KR20110135865A - 휘발성 조성물 분배기 - Google Patents

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Abstract

휘발성 조성물 분배기는 적어도 하나의 휘발성 조성물을 내부에 포함하는 휘발성 조성물 용기를 포함한다. 파열 요소가 휘발성 조성물 용기에 근접하게 위치된다. 휘발성 조성물 용기는 캐밍 표면을 포함하는 캠을 포함한다. 캐밍 표면은, 파열 요소의 적어도 일부분을 휘발성 조성물 용기를 향해 이동시켜서 휘발성 조성물 용기를 천공하고 휘발성 조성물 용기로부터 휘발성 조성물의 적어도 일부분을 방출하여 그 휘발성 조성물의 부분이 증발되고 휘발성 조성물 분배기로부터 유출되게 하도록 구성된다.

Description

휘발성 조성물 분배기{VOLATILE COMPOSITION DISPENSER}
본 발명은 휘발성 조성물을 분배하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휘발성 조성물을 막(membrane)을 사용하여 분배하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
휘발성 조성물 분배기는 공기 청향(freshening) 또는 주변 공기의 방향(perfuming)과 같은 다양한 효과를 제공하기 위해, 예를 들어 휘발성 조성물을 집안 주변 공기 또는 차량 객실 주변 공기와 같은 주변 공기 내로 증발시키도록 사용될 수 있다. 무동력식(non-energized) 분배 시스템, 예를 들어 전기 에너지에 의해 동력을 공급받지 않는 시스템은 주변 공기 중으로 휘발성 조성물을 전달하기 위한 대중적인 방식이다. 이러한 분배 시스템은 에어로졸과 같이 사람의 작동을 요구할 수 있는 것과, 위크(wick) 기반 시스템 및 젤과 같이 사람의 작동을 요구하지 않을 수 있는 것으로 분류될 수 있다. 제1 유형의 분배 시스템은 요구시 휘발성 조성물을 전달하는 반면, 제2 유형의 분배 시스템은 휘발성 조성물을 보다 연속적인 방식으로 전달한다. 휘발성 조성물 분배기 및 이것의 사용에 대한 광범위한 요구 때문에, 휘발성 조성물 분배기 기술은 개선되어야 한다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 휘발성 조성물 분배기는 적어도 하나의 휘발성 조성물을 내부에 포함하는 휘발성 조성물 용기를 포함한다. 파열 요소(rupture element)가 휘발성 조성물 용기에 근접하게 위치된다. 휘발성 조성물 분배기는 캐밍 표면(camming surface)을 포함하는 캠(cam)을 포함한다. 캐밍 표면은, 파열 요소의 적어도 일부분을 휘발성 조성물 용기를 향해 이동시켜서 휘발성 조성물 용기를 천공하고 휘발성 조성물 용기로부터 휘발성 조성물의 적어도 일부분을 방출하여 그 휘발성 조성물의 부분이 증발되고 휘발성 조성물 분배기로부터 유출되게 하도록 구성된다.
비제한적인 다른 실시 형태에서, 휘발성 조성물 분배기는 외부 쉘과, 적어도 하나의 휘발성 조성물을 내부에 포함하는 휘발성 조성물 용기를 포함한다. 휘발성 조성물 용기는 외부 쉘 내에 적어도 부분적으로 위치되도록 구성된다. 휘발성 조성물 분배기는 휘발성 조성물 용기에 근접하게 위치되는 천공 부재를 포함하는 요소와, 적어도 천공 부재를 휘발성 조성물 용기를 향해 이동시켜서 휘발성 조성물 용기를 천공하고 휘발성 조성물 용기로부터 휘발성 조성물의 적어도 일부분을 방출하여 그 휘발성 조성물의 부분이 증발되고 외부 쉘로부터 유출되게 하도록 구성되는 액추에이터를 추가로 포함한다.
비제한적인 또 다른 실시 형태에서, 휘발성 조성물 분배 시스템은 적어도 하나의 휘발성 조성물을 내부에 포함하는 휘발성 조성물 용기와, 이동가능 부분을 포함하는 파열 요소를 포함한다. 파열 요소는 휘발성 조성물 용기에 근접하게 위치된다. 휘발성 조성물 분배 시스템은 파열 요소에 근접하게 위치되는 통기성 막과, 액추에이터로서, 액추에이터가 이동가능 부분에 힘을 가하지 않는 제1 위치와 액추에이터가 이동가능 부분에 힘을 가하여 이동가능 부분이 휘발성 조성물 용기를 향해 가압되게 하여서 휘발성 조성물 용기를 천공하고 휘발성 조성물의 적어도 일부분을 증발을 위해 통기성 막 상으로 방출하는 제2 위치 사이에서 이동되도록 구성되는 상기 액추에이터를 추가로 포함한다.
비제한적인 또 다른 실시 형태에서, 휘발성 조성물 분배기를 위한 휘발성 조성물 카트리지는 적어도 하나의 휘발성 조성물을 내부에 포함하는 휘발성 조성물 용기, 휘발성 조성물 용기에 근접하게 위치되는 파열 요소, 및 파열 요소에 근접하게 위치되는 미세다공성 막을 포함한다. 파열 요소는 휘발성 조성물 용기의 일부분 및 미세다공성 막의 일부분과 밀봉가능하게 맞물린다. 파열 요소는 작동시 휘발성 조성물을 휘발성 조성물 용기로부터 미세다공성 막 상으로 방출하기 위해 휘발성 조성물 용기 내에 개구를 생성하도록 구성된다.
비제한적인 또 다른 실시 형태에서, 휘발성 조성물을 분배하는 방법은 휘발성 조성물을 내부에 포함하는 휘발성 조성물 용기를 제공하는 단계, 및 휘발성 조성물 용기에 근접하게 위치되는 파열 요소를 제공하는 단계를 포함한다. 방법은 파열 요소의 적어도 일부분을 이동시키고 휘발성 조성물 용기를 천공하여 휘발성 조성물의 적어도 일부분이 증발을 위해 휘발성 조성물 용기로부터 방출되게 하도록 액추에이터를 작동시키는 단계를 추가로 포함한다.
첨부 도면들에 관련하여 취해진 실시 형태들의 하기의 설명을 참조함으로써 본 발명의 전술된 그리고 기타 특징 및 이점과 이들을 얻는 방식이 더욱 명백해질 것이고 본 발명 그 자체가 더욱 양호하게 이해될 것이다.
<도 1>
도 1은 비제한적인 일 실시 형태에 따라 차량의 공기 시스템 통기공(vent) 상에 위치된 휘발성 조성물 분배기의 사시도.
<도 2>
도 2는 비제한적인 일 실시 형태에 따라 캠이 제1 비-작동 위치에 있는 휘발성 조성물 분배기의 측면도.
<도 3>
도 3은 비제한적인 일 실시 형태에 따른 도 2의 휘발성 조성물 분배기의 단면도.
<도 4>
도 4는 비제한적인 일 실시 형태에 따른 도 2의 휘발성 조성물 분배기의 평면 사시도.
<도 5>
도 5는 비제한적인 일 실시 형태에 따른 도 2의 휘발성 조성물 분배기의 저면 사시도.
<도 6>
도 6은 비제한적인 일 실시 형태에 따른 도 1의 휘발성 조성물 분배기의 다양한 구성요소의 분해 사시도.
<도 7>
도 7은 비제한적인 일 실시 형태에 따라 캠이 제2 작동 위치에 있는 도 2의 휘발성 조성물 분배기의 평면 사시도.
<도 8>
도 8은 비제한적인 일 실시 형태에 따라 캠이 제2 작동 위치에 있는 도 2의 휘발성 조성물 분배기의 저면 사시도.
<도 9>
도 9는 비제한적인 일 실시 형태에 따라 캠이 제2 작동 위치에 있는 도 2의 휘발성 조성물 분배기의 측면도.
<도 10>
도 10은 비제한적인 일 실시 형태에 따른 도 9의 휘발성 조성물 분배기의 단면도.
<도 11>
도 11은 비제한적인 일 실시 형태에 따른 휘발성 조성물 분배기를 위한 파열 요소의 평면 사시도.
<도 12>
도 12는 비제한적인 일 실시 형태에 따른 도 11의 파열 요소의 평면도.
<도 13>
도 13은 비제한적인 일 실시 형태에 따른 휘발성 조성물 분배기를 위한 다른 파열 요소의 평면도.
<도 14>
도 14는 비제한적인 일 실시 형태에 따라 변형가능 재료 및 도 13의 파열 요소를 사용하는 휘발성 조성물 분배기의 단면도.
<도 15>
도 15는 비제한적인 일 실시 형태에 따른 휘발성 조성물 분배기의 다양한 구성요소의 분해 사시도.
<도 16>
도 16은 비제한적인 일 실시 형태에 따라 캠이 비-작동 위치에 있는 다른 휘발성 조성물 분배기의 저면 사시도.
<도 17>
도 17은 비제한적인 일 실시 형태에 따라 캠이 중간 위치에 있는 도 16의 휘발성 조성물 분배기의 일부분의 평면 사시도.
<도 18>
도 18은 비제한적인 일 실시 형태에 따라 캠이 완전 작동 위치에 있는 도 16의 휘발성 조성물 분배기의 일부분의 평면도.
<도 19>
도 19는 비제한적인 일 실시 형태에 따른 휘발성 조성물 분배기의 배면도.
이제, 본 명세서에 개시되는 장치 및 방법의 구조, 기능, 제조 및 사용의 원리에 대한 전체적인 이해를 제공하기 위해 다양한 실시 형태가 설명될 것이다. 이들 실시 형태 중 하나 이상의 예가 첨부 도면들에 도시되어 있다. 당업자는 본 명세서에서 구체적으로 설명되며 첨부 도면에 도시되어 있는 장치 및 방법은 비제한적이며 예시적인 실시 형태이고, 본 발명의 다양한 실시 형태의 범주는 오직 특허청구범위에 의해서만 한정됨을 이해할 것이다. 예시적인 일 실시 형태와 관련하여 도시되거나 설명되는 특징부는 다른 예시적인 실시 형태의 특징부와 조합될 수 있다. 그러한 수정 및 변형은 본 발명의 범주 내에 포함되도록 의도된다.
일 실시 형태에 따르면, 휘발성 조성물 분배기는 예를 들어 향료, 방향제, 및/또는 살충제와 같은 적어도 하나의 휘발성 조성물 및/또는 다른 용액 또는 조성물을 휘발성 조성물 분배기를 둘러싸는 영역 또는 주변 공기로 분배하도록 사용될 수 있다. 휘발성 조성물은 대기 조건 하에서 증기 상이 될 수 있는 단일 화학물질 또는 단일 물질을 포함할 수 있거나, 더욱 일반적으로, 휘발성 조성물은 대기 조건 하에서 증기 상이 될 수 있는 화학물질들 및/또는 물질들의 혼합물을 포함할 수 있다.
일 실시 형태에서, 휘발성 조성물은 공기 청향제, 탈취제, 냄새 중화(odor neutralizing) 물질, 냄새 차단(odor blocking) 물질, 악취 중화제(malodor counteractant), 냄새 차폐(odor masking) 물질, 방향요법(aromatherapy) 물질, 아로마콜로지(aromachology) 물질, 살충제, 및/또는 이들의 조합으로서 작용할 수 있는 물질을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 다른 다양한 실시 형태에서, 휘발성 조성물은 그 증기 상에서 휘발성 조성물 분배기 외측의 주변 공기 또는 영역을 변경, 향상, 및/또는 처리하도록 작용할 수 있는 다른 다양한 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 범주를 제한하고자 함이 없이 예시를 위해, 본 발명은 예를 들어 향료 또는 방향제와 같은 휘발성 조성물을 함유하는 액체를 전달하기 위한 공기 청향 시스템으로 설명될 것이다. 예시적인 일 실시 형태에서, 휘발성 조성물 분배기는 예를 들어 차량의 내부 공간 또는 객실 내에 사용되도록 구성될 수 있지만, 본 발명은 그러한 용도로 제한되지 않는다. 본 명세서에서는 휘발성 조성물 분배기가 차량 내에 사용되는 것과 관련하여 논의될 것이지만, 당업자는 분배기가 가정 또는 사무실과 같은 임의의 환경에서 사용되도록 구성될 수 있거나, 심지어 예를 들어 사람에 의해 착용될 수 있고, 임의의 적합한 용액, 화학물질, 물질, 및/또는 조성물을 분배하도록 구성될 수 있음을 이해할 것이다.
다양한 실시 형태에서, 분배기에 의해 분배되는 휘발성 조성물은, 차량의 내부 공간 또는 객실을 승객에게 보다 쾌적한 냄새가 나도록 만들고/만들거나 예를 들어 차량으로 들어갈 때 쾌적한 방향제를 증발시킴으로써 그리고/또는 악취를 중화시키고/시키거나 적어도 부분적으로 제거할 수 있는 조성물을 증발시킴으로써 승객에게 좋은 도어 개방 경험을 제공하도록 구성되는 임의의 적합한 용액, 화학물질, 물질, 및/또는 조성물을 포함할 수 있다.
본 발명은 일반적으로 휘발성 조성물을 연속적인 방식으로 전달하기 위한 무동력식 휘발성 조성물 분배기에 관한 것이다. "무동력식"은, 장치가 수동적(passive)이며, 외부 에너지원에 의해 동력이 공급될 필요가 없음을 의미할 수 있다. 특히, 일 실시 형태에서, 휘발성 조성물 분배기는 열, 기체, 또는 전류의 공급원에 의해 동력이 공급될 필요가 없고, 휘발성 조성물은 일반적으로 에어로졸 수단에 의해 전달되지 않는다.
다양한 실시 형태에서, 휘발성 조성물 분배기는 휘발성 조성물 분배기가 휴지 위치에 있을 때(즉, 휘발성 조성물 분배기가 차량에 대해 움직이고 있지 않을 때) 연속적인, 또는 실질적으로 연속적인 방식으로 적어도 하나의 휘발성 조성물을 전달할 수 있다. 적어도 하나의 휘발성 조성물의 발산 수준은 적어도 하나의 휘발성 조성물의 전부, 또는 실질적으로 전부가 휘발성 조성물 분배기의 휘발성 조성물 용기로부터 고갈될 때까지 균일한 강도를 나타낼 수 있다. 적어도 하나의 휘발성 조성물의 연속적인 발산은 예를 들어 최대 20일, 30일, 60일, 90일, 더 짧거나 더 긴 기간, 또는 10일 내지 90일의 임의의 기간과 같은 임의의 적합한 길이로 될 수 있다. 물론, 더 많거나 더 적은 휘발성 조성물이 그 유효 수명을 증가시키거나 감소시키도록 휘발성 조성물 분배기에 제공될 수 있다. 또한, 휘발성 조성물 분배기의 유효 수명은 이것이 작동하는 조건(즉, 온도, 압력, 수분 함량 등)에 좌우될 수 있다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 도 1을 참조하면, 휘발성 조성물 분배기(10)가 차량의 공기 취급 시스템의 통기공(12) 상에 위치된 것으로 도시되어 있다. 통기공(12)은 예를 들어 복수의 루버(louver)(13) 및 루버 조정 메커니즘(15)을 포함할 수 있다. 휘발성 조성물 분배기(10)는 예를 들어 분배기(10)의 장착부를 루버(13)와 맞물리게 함으로써 통기공(12)에 부착될 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 공기 취급 시스템에 의해 통기공(12)으로부터 강제 배출되거나 송풍되는 공기는 휘발성 조성물 분배기(10)로부터 임의의 증발된(즉, 증기 상) 휘발성 조성물을 차량의 내부 공간 또는 객실로 전개시키기 위해 휘발성 조성물 분배기(10)를 통해 유동할 수 있다. 휘발성 조성물의 이러한 전개는 위에서 논의된 바와 같이, 예를 들어 차량의 객실 또는 내부 공간 내의 공기를 처리할 수 있다. 당업자는 본 명세서에 설명되는 휘발성 조성물 분배기가 사용 후 버리는, 일회용 물품일 수 있거나, 휘발성 조성물이 적어도 대부분 사용된 후 휘발성 조성물 또는 휘발성 조성물 카트리지로 다시 채워질 수 있다는 것을 인식할 것이다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 도 1 내지 도 10을 참조하면, 휘발성 조성물 분배기(10)는 외부 쉘(14)을 포함할 수 있다. 외부 쉘(14)은 휘발성 조성물 분배기(10)의 다양한 내부 구성요소를 적어도 부분적으로 내장할 수 있다. 외부 쉘(14)이 원형인 것으로 도시되어 있지만, 그것은 또한 정사각형, 직사각형, 삼각형, 난형, 또는 임의의 다른 적합한 형상일 수 있다. 일 실시 형태에서, 외부 쉘(14)은 또한 휘발성 조성물 분배기(10)를 고객에게 더욱 미적으로 만족스럽게 만들기 위해, 예를 들어 다양한 디자인 및/또는 색상을 포함할 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 예를 들어 외부 쉘(14)은 재사용가능할 수 있는 반면, 휘발성 조성물 분배기(10)의 다른 다양한 내부 구성요소(예컨대, 휘발성 조성물 카트리지)는 교체될 수 있다. 외부 쉘(14)은 임의의 적합한 재료 또는 재료들로 열성형, 사출 성형, 및/또는 블로우 성형될 수 있다. 외부 쉘(14)의 적합한 재료는 예를 들어 클로크너(Klockner)로부터 입수가능한 펜타플라스트 펜타폼(Pentaplast Pentaform)(등록상표) 2101과 같은 플라스틱을 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 외부 쉘(14)의 재료(들)는 착색된 및/또는 착색되지 않은, 투광형(see-through) 플라스틱을 포함할 수 있다. 투광형 재료는 휘발성 조성물 분배기(10) 내에 남아 있는 휘발성 조성물의 양의 관찰을 허용할 수 있으며, 이는 휘발성 조성물 분배기(10)의 수명 종료 시점(end-of life)을 지시할 수 있다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 도 5, 도 6 및 도 8을 참조하면, 외부 쉘(14)은 예를 들어 차량의 공기 시스템으로부터의 공기가 휘발성 조성물 분배기(10)로 유입될 수 있게 하도록 구성되는 적어도 하나의 입구 통기공(16)을 포함할 수 있다. 공기 시스템으로부터의 공기가 휘발성 조성물 분배기(10)의 외부 쉘(14)로 유입될 때, 그것은 예를 들어 통기성 또는 미세다공성 막과 같은 막을 통해 또는 그 주위로 통과될 수 있다. 막은 증발을 위한 적어도 하나의 휘발성 조성물을 수용하도록 구성될 수 있다. 공기가 외부 쉘(14)의 막 및/또는 내부 부분을 통과할 때, 그것은 증발된 또는 부분적으로 증발된 휘발성 조성물과 혼합될 수 있다. 일 실시 형태에서, 이 혼합물은 이어서 휘발성 조성물 분배기(10)를 둘러싸는 공기를 처리하기 위해 휘발성 조성물 분배기(10) 및/또는 외부 쉘(14)로부터 유출될 수 있다. 적어도 하나의 입구 통기공(16)은, 차량의 공기 시스템으로부터의 공기가 휘발성 조성물 분배기(10)로 유입되어 증발된 또는 부분적으로 증발된 휘발성 조성물과 혼합될 수 있게 하기 위해 임의의 적합한 형상 및 배향을 갖는 복수의 입구 통기공(16)을 포함할 수 있다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 도 1, 도 2 및 도 4 내지 도 9를 참조하면, 외부 쉘(14)은 또한 적어도 하나의 선택적인 출구 통기공(18)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 출구 통기공(18)은 휘발성 조성물 분배기(10) 내의 임의의 증발된 또는 부분적으로 증발된 휘발성 조성물이 외부 쉘(14)로부터 유출되어 차량의 객실 또는 내부 영역으로 유입될 수 있게 하기 위해 외부 쉘(14) 내에서, 적어도 하나의 입구 통기공(16)과 유체 연통될 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 적어도 하나의 출구 통기공(18)은 증발된 또는 부분적으로 증발된 휘발성 조성물이 휘발성 조성물 분배기(10)의 외부 쉘(14)로부터 유출될 수 있게 하기 위해 임의의 적합한 형상 또는 배향을 갖는 복수의 출구 통기공(18)을 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 휘발성 조성물 분배기(10)는 공기가 휘발성 조성물 분배기를 통해 유동하여 증발된 또는 부분적으로 증발된 휘발성 조성물을 휘발성 조성물 분배기를 둘러싸는 주변 공기로 분배할 수 있도록 충분한 공기 유동을 갖는 영역에서 차량 외측에 위치될 수 있다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 도 2 내지 도 10을 참조하면, 휘발성 조성물 분배기(10)는 또한 장착부(22)에 부착되거나 그에 형성되는 이동가능 액추에이터 또는 캠(20)("캠")을 포함할 수 있다. 캠(20)은 하나의 캐밍 표면(24) 또는 하나 초과의 캐밍 표면을 포함할 수 있다. 하나 초과의 캐밍 표면이 제공되는 실시 형태에서, 다양한 캐밍 표면은 특정 시간에 어느 캐밍 표면이 파열 요소와 접촉하고 있는지에 따라 캠(20)이 휘발성 조성물 분배기(10)의 파열 요소에 상이한 힘을 가할 수 있게 하기 위해, 예를 들어 캠(20)으로부터 상이한 거리로 연장될 수 있다. 캠(20) 또는 캐밍 표면(24)은 휘발성 조성물 분배기(10)의 파열 요소에 충분한 소정의 힘을 가하기 위해 임의의 적합한 형상 또는 배향을 가질 수 있다. 캐밍 표면(24)은 파열 요소와 직접 접촉할 필요가 없으며, 실제로는, 통상적으로 우선 막과 접촉하고 막을 파열 요소를 향해 밀어낼 수 있다.
일 실시 형태에서, 여전히 도 2 내지 도 10을 참조하면, 장착부(22)는 예를 들어 외부 쉘(14)로부터 연장되는 적어도 하나의 러그(36)와 맞물리는 핀(26)에 의해 휘발성 조성물 분배기(10) 또는 외부 쉘(14)에 부착되거나, 이동가능하게 부착되거나, 회전가능하게 부착되거나, 선회가능하게 부착될 수 있어서, 장착부(22)는 외부 쉘(14)에 대해 핀(26)을 중심으로 회전, 이동, 및/또는 선회할 수 있다. 일 실시 형태에서, 적어도 하나의 러그(36) 내에 개구(37)가 한정될 수 있으며, 이 경우 개구는 핀(26)을 수용할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 장착부(22)는 그로부터 연장되는 적어도 하나의 돌출부를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 돌출부는 장착부(22)를 외부 쉘(14)에 부착시키기 위해 외부 쉘(14)에 형성되거나 그에 부착되는 장착 브라켓(도시 안됨) 내의 개구와 맞물릴 수 있다. 또한, 장착부(22)는 휘발성 조성물 분배기(10)를 예를 들어 차량의 공기 시스템의 통기공과 같은 물체에 부착시키도록 사용될 수 있다. 그러한 것으로서, 장착부(22)는 공기 시스템의 통기공의 일부분과 맞물리도록 구성되는 복수의 멈춤쇠(detent)(27)를 포함할 수 있다. 물론, 장착부(22)는 또한 휘발성 조성물 분배기(10)를 다른 물체 또는 공기 시스템의 통기공에 부착시킬 수 있게 할 임의의 다른 적합한 파지 또는 맞물림 특징부를 포함할 수 있다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 역시 도 2 내지 도 10을 참조하면, 캠(20)은 제1 비-작동 위치와 제2 작동 위치 사이에서 이동가능할 수 있다. 일 실시 형태에서, 제1 비-작동 위치는 도 2 내지 도 5에 도시되어 있고, 제2 작동 위치는 도 7 내지 도 10에 도시되어 있다. 도면과 관련하여 볼 수 있는 바와 같이, 사용자는 캠(20)을 제1 비-작동 위치(도 2 내지 도 5)와 제2 작동 위치(도 7 내지 도 10) 사이에서 이동시키기 위해, 예를 들어 장착부(22)를 핀(26)을 중심으로 이동, 선회, 및/또는 회전시킬 수 있다. 캠(20)이 장착부(22)의 작동에 의해 이동, 선회, 및/또는 회전될 때, 캐밍 표면(24) 및 캠(20)의 적어도 일부분은 외부 쉘(14) 내의 리세스(28)(도 5)로 들어갈 수 있고, 외부 쉘(14)의 내부 부분으로 적어도 부분적으로 들어갈 수 있다. 외부 쉘(14)의 내부 부분으로 들어가는 캐밍 표면(24) 및/또는 캠(20)의 적어도 일부분의 목적은, 캐밍 표면(24)이 외부 쉘(14) 내의 파열 요소에 충분한 소정의 힘을 가할 수 있게 하여 파열 요소가 휘발성 조성물을 내부에 포함한 휘발성 조성물 용기를 관통하거나 천공하게 함으로써 휘발성 조성물을 막 상으로 방출시키는 것이다. 일 실시 형태에서, 파열 요소 또는 파열 요소의 이동가능 부분은 캠(20) 및/또는 캐밍 표면(24)에 의해 작동될 때 약 1 ㎜ 내지 약 4 ㎜ 변위될 수 있다. 물론, 다른 실시 형태에서, 파열 요소 또는 파열 요소의 이동가능 부분은 휘발성 조성물 용기의 벽 및/또는 휘발성 조성물 용기의 파열가능 시일(seal)을 파열시키거나, 관통시키거나, 천공시킬 때 임의의 적합한 거리로 이동할 수 있다. 이러한 이동의 결과로서, 휘발성 조성물은 증발을 위해 휘발성 조성물 분배기(10)의 막 상으로(또는 선택적인 위크 및 이어서 막으로) 분배되거나, 적하되거나, 유동될 수 있다. 휘발성 조성물 용기, 휘발성 조성물, 파열 요소, 및 막은 아래에서 더욱 상세히 논의된다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 도 2, 도 3, 도 5, 도 6, 도 8, 및 도 10을 참조하면, 장착부(22)가 작동되고 캠(20)을 제2 작동 위치로 이동, 선회, 및/또는 회전시킬 때, 장착부(22)는 외부 쉘(14)의 제2 또는 바닥 부분으로부터 연장되는 선택적인 캐치(catch)(30)와 맞물릴 수 있다. 캐치(30)는 캠(20)이 제2 작동 위치에 있는 위치에서 장착부(22)를 유지시키기 위해 장착부(22) 상의 슬롯, 홈, 돌출부(31), 개구 등과 맞물리도록 구성될 수 있다. 캐치(30)는 또한 휘발성 조성물 분배기(10)의 사용 중 장착부(22)가 외부 쉘(14)에 대해 이동, 선회, 및/또는 회전할 가능성을 방지하거나, 억제하거나, 적어도 최소화시킬 수 있다.
휘발성 조성물 분배기(10)를 소비자 또는 사용자에게 전달할 때, 장착부(22)는, 캠(20) 및 캐밍 표면(24)이 제1 비-작동 위치에 있고 휘발성 조성물 분배기(10) 내의 파열 요소 또는 천공 또는 관통 부재를 구비한 요소(본 명세서에서 통칭하여 "파열 요소"로 지칭함)에 힘을 가하지 않도록 위치될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 장착부(22)는 캠(20) 및 캐밍 표면(24)이 휘발성 조성물 용기 또는 예를 들어 휘발성 조성물 용기 상의 또는 그에 부착되는 파열가능 시일 또는 벽을 천공하거나 관통하기에 충분한 소정의 힘을 파열 요소에 가하지 않도록 위치될 수 있다. 이로써, 휘발성 조성물 용기는 천공되지 않거나 관통되지 않은 상태로 유지될 수 있어서, 소비자에 의한 사용 전에 및/또는 캠(20)을 제2 작동 위치로 이동시키기 전에 휘발성 조성물이 휘발성 조성물 용기로부터 증발 및/또는 유출될 가능성을 방지하거나, 억제하거나, 적어도 감소시킨다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 도 6을 참조하면, 휘발성 조성물 분배기(10)의 다양한 구성요소의 분해 사시도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 외부 쉘(14)은 적어도 하나의 출구 통기공(18)을 포함한 제1 부분(32)과 적어도 하나의 입구 통기공(16)을 포함한 제2 부분(34)을 포함할 수 있다. 당업자는 외부 쉘(14)의 적어도 일부분, 예를 들어 제2 부분(34)의 일부가 제거될 수 있고 그럼에도 불구하고 휘발성 조성물 분배기(10)는 적절하게 기능할 수 있는 것을 인식할 것이다. 일 실시 형태에서, 외부 쉘(14)의 제1 부분(32)은 제2 부분(34)에 선회가능하게 부착되거나, 스냅 끼워맞춤(snap fit)되거나, 가압 끼워맞춤(press fit)되거나, 그에 맞물리거나 부착되도록 달리 구성될 수 있다. 장착부(22)는 장착부(22)가 제2 부분(34)에 대해 이동, 선회, 및/또는 회전할 수 있게 하기 위해, 핀(26)을 사용하여 제2 부분(34) 상의 적어도 하나의 러그(36)에 부착될 수 있다. 외부 쉘(14)의 제1 부분(32)이 외부 쉘(14)의 제2 부분(34)에 선회가능하게 또는 회전가능하게 부착되면, 두 부분(32, 34)은 예를 들어 힌지에 의해, 또는 다른 적합한 회전가능 또는 선회가능 부재에 의해 연결될 수 있다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 여전히 도 6을 참조하면, 휘발성 조성물 분배기(10)의 다른 다양한 구성요소는 적어도 하나의 휘발성 조성물(40)(도 6에는 도시 안됨)을 내부에 포함하도록 구성되는 휘발성 조성물 용기(38)와, 휘발성 조성물(40)의 적어도 대부분을 휘발성 조성물 용기(38) 내에 유지시키기 위해 휘발성 조성물 용기(38)의 일부분을 덮도록 구성되는 선택적인 파열가능 시일(42)을 포함할 수 있다. 휘발성 조성물 용기(38)는 강성 또는 가요성 재료로 구성될 수 있다. 휘발성 조성물 분배기(10)는 외부 하우징(46) 및 이 외부 하우징(46) 내에 적어도 부분적으로 위치되는 이동가능 부분(48)을 포함하는 파열 요소(44)를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 휘발성 조성물 분배기(10)는 또한 예를 들어 통기성 막 또는 미세다공성 막과 같은 막(50)을 포함할 수 있다. 이들 다양한 구성요소의 적어도 일부는 외부 쉘(14) 내에 적어도 부분적으로 위치될 수 있고, 예를 들어 접착제 밀봉, 열 밀봉, 유도 밀봉(induction sealing), 압력 밀봉, 초음파 접합, 크림핑(crimping), 및/또는 임의의 다른 적합한 밀봉 방법 또는 밀봉 화합물을 사용하여 서로 밀봉가능하게 맞물릴 수 있다. 다양한 구성요소는 휘발성 조성물 용기(38)의 천공가능한, 관통가능한, 및/또는 파열가능한 벽(도시 안됨) 및/또는 파열가능 시일(42)이 파열 요소(44)에 의해 천공되거나 관통된 때 휘발성 조성물(40)이 휘발성 조성물 용기(38)로부터 유출되거나 유동될 수 있게 하기 위해 함께 밀봉될 수 있어서, 휘발성 조성물(40)은 막(50)으로부터 누출됨이 없이 그리고 휘발성 조성물 분배기(10)의 구성요소의 시일들 사이에서 누출됨이 없이 증발을 위해 막(50) 상에 수용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 파열가능 시일(42)이 제공되지 않을 수 있고, 파열 요소(44)는 휘발성 조성물 용기(38)의 벽 또는 다른 부분(이하 "벽")을 천공하거나 관통할 수 있다. 물론, 일 실시 형태에서, 벽과 파열가능 시일(42) 둘 모두는 파열 요소(44)에 의해 천공되거나 관통될 수 있다. 파열 요소(44)는 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP), 폴리에스테르, 또는 성형에 적합한 것으로 알려진 다른 플라스틱을 사용하여 사출, 압축, 또는 압력 성형될 수 있다. 일 실시 형태에서, 파열 요소(44)는 또한 원치 않는 또는 요구되지 않는 부분을 제거하기 위한 별도의 커팅 단계를 갖는 열성형에 의해 제조될 수 있다.
위에 추가적으로, 비제한적인 일 실시 형태에서, 여전히 도 6을 참조하면, 벽은 휘발성 조성물(40)이 막(50) 상으로 방출될 때까지 그의 증발을 방지하거나, 억제하거나, 적어도 감소시키기 위해 휘발성 조성물(40)을 휘발성 조성물 용기(38) 내에 적어도 부분적으로 유지시키도록 구성될 수 있다. 벽은 파열 요소(44)에 의해 천공, 관통, 및/또는 파열되도록 구성될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 휘발성 조성물 용기(38)는 파열가능 시일(42)과 밀봉가능하게 또는 달리 맞물리도록 구성되는 플랜지(39)를 선택적으로 포함하는 하나의 개방측을 포함할 수 있다. 파열가능 시일(42)은 접착제의 층, 열, 및/또는 압력 밀봉, 초음파 접합, 크림핑 등 또는 이들의 조합에 의해 플랜지(39)에 밀봉되거나 그와 맞물릴 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 파열가능 시일(42)은 휘발성 조성물(40)이 막(50) 상으로 방출될 때까지 그의 증발을 방지하거나, 억제하거나, 적어도 감소시키기 위해 휘발성 조성물(40)을 휘발성 조성물 용기(38) 내에 적어도 부분적으로 유지시킬 수 있다. 파열가능 시일(42)은 접착제, 열, 압력 밀봉, 초음파 접합, 크림핑, 및/또는 다른 적합한 밀봉 방법을 사용하여 휘발성 조성물 용기(38)의 선택적인 플랜지(39)에 부착될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 파열가능 시일(42)은 예를 들어 휘발성 조성물 용기(38)와 일체로 형성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 파열가능 시일(42)은 예를 들어 가요성 포일(foil)과 같은 파열가능 기재를 포함할 수 있다.
위에 추가적으로, 비제한적인 일 실시 형태에서, 파열가능 시일(42)은 파열을 돕기 위한 요소가 존재하거나 존재하지 않는 상태에서, 충분한 힘 또는 소정의 힘이 가해질 때 파열되거나 파단되는 임의의 재료로 구성될 수 있다. 휘발성 조성물 용기(38) 또는 휘발성 조성물 분배기(10)가 보관되는 동안 파열가능 시일(42)이 휘발성 조성물(40)을 휘발성 조성물 용기(38) 내에 함유하도록 의도되기 때문에, 파열가능 시일(42)은 사용 전 휘발성 조성물(40)의 증발을 방지하거나 적어도 최소화시키는 임의의 장벽 재료로 제조될 수 있다. 이러한 재료는 증기 및 액체에 대해 불투과성이거나 적어도 실질적으로 불투과성일 수 있다. 파열가능 시일(42)에 적합한 장벽 재료는 예를 들어 가요성 필름, 예컨대 중합체 필름, 가요성 포일, 및/또는 복합 재료, 예컨대 포일/중합체 필름 라미네이트를 포함할 수 있다. 적합한 가요성 포일은 알칸 패키징(Alcan Packaging)으로부터 입수가능한, 니트로셀룰로오스 보호 래커, 20 마이크로미터 알루미늄 포일, 폴리우레탄 프라이머, 및 15 g/㎡ 폴리에틸렌 코팅으로 구성되는 포일(리드포일(Lidfoil) 118-0092)과 같은 금속 포일을 포함한다. 파열가능 시일(42)의 대안적인 조성물은 PE 코팅/Al 포일/PE 코팅 또는 PP 필름/Al 포일/PE 코팅을 포함할 수 있다. 파열 요소(44)가 PP로 구성되는 경우에, 그것은 예를 들어 파열가능 시일(42)의 PP 측에 밀봉될 수 있다. 파열 요소(44)가 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 구성되는 경우에, 파열가능 시일(42) 상의 PE 코팅은 예를 들어 파열 요소(44)를 파열가능 시일(42)에 열 밀봉하는 것을 돕기 위해 HDPE일 수 있다. 어느 경우든, 파열가능 시일(42)이 부착되는(예컨대, PE 대 PE, PP 대 PP, 및 HDPE 대 HDPE) 임의의 구성요소(예컨대, 파열 요소(44) 또는 휘발성 조성물 용기(38))에 쉽게 밀봉될 열 시일 코팅을 파열가능 시일(42) 상에 구비하는 것이 바람직할 수 있다. 일 실시 형태에서, 적합한 중합체 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(PET), 아크릴로니트릴 공중합체 장벽 필름, 예컨대 이노에스(INOES)에 의해 상표명 바렉스(Barex)(등록상표)로 판매되는 것, 에틸렌 비닐 알코올, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 코팅된 장벽 필름이 파열가능 시일(42)로서 이용될 수 있는 것이 고려된다. 이러한 코팅된 장벽 필름은 금속화된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 금속화된 폴리프로필렌, 실리카, 및/또는 알루미나 코팅된 필름을 포함할 수 있다. 임의의 장벽 재료가, 코팅되었든 코팅되지 않았든 간에, 단독으로 및/또는 다른 장벽 재료와 조합되어 사용될 수 있다.
일 실시 형태에서, 휘발성 조성물 용기(38)는 휘발성 조성물(40)을 함유하거나 포함하는 약 .5 ㎖ 내지 약 8 ㎖의 액체 및/또는 젤을 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 휘발성 조성물 용기(38)는 예를 들어 약 1 ㎖ 내지 약 6 ㎖, 약 1 ㎖ 내지 약 4 ㎖, 약 2 ㎖, 또는 약 4 ㎖를 포함할 수 있다. 물론, 임의의 다른 적합한 부피의 휘발성 조성물(40)이 본 발명의 범주 내에 있고, 휘발성 조성물 용기(38)와 함께 사용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 휘발성 조성물 용기(38)는 각각 상이한 휘발성 조성물, 물질, 및/또는 화학물질을 내부에 갖는 2개 이상의 휘발성 조성물 용기를 포함할 수 있다. 휘발성 조성물 용기 각각은 예를 들어 하나 이상의 파열 요소에 의해 천공될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 휘발성 조성물 용기는 단일 휘발성 조성물 용기를 포함할 수 있지만, 용기는 예를 들어 각각 상이한 휘발성 조성물, 물질, 및/또는 화학물질을 함유하는 2개 이상의 챔버를 가질 수 있다. 하나 초과의 휘발성 조성물, 화학물질, 및/또는 물질이 제공되는 다양한 실시 형태에서, 휘발성 조성물, 물질 및/또는 화학물질은 파열 요소가 작동된 때 또는 그 후에 서로 혼합되도록 구성될 수 있다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 파열 요소(44)는 사용자가 장착부(22)를 사용하여 비교적 쉽게 파열가능 시일(42) 또는 벽을 수동으로 파손시킬 수 있도록 하는 임의의 방식 또는 배향으로 구성될 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 파열 요소(44)의 외부 하우징(46)의 제1 측 또는 표면(54)은 파열 요소(44)의 이동가능 부분(48)이 벽 또는 파열가능 시일(42)을 관통, 천공, 및/또는 파열시켜서 휘발성 조성물 용기(38)로부터 휘발성 조성물(40)의 방출을 허용하기 위해 벽 또는 파열가능 시일(42)과 맞물릴 수 있도록 벽 및 파열가능 시일(42) 중 하나의 외부 부분과 밀봉가능하게 맞물릴 수 있다. 외부 하우징(46)의 제2 측 또는 표면(56)은 본 명세서에 설명된 다양한 밀봉 기술(예컨대, 열 밀봉, 초음파 밀봉, 접착제 밀봉 등)을 사용하여 막(50)과 밀봉가능하게 맞물릴 수 있다.
위에 언급된 바와 같이, 역시 도 6을 참조하면, 파열 요소(44)의 이동가능 부분(48)은 외부 하우징(46)에 부착될 수 있고/있거나, 외부 하우징(46)에 해제가능하게 부착될 수 있고/있거나, 단지 외부 하우징(46) 내에 위치될 뿐 그에 부착되지 않을 수 있다. 일 실시 형태에서, 이동가능 부분(48)은 아래에서 더욱 상세히 논의될 바와 같이, 적어도 하나의 편향 부재(60)를 통해 외부 하우징(46)에 부착될 수 있다. 이동가능 부분(48)은 이동가능 부분(48)의 외부 주연부에 근접하여 및/또는 이동가능 부분(48) 상의 임의의 다른 적합한 위치에 위치되는 적어도 하나의 또는 복수의 천공 부재(58)를 포함할 수 있다. 천공 부재(58)의 팁(62) 및/또는 천공 부재(58) 자체는 휘발성 조성물(40)이 증발을 위해 막(50) 상으로 방출될 수 있게 하기 위해 벽 및 파열가능 시일(42) 중 하나 내의 개구 또는 틈을 천공, 파열, 또는 관통하도록 구성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 외부 하우징(46)은 이동가능 부분(48)을 향해 내향으로 연장되는 환형 립(annular lip)(도시 안됨)을 포함할 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 이동가능 부분(48)은 외부 하우징(46)에 부착되지 않을 수 있다. 이동가능 부분(48)의 그 외부 주연부에 근접한 부분은 전체 이동가능 부분(48)이 파열가능 시일(42) 또는 벽을 뚫고 나아갈 가능성을 방지하거나, 억제하거나, 적어도 최소화시키기 위해, 이동가능 부분(48)에 힘이 가해질 때 립과 맞물릴 수 있다. 대신에, 적어도 하나의 천공 부재(58) 또는 적어도 하나의 천공 부재(58)의 팁(62)만이 파열가능 시일(42) 및/또는 벽을 관통할 수 있다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 여전히 도 6을 참조하면, 휘발성 조성물 분배기(10)가 어느 배향에 있더라도, 휘발성 조성물(40)이 휘발성 조성물 용기(38)로부터 쉽게 유출될 수 있게 하기 위해 선택적으로 벽 또는 파열가능 시일(42) 내의 다른 천공부에 더하여, 벽 또는 파열가능 시일(42)의 최하부 부분이 천공될 수 있도록 복수의 천공 부재(58)가 이동가능 부분(48)의 외부 주연부 주위에 위치될 수 있다. 일 실시 형태에서, 휘발성 조성물 용기(38)는 휘발성 조성물 용기(38)의 임의의 배향에서, 최상부 부분 및 최하부 부분을 포함할 수 있다. 벽 내의 또는 파열가능 시일(42) 내의 천공부는 대부분의 휘발성 조성물(40)이 휘발성 조성물 용기(38)로부터 유출될 수 있게 하기 위해 최하부 부분에 근접하여 위치될 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 예를 들어 2개 내지 10개, 대안적으로 4개 내지 8개, 대안적으로 6개, 대안적으로 4개의 천공 부재(58)가 이동가능 부분(48)의 외부 주연부에 근접하여 위치될 수 있다. 다수의 천공 부재(58)를 이동가능 부분(48)의 외부 주연부 주위에, 또는 그에 근접하게 위치되도록 제공함으로써, 적어도 하나의 천공 부재(58)가 휘발성 조성물 용기(38)의 최상부 부분에 대해 최하부 지점 또는 실질적으로 최하부 지점에서 벽 또는 파열가능 시일(42)을 천공할 수 있다. 이로써, 휘발성 조성물 용기 내의 액체 휘발성 조성물(40)의 적어도 대부분이 액체 휘발성 조성물(40)에 작용하는 중력으로 인해 휘발성 조성물 용기(38)로부터 유출될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 휘발성 조성물 용기(38)의 배향에 따라, 벽 또는 파열가능 시일(42)의 다른 적합한 천공 영역이 적합할 수 있다. 예를 들어, 일 실시 형태에서, 벽 또는 파열가능 시일(42)의 중간 부분이 천공될 수 있다.
벽 또는 파열가능 시일(42)을 파손, 파열, 관통, 및/또는 천공하도록 가해지는 적합한 소정의 힘은 예를 들어 약 100 N 미만, 대안적으로 약 60 N 미만, 대안적으로 약 50 N 미만, 대안적으로 약 25 N 미만, 대안적으로 약 15 N 내지 약 25 N, 대안적으로 약 20 N, 대안적으로 약 15 N 미만, 대안적으로 약 10 N 미만일 수 있다. 당업자는 소정의 힘이 예를 들어 막(50), 파열 요소(44)의 물리적 특성 및 배치, 천공 부재(58)의 개수 및 설계, 및/또는 휘발성 조성물 분배기(10)의 외부 쉘(14) 내의 벽 또는 파열가능 시일(42)의 조성 및/또는 두께에 따라 변할 수 있음을 이해할 것이다.
휘발성 조성물 분배기(10)의 한 가지 작동 방법에서, 도 10을 참조하면, 캠(20)이 제1 비-작동 위치로부터 제2 작동 위치로 이동될 때, 캠(20)의 캐밍 표면(24)은 외부 쉘(14)의 제2 부분(34) 내의 리세스(28)를 통해 적어도 부분적으로 위치될 수 있고, 우선 막(50)과 접촉하여 이것을 파열 요소(44)를 향해 밀어낼 수 있다. 이어서, 파열 요소(44)의 이동가능 부분(48)은 천공 부재(58)가 휘발성 조성물 용기(38)의 벽 또는 파열가능 시일(42)과 맞물려서 벽 또는 파열가능 시일(42)을 천공하거나 관통하여 휘발성 조성물(40)을 막(50) 또는 예를 들어 막(50)과 접촉하는 위크 상으로 방출할 수 있도록 외부 하우징(46)에 대해 이동할 수 있다. 그러한 것으로서, 막(50)은 파손 없이 캐밍 표면(24)에 의해 밀릴 때 이동하기에 충분히 탄력성이고 가요성일 수 있다. 일 실시 형태에서, 캐밍 표면(24)은 예를 들어 약 1 ㎜ 내지 약 4 ㎜로 파열 요소(44)를 이동시킬 수 있다. 일 실시 형태에서, 예를 들어, 파열 요소(44)의 외부 하우징(46)은 제거될 수 있고, 파열 요소(44)는 이동가능 부분(48)을 포함할 수 있다.
일 실시 형태에서, 막(50)은 통기성 또는 미세다공성 부분(즉, 공기 또는 다른 기체가 통과하여 유동할 수 있는 부분)을 포함할 수 있다. 통기성 막(50)은 공기 또는 증기 투과성일 수 있지만, 그럼에도 불구하고 막(50) 밖으로의 또는 이를 통한 액체 또는 젤의 자유 유동을 방지하거나, 억제하거나, 적어도 최소화시켜서 누출 문제를 해소할 수 있다. 미세다공성 막은 통기성 막의 특성을 포함하고, 또한 액체를 위킹(wicking)할 수 있다. 또한, 미세다공성 막은 적어도 하나의 휘발성 조성물(40)의 확산이 중합체를 통한 휘발성 조성물(40)의 확산 속도에 의존하는 것과는 대조적으로 액체 휘발성 조성물(40)의 증발에 의해 제어될 수 있게 할 수 있다. 막(50)은 벽 또는 파열가능 시일(42)이 파손되거나 천공될 때까지 휘발성 조성물(40)로부터 차폐되기 때문에, 증발된 휘발성 조성물 또는 방향 강도는 막(50)이 액체 휘발성 조성물(40)에 의해 완전히 습윤된 때 0으로부터 그 평형 방출 속도로 서서히 높아질 수 있다.
일 실시 형태에서, 막(50)은 향료 또는 방향 물질과 같은 휘발성 조성물을 덜 남기는 제한된 선택성을 가질 수 있다. 종래의 폴리에틸렌과 같은 선택성 막은 고 분자량 휘발성 조성물 및 폴리에틸렌 내에서 저 용해성을 갖는 조성물이 그것을 통해 확산되지 못하게 막을 수 있다. 이는 예를 들어 상이한 휘발성을 갖는 다양한 휘발성 조성물을 갖는 제형을 사용하는 것이 전형적으로 요구되는 공기 청향제 분야에서 향료 제형을 제한할 수 있다. 일 실시 형태에서, 예를 들어, 몇몇 막은 향료 응용에 널리 사용되는, 예를 들어 리날로올 및 디하이드로미르센올과 같은 알코올의 확산을 방해할 수 있다.
임의의 특정 이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 막(50)의 물리적 특성은 막(50)을 통한 휘발성 조성물(40)의 확산 속도에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 특성은 예를 들어 사용되는 물질, 기공 크기, 두께, 및 증발 표면적을 포함할 수 있다.
예를 들어 미세다공성 막과 같은 막(50)은 예를 들어 약 0.01 마이크로미터 내지 약 0.06 마이크로미터, 대안적으로 약 0.01 마이크로미터 내지 약 0.05 마이크로미터, 대안적으로 약 0.01 마이크로미터 내지 약 0.04 마이크로미터, 대안적으로 약 0.01 마이크로미터 내지 약 0.03 마이크로미터, 대안적으로 약 0.02 마이크로미터 내지 약 0.04 마이크로미터, 대안적으로 약 0.02 마이크로미터의 평균 기공 크기를 가질 수 있다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 막(50)은 당업계에 공지된 임의의 적합한 충전제 및 가소제로 충전될 수 있다. 충전제는 미분된 실리카, 점토, 제올라이트, 카르보네이트, 목탄, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 막(50)은 예를 들어 총 중량 기준으로 약 50% 내지 약 80%, 대안적으로 약 60% 내지 약 80%, 대안적으로 약 70% 내지 약 80%, 대안적으로 약 70% 내지 약 75%의 실리카로 충전될 수 있다. 또한, 일 실시 형태에서, 막(50)은 예를 들어 약 0.01 ㎜ 내지 약 1 ㎜, 대안적으로 약 0.1 ㎜ 내지 약 0.4 ㎜, 대안적으로 약 0.15 ㎜ 내지 약 0.35 ㎜, 대안적으로 약 0.25 ㎜의 두께를 가질 수 있다.
당업자는 막(50)의 표면적이 예를 들어 휘발성 조성물 분배기(10) 및/또는 외부 쉘(14)의 사용자 선호 크기에 따라 변할 수 있음을 이해할 것이다. 몇몇 예시적인 실시 형태에서, 막(50)의 증발 표면적은 예를 들어 약 0.25 ㎠ 내지 약 100 ㎠, 대안적으로 약 0.25 ㎠ 내지 약 50 ㎠, 대안적으로 약 0.5 ㎠ 내지 약 25 ㎠, 대안적으로 약 0.5 ㎠ 내지 약 10 ㎠, 대안적으로 약 0.5 ㎠ 내지 약 6 ㎠, 대안적으로 약 0.75 ㎠ 내지 약 3 ㎠일 수 있다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 도 3, 도 6 및 도 10을 참조하면, 막(50)의 증발 표면적은, 예를 들어 막(50)의 증발 표면적을 감소시키고 휘발성 조성물(40)의 더욱 제어된 및/또는 더욱 느린 증발을 제공하기 위해, 장벽 필름(72)(즉, 실질적으로 기체 또는 액체 불투과성 필름, 코팅, 및/또는 재료)을 막(50)의 일부분에 밀봉시키거나 달리 부착시킴으로써 변경될 수 있다. 일 실시 형태에서, 장벽 필름(72)은 예를 들어 캠(20)의 캐밍 표면(24)이 막(50) 자체가 아니라 막(50) 상의 장벽 필름(72)과 적어도 부분적으로 맞물릴 수 있도록 막(50) 상에 위치될 수 있다. 캐밍 표면(24)에 의한 장벽 필름(72)의 이러한 맞물림은 캐밍 표면(24)이 막(50)에 소정의 힘을 가할 때 캐밍 표면(24)에 의해 막(50)에 손상이 초래될 위험을 방지하거나, 억제하거나, 적어도 최소화시킬 수 있다. 적어도 캐밍 표면(24)이 막(50)과 맞물릴 수 있는 위치에서 막(50) 상에 장벽 필름(72)을 제공함으로써, 막(50)의 누출이 방지되거나 적어도 최소화될 수 있다. 예시적인 일 실시 형태에서, 장벽 필름(72)은 예를 들어 PE 열 시일 코팅을 구비한 PET 필름으로 구성될 수 있다. 장벽 필름(72)은 예를 들어 약 50%의 개방 면적을 갖도록 다이-커팅될 수 있고, PE 열 시일 코팅은 예를 들어 막(50)의 증발 표면적을 약 50%만큼 효과적으로 감소시키기 위해 막(50)에 열 시일 라미네이팅될 수 있다. 일 실시 형태에서, 장벽 필름(72)은 막(50)과 동일한 직경 또는 둘레를 포함할 수 있고, 막(50)의 증발 표면적을 감소시키기 위해 내부에 개구를 구비할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 장벽 필름(72)은 예를 들어 막(50)보다 작은 직경 또는 둘레를 구비할 수 있고, 내부에 개구를 구비하거나 구비하지 않을 수 있어서, 장벽 필름(72)에 의해 덮이지 않은 막(50)의 일부분을 남긴다. 물론, 장벽 필름은 또한 구체적으로 언급되지는 않았지만, 본 발명의 다른 실시 형태 및 막과 함께 사용될 수 있다.
적합한 비제한적인 막(50)은 미국 특허 제7,498,369호에 기재된 바와 같이 선택적으로 실리카로 충전된 미세다공성 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)을 포함할 수 있다. 이러한 UHMWPE 막은 다라믹(Daramic)으로부터 입수가능한 다라믹(Daramic™) V5, 디에스엠(DSM)(네덜란드 소재)으로부터 입수가능한 솔루포르(Solupor)(등록상표), 피피지 인더스트리즈(PPG Industries)로부터 입수가능한 테슬린(Teslin™) HD 1100, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이들 막은 액체 휘발성 조성물(40)을 휘발성 조성물 분배기(10) 내에 함유하는 동안, 휘발성 조성물(40)이 자유롭게 흩어지게 할 수 있는 것으로 여겨진다.
다른 적합한 막은 단독의, 공압출된, 직조 또는 부직된, 혼합된, 또는 탄성중합체, 고무, 고체, 실리카 및 이들의 조합과 조합된, 아세탈, 아크릴, 셀룰로오스, 플루오로플라스틱, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리비닐, 폴리올레핀, 스티렌 등을 포함하는 임의의 투과성 중합체성, 열가소성 또는 열경화성 재료를 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어 폴리우레탄 필름, 듀폰(Dupont)으로부터 입수가능한 하이트렐(Hytrel™), 아르케마(Arkema)로부터 입수가능한 로트릴(Lotryl™), 및 저밀도 폴리에틸렌 필름과 같은, 휘발성 조성물의 우수한 확산을 허용하는 필름이 적합하다. 다른 실시 형태에서, 임의의 다른 적합한 다공성 또는 무공성 막 또는 필름이 휘발성 조성물 분배기(10)와 함께 사용될 수 있다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 막(50)은 그것이 접촉하고 있는 휘발성 조성물(40)의 양에 감응하는 염료를 포함하여 수명 종료 시점을 지시할 수 있다. 대안적으로, 막(50)은 방향제 또는 휘발성 조성물(40)과의 접촉시 투명하게 변화하여 확산이 일어나고 있음을 지시할 수 있다. 당업계에 공지된 수명 종료 시점을 지시하기 위한 다른 수단이 본 발명의 범주 내에서 고려된다.
위에 추가적으로, 도 10 내지 도 12를 참조하면, 파열 요소(44)의 일 실시 형태가 더욱 상세히 도시되어 있다. 파열 요소(44)는 외부 하우징(46), 및 적어도 하나의 천공 부재(58)가 그 상에 위치된 이동가능 부분(48)을 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 이동가능 부분(48)은 이동가능 부분(48)과 외부 하우징(46) 사이에서 연장될 수 있는 적어도 하나의 편향 부재(60)를 통해 외부 하우징(46)에 부착될 수 있다. 적어도 하나의 편향 부재(60)는 천공 부재(58)가 파열가능 시일(42) 또는 벽을 너무 이르게 천공하거나 관통하여 잠재적으로 휘발성 조성물(40)의 너무 이른 증발을 초래할 가능성을 방지하거나, 억제하거나, 적어도 감소시키기 위해 이동가능 부분(48) 및 그 상에 위치된 적어도 하나의 천공 부재(58)를 벽 또는 파열가능 시일(42)로부터 멀어지게 수직으로 편향시키도록 구성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 도 10을 참조하면, 적어도 하나의 편향 부재(60)는 캐밍 표면(24)이 이동가능 부분(48)에 소정의 힘을 가할 때 휘어지거나, 굽혀지거나, 신장될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 적어도 하나의 편향 부재(60)는 이동가능 부분(48)이 파열가능 시일(42) 또는 벽을 향해 이동할 수 있게 하기 위해 캐밍 표면(24)이 이동가능 부분(48)에 소정의 힘을 가할 때 파단될 수 있는 부러지기 쉬운 부분을 포함할 수 있다. 당업자는 적어도 하나의 편향 부재(60)가 스프링, 부러지기 쉬운 요소 또는 재료, 탄성 부재, 탄력성 부재, 플라스틱 재료, 탄력성 재료, 가요성 재료, 탄성 재료, 및/또는 다른 적합한 부재 또는 재료를 포함할 수 있음을 인식할 것이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 이동가능 부분(48)은 또한 캐밍 표면(24)이 그에 소정의 힘을 가할 때 파열가능 시일(42) 또는 벽을 향해, 선택적으로 아치형 형상으로, 상향으로 휘어지거나, 신장되거나, 굽혀질 수 있다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 적어도 하나의 편향 부재(60)의 사용을 통해, 적어도 하나의 천공 부재(58)는 소정의 힘이 캐밍 표면(24)에 의해 이동가능 부분(48)에 가해질 때, 파열가능 시일(42) 또는 벽 내로 그리고 이를 통해 적어도 부분적으로 전개될 수 있다. 이어서, 적어도 하나의 천공 부재(58)는 휘발성 조성물(40)이 파열가능 시일(42) 또는 벽 내에 생성된 개구를 통해 유동될 수 있게 하기 위해서, 적어도 하나의 편향 부재(60)에 의해, 파열가능 시일(42) 또는 벽과의 접촉으로부터 적어도 부분적으로 후퇴될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 캠(20), 캐밍 표면(24), 및/또는 장착부(22)의 선회(핀(26)을 중심으로)는 캐밍 표면(24)이 막(50) 및 파열 요소(44)에 힘을 가하여 파열 요소(44)의 적어도 일부분이 파열가능 시일(42)을 향해 예를 들어 약 1 ㎜ 내지 약 4 ㎜ 이동하게 하여 파열가능 시일(42)을 천공하게 하도록 구성될 수 있다. 이어서, 캐밍 표면(24)은 캐밍 표면(24)이 최종 작동된, 완전히 전개된, 및/또는 래칭된 위치로 이동할 때, 캐밍 표면(24)이 더 이상 막(50) 및 파열 요소(44)에 소정의 힘을 가하지 않도록 막(50)과의 접촉으로부터 후퇴될 수 있다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 액체 휘발성 조성물(40)이 막(50)에 의해 수용되기 전에 휘발성 조성물 용기(38)로부터 분배된 액체 또는 젤 휘발성 조성물(40)을 수집하기 위해 수집조(collection basin)(도시 안됨)가 막(50)에 근접하게 위치될 수 있다. 수집조는 막(50) 상으로의 액체 또는 젤 휘발성 조성물(40)의 균일한, 실질적으로 균일한, 및/또는 일정한 분포를 제공할 수 있다. 당업자는 수집조가 액체 또는 젤 휘발성 조성물(40)이 증발을 위해 막(50) 상으로 적합한 유량으로 균일하게 분배될 수 있게 하는 임의의 적합한 구성 및/또는 배향을 가질 수 있음을 인식할 것이다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 다시 도 6을 참조하면, 휘발성 조성물 카트리지(70)(분해도로 도시됨)가 휘발성 조성물 분배기(10) 또는 다른 적합한 휘발성 조성물 분배기와 함께 사용되도록 제공될 수 있다. 예시적인 일 실시 형태에서, 휘발성 조성물 카트리지(70)는 적어도 하나의 휘발성 조성물(40)을 내부에 포함하는 휘발성 조성물 용기(38)를 포함할 수 있다. 또한, 휘발성 조성물 카트리지(70)는 휘발성 조성물 용기(38)에 근접하게 위치되어 휘발성 조성물 용기(38)와 밀봉가능하게 맞물릴 수 있는 파열 요소(44)를 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 휘발성 조성물 카트리지(70)는 휘발성 조성물 용기(38)와 밀봉가능하게 맞물리는 파열가능 시일(42) 또는 포일을 추가로 포함할 수 있다. 이 파열가능 시일(42) 또는 포일은 파열가능 요소(44)의 작동시 파열 요소(44)에 의해 파손, 파열, 관통, 또는 천공될 수 있다. 또한, 휘발성 조성물 카트리지(70)는 파열 요소(44)에 근접하게 위치되는 막(50)을 포함할 수 있다. 막(50)은 예를 들어 선택적인 장벽 층(72)에 부착될 수 있다. 일 실시 형태에서, 파열 요소(44)는 막(50)의 일부분과 밀봉가능하게 맞물릴 수 있다. 이로써, 파열 요소(44)는 휘발성 조성물 분배기(10)의 캠(20)에 의한 작동시, 휘발성 조성물 용기(38)로부터 휘발성 조성물(40)을 증발을 위해 막(50) 상으로 방출하기 위해 휘발성 조성물 용기(38) 내에 개구를 생성하도록 구성될 수 있다. 당업자는 휘발성 조성물 용기, 파열가능 시일, 파열 요소, 및 막의 다른 실시 형태가 위에 논의된 다양한 예시적인 구성요소 대신에 또는 그에 더하여 휘발성 조성물 카트리지(70) 내에 포함될 수 있음을 인식할 것이다.
일단 휘발성 조성물 카트리지가 그 유효 수명의 종료 시점에 도달하면 또는 사용자가 상이한 향기, 방향제 등이 휘발성 조성물 분배기에 의해 분배되기를 원할 때 사용자는 휘발성 조성물 카트리지(70)를 교체할 수 있다. 휘발성 조성물 카트리지(70)를 교체하기 위해, 사용자는 예를 들어 제2 부분(34)을 제1 부분(32)으로부터 멀어지게 회전시킴으로써, 또는 다른 실시 형태에서는 외부 쉘(14)의 제1 부분(32)을 외부 쉘(14)의 제2 부분(34)으로부터 달리 분리시킴으로써(예컨대, 떼어 놓음으로써) 외부 쉘(14)을 개방할 수 있다. 사용자는 이어서 새로운 휘발성 조성물 카트리지(70)를 외부 쉘(14) 내로 삽입한 다음에, 외부 쉘(14)의 제1 부분(32) 및 제2 부분(34)을 재밀폐시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 사용자는 예를 들어 외부 쉘(14), 장착부(22), 및 캠(20)을 재사용할 수 있고, 단지 휘발성 조성물 카트리지(70)만을 교체할 수 있다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 도 13 내지 도 15를 참조하면, 휘발성 조성물 분배기(110)는 외부 하우징(146) 및 적어도 하나의 천공 부재(158)를 그 상에 구비한 이동가능 부분(148)을 포함하는 파열 요소(144)를 포함할 수 있다. 이동가능 부분(148)은 외부 하우징(146) 내에 위치될 수 있지만, 외부 하우징(146)에 부착되지 않을 수 있다. 이로써, 이동가능 부분(148)은 본질적으로 외부 하우징(146) 내에서 자유 부동(free floating)할 수 있다. 외부 하우징(146)은 파열가능 시일(42) 또는 벽에 밀봉 부착되도록 구성되는 제1 측 또는 표면(154) 및 막(50)에 밀봉 부착되도록 구성되는 제2 측 또는 표면(156)을 포함할 수 있다. 이 실시 형태에서 사용되는 밀봉 방법은 다른 실시 형태와 관련하여 본 명세서에 설명되는 것과 동일할 수 있다. 일 실시 형태에서, 적어도 하나의 천공 부재(158)가 휘발성 조성물 용기(38)의 파열가능 시일(42) 또는 벽을 너무 이르게 천공하는 가능성을 방지하거나, 억제하거나, 적어도 최소화시키기 위해, 적어도 하나의 천공 부재(158)는 파열가능 시일(42)과 맞물리도록 구성되는 무딘 팁(162)을 포함할 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 무딘 팁(162)은 충분한 소정의 힘이 캐밍 표면(24) 또는 다른 적합한 액추에이터에 의해 이동가능 부분(148)에 가해지지 않는 한, 파열가능 시일(42)을 천공하거나 관통할 수 없다. 다른 실시 형태에서, 충분한 소정의 힘 하에서 변형 및/또는 압축될 수 있는, 예를 들어 폴리올레핀 또는 폴리우레탄 폼(foam)과 같은 변형가능 또는 압축가능 재료(164)가 파열가능 시일(42) 또는 벽과 이동가능 부분(148)의 적어도 일부분 중간에 위치되어, 이동가능 부분(148)을 파열가능 시일(42) 또는 벽으로부터 멀어지게 수직으로 편향시키지만, 캐밍 표면(24)이 충분한 소정의 힘을 이동가능 부분(148)에 가할 때, 적어도 하나의 천공 부재(158)가 선택적으로 변형가능 또는 압축가능 재료(164)를 통해 파열가능 시일(42) 또는 벽을 천공하거나 관통할 수 있게 할 수 있다. 충분한 소정의 힘은 전술된 힘 범위 내에 있을 수 있거나, 다른 힘 범위를 포함할 수 있다. 물론, 변형가능 또는 압축가능 재료(164)는 예를 들어 적어도 하나의 천공 부재(158)가 변형가능 또는 압축가능 재료(164)를 천공할 필요 없이 파열가능 시일(42) 또는 벽을 천공할 수 있도록 파열가능 시일(42) 또는 벽과 이동가능 부분(148)의 일부 중간에 위치될 수 있다. 도 13 내지 도 15에 도시되지는 않았지만 전술된 장벽 필름(72)이 전술된 바와 동일한 방식으로 도 13 내지 도 15의 다양한 실시 형태와 함께 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 도 15를 참조하면, 휘발성 조성물 분배기(110)의 분해도가 도시되어 있다. 휘발성 조성물 분배기(110)는 적어도 하나의 휘발성 조성물을 내부에 함유하는 휘발성 조성물 용기(38)를 포함할 수 있다. 휘발성 조성물 분배기(110)는 또한 파열가능 시일(42), 파열 요소(144), 막(50), 및 선택적인 위크(170)를 포함할 수 있다. 휘발성 조성물 분배기(110)는 또한 제1 부분(32) 및 제2 부분(134)을 구비하는 외부 쉘(114)을 포함할 수 있다. 또한, 휘발성 조성물 분배기(110)는 캐밍 표면(24)을 포함하는 캠(20)을 포함하는 장착부(22)를 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 도 14 및 도 15를 참조하면, 변형가능 또는 압축가능 재료(164)는 파열 요소(144)의 이동가능 부분(148)이 벽 및 파열가능 시일(42) 중 하나를 향해 이동하여 파열가능 시일(42) 또는 벽을 너무 이르게 천공할 가능성을 방지하거나, 억제하거나, 적어도 최소화시키기 위해 파열 요소(144) 및/또는 파열 요소(144)의 이동가능 부분(148)과 휘발성 조성물 용기(38)의 벽 및 파열가능 시일(42) 중 하나의 중간에 적어도 부분적으로 위치될 수 있다. 본 명세서에서 달리 지시되지 않는 한, 위에서 사용된 도면 부호에 대응하는 도면 부호는 전술된 것과 동일하거나 실질적으로 유사한 것으로 해석될 수 있다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 도 15를 참조하면, 공기 유동 조정 부재가 휘발성 조성물 분배기(110)의 적어도 하나의 통기공 위에 위치되도록 구성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 공기 유동 조정 부재(166)는 외부 쉘(114)의 제2 부분(134) 상에 위치되거나 그에 형성될 수 있다. 공기 유동 조정 부재(166)는 제2 부분(134) 내의 적어도 하나의 입구 통기공(116) 위로 적어도 부분적으로 또는 그 위로 완전히 이동하도록 구성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 공기 유동 조정 부재(166)는 그로부터 연장되는, 외부 쉘(114)의 제2 부분(134) 내의 슬롯 또는 트랙(168)과 맞물릴 수 있는 2개의 레일(도시 안됨)을 포함할 수 있다. 그 결과, 공기 유동 조정 부재(166)는 이것이 적어도 하나의 입구 통기공(116)을 덮지 않는 제1 위치 및 그것이 적어도 하나의 입구 통기공(116)의 적어도 일부분을 적어도 부분적으로 덮는 제2 위치로부터 트랙(168)을 따라 활주하거나 이동할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 공기 유동 조정 부재는 이것이 입구 및/또는 출구 통기공(116, 118) 모두를 덮지 않는 제1 위치와 그것이 휘발성 조성물 분배기(10) 상의 입구 및/또는 출구 통기공(116, 118) 모두를 적어도 부분적으로 덮는 제2 위치 사이에서 이동하도록 구성될 수 있다. 당업자는 다른 적합한 공기 유동 조정 부재가 본 발명과 함께 사용될 수 있고, 공기 유동 조정 부재(166)가 휘발성 조성물 분배기(110)를 통한 적절한 공기 유동을 위해 요구되는 바와 같이, 각각의 입구 통기공(116) 및/또는 각각의 출구 통기공(118) 상에 제공될 수 있음을 인식할 것이다.
공기 유동 조정 부재(166) 또는 다른 공기 유동 조정 부재를 제공함으로써, 사용자는 휘발성 조성물 분배기(110)를 통한 공기 유량을 조정하여, 휘발성 조성물 분배기(110)에 의해 휘발성 조성물 분배기(110)를 둘러싸는 주변 공기로 분배되는 증발된 휘발성 조성물의 양을 조정할 수 있다. 이 특징은 휘발성 조성물 분배기(110)를 다양한 개인 취향에 본질적으로 "맞추는(customize)" 능력을 소비자에게 제공한다. 통기공 모두가 덮이지 않으면, 더욱 많은 공기가 휘발성 조성물 분배기(110)를 통해 유동하여, 휘발성 조성물 분배기(110)를 둘러싸는 주변 공기에 더욱 많은 방향, 악취 처리 등을 제공할 수 있다. 통기공 중 적어도 일부가 덮이면, 보다 적은 공기가 분배기(110)를 통해 유동하여, 휘발성 조성물 분배기(110)를 둘러싸는 주변 공기에 보다 적은 방향, 악취 처리 등을 제공할 수 있다.
도 19를 참조하면, 공기 유동 조정 부재를 구비하는 휘발성 조성물 분배기(310)의 다른 비제한적인 실시 형태가 도시되어 있다. 휘발성 조성물 분배기(310)는 강도 다이얼 부재(intensity dial member)(300)를 포함하며, 이는 증발 개구(320)를 개폐하는 강도 다이얼 요소(330)를 누름으로써 소비자가 다이얼 부재(300)를 회전시킬 수 있게 한다. 소비자는 증발 개구(320)가 완전 개방 위치, 완전 폐쇄 위치, 또는 이들 사이의 임의의 위치에 있을 수 있도록 강도 다이얼 요소(330)를 조정하는 능력을 갖는다. 예를 들어, 소비자가 보다 적은 방향제 방출을 원할 때, 증발 개구(320)는 예를 들어 완전 폐쇄 위치에 있을 수 있다. 대안적으로, 소비자가 방향제 방출을 최대화시키길 원하면, 강도 다이얼 부재(300)는 증발 개구(320)가 완전 개방 위치에 있도록 회전될 수 있다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 도 14 및 도 15를 참조하면(다른 실시 형태에도 적용가능하지만), 위크(170)는 막(50)의 실질적으로 일정한 습윤을 용이하게 하기 위해 파열 요소(144)와 막(50) 사이에 제공될 수 있다. 다른 위크가 또한 예를 들어 파열 요소(144)와 파열가능 시일(42) 사이와 같은, 본 명세서에 설명된 휘발성 조성물 분배기의 다른 적합한 영역에 제공될 수 있다. 일 실시 형태에서, 위크(170)는 이것이 막(50)과 파열 요소(144) 사이의 시일과 간섭되지 않거나 실질적으로 간섭되지 않도록 직경 또는 둘레가 막(50)보다 작을 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 위크(170)의 일부분은 휘발성 조성물(40)이 휘발성 조성물 용기(38)로부터 최초로 방출되는 시기로부터 휘발성 조성물 분배기의 유효 수명 종료시까지 막(50)을 액체 휘발성 조성물(40)로 적어도 대부분 습윤시켜 유지시키는 것을 돕기 위해 막(50)과 접촉할 수 있다. 위크(170)가 막(50)에 맞대어질 수 있기 때문에, 위크(170)는 막(50)으로 휘발성 재료(40)를 일정하게 공급할 수 있다. 위크(170)의 결과로서, 막(50)으로부터의 휘발성 조성물(40)의 증발은 휘발성 조성물 분배기의 유효 수명 전반에 걸쳐 적어도 어느 정도 일정하고 연속적일 수 있다. 위크(170)는 예를 들어 포렉스(Porex)로부터 입수가능한 다공성 폴리올레핀 플라스틱 위크 및/또는 필트로나(Filtrona)로부터 입수가능한 섬유 기반 폴리올레핀 또는 풀리에스테르 위크와 같은, 당업계에 공지된 임의의 적합한 위크 또는 위킹 재료로 구성될 수 있다. 대안적으로, 일 실시 형태에서, 파이버웨브(Fiberweb)로부터 입수가능한 약 5 그램 내지 약 100 그램의 평량을 갖는 임의의 열가소성 스펀본드 부직포 재료가 또한 사용될 수 있다. 당업자는 다른 공지된 위크 구성, 재료, 및/또는 배향이 또한 사용될 수 있고 본 발명의 범주 내에 있음을 인식할 것이다. 다른 다양한 실시 형태에서, 막(50)은 미세다공성 재료의 작은 기공 크기로 인해 위크로서의 역할을 할 수 있는 미세다공성 재료를 포함할 수 있다. 사용될 수 있고 유사한 방식으로 기능할 수 있는 미세다공성 재료 또는 막의 예는 다라믹으로부터 입수가능한 다라믹™ V5 재료이다.
도 16 내지 도 18을 참조하면, 휘발성 조성물 분배기(210)는 위에서 논의된 휘발성 조성물 분배기(10, 110)의 다양한 구성요소의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 이들 다양한 구성요소는 전술된 바와 동일하거나 유사한 방식으로 배열될 수 있다. 그러나, 일 실시 형태에서, 휘발성 조성물 분배기(210)는 제1 부분(32) 및 제2 부분(234)을 포함하는 외부 쉘(214)을 포함할 수 있다. 제2 부분(234)은 위의 제2 부분(34, 134)과 어느 정도 유사할 수 있다. 일 실시 형태에서, 제2 부분(234) 내의 리세스(228)가 측벽(276)을 포함할 수 있다. 편향 부재(278)가 측벽(276)의 일부분으로부터 리세스(228) 내로 연장될 수 있다. 편향 부재(278)는, 측벽(276)과 맞물리고/맞물리거나 측벽(276)과 이동가능하게 맞물리는 기부 부분(277) 및 이 기부 부분(277)으로부터 리세스(228) 내로 더욱 외향으로 연장되는 돌출 부분(279)을 포함할 수 있다. 돌출 부분(279) 및/또는 기부 부분(277)은 막(50)과의 접촉시 편향 부재(278)에 의해 막(50)에 초래되는 손상의 가능성을 적어도 감소시키기 위해, 예를 들어 원형 또는 아치형 측벽 또는 에지를 포함할 수 있다. 리세스(228)의 측벽(276)과 편향 부재(278) 사이에 개구가 한정될 수 있다. 개구는 적어도 하나의 캠(220)의 적어도 일부분을 수용하기에 충분히 클 수 있다. 일 실시 형태에서, 적어도 편향 부재(278)의 돌출 부분(279)은 적어도 하나의 캠(220)의 적어도 하나의 캐밍 표면(224)에 의해 작동될 때 제2 부분(234)의 표면(235)에 대해 이동될 수 있다. 일 실시 형태에서, 편향 부재(278) 및/또는 돌출 부분(279)은 예를 들어 약 1 ㎜ 내지 약 4 ㎜ 이동될 수 있다. 다른 실시 형태와 관련하여 위에서 논의된 바와 유사하게, 적어도 하나의 캠(220)은 장착부(222)에 부착될 수 있으며, 여기에서 장착부(222)의 이동, 선회, 및/또는 회전은 캠(220)을 제1 비-작동 위치와 적어도 제2 작동 위치 사이에서 이동, 선회, 및/또는 회전시킬 수 있다.
위에 추가적으로, 비제한적인 일 실시 형태에서, 편향 부재(278)는 기부 부분(277) 상의 제1 표면(280), 돌출 부분(279) 상의 제2 표면(282), 및 제1 표면(280)과 제2 표면(282) 사이에 적어도 부분적으로 위치되는 중간 표면(284)을 포함하는 편향 표면을 포함할 수 있다. 중간 표면(284)은 특정 실시 형태에 적합할 수 있는 바와 같이, 기부 부분(277) 및 돌출 부분(279) 중 적어도 하나 상에 위치될 수 있다. 일 실시 형태에서, 편향 부재(278)의 제1 표면(280)은 제2 부분(234)의 표면(235)으로부터 제1 거리에 위치될 수 있고, 편향 부재(278)의 제2 표면(282)은 표면(235)으로부터 제2 거리에 위치될 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 제2 거리는 제1 거리보다 클 수 있다. 일 실시 형태에서, 중간 표면(284)은 제1 표면(280)과 제2 표면(282)을 연결할 수 있고, 표면(235)에 대한 제1 및 제2 표면(280, 282)의 상이한 높이로 인해, 제2 표면(282)으로부터 제1 표면(280)을 향해 하항으로 경사질 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 중간 표면(284)은 캐밍 표면(224)이 중간 표면(284) 위로 이동할 때 소정 범위의 적합한 힘을 편향 부재(278)에 인가하도록 사용될 수 있다.
이들 다양한 표면은 편향 부재(278)의 적어도 일부분이 캐밍 표면(224)에 의해 작동될 때 외부 쉘(214) 내로 적어도 부분적으로 편향될 수 있게 할 수 있다. 예를 들어 돌출 부분(279)과 같은, 편향 부재(278)의 부분이 외부 쉘(214) 내로 적어도 부분적으로 편향될 때, 그것은 막(50)에 대해 충분한 소정의 힘을 가하여, 막(50)이 파열 요소 및/또는 파열 요소의 이동가능 부분에 맞대어져 밀리게 할 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 파열 요소 및/또는 파열 요소의 이동가능 부분은 천공 부재를 포함할 수 있다. 천공 부재는 휘발성 조성물을 증발을 위해 막(50) 상으로(또는 위크에 이어 막(50) 상으로) 방출하기 위해, 휘발성 조성물 용기에 부착된 파열가능 시일 내에 개구를 관통시키거나 천공시키도록 구성될 수 있거나 휘발성 조성물 용기의 벽을 관통하거나 천공할 수 있다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 사용자가 장착부(222)를 제1 비-작동 위치(도 16)로부터 제2 작동 위치(도 18)를 향해 중간의 부분 작동 위치(도 17)로 이동시킬 때, 캐밍 표면(224)은 편향 부재(278)의 편향 표면과 맞물릴 수 있다. 선택적으로, 캐밍 표면(224)은 우선 제1 표면(280)과 접촉하여, 편향 부재(278) 및/또는 돌출 부분(279)을 외부 쉘(214) 내로 내향으로 제1 거리로 약간 편향시킬 수 있다. 다른 실시 형태에서, 캐밍 표면(224)은 제1 표면(280)과 접촉하지 않을 수 있고/있거나 편향 부재(278)를 제1 거리로 편향시키지 않을 수 있다. 둘째로, 캐밍 표면(224)은 이어서 경사진 중간 표면(284)과 접촉하여 편향 부재(278) 및/또는 돌출 부분(279)을 외부 쉘(214) 내로 내향으로 제2 거리로 편향시킬 수 있으며, 이는 천공 부재가 파열가능 시일 또는 벽과 적어도 맞물리고 가능하게는 천공하게 할 수 있다. 셋째로, 캐밍 표면(224)은 이어서 제2 표면(282)의 제1 부분과 접촉하여 편향 부재(278) 및/또는 돌출 부분(279)을 외부 쉘(214) 내로 내향으로 제3 거리로 편향시킬 수 있으며, 이는 천공 부재가 파열가능 시일 또는 벽을 천공하게 할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 캐밍 표면(224)이 제2 표면(282)의 제1 부분과 접촉할 때, 편향 부재(278) 및/또는 돌출 부분(279)은 예를 들어 외부 쉘(214) 내로 내향으로 제2 거리보다 임의로 더 편향되지 않을 수 있다. 어느 경우든, 캐밍 표면(224)이 제2 표면(282)을 따라 이동할 때, 그것은 제2 표면(282)과의 접촉으로부터 적어도 부분적으로 분리될 수 있고, 리세스(228)로 적어도 부분적으로 들어갈 수 있다. 이러한 이동은 캐밍 표면(224)에 의해 편향 부재(278) 및/또는 돌출 부분(279)에 가해지는 소정의 힘을 적어도 완화시키고 몇몇 실시 형태에서는 제거하여, 막, 파열 요소, 및/또는 파열 요소의 이동가능 부분에 인가되는 소정의 힘을 완화시키거나 제거한다. 위의 결과로서, 천공 부재는 파열 요소 및/또는 파열 요소의 이동가능 부분에 대한 그것의 부착으로 인해, 휘발성 조성물이 개구를 통해 그리고 휘발성 조성물 용기 밖으로 자유롭게 유동할 수 있게 하기 위해 파열가능 시일 또는 벽 내의 개구와 적어도 부분적으로 분리되어 막(50)을 향해 이동(또는 막을 향해 편향)될 수 있다. 달리 말하면, 천공 부재는 휘발성 조성물을 그를 통해 유동시키는 데 이용가능한 개구의 면적을 확대하기 위해 파열가능 시일 또는 벽으로부터 적어도 부분적으로 후퇴될 수 있다.
본질적으로, 편향 부재(278)는 캠(220)이 제1 비-작동 위치와 제2 작동 위치 사이에서 이동될 때 캐밍 표면(224)이 충분한 소정의 힘을 막(50), 파열 요소, 및/또는 파열 요소의 이동가능 부분에 가할 수 있게 할 수 있다. 그러나, 전술된 다양한 실시 형태와 대조적으로, 편향 요소(278)는 캠(220)/장착부(222)가 제2 작동 위치에 있는 전체 시간에 비해 짧은 시간 주기 동안 충분한 소정의 힘을 가할 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 힘은 예를 들어 약 0.1초 내지 약 5초, 대안적으로 약 0.5초 내지 약 2초, 대안적으로 약 1초 내지 약 2초의 시간 주기 동안 가해질 수 있다. 당업자는 파열가능 시일 또는 벽이 휘발성 조성물 용기로부터의 휘발성 조성물의 방출을 허용하기 위해 충분히 관통되거나 천공될 수 있는 임의의 적합한 지속 시간 동안 소정의 힘이 가해질 수 있음을 인식할 것이다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 휘발성 조성물을 분배하는 방법은 휘발성 조성물을 내부에 포함하는 휘발성 조성물 용기를 제공하는 단계, 및 휘발성 조성물 용기에 근접하게 위치되는 파열 요소를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 이 방법은, 파열 요소의 적어도 일부분을 이동시키고 휘발성 조성물 용기를 천공하도록 액추에이터를 작동시켜서 휘발성 조성물의 적어도 일부분이 증발을 위해 휘발성 조성물 용기로부터 방출되도록 하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 또한 파열 요소에 근접하게 위치되는 통기성 막을 제공하는 단계, 및 휘발성 조성물을 통기성 막 상으로 방출하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 이 방법은 통기성 막으로부터 휘발성 조성물의 적어도 일부분을 증발시키는 단계, 및 휘발성 조성물의 증발된 부분을 휘발성 조성물 분배기를 둘러싸는 주변 공기로 방출하는 단계를 포함할 수 있다. 전술된 작동 단계는 액추에이터가 파열 요소에 힘을 가하지 않는 제1 위치와 액추에이터가 파열 요소에 힘을 가하여 파열 요소의 일부분을 휘발성 조성물 용기를 향해 이동시키고 휘발성 조성물 용기 또는 파열가능 시일을 천공하는 제2 위치 사이에서 액추에이터를 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 또한 적어도 파열 요소의 적어도 일부분이 휘발성 조성물 용기 또는 파열가능 시일을 천공하기 전에 파열 요소의 그 부분을 휘발성 조성물 용기로부터 멀어지게 편향시키는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 파열 요소에 소정의 힘을 가하도록 구성되는 편향 부재를 제공하는 단계, 액추에이터가 편향 부재와 맞물리고 그 파열 요소의 부분에 소정의 힘을 가하는 제1 작동 위치로 액추에이터를 이동시키는 단계, 및 액추에이터가 그 파열 요소의 부분에 소정의 힘을 가하지 않는 제2 작동 위치로 액추에이터를 이동시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 휘발성 조성물 분배기는 휘발성 조성물(40)을 휘발성 조성물 분배기를 둘러싸는 주변 공기로 연속적인 방식으로 전달할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이 "휘발성 조성물"이라는 용어는 외부 에너지원에 대한 필요성 없이 실온 및 대기압에서 또는 그 부근에서 증발가능한 단일 또는 복합 화학물질 또는 물질을 지칭할 수 있다. 일 실시 형태에서, 휘발성 조성물(40)은 예를 들어 전적으로 단일 휘발성 조성물로 구성되는 물질일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 휘발성 조성물은 또한 하나 또는 하나 초과의 휘발성 성분을 갖는 조성물을 포함할 수 있다. 그러한 것으로서, 조성물의 모든 성분 물질이 휘발성일 필요는 없다. 액체 및/또는 젤 조성물을 비롯한, 임의의 양 또는 형태의 임의의 적합한 휘발성 조성물이 본 발명의 휘발성 조성물 분배기와 함께 사용될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 사용하기에 적합한 액체 및/또는 젤은 또한 담체 물질(예컨대, 물, 용매 등)과 같은 비-휘발성 성분을 가질 수 있다. 또한, 본 명세서에서 액체가 "전달", "발산", "증발", 또는 "방출"되는 것으로 설명될 때, 이는 그의 휘발성 성분의 휘발을 지칭하며, 그의 비-휘발성 성분이 발산되는 것을 필요로 하지 않음을 이해하여야 한다.
휘발성 조성물(40)에 더하여, 본 발명의 휘발성 조성물 분배기는 예를 들어 냄새를 중화시키기 위한 임의의 공지된 악취 조성물을 포함할 수 있다. 적합한 악취 조성물은 예를 들어 사이클로덱스트린, 반응성 알데하이드 및/또는 이오논을 포함할 수 있다.
휘발성 조성물(40)은 방향유의 형태일 수 있다. 대부분의 통상의 방향 물질은 휘발성 정유이다. 휘발성 조성물(40)은 향료 공급자로부터 통상적으로 입수가능한 휘발성 유기 화합물일 수 있다. 또한, 휘발성 조성물(40)은 합성적으로 또는 천연적으로 형성된 물질로 구성될 수 있다. 그 예는 베르가못(bergamot), 비터 오렌지, 레몬, 만다린, 캐러웨이, 시더 립(cedar leaf), 클로브 립(clove leaf), 시더 우드(cedar wood), 제라늄, 라벤더, 오렌지, 오리가넘(origanum), 패티그레인(petitgrain), 화이트 시더(white cedar), 패출리(patchouli), 네로일리(neroili), 로즈 엡솔루트(rose absolute) 및 임의의 다른 적합한 물질의 오일을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 공기 청향제 또는 방향제의 경우에, 상이한 휘발성 조성물들은 유사하거나, 관련되거나, 상보적이거나, 대조적일 수 있다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 휘발성 조성물(40)은 또한 주위 온도에서 증기 상으로 승화될 수 있는 결정성 고체의 형태로 유래하거나 액체로서 방향에 사용될 수 있다. 임의의 적합한 양 또는 형태의 임의의 적합한 결정성 고체가 본 발명의 휘발성 조성물 분배기와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 적합한 결정성 고체는 바닐린, 에틸 바닐린, 쿠마린, 토날리드(tonalid), 칼론(calone), 헬리오트로펜(heliotropene), 사향 크실롤(musk xylol), 세드롤(cedrol), 사향 케톤 벤조헤논, 래즈베리 케톤, 메틸 나프틸 케톤 베타, 페닐 에틸 살리실레이트, 벨톨(veltol), 말톨(maltol), 메이플 락톤(maple lactone), 프로에우게놀 아세테이트(proeugenol acetate), 에버밀(evemyl) 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 그러나, 발산 습관화(emission habituation)의 문제를 피하려는 시도로 상이한 휘발성 조성물들이 사용되는 경우 휘발성 조성물들이 밀접하게 유사한 것은 바람직하지 않을 수 있다. 그렇지 않다면, 발산을 경험하는 사람은 상이한 물질이 발산되고 있음을 인지하지 못할 수 있다. 상이한 발산물들은 각각 상이한 휘발성 조성물(예컨대, 사향, 꽃, 과일 발산물 등)을 제공하는 복수의 전달 시스템을 사용하여 제공될 수 있다. 상이한 발산물은 공통 테마(theme)에 의해 또는 일부 다른 방법으로 서로 관련될 수 있다. 상이하지만 상보적인 발산물의 예는 시나몬 발산물과 애플 발산물일 수 있다.
이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 휘발성 조성물의 연속적인 전달은 막 기공 크기, 막 표면적, 예를 들어 휘발성 조성물의 물리적 특성, 예컨대 분자량, 포화 증기압(saturation vapor pressure, "VP"), 및 휘발성 조성물 함유 조성물의 점도 및/또는 표면 장력을 포함하는 다양한 인자들의 함수일 수 있다.
비제한적인 일 실시 형태에서, 조성물은, 예를 들어 조성물이 총 중량 기준으로, 25℃에서 약 1.3 Pa (0.01 토르(torr)) 미만의 VP를 개별적으로 포함하는 약 10% 내지 약 100%의 휘발성 조성물, 대안적으로 25℃에서 약 13.3 Pa (0.1 토르) 미만의 VP를 개별적으로 갖는 약 40% 내지 약 100%의 휘발성 조성물, 대안적으로 25℃에서 약 13.3 Pa (0.1 토르) 미만의 VP를 개별적으로 갖는 약 50% 내지 약 100%의 휘발성 조성물, 및 대안적으로 25℃에서 약 39.9 Pa (0.3 토르) 미만의 VP를 개별적으로 갖는 약 90% 내지 약 100%의 휘발성 조성물을 포함하도록 제조될 수 있다. 일 실시 형태에서, 조성물은, 예를 들어 총 중량 기준으로, 25℃에서 약 0.53 Pa (0.004 토르) 내지 약 4.67 Pa (0.035 토르)의 VP를 개별적으로 갖는 약 0% 내지 약 15%의 휘발성 조성물; 및 총 중량 기준으로, 25℃에서 약 13.3 Pa (0.1 토르) 내지 약 13.3 Pa (0.325 토르)의 VP를 개별적으로 갖는 약 0% 내지 약 25%의 휘발성 조성물; 및 총 중량 기준으로, 25℃에서 약 4.67 Pa (0.035 토르) 내지 약 13.3 Pa (0.1 토르)의 VP를 개별적으로 갖는 약 65% 내지 약 100%의 휘발성 조성물을 포함할 수 있다.
2가지 예시적인 조성물 내의 개별 휘발성 조성물의 VP가 아래에서 표 1 및 표 2에 기술된다. 이들 조성물은 예로서 나타내며 본 발명을 어떠한 방식으로도 제한하고자 하는 것은 아니다.
Figure pct00001
Figure pct00002
휘발성 조성물(40)의 점도는 그것이 막(50)으로 전달되는 방식 및 시점을 제어할 수 있다. 예를 들어, 덜 점성인 휘발성 조성물은 더 점성인 휘발성 조성물보다 더 빠르게 유동할 수 있다. 따라서, 막(50)은 덜 점성인 물질로 먼저 습윤될 수 있다. 덜 점성인 상보다 다소 작거나 유사한 밀도인, 더 점성인 휘발성 조성물은 중력에 의해 수집조 또는 휘발성 조성물 용기(38)에 남아 있을 수 있다. 따라서, 덜 점성인 휘발성 조성물이 막(50)으로 전달되어 주변 공기로 더 신속하게 발산될 수 있다. 막(50)을 통해 액체가 스며나오는 것을 방지하는 데 도움을 주기 위해, 휘발성 조성물은 예를 들어 약 23 CP 미만의 점도 및 약 33 mN/m 미만의 표면 장력을 가질 수 있다. 일 실시 형태에서, 휘발성 조성물(40)은, 예를 들어 약 1.0 CP 내지 약 25 CP 미만, 대안적으로 약 1.0 CP 내지 약 23 CP 미만, 대안적으로 약 1.0 CP 내지 약 15 CP 미만의 점도를 가질 수 있다. 조성물은, 휘발성 조성물(40)이 예를 들어 약 19 mN/m 내지 약 33 mN/m 미만, 대안적으로 약 19 mN/m 내지 약 30 mN/m 미만, 대안적으로 약 19 mN/m 내지 약 27 mN/m 미만의 표면 장력을 포함할 수 있도록 설계될 수 있다.
적합한 미세다공성 막의 비제한적인 실시예
이 실시예에 사용되는 바와 같이, "휘발성 물질 접촉 표면"은 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 예를 들어 시험 저장조 내에 함유된, 휘발성 물질을 향해 있으며 전형적으로 그와 접촉하는 미세다공성 막의 표면이다.
이 실시예에 사용되는 바와 같이, "증기 방출 표면"은 휘발성 물질을 향해 있지 않고/않거나 그와 직접 접촉하지 않으며, 그로부터 휘발성 물질이 기체 또는 증기 형태로 외부의 주변 공기 중으로 방출되는 미세다공성 막의 표면이다.
이 실시예에 사용되는 바와 같이, "(메트)아크릴레이트"라는 용어 및 유사한 용어들, 예를 들어, "(메트)아크릴산의 에스테르"는 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트를 의미한다.
이 실시예에 사용되는 바와 같이, 미세다공성 막의 "휘발성 물질 전달 속도"는 하기 설명에 따라 결정된다. 2 밀리리터의 휘발성 물질, 예를 들어, 벤질 아세테이트를 함유하기에 충분한 내부 부피를 갖는 시험 저장조를 투명한 열가소성 중합체로부터 제조한다. 저장조의 내부 치수는 대략 4 센티미터인 개방면의 에지에서의 원형 직경 및 1 센티미터 이하인 깊이에 의해 한정된다. 개방면은 휘발성 물질 전달 속도를 결정하는 데 사용된다. 시험 저장조를 (개방면이 위를 향하도록) 평평하게 놓은 채로, 약 2 밀리리터의 벤질 아세테이트를 시험 저장조 내로 도입한다. 시험 저장조 내로 벤질 아세테이트가 도입된 채로, 0.15 내지 0.46 ㎜ (6 내지 18 밀(mil))의 두께를 갖는 미세다공성 막의 시트를 시험 저장조의 개방면/측 위에 놓아서, 미세다공성 시트의 휘발성 물질 접촉 표면의 10 ㎠를 저장조의 내부에 노출시킨다. 시험 저장조를 칭량하여 완전히 충전된 조립체의 초기 중량을 얻는다. 그 다음, 벤질 아세테이트를 함유하며 미세다공성 막의 시트로 봉입된 시험 저장조를 똑바로 세워서 1.5 m(높이) × 1.5 m(폭) × 0.61 m(깊이) (5 피트(높이) × 5 피트(폭) × 2 피트(깊이))의 대략적인 치수를 갖는 실험실 화학물질 흄 후드(fume hood)에 넣는다. 시험 저장조를 똑바로 세운 채로, 벤질 아세테이트를 미세다공성 시트의 휘발성 물질 접촉 표면의 적어도 일부분과 직접 접촉시킨다. 흄 후드의 유리 도어를 당겨 내리고, 후드를 통과하는 공기 유동을 시간당 8 턴(또는 턴오버)의 후드 부피를 갖도록 조정한다. 달리 지시되지 않는 한, 후드 내의 온도는 25℃ ± 5℃에서 유지한다. 흄 후드 내의 습도는 주위 습도이다. 시험 저장조를 후드 내에서 규칙적으로 칭량한다. 벤질 아세테이트의 계산된 중량 손실을, 경과 시간 및 시험 저장조의 내부에 노출된 미세다공성 시트의 표면적과 조합하여, 미세다공성 시트의 휘발성 물질 전달 속도를 ㎎/(시간, ㎠) 단위로 결정하는 데 사용한다.
이 실시예에 사용되는 바와 같이, 25℃로부터 60℃까지의 본 발명의 미세다공성 막의 휘발성 물질 전달 속도의 퍼센트 증가율을, 전술한 방법에 따라 25℃ 및 60℃에서 개별적이지만 실질적으로 동등한 미세다공성 막 시트 샘플에 대해 결정한다. 저장조를 큰 유리 벨 자(bell jar)에 넣되, 벨 자에 또한 함유된 염화칼륨의 50% 수용액 위에 놓는다. 내용물이 담긴 전체 벨 자를 60℃로 가열된 오븐에 넣는다. 저장조를 이러한 조건 하에서 7 내지 10시간 동안 유지한다. 그 다음, 저장조를 다시 주위 조건의 후드에 하룻밤 놓아 두고 며칠 동안 이 공정을 반복한다. 벨 자에 넣기 전에 그리고 벨 자로부터 꺼낸 후에 각각의 저장조를 칭량한다. 벨 자로부터 꺼낼 때, 각각의 저장조의 중량은 저장조가 주위 온도로 되돌아 간 후에 측정한다.
이 실시예에 사용되는 바와 같이, 미세다공성 막의 증기 방출 표면에 "액체 형태의 휘발성 물질이 실질적으로 없는지"를 하기 설명에 따라 결정한다. 전술한 바와 같이, 시험 저장조를 칭량할 때, 미세다공성 시트의 증기 방출 표면을 육안으로 시각적으로 검사하여 액체의 방울(drop) 및/또는 박막(film)이 그 위에 존재하였는지를 결정한다. 액체의 방울(즉, 단일 방울) 및/또는 박막의 임의의 증거가 증기 방출 표면 상에서 시각적으로 관찰되지만 표면에서 미끄러져 떨어지지 않는 경우, 미세다공성 시트는 허용가능한 것으로 간주한다. 방울이 표면에서 미끄러져 떨어지는 경우, 미세다공성 시트는 불합격한 것으로 결정한다. 액체의 방울들(즉, 한 방울이 아님) 및/또는 박막의 어떠한 증거도 증기 방출 표면 상에서 시각적으로 관찰되지 않은 경우, 미세다공성 시트에는 액체 형태의 휘발성 물질이 실질적으로 없는 것으로 결정한다.
달리 지시되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 모든 범위는 그 안에 포함된 임의의 그리고 모든 하위범위를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "1 내지 10"으로 언급된 범위는 최소값 1과 최대값 10 사이(이들을 포함)의 임의의 그리고 모든 하위범위를 포함하는 것으로 간주되어야 하는데, 즉 모든 하위범위는 1 이상의 최소값으로 시작하고 10 이하의 최대값으로 끝나며, 예를 들어 1 내지 6.1, 3.5 내지 7.8, 5.5 내지 10 등이다.
달리 지시되지 않는 한, 구조적 치수, 성분의 양 등을 표현하는 것과 같은 모든 수 또는 표현은, 상세한 설명 및 특허청구범위에서 사용될 때, 모든 경우에 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해된다.
이 실시예에서와 같이, "휘발성 물질"이라는 용어는, 부여되는 추가 또는 보충 에너지(예컨대, 열 및/또는 교반의 형태) 없이 주위 실온 및 압력에서 기체 또는 증기 형태로 변환될 수 있는(즉, 기화될 수 있는) 물질을 의미한다. 휘발성 물질은, 용매계 물질을 포함하는 휘발성 물질 또는 용매계 물질 내에 분산된 휘발성 물질을 포함할 수 있는 유기 휘발성 물질을 포함할 수 있다. 휘발성 물질은 액체 형태 및/또는 고체 형태일 수 있으며, 천연적으로 존재하거나 합성적으로 형성될 수 있다. 고체 형태일 때, 휘발성 물질은 전형적으로 중간의 액체 형태 없이 고체 형태로부터 기체 형태로 승화된다. 휘발성 물질은 선택적으로 담체(예컨대, 물 및/또는 비휘발성 유기 용매)와 같은 비휘발성 물질과 배합되거나 제형될 수 있다. 고체 휘발성 물질의 경우, 비휘발성 담체는 고체 휘발성 물질이 보유되는 다공성 물질(예컨대, 다공성 무기 물질)의 형태일 수 있다. 또한, 고체 휘발성 물질은 반-고체 젤의 형태일 수 있다.
미세다공성막의 휘발성 물질 전달 속도는 0.7 ㎎/(시간*㎠) 이하, 또는 0.6 ㎎/(시간*㎠) 이하, 또는 0.55 ㎎/(시간*㎠) 이하, 또는 0.50 ㎎/(시간*㎠) 이하일 수 있다. 미세다공성 막의 휘발성 물질 전달 속도는 0.02 ㎎/(시간*㎠) 이상, 또는 0.04 ㎎/(시간*㎠) 이상, 또는 0.30 ㎎/(시간*㎠) 이상, 또는 0.35 ㎎/(시간*㎠) 이상일 수 있다. 미세다공성 막의 휘발성 물질 전달 속도는 이러한 상한값 및 하한값의 임의의 조합 사이의 범위일 수 있다. 예를 들어, 미세다공성 막의 휘발성 물질 전달 속도는 0.04 내지 0.6 ㎎/(시간*㎠), 또는 0.2 내지 0.6 ㎎/(시간*㎠), 또는 0.30 내지 0.55 ㎎/(시간*㎠), 또는 0.35 내지 0.50 ㎎/(시간*㎠)일 수 있다(각각의 경우에 언급된 값은 포함함).
임의의 이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 미세다공성 막의 휘발성 물질 접촉 표면으로부터 증기 방출 표면으로 휘발성 물질이 전달될 때, 휘발성 물질은 액체, 증기, 및 이들의 조합으로부터 선택된 형태인 것으로 여겨진다. 추가로, 그리고 임의의 이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 휘발성 물질은, 적어도 부분적으로, 실질적으로 미세다공성 막 전반에서 연통하는 상호연결된 기공의 네트워크를 통해 이동하는 것으로 여겨진다.
미세다공성 막은 0.7 g/㎤ 이상, 예컨대 0.8 g/㎤ 이상의 밀도를 가질 수 있다. 미세다공성 막의 밀도는 미세다공성 막의 샘플의 중량 및 부피를 측정하여 결정될 수 있다. 미세다공성 막이, 예를 들어 0.04 내지 0.6 ㎎/(시간*㎠)의, 목표 휘발성 물질 전달 속도를 가지며, 휘발성 물질이 휘발성 물질 접촉 표면으로부터 증기 방출 표면으로 전달될 때 상기 증기 방출 표면에 액체 형태의 휘발성 물질이 실질적으로 없다면, 미세다공성 막의 밀도의 상한은 크게 변동될 수 있다. 전형적으로, 미세다공성 막의 밀도는 1.5 g/㎤ 이하, 또는 1.2 g/㎤ 이하, 또는 1.0 g/㎤ 이하이다. 미세다공성 막은 0.7g/㎤ 내지 1.5 g/㎤, 예를 들어, 0.8 g/㎤ 내지 1.2 g/㎤의 밀도를 가질 수 있다(언급된 값 포함).
미세다공성 막이 0.7 g/㎤ 이상, 예컨대 0.8 g/㎤ 이상의 밀도를 갖는 경우, 미세다공성 막의 휘발성 물질 접촉 표면 및 증기 방출 표면 각각은 그 위에 코팅 물질이 없을 수 있다. 위에 코팅 물질이 없는 경우, 휘발성 물질 접촉 표면 및 증기 방출 표면 각각은 미세다공성 막에 의해 한정된다.
미세다공성 막이 0.7 g/㎤ 이상, 예컨대 0.8 g/㎤ 이상의 밀도를 갖는 경우, 미세다공성 막의 휘발성 물질 접촉 표면의 적어도 일부분은 선택적으로 그 위에 제1 코팅을 가질 수 있고/있거나, 미세다공성 막의 증기 방출 표면의 적어도 일부분은 선택적으로 그 위에 제2 코팅을 가질 수 있다. 제1 코팅 및 제2 코팅은 동일하거나 상이할 수 있다. 휘발성 물질 접촉 표면의 적어도 일부분이 그 위에 제1 코팅을 갖는 경우, 휘발성 물질 접촉 표면은 제1 코팅에 의해 적어도 부분적으로 한정된다. 증기 방출 표면의 적어도 일부분이 그 위에 제2 코팅을 갖는 경우, 증기 방출 표면은 제2 코팅에 의해 적어도 부분적으로 한정된다.
제1 코팅 및 제2 코팅은 각각 액체 코팅 및 고체 미립자 코팅(예를 들어, 분말 코팅)으로부터 선택될 수 있다. 전형적으로, 제1 코팅 및 제2 코팅은 각각 독립적으로 물, 유기 용매 및 이들의 조합으로부터 선택된 용매를 선택적으로 포함할 수 있는 액체 코팅으로부터 선택된다. 제1 코팅 및 제2 코팅은 각각 독립적으로 가교결합성 코팅(예를 들어, 열경화성 코팅 및 광경화성 코팅), 및 비-가교결합성 코팅(예를 들어, 공기-건조 코팅)으로부터 선택될 수 있다. 제1 코팅 및 제2 코팅은 본 기술 분야에서 승인된 방법, 예컨대 분무 도포(spray application), 커튼 코팅(curtain coating), 딥 코팅(dip coating), 및/또는 (예를 들어, 닥터 블레이드(doctor blade) 또는 드로우-다운 바(draw-down bar)에 의한) 드로운-다운 코팅(drawn-down coating) 기술에 따라 미세다공성 막의 각각의 표면에 적용될 수 있다.
제1 및 제2 코팅 조성물은 각각 독립적으로 본 기술 분야에서 승인된 첨가제, 예컨대 산화방지제, 자외광 안정제, 유동 조절제, 분산 안정제(예를 들어, 수성 분산물인 경우), 및 착색제(예를 들어, 염료 및/또는 안료)를 포함할 수 있다. 전형적으로, 제1 및 제2 코팅 조성물은 착색제가 없으며, 그 자체로 실질적으로 투명하거나 불투명하다. 선택적인 첨가제는 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 예를 들어 0.01 내지 10 중량%의 개별 양으로 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다.
제1 코팅 및 상기 제2 코팅은 각각 독립적으로, 분산된 유기 중합체성 물질을 포함하는 수성 코팅 조성물로부터 형성될 수 있다. 수성 코팅 조성물은 200 내지 400 nm의 입자 크기를 가질 수 있다. 수성 코팅 조성물의 고형물은 각각의 경우에 수성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 예를 들어 0.1 내지 30 중량%, 또는 1 내지 20 중량%로 크게 변할 수 있다. 수성 코팅 조성물의 유기 중합체는, 예를 들어 1000 내지 4,000,000, 또는 10,000 내지 2,000,000의 수평균 분자량(number average molecular weight, Mn)을 가질 수 있다.
수성 코팅 조성물은 수성 폴리(메트)아크릴레이트 분산물, 수성 폴리우레탄 분산물, 수성 실리콘(또는 규소) 오일 분산물, 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 수성 폴리(메트)아크릴레이트 분산물의 폴리(메트)아크릴레이트 중합체는 본 기술 분야에서 승인된 방법에 따라 제조될 수 있다. 예를 들어, 폴리(메트)아크릴레이트 중합체는 알킬 기에 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬 (메트)아크릴레이트의 잔기(또는 단량체 단위)를 포함할 수 있다. 알킬 기 내에 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬 (메트)아크릴레이트의 예는 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 아이소프로필 (메트)아크릴레이트, 부틸 (메트)아크릴레이트, 아이소부틸 (메트)아크릴레이트, tert-부틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 라우릴 (메트)아크릴레이트, 아이소보르닐 (메트)아크릴레이트, 사이클로헥실 (메트)아크릴레이트, 및 3,3,5-트라이메틸사이클로헥실 (메트)아크릴레이트를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 비제한적인 예시를 위해, 그로부터 제1 및 제2 코팅 조성물이 각각 독립적으로 선택될 수 있는 수성 폴리(메트)아크릴레이트 분산물의 예는 루브리졸 어드밴스드 머티어리얼스, 인크(Advanced Materials, Inc.)로부터 구매가능한 하이카(HYCAR) 26138이다.
제1 코팅 및 제2 코팅이 각각 그로부터 독립적으로 선택될 수 있는 수성 폴리우레탄 분산물의 폴리우레탄 중합체는 당업자에게 공지된 임의의 것들을 포함한다. 전형적으로, 폴리우레탄 중합체는 둘 이상의 아이소시아네이트 기를 갖는 아이소시아네이트 작용성 물질과, 둘 이상의 활성 수소 기를 갖는 활성 수소 작용성 물질로부터 제조된다. 활성 수소 기는, 예를 들어 하이드록실 기, 티올 기, 1차 아민, 2차 아민, 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 비제한적인 예시를 위해, 제1 및 제2 코팅 조성물이 각각 그로부터 독립적으로 선택될 수 있는 수성 폴리우레탄 분산물의 예는 켐투라 코포레이션(Chemtura Corporation)으로부터 구매가능한 위트코본드(WITCOBOND) W-240이다.
수성 실리콘 오일 분산물의 규소 중합체는 공지되고 본 기술 분야에서 승인된 수성 실리콘 오일 분산물로부터 선택될 수 있다. 비제한적인 예시를 위해, 제1 및 제2 코팅 조성물이 각각 그로부터 독립적으로 선택될 수 있는 수성 규소 분산물의 예는 모멘티브 퍼포먼스 머티어리얼스(Momentive Performance Materials)로부터 구매가능한 모멘티브(MOMENTIVE) LE-410이다.
미세다공성 막이, 예를 들어 0.04 내지 0.6 ㎎/(시간*㎠)의, 목표 휘발 물질 전달 속도를 가지며, 휘발성 물질이 휘발성 물질 접촉 표면으로부터 증기 방출 표면으로 전달될 때 상기 증기 방출 표면에 액체 형태의 휘발성 물질이 실질적으로 없다면, 제1 코팅 및 제2 코팅은 각각 독립적으로 임의의 적합한 두께로 적용될 수 있다. 또한, 제1 코팅 및 제2 코팅은 각각 독립적으로 0.01 내지 5.5 g/㎡, 예컨대 0.1 내지 5.0 g/㎡, 또는 0.5 내지 3 g/㎡, 또는 0.75 내지 2.5 g/㎡, 또는 1 내지 2 g/㎡의 코팅 중량(즉, 미세다공성 막 상의 코팅)을 가질 수 있다.
미세다공성 막은 0.8 g/㎤ 미만의 밀도를 가질 수 있으며, 미세다공성 막의 휘발성 물질 접촉 표면의 적어도 일부분은 그 위에 제1 코팅을 가질 수 있고/있거나, 미세다공성 막의 증기 방출 표면의 적어도 일부분은 그 위에 제2 코팅을 가질 수 있다. 제1 코팅 및 제2 코팅은 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 독립적으로 0.7 g/㎤ 이상의 밀도를 갖는 미세다공성 막의 선택적인 제1 코팅 및 제2 코팅과 관련하여 본 명세서에서 앞서 기재된 바와 같다.
0.7 g/㎤ 미만인 경우, 미세다공성 막이, 예를 들어, 0.04 내지 0.6 ㎎/(시간*㎠)의, 목표 휘발성 물질 전달 속도를 가지며, 휘발성 물질이 휘발성 물질 접촉 표면으로부터 증기 방출 표면으로 전달될 때 상기 증기 방출 표면에 액체 형태의 휘발성 물질이 실질적으로 없다면, 본 발명의 미세다공성 막의 밀도는 임의의 적합한 하한을 가질 수 있다. 본 발명의 이러한 특정 실시 형태에서, 미세다공성 막의 밀도는 0.6 내지 0.8 g/㎤ 미만, 또는 0.6 내지 0.75 g/㎤(예를 들어, 0.60 내지 0.75 g/㎤) 또는 0.6 내지 0.7 g/㎤(예를 들어, 0.60 내지 0.70 g/㎤), 또는 0.65 내지 0.70 g/㎤일 수 있다.
추가로, 미세다공성 막의 휘발성 물질 접촉 표면의 적어도 일부분이 그 위에 제1 코팅을 가질 수 있고/있거나, 미세다공성 막의 증기 방출 표면의 적어도 일부분이 그 위에 제2 코팅을 가질 수 있으며, 이때 제1 코팅 및 제2 코팅 각각은 독립적으로 폴리(비닐 알코올)을 포함하는 코팅 조성물로부터 선택된다.
본 발명의 폴리(비닐 알코올) 코팅된 실시 형태에서, 미세다공성 막(즉, 폴리(비닐 알코올) 코팅된 미세다공성 막)이 25℃로부터 60℃로의 온도 증가에 노출되면, 그의 휘발성 물질 전달 속도가 150% 이하만큼 증가한다. 폴리(비닐 알코올) 코팅된 미세다공성 막이 온도 증가(예를 들어, 25℃의 주위 온도로부터 60℃로)에 노출될 때, 휘발성 물질 전달 속도가 전형적으로 증가하며, 예를 들어 더 높은 주위 온도에 대한 노출에 의해 미세다공성 막이 손상된 경우가 아니라면 전형적으로 감소하지 않는다. 그와 같이, 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에서 사용되는 바와 같이, "그의 휘발성 물질 전달 속도가 [서술된] 퍼센트 이하만큼 증가한다"(예를 들어, 150%)라는 서술은 0%의 하한을 포함하지만 0% 미만인 하한은 포함하지 않는다.
예시를 위해, 폴리(비닐 알코올) 코팅된 미세다공성 막이 25℃에서 0.3 ㎎/(시간*㎠)의 휘발성 물질 전달 속도를 갖는 경우, 미세다공성 막이 60℃의 온도에 노출될 때, 휘발성 물질 전달 속도는 0.75 ㎎/(시간*㎠) 이하인 값으로 증가한다.
본 발명의 실시 형태에서, 미세다공성 막(즉, 폴리(비닐 알코올) 코팅된 미세다공성 막)이 25℃로부터 60℃로의 온도 증가에 노출될 때, 그의 휘발성 물질 전달 속도는 125% 이하만큼 증가한다. 예를 들어, 폴리(비닐 알코올) 코팅된 미세다공성 막이 25℃에서 0.3 ㎎/(시간*㎠)의 휘발성 물질 전달 속도를 갖는 경우, 미세다공성 막이 60℃의 온도에 노출될 때, 휘발성 물질 전달 속도는 0.68 ㎎/ (시간*㎠) 이하인 값으로 증가한다.
추가로, 미세다공성 막(즉, 폴리(비닐 알코올) 코팅된 미세다공성 막)이 25℃로부터 60℃로의 온도 증가에 노출될 때, 그의 휘발성 물질 전달 속도는 100% 이하만큼 증가한다. 예를 들어, 폴리(비닐 알코올) 코팅된 미세다공성 막이 25℃에서 0.3 ㎎/(시간*㎠)의 휘발성 물질 전달 속도를 갖는 경우, 미세다공성 막이 60℃의 온도에 노출될 때, 휘발성 물질 전달 속도는 0.6 ㎎/ (시간*㎠) 이하인 값으로 증가한다.
미세다공성 막이, 예를 들어 0.04 ㎎/(시간*㎠) 이상의, 목표 휘발성 물질 전달 속도를 가지며, 미세다공성 막(즉, 폴리(비닐 알코올) 코팅된 미세다공성 막)이 25℃로부터 60℃로의 온도 증가에 노출될 때, 그의 휘발성 물질 전달 속도가 150% 이하만큼 증가한다면, 제1 및 제2 폴리(비닐 알코올) 코팅은 각각 독립적으로 임의의 적합한 코팅 중량으로 존재할 수 있다. 전형적으로, 제1 폴리(비닐 알코올) 코팅 및 제2 폴리(비닐 알코올) 코팅은 각각 독립적으로 0.01 내지 5.5 g/㎡, 예컨대 0.1 내지 4.0 g/㎡, 또는 0.5 내지 3.0 g/㎡, 또는 0.75 내지 2.0 g/㎡의 코팅 중량을 갖는다.
폴리(비닐 알코올) 코팅된 미세다공성 막의 휘발성 물질 전달 속도는 0.02 ㎎/(시간*㎠) 이상일 수 있다. 폴리(비닐 알코올) 코팅된 미세다공성 막의 휘발성 물질 전달 속도는 0.04 ㎎/(시간*㎠) 이상, 또는 0.1 ㎎/(시간*㎠) 이상, 또는 0.2 ㎎/(시간*㎠) 이상, 0.30 ㎎/(시간*㎠) 이상, 또는 0.35 ㎎/(시간*㎠) 이상일 수 있다. 폴리(비닐 알코올) 코팅된 미세다공성 막의 휘발성 물질 전달 속도는 0.7 ㎎/(시간*㎠)이하, 또는 0.6 ㎎/(시간*㎠) 이하, 또는 0.55 ㎎/(시간*㎠) 이하, 또는 0.50 ㎎/(시간*㎠) 이하일 수 있다. 폴리(비닐 알코올) 코팅된 미세다공성 막의 휘발성 물질 전달 속도는 이러한 상한값 및 하한값의 임의의 조합 사이의 범위일 수 있다(언급된 값 포함). 예를 들어, 폴리(비닐 알코올) 코팅된 미세다공성 막의 휘발성 물질 전달 속도는 0.02 ㎎/(시간*㎠) 이상, 예컨대 0.04 내지 0.70 ㎎/(시간*㎠), 또는 0.04 내지 0.60 ㎎/(시간*㎠), 또는 0.20 내지 0.60 ㎎/(시간*㎠), 또는 0.30 내지 0.55 ㎎/(시간*㎠), 또는 0.35 내지 0.50 ㎎/(시간*㎠)일 수 있다(각각의 경우에 언급된 값 포함).
폴리(비닐 알코올) 코팅된 미세다공성 막이, 예를 들어 0.04 ㎎/(시간*㎠) 이상의, 목표 휘발성 물질 전달 속도를 가지고, 미세다공성 막(즉, 폴리(비닐 알코올) 코팅된 미세다공성 막)이 25℃로부터 60℃로의 온도 증가에 노출될 때, 그의 휘발성 물질 전달 속도가 150% 이하만큼 증가한다면, 본 발명의 폴리(비닐 알코올) 코팅된 미세다공성 막의 미세다공성 막의 밀도는 크게 변할 수 있다.
추가로, 폴리(비닐 알코올) 코팅된 미세다공성 막의 미세다공성 막의 밀도는 0.7 g/㎤ 이상, 예컨대 0.8 g/㎤ 이상(예를 들어, 0.8 내지 1.2 g/㎤)일 수 있다(언급된 값 모두 포함). 본 발명의 실시 형태에서, 폴리(비닐 알코올) 코팅된 미세다공성 막의 밀도(즉, 폴리(비닐 알코올) 코팅의 적용 이전의 미세다공성 막의 밀도)는 0.8 g/㎤ 미만이다. 예를 들어, 폴리(비닐 알코올) 코팅된 미세다공성 막의 미세다공성 막의 밀도는 0.6 내지 0.8 g/㎤ 미만, 또는 0.6 내지 0.75 g/㎤(예를 들어, 0.60 내지 0.75 g/㎤) 또는 0.6 내지 0.7 g/㎤(예를 들어, 0.60 내지 0.70 g/㎤), 또는 0.65 내지 0.70 g/㎤일 수 있다(언급된 값 모두 포함).
본 발명의 폴리(비닐 알코올) 코팅된 미세다공성 막을 사용하면, 휘발성 물질이 휘발성 물질 접촉 표면으로부터 증기 방출 표면으로 전달될 때, 증기 방출 표면에 액체 형태의 휘발성 물질이 실질적으로 없다.
폴리(비닐 알코올) 코팅은 물, 유기 용매 및 이들의 조합으로부터 선택된 용매를 선택적으로 포함할 수 있는 액체 코팅으로부터 선택될 수 있다. 폴리(비닐 알코올) 코팅은 가교결합성 코팅(예를 들어, 열경화성 코팅), 및 비-가교결합성 코팅(예를 들어, 공기-건조 코팅)으로부터 선택될 수 있다. 폴리(비닐 알코올) 코팅은 본 기술 분야에서 승인된 방법, 예컨대 분무 도포, 커튼 코팅, 또는 (예를 들어, 닥터 블레이드 또는 드로우-다운 바를 사용한) 드로운-다운 코팅에 따라 미세다공성 막의 각각의 표면에 적용될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에서, 제1 및 제2 폴리(비닐 알코올) 코팅은 각각 독립적으로 수성 폴리(비닐 알코올) 코팅 조성물로부터 형성된다. 수성 폴리(비닐 알코올) 코팅 조성물의 고형물은, 각각의 경우에 수성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 예를 들어, 0.1 내지 15 중량%, 또는 0.5 내지 9 중량%로 크게 변할 수 있다. 폴리(비닐 알코올) 코팅 조성물의 폴리(비닐 알코올) 중합체는, 예를 들어 100 내지 1,000,000, 또는 1000 내지 750,000의 수평균 분자량(Mn)을 가질 수 있다.
폴리(비닐 알코올) 코팅 조성물의 폴리(비닐 알코올) 중합체는 단일중합체 또는 공중합체일 수 있다. 폴리(비닐 알코올) 공중합체가 그로부터 제조될 수 있는 공단량체는 비닐 아세테이트와 (라디칼 중합에 의해) 공중합가능하며 당업자에게 공지된 것들을 포함한다. 예시를 위해, 폴리(비닐 알코올) 공중합체가 그로부터 제조될 수 있는 공단량체는 (메트)아크릴산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산, 이들의 금속염, 이들의 알킬 에스테르(예를 들어, 이들의 C2-C10 알킬 에스테르), 이들의 폴리에틸렌 글리콜 에스테르, 및 이들의 폴리프로필렌 글리콜 에스테르; 비닐 클로라이드; 테트라플루오로에틸렌; 2-아크릴아미도-2-메틸-프로판 설폰산 및 그의 염; 아크릴아미드; N-알킬 아크릴아미드; N,N-다이알킬 치환된 아크릴아미드; 및 N-비닐 포름아미드를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
비제한적인 예시를 위해, 본 발명의 폴리(비닐 알코올) 코팅된 미세다공성 막을 형성하는 데 사용될 수 있는 폴리(비닐 알코올) 코팅 조성물의 예는 세키스이 스페셜티 케미칼스(Sekisui Specialty Chemicals)로부터 구매가능한 셀볼(CELVOL) 325이다.
제1 및 제2 폴리(비닐 알코올) 코팅 조성물은 각각 독립적으로 본 기술 분야에서 승인된 첨가제, 예컨대 산화방지제, 자외광 안정제, 유동 조절제, 분산 안정제(예를 들어, 수성 분산물인 경우), 및 착색제(예를 들어, 염료 및/또는 안료)를 포함할 수 있다. 전형적으로, 제1 및 제2 폴리(비닐 알코올) 코팅 조성물은 착색제가 없으며, 그 자체로 실질적으로 투명하거나 불투명하다. 선택적인 첨가제는 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 예를 들어 0.01 내지 10 중량%의 개별 양으로 폴리(비닐 알코올) 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다.
미세다공성 막의 매트릭스는 실질적으로 수불용성 열가소성 유기 중합체로 구성된다. 매트릭스로 사용하기에 적합한 그러한 중합체는 매우 다양할 수 있다. 일반적으로, 압출되거나, 캘린더링되거나, 압착되거나, 또는 필름, 시트, 스트립, 또는 웨브로 권취될 수 있는, 임의의 실질적으로 수불용성인 열가소성 유기 중합체가 사용될 수 있다. 중합체는 하나의 중합체일 수 있거나, 중합체들의 혼합물일 수 있다. 중합체는 단일중합체, 공중합체, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 그래프트 공중합체, 어탁틱 중합체, 아이소탁틱 중합체, 신디오탁틱 중합체, 선형 중합체, 또는 분지형 중합체일 수 있다. 중합체의 혼합물이 사용되는 경우, 혼합물은 균질할 수 있거나, 둘 이상의 중합체 상을 포함할 수 있다.
적합한 실질적으로 수불용성인 열가소성 유기 중합체의 부류의 예는 열가소성 폴리올레핀, 폴리(할로-치환된 올레핀), 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리(비닐 할라이드), 폴리(비닐리덴 할라이드), 폴리스티렌, 폴리(비닐 에스테르), 폴리카르보네이트, 폴리에테르, 폴리설파이드, 폴리이미드, 폴리실란, 폴리실록산, 폴리카프로락톤, 폴리아크릴레이트, 및 폴리메타크릴레이트를 포함한다. 수불용성 열가소성 유기 중합체가 선택될 수 있는 혼성물 부류는, 예를 들어 열가소성 폴리(우레탄-우레아), 폴리(에스테르-아미드), 폴리(실란-실록산), 및 폴리(에테르-에스테르)를 포함하며 고려된다. 적합한 실질적으로 수불용성인 열가소성 유기 중합체의 추가적인 예는 열가소성 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌(어탁틱, 아이소탁틱, 또는 신디오탁틱), 폴리(비닐 클로라이드), 폴리테트라플루오로에틸렌, 에틸렌과 아크릴산의 공중합체, 에틸렌과 메타크릴산의 공중합체, 폴리(비닐리덴 클로라이드), 비닐리덴 클로라이드와 비닐 아세테이트의 공중합체, 비닐리덴 클로라이드와 비닐 클로라이드의 공중합체, 에틸렌과 프로필렌의 공중합체, 에틸렌과 부텐의 공중합체, 폴리(비닐 아세테이트), 폴리스티렌, 폴리(오메가-아미노운데칸산), 폴리(헥사메틸렌 아디프아미드), 폴리(엡실론-카프로락탐), 및 폴리(메틸 메타크릴레이트)를 포함한다. 실질적으로 수불용성인 열가소성 유기 중합체의 이러한 부류 및 예의 언급은 전부를 망라하는 것은 아니며, 예시를 위해 제공된다.
실질적으로 수불용성인 열가소성 유기 중합체는 특히, 예를 들어 폴리(비닐 클로라이드), 비닐 클로라이드의 공중합체, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 수불용성 열가소성 유기 중합체는 고유 점도가 10 데시리터/그램 이상인 초고분자량 폴리올레핀(예를 들어, 본질적으로 선형인 초고분자량 폴리올레핀); 또는 고유 점도가 6 데시리터/그램 이상인 초고분자량 폴리프로필렌(예를 들어, 본질적으로 선형인 초고분자량 폴리프로필렌); 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 초고분자량 폴리올레핀을 포함한다. 특정 실시 형태에서, 수불용성 열가소성 유기 중합체는 고유 점도가 18 데시리터/그램 이상인 초고분자량 폴리에틸렌(예를 들어, 선형 초고분자량 폴리에틸렌)을 포함한다.
초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)은 무한한 분자량을 갖는 열경화성 중합체가 아니며, 기술적으로 열가소성 물질로 분류된다. 그러나, 분자가 실질적으로 매우 긴 사슬이기 때문에, UHMWPE는 가열시 연화되지만 정상적인 열가소성 방법에서 용융 액체로서 유동하지는 않는다. UHMWPE의 매우 긴 사슬 및 그에 의한 독특한 특성이, 이러한 중합체를 사용하여 제조된 미세다공성 막의 바람직한 특성에 상당히 기여하는 것으로 여겨진다.
앞서 나타낸 바와 같이, UHMWPE의 고유 점도는 약 10 데시리터/그램 이상이다. 보통 고유 점도는 약 14 데시리터/그램 이상이다. 흔히 고유 점도는 약 18 데시리터/그램 이상이다. 많은 경우에, 고유 점도는 약 19 데시리터/그램 이상이다. 고유 점도의 상한에 특정한 제한은 없지만, 고유 점도는 종종 약 10 내지 약 39 데시리터/그램의 범위이다. 고유 점도는 흔히 약 14 내지 약 39 데시리터/그램의 범위이다. 대부분의 경우에, 고유 점도는 약 18 내지 약 39 데시리터/그램의 범위이다. 약 18 내지 약 32 데시리터/그램 범위의 고유 점도가 바람직하다.
UHMWPE의 공칭 분자량은 실증적으로 하기 방정식에 따라 중합체의 고유 점도와 관련된다:
M(UHMWPE) = 5.3×104[η]1.37
여기서, M(UHMWPE)는 공칭 분자량이고 [η]은 데시리터/그램으로 표현되는 UHMW 폴리에틸렌의 고유 점도이다.
본 명세서 및 특허청구범위에서 사용되는 바와 같이, 고유 점도는 UHMWPE의 몇몇 묽은 용액의 환원 점도 또는 내재 점도(inherent viscosity)를 농도 0에 외삽하여 결정되며, 여기서, 용매는 0.2 중량%의, 3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시하이드로신남산, 네오펜탄테트라일 에스테르[CAS 등록 번호 6683-19-8]가 첨가된, 새로 증류된 데카하이드로나프탈렌이다. UHMWPE의 환원 점도 또는 내재 점도는, 상이한 농도의 몇몇 묽은 용액을 사용한 점을 제외하고는 ASTM D 4020-81의 일반적인 절차에 따라 우베로데(Ubbelohde) No. 1 점도계를 사용하여 135℃에서 얻어진 상대 점도로부터 확인된다. ASTM D 4020-81은, 전체적으로, 본 명세서에 참고로 포함된다.
매트릭스는 고유 점도가 10 데시리터/그램 이상인 실질적으로 선형인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)과, ASTM D 1238-86 조건 E 용융 지수가 50 그램/10분 미만이고 ASTM D 1238-86 조건 F 용융 지수가 0.1 그램/10분 이상인 저분자량 폴리에틸렌의 혼합물을 포함할 수 있다. 저분자량 폴리에틸렌(LMWPE) 의 공칭 분자량은 UHMWPE의 것보다 작다. LMWPE는 열가소성이며 다수의 상이한 유형들이 알려져 있다. 분류 방법 중 하나는, 하기 표 1에 요약된 바와 같이, ASTM D 1248-84(1989년 재승인됨)에 따라, 그램/세제곱센티미터로 표현되며 소숫점 이하 3자리로 반올림된 밀도에 의한 것이다.
[표 1]
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임의의 또는 모든 이러한 폴리에틸렌이 본 발명의 미세다공성 막에서 LMWPE로서 사용될 수 있다. 일부 응용에서, HDPE가 사용될 수 있는데, 이는 HDPE가 대개 MDPE 또는 LDPE보다 더 선형인 경향이 있기 때문이다. ASTM D 1248-84(1989년 재승인됨)는, 전체적으로, 본 명세서에 참고로 포함된다.
다양한 LMWPE를 제조하기 위한 공정이 잘 알려져 있으며 문서에 잘 기록되어 있다. 이러한 방법은 고압 공정, 필립스 페트롤륨 컴퍼니(Phillips Petroleum Company) 공정, 스탠다드 오일 컴퍼니(Standard Oil Company)(미국 인디애나주 소재) 공정, 및 지글러(Ziegler) 공정을 포함한다. LMWPE의 ASTM D 1238-86 조건 E(즉, 190℃ 및 2.16 킬로그램 하중) 용융 지수는 약 50 그램/10분 미만이다. 흔히 조건 E 용융 지수는 약 25 그램/10분 미만이다. 바람직하게는 조건 E 용융 지수는 약 15 그램/10분 미만이다. LMWPE의 ASTM D 1238-86 조건 F(즉, 190℃ 및 21.6 킬로그램 하중) 용융 지수는 0.1 그램/10분 이상이다. 많은 경우에, 조건 F 용융 지수는 약 0.5 그램/10분 이상이다. 바람직하게는 조건 F 용융 지수는 약 1.0 그램/10분 이상이다. ASTM D 1238-86은, 전체적으로, 본 명세서에 참고로 포함된다.
미세다공성 막에 그들의 특성을 제공하도록 충분한 UHMWPE 및 LMWPE가 매트릭스 중에 존재하여야 한다. 그 존재가 미세다공성 막의 특성에 불리한 방식으로 실질적으로 영향을 주지 않기만 한다면 기타 열가소성 유기 중합체가 또한 매트릭스 중에 존재할 수 있다. 기타 열가소성 중합체는 하나의 기타 열가소성 중합체일 수 있거나, 하나를 초과하는 기타 열가소성 중합체일 수 있다. 존재할 수 있는 기타 열가소성 중합체의 양은 그러한 중합체의 속성에 좌우된다. 선택적으로 존재할 수 있는 열가소성 유기 중합체의 예는 폴리(테트라플루오로에틸렌), 폴리프로필렌, 에틸렌과 프로필렌의 공중합체, 에틸렌과 아크릴산의 공중합체, 및 에틸렌과 메타크릴산의 공중합체를 포함한다. 원한다면, 카르복실-함유 공중합체의 카르복실 기의 전부 또는 일부가 나트륨, 아연 등으로 중화될 수 있다.
UHMWPE와 LMWPE가 함께 매트릭스의 중합체의 65 중량% 이상, 예컨대 매트릭스의 중합체의 85 중량% 이상을 구성할 수 있거나, UHMWPE와 LMWPE가 함께 매트릭스의 중합체의 실질적으로 100 중량%를 구성할 수 있다. UHMWPE가 매트릭스의 중합체의 1 중량% 이상을 구성할 수 있으며, UHMWPE와 LMWPE가 함께 매트릭스의 중합체의 실질적으로 100 중량%를 구성한다.
UHMWPE와 LMWPE가 함께 미세다공성 막의 매트릭스의 중합체의 100 중량%를 구성하는 경우, UHMWPE는 매트릭스의 중합체의 40 중량% 이상, 예컨대 매트릭스의 중합체의 45 중량% 이상, 또는 48 중량% 이상, 또는 50 중량% 이상, 또는 55 중량% 이상을 구성할 수 있다. 또한, UHMWPE는 매트릭스의 중합체의 99 중량% 이하, 예컨대 매트릭스의 중합체의 80 중량% 이하, 또는 70 중량% 이하, 또는 65 중량% 이하, 또는 60 중량% 이하를 구성할 수 있다. 매트릭스의 중합체를 구성하는 UHMWPE의 수준은 언급된 값을 포함하는, 임의의 이러한 값들 사이의 범위일 수 있다.
마찬가지로, UHMWPE와 LMWPE가 함께 미세다공성 막의 매트릭스의 중합체의 100 중량%를 구성하는 경우, LMWPE는 매트릭스의 중합체의 1 중량% 이상, 예컨대 매트릭스의 중합체의 5 중량% 이상, 또는 10 중량% 이상, 또는 15 중량% 이상, 또는 20 중량% 이상, 또는 25 중량% 이상, 또는 30 중량% 이상, 또는 35 중량% 이상, 또는 40 중량% 이상, 또는 45 중량% 이상, 또는 50 중량% 이상, 또는 55 중량% 이상을 구성할 수 있다. 또한, LMWPE는 매트릭스의 중합체의 70 중량% 이하, 예컨대 매트릭스의 중합체의 65 중량% 이하, 또는 60 중량% 이하, 또는 55 중량% 이하, 또는 50 중량% 이하, 또는 45 중량% 이하를 구성할 수 있다. LMWPE의 수준은 언급된 값을 포함하는, 임의의 이러한 값들 사이의 범위일 수 있다.
본 발명의 임의의 전술된 미세다공성 막의 경우에 LMWPE는 고밀도 폴리에틸렌을 포함할 수 있음에 주의하여야 한다.
미세다공성 막은 또한 미분된, 실질적으로 수불용성인 미립자 충전제 물질을 포함한다. 미립자 충전제 물질은 유기 미립자 물질 및/또는 무기 미립자 물질을 포함할 수 있다. 미립자 충전제 물질은 전형적으로는 착색되지 않으며, 예를 들어 미립자 충전제 물질은 백색 또는 오프-화이트(off-white) 미립자 충전제 물질, 예컨대 규산질 또는 점토 미립자 물질이다.
미분된, 실질적으로 수불용성인 충전제 입자는 미세다공성 막의 20 내지 90 중량%를 구성할 수 있다. 예를 들어, 그러한 충전제 입자는 미세다공성 막의 20 내지 90 중량%, 예컨대 미세다공성 막의 30 내지 90 중량%, 또는 미세다공성 막의 40 내지 90 중량%, 또는 미세다공성 막의 40 내지 85 중량%, 또는 미세다공성 막의 50 내지 90 중량%, 그리고 심지어 미세다공성 막의 60 내지 90 중량%를 구성할 수 있다.
미분된, 실질적으로 수불용성인 미립자 충전제는 소립자(ultimate particle), 소립자의 응집체, 또는 둘 모두의 조합의 형태일 수 있다. 0.04 마이크로미터만큼 작은 입자 직경을 측정할 수 있는 레이저 회절 입자 크기 측정기인, 벡크맨 컬튼(Beckman Coulton)으로부터의 LS230을 사용하여 결정할 때, 미세다공성 막을 제조하는 데 사용되는 충전제의 약 90 중량% 이상이 0.5 내지 약 200 마이크로미터, 예컨대 1 내지 100 마이크로미터 범위의 총체적 입자 크기(gross particle size)를 갖는다. 전형적으로, 미립자 충전제의 90 중량% 이상이 10 내지 30 마이크로미터 범위의 총체적 입자 크기를 갖는다. 미세다공성 막을 제조하는 데 사용되는 성분들을 가공하는 동안 충전제 응집체의 크기가 감소될 수 있다. 따라서, 미세다공성 막 중의 총체적 입자 크기의 분포는 원래의 충전제 자체에서보다 더 작을 수 있다.
본 발명의 미세다공성 막에 사용될 수 있는, 적합한 유기 및 무기 미립자 물질의 비제한적인 예는 미국 특허 제6,387,519 B1호 9 컬럼, 4줄 내지 13 컬럼, 62줄에 기재된 것들을 포함하며, 이의 인용된 부분은 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 발명의 특정 실시 형태에서, 미립자 충전제 물질은 규산질 물질을 포함한다. 미세다공성 막을 제조하는 데 사용될 수 있는 규산질 충전제의 비제한적인 예는 실리카, 운모, 몬트모릴로나이트, 카올리나이트, 나노클레이(nanoclay), 예컨대 서던 클레이 프로덕츠(Southern Clay Products)로부터 입수가능한 클로이사이트(cloisite), 활석, 규조토, 질석, 천연 및 합성 제올라이트, 칼슘 실리케이트, 알루미늄 실리케이트, 나트륨 알루미늄 실리케이트, 알루미늄 폴리실리케이트, 알루미나 실리카 젤 및 유리 입자를 포함한다. 규산질 충전제에 더하여, 실질적으로 수불용성인 기타 미분된 미립자 충전제가 선택적으로 또한 사용될 수 있다. 그러한 선택적인 미립자 충전제의 비제한적인 예는 카본 블랙, 목탄, 흑연, 산화티타늄, 산화철, 산화구리, 산화아연, 산화안티몬, 지르코니아, 마그네시아, 알루미나, 이황화몰리브덴, 황화아연, 황산바륨, 황산스트론튬, 탄산칼슘 및 탄산마그네슘을 포함한다. 비제한적인 실시 형태에서, 규산질 충전제는 실리카 및 임의의 전술한 점토를 포함할 수 있다. 실리카의 비제한적인 예는 침전 실리카, 실리카 젤, 건식 실리카, 및 이들의 조합을 포함한다.
일반적으로 실리카 젤은 산을 사용하여 낮은 pH에서 용해성 금속 실리케이트, 예를 들어 나트륨 실리케이트의 수용액을 산성화시켜 상업적으로 생산된다. 사용되는 산은 일반적으로 강 무기산, 예컨대 황산 또는 염산이지만, 이산화탄소가 사용될 수 있다. 점도가 낮을 때에는 젤 상과 주위의 액체 상 사이에는 본질적으로 밀도 차이가 없기 때문에, 젤 상이 침강하지 않으며, 즉 침전하지 않는다. 결과적으로, 실리카 젤은 콜로이드성 비정질 실리카의 인접한 입자들의 비침전된, 응집성, 강성, 3차원 네트워크로서 설명될 수 있다. 세분 상태는 큰 고체 덩어리로부터 극미소 입자까지의 범위에 있으며, 수화 정도는 거의 무수 실리카로부터 중량 기준으로 실리카 1부당 100부 정도의 물을 포함하는 연질 젤라틴성 덩어리까지의 범위에 있다.
침전 실리카는 일반적으로 실리카의 콜로이드성 입자가 약알칼리성 용액 중에서 성장하고, 생성되는 용해성 알칼리 금속 염의 알칼리 금속 이온에 의해 응결되도록, 용해성 금속 실리케이트, 보통 알칼리 금속 실리케이트, 예컨대 나트륨 실리케이트의 수용액과 산을 배합하여 상업적으로 생산된다. 무기산을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 산이 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 산의 비제한적인 예는 염산 및 황산을 포함하지만 이산화탄소가 또한 침전 실리카를 생산하는 데 사용될 수 있다. 응결제(coagulant)의 부재시, 실리카는 어떠한 pH에서도 용액으로부터 침전하지 않는다. 비제한적인 실시 형태에서, 실리카의 침전을 야기하는 데 사용되는 응결제는 콜로이드성 실리카 입자의 형성 중 생성되는 용해성 알칼리 금속 염일 수 있거나, 첨가된 전해질, 예컨대 용해성 무기 또는 유기 염일 수 있거나, 둘 모두의 조합일 수 있다.
침전 실리카는 피피지 인더스트리즈, 인크(PPG Industries, Inc)로부터 다수의 등급 및 형태로 입수가능하다. 이러한 실리카는 상표명 하이-실(Hi-Sil)(등록상표)로 판매된다.
본 발명을 위해, 실질적으로 수불용성인, 미분된 미립자 규산질 충전제는 50 중량% 이상(예를 들어, 65 중량% 이상, 75 중량% 이상), 또는 90 중량% 이상의 실질적으로 수불용성인 충전제 물질을 포함할 수 있다. 규산질 충전제는 50 내지 90 중량%(예를 들어, 60 내지 80 중량%)의 미립자 충전제 물질을 포함할 수 있거나, 규산질 충전제는 실질적으로 전부의 실질적으로 수불용성인 미립자 충전제 물질을 포함할 수 있다.
미립자 충전제(예를 들어, 규산질 충전제)는 전형적으로 큰 표면적을 가져서, 충전제가 본 발명의 미세다공성 막을 생성하는 데 사용되는 대부분의 가공 가소제 조성물을 운반할 수 있다. 충전제 입자는 실질적으로 수불용성이며, 또한 미세다공성 막을 제조하는 데 사용되는 임의의 유기 가공 액체에 실질적으로 불용성이다. 이는 미세다공성 막 내의 미립자 충전제의 보유를 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 미세다공성 막은 또한 가공에 사용되는 소량(미세다공성 막의 총 중량을 기준으로, 예를 들어 5 중량% 이하)의 기타 물질, 예컨대 윤활제, 가공 가소제, 유기 추출액, 물 등을 포함할 수 있다. 열 안정성, 자외선 안정성 및 치수 안정성과 같은 특정 목적을 위해 도입되는 추가적인 물질이 미세다공성 막 중에 소량(미세다공성 막의 총 중량을 기준으로, 예를 들어 15 중량% 이하)으로 선택적으로 존재할 수 있다. 그러한 추가적인 물질의 예는 산화방지제, 자외광 흡수제, 보강 섬유, 예컨대 촙핑된 유리 섬유 스트랜드(chopped glass fiber strand) 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 충전제 및 하나 이상의 특수한 목적을 위해 적용되는 임의의 코팅, 인쇄 잉크, 또는 함침제를 제외한, 미세다공성 막의 나머지는 본질적으로 열가소성 유기 중합체이다.
본 발명의 미세다공성 막은 또한 실질적으로 미세다공성 막 전반에서 연통하는 상호연결된 기공들의 네트워크를 포함한다. 무-코팅, 무-인쇄 잉크 및 무-함침제를 기반으로, 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같은 공정에 의해 제조될 때, 기공은 미세다공성 막의 총 부피를 기준으로 전형적으로 35 내지 95 부피%를 구성한다. 기공은 미세다공성 막의 총 부피를 기준으로 미세다공성 막의 60 내지 75 부피%를 구성할 수 있다. 본 명세서 및 특허청구범위에서 사용되는 바와 같이, 부피%로 표현되는, 미세다공성 막의 다공도(공극 부피로도 알려짐)는 하기 방정식에 따라 결정된다:
다공도 = 100[1-d1 /d2]
여기서, d1은 샘플 중량과, 샘플 치수의 측정에 의해 확인되는 것과 같은 샘플 부피로부터 결정되는, 샘플의 밀도이고; d2는 샘플 중량과, 샘플의 고형분의 부피로부터 결정되는, 샘플의 고형분의 밀도이다. 미세다공성 막의 고형분의 부피는 퀀타크롬 스테레오피크노미터(Quantachrome stereopycnometer)(퀀타크롬 코포레이션(Quantachrome Corp.))를 사용하여, 장비에 첨부된 작동 매뉴얼에 따라 결정된다.
미세다공성 막의 기공의 부피 평균 직경은 오토스캔 수은 다공도 측정기(Autoscan mercury porosimeter)(퀀타크롬 코포레이션)를 사용하여, 장비에 첨부된 작동 매뉴얼에 따라, 수은 다공도 측정법(mercury porosimetry)에 의해 결정된다. 단일 스캔에 대한 부피 평균 기공 반경이 다공도 측정기에 의해 자동적으로 결정된다. 다공도 측정기의 작동시, 스캔은 고압 범위(138 킬로파스칼 절대압 내지 227 메가파스칼 절대압)에서 이루어진다. 총 침투(intruded) 부피의 2% 이하가 고압 범위의 하한(138 내지 250 킬로파스칼 절대압)에서 발생하는 경우, 부피 평균 기공 직경은 다공도 측정기에 의해 결정되는 부피 평균 기공 반경의 2배로 취해진다. 그렇지 않다면, 저압 범위(7 내지 165 킬로파스칼 절대압)에서 추가 스캔을 행하고 부피 평균 기공 직경을 하기 방정식에 따라 계산한다:
d = 2 [ v1r1/w1 + v2r2/w2] / [v1/ w1 + v2/ w2]
여기서, d는 부피 평균 기공 직경이고; v1은 고압 범위에서 침투된 수은의 총 부피이고; v2는 저압 범위에서 침투된 수은의 총 부피이고; r1은 고압 스캔으로부터 결정된 부피 평균 기공 반경이고; r2는 저압 스캔으로부터 결정된 부피 평균 기공 반경이고; w1은 고압 스캔된 샘플의 중량이고; w2는 저압 스캔된 샘플의 중량이다.
일반적으로 무-코팅, 무-인쇄 잉크 및 무-함침제를 기반으로, 미세다공성 막의 기공의 부피 평균 직경은 0.02 마이크로미터 이상, 전형적으로 0.04 마이크로미터 이상, 및 더욱 전형적으로 0.05 마이크로미터 이상이다. 동일 기반으로, 미세다공성 막의 기공의 부피 평균 직경은 또한 전형적으로 0.5 마이크로미터 이하, 더욱 전형적으로 0.3 마이크로미터 이하, 및 추가로 전형적으로 0.25 마이크로미터 이하이다. 이러한 기반으로, 기공의 부피 평균 직경은 언급된 값을 포함하는, 임의의 이러한 값들 사이의 범위일 수 있다. 예를 들어, 미세다공성 막의 기공의 부피 평균 직경은 0.02 내지 0.5 마이크로미터, 또는 0.04 내지 0.3 마이크로미터, 또는 0.05 내지 0.25 마이크로미터의 범위일 수 있다(각각의 경우에 언급된 값 포함).
전술된 절차에 의해 부피 평균 기공 직경을 결정하는 과정에서, 검출된 최대 기공 반경이 또한 결정될 수 있다. 이는 실시되는 경우 저압 범위 스캔으로부터 취해지며; 그렇지 않다면 고압 범위 스캔으로부터 취해진다. 미세다공성 막의 최대 기공 직경은 전형적으로 최대 기공 반경의 2배이다.
코팅, 인쇄 및 함침 공정이 미세다공성 막의 기공의 적어도 일부분에서 충전을 야기할 수 있다. 게다가, 그러한 공정은 또한 미세다공성 막을 비가역적으로 압축할 수 있다. 따라서, 다공도, 기공의 부피 평균 직경, 및 최대 기공 직경과 관련된 파라미터는 하나 이상의 이러한 공정을 적용하기 전의 미세다공성 막에 대해 결정된다.
본 명세서에 개시된 다양한 휘발성 조성물 분배기는 차량용으로 논의되었지만, 당업자는 다른 적합한 환경에서의 분배기의 다른 사용을 인식할 것이다. 일 실시 형태에서, 휘발성 조성물 분배기는, 예를 들어 캠프장에서 및/또는 텐트 또는 캐빈 내에서 살충제를 분배하는 데 사용될 수 있다. 다른 다양한 실시 형태에서, 휘발성 조성물 분배기는 가정, 작업장, 로커, 저장 공간, 및/또는 휘발성 조성물 분배기가 사용자에게 유용할 임의의 다른 적합한 장소 또는 환경에서 사용될 수 있다.
본 명세서에 개시된 치수 및 값은 열거된 정확한 수치 값으로 엄격하게 제한되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 대신, 달리 명시되어 있지 않는 한, 각각의 그러한 치수는 기재된 값 및 그 값 주변의 기능적으로 동등한 범위를 의미하는 것으로 의도된다. 예를 들어, "40 ㎜"로 개시된 치수는 "약 40 ㎜"를 의미하고자 한다.
상세한 설명에 인용된 모든 문헌은 관련 부분에서 본 명세서에 참고로 포함되며, 어떠한 문헌의 인용도 본 발명에 대한 종래 기술로 인정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 기재된 본 명세서의 용어의 임의의 의미 또는 정의가 참고로 포함된 문헌의 용어의 임의의 의미 또는 정의와 상충되는 경우에는, 기재된 본 명세서에서의 그 용어에 할당된 의미 또는 정의가 우선할 것이다.
본 발명의 특정 실시 형태가 예시되고 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 다양한 다른 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 본 발명의 범주 내에 있는 이러한 모든 변경과 수정을 첨부된 특허청구범위에 포함하고자 한다.

Claims (15)

  1. 휘발성 조성물 분배기로서,
    적어도 하나의 휘발성 조성물을 내부에 포함하는 휘발성 조성물 용기;
    상기 휘발성 조성물 용기에 근접하게 위치되는 파열 요소(rupture element); 및
    캐밍 표면(camming surface)을 포함하는 캠(cam)으로서, 상기 캐밍 표면은 상기 파열 요소의 적어도 일부분을 상기 휘발성 조성물 용기를 향해 이동시켜서, 상기 휘발성 조성물 용기를 천공하고 상기 휘발성 조성물 용기로부터 상기 휘발성 조성물의 적어도 일부분을 방출하여, 상기 휘발성 조성물의 상기 부분이 증발되고 상기 휘발성 조성물 분배기로부터 유출되게 하도록 구성되는 상기 캠을 포함하는, 휘발성 조성물 분배기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 파열 요소에 근접하게 위치되는 통기성 막(breathable membrane)을 포함하고, 상기 통기성 막은 상기 파열 요소의 상기 부분이 상기 휘발성 조성물 용기를 천공한 후 상기 휘발성 조성물을 수용하도록 구성되며, 바람직하게는 상기 통기성 막은 증발을 위해 상기 휘발성 조성물을 수용하도록 구성되는 미세다공성 막을 포함하고, 더욱 바람직하게는 외부 쉘을 포함하며, 상기 휘발성 조성물 용기 및 상기 파열 요소는 상기 외부 쉘 내에 적어도 부분적으로 위치되고, 상기 캠은 상기 캐밍 표면이 상기 파열 요소의 적어도 상기 부분에 힘을 가하지 않을 때 상기 외부 쉘의 외측에 위치되며, 상기 캐밍 표면은 상기 캐밍 표면이 상기 파열 요소의 적어도 상기 부분에 힘을 가할 때 상기 외부 쉘 내에 적어도 부분적으로 위치되는, 휘발성 조성물 분배기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 휘발성 조성물 용기의 일부분과 밀봉 연통되는 파열가능 시일(rupturable seal)을 포함하고, 상기 파열 요소는 상기 캐밍 표면이 상기 파열 요소의 상기 부분을 상기 파열가능 시일을 향해 이동시킬 때, 상기 파열 요소의 상기 부분이 상기 파열가능 시일을 천공하여 상기 휘발성 조성물이 상기 휘발성 조성물 용기로부터 상기 통기성 막 상으로 방출될 수 있게 하도록 상기 파열가능 시일에 근접하게 위치되며, 바람직하게는 상기 캠은 상기 캐밍 표면이 상기 파열 요소에 힘을 가하지 않는 제1 위치와 상기 캐밍 표면이 상기 파열 요소의 상기 부분에 힘을 가하여 상기 파열 요소의 상기 부분을 상기 휘발성 조성물 용기를 향해 이동시키는 제2 위치 사이에서 선회가능한, 휘발성 조성물 분배기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 최상부 부분 및 최하부 부분을 포함하고, 상기 파열 요소는 상기 캐밍 표면이 상기 파열 요소의 상기 부분을 상기 휘발성 조성물 용기를 향해 이동시킬 때 적어도 상기 휘발성 조성물 용기의 상기 최하부 부분에 근접한 위치에서 상기 휘발성 조성물 용기를 천공하도록 구성되는 적어도 하나의 천공 부재를 포함하며, 바람직하게는 상기 파열 요소의 상기 부분은 상기 휘발성 조성물 용기로부터 멀어지게 수직으로 편향되는, 휘발성 조성물 분배기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 외부 쉘을 포함하고, 상기 외부 쉘은 상기 휘발성 조성물과 유체 연통되게 배치되도록 구성되는 적어도 하나의 통기공(vent)을 포함하며, 상기 분배기는 상기 분배기를 통한 제1 공기 유동이 허용되는 제1 위치와 상기 분배기를 통한 제2 공기 유동이 허용되는 제2 위치 사이에서 적어도 하나의 상기 통기공 위로 적어도 부분적으로 이동되도록 구성되는 공기 유동 조정 부재를 추가로 포함하는, 휘발성 조성물 분배기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파열 요소는,
    외부 하우징; 및
    상기 외부 하우징과 이동가능하게 맞물리는 이동가능 부분으로서, 상기 이동가능 부분은 상기 캐밍 표면이 상기 이동가능 부분을 상기 휘발성 조성물 용기를 향해 이동시킬 때까지 상기 휘발성 조성물 용기로부터 떨어진 위치에서 유지되는 상기 이동가능 부분을 포함하는, 휘발성 조성물 분배기.
  7. 휘발성 조성물 분배기로서,
    외부 쉘;
    적어도 하나의 휘발성 조성물을 내부에 포함하는 휘발성 조성물 용기로서, 상기 휘발성 조성물 용기는 상기 외부 쉘 내에 적어도 부분적으로 위치되도록 구성되는 상기 휘발성 조성물 용기;
    상기 휘발성 조성물 용기에 근접하게 위치되는 천공 부재를 포함하는 요소; 및
    적어도 상기 천공 부재를 상기 휘발성 조성물 용기를 향해 이동시켜서, 상기 휘발성 조성물 용기를 천공하고 상기 휘발성 조성물 용기로부터 상기 휘발성 조성물의 적어도 일부분을 방출하여, 상기 휘발성 조성물의 상기 부분이 증발되고 상기 외부 쉘로부터 유출되게 하도록 구성되는 액추에이터를 포함하는, 휘발성 조성물 분배기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 요소에 근접하게 위치되는 통기성 막을 포함하고, 상기 통기성 막은 상기 휘발성 조성물을 수용하도록 구성되는 미세다공성 막을 포함하며, 바람직하게는 상기 요소는 외부 하우징 및 이동가능 부분을 포함하고, 상기 이동가능 부분은 상기 천공 부재를 포함하며, 상기 이동가능 부분은 상기 외부 하우징 내에 적어도 부분적으로 위치되고 상기 외부 하우징과 이동가능하게 맞물리며, 더욱 바람직하게는 상기 요소는 외부 하우징 및 이동가능 부분을 포함하고, 상기 이동가능 부분은 상기 외부 하우징 내에 적어도 부분적으로 위치되고 상기 외부 하우징에 부착되지 않는, 휘발성 조성물 분배기.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 휘발성 조성물 용기와 상기 요소 중간에 적어도 부분적으로 위치되는 변형가능 재료를 포함하고, 상기 변형가능 재료는 소정의 힘 하에서 변형되도록 구성되며, 상기 변형가능 재료는 상기 천공 부재가 상기 휘발성 조성물 용기를 너무 이르게 천공하는 것을 방지하기 위해 적어도 상기 천공 부재를 상기 휘발성 조성물 용기로부터 멀어지게 편향시키도록 구성되는, 휘발성 조성물 분배기.
  10. 휘발성 조성물 분배 시스템으로서,
    적어도 하나의 휘발성 조성물을 내부에 포함하는 휘발성 조성물 용기;
    이동가능 부분을 포함하는 파열 요소로서, 상기 파열 요소는 상기 휘발성 조성물 용기에 근접하게 위치되는 상기 파열 요소;
    상기 파열 요소에 근접하게 위치되는 통기성 막; 및
    액추에이터로서, 상기 액추에이터가 상기 이동가능 부분에 힘을 가하지 않는 제1 위치와 상기 액추에이터가 상기 이동가능 부분에 힘을 가하여 상기 이동가능 부분이 상기 휘발성 조성물 용기를 향해 가압되게 하여서 상기 휘발성 조성물 용기를 천공하고 상기 휘발성 조성물의 적어도 일부분을 증발을 위해 상기 통기성 막 상으로 방출하는 제2 위치 사이에서 이동되도록 구성되는 상기 액추에이터를 포함하는, 휘발성 조성물 분배 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 파열 요소는 외부 하우징을 포함하고, 상기 이동가능 부분은 상기 외부 하우징 내에 적어도 부분적으로 위치되고 상기 외부 하우징과 이동가능하게 맞물리며, 바람직하게는 상기 휘발성 조성물 용기와 상기 이동가능 부분 중간에 적어도 부분적으로 위치되는 변형가능 재료를 포함하고, 상기 변형가능 재료는 상기 이동가능 부분을 상기 휘발성 조성물 용기로부터 멀어지게 편향시키도록 구성되며, 더욱 바람직하게는 상기 파열 요소는 외부 하우징을 포함하고, 상기 이동가능 부분은 상기 외부 하우징 내에 적어도 부분적으로 위치되고 상기 외부 하우징에 부착되지 않는, 휘발성 조성물 분배 시스템.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    리세스(recess)를 내부에 한정하는 외부 쉘로서, 상기 리세스는 측벽을 포함하는 상기 외부 쉘;
    상기 측벽의 일부분으로부터 적어도 부분적으로 상기 리세스 내로 연장되는 편향 부재로서, 상기 편향 부재는 제1 표면, 중간 표면, 및 제2 표면을 포함하고,
    상기 액추에이터는 상기 제2 위치에 있을 때 상기 중간 표면과 맞물리고 상기 중간 표면에 힘을 가하여 상기 편향 부재를 적어도 부분적으로 상기 외부 쉘 내로 편향시키도록 구성되는, 상기 편향 부재; 및
    상기 측벽과 상기 편향 부재의 일부분 사이에 한정되는 개구로서, 상기 액추에이터는 제3 위치에 있을 때 상기 액추에이터가 상기 이동가능 부분에 힘을 가하지 않도록 상기 개구 내에 적어도 부분적으로 위치되도록 구성되는 상기 개구를 포함하는, 휘발성 조성물 분배 시스템.
  13. 휘발성 조성물 분배기를 위한 휘발성 조성물 카트리지로서,
    적어도 하나의 휘발성 조성물을 내부에 포함하는 휘발성 조성물 용기;
    상기 휘발성 조성물 용기에 근접하게 위치되는 파열 요소; 및
    상기 파열 요소에 근접하게 위치되는 미세다공성 막으로서, 상기 파열 요소는 상기 휘발성 조성물 용기의 일부분 및 상기 미세다공성 막의 일부분과 밀봉가능하게 맞물리고, 상기 파열 요소는 작동시 상기 휘발성 조성물을 증발을 위해 상기 휘발성 조성물 용기로부터 상기 미세다공성 막 상으로 방출하기 위해 상기 휘발성 조성물 용기 내에 개구를 생성하도록 구성되는 상기 미세다공성 막을 포함하는, 휘발성 조성물 카트리지.
  14. 휘발성 조성물을 분배하는 방법으로서,
    휘발성 조성물을 내부에 포함하는 휘발성 조성물 용기를 제공하는 단계;
    상기 휘발성 조성물 용기에 근접하게 위치되는 파열 요소를 제공하는 단계; 및
    상기 파열 요소의 적어도 일부분을 이동시키고 상기 휘발성 조성물 용기를 천공하여, 상기 휘발성 조성물의 적어도 일부분이 상기 휘발성 조성물 용기로부터 방출되게 하도록 액추에이터를 작동시키는 단계를 포함하고, 바람직하게는,
    상기 파열 요소에 근접하게 위치되는 통기성 막을 제공하는 단계; 및
    상기 휘발성 조성물을 증발을 위해 상기 통기성 막 상으로 방출하는 단계를 포함하며, 더욱 바람직하게는 상기 작동시키는 단계는 상기 액추에이터가 상기 파열 요소에 힘을 가하지 않는 제1 위치와 상기 액추에이터가 상기 파열 요소의 적어도 일부분에 힘을 가하여 상기 파열 요소의 적어도 상기 부분을 상기 휘발성 조성물 용기를 향해 이동시키고 상기 휘발성 조성물 용기를 천공하는 제2 위치 사이에서 상기 액추에이터를 이동시키는 단계를 포함하고, 더욱 더 바람직하게는 적어도 상기 파열 요소의 상기 부분이 상기 휘발성 조성물 용기를 천공하기 전에 상기 파열 요소의 상기 부분을 상기 휘발성 조성물 용기로부터 멀어지게 편향시키는 단계를 포함하는, 휘발성 조성물을 분배하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 파열 요소에 소정의 힘을 가하도록 구성되는 편향 부재를 제공하는 단계;
    상기 액추에이터가 상기 편향 부재와 맞물리고 상기 파열 요소의 상기 부분에 소정의 힘을 가하는 제1 작동 위치로 상기 액추에이터를 이동시키는 단계; 및
    상기 액추에이터가 상기 파열 요소의 상기 부분에 소정의 힘을 가하지 않는 제2 작동 위치로 상기 액추에이터를 이동시키는 단계를 포함하는, 휘발성 조성물을 분배하는 방법.
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