KR20020004947A

KR20020004947A - 휘발성 물질 분배용 압전 분무 시스템

Info

Publication number: KR20020004947A
Application number: KR1020017010076A
Authority: KR
Inventors: 에드워드 제이. 3세 마틴스; 데이비드 에이. 톰킨스
Original assignee: 프랭크 제이. 윌리엄 삼세; 에스.씨. 존슨 앤드 선, 인코포레이티드
Priority date: 1999-02-09
Filing date: 2000-02-09
Publication date: 2002-01-16
Also published as: ZA200106534B; PL349914A1; DE60011750T2; JP2002536173A; CA2362111C; US6378780B1; AU2758800A; PL196916B1; HK1044306A1; ES2222177T3; WO2000047335A1; CN1132703C; TW510826B; ATE269760T1; CN1346298A; DE60011750D1; NZ513541A; EP1150779B1; AU769152B2; CA2362111A1

Abstract

본 발명에는 압전소자(2)와 연결된 오리피스판(3)을 이용해서 배터리로 작동되는 분배기에 의해서 액체 또는 액체 현탁액의 물방울을 생성하는 압전 액체 전달 시스템 또는 분무기가 포함되어 개시되어 있다. 분산되는 액체의 점성 및 표면장력을 조절함으로써 그러한 액체의 향상된 분배 방법이 달성된다.

Description

휘발성 물질 분배용 압전 분무 시스템{PIEZOELECTRIC SPRAYING SYSTEM FOR DISPENSING VOLATILES}

미세한 분무액을 형성하거나 분무화하여 액체를 배분시키는 것은 잘 알려져 있다. 그러한 배분을 위한 한 가지 방법으로 초음파 압전 진동기에 의해서 생성된 음향진동으로 액체를 분무화시키는 것이 있다. 그러한 방법의 일례로 카터(Carter)의 미국 특허 제4,702,418호에 분배될 유체를 보유하고 있는 노즐 챔버와 챔버의 적어도 일부분을 형성하는 다이어프램을 포함하는 에어로졸 분배기가 개시되어 있다. 에어로졸 분배 노즐이 저장소에서 노즐로 액체를 공급하기 위한 제한통로와 함께 에어로졸 분배기 내에 배치되어 있다. 펄스 생성기는 저전압 동력원과 연동하여압전 벤더를 구동하는데 이용되며, 에어로졸 분무를 생성하기 위해서 노즐을 통해서 저장고에서 유체를 구동시킨다.

다른 분무기 분무 장치는 험버스톤(Humberstone) 등의 미국 특허 제5,518,179호에 복합 박막-벽 구조를 갖는 작동기에 의해서 진동되고, 벤딩 모드로 작동하도록 배열된 막을 포함하는 액체 방울 생성 장치가 개시되어 있다. 액체는 막 표면에 직접 공급되고 막의 진동시에 미세한 물방울의 형태로 막 표면에서 분무된다.

토다(Toda)의 미국 특허 제5.297,734호 및 제5,657,926호에는 그것에 연결된 진동판을 갖는 압전 진동기를 포함하는 적외선 분무 장치가 개시되어 있다. 미국 특허 제5.297,734호에는 진동판이 액체가 통과하도록 수많은 미세 구멍을 갖도록 설명되어 있다.

많은 부가적인 특허들에 적외선 분무화에 의한 액체 분산용 방법, 또는 정해진 시간 간격의 분산을 위한 방법이 개시되어 있으나, 향료와 같은 물질들의 효과적인 분무화에 있어서는 단지 중간정도의 성공을 얻을 수 있을 뿐이다. 예를 들어, 미국 특허 제3,543,122호, 제3,615,041호, 제4,479,609호, 제4,533,082호, 및 제4,790,479호를 참고한다. 이러한 특허의 명세서 및 여기서 언급된 모든 다른 공보들이 여기서 완전하게 설명되지 않을 경우 참고로 인용된다.

그러한 분무기들은 압전소자와 기계적으로 연결된 오리피스판을 채용하는 쉽게 휴대가능하고, 배터리로 작동되며, 운반속도에 있어서 거의 변화없이 오랜 기간 동안 사용할 수 있는 분배기를 제공하지 못한다. 따라서, 향료 및 살충제와 같은활성 유체의 분배에 사용되기 위한 향상된 분무기 또는 분배기가 필요하며, 그러한 분무기는 액체의 넓은 분산을 제공하면서 매우 효과적이며 최소한의 전기동력을 소모한다.

본 발명은 향료, 공기청정제, 살충제제, 또는 기타 물질과 같은 액체 활성 물질을, 미세 입자 또는 작은 물방울의 형태로, 압전 장치에 의해서, 미세한 분무로 분포하기 위한 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 전기기계식 또는 전기음향식 작동기에 의해서, 액체의 작은 물방울 또는 액체 현탁액을 생성하기 위한 압전 액체 운반 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 압전소자와 연결된 오리피스판을 이용하여 배터리에 의해서 동작되는 분배기에 관한 것이다. 분산되는 액체의 점성 및 표면장력을 조절함으로써, 액체를 분배하는 향상된 방법을 얻는다.

도 1은 본 발명의 일시예에 따른 압전 분무기에 사용되기 적합한 회로기판의 부분적인 등측도이다.

도 2는 액체 용기 및 오리피스판의 표면으로 액체를 보내는데 적합한 액체전송 수단의 등측도이다.

도 3은 액체 용기, 공급수단. 및 압전소자의 관계를 보여주는 횡단면도이다.

도 4는 원내에 포함된 도 3 영역의 확대도이다.

도 5는 압전소자 및 바람직한 실시예의 섀시에 올려진 인쇄된 회로판의 평면도이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예로 이용하기 적합한 압전 펌프 어셈블리를 매우 단순화한 횡단면도이다.

본 발명의 목적은 향료, 공기 청정제, 또는 기타 액체 등의 액체를 분배하기 위한 매우 효과적인 방법을 제공하는 것이다. 기타 액체로는 가정용 세척제, 살균제, 소독제, 방충제, 살충제, 방향 요법 제제, 약제, 치료액체, 또는 사용을 위해서 분무화되는 것이 이로운 다른 액체 또는 액체 현탁액을 포함한다. 이러한 조성물들은 수용성이거나, 또는 다양한 용제를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 압전소자와 기계적으로 연결된 돔형 오리피스판을 채용하는 쉽게 휴대가능하고, 배터리로 작동되는 분배기를 제공하는 것이다. 또 다른 목적은 저전압 배터리로 수개월동안 효과적으로 작동하면서, 주기동안 내내 일정한 전달을 유지할 수 있는 압전 펌프를 제공하는 것이다. 그러한 목적에는 9볼트 배터리의 전기공급원, "A", "AA", "AAA", "C", 및 "D" 전지와 같은 통상적인 건전지, 버튼 전지, 시계 배터리, 및 태양전지로 이용할 수 있는 압전 분무기를 제공하는 것이 포함된다. 본 발명과 결합해서 이용되는 바람직한 에너지 공급원은 "AA" 및 "AAA" 전지이다.

또 다른 목적은, 향료 오일 또는 살충제제와 같은 액체를 시간동안 선상으로 분무하면서, 첫째 날 운반된 것과 마지막 날 운반된 것이 동일한 특성/조성을 유지할 수 있는, 즉, 시간에 따른 성분 변화나 분리가 없는 액체 운반 시스템을 제공하는 것이다. 그러한 단위의 전자기술은 프로그램화될 수 있고, 정확한 운반 속도(시간당 밀리그램, 이하 mg/hr)를 설정하도록 사용될 수 있다. 또는, 전자 회로는 소비자들이 개인적인 성향, 효능, 또는 룸 크기에 따라 원하는 수준으로 강도 또는 효능을 조정하도록 할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 작은 "구름" 또는 "퍼프"를 형성하기 위해서 단위로부터 주기적으로 추진될 수 있는 순수한 향료 또는 살충제제의 소립자들을 제공하는 것이며, 그러한 입자들은 상기 구역내에 존재하는 공기 흐름상에 큰 영역을 통해서 빠르게 분산되고 이동한다. 그러한 입자들의 작은 크기, 및 질량에 대한 표면 영역의 대응하는 높은 비는 이러한 액체 입자들을 빠르고 균일하게 증발하게 한다. 바람직한 실시예에서, 운반 시스템은 단일 1.5볼트 "AA" 크기 배터리로 수개월동안 일차 운반 속도로 작동하며, 전체적인 주기동안 균일한 부피의 본질적으로 균등한 크기의 액체 물방울을 전달한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적들은 향료, 살충제제, 및 상기 언급한 기타 액체용 분무기에 의해서 달성되며, 여기서, 분무 시스템은 분배될 액체용 챔버,상기 챔버에서 액체 분산용 오리피스판으로 액체를 공급하는 수단, 압전소자, 에너지 공급원, 및 압전소자를 구동하고 조절하기 위한 회로를 포함하나. 향료, 살충제제, 또는 기타 원하는 액체는 판과 접촉하는 표면장력의 액체를 전달하는 모세관 공급시스템과 같은 액체 운송 수단을 통해서 오리피스판의 뒤쪽에 공급된다. 압전소자는 소형 배터리에 의해서 동력을 공급받는 회로에 의해서 구동될 수 있으며, 상기 소형 배터리는 상기 압전소자를 진동시키며액체를 오리피스판으로 밀어 넣는다. 상기 오리피스판은 그 표면에 대해서 수직인 하나 이상의 작은 테이퍼된 또는 원추형의 구멍들을 가지며, 상기 구멍들의 출구는 순서대로 직경이 약 1 내지 25미크론, 바람직하게는 약 4 내지 약 10미크론, 및 가장 바람직하게는 약 5 내지 7 미크론이다. 사용되는 액체를 10센티포이즈(centipoise, cP)이하의 점성을 나타내고, 약 35이하, 바람직하게는 약 20 내지 약 30dyne/cm 범위의 표면장력을 갖는 액체로 한정할 경우 우수한 결과가 얻어짐을 알아냈다. 본 발명은 따라서 전체 분산 기간동안 내내 분배되는 액체의 균일한 분무화를 위한 방법을 제공하며, 그 결과 분산 개시시의 시간 단위당 분산되는 양은 거의 분산 종료시의 양과 다르지 않게 된다. 점성은 센티포이즈에 대한 것이며, 고민감성 이중 갭 기하학과 결합한 볼린 CVO 유량계 시스템(Bohlin CVO Rheometer system)을 이용해서 결정한 것이다. 표면 장력 결과는 센티미터당 다인(dyne/cm)으로 나타내며, 윌헬미 플레이트 프로토콜(Wilhelmy Plate protocol)하에 크루스(Kruss) K-12 장력계를 이용해서 산출된 것이다. 본 발명의 이러한 목적들 및 다른 목적들 및 이점은 하기의 상세한 설명에서 명백해질 것이나, 하기의 설명은 바람직한 실시예에 불과하다. 따라서, 본 발명의 완전한 범위를 이해하기 위해서는 청구항을 주목하여야 한다.

도면 및 이하의 설명은 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 것이나, 본 발명 자체는 예시된 것보다 넓은 것으로 이해되어야 한다. 특히 본 발명은 캔틸레버 빔 및/또는 증폭판의 사용과 같은 압전 분무의 다른 형태뿐 아니라 종래의 전력에 의해 구동되는 분무기에도 동일하게 적용가능하다.

도 1은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)(1)과 그 내부에 위치된 압전소자(2) 사이의 일반적인 관계를 나타낸다. 본 발명의 이해를 명료히 하고 용이하게 하기 위해 회로기판(10)은 전기회로 및 그들과 관련된 배터리 없이 도시되어 있다. 본 발명은 또한 사용 중에 회로기판이 분배기의 섀시에 부착될 수도 있다. 이 섀시는 사용을 위해 장식 용기형 하우징 또는 리셉터클(도시생략) 내에 차례로 위치될 수 있다. 이 섀시 보드(11)는 도 5의 평면도에 도시되어 있으나 하우징은 도시되어 있지 않다. 장식 리셉터클 또는 하우징은 분배기의 요소들을 유지하고 보호할 목적에 적합한 형상 또는 형태이면서 소비자에게 호감가는 외관을 제공하고, 스프레이 형태로 분배기로부터 대기로 액체가 통과할 수 있게 해준다. 이와 같이, 분배기 하우징은 분배될 액체와 함께 사용되고 접촉에 적합한 물질을 고속성형함으로써 유익하게 형성될 수 있다.

압전소자(2)는 그로밋(grommet)(4)에 의해, 또는 압전소자의 진동을 방해하지 않는 다른 유사한 수단에 의해 적소에 유지된 회로기판(1) 내부에, 도시된 바와 같이 장착될 수 있다. 압전소자(2)는 링의 형태로 오리피스판(orifice plate)에 대하여 환형 관계로 위치되고, 오리피스판 플랜지에 부착되어 그들과 진동 전달관계로 된다. 압전소자는 일반적으로 납 지르콘산염 티탄산염(lead zirconate titanate, PZT) 또는 납 메타니오베이트(lead metaniobate, PN) 등의 압전 세라믹물질을 포함하나, 압전특성을 나타내는 어떤 물질이어도 좋다.

오리피스판은 상기 목적에 적합한 종래의 물질을 포함하나, 포토레지스트 기판상에 형성되는 전기도금된 니켈 코발트 화합물로 구성되는 것이 바람직하다. 이 포토레지스트 기판은 나중에 약 10미크론에서 100미크론의 두께, 바람직하게는 약 20미크론에서 약 80미크론의 두께, 가장 바람직하게는 약 50미크론의 두께를 갖는 니켈 코발트의 균일한 다공성 구조가 남도록 종래의 방식으로 제거된다. 오리피스판의 다른 적합한 물질로는 니켈, 마그네슘-지르코늄 합금, 다른 각종 금속, 화합물, 또는 플라스틱뿐 아니라 그들의 화합물 등이 이용될 수 있다. 도금을 통해 니켈 코발트층을 형성함으로써, 포토레지스트 기판의 윤곽을 갖는 다공성 구조물이 제조될 수 있다. 여기에서 투과성은 출구측에 약 6미크론의 직경을 갖는 원추형 구멍과 입구측에 그 보다 더 큰 직경을 갖는 원추형 구멍을 형성함으로써 달성된다.오리피스판은 바람직하게는 돔형상, 즉 중앙이 다소 높으나, 평평한 것으로부터 포물선의 아크 형상 또는 반구형상 또는 성능을 향상시키는 임의의 다른 형상으로 변경될 수 있다. 오리피스판은 그 내부의 구멍이 동일한 진동의 진폭에 필히 놓이게 되어 균일한 직경의 액체 방울이 동시에 분사되도록 하는 것을 보증해 주도록 비교적 높은 굽힘 강성률(bending stiffness)을 갖는다.

본 발명은 오리피스판 또는 구멍을 둘러싸는 환형 세라믹 압전소자의 형상으로 도시되어 있으나, 본 발명은 다이아프램, 노즐 또는 액체방울이나 분무의 분산에 적합한 오리피스판과 접촉하는 캔틸레버 빔과 오실레이터를 포함하는 종래의 압전소자와 함께 사용하기에도 적합할 것으로 생각된다.

또한 도 1에는 방향제, 공기청정제, 살충제 또는 분산용 다른 물질을 저장 및 보관하기 위한 액체용기(5)가 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 액체용기(1)는 덮개(8)에 의해 밀폐된다. 돌기클립(bayonet)(6)은 탈착식의 상부덮개 또는 캡을 지지하기 위한 것이다. 상부덮개는 액체용기의 이송 및 보관에 사용되는 것으로 도면상에 도시되어 있지는 않으며, 액체용기를 분배기에 넣고 그 내용물을 사용하게 할 때 용이하게 제거될 수 있다. 덮개(8)를 통해 출구가 되는 병의 개구부(9)는 액체공급수단(7), 심지나 돔형의 액체공급매체를 분출한다. 비록 경질의 캐필러리 시스템으로부터 연질의 다공성 심지까지 다양한 형상과 물질이 사용될 수 있지만 여기에서는 편의상 액체공급수단을 심지라 한다. 심지의 기능은 액체를 액체용기(5)로부터 오리피스판과 접촉하는 위치까지 이송한다. 따라서 심지는 이동되는 액체에 의해 영향을 받아서는 안되고 다공성이며, 오리피스판에 순응하여야 한다. 심지의다공성은 그 형상이 어떠하든 심지의 유연성의 범위를 통해 균일한 액체의 흐름을 제공하기에 충분할 정도면 된다. 액체를 오리피스판의 표면에 가장 잘 이송하기 위해서는 심지자체가 오리피스판과 물리적으로 접촉하여 액체를 오리피스판에 전달하는 것이 필수적이다. 액체는 모든 전달 액체가 표면장력에 의해 오리피스판의 표면에 부착되어 전달되는 방식으로 오리피스판에 전달되는 것이 바람직하다. 적합한 심지물질 중에서 나이론, 면, 폴리프로필렌, 섬유유리 등의 직물이나 종이 등의 물질을 이용하는 것이 바람직하다. 심지는 그것이 중첩되는 오리피스판의 표면에 합치하도록 형성되어 액체용기(5) 덮개(8)의 병 개구부(9)에 위치된 심지홀더 또는 포지셔너(10)에 의해 정확한 위치에 유지되는 것이 바람직하다. 액체는 액체의 점성과 표면장력의 결과에 따라 심지로부터 오리피스판으로 용이하게 흐르게 될 것이다. 심지는 액체 재공급부의 일체부로서 포함되도록 의도된 것이다. 이 액체 재공급부는 액체용기, 액체, 병 덮개, 심지 및 심지 홀더나 포지셔너뿐아니라 저장 및 적재를 위한 유닛을 밀봉하기 위한 상부덮개를 포함한다. 따라서 이러한 유닛은 소비자의 편의성에서 분배기에 위치되기에 적합한 분배기용의 리필 병을 포함한다. 이러한 목적으로 액체용기(5)는 상부덮개 또는 캡을 제거한 후, 섀시(11)에 적당한 수용수단을 삽입하여 그것을 동작위치에 고정시키기 위해 병덮개(8) 상에 부착수단을 가질 수 있다.

도 3은 본 발명의 특정한 바람직한 실시예의 액체용기(5), 심지(7), 압전소자(2) 및 오리피스판(3) 사이의 관계를 도시한 단면도이다. 압전소자(2)는 예를들면 그로밋(4) 또는 압전소자의 진동을 제한하지 않는 적당한 수단에 의해 인쇄회로기판(1)에 위치된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 환형 압전소자는 기계적 접속으로 오리피스판(3)을 둘러싼다. 오리피스판은 차례로 심지(7)와 접촉하여 액체용기(5)로부터 오리피스판으로 액체가 분배되도록 하고, 거기에서 표면장력 접촉을 통해 이송이 일어난다. 심지(7)는 심지 홀더(10)에 의해 덮개(8)의 개구부에 유지된다. 심지홀더(10)는 가요성 심지(7)에 자유도를 허용하여 그 조정범위가 허용되게 하고, 심지꼬리(15)는 액체용기(5) 내의 모든 액체의 완전한 이용을 보증한다. 이러한 자유도는 오리피스판의 표면에 대한 심지의 자기조정을 허용하여 제조의 변화로부터 결과되는 위치의 변화를 보상하고 오리피스판의 면에 대해 액체용기로부터의 액체의 전달을 위한 공급수단을 제공한다. 당해분야의 기술자라면 분명하게 알 수 있는 바와 같이, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 심지의 높이는 도 3에 도시된 바와 같이 액체갭(14)을 변경하고, 심지와 오리피스판 사이의 적절한 접촉도를 보증하도록 조정될 수 있다. 심지와 오리피스판(3) 사이의 관계를 보다 상세히 보여주기 위해 도 3의 확대 상세도를 도 4에 나타냈으며, 이 도면에는 돔형상의 오리피스판(3)과 중첩되어 액체갭(14)을 형성하는 루프형태의 심지(7)가 도시되어 있다. 액체갭에서는 전달될 액체가 오리피스판에 표면장력에 의해 접촉한다. 도 4는 실제로는 접촉되지 않은 심지와 오리피스판을 도시하고 있으나 이 갭은 단지 설명을 위한 것이며, 오리피스판(3)은 실질적으로는 액체의 전달을 위해 심지와 접촉한다. 도시된 바와 같이, 덥개(8)의 개구부(9)를 통과하는 십지(7)의 통로는 심지 홀더/포지셔너(10)에 의해 제어된다. 도 4는 압전소자(2)용 장착 그로밋(4), 오리피스판(3), 및 오리피스판 플랜지(12)뿐 아니라 탈착가능한 캡(도시생략)을 병 덮개(8)에 유지시키는 클립(6)을 보여준다.

도 5는 인쇄회로기판(1), 압전소자(2), 오리피스판(3), 장착 그로밋(4), 및 섀시보드(11)를 나타낸 평면도이다. 전술한 바와 같이, 오리피스판(3)에 대해 환형관계인 압전소자(2)는 그로밋(4)에 의해 인쇄회로기판(1) 내의 제위치에 유지된다. 인쇄회로기판은 클립(17)과 위치결정 브래킷(18) 등으로 종래의 방식으로 섀시보드(11)에 장착된다.

도 6에서, 본 발명의 단순화된 단면도는 각 소자들간의 전체적인 관계를 도시하고 있다. 오리피스판(3)은 오리피스판 플랜지(12)를 포함하는 것으로서 도시되어 있다. 이 오리피스판 플랜지는 에폭시 접착제와 같은 적절한 부착수단(13)에 의해 압전소자에 차례로 부착된다. 심지(7)는 오리피스판(3)과 부분적으로 접촉하여 액체갭(14)을 형성하는 것으로 도시되어 있다. 이 액체갭(14)에 의해 분배될 액체는 오리피스판으로 전달된다. 심지는 도시되지 않은 액체용기(5)로 연장된 직물말단(15)을 포함하는 것으로 도시되어 있다.

상술한 바와 같이, 분배기의 사용방법과 구성요소 개량의 특별한 조합에 의해 현저하게 우수한 효과를 얻을 수 있는 것을 알 수 있다. 예컨대, 액체용기로부터 압전 분배수단의 오리피스판까지의 연장된 시간에 대한 액체의 꾸준하고 균일한 흐름을 가장 용이하게 달성하고, 액체의 점성도와 표면장력이 조심스럽게 제어되어야만 한다는 것을 알 수 있다. 이러한 제어는 상술한 분배기 장치의 바람직한 실시예에서 가장 유익하지만, 구성과 구성요소를 변경한 분배기에서도 그러한 이점을 찾아볼 수 있다.

분배된 액체의 점성도는 약 10센티포이즈 미만, 바람직하게는 약 0.5 내지 5센티포이즈, 가장 바람직하게는 약 1 내지 4센티포이즈이다. 10센티포이즈가 넘는 점성도에서는 오리피스판의 6미크론 구멍을 통해서는 분무가 되지 않지만 0.5 내지 5센티포이즈 범위의 점성도에서는 1.5볼트 AA배터리를 이용하여 수개월동안 유효한 분무를 보여주었다.

이들 범위내의 점성도는 보다 낮은 에너지 소비의 레벨로 액체를 분무하여 에너지원이 전기 플러그보다 배터리인 디스펜서의 배터리 수명을 연장시킨다. 이러한 에너지 이용의 향상은 소비자에게 큰 이익을 주고, 배터리의 보다 적은 변경을 필요로 하고, 보다 많은 레벨의 전력소모에 기인한 분무등급의 변화를 적게 초래한다.

게다가, 분배된 액체의 표면장력은 윌헬미 플레이트 프로토콜 하에서 동작하는 Kruss K-12 장력계에 의해 측정될 때, 특히 액체의 점성도가 바람직한 점성도 범위의 상한에 접근함에 따라 약 35dyne/cm 미만, 바람직하게는 20dyne/cm 내지 30dyne/cm의 범위, 보다 바람직하게는 약 20dyne/cm 내지 25dyne/cm이어야 한다. 이 범위내에서 표면장력 선택의 핵심요소는 이러한 표면장력이 압전 분배수단의 오리피스판의 배면에 액체를 고르게 분산할 수 있을 정도로 적절하고, 비교적 낮은 표면장력이 표시된 범위내의 비교적 높은 점성도를 갖는 액체에 비해 유리하다는 점에 있다.

(예)

도면에 도시된 바와 같은 분무기의 분산등급을 위해 많은 방향제를 테스트하였다. 점성도는 약 1.9에서 약 15로 변경하였다. 시험결과는 다음과 같다. 여기에서 유속의 단위는 mg/hr, 점성도의 단위는 센티포이즈이다.

향료 점성도 유 속

A 1.9 40.5

B 1.9 32

C 2.0 21.9

D 2.1 19

E 2.3 27.6

F 2.3 6.8

G 2.4 25.6

H 2.6 13.6

I 3.0 10.7

J 3.7 2.3

K 4.9 2.7

L 6.2 1.1

M 6.4 DNA^*

N 6.7 DNA^*

O 9.8 DNA^*

P 10.2 DNA^*

Q 14.5 DNA^*

R 15.0 DNA^*

* 분무되지 않음

캔틸레버 빔 분무기에서 테스트된 액체의 표면장력을 변화시켜 추가의 샘플을 테스트하였다. 이들 샘플은 트리에틸렌 글리콜(Triethylene Glycol, TEG), 변성알콜 용제 및 방향제를 포함한다. 이들 예의 일부는 표면장력을 줄이기 위해 조닐(Zonyl), 플루오로계면활성제(fluorosurfactant)를 이용하였다. 이들 샘플의 점성도와 표면장력은 아래와 같다. 점성도의 단위는 고감도 더블 갭 기하학적 구조와 관련한 볼린 CVO 유량계 시스템(Bohlin CVO Rheometer system)을 이용하여 결정된 바에 따라 센티포이즈이다. 표면장력의 단위는 dyne/cm이고, 윌헬미 플레이트 프로토콜하에서 동작하는 Kruss K-12를 이용하여 발생된다.

향료 점성도 유 속

1 1.4 22.8

2 1.4 22.9

3 1.9 24.4

4 2.0 24.4

5 3.8 29.0

6 3.9 26.7

표면장력이 약 25dyne/cm 미만이고 점성도가 약 3.0센티포이즈 미만인 샘플에 대해 향상된 유속이 얻어짐을 알 수 있다. 표면장력과 점성도가 바람직한 범위의 상한에 접근하는 경우에 이점이 없으며, 점성도가 제어를 위해 보다 임계적인 파라미터에 나타남을 알 수 있다.

본 발명은 현재 바람직한 실시예로 간주되는 것에 대해 설명하였으나 본 발명이 개시된 실시예로 한정되는 것은 아니다. 오히려 본 발명은 첨부된 청구의 범위의 사상과 범위 내에서 행해질 수 있는 다양한 수정과 동등한 것을 모두 망라하는 것이다. 다음의 청구항의 범위는 이러한 수정 및 등가물의 형상과 기능을 모두 망라하도록 가장 광범위하게 해석되도록 하기 위한 것이다.

본 발명에 기술된 분무시스템은 공기청정제, 향료, 또는 살충제제 등의 액체를 어떤 환경하에서도 연장된 시간동안 분배기를 구동하는 배터리의 수명 동안 대기 중에 동일한 양의 액체를 균일하게 분배할 수 있는 이점을 가지고 자동으로 분배하기 위해 사용될 수 있다. 게다가 분배기는 리필 및 대체 배터리에 의해 자유자재로 재사용가능하기 때문에 소비자는 원할 때 대기에 분산되는 액체를 바꿀 수 있다. 부가적인 이점으로 분산되는 액체의 양을 변화시켜 개인적인 선호도, 효험 또는 방의 크기에 따라 원하는 레벨로 강도 또는 효율을 조정할 수 있다. 전원의 수명은 특정범위 내에서 분산될 액체의 점성도와 표면장력을 조정함으로써 연장된다.

Claims

분산될 액체를 수용하는 용기와, 액체 방울을 생성하도록 상기 압전소자 내의 오리피스판을 진동시키는 압전소자와, 상기 액체용기로부터 상기 오리피스판으로 상기 액체를 전달하는 수단을 포함하는 장치에 분산될 액체를 제공하는 단계를 포함하는 액체 분무 방법에 있어서,

상기 오리피스판에서의 상기 액체는 약 10센티포이즈미만의 점성도를 갖고, 약 20dyne/cm 내지 35dyne/cm의 표면장력을 갖는 것을 특징으로 하는 액체분무 방법.
휴대형 배터리 동작의 분무기로 액체를 분무하는 액체분무 방법에 있어서, 상기 액체는 방향제, 살충제제, 가정용 세척제, 살균제, 살충제, 방충제, 방향요법 제제, 약제, 치료액체, 및 사용을 위해서 분무화되는 것이 이로운 다른 액체 또는 액체 현탁액으로 구성되는 군으로부터 선택되며, 상기 분무기는 직경이 약 1미크론 내지 약 25미크론인 개구를 가지며 기계적으로 압전소자와 연결되는 오리피스판과, 상기 액체를 상기 오리피스판에 공급하는 공급메커니즘과, 상기 액체의 공급속도를 제어하고 상기 오리피스판으로부터 그의 작은 입자를 간헐적으로 배출하는 프로그래머블 전자장치를 포함하고, 상기 오리피스판에서의 상기 액체는 약 10센티포이즈 미만의 점성도와 약 20dyne/cm 내지 약 35dyne/cm의 표면장력을 갖는 것을 특징으로 하는 액체 분무방법.
대기중에 미세하게 분산되는 분산액체를 형성하는 방법에 있어서,

관통연장되는 복수의 작은 오리피스를 갖는 오리피스판을 급속한 속도로 진동시키는 단계와,

상기 오리피스판이 진동하는 동안 액체의 주류로부터 상기 오리피스판의 일면으로 액체를 분배하는 단계를 포함하며,

상기 액체는 상기 일면에서 약 6센티포이즈 미만의 점성도와, 20dyne/cm 내지 35dyne/cm 범위의 표면장력을 갖는 것을 특징으로 하는 분산액체 형성방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 액체는 상기 오리피스판에서 3.9센티포이즈 미만의 점성도를 갖는 것을 특징으로 하는 분산액체 형성방법.
제 4 항에 있어서,

상기 액체는 상기 오리피스판에서 약 22.8dyne/cm 내지 26.7dyne/cm 범위의 표면장력을 갖는 것을 특징으로 하는 분산액체 형성방법.
진동액체 분문 분배기용의 액체 공급 패키지에 있어서,

내부로부터 상단 바로 상부의 위치로 연장되는 심지를 구비하며 내부로부터 캐필러리 작용의 수단에 의해 액체를 공급하는 액체용기와,

상기 용기 내에 수용되며, 상기 위치에서 약 6센티포이즈의 점성도와 약 20dyne/cm 내지 35dyne/cm 범위의 표면장력을 갖는 액체를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체공급 패키지.
대기중에 미세하게 분산되는 분산액체를 형성하는 장치에 있어서,

관통연장되는 복수의 작은 오리피스를 갖는 오리피스판과,

상기 오리피스판을 급속한 속도로 진동시키도록 배열된 진동자,

액체를 수용하는 용기,

상기 오리피스판이 진동하는 동안 상기 용기로부터 상기 오리피스판으로 액체를 운반하는 액체도관을 포함하며,

상기 액체는 약 6센티포이즈 미만의 점성도와, 20dyne/cm 내지 35dyne/cm 범위의 표면장력을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.