專利名稱：改良的分散劑釋放系統(tǒng)及其制造和使用方法
1.發(fā)明背景本發(fā)明涉及芳香劑、香水、除臭劑、殺蟲劑和其它分散劑向周圍環(huán)境釋放的方法和裝置。
2.相關(guān)技術(shù)的描述各種分散劑向周圍環(huán)境的釋放一直是人們感興趣的領(lǐng)域。此過程通常使用固體、液體或氣體分散劑，將其配制成氣態(tài)或顆粒狀，間歇地或連續(xù)地向周圍空間釋放。特別有意義的是分散劑從一靜置貯器中長時(shí)間的連續(xù)釋放。一般以這種方式釋放的分散劑有各種香水及類似的芳香劑、除臭劑和殺蟲劑，防腐劑、增濕劑、干燥劑、醫(yī)用噴劑、芳香油、“純”油(即不加混合或稀釋的純油)等。美國專利1915年3月2日Owen，Jr.的1,129,897(空氣增濕機(jī))，1940年10月29日Laidley的2,219,959(容器濕潤器)，1956年10月9日Tennyson的2,766,069(釋放防腐蝕蒸氣的裝置)，1965年2月16日Geiger的3,169,705(連續(xù)釋放活性物質(zhì)的設(shè)備)和1973年4月17日Nigro的3,727,840(分散劑容器及撒布器)描述了具有該功能的裝置的實(shí)例。
有關(guān)長時(shí)間釋放某種分散劑的一個(gè)主要問題是實(shí)現(xiàn)分散劑的均勻釋放，尤其是對高揮發(fā)性的化學(xué)物質(zhì)，如“純”油、芳香油和油狀/濃縮的除臭用芳香劑而言。通常，分散劑的釋放速度在開始時(shí)過快，然后逐漸地或迅速地降至不足量。這種情況部分是由于某些分散劑的揮發(fā)特性，它們中的最具揮發(fā)性的組份被立即釋放，而揮發(fā)性較低的組份則以低得多的速度釋放。另外，如果是通過芯管或類似設(shè)備釋放，殘留物傾向于在芯管中積聚，從而降低其一段時(shí)間后的分散劑釋放效率。這種情況還可能導(dǎo)致在一段時(shí)間后芳香劑品質(zhì)降低和/或芳香劑“原味”(即本來的氣味)變質(zhì)。
就許多方面而言，化學(xué)物質(zhì)分散劑的不恒定性釋放是不能令人滿意的。首先，快速釋放過量的氣味可能會令人生厭，而且根據(jù)所用的分散劑，這還可能是有害的。其次，嚴(yán)重制約了分散劑釋放系統(tǒng)的使用壽命，這既是因?yàn)殚_始時(shí)分散劑的浪費(fèi)降低了其長期可用性，也是由于分散劑釋放物質(zhì)裝載總量上的限制，它們必須能被裝在分散劑釋放系統(tǒng)中而不發(fā)生影響最初化學(xué)物質(zhì)釋放的過度反應(yīng)。第三，分散劑釋放速度的不恒定是一種浪費(fèi)，而且會導(dǎo)致分散劑釋放系統(tǒng)的過早報(bào)廢。第四，隨著各種組份以不同速度揮發(fā)，芳香劑本來的“原味”會逐漸喪失或被破壞。
在開發(fā)一個(gè)成功的分散劑釋放系統(tǒng)中的另一個(gè)嚴(yán)重問題是，某些要求苛刻的分散劑可能會影響某些否則可以恒定的化學(xué)速度釋放的物質(zhì)。所以，在任何分散系統(tǒng)的開發(fā)中，對化學(xué)物質(zhì)的耐受性仍是一個(gè)主要問題。
在對其中有些問題的認(rèn)識中，提出了一些部分解決方法。在1974年2月5日Thornton等的美國專利3,790,081中提出了一種人工調(diào)節(jié)裝置，用于向周圍空間釋放化學(xué)物質(zhì)。該裝置具有可調(diào)節(jié)的通口，可以適度開啟以增加或減少汽霧從裝置中的發(fā)散量。雖然此裝置的確可以調(diào)節(jié)流量，但它需要定期監(jiān)測和操作以獲取恒速的化學(xué)物質(zhì)釋放。另外，此裝置對許多應(yīng)用來說太復(fù)雜、太笨拙，致使其使用不經(jīng)濟(jì)，不方便。
1983年11月8日Santini的美國專利4,413,779中揭示了一種結(jié)構(gòu)緊湊、自動調(diào)節(jié)的裝置。該裝置使用了一個(gè)簡單的容器，其中有一套芯管和多孔塑料帽元件，由此產(chǎn)生揮發(fā)作用。為了調(diào)節(jié)發(fā)散速度，將一種包藏劑(如異鏈烷烴或正鏈烷烴溶劑)浸漬入多孔塑料元件以調(diào)控發(fā)散速度。雖然此裝置改善了發(fā)散速度的調(diào)控，但人們認(rèn)為還可取得更規(guī)律、調(diào)控得更好的發(fā)散。而且又認(rèn)為，鏈烷烴的使用嚴(yán)重限制了此裝置的化學(xué)物質(zhì)耐受性。另外，人們?nèi)孕枰环N用于釋放分散劑的更小、更耐用的貯器。
1990年4月17日Munteanu的美國專利4,917,301中給出了另一種方法。在此裝置中，在一個(gè)液體揮發(fā)性物質(zhì)容器上開一通口，通口上蓋一張無紡聚酯膜之類的微孔膜。雖然此裝置可在一定程度上改善了分散劑的釋放，并減少了污染物的積聚，但人們?nèi)岳^續(xù)尋求一種更為恒定而且線速的分散劑發(fā)散方式。此系統(tǒng)的另一問題是，其化學(xué)相容性受到限制，可能不適用于某些分散劑，如非常強(qiáng)(揮發(fā)性)的油。
1992年5月6日公開的日本公開專利申請JP4-132556中提出了另一種方法。該專利涉及一種裝有除臭凝膠、溶膠或液體的除臭袋，它由聚乙烯多孔膜、四氟乙烯樹脂多孔膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯無紡布或尼龍無紡布之類透氣不透水材料制成。該除臭袋耐用而且體積小，可方便地用于各種應(yīng)用場合。遺憾的是，由于這些袋子所用的材料，它們可能與前述裝置一樣遇到長時(shí)間后發(fā)散性能不恒定的問題。
所以，本發(fā)明的主要目的是提供一種分散劑釋放裝置和方法，它在裝置的使用期中自動釋放相對恒量化學(xué)分散劑。
本發(fā)明的另一目的是提供這樣一種裝置和方法，可使裝置體積最小而且最簡單，從而可在許多不同的應(yīng)用中釋放分散劑。
本發(fā)明的再一目的是提供一種裝置和方法，其中使用了一種耐用的帶外套轉(zhuǎn)移膜，使它可與多種分散劑物質(zhì)一起用于許多不同的環(huán)境中。
下列說明將闡明本發(fā)明的上述及其它目的。發(fā)明概述本發(fā)明涉及從貯器中向周圍環(huán)境或其它環(huán)境釋放芳香劑或其它分散劑的一種改良裝置和方法。本發(fā)明的裝置具有一個(gè)密閉貯器，其中包括一張具有特殊結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜，該結(jié)構(gòu)可安全地包含固體或液體揮發(fā)性分散劑發(fā)散物質(zhì)，同時(shí)允許氣態(tài)或懸浮的分散劑向周圍環(huán)境均恒逸散。
本發(fā)明的優(yōu)選復(fù)合膜具有一層聚合無紡織物之類的襯料，一層發(fā)泡聚四氟乙烯膜之類的可滲透膜和一層聚四氟乙烯之類的涂層。當(dāng)以在此揭示的方式組合成各種形式時(shí)，這些組分形成一種復(fù)合物，它可阻止低表面張力液體的潤濕，并為多種分散劑物質(zhì)的釋放提供規(guī)則而均勻的表面。
本發(fā)明的裝置可有效地長時(shí)間內(nèi)基本線速地釋放分散劑。本裝置可制成適于不同應(yīng)用的各種形式、形狀和大小，其中包括一種帶有用復(fù)合膜密封通口的塑料貯器或者部分或全部由這種復(fù)合膜制成的耐用密封盒或袋。
本發(fā)明的裝置可被用于釋放多種分散劑，其中包括芳香劑、生物活性成份、濕潤劑或干燥劑、化學(xué)活性成份等。


通過以下說明，同時(shí)參考附圖，本發(fā)明的實(shí)施將是顯而易見的。附圖中圖1是本發(fā)明分散劑釋放盒的四分之三立面等角圖；圖2是本發(fā)明所用的膜和襯料層的剖面圖；圖3是本發(fā)明分散劑釋放裝置的另一種實(shí)施例的剖面圖，該裝置中帶有一個(gè)通口用本發(fā)明的膜/襯料層合膜密封的貯器；圖4是說明本發(fā)明分散劑釋放裝置與現(xiàn)有的分散劑釋放裝置隨時(shí)間推移的性能比較；圖5是本發(fā)明另一種實(shí)施例的剖面圖，其中包括以截面形式表示的內(nèi)置多孔體。本發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明是一種用于多種環(huán)境的分散劑釋放裝置及其使用方法。
圖1說明了本發(fā)明分散劑釋放裝置10的一種實(shí)施例。這種形式中，裝置10具有復(fù)合材料構(gòu)成的密封盒12形式的貯器。盒12可由多層復(fù)合材料14構(gòu)成或由單層膜自身折疊后封邊而成。在這兩種情況中，密封在內(nèi)的都是分散劑發(fā)散物質(zhì)。
本文中的“分散劑”傾向于包括向周圍環(huán)境釋放的所有物質(zhì)，無論是汽霧狀的、微滴狀的、微粒狀的或其它形式的?！百A器”傾向于包括用于容納分散劑發(fā)散物質(zhì)的所有容器。
圖2表示了本發(fā)明的復(fù)合材料14。復(fù)合材料14具有一襯料16，可滲透膜18和聚合物涂層20。具有特定特性的可滲透膜18和涂在膜18上的涂層20的組合使復(fù)合材料具有了優(yōu)異特性。
優(yōu)選的可滲透膜18具有一多孔或可滲透聚合物層，例如聚烯烴，特別是含氟聚合物，如聚四氟乙烯(PTFE)、PTFE和/或其它含氟聚合物的共聚物、全氟二噁茂聚合物等。理想的是，膜由PTFE構(gòu)成，經(jīng)發(fā)泡后形成一種帶聚合物節(jié)點(diǎn)和纖維的可滲透網(wǎng)。該材料可按任意一種已知方法制成，例如按1976年4月27日Gore的美國專利3,953,566中揭示的方法。正如已知的，該材料具有防水但透濕汽的獨(dú)特性能。因此，已經(jīng)測定，分散劑可以透過該膜自由發(fā)散，同時(shí)，分散劑發(fā)散物質(zhì)可以安全地被包含在裝置10中。
發(fā)泡PTFE材料可購自W.L.Gore & Associates，Inc.，Elkton，MD，其形式多樣，商品名為GORE-TEX或ZINTEX。為了與大多數(shù)分散劑共用，優(yōu)選的發(fā)泡PTFE膜具有以下性能30-70％的標(biāo)稱孔隙率；3-4mil的標(biāo)稱厚度；18-＞50psi(磅/英寸2)的標(biāo)稱泡點(diǎn)。以下是購自W.L.Gore&Associates，Inc.P.O.Box 1550 Elkton，Maryland，商品名為GORE-TEX的優(yōu)選材料的實(shí)例，其性能和零件號如下70％標(biāo)稱孔隙率，3mil標(biāo)稱厚度，18psi標(biāo)稱泡點(diǎn)(零件號XZ16736)(在此標(biāo)識為“樣品A”)；50％標(biāo)稱孔隙率，4mil標(biāo)稱厚度，＞50psi標(biāo)稱泡點(diǎn)(零件號XZ16736)(在此標(biāo)識為“樣品B”)；30％標(biāo)稱孔隙率，4mil標(biāo)稱厚度，＞50psi標(biāo)稱泡點(diǎn)(零件號XZ16737)(在此標(biāo)識為“樣品C”)。
這些性能分別如下定義“泡點(diǎn)”指最初吹出連續(xù)氣泡所需的空氣壓力，這些泡可因其通過覆蓋在PTFE介質(zhì)上的一層異丙醇的升騰而被察知。發(fā)泡PTFE的泡點(diǎn)是按照ASTM測試法F316-86用異丙醇測定。
發(fā)泡PTFE的“厚度”可簡單地利用卡規(guī)來測定，如購自MTI Corporationof Paramus，New Jersey的Mitutoyo卡規(guī)7326型或7系列。
“孔隙率”由下式定義孔隙率＝〔(PPTFE塊－PPTFE膜)/PPTFE塊〕×100其中，P＝密度。在5″×5″樣品上利用標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量和體積測定法來測定密度。固體塊狀PTFE標(biāo)準(zhǔn)密度的認(rèn)可值為2.2g/cc。所以，孔隙率是PTFE膜孔隙體積的百分比。
雖然上述發(fā)泡PTFE膜能良好地將分散劑與大多數(shù)分散劑發(fā)散物質(zhì)分離，但是某些分散劑(尤其是某些低表面張力的液體)易于透過未經(jīng)處理的發(fā)泡PTFE膜。這可能導(dǎo)致從裝置10中滲漏。另外，雖然可良好地控制穿過這些膜的流速，但揮發(fā)性較高的物質(zhì)仍傾向于較快地透過這些膜，從而導(dǎo)致不恒定的發(fā)散速度。
為了解決這些問題，將一種聚合物涂層20涂在本發(fā)明的膜18上以進(jìn)一步控制膜的滲透性和抗?jié)B漏性。該涂層將提供以下性能低表面自由能(即約16dyn/cm或更低)；化學(xué)物質(zhì)耐受性；溫度耐受性(即約-5℃至155℃)。較好的涂層20具有一層PTFE和全氟二噁茂，表面能低于約16dyn/cm。該材料的一個(gè)商購來源是E.L.dupont de Nemours和Company of Wilmington，DE，商品名為TEF；ON AF1600。
可采用任何一種常規(guī)方法將涂層20涂在膜上，如噴涂、浸涂、移轉(zhuǎn)涂布、輥襯刀涂、輥涂等。較好的是，用一種全氟碳化合物液體形成0.01至5％(重量)的溶液(如購自Minnesota Mining&Manufacturing CO.牌號為PF5070的商品)，然后將溶液噴涂在膜上。進(jìn)行涂覆時(shí)以添加2％或少于2％的TEFLONAF1600聚合物為佳。1992年5月26日Bowser的美國專利5,116,650中提出了一種認(rèn)為是適用于本發(fā)明的涂覆方法。
已發(fā)現(xiàn)，發(fā)泡PTFE膜18與聚合物涂層20的復(fù)合提供了一種機(jī)制，可使發(fā)散性化學(xué)物質(zhì)的穿膜流速均勻而且相對恒定，同時(shí)確保分散劑發(fā)散物質(zhì)被安全地保留在裝置中。
使用襯料16可保護(hù)和增強(qiáng)膜，使其不至變形或損壞。另外，襯料16促使了熱塑性容器的密封。就此應(yīng)用的適用材料必須是多孔性的、有彈性的和光滑的，包括聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙烯-丙烯(FEP)和全氟烷氧基聚合物(PFA)等熱塑性聚合物制成的無紡織型和紡織型襯料。較好的材料由ReemayInc.of Old Hickory，TN制造的TYPAR3151聚丙烯無紡織膜構(gòu)成。
必須指出，襯料16可以類似地用在此揭示的方法涂覆。當(dāng)材料以這種方式形成時(shí)，它另外具有可雙向使用和兩面封合的靈活性。
可用任一種合適的方式形成襯料16和膜18的層合件。較好的是，采用熱輥透膜傳熱后再用彈性輥壓合襯料16，由此進(jìn)行層合。由于將膜在高于襯料熔點(diǎn)的溫度加熱并加壓，襯料的部分外表面熔化并被壓入膜的多孔性基質(zhì)中。當(dāng)層合件是以此方式制成時(shí)，涂層20必須在層合件冷卻后涂覆。帶涂層的復(fù)合材料14一經(jīng)形成，可將其然后制成各種適用于本發(fā)明的形式。
本發(fā)明可使用多種分散劑發(fā)散物質(zhì)。這些物質(zhì)可具有向周圍大氣釋放分散劑的各種合適形式，包括固體、凝膠、液體、氣體。這些物質(zhì)具有多項(xiàng)功能，包括作為分散劑或香水來源；提供生物活性組份(如殺蟲劑、害蟲噴殺劑、誘捕劑、芳香性藥劑等)；提供濕潤或干燥物質(zhì)；釋放空氣傳播的活性化學(xué)物質(zhì)(如防腐劑)等。
本發(fā)明可用于多種產(chǎn)生逸散的物質(zhì)。尤其適用于揮發(fā)性和高揮發(fā)性物質(zhì)。某些化學(xué)物質(zhì)，如酸、堿、醇、酮、石油餾份、芳香烴和表面活性劑會與某些擴(kuò)散膜和容器發(fā)生作用而損壞裝置。本發(fā)明對化學(xué)物質(zhì)耐受性使之可被自由地使用這些化學(xué)物質(zhì)而不會損壞裝置。另外，其它化學(xué)物質(zhì)(如油和脂肪烴)的低表面張力能透過包括常規(guī)發(fā)泡PTFE在內(nèi)的可滲透膜進(jìn)行滲透或滲漏。本發(fā)明的復(fù)合膜可方便地與這類物質(zhì)共用，而且裝置滲漏的危險(xiǎn)性最小。而且，由于從裝置中化學(xué)物質(zhì)的更均勻發(fā)散，可長時(shí)間的保持芳香味或“氣味”。
圖1所示的實(shí)施例，其中的貯器12是一個(gè)盒，這對不適于使用較復(fù)雜或大型裝置的場合是理想的。例如，盒形貯器12可制成各種形狀和大小，從而使其可置于各種環(huán)境內(nèi)，如鞋、壁櫥、隔艙或容器、包裝品和行李、櫥柜、固定或可移動的加熱、通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)，冷凍系統(tǒng)等。貯器可以由可滲透性的和不可滲透性的混合材料制成，或完全由可滲透性復(fù)合材料14制成從而可精密調(diào)節(jié)發(fā)散量。耐用性織物材料的使用還具有抗斷裂和使用方便的優(yōu)點(diǎn)。這使得貯器12可用于難以或不可能將其回收的應(yīng)用場合，如地下儲氣罐、船底污水系統(tǒng)、工業(yè)或家庭中不易到達(dá)的位置等。
圖3給出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。在此實(shí)施例中，用一個(gè)非滲透性貯器22來裝分散劑發(fā)散物質(zhì)24。貯器22的非滲透部分可由任意合適的材料，包括聚酯、聚丙烯、聚氟烷氧基聚合物(PFA)、氟代乙烯丙烯(FEP)、乙烯-三氟氯乙烯(ECTFE)、HALAR、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)和聚氯乙烯(PVC)制成。為了允許和調(diào)控分散劑從貯器22中的發(fā)散，將本發(fā)明的復(fù)合膜14跨過通口26封合在貯器22中。復(fù)合膜14可拆裝在一個(gè)固定或可卸的蓋28上，如圖所示，或簡單地跨過通口26并用夾子、膠帶或類似裝置固定。
圖3所示的實(shí)施例具有許多所要求的性能。首先，當(dāng)配置了可拆卸的蓋28或進(jìn)入貯器22內(nèi)部的類似裝置時(shí)，可方便地向貯器22中加入新鮮或不同的分散劑發(fā)散物質(zhì)24。其次，該實(shí)施例被認(rèn)為更適用于要求帶裝飾的貯器和/或某種形式的帶貯器的固定裝置的防護(hù)端面(countertop)和其它應(yīng)用場合。第三，該實(shí)施例還使其本身可包括在改善儀器操作的裝置中。例如，可裝一個(gè)可密封或可調(diào)節(jié)的蓋子以截止和/或調(diào)節(jié)分散劑從貯器中的流出量，或包含一個(gè)電風(fēng)扇或類似的流通裝置以改善從貯器中的流出。第四，該實(shí)施例還具有可裝載比封盒多的發(fā)散物質(zhì)24量的能力。
如上所述，可通過一系列方法來調(diào)節(jié)分散劑從裝置中的流出量。首先，膜14本身的滲透性可通過使其具有不同程度的孔隙率或涂以不同種或不同量的涂層材料來調(diào)節(jié)。其次，裝置中所用的膜材料的數(shù)量同樣可調(diào)節(jié)從裝置中的流出量。例如，裝置可具有不同數(shù)量的滲透性和不可滲透性材料。同樣，裝置可有一個(gè)以上的通口，每個(gè)都蓋以復(fù)合膜，由此調(diào)節(jié)從貯器中的流出量。第三，通過將裝置密封在包裝材料、盒子或其它容器中或在復(fù)合膜14上加一個(gè)蓋子或類似密封裝置，可在密封部分或整個(gè)裝置上配置某些設(shè)施以防止分散劑的逸散。
圖4所示是用本發(fā)明獲得的各種性能曲線的圖解。線30a，30b，30c各自代表前文中分別標(biāo)識為樣品A、樣品B和樣品C的三種膜的重量損失情況。
如下測定了樣品A、樣品B和樣品C的芳香劑的相對滲透速度。將約2g得自International Flavour and Fragrance(IFF)的芳香劑(No.31176)置于四個(gè)圓形鋁碟中(44mm內(nèi)徑(I.D)×12mm高)。然后用橡皮繃帶將各膜牢固地固定在碟的邊緣上形成密封。最后的平皿上不加蓋膜以作為對照。然后將每個(gè)平皿稱重以確定初重。將平皿保存于22至23℃，相對濕度30至50％。然后在36天中階段性地稱重各平皿。與初重比較來測定相對重量損失。出現(xiàn)的任何重量損失均被假設(shè)為是芳香劑透過膜滲透進(jìn)入周圍空氣的結(jié)果。該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果示于圖4。
如在圖4中所見，在以上各例中，本發(fā)明在其使用期間可提供芳香劑的均勻釋放。這種釋放可調(diào)節(jié)為從線30a所示(接近于通大氣的蒸發(fā)速度32)至線30c所代表的較低水平的釋放。相反，線34代表從涂有聚氨基甲酸酯疏水層的常規(guī)PTFE膜中釋放的不恒定釋放速度。
本發(fā)明的另一種實(shí)施例示于圖5。在此實(shí)施例中，裝置36包括一充填分散劑發(fā)散物質(zhì)的內(nèi)置多孔體38。多孔體38包含在貯器40中，貯器40包括了本發(fā)明的滲透性層合復(fù)合材料42。較理想的是，多孔體38由發(fā)泡PTFE(例如接合密封膠、軟管等)構(gòu)成。一種合適的材料由1993年8月17日Bailey等的美國專利5,235,863(在此參考)中所用的發(fā)泡PTFE管材構(gòu)成。
該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)之一是多孔體38提供了一種彈性基質(zhì)，該彈性基質(zhì)可耐受施于裝置36的擠壓力。這使得該裝置(尤其是袋或盒14)更耐用，并可用于可能使裝置受壓的應(yīng)用場合。多孔體38的使用提供了延緩分散劑發(fā)散，延長裝置使用壽命的又一種方法。
以下提供了本發(fā)明裝置制造和使用方法的實(shí)施例，但并不是為了限定本發(fā)明的范圍實(shí)施例1如下構(gòu)成本發(fā)明的分散劑釋放裝置。自W.L.Gore&Associates，Inc.購得GORE-TEX發(fā)泡PTFE膜。該膜具有以下性能孔隙率＝50％IPA泡點(diǎn)＝＞50psi厚度＝4mil抗油級數(shù)＝0“抗油級數(shù)”采用以下方法測定，基本上根據(jù)美國紡織化學(xué)技師和印染技師聯(lián)合會(AATCC)測試方法118-1989抗油性烴耐受性測試，在此參考。該測試通過評定織物對選定的一系列不同表面張力的液態(tài)烴潤濕作用的抗性來檢測某織物上含氟化合物涂層或能提供低表面能的其它化合物的存在。使用了以下AATCC抗油級數(shù)的化合物AATCC抗油級數(shù)液體化合物3 正十六烷4 正十四烷5 正十二烷6 正癸烷7 正辛烷8 正庚烷將織物樣品按其膜側(cè)向上方式置于一平面上。從測試液體3(即正十六烷)開始，一系列測試液體小液滴(約3/16″直徑)置于樣品上。然后檢視樣品在其寬度方向三個(gè)加有測試液區(qū)域的潤濕和/或毛細(xì)作用情況。正常的白色不透明表面變成透光至透明，因而使黑色桌面顯現(xiàn)黑色，由此表明膜被潤濕。毛細(xì)作用隨著潤濕而發(fā)生，但伴以膜液滴外緣變暗。以45度角，距離12英寸對液滴觀察30秒。用更高號數(shù)的AATCC測試液重復(fù)該方法直至出現(xiàn)潤濕/毛細(xì)作用?？褂图墧?shù)是用后不能使織物發(fā)生潤濕/毛細(xì)作用的最后液體號數(shù)?？褂图墧?shù)為0，則前述膜使用最低號數(shù)測試液后立即潤濕。
將上述膜與購自Reemay，Inc.的TYPAR3151聚丙烯無紡襯料層合。層合過程是用高溫金屬輥透膜加熱，然后用彈性聚合材料輥將襯料壓入金屬輥上的熱膜內(nèi)。然后將膜加熱至高于襯料熔點(diǎn)的溫度。加壓后，襯料外表面的一小部分熔化并受力而成為多孔性膜基質(zhì)。冷卻至熔點(diǎn)以下后，膜仍然與襯料粘合。
然后在復(fù)合層合件的膜側(cè)涂以TEFLON AF 160OPTFE樹脂。此過程由噴涂0.5％(重量)TEFLIN AF1600樹脂在全氟碳化合物液體中形成的溶液(購自Minnesota Mining & Manufacturing Co.，商品名為PF5070)來完成。PF5070液體然后在IR烘箱中揮發(fā)。層合件涂覆后具有以下性能厚度＝13.8mil抗油級數(shù)＝3至5然后利用熱封合機(jī)將所得的涂覆后的層合膜加工成袋狀。制取兩片同樣大小的復(fù)合材料樣片。將兩樣片疊放使兩側(cè)膜向外。將一根電熱絲放在膜表面剩余部分，同時(shí)加壓。熱從電熱絲透過膜傳遞以熔解襯料，由此形成氣密封接。在袋的三邊重復(fù)這一步驟。
必須注意，袋也可以制成膜側(cè)向內(nèi)的。然后使用同樣的技術(shù)熔化襯料，從而使它在壓力下流動并充填多孔性PTFE膜，由此形成氣密封接。再在材料的三邊進(jìn)行這一步驟。
開口袋一經(jīng)形成，可在其中充填任意合適的芳香劑或其它分散劑發(fā)散物質(zhì)。充滿后，在第四邊將袋熱密封或夾緊。
如上所述，同樣的層合復(fù)合材料還可用于密封熱塑料或熱樹脂的貯器，可選擇各種容器形狀和大小。
充填后的芳香袋經(jīng)測定，在30天中以基本線性的芳香劑釋放速度釋放芳香劑，在此期間的香味濃度或氣味無明顯變化。“線性的芳香劑釋放速度”在此表示包括長時(shí)間內(nèi)分散劑的均恒性(即穩(wěn)定的)釋放。圖4中線30a，30b和30c說明了這種線速的實(shí)例。
而且，已經(jīng)觀察到，芳香產(chǎn)生物質(zhì)不會滲漏、滲透或化學(xué)損壞袋子。所以，根據(jù)本發(fā)明制成的貯器具有不明顯改變被發(fā)散芳香劑氣味的高度的化學(xué)相容性這一長期以來所追求的性能。
并非要將本發(fā)明的范圍限定于這些理論內(nèi)，人們認(rèn)為，膜孔隙率、膜厚度、膜孔隙大小和抗油性共同提供了本裝置的改良特性。
雖然在此說明了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但本發(fā)明不應(yīng)被限于這些說明和描述。在以下權(quán)利要求的范圍內(nèi)可將某些改變和修改引入作為本發(fā)明的部分內(nèi)容，這點(diǎn)應(yīng)是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種用于向周圍環(huán)境發(fā)送分散劑的裝置，其特征在于，它具有對分散劑選擇性透過并耐低表面張力液體潤濕的膜；容納分散劑發(fā)散物質(zhì)的貯器，其中，至少貯器的一部分用膜密封，將低表面張力的液體保留在其內(nèi)，并允許分散劑從貯器中透過膜發(fā)散；其中膜的透過性可使分散劑從貯器中基本上線速地釋放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征還在于，其中的膜被涂敷一層聚合物，使其耐低表面張力液體的潤濕。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征還在于，其中的聚合物是含氟聚合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征還在于，其中的聚合物含有聚四氟乙烯(PTFE)樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征還在于，其中的膜與襯料層合后形成復(fù)合材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征還在于，其中整個(gè)貯器是由復(fù)合材料制成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征還在于，其中的膜含有多孔性發(fā)泡聚四氟乙烯(PTFE)；膜被涂敷一層聚合物，使其耐低表面張力液體的潤濕；其中的膜和涂層組合后形成抗油指數(shù)至少為3的復(fù)合材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征還在于，其中的貯器包括充填了分散劑發(fā)散物質(zhì)的內(nèi)置多孔體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征還在于，其中的多孔體含有發(fā)泡聚四氟乙烯。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征還在于，其中的膜在與發(fā)散物質(zhì)接觸時(shí)可抗降解。
11.一種分散劑發(fā)散裝置，其特征在于，它具有容納分散劑發(fā)散物質(zhì)的貯器，至少貯器的一部分由滲透性復(fù)合材料構(gòu)成；其中的復(fù)合材料具有聚四氟乙烯(PTFE)滲透性膜，復(fù)合材料被涂敷聚合物，使其耐表面張力液體的潤濕；其中膜的滲透性可使分散劑從貯器中基本上線速地釋放。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征還在于，其中的膜含有標(biāo)稱孔隙率至少30％的多孔性PTFE膜。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征還在于，其中的膜含有標(biāo)稱孔隙率至少30％且標(biāo)稱泡點(diǎn)至少18psi的發(fā)泡PTFE膜。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征還在于，其中的膜含有發(fā)泡PTFE片材；聚合物含有一層聚四氟乙烯(PTFE)和全氟二噁茂。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征還在于，其中的膜含有抗分散劑發(fā)散物質(zhì)的化學(xué)作用的材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征還在于，其中的膜被涂敷一層聚合物，使其耐低表面張力液體的潤濕。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征還在于，其中的膜在與發(fā)散物質(zhì)接觸時(shí)可抗降解。
18.一種向周圍環(huán)境釋放分散劑的方法，其特征在于，它包括具有內(nèi)部適于容納分散劑發(fā)散物質(zhì)的貯器；具有由襯料和滲透性膜構(gòu)成的復(fù)合材料作為貯器的一部分，其中復(fù)合材料與貯器內(nèi)部和周圍環(huán)境連通，其中的滲透性膜對分散劑是選擇性透過的，從而基本上線速地從貯器中釋放分散劑。對復(fù)合材料進(jìn)行處理，使其耐低表面張力液體的潤濕；用分散劑發(fā)散物質(zhì)充填貯器；密封貯器，使分散劑從貯器內(nèi)部透過復(fù)合材料發(fā)散。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征還在于，它還包括具有標(biāo)稱孔隙率至少30％且標(biāo)稱泡點(diǎn)至少18psi的聚四氟乙烯(PTFE)滲透性膜；用聚四氟乙烯和全氟二噁茂聚合物對復(fù)合材料進(jìn)行處理，使其耐低表面張力液體的潤濕。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征還在于，它還包括由復(fù)合材料制成整個(gè)貯器。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征還在于，它還包括用聚合物處理膜，使其耐低表面張力液體的潤濕。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種改良的用于向周圍環(huán)境釋放各種分散劑的裝置和方法。該裝置具有一種復(fù)合材料膜，它能耐低表面張力的分散劑發(fā)散物質(zhì)的潤濕，并使分散劑向環(huán)境以基本上均恒的速度釋放。由此避免了以往存在的分散劑釋放不恒速和裝置滲漏等問題，并提供了一種更耐用、體積更小、更可靠的分散劑釋放系統(tǒng)。
文檔編號A61L9/12GK1142192SQ94194853
公開日1997年2月5日 申請日期1994年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月21日
發(fā)明者R·D·津格爾, M·W·蒂利, W·L·米德 申請人:W.L.戈?duì)柤巴使煞萦邢薰?br>