하나 또는 몇몇의 경질 입자가 또한 파우치들 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 제조과정.