傳導(dǎo)性復(fù)合芯子以及制造和使用其的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及傳導(dǎo)性復(fù)合芯子，其包括結(jié)合到傳導(dǎo)性元件的多孔芯吸元件以用于將可蒸發(fā)材料從裝置例如空氣清新劑裝置或昆蟲控制系統(tǒng)釋放。
【專利說明】傳導(dǎo)性復(fù)合芯子以及制造和使用其的方法
[0001]在先的相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)要求2011年8月15日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/523，439和2011年10月17日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/547，797的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，將其各自全部通過參考引入本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及用于將可蒸發(fā)材料從裝置例如空氣清新劑裝置或昆蟲控制系統(tǒng)釋放到大氣中的包括多孔芯吸元件和傳導(dǎo)性元件的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子(wick)。
【背景技術(shù)】
[0004]許多人在房間中放置空氣清新劑以掩蓋房間中的氣味或向空氣添加芳香的香氣。像用于殺死或阻止昆蟲的昆蟲控制材料的分配一樣，對(duì)于通過氣味遮蔽或破壞有效地抗擊家庭和封閉的公共建筑中的空氣傳播的惡臭的需要被良好地建立。多種類型的蒸氣分配裝置已被用于這些目的。特別地，眾所周知芯吸裝置用于將可蒸發(fā)材料例如香料(fragrance)、除臭劑、消毒劑、殺蟲劑或驅(qū)蟲劑分配到大氣中。典型的芯吸裝置利用芯子和散發(fā)區(qū)域的組合以從液體儲(chǔ)器分配揮發(fā)性液體。
[0005]許多空氣清新劑是可商購(gòu)得到的。利用芯吸作用和/或?yàn)椴迦胧綌U(kuò)散器的空氣清新劑是特別受消費(fèi)者歡迎的。蘆葦擴(kuò)散器(reed diffuser)變得受歡迎，因?yàn)樗鼈儾恍枰獎(jiǎng)恿Γ杀镜颓铱稍O(shè)計(jì)成不同的形狀和顏色以與環(huán)境匹配和裝飾環(huán)境。插入式擴(kuò)散器也是本領(lǐng)域中已知的。在這些裝置中，電阻加熱器設(shè)置在殼體中，電插腳從所述殼體直接延伸。當(dāng)將所述插腳插到壁上插座中時(shí)，電阻加熱器產(chǎn)生熱量。待散發(fā)到空氣中的物質(zhì)例如香料或驅(qū)蟲劑被典型地以液體形式保持緊密地接近所述加熱器。隨著所述加熱器加熱所述物質(zhì)，受控制的量被蒸發(fā)和散發(fā)到周圍的大氣中。這些裝置非常適合于家庭用途，特別是在房間例如廚房和浴室中，因?yàn)樗鼈兿蚩諝庵刑峁┧谕奈镔|(zhì)的連續(xù)的、受控的流動(dòng)。
[0006]用于那些裝置的芯子材料是基于纖維的塑料材料、燒結(jié)多孔塑料材料或基于陶瓷的材料。這些材料是絕緣體且不傳導(dǎo)熱和電。當(dāng)所述裝置例如所述插入式裝置需要被加熱時(shí)，差的傳導(dǎo)性導(dǎo)致向空氣中的低的香料輸送且要求較高的能量。已進(jìn)行了嘗試以改善香料輸送速率，例如使用循環(huán)風(fēng)扇、提高溫度和應(yīng)用較大直徑的芯子。所有這些解決方案提高生產(chǎn)成本。提高溫度可需要使用更昂貴的基于陶瓷的多孔芯子。大的芯子導(dǎo)致體積大的產(chǎn)品和不均勻的加熱性質(zhì)。
[0007]具有金屬插入的芯子已被用于基于火焰的應(yīng)用中。美國(guó)專利No:6，444，156討論了在凝膠蠟燭中使用金屬芯芯子的缺點(diǎn)。在該申請(qǐng)中，所述金屬芯提供所述芯子的機(jī)械剛性以在制造過程期間經(jīng)受住壓力和保持其位置。美國(guó)專利No:6，333，009教導(dǎo)使用金屬管作為用于油燈的加熱元件。然而，該申請(qǐng)也是基于火焰的。
[0008]因此，存在對(duì)于在相對(duì)低的溫度下具有更好的傳導(dǎo)性且輸送更多的可蒸發(fā)材料的芯子的需要。這些類型的芯子將需要比目前的非傳導(dǎo)性芯子少的加熱。存在對(duì)于下述芯子的需要:所述芯子具有傳導(dǎo)性部件，所述部件提供熱和/或電傳導(dǎo)性以及向用戶提供可蒸發(fā)材料的受控輸送速率而不使用火焰或風(fēng)扇的加熱能力。另外，存在對(duì)于使用選擇性激活的熱或電傳導(dǎo)性電路提供多重輸送能力的簡(jiǎn)單裝置的需要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明提供用于芯吸和蒸發(fā)可蒸發(fā)材料例如空氣清新劑、香水、消毒劑、驅(qū)蟲劑或殺蟲劑的容器中的液體的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子、裝置和方法。這些傳導(dǎo)性復(fù)合芯子包括結(jié)合到傳導(dǎo)性元件的多孔液體芯吸元件以用于將可蒸發(fā)材料從裝置例如空氣清新劑裝置或昆蟲控制系統(tǒng)中釋放到大氣中。
[0010]本發(fā)明的多孔芯吸元件包括不同類型的開孔多孔介質(zhì)。這些多孔芯吸介質(zhì)包括開孔泡沫、氈、以熱固性樹脂為邊界的氈、織造纖維、包括熱固性樹脂和無機(jī)填料的多孔介質(zhì)、擠出塑料中空管、以及包括合成和天然纖維素材料的多孔介質(zhì)。在一些實(shí)施方案中，多孔芯吸元件包括燒結(jié)多孔塑料。在其它的實(shí)施方案中，多孔芯吸元件包括纖維材料，例如單組分纖維或雙組分纖維。
[0011]傳導(dǎo)性元件可為電傳導(dǎo)性的、熱傳導(dǎo)性的、或者既是電傳導(dǎo)性的又是熱傳導(dǎo)性的。在一些實(shí)施方案中，傳導(dǎo)性元件包括碳。在其它的實(shí)施方案中，傳導(dǎo)性元件包括金屬或金屬合金。為了電或熱傳導(dǎo)性，傳導(dǎo)性元件結(jié)合到電源。
[0012]本發(fā)明的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子比目前可得到的非傳導(dǎo)性芯子需要更少的加熱且提供更均勻的加熱。在一些實(shí)施方案中，這些芯子具有可為液體輸送裝置提供加熱、傳感和控制能力的傳導(dǎo)性元件通道。所述多孔芯吸元件可為可生物降解的。所述多孔芯吸元件可為親水的。所述多孔芯吸元件可為可生物降解的且親水的。
[0013]本發(fā)明的芯子可由不同的材料制造且可用于將可蒸發(fā)材料輸送到環(huán)境例如居室環(huán)境中?？烧舭l(fā)材料包括基于水的香料且在一些實(shí)施方案中為具有超過50重量％的水組成的香料制劑。本發(fā)明的芯子還可將非基于水的香料輸送到環(huán)境中。本發(fā)明的芯子還可將其它可蒸發(fā)材料輸送到環(huán)境中。
[0014]本發(fā)明的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子被任選地處理以提高所述多孔芯吸元件的表面能和改善芯吸速率。一種提高該表面能的途徑是使用等離子體處理多孔芯吸元件。這可為在低的壓力下的間歇過程或在大氣壓下或在大氣壓之上的在線過程?？山o予多種氣體能量以與纖維的表面反應(yīng)以產(chǎn)生親水的部分和改善親水性。氣體包括，但不限于，氧氣、空氣、氮?dú)?、氬氣及其組合。取決于所期望的產(chǎn)品要求，在等離子體過程期間使用不同的暴露時(shí)間、壓力和能量。本發(fā)明的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子可任選地通過采用用于改善的親水性的整理劑(finishingagent)激活。在一個(gè)實(shí)施方案中，整理劑可施加至雙組分纖維。在另一實(shí)施方案中，整理劑存在于可商購(gòu)得到的雙組分纖維中。
[0015]本發(fā)明還提供用于使用本發(fā)明的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子將可蒸發(fā)材料輸送到大氣的新型裝置。
[0016]傳導(dǎo)性復(fù)合芯子可向控制裝置提供反饋信號(hào)以提供更一致的可蒸發(fā)液體輸送。這些復(fù)合芯子還可警告使用者。例如，可關(guān)于正被輸送的液體的正在輸送的液面、或者容器是否是空的且需要添加可蒸發(fā)材料警告使用者。在許多情況中，一旦使用者最初將空氣清新劑置于房間中，他或她通常忘記容器中的可蒸發(fā)空氣清新劑的量。在長(zhǎng)期使用之后，有時(shí)空氣清新劑通常是缺乏的而沒有被注意到。這可部分地歸因于香氣逐漸減少的難以捉摸以及人的嗅覺香味適應(yīng)性。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述裝置提供另一傳感信號(hào)，例如指示是時(shí)候使用新的空氣清新劑或替換空氣清新劑的儲(chǔ)器中的可蒸發(fā)材料的聽覺或視覺信號(hào)。
[0017]傳導(dǎo)性復(fù)合芯子還可用作當(dāng)向其施加電能時(shí)產(chǎn)生熱量的電阻器。在這種情況下，所述復(fù)合芯子中的傳導(dǎo)性部件在所述裝置中起到加熱元件的作用且在殼體中不需要外部加熱元件。具有電和/或熱傳導(dǎo)性的復(fù)合芯子還可為控制可蒸發(fā)材料的輸送、或者控制所述裝置的光或聲音部件(feature)的電路的一部分。例如所述復(fù)合芯子可具有連接到其的光部件，例如發(fā)光二極管(LED)或纖維光學(xué)器件。該實(shí)施方案在所述裝置的使用期間提供光部件以用于裝飾目的。不同的光部件可能還指示儲(chǔ)器中的可蒸發(fā)材料的不同的液體輸送速率或缺乏。
[0018]在一個(gè)實(shí)施方案中，施加至所述復(fù)合芯子的能量的持續(xù)時(shí)間可影響可蒸發(fā)材料的釋放分布(profile)。在另一實(shí)施方案中，施加至所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的能量的量可影響所釋放的可蒸發(fā)材料的量。所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子可用于通過調(diào)整施加至所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的能量的頻率、持續(xù)時(shí)間和/或幅度提供可蒸發(fā)材料的具體釋放分布。在一個(gè)實(shí)施方案中，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的計(jì)時(shí) 器電路可將電能在特定的時(shí)間和以特定的持續(xù)時(shí)間輸送至所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子。在另一實(shí)施方案中，調(diào)整施加至所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的電能可調(diào)整所釋放的可蒸發(fā)材料的量。調(diào)整可蒸發(fā)材料的釋放頻率可降低對(duì)可蒸發(fā)材料的感官適應(yīng)性。
[0019]本文中關(guān)于電和熱傳導(dǎo)性描述的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子可具有許多不同的形狀，例如棒、片、網(wǎng)、或另外的外形。
[0020]本發(fā)明的另一實(shí)施方案為使用傳導(dǎo)性復(fù)合芯子將可蒸發(fā)材料輸送到環(huán)境中的方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，將所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的一部分浸潰在可蒸發(fā)材料的儲(chǔ)器中并將傳導(dǎo)性元件連接至由交流(AC)電源、直流電源(direct current source electric source)或直流(DC)電池提供動(dòng)力的加熱元件。在另一實(shí)施方案中，將所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的一部分浸潰在可蒸發(fā)材料的儲(chǔ)器中并將傳導(dǎo)性元件連接至電源例如交流(AC)電源，直流電源或直流(DC)電池。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為根據(jù)本發(fā)明的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子10的實(shí)施方案的透視圖。金屬棒12包埋在多孔芯吸介質(zhì)14中。
[0022]圖2為根據(jù)本發(fā)明的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子20的實(shí)施方案的透視圖。中空金屬管22包埋在多孔芯吸介質(zhì)24中。
[0023]圖3為根據(jù)本發(fā)明的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子30的實(shí)施方案的透視圖。金屬線32包裹在多孔芯吸介質(zhì)34的外表面周圍。
[0024]圖4為如下的示意圖:A)由多孔芯吸介質(zhì)組成的柔性中空芯子42的縱截面；和抝由多孔芯吸介質(zhì)組成的中空芯子44的縱截面。
[0025]圖5為如下的示意圖:包含含有香料的揮發(fā)性液體56的容器50、具有用于連接至電源的電線59的加熱元件58、連接到所述加熱元件并延伸通過所述揮發(fā)性液體和通過所述容器中的開口(opening)的金屬棒52、金屬管53和金屬線54。[0026]圖6為如下的示意圖:包含揮發(fā)性液體66的容器60、具有用于連接至電源的電線69的加熱元件68、連接到所述加熱元件并延伸通過所述揮發(fā)性液體和通過所述容器中的開口的金屬元件63、和設(shè)置于所述金屬元件上方的由多孔芯吸介質(zhì)組成的中空芯子62。
[0027]圖7為如下的示意圖:A)由多孔芯吸介質(zhì)組成的中空柔性芯子70 ；B)包含含有香料的揮發(fā)性液體74的容器72、具有用于連接至電源的電線79的加熱元件78、和連接到所述加熱元件并延伸通過所述揮發(fā)性液體和通過所述容器中的開口的金屬元件75 ;和C)和設(shè)置于所述金屬元件上方的中空芯子70。
[0028]圖8為傳導(dǎo)性復(fù)合芯子80的實(shí)施方案的透視圖。碳纖維絲束(tow)82與包括雙組分纖維條的多孔纖維芯吸介質(zhì)84扭絞在一起。
[0029]圖9為傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的另一實(shí)施方案的橫截面圖90和縱截面圖91。多孔纖維芯吸介質(zhì)94包含兩個(gè)容納傳導(dǎo)性碳纖維92的通道。
[0030]圖10為拉擠傳導(dǎo)性復(fù)合芯子片100形式的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的另一實(shí)施方案的橫截面圖。所述芯子為片形式且碳纖維組分102夾在多孔芯子層104之間。
[0031]圖11為傳導(dǎo)性復(fù)合芯子110的另一實(shí)施方案的透視圖。碳纖維112在所述復(fù)合芯子中具有類似于單一的帶或片的布置且被多孔芯吸介質(zhì)114包圍。
[0032]圖12為傳導(dǎo)性復(fù)合芯子120的另一實(shí)施方案的透視圖。碳纖維122在所述復(fù)合芯子中具有類似于交叉的帶或交叉的片的布置且被多孔芯吸介質(zhì)124包圍。
[0033]圖13為傳導(dǎo)性復(fù)合芯子130的另一實(shí)施方案的透視圖。碳纖維132在所述復(fù)合芯子中的雙芯布置中的 兩個(gè)通道中且被多孔芯吸介質(zhì)134包圍。
[0034]圖14為傳導(dǎo)性復(fù)合芯子140的又一實(shí)施方案的透視圖。碳纖維142在所述復(fù)合芯子中的三芯布置中的三個(gè)通道中且被多孔芯吸介質(zhì)144包圍。
[0035]圖15為傳導(dǎo)性復(fù)合芯子150的另一實(shí)施方案的透視圖。碳纖維152為螺旋狀布置，其中多孔芯吸介質(zhì)154在所述復(fù)合芯子的表面上。
[0036]圖16為傳導(dǎo)性復(fù)合芯子160的再一實(shí)施方案的透視圖。碳纖維162為圍繞多孔芯吸材料的芯162的環(huán)形或炸面包圈形狀且包含在所述復(fù)合芯子中的多孔芯吸材料166的外層中。
[0037]圖17為傳導(dǎo)性復(fù)合芯子170的另一實(shí)施方案的橫截面圖。所述芯子為片形式且碳纖維組分172夾在多孔芯子層174之間。可從所述片模切出各種形狀例如圖中所示的樹形狀176。
[0038]圖18為傳導(dǎo)性復(fù)合芯子180的另一實(shí)施方案的橫截面圖和透視圖。所述芯子為類似于星星的擠出形狀，其中碳纖維組分182位于所述芯子的芯處且包含在多孔芯吸材料184 中。
[0039]圖19為如下的示意圖:容器190，其在所述容器的儲(chǔ)器中的流體196中包含可蒸發(fā)材料；具有用以連接至電源的電線199的加熱元件198 ;兩個(gè)具有碳纖維元件193的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子，碳纖維元件193包含在多孔芯吸材料192中、連接到所述加熱元件并延伸通過所述流體和通過所述容器中的開口。
[0040]圖20為如下的示意圖:包含揮發(fā)性液體266的容器260、具有用于連接到電源的電線269的加熱元件268、連接到所述加熱元件并延伸通過所述揮發(fā)性液體和通過所述容器中的開口的傳導(dǎo)性元件263、和由多孔芯吸介質(zhì)組成并設(shè)置在所述傳導(dǎo)性元件上方的中空芯子262。
【具體實(shí)施方式】
[0041]本發(fā)明提供傳導(dǎo)性復(fù)合芯子、包含傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的裝置、以及用于芯吸和蒸發(fā)可蒸發(fā)材料例如空氣清新劑、香水、消毒劑、驅(qū)蟲劑或殺蟲劑的容器中的液體的方法。這些傳導(dǎo)性復(fù)合芯子還能夠輸送難以蒸發(fā)的材料，包括但不限于具有低的蒸氣壓的有機(jī)溶劑例如一縮二丙二醇(DPG)。
[0042]傳導(dǎo)件復(fù)合芯子
[0043]這些傳導(dǎo)性復(fù)合芯子包括結(jié)合到傳導(dǎo)性元件的多孔芯吸元件以用于將可蒸發(fā)材料從裝置例如空氣清新劑裝置或用于昆蟲控制系統(tǒng)中的裝置釋放。在一些實(shí)施方案中，多孔芯吸元件可包括燒結(jié)多孔塑料。在其它的實(shí)施方案中，多孔芯吸元件可包括纖維材料。
[0044]傳導(dǎo)性元件可為電傳導(dǎo)性的、熱傳導(dǎo)性的、或者既是電傳導(dǎo)性的又是熱傳導(dǎo)性的。在一些實(shí)施方案中，傳導(dǎo)性元件包括碳。在其它的實(shí)施方案中，傳導(dǎo)性元件包括金屬或金屬合金。為了電或熱傳導(dǎo)性，傳導(dǎo)性元件結(jié)合到電源。
[0045]本發(fā)明的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子包括多孔芯吸元件和傳導(dǎo)性元件。在一個(gè)實(shí)施方案中，在所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的一端的所述傳導(dǎo)性元件連接到在儲(chǔ)器內(nèi)部的加熱源或電源且所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的另一端從容器延伸出來且暴露于空氣。所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的所述傳導(dǎo)性元件的兩端都可連接到所述加熱源、電源或電路。所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的一部分浸潰在所述儲(chǔ)器中且所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的另一部分從所述容器延伸出來且暴露于空氣。所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子可為任何 形狀，例如棒、曲桿、支化結(jié)構(gòu)或特殊形狀例如花。
[0046]在一個(gè)實(shí)施方案中，傳導(dǎo)性復(fù)合芯子具有多孔芯吸元件和金屬傳導(dǎo)性元件。所述多孔芯吸元件和金屬傳導(dǎo)性元件可具有許多構(gòu)造。在另一實(shí)施方案中，用于所述金屬傳導(dǎo)性元件的通道包埋在所述多孔芯吸元件中。在又一實(shí)施方案中，用于所述金屬傳導(dǎo)性元件的通道位于所述多孔芯吸元件的表面處。所述復(fù)合芯子的不同構(gòu)造的非限制性實(shí)例示于附圖中。
[0047]在一個(gè)實(shí)施方案中，傳導(dǎo)性復(fù)合芯子具有多孔芯吸元件和碳傳導(dǎo)性元件。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述碳傳導(dǎo)性元件為碳纖維傳導(dǎo)性元件。所述多孔芯吸元件和碳纖維元件可具有許多構(gòu)造。在另一實(shí)施方案中，所述碳纖維傳導(dǎo)性通道包埋在所述多孔芯吸元件中。在又一實(shí)施方案中，所述碳纖維傳導(dǎo)性通道位于多孔芯吸元件的表面處。所述復(fù)合芯子的不同構(gòu)造的非限制性實(shí)例示于附圖中。
[0048]多孔芯吸元件
[0049]本發(fā)明的多孔芯吸元件包括不同類型的開孔多孔介質(zhì)。這些多孔芯吸介質(zhì)包括但不限于開孔泡沫、氈、以熱固性樹脂為邊界的氈、織造纖維、包括熱固性樹脂和無機(jī)填料的多孔介質(zhì)、擠出塑料中空管、以及包括合成和天然纖維素材料的多孔介質(zhì)。在一些實(shí)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，燒結(jié)多孔聚合物材料。在一些實(shí)施方案中，多孔芯吸元件包括燒結(jié)多孔塑料。在其它的實(shí)施方案中，所述多孔液體芯吸元件可為多孔纖維材料例如非織造或織造纖維、或通過在美國(guó)專利No:5，607，766和美國(guó)專利申請(qǐng)20030211799中描述的方法制造的纖維。所述纖維可為切斷纖維、連續(xù)纖維、雙組分纖維和單組分纖維。所述多孔芯吸元件在構(gòu)造方面可為實(shí)心的、管狀的、或螺旋形的。所述多孔芯吸元件可為柔性的或相對(duì)剛性的。支配適合用于本發(fā)明的芯子的構(gòu)造的材料的因素包括與待被所述芯子傳輸?shù)囊后w的相容性、由所述材料提供的芯吸速率、材料處理的容易性、材料成本等。
[0050]在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的燒結(jié)聚合物材料包括一種或多種塑料。如本文中所使用的塑料包括柔性塑料和硬質(zhì)塑料。柔性塑料，在一些實(shí)施方案中，包括擁有范圍為約15，ΟΟΟΝ/cm2至約350，ΟΟΟΝ/cm2的模量和/或范圍為約1500N/cm2至約7000N/cm2的拉伸強(qiáng)度的聚合物。硬質(zhì)塑料，根據(jù)一些實(shí)施方案，包括擁有范圍為約70，OOON/cm2至約350，000N/cm2的模量且具有范圍為約3000N/cm2至約8500N/cm2的拉伸強(qiáng)度的聚合物。
[0051]適合于在本發(fā)明的燒結(jié)聚合物材料中使用的塑料，在一些實(shí)施方案中，包括聚烯烴、聚酰胺、聚酯、硬質(zhì)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、聚醚酰亞胺、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜、聚苯醚、或者其組合或共聚物。
[0052]在一些實(shí)施方案中，聚烯烴包括聚乙烯、聚丙烯、和/或其共聚物。所述聚乙烯可為高密度聚乙烯(HDPE)、極高分子量聚乙烯(VHMWPE)或超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。所述多孔塑料芯子的平均孔徑可范圍為約10微米至約200微米、約20微米至約150微米、或約30微米至約100微米。所述多孔塑料芯子具有約10%至約70%、約20%至約60%、或約30%至約50%的平均孔體積。所述平均孔徑和平均孔體積是使用ASTM D4404方法通過水銀孔隙率測(cè)定法測(cè)定的。
[0053]聚乙烯，在一個(gè)實(shí)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圍為約0.92g/cm3至約0.97g/cm3的密度的聚乙烯。在一些實(shí)施方案中，高密度聚乙烯具有范圍為約50至約90的結(jié)晶度(來自密度的％)。HDPE具有約100，000道爾頓(Da)至500, OOODa的分子量。
[0054]在另一實(shí)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、在一些實(shí)施方案中為3，000, OOODa至6，000, OOODa的分子量的聚乙烯。
[0055]在另一實(shí)施方案中，聚乙烯包括極高分子量聚乙烯(VHMWPE)。如本文中所使用的極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]在其中本發(fā)明的芯子包括燒結(jié)聚合物材料的一些實(shí)施方案中，所述芯子通過在模具中提供多個(gè)塑料顆粒而制造，所述模具包括具有所期望的芯子形狀的空穴。將所述多個(gè)塑料顆粒設(shè)置在所述模具中并燒結(jié)以制造本發(fā)明的芯子。本文中描述的塑料的任一種的顆?？蔁Y(jié)成本發(fā)明的芯子。
[0057]塑料顆粒，在一些實(shí)施方案中，在范圍為約200° F至約700° F的溫度下燒結(jié)。在一些實(shí)施方案中，塑料顆粒在范圍為約300° F至約500° F的溫度下燒結(jié)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的燒結(jié)溫度取決于塑料顆粒的特性且根據(jù)塑料顆粒的特性進(jìn)行選擇。適當(dāng)?shù)臒Y(jié)溫度對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是已知的。[0058]塑料顆粒，在一些實(shí)施方案中，燒結(jié)范圍為約30秒至約30分鐘的時(shí)間段。在其它的實(shí)施方案中，塑料顆粒燒結(jié)范圍為約I分鐘至約15分鐘或約5分鐘至約10分鐘的時(shí)間段。在一些實(shí)施方案中，所述燒結(jié)過程包括加熱、浸泡、和/或烘烤(cook)循環(huán)。此外，在一些實(shí)施方案中，塑料顆粒的燒結(jié)在環(huán)境壓力(I個(gè)大氣壓)下進(jìn)行。在其它的實(shí)施方案中，塑料顆粒的燒結(jié)在大于環(huán)境壓力的壓力下進(jìn)行。[0059]在另一實(shí)施方案中，芯子包括纖維材料。纖維材料，根據(jù)一些實(shí)施方案，包括單組分纖維、雙組分纖維、或其組合。適合用在本發(fā)明的實(shí)施方案中的單組分纖維，在一些實(shí)施方案中，包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龍-6、尼龍_6，6、尼龍12、共聚酰胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(TBP)、co-PET、或其組合。適合用在本發(fā)明的實(shí)施方案中的單組分纖維，在一些實(shí)施方案中，可為可生物降解的。適合用在本發(fā)明的實(shí)施方案中的單組分纖維，在一些實(shí)施方案中，可為著色的，例如著色的丙烯酸類纖維。
[0060]可用于制造本發(fā)明的多孔芯吸元件的合成纖維材料可為可生物降解的或不可生物降解的。
[0061]合成可生物降解的單組分纖維包括但不限于下列:聚乳酸(PLA)、聚羥基鏈烷酸酯(PHA)、聚羥基丁酸酯-戊酸酯(PHBV)、和聚己內(nèi)酯(PCL)。
[0062]適合用于多孔芯吸元件中的雙組分纖維，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，包括聚丙烯/聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET);聚乙烯/PET ;聚丙烯/尼龍-6 ;尼龍-6/PET ;共聚酯/PET ;共聚酯/尼龍-6 ;共聚酯/尼龍-6，6 ;聚-4-甲基-1-戊烯/PET ;聚-4-甲基-1-戊烯/尼龍-6 ;聚-4-甲基-1-戊烯/尼龍-6，6 ;PET/聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN);尼龍_6，6/聚-1，4-環(huán)己烷二甲基(PCT);聚丙烯/聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)；尼龍-6/共聚酰胺；聚乳酸/聚苯乙烯；聚氨酯/縮醛(acetal);聚乳酸(PLA)共聚物/聚乳酸(PLA)，和可溶性共聚酯/聚乙烯。生物組分纖維，在一些實(shí)施方案中，包括在美國(guó)專利 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 中公開的那些。
[0063]雙組分纖維，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，具有芯/鞘或并排截面結(jié)構(gòu)。在其它的實(shí)施方案中，雙組分纖維具有海島型、基質(zhì)原纖維、柑橘原纖維(citrus fibril)、或扇餅型(segmented pie)截面結(jié)構(gòu)。包括芯/鞘截面結(jié)構(gòu)且適合用于本發(fā)明的實(shí)施方案中的雙組分纖維提供于表1中。
[0064]表1-雙組分纖維
[0065]a_蘭_
聚乙烯(PE)聚丙錄(PP)
乙綠-乙酸乙婦酯共聚物(EVA)聚丙烯tPP)
聚乙烯(PE)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)
聚乙雄(FE)聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)
聚丙豨(PP)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)
聚丙烯(PP)聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)
聚乙烯(PE)尼龍-6
聚乙烯(PE)尼龍-6,6
聚丙燁(PP)尼龍-6
聚丙婦(PP)尼龍-6,6
尼龍-6尼龍-6，6
尼龍-12尼龍-6 共聚酯(CoPETl聚對(duì)苯二〒酸乙二醇酯(PET)
共聚酯(CoPET)尼龍-6
共聚酯(CoPET>尼龍-6,6
乙二醇改性的PET(PETG)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)
聚雨稀(PP)聚-1,4-環(huán)己號(hào)二曱基(PCT)
[0066]
聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚-1，4-環(huán)己烷二甲基(PCT)
聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚萘二甲酸乙二醇S旨(PEN)
尼龍-6，6聚-1,4-環(huán)己烷二甲基(PCT)
聚乳酸(PLA)聚苯乙締(PS)
聚氨酯(PU)縮醛
聚乳酸(PLA)共聚物_聚乳酸(PLA)_
[0067]在一些實(shí)施方案中，纖維包括連續(xù)纖維。在其它的實(shí)施方案中，纖維包括切斷纖維。在一個(gè)實(shí)施方案中，例如，纖維材料的纖維包括切斷雙組分纖維。切斷纖維，根據(jù)一些實(shí)施方案，具有任何期望的長(zhǎng)度。在一些實(shí)施方案中，纖維材料是織造的或非織造的。在一個(gè)實(shí)施方案中，纖維材料被燒結(jié)。在一個(gè)實(shí)施方案中，纖維芯子被任選地著色。在另一實(shí)施方案中，纖維在用于傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的形成中之前被任選地染色。
[0068]在一些實(shí)施方案中，多孔芯吸兀件具有最高達(dá)約12英寸的長(zhǎng)度。在一些實(shí)施方案中，多孔芯吸元件具有至少一英寸的長(zhǎng)度。在其它的實(shí)施方案中，多孔芯吸元件具有范圍為約2英寸至約12英寸的長(zhǎng)度。多孔芯吸元件，根據(jù)一些實(shí)施方案，具有小于約I英寸或大于約12英寸的長(zhǎng)度。此外，多孔芯吸元件的主體，在一些實(shí)施方案中，具有最高達(dá)約0.5英寸的寬度或直徑。在一些實(shí)施方案中，錐形或凹進(jìn)式芯子末端的截面直徑至少為0.05英寸。
[0069]在一些實(shí)施方案中，所述多孔芯吸元件可為可生物降解的。所述多孔芯吸元件可為親水的。所述多孔芯吸元件可為可生物降解的且親水的。在本申請(qǐng)中使用術(shù)語可生物降解的來表示多孔芯吸元件的組分是可生物降解的。在一個(gè)實(shí)施方案中，可生物降解的多孔芯吸元件的組分的重量％為所述多孔芯吸元件的總重量的至少40%、至少50%、至少60%、至少70%、至少80%或至少90%。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述多孔芯吸元件的主要組分是可生物降解的。
[0070]本發(fā)明的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子可由不同的材料制造且可用于將可蒸發(fā)材料輸送到環(huán)境例如居室環(huán)境中。可蒸發(fā)材料在本發(fā)明中包括基于水的香料且為具有超過50重量％的水組成的香料制劑。本發(fā)明的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子還可將非基于水的香料輸送到環(huán)境中。本發(fā)明的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子還可將其它可蒸發(fā)材料輸送到環(huán)境中。
[0071]本發(fā)明的芯子被任選地處理以提高所述多孔芯吸元件的表面能和改善芯吸速率。一種提高該表面能的途徑是使用等離子體處理多孔芯吸元件。這可為在低的壓力下的間歇過程或者在大氣壓下或在大氣壓之上的在線過程?？山o予多種氣體能量以與纖維的表面反應(yīng)以產(chǎn)生親水的部分和改善親水性。氣體包括，但不限于，氧氣、空氣、氮?dú)?、氬氣及其組合。取決于所期望的產(chǎn)品要求，在等離子體過程期間使用不同的暴露時(shí)間、壓力和能量。本發(fā)明的芯子可任選地通過采用用于改善的親水性的整理劑激活。在一個(gè)實(shí)施方案中，整理劑可施加至雙組分纖維。在另一實(shí)施方案中，整理劑存在于可商購(gòu)得到的雙組分纖維或單組分纖維中
[0072]傳導(dǎo)件元件 [0073]所述復(fù)合芯子中的傳導(dǎo)性元件可為熱和/或電傳導(dǎo)性的。在不同的實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性元件可為金屬、金屬合金、或碳。
[0074]在一些實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性元件為金屬。所述金屬可選自鋁、銅、鐵、鋼或鋅。在一些實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性元件為金屬合金。這些合金包括這些金屬元件的一種或多種，例如鋼或不銹鋼。合金包括但不限于坎塔爾鉻招鈷耐熱鋼(Kanthal)合金、(FeCrAl)、尼克洛姆鎳鉻耐熱合金(nichrome) 80/20合金(80%鎳、20%鉻)、和銅鎳合金(CuNi)。其它的可用作傳導(dǎo)性元件的材料為二硅化鑰(MoSi2)、鈦酸鋇和鈦酸鉛。
[0075]在一個(gè)實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性兀件可為金屬棒、中空金屬管、或金屬線。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述復(fù)合芯子的金屬元件具有預(yù)調(diào)電阻且起到電阻器的作用。當(dāng)向所述復(fù)合芯子的金屬元件施加電流時(shí)，所述金屬元件產(chǎn)生熱量。由所述金屬元件產(chǎn)生的熱量促進(jìn)可蒸發(fā)材料通過所述多孔芯子的芯吸和可蒸發(fā)材料向空氣中的釋放。
[0076]在一個(gè)實(shí)施方案中，金屬棒包埋在多孔液體芯吸介質(zhì)中以形成所述復(fù)合芯子。在所述復(fù)合芯子的另一實(shí)施方案中，金屬元件為中空管且所述多孔液體芯吸介質(zhì)設(shè)置在所述中空管上方。在所述復(fù)合芯子的又一實(shí)施方案中，金屬部件為金屬線或網(wǎng)且所述金屬線或網(wǎng)包裹在多孔液體芯吸介質(zhì)的外表面上。
[0077]在一些實(shí)施方案中，金屬棒、管或線具有最高達(dá)約12英寸的長(zhǎng)度。在一些實(shí)施方案中，金屬棒、管或線具有至少一英寸的長(zhǎng)度。在其它的實(shí)施方案中，金屬棒、管或線具有范圍為約2英寸至約12英寸的長(zhǎng)度。金屬棒、管或線，根據(jù)一些實(shí)施方案，具有小于約I英寸或大于約12英寸的長(zhǎng)度。此外，金屬棒、管或線的主體，在一些實(shí)施方案中，具有約0.01英寸直至約0.25英寸的寬度或直徑。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述金屬部件可比所述芯吸元件長(zhǎng)。在另一實(shí)施方案中，所述金屬元件比所述芯吸元件短。所述金屬部件的電導(dǎo)率應(yīng)在20°C下大于I X IO3 (西門子/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]在另一實(shí)施方案中,所述傳導(dǎo)性兀件為碳。在另一實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性兀件為碳纖維。在不同的實(shí)施方案中，所述碳纖維可為絲束、紗線(yarn)、棒、片或套管(sleeve)形式。在另一實(shí)施方案中，碳纖維可為石墨纖維。碳纖維通常具有0.001至0.050_的直徑。在不同的實(shí)施方案中，本發(fā)明中的碳纖維具有最高達(dá)99%、或90%至99%、或95%至99%的碳含量。所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子中的傳導(dǎo)性碳纖維可為整個(gè)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％?？筛淖兲嫉牧恳愿淖兯鲂咀拥碾娮?。照這樣，具有不同碳量的芯子可需要不同量的用以釋放可蒸發(fā)材料的電能。碳纖維可例如從Fibre Glast Development Corp.(俄亥俄州的布魯克維爾);卓爾泰克公司(Zoltek Inc.)(密蘇里州的圣路易斯)；東邦特耐克絲美國(guó)公司(Toho Tenax America, Inc.)(田納西州的羅克伍德)商購(gòu)得到。碳纖維片、管和棒可從Graphitestore.com Inc.(伊利諾斯州的布法羅格羅夫)購(gòu)買。
[0079]在一些實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子中的所述傳導(dǎo)性元件可為金屬涂覆的纖維，例如鎳涂覆的碳纖維。這種類型的纖維可從東邦特耐克絲美國(guó)公司(田納西州的羅克伍德)購(gòu)買。
[0080]在一個(gè)實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性碳元件可為棒、中空管、或線。棒或管可包埋在所述多孔芯吸介質(zhì)中。所述多孔芯吸介質(zhì)可設(shè)置在所述管或棒上方、或者插入到線上。線還可施加至所述多孔芯吸介質(zhì)的內(nèi)或外表面。線在構(gòu)造方面可為直的、彎曲的或螺旋形的。螺旋形線構(gòu)造可具有容許所述多孔芯吸介質(zhì)插入到所述螺旋形線的內(nèi)徑中的內(nèi)徑。
[0081]在又一實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性碳纖維元件可為絲束或紗線，且所述碳纖維絲束或紗線包埋在所述多孔芯吸介質(zhì)中。在另一實(shí)施方案中，所述碳纖維元件可與多孔芯吸介質(zhì)扭絞在一起且位于多孔芯吸介質(zhì)的表面上。
[0082]在一個(gè)實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的傳導(dǎo)性碳纖維元件具有預(yù)調(diào)電阻且起到電阻器的作用。當(dāng)向所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的碳纖維元件施加電流時(shí)，所述碳纖維元件產(chǎn)生熱量。由所述碳纖維元件產(chǎn)生的熱量促進(jìn)可蒸發(fā)材料通過所述多孔芯子的芯吸和可蒸發(fā)材料向空氣中的釋放。
[0083]在另一實(shí)施方案中，所述碳纖維為片或套管形式且所述碳纖維包裹在多孔液體芯吸介質(zhì)的外表面上。
[0084]在傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的一個(gè)實(shí)施方案中，碳纖維絲束包裹在其它的非傳導(dǎo)性纖維材料周圍，且在這種情況下的纖維材料可為疏松纖維或燒結(jié)纖維，所述疏松纖維具有像書寫工具儲(chǔ)器或香煙過濾嘴一樣的結(jié)構(gòu)且所述芯子任選地用非多孔外殼層包裹。
[0085]在傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的另一實(shí)施方案中，碳纖維被其它的非傳導(dǎo)性纖維材料包裹圍繞，且在這種情況下的纖維材料可為疏松纖維，所述疏松纖維具有像書寫工具儲(chǔ)器或香煙過濾嘴一樣的結(jié)構(gòu)且所述芯子用非多孔外殼層包裹。
[0086]在一些實(shí)施方案中，傳導(dǎo)性復(fù)合芯子具有最高達(dá)約12英寸的長(zhǎng)度。在其它的實(shí)施方案中，傳導(dǎo)性復(fù)合芯子具有至少一英寸的長(zhǎng)度。在另一實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子具有范圍為約2英寸至約12英寸的長(zhǎng)度。所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子，根據(jù)一些實(shí)施方案，具有小于約I英寸或大于約12英寸的長(zhǎng)度。
[0087]在一些實(shí)施方案中，所述碳纖維元件具有約0.01英寸直至約0.255英寸的寬度或直徑。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述碳纖維組分可比所述芯吸元件長(zhǎng)。在另一實(shí)施方案中，所述碳纖維組分比所述芯吸元件短。
[0088]在一個(gè)實(shí)施方案中，復(fù)合芯子包含多個(gè)碳纖維傳導(dǎo)性通道。在所述芯吸元件的外部或內(nèi)部的通道中包含的碳纖維的電阻對(duì)于3英寸長(zhǎng)的碳纖維為0.01歐姆至1000歐姆、0.1至100歐姆或I至10歐姆。電導(dǎo)率是電阻的倒數(shù)。電阻是使用連接到在所述芯子之中或之上的碳纖維的兩端的萬用表測(cè)量的。碳纖維通道的電導(dǎo)率可通過所述碳纖維通道中的碳纖維的直徑控制。所述碳纖維材料的電導(dǎo)率應(yīng)在20°C下大于1X102(西門子/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]在不同的實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子中的雙組分結(jié)合纖維具有I微米至50微米的直徑。在其它的實(shí)施方案中，碳纖維具有I微米至50微米的直徑。在不同的實(shí)施方案中，所得傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的密度可從5g/米.cm2)到50g/米.cm2變化。本發(fā)明的纖維芯子具有在約10微米至約200微米、約20微米至約150微米或約30微米至約100微米范圍內(nèi)的孔徑。本發(fā)明的纖維芯子具有在約40%至約95%、約50%至約90%或約60%至約80%范圍內(nèi)的孔體積。所述孔徑和孔體積是使用ASTM D4404方法通過水銀孔隙率測(cè)定法測(cè)定的。
[0090]在一個(gè)實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子可被著色。在另一實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子中的雙組分纖維被著色。在又一實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子中的多孔芯吸元件包含著色單組分纖維。在另一實(shí)施方案中，所述芯吸元件包括黑色丙烯酸類纖維。單組分纖維還可在用于所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的形成之前被染色。
[0091 ] 在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子中的雙組分結(jié)合纖維可為可生物降解的，例如聚乳酸(PLA) /PLA雙組分纖維。
[0092]制造具有金屬傳導(dǎo)性通道的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的方法
[0093]雙組分纖維中的一種組分具有比所述雙組分纖維中的另一組分低的熔融溫度。雙組分纖維可通過使所述較低熔融溫度的組分熔融而熔合在一起，由此形成在纖維之間具有空隙空間(孔)的多孔介質(zhì)。
[0094]在一個(gè)實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子由雙組分纖維條和金屬線制成。在烘箱拉擠工藝中，將所述雙組分纖維條和金屬線在一起拉伸并隨后使其經(jīng)歷熱和壓力。在烘箱的輸出側(cè)的模頭形成所期望的直徑的棒，其隨后被切割成芯子。所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子中的纖維的多數(shù)由雙組分合成纖維(約51重量％至約95重量％)構(gòu)成。所述雙組分合成纖維可為所述芯子的重量的至少超過50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、90重量％或95重量％。所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子中的纖維的次要組分為金屬線。
[0095]在另一實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子由雙組分纖維條和金屬線制成。在烘箱拉擠工藝中，將所述雙組分纖維條和金屬線在一起拉伸，其中所述金屬線位于雙組分纖維條的中心處，并隨后使其經(jīng)歷熱和壓力。在烘箱的輸出側(cè)的模頭形成所期望的直徑的棒，其隨后被切割成芯子。所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子中的纖維的多數(shù)由雙組分合成纖維(約51重量％至約95重量％)合成。所述雙組分合成纖維可為所述芯子的重量的至少超過50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、90重量％或95重量％。所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子中的次要組分為金屬線。在一個(gè)實(shí)施方案中，包含所述傳導(dǎo)性金屬線的通道在所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的中心處。
[0096]在又一實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子由連續(xù)雙組分纖維紗線和金屬線制成。在烘箱拉擠工藝中，將所述雙組分纖維紗線和金屬線在一起拉伸并隨后使其經(jīng)歷熱和壓力。在烘箱的輸出側(cè)的模頭形成所期望的直徑的棒，其隨后被切割成芯子。所述傳導(dǎo)性芯子中的纖維的多數(shù)由雙組分合成纖維(約51重量％至約95重量％)構(gòu)成。所述雙組分合成纖維可為所述芯子的重量的至少超過50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、90重量％或95重量％。所述傳導(dǎo)性芯子中的纖維的次要組 分為金屬線。
[0097]在再一實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性芯子由連續(xù)雙組分纖維紗線和連續(xù)金屬線制成。在烘箱拉擠工藝中，將所述雙組分纖維紗線和金屬線在一起拉伸，其中所述金屬線位于雙組分纖維紗線的中心處，并隨后使其經(jīng)歷熱和壓力。在烘箱的輸出側(cè)的模頭形成所期望的直徑的棒，其隨后被切割成芯子。所述傳導(dǎo)性芯子中的纖維的多數(shù)由雙組分合成纖維(約51重量％至約95重量％)構(gòu)成。所述雙組分合成纖維可為所述芯子的重量的至少超過50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、90重量％或95重量％。所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子中的纖維的次要組分為金屬線。包含所述傳導(dǎo)性金屬線的通道在傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的中心處。
[0098]制造具有碳纖維傳導(dǎo)性通道的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的方法
[0099]雙組分纖維中的一種組分具有比所述雙組分纖維中的另一組分低的熔融溫度。雙組分纖維可通過使所述較低熔融溫度的組分熔融而熔合在一起，由此形成在纖維之間具有空隙空間(孔)的多孔介質(zhì)。
[0100]在一個(gè)實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子由雙組分纖維條和單組分碳纖維絲束制成。在烘箱拉擠工藝中，將所述雙組分纖維條和碳纖維絲束在一起拉伸并隨后使其經(jīng)歷熱和壓力。在烘箱的輸出側(cè)的模頭形成所期望的直徑的棒，其隨后被切割成芯子。所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子中的纖維的多數(shù)由雙組分合成纖維(約51重量％至約95重量％)構(gòu)成。所述雙組分合成纖維可為所述芯子的重量的至少超過50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、90重量％或95重量％。所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子中的纖維的次要組分為單組分碳纖維。
[0101]在另一實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子由雙組分纖維條和單組分碳纖維絲束制成。在烘箱拉擠工藝中，將所述雙組分纖維條和碳纖維絲束在一起拉伸，其中所述碳纖維位于雙組分纖維條的中心處，并隨后使其經(jīng)歷熱和壓力。在烘箱的輸出側(cè)的模頭形成所期望的直徑的棒，其隨后被切割成芯子。所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子中的纖維的多數(shù)由雙組分合成纖維(約51重量％至約95重量％)構(gòu)成。所述雙組分合成纖維可為所述芯子的重量的至少超過50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、90重量％或95重量％。所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子中的纖維的次要組分為單組分碳纖維。在一個(gè)實(shí)施方案中，包含所述傳導(dǎo)性碳纖維的通道在所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的中心處。
[0102]在又一實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子由連續(xù)雙組分纖維紗線和單組分碳纖維絲束制成。在烘箱拉擠工藝中，將所述雙組分纖維紗線和碳纖維絲束在一起拉伸并隨后使其經(jīng)歷熱和壓力。在烘箱的輸出側(cè)的模頭形成所期望的直徑的棒，其隨后被切割成芯子。所述傳導(dǎo)性芯子中的纖維的多數(shù)由雙組分合成纖維(約51重量％至約95重量％)構(gòu)成。所述雙組分合成纖維可為所述芯子的重量的至少超過50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、90重量％或95重量％。所述傳導(dǎo)性芯子中的纖維的次要組分為單組分碳纖維。
[0103]在另一實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性芯子由連續(xù)雙組分纖維紗線和單組分碳纖維絲束制成。在烘箱拉擠工藝中，將所述雙組分纖維紗線和碳纖維絲束在一起拉伸，其中所述碳纖維絲束位于雙組分纖維紗線的中心處，并隨后使其經(jīng)歷熱和壓力。在烘箱的輸出側(cè)的模頭形成所期望的直徑的棒，其隨后被切割成芯子。所述傳導(dǎo)性芯子中的纖維的多數(shù)由雙組分合成纖維(約51重量％至約95重量％)構(gòu)成。所述雙組分合成纖維可為所述芯子的重量的至少超過50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、90重量％或95重量％。所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子中的纖維的次要組分為單組分碳纖維。包含所述傳導(dǎo)性碳纖維的通道在傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的中心處。
[0104]在另一實(shí)施方案中，將用于制造本發(fā)明的傳導(dǎo)性纖維芯子的合成雙組分纖維和傳導(dǎo)性碳纖維材料梳理成條。通過使用烘箱拉擠工藝將所述條粘結(jié)在一起。所述合成雙組分纖維由同心的鞘和芯材料構(gòu)成。為了促進(jìn)燒結(jié)，所述鞘材料具有比所述芯材料低的熔點(diǎn)。將烘箱溫度設(shè)置在所述鞘和芯的熔融溫度之間且烘箱將所述雙組分纖維的所述鞘材料熱粘結(jié)(熔融)至其它的雙組分纖維。該工藝產(chǎn)生圓柱形的燒結(jié)多孔基體。模頭將該基體壓縮和成型為棒，所述棒隨后被空氣冷卻且切割成所期望的長(zhǎng)度。在這種情況下，包含所述碳纖維的傳導(dǎo)性通道均勻地分布在所述傳導(dǎo)性芯子中。
[0105]通過使用烘箱拉擠工藝將所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子中的纖維材料粘結(jié)在一起。所述烘箱將所述雙組分纖維的所述鞘材料熱粘結(jié)(熔融)至其它雙組分纖維和在所述拉擠工藝期間不熔融的非粘合性單組分碳纖維。該工藝產(chǎn)生圓柱形的燒結(jié)多孔基體。模頭將該基體壓縮和成型為棒，所述棒隨后被空氣冷卻且定長(zhǎng)切割(cut to length)。
[0106]如纖維工業(yè)領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員已知的，通過改變加熱烘箱中的模頭形狀，所述傳導(dǎo)性纖維芯子可具有其它形狀例如片或三角形或其它外形。
[0107]通過控制所述傳導(dǎo)性芯子的多孔芯吸元件的表面能，所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子還可具有對(duì)于液體的不同的芯吸性質(zhì)。方法可包括添加表面活性劑、使用上漿劑、或者等離子體或電暈處理。這些方法是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的。
[0108]等離子體處理
[0109]任選地，對(duì)所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子中的所述芯吸元件進(jìn)行等離子體處理。等離子體處理可為通常采用的工業(yè)等離子體工藝的任一種，例如射頻(RF)或微波等離子體。所述等離子體還可為低壓或常壓空氣等離子體工藝。在該具體應(yīng)用中，等離子體為低壓、氣體等離子體處理工藝。以規(guī)定的時(shí)間、能量水平和氣體流量將所述芯吸元件置于腔室中。所述等離子體工藝使所述芯子更親水。氣體可為氧氣、氮?dú)?、氬氣、氫氣及其任意組合。其它分子例如醇或丙烯酸也可用在等離子體腔室中以使聚合物更親水?？刂茪怏w流量以保持所述腔室在約100毫托的壓力且處理時(shí)間通常為幾分鐘至30分鐘。普遍知曉，等離子體處理?xiàng)l件取決于機(jī)器設(shè)計(jì)、樣品尺寸、功率等。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可調(diào)節(jié)用于不同的組成部件和不同的等離子體機(jī)器的條件。可使用對(duì)拉擠工藝在線進(jìn)料并且不要求真空條件且在正的壓力(高于環(huán)境大氣壓)下運(yùn)行的等離子體處理裝置。
[0110]等離子體處理工藝在纖維分子的表面上產(chǎn)生親水的部分。這些部分提高纖維芯子的表面能，從而使其更親水。對(duì)于給定的芯子密度，橫截面面積決定可通過所述芯子傳輸?shù)牧黧w的量。較大直徑的芯子可傳輸較多的流體。[0111]糖理劑
[0112]任選地采用整理劑以提高所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的親水性。整理劑作為用于纖維工藝或者為纖維提供所期望的性質(zhì)例如水吸收性等的助劑在紡織工業(yè)中是熟知的?？刹捎玫恼韯┕荚赪0/1993/017172、美國(guó)專利4，098，702和美國(guó)專利4，403，049中。應(yīng)用整理劑(包括表面活性劑)提供具有所期望的性質(zhì)的織物的細(xì)節(jié)可在由CRC出版社于2005年出版的由 Michael Showell 編輯的 “Handbook of Detergents:Formulation”第 279 至 304頁中找到。整理劑(finish)的應(yīng)用可通常通過使纖維絲束或紗線與包含至少一種具有合乎期望的潤(rùn)滑、抗靜電、潤(rùn)濕、和/或乳化性質(zhì)的整理劑的溶液或乳液接觸而實(shí)現(xiàn)。還可將其它添加劑例如抗靜電劑、殺生物劑、抗腐蝕劑和PH控制劑添加到所述整理劑中。還可將合適的纖維整理劑直接噴射或施加到纖維或紗線上。用整理劑處理的纖維是可商購(gòu)得到的。
[0113]傳導(dǎo)性復(fù)合芯子
[0114]取決于所期望的應(yīng)用，所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子可具有不同的直徑和長(zhǎng)度?？蓪⒍鄠€(gè)傳導(dǎo)性復(fù)合芯子置于填充有包含可蒸發(fā)材料例如香料的液體的罐中。借助于所述復(fù)合芯子中的熱傳導(dǎo)性或電傳導(dǎo)性元件，毛細(xì)管力吸引香料溶液沿所述復(fù)合芯子上升。然后，香料通過來自所述復(fù)合芯子的暴露部分的表面的流體的蒸發(fā)而釋放。一個(gè)實(shí)例為具有直徑為0.080至0.15英寸且長(zhǎng)約8英寸至約12英寸的細(xì)長(zhǎng)的棒的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子。在一個(gè)實(shí)施方案中，可使用拉擠工藝使傳導(dǎo)性復(fù)合芯子制成為具有約0.04英寸至約I英寸的直徑。在不同的實(shí)施方案中，芯子直徑可為約 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、或0.30英寸。在不同的實(shí)施方案中，芯子直徑可大于約0.30英寸、大于約0.40英寸、大于約0.50英寸、大于約0.60英寸、或大于約1.0英寸?？蓪羟懈畛扇魏嗡谕拈L(zhǎng)度例如0.2英寸或更大的芯子。在不同的實(shí)施方案中，芯子可等于或長(zhǎng)于約2.0英寸、約3.0英寸、約4.0英寸、約5.0英寸、約6.0英寸、約7.0英寸、約8.0英寸、約9.0英寸、約10英寸、約11英寸、約12英寸、約13英寸、約14英寸、約15英寸、約20英寸、約25英寸、約30英寸、約48英寸、約60英寸、或約72英寸。在一些實(shí)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的長(zhǎng)徑比。本發(fā)明的纖維芯子具有在約40%至約95%、約50%至約90%或約60%至約80%范圍內(nèi)的平均孔體積。本發(fā)明的多孔塑料芯子具有約10%至約70%、約20%至約60%、或約30%至約50%的平均孔體積。
[0115]裝置
[0116]在一個(gè)實(shí)施方案中，包含本發(fā)明的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的裝置包括:具有待通過多孔芯吸介質(zhì)芯吸的可蒸發(fā)材料例如揮發(fā)性或可蒸發(fā)流體的儲(chǔ)器的容器、以及加熱元件，所述加熱元件連接到能源使得加熱源可接收一個(gè)或多個(gè)傳導(dǎo)性元件，其中所述容器在頂部是部分開放的以容許所述多孔芯吸介質(zhì)離開所述容器并進(jìn)入在所述容器外部的大氣。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述加熱元件可置于所述容器內(nèi)或所述容器的殼體中并連接到電能源例如電池或者通過電線連接至AC或DC電源。所述加熱源還可置于所述容器外部。在不同的實(shí)施方案中，所述加熱源可為加熱塊或感應(yīng)加熱線圈。
[0117]在另一實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的傳導(dǎo)性元件連接到在所述容器內(nèi)或者在所述容器的殼體中的容座(receptacle)且所述容座連接到能源例如電池或者通過電線連接至AC或DC電源。在該實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性元件由于其電阻而產(chǎn)生熱量且不使用單獨(dú)的加熱元件。將理解，電源與所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子中的碳的連接可沿著傳導(dǎo)性元件的長(zhǎng)度在任何地方或者在所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的傳導(dǎo)性元件的任一末端處發(fā)生。
[0118]可蒸發(fā)材料
[0119]在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的蒸氣分配裝置的可蒸發(fā)材料為液體。在其它的實(shí)施方案中，可蒸發(fā)材料在凝膠、糊、或固體例如但不限于蠟中?？烧舭l(fā)材料，在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，包括香料。在另一實(shí)施方案中，可蒸發(fā)材料包括除臭劑、香水、信息素、消毒劑、驅(qū)蟲劑、殺蟲劑活性劑、藥物試劑、或其組合。在一些實(shí)施方案中，可蒸發(fā)材料包括丙二醇、水、尼古丁、丙酮酸、或聚乙二醇。
[0120]在其中可蒸發(fā)材料在凝膠中的一些實(shí)施方案中，所述凝膠通過將可蒸發(fā)材料與基于水的溶液和凝膠形成劑例如角叉菜膠和/或羧甲基纖維素(CMC)混合而構(gòu)成。在另一實(shí)施方案中，在可蒸發(fā)凝膠材料的制造中，將可蒸發(fā)材料與基于醇的溶液和凝膠形成劑混合。[0121 ] 可將不同的可蒸發(fā)材料置于容器中以芯吸到大氣中。包含香料的可蒸發(fā)材料可用于提升環(huán)境中的令人愉悅的氣味。這些芯子可芯吸和釋放基于水的香料和基于油的香料兩者。這樣的香料還可掩蓋環(huán)境中的使人不愉快的氣味。包含驅(qū)蟲劑的可蒸發(fā)材料可用于抵制來自環(huán)境的不希望有的無脊椎動(dòng)物，例如蚊子、蠓(no see um)、蒼蜆、黃蜂、小黃蜂和大黃蜂。包含殺蟲劑的可蒸發(fā)材料可殺死環(huán)境中的昆蟲。包含香料和驅(qū)蟲劑或殺蟲劑兩者的可蒸發(fā)材料可用于令人愉悅的氣味和昆蟲抵制或昆蟲殺滅的雙重作用。
[0122]另外，在其中可蒸發(fā)材料在固體中的一些實(shí)施方案中，所述固體通過如下構(gòu)成:將可蒸發(fā)材料例如香料、除臭劑、消毒劑、驅(qū)蟲劑、和/或殺蟲劑與液體蠟混合并隨后將所述混合物冷卻至固體形式。在一個(gè)實(shí)施方案中，將所述混合物噴射，之后冷卻以形成粉末。適合在固體可蒸發(fā)材料中使 用的蠟可包括天然蠟，例如羥基硬脂酸酯蠟、或基于石油的蠟，例如石蠟，其中所述蠟任選地浸潰在多孔塑料或纖維芯子中。在一些實(shí)施方案中，使用聚環(huán)氧乙烷(PEO)作為用于可蒸發(fā)材料例如香料、除臭劑、消毒劑、驅(qū)蟲劑和/或殺蟲劑的基材。
[0123]可蒸發(fā)的香料、消毒劑、除臭劑、驅(qū)蟲劑和殺蟲劑是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的且可得自多個(gè)商業(yè)來源。普通的香料包括柑橘油、水果花油、草本植物花油、檸檬油、橙油、或其組合。消毒劑，在一些實(shí)施方案中，包括地那銨苯甲酸鹽、扁柏酚、苯并噻唑基-2-硫代烷酸腈、烷基二甲基芐基氯化銨、或三氯生。驅(qū)蟲劑，在一些實(shí)施方案中，包括N，N-二乙基-間-甲苯酰胺、香茅油、或樟腦。另外，殺蟲劑，在一些實(shí)施方案中，包括炔咪菊酯(imiprotrin)、氯氰菊酯(cypermethrin)、聯(lián)苯菊酯(bifentrint)、或除蟲菊酯。
[0124]可蒸發(fā)材料，在一些實(shí)施方案中，設(shè)置在分配器的儲(chǔ)器中。在一個(gè)實(shí)施方案中，可蒸發(fā)材料包括液體。如本文中所描述的，液體可蒸發(fā)材料可從所述儲(chǔ)器通過所述芯子傳輸用于隨后的汽化或蒸發(fā)。在一些實(shí)施方案中，通過鄰近于所述芯子的加熱元件促進(jìn)或加快汽化和蒸發(fā)。在其它的實(shí)施方案中，可蒸發(fā)材料設(shè)置在所述芯子的表面上或者浸潰到所述芯子中。在這樣的實(shí)施方案中，所述芯子可用作所述可蒸發(fā)材料的儲(chǔ)器。在一個(gè)實(shí)施方案中，例如，芯子用固體例如包含可蒸發(fā)材料的蠟浸潰和/或涂覆。在另一實(shí)施方案中，芯子用包括可蒸發(fā)材料的凝膠或糊浸潰和/或涂覆。在其中芯子用包含可蒸發(fā)材料的固體、凝膠或糊浸潰和/或涂覆的一些實(shí)施方案中，所述芯子用作所述包含可蒸發(fā)材料的固體、凝膠或糊的儲(chǔ)器。[0125]在一個(gè)實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的傳導(dǎo)性元件從殼體中的加熱元件傳導(dǎo)來自加熱源的熱量、將儲(chǔ)器中的液體加熱并促進(jìn)可蒸發(fā)液體的芯吸和向空氣中的釋放。
[0126]在另一實(shí)施方案中，所述加熱源在香料儲(chǔ)器內(nèi)部或者在儲(chǔ)器容器的內(nèi)表面處。傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的一端連接到在儲(chǔ)器內(nèi)部的加熱源且所述復(fù)合芯子的另一端延伸至所述儲(chǔ)器外部和空氣中。所述復(fù)合芯子可為任何形狀，例如棒。所述復(fù)合芯子還可為支化結(jié)構(gòu)，例如花。
[0127]在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)施加電時(shí)，所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的傳導(dǎo)性元件為加熱源。
[0128]在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明中描述的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子通過感應(yīng)被加熱。所述復(fù)合芯子中的金屬元件對(duì)感應(yīng)場(chǎng)作出響應(yīng)。芯子溫度通過感應(yīng)場(chǎng)控制。由于液體芯吸和蒸發(fā)速率取決于溫度，在一些實(shí)施方案中，本申請(qǐng)中描述的復(fù)合芯子的液體輸送速率通過調(diào)節(jié)感應(yīng)場(chǎng)強(qiáng)度來控制。一些可商購(gòu)得到的香料輸送裝置在殼體中具有加熱元件，然而這種類型的加熱元件僅將芯子的一小部分加熱且不能輸送寬的動(dòng)力學(xué)范圍。本申請(qǐng)中描述的復(fù)合芯子改善香料或其它可蒸發(fā)材料的輸送。
[0129]在另一實(shí)施方案中，本申請(qǐng)中描述的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子中的金屬部件或碳部件為電控制電路的一部分。如果在液體輸送裝置中使用多個(gè)復(fù)合芯子，則通過開關(guān)或程序選擇性地開啟和關(guān)閉單獨(dú)的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子。使用本發(fā)明中的多個(gè)傳導(dǎo)性復(fù)合芯子通過控制開啟或關(guān)閉的芯子的數(shù)量選擇性地改變液體輸送速率。在一個(gè)實(shí)施方案中，開啟芯子意味著對(duì)芯子進(jìn)行加熱，而關(guān)閉芯子意味著不對(duì)芯子進(jìn)行加熱。在另一實(shí)施方案中，開啟芯子意味著芯子具有電流，而關(guān)閉芯子意味著芯子不具有電流。
[0130]在一個(gè)實(shí)施方案中，復(fù)合傳導(dǎo)性芯子在功能上連接到電路，使得所述電路控制電流是否以開啟或關(guān)閉的方式流動(dòng)到所述復(fù)合傳導(dǎo)性芯子。所述電路可控制可蒸發(fā)材料例如香料的輸送速率。照這樣，可控制所述可蒸發(fā)材料的輸送的時(shí)機(jī)、持續(xù)時(shí)間和頻率?？刂戚斔退俾蕦?duì)于降低對(duì)所述可蒸發(fā)材料的嗅覺適應(yīng)性或者對(duì)于在白天或晚上的選定時(shí)間輸送所述可蒸發(fā)材料是有用的。所述電路還可用于從包含在相同的儲(chǔ)器或多個(gè)儲(chǔ)器中的復(fù)合傳導(dǎo)性芯子輸送香料的混合物。
[0131]在使用多個(gè)傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的另一實(shí)施方案中，可通過選擇性地開啟或關(guān)閉位于不同的液體儲(chǔ)器中的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子將不同的可蒸發(fā)物質(zhì)輸送到環(huán)境中。在該實(shí)施方案中，所述裝置可為美國(guó)專利N0.7，622，073中描述的香料霧化器裝置。在這種情況下，可通過開關(guān)或程序選擇性地開啟或關(guān)閉不同的香料儲(chǔ)器中的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子。照這樣，可以可選擇的方式向大氣輸送超過一種香料以產(chǎn)生香料的混合物。
[0132]本發(fā)明中描述的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子還可與美國(guó)專利N0.6，450，419和美國(guó)專利N0.7，622，073中描述的壓電霧化器裝置一起使用。所述復(fù)合芯子向所述壓電霧化器裝置的孔輸送液體且不抑制所述壓電裝置的振動(dòng)。
[0133]在又一實(shí)施方案中，傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的傳導(dǎo)性元件為電路的一部分。該電路可提供電信號(hào)以觸發(fā)裝置中的其它功能。這些活動(dòng)可為風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)、開啟或關(guān)閉光、產(chǎn)生聲音或使聲音靜下來。這些功能提供所期望的液體輸送速率、用于裝飾目的的所期望的光特征或用于引起操作員注意的警告信號(hào)例如儲(chǔ)器中的低的液面。
[0134]在另一實(shí)施方案中，傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的傳導(dǎo)性元件具有預(yù)調(diào)電阻且起到電阻器的作用。當(dāng)向所述復(fù)合芯子的傳導(dǎo)性元件施加AC或DC功率時(shí)，所述傳導(dǎo)性元件可產(chǎn)生熱量。由所述傳導(dǎo)性元件產(chǎn)生的熱量促進(jìn)可蒸發(fā)材料的芯吸和向空氣中的釋放。在另一實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的傳導(dǎo)性元件連接到在所述容器內(nèi)或在所述容器的殼體中的容座且所述容座連接到能源例如電池或者通過電線連接至AC或DC電源。在該實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性元件由于其電阻產(chǎn)生熱量且不使用單獨(dú)的加熱元件。
[0135]在一個(gè)實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子可連接到配置以測(cè)量芯子或儲(chǔ)器中的液體中的電流或電導(dǎo)率的電路。如果測(cè)量結(jié)果低于或高于預(yù)定的閾值，則所述電路可激活裝置的其它功能。這些活動(dòng)可為風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)、開啟或關(guān)閉光、產(chǎn)生聲音或使聲音靜下來。這些功能提供所期望的液體輸送速率、用于裝飾目的的所期望的光特征或用于引起操作員注意的警告信號(hào)例如儲(chǔ)器中的低的液面。
[0136]在另一實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子可具有或連接到配置以檢測(cè)來自昆蟲、動(dòng)物或人類的運(yùn)動(dòng)或熱量的電路。在檢測(cè)到這樣的熱量的運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述電路可引發(fā)向加熱元件的功率流以開始揮發(fā)性流體通過多孔芯子的揮發(fā)。計(jì)時(shí)裝置可任選地結(jié)合到該電路，使得在揮發(fā)的引發(fā)之后功率流動(dòng)選定的時(shí)間段。在該實(shí)施方案中，功率和揮發(fā)性流體被保持。
[0137]在另一實(shí)施方案中，所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子可具有或連接到配置有計(jì)時(shí)器的電路。所述電路可引發(fā)向加熱元件的功率流以開始揮發(fā)性流體通過多孔芯子以預(yù)定的時(shí)間和頻率的揮發(fā)。
[0138]在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明中的裝置的功率為交流(AC)，例如110或220伏。在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明中的裝置的功率為直流(DC)，例如來自電池例如手表電池、手機(jī)電池、A、AA、AAA、C或D型號(hào)的電池、或汽車電池的。AC還可通過AC-DC電路轉(zhuǎn)換成DC。 [0139]本發(fā)明中的裝置的功率可使用太陽能領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的太陽能電池或光伏電池通過太陽能產(chǎn)生。
[0140]所述裝置可用于向多種環(huán)境，包括但不限于內(nèi)部和外部環(huán)境輸送可蒸發(fā)材料。內(nèi)部環(huán)境包括但不限于內(nèi)室、浴室、洗衣間、盥洗室、廢棄物容器附近、垃圾桶附近、帳篷、輪船、飛機(jī)、和機(jī)動(dòng)車輛。外部環(huán)境包括但不限于院子、桌子、野營(yíng)地、帳篷、野餐區(qū)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)和草坪。
[0141]在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)所述裝置由DC電源提供動(dòng)力時(shí)，所述裝置是便攜式的且不依賴于用電線連接至電源插座。這樣的便攜式裝置可被運(yùn)送到任何地方且以DC電源例如電池提供動(dòng)力以將可蒸發(fā)材料釋放到大氣中。在一個(gè)實(shí)施方案中，該便攜式裝置可放置在房間中的桌子上或者被運(yùn)送到另一位置且放置在表面上。包括不需要連接至電源插座的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的便攜式桌上型輸送裝置是方便的且有吸引力的，從而容許在將所述裝置放置在所期望的位置時(shí)更大的多方面適應(yīng)性。這些便攜式裝置在多種類型的環(huán)境中是有用的，所述環(huán)境包括但不限于集合地點(diǎn)(venue)例如野營(yíng)地、野餐區(qū)、庭院、露臺(tái)、院子、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)和設(shè)施、廁所、移動(dòng)廁所和小便池。
[0142]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案為具有容器的香料輸送裝置，所述容器具有加熱元件、香料的儲(chǔ)器、和傳導(dǎo)性復(fù)合芯子。復(fù)合芯子的一端連接至在所述容器內(nèi)部的加熱元件且傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的另一端延伸到空氣中。可通過AC電源或DC電池電源給所述裝置提供動(dòng)力。所述復(fù)合芯子可以許多不同的方式例如插到加熱元件的洞中、或擰到加熱元件上而連接到加熱元件。在具體實(shí)施方案中，所述復(fù)合芯子的傳導(dǎo)性元件為加熱元件的一部分。所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子中的多孔芯吸元件的至少一部分浸沒在香料中且所述多孔芯吸元件的其它部分在空氣中。
[0143]本發(fā)明包括使用所述裝置將可蒸發(fā)材料輸送到空氣中的方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述方法包括:將容器中的加熱元件加熱；所述加熱元件將傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的傳導(dǎo)性部件加熱；多孔芯吸元件從儲(chǔ)器芯吸可蒸發(fā)材料；和經(jīng)加熱的傳導(dǎo)性元件使在所述多孔芯吸元件內(nèi)部的可蒸發(fā)材料蒸發(fā)。
[0144]本發(fā)明包括使用所述裝置將可蒸發(fā)材料輸送到空氣中的方法。在另一實(shí)施方案中，所述方法包括:向傳導(dǎo)性元件提供電力；隨著施加電力，所述傳導(dǎo)性元件的電阻將所述傳導(dǎo)性元件加熱；所述多孔芯吸元件從儲(chǔ)器芯吸可蒸發(fā)材料；和經(jīng)加熱的傳導(dǎo)性元件使在所述多孔 芯吸元件內(nèi)部的可蒸發(fā)材料蒸發(fā)并將其釋放到空氣中。
[0145]下列實(shí)施例將用于進(jìn)一步說明本發(fā)明，但是，同時(shí)，不構(gòu)成其任何限制。相反，將清楚地理解，可采取各種實(shí)施方案、其變形和等同物，在閱讀本文中的描述之后，其可使它們自己提示給本領(lǐng)域技術(shù)人員，而不背離本發(fā)明的精神。
[0146]實(shí)施例1
[0147]具有可生物降解的雙組分纖維條和傳導(dǎo)性碳纖維絲束的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子
[0148]所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子由同心雙組分纖維(90%)形式的合成的可燒結(jié)的聚(乳酸)(PLA)或其共聚物與連續(xù)碳纖維絲束(10%)(重量％) —起的拉擠而制造。在具體實(shí)施方案中，芯和鞘材料兩者都是PLA且芯PLA具有比鞘PLA((香港或中國(guó)的遠(yuǎn)東紡織有限公司(Far Eastern Textile Ltd.)) Ingeo SLN2450CM, 4旦))的熔融溫度高的熔融溫度。所述碳纖維絲束來自卓爾泰克公司(密蘇里州的圣路易斯)。優(yōu)選熔融溫度差大于10°C、大于20°C或大于30°C。所述聚合物的熔融溫度可如聚合物化學(xué)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的那樣通過操縱結(jié)晶、共聚或共混來控制。
[0149]通過使用烘箱拉擠工藝將所述條中的生物組分纖維和碳纖維絲束粘結(jié)在一起。所述合成的可生物降解的雙組分纖維由同心的鞘和芯材料構(gòu)成。為了促進(jìn)燒結(jié)，所述鞘材料中的PLA具有比所述芯材料中的PLA低的熔點(diǎn)。對(duì)于該合成的可生物降解的雙組分纖維，PLA鞘的熔點(diǎn)為約132°C且所述芯中的PLA的熔點(diǎn)為約165°C?；谥圃鞐l件控制烘箱溫度。所述溫度依賴于拉擠速度和棒直徑。目的是向所述可燒結(jié)的雙組分纖維提供足夠量的熱量使得僅所述雙組分纖維的鞘熔融而所述芯不熔融。將所述雙組分纖維條和碳纖維絲束在204-221?的溫度下拉擠通過烘箱且在49-66°C的溫度下壓縮通過模頭。拉擠速度為
2.0至4.0英寸/秒。該工藝制造了圓柱形的傳導(dǎo)性多孔基體。模頭將該基體壓縮和成型為棒，所述棒隨后被空氣冷卻和定長(zhǎng)切割。
[0150]實(shí)施例2
[0151]具有雙組分纖維和碳纖維的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子
[0152]所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子通過將聚乙烯/聚酯(PE/PET)同心雙組分纖維條(90%)與碳纖維絲束(10%)(卓爾泰克公司，密蘇里州的圣路易斯)組合而制造。使用烘箱拉擠工藝將所述條中的生物組分纖維和碳纖維絲束粘結(jié)在一起。所述雙組分纖維由同心的鞘和芯材料構(gòu)成。為了促進(jìn)燒結(jié)，所述鞘材料具有比所述芯材料低的熔點(diǎn)。烘箱將所述雙組分纖維的鞘材料熱粘結(jié)(熔融)至其它雙組分纖維和非粘合性纖維。這些非粘合性纖維包括單組分纖維例如天然著色的棉花。所述非粘合性纖維通常不熔融和彼此粘合。將所述條在175-220°C的溫度下拉擠通過烘箱且在49-66°C的溫度下壓縮通過模頭。拉擠速度為2.0至4.0英寸/秒。該工藝制造了圓柱形的傳導(dǎo)性多孔基體。模頭將該基體壓縮和成型為棒，所述棒隨后被空氣冷卻和定長(zhǎng)切割。
[0153]實(shí)施例3
[0154]具有雙組分纖維、傳導(dǎo)性碳纖維和著色單組分纖維的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子
[0155]所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子通過將聚乙烯/聚酯(PE/PET)同心雙組分纖維條(63%)、碳纖維絲束(5%)(卓爾泰克公司，密蘇里州的圣路易斯)和顏色為黑色的丙烯酸類纖維(32%)組合而制造。通過使用烘箱拉擠工藝將所述條中的生物組分纖維、碳纖維絲束和顏色為黑色的丙烯酸類單組分纖維粘結(jié)在一起。所述雙組分纖維由同心的鞘和芯材料構(gòu)成。為了促進(jìn)燒結(jié)，所述鞘材料具有比所述芯材料低的熔點(diǎn)。烘箱將所述雙組分纖維的所述鞘材料與其它雙組分纖維、碳纖維絲束和單組分黑色丙烯酸類纖維熱粘結(jié)(熔融)在一起。在該過程中，所述碳纖維和單組分丙烯酸類纖維通常不熔融和彼此粘合。將所述雙組分纖維條、碳纖維絲束和單組分黑色丙烯酸類纖維在175-220°C的溫度下拉擠通過烘箱并在49-66°C的溫度下壓縮通過模頭。拉擠速度為2.0至4.0英寸/秒。該工藝制造了圓柱形的傳導(dǎo)性多孔基體。模頭將該基體壓縮和成型為棒，所述棒隨后被空氣冷卻和定長(zhǎng)切割。在該工藝中制造的芯子的顏色是黑色的。
[0156]實(shí)施例4
[0157]具有傳導(dǎo)性碳纖維芯子的香料輸送裝置
[0158]將如在實(shí)施例2中那樣制造的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子插入到包含香料的容器中。將傳導(dǎo)性芯子的兩端連接到電線。 將所述電線連接到具有電池的電源箱。在開啟電源之前和之后用IR溫度計(jì)(睿俠(RadioShack))記錄傳導(dǎo)性芯子的溫度。在連接到一個(gè)AA電池之前，所述芯子為78° F且所述溫度是穩(wěn)定的。在將所述芯子連接到一個(gè)AA電池之后，所述芯子溫度升高并在3分鐘內(nèi)達(dá)到106° F且變穩(wěn)定。當(dāng)將所述芯子連接到兩個(gè)AA電池(串聯(lián))時(shí)，所述芯子溫度升高并在3分鐘內(nèi)達(dá)到147.5° F且變穩(wěn)定。向環(huán)境中的香料輸送速率與芯子溫度有關(guān)。如房間中的個(gè)人所報(bào)告的，隨著芯子溫度升高，環(huán)境充滿更濃烈的香料氣味。
[0159]實(shí)施例5
[0160]傳導(dǎo)性復(fù)合芯子液體蒸發(fā)
[0161]在該實(shí)施例中，傳導(dǎo)性復(fù)合芯子包括雙組分纖維、傳導(dǎo)性碳纖維和著色單組分纖維。所述碳纖維傳導(dǎo)性元件包埋在傳導(dǎo)性復(fù)合纖維芯子的中心。所述芯子通過將聚乙烯/聚酯(PE/PET)同心雙組分纖維條(63%)(維順(FiberVisions)，喬治亞州的德盧斯)、碳纖維絲束(5%)(卓爾泰克公司(密蘇里州的圣路易斯))和顏色為黑色的丙烯酸類纖維(32%)組合而制造。百分?jǐn)?shù)為各組分的重量％。使用烘箱拉擠工藝將所述條中的生物組分纖維、碳纖維絲束和顏色為黑色的丙烯酸類單組分纖維粘結(jié)在一起。所述雙組分纖維由同心的鞘和芯材料構(gòu)成。為了促進(jìn)燒結(jié)，所述鞘材料具有比所述芯材料低的熔點(diǎn)。烘箱將所述雙組分纖維的所述鞘材料與其它雙組分纖維、碳纖維絲束和單組分黑色丙烯酸類纖維熱粘結(jié)(熔融)在一起。在該過程中，所述碳纖維和單組分丙烯酸類纖維通常不熔融和彼此粘合。將所述雙組分纖維條、碳纖維絲束和單組分黑色丙烯酸類纖維在175-220°C的溫度下擠拉通過烘箱并在49-66°C的溫度下壓縮通過模頭。拉擠速度為2.0至4.0英寸/秒。該工藝制造了圓柱形的傳導(dǎo)性多孔基體。模頭將該基體壓縮和成型為棒，所述棒隨后被空氣冷卻和定長(zhǎng)切割。在該工藝中制造的芯子具有黑色的顏色。所述芯子的直徑為0.25英寸且碳纖維傳導(dǎo)性通道位于復(fù)合芯子的中心。所述傳導(dǎo)性復(fù)合芯子中的碳芯的電阻為約12歐姆/英尺。
[0162]將具有12英寸長(zhǎng)度的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子以U形折疊并放置于50ml康寧(Corning)錐底一次性塑料管(康寧，紐約)中。所述管在40ml指示線附近填充有可蒸發(fā)液體。記錄所述管、液體和芯子的總重量。將所述芯子連接到DC電源(EXTECH數(shù)字單一輸出DC電源(購(gòu)自固安捷(Grainger))并向所述芯子的兩端施加電位。在不同的時(shí)間記錄所述總重量。初始重量和所記錄的重量之間的重量差為通過系統(tǒng)汽化的液體的量。表2和表3顯示具有
1% Tween 20?的去離子水和一縮二丙二醇(DPG)的重量損失數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)是在不施加
電壓和在1.5V、4.5V和9V DC電源條件下收集的。
[0163]表2:在用于傳導(dǎo)性復(fù)合芯子的不同電力條件下具有l(wèi)%Tween 20?的去離子水隨時(shí)間的重量損失
【權(quán)利要求】
1.一種傳導(dǎo)性復(fù)合芯子，其包括多孔芯吸元件和傳導(dǎo)性元件，其中所述多孔芯吸元件結(jié)合到所述傳導(dǎo)性元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子，其中所述多孔芯吸元件包括纖維或燒結(jié)多孔塑料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子，其中所述傳導(dǎo)性元件包括碳、金屬或金屬I=1-Wl O
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多孔芯吸元件，其中所述纖維包括切斷纖維、連續(xù)纖維、雙組分纖維、單組分纖維或其組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多孔芯吸元件，其中所述燒結(jié)多孔塑料包括聚乙烯或聚丙烯。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多孔芯吸元件，其中所述聚乙烯為高密度聚乙烯、極高分子量聚乙烯或超高分子量聚乙烯。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的纖維多孔芯吸元件，其包括約10微米至約200微米的孔徑和約40%至約95%的平均孔徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燒結(jié)多孔塑料芯吸元件，其包括約10微米至約200微米的孔徑和約10%至約70%的平均孔徑。
9.一種裝置，其包括: 包括多孔芯吸元件和傳導(dǎo)性元件的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子，其中所述多孔芯吸元件結(jié)合到所述傳導(dǎo)性元件；和 連接到所述傳導(dǎo)性元件的能源。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述能源包括加熱元件或電源。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其進(jìn)一步包括用于容納所述裝置的容器，所述容器具有開口。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其進(jìn)一步包括包含可蒸發(fā)材料的儲(chǔ)器。
13.一種用于將可蒸發(fā)材料釋放到空氣中的方法，所述方法包括: 提供裝置，所述裝置包括: 具有開口且包括可蒸發(fā)材料的儲(chǔ)器的容器； 包括多孔芯吸元件和傳導(dǎo)性元件的傳導(dǎo)性復(fù)合芯子，其中所述多孔芯吸元件結(jié)合到所述傳導(dǎo)性元件，所述多孔芯吸元件的第一部分接觸所述儲(chǔ)器中的所述可蒸發(fā)材料，且所述多孔芯吸元件的第二部分位于所述可蒸發(fā)材料的所述儲(chǔ)器外部；和， 連接到所述傳導(dǎo)性元件的能源； 向所述傳導(dǎo)性元件施加來自所述能源的能量； 通過所述多孔芯吸元件從所述儲(chǔ)器芯吸所述可蒸發(fā)材料；和 將所述可蒸發(fā)材料從所述多孔芯吸元件釋放。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的能源，其中所述能源包括DC能源或AC能源。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳導(dǎo)性元件，其中所述傳導(dǎo)性元件是熱傳導(dǎo)性或電傳導(dǎo)性的。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的可蒸發(fā)材料，其中所述可蒸發(fā)材料包括香料、殺蟲劑、驅(qū)蟲劑、消毒劑、除臭劑、信息素、藥物試劑或其組合。
【文檔編號(hào)】A01M1/20GK104023754SQ201280050717
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月15日
【發(fā)明者】W.G.米格特, 冒國(guó)強(qiáng), T.馬丁, E.J.金, C.林奇 申請(qǐng)人:珀雷克斯公司