[發(fā)明專利]用于產(chǎn)生荷電液滴的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080029006.1
• 申請日: 2010-07-01
• 公開（公告）號: CN102470375A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·D·維利;J·C·霍尼;V·加爾斯坦;C·R·耶茨
• 申請（專利權(quán)）人: 寶潔公司
• 主分類號: B03C3/16
• 分類號: B03C3/16
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陳文青

1.一種用于制備極小荷電液滴的設(shè)備，所述設(shè)備包括：

a.可荷電流體；

b.與所述可荷電流體流體連通的電流體充電器，優(yōu)選包括與所述可荷電流體相容的材料的高壓電極，所述材料選自由下列組成的組：金屬、碳、導(dǎo)電塑料、含碳導(dǎo)電塑料以及它們的組合；

c.與所述可荷電流體流體連通的流體發(fā)射極，所述流體發(fā)射極包括基質(zhì)，所述基質(zhì)具有附連到其上的具有大約相等長度的均勻間隔的長絲；和

d.反電極；

其中當(dāng)所述可荷電流體到達時，所述長絲的頂點被荷電，其中所述長絲頂點和所述反電極之間的距離足以產(chǎn)生電場強度，使得所述荷電流體自然地轉(zhuǎn)換成很細小的和荷電的液滴流，從所述長絲的頂點沿著長絲的頂點和反電極之間形成的靜電場的力線在反電極的方向上移動。

2.如權(quán)利要求1所述的可荷電流體，所述可荷電流體或者為基于油的流體，其選自在水中不混溶的和在水中不溶解的流體，或者為基于水的流體，其選自在水中可混溶和在水中溶解的流體，所述可荷電流體具有小于1000厘沲的粘度；優(yōu)選地具有kΩ/cm至1000MΩ/cm，或者100kΩ/cm至500MΩ/cm的電阻率；選自由下列組成的組的與包括所述流體發(fā)射極的材料相容的基于水的流體或基于油的流體，其中隨著所述流體被電吸引朝向反電極，在從所述流體發(fā)射極基質(zhì)的層離開的流體和長絲頂點之間產(chǎn)生足夠水平的流體通量以在所述長絲的頂點處形成供應(yīng)充足很細小的和荷電的液滴流。

3.如權(quán)利要求1和2所述的長絲，所述長絲由從所述基質(zhì)在垂直于所述基質(zhì)的X-Y平面的方向上移位的材料形成，優(yōu)選地長絲選自由下列組成的組：自由端頭纖維、環(huán)狀纖維、流體傳輸材料的模塑突出、刺繡毛簇、開孔聚合物薄膜、縫紉毛簇以及它們的組合。

4.如權(quán)利要求1至3所述的流體發(fā)射極，其中所述長絲包括平均1至50個不同的纖維，優(yōu)選地平均5至20個不同的纖維。

5.如權(quán)利要求1至4所述的流體發(fā)射極，其中所述長絲具有長度(L)以在所述反電極的存在下形成荷電液滴，所述液滴具有1.0nm至5000nm，優(yōu)選地5.0nm至500nm，更優(yōu)選地10.0nm至50.0nm的平均直徑。

6.如權(quán)利要求1至5所述的流體發(fā)射極，其在所述基質(zhì)的表面處具有在長絲之間的距離(D)，所述距離等于所述長絲平均長度(L)，優(yōu)選一倍半所述平均長度(L)，以及更優(yōu)選地兩倍所述平均長度(L)。

7.如權(quán)利要求1至6所述的基質(zhì)，還包括頂部片材，所述頂部片材具有在所述反電極的方向上穿過頂部片材突出的長絲陣列。

8.如權(quán)利要求1至7所述的設(shè)備，其中所述可荷電流體被保持在流體貯存器內(nèi)，并且以足以使浸透所述發(fā)射極的基質(zhì)的流體荷電的接近度與所述電流體充電器器流體連通，優(yōu)選地在所述荷電電極和所述發(fā)射極基質(zhì)的相鄰表面之間直接接觸，具有能夠?qū)⑺鲭姾赊D(zhuǎn)移到所述可荷電流體的電場強度電壓梯度用于產(chǎn)生在500伏每厘米(V/cm)至5000V/cm、優(yōu)選地在1000V/cm至3000V/cm范圍內(nèi)的電場強度。

9.如權(quán)利要求1至8所述的電流體充電器，其包括多個電極，一個處在所述流體貯存器中的一點以保持與所述貯存器中的流體流體連通。

10.一種用于使用如權(quán)利要求1至9所述的設(shè)備產(chǎn)生荷電流體顆粒液滴的方法，所述方法包括以下步驟：

a.保持電荷給所述可荷電流體；和

b.放置與所述可荷電流體流體連通的流體傳輸長絲，其中當(dāng)進行荷電時，所述流體在其相對于所述長絲頂點和所述反電極的最大電位點產(chǎn)生供應(yīng)充足的很小的荷電液滴流，所述液滴具有1.0nm至1000nm，優(yōu)選地1.0nm至5000nm，更優(yōu)選地5.0nm至500nm以及最優(yōu)選地10.0nm至50.0nm的液滴直徑。