本发明涉及包含改善的香料混合物的喷墨递送系统以及将香料混合物递送到空气中的方法。
背景技术：
：存在各种系统以通过通电(例如电力/电池供电)的雾化系统将挥发性组合物诸如香料混合物递送到空气中。此类尝试包括以商品名AIRWICK由ReckittBenckiser销售的电池供电的自动气溶胶空气清新器。另一尝试是将挥发性组合物在空气中雾化成流体滴的压电致动器，其以商品名GLADE由S.C.Johnson&Son出售。近期已尝试通过喷墨头递送香味。但是，这些尝试涉及将基于油墨的香味流体印刷在基材或表面介质上。因此，存在对于通过喷墨递送系统将香料混合物有效地递送到空气中的需要。技术实现要素：在一个实施方案中，提供了一种递送系统，该递送系统包括：流体组合物，该流体组合物包含按所述组合物的重量计约50％至约100％的挥发性组合物(诸如香料混合物)，其中按所述挥发性组合物的重量计约3％至约25％具有在20℃下大于2.3kPa的蒸汽压；和用于将该流体组合物递送到空气中的喷墨头。在另一个实施方案中，提供了一种递送系统，该递送系统包括：流体组合物，该流体组合物包含按所述组合物的重量计约50％至约100％的香料混合物，其中按所述香料混合物的重量计约3％至约25％具有小于200℃的沸点；包含所述流体组合物并且至少部分地包含吸芯的贮存器；以及与所述吸芯流体连通并包括1和300个之间的喷嘴的喷墨头，其中所述喷墨头将>4皮升的所述流体组合物从所述8至32个喷嘴中的每个喷嘴释放到空气中。具体实施方式本发明提供一种包括喷墨器和挥发性组合物的递送系统，以及用于通过喷墨器将此类挥发性组合物递送到空气中的方法。递送系统可包括容纳流体组合物的贮存器、喷墨头、功率源和用于容纳此类元件的外壳。应当理解，该递送系统对于在以下描述提及或附图中示出的部件的构造和布置没有限制。本发明适用于其它实施方案或适用于以各种方式实践或实施。喷墨头本发明的递送系统采用在喷墨印刷中通常使用的喷墨头。喷墨印刷有两种主要类型：“按需”和“连续”喷墨印刷。对于连续喷墨印刷，在压力下将油墨供应至喷墨喷嘴，并用力通过小孔喷出。在排出喷嘴之前，加压的油墨流通过经受电流的陶瓷晶体前行。该电流造成等于AC电流频率的压电振动。该振动继而从未破裂的油墨流生成油墨液滴。油墨流破裂成连续的液滴串，其间隔相同并具有相同大小。在射流周围，在液滴与充电电极中的液体流分离之处，在充电电极和液滴流之间施加电压。当液滴从流破裂时，各液滴携带与在其破裂时所施加电压成比例的电荷。通过以产生液滴时相同的速率改变充电电极电压，可将每个液滴充电至预定水平。液滴流继续其行程，并通过维持在恒定电势的两个偏转板之间。在该电场的存在下，液滴以与所携带电荷成比例的量偏转向所述板之一。未充电的液滴不偏转，并且被收集入回收槽以再循环至油墨喷嘴。充电并因此偏转的那些液滴以对于液滴偏转方向呈直角喷射在高速行进的基材上。通过改变单个液滴的电荷，可印刷期望的图案。在典型的“喷墨”印刷方法中，通过快速压力脉冲，流体油墨以小液滴的形式在压力下受力通过直径一般为约0.0024英寸(5-50微米)的非常小的孔。快速的压力脉冲通常通过以高频率振动的压电晶体的膨胀或通过快速热循环在油墨内的挥发性组分(例如溶剂、水、推进剂)的挥发而在打印头中生成。压电晶体的膨胀造成油墨以与晶体振动次数成比例的小液滴穿过孔。热喷墨印刷机在打印头内采用加热元件以挥发组合物的一部分，该组合物推动大部分流体通过孔喷嘴以与加热元件的开关循环次数成比例地形成液滴。当需要在基材上印刷斑点作为目标图象的部分时，油墨从喷嘴受力而出。小液滴可通电以得到电荷并且如同在连续喷墨印刷中一样地偏转。常规的喷墨印刷机在美国专利3,465,350和3,465,351中更具体地描述。另一类型的喷墨印刷方法是静电喷墨方法，其采用静电场牵引油墨通过喷嘴至基材。通电的墨滴被牵引至在接收基材之后的电性相反的台板。此类装置已由TechnologyInternational公司(Boulder,Colorado)以商品名ESIJET开发。虽然本发明可采用上述喷墨头递送方法中的任何一种，但是本发明的喷墨头可包括8至48个喷嘴，或者8至32个喷嘴，或者8至16个喷嘴，或者8至12个喷嘴的膜，在可小于约25mm2的喷墨头上每个喷嘴递送1-4皮升，或每个喷嘴递送1-2皮升的流体组合物。在一些实施方案中，喷墨头每小时递送约5mg至约40mg的流体组合物进入空气中。适用于本发明的一种类型的膜是如US2010/01547910中描述的通过MEMs技术得到的一体化喷嘴膜。本发明的MEMS头可包括热驱动器和压电机械驱动器。热MEMS将存在于室中的流体加热到使至少部分流体沸腾并离开承载有剩余部分流体的室的程度。压电MEMS驱动器机械振动并驱动来自室的组合物。贮存器递送系统包括用于容纳流体组合物的贮存器。在一些实施方案中，贮存器被构造成容纳约0.2ml至约50ml的流体组合物，或者约10ml至约30ml的流体组合物，或者约15ml至约20ml的流体组合物。递送系统可被构造成具有多个贮存器，每个贮存器容纳相同或不同的组合物。贮存器可以单独的构造形成，以便为可替换的(例如再充填器)。贮存器可由适于容纳流体组合物的任何材料制成。适用于容器的材料包括但不限于玻璃和塑料。此类贮存器的示例是市场中易得的。贮存器可包括由任何可商购获得的芯吸材料，诸如纤维状或多孔吸芯制得的毛细管元件，所述吸芯包括多个互连的开孔，所述开孔形成毛细管通道以牵引流体组合物从贮存器向上与喷墨发动机的流体进料接触。适用于毛细管元件的组合物的非限制性示例包括聚乙烯、超高分子量聚乙烯、尼龙6(N6)、聚丙烯(PP)、聚酯纤维、乙烯醋酸乙烯酯、聚醚砜、聚偏二氟乙烯(PVDF)、和聚醚砜(PES)、聚四氟乙烯(PTFE)、以及它们的组合。在一些实施方案中，毛细管元件可为高密度吸芯组合物以帮助容纳香料混合物的香味。在一个实施方案中，毛细管元件由塑性材料制成，其选自高密度聚乙烯(HDPE)。如本文所用，高密度吸芯组合物包括本领域已知的任何常规的吸芯材料，其具有约20微米至约150微米，或者约30微米至约70微米，或者约30微米至约50微米，或者约40微米至约50微米范围内的孔径或当量孔径(例如在纤维基吸芯的情况下)。在一些实施方案中，毛细管元件不含聚氨酯泡沫。许多喷墨墨盒使用开孔聚氨酯泡沫，其随时间推移(例如在2或3个月之后)可能不与香料混合物相容，并可能破裂。无论制造材料如何，毛细管元件可表现出约10微米至约500微米，或者约50微米至约150微米，或者约70微米的平均孔尺寸。吸芯的平均孔内容积为约15％至约85％，或者约25％至约50％。对于具有约38％的平均孔内容积的吸芯，已得到良好结果。毛细管元件还可以具有不同长度，诸如约1mm至约100mm，或约5mm至约75mm，或约10mm至约50mm。毛细管元件与流体组合物流体连通，并可至少部分地延伸到贮存器之外。在一些实施方案中，毛细管元件可完全被贮存器壁围绕。取决于递送系统的构造，流体组合物可在毛细管元件中向上或向下行进。在从贮存器流出之后，流体组合物可继续向下游行进至保持槽，喷墨头从保持槽牵引流体以将流体雾化进入空气中。在一些实施方案中，递送系统可包括定位在毛细管元件和保持槽之间的流动路径中的流体通道。通道在贮存器和保持槽彼此侧向布置的构造中是可用的。从毛细管元件至贮存器中心测量的通道长度可为约12mm，或者约13mm，或者约14mm，或者约15mm，或者约11mm，或者约10mm。流体组合物为了在喷墨递送系统内令人满意地运行，需考虑流体组合物的许多特性。一些因素包括配制具有对于从喷墨头释放最优粘度的流体，配制具有有限量或不含会堵塞喷墨头的悬浮固体的流体，配制对于不使喷墨头变干和堵塞而充分稳定的流体等。但是在喷墨递送系统中令人满意地运行仅解决具有大于50重量％的香料混合物以从喷墨递送系统合适地雾化，并有效地递送作为空气清新或恶臭减少组合物的流体组合物所需的一些要求。本发明的流体组合物可表现出小于20厘泊(“cps”)，或者小于18cps，或者小于16cps，或者约5cps至约16cps，或者约8cps至约15cps的粘度。并且，挥发性组合物可具有低于约35，或着约20至约30达因/厘米的表面张力。粘度以cps计，使用结合高灵敏度双间隙几何构造的BohlinCVO流变仪系统进行测定。在一些实施方案中，流体组合物不含在混合物中存在的悬浮固体或固体颗粒，其中颗粒物分散在液体基质内。不含悬浮固体物可与作为一些香料材料的特征的溶解固体相区别。本发明的流体组合物包含香料混合物，按所述流体组合物的重量计，所述香料混合物以大于约50％，或者大于约60％，或者大于约70％，或者大于约75％，或者大于约80％，或者约50％至约100％，或者约60％至约100％，或者约70％至约100％，或者约80％至约100％，或者约90％至约100％的量存在。在一些实施方案中，流体组合物可完全由香料混合物组成(即100重量％)。在一个实施方案中，系统的流体组合物可包含约50％和100％的活性物质混合物活性物质混合物具有在20℃下小于约2.3kPa的蒸汽压。流体组合物还包含约0％至约50％的载体。载体具有在20℃下大于约2.3kPa的蒸汽压。示例性活性物质混合物包括：羟基、过氧化氢、和高锰酸钾。香料混合物可包含一种或多种香料材料。香料材料基于材料的沸点(“B.P”)进行选择。本文所述的B.P.在760mmHg的正常标准压力下测试。许多香料成分在标准的760mmHg下的B.P.可见于SteffenArctander在1969年撰写和出版的“PerfumeandFlavorChemicals(AromaChemicals)”。在本发明中，香料混合物可具有小于250℃，或者小于225℃、或者小于200℃、或者小于约150℃、或者小于约120℃、或者小于约100℃、或者约50℃至约200℃、或者约110℃至约140℃的B.P.。在一些实施方案中，约3重量％至约25重量％的香料混合物具有小于200℃的B.P.，或者约5重量％至约25重量％的香料混合物具有小于200℃的B.P.。表1列出了一些非限制性的示例性的适于本发明的香料混合物的各个香料材料。表1CAS号香料原料名B.P.(℃)105-37-3丙酸乙酯99110-19-0乙酸异丁酯116928-96-1βγ己烯醇15780-56-8α-蒎烯157127-91-3β-蒎烯1661708-82-3顺式-乙酸己烯酯169124-13-0辛醛170470-82-6桉叶脑175141-78-6乙酸乙酯77表2示出了具有小于200℃的总B.P.的示例性香料混合物表2CAS号香料原料名重量％B.P.(℃)123-68-2己酸烯丙酯2.50185140-11-4乙酸苄酯3.00214928-96-1β,γ己烯醇9.0015718479-58-8二氢月桂烯醇5.0019839255-32-82甲基戊酸乙酯9.0015777-83-8乙基甲基苯基缩水甘油酸酯2.002607452-79-12-甲基丁酸乙酯8.00132142-92-7乙酸己酯12.5014668514-75-0橙相油25Xl.18％-LowCit.1463810.0017793-58-3苯甲酸甲酯0.50200104-93-8对甲苯基甲醚0.201761191-16-8乙酸异戊二烯酯8.0014588-41-5乙酸邻叔丁基环己酯3.0022358430-94-7乙酸异壬酯27.30225总计：100.00当配制用于本发明的流体组合物时，其还可包括溶剂、稀释剂、增容剂、固定剂、增稠剂等。这些材料的非限制性示例是乙醇、卡必醇、二甘醇、二丙二醇、邻苯二甲酸二乙酯、柠檬酸三乙酯、肉豆蔻酸异丙酯、乙基纤维素和苯甲酸苄酯。在一些实施方案中，流体组合物可包含功能性香料组分(“FPC”)。FPC是一类具有与传统的有机溶剂或挥发性有机混合物(“VOC”)相似的挥发性质的香料原料。如本文所用，“VOC”是指在20℃测试下，蒸气压大于0.2mmHg，并有助于香料挥发的挥发性有机混合物。示例性的VOC包括以下有机溶剂：双丙二醇甲醚(“DPM”)、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇(“MMB”)、挥发性硅油和双丙二醇的甲酯、双丙二醇的乙酯、双丙二醇的丙酯、双丙二醇的丁酯、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、二甘醇甲醚、二甘醇乙醚或任何商品名为DowanolTM二醇醚的VOC。VOC通常在流体组合物中以大于20％的量使用以有助于香料挥发。本发明的FPC有助于香料材料的挥发，并可提供愉悦、芳香的有益效果。FPC可以相对较大的浓度使用而不会不利地影响总体组合物的香料特性。由此，在一些实施方案中，本发明的流体组合物可基本上不含VOC，也就是说它具有按所述组合物的重量计不大于18％，或者不大于6％，或者不大于5％，或者不大于1％，或者不大于0.5％的VOC。在一些实施方案中，挥发性组合物可不含VOC。适用作FPC的香料材料可具有约800至约1500，或者约900至约1200，或者约1000至约1100，或者约1000的如上定义的KI。还可使用气味检测阈值(“ODT”)和不偏激的香味特征确定针对给定的香料特征香味组合来定义适用作FPC的香料材料。ODT可使用商用的配有火焰离子化和嗅端口的GC测定。校正GC以测定通过注射器注射的材料的精确体积、精确的分流比和使用已知浓度和链长分布的烃标准物的烃响应。精确地测量气流速率，并且假定人吸入的持续时间持续12秒，从而计算取样的体积。由于在检测器处，在任何时间点的精确浓度是已知的，吸入的每体积质量是已知的，从而可计算材料的浓度。例如为了确定材料是否具有小于50ppb的阈值，将溶液以返算的浓度递送至嗅端口。专门小组成员嗅辨GC流出物并确定当气味被注意到时的保留时间。所有专门小组成员之中的平均确定阈值的显著性。将必要量的分析物注射在柱上以在检测器处实现50ppb的浓度。以下列出用于测定ODT的常规GC参数。根据与设备相关联的规程进行测试。设备：GC：具有FID检测器的5890系列(AgilentTechnologies,Ind.,PaloAlto,California,USA)；7673自动取样机(AgilentTechnologies,Ind.,PaloAlto,California,USA)；柱：DB-1(AgilentTechnologies,Ind.,PaloAlto,California,USA)长为30米，ID为0.25mm，膜厚度为1微米(在毛细管内壁上的聚合物层，其提供选择性分配以出现分离)。方法参数：分流进样：17/1分流比；自动取样器：每次进样1.13微升；柱流量：1.10mL/分钟；空气流量：345mL/分钟；进口温度245℃；检测器温度285℃。温度信息：初始温度：50℃；速率：5C/分钟；最终温度：280℃；最终时间：6分钟；主要假设：(i)每次嗅辨12秒(ii)加入GC空气以稀释样品。FPC可具有大于约1.0十亿分之一(“ppb”)，或大于约5.0ppb，或大于约10.0ppb，或大于约20.0ppb，或大于约30.0ppb，或大于约0.1个百万分之一的ODT。在一个实施方案中，本发明的流体组合物中的FPC可具有范围为约900至约1400；或者约1000至约1300的KI。这些FPC可以是醚、醇、醛、乙酸酯、酮、或它们的混合物。FPC可以是高挥发性、低B.P.的香料材料。示例性的FPC包括乙酸异壬酯、二氢月桂烯醇(3-亚甲基-7-甲基辛-7-醇)、里哪醇(3-羟基-3,7-二甲基-1,6辛二烯)、香叶醇(3,7-二甲基-2,6-辛二-1-醇)、右旋柠檬烯(1-甲基-4-异丙烯基-1-环己烯、乙酸苄酯、肉豆蔻酸异丙酯、以及它们的混合物。表3列出了对于某些FPC的示例性性质的大致报告值。表3按香料混合物的重量计，香料混合物中FPC的总量可为大于约50％，或大于约60％，或大于约70％，或大于约75％，或大于约80％，或约50％至约100％，或约60％至约100％，或约70％至约100％，或约75％至约100％，或约80％至约100％，或约85％至约100％，或约90％至约100％，或约100％。在一些实施方案中，香料混合物可完全由FPC组成(即100重量％)。出于更详细地示出本发明的目的，表4列出了非限制性、示例性的包含FPC的流体组合物、以及它们的KI和B.P.的近似报告值。表4预期除了香料混合物之外或作为香料混合物的代替，流体组合物还可包含其它挥发性物质，包括但不限于挥发性染料；用作杀虫剂的组合物；用于调节、改善、或以其它方式改善环境(例如用于有助于睡眠、清醒、呼吸系统健康和类似状况)的精油或物质；除臭剂或恶臭控制组合物(例如，气味压制材料诸如反应性醛类(如在U.S.2005/0124512中公开的)、气味阻塞材料、气味掩盖材料、或感官调节材料诸如紫罗酮(也在U.S.2005/0124512中公开))。任选的特征结构风扇在本发明的另一方面，递送系统可包括风扇以有助于使空间充满香味，并有助于避免较大液滴掉落在周围表面上，其可使表面破坏。风扇可以是空气清新系统领域中使用的任何已知的风扇，其递送每分钟1-1000立方厘米或每分钟10-100立方厘米的空气。传感器在一些实施方案中，递送系统可包括可商购获得的传感器，其响应于环境刺激，诸如光、噪音、运动和/或空气中的气味含量。例如，递送系统可被编程以在当它感知光时开启，和/或当其感知无光时关闭。在另一示例中，当传感器感知人员进入传感器附近时，递送系统可开启。传感器还可用于监控空气中的气味含量。气味传感器可用于开启递送系统，提高热量或风扇速度，和/或按需从所述递送系统逐步递送流体组合物。传感器还可于测量贮存器中的流体水平以在用尽之前指示贮存器的期限结束。在该情况下，可开启LED光以指示贮存器需要填充或用新贮存器更换。传感器可与递送系统外壳成一体或在远程位置(即与递送系统壳体物理分开)，诸如远程计算机或移动智能装置/电话。传感器可与递送系统通过低能蓝牙、6lowpan无线电或任何其他的与装置和/或控制器(例如智能电话或计算机)无线通信的装置远程通信。便携/电池递送系统可被配置为紧凑且易携带的。在该情况下，递送系统可以是电池运行的。递送系统能够与电源如9伏电池、常规的干电池诸如“A”、“AA”、“AAA”、“C”和“D”电池、纽扣电池、手表电池、太阳能电池以及具有再充电基座的可再充电电池一起使用。编程递送系统可包括可编程的电子器件以设定精确的强度水平和递送速度(以毫克/小时计)。另选地，递送系统的电路可允许使用者为了个人喜好、功效或为了空间大小而调节递送流体组合物的强度和/或时间。例如，递送系统可为使用者提供5档强度水平用于选择，并提供每隔6、12或24小时递送流体组合物的使用者选项。在多贮存器递送系统中可安装微处理器和定时器以在不同时间和对于所选时间段从各贮存器放出流体组合物，包括如U.S.7,223,361中所述在以交替的释放模式放出挥发性组合物。另外，递送系统可以是可编程的，由此使用者可选择特定的组合物用于释放。在同时放出香味香料的情况下，可将定制的香味递送至空气。在整个说明书中，以单数形式涉及的组分应当理解为涉及单个或多个此类组分这两种情况。除非另外指明，本文中所述的所有百分比均按重量计。在整个说明书中给出的每一数值范围包括落在该较宽数值范围内的每一较窄数值范围，就像这样的较窄数值范围在本文中是明确地写出一样。例如，应当认为所述“1至10”的范围包括在最小值1和最大值10之间(且包括所述值在内)的任何范围及所有子范围；即，开始于最小值1或更大值且结束于最大值10或更小值例如1至6.1，3.5至7.8，5.5至10等的所有子范围。此外，本文所公开的量纲和值不旨在被理解为严格地限于所述的精确值。相反，除非另外指明，否则每个这样的量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。除非明确排除或限制，将本文引用的每篇文献，包括任何交叉引用或相关专利或专利申请，全文以引用方式并入本文。任何文献的引用不是对其相对于任何本发明所公开的或本文受权利要求书保护的现有技术的认可，或不是对其单独地或以与任何其它参考文献或多个参考文献的组合提出、建议或公开了此类发明的认可。此外，如果此文献中术语的任何含义或定义与以引用方式并入本文的文献中相同术语的任何含义或定义相冲突，将以此文献中赋予该术语的含义或定义为准。尽管描述了本发明的具体实施方案，但对于本领域的技术人员显而易见的是，在不背离本发明的实质和范围的情况下可作出许多其它的改变和变型。因此，本文旨在所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有此类改变和修改。当前第1页1 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