JP2020515349A - マイクロ流体送達装置及びそれによって流体組成物を噴射する方法 - Google Patents

Abstract

ハウジングと解放可能に接続可能であるように構成されたカートリッジを提供する。カートリッジは、流体組成物を収容するためのリザーバを有する。リザーバは、頂面と、頂面に垂直に対向している底面と、頂部と底面とを接合している側壁とを含む。リザーバはまた、リザーバ内に配置されたスポンジ、及び側壁に隣接して配置されたマイクロ流体ダイを含む。流体組成物は、リザーバからマイクロ流体ダイへ重力送給される。マイクロ流体ダイは、重力と反対の上方分配方向に流体組成物を分配するように構成されている。マイクロ流体ダイは、カートリッジの内部から、かつリザーバの底面に対して鋭角に配置され得る。

Description

本開示は、概して、マイクロ流体送達装置に関し、より具体的には、流体組成物を空気中に上方へ噴射し、かつ流体組成物を第１の方向から第２の方向に方向付けて進行させるように構成されたマイクロ流体送達装置に関する。

香料組成物などの流体組成物を、通電による（すなわち電気的な／電池駆動式の）噴霧化により空気中に送達するための様々なシステムが存在する。更に、最近では、サーマル方式及びピエゾ方式のインクジェットヘッドなどのマイクロ流体送達技術を用いて、香料組成物などの流体組成物を空気中に送達するための試みがなされている。

マイクロ流体送達技術を使用して、流体組成物を送達するときには、特に流体組成物を空気中に送達するときには、噴霧化した流体組成物を周囲空間中に適切に分散させることが消費者にとって極めて重要であり得る。更に、近くの表面への流体組成物の堆積を最小にすることもまた、消費者にとって重要であり得る。

典型的には、噴霧化装置は、液体リザーバの底部又は頂部に配置されたマイクロ流体ダイを含む。マイクロ流体ダイは、流体組成物を上方又は下方へ噴射するように構成することができる。しかしながら、マイクロ流体送達装置の配置に応じて、流体組成物は、上方向に分配されるか、下方向に分配されるかにかかわらず、空気中への流体組成物の分散を最大にするための、並びに／又は近くの表面及び／若しくは装置自体への流体組成物の堆積を最小にするための、理想的な方向に分配されない場合がある。

その結果、気泡を最小にしながら、流体組成物を空気中に上方へ噴霧化することができる装置を提供することが有益となるであろう。更に、空間全体にわたる良好な分散を伴って、流体組成物を上方へ空気中に分配することができる装置を提供することが有益となるであろう。

「組み合わせ：」
Ａ．カートリッジであって、
水平軸及び垂直軸と、
内部及び外部と、
流体組成物を収容するためのリザーバであって、頂部分、頂部分に垂直に対向しているベース部分、及び頂部分とベース部分とを接合している側壁を含む、リザーバと、
リザーバと流体連通しているマイクロ流体ダイであって、流体組成物が、リザーバからマイクロ流体ダイへ重力送給され、マイクロ流体ダイが、流体組成物を重力と反対の上方分配方向に分配するように構成されている、マイクロ流体ダイと、を備える、カートリッジ。
Ｂ．リザーバ内に配置されたスポンジを更に備える、パラグラフＡに記載のカートリッジ。
Ｃ．マイクロ流体ダイが、リザーバの側壁に、及びカートリッジの内部から、かつ底面に対して鋭角で配置されている、パラグラフＡ又はＢに記載のカートリッジ。
Ｄ．ダイが、側壁の残りの部分を超えて水平に外方へ突出する側壁の延在部に配置されている、パラグラフＡ〜Ｃのいずれかに記載のカートリッジ。
Ｅ．流体組成物が、香水を含む、パラグラフＡ〜Ｄのいずれかに記載のカートリッジ。
Ｆ．流体組成物が、含酸素溶媒及び水を更に含む、パラグラフＡ〜Ｅのいずれかに記載のカートリッジ。
Ｇ．マイクロ流体ダイが、圧電性結晶又は加熱器を備える、パラグラフＡ〜Ｆのいずれかに記載のカートリッジ。
Ｈ．ダイが、４〜１００個のノズルを備え、各ノズルが、チャンバと流体連通しており、加熱器が、チャンバ内の流体組成物を加熱するように構成されている、パラグラフＧに記載のカートリッジ。
Ｉ．ハウジングを備えるマイクロ流体送達装置であって、マイクロ流体送達装置が、パラグラフＡ〜Ｈのいずれかに記載のものであり、カートリッジが、ハウジングと解放可能に接続可能である、マイクロ流体送達装置。
Ｊ．マイクロ流体送達装置が、ファンを更に備える、パラグラフＩに記載のマイクロ流体送達装置。
Ｋ．マイクロ流体装置によって流体組成物を噴射する方法であって、
カートリッジをマイクロ流体送達装置のハウジングに取り付ける工程であって、カートリッジが、リザーバ及びリザーバと流体連通しているマイクロ流体ダイを備える、取り付ける工程と、
リザーバからマイクロ流体ダイへ流体組成物を重力送給する工程と、
マイクロ流体ダイから流体組成物を上方へ空気中に分配する工程と、を含む、方法。
Ｌ．流体組成物を重力送給する工程が、重力送給することと、毛細管力を使用して、リザーバからマイクロ流体ダイへ流体組成物を方向付けることと、を更に含む、パラグラフＫに記載の方法。
Ｍ．カートリッジが、リザーバ内に配置されたスポンジを備える、パラグラフＫ又はＬに記載の方法。
Ｎ．リザーバが、頂面、底面、及び頂面と底面とを接合している側壁を備え、マイクロ流体ダイが、側壁に、及びカートリッジの内部から、かつ底面に対して鋭角に配置されている、パラグラフＫ〜Ｍのいずれかに記載の方法。
Ｏ．流体組成物が、フレッシュニング組成物又は悪臭抑制組成物を含む、パラグラフＫ〜Ｎのいずれかに記載の方法。

マイクロ流体送達装置の頂部斜視概略図である。 線２−２に沿って見た、図１の断面図である。 マイクロ流体送達装置の頂部斜視概略図である。 線４−４に沿って見た、図１の断面図である。 マイクロ流体送達装置のためのカートリッジの側立面概略図である。 線６−６に沿って見た、図５の断面図である。 硬質ＰＣＢを有するマイクロ流体送達部材の頂部斜視図である。 硬質ＰＣＢを有するマイクロ流体送達部材の底部斜視図である。 マイクロ流体送達部材のための半可撓性ＰＣＢの斜視図である。 マイクロ流体送達部材のための半可撓性ＰＣＢの側面図である。 マイクロ流体送達部材の分解図である。 マイクロ流体送達部材のマイクロ流体ダイの頂部斜視図である。 ダイの流体チャンバを示すためにノズルプレートを取り外した、マイクロ流体ダイの頂部斜視図である。 ダイの誘電体層を示すためにマイクロ流体ダイの層を取り外した、マイクロ流体ダイの頂部斜視図である。 線１５−１５に沿って見た、図１２の断面図である。 図１５から取り出した部分１６の拡大図である。 線１７−１７に沿って見た、図１２の断面図である。 線１８−１８に沿って見た、図１２の断面図である。

本開示は、マイクロ流体送達装置と共に使用するためのカートリッジ、及び空気中に流体組成物を送達するための方法を含む。カートリッジは、流体組成物を上方へ空気中に分配するために、重力送給、又は重力送給及び毛細管作用を使用して、流体組成物をマイクロ流体ダイに方向付けるように構成されている。流体組成物は、例えばフレッシュニング組成物、悪臭低減組成物、香水混合物、及びこれらの組み合わせを含む、様々な構成成分を含み得る。

マイクロ流体送達装置は、マイクロ流体通路への空気の導入に対して脆弱な場合があり、これは、マイクロ流体ダイを動作不可能にさせ得る。流体リザーバの実質的に上側にマイクロ流体ダイを配置することで、空気がマイクロ流体ダイと接触するような方法で、空気を通路内にためることが可能になり得る。更に、リザーバの下側にマイクロ流体ダイを配置することは、典型的に、下方へ噴射することに関係する。

本開示のカートリッジは、重力を使用して流体組成物をマイクロ流体ダイまで移動させるように構成されたカートリッジと関連付けられ得る課題を解決する。カートリッジは、マイクロ流体送達装置のハウジングと解放可能に接続されるように構成され得る。カートリッジは、流体組成物を収容するためのリザーバと、リザーバと流体連通しているマイクロ流体ダイとを含む。リザーバは、側壁によって分けられた頂面及び底面を備え得る。マイクロ流体ダイは、側壁の延在部に配置され得る。マイクロ流体ダイは、側壁の延在部に、及びカートリッジの内部から、かつ底面に対して鋭角に配置され得る。

マイクロ流体装置によって流体組成物を噴射する方法は、カートリッジをマイクロ流体送達装置のハウジングに取り付けることを含み得る。本方法は、流体組成物をカートリッジのマイクロ流体ダイに重力送給することを含み得る。流体組成物は、マイクロ流体ダイから水平に対して上方向へ空気中に分配され得る。

本方法はまた、重力送給と毛細管作用との組み合わせを使用して、リザーバからマイクロ流体ダイに流体組成物を移動させることも含み得る。

マイクロ流体送達装置はまた、ファンも含み得る。ファンは、流体組成物を空気中に分散させるのを補助する空気流を発生させるように構成され得る。ファンからの空気流は、マイクロ流体ダイから分配された流体組成物を収束させ、再方向付けするように構成され得る。空気流は、流体組成物を上方向に方向付け得る。

下記の説明は、各々が様々な構成要素を有するハウジング及びカートリッジを備えるカートリッジを説明しているが、本カートリッジは、以下の説明に記載されているか、又は図面に例示されている構成及び配設に限定されるものではないことを理解されたい。本開示のマイクロ流体送達装置及びカートリッジは、他の構成に適用可能であり、又は種々の方法で実施若しくは実行されてもよい。例えば、ハウジングの構成要素は、カートリッジ上に位置していてもよく、その逆であってもよい。更に、ハウジング及びカートリッジは、以下の説明において記載されるように、ハウジングから分離可能及び／又は交換可能であるカートリッジを構築するのとは反対に、単一のユニットとして構成されてもよい。更に、カートリッジは、流体組成物を空気中に送達するための様々な装置と併用されてもよい。

本開示は、サーマル又はピエゾインクジェットプリントヘッド型システムなどのマイクロ流体送達装置１０の使用について論じているが、本開示のカートリッジはまた、複数のノズル及び超音波浴噴霧化器を有する超音波ピエゾシステムなどの、他の液滴噴霧化装置と組み合わせ可能であることを認識されたい。例えば、マイクロ流体ダイは、超音波ピエゾシステム、超音波浴型噴霧化器などと共に機能するよう交換又は取り外され得る。

マイクロ流体送達装置
図１〜図６を参照すると、カートリッジ２６は、マイクロ流体送達装置１０のハウジング１２と解放可能に接続可能であり得る。マイクロ流体送達装置１０は、上部分１４と、下部分１６と、上部分１４と下部分１６との間に延在し、かつこれらを接続している本体部分１８とで構成され得る。

マイクロ流体送達装置は、本体部分１４が垂直壁に隣接するように、壁面コンセントに直接差し込むように構成され得る。又は、マイクロ流体送達装置は、マイクロ流体送達装置の下部分１６をテーブル、カウンタートップ、デスクトップ、電化製品などの水平表面に静置するように、電源コード又は電池と共に構成され得る。

ハウジング１２は、単一の構成要素から構築され得るか、又はハウジング１２を形成するように接続される多数の構成要素を有し得る。ハウジング１２は、内部２１及び外部２３によって画定され得る。ハウジング１２は、カートリッジ２６及びファン３２を少なくとも部分的に収容及び／又はそれらと接続し得る。

カートリッジ２６は、部分的又は実質的にハウジング１２内に収容され得るか、又はカートリッジ２６は、部分的又は実質的にハウジングの外部２３に配置及び／又は接続され得る。例えば、図１及び図２を参照すると、カートリッジ２６は、ハウジング１２内に少なくとも部分的に配置され、かつそれと接続され得る。しかしながら、他の構成では、カートリッジ２６の少なくとも一部分が、ハウジング２３の外部に配置され、かつそれと接続され得る。カートリッジは、様々な方法でハウジングと接続することができる。例えば、カートリッジは、様々なコネクタタイプを使用してハウジング１２と摺動可能又は回転可能に接続され得る。コネクタは、ばね荷重コネクタ、圧縮コネクタ、スナップコネクタ、又は様々な他のコネクタであり得る。

カートリッジ２６がハウジングの内部２１内に少なくとも部分的に配置された構成において、ハウジングは、カートリッジ２６を挿入する及び取り出すための開口部を通してハウジング１２の内部へのアクセスを提供するために開閉する、例示するだけの目的で図１に示されるようなカバー３０を含み得る。カバーは、様々な異なる方法で構成され得る。カバーは、ハウジング１２の内部２１内の加圧空気がカバー３０とハウジングとの間のいかなる間隙からも漏出しないように、ハウジング１２の残部との実質的に気密な接続を形成し得る。ハウジング１２はまた、カバー３０のない開口部３１も含み得る。

マイクロ流体送達装置１０は、電源と電気通信するように構成される。電源は、電力をマイクロ流体ダイ９２に提供する。図２を参照すると、ハウジング１２上の電気的接触４８は、カートリッジの電気的接触７４と接続する。使い捨て式電池又は充電式電池などの電源は、ハウジング１２の内部２１内に位置決めされ得る。又は、電源は、ハウジング１２と接続された電気プラグ６２と接続する電気コンセントなどの外部電源であり得る。ハウジング１２は、電気コンセントと接続可能な電気プラグを含み得る。マイクロ流体送達装置は、コンパクトで、容易に携帯できるように構成され得る。したがって、電源は充電式又は使い捨て式電池を含み得る。マイクロ流体送達装置は、９ボルト電池、「Ａ」、「ＡＡ」、「ＡＡＡ」、「Ｃ」、及び「Ｄ」電池などの従来式の乾電池、ボタン電池、時計用電池、太陽電池、並びに再充電ベース部を備える充電式電池などの電源と併用することが可能であり得る。ハウジング１２は、ハウジング１２の外部２３上に電源スイッチを含み得る。

カートリッジ
カートリッジは、様々な異なる方法で構成され得る。図２、図４、図５、及び図６を参照すると、カートリッジ２６は、流体組成物５２を収容するためのリザーバ５０と、リザーバ５０と流体連通しているマイクロ流体ダイ９２と、ハウジング１２の電気接点４８と接続して、電力及び制御信号をマイクロ流体ダイ９２に送達する電気接点７４とを備える。カートリッジ２６は、垂直軸Ｙと、水平軸Ｘとを有し得る。

リザーバ５０は、頂面５１と、頂面５１に対向する底面５３と、頂面５１及び底面５３と接続され、かつそれらの間に延在する少なくとも１つの側壁６１で構成され得る。リザーバ５０は、内部５９及び外部５７を画定し得る。リザーバ５０は、通気孔９３と、流体出口９０とを含み得る。リザーバ５０は、頂面５１、底面５３、及び少なくとも１つの側壁６１を有するように示されているが、リザーバ５０は、種々の異なる方法で構成され得ることを認識されたい。

頂面５１、底面５３、及び側壁６１を含むリザーバ５０は、単一の要素として構成され得るか、又は共に接合された別個の要素として構成され得る。例えば、頂面５１又は底面５３は、リザーバ５０の残部とは別個の要素として構成され得る。

カートリッジ２６は、流体組成物５２をマイクロ流体ダイ９２に送給する際に重力又は重力及び毛細管力が補助し得るように構成され得る。

マイクロ流体ダイ９２は、流体組成物が水平に対して実質的に上方向に分配されるように配置され得る。例えば、ダイ９２は、リザーバ５０の底面５３又は側壁６１の延在部に配置され得る。図５及び図６を参照すると、マイクロ流体ダイ９２は、側壁６１の延在部５４に配置され得る。側壁６１の延在部５４は、側壁６１の残部を超えて外方へ水平に突出し得る。マイクロ流体ダイ９２が側壁６１又は側壁６１の延在部５４に配置される場合、マイクロ流体ダイ９２は、マイクロ流体ダイ９２のノズルが水平に対して上方分配方向を有するように、カートリッジ２６の内部５９の視点から、かつリザーバ５０の底面５３に対して鋭角θ_ａに配置され得る。

図１〜図４を参照すると、流体組成物は、マイクロ流体ダイ９２を出て、マイクロ流体ダイ９２に隣接して配置された流体組成物出口１９を通って進行し得る。流体組成物出口１９は、カートリッジ２６内に、又はハウジング１２内に配置され得る。しかしながら、いくつかの構成において、流体組成物は、流体組成物出口を通過することなく、マイクロ流体ダイを出て、空気中に直接進行し得ることを認識されたい。

リザーバ５０は、約５ミリリットル（ｍＬ）〜約１００ｍＬ、代替的に約１０ｍＬ〜約５０ｍＬ、代替的に約１５ｍＬ〜約３０ｍＬの流体組成物を収容するように構成され得る。カートリッジ２６を、複数のリザーバを有して、各リザーバが同じ又は異なる流体組成物を含むように構成してもよい。

リザーバは、ガラス、プラスチック、金属などの、流体組成物を収容するのに好適な任意の材料から製造され得る。リザーバは、透明、半透明、若しくは不透明、又はこれらの任意の組み合わせであってよい。例えば、リザーバ内の流体組成物のレベルの透明表示器を用いた場合、リザーバは不透明であってもよい。

スポンジ
図２、図４、図５、及び図６を参照すると、カートリッジ２６は、リザーバ５０内に配置されたスポンジ８０を含み得る。スポンジは、ダイ９２が発射されて流体組成物を放出するまで、リザーバ内の流体組成物を保持することができる。スポンジは、ダイが発射されていないときに流体組成物がダイ９２から漏出するのを防止するために背圧を作り出すのを補助し得る。流体組成物は、流体に作用する重力と毛細管力との組み合わせによって、スポンジを通って、ダイまで進行し得る。

スポンジは、金属若しくは織物メッシュ、連続気泡ポリマー発泡体、又は液体通路を形成する多数の相互接続した連続気泡を含む繊維状若しくは多孔質芯の形態であり得る。スポンジ材料は、香料組成物に適合するように選択され得る。

スポンジ８０は、約１０マイクロメートル〜約５００マイクロメートル、代替的に約５０マイクロメートル〜約１５０マイクロメートル、代替的に約７０マイクロメートルの平均孔径を示し得る。構造組成物によって占有されていないスポンジの割合として表されるスポンジの平均細孔容積は、約１５％〜約８５％、代替的に約２５％〜約５０％である。

スポンジ８０の平均細孔サイズ及びその表面特性を組み合わせて、ダイ９２内のマイクロ流体チャネルによって作り出される毛細管圧と釣り合った毛細管圧を提供する。これらの圧力が釣り合っているときに、流体組成物は、ノズルプレート１３２を濡らす傾向により、又は重力の影響により、ダイ９２を出ることが防止される。

空気流チャネル
図１及び図２を参照すると、マイクロ流体送達装置１０は、流体組成物を空気中に分散させるのを補助するために、ファン３２を含み得る。ファン３２はまた、マイクロ流体ダイ９２から流体組成物が分配される方向から流体組成物を再方向付けすることも補助し得る。例えば、ファン３２は、壁若しくは表面から離れて、及び／又は特定の空間に向かって流体組成物を再方向付けするために使用され得る。流体組成物を実質的に上方向に進行するように再方向付けすることによって、流体組成物を空間の全体にわたってより良好に分散させることができ、かつ近隣の表面上へのより大きい滴の堆積を最小にすることができる。ダイから分配される流体組成物を再方向付けするために、流体組成物を第１の流路に分配することができ、ファンからの空気流は、第１の流路と合流する第２の流路を進行するように構成され得る。

ファン３２は、空気が空気流チャネル３４を通り、空気出口２８から略上方向に出るよう方向付けるように構成され得る。マイクロ流体ダイ９２を出る流体組成物及びファン３２が発生させる空気流は、空気流チャネル３４内で、又は空気流が空気出口２８を出た後に、のいずれかで混合し得る。

流体組成物を再方向付けするために、空気流は、空気流と流体組成物とが合流する地点における流体組成物の流れの運動量よりも大きい運動量を有し得る。

マイクロ流体送達装置１０は、ハウジング１２の外部２３からファン３２の中へ吸い込まれる空気を受け入れることができる、１つ以上の空気入口２７を含み得る。空気入口（複数可）２７は、ファン３２の上流に位置付けられ得るか、又はファン３２は、空気入口２７と接続され得る。上で論じたように、マイクロ流体送達装置１０は、１つ以上の空気出口２８を含み得る。空気出口（複数可）２８は、ファン３２の下流に位置付けられ得る。参考のために、及び本明細書で使用される場合、空気流は、空気流チャネル３４を通って上流から下流へ進行する。ファン３２は、空気入口（複数可）２７からハウジング１２の中へ空気を引き込み、空気を、空気流チャネル３４を通して、空気出口（複数可）２８の外へ方向付ける。空気入口（複数可）２７及び空気出口（複数可）２８は、所望の空気流状態に基づいて、様々な異なる寸法を有し得る。

ファン３２は、ハウジング１２の内部２１内に少なくとも部分的に配置され得るか、又はファン３２は、ハウジング１２の外部２３に配置され得る。様々な異なる種類のファンが使用され得る。例示的なファン３２としては、乱流低減スクリーンなどの流れの制限物が空気流チャネル内に配置されていない構成において、毎分約１０〜約５０リットル（Ｌ／分）、又は約１５Ｌ／分〜約２５Ｌ／分の空気を送達する能力を有する、５Ｖ、２５×２５×８ｍｍのＤＣ軸流ファン（ＥＢＭＰＡＰＳＴからのシリーズ２５０、タイプ２５５Ｎ）が挙げられる。そのような流れの制限物を含む構成では、空気流容量は、約１Ｌ／分〜約５Ｌ／分などと、大幅に少なくなり得る。

１つの例示的な構成において、流体組成物は、１５ｍｍの空気流チャネル高さ及び約０．５ｍ／ｓ〜約１．５ｍ／ｓの範囲の空気流速度によって、６メートル／秒（「ｍ／ｓ」）の速度で８ｐＬの容量を有する滴として上方へ分配され得る。

マイクロ流体送達装置１０の空気流チャネル３４は、カートリッジ２６又はハウジング１２と接続して、その一部分を形成し得る。空気流チャネル３４は、リザーバ５０の底面５７に隣接し得る。空気流チャネル３４は、リザーバ５０と恒久的に取り付けられた、独立した構成要素であり得るか、又は空気流チャネル３４は、リザーバ５０を有する単一の構成要素として成型され得る。例えば、空気流チャネル３４を形成する上面３８は、リザーバ５０の底面５３の一部分であり得、下面３９は、リザーバの側壁の一部分に沿ってそれと接続された別個の壁として構成され得る。

マイクロ流体送達部材
図７〜図１８を参照すると、マイクロ流体送達装置１０は、インクジェットプリントヘッドシステムの態様、より具体的には、サーマル又はピエゾインクジェットプリントヘッドの態様を利用する、マイクロ流体送達部材６４を含み得る。マイクロ流体送達部材６４は、カートリッジ２６の底面５３及び／又は側壁６１と接続され得る。

本開示は、本開示のマイクロ流体送達装置１０を、サーマル又はピエゾインクジェットプリントヘッド型システムと組み合わせて使用することについて論じているが、本開示の態様はまた、複数のノズルを有する超音波ピエゾシステム、及び超音波浴噴霧化器などの、他の液滴噴霧化装置とも組み合わせ可能であることを認識されたい。

「ドロップオンデマンド」インクジェット印刷プロセスでは、流体組成物は、急速圧力インパルスにより微小液滴の形態で、直径が一般に約５〜５０マイクロメートル又は約１０〜約４０マイクロメートルの極小オリフィスを通して排出される。急速圧力インパルスは、典型的に、高周波で振動する圧電結晶の伸張、又は急速加熱サイクルによるインク内での揮発性組成物（例えば、溶媒、水、噴射剤）の揮発のいずれかにより、印刷ヘッドで生成される。サーマルインクジェットプリンタは、印刷ヘッド内の加熱要素を使用して、オリフィスノズルを介して流体組成物の第２の部分を押し出す組成物の一部を揮発させ、加熱要素のオン／オフサイクル数に比例して液滴を形成する。この流体組成物は、必要なときにノズルから押し出される。従来のインクジェットプリンタは、米国特許第３，４６５，３５０号及び同第３，４６５，３５１号により具体的に記載されている。

マイクロ流体送達部材６４は、マイクロ流体送達装置の電源と電気通信することができ、リザーバ５０と流体連通しているプリント回路基板（「ＰＣＢ」）１０６及びマイクロ流体ダイ９２を含み得る。

ＰＣＢ１０６は、例示のみを目的とする図７及び図８に示されるものなどの硬質で平面的な回路基板、可撓性ＰＣＢ、又は例示のみを目的とする図９及び図１０に示されるものなどの半可撓性ＰＣＢであってよい。図９及び図１０に示す半可撓性ＰＣＢは、ガラス繊維−エポキシ複合物を含んでもよく、これは部分的に機械加工され、ＰＣＢ１０６の一部分を曲げることを可能にする。圧延部分は、厚さ約０．２ミリメートルに圧延されてもよい。ＰＣＢ１０６は、上面６８及び下面７０を有する。

ＰＣＢ１０６は、従来の構造からなってもよい。ＰＣＢ１０６は、セラミック基材を備え得る。ＰＣＢ１０６は、ガラス繊維−エポキシ複合材料基材、並びに上面及び底面上に導電性金属、通常は銅からなる層を備え得る。導電層は、エッチングプロセスによって導電路に配置される。導電路は、はんだマスク層と称されることが多い光硬化性ポリマー層によって、基板の大部分の領域で機械的損傷及び他の環境影響から保護される。液体流路及びワイヤボンド取付けパッドなどの選択された領域では、導電性銅経路は、金などの不活性金属層によって保護される。他の材料の選択肢は、スズ、銀、又は他の低反応性で高導電性の金属であり得る。

再び図７〜図１１を参照すると、ＰＣＢ１０６は、全ての電気的接続、すなわち接点７４、トレース７５、及び接触パッド１１２を含み得る。接点７４及び接触パッド１１２は、図７〜図１１に示されるようにＰＣＢ１０６の同じ側に配置されてもよく、又はＰＣＢの異なる面上に配置されてもよい。

図７及び図８を参照すると、マイクロ流体ダイ９２及び接点７４は平行面上に配設されてもよい。これにより、単純な硬質のＰＣＢ１０６構造体がもたらされる。接点７４及びマイクロ流体ダイ９２は、ＰＣＢ１０６の同じ側に配設されてもよく、又はＰＣＢ１０６の両側に配設されてもよい。

続けて図７〜図１１を参照すると、ＰＣＢ１０６は、第１の端部にある電気接点７４と、マイクロ流体ダイ９２に近接した第２の端部にある接触パッド１１２とを含み得る。図９は、接触パッド１１２から電気接点まで延在し、かつはんだマスク又は別の誘電体層によって被覆された電気トレース７５を例示する。マイクロ流体ダイ９２からＰＣＢ１０６に至る電気接続は、ワイヤボンディングプロセスによって確立されてもよく、ここで、金又はアルミニウムからなり得る細いワイヤが、ケイ素マイクロ流体ダイ上の接着パッドに、そして基板上の対応する接着パッドに熱的に取り付けられる。繊細な接続部を機械的損傷及び他の環境影響から保護するために、カプセル材料１１６、通常はエポキシ化合物が、ワイヤ接着領域に塗布される。

図８及び図１１を参照すると、マイクロ流体送達部材６４は、フィルタ９６を含み得る。フィルタ９６は、ＰＣＢ１０６の下面７０上に配設してもよい。フィルタ９６は、マイクロ流体ダイ９２のノズル１３０を目詰まりさせるのを防ぐために、粒子のうちの少なくとも一部が開口部７８を通過するのを防止するように構成され得る。フィルタ９６は、ノズル１３０の直径の３分の１よりも大きな粒子をブロックするように構成され得る。フィルタ９６は、ステンレス鋼のメッシュであり得る。フィルタ９６は、ポリプロピレン、又はケイ素ベースのランダムに編まれたメッシュであってもよい。

図８及び図１１を参照すると、フィルタ９６は、リザーバ５０内の流体組成物によって容易に分解されることのない接着材料を用いて底面に取り付けられてもよい。接着剤は、熱的に又は紫外線で活性化されてもよい。フィルタ９６は、機械的スペーサ９８によってマイクロ流体送達部材６４の底面から分離される。機械的スペーサ９８は、マイクロ流体送達部材６４の底面７０と、開口部７８に近接したフィルタ９６との間に間隙を生じさせる。機械的スペーサ９８は、硬質な支持体であっても、フィルタ９６とマイクロ流体送達部材６４との間の形状に適合する接着剤であってもよい。その点では、フィルタ９６の出口は、開口部７８の直径よりも大きく、かつ開口部７８からオフセットされているため、機械的スペーサ９８なしでフィルタがマイクロ流体送達部材６４の底面７０に直接取り付けられる場合と比べて、フィルタ９６のより大きな表面積が流体組成物をろ過することができる。機械的スペーサ９８は、フィルタ９６を通る適切な流量を実現することを理解されたい。つまり、フィルタ９６が粒子を集積するとき、フィルタが、フィルタを通じて流れる流体を減速させることがない。フィルタ９６の出口は約４ｍｍ^２以上であり、スタンドオフは厚さ約７００マイクロメートルであってよい。

開口部７８は、図１１に例示されるように楕円形として形成されてもよい。しかしながら、用途に応じて他の形状が想到される。楕円形は、約１．５ｍｍの第１の直径、及び約７００マイクロメートルの第２の直径からなる寸法を有し得る。開口部７８は、ＰＣＢ１０６の側壁１０２を露出させる。ＰＣＢ１０６がＦＲ４のＰＣＢである場合は、開口部によって繊維束が露出される。これらの側壁は流体組成物の影響を受けやすいため、これらの側壁を被覆及び保護するためにライナ１００を含ませる。流体組成物が側壁内に進入した場合、ＰＣＢ１０６は変質し始めて、本製品の寿命が短縮される場合がある。

図１１〜図１８を参照すると、ＰＣＢ１０６は、マイクロ流体ダイ９２を担持し得る。マイクロ流体ダイ９２は、薄膜蒸着、表面不活性化、エッチング、スピニング、スパッタリング、マスキング、エピタキシ成長、ウェハ／ウェハボンディング、微細薄膜積層、硬化、ダイシングなどの半導体マイクロ加工プロセスを用いて製造された流体射出システムを備える。これらのプロセスは、当該技術分野において、ＭＥＭ装置を製造するものとして知られている。マイクロ流体ダイ９２は、ケイ素、ガラス、又はこれらの混合物から作製され得る。図１５及び図１６を参照すると、マイクロ流体ダイ９２は、複数のマイクロ流体チャンバ１２８を備え、その各々が対応する作動要素、つまり加熱要素又は電気機械式のアクチュエータを備える。このように、マイクロ流体ダイの液体射出システムは、マイクロ熱核生成（例えば加熱要素）又はマイクロ機械作動（例えば薄膜圧電性）式となり得る。マイクロ流体送達部材のためのマイクロ流体ダイの１種は、ＳＴＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｓ．Ｒ．Ｉ．（Ｇｅｎｅｖａ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）に付与された米国特許出願第２０１０／０１５４７９０号に記載されるＭＥＭ技術により得られるノズル集積膜である。薄膜ピエゾの場合、圧電材料（例えばチタン酸鉛ジルコニウム）は、典型的にはスピニングプロセス及び／又はスパッタリングプロセスによって適用される。半導体マイクロ加工プロセスによって、１つ又は数千のＭＥＭＳデバイスを１つのバッチプロセス（バッチプロセスは複数のマスク層を含む）で同時に製造することが可能となる。

図１１を参照すると、マイクロ流体ダイ９２は開口部７８の上方でＰＣＢ１０６の上部表面６８に固定され得る。マイクロ流体ダイ９２は、半導体マイクロ流体ダイを基板上に保持するように構成された任意の接着材料によって、ＰＣＢ１０６の上面に固定され得る。

マイクロ流体ダイ９２は、ケイ素基材、導電層、及びポリマー層を備え得る。ケイ素基材は、他の層のための支持構造体を形成し、これはマイクロ流体ダイの底部から上層へ流体組成物を送達するためのチャネルを含む。導電層は、ケイ素基材上に配設されて、高い導電性を有する電気トレース及びより低い導電性を有する加熱器を形成する。ポリマー層は、通路、発射チャンバ、及びノズル１３０を形成し、ノズル１３０は液滴生成の幾何学的形状を画定する。

図１１〜図１４を参照すると、マイクロ流体ダイ９２は、基材１０７と、複数の中間層１０９と、ノズルプレート１３２とを含む。ノズルプレート１３２は、外面１３３を含む。複数の中間層１０９は、基材とノズルプレート１３２との間に配置される誘電体層及びチャンバ層１４８を含む。ノズルプレート１３２は、約１２マイクロメートル厚であり得る。

上で論じたように、並びに図７、図８、及び図１２を参照すると、流体組成物を上方へ分配するために、ダイ９２、及び特にダイ９２のノズルプレート１３２は、水平方向に向けられ得るか、又は水平から０°〜９０°の角度に向けられ得る。マイクロ流体送達装置１０が壁面コンセントに差し込まれる構成では、ダイ９２のノズルプレート１３２は、垂直に向けられ得るか、又は壁面から−９０°〜０°の角度に向けられ得る。

図１１〜図１３を参照すると、マイクロ流体ダイ９２は、中間層１０９のうちの１つから回路ＰＣＢ１０６上の接触パッド１１２へと下方に延在する複数の電気接続リード１１０を含む。少なくとも１つのリードが、単一の接触パッド１１２に結合する。マイクロ流体ダイ９２の左及び右側の開口部１５０は、接続リード１１０が結合されている中間層１０９へのアクセスをもたらす。開口部１５０は、ノズルプレート１３２及びチャンバ層１４８を通過して、中間誘電体層１０９上に形成された接触パッド１５２を露出させる。マイクロ流体ダイ９２の一方の側にのみ配置された１つの開口部１５０が存在し得、その結果、マイクロ流体ダイから延在するリードが全て一方の側から延在し、他方の側は、リードによって妨げられないままとなる。

図１１及び図１２を参照すると、ノズルプレート１３２は、約４〜１００個のノズル１３０、約６〜８０個のノズル、又は約８〜６４個のノズルを含み得る。例示のみを目的として、ノズルプレート１３２を通して示される１８個のノズル１３０が存在し、中心線の各側に９個のノズルがある。各ノズル１３０は、電気発射パルスごとに、約０．５〜約２０ピコリットル、又は約１〜約１０ピコリットル、又は約２〜約６ピコリットルの流体組成物を送達し得る。各ノズルから電気発射パルスごとに送達される流体組成物の容量は、画像を基に、ストロボ照明が液滴の生成に合わせて調整される液滴分析を用いて分析することができるが、その一例は、ＩｍａｇｅＸｐｅｒｔ，Ｉｎｃ．（Ｎａｓｈｕａ，ＮＨ）から入手可能なＪｅｔＸｐｅｒｔシステムであり、液滴は、マイクロ流体ダイ上面から１〜３ｍｍの距離で測定される。ノズル１３０は、約６０ｕｍ〜約１１０μｍの間隔で配置してよい。２０個のノズル１３０が３ｍｍ^２の領域内に存在し得る。ノズル１３０は、約５μｍ〜約４０μｍ、又は１０μｍ〜約３０μｍ、又は約２０μｍ〜約３０μｍ、又は約１３μｍ〜約２５μｍの直径を有してもよい。図１３は、チャンバ層１４８が露出されるようにノズルプレート１３２を取り除いた、マイクロ流体ダイ９２を上から見下ろした等角図である。

一般的に、ノズル１３０は、図１５及び図１６に示されるように、マイクロ流体ダイ９２を通る流体供給チャネルに沿って位置付けられる。ノズル１３０は、上部開口部が下部開口部よりも小さくなるように、先細りの側壁を含んでもよい。加熱器は、ある長さの辺を有する正方形であってよい。一例では、上部の直径は、約１３μｍ〜約１８μｍであり、下部の直径は、約１５μｍ〜約２０μｍである。上部の直径が１３μｍであり、下部の直径が１８μｍであると、これにより、１３２．６７μｍの上部領域及び１７６．６３μｍの下部領域がもたらされる。下部の直径と上部の直径との比は、約１．３対１となる。加えて、加熱器の領域と上部の開口部の領域との比は、５対１超又は１４対１超などの高いものとなる。

各ノズル１３０は、流体経路によってリザーバ５０内の流体組成物と流体連通する。図８、図１１、図１５、及び図１６を参照すると、リザーバ５０からの流体経路は、ＰＣＢ１０６の開口部７８を通り、マイクロ流体ダイ９２の入口９４を通り、チャネル１２６を通り、次いで、チャンバ１２８を通り、そして、マイクロ流体ダイ９２のノズル１３０から出る、貫通孔９０を含む。

各ノズルチャンバ１２８に近接して、マイクロ流体ダイ９２の接触パッド１５２のうちの１つによって提供される電気信号に電気的に結合され、この電気信号によって作動される加熱要素１３４（図１４及び図１７を参照）がある。図１４を参照すると、各加熱要素１３４は、第１の接点１５４及び第２の接点１５６に結合されている。第１の接点１５４は、導電性トレース１５５によって、マイクロ流体ダイ上の接触パッド１５２のうちの対応の接触パッドに結合される。第２の接点１５６は、グランド線１５８に結合され、このグランド線は、マイクロ流体ダイの片側で第２の接点１５６の各々によって共有されている。マイクロ流体ダイの両側で接点によって共有される単一のグランド線のみが存在していてもよい。図１４は、特徴の全てが単一層上にあるかのように図示されているが、これらは、いくつかの積み重ねられた誘電性及び導電性材料の層上に形成され得る。更に、図示される実施形態は、作動要素として加熱要素１３４を示しているが、マイクロ流体ダイ９２は、流体組成物をマイクロ流体ダイから分配するために、各チャンバ１２８内に圧電アクチュエータを備えてもよい。

使用中、図１３及び図１６を参照すると、チャンバ１２８の各々の中の流体組成物が加熱要素１３４によって加熱されると、流体組成物は、気化して気泡を生成する。気泡を生成する膨張により流体組成物がノズル１３０から排出され、１つ以上の液滴のプルームを形成する。

図１２及び図１３を参照すると、基材１０７は、個々のチャンバ１２８と流体連通して流体経路の一部を形成するチャネル１２６に連結された入口経路９４を含む。チャンバ１２８の上方には、複数のノズル１３０を含むノズルプレート１３２がある。各ノズル１３０は、チャンバ１２８のうちの対応する１つの上方にある。マイクロ流体ダイ９２は、１つのチャンバ及びノズルを含む任意の数のチャンバ及びノズルを有してよい。例示のみを目的として、マイクロ流体ダイは、各々がそれぞれのノズルに関連付けられる１８個のチャンバを含むものとして示される。代替的に、ダイは、１０個のノズルと、５つのノズルの群に流体組成物を提供する２つのチャンバとを有してもよい。チャンバとノズルとの間に１対１の対応を有する必要はない。

図１３に最も良く示されるように、チャンバ層１４８は、流体組成物をチャネル１２６からチャンバ１２８内に供給する角度付きの漏斗経路１６０を画定する。チャンバ層１４８は、中間層１０９の上面上に配置されている。チャンバ層は、チャネルと、各ノズル１３０に関連付けられる複数のチャンバ１２８との境界を画定する。チャンバ層は、金型内で個別に形成されてから基材に取り付けられてもよい。チャンバ層は、基材の上面上に層を蒸着、マスキング、及びエッチングすることによって形成されてもよい。

図１３〜図１６を参照すると、中間層１０９は、第１の誘電体層１６２と、第２の誘電体層１６４とを含む。第１及び第２の誘電体層は、ノズルプレートと基材との間にある。第１の誘電体層１６２は、基材上に形成された複数の第１の接点１５４及び第２の接点１５６を被覆し、各チャンバと関連付けられる加熱器１３４を被覆する。第２の誘電体層１６４は、導電性トレース１５５を被覆する。

図１４を参照すると、第１の接点１５４及び第２の接点１５６は、基材１０７上に形成される。加熱器１３４は、それぞれの加熱器組立体の第１の接点１５４及び第２の接点１５６と重なり合うように形成される。接点１５４、１５６は、第１の金属層又は他の導電性材料から形成され得る。加熱器１３４は、第２の金属層又は他の導電性材料から形成され得る。加熱器１３４は、第１の接点１５４と第２の接点１５６とを横方向に接続する薄膜抵抗器である。接点の上面上に直接形成される代わりに、加熱器１３４は、ビアを介して接点１５４、１５６に結合されてもよく、又は接点の下方に形成されてもよい。

加熱器１３４は、２０ナノメートル厚のタンタルアルミニウム層であってもよい。加熱器１３４は、各々が異なる百分率のクロム及びケイ素を有し、各々が１０ナノメートル厚であるクロムケイ素フィルムを含んでもよい。加熱器１３４のための他の材料としては、タンタル窒化ケイ素及びタングステン窒化ケイ素が挙げられ得る。加熱器１３４はまた、３０ナノメートルの窒化ケイ素のキャップを含んでもよい。加熱器１３４は、複数の薄膜層を連続して堆積させることによって形成されてもよい。薄膜層の積層体は、個々の層の基本的特性を組み合わせる。

加熱器１３４の面積とノズル１３０の面積との比は、７対１よりも大きくてもよい。加熱器１３４は、各辺が長さ１４７を有する正方形であってもよい。長さは、４７マイクロメートルであっても、５１マイクロメートルであっても、又は７１マイクロメートルであってもよい。これは、それぞれ２２０９、２６０１、又は５０４１平方マイクロメートルの面積を有することになる。ノズル直径が２０マイクロメートルである場合、第２の端部における面積は３１４平方マイクロメートルとなり、それぞれおよそ７対１、８対１、又は１６対１の比がもたらされる。

図１８を参照すると、第１の接点１５４の長さを入口９４に隣接して見ることができる。ビア１５１が、第１の接点１５４を、第１の誘電体層１６２上に形成されたトレース１５５に結合する。第２の誘電体層１６４は、トレース１５５上にある。ビア１４９が第２の誘電体層１６４を通して形成され、トレース１５５を接触パッド１５２に結合する。グランド線１５８の一部が、ダイの縁部１６３に向かってビア１４９と縁部１６３との間で視認可能である。

マイクロ流体ダイ９２は、比較的単純で、複雑な集積回路を含まなくてもよい。このマイクロ流体ダイ９２は、外部マイクロコントローラ又はマイクロプロセッサによって制御及び駆動される。外部マイクロコントローラ又はマイクロプロセッサは、ハウジング内に設けられてもよい。これは、ＰＣＢ１０６及びマイクロ流体ダイ９２を単純化し、費用対効率を高めることを可能にする。基材上に形成される２つの金属又は導電性レベルが存在し得る。これらの導電性レベルは、接点１５４と、トレース１５５とを含む。これらの特徴は全て、単一の金属レベル上に形成され得る。これは、マイクロ流体ダイの製造を簡単にすることを可能にし、加熱器とチャンバとの間の誘電体層の数を最小にする。

図１１を参照すると、マイクロ流体送達部材６４の開口部７８は、ＰＣＢ１０６の露出した側壁１０２を被覆するライナ１００を含み得る。ライナ１００は、基板の繊維が分離することを防止するなどして、流体組成物の存在が原因の分解からＰＣＢ１０６を保護するように構成された任意の材料であってよい。この点において、ライナ１００は、ＰＣＢ１０６からの粒子が流体経路に進入し、ノズル１３０を閉塞することを防ぎ得る。例えば、開口部７８は、リザーバ内の流体組成物に対する反応性がＰＣＢ１０６の材料よりも低い材料で裏張りされてもよい。この点において、ＰＣＢ１０６は、流体組成物がＰＣＢ１０６を通過するときに保護され得る。貫通孔は、金などの金属材料でコーティングされ得る。

センサ
マイクロ流体送達装置は、空気中の光、騒音、動き、及び／又は臭気レベルなどの環境的刺激に応答する市販のセンサを含み得る。例えば、マイクロ流体送達装置は、光を検知したときに電源が入る、及び／又は光を検知しないときに電源が切れるようにプログラムされ得る。別の例では、マイクロ流体送達装置は、センサがセンサの近くに移動する人を感知したときに電源を入れることができる。センサはまた、空気中の臭気レベルを監視するために使用され得る。臭気センサを使用して、必要なときに、マイクロ流体送達装置の電源を入れる、熱若しくはファンの速度を増加させる、及び／又はマイクロ流体送達装置からの流体組成物の送達を増大させることができる。

隣接する又は遠隔のデバイスからの香料の強度を測定し、動作条件を変更して他の香料デバイスと相乗的に働くようにするために、ＶＯＣセンサを使用してもよい。例えば、遠隔センサは、放出装置からの距離及び香料強度を検知し、続いて、室内充填を最大化するためにマイクロ流体送達装置をどこに配置すべきかに関するフィードバックをマイクロ流体送達装置に供給し、かつ／又は、室内における「望ましい」強度をユーザに提供し得る。

マイクロ流体送達装置は、他の香料送達装置と相乗的に機能するために、互いに通信し、動作を連係させ得る。

センサは、リザーバ中の流体組成物レベルを測定するか、又は加熱要素の発射回数を計数して、カートリッジが枯渇する前にその寿命末期を示すためにも使用され得る。このような場合、ＬＥＤ光が点灯し、リザーバの充填又は新しいリザーバとの交換が必要なことを知らせてもよい。

センサは、マイクロ流体送達装置のハウジングと一体であってもよく、又はリモートコンピュータ若しくは携帯スマートデバイス／電話などの離れた場所にあってもよい（すなわちマイクロ流体送達装置のハウジングとは物理的に離れていてもよい）。センサは、低エネルギーのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、６ＬｏＷＰＡＮ無線、又はデバイス及び／若しくはコントローラ（例えば、スマートフォン若しくはコンピュータ）との任意の他の無線通信手段を介して、マイクロ流体送達装置と遠隔通信してもよい。

ユーザは、低エネルギーのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ又は他の手段によって、遠隔でデバイスの動作条件を変更してもよい。

スマートチップ
カートリッジ２６は、最適な動作条件をマイクロ流体送達装置に送信するためのメモリを含んでもよい。

流体組成物
マイクロ流体送達装置内で十分に動作するように、流体組成物の多くの特性が考慮される。いくつかの要因としては、マイクロ流体送達部材から放出するのに最適な粘度を有する流体組成物を配合すること、マイクロ流体送達部材を詰まらせる懸濁固体を制限された量有する、又は全く有しない流体組成物を配合すること、乾燥してマイクロ流体送達部材を詰まらせないように、十分に安定した流体組成物を配合すること、引火性でない流体組成物を配合することなどが挙げられる。マイクロ流体ダイから適切な分配を行うために、空気を清涼化する又は悪臭を低減する組成物の適切な霧化及び効果的な分配が、流体組成物の設計において考慮され得る。

流体組成物は、香料組成物を含み得る。

流体組成物は、２０センチポアズ（「ｃｐｓ」）未満、代替的に１８ｃｐｓ未満、代替的に１６ｃｐｓ未満、代替的に約５ｃｐｓ〜約１６ｃｐｓ、代替的に約８ｃｐｓ〜約１５ｃｐｓの粘度を示し得る。また、流体組成物は、約３５、代替的に約２０〜約３０ダイン／ｃｍの表面張力を有し得る。粘度は、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ：Ｍｏｄｅｌ ＡＲ−Ｇ２（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＨＲ−２）を使用して、以下の条件下で、単一間隙ステンレス鋼カップ及びボブを用いて定量されたｃｐｓ単位のものである。
設定：
温度２５℃
持続時間６０．０ｓ
ひずみ％ ２％
角周波数１０ｒａｄ／ｓ
ジオメトリ：４０ｍｍ平行プレート（ペルチエプレートスチール）
実行手順情報：
コンディショニング
温度２５Ｃ
予備剪断なし
平衡化２分
定常流量
ランプ１−１００ １／ｓ
モード−ｌｏｇ
５点／桁
サンプル期間１０秒
許容誤差内で３回連続する許容誤差５％

流体組成物は、粒子状物質が液体マトリックス内に分散された混合物中に存在する懸濁固体又は固体粒子を実質的に含まなくてもよい。流体組成物は、５重量％未満の懸濁固体、代替的に４重量％未満の懸濁固体、代替的に３重量％未満のサスペンド、代替的に２重量％未満の懸濁固体、代替的に１重量％未満の懸濁固体、代替的に０．５重量％未満の懸濁固体を有してもよく、又は懸濁固体を含まなくてもよい。懸濁固体は、いくつかの香料物質の特性である溶解物質と区別される。

流体組成物は、香料混合物に加えて、又はその代用として、他の揮発性材料を含む場合もあり得ることが想到され、揮発性材料としては、以下のものが挙げられるが、これらに限定されない：揮発性染料；殺虫剤又は昆虫忌避剤として機能する組成物：環境を条件付けし、改造し、又は他の方法で変更する（例えば、睡眠、眼覚め、呼吸器の健康状態、及び同様の状況を支援する）精油又は材料；消臭剤又は悪臭抑制組成物（例えば、反応性アルデヒド類などの臭気中和物質（米国特許出願公開第２００５／０１２４５１２号に開示されている）、臭気遮断物質、臭気マスキング物質、又はイオノン類などの感覚修正物質（同様に、米国特許出願公開第２００５／０１２４５１２号にも開示されている）。

香料混合物
流体組成物は、流体組成物の約５０重量％超、代替的に約６０重量％超、代替的に約７０重量％超、代替的に約７５重量％超、代替的に約８０％重量超、代替的に約５０重量％〜約１００重量％、代替的に約６０重量％〜約１００重量％、代替的に約７０重量％〜約１００重量％、代替的に約８０重量％〜約１００重量％、代替的に約９０重量％〜約１００重量％の量で存在する香料混合物を含み得る。流体組成物は、全て香料混合物（すなわち１００重量％）からなってもよい。

香料混合物は、１つ以上の香料原材料を含有し得る。香料原材料は、材料の沸点（「Ｂ．Ｐ．」）に基づいて選択される。本明細書において言及するＢ．Ｐ．は、７６０ｍｍＨｇの通常の標準圧力下の沸点である。標準７６０ｍｍＨｇにおける多くの香料成分のＢ．Ｐ．は、１９６９年に出版されたＳｔｅｆｆｅｎ Ａｒｃｔａｎｄｅｒ著の「Ｐｅｒｆｕｍｅ ａｎｄ Ｆｌａｖｏｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ａｒｏｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）」に見出すことができる。個々の成分の実験的に測定された沸点が利用できない場合、値は、ＡＣＤ／Ｌａｂｓ（Ｔｏｒｏｎｔｏ，Ｏｎｔａｒｉｏ，Ｃａｎａｄａ）から入手可能な沸点ＰｈｙｓＣｈｅｍモデルによって推定することができる。

香料混合物は、約２．９未満、代替的に約２．５未満、代替的に約２．０未満のオクタノール−水分配係数（「ＣｌｏｇＰ」）のモル加重平均ｌｏｇを有し得る。個々の成分の実験的に測定されたｌｏｇＰが利用できない場合、値は、ＡＣＤ／Ｌａｂｓ（Ｔｏｒｏｎｔｏ，Ｏｎｔａｒｉｏ，Ｃａｎａｄａ）から入手可能な沸点ＰｈｙｓＣｈｅｍモデルによって推定することができる。

香料混合物は、２５０℃未満、代替的に２２５℃未満、代替的に２００℃未満、代替的に約１５０℃未満、又は代替的に約１５０℃〜約２５０℃のモル加重平均Ｂ．Ｐ．を有し得る。

代替的に、約３重量％〜約２５重量％の香料混合物が２００℃未満のモル加重平均Ｂ．Ｐ．を有してもよく、代替的に約５重量％〜約２５重量％の香料混合物が２００℃未満のモル加重平均Ｂ．Ｐ．を有する。

本開示の目的のために、香料混合物の沸点は、当該香料混合物を構成する個々の香料原材料のモル加重平均沸点によって決定される。個々の香料物質の沸点が公開された実験データから既知ではない場合、ＡＣＤ／Ｌａｂｓから入手可能な沸点ＰｈｙｓＣｈｅｍモデルによって決定される。

表１は、香料混合物に好適ないくつかの非限定的、例示的な個々の香料物質を一覧表にしたものである。

表２は、２００℃未満の総モル加重平均Ｂ．Ｐ．（「モル加重平均沸点」）を有する例示的な香料混合物を示す。モル加重平均沸点を計算する際には、表２に例示されるように、決定するのが困難な香料原材料の沸点は、それらの原材料が香料混合物全体の重量基準で１５％未満を構成する場合、無視することができる。

水
流体組成物は、水を含む。流体組成物は、流体組成物の約０．２５重量％〜約９．５重量％の量の水、代替的に約０．２５重量％〜約７．０重量％の水、代替的に約１重量％〜約５重量％の水、代替的に約１重量％〜約３重量％の水、代替的に約１重量％〜約２重量％の量の水を含み得る。理論に束縛されるものではないが、約２．５未満のモル加重平均ＣｌｏｇＰを有するように香料混合物を配合することによって、組成物全体の約０．２５重量％〜約９．５重量％、代替的に約０．２５重量％〜約７．０重量％のレベルで、水を流体組成物に組み込むことができることが見出された。

酸素化溶媒
流体組成物は、ポリオール（１つを超えるヒドロキシル官能基を含む構成成分）、グリコールエーテル、又はポリエーテルなどの１つ以上の酸素化溶媒を含有し得る。

ポリオールを含む例示的な酸素化溶媒としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、及び／又はグリセリンが挙げられる。本発明の清涼化組成物に使用されるポリオールは、例えば、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールとすることができる。

ポリエーテルを含む例示的な酸素化溶媒は、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールである。

グリコールエーテルを含む例示的な酸素化溶媒は、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテル、ジエチレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、他のグリコールエーテル、又はこれらの混合物である。酸素化溶媒は、エチレングリコール、プロピレングリコール、又はそれらの混合物であり得る。使用されるグリコールは、ジエチレングリコールとすることができる。

組成物に酸素化溶媒を、組成物の重量基準で約０．０１重量％〜約２０重量％、代替的に約０．０５重量％〜約１０重量％、代替的に組成物全体の重量基準で約０．１重量％〜約５重量％のレベルで添加し得る。

流体組成物は、香水混合物、ポリオール、及び水を含み得る。そのような組成物において、流体組成物は、流体組成物の約５０重量％〜約１００％重量の香料混合物と、ポリオールと、流体組成物の重量基準で約０．２５重量％〜約９．５重量％の水、代替的に約０．２５重量％〜約７．０重量％の水とを含むことが好ましい。理論に束縛されるものではないが、香料混合物を含む流体組成物に水に添加することにより、流体組成物の沸点が低下し、その結果、流体組成物を霧化するために必要なエネルギー又は熱が低減されると考えられる。ダイの加熱器上での発射温度が低下する結果、加熱器上に蓄積する流体組成物、及び流体組成物の分解生成物がより少なくなると考えられる。更に、水が、各発射時にノズル内により多くの流体組成物を分配することによって噴霧速度を増加させ、これにより、マイクロ流体ダイの各ノズルからの発射回数が少なくなり、又は所望の噴霧速度のために必要なノズルの数が低減されて、ノズルの寿命が延長すると考えられる。水の組み込みを促進するために、香料混合物は、約２．９未満のモル加重平均ＣｌｏｇＰを有し得る。

機能性香料成分
流体組成物は、機能性香料成分（「ＦＰＣ」）を含んでもよい。ＦＰＣは、従来の有機溶媒又は揮発性有機化合物（「ＶＯＣ」）に類似する蒸発特性を有する香料原料の種類である。本明細書で使用するとき「ＶＯＣ」とは、２０℃で測定するとき０．２ｍｍＨｇ超の蒸気圧を有し、かつ香料の蒸発を補助する揮発性有機化合物を意味する。例示的なＶＯＣとしては、以下の有機溶媒、すなわち、ジプロピレングリコールメチルエーテル（「ＤＰＭ」）、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール（「ＭＭＢ」）、揮発性シリコーン油、及びジプロピレングリコールのメチル、エチル、プロピル、ブチルエステル、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、又は商標名Ｄｏｗａｎｏｌ（商標）のグリコールエーテルの任意のＶＯＣが挙げられる。ＶＯＣは、通常、香料の蒸発を補助するために流体組成物中で２０％超の濃度で使用される。

ＦＰＣは、香料物質の蒸発を補助し、快楽的芳香効果を提供し得る。ＦＰＣは、組成物全体としての香料の性質に負の影響を与えずに比較的高濃度で用いることができる。したがって、流体組成物はＶＯＣを実質的に含まなくてもよく、これは、流体組成物が、組成物の１８重量％以下、代替的に６重量％以下、代替的に５重量％以下、代替的に１重量％以下、代替的に０．５重量％以下のＶＯＣを有することを意味する。流体組成物は、ＶＯＣを含まなくてもよい。

ＦＰＣとして好適な香料物質は、上で定義されるように、約８００〜約１５００、代替的に約９００〜約１２００、代替的に約１０００〜約１１００、代替的に約１０００のＫＩを有し得る。

ＦＰＣとしての使用に好適な香料物質はまた、所定の香料特性の香気を留めておくために、臭気検出閾値（「ＯＤＴ」）及び非極性香気特性を用いて定義することができる。ＯＤＴは、炎イオン及び嗅ぎ口を装備する商用ＧＣを用いて測定され得る。ＧＣを較正して、シリンジにより注入される正確な物質体積、正確なスプリット比、並びに既知の濃度及び鎖長分布の炭化水素標準物質を用いた炭化水素反応を決定する。空気流量を正確に測定し、ヒトの吸息の時間が１２秒間持続すると仮定して、サンプリングした体積を計算する。任意の時点における検出器での正確な濃度は既知であるので、吸入された体積当たりの質量も既知であり、物質の濃度を計算することができる。物質が５０ｐｐｂ未満の閾値を有するかどうかを決定するために、逆算された濃度で溶液を嗅ぎ口に送達させる。官能試験員は、ＧＣ溶出液の匂いを嗅ぎ、臭気が認められる保持時間を定量する。全官能試験員の平均から感知能の閾値を決定する。必要量の検体をカラムに注入して、検出器における濃度を５０ｐｐｂにする。ＯＤＴを求めるための典型的なＧＣパラメータを以下に記載する。機器に関連付けられている指針に従って試験を実施する。

装置：
ＧＣ：ＦＩＤ検出器を備える５８９０シリーズ（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｄ．，Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡ）；
７６７３オートサンプラー（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｄ．，Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡ）；
カラム：ＤＢ−１（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｄ．（Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡ））
長さ３０メートル、ＩＤ ０．２５ｍｍ、フィルム厚１マイクロメートル（分離させるための選択的分割を提供する毛細管の内壁上のポリマー層）。

方法のパラメータ：
スプリット注入：１７／１スプリット比、
オートサンプラー：１．１３マイクロリットル／注入、
カラム流量：１．１０ｍＬ／分、
空気流：３４５ｍＬ／分、
入口温度：２４５℃、
検出器温度：２８５℃。

温度情報：
初期温度：５０℃、
速度：５℃／分、
最終温度：２８０℃、
最終時間：６分、
有力な仮定：（ｉ）臭い嗅ぎ１回当たり１２秒
（ｉｉ）ＧＣの空気が試料希釈物に加わる。

ＦＰＣは、約１．０十億分率（「ｐｐｂ」）超、代替的に約５．０ｐｐｂ超、代替的に約１０．０ｐｐｂ超、代替的に約２０．０ｐｐｂ超、代替的に約３０．０ｐｐｂ超、代替的に約０．１百万分率超のＯＤＴを有し得る。

流体組成物中のＦＰＣは、約９００〜約１４００、代替的に約１０００〜約１３００の範囲のＫＩを有し得る。これらのＦＰＣは、エーテル、アルコール、アルデヒド、アセテート、ケトン、又はこれらの混合物のいずれであってもよい。

ＦＰＣは、揮発性で低Ｂ．Ｐ．の香料物質であり得る。例示的なＦＰＣとして、イソノニルアセテート、ジヒドロミルセノール（３−メチレン−７−メチルオクタン−７−オール）、リナロール（３−ヒドロキシ−３，７−ジメチル−１，６オクタジエン）、ゲラニオール（３，７ジメチル−２，６−オクタジエン−１−オール）、ｄ−リモネン（１−メチル−４−イソプロペニル−１−シクロヘキセン）、ベンジルアセテート、イソプロピルミリステート、及びこれらの混合物が挙げられる。表３は、特定のＦＰＣの例示的な特性のおおよその報告値を列挙する。

香料混合物中のＦＰＣの総量は、香料混合物の約５０重量％超、代替的に約６０重量％超、代替的に約７０重量％超、代替的に約７５重量％超、代替的に約８０重量％超、代替的に約５０重量％〜約１００重量％、代替的に約６０重量％〜約１００重量％、代替的に約７０重量％〜約１００重量％、代替的に約７５重量％〜約１００重量％、代替的に約８０重量％〜約１００重量％、代替的に約８５重量％〜約１００重量％、代替的に約９０重量％〜約１００重量％、代替的に約１００重量％であり得る。香料混合物は、全てがＦＰＣ（すなわち１００重量％）からなってもよい。

表４は、ＦＰＣを含む非限定的、例示的な流体組成物、並びにそれらの報告されたＫＩ及びＢ．Ｐ．の概算値を一覧表にしたものである。

流体組成物を配合するとき、溶媒、希釈剤、増量剤、固定剤、増粘剤等も含んでもよい。これらの材料の非限定的な例は、エチルアルコール、カルビトール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチルフタレート、トリエチルシトレート、イソプロピルミリステート、エチルセルロース、及びベンジルベンゾエートである。

使用方法
マイクロ流体送達装置１０は、流体組成物を空気中に送達するために使用され得る。マイクロ流体送達装置１０はまた、流体組成物を空気中に送達して、最終的に空間内の１つ以上の表面に堆積させるためにも使用され得る。例示的な表面としては、カウンター、家庭電化製品、床面などといった硬表面が挙げられる。例示的な表面としてはまた、カーペット、家具、衣類、寝具、リネン、カーテンなどが挙げられる。マイクロ流体送達装置は、家屋、オフィス、会社、屋外、自動車、一時的な空間などで使用され得る。マイクロ流体送達装置は、フレッシュニング、悪臭の除去、昆虫忌避剤などに使用され得る。

本明細書にて開示された寸法及び値は、列挙された正確な数値に厳密に限定されるものとして理解されるべきではない。その代わりに、特に指示がない限り、このような寸法はそれぞれ、列挙された値とその値を囲む機能的に同等な範囲との両方を意味することが意図されている。例えば、「４０ｍｍ」として開示される寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することが意図される。

本明細書全体を通して記載される全ての最大数値限定は、それよりも低い全ての数値限定を、かかるより低い数値限定があたかも本明細書に明確に記載されているかのように包含することを理解すべきである。本明細書の全体を通して記載される全ての最小数値限定は、それよりも高い全ての数値限定を、かかるより高い数値限定があたかも本明細書に明確に記載されているかのように包含する。本明細書の全体を通して与えられる全ての数値範囲は、かかるより広い数値範囲内に含まれるより狭い全ての数値範囲を、かかるより狭い数値範囲があたかも全て本明細書に明示的に記載されているかのように含むことになる。

相互参照される又は関連する全ての特許又は特許出願、及び本願が優先権又はその利益を主張する任意の特許出願又は特許を含む、本願に引用される全ての文書は、除外又は限定することを明言しない限りにおいて、参照によりその全容が本願に援用される。いかなる文献の引用も、本明細書中で開示又は特許請求される任意の発明に対する先行技術であるとはみなされず、あるいはそれを単独で又は他の任意の参考文献（単数又は複数）と組み合わせたときに、そのような発明全てを教示、示唆又は開示するとはみなされない。更に、本文書における用語の任意の意味又は定義が、参照することによって組み込まれた文書内の同じ用語の意味又は定義と矛盾する場合、本文書におけるその用語に与えられた意味又は定義が適用されるものとする。

本発明の特定の実施形態を例示及び説明してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を行うことができる点は当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内に含まれるそのような全ての変更及び修正は、添付の特許請求の範囲にて網羅することを意図したものである。

Claims (15)

1. カートリッジであって、
   水平軸及び垂直軸と、
   内部及び外部と、
   流体組成物を収容するためのリザーバであって、頂部分、前記頂部分に垂直に対向しているベース部分、及び前記頂部分と前記ベース部分とを接合している側壁を含む、リザーバと、
   前記リザーバと流体連通しているマイクロ流体ダイであって、前記流体組成物が、前記リザーバから前記マイクロ流体ダイへ重力送給され、前記マイクロ流体ダイが、前記流体組成物を重力と反対の上方分配方向に分配するように構成されている、マイクロ流体ダイと、を備える、カートリッジ。
2. 前記リザーバ内に配置されたスポンジを更に備える、請求項１に記載のカートリッジ。
3. 前記マイクロ流体ダイが、前記リザーバの前記側壁に、及び前記カートリッジの前記内部から、かつ前記底面に対して鋭角に配置されている、請求項１又は２に記載のカートリッジ。
4. 前記ダイが、前記側壁の残りの部分を超えて水平に外方へ突出する前記側壁の延在部に配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のカートリッジ。
5. 前記流体組成物が、香水を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のカートリッジ。
6. 前記流体組成物が、含酸素溶媒及び水を更に含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のカートリッジ。
7. 前記マイクロ流体ダイが、圧電性結晶又は加熱器を備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載のカートリッジ。
8. 前記ダイが、４〜１００個のノズルを備え、各ノズルが、チャンバと流体連通しており、加熱器が、前記チャンバ内の前記流体組成物を加熱するように構成されている、請求項７に記載のカートリッジ。
9. ハウジングを備えるマイクロ流体送達装置であって、前記マイクロ流体送達装置が、請求項１〜８のいずれか一項に記載のものであり、前記カートリッジが、前記ハウジングと解放可能に接続可能である、マイクロ流体送達装置。
10. 前記マイクロ流体送達装置が、ファンを更に備える、請求項９に記載のマイクロ流体送達装置。
11. マイクロ流体装置によって流体組成物を噴射する方法であって、
    カートリッジをマイクロ流体送達装置のハウジングに取り付ける工程であって、前記カートリッジが、リザーバ及び前記リザーバと流体連通しているマイクロ流体ダイを備える、取り付ける工程と、
    前記リザーバから前記マイクロ流体ダイへ流体組成物を重力送給する工程と、
    前記マイクロ流体ダイから前記流体組成物を上方へ空気中に分配する工程と、を含む、方法。
12. 前記流体組成物を重力送給する前記工程が、重力送給することと、毛細管力を使用して、前記リザーバから前記マイクロ流体ダイへ前記流体組成物を方向付けることと、を更に含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記カートリッジが、前記リザーバ内に配置されたスポンジを備える、請求項１１又は１２に記載の方法。
14. 前記リザーバが、頂面、底面、及び前記頂面と前記底面を接合している側壁を備え、前記マイクロ流体ダイが、前記側壁に、及び前記カートリッジの前記内部から、かつ前記底面に対して鋭角に配置されている、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記流体組成物が、フレッシュニング組成物又は悪臭抑制組成物を含む、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法。

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