Verfahren und Apparat zur Verteilung eines flüchtigen Stoffes
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verteilung eines ilüchtigen Stoffes, einen Apparat zu dessen Ausführung und eine Anwendung des Verfahrens.
Flüchtige Stoffe, wie z. B. Schädlingsbekämpfungs- mittel, sind bis jetzt auf verschiedene Arten, z. B. wie folgt, verteilt worden : a) Schädlingsbekämpfungsmittel sind durch Malen auf Oberflächen abgetragen worden, und zwar in n Form einer Lösung oder einer Dispersion des Schäd- lingsbekämpfungsmittels.
Beispiele hierfür sind Schutzlacke, Schutzzementanstriche, Lösungen von toxischen Mitteln in organi schen Lösungsmitteln für die Bauholzkonservierung und in medizinischer Hinsicht die Anstriche von Tinkturen von Jod oder Mercurochrom (eingetragene Marke) be. Hautläsionen und der Gebraucl von Mandl's Anstrich für Halsinfektionen. b) Schädlingsbekämpfungsmittel sind durch Verblasen in der Luft verbreitet oder auf Oberflächen abgelagert worden. c) Schädlingsbekämpfungsmittel sind auch durch Rauchentwickler aus einer pyrotechnischen Mischung oder durch eine Nebelvorrichtung verteilt worden.
Der Hauptzweck ist dabei gewöhnlich die Ablagerung des Schädlingsbekämpfungsmittels auf den umliegenden Oberflächen. d) Schädlingsbekämpfungsmittel sind weiter durch Versprühen in flüssiger Form verteilt worden, und zwar gewöhnlich'als Lösung unter Zuhilfenahme von unter Druck stehendem Gas, wie z. B. komprimierter Luft. Die Luft kann dabei durch eine manuell oder motorisch angetriebene Pumpe komprimiert worden sein. Andere komprimierte Gase, wie z. B. Kohlendioxyd. sind in Sprühflaschen verwendet worden, die unter Gasdruck stehen. Verflüssigbare Gase, wie z. B.
Freon und Methylenchlorid, haben zu diesem Zwecke ebenfalls Verwendung gefunden. Ihre Verwendung ist vor allem bei Druckpackungen und Niederdruckaerosol-Kanistern bekannt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Verteilung eines flüchtigen Stoffes, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass ein fester, iner- ber, nicht flüchtiger, poröser Körper, der auf seiner Oberfläche den flüchtigen Stoff enthält, einem Strom eines warmen, inerten Gases ausgesetzt wird, wobei der auf der Oberfläche des Körpers enthaltene flüchtige Stoff verdampft und mit dem Gasstrom fortgetragen wird.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Apparat zur Ausführung des obengenannten Ver fahrens, welcher dadurch gekennzeichnet ist, da# die- ser eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Stromes eines warmen, inerten Gases aufweist, um dieses durch einen festen, inerten, nicht flüchtigen, porösen Kör- per hindurchzupressen, der auf seiner Oberfläche den flüchtigen Stoff enthält.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Anwendung des obengenannten Verfahrens, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Überzug aus dem kondensierten, flüchtigen Stoff auf einer Wand hergestellt wird.
Die vorliegende Erfindung gestattet also neben der Herstellung eines Aerosols einen Überzug aus dem kondensierten flüchtigen Stoff, wie z. B. eines Schäd- lingsbekämpfungsmittels, ohne den Gebrauch von Lösungsmitteln oder eines anderen Hilfsstoffes zu erzeugen. Auch eine Druokpackung ist nicht notwen- dig und dfurch den We, gEall von entflammbaren Hilfs- stoffen kann, die Brandgefahr ausgeschaltet oder zum mindesten wesentlich verringert werden.
Unter einem gemäss der Erfindung hergestellten Überzug ist hier sowohl eine kontinuierliche als auch eine diskontinuierliche Schicht in jeder physikalischen Erscheinungsform gemeint, einschliesslich einer kristallinen Ablagerung. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere zur Verteilung eines Schädlingsbekämp- fungsmittels gedacht, dessen Flüchtigkeit bei Raumtemperatur gering ist. Unter Schädlingsbekämpfungsmitteln versteht man insektizide, germizide, bakterizide und fungizide Mittel.
Der zur r Ausführung des erssindungsgemässen Verfahrens verwendete Apparat ist von einfacher Kon struktion und gestattet es, ein Schädlingsbekämpfungs- mittel in relativ hoher Konzentration zu verteilen und damit entweder ein Aerosol oder einen Überzug aus dem kondensierten flüchtigen Stoff, z. B. auf den Wänden eines Raumes zu bilden. Der erfindungs- gemässe Apparat weist zur Erzeugung des Gasstromes zweckmässig ein motorisch angetriebenes Gebläse auf.
Der Gasstrom kann elektrisch oder anderswie aufgeheizt werden. Der erwärmte Gasstrom passiert dann den porösen Körper. Dieser befindet sich vorteilhaf- terweise in einem Behälter, welcher leicht mit der Aus trittsöffnung des Gasstmmes verbunden werden kann.
Der poröse Körper sollte auswechselbar sein.
Das Mass der Verteilung eines Schädlingsbekämp fungsmittels wird gemä# der vorliegenden Erfindung durch drei Faktoren vergrössert : a) durch Vergrö#erung des Gasstromes ; b) durch Erhöhung der Temperatur des Gasstro- mes und c) durch Vergrösserung des vom Gasstrom, durch flossenen porösen Körpers.
Der poröse Körper kann aus verschiedenartigen Materialien bestehen, die zweckmässigerweise selbst- tr. agend sind. Als solches Material kommt Glaswolle oder Glasfasermatte-in Betracht, welches vorteilhaft in einem mit zwei Öffnungen versehenen Behälter un tergebracht wird.
Neben Glaswolle kommt auch anderes Fasermaterial in Frage, sofern es zur Bildung eines Körpers mit porcnförmiger Struktur geeignet ist. Anderseits kann sich der porenförmige Körper auch aus Einzel- teilchen, wie z. B. einem Granulat, zusammensetzen, wobei die Einzelteilchen wieder porös oder auch undurchlässig sein können. Zur Bildung des parösen Körpers kann auch Reliefpapier, Kreppapier oder Wellpappe verwendet werden, das dann zweckmä#i- gerweise zur gewünschten Form zusammengerollt wird. Es kann aber auch in anderer Art formverarbeitet werden. Kreppfilterpapier, Wellpappe und Reliefpapier sind als Träger für Schädlingsbekämpfungs- mittel gleicherma#en geeignet.
Der poröse Körper kann z. B. in einem Metall-oder Kartonbehälter un tergebracht werden, der zweckmä#ig kreisförmigen Querschnitt aufweist. Dieser Behälter ist vorbeilhaft so beschaffen, dass er leicht mit der für den warmen Gasstrom bestimmten Austrittsöffnung des erfindungs- gemässen Apparates verbunden werden kann. Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise beschrieben :
Fig. 1 zeigt im Aufriss eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Apparates, und
Fig. 2 zeigt im Querschnitt eine Einzelheit des Apparates gemäss Fig. 1.
Der in Fig. 1 gezeigte Apparat ist zur Handbedie- nung gedacht und enthält ein Zentrifugalgebläse,das durch einen elektrischen Motor angetrieben wird.
Beide befinden sich im Gehäuse 1, welches mit dem Handgriff 2 verbunden ist, durch den ein elektrisches Kabel zum Schalter 4 führt, mit welchem der elektrische Strom aus-oder eingeschaltet werden kann.
Das Gehäuse 1 mündet in ein Rohr 5, welches die elektrische Widerstandsheizung 6 zur Heizung des Luftstromes enthält. An der Austrittsöffnung des Roh- res 5 befindet sich ein Gewindekragen 7 mit einem Gewindering 8, welcher einen einwärtsgerichteten Flansch 9 aufweist, der dazu dient, den Flansch 10 des Metallbehälters 11 festzuhalten. Die Austritts öffnung 12 des Behälters 11 geht über den ganzen Querschnitt. Es ist jedoch vorgesehen, diese Austritts öffnung mit einem Aufsatz von reduzierter Offnung zu versehen, um dite Ausstossmenge des Apparates kontrollieren zu können.
Der Behälter 11 enthält den porösen Körper in Form einer Rolle aus Wellpappe 13. Die Längsziwi- schenräume 14 liegen dabei in der Richtung des Luft- stromes und sind alle gleich lang und vom selben Querschnitt auf ihrer ganzen Länge. Der poröse Körper wird vor Gebrauch mit dem erfindungsgemä#en Apparat mit einem Schädlingsbekämpfungsmittel, wie z. B. DDT (eingetragene Marke) (Dichlordiphenyl trichloräthan) oder Dehydrazetsäure beladen, so dass im wesentlichen die ganze Oberfläche des porösen Körpers gleichmässig mit einer Schicht des Schäd- lingsbekämpfungsmittels bedeckt ist.
Zwecks Erzie- lung einer kontinuierlichen und wirtschaftlichen Ar beitsweise ist es notwendig, da# der poröse Körper weber seinen ganzen Querschnitt und in der ganzen Länge einen einheitlichen Luftwiderstand aufweist, da sioh sonst vor r schwer- oder undurchlässigen Stellen Kanäle bilden, in denen sich das durchströmende Gas aufstaut. Dadurch sinkt die Ausbeute, das hei#t die Menge des pro Zeiteinheit ausgesto#enen, flüchtigen Stoffes wird geringer und weniger gleichmässig.
Der Strömungsiwiderstand des porösen Körpers muss. auch bei der Auswahl des porösen Materials in Betracht gezogen werden, da die Unterschiede im Strömungswiderstand des porösen Körpers auch auf die Temperatur des den porösen Körper verlassenden Luftstromes einen Einfluss ausüben.
Der in den Figuren gezeigte Apparat hat z. B. eine Leerlaufleistung von 25 LiteriMinute. Mit einem vorgeschalteten porösen Körper aus einer Rolle von feiner Wellpappe von 4 cm Durchmesser und 5 cm Länge beträgt die Leistung des Apparats immer noch ungefähr r 23 Liter/Minute, während beim Vorschalten einer Rolle Kreppfilterpapier (Fords B2CX) vom selben Durohmesser, aber von einer Länge von nur 3 cm, die Leistung auf 6 1/2 Liter / Minute abfällt.
Es ist gefunden worden, dass die Menge des verteilten Schädlingsbekämpfungsmittels aus einer 3 cm langen RoHe aus Kreppfilterpapier von hohem Strömungswiderstand unter Gebrauch einer 100-Watt-Heizung ungefähr gleich ist derjenigen aus einer Rolle von feiner Wellpappe von 5 cm Länge und niedrigem Strömungswiderstand unter Gebrauch einer 550-Watt-Heizung. Es ist klar, dass die Geschwindigkeit des den Apparat verlassen- den Stromes bei hohem Widerstand des porösen Körpers gering ist und das zur Verteilung gelangende Schädlingsbekämpfungsmittel daher zwangläufig nicht auf grosse Distanz verteilt werden kann. Dies bedeutet, dass die fortschreitende Bewegung des Aerosols gering wird.
Beim Gebrauch von Schädlingsbekämpfungsmit- teln ist in den melisten Fällen eine obere Temperaturgrenze zu bedbachten, sei es wegen der Entflammbar- keit des Trägers oder der Bsständigkait des Schädlings- bekämpfungsmittels. Wenn als poröser r Träger Zellulose oder Lignin und als Schädlingsbekämpfungsmit- tel DDT , Lindan , Aldrin , Dieldrin (eingetragene Marken), Diazinon und Dehydrazetsäure verwendet wird, dann liegt das Maximum der tolerierbaren Temperatur bei ungefähr 200 C.
Zur Durchrührung des erfindungsgemässen Verfahrens wird ein Behälter 11 mit dem porösen Körper mit Hilfe des Ringes 8 an der Austritsöffnung 7 be festigt und der Schalter 4 eingeschaltet. Damit treten Gebläse und Heizung in Aktion.'Die Luft wird durch das Gebläse über die Heizung 6 geblasen und in er hitztem Zustand durch den mit einem Schädlings- bekämpfungsmittel beladenen, porösen Körper 13 hindurchgepre#t. Der hei#e Luftstrom verflüchtigt das Schädlingsbekämpfungsmittel und zieht es mit sich.
Zur Verflüchtigung des Schädlingsbekämpfungsmittels wird eine geringe Menge Wärme verbraucht, die von der Verdampfungswärme der betreffenden Verbin- dung abhängig ist. Die Temperatur des Luftstromes fälltdadurchleicht ab. Die Verdampfiungswärme von Lindan (reines Benzolhexachlorid) ist beispielsweise ungefähr 82, 5 kl. Kalorieng. Wenn nun 1 g Lin- dan in 1 Minute verflüchtigt wird, dann beträgt die entsprechende Heizleistung ungefähr 5, 75 Watt, was ungefähr 1 % des Energiebedarfs der vorgesehenen 500-bis 550-Watt-Heizung darstellt. Dementspre chend beträgt der durch die Verdampfungswärme des Schädlingsbekämpfungsmittels bedingte Temperaturabfall nur 1 oder 2 C.
Die meisten anderen ge bräuchlichen Schädlingsbekämpfungsmittel haben ungefähr dieselbe Verdampfungswärme.
Die durch den porösen Körper hindurchströmende Luft wird in. zunehmendem Masse mit dem Dampf des flüchtigen Stoffes beladen, bis ein Gleichgewichts- zustand mit der kondensierten. Phase erreicht ist und die Luft demgemäss mit dem betreffenden Dampf gesättigtist, wenn sie die Austrittsöffnung 12 verlässt.
Die Sättigung ist natürlich von der Temperatur abhängig. Entsprechend diesem Vorgang wird der poröse Träger von hinten nach vorn entladen und der r Punkt, an welchem die Luft mit dem flüchtigen Stoff gesättigt ist, rückt ständig weiter gegen die Austritts öffnung, bis er diese erreicht hat, wobei dann die pro Zeiteinheit ausgesto#ene Menge an Schädlingsbekämpfungsmittem schliesslichabfälltumdverschwindet.
Der mit Schädlingsbekämpfungsmittel gesättigte Heissluftstrom verlässt den Apparat an der Austritts öffnung 12 mit hoher Geschwindigkeit. Dieser hei#e Strom mischt sich unmittelbar mit der umgebenden kalten Luft und das Schädlingsbekämpfungsmittel kondensiert deshalb sehr rasch, um ein Aerosol mit einer Teilohengrösse von 1 bis 2 Mikron zu bilden.
Das gebildete Aerosolihat die äussere Erscheinungsform und das Verhalten (im Falle von Lindan , DDT und Diazinon) von ausgeatmetem Tabakrauch und scheint gänzlich frei von grö#eren Teilchen oder Tröpfchen zu sein.
Versuchsweise sind ungefähr 100 mg Lindan gemä# der vorliegenden Erfindung in einem Raum von 37, 9 m3 verteilt worden. Ein daraus entnommenes Muster zeigte ungefähr 200 IKristallbeilchen pro cm3, was ungefähr 0, 106 Mikrogramm Lindan pro Liter entspricht. Wenn von der Annahme ausgegangen wird, dass pro Liter 2, 65 Mikrognamm verteilt worden sind, dann folgt daraus,'dass 2, 544 Mikrogramm in Dampfform und 0, 106 Mikrogramm pro Liter in Kri sballform vorlagen.
Bei 200 C sollte Luft theoretisch 477 Miikrogramm pro Liter Lindan in Dampfform enthalten können.
Die Luft war jedoch noch nicht Igesättigt, und es kann angenommen werden, da# die wenigen gebildeten Kristalle sich nach etwa einer halben Stunde ganz verflüchtigt haben.
Wenn der mit flüchtigem Stoff gesättigte Heiss- Mtstrom den Apparat verlässt und gegen eine Wand oder gegen eine andere Oberfläche gerichtet wird, die normale Raumtemperatur aufweist, dann kondensiert das Schädlingsbekämpfungsmittel an der relativ kalten Oberfläche und bildet im Fialle von Diazinon feine Tröpfchen oder im Falle von DDT oder Lindan feine Krisballe von 1 bis 2 Mikron Durchmesser.
Bei spielsweise ist die Scheibe einer Glaslaterne aus einer Distanz von 12 mm (gemessen von der Austrittsöff- nung des porösen Körpers) während 1 Sek. einem diazinonhaltigen Hei#luftstrom ausgesetzt worden. Es entstand ein NiedersGhlag von Diazinontröpfchen, welcher für Hausfliegen höherer als normaler Resistenz gegen DDT und Lindan in 30 Min. tödlich wirkte.
Der dampfbeladene Hei#luftstrom sollte nicht län- gere Zeit auf dieselbe Fläche gerichtet werden, da sich sonst die so exponierte Fläche erwärmt und die Kondensation somit nur noch gering ist. Wenn ein dichter Niederschlag oder eine Schicht benötigt wird, empfiehlt es sich, die betreffende Oberfläche kontinuier- zizi in gewissen Abständen zu behandeln, bis eine Schicht von der benötigten Dichte entstanden ist.
Das erfmdfungsgemässe Verfahren kann z. B. zum Schutz von Geweben gegen Motten verwendet werden, wobei durch den Luftstrom eine gute Durchdringung des Gewebes und damit eine Kondensation des Schädlingsbekämpfungsmittels auch in den Zwi- schenräumen des Gewebes erzielt werden kann. Die, s gilt gleichermassen für Polstermaterial, Kleider oder Teppiche und andere Bodenbeläge sowie für Vorhänge.
Andere Anwendungsmöglichkeiten. der Erfindung liegen in der Oberfläohensterilisation durch bakteri- zide oder fungizide Mittel ; medizinische Behandlung von Hautinfektionen, z. B. Skabies ; Inhalationstherapie ; Kontrolle der Ektoparasiten bei Menschen, Geflügel'und anderen Haustieren ; vorübergehende Luftsterilisierung mit Formaldehyd oder Phenolen ; Desinfektion von Flugzeugen ; Ausräuchern von Unterschlupfräumen von Ungeziefer ; Verteilung von Riech- stoffen und Desodorierungsmitteln ;
Kontrolle von Gewächshausungeziefer und Pflanzenlkrankheiten. Der Apparat kann auch zur Behandlung von im Freien wachsenden Pflanzen verwendet werden.
Eine Ausführung eines Apparates gemäss der Er findung stösst pro Minute 0, 04 m3 Luft aus von einer Temperatur von ungefähr 60 C. Bei einem Mün dungsdürchmssser von 4 cm beträgt'die Strömungs- geschwindigkeit 0, 457 m/Sek.
Wenn dieser Apparat mit einem Behälter verbun- den wird, welcher einen Glaswollepfropfen von un gefähr 3 bis 4 g tund einer Oberfläche von schätzungsweise 2 bis 3 Tausend om enthält, so wird die Strö- mungsgeschwindigkeit der Luft auf ungefähr die Hälfte reduziert, und die Temperatur sbeigt entspre- chend.
Mit einem Apparat dieser Art können folgende Meingen flüchtiger StoSe verstreut werden : 3, 42 g BHC (Hexachlorcylohex. an) in 4 Min., 1, 05 g DDT in 4 Min., 3, 34 g Diazinon in 3 1/4 Min. und 7 g Thanit (eingetragene Marke) in 3 Min.
DieserAusstoss,.deraiuseinemeinzigenBehälter, respektive porösen Körper herrührt, ist genügend, um in 3 bis 4 Min. ein Volumen von 283 m3 gogen Hiegen zu behandeln.
In einem weiteren Versuch wurden DDT - und BHC-resistente Fliegen in einem Raum von 18, 1 m3 untersucht, in welchem 0, 2 g Diazinon gemäss der Erfindung verstreut worden sind. Dies entspricht einer Dosis von 11 Mikrogramm/m3. Die ersten Fliegen begannen nach 5 bis 6 Min. herunterzufallen ; nach 10 Min. lagen 75 % und nach 14 Min. 100% der Fliegen am Boden. Bei der genannten Dosis würde ein Totalausstoss einer Packung von z. B. 3, 2 g genügen, um einen Raum mit 290 m3 in 3 bis 4 Min. zu ibehandeln.
Selbstverständlich kann die aus einem porösen Körper ausstossbare Menge an flüchtigem Stoff, z. B. durch Vergrö#erung der Dichte des porösen Körpers oder durch Verlängerung desselben vengrössert werden, und zwar bis etwa'um das Vierfache.
Aus den obigen Beispielen ist ersichtlich, da# es gemä# der Erfindung möglich ist, eine sehr feine Di- spersion von hoher Konzentration herzustellen, und zwar innerhalb lokalisierter sowohl als auch über weite Gebiete. Dies wird ohne die Hilfe von Lösungsmitteln, Dispersionsmitteln oder von teuren Behältern erreicht, welche zur Aufnahme von Gas unter Druck und zur Abgabe dieser Gase durch einen Sprilhkopf zusammen mit dem Schädlingsbekämpfungsmittel vorgesehen sind.
Neben der Anwendung auf Schädlingsbekämp fungsmittel dient die Erfindung auch der Verteilung von Riechstoffen oder Desodorierungsmitteln.