JP4879731B2 - 蒸気拡散装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気中に揮発性材料を拡散させるための装置に関する。
例えば、芳香剤、エアフレッシュナー、防カビ材料および抗真菌材料、ならびに防虫剤などの揮発性材料を空気中に拡散させるための装置は、当分野においてよく知られている。典型的な装置は、揮発性液体材料を貯蔵するために適した容器と、蒸発表面を介して空気中にかかる材料を備える拡散部材を含む。この拡散部材は、典型的には繊維性材料の芯である液体移送部材を介して蒸発する液体を受容する。安価で簡単という利点を有する一方、従来の芯は、芳香剤などのいくつかの材料については、クロマトグラフィーカラムにおいて生じるのと同様の成分の分画化の結果として、より早く拡散（およびより早く消耗）する揮発性成分のために、時間とともにそこから拡散する材料が変化するという欠点を有している。

この問題を克服するために模索している近年の代替構造は、液体から空気まで伸びる少なくとも１つの毛管（capillary）の使用である。この毛管は、毛管サイズの外側の溝を有する棒の形態をとることができる。これは分画化の問題を克服するものの、例えば装置がひっくり返った場合などには、より漏れやすい。

本発明においては、実質的にそれらの欠点を回避しつつ、本明細書の上記２つの種類の利点を組み合わせた装置を提供することが可能であることが発見された。したがって、本発明は、揮発性液体材料を空気中に提供するように適合された装置であって、揮発性液体材料を含有する貯留部、そこから伸びておりかつ貯留部から液体を移送するように適合された棒状移送部材、および前記移送部材から液体を受容しそしてその空気中への蒸発を容易にするように適合された少なくとも１つの拡散表面を含み、前記拡散表面は、前記移送部材から本質的に水平方向に伸びており、そして表面キャピラリティ（capillarity）を有する少なくとも１つの非一体型の非多孔性シートを含み、前記シートは適切な蒸発を可能にするのに十分な広さとキャピラリティを有する、前記装置を提供する。

さらに本発明は、空気に揮発性液体材料を提供する方法であって、棒状液体移送部材を用いることにより揮発性液体材料を貯留部から少なくとも１つの拡散表面に供給することを含み、前記拡散表面は、適切な蒸発を可能にするのに十分なキャピラリティと広さとを有する、少なくとも１つの非一体型の非多孔性シートを含み、そして前記移送部材から本質的に水平方向に伸びるように前記移送部材上に取り付けられている、前記方法を提供する。
貯留部は、適切ないかなる大きさの、または、プラスチック、セラミックス、ガラスおよび金属などの材料の、ボトルや瓶といった好適ないかなる貯留部でもよい。

本質的に棒状の液体移送部材は、貯留部から拡散表面へ液体を移送して供給する。これはいかなる好適な部材であってもよい。「棒状」とは、細長い（その横断面の最大長よりも認め得る程度に長い長さ）部材を意味する。その断面の形状は、本発明の目的とは無関係である。例えば、断面は円形、三角形または四角形で有り得るが、製造の簡素さのため、そしてボトルや瓶などの多くの貯留部が円形の開口部を有することから、円形が特に好ましい。しかしながら、だ円形または長方形であってもよく、そして本質的に（シート材料から形成される）平面であってもよい。

移送部材は貯留部から液体を移送することを可能にするいかなる好適な支持体（constituency）でもあり得る。例えば、当分野でよく知られているように、多孔性材料の芯であってもよい。かかる芯は、セルロース、セラミック、プラスチックおよびグラファイトなどの材料から構成される。これは例えば、米国特許第4,913,350号において記載されているタイプの外側毛管移送部材であってもよい。この発明の驚くべき特徴は、従来の芯が外側毛管部材としても機能することであり、かなりのコスト削減が可能になる。

本発明において有用な拡散表面は、表面キャピラリティを有する少なくとも１つの非一体型の非多孔性シートである。「シート」とは、表面が連続で非せん孔であるものを意味する。シートは、平面的でも曲面的でもよく−本発明の利点の一つはあらゆる形状が利用できることである−しかし、表面が非多孔性であることから表面への吸収がないように、拡散は表面効果である。「非多孔性」とは、シートの材料が完全に多孔性を欠如しており、したがって、その上を流れる液体を吸収することができないことを意味する。「非一体型」とは、シートが移送部材を伴った単一の断片に作製されているのではなく、分離して作製され移送部材に付着していることを意味する。これはまた、形状および構造の選択においてかなりの万能性を与える。シートは、例えばプラスチック、セラミックス、ガラスまたは金属などのいかなる好適な非多孔性物質からできていてもよい。

「表面キャピラリティ」とは、シートが、液体が沿って流れることができそして蒸発を可能にする、開いた毛管構造を含むことを意味する。これはいかなる便宜的な手段によって行われてもよい。好ましい態様においては、毛管は、成形または機械加工により、シート自体の上に形成され得る。開いた毛管は、例えば「Ｕ」形状、「Ｖ」形状または長方形などのいかなる好適な断面を有していてもよく、いかなる構造または形態であってもよく、実用的または装飾的でも、また両方であってもよい。例えば、中心の点から放射状に伸びていてもよく、また１または２以上の組み合わせの平行線になっていてもよく、互いに好適な角度で交差していてもよい。全ての線は直線でも、所望の程度に曲線であってもよい。

また、シートは、かかる毛管を有していなくてもよく、例えば、あらゆる便宜的な手段によってそこに取り付けられた多孔性または繊維性の材料などの、毛管材料のための支持体として機能してもよい。いかなる好適な毛管材料を用いてもよいが、吸収性材料は、液体材料を吸収して保持するため、使用しないことが好ましい。特に好ましい材料は、表面キャピラリティをそれ自体が内蔵する繊維性材料である。

いかなる種類の表面キャピラリティもシートの両面に有することができるが、製造の容易さから片面だけに有することが一般的に好ましく、使用にあたり最上面となる面が好ましい。
移送部材に拡散表面を取り付けるのは、いかなる手段によって移送部材のどの位置でもよいが、表面は移送部材の両末端の間のどこかに取り付けられるのが好ましく、最も好ましくは、貯留部から離れた移送部材末端よりも貯留部に近い方である。これにより、より優れた機能が得られる。好ましい態様はさらに本明細書の以下に記載される。

本発明の重要な特徴は、少なくとも１つの拡散表面が移送部材から本質的に水平方向に伸びていることである。移送部材と拡散表面の間に良好な液体の移送が存在する場合には（さらに本明細書の以下に記載されている）、移送部材からの水平方向の伸長に関しての表面の正確な構造および移送部材からの水平方向の伸長の性質は重要でないが、他よりもよく機能する配置および配向は存在する。拡散表面は、平面、曲面（あらゆる種の単純または複雑なカーブ）および凹型などのいかなる好適な形状であってもよい。拡散表面の多くの可能な構造があり得るが、当業者は本発明の範囲内にある多くのバリエーションを容易に提供することができる。例は：

（ａ）移送部材から水平方向に囲まれて伸びている、あらゆる形状の平面表面であって、この表面の平面は、本質的に移送部材の長軸に対して横向きである；
（ｂ）（ａ）と同じであるが、弧を形成するようにカーブした表面または浅いボウルを形成する「凹状」表面を有し、好ましくは貯留部に対して上方向にある；
（ｃ）平坦な翼様（vane-like）部材の形態で移送部材から伸びている少なくとも１つの平面拡散表面であって、翼様部材の平面は移送部材に対してあらゆる便宜的な角度または配向をとっている；
（ｄ）（ｃ）と同じであるが、いかなる所望の種類のカーブした翼を有する；
（ｅ）平坦な上端を有する移送部材であって、文字Ｔの横線（horizontal stroke）のように拡散表面と交差して伸びており、前記拡散表面は平面または曲面である、
を含む。
好ましい構造は（ａ）および（ｂ）である。

必然的に、拡散表面は、移送部材から拡散表面までの液体の移送を容易にするように移送部材と接触していなければならない。これは、表面キャピラリティの末端が直接かつ密接に移送部材の表面と接触していなければならないことを意味する。芯の場合には、芯全体が液体の導管として機能するため、外側毛管移送部材を有する場合よりもこれを達成するのは容易である。外側毛管移送部材の場合には、あらゆる毛管系の配置が必要であり得る。また、移送部材から拡散表面までの液体の移送を容易にすることができる吸収性材料の層が、外側毛管移送部材と拡散表面との間に配置されていてもよい。これは効果的に機能するが、複雑さとコストを付加し得る。

非多孔性シート自体がキャピラリティを有する場合には、最適な液体移送は、移送部材に接触する末端の表面キャピラリティが実質的に移送部材に対して垂直であるべきことを確保することにより達成されてもよい。垂直でない合理的なバリエーションは許容されるが、移送が損なわれる場合には重要である。好適な角度の発見は、当業者にとって十分可能な範囲である。

非多孔性シートがその上に取り付けられる表面毛管材料のための支持体のみである場合には、角度はそれほど重要でないが、それでもやはりボウル様または円錐様形状をもたらす狭い角度は蒸発を損なうことが理解され、したがって、比較的オープンフェースであること（open-faced）（すなわち、移送部材に対して直角に近い角度）がこの場合においても好ましい。

液体移送に役立つのみでなく容易な組立てにも役立つ好ましいいくつかの構造が存在する。１つの特に好ましい態様は、実質的に円形断面の移送部材の使用を含み、ここで、その長さの一部は少なくともわずかに円錐台形（frusto-conical）であり、すなわち、貯留部から離れるにつれて次第に細くなっている。これにより、特に良好な適合および液体移送が確保される。

さらなる態様においては、移送部材は環状の溝をその表面に備え、そして、拡散表面には、サークリップ（circlip）の方式で拡散表面が溝に簡単に適合し得るような、同じ程度のサイズの円形開口部を備える。特に好ましい態様は、溝と円錐台形の組み合わせである。また、移送部材にはスロットを備えていてもよく、拡散表面に備えられている同一サイズのタブがスロットに適合する。これらは、拡散部材を取り付ける可能なやり方のいくつかにすぎない；他のやり方は当業者には明らかである。

本発明の装置は、当分野において既に知られている装置に対して多くの利点を有する。これらは、一般的な材料から容易に安価に作製される。これらは容易にその構成要素から組み立てられる。これらは容易に詰め替え可能である。芳香剤の場合には、これらは、時間経過につれて芳香剤が変化する傾向をかなり低減させる。最も驚くべきことには、移送部材が、従来から時間経過と共に匂いが変化することで知られる芯である場合にさえも、かかる持続するという利点は達成される。

さらなる重要な利点は、蒸発量の制御を付与する万能性である。拡散表面の面積および形状ならびに表面キャピラリティの密度を変化させることにより、広範の異なる蒸発速度を達成することができる。したがって、装置は、部屋の大きさおよび所望の濃度などの特定の状況に適合する種々の除去可能な拡散表面と共に供給され得る。

本発明は、さらに、図面を参照にして記載される。これらは、好ましい態様を示すが、本発明をいかなる意味においても限定することを意味しない。
図１は、好ましい態様の全体図である。
図２は、拡散表面に接触する点における、移送部材の長軸断面を示す。
図３は、非多孔性表面に取り付けられた多孔性材料により表面キャピラリティが付与される配置を示す。
図４は、あらゆる可能な表面キャピラリティの配置を示す。

図２〜４は、模式的であって、縮尺のためのものではなく、あるサイズは明確さのために誇張されている。
図１においては、貯留部１（ボトルまたは瓶）は、棒状多孔性芯３に適合する頸部２を有し、これは、芯の周りを囲む密接に適合する弾性プラグ４により、前記頸部に密接に適合している。芯は断面が円形であり、貯留部から突き出た芯のその部分は図２において示されるようにわずかに円錐形であり、貯留部から離れたより狭くなっている末端５および貯留部に近いより広くなっている末端６を有する。これにより、拡散表面７の芯への取り付けが容易になり、末端５の直径よりも大きいが末端６の直径以下の開口部８を有する。開口部８は、芯の円錐台形表面に密接に適合できるような形状であり、良好な接触および液体移送を確保する。拡散表面は、その表面に一連の開いた毛管９を有する非多孔性プラスチックの曲面シートである。

図３においては、円錐台形の芯３は非多孔性拡散表面１０を有する。毛管を備えた材料１１はこれに取り付けられる。この材料は、芯に接触して、蒸発する液体を吸収し移送することができるように、通常の動作において下方に向かう拡散表面の表面を覆い、拡散表面の開口部８へ伸びている。下方で機能する拡散表面の重量は、表面を確保し、良好な液体移送接触（liquid transfer contact）を確立する。
図４においては、種々の表面キャピラリティが見られる。これらは、例として提示されるに過ぎず、多くの実用的および装飾的可能性を限定しない。

好ましい態様の全体図である。 拡散表面に接触する点における、移送部材の長軸断面を示す図である。 非多孔性表面に取り付けられた多孔性材料により表面キャピラリティが付与される配置を示す図である。 あらゆる可能な表面キャピラリティの配置を示す図である。

符号の説明

１：貯留部
２：頸部
３：棒状多孔性芯
４：弾性プラグ
５：末端
６：末端
７：拡散表面
８：開口部
９：開いた毛管
１０：非多孔性拡散表面
１１：毛管を備えた材料

Claims (3)

1. 揮発性液体材料を空気中に提供するように適合された装置であって、揮発性液体材料を含有する貯留部、そこから伸びておりかつ貯留部から液体を移送するように適合された棒状移送部材、および前記移送部材から液体を受容しそしてその空気中への蒸発を容易にするように適合された少なくとも１つの拡散表面を含み、前記拡散表面は、前記移送部材から本質的に水平方向に伸びており、そしてその表面の一部分上に表面キャピラリティを有し、かつ移送部材を伴った単一の断片に作製されていない少なくとも１つの非一体型の非多孔性シートを含み、前記シートは、その表面上で揮発性液体材料を拡散でき、かつ適切な蒸発を可能にするのに十分な広さとキャピラリティを有する、前記装置。
2. 拡散部材が移送部材と液体移送接触するように、拡散部材が拡散部材の開口により移送部材上に取り付けられており、移送部材が円錐台形であり、開口が円形である、請求項１に記載の装置。
3. 移送部材が、環状の溝を有し、そして開口が、液体移送接触において、サークリップの方式で前記溝に適合する大きさである、請求項１または２に記載の装置。

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