CN111315416A - 用于递送挥发性材料的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于递送挥发性材料的装置，包括用于容纳所述挥发性材料的具有开口的储存器。第一膜布置在所述储存器的开口附近，并且第二膜布置在所述开口附近，使得所述第一膜布置在所述第二膜和所述储存器之间，其中所述第二膜的至少一部分与所述第一膜间隔开，形成所述第一膜和第二膜之间的蒸气室。

Description

用于递送挥发性材料的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于向大气递送挥发性材料的装置和方法，更具体地，涉及使用两个间隔的膜递送挥发性材料以在所述膜之间形成蒸气室的装置和方法。

背景技术

用于分配挥发性材料的设备是众所周知的，并且通常用于提供各种益处，例如对家庭和商业设施中的空间(诸如房间等)或在封闭空间(如车辆乘客舱空间)中的空气进行清新、除臭或增香等。例如，空气清新产品被设计用于分配挥发性材料，例如包含一种或多种如香料油的挥发性材料的挥发性组合物。所述挥发性组合物可包含在例如喷瓶中，并作为转变为蒸气的液滴喷入内部空间的空气中。然而，此类产品不会持续发挥清新作用(即，所述挥发性组合物仅在手动激活时分配)。或者，可通过不需要手动驱动的***来分配挥发性组合物，例如通过使得所述挥发性组合物从基于膜的、基于芯的和基于凝胶的***挥发。

然而，此类空气清新产品的问题通常是挥发性组合物在产品寿命期间的挥发速率不一致，即在产品使用初期挥发性组合物的挥发速率高，在产品寿命末端时挥发速率低。具体地说，所述挥发性组合物通常包括高挥发性化合物和其他挥发性较低的挥发性化合物(“低挥发性化合物”(less volatile compounds))的混合物。高挥发性化合物通常比低挥发性化合物具有更高的蒸气压。具体地说，在给定温度下，具有较高蒸气压的高挥发性化合物比具有较低蒸气压的低挥发性化合物更容易挥发。在使用中，高挥发性化合物在使用此类产品之初往往挥发得更快，而低挥发性化合物随后挥发，导致所述挥发性组合物在整个产品寿命期间的气味强度和香味特征总体不一致。较高的初始挥发速率可导致初始气味强度过大，从而产生一种感觉，即空气清新剂产品在整个产品寿命期间具有不同的气味强度，或者在初始气味强度不再存在后，该产品不再有效。因此，需要一种以降低的初始挥发速率和气味强度来递送挥发性材料的装置。还需要一种装置和方法来提供在时间过程中保持一致的挥发速率、气味强度和/气味特性。

发明内容

本发明涉及一种用于递送挥发性材料的装置，包括：

含有挥发性材料的储存器，所述储存器包括开口；

第一膜，其布置在所述储存器的所述开口附近；以及

第二膜，其布置在所述储存器的所述开口附近，使得所述第一膜布置在所述储存器和所述第二膜之间，其中所述第二膜的至少一部分与所述第一膜隔开，形成所述第一膜和第二膜之间的蒸气室。

附图简述

图1A是根据本发明的用于递送挥发性材料的装置的透视图；

图1B是沿图1A的装置的A-A线的横截图；

图2是图1A的装置中的组件的透视图；

图3A至3C是示意图，示出在根据本发明用于递送挥发性材料的装置中的液相或气相挥发性材料穿过所述膜的运动；

图4A至4C是示意图，示出根据本发明用于递送挥发性材料的装置中的膜的不同结构；

图5是布置在根据本发明用于递送挥发性材料的装置中的不透气基材的横截图；

图6是布置在根据本发明用于递送挥发性材料的装置中的不透气基材和可断裂元件的横截图；

图7是布置在根据本发明用于递送挥发性材料的装置中的不透气基材和可断裂元件的替代布置的横截图；

图8是示出用于下文所述的蒸气释放速率测定法(小室法)的空气清新剂检测***的流程示意图；

图9A是具有与所述挥发性液体接触的膜的空气清新剂(“比较样品A”)的示意图；

图9B是具有不与挥发性液体接触的膜的空气清新剂(“比较样品B”)的示意图；

图9C是在没有膜的开放容器中具有挥发性液体的空气清新剂(“比较样品C”)的示意图；

图10A是分别绘制从比较样品A、B和C释放的挥发性材料的蒸气释放速率作为时间的函数；

图10B是图10A的细节图；

图11示出了表9，其报告了从比较样品A和根据本发明用于递送挥发性材料的装置(“发明样品A”)释放的挥发性材料的蒸气释放速率作为时间的函数；

图12是表9的对应图，其绘制了从根据本发明用于递送挥发性材料的装置(“发明样品A”)释放的挥发性材料的蒸气释放速率作为时间的函数；

图13是绘制比较样品A释放的挥发性材料浓度(％)作为时间的函数的曲线图；

图14示出了表10，其报告了根据本发明的用于递送挥发性材料的装置(“发明样品A”)释放的挥发性材料的浓度(％)作为时间的函数；

图15是表10的对应图，其绘制了从发明样品A释放的挥发性材料的浓度(％)作为时间的函数；

图16示出了表12，其报告了从根据本发明的具有不同孔径的第二膜的装置(“发明样品B、C、D”)释放的挥发性材料的蒸气释放速率作为时间的函数；

图17表12的对应图，其绘制了根据本发明的具有不同孔径的第二膜的装置(“发明样品B、C、D”)释放的挥发性材料的蒸气释放速率作为时间的函数；

图18示出了表13，其报告了从发明样品B释放的挥发性材料的浓度(％)作为时间的函数；

图19是表13的对应图，其绘制了从发明样品B释放的挥发性材料的浓度(wt％)作为时间的函数；

图20示出了表14，其报告了从发明样品C释放的挥发性材料的浓度(％)作为时间的函数；

图21是表14的对应图，其绘制了从发明样品C释放的挥发性材料的浓度(％)作为时间的函数；

图22示出了表15，其报告了从发明样品D释放的挥发性材料的浓度(％)作为时间的函数；

图23是表15的对应图，其绘制了从发明样品D释放的挥发性材料的浓度(％)作为时间的函数；

图24是绘制从具有单个膜(比较样品D)的传统空气清新剂和根据本发明的具有不同平均厚度的第二膜的装置(发明样品E、F和G)释放的挥发性材料的蒸气释放速率作为时间的函数的图；

图25是绘制从根据本发明的用于递送挥发性材料的装置中释放的挥发性化合物(乙基-2-甲基丁酸酯)的计算蒸气释放速率作为所述第二膜的平均孔径的函数的图；

图26是绘制从根据本发明的用于递送挥发性材料的装置中释放的挥发性化合物(乙基-2-甲基丁酸酯)的计算蒸气释放速率作为所述第二膜的孔隙率的函数的图；

图27是绘制从根据本发明的用于递送挥发性材料的装置中释放的挥发性化合物(乙基-2-甲基丁酸酯)的计算蒸气释放速率作为所述第二膜的平均厚度的函数的图；

图28是绘制从根据本发明的用于递送挥发性材料的装置中释放的挥发性化合物(乙基-2-甲基丁酸酯)的计算蒸气释放速率作为所述第二膜的平均厚度和平均孔径的函数的图；

图29是绘制根据本发明的用于递送挥发性材料的装置的蒸气释放速率作为所述第一膜和第二膜之间气隙的函数的图；

图30是绘制从比较样品A释放的一种挥发性材料(乙酸苄酯)的蒸气释放速率作为气流速度的函数的图；以及

图31是绘制从发明样品O中释放的一种挥发性材料(乙酸苄酯)的蒸气释放速率作为气流速度的函数的图。

发明详述

本发明涉及用于将挥发性材料以连续方式递送到大气中的装置和方法。具体地，所述装置包括用于接收所述挥发性材料的液相或固相的储存器和用于接收所述挥发性材料的气相的蒸气室。在该装置中布置有两个或多个膜，以形成所述储存器和所述蒸气室，使得所述挥发性材料的液相或固相与气相物理分离，从而使挥发性材料的气相能够通过其中一个膜从该装置中受控地释放。例如，如果储存器中的挥发性材料处于固相中，则气相可以穿过所述装置的所述第一膜进行传输，然后穿过所述第二膜进行传输。或者，如果所述储存器包含以带液体香料的凝胶形式存在的挥发性材料，则所述挥发性材料的液相(即凝胶中的液体香料)和/或气相(凝胶蒸发产生的液体香料)都可以穿过所述第一膜进行传输。

在下面的描述中，所描述的装置是一种消费品，例如空气清新剂等，用于使得挥发性材料在空间中挥发以提供各种益处，例如在诸如家庭和商业设施的房间的空间或封闭空间如车辆乘客舱空间中空气的清新、除臭或增香。然而，可以预期，所述装置可以被配置成在各种应用中使用以将挥发性材料递送到大气中，并且所述装置可以包括但不限于消费品，诸如，例如，空气清新产品。

在详细描述本发明之前，为了清楚起见，定义了以下术语。未定义的术语应赋予相关领域技术人员所理解的其通常含义。

本文所用的“水平方向”是指根据本发明的装置的位置，其中所述第二膜以向上或向下的位置面对环境。

如本文所使用的“垂直方向”是指根据本发明的装置的位置，其中所述第二膜以前向位置或后向位置面向环境。

本文所用的“平均自由程(λ)”是指挥发性材料蒸气的平均自由程，其中所述平均自由程是根据下面的公式(1)确定的，见Benitez，J.Principle and Modern Applicationsof Mass Transfer Operations，Wiley，2009。

其中k_b，Boltzman常数，是1.38*10^-23。P是单位为Pa的压力，d是渗透所述第二膜的挥发性材料的挥发性组分/化合物的蒸气分子的动力学直径。

本文所用的“平均孔径”是指膜的孔的体积平均直径，其中所述平均孔径根据本文规定的平均孔径测定法确定。或者，“平均孔径”也可以包括膜的孔的孔径，其中所述平均孔径根据本文规定的孔径计算方法确定。

此处所用的“平均厚度”是指根据本文规定的平均厚度测定法测量的膜的平均厚度。

本文所用的“膜”是指允许物质的某些组分通过但阻止其他组分通过的半透膜材料。在通过的组分中，所述膜调节组分的渗透，即某些组分的渗透速度比其他组分快。这些成分可能包括分子、离子或粒子。

本文所用的“微孔膜”是指具有孔的网络的材料。

此处所用的“非通电”是指设备是无源的，不需要由外部能源供电。特别地，该装置不需要由热源、气体或电流提供动力，并且所述挥发性组合物不通过气溶胶方式递送。此外，如本说明书和所附权利要求中所使用的，除非内容另有明确指示，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括多个指代物。

此处使用的“孔隙率”是指材料的空隙体积，用体积百分比表示，并根据此处规定的孔隙率测定法确定。

这里所说的“前调(top notes)”，是指具有高挥发性的香料原料。

本文所用的“基调(base notes)”是指相对于前调来说挥发性较低的香料原料。

本文中所用的“蒸气”是指有机或无机物质的气态形式，其在包括但不限于温度、湿度和气压在内的环境条件下与固体或液体共存。

本文所用的“不透气基材”是指在预期使用之前，被配置成抵抗蒸气从所述装置扩散的材料。

本文所用的“蒸气释放速率”是指蒸气通过基材的量度。

本文所用的“挥发性材料”是指在室温和大气压下无需能源即可蒸发的物质。所述挥发性材料可以是这样的组合物，其全部包括单一挥发性材料或全部包括挥发性材料的混合物(即所述混合物具有超过一种挥发性成分)。此外，不必使该组合物的所有组分材料都具有挥发性。可使用任何数量或形式的任何适当挥发性材料，包括液体、固体或乳液。适于在此使用的材料可包括非挥发性化合物，例如载体材料(例如水、溶剂等)。还应理解，当在本文中描述所述挥发性材料的“递送”、“射出”或“释放”时，这是指其挥发性组分的挥发，并且不要求其非挥发性组分被释出。

本文所用的“湿模式”是指与膜的至少一部分接触的所述挥发性材料的液相。

本文所用的“干模式”是指与膜的至少一部分接触的所述挥发性材料的气相。

为了详细说明本发明，下面将本发明描述为非通电装置。然而，该装置可被配置为与例如电加热装置或风扇等通电装置一起使用。

图1A是根据本发明的用于递送挥发性材料的装置1的透视图。图1B是沿着装置1的A-A线的横截图，且图2是装置1中组件的透视图。装置1可以被构造为一次性、单次使用的物品，或者可补充挥发性材料的物品。装置1可以被配置为在使用期间处于垂直方向，如图1A和1B所示。。或者，当如图5、6和7所示使用时，装置1可以被配置成处于水平方向中。

参考图1A和1B，装置1包括容器10，所述容器10包括用于容纳挥发性材料12的储存器11。容器10可由基本上不透气的基材制成，其设计用于在其意图的使用之前防止挥发性材料12的气相从装置1扩散。例如，容器10可以由金属、玻璃、陶、瓷、瓷砖和塑料制成，包括但不限于热塑性塑料和其他适合热成型、注塑和吹塑的已知材料。

参照图1B，容器10可以包括端壁120、侧壁121和限定储存器11的侧壁121的***122处的第一开口。第一膜13可布置在容器10内与储存器11相邻，并可附着在容器10的内周边18，以容纳储存器11内的挥发性材料12。第二膜14可以与第一膜13隔开，第二膜13、14之间形成蒸气室15。所述第一和第二膜13、14包括允许挥发性材料在其中通过的孔。第一和第二膜13、14的特定物理性质可以基于特定的期望用途来选择。下面的描述更详细地描述了所述膜的适当物理参数的实例。

第一膜

第一膜13可以是多孔材料的薄层，该多孔材料具有蒸气渗透性，并且被设计成能够使得液体通过毛细作用流出，但是防止液体自由流出第一膜13。具体地说，第一膜13可以是微孔膜。由本文规定的平均孔径测定法确定的第一膜13的平均孔径可以基于储存器11中的特定挥发性材料12来配置。例如，第一膜13的平均孔径可以基于要使用的挥发性材料12的形式或状态和/或挥发性材料12期望通过第一膜13的理想速率来选择。例如，对于典型的晶体固体和香料油，已经发现第一膜13可具有的平均孔径为约0.01到约1微米、约0.01到约0.06微米、约0.01到约0.05微米、约0.01到约0.04微米、约0.01到约0.03微米、约0.02到约0.04微米，或者大约0.02微米。

通过在第一膜13内分散一或多种填料，可以改变第一膜13的某些特性。填料可以调节第一层膜13的物理性能，如强度、刚度等拉伸性能。有许多已知的填料和增塑剂材料，包括但不限于二氧化硅、粘土、沸石、碳酸盐、炭煤及其混合物。填充的第一膜13的示例是填充有二氧化硅的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)膜，如美国7,498,369中所述。尽管可以使用任何合适的填充材料和重量百分比，二氧化硅的常见填充百分比可以在膜总重量的约50％到约80％，约60％到约80％，约70％到约80％，或约70％到约75％。适当膜厚度的示例包括但不限于约0.01mm至约1mm、约0.1mm至0.4mm、约0.15mm至约0.35mm，或约0.25mm。

第二膜

第二膜14可包含与第一膜13相同或不同的材料。第二膜14可包含选自以以下组成的组的材料：纸、天然聚合物、合成聚合物和无机材料及其混合物。

第二膜14可被选择和/或配置为具有任何期望的平均孔径、孔隙率、平均厚度和/或其组合，以允许来自挥发性材料12的蒸气12B以期望的蒸气释放速率通过到达周围环境，所述期望的蒸气释放速率诸如，例如，蒸气释放速率大于或等于0.06mg/cm²-h并且小于或等于4mg/cm²-h。

与第一膜13一样，有许多不同的方式来配置第二膜14以具有期望的特性。具体地，可以选择第二膜14的厚度、平均孔径和/或孔隙率来提供所需特性。通常，第二膜14的厚度在约0.001mm到约10mm的范围内，平均孔径小于约50,000nm，并且基于第二膜14的总体积，孔隙率在约0％到约95％之间，但是可以根据需要调整任何一个或多个参数以提供合适的第二膜14。平均孔径可以在5nm到200nm的范围内，或者在10nm到100nm的范围内，由本文规定的平均孔径测定法确定。

具体地，第二膜14的平均孔径可被配置成提供一致的气味分布。《膜技术与应用》，RichardW.Baker第3版(ISBN:978-0-470-74372-0)，第79至86页，描述了微孔膜的气体传输机制取决于平均孔径。基于例如香料原料(“PRMs”)等挥发性材料的蒸气(“有机蒸气”)基本上与气体类似的假设，装置1中的第二膜14的蒸气传输机制类似地取决于第二膜14的平均孔径。

第二膜14可包括>2λ的平均孔径，其中λ是挥发性材料中挥发性化合物的蒸气的平均自由路径。据认为，通过第二膜14的蒸气传输可能是通过泊肃叶流进行的。当孔径大到以泊肃叶流动为主时，第二膜14的主要功能是降低所述挥发性材料的蒸气释放速率。

或者，第二膜14的平均孔径可被配置成选择性的，即控制蒸气PRMs即蒸气室15中存在的蒸气12B的流动，并由此控制挥发性材料12的气味分布，如下所述。例如，第二膜14可包括<2λ的平均孔径。在这种配置中，人们相信蒸气可以通过第二膜14进行传输，如Knudsen流所定义的。当Knudsen流占主导时，穿过第二膜14的蒸气12B可能与

成比例，其中M是渗透性分子的分子量。第二膜14对组分i到组分j的选择性由式(2)定义：

式中，Mj，Mi分别对应于组分j和组分i的分子量。

在这种情况下，第二膜14可通过促进具有较小分子量的PRM分子的传输来调节蒸气PRM的传输。本领域技术人员应当理解，本文所使用的分子量是指可以基于定义特定PRM来计算的PRM分子的质量。一般来说，最易挥发PRMs的分子量通常低于最不易挥发PRMs的分子量，但也有例外。例如，其中挥发性材料12包含PRMs的混合物，PRMs的分子量通常在100到300g/mol之间。取分子量的上下限，第二膜14的选择性约为1.7，其基于样品计算1计算，如下所示：

√(300)/√(100)＝1.7(样品计算1)

具体来说，当平均孔径变小时，发生吸附和毛细管冷凝。在气体输运的情况下，气体的临界温度越高，越容易冷凝。凝性高的气体分子更容易在孔隙中冷凝。在多组分气体混合物中，发生孔隙堵塞，凝性较高的气体的传输比凝性较低的气体更有利。类似地，在蒸气PRM混合物中，最小挥发性PRM的传输比最大挥发性PRM更有利。下面的公式(3)显示了这一点，所述公式参见Uhlhorn R.J.R,Keizer K.,Burggraaf A.J.,Gas Transport andseparation with ceramic membranes,Part I.Multilayer diffusion and capillarycondensation,J.Membr.Sci.66(1992)259-269。

式中：ρ为冷凝物密度，R为理想气体常数，T为温度，M为分子量，σ为界面张力，θ为接触角，R为孔径，Po为饱和蒸气压，Pt为毛细管冷凝压力。

式(3)的重排表明Pt与Po成正比。对于低挥发性PRM(即小Po)，毛细管冷凝压力较低，这意味着低挥发性PRM更容易在孔隙中冷凝。这对使用微孔膜运输香料是一个好处。目前单膜结构的香料递送仅依赖于香料蒸气压(即，前调(top notes)蒸发非常快，并且不会持续到最后)。毛细冷凝和孔隙堵塞抑制了挥发性较高组分的运输并促进了挥发性较低组分的运输。第二膜14可以潜在地具有针对较低挥发性组分而非较易挥发性组分的选择性。对于气体分离应理解，当孔径为5到10nm时，会发生毛细管冷凝。因此，由于有机蒸气是高度可冷凝的化学物质，毛细冷凝很可能在大于10nm的孔径中发生，从而根据所需的香味特征曲线提供控制香料输送的益处。

平均孔径可以基本上与分子动力学直径相同，例如，平均孔径可以在0.5到1nm的范围内。应理解当孔径与分子动力学直径相似时，就会出现分子筛。动力学直径小于平均孔径的分子可以通过第二膜14，并且动力学直径大于平均孔径的分子不能通过第二膜14。此外，第二膜14可以是非多孔膜，并且对于非多孔膜，溶液扩散占主导地位。膜的选择性是扩散度选择性和溶解度选择性的产物。扩散度选择性很大程度上是由于分子尺寸的差异。溶解度选择性是由于渗透分子与膜材料之间的亲和性。对于蒸气PRMs的混合物，第二膜14是溶解度选择性的。如果前调与膜的亲和力低于基调，且所述膜具有溶解选择性，则可以促进基调的运输。

参照图2，第二膜14可以连接到容器10的外周19，使得第二膜14的至少一部分包围容器10。然而，应当理解，只要蒸气室15限定第一膜和第二膜13、14之间的空间，以防止第一膜13的至少一部分和第二膜14的至少一部分之间直接接触，第一膜和第二膜13、14可以以任何方式布置。

蒸气室15被设计成最小化第二膜14的湿润，并且使得从装置1递送挥发性材料12主要通过挥发性材料12的蒸气扩散而不是仅仅依赖于挥发性材料12中挥发性组分的蒸气压。

方法

为了解释蒸气室15和第二膜14提供根据本发明的挥发性材料12的降低蒸气释放速率的工作方式，理解如何产生挥发性材料12的蒸气释放速率是有帮助的。参考图3A、3B和3C描述了递送根据本发明的易挥发性材料12的方法，所述附图图解说明了挥发性材料12的液相12A和/或气相(“蒸气12B”)分别随时间穿过第一和第二膜13、14的示意图。挥发性材料12可包含在根据本发明的如上图所示的装置1中。为了说明目的，可将挥发性材料12描述为液体香料，其包含香料的混合物，包括但不限于2-甲基丁酸乙酯、乙酸苄酯、苯乙醇和仙客来醛。下表1显示了每种香料的量为液体香料的25％(按重量计)，并列出了它们的物理化学参数，包括分子结构、分子量、沸点、蒸气压和溶解度参数。以下香料可从Sigma Aldrich购买，理化性质可从Aspen

数据库获得。然而，可以理解，可以使用能够从固态和/或液态过渡到气相的任何挥发性材料。

表1

*溶解度参数根据Hildebrand公式计算

图3A、3B和3C中，装置1基本上处于垂直方向。容器10部分填充有挥发性材料12。挥发性材料12包括挥发性组分，所述挥发性组合物包括诸如例如香料分子的分子。图3A示出了其中挥发性材料12的液相12A穿过第一膜13和/或挥发性材料12B的蒸气12B穿过第一膜的非湿润部分的方法的第一步骤3A。图3B示出其中在蒸气室15中形成挥发性材料12的蒸气12B的方法的第二步骤3B，并且图3C示出其中蒸气12B通过第二膜14进入大气的方法的第三步骤3C。

参照图3A，储存器11包括挥发性材料12的液相12A，其中液相12A中的分子穿过第一膜13，直到在第一膜13中吸收足够高水平的分子为止。挥发性材料12的液相12A可通过挥发性材料12的毛细管流进入第一膜13的孔来湿润第一膜13。一旦第一层膜13被润湿，挥发性材料12的液相12A被布置在第一膜13的内表面130附近或在第一膜13的内表面130处，使得靠近第一膜13的表面130的分子具有足够的动能从表面130挥发并转变为挥发性材料12的气相(“挥发”)并在蒸气室15中形成蒸气12B，如图3B所示。

蒸气室15将挥发性材料12的液相12A与第二膜14分离，从而将液相12A对第二膜14的润湿减至最小。参考图3B，第二膜14包括朝向蒸气室15的第一表面16(以下简称“第二膜14的内表面16”)和朝向远离蒸气室15的第二表面17(以下简称“第二膜14的外表面17”)。一旦进入15号蒸气室，蒸气12B中分子的浓度水平可以增加到这样的水平，使得分子可以从第二膜14通过第二膜14的外表面17扩散出到周围的大气中(在如图3C所示的装置1的外部)，因为大气中挥发性材料12的分子的浓度比存在于蒸气室15中的更低。具体而言，在给定时间，蒸气12B向大气中的蒸气释放速率取决于第二膜14的物理化学性质，因此，装置1的蒸气释放速率不再仅仅取决于挥发性材料12的挥发性组分的单独蒸气压。因此，本发明实现如实施例II所述的挥发性材料12的降低的初始释放速率。

此外，在蒸气室15和大气之间具有第二膜14使得能够降低来自大气的对挥发性材料12的挥发性组分的温度和/或气流影响，并且结果参考图30和图31示于实施例VII中。

本发明的上述方法可用于以基本上连续的方式递送挥发性材料。此外，该方法可允许在装置1的整个预定使用期间以改进的强度均匀性递送易挥发性材料。挥发性材料的连续排放可以是任何期望的时间长度，包括但不限于：20天、30天、60天、90天、更短或更长的时间段，或30至90天之间的任何时间段。

本发明的方法适用于提供香料、空气清新剂、除臭剂、臭味消除剂、臭味冲消剂、杀虫剂、驱虫剂、药物、杀菌剂、消毒剂、情绪改善剂和芳香疗法辅助剂，或用于任何其他用途，其中使用起作用调节、改变或以其他方式改变大气或环境的材料。

此外，参考图3A，蒸气室15可包括用于接收蒸气的间隙3。间隙3的大小可沿第二膜14的纵向(长度)均匀且恒定。具体地，间隙3可以包括朝向蒸气室15的第一膜13的表面130和第二膜14的内表面16之间的宽度(W)(如图3A所示)。

间隙3的宽度(W)可能影响挥发性材料12的蒸气释放到大气中所需的时间。具体地说，一般来说，间隙3的宽度(W)越大，挥发性材料12的蒸气通过第一膜13和第二膜14所需的时间越长。因此，通过配置第一膜13和第二膜14之间的宽度(W)，装置1的性能可以由制造商甚至用户来调整。虽然间隙的宽度(W)可以是适合特定应用的任何尺寸，但是已经发现间隙3的宽度(W)在0.01mm到12mm的范围内，优选在4mm到12mm的范围内，并且优选至少0.5mm，更优选地至少2mm，或甚至更优选地至少4mm，通常适用于一次性空气清新剂产品，例如图1所示的产品。然而，间隙3的宽度(W)可以根据满足特定设备的期望属性而增大或减小。

具体地说，第一膜13和第二膜14之间的间隙3在第一膜13的外表面130上形成边界层，即固定流体层，其降低来自装置1的挥发性材料12的总蒸气释放速率。结果在实施例VI中得到了证明。

参考图3A、4A、4B和4C，第二膜14可包括蒸气表面积A2(以下简称“表面积A2”)，其被配置成允许蒸气12B以大于或等于0.06mg/cm²-h的蒸气释放速率和小于4mg/cm²-h的蒸气释放速率在0.1m/s的气流速度和25℃的温度通过第二膜14。在如图10A所示的初始时间段内，上述范围的释放速率小于传统空气清新剂(比较样品A)的释放速率。

参照图3A，第二膜14的表面积A2可以大于第一膜13的表面积A1，以便有助于第二膜14附着到容器10的***19，特别是当使用传统的粘合剂和热封制造工艺和方法时。或者，参照图4A，第二膜14的表面积A2可以等于第一膜13的表面积A1。此外，参照图4B，第二膜14的表面积A2可以小于第一膜13的表面积A1。

尽管膜的具体尺寸可能因具体设备和预期用途而不同，但对于典型尺寸的家用空气清新剂，第一膜13的表面积A1和/或第二膜14的表面积A2可能为约2cm²到约100cm2，约2cm2到约25cm2，约10cm2到约50cm²，约10cm²到45cm²，约10cm²到35cm²，约15cm²到40cm²，约15cm²到35cmcm²，约20cm²到35cm²，约30cm²到35cm²，或约35cm²。

在上图中，例如在图3A中，第一膜13的表面130的至少一部分可以被布置成与第二膜14的内表面16相对。然而，参照图4C，可以理解，只要在第一膜和第二膜13和14之间布置有蒸气室15，第一膜13的表面130的至少一部分可以从内表面16偏移。第一膜13和/或第二膜14可以包括相同或不同的材料，其细节如下所述。

不透气基材

参考图5、6和7，装置1还可以包括与第一膜13或第二膜14相邻的不透气基材40，其中不透气基材40被配置成防止在使用前释放挥发性材料12。参照图5，可将不透气基材40布置在第二膜14附近。例如，不透气基材40可释放地附着在第二膜14的第二表面17上，以形成装置1的可移除盖。不透气基材40是可断裂的以允许挥发性材料12在断裂时通过。例如，如图6所示，不透气基材40可以是布置在第一膜13附近并连接到容器10的内周边18以形成与第一膜13相邻的密封储存器的可断裂基材。

不透气基材40可以由任何材料制成，该材料可以在预先确定的作用力下断裂，无论是否存在诸如断裂元件50之类的元件，以辅助所述的断裂。在不使用装置1的情况下，在不透气基材40意图包含挥发性材料12的实施方案中，不透气基材40可以由减少或防止挥发性材料12挥发的任何合适的屏障材料制成。所述材料可不透气和液体。适用于不透气基材40的合适阻挡材料包括但不限于涂层或无涂层的膜，例如聚合物膜、网、箔和复合材料，例如箔/聚合物膜层压板。可以用作屏障材料的箔的一个例子是20微米铝箔，包括硝化纤维素保护漆、聚氨酯底漆和15g/m²聚乙烯涂层(Lidfil 118-0092)，可从Alcan Packaging获得。合适的聚合物膜包括但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、丙烯腈共聚物阻隔膜(例如，由INOES以

商标出售的膜)、乙烯-乙烯醇膜及其组合。还可以预期，涂层屏障膜可以用作不透气基材40。此类涂层屏障膜包括但不限于金属化PET、金属化聚丙烯、二氧化硅或氧化铝涂层膜。

参照图6，断裂元件50可与装置1整体形成，例如与装置1的端壁120形成，使得用户可以激活断裂元件50并刺穿不透气基材40。例如，用户可以在使用装置之前挤压装置1的预定部分来激活断裂元件50。断裂元件50可以与装置1的一部分整体形成，或者可以连接到其一部分。或者，如图7所示，断裂元件50可与布置在装置1内的断裂框架51整体形成或连接到该断裂框架51。

挥发性材料

挥发性材料12可包含一种或多种香料，或香料的混合物。挥发性材料12可以是香料油的形式，并且可以包括一种或多种精油、挥发性有机化合物或其混合物。此外，挥发性材料12可以包括合成或自然形成的材料。例子包括但不限于：佛手柑油、苦橙油、柠檬油、柑桔油、香菜油、雪松叶油、丁香叶油、雪松木油、天竺葵油、薰衣草油、橘子油、牛至油、橙叶油、白雪松油、广藿香油、橙花油、玫瑰原精油等。

挥发性材料12也可以是晶体固体的形式，其能够在环境温度下升华为气相，或者用于使液体变香。可使用任何适当数量或形式的任何适当晶体固体。例如，合适的晶体固体包括但不限于：香兰素，乙基香兰素，香豆素，托那利德，钙酮，向日葵烯，麝香木酚，雪松醇，麝香酮苯酮，覆盆子酮，甲基萘基酮β，苯基水杨酸乙酯，veltol，麦芽醇，枫内酯，原丁香酚醋酸酯，依维美等。

在空气清新剂或香料的情况下，不同的挥发性材料可以一起使用，它们是相似的、相关的、互补的和/或相对比的。除挥发性材料外，装置1还可包括任何已知化合物，其经配置以中和气味。

以下实施例旨在更充分地说明本发明，并且不应被解释为对本发明的限制，因为在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的许多变体形式是可能的。除非另有规定，否则此处使用的所有部分、百分比和比率均以重量百分比表示。

试验设备/材料

下表2列出了用于本文所述每个实施例的设备和材料。图8示出了实验室建造的空气清新剂测试***70，用于测量蒸气释放速率作为气流速度和/或温度的函数。***70具有用于接收被测挥发性材料的蒸气的气室71。气室71包括用于测量室71内气流速度的质量流量控制器72、用于加热或冷却空气的热交换器73和用于控制所述室中温度的热控制器74。本实施例中用于测试的比较样品和发明样品在各自的实施例下描述。

表2

测定法/计算

蒸气释放速率测定法(小室(Chamber)法)

用丹佛仪器天平称量实施例VII中所述的每个比较和发明样品(W₁)，并将其放置在小室71内的预定位置。所有样品的预定位置、风速、流型和空气温度(空气相对湿度<5％)相同。具体而言，除非另有规定，否则小室71中的气流速度为0.1m/s，小室71中的空气温度为25℃。在再次称量每个样品(W₂)以获得香料释放速率之前，***70稳定2小时。在测试前，样品至少要经过2小时的处理以除去样品中的水分。测量W1和W2后，根据公式(4)确定蒸气释放速率：

其中，

A＝第二膜的蒸气表面积

t1＝激活后的第一个时间段

t2＝激活后的第二个时间段

W1＝分配器在t₁时的重量

W2＝分配器在t₂时的重量

蒸气释放速率测定法(通风柜法)

样品的蒸气释放速率按照蒸气释放速率测定法(试验室)测定，但样品的试验条件和放置与蒸气释放速率测定法不同，具体如下：样品在空调室的通风柜中进行试验。

蒸气释放速率测定法(房间)

样品的蒸气释放速率按照蒸气释放速率测定法(试验室)的说明进行测定，但试验条件和样品放置不同，如下所示：样品放置在2.0m x 3.4m x 2.8m的房间内。房间的条件是：

风速-每小时换气10次(速度～0.1m/s)，

气温-21摄氏度

相对湿度-40％RH。

平均厚度测定法

膜的平均厚度用Mitutoyo螺旋测微器(型号：ID-C112MXB)测量。

气隙测量法

每个相关样品的第一膜和第个膜之间的气隙使用Mitutoyo卡尺(型号：CD-6″CS)测量。

平均孔径测定法

用CFP-1500AE毛细管流动孔径分析仪(PoroussMaterials inc.，USA)测量膜孔的平均孔径。用表面张力为15.9dynes/cm的PMI-Galwick溶液润湿膜。将一张膜浸入Galwick溶液中1天，以确保膜完全湿润，然后再将其安装到孔径分析仪的腔室中。然后让氮气逐渐流入腔室。平均孔径在湿流量曲线和半干流量曲线(即通过干膜的流量的一半)相交处的流量压力下计算。湿流量曲线和半干流量曲线的定义可以参见例如“A.Jena,K.Gupta,FlowPorometry:What can Flow porometry do for us？PorousMaterials,Inc.,Ithaca,NY,USA,2002.”。孔径数据由与CFP-1500AE毛细管流动孔径分析仪一起提供的供应商所供软件(即PMI软件)在测试后进行计算。

气相色谱(“GC”)测定法

香料储存器中香料化合物浓度通过使用Hewlett-Packard GC7890来测量并用火焰离子化检测器(FID)测量气流中有机物的浓度。注射前，用乙醇(即1g样品对99g乙醇)稀释储存器中的香料样品。样品注入非极柱(MEGA-5MS，50mx0.25mmx0.25μm)。烤箱中的温度先在50℃保持3.5分钟，以每分钟10℃的速度增加到100℃，然后以每分钟30℃的速度进一步增加到240℃，并保持3分钟。使用无***模式；注入1μL样品，且入口温度为250℃。通过外部校准曲线法测定浓度，外部校准曲线法是通过将未知样品与一组已知浓度的标准样品进行比较来测定未知样品中物质浓度的方法。外部校准曲线法为气相色谱技术领域的技术人员所知，并且将不再进一步描述。

孔隙率计算方法

根据下面的公式(5)计算膜的孔隙率ε。

式中，ρ_mem是膜密度，等于空气中膜的重量除以其体积。使用梅特勒-托利多分析天平ML204和密度试剂盒ML-DNY-43(瑞士苏黎世)估算膜材料的密度ρ_mat。密度试剂盒采用基于公式(6)的阿基米德原理，并测量了空气和液体中的膜重量。

式中，ρ_liq是应用液体(即己烷)的密度。M_air和M_liq分别指空气和液体中的膜重量。

孔径计算方法

膜的孔径是根据以下计算得出的。

蒸气形式的-2-甲基丁酸乙酯可包含平均自由程(λ)，其根据上文所述的式(1)确定为36.5nm

，并在下文提供以便于参考。

其中k_b，Boltzman常数，是1.38*10^-23。P是以Pa为单位的压力，d是渗透第二膜14的香料蒸气分子的动力学直径。

当第二膜14的孔径小于2-甲基丁酸乙酯的平均自由程时，通过Knudsen扩散2-甲基丁酸乙酯的蒸气通过第二膜14，2-甲基丁酸乙酯通过第二膜14的释放速率可根据Knudsen流动方程即下式(7)计算，参见R.W.Schofield,A.G.Fane and C.J.D Fell,Gasand vapour transport through microporous membranes.I.Knudsen-Poiseuilletransition,J.of Membr.Sci.,53(1990)159-171。

式中r为孔径，ε为膜孔隙率，χ为膜弯曲度，M为分子量，T为温度，R为理想气体常数，δ为膜厚且ΔP为跨膜压差。

例如，对于膜厚度为100μm、弯曲度为2且孔隙率为50％的膜，为了降低释放速率，孔径可以小于150nm。基于公式(7)的样品计算如下所示，以说明如何导出孔径。

25℃的2-甲基丁酸乙酯性能：P＝1250pa，Mw＝130.2g/mol

膜性能：ε＝0.5,χ＝2,δ＝1*10^-4m

也知道：如下面描述的示实施例I所示，对于比较样品A，J_{2-甲基丁酸乙酯}＝41.65mg/cm²-h。

假设下游蒸气压＝0Pa

J_{2-甲基丁酸乙酯}＝41.65mg/cm²-h＝8.89*10^-4mol/m²-s

在上述样品中，孔径为151.7nm。

实施例

根据上述测定法/理论计算进行以下实施例以说明本发明的实施方案。

实施例I

表3中的下列样品根据上述蒸气释放速率测定法(通风柜)评估。本实施例是评估模型香料82在外壳80中的蒸气释放速率，所述外壳80包括湿模式的单膜81，其中模型香料82是液体，并且所述液体与以下接触：单膜81的至少一部分(如图9A所示的比较样品A)，外壳80包括干燥模式下的单膜81(如图9B所示的比较样品B)和不带膜的外壳80(如图9C所示的比较样品C)。比较样品A、B和C的详细情况见下表3。

表3

表4显示了比较样品A、B和C的蒸气释放速率作为时间的函数。

表4

图10A是绘制比较样品A、B和C的蒸气释放速率作为时间的函数的图。图10B是图10A的一部分，在“Y”方向上扩大了10倍，在“X”方向上缩小了10倍，以更好地显示比较样品的蒸气释放速率。具体地说，图上的曲线AA表示比较样品A，并且表明在720小时的试验中，蒸气释放速率从6mg/cm²-h降低到0.03mg/cm²-h。比较样品C，如图上的曲线CC所示，其释放速率与曲线AA相似。这被认为是由于两个实施例的蒸气释放速率主要取决于香料样品的蒸气压。另一方面，对应于比较样品B的曲线BB在720小时试验中的蒸气释放速率为0.84至0.03mg/cm²-h。比较样品A和C以及B之间蒸气释放速率的差异主要归因于在外壳80的液-汽界面上形成的比较样品B中的非湿润边界层(在本实施例中为膜81)，与比较样品A的湿润边界层和比较样品C的不存在边界层相比，它对蒸气通过膜进入周围大气提供了一定的阻力。

比较样品D到I(与比较样品A和B的结构相似)包含纯香料化合物，并根据下表5制备，并根据蒸气释放速率测定法(通风柜)进行试验。如表5所示，比较样品D包括占挥发性材料重量百分之百的2-甲基丁酸乙酯；比较样品E包括占挥发性材料重量百分之百的乙酸苄酯；比较样品F包括占挥发性材料重量百分之百的苯乙醇。

表5

表6是比较表5中比较样品D和I的香料的蒸气释放速率的总结。

表6

参照表7，当膜仅与香料化合物(2-甲基丁酸乙酯)的气相(比较样品D)接触时，比较样品D的蒸气释放速率为3.85mg/cm²-h，当膜与香料化合物(2-甲基丁酸乙酯)的液相(比较样品G)接触时，比较样品G的蒸气释放速率高于比较样品D，即41.65mg/cm²-h。

表7

比较样品	释放速率,(mg/cm<sup>2</sup>-h)
		D	3.85
E	0.07
		F	0.0033
G	41.65
		H	0.73
I	0.45

实施例II

以下样品根据上述蒸气释放速率测定法(通风柜)和GC测定法进行评估。实施例II证明，在装置(例如装置1)中具有第二膜和蒸气室降低了来自该装置的挥发性材料的蒸气释放速率，并且延迟了挥发性材料失去前调。表8描述了实施例II中使用的样品的构成。

表8

图11示出了包括比较样品J和发明样品A的蒸气释放速率的表9。图12是比较样品J和发明样品A的蒸气释放速率作为时间的函数的对应图示。具有第二膜14的技术效果是，相对于比较样品J的蒸气释放速率，发明样品A的蒸气释放速率较低。蒸气释放速率的降低被认为是由于来自第二膜14的传质阻力的增加。

上述样品也根据前述GC试验进行评估。图13示出当按照比较样品J中的规定进行测试时，香料82中包括的四种香料(2-甲基丁酸乙酯、乙酸苄酯、苯乙醇、仙客来醛)的浓度(wt％)随时间的变化。图14图示了表10，其中显示当按照发明样品A中的规定进行测试时，香料82的相同的四种香料(2-甲基丁酸乙酯、乙酸苄酯、苯乙醇、仙客来醛)的浓度(wt％)随时间的变化。图15是相应的图示。

参考图14和15，对于发明样品A的构成，在大约100小时后，2-甲基丁酸乙酯的浓度下降到0wt％，而乙酸苄酯的浓度在大约100小时后下降到28.50wt％。当根据比较样品J进行测试时，发明样品A的这些浓度下降明显慢于相同材料的浓度下降。具体地说，如图13所示，在70小时以前，2-甲基丁酸乙酯的浓度下降到0％，并且乙酸苄酯的浓度在大约720小时下降到0.8wt％。这些结果提供了一个实例，显示了与仅提供一个膜的配置相比，如在发明样品A中所述添加第二膜如何延长某些香料成分(例如-2-甲基丁酸乙酯)的挥发时间。减缓蒸气释放速率，从而在较长时间内保持-2-甲基丁酸乙酯，有助于使香料随着时间的推移保持更一致的香味曲线和/或可延长香料成分保持挥发性的总时间，这在空气清新和其他情况中可能是可取的。因此，与具有单一膜的传统空气清新剂产品相比，根据本发明的空气清新剂产品可以具有更好的产品寿命。

实施例III

以下样品根据蒸气释放速率测定法(通风柜)和上述GC试验进行评估，以证明仅在第二膜中改变平均孔径的效果。表11描述了实施例III中所用样品的构成。

表11

图16示出了表12，其报告了上述发明样品B、C、D的蒸气释放速率作为时间的函数。图17是对应的图示。

参考表12和图17，由于最具挥发性的化合物乙基-2-甲基丁酸乙酯通过第二膜14的渗透速率较低，因此在相应时间，发明样品B的初始蒸气释放速率(高达25h)低于发明样品C的蒸气释放速率。当时间增加到71.4h时，由于发明样品B的储存器中更易挥发的化合物的浓度更高，因此在相应的时间，发明样品B的蒸气释放速率高于发明样品C的蒸气释放速率。随着时间增加到144h，当2-甲基丁酸乙酯耗尽时发明样品A和的蒸气释放速率几乎相同。发明样品C具有与发明样品B相似的蒸气释放速率。鉴于上述情况，第二膜的较小孔径可合意地用于延长高挥发性化合物(例如，2-甲基丁酸乙酯)的使用寿命。

上述样品也根据上述GC测试进行测试。图18图示了表13，其报告了当按照发明样品B中的规定进行测试时，模型香料的相同的四种香料化合物(2-甲基丁酸乙酯、乙酸苄酯、苯乙醇、仙客来醛)的浓度(wt％)随时间的变化。图19是相应的图示。

图20图示了表14，其报告了当按照发明样品C中的规定进行测试时，模型香料的相同的四种香料化合物(2-甲基丁酸乙酯、乙酸苄酯、苯乙醇、仙客来醛)的浓度(wt％)随时间的变化。图21是相应的图示。

图22图示了表15，其报告了当按照发明样品C中的规定进行测试时，模型香料的相同的四种香料化合物(2-甲基丁酸乙酯、乙酸苄酯、苯乙醇、仙客来醛)的浓度(wt％)随时间的变化。图23是相应的图示。

实施例IV

实施例IV证明增加装置1的第二膜14的厚度可导致挥发性材料的蒸气释放速率降低。表16描述了实施例IV中所用样品的构成。根据上文所述的蒸气释放速率测定法(房间)，评估以下每个样品的蒸气释放速率。

表16

将比较样品K和发明样品D、E、F置于21℃的环境实验室条件下，并根据蒸气释放速率测定法(Room)在30天内测量上述样品的蒸气释放速率。下表17示出蒸气释放速率，图24示出了上述样品的香料释放曲线作为第二膜14的不同厚度的函数。

表17

参考表17和图24，当膜的厚度增加时，观察到初始香料释放速率显著降低(在0到1小时)。另外，对于测试的样品，膜的厚度越大，相对于比较样品K的香料初始释放速率的减少就越多。具体地，发明样品G(最厚的膜)的初始香料释放率低于发明样品F(其初始香料释放率低于发明样品E)，且两个发明样品F、G的初始香料释放率均低于发明样品E(最薄的膜)。

实施例V

膜(例如第二膜)的物理特性基于期望的蒸气释放速率(例如，蒸气释放速率在等于或大于0.06mg/cm²-h和小于或等于4mg/cm²-h的范围内)可通过上文所述的孔径和孔隙率计算方法来确定。参考图25、26和27，膜的蒸气释放速率随第二膜14的平均孔径和孔隙率的增加呈线性增加，随膜厚的增加呈线性下降。基于上述关系，第二膜14的厚度、孔径(r)和/或孔隙率可以单独配置或作为参数的组合配置来获得期望的蒸气释放速率。图28是绘制从根据本发明的用于递送挥发性材料的装置中释放的挥发性化合物(乙基-2-甲基丁酸酯)的计算蒸气释放速率作为第二膜的平均厚度和平均孔径的函数的图。

例如，基于香料化合物即2-甲基丁酸乙酯在25℃的释放速率为41.65mg/cm-h，在单膜***(即比较样品A)中，第二膜14可被配置成获得低于41.65mg/cm-h的蒸气释放速率。具体地说，第二膜14可包括以下至少之一：厚度为0.001mm至10mm，孔径(r)小于50000nm，基于第二膜14的总体积的孔隙率为体积的0％至95％。

表18示出了具有不同膜厚度和孔径的第二膜的不同组合，其中第二膜的孔隙率为50％且弯曲度为2。

表18

下表19显示了具有不同膜厚度和孔径的第二膜的不同组合，其中第二膜的孔隙率为30％，且弯曲度为2。

表19

表20示出了具有不同膜厚度和孔径的第二膜的不同组合，其中第二膜的孔隙率为95％，且弯曲度为2。

表20

如表19(孔隙率＝30％)和表20(孔隙率＝95％)所示，如果其他膜性能保持不变，第二膜14孔隙率的增加可线性增加2-甲基丁酸乙酯蒸气通量。例如，通过孔隙率为30％(孔径＝10nm，厚度＝10μm，弯曲度＝2)的第二膜的最大2-甲基丁酸乙酯蒸气通量为16.5mg/cm²-h，并且低于来自第一膜13的2-甲基丁酸乙酯(41.65mg/c cm²-h)的挥发速率。然而，所述膜的孔隙率增加到95％可能会使通过第二膜的最大2-甲基丁酸乙酯蒸气通量增加到52.1mg/cm²-h，并且不会降低第一膜的2-甲基丁酸乙酯的挥发速率。

实施例VI

实施例VI示出了气隙对根据本发明的装置的蒸气释放速率的影响。在实施例VI中使用的发明样品基于发明样品A的构成，但在由上文所述气隙测量方法确定的第一膜和第二膜之间的气隙的距离以及下文表21中所述的第二膜的性能方面不同。根据上文所述的蒸气释放速率测定法(通风柜)，评估以下每个样品的蒸气释放速率。

表21

图29是示出比较样品L和发明样品M、N的结果的图。如图29所示，根据本发明的装置1的蒸气释放速率随气隙成比例地增加。没有气隙的比较样品L，即第一膜和第二膜之间的空间为0mm，其蒸气释放速率类似于单膜空气清新剂(例如比较样品A)。具体地说，当第一膜13变湿时，蒸气释放速率可由类似于湿模式的挥发模式控制(在实施例I中示出)。另一方面，分别具有4mm和12mm气隙的发明样品M、N的结果表明，较高的气隙导致较低的蒸气释放速率，因为蒸气在通过第二膜14之前需要扩散穿过所述膜之间的较长距离。

实施例VII

实施例VII证明，相对于诸如比较样品A(湿模式)的传统空气清新剂，空气流量和温度对根据本发明装置的蒸气释放速率没有显著影响。在实施例VII中使用的发明样品O基于与发明样品A类似的构成，且其区别仅在于使用纯化合物乙酸苄酯作为挥发性材料，并因此将不再进一步描述。

比较样品A和发明样品O的蒸气释放速率根据上述蒸气释放速率测定法(小室)进行评估。表22示出了发明样品O的蒸气释放速率作为气流速度的函数。图30示出了当根据比较样品A进行测试时，乙酸苄酯的蒸气释放速率作为气流速度的函数。图31是发明样品O的相应图示。

表22

如图31所示，在40℃、30℃和21℃，发明样品O的构成证实了在每个温度条件的总蒸气释放速率的降低。此外，图31的图显示，即使气流速度从0.01m/s增加到0.25m/s，发明样品O的构成与比较样品A相比仍具有更低的蒸气释放速率。具体地说，参考21℃下比较样品A(图30)和发明样品O(图31)的曲线，当气流速度从0.01m/s上升到0.25m/s时，发明样品O在21℃时的曲线相对于比较样品A在21℃时的曲线具有较低的梯度，这表明与没有第二膜14和蒸气室15的配置相比，具有第二膜14和蒸气室15有助于保持更恒定的蒸气释放速率，即使在装置1周围存在气流速度变化的情况下也如此。因此，可以使用第二膜14和蒸气室15来减小气流速度和温度对来自诸如装置1的装置的挥发性材料的蒸气释放速率的影响。

在实施例中，说明了：

A、一种递送挥发性材料的装置，包括：

含有挥发性材料的储存器，所述储存器包括开口；

第一膜，其布置在所述储存器的所述开口附近；以及

第二膜，其布置在所述储存器的所述开口附近，使得所述第一膜布置在所述储存器和所述第二膜之间，其中所述第二膜的至少一部分与所述第一膜隔开，形成所述第一膜和第二膜之间的蒸气室。

B.A的装置，其中所述第一膜和所述第二膜不接触。

C.A或B的装置，其中所述第二膜包括在0.1m/s的气流速度和25℃的温度条件时大于或等于0.06mg/cm²-h并且小于或等于4mg/cm²-h的蒸气释放速率，其中所述蒸气释放速率是根据本文规定的蒸气释放速率测定法确定的。

D.A，B或C的装置，其中所述第一膜包含蒸气表面积(A₁)，所述第二膜包含蒸气表面积(A₂)，其中A₂等于或大于A₁。

E.A，B，C或D的装置，其中所述第二膜的至少一部分包括以下参数中的至少一个：平均厚度为0.001mm至10mm、平均孔径小于50,000nm以及基于所述第二膜的总体积按体积计的孔隙率为5％至95％，所述参数根据本文提供的相应平均厚度、平均孔径和孔隙率测定法测量。

F.A，B，C或D的装置，其中所述第二膜的至少一部分包含小于2λ的平均孔径，其中λ是所述挥发性材料的蒸气的平均自由路径。

G.F的装置，其中所述第二膜的平均孔径在5nm到200nm的范围内，所述范围由本文规定的平均孔径测定法确定。

H.A-G之一的装置，其中所述第二膜包含选自以下组成的组的材料：纸、天然聚合物、合成聚合物及无机材料及其混合物。

I.A-H之一的装置，还包括设置在所述装置内的不透气基材，以防止在活化前释放所述挥发性材料。

J.I的装置，其中所述不透气基材与所述第二膜接触。

K.I的装置，其中所述不透气基材是可断裂的。

L.I的装置，其中所述不透气基材与所述第一膜相邻，并且可移除地附着于侧壁的内周边以形成密封的储存器。

M.A-L之一的装置，其中所述挥发性材料包括一种或多种香料化合物，或香料化合物的混合物。

N.一种将挥发性材料递送到空间中的方法，该方法包括：

(i)在储存器中提供挥发性材料；

(ii)在蒸气室内形成所述挥发性材料的蒸气；及

(iii)使所述蒸气通过膜，该膜包括朝向所述蒸气室的第一表面和朝向大气并远离所述蒸气室的第二表面。

O.N的方法，还包括在步骤(iii)之前的步骤(iv)：将所述挥发性材料的汽相或液相通过布置在所述储存器中的膜，以便在所述蒸气室中形成蒸气，其中步骤(iv)的膜与步骤(iii)的膜不同。

P.N或O的方法，其中所述挥发性材料、所述膜和所述蒸气室包含在A的装置中。

本文公开的尺寸和值不应被理解为严格限于所述的精确数值。相反，除非另有规定，否则每个这样的尺寸都意味着所述值和围绕该值的功能等效范围。例如，公开为“40mm”的尺寸意在表示“大约40mm”

本文引用的所有文件，包括任何交叉引用的或相关的专利或申请，以及本申请要求优先权或其利益的任何专利申请或专利，除非明确排除或以其他方式限制，否则全部通过引用并入本文。引用任何文件并不表示承认它是关于在此公开或要求保护的任何发明的现有技术，也不表示它单独或与任何其他一个或多个参考文献结合，教导、建议或披露任何此类发明。此外，如果本文中术语的任何含义或定义与通过引用并入的文件中相同术语的任何含义或定义冲突，则以本文中赋予该术语的含义或定义为准。

虽然已经说明和描述了本发明的特定实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种其他改变和修改。因此，其意在在所附权利要求中涵盖本发明范围内的所有此类改变和修改。

Claims (16)

1.一种用于递送挥发性材料的装置，包括：

含有挥发性材料的储存器，所述储存器包括开口；

第一膜，其布置在所述储存器的所述开口附近；以及

第二膜，其布置在所述储存器的所述开口附近，使得所述第一膜布置在所述储存器和所述第二膜之间，其中所述第二膜的至少一部分与所述第一膜隔开，形成所述第一膜和第二膜之间的蒸气室。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一膜和所述第二膜不接触。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二膜包括在0.1m/s的气流速度和25℃的温度条件时大于或等于0.06mg/cm²-h并且小于或等于4mg/cm²-h的蒸气释放速率，其中所述蒸气释放速率是根据本文规定的蒸气释放速率测定法确定的。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一膜包含蒸气表面积(A₁)，所述第二膜包含蒸气表面积(A₂)，其中A₂等于或大于A₁。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二膜的至少一部分包括以下参数中的至少一个：平均厚度为0.001mm至10mm、平均孔径小于50,000nm以及基于所述第二膜的总体积按体积计的孔隙率为5％至95％，所述参数根据本文提供的相应平均厚度、平均孔径和孔隙度测定法测量。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二膜的至少一部分包含小于2λ的平均孔径，其中λ是所述挥发性材料的蒸气的平均自由路径。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二膜的平均孔径在5nm到200nm的范围内，所述范围由本文规定的平均孔径测定法确定。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二膜包含选自以下组成的组的材料：纸、天然聚合物、合成聚合物及无机材料及其混合物。

9.根据权利要求1所述的装置，还包括设置在所述装置内的不透气基材，以防止在活化前释放所述挥发性材料。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述不透气基材与所述第二膜接触。

11.根据权利要求9所述的装置，其中所述不透气基材是可断裂的。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述不透气基材与所述第一膜相邻，并且可移除地附着于侧壁的内周边以形成密封的储存器。

13.根据权利要求1所述的装置，其中所述挥发性材料包括一种或多种香料化合物，或香料化合物的混合物。

14.一种将挥发性材料递送到空间中的方法，所述方法包括：

(i)在储存器中提供挥发性材料；

(ii)在蒸气室内形成所述挥发性材料的蒸气；及

(iii)使所述蒸气通过膜，该膜包括朝向所述蒸气室的第一表面和朝向大气并远离所述蒸气室的第二表面。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括在步骤(iii)之前的步骤(iv)：使所述挥发性材料的气相或液相通过布置在所述储存器中的膜，以便在所述蒸气室中形成蒸气，其中步骤(iv)的膜与步骤(iii)的膜不同。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述挥发性材料、所述膜和所述蒸气室包含在根据权利要求1所述的装置中。

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