KR20200019209A

KR20200019209A - 구별가능한 밀도들 또는 섬유 직경들을 갖는 통합된 다공성 섬유 매체

Info

Publication number: KR20200019209A
Application number: KR1020207001443A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 해리스; 옐레나 로고바; 창 저우; 궈창 마오
Original assignee: 포렉스 테크놀로지스 코포레이션
Priority date: 2017-06-15
Filing date: 2018-05-31
Publication date: 2020-02-21
Also published as: CN110996712A; WO2018231537A1; JP2020523490A; EP3638072A4; EP3638072A1; US10881591B2; US20180360697A1

Abstract

본 발명은, 섬유 밀도, 섬유 직경 및 모세관력의 구별되는 분포를 갖는 통합된 다공성 섬유 매체에 관한 것이다. 본 발명은 또한 다수의 밀도 부분들을 포함하는 섬유 다공성 매체에 관한 것이다. 개시된 매체는 단일체여서, 상이한 밀도 부분들이 분리불가하다. 개시된 매체는 특정한 액체 전달 디바이스에 대하여 개선된 액체 전달 성질을 제공한다.

Description

구별가능한 밀도들 또는 섬유 직경들을 갖는 통합된 다공성 섬유 매체

관련 출원에 대한 상호 참조

본 발명은, 2017년 6월 15일자로 출원된 "모세관 인력(capillarity) 구배를 갖는 매체 저장소"라는 명칭의 미국 가특허출원 제62/520,352호의 이익 및 이에 대한 우선권을 주장하며, 상기 문헌의 내용은 이의 전문이 인용에 의해 본원에 포함된다. 본 발명은, 2017년 11월 3일자로 출원된 "화장품 보유 매체 및 이의 적용을 위한 구별가능한 밀도 또는 섬유 직경을 갖는 통합된 다공성 섬유 매체"라는 명칭의 미국 가특허출원 제62/581,302 호의 이익 및 이에 대한 우선권도 주장하며, 상기 문헌의 내용은 이의 전문이 인용에 의해 본원에 포함된다.

기술분야

본 발명은, 유체의 저장 및 전달을 위한, 섬유 밀도, 섬유 직경 및 모세관력(capillary force)의 구별가능한 분포를 갖는 통합된 다공성 섬유 매체에 관한 것이다.

저장소로부터 매체를 전달하기 위한 몇 가지 기술이 있다. 예를 들어, 브러시, 직접 도포기, 폼, 패드 또는 다른 유사한 디바이스(device)와 같은 기계 디바이스는, 저장소로부터 유체가 사용될 수 있는 지점까지 유체의 일부를 또는 다르게는 유체를 직접 흡수할 수 있다. 이러한 도포 수단은 일반적으로 예를 들어, 화장품 도포, 잉크 젯 인쇄 및 기타 유사한 용도에서 사용된다.

그 내용이 전문으로 인용에 의해 본원에 포함되는 미국 특허출원 공개 제2014/0023689호는, 화장품 조성물로 함침된 우레탄 폼을 사용하는 쿠션 컴팩트형 화장품 제품을 개시하고 있다. 그러나, 우레탄계 중합체 폼은 일부 화장품 성분과의 화학적 상용성 문제를 가지므로, 모든 화장품 성분에 대하여 사용될 수는 없다. 또한, 우레탄계 중합체 폼은 바람직한 방출 성능을 제공하지 않아, 화장품 제형의 많은 양의 폐기물을 생성한다.

그 내용이 전문으로 인용에 의해 본원에 포함되는 미국 특허 제9,585,456호는, 화장품 조성물로 함침된 개방형 셀 폼을 사용하는 쿠션 컴팩트형 화장품 제품을 개시하고 있다. 그러나, 개방형 셀 폼은, 매끄럽고 매력적인 표면 특징이 없고, 장기간 사용시 일부 화장품 성분과의 화학적 상용성 문제가 있다.

그 내용이 전문으로 인용에 의해 본원에 포함되는 국제 특허출원 공개 WO2017016608은, 부직 섬유 매체의 상부의 스크린을 사용하는 쿠션 컴팩트형 화장품 제품을 개시하고 있다. 스크린이 쿠션에 대하여 개선된 외관을 제공하지만, 상기 스크린은 아래의 부직 매체로부터 쉽게 분리되어 저하된 성능과 소비자 경험을 야기한다. 스크린이 부직 매체에 영구적으로 부착되면, 생성되는 쿠션을 필요시 뒤집을 수 없다.

다른 예에서, 섬유 저장소와 같은 유체 저장소가, 잉크 젯 프린터를 위한 대부분의 잉크 카트리지에 사용된다. 저장소는 사용가능한 잉크 저장소로부터 유출구 포트의 윅(wick)까지의 잉크의 유동을 조절하는 데 도움이 된다. 저장소는, 사용가능한 잉크 저장소로부터 유출구 포트로 일관된 잉크의 유동을 보장하고, 잉크 카트리지로부터 잉크가 새는 것을 방지하는 데 도움이 된다. 현재의 잉크 카트리지는 일반적으로 저장소 내에 다공성 물질 또는 폼 블록으로 제조된 잉크 흡수 물질을 사용한다. 이러한 재료들은 잉크를 보유(hold)하고 누출을 방지하는 모세관 효과를 제공한다. 그러나, 잉크 카트리지의 수명 주기의 말미에서 잉크가 흡수 재료에 잔류한다. 이후, 이러한 잔여 잉크는 다 쓴 카트리지와 함께 버려지고, 다른 방법으로 사용가능한 잉크를 낭비한다.

시장은, 다양한 용도에서 사용하기 위한, 예를 들어 저장소로부터 유체의 전달에 개선된 효율을 제공하는 개선된 다공성 섬유 매체를 필요로 한다.

통합된 다공성 섬유 매트릭스가 개시된다. 일부 양태에서, 상기 매트릭스는, 복수의 밀도 영역들로서, 상기 복수의 밀도 영역들 각각이 상이한 섬유 밀도를 갖는, 상기 복수의 밀도 영역들, 및 복수의 직경 영역들으로서, 상기 복수의 직경 영역들 각각이 상이한 섬유 직경을 갖는, 상기 복수의 직경 영역들 중 적어도 하나를 포함한다.

일부 양태에서, 각각의 상기 밀도 영역들이 고유 층(unique layer)을 포함한다.

일부 양태에서, 상기 복수의 직경 영역들 각각이 고유 층을 포함한다.

일부 양태에서, 상기 매트릭스가, 일정량의 하나 이상의 화장품 조성물을 보유 및 방출하도록 구성된 쿠션 디스크(cushioned disk)로 통합된다.

일부 양태에서, 상기 매트릭스가 2성분(bicomponent) 섬유를 추가로 포함한다.

통합된 다공성 섬유 매트릭스를 포함하는 통합된 다공성 유체 저장 및 전달 매체도 개시된다. 일부 양태에서, 상기 매트릭스가, 복수의 밀도 영역들로서, 상기 복수의 밀도 영역들 각각이 상이한 섬유 밀도를 갖는, 상기 복수의 밀도 영역들, 및 복수의 직경 영역들으로서, 상기 복수의 직경 영역들 각각이 상이한 섬유 직경을 갖는, 상기 복수의 직경 영역들 중 적어도 하나를 포함한다.

일부 양태에서, 각각의 상기 밀도 영역들이 고유 층을 포함한다.

일부 양태에서, 상기 복수의 밀도 영역들의 밀도 변화가 점진적이다.

일부 양태에서, 상기 매트릭스가 일정량의 하나 이상의 화장품 조성물을 보유 및 방출하도록 구성된 쿠션 디스크로 통합된다.

일부 양태에서, 상기 매트릭스가 2성분 섬유를 추가로 포함한다. 일부 추가의 양태에서, 상기 2성분 섬유가, 폴리프로필렌/폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE)/PET, 폴리에틸렌/폴리프로필렌, 폴리프로필렌/나일론-6, 나일론-6/PET, 코폴리에스테르/PET, 코폴리에스테르/나일론-6, 코폴리에스테르/나일론-6,6, 폴리-4-메틸-1-펜텐/PET, 폴리-4-메틸-1-펜텐/나일론-6, 폴리-4-메틸-1-펜텐/나일론-6,6, PET/폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 나일론-6,6/폴리-1,4-사이클로헥산디메틸-1(PCT), 폴리프로필렌/폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 나일론-6/코폴리아미드, 폴리에스테르/폴리에스테르 및 폴리우레탄/아세탈 중 적어도 하나를 포함한다.

일부 양태에서, 상기 유체가, 필기 도구 잉크, 잉크 젯 잉크, 화장품 조성물, 파운데이션, 향수, 썬스크린, 오일, 겔 및 액상 치료제 중 적어도 하나를 포함한다.

일부 양태에서, 상기 섬유 밀도가, 0.005g/㎤로부터 0.2g/㎤까지, 0.01g/㎤로부터 0.18g/㎤까지 그리고 0.02g/㎤로부터 0.15g/㎤까지 중 적어도 하나를 포함하는 가변 범위(varying range)를 포함한다.

일부 양태에서, 상기 섬유 직경이, 1dtex로부터 20dtex까지, 2dtex로부터 15dtex까지 그리고 3dtex로부터 10dtex까지 중 적어도 하나를 포함하는 가변 범위를 포함한다.

일부 양태에서, 상이한 밀도 영역들이 상이한 모세관력을 포함한다.

일부 양태에서, 구배 밀도 영역들이 구배 모세관력들을 포함한다.

통합된 다공성 섬유 매트릭스를 포함하는 적어도 하나의 통합된 다공성 유체 저장 및 전달 매체를 포함하는 유체 도포 디바이스도 개시된다. 일부 양태에서, 상기 매트릭스가, 복수의 밀도 영역들로서, 상기 복수의 밀도 영역들 각각이 상이한 섬유 밀도를 갖는, 상기 복수의 밀도 영역들, 및 복수의 직경 영역들으로서, 상기 복수의 직경 영역들 각각이 상이한 섬유 직경을 갖는, 상기 복수의 직경 영역들 중 적어도 하나를 포함한다.

일부 양태에서, 상기 디바이스가, 쿠션 컴팩트 파운데이션 디바이스, 향수 도포 디바이스, 메이크업 디바이스, 잉크 젯 프린터 카트리지, 필기 도구 및 의료 디바이스 중 적어도 하나를 포함한다.

도 1a 내지 1j는, 본원 명세서에 기재된 하나 이상의 양태에 따른 섬유 매체의 다양한 배열을 도시한다.
도 2는, 본원 명세서에 기재된 하나 이상의 양태에 따른 매체 분산 디바이스를 도시한다.
도 3은, 본원 명세서에 기재된 하나 이상의 양태에 따른 대안적인 매체 분산 디바이스를 도시한다.
도 4는, 본원 명세서에 기재된 하나 이상의 양태에 따른 내부 유체 저장소를 시험하기 위한 시험 디바이스 셋업을 도시한다.
도 5a는, 일 양태에 따른 구배 밀도를 갖는 저장소의 예를 도시한다.
도 5b는, 일 양태에 따른 구배 밀도를 갖는 저장소의 예를 도시한다.
도 5c는, 일 양태에 따른 구배 밀도를 갖는 저장소의 예를 도시한다.
도 6은, 본원 명세서에 기재된 하나 이상의 양태에 따른 잉크 카트리지를 도시한다.
도 7은, 본원 명세서에 기재된 하나 이상의 양태에 따른 잉크 카트리지를 도시한다.

본 발명은, 시스템, 디바이스 및 방법이 다양할 수 있기 때문에, 기재되는 특정 시스템, 디바이스 및 방법에 제한되지 않는다. 본원 명세서에서 사용되는 용어는 특정 버전 또는 양태만을 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

하기 용어들은 본 발명의 목적상 아래에 제시되는 각각의 의미를 갖는다. 달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 발명의 어떠한 것도 본원 명세서에 기재된 양태들이 선행 발명에 의한 명세서에 선행하는 자격이 없다는 것을 인정하는 것으로 해석되어서는 안된다.

본원 명세서에서 사용되는 단수 형태 "a", "an" 및 "the"는, 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 복수의 대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "섬유"에 대한 언급은 당업자에게 공지된 하나 이상의 섬유 및 이의 등가물에 대한 언급이다.

본원 명세서에서 사용되는 용어 "유체"는, 고정된 형상을 갖지 않고 외부 압력에 따른 일드(yield)를 갖는 물질을 포함한다. 예를 들어, 유체는 기체 및 액체를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 유체 또는 액체는 상호 교환가능하며, 본 발명의 목적상, 예를 들어, 본원에 기재된 바와 같은 통합된 다공성 섬유 매체를 포함하는 특정 매체에 의해 배향되는 유동을 갖는 물질을 포함한다. 본원 명세서에 기재된 유체의 예는, 필기 도구 잉크, 잉크 젯 잉크, 화장품 조성물, 파운데이션, 향수, 썬스크린, 오일, 겔, 액상 치료제 및 기타 유사한 액체 및 유체를 포함할 수 있다.

특정 양태에서, 본 발명은, 섬유 밀도, 섬유 직경 및 모세관력의 구별가능한 분포를 갖는 통합된 다공성 섬유 매체에 관한 것이다. 본원 명세서에서 사용되는 "통합"은, 제작 공정 동안 상이한 구별가능한 영역들이 함께 형성되며, 이들이 개별 영역들을 손상시키지 않으면서 분리될 수 없는 것을 의미한다. 특정 양태에서, 구별가능한 영역들이 층상 구조에 분포될 수 있다.

샘플 양태에서, 통합된 다공성 섬유 매체는 디스크 형태일 수 있고, 상기 디스크는 디스크의 두께에 걸쳐 섬유 매트릭스의 밀도 또는 공극 용적의 구별가능한 분포를 갖는다.

또 다른 샘플 양태에서, 통합된 다공성 섬유 매체는 디스크 형태일 수 있고, 상기 디스크는 디스크의 두께에 걸쳐 섬유 직경의 구별가능한 분포를 갖는다.

또 다른 샘플 양태에서, 통합된 다공성 섬유 매체는 디스크 형태일 수 있고, 상기 디스크는 디스크의 두께에 걸쳐 섬유 매트릭스의 밀도 및 섬유 직경의 구별가능한 분포를 갖는다.

일부 예에서, 통합된 다공성 섬유 매체의 섬유들이 이격된 지점들에서 열에 의해 함께 접합된다. 특정 양태에서, 통합된 다공성 섬유 매체는 친수성이다.

다른 특정 양태에서, 본 발명은 단일체(single-piece) 액체 저장 및 분산 매체에 관한 것이다. 상기 언급한 바와 같이, 전통적인 디자인에서, 섬유 저장소는 다공성 물질 또는 폼 블록으로 제조될 수 있다. 특정 디자인에서, 다양한 모세관력을 갖는 재료들이 서로 인접하게 배치되어 다양한 밀도 수준을 제공할 수 있다. 그러나, 이들 재료들이 서로 인접하게 배치되어, 이에 의해 상이한 재료들 사이에 한정된 계면이 형성된다.

본원 명세서에 교시된 단일체 액체 저장 및 분산 매체는, 예를 들어 일정량의 유체를 보유하도록 구성된 유체 저장소를 포함한다. 특정 양태에서, 유체는, 잉크(예를 들어 잉크 젯 프린터 잉크), 화장품 유체, 약품, 분석 용액 및 다른 유사한 유체를 포함할 수 있다. 유체 저장소는 섬유 다공성 매트릭스도 포함할 수 있으며, 상기 매트릭스는 밀도 또는 개방 공간, 섬유 직경 및/또는 표면 장력의 변형을 포함하도록 구성된다. 섬유 매트릭스의 이러한 양태들의 변화를 포함하여, 섬유 매트릭스의 상이한 영역들에 대한 모세관력의 차이가 달성될 수 있다. 또한, 모세관력의 차이는, 이들이 섬유 매트릭스의 상단으로부터 하단으로, 그리고 측면으로부터 측면으로 변하도록 배열될 수 있다. 본원에 기술된 바와 같은 모세관 구배를 갖는 단일체 유체 보유 저장소를 포함하는 이러한 디자인은, 상기 기술된 바와 같이 유체 방출 물질들 사이의 계면을 사용하는 통상적인 모세관 기술과 비교하여, 정상 사용 동안 더 높은 수준의 총 유체 방출을 제공할 수 있다.

또한, 다양한 양태에서, 본원 명세서에 기술된 바와 같은 매체가 다양한 디바이스로 통합될 수 있다. 예를 들어, 상기 매체는, 쿠션 컴팩트 파운데이션 디바이스, 향수 도포 디바이스, 메이크업 디바이스, 잉크 젯 프린터 카트리지, 필기구, 의료 디바이스 및 기타 유사한 유체 또는 액체 전달 디바이스로 통합될 수 있다.

통합된 다공성 섬유 디스크

상기 기재한 바와 같이, 본 발명은 통합된 다공성 섬유 매체를 교시한다. 도 1a에 도시된 바와 같은 일례에서, 통합된 다공성 섬유 디스크는 한 표면에서 또 다른 표면보다 높은 밀도를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 1a에 도시된 바와 같이, 통합된 다공성 섬유 디스크(100)는, 고밀도 다공성 섬유 층(102)을 갖는 상부 표면 및 저밀도 다공성 섬유 층(104)을 갖는 하부 표면을 포함할 수 있다.

도 1b에 도시된 바와 같은 또 다른 예에서, 통합된 다공성 섬유 디스크는, 중간에서의 밀도보다 양쪽 표면에서 밀도가 더 높을 수 있다. 예를 들어, 도 1b에 도시된 바와 같이, 통합된 다공성 섬유 디스크(110)는, 2개의 고밀도 다공성 섬유 층(112 및 116) 사이에 끼워진(sandwiched) 저밀도 다공성 섬유 층(114)을 포함할 수 있다.

도 1c에 도시된 바와 같은 또 다른 예에서, 통합된 다공성 섬유 디스크는 중간에서의 밀도보다 양쪽 표면에서 밀도가 더 낮을 수 있다. 예를 들어, 도 1c에 도시된 바와 같이, 통합된 다공성 섬유 디스크(120)는, 2개의 저밀도 다공성 섬유 층(122 및 126) 사이에 끼워진 고밀도 다공성 섬유 층(124)을 포함할 수 있다.

상기 기재한 바와 같이, 다양한 섬유 밀도 이외에, 섬유 디스크는 섬유 직경이 다양한 층들을 포함할 수 있다. 도 1d에 도시된 바와 같은 일례에서, 통합된 다공성 섬유 디스크의 한 표면에 있는 섬유는, 상기 디스크의 다른 부분에 있는 섬유보다 직경이 작다. 예를 들어, 도 1d에 도시된 바와 같이, 통합된 다공성 섬유 디스크(130)는, 직경이 작은 섬유를 갖는 섬유 층(132)을 갖는 상부 표면 및 직경이 큰 섬유를 갖는 섬유 층(134)을 갖는 하부 표면을 포함할 수 있다.

도 1e에 도시된 바와 같은 또 다른 예에서, 통합된 다공성 섬유 디스크의 양쪽 표면에 있는 섬유는, 상기 디스크 중간에 있는 섬유에 비해 직경이 작을 수 있다. 예를 들어, 도 1e에 도시된 바와 같이, 통합된 다공성 섬유 디스크(140)는, 2개의 직경이 작은 섬유 층(142 및 146) 사이에 끼워진 직경이 보다 더 큰 섬유 층(144)을 포함할 수 있다.

도 1f에 도시된 바와 같은 또 다른 예에서, 통합된 다공성 섬유 디스크의 양쪽 표면에 있는 섬유는, 상기 디스크 중간에 있는 섬유에 비해 직경이 더 클 수 있다. 예를 들어, 도 1f에 도시된 바와 같이, 통합된 다공성 섬유 디스크(150)는, 2개의 직경이 큰 섬유 층(152 및 156) 사이에 끼워진 직경이 보다 더 작은 섬유 층(154)을 포함할 수 있다.

매체 층은 다양한 밀도와 섬유 직경의 조합도 포함할 수 있다. 도 1g에 도시된 바와 같은 일례에서, 통합된 다공성 섬유 디스크의 한 표면에 있는 섬유는, 상기 디스크의 다른 부분에 있는 섬유보다 직경이 작을 수 있고, 직경이 보다 더 작은 섬유로 형성된 섬유 매트릭스는 상기 디스크의 다른 부분보다 밀도가 높다. 예를 들어, 도 1g에 도시된 바와 같이, 통합된 다공성 섬유 디스크(160)는, 직경이 보다 더 작은 섬유 및 보다 더 높은 섬유 밀도를 갖는 다공성 섬유 층인 상부 층(162), 및 직경이 보다 더 큰 섬유 및 보다 더 낮은 섬유 밀도를 갖는 다공성 섬유 층인 하부 층(164)을 포함할 수 있다.

도 1h에 도시된 바와 같은 또 다른 예에서, 통합된 다공성 섬유 디스크의 한 표면에 있는 섬유는, 상기 디스크의 다른 부분에 있는 섬유보다 직경이 작을 수 있고, 직경이 보다 더 작은 섬유로 형성된 섬유 매트릭스는, 상기 디스크의 다른 부분보다 밀도가 낮다. 예를 들어, 도 1h에 도시된 바와 같이, 통합된 다공성 섬유 디스크(170)는, 직경이 보다 더 작은 섬유 및 보다 더 낮은 섬유 밀도를 갖는 다공성 섬유 층인 상부 층(172) 및 직경이 보다 더 큰 섬유 및 보다 더 높은 섬유 밀도를 갖는 다공성 섬유 층인 하부 층(174)을 포함할 수 있다.

도 1i에 도시된 바와 같은 또 다른 예에서, 통합된 다공성 섬유 디스크의 양쪽 표면에 있는 섬유는, 상기 디스크 중간에 있는 섬유보다 직경이 작을 수 있고, 양쪽 표면에 있는 직경이 보다 더 작은 섬유로 형성된 섬유 매트릭스는, 상기 디스크의 중간 부분보다 밀도가 높다. 예를 들어, 도 1i에 도시된 바와 같이, 통합된 다공성 섬유 디스크(180)는, 직경이 보다 더 큰 섬유 및 보다 더 낮은 섬유 밀도를 가지며 다공성 섬유 층들(182 및 186) 사이에 끼워진 다공성 섬유 층(184)을 포함할 수 있고, 상기 섬유 층들(182 및 186) 각각은 상기 층(184)보다 직경이 더 작고 섬유 밀도가 더 높다.

도 1j에 도시된 또 다른 예에서, 통합된 다공성 섬유 디스크의 양쪽 표면에 있는 섬유는, 상기 디스크의 중간에 있는 섬유보다 직경이 더 작을 수 있고, 양쪽 표면에 있는 직경이 보다 더 작은 섬유로 형성된 섬유 매트릭스는, 상기 디스크의 중간 부의 밀도보다 밀도가 더 낮다. 예를 들어, 도 1j에 도시된 바와 같이, 통합된 다공성 섬유 디스크(190)는, 직경이 보다 더 큰 섬유 및 보다 더 큰 섬유 밀도를 가지며 다공성 섬유 층들(192 및 196) 사이에 끼워진 다공성 섬유 층(194)을 포함할 수 있고, 상기 섬유 층들(192 및 196) 각각은 직경이 보다 더 작은 섬유 및 보다 더 낮은 섬유 밀도를 갖는다.

특정 양태에서, 통합된 다공성 섬유 디스크는 복수의 층을 포함할 수 있다. 복수의 층은, 2층 구조, 3층 구조 또는 3층 이상의 구조를 포함할 수 있다.

다른 양태에서, 통합된 다공성 섬유 디스크는 밀도 구배 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 밀도 구배는 하나의 표면으로부터 또 다른 표면으로 또는 디스크의 표면으로부터 디스크의 중간으로 점진적으로 변화하는 섬유 매트릭스 밀도를 포함할 수 있다. 고밀도 영역과 저밀도 영역 사이에는 명확한 경계가 없다.

일부 예에서, 다공성 섬유 디스크의 복수의 섬유 층은, 카딩된(carded) 부직 웹의 개별 층을 포함할 수 있다. 다른 양태에서, 개별 층은 직조 재료를 포함한다. 또 다른 양태에서, 개별 층은 스테이플 섬유를 포함한다. 또 다른 양태에서, 개별 층은 연속 섬유를 포함한다. 다른 양태에서, 개별 층들의 섬유들은 약 1 내지 약 20dtex의 섬유 매쓰(fiber mass)를 갖는다.

화장품 액체 저장 및 분산 도포와 관련된 일부 예에서, 고밀도 층은 밀도가 약 0.03 내지 약 0.2g/㎤의 범위일 수 있다. 또 다른 양태에서, 고밀도 섬유 층은 밀도가 약 0.04 내지 약 0.18g/㎤의 범위일 수 있다. 또 다른 양태에서, 고밀도 섬유 층은 밀도가 약 0.05 내지 약 0.16g/㎤의 범위일 수 있다. 또 다른 양태에서, 고밀도 섬유 층은 밀도가 약 0.06 내지 약 0.15g/㎤의 범위일 수 있다. 일부 양태에서, 고밀도 섬유 층은 밀도가 약 0.07 내지 약 0.14g/㎤의 범위일 수 있다. 일부 양태에서, 고밀도 섬유 층은 밀도가 약 0.08 내지 약 0.13g/㎤의 범위일 수 있다. 일부 양태에서, 고밀도 섬유 층은 밀도가 약 0.09 내지 약 0.12g/㎤의 범위일 수 있다. 일 양태에서, 직경이 더 작은 섬유 층의 밀도는 직경이 더 큰 섬유 층보다 밀도가 더 크다. 일 양태에서, 저밀도 섬유 층은 밀도가 약 0.005 내지 약 0.10g/㎤의 범위일 수 있다. 일 양태에서, 저밀도 섬유 층은 밀도가 약 0.008 내지 약 0.09g/㎤의 범위일 수 있다. 일 양태에서, 저밀도 섬유 층은 밀도가 약 0.01 내지 약 0.08g/㎤의 범위일 수 있다. 일 양태에서, 저밀도 섬유 층은 밀도가 약 0.02 내지 약 0.07g/㎤의 범위일 수 있다. 일 양태에서, 저밀도 섬유 층은 밀도가 약 0.03 내지 약 0.06g/㎤의 범위일 수 있다.

특정 예에서, 고밀도 층 및 저밀도 층은 상대적이다. 통합된 다공성 섬유 부분에서, 저밀도 층의 밀도에 대한 고밀도 층의 밀도의 비는, 1.1 내지 1, 1.2 내지 1, 1.3 내지 1, 1.4 내지 1, 1.5 내지 1, 1.6 내지 1, 1.7 내지 1, 1.8 내지 1, 1.9 내지 1, 2.0 내지 1, 2.2 내지 1, 2.4 내지 1, 2.6 내지 1, 2.8 내지 1 또는 3.0 내지 1일 수 있다.

적어도 하나의 양태에서, 작은 직경 섬유는 직경이 약 1 내지 약 6dtex의 범위일 수 있다. 또 다른 양태에서, 작은 직경 섬유는 직경이 약 2 내지 약 5dtex의 범위일 수 있다. 또 다른 양태에서, 작은 직경 섬유는 직경이 약 3 내지 약 4dtex의 범위일 수 있다. 일 양태에서, 작은 직경 섬유 층의 밀도는 큰 직경 섬유 층의 밀도보다 크다. 일 양태에서, 큰 직경 섬유는 직경이 약 4 내지 약 20dtex의 범위일 수 있다. 또 다른 양태에서, 큰 직경 섬유는 직경이 약 6 내지 약 16dtex의 범위일 수 있다. 또 다른 양태에서, 큰 직경 섬유는 직경이 약 8 내지 약 12dtex의 범위일 수 있다.

일 양태에서, 다공성 섬유 매트릭스는 2성분 섬유를 포함한다. 또 다른 양태에서, 다공성 섬유 매트릭스는 2성분 섬유 및 단일 성분(mono-component) 섬유를 포함한다.

일부 양태에서, 섬유는 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 특정 양태에서, 폴리에스테르 또는 코폴리에스테르는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT) 및 폴리(락트산)(PLA) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일 양태에서, 섬유 층은 PLA로 제조된 섬유를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시에 사용될 수 있는 2성분 섬유는, 폴리프로필렌/폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE)/PET, 폴리에틸렌/폴리프로필렌, 폴리프로필렌/나일론-6, 나일론-6/PET, 코폴리에스테르/PET, 코폴리에스테르/나일론-6, 코폴리에스테르/나일론-6,6, 폴리-4-메틸-1-펜텐/PET, 폴리-4-메틸-1-펜텐/나일론-6, 폴리-4-메틸-1-펜텐/나일론-6,6, PET/폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 나일론-6,6/폴리-1,4-사이클로헥산디메틸-1(PCT), 폴리프로필렌/폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 나일론-6/코폴리아미드, 폴리에스테르/폴리에스테르 및 폴리우레탄/아세탈의 중합체 쌍으로 구성된 섬유를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.

본 발명의 통합된 다공성 섬유 매체는, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%, 적어도 91%, 적어도 92%, 적어도 93%, 적어도 94% 또는 적어도 95%의 공극 용적을 가질 수 있다.

본원에 기재된 바와 같은 파운데이션용 화장품 조성물은, 점도의 범위가 약 500 내지 약 50,000cps, 1,000 내지 약 40,000cps 또는 5,000 내지 20,000cps인 액체일 수 있다. 하나의 특정 화장품 조성물은 자외선 차단 지수(SPF)가 15 내지 50 초과일 수 있다.

본원에 기재된 기술에 따른 2층 다공성 섬유 쿠션을 포함하는 쿠션과 상업적으로 입수가능한 개방형 셀계 쿠션 콤팩트 쿠션과의 비교. 신규한 쿠션에 대한 기본 특성이 표 1에 기재되어 있다.

[표 1]

그러나, 표 1에 개시된 쿠션은 단지 예로서 제공되는 것에 유의해야 한다. 특정 양태들에서, 본원 명세서에 개시된 바와 같이 2 또는 3 이외의 다양한 수의 층들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 쿠션은 각 층 상의 섬유 직경들이 상이한 7층 배열을 포함할 수 있다. 아래 표 2는 7층 구성의 쿠션 콤팩트 디스크에 대한 세부 샘플 세트를 보여주며, 각 구성 A 및 B는 외부 표면에 미세하거나 작은 직경의 섬유를 갖는다.

[표 2]

아래 표 3은 압축 시험 후 위에서 확인된 샘플의 외관 및 회복률(recovery)에 대한 구체적인 세부 사항을 보여준다.

[표 3]

단일체 매체 분산 디바이스

도 2는 샘플 단일체 액체 저장 및 분산 매체(200)를 도시한다. 도 1에서, 매체 분산 디바이스(200)는 유체 저장소(201) 및 유체 저장소(200)와 유체 통신하는 구배 밀도 저장소(203)를 포함한다. 구배 밀도 저장소(203)는 2개의 부분 또는 섹션(203a, 203b)을 포함하며, 각 부분 또는 섹션은 복수의 섬유 층을 포함한다. 유출구 포트(205)는, 매체 분산 디바이스(200)로부터 유체를 분산하기 위한 매체 분산 디바이스(200)로부터의 출구를 제공한다. 특정 양태에서, 유출구 포트(205)는 윅(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 유체 저장소(201) 및 구배 밀도 저장소(203)는 매체 분산 디바이스(200) 내에 수직 방향 배열로 배치된다. 그러나, 본원 명세서는 다른 배열들, 예를 들어, 유체 저장소에 대한 수직 방향, 수평 방향 또는 일정 각도 방향 배향을 고려한다. 도 3은 수평 방향 구성의 예시적인 양태를 도시한다. 도 3에서, 매체 분산 디바이스(300)는, 유체 저장소(301)에 대해 수평 방향 배열로 배치된 유체 구배 저장소(303) 및 상응하는 부분 또는 섹션(303a, 303b)을 포함한다.

다시 도 2를 참조하여, 작동시, 예를 들어, 유체는 유체 저장소(201)로부터 구배 밀도 저장소(203)로 이동하여, 궁극적으로 유출구 포트(205)를 통해 분산된다. 유체가 유출구 포트(205)를 통해 분산됨에 따라, 공기가 매체 분산 디바이스(200) 내로 유입(draw)될 수 있다. 이후 이러한 공기는 유체 저장소(201)로 이동하여, 매체 분산 디바이스(200) 내에 정압이 형성되게 한다. 정압은 유체가 구배 밀도 저장소(203) 내로 그리고 이를 통해 유동하게 한다.

특정 양태에서, 유체 저장소(201)는 매체 분산 디바이스(200) 내에 배치된 벽에 의해 구배 밀도 저장소(203)로부터 분리될 수 있다. 상기 벽은 구멍, 기공, 매트릭스 또는 기공, 또는 다른 유사한 개구부(도시되지 않음)를 포함할 수 있으며, 이들은 유체 저장소(201)로부터 구배 밀도 저장소(203) 내로 유체의 자유 유동을 허용한다. 다른 양태에서, 유체 저장소(201)는 유체 투과성 막에 의해 구배 밀도 저장소(203)로부터 분리될 수 있다.

특정 양태에서, 구배 밀도 저장소(203)는 복수의 섬유 층을 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 복수의 섬유 층은, 제1 밀도를 갖는 섬유 층(203a)(본원 명세서에서 "저밀도 층"으로 나타냄)인 제1 부분 및 제2 밀도를 갖는 섬유 층(203b)(본원 명세서에서 "고밀도 층"으로 나타냄)인 제2 부분을 포함한다. 일 양태에서, 고밀도 층은 밀도가 약 0.11 내지 약 0.25g/㎤의 범위일 수 있다. 또 다른 양태에서, 고밀도 층은 밀도가 약 0.12 내지 약 0.24g/㎤의 범위일 수 있다. 또 다른 양태에서, 고밀도 층은 밀도가 약 0.13 내지 약 0.23g/㎤의 범위일 수 있다. 또 다른 양에서, 고밀도 층은 밀도가 약 0.14 내지 약 0.22g/㎤의 범위일 수 있다. 일부 양태에서, 고밀도 층은 밀도가 약 0.15 내지 약 0.21g/㎤의 범위일 수 있다. 일부 양태에서, 고밀도 층은 밀도가 약 0.16 내지 약 0.19g/㎤의 범위일 수 있다. 일부 양태에서, 고밀도 층은 밀도가 약 0.16 내지 약 0.18g/㎤의 범위일 수 있다. 일 양태에서, 고밀도 층의 밀도는 저밀도 층의 밀도보다 크다. 일 양태에서, 저밀도 층은 밀도가 약 0.01 내지 약 0.10g/㎤의 범위일 수 있다. 일 양태에서, 저밀도 층은 밀도가 약 0.02 내지 약 0.09g/㎤의 범위일 수 있다. 일 양태에서, 저밀도 층은 밀도가 약 0.03 내지 약 0.08g/㎤의 범위일 수 있다. 일 양태에서, 저밀도 층은 밀도가 약 0.04 내지 약 0.07g/㎤의 범위일 수 있다. 일 양태에서, 저밀도 층은 밀도가 약 0.05 내지 약 0.06g/㎤의 범위일 수 있다.

특정 양태들에서, 고밀도 구역과 저밀도 구역의 밀도가 중첩될 수 있다. 예를 들어, 고밀도 구역은 밀도가 약 0.05 내지 약 0.25g/㎤의 범위일 수 있고, 저밀도 구역은 밀도가 약 0.01 내지 약 0.15g/㎤의 범위일 수 있다.

일 양태에서, 고밀도 층 및 저밀도 층은 각각 밀도가 실질적으로 균일하다. 또 다른 양태에서, 고밀도 층 및 저밀도 층은 각각 밀도가 점진적이다. 또 다른 양태에서, 고밀도 층은 밀도가 실질적으로 균일하고, 저밀도 층은 밀도가 점진적이다. 또 다른 양태에서, 고밀도 층은 밀도가 점진적이고, 저밀도 층은 밀도가 실질적으로 균일하다. 일 양태에서, 구배 밀도 저장소는 제1 단부로부터 제2 단부까지의 밀도 변화는 약 0.05g/㎤로부터 약 0.2g/㎤의 범위이다. 또 다른 양태에서, 밀도 변화는 약 0.06g/㎤로부터 약 0.19g/㎤의 범위이다. 또 다른 양태에서, 밀도 변화는 약 0.07g/㎤로부터 약 0.18g/㎤의 범위이다. 또 다른 양태에서, 밀도 변화는 약 0.08g/㎤로부터 약 0.17g/㎤의 범위이다. 또 다른 양태에서, 밀도 변화는 약 0.09g/㎤로부터 약 0.16g/㎤의 범위이다. 또 다른 양태에서, 밀도 변화는 약 0.10g/㎤로부터 약 0.15g/㎤의 범위이다. 또 다른 양태에서, 밀도 변화는 약 0.11g/㎤로부터 약 0.14g/㎤의 범위이다. 또 다른 양태에서, 밀도 변화는 약 0.12g/㎤로부터 약 0.13g/㎤의 범위이다.

구배 밀도 저장소는 높이비를 추가로 포함할 수 있다. "높이비"는 고밀도 층의 기하학적 특성 값을 저밀도 층의 동일한 기하학적 특성 값으로 나눈 값으로 정의된다. 기하학적 특성은, 높이, 두께, 길이 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 높이비는 고밀도 층의 높이를 저밀도 층의 높이로 나눈 계산일 수 있다. 일 양태에서, 이러한 높이비는 약 1 내지 약 50의 범위일 수 있다. 또 다른 양태에서, 높이비는 약 5 내지 약 45의 범위일 수 있다. 또 다른 양태에서, 높이비는 약 10 내지 약 40의 범위일 수 있다. 또 다른 양태에서, 높이비는 약 15 내지 약 35의 범위일 수 있다. 또 다른 양태에서, 높이비는 약 20 내지 약 30의 범위일 수 있다.

본원 명세서에 언급된 바와 같이, 구배 밀도 저장소는 복수의 섬유 층으로 구성된다. 섬유 층은 중합체 재료 또는 중합체 재료들의 조합으로 제조된 섬유를 포함할 수 있다. 일 양태에서, 다공성 섬유 매트릭스는 2성분 섬유를 포함한다. 또 다른 양태에서, 다공성 섬유 매트릭스는 2성분 섬유 및 단일 성분 섬유를 포함한다.

구배 밀도 저장소의 복수의 섬유 층은 카딩된 부직 웹의 개별 층들을 포함할 수 있다. 다른 양태에서, 개별 층은 직조 재료를 포함한다. 또 다른 양태에서, 개별 층은 스테이플 섬유를 포함한다. 또 다른 양태에서, 개별 층은 연속 섬유를 포함한다. 또 다른 양태에서, 개별 층들의 섬유들은 섬유 매쓰가 약 1 내지 약 20dtex의 범위이다. 일 양태에서, 개별 층들의 섬유들은 섬유 직경이 약 5 내지 약 35㎛의 범위이다. 다른 양태에서, 섬유는, 약 5 내지 10㎛, 약 10 내지 15㎛, 약 15 내지 20㎛, 약 20 내지 25㎛, 약 25 내지 30㎛, 약 30 내지 35㎛의 범위의 섬유 직경 및 기타 유사한의 범위의 직경일 수 있다.

고밀도 층 및 저밀도 층의 밀도는, 섬유 층에 사용된 섬유의 다양한 물리적 인자를 조작함으로써 달성될 수 있다. 물리적 요인, 예를 들어, 섬유 밀도, 섬유 직경, 섬유 매쓰 및 섬유 표면을 조작하면, 섬유 층 또는 섬유 층들의 밀도가 달라진다. 섬유 층의 밀도는 예를 들어, 섬유 층을 압축함으로써 조작될 수 있으며, 덜 압축된 섬유 층보다 입방 센티미터당 더 많은 섬유를 생성한다. 다른 양태에서, 섬유 밀도는, 섬유 층 내의 섬유의 수를 증가시키거나, 보다 더 큰 직경 및/또는 섬유 매쓰의 섬유를 사용하거나, 또는 이들의 임의 조합에 의해 조작될 수 있다. 섬유 층 내의 섬유 밀도를 조작하는 다른 방법도 고려되며, 이러한 방법은 본 발명의 관점에서 당업자에게 명백할 것이다.

섬유 밀도를 조작하는 동시에 섬유 매트릭스의 모세관 인력을 조작한다. 일반적으로 섬유 매트릭스 밀도가 더 높을수록 더 높은 모세관 인력을 의미한다.

다르게는, 섬유 층에 사용된 섬유는 섬유 에너지에 따라 분류될 수 있다. 특정 양태에서, 섬유는 섬유 에너지의 범위가 약 29 내지 약 50dyne/cm일 수 있다. 일부 예에서, 섬유가 마감재 또는 윤활제로 처리되어, 상기 섬유는 완전히 습윤가능해진다(즉, 접촉각 = 0을 가짐). 특정 양태에서, 섬유 층의 제1 부분의 밀도는 섬유 층의 제2 부분의 밀도보다 클 수 있다.

특정 예에서, 예를 들어, 후술되는 도 5a, 5b 및 5c에 도시된 바와 같이, 섬유 층(203a)의 제1 부분이 섬유 층(203b)의 제2 부분으로 변이되는 구배 밀도 저장소(203)의 부분이 존재할 수 있으며, 이에 의해 제1 밀도(저밀도 층)로부터의 제2 밀도(고밀도 층)로의 점진적인 변이를 한정한다. 이와 같이, 단일체 섬유 매트릭스는 제1 부분(203a)과 제2 부분(203b) 사이의 한정된 계면을 제거할 수 있다.

상기 언급한 바와 같이, 유체가 유출구 포트(205)를 통해 분산됨에 따라, 공기가 매체 분산 디바이스(200) 내로 도입된다. 매체 분산 디바이스(200) 내로의 공기의 흡수는 매체 분산 디바이스(200)에 정압을 생성하여, 유체가 유체 저장소(201)로부터 구배 저장소(203)로 이동할 수 있게 한다. 정압은 유체 저장소(201)로부터 구배 모세관 인력 저장소(203)를 통해 윅으로 유체를 유도한다(drive). 섬유 층(203a)의 제1 부분 및 섬유 층(203b)의 제2 부분의 섬유 층을 통한 구배 밀도 저장소(203)의 모세관 효과는 유체의 흡상 작용을 증가시켜, 매체 분산 디바이스(200)의 유체를 보다 충분히 활용하게 한다.

특정 양태에서, 밀도 구배는 구배 저장소(203)의 섬유 층의 섬유 배향에 대하여 일반적으로 수직이다. 또 다른 양태에서, 모세관 구배는 구배 저장소(203)의 섬유 층의 섬유 배향과 일치한다. 밀도 구배는 모세관력과 직접적으로 관련되는 것으로 이해된다. 본원에서 사용되는 "모세관력"은 구배 저장소(203)의 흡상 운동과 관련되며, 중력과 같은 외부 힘의 도움 없이 구배 저장소(203)를 통해 유체가 유동하는 능력으로 정의된다.

일 양태에서, 고밀도 층의 섬유 층 및 저밀도 층의 섬유 층은 실질적으로 응집성이다. 본원에서 사용되는 "응집성"은, 고밀도 층의 섬유 층과 저밀도 층의 섬유 층 사이에 실질적으로 갭이 존재하지 않는 것을 의미한다. 또한, 고밀도 층과 저밀도 층 사이의 계면은 실질적으로 응집성이다. 일 양태에서, 고밀도 층 및/또는 저밀도 층의 섬유 층은 응집성 계면을 형성하도록 접착될 수 있다. 또 다른 양태에서, 섬유 층은 접착제에 의해 접착된다. 일 양태에서, 섬유 층은 섬유 층들을 함께 압축함으로써 접착된다.

도 5a, 5b 및 5c는 구배 저장소(503)에 대한 대안적인 구성을 도시한다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 섬유 층(503a)의 제1 부분 및 섬유 층(503b)의 제2 부분은 초승달 형상의 계면을 가지며, 상기 섬유 층(503b)의 제2 부분은 측면상의 일반적으로 얇은 지점으로 테이퍼링되는 더 두꺼운 중간 부분을 갖는다. 도 5b도 초승달 형상의 계면을 특징으로 하지만, 상기 양태에서, 섬유 층(503a)의 제1 부분은 중간에서 더 두껍고, 측면상의 일반적으로 얇은 지점으로 테이퍼링된다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 섬유 층(503b)의 제2 부분은 일반적으로 정사각형 또는 직사각형이고, 섬유 층(503a)의 제2 부분에 의해 두 측면으로 둘러싸인다. 본 발명의 관점에서 다른 양태들도 고려된다.

실시예:

샘플을 내부 유체 저장소 추출 스탠드(예를 들어, 잉크 저장소 추출 스탠드)에서 시험했다. 도 4는 샘플 추출 시험 디바이스(400)를 도시한다. 매체 분산 디바이스(402)는 튜빙을 통해 시린지 펌프(404)와 같은 압력원에 연결될 수 있다. 시린지 펌프(404)는 튜빙에서 음압을 생성하도록 구성되어, 매체 분산 디바이스(402)로부터 유체의 추출을 용이하게 한다. 압력 변환기(406)는 매체 분산 디바이스(402)와 시린지 펌프(404) 사이의 튜빙에 부착될 수 있다. 압력 변환기(406)는 시험 전체에 걸쳐 튜빙 내의 압력을 측정하도록 구성될 수 있다. 일정한 유속에 대한 추가 정보, 예를 들어 압력 유속 또는 시간과 함께 하는 압력 판독 값이 기록을 위해 데이터 기록 디바이스(408)로 전송될 수 있다. 이 정보는 나중에 시험와 관련된 추가의 데이터를 결정하기 위해 액세스되고 분석될 수 있다. 예를 들어, 압력 대 유체 추출의 플롯이 기록된 정보에 기초하여 결정될 수 있다.

특정 양태들에서, 특정 시간 및 추출 속도가 특정 시험 케이스를 모의하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 샘플이 0.30cc/분으로 설정된 추출 속도를 사용하여 시험될 수 있고, 정압은 예를 들어 첫 90초 후에 측정될 수 있다.

단계 1 결과:

통합된 밀도 구배 저장소의 디자인을 모방한 저밀도 섬유 및 고밀도 섬유 둘 다의 조합을 사용하여, 고밀도 매체("HDM") 저장 및 저밀도 매체("LDM") 저장소를 갖는 2성분 시스템을 제조했다. 그 결과, 시스템 압력이 낮아졌고 추출 효율이 대조용 상용 제품보다 높았다. 추출 결과를 아래 표 4에 요약한다.

[표 4]

단계 2 결과:

하기 표 5는 단계 1의 조합된(HDM + LDM) 저장소의 전체 밀도의 요약을 제공한다. 단계 2 저장소는 0.09g/㎤의 전체 밀도로 제조되었다.

[표 5]

본원 명세서에서 논의되는 바와 같이 2개의 샘플을 탑-투-바텀(top-to-bottom)(A) 및 사이드-투-사이드(side-to-side)(B) 구성으로 제조했다. 표 6은 상기 2개의 샘플의 데이터를 보여준다.

[표 6]

샘플 A 및 B는 높은 추출(방출) 효율을 나타낸다.

샘플 양태

상기 언급한 바와 같이, 매체 분산 디바이스의 특정 예는 구배 밀도 저장소를 포함하는 단일체 저장소를 포함한다. 일 양태에서, 잉크 카트리지는 인쇄 공정에서 사용되는 유리 잉크, 즉, 액체 잉크를 함유하는 잉크 저장소를 포함한다. 잉크 저장소는 구배 밀도 저장소와 유체 통신된다. 도 6은 잉크 카트리지(600)의 예시적인 양태를 도시한다. 도 6에서, 잉크 카트리지(600)는 잉크 저장소(601) 및 잉크 저장소(600)와 유체 통신하는 구배 밀도 저장소(603)를 포함한다. 구배 밀도 저장소(603)는 2개의 부분 또는 섹션(603a 및 1003b)을 포함하며, 여기서 각 부분 또는 섹션은 복수의 섬유 층을 포함한다. 유출구 포트(605)는 잉크 카트리지(600)로부터 잉크를 분산시키기 위한 잉크 카트리지(600)로부터의 출구를 제공한다. 유출구 포트(605)는 윅(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 도 6의 양태에서, 잉크 저장소(601) 및 구배 밀도 저장소(603)는 수직 배열로 잉크 카트리지(600) 내에 배치된다. 대조적으로, 도 7은 수평 방향 구성의 대안적인 양태를 도시한다. 도 7에서, 잉크 카트리지(700)는 잉크 저장소(701)에 대해 수평 방향으로 배치된 잉크 구배 저장소(703) 및 상응하는 부분들 또는 섹션들(703a, 703b)을 포함한다.

다시 도 6으로 돌아가서, 작동시, 예를 들어, 액상 잉크는 잉크 저장소(601)로부터 구배 밀도 저장소(603) 내로 이동하여, 궁극적으로는 유출구 포트(605)를 통해 분산된다. 잉크가 유출구 포트(605)를 통해 분산됨에 따라, 공기가 잉크 카트리지(600) 내로 유입된다. 이후, 상기 공기가 잉크 저장소(601)로 이동하여 잉크 카트리지(600) 내에 정압이 형성되게 한다. 정압은 잉크가 구배 밀도 저장소(603) 내로 그리고 이를 통해 유동할 수 있게 한다.

일부 양태에서, 잉크 저장소(601)는, 잉크 카트리지(600) 내에 배치된 벽에 의해 구배 밀도 저장소(603)로부터 분리될 수 있다. 상기 벽은, 잉크 저장소(601)로부터 구배 밀도 저장소(603) 내로 잉크의 자유 유동을 허용하는 구멍 또는 공극(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 다른 양태에서, 잉크 저장소(601)는 잉크 투과성 막에 의해 구배 밀도 저장소(603)로부터 분리될 수 있다.

도 6에도 도시된 바와 같이, 구배 밀도 저장소(603)는 복수의 섬유 층을 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 복수의 섬유 층은 제1 밀도를 갖는 섬유 층(603a)의 제1 부분 및 제2 밀도를 갖는 섬유 층(603b)의 제2 부분을 포함한다. 대안적인 양태에서, 고밀도 층 및 저밀도 층은 각각 밀도가 실질적으로 균일하다. 또 다른 양태에서, 고밀도 층 및 저밀도 층은 각각 밀도가 점진적이다. 또 다른 양태에서, 고밀도 층은 밀도가 실질적으로 균일하고, 저밀도 층은 밀도가 점진적이다. 또 다른 양태에서, 고밀도 층은 밀도가 점진적이고, 저밀도 층은 밀도가 실질적으로 균일하다. 일 양태에서, 섬유 층의 제1 부분의 밀도가 섬유 층의 제2 부분의 밀도보다 크다.

다시 도 6을 참조하여, 잉크가 유출구 포트(605)를 통해 분산됨에 따라, 공기가 잉크 카트리지(600) 내로 유입된다. 상기 공기는 구배 저장소(603)를 통해 잉크 저장소(601)로 이동한다. 잉크 카트리지(600) 내로의 공기의 흡수는 잉크 카트리지(600) 내에 정압을 생성하여, 잉크가 잉크 저장소(601)로부터 구배 저장소(603)로 이동할 수 있게 한다. 정압은 잉크 저장소(601)로부터 구배 밀도 저장소(603)를 통해 윅으로 잉크를 유도한다. 섬유 층(603a)의 제1 부분 및 섬유 층(603b)의 제2 부분의 섬유 층을 통한 구배 밀도 저장소(603)의 밀도 효과는 잉크의 흡상 작용을 증가시켜, 잉크 카트리지(600) 내의 실질적으로 모든 잉크를 보다 충분히 활용하게 한다. 일 양태에서, 밀도 구배는 구배 저장소(603)의 섬유 층의 섬유 배향에 대하여 일반적으로 수직이다. 또 다른 양태에서, 모세관 구배는 구배 저장소(603)의 섬유 층의 섬유 배향과 일치한다. 밀도 구배는 모세관력과 직접적으로 관련되는 것으로 이해된다. 본원에서 사용되는 "모세관력"은 구배 저장소(603)의 흡상 운동과 관련되며, 중력과 같은 외부 힘의 도움 없이 구배 저장소(603)를 통해 유체가 유동하는 능력으로 정의된다.

통합된 다공성 유체 저장 및 분산 매체의 밀도 또는 모세관 인력은, 최상의 저장 및 분산 성능을 위하여 상이한 유체 제형, 예를 들어, 유체 점도, 표면 장력, 고형분 함량 및 화학적 조성에 따라 조정될 수 있다. 일반적으로, 저점도 유체는 고밀도 매체 및 고점도 유체 피티(pity) 매체를 필요로 한다. 그러나, 다른 요소, 예를 들어, 외관, 외부 압축력 또는 흡입력, 유체 유동 특성 및 증발 속도도 매체 선택에 영향을 미친다. 특정 양태에서, 본 발명의 매체는 1 내지 20,000cps의 유체와 상용성일 수 있다.

또한, 본원 명세서에 개시된 매체는 기존의 제조 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 그 내용이 전문으로 인용에 의해 본원에 포함되는 미국 특허 제7,888,275호에 개시된 공정 및 기술이, 본원 명세서에 개시된 바와 같은 매체를 제작 및/또는 제조하는데 사용될 수 있다.

상기 상세한 설명에서, 상기 설명의 일부를 형성하는 첨부 도면을 참조한다. 도면에서, 문맥이 달리 지시하지 않는 한, 유사한 기호는 일반적으로 유사한 요소를 나타낸다. 상세한 설명, 도면 및 청구범위에 설명된 예시적인 양태는 제한하고자 하는 것이 아니다. 본원 명세서에 제시된 주제의 사상 또는의 범위를 벗어나지 않고, 다른 양태들이 사용될 수 있고, 다른 변경이 이루어질 수 있다. 본원 명세서에 일반적으로 설명되고 도면에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 다양한 특징이 폭넓게 다양한 상이한 구성으로 배열, 대체, 조합, 분리 및 디자인될 수 있으며, 이들 모두는 본 발명에서 명시적으로 고려된다는 것이 쉽게 이해될 것이다.

본 발명은, 다양한 특징의 예시로서 의도된, 본원 명세서에 설명된 특정 양태에 의해 제한되지 않아야 한다. 당업자에게 명백할 바와 같이, 본 발명의 사상 및의 범위를 벗어나지 않고 많은 수정 및 변형이 이루어질 수 있다. 본원 명세서에 열거된 것 이외에, 본 발명의 범위 내의 기능적으로 동등한 방법 및 디바이스는 상기 언급된 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이다. 이러한 수정 및 변형은 첨부된 청구범위의 범위 내에 속한다. 본 발명은 첨부된 청구범위의 용어에 의해서만, 그리고 이러한 청구범위의 자격이 부여되는 등가물의 전체의 범위에 의해서만 제한된다. 본 발명은 물론 다양할 수 있는, 특정 방법, 시약, 화합물, 조성물 또는 생물학적 시스템으로 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본원 명세서에서 사용되는 용어는 특정 양태들을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 제한하고자 하는 것이 아님을 이해해야 한다.

본원 명세서에서 실질적으로 임의 복수 및/또는 단수 용어의 사용과 관련하여, 당업자는 문맥 및/또는 적용에 적합하게 복수로부터 단수로 그리고/또는 단수로부터 복수로 번역할 수 있다. 다양한 단수/복수 변경은 명확성을 위해 본원 명세서에 명시적으로 설명될 수 있다.

일반적으로, 본원 명세서에서, 특히 첨부된 청구범위(예를 들어, 첨부된 청구범위의 본문)에서 사용되는 용어는 일반적으로, "개방적인" 용어(예를 들어, 용어 "포함하는"은 "포함하지만 이에 제한되지는 않는"것으로 해석되어야 하고, 용어 "갖는"은 "적어도 갖는"으로 해석되어야 하고, 용어 "포함하다"는 "포함하지만 이에 제한되지는 않는"으로 해석되어야 하는 등)로서 의도되는 것으로 당업자에게 이해 될 것이다. 다양한 조성, 방법 및 디바이스가 다양한 요소 또는 단계("포함하지만 이에 제한되지는 않음"을 의미하는 것으로 해석됨)를 "포함하는"과 관련하여 설명되지만, 상기 조성, 방법 및 디바이스는 다양한 요소 및 단계로 "필수적으로 구성될 수 있거나" 또는 "구성될 수 있으며", 이러한 용어는 필수적으로 폐쇄된 구성원(closed-member)의 그룹을 정의하는 것으로 해석되어야 한다. 특정한 수의 시작 청구항 기재(introduced claim recitation)가 의도되는 경우, 이러한 의도는 상기 청구항에서 명시적으로 언급될 것이며, 이러한 기재가 부재하는 경우에는 이러한 의도가 존재하지 않는다는 것이 당업자에게 또한 이해될 것이다.

예를 들어, 이해를 돕기 위해, 이하의 첨부된 청구범위는 청구항 기재를 시작하기 위해 "적어도 하나의" 및 "하나 이상의"라는 시작 문구의 사용을 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 어구들의 사용은, 동일한 청구항이 "하나 이상의" 또는 "적어도 하나의"라는 시작 어구와 "a" 또는 "an"(예를 들어, "a" 및/또는 "an"은 "적어도 하나의" 또는 "하나 이상의"를 의미하는 것으로 해석되어야 한다)과 같은 부정관사를 포함하는 경우에도, 부정관사 "a" 또는 "an"에 의한 청구항 기재의 시작이 이러한 시작 청구항 기재를 포함하는 임의 특정 청구항을, 단 하나의 그러한 기재를 포함하는 양태로 한정하는 것을 의미하는 것으로 해석되어서는 안되며, 청구항 기재를 시작하는데 사용되는 정관사의 사용에도 마찬가지로 적용된다.

또한, 특정한 수의 시작 청구항 기재가 명시적으로 기재되더라도, 당업자는 그러한 기재가 적어도 기재된 수를 의미하는 것으로 해석되어야 한다는 것을 인식할 것이다(예를 들어, 다른 수식어 없는 "2개의 기재"라는 기본적인(bare) 기재는 적어도 2개의 기재 또는 2개 이상의 기재를 의미한다). 또한, "A, B, 및 C 등 중 적어도 하나"와 유사한 관례(convention)가 사용되는 경우, 일반적으로 이러한 관례는 당업자가 상기 관례를 이해할 수 있는 의미로 의도된다(예를 들어, "A, B 및 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은, A만을 갖는 시스템, B만을 갖는 시스템, C만을 갖는 시스템, A와 B를 함께 갖는 시스템, A와 C를 함께 갖는 시스템, B와 C를 함께 갖는 시스템, 및/또는 A, B 및 C를 함께 갖는 시스템 등을 포함할 것이지만, 이들로 제한되지는 않는다). "A, B, 또는 C 등 중 적어도 하나"와 유사한 관례가 사용되는 경우, 일반적으로 이러한 구성은 당업자가 상기 관례를 이해할 수 있는 의미로 의도된다(예를 들어, "A, B 또는 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은, A만을 갖는 시스템, B만을 갖는 시스템, C만을 갖는 시스템, A와 B를 함께 갖는 시스템, A와 C를 함께 갖는 시스템, B와 C를 함께 갖는 시스템, 및/또는 A, B 및 C를 함께 갖는 시스템 등을 포함할 것이지만, 이들로 제한되지는 않는다). 명세서, 청구범위 또는 도면 어디든 상관없이, 사실상 임의 택일적인 단어 및/또는 2개 이상의 대안적인 용어를 제시하는 어구가, 상기 용어들 중 하나, 상기 용어들 중 어느 하나, 상기 용어들 모두를 포함할 가능성을 고려하는 것으로 이해되어야 한다는 것이 또한 당업자에 의해 이해될 것이다. 예를 들어, 어구 "A 또는 B"는 "A" 또는 "B" 또는 "A와 B"의 가능성을 포함하는 것으로 이해될 것이다.

또한, 본 발명의 특징들이 마쿠쉬 그룹의 관점으로 설명되는 경우, 당업자는 본 발명 또한 이에 의해 마쿠쉬 그룹의 임의 개별 구성원 또는 서브그룹의 구성원의 관점에서 설명되는 것을 인식할 것이다.

당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 임의 그리고 모든 목적을 위해, 예를 들어 작성된 명세서를 제공하는 관점에서, 본원 명세서에 개시된 모든의 범위는 이의 임의 그리고 모든 가능한 부분의 범위 및 부분의 범위들의 조합도 포함한다. 임의 열거된의 범위는, 동일한의 범위가 적어도 동일한 1/2, 1/3, 1/4, 1/5, 1/10 등으로 나눠지는 것을 충분히 설명하고 가능하게 하는 것으로서 용이하게 인식될 수 있다. 비-한정적인 예로서, 본원 명세서에서 논의된 각각의 범위는, 하위 1/3, 중간 1/3 및 상위 1/3 등으로 용이하게 나눠질 수 있다. 또한, 당업자에게 이해되는 바와 같이, "최대", "적어도" 등과 같은 모든 언어는 기재된 수를 포함하며, 위에서 논의된 바와 같이 부분의 범위들로 이후에 나눠질 수 있는의 범위를 나타낸다. 마지막으로, 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 일정 범위는 각각의 개별 구성원을 포함한다. 따라서, 예를 들어, 1 내지 3개의 셀을 갖는 그룹은, 1개, 2개 또는 3개의 셀을 갖는 그룹을 나타낸다. 유사하게는, 1 내지 5개의 셀을 갖는 그룹은, 1개, 2개, 3개, 4개 또는 5개의 셀을 갖는 그룹을 나타내는 등이다.

본원에서 사용되는 용어 "약"은, 예를 들어, 현실에서 측정 또는 취급 절차를 통해, 이러한 절차에서 의도치 않은 오류를 통해, 조성물 또는 시약의 제조, 공급원 또는 순도의 차이 등을 통해 발생할 수 있는 수치적 양의 변화를 나타낸다. 일반적으로, 본원에서 사용되는 용어 "약"은, 언급된 값의 1/10로 표시된 값 또는 값들의 범위보다 크거나 작은 것, 예를 들어 ±10%를 의미한다. 용어 "약"은, 변동이 종래 기술에 의해 실시되는 공지된 값을 포함하지 않는 한, 당업자에 의해 동등한 것으로 인식되는 변동도 나타낸다. 용어 "약"이 선행하는 각각의 값 또는 값들의 범위는 또한, 언급된 절대 값 또는 값들의 범위의 양태를 포함할 것이 의도된다. 용어 "약"에 의해 변형되는지 여부에 관계없이, 청구범위에 인용된 정량적 값들은, 언급된 값과 등가로, 예를 들어, 발생할 수 있지만 당업자에 의해 동등한 것으로 인식될 상기 값의 수치적 양의 변동을 포함한다.

다양한 상기 개시된 그리고 기타 특징 및 기능, 또는 이들의 대안은 많은 기타 상이한 시스템 또는 적용으로 조합될 수 있다. 본원 명세서의 현재 예상되지 않거나 예상치 못한 다양한 대안, 개질, 변형 또는 개선이 당업자에 의해 후속적으로 이루어질 수 있으며, 이들 각각은 또한 개시된 양태들에 의해 포함될 것이 의도된다.

Claims

통합된 다공성 섬유 매트릭스(integral porous fiber matrix)로서,
복수의 밀도 영역들로서, 상기 복수의 밀도 영역들 각각이 상이한 섬유 밀도를 갖는, 상기 복수의 밀도 영역들; 및
복수의 직경 영역들으로서, 상기 복수의 직경 영역들 각각이 상이한 섬유 직경을 갖는, 상기 복수의 직경 영역들
중 적어도 하나를 포함하는, 통합된 다공성 섬유 매트릭스.
제1항에 있어서, 각각의 상기 밀도 영역들이 고유 층(unique layer)을 포함하는, 통합된 다공성 섬유 매트릭스.
제1항에 있어서, 상기 복수의 직경 영역들 각각이 고유 층을 포함하는, 통합된 다공성 섬유 매트릭스.
제1항에 있어서, 상기 매트릭스가 일정량의 하나 이상의 화장품 조성물을 보유 및 방출하도록 구성된 쿠션 디스크(cushioned disk)로 통합되는, 통합된 다공성 섬유 매트릭스.
제1항에 있어서, 2성분(bicomponent) 섬유를 추가로 포함하는, 통합된 다공성 섬유 매트릭스.
통합된 다공성 섬유 매트릭스를 포함하는 통합된 다공성 유체 저장(depository) 및 전달 매체로서, 상기 매트릭스가,
복수의 밀도 영역들로서, 상기 복수의 밀도 영역들 각각이 상이한 섬유 밀도를 갖는, 상기 복수의 밀도 영역들; 및
복수의 직경 영역들으로서, 상기 복수의 직경 영역들 각각이 상이한 섬유 직경을 갖는, 상기 복수의 직경 영역들
중 적어도 하나를 포함하는, 통합된 다공성 유체 저장 및 전달 매체.
제6항에 있어서, 각각의 상기 밀도 영역들이 고유 층을 포함하는, 통합된 다공성 유체 저장 및 전달 매체.
제6항에 있어서, 상기 복수의 밀도 영역들의 밀도 변화가 점진적인, 통합된 다공성 유체 저장 및 전달 매체.
제6항에 있어서, 상기 복수의 직경 영역들 각각이 고유 층을 포함하는, 통합된 다공성 유체 저장 및 전달 매체.
제6항에 있어서, 상기 매트릭스가 일정량의 하나 이상의 화장품 조성물을 보유 및 방출하도록 구성된 쿠션 디스크로 통합되는, 통합된 다공성 유체 저장 및 전달 매체.
제6항에 있어서, 2성분 섬유를 추가로 포함하는, 통합된 다공성 유체 저장 및 전달 매체.
제11항에 있어서, 상기 2성분 섬유가, 폴리프로필렌/폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE)/PET, 폴리에틸렌/폴리프로필렌, 폴리프로필렌/나일론-6, 나일론-6/PET, 코폴리에스테르/PET, 코폴리에스테르/나일론-6, 코폴리에스테르/나일론-6,6, 폴리-4-메틸-1-펜텐/PET, 폴리-4-메틸-1-펜텐/나일론-6, 폴리-4-메틸-1-펜텐/나일론-6,6, PET/폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 나일론-6,6/폴리-1,4-사이클로헥산디메틸-1(PCT), 폴리프로필렌/폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 나일론-6/코폴리아미드, 폴리에스테르/폴리에스테르 및 폴리우레탄/아세탈 중 적어도 하나를 포함하는, 통합된 다공성 유체 저장 및 전달 매체.
제6항에 있어서, 상기 유체가, 필기 도구 잉크, 잉크 젯 잉크, 화장품 조성물, 파운데이션, 향수, 썬스크린, 오일, 겔 및 액상 치료제 중 적어도 하나를 포함하는, 통합된 다공성 유체 저장 및 전달 매체.
제6항에 있어서, 상기 섬유 밀도가, 0.005g/㎤로부터 0.2g/㎤까지, 0.01g/㎤로부터 0.18g/㎤까지 그리고 0.02g/㎤로부터 0.15g/㎤까지 중 적어도 하나를 포함하는 가변 범위(varying range)를 포함하는, 통합된 다공성 유체 저장 및 전달 매체.
제6항에 있어서, 상기 섬유 직경이, 1dtex로부터 20dtex까지, 2dtex로부터 15dtex까지 그리고 3dtex로부터 10dtex까지 중 적어도 하나를 포함하는 가변 범위를 포함하는, 통합된 다공성 유체 저장 및 전달 매체.
제6항에 있어서, 상이한 밀도 영역들이 상이한 모세관력(capillary force)을 포함하는, 통합된 다공성 유체 저장 및 전달 매체.
제6항에 있어서, 구배 밀도 영역들이 구배된 모세관력들을 포함하는, 통합된 다공성 유체 저장 및 전달 매체.
통합된 다공성 섬유 매트릭스를 포함하는 적어도 하나의 통합된 다공성 유체 저장 및 전달 매체를 포함하는 유체 도포 디바이스(device)로서, 상기 매트릭스가,
복수의 밀도 영역들로서, 상기 복수의 밀도 영역들 각각이 상이한 섬유 밀도를 갖는, 상기 복수의 밀도 영역들; 및
복수의 직경 영역들으로서, 상기 복수의 직경 영역들 각각이 상이한 섬유 직경을 갖는, 상기 복수의 직경 영역들
중 적어도 하나를 포함하는, 유체 도포 디바이스.
제18항에 있어서, 상기 디바이스가, 쿠션 컴팩트 파운데이션 디바이스, 향수 도포 디바이스, 메이크업 디바이스, 잉크 젯 프린터 카트리지, 필기 도구 및 의료 디바이스 중 적어도 하나를 포함하는, 유체 도포 디바이스.