KR20220162185A - 중공 코어 그래뉼, 그래뉼을 포함한 제품, 및 그래뉼 제조 방법 - Google Patents

중공 코어 그래뉼, 그래뉼을 포함한 제품, 및 그래뉼 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220162185A
KR20220162185A KR1020227040793A KR20227040793A KR20220162185A KR 20220162185 A KR20220162185 A KR 20220162185A KR 1020227040793 A KR1020227040793 A KR 1020227040793A KR 20227040793 A KR20227040793 A KR 20227040793A KR 20220162185 A KR20220162185 A KR 20220162185A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hollow core
granules
core granules
particles
wall
Prior art date
Application number
KR1020227040793A
Other languages
English (en)
Inventor
안드레 비에이라 고메즈
아담 이. 부테라
페트르 에이. 에고얀츠
이리나 에이. 쉐푸르나야
미카일 피. 카루쉐브
바딤 에이. 바이코브
아일아 아일린
Original Assignee
처치 앤드 드와이트 캄파니 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 처치 앤드 드와이트 캄파니 인코포레이티드 filed Critical 처치 앤드 드와이트 캄파니 인코포레이티드
Publication of KR20220162185A publication Critical patent/KR20220162185A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/02—Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/04—Making microcapsules or microballoons by physical processes, e.g. drying, spraying
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K1/00—Housing animals; Equipment therefor
    • A01K1/015—Floor coverings, e.g. bedding-down sheets ; Stable floors
    • A01K1/0152—Litter
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K1/00—Housing animals; Equipment therefor
    • A01K1/015—Floor coverings, e.g. bedding-down sheets ; Stable floors
    • A01K1/0152—Litter
    • A01K1/0154—Litter comprising inorganic material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K1/00—Housing animals; Equipment therefor
    • A01K1/015—Floor coverings, e.g. bedding-down sheets ; Stable floors
    • A01K1/0152—Litter
    • A01K1/0155—Litter comprising organic material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
    • A01N25/12—Powders or granules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B01J20/043—Carbonates or bicarbonates, e.g. limestone, dolomite, aragonite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B01J20/045—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium containing sulfur, e.g. sulfates, thiosulfates, gypsum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B01J20/046—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium containing halogens, e.g. halides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/12—Naturally occurring clays or bleaching earth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16—Alumino-silicates
    • B01J20/165—Natural alumino-silicates, e.g. zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28016—Particle form
    • B01J20/28021—Hollow particles, e.g. hollow spheres, microspheres or cenospheres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/2803—Sorbents comprising a binder, e.g. for forming aggregated, agglomerated or granulated products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3028—Granulating, agglomerating or aggregating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3042—Use of binding agents; addition of materials ameliorating the mechanical properties of the produced sorbent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3078—Thermal treatment, e.g. calcining or pyrolizing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3085—Chemical treatments not covered by groups B01J20/3007 - B01J20/3078
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00—Fertilisers characterised by their form

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
  • Housing For Livestock And Birds (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Cosmetics (AREA)
  • Glanulating (AREA)

Abstract

본 발명은 중공 코어 그래뉼, 중공 코어 그래뉼을 포함하는 제품들, 및 중공 코어 그래뉼의 제조 방법들에 관한 것이다. 중공 코어 그래뉼은 중공 코어를 획정하도록 어떠한 고체 또는 액체도 없는 캐비티를 둘러싸는 적어도 하나의 벽을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 벽은 적어도 하나의 벽 형성 물질의 복수의 개별 입자를 포함하고, 복수의 개별 입자는 적어도 하나의 벽이 구조적으로 자립하도록 서로 충분히 결합된다. 중공 코어 그래뉼은 적어도 하나의 벽에 존재하는 결합제 물질을 더 포함할 수 있다. 중공 코어 그래뉼은 독립된 물질로서도 유용할 수 있고 및/또는 중공 코어 그래뉼이 추가 성분들과 혼합되거나 달리 조합될 수 있는 다양한 제품들을 제조하는 데에도 유용할 수 있다. 본 발명은 이러한 중공 코어 그래뉼의 제작 방법들도 또한 제공한다.

Description

중공 코어 그래뉼, 그래뉼을 포함한 제품, 및 그래뉼 제조 방법
본 발명은 중공 코어 그래뉼에 관한 것이다. 중공 코어 그래뉼은 중공 코어를 획정하는 캐비티(cavity)을 둘러싸는 적어도 하나의 벽을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 벽은 적어도 하나의 벽 형성 물질의 입자들을 포함할 수 있고 마찬가지로 적어도 하나의 결합제를 포함할 수 있다.
다양한 화합물이 실질적으로 고체의 형태로 다양한 용도로 알려져 있다. 많은 화합물은 실질적으로 입자의 형태로 제공되는 경우 이용 가능한 표면적에 의해 제한될 수 있는 용도들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 화합물은 반응성일 수 있으나, 어떠한 반응도 실질적으로 입자의 표면에서만 일어날 수 있으며, 입자 질량의 대부분은 반응에 관여하지 않는다. 더욱이, 고체의 실질적으로 입자의 형태로 유용한 많은 물질은 지나치게 무거울 수 있다. 예를 들면, 다양한 소비재들, 가장 두드러지게는 전형적인 동물용 깔짚(animal litter) 조성물들에 점토 입자들이 흔히 사용된다. 동물용 깔짚들은 예를 들면, 깔짚 트레이(litter tray)를 채우는 데 필요할 수 있으므로 종종 상당히 대량으로 판매된다. 이러한 전형적인 구성으로 인해, 상업용 패키징에 필요한 동물용 깔짚의 분량은 지나치게 무거울 수 있다. 게다가, 전형적으로 달성되는 범위들과 동등하거나 이를 초과하는 특성들을 나타내면서도 편리한 취급을 제공하는 새로운 형태의 제품들에 대한 지속적인 소요가 있다. 따라서, 화학물질들, 화합물들, 및 조성물들을 고체의 실질적으로 그래뉼의 형태로 제공하는 동시에 개선된 특성들을 제공하기 위한 수단에 대한 소요가 본 기술분야에 여전히 존재한다.
본 발명은 중공 코어 그래뉼에 관한 것이다. 중공 코어 그래뉼은 구체적으로, 하나 이상의 벽 형성 물질의 복수의 입자가 중공 코어를 획정하는 캐비티를 실질적으로 둘러싸는 적어도 하나의 벽의 형태로 결집되거나, 응집되거나, 혹은 달리 결속되는 공학적으로 설계된 구조체일 수 있다. 중공 코어 그래뉼은 중공 코어를 둘러싸는 벽으로서의 개별 입자들의 조합이 그래뉼로 하여금 그 천연 형태(즉, 중공 코어를 둘러싸는 복수의 입자로서 존재하지 않음)의 벽 형성 물질에 비해 개선된 특성들을 나타내게 할 수 있다는 점에서 벽 형성 물질의 천연 형태들과 구별된다. 이는 중공 코어 그래뉼을 적어도 부분적으로 복수의 중공 코어 그래뉼을 포함한 다양한 제품들에서 다양한 용도로 이용 가능하게 할 수 있다. 본 발명은 또한 이러한 중공 코어 구조체들을 형성하는 방법들 및 중공 코어 그래뉼을 포함할 수 있는 다양한 제조 제품들 또는 물품들을 제공한다.
하나 이상의 실시예에서, 본 발명은 중공 코어 그래뉼에 관한 것일 수 있다. 구조체는 단수형의 그래뉼과 관련하여 설명되지만, 이러한 용어는 편의상 사용되는 것으로, 중공 코어 그래뉼의 다양한 특성들 및 용도들은 단일 그래뉼에 국한되지 않는다는 것이 이해된다. 그 보다는, 실질적으로 동일한 특성들을 나타내고 실질적으로 동일한 용도들을 갖는 복수의 그래뉼도 본 발명에 포함된다. 더욱이, 사용 시에, 복수의 그래뉼이 제품을 형성하거나 구체적인 용도를 수행하는 데 전형적으로 이용될 것이라는 것이 이해된다. 그럼에도 불구하고, 본 주제는 단일 그래뉼 또는 복수의 그래뉼로 식별될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 본 발명에 따른 중공 코어 그래뉼은 중공 코어를 획정하도록 어떠한 고체 또는 액체도 실질적으로 없는 캐비티를 실질적으로 둘러싸는 적어도 하나의 벽을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 벽은 적어도 하나의 벽 형성 물질의 복수의 개별 입자를 포함하며, 복수의 개별 입자는 적어도 하나의 벽이 구조적으로 자립하도록 서로 충분히 결합된다. 중공 코어 그래뉼(또는 복수의 중공 코어 그래뉼)은 하나 이상의 실시예에서 다음의 진술들 중 임의의 하나 이상과 관련하여 더 규정될 수 있으며, 이 진술들은 필요에 따라 임의의 개수 또는 순서로 조합될 수 있고, 다음의 진술들의 임의의 구체적인 조합(또는 다음의 진술들의 가능한 조합들 모두)을 만드는 능력은 본 명세서의 추가 개시로부터 쉽사리 명백하다.
적어도 하나의 벽 형성 물질은 점토들, 유리, 세라믹들, 알루미나들, 규산염들, 제올라이트들, 탄소, 금속들, 염들, 흡수제들, 흡착제들, 탈취제들, 냄새 조절제들, 계면활성제들, 효소들, 표백제들, 산화제들, 환원제들, 겔화제들, 향미제들, 방향제들, 연마제들, 비료들, 구충제들(insecticides), 살충제들(pesticides), 살균제들, 제초제들, 항균제들, 점착 방지제들, 충전제들, 결합제들, 방부제들, 광학제들, 소독제들, 킬레이트제들, 분자 결합 제제들, 염료들, 착색제들, 착색 입자들, 제진제들, 및 이들의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
적어도 하나의 벽 형성 물질은 점토를 포함할 수 있다.
점토는 벤토나이트를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 벽 형성 물질은 염을 포함할 수 있다.
염은 탄산칼슘, 염화나트륨, 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 과탄산나트륨, 황산나트륨, 과산화탄산나트륨, 염화칼륨, 탄산마그네슘, 황산마그네슘, 및 이들의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
염은 중탄산나트륨일 수 있다.
청구항 6의 중공 코어 그래뉼에서, 염은 탄산나트륨일 수 있다.
염은 염화나트륨일 수 있다.
적어도 하나의 벽 형성 물질은 직물 관리(fabric care) 조성물일 수 있다.
직물 관리 조성물은 세탁용 세제들, 표백제들, 미백제들, 증백제들, 얼룩 제거제들, 탈취제들, 방향 증강제들, 및 이들의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
적어도 하나의 벽 형성 물질은 직물 관리 조성물용 첨가제일 수 있다.
적어도 하나의 벽 형성 물질은 반려동물용 깔짚(pet litter) 조성물일 수 있다.
적어도 하나의 벽 형성 물질은 반려동물용 깔짚 조성물용 첨가제일 수 있다.
반려동물용 깔짚 조성물용 첨가제는 충전제들, 응집제들, 결합제들, 방부제들, 제진제들, 방향제들, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
적어도 하나의 벽 형성 물질은 중공 코어 그래뉼이 접촉하게 되는 하나 이상의 냄새 유발 화학물질의 흡수, 흡착, 또는 다른 결합을 하도록 구성될 수 있다.
적어도 하나의 벽 형성 물질은 중공 코어 그래뉼이 접촉하게 되는 수성 액체의 흡수, 흡착, 또는 다른 결합을 하도록 구성될 수 있다.
적어도 하나의 벽 형성 물질은 중공 코어 그래뉼이 접촉하게 되는 비수성 액체의 흡수, 흡착, 또는 다른 결합을 하도록 구성될 수 있다.
적어도 하나의 벽 형성 물질은 pH 조절제일 수 있다.
적어도 하나의 벽 형성 물질은 비료를 포함할 수 있다.
비료는 질소 공급원, 인 공급원, 칼륨 공급원, 미량영양소 공급원, 및 이들의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
비료로서의 중공 코어 그래뉼은 다음의 조건들 중 하나 이상이 충족될 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다: 적어도 하나의 벽 형성 물질은 점토를 더 포함할 수 있고, 비료의 적어도 일부는 점토 입자들에 흡수되거나, 흡착되거나, 아니면 달리 조합될 수 있으며; 비료의 적어도 일부는 마이크로봉입 형태(microencapsulated form)일 수 있고; 비료는 적어도 2가지 상이한 비료를 포함할 수 있으며; 비료는 실질적으로 즉시 방출되도록 구성될 수 있고; 비료는 제어 방출(controlled release)하도록 구성될 수 있다.
적어도 하나의 벽 형성 물질은 살충제를 포함할 수 있다.
살충제는 비펜트린, 아세페이트, 카바릴, 시플루트린, 2,4-디클로로페녹시아세트산, 트리플루랄린, 클로르피리포스, 알레스린, 사이퍼메트린, 다이설포톤, 2,6-디클로로벤조니트릴, 메톨라클로르, 사이할로트린, 하이드라메틸논, 아트라진, 클로로탈로닐, 마이클로부타닐, 디캄바, 아자디라크틴, 캡탄, 다이아지논, 카보푸란, 메토밀, 델타메트린, 프로피코나졸, 붕산염, 디노테푸란, 디티오피르, 아이속사벤, 프로디아민, 퀸클로락, 세톡시딤, 인산철(III), 만코제브, 티오파네이트-메틸, 에스펜발레르에이트, 테부코나졸, 레스메트린, 글리포세이트, 말라티온, 페르메트린, 이미다클로프리드, 피프로닐, 아바멕틴, 스피노사드, 트라이클로피르, 피페로닐 부톡사이드, 펜디메탈린, 오라이잘린, 옥사다이아존, 및 이들의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 활성제일 수 있다.
적어도 하나의 벽 형성 물질은 점토를 더 포함할 수 있고, 살충제의 적어도 일부는 점토 입자들에 흡수되거나, 흡착되거나, 아니면 달리 조합된다.
적어도 하나의 벽 형성 물질은 냄새 차폐제를 포함할 수 있다.
중공 코어 그래뉼은 친수성일 수 있다.
중공 코어 그래뉼은 소수성일 수 있다.
중공 코어 그래뉼은 적어도 하나의 벽의 적어도 일부 위에 놓이는 하나 이상의 코팅층을 더 포함할 수 있다.
중공 코어 그래뉼은 적어도 하나의 벽 형성 물질의 개별 입자들 사이에 존재하는 틈새 공간들의 적어도 일부에 존재하는 적어도 하나의 결합제 물질을 더 포함할 수 있다.
적어도 하나의 결합제는 친수성 물질일 수 있다.
적어도 하나의 결합제는 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol: PEG) 물질을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 결합제는 소수성 물질일 수 있다.
적어도 하나의 결합제는 왁스, 파라핀, 폴리카프로락톤, 에틸렌비닐아세테이트 코폴리머들, 폴리프로필렌 카보네이트, 폴리(테트라메틸렌 옥사이드), 폴리(에틸렌 아디페이트), 폴리(트랜스-부타디엔), 열가소성 폴리우레탄, 스테아르산, 및 이들의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 물질을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 결합제는 중공 코어 그래뉼의 총 중량을 기준으로 약 1 중량% 내지 약 45 중량%를 포함할 수 있다.
중공 코어 그래뉼은 약 0.1 mm 내지 약 20 mm의 직경을 가질 수 있다.
중공 코어 그래뉼의 직경은 약 0.5 mm 내지 약 6 mm일 수 있다.
중공 코어는 중공 코어 그래뉼의 직경의 약 10% 내지 약 80%인 직경을 가질 수 있다.
중공 코어의 직경은 중공 코어 그래뉼의 직경의 약 25% 내지 약 55%일 수 있다.
적어도 하나의 벽은 약 0.05 mm 내지 약 8 mm의 평균 두께를 가질 수 있다.
평균 두께는 약 0.1 mm 내지 약 4 mm일 수 있다.
중공 코어 그래뉼은 중공 코어를 획정하는 캐비티가 중공 코어 그래뉼의 체적의 약 0.1% 내지 약 50%인 체적을 갖도록 구성될 수 있다.
캐비티의 체적은 중공 코어 그래뉼의 체적의 약 0.5% 내지 약 10%일 수 있다.
중공 코어 그래뉼은 벽 형성 물질의 밀도보다 적어도 20% 낮은 밀도를 가질 수 있다.
중공 코어 그래뉼의 밀도는 벽 형성 물질의 밀도보다 약 15% 내지 약 50% 낮을 수 있다.
중공 코어 그래뉼은 물에서 부양성이 있을 수 있다.
적어도 하나의 벽은 벽 형성 물질의 개별 입자들의 응집체일 수 있다.
벽 형성 물질의 개별 입자들은 약 0.01 mm 내지 약 2 mm의 평균 입자 크기를 가질 수 있다.
벽 형성 물질의 개별 입자들은 약 0.05 mm 내지 약 1.0 mm의 평균 입자 크기를 가질 수 있다.
중공 코어 그래뉼은 동일한 중량의 적어도 하나의 벽 형성 물질 단독의 가용화를 실질적으로 완료하는 시간보다 적어도 10% 빠른 가용화를 실질적으로 완료하는 시간을 나타낼 수 있다.
청구항 1의 중공 코어 그래뉼에서, 외력이 가해지면, 중공 코어 그래뉼은 벽 형성 물질의 입자들의 개별 그룹들을 포함하는 복수의 부분으로 부서지도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 본 발명은 복수의 중공 코어 그래뉼을 포함하는 제품에 관한 것일 수 있다. 복수의 중공 코어 그래뉼은 전술한 진술들 중 임의의 하나 이상 및 본 명세서에 기재된 중공 코어 그래뉼의 임의의 추가 기재와 관련하여 규정될 수 있다. 더욱이, 복수의 중공 코어 그래뉼을 포함하는 제품은 다음의 진술들 중 임의의 하나 이상과 관련하여 더 규정될 수 있으며, 이 진술들은 필요에 따라 임의의 개수 또는 순서로 조합될 수 있고, 다음의 진술들의 임의의 구체적인 조합(또는 다음의 진술들의 가능한 조합들 모두)을 만드는 능력은 본 명세서의 추가 개시로부터 쉽사리 명백하다.
제품은 클리닝 제품으로서 구성될 수 있다.
클리닝 제품은 직물 관리 제품일 수 있다.
직물 관리 제품은 세탁용 세제들, 업홀스터리 클리너들(upholstery cleaners), 증백제들, 미백제들, 얼룩 제거제들, 방향 증강제들, 및 이들의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
클리닝 제품은 식기세척용 세제일 수 있다.
클리닝 제품은 연마형 클리너(abrasive cleaner)일 수 있다.
클리닝 제품은 치아 클리닝 제품일 수 있다.
클리닝 제품은 복수의 성분의 배합물일 수 있고, 복수의 중공 코어 그래뉼은 복수의 성분 중 단일 성분으로서 구성될 수 있다.
클리닝 제품은 복수의 성분의 배합물일 수 있고, 복수의 성분 중 2개 이상이 복수의 중공 코어 그래뉼의 벽 형성 물질로서 포함된다.
복수의 성분 모두는 복수의 중공 코어 그래뉼의 벽 형성 물질로서 포함될 수 있다.
제품은 영양 보충제로서 구성될 수 있다.
제품은 완하제로서 구성될 수 있다.
제품은 탈취제로서 구성될 수 있다.
복수의 중공 코어 그래뉼은 적어도 하나의 벽 형성 물질로서 중탄산나트륨, 제올라이트들, 활성탄, 벤토나이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 물질을 포함하도록 구성될 수 있다.
복수의 중공 코어 그래뉼은 냄새 중화제와 냄새 차폐제 중 어느 하나 또는 양자 모두를 포함하도록 구성될 수 있다.
제품은 동물용 깔짚으로서 구성될 수 있다.
복수의 중공 코어 그래뉼은 적어도 하나의 벽 형성 물질로서 중탄산나트륨을 포함하도록 구성될 수 있다.
복수의 중공 코어 그래뉼은 적어도 하나의 벽 형성 물질로서 점토를 포함하도록 구성될 수 있다.
점토는 벤토나이트를 포함할 수 있다.
복수의 중공 코어 그래뉼은 동물용 깔짚의 적어도 5 중량%를 포함할 수 있다.
제품은 반려동물용 깔짚 첨가제로서 구성될 수 있다.
반려동물용 깔짚 첨가제는 충전제들, 응집제들, 결합제들, 방부제들, 제진제들, 방향제들, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
제품은 비료일 수 있다.
복수의 중공 코어 그래뉼은 적어도 하나의 벽 형성 물질로서 질소 공급원, 인 공급원, 칼륨 공급원, 및 미량영양소 공급원 중 하나 이상을 포함하도록 구성될 수 있다.
복수의 중공 코어 그래뉼은 적어도 하나의 벽 형성 물질로서 점토의 개별 입자들을 포함하도록 구성될 수 있다.
적어도 하나의 비료 물질은 점토의 개별 입자들에 흡수, 흡착, 또는 달리 조합될 수 있다.
복수의 중공 코어 그래뉼은 적어도 하나의 벽 형성 물질로서 봉입 형태의 하나 이상의 비료 물질을 포함하도록 구성될 수 있다.
제품은 살충제일 수 있다.
복수의 중공 코어 그래뉼은 비펜트린, 아세페이트, 카바릴, 시플루트린, 2,4-디클로로페녹시아세트산, 트리플루랄린, 클로르피리포스, 알레스린, 사이퍼메트린, 다이설포톤, 2,6-디클로로벤조니트릴, 메톨라클로르, 사이할로트린, 하이드라메틸논, 아트라진, 클로로탈로닐, 마이클로부타닐, 디캄바, 아자디라크틴, 캡탄, 다이아지논, 카보푸란, 메토밀, 델타메트린, 프로피코나졸, 붕산염, 디노테푸란, 디티오피르, 아이속사벤, 프로디아민, 퀸클로락, 세톡시딤, 인산철(III), 만코제브, 티오파네이트-메틸, 에스펜발레르에이트, 테부코나졸, 레스메트린, 글리포세이트, 말라티온, 페르메트린, 이미다클로프리드, 피프로닐, 아바멕틴, 스피노사드, 트라이클로피르, 피페로닐 부톡사이드, 펜디메탈린, 오라이잘린, 옥사다이아존, 및 이들의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 활성제를 포함하도록 구성될 수 있다.
복수의 중공 코어 그래뉼은 적어도 하나의 벽 형성 물질로서 점토의 개별 입자들을 포함하도록 구성될 수 있다.
적어도 하나의 살충제 물질은 점토의 개별 입자들에 흡수, 흡착, 또는 달리 조합될 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 본 발명은 중공 코어 그래뉼을 제조하기 위한 방법들을 또한 제공할 수 있다. 특히, 이러한 방법들은: 혼합물을 형성하기 위해 약 40 ℃ 내지 약 95 ℃의 융점을 갖는 결합제를 결합제에 실질적으로 불용성이며 결합제의 융점보다 높은 융점을 갖는 적어도 하나의 벽 형성 물질의 복수의 개별 입자와 조합하는 단계; 적어도 하나의 벽 형성 물질의 복수의 개별 입자의 응집체들을 형성하기 위해 결합제의 융점 이상이며 적어도 하나의 벽 형성 물질의 복수의 개별 입자의 융점 미만인 최대 온도로 혼합물을 가열하는 단계; 및 중공 코어 그래뉼을 형성하기 위해 적어도 하나의 벽 형성 물질의 복수의 개별 입자의 응집체들을 냉각하는 단계를 포함할 수 있다. 제조 방법들은 다음의 진술들 중 임의의 하나 이상과 관련하여 더 규정될 수 있으며, 이 진술들은 필요에 따라 임의의 개수 또는 순서로 조합될 수 있고, 다음의 진술들의 임의의 구체적인 조합(또는 다음의 진술들의 가능한 조합들 모두)을 만드는 능력은 본 명세서의 추가 개시로부터 쉽사리 명백하다.
형성된 중공 코어 그래뉼은 중공 코어를 획정하도록 어떠한 고체 또는 액체도 실질적으로 없는 캐비티를 실질적으로 둘러싸는 적어도 하나의 벽을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 벽은 적어도 하나의 벽 형성 물질의 복수의 개별 입자를 포함하며, 복수의 개별 입자는 적어도 하나의 벽이 구조적으로 자립하도록 서로 충분히 결합된다.
결합제와 적어도 하나의 벽 형성 물질의 복수의 개별 입자는 중공 코어 그래뉼의 적어도 하나의 벽에 존재하는 결합제의 양이 중공 코어 그래뉼의 총 중량을 기준으로 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%가 되도록 조합될 수 있다.
중공 코어 그래뉼의 적어도 하나의 벽에 존재하는 결합제의 양은 중공 코어 그래뉼의 총 중량을 기준으로 약 5 중량% 내지 약 30 중량%일 수 있다.
프로세스는 유동층(fluidized bed)에서 수행될 수 있다.
냉각하는 단계는 결합제의 융점 미만의 온도로 냉각하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 하나 이상의 실시예에서, 위에 구체적으로 제공된 및/또는 본 명세서에 달리 기재된 방법들에 따라 제조된 하나 이상의 중공 코어 그래뉼을 포함하는 제품들에 관한 것일 수 있다. 특정의 비한정적인 예시적인 실시예들에서, 제품은 세탁용 세제들, 식기용 세제들, 직물 클리너들, 직물 탈취제들, 연마형 클리너들, 치아 클리닝 조성물들, 소독제들, 얼룩 제거제들, 미백제들, 증백제들, 표백제들, 방향 증강제들, 흡수제들, 흡착제들, 탈취제들, 냄새 조절 제품들, 냄새 차폐 제품들, 비료들, 살충제들, 동물용 깔짚들, 및 동물용 깔짚 첨가제들로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
본 발명은 하나 이상의 물질을 원하는 사용 부위에 전달하는 방법들을 더 포함하며, 하나 이상의 물질은 본 명세서에 기재된 바와 같은 중공 코어 그래뉼의 적어도 하나의 벽에 포함된 물질의 복수의 개별 입자로서 전달되도록 제공된다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 중공 코어 그래뉼의 부분 절취 사시도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 중공 코어 그래뉼의 벽의 확대 부분의 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 추가의 예시적인 실시예들에 따른 중공 코어 그래뉼의 벽의 확대 부분의 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 복수의 벽/층을 포함하는 중공 코어 그래뉼의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 제조된 중공 코어 그래뉼의 부피 밀도(bulk density) 대 프로세스 시간을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 제조된 중공 코어 그래뉼의 벽 형성 물질의 함량 대 프로세스 시간을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 제조된 중공 코어 그래뉼의 압괴 강도 대 프로세스 시간을 나타내는 그래프이다.
도 8a 내지 도 8e는 유동층(fluidized bed) 장치에서 상이한 체류 시간들에서의 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 제조된 중공 코어 그래뉼에 대한 마모를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 제조된 중공 코어 그래뉼에 대한 그래뉼 크기 및 관련 캐비티 크기를 나타내는 그래프이다.
도 10은 유동층 장치에서 상이한 체류 시간들에 따른 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 제조된 중공 코어 그래뉼의 분율 중량들(fractional weights)을 나타내는 그래프이다.
도 11은 유동층 장치에서 상이한 체류 시간들에 따른 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 제조된 PEG 결합제와 벤토나이트 벽 형성 물질을 갖는 중공 코어 그래뉼에 대한 그래뉼 부피 밀도를 나타내는 그래프이다.
도 12는 유동층 장치에서의 처리 시간의 함수로서 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 제조된 중공 코어 그래뉼의 치수들 및 관련 캐비티 치수들을 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 제조된 중공 코어 그래뉼의 총 그래뉼 용적에 대한 캐비티 용적의 백분율을 나타내는 그래프이다.
도 14는 유동층 장치에서의 체류 시간의 함수로서 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 제조된 중공 코어 그래뉼에 대한 그래뉼 크기들 및 관련 캐비티 크기들을 나타내는 그래프이다.
도 15는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 제조된 중공 코어 그래뉼의 총 그래뉼 용적에 대한 캐비티 용적의 백분율을 나타내는 그래프이다.
도 16은 체(sieve)에서 소비된 시간의 함수로서 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 제조된 중공 코어 그래뉼에 대한 마모를 나타내는 그래프이다.
도 17은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 제조된 다양한 중공 코어 그래뉼과 관련된 데이터를 나타낸 표이다.
도 18은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 제조된 다양한 중공 코어 그래뉼과 관련된 추가 데이터를 나타낸 표이다.
도 19a와 도 19b는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 벽 형성 물질로서 제올라이트를 갖는 중공 코어 입자들의 상이한 배율들에서의 주사 전자 현미경(SEM) 이미지들이다.
도 20a와 도 20b는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 벽 형성 물질로서 활성탄을 갖는 중공 코어 입자들의 상이한 배율들에서의 SEM 이미지들이다.
도 21a, 도 21b, 및 도 21c는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 벽 형성 물질로서 중탄산나트륨을 갖는 중공 코어 입자들의 상이한 배율들에서의 SEM 이미지들이다.
도 22는 테스트된 물질들의 덩어리에 첨가된 소정량의 고양이 깔짚 모방 조성물 Felinine으로부터의 암모니아의 방출에 의해 야기되는 악취를 저감하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 중공 코어 입자 대 중탄산나트륨 단독 및 벤토나이트 단독의 성능을 나타내는 그래프이다.
도 23은 테스트된 물질들의 덩어리에 첨가된 소정량의 고양이 깔짚 모방 조성물 Felinine으로부터의 황 화합물의 방출에 의해 야기되는 악취를 저감하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 중공 코어 입자 대 중탄산나트륨 단독 및 벤토나이트 단독의 성능을 나타내는 그래프이다.
도 24는 그래뉼이 절반으로 절단된, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 벽 형성 물질로서의 중탄산나트륨 및 결합제로서의 PEG로 형성된 중공 코어 그래뉼의 이미지이다.
도 25는 그래뉼이 절반으로 절단된, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 벽 형성 물질로서의 벤토나이트 및 결합제로서의 PEG로 형성된 중공 코어 그래뉼의 이미지이다.
도 26은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 벽 형성 물질로서의 중탄산나트륨과 벤토나이트 및 결합제로서의 PEG로 형성된 중공 코어 그래뉼의 배스(bass)의 이미지이다.
도 27은 그래뉼이 절반으로 절단된, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 벽 형성 물질로서의 중탄산나트륨 및 결합제로서의 폴리옥시에틸렌 스테아릴 에테르로 형성된 중공 코어 그래뉼의 이미지이다.
도 28은 그래뉼이 절반으로 절단된, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 벽 형성 물질로서의 벤토나이트 및 결합제로서의 폴리옥시에틸렌 스테아릴 에테르로 형성된 중공 코어 그래뉼의 이미지이다.
이제 다양한 실시예들에 대한 참조를 통해 이하에서 본 발명이 보다 온전히 설명될 것이다. 이들 실시예는 본 개시가 철저하고 완전하며, 본 발명의 범위를 본 기술분야의 통상의 기술자에게 충분히 전달하도록 제공된다. 사실, 본 발명은 많은 상이한 형태로 구현될 수 있고, 본 명세서에 기재된 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 되며; 그 보다는, 이들 실시예는 본 개시가 적용 가능한 법적 요건을 충족시키도록 제공된다. 본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용될 때, 단수 형태 "a", "an", "the"는 문맥이 명확하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다.
본 발명은 실질적으로 중공의 코어들을 갖는 구조체들, 이러한 구조체들을 포함하는 조성물들, 이러한 구조체들을 제작하는 방법들, 및 이러한 구조체들 및 조성물들의 용도들/적용들에 관한 것이다. 본 명세서에 제공된 구조체들은 특히, 중공 코어인 캐비티를 둘러싸는 적어도 하나의 쉘/벽을 포함하는 중공 코어 구조체들일 수 있다. 쉘/벽은 구체적으로 적어도 하나의 고체 벽 형성 물질과 결합제 물질을 포함할 수 있다. 복수의 고체 벽 형성 물질이 이용될 수 있다. 유사하게, 복수의 결합제가 이용될 수 있다. 적어도 하나의 고체 벽 형성 물질은 중공 코어를 획정하는 캐비티를 둘러싸는 쉘/벽을 획정하기 위해 결합제에 의해 서로 결합되는 복수의 개별 입자로서 구성될 수 있다. 쉘/벽은 중공 코어 또는 캐비티를 둘러싸고 포위하는 실질적으로 연속적인 벽으로서 특징지어질 수 있다. 그 벽이 복수의 개별 입자로 형성되는 개별 중공 코어 구조체는 그래서 그래뉼로 간주될 수 있다. 그래서, 본 명세서에서 사용되는 "그래뉼(granule)"이라는 용어는 중공 코어 구조체를 가리킬 수 있고, "입자(particle)"라는 용어는 그래뉼 또는 중공 코어 구조체의 쉘/벽을 형성하기 위해 벽 형성 물질로 사용되는 고체 재료(들)의 개별 단편들(pieces)을 가리킬 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 복수의 쉘/벽이 존재할 수 있으며, 각 쉘/벽은 독립적으로 상이한 조성 및/또는 두께들을 가질 수 있다. 또한, 중공 코어는 중공 코어가 완전히 채워지지 않으며 그래서 여전히 중공 코어로 지칭될 수 있는 양으로 하나 이상의 성분이 거기에 포함되도록 구성될 수 있다. 이러한 중공 코어 구조체들은 독립된 물질로서도 유용할 수 있고, 및/또는 중공 코어 구조체들이 추가 성분들과 혼합되거나 달리 조합될 수 있는 다양한 제품들을 제조하는 데에도 유용할 수 있다.
본 발명에 따른 중공 코어 그래뉼은 특정 특성들 및 구체적인 용도들로 구성될 수 있다. 특성들 및/또는 용도들의 정확한 성질은 다른 요인들 중에서도, 쉘(들)/벽(들)을 형성하는 재료(들)의 성질, 중공 코어 구조체들의 크기, 중공 코어 내에 포함되는 컴포넌트를 형성하는 임의의 물질의 성질 등에 따라 달라질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 본 중공 코어 구조체들은 특히 하나 이상의 탈취 기능을 제공하도록 구성될 수 있다. 이는 냄새 유발 화합물들을 흡수 및/또는 연행하는 능력을 나타내는 것을 포함할 수 있고, 대신에 또는 추가적으로 예컨대, 냄새 중화제를 포함 및/또는 전달함으로써 냄새 중화 능력을 나타내는 것을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 본 중공 코어 구조체들은 특히 하나 이상의 흡수 및/또는 흡착 기능을 제공하도록 구성될 수 있다. 이는 극성 및/또는 비극성 액체들을 포함할 수 있는 액체들을 흡수하는 능력을 나타내는 것을 포함할 수 있다. 또한, 중공 코어 구조체들은 육상 및/또는 수중 환경에서 선택적으로 흡수 및/또는 흡착하도록 구성될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 본 중공 코어 구조체들은 원하는 용도를 갖는 하나 이상의 화학물질, 화합물, 조성물 등의 공학적으로 설계된 형태로 제공될 수 있고, 중공 코어 형식의 하나 이상의 화학물질, 화합물, 조성물 등의 제공은 개선된 특성들을 달성할 수 있다(예를 들면, 중공 코어 탄산나트륨은 공학적으로 재설계된 중공 코어 형식이 아닌 "일반" 중탄산나트륨에 비해 개선된 냄새 흡수 및/또는 클리닝 특성들을 나타내고, 또는 중공 코어 점토는 공학적으로 재설계된 중공 코어 형식이 아닌 "일반" 점토에 비해 개선된 액체 흡수를 나타냄). 개선된 특성들은 특히 화학물질, 화합물, 조성물 등의 천연 형태(native form)와 관련될 수 있는데, 천연 형태는 화학물질, 화합물, 또는 조성물이 자연적으로 존재하는 형태이거나, 화학물질, 화합물, 또는 조성물이 전형적으로 제조 및/또는 판매되는 형태이다. 특히 천연 형태는 중공 코어 형식이 아닌 형태일 수 있다.
본 중공 코어 구조체들은 다양한 목적들에 이용 가능할 수 있는 독립형 화학물질 또는 화합물로서 유용할 수 있다. 마찬가지로, 이러한 독립형 화학물질들 또는 화합물들은 보다 복합 조성물의 하나 이상의 성분으로 사용될 수 있다(예를 들면, 복합 조성물은 적어도 2가지 상이한 화학물질, 화합물 등으로 형성되는 물질임). 또한, 2가지 이상의 화학물질, 화합물 등은 중공 코어 그래뉼을 형성하기 위해 조합될 수 있는데, 이 그래뉼은 조성물의 일부 또는 전부를 형성할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 독립형 화학물질, 화합물 등은 중탄산나트륨, 점토들, 계면활성제들 등과 같은 물질들을 포함할 수 있으며, 이러한 물질들의 추가적인 예들은 본 명세서에서 더 논의된다. 이러한 물질들은 그래서 이러한 물질을 제조한 그래뉼로 전체가 또는 일부가 형성된 제품으로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 클리닝 제품들, 연마제들, 퍼스널 케어 제품들, 탈취제들, 동물용 깔짚들 등은 본 명세서에 기재된 중공 코어 그래뉼로 전체가 제조될 수 있거나, 혹은 이러한 중공 코어 그래뉼은 이러한 제품들의 하나 이상의 성분을 형성할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 본 중공 코어 구조체들은 원하는 제품을 원하는 설정으로 전달하는 데 사용하도록 특별히 구성될 수 있다. 예를 들어, 비료들, 살충제들 등은 개선된 특성들을 갖는 비료들, 살충제들 등의 전달이 가능하도록 하기 위해 중공 코어 구조체로 제공될 수 있다. 전술한 용도들 및 제품들은 예시적인 실시예들로 이해되며, 현재 개시된 중공 코어 구조체들의 유용한 용례들을 한정하고자 함은 아니다.
중공 코어를 갖는 구조체
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 구조체/그래뉼(10)은 내부 코어(20)를 둘러싸고 실질적으로 포위하는 외벽(15)을 포함할 수 있으며, 이 내부 코어는 실질적으로 중공이며 그래서 캐비티를 획정할 수 있다. "벽"이라는 용어는 한정하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 이러한 용어는 "쉘"과 같은 유사한 용어들과 동의어일 수 있음이 이해된다. 그래서, "벽"이라는 용어가 본 발명 전체에 걸쳐 사용될 수 있으나, 벽은 중공 코어를 획정하는 캐비티를 둘러싸는 것으로 이해된다. 실질적으로 중공의 코어는 상대적으로 적은 물질 함량(예를 들면, 고체 또는 액체)를 포함할 수 있으나 그 외에는 본질적으로 외벽 내의 빈 공간(open void)이다. 구체적으로, "실질적으로 중공"이라는 어구는 코어의 적어도 90 체적%, 적어도 95 체적%, 또는 적어도 99 체적%가 어떠한 고체 및/또는 액체 물질도 없다는 것을 나타낼 수 있다. 구조체(10)는 외벽 표면(17)과 내벽 표면(19)을 갖는 것과 관련하여 더 규정될 수 있다. 중공 코어 구조체의 코어는 그래서 내벽 표면(19)에 의해 경계지어진 중공 코어 구조체의 내부 용적으로 규정될 수 있다.
본 발명에 따른 중공 코어 그래뉼은 특히 중공 코어를 획정하도록 어떠한 고체 또는 액체도 실질적으로 없는 캐비티를 실질적으로 둘러싸는 적어도 하나의 벽을 포함하는 것으로 기재될 수 있고, 적어도 하나의 벽은 적어도 하나의 벽 형성 물질의 복수의 개별 입자를 포함하며, 복수의 개별 입자는 적어도 하나의 벽이 구조적으로 자립하도록 서로 충분히 결합된다. 캐비티를 실질적으로 둘러싸고 있는 적어도 하나의 벽은 벽이 캐비티를 완전히 둘러싸고 있음을 나타낼 수 있거나, 하나 이상의 개방 기공(open pores)이 내부 캐비티와 외부 환경 사이의 하나 이상의 경로를 획정할 수 있다는 점에서 벽의 개방 공극률(open porosity)을 나타낼 수 있다. 여기에 제공된 추가 논의에 더해, 캐비티를 "실질적으로 둘러싸는" 적어도 하나의 벽의 성질은 특히 벽이 캐비티를 완전히 둘러싸거나(즉, 100% 포위) 벽의 미소 부분이 예컨대 개방 기공들의 존재를 통해 불연속인 상태로 캐비티를 둘러싸거나, 또는 캐비티와 외부 환경 사이에 개구부를 제공하는 벽의 다른 불연속부들이 존재할 수 있음(즉, 벽의 면적을 기준으로 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 98%, 또는 적어도 99% 포위)을 의미할 수 있다. 포위 양(amount of enclosure)을 식별하는 것은 현미경 이미지들의 측정을 기초로 계산될 수 있다. 예를 들면, 도 19a 내지 도 21c에 제공된 SEM 이미지들에서, 벽의 개방 기공들은 시각적으로 식별 및 측정될 수 있음이 분명하다. 다른 분석 방법들도 유사하게 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 본 명세서에 기재된 개선된 특성들을 달성하기 위해 100%보다 다소 적은 캐비티의 포위를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 캐비티가 어떠한 고체 또는 액체도 "실질적으로 없다는" 것은 그래뉼의 코어가 고체 또는 액체 물질로 의도적으로 채워지지는 않으며 벽의 내부 표면으로부터 측정했을 때 중공 코어 그래뉼을 가로질러 걸쳐 있는 개방 공간이 존재함을 나타낼 수 있다. 이는 내부 캐비티를 나타내기 위해 절반으로 절단된 중공 코어 그래뉼의 도 24, 도 25, 도 27, 및 도 28에 도시된 이미지들에서 특히 분명하다. 실질적으로 없다는 것은 그래서 벽의 내부 표면에 의해 획정되는 코어의 내부 용적이 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 97%, 또는 적어도 99% 개방되고 어떠한 고체 또는 액체도 없다는 것을 의미할 수 있다. 복수의 개별 입자가 "충분히 결합되었다는" 것은 입자들이 서로에 대해 그 위치 설정을 유지하며 중공 코어 그래뉼의 통상적인 취급 중에 상당한 정도의 재배열을 나타내지 않음을 의미할 수 있다.
중공 코어 구조체(10)는 다양한 크기로 제공될 수 있으며, 평균 크기는 중공 코어 구조체의 직경과 관련하여(예를 들면, 실질적으로 구형 구조체의 경우) 또는 최대 치수(예를 들면, 실질적으로 세장형 또는 불균일한 구조체들의 경우에 가로 방향 또는 길이 방향 측정치)와 관련하여 규정될 수 있다. 중공 코어 그래뉼은 약 0.1 mm 내지 약 20 mm, 약 1 mm 내지 약 10 mm, 또는 약 2 mm 내지 약 5 mm의 평균 크기를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 중공 코어 구조체들은 약 0.1 mm 내지 약 7 mm, 약 0.5 mm 내지 약 6 mm, 약 1 mm 내지 약 5 mm, 약 1.5 mm 내지 약 4.5 mm, 또는 약 2 mm 내지 약 4 mm의 평균 크기를 갖는 것과 같이, 크기가 상당히 작을 수 있다. 다른 실시예들에서, 중공 코어 구조체들은 약 2 mm 내지 약 20 mm, 약 3 mm 내지 약 15 mm, 또는 약 4 mm 내지 약 12 mm의 평균 크기를 갖는 것과 같이, 크기가 상당히 더 클 수 있다. 또 다른 실시예들에서는, 약 5 mm 내지 약 50 mm, 약 10 mm 내지 약 45 mm, 또는 약 15 mm 내지 약 40 mm와 같은 훨씬 더 큰 크기들이 달성될 수 있다. 전술한 크기들은 그래서 개별 그래뉼과 관련될 수 있다. 또한, 아래에 기재된 제조 방법들로부터 보다 분명한 바와 같이, 달성되는 그래뉼 크기는 적어도 부분적으로는 사용되는 결합제 물질의 입자 크기에 의해 규정될 수 있다. 그래서, 보다 큰 중공 코어 그래뉼을 달성하기 위해서는 결합제 물질이 보다 큰 입자 크기로 제공될 수 있고, 보다 작은 중공 코어 그래뉼을 달성하기 위해서는 결합제 물질이 보다 작은 입자 크기로 제공될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 중공 코어 구조체들의 개별 그래뉼은 실질적으로 구형이거나, 실질적으로 타원형일 수 있거나, 아니면 달리 실질적으로 둥근 형태를 가질 수 있다. 이러한 실시예들에서, 벽은 중공 코어를 획정하는 캐비티를 완전히 둘러쌀 수 있다(즉, 중공 코어는 주변 환경으로부터 완전히 분리된다). 하지만, 다른 형상들이 배제되는 것은 아니다. 예를 들어, 특정 실시예들에서, 본 명세서에 제공된 중공 코어 구조체(10)는 폐쇄 단부, 개방 단부, 또는 부분 폐쇄 단부를 가질 수 있는 실질적으로 섬유 형태 또는 관상 형태와 같은 세장 형태일 수 있다. 또한, 구조체들(10)은 형태가 실질적으로 불규칙할 수도 있다. 예를 들어, 중공 코어 그래뉼은 실질적으로 타원체 형상을 가질 수 있다. 또한, 중공 코어 그래뉼의 벽의 적어도 일부는 오목할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 복수의 구조체(10)는 2개, 3개, 4개, 또는 그 이상의 구조체의 응집체들을 형성하기 위해 서로 부착될 수 있다. 이러한 응집체들은 실질적으로 "서양배" 형상을 가질 수 있거나(예를 들면, 2개의 부착된 입자가 상이한 크기들인 경우) 실질적으로 "8자" 형상을 가질 수 있다(예를 들면, 2개의 부착된 입자가 실질적으로 동일한 크기인 경우).
도 1에 도시된 바와 같이, 구조체(10)의 벽(15)은 두께가 실질적으로 균일하다. 하지만, 몇몇 실시예에서 벽(15)의 두께는 달라질 수 있다. (예를 들면, 외측 벽면(17)으로부터 내측 벽면(19)까지 측정되는) 평균 벽 두께는 약 0.05 mm 내지 약 8 mm, 약 0.1 mm 내지 약 7 mm, 약 0.5 mm 내지 약 6 mm, 약 1.0 mm 내지 약 5 mm, 또는 약 1.5 mm 내지 약 2.5 mm의 범위일 수 있다. 작은 크기의 그래뉼이 제조되는 경우, 그 평균 벽 두께는 약 0.1 mm 내지 약 4 mm, 약 0.25 mm 내지 약 3.5 mm, 약 1 mm 내지 약 3 mm, 또는 약 1.5 mm 내지 약 2.5 mm와 같이, 비례적으로 작아질 수 있다. 중공 코어 구조체들(10)의 벽 두께와 전체 크기는 중공 코어 구조체들을 형성하는 데 사용되는 물질들의 유형들에 따라 달라질 수 있다. 특히, 사용되는 결합제의 성질은 중공 코어 구조체의 코어를 획정하는 캐비티의 크기에 큰 영향을 미칠 수 있다. 마찬가지로, 벽 두께는 사용되는 벽 형성 물질의 개별 입자들의 크기에 적어도 부분적으로 의존할 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 유동층에서 소비되는 시간의 길이와 같은 처리 조건들도 중공 코어 구조체들의 치수들에 고려될 수 있다. 그래서, 중공 코어 구조체의 전체 크기, 중공 코어 구조체의 벽의 두께, 및 결합제 물질의 선택, 벽 형성 물질의 유형의 선택, 및 벽 형성 물질의 개별 입자들의 크기를 통한 구조체의 중공 코어를 획정하는 캐비티의 크기의 상대 치수들을 커스터마이즈할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이러한 치수들은 개별 그래뉼의 전체 직경(즉, 외측 벽면에서 측정되는 최대 치수에서의 그래뉼을 가로지르는 직경)에 대한 개별 그래뉼의 중공 코어를 획정하는 캐비티의 직경(즉, 내측 벽면에서 측정되는 최대 치수에서의 중공 코어를 가로지르는 직경)의 관계로 요약될 수 있다. 특히, 캐비티 직경은 그래뉼의 직경의 약 10% 내지 약 80%, 약 15% 내지 약 65%, 약 20% 내지 약 60%, 약 25% 내지 약 55%, 또는 약 30% 내지 약 50%일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상대 치수들은 중공 코어를 획정하는 캐비티의 용적 대 전체 그래뉼의 용적의 관계로 요약될 수 있다. 특히, 캐비티 용적은 전체 그래뉼의 용적의 약 0.1% 내지 약 50%, 약 0.25% 내지 약 25%, 약 0.5% 내지 약 10%, 약 0.7% 내지 약 7%, 또는 약 1% 내지 약 4%일 수 있다. 위에서 언급한 상대 치수들은 중공 코어 구조체들의 부피 밀도에도 영향을 줄 수 있다. 다양한 실시예들에서, 본 명세서에 기재된 중공 코어 구조체들은 약 200 g/L(grams per liter) 내지 약 2000 g/L, 약 250 g/L 내지 약 1200 g/L, 약 200 g/L 내지 약 900 g/L, 약 400 g/L 내지 약 850 g/L, 약 450 g/L 내지 약 800 g/L, 또는 약 500 g/L 내지 약 750 g/L의 범위의 부피 밀도를 가질 수 있다. 이와 같이, 본 명세서에 기재된 중공 코어 그래뉼은 벽 형성 물질 자체의 부피 밀도와는 현저하게 상이한 부피 밀도를 가질 수 있다. 예를 들어, 중탄산나트륨이 약 1100 g/L의 부피 밀도를 가질 때, 벽 형성 물질로서 중탄산나트륨을 사용하는 본 명세서에 기재된 중공 코어 그래뉼은 약 700 g/L의 부피 밀도를 가질 수 있다. 유사하게, 벤토나이트가 약 1000 g/L의 부피 밀도를 가질 때, 벽 형성 물질로서 벤토나이트를 사용하는 본 명세서에 기재된 중공 코어 그래뉼은 약 600 g/L의 부피 밀도를 가질 수 있다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 본 발명의 중공 코어 그래뉼은 그 천연 형태의(즉, 자연에서 볼 수 있거나 상품으로 판매되는) 벽 형성 물질의 부피 밀도보다 적어도 20%, 적어도 30%, 또는 적어도 40% 낮은 부피 밀도를 가질 수 있다. 구체적으로, 중공 코어 그래뉼은 그 천연 형태의 벽 형성 물질의 부피 밀도보다 약 10% 내지 약 75%, 약 15% 내지 약 50%, 또는 약 20% 내지 약 45% 낮은 부피 밀도를 가질 수 있다. 이 비교는 형성된 중공 코어 그래뉼의 밀도 대 중공 코어 그래뉼에 편입되기 전의 벽 형성 물질의 밀도로 특징지어질 수 있다.
본 중공 코어 구조체들은 벽에 의해 경계지어진 개방된 또는 실질적으로 개방된 캐비티를 가짐에도 불구하고 여전히 실질적으로 일관된 형상을 유지할 수 있다. 이는 벽을 지지하는 내부 덩어리 없이 적어도 하나가 벽 형성 물질의 복수의 개별 입자로 형성되기 때문에 놀라운 결과이다. 따라서, 적어도 하나의 벽은 벽이 그 자체로 실질적으로 붕괴되지 않고 오히려 몇몇 실시예에서는 어떠한 고체 또는 액체 물질도 실질적으로 없는 중앙 캐비티를 가지면서 위에서 설명된 바와 같이 그래뉼 형상을 유지한다는 점에서 실질적으로 자립적인 것으로 특징지어질 수 있다.
중공 코어 그래뉼은 그래뉼 전체에 걸쳐 중실이라기 보다는 중공임에도 불구하고 여전히 현저히 높은 강도를 나타낼 수 있다. 강도는 특히 첨부된 예들에서 논의되는 바와 같은 압괴 강도(crush strength)일 수 있다. 강도는 벽 형성 물질의 선택과 결합제의 선택에 따라 달라질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 그래뉼 강도는 적어도 0.5 뉴턴(N), 적어도 2 N, 적어도 3 N, 적어도 5 N, 적어도 10 N, 또는 적어도 15 N일 수 있다. 최대 그래뉼 강도는 몇몇 실시예에서는 약 50 N의 최대값을 가질 수 있다. 특정 실시예들에서, 그래뉼 강도는 약 0.5 N 내지 약 50 N, 약 1 N 내지 약 30 N, 약 2 N 내지 약 25 N, 또는 약 3 N 내지 약 20 N일 수 있다.
중공 코어 구조체들(10)의 벽(15)이 하나 이상의 고체의 벽 형성 물질의 개별 입자들(152)의 응집체로서 구성되는 것은 벽(15)이 입자들(152) 사이에 틈새 공간(154)을 갖게 한다. 이는 도 2에 도시된 부분 단면도에서 볼 수 있다. 이와 같이, 벽(15)은 안정된 자립적인 구조체를 형성하도록 충분히 서로 결합된 개별 입자들로 형성된다는 점에서 실질적으로 연속적인 구조체이며, 틈새 공간들은 중공 코어 구조체들(10)에 특정 특성들을 제공할 수 있다. 도 2에서 볼 수 있듯이, 벽(15)의 외면(17) 및/또는 내면(19)은 반드시 균일하지는 않으며 실질적으로 매끄러운 벽면과는 구별될 수 있는 일정 수준의 거칠기 또는 요철을 나타낼 수 있다. 몇몇 실시예에서, 틈새 공간(154)은 결합제 물질로 적어도 부분적으로 채워질 수 있다. 이는 도 3에 도시되어 있는데, 입자들(152)은 결합제(155)에 의해 실질적으로 둘러싸인다. 하지만, 결합제(155)는 반드시 매 입자(152)를 완전히 둘러쌀 필요는 없다는 것이 이해된다. 마찬가지로, 결합제(155)는 개별 결합제 입자들이 벽 형성 물질의 2개 이상의 입자(152)를 함께 결합할 수 있도록 입자 형태와 같은 불연속적인 형태로 존재할 수도 있다.
본 발명에 따른 중공 코어 구조체(10)는 단일 벽(15)을 포함할 수 있다. 하지만, 몇몇 실시예에서 구조체(10)에는 복수의 벽이 구비될 수 있는데, 이는 몇몇 실시예에서 다층 구성을 갖는 벽으로 특징지어질 수 있다. 도 4의 단면도에서 볼 수 있듯이, 구조체(10)는 실질적으로 비어 있거나 고체 또는 액체 물질이 없는 내부 코어 또는 캐비티(20) 및 주변 벽(15)을 포함할 수 있다. (제1 벽, 제1 층, 내벽, 또는 내층으로 지칭될 수 있는) 벽(15)은 다음으로 (제2 벽, 제2 층, 추가 벽, 추가 층, 외벽 또는 외층으로 지칭될 수 있는) 다른 벽(25)에 의해 실질적으로 둘러싸일 수 있다. 이와 같이, 중공 코어 구조체(10)는 실질적으로 중공의 내부 코어(20)를 둘러싸는 단일 벽 또는 층을 포함할 수 있거나, 복수의 벽 또는 층을 포함할 수 있다. 복수의 벽 또는 층이 존재할 때, 각 개별 벽 또는 층은 상이한 평균 두께를 가질 수 있거나, 벽들 또는 층들의 상대적인 평균 두께는 달라질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 외벽 또는 외층은 내벽 또는 내층보다 더 작은 평균 두께를 가질 수 있다. 복수의 벽 또는 층 중 적어도 하나는 벽 형성 물질의 개별 입자들의 응집체일 것이다. 하지만, 하나 이상의 벽 또는 층, 특히 외벽 또는 외층은 내벽 또는 내층에 도포되는 코팅으로서 구성될 수 있다. 벽 형성 물질의 개별 입자들의 인접한 입자들에 대한 실질적인 부착과 관련하여 응집이 특히 언급될 수 있다. 부착은 다양한 상호작용력으로 인해 발생할 수 있으며, 적어도 부분적으로는 벽 형성 물질의 개별 입자들을 적어도 부분적으로 코팅하는 하나 이상이고 및/또는 벽 형성 물질의 개별 입자들 사이의 틈새 공간들을 적어도 부분적으로 채우는 결합제 물질의 존재로 인해 달성될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 본 명세서에 기재된 중공 코어 구조체는 구조체의 벽의 공극률과 관련하여 규정될 수 있다. 공극률은 중공 코어 구조체들(10)의 개별 그래뉼의 벽(15)을 형성하는 입자들(152) 사이의 틈새 공간들(154)의 존재와 관련하여 적어도 부분적으로 규정될 수 있다. 공극률은 벽(10)을 형성하는 개별 입자들(152)의 평균 크기를 변경하고, 2개 이상의 상이한 평균 입자 크기의 입자들을 조합하며, 존재할 수 있는 임의의 결합제의 양을 제어하는 등과 같은 다양한 방식으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 벽 형성 물질들로서 사용되는 입자들은 약 0.01 mm 내지 약 2 mm, 약 0.02 mm 내지 약 1.5 mm, 약 0.05 mm 내지 약 1.0 mm, 또는 약 0.1 mm 내지 약 0.8 mm의 범위의 평균 크기를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 보다 작은 입자들로 보다 큰 입자들 사이의 공간들을 채워서 벽에서 보다 큰 충전 밀도(packing density)를 달성하기 위해 입자 크기들의 범위가 사용될 수 있다. 그래서, 벽 형성 물질의 입자들은 최소 입자 크기가 최대 입자 크기와 약 1 mm, 약 0.8 mm, 약 0.5 mm, 또는 약 0.2 mm만큼 상이하도록 하는 범위에 걸친 평균 크기를 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 공극률은 또한 높거나 낮은 공극률을 가진 물질을 이용하는 것 또는 상이한 공극률을 가진 물질들의 조합들을 이용하는 것과 같이, 벽을 형성하는 데 사용되는 물질의 선택을 통해 적어도 부분적으로 제어될 수 있다. 본 중공 코어 구조체들의 벽들을 형성하는 데 유용한 예시적인 물질들이 아래에서 상세히 논의된다. 몇몇 실시예에서, 공극률은 평균 기공 크기, 기공 분포 등 중 어느 하나 이상과 관련하여 규정될 수 있다. 예를 들어, 구조체의 벽의 기공들의 평균 기공 크기는 약 100 nm 내지 약 200 ㎛, 약 250 nm 내지 약 100 ㎛, 또는 약 500 nm 내지 약 50 ㎛의 범위일 수 있다.
벽들의 성질 외에, 본 발명에 따른 중공 코어 구조체들은 마찬가지로 중공 코어들의 성질과 관련하여 규정될 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 중공 코어를 획정하는 캐비티(즉, 개방 용적)는 달라질 수 있으며, 캐비티는 어떠한 고체 또는 액체 물질들도 실질적으로 완전히 없을 수 있다(예를 들면, 제조 시 캐비티 용적의 10% 미만, 5% 미만, 2% 미만, 또는 1% 미만이 그 내부에 임의의 고체들 또는 액체들을 포함함). 몇몇 실시예에서, 중공 코어 구조체는 중공 코어 구조체의 최내측 벽의 내면에 의해 획정되는 용적에 존재하는 소정 함량의 추가 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 중공 코어를 획정하는 캐비티에는 구조용 스캐폴딩(structural scaffolding)이 존재할 수 있다. 다른 예들로서, 중공 코어를 획정하는 캐비티에는 액체들이 채워질 수 있다. 그래서, 중공 코어 구조체들은 전달 물품들을 제공할 수 있는데, 이에 의해 중공 코어에 존재하는 물질은 내부 물질을 방출하기 위해 외벽의 용해, 파단, 또는 다른 제거를 통해 제어된 방식으로 전달될 수 있다.
본 발명에 따른 구조체들은 다양한 테스팅 기법들을 이용하여 특징지어질 수 있다. 예를 들어, 주사 전자 현미경법(scanning electron microscopy: SEM) 테스팅은 입자 특성들, 입자 형태, 공극률 및 기공 분포 등을 특징짓는 데 유용할 수 있다. 따라서, 본 구조체들 및 이러한 구조체들을 포함하는 제품들은 전술한 특징들 중 하나 이상과 관련하여 추가로 규정될 수 있다. 중공 코어 그래뉼의 공극률을 예를 들면, 도 19a 내지 도 21c에 나타낸 주사 전자 현미경(SEM) 이미지들에서 볼 수 있다. 벽 형성 물질로서 제올라이트 입자들을 포함하는 중공 코어 그래뉼이 59X 배율의 도 19a 및 270X 배율의 도 19b의 SEM 이미지들에 도시되어 있다. 벽 형성 물질로서 활성탄 입자들을 포함하는 중공 코어 그래뉼이 68X 배율의 도 20a 및 229X 배율의 도 20b의 SEM 이미지들에 도시되어 있다. 벽 형성 물질로서 중탄산나트륨 입자들을 포함하는 중공 코어 그래뉼이 87X 배율의 도 21a, 346X 배율의 도 21b, 및 1,535X 배율의 도 21c의 SEM 이미지들에 도시되어 있다. 개개의 이미지들에서 볼 수 있듯이, 중공 코어 그래뉼은 상이한 벽 형성 물질들의 입자들로 일관되게 제조되었다. 또한, 중공 코어 그래뉼은 중공 코어 그래뉼의 벽이 벽 형성 물질의 개별 입자들 사이에 다수의 기공을 갖는 유사한 구조를 일관되게 유지하는 것이 이미지들로부터 분명하다. 개방 공극률은 더 많거나 더 적은 기공들이 결합제 물질로 채워짐에 따라 가변적인 것으로 보인다. 그래서, 더 많거나 더 적은 결합제가 중공 코어 그래뉼의 벽들에 유지되도록 처리를 제어함으로써 중공 코어 그래뉼은 더 크거나 더 작은 개방 공극률로 구성될 수 있다. 개방 공극률을 제어하는 능력은 개선된 가용화, 흡수/흡착 특성들, 및 본 명세서에서 더 논의되는 다른 특성들과 같은 달성되는 특성들을 미세 조정하는 데 유용할 수 있다.
다양한 벽 형성 물질들이 본 발명에 따른 중공 코어 그래뉼의 하나 이상의 벽을 제조하는 데 사용될 수 있다. 벽 형성 물질들은 기능용 및 구조용 중 하나 또는 양자 모두일 수 있다. 기능용 벽 형성 물질은 중공 코어 그래뉼을 포함하는 제품에 원하는 기능을 제공하기 위해 중공 코어 그래뉼에 포함되는 임의의 물질일 수 있다. 따라서, 이러한 물질들은 그 기능용 물질의 기능을 나타내는 제품을 형성하기 위해 개별적으로 사용될 수도 있고 및/또는 조합된 기능들을 나타내는 제품을 형성하기 위해 임의의 개수의 이러한 물질들의 임의의 조합으로 사용될 수도 있다. 벽 형성 물질로서의 기능용 물질들 중 하나 이상을 갖는 중공 코어 그래뉼을 포함하는 제품들은 충전제들, 증량제들(bulking agents), 불활성 성분들 등과 같은 다른 비기능용 성분들도 포함할 수 있다는 것이 이해된다. 또한, 중공 코어 그래뉼 자체는 전체 중공 코어 그래뉼 중의 기능용 물질의 적량화(proper dosing)를 달성하기 위해 하나 이상의 기능용 물질과 조합하여 하나 이상의 벽 형성 물질로서 충전제들, 증량제들, 불활성 성분들 등을 포함할 수 있다. 기능용 물질(들)은 본 명세서에 기재된 중공 코어 그래뉼의 제조에 필요한 조건들 하에서 고체 형태(예를 들면, 입자들)로 이용 가능할 수 있다. 이러한 경우들에서, 기능용 물질은 중공 코어 그래뉼의 벽(들)의 구조용 성분으로서도 추가로 유효할 수 있다. 하지만, 몇몇 실시예에서, 중공 코어 그래뉼에 사용하기 위한 하나 이상의 기능용 물질은 전형적으로는 본 명세서에 기재된 중공 코어 그래뉼의 제조에 필요한 조건들 하에서 액체 형태로 이용 가능할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 액체 물질은 액체를 고체 형태로 제공하기 위해 구조용 물질과 조합될 수 있다. 하나 이상의 액체 물질이 조합될 수 있는 구조용 물질은 기능용 물질일 수도 있다. 하지만, 하나 이상의 액체 물질이 조합될 수 있는 구조용 물질은 제조되는 중공 코어 그래뉼에서 비기능적일 수도 있으며, 구조용 물질은 그래서 담체 성분 또는 입자, 충전제, 증량제, 불활성 성분 또는 입자 등으로 지칭될 수 있다. 점토들, 세라믹들, 규산염들, 제올라이트들, 탄소, 및 심지어는 다른 광물들 또는 염들도 중공 코어 그래뉼에 포함시키기 위한 원하는 액체가 흡수, 흡착, 또는 함침될 수 있는 담체들로서 유용할 수 있다. 담체 입자들은 전달 부위에 대해 실질적으로 불활성인 것으로 여겨질 수 있고(즉, 원하는 유익을 제공하지는 않지만 사용하기에는 여전히 안전함), 활성제의 전달 후에 남아 있을 수 있거나 더 용해 또는 붕해될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 담체 입자들은 액체의 기능용 물질의 효능이 담체 입자들과의 조합을 통해 개선되도록 또는 담체 입자들 자체가 전달 부위에서 상이한 원하는 효과를 제공하도록 부가적인 효과를 제공할 수 있다.
액체 성분들은 대신에 또는 추가적으로, 봉입 기술들(encapsulation technologies)의 사용을 통해 본 명세서에 기재된 중공 코어 그래뉼의 하나 이상의 벽을 형성하는 데 사용하기에 적합한 형태로 제공될 수 있다. 그래서, 캡슐들 및/또는 마이크로캡슐들이 이용될 수 있다. 봉입 기술들은 봉입된 성분을 제어 방출(controlled release) 형태로 제공하기 위해 다른 고체 물질들에도 마찬가지로 이용될 수 있는데, 이에 의해 봉입 쉘은 봉입된 물질이 전달 부위에서 방출되도록 하기 위해 가용화, 분해, 또는 달리 제거되어야 한다.
본 중공 코어 그래뉼을 위한 벽 형성 물질로서 사용되는 임의의 물질의 봉입은 임의의 적절한 기법을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들면, 용매 증발, 용매 추출, 유기 상 분리(organic phase separation), 계면 중합, 단순 및 복합 코아세르베이션(simple and complex coacervation), 인시튜 중합(in-situ polymerization), 리포솜 봉입, 및 나노봉입과 같은 다양한 화학적 봉입 기법들 중 하나를 사용하여 마이크로캡슐들이 형성될 수 있다. 혹은, 스프레이 코팅, 팬 코팅, 유동층 코팅, 환형 제트 코팅, 회전 디스크 분무, 스프레이 냉각, 스프레이 건조, 스프레이 냉각화(spray chilling), 고정 노즐 공압출, 원심 헤드 공압출, 또는 침지 노즐 공압출과 같은, 물리적 봉입 방법들도 사용될 수 있다. 사용되는 봉입 방법과 무관하게, 캡슐들을 형성하는 데 사용되는 물질들은 달라질 수 있다. 벽 또는 쉘 물질로서 전형적으로 사용되는 물질들의 종류들은 단백질들, 다당류들, 전분들, 왁스들, 지방들, 천연 및 합성 폴리머들, 및 수지들을 포함한다. 마이크로캡슐들을 형성하는 데 사용되는 마이크로봉입 프로세스에 사용하기 위한 예시적인 물질들은 젤라틴, 아카시아(아라비아 검), 폴리비닐 아세테이트, 알긴산칼륨, 캐롭 빈 검(carob bean gum), 구연산칼륨, 카라기난, 폴리메타인산칼륨, 구연산, 트리폴리인산칼륨, 덱스트린, 폴리비닐 알코올, 포비돈, 디메틸폴리실록산, 디메틸 실리콘, 정제 파라핀 왁스, 에틸셀룰로오스, 표백 쉘락, 변성 식품 전분, 알긴산나트륨, 구아 검, 나트륨, 구연산나트륨, 카르복시메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스, 페로시안화나트륨, 폴리인산나트륨, 로커스트 빈 검, 메틸셀룰로오스, 트리메타인산 나트륨, 메틸 에틸 셀룰로오스, 트리폴리인산 나트륨, 미정질 왁스, 탄닌산, 석유 왁스, 테르펜 수지, 트라가칸트(tragacanth), 폴리에틸렌, 잔탄 검(xanthan gum), 및 폴리에틸렌 글리콜을 포함한다. 마이크로캡슐들은 상업적으로 이용 가능하고, 마이크로캡슐 기술들의 예시적인 유형들은 다음에 기재된 유형이며: Gutcho, Microcapsules and Microencapsulation Techniques (1976); Gutcho, Microcapsules and Other Capsules Advances Since 1975 (1979); Kondo, Microcapsule Processing and Technology (1979); Iwamoto et al., AAPS Pharm. Sci. Tech. 2002 3(3): article 25; 미국 특허 Cherukuri 외의 제5,004,595호; Bonner의 제5,690,990호; Wampler 외의 제5,759,599호; Soper 외의 제6,039,901호; Soper 외의 제6,045,835호; Lew의 제6,056,992호; Soper 외의 제6,106,875호; Takada 외의 제6,117,455호; DeRoos 외의 제6,482,433호; 및 Bouwmeesters 외의 제6,929,814호, 이들 각각은 본 명세서에 참조로 편입되어 있다.
본 명세서에 기재된 중공 코어 구조체의 벽을 형성하는 데 사용하기에 적합할 수 있는 물질들의 비한정적인 예시적인 실시예들은 점토들(예를 들면, 벤토나이트), 유리, 세라믹들, 알루미나들, 규산염들, 제올라이트들, 탄소(예를 들면, 활성탄), 금속들, 염들(예를 들면, 중탄산나트륨 또는 베이킹 소다, 탄산나트륨 또는 소다회, 염화나트륨 등), 분말 배합물들(예를 들면, 세탁용 세제들, 식기용 세제들, 직물 클리너들/탈취제들, 연마형 클리너들 등과 같은 고형 클리닝 조성물들), 흡수제들, 흡착제들, 탈취제들, 냄새 조절제들, 건강 또는 미용제들, 계면활성제들, 효소들, 표백제들, 산화제들(예를 들면, 과산화물), 환원제들, 겔화제들(예를 들면, 젤라틴, 펙틴, 셀룰로오스 등), 향미제들, 방향제들, 연마제들, 비료들, 구충제들, 살충제들, 살균제들, 제초제들, 항균제들, 점착 방지제들, 충전제들, 결합제들, 방부제들, 광학제들(예를 들면, 미백제들), 소독제들, 킬레이트제들, 분자 결합 제제들, 염료들, 착색제들, 착색 입자들, 제진제들, 및 제품에 특정 기능을 제공하기 위해 소비재들 및/또는 산업 환경에서 사용되는 것으로 알려진 다른 물질들을 포함할 수 있다. 전술한 것들은 어느 것이라도 위에서 언급한 기능용 물질일 수 있으며, 원하는 기능을 부여하기 위해 다른 제품들에 첨가될 수 있고 및/또는 부가적인 결과를 달성하기 위해 필요에 따라 다른 제품들과 조합될 수 있는 독립형 제품으로 제공될 수 있다는 점에서 첨가제들로 지칭될 수도 있다. 이러한 물질들은 제어 방출을 부여하고 및/또는 물질의 친수성/소수성을 개질하기 위해 개질 없이 또는 개질하여 기능용 및/또는 구조용 벽 형성 물질로서 고체 형태로 사용될 수 있다. 이러한 물질들은 담체 또는 다른 고체 물질과 조합될 때 및/또는 위에서 언급한 봉입 기법들과 같이 고체 형식이 되도록 개질하여 기능용 벽 형성 물질로서 액체 형태로 사용될 수도 있다. 전술한 벽 형성 물질들의 목록은 모든 것을 포함하는 것을 의도하지는 않으며, 통상의 기술자는 본 발명의 총체에 비추어 현재 개시된 중공 코어 구조체들을 형성하는 데 유사하게 이용될 수 있는 상업 제품들에 사용되거나 상업 제품들로서 사용되는 다른 화학물질들, 화합물들, 조성물들 등을 식별할 수 있을 것으로 이해된다.
특정 실시예들에서는, 벤토나이트 또는 중탄산나트륨이 이러한 물질들의 광범위한 용도로 인해 벽 형성 물질로서 특별히 사용될 수 있으며, 이들 중 어느 하나는 본 중공 코어 그래뉼의 기능용 및/또는 구조용 성분으로 이용될 수 있다. 사용될 수 있는 벤토나이트 점토들의 비한정적인 예들은 나트륨 벤토나이트, 칼륨 벤토나이트, 리튬 벤토나이트, 칼슘 벤토나이트, 및 마그네슘 벤토나이트, 또는 이들의 화합물들을 포함한다. 점토계 액체 흡수 물질들이 예를 들면, Miller 외의 미국 특허 제8,720,375호에 기재되어 있으며, 그 개시 내용은 본 명세서에 참조로 편입되어 있다. 또한, 벤토나이트와 조합하여 또는 벤토나이트의 대체로서 중공 코어 그래뉼에 사용하기에 적합한 흡수제 또는 흡착제 물질들의 비한정적인 예들은 점토, 석영, 장석, 방해석, 일라이트, 탄산칼슘, 탄소, 운모, 조지아 백토, 헥토라이트, 스멕타이트, 오팔, 카올리나이트, 경석, 토버마이트, 슬레이트, 석고, 질석, 할로이사이트, 세피올라이트, 이회토, 규조토, 백운석, 아타풀자이트, 몬모릴로나이트, 몬테레이 혈암, 풀러토, 실리카, 화석화된 식물 물질들, 펄라이트, 팽창 펄라이트, 이들의 혼합물들, 및 유사한 물질들을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 중공 코어 그래뉼의 제조 시의 벽 형성 물질들은 고체의 실질적으로 입자 형태이며, 마찬가지로 벽을 갖는 구조를 형성하는 데 사용될 수 있는 결합제에 실질적으로 불용성이 되도록 구성되거나 적합하게 될 수 있다. 이는 물질의 자연적으로 발생하는 상태를 가리킬 수도 있고, 또는 이미 위에서 논의한 바와 같이 원하는 물질과 다른 구조용 물질의 조합을 통해 발생할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 벽 형성 물질은 중공 코어 그래뉼의 제조에 사용될 때 약 100 ℃ 이상, 약 110 ℃ 이상, 약 120 ℃ 이상, 또는 약 130 ℃ 이상의 융점을 갖는 고체 입자들로서 구성되게 된다.
본 발명에 따른 중공 코어 그래뉼 중의 임의의 기능용 물질은 물질의 제어 방출을 제공하는 방식으로 제공될 수 있다. 제어 방출은 구체적으로 다음 중 어느 하나를 나타낼 수 있다: 규정된 기간 후에 물질의 실질적으로 전량(즉, "볼루스(bolus)")이 방출되도록 하는 지연 방출; 규정된 기간 후에 물질의 방출이 시작되어 제2의 규정된 기간에 걸쳐 진행되도록 하는 지연 방출(즉, "장기 방출"); 또는 물질의 방출이 실질적으로 적용 직후에 시작되지만 방출은 규정된 시간에 걸쳐 진행되도록 하는 계량 방출. 제어 방출은 위에서 논의된 봉입 방법들의 사용을 통해 달성될 수 있다. 제어 방출은 대신에 또는 추가적으로, 물질의 "속방(fast release)" 및 "서방(slow release)" 형태로 구성되는 물질들의 선택을 통해 달성될 수도 있다. 또한, 제어 방출 구성들은 본 명세서에 달리 기재된 바와 같이 임의의 물질에, 임의의 제품에, 및/또는 중공 코어 그래뉼의 임의의 사용에 적용될 수 있다. 본 명세서에서 논의되는 특정 제품들은 그 제어 방출 형태들과 관련하여 구체적으로 기재될 수 있으나, 이들 제어 방출 특성은 이러한 특징이 본 명세서에서 제품의 개별 논의와 관련하여 구체적으로 언급되었는지 여부에 관계없이 본 명세서에 기재된 임의의 제품에 적용될 수 있음이 이해된다.
몇몇 실시예에서, 본 명세서에 기재된 중공 코어 구조체의 벽은 겔화 물질(gelled material)로 형성될 수 있다. 이러한 겔화 물질들은 적어도 하나의 친수성 장쇄 폴리머 및 적어도 하나의 수원(water source)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 유용한 친수성 장쇄 폴리머들은 장쇄 탄수화물들(예를 들면, 다당류)뿐만 아니라 다양한 단백질들을 포함할 수 있다. 친수성 장쇄 폴리머는 바람직하게는 (가열에 의해 또는 가열 없이) 수화(hydration)시 증점하고 겔을 형성하도록 구성된다. 본 발명에 따라 벽을 형성하는 데 이용될 수 있는 친수성 장쇄 폴리머들의 비한정적인 예들은 다음을 포함할 수 있다: 젤라틴, 펙틴, 카라기난, 젤란 검, 구아 검, 로커스트 빈 검, 아라비아 검, 잔탄 검, 전분, 메틸셀룰로오스, 한천, 곤약, 알긴산염, 및 (단일, 이원, 3차, 또는 4차 블렌드를 포함한) 이들의 조합들. 친수성 장쇄 폴리머는 중공 코어 구조체의 벽을 형성하는 데 사용되는 겔화 물질의 약 0.1 중량% 내지 약 20 중량%, 약 1 중량% 내지 약 15 중량%, 또는 약 2 중량% 내지 약 10 중량%를 포함할 수 있다. 겔화 물질은 달리 약 80 중량% 내지 약 99.9 중량%, 약 85 중량% 내지 약 99 중량%, 또는 약 90 중량% 내지 약 98 중량%의 수원, 특히 탈이온수를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 중공 코어 그래뉼의 벽은 지질 물질(lipidic material)을 포함할 수 있다. 지질 기제들(lipidic bases)의 비한정적 예들은 오일들, 지방들, 및 이들로 형성된 조성물들을 포함한다. 몇몇 실시예에서는, 특히 식용 지방들(edible fats)이 사용될 수 있다. 친유성 조성물들을 형성하는 데 사용하기에 적합한 지질 물질들은 식물 소스, 동물 소스, 견과류 소스, 종자 소스 등 중 하나 이상으로부터 유래된 지방들 및 오일들을 포함한다. 적절한 지질 물질은 대체로 또는 완전히 포화되거나, 대체로 또는 완전히 불포화되거나, 수소화될 수 있다. 적절한 지질 물질들의 비한정적인 예들은 다음 중 하나 이상으로부터 유래된 지방들 및/또는 오일들을 포함한다: 코코아, 야자, 코코넛, 아몬드, 캐슈, 헤이즐넛, 마카다미아 넛, 땅콩, 피칸, 피스타치오, 호두, 호박씨, 참깨씨, 대두, 유채씨, 옥수수, 홍화씨 등. 본 명세서에 기재된 조성물을 제조하는 데 사용될 수 있는 지질 기반의 물질들의 구체적인 비한정적인 예들은 임의의 코코아 농도의 초콜릿들(예를 들면, 밀크 초콜릿, 다크 초콜릿, 화이트 초콜릿), 야자 지방, 코코넛 지방, 땅콩 버터, 헤이즐넛 지방들, 식물유들, 유지방들, (예컨대 AAK, AB로부터 입수 가능한) 과자 지방들 등을 포함한다. 이러한 물질들은 설탕, 소금, 다른 오일들 등과 같은 추가 성분들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 초콜릿들은 설탕, 코코아 버터, 알칼리 처리된 코코아, 유지방, (예를 들면, 우유로부터의) 락토스, 대두 레시틴, 유화제, 바닐린, 인공 향미제, 우유, 및/또는 기타 성분들을 포함할 수 있다. 친유성 조성물들에 이용되는 유제품 성분들은 우유, 산양유 등으로부터 유래되는 지방들, 단백질들, 및/또는 당들을 포함할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 하나 이상의 실시예에서, 중공 코어 그래뉼의 벽은 결합제의 사용을 통해 제조되며, 형성된 벽은 소정 함량의 결합제 물질을 유지하게 된다. 하지만, 몇몇 실시예에서는, 구조체의 처리 중에 실질적으로 모든 결합제가 구조체로부터 제거될 수 있다. 이는 특히 전술한 하나 이상의 벽 형성 물질이 결합제 물질의 제거 후에도 그 입자들이 결합된 채로 남아 있을 수 있는 성질의 것일 때 일어날 수 있다. 특정 실시예들에서, 결합제의 적어도 일부는 형성된 중공 코어 그래뉼의 벽에 유지되게 된다. 예를 들어, 형성된 그래뉼은 그래뉼의 총 중량을 기준으로 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%, 약 1 중량% 내지 약 45 중량%, 약 2 중량% 내지 약 40 중량%, 또는 약 5 중량% 내지 약 30 중량%의 양으로 그래뉼의 벽(예를 들면, 벽 형성 물질의 개별 입자들 사이의 틈새 공간들의 적어도 일부)에 유지된 결합제를 포함할 수 있다. 그래뉼의 나머지 중량은 벽 형성 물질(들) 단독으로 또는 그래뉼에 도포된 임의의 코팅들과의 조합으로 이루어질 수 있다.
결합제 물질들은 특히 중공 코어 그래뉼을 형성하기 위한 처리에 사용하기 위한 특정 형식들로 제공될 수 있다. 구체적으로, 결합제들은 처리 장비에 첨가될 때 입자 형태인 것이 유익할 수 있다. 이러한 방식으로, 가열에 의해 고체 결합제가 연화됨에 따라 벽 형성 물질의 입자들은 결합제의 입자들 주위에 응집 또는 축적될 수 있다. 그 후, 결합제가 액화됨에 따라, 액체 결합제는 형성되는 그래뉼의 코어로부터 유출되어 벽 형성 물질들로 형성되는 벽들에 유입되게 된다. 이를 위해, 결합제 입자들, 종자들, 또는 결정들은 약 0.1 mm 내지 약 5 mm, 약 0.5 mm 내지 약 4 mm, 또는 약 0.8 mm 내지 약 3 mm의 범위의 개시 크기(starting size)를 갖는 것이 특히 유용할 수 있다.
다양한 물질들이 결합제로서 이용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 결합제는 약 50 ℃ 이하, 약 45 ℃ 이하, 또는 약 40 ℃ 이하의 온도에서는 실질적으로 고체이고 이러한 온도보다 위에서는 액체인 물질일 수 있다. 특정 실시예들에서, 결합제는 약 10 ℃ 내지 약 50 ℃, 약 15 ℃ 내지 약 45 ℃, 또는 약 20 ℃ 내지 약 40 ℃의 범위의 온도에서 고체가 되도록 구성되거나 적합하게 될 수 있다. 추가적으로 또는 대신에, 결합제는 약 40 ℃ 내지 약 95 ℃, 약 45 ℃ 내지 약 90 ℃, 또는 약 50 ℃ 내지 약 90 ℃의 범위의 융점을 갖는 물질일 수 있다. 결합제는 결합제가 친수성인지 소수성인지에 기초하여, 본 명세서에서 더 설명되는 바와 같이, 규정된 용도에 맞게 선택될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서는, 파라핀계 탄화수소들, 올레핀계 탄화수소들, 왁스들, 밀랍, 또는 전술한 상태 변화 특성들을 나타내는 유사한 물질들과 같은 소수성 결합제들이 이용될 수 있다. 소수성 폴리머들도 마찬가지로 이용될 수 있다. 적절한 소수성 결합제들의 비한정적인 예들은 왁스, 파라핀, 폴리카프로락톤, 에틸렌비닐아세테이트 코폴리머들, 폴리프로필렌 카보네이트, 폴리(테트라메틸렌 옥사이드), 폴리(에틸렌 아디페이트), 폴리(트랜스-부타디엔), 열가소성 폴리우레탄(예를 들면, 카르보탄 TPU), 스테아르산 등을 포함할 수 있다. 유사하게, 전술한 하나 이상의 지질 물질도 소수성 결합제로서 이용될 수 있다. 추가 실시예들에서, 결합제는 구체적으로 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol: PEG)과 같은 친수성 물질일 수 있다. 적절한 결합제들의 추가 예들은 다양한 유형의 알코올들(예를 들면, 라우릴, 세틸, 스테아릴, 및 올레일 알코올)로부터 유도되는 폴리옥시에틸렌 지방 에테르와 같은 물질들을 포함하며, 이러한 물질들은 Brij™ S100(폴리옥시에틸렌 스테아릴 에테르) 또는 Steareth-100과 같은 이름으로 이용 가능하다. 이러한 폴리옥시에틸렌 지방 에테르는 성질상 PEG 물질들과 같은 다른 친수성 결합제들보다 더 소수성이기는 하지만 친수성 결합제로서 유용할 수 있다. 마찬가지로, C10 내지 C30 범위의 탄소 사슬 길이들을 갖는 지방산들이 결합제들로서 유용할 수 있으며, 하나의 예시적인 실시예는 스테아르산이다. 하나 이상의 실시예에서, 결합제들은 중공 코어 구조체의 벽을 형성하는 데 사용되는 물질의 용융 온도보다 낮은 용융 온도를 갖는 물질일 수 있다. 이와 같이, 적절한 결합제 물질들은 약 90 ℃ 내지 약 200 ℃, 약 100 ℃ 내지 약 180 ℃, 또는 약 110 ℃ 내지 약 160 ℃ 범위와 같이, 상당히 높은 용융 온도를 가질 수 있다. 예를 들어, 플라스틱들(예를 들면, 폴리염화비닐(PVC), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 등), 열가소성 수지들, 고무들, 및 유사한 물질들이 몇몇 실시예에서 결합제들로 이용될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 결합제들은 액화 형태의 결합제의 점도와 관련하여 구체적으로 선택될 수 있다. 보다 낮은 액체 점도들을 갖는 결합제들은 그래뉼 형성에 보다 빠른 처리를 달성할 수 있는 반면, 보다 높은 액체 점도들을 갖는 결합제들은 그래뉼 형성에 보다 긴 처리 요건을 초래할 수 있다. 하지만, 마찬가지로, 결합제의 액체 점도는 완성된 그래뉼의 하나 이상의 특성에도 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 보다 높은 액체 점도들을 갖는 결합제들은 상대적으로 더 강한 그래뉼을 가져다 줄 수 있다. 이와 같이, 결합제의 선택은 결합제의 액체 점도의 요인이 될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 액체 형태의 결합제의 유동 특성들은 적어도 부분적으로는 결합제의 분자량의 선택을 통해 제어될 수 있다. 예를 들어, PEG 물질들이 결합제들로서 특히 유용할 수 있으며, 다양한 등급의 PEG 물질들이 물질의 분자량에 적어도 부분적으로 기초하여 선택될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 중공 코어 그래뉼 중의 결합제로서 사용하기에 적합한 PEG 물질들은 특히 적어도 400 Da, 적어도 1000 Da, 적어도 2000 Da, 또는 적어도 4000 Da의 분자량을 가질 수 있다. 최대 분자량은 예를 들면, 50000 Da 이하, 45000 Da 이하, 또는 40000 Da 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, PEG의 분자량은 약 400 Da 내지 약 34,000 Da의 범위일 수 있다. 구체적인 실시예들에서는, 약 400 Da 내지 약 15000 Da, 약 500 Da 내지 약 12000 Da, 또는 약 1000 Da 내지 약 10000 Da와 같은 보다 낮은 범위가 사용될 수도 있다. 다른 실시예들에서는, 약 8000 Da 내지 약 34000 Da, 약 10000 Da 내지 약 30000 Da, 또는 약 12000 Da 내지 약 25000 Da와 같은 높은 범위가 사용될 수도 있다.
분자량은 중량 평균 분자량(weight average molecular weight: Mw) 또는 수 평균 분자량(number average molecular weight: Mn)으로 나타낼 수 있다. 두 표현 모두 평균 분자 수(ni)와 각 분자의 몰 질량(Mi)을 갖는 고분자 용질 함유 용액의 특성화를 기반으로 한다. 따라서, 수 평균 분자량은 아래의 수학식 1로 정의된다.
Figure pct00001
중량 평균 분자량(분자량 평균으로도 알려짐)은 광산란법을 사용하여 직접 측정 가능하며 아래의 수학식 2로 정의된다.
Figure pct00002
분자량은 Z 평균 몰 중량(Mz)으로 표현될 수도 있는데, 그 계산은 몰 중량이 큰 분자들에 보다 중점을 둔다. Z 평균 몰 중량은 아래의 수학식 3으로 정의된다.
Figure pct00003
달리 언급되지 않는 한, 분자량(MW)은 본 명세서에서 중량 평균 분자량으로 표현된다.
다양한 고체의 벽 형성 물질들이 다양한 결합제들과 함께 위에서 설명되었으나, 본 발명은 본 명세서에 기재되고 본 발명에 비추어 달리 유용한 것으로 인식될 수 있는 벽 형성 물질들과 결합제들의 모든 조합들을 감안하는 것으로 이해된다. 그래서, 본 발명은 적어도 하나의 벽 또는 층이 다음 중 어느 하나를 포함하는 중공 코어 구조체들을 포함한다: 전술한 적어도 하나의 결합제와 조합된 하나 이상의 유형의 점토(예를 들면, 벤토나이트)의 입자들; 전술한 적어도 하나의 결합제와 조합된 유리 입자들; 전술한 적어도 하나의 결합제와 조합된 하나 이상의 세라믹의 입자들; 전술한 적어도 하나의 결합제와 조합된 하나 이상의 알루미나의 입자들; 전술한 적어도 하나의 결합제와 조합된 하나 이상의 규산염의 입자들; 전술한 적어도 하나의 결합제와 조합된 하나 이상의 제올라이트의 입자들; 전술한 적어도 하나의 결합제와 조합된 탄소 입자들; 전술한 적어도 하나의 결합제와 조합된 하나 이상의 금속의 입자들; 전술한 적어도 하나의 결합제와 조합된 하나 이상의 염(예를 들면, 중탄산나트륨 또는 베이킹 소다, 탄산나트륨 또는 소다회, 또는 염화나트륨)의 입자들; 전술한 적어도 하나의 결합제와 조합된 하나 이상의 클리닝 조성물의 입자들; 전술한 적어도 하나의 결합제와 조합된 하나 이상의 비료의 입자들; 전술한 적어도 하나의 결합제와 조합된 하나 이상의 살충제의 입자들; 전술한 적어도 하나의 결합제와 조합된 하나 이상의 흡수제 및/또는 흡착제의 입자들; 전술한 적어도 하나의 결합제와 조합된 하나 이상의 탈취제 및/또는 냄새 조절제의 입자들; 전술한 적어도 하나의 결합제와 조합된 하나 이상의 표백제 또는 표백 제제(bleaching agent)의 입자들; 전술한 적어도 하나의 결합제와 조합된 하나 이상의 산화제의 입자들; 전술한 적어도 하나의 결합제와 조합된 하나 이상의 환원제의 입자들; 전술한 적어도 하나의 결합제와 조합된 하나 이상의 겔화제의 입자들; 전술한 적어도 하나의 결합제와 조합된 하나 이상의 충전제의 입자들; 및 전술한 적어도 하나의 결합제와 조합된 하나 이상의 킬레이트제의 입자들. 물론, 본 명세서에 기재된 임의의 유형의 물질이 단독으로 또는 원하는 물질이 고체 형태가 아닌 고체와 조합하여 벽 형성 물질로서 사용될 수 있음이 이해된다.
본 명세서에서 더 논의되는 바와 같이, 벽 형성 물질의 선택 및/또는 결합제 물질의 선택은 다양한 특성들을 나타내도록 중공 코어 그래뉼을 커스터마이즈하는 데 효과적일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 중공 코어 그래뉼은 수분 흡수 능력과 관련하여 규정될 수 있다. 이는 특히 중공 코어 그래뉼이 친수성이 되도록 적절한 벽 형성 물질들 및/또는 결합제들을 포함하는 중공 코어 그래뉼과 관련하여 특징짓는 특징일 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 중공 코어 그래뉼은 중공 코어 그래뉼이 중공 코어 그래뉼의 초기 중량의 약 5% 내지 약 80%, 약 10% 내지 약 70%, 또는 약 15% 내지 약 60%인 소정 중량의 수분을 흡수하도록 수분 흡수 능력을 가질 수 있다. 마찬가지로 중공 코어 그래뉼은 벽 형성 물질 단독보다 더 큰 수분 흡수량을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 중공 코어 그래뉼은 중공 코어 그래뉼을 형성하는 데 사용되는 벽 형성 물질(즉, 중공 코어 그래뉼에 편입되기 전에, 벽 형성 물질이 그 천연 형태일 때)의 수분 흡수량을 약 2% 내지 약 20%, 약 2% 내지 약 15%, 또는 약 3% 내지 약 10%의 양만큼 초과하는 수분 흡수량을 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 본 명세서에 기재된 중공 코어 그래뉼은 오일 흡수 능력과 관련하여 규정될 수 있다. 이는 특히 중공 코어 그래뉼이 소수성이 되도록 적절한 벽 형성 물질들 및/또는 결합제들을 포함하는 중공 코어 그래뉼과 관련하여 특징짓는 특징일 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 중공 코어 그래뉼은 중공 코어 그래뉼이 중공 코어 그래뉼의 초기 중량의 약 5% 내지 약 80%, 약 10% 내지 약 70%, 또는 약 25% 내지 약 65%인 소정 중량의 오일을 흡수하도록 오일 흡수 능력을 가질 수 있다. 마찬가지로 중공 코어 그래뉼은 벽 형성 물질 단독보다 더 큰 오일 흡수량을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 중공 코어 그래뉼은 중공 코어 그래뉼을 형성하는 데 사용되는 벽 형성 물질(즉, 중공 코어 그래뉼에 편입되기 전에, 벽 형성 물질이 그 천연 형태일 때)의 오일 흡수량을 약 5% 내지 약 50%, 약 10% 내지 약 40%, 또는 약 15% 내지 약 35%의 양만큼 초과하는 오일 흡수량을 가질 수 있다.
제조 방법
본 발명에 따른 중공 코어 구조체들은 다양한 방법들에 따라 제조될 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 실질적으로 중공의 코어를 갖는 구조체를 제조하는 방법은 혼합물을 형성하기 위해 본 명세서에 기재된 결합제를 본 명세서에 기재된 벽 형성 물질의 복수의 고체 입자와 조합하는 단계를 포함할 수 있다. 벽 형성 물질은 특히 결합제에 실질적으로 불용성이며 결합제의 융점보다 높은 융점을 갖는 물질일 수 있다. 고체의 벽 형성 물질들의 예시적인 실시예들 및 위에 제공된 결합제들의 예시적인 실시예들에 비추어, 이러한 방법들을 수행하기 위해 어떤 유형의 고체의 벽 형성 물질들이 어떤 유형의 결합제들과 조합될 수 있는지는 용이하게 명확해질 것이다. 예시적인 실시예들에서, 적절한 결합제는 약 40 ℃ 내지 약 95 ℃(또는 전술한 바와 같은 추가 범위)의 융점을 갖는 물질일 수 있고, 적절한 고체 입자들은 약 60 ℃ 이상, 약 70 ℃ 이상, 약 80 ℃ 이상, 약 100 ℃ 이상, 또는 약 110 ℃ 이상의 융점을 갖는 물질일 수 있다. 물론, 결합제가 벽 형성 물질의 융점보다 적어도 5 ℃, 적어도 10 ℃, 적어도 15 ℃, 또는 적어도 20 ℃ 낮은 융점을 갖도록 적절한 결합제가 선택될 수 있음이 이해된다. 결합제와 고체 입자들은 실온 또는 주위 온도와 같이, 결합제의 융점보다 낮은 온도에서 조합될 수 있다. 결합제와 고체 입자들은 실질적으로 균일한 혼합물을 제공하기 위해 이 온도에서 약 15초 내지 약 180초, 약 30초 내지 약 150초, 또는 약 45초 내지 약 120초와 같은 특정 시간 동안 혼합될 수 있다.
물질들의 조합물은 가열을 위한 제2 용기로 이송하기 위한 제1 용기에 있을 수 있다. 혹은, 프로세스는 유동층 반응기(fluidized bed reactor)와 같은 단일 유닛에서 수행될 수도 있다. 이와 같이, 혼합을 제공하고 선택적으로 혼합물의 가열 및/또는 냉각을 제공하기 위해, 공기와 같은 유동화 가스가 (유동)층을 통해 위쪽으로 흐를 수 있다. 다른 유형의 반응기들도 사용될 수 있다. 유동층 반응기를 사용하는 경우, 유동층에 결합제 물질의 입자들이 먼저 첨가되고 이어서 벽 형성 물질의 입자들이 첨가될 수 있다.
결합제와 고체 입자들의 혼합물은 결합제의 용융을 일으키기 위해 최대 온도로 가열될 수 있다. 그래서, 최대 온도는 결합제의 융점보다는 높고 복수의 고체 입자의 융점보다는 낮은 온도일 수 있다. 이러한 가열은 고체 입자들의 응집체들을 형성하도록 구성되거나 적합하게 될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 최대 온도는 결합제의 융점을 약 5 ℃ 이상, 약 10 ℃ 이상, 또는 약 20 ℃ 이상 초과하는 온도일 수 있다. 결합제는 대신에 또는 추가적으로, 벽 형성 물질에 첨가될 때 적어도 부분적으로 유동화(예를 들면, 용융)될 수 있다. 예를 들면, 액체 형태의 결합제가 예컨대, 실질적으로 미세한 스프레이 또는 미스트 형태로 액체 결합제를 제공하도록 구성되거나 적합하게 된 분무기 또는 유사한 유닛을 통해 벽 형성 물질의 입자들에 분사될 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 벽 형성 물질의 입자들보다 훨씬 더 큰 결합제 입자들이 이용되는 경우 인시튜 용융(in situ melting)이 이용될 수 있다. 구체적으로, 벽 형성 물질의 입자들을 용융된 결합제 입자들에 침지시키고 이어서 적층함으로써 중공 코어 입자들이 형성될 수 있다. 하지만, 바람직하게는, 가열이 계속됨에 따라 형성되는 그래뉼의 중심으로부터 결합제가 유출되어 벽을 형성하는 입자들의 틈새 공간들로 유입되도록 벽 형성 물질의 입자들이 결합제의 종자 입자들 또는 결정들 주위에 축적되거나 응집되도록 물질들은 적절한 구성으로 공급되게 된다.
몇몇 실시예에서, 가열은 지정된 가열 속도를 이용하여 수행될 수 있다. 예를 들면, 가열은 약 분당 5 ℃ 내지 약 분당 25 ℃, 약 분당 7 ℃ 내지 약 분당 22 ℃, 또는 약 분당 10 ℃ 내지 약 분당 20 ℃의 속도로 수행되는 것이 바람직할 수 있다. 가열은 주변 온도에서 시작될 수 있으며, 최대 온도에 도달할 때까지 언급된 속도로 가열이 적용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 최대 온도는 규정된 시간 동안 유지될 수 있다. 예를 들어, 최대 온도는 약 30초 내지 약 1시간, 약 30초 내지 약 45분, 또는 약 2분 내지 약 30분간 유지될 수 있다. 첨부된 예들에서 볼 수 있듯이, 최대 가열 온도에서의 체류 시간은 벽 두께, 그래뉼 크기, 및 형성된 그래뉼의 벽에 존재하는 결합제의 백분율을 포함한 최종 그래뉼의 특성들에 영향을 미칠 수 있다.
몇몇 실시예에서, 유동층 반응기에서의 처리 시간은 제조되는 중공 코어 구조체들의 개별 그래뉼의 평균 크기를 조정하도록 제어될 수 있다. 처리 시간은 중공 코어 구조체들의 개별 그래뉼의 캐비티의 크기, 캐비티 직경 대 전체 그래뉼 직경의 비, 및 그래뉼의 부피 밀도와 같은 다른 특성들을 제어하도록 또한 조정될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 유동층 반응기에서의 처리 시간은 언급된 특성들 중 하나 이상을 극대화하기 위해 약 10분 내지 약 20분의 범위 또는 약 12분 내지 약 18분의 범위 내가 되도록 조정될 수 있다. 보다 낮은 값들을 제공하기 위해 보다 짧은 처리 시간들(예를 들면, 약 1분 내지 약 9분 또는 약 3분 내지 약 7분) 및/또는 보다 긴 처리 시간들(예를 들면, 약 22분 내지 약 30분)이 이용될 수 있다. 처리 시간들도 마찬가지로 액화 결합제의 점도에 따라 조정될 수 있다. 구체적으로, 보다 높은 점도들은 보다 긴 체류 시간들을 필요로 할 수 있는 반면, 보다 낮은 점도들은 보다 짧은 체류 시간들을 필요로 할 수 있다.
복수의 고체 입자의 형성된 응집체들은 냉각되어 각각이 실질적으로 중공의 코어(즉, 내부 캐비티)를 갖는 복수의 그래뉼을 제공할 수 있다. 특히, 이는 결합제의 융점보다 낮은 온도로 냉각하는 것을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 약 5초 내지 약 5분, 약 10초 내지 약 3분, 또는 약 15초 내지 약 2분의 시간 내에 결합제의 융점보다 낮게 냉각시키는 것과 같이, 고체 입자들을 실질적으로 급속 냉각시키는 것이 유익할 수 있다. 다른 실시예들에서는, 약 5분 내지 약 60분, 약 10분 내지 약 50분, 약 20분 내지 약 40분, 또는 약 25분 내지 약 35분과 같이, 보다 긴 냉각 시간들이 이용될 수 있다.
비한정적인 예로서, 몇몇 실시예에서는, 본 명세서에 기재된 구조체들의 제조가 멀티 스테이지 믹서(multi-stage mixer)에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 스테이지 믹서에서는, 벽 형성 물질의 입자들이 결합제와 조합될 수 있고 결합제의 결정 또는 입자(들)의 주위에 벽 형성 입자들의 비교적 얇은 코팅을 효과적으로 형성할 수 있다. 벽 형성의 입자들이 결합제 주위에 계속 응집하거나 달리 결합하여 벽의 두께를 증가시키는 동안 혼합은 계속될 수 있다. 필요한 경우, 제1 스테이지 믹서로부터의 입자들은 제2 스테이지 믹서로 전달될 수 있으며, 이곳에서 벽 형성을 위해 응집 또는 입자 부착이 계속될 수 있다. 원하는 벽 두께를 갖는 구조체들은 다음으로, 원하는 중공 코어 구성을 갖는 구조체들을 남기기 위해 구조체들로부터 결합제의 일부 또는 실질적으로 전부를 제거하기 위해 회전식 건조기(또는 유사한 구조체)로 전달될 수 있다. 이러한 응집 때문에, 중공 코어 구조체들의 개별 그래뉼 내의 캐비티의 크기를 조정하기 위해 결합제 물질의 선택이 사용될 수 있다. 상대적으로 더 작은 입자들 또는 결정들로 존재하는 경향이 있는 결합제들은 그래서 상대적으로 작은 코어 직경들을 갖는 개별 그래뉼을 형성하기 위해 선택될 수 있고, 상대적으로 더 큰 입자들 또는 결정들로 존재하는 경향이 있는 결합제들은 그래서 상대적으로 큰 코어 직경들을 갖는 개별 그래뉼을 형성하기 위해 선택될 수 있다.
위에서 논의한 바와 같이, 벽 형성 물질의 입자들은 초기에는 결합제 물질의 입자들 주위에 응집할 수 있으나, 결합제 물질이 액화됨에 따라, 결합제 물질은 형성되는 그래뉼의 코어로부터 유출되어 벽 형성 물질의 축적되는 입자들에 유입될 수 있다. 형성되는 및/또는 형성된 그래뉼의 내부로부터의 결합제의 배출은 그래뉼의 내부 캐비티를 발생시킨다. 개별 그래뉼을 형성하는 벽의 내벽 표면(19)과 외벽 표면(17) 중 어느 하나 또는 양자 모두에는 결합제의 일부가 잔류할 수 있다. 마찬가지로, 앞서 논의된 바와 같이 틈새 공간들(154)에는 결합제의 일부가 잔류할 수 있다. 비한정적인 예들로서, 본 발명에 따른 실질적으로 중공의 코어를 갖는 형성된 구조체는 중공 코어 구조체의 벽에 존재하는 결합제의 양이 그래뉼의 총 중량을 기준으로 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%, 약 1 중량% 내지 약 45 중량%, 약 2 중량% 내지 약 40 중량%, 또는 약 5 중량% 내지 약 30 중량%가 되도록 구성될 수 있다.
하나 이상의 실시예에서, 실질적으로 중공의 코어를 갖는 구조체는 겔 형성 프로세스에서 제조될 수 있다. 이러한 프로세스는, 겔 또는 하이드로겔이며 주로 물과 겔 형성제를 포함하는 실질적으로 연속상(continuous phase)의 외벽을 갖는 중공 코어 구조체들을 형성하는 데 특히 유용할 수 있다. 이러한 중공 코어 구조체들은 형성된 그대로 이용될 수도 있고, 또는 예컨대, 겔 벽을 둘러싸는 추가의 외벽을 형성하기 위해 추가로 처리될 수도 있다.
이러한 실시예들에 따른 구조체들을 제조하는 방법들은 수중의 겔 형성제의 용액을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 겔 형성제는 특히 본 명세서에서 달리 설명된 친수성 장쇄 폴리머일 수 있다. 바람직하게는, 겔 형성제와 물은 용액을 형성하도록 폴리머 용해를 촉진시키기 위해 상승된 온도에 있을 수도 있고, 또는 이러한 온도로 특히 가열될 수도 있다. 예를 들어, 수중의 겔 형성제의 용액은 약 50 ℃ 내지 약 95 ℃, 약 55 ℃ 내지 약 90 ℃, 또는 약 60 ℃ 내지 약 85 ℃와 같이, 약 50 ℃ 이상, 약 60 ℃ 이상, 또는 약 70 ℃ 이상의 온도일 수 있다. 용액은 겔 형성물이 실질적으로 모두 용해될 때까지 - 예를 들면, 육안 검사에 의해 입증되듯이 - 상승된 온도에서 교반되거나 단순히 방치될 수 있다.
본 방법들은 겔 형성제(예를 들면, 친수성 장쇄 폴리머)의 액적들을 형성하도록 구성되거나 적합하게 된 방식으로 용액의 스트림을 소수성 액체와 접촉시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 접촉시키는 단계는 다양한 수단을 통해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 용액의 스트림과 소수성 액체의 스트림은 두 스트림이 용액을 겔 액적들로 분리시키기에 충분한 물리적 접촉 상태에 있을 수 있도록 동시에 주입될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 소수성 액체는 용기에 제공될 수 있고, 수중의 겔 형성제의 용액은 용기 내로 주입되거나 달리 도입할 수 있다. 필요한 경우, 용액은 실질적으로 액적 형태로 또는 비교적 가는 스트림 형태로 소수성 액체와 접촉하도록 전달될 수 있다. 예를 들어, 용액은 약 0.01 mm 내지 약 2 mm, 약 0.05 mm 내지 약 1.5 mm, 약 0.1 mm 내지 약 1.2 mm, 또는 약 0.2 mm 내지 약 1 mm의 직경과 같은 바람직하게 작은 크기의 하나 또는 복수의 출구를 포함하는 주사기 펌프 또는 유사한 디바이스를 통해 전달될 수 있다.
용액은 소수성 액체와 화합하기 전에 적어도 부분적으로 냉각될 수 있으며 및/또는 소수성 액체와의 접촉에 의해 냉각될 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 예냉이 배제될 수 있다. 바람직하게는, 소수성 액체는 겔 형성제의 용액의 온도보다 낮은 온도에 있다. 예를 들어, 소수성 액체는 약 45 ℃ 이하, 약 40 ℃ 이하, 또는 약 35 ℃ 이하(예를 들면, 약 5 ℃ 내지 약 40 ℃, 약 5 ℃ 내지 약 25 ℃, 또는 약 5 ℃ 내지 약 20 ℃)의 온도일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 소수성 액체는 냉장 탱크 또는 유사한 저장 유닛에 제공될 수 있다.
선택적으로, 본 방법은 소수성 액체로부터 겔 액적들을 분리하는 단계를 포함할 수 있다. 물질들의 2개의 스트림이 동시에 접촉될 때, 예를 들면, 겔 액적들이 포착되도록 스트림들을 적절한 크기의 체 등의 위에서 화합함으로써, 형성 단계 중에 분리가 발생할 수 있다. 혹은, 용액의 스트림이 용기 내의 소수성 액체에 첨가될 때, 소수성 액체와 형성된 겔 액적들의 혼합물은 겔 액적들을 포착하기 위해 적절한 크기의 체 등을 통해 처리될 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 컨베이어 또는 유사한 운송 시스템이 수집된 겔 액적들(또는 비드들)을 소수성 액체 탱크로부터 이동시키는 데 사용될 수 있다.
몇몇 실시예에서는, 실질적으로 클리닝된 겔 액적들을 제공하기 위해 예컨대, 비누로 겔 액적들의 세척을 수행하는 것이 유용할 수 있다. 이는 예를 들면, 비누 용액으로 헹구고, 겔 액적들을 비누 용액 배쓰에 일시적으로 담그고, 이어서 실질적으로 순수한 물로 헹굼으로써, 또는 임의의 유사한 방법에 의해 달성될 수 있다. 이는 겔 액적들 상의 잔류 소수성 액체가 겔 액적들을 실질적으로 소수성이 되게 하고 겔 액적들의 최종 강도와 수분 흡수 특성들을 저하시킬 수 있기 때문에 유익할 수 있다. 비누 등으로 세척하는 것은 그래서 실질적으로 클리닝된 겔 액적들을 제공할 수 있다.
컨디셔닝된 겔 액적들을 형성하기 위해 실질적으로 클리닝된 겔 액적들을 컨디셔닝제(conditioning agent)로 적어도 부분적으로 코팅하는 것이 더욱 유용할 수 있다. 컨디셔닝제는 겔 액적들이 서로 부착되는 것을 실질적으로 방지하도록 구성되거나 적합하게 된 임의의 물질 또는 물질들의 조합일 수 있다. 그래서, 컨디셔닝제는 유동 조제(flow aid)로서 기능할 수 있다. 또한, 컨디셔닝제는 겔 액적들에의 코팅 층/벽의 부착을 향상시키는 데 유용한 물질 또는 물질들일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 컨디셔닝제는 불활성 분말과 오일의 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 탤컴 파우더(talcum powder), 분말 전분(들)(예를 들면, 옥수수 전분, 타피오카 전분, 칡 전분, 쌀 전분), 곡물 가루(들)(예를 들면, 귀리 가루), 퓸드 실리카(fumed silica), 침강 실리카, 과자 설탕, 규산칼슘, 알루미노규산나트륨, 페로시안화나트륨, 페로시안화칼륨, 페로시안화칼슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 셀룰로오스 파우더, 인산골, 규산나트륨, 이산화규소, 삼규산마그네슘, 규산칼륨알루미늄, 벤토나이트, 규산알루미늄, 스테아르산, 폴리디메틸실록산 등이 불활성 분말로서 이용될 수 있다. 적절한 오일들은 실리콘 오일, 광유, 디메티콘 등을 포함할 수 있다.
컨디셔닝제의 첨가는 겔 액적 상의 코팅층의 추후 첨가와 관련하여 특히 유용할 수 있다. 예를 들면, 점토 물질이 특히 코팅층으로 형성될 수 있으며, 이는 컨디셔닝된 겔 액적들을 점토 입자들 또는 분말 점토(또는 본 명세서에서 이미 설명된 다른 물질들)와 접촉시키는 것을 포함할 수 있다. 코팅층이 겔 액적들에 도포될 때, 건조 단계를 수행하는 것이 유용할 수 있다. 예를 들어, 코팅층을 갖는 겔 액적들은 주위 온도 또는 상승된 온도에서 건조될 수 있고, 혹은 강제 공기 건조가 이용될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 코팅층을 갖는 겔 액적들은 약 90 ℃ 이상, 약 100 ℃ 이상, 또는 약 110 ℃ 이상(예를 들면, 약 90 ℃ 내지 약 150 ℃, 약 100 ℃ 내지 약 140 ℃, 또는 약 110 ℃ 내지 약 130 ℃)의 온도에서 건조될 수 있다. 바람직하게는, 코팅이 완료된 후에 상승된 온도에서의 건조가 수행될 수 있다. 코팅은 겔 액적들이 코팅 물질과 실질적으로 균일하게 혼합될 수 있는 플레이트 조립기(plate granulator), 드럼 조립기 등과 같은 다양한 코팅 유닛들을 사용하여 수행될 수 있다.
하나 이상의 실시예에서, 본 발명은 그래서 중공 코어 구조체들을 제조하기 위한 실질적으로 연속적인 프로세스를 제공할 수 있다. 이러한 프로세스는 하이드로겔 비드들/액적들을 형성하는 단계, 형성된 하이드로겔 비드들/액적들을 세척하는 단계, 및 분말 또는 입자의 고체 코팅 물질을 이용하여 하이드로겔 비드들/액적들을 코팅하는 단계를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 비드/액적들을 형성하는 단계는 하이드로겔 용액을 선택적으로 냉장되는 소수성 액체와 접촉시키는 단계를 포함할 수 있고, 이는 저장 용기로부터 복수의 출구를 포함할 수 있는 주사기 펌프 또는 유사한 컴포넌트를 통해 하이드로겔 용액을 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 비드들/액적들은 소수성 액체 중에서 실질적으로 자발적으로 형성될 수 있으며, 그리고 나서 컨베이어 시스템 또는 유사한 유닛을 통해 그곳으로부터 세척/헹굼 스테이지로 이동될 수 있다. 세척/헹굼 스테이지에서, 비드들/액적들은 예컨대, 분무되거나 비드들/액적들과 달리 접촉될 수 있는 세제 용액과의 접촉을 통해 그로부터 실질적으로 또는 완전히 제거될 수 있는 소수성 액체의 잔류 층을 가질 수 있다. 세척된/헹군 비드들/액적들은 예컨대, 히터 및/또는 공기 건조기를 통한 통과를 통해 선택적으로 적어도 부분적으로 건조될 수 있다. 선택적으로 적어도 부분적으로 건조된 세척된/헹군 비드들/액적들은 위에서 논의된 바와 같이 선택적으로 사전 컨디셔닝될 수 있다. 그래서, 비드들/액적들은 적절한 컨디셔닝 물질로 분무 코팅되거나 달리 이와 접촉될 수 있다. 세척/헹굼 및 임의의 추가의 선택적인 처리들을 거친 비드들/액적들은 다음으로 코팅 유닛을 통과할 수 있는데, 코팅 유닛은 비드들/액적들이 원하는 코팅 두께에 도달할 때까지 분말 또는 입자의 고체 코팅 물질과 접촉되는 하나 또는 복수의 혼합 스테이지로 구성될 수 있다. 이와 같이 코팅된 비드들/액적들은 다음으로 열 및/또는 강제 공기에 의한 건조를 위해 건조 유닛을 통과할 수 있다. 건조된 비드들/액적들은 사용할 준비가 될 수도 있고, 또는 선택적으로 추가 컨디셔닝 층들 및/또는 코팅 물질(예를 들면, 벤토나이트 분말 또는 본 명세서에 기재된 다른 코팅 물질)의 추가 층들과 같은 추가 코팅층들의 추가를 위해 하나 이상의 추가 혼합 유닛을 통과할 수 있다. 이러한 프로세스는 비드들/액적들이 연속적으로 형성되어 반송 시스템 또는 유사한 적절한 시스템을 따라 하나의 처리 유닛으로부터 다음 처리 유닛으로 이송되어 완성된 중공 코어 구조체들을 제공할 수 있다는 점에서 실질적으로 연속적일 수 있다.
제조 제품 및 물품
중공 코어 구조체들/그래뉼은 다양한 제품들을 형성하는 데 이용될 수 있다. 이러한 제품들은 그 기능적 측면과 관련하여 및/또는 본 명세서에 기재된 중공 코어 구조체로서의 제품의 적어도 하나의 성분의 구성으로부터 적어도 부분적으로 발생하는 그 물리적 특성과 관련하여 규정될 수 있다. 전술한 제조 방법들은 다양한 고체 물질들(예를 들면, 화합물들, 광물들, 및 여러 성분의 혼합물들)을 그 고밀도의 형태(즉, 내부 캐비티 또는 중공 코어를 갖지 않음)로 제공될 때의 동일한 물질과 비교하여 향상된 특성들을 낼 수 있는 중공 코어 형태로 구성할 수 있게 한다. 예를 들어, 물질을 본 명세서에 기재된 바와 같은 중공 코어 형태로 제공하면 물질의 중량 또는 부피 밀도의 저감, 제품의 용해도의 개선, 흡수 및/또는 흡착 특성들의 개선, 성분의 방출의 개선, 고체 그래뉼의 유동성 또는 유사한 특성들의 개선 등과 같은 용도의 증가 및 성능의 개선을 제공할 수 있다. 상이한 물질들의 혼합물들과 관련하여, 혼합물의 단일 성분이 중공 코어 형태로 제공될 수 있으며 그래서 물질들의 전체 혼합물에 개선된 특성들을 부여할 수 있다. 유사하게, 혼합물의 복수의 성분 또는 심지어는 성분들 전부가 중공 코어 형태로 제공될 수도 있다. 예를 들어, 혼합물은 개별적으로 중공 코어 그래뉼로서 구성된 하나 이상의 성분(예를 들면, 제1 성분이 벽 형성 물질인 중공 코어 그래뉼의 제1 그룹, 및 제2 성분이 벽 형성 물질인 중공 코어 그래뉼의 제2 그룹, 및 선택적으로 중공 코어 그래뉼의 추가 그룹들, 중공 코어 그래뉼의 그룹들은 상호 혼합됨)을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 혼합물은 중공 코어 그래뉼로서 화합된 하나 이상의 성분(예를 들면, 2개 이상의 성분 모두가 벽 형성 물질로 사용되는 중공 코어 그래뉼의 그룹)을 포함할 수 있다. 추가 예로서, 혼합물은 중공 코어 그래뉼의 전술한 유형들 중 어느 하나와 중공 코어 그래뉼 형태가 아닌 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 중공 코어 구조체의 형태로 제공되는 제품들은 물질의 비중공 코어 버전에 비해 개선된 용해도를 나타낼 수 있다. 개선된 가용화는 물질들을 크기 기준으로 비교했을 때 특히 두드러질 수 있다. 주어진 물질의 복수의 개별 입자를 포함하는 외벽을 갖는 중공 코어 구조체로서 제조된 그래뉼은 그래뉼의 외벽에 존재하는 물질의 개별 입자들보다 크기가 훨씬 더 크다. 보다 큰 그래뉼은 그래뉼의 벽을 형성하는 보다 작은 입자들이 개별적으로 가용화될 수 있도록 적절한 용매의 존재 하에서 쉽게 쪼개지도록 구성될 수 있다. 중공 코어 그래뉼과 실질적으로 동일한 크기로 존재하는 물질의 완전히 고밀도의 입자는 용매가 천천히 표면을 침투함에 따라 훨씬 더 느리게 용해된다. 그래서, 물질의 개별 입자들의 벽으로 형성된 그래뉼은 용매와의 상호작용을 위한 훨씬 더 큰 표면적을 나타내게 된다. 유사하게, 그래뉼을 형성하는 데 이용되는 결합제는 원하는 용매에서의 용해도에 맞춰 선택될 수 있다. 예를 들어, 수성 용매들 또는 극성 용매들에 용해되도록 하기 위한 고체 물질들과 관련하여, 다양한 PEG 물질들과 같은 친수성 결합제들이 이용될 수 있으며, 결합제는 용매에서 그래뉼의 급속한 용해에 적어도 부분적으로 관여하게 된다. 유사하게, 비극성 용매들에 용해되도록 하기 위한 고체 물질들과 관련하여, 왁스들 또는 소수성 폴리머들과 같은 소수성 결합제들이 이용될 수 있으며, 결합제는 여전히 용매에서 그래뉼의 급속한 용해에 적어도 부분적으로 관여하게 된다. 몇몇 실시예에서, 본 명세서에 기재된 중공 코어 구조체를 갖는 특정 중량의 그래뉼의 실질적으로 완전한 가용화까지의 시간은 완전히 고밀도의 형태(즉, 중공 코어 형태가 아님)의 동일한 중량의 동일한 물질의 실질적으로 완전한 가용화까지의 시간보다 적어도 10%, 적어도 25%, 적어도 50%, 또는 적어도 75% 더 빠를 수 있다. 보다 구체적으로, 물질의 중공 코어 형태는 동일한 물질의 비중공 코어 형태보다 약 10% 내지 약 99%, 약 15% 내지 약 95%, 약 20% 내지 약 90%, 또는 약 25% 내지 약 80% 더 빠른 속도로 실질적으로 가용화될 수 있다.
결합제 물질로 벽에 결합된 하나 이상의 물질의 복수의 입자로 형성되는 것으로 본 명세서에 기재된 중공 코어 구조체들의 성질은 제어 방출 조성물들에 대한 다양한 옵션을 제공할 수 있다. 상이한 물질들은 그 물질들의 화학적 및/또는 물리적 성질로 인해 다양한 용매들 및 용매 온도들에서 상이한 용해 속도들을 갖게 된다. 물질들의 식별된 용해 속도들에 기초하여, 본 발명에 따르면, 그 벽이 2개 이상의 상이한 용해 속도를 갖는 2개 이상의 상이한 물질의 입자들을 포함하는 중공 코어 구조체들의 그래뉼을 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 더 논의되는 바와 같이, 본 중공 코어 구조체들은 비료 제품들에 이용될 수 있다. 비료들로서 유용한 다양한 화학물질들 및 화합물들은 상이한 용해 속도 또는 방출 속도들을 나타낼 수 있다. 특히, '속방성(fast release)' 비료들과 '서방성(slow release)' 비료들이 다양하게 알려져 있다. 상이한 방출 속도들을 갖는 비료들의 조합을 제공하는 것이 바람직한 경우, 속방성 비료의 입자들과 서방성 비료의 입자들이 원하는 비율로 조합되어 전술한 바와 같은 중공 코어 구조체들의 그래뉼을 제조하기 위한 벽 형성 성분으로 사용될 수 있다. 그래서, 얻어지는 비료 그래뉼은 중공 코어를 둘러싸는 벽을 갖게 되며, 벽은 속방성 비료 입자들과 서방성 비료 입자들을 설계된 비율로 포함한다. 시비(fertilization)가 필요한 부위에 시용(施用)하면, 속방성 비료 입자들은 즉각적인 시비를 제공하게 되고, 서방성 비료 입자들은 그 서방(slow release)에 기대되는 시간 동안 유지되게 된다. 많은 유형의 제어 방출 그래뉼이 제조될 수 있도록 동일한 원리가 다양한 용해 및/또는 방출 속도들을 갖는 임의의 수의 고체 물질들에 적용될 수 있다.
유사하게, 제어 방출은 동일한 고체 물질의 2개 이상의 상이한 형태를 사용함으로써 달성될 수도 있다. 예를 들면, 원하는 물질이 2개 이상의 상이한 용해 또는 방출 속도를 나타내는 2개 이상의 상이한 형태의 입자들로서 제공될 수 있다. 상이한 방출 속도들은 입자 크기, 입자 순도, 봉입 층의 존재, 또는 용해 또는 방출 속도에 영향을 미치는 다른 인식된 방식들과 관련될 수 있다. 예를 들어, 제1 크기의 제1 입자들은 제1 용해 또는 방출 속도를 가질 수 있고, 제2의 상이한 크기의 제2 입자들은 제2의 상이한 용해 또는 방출 속도를 가질 수 있다. 추가 예로서, 실질적으로 순수한(즉, 전적으로 단일 물질로 형성되거나 소량의 불순물만 갖는) 제1 입자 세트(first set of particles)는 제1 용해 또는 방출 속도를 나타낼 수 있고, 제2 입자 세트는 제2 입자 세트가 제1 입자 세트와는 상이한 용해 또는 방출 속도를 갖도록 하는 양의 첨가제(예를 들면, 불활성 물질 또는 상이한 용해 또는 방출 속도를 갖는 상이한 원하는 물질)를 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 제1 입자 세트는 코팅되지 않은 상태로 제공될 수 있고, 동일한 물질의 제2 입자 세트는 코팅되거나 봉입된 입자들이 코팅되지 않은 또는 봉입되지 않은 입자들에 비해 지연된 방출을 나타내도록 코팅이 제공되거나 봉입된 형태로 제공될 수 있다. 이들 상황 또는 유사한 상황은 원하는 비율로 혼합되어 그래뉼을 제조하기 위한 벽 형성 물질로서 사용될 수 있는 2개, 3개, 4개, 또는 더 많은 입자 세트에 적용될 수 있으며, 중공 코어를 둘러싸는 벽은 2개, 3개, 4개, 또는 더 많은 상이한 용해 또는 방출 속도를 갖는 2개, 3개, 4개, 또는 더 많은 입자 세트를 포함한다. 예를 들어, 세탁 관리 용도에서는, 세탁액에서 세제 물질들의 즉각적인 방출을 제공하지만 표백 물질들, 미백제들 등의 지연된 방출을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 경우들에서, 즉각적인 방출을 위한 세탁 성분들은 개질되지 않은 형태로 제공될 수 있고, 지연된 방출을 위한 세탁 성분들은 봉입되거나 코팅된 형태로 제공될 수 있으며, 다음으로 상이한 물질들은 혼합되어, 세탁액에 첨가될 때 이로부터 세제 성분들은 즉각적으로 방출하면서도 추가 성분들(즉, 코팅되거나 봉입된 성분들)의 방출은 지연시키는 세탁 클리닝 조성물의 그래뉼을 제조하기 위한 벽 형성 물질로서 사용될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 본 명세서에 기재된 바와 같은 중공 코어 형태로의 물질들의 제공은 제품 성능을 제한하지 않으면서 저감된 제품 중량을 제공함에 있어서 특히 유익할 수 있다. 예를 들어, 종종 대량으로 판매되는 고체의 입자 제품들은 소비자들이 나르거나 취급하는 데 곤란할 수 있는 바람직하지 않은 높은 중량을 나타낼 수 있다. 이러한 제품들을 중공 코어 형태로 제공함으로써, 원하는 최종 결과를 달성하는 데 효과적인 양의 제품을 제공하면서도 총 중량을 저감할 수 있으며, 그래서 동일한 결과를 달성하기 위해 소비자에게 실질적인 비용 증가를 회피할 수 있다. 다시 말해서, 제품의 유효 분량은 거의 동일한 제품 비용이지만 감소된 제품 중량으로 실질적으로 동일한 최종 결과를 여전히 제공할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 전체 중량의 이러한 바람직한 감소는 종종 점토들과 같은 고밀도 제품들로 적어도 부분적으로 형성되는 동물용 깔짚 분야에 특히 적용될 수 있다. 점토들은 비교적 저렴하고 효과적인 액체 흡수 물질이기 때문에 종종 동물용 깔짚들에 사용된다. 하지만, 점토들은 상대적으로 밀도가 높고 동물용 깔짚 제품들을 꽤 무겁게 하여, 상업적으로 판매되는 분량들은 대형 깔짚 트레이를 채우는 데 많게는 30 내지 40 파운드(13.62 kg 내지 18.16 kg)의 점토 기반의 깔짚을 필요로 한다. 본 명세서에 기재된 바와 같은 중공 코어 구조체들을 제공하는 능력은 그래서 현저히 낮은 중량 및 개선된 흡수 특성들도 갖는 동물용 깔짚을 형성하는 데 특히 유용할 수 있다. 이는 점토 기반의 중공 코어 구조체들뿐만 아니라 비점토 중공 코어 구조체들로도 확장될 수 있다.
본 명세서에 기재된 바와 같이 물질을 중공 코어 형태로 제공함에 따른 주어진 물질의 중량 또는 질량의 저감은 실질적으로 순수한 제품의 밀도에 따라 달라질 수 있다. 보다 높은 밀도의 물질들은 보다 낮은 밀도의 물질들에 비해 중공 코어 형태로 제공될 때 제품 질량 또는 중량에 있어서 보다 큰 저감을 나타내게 된다. 몇몇 실시예에서, 본 발명에 따른 중공 코어 형태로 제공되는 물질의 정해진 체적은 그 천연 또는 전형적인 비중공 코어 형태로 제공될 때의 동일한 체적의 물질의 질량 또는 중량보다 적어도 5%, 적어도 10%, 적어도 15%, 또는 적어도 20% 적은 질량 또는 중량을 가질 수 있다. 특정 실시예들에서, 중공 코어 버전은 제품의 비중공 코어 버전의 동일한 부피의 질량 또는 중량보다 약 5% 내지 약 60%, 약 7% 내지 약 40%, 또는 약 10% 내지 약 35% 적은 질량 또는 중량을 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 중공 코어 구조체로서 형성된 그래뉼은 기체들과 액체들을 흡수 및/또는 흡착하는 개선된 능력을 나타낼 수 있다. 그래서, 그 전형적인 고밀도 형태에서 양호한 흡수 및/또는 흡착 특성들을 나타내는 것으로 이전에 알려진 물질들은 물질의 입자들을 중공 코어 주위의 벽으로 구성함으로써 이러한 특성들을 개선할 수 있다. 유사하게, 그 전형적인 고밀도 형태에서 반드시 흡수 및/또는 흡착 특성들을 나타내지는 않는 물질들은 물질의 입자들이 중공 코어 주위의 벽으로서 구성될 때 이러한 목적으로 이용될 수 있다. 이론에 얽매이길 바라지는 않으면서, 흡수 및/또는 흡착 특성들에 있어서의 개선은 적어도 부분적으로는 중공 코어를 둘러싸는 벽에 물질의 상당히 많은 수의 보다 작은 입자를 함께 결합함으로써 달성되는 증가된 공극률로 인해 발생할 수 있다고 여겨진다. 마찬가지로, 쉘 구조에의 다수의 작은 입자의 조합은 흡수 및/또는 흡착 목적에 이용 가능한 표면적을 상당히 증가시킬 수 있다. 더욱이, 쉘 구조에의 결합제의 첨가는 마찬가지로 고체의 벽 형성 물질 자체의 입자들에 존재하는 이러한 특성들에 부가적인 흡수 및/또는 흡착 특성들을 제공할 수 있다. 이러한 특성들은 냄새 흡수(즉, 실질적으로 기체 상태로 존재할 수 있는 냄새 유발 화학물질들의 흡수) 및 액체 흡수(예를 들면, 유출물의 정화)의 용도들로 확장될 수 있다.
개선된 흡수 및/또는 흡착은 특히 동일한 체적 또는 중량의 기체 또는 액체가 그 천연 또는 전형적인 완전히 고밀도의 형태(즉, 중공 코어 형태가 아님)의 동일한 물질에 비해 보다 적은 중량의 중공 코어 그래뉼에 의해 흡수될 수 있음을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 본 중공 코어 구조체들은 현재 설명되는 바와 같은 중공 코어 형태가 아닐 때의 물질의 동일한 중량과 비교하여 적어도 10%, 적어도 25%, 적어도 50%, 또는 적어도 75% 더 높은 기체 및/또는 액체의 흡수도(기체의 체적을 기준으로 또는 액체의 체적 또는 질량을 기준으로)를 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 이러한 개선은 약 10% 내지 약 95%, 약 15% 내지 약 90%, 약 20% 내지 약 85%, 또는 약 25% 내지 약 75%의 범위일 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 기체들의 흡수 및/또는 흡착이 개선되고 탈취제로서 기능하도록 구성된(즉, 냄새 유발 화합물들을 흡수, 흡착, 또는 달리 포획, 결합, 및/또는 중화하도록 구성된) 중공 코어 그래뉼은 다양한 벽 형성 물질들, 다양한 결합제들로 제조될 수 있으며, 선택적인 냄새 중화제들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다양한 점토들(예를 들면, 벤토나이트), 염들(예를 들면, 중탄산나트륨), 탄소 물질들(예를 들면, 활성탄), 및 공극률이 높은 물질들(예를 들면, 제올라이트들)이 냄새 유발 화합물들을 포착하는 데 효과적일 수 있으며, 이러한 물질들, 또는 유사한 효능을 나타내는 다른 물질들 중 어느 하나 이상이 중공 코어 그래뉼을 위한 벽 형성 물질로서 사용될 수 있다. 적절한 결합제들은 다양한 분자량의 PEG들(예를 들면, PEG 8000, PEG 12000, 및/또는 PEG 35000), 포화 지방산들(예를 들면, 스테아르산), 및 폴리옥시에틸렌 지방 에테르(예를 들면, Brij™ S100)와 같은 물질들을 포함할 수 있다. 냄새 중화제들은 벽 형성 물질로서 포함될 수 있는 고체로 제공될 수도 있고, 고체의 벽 형성 물질들과 화합되는 액체들일 수도 있고, 결합제와 혼합되는 액체들일 수도 있고, 또는 임의의 다른 적절한 방식으로 중공 코어 그래뉼에 포함될 수도 있다. 적절한 냄새 중화제의 일례는 라우릴 메타크릴레이트이다. 냄새 차폐제들도 마찬가지로 이용될 수 있으며, 원하지 않는 냄새를 차폐하기에 충분한 양으로 원하는 냄새를 전달할 수 있는 방향제들 등을 포함할 수 있다.
냄새 유발 화학물질들 또는 화합물들을 흡수, 흡착, 또는 달리 결합함으로써 악취를 완화시키는 본 명세서에 기재된 중공 코어 그래뉼의 개선된 능력이 본 명세서의 예 12에 예시되어 있다. 구체적으로, 냄새 조절제로서 유효한 물질이 본 발명에 따른 중공 코어 그래뉼의 벽 형성 물질로 사용될 때, 물질의 중공 코어 형태는 그 천연 상태의 동일한 물질에 비해 향상된 기능을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 냄새 저감제의 중공 코어 형태는 냄새 유발 화학물질 또는 화합물과 냄새 저감제의 정해진 접촉 시간 후에 냄새 유발 화학물질 또는 화합물의 검출 가능한 농도가 적어도 10%, 적어도 25%, 적어도 50%, 적어도 75%, 또는 적어도 90% 더 낮을 수 있다는 점에서 냄새 저감제의 천연 형태에 비해 개선된 악취 저감을 나타낼 수 있다. 예 12에서의 테스트는 냄새 저감제의 중공 코어 형태가 시간 경과와 함께 증가한 개선된 악취 저감을 제공하는 지속적인 능력을 보여주었다. 그래서, 위의 범위들에 대한 관련 기간은 짧게는 1 시간 또는 심지어는 길게는 100 시간일 수 있다.
추가의 예시적인 실시예들에서, 액체들의 흡수 및/또는 흡착이 개선되고 그에 따라 유출물 정화 또는 유사한 용도들에 기능하도록 구성될 수 있는 중공 코어 그래뉼은 다양한 벽 형성 물질들, 다양한 결합제들로 제조될 수 있으며, 유기물의 분해와 같은 정해진 목적들을 달성하기 위한 선택적인 첨가제들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다양한 점토들(예를 들면, 벤토나이트), 탄소 물질들(예를 들면, 활성탄), 및 공극률이 높은 물질들(예를 들면, 제올라이트들)이 다양한 장소들(육상 및/또는 수중)에서 수성 및/또는 비수성 액체들을 흡수하는 데 효과적일 수 있으며, 이러한 물질들, 또는 유사한 효능을 나타내는 다른 물질들 중 어느 하나 이상이 중공 코어 그래뉼을 위한 벽 형성 물질로서 사용될 수 있다. 원하는 용도에 따라 적절한 결합제들이 선택될 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예들에서는, 특히 다양한 오일들과 같은 탄화수소들을 포함한 액체들의 흡수에 있어서 육상 사용을 위한 그래뉼을 제조하기 위해 결합제들이 선택될 수 있다. 이러한 목적에 적합한 결합제들은 다양한 분자량의 PEG들(예를 들면, PEG 8000, PEG 12000, 및/또는 PEG 35000), 포화 지방산들(예를 들면, 스테아르산), 및 폴리옥시에틸렌 지방 에테르(예를 들면, Brij™ S100)와 같은 친수성 물질들을 포함할 수 있다. 벤토나이트와 같은 점토들이 이러한 용도들을 위한 벽 형성 물질로서 특히 유용할 수 있다. 다른 특정 실시예들에서는, 특히 해양 환경에서의 유출 오일의 정화 등과 같은 수중 용도들을 위한 그래뉼을 제조하기 위해 결합제들이 선택될 수 있다. 이러한 목적에 적합한 결합제들은 왁스, 파라핀, 폴리카프로락톤, 에틸렌비닐아세테이트 코폴리머들, 폴리프로필렌 카보네이트, 폴리(테트라메틸렌 옥사이드), 폴리(에틸렌 아디페이트), 폴리(트랜스-부타디엔), 및 열가소성 폴리우레탄(예를 들면, 카르보탄 TPU)과 같은 소수성 물질들을 포함할 수 있다. 재차 말하지만, 다양한 점토들이 이러한 용도들에서 흡수성의 벽 형성 물질로서 특히 유용할 수 있다. 정화의 용이성을 개선하기 위해 탄화수소들의 분해에 효과적이거나 유출된 액체들을 달리 개질하는 데 효과적인 생물 작용제들 및 유사한 물질들이 중공 코어 그래뉼에 포함될 수 있다. 이러한 성분들은 벽 형성 물질로서 포함될 수 있는 고체로 제공될 수도 있고, 고체의 벽 형성 물질들과 화합되는 액체들일 수도 있고, 결합제와 혼합되는 액체들일 수도 있고, 또는 임의의 다른 적절한 방식으로 중공 코어 그래뉼에 포함될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 주어진 물질을 현재 설명되는 중공 코어 형태로 제공하는 능력은 물질의 처리 및 사용과 관련하여 유익할 수 있다. 예를 들어, 전형적으로 입자 형태로 판매되는 많은 고체 물질은 미분(즉, 물질의 잔여량의 평균 크기보다 크기가 훨씬 작은 물질의 양)의 존재로 인해 취급 중에 상당한 분진이 발생할 수 있다. 미분(fines)은 제조 프로세스로 인해, 보관 및/또는 취급 중의 입자들의 불가피한 분쇄로 인해, 또는 기타 이유들로 인해 특정 물질들의 덩어리에 본질적으로 존재할 수 있다. 중공 코어 구조체들의 그래뉼을 형성하는 개별 입자들이 결합제의 존재로 인해 개별 그래뉼의 쉘/벽에 유지되므로 본 발명에 따라 분진 발생의 저감이 달성될 수 있다. 미세 입자들은 그래뉼의 벽에서 및/또는 벽의 하나 이상의 층에서 함께 결합되거나 부착되므로, 이러한 미세 입자들은 입자들의 이동 중에 공기 중에 부유하게 될 가능성이 적다. 이와 같이, 고체 물질의 개별 입자들이 결합제와 화합되어 중공 코어를 둘러싸는 하나 이상의 벽 또는 쉘을 형성하는 중공 코어 구조체의 조성물들의 제공. 물질의 주어진 질량과 결부된 분진의 양이 현저히 저감될 수 있다.
분진 발생을 저감하는 것 외에도, 중공 코어 그래뉼의 구조(즉, 중공 코어를 둘러싸는 입자들과 결합제의 벽을 가짐)는 물질의 유동성(flowability) 및/또는 주입성(pourability)의 개선도 이룰 수 있다. 중공 코어 구조체들의 개별 그래뉼은 결합제 입자 주위에서의 응집을 통해 형성되기 때문에, 개별 그래뉼은 크기와 형상 중 어느 하나 또는 양자 모두에서 상당한 정도의 균일성을 나타낼 수 있다. 이는 상당히 넓은 범위의 입자 크기들 및/또는 형상들을 가질 수 있는 그 전형적인 고밀도 형태의 동일한 물질의 입자들에 비해 외관의 개선을 이룰 수 있다. 다른 한편으로, 본 중공 코어 구조체들은 평균 입자 크기가 예를 들면, 중간 입자 크기에 대해 20% 미만, 15% 미만, 10% 미만, 5% 미만, 또는 2% 미만으로 달라질 수 있도록 크기의 실질적인 균일성이 구비될 수 있다. 이러한 균일성은 중공 코어 구조체들이 서로를 따라서 및 서로의 주위에서 보다 쉽게 흐를 수 있도록 개별 그래뉼이 이동 중에 서로 상호 작용하는 방식을 개선할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 본 발명에 따른 중공 코어 그래뉼은 pH 개질을 제공하도록 구성될 수 있다. 그래서, 중공 코어 그래뉼은 물질 또는 부위를 덜 산성적으로 만들기 위해 실질적으로 산성인 물질 또는 부위(예를 들면, 7 미만, 6 미만, 5 미만, 4 미만, 또는 3 미만의 pH를 가짐), 실질적으로 중성(예를 들면, 약 6 내지 약 8 또는 약 6.5 내지 약 7.5의 범위), 또는 염기성(예를 들면, 7 초과, 8 초과, 9 초과, 10 초과, 11 초과, 또는 12 초과의 pH)에 첨가하도록 구성될 수 있다. 혹은, 중공 코어 그래뉼은 물질 또는 부위를 위에서 규정한 바와 같이 실질적으로 산성이 되도록 또는 위에서 규정한 바와 같이 실질적으로 염기성이 되도록 하기 위해 실질적으로 중성인 물질 또는 부위에 첨가하도록 구성될 수 있다. 혹은, 중공 코어 그래뉼은 물질 또는 부위를 덜 염기성이 되도록, 위에서 규정한 바와 같이 실질적으로 중성이 되도록, 또는 위에서 규정한 바와 같이 실질적으로 산성이 되도록 하기 위해 전술한 바와 같은 실질적으로 염기성인 물질 또는 부위에 첨가하도록 구성될 수 있다. pH 개질을 위한 구성은 산성 성분을 벽 형성 물질로 이용함으로써, 염기성 성분을 벽 형성 물질로 사용함으로써, 완충액을 벽 형성 물질로 이용함으로써, 또는 산성 성분들, 염기성 성분들, 및 완충액들의 모종의 화합물을 벽 형성 물질로 사용함으로써 달성될 수 있다. 산성 성분들은 전형적으로 고체 형태로 이용 가능한 옥살산, 타르타르산, 시트르산, 말레산 등과 같은 유기산들을 포함할 수 있다. 주변 환경의 pH를 낮추는 데 효과적일 수 있는 가용화 시 이온들을 방출하는 능력과 관련하여 다양한 염들(salts)이 마찬가지로 이용될 수 있다. 염기성 성분들은 다양한 금속들의 산화물들과 같은 물질들뿐만 아니라, 다양한 탄산염들, 수산화물들 등과 같이 주변 환경의 pH를 높이는 데 효과적일 수 있는 가용화 시 이온들을 방출하는 다양한 염들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 완충액들은 국소 환경에서 실질적으로 일관된 pH를 유지하기 위해 적절한 레벨로 용액 중에 이온들을 방출하는 유사한 물질들의 염 혼합물들로 제조할 수 있다. 중공 코어 그래뉼로서 제공되면, pH 개질 중공 코어 그래뉼은 예를 들면, 액체들에 첨가될 수 있으며, 위에서 언급된 방식으로 pH를 개질하기 위해 급속한 가용화를 달성할 수 있다.
전술한 바에 비추어, 본 발명은 본 명세서에 기재된 바와 같은 중공 코어 형태가 아닐 때의 동일한 물질(들)의 전형적인 형태들에 대한 개선을 포함한, 매우 유용한 특성들을 나타낼 수 있는 매우 다양한 제품들을 포함할 수 있음을 알 수 있다. 이는 그 염 형태로 다양한 제품들에서 전형적으로 유용한 다수의 화학물질과 화합물로 확장될 수 있다. 많은 염은 일반적으로 주변 조건들에서 고체 형태로 자연에서 만들어지거나 볼 수 있으며, 그래서 매우 다양한 염들이 본 발명에 따른 중공 코어 그래뉼의 벽 형성 물질로서 이용될 수 있다. 본 발명에 따라 중공 코어 그래뉼의 형태로 제공될 수 있는 염들은 유기성 또는 무기성일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 중공 코어 그래뉼로서 제조하기에 적합한 염들은 알루미늄, 암모늄, 비스무트, 칼슘, 크롬, 구리, 게르마늄, 철, 리튬, 마그네슘, 망간, 니켈, 팔라듐, 백금, 칼륨, 은, 나트륨, 황, 주석, 티타늄, 텅스텐, 바나듐, 아연, 및 지르코늄과 같은 양이온기들(cationic groups)을 갖는 염들을 포함할 수 있다. 추가 실시예들에서, 중공 코어 그래뉼로서 제조하기에 적합한 염들은 아세트산염들, 알루민산염들, 황산암모늄들, 벤조산염들, 붕화물들, 중탄산염들, 브롬산염들, 브롬화물들, 탄화물들, 탄산염들, 염화물들, 크롬산염들, 페라이트들, 불화물들, 수소화물들, 수산화물들, 요오드산염들, 요오드화물들, 젖산염들, 망간산염들, 질산염들, 질화물들, 옥살산염들, 산화물들, 과염소산염들, 인산염들, 인화물들, 규산염들, 규화물들, 스테아르산염들, 황산염들, 황화물들, 티타늄산염들, 텅스텐산염들, 바나듐산염들, 및 지르코늄산염들과 같은 음이온기들(anionic groups)을 갖는 염들을 포함할 수 있다. 중공 코어 그래뉼에 이용될 수 있는 구체적인 염들의 비한정적인 예들은 탄산칼슘, 염화나트륨, 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 과탄산나트륨, 황산나트륨, 과산화탄산나트륨, 염화칼륨, 탄산마그네슘, 황산마그네슘 등을 포함한다.
중공 코어 구조체의 형태일 때 놀랍도록 개선된 특성들을 나타내는, 염들과 같은, 화합물들의 능력은 중탄산나트륨(NaHCO3) 또는 베이킹 소다의 예시적인 실시예와 관련하여 나타낼 수 있다. 중탄산나트륨은 매우 다양한 용도들을 갖는 것으로 알려져 있으며, 그 일례는 황 화합물들과 같은 냄새 유발 화합물들을 흡수하는 물질의 능력의 측면에서 탈취제로서의 사용이다. 본 명세서에서 더 설명되는 바와 같이, 중탄산나트륨 입자들은 PEG, 파라핀, 또는 다른 결합제들과 같은 결합제들과 조합되어, 중공 코어가 중탄산나트륨과 특정 결합제를 포함하는 하나 이상의 벽/쉘에 의해 둘러싸인 그래뉼을 형성할 수 있다. 얻어지는 중공 코어 중탄산나트륨 그래뉼은 물질이 단순히 분말로서 또는 보다 큰 크기의 고체 덩어리로 제공되는 알려진 형태의 중탄산나트륨에 비해 개선된 냄새 흡수 특성들을 제공할 수 있다. 중공 코어 중탄산나트륨 그래뉼은 그래서 냉장고, 옥외 쓰레기통, 실내 쓰레기통, 반려동물용 깔짚 상자 등을 포함한 다양한 환경에서 사용하기 위한 탈취 제제들로서 특히 유용할 수 있다. 이는 중공 코어 형태의 중탄산나트륨이 암모니아 및 황과 같은 물질들과 관련하여 개선된 악취 저감을 나타내는 것으로 밝혀진 아래의 예 12에 제시되어 있다.
중공 코어 중탄산나트륨은 그래서, 실질적으로 순수한 화합물이 결합제와 화합되어 중공 코어 그래뉼을 형성하도록 개질을 통해 개선된 용도로 업그레이드될 수 있는 실질적으로 순수한 화합물의 예시적인 실시예이다. 그래서, 중공 코어 중탄산나트륨 그래뉼은 쉘/벽이 중공 코어를 둘러싸도록 그래뉼이 결합제를 갖는 쉘/벽에 중탄산나트륨 입자들을 포함한다는 점에서 중탄산나트륨의 전형적인 형태와는 다르다 할 것이다. 결합제는 중탄산나트륨의 원하는 용도와 관련하여 실질적으로 불활성일 수 있지만; 몇몇 실시예에서, 결합제들은 의도된 용도를 보완하도록 선택될 수 있으며 그래서 중탄산나트륨 자체에 부가 효과를 제공할 수 있다. 중공 코어 중탄산나트륨은 위에서 이미 논의된 개선된 특성들 - 예를 들면, 개선된 흡수 및/또는 흡착, 개선된 가용화, 저감된 중량, 및 기타 특성들 - 과 관련하여 중탄산나트륨의 전형적인 형태와는 또한 다르다 할 것이다.
중탄산나트륨이 중공 코어 구조체들의 벽 형성 물질로 사용되는 예시적인 실시예에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 따르면 벽 형성 물질의 유용성 및 유효성이 독립형 제품으로서 개선될 수 있도록 벽 형성 물질을 보다 고차 형식으로 구성할 수 있다. 하지만, 이러한 개선은 중탄산나트륨에만 국한되지 않고, 본 명세서에 기재된 다른 벽 형성 물질들도 마찬가지로 물질을 그 천연 형식(즉, 고체 물질의 전형적인 완전히 고밀도의 형태)으로부터, 물질의 입자들이 중공 코어를 둘러싸는 결합제를 갖는 벽에 위치되는, 벽을 갖는 형식으로 재구성함으로써 이익을 얻을 수 있다. 마찬가지로, 이러한 개선은 독립형 제품들로서의 사용에 국한되지 않는다. 그 보다는, 중공 코어 형식을 갖는 그래뉼로 업그레이드된, 중탄산나트륨과 같은, 개별 물질은 다른 유형의 제품들을 규정하는 다양한 혼합물들 및 조성물들의 성분들로서 사용될 수 있다.
예를 들어, 중공 코어 중탄산나트륨 그래뉼의 예를 사용하면, 물질의 이러한 업그레이드된 형태는 다수의 유용한 제품의 성분으로 이용될 수 있다. 현재, 그 전형적인 완전히 고밀도의 형태의 중탄산나트륨은 세탁용 세제들, 식기용 세제들, 카펫 클리너들/탈취제들, 동물용 깔짚들, 및 디오더런트들(deodorants)/제한제들, 및 덴탈 케어 물품들(예를 들면, 치약들)과 같은 퍼스널 케어 제품들과 같은, 다른 배합물들에서 사용을 볼 수 있다. 이러한 제품들 중 어느 하나 이상은 그래서 그 전형적인 형태의 중탄산나트륨을 본 발명에 따른 중공 코어 중탄산나트륨 그래뉼로 대체함으로써 개질 및 개선될 수 있다. 이렇게 개질된 조성물은 그래서 적어도 중공 코어 중탄산나트륨 그래뉼의 개선된 기능적 측면들로부터 발생하는 개선을 나타낼 수 있다. 물론, 중탄산나트륨은 예시적인 실시예로서 이용되고, 개선된 제품들을 제공하는 능력은 중공 코어 중탄산나트륨 그래뉼의 사용에 국한되지 않으며, 이러한 개선은 중탄산나트륨을 그 성분으로서 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있는 화학물질들, 화합물들, 및 복합 혼합물들과 조성물들의 업그레이드를 통해 달성될 수 있다는 것이 이해된다.
매우 다양한 물질들이 벽 형성 물질로 사용될 수 있기 때문에, 본 중공 코어 그래뉼은 매우 다양한 제품들로서 구성될 수 있다. 본 발명의 중공 코어 그래뉼을 부분적으로 또는 전체적으로 포함할 수 있는 제품들의 비한정적 예들은 클리닝 조성물들(예를 들면, 세탁용 세제들, 식기용 세제들, 직물 클리너들, 직물 탈취제들, 연마형 클리너들, 치아 클리닝 조성물들, 소독제들 등), 클리닝 조성물 첨가제들(예를 들면, 얼룩 제거제들, 미백제들, 증백제들, 표백제들, 방향 증강제들 등), 흡수제들, 흡착제들, 탈취제들, 냄새 조절 제품들, 냄새 차폐 제품들, 비료들, 살충제들, 동물용 깔짚들, 동물용 깔짚 첨가제들, 기타 소비재들 및/또는 산업재들을 포함한다. 전술한 것들은 어느 것이라도 위에서 언급한 기능용 물질일 수 있으며, 원하는 기능을 부여하기 위해 다른 제품들에 첨가될 수 있고 및/또는 부가적인 결과를 달성하기 위해 필요에 따라 다른 제품들과 조합될 수 있는 독립형 제품으로 제공될 수 있다는 점에서 첨가제들로 지칭될 수도 있다.
하나 이상의 실시예에서, 중공 코어 그래뉼로서 제공하기에 적합한 제품들은 세제들/클리너들 및/또는 세제들/클리너들과의 조합에 유용한 첨가제들로서 효과적인 하나 이상의 화학물질, 화합물, 또는 물질들의 혼합물을 포함할 수 있다. 많은 클리닝 제품은 전형적으로는 분말 또는 다른 입자 형태들로서 고체 형태로 제공된다. 이러한 조성물들의 일반적인 예들은 직물 관리 물품들(예를 들면, 세탁기들에 사용하기 위한 세탁용 세제들, 업홀스터리 클리너들(upholstery cleaners), 증백제들, 미백제들, 얼룩 제거제들, 방향 증강제들 등) 및 식기세척용 세제들을 포함한다. 본 발명에 따르면, 기존의 클리닝 조성물들은 혼합물의 하나 이상의 개별 성분이 중공 코어 형태로 존재할 수 있는 업그레이드된 형식으로 공학적으로 재설계될 수 있다. 예를 들어, 이러한 배합물들의 중탄산나트륨은 중탄산나트륨의 중공 코어 그래뉼로 대체될 수 있다. 클리닝 조성물의 다른 개별 성분들은 대신에 또는 추가적으로 그 성분의 중공 코어 버전으로 대체될 수 있다. 다른 실시예들에서, 전체 분말형 제품은 전체 조성물이 중공 코어 그래뉼의 형태가 되도록 개질될 수 있다. 분말형 클리닝 조성물들은 실질적으로 균일한 분말 또는 다른 입자 형태로 블렌딩되는 성분들의 혼합물일 수 있다. 분말 형태로 이용되는 대신에, 전체 혼합물은 벽 형성 물질로 이용될 수 있고, 전체 클리닝 조성물의 개별 입자들이 중공 코어 형식을 갖는 형성된 그래뉼의 하나 이상의 벽에서 결합제와 응집되도록 적절한 결합제와 혼합될 수 있다. 혹은, 중공 코어 형식을 갖는 그래뉼은 2개 이상의 벽/쉘을 갖도록 제조될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 클리닝 조성물의 제1 부분은 제1 내측 쉘 또는 벽으로서 존재할 수 있고, 클리닝 조성물의 제2(또는 그 이상) 부분은 내측 쉘 외부의 제2(또는 그 이상) 벽 또는 쉘에 존재할 수 있다. 보다 구체적으로, 클리닝 조성물의 하나 이상의 성분은 제1 내측 쉘 또는 벽으로서 존재할 수 있고, 클리닝 조성물의 제2(또는 그 이상) 성분(들)은 내측 쉘 외부의 제2(또는 그 이상) 벽 또는 쉘에 존재할 수 있다. 이러한 방식으로, 클리너의 개별 성분들의 시한 방출(timed release )이 제공될 수 있다. 예를 들어, 식기세척용 조성물의 하나 이상의 외측 쉘은 세정 기능을 제공할 수 있고, 조성물의 하나 이상의 내측 쉘은 식기세척 사이클의 후반부에서 보다 바람직한 효소 기능 또는 상이한 기능을 제공할 수 있다. 이러한 방식으로, 단일 조성물에 조성물의 상이한 성분들의 시한 방출이 제공될 수 있다. 세탁용 클리닝 조성물들과 같은 다른 조성물들에서 적층을 통해 유사한 효과들이 달성될 수 있다. 시한 방출을 제공하는 것 외에도, 중공 코어 형식으로의 조성물들의 제공은 추가 이점들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 분말형 세탁용 세제들 및 유사한 배합물들의 공학적 재설계는 예를 들면, 전체 제품 중량을 줄이고, 용해도를 개선하는(및 그래서 클리닝된 물품들에 세제 잔류의 가능성을 낮추는) 등에 바람직할 수 있다.
본 발명에 따른 클리닝 조성물은 실질적으로 본 발명에 따른 중공 코어 그래뉼만을 포함할 수 있다. 중공 코어 그래뉼은 벽 형성 물질로서 하나 이상의 클리닝 용도(들)를 갖는 하나 이상의 화학물질, 화합물 등을 포함할 수 있고, 벽 형성 물질은 선택적으로 클리닝 기능을 반드시 제공하지는 않는 하나 이상의 담체, 충전제, 불활성 물질 등도 포함할 수 있다. 실질적으로 중공 코어 그래뉼만을 포함하는 클리닝 조성물은 그래서 설계된 용도(예를 들면, 세탁용 세제, 식기세척용 세제 등)를 위한 실질적으로 완전한 배합물로서 구성될 수 있거나, 실질적으로 중공 코어 그래뉼만을 포함하는 클리닝 조성물은 원하는 최종 용도를 위해 다른 조성물에 첨가될 수 있는 첨가제(예를 들면, 표백제, 증백제, 미백제, 얼룩 제거제, 탈취제 등)로서 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 클리닝 조성물은 비중공 코어 성분들과 조합된 중공 코어 그래뉼을 포함할 수 있다. 예를 들어, 클리닝 조성물은 성분들의 혼합물로서 제공될 수 있고, 성분들 중 하나 이상은 중공 코어 형태로 제공될 수 있는 반면, 나머지 성분들 중 하나 이상은 비중공 코어 형태로 제공될 수 있다.
전술한 바로부터 분명하듯이, 본 발명에 따른 클리닝 조성물은 전체 클리닝 조성물을 규정하는 물질들의 조합일 수도 있고, 클리닝 제품들에 첨가제로서 제공되는 보다 특수한 제품일 수도 있다. 그 비한정적인 예들은 증백제들, 비표백 미백제들(산화 물질들을 포함함), 방향 증강제들, 효소들, 탈취제들, 얼룩 제거제들, 및 제품들을 클리닝하는 데 유용한 기타 물질들과 같은 첨가제들을 포함한다. 더욱이, 앞서 이미 언급한 바와 같이, 중공 코어 형식으로 조성물들을 제공하는 능력은 액체 또는 반고체 성분들로도 확장될 수 있다. 특히, 하나 이상의 액체 또는 반고체 성분은 세척액에 무해하게 용해되고 제거될 수 있는 클리닝 조성물의 고체 성분 중에 또는 그 위에 또는 불활성 담체 상에 흡수되거나, 흡착되거나, 또는 매립될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 본 발명에 따른 클리닝 제품 또는 조성물은 직물 클리너 또는 직물 클리닝 조성물일 수 있다. 직물 클리너는 적어도, 의류, 업홀스터리, 카펫들, 러그들, 침구류(예를 들면, 쉬트들, 담요들, 이불들, 침대보들, 퀼트들, 매트리스들 등), 태피스트리 등과 같은, 텍스타일 또는 직물들에 사용하도록 구성된 임의의 제품일 수 있다.
직물 클리너는 구체적으로 세탁용 세제일 수 있다. 이러한 조성물들은 폴리머들, 계면활성제들, 세척 강화제들, 탈취제들, 효소들, 산화제들, 표백 성분들, 염들, 방향제들 등을 포함한 다수의 성분을 포함하는 것으로 알려져 있다. 황산나트륨, 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 염화나트륨, 염화칼륨 등과 같은 염들이 특히 세탁용 세제들에 포함될 수 있다. 적절한 폴리머들의 예시적인 실시예들은 다양한 분자량의 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 폴리머들을 포함한다. 적절한 계면활성제들의 예시적인 실시예들은 음이온성, 비이온성, 쯔비터이온성(zwitterionics), 양성(ampholytics), 양이온성, 및 이들의 조합들을 포함할 수 있다. 세탁용 세제의 일례는 C12-15 에톡실화 알코올들, 라우레스 황산나트륨, 황산나트륨, 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 다이소듐 디스티릴비페닐 디설포네이트, 변성 아크릴 코폴리머, 프로테아제 효소/아밀라아제 효소, 과산화탄산나트륨, 염화칼륨, 및 방향제를 포함한다. 이러한 조성물은 고체(예를 들면, 분말) 형식으로 제공될 수 있으며, 고체 세제 입자들은 세탁용 세제를 중공 코어 그래뉼로 제공하기 위해 벽 형성 물질로 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 본 발명에 따른 제품은 세탁용 세제가 중공 코어 그래뉼 및 세탁용 세제 조성물에서 효과적인 하나 이상의 추가 성분의 혼합물을 포함하도록 본 명세서에 기재된 방법에 의해 제조된 세탁용 세제일 수 있다. 추가 실시예들에서, 본 발명에 따른 제품은 세탁용 세제가 적어도 하나의 벽 형성 물질의 복수의 개별 입자가 세탁용 세제 조성물의 입자들을 포함하도록 제조된 중공 코어 그래뉼을 포함하도록 본 명세서에 기재된 방법에 의해 제조된 세탁용 세제일 수 있다.
직물 클리너는 설계된 효과를 제공하도록 보다 특수한 형태로 제공될 수도 있다. 직물 클리닝에서, 특히 세탁 관리에서 첨가제들로서 사용될 수 있는 제품들을 설계하기 위해 다양한 기능성 배합물들이 가능하다. 이러한 첨가제 배합물들의 예시적인 실시예들은 방향 증강제들, 얼룩 제거제들, 증백제들, 미백제들, 표백제들 등을 포함한다. 방향 증강제의 일례는 염화나트륨 강화제, 방향제, 중탄산나트륨 강화제, 수화 실리카 프로세스 조제, 소르비탄 올리에이트 계면활성제, 및 착색제를 포함한다. 이러한 조성물은 고체(예를 들면, 분말) 형식으로 제공될 수 있으며, 고체 입자들은 방향 증강제 배합물을 중공 코어 그래뉼로 제공하기 위해 벽 형성 물질로서 사용될 수 있다. 얼룩 제거제의 일례는 탄산나트륨, 과탄산나트륨, C12-15 직쇄 알코올 에톡실레이트, 방향제, 및 청색염을 포함한다. 이러한 조성물은 고체(예를 들면, 분말) 형식으로 제공될 수 있으며, 고체 입자들은 얼룩 제거제 배합물을 중공 코어 그래뉼로 제공하기 위해 벽 형성 물질로서 사용될 수 있다. 직물 관리를 위한 다른 첨가제 배합물들도 마찬가지로 제품을 중공 코어 그래뉼로 제공하기 위해 배합될 수 있다.
분말 조성물들이 중공 코어 입자들의 형태로 제공될 수 있는 식기세척용 세제들도 마찬가지로 배합될 수 있다. 임의의 알려진 고형 식기세척용 세제가 그렇게 배합될 수 있다. 또한, 식기세척용 세제의 개별 성분들은 첨가제로서 제공될 수 있거나 중공 코어 형식이 아닌 식기세척용 세제의 다른 성분들과 달리 혼합될 수 있는 중공 코어 그래뉼로서 개별적으로 배합될 수 있다.
다른 유형의 가정용 클리너들도 이러한 공학적 재설계를 거칠 수 있다. 예를 들면, 직물 관리 분야에서, 카펫 클리너들 또는 다른 업홀스터리 클리너들은 종종 분말 형태로 제공되며, 이러한 조성물들은 본 명세서에 기재된 바와 같이 중공 코어 형식으로 공학적으로 재설계함으로써 개선될 수 있다. 예를 들어, 중탄산나트륨은 냄새들을 제거할 뿐만 아니라 클리닝 효과를 제공하기 위해 카펫 클리너들에 사용될 수 있으며, 중공 코어 그래뉼의 벽 형성 물질로서의 중탄산나트륨의 제공은 이러한 형식을 통해 제공되는 개선된 흡수 및/또는 흡착 때문에 최종 사용에서 활성을 개선하는 데 효과적일 수 있다. 이러한 클리너들의 다른 성분들이 추가로 또는 대신에 중공 코어 형식으로 제품에 포함될 수 있다. 마찬가지로, 카펫 또는 업홀스터리 클리닝 조성물 전체가 클리닝하고자 하는 물질에 적용될 수 있는 중공 코어 그래뉼로서 제공될 수도 있다. 적용된 그래뉼은 적절한 시점에 진공 청소기로 청소되거나 아니면 달리 제거될 수 있거나, 몇몇 실시예에서 중공 코어 그래뉼은 (사람의 왕래 또는 기계의 사용과 같은) 외부 힘을 통해 작용되어 보다 미세한 분말 형태로 중공 코어 그래뉼의 분해를 일으킬 수 있다. 이러한 기계적 작용은 예컨대 카펫 등의 진공 청소기에 의한 청소를 통한 조성물의 제거 전에 클리닝 효과를 개선하거나, 냄새 제거를 개선하는 등에 효과적일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 중공 코어 그래뉼은 외력의 적용 시 분해되도록 특별히 구성될 수 있다. 외력은 문지르기, 닦기, 스크러빙(세게 문지르기), 또는 표면의 클리닝 중에 전형적으로 가해지는 다른 물리적 압력일 수 있다. 보다 구체적으로는, 외력의 작용 중에, 중공 코어 그래뉼은 벽 형성 물질의 입자들의 개별 그룹들을 포함하는 복수의 부분으로 부서지도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 그래뉼 전체는 원래의 그래뉼의 크기보다는 작지만 복수의 입자가 복수의 서브유닛 각각에 여전히 응집되기 때문에 벽 형성 물질의 개별 입자들의 크기보다는 큰 크기를 갖는 복수의 서브유닛으로 분해되게 된다. 하지만, 힘의 작용 중에, 개별 입자들은 복수의 서브유닛과 함께 자유로워질 수 있다. 힘의 추가 작용 또는 계속된 작용 중에, 복수의 서브유닛은 보다 더 작은 서브유닛들로 및/또는 벽 형성 물질의 개별 입자들로 더 분해될 수 있다.
위에서 논의한 클리닝 제품들과 유사하게, 중공 코어 구조체들의 유용성은 특히 연마형 클리너들로 확장될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 연마형 클리너는 스크러빙 작용을 통해 표면으로부터 퇴적물들을 물리적으로 제거하는 고체 입자들의 기계적 작용을 통해 클리닝이 적어도 부분적으로 달성되는 클리너를 의미하도록 의도된다. 이러한 클리너들은 클리닝하고자 하는 표면을 따라서의 입자들의 기계적 스크러빙에 더해 세정력을 통한 클리닝도 달성할 수 있다. 본 명세서에서 논의되는 바와 같이, 중공 코어 구조체들의 그래뉼은 벽 형성 물질의 보다 작은 입자들로 형성된 적어도 하나의 벽을 갖는다. 벽 형성 물질이 연마형 클리너로서 유효한 경우, 그것으로 형성된 중공 코어 그래뉼은 "거친" 연마 표면을 제공할 수 있는 비교적 큰 입자들로 존재할 수 있으며, 기계적 스크러빙 작용은 중공 코어 그래뉼을 점차 보다 미세한 입자들로 분해시킬 수 있다. 그 결과는 표면으로부터 물질의 대량 제거를 위해 처음에는 저그릿(low grit)의 거친 표면이 사용되고, 그 후 평활화를 위해 보다 고그릿(higher grit)의 표면들을 사용하는 표면의 샌딩과 유사하다. 중공 코어 구조체의 그래뉼은 잔류물 및 축적물의 대량 제거를 위한 저그릿의 거친 연마제와 유사하게 기능할 수 있으며, 그래뉼이 보다 미세한 벽 형성 입자들로 분해됨에 따라, 이러한 입자들은 보다 미량의 잔류물 및 축적물의 제거를 위한 보다 세밀한 클리닝 효과를 제공하기 위해 보다 고그릿의 연마제로서 기능한다. 또한, 결합제 물질은 중공 코어 그래뉼이 얼마나 쉽게 파쇄되는지를 제어하고, 중공 코어 그래뉼이 용매에 얼마나 빨리 용해되는지를 제어하며, 또한 부가적인 클렌징 효과들을 제공하도록 선택될 수 있다. 또한, 중공 코어 형식은 연마제 클리닝의 유효성으로서 사용자에게 햅틱 피드백을 줄 수 있다. 보다 큰 중공 코어 그래뉼은 보다 미세한 벽 형성 입자들의 햅틱 느낌과는 현저하게 다른 진동을 주게 된다. 마찬가지로, 중공 코어 그래뉼은 클리닝 시 압력의 작용과 같은 응력 하에서 파쇄되도록 구성될 수 있으므로, 그래뉼이 보다 미세한 벽 형성 입자들로 부서지는 것도 클리닝 동작이 어떻게 진행되고 있는지에 대한 햅틱 감각을 제공하게 된다. 그래서, 중공 코어 그래뉼은 벽 형성 입자들의 상이한 크기들, 온전한 중공 코어 그래뉼, 및 그 부서질 때의 그래뉼 벽의 중간 크기의 섹션들에 의해 제공되는 클리닝 능력의 차이로 인해 계층적인 문지름 효과(layered scouring efficacy)를 제공하도록 성공적으로 보다 작은 크기의 입자들로 분해되도록 구성될 수 있다.
위에서 언급한 연마형 클리너들과 유사하게, 본 발명의 중공 코어 그래뉼은 마찬가지로 폴리싱제(polishing agent)로서 사용될 수 있다. 특히, 벽 형성 물질과 결합제 중 어느 하나 또는 양자 모두는 폴리싱 속성들을 제공하도록 선택될 수 있다. 마찬가지로, 벽 형성 물질의 입자들은 폴리싱되는 물질을 과도하게 긁거나 손상시키지 않으면서 폴리싱 효과를 달성하는 데 필요한 원하는 수준의 연마성을 제공하도록 크기가 선택될 수 있다. 그 외에는, 중공 코어 폴리싱 그래뉼은 전술한 연마형 클리닝 그래뉼과 기능적으로 유사할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 현재 개시된 중공 코어 그래뉼은 퍼스널 케어 아이템들에 이용될 수 있다. 특정 예는 디오더런트들/제한제들의 분야이다. 추가 예는 중공 코어 그래뉼이 초기의 보다 큰 그래뉼 크기에서는 상대적으로 거친 수준의 박리를 제공할 수 있고 중공 코어 그래뉼이 크기가 훨씬 더 작은 개별 벽 형성 입자들로 분해됨에 따라 지속적으로 보다 매끄러운 수준의 박리를 제공할 수 있는 각질 제거 제품들일 수 있다. 이러한 용도들에서의 결합제 물질은 그래뉼이 분해됨에 따라 및/또는 그래뉼이 물에 가용화됨에 따라 추가적인 피부 클렌징 효과들을 제공하도록 및/또는 피부에 윤활 효과를 제공하도록 커스터마이즈될 수 있다.
덴탈 케어 제품들이 중공 코어 그래뉼의 활용을 통해 개선을 나타낼 수 있는 제품들의 추가 예들이다. 보다 구체적으로, 본 명세서에 기재된 바와 같은 중공 코어 그래뉼은 치약 조성물들을 형성하는 데 이용될 수 있다. 치약 조성물의 개별 성분들 중 하나 이상은 치아 클리닝에 사용되는 전체 페이스트, 겔, 또는 유사한 조성물에 편입되는 중공 코어 그래뉼로서 제공될 수 있다. 예를 들면, 중탄산나트륨이 치약 조성물들의 일반적인 성분이며, 중탄산나트륨은 조성물 중에 중공 코어 그래뉼로서 존재할 수 있다. 마찬가지로, 많은 치아 클리닝 조성물은 적어도 경도의 연마 입자들을 이용하므로, 이러한 입자들은 벽 형성 물질들 중 적어도 하나로서 중공 코어 그래뉼에 편입될 수 있다. 또한, 결합제 물질은 벽 형성 물질의 활성을 개선하고 및/또는 양치 중에 신속한 전개를 위해 벽 형성 물질의 가용화를 개선하도록 또한 선택될 수 있다. 혹은, 치아 클리닝 조성물 전체는 이어서 페이스트, 겔 등을 형성하기 위해 기질(substrate) 또는 담체 물질과 화합될 수 있는 중공 코어 구조체로서 공학적으로 재설계될 수 있다.
중공 코어 그래뉼의 사용은 새로운 치아 클리닝 배합물들을 또한 제공할 수 있다. 예를 들면, 중공 코어 그래뉼을 치아 클리닝 겔 또는 페이스트에 편입하는 대신에, 중공 코어 그래뉼은 치아 클리닝 조성물의 실질적으로 전체를 구성할 수 있다. 예시적인 실시예에서는, 형성된 중공 코어 그래뉼이 치아 클리닝을 위해 입안으로 주입될 수 있는 "치약 조각(toothpaste bits)"으로서 유효하도록 치아 클리닝 조성물 전체 또는 실질적으로 전체가 벽 형성 물질로서 이용될 수 있다. 유사하게, 치아 클리닝을 위해 단일 "정제(tablet)"가 입안에 삽입될 수 있도록 복수의 중공 코어 치아 클리닝 그래뉼이 정제 형태 또는 유사한 형태로 화합될 수 있다. 보다 구체적으로, 치약 조각 또는 치약 정제는 입에 삽입되면, 연마 입자들이 사용자의 치아 및/또는 잇몸으로부터 부스러기들 및 다른 물질들을 제거하도록 씹을 수 있다. 재차 말하지만, 결합제 물질의 선택은 유효 사용 시간을 커스터마이즈할 수 있도록 치아 클리닝 그래뉼을 보다 쉽게 부서지게 하거나 더 오래 지속시키는 데 효과적일 수 있다. 또한, 결합제는 치아 및/또는 잇몸으로부터 부스러기들 또는 다른 물질들을 제거하는 데 결합제가 적어도 부분적으로 효과적이 되도록 치아 클리닝 특성들을 제공하는 데 효과적일 수 있다. 다른 연마형 클리닝 중공 코어 그래뉼과 마찬가지로, 치아 클리닝 중공 코어 그래뉼은 중공 코어 구조체들이 성공적으로 보다 미세한 크기의 입자들로 분해됨에 따라 다양한 수준의 클리닝 효과를 제공할 수 있다.
클리너들, 세제들, 및 유사한 제품들은 몇 가지 성분만으로 실질적으로 "간단한" 제품들로 제조될 수 있으며, 이러한 성분들에 사용되는 비교적 소수의 성분들 중 하나 이상은 중공 코어 형식으로 존재할 수도 있고, 또는 제품을 규정하는 실질적으로 전체 조성물이 중공 코어 형식으로 존재할 수도 있다. 이러한 유형의 제품들 중 다른 것들은 보다 많은 수의 성분을 포함하는 것과 관련하여 상대적으로 복잡할 수 있다. 재차 말하지만, 성분들 중 어느 하나 이상이 중공 코어 형태일 수 있거나, 실질적으로 전체 조성물이 중공 코어 형태일 수 있다. 하지만, 몇몇 유형의 조성물에서는, 그 주 성분들만이 중공 코어 형태인 것이 보다 전형적일 수 있다. 그래서, 중공 코어 형태인 것과 관련하여 본 명세서에서는 주 성분들만이 논의될 수 있다. 하지만, 많은 소비재는 매우 다양한 종류의 물질들을 포함할 수 있으며, 동물용 깔짚들, 세탁용 제품들, 식기세척용 제품들, 퍼스널 케어 아이템들 등을 포함한 본 발명에 의해 포괄되는 임의의 제조 제품 또는 물품에 이용될 수 있는 임의의 추가 성분들은 본 명세서에 기재된 중공 코어 형태의 이러한 제조 제품들 또는 물품들에 포함될 수 있다는 것이 이해된다. 그래서 다음의 첨가제들 중 임의의 것이 그 성분들이 전형적으로 사용되는 것으로 이해되는 임의의 제조 제품 또는 물품에 사용될 수 있음을 명시적으로 의도한다: 충전제들, 결합제들, 방부제들, 방향제들, 염들(예를 들면, 탄산염, 중탄산염, 염화물 등), 광학제들(예를 들면, 증백제들 및/또는 미백제들),소독제들, 효소들, 항균제들, 산화제들, 디오더런트들, pH 조절제들, 염료들, 착색제들 등.
몇몇 실시예에서, 본 명세서에 기재된 중공 코어 그래뉼은 경구 섭취를 위한 영양 보충제들을 형성하는 데 유용할 수 있다. 이는 물품들이 저작 가능하도록 구성되는지 또는 전체를 삼키도록 구성되는지 여부에 관계없이 개선된 특성들을 제공하기 위해 매우 다양한 형태의 영양 보충제들을 제공할 수 있다. 후자의 형식과 관련하여, 많은 영양 보충제는 비타민(들), 미네랄(들), 섬유, 프로바이오틱스, 효소들, 아미노산들, 단백질들, 또는 다양한 영양 보충제에서 전형적으로 볼 수 있는 기타 보조제(들)의 방출 미흡의 문제를 안고 있다. 이는 종종 전체 알약 또는 정제 형태의 미흡한 용해도로부터 발생한다. 하지만, 위에서 논의한 바와 같이, 본 발명에 따른 중공 코어 구조체들은 벽 형성 물질로 사용되는 훨씬 더 작은 입자들로 신속하게 분해되는 벽의 능력으로 인해서 및 결합제를 결합제 자체가 접촉 용매에 용이하게 가용화되도록 용해가 이루어지는 환경에 맞게 커스터마이즈하는 능력으로 인해 개선된 용해도를 나타낼 수 있다. 작은 벽 형성 입자들에 의해 제공되는 훨씬 더 큰 표면적 때문에, 개별 벽 형성 입자들로의 보다 큰 중공 코어 그래뉼의 신속한 분해는 사용자의 소화기계에서의 영양 보충제(들)의 신속한 방출 및 급속한 흡수를 제공할 수 있다. 또한, 중공 코어 형식은 시한 방출(timed release)을 위한 다양한 성분들의 조합을 가능케 할 수 있다. 본 명세서의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, 지연 방출 또는 지속 방출 형태로 벽 형성 물질들 중 하나 이상의 개별 입자들의 소정량을 제공하기 위해 코팅, 봉입, 및 다른 방법들이 사용될 수 있다. 그래서, 영양 보충제 중공 코어 그래뉼이 섭취되었을 때, 벽 형성 입자들로 사용되는 영양 보충제의 적어도 일부는 (원하는 경우) 실질적으로 즉각적인 방출을 제공할 수 있고, 벽 형성 입자들로 사용되는 영양 보충제의 적어도 일부는 (원하는 경우) 지연 및/또는 지속 방출을 제공할 수 있다. 유사하게, 모든 영양 보충제들이 위에서 쉽게 흡수되는 것은 아니며 및/또는 위에서 부분적으로 또는 완전히 분해될 수 있으므로, 본 발명은 위의 고산성 환경에서는 잔존하지만 필요한 흡수를 위해 소장에서는 방출되는 코팅된 또는 봉입된 형태로 영양 보충제 입자들의 적어도 일부를 제공할 수 있게 한다. 그래서, 상이한 형식으로 상이한 영양 성분들을 제공하는 능력은 영양 물질들이 중공 코어 그래뉼의 벽 형성 물질들로서 존재하는 고도로 커스터마이즈 가능한 영양 보충제 조성물들을 가능케 한다.
영양 보충제들과 유사하게, 중공 코어 그래뉼은 경구 섭취용으로 구성되는 다른 퍼스널 케어 제품들로서 구성될 수 있다. 예를 들면, 완하제들, 제산제들, 및 유사한 물질들이 중공 코어 그래뉼에 사용될 수 있다. PEG와 같은 물질들은 완하제들로서 기능하는 것으로 알려져 있으며, 중공 코어 그래뉼은 실질적으로 불활성일 수도 있고, 완하제 또는 대변 연화제로 구성될 수도 있으며, 또는 섬유 보충제가 되거나, 제산제(예를 들면, 중탄산나트륨)가 되는 등과 같은 추가 이점들을 제공할 수도 있는 벽 형성 물질용 PEG 결합제를 사용하여 제조될 수 있다.
일부 사용자들은 알약, 정제, 캡슐 등을 삼키는 데 어려울 수 있으므로, 본 중공 코어 그래뉼은 영양 보충제가 저작 가능한 형식이 되도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 영양 물질들은 재차 중공 코어 그래뉼의 벽 형성 물질로 사용될 수 있으나, 그래뉼은 보충제들이 쉽게 섭취되면서도 편리한 형태(예를 들면, 고체 투여 대비 액체 투여)로 제공될 수 있도록 사용자의 입에서 저작이 용이하고 및/또는 신속히 용해되도록 구성될 수 있다. 또한, 중공 코어 그래뉼을 구미에 맞는 구성으로 제공하기 위해 다양한 첨가제들이 영양 보충제들과 조합될 수 있다. 예를 들면, 감미료들, 향미료들, 또는 다른 섭취 가능한 물질들이 벽 형성 물질의 일부로서 사용되어, 그렇지 않으면 쓴맛, 신맛 등일 수 있는 영양 성분들이 첨가제들에 의해 감춰질 수 있다. 더욱이, 결합제의 적어도 일부는 마찬가지로 영양 보충제 자체들과 연관된 어떠한 불쾌한 맛들도 감추기 위해 구미에 맞는 특색을 부여하도록 구성될 수 있다. 비타민(들), 미네랄(들), 섬유, 프로바이오틱스, 효소들, 아미노산들, 단백질들, 또는 다양한 영양 보충제들에서 전형적으로 볼 수 있는 다른 보조제(들)을 포함한 영양 보충제는 벌크 형식으로 제공될 수 있는데, 중공 코어 그래뉼의 소정 질량 또는 분량에는 거기에 포함된 보충제(들)의 1일 권장 복용량 또는 다른 복용량을 전달하기 위해 섭취할 중공 코어 그래뉼의 양에 대한 적량 지침(dosing instructions)이 제공된다. 혹은, 중공 코어 그래뉼이 사용자가 중공 코어 그래뉼을 방출하기 위해 씹을 수 있는 블록들, 웨이퍼들, 또는 유사한 단일 형식들로 함께 유지되도록 사전 정량된(pre-dosed) 양의 중공 코어 그래뉼이 예컨대 결합 제제들의 사용을 통해 일체형 유닛으로 조합될 수 있다.
영양 보충제의 예시적인 실시예는 덱스트레이트, 마이크로크리스탈린 셀룰로스, 스테아린산 마그네슘, 카모마일 분말 추출물, 향미제, 및 비타민 D를 포함하는 비타민 D 보충제이다. 성분들은 배합되고 나서 본 명세서에 기재된 중공 코어 그래뉼의 벽 형성 물질로 사용될 수 있다. 중공 코어 형식으로 보충제를 제조하기 위해 임의의 영양 보충제가 유사하게 배합될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 본 중공 코어 구조체들은 동물용 깔짚들을 형성하는 데 특히 유용할 수 있다. 본 명세서에서 앞서 언급한 바와 같이, 점토들은 그 상대적으로 낮은 비용과 특히 우수한 액체 흡수 효과로 인해 종종 동물용 깔짚 제품들의 주 성분이다. 하지만, 점토들은 상대적으로 밀도가 높고 동물용 깔짚 제품들을 꽤 무겁게 하여, 상업적으로 판매되는 분량들은 대형 깔짚 트레이를 채우는 데 많게는 30 내지 40 파운드(13.62 kg 내지 18.16 kg)의 점토 기반의 깔짚을 필요로 한다. 하지만, 점토들은 점토를 점토의 보다 작은 입자들과 결합제를 포함하는 벽을 갖는 중공 코어 그래뉼로서 제작하기 위한 벽 형성 물질로서 사용하기에 특히 적합할 수 있다. 얻어지는 중공 코어 점토 그래뉼은 그래서 훨씬 더 낮은 중량 및 개선된 흡수 특성들도 갖는 동물용 깔짚을 형성하는 데 특히 유용할 수 있다. 이는 중공 코어 점토 그래뉼뿐만 아니라 상이한 벽 형성 물질들로 형성된 중공 코어 그래뉼을 갖는 동물용 깔짚들로도 확장될 수 있다.
본 발명은 그래서 그 적어도 하나의 성분을 중공 코어 그래뉼의 형태로 포함하고 전체 조성물 중량의 저감을 포함하지만 이에 국한되지 않는 개선된 특성들을 나타낼 수 있는 동물용 깔짚 조성물들을 제공할 수 있다. 중공 코어 그래뉼은 동물용 깔짚 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1 중량% 이상의 양과 같은 규정된 양으로 동물용 깔짚에 존재할 수 있다. 추가 실시예들에서는, 하나 이상의 유형의 중공 코어 그래뉼이 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1 중량% 내지 약 95 중량%, 약 2 중량% 내지 약 75 중량%, 약 3 중량% 내지 약 60 중량%, 또는 약 5 중량% 내지 약 50 중량%의 양(서로 독립적)으로 동물용 깔짚 조성물에 존재할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 중공 코어 그래뉼로서 존재하는 물질은 동물용 깔짚 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1 중량% 내지 약 10 중량%, 약 1.25 중량% 내지 약 7.5 중량%, 또는 약 1.5 중량% 내지 약 5 중량%와 같은 비교적 저농도로 존재할 수 있다. 이는 예를 들면, 탈취 성분, 방향제들, 또는 동물용 깔짚들에 전형적으로 존재하는 다른 성분들로서 유용할 수 있는 중탄산나트륨과 같은 성분들과 관련된 경우일 수 있다. 추가 실시예들에서, 중공 코어 그래뉼로서 존재하는 물질은 동물용 깔짚 조성물의 총 중량을 기준으로 약 10 중량% 내지 약 90 중량%, 약 20 중량% 내지 약 85 중량%, 또는 약 25 중량% 내지 약 75 중량%와 같은 비교적 고농도로 존재할 수 있다. 이는 예를 들면, 액체 흡수제들(예를 들면, 점토), 충전제들 등과 같은 성분들과 관련된 경우일 수 있다. 다른 실시예들에서, 중공 코어 버전은 동일한 물질의 비중공 코어 버전보다 현저히 가벼울 것으로 예상되므로 동물용 깔짚 중의 중공 코어 그래뉼은 물질의 체적비와 관련하여 규정될 수 있다. 예를 들어, 동물용 깔짚 중의 중공 코어 그래뉼의 총 함량은 동물용 깔짚 조성물의 총 체적을 기준으로 약 5 체적% 내지 약 98 체적%, 약 10 체적% 내지 약 95 체적%, 약 20 체적% 내지 약 90 체적%, 또는 약 30 체적% 내지 약 80 체적%의 범위일 수 있다. 이미 위에서 설명한 다른 농도 범위들도 체적 기준으로 이용될 수 있다. 이는 저농도 성분들 및/또는 고농도 성분들을 포함할 수 있다.
동물용 깔짚들은 다양한 성분들을 포함할 수 있으며, 본 발명에 따른 동물용 깔짚 조성물들은 다음의 성분들 중 하나를 중공 코어 그래뉼의 형태로 포함할 수 있다는 것이 이해된다. 유사하게, 본 동물용 깔짚 조성물들은 다음의 성분들 중 2개, 3개, 4개, 또는 그 이상을 임의의 조합으로 중공 코어 그래뉼의 형태로 포함할 수 있다. 동물용 깔짚들에 사용될 수 있고 중공 코어 그래뉼의 형태로 존재할 수 있는 성분들의 유형들의 비한정적인 예들은 액체 흡수제들, 충전제들, 응집제들(또는 응집 강화 물질들), 결합제들, 살생물제들(예를 들면, 벤즈이소티아졸리논, 메틸이소티아졸론)과 같은 방부제들, 제진제들, 방향제, 중탄산염들, 및 이들의 조합들을 포함한다.
본 동물용 깔짚 조성물들에 사용하기에 적합한 충전제들은 비흡수성, 불용성 기질일 수 있거나 흡수성 기질일 수 있는 다양한 물질들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 유용한 충전제들은 비응집성 점토들과 같은 흡수성 기질들을 포함할 수 있다. 유용한 비응집성 점토들의 비한정적인 예들은 아타풀자이트, 풀러토, 칼슘 벤토나이트, 팔리고르스카이트, 세피올라이트, 카올리나이트, 일라이트, 할로이사이트, 호마이트, 질석 또는 이들의 혼합물들을 포함한다. 본 발명에 따른 적절한 충전제들은 비점토 물질들과 같은 다양한 비흡수성, 불용성 기질들도 포함할 수 있다. 사용될 수 있는 비점토 물질들의 비한정적인 예들은 제올라이트들, 쇄석(예를 들면, 백운석 및 석회암), 석고, 모래, 방해석, 재활용 폐기물들, 및 실리카를 포함한다. 예로서, 동물용 깔짚 조성물은 동물용 깔짚 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0 중량% 내지 약 75 중량%, 약 10 중량% 내지 약 70 중량%, 약 25 중량% 내지 약 65 중량%, 또는 약 40 중량% 내지 약 60 중량%, 또는 동물용 깔짚 조성물의 총 체적을 기준으로 약 0 체적% 내지 약 75 체적%, 약 10 체적% 내지 약 70 체적%, 약 25 체적% 내지 약 65 체적%, 또는 약 40 체적% 내지 약 60 체적%의 하나 이상의 충전제를 포함할 수 있다. 이러한 충전제들은 전형적인 비중공 코어 형식으로 존재할 수도 있고, 또는 중공 코어 그래뉼로서 존재할 수도 있고, 또는 중공 코어 그래뉼의 벽 형성 물질로 사용되는 복수의 성분 중 하나로 존재할 수도 있다.
적절한 응집제들에 대한 기재가 Miller 외의 미국 특허 제8,720,375호에 제공되어 있으며, 그 개시 내용은 본 명세서에 참조로 편입되어 있다. 유용한 응집제들은 깔짚 그래뉼의 미세 크기 입자들의 서로간의 부착뿐만 아니라 습윤 상태일 때 응집체들을 형성하도록 입자들의 부착을 촉진하는 데 적합한 물질들이다. 바람직하게는, 응집제는 동물의 소변과 같은 액체에 노출될 때 겔화된 응집체의 형성을 가능케 한다. 응집제는 동물용 깔짚의 추가 성분들과 혼합하여(예를 들면, 입자 형태로) 제공될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 응집제는 동물용 깔짚을 형성하는 다른 성분들의 적어도 일부 상에 코팅으로서(예를 들면, 충전제 물질의 적어도 일부 상의 코팅으로서) 제공될 수 있다. 이러한 코팅들은 분무와 같은 임의의 알려진 방법에 의해 제공될 수 있다. 원하는 경우, 이미 상술한 바와 같이 중공 코어 구조체 상의 외층/외벽으로서 응집제가 제공될 수 있다. 예를 들면, 점토 벽 및/또는 중탄산나트륨 벽을 갖는 중공 코어 구조체 상에 응집제가 코팅될 수 있다. 응집제로 사용하기에 적합한 물질들의 비한정적인 예들은 자연 발생 폴리머들, 반합성 폴리머들, 및 실런트들(sealants)을 포함한다. 자연 발생 응집제들의 예시적인 실시예들은 옥수수 전분을 포함한 각종 전분들, 아라비아 검, 카라야 검, 트라가칸트 검, 가티 검, 구아 검, 잔탄 검과 같은 각종 검들뿐만 아니라 알긴산염, 카라기난, 펙틴, 덱스트란, 젤라틴, 글루텐, 플란타고과의 건조 식물들, 폴리비닐 알코올을 포함한 비닐 폴리머들, 폴리비닐 아세테이트와 같은 폴리비닐 에스테르, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐옥사졸리돈, 폴리비닐메틸옥사졸리돈, 코폴리머 및 이들의 혼합물을 포함한다. 반합성 폴리머들의 예시적인 실시예들은 셀룰로스 에테르(예를 들면, 메틸셀룰로스, 하이드록시에틸 셀룰로스, 하이드록시프로필 셀룰로스, 에틸하이드록시에틸 셀룰로스, 메틸하이드록시프로필 셀룰로스, 카르복시메틸셀룰로스, 하이드록시프로필메틸셀룰로스, 또는 이들의 혼합물), 및 구아 검 유도체들을 포함한다. 동물용 깔짚 조성물에 존재하는 임의의 응집제의 양은 전체 조성물에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 보다 많은 양의 비흡수성 충전제들이 사용되는 경우 보다 많은 양의 응집제들을 포함하는 것이 유용할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 응집제들은 깔짚 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 약 6 중량%, 약 0.2 중량% 내지 약 5.5 중량%, 약 0.3 중량% 내지 약 5 중량%, 또는 약 0.5 중량% 내지 약 4 중량%의 총량으로, 또는 깔짚 조성물의 총 체적을 기준으로 0.1 체적% 내지 약 6 체적%, 약 0.2 체적% 내지 약 5.5 체적%, 약 0.3 체적% 내지 약 5 체적%, 또는 약 0.5 체적% 내지 약 4 체적%의 총량으로 존재할 수 있다.
하나 이상의 결합제, 방부제, 제진제, 방향제, 중탄산염 등이 포함되는 범위에서, 이러한 물질들은 동물용 깔짚 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%, 0.01 중량% 내지 4 중량%, 0.01 중량% 내지 약 3 중량%, 0.01 중량% 내지 약 2 중량%, 또는 0.01 중량% 내지 약 1 중량%와 같이, 최대 약 5 중량%, 최대 약 2 중량%, 최대 1 중량%, 또는 최대 0.5 중량%의 임의의 양으로 독립적으로 존재할 수 있다. 이러한 양들은 대신에 깔짚 조성물의 총 체적을 기준으로 한 체적%일 수도 있다. 또한, 이러한 물질들 중 어느 하나 이상이 본 동물용 깔짚 조성물로부터 명시적으로 제외될 수도 있다는 것이 이해된다.
몇몇 실시예에서, 본 발명에 따른 제품은 동물용 깔짚이 중공 코어 그래뉼과 동물용 깔짚 조성물에서 유효한 하나 이상의 추가 성분의 혼합물을 포함하도록 본 명세서에 기재된 방법에 의해 제조된 동물용 깔짚일 수 있다. 추가 실시예들에서, 본 발명에 따른 제품은 동물용 깔짚이 적어도 하나의 벽 형성 물질의 복수의 개별 입자가 점토 입자들 또는 중탄산나트륨 입자들을 포함하도록 제조된 중공 코어 그래뉼을 포함하도록 본 명세서에 기재된 방법에 의해 제조된 동물용 깔짚일 수 있다.
깔짚 조성물들에 더해, 본 발명은 고양이 깔짚들에 사용될 수 있는 다양한 첨가제들로 더 확장될 수 있다. 예를 들어, 다양한 냄새 차폐제들(odor-masking agents) 또는 탈취제들이 고체 형태로 이용 가능할 수 있으며, 이러한 물질들은 본 명세서에 기재된 바와 같이 중공 코어 그래뉼의 형태로 제공될 수 있다. 중공 코어 그래뉼의 형태로 제공될 수 있는 깔짚 첨가제들의 비한정적인 예들은 탈취제들, 응집제들, 제진제들, 방향제, 냄새 차폐제들 등을 포함한다. 반려동물용 깔짚들에 유용한 임의의 하나 이상의 물질은 깔짚 첨가제 제품들을 제공하기 위해 중공 코어 그래뉼의 형태로 개별적으로 또는 함께 배합될 수 있다.
본 명세서에서 이미 논의된 바와 같이, 중공 코어 그래뉼은 비료 조성물들에 특히 유용할 수 있다. 비료들은 전형적으로 질소, 인, 칼륨, 또는 소위 미량영양소들(예를 들면, 붕소, 염소, 구리, 철, 망간, 몰리브덴, 및 아연)과 같이 식물 건강에 필요한 기타 미네랄들을 제공하는 조성물들로 인식된다. 비료는 특히 질소 공급원(nitrogen source)일 수 있으며, 질소 공급원들의 예들은 질소가 다음 중 하나 이상으로 제공될 수 있는 물질들을 포함할 수 있다: 요소, 요소 질산암모늄(urea ammonium nitrate: UAM), 또는 폴리머 봉입 요소와 같은 아미드들(amides); 중탄산암모늄, 황산암모늄, 염화암모늄 등과 같은 암모늄 화합물들; 및 질산나트륨, 질산칼슘, 질산암모늄과 같은 질산염. 비료는 특히 인 공급원(phosphorus source)일 수 있으며, 인 공급원들의 예들은 인이 그 원소 형태 또는 인산염으로 제공될 수 있는 물질들을 포함할 수 있다. 비료는 특히 칼륨 공급원일 수 있으며, 칼륨 공급원들의 예들은 칼륨이 원소 형태 또는 탄산칼륨과 같은 염 형태로 제공될 수 있는 물질들을 포함할 수 있다. 비료는 특히 미량영양소 공급원일 수 있으며, 미량영양소 공급원들의 예들은 위에서 언급되거나 달리 그와 같이 받아들여지는 미량영양소들이 제공되는 물질들을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 비료 그룹에 속하는 것으로 여겨질 수 있는 다른 물질들은 토양 pH를 개질하는 데 일반적으로 사용되는 물질들을 포함할 수 있다. 토양 pH를 증가시키기 위한 물질들은 석회를 포함할 수 있는데, 이는 보다 구체적으로는 탄산칼슘 또는 석회질 석회석으로, 또는 탄산칼슘과 탄산마그네슘의 화합물인 백운석질 석회석으로 존재할 수 있다. 토양 pH를 낮추기 위한 물질들은 황 또는 황 함유 미네랄 또는 화합물들을 포함한다.
비료로서 사용하기에 적합한 임의의 하나 이상의 물질은 본 명세서에 기재된 바와 같이 중공 코어 그래뉼의 벽 형성 물질로 사용될 수 있다. 고체 형태로 이용 가능한 비료 물질들은 그래서 중공 코어 그래뉼에서 하나 이상의 벽/쉘을 획정하는 비교적 작은 입자들로 제공될 수 있다. 사용 부위로 전달되면, 비료 입자들은 토양에 가용화되도록 상대적으로 더 큰 그래뉼로부터 방출될 수 있다. 액체 형태로 이용 가능한 비료 물질들은 점토와 같은 흡수성 또는 흡착성 물질의 입자들과 조합되어, 액체 비료들이 그에 의해 연행될 수 있다. 조합된 물질들의 입자들은 다음으로 비료의 중공 코어 그래뉼을 제조하는 데 사용될 수 있다. 사용 부위로 전달되면, 비료는 담체 입자들로부터 방출될 수 있으며, 나머지 점토 입자들은 손상 없이 토양 또는 다른 전달 부지에 편입될 수 있다.
비료들로서 유용한 다양한 화학물질들 및 화합물들은 상이한 용해 속도 또는 방출 속도들을 나타낼 수 있다. 특히, '속방성' 비료들과 '서방성' 비료들이 다양하게 알려져 있다. 상이한 방출 속도들을 갖는 비료들의 조합을 제공하는 것이 바람직한 경우, 속방성 비료의 입자들과 서방성 비료의 입자들이 원하는 비율로 조합되어 전술한 바와 같은 중공 코어 구조체들의 그래뉼을 제조하기 위한 벽 형성 성분으로 사용될 수 있다. 그래서, 얻어지는 비료 그래뉼은 중공 코어를 둘러싸는 벽을 갖게 되며, 벽은 속방성 비료 입자들과 서방성 비료 입자들을 설계된 비율로 포함한다. 시비가 필요한 부위에 시용하면, 속방성 비료 입자들은 즉각적인 시비를 제공하게 되고, 서방성 비료 입자들은 그 서방(slow release)에 기대되는 시간 동안 유지되게 된다. 많은 유형의 제어 방출 그래뉼이 제조될 수 있도록 동일한 원리가 다양한 용해 및/또는 방출 속도들을 갖는 임의의 수의 고체 물질들에 적용될 수 있다. 혹은, 상이한 방출 속도들을 갖는 비료들이 개별 중공 코어 그래뉼로 제공될 수도 있다. 개별 중공 코어 그래뉼은 다음으로 사용 시에 원하는 비율로 합쳐질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 비료들의 제어 방출은 특히 위에서 이미 설명한 바와 같은 봉입 방법들(encapsulation methods)의 사용을 통해 달성될 수 있다. 예를 들어, 특정 비료들은 봉입 물질의 용해, 분해 등의 후에만 비료 물질이 방출되도록 마이크로봉입 또는 다른 봉입 형태로 제공될 수 있다. 봉입된 비료 입자들은 제어 방출을 나타내는 중공 코어 비료 그래뉼을 제공하기 위해 (단독으로 또는 급속 방출 및/또는 제어 방출 형태의 다른 비료 입자들과 조합하여) 벽 형성 물질로 사용될 수 있다. 벽 형성 물질로서 액체 성분들을 제공하기 위한 수단으로서 코팅 기술도 이용될 수 있다. 예로서, 폴리머 봉입 요소(polymer encapsulated urea)의 입자들이 중공 코어 비료 그래뉼을 제조하기 위해 결합제와 조합될 수 있는 벽 형성 물질로서 사용될 수 있다. 추가 실시예들에서는, 결합제 물질의 선택을 통해 제어 방출이 달성될 수 있다. 예를 들어, 결합제들은 중공 코어 그래뉼의 벽 중의 비료 입자들이 결합제의 가용화 시에만 방출되도록 특정 용해도를 기초로 선택될 수 있다. 유사하게, 중공 코어 비료 그래뉼은 그로부터 하나 이상의 비료 성분의 방출을 제어하기 위해 상이한 특성들을 갖는 복수의 벽, 쉘, 코팅 등이 구비될 수 있다. 상이한 벽들, 쉘들, 코팅들 등은 특정 조건들 하에서만 그 비료 성분들을 방출할 수 있고, 및/또는 복수의 벽, 쉘, 코팅 등의 가용화/분해에 기초하여 제어 방출이 달성될 수 있도록 상이한 가용화 특성들을 나타낼 수 있다. 이는 다단계 방출 비료 또는 제어 방출 비료로 특징지어질 수 있다.
비료 조성물들은 다양한 방법으로 사용 부위에 시용될 수 있다. 고체 비료 조성물들은 경시적인 가용화를 통해 비료 성분(들)의 방출을 위해 토양에 직접 시용될 수 있다. 하지만, 다른 비료 조성물들은 바람직하게는 용매와 혼합된 다음 전달 부위에 분무될 수 있다. 본 명세서에 기재된 바와 같은 중공 코어 형식을 이용함으로써 제공되는 개선된 용해 속도들은 이러한 용도들에 유익할 수 있다. 특히, 고체의 중공 코어 비료 그래뉼은 벌크로 제공될 수 있으며, 다음으로 고체의 중공 코어 비료 그래뉼의 원하는 질량 또는 체적이 시용 직전에 탱크 분무기 또는 유사한 장치에 첨가될 수 있다. 중공 코어 형식은 물질의 용해까지의 시간을 크게 단축할 수 있기 때문에, 중공 코어 비료 그래뉼은 상당한 지연 없이 사용 부위에서의 시용을 위해 탱크 분무기 또는 유사한 장치에서 빠르게 용해될 수 있다. 중공 코어 그래뉼은 그래서 대규모 농업 등에 특히 유용할 수 있다. 마찬가지로, 중공 코어 형식은 물질의 중량을 크게 줄이기 때문에, 이는 비료의 시용의 용이성을 더욱 향상시킬 수 있다.
중공 코어 그래뉼의 신속한 용해는 환경 안전에도 유리할 수 있다. 비료 유출은 수로들(예를 들면, 강, 개울, 연못, 또는 폐수 배수로)로의 이행으로 인해 문제가 될 수 있다. 비료 입자들은 그 입자들이 실질적으로 분해되거나 용해되지 않은 경우 폭우에 의해 이러한 수로로 쉽게 씻겨 들어갈 수 있다. 중공 코어 형식은 용해 및/또는 분해를 상당히 가속화할 수 있으므로, 비료들에 중공 코어 형식을 사용하면 이러한 잠재적인 문제들을 줄일 수 있다. 첨부된 예들에서 볼 수 있듯이, 벤토나이트를 벽 형성 물질로 사용하고 PEG 8000을 결합제로 사용하여 형성된 중공 코어 비료 그래뉼은 몇 초 만에 물에 용해되는 것으로 나타났다. 이는 편리하게 보관 및 운송되고(고체 대 액체), 취급이 보다 용이하며(예를 들면, 저감된 중량을 가지며), 물과 접촉하면 급속히 용해되어 비료 성분을 방출하는 형태로 중공 코어 비료 그래뉼을 제공하는 본 발명에 따른 능력을 예시한다.
예시적인 실시예들에서, 중공 코어 비료 그래뉼은 다양한 벽 형성 물질들과 다양한 결합제들로 제조될 수 있다. 예를 들어, 다양한 점토들(예를 들면, 벤토나이트), 염들(예를 들면, 중탄산나트륨, 황산마그네슘 등), 및 유사한 물질들이 그래뉼에 포함될 수 있는 임의의 특정 고체 비료 물질들과 함께 벽 형성 물질로서 유용할 수 있다. 점토들은 이러한 성분들이 다양한 유형의 비료들을 효과적으로 결합하고, 토양에 비료들을 방출한 다음, 불활성 첨가제로서 토양에 잔류할 수 있기 때문에 특히 유용하다. 폴리머 봉입 비료들이 특히 이용될 수 있으며, 봉입 요소와 봉입 인산염이 예시적인 실시예들이다. 적절한 결합제들은 다양한 분자량의 PEG들(예를 들면, PEG 8000, PEG 12000, 및/또는 PEG 35000)과 같은 친수성 물질들, 또는 그래뉼의 분해 및 이로부터 비료 물질들의 방출을 위해 토양에 용이하게 가용화되는 유사한 물질들을 포함할 수 있다.
환경에의 적용에 요망될 수 있는 다른 유형의 물질들도 마찬가지로 중공 코어 형식의 제공으로부터 유익을 얻을 수 있다. 예를 들어, 살충제들은 해충들, 곤충들 등의 방제를 위해 구성된 매우 다양한 화학물질들, 화합물들 등을 포함할 수 있다. 살충제들의 그룹은 예를 들면, 살조제들, 항균제들, 생물살충제들, 소독제들, 살진균제들, 제초제들, 구충제들, 살비제들, 연체동물 살충제들, 살란제들, 기피제들, 살서제들 등을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 "살충제"라는 용어의 사용은 그래서 바람직하지 않은 종(해충들, 곤충들, 잡초들 등)의 방제에 유용한 물질들의 상기 예시적인 실시예들 중 어느 하나를 지칭하는 것으로 이해될 수 있다. 많은 이러한 물질은 스프레더(spreader)로 시용하거나 손으로 시용하도록 일반적으로 입자 형태로 판매된다. 살충제들은 시용 후에 습윤시킴으로써 개선된 성능이 달성되도록 설계될 수 있다. 이는 활성 성분들이 토양 또는 다른 시용 지점에 분산되도록 하고 및/또는 활성 성분들과 사람들, 반려동물들, 또는 야생 동물들과의 접촉을 제한하기 위해 필요할 수 있다. 또한, 잠재적으로 위험한 화학물질들이 수로들로 불필요하게 유출되는 것을 방지하기 위해 분산 및 토양 접촉을 위한 습윤이 필요할 수 있다.
살충제로서 유효한 임의의 화학물질, 화합물, 또는 유사한 물질이 본 발명에 따른 중공 코어 그래뉼을 형성하는 데 이용될 수 있다. 살충제는 구체적으로 살충제 활성을 나타내는 것이라는 이전의 그 인식에 비추어 활성제(active agent)로 여겨질 수 있다. 본 발명에 따라 사용될 수 있고 살충제 활성제로 여겨질 수 있는 살충제들의 비한정적인 예들은 비펜트린, 아세페이트, 카바릴, 시플루트린, 2,4-디클로로페녹시아세트산, 트리플루랄린, 클로르피리포스, 알레스린, 사이퍼메트린, 다이설포톤, 2,6-디클로로벤조니트릴, 메톨라클로르, 사이할로트린, 하이드라메틸논, 아트라진, 클로로탈로닐, 마이클로부타닐, 디캄바, 아자디라크틴, 캡탄, 다이아지논, 카보푸란, 메토밀, 델타메트린, 프로피코나졸, 붕산염, 디노테푸란, 디티오피르, 아이속사벤, 프로디아민, 퀸클로락, 세톡시딤, 인산철(III), 만코제브, 티오파네이트-메틸, 에스펜발레르에이트, 테부코나졸, 레스메트린, 글리포세이트, 말라티온, 페르메트린, 이미다클로프리드, 피프로닐, 아바멕틴, 스피노사드, 트라이클로피르, 피페로닐 부톡사이드, 펜디메탈린, 오라이잘린, 및 옥사다이아존을 포함한다.
임의의 하나 이상의 살충제가 비료들과 관련하여 위에서 이미 논의된 바와 유사한 방식으로 중공 코어 그래뉼에 이용될 수 있다. 특히, 하나 이상의 살충제가 본 명세서에 기재된 바와 같이 중공 코어 그래뉼의 벽 형성 물질로서 사용될 수 있다. 고체 형태로 이용 가능한 살충제들은 그래서 하나 이상의 결합제와의 조합을 통해 중공 코어 그래뉼에서 하나 이상의 벽/쉘을 획정하는 비교적 작은 입자들로서 제공될 수 있다. 사용 부위에 전달되면, 살충제 입자들은 토양에서 가용화 및/또는 분산을 위해 상대적으로 더 큰 그래뉼로부터 방출될 수 있다. 액체 형태로 이용 가능한 살충제들은 점토와 같은 흡수성 또는 흡착성 물질의 입자들과 조합되어, 액체 살충제들이 그에 의해 연행될 수 있다. 조합된 물질들의 입자들은 다음으로 살충제들의 중공 코어 그래뉼을 제조하는 데 사용될 수 있다. 사용 부위로 전달되면, 살충제들은 담체 입자들로부터 방출될 수 있으며, 나머지 점토 입자들은 손상 없이 토양 또는 다른 전달 부위에 편입될 수 있다.
살충제 중공 코어 그래뉼은 단일 살충제로 또는 동일하거나 상이한 활성을 갖는 살충제들의 조합으로 구성될 수 있다. 복수의 상이한 살충제가 중공 코어 구조체의 벽 형성 물질로서 사용되는 경우, 상이한 살충제들은 전술한 바와 같이 중공 코어 구조체들의 그래뉼을 제조하기 위해 하나 이상의 결합제와의 조합을 위해 원하는 비율로 조합될 수 있다. 그래서, 얻어지는 살충제 그래뉼은 중공 코어를 둘러싸는 벽을 갖게 되며, 벽은 설계된 비율로 상이한 살충제들을 갖는 입자들을 포함한다.
살충제 조성물들은 다양한 방법으로 사용 부위에 시용될 수 있다. 고체 살충제 조성물들은 살충제 성분(들)의 방출을 위해 토양 또는 다른 표면에 직접 시용될 수 있다. 하지만, 다른 살충제 조성물들은 바람직하게는 용매와 혼합된 다음 전달 부위에 분무될 수 있다. 본 명세서에 기재된 바와 같은 중공 코어 형식을 이용함으로써 제공되는 개선된 용해 속도들은 이러한 용도들에 유익할 수 있다. 특히, 고체의 중공 코어 살충제 그래뉼은 벌크로 제공될 수 있으며, 다음으로 고체의 중공 코어 살충제 그래뉼의 원하는 질량 또는 체적이 시용 직전에 탱크 분무기 또는 유사한 장치에 첨가될 수 있다. 중공 코어 형식은 물질의 용해까지의 시간을 크게 단축할 수 있기 때문에, 중공 코어 살충제 그래뉼은 상당한 지연 없이 사용 부위에서의 시용을 위해 탱크 분무기 또는 유사한 장치에서 빠르게 용해될 수 있다. 이는 사용 시 신속한 전달을 가능케 하면서도 보관 및 운송의 용이함을 나타내는 고체 형식으로 경량 조성물들의 형성을 가능하게 할 수 있다.
식물과의 직접 접촉을 필요로 하는 제초제들의 경우에서와 같이 또는 가정 등에서의 시용을 위해 살포되는 살충제들의 경우에서와 같이, 액체 형태로 전달이 필요한 살충제들은 살충제가 채워진 담체 입자들을 중공 코어 그래뉼의 벽 형성 물질로서 편입하기 전에 액체 살충제를 담체 입자와 조합함으로써 고체 형태로 유익하게 구성될 수 있다. 형성된 중공 코어 살충제 그래뉼은 다음으로 시용 전에 적절한 용매에 용해될 수 있다. 적절한 담체 입자들과 결합제가 유사하게 용해되고 불활성 성분으로서 또는 첨가제로서 살충제와 함께 전달되도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 고체 살충제의 입자들은 액체 살충제의 담체로 사용될 수 있다. 유사하게, 하나 이상의 살충제가 살충제 중공 코어 그래뉼을 제조하기 위해 벽 형성 물질로 사용될 수 있으며, 하나 이상의 추가 살충제가 주어진 그래뉼로 복수의 살충제의 조합된 전달을 제공하기 위해 형성된 입자들 상의 코팅으로 사용될 수 있다.
상이한 방출 특성들을 갖는 살충제 조성물을 제공하는 능력은 특히 유익할 수 있다. 예를 들어, 어떤 살충제들은 야생 동물 또는 가축이 섭취하는 경우 위험을 초래할 수 있으며, 이러한 살충제들은 바람직하지 않은 상호 작용이 발생할 수 있는 시간을 줄이기 위해 신속하게 가용, 분해 등이 되는 것이 유익할 수 있다. 이는 상당한 시간 동안 환경에 잔류할 수 있는 많은 고체 형태의 살충제들에서 문제가 될 수 있다. 하지만, 이러한 물질들은 신속한 용해, 분해 등을 나타내는 중공 코어 형태로 본 발명에 따라 제공될 수 있다.
중공 코어 살충제들은 이들을 다양한 환경에서 매우 유용하게 하는 구체적인 특성들을 나타내도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 중공 코어 그래뉼은 이들을 수중에서의 시용에 특히 유용하게 할 수 있는 부양성을 나타내도록 제조될 수 있다. 연못들이나 다른 담수 지역들은 다양한 해충들에 대한 처리를 필요로 할 수 있으나, 즉시 가용화되거나 가라앉지 않고 표면에 잔류하는 형태로 고체 입자들을 제공하는 것이 어려울 수 있다. 결합제의 선택 및/또는 벽 형성 물질에의 첨가제들의 포함은 살충제 제제(pesticide agent)가 수면에서 방출될 수 있는 충분한 시간 동안 그래뉼 전체를 부양성있게 하는 데 효과적일 수 있다. 예를 들어, 이 목적으로 소수성 결합제들이 이용될 수 있으며, 그래뉼을 부양성있게 하기 위해 셀룰로스계(예를 들면, 셀룰로스 에어로겔), 짚(또는 유사한 부양성 식물 물질들), 및 다양한 점토들과 같은 첨가제들이 중공 코어 그래뉼의 벽 형성 물질 중의 살충제들의 담체들 및/또는 첨가제들로서 이용될 수 있다. 살충제 물질이 처리 부위에 시용 후 적절한 시간에 방출되는 것을 확실히 하기 위해 본 명세서에서 이미 논의된 제어 방출 옵션이 마찬가지로 적용될 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 중공 코어 살충제 그래뉼은 다양한 벽 형성 물질들과 다양한 결합제들로 제조될 수 있다. 그래뉼에 포함될 수 있는 임의의 특정 고체 살충제 물질들과 함께 점토들(예를 들면, 벤토나이트)이 살충제 그래뉼의 벽 형성 물질들로 특히 유용할 수 있다. 유사하게, 점토들은 전형적으로 액체 형태로 제공될 수 있는 하나 이상의 살충제의 담체들로서 유용할 수 있다. 적절한 결합제들은 다양한 분자량의 PEG들(예를 들면, PEG 8000, PEG 12000, 및/또는 PEG 35000)과 같은 친수성 물질들, 또는 그래뉼에 유지된 살충제 물질들의 방출을 위해 용이하게 가용화되는 유사한 물질들을 포함할 수 있다. PEG들 및 유사한 결합제들은 특히 결합제가 살충제 물질(들)의 적어도 일부에 대한 비히클(vehicle)로서 기능하도록 하나 이상의 살충제가 그것들과 함께 혼합될 수 있으며, 점토 입자들 또는 유사한 물질들은 본질적으로 불활성 벽 형성제로 이용될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 본 명세서에 기재된 바와 같이 중공 코어 구조체들로서 형성된 제품들은 단위 용량 형태들(unit dose forms)로 제공될 수 있다. 이미 상술한 바와 같이, 매우 다양한 물질들이 중공 코어 그래뉼을 위한 벽 형성 물질들로 사용될 수 있으며, 얻어지는 제품은 임의의 원하는 질량 또는 체적으로 제공될 수 있는 복수의 중공 코어 그래뉼이 된다. 하지만, 몇몇 실시예에서는, 중공 코어 그래뉼의 규정된 질량 또는 체적이 원하는 용량을 달성하도록 조합하여 제공되는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어, 세제들/클리너들 분야에서는, 세탁용 세제 조성물의 규정된 질량 또는 체적을 세탁물의 1회분(single load)에 대해 편리한 사전 정량된 양(pre-dosed amount)으로 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 영양 보충제들, 비료들, 살충제들, 및 심지어는 소비자가 개별 그래뉼의 원하는 용량을 측정하는 대신 중공 코어 그래뉼 제품들의 사전 정량된 양을 갖는 것이 더 편리할 수 있는 추가 영역들과 같은 다른 분야들에서도 유사한 이점들이 얻어질 수 있다. 본 발명에 따른 임의의 하나 이상의 중공 코어 그래뉼 제품은 그래서 개별 그래뉼의 대량 공급에 추가적으로 또는 그 대신에 단위 용량 형식으로 제공될 수 있다.
예를 들면, 그래뉼형 세제 조성물뿐만 아니라 페이스트들, 겔들, 슬러리들 등을 포드(pod)로 지칭될 수 있는 수용성 필름 파우치에 제공하는 것이 알려져 있다. 중공 코어 그래뉼로서 제공되는 본 조성물들은 마찬가지로 중공 코어 그래뉼의 덩어리가 규정된 중량 및/또는 체적의 파우치에 제공되는 단위 용량 형태들로 제공될 수 있다. 단위 용량 형태들로 기재된 바와 같이 중공 코어 그래뉼을 제공하기 위한 적합한 기술들이 예를 들면, Huber 외의 미국 특허 제8,669,220호; Edwards 외의 미국 특허 출원 공개 제2002/0033004호; Oehms 외의 미국 특허 출원 공개 제2007/0157572호; Rossetto 외의 미국 특허 출원 공개 제2012/0097193호; 미국 특허 제4,973,416호; Adamy 외의 미국 특허 제7,915,213호; 및 Kellar 외의 미국 특허 출원 공개 제2006/0281658호에 기재되어 있으며, 전술한 문헌들 모두는 본 명세서에 참조로 편입되어 있다. 예시적인 실시예에서, 규정된 제품(예를 들면, 세탁용 세제, 식기세척용 세제, 비료들, 살충제들 등)을 제공하는 중공 코어 그래뉼은 예를 들면, 간단한 Uline 히트 씰러(heat sealer)를 사용하여 폴리(비닐 알코올) 필름에 동봉되며, 그에 따라 단위 용량 포드들을 형성할 수 있다. 임의의 적절한 수용성 필름이 사용될 수 있으며, 원하는 최종 용도를 위해 규정량의 제품을 제공하기에 적합한 임의의 원하는 질량/체적으로 포드들을 형성하기 위해 임의의 적절한 밀봉 기술이 이용될 수 있다. 단위 용량들은 마찬가지로 용해성 섬유들 또는 비용해성 섬유들로 형성될 수 있는 직물 파우치들과 같은 다른 형태들로도 제공될 수 있다.
다른 유형의 단위 용량 형태들도 본 발명에 포함된다. 예를 들어, 단위 용량은 하나 이상의 결합 제제(binding agent)로 압축된 고체 덩어리를 포함할 수 있다. 이러한 단위 용량 형태들은 특정 최종 용도를 위해 본 명세서에 기재된 바와 같은 중공 코어 그래뉼의 함량을 포함할 수 있다. 예를 들어, 영양 보충제들, 저작성 치아 클리닝 조성물들, 또는 제품이 필름에 동봉되는 것이 바람직하지 않은 다른 제품들과 같은 제품들은 이러한 형식으로 제공될 수 있다. 특정 실시예들에서, 원하는 질량/체적의 중공 코어 그래뉼이 복수의 중공 코어 그래뉼이 단위 용량으로서 함께 유지될 수 있게 하는 결합 제제와 조합될 수 있다. 예를 들어, 검들(예를 들면, 구아 검들 또는 잔탄 검들), 셀룰로오스 물질들, 전분 물질들, 및/또는 수용성 접착제들이, 복수의 중공 코어 그래뉼을 단일의 단위 용량 형태로 응집시키는 것을 통해 이러한 블록들, 정제들, 알약들, 캐플릿들(caplets), 프릴들(prills), 또는 다른 폼 팩터들을 생성하는데 사용될 수 있다. 중공 코어 구조체들로 형성된 이들 블록 등은 본 중공 코어 구조체들을 포함하지 않는 알려진 단위 용량 분말들과 비교하여 훨씬 더 가볍고 및/또는 훨씬 더 빠르게 용해될 수 있다.
본 명세서에서 앞서 논의된 개선된 흡수 특성들의 관점에서, 중공 코어 그래뉼은 기체 및/또는 액체의 흡수 및/또는 흡착이 요구되는 하나 이상의 제품의 형성에 특히 효과적일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 중공 코어 그래뉼은 하나 이상의 대기 오염물질의 흡수 및/또는 흡착에 사용하도록 구성될 수 있다. 예컨대 미국 EPA(Environmental Protection Agency: 환경 보호청)에 의해, 많은 물질이 대기 오염물질들로 분류된다. 이러한 물질들의 비한정적인 예들은 다음과 같다: 일산화탄소, 납, 산화질소, 오존, 미세 먼지, 이산화황, 아크롤레인, 석면, 벤젠, 이황화탄소, 크레오소트, 연료유들/등유, 다환 방향족 탄화수소들, 합성 유리질 섬유들, 전체 석유 탄화수소들 등. 많은 물질이 마찬가지로 이들 또는 다른 유형의 대기 오염물질들 중 하나 이상을 흡수, 흡착, 또는 결합하는 데 효과적인 것으로 알려져 있다. 이러한 물질들은 본 발명에 따른 중공 코어 그래뉼을 제조함에 있어서 벽 형성 물질들로 사용될 수 있다. 이들 대기 오염 포착 성분을 갖는 그래뉼은 하나 이상의 대기 오염물질의 포착을 위해 주변 공기와 상호 작용하기 위해 다양한 폼 팩터들로 전개될 수 있다. 마찬가지로, 그래뉼은 대기 오염물질들의 포착 및 그 후의 폐기를 위해 적합한 장소들에 전개될 수 있는 에어 필터들, 산업용 오염 포착 항목들(예를 들면, 발전소의 가스 필터들 및 배기 클리너들) 등과 같은 물품들에 내장될 수도 있다. 이러한 그래뉼은 마찬가지로 개인 용도로 대기 오염물질들을 제거하기 위해 호흡용 마스크들과 같은 개인 용품들에 이용될 수 있다. 비한정적인 예로서, 활성탄, 제올라이트들, 및 다른 다공성 물질들이 다양한 오염물질들의 포착에 효과적인 것으로 알려져 있으며, 이러한 물질들은 벽 형성 물질들로서 중공 코어 그래뉼에 편입될 수 있고 그래서 하나 이상의 오염물질의 포착 및 냄새 등의 포착에 효과적인 그래뉼을 제공할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 중공 코어 그래뉼은 액체의 흡수 또는 다른 포착에 사용하도록 구성될 수 있다. 중공 코어 그래뉼은 우수한 액체 흡수 특성들로 구성될 수 있고, 그래뉼은 수성 또는 소수성 액체들을 우선적으로 흡취하도록 구성될 수 있기 때문에, 중공 코어 그래뉼은 액체들의 제거 및/또는 액체 유출 현장의 복구를 위해 다양한 방식으로 사용될 수 있다. 특정 실시예들에서, 중공 코어 그래뉼은 그래뉼 자체의 가용화 없이 하나 이상의 유형의 액체들을 흡수하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 액체들은 그래뉼에 의해 결합될 수 있으며, 이는 다시 실질적으로 응집된 덩어리로 및/또는 실질적으로 그래뉼 구조를 유지하는 개별 그래뉼로서 제거될 수 있다. 이는 해양 또는 기타 수중 환경에서 유기 유출물(예를 들면, 오일)의 제거에 특히 유용할 수 있다. 중공 코어 그래뉼은 유출된 유기물과의 상호작용이 최대화될 수 있는 수면에 실질적으로 부유하도록 구성될 수 있다(예를 들면, 본 명세서에서 앞서 논의된 바와 같이 부양성을 나타낸다). 재차 말하지만, 중공 코어 그래뉼은 그 그래뉼 구조를 유지하도록 및/또는 결합 활동이 완료되면 제거하기가 비교적 쉬운 덩어리들로 응집되도록 구성될 수 있다. 이는 중공 코어 그래뉼이 유기 물질의 유입이 유지될 수 있도록 하면서도 수면을 가로질러 개별 그래뉼의 분산을 방지하는 직물, 메쉬, 또는 다른 다공성 품목 내에 유지될 수 있는 스필 슬리브(spill sleeves) 등과 같은 일체형 품목들의 제조로 확장될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 그래뉼은 마찬가지로 흡수 및/또는 흡착 외의 기능들을 제공하는 성분들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 생물학적 성분들은 흡수되는 물질의 능력을 개선하기 위해 유기물들을 분해하거나 특정 물질을 덜 점성이 되도록 하는 데 유용한 것으로 알려져 있다.
현재 개시된 중공 코어 그래뉼은 벽 형성 물질 및/또는 결합제 물질의 선택을 통해 원하는 최종 용도에 맞게 용이하게 배합될 수 있으며, 이는 첨부된 예들에 제시되어 있다. 예를 들어, 소수성 결합제의 이용은 수면에 부유하게 되는(즉, 부양성을 나타내는) 중공 코어 그래뉼을 제공한다는 것이 본 명세서에서 밝혀졌다. 다른 한편으로, PEG와 같은 친수성 결합제의 이용은 친수성이며 신속하게 용해되도록 물에 쉽게 가라앉는 중공 코어 그래뉼을 제공할 수 있다. 또한, PEG와 같은 친수성 결합제와 함께 사용되는 경우 또는 파라핀과 같은 소수성 결합제와 함께 사용하는 경우, 동일한 벽 형성 물질(예를 들면, 벤토나이트)의 사용은 수성 환경과 비수성 환경 양자 모두에서 유사하게 작용하는 두 가지 상이한 유형의 중공 코어 그래뉼을 얻을 수 있다는 것이 본 명세서에서 밝혀졌다. 그래서, 벤토나이트와 같은 매우 안정된 벽 형성 물질의 선택은 결합제의 선택과 무관하게 그래뉼 특성들을 규정할 수 있다. 게다가, 특성들을 더욱 조정하기 위해 코팅 물질들의 사용을 통해 그래뉼이 추가로 개질될 수 있다. 예로서, 친수성 결합제(예를 들면, PEG)와 벤토나이트와 같은 매우 안정된 벽 형성 물질의 조합은 일반적으로 친수성 그래뉼을 얻을 수 있으나, 그래뉼은 소수성 코팅층의 형성을 통해 개질되어 그렇지 않으면 친수성인 그래뉼을 부양성이 있게 하고 그래서 수중 환경에서 부유할 수 있게 하여 부양성이 요구되는 곳에서 그래뉼이 설계된 기능을 수행할 수 있게 할 수 있다. 그래서, 예를 들면, 벤토나이트와 PEG로 형성되지만 파라핀과 같은 소수성 층으로 코팅된 중공 코어 그래뉼은 해양 환경에서 기름 유출 정화에 유용하게 될 수 있다.
실험물
본 발명의 특정 실시예들을 예시하도록 기재되고 본 발명을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 되는 이하의 예들에 의해 본 발명이 보다 온전히 예시된다.
실험 방법
유동층 건조기를 이용하여 중공 코어 그래뉼의 다양한 샘플들이 제조되었다. 각 샘플 세트에 대해, 선정된 입자 크기를 갖는 입자 형태의 선정된 결합제 5g이 선정된 입자 크기를 갖는 입자 형태의 선정된 벽 형성 물질 250g과 함께 유동층 건조기에 채워졌다. 이는 중공 코어 그래뉼의 형성을 위해 함께 결합되는 데 필요한 벽 형성 물질의 양의 초과분을 제공한다. 처리 후에, 형성된 그래뉼을 유동층 건조기로부터 꺼내어(남은 미결합 벽 형성 물질은 그대로 둠) 칭량했다. 채워진 결합제는 모두 그래뉼 형성에 사용되었으나 벽 형성 물질의 입자들은 모두 사용되지는 않았으므로, 형성된 그래뉼의 결합제 농도는 그램 단위의 형성된 그래뉼의 총 중량을 5g(결합제의 초기 채워진 중량)으로 나눈 것으로 계산되었다. 5g의 결합제와 250g의 벽 형성 물질(이들 예에서는, 중탄산나트륨 또는 벤토나이트 점토)을 사용한 그래뉼 형성은 전형적으로 약 50g의 중공 코어 그래뉼을 제조하는 데 유효했다.
그래뉼 및 캐비티의 크기
형성된 그래뉼의 평균 크기, 내부 캐비티(즉, 중공 코어)의 평균 크기, 및 평균 벽 두께를 측정하기 위해, 각 테스트 세트로부터 무작위로 선택된 20개의 그래뉼이 Exacto 나이프를 사용하여 절반으로 절단되었으며, 원래 형상을 더 잘 유지하기 위해 시각적으로 관찰된 절반이 현미경 자를 사용하여 현미경으로 측정되었다. 실질적으로 세장 형상을 나타내는 그래뉼에 대해, 각 치수마다 3회의 측정이 이루어졌으며, 3회 측정치의 합의 평균이 기록되었다.
그래뉼 밀도
그래뉼 밀도를 측정하기 위해, 33.5 mL의 알려진 용적을 갖는 컵에 그래뉼이 채워지고 칭량되었다. 얻어진 중량을 알려진 체적으로 나누어 그래뉼 밀도를 정하고, 주어진 그래뉼 샘플에 대해 5회의 측정치의 평균으로서 부피 밀도가 얻어졌다.
그래뉼 강도
그래뉼을 분쇄하는데 필요한 최대 힘으로서 그래뉼의 강도가 측정되었다. Tinius Olsen의 Model 5 ST Benchtop Tester(5kN/1k lbf)를 사용하여 테스트가 수행되었다. 머신 프로브는 100 mm/min의 속도로 이동하도록 설정되었다. 각각의 그래뉼 세트로부터 무작위로 선택된 10개의 그래뉼에 각 측정이 반복되었다. 저항력이 기록되었으며, 최대 피크력(peak force)이 강도값으로 취해졌다. 주어진 배치(batch)의 그래뉼 강도에 대한 최종 수치를 제공하기 위해 10회의 측정치를 평균냈다.
수분 흡수
그래뉼에 의한 수분의 흡수를 측정하기 위해, 1 cm의 평균 두께를 갖는 제조된 그래뉼 층에 1g의 물을 떨어뜨렸다. 칭량 전에 조합체를 5분간 정치(定置)하여 덩어리를 형성하였다. 다음의 공식에 따라 수분 흡수율이 계산되었다: [(덩어리의 중량 - 1g)/1g] x 100%.
오일 흡수
그래뉼에 의한 오일의 흡수를 측정하기 위해, 8g의 그래뉼이 5분간 체(sieve) 중의 오일에 놓여졌다. 조합체를 5분간 정치하여 여분의 오일을 배출하고 잔류한 유리 오일(free oil)이 여과지에 의해 흡수되도록 하였다. 그래뉼은 다음으로 칭량되었으며, 다음의 공식에 따라 오일 흡수율이 계산되었다: [(습윤 그래뉼의 중량 - 8g)/8g] x 100%.
수중 안정성
수중 안정성을 평가하기 위해, 실온(약 22 ℃)에서 0.03 리터의 물로 채워진 비커에 3g의 그래뉼을 넣었다. 언제 그래뉼이 붕해되기 시작하는지를 결정하기 위해 그래뉼이 모니터링되었다. 물이 채워진 비이커에 그래뉼을 넣은 순간과 그래뉼이 붕괴되는 순간 사이의 시간이 측정되어 수중 안정성에 대한 시간으로 보고되었다.
오일 중에서의 안정성
오일 안정성을 평가하기 위해, 실온(약 22 ℃)에서 0.03 리터의 Lukoil Standard 10W-40 멀티그레이드 미네랄 엔진 오일(APISF/CC)로 채워진 비커에 3g의 그래뉼을 넣었다. 언제 그래뉼이 붕해되기 시작하는지를 결정하기 위해 그래뉼이 모니터링되었다. 오일이 채워진 비이커에 그래뉼을 넣은 순간과 그래뉼이 붕괴되어 침전물로 나타나는 순간 사이의 시간이 측정되어 오일에서의 안정성에 대한 시간으로 보고되었다.
부양성
물에 부유하는 그래뉼의 능력을 평가하기 위해, 실온(약 22 ℃)에서 0.15 리터의 물로 채워진 비커에 3g의 그래뉼을 넣었다. 조합체는 즉시 평가되었으며, 대부분의 그래뉼이 부유하는 것으로 관찰된 모든 경우에 그래뉼은 물에서 부양성이 있는 것으로 기록되었다.
교반 수중에서의 가용화 시간
수중 가용화를 더 평가하기 위해, 실온(약 22 ℃)에서 1.4 리터의 탈이온수로 채워진 비커에 10g의 그래뉼을 넣었다. 500 rpm으로 설정된 비커에 임펠러 교반기가 포함되었다. 그래뉼을 넣은 순간과 그래뉼이 사라지는 순간(즉, 용액이 실질적으로 투명해져서 실질적인 용해를 나타냄) 사이의 시간이 측정되어 가용화 시간으로 보고되었다. 측정은 벽 형성 물질이 수용성 고체(즉, 중탄산나트륨)인 샘플들에 대해서만 수행되었다.
예 1: 중탄산나트륨 + PEG
250g의 중탄산나트륨(0.100 mm - 0.400 mm의 공칭 크기)과 함께 유동층 건조기에 채워진 5g의 PEG 8000(1.2 mm - 1.6 mm의 공칭 크기)을 결합제 입자들 또는 결정들로 사용하여 그래뉼이 제조되었다. 유동층 건조기는 65 ℃에서 가동되어 최대 온도에서 상이한 체류 시간들(5분, 10분, 15분, 20분, 또는 30분)로 5개의 배치를 제조하였다. 각각의 배치들(batches)은 형성된 그래뉼을 배출하기에 앞서 30 ℃로 냉각되었다. 절단 후의 중공 코어 그래뉼 중 하나의 이미지가 도 24에 도시되어 있다.
유동층 건조기에서의 처리 시간의 함수로서의 그래뉼의 부피 밀도는 체류 시간의 증가와 함께 큰 폭으로 증가하는 것으로 밝혀졌으며, 측정된 값들이 도 5에 도시되어 있다. 체류 시간은 또한 형성된 그래뉼에 존재하는 중탄산나트륨 입자들의 총량의 요인인 것으로 나타났으며, 총 함량은 처리 시간과 함께 증가하지만 결합제가 완전히 이용되면 플라토(plateau)에 도달하는 것으로 보이는데, 이것이 도 6에 도시되어 있다. 그래뉼의 강도는 처리 시간이 증가함에 따라 약간의 감소만 있을 뿐 거의 변하지 않은 것으로 나타났다(도 7 참조). 입자의 마모와 관련하여 유사한 패턴이 관찰되었다(도 8a 내지 도 8e 참조).
형성된 그래뉼의 캐비티의 크기는 결합제 입자의 초기 크기에 의해 강하게 영향을 받는 것으로 확인되었다. 쉘 두께는 도 9에 나타낸 바와 같이 캐비티의 직경과 거의 같았는데, 여기서 A, B, C는 그래뉼의 외부 치수이고, a, b, c는 캐비티의 치수이다. 따라서, 캐비티의 직경은 그래뉼 외경의 약 1/3인 것으로 나타났다. 캐비티의 체적은 그래서 그래뉼의 총 체적의 약 3 내지 4%인 것으로 계산되었다. 중공 코어 그래뉼의 전형적인 배치(batch)의 분율 조성물(fractional composition)이 도 10에 도시되어 있으며, 이는 재차 유동층에서의 체류 시간에 종속적인 것으로 나타났다. 분율 조성물은 3개의 체(1 mm, 2 mm, 및 3.2 mm의 공칭 크기)를 사용하여 ASTM E-11에 준거하여 평가되었다. 일반적으로, 유동층에서의 보다 긴 체류 시간에 의해 보다 큰 그래뉼 크기들이 얻어지며, 그래서 벽 형성 물질의 입자들이 결합제 결정들과 응집되는 보다 긴 기간들을 허용하는 것으로 나타났다(도 10 참조). 전체 그래뉼 특성들이 도 17과 도 18의 표에 제시되어 있다.
예 2: 벤토나이트 + PEG
250g의 벤토나이트(0.100 mm - 0.400 mm의 공칭 크기)와 함께 유동층 건조기에 채워진 5g의 PEG 8000(1.2 mm - 1.6 mm의 공칭 크기)을 결합제 입자들 또는 결정들로 사용하여 그래뉼이 제조되었다. 유동층 건조기는 65 ℃에서 가동되어 최대 온도에서 상이한 체류 시간들(15분 및 30분)로 2개의 배치를 제조하였다. 각각의 배치들(batches)은 형성된 그래뉼을 배출하기에 앞서 30 ℃로 냉각되었다. 절단 후의 중공 코어 그래뉼 중 하나의 이미지가 도 25에 도시되어 있다.
유동층 건조기에서의 처리 시간의 함수로서의 그래뉼의 부피 밀도는 체류 시간의 증가와 함께 큰 폭으로 감소하는 것으로 밝혀졌으며, 측정된 값들이 도 11에 도시되어 있다. 그래뉼의 강도는 예 1의 그래뉼의 측정된 강도보다 작은 것으로 나타났다(본 그래뉼의 3.6 N 대 예 1의 그래뉼의 15 N). 벤토나이트 중공 코어 그래뉼의 쉘 두께는 캐비티의 직경과 거의 같았다(도 12 참조). 그래서, 캐비티의 직경은 그래뉼의 전체 직경의 약 1/3인 것으로 나타났다. 따라서, 캐비티의 체적은 그래뉼의 총 체적의 약 3 내지 4%인 것으로 나타났다(도 13 참조). 전체 그래뉼 특성들이 도 17과 도 18의 표에 제시되어 있다.
예 3: 중탄산나트륨 + 벤토나이트 + PEG
235g의 벤토나이트(0.100 mm - 0.400 mm의 공칭 크기) 및 235g의 중탄산타트륨(0.100 mm - 0.400 mm의 공칭 크기)과 함께 유동층 건조기에 채워진 5g의 PEG 8000(1.2 mm - 1.6 mm의 공칭 크기)을 결합제 입자들 또는 결정들로 사용하여 그래뉼이 제조되었다. 유동층 건조기는 65 ℃에서 15분간 가동된 후 30 ℃로 냉각된 다음 형성된 그래뉼을 배출하였다. 얻어진 그래뉼은 예 2의 벤토나이트 그래뉼과 유사한 평균 그래뉼 크기를 가졌다. 얻어진 그래뉼의 밀도는 예 1의 중탄산나트륨 그래뉼과 예 2의 벤토나이트 그래뉼의 밀도의 대략 중간이었다. 그래뉼의 강도는 예 2의 벤토나이트 그래뉼의 강도와 유사했다. 전체 그래뉼 특성들이 도 17과 도 18의 표에 제시되어 있다. 복수의 중공 코어 그래뉼의 이미지가 도 26에 도시되어 있다.
예 4: 중탄산나트륨 + Brij™ S100
250g의 중탄산나트륨(0.100 mm - 0.400 mm의 공칭 크기)과 함께 유동층 건조기에 채워진 5g의 Brij™ S100(1.2 mm - 1.6 mm의 공칭 크기)을 결합제 입자들 또는 결정들로 사용하여 그래뉼이 제조되었다. 유동층 건조기는 60 ℃로 가동되었다. 최대 온도에 도달한 직후에, 형성된 그래뉼을 배출하기 전에 그래뉼은 30 ℃로 냉각되었다(즉, 체류 시간은 실질적으로 0). Brij™ S100은 PEG 8000과 유사한 용융 온도를 갖지만, 얻어지는 액체는 액화 PEG보다 점성이 훨씬 낮다. 이는 훨씬 더 빠른 처리 속도를 초래하여 액화 Brij™ S100이 응집된 벽 형성 입자들을 관통하여 중공 코어를 획정하는 캐비티를 남겼다. Brij™ S100이 PEG보다 약간 더 소수성이기 때문에 형성된 그래뉼의 특성들은 용해도 파라미터들을 제외하고는 PEG + 중탄산나트륨 그래뉼과 실질적으로 유사했다. 전체 그래뉼 특성들이 도 17과 도 18의 표에 제시되어 있다. 절단 후의 중공 코어 그래뉼 중 하나의 이미지가 도 27에 도시되어 있다.
예 5: 벤토나이트 + Brij™ S100
250g의 벤토나이트(0.100 mm - 0.400 mm의 공칭 크기)와 함께 유동층 건조기에 채워진 5g의 Brij™ S100(1.2 mm - 1.6 mm의 공칭 크기)을 결합제 입자들 또는 결정들로 사용하여 그래뉼이 제조되었다. 유동층 건조기는 60 ℃로 가동되었다. 최대 온도에 도달한 직후에, 형성된 그래뉼을 배출하기 전에 그래뉼은 30 ℃로 냉각되었다(즉, 체류 시간은 실질적으로 0). 형성된 그래뉼의 특성들은 PEG + 벤토나이트 그래뉼과 실질적으로 유사했다. Brij™ S100이 PEG보다 약간 더 소수성이기 때문에 Brij™ S100 + 벤토나이트 그래뉼은 약간 더 높은 수중 안정성을 나타냈다. 전체 그래뉼 특성들이 도 17과 도 18의 표에 제시되어 있다. 절단 후의 중공 코어 그래뉼 중 하나의 이미지가 도 28에 도시되어 있다.
예 6: 중탄산나트륨 + 파라핀
250g의 중탄산나트륨(0.100 mm - 0.400 mm의 공칭 크기)과 함께 유동층 건조기에 채워진 5g의 파라핀(1.2 mm - 1.6 mm의 공칭 크기)을 결합제 입자들 또는 결정들로 사용하여 그래뉼이 제조되었다. 유동층 건조기는 최대 온도에서 0, 5분, 및 10분의 체류 시간을 사용하여 55 ℃로 가동되었다. 형성된 그래뉼을 배출하기 전에 그래뉼은 30 ℃로 냉각되었다. 파라핀은 PEG보다 낮은 용융 온도를 갖기 때문에, 그래뉼 형성은 그에 따라 PEG를 결합제로 사용하여 관찰된 것보다 빨랐다.
형성된 그래뉼의 부피 밀도는 결합제로서 PEG 8000 또는 Brij™ S100과 함께 중탄산나트륨 벽 형성 입자들을 사용했을 때보다 낮은 것으로 나타났다 - 즉, 본 그래뉼의 리터당 556g 내지 575g 대 PEG 8000 또는 Brij™ S100을 결합제로 사용하여 형성된 그래뉼의 리터당 671g 내지 716g. 도 14에서 볼 수 있듯이, 총 그래뉼 크기와 캐비티 크기는 체류 시간이 0분일 때는 약간 작았지만, 유동층에서의 체류 시간이 늘어남에 따라 증가했다. 캐비티의 체적은 총 그래뉼 체적의 약 2 내지 5%를 차지하는 것으로 나타났다(도 15 참조). 그래뉼은 PEG 기반의 그래뉼보다 상대적으로 약한 것으로 나타났으며, 이는 마모 테스트(도 16 참조) 및 압괴 강도 측정(본 그래뉼은 3.5 N의 강도를 가짐) 모두에 의해 입증되었다. 전체 그래뉼 특성들이 도 17과 도 18의 표에 제시되어 있다.
예 7: 벤토나이트 + 파라핀
테스트는 벤토나이트와 파라핀으로 형성된 그래뉼이 상술한 유동층 방법으로 제조하는 중에 겪는 소량의 전단력을 견디기에 충분한 강도가 결핍되었음을 나타냈다. 이론에 얽매이길 바라지 않으면서, 벤토나이트의 친수성 성질과 파라핀의 소수성 성질이 그래뉼 형성을 가능케 하기에 충분한 부적합성에 적어도 부분적으로 원인인 것으로 여겨진다. 하지만, 그래뉼은 드럼과 같은 성형 프로세스를 사용하여 제조되었다. 5g의 파라핀(1.2 mm - 1.6 mm의 공칭 크기)을 결합제 입자들 또는 결정들로 사용하여 그래뉼이 제조되었다. 이들은 55 ℃의 가열된 팬에서 5분간 약 500g의 벤토나이트(0.100 mm - 0.400 mm의 공칭 크기)와 수동으로 혼합되었다. 30 ℃로 냉각한 후, 형성된 그래뉼이 평가를 위해 배출되었다.
이들 그래뉼의 강도는 실제로 약 0.5 N(PEG 또는 Brig™ S100을 사용하여 제작된 샘플의 약 3.5 N 대비)이었다. 파라핀의 소수성 성질 때문에, 수분 흡수 테스트에서, 수분은 그래뉼화 물질에서 전파되지 않고 오히려 표면의 벤토나이트 입자들에 흡수되어, 이 방법에서의 측정 결과를 인위적으로 높게 만들었다 - 115%. 파라핀-벤토나이트 그래뉼의 대부분은 초기에는 물에 뜨지만 약 1시간 후에 붕괴되었다. 그래뉼은 3일 넘게 오일에서 그 온전성(integrity)을 유지했다. 전체 그래뉼 특성들이 도 17과 도 18의 표에 제시되어 있다.
예 8: 벤토나이트 + 스테아르산
5g의 스테아르산(1.2 mm - 1.6 mm의 공칭 크기)을 결합제 입자들 또는 결정들로 사용하여 수동의 드럼과 같은 프로세스를 사용하여 그래뉼이 재차 형성되었다. 이들은 75 ℃의 가열된 팬에서 5분간 약 500g의 벤토나이트(0.100 mm - 0.400 mm의 공칭 크기)와 수동으로 혼합되었다. 30 ℃로 냉각한 후, 형성된 그래뉼이 평가를 위해 배출되었다. 중탄산나트륨은 스테아르산의 융점과 동일한 온도 범위(즉, 약 70 ℃)에서 분해되는 것으로 알려져 있기 때문에 중탄산나트륨을 벽 형성 물질로 사용한 테스트는 시도되지 않았다. 형성된 그래뉼의 강도와 부피 밀도는 파라핀과 벤토나이트로 제작된 그래뉼로 얻어진 값들과 유사했다. 이 경우, 스테아르산은 파라핀과 매우 유사한 소수성 결합제로서 작용하였다. 전체 그래뉼 특성들이 도 17과 도 18의 표에 제시되어 있다.
예 9: 벤토나이트 + 폴리카프로락톤
상술한 유동층법과 수동혼합법 양자 모두가 벤토나이트를 벽 형성 물질로 사용하고 폴리카프로락톤을 결합제로 사용하여 중공 코어 그래뉼을 형성하고자 하는 시도에 이용되었으나, 중공 코어 그래뉼은 성공적으로 형성되지 않았다. 폴리카프로락톤은 60 ℃의 용융 온도를 갖는 소수성 폴리머로서, 최고 150 ℃의 온도를 사용해도 얻어지는 제품은 폴리카프로락톤 고체 코어를 둘러싸고 있는 벤토나이트 입자들의 얇은 코팅이었다. 이론에 얽매이길 바라지 않으면서, 액화 폴리카프로락톤의 점도가 너무 높아서 액체가 벤토나이트 쉘 내로 전파되지 못한 것으로 여겨진다. 따라서, 중공 코어 그래뉼을 성공적으로 형성하기 위해서는, 액화 결합제의 점도가 벽 형성 입자들의 벽으로 전파될 수 있도록 충분히 낮아야 하는 것으로 결정되었다. 마찬가지로 폴리카프로락톤과 같은 보다 고점도 물질들은 액화 결합제 조성물의 총 점도가 중공 그래뉼 형성을 위해 충분히 낮도록 다른 결합제 물질 및/또는 점도 조절제와 혼합될 때 여전히 사용되는 것으로 여겨진다.
예 10: 하이드로겔 방법에 의한 중공 코어 그래뉼의 형성
수중의 2.4 중량%의 한천 용액을 사용하여 하이드로겔 입자들이 제조되었다. 한천을 용해하기 위해 용액은 약 100 ℃로 가열되었으며 그리고 나서 추가 처리에 적합한 용액 점도를 유지하기 위해 60 ℃로 냉각되었다.
약 11 ℃로 냉각된 식물유 배쓰(vegetable oil bath)에 한천 용액 스트림을 주입함으로써 액적들이 형성되었다. 식물유와의 접촉 시에 액적들이 자연적으로 형성되었으며, 형성된 액적들은 오일로부터 분리되고 비누 용액을 사용하여 세척되었다.
분리 및 세척된 액적들은 공기 중에서 부분 건조되었으며, 그리고 나서 탤컴 파우더와 실리콘 오일로 형성된 컨디셔닝 조성물로 코팅되었다. 컨디셔닝된 겔 액적들은 다음으로 입자들이 시각적으로 실질적으로 균일하게 벤토나이트 분말로 코팅될 때까지 벤토나이트 분말과 혼합되었다. 코팅된 그래뉼은 약 120 ℃의 온도에서 가해진 정적 가열 하에서 건조되었다. 건조 시간은 그래뉼 층의 두께에 부분적으로 의존한다는 것이 주목받았다. 예를 들어, 실질적으로 단일 두께 층은 약 1시간 후에 충분히 건조된 반면, 두께가 약 1 cm인 그래뉼 층은 원하는 건조에 약 10시간이 필요했다. 정적 건조가 이용되었으나, 건조 시간을 단축하기 위해 강제 공기가 적용될 수도 있다. 일부 샘플들은 약 160 ℃의 온도에서 건조되었는데, 이러한 건조 온도는 입자들의 원치 않는 수축/변형을 야기한다는 것이 주목받았다.
예 11: 중공 코어 세제 그래뉼
분말 세제 조성물을 사용하여 중공 그래뉼이 제조되었으며, 제조된 중공 코어 그래뉼은 특성들의 변화에 대해 그 천연 형태의 세제 분말 대비 테스트되었다. 사용된 세제는 Arm and Hammer Crisp Clean Detergent라는 이름으로 판매되는 상업적으로 이용 가능한 조성물이었다.
중공 코어 그래뉼을 제조하기 위해, 벽 형성 물질로서의 분말 세제와 함께 Pluriol® E 8000 PEG 입자들이 결합제 물질로서 Sherwood M501 Fluidized Bed Dryer에 채워졌으며, 이 물질들은 처리되어 중공 코어 세제 그래뉼을 형성하였다. 3회의 개별 실행이 수행되어 중공 코어 세제 그래뉼의 3개의 샘플을 제공하였다. 약 100g의 중공 코어 그래뉼의 양으로 "실험실 규모"의 그래뉼 형성을 제공하기 위해 예 1 내지 예 3에서 상술한 제조 방법들과 유사하게 처리가 수행되었다(아래에서 논의되는 테스트 샘플 1 내지 3). 관찰된 특성들이 대규모 생산에서 일관되게 유지되는지를 확인하기 위해 4 Kg(테스트 샘플 4)과 50 Kg(테스트 샘플 5)의 양으로 그래뉼 형성을 제공하기 위해 2개의 추가 샘플이 대량 제조 규모로 제조되었다.
다음으로 중공 코어 세제 그래뉼의 용해도가 천연 형태(즉, "순수한")의 세제 조성물의 용해도와 비교되었다. 각 테스트 샘플(중공 코어 그래뉼 또는 순수한 세제 분말)에 대해, 샘플 10g이 실온수 1600 mL에 용해되었으며, 모든 그래뉼이 용해된 시간이 가용화 시간으로 기록되었다. 이 테스트에는 2000 mL의 유리 비이커와 700 rpm에서 혼합하는 프로펠러가 있는 IKA Werke EUROSTAR Power-B Overhead Stirrer Mixer가 사용되었다. 스톱워치가 시간을 측정하는 데 사용되었다.
세제 분말의 비교예의 순수한 샘플은 9분 32초의 가용화 시간을 나타냈다. 중공 코어 세제 그래뉼의 5개의 테스트 샘플은 다음과 같은 가용화 시간들을 나타냈다: 1) 4분 30초; 2) 4분 24초; 3) 4분 21초; 4) 4분 37초; 및 5) 6분 11초. 테스트에 의해 입증되듯이, 중공 코어 형식으로의 세제 조성물의 제시는 그 천연 형태의 세제 조성물과 비교하여 가용화 시간을 상당히 단축시켰다. 이는 분말 세제 조성물의 입자 크기가 천연 형태에 비해 중공 코어 형태에서 변하지 않았기 때문에 놀라운 것이었다. 오히려, 중공 코어 형태의 세제 조성물의 가용화 시간은 결합제 물질의 가용화 시간보다도 훨씬 더 짧도록 단축되었다. 이는 중공 코어 그래뉼의 전반적인 성질이 가용화 특성들을 개선하는 데 부가적인 효과 이상을 제공한다는 증거로 여겨지며, 물리적 특성들의 이러한 놀라운 개선은 흡수 특성들과 같은 다른 기능들로도 확장될 것으로 기대된다. 더욱이, 가용화 시간의 대폭적인 단축은 중공 코어 형식으로의 다른 화학물질들, 화합물들, 및 조성물들의 제시가 이러한 중공 코어 제품들의 가용화를 개선하고 그에 비례하여 그 성분들(예를 들면, 클리너들, 비료들, 살충제들, 및 본 명세서에서 논의된 기타 물질들)의 방출을 개선할 것이라는 기대를 뒷받침하는 것으로 여겨진다.
예 12: 중공 코어 그래뉼의 악취 테스트
냄새 유발 화학물질들을 포집하고 관련 냄새를 방지 또는 저감하는 능력을 평가하기 위해 각종 상이한 벽 형성 물질들을 사용하여 중공 코어 그래뉼이 제조되었다. 총 7개의 샘플이 평가되었다: 1) PEG 결합제 및 벽 형성 물질로서 활성탄을 갖는 중공 코어 그래뉼; 2) PEG 결합제 및 벽 형성 물질로서 제올라이트 클리노프틸로라이트를 갖는 중공 코어 그래뉼; 3) PEG 결합제 및 벽 형성 물질로서 세피올라이트 점토를 갖는 중공 코어 그래뉼; 4) PEG 결합제 및 벽 형성 물질로서 세피올라이트 점토, 제올라이트 클리노프틸로라이트, 및 활성탄의 혼합물을 갖는 중공 코어 그래뉼; 5) PEG 결합제 및 벽 형성 물질로서 중탄산나트륨을 갖는 중공 코어 그래뉼; 6) 천연 중탄산나트륨 분말; 및 7) Bentonite Performance Minerals로부터의 천연 나트륨 벤토나이트 점토. 샘플 6과 7은 냄새 저감를 위해 반려동물용 깔짚들과 같은 제품들에 전형적으로 사용되는 물질들과 중공 코어 그래뉼의 성능을 비교하기 위한 비교예들로 사용되었다. 중공 코어 그래뉼 샘플 1 내지 5 각각에 대해, 각각의 샘플들은 약 15 중량% 내지 약 25 중량%의 PEG 결합제 및 약 85 중량% 내지 약 75 중량%의 각각의 벽 형성 물질을 포함하도록 제조되었다. 제올라이트 클리노프틸로라이트 중공 코어 그래뉼의 SEM 이미지들이 도 19a와 도 19b에 제공되어 있다. 활성탄 중공 코어 그래뉼의 SEM 이미지들이 도 20a와 도 20b에 제공되어 있다. 중탄산나트륨 중공 코어 그래뉼의 SEM 이미지들이 도 21a 내지 도 21c에 제공되어 있다.
악취 테스트를 수행하기 위해, 약 100g의 테스트 샘플을 사이드 밸브와 원홀 스토퍼(one-hole stopper)가 장착된 Erlenmeyer 진공 플라스크에 넣었다. 스토퍼에는 추가 밸브 또는 Drager 암모니아 샘플링 튜브(Drager, Inc.로부터 입수 가능)가 장착되었다. 각 샘플에 약 20 mL의 합성 소변(고양이 소변에서 볼 수 있는 아미노산 화합물[2-아미노-3-프로판산] 및 추정 고양이 페로몬과 티올[3-머캅토-3-메틸부탄-1-올]의 미생물 분해효소를 통한 전구체인 Felinine). 암모니아 레벨들은 Drager 튜브로부터 직접 모니터링되었으며, 황 가스들을 정기적으로 측정하기 위해 Halimeter(Interscan Corporation으로부터 입수 가능)가 사용되었다. NH3(ppm 단위)와 S(ppb 단위)를 측정하기 위해 샘플들은 약 100 시간 동안 모니터링되었는데, 각각의 냄새 유발 화학물질들의 농도가 낮을수록 냄새 유발 화학물질들을 포착하는 데 있어서의 테스트 물질의 보다 우수한 성능을 나타내고, 각각의 냄새 유발 화학물질들의 농도가 높을수록 냄새 유발 화학물질들을 포착하는 데 있어서의 테스트 물질의 보다 낮은 성능을 나타낸다. NH3에 의한 악취를 저감하는 성능이 도 22에 도시되어 있고, S에 의한 악취를 저감하는 성능이 도 23에 도시되어 있다. NH3 가스와 S 가스 양자 모두에 대해, 중공 코어 제올라이트 클리노프틸로라이트가 최고의 냄새 경감도를 제공했다. 도 23에서 볼 수 있듯이, 황 냄새 경감에 대한 중공 코어 중탄산나트륨과 천연 중탄산나트륨의 직접 비교에서, 물질의 중공 코어 형태가 우수한 성능을 보이는 것으로 나타났다. 구체적으로, 약 100 시간 후, 중공 코어 중탄산나트륨에 대해 측정된 S 농도는 약 26 ppb였던 반면, 천연 중탄산나트륨에 대해 측정된 S 농도는 약 100 ppb였다.
본 명세서에 사용된 "약" 또는 "실질적으로"는 특정의 언급된 값들이 명시적으로 언급된 값 및 그에 상대적으로 가까운 값들도 포함하는 것으로 읽히도록 의도하고 있음을 나타낼 수 있다. 예를 들어, "약" 어떤 수의 값 또는 "실질적으로" 어떤 값은 구체적인 수 또는 값뿐만 아니라 그로부터 (+ 또는 -) 5% 이하, 4% 이하, 3% 이하, 2% 이하, 또는 1% 이하만큼 변하는 수들 또는 값들도 나타낼 수 있다. 몇몇 예에서, 값들은 명시적인 것으로 정의될 수 있으며, 그래서 "약" 또는 "실질적으로"라는 용어(및 그에 따라 인식되는 변화형들)는 명시적인 값으로부터 제외될 수 있다.
본 명세서에 기재된 발명의 많은 변형예 및 다른 실시예들이 전술한 설명에 제시된 교시의 이익을 갖는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 떠오를 것이다. 따라서, 본 발명은 개시된 구체적인 실시예들로 한정되어서는 안 되며 변형예들 및 다른 실시예들은 첨부된 청구범위의 범위 내에 포함되도록 의도됨을 이해해야 한다. 본 명세서에서는 구체적인 용어들이 사용되고 있으나, 이들은 일반적이고 설명적인 의미로만 사용되며 한정을 목적으로 사용되지 않는다.

Claims (48)

  1. 중공 코어를 획정하도록 어떠한 고체 또는 액체도 실질적으로 없는 캐비티를 실질적으로 둘러싸는 적어도 하나의 벽을 포함하는 중공 코어 그래뉼(hollow core granule)로서,
    상기 적어도 하나의 벽은 적어도 하나의 벽 형성 물질의 복수의 개별 입자를 포함하고, 상기 복수의 개별 입자는 상기 적어도 하나의 벽이 구조적으로 자립하도록 서로 충분히 결합되는,
    중공 코어 그래뉼.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 벽 형성 물질은 점토들, 유리, 세라믹들, 알루미나들, 규산염들, 제올라이트들, 탄소, 금속들, 염들, 흡수제들, 흡착제들, 탈취제들, 냄새 조절제들, 계면활성제들, 효소들, 표백제들, 산화제들, 환원제들, 겔화제들, 향미제들, 방향제들, 연마제들, 비료들, 구충제들(insecticides), 살충제들(pesticides), 살균제들, 제초제들, 항균제들, 점착 방지제들, 충전제들, 결합제들, 방부제들, 광학제들, 소독제들, 킬레이트제들, 분자 결합 제제들, 염료들, 착색제들, 착색 입자들, 제진제들, 및 이들의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는,
    중공 코어 그래뉼.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 벽 형성 물질은 점토를 포함하는,
    중공 코어 그래뉼.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 벽 형성 물질은 탄산칼슘, 염화나트륨, 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 과탄산나트륨, 황산나트륨, 과산화탄산나트륨, 염화칼륨, 탄산마그네슘, 황산마그네슘, 및 이들의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 염을 포함하는,
    중공 코어 그래뉼.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 벽 형성 물질은 직물 관리(fabric care) 조성물인,
    중공 코어 그래뉼.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 직물 관리 조성물은 세탁용 세제들, 표백제들, 미백제들, 증백제들, 얼룩 제거제들, 탈취제들, 방향 증강제들, 및 이들의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는,
    중공 코어 그래뉼.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 벽 형성 물질은 반려동물용 깔짚(pet litter) 조성물인,
    중공 코어 그래뉼.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 벽 형성 물질은 반려동물용 깔짚 조성물용 첨가제인,
    중공 코어 그래뉼.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 벽 형성 물질은 상기 중공 코어 그래뉼이 접촉하게 되는 하나 이상의 냄새 유발 화학물질의 흡수, 흡착, 또는 다른 결합을 하도록 구성되는,
    중공 코어 그래뉼.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 벽 형성 물질은 상기 중공 코어 그래뉼이 접촉하게 되는 액체의 흡수, 흡착, 또는 다른 결합을 하도록 구성되는,
    중공 코어 그래뉼.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 벽 형성 물질은 pH 조절제, 비료, 살충제, 또는 냄새 차폐제(odor masking agent)인,
    중공 코어 그래뉼.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 벽 형성 물질의 상기 개별 입자들 사이에 존재하는 틈새 공간들의 적어도 일부에 존재하는 적어도 하나의 결합제 물질을 더 포함하는, 중공 코어 그래뉼.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 결합제는 친수성 물질인,
    중공 코어 그래뉼.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 결합제는 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol: PEG) 물질을 포함하는,
    중공 코어 그래뉼.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 결합제는 소수성 물질인,
    중공 코어 그래뉼.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 결합제는 왁스, 파라핀, 폴리카프로락톤, 에틸렌비닐아세테이트 코폴리머들, 폴리프로필렌 카보네이트, 폴리(테트라메틸렌 옥사이드), 폴리(에틸렌 아디페이트), 폴리(트랜스-부타디엔), 열가소성 폴리우레탄, 스테아르산, 및 이들의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 물질을 포함하는,
    중공 코어 그래뉼.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 결합제는 상기 중공 코어 그래뉼의 총 중량을 기준으로 약 1 중량% 내지 약 45 중량%를 포함하는,
    중공 코어 그래뉼.
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 중공 코어는 상기 중공 코어 그래뉼의 직경의 약 10% 내지 약 80%인 직경을 갖는,
    중공 코어 그래뉼.
  19. 제1 항에 있어서,
    상기 중공 코어 그래뉼은 상기 중공 코어를 획정하는 상기 캐비티가 상기 중공 코어 그래뉼의 체적의 약 0.1% 내지 약 50%인 체적을 갖도록 구성되는,
    중공 코어 그래뉼.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 캐비티의 체적은 상기 중공 코어 그래뉼의 체적의 약 0.5% 내지 약 10%인,
    중공 코어 그래뉼.
  21. 제1 항에 있어서,
    상기 중공 코어 그래뉼은 물에서 부양성이 있는,
    중공 코어 그래뉼.
  22. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 벽은 상기 벽 형성 물질의 개별 입자들의 응집체인,
    중공 코어 그래뉼.
  23. 제1 항에 있어서,
    상기 중공 코어 그래뉼은 동일한 중량의 상기 적어도 하나의 벽 형성 물질 단독의 가용화를 실질적으로 완료하는 시간보다 적어도 10% 빠른 가용화를 실질적으로 완료하는 시간을 나타내는,
    중공 코어 그래뉼.
  24. 제1 항 내지 제23 항 중 어느 한 항에 따른 복수의 상기 중공 코어 그래뉼을 포함하는 제품.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 제품은 클리닝 제품으로서 구성되는,
    제품.
  26. 제25 항에 있어서,
    상기 클리닝 제품은 직물 관리 제품인,
    제품.
  27. 제26 항에 있어서,
    상기 직물 관리 제품은 세탁용 세제들, 업홀스터리 클리너들(upholstery cleaners), 증백제들, 미백제들, 얼룩 제거제들, 방향 증강제들, 및 이들의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는,
    제품.
  28. 제25 항에 있어서,
    상기 클리닝 제품은 식기세척용 세제, 연마형 클리너(abrasive cleaner), 또는 치아 클리닝 제품인,
    제품.
  29. 제24 항에 있어서,
    상기 제품은 탈취제로서 구성되는,
    제품.
  30. 제29 항에 있어서,
    상기 복수의 중공 코어 그래뉼은 상기 적어도 하나의 벽 형성 물질로서 중탄산나트륨, 제올라이트들, 활성탄, 벤토나이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 물질을 포함하도록 구성되는,
    제품.
  31. 제24 항에 있어서,
    상기 제품은 동물용 깔짚으로서 구성되는,
    제품.
  32. 제31 항에 있어서,
    상기 복수의 중공 코어 그래뉼은 상기 적어도 하나의 벽 형성 물질로서 중탄산나트륨을 포함하도록 구성되는,
    제품.
  33. 제31 항에 있어서,
    상기 복수의 중공 코어 그래뉼은 상기 적어도 하나의 벽 형성 물질로서 점토를 포함하도록 구성되는,
    제품.
  34. 제33 항에 있어서,
    상기 점토는 벤토나이트를 포함하는,
    제품.
  35. 제31 항에 있어서,
    상기 복수의 중공 코어 그래뉼은 상기 동물용 깔짚의 적어도 5 중량%를 포함하는,
    제품.
  36. 제24 항에 있어서,
    상기 제품은 반려동물용 깔짚 첨가제로서 구성되는,
    제품.
  37. 제24 항에 있어서,
    상기 제품은 비료 또는 살충제인,
    제품.
  38. 중공 코어 그래뉼의 제조 방법으로서,
    혼합물을 형성하기 위해 약 40 ℃ 내지 약 95 ℃의 융점을 갖는 결합제를 상기 결합제에 실질적으로 불용성이며 상기 결합제의 융점보다 높은 융점을 갖는 적어도 하나의 벽 형성 물질의 복수의 개별 입자와 조합하는 단계;
    상기 적어도 하나의 벽 형성 물질의 복수의 개별 입자의 응집체들을 형성하기 위해 상기 결합제의 융점 이상이며 상기 적어도 하나의 벽 형성 물질의 복수의 개별 입자의 융점 미만인 최대 온도로 상기 혼합물을 가열하는 단계; 및
    상기 중공 코어 그래뉼을 형성하기 위해 상기 적어도 하나의 벽 형성 물질의 복수의 개별 입자의 상기 응집체들을 냉각하는 단계:
    를 포함하는, 방법.
  39. 제38 항에 있어서,
    형성된 상기 중공 코어 그래뉼은 중공 코어를 획정하도록 어떠한 고체 또는 액체도 실질적으로 없는 캐비티를 실질적으로 둘러싸는 적어도 하나의 벽을 포함하고, 상기 적어도 하나의 벽은 상기 적어도 하나의 벽 형성 물질의 복수의 개별 입자를 포함하며, 상기 복수의 개별 입자는 상기 적어도 하나의 벽이 구조적으로 자립하도록 서로 충분히 결합되는,
    방법.
  40. 제39 항에 있어서,
    상기 결합제와 상기 적어도 하나의 벽 형성 물질의 복수의 개별 입자는 상기 중공 코어 그래뉼의 상기 적어도 하나의 벽에 존재하는 상기 결합제의 양이 상기 중공 코어 그래뉼의 총 중량을 기준으로 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%가 되도록 조합되는,
    방법.
  41. 제38 항에 있어서,
    상기 프로세스는 유동층(fluidized bed)에서 수행되는,
    방법.
  42. 제38 항에 있어서,
    상기 냉각하는 단계는 상기 결합제의 융점 미만의 온도로 냉각하는 단계를 포함하는,
    방법.
  43. 제38 항 내지 제42 항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조된 중공 코어 그래뉼을 포함하는 제품.
  44. 제43 항에 있어서,
    상기 제품은 세탁용 세제들, 식기용 세제들, 직물 클리너들, 직물 탈취제들, 연마형 클리너들, 치아 클리닝 조성물들, 소독제들, 얼룩 제거제들, 미백제들, 증백제들, 표백제들, 방향 증강제들, 흡수제들, 흡착제들, 탈취제들, 냄새 조절 제품들, 냄새 차폐 제품들, 비료들, 살충제들, 동물용 깔짚들, 및 동물용 깔짚 첨가제들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는,
    제품.
  45. 제43 항에 있어서,
    상기 제품은 세탁용 세제이며, 상기 세탁용 세제는 상기 중공 코어 그래뉼과 하나 이상의 추가 성분의 혼합물을 포함하는,
    제품.
  46. 제43 항에 있어서,
    상기 제품은 세탁용 세제이며, 상기 적어도 하나의 벽 형성 물질의 복수의 개별 입자는 세탁용 세제 조성물의 입자들을 포함하는,
    제품.
  47. 제43 항에 있어서,
    상기 제품은 동물용 깔짚이며, 상기 동물용 깔짚은 상기 중공 코어 그래뉼과 하나 이상의 추가 성분의 혼합물을 포함하는,
    제품.
  48. 제43 항에 있어서,
    상기 제품은 동물용 깔짚이며, 상기 적어도 하나의 벽 형성 물질의 복수의 개별 입자는 점토 입자들 또는 중탄산나트륨 입자들을 포함하는,
    제품.
KR1020227040793A 2020-04-24 2021-04-23 중공 코어 그래뉼, 그래뉼을 포함한 제품, 및 그래뉼 제조 방법 KR20220162185A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063014911P 2020-04-24 2020-04-24
US63/014,911 2020-04-24
PCT/US2021/028821 WO2021216986A1 (en) 2020-04-24 2021-04-23 Hollow core granules, products incorporating the granules, and methods of preparing the granules

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220162185A true KR20220162185A (ko) 2022-12-07

Family

ID=78270214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227040793A KR20220162185A (ko) 2020-04-24 2021-04-23 중공 코어 그래뉼, 그래뉼을 포함한 제품, 및 그래뉼 제조 방법

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP4139040A4 (ko)
JP (1) JP2023523251A (ko)
KR (1) KR20220162185A (ko)
CN (1) CN115427141A (ko)
AU (1) AU2021259848B2 (ko)
CA (1) CA3176359A1 (ko)
MX (1) MX2022013345A (ko)
WO (1) WO2021216986A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115956510A (zh) * 2023-01-18 2023-04-14 杭州野马医疗器械有限公司 一种协同高效除臭猫砂及其制备方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1436071A (fr) * 1965-03-12 1966-04-22 Emile Muller Soc Nouv Ets Procédé de fabrication de briques isolantes utilisant notamment un four de calcination sur un lit fluidisé
JPS5833164B2 (ja) * 1980-07-04 1983-07-18 花王株式会社 中空顆粒状過炭酸塩及びその製造方法
JP2004076216A (ja) * 2002-08-20 2004-03-11 Jsr Corp 紙塗工用組成物並びにそれを用いた塗工紙及びその製造方法
US20080251027A1 (en) * 2003-07-11 2008-10-16 Bradley Kirsch Shaped Absorbent Particles
US20050005870A1 (en) * 2003-07-11 2005-01-13 The Clorox Company Composite absorbent particles
US20070111002A1 (en) * 2005-07-25 2007-05-17 University Of Washington Polymer hollow particles with controllable holes in their surfaces
US20070036705A1 (en) * 2005-08-10 2007-02-15 Butts Matthew D Hollow silica particles and methods for making same
JP2008266504A (ja) * 2007-04-24 2008-11-06 Konica Minolta Business Technologies Inc 中空粒子の製造方法
US9033040B2 (en) * 2011-12-16 2015-05-19 Baker Hughes Incorporated Use of composite of lightweight hollow core having adhered or embedded cement in cementing a well
GB201202797D0 (en) * 2012-02-20 2012-04-04 Eminate Ltd Sodium bicarbonate product
CN107428857B (zh) * 2015-03-05 2020-05-26 松本油脂制药株式会社 热膨胀性微球及其用途
EP3853335A1 (en) * 2018-09-21 2021-07-28 The Procter & Gamble Company Active agent-containing matrix particles and processes for making same

Also Published As

Publication number Publication date
CA3176359A1 (en) 2021-10-28
EP4139040A4 (en) 2024-03-13
CN115427141A (zh) 2022-12-02
MX2022013345A (es) 2023-03-01
EP4139040A1 (en) 2023-03-01
AU2021259848A1 (en) 2022-11-10
WO2021216986A1 (en) 2021-10-28
AU2021259848B2 (en) 2024-03-28
JP2023523251A (ja) 2023-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210237035A1 (en) Hollow core granules, products incorporating the granules, and methods of preparing the granules
US20080022940A1 (en) Composite Absorbent Particles with Superabsorbent Material
ES2622560T3 (es) Composiciones microcapsulares de base sólida y usos de las mismas
US20090217882A1 (en) Dry Bed Agglomeration Process and Product Formed Thereby
US20080029039A1 (en) Dry Bed Agglomeration Process and Product Formed Thereby
US20080251027A1 (en) Shaped Absorbent Particles
US20030216483A1 (en) Urethane polymer foam composites in sized particulate form with controlled release of agents and additives
US5041421A (en) Fragrant material
CN114729063A (zh) 利用与壳聚糖交联的聚脲胶囊制备的制品
PL216027B1 (pl) Kompozycja na sciólke dla zwierzat, zestaw oraz sposób wytwarzania kompozycji
CA2429556C (en) Fragrance compositions
AU2021259848B2 (en) Hollow core granules, products incorporating the granules, and methods of preparing the granules
CA2607758A1 (en) Shaped absorbent particles
US5246919A (en) Fragrant material
CA2432261C (en) Controlled release of fragrances through non-woven pouches
CA2607753A1 (en) Composite absorbent particles with superabsorbent material
CA2607676A1 (en) Dry bed agglomeration process and product formed thereby
EP0744125B1 (en) Iodo-complex and its use
AU749030B2 (en) Method of reducing fines in a powdered product and fabric cleaner produced therefrom
JP4439091B2 (ja) 芳香性排泄物処理剤およびその製造方法
JP3551479B2 (ja) 昆虫成長調節剤組成物
CA2703443A1 (en) Dry bed agglomeration process and product formed thereby

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination