KR20140024392A - 신호 화학 물질의 방출 제어를 위한 방법 및 디스펜서 - Google Patents

신호 화학 물질의 방출 제어를 위한 방법 및 디스펜서 Download PDF

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KR20140024392A
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Abstract

제어되거나 미리 선택된 속도로 신호 화학 물질의 휘발분을 방출시키는 방법 및 포장용기가 개시된다. 신호 화학 물질을 포함하는 포장용기는 휘발분에 대해 투과성인 일 부분을 적어도 포함한다. 일부 실시예에서, 포장용기는 스틱 팩으로서 형성되고, 복수 개의 미소-구멍들을 포함하는데, 이 미소-구멍들은 목표 방출 속도를 달성하도록 선택되는 크기, 밀도 및 형상과 같은 특성을 가진다. 일 실시예에서, 포장용기는 복수 개의 박층으로 형성되고, 이 박층들 중 적어도 하나는 신호 화학 물질의 휘발분에 대한 투과성을 위하여 선택되는 재료로 형성된다. 일 실시예에서, 포장용기는, 박리되어서 신호 화학 물질의 휘발분에 대해 투과성인 층을 노출시키는 부분을 포함한다.

Description

신호 화학 물질의 방출 제어를 위한 방법 및 디스펜서{METHOD AND DISPENSER FOR CONTROLLED RELEASE OF SEMIOCHEMICALS}
포충기(insect trap)는 당해 기술분야에서 알려져 있다. 예를 들어, 특정 포충기는 말벌, 엘로우 자켓(yellow jacket), 파리 등과 같이 날아다니는 곤충들을 표적으로 삼는다. 다른 포충기는 노린재, 방귀 벌레, 네군도단풍나무 노린재, 칡 벌레 등과 같은 농업상 해충과 주거상 해충을 표적으로 삼는다. 포충기는 포충기의 성능과 효율을 개선하기 위해서 페로몬, 카이로몬, 시노몬 및 유인제과 같은 하나 이상의 신호 화학 물질들을 자주 사용한다. 신호 화학 물질은 다른 응용분야에서도 사용될 수 있다. 신호 화학 물질이라는 용어는 본 명세서에서 곤충의 행동을 변화시키거나 그 행동에 영향을 미치도록 작동하는 화학물질을 포함하는 것으로 정의된다. 예를 들어, 방충제 타입의 신호 화학 물질은, 특정 곤충을 일정 영역으로부터 몰아내거나, 건물과 같은 일정 영역으로의 곤충의 침입을 감소 또는 방지하거나, 특정 곤충을 개인이나 동물로부터 퇴치하는데 사용될 수 있다. 적절하게 위치해 있는 신호 화학 물질이 표적 곤충을 특정 방향으로 몰아내는데 이용될 수 있는 것이 고려되는데, 예를 들면 농업상 이로운 곤충이 특정 작물을 향하여 "몰려다니게(herded)" 하는 것이 고려된다.
통상적으로, 신호 화학 물질의 증기, 즉 휘발분은 점진적으로 대기 중으로 방출되어서, 휘발분은 비교적 고 농도의 신호 화학 물질을 가지는 영역, 즉 플룸(plume)을 형성한다. 휘발화(volatilization)는 화학 물질을 액체나 고체 상태로부터 가스나 증기 상태로 전환시키는 과정으로 정의된다. 휘발분(volatile)은 명사로서 사용되는 경우에 가스나 증기 상태로 전환된 화학물질을 지칭하는 것으로 정의된다. 일반적으로, 신호 화학 물질은 일정한 속도로 휘발하는데, 그 속도는 신호 화학 물질의 휘발성, 신호 화학 물질 조성물과 결합되는 다른 물질이나 임의의 매트릭스의 특성, 주변 조건 및/또는 신호 화학 물질의 노출 면적에 좌우된다.
휘발분의 예상 목표 방출 속도를 달성하는 것은 포충기뿐만 아니라, 휘발가능한 물질의 점진적인 방출을 목표로 하는 다른 응용분야에서도 중요하다. 신호 화학 물질의 성능을 최적화하기 위하여, 특정 범위 농도의 신호 화학 물질의 증기가 바람직할 수 있다. 그 농도가 너무 높거나 너무 낮다면, 의도된 기능을 실행하는 신호 화학 물질의 효능은 감소할 수 있다. 또한, 신호 화학 물질이 너무 빠른 속도로 방출된다면, 예컨대 바람직하지 않은 냄새가 나거나 비표적 곤충을 그 근처로 유인하는 것과 같이 미관상 좋지 않을 수 있다.
포충기가 표적 곤충들을 장기간 동안 지속적으로 잡아 가두는 것이 통상적으로 기대되는 것 역시 이해될 것이다. 포충기가 그 효과를 위해서 유인제와 같은 신호 화학 물질에 의존한다면, 신호 화학 물질의 방출 속도는 신호 화학 물질이 너무 빨리 소모되지 않도록 점진적이어야 한다.
다른 방법들은 신호 화학 물질의 휘발분의 방출 속도를 제어하기 위하여 사용되어왔다. 예를 들어, 일정량의 신호 화학 물질은, 예컨대 플라스틱, 세라믹, 스폰지, 종이 등과 같은 다공성 기판과 결합하거나 그 안에 배치될 수 있다. 다른 예시에서, 신호 화학 물질은 비다공성 포장지나 용기 내에 부분적으로 둘러싸일 수 있어서, 비교적 적은 량의 신호 화학 물질 조성물만이 공기에 노출된다. 연구 목적 및 상업 목적의 일반적인 유형의 신호 화학 물질 디스펜서는 고무 격막(rubber septa), 폴리에틸렌(PE) 주머니, 폴리에틸렌(PE)-튜브, 버블 캡(bubble cap), 심지(wick), 박층 플라스틱(laminate plastic) 및 다양한 크기의 개구를 가진 유리병을 포함한다. 그러나, 신호 화학 물질의 목표 휘발화 또는 목표 방출 속도를 장기간 동안 비교적 일정하게 유지하는 것을 달성하는 것은 여전히 어렵다.
또한, 종래의 특정 디스펜서는 연구 용도 및/또는 소규모 내지 중간 규모의 상업적 생산(예컨대, 수동식 로딩 또는 반자동식 로딩)에 적합할 수 있다. 그러나, 이러한 시스템은 통상적으로 대규모의 상업적 생산에 적합하지 않다. 따라서, 현재 포장 기술에 의해 제조될 수 있는 새로운 유형의 제어식 신호 화학 물질 방출 디스펜서는 강하게 요구된다.
양단이 밀봉되어 있는 통상의 기다란 관형 포장재인 스틱 팩은 수년간 사용되어 왔다. 스틱 팩은 식품, 음료수 및 의약품의 포장 산업에서 더욱 최근에 인기를 얻고 있다. 일부 스틱 팩 기술의 핵심 목표는 스틱 팩의 내용물이 사용될 때까지 내용물(액체, 크림, 분말 등)의 신선도를 유지하는 것이다. 이 목적을 위하여, 포장 필름은 적어도 2개의 층들을 구비하여 사용되는데, 이 2개의 층들은, 통상적으로 고밀도 장벽 재료로 만들어지는 외부층(들) 및 가열-밀봉에 적합한 저밀도 재료로 만들어지는 하나 이상의 내부층들을 가진다.
여기에는 곤충 신호 화학 물질의 휘발분과 같은 휘발분의 방출 제어를 위한 스틱 팩 기술을 사용하는 새로운 방법과 장치가 개시된다.
본 요약은 아래 상세한 설명에서 더 설명되는 선택된 개념들을 단순 형태로 소개하기 위해 제공된다. 본 요약은 청구된 발명 내용의 핵심 특징을 확인하기 위해 의도되지 않고, 청구된 발명 내용의 범위를 결정하는데 보조도구로서 사용하기 위해 의도되지 않는다.
예를 들어 표적 곤충의 행동을 제어하기 위한 신호 화학 물질의 휘발분과 같은 휘발분의 방출 제어를 제공하는 방법 및 포장용기는, 휘발분의 방출 제어를 제공하는 수단을 가지고 신호 화학 물질을 포함하는 포장용기를 포함한다. 특정 방법은, 목표 휘발분이 중합체 시트를 관통하는 것을 허용하는 수단을 가지는 중합체 재료로 스틱 팩을 형성하는 단계를 포함한다. 이 수단은 신호 화학 물질이 점진적으로 방출되는 것을 허용하는 투과성 또는 반투과성 패널을 구비할 수 있다. 예컨대 패널의 박리층과 같은 덮개는 사용자가 투과성 패널의 일부를 벗겨냄으로써 그 방출을 활성화할 수 있게 한다. 이 수단은 미소-구멍(micro-perforation)을 포함할 수 있는데, 이 미소-구멍은 목표 방출 속도를 달성하기 위해서 바람직한 크기, 형상, 밀도, 깊이 등으로 제공될 수 있다. 이 수단은 목표 휘발분이 관통하는 것을 허용하는 투과성 특성을 가지는 중합체 시트의 하나 이상의 층들을 포함할 수 있다. 신호 화학 물질은 스틱 팩 속에 주입되고, 스틱 팩은 폐쇄되어서 그 안에 신호 화학 물질을 유지한다.
일 실시예에서, 중합체 시트는 목표 방출 속도를 달성하기 위해서 미리 선택된 두께를 가진 복수 개의 박층으로 형성된다.
일 실시예에서, 신호 화학 물질은 신호 화학 물질을 포함하는 액체 또는 겔 조성물을 구비한다. 다른 실시예에서, 신호 화학 물질은 분말이 스틱 팩 내에 유지되도록 스틱 팩 내의 미소-구멍들의 특징 치수보다 큰 특징 치수를 가지는 입자들을 가진 분말을 구비한다. 예를 들어, 신호 화학 물질은 표적 곤충 종에 대한 곤충 유인제 또는 곤충 방충제일 수 있다.
포장용기 내에서, 스틱 팩은 중합체 시트로 형성되는데, 이 중합체 시트는 신호 화학 물질의 휘발분이 관통하는 것을 허용하는 수단 및, 스틱 팩 내에 배치되어 유지되는 일정량의 신호 화학 물질을 가지고, 여기에서 스틱 팩은 휘발분의 목표 방출 속도를 달성하도록 구성된다.
중합체 시트는 다수의 박층으로 구성될 수 있고, 복수 개의 미소-구멍들 및/또는, 신호 화학 물질의 휘발분에 대해 투과성 또는 반투과성인 재료로 형성되는 박층을 포함할 수 있다. 포장용기는 적재 및 전시를 위한 외부 포장용기 내에 밀봉될 수 있다. 일 실시예에서, 스틱 팩은 휘발분의 방출을 개시하거나 휘발분의 방출 속도를 조절하기 위해서 하나 이상의 박리부(peel-away portion)들을 포함하는데, 이 박리부들은 최종 사용자에 의해 분리되어서 스틱 팩의 미소-구멍들 또는 투과성 막을 노출시킨다.
본 발명은, 휘발성 신호 화학 물질의 방출 속도를 제어하는 방법 및 그 신호 화학 물질을 포함하는 포장과, 휘발성 신호 화학 물질을 방출하는 포장을 형성하는 방법 및 휘발분의 스틱 팩으로부터의 방출 속도를 제어하는 스틱 팩에 관한 것이다. 본 발명에 의하여 장기간 동안 비교적 일정한 신호 화학 물질의 방출 속도를 달성할 수 있고, 본 발명의 스틱 팩 기술을 사용하여 신호 화학 물질과 같은 휘발분의 방출 제어를 달성할 수 있다.
본 발명의 전술한 양태들과 다수의 부수하는 이점들은, 첨부 도면들과 함께 고려될 때, 다음의 발명의 상세한 설명을 참조하여 더욱 잘 이해되는 바와 같이 더욱 용이하게 이해될 것이다.
도 1a에는 본 발명에 따르는 신호 화학 물질 스틱 팩의 제 1 실시예의 정면도가 나타나 있다.
도 1b에는 도 1a에 나타나 있는 신호 화학 물질 스틱 팩의 측면도가 나타나 있다.
도 1c에는 도 1a에 나타나 있는 신호 화학 물질 스틱 팩의 평면도가 나타나 있다.
도 2a는 신호 화학 물질 스틱 팩의 도 1a의 절단선 2-2에 따른 개략적인 단면도로서, 고체 미립자 신호 화학 물질 조성물이 그 내부에 도시된다.
도 2b는 신호 화학 물질 스틱 팩의 도 1a의 절단선 2-2에 따른 개략적인 단면도로서, 액체 신호 화학 물질 조성물이 그 내부에 도시된다.
도 3는 본 발명에 따르는 신호 화학 물질 스틱 팩용 시트 재료의 일부 단면도로서, 여기에는 여러 가지 치수가 시트 재료의 양태들을 도시하기 위해서 확대되어 있다.
도 4는 신호 화학 물질과 포장되고 도 1a에 나타나 있는 신호 화학 물질 스틱 팩을 생산하는 장치를 위한 시스템 다이어그램을 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명에 따르는 신호 화학 물질의 휘발분의 방출 속도를 제어하기 위한 예시적인 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6에는 본 발명에 따르는 다중-격실(compartment) 신호 화학 물질 스틱 팩의 다른 실시예가 도시되어 있다.
도 7에는 휘발분의 방출 제어를 위한 윈도우 부분을 가지는 신호 화학 물질 스틱 팩의 다른 실시예가 도시되어 있다.
도 8a와 도 8b에는 본 발명에 따르는 신호 화학 물질 스틱 팩의 다른 실시예를 형성하기 위한 패널이 도시되어 있고, 여기에서 도 8b는 도 8a의 절단선 8B-8B에 따른 단면도이다.
도 9는 도 8a와 도 8b에 나타나 있는 패널로 형성되는 스틱 팩의 정면도이다.
도 10a와 도 10b에는 다른 윈도우 형태를 가지면서 도 9에 나타나 있는 스틱 팩과 유사한 스틱 팩을 위한 대체 디자인이 나타나 있다.
본 발명에 따라 휘발분의 방출 제어를 위한 스틱 팩의 특정 실시예들은 도면들을 참조하여 설명될 것이고, 여기서 유사한 부재번호들은 유사한 부분들을 나타낸다. 명확하면서도 용이한 이해를 위해 개시된 본 특허출원은 신호 화학 물질의 휘발분의 방출 속도를 제어하는 수단들에 관한 것이지만, 개시된 수단이 휘발분의 방출 속도를 제어하는데 용이하게 적용가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c에는 본 발명에 따르는 스틱 팩(100) 또는 봉지(sachet)의 정면도, 측면도 및 평면도가 각각 도시되어 있다. 스틱 팩(100)은 시트 재료, 바람직하게는 다수의 층들 또는 박층들을 구비하는 중합체 시트로 형성되는 대체로 관형인 구조체이다. 말단부(102)들은 횡단방향으로 밀봉되고 길이방향 밀봉 부분(104)은 관형 구조체를 폐쇄하여, 공간이 제 1 말단과 제 2 말단(102) 사이에 형성된다.
아래에서 설명되는 바와 같이, 스틱 팩(100)들용 다수의 층의 형태과 물성은 스틱 팩(100) 내에 포장되는 신호 화학 물질의 휘발분의 방출 속도를 함께 제한하고 제어한다. 특히, 설계자는 시트의 재료용으로 사용되는 층들의 재료와 일정한 특성을 선택하여 휘발분의 목표 방출 속도를 달성할 수 있다. 예를 들면, 이 특성에는 층 재료의 물성(예컨대, 선택된 신호 화학 물질의 휘발분에 대한 재료의 다공성), 층들의 두께 및 선택적인 구멍들의 특성(예컨대, 개수, 밀도, 치수, 깊이 및 형상)과 같은 것이 있다.
도 1a 내지 도 1c의 실시예에서, 스틱 팩(100)의 전면 패널(106)은 일정한 패턴의 미소-구멍(110)들을 선택적으로 포함하는데, 이 미소-구멍은 아래에서 설명되는 바와 같이 휘발분의 목표 방출 속도를 달성하도록 구성되고 일정 크기로 형성된다. 본 실시예에서, 스틱 팩(100)의 후면 패널(108) 부분은 어떤 미소-구멍도 포함하지 않는다. 그러나, 일부 실시예에서는 후면 패널(108)도 미소-구멍(110)들을 포함하는 것이 바람직할 수 있다는 것이 고려된다. 일부 적용처에서, 스틱 팩은 적합한 투과성 또는 다공성 재료로 형성될 수 있는데, 투과성은 미소-구멍들을 사용하지 않고도 휘발분의 목표 방출 속도를 달성하기에 충분하다. 더욱이, 펀치 홀(101) 또는 이와 유사한 것은, 예컨대 포충기(insect trap)(미도시)와 같은 대상물에 스틱 팩(100)을 매달거나 이와 다르게 부착시키기 위하여 말단부(102)들 중 하나 또는 모두에 제공될 수 있다.
도 2a에는 일반적으로 도시된 스틱 팩(100) 내에 신호 화학 물질 조성물(120)을 가진 스틱 팩(100)의 단면도가 도시되어 있다. 이 예시적인 실시예에서, 최내부층(114)은 효과적인 밀봉을 형성하기 위해서 열 용접에 적합한 비교적 저밀도를 가지는 재료를 구비한다. 또한 최내부층(114)은 신호 화학 물질의 휘발분(122)에 대한 투과성을 위하여 선택될 수 있다. 최외부층(112)은 최내부층(114)에 접착되거나 이와 다르게 부착되고, 그 장벽 기능성, 기계적 강도, 치수 안정성 및, 고속 스틱 팩 머신에서의 조작 적합성을 위하여 선택된 비교적 고밀도 재료로 형성된다(도 4 참조). 신호 화학 물질 조성물(120)은 하나 이상의 신호 화학 물질 및, 예컨대 조성물(120)의 화학적 특성이나 기계적 특성을 안정시키거나 이와 달리 그 특성에 영향을 미치는데 바람직할 수 있는 다른 성분을 구비한다.
도 2a에서, 신호 화학 물질 조성물(120)은 특징 크기 또는 치수(예컨대, 직경)를 가지는 미립자, 분말 또는 비드 형태로 도시되어 있다. 바람직하게는, 미소-구멍(110)들은 구멍들을 미립자가 통과하여 손실되는 것을 방지하도록 일정 크기로 형성된다. 신호 화학 물질 조성물(120)이 그 대신 액체 형태일 수 있고, 또는 이 조성물이 겔, 페이스트(paste) 또는 고체 매트릭스 속에 혼입될 수 있고, 또는, 예컨대 스펀지나 종이 같은 다공성 매체 속에 흡수될 수 있다는 것도 고려된다. 액체 형태에서, 신호 화학 물질 조성물은 점도가 비교적 낮을 수 있고, 또는 다름 아닌 점성 또는 점탄성 재료일 수 있다. 선택된 신호 화학 물질은 그 의도된 사용을 위하여 고려된 주변 조건에서 휘발한다. 신호 화학 물질 조성물(120)의 분량은 스틱 팩(100)에 의해 둘러싸인 공간이 조성물(120)에 의해 부분적으로만 채워지는 정도일 수 있다. 스틱 팩(100) 내의 남아있는 공간은 신호 화학 물질의 증기, 즉 휘발분(122)으로 부분적으로 또는 실질적으로 채워질 수 있다. 휘발분(122)은 미소-구멍(110)들을 통과하여 그리고/또는 스틱 팩(100)에 의해 형성된 투과성 층을 통과하여 점진적으로 방출되거나 빠져나간다.
도 2b에서, 신호 화학 물질 조성물(120)은 이상적인 액체 형태로 도시되어 있다. 신호 화학 물질 조성물(120)이 액체 형태라면, 미소-구멍(110)들이 외부층(112)들을 통과하여서만 뻗어있어서 천공되지 않은 내부층(114)은 그 내부층을 통과하는 액체상태 신호 화학 물질 조성물(120)의 어떠한 누출도 방지할 것이다. 물론, 내부층(114)은 신호 화학 물질의 휘발분의 점진적인 방출을 허용하도록 선택된다.
휘발분(122)의 방출 속도는 미소-구멍(110)들의 특성에 어느 정도 좌우될 것이다. 예를 들어, 방출 속도는, (1)구멍의 개수; (2) 구멍의 크기나 구멍의 크기의 분포; (3)구멍의 패턴과 간격(spacing); (4)구멍의 형상(예컨대, 기다란 형상, 별모양, 원형); (5)구멍의 깊이(예컨대, 기판을 부분적으로 통과하여 뻗어있는 정도); 및 (6)구멍의 봉쇄여부;와 같은 미소-구멍 파라미터들에 좌우될 수 있다. 따라서, 설계자 및/또는 사용자는 휘발분(122)의 방출 속도를 제어하는데 사용될 수 있는 다수의 파라미터들을 가진다.
예를 들어, 설계자는 목표 방출 속도를 달성하기 위해서 특정 신호 화학 물질 또는 신호 화학 물질(120)의 조성물을 수용하는 미소-구멍(110)들의 개수와 크기를 선택할 수 있다. 약한 휘발성을 가진 신호 화학 물질을 가지는 조성물(120)은 휘발성이 강한 신호 화학 물질을 가진 조성물보다 더 크고 더 많은 구멍들을 필요로 한다. 다른 예시에서, 미소-구멍(110)들의 다른 형태들은 예상되는 주변 조건(예컨대, 온도, 습도)에 좌우되어 신호 화학 물질 조성물(120)의 기대되는 사용에 유용할 수 있다. 예를 들어, 신호 화학 물질 스틱 팩(100) 내의 미소-구멍들 중 하나의 형태는 낮은 온도가 예상될 때 적합할 수 있고, 다른 형태는 고온에서 적합할 수 있다. 한 무리의 신호 화학 물질 스틱 팩(100)들은 사용자에게 유용하게 만들어질 수 있고, 사용자는 그 적용처에 적합한 특정 스틱 팩(100)을 선택할 것이다. 선택적으로, 예컨대 길쭉한 형태의 접착제, 슬리브 또는 이와 유사한 것과 같은 차단 요소(미도시)는, 예컨대 주변 조건에 적응하거나 특정 상황에 수용하기 위해서 미소-구멍(110)들의 일부 부분을 선택적으로 차단하고 휘발분(122)의 방출 속도를 선택적으로 조절하도록 제공될 수 있다.
도 3에는 스틱 팩(100)을 형성하는데 사용될 수 있는 시트(130)의 예시적인 일부 단면도가 나타나 있다. 시트(130)는 하나 이상의 중합체 박층을 포함하고, 예를 들어 종이나 호일 박층(장벽층)을 추가로 포함할 수 있다. 이 예시적인 실시예에서, 시트(130)는 4개의 박층(131, 132, 133, 134)을 구비한다. 시트(130)의 예시적인 총 두께는 5.0 내지 400.0 미크론의 범위에 있다. 본 실시예에서, 총 두께는 약 30.0 미크론과 약 300.0 미크론 사이에 있다. 다수의 박층(131, 132, 133, 134)은 휘발분(122)의 목표 방출 속도를 내고 목표로 하는 기계적 특성 및 제조가능 특성을 달성하도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 최내부 박층(131)을 위한 재료는 부분적으로 양호하고 길이방향으로 일정한 스틱 팩(100)용 말단 시일들을 생성할 수 있기 위해 선택될 수 있다.
또한 특정 휘발분의 방출 속도를 제어하기 위해서 추가적인 파라미터를 제공한다면, 박층들(131, 132, 133, 134) 중 하나 이상을 위한 재료는 신호 화학 물질의 휘발분에 대한 재료의 투과성에 기초하여 선택될 수 있다.
도 3에서, 미소-구멍들은 다양한 직경과, 시트(130)를 통과하는 다양한 관통 깊이를 가진다. 예를 들어, 미소-구멍(135)들은 직경이 비교적 작고, 외부 박층(134)을 통과하여 내부 박층(131)에 까지 뻗어있다. 고체 신호 화학 물질이 사용된다면, 미소-구멍(135)들은 그 대신 내부 박층(131)을 통과하여 뻗어있다. 따라서, 적합한 크기의 분자들은 구멍(135)들을 통과하여 스틱 팩(100)으로부터 빠져나갈 수 있다. 미소-구멍(136)들은 비록 직경이 비교적 크더라도 2개의 최외부 박층(133, 134)을 통과하여 뻗어있을 뿐이다. 따라서, 최내부 박층(131, 132)에 대해 투과성인 분자들만이 이 미소-구멍(136)들을 통과하여 용이하게 빠져나갈 것이다. 미소-구멍(137)들은 중간 정도의 직경을 가지고, 이 예시적인 실시예에서 3개의 최외부 박층(132, 133, 134)을 통과하여 뻗어있다.
따라서, 스틱 팩(100)이 혼합물 또는 복합체 내에 복수 개의 다른 신호 화학 물질을 포함하고 다른 신호 화학 물질 각각의 다른 방출 속도를 제공하도록 설계될 수 있다.
도 4에는 하나 이상의 신호 화학 물질을 포함하는 스틱 팩(100)을 생산하기 위한 시스템(200)이 도시되어 있다. 이 실시예에서의 시스템(200)은 시트 재료(202)의 롤을 가지고 있고, 목표로 하는 패턴의 미소-구멍들을 시트 재료(202)에 또는 시트 재료(202)를 관통하여 생산하기 위해서 레이저 시스템(204)을 선택적으로 안내한다. 다른 상용 레이저 시스템이 적합하다. 예를 들어, "밀봉형(sealed off)" 간섭(coherent) CO2 레이저와 같은 CO2 레이저를 사용하는 것은 포장 산업분야에 알려져 있다. 이러한 레이저는 종이, 플라스틱 필름 및 다른 가요성 재료를 처리하는데 사용에 적합하다. 몇 가지 이유에 의해서, 밀봉형 간섭 CO2 레이저는 포장 재료를 처리하기 위해 선택된 도구가 되어 왔는데, 이는 레이저 파워 및 빔 특성에 대하여 신뢰성, 저비용, 공간 집약성(compact footprint) 및 고품질이 있기 때문이다.
목표로 하는 신호 화학 물질 조성물의 저장소(206)는 생성물을 스틱 팩 머신(208)에 제공하는데, 이 머신은 시트 재료(202)를 받아들이면서 신호 화학 물질 조성물(120)의 최종 스틱 팩(100)을 형성한다. 이 과정은, 별개로 있거나 스틱 팩 머신(208) 속에 결합될 수 있는 독립형 중앙 처리 장치(CPU) 제어기(210) 또는 컴퓨터로 제어된다. 제어기(210)는 다른 시트 재료(202) 및 신호 화학 물질(120)을 수용하도록 프로그램가능하여서, 시스템(200)은 상당수의 다른 생성물을 생산하도록 작동될 것이다.
본 발명에 따르는 방법의 단순 흐름도(220)는 도 5에 나타나 있다. 사용자가 첫번째로 특정 적용처를 위한 하나 이상의 신호 화학 물질 및 시트 재료를 선택한다(222). 신호 화학 물질은 표적 곤충을 참조하여 선택된다. 예를 들어, 신호 화학 물질은 썩덩나무 노린재(brown marmorated stink bug)에 대한 하나 이상의 유인제를 구비할 수 있다. 신호 화학 물질(들)을 선택하는 단계는 특정 형태 및 조성의 신호 화학 물질의 선택하는 단계를 포함할 것이고, 신호 화학 물질은 신호 화학 물질의 휘발화를 제어하거나 안정화시키는데 유용할 수 있는 임의의 매트릭스 재료를 포함한다. 또한 비표적 곤충을 퇴치하는 신호 화학 물질을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 또한 조성물은 색상 또는 냄새와 같은 특정 미적 양태를 조성물에 부여하는 성분을 포함할 수 있다. 스틱 팩 포장용기를 위한 합성 시트 재료 또한 선택된다. 시트 재료(202)를 선택하는 단계는 선택된 특정 신호 화학 물질 조성물을 고려하는 단계를 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 시트 재료의 최내부 박층은 신호 화학 물질과 함께 사용가능해야만 한다. 박층들 중 하나 이상은 신호 화학 물질들 중 하나 이상에 대하여 그 투과성을 위하여 선택될 수 있다.
스틱 팩(100)을 위한 포장재는 휘발분의 목표 방출 속도를 위하여, 예컨대 미소-구멍들 및/또는 선택된 투과성 특성을 가지도록 구성되고 제조된다(224). 선택된 신호 화학 물질(들)은 포장용기를 밀봉하기 전에 포장재 속에 또는 시트 위에 주입된다(226). 스틱 팩 말단들 및 길이방향 심(seam)은 밀봉된다(228). 그 후 스틱 팩(100)은, 예컨대 호일 팩 또는 플라스틱 포장용기와 같이 적재 및 전시를 위해 적합한 외부 포장용기(230) 내에 밀봉될 수 있다. 밀봉된 외부 포장용기는 사용 전 휘발분의 방출을 억제한다. 대안으로서 또는 이에 추가하여, 분리가능한 접착제 조각(미도시)이 미소-구멍들 위에 배치되고 사용 전 분리될 수 있다는 것이 고려된다.
상술된 스틱 팩(100)이 신호 화학 물질 조성물(120)을 위한 단일 격실로 형성되더라도, 스틱 팩이 다중 격실로 형성될 수 있다는 것이 고려된다. 도 6에는 예시적인 다중-격실 스틱 팩(250)이 도시되어 있다. 이 실시예에서, 4개의 별개의 격실(252)은 스틱 팩(250) 내에 형성되고, 각각의 별개의 격실은 밀봉된 말단(255)들에 의해 윤곽형성된다. 4개의 격실이 나타나 있지만, 더 많거나 더 적은 격실 또한 명확히 고려된다. 개별적인 격실들 모두는, 예컨대 미소-구멍(253)의 크기, 패턴 및 깊이와 같은 유사하거나 동일한 물리적 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 별개의 접착제 조각들(미도시)은 각각의 격실(252) 내에서 미소-구멍(253)들 위에 부착될 수 있어서, 격실(252)은 휘발분을 방출하기 위하여 개별적으로 개방될 수 있다. 이는 사용자에게, 신호 화학 물질의 방출 속도를 증가시키기 위해서 다중 격실(252)들을 처음으로 개방하거나, 앞선 격실 신호 화학 물질이 소진되거나 그 유효성을 상실한 후에만 각각의 격실(252)을 개방하는 선택의 여지를 부여한다.
대신하여, 격실(252)들은, 예컨대 다른 신호 화학 물질 조성물(120)을 수용하도록 다르게 구성될 수 있다. 따라서, 다중-격실 스틱 팩(250)은 다른 신호 화학 물질을 수용하도록 용이하게 설계되고, 각각의 격실(252) 내의 미소-구멍들이 각각의 신호 화학 물질을 위한 휘발분의 목표 방출 속도를 내도록 맞추어질 수 있다. 상술된 바와 같이, 펀치 홀은 스틱 팩(250)을 장치에 매달거나 이와 다르게 부착하기 위해서 포함될 수 있다.
본 발명에 따르는 신호 화학 물질 스틱 팩(280)의 다른 예시적인 실시예는 도 7에 도시되어 있다. 스틱 팩(280) 봉지는 장벽층으로서의 최외부 박층(282)과 밀봉층으로서의 최내부 박층(284)을 최소한 가지는 시트 재료로 형성된다. 이 실시예는, 복수 개의 미소-구멍들 대신에(추가하여), 윈도우들이 최외부 박층(282)에 형성되어 있다는 점을 제외하고는 상술된 스틱 팩(100)과 유사하고, 개구, 즉 "윈도우"는 봉지에서 최내부 박층(284)을 노출하는 것으로 정의된다. 최내부 박층(284)은 점진적인 방출 속도를 허용하기 위해서 신호 화학 물질의 휘발분에 대해 투과성일 수 있고 그리고/또는 방출 속도를 더 제어하기 위해서 미소-구멍들(미도시)을 포함할 수 있다. 따라서, 최내부 박층(284)은 휘발분의 방출을 위하여 노출되어 있다. 사용 전 스틱 팩(280) 저장소가 전개되기 전에 신호 화학 물질의 방출을 완화하거나 방지하기 위해서, 포장재 또는 다른 외부 장벽(미도시)이 제공될 수 있다. 포장재와 스틱 팩은, 예컨대 적재 및 저장 동안과 같이 오랜 시간이 지나도 신호 화학 물질 내용물의 원상태를 유지하도록 구성되어서, 신호 화학 물질 생성물은 목표 방출 속도를 낼 것이고 스틱 팩이 전개될 때 그 효능을 유지할 것이다.
본 발명에 따르는 신호 화학 물질 스틱 팩(300)의 다른 예시적인 실시예는 도 8a, 8b 및 도 9에 도시되어 있다. 도 8a는 단일 스틱 팩(300)을 생산하기 위한 시트 재료(301)의 일부 평면도이다. 이 시트 재료가 통상적으로 연속적인 롤(미도시) 상에 구성되어서 롤의 너비를 가로지르는 다수의 스틱 팩(300)을 위한 내부공간(room)이나 형판(template)을 포함할 수 있다는 것은 이해될 것이다. 도 8b는 도 8a에 나타나 있는 단위 형판의 단면도이고, 명확하게 설명하기 위하여 깊이 치수가 확대되어 있다.
이 실시예에서, 도 8b의 바닥 상에 나타나 있는 내부층(302)은 스틱 팩(300)의 내부 박층을 형성하도록 구성되고 최외부층(303)에 부착된다. 최외부층(303)은 하나 이상의 박리부들(304, 306)을 포함하는데, 이 박리부들은 내부층(302)의 일부를 노출시키는 "윈도우"를 개방하기 위해서 사용 전 분리되도록 구성된다. 내부층(302)은, 도 3에 나타나 있는 바와 같이 미소-구멍들을 포함하고 복수 개의 박층을 구비할 수 있고, 또는 목표 방출 속도를 제공하기 위해서 신호 화학 물질에 대해 투과성을 가지고 미소-구멍들이 없는 단일층일 수 있다.
당해 기술분야에서 공지된 바와 같이, 박리부들(304, 306)이 다른 방법을 사용하여 생산될 수 있다는 것이 고려된다. 예시적인 방법에서, 박리부들(304, 306)은, 내부층(302)을 절단하지 않고 내부층의 선택된 윈도우 부분을 시트-제조 공정 동안 박층되지 않게 남겨두고 외부층(303)을 레이저 새김처리(scoring)하거나 레이저 절단처리(cutting)함으로써 형성되거나 생성된다. 박리 공정은 필름-제조 공정의 일부로서, 즉 스틱 팩이 형성되기 전에 실행될 수 있고, 또는 예를 들어 사용 전 즉시 최종 사용자가 실행하도록 남겨질 수 있다.
도 9에는 완전히 조립되어서 목표로 하는 신호 화학 물질을 포함하는 스틱 팩(300)의 정면도가 나타나 있다. 말단 시일들(312, 314)은 정상 말단과 바닥 말단에서 스틱 팩(300)을 폐쇄하고, 길이방향 시일(314)은 측면 에지들을 폐쇄하여 튜브 구조를 형성한다. 제 1 박리부(304)는 부분적으로 분리되어, 내부층(302)의 일부를 노출시킨다.
이 포장재 구성은 그 안에 포함된 신호 화학 물질의 방출 속도를 제어할 때 최종 사용자에게 상당한 제어와 유연성을 제공하는데, 이는 박리부(304)가 얼마나 많이 박리되어 있는지 및, 이와 유사하게 박리부(306) 후면에 얼마나 많은 선택의 여지가 있는지를 최종 사용자가 판정하는 것을 허용함으로써 가능하다. 제조과정을 단순화를 위하여, 본 실시예에서, 박리부들은 스틱 팩의 전면 상에만 형성된다.
도 10a와 10b에는 스틱 팩들(320, 340)의 다른 실시예가 각각 도시되어 있다. 스틱 팩(320)은 절단 라인 또는 새김 라인(323)에 의해 형성된 2개의 박리부(324)들을 포함한다. 새김 라인(323)들은 폐쇄되지 않아서, 박리부(324)들은 대체로 스틱 팩(320)에 부착된 상태로 남아있다. 다수의 박리부(324)들은 최종 사용자가 휘발분의 스틱 팩(320)으로부터의 방출 속도를 제어하는 것을 허용하는데, 이는 박리부(324) 전부나 하나를 박리함으로써 및/또는 박리부(들)(324)을 스틱 팩(320) 아래쪽으로 얼마나 멀리 잡아당기는지를 결정함으로써 가능하다. 물론, 2개 이상의 박리부들이 사용될 수 있다. 도 10b의 실시예에서, 스틱 팩(340)은 스틱 팩(340)의 길이보다 더 짧은 박리부(344)를 가진다. 따라서, 예를 들어, 사용자는 휘발분이 스틱 팩(340)으로부터 방출되는 위치를 더 정확하게 제어할 수 있다.
본 발명에 따르는 스틱 팩은 그 대신, 예컨대 표적 곤충들의 보통의 교미 행동을 교란하기 위해서("교미 교란"이라 불리는 해충 접근 제어) 매우 많은 량의 곤충 페로몬을 들판에 방출하는데 사용될 수 있다.
본 발명에 따르는 스틱 팩은 스틱 팩 내에 포함된 신호 화학 물질의 방출 속도를 매우 정확하게 제어하기 위한 메커니즘을 제공한다. 예시적인 사용에서, 스틱 팩은 유인제를 이용하여 포충기 속으로 표적 곤충을 유인하기 위해서 포충기 내에 사용될 수 있다.
대신하여, 방충제 신호 화학 물질을 포함하는 스틱 팩은 표적 종들을 일정 영역으로부터 몰아내기 위해서 및/또는 표적 곤충들이 일정 영역으로 들어가는 것을 단념시키기 위해서 특정 주변 둘레에 살포될 수 있다. 예를 들어, 스틱 팩은 텐트나 다른 이동가능한 은신처 둘레 또는 건물 속으로의 진입 지점 둘레에 배치될 수 있다.
모든 곤충 또는 대부분의 곤충은, 예컨대 다른 종에 속하는 곤충 종들 또는 개체들 중 다른 것들과 같은 다른 개체의 행동에 영향을 주는 신호 화학 물질을 사용한다고 알려져 있다. 페로몬은 동종간(intra-species)의 신호를 제공하는데, 이 신호는 짝을 찾고 먹이와 서식지를 발견하고 천적의 조짐을 알아차리고 경쟁을 회피하는데 도움이 된다. 알로몬과 카이로몬은 유사한 기능들을 제공하는 이종간(interspecies)의 신호를 제공한다. 곤충 관리에 신호 화학 물질을 사용하는 목적은 통상적으로 개체수를 모니터하고 그리고/또는, 예컨대 표적 해충 개체수를 감소시키기 위해서 곤충 행동을 개조하는 것이다. 신호 화학 물질은 대체로, 다수를 표적으로 삼는 점, 비교적 무독성인 점, 비지속성인 점, 환경적으로도 안전하다는 점 및 곤충이 저항력을 키우는 것을 어렵게 한다는 점에서 이점들을 가진다.
실례가 되는 실시예들이 도시되어 설명되는 한편, 여러 가지 변경들이 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않되 그 범위 내에서 행하여 질 수 있다는 것은 이해될 것이다.
독점적인 재산권 또는 특권이 주장되는 본 발명의 실시예는 다음에 오는 특허청구범위에서 정의된다.

Claims (24)

  1. 신호 화학 물질의 휘발분의 방출 속도를 제어하는 방법으로서, 상기 방법은:
    중합체 시트를 구비하되 상기 중합체 시트가 신호 화학 물질의 휘발분이 중합체 시트를 관통하는 것을 허용하는 수단을 가지는 스틱 팩을 형성하는 단계;
    일정량의 신호 화학 물질을 상기 스틱 팩 속에 제공하는 단계; 및
    상기 일정량의 신호 화학 물질이 상기 스틱 팩 내에 유지되도록 상기 스틱 팩의 말단부를 밀봉하는 단계;를 구비하고,
    상기 스틱 팩은 상기 일정량의 신호 화학 물질이 비휘발성 상태로 상기 스틱 팩으로부터 빠져나가는 것을 방지하고 상기 신호 화학 물질의 휘발분의 상기 스틱 팩으로부터의 목표 방출 속도를 달성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합체 시트는 복수 개의 박층을 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수 개의 박층 중 최내부 박층은 상기 일정량의 신호 화학 물질의 휘발분에 대해 반투과성인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 수단은 신호 화학 물질의 휘발분이 상기 중합체 시트를 관통하는 것을 허용하되, 신호 화학 물질의 증기에 대해 투과성인 내부 박층 및, 상기 내부 박층으로부터 박리되도록 구성되는 외부 박층을 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 수단은 신호 화학 물질의 휘발분이 상기 중합체 시트를 관통하는 것을 허용하되, 복수 개의 미소-구멍들을 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 중합체 시트는 최내부 박층을 더 구비하고,
    상기 복수 개의 미소-구멍들 중 적어도 일부는 상기 최내부 박층을 관통하지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 일정량의 신호 화학 물질은 곤충 유인제와 곤충 방충제 중 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 일정량의 신호 화학 물질은 상기 일정량의 신호 화학 물질을 포함하는 액체, 페이스트 또는 겔 조성물을 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 신호 화학 물질을 포함하는 포장용기로서, 상기 포장용기는:
    중합체 시트를 구비하되 상기 중합체 시트가 신호 화학 물질의 휘발분이 중합체 시트를 관통하는 것을 허용하는 수단을 가지는 스틱 팩; 및
    상기 스틱 팩 내에 배치되는 일정량의 신호 화학 물질로서, 상기 일정량의 신호 화학 물질이 휘발하여 신호 화학 물질의 휘발분을 생성하는 일정량의 신호 화학 물질;을 구비하고,
    상기 스틱 팩은 상기 신호 화학 물질의 휘발분의 상기 스틱 팩을 통한 목표 방출 속도를 달성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 포장용기.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 수단은 상기 신호 화학 물질의 휘발분이 상기 중합체 시트를 관통하는 것을 허용하되, 상기 신호 화학 물질의 휘발분에 대해 투과성인 내부 박층 및 상기 내부 박층으로부터 박리되도록 구성되는 외부 박층을 구비하는 것을 특징으로 하는 포장용기.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 수단은 상기 신호 화학 물질의 휘발분이 상기 중합체 시트를 관통하는 것을 허용하되, 복수 개의 미소-구멍들을 구비하는 것을 특징으로 하는 포장용기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수 개의 미소-구멍들 중 적어도 일부는 상기 중합체 시트를 완전히 통과하여 뻗어있지 않는 것을 특징으로 하는 포장용기.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 중합체 시트는 복수 개의 박층을 구비하는 것을 특징으로 하는 포장용기.
  14. 신호 화학 물질의 휘발분을 방출하는 포장용기를 형성하는 방법으로서, 상기 방법은:
    상기 신호 화학 물질의 휘발분에 대해 투과성인 내부층 및, 상기 신호 화학 물질의 휘발분에 대해 실질적으로 비투과성이고 상기 내부층에 분리가능하게 부착되는 외부층을 가지는 중합체 시트를 구비하는 스틱 팩을 형성하는 단계;
    박리부를 형성하기 위해서 폐쇄된 윤곽을 상기 외부층을 관통하여 절단하는 단계;
    일정량의 신호 화학 물질을 상기 스틱 팩 속에 주입하는 단계; 및
    상기 스틱 팩의 말단부를 밀봉하는 단계;를 구비하고,
    상기 신호 화학 물질은 사용 동안 점진적으로 휘발하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 내부층은 복수 개의 미소-구멍들을 가지는 패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 내부층은 복수 개의 박층을 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수 개의 미소-구멍들 중 적어도 일부는 상기 복수 개의 박층 중 최내부 박층을 관통하지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 폐쇄된 윤곽을 절단하는 단계는 금형 절단공정 또는 레이저 절단공정에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 일정량의 신호 화학 물질은 곤충 유인제와 곤충 방충제 중 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 일정량의 신호 화학 물질은 신호 화학 물질들의 혼합물을 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 휘발분의 스틱 팩으로부터의 방출 속도를 제어하는 스틱 팩으로서, 상기 스틱 팩은:
    복수 개의 미소-구멍들을 가지되 상기 스틱 팩이 공간을 형성하는 중합체 시트; 및
    상기 공간 내에 배치되는 일정량의 신호 화학 물질;을 구비하고,
    상기 복수 개의 미소-구멍들은 상기 일정량의 신호 화학 물질이 비휘발성 상태로 상기 스틱 팩으로부터 빠져나가는 것을 방지하고 휘발화된 신호 화학 물질의 상기 스틱 팩으로부터의 목표 방출 속도를 달성하도록 구성되고 일정 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 스틱 팩.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 중합체 시트는 복수 개의 박층을 구비하는 것을 특징으로 하는 스틱 팩.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수 개의 박층 중 최내부 박층은 상기 신호 화학 물질의 휘발분에 대해 반투과성인 것을 특징으로 하는 스틱 팩.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 신호 화학 물질은 특정 곤충 종들을 표적으로 삼고, 유인제와 방충제 중 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 스틱 팩.
KR1020137030622A 2011-04-20 2012-04-20 신호 화학 물질의 방출 제어를 위한 방법 및 디스펜서 KR20140024392A (ko)

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