DE60202368T2

DE60202368T2 - Sprühvorrichtung

Info

Publication number: DE60202368T2
Application number: DE60202368T
Authority: DE
Inventors: Farrell John Southampton HUGHES; Faye Lindsey Southampton GAUNT
Original assignee: University of Southampton; Reckitt Benckiser UK Ltd
Current assignee: University of Southampton; Reckitt Benckiser UK Ltd
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2002-07-05
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2022-07-06
Also published as: AU2002317305B2; US20060291130A1; WO2003004170A1; GB2377191A; GB2377191B; GB0116543D0; ES2233835T3; EP1404454B1; EP1404454A1; DE60202368D1; ATE285297T1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein verbundenes Gerät zum Sprühen und insbesondere auf eine Verbesserung in der Verteilung von zerstäubten Flüssigkeitströpfchen aus einer Drücker-betätigten Sprühvorrichtung.
Die Abgabe von Flüssigkeiten in Aerosolform wird nun weitreichend verwendet zur Erleichterung und Optimierung der Abgabe und Funktion von Haushaltspflegeprodukten. Druckverpackte oder Aerosolbehälter werden fast universell eingesetzt zur Abgabe von Produkten wie Polituren, Körper- und Haarpflegesprays, Insektiziden und Stoffpflegesprays und ähnlichem. Allgemein liegt die erweiterte Leistungsfähigkeit und die öffentliche Akzeptanz von solchen Sprühprodukten in den extrem guten Zerstäubungseigenschaften, die mit druckverpackten Aerosolbehältern in Verbindung gebracht werden. Die Abgabe des Produkts ist anstrengungslos, und die Zerstäubung und Abgabe ist gut. Mit neueren Entwicklungen wurde diese Leistungsfähigkeit weiter erweitert als Folge der Einbeziehung von elektrostatischer Technologie in Standard-Aerosoldosen.
Zusätzlich zu unter Druck gesetzten Aerosolbehältern werden viel Haushalts- und persönliche Pflegeprodukte ebenso durch manuell betätigte Drückerverpackungen abgegeben. Diese Produkte sind unter atmosphärischem Druck abgepackt und beinhalten keine Gasagenzien. Dies wiederum führt zu sehr verschiedenen Zerstäubungseigenschaften, wenn diese mit Aerosol-Spendern verglichen werden.
WO-A-99/01227 beschreibt, wie natürliche Ladungsaustauschphänomene nutzbar gemacht werden und einbezogen in eine Standard-Aerosoldose. Dies wird ohne die Notwendigkeit jeglicher elektrischer Schaltkreise erreicht.
Wegen der zahlreichen, verschiedenen Parameter jedoch, so wie Druck, Geschwindigkeit, Energieeingabe usw., ist der elektrostatische Mechanismus, welcher durch das Aerosol im oben erwähnten Dokument entwickelt wird, nicht leicht auf Drücker-betätigte Sprühvorrichtungen übertragbar. Dies deswegen, weil der Mechanismus zur Zerstäubung von Flüssigkeiten aus Drücker-betätigten Spendern lediglich auf der Energie beruht, die mit dem Drücken des Drückers in Verbindung steht, anstatt der Verwendung von Gas unter Druck. Deswegen muss eine verschiedene Ladungserzeugungs- und Trennungstechnik eingesetzt werden. Wie in Aerosolspendern ist es notwendig, dass dies erreicht wird, ohne die Verwendung von einem aktiv elektrisch versorgten Schaltkreis.
Wir haben nun eine Verfahren entwickelt, wodurch eine zusätzliche Ladung auf Tröpfchen einer Flüssigkeit übertragen werden kann, welche aus einer drücker-betätigten Sprühvorrichtung gespendet werden. Die Ladung wird erzeugt durch reibungselektrisches Reiben von zwei Materialien gegeneinander, und eine Polarität einer Ladung wird auf die Flüssigkeit am Punkt der Zerstäubung übertragen.
Demgemäß stellt die folgende Erfindung ein Verfahren zur Abgabe von geladenen Flüssigkeitströpfchen aus einer drückerbetätigten Sprühvorrichtung bereit, welches die Schritte umfasst von:
Koppeln eines Drückers mit Mitteln zur Abgabe eines vorgegebenen Volumens einer Flüssigkeit aus einem Reservoir für die Flüssigkeit und mit einem ersten Ladungsmittel;
Abgabe des vorgegebenen Volumens von Flüssigkeit durch Betätigung des Drückers;
Verbindung eines Auslassmittels mit Mitteln zur Abgabe des vorgegebenen Volumens von Flüssigkeit;
Passgenaues Koppeln der ersten Ladungsmittel mit zweiten Ladungsmitteln, wobei die ersten und die zweiten Ladungsmittel verschiedene Reibungselektrizitätsmittel umfassen und der Bewegung relativ zueinander bei Betätigung des Drückers;
Übertragung einer ersten Ladung auf das erste Ladungsmittel und einer zweiten Ladung auf das zweite Ladungsmittel durch Betätigung des Drückers; und
Anordnung, dass eine Ladungstrennung auftritt, und Übertragung einer Polarität der getrennten Ladung auf die Flüssigkeit, welche abgegeben wird.
Es ist wohl bekannt, dass, wenn zwei verschiedene Materialien in Reibungskontakt miteinander stehen, eine Reorganisation der Ladung am Kontaktpunkt auftritt. Dieses Phänomen ist wohl dokumentiert und bekannt als Reibungselektrizität (Taylor und Secker, 1994). Durch geeignete Auswahl des Materials ist es möglich vorzusehen, dass Ladungstrennung zwischen verschiedenen Bauteilen der Drückereinheit auftritt. Falls eine Polarität der getrennten Ladung auf die zerstäubte Flüssigkeit übertragen wird, ergibt sich daraus natürlich, dass die Nettoladung, welche durch die zerstäubte Flüssigkeit übertragen wird, erhöht wird.
Dieser Mechanismus wird als zweistufiger Prozess betrachtet. Zunächst muss die Ladung getrennt werden, und als zweites muss eine Polarität der getrennten Ladung auf die Flüssigkeit übertragen werden. Wie in WO-A-99/01277 beschrieben, muss das Verhältnis von Ladung zu Masse der abgegebenen Flüssigkeit mindestens 1 × 10^–4 C/kg betragen, damit die Vorteile von elektrostatischem Sprühen erhalten werden.
Ladung kann auf die Flüssigkeit mittels zweier Mechanismen übertragen werden.
Ladung kann durch Kontakt mit einer Elektrode übertragen werden, welche statische Ladung aus einem Ladungsspeicherbereich entfernt. Dies ist das Kontaktverfahren. Alternativ kann die Flüssigkeit durch Induktion geladen werden, wodurch die statische Ladung um den Punkt der Flüssigkeitszerstäubung herum lokalisiert wird, wodurch ein elektrisches Feld erzeugt wird. Wenn die Flüssigkeit in einem Bereich hohen elektrischen Feldes zerstäubt wird, wird Ladung in die Tröpfchen induziert, während sie sich ausbilden.
Beim Kontaktverfahren zum Aufladen wird die Ladung auf die Flüssigkeit aus einem Ladungsspeicherbereich übertragen, durch Kontakt der Flüssigkeit mit diesem Bereich, demnach muss sich genügend Ladung in diesem Bereich befinden, damit die zerstäubte Flüssigkeit ein minimales Ladungs- zu Massenverhältnis von 1 × 10^–4 C/kg aufnehmen kann. Falls die Masse des abgegebenen Produktes typischerweise ungefähr 0,5 g pro Quetschen des Drückers beträgt, dann ist es klar, dass die totale Ladung, welche auf das Spray übertragen werden muss, ungefähr 0,5 × 10^–7 C betragen muss. Normalerweise werden betätigte Drückerpackungen ein bestimmtes Niveau von Ladung abgeben. Abhängig von der Art der Drückereinheit und dem gespendeten Produkt, wird das Ladungs- zu Massenverhältnis typischerweise zwischen 1 × 10^–8 C/kg und 1 × 10^–5 C/kg liegen. Für die höheren Ladungsvarianten ist es klar, dass die Zuführung von ungefähr 0,5 × 10^–7 C ausreichend sein wird, um das gesamte Ladungsniveau auf einen Wert eines Ladungs- zu Massenverhältnisses, von ungefähr dem benötigten Niveau von 1,0 × 10^–4 C/kg, zu erhöhen.
Bei der Induktionsmethode wird die Ladung nicht direkt auf die Flüssigkeit übertragen, sondern verbleibt im Ladungsspeicherbereich. Gleiche und entgegengesetzte Ladungen werden auf die Flüssigkeit durch Induktion übertragen. Deswegen ist der Betrag des elektrischen Feldes wichtig bei der Bestimmung des Ladungs- zu Massenverhältnisses der gesprühten Flüssigkeit. Das Flüssigkeitsreservoir ist zur optimalen Leistungsfähigkeit bevorzugt mit Masse verbunden.
Bevorzugt haben die Flüssigkeitströpfchen, die aus der Sprühvorrichtung gesprüht werden, einen Bereich von durchschnittlichen Tröpfchengrößen von 5 bis 100 Mikrometern.
Für beide Mechanismen zur Übertragung von Ladung auf eine Flüssigkeit während der Zerstäubung aus einer drückerbetätigten Sprühvorrichtung gilt, je höher die entwickelte Ladung während der reibungselektrischen Ladungstrennung ist, desto höher ist das Ladungs- zu Massenverhältnis der erzeugten, versprühten Tröpfchen der Flüssigkeit.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet ebenso in ihrem Bereich ein Gerät zur Durchführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
Demgemäß wird in einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Sprühvorrichtung zur Abgabe geladener Flüssigkeitströpfchen bereitgestellt, die umfasst:
einen Drücker, gekoppelt mit Mitteln, zur Abgabe eines vorgegebenen Volumens von Flüssigkeit und mit ersten Ladungsmitteln;
die Mittel zur Abgabe der Flüssigkeit, die angeordnet sind, um ein vorbestimmtes Volumen von Flüssigkeit durch Betätigung des Drückers abzugeben;
Auslassmittel, gekoppelt mit Mitteln, zur Abgabe des vorgegebenen Volumens von Flüssigkeit;
die ersten Ladungsmittel, die passgenau mit zweiten Ladungsmitteln gekoppelt sind, wodurch Betätigung des Drückers die Bewegung der ersten Ladungsmittel relativ zu den zweiten Ladungsmitteln erlaubt, und dadurch eine erste Ladung an die ersten Ladungsmittel und eine zweite Ladung an die zweiten Ladungsmittel abgibt;
die ersten Ladungsmittel, die ferner so angeordnet sind, dass sie sich in der Nähe der Auslassmittel befinden; und
die ersten und zweiten Ladungsmittel, die unterschiedliche reibungselektrische Materialien aufweisen.
Die Sprühvorrichtung der vorliegenden Erfindung erlaubt es, dass eine Ladung auf eine Flüssigkeit übertragen wird, die aus einer drückerbetätigten Sprühvorrichtung abgegeben wird. Diese übertragene Ladung ermöglicht, dass das Spray leichter eine Oberfläche kontaktiert, und demnach die abgegebene Flüssigkeit wirksamer verwendet wird.
In einer ersten Ausführungsform des Gerätes der vorliegenden Erfindung kann die Sprühvorrichtung weiter Leitmittel aufweisen, die leitfähig mit ersten Ladungsmitteln gekoppelt sind. Dies erlaubt es der Ladung, die durch die Relativbewegung der ersten und zweiten Ladungsmittel erzeugt wird, auf andere Orte innerhalb der Sprühvorrichtung übertragen zu werden. Bevorzugt werden die Leitmittel mit einer Elektrode gekoppelt sein, die so angeordnet ist, dass ein wesentlicher Teil der Flüssigkeitströpfchen in erzwungener Kollision mit den Elektrodenmitteln nach der Zerstäubung sind. Diese Kontaktanordnung erlaubt es, dass die Ladung, die auf der ersten Elektrode angesammelt ist, auf die Flüssigkeitströpfchen übertragen wird, während sie aus der Vorrichtung abgegeben werden.
Die Elektrode kann z. B. eine Scheibe aus leitendem Material aufweisen, welche mit Düsenmitteln zur Abgabe der Flüssigkeit gekoppelt ist.
Alternativ kann die Elektrode eine Punktelektrode aufweisen, die von den Düsenmitteln zur Abgabe der Flüssigkeit isoliert ist.
Alternativ kann die Elektrode einen Ringkörper aufweisen, der vorderhalb der Düsenmittel zur Abgabe der Flüssigkeit positioniert ist.
In einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Vorrichtung ferner ein Ladungsspeichermittel aufweisen, das so angeordnet ist, dass ein elektrisches Feld, welches durch eine Ladung erzeugt wird, die auf den Ladungsspeichermitteln vorliegt, bei Verwendung auf einen wesentlichen Anteil der Flüssigkeit während der Zerstäubung einwirkt. Diese induktive Übertragungsanordnung erlaubt es, dass die Ladung auf die Flüssigkeit am Punkt der Zerstäubung übertragen wird. In dieser Anordnung können die Leitmittel nicht erforderlich sein, weil die Ladung vor Ort erzeugt werden kann und demnach nicht innerhalb der Sprühvorrichtung übertragen werden muss. Diese Ladungsübertragungsanordnung erlaubt es, dass die Ladung auf die Flüssigkeit am Punkt der Zerstäubung übertragen wird.
In Verwendung werden die ersten und zweiten Ausführungsformen ebenso ein Flüssigkeitsreservoir aufweisen, das leitfähig mit Pumpmitteln verbunden ist. Dieses Flüssigkeitsreservoir ist angeordnet, um Flüssigkeit zu speichern, welche abgegeben werden soll.
Das erste Ladungsmittel wird bevorzugt aus leitfähigem Material, z. B. Aluminium, Zelluloid oder einem leitfähigen oder statisch streuenden Polymer bestehen, welches teilweise mit schwarzem Kohlenstoff oder metallischen Elementen gefüllt sein kann.
Die zweiten Ladungsmittel können aus einem polyfluorierten Kohlenwasserstoffpolymer bestehen, wie Teflon oder Polyethylen.
Die vorliegende Erfindung wird nun lediglich als Beispiel beschrieben werden und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen:
1 eine Seitenansicht einer bekannten Sprühvorrichtung veranschaulicht;
2 eine Seitenansicht einer Sprühvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
3 eine perspektivische Ansicht eines Drückers in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
4a eine Düsenanordnung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
4b eine alternative Düsenanordnung in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4c noch eine weitere alternative Düsenanordnung in Übereinstimmung mit noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 eine perspektivische Zeichnung einer induktiven Übertragungsanordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Sprühvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 eine perspektivische Zeichnung eines weiteren Teils einer Sprühvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt; und
8 eine perspektivische Zeichnung einer Ladungsübertragungsanordnung in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Bezugnehmend auf 1 wird eine bekannte Sprühvorrichtung 10 zur Zerstäubung und Abgabe eines vorgegebenen Volumens von Flüssigkeit gezeigt, welches unter Atmosphärendruck gespeichert ist.
Die Sprühvorrichtung 10 enthält einen Drücker 14, der in herkömmlicher Weise z. B. aus Kunststoffmaterial gebildet ist, der es dem Benutzer gestattet, Flüssigkeit aus der Sprühvorrichtung abzugeben.
Die Vorrichtung 10 beinhaltet ebenso eine Düse 12 zur Zerstäubung der Flüssigkeit, während diese durch sie durch tritt. Die Düse 12 wird gewöhnlich aus Kunststoffmaterial gebildet und kann justiert sein, um die Ausbildungseigenschaften des Sprays zu verändern, z. B. kann die Düse 12 justiert sein, um es dem Spray zu erlauben, als Flüssigkeitsstrahl oder als feiner Nebel abgegeben zu werden.
Die Sprühvorrichtung 10 beinhaltet ebenso einen Betätiger 20, eine Betätigerverlängerung 11 und einen Schaft 22. Die Betätigerverlängerung 11 verbindet den Betätiger 20 mit der Düse 12. Der Schaft 22 ist ebenso mit dem Betätiger 20 ver bunden, in diesem Fall im wesentlichen senkrecht auf die Betätigerverlängerung 11. Ein Zweck des Betätigers 20, der Betätigerverlängerung 11 und des Schaftes 22 ist es, um die Bewegung der Flüssigkeit aus einem Reservoir (nicht gezeigt), in dem sie gespeichert wird, zu einer Düse 12 zu erlauben, wenn eine Betätigung des Drückers 14 auftritt. Dies wird nachfolgend erklärt werden.
Der Betätiger 20, die Betätigerverlängerung 11 und Schaft 22 werden typischerweise aus Kunststoffmaterial hergestellt, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Ein Unterbau 16 wird ebenso innerhalb der Sprühvorrichtung 10 bereitgestellt. Der Unterbau 16 verbindet den Drücker 14 mit dem Betätiger 20 und der Betätigerverlängerung 11. Um genauer zu sein, ist die Betätigerverlängerung 11 typischerweise entlang der Länge ihrer Unterseite mit der Oberseite des Unterbaus 16 gekoppelt. Die Art, auf welche der Unterbau 16, die Betätigerverlängerung 11, der Betätiger 20 und der Drücker 14 gekoppelt sind, ist wohlbekannt und wird deswegen hierin nicht im Detail beschrieben werden. Es sollte jedoch bemerkt werden, dass bei Betätigung des Drückers 14 der Unterbau 16 sich relativ zur Betätigerverlängerung 11 bewegt.
Ferner ist innerhalb der Sprühvorrichtung 10 ein Kipphebel 18 enthalten. Dieser ist verbindbar mit der Oberseite des Betätigers 20 und dem Unterbau 16 verbunden. Der Zweck des Kipphebels 18 ist, um bei Betätigung des Drückers 14 eine abwärtsgerichtete Kraft auf den Betätiger 20 auszuüben und deswegen auf den Schaft 22. Dies wird in genauerem Detail nachfolgend beschrieben werden. Wie gezeigt, ist der Kipphebel 18 typischerweise aus Kunststoffmaterial oder ähnlichem aufgebaut. Die Art und Weise, in welcher der Kipphebel 18 verbindbar mit dem Betätiger 20 und dem Unterbau 16 verbunden ist, ist wohlbekannt im Stand der Technik und wird nicht weiter hierin beschrieben werden.
Der Schaft 22 ist ebenso mit einem Kolben 26 verbunden. Die Oberseite des Kolbens 26 ist mit dem Schaft 22 an ihrem Ende gegenüberliegend dem Betätiger 20 verbunden. Es ist ebenso zwischen dem Schaft 22 und dem Kolben 26 eine Vorkompressionsfeder 24 angebracht. Der Zweck der Vorkompressionsfeder 24 und des Kolbens 26 wird im einzelnen später beschrieben werden.
Mit der Unterseite des Kolbens 26 ist die Oberseite eines Tellerventils 25 gekoppelt. Verbindbar mit der Unterseite des Tellerventils 25 ist eine Betätigungsfeder 28 gekoppelt. Die Betätigungsfeder 28 wird in einen Körper 27 eingeführt und übt im wesentlichen eine aufwärtsgerichtete Kraft auf das Tellerventil 25 aus. Der Körper 27 wird typischerweise aus Kunststoffmaterial hergestellt und wird eingefügt; in Verwendung, in ein Flüssigkeitsreservoir (nicht gezeigt). Der Körper 27 verbindet deswegen das Flüssigkeitsreservoir mit der Sprühvorrichtung 10. Am unteren Ende der Betätigungsfeder 28 befindet sich eine Kugel 30. Die Kugel 30 kann aus Metall hergestellt sein, oder Kunststoffmaterial oder ähnlichem. Die Kugel 30 hat im wesentlichen denselben Durchmesser wie die Betätigungsfeder 28 an der unteren Seite des Körpers 27.
Der Zweck jeder der Komponenten aus 1 wird nun in Bezug auf die Betätigung des Drückers 14 beschrieben werden.
Wenn ein Benutzer es wünscht, ein vorgegebenes Volumen von Flüssigkeit abzugeben, unter Verwendung der bekannten Sprühvorrichtung 10, wird der Drücker 14 betätigt. Typischerweise wird dies durch den Benutzer erreicht, indem er den Drücker 14 quetscht, obwohl andere Verfahren eingesetzt werden können, wie dies einem Fachmann vertraut ist, wie Drücken des Drückers 14.
Wenn der Drücker 14 sich in einem Ruhezustand befindet, wie veranschaulicht in 1, ist das vorbestimmte Volumen von Flüssigkeit in der Vertiefung gespeichert, welche durch die untere Seite des Tellerventils 25 und das untere Ende des Körpers 27 vorgegeben wird.
Die Kugel 30 isoliert das untere Ende des Körpers 27 vom Flüssigkeitsreservoir (nicht gezeigt) in einer flüssigkeitsdichten Weise. Die Kugel 30 hält deswegen die Flüssigkeit davon ab, in das Reservoir einzutreten, wenn sie einmal in die Sprühvorrichtung 10 übertragen wurde.
Wenn sich der Drücker 14 in seiner Ruhelage befindet, befindet sich der Druck innerhalb der Sprühvorrichtung und speziell am Kolben 26 und am Tellerventil 25 im wesentlichen auf Atmosphärendruck. Das Tellerventil 25 und der Kolben 26 sind so angeordnet, dass bei im wesentlichen atmosphärischem Druck keine Flüssigkeit durch sie durchfließen wird. Dies bedeutet, dass die Flüssigkeit im Körper 27 vom Schaft 22 isoliert ist.
Wenn es ein Benutzer wünscht, Flüssigkeit in einem vorbestimmten Volumen abzugeben, wird der Drücker 14 in der Richtung des Pfeils betätigt. Eine abwärts gerichtete Kraft wird auf den Schaft 22 ausgeübt. Diese Abwärtskraft ist ausreichend, um die Aufwärtskraft zu überwinden, die auf den Schaft 22 durch die Vorkompressionsfeder 24 ausgeübt wird. Unter dieser Kraft wird der Schaft 22 ebenso vertikal verschoben. Wie durch einen Fachmann anerkannt werden wird, gibt es eine Relativbewegung zwischen dem Betätiger 20 und dem Schaft 22 in Bezug auf den Unterbau 16, während der Schaft 22 und der Betätiger 20 vertikal verschoben werden.
Während die obere Oberfläche des Kolbens 26 und Tellerventils 25 passgenau mit dem Schaft 22 verbunden sind, werden der Kolben 26 und das Tellerventil 25 ebenso vertikal verschoben. Die Verschiebung des Kolbens 26 und Tellerventils 25 ist entgegen der Kraft, die auf das Tellerventil 25 durch die Betätigungsfeder 28 ausgeübt wird.
Während die Betätigungsfeder 28 aufgrund der Kraft, die auf sie ausgeübt wird, durch die vertikal Verschiebung des Tellerventils 25 komprimiert wird, wird der Zwischenraum zwischen dem Körper 27, in welchem sich das bekannte Volumen der Flüssigkeit befindet, vermindert. Dies deswegen, weil die Kugel 30 eine flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen dem Körper 27 und dem Flüssigkeitsreservoir (nicht gezeigt) bildet, und demnach verhindert, dass die Flüssigkeit zurück in das Reservoir fließt. Diese Raumverminderung innerhalb des Körpers 27 erhöht deshalb den Druck, welchen die Flüssigkeit auf das Tellerventil 25 und den Kolben 26 ausübt.
Der Kolben 26 und das Tellerventil 25 sind so angeordnet, dass, wenn der Druck, welcher auf den Kolben 26 und das Tellerventil 25 ausgeübt wird, eine bestimmte Schwelle überschreitet, es der Flüssigkeit erlaubt wird, vom Körper 27 zum Schaft 22 durchzutreten. Die Flüssigkeit befindet sich nun unter Druck und fließt durch den Schaft 22, durch den Betätiger 20, durch die Betätigerverlängerung 11 und die Düse 12. Die Flüssigkeit kommt an der Düse 12 unter Druck an und tritt durch diese hindurch.
Wenn die Betätigung des Drückers 14 abgeschlossen ist, kehrt der Drücker 14 in seine Ruhelage zurück, wie veranschaulicht in 1. In diesem Zustand vermindert der Kipphebel 18 die Abwärtskraft, die auf den Schaft 22 ausgeübt wird, so dass dort eine Aufwärtskraft auf den Schaft 22 durch die Vorkompressionsfeder 24 ausgeübt wird. Dies erlaubt dem Schaft 22 vertikal zurück zur Ruhelage zu kehren. Entsprechend bewegen sich das Tellerventil 25 und der Kolben 26 vertikal. Dies wiederum erlaubt es der Betätigungsfeder 28 in die Ruhelage zu expandieren.
Es ist wichtig zu bemerken, dass, während das Tellerventil 25 und der Kolben 26 sich zur Ruhelage zurückbewegen, Flüssigkeit aus dem Reservoir nach oben gezogen wird (nicht gezeigt). Dies deswegen, weil der Kolben 26 und das Tellerventil 25 eine flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen dem Körper 27 und dem Schaft 22 bilden, so dass, während der Kolben 26 und das Tellerventil 25 sich vertikal bewegen, der Druck innerhalb des Körpers 27 vermindert wird. Die Ku gel 30 wird ebenso vom unteren Ende des Körpers 27 verschoben, als Folge dieser Verminderung im Druck, und erlaubt es der Flüssigkeit aus dem Reservoir (nicht gezeigt) in den Körper 27 zu fließen. Wenn die Sprühvorrichtung 10 vollständig zur Ruhelage zurückkehrt, kehrt die Kugel 30 zum unteren Ende des Körpers 27 zurück, wie zuvor beschrieben.
Es sollte bemerkt werden, dass dies lediglich ein typisches Beispiel einer bekannten Sprühvorrichtung darstellt und ihre Betriebsweise lediglich zu Bezugszwecken dient.
2 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine typische Sprühvorrichtung 10 wird gezeigt, wie zuvor beschrieben. Jedoch ist in diesem Fall zusätzlich ein erstes Ladungsmittel 32 bereitgestellt. Das erste Ladungsmittel 32 umfasst einen Zylinder, der eine äußere Lage 34 und eine innere Lage 36 aufweist. Beweglich eingefügt innerhalb des ersten Ladungsmittels 32 ist ein zweites Ladungsmittel 38, das einen Kolben aufweist. Die äußere Kante des zweiten Ladungsmittels 38 befindet sich in engem Kontakt mit der inneren Lage 36 des ersten Ladungsmittels 32. Das zweite Ladungsmittel 38 ist frei verschiebbar innerhalb des ersten Ladungsmittels 32. Angebracht an einer Stirnseite des zweiten Ladungsmittels 38 ist eine im wesentlichen starre Stabverbindung 44. Die Stabverbindung 44 ist ebenso an dem Körper 27 der Sprühvorrichtung 10 angebracht. Die Stabverbindung 44 koppelt deswegen die zweiten Ladungsmittel 38 mit dem Körper 27 der Sprühvorrichtung 10. Die Stabverbindung 44 kann aus einem Kunststoffmaterial oder einem anderen isolierenden Material hergestellt sein.
Das erste Ladungsmittel 32 ist verbindbar mit dem Drücker 14 gekoppelt. Dies bedeutet, dass, während der Drücker 14 horizontal verschoben wird, das erste Ladungsmittel 34 ebenso horizontal verschoben wird. Weil das zweite Ladungsmittel 38 starr mit dem Körper 27 verbunden ist, führt dies dazu, dass sich das erste Ladungsmittel 32 horizontal in Bezug auf das zweite Ladungsmittel bewegt. Das zweite Ladungsmittel 38 gleitet deshalb innerhalb des ersten Ladungsmittels 32.
Das Gleiten des ersten Ladungsmittels 32 relativ zum zweiten Ladungsmittel 38 wird verwendet, um eine Ladung sowohl auf der inneren Lage 36 der ersten Ladungsmittel 32, als auch der äußeren Oberfläche der zweiten Ladungsmittel 38 auszubilden. Diese Art von Aufladen ist im Stand der Technik als „Reibungselektrizität" bekannt. Die Grundlagen hinter diesem Mechanismus sind bekannt und müssen deswegen nicht weiter hierin erklärt werden. Es sollte jedoch bemerkt werden, dass Materialien, welche einen Reibungselektrizitätseffekt aufweisen, in der Reibungselektrizitätsfolge kategorisiert sind.
Die Materialien, aus welchen die innere Lage 36 der ersten Ladungsmittel 32 und die äußere Oberfläche der zweiten Ladungsmittel 38 hergestellt sind, bestimmen die Menge der Ladung und die Polarität der Ladung, die erzeugt wird. Die Materialauswahl wird durch die Reibungselektrizitätsfolge bestimmt. Die innere Lage 36 der ersten Ladungsmittel 32 kann z. B. aus Aluminium hergestellt sein, und die äußere Oberfläche der zweiten Ladungsmittel 38 kann aus Teflon^® hergestellt sein. Das Aluminium erhält eine positive Ladung, während das Teflon^® eine negative Ladung erhält. Dies kann vorhergesagt werden aus der Reibungselektrizitätsfolge. Eine weitere Kombination besteht darin, dass die innere Lage 36 der ersten Ladungsmittel 32 aus Zelluloid hergestellt wird, und die äußere Oberfläche der zweiten Ladungsmittel 38 aus Polyethylen hergestellt wird. Viele Kombinationen von Materialien existieren, aus denen die innere Lage 36 der ersten Ladungsmittel 32 und die äußere Oberfläche der zweiten Ladungsmittel 38 hergestellt werden können.
Die innere Lage 36 der ersten Ladungsmittel 32 kann aus dem gleichen Material wie die äußere Lage 34 der ersten Ladungsmittel 32 hergestellt werden oder kann aus einem verschiedenen Material hergestellt werden. Zusätzlich kann die äußere Oberfläche der zweiten Ladungsmittel 38 aus dem gleichen Material wie der Rest der zweiten Ladungsmittel 38 hergestellt sein, oder kann aus einem verschiedenen Material hergestellt sein. Bevorzugt wird die innere Lage 36 der ersten Ladungsmittel 32 aus dem gleichen Material wie die äußere Lage der ersten Ladungsmittel 32 hergestellt, und die äußere Oberfläche der zweiten Ladungsmittel 38 wird aus dem gleichen Material wie der Rest der zweiten Ladungsmittel 38 hergestellt.
Weil sich die zwei Reibungselektrizitätsmaterialien gleitend relativ zueinander bewegen, wird eine Ladung einer Polarität auf dem ersten Ladungsmittel 32 beibehalten, und eine Ladung der entgegengesetzten Polarität wird auf den zweiten Ladungsmitteln 38 beibehalten. Es ist deswegen erforderlich, die Ladung, welche in diesem Fall auf den ersten Ladungsmitteln 32 beibehalten wird, abzutrennen. Es ist deswegen zu bevorzugen, dass in dem beschriebenen Fall die ersten Ladungsmittel 32 aus leitfähigem Reibungselektrizitätsmaterial hergestellt sind, z. B. einem leitenden oder statischen streuenden Polymer, welches ebenso mit schwarzem Kohlenstoff oder mit metallischen Elementen gefüllt sein kann, um seine Leitfähigkeit zu erhöhen.
Es wird verstanden werden, dass die zweiten Ladungsmittel 38 aus einem leitenden reibungselektrischen Material hergestellt sein können. Nachfolgend wird es deswegen verstanden, dass als eine Alternative zur beschriebenen Ausführungsform die zweiten Ladungsmittel 38 die Funktionen der beschriebenen ersten Ladungsmittel 32 ausüben können, und umgekehrt.
Bezugnehmend wiederum auf 2 beinhaltet der Drücker 14 der typischen Drückervorrichtung 10 ebenso ein leitendes Element 40, gekoppelt an einem Ende mit den ersten Ladungsmitteln 32 und am anderen Ende mit einer Elektrode 42. Der Zweck der Elektrode 42 wird nachfolgend beschrieben werden. Das leitende Element 40 kann aus irgendeinem leitenden Material hergestellt werden, wie beispielsweise Aluminium oder Kupfer. Das leitende Element 40 kann ebenso aus dem gleichen Material wie das erste Ladungsmittel 32 hergestellt sein. Der Zweck des leitenden Elementes 40 ist es, Ladung zwischen, in diesem Fall, dem ersten Ladungsmittel 32 und der Elektrode 42 zu übertragen. Es wird deswegen erwartet, dass das leitende Element 40 nicht sofort für den Benutzer zugänglich sein soll und isoliert vom Rest der Sprühvorrichtung sein soll. Dies dient dazu, um sicherzustellen, dass die Ladung, die durch die Relativbewegung der ersten Ladungsmittel 32 und der zweiten Ladungsmittel 38 erzeugt wird, sich nicht nach der Erzeugung erholt.
3 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht des Drückers 14 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Drücker 14 besteht aus einem Hauptgehäuse 48, das im Stand der Technik vorliegt. Dieses Gehäuse 48 ist geformt, um es einem Benutzer zu erlauben, den Drücker 14 zu greifen und zu betätigen. Das Gehäuse 48 wird gewöhnlich aus Kunststoffmaterial wie Polyethylen hergestellt, aber kann ebenso aus einem anderen leitfähigen Material hergestellt sein.
Zusätzlich beinhaltet der Drücker 14 ein Drückergehäuse 46 und das leitende Element 40. Das leitende Element 40 durchquert die Länge des Drückers 14 und verbindet das erste Ladungsmittel 32 mit der Elektrode 42. Das Leitungselement 40 kann in der Form eines Drahtes oder in der Form einer leitenden Blecheinlage vorliegen, die dem Drücker 14 nachgeformt ist.
Das Drückergehäuse 46 ist am Drücker 14 angebracht und ist angeordnet, so dass es wenigstens das leitende Element 40 abdeckt und bevorzugt mit dem Gehäuse 48 fluchtet. Dies gibt dem Benutzer das Erscheinungsbild vor, dass der Drücker 14 aus einem Stück Material geformt ist. Das Drückergehäuse 46 kann aus dem gleichen Material hergestellt sein wie das Hauptgehäuse 48 oder aus einem verschiedenen, nicht leitenden Material hergestellt sein, z. B. Polypropylen. Weil das leitfähige Element 40 vom Inhalt der Sprühvorrichtung 10 isoliert ist, lässt die Spannung auf dem leitfähigen Element 40 nicht nach. Dies bedeutet, dass die Ladung, die zur Elektrode 42 geleitet wird, nicht nachlässt, so dass die Ladung an die Flüssigkeitströpfchen weitergegeben wird, während sie aus der Düse 12 ausgestoßen werden.
4a, 4b und 4c veranschaulichen verschiedene Anordnungen der Elektrode 42 zur Übertragung der Ladung, die entlang dem Leitungselement auf die Flüssigkeitströpfchen geleitet wird, während sie durch die Düse 12 ausgeformt werden.
Jede der Anordnungen, die in 4a, 4b und 4c gezeigt wird, verwendet eine Kontakttypusanordnung zur Übertragung der Ladung, die durch die Relativbewegung der ersten Ladungsmittel 32 und der zweiten Ladungsmittel 38 erzeugt wird. Diese Kontakttypusanordnung erlaubt es einem wesentlichen Anteil der Tropfen, die aus der Düse 12 ausgestoßen werden, die Elektrodenanordnungen zu kontaktieren, wie gezeigt in 4a, 4b und 4c. Dieser Kontakt erlaubt die Ladungsübertragung von den hochgeladenen Elektrodenanordnungen auf die weniger geladenen Tröpfchen. Nach dem Kontakt sind die Tröpfchen höher geladen als vor dem Kontakt, bevorzugt auf wenigstens 1 × 10^–4 C/kg.
4a zeigt die Elektrodenanordnung, welche eine Kontaktscheibe 43 darstellt. Die Kontaktscheibe 43 ist aus einem leitenden Material hergestellt, welches wie eine Scheibe geformt ist, und bevorzugt die gesamte stirnseitige Oberfläche auf der Außenseite der Düse 12 abdeckt. Die Scheibe 43 weist jedoch ein zentrales Loch auf, um es Flüssigkeitstropfen zu gestatten, durch es hindurchzutreten. Das Loch ist derartig angeordnet, dass ein wesentlicher Anteil der Flüssigkeitströpfchen nach Ausstoß durch die Düse 12 sich in Kontakt mit der Kontaktscheibe 43 befinden. Dies erlaubt der Kontaktscheibe 43 Ladung auf die Tröpfchen zu übertragen, wie zuvor erklärt.
4b zeigt die Kontaktanordnung, welche einen Ringkörper 50 darstellt. Der Ringkörper 50 wird aus leitendem Material hergestellt und ist angeordnet, um die Außenseite der Düse 12 herum positioniert zu sein und es den Flüssigkeitströpf chen zu erlauben, durch ihn hindurchzutreten. Der Ringkörper 50 ist so angeordnet, dass sich ein wesentlicher Anteil der Flüssigkeitströpfchen nach Ausstoß durch die Düse 12 in Kontakt mit dem Ringkörper 50 befinden, was dem Ringkörper 50 gestattet, Ladung auf die Tröpfchen zu übertragen.
4c zeigt die Elektrodenanordnung als Punktelektrode 52. Die Punktelektrode 52 ist aus leitendem Material hergestellt und ist so angeordnet, dass sie an der Außenseite der Düse 12 positioniert ist und sich nicht in Kontakt mit der Düse 12 befindet. Die Punktelektrode 52 ist so angeordnet, dass sich ein wesentlicher Anteil der Flüssigkeitströpfchen nach Ausstoß durch die Düse 12 in Kontakt mit der Punktelektrode 52 befinden. Dies erlaubt der Punktelektrode 52 Ladung auf die Flüssigkeitströpfchen zu übertragen.
Es wird verstanden werden, dass es andere Anordnungen geben wird, welche es erlauben, dass Ladung durch Kontakt auf die Flüssigkeitströpfchen nach Ausstoß aus der Düse 12 übertragen wird. Die Anordnungen, die in 4a, 4b und 4c gezeigt werden, sind lediglich eine Auswahl davon.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren Anordnung, die es erlaubt, Ladung auf Flüssigkeit zu übertragen. Diese Anordnung erlaubt es bevorzugt, einem Ladungs-Massenverhältnis von wenigstens +/–1 × 10^–4 C/kg auf Flüssigkeit übertragen zu werden, während die Zerstäubung der Flüssigkeit in Tröpfchen auftritt. Diese Anordnung wird nachfolgend als induktive Übertragungsanordnung bezeichnet, weil sie es erlaubt, Ladungen zu induzieren, während die Tröpfchen ausgebildet werden, ohne die Notwendigkeit von Kontakt zwischen den Tröpfchen und einer leitenden Anordnung, wie dies der Fall war bei den Anordnungen von 4a, 4b und 4c. Es sollte bemerkt werden, dass es zur Übertragung von Ladung auf Flüssigkeitströpfchen unter Verwendung der induktiven Übertragungsanordnung notwendig ist, dass das Flüssigkeitsreservoir (nicht gezeigt) sich im wesentlichen auf Massepotential befinden muss.
Diese spezielle induktive Übertragungsanordnung erlaubt es, dass Ladung durch die Relativbewegung der ersten Ladungsmittel 32 in Bezug auf die zweiten Ladungsmittel 38 erzeugt wird, wobei diese Ladung auf einer Ladungsoberfläche 54 gespeichert wird. Die Ladungsoberfläche 54 umgibt einen großen Anteil der Sprühvorrichtung 10. Es sollte bemerkt werden, dass die Ladungsoberfläche 54 sich ebenso zum Punkt 56 in der Sprühvorrichtung 10 erstreckt, an welchem die Flüssigkeit zu Tröpfchen zerstäubt wird. Dies bedeutet, dass aufgrund der gespeicherten Ladung auf der Ladungsoberfläche 54 ein hohes elektrisches Feld bei 56 am Punkt der Zerstäubung 56 erzeugt wird. Dieses intensive, hohe elektrische Feld induziert eine erhöhte Ladung auf den Tröpfchen 57, während sie erzeugt werden. Wie gezeigt, sind die Tröpfchen 57 negativ geladen, während die Ladungsoberfläche 54 positiv geladen ist. Eine Drückerabschirmung 58 ist an der Sprühvorrichtung auf der Oberfläche entfernt vom Drücker bereitgestellt, um es dem Benutzer zu erlauben, die Vorrichtung zu greifen, ohne die Ladungsoberfläche 54 zu berühren.
Es sollte ebenso bemerkt werden, dass mit der induktiven Übertragungsvorrichtung die Ladungsoberfläche 54 aus dem gleichen Material hergestellt werden kann wie das erste Ladungsmittel 32. In diesem Fall ist es möglich die Ladungsoberfläche 54 ebenso die gleiche Funktion durchführen zu lassen wie das erste Ladungsmittel 32.
In anderen Worten kann die Ladungsoberfläche 54 passgenau mit dem zweiten Ladungsmittel 38 gekoppelt werden, und demnach veranlasst die Betätigung des Drückers 14 die Bewegung der zweiten Ladungsmittel 38 relativ zu der Ladungsoberfläche 54 und zur Erzeugung einer Ladung, welche auf der Ladungsoberfläche 54 zurückbehalten wird. In diesem Fall werden die Ladungsmittel 38 in der Sprühvorrichtung 10 neu angeordnet werden, so dass passgenaue Kopplung zwischen der Ladungsoberfläche 54 und dem zweiten Ladungsmittel 38 stattfinden kann. Die Ladung wird dann erzeugt und lokal zurückbehalten auf der Ladungsoberfläche 54, und das leitende Element 40 wird überflüssig.
6 und 7 veranschaulichen in größerem Detail Teile des Drückermechanismus, der mit Bezug auf 1 beschrieben wird, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen. Bei Betätigung des Drückers 14 bewegt sich die Betätigerverlängerung 11 in Bezug auf den Unterbau 16. Dies wird klarer in 6 gezeigt.
In ähnlicher Weise, mit Bezug auf 7, bewegt die Betätigung des Drückers 14 den Schaft 22 und Betätiger 20 in Bezug auf den Unterbau 16.
Bezugnehmend auf 8 wird ein alternativer Ladungsmechanismus der Drückersprühvorrichtung, betätigt durch den Drücker gezeigt. Der Mechanismus umfasst ein Polymerrad 60, das auf einer Spindel 61 montiert ist, welches integral mit einem inneren Zahnrad 62 gebildet wird, das auf der Spindel montiert ist. Das Zahnrad ist auf einem Gestell 64 montiert, welches am Ende 65 des Drückermechanismus (nicht gezeigt) angebracht ist. Die obere Oberfläche des Polymerrades kontaktiert eine federvorgespannte leitende Elektrode 66, welche bei 67 mit einer Ladungsspeicherelektrode verbunden ist.
Bei Niederdrückung des Drückers (nicht gezeigt) veranlasst die Bewegung des Gestells 64, dass sich das innere Rad 62 dreht, welche ebenso das äußere Rad 60 dazu veranlasst, sich zu drehen. Reibung zwischen der äußeren Oberfläche des äußeren Rades 60 und der stationären Oberfläche der federvorgespannten leitenden Elektrode 66 erzeugt entgegengesetzte Ladungen, wie gezeigt auf dem Polymerrad 66 und der leitenden Elektrode 66. Weitere Ladung wird erzeugt, während der Drücker freigegeben wird, und das Gestell 64 in seine Original-Lage zurückkehrt, wodurch es veranlasst, dass sich das Zahnrad 62 in die entgegengesetzte Richtung dreht.
Die vorliegende Erfindung wird ferner beschrieben in Bezug auf die folgenden Beispiele.
Beispiel 1
Das Ladungs- zu Massenverhältnis (q/m) von handelsüblich erwerbbaren drückerbetätigten Produkten ist allgemein zwischen 1 × 10^–8 bis 1 × 10^–6 C/kg. Durch Übertragung reibungselektrischer getrennter Ladungen auf ein Sprühaerosol wurde es möglich, das q/m auf über 1 × 10^–4 C/kg zu erhöhen.
Das Ladungs- zu Massenverhältnis von Drückersprays wurde gemessen unter Verwendung einer Faraday-Tasse, welche mit einem Elektrometer (Keithley Instruments 610C Festkörper) verbunden war. Das Drückerspray war mit seiner Ausgangsöffnung ungefähr 30 mm von der Öffnung der Faraday-Tasse positioniert, und der Drücker wurde vollständig von Hand gedrückt, so dass Aerosoltröpfchen in der Tasse aufgefangen wurden. Die Ladung auf diesen Tröpfchen wurde auf dem Elektrometer registriert, und die Masse der Formation, welche durch die Tasse aufgefangen wurde, gemessen. Das q/m eines Minimums von fünf Sprays wurde aufgezeichnet, und der Mittelwert wurde berechnet. Tabelle 1 listet den Mittelwert q/m von einigen handelsüblich erwerbbaren drückerbetätigten Produkten auf.
Tabelle 1
Das q/m von drückerbetätigten Sprays wurde wesentlich erhöht, unter Verwendung eines Ladungssystems, in welchem Ladung getrennt wird, während des Rei bens von zwei ausgewählten Materialien aneinander, und Übertragung dieser Ladung auf Flüssigkeitströpfchen, während diese zerstäubt werden. Im ersten Fall wurde Ladung auf die Flüssigkeitsrezeptur aus einer Kupferspulenelektrode von 1 bis 4 mm Durchmesser übertragen, die vorderhalb der Ausgangsöffnung der Drückersprühvorrichtung angeordnet war, wie veranschaulicht in 4b. Die Ladung in diesem Beispiel rührt von einer sphärischen Aluminiumelektrode von ungefähr 4 mm Durchmesser her, welche reibungselektrisch gegen Polyethylen gerieben wird. Eine Nettoladung von ungefähr 3 × 10^–8 C kann sofort durch dieses Verfahren abgetrennt werden. Die Aluminiumelektrode ist mit der Kupferspulenelektrode an der Ausgangsöffnung des Drückers über einen dünnen Kupferdraht verbunden. Mit der Spulenübertragungselektrode, welche elektrisch vom Inhalt der Drückerverpackung isoliert ist, ermüdet die Ladung, welche während der Ladungstrennung angesammelt wird, nicht. Weil die Flüssigkeit die Übertragungselektrode während der Zerstäubung kontaktiert, wird die Ladung von der Elektrode auf die Tröpfchen übertragen, was dazu führt, dass das Aerosol hoch geladen wird. Tabelle 2 zeigt das q/m von verschiedenen Flüssigkeiten, wenn diese mit diesem Verfahren versprüht werden, verglichen mit einer Drückerverpackung, in welcher die Aluminiumkugel nicht aufgeladen ist. Dies ist die Kontaktmethode zur Aufladung.
Tabelle 2
Beispiel 2
Als ein Beispiel für Induktionsaufladung wurde die äußere Abschirmung eines standard-handelsüblichen Drückers mit Aluminiumfolie beschichtet, so dass sich die Folie zur Stirnseite des Bereichs erstreckt, in welchem die Flüssigkeit zerstäubt wird. Dies sorgt für einen Bereich eines intensiven elektrischen Feldes am Punkt der Flüssigkeitszerstäubung. Dies ist in 5 gezeigt. Die aluminiumbeschichtete Abschirmung wird gegen eine Fläche aus Polyethylen gerieben, um eine mittlere Oberflächenladung von 6 × 10^–8 C zu erzielen. Um den Effekt zu demonstrieren, wird die beschichtete Abschirmung aufgeladen, indem sie lediglich mit der Polyethylenfläche gerieben wird. Wenn der Drücker niedergedrückt wird, wird die Flüssigkeit in einem Hochfeldbereich zerstäubt. Das Flüssigkeitsreservoir in der Drückerverpackung ist mit Masse verbunden, so dass Ladung in der Flüssigkeit während des Sprühens induziert wird. Das Ladungs-Massen-Verhältnis von Wasser und einer Anzahl von handelsüblichen Rezepturen wird in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3

Claims

Sprühvorrichtung (10) zur Abgabe geladener flüssiger Tröpfchen, aufweisend: einen Drücker (14), der mit Mitteln (20) zum Abgeben eines vorgegebenen Volumens von Flüssigkeit gekoppelt ist und ersten Ladungsmitteln (32), wobei die ersten Mittel (20) zur Verteilung der Flüssigkeit angeordnet sind, um ein vorgegebenes Volumen von Flüssigkeit durch Betätigung des Drückers (14) abzugeben; Auslassmittel (12), die mit den Mitteln (20) zur Abgabe eines vorgegebenen Volumens von Flüssigkeit gekoppelt sind; die ersten Ladungsmittel (32), die ganz genau mit einem zweiten Ladungsmittel (38) gekoppelt sind, worin die Betätigung des Drückers (14) Bewegung der ersten Ladungsmittel relativ zu den zweiten Ladungsmitteln (38) erlaubt, und dadurch eine erste Ladung an die ersten Ladungsmittel (32) weitergibt und eine zweite Ladung an die zweiten Ladungsmittel (38); wobei die ersten Ladungsmittel (32) ferner so angeordnet sind, dass sie sich in naher Nachbarschaft der Auslassmittel (12) befinden; und die ersten und zweiten Ladungsmittel (32, 38), verschiedene Reibungsladematerialien umfassen.
Sprühvorrichtung wie beansprucht in Anspruch 1, ferner umfassend Ladungsleitmittel (40), die leitbar mit den ersten Ladungsmitteln (32) verbunden sind.
Sprühvorrichtung wie beansprucht in Anspruch 2, ferner aufweisend eine Elektrode (42), leitend verbunden mit den Ladungsleitmitteln (40), wobei die Ladung, die durch die Relativbewegung der ersten und zweiten Ladungsmittel (32, 38) erzeugt wird, darauf übertragen wird.
Sprühvorrichtung wie beansprucht in Anspruch 3, worin die Elektrode (42) so angeordnet ist, dass bei Verwendung ein wesentlicher Anteil der Flüssigkeitstropfen nach der Zerstäubung in erzwungener Kollision mit der Elektrode (42) sind.
Sprühvorrichtung wie beansprucht in Anspruch 4, worin die Elektrode (42) eine Scheibe (43) von leitfähigem Material umfasst, die mit den Auslassmitteln gekoppelt ist.
Sprühvorrichtung wie beansprucht in Anspruch 4, worin die Elektrode eine Punktelektrode (52) umfasst, die von den Auslassmitteln (12) isoliert ist.
Sprühvorrichtung wie beansprucht in Anspruch 4, worin die Elektrode einen Ringkörper (50) umfasst, der vorderhalb des Auslassmittels (12) positioniert ist.
Sprühvorrichtung wie beansprucht in Anspruch 1 oder Anspruch 2, welche ein Ladungsspeichermittel (54) aufweist, das so angeordnet ist, dass ein elektrisches Feld, das durch die Ladung erzeugt wird, welche an den Ladungsspeichermitteln (54) vorliegt, in Verwendung auf einen wesentlichen Anteil der Flüssigkeit während der Zerstäubung einwirkt.
Sprühvorrichtung wie beansprucht in irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend ein Flüssigkeitsreservoir, das verbindbar mit Pumpmitteln gekoppelt ist, wobei das Flüssigkeitsreservoir angeordnet ist, um die Flüssigkeit zur Abgabe zu speichern.
Sprühvorrichtung wie beansprucht in irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, worin das erste Ladungsmittel 32 ein leitfähiges Material umfasst.
Sprühvorrichtung wie beansprucht in Anspruch 10, worin das leitfähige Material Aluminium ist.
Sprühvorrichtung wie beansprucht in Anspruch 10, worin das leitfähige Material Zelluloid ist.
Sprühvorrichtung wie beansprucht in Anspruch 10, worin das leitfähige Material ein leitfähiges oder statisch streuendes Polymer ist.
Sprühvorrichtung wie beansprucht in Anspruch 13, worin das leitfähige oder statisch streuende Polymer mit schwarzem Kohlenstoff oder metallischen Elementen gefüllt ist.
Sprühvorrichtung wie beansprucht in irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, worin das zweite Ladungsmittel (38) aus einem polyfluorierten Kohlenwasserstoffpolymer besteht.
Sprühvorrichtung wie beansprucht in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, worin das zweite Ladungsmittel (38) aus Polyethylen besteht.
Verfahren zur Abgabe geladener Flüssigkeitströpfchen aus einer Drücker-(14)-betätigten Sprühvorrichtung (10), umfassend die Schritte von: Kopplung eines Drückers (14) mit Mitteln zur Abgabe eines vorgegebenen Volumens einer Flüssigkeit aus einem Reservoir für die Flüssigkeit und mit ersten Leitungsmitteln (32); Abgabe des vorgegebenen Volumens von Flüssigkeit durch Betätigung des Drückers (14); Verbinden eines Auslassmittels (12) mit Mitteln (20) zur Abgabe des vorgegebenen Volumens der Flüssigkeit; passgenaues Koppeln der ersten Ladungsmittel (32) mit einem zweiten Ladungsmittel (38), wobei das erste Ladungsmittel (32) und das zweite Ladungsmittel (38) verschiedene Reibladungsmaterialien aufweisen und sie bewegen relativ zueinander bei Betätigung des Drückers 14; Übertragung einer ersten Ladung auf die ersten Ladungsmittel (32) und einer zweiten Ladung auf die zweiten Ladungsmittel (38) durch Betätigung des Drückers; und Anordnung, dass Ladungstrennung auftritt und Übertragung einer Polarität der getrennten Ladung auf die Flüssigkeit, die abgegeben wird.
Verfahren wie beansprucht in Anspruch 17, worin die Ladung, die auf die Flüssigkeitströpfchen übertragen wird, auf einem Niveau ist, so dass das Ladungs-Massenverhältnis wenigstens +/–1 × 10^–4 C/kg beträgt.
Verfahren wie beansprucht in Anspruch 17 oder Anspruch 18, worin die Flüssigkeitströpfchen, die aus der Sprühvorrichtung versprüht werden, einen Bereich von durchschnittlicher Tröpfchengröße von 5 bis 100 Mikrometer haben.