(57)【要約】  本発明は、空気清浄装置または害虫防除システムなどの装置から揮発性材料を放出するための、伝導性要素に結合された多孔性ウィッキング要素を含む、伝導性複合灯心に関する。
2014525282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔性ウィッキング要素および伝導性要素を含み、前記多孔性ウィッキング要素が前記伝導性要素に結合されている、伝導性複合灯心。
【請求項２】
前記多孔性ウィッキング要素が繊維または焼結多孔性プラスチックを含む、請求項1に記載の伝導性複合灯心。
【請求項３】
前記伝導性要素が炭素、金属または合金を含む、請求項1に記載の伝導性複合灯心。
【請求項４】
前記繊維がステープルファイバー、連続繊維、二成分繊維、一成分繊維またはその組み合わせを含む、請求項2に記載の多孔性ウィッキング要素。
【請求項５】
前記焼結多孔性プラスチックがポリエチレンまたはポリプロピレンを含む、請求項2に記載の多孔性ウィッキング要素。
【請求項６】
前記ポリエチレンが高密度ポリエチレン、非常に高分子量のポリエチレンまたは超高分子量ポリエチレンである、請求項5に記載の多孔性ウィッキング要素。
【請求項７】
約10ミクロン〜約200ミクロンの孔径と、約40%〜約95%の平均孔径を有する、請求項2に記載の繊維多孔性ウィッキング要素。
【請求項８】
約10ミクロン〜約200ミクロンの孔径と、約10%〜約70%の平均孔径を有する、請求項2に記載の焼結多孔性プラスチックウィッキング要素。
【請求項９】
多孔性ウィッキング要素および伝導性要素を含み、前記多孔性ウィッキング要素が前記伝導性要素に結合されている、伝導性複合灯心と、
前記伝導性要素に接続されたエネルギー源とを備えた装置。
【請求項１０】
前記エネルギー源が加熱素子または電源を含む、請求項9に記載の装置。
【請求項１１】
前記装置を収容する容器をさらに含み、前記容器が開口部を持つ、請求項9に記載の装置。
【請求項１２】
揮発性材料を含むリザーバーをさらに含む、請求項9に記載の装置。
【請求項１３】
揮発性材料を空中に放出するための方法であって、
開口部を持ち、揮発性材料のリザーバーを含む容器と、
多孔性ウィッキング要素および伝導性要素を含み、前記多孔性ウィッキング要素が前記伝導性要素に結合され、前記多孔性ウィッキング要素の第一の部分が前記リザーバー内の前記揮発性材料に接触し、前記多孔性ウィッキング要素の第二の部分が前記揮発性材料の前記リザーバーの外側に位置する、伝導性複合灯心と、
前記伝導性要素に接続されたエネルギー源とを備えた装置を準備すること、
前記エネルギー源から前記伝導性要素にエネルギーを適用すること、
前記揮発性材料を前記リザーバーから前記多孔性ウィッキング要素を通してウィッキングすること、および
前記揮発性材料を前記多孔性ウィッキング要素から放出することを含む方法。
【請求項１４】
前記エネルギー源がDCエネルギー源またはACエネルギー源を含む、先行する請求項のいずれかに記載のエネルギー源。
【請求項１５】
前記伝導性要素が熱伝導性または電気伝導性である、先行する請求項のいずれかに記載の伝導性要素。
【請求項１６】
前記揮発性材料が芳香剤、殺虫剤、防虫剤、消毒薬、脱臭剤、フェロモン、医薬品またはその組み合わせを含む、先行する請求項のいずれかに記載の揮発性材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、2011年8月15日出願の米国仮出願番号第61／523,439号および2011年10月17日に出願の米国仮出願番号第61／547,797号に対する優先権の利益を主張し、それぞれの全文を参照により本書に組み込む。
【０００２】
本発明は、空気清浄装置または害虫防除システムなどの装置から揮発性材料を大気に放出するための、多孔性ウィッキング要素および伝導性要素を含む伝導性複合灯心に関する。
【背景技術】
【０００３】
数多くの人々が、部屋の匂いを隠すために、または空気に芳気を加えるために、空気清浄剤を部屋に置いている。匂いを遮蔽または破壊することにより、家庭や囲まれた公共ビル内の空中の悪臭に効果的に対抗する必要性は、昆虫の駆除または阻止をするための昆虫防除材料の供給と同様、よく確立されている。各種の蒸気供給装置が、これらの目的でこれまで採用されてきた。特に、芳香剤、脱臭剤、消毒薬、殺虫剤または防虫剤などの揮発性材料を大気中に供給するためのウィッキング装置はよく知られている。典型的なウィッキング装置は、液体リザーバーから揮発性液体を供給するための、灯心と発散する領域の組み合わせを利用している。
【０００４】
数多くの空気清浄剤が市販されている。ウィッキング作用を利用する、および／またはプラグイン式のディフューザーである空気清浄剤は、消費者に特に人気がある。リードディフューザーは電源を必要とせず、低コストであり、環境に合わせたり飾ったりするために異なる形状および色にデザインできるため、人気が高まってきた。当技術ではプラグイン式ディフューザーも知られている。これらの装置では、ハウジング内に抵抗ヒーターが配置されており、そこから電気プラグが直接延びている。プラグが壁コンセントに差し込まれているとき、抵抗ヒーターが熱を発生する。空気中に放出される芳香剤または防虫剤などの物質は、ヒーターの近くに一般的に液体の形態で維持される。ヒーターが物質を加熱すると、制御された量が気化して周囲の大気に放出される。これらの装置は、好ましい物質の空気中に連続的かつ制御された流れを提供するため、家庭用として、特に台所および洗面所・浴室などの部屋によく適している。
【０００５】
それらの装置のための灯心材料は、繊維ベースのプラスチック材料、焼結多孔性プラスチック材料またはセラミックベースの材料である。これらの材料は絶縁体であり、熱および電気を伝導しない。プラグイン式などの装置を加熱する必要があるとき、伝導率が悪いと空気中への芳香剤の供給が少なくなり、より大きな電力が必要となる。循環ファンの使用、温度の引き上げおよびより大きな直径の灯心の適用など、芳香剤の供給速度を改善する試みがなされてきた。これらすべての解決策は、製品のコストを増大する。温度の引き上げには、より高価なセラミックベースの多孔性灯心の使用が要求されることがある。灯心が大きいと、その結果として製品がかさばり、加熱特性が不均一となる。
【０００６】
金属挿入物を有する灯心が、火炎式の用途で使用されてきた。米国特許第6,444,156号は、ジェルキャンドルでのメタルコア灯心の使用の欠点を考察している。本出願では、メタルコアは、製造工程中に、圧力に耐えかつその位置を維持するための機械的剛性を灯心に提供している。米国特許第6,333,009号は、オイル燃焼ランプ用の加熱素子としての金属チューブの使用を教示している。ただし、この出願は火炎式でもある。
【０００７】
従って、より高い伝導率を持ち、比較的低い温度下で揮発性材料をより多く供給する灯心の需要がある。これらのタイプの灯心では、現在の非伝導性灯心よりも少ない加熱を必要とする。火炎またはファンを使用することなく、熱および／または電気の伝導率および加熱能力を提供し、制御された供給速度の揮発性材料を使用者に供給する、伝導性構成要素を有する灯心の需要がある。さらに、選択的に活性化される熱的または電気的な伝導性回路を使用した複数の供給能力を提供する単純な装置の需要がある。
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、空気清浄剤、香水、消毒薬、防虫剤または殺虫剤などの揮発性材料の容器内の液体をウィッキング・気化するための、伝導性複合灯心、装置および方法を提供する。これらの伝導性複合灯心は、空気清浄装置または害虫防除システムなどの装置から揮発性材料を大気に放出するための伝導性要素に結合された多孔性液体ウィッキング要素を含む。
【０００９】
本発明の多孔性ウィッキング要素は、異なるタイプのオープンセル多孔性媒体を含む。これらの多孔性ウィッキング媒体には、オープンセルのフォーム、フェルト、熱硬化性樹脂と隣接するフェルト、織り繊維、熱硬化性樹脂と無機充填剤を含む多孔性媒体、押し出しプラスチック中空チューブ、および合成および天然のセルロース材料を含む多孔性媒体が含まれる。一部の実施形態では、多孔性ウィッキング要素は焼結多孔性プラスチックを含む。その他の実施形態では、多孔性ウィッキング要素は、一成分繊維または二成分繊維などの繊維質材料を含む。
【００１０】
伝導性要素は、電気伝導性であるか、熱伝導性であるか、または電気伝導性と熱伝導性の両方としうる。一部の実施形態では、伝導性要素は炭素としうる。その他の実施形態では、伝導性要素は金属または金属合金を含む。伝導性要素は、電気伝導性または熱伝導性のための電源に結合される。
【００１１】
本発明の伝導性複合灯心は、現時点で入手可能な非伝導性灯心よりも少ない加熱を必要とし、より均一性の高い加熱を提供する。一部の実施形態では、これらの灯心は、液体供給装置のために加熱、検出および制御の能力を提供できる伝導性要素の流路を持つ。多孔性ウィッキング要素は、生物分解性としうる。多孔性ウィッキング要素は、親水性としうる。多孔性ウィッキング要素は、生物分解性であり親水性であるものとしうる。
【００１２】
本発明の灯心は、異なる材料から作成ができ、揮発性材料を部屋環境などの環境に供給するために使用できる。揮発性材料は水溶性の芳香剤を含み、また一部の実施形態では、揮発性材料は重量で50%を超える水組成を持つ芳香剤の処方である。本発明の灯心は、非水溶性の芳香剤を環境に供給することもできる。本発明の灯心は、その他の揮発性材料を環境に供給することもできる。
【００１３】
本発明の伝導性複合灯心は任意選択で、多孔性ウィッキング要素の表面エネルギーの増大、およびウィッキング速度の向上のために処理される。この表面エネルギーを増大させる一つの方法は、プラズマを使用して多孔性ウィッキング要素を処理することである。これは、低圧での一括工程、または大気圧かもしくはそれより高い圧力でのインライン工程としうる。多数のガスを活性化させて、繊維の表面と反応させ、親水性の部分を形成し、親水性を向上させることができる。ガスには酸素、空気、窒素、アルゴンおよびその組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。プラズマ工程中は、希望の製品の要件に応じてさまざまな照射時間、圧力、およびエネルギーが使用される。本発明の伝導性複合灯心は任意選択で、親水性を向上させるために表面処理剤を使用して活性化しうる。一つの実施形態では、表面処理剤を二成分繊維に適用しうる。別の実施形態では、表面処理剤は市販されている二成分繊維に存在する。
【００１４】
本発明はまた、本発明の伝導性複合灯心を使用して揮発性材料を大気に供給するための新規の装置を提供する。
【００１５】
伝導性複合灯心は、より一貫した揮発性液体の供給のために、フィードバック信号を制御装置に供給できる。これらの複合灯心はまた、ユーザーに警告を発することができる。例えばユーザーは、供給されている液体のレベル、どの液体が供給されているか、または容器が空で揮発性材料の追加が必要であるかに関する警報を得ることができる。数多くの場合、いったんユーザーが最初に空気清浄剤を室内に置くと、その人は一般に容器内の揮発性空気清浄剤の量を覚えていない。空気清浄剤は多くの場合に、長時間使用した後のしばらくの間、気付かれないまま空である。これは部分的に、香りが次第に弱くなるという微妙さと、人の嗅覚の香りの適応とに起因しうる。一つの実施形態では、装置は例えば、新しい空気清浄剤に交換する、または空気清浄剤のリザーバーの揮発性材料を交換する時期であることを示す聴覚信号または視覚信号などの別の感覚信号を提供する。
【００１６】
伝導性複合灯心はまた、電源にかけられたときに熱を発生する抵抗器の役目をする。この場合には、複合灯心中の伝導性構成要素は、装置内で加熱素子として機能し、ハウジング内の外部加熱素子は必要としない。電気伝導性および／または熱伝導性を持つ複合灯心も、揮発性材料の供給を制御、または装置の光または音の機能を制御する回路の一部とすることができる。例えば複合灯心は、発光ダイオード（LED）または光ファイバーなど、それに取り付けられた光の機能を有することができる。この実施形態は、装置の使用中の装飾的な目的で光の機能を提供する。異なる光の機能はまた、異なる液体供給速度またはリザーバー内の揮発性材料の欠如を表示することもできる。
【００１７】
一つの実施形態では、複合灯心に適用されるエネルギーの持続時間は、揮発性材料の放出特性に影響しうる。別の実施形態では、伝導性複合灯心に適用されるエネルギーの量は、放出される揮発性材料の量に影響しうる。伝導性複合灯心は、伝導性複合灯心に適用されるエネルギーの頻度、持続時間および／または振幅を調節することにより、揮発性材料の特定の放出特性を提供するために使用されうる。一つの実施形態では、当業者に周知のタイマー回路が、特定の時点でかつ特定の持続時間、電力を伝導性複合灯心に供給できる。別の実施形態では、伝導性複合灯心に適用される電気エネルギーを調節することで、放出される揮発性材料の量を調節できる。揮発性材料の放出頻度を調節することで、揮発性材料に対する感覚順応を低減できる。
【００１８】
本明細書に記載した、電気伝導性と熱伝導性を持つ伝導性複合灯心は、ロッド、シート、ウェブ、または別の特性など、数多くの異なる形状を持つことができる。
【００１９】
本発明の別の実施形態は、揮発性材料を環境に供給するために伝導性複合灯心を使用する方法である。一つの実施形態では、伝導性複合灯心の一部分が、揮発性材料のリザーバー内に浸され、伝導性要素が、交流（AC）の電源、直流電源または直流（DC）電池によって電源供給される加熱素子に取り付けられる。別の実施形態では、伝導性複合灯心の一部分が揮発性材料のリザーバー内に浸され、伝導性要素が、交流（AC）の電源、直流電源または直流（DC）電池などの電源に取り付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図1は、本発明による伝導性複合灯心10の実施形態の斜視図である。金属ロッド12は、多孔性ウィッキング媒体14に埋め込まれている。
【００２１】
【図２】図2は、本発明による伝導性複合灯心20の実施形態の斜視図である。中空金属チューブ22は、多孔性ウィッキング媒体24に埋め込まれている。
【００２２】
【図３】図3は、本発明による伝導性複合灯心30の実施形態の斜視図である。金属ワイヤ32は、多孔性ウィッキング媒体34の外面の周囲を包んでいる。
【００２３】
【図４】図4は、A）多孔性ウィッキング媒体を含む柔軟性のある中空灯心42の縦方向断面と、B）多孔性ウィッキング媒体を含む中空灯心44の縦方向断面とを表わす図式である。
【００２４】
【図５】図5は、芳香剤を含む揮発性液体56と、電源に接続するためのワイヤ59を持つ加熱素子58と、加熱素子に接続され、揮発性液体内部を貫き、容器の開口部を貫いて延びる金属ロッド52、金属チューブ53および金属ワイヤ54を含む容器50とを表わす図式である。
【００２５】
【図６】図6は、揮発性液体66と、電源に接続するためのワイヤ69を持つ加熱素子68と、加熱素子に接続され、揮発性液体を貫き、容器の開口部を貫いて延びる金属元素63と、金属元素上に配置された多孔性ウィッキング媒体を含む中空灯心62とを含む容器60を表わす図式である。
【００２６】
【図７】図7は、A）多孔性ウィッキング媒体を含む中空の柔軟性のある灯心70と、B）芳香剤を含む揮発性液体74、電源に接続するためのワイヤ79を持つ加熱素子78、および加熱素子に接続され、揮発性液体を貫き、容器の開口部を貫いて延びる金属元素75を含む容器72と、C）金属元素上に配置された中空灯心70とを表わす図式である。
【００２７】
【図８】図8は、伝導性複合灯心80の実施形態の斜視図である。炭素繊維トウ82は、二成分繊維スライバを含む多孔性繊維ウィッキング媒体84とともにねじれている。
【００２８】
【図９】図9は、伝導性複合灯心の別の実施形態の断面図90および縦方向の断面図91である。多孔性繊維ウィッキング媒体94は、伝導性炭素繊維92を収容する2つの流路を含む。
【００２９】
【図１０】図10は、引抜成形した伝導性成分灯心シート100の形態での伝導性複合灯心の別の実施形態の断面図である。灯心はシートの形態で、炭素繊維コンポーネント102は、多孔性灯心層104の間に挟まれる。
【００３０】
【図１１】図11は、伝導性複合灯心110の別の実施形態の斜視図である。炭素繊維112は、複合灯心内の単一のリボンまたはシートに似た配置を持ち、多孔性ウィッキング媒体114により囲まれている。
【００３１】
【図１２】図12は、伝導性複合灯心120の別の実施形態の斜視図である。炭素繊維122は、複合灯心内の交差したリボンまたは交差したシートに似た配置を持ち、多孔性ウィッキング媒体124により囲まれている。
【００３２】
【図１３】図13は、伝導性複合灯心130の別の実施形態の斜視図である。炭素繊維132は、複合灯心内の二重コア配置で2つの流路内にあり、多孔性ウィッキング媒体134により囲まれている。
【００３３】
【図１４】図14は、伝導性複合灯心140のさらに別の実施形態の斜視図である。炭素繊維142は、複合灯心内の三重コア配置で3つの流路内にあり、多孔性ウィッキング媒体144により囲まれている。
【００３４】
【図１５】図15は、伝導性複合灯心150の別の実施形態の斜視図である。炭素繊維152は、複合灯心の表面上で、多孔性ウィッキング媒体154とともにらせん状の配置になっている。
【００３５】
【図１６】図16は、伝導性複合灯心160のなおも別の実施形態の斜視図である。炭素繊維162は、多孔性ウィッキング材料のコア162を囲む円環状またはドーナツ状の形状で、複合灯心内の多孔性ウィッキング材料166の外側の層に含まれている。
【００３６】
【図１７】図17は、伝導性複合灯心170の別の実施形態の断面図である。灯心はシートの形態で、炭素繊維コンポーネント172は、多孔性灯心層174の間に挟まれる。図に示す木の形状176など、さまざまな形状をシートからダイカットできる。
【００３７】
【図１８】図18は、伝導性複合灯心180の別の実施形態の断面図および斜視図である。灯心は、灯心のコアに位置する炭素繊維コンポーネント182を持つ星に似た押出成型の形状であり、多孔性ウィッキング材料184に含まれる。
【００３８】
【図１９】図19は、容器のリザーバー内の液体196の揮発性材料と、電源に接続するためのワイヤ199を持つ加熱素子198と、多孔性ウィッキング材料192内に含まれ、加熱素子に接続され、かつ液体を貫き、容器の開口部を貫いて延びる、炭素繊維要素193を持つ2つの伝導性複合灯心191とを含む容器190を表わす図式である。
【００３９】
【図２０】図20は、揮発性液体266と、電源に接続するためのワイヤ269を持つ加熱素子268と、加熱素子に接続され、揮発性液体を貫き、容器の開口部を貫いて延びる伝導性要素263と、伝導性要素上に配置された多孔性ウィッキング媒体を含む中空灯心262とを含む容器260を表わす図式である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明は、伝導性複合灯心と、伝導性複合灯心を含む装置と、空気清浄剤、香水、消毒薬、防虫剤または殺虫剤などの揮発性材料の容器内で液体をウィッキング・気化する方法を提供する。これらの伝導性複合灯心はまた、ジプロピレングリコール（DPG）などの低い蒸気圧を持つ有機溶剤を含むがこれに限定されない、気化しにくい材料を供給できる。
伝導性複合灯心
【００４１】
これらの伝導性複合灯心は、空気清浄装置または害虫防除システムで使用するための装置などの装置からの揮発性材料の放出に使用するための伝導性要素に結合された多孔性ウィッキング要素を含む。一部の実施形態では、多孔性ウィッキング要素は焼結多孔性プラスチックを含みうる。その他の実施形態では、多孔性ウィッキング要素は、繊維性の材料を含みうる。
【００４２】
伝導性要素は、電気伝導性であるか、熱伝導性であるか、または電気伝導性と熱伝導性の両方としうる。一部の実施形態では、伝導性要素は炭素としうる。その他の実施形態では、伝導性要素は金属または金属合金を含む。伝導性要素は、電気伝導性または熱伝導性のための電源に結合される。
【００４３】
本発明の伝導性複合灯心は、多孔性ウィッキング要素および伝導性要素を含む。一つの実施形態では、伝導性複合灯心の一方の端にある伝導性要素は、リザーバー内の加熱源または電源に接続されており、および伝導性複合灯心の他方の端は容器の外に延び、空気にさらされている。伝導性複合灯心の伝導性要素の両端は、加熱源、電源または電気回路に接続できる。伝導性複合灯心の一部分は、リザーバーに浸され、伝導性複合灯心のその他の部分は、容器外に延び、空気にさらされている。伝導性複合灯心は、ロッド、湾曲したロッド、分岐した構造、または花などの特定の形状など、任意の形状にすることができる。
【００４４】
一つの実施形態では、伝導性複合灯心は、多孔性ウィッキング要素および金属性伝導性要素を持つ。多孔性ウィッキング要素および金属性伝導性要素は、数多くの構成を持つことができる。別の実施形態では、金属性伝導性要素のための流路が多孔性ウィッキング要素内に埋め込まれている。また別の実施形態では、金属性伝導性要素のための流路は、多孔性ウィッキング要素の表面に位置する。複合灯心の異なる構成の非限定的な例を図に示す。
【００４５】
一つの実施形態では、伝導性複合灯心は、多孔性のウィッキング要素および炭素伝導性要素を持つ。一つの実施形態では、炭素伝導性要素は炭素繊維伝導性要素である。多孔性ウィッキング要素および炭素繊維要素は、数多くの構成を持つことができる。別の実施形態では、炭素繊維伝導性流路は多孔性ウィッキング要素内に埋め込まれている。また別の実施形態では、炭素繊維伝導性流路は多孔性ウィッキング要素の表面に位置する。複合灯心の異なる構成の非限定的な例を図に示す。
多孔性ウィッキング要素 
【００４６】
本発明の多孔性ウィッキング要素は、異なるタイプのオープンセル多孔性媒体を含む。これらの多孔性ウィッキング媒体には、オープンセルのフォーム、フェルト、熱硬化性樹脂と隣接するフェルト、織り繊維、熱硬化性樹脂と無機充填剤を含む多孔性媒体、押出プラスチック中空チューブ、および合成および天然のセルロース材料を含む多孔性媒体が含まれるが、これに限定されない。一部の実施形態では、多孔性ウィッキング要素は、焼結多孔性高分子材料を含むがこれに限定されない、多孔性高分子材料を含む。一部の実施形態では、多孔性ウィッキング要素は焼結多孔性プラスチックを含む。その他の実施形態では、多孔性液体ウィッキング要素は、不織りまたは織物の繊維、または米国特許第5,607,766号および米国特許出願第20030211799号に記載のある工程により作成される繊維などの、多孔性繊維材料としうる。繊維はステープルファイバー（staple fiber）、連続繊維、二成分繊維および一成分繊維としうる。多孔性ウィッキング要素は、中実、管状、またはスパイラルの構成としうる。多孔性ウィッキング要素は、柔軟性のあるまたは比較的剛性のあるものとしうる。本発明の灯心を構成するために適切な材料を規制する要因には、灯心により移動させる液体との適合性、その材質により提供されるウィッキング速度、材質の加工の簡単さ、材料費などが含まれる。
【００４７】
一部の実施形態では、本発明の焼結高分子材料は単一または複数個のプラスチックを含む。本明細書に記載されるプラスチックは、軟質プラスチックおよび硬質プラスチックを含む。一部の実施形態では、軟質プラスチックは重合体から成り、その弾性係数は約15,000 N/cm2から約350,000 N/cm2の範囲であり、および／またはその引っ張り強さは約1500 N/cm2から約7000 N/cm2の範囲である。一部の実施形態によると、硬質プラスチックは重合体から成り、その弾性係数は約70,000 N/cm2から約350,000 N/cm2の範囲であり、およびその引っ張り強さは約3000 N/cm2から約8500 N/cm2の範囲である。
【００４８】
一部の実施形態では、本発明の焼結高分子材料での使用に適するプラスチックは、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、硬質ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリル酸、ポリフッ化ビニリデン、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリエーテルイミド、ポリエーテレテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、酸化ポリフェニレン、またはその組み合わせまたは共重合体を含む。
【００４９】
一部の実施形態では、ポリオレフィンはポリエチレン、ポリプロピレンおよび／またはその共重合体を含む。ポリエチレンは、高密度ポリエチレン（HDPE）、非常に高分子量のポリエチレン（VHMWPE）または超高分子量ポリエチレン（UHMWPE）としうる。多孔性プラスチック灯心の平均孔径は、約10ミクロン〜約200ミクロン、約20ミクロン〜約150ミクロン、または約30ミクロン〜約100ミクロンの範囲としうる。多孔性プラスチック灯心は、約10%〜約70%、約20%〜約60%、または約30%〜約50%の平均細孔容積を持つ。平均孔径および平均細孔容積は、ASTM D4404方法を使用した水銀ポロシメトリーにより決定される。
【００５０】
一つの実施形態では、ポリエチレンはHDPEを含む。本明細書で使用される高密度ポリエチレンは、約0.92 g/cm3〜約0.97 g/cm3の範囲の密度を持つポリエチレンを指す。一部の実施形態では、高密度ポリエチレンは、約50〜約90の範囲の結晶化度（密度からの％）を有する。HDPEは、約100,000ダルトン（Da）〜500,000 Daの分子量を有する。
【００５１】
別の実施形態では、ポリエチレンはUHMWPEを含む。本明細書で使用されるUHMWPEは、1,000,000を超える分子量、一部の実施形態では3,000,000 Da〜6,000,000 Daの分子量を持つポリエチレンを指す。
【００５２】
別の実施形態では、ポリエチレンは非常に高分子量のポリエチレン（VHMWPE）を含む。本発明で使用される非常に高分子量のポリエチレンは、300,000 Daを超え、1,000,000 Da未満の分子量を持つポリエチレンを指す。
【００５３】
本発明の灯心が焼結高分子材料を含む一部の実施形態では、灯心は複数のプラスチック粒子を型に供給することにより作成され、その型は希望の灯心形状を持つ空洞を備える。複数のプラスチック粒子が型内に配置され、焼結されて、本発明の灯心が作成される。本明細書で描写した任意のプラスチックの粒子を、本発明の灯心に焼結できる。
【００５４】
一部の実施形態では、プラスチック粒子は約200oFから約700oFの範囲の温度で焼結される。一部の実施形態では、プラスチック粒子は約300oFから約500oFの範囲の温度で焼結される。本発明の実施形態によると、焼結温度は、プラスチック粒子の固有性に依存し、それにより選択される。適切な焼結温度は、当業者に周知である。
【００５５】
一部の実施形態では、プラスチック粒子は約30秒から30分の範囲の時間枠で焼結される。その他の実施形態では、プラスチック粒子は約1分から約15分、または約5分から約10分の範囲の時間枠で焼結される。一部の実施形態では、焼結工程は過熱、浸漬および／または焙焼サイクルから成る。さらに、一部の実施形態では、プラスチック粒子は、環境気圧（1気圧）下で焼結される。その他の実施形態では、プラスチック粒子は、環境気圧より高い気圧下で焼結される。
【００５６】
別の実施形態では、灯心は繊維性材料を含む。一部の実施形態によれば、繊維性の材料は、一成分繊維、二成分繊維、またはその組み合わせを含む。一部の実施形態では、本発明の実施形態での使用に適する一成分繊維は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ナイロン-6、ナイロン-6,6、ナイロン12、コポリアミド、テレフタル酸ポリエチレン（PET）、テレフタル酸ポリブチレン（TBP）、コ-PET、またはその組み合わせを含む。一部の実施形態では、本発明の実施形態での使用に適する一成分繊維は、生物分解性としうる。一部の実施形態では、本発明の実施形態での使用に適する一成分繊維は、着色したアクリル繊維などで着色されうる。
【００５７】
本発明の多孔性ウィッキング要素を作成するために使用できる合成繊維材料は、生物分解性または非生物分解性としうる。
【００５８】
合成生物分解性一成分繊維には、ポリ乳酸（PLA）、ポリヒドロキシアルカン酸（PHA）、ポリヒドロキシブチラート-吉草酸（PHBV）、およびポリカプロラクトン（PCL）が含まれるが、これに限定されない。
【００５９】
一部の実施形態によれば、本発明の多孔性ウィッキング要素での使用に適する二成分繊維は、ポリプロピレン／テレフタル酸ポリエチレン（PET）、ポリエチレン／PET、ポリプロピレン／ナイロン-6、ナイロン-6／PET、コポリエステル／PET、コポリエステル／ナイロン-6、コポリエステル／ナイロン-6,6、ポリ-4-メチル-1-ペンテン／PET、ポリ-4-メチル-1-ペンテン／ナイロン-6、ポリ-4-メチル-1-ペンテン／ナイロン-6,6、PET／ナフタル酸ポリエチレン（PEN）、ナイロン-6,6／ポリ-1,4-シクロヘキサンジメチル（PCT）、ポリプロピレン／テレフタル酸ポリブチレン（PBT）、ナイロン-6／コ-ポリアミド、ポリ乳酸／ポリスチレン、ポリウレタン／アセタール、ポリ乳酸（PLA）共重合体／ポリ乳酸（PLA）、および可溶性のコポリエステル／ポリエチレンを含む。一部の実施形態では、二成分繊維は米国特許第4,795,668号、第4,830,094号、第5,284,704号、第5,509,430号、第5,607,766号、第5,620,641号、第5,633,032号、第5,948,529号に記載のあるものを含む。
【００６０】
本発明の一部の実施形態によれば、二成分繊維は、コア／シースまたは横並びの断面構造を持つ。その他の実施形態では、二成分繊維は、アイランド・イン・ザ・シー（islands-in-the-sea）構造、マトリクスフィブリル（matrix fibril）構造、シトラスフィブリル（citrus fibril）構造、またはセグメント化パイ（segmented pie）断面構造を持つ。コア／シース断面構造を有し、本発明の実施形態での使用に適する二成分繊維を表1に記載する。
【表１】
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【００６１】
一部の実施形態では、繊維は連続繊維を含む。その他の実施形態では、繊維はステープルファイバーを含む。一つの実施形態では例えば、繊維性材料の繊維はステープルファイバーである二成分繊維を含む。一部の実施形態によれば、ステープルファイバーは任意の希望の長さを持つ。一部の実施形態では、繊維性の材料は織物または不織りである。一つの実施形態では、繊維性材料は焼結される。一つの実施形態では、繊維性の灯心は任意選択で着色される。別の実施形態では、繊維は任意選択で、伝導性複合灯心の形成に使用する前に染色される。
【００６２】
一部の実施形態では、多孔性ウィッキング要素は、最高約12インチの長さを持つ。一部の実施形態では、多孔性ウィッキング要素は、少なくとも1インチの長さを持つ。その他の実施形態では、多孔性ウィッキング要素は、約2インチ〜約12インチの範囲の長さを持つ。一部の実施形態によれば、多孔性ウィッキング要素は、約1インチ未満または約12インチを超える長さを持つ。その上、一部の実施形態では、多孔性ウィッキング要素の本体は、最高約0.5インチの幅または直径を持つ。一部の実施形態では、テーパー付きまたは窪んだ灯心端部の断面の直径は、少なくとも0.05インチである。
【００６３】
一部の実施形態では、多孔性ウィッキング要素は、生物分解性としうる。多孔性ウィッキング要素は、親水性としうる。多孔性ウィッキング要素は、生物分解性であり親水性であるものとしうる。本出願で生物分解性という用語は、多孔性ウィッキング要素の成分が生物分解性であることを示す。一つの実施形態では、生物分解性である多孔性ウィッキング要素の成分の重量パーセント（wt%）は、多孔性ウィッキング要素の合計重量の少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%または少なくとも90%である。一つの実施形態では、多孔性ウィッキング要素の主な成分は生物分解性である。
【００６４】
本発明の伝導性複合灯心は、異なる材料から作成ができ、揮発性材料を部屋環境などの環境に供給するために使用しうる。この発明では揮発性材料は水溶性の芳香剤を含み、揮発性材料は重量で50%を超える水組成を持つ芳香剤の処方である。本発明の伝導性灯心は、非水溶性の芳香剤を環境に供給することもできる。本発明の伝導性灯心は、その他の揮発性材料を環境に供給することもできる。
【００６５】
本発明の灯心は任意選択で、多孔性ウィッキング要素の表面エネルギーの増大、およびウィッキング速度の向上のために処理される。この表面エネルギーを増大させる一つの方法は、プラズマを使用して多孔性ウィッキング要素を処理することである。これは、低圧での一括工程または大気圧かもしくはそれより高い圧力でのインライン工程としうる。多数のガスを活性化させて、繊維の表面と反応させ、親水性の部分を形成し、親水性を向上させることができる。ガスには酸素、空気、窒素、アルゴンおよびその組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。プラズマ工程中は、希望の製品の要件に応じてさまざまな照射時間、圧力、およびエネルギーが使用される。本発明の灯心は任意選択で、親水性を向上させるために表面処理剤を使用して活性化しうる。一つの実施形態では、表面処理剤を二成分繊維に適用しうる。別の実施形態では、表面処理剤は市販されている二成分繊維または一成分繊維に存在する。
伝導性要素
【００６６】
複合灯心の伝導性要素は、熱伝導性および／または電気伝導性としうる。異なる実施形態では、伝導性要素は金属、合金、または炭素としうる。
【００６７】
一部の実施形態では、伝導性要素は金属である。金属は、アルミニウム、銅、鉄、鋼または亜鉛から選択されうる。一部の実施形態では、伝導性要素は合金である。これらの合金は、鋼またはステンレス鋼などこれらの金属元素のうち一つ以上を含む。合金には、Kanthal合金、（FeCrAl）、ニクロム80／20合金（80%ニッケル、20%クロム）、およびキュプロニッケル合金（CuNi）が含まれるが、これに限定されない。伝導性要素として使用しうるその他の材料は、二ケイ化モリブデン（MoSi2）、チタン酸バリウムおよびチタン酸鉛である。
【００６８】
一つの実施形態では、伝導性要素は金属ロッド、中空金属チューブ、または金属ワイヤとしうる。一つの実施形態では、複合灯心の金属元素は、あらかじめ設定された電気的抵抗および抵抗器としての機能を持つ。複合灯心の金属元素に電流がかけられたときに、金属元素は熱を発生する。金属元素により発生した熱は、多孔性灯心を通した揮発性材料のウィッキング、および揮発性材料の空気への放出を促進する。
【００６９】
一つの実施形態では、金属ロッドは、多孔性液体ウィッキング媒体に埋め込まれ、複合灯心を形成する。複合灯心の別の実施形態では、金属成分は中空チューブであり、多孔性液体ウィッキング媒体は中空チューブ上に配置される。複合灯心のまた別の実施形態では、金属成分は金属ワイヤまたはスクリーンであり、金属ワイヤまたはスクリーンは多孔性液体ウィッキング媒体の外面に包まれる。
【００７０】
一部の実施形態では、金属ロッド、チューブまたはワイヤは最高約12インチの長さを持つ。一部の実施形態では、金属ロッド、チューブまたはワイヤは少なくとも1インチの長さを持つ。その他の実施形態では、金属ロッド、チューブまたはワイヤは、約2インチ〜約12インチの範囲の長さを持つ。一部の実施形態によれば、金属ロッド、チューブまたはワイヤは、約1インチ未満または約12インチを超える長さを持つ。その上、一部の実施形態では、金属ロッド、チューブまたはワイヤの本体は、約0.01インチから最高約0.25インチまでの幅または直径を持つ。一つの実施形態では、金属成分はウィッキング要素よりも長くてもよい。別の実施形態では、金属元素はウィッキング要素よりも短い。金属成分の電気伝導度は、20℃で1x103（シーメンス／メートル（S/m））より大、20℃で1x104（S/m）より大、または20℃で1x105（S/m）より大とすべきである。
【００７１】
別の実施形態では、伝導性要素は炭素である。別の実施形態では、伝導性要素は炭素繊維である。異なる実施形態では、炭素繊維はトウ、糸、ロッド、シートまたはスリーブの形態としうる。別の実施形態では、炭素繊維はグラファイト繊維としうる。炭素繊維は一般に0.001〜0.050 mmの直径を持つ。異なる実施形態では、本発明の炭素繊維は最高99%、または90%〜99%、または95%〜99%の炭素含有量を持つ。伝導性複合灯心の伝導性炭素繊維は、灯心全体について重量で0.1%〜90%、重量で1%〜50%、重量で2%〜30%または重量で5%〜20%としうる。炭素の量は灯心の抵抗を変えるために変化させうる。このように、異なる量の炭素を持つ灯心は、揮発性材料を放出するために異なる量の動力を要しうる。炭素繊維は例えば、Fibre Glast Development Corp.（オハイオ州ブルックビル）、Zoltek Inc.（ミズーリ州セントルイス）、Toho Tenax America, Inc.（テネシー州ロックウッド）から市販されている。炭素繊維シート、チューブおよびロッドは、Graphitestore.com Inc.（イリノイ州バッファローグローブ）から購入しうる。
【００７２】
一部の実施形態では、伝導性複合灯心の伝導性要素は、ニッケル被覆の炭素繊維など、金属被覆の繊維としうる。このタイプの繊維は、Toho Tenax America, Inc.（テネシー州ロックウッド）から購入できる。
【００７３】
一つの実施形態では、伝導性炭素要素はロッド、中空チューブ、またはワイヤとしうる。ロッドまたはチューブは、多孔性ウィッキング媒体内に埋め込みうる。多孔性ウィッキング媒体は、チューブまたはロッド上に配置、またはワイヤ上に挿入しうる。ワイヤはまた、多孔性ウィッキング媒体の内側または外側に適用しうる。ワイヤは直線、曲線またはスパイラルの構成としうる。スパイラルワイヤ構成は、多孔性ウィッキング媒体をスパイラルワイヤの内径に挿入することを許容する内径を持ちうる。
【００７４】
また別の実施形態では、伝導性炭素繊維要素はトウまたは糸とすることができ、また炭素繊維トウまたは糸は、多孔性ウィッキング媒体内に埋め込まれる。別の実施形態では、炭素繊維要素は多孔性ウィッキング媒体とともによじり、多孔性ウィッキング媒体の表面に配置できる。
【００７５】
一つの実施形態では、伝導性複合灯心の伝導性炭素繊維素子は、あらかじめ設定された電気的抵抗があり、抵抗器としての機能を持つ。伝導性複合灯心の炭素繊維要素に電流がかけられたときに、炭素繊維要素は熱を発生する。炭素繊維要素により発生した熱は、多孔性灯心を通した揮発性材料のウィッキング、および揮発性材料の空気への放出を促進する。
【００７６】
別の実施形態では、炭素繊維はシートまたはスリーブの形態であり、また炭素繊維は多孔性液体ウィッキング媒体の外面上に包まれる。
【００７７】
伝導性複合灯心の一つの実施形態では、炭素繊維トウは、その他の非伝導性繊維材料の周りを包み、この場合に繊維材質は、緩い繊維または焼結繊維とすることができ、その緩い繊維は筆記用具様のリザーバーまたは紙巻タバコフィルタ様を持ち、また灯心は任意選択で、非多孔性スキンの層で包まれる。
【００７８】
伝導性複合灯心の別の実施形態では、炭素繊維は、その他の非伝導性繊維材料の周りを包み、この場合に繊維材質は緩い繊維とすることができ、その緩い繊維は筆記用具様のリザーバー様または紙巻タバコフィルタ様を持ち、また灯心は非多孔性スキンの層で包まれる。
【００７９】
一部の実施形態では、伝導性複合灯心は最高約12インチの長さを持つ。その他の実施形態では、伝導性複合灯心は少なくとも1インチの長さを持つ。別の実施形態では、伝導性複合灯心は約2インチ〜約12インチの範囲の長さを持つ。一部の実施形態によれば、伝導性複合灯心は、約1インチ未満または約12インチを超える長さを持つ。
【００８０】
一部の実施形態では、炭素繊維要素は、約0.01インチから最高約0.255インチの幅または直径を持つ。一つの実施形態では、炭素繊維コンポーネントは、ウィッキング要素よりも長くてもよい。別の実施形態では、炭素繊維コンポーネントは、ウィッキング要素よりも短い。
【００８１】
一つの実施形態では、複合灯心は、複数の炭素繊維伝導性流路を含む。ウィッキング要素の内側または外側にある流路内に含まれる炭素繊維の抵抗は、3インチの長さの炭素繊維について0.01オーム〜1000オーム、0.1〜100オームまたは1〜10オームである。伝導率は抵抗の逆数である。抵抗は、灯心の内または上の炭素繊維の2つの端部に接続されたマルチメーターで測定された。炭素繊維流路の伝導率は、炭素繊維流路内の炭素繊維の直径により制御できる。炭素繊維材料の電気伝導度は、20℃で1x102（シーメンス／メートル（S/m））より大、20℃で1x103（S/m）より大、または20℃で1x104（S/m）より大とすべきである。
【００８２】
異なる実施形態では、伝導性複合灯心内の二成分の結合繊維は、1ミクロン〜50ミクロンの直径を持つ。その他の実施形態では、炭素繊維は1ミクロン〜50ミクロンの直径を持つ。さまざまな実施形態では、結果的な伝導性複合灯心の密度は、5g/meter.cm2）〜50 g/meter.cm2で変化しうる。本発明の繊維灯心は、約10ミクロン〜約200ミクロン、約20ミクロン〜約150ミクロンまたは約30ミクロン〜約100ミクロンの範囲の孔径を持つ。本発明の繊維灯心は、約40%〜約95%、約50%〜約90%または約60%〜約80%の細孔容積を持つ。孔径および細孔容積は、ASTM D4404方法を使用した水銀ポロシメトリーにより決定される。
【００８３】
一つの実施形態では、伝導性複合灯心は着色されうる。別の実施形態では、伝導性複合灯心内の二成分繊維は着色される。また別の実施形態では、伝導性複合灯心内の多孔性ウィッキング要素は、着色された一成分繊維を含む。別の実施形態では、ウィッキング要素は黒アクリル繊維を含む。一成分繊維はまた、伝導性複合灯心の形成に使用する前に染色されうる。
【００８４】
一つの実施形態では、本発明の伝導性複合灯心内の二成分結合繊維は、ポリ乳酸（PLA）／PLA二成分繊維などの生物分解性としうる。
金属伝導性の流路を持つ伝導性複合灯心を作成する工程
【００８５】
二成分繊維の一つの成分は、二成分繊維の別の成分よりも低い融解温度を持つ。二成分繊維は、低い方の融解温度の成分を溶解して一つに融合させ、それによって繊維間に空隙（孔）を持つ多孔性媒体を形成しうる。
【００８６】
一つの実施形態では、伝導性複合灯心は、二成分繊維スライバおよび金属ワイヤから作成される。二成分繊維スライバおよび金属ワイヤは一緒に引き出され、その後、オーブン引抜成形工程で熱および圧力がかけられる。オーブンの出口側のダイが好ましい直径のロッドを形成し、それがその後に切断されて灯心になる。伝導性複合灯心中の繊維の大部分は、二成分合成繊維（約51 wt%〜約95 wt%）で構成される。二成分合成繊維は、灯心の重量の少なくとも50 wt%、60 wt%、70 wt%、80 wt%、90 wt%または95 wt%を超えるものとしうる。伝導性複合灯心中の繊維の少量の成分は金属ワイヤである。
【００８７】
別の実施形態では、伝導性複合灯心は、二成分繊維スライバおよび金属ワイヤから作成される。二成分繊維スライバおよび金属ワイヤは一緒に引き出され、金属ワイヤが二成分繊維スライバの中央に位置する状態で、その後、オーブン引抜成形工程で熱および圧力がかけられる。オーブンの出口側のダイが好ましい直径のロッドを形成し、それがその後に切断されて灯心になる。伝導性複合灯心中の繊維の大部分は、二成分合成繊維（約51 wt%〜約95 wt%）で構成される。二成分合成繊維は、灯心の重量の少なくとも50 wt%、60 wt%、70 wt%、80 wt%、90 wt%または95 wt%を超えるものとしうる。伝導性複合灯心の少量の成分は金属ワイヤである。一つの実施形態では、伝導性金属ワイヤを含む流路は伝導性複合灯心の中央にある。
【００８８】
別の実施形態では、伝導性複合灯心は、連続二成分繊維糸および金属ワイヤから作成される。二成分繊維糸および金属ワイヤは一緒に引き出され、その後、オーブン引抜成形工程で熱および圧力がかけられる。オーブンの出口側のダイが好ましい直径のロッドを形成し、それがその後に切断されて灯心になる。伝導性灯心中の繊維の大部分は、二成分合成繊維（約51 wt%〜約95 wt%）で構成される。二成分合成繊維は、灯心の重量の少なくとも50 wt%、60 wt%、70 wt%、80 wt%、90 wt%または95 wt%を超えるものとしうる。伝導性灯心中の繊維の少量の成分は金属ワイヤである。
【００８９】
なおも別の実施形態では、伝導性灯心は、連続二成分繊維糸および連続金属ワイヤから作成される。二成分繊維糸および金属ワイヤは一緒に引き出され、金属ワイヤが二成分繊維糸の中央に位置する状態で、その後、オーブン引抜成形工程で熱および圧力がかけられる。オーブンの出口側のダイが好ましい直径のロッドを形成し、それがその後に切断されて灯心になる。伝導性灯心中の繊維の大部分は、二成分合成繊維（約51 wt%〜約95 wt%）で構成される。二成分合成繊維は、灯心の重量の少なくとも50 wt%、60 wt%、70 wt%、80 wt%、90 wt%または95 wt%を超えるものとしうる。伝導性複合灯心中の繊維の少量の成分は金属ワイヤである。伝導性金属ワイヤを含む流路は伝導性複合灯心の中央にある。
炭素繊維伝導性の流路を持つ伝導性複合灯心を作成する工程
【００９０】
二成分繊維の一つの成分は、二成分繊維の別の成分よりも低い融解温度を持つ。二成分繊維は、低い方の融解温度の成分を溶解して一つに融合させ、それによって繊維間に空隙（孔）を持つ多孔性媒体を形成しうる。
【００９１】
一つの実施形態では、伝導性複合灯心は、二成分繊維スライバおよび一成分炭素繊維トウから作成される。二成分繊維スライバおよび炭素繊維トウは一緒に引き出され、その後、オーブン引抜成形工程で熱および圧力がかけられる。オーブンの出口側のダイが好ましい直径のロッドを形成し、それがその後に切断されて灯心になる。伝導性複合灯心中の繊維の大部分は、二成分合成繊維（約51 wt%〜約95 wt%）で構成される。二成分合成繊維は、灯心の重量の少なくとも50 wt%、60 wt%、70 wt%、80 wt%、90 wt%または95 wt%を超えるものとしうる。伝導性複合灯心中の繊維の少量の成分は一成分炭素繊維である。
【００９２】
別の実施形態では、伝導性複合灯心は、二成分繊維スライバおよび一成分炭素繊維トウから作成される。二成分繊維スライバおよび炭素繊維トウは一緒に引き出され、炭素繊維が二成分繊維スライバの中央に位置する状態で、その後、オーブン引抜成形工程で熱および圧力がかけられる。オーブンの出口側のダイが好ましい直径のロッドを形成し、それがその後に切断されて灯心になる。伝導性複合灯心中の繊維の大部分は、二成分合成繊維（約51 wt%〜約95 wt%）で構成される。二成分合成繊維は、灯心の重量の少なくとも50 wt%、60 wt%、70 wt%、80 wt%、90 wt%または95 wt%を超えるものとしうる。伝導性複合灯心中の繊維の少量の成分は一成分炭素繊維である。一つの実施形態では、伝導性炭素繊維を含む流路は伝導性複合灯心の中央にある。
【００９３】
さらに別の実施形態では、伝導性複合灯心は、連続二成分繊維糸および一成分炭素繊維トウから作成される。二成分繊維糸および炭素繊維トウは一緒に引き出され、その後、オーブン引抜成形工程で熱および圧力がかけられる。オーブンの出口側のダイが好ましい直径のロッドを形成し、それがその後に切断されて灯心になる。伝導性灯心中の繊維の大部分は、二成分合成繊維（約51 wt%〜約95 wt%）で構成される。二成分合成繊維は、灯心の重量の少なくとも50 wt%、60 wt%、70 wt%、80 wt%、90 wt%または95 wt%を超えるものとしうる。伝導性灯心中の繊維の少量の成分は一成分炭素繊維である。
【００９４】
別の実施形態では、伝導性灯心は、連続二成分繊維糸および一成分炭素繊維トウから作成される。二成分繊維糸および炭素繊維トウは一緒に引き出され、炭素繊維が二成分繊維糸の中央に位置する状態で、その後、オーブン引抜成形工程で熱および圧力がかけられる。オーブンの出口側のダイが好ましい直径のロッドを形成し、それがその後に切断されて灯心になる。伝導性灯心中の繊維の大部分は、二成分合成繊維（約51 wt%〜約95 wt%）で構成される。二成分合成繊維は、灯心の重量の少なくとも50 wt%、60 wt%、70 wt%、80 wt%、90 wt%または95 wt%を超えるものとしうる。伝導性複合灯心中の繊維の少量の成分は一成分炭素繊維である。伝導性炭素繊維を含む流路は伝導性複合灯心の中央にある。
【００９５】
別の実施形態では、本発明の伝導性繊維灯心を作成するために使用される合成二成分繊維および伝導性炭素繊維材料を、スライバに割いた。オーブン引抜成形工程を使用して、スライバが一つに結合された。合成二成分繊維は、同軸シースおよびコア材料で構成された。焼結を促進するために、シース材料はコア材料よりも融点が低いものであった。オーブン温度はシースとコアの融解温度の間に設定され、オーブンは二成分繊維のシース材料をその他の二成分繊維に熱的に結合（溶解）させた。この工程は、円筒型焼結多孔性マトリクスを生成した。ダイがこの基質を圧縮してロッドの形に成形し、その後、空冷され、希望の長さに切断された。この場合には、炭素繊維を含む伝導性流路は、伝導性灯心内に均一に分散される。
【００９６】
伝導性複合灯心中の繊維材料は、オーブン引抜成形工程の使用により一つに結合される。オーブンは、二成分繊維のシース材料をその他の二成分繊維に熱的に結合（溶解）し、引抜成形工程中に溶解しない非結合一成分炭素繊維に熱的に結合（溶解）する。この工程は、円筒型焼結多孔性マトリクスを生成する。ダイがこの基質を圧縮してロッドの形に成形し、その後、空冷され、所定の長さに切断する。
【００９７】
伝導性繊維灯心は、繊維産業の当業者に周知の通り、加熱オーブン内のダイ形状を変化させることにより、シートまたは三角形またはその他の特性など、その他の形状を持ちうる。
【００９８】
伝導性複合灯心はまた、伝導性灯心の多孔性ウィッキング要素の表面エネルギーを制御することにより、液体について異なるウィッキング特性を持ちうる。工程には、界面活性剤の添加、サイズ剤、またはプラズマ処理またはコロナ処理を含みうる。これらの工程は、通常の技量を持つ当業者に周知である。
プラズマ処理
【００９９】
任意選択で、伝導性複合灯心中のウィッキング要素はプラズマ処理される。プラズマ処理は、高周波（RF）またはマイクロ波プラズマなど、一般に採用される工業プラズマ工程の任意の一つとしうる。プラズマはまた、低圧または常圧のプラズマ工程ともしうる。この特定の用途では、プラズマは低圧ガスプラズマ処理工程である。ウィッキング要素は、規定の時間、エネルギー準位、およびガス流量でチェンバ内に配置される。プラズマ工程は、灯心の親水性を高める。ガスは酸素、窒素、アルゴン、水素およびその任意の組み合わせとしうる。アルコールまたはアクリル酸などのその他の分子をプラズマチェンバ内で使用して、重合体の親水性を高めることもできる。ガス流量は、チェンバを圧力約100 mtorrに維持するために制御され、処理時間は一般に数分〜30分であった。プラズマ処理の条件が機械の設計、標本サイズ、動力などに依存することは広く知られている。通常の技量の当業者であれば、異なる成分の部分について、また異なるプラズマ機械について条件を修正できる。引抜成形工程にインラインで供給し、および真空（減圧・吸引）状態を必要とせず、および正圧（周囲大気圧より高い）で動作する、プラズマ処理装置を使用しうる。
【０１００】
プラズマ処理工程は、繊維分子の表面に親水性の部分を形成する。これらの部分は、繊維灯心の表面エネルギーを増大させ、その親水性を高める。断面積は、所定の灯心密度について灯心を通って移動できる液体の量を決定する。より大きな直径の灯心は、より多くの液体を移動できる。
表面処理剤
【０１０１】
表面処理剤は任意選択で、伝導性複合灯心の親水性を向上させるために使用される。表面処理剤は、繊維工程用の補助剤として繊維産業で周知であり、また繊維に吸水性などの好ましい特性を与える。使用しうる表面処理剤は、WO/1993/017172、米国特許第4,098,702号、および米国特許第4,403,049号で公開されている。繊維に好ましい特性を与えるための、界面活性剤を含む、表面処理剤の適用の詳細は、「Handbook of Detergents: Formulation」（Michael Showell編、279-304頁、CRC Press、2005年）にある。表面処理剤の適用は一般に、繊維トウまたは糸を、好ましい潤滑、帯電防止、湿潤、および／または乳化の特性を持つ少なくとも一つの表面処理剤を含む、溶液または乳剤と接触させることによって達成しうる。酸化防止剤、殺生物剤、防食剤、およびpH調整剤など、その他の添加物を、表面処理剤に添加することもできる。適切な繊維表面処理剤を、繊維または糸に直接、スプレーするかまたは塗ることもできる。表面処理剤で処理された繊維は市販されている。
伝導性複合灯心
【０１０２】
伝導性複合灯心は、好ましい用途に応じて異なる直径および長さを持ちうる。複数の伝導性複合灯心を、芳香剤などの揮発性材料を含む液体で満たした瓶の中に配置しうる。複合灯心内の熱伝導性または電気伝導性の要素によって促進された毛管力により、芳香剤溶液が複合灯心から引き上げられる。次に芳香剤が、複合灯心の露出した部分の表面からの液体の蒸発によって放出される。一つの実施例は、直径が0.080〜0.15インチで長さが約8インチ〜約12インチの細長いロッドを持つ伝導性複合灯心であった。一つの実施形態では、伝導性複合灯心は、引抜成形工程を使用して、直径約0.04インチ〜約1インチで作成しうる。さまざまな実施形態では、灯心直径は、約0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.20、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、または0.30インチとしうる。さまざまな実施形態では、灯心直径は、約0.30インチより大、約0.40インチより大、約0.50インチより大、約0.60インチより大、または約1.0インチより大としうる。ロッドは、任意の希望の長さ、例えば0.2インチ以上の長さの灯心に切断できる。さまざまな実施形態では、灯心は、約2.0インチ、約3.0インチ、約4.0インチ、約5.0インチ、約6.0インチ、約7.0インチ、約8.0インチ、約9.0インチ、約10インチ、約11インチ、約12インチ、約13インチ、約14インチ、約15インチ、約20インチ、約25インチ、約30インチ、約48インチ、約60インチ、または約72インチ以上の長さとしうる。一部の実施形態では、灯心は、40より大きい、50より大きい、60より大きい、70より大きい、80より大きい、90より大きい、100より大きい、150より大きい、200より大きい、250より大きい、または300より大きい長さ対直径比を持つ。本発明の繊維灯心は、約40%〜約95%、約50%〜約90%または約60%〜約80%の範囲の平均細孔容積を持つ。本発明の多孔性プラスチック灯心は、約10%〜約70%、約20%〜約60%、または約30%〜約50%の平均細孔容積を持つ。
装置
【０１０３】
一つの実施形態では、本発明の伝導性複合灯心を含む装置は、多孔性ウィッキング媒体を通してウィッキングされる蒸発しやすいまたは揮発性の液体などの揮発性材料のリザーバーを持つ容器と、加熱源が一つ以上の伝導性要素を受けるようにエネルギー源に接続された加熱素子とを備え、その容器は上部で部分的に開き、多孔性ウィッキング媒体が容器を出て、容器の外の大気にアクセスできる。一つの実施形態では、加熱素子は容器内または容器のハウジング内に配置でき、電池などの電気エネルギー源に、またはACまたはDC電源にワイヤを通して接続される。加熱源はまた、容器の外側に配置できる。異なる実施形態では、加熱源は加熱ブロックまたは誘導加熱コイルとしうる。
【０１０４】
別の実施形態では、伝導性複合灯心の伝導性要素は、容器内部または容器のハウジング内のレセプタクルに接続され、またそのレセプタクルは、電池などのエネルギー源に、またはACまたはDC電源にワイヤを通して接続される。この実施形態では、伝導性要素は、その抵抗ゆえに熱を発生し、別個の加熱素子は使用されない。伝導性複合灯心内の炭素への電源接続は、伝導性成分の長さ方向に沿ってどこでも、あるいは伝導性複合灯心の伝導性成分のいずれかの端で起こり得ることが理解される。
揮発性材料
【０１０５】
一部の実施形態では、本発明の蒸気供給装置の揮発性材料は液体である。その他の実施形態では、揮発性材料は、ゲル状、ペースト状、またはワックス（ただし、これに限定されない）などの固体である。本発明の一部の実施形態では、揮発性材料は芳香剤を含む。別の実施形態では、揮発性材料は脱臭剤、香水、フェロモン、消毒薬、防虫剤、殺虫剤活性薬剤、医薬品またはその組み合わせを含む。一部の実施形態では、揮発性材料はプロピレングリコール、水、ニコチン、ピルビン酸、またはポリエチレングリコールを含む。
【０１０６】
揮発性材料がゲル状である一部の実施形態では、ゲルは、揮発性材料を水溶性の溶液およびカラゲナンおよび／またはカルボキシメチルセルロース（CMC）などのゲル形成剤と混合することで構成される。別の実施形態では、揮発性材料は、揮発性ゲル材料の生成において、アルコール系の溶液およびゲル形成剤と混合される。
【０１０７】
大気中へのウィッキングのために、容器内にさまざまな揮発性材料を配置しうる。芳香剤を含む揮発性材料を、環境内の快い匂いを強めるために使用しうる。これらの灯心は、水溶性芳香剤とオイル系芳香剤の両方のウィッキングおよび放出が可能である。こうした芳香剤はまた、環境内の不快な匂いを隠すことができる。防虫剤を含む揮発性材料は、蚊、ヌカカ、ハエ、ハナバチ、スズメバチ、アシナガバチなどの望ましくない無脊椎動物を環境から追い払うためにも使用しうる。殺虫剤を含む揮発性材料は、環境内の昆虫を殺しうる。芳香剤と防虫剤もしくは殺虫剤の両方を含む揮発性材料を、快い匂いと虫除けまたは殺虫の二重の機能のために使用しうる。
【０１０８】
さらに、揮発性材料が固体である一部の実施形態では、固体は、芳香剤、脱臭剤、消毒薬、防虫剤、および／または殺虫剤などの揮発性材料を液体ワックスと混合し、その後、混合物を冷却して固体の形状にすることによって構成される。一つの実施形態では、冷却の前に混合物をスプレーして粉末を形成する。固体揮発性材料での使用に適した蝋は、ヒドロキシステアリン酸ワックスなどの天然ワックス、またはパラフィンなどの石油系ワックスを含みうるが、そのワックスは任意選択で多孔性プラスチックまたは繊維灯心に染み込まれる。一部の実施形態では、酸化ポリエチレン（PEO）は、芳香剤、脱臭剤、消毒薬、防虫剤および／または殺虫剤などの揮発性材料用の基質として使用される。
【０１０９】
揮発性芳香剤、消毒薬、脱臭剤、防虫剤、および殺虫剤は、当業者に周知であり、さまざまな商業的供給元から入手できる。一般的な芳香剤は、シトラスオイル、フルーティフローラルオイル、ハーバルフローラルオイル、レモンオイル、オレンジオイル、またはその組み合わせを含む。一部の実施形態では、消毒薬は安息香酸デナトニウム、ヒノキチオール、ベンズチアゾリル-2-チオアルカン酸ニトリル、塩化アンモニウムジメチルベンジルアルキル、またはトリクロサンを含む。一部の実施形態では、防虫剤はN,N-ジエチル-メタ-トルアミド、シトロネラ油、またはカンファーを含む。さらに、一部の実施形態では、殺虫剤はイミプロトリン、シペルメトリン、ビフェントリン、またはピレトリンを含む。
【０１１０】
一部の実施形態では、揮発性材料は、ディスペンサーのリザーバー内に配置される。一つの実施形態では、揮発性材料は液体を含む。本明細書に記載した通り、液体揮発性材料は、その後の気化または蒸発のためにリザーバーから灯心を通って移動することができる。一部の実施形態では、気化および蒸発は、灯心に隣接する加熱素子によって促進または加速される。その他の実施形態では、揮発性材料は、灯心の表面に配置され、またはそうでなければ灯心に染み込まされる。こうした実施形態では、灯心は揮発性材料用のリザーバーとしての役目をしうる。一つの実施形態では例えば、灯心が揮発性材料を含むワックスなどの固体を染み込まされたり、それらで被覆されたりする。別の実施形態では、灯心が揮発性材料を含むゲルまたはペーストを染み込まされたり、それらで被覆されたりする。灯心が揮発性材料を含む固体、ゲル、またはペーストを染み込まされたり、それらで被覆されたりする一部の実施形態では、灯心は揮発性材料を含む固体、ゲル、またはペーストのためのリザーバーとしての役目をする。
【０１１１】
一つの実施形態では、伝導性複合灯心の伝導性要素は、加熱源からの熱をハウジング内の加熱成分に伝導し、リザーバー内の液体を加熱し、空気中への揮発性液体のウィッキングおよび放出を促進する。
【０１１２】
別の実施形態では、加熱源は芳香剤リザーバーの内側またはリザーバー容器の内部表面にある。伝導性複合灯心の一方の端はリザーバー内の加熱源に接続され、複合灯心のもう一方の端はリザーバーの外側および空気中に延びている。複合灯心は、ロッドなど任意の形状としうる。複合灯心は、花などの分岐構造ともしうる。
【０１１３】
一つの実施形態では、伝導性複合灯心の伝導性要素は、電気がかけられたときに加熱源である。
【０１１４】
一つの実施形態では、本発明に記載されている伝導性複合灯心は、誘導により加熱される。複合灯心内の金属構成要素は、誘導電場に応答する。灯心温度は、誘導電場により制御される。液体のウィッキング速度および蒸発速度は温度に依存するため、一部の実施形態では、本出願に記載した複合灯心の液体供給速度は、誘導電場の強度の調節により制御される。市販されている一部の芳香剤供給装置は、ハウジング内に加熱素子を持つが、このタイプの加熱素子は灯心の小さなセクションのみを加熱し、広いダイナミックレンジの供給はできない。本出願に記載した複合灯心は、芳香剤またはその他の揮発性材料の供給を向上させる。
【０１１５】
別の実施形態では、本出願に記載した伝導性複合灯心中の金属成分または炭素成分は、電気的制御回路の一部である。複数の複合灯心が液体供給装置で使用される場合、個別の伝導性複合灯心は、スイッチまたはプログラムにより、選択的にオン・オフされる。本発明の複数の伝導性複合灯心は、オンまたはオフにする灯心の数を制御することにより、液体供給速度を選択的に変えるために使用される。一つの実施形態では、灯心をオンにするとは灯心が加熱されていることを意味し、灯心をオフにするとは灯心が加熱されていないことを意味する。別の実施形態では、灯心をオンにするとは灯心が通電していることを意味し、灯心をオフにするとは灯心が通電していないことを意味する。
【０１１６】
一つの実施形態では、複合伝導性灯心は、電流が複合伝導性灯心に流れるかどうかをオン・オフの方法で制御するよう、電気回路に機能的に結合されている。回路は、芳香剤などの揮発性材料の供給速度を制御できる。このように、揮発性材料の供給のタイミング、持続時間および頻度は制御しうる。供給速度の制御は、揮発性材料への嗅覚の適応を低減したり、または揮発性材料を昼または夜の選択した時間に供給したりするのに有用である。回路はまた、同一のリザーバー内または複数のリザーバー内に含まれる複合伝導性灯心からの芳香剤の混合物を供給するために使用できる。
【０１１７】
複数の伝導性複合灯心を使用する別の実施形態では、異なる液体リザーバー内に位置する伝導性複合灯心を選択的にオンまたはオフにすることにより、異なる揮発性物質を環境内に供給しうる。この実施形態では、装置は米国特許第7,622,073号に記載の芳香剤の噴霧装置としうる。この場合には、異なる芳香剤リザーバー内の伝導性複合灯心は、スイッチまたはプログラムにより、選択的にオン・オフできる。このように、複数の芳香剤を選択的な方法で大気に供給して、芳香剤の混合物を生成しうる。
【０１１８】
本発明に記載した伝導性複合灯心はまた、米国特許第6,450,419号および米国特許第7,622,073号に記載の圧電噴霧装置との併用もできる。複合灯心は、液体を圧電噴霧装置のオリフィスに供給し、圧電噴霧装置の振動を緩和しない。
【０１１９】
また別の実施形態では、伝導性複合灯心の伝導性要素は、電気回路の一部である。この回路は、電気信号を供給して、装置内のその他の機能を動作させうる。これらの活動は、ファンの回転、光のオン・オフ、音の生成または消音としうる。これらの機能は、好ましい液体供給速度、装飾目的での好ましい光の機能、またはリザーバー内の液体レベルが低いことなどを使用者に気付かせるための警告信号を提供する。
【０１２０】
別の実施形態では、伝導性複合灯心の伝導性要素は、あらかじめ設定された電気的抵抗があり、抵抗器としての機能を持つ。複合灯心の伝導性要素にACまたはDC電力がかけられたときに、伝導性要素は熱を発生しうる。伝導性要素により発生した熱は、空気中への揮発性液体のウィッキングおよび放出が促進される。別の実施形態では、伝導性複合灯心の伝導性要素は、容器内部または容器のハウジング内のレセプタクルに接続され、またそのレセプタクルは、電池などのエネルギー源に、またはACまたはDC電源にワイヤを通して接続される。この実施形態では、伝導性要素は、その抵抗ゆえに熱を発生し、別個の加熱素子は使用されない。
【０１２１】
一つの実施形態では、伝導性複合灯心は、灯心内またはリザーバー内の液体の電流または伝導率を測定するよう構成された回路に接続しうる。回路は、測定が所定の閾値を下回るかまたは上回る場合に、装置のためのその他の機能を起動できる。これらの活動は、ファンの回転、光のオン・オフ、音の生成または消音としうる。これらの機能は、好ましい液体供給速度、装飾目的での好ましい光の機能、またはリザーバー内の液体レベルが低いことなどを使用者に気付かせるための警告信号を提供する。
【０１２２】
別の実施形態では、伝導性複合灯心は、昆虫、動物またはヒトの動作または熱を検出するよう構成された回路を持つか、またはその回路に接続することができる。こうした動作や熱が検出されると、多孔性灯心を通した揮発性液体の揮発を開始するために、回路は加熱素子への電力の流れを始動できる。揮発の始動後の選択した時間中に電力が流れるように、タイミング装置をこの回路に任意選択で接続しうる。この実施形態では、電力および揮発性液体が節約される。
【０１２３】
別の実施形態では、伝導性複合灯心は、タイマーとともに構成された回路を持つか、またはその回路に接続しうる。あらかじめ設定した時間および頻度で多孔性灯心を通した揮発性液体の揮発を開始するために、回路は加熱素子への電力の流れを始動できる。
【０１２４】
一つの実施形態では、本発明での装置用の電源は、交流電流（AC）、例えば110または220ボルトである。別の実施形態では、本発明での装置用の電源は例えば、時計電池、携帯電話電池、もしくはA型、AA型（単3形）、AAA型（単4形）、C型（単2形）、D型（単1形）の乾電池、もしくは自動車バッテリーなどの電池からの直流（DC）電源である。ACはまた、AC-DC回路によってDCに変換できる。
【０１２５】
本発明での装置用の電源は、太陽熱発電分野で通常の技量を持つ当業者に周知の太陽電池または光電池を使用する太陽熱発電によって発生させうる。
【０１２６】
装置は、内部および外部の環境を含むがこれに限定されない、さまざまな環境に揮発性材料を供給するために使用しうる。内部の環境は、屋内の部屋、洗面所・浴室、洗濯室、クローゼット、廃棄物容器の付近、ごみ箱の付近、テント、ボート、飛行機、および自動車を含むが、これに限定されない。外部の環境は、パティオ、デッキ、キャンプ場、テント、ピクニック場、運動場および芝生を含むが、これに限定されない。
【０１２７】
一つの実施形態では、装置がDC電源によって電源供給されるとき、装置は持ち運び可能で、ワイヤを用いたコンセントへの接続に依存しない。こうした持ち運び可能な装置はどこにでも移動することができ、電池などのDC電源を用いて電源を供給し、揮発性材料を大気中に放出しうる。一つの実施形態では、この持ち運び可能な装置は、部屋のテーブル上に置いたり、別の場所に移動させて水平の面に配置したりすることができる。コンセントへの接続を要しない、伝導性複合灯心を備えた持ち運び可能なテーブルトップ供給装置は、便利で魅力的であり、装置を好ましい場所に配置するにあたり、より大きな汎用性が得られる。これらの持ち運び可能な装置は、キャンプ場、ピクニック場、ヤード、デッキ、パティオ、運動場および施設などの場所や、洗面所、ポータブルトイレおよび小便器を含むが、これに限定されないさまざまな状況で有用である。
【０１２８】
本発明の一つの実施形態は、容器を持つ芳香剤供給装置であり、その容器は加熱素子、芳香剤のリザーバー、および伝導性複合灯心を持つ。複合灯心の一方の端は容器内部の加熱素子に接続され、伝導性複合灯心のもう一方の端は空気中に延びている。装置はAC電源またはDC電源により電源供給されうる。複合灯心は、加熱素子の穴へ差し込む、または加熱素子にねじ込むなど、数多くの異なる方法で加熱素子に接続されうる。ある特定の実施形態では、複合灯心の伝導性成分は加熱素子の一部である。伝導性複合灯心の多孔性ウィッキング要素の少なくとも一部分は、芳香剤に浸され、多孔性ウィッキング要素のその他の部分は空気中にある。
【０１２９】
本発明は、揮発性材料を空気中に供給するための装置を使用する方法を含む。一つの実施形態では、方法には、容器内の加熱素子を加熱する手順と、加熱素子が伝導性複合灯心の伝導性成分を加熱する手順と、多孔性ウィッキング要素が揮発性材料をリザーバーからウィッキングする手順と、加熱された伝導性要素が多孔性ウィッキング要素内部の揮発性材料を蒸発させる手順が含まれる。
【０１３０】
本発明は、揮発性材料を空気中に供給するための装置を使用する方法を含む。別の実施形態では、方法には、伝導性要素に電源を供給する手順と、電源が供給されたときに伝導性要素の抵抗が伝導性要素を加熱する手順と、多孔性ウィッキング要素が揮発性材料をリザーバーからウィッキングする手順と、加熱された伝導性要素が多孔性ウィッキング要素内部の揮発性材料を蒸発させてそれを空気中に放出する手順とが含まれる。
【０１３１】
以下の実施例は、本発明をさらに説明するためのものであるが、同時にそれらに限定されるものではない。むしろ、本明細書の記述を読めば、本発明の精神を逸脱することなくそのさまざまな実施形態、変更および等価物に至る手段について当業者に示唆しうることが明確に理解される。
【実施例１】
【０１３２】
生物分解性の二成分繊維スライバおよび伝導性炭素繊維トウを有する伝導性複合灯心
合成焼結可能ポリ（乳酸）（PLA）またはその共重合体を、同軸二成分繊維（90%）と連続炭素繊維トウ（10%）（wt%）の混合物中で引抜成形して、伝導性複合灯心を作成した。特定の実施形態で、コアおよびシース材料はどちらもPLAであり、コアPLAは、シースPLAの融解温度よりも高い融解温度を持つ（（Far Eastern Textile Ltd.、香港または中国）Ingeo SLN2450CM、4デニール））。炭素繊維トウはZoltek Inc.（ミズーリ州セントルイス）製であった。融解温度の差異は、10℃を超える、20℃を超える、または30℃を超えることが好ましい。重合体の融解温度は、高分子化学技術で通常の技量を持つ当業者に周知の通り、結晶化、共重合または混合物の操作により制御できる。
【０１３３】
スライバおよび炭素繊維トウの二成分繊維を、オーブン引抜成形工程を使用して一つに結合させた。合成生物分解性の二成分繊維は、同軸シースおよびコア材料で構成された。焼結を促進するために、シース材料中のPLAはコア材料中のPLAよりも融点が低いものであった。この合成生物分解性の二成分繊維について、PLAシースの融点は約132℃で、コア中のPLAの融点は約165℃であった。オーブンの温度を製造条件に基づき制御した。温度は、引抜成形速度およびロッド直径に依存した。目標は、二成分繊維のうち、シースのみが溶解しコアは溶解しないよう、十分な量の熱を焼結可能な二成分繊維に供給することであった。二成分繊維銀および炭素繊維トウを、204〜221℃の温度のオーブンで引抜成形し、49〜66℃の温度でダイを介して圧縮した。引抜成形速度は2.0〜4.0インチ／秒であった。この工程は、円筒型伝導性多孔性マトリックスを生成した。ダイがこの基質を圧縮してロッドの形に成形し、その後、空冷され、所定の長さに切断された。
【実施例２】
【０１３４】
二成分繊維および炭素繊維を有する伝導性複合灯心
ポリエチレン／ポリエステル（PE／PET）同軸二成分繊維スライバ（90%）と炭素繊維トウ（10%）（Zoltek Inc、（ミズーリ州セントルイス）を組み合わせて、伝導性複合灯心を作成した。スライバおよび炭素繊維トウの二成分繊維を、オーブン引抜成形工程を使用して一つに結合させた。二成分繊維は、同軸シースおよびコア材料で構成された。焼結を促進するために、シース材料はコア材料よりも融点が低いものであった。オーブンは、二成分繊維のシース材料をその他の二成分繊維と非結合繊維に熱的に結合（溶解）させた。これらの非拘束繊維には、自然に着色された綿など、一成分繊維が含まれる。非拘束繊維は一般に、相互には溶解・結合しない。スライバを、175〜220℃の温度のオーブンで引抜成形し、49〜66℃の温度でダイを介して圧縮した。引抜成形速度は2.0〜4.0インチ／秒であった。この工程は、円筒型伝導性多孔性マトリックスを生成した。ダイがこの基質を圧縮してロッドの形に成形し、その後、空冷され、所定の長さに切断された。
【実施例３】
【０１３５】
二成分繊維、伝導性炭素繊維および着色された一成分繊維を有する伝導性複合灯心
ポリエチレン／ポリエステル（PE／PET）同軸二成分繊維スライバ（63%）、炭素繊維トウ（5%）（Zoltek Inc、（ミズーリ州セントルイス）および黒色のアクリル繊維（32%）を組み合わせて、伝導性複合灯心を作成した。スライバ炭素繊維トウの二成分繊維および黒色のアクリル一成分繊維を、オーブン引抜成形工程を使用して一つに結合させた。二成分繊維は、同軸シースおよびコア材料で構成された。焼結を促進するために、シース材料はコア材料よりも融点が低いものであった。オーブンは、二成分繊維のシース材料をその他の二成分繊維、炭素繊維トウおよび一成分黒アクリル繊維にまとめて、熱的に結合（溶解）させた。炭素繊維および一成分アクリル繊維は一般に、この工程で相互に溶解・結合しなかった。二成分繊維銀、炭素繊維トウおよび一成分黒アクリル繊維を、175〜220℃の温度のオーブンで引抜成形し、49〜66℃の温度でダイを介して圧縮した。引抜成形速度は2.0〜4.0インチ／秒であった。この工程は、円筒型伝導性多孔性マトリックスを生成した。ダイがこの基質を圧縮してロッドの形に成形し、その後、空冷され、所定の長さに切断された。この工程で作成される灯心は、黒色であった。
【実施例４】
【０１３６】
伝導性炭素繊維灯心を有する芳香剤供給装置
実施例2の通りに作成された伝導性複合灯心を、芳香剤を含む容器に挿入した。伝導性灯心の2つの端をワイヤで接続した。そのワイヤを電池の入った電源ボックスに接続した。電源をオンにする前と後で、伝導性灯心の温度をIR温度計（RadioShack製）で記録した。1個のAA型電池に接続する前の灯心は78°Fで、温度は安定していた。灯心を1個のAA型電池に接続した後、灯心温度は上昇し、3分以内に106°Fに達して安定した。灯心を2個のAA型電池に（直列で）接続すると、灯心温度は上昇し3分以内に147.5°Fに達して安定した。環境への芳香剤供給速度は、灯心温度に関連したものであった。灯心温度が上昇するに伴い、環境はより強い芳香剤の匂いで満たされたことが、その部屋にいた複数の個人によって報告された。
【実施例５】
【０１３７】
伝導性複合灯心液体の蒸発
この実施例において、伝導性複合灯心には、二成分繊維、伝導性炭素繊維、および着色された一成分繊維が含まれた。炭素繊維伝導性要素は、伝導性複合繊維灯心の中央に埋め込まれた。ポリエチレン／ポリエステル（PE／PET）同軸二成分繊維スライバ（63%）（FiberVisions（ジョージア州ダルース））、炭素繊維トウ（5%）（Zoltek Inc（ミズーリ州セントルイス））および黒色のアクリル繊維（32%）を組み合わせて、伝導性複合灯心を作成した。パーセント値は、各成分の重量パーセントである。スライバ炭素繊維トウの二成分繊維および黒色のアクリル一成分繊維を、オーブン引抜成形工程を使用して一つに結合させた。二成分繊維は、同軸シースおよびコア材料で構成された。焼結を促進するために、シース材料はコア材料よりも融点が低いものであった。オーブンは、二成分繊維のシース材料をその他の二成分繊維、炭素繊維トウおよび一成分黒アクリル繊維に熱的に結合（溶解）させた。炭素繊維および一成分アクリル繊維は一般に、この工程で相互に溶解・結合しなかった。二成分繊維銀、炭素繊維トウおよび一成分黒アクリル繊維を、175〜220℃の温度のオーブンで引抜成形し、49〜66℃の温度でダイを介して圧縮した。引抜成形速度は2.0〜4.0インチ／秒であった。この工程は、円筒型伝導性多孔性マトリックスを生成した。ダイがこの基質を圧縮してロッドの形に成形し、その後、空冷され、所定の長さに切断された。この工程で作成される灯心は、黒色であった。灯心の直径は0.25インチで、炭素繊維伝導性流路は、複合灯心の中央に位置した。伝導性複合灯心内の炭素コアの電気抵抗は、1フィートにつき約12オームであった。
【０１３８】
長さ12インチを持つ伝導性複合灯心をU字型に折り曲げ、Corning製の50 ml円錐底使い捨てプラスチックチューブ（ニューヨーク州コーニング）内に置いた。チューブを40 mlの目盛り付近まで揮発性液体で満たした。チューブ、液体および灯心の合計重量を記録した。灯心をDC電源（EXTECHデジタル単一出力DC電源（Graingerから購入）に接続し、灯心の2つの端に電位をかけた。合計重量を異なる時点で記録した。オリジナルの重量と記録された重量の間の重量差は、システムを通して蒸発した液体の量であった。表2および表3は、1% Tween 20登録商標を含む脱イオン水と、ジプロピレングリコール（DPG）についての重量減少データを示す。電圧をかけずに、また1.5V、4.5Vおよび9V DCの電源条件でデータを収集した。
【表２】
2014525282.tif 000004
【０１３９】
結果は、より高い電気エネルギーが伝導複合灯心内の伝導性要素にかけられたときに、伝導性複合灯心はより多くの水を灯心を通して供給したことを示している。
【表３】
2014525282.tif 000005
【０１４０】
結果は、伝導性複合灯心が、9Vの電気エネルギーにおいて低い蒸気圧の吸湿性DPGを供給したことを示す。従来的なウィッキング方法では、DPGを蒸発させることができなかった。
【実施例６】
【０１４１】
Porex e-Reedと、e-Reedの表面を包む伝導性炭素繊維を含む伝導性複合灯心
Porex e-ReedTM X21193（Porex（ジョージア州フェアバーン））は、焼結可能なポリエチレン／ポリエステル（PE／PET）同軸二成分繊維（FiberVisions（ジョージア州ダルース））と、焼結できない天然の茶色の綿繊維（Vreseis Ltd.、商品名：Foxファイバー）を組み合わせて作成された。これらの材料を9:1の比で混合し、スライバに割いた。少ない方の含有量の茶色の綿が、灯心に自然の色を与えた。
【０１４２】
オーブン引抜成形工程を使用して、スライバが一つに結合された。二成分繊維は、同軸シースおよびコア材料で構成された。焼結を促進するために、シース材料はコア材料よりも融点が低いものであった。オーブンは、二成分繊維のシース材料をその他の二成分繊維と非結合繊維に熱的に結合（溶解）させた。これらの非拘束繊維には、自然に着色された綿など、一成分繊維が含まれる。非拘束繊維は一般に、相互には溶解・結合しない。スライバを、175〜220℃の温度のオーブンで引抜成形し、49〜66℃の温度でダイを介して圧縮した。引抜成形速度は2.0〜4.0インチ／秒であった。この工程は、円筒型焼結多孔性マトリクスを生成した。ダイがこの基質を圧縮してロッドの形に成形し、その後、空冷され、長さ11インチ（直径0.125インチ）に切断された。
【０１４３】
2つのグループのe-Reedを、2フィートの炭素繊維トウ（Zoltek Inc.（ミズーリ州セントルイス）で包んだ。e-Reed灯心の周りを包んだ炭素繊維の電気抵抗は、1フィートあたり約10オームであった。各グループは、一緒に包まれた2つのe-Reedを持ち、2つのグループのe-Reedを炭素繊維トウにより一つに結合した。2つのグループのe-Reedのそれぞれは、外部の電源に接続されている2つの開放端と、連続炭素繊維トウにより結合されている2つの閉鎖端を持っていた。包まれたe-Reedの2つのグループを、Corning製の50 ml円錐底使い捨てプラスチックチューブ内に置いた。開放端はチューブの上にあり、閉鎖端は液体に浸した。チューブを40 mlの目盛り付近まで揮発性液体で満たした。チューブ、液体および灯心の合計重量を記録した。灯心をDC電源（EXTECHデジタル単一出力DC電源、Graingerから購入）に接続し、e-Reedの2つの開放端に電位をかけた。合計重量を異なる時点で記録した。オリジナルの重量と記録された重量の間の重量差は、システムを通して蒸発した液体の量であった。表4、5および6はそれぞれ、1% Tween 20登録商標を含む脱イオン水、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセタート（DPMA）およびジプロピレングリコール（DPG）についての重量減少データを示す。電圧をかけずに、また4.5Vおよび9V DCの電源条件でデータを収集した。
【表４】
2014525282.tif 000006
【表５】
2014525282.tif 000007
【表６】
2014525282.tif 000008
【０１４４】
データは、e-Reedおよび炭素繊維を有する伝導性複合灯心が、水、DPMAおよびDPGについて、電気エネルギーに依存する液体気化能力を示したことを示している。電気エネルギーの量が大きいほど、より多くの液体を環境に気化した。
【実施例７】
【０１４５】
焼結多孔性プラスチックロッドおよび伝導性炭素繊維を含む伝導性複合灯心
長さ1フィート、幅0.25インチのPorex焼結多孔性プラスチックロッド灯心（X-5531、Porex（ジョージア州フェアバーン））は、型内でUHMWPEを焼結して作成された。灯心の平均孔径は40ミクロンで、平均細孔容積は40%であった。2つのX-5531灯心を、2フィートの炭素繊維トウ（Zoltek Inc.（ミズーリ州セントルイス））で包んだ。灯心の周りを包んだ炭素繊維の電気抵抗は、1フィートあたり約10オームであった。2つのX-5531ロッドを、炭素繊維トウにより一つに結合した。ロッドは、外部の電源に接続されている2つの開放端と、連続炭素繊維トウにより結合されている2つの閉鎖端を持っていた。2つの灯心を、Corning製の50 ml円錐底使い捨てプラスチックチューブ内に置いた。開放端はチューブの上にあり、閉鎖端は液体に浸した。チューブを40 mlの目盛り付近まで揮発性液体で満たした。チューブ、液体および焼結多孔性ロッド灯心の合計重量を記録した。灯心をDC電源（EXTECHデジタル単一出力DC電源）に接続し、焼結多孔性プラスチック灯心の2つの開放端に電位をかけた。合計重量を異なる時点で記録した。オリジナルの重量と記録された重量の間の重量差は、システムを通して蒸発した液体の量であった。表7、8および9はそれぞれ、1% Tween 20登録商標を含む脱イオン水、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセタート（DPMA）およびジプロピレングリコール（DPG）についての重量減少データを示す。電圧をかけずに、4.5Vおよび9V DCの電源条件でデータを収集した。
【表７】
2014525282.tif 000009
【表８】
2014525282.tif 000010
【表９】
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【０１４６】
データは、焼結多孔性プラスチック灯心および炭素繊維を有する伝導性複合灯心が、水、DPMAおよびDPGについて、電気エネルギーに依存する液体気化能力を示したことを示している。電気エネルギーが大きいほど、より多くの液体を環境に気化した。
【実施例８】
【０１４７】
焼結多孔性プラスチックロッドおよび伝導性銅線を含む伝導性複合灯心
長さ1フィート、幅0.25インチのPorex焼結多孔性プラスチックロッド灯心（X-5531、Porex（ジョージア州フェアバーン））は、型内でUHMWPEを焼結して作成された。灯心の平均孔径は40ミクロンで、平均細孔容積は40%であった。2つのX-5531ロッドを、2フィートの銅線で包んだ。銅線は直径1 mmで、測定可能な抵抗は持たなかった。各X-5531ロッドの一方の端は、ロッドの端部から延びる8インチの余分の長さの銅線を持っていた。2つのロッドを、Corning製の50 ml円錐底使い捨てプラスチックチューブ内に置いた。余分な銅線のあるロッドの端部はチューブの上にあり、もう一方の端は液体に浸した。チューブを40 mlの目盛り付近まで揮発性液体で満たした。チューブ、液体および焼結多孔性ロッド灯心の合計重量を記録した。チューブの上の端の銅線を、加熱された金属プレートに接続した。合計重量を異なる時点で記録した。オリジナルの重量と記録された重量の間の重量差は、システムを通して蒸発した液体の量であった。表10は、1% Tween 20登録商標を含む脱イオン水についての重量減少データを示す。外部から熱をかけずに、プレートを105℃に設定した状態で、データを収集した。データは、焼結多孔性プラスチック灯心および銅線を有する伝導性複合灯心が、伝導性銅線の一方の端部を加熱することで、より多くの水を環境に気化したことを示す。
【表１０】
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【実施例９】
【０１４８】
水溶性の芳香剤供給のための伝導性複合灯心
4つのe-Reed（e-Reed X21193、Porex（ジョージア州フェアバーン））および2つの多孔性プラスチックロッド（X 5531 UHMWPE、Porex（ジョージア州フェアバーン））を、炭素繊維トウとともに、および炭素繊維トウなしで使用した。炭素繊維伝導性要素を有するe-Reedは、実施例6で開示したものと同じであった。炭素繊維伝導性要素を有する多孔性プラスチックロッドは、実施例7で開示したものと同じであった。ロッドを、液体を含むCorning製の50 ml円錐底使い捨てプラスチックチューブ内に置いた。e-Reedの一方の端と、多孔性プラスチックロッドの一方の端は液体に浸し、それぞれのロッドの他方の端はチューブの外にあった。灯心を実施例6および7で開示した通りにチューブ内に配置した。チューブを、25 mlの目盛り付近までハニーバニラ芳香剤（Mane、ニューヨーク州ニューヨーク）で充填した。チューブ、液体および焼結多孔性ロッド灯心の合計重量を記録した。灯心をDC電源（EXTECHデジタル単一出力DC電源、Graingerから購入）に接続し、焼結多孔性プラスチック灯心の2つの開放端に4.5Vの電位をかけた。炭素繊維トウのないe-Reedおよび多孔性プラスチックロッドには電圧をかけなかった。芳香剤のみを有するチューブを対照として使用した。合計重量を異なる時点で記録した。オリジナルの重量と記録された重量の間の重量差は、システムを通して蒸発した液体の量であった。表11は、対照、4つのe-Reed（Porex X 21193）、2つの多孔性プラスチックロッド（Porex X 5531）、炭素繊維を持つ4つのe-Reed（Porex X 21193）を含む複合灯心、および炭素繊維を持つ2つの多孔性プラスチックロッド（Porex X 5531）を含む複合灯心についての重量減少データをリストしたものである。
【表１１】
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【０１４９】
データは、e-Reedと炭素繊維を持つ伝導性複合灯心、および焼結多孔性プラスチック灯心と炭素繊維を持つ伝導性複合灯心の両方が、電気エネルギーに依存する水溶性の芳香剤気化能力を示したことを示している。電気エネルギーが大きいほど、より多くの芳香剤を環境に気化した。
【実施例１０】
【０１５０】
油性の芳香剤供給のための伝導性複合灯心
4つのe-Reed（e-Reed X21193、Porex（ジョージア州フェアバーン））および2つの多孔性プラスチックロッド（X 5531 UHMWPE、Porex（ジョージア州フェアバーン））を、炭素繊維トウとともに、および炭素繊維トウなしで使用した。炭素繊維伝導性要素を有するe-Reedは、実施例6で開示したものと同じであった。炭素繊維伝導性要素を有する多孔性プラスチックロッドは、実施例7で開示したものと同じであった。ロッドを、液体を含むCorning製の50 ml円錐底使い捨てプラスチックチューブ内に置いた。e-Reedの一方の端と、多孔性プラスチックロッドの一方の端は液体に浸し、それぞれのロッドの他方の端はチューブの外にあった。灯心を実施例6および7で開示した通りにチューブ内に配置した。チューブを、Glade登録商標スイートピー＆ライラックの香り付きオイルで35 mlの目盛り付近まで満たした（SC Johnson（ウィスコンシン州ラシーン））。チューブ、液体および焼結多孔性ロッド灯心の合計重量を記録した。灯心をDC電源（EXTECHデジタル単一出力DC電源、Graingerから購入）に接続し、焼結多孔性プラスチック灯心の2つの開放端に4.5Vの電位をかけた。炭素繊維トウを持たないe-Reedおよび多孔性プラスチックロッドには電圧をかけなかった。芳香剤のみを有するチューブを対照として使用した。合計重量を異なる時点で記録した。オリジナルの重量と記録された重量の間の重量差は、システムを通して蒸発した液体の量であった。表12は、対照、4つのe-Reed（Porex X 21193）、2つの多孔性プラスチックロッド（Porex X 5531）、炭素繊維を持つ4つのe-Reed（Porex X 21193）を含む複合灯心、および炭素繊維を持つ2つの多孔性プラスチックロッド（Porex X 5531）を含む複合灯心についての重量減少データを示す。
【表１２】
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【０１５１】
データは、e-Reedと炭素繊維を持つ伝導性複合灯心、および焼結多孔性プラスチック灯心と炭素繊維を持つ伝導性複合灯心の両方が、電気エネルギーに依存する油性の芳香剤気化能力を示したことを示している。電気エネルギーが大きいほど、より多くの芳香剤を環境に気化した。
【実施例１１】
【０１５２】
油性の殺虫剤供給のための伝導性複合灯心
4つのe-Reed（e-Reed X21193、Porex（ジョージア州フェアバーン））および2つの多孔性プラスチックロッド（X 5531 UHMWPE、Porex（ジョージア州フェアバーン））を、炭素繊維トウとともに、および炭素繊維トウなしで使用した。炭素繊維伝導性要素を有するe-Reedは、実施例6で開示したものと同じであった。炭素繊維伝導性要素を有する多孔性プラスチックロッドは、実施例7で開示したものと同じであった。ロッドを、液体を含むCorning製の50 ml円錐底使い捨てプラスチックチューブ内に置いた。e-Reedの一方の端と、多孔性プラスチックロッドの一方の端は液体に浸し、それぞれのロッドの他方の端はチューブの外にあった。灯心を実施例6および7で開示した通りにチューブ内に配置した。
【０１５３】
チューブを、ヒマラヤスギオイルおよび鉱物油入りのTiki BiteFighter登録商標トーチ燃料（Lamplight Farms Inc.（ウィスコンシン州メノモニーフォールズ、The Home Depotより購入）で、25 mlの目盛り付近まで満たした。チューブ、液体および焼結多孔性ロッド灯心の合計重量を記録した。灯心をDC電源（EXTECHデジタル単一出力DC電源）に接続し、焼結多孔性プラスチック灯心の2つの開放端に9.0Vの電位をかけた。炭素繊維トウのないe-Reedおよび多孔性プラスチックロッドには電圧をかけなかった。Tiki BiteFighter登録商標のみのチューブを対照として使用した。合計重量を異なる時点で記録した。オリジナルの重量と記録された重量の間の重量差は、システムを通して蒸発した液体の量であった。表13は、対照、4つのe-Reed（Porex X 21193）、2つの多孔性プラスチックロッド（Porex X 5531）、炭素繊維を持つ4つのe-Reed（Porex X 21193）を含む伝導性複合灯心、および炭素繊維を持つ2つの多孔性プラスチックロッド（Porex X 5531）を含む伝導性複合灯心についての重量減少データをリストしたものである。
【表１３】
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【０１５４】
データは、e-Reedと炭素繊維を有する伝導性複合灯心、および焼結多孔性プラスチック灯心と炭素繊維を有する伝導性複合灯心の両方が、9Vの電圧で低蒸気圧のTiki BiteFighter登録商標を環境に供給したが、e-Reedおよび焼結多孔性プラスチックのみではTiki BiteFighter登録商標を気化しなかったことを示す。
【実施例１２】
【０１５５】
電池式の芳香剤供給装置
実施例5に記載した長さ3インチの伝導性複合灯心を使用した。伝導性複合灯心には、二成分繊維、伝導性炭素繊維、および着色された一成分繊維が含まれた。炭素繊維伝導性要素は、伝導性複合繊維灯心の中央に埋め込まれた。
【０１５６】
灯心内の炭素繊維要素の電気抵抗は4オームであった。灯心内部の炭素繊維の2つの端を、直列に接続した2個のAA型電池を含む電源に接続した。灯心を、スイートピーおよびライラック芳香剤入りのSC Johnson Glade登録商標 Plugins登録商標詰め替え品に挿入した（SC Johnson（ウィスコンシン州ラシーン））。100平方フィートの部屋内の3人の個人が、電源をオンにする前と後で芳香剤の匂いを報告した。これらの個人は、電源をオンにする前は、芳香剤の匂いがないことを報告した。彼らは、電源を2分間オンにした後で、芳香剤の匂いの認識の著しい増大を報告した。
【０１５７】
上記に引用されるすべての特許、特許出願、出版物および抄録は、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。本発明のさまざまな実施形態は、本発明のさまざまな目的を達成するために記載されている。これらの実施形態は、本発明の原理の実例にすぎないことを認識するべきである。当業者には、その多くの変更および適応が、本発明の精神と範囲から逸脱することなく容易に自明である。
【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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【国際調査報告】
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