(57)【要約】  特に芳香エアゾールであるエアゾールを送達するための方法において、ＥＨＤ微粉砕部位を備える毛管ウィック（３４）を、液体供給源（２９）と接触させるステップであって、液体の少なくとも一部が、ＥＨＤ微粉砕部位へと移動するステップと、液体供給源（２９）から離隔されたＥＨＤ微粉砕部位付近の位置にて、毛管ウィック（３４）内の液体に電圧を印加するステップと、ＥＨＤ微粉砕部位の外部の位置にて接地基準（２６）を印加するステップであって、液体の少なくとも一部が、ＥＨＤ微粉砕されてほぼばらつきのない流量を有する噴霧を形成するステップとを含む方法、およびそのための装置。
2008544834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＨＤ微粉砕部位を備える毛管ウィックを、液体供給源と接触させるステップであって、前記液体の少なくとも一部が、前記ＥＨＤ微粉砕部位へと移動するステップと、
前記液体供給源から離隔された前記ＥＨＤ微粉砕部位付近の位置にて、前記毛管ウィック内の前記液体に第１の電位を印加するステップと、
前記ＥＨＤ微粉砕部位の外部の位置にて第２の電位を印加するステップと、
前記液体の少なくとも一部をＥＨＤ微粉砕するステップと、
ほぼばらつきのない流量を有する噴霧を形成するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記噴霧がエアゾール粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記エアゾール粒子が、芳香香気を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の電位を選択するステップと、
前記第１の電位の前記印加の位置を決めるステップとをさらに含み、ほぼばらつきのない電界ポンピングが、前記第１の電位の前記位置とおよび前記ＥＨＤ微粉砕部位との間で作用することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の電位を選択するステップと、
前記第２の電位の前記印加の位置を決めるステップとをさらに含み、前記噴霧が逆方向噴霧を伴わずに改善されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の電位が接地であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記接地が動物であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
体積Ｖの液体供給源を提供するステップと、
前記体積Ｖをほぼばらつきのない流量の噴霧として分配するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の電位が、前記ＥＨＤ微粉砕部位の０．６３５ｍｍ（０．２５０インチ）以内の位置にて印加されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の電位が、３から１０ｋＶの間であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記液体が、香気、抗菌物質、昆虫駆除剤、誘引剤、滅菌剤、コンフューザント、フェロモン、燻蒸剤、臭気中和剤、たとえばメントールおよびユーカリなど治療物質、動物の気分制御物質、たとえば表面洗浄剤、美的利益のための表面改質剤、表面保護剤、および衛生化／殺菌剤など家庭用洗浄製品、たとえば染み抜き剤、布用消臭剤、および美的利益のためのその他の布用処理剤など家庭用洗濯用製品、身体洗浄用の個人用化粧製品、ボディーローション、および人間用の日焼け止め製品、ならびに、消費者用接着剤などからなる群から選択される、材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記液体が、５×１０3Ω・ｃｍより大きい抵抗率を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ほぼばらつきのない流量が、２０パーセント未満のＣVを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
体積Ｖの液体供給源を提供するステップと、
前記第１の電位を断続的に印加するステップと、
時間が経過すると、前記体積Ｖを、断続的な噴霧としてほぼばらつきのない流量で断続的に分配するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
断続的に噴霧する前記ステップが、前記体積Ｖを、ほぼ等しい体積の断続的な噴霧として分配するステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
断続的な噴霧間の総流量の差が、２０パーセント未満のＣVを有することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
時間が経過した後の総流量が、２０パーセント未満のＣVを有することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の電位の前記電圧を変えるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の電位の前記印加の位置を、前記ＥＨＤ微粉砕部位に対して調整するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
知覚されるレベルの香気を少なくとも３０日間維持するステップを、さらに含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項２１】
毛管ウィックからばらつきのないエアゾール流を送達する方法であって、
第１の位置にて接触する第１および第２の区間を有する、ある長さの毛管ウィックを提供するステップであって、前記第２の区間が、少なくとも１つのＥＨＤ微粉砕部位を備えるステップと、
前記毛管ウィックの第１の区間を、前記第１の位置から離隔された第２の位置にて液体供給源と接触させるステップと、
前記第１の位置にて、前記毛管ウィックに第１の電位を印加するステップと、
第２の電位を有する基準電極を、前記毛管ウィックの外部に位置決めするステップと、
前記少なくとも１つのＥＨＤ微粉砕部位から、ほぼばらつきのない流量の噴霧を電気流体力学的に生み出すステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記噴霧が、エアゾール粒子を含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
少なくとも１つのＥＨＤ微粉砕部位をそれぞれ含む少なくとも２つの毛管ウィックを、それぞれの液体供給源にそれぞれ接触させるステップであって、各供給源からの前記液体の少なくとも一部が、前記それぞれのＥＨＤ微粉砕部位へと移動するステップと、
各液体供給源それぞれから離隔された各ＥＨＤ微粉砕部位それぞれの付近の位置にて、前記少なくとも２つの毛管ウィックそれぞれの内部の前記液体に、第１の電位を印加するステップと、
各ＥＨＤ微粉砕部位の外部の位置にて、第２の電位を印加するステップであって、前記液体の少なくとも一部が、ＥＨＤ微粉砕されて、ほぼばらつきのない流量を有する噴霧を形成するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２４】
第１の電位を印加する前記ステップが、前記第１の電位と異なる電位を、１つまたは複数の前記毛管ウィックに印加することを含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
リザーバと、
前記リザーバ内に収容された液体供給源と接触するように位置決めされ、ＥＨＤ微粉砕部位を有する毛管要素と、
前記液体供給源と離隔された関係で前記ＥＨＤ微粉砕部位に近接して位置決めされた、第１の電荷供給源と、
前記ＥＨＤ微粉砕部位の外部に位置決めされた第２の電荷供給源とを備え、前記第１の電荷供給源の作動時に、前記液体の少なくとも一部がＥＨＤ微粉砕されて、ほぼばらつきのない流量を有する噴霧を形成することを特徴とする装置。
【請求項２６】
前記毛管要素がさらに、毛管ウィックを備えることを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記毛管要素が、前記液体の前記表面張力よりも、少なくとも８ダイン／ｃｍ大きい表面エネルギーを有する材料から形成されることを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
前記毛管要素が、第２の毛管と同軸に位置決めされた第１の毛管を備え、それによって、環状部分および第２のＥＨＤ微粉砕部位を形成することを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】
前記液体供給源と離隔された関係で、前記第２のＥＨＤ微粉砕部位に近接して位置決めされた第３の電荷供給源を、さらに備えることを特徴とする請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記毛管要素がさらに、ほぼ非導電性の部分を備えることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項３１】
前記非導電性部分が、前記第２の電荷供給源と前記ＥＨＤ微粉砕部位との間にあることを特徴とする請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記毛管要素が、ほぼ非導電性であることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項３３】
前記毛管要素のＥＨＤ微粉砕部位が、ほぼ非導電性であることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項３４】
前記第１の電荷供給源が、前記ＥＨＤ微粉砕部位の０．６３５ｍｍ（０．２５０インチ）以内にあることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項３５】
前記第１の電荷供給源が、前記毛管要素内にあることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項３６】
前記第１の電荷供給源が、曲線状のタブを備え、前記タブが、前記毛管ウィックと荷電接触することを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項３７】
前記第１の電荷供給源が実質的に、前記毛管ウィックを取り囲むそれと同軸の螺旋を形成することを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項３８】
前記第１の電荷供給源が、前記毛管ウィックの回りに少なくとも部分的なシースを備えることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項３９】
前記毛管要素が、１つまたは複数の中空の管内に配置された多孔性材料、多孔性ウィック、圧縮された繊維、連続気泡材料、紙、布、多孔性プラスチック材料、およびそれらの組合せからなる群から選択されることを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項４０】
１つまたは複数の追加毛管ウィックを、さらに含むことを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項４１】
前記毛管ウィックが、曲線状であることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項４２】
１つまたは複数の追加リザーバと、１つまたは複数の追加毛管ウィックとを備えることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項４３】
前記第２の電荷供給源の前記位置を前記ＥＨＤ微粉砕部位に対して、使用者が調整することを可能にする手段を、さらに含むことを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項４４】
前記第１の電荷供給源の前記位置を、使用者が調整することを可能にする手段を、さらに含むことを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項４５】
開口を含むように形成されたハウジングと、
電荷供給源と、
ＥＨＤ微粉砕可能な液体供給源と、
ＥＨＤ微粉砕部位を備える毛管ウィックであって、前記毛管ウィックが、前記開口内に少なくとも部分的に配置され、前記ＥＨＤ微粉砕部位が、前記ハウジングの外部に位置決めされ、前記毛管ウィックが、前記液体供給源と液体連通する、当該毛管ウィックと、
前記ＥＨＤ微粉砕部位に近接する接地と
を備えることを特徴とする装置。
【請求項４６】
前記ハウジングが、少なくとも半透明であり、さらに燭の形状に形成され、前記装置が、前記ハウジング内に配置される発光要素をさらに備え、前記発光要素から光が放出されると、前記ハウジングの外側から見ることができることを特徴とする請求項４５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、以下の「High Voltage Apparatus for Aerosol Delivery」という名称の米国特許仮出願第６５２，０５９号明細書、「Apparatus for Aerosol Delivery Using Capillary Pumping from a Reservoir」という名称の米国特許仮出願第６５２，０６０号明細書、「Apparatus for Aerosol Delivery Using Capillary Pumping」という名称の米国特許仮出願第６５２，０６４号明細書、「Capillary Tip Geometries」という名称の米国特許仮出願第６５２，０５７号明細書、および「Capillary Wick Aerosol Candle」という名称の米国特許仮出願第６５２，０６７号明細書の優先権を主張する。これらの内容はそれぞれ、本明細書に完全に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、迅速かつばらつきのない気化を促進するやり方でエアゾール噴霧を分配するための、装置および方法に関する。特に本発明は、芳香の分配に関する。
【背景技術】
【０００３】
芳香または嗅覚刺激物を、分配しまたは分散させるための、様々な技術が知られている。たとえば、芳香油は、蒸発面に熱を加えることによって分散されることが多い。しかしながら、熱は、分配される芳香に不利な影響を与えることがある。また、芳香分配装置が、芳香燭を含む場合、芳香を運ぶ蒸気が、燭の炎の中で変性または酸化され、香気の本来のまたは「自然な」品質を低減することが多い。別の芳香分配装置は、噴射剤またはエアゾールの使用に依拠して、分散を可能にする。しかしながら、そのような噴射剤およびエアゾールもまた、分配される芳香に不利な影響を及ぼすことがある。
【０００４】
上記説明した従来の芳香送達装置では、噴霧される材料の送達をばらつきなくかつ正確に制御することが、困難である。たとえば、蒸発を生じる熱の使用によって動作する、芳香燭または別の芳香送達装置の場合、燭が吹き消され、または装置のスイッチが切られた後に、ある程度の蒸発が続く。さらに、そのような装置は、装置が作動されている限り、単一の芳香を継続的に発生する。これによって、嗅覚の飽和が生じ、知覚される香気が減少する。また、エアゾール缶およびポンプ噴霧器は、大きな液滴を生み出すことがあり、大きな液滴は、十分に気化されず、重力下で急速に落下し沈降する傾向にあり、また、時間と共に劣化することがある継続的なまたは長く残る芳香をもたらす。固形蒸発装置など別の装置は、時間が経過すると芳香送達速度が低下する。
【０００５】
Ｐｅｌｔｉｅｒの特許文献１には、ウィック様の多孔質エミッタに直流電圧を印加することによる、蒸気および／またはエアゾールの発生が記載されている。この場合、ウィックは、多孔質の「キャピラメント（ｃａｐｉｌｌａｍｅｎｔ）アセンブリ」を備え、その中に導電性中央電極が配置される。動作に際しては、液体が、ウィックの中央から外面へと電荷を伝導する手段を提供し、コロナ放電による気化が生じる。最も大きい蒸気の凝集は、コロナ放電が形成される隅部および縁部（点または鋭い径方向縁部）にて生み出される。
【０００６】
エアゾールはまた、電気流体力学的な（「ＥＨＤ」）力を液体に加えることによって生み出すこともできる。その際に、液体は、ＥＨＤ微粉砕部位にていわゆるテイラーコーン（Ｔａｙｌｏｒ  ｃｏｎｅ）を形成し、荷電され、噴流またはリガメントを形成し、噴流またはリガメントは、分離されまたは微粉砕されてエアゾールとなる。ＥＨＤの利用に際しては、エアゾールの形成にとって不利なコロナ放電を回避するために、電圧を低く保つことが望ましい。Ｎｏａｋｅｓの特許文献２には、一端部が香気生成油に浸され垂直に配置された毛管を備える、噴霧装置が記載されている。一般に毛管の浸された端部付近で、バルク液体に電位が印加されると、液体は、離散して液滴となる複数のリガメントとして、頂端部から噴霧される。印加される電位は、１０〜２５ｋＶの範囲内であると報告されており、毛管の頂部にてＥＨＤ微粉砕を生じるために十分高くなければならない。液体は、エアゾール化のために、毛管作用によってリザーバから毛管の頂端部へと給送される。Ｎｏａｋｅｓの特許文献３には、同様であるが上記毛管の代わりにウィックを備える、噴霧装置が記載されている。ウィックは、連続気泡構造を有する材料から製作される。この場合も同様に、一般にウィックの浸された端部付近で、バルク液体に高電圧が印加される。Ｃｏｒｎｅｌｉｕｓらの特許文献４に、さらに別の同様な噴霧装置が記載されているが、その毛細構造は、毛管作用を向上させるために、回旋状の内面を有する中空の毛管を備える。同様に、一般的に毛管の浸された端部付近で、バルク液体に高電圧が印加される。最後に、Ｃｏｆｆｅｅの特許文献５には、端面または縁部から突出する束として形成される繊維によって設けられた微粉砕部位を備える、微粉砕された液体を分配するための装置が記載されている。
【０００７】
上記の送達装置では、噴霧の送達をばらつきなくかつ正確に制御することが困難である。ＥＨＤ噴霧は、狭く調整されたサイズ分布を有する、エアゾール粒子のばらつきのない噴霧を生み出す能力を含めて多くの利益をもたらすが、周囲の空気への液体の送達速度における、大幅なばらつきが観察された。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５，１９６，１７１号明細書
【特許文献２】米国特許第５，３３７，９６３号明細書
【特許文献３】米国特許第５，５０３，３３５号明細書
【特許文献４】米国特許第５，８１０，２６５号明細書
【特許文献５】米国特許第５，６５５，５１７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の一目的は、芳香を送達するやり方によって生じる芳香への悪影響を防止または少なくとも低減する、エアゾール送達装置を提供することである。本発明の別の目的は、エアゾール送達速度の制御改善を可能にする、エアゾール送達装置を提供することである。本発明のさらに別の目的は、リザーバ体積全体にわたりばらつきのないエアゾール送達をもたらす、エアゾール送達装置を提供することである。本発明のさらに別の目的は、芳香への悪影響の減少、ばらつきのない芳香のエアゾール送達、および迅速な気化のための能力改善という利点をもたらす方法を、提供することである。
【００１０】
本発明のさらなる目的は、エアゾールとして分散することによる利益を受ける、別の配合物を送達するための装置および方法を提供することである。それらは、抗菌物質、昆虫駆除剤、誘引剤、滅菌剤、コンフューザント（ｃｏｎｆｕｓａｎｔ）、フェロモン、燻蒸剤、臭気中和剤、たとえばメントールおよびユーカリなど治療物質、動物の気分制御物質、たとえば表面洗浄剤、美的利益のための表面改質剤、表面保護剤、および衛生化／殺菌剤など家庭用洗浄製品、たとえば染み抜き剤、布用消臭剤、および美的利益のためのその他の布用処理剤など家庭用洗濯用製品、身体洗浄用の個人用化粧製品、ボディーローション、および人間用の日焼け止め製品、ならびに、消費者用接着剤などを含む。特に芳香用の配合物は、油がベースであるが、水、ポリマー、または有機溶剤など、別の担体を使用することもできる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一態様では、本発明は、好ましくは迅速に気化するエアゾール噴霧であるほぼばらつきのない流量を有する噴霧を生み出すために、ＥＨＤを使用する方法を提供し、毛管作用により、液体が液体供給源からＥＨＤ微粉砕部位へと吐き出され、好ましくは高電圧電位である第１の電位が、液体供給源から離隔されたＥＨＤ微粉砕部位付近の位置にて、好ましくは毛管要素の先細部分内またはその付近において印加され、好ましくは接地である第２の電位が、好ましくは噴霧を方向付けずに噴霧が改善されるように、ＥＨＤ微粉砕部位外部の位置へと印加される。
【００１２】
別の態様では、本発明は、好ましくはエアゾール噴霧である噴霧を生み出すために、ＥＨＤを使用する方法を提供し、噴霧は、ほぼばらつきのない流量で断続的に制御可能に放出される。
【００１３】
別の態様では、本発明は、所望の／知覚されるレベルの香気を、長時間（たとえば数週間または数ヶ月）にわたり維持するために、ＥＨＤを使用する方法を提供する。
【００１４】
別の態様では、本発明は、第１の位置にて接触する第１および第２の区間を有する、ある長さの毛管ウィックを提供するステップであって、第２の区間が、少なくとも１つのＥＨＤ微粉砕部位を含むステップと、毛管ウィックの第１の区間を、第１の位置から離隔された第２の位置にて液体供給源と接触させるステップと、第１の位置にて毛管ウィックに第１の電位を印加するステップと、好ましくは接地である基準電極を、毛管ウィックの外部に位置決めするステップと、好ましくはエアゾール噴霧である噴霧を、少なくとも１つのＥＨＤ微粉砕部位からほぼばらつきのない流量で、電気流体力学的に生み出すステップとによって、好ましくはエアゾール噴霧である噴霧を生み出すためにＥＨＤを使用する方法を提供する。
【００１５】
さらに別の態様では、本発明は、好ましくはエアゾール噴霧である、ほぼばらつきのない流量の噴霧を生み出すための、ＥＨＤ装置を提供し、当該装置は、ＥＨＤ微粉砕可能な液体の供給源を収容するためのリザーバと、ＥＨＤ微粉砕部位を有し液体供給源に接触するように位置決めされた、好ましくは毛管ウィックである毛管要素と、液体供給源から離隔された関係でＥＨＤ微粉砕部位の付近に動作可能に位置決めされた、好ましくは高電圧電極である第１の電荷供給源と、ＥＨＤ微粉砕部位の外部に位置決めされた、好ましくは接地である第２の電荷供給源とを備える。
【００１６】
さらに別の態様では、本発明は、好ましくはエアゾール噴霧であるほぼばらつきのない流量の噴霧を生み出すためのＥＨＤ装置を提供し、当該装置は、毛管要素と接触するように位置決めされた、好ましくは高電圧電極である第１の電荷供給源を備える。
【００１７】
さらに別の態様では、本発明は、好ましくはエアゾール噴霧である２つ以上のほぼばらつきのない流量の噴霧を生み出すための、ＥＨＤ装置を提供し、当該装置は、２つ以上のＥＨＤ微粉砕可能な液体供給源と液体接触する、２つ以上の任意の曲線状毛管ウィックを備える。
【００１８】
さらに別の態様では、本発明は、好ましくはエアゾール噴霧であるほぼばらつきのない流量の噴霧を生み出すためのＥＨＤ装置を提供し、当該装置は、開口を含むように形成されたハウジングであって、開口が電荷供給源を含むように形成された当該ハウジングと、ＥＨＤ微粉砕可能な液体の供給源と、ＥＨＤ微粉砕部位を有し、少なくとも部分的に開口内に位置する毛管ウィックであって、ＥＨＤ部位がハウジングの外部に位置し、液体供給源と液体連通する毛管ウィックと、ＥＨＤ微粉砕部位に動作可能に近接する接地とを備える。
【００１９】
本発明の実施形態の以下の詳細な説明は、以下の図面と併せて読めば、より容易に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
ＥＨＤ微粉砕は、液体上の電荷が液体の表面張力を超え、液体が崩壊しまたは微粉砕されて微細なエアゾール液滴の噴霧となるように、高電圧を使用して液体に荷電することを伴う。そうすることで、液滴のサイズおよび液滴サイズの分布を、厳密に制御することができる。液滴サイズは、サブミクロン範囲内とすることができ、すなわち、知覚される香気を変性させず、その迅速な発生に影響を与えずに、芳香を迅速に気化することが可能になる。図１および図２を見ると、この作用を誘導するために、液体は、好ましくは、噴霧部位として知られる微粉砕地点またはＥＨＤ微粉砕部位３５でのみ、高い電界を受けなければならない。これを実現するために、リザーバ３２内のバルク液体２９に荷電することができ、電荷が、送達コラム３４の先端にあるＥＨＤ微粉砕部位３５へと、液体を通して伝導される。必要とされる電界を生み出すために、基準または誘導電極および接地２６と呼ばれることが多い、対向電極が、良好に画成された電界の発生を助けるために、噴霧部位３５から離隔されている。多数の芳香油を有するものなど、液体が比較的高い抵抗率を示す応用例、あるいは液体が半導体である応用例では、リザーバ３２と基準電極２６との間に十分高い電圧が印加され、高い抵抗を有する液体に電流が流れる場合、液体自体にわたり電位差を生じることが可能である。しかしながら、これが生じるとき、望ましくない高レベルの電界ポンピングが発生することがある。
【００２１】
実際、２つの液体運動機構が作用している。第１の機構は、毛管手段の表面エネルギー（ダイン／ｃｍ）との液体の相互作用（液体の表面張力、ダイン／ｃｍ）に関連する、毛管作用である。第２の機構は、エアゾール化を誘導するために液体に付与される高電圧による、電界ポンピングである。ＥＨＤ噴霧を誘導するために十分に高電圧の電荷が、バルク液体に印加されるとき、芳香およびエアゾールを発生するための毛管入口付近で印加されたとしても、毛管の反対側端部にあるＥＨＤ噴霧部位にて、高程度の液体送達のばらつきが生じることが見出されている。高圧ポンピングは、ＥＨＤ噴霧に必要な電圧にて、毛管内の液体運動の機構に寄与することがあり、また、毛管に沿った電圧勾配は、特に供給リザーバ内の流体水位が時間と共に変化すると、毛管の空隙を通る運動にばらつきを生じると考えられている。
【００２２】
再び図１および図２に戻ると、本発明の一実施形態が示されている。分配装置１０は、一般に、ハウジング１２、好ましくはリザーバ３２内に収容される液体供給源２９、一般に電極３１である電圧源、ＥＨＤ微粉砕部位３５にて終端し、一般に関連付けられた電極３１を有する毛管要素３４、および、基準電極または接地２６、２７を備える。さらに、分配装置１０は、装置１０の内部構成要素へのアクセスを可能にする、取外し可能なキャップ１４と、内部構成要素をさらに収容し、水平面上に配置されたときに装置１０のための安定したプラットフォームを提供する基部１６と、電池１８と、電池１８からの電圧（たとえば９Ｖ）を、装置１０の動作に必要とされるより高いｋＶレベルの電圧に変換するための高圧電源２２と、時間調整器、電圧制御器、動作指示器（たとえば照明、および強度および送達速度の制御装置）など電子部品の機能を操作するための回路板２０と、高圧電源２２の出力と電極３１との間に延びる高圧リード線３０と、装置１０の動作を制御するためのスイッチ２４とを備えることができる。任意の照明（図示せず）は、任意で、燃えている燭のような外観を装置１０にもたらすことができ、または、噴霧を照明して噴水のような効果を現すために使用することができる。任意で、装置はまた、噴霧および装置のタイミングを使用者が調整することを可能にするための、様々な制御特徴を備えることができる。
【００２３】
動作に際しては、液体が、液体供給源２９から送達コラム３４、６４（たとえば図３ｃ）へと供給される。送達コラム３４、６４は、一般に、毛管４６（図３ａ）またはウィック６６（図３ｃ）から形成することができる毛管要素４６、６６（図３）を備え、それらは、電圧荷電によって液体がＥＨＤ微粉砕されてエアゾールとなるＥＨＤ微粉砕部位先端３５へと、液体を引き込むことを可能にする。上記で説明したように、電極３１、６８の配置は、ばらつきのない液体およびエアゾール送達速度を提供するために重要である。毛管作用は、リザーバ３２からＥＨＤ微粉砕部位３５へと液体を移動させるための、有効な方法であると示されてきた。しかしながら、部位３５への液体送達速度、および周囲の空気へのエアゾール送達速度にばらつきがみられることがあり、これはおそらく、エアゾール化を誘導するために高電圧を液体に付与し、液体を通して電流を流すことの結果としての、電界ポンピングによって生じる。しかしながら、送達コラム３４、６４の長さ全体にわたるこの高電圧は、電界ポンピングを生じて、液体流量のばらつきの一因となり、それをもたらすと考えられている。液体通路上のこの電位差を最小化することによって、ばらつきのない液体送達速度を実現することができる。有利には、液体を液体供給源２９からＥＨＤ微粉砕部位３５へと動かすために、毛管要素４６、６６を使用することによって、容積式を含めたいかなる種類の作動ポンピングも回避される。リザーバ３２内の液体の送達にわたり、噴霧の流量がほぼ一定に維持されることができることも、重要である。
【００２４】
多くの毛管要素が可能である。重要な特質は、液体を、液体供給源２９からＥＨＤ微粉砕部位３５へと送達する能力である。毛管送達速度は、ＥＨＤ微粉砕の速度と少なくとも一致するのに十分なものでなくてはならず、さもなければ、ＥＨＤ微粉砕部位３５に液体がなくなり、エアゾール化が停止され、あるいは最小でも、液体がＥＨＤ微粉砕部位３５へと部分的に補充され噴霧されるとき、エアゾール化に変動が生じる。毛管４６（図３ａ）、多孔質材料５６で充填された毛管４６（図３ｂ）、および繊維様のウィック６６（図３ｃ〜図３ｈ）が、うまく使用されてきた。毛管要素内に形成された、一般的な既成のペーパータオル材料のサンプルが、うまく使用されている。
【００２５】
管機構材料は、ＡＢＳ、剛性ＰＶＣ、ポリエステル、ポリアミド、ガラス、テフロン（登録商標）（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＥＥＫ、およびポリイミドを含む。ポリマーの表面エネルギーが、液体の表面張力よりも大きく、好ましくは、液体の表面張力よりも８〜１０ダイン／ｃｍ以上大きい場合、ポリマー管を用いて毛管作用を最大化するために、管への許容可能な粘着が生じる。たとえば、２７〜３０ダイン／ｃｍの範囲内の表面張力を有する芳香油を噴霧する際に好ましい材料は、ＡＢＳ（３５〜４２ダイン／ｃｍ）（括弧内は表面エネルギー値を表す）、剛性ＰＶＣ（３９ダイン／ｃｍ）、ポリエステル（４１〜４４ダイン／ｃｍ）、ポリアミド（約３６ダイン／ｃｍ）、およびポリカーボネート（４６ダイン／ｃｍ）を含む。毛管４６は、単一要素であることが好ましいが、そうである必要はない。多数の管および互いに束ねられた多数の管を、使用することができる。毛管４６は、単一開口部を有する円筒に必ずしも限定されない。たとえば、２つ以上の管を同軸で組み合わせて、１つまたは複数の環状開口と共に中央開口を作り出すことができる。
【００２６】
本発明によれば、連続気泡、多孔質、または繊維様のウィックが、芳香エアゾールの噴霧に最も好ましい。限定ではなく例示として、ウィックは、プロッタペンの芯、フェルト先端、刷毛（ｃｈｉｎａ  ｂｒｉｓｔｌｅ）、ねじられたナイロンのより糸、編込み靴紐、発泡材料、および燭芯を含む。材料は、ポリエステルなどポリマー、または綿など天然のものとすることができる。たとえば、多孔質ウィック材料は、約４０パーセントの多孔率を有する連続気泡構造を有する。好ましくは、空隙は、ばらつきのないサイズおよび形状を有し、ウィックは、互いに均一性を示す。好ましくは、各ウィックが、ウィック間でばらつきのない、良好に画成された先細の円錐形先端を有する。好ましくは、各円錐形先端の高さ対直径アスペクト比は低いが、有効なＥＨＤ微粉砕部位３５を提供するには十分高い。
【００２７】
さらに、本発明によって、設計の柔軟性が可能になる。多数の毛管要素またはウィック（図４）を、同一の分配装置内に、多数のリザーバ（図示せず）と共に構成することができる。図４に示すように、毛管要素１６６は、噴霧部位の配置、ならびに、（１つまたは複数の）リザーバ１３２、および特定の応用例に必要とされるその他の内部動作要素の位置決めを可能にするために、曲線形状を有することができる。その他の要素のサイズおよび形状、または交換可能なリザーバの所望の配置によって、非線対称の装置設計、不規則な形状のリザーバ１３２、および曲線状の毛管要素１６６を規定することができる。単一のリザーバから、多数の噴霧部位を引き出すことができる。多数のリザーバ（図示せず）が存在する場合、多数の液体を、同時にまたは時間的に順番に噴霧することができる。この後者の能力によって、第１の芳香を分配し、次いで別々の芳香を循環させることが可能になり、それによって、連続的なレベルの知覚される香気が提供され、嗅覚の飽和減少が回避される。
【００２８】
本発明の主要な要素は、毛管要素４６、６６、特にＥＨＤ微粉砕部位３５に対する、電極４８、６８の配置である。上記で議論したように、電極４８、６８が、リザーバ３２内のバルク液体内に配置される場合、液体内の毛管要素４６、６６のバルク液体付近の端部に配置されるとしても、特に高い抵抗率を有する液体で、ＥＨＤ微粉砕部位３５にてエアゾール化を実行するために高い電圧が必要とされ、送達速度のばらつきを生み出す高レベルの電界ポンピングがもたらされる。
【００２９】
毛管要素４６、６６を液体のコラムとして見ると、これは、電極６８’（図３ｃ）と、毛管要素４６、６６の端部にあるＥＨＤ微粉砕部位３５との間の電位に対する、抵抗要素として作用する。より長い通路は、より高い抵抗および電圧低下を生じ、より高い電位の必要性と、よりばらつきのあるエアゾール流量をもたらす。ＥＨＤ微粉砕部位３５と電極６８との間の距離を短縮することによって、抵抗および電圧降下が低減され、必要電圧が減少し、よりばらつきのないエアゾール流量がもたらされる。このため、本発明は、電界ポンピングを毛管要素４６、６６のより短い長さに限定する。しかしながら、図３に示すように、電極４８、６８、７８、８８、８８’、９８、９８’、１０８は、ＥＨＤ微粉砕部位３５を超えて延びず、いくつかの材料の毛管要素は、電極を覆い、またはそれを超えて延びる。ここに、液体が毛管作用によって集まり、それをエアゾール化するために高電圧で荷電することが可能となる。結果的に、本発明によって、送達速度が改善され、時間が経過してもばらつきがない反復可能な送達速度が可能になる。たとえば、芳香送達の分野では、これが非常に望ましいことがある。
【００３０】
電界ポンピングを低減しまたはなくすための、電極６８の配置における主な因子は、噴霧先端３５への近接率、および先端３５の尖鋭度である。より小さい因子は、液体の抵抗率、毛管の吸収量、エアゾール化速度、および接地２６の位置を含む。実際には、電極６８を、動作可能または有効に、ＥＨＤ微粉砕部位３５の付近に配置しなければならない。すなわち、ＥＨＤ微粉砕部位３５に対する電極６８の位置は、上記の特性を考慮して、ばらつきのないエアゾール送達速度を生み出すように調整しなければならない。各「オン」サイクル（以下で議論する）中に、ばらつきのない送達速度を実現することができるだけでなく、ばらつきのない送達速度を、「オン」および「オフ」サイクルの延長された期間にわたり実現することができる。
【００３１】
一連の試験にわたるばらつきのなさの測度として、標準偏差を平均値で除算することによって、パーセントＣVを計算した。この測定によって、様々なウィックおよび構成を、等しく比較することが可能になる。ＣVが低いほど、流量はよりばらつきがないものとなる。荷電位置を、たとえば６８’から６８へと変えることによって、パーセントＣVは、３パーセントから１５パーセント程度の範囲内で改善された（低減された）。たとえば、１つのウィックは、２８．７パーセントＣVから、１９．３パーセントＣVに改善された。芳香では、好ましいパーセントＣVは、２０未満であり、より好ましくは、１０未満である。１０パーセントを大幅に下回ると、平均的な人間の嗅覚によってはほとんど識別されない。一般に、荷電電極６８の位置は、噴霧先端の円錐形部分内に見出されてきた。例として、試験された非導電性のウィックでは、電荷供給源６８の位置は、微粉砕部位３５から荷電点６８までが、０．５０８ｍｍ（０．０２０インチ）から０．６３５ｍｍ（０．２５０インチ）となる範囲内にあった。導電性ウィックの測定値は、ほぼ０となる。
【００３２】
多数の電極実施形態が実現可能であり、それらはすべて、電界ポンピングの低減に伴う、エアゾール送達速度のばらつきのなさの向上という、同じ望ましい結果を生み出す。上記で議論したように、電極６８とＥＨＤ微粉砕部位３５との間の大きい電圧差を低減するために、電極６８を、バルク液体および液体吸上げ部から離して、ＥＨＤ微粉砕部位３５のより近くに配置することが重要である。図３に、毛管要素６４およびＥＨＤ微粉砕部位３５に対する、様々な可能な電極構成を示す。図３ａは、毛管４６を備える基本的な毛管要素４４を示し、電圧源電極４８が、管４６内に配置されている。液体が管４６内に引き込まれるとき、電極４８は、ＥＨＤ微粉砕部位３５にて、液体をエアゾール化するのに十分な電荷を提供する。電界ポンピングの作用は、管４６の、その電圧源電極４８とＥＨＤ微粉砕部位３５との間の位置に限定される。図３ｂは、同様であるが毛管４６内に多孔質材料５６が配置されている構成を示す。図３ｂに示す毛管要素５４の動作は、図３ａに示す毛管要素４４の動作と同様である。図３ｃに示すように、毛管要素６４は、多孔質ウィック６６を備えることができ、その中に電圧源電極６８が挿入される。図３ｃに示す実施形態は、ＥＨＤ微粉砕部位３５付近でウィック６６内に挿入される、電圧源６８を備える。上記実施形態と同様に、電界ポンピングが制御され、ばらつきのないエアゾール送達がもたらされる。いくつかの実施形態では、電圧源電極６８のみが動作する状態で、上向きの毛管作用の流れと反対の、下向きの少量の望ましくない電界ポンピングを有する可能性がある。これには、追加の電圧源電極６８’を図示のように配置することによって対抗することができる。すなわち、ウィック６６の両端間の電位を、等しく、またはほぼ等しくすることができ、対抗する電界ポンピングが、ほとんどまたは全く存在しない。図３ｄに移ると、毛管要素７４のさらに別の実施形態が示される。ここで、電圧源電極７８は、多孔性ウィック６６と同軸に位置決めされた螺旋コイルを備える。電圧源電極７８が、多孔性ウィック６６に近接して動作可能に位置決めされる限り、十分な電荷が液体に付与され、電界ポンピングが制御され、ばらつきのないエアゾール送達がもたらされる。対抗する電界ポンピングもまた、最小限になり、またはなくなる。図３ｅ〜図３ｈは、さらに本発明の実施形態である、本発明による毛管要素８４、９４、１０４、１１４を示す。電圧源電極８８、９８、１０８、１１８は、図示のように多孔性ウィック６６を取り囲むシースを備えることができ、あるいは、電圧源電極は、多孔性ウィック付近に動作可能に位置決めすることができる、湾曲タブなど（図示せず）を備えることができる。最後に、図３ｇおよび図３ｈは、ハウジング１２またはリザーバカバー３３の一部が電圧源電極１０８、１１８を備えるように形成される、一実施形態を示す。そのような電圧源電極１０８、１１８のための、（それらそれぞれの公称Ω／□抵抗値を有する）構造のプラスチック材料は、非帯電性プラスチック（Ｅ９〜Ｅ１２）、静電散逸性プラスチック（Ｅ６〜Ｅ９）、および導電性プラスチック（Ｅ３〜Ｅ６）を含む。
【００３３】
エアゾール送達を改善し、芳香の分散を最大化し、プルーム強度および形状を改善するために、接地または別の基準電極２６を、ＥＨＤ微粉砕部位３５に動作可能に近接して配置することが好ましい。図１および図２は、接地２６の配置の一例を示す。接地２６がＥＨＤ微粉砕部位３５から遠すぎるところに配置されると、部位３５での荷電が、接地２５に「分からない」ので、その作用は顕著ではない。接地２６がＥＨＤ微粉砕部位３５に近すぎるところに配置されると、エアゾール噴霧が、誤って接地２６へと向けられることがある。好ましくは、接地２６は、噴霧を接地２６に引きつけずに、エアゾールを生み出すために必要な電界を発生させるように配置される。接地２６の最適な位置は、装置１０の特定の構成に依存する。液体の特性、粒子サイズ、噴霧部位のジオメトリ、および対応する必要電界電位は、接地２６の配置に影響を与えることがある。図１を参照すると、接地２６は、送達モジュール２８の側部へと外れた頂部付近に、または毛管要素３４の真下に、位置決めされる。接地２６は、中性、またはＥＨＤ微粉砕部位から噴霧されるエアゾール粒子と反対の電荷とすることができる。あるいは、応用例に応じて、エアゾール噴霧を意図的に送るために、電極２６を部位３５付近に配置することができる。必要に応じて、接地２６は、接地２６の位置を変えることを可能にするための調整部（図示せず）を備えることができる。接地２６に使用される材料は、これらに限定されないが、金属およびプラスチックを含めて、いかなる導体とすることもできる。作り出されたエアゾールは、好ましくは荷電されるが、選択された応用例では、中性粒子として放出し、分散させることができる。あるいは、外部の接地基準電極２６を使用することもできる。たとえば、ある対象物または動物、人間などが、接地基準を提供することができる。
【００３４】
好ましくは、様々な時間調整および制御機構が、回路板２０またはどこか別の場所に、要素として含まれる。装置１０が、（１つまたは複数の）芳香を放出するために室内で最初に作動されるとき、たとえば、部屋全体に香りを提供するのに十分な量の芳香を導入し、その後装置１０を停止することが望ましいことがある。後に、室内のレベルを一定に保つために、かつ、時間がたって嗅覚がなくなりまたは鈍感になる傾向に逆らうために、「維持」用の量の香りを定期的に導入することが望ましいことがある。これは、おそらく数秒間持続する短い噴射をより長い期間の静止と時間調整することによって行うことができる。そのような時間調整はまた、同じまたは異なる配合物を有する、多数の噴射と共に使用することができる。芳香の強さに応じて、１分以上のより長い「オン」時間により、香気が過剰になることがある「ホットスポット」が生み出されることがある。こうした状況では、「オフ」時間を、１分以上とすることができる。
【００３５】
単一分配器１０内に多数の香気を有することによって、いくつかの別のタイプの動作が可能になる。たとえば、互いに関連し合う香気は、共に「ブーケ」効果を生み出すことができる。分配をその日の特定の時間に制御することによって、１つの香気が、爽快にする効果（朝）、落ち着いた、またはストレスを解放する効果（昼間）、またさらに別の、リラックス効果（夕方）を誘導することができる。
【００３６】
時間調整機構を使用すると、装置１０は、時間がたって流体流量が減少した場合も一定の送達速度を維持することができる。たとえば、送達速度を、噴霧サイクル時間内の噴射間隔をより短くすることによって、維持することができる。すなわち、時間が経過して、毛管ウィック６６を通る液体の流れがより少なくなる場合、噴霧「オン」間隔を、たとえば５秒から、５秒より長く延長することができる。あるいは、またはそれと組み合わせて、「オフ」時間間隔を、たとえば４５秒から４５秒未満へと短縮することができる。これらの時間調整スキームによって、空気への、有効なまたは知覚可能なレベルの一定の芳香送達を生み出すことができる。
【００３７】
多くの芳香配合物は、５×１０3Ω・ｃｍより大きい抵抗率、および１０から約５０ダイン／ｃｍの間の表面張力を有する。これらの調整物からエアゾールを作り出すための電圧レベルは、通常、３ｋＶから１０ｋＶ以上である。コストおよび電池寿命を考慮すると、必要電圧を最低限に維持することが好ましい。流量は、０．００５〜０．１００μＬ／秒、送達速度は、５〜５０ｍｇ／時とすることができる。
【００３８】
本発明を、図示および説明のために特定の実施形態に関連付けて説明してきたが、これは網羅的なものではなく、本発明を開示された詳細な形態に限定するものでもない。上記教示に照らせば、多数の修正および変形が可能である。本発明の範囲は、この詳細な説明に限定されるものではなく、本明細書に添付する特許請求の範囲に限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態の概略的な破断図であり、その構成要素を示す図である。
【図２】図１に示す本発明の実施形態を示す部分的に詳細な概略破断図である。
【図３ａ】本発明のさらなる実施形態による、関連する電極を有する１つの毛管手段を示す概略的な破断図である。
【図３ｂ】本発明のさらなる実施形態による、関連する電極を有する別の毛管手段を示す概略的な破断図である。
【図３ｃ】本発明のさらなる実施形態による、関連する電極を有する別の毛管手段を示す概略的な破断図である。
【図３ｄ】本発明のさらなる実施形態による、関連する電極を有する別の毛管手段を示す概略的な破断図である。
【図３ｅ】本発明のさらなる実施形態による、関連する電極を有する別の毛管手段を示す概略的な破断図である。
【図３ｆ】本発明のさらなる実施形態による、関連する電極を有する別の毛管手段を示す概略的な破断図である。
【図３ｇ】本発明のさらなる実施形態による、関連する電極を有する別の毛管手段を示す概略的な破断図である。
【図３ｈ】本発明のさらなる実施形態による、関連する電極を有する別の毛管手段を示す概略的な破断図である。
【図４】任意の湾曲した毛管要素および任意のずれたリザーバを示す、本発明の一実施形態を示す概略的な破断図である。
【図５】先細状の燭構成を有する噴霧装置を示し、狭く深い液体リザーバを示す、本発明の一実施形態の概略破断図である。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図３ｆ】
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【図３ｇ】
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【図３ｈ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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