CN101119752A - 用于将挥发性物质分配到周围环境中的装置 - Google Patents

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Abstract

一种适用于将挥发性液体释放到周围环境中的装置。该装置包括含有两层形式的挥发性液体的容器和第一毛细管元件与第二毛细管元件，该第一毛细管元件仅对形成上层的液体是能渗透的，该第二毛细管元件对两层液体均是能渗透的。

Description

用于将挥发性物质分配到周围环境中的装置
本发明涉及用于分配挥发性物质的装置。更特别地，本发明涉及用于通过蒸发将挥发性物质从双层液体输送到周围环境的管芯基(wick-based)分配装置。
用于分配挥发性液体到周围环境的管芯基分配装置是本领域中众所周知的。一种极普通类型的这种分配装置基本上由含有挥发性液体的容器和进入到该液体中且与任选地具有宽蒸发表面的多孔基质相通的管芯组成。这种分配装置利用毛细作用现象来提供运动分配力。管芯操作以将液体从容器内部输送到其蒸发到其中的周围环境中。这种装置可以另外地包括辅助工具，如加热元件和/或风扇。这种系统中使用的液体通常在加热的装置和不加热的、风扇驱动的装置的情形下是由活性的、挥发性物质和溶剂组成，或者在用于不加热的、非风扇驱动的装置时由基本上由水、溶剂、增溶剂和活性的、挥发性物质组成。
这种系统存在的一个问题是，由于含水基液体的配方，管芯材料倾向于阻塞，致使该装置效率降低。另外，在这些系统中不能观察到清楚的寿命信号终止(EOL)，因为通常粘性残留物保留在容器中。另外，溶剂的存在，特别是更大的量，是高成本的且不是环境友好的。
最近已采取一些尝试来克服这些问题，通过使用溶剂和无增溶剂的含水基液体组合物，导致双层配方，在传统的管芯基分配装置中。这些装置存在的问题是，它们不能使两个层同时蒸发。
现在已发现，能够提供至少基本上克服现有技术的问题的装置。由此本发明提供了适于将挥发性液体释放到周围环境的分配装置，该装置包括含有两层形式的挥发性液体的容器，第一毛细管元件与第二毛细管元件从该容器中延伸出来，每个元件具有浸入两个液层中的下部和延伸到周围环境中的上部，该第一毛细管元件仅对形成上层的液体是能渗透的，该第二毛细管元件对两层液体均是能渗透的，且该第二毛细管元件在其表面上具有形成上层的液体不能渗透的阻隔层。
本发明进一步提供了将两层形式的挥发性液体分配到周围环境中的方法，其通过第一毛细管元件与第二毛细管元件将液体从容器输送到环境中，每个元件具有浸入两个液层中的下部和延伸到周围环境中的上部，该第一毛细管元件仅对形成上层的液体是能渗透的，该第二毛细管元件对两层液体均是能渗透的，且该第二毛细管元件在其表面上具有形成上层的液体不能渗透的阻隔层。
该容器可以由通常用于空气清新器装置的任意材料制成，例如玻璃或塑料。优选这样的材料，其在芳香材料例如香精油的存在下是稳定的。第一毛细管元件与第二毛细管元件从该容器中延伸出来。这些可以通过任意方便的方式定位，例如，它们紧密地安装在液密性塞子中，所述塞子阻塞了毛细管元件从中通过的容器中的孔。这种塞子优选地包括放气孔，其容许压力平衡。可供选择地，可以使用任意用于平衡的工具，如WO03092750(其引入本文作为参考)中所述的排气型管芯。
使第二毛细管元件不能渗透上层液体的阻隔层可以采取任意适宜的形式，例如，施用到其上并使其硬化或干燥的液体涂层，或者胶带形式的套筒或者置于其上的任意适宜材料的紧配的管状构件。该管状构件可以由，例如，聚乙烯、聚丙烯、PETG(二元醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯)、BP Chemicals Ltd.的Barex树脂、聚酯或聚苯乙烯制成。该阻隔层可以是使得其不能渗透两层液体且沿着第二毛细管元件延伸到使得仅形成下层的液体被吸收的程度，即，该阻隔层可以仅沿着通过形成上层的液体的那部分第二毛细管元件和足以进入形成下层的液体的距离上延伸，由此使得能够通过蒸发过程降低两个层的边界。
在本发明的优选实施方式中，大部分第二毛细管元件的下部的侧面被阻隔材料覆盖且基本上仅仅第二毛细管元件的横截面与不具有阻隔层的液体接触。“大部分”的含义是，在全液体载荷时，至少一半的毛细管元件与下层液体接触，优选3/4的毛细管元件，更优选全部侧面被阻隔材料覆盖。所给出的比例表示尚没用于通过蒸发过程释放挥发性液体的填充的装置。
在本发明的另一实施方式中，该第一毛细管元件以使得其充分覆盖第二毛细管元件的阻隔层的外表面的方式布置。该阻隔层可以是使得其沿着第二毛细管元件延伸到使得仅形成下层的液体被吸收的程度，即，大部分第二毛细管元件的上下部的侧面被阻隔层覆盖，基本上仅仅横截面不具有阻隔层。
形成两个层的挥发性液体由形成下层的含水相和形成上层的疏水相组成。该疏水相基本上由香料组成。“香料”的含义是单一香料或香料的混合物，选自诸如酸、酯、醇、醛、酮、内酯、腈、醚、醋酸酯、烃、含硫、含氮和含氧的杂环、多环和大环化合物的类型，以及天然或合成源的香精油。这种香料描述于，例如，S.Arctander，Perfume Flavors and Chemicals，卷1和卷2，Arctander，Montclair，NJ USA 1969中。该香料任选地可以包含无气味的液体，如苯甲酸苄基酯、肉豆蔻酸异丙基酯和烃衍生物，例如Exxon的Isopar。液体的适当选择不仅取决于其可以被使用的量而且也取决于香料的本性，这点是本领域技术人员完全理解的。优选地，香料包含不超过25wt％、优选不超过20wt％的这些液体，基于疏水相的总量。
“含水相”的含义是，包含至少40wt％、优选50-100wt％的水的亲水液体，基于该含水相的总量。
含水相与疏水相的比例取决于所选的特定毛细管元件，且优选地以使两个相几乎同时完全被蒸发的方式来选择。本领域技术人员可以容易地确定实际比例。
对形成上层的液体不能渗透的第一毛细管元件，可以由适用于通过毛细管作用将形成上层的液体从下部转移到毛细管元件的上部的任意材料来制成。适宜材料实例包括聚烯烃，例如PE(聚乙烯)和PP(聚丙烯)或其组合。
对两层液体即含水和疏水层均能渗透的第二毛细管元件，可以由适用于通过毛细管作用转移两层液体的任意材料来制成。适宜材料的实例包括，例如，PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、纤维素和醋酸纤维素，及其组合。优选地，该第二毛细管元件由纤维素制成。该第二毛细管元件也可以由聚烯烃、例如PE(聚乙烯)和PP(聚丙烯)或其组合制成，将其进一步处理以使该材料适于通过毛细管作用转移两层液体。这点可以如下来实现，例如，将由聚烯烃制成的第二毛细管元件浸入包含阴离子表面活性剂如醚硫酸钠、或者非离子表面活性剂如乙氧基化脂肪醇的含水溶液中，优选地基于该含水相为至少约20wt％，获得浸渍的材料，使用之前使其干燥，优选地在是室温下过夜。
毛细管元件的形状并非关键。它们可以是，例如，正方形、长方形、圆形或环形截面的。毛细管元件的长度主要取决于容器的高度。优选地以使它们到达容器底部且由此可以将容器的全部内容物蒸发的方式来选择长度。
在本发明的另一且优选的实施方式中，形成上层的液体和/或形成下层的液体包含染料，优选为明显不同的颜色。一旦挥发性液体达到蒸发的终点，该第一毛细管元件与第二毛细管元件具有相同颜色，即，形成上层的液体的颜色。这种视觉信号指示消费者该产品已用完且必须更换。
适用于疏水相的染料可以选自Ciba的Puricolor蓝FBL5、Puricolor蓝ABL9、Puricolor绿U3和Puricolor黄AYE23，且适用于含水相的染料可以选自Wackherr的Covasol绿W7039和Clariant的Vitasyn橙RGL 90。
依据本发明的装置特别适用于进一步包括加热元件的管芯基分配装置。另外，该管芯基分配装置可以具有风扇。
本发明现在将参照附图进一步描述，其描述了本发明的优选实施方式且其并不以任意方式构成限定。
图1为具有充满的挥发性液体的本发明实施方式中的垂直横截面。
图2为蒸发了大部分的挥发性液体之后图1的实施方式中的垂直横截面。
图3A为本发明另一实施方式中的垂直横截面。
图3B描述了沿线CC′获得的、图3A的实施方式的横截面。
参照图1，管芯基分配装置包括容器(1)，其含有包括香料(8)的上疏水层和含水下层(9)的形式的挥发性液体，这些层包含不同颜色的染料。通过容器中开口从液体延伸到大气中的为管芯(2)和(3)的形式的两个毛细管元件，这些管芯具有分别暴露于大气的上部(5)和(5′)，和分别暴露于液体的下部(4)和(4′)。选择管芯的材料，使得管芯(2)可以仅仅吸收和向大气输送液层(8)，但是管芯(3)的材料能够吸收和输送两层液体。
大部分管芯(3)的下部(4′)被紧配的聚乙烯套筒(6)覆盖，使管芯(3)不能渗透上层液体(8)。在全液体载荷时，套筒(6)延伸到层间边界之下，由此确保了仅仅管芯(3)的下部(4′)的底端(7)仅暴露于液层(9)，且仅仅该液体可以通过其蒸发直到大部分的挥发性液体被蒸发。
操作时，最初如图1中所示，上液层(8)通过管芯(2)输送且从中蒸发，且下液层(9)通过底端(7)输送且从管芯(3)的上部(5′)中蒸发，如图中白箭头所示。
如图2中所示，仍存在该情形，直到层间边界降到管芯(3)的套筒(6)的底端之下。此时，两个液层(8)和(9)通过管芯(3)来输送。这点如白箭头A′和B所示，但是管芯(2)继续仅输送上液层(8)，如白箭头A所示。由于管芯(3)的底端(7)暴露于上液层(8)且随后该液体通过管芯(3)的输送的结果，管芯(3)的颜色存在明显的变化。这样表明，该装置已达到其寿命的终点且应当更换。
参照图3A，所示的管芯基分配装置遵循图1和2中所示的相同工作原理。区别仅在于，代替两个单个的管芯，使用了还在图3B中进一步详细显示的一个单一的管芯体系。该管芯基分配装置包括含有下液层(19)和上液层(18)形式的挥发性液体的容器(11)。通过容器中开口延伸到大气中的为管芯，从在在其侧面上具有紧配的套筒(16)的第二毛细管元件(13)中装配，第一毛细管元件(12)覆盖该套筒。选择管芯的材料，使得第一毛细管元件(12)可以仅吸收液层(18)并将其输送到大气中，但是内毛细管元件(13)的材料能够吸收和输送两种液层。管芯的外层(12)为由纤维素制成的棒状的第二毛细管元件(13)从中导出的管子。该纤维素棒由紧配的套筒(16)覆盖，使得其不能够渗透上层液体(18)。
操作时，最初如图3A中所示，上液层(18)通过管芯外层(12)的上部(15)输送且从中蒸发，且下液层(19)通过底端(17)输送且从管芯内部(13)的顶端(17′)中蒸发，如图3A中白箭头所示。
已按照分配香料的方式描述了本发明。但是，依据本发明的装置可以输送其它成分，如恶臭中和成分、杀虫剂、或具有杀虫活性的材料、具有抗菌活性的物质或其混合物。这些其它成分可以存在于含水和/或疏水相二者中。除了这些活性物质之外，香料组合物可以包含赋形剂如染料和UV-吸收剂。
在本发明的另一实施方式中，形成两个层的挥发性液体由包含高达60wt％、优选1-50wt％的下述成分的含水相组成，该成分选自恶臭中和成分、杀虫剂、水溶性液体、具有杀虫活性的材料、具有抗菌活性的物质及其混合物，基于该含水相的总量。

Claims (7)

1.一种适用于将挥发性液体释放到周围环境中的装置，该装置包括含有两层形式的挥发性液体的容器，第一毛细管元件与第二毛细管元件从该容器中延伸出来，每个元件具有浸入两个液层中的下部和延伸到周围环境中的上部，该第一毛细管元件仅对形成上层的液体是能渗透的，该第二毛细管元件对两层液体均是能渗透的，且该第二毛细管元件在其表面上具有形成上层的液体不能渗透的阻隔层。
2.权利要求1所述的装置，其中该第二毛细管元件是由选自聚酯、纤维素和醋酸纤维素或其组合的材料制成的。
3.权利要求1所述的装置，其中该第二毛细管元件是由聚烯烃制成的，将其进一步处理以使该材料适于通过毛细管作用转移两层液体。
4.前述权利要求中任一项所述的装置，其中该第一毛细管元件是由聚烯烃制成的。
5.前述权利要求中任一项所述的装置，其中该第一毛细管元件以使得其充分覆盖第二毛细管元件的阻隔层的外表面的方式布置。
6.权利要求1所述的装置，其中至少挥发性液体的上层包含染料，其一旦达到挥发性液体的蒸发的终点时将导致第一毛细管元件与第二毛细管元件的显色，使得两个毛细管元件具有相同颜色。
7.一种将两层形式的挥发性液体分配到周围环境中的方法，其通过第一毛细管元件与第二毛细管元件将液体从容器转移到环境中，每个元件具有浸入两个液层中的下部和延伸到周围环境中的上部，该第一毛细管元件仅对形成上层的液体是能渗透的，该第二毛细管元件对两层液体均是能渗透的，且该第二毛细管元件在其表面上具有形成上层的液体不能渗透的阻隔层。
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Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Chiverton daily Flavors & fragrances (Shanghai) Co., Ltd.

Assignor: Givaudan SA

Contract record no.: 2010990000484

Denomination of invention: Device for dispensing volatile substances into the ambient environment

License type: Exclusive License

Open date: 20080206

Record date: 20100702

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110511

Termination date: 20200214

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