传导性复合芯子以及制造和使用其的方法

传导性复合芯子以及制造和使用其的方法
【专利摘要】本发明涉及传导性复合芯子，其包括结合到传导性元件的多孔芯吸元件以用于将可蒸发材料从装置例如空气清新剂装置或昆虫控制系统释放。
【专利说明】传导性复合芯子以及制造和使用其的方法
[0001]在先的相关申请
[0002]本申请要求2011年8月15日提交的美国临时申请N0.61/523，439和2011年10月17日提交的美国临时申请N0.61/547，797的优先权权益，将其各自全部通过参考引入本文中。
【技术领域】
[0003]本发明涉及用于将可蒸发材料从装置例如空气清新剂装置或昆虫控制系统释放到大气中的包括多孔芯吸元件和传导性元件的传导性复合芯子(wick)。
【背景技术】
[0004]许多人在房间中放置空气清新剂以掩盖房间中的气味或向空气添加芳香的香气。像用于杀死或阻止昆虫的昆虫控制材料的分配一样，对于通过气味遮蔽或破坏有效地抗击家庭和封闭的公共建筑中的空气传播的恶臭的需要被良好地建立。多种类型的蒸气分配装置已被用于这些目的。特别地，众所周知芯吸装置用于将可蒸发材料例如香料(fragrance)、除臭剂、消毒剂、杀虫剂或驱虫剂分配到大气中。典型的芯吸装置利用芯子和散发区域的组合以从液体储器分配挥发性液体。
[0005]许多空气清新剂是可商购得到的。利用芯吸作用和/或为插入式扩散器的空气清新剂是特别受消费者欢迎的。芦苇扩散器(reed diffuser)变得受欢迎，因为它们不需要动力，成本低且可设计成不同的形状和颜色以与环境匹配和装饰环境。插入式扩散器也是本领域中已知的。在这些装置中，电阻加热器设置在壳体中，电插脚从所述壳体直接延伸。当将所述插脚插到壁上插座中时，电阻加热器产生热量。待散发到空气中的物质例如香料或驱虫剂被典型地以液体形式保持紧密地接近所述加热器。随着所述加热器加热所述物质，受控制的量被蒸发和散发到周围的大气中。这些装置非常适合于家庭用途，特别是在房间例如厨房和浴室中，因为它们向空气中提供所期望的物质的连续的、受控的流动。
[0006]用于那些装置的芯子材料是基于纤维的塑料材料、烧结多孔塑料材料或基于陶瓷的材料。这些材料是绝缘体且不传导热和电。当所述装置例如所述插入式装置需要被加热时，差的传导性导致向空气中的低的香料输送且要求较高的能量。已进行了尝试以改善香料输送速率，例如使用循环风扇、提高温度和应用较大直径的芯子。所有这些解决方案提高生产成本。提高温度可需要使用更昂贵的基于陶瓷的多孔芯子。大的芯子导致体积大的产品和不均匀的加热性质。
[0007]具有金属插入的芯子已被用于基于火焰的应用中。美国专利No:6，444，156讨论了在凝胶蜡烛中使用金属芯芯子的缺点。在该申请中，所述金属芯提供所述芯子的机械刚性以在制造过程期间经受住压力和保持其位置。美国专利No:6，333，009教导使用金属管作为用于油灯的加热元件。然而，该申请也是基于火焰的。
[0008]因此，存在对于在相对低的温度下具有更好的传导性且输送更多的可蒸发材料的芯子的需要。这些类型的芯子将需要比目前的非传导性芯子少的加热。存在对于下述芯子的需要:所述芯子具有传导性部件，所述部件提供热和/或电传导性以及向用户提供可蒸发材料的受控输送速率而不使用火焰或风扇的加热能力。另外，存在对于使用选择性激活的热或电传导性电路提供多重输送能力的简单装置的需要。

【发明内容】

[0009]本发明提供用于芯吸和蒸发可蒸发材料例如空气清新剂、香水、消毒剂、驱虫剂或杀虫剂的容器中的液体的传导性复合芯子、装置和方法。这些传导性复合芯子包括结合到传导性元件的多孔液体芯吸元件以用于将可蒸发材料从装置例如空气清新剂装置或昆虫控制系统中释放到大气中。
[0010]本发明的多孔芯吸元件包括不同类型的开孔多孔介质。这些多孔芯吸介质包括开孔泡沫、毡、以热固性树脂为边界的毡、织造纤维、包括热固性树脂和无机填料的多孔介质、挤出塑料中空管、以及包括合成和天然纤维素材料的多孔介质。在一些实施方案中，多孔芯吸元件包括烧结多孔塑料。在其它的实施方案中，多孔芯吸元件包括纤维材料，例如单组分纤维或双组分纤维。
[0011]传导性元件可为电传导性的、热传导性的、或者既是电传导性的又是热传导性的。在一些实施方案中，传导性元件包括碳。在其它的实施方案中，传导性元件包括金属或金属合金。为了电或热传导性，传导性元件结合到电源。
[0012]本发明的传导性复合芯子比目前可得到的非传导性芯子需要更少的加热且提供更均匀的加热。在一些实施方案中，这些芯子具有可为液体输送装置提供加热、传感和控制能力的传导性元件通道。所述多孔芯吸元件可为可生物降解的。所述多孔芯吸元件可为亲水的。所述多孔芯吸元件可为可生物降解的且亲水的。
[0013]本发明的芯子可由不同的材料制造且可用于将可蒸发材料输送到环境例如居室环境中。可蒸发材料包括基于水的香料且在一些实施方案中为具有超过50重量％的水组成的香料制剂。本发明的芯子还可将非基于水的香料输送到环境中。本发明的芯子还可将其它可蒸发材料输送到环境中。
[0014]本发明的传导性复合芯子被任选地处理以提高所述多孔芯吸元件的表面能和改善芯吸速率。一种提高该表面能的途径是使用等离子体处理多孔芯吸元件。这可为在低的压力下的间歇过程或在大气压下或在大气压之上的在线过程。可给予多种气体能量以与纤维的表面反应以产生亲水的部分和改善亲水性。气体包括，但不限于，氧气、空气、氮气、氩气及其组合。取决于所期望的产品要求，在等离子体过程期间使用不同的暴露时间、压力和能量。本发明的传导性复合芯子可任选地通过采用用于改善的亲水性的整理剂(finishingagent)激活。在一个实施方案中，整理剂可施加至双组分纤维。在另一实施方案中，整理剂存在于可商购得到的双组分纤维中。
[0015]本发明还提供用于使用本发明的传导性复合芯子将可蒸发材料输送到大气的新型装置。
[0016]传导性复合芯子可向控制装置提供反馈信号以提供更一致的可蒸发液体输送。这些复合芯子还可警告使用者。例如，可关于正被输送的液体的正在输送的液面、或者容器是否是空的且需要添加可蒸发材料警告使用者。在许多情况中，一旦使用者最初将空气清新剂置于房间中，他或她通常忘记容器中的可蒸发空气清新剂的量。在长期使用之后，有时空气清新剂通常是缺乏的而没有被注意到。这可部分地归因于香气逐渐减少的难以捉摸以及人的嗅觉香味适应性。在一个实施方案中，所述装置提供另一传感信号，例如指示是时候使用新的空气清新剂或替换空气清新剂的储器中的可蒸发材料的听觉或视觉信号。
[0017]传导性复合芯子还可用作当向其施加电能时产生热量的电阻器。在这种情况下，所述复合芯子中的传导性部件在所述装置中起到加热元件的作用且在壳体中不需要外部加热元件。具有电和/或热传导性的复合芯子还可为控制可蒸发材料的输送、或者控制所述装置的光或声音部件(feature)的电路的一部分。例如所述复合芯子可具有连接到其的光部件，例如发光二极管(LED)或纤维光学器件。该实施方案在所述装置的使用期间提供光部件以用于装饰目的。不同的光部件可能还指示储器中的可蒸发材料的不同的液体输送速率或缺乏。
[0018]在一个实施方案中，施加至所述复合芯子的能量的持续时间可影响可蒸发材料的释放分布(profile)。在另一实施方案中，施加至所述传导性复合芯子的能量的量可影响所释放的可蒸发材料的量。所述传导性复合芯子可用于通过调整施加至所述传导性复合芯子的能量的频率、持续时间和/或幅度提供可蒸发材料的具体释放分布。在一个实施方案中，本领域普通技术人员已知的计时 器电路可将电能在特定的时间和以特定的持续时间输送至所述传导性复合芯子。在另一实施方案中，调整施加至所述传导性复合芯子的电能可调整所释放的可蒸发材料的量。调整可蒸发材料的释放频率可降低对可蒸发材料的感官适应性。
[0019]本文中关于电和热传导性描述的传导性复合芯子可具有许多不同的形状，例如棒、片、网、或另外的外形。
[0020]本发明的另一实施方案为使用传导性复合芯子将可蒸发材料输送到环境中的方法。在一个实施方案中，将所述传导性复合芯子的一部分浸溃在可蒸发材料的储器中并将传导性元件连接至由交流(AC)电源、直流电源(direct current source electric source)或直流(DC)电池提供动力的加热元件。在另一实施方案中，将所述传导性复合芯子的一部分浸溃在可蒸发材料的储器中并将传导性元件连接至电源例如交流(AC)电源，直流电源或直流(DC)电池。
【专利附图】

【附图说明】
[0021]图1为根据本发明的传导性复合芯子10的实施方案的透视图。金属棒12包埋在多孔芯吸介质14中。
[0022]图2为根据本发明的传导性复合芯子20的实施方案的透视图。中空金属管22包埋在多孔芯吸介质24中。
[0023]图3为根据本发明的传导性复合芯子30的实施方案的透视图。金属线32包裹在多孔芯吸介质34的外表面周围。
[0024]图4为如下的示意图:A)由多孔芯吸介质组成的柔性中空芯子42的纵截面；和抝由多孔芯吸介质组成的中空芯子44的纵截面。
[0025]图5为如下的示意图:包含含有香料的挥发性液体56的容器50、具有用于连接至电源的电线59的加热元件58、连接到所述加热元件并延伸通过所述挥发性液体和通过所述容器中的开口(opening)的金属棒52、金属管53和金属线54。[0026]图6为如下的示意图:包含挥发性液体66的容器60、具有用于连接至电源的电线69的加热元件68、连接到所述加热元件并延伸通过所述挥发性液体和通过所述容器中的开口的金属元件63、和设置于所述金属元件上方的由多孔芯吸介质组成的中空芯子62。
[0027]图7为如下的示意图:A)由多孔芯吸介质组成的中空柔性芯子70 ；B)包含含有香料的挥发性液体74的容器72、具有用于连接至电源的电线79的加热元件78、和连接到所述加热元件并延伸通过所述挥发性液体和通过所述容器中的开口的金属元件75 ;和C)和设置于所述金属元件上方的中空芯子70。
[0028]图8为传导性复合芯子80的实施方案的透视图。碳纤维丝束(tow)82与包括双组分纤维条的多孔纤维芯吸介质84扭绞在一起。
[0029]图9为传导性复合芯子的另一实施方案的横截面图90和纵截面图91。多孔纤维芯吸介质94包含两个容纳传导性碳纤维92的通道。
[0030]图10为拉挤传导性复合芯子片100形式的传导性复合芯子的另一实施方案的横截面图。所述芯子为片形式且碳纤维组分102夹在多孔芯子层104之间。
[0031]图11为传导性复合芯子110的另一实施方案的透视图。碳纤维112在所述复合芯子中具有类似于单一的带或片的布置且被多孔芯吸介质114包围。
[0032]图12为传导性复合芯子120的另一实施方案的透视图。碳纤维122在所述复合芯子中具有类似于交叉的带或交叉的片的布置且被多孔芯吸介质124包围。
[0033]图13为传导性复合芯子130的另一实施方案的透视图。碳纤维132在所述复合芯子中的双芯布置中的 两个通道中且被多孔芯吸介质134包围。
[0034]图14为传导性复合芯子140的又一实施方案的透视图。碳纤维142在所述复合芯子中的三芯布置中的三个通道中且被多孔芯吸介质144包围。
[0035]图15为传导性复合芯子150的另一实施方案的透视图。碳纤维152为螺旋状布置，其中多孔芯吸介质154在所述复合芯子的表面上。
[0036]图16为传导性复合芯子160的再一实施方案的透视图。碳纤维162为围绕多孔芯吸材料的芯162的环形或炸面包圈形状且包含在所述复合芯子中的多孔芯吸材料166的外层中。
[0037]图17为传导性复合芯子170的另一实施方案的横截面图。所述芯子为片形式且碳纤维组分172夹在多孔芯子层174之间。可从所述片模切出各种形状例如图中所示的树形状176。
[0038]图18为传导性复合芯子180的另一实施方案的横截面图和透视图。所述芯子为类似于星星的挤出形状，其中碳纤维组分182位于所述芯子的芯处且包含在多孔芯吸材料184 中。
[0039]图19为如下的示意图:容器190，其在所述容器的储器中的流体196中包含可蒸发材料；具有用以连接至电源的电线199的加热元件198 ;两个具有碳纤维元件193的传导性复合芯子，碳纤维元件193包含在多孔芯吸材料192中、连接到所述加热元件并延伸通过所述流体和通过所述容器中的开口。
[0040]图20为如下的示意图:包含挥发性液体266的容器260、具有用于连接到电源的电线269的加热元件268、连接到所述加热元件并延伸通过所述挥发性液体和通过所述容器中的开口的传导性元件263、和由多孔芯吸介质组成并设置在所述传导性元件上方的中空芯子262。
【具体实施方式】
[0041]本发明提供传导性复合芯子、包含传导性复合芯子的装置、以及用于芯吸和蒸发可蒸发材料例如空气清新剂、香水、消毒剂、驱虫剂或杀虫剂的容器中的液体的方法。这些传导性复合芯子还能够输送难以蒸发的材料，包括但不限于具有低的蒸气压的有机溶剂例如一缩二丙二醇(DPG)。
[0042]传导件复合芯子
[0043]这些传导性复合芯子包括结合到传导性元件的多孔芯吸元件以用于将可蒸发材料从装置例如空气清新剂装置或用于昆虫控制系统中的装置释放。在一些实施方案中，多孔芯吸元件可包括烧结多孔塑料。在其它的实施方案中，多孔芯吸元件可包括纤维材料。
[0044]传导性元件可为电传导性的、热传导性的、或者既是电传导性的又是热传导性的。在一些实施方案中，传导性元件包括碳。在其它的实施方案中，传导性元件包括金属或金属合金。为了电或热传导性，传导性元件结合到电源。
[0045]本发明的传导性复合芯子包括多孔芯吸元件和传导性元件。在一个实施方案中，在所述传导性复合芯子的一端的所述传导性元件连接到在储器内部的加热源或电源且所述传导性复合芯子的另一端从容器延伸出来且暴露于空气。所述传导性复合芯子的所述传导性元件的两端都可连接到所述加热源、电源或电路。所述传导性复合芯子的一部分浸溃在所述储器中且所述传导性复合芯子的另一部分从所述容器延伸出来且暴露于空气。所述传导性复合芯子可为任何 形状，例如棒、曲杆、支化结构或特殊形状例如花。
[0046]在一个实施方案中，传导性复合芯子具有多孔芯吸元件和金属传导性元件。所述多孔芯吸元件和金属传导性元件可具有许多构造。在另一实施方案中，用于所述金属传导性元件的通道包埋在所述多孔芯吸元件中。在又一实施方案中，用于所述金属传导性元件的通道位于所述多孔芯吸元件的表面处。所述复合芯子的不同构造的非限制性实例示于附图中。
[0047]在一个实施方案中，传导性复合芯子具有多孔芯吸元件和碳传导性元件。在一个实施方案中，所述碳传导性元件为碳纤维传导性元件。所述多孔芯吸元件和碳纤维元件可具有许多构造。在另一实施方案中，所述碳纤维传导性通道包埋在所述多孔芯吸元件中。在又一实施方案中，所述碳纤维传导性通道位于多孔芯吸元件的表面处。所述复合芯子的不同构造的非限制性实例示于附图中。
[0048]多孔芯吸元件
[0049]本发明的多孔芯吸元件包括不同类型的开孔多孔介质。这些多孔芯吸介质包括但不限于开孔泡沫、毡、以热固性树脂为边界的毡、织造纤维、包括热固性树脂和无机填料的多孔介质、挤出塑料中空管、以及包括合成和天然纤维素材料的多孔介质。在一些实施方案中，多孔芯吸元件包括多孔聚合物材料，包括但不限于，烧结多孔聚合物材料。在一些实施方案中，多孔芯吸元件包括烧结多孔塑料。在其它的实施方案中，所述多孔液体芯吸元件可为多孔纤维材料例如非织造或织造纤维、或通过在美国专利No:5，607，766和美国专利申请20030211799中描述的方法制造的纤维。所述纤维可为切断纤维、连续纤维、双组分纤维和单组分纤维。所述多孔芯吸元件在构造方面可为实心的、管状的、或螺旋形的。所述多孔芯吸元件可为柔性的或相对刚性的。支配适合用于本发明的芯子的构造的材料的因素包括与待被所述芯子传输的液体的相容性、由所述材料提供的芯吸速率、材料处理的容易性、材料成本等。
[0050]在一些实施方案中，本发明的烧结聚合物材料包括一种或多种塑料。如本文中所使用的塑料包括柔性塑料和硬质塑料。柔性塑料，在一些实施方案中，包括拥有范围为约15，ΟΟΟΝ/cm2至约350，ΟΟΟΝ/cm2的模量和/或范围为约1500N/cm2至约7000N/cm2的拉伸强度的聚合物。硬质塑料，根据一些实施方案，包括拥有范围为约70，OOON/cm2至约350，000N/cm2的模量且具有范围为约3000N/cm2至约8500N/cm2的拉伸强度的聚合物。
[0051]适合于在本发明的烧结聚合物材料中使用的塑料，在一些实施方案中，包括聚烯烃、聚酰胺、聚酯、硬质聚氨酯、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚醚砜、聚苯乙烯、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜、聚苯醚、或者其组合或共聚物。
[0052]在一些实施方案中，聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、和/或其共聚物。所述聚乙烯可为高密度聚乙烯(HDPE)、极高分子量聚乙烯(VHMWPE)或超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。所述多孔塑料芯子的平均孔径可范围为约10微米至约200微米、约20微米至约150微米、或约30微米至约100微米。所述多孔塑料芯子具有约10%至约70%、约20%至约60%、或约30%至约50%的平均孔体积。所述平均孔径和平均孔体积是使用ASTM D4404方法通过水银孔隙率测定法测定的。
[0053]聚乙烯，在一个实施方案中，包括HDPE。如本文中所使用的高密度聚乙烯是指具有范围为约0.92g/cm3至约0.97g/cm3的密度的聚乙烯。在一些实施方案中，高密度聚乙烯具有范围为约50至约90的结晶度(来自密度的％)。HDPE具有约100，000道尔顿(Da)至500, OOODa的分子量。
[0054]在另一实施方案中，聚乙烯包括UHMWPE。如本文中所使用的UHMWPE是指具有大于
I,000, 000、在一些实施方案中为3，000, OOODa至6，000, OOODa的分子量的聚乙烯。
[0055]在另一实施方案中，聚乙烯包括极高分子量聚乙烯(VHMWPE)。如本文中所使用的极高分子量聚乙烯是指具有大于300，OOODa且小于1，000, OOODa的分子量的聚乙烯。
[0056]在其中本发明的芯子包括烧结聚合物材料的一些实施方案中，所述芯子通过在模具中提供多个塑料颗粒而制造，所述模具包括具有所期望的芯子形状的空穴。将所述多个塑料颗粒设置在所述模具中并烧结以制造本发明的芯子。本文中描述的塑料的任一种的颗粒可烧结成本发明的芯子。
[0057]塑料颗粒，在一些实施方案中，在范围为约200° F至约700° F的温度下烧结。在一些实施方案中，塑料颗粒在范围为约300° F至约500° F的温度下烧结。根据本发明的实施方案的烧结温度取决于塑料颗粒的特性且根据塑料颗粒的特性进行选择。适当的烧结温度对于本领域普通技术人员是已知的。[0058]塑料颗粒，在一些实施方案中，烧结范围为约30秒至约30分钟的时间段。在其它的实施方案中，塑料颗粒烧结范围为约I分钟至约15分钟或约5分钟至约10分钟的时间段。在一些实施方案中，所述烧结过程包括加热、浸泡、和/或烘烤(cook)循环。此外，在一些实施方案中，塑料颗粒的烧结在环境压力(I个大气压)下进行。在其它的实施方案中，塑料颗粒的烧结在大于环境压力的压力下进行。[0059]在另一实施方案中，芯子包括纤维材料。纤维材料，根据一些实施方案，包括单组分纤维、双组分纤维、或其组合。适合用在本发明的实施方案中的单组分纤维，在一些实施方案中，包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龙-6、尼龙_6，6、尼龙12、共聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(TBP)、co-PET、或其组合。适合用在本发明的实施方案中的单组分纤维，在一些实施方案中，可为可生物降解的。适合用在本发明的实施方案中的单组分纤维，在一些实施方案中，可为着色的，例如着色的丙烯酸类纤维。
[0060]可用于制造本发明的多孔芯吸元件的合成纤维材料可为可生物降解的或不可生物降解的。
[0061]合成可生物降解的单组分纤维包括但不限于下列:聚乳酸(PLA)、聚羟基链烷酸酯(PHA)、聚羟基丁酸酯-戊酸酯(PHBV)、和聚己内酯(PCL)。
[0062]适合用于多孔芯吸元件中的双组分纤维，根据本发明的一些实施方案，包括聚丙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET);聚乙烯/PET ;聚丙烯/尼龙-6 ;尼龙-6/PET ;共聚酯/PET ;共聚酯/尼龙-6 ;共聚酯/尼龙-6，6 ;聚-4-甲基-1-戊烯/PET ;聚-4-甲基-1-戊烯/尼龙-6 ;聚-4-甲基-1-戊烯/尼龙-6，6 ;PET/聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN);尼龙_6，6/聚-1，4-环己烷二甲基(PCT);聚丙烯/聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)；尼龙-6/共聚酰胺；聚乳酸/聚苯乙烯；聚氨酯/缩醛(acetal);聚乳酸(PLA)共聚物/聚乳酸(PLA)，和可溶性共聚酯/聚乙烯。生物组分纤维，在一些实施方案中，包括在美国专利 N0.4，795，668 ；N0.4，830，094 ；N0.5，284，704 ；N0.5，509，430 ；N0.5，607，766 ；N0.5，620，641 ；N0.5，633，032 ; 和 N0.5，948，529 中公开的那些。
[0063]双组分纤维，根据本发明的一些实施方案，具有芯/鞘或并排截面结构。在其它的实施方案中，双组分纤维具有海岛型、基质原纤维、柑橘原纤维(citrus fibril)、或扇饼型(segmented pie)截面结构。包括芯/鞘截面结构且适合用于本发明的实施方案中的双组分纤维提供于表1中。
[0064]表1-双组分纤维
[0065]a_兰_
聚乙烯(PE)聚丙錄(PP)
乙绿-乙酸乙婦酯共聚物(EVA)聚丙烯tPP)
聚乙烯(PE)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)
聚乙雄(FE)聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)
聚丙豨(PP)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)
聚丙烯(PP)聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)
聚乙烯(PE)尼龙-6
聚乙烯(PE)尼龙-6,6
聚丙燁(PP)尼龙-6
聚丙婦(PP)尼龙-6,6
尼龙-6尼龙-6，6
尼龙-12尼龙-6 共聚酯(CoPETl聚对苯二〒酸乙二醇酯(PET)
共聚酯(CoPET)尼龙-6
共聚酯(CoPET>尼龙-6,6
乙二醇改性的PET(PETG)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)
聚雨稀(PP)聚-1,4-环己號二曱基(PCT)
[0066]
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚-1，4-环己烷二甲基(PCT)
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚萘二甲酸乙二醇S旨(PEN)
尼龙-6，6聚-1,4-环己烷二甲基(PCT)
聚乳酸(PLA)聚苯乙缔(PS)
聚氨酯(PU)缩醛
聚乳酸(PLA)共聚物_聚乳酸(PLA)_
[0067]在一些实施方案中，纤维包括连续纤维。在其它的实施方案中，纤维包括切断纤维。在一个实施方案中，例如，纤维材料的纤维包括切断双组分纤维。切断纤维，根据一些实施方案，具有任何期望的长度。在一些实施方案中，纤维材料是织造的或非织造的。在一个实施方案中，纤维材料被烧结。在一个实施方案中，纤维芯子被任选地着色。在另一实施方案中，纤维在用于传导性复合芯子的形成中之前被任选地染色。
[0068]在一些实施方案中，多孔芯吸兀件具有最高达约12英寸的长度。在一些实施方案中，多孔芯吸元件具有至少一英寸的长度。在其它的实施方案中，多孔芯吸元件具有范围为约2英寸至约12英寸的长度。多孔芯吸元件，根据一些实施方案，具有小于约I英寸或大于约12英寸的长度。此外，多孔芯吸元件的主体，在一些实施方案中，具有最高达约0.5英寸的宽度或直径。在一些实施方案中，锥形或凹进式芯子末端的截面直径至少为0.05英寸。
[0069]在一些实施方案中，所述多孔芯吸元件可为可生物降解的。所述多孔芯吸元件可为亲水的。所述多孔芯吸元件可为可生物降解的且亲水的。在本申请中使用术语可生物降解的来表示多孔芯吸元件的组分是可生物降解的。在一个实施方案中，可生物降解的多孔芯吸元件的组分的重量％为所述多孔芯吸元件的总重量的至少40%、至少50%、至少60%、至少70%、至少80%或至少90%。在一个实施方案中，所述多孔芯吸元件的主要组分是可生物降解的。
[0070]本发明的传导性复合芯子可由不同的材料制造且可用于将可蒸发材料输送到环境例如居室环境中。可蒸发材料在本发明中包括基于水的香料且为具有超过50重量％的水组成的香料制剂。本发明的传导性复合芯子还可将非基于水的香料输送到环境中。本发明的传导性复合芯子还可将其它可蒸发材料输送到环境中。
[0071]本发明的芯子被任选地处理以提高所述多孔芯吸元件的表面能和改善芯吸速率。一种提高该表面能的途径是使用等离子体处理多孔芯吸元件。这可为在低的压力下的间歇过程或者在大气压下或在大气压之上的在线过程。可给予多种气体能量以与纤维的表面反应以产生亲水的部分和改善亲水性。气体包括，但不限于，氧气、空气、氮气、氩气及其组合。取决于所期望的产品要求，在等离子体过程期间使用不同的暴露时间、压力和能量。本发明的芯子可任选地通过采用用于改善的亲水性的整理剂激活。在一个实施方案中，整理剂可施加至双组分纤维。在另一实施方案中，整理剂存在于可商购得到的双组分纤维或单组分纤维中
[0072]传导件元件 [0073]所述复合芯子中的传导性元件可为热和/或电传导性的。在不同的实施方案中，所述传导性元件可为金属、金属合金、或碳。
[0074]在一些实施方案中，所述传导性元件为金属。所述金属可选自铝、铜、铁、钢或锌。在一些实施方案中，所述传导性元件为金属合金。这些合金包括这些金属元件的一种或多种，例如钢或不锈钢。合金包括但不限于坎塔尔铬招钴耐热钢(Kanthal)合金、(FeCrAl)、尼克洛姆镍铬耐热合金(nichrome) 80/20合金(80%镍、20%铬)、和铜镍合金(CuNi)。其它的可用作传导性元件的材料为二硅化钥(MoSi2)、钛酸钡和钛酸铅。
[0075]在一个实施方案中，所述传导性兀件可为金属棒、中空金属管、或金属线。在一个实施方案中，所述复合芯子的金属元件具有预调电阻且起到电阻器的作用。当向所述复合芯子的金属元件施加电流时，所述金属元件产生热量。由所述金属元件产生的热量促进可蒸发材料通过所述多孔芯子的芯吸和可蒸发材料向空气中的释放。
[0076]在一个实施方案中，金属棒包埋在多孔液体芯吸介质中以形成所述复合芯子。在所述复合芯子的另一实施方案中，金属元件为中空管且所述多孔液体芯吸介质设置在所述中空管上方。在所述复合芯子的又一实施方案中，金属部件为金属线或网且所述金属线或网包裹在多孔液体芯吸介质的外表面上。
[0077]在一些实施方案中，金属棒、管或线具有最高达约12英寸的长度。在一些实施方案中，金属棒、管或线具有至少一英寸的长度。在其它的实施方案中，金属棒、管或线具有范围为约2英寸至约12英寸的长度。金属棒、管或线，根据一些实施方案，具有小于约I英寸或大于约12英寸的长度。此外，金属棒、管或线的主体，在一些实施方案中，具有约0.01英寸直至约0.25英寸的宽度或直径。在一个实施方案中，所述金属部件可比所述芯吸元件长。在另一实施方案中，所述金属元件比所述芯吸元件短。所述金属部件的电导率应在20°C下大于I X IO3 (西门子/米(S/m))、在20°C下大于I X IO4 (S/m)、或在20°C下大于I X IO5 (S/m) ο
[0078]在另一实施方案中,所述传导性兀件为碳。在另一实施方案中，所述传导性兀件为碳纤维。在不同的实施方案中，所述碳纤维可为丝束、纱线(yarn)、棒、片或套管(sleeve)形式。在另一实施方案中，碳纤维可为石墨纤维。碳纤维通常具有0.001至0.050_的直径。在不同的实施方案中，本发明中的碳纤维具有最高达99%、或90%至99%、或95%至99%的碳含量。所述传导性复合芯子中的传导性碳纤维可为整个芯子的0.1%至90重量％、1%至50重量％、2%至30重量％或5%至20重量％。可改变碳的量以改变所述芯子的电阻。照这样，具有不同碳量的芯子可需要不同量的用以释放可蒸发材料的电能。碳纤维可例如从Fibre Glast Development Corp.(俄亥俄州的布鲁克维尔);卓尔泰克公司(Zoltek Inc.)(密苏里州的圣路易斯)；东邦特耐克丝美国公司(Toho Tenax America, Inc.)(田纳西州的罗克伍德)商购得到。碳纤维片、管和棒可从Graphitestore.com Inc.(伊利诺斯州的布法罗格罗夫)购买。
[0079]在一些实施方案中，所述传导性复合芯子中的所述传导性元件可为金属涂覆的纤维，例如镍涂覆的碳纤维。这种类型的纤维可从东邦特耐克丝美国公司(田纳西州的罗克伍德)购买。
[0080]在一个实施方案中，所述传导性碳元件可为棒、中空管、或线。棒或管可包埋在所述多孔芯吸介质中。所述多孔芯吸介质可设置在所述管或棒上方、或者插入到线上。线还可施加至所述多孔芯吸介质的内或外表面。线在构造方面可为直的、弯曲的或螺旋形的。螺旋形线构造可具有容许所述多孔芯吸介质插入到所述螺旋形线的内径中的内径。
[0081]在又一实施方案中，所述传导性碳纤维元件可为丝束或纱线，且所述碳纤维丝束或纱线包埋在所述多孔芯吸介质中。在另一实施方案中，所述碳纤维元件可与多孔芯吸介质扭绞在一起且位于多孔芯吸介质的表面上。
[0082]在一个实施方案中，所述传导性复合芯子的传导性碳纤维元件具有预调电阻且起到电阻器的作用。当向所述传导性复合芯子的碳纤维元件施加电流时，所述碳纤维元件产生热量。由所述碳纤维元件产生的热量促进可蒸发材料通过所述多孔芯子的芯吸和可蒸发材料向空气中的释放。
[0083]在另一实施方案中，所述碳纤维为片或套管形式且所述碳纤维包裹在多孔液体芯吸介质的外表面上。
[0084]在传导性复合芯子的一个实施方案中，碳纤维丝束包裹在其它的非传导性纤维材料周围，且在这种情况下的纤维材料可为疏松纤维或烧结纤维，所述疏松纤维具有像书写工具储器或香烟过滤嘴一样的结构且所述芯子任选地用非多孔外壳层包裹。
[0085]在传导性复合芯子的另一实施方案中，碳纤维被其它的非传导性纤维材料包裹围绕，且在这种情况下的纤维材料可为疏松纤维，所述疏松纤维具有像书写工具储器或香烟过滤嘴一样的结构且所述芯子用非多孔外壳层包裹。
[0086]在一些实施方案中，传导性复合芯子具有最高达约12英寸的长度。在其它的实施方案中，传导性复合芯子具有至少一英寸的长度。在另一实施方案中，所述传导性复合芯子具有范围为约2英寸至约12英寸的长度。所述传导性复合芯子，根据一些实施方案，具有小于约I英寸或大于约12英寸的长度。
[0087]在一些实施方案中，所述碳纤维元件具有约0.01英寸直至约0.255英寸的宽度或直径。在一个实施方案中，所述碳纤维组分可比所述芯吸元件长。在另一实施方案中，所述碳纤维组分比所述芯吸元件短。
[0088]在一个实施方案中，复合芯子包含多个碳纤维传导性通道。在所述芯吸元件的外部或内部的通道中包含的碳纤维的电阻对于3英寸长的碳纤维为0.01欧姆至1000欧姆、0.1至100欧姆或I至10欧姆。电导率是电阻的倒数。电阻是使用连接到在所述芯子之中或之上的碳纤维的两端的万用表测量的。碳纤维通道的电导率可通过所述碳纤维通道中的碳纤维的直径控制。所述碳纤维材料的电导率应在20°C下大于1X102(西门子/米(S/111))、在201:下大于 IX IO3 (S/m)、或在 20°C 下大于 I X IO4 (S/m)。
[0089]在不同的实施方案中，所述传导性复合芯子中的双组分结合纤维具有I微米至50微米的直径。在其它的实施方案中，碳纤维具有I微米至50微米的直径。在不同的实施方案中，所得传导性复合芯子的密度可从5g/米.cm2)到50g/米.cm2变化。本发明的纤维芯子具有在约10微米至约200微米、约20微米至约150微米或约30微米至约100微米范围内的孔径。本发明的纤维芯子具有在约40%至约95%、约50%至约90%或约60%至约80%范围内的孔体积。所述孔径和孔体积是使用ASTM D4404方法通过水银孔隙率测定法测定的。
[0090]在一个实施方案中，所述传导性复合芯子可被着色。在另一实施方案中，所述传导性复合芯子中的双组分纤维被着色。在又一实施方案中，所述传导性复合芯子中的多孔芯吸元件包含着色单组分纤维。在另一实施方案中，所述芯吸元件包括黑色丙烯酸类纤维。单组分纤维还可在用于所述传导性复合芯子的形成之前被染色。
[0091 ] 在一个实施方案中，本发明的所述传导性复合芯子中的双组分结合纤维可为可生物降解的，例如聚乳酸(PLA) /PLA双组分纤维。
[0092]制造具有金属传导性通道的传导性复合芯子的方法
[0093]双组分纤维中的一种组分具有比所述双组分纤维中的另一组分低的熔融温度。双组分纤维可通过使所述较低熔融温度的组分熔融而熔合在一起，由此形成在纤维之间具有空隙空间(孔)的多孔介质。
[0094]在一个实施方案中，所述传导性复合芯子由双组分纤维条和金属线制成。在烘箱拉挤工艺中，将所述双组分纤维条和金属线在一起拉伸并随后使其经历热和压力。在烘箱的输出侧的模头形成所期望的直径的棒，其随后被切割成芯子。所述传导性复合芯子中的纤维的多数由双组分合成纤维(约51重量％至约95重量％)构成。所述双组分合成纤维可为所述芯子的重量的至少超过50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、90重量％或95重量％。所述传导性复合芯子中的纤维的次要组分为金属线。
[0095]在另一实施方案中，所述传导性复合芯子由双组分纤维条和金属线制成。在烘箱拉挤工艺中，将所述双组分纤维条和金属线在一起拉伸，其中所述金属线位于双组分纤维条的中心处，并随后使其经历热和压力。在烘箱的输出侧的模头形成所期望的直径的棒，其随后被切割成芯子。所述传导性复合芯子中的纤维的多数由双组分合成纤维(约51重量％至约95重量％)合成。所述双组分合成纤维可为所述芯子的重量的至少超过50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、90重量％或95重量％。所述传导性复合芯子中的次要组分为金属线。在一个实施方案中，包含所述传导性金属线的通道在所述传导性复合芯子的中心处。
[0096]在又一实施方案中，所述传导性复合芯子由连续双组分纤维纱线和金属线制成。在烘箱拉挤工艺中，将所述双组分纤维纱线和金属线在一起拉伸并随后使其经历热和压力。在烘箱的输出侧的模头形成所期望的直径的棒，其随后被切割成芯子。所述传导性芯子中的纤维的多数由双组分合成纤维(约51重量％至约95重量％)构成。所述双组分合成纤维可为所述芯子的重量的至少超过50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、90重量％或95重量％。所述传导性芯子中的纤维的次要组 分为金属线。
[0097]在再一实施方案中，所述传导性芯子由连续双组分纤维纱线和连续金属线制成。在烘箱拉挤工艺中，将所述双组分纤维纱线和金属线在一起拉伸，其中所述金属线位于双组分纤维纱线的中心处，并随后使其经历热和压力。在烘箱的输出侧的模头形成所期望的直径的棒，其随后被切割成芯子。所述传导性芯子中的纤维的多数由双组分合成纤维(约51重量％至约95重量％)构成。所述双组分合成纤维可为所述芯子的重量的至少超过50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、90重量％或95重量％。所述传导性复合芯子中的纤维的次要组分为金属线。包含所述传导性金属线的通道在传导性复合芯子的中心处。
[0098]制造具有碳纤维传导性通道的传导性复合芯子的方法
[0099]双组分纤维中的一种组分具有比所述双组分纤维中的另一组分低的熔融温度。双组分纤维可通过使所述较低熔融温度的组分熔融而熔合在一起，由此形成在纤维之间具有空隙空间(孔)的多孔介质。
[0100]在一个实施方案中，所述传导性复合芯子由双组分纤维条和单组分碳纤维丝束制成。在烘箱拉挤工艺中，将所述双组分纤维条和碳纤维丝束在一起拉伸并随后使其经历热和压力。在烘箱的输出侧的模头形成所期望的直径的棒，其随后被切割成芯子。所述传导性复合芯子中的纤维的多数由双组分合成纤维(约51重量％至约95重量％)构成。所述双组分合成纤维可为所述芯子的重量的至少超过50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、90重量％或95重量％。所述传导性复合芯子中的纤维的次要组分为单组分碳纤维。
[0101]在另一实施方案中，所述传导性复合芯子由双组分纤维条和单组分碳纤维丝束制成。在烘箱拉挤工艺中，将所述双组分纤维条和碳纤维丝束在一起拉伸，其中所述碳纤维位于双组分纤维条的中心处，并随后使其经历热和压力。在烘箱的输出侧的模头形成所期望的直径的棒，其随后被切割成芯子。所述传导性复合芯子中的纤维的多数由双组分合成纤维(约51重量％至约95重量％)构成。所述双组分合成纤维可为所述芯子的重量的至少超过50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、90重量％或95重量％。所述传导性复合芯子中的纤维的次要组分为单组分碳纤维。在一个实施方案中，包含所述传导性碳纤维的通道在所述传导性复合芯子的中心处。
[0102]在又一实施方案中，所述传导性复合芯子由连续双组分纤维纱线和单组分碳纤维丝束制成。在烘箱拉挤工艺中，将所述双组分纤维纱线和碳纤维丝束在一起拉伸并随后使其经历热和压力。在烘箱的输出侧的模头形成所期望的直径的棒，其随后被切割成芯子。所述传导性芯子中的纤维的多数由双组分合成纤维(约51重量％至约95重量％)构成。所述双组分合成纤维可为所述芯子的重量的至少超过50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、90重量％或95重量％。所述传导性芯子中的纤维的次要组分为单组分碳纤维。
[0103]在另一实施方案中，所述传导性芯子由连续双组分纤维纱线和单组分碳纤维丝束制成。在烘箱拉挤工艺中，将所述双组分纤维纱线和碳纤维丝束在一起拉伸，其中所述碳纤维丝束位于双组分纤维纱线的中心处，并随后使其经历热和压力。在烘箱的输出侧的模头形成所期望的直径的棒，其随后被切割成芯子。所述传导性芯子中的纤维的多数由双组分合成纤维(约51重量％至约95重量％)构成。所述双组分合成纤维可为所述芯子的重量的至少超过50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、90重量％或95重量％。所述传导性复合芯子中的纤维的次要组分为单组分碳纤维。包含所述传导性碳纤维的通道在传导性复合芯子的中心处。
[0104]在另一实施方案中，将用于制造本发明的传导性纤维芯子的合成双组分纤维和传导性碳纤维材料梳理成条。通过使用烘箱拉挤工艺将所述条粘结在一起。所述合成双组分纤维由同心的鞘和芯材料构成。为了促进烧结，所述鞘材料具有比所述芯材料低的熔点。将烘箱温度设置在所述鞘和芯的熔融温度之间且烘箱将所述双组分纤维的所述鞘材料热粘结(熔融)至其它的双组分纤维。该工艺产生圆柱形的烧结多孔基体。模头将该基体压缩和成型为棒，所述棒随后被空气冷却且切割成所期望的长度。在这种情况下，包含所述碳纤维的传导性通道均匀地分布在所述传导性芯子中。
[0105]通过使用烘箱拉挤工艺将所述传导性复合芯子中的纤维材料粘结在一起。所述烘箱将所述双组分纤维的所述鞘材料热粘结(熔融)至其它双组分纤维和在所述拉挤工艺期间不熔融的非粘合性单组分碳纤维。该工艺产生圆柱形的烧结多孔基体。模头将该基体压缩和成型为棒，所述棒随后被空气冷却且定长切割(cut to length)。
[0106]如纤维工业领 域的普通技术人员已知的，通过改变加热烘箱中的模头形状，所述传导性纤维芯子可具有其它形状例如片或三角形或其它外形。
[0107]通过控制所述传导性芯子的多孔芯吸元件的表面能，所述传导性复合芯子还可具有对于液体的不同的芯吸性质。方法可包括添加表面活性剂、使用上浆剂、或者等离子体或电晕处理。这些方法是本领域普通技术人员已知的。
[0108]等离子体处理
[0109]任选地，对所述传导性复合芯子中的所述芯吸元件进行等离子体处理。等离子体处理可为通常采用的工业等离子体工艺的任一种，例如射频(RF)或微波等离子体。所述等离子体还可为低压或常压空气等离子体工艺。在该具体应用中，等离子体为低压、气体等离子体处理工艺。以规定的时间、能量水平和气体流量将所述芯吸元件置于腔室中。所述等离子体工艺使所述芯子更亲水。气体可为氧气、氮气、氩气、氢气及其任意组合。其它分子例如醇或丙烯酸也可用在等离子体腔室中以使聚合物更亲水。控制气体流量以保持所述腔室在约100毫托的压力且处理时间通常为几分钟至30分钟。普遍知晓，等离子体处理条件取决于机器设计、样品尺寸、功率等。本领域普通技术人员可调节用于不同的组成部件和不同的等离子体机器的条件。可使用对拉挤工艺在线进料并且不要求真空条件且在正的压力(高于环境大气压)下运行的等离子体处理装置。
[0110]等离子体处理工艺在纤维分子的表面上产生亲水的部分。这些部分提高纤维芯子的表面能，从而使其更亲水。对于给定的芯子密度，横截面面积决定可通过所述芯子传输的流体的量。较大直径的芯子可传输较多的流体。[0111]糖理剂
[0112]任选地采用整理剂以提高所述传导性复合芯子的亲水性。整理剂作为用于纤维工艺或者为纤维提供所期望的性质例如水吸收性等的助剂在纺织工业中是熟知的。可采用的整理剂公布在W0/1993/017172、美国专利4，098，702和美国专利4，403，049中。应用整理剂(包括表面活性剂)提供具有所期望的性质的织物的细节可在由CRC出版社于2005年出版的由 Michael Showell 编辑的 “Handbook of Detergents:Formulation”第 279 至 304页中找到。整理剂(finish)的应用可通常通过使纤维丝束或纱线与包含至少一种具有合乎期望的润滑、抗静电、润湿、和/或乳化性质的整理剂的溶液或乳液接触而实现。还可将其它添加剂例如抗静电剂、杀生物剂、抗腐蚀剂和PH控制剂添加到所述整理剂中。还可将合适的纤维整理剂直接喷射或施加到纤维或纱线上。用整理剂处理的纤维是可商购得到的。
[0113]传导性复合芯子
[0114]取决于所期望的应用，所述传导性复合芯子可具有不同的直径和长度。可将多个传导性复合芯子置于填充有包含可蒸发材料例如香料的液体的罐中。借助于所述复合芯子中的热传导性或电传导性元件，毛细管力吸引香料溶液沿所述复合芯子上升。然后，香料通过来自所述复合芯子的暴露部分的表面的流体的蒸发而释放。一个实例为具有直径为0.080至0.15英寸且长约8英寸至约12英寸的细长的棒的传导性复合芯子。在一个实施方案中，可使用拉挤工艺使传导性复合芯子制成为具有约0.04英寸至约I英寸的直径。在不同的实施方案中，芯子直径可为约 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、或0.30英寸。在不同的实施方案中，芯子直径可大于约0.30英寸、大于约0.40英寸、大于约0.50英寸、大于约0.60英寸、或大于约1.0英寸。可将棒切割成任何所期望的长度例如0.2英寸或更大的芯子。在不同的实施方案中，芯子可等于或长于约2.0英寸、约3.0英寸、约4.0英寸、约5.0英寸、约6.0英寸、约7.0英寸、约8.0英寸、约9.0英寸、约10英寸、约11英寸、约12英寸、约13英寸、约14英寸、约15英寸、约20英寸、约25英寸、约30英寸、约48英寸、约60英寸、或约72英寸。在一些实施方案中，所述芯子具有大于40、大于50、大于60、大于70、大于80、大于90、大于100、大于150、大于200、大于250、或大于300的长径比。本发明的纤维芯子具有在约40%至约95%、约50%至约90%或约60%至约80%范围内的平均孔体积。本发明的多孔塑料芯子具有约10%至约70%、约20%至约60%、或约30%至约50%的平均孔体积。
[0115]装置
[0116]在一个实施方案中，包含本发明的传导性复合芯子的装置包括:具有待通过多孔芯吸介质芯吸的可蒸发材料例如挥发性或可蒸发流体的储器的容器、以及加热元件，所述加热元件连接到能源使得加热源可接收一个或多个传导性元件，其中所述容器在顶部是部分开放的以容许所述多孔芯吸介质离开所述容器并进入在所述容器外部的大气。在一个实施方案中，所述加热元件可置于所述容器内或所述容器的壳体中并连接到电能源例如电池或者通过电线连接至AC或DC电源。所述加热源还可置于所述容器外部。在不同的实施方案中，所述加热源可为加热块或感应加热线圈。
[0117]在另一实施方案中，所述传导性复合芯子的传导性元件连接到在所述容器内或者在所述容器的壳体中的容座(receptacle)且所述容座连接到能源例如电池或者通过电线连接至AC或DC电源。在该实施方案中，所述传导性元件由于其电阻而产生热量且不使用单独的加热元件。将理解，电源与所述传导性复合芯子中的碳的连接可沿着传导性元件的长度在任何地方或者在所述传导性复合芯子的传导性元件的任一末端处发生。
[0118]可蒸发材料
[0119]在一些实施方案中，本发明的蒸气分配装置的可蒸发材料为液体。在其它的实施方案中，可蒸发材料在凝胶、糊、或固体例如但不限于蜡中。可蒸发材料，在本发明的一些实施方案中，包括香料。在另一实施方案中，可蒸发材料包括除臭剂、香水、信息素、消毒剂、驱虫剂、杀虫剂活性剂、药物试剂、或其组合。在一些实施方案中，可蒸发材料包括丙二醇、水、尼古丁、丙酮酸、或聚乙二醇。
[0120]在其中可蒸发材料在凝胶中的一些实施方案中，所述凝胶通过将可蒸发材料与基于水的溶液和凝胶形成剂例如角叉菜胶和/或羧甲基纤维素(CMC)混合而构成。在另一实施方案中，在可蒸发凝胶材料的制造中，将可蒸发材料与基于醇的溶液和凝胶形成剂混合。[0121 ] 可将不同的可蒸发材料置于容器中以芯吸到大气中。包含香料的可蒸发材料可用于提升环境中的令人愉悦的气味。这些芯子可芯吸和释放基于水的香料和基于油的香料两者。这样的香料还可掩盖环境中的使人不愉快的气味。包含驱虫剂的可蒸发材料可用于抵制来自环境的不希望有的无脊椎动物，例如蚊子、蠓(no see um)、苍蚬、黄蜂、小黄蜂和大黄蜂。包含杀虫剂的可蒸发材料可杀死环境中的昆虫。包含香料和驱虫剂或杀虫剂两者的可蒸发材料可用于令人愉悦的气味和昆虫抵制或昆虫杀灭的双重作用。
[0122]另外，在其中可蒸发材料在固体中的一些实施方案中，所述固体通过如下构成:将可蒸发材料例如香料、除臭剂、消毒剂、驱虫剂、和/或杀虫剂与液体蜡混合并随后将所述混合物冷却至固体形式。在一个实施方案中，将所述混合物喷射，之后冷却以形成粉末。适合在固体可蒸发材料中使 用的蜡可包括天然蜡，例如羟基硬脂酸酯蜡、或基于石油的蜡，例如石蜡，其中所述蜡任选地浸溃在多孔塑料或纤维芯子中。在一些实施方案中，使用聚环氧乙烷(PEO)作为用于可蒸发材料例如香料、除臭剂、消毒剂、驱虫剂和/或杀虫剂的基材。
[0123]可蒸发的香料、消毒剂、除臭剂、驱虫剂和杀虫剂是本领域技术人员熟知的且可得自多个商业来源。普通的香料包括柑橘油、水果花油、草本植物花油、柠檬油、橙油、或其组合。消毒剂，在一些实施方案中，包括地那铵苯甲酸盐、扁柏酚、苯并噻唑基-2-硫代烷酸腈、烷基二甲基苄基氯化铵、或三氯生。驱虫剂，在一些实施方案中，包括N，N-二乙基-间-甲苯酰胺、香茅油、或樟脑。另外，杀虫剂，在一些实施方案中，包括炔咪菊酯(imiprotrin)、氯氰菊酯(cypermethrin)、联苯菊酯(bifentrint)、或除虫菊酯。
[0124]可蒸发材料，在一些实施方案中，设置在分配器的储器中。在一个实施方案中，可蒸发材料包括液体。如本文中所描述的，液体可蒸发材料可从所述储器通过所述芯子传输用于随后的汽化或蒸发。在一些实施方案中，通过邻近于所述芯子的加热元件促进或加快汽化和蒸发。在其它的实施方案中，可蒸发材料设置在所述芯子的表面上或者浸溃到所述芯子中。在这样的实施方案中，所述芯子可用作所述可蒸发材料的储器。在一个实施方案中，例如，芯子用固体例如包含可蒸发材料的蜡浸溃和/或涂覆。在另一实施方案中，芯子用包括可蒸发材料的凝胶或糊浸溃和/或涂覆。在其中芯子用包含可蒸发材料的固体、凝胶或糊浸溃和/或涂覆的一些实施方案中，所述芯子用作所述包含可蒸发材料的固体、凝胶或糊的储器。[0125]在一个实施方案中，所述传导性复合芯子的传导性元件从壳体中的加热元件传导来自加热源的热量、将储器中的液体加热并促进可蒸发液体的芯吸和向空气中的释放。
[0126]在另一实施方案中，所述加热源在香料储器内部或者在储器容器的内表面处。传导性复合芯子的一端连接到在储器内部的加热源且所述复合芯子的另一端延伸至所述储器外部和空气中。所述复合芯子可为任何形状，例如棒。所述复合芯子还可为支化结构，例如花。
[0127]在一个实施方案中，当施加电时，所述传导性复合芯子的传导性元件为加热源。
[0128]在一个实施方案中，本发明中描述的传导性复合芯子通过感应被加热。所述复合芯子中的金属元件对感应场作出响应。芯子温度通过感应场控制。由于液体芯吸和蒸发速率取决于温度，在一些实施方案中，本申请中描述的复合芯子的液体输送速率通过调节感应场强度来控制。一些可商购得到的香料输送装置在壳体中具有加热元件，然而这种类型的加热元件仅将芯子的一小部分加热且不能输送宽的动力学范围。本申请中描述的复合芯子改善香料或其它可蒸发材料的输送。
[0129]在另一实施方案中，本申请中描述的传导性复合芯子中的金属部件或碳部件为电控制电路的一部分。如果在液体输送装置中使用多个复合芯子，则通过开关或程序选择性地开启和关闭单独的传导性复合芯子。使用本发明中的多个传导性复合芯子通过控制开启或关闭的芯子的数量选择性地改变液体输送速率。在一个实施方案中，开启芯子意味着对芯子进行加热，而关闭芯子意味着不对芯子进行加热。在另一实施方案中，开启芯子意味着芯子具有电流，而关闭芯子意味着芯子不具有电流。
[0130]在一个实施方案中，复合传导性芯子在功能上连接到电路，使得所述电路控制电流是否以开启或关闭的方式流动到所述复合传导性芯子。所述电路可控制可蒸发材料例如香料的输送速率。照这样，可控制所述可蒸发材料的输送的时机、持续时间和频率。控制输送速率对于降低对所述可蒸发材料的嗅觉适应性或者对于在白天或晚上的选定时间输送所述可蒸发材料是有用的。所述电路还可用于从包含在相同的储器或多个储器中的复合传导性芯子输送香料的混合物。
[0131]在使用多个传导性复合芯子的另一实施方案中，可通过选择性地开启或关闭位于不同的液体储器中的传导性复合芯子将不同的可蒸发物质输送到环境中。在该实施方案中，所述装置可为美国专利N0.7，622，073中描述的香料雾化器装置。在这种情况下，可通过开关或程序选择性地开启或关闭不同的香料储器中的传导性复合芯子。照这样，可以可选择的方式向大气输送超过一种香料以产生香料的混合物。
[0132]本发明中描述的传导性复合芯子还可与美国专利N0.6，450，419和美国专利N0.7，622，073中描述的压电雾化器装置一起使用。所述复合芯子向所述压电雾化器装置的孔输送液体且不抑制所述压电装置的振动。
[0133]在又一实施方案中，传导性复合芯子的传导性元件为电路的一部分。该电路可提供电信号以触发装置中的其它功能。这些活动可为风扇的旋转、开启或关闭光、产生声音或使声音静下来。这些功能提供所期望的液体输送速率、用于装饰目的的所期望的光特征或用于引起操作员注意的警告信号例如储器中的低的液面。
[0134]在另一实施方案中，传导性复合芯子的传导性元件具有预调电阻且起到电阻器的作用。当向所述复合芯子的传导性元件施加AC或DC功率时，所述传导性元件可产生热量。由所述传导性元件产生的热量促进可蒸发材料的芯吸和向空气中的释放。在另一实施方案中，所述传导性复合芯子的传导性元件连接到在所述容器内或在所述容器的壳体中的容座且所述容座连接到能源例如电池或者通过电线连接至AC或DC电源。在该实施方案中，所述传导性元件由于其电阻产生热量且不使用单独的加热元件。
[0135]在一个实施方案中，所述传导性复合芯子可连接到配置以测量芯子或储器中的液体中的电流或电导率的电路。如果测量结果低于或高于预定的阈值，则所述电路可激活装置的其它功能。这些活动可为风扇的旋转、开启或关闭光、产生声音或使声音静下来。这些功能提供所期望的液体输送速率、用于装饰目的的所期望的光特征或用于引起操作员注意的警告信号例如储器中的低的液面。
[0136]在另一实施方案中，所述传导性复合芯子可具有或连接到配置以检测来自昆虫、动物或人类的运动或热量的电路。在检测到这样的热量的运动时，所述电路可引发向加热元件的功率流以开始挥发性流体通过多孔芯子的挥发。计时装置可任选地结合到该电路，使得在挥发的引发之后功率流动选定的时间段。在该实施方案中，功率和挥发性流体被保持。
[0137]在另一实施方案中，所述传导性复合芯子可具有或连接到配置有计时器的电路。所述电路可引发向加热元件的功率流以开始挥发性流体通过多孔芯子以预定的时间和频率的挥发。
[0138]在一个实施方案中，本发明中的装置的功率为交流(AC)，例如110或220伏。在另一实施方案中，本发明中的装置的功率为直流(DC)，例如来自电池例如手表电池、手机电池、A、AA、AAA、C或D型号的电池、或汽车电池的。AC还可通过AC-DC电路转换成DC。 [0139]本发明中的装置的功率可使用太阳能领域的普通技术人员已知的太阳能电池或光伏电池通过太阳能产生。
[0140]所述装置可用于向多种环境，包括但不限于内部和外部环境输送可蒸发材料。内部环境包括但不限于内室、浴室、洗衣间、盥洗室、废弃物容器附近、垃圾桶附近、帐篷、轮船、飞机、和机动车辆。外部环境包括但不限于院子、桌子、野营地、帐篷、野餐区、运动场和草坪。
[0141]在一个实施方案中，当所述装置由DC电源提供动力时，所述装置是便携式的且不依赖于用电线连接至电源插座。这样的便携式装置可被运送到任何地方且以DC电源例如电池提供动力以将可蒸发材料释放到大气中。在一个实施方案中，该便携式装置可放置在房间中的桌子上或者被运送到另一位置且放置在表面上。包括不需要连接至电源插座的传导性复合芯子的便携式桌上型输送装置是方便的且有吸引力的，从而容许在将所述装置放置在所期望的位置时更大的多方面适应性。这些便携式装置在多种类型的环境中是有用的，所述环境包括但不限于集合地点(venue)例如野营地、野餐区、庭院、露台、院子、运动场和设施、厕所、移动厕所和小便池。
[0142]本发明的一个实施方案为具有容器的香料输送装置，所述容器具有加热元件、香料的储器、和传导性复合芯子。复合芯子的一端连接至在所述容器内部的加热元件且传导性复合芯子的另一端延伸到空气中。可通过AC电源或DC电池电源给所述装置提供动力。所述复合芯子可以许多不同的方式例如插到加热元件的洞中、或拧到加热元件上而连接到加热元件。在具体实施方案中，所述复合芯子的传导性元件为加热元件的一部分。所述传导性复合芯子中的多孔芯吸元件的至少一部分浸没在香料中且所述多孔芯吸元件的其它部分在空气中。
[0143]本发明包括使用所述装置将可蒸发材料输送到空气中的方法。在一个实施方案中，所述方法包括:将容器中的加热元件加热；所述加热元件将传导性复合芯子的传导性部件加热；多孔芯吸元件从储器芯吸可蒸发材料；和经加热的传导性元件使在所述多孔芯吸元件内部的可蒸发材料蒸发。
[0144]本发明包括使用所述装置将可蒸发材料输送到空气中的方法。在另一实施方案中，所述方法包括:向传导性元件提供电力；随着施加电力，所述传导性元件的电阻将所述传导性元件加热；所述多孔芯吸元件从储器芯吸可蒸发材料；和经加热的传导性元件使在所述多孔 芯吸元件内部的可蒸发材料蒸发并将其释放到空气中。
[0145]下列实施例将用于进一步说明本发明，但是，同时，不构成其任何限制。相反，将清楚地理解，可采取各种实施方案、其变形和等同物，在阅读本文中的描述之后，其可使它们自己提示给本领域技术人员，而不背离本发明的精神。
[0146]实施例1
[0147]具有可生物降解的双组分纤维条和传导性碳纤维丝束的传导性复合芯子
[0148]所述传导性复合芯子由同心双组分纤维(90%)形式的合成的可烧结的聚(乳酸)(PLA)或其共聚物与连续碳纤维丝束(10%)(重量％) —起的拉挤而制造。在具体实施方案中，芯和鞘材料两者都是PLA且芯PLA具有比鞘PLA((香港或中国的远东纺织有限公司(Far Eastern Textile Ltd.)) Ingeo SLN2450CM, 4旦))的熔融温度高的熔融温度。所述碳纤维丝束来自卓尔泰克公司(密苏里州的圣路易斯)。优选熔融温度差大于10°C、大于20°C或大于30°C。所述聚合物的熔融温度可如聚合物化学领域的普通技术人员已知的那样通过操纵结晶、共聚或共混来控制。
[0149]通过使用烘箱拉挤工艺将所述条中的生物组分纤维和碳纤维丝束粘结在一起。所述合成的可生物降解的双组分纤维由同心的鞘和芯材料构成。为了促进烧结，所述鞘材料中的PLA具有比所述芯材料中的PLA低的熔点。对于该合成的可生物降解的双组分纤维，PLA鞘的熔点为约132°C且所述芯中的PLA的熔点为约165°C。基于制造条件控制烘箱温度。所述温度依赖于拉挤速度和棒直径。目的是向所述可烧结的双组分纤维提供足够量的热量使得仅所述双组分纤维的鞘熔融而所述芯不熔融。将所述双组分纤维条和碳纤维丝束在204-221?的温度下拉挤通过烘箱且在49-66°C的温度下压缩通过模头。拉挤速度为
2.0至4.0英寸/秒。该工艺制造了圆柱形的传导性多孔基体。模头将该基体压缩和成型为棒，所述棒随后被空气冷却和定长切割。
[0150]实施例2
[0151]具有双组分纤维和碳纤维的传导性复合芯子
[0152]所述传导性复合芯子通过将聚乙烯/聚酯(PE/PET)同心双组分纤维条(90%)与碳纤维丝束(10%)(卓尔泰克公司，密苏里州的圣路易斯)组合而制造。使用烘箱拉挤工艺将所述条中的生物组分纤维和碳纤维丝束粘结在一起。所述双组分纤维由同心的鞘和芯材料构成。为了促进烧结，所述鞘材料具有比所述芯材料低的熔点。烘箱将所述双组分纤维的鞘材料热粘结(熔融)至其它双组分纤维和非粘合性纤维。这些非粘合性纤维包括单组分纤维例如天然着色的棉花。所述非粘合性纤维通常不熔融和彼此粘合。将所述条在175-220°C的温度下拉挤通过烘箱且在49-66°C的温度下压缩通过模头。拉挤速度为2.0至4.0英寸/秒。该工艺制造了圆柱形的传导性多孔基体。模头将该基体压缩和成型为棒，所述棒随后被空气冷却和定长切割。
[0153]实施例3
[0154]具有双组分纤维、传导性碳纤维和着色单组分纤维的传导性复合芯子
[0155]所述传导性复合芯子通过将聚乙烯/聚酯(PE/PET)同心双组分纤维条(63%)、碳纤维丝束(5%)(卓尔泰克公司，密苏里州的圣路易斯)和颜色为黑色的丙烯酸类纤维(32%)组合而制造。通过使用烘箱拉挤工艺将所述条中的生物组分纤维、碳纤维丝束和颜色为黑色的丙烯酸类单组分纤维粘结在一起。所述双组分纤维由同心的鞘和芯材料构成。为了促进烧结，所述鞘材料具有比所述芯材料低的熔点。烘箱将所述双组分纤维的所述鞘材料与其它双组分纤维、碳纤维丝束和单组分黑色丙烯酸类纤维热粘结(熔融)在一起。在该过程中，所述碳纤维和单组分丙烯酸类纤维通常不熔融和彼此粘合。将所述双组分纤维条、碳纤维丝束和单组分黑色丙烯酸类纤维在175-220°C的温度下拉挤通过烘箱并在49-66°C的温度下压缩通过模头。拉挤速度为2.0至4.0英寸/秒。该工艺制造了圆柱形的传导性多孔基体。模头将该基体压缩和成型为棒，所述棒随后被空气冷却和定长切割。在该工艺中制造的芯子的颜色是黑色的。
[0156]实施例4
[0157]具有传导性碳纤维芯子的香料输送装置
[0158]将如在实施例2中那样制造的传导性复合芯子插入到包含香料的容器中。将传导性芯子的两端连接到电线。 将所述电线连接到具有电池的电源箱。在开启电源之前和之后用IR温度计(睿侠(RadioShack))记录传导性芯子的温度。在连接到一个AA电池之前，所述芯子为78° F且所述温度是稳定的。在将所述芯子连接到一个AA电池之后，所述芯子温度升高并在3分钟内达到106° F且变稳定。当将所述芯子连接到两个AA电池(串联)时，所述芯子温度升高并在3分钟内达到147.5° F且变稳定。向环境中的香料输送速率与芯子温度有关。如房间中的个人所报告的，随着芯子温度升高，环境充满更浓烈的香料气味。
[0159]实施例5
[0160]传导性复合芯子液体蒸发
[0161]在该实施例中，传导性复合芯子包括双组分纤维、传导性碳纤维和着色单组分纤维。所述碳纤维传导性元件包埋在传导性复合纤维芯子的中心。所述芯子通过将聚乙烯/聚酯(PE/PET)同心双组分纤维条(63%)(维顺(FiberVisions)，乔治亚州的德卢斯)、碳纤维丝束(5%)(卓尔泰克公司(密苏里州的圣路易斯))和颜色为黑色的丙烯酸类纤维(32%)组合而制造。百分数为各组分的重量％。使用烘箱拉挤工艺将所述条中的生物组分纤维、碳纤维丝束和颜色为黑色的丙烯酸类单组分纤维粘结在一起。所述双组分纤维由同心的鞘和芯材料构成。为了促进烧结，所述鞘材料具有比所述芯材料低的熔点。烘箱将所述双组分纤维的所述鞘材料与其它双组分纤维、碳纤维丝束和单组分黑色丙烯酸类纤维热粘结(熔融)在一起。在该过程中，所述碳纤维和单组分丙烯酸类纤维通常不熔融和彼此粘合。将所述双组分纤维条、碳纤维丝束和单组分黑色丙烯酸类纤维在175-220°C的温度下挤拉通过烘箱并在49-66°C的温度下压缩通过模头。拉挤速度为2.0至4.0英寸/秒。该工艺制造了圆柱形的传导性多孔基体。模头将该基体压缩和成型为棒，所述棒随后被空气冷却和定长切割。在该工艺中制造的芯子具有黑色的颜色。所述芯子的直径为0.25英寸且碳纤维传导性通道位于复合芯子的中心。所述传导性复合芯子中的碳芯的电阻为约12欧姆/英尺。
[0162]将具有12英寸长度的传导性复合芯子以U形折叠并放置于50ml康宁(Corning)锥底一次性塑料管(康宁，纽约)中。所述管在40ml指示线附近填充有可蒸发液体。记录所述管、液体和芯子的总重量。将所述芯子连接到DC电源(EXTECH数字单一输出DC电源(购自固安捷(Grainger))并向所述芯子的两端施加电位。在不同的时间记录所述总重量。初始重量和所记录的重量之间的重量差为通过系统汽化的液体的量。表2和表3显示具有
1% Tween 20?的去离子水和一缩二丙二醇(DPG)的重量损失数据。所述数据是在不施加
电压和在1.5V、4.5V和9V DC电源条件下收集的。
[0163]表2:在用于传导性复合芯子的不同电力条件下具有l%Tween 20?的去离子水随时间的重量损失
【权利要求】
1.一种传导性复合芯子，其包括多孔芯吸元件和传导性元件，其中所述多孔芯吸元件结合到所述传导性元件。
2.根据权利要求1所述的传导性复合芯子，其中所述多孔芯吸元件包括纤维或烧结多孔塑料。
3.根据权利要求1所述的传导性复合芯子，其中所述传导性元件包括碳、金属或金属I=1-Wl O
4.根据权利要求2所述的多孔芯吸元件，其中所述纤维包括切断纤维、连续纤维、双组分纤维、单组分纤维或其组合。
5.根据权利要求2所述的多孔芯吸元件，其中所述烧结多孔塑料包括聚乙烯或聚丙烯。
6.根据权利要求5所述的多孔芯吸元件，其中所述聚乙烯为高密度聚乙烯、极高分子量聚乙烯或超高分子量聚乙烯。
7.根据权利要求2所述的纤维多孔芯吸元件，其包括约10微米至约200微米的孔径和约40%至约95%的平均孔径。
8.根据权利要求2所述的烧结多孔塑料芯吸元件，其包括约10微米至约200微米的孔径和约10%至约70%的平均孔径。
9.一种装置，其包括: 包括多孔芯吸元件和传导性元件的传导性复合芯子，其中所述多孔芯吸元件结合到所述传导性元件；和 连接到所述传导性元件的能源。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述能源包括加热元件或电源。
11.根据权利要求9所述的装置，其进一步包括用于容纳所述装置的容器，所述容器具有开口。
12.根据权利要求9所述的装置，其进一步包括包含可蒸发材料的储器。
13.一种用于将可蒸发材料释放到空气中的方法，所述方法包括: 提供装置，所述装置包括: 具有开口且包括可蒸发材料的储器的容器； 包括多孔芯吸元件和传导性元件的传导性复合芯子，其中所述多孔芯吸元件结合到所述传导性元件，所述多孔芯吸元件的第一部分接触所述储器中的所述可蒸发材料，且所述多孔芯吸元件的第二部分位于所述可蒸发材料的所述储器外部；和， 连接到所述传导性元件的能源； 向所述传导性元件施加来自所述能源的能量； 通过所述多孔芯吸元件从所述储器芯吸所述可蒸发材料；和 将所述可蒸发材料从所述多孔芯吸元件释放。
14.根据前述权利要求中任一项所述的能源，其中所述能源包括DC能源或AC能源。
15.根据前述权利要求中任一项所述的传导性元件，其中所述传导性元件是热传导性或电传导性的。
16.根据前述权利要求中任一项所述的可蒸发材料，其中所述可蒸发材料包括香料、杀虫剂、驱虫剂、消毒剂、除臭剂、信息素、药物试剂或其组合。
【文档编号】A01M1/20GK104023754SQ201280050717
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年8月13日 优先权日:2011年8月15日
【发明者】W.G.米格特, 冒国强, T.马丁, E.J.金, C.林奇 申请人:珀雷克斯公司