DE69506572T2

DE69506572T2 - Elektrostatische sprühvorrichtung

Info

Publication number: DE69506572T2
Application number: DE69506572T
Authority: DE
Inventors: Gay Joyce Cottingham North Humberside Hu16 5Lq Cornelius; Michael Leslie Nannerch Clwyd Ch7 5Re Green; Andrew Nr. Mold Clwyd Ch7 5Jf Jefferies; Timothy James Nr. Mold Clwyd Ch7 5Jf Noakes; Maurice Joseph Runcorn Cheshire Wa7 4Xn Prendergast
Original assignee: Reckitt and Colman Products Ltd; Procter and Gamble Co
Current assignee: Reckitt Benckiser UK Ltd
Priority date: 1994-09-07
Filing date: 1995-09-06
Publication date: 1999-07-15
Anticipated expiration: 2015-09-07
Also published as: AU686875B2; ZA957520B; MX9701712A; CN1161661A; US5810265A; IN192769B; MY114195A; CN1069231C; AU3396595A; BR9508819A; DE69506572D1; GB9418039D0; NZ292240A; ATE174233T1; CA2199412C; WO1996007484A1; ES2128758T3; EP0782478A1; EP0782478B1; CA2199412A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrostatische Sprühvorrichtung und insbesondere eine elektrostatische Sprühvorrichtung zum Abgeben von flüssigen Duftstoffen, wie beispielsweise von Lufterfrischern oder Insektiziden, oder für andere Anwendungen, wie beispielsweise Aromatherapie, Luftreinigung oder für Körperpflegeanwendungen, beispielsweise als Inhalierer oder Aerosolapplikator.
Lufterfrischer-Vorrichtungen, bei welchen eine langsame Freigabe von Dampf aus einem einen flüssigen Lufterfrischer enthaltenden Behälter vorgesehen ist, sind im Stand der Technik wohlbekannt.
Elektrostatische Vorrichtungen zum Versprühen von Flüssigkeiten sind ebenfalls im Stand der Technik wohlbekannt. Bei derartigen elektrostatischen Sprühvorrichtungen wird eine Flüssigkeit überwiegend durch elektrostatische Kräfte in Bänder ausgezogen, welche in elektrisch geladene Tröpfchen aufbrechen.
Die WO-A-93/06937 offenbart eine elektrostatische Sprühvorrichtung zum Versprühen von Flüssigkeiten, umfassend eine Düse in Form eines Dochtes, welcher mit einem eine zu versprühende Flüssigkeit enthaltenden Speicher in Kontakt steht. Der Docht ist aus einem Bogen eines elastisch deformierbaren polymerischen Schaummaterials mit offenporiger Struktur hergestellt, und eine Kante des Bogens ist profiliert, um eine Mehrzahl von Stellen auszubilden, an welchen Flüssigkeitsbänder (Ligamente) erzeugt werden können.
Die EP-A-0486198-A, welche als Grundlage zur Abgrenzung der unabhängigen Ansprüche 1 und 13 dient, offenbart eine elektrostatische Sprühvorrichtung, umfassend eine Kartusche mit einer Flüssigkeit, wie beispielsweise einem Duftöl, welches über eine vertikal angeordnete Kapillarstruktur zu versprühen ist, wobei an die Flüssigkeit ein elektrisches Potential angelegt wird, so daß diese über die Endfläche der Kapillarstruktur gezogen wird und in Form einer Mehrzahl von in Tröpfchen aufbrechenden Bändern versprüht wird.
Wir haben nun eine elektrostatische Sprühvorrichtung zum Abgeben von Flüssigkeiten entwickelt, wie beispielsweise Lufterfrischern, Insektiziden, Aromatherapieölen oder Flüssigkeiten zur Luftreinigung, bei welcher eine besondere Art eines Dochtes in Verbindung mit Flüssigkeiten definierter Eigenschaften verwendet werden, um eine kontollierte Zerstäubung der Flüssigkeit von der Spitze des Dochtes aus vorzusehen.
Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung eine elektrostatische Sprühvorrichtung bereit, welche umfaßt:
(i) einen Speicher einer elektrostatisch sprühbaren Flüssigkeit;
(ii) eine Kapillarstruktur, welche ein Hohlrohr umfaßt, das aus einem für die Flüssigkeit impermeablen polymeren Material gebildet ist, wobei die Kapillarstruktur an einem Ende den Flüssigkeitsspeicher berührt und am anderen Ende in einer Zerstäubungsspitze endet, wobei die Kapillarstruktur derart ausgebildet ist, daß dann, wenn sie im wesentlichen vertikal und mit der Zerstäubungsspitze obenliegend orientiert ist, die Kapillarwirkung ausreicht, um die Flüssigkeit zum Auslaß am obenliegenden Ende des Rohrs zu fördern; und
(iii) ein Mittel zum Anlegen einer Hochspannung an die Flüssigkeit, um zu bewirken, daß die Flüssigkeit von der Zerstäubungsspitze aus in Form eines oder mehrerer Bänder vorsteht und daraufhin in eine Vielzahl von elektrisch geladenen Tröpfchen aufbricht.
Die vorliegende Erfindung sieht ferner eine Kartusche zur Speicherung einer für das elektrostatische Versprühen geeigneten Flüssigkeit vor, welche umfaßt: einen Kartuschenkörper, welcher einen Vorrat einer Flüssigkeit wie vorstehend beschrieben enthält, eine Kapillarstruktur wie vorstehend beschrieben und ein Mittel zum Vorsehen einer elektrischen Verbindung zu einer Hochspannungsquelle. Das Mittel zum Vorsehen einer elektrischen Verbindung zu einer Hochspannungsquelle kann einen elektrischen Kontakt umfassen, oder alternativ kann die Kartusche zumindest teilweise aus einem elektrisch leitenden oder halbleitenden Material hergestellt sein.
Die elektrostatisch versprühbare Flüssigkeit, welche den Vorrat bildet, hat bevorzugt einen spezifischen Volumenwiderstand von 2,5 · 10&sup6; bis 5 · 10&sup8; Ohm cm. Die Flüssigkeit besitzt gemessen bei 20ºC typischerweise eine Viskosität von 1 bis 20 cst (1 bis 20 · 10&supmin;&sup6; m²/s), bevorzugt eine Viskosität von 1 bis 10 cst (1 bis 10 · 10&supmin;&sup6; m²/s), weiter bevorzugt von 1, 5 bis 4 cst (1, 5 bis 4 · 10&supmin;&sup6; m²/s) und noch weiter bevorzugt von 2 bis 3 cst (2 bis 3 · 10&supmin;&sup6; m²/s). Die Flüssigkeit ist bevorzugt ein Lufterfrischer, welcher durch die elektrostatische Sprühvorrichtung zerstäubt wird, um die Luft, in welcher die Vorrichtung angeordnet ist, wie beispielsweise einen Raum oder einen Flur, mit Duftstoff zu versehen.
Die elektrostatisch versprühbare Flüssigkeit ist allerdings im allgemeinen eine Flüssigkeit, welche einen sehr kleinen nicht lösbaren harzartigen Rest aufweist, so daß ein Volumen der Flüssigkeit, welches zumindest dem Volumen des Speichers entspricht, bevorzugt zumindest dem doppelten Volumen des Speichers entspricht, ausgegeben werden kann ohne das Rohr zu verstopfen. Bevorzugt ist der Anteil an nicht lösbaren harzartigen Reststoffen der Flüssigkeit weniger als 0,1 Gew.-%.
Die bei der vorliegenden Erfindung verwendete Kapillarstruktur umfaßt ein Hohlrohr, welches bevorzugt eine glatte Außenoberfläche aufweist. Das Hohlrohr besitzt eine verschlungene Innenoberfläche, welche aus einem flüssigkeitsundurchlässigen Polymermaterial hergestellt ist. Es sei angenommen, daß bei einem als verschlungen betrachteten Kapillarrohr das Verhältnis des Innenumfangs des Rohrs zur Querschnittsfläche größer als 2/r ist, wobei r der Radius eines Kreises ist, welcher dieselbe Querschnittsfläche aufweist, wie die des betreffenden verschlungenen Rohres. Bevorzugt ist der Innenumfang des Rohrs gleich groß wie oder größer als der Außenumfang des Rohrs. Die Dimensionen des Rohrs, das Material, aus welchem dieses hergestellt ist, und die Eigenschaften der Flüssigkeit sind derart gewählt, daß dann, wenn die Kapillarstruktur im wesentlichen vertikal orientiert ist, wobei die Zerstäubungsspitze oben angeordnet ist, die Flüssigkeit innerhalb des Rohrs durch die Kapillarwirkung zur, Zerstäubungsspitze nach oben gezogen wird. Wenn eine elektrostatische Ladung an die Flüssigkeit in dem Behälter angelegt wird, wird die Flüssigkeit in Bändern zu der Zerstäubungsspitze gezogen und danach in eine Mehrzahl elektrisch geladener Tröpfchen aufgebrochen.
Die verschlungene Innenoberfläche des Hohlrohrs kann verschiedene Strukturen aufweisen, bei welchen gerundete oder spitze Vorsprünge in das Volumen des Rohrs gerichtet sind, bis zu komplexeren Strukturen, bei welchen die Vorsprünge ineinandergeschachtelte Seitenverzweigungen aufweisen. Die verschlungene Innenoberfläche des Rohrs führt zu einem Widerstand gegen Zerstörung des Rohrs im Gebrauch.
Ein besonders bevorzugtes Polymermaterial, aus welchem die Kapillarstruktur hergestellt werden kann, ist Polyacetal, beispielsweise Polyacetal PA-06010, hergestellt von Aubex Corporation, Japan. Die Polymer-Kapillarrohre, welche von Aubex Corporation hergestellt sind, sind mit sehr hohen Toleranzen von ± 5 hergestellt, was zur Aufrechterhaltung gleichmäßiger Strömungsraten von einer Vorrichtung zur nächsten wichtig ist. Weitere Polymermaterialien, welche auch eingesetzt werden, sind Polyethylen, insbesondere hochdichtes Polyethylen (HD), Polypropylen, Polyethylen-Therephthalat, Polyamid, Poly(-Ether-Ether-Keton), Poly(- Ether-Sulfon) oder Poly(-Ether-Keton).
Die Kapillarstruktur weist bevorzugt einen Außendurchmesser im Bereich von 0,1 bis 1,5 mm, weiter bevorzugt von 0,4 bis 0,8 mm, noch weiter bevorzugt um 0,6 mm auf.
Die Spitze der Kapillarstruktur ist bevorzugt plan und in einem Winkel zur Achse des Hohlrohrs abgeschnitten, typischerweise mit ungefähr 45º. Die zu zerstäubende Flüssigkeit wird zu der Zerstäubungsspitze durch die passive Kapillarwirkung gebracht. Sie wird dann durch elektrostatische Kräfte in Bändern aus der Spitze gezogen, welche in elektrostatisch geladene Tröpfchen aufbrechen. Um dies zu erreichen, muß die elektrische Feldstärke ausreichend hoch sein, und um zum Erzeugen einer ausreichenden Feldstärke die erforderliche Spannung zu verringern, ist es bekannt, die Flüssigkeit einer scharfen Kante zuzuführen, welche Kante das elektrische Feld verstärkt und von welcher die Flüssigkeit als eine Wolke sehr kleiner (um-Bereich) geladener Tröpfchen versprüht wird. Die geladenen Tröpfchen stoßen sich gegenseitig ab und weisen ein sehr großes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen auf, was zu einer schnellen Verdampfung führt. Die geladenen Tröpfchen versuchen sich an einer geerdeten Oberfläche niederzuschlagen, werden jedoch lang genug als Wolke in der Luft gehalten, um große Lufträume zu beeinflussen.
Es ist ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß Kapillarstrukturen mit verschlungenen Innenoberflächen ermöglichen, daß relativ kleine Volumina elektrostatisch geladener Flüssigkeiten kontinuierlich über lange Zeiträume bis zu 4 bzw. bis zu 8 Wochen versprüht werden können. Die Kapillarstrukturen mit verschlungenen Innenoberflächen besitzen einen bedeutenden Vorteil gegenüber Kapillarrohren mit glatten Innenoberflächen, da diese weniger empfindlich gegenüber Blaseneinschluß sind und damit gegenüber dem Risiko, daß die elektrische Fortleitung durch die Flüssigkeitssäule zur Spitze unterbrochen wird. Bei einem Rohr mit einfacher Bohrung trennt eine im Rohr eingeschlossene Luftblase mit hoher Wahrscheinlichkeit die Flüssigkeitssäule in zwei Teile, während es bei einem verschlungenen Rohr unwahrscheinlich ist, selbst wenn eine Blase eingezogen wird, daß die Flüssigkeitssäule in zwei Teile aufgeteilt wird. Somit wird die elektrische Fortleitung aufrecht erhalten, und die Vorrichtung kann das Versprühen fortsetzen. Zusätzlich ist, da das verschlungene Rohr eine größere Oberfläche in Kontakt mit der Flüssigkeit besitzt als das Rohr mit einfacher Bohrung, die Kapillarkraft vergrößert, welche verfügbar ist, um eine eingeschlossene Luftblase aus dem Rohr zu drücken.
Das Mittel zum Anlegen einer Hochspannung an die Flüssigkeit arbeitet bevorzugt auf einem Potential von 2 bis 25 kV, weiter bevorzugt auf einem Potential von 8 bis 15 kV und am meisten bevorzugt auf einem Potential von 10 bis 12 kV.
Bei einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung, beispielsweise dann, wenn die Vorrichtung zur Lufterfrischung verwendet werden soll, kann das Mittel zum Bereitstellen einer elektrostatischen Ladung für die Flüssigkeit für einen diskontinuierlichen Betrieb eingesetzt werden. Auf diese Weise kann die elektrostatische Sprühvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung diskontinuierlich betrieben werden, beispielsweise unter Verwendung eines integralen Zeitgebers, um die Vorrichtung durch das Anlegen der elektrostatischen Ladung an die Flüssigkeit in den Betriebsmodus einzuschalten. Vorteilhafterweise wird die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in Intervallen von 1 bis 15 Minuten, bevorzugt 10 bis 12 Minuten, für eine Dauer von 0,5 bis 5 Minuten, bevorzugt 2 bis 4 Minuten, weiter bevorzugt für 3 Minuten aktiviert. Auf diese Weise wird dann, wenn die Flüssigkeit ein Duftstoff ist, der Eindruck des durch den Duftstoff erzielten Lufterfrischungseffekts verstärkt. Wenn die Vorrichtung in ihrem Außerbetriebsmodus ist, füllt die Flüssigkeit das Kapillarrohr und bei ausgeschalteter Spannung ist der Meniskus der Flüssigkeit am oberen Ende des Rohrs positioniert, jedoch nicht an der Vorderkante des Rohrs, von welcher aus die Flüssigkeit zerstäubt wird. Wenn die Spannung angelegt wird, wird die Flüssigkeit aus der das Rohr füllenden Säule über die Endfläche des Rohrs herausgezogen und wird vom Zerstäubungsende des Rohrs aus zerstäubt. Wenn die Spannung ausgeschaltet ist, zieht sich die Flüssigkeit wieder zurück, so daß der Meniskus der Flüssigkeit erneut innerhalb des Rohrs liegt, wo dieser durch die Oberflächenspannungskräfte zurückgehalten wird. Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist insbesondere bei Auslegung für diskontinuierlichen Gebrauch vorteilhaft, da das Flüssigkeitsprodukt und die Batterien eine längere Lebensdauer im Vergleich zu einer Vorrichtung besitzen, welche kontinuierlich einen Duftstoff oder ein Insektizid ausgibt.
Die vorliegende Erfindung umfaßt innerhalb ihres Rahmens auch eine elektrostatische Sprühvorrichtung, welche umfaßt: eine Kartusche wie vorstehend definiert, ein Gehäuse, in welchem die Kartusche entfernbar angeordnet werden kann, wobei sich die Kapillarstruktur in einer im wesentlichen vertikalen Richtung erstreckt, und eine am Gehäuse angeordnete Hochspannungsquelle zum Anlegen eines elektrostatischen Potentials an den elektrischen Anschluß an der Kartusche. Die Hochspannungsquelle kann beispielsweise einen Hochspannungs- Erzeugungsschaltkreis aufweisen, welcher von einer Niederspannungsbatterie versorgt wird. Die elektrische Verbindung an der Kartusche kann einen elektrischen Kontakt umfassen, welcher sich durch die Basis der Kartusche erstreckt oder alternativ kann die Kartusche zumindest teilweise aus einem elektrisch leitenden oder halbleitenden Material hergestellt sein.
Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Zerstäubungsspitze derart angeordnet ist, daß sie im allgemeinen vertikal nach oben versprüht, ohne daß sie einen positiven (positiv geladenen) Kopf erfordert. Bevorzugt ist die Kartusche der vorliegenden Erfindung derart ausgelegt, daß eine im wesentlichen konstante Flüssigkeitsdruckhöhe vorliegt und die Differenz des Flüssigkeitspegels zwischen dem vollen und dem nahezu leeren Pegel nicht bedeutend die Ladung der Flüssigkeit an der Zerstäubungsspitze beeinflußt.
Ein Weg zum Erreichen einer im wesentlichen konstanten Flüssigkeitsdruckhöhe liegt bei der Kartusche darin, daß diese im allgemeinen flache Form aufweist mit einer vertikalen Dimension, welche bedeutend kleiner als ihre horizontalen Dimensionen ist, so daß diese eine bedeutende Menge an Flüssigkeit kontaktieren kann, während sie lediglich eine kleine Flüssigkeitspegeländerung zwischen vollem und nahezu leerem Zustand bewirkt. Ein weiterer Weg zum Erreichen einer konstanten Druckhöhe ist in der WO94/06521 offenbart.
Für Lufterfrischer für einen herkömmlichen Raum sieht die Ausgabe von 0,3 g des Flüssigkeitsduftstoffs pro Tag ein befriedigendes Niveau an Duftstoffabgabe vor. Eine Kartusche, welche 10 g an Flüssigkeitsduftstoff enthält, würde somit eine Lufterfrischung über einen Monat bereitstellen.
Die vorliegende Erfindung wird ferner mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Kapillarstruktur zum Gebrauch bei der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2A bis 2H Querschnitte weiterer Kapillarstrukturen zum Gebrauch bei der vorliegenden Erfindung darstellen; und
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer elektrostatischen Sprühvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
Mit Bezug auf die Figuren stellt Fig. 1 eine Kapillarstruktur im Querschnitt dar, welche zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung ausgelegt ist. Die Kapillarstruktur ist im allgemeinen bei 1 gezeigt und ist ein Querschnitt eines Polyacetal-Hohlrohrs, vertrieben von Aubex Corporation in Japan unter der Nummer PA-06010. Das Hohlrohr, gezeigt im Querschnitt, besitzt eine glatte Außenoberfläche 2 und eine verschlungene Innenoberfläche 3. Das Rohr besitzt einen Außendurchmesser von 0,6 mm.
Fig. 2A bis 2H stellen die Querschnitte alternativer Kapillarstrukturen dar, welche verschlungene Innenoberflächen aufweisen. Wie aus diesen Zeichnungen ersichtlich ist, können die verschlungenen Innenoberflächen eine relativ einfache Gestalt aufweisen, wie in Fig. 2H gezeigt, oder eine kompliziertere Gestalt aufweisen, wie in den anderen Figuren gezeigt.
Fig. 3 stellt eine elektrostatische Sprühvorrichtung dar, umfassend ein Gehäuse 5, welches aus einem Körperabschnitt 6 und einem entfernbaren Deckel 7 besteht. Das Gehäuse ist in zwei getrennte Abteile unterteilt, einem oberen Abteil 8 und einem unteren Abteil 9, und zwar mittels einer Innenwandung 10. Das obere Abteil nimmt eine Kartusche 11 auf, welche einen Vorrat an einer Lufterfrischerflüssigkeit 12 darin enthält. Ein hohles Kapillarrohr 13 des mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Typs ist innerhalb des Flüssigkeitsvorrats 12 angeordnet. Die Lufterfrischerflüssigkeit benetzt die Kapillarstruktur 13 durch passive Kapillarwirkung, so daß Flüssigkeit an der Zerstäubungsspitze 14 der Kapillarstruktur 13 vorhanden ist. Die Basis der Kartusche 11 weist einen Verbinder 15 auf, welcher integral in dieser ausgebildet ist. Die Kartusche lagert auf der Innenwandung 10 des Gehäuses unmittelbar oberhalb eines Verbinders 16, welcher in der Innenwandung ausgebildet ist. Ein Hochspannungsausgangssignal wird von einer durch eine Niedrigspannungsbatterie (nicht gezeigt) versorgten Hochspannungserzeugungsschaltung 17 über die Verbinder 16 und 15 zu der Lufterfrischerflüssigkeit 12 geleitet. Die Schaltung 17 wird mittels eines Zeitgebers 18 gesteuert, welcher auch im unteren Abschnitt des Gehäuses aufgenommen sein kann.
Wenn der Zeitgeber eingeschaltet ist, wird die Hochspannung dem flüssigen Lufterfrischer 12 zugeführt, welcher in der Kartusche 11 enthalten ist, um ein elektrostatisches Versprühen der Flüssigkeit von der Zerstäubungsspitze 14 der hohlen Kapillarstruktur 13 aus zu bewirken. Der Zeitgeber kann beispielsweise alle 15 Minuten über 3 Minuten betrieben werden, d. h. viermal pro Stunde. Wenn der Zeitgeber ausgeschaltet ist, benetzt die Lufterfrischerflüssigkeit wieder die Kapillarstruktur 13, so daß die Zerstäubungsspitze 14 Lufterfrischerflüssigkeit enthält, welche elektrostatisch versprüht werden kann, wenn sich der Zeitgeber das nächste Mal im Einschaltmodus befindet. Es ist anzumerken, daß die Schaltung eine Erdungsverbindung über die Bodenwandung des Gehäusekörpers 6 besitzt.
Die Abdeckung 7 des Gehäuses ist aus einem elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial hergestellt, wie beispielsweise Polypropylen oder Polyethylen, so daß die Abdeckung kein elektrostatisches Versprühen unmittelbar zur Erde bewirkt. Im Behälter enthaltener flüssiger Lufterfrischer 12 erfüllt die Viskositäts- und Volumenwiderstands-Anforderungen auf, wie sie vorstehend beschrieben wurden. Bevorzugt weist die Lufterfrischerflüssigkeit einen sehr geringen unlöslichen harzartigen Rest auf von weniger als 0,1 Gew.-%, da sich andernfalls ein nicht lösbares Material in der Zusammensetzung sammeln würde und die freie Strömung der Lufterfrischerflüssigkeit, insbesondere an der Zerstäubungsspitze, stören würde. Die Lufterfrischerflüssigkeit sollte auch frei von jeglichem partikulärem Material sein, da alle Partikel den freien Fluß von Flüssigkeit innerhalb der Kapillarstruktur stören würden. Wie vorangehend beschrieben, steigt die Lufterfrischerflüssigkeit zum oberen Ende der Kapillarstruktur 13 aufgrund passiver Kapillarwirkung und unter dem Einfluß der angelegten Hochspannung (welche negativ oder positiv sein kann) und wird von der Zerstäubungsspitze als ein oder mehrere Bänder ausgebracht, welche in sich gegenseitig abstoßende Partikel aufbrechen, um eine zerstäubte Dunstwolke zu bilden. Die Partikel werden von der Zerstäubungsspitze aus zu auf Erdungspotential liegenden Gegenständen in der Nähe der Vorrichtung gezogen.
Es ist anzumerken, daß die Kartusche 11, welche die Lufterfrischerflüssigkeit enthält, relativ flach ist, und dies ermöglicht, daß die Lufterfrischerflüssigkeit in die Kapillarstruktur durch passive Kapillarwirkung gezogen wird, ohne daß die Höhe der Flüssigkeit im Behälter starke Wirkung auf die Leistung zeigt. Wenn die Lufterfrischerkartusche aufgebraucht ist, kann der Deckel 7 des Gehäuses entfernt werden und eine neue Kartusche gebrauchsfertig eingesetzt werden.

Claims

1. Elektrostatische Sprühvorrichtung, umfassend:

(i) einen Speicher (12) einer elektrostatisch sprühbaren Flüssigkeit;

(ii) eine Kapillarstruktur (1), welche ein Hohlrohr (13) umfaßt, das aus einem für die Flüssigkeit impermeablen polymeren Material gebildet ist, wobei die Kapillarstruktur an einem Ende den Flüssigkeitsspeicher berührt und am anderen Ende in einer Zerstäubungsspitze (14) endet, wobei die Kapillarstruktur derart ausgebildet ist, daß dann, wenn sie im wesentlichen vertikal und mit der Zerstäubungsspitze obenliegend orientiert ist, die Kapillarwirkung ausreicht, um die Flüssigkeit zum Auslaß am obenliegenden Ende des Rohrs zu fördern; und

(iii) ein Mittel (15-18) zum Anlegen einer Hochspannung an die Flüssigkeit, um zu bewirken, daß die Flüssigkeit von der Zerstäubungsspitze aus in Form eines oder mehrerer Bänder vorsteht und daraufhin in eine Vielzahl von elektrisch geladenen Tröpfchen aufbricht,

dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrohr eine verschlungene Innenoberfläche aufweist.

2. Elektrostatische Sprühvorrichtung nach Anspruch 1, worin die elektrostatisch sprühbare Flüssigkeit eine Viskosität im Bereich von 1 bis 20 cSt (1 bis 20 · 10&supmin;&sup6; m²/s) bei einer Temperatur von 20ºC und einen spezifischen Volumenwiderstand von 2,5 · 10&sup6; bis 5 · 10&sup8; Ohm cm besitzt.

3. Elektrostatische Sprühvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin die Flüssigkeit eine Viskosität im Bereich von 1,5 bis 4 cSt (1,5 bis 4 · 10&supmin;&sup6; m²/s) bei einer Temperatur von 20ºC besitzt.

4. Elektrostatische Sprühvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die Flüssigkeit einen spezifischen Volumenwiderstand von 2,5 · 10&sup7; bis 2,5 · 10&sup8; Ohm cm aufweist.

5. Elektrostatische Sprühvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Kapillarstruktur eine glatte Außenoberfläche aufweist.

6. Elektrostatische Sprühvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Flüssigkeit im wesentlichen frei von jeglichen nicht flüchtigen harzartigen Bestandteilen ist.

7. Elektrostatische Sprühvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Kapillarstruktur aus Polyacetal, Polypropylen, Polyethylen, Polyethylen-terephthalat, Polyamid, Poly(ether-ether-keton), Poly(ether-sulfon) oder Poly(ether-keton) gebildet ist.

8. Elektrostatische Sprühvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Kapillarstruktur einen Außendurchmesser im Bereich von 0,1 bis 1,5 mm besitzt.

9. Elektrostatische Sprühvorrichtung nach Anspruch 8, worin die Kapillarstruktur einen Außendurchmesser im Bereich von 0,4 bis 0,8 mm besitzt.

10. Elektrostatische Sprühvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Spitze der Kapillarstruktur eben und unter einem Winkel, typischerweise von ungefähr 45º, zur Achse des Hohlrohres abgeschnitten ist.

11. Elektrostatische Sprühvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin das Mittel zum Aufbringen einer elektrostatischen Ladung auf die Flüssigkeit für intermittierende Anwendung ausgelegt ist.

12. Elektrostatische Sprühvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin das Mittel zum Anlegen einer Hochspannung an die Flüssigkeit auf einem Potential von 2 bis 25 kV arbeitet.

13. Kartusche (11) zum Speichern einer zum elektrostatischen Sprühen geeigneten Flüssigkeit, wobei die Kartusche umfaßt:

(a) einen Kartuschenkörper mit einem Speicher einer elektrostatisch sprühbaren Flüssigkeit;

(b) eine Kapillarstruktur (1), welche ein Hohlrohr (13) umfaßt, das aus einem für die Flüssigkeit impermeablen Polymermaterial gebildet ist, wobei die Kapillarstruktur an einem Ende den Flüssigkeitsspeicher berührt und am anderen Ende in einer Zerstäubungsspitze (14) endet, wobei die Kapillarstruktur derart ausgelegt ist, daß dann, wenn sie im wesentlichen vertikal und mit der Zerstäubungsspitze obenliegend orientiert ist, die Kapillarwirkung ausreicht, um die Flüssigkeit zur Zerstäubungsspitze zu fördern; und

(c) ein Mittel (15) zum Bereitstellen eines elektrischen Anschlusses zu einer Hochspannungsquelle,

14. Kartusche nach Anspruch 13, worin die elektrostatisch sprühbare Flüssigkeit eine Viskosität im Bereich von 1 bis 20 cSt (1 bis 20 · 10&supmin;&sup6; m²/s) bei einer Temperatur von 20ºC und einen spezifischen Volumenwiderstand von 2,5 · 10&sup6; bis 5 · 10&sup8; Ohm cm besitzt.

15. Kartusche nach Anspruch 14, worin die Flüssigkeit eine Viskosität im Bereich von 1,5 bis 4 cSt (1,5 bis 4 · 10&supmin;&sup6; m²/s) bei einer Temperatur von 20ºC besitzt.

16. Kartusche nach Anspruch 14, worin die Flüssigkeit einen spezifischen Volumenwiderstand von 2,5 · 10&sup7; bis 2,5 · 10&sup8; Ohm cm besitzt.

17. Kartusche nach einem der Ansprüche 13 bis 16, worin die Kapillarstruktur eine glatte Außenoberfläche besitzt.

18. Kartusche nach einem der Ansprüche 13 bis 17, worin die Flüssigkeit im wesentlichen frei von jeglichen nicht flüchtigen harzartigen Bestandteilen ist.

19. Kartusche nach einem der Ansprüche 13 bis 18, worin die Kapillarstruktur aus Polyacetal, Polypropylen, Polyethylen, Polyethylenterephthalat, Polyamid, Poly(ether-ether-keton), Poly(ether-sulfon) oder Poly(ether-keton) gebildet ist.

20. Kartusche nach einem der Ansprüche 13 bis 19, worin die Kapillarstruktur einen Außendurchmesser im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm besitzt.

21. Kartusche nach Anspruch 20, worin die Kapillarstruktur einen Außendurchmesser im Bereich von 0,4 bis 0,8 mm besitzt.

22. Kartusche nach einem der Ansprüche 13 bis 21, worin die Spitze der Kapillarstruktur eben und unter einem Winkel, typischerweise von ungefähr 45º, zur Achse des Hohlrohrs abgeschnitten ist.

23. Kartusche nach einem der Ansprüche 13 bis 22, worin die Hochspannungsquelle auf einem Potential von 2 bis 25 kV arbeitet.

24. Elektrostatische Sprühvorrichtung, welche umfaßt: eine Kartusche nach einem der Ansprüche 13 bis 23, ein Gehäuse (6), in welchem die Kartusche entfernbar angeordnet werden kann, wobei sich die Kapillarstruktur in einer im wesentlichen vertikalen Richtung erstreckt, und eine im Gehäuse angeordnete Hochspannungsquelle (17) zum Anlegen eines elektrostatischen Potentials an den elektrischen Anschluß an der Kartusche.

25. Elektrostatische Sprühvorrichtung nach Anspruch 24, worin die Hochspannungsquelle einen innerhalb des Gehäuses angeordneten Hochspannungs-Erzeugungsschaltkreis umfaßt.