(57)【要約】マイクロ流体ダイと、マイクロ流体ダイと流体連通する流体組成物と、を有する、カートリッジが提供される。流体組成物は、流体組成物の重量基準で約５０％〜約１００％の香料混合物であって、約２．９以下のモル加重平均ＣｌｏｇＰを有する、香料混合物と、ポリオールと、流体組成物の重量基準で約０．２５重量％〜約９．５重量％の水と、を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ流体ダイと、前記マイクロ流体ダイと流体連通する流体組成物と、を備える、カートリッジであって、前記流体組成物が、
組成物全体の重量基準で約５０重量％〜約１００重量％の香料混合物であって、約２．９以下のモル加重平均ＣｌｏｇＰを有する、香料混合物と、
ポリオール、グリコールエーテル、ポリエーテル、又はこれらの組み合わせからなる群から選択される、酸素化溶媒と、
組成物全体の重量基準で約０．２５重量％〜約９．５重量％の水と、を含む、カートリッジ。
【請求項２】
前記香料混合物のモル加重平均沸点が、２５０℃未満である、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３】
前記香料混合物が、約２．５以下のモル加重平均ＣｌｏｇＰを有する、請求項１又は２に記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記組成物全体の重量基準で約０．２５重量％〜約７．０重量％の水を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項５】
前記流体組成物が、懸濁固体を実質的に含まない、請求項１から４のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項６】
前記酸素化溶媒が、ポリオールである、請求項１から５のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項７】
前記酸素化溶媒が、グリコールエーテルである、請求項６に記載のカートリッジ。
【請求項８】
前記酸素化溶媒が、前記組成物全体の重量基準で約０．０１重量％〜約２０重量％のレベルで存在する、請求項１から７のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項９】
前記マイクロ流体ダイが、加熱器を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項１０】
マイクロ流体ダイから流体組成物を分配する方法であって、
ハウジングと、ハウジングと接続可能なカートリッジと、を含む工程を含み、前記カートリッジが、リザーバと、流体輸送部材と、流体組成物と、マイクロ流体ダイと、を含み、前記流体組成物が、
前記流体組成物の重量基準で約５０％〜約１００％の香料混合物であって、約２．９未満の平均ＣｌｏｇＰを有する、香料混合物と、
ポリオール、グリコールエーテル、ポリエーテル、又はこれらの組み合わせからなる群から選択される、酸素化溶媒と、
前記流体組成物の重量基準で約０．２５重量％〜約７重量％の水と、を含む、方法。
【請求項１１】
前記香料混合物の前記モル加重平均沸点が、２５０℃未満である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記香料混合物が、約２．５以下のモル加重平均ＣｌｏｇＰを有する、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記組成物全体の重量基準で約０．２５重量％〜約７．０重量％の水を含む、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記酸素化溶媒が、前記組成物全体の重量基準で約０．０１重量％〜約２０重量％のレベルで存在する、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、改善された流体組成物、及びこの流体組成物を分配するためのマイクロ流体送達カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ流体送達システムを使用して、香料混合物を含む流体組成物などの流体組成物を、空気中又は基材上に送達するための試みが最近なされてきた。このようなマイクロ流体送達システムは、流体組成物を分配するための複数のノズルを有するマイクロ流体ダイを含み得る。マイクロ流体ダイの１つの問題が、マイクロ流体送達システムの繰り返し使用後のノズルの詰まりである。詰まりは、流体組成物中の不純物に起因して、又は流体組成物の成分に起因して起こり得る。ノズルが詰まると、ユーザが閉塞物を取り除くのが困難又は不可能となる可能性がある。結果として、マイクロ流体送達システムから流出する流量が時間と共に低下し、流体組成物の流量が分配されるか、又はより低い流量を補うために動作時間が増加することになる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、マイクロ流体ダイのノズルの詰まりを最小限に抑える流体組成物の必要性が依然として存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
Ａ．マイクロ流体ダイと、マイクロ流体ダイと流体連通する流体組成物と、を備える、カートリッジであって、流体組成物が、
組成物全体の重量基準で約５０重量％〜約１００重量％の香料混合物であって、約２．９以下のモル加重平均ＣｌｏｇＰを有する、香料混合物と、
ポリオール、グリコールエーテル、ポリエーテル、又はこれらの組み合わせからなる群から選択される、酸素化溶媒と、
組成物全体の重量基準で約０．２５重量％〜約９．５重量％の水と、を含む、カートリッジ。
Ｂ．香料混合物のモル加重平均沸点が、２５０℃未満である、段落Ａに記載のカートリッジ。
Ｃ．香料混合物が、約２．５以下のモル加重平均ＣｌｏｇＰを有する、段落Ａ又は段落Ｂに記載のカートリッジ。
Ｄ．組成物全体の重量基準で約０．２５重量％〜約７．０重量％の水を含む、段落Ａ〜Ｃのいずれか一段落に記載のカートリッジ。
Ｅ．流体組成物が、懸濁固体を実質的に含まない、段落Ａ〜Ｄのいずれか一段落に記載のカートリッジ。
Ｆ．酸素化溶媒が、ポリオールである、段落Ａ〜Ｅのいずれか一段落に記載のカートリッジ。
Ｇ．酸素化溶媒が、グリコールエーテルである、段落Ｆに記載のカートリッジ。
Ｈ．酸素化溶媒が、組成物全体の重量基準で約０．０１重量％〜約２０重量％のレベルで存在する、段落Ａ〜Ｇのいずれか一段落に記載のカートリッジ。
Ｉ．マイクロ流体ダイが、加熱器を含む、段落Ａ〜Ｈのいずれか一段落に記載のカートリッジ。
Ｊ．マイクロ流体ダイから流体組成物を分配する方法であって、
ハウジングと、ハウジングと接続可能なカートリッジと、を含む工程を含み、カートリッジが、リザーバと、流体輸送部材と、流体組成物と、マイクロ流体ダイと、を含み、流体組成物が、
流体組成物の重量基準で約５０％〜約１００％の香料混合物であって、約２．９未満の平均ＣｌｏｇＰを有する、香料混合物と、
ポリオール、グリコールエーテル、ポリエーテル、又はこれらの組み合わせからなる群から選択される、酸素化溶媒と、
流体組成物の重量基準で約０．２５重量％〜約７重量％の水と、を含む、方法。
Ｋ．香料混合物のモル加重平均沸点が、２５０℃未満である、段落Ｊに記載の方法。
Ｌ．香料混合物が、約２．５以下のモル加重平均ＣｌｏｇＰを有する、段落Ｊ又は段落Ｋに記載の方法。
Ｍ．組成物全体の重量基準で約０．２５重量％〜約７．０重量の水を含む、段落Ｊ〜Ｌのいずれか一段落に記載の方法。
Ｎ．酸素化溶媒が、組成物全体の重量基準で約０．０１重量％〜約２０重量％のレベルで存在する、段落Ｊ〜Ｍのいずれか一段落に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】マイクロ流体送達部材と、それと接続された剛性ＰＣＢと、を有する、リザーバを含む、カートリッジの斜視図である。
【図２】線２−２に沿って見た、図１の断面図である。
【図３】外側キャップを有するカートリッジの斜視図である。
【図４】剛性ＰＣＢを有するマイクロ流体送達部材の上面斜視図である。
【図５】剛性ＰＣＢを有するマイクロ流体送達部材の底面斜視図である。
【図６】マイクロ流体送達部材のための半可撓性ＰＣＢの斜視図である。
【図７】マイクロ流体送達部材のための半可撓性ＰＣＢの側面図である。
【図８】マイクロ流体送達部材の分解図である。
【図９】マイクロ流体送達部材のダイの上面斜視図である。
【図１０】ダイの流体チャンバを示すためにノズルプレートを除去した、ダイの上面斜視図である。
【図１１】ダイの誘電体層を示すためにダイの層を除去した、ダイの上面斜視図である。
【図１２】線１２−１２に沿って見た、図９の断面図である。
【図１３】図１２から取った部分１３の拡大図である。
【図１４】線１４−１４に沿って見た、図９の断面図である。
【図１５】線１５−１５に沿って見た、図９の断面図である。
【図１６】内部に配設されたカートリッジと、マイクロ流体送達システムに電力を供給するために用いられる充電式電池を再充電するための充電器とを有するハウジングを含む、マイクロ流体送達システムの斜視図である。
【図１７】充電器又はそれに接続されたカートリッジを有しない、図１６のマイクロ流体送達システムのハウジングの斜視図である。
【図１８】内部に配設されたカートリッジを有し、ハウジングの内部にアクセスするためのドアを備えるハウジングの概略斜視図である。
【図１９】マイクロ流体ダイの電気信号の波形及びパルスタイミングの図である。
【図２０】香料混合物の沸点及び水のレベルが初期噴霧速度に及ぼす効果を示すプロットである。
【図２１】香料混合物を含む組成物の噴霧速度に水が及ぼす効果を示すプロットである。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本開示は、香料混合物と水とを含む流体組成物に関する。流体組成物はまた、酸素化溶媒を含み得る。本開示の流体組成物は、マイクロ流体ダイを含むカートリッジと共に使用され得る。流体組成物は、流体組成物の重量基準で約０．２５重量％〜約９．５重量％の水、代替的に約０．２５重量％〜約７．０重量％の水を含み得る。流体組成物は、流体組成物の重量基準で少なくとも５０％、又は少なくとも６０％、又は少なくとも７５％、又は少なくとも８５％の香料混合物を含み得る。流体組成物の重量基準で約０．２５重量％〜約９．５重量％の水、代替的に約０．２５重量％〜約７．０重量％を、香料混合物と組み合わせて含む、本開示の流体組成物により、マイクロ流体送達カートリッジからの分配が改善されることが見出された。例えば、流体組成物の重量基準で約０．２５重量％〜約９．５重量％の水、代替的に約０．２５重量％〜約７．０重量％の水を香料混合物と組み合わせて有する流体組成物は、水の不在下で香料混合物を含む流体組成物と比較して、マイクロ流体ダイのノズルの目詰まりの低減及び／又は流量の増加をもたらす。流体組成物が、水に混和性でない高レベルの香料混合物を含有するため、水がマイクロ流体ダイからの流体組成物の分配を改善することは予想されなかった。
【０００７】
カートリッジは、流体組成物を収容するためのリザーバと、マイクロ流体送達部材と、リザーバ内に配設され、流体組成物をリザーバ内からマイクロ流体送達部材に送達するように構成された流体輸送部材とを備え得る。マイクロ流体送達部材は、流体組成物を空気中に分配するように構成され得る。
【０００８】
カートリッジは、マイクロ流体送達システムを形成するように、ハウジングと接続可能であり得る。カートリッジは、ハウジングに固定され得、ハウジングに取り外し可能に接続され得、及び／又は交換可能であり得、かつ少なくとも部分的にハウジング内に配設され得る。カートリッジは、ハウジングと電気的に接続可能である。
【０００９】
マイクロ流体ダイは、少なくとも１つの加熱器又は圧電性結晶を含み得る。
【００１０】
カートリッジ、ハウジング、及びマイクロ流体送達システムは、以下の説明に記載される又は図面に示される構成及び配置に限定されないことを理解されたい。本開示のマイクロ流体送達システム、カートリッジ、及びハウジングは、他の構成に対しても適用可能であるか、又は様々な方法で実施若しくは実行され得る。例えば、ハウジングの構成要素は、カートリッジ上に位置していてもよく、その逆であってもよい。更に、ハウジング及びカートリッジは、以下の説明において説明されるように、ハウジングから分離可能であるカートリッジを構築するのとは反対に、単一のユニットとして構成されてもよい。加えて、カートリッジは、流体組成物を空気中又は標的表面上に送達するための様々なデバイスと併用され得る。
【００１１】
カートリッジ
図１及び図２を参照すると、カートリッジ２６は、流体組成物５２を収容するためのリザーバ５０を含み得る。カートリッジ２６は、ダイ９２及び流体輸送部材８０を含み得る。流体輸送部材８０は、流体組成物をリザーバ５０からダイ９２まで送達するように構成され得る。ダイ９２は、流体組成物を空気中又は標的表面上に分配するように構成され得る。
【００１２】
流体組成物
マイクロ流体送達システム内で十分に動作するように、流体組成物の多くの特性が考慮される。いくつかの要因としては、マイクロ流体送達部材から放出するのに最適な粘度を有する流体組成物を配合すること、マイクロ流体送達部材を詰まらせる懸濁固体を制限された量有する、又は全く有しない流体組成物を配合すること、乾燥してマイクロ流体送達部材を詰まらせないように、十分に安定した流体組成物を配合すること、引火性でない流体組成物を配合することなどが挙げられる。マイクロ流体ダイから適切な分配を行うために、空気を清涼化する又は悪臭を低減する組成物の適切な霧化及び効果的な分配が、流体組成物の設計において考慮され得る。香料混合物と、ポリオールと、水と、を含む、流体組成物が、清涼化又は悪臭低減組成物を空気中に送達するための、満足のいく霧化及び目詰まり低減をもたらすことが見出された。好ましくは、流体組成物は、流体組成物の重量基準で約５０％〜約１００％の香料混合物と、ポリオールと、流体組成物の重量基準で約０．２５重量％〜約９．５重量％の水、代替的に約０．２５重量％〜約７．０重量％の水と、を含む。理論に束縛されるものではないが、香料混合物を含む流体組成物に水に添加することにより、流体組成物の沸点が低下し、流体組成物を霧化するために必要なエネルギー又は熱が低減されると考えられる。ダイの加熱器上での発射温度が低下する結果、加熱器上に蓄積する流体組成物、及び流体組成物の分解生成物がより少なくなると考えられる。更に、水が、各発射時にノズル内により多くの流体組成物を分配することによって噴霧速度を増加させ、これにより、ダイの各ノズルからの発射回数が少なくなり、又は所望の噴霧速度のために必要なノズルの数が低減されて、ノズルの寿命が増加すると考えられる。水の取り込みを促進するために、香料混合物は、約２．９未満のモル加重平均ＣｌｏｇＰを有し得る。
【００１３】
流体組成物は、２０センチポアズ（「ｃｐｓ」）未満、代替的に１８ｃｐｓ未満、代替的に１６ｃｐｓ未満、代替的に約５ｃｐｓ〜約１６ｃｐｓ、代替的に約８ｃｐｓ〜約１５ｃｐｓの粘度を示し得る。また、流体組成物は、約３５、代替的に約２０〜約３０ダイン／ｃｍの表面張力を有し得る。粘度は、ＴＡ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ：Ｍｏｄｅｌ  ＡＲ−Ｇ２（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  ＨＲ−２）を使用して、以下の条件下で、単一間隙ステンレス鋼カップ及びボブを用いて定量されたｃｐｓ単位のものである。
【００１４】
設定：
温度２５℃
持続時間６０．０ｓ
ひずみ％  ２％
角周波数１０ｒａｄ／ｓ
ジオメトリ：４０ｍｍ平行プレート（ペルチエプレートスチール）
【００１５】
実行手順情報：
コンディショニング
温度２５Ｃ
予備剪断なし
平衡化２分
定常流量
ランプ１−１００  １／ｓ
モード−ｌｏｇ
５点／桁
サンプル期間１０秒
許容誤差内で３回連続する許容誤差５％
【００１６】
流体組成物は、粒子状物質が液体マトリックス内に分散された混合物中に存在する懸濁固体又は固体粒子を実質的に含まなくてもよい。流体組成物は、５重量％未満の懸濁固体、代替的に４重量％未満の懸濁固体、代替的に３重量％未満のサスペンド、代替的に２重量％未満の懸濁固体、代替的に１重量％未満の懸濁固体、代替的に０．５重量％未満の懸濁固体を有してもよく、又は懸濁固体を含まなくてもよい。懸濁固体は、いくつかの香料物質の特性である溶解物質と区別される。
【００１７】
液体組成物は、香料混合物に加えて、又はその代用として、他の揮発性材料を含む場合もあり得ると想到され、以下のものが挙げられるが、これらに限定されない：揮発性染料；殺虫剤として機能する組成物；環境を条件付けし、改造し、又は他の方法で変更する（例えば、睡眠を補助するため、眼を覚まさせるため、呼吸を助けるため、等の条件付けをする）精油又は材料；消臭剤又は悪臭抑制組成物（例えば、反応性アルデヒド類などの臭気中和材（米国特許出願公開第２００５／０１２４５１２号に開示されているように）、臭気遮断材、臭気マスキング材、又はイオノン類などの感覚改質材（同様に、米国特許出願公開第２００５／０１２４５１２号にも開示されている））。
【００１８】
香料混合物
流体組成物は、流体組成物の重量基準で約５０％超、代替的に約６０％超、代替的に約７０％超、代替的に約７５％超、代替的に約８０％超、代替的に約５０％〜約１００％、代替的に約６０％〜約１００％、代替的に約７０％〜約１００％、代替的に約８０％〜約１００％、代替的に約９０％〜約１００％の量で存在する香料混合物を含む。流体組成物は、全て香料混合物（すなわち１００重量％）からなってもよい。
【００１９】
香料混合物は、１つ以上の香料原材料を含有し得る。香料原材料は、材料の沸点（「Ｂ．Ｐ．」）に基づいて選択される。本明細書において言及するＢ．Ｐ．は、７６０ｍｍＨｇの通常の標準圧力下の沸点である。標準７６０ｍｍ  Ｈｇにおける多くの香料成分のＢ．Ｐ．は、Ｓｔｅｆｆｅｎ  Ａｒｃｔａｎｄｅｒにより書かれ、１９６９年に出版された「Ｐｅｒｆｕｍｅ  ａｎｄ  Ｆｌａｖｏｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ａｒｏｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）」に見出すことができる。個々の成分の実験的に測定された沸点が利用可能ではない場合、値は、ＡＣＤ／Ｌａｂｓ（Ｔｏｒｏｎｔｏ，Ｏｎｔａｒｉｏ，Ｃａｎａｄａ）から入手可能な沸点ＰｈｙｓＣｈｅｍモデルによって推定することができる。
【００２０】
香料混合物は、約２．９未満、代替的に約２．５未満、代替的に約２．０．未満のオクタノール−水分配係数（「ＣｌｏｇＰ」）のモル加重平均ｌｏｇを有し得る。個々の成分の実験的に測定されたｌｏｇＰが利用できない場合、値は、ＡＣＤ／Ｌａｂｓ（Ｔｏｒｏｎｔｏ，Ｏｎｔａｒｉｏ，Ｃａｎａｄａ）から入手可能な沸点ＰｈｙｓＣｈｅｍモデルによって推定することができる。
【００２１】
香料混合物は、２５０℃未満、代替的に２２５℃未満、代替的に２００℃未満、代替的に約１５０℃未満、又は代替的に約１５０℃〜約２５０℃のモル加重平均Ｂ．Ｐ．を有し得る。
【００２２】
代替的に、約３重量％〜約２５重量％の香料混合物が２００℃未満のモル加重平均Ｂ．Ｐ．を有してもよく、代替的に約５重量％〜約２５重量％の香料混合物が２００℃未満のモル加重平均Ｂ．Ｐ．を有する。
【００２３】
本開示の目的のために、香料混合物の沸点は、当該香料混合物を構成する個々の香料原材料のモル加重平均沸点によって決定される。個々の香料物質の沸点が公開された実験データから既知ではない場合、ＡＣＤ／Ｌａｂｓから入手可能な沸点ＰｈｙｓＣｈｅｍモデルによって決定される。
【００２４】
表１は、香料混合物に好適ないくつかの非限定的、例示的な個々の香料物質を一覧表にしたものである。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表２は、２００℃未満の総モル加重平均Ｂ．Ｐ．（「モル加重平均沸点」）を有する例示的な香料混合物を示す。モル加重平均沸点を計算する際には、表２に例示されるように、決定するのが困難な香料原材料の沸点は、それらの原材料が香料混合物全体の重量基準で１５％未満を構成する場合、無視することができる。
【００２７】
【表２】
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【００２８】
水
流体組成物は、水を含む。流体組成物は、流体組成物の重量基準で約０．２５重量％〜約９．５重量％の量の水、代替的に約０．２５重量％〜約７．０重量％の水、代替的に約１％〜約５％の水、代替的に約１％〜約３％の水、代替的に約１％〜約２％の量の水を含み得る。理論に束縛されるものではないが、約２．５未満のモル加重平均ＣｌｏｇＰを有するように香料混合物を配合することによって、組成物全体の重量基準で約０．２５重量％〜約９．５重量％、代替的に約０．２５重量％〜約７．０重量％のレベルで、水を流体組成物内に取り入れ得ることが見出された。
【００２９】
酸素化溶媒
流体組成物は、ポリオール（２つ以上のヒドロキシル官能基を含む構成成分）、グリコールエーテル、又はポリエーテルなどの１つ以上の酸素化溶媒を含有し得る。
【００３０】
ポリオールを含む例示的な酸素化溶媒としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、及び／又はグリセリンが挙げられる。本発明の清涼化組成物に使用されるポリオールは、例えば、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールとすることができる。
【００３１】
ポリエーテルを含む例示的な酸素化溶媒は、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールである。
【００３２】
グリコールエーテルを含む例示的な酸素化溶媒は、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテル、ジエチレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、他のグリコールエーテル、又はこれらの混合物である。酸素化溶媒は、エチレングリコール、プロピレングリコール、又はそれらの混合物であり得る。使用されるグリコールは、ジエチレングリコールとすることができる。
【００３３】
組成物に酸素化溶媒を、組成物の重量基準で約０．０１重量％〜約２０重量％、代替的に約０．０５重量％〜約１０重量％、代替的に組成物全体の重量基準で約０．１重量％〜約５重量％のレベルで添加し得る。
【００３４】
機能性香料成分
流体組成物は、機能性香料成分（「ＦＰＣ」）を含んでもよい。ＦＰＣは、従来の有機溶媒又は揮発性有機化合物（「ＶＯＣ」）に類似する蒸発特性を有する香料原料の種類である。本明細書で使用するとき、「ＶＯＣ」は、２０℃で測定される蒸気圧が０．２ｍｍ  Ｈｇ超であり、香料の蒸発を助ける揮発性有機化合物を意味する。例示的なＶＯＣとしては、以下の有機溶媒、すなわち、ジプロピレングリコールメチルエーテル（「ＤＰＭ」）、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール（「ＭＭＢ」）、揮発性シリコーン油、及びジプロピレングリコールのメチル、エチル、プロピル、ブチルエステル、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、又は商標名Ｄｏｗａｎｏｌ（商標）のグリコールエーテルの任意のＶＯＣが挙げられる。ＶＯＣは、通常、香料の蒸発を補助するために流体組成物中で２０％超の濃度で使用される。
【００３５】
ＦＰＣは、香料物質の蒸発を補助し、快楽的芳香効果を提供し得る。ＦＰＣは、組成物全体としての香料の性質に負の影響を与えずに比較的高濃度で用いることができる。したがって、流体組成物はＶＯＣを実質的に含まなくてもよく、これは、流体組成物が、組成物の重量基準で１８％以下、代替的に６％以下、代替的に５％以下、代替的に１％以下、代替的に０．５％以下のＶＯＣを有することを意味する。流体組成物は、ＶＯＣを含まなくてもよい。
【００３６】
ＦＰＣとして好適な香料物質は、上で定義されるように、約８００〜約１５００、代替的に約９００〜約１２００、代替的に約１０００〜約１１００、代替的に約１０００のＫＩを有し得る。
【００３７】
ＦＰＣとしての使用に好適な香料物質はまた、所定の香料特性の香気を留めておくために、臭気検出閾値（「ＯＤＴ」）及び非極性香気特性を用いて定義することができる。ＯＤＴは、炎イオン及び嗅ぎ口を装備する商用ＧＣを用いて測定され得る。ＧＣを較正して、シリンジにより注入される正確な物質体積、正確なスプリット比、並びに既知の濃度及び鎖長分布の炭化水素標準物質を用いた炭化水素反応を決定する。空気流量を正確に測定し、ヒトの吸息の時間が１２秒間持続すると仮定して、サンプリングした体積を計算する。任意の時点における検出器での正確な濃度は既知であるので、吸入された体積当たりの質量も既知であり、物質の濃度を計算することができる。物質が５０ｐｐｂ未満の閾値を有するかどうかを決定するために、逆算された濃度で溶液を嗅ぎ口に送達させる。官能試験員は、ＧＣ溶出液の匂いを嗅ぎ、臭気が認められる保持時間を定量する。全官能試験員の平均から感知能の閾値を決定する。必要量の検体をカラムに注入して、検出器における濃度を５０ｐｐｂにする。ＯＤＴを求めるための典型的なＧＣパラメータを以下に記載する。機器に関連付けられている指針に従って試験を実施する。
【００３８】
装置：
ＧＣ：ＦＩＤ検出器を備える５８９０シリーズ（Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｄ．，Ｐａｌｏ  Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡ）；
７６７３オートサンプラー（Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｄ．，Ｐａｌｏ  Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡ）；
カラム：ＤＢ−１（Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｄ．（Ｐａｌｏ  Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡ））
長さ３０メートル、ＩＤ  ０．２５ｍｍ、フィルム厚１マイクロメートル（分離させるための選択的分割を提供する毛細管の内壁上のポリマー層）。
【００３９】
方法のパラメータ：
スプリット注入：１７／１スプリット比
オートサンプラー：１．１３マイクロリットル／注入
カラム流量：１．１０ｍＬ／分
空気流：３４５ｍＬ／分
入口温度：２４５℃
検出器温度：２８５℃
【００４０】
温度情報：
初期温度：５０℃
速度：５℃／分
最終温度：２８０℃
最終時間：６分
有力な仮定：（ｉ）臭い嗅ぎ１回当たり１２秒
（ｉｉ）ＧＣの空気が試料の希釈に加わる。
【００４１】
ＦＰＣは、約１．０十億分率（「ｐｐｂ」）超、代替的に約５．０ｐｐｂ超、代替的に約１０．０ｐｐｂ超、代替的に約２０．０ｐｐｂ超、代替的に約３０．０ｐｐｂ超、代替的に約０．１百万分率超のＯＤＴを有し得る。
【００４２】
流体組成物中のＦＰＣは、約９００〜約１４００、代替的に約１０００〜約１３００の範囲のＫＩを有し得る。これらのＦＰＣは、エーテル、アルコール、アルデヒド、アセテート、ケトン、又はこれらの混合物のいずれであってもよい。
【００４３】
ＦＰＣは、揮発性で低Ｂ．Ｐ．の香料物質であり得る。例示的なＦＰＣとして、イソノニルアセテート、ジヒドロミルセノール（３−メチレン−７−メチルオクタン−７−オール）、リナロール（３−ヒドロキシ−３，７−ジメチル−１，６オクタジエン）、ゲラニオール（３，７ジメチル−２，６−オクタジエン−１−オール）、ｄ−リモネン（１−メチル−４−イソプロペニル−１−シクロヘキセン）、ベンジルアセテート、イソプロピルミリステート、及びこれらの混合物が挙げられる。表３は、特定のＦＰＣの例示的な特性のおおよその報告値を列挙する。
【００４４】
【表３】
2019534095.tif 000005
【００４５】
香料混合物中のＦＰＣの総量は、香料混合物の約５０重量％超、代替的に約６０重量％超、代替的に約７０重量％超、代替的に約７５重量％超、代替的に約８０重量％超、代替的に約５０重量％〜約１００重量％、代替的に約６０重量％〜約１００重量％、代替的に約７０重量％〜約１００重量％、代替的に約７５重量％〜約１００重量％、代替的に約８０重量％〜約１００重量％、代替的に約８５重量％〜約１００重量％、代替的に約９０重量％〜約１００重量％、代替的に約１００重量％であり得る。香料混合物は、全てがＦＰＣ（すなわち１００重量％）からなってもよい。
【００４６】
表４は、ＦＰＣを含む非限定的、例示的な流体組成物、並びにそれらの公表されたＫＩ及びＢ．Ｐ．の概算値を一覧表にしたものである。
【００４７】
【表４】
2019534095.tif 000006
【００４８】
流体組成物を配合するとき、溶媒、希釈剤、増量剤、固定剤、増粘剤等も含んでもよい。これらの材料の非限定的な例は、エチルアルコール、カルビトール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチルフタレート、トリエチルシトレート、イソプロピルミリステート、エチルセルロース、及びベンジルベンゾエートである。
【００４９】
リザーバ
図１及び図２を参照すると、カートリッジ２６は、流体組成物を収容するためのリザーバ５０を含む。リザーバ５０は、約５ミリリットル（ｍＬ）〜約１００ｍＬ、代替的に約１０ｍＬ〜約５０ｍＬ、代替的に約１５ｍＬ〜約３０ｍＬの流体組成物を収容するように構成され得る。カートリッジ２６を、複数のリザーバを有して、各リザーバが同じ又は異なる流体組成物を含むように構成されてもよい。リザーバは、ガラス、プラスチック、金属などの流体組成物を収容するのに好適な任意の材料から製造され得る。
【００５０】
リザーバ５０は、上面部分５１と、上面部分５１に対向するベース部分５３と、上面部分５１及びベース部分５３と接続されて上面部分５１とベース部分５３との間に延在する少なくとも１つの側壁６１とからなり得る。リザーバ５０は、内部５９及び外部５７を画定し得る。リザーバ５０は、エアベント９３を含み得る。リザーバ５０は、上面部分５１、ベース部分５３、及び少なくとも１つの側壁６１を有するものとして示されているが、リザーバ５０は、様々な異なる方式で構成されてもよいことを理解されたい。
【００５１】
上面部分５１、ベース部分５３、及び側壁（複数可）６１を含むリザーバ５０は、単一の構成要素として構成されてもよく、又は共に接合された別個の要素として構成されてもよい。例えば、上面部分５１又はベース部分５３は、リザーバ５０の残部とは別個の要素として構成されてもよい。例えば、リザーバ５０は、共に接合された２つの要素からなってもよい。ベース部分５３及び側壁（複数可）６１は１つの要素であってもよく、上面部分５１は別個の要素であってもよい。上面部分５１は、側壁（複数可）６１と機械的に接続された蓋５４として構成されてもよい。蓋５４は、リザーバ５０を実質的に包囲するために、側壁（複数可）６１に解除可能に又は固定して接続されてもよい。蓋５４はリザーバ５０の側壁（複数可）６１に螺着されてもよく、又はリザーバ５０の側壁（複数可）６１に溶接、糊剤接着などされてもよい。
【００５２】
図２を参照すると、リザーバ５０は、リザーバ５０の内部５９から延在する接続部材８６を含み得る。接続部材８６は、流体輸送部材８０の第２の端部８４の一部を受容するためのチャンバ８８を画定し得る。チャンバ８８は、接続部材８６と流体輸送部材８０との間に実質的に封止されて、リザーバ５０からの空気がチャンバ８８に侵入するのを防止することができる。
【００５３】
リザーバ５０の上面部分５１が蓋５４を含む例示的構成では、接続部材８６は、蓋５４から延在し得る。リザーバの蓋５４は、外表面５８及び内表面６０によって画定され得る。蓋５４は、内表面６０から延在する接続部材８６を含み得る。
【００５４】
リザーバは、透明、半透明、若しくは不透明、又はこれらの任意の組み合わせであってよい。例えば、リザーバ内の流体組成物のレベルの透明表示器を用いた場合、リザーバは不透明であってもよい。
【００５５】
図３に示すように、カートリッジ２６は、リザーバ５０と機械的に接続された外側カバー４０を含み得る。外側カバー４０は、ダイ９２を少なくとも部分的に露出させるオリフィス４２を含み得る。オリフィス４２はダイ９２に隣接してもよく、また、ダイ９２と少なくとも部分的に位置合わせされてもよい。空気流路は、リザーバ５０と外側カバー４０との間の間隙内に形成され得る。外側カバー４０が存在するときには、ファンによって生成された空気圧によって、空気が空気流路を通って移動してオリフィス４２から流出し、ダイ９２から分配された流体組成物５２が、オリフィス４２を出る空気と混合し、流体組成物５２が空気中に分配されて部屋又は空間を十分に満たすのに役立つ。
【００５６】
流体輸送部材
カートリッジ２６は、リザーバ５０の内部５９に配設された流体輸送部材８０を含み得る。流体輸送部材８０は、第１の端部８２、第２の端部８４、及び中央部分８３によって画定され得る。第１の端部８２はリザーバ５０内で流体組成物５２と流体連通し、第２の端部８４はリザーバ５０の接続部材８６と動作可能に接続されている。流体輸送部材８０の第２の端部８４は、マイクロ流体送達部材６４の下方に位置決めされる。流体輸送部材８０は、流体組成物をリザーバ５０からマイクロ流体送達部材６４まで送達する。流体組成物は、ウィッキング、拡散、吸引、サイフォン吸い上げ、真空吸い上げ、又は他の重力に逆らう機構によって移動することができる。流体組成物は、当該技術分野において既知の重力送りシステムによってマイクロ流体送達部材６４まで輸送され得る。
【００５７】
流体輸送部材８０は、毛細管又はウィッキング材料の形態のものを含む様々な方式で構成されてよい。ウィッキング材料は、流体組成物をリザーバからマイクロ流体送達部材まで引き上げる毛管路を形成する複数の相互接続した連続気泡を含む、金属若しくは織物メッシュ、スポンジ、又は繊維質若しくは多孔質ウィックの形態であってもよい。流体輸送部材に好適な組成物の非限定的な例には、ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン（polyethelene）、ナイロン６、ポリプロピレン、ポリエステル繊維、エチルビニルアセテート、ポリエーテルスルホン、ポリビニリデンフルオリド、及びポリエーテルスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。多くの従来式のインクジェットカートリッジは、時間と共に（例えば、２か月又は３か月後に）香料混合物と不相溶になり得、かつ分解し得る連続気泡ポリウレタン発泡体を使用する。流体輸送部材８０は、ポリウレタン発泡体を含まなくてよい。
【００５８】
流体輸送部材８０は、香料混合物の香気を封じ込めるのに役立つような高密度のウィック組成物であってもよい。流体輸送部材は、高密度ポリエチレン又はポリエステル繊維から選択されるプラスチック材料から製造され得る。本明細書で使用するとき、高密度ウィック組成物には、約２０マイクロメートル〜約２００マイクロメートル、代替的に約３０マイクロメートル〜約１５０マイクロメートル、代替的に約３０マイクロメートル〜約１２５マイクロメートル、代替的に約４０マイクロメートル〜約１００マイクロメートルの範囲の孔半径又は相当する孔半径（例えば、繊維系ウィックの場合）を有する、任意の従来のウィック材料が挙げられる。
【００５９】
製造材料にかかわらず、ウィッキング材料が使用される場合、流体輸送部材８０は、約１０マイクロメートル〜約５００マイクロメートル、代替的に約５０マイクロメートル〜約１５０マイクロメートル、代替的に約７０マイクロメートルの平均孔径を示し得る。流体輸送部材のうちの構造組成物によって占められていない割合として表されるウィックの平均孔容積は、約１５％〜約８５％、代替的に約２５％〜約５０％である。ウィックが約３８％の平均細孔容積を有する良好な結果が得られている。
【００６０】
流体輸送部材８０は、リザーバ５０からマイクロ流体送達部材６４に流体組成物を送達することが可能となる任意の形状であってよい。流体輸送部材８０は、リザーバ５０よりも著しく小さい直径などの幅寸法を有しているが、流体輸送部材８０の直径はより大きくてもよく、実質的にリザーバ５０を満たしてもよいことを理解されたい。流体輸送部材８０はまた、例えば、約１ｍｍ〜約１００ｍｍ、又は約５ｍｍ〜約７５ｍｍ、又は約１０ｍｍ〜約５０ｍｍなどの様々な長さであってもよい。
【００６１】
マイクロ流体送達部材
カートリッジ２６は、ドロップオンデマンドインクジェット印刷ヘッドシステムの態様、より詳細には、サーマル式又はピエゾ式インクジェット印刷ヘッドの態様を利用するマイクロ流体送達部材６４を含み得る。マイクロ流体送達部材６４は、カートリッジ２６のリザーバ５０の上面部分５１及び／又は側壁６１と接続され得る。
【００６２】
「ドロップオンデマンド」インクジェット印刷プロセスでは、流体組成物は、急速圧力インパルスにより微小液滴の形態で、直径が一般に約５〜５０マイクロメートル又は約１０〜約４０マイクロメートルの極小オリフィスを通して排出される。急速圧力インパルスは、典型的に、高周波で振動する圧電結晶の伸張、又は急速加熱サイクルによるインク内での揮発性組成物（例えば、溶媒、水、噴射剤）の揮発のいずれかにより、印刷ヘッドで生成される。サーマル式インクジェットプリンタは、印刷ヘッド内の加熱要素を使用して、オリフィスノズルを介して流体組成物の第２の部分を押し出す組成物の一部を揮発させ、加熱要素のオン／オフサイクル数に比例して液滴を形成する。この流体組成物は、必要なときにノズルから押し出される。従来のインクジェットプリンタは、米国特許第３，４６５，３５０号及び同第３，４６５，３５１号により具体的に記載されている。
【００６３】
マイクロ流体送達部材６４は、電源と電気導通してもよく、また、プリント回路基板（「ＰＣＢ」）１０６、及び流体輸送部材８０と流体連通するダイ９２を含み得る。
【００６４】
ＰＣＢ１０６は、剛性の平面回路基板、可撓性ＰＣＢ、又は半可撓性ＰＣＢであってもよい。半可撓性ＰＣＢは、ＰＣＢ１０６の一部が曲がることを可能にする一部において部分的に粉砕されたガラス繊維−エポキシ複合物を含み得る。ＰＣＢ１０６は、従来の構造からなってもよい。これは、セラミック基材を備え得る。これは、ガラス繊維−エポキシ複合材料基材、並びに上面及び底面上に導電性金属、通常は銅からなる層を備え得る。導電層は、エッチングプロセスによって導電路に配置される。導電路は、はんだマスク層と称されることが多い光硬化性ポリマー層によって、基板の大部分の領域で機械的損傷及び他の環境影響から保護される。液体流路及びワイヤボンド取付けパッドなどの選択された領域では、導電性銅経路は、金などの不活性金属層によって保護される。他の材料の選択肢は、スズ、銀、又は他の低反応性で高導電性の金属であり得る。
【００６５】
ＰＣＢ１０６は、全ての電気的接続、すなわち接点７４、トレース７５、及び接触パッド１１２を含み得る。接点７４及び接触パッド１１２はＰＣＢ１０６の同じ面上に配設されてもよく、又はＰＣＢの異なる面上に配設されてもよい。
【００６６】
図４〜図９を参照すると、ＰＣＢ１０６は、第１の端部にある電気接点７４と、ダイ９２に近接した第２の端部にある接触パッド１１２を含む。図６を参照すると、接触パッド１１２から電気接点に至る電気トレース７５は基板上に形成されており、はんだマスク又は別の誘電体によって被覆され得る。ダイ９２からＰＣＢ１０６に至る電気接続は、ワイヤボンディングプロセスによって確立されてもよく、ここで、金又はアルミニウムからなり得る細いワイヤが、ケイ素ダイ上の接着パッドに、そして基板上の対応する接着パッドに熱着される。繊細な接続部を機械的損傷及び他の環境影響から保護するために、カプセル材料１１６、通常はエポキシ化合物がワイヤ接着領域に塗布される。
【００６７】
ＰＣＢ１０６は、ダイ９２を担持し得る。ダイ９２は、薄膜蒸着、表面不活性化、エッチング、紡糸、スパッタリング、マスキング、エピタキシ成長、ウェハ／ウェハボンディング、微細薄膜積層、硬化、ダイシングなどの半導体マイクロ加工プロセスを用いて製造された流体射出システムを備える。これらのプロセスは、当該技術分野において、ＭＥＭデバイスを製造するものとして知られている。ダイ９２は、ケイ素、ガラス、又はこれらの混合物から製造され得る。ダイ９２は、複数のマイクロ流体チャンバを備え、その各々が、対応する作動要素、つまり加熱要素又は電気機械式アクチュエータを含む。このように、ダイの流体射出システムは、マイクロ熱核生成（例えば加熱要素）又はマイクロ機械作動（例えば薄膜圧電性）式となり得る。マイクロ流体送達部材のためのダイの１種は、ＳＴＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｓ．Ｒ．Ｉ．（Ｇｅｎｅｖａ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）に付与された米国特許出願第２０１０／０１５４７９０号に記載されるＭＥＭ技術により得られるノズル集積膜である。薄膜ピエゾの場合、圧電材料（例えばチタン酸鉛ジルコニウム）は、典型的にはスピニングプロセス及び／又はスパッタリングプロセスによって適用される。半導体マイクロ加工プロセスによって、１つ又は数千のＭＥＭＳデバイスを１つのバッチプロセス（バッチプロセスは複数のマスク層を含む）で同時に製造することが可能となる。
【００６８】
ダイ９２は、開口部７８の上方でＰＣＢ１０６の上面６８に固定され得る。ダイ９２は、半導体ダイを基板上に保持するように構成された任意の接着材料によって、ＰＣＢ１０６の上面に固定され得る。接着剤は、フィルタ９６をマイクロ流体送達部材６４に固定するのに用いられる接着剤と同じであっても、異なってもよい。
【００６９】
ダイ９２は、ケイ素基材、導電性層、及びポリマー層を備えてもよい。ケイ素基材は、他の層のための支持構造体を形成し、これはダイの底部から上層に流体組成物を送達するためのチャネルを含む。導電性層は、ケイ素基材上に配設されて、高い導電性を有する電気トレース及びより低い導電性を有する加熱器を形成する。ポリマー層は、流路、チャンバ、及び液滴生成の幾何学的形状を画定するノズル１３０を形成する。ダイ９２は、中間層１０９のうちの１つから回路ＰＣＢ１０６上の接触パッド１１２へと下方に延在する複数の電気接続リード１１０を含む。
【００７０】
フィルタ９６は、リザーバ５０内の流体組成物によって容易に劣化されない接着剤を用いて、ＰＣＢに取り付けられ得る。接着剤は、熱的に又は紫外線で活性化されてもよい。フィルタ９６は、チャンバ８８とダイ９２との間に配置される。フィルタ９６は、機械的スペーサ９８によってマイクロ流体送達部材６４の底面から分離される。機械的スペーサ９８は、マイクロ流体送達部材６４の底面７０と、開口部７８に近接したフィルタ９６との間に間隙を生じさせる。
【００７１】
図９〜図１２は、ダイ９２の更なる詳細を含む。ダイ９２は、基材１０７、複数の中間層１０９、及びノズルプレート１３２を含む。ノズルプレート１３２は、表面積の範囲を定める外表面１３３を含む。複数の中間層１０９は、基材とノズルプレート１３２との間に配置される誘電体層及びチャンバ層１４８を含む。ノズルプレート１３２は、約１２マイクロメートル厚であり得る。
【００７２】
ダイ９２は、中間層１０９のうちの１つから回路ＰＣＢ１０６上の接触パッド１１２へと下方に延在する複数の電気接続リード１１０を含む。少なくとも１つのリードが、単一の接触パッド１１２に結合する。ダイ９２の左及び右側の開口部１５０は、リード１１０が結合されている中間層１０９へのアクセスをもたらす。開口部１５０は、ノズルプレート１３２及びチャンバ層１４８を通過して、中間誘電体層上に形成された接触パッド１５２を露出させる。ダイ９２の一方の側にのみ配置された１つの開口部１５０が存在し得、その結果、ダイから延在するリードが全て一方の側から延在し、他方の側は、リードによって妨げられないままである。
【００７３】
ノズルプレート１３２は、約４〜１００個のノズル１３０、約６〜８０個のノズル、又は約８〜６４個のノズルを含み得る。例示のみを目的として、ノズルプレート１３２を通して示される１８個のノズル１３０が存在し、中心線の各側上に９個のノズルがある。各ノズル１３０は、電気発射パルスごとに、約０．５〜約２０ピコリットル、又は約１〜約１０ピコリットル、又は約２〜約６ピコリットルの流体組成物を送達し得る。各ノズルから電気発射パルスごとに送達される流体組成物の容量は、画像を基に、ストロボ照明が液滴の生成に合わせて調整される液滴分析を用いて分析することができるが、その一例は、ＩｍａｇｅＸｐｅｒｔ，ＩＮｃ．（Ｎａｓｈｕａ，ＮＨ）から入手可能なＪｅｔＸｐｅｒｔシステムであり、ここでは、液滴は、ダイ上面から１〜３ｍｍの距離で測定される。ノズル１３０は、約６０ｕｍ〜約１１０μｍの間隔で配置してよい。２０個のノズル１３０が３ｍｍ２の領域内に存在し得る。ノズル１３０は、約５μｍ〜約４０μｍ、又は１０μｍ〜約３０μｍ、又は約２０μｍ〜約３０μｍ、又は約１３μｍ〜約２５μｍの直径を有してもよい。図１０は、チャンバ層１４８が露出されるようにノズルプレート１３２を取り除いた、ダイ９２を上から見下ろした等角図である。
【００７４】
一般的に、ノズル１３０は、図１２及び図１３に示すように、ダイ９２を通る流体供給チャネルに沿って位置付けられる。ノズル１３０は、上部開口部が下部開口部よりも小さくなるように、先細りの側壁を含んでもよい。加熱器は、ある長さの辺を有する正方形であってよい。一例では、上部の直径は、約１３μｍ〜約１８μｍであり、下部の直径は、約１５μｍ〜約２０μｍである。上部の直径が１３μｍであり、下部の直径が１８μｍであると、これにより、１３２．６７μｍの上部領域及び１７６．６３μｍの下部領域がもたらされる。下部の直径と上部の直径との比は、約１．３対１となる。加えて、加熱器の領域と上部の開口部の領域との比は、５対１超又は１４対１超などの高いものとなる。
【００７５】
各ノズル１３０は、流体経路によってリザーバ５０内の流体組成物と流体連通する。図２及び図８〜図１５を参照すると、リザーバ５０からの流体経路は、流体輸送部材８０の第１の端部８２を含み、輸送部材を通って輸送部材の第２の端部８４に至り、チャンバ８８を通り、第１の貫通孔９０を通り、ＰＣＢ１０６の開口部７８を通り、ダイ９２の入口９４を通り、続いてチャネル１２６を通り、続いてチャンバ１２８を通り、ダイのノズル１３０から出る。
【００７６】
各ノズルチャンバ１２８に近接して、ダイ９２の接触パッド１５２のうちの１つによって提供される電気信号に電気的に結合され、この電気信号によって作動される加熱要素１３４（図１１及び図１４を参照）がある。図１１を参照すると、各加熱要素１３４は、第１の接点１５４及び第２の接点１５６に結合されている。第１の接点１５４は、導電性トレース１５５によって、ダイ上の接触パッド１５２のうちの対応する１つに結合される。第２の接点１５６は、グランド線１５８に結合され、グランド線１５８は、ダイの片面上で第２の接点１５６の各々と共有されている。ダイの両側上で接点によって共有される単一のグランド線のみが存在していてもよい。図１１は、特徴の全てが単一層上にあるかのように図示されているが、これらは、いくつかの積み重ねられた誘電性及び導電性材料の層上に形成され得る。更に、図示される実施形態は、作動要素として加熱要素１３４を示しているが、ダイ９２は、流体組成物をダイから分配するために、各チャンバ１２８内に圧電アクチュエータを備えてもよい。
【００７７】
使用中、チャンバ１２８の各々の中の流体組成物が加熱要素１３４によって加熱されると、流体組成物は、気化して気泡を生成する。気泡を生成する膨張により流体組成物がノズル１３０から排出され、１つ以上の液滴のプルームを形成する。
【００７８】
図９及び図１０を参照すると、基材１０７は、個々のチャンバ１２８と流体連通して流体経路の一部を形成するチャネル１２６に連結された入口経路９４を含む。チャンバ１２８の上方には、複数のノズル１３０を含むノズルプレート１３２がある。各ノズル１３０は、チャンバ１２８のうちの対応する１つの上方にある。ダイ９２は、１つのチャンバ及びノズルを含む任意の数のチャンバ及びノズルを有してよい。例示のみを目的として、ダイは、各々がそれぞれのノズルに関連付けられる１８個のチャンバを含むものとして示される。代替的に、ダイは、１０個のノズルと、５つのノズルの群に流体組成物を提供する２つのチャンバとを有してもよい。チャンバとノズルとの間に１対１の対応を有する必要はない。
【００７９】
図１０に最も良く示されるように、チャンバ層１４８は、流体組成物をチャネル１２６からチャンバ１２８内に供給する角度付きの漏斗経路１６０を画定する。チャンバ層１４８は、中間層１０９の上面上に配置されている。チャンバ層は、チャネルと、各ノズル１３０に関連付けられる複数のチャンバ１２８との境界を画定する。チャンバ層は、金型内で個別に形成されてから基材に取り付けられてもよい。チャンバ層は、基材の上面上に層を蒸着、マスキング、及びエッチングすることによって形成されてもよい。
【００８０】
中間層１０９は、第１の誘電体層１６２と、第２の誘電体層１６４と、を含む。第１及び第２の誘電体層は、ノズルプレートと基材との間にある。第１の誘電体層１６２は、基材上に形成された複数の第１及び第２の接点１５４、１５６を被覆し、各チャンバと関連付けられる加熱器１３４を被覆する。第２の誘電体層１６４は、導電性トレース１５５を被覆する。
【００８１】
図１１を参照すると、第１及び第２の接点１５４、１５６は、基材１０７上に形成される。加熱器１３４は、それぞれの加熱器組立体の第１及び第２の接点１５４、１５６と重なり合うように形成される。接点１５４、１５６は、第１の金属層又は他の導電性材料から形成され得る。加熱器１３４は、第２の金属層又は他の導電性材料から形成され得る。加熱器１３４は、第１の接点１５４と第２の接点１５６とを横方向に接続する薄膜抵抗器である。接点の上面上に直接形成される代わりに、加熱器１３４は、ビアを介して接点１５４、１５６に結合されてもよく、又は接点の下方に形成されてもよい。
【００８２】
加熱器１３４は、２０ナノメートル厚のタンタルアルミニウム層であってもよい。加熱器１３４は、各々が異なる百分率のクロム及びケイ素を有し、各々が１０ナノメートル厚であるクロムケイ素フィルムを含んでもよい。加熱器１３４のための他の材料としては、タンタル窒化ケイ素及びタングステン窒化ケイ素が挙げられ得る。加熱器１３４はまた、３０ナノメートルの窒化ケイ素のキャップを含んでもよい。加熱器１３４は、複数の薄膜層を連続して堆積させることによって形成されてもよい。薄膜層の積層体は、個々の層の基本的特性を組み合わせる。
【００８３】
加熱器１３４の面積とノズル１３０の面積との比は、７対１よりも大きくてもよい。加熱器１３４は、各辺が長さ１４７を有する正方形であってもよい。長さは、４７マイクロメートルであっても、５１マイクロメートルであっても、又は７１マイクロメートルであってもよい。これは、それぞれ２２０９、２６０１、又は５０４１平方マイクロメートルの面積を有することになる。ノズル直径が２０マイクロメートルである場合、第２の端部における面積は３１４平方マイクロメートルとなり、それぞれおよそ７対１、８対１、又は１６対１の比がもたらされる。
【００８４】
図１５を参照すると、第１の接点１５４の長さを入口９４に隣接して見ることができる。ビア１５１が、第１の接点１５４を、第１の誘電体層１６２上に形成されたトレース１５５に結合する。第２の誘電体層１６４は、トレース１５５上にある。ビア１４９が第２の誘電体層１６４を通して形成され、トレース１５５を接触パッド１５２に結合する。グランド線１５８の一部が、ダイの縁部１６３に向かってビア１４９と縁部１６３との間で視認可能である。
【００８５】
この断面図で見て取れるように、ダイ９２は、比較的単純であり、複雑な集積回路を含まなくてもよい。このダイ９２は、外部マイクロコントローラ又はマイクロプロセッサによって制御及び駆動される。外部マイクロコントローラ又はマイクロプロセッサは、ハウジング内に設けられてもよい。これにより、ＰＣＢ１０６及びダイ９２が単純化されることが可能になり、費用対効率が高まる。基材上に形成される２つの金属又は導電性レベルが存在し得る。これらの導電性レベルは、接点１５４と、トレース１５５と、を含む。これらの特徴は全て、単一の金属レベル上に形成され得る。これにより、ダイの製造が簡単になり、また、加熱器とチャンバとの間の誘電体層の数が最小化される。
【００８６】
使用中、チャンバの各々の中の流体組成物が加熱要素によって加熱されると、流体組成物は、気化して気泡を生成する。気泡を生成する膨張により流体組成物がノズル１３０から排出され、１つ以上の液滴のプルームを形成する。
【００８７】
センサ
送達システムは、空気中の光、騒音、動き、及び／又は臭気レベルなどの環境的刺激に応答する市販のセンサを含み得る。例えば、送達システムは、光を検知したときに電源が入り、及び／又は光を検知しないときに電源が切れるようにプログラムされ得る。別の例では、送達システムは、センサがセンサの近くに移動する人を感知したときに電源を入れることができる。センサはまた、空気中の臭気レベルを監視するために使用され得る。臭気センサを使用して、必要なときに、送達システムの電源を入れる、熱若しくはファンの速度を増加させる、及び／又は送達システムからの流体組成物の送達を増大させることができる。
【００８８】
隣接する又は遠隔のデバイスからの香料の強度を測定し、動作条件を変更して他の香料デバイスと相助作用的に働くようにするために、ＶＯＣセンサを使用してもよい。例えば、遠隔センサは、放出デバイスからの距離及び香料強度を検知し、続いて、室内充填を最大化するためにデバイスをどこに配置すべきかに関するフィードバックをデバイスに供給し、かつ／又は、室内における「望ましい」強度をユーザに提供し得る。
【００８９】
デバイスは、他の香料デバイスと相助作用的に働くために相互に通信し、動作を調整し得る。
【００９０】
センサは、リザーバ中の流体組成物レベルを測定するか、又は加熱要素の発射回数を計数して、カートリッジが枯渇する前にその寿命末期を示すためにも使用され得る。このような場合、ＬＥＤ光が点灯し、リザーバの充填又は新しいリザーバとの交換が必要なことを知らせてもよい。
【００９１】
センサは、送達システムのハウジングと一体であってもよく、又はリモートコンピュータ若しくは携帯スマートデバイス／電話などの遠隔位置にあってもよい（すなわち送達システムのハウジングとは物理的に離れていてもよい）。センサは、低エネルギーのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、６ＬｏＷＰＡＮ無線、又は任意の他のデバイス及び／若しくはコントローラ（例えば、スマートフォン若しくはコンピュータ）との無線通信手段を介して、送達システムと遠隔通信してもよい。
【００９２】
ユーザは、低エネルギーのｂｌｕｅ  ｔｏｏｔｈ又は他の手段によって、遠隔でデバイスの動作条件を変更してもよい。
【００９３】
スマートチップ
カートリッジ２６は、最適な動作条件をデバイスに送信するためのメモリを含んでもよい。
【００９４】
マイクロ流体ダイの作動条件
駆動回路は、外部電源から約４〜約２４ボルト、又は約４〜約１６ボルトの電力を供給される。加熱要素１３４は、デバイス又はカートリッジの一部であり得て、加熱要素の発射時間、発射シーケンス、及び周波数などの、加熱要素１３４の動作を制御するようにプログラムされたソフトウェアを含むマイクロプロセッサに電気的に接続されている。加熱要素１３４がソフトウェアの指示に従って起動されると、流体組成物がノズル１３０．から放出する。
【００９５】
図１９を参照すると、マイクロプロセッサは、発射時間（ｔＦＩＲＥで示される）を有する発射パルスを加熱要素１３４に供給する。図１９に示されるようないくつかの実施形態では、複数の個々の加熱要素が、バーストと称されるシーケンスにおいて、介在する遅延時間（ｔＤＥＬＡＹで示される）で順次（１、２、３、４、など）発射される。バーストは、発射期間（ｔＯＮで示される）中に、約１００〜約８０００ヘルツ、又は約１００〜約６０００ヘルツ、又は約１０００〜約６０００ヘルツ、又は約１０００〜約５０００ヘルツ、又は約２０００〜５０００ヘルツ、又は約１０００〜約２５００ヘルツのバースト周波数（ｆＢＵＲＳＴで示される）で発生する。加熱要素１３４が順次発射されるように構成されている実施形態では、バースト周波数（ｆＢＵＲＳＴ）は、個々のノズルの発射周波数と同等である。
【００９６】
発射周波数が、液滴の大きさ、並びに付着を回避するために重要である、液滴がどのくらい遠く上方に放出されるかに影響することが見出された。より高い速度（例えば、５０００ヘルツ）では、液滴は５０００回／秒で発射され、これにより次の液滴のためのより多くの運動量が提供されるので、液滴がより遠くに放出され、周囲表面上への付着を低減するのに役立ち得る。加えて、５０００ヘルツでは、液滴は、レフィル制限モードとして上記に定義された、チャンバを完全に充填するのに不十分な時間に起因して、所定のチャンバサイズに対してより小さい。
【００９７】
発射期間（ｔＯＮ）は、約０．２５秒〜約１０秒、又は約０．５秒〜約２秒、又は約０．２５秒〜約１秒の持続時間を有し得る。加熱要素１３４に発射パルスが供給されない非発射期間（ｔＯＦＦで示される）は、約９秒〜約２００秒の持続時間を有し得る。連続繰り返しモードにあるとき、ｔＯＮ及びｔＯＦＦは、所望のｍｇ／時間の速度の流体を送達するために、長時間にわたって連続的に繰り返される。例えば、５０００ヘルツのバースト周波数及び０．５秒の発射期間（ｔＯＮ）では、各ノズルは、そのシーケンス中に２５００回発射する。ｔＯＦＦが１０秒である場合、シーケンスは１０．５秒ごと、すなわち約６回／分繰り返され、各ノズルの合計発射回数は、２５００掛ける約６回／分、すなわち約１５，０００発射回数／分になるであろう。表１に従い、２０個のノズルがこの送達速度で発射すると、約９０ｍｇ／時間の流体組成物が空気中に送達されるであろう。
【００９８】
５０００Ｈｚでの連続繰り返しモードの別の例では、５ｍｇ／時間の流体組成物を送達するために、加熱要素１３４は、．３％のデューティサイクル（例えば、０．５秒発射及び１６０秒非発射）を含む発射期間（ｔＯＮ）及び非発射期間（ｔＯＦＦ）を有し得る。５７ｍｇ／時間を送達するために、加熱要素は、２．４％のデューティサイクル（例えば、０．５秒発射及び２０秒非発射）を含む発射期間及び非発射期間を有し得る。作動要素として電気機械アクチュエータの場合、記述された加熱要素は圧電素子であってもよい。図１９は、レベル１〜レベル１０（又は５〜９０ｍｇ／時間）の強度レベルを達成するために、１〜２マイクロ秒のパルスが以下の速度で繰り返される、加熱要素１３４の発射パターンを示す。
【００９９】
ハウジング
図１〜３を参照すると、マイクロ流体送達システム１０はハウジング１２を含み得る。ハウジング１２は、単一の構成要素から構築されてもよく、又は組み合わせてハウジング１２を形成する複数の構成要素を有してもよい。ハウジング１２は、内部２１及び外部２３によって画定され得る。ハウジング１２は、上側部分１４、下側部分１６、及び上側部分１４と下側部分１６との間に延在してこれらを接続する本体部分１８からなり得る。
【０１００】
ハウジング１２は、ハウジング１２の上側部分１４の開口部２０と、ハウジング１２内にカートリッジ２６を受容して保持するためのホルダ２４とを含み得る。カートリッジ２６は、ハウジング１２の上側部分１４内に受容され得る。
【０１０１】
マイクロ流体送達システム１０は、室内充満運転を支援するための、及び／又は表面を損傷し得る大きな液滴がデバイスの周囲表面上に付着するのを回避するのに役立つ、ファンを備え得る。
【０１０２】
マイクロ流体送達システム１０は、電源と電気導通し得る。使い捨て式電池又は充電式電池などの電源は、ハウジング１２の内部２１内に位置決めされ得る。あるいは、電源は、ハウジング１２に接続された電源コード３９に接続された電気コンセントなどの外部電源であってもよい。ハウジング１２は、電気コンセントと接続可能な電気プラグを含み得る。マイクロ流体送達システムは、コンパクトで、容易に携帯できるように構成され得る。したがって、電源は充電式又は使い捨て式電池を含み得る。マイクロ流体送達システムは、９ボルト電池、「Ａ」、「ＡＡ」、「ＡＡＡ」、「Ｃ」、及び「Ｄ」電池などの従来式の乾電池、ボタン電池、時計用電池、太陽電池、並びに再充電ベース部を備える充電式電池などの電源と併用することが可能であり得る。
【０１０３】
図１６を参照すると、マイクロ流体送達システム１０は、ハウジングに接続された充電式電池によって電力を供給され得る。充電式電池は、充電器３８を用いて充電され得る。充電器３８は、電気コンセント又は電池端子などの外部電源と接続する電源連結部３９を含み得る。充電器３８は、電池を充電するためにハウジング１２を受容し得る。ハウジングの内部２１上に配設された電気接点４８は、内部又は外部電源と結合し、又はカートリッジのマイクロ流体送達部材上の電気接点と結合して、ダイに電力を供給する。ハウジング１２は、ハウジング１２の外部２３上に電源スイッチを含み得る。
【０１０４】
開口部２０は、ハウジング１２の様々な位置に配設され得る。図１７を参照すると、開口部２０は、ハウジング１２の上部１４内に配設され得る。図１８を参照すると、開口部２０は、ハウジング１２の本体部分１８内に配設され得る。ハウジング１２は、開口部２０を被覆するためのドア３０又は構造体を含み得る。カートリッジ２６は、ハウジング１２の本体部分１８内の開口部から滑り込み得る。ハウジング１２は、ハウジング１２の外部２３上の環境をハウジング１２の内部２１と流体連通させる空気出口２８を含み得る。ドア３０は回転して、空気出口２８へのアクセスを提供し得る。しかしながら、ドア又は被覆は、多様な異なる方式で構成されてもよいことを理解されたい。ドア３０は、ハウジング１２の内部２１内の加圧空気がドア３０とハウジングとの間のいかなる間隙からも漏れ出さないように、ハウジング１２の残部との実質的に気密性の接続を形成してよい。
【０１０５】
ダイ９２が流体組成物の一部を空気中に分配するときに、ファン３２が、空気流路４６を通る空気を指向して、流体組成物５２を外側カバー４０のオリフィス４２を通って流出させ得る。ファン３２からの空気流が、分配された流体組成物５２を空気中に運ぶための更なる力を供給し得、これにより、室内充満を増加し、及び／又は付着を低減し、及び／又は流体組成物を所望の標的に指向することができる。
【０１０６】
手法
組成物の調製：香料及びプロピレングリコールを含有する組成物
２５０ｍｌのガラスビーカーを入手し、香料を、実施例で指定された重量で添加する。磁気撹拌棒をビーカーに挿入し、ビーカーを磁気撹拌プレート上に置く。磁気撹拌プレートを十分な速度（例えば、５００ｒｐｍ）で作動させて、過剰な泡を伴わずに渦混合を確実にする。プロピレングリコールを、実施例で指定された重量で、透明になるまでゆっくり渦に添加する。１０〜３０分間混合する。
【０１０７】
組成物の調製：香料、プロピレングリコール、及び蒸留水を含有する組成物
２５０ｍｌのガラスビーカーを入手し、プロピレングリコールを、実施例で指定された重量で添加し、蒸留水を、実施例で指定された重量で添加する。香料を、実施例で指定された重量で、別個の２５０ｍｌガラスビーカーガラス（glass beaker glass）に添加する。磁気撹拌棒を、香料を収容したビーカーに挿入し、ビーカーを磁気撹拌プレート上に置く。磁気撹拌プレートを十分な速度（例えば、５００ｒｐｍ）で作動させて、過剰な泡を伴わずに渦混合を確実にする。プロピレングリコールと水との混合物を、透明になるまでゆっくり渦に添加する。１０〜３０分間混合する。
【０１０８】
噴霧速度法
以下の寸法を有するダイを入手する。
・ノズル数：２０、各ノズルが個々のチャンバに関連付けられている
・チャンバ面積＝４０マイクロメートル×４０マイクロメートル
・各チャンバの高さ＝１０マイクロメートル
・各ノズルのオリフィス直径＝２５マイクロメートル
【０１０９】
デバイスがオンにされるとき、作動条件は、以下のとおりである。
・電力＝１４ボルト
・バースト周波数＝３０００Ｈｚ
・発射時間＝２．１マイクロ秒
・ＯＮ時間＝０．５秒（「発射期間」）（３０００＊０．５＊２０の合計＝バースト当たり発射される液滴数）
・発射期間の間のＯＦＦ時間＝１０秒
【０１１０】
計量されたレフィルをデバイス内に定置する。デバイスがオンにされた開始時間を記録する。ある期間（最低２時間）後、レフィルを除去し、次いで、再度計量し、停止時間を記録する。最終重量から初期重量を減算して、分配された量を決定する。分配された量を、測定間の時間の長さで除算して、その期間にわたる平均ｍｇ／時間を計算する。
【実施例】
【０１１１】
実施例で使用された芳香剤組成物の特性
【０１１２】
【表５】
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【０１１３】
【表６】
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【０１１４】
【表７】
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【０１１５】
【表８】
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【０１１６】
【表９】
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【０１１７】
実施例Ａ〜Ｅ：ｃＬｏｇＰ及び水安定性
表４の以下の実施例は、水と共に透明で安定した混合物を形成する組成物の能力に及ぼす芳香剤組成物のＣｌｏｇＰの効果を実証する。
【０１１８】
【表１０】
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【０１１９】
実施例Ａ〜Ｅから、ｃＬｏｇＰ＜２．５を有する芳香剤組成物は、２．０重量％の水と混合したときに透明な溶液を示す一方、ｃｌｏｇＰ＞３．０を有する芳香剤組成物は、２．０重量％の水と組み合わせたときに艶びけした、又は相分離した混合物を示すことに留意されたい。約２．５〜３．０のｃＬｏｇＰを有する芳香剤組成物は、２．０重量％の水と組み合わせたときに、艶びけした組成物及び透明な組成物のいずれかを形成する。
【０１２０】
表５及び図２０に示すように、実施例１〜９は、総合すると、水を添加し、約２５０Ｃ未満のＢ．Ｐ．を有すると、マイクロ流体ダイ系送達システムからの噴霧速度が増加することを示す。
【０１２１】
【表１１】
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【０１２２】
表６及び図２１に示すように、実施例１０〜１６は、水を０．１重量％〜２．０重量％のレベルで芳香剤組成物に添加することにより、マイクロ流体染料（microfluidic dye）からの噴霧性能が有益に増加することを示している。
【０１２３】
【表１２】
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【０１２４】
表７に示すように、実施例１７〜２１は、最大７重量％のレベルで水を芳香剤組成物に添加することにより、マイクロ流体染料（microfluidic dye）からの噴霧性能が有益に増加することを実証する。
【０１２５】
【表１３】
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【０１２６】
本明細書全体を通じて、単数で言及される構成成分は、単数又は複数両方の当該構成成分について言及されると理解されるべきである。
【０１２７】
本明細書に記述される全ての百分率は、特に指定のない限り、重量による。
【０１２８】
本明細書全体を通じて記載されるあらゆる数値範囲には、こうしたより広い数値範囲内に入るそれよりも狭いあらゆる数値範囲が、こうしたそれよりも狭い数値範囲が全て本明細書に明確に記載されているかのように、包含される。例えば、「１〜１０」の範囲の指定は、最小値１と最大値１０とを含むこれらの間の任意の及び全ての部分範囲、すなわち、最小値が１以上で始まり、最大値が１０以下で終わる全ての部分範囲、例えば、１〜６．１、３．５〜７．８、５．５〜１０など、を含むと見なされるべきである。
【０１２９】
更に、本明細書に開示されている寸法及び値は、列挙した正確な数値に厳しく制限されるものとして理解すべきではない。むしろ、特に指示がない限り、そのような各寸法は、記載された値及びその値の周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味することが意図される。例えば「４０ｍｍ」として開示される寸法は、「約４０ｍｍ」を意味するものとする。
【０１３０】
あらゆる相互参照又は関連特許若しくは関連出願を含む、本明細書に引用される全ての文献は、明確に除外ないしは別の方法で限定されない限り、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。いかなる文献の引用も、本明細書中で開示又は特許請求される任意の発明に対する先行技術であるとはみなされず、あるいはそれを単独で又は他の任意の参考文献（単数又は複数）と組み合わせたときに、そのような発明全てを教示、示唆、又は開示するとはみなされない。更に、本文書における用語の任意の意味又は定義が、参照することによって組み込まれた文書内の同じ用語の意味又は定義と矛盾する場合、本文書におけるその用語に与えられた意味又は定義が適用されるものとする。
【０１３１】
本発明の特定の実施形態が記載されてきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を実施できることが、当業者には自明であろう。したがって、本発明の範囲内に含まれるそのような全ての変更及び修正は、添付の特許請求の範囲にて網羅することを意図したものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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