CN102421283A

CN102421283A - 蜡处理的可燃分配基片

Info

Publication number: CN102421283A
Application number: CN2010800198417A
Authority: CN
Inventors: 罗伯特·R·埃姆里奇; 罗伯特·D·艾弗森; 拉塞尔·O·卡尔森; 帕特里克·J·麦克雷
Original assignee: SC Johnson and Son Inc
Current assignee: SC Johnson and Son Inc
Priority date: 2009-04-09
Filing date: 2010-04-08
Publication date: 2012-04-18
Also published as: WO2010117463A3; AR076243A1; BRPI1011263A2; WO2010117463A2; US8067019B2; MX2011010643A; US20100260814A1

Abstract

此处公开的是多种可燃空气处理化学物分配基片，如混入了蜡的蚊香线圈等。在一个形式中，蜡部分是一个单独的涂层，在该涂层中也放入了空气处理化学物。这允许底层基料可被干燥而不会损失空气处理化学物。此处还公开了用于形成此类线圈的方法。

Description

蜡处理的可燃分配基片

相关申请的交叉引用

不适用。

关于联邦政府赞助研究/开发的声明

不适用。

背景技术

本发明涉及用于分配空气处理化学物的可燃基片，如蚊香线圈之类。更特别是，涉及利用较低水平的空气处理化学物来实现所需空气处理效果的方法。

昆虫控制成分、香料和其他空气处理化学物，通过多种类型的分配器被分配到空气中。有些使用电加热器来使活性物从灯芯、垫片或其他基片挥发到空气中。也有些使用风扇来将多孔基片的活性物吹到空气中。

另一种方法是使用燃烧装置来分配活性物，例如已将香料、香茅(citronella)和其他空气处理化学物与蜡混合的有灯芯的蜡烛，这样，活性物随着蜡被蜡烛消耗而被分配。

此类蜡烛可以多种形式形成。例如美国专利第6371755号。但是，此方法需要燃烧的火焰(其是很容易被吹灭的，这样就会限制放置蜡烛的场所并限制活性物)。

还有另一种方法是使用一种没有火焰的燃烧自身的可燃物体。昆虫控制线圈(如“蚊香线圈”)与香(incense punk)就是这种类型。它们可以以极低的成本制造(例如，这使得它们特别适合在有严重的疟疾控制问题的贫穷国家使用)。

蚊香线圈通常具有螺旋状基体，其由浸渍或涂有昆虫控制活性物成分(如防虫剂、杀虫剂或昆虫生长调节剂)的可缓慢燃烧的固体材料构成。当线圈燃烧时，燃烧的热量蒸发并分配昆虫控制活性物成分。此类线圈的例子在美国专利第4144318号、第5657574号、第5948424号、第6419898号、第6732473号和第6941697号中有公开。

最好是，此类线圈燃烧非常缓慢，例如往往希望线圈提供8小时左右(如整夜)的保护。此外，线圈的材料必须被设计成被消耗的、使它们在线圈用尽之前不易灭掉并且在点燃时不易起火的。另一个限制因素在于，它们不能非常脆弱而无法承受没有预料的折断的风险。因此，优先考虑的是以面团派生出来的纤维素材料作为其内在本质，并且此类线圈通常只可在固定的位置(如其中央)被支起来以减少熄灭的风险。

此外，它们还必须由不会被没有预料到的方法(如在储存过程中发生反应；减缓活性物过多分配)干扰的活性物材料制成。此外，线圈的任何成分都不能显著增加线圈超过标准成分的整体成本，因为那种线圈往往是用户极其不喜欢的。

因此这种线圈传统上一直主要由大部分纤维素二级品/纤维素粉末材料(如椰子壳或花生壳粉、锯末、地面树叶、地面树皮)制成，有时加入可影响燃烧特性或外观、修改生产特征或作为防腐剂(如淀粉粘结剂、煤油、氯化钾或染料)的少量添加剂。虽然这些材料制成的现有线圈已被证明非常有用，但仍存在进一步改善它们的需要。

例如，为达到所需的扩散燃烧时间，使用这些传统成分通常必须制出一定最小尺寸的线圈(这样如果可以不削减燃烧时间那么就可以节约成本并使消费者队喜欢该线圈)。此外，许多此类线圈采用湿压法(wet extrusion)后干燥来制造，来实现所需的刚性。此类活性物有可能会在干燥过程中过早挥发，从而增加活性物的成本(为达到燃烧期间的预期效果需要进一步添加活性物)。

此外，许多线圈在整个线圈中均匀地混合活性物。因此，一些活性物有可能会在其被分配之前在燃烧过程中被破坏或部分地降解。此外，由于活性物会在存储(缺乏预防措施的存储)过程中在一定程度上从标准线圈中慢慢地挥发，因此在使用前它们必须使用相对昂贵的密封来包装。这将增加最终产品的消费者成本。

因此，有必要存在一种可改善上述问题的昆虫控制线圈。

发明内容

在本发明的一个方面，提供了一种空气处理化学物分配基片，其包括具有至少89％重量的非蜡基料、.05％至10％重量的蜡、要被基片分配的空气处理化学物的可燃基体。最好是，所述空气处理化学物，从多种合成除虫菊酯(pyrethroids)、除虫菊杀虫剂(pyrethrum)、多种昆虫驱除自然挥发油(insect-repell驱除ing natural volatile oils)、昆虫生长调节剂(insect growth regulators)及其混合物与多种香料组成的组中选择。当基片被用于驱除蚊子时，甲氧卞氟菊酯(metofluthrin)或丙烯除虫菊加重剂(pynamin forte)/D-烯丙菊酯(d-allethrin)尤为优选。

基体首选线圈的形式，如适合控制蚊子的线圈。线圈最首选为螺旋形的基本上是平面的线圈。但是，除了圆形螺旋之外，线圈也可采取各种顶视形式(如矩形螺旋)。

昆虫“控制”的含义是指杀害、驱除或改变昆虫的行为至所需方式。昆虫行为的改变，包括但不局限于将昆虫敲拍下来、驱除昆虫、减少昆虫叮咬的倾向、改变其繁殖或生长等。“昆虫”的定义，包括实际的昆虫和共同控制昆虫的蜘蛛和其他小动物，尽管目前的主要预期目的为控制蚊子。

非蜡主体最好是由纤维素和/或木炭为基础的材料制成。在一个非常的优选的形式中，它本质上不含有蜡，取而代之的是蜡被涂在主要内部基体的上层。空气处理化学物可混合在整个主体中，但更首选的是被包含在涂层中。

在一个优选的形式中基片具有至少98％的纤维素非蜡基料。例如，基料可以以已被削成线圈形状的纸片的形式形成。

用于控制昆虫的最优选的空气处理化学物，以至少.0001％的重量且少于2％的重量存在。最大限度地减少所需的合成拟除虫菊酯的量是很重要的，因为与线圈的其他材料的成本相比其成本相对较高。

为了便于应用，首选将蜡应用为至少含有蜡、水和乳化剂的乳液涂层的一部分。这允许蜡涂层可以使用自动化程序被迅速应用。空气处理化学物也可以首选与乳液混合，或以其他方式作为涂层应用。

要形成此类乳液，最优选的是，蜡从多种氧化蜡如多种氧化聚乙烯蜡和多种氧化聚丙烯蜡组成的组中选择。

最后的基片可通过以下形成，即：创制其内部基体部分的湿版、将该湿版大部分干燥、将大部分干燥的该湿版用蜡、空气处理化学物、表面活性剂和水的混合物进行涂层来制备涂层的基片；和之后选择性地进一步干燥该涂层的基片。

在另一个方面，本发明提供一种昆虫控制线圈，其包括具有至少89％重量的非蜡基料、.05％至10％重量的蜡与要被基片分配的昆虫控制活性物的可燃基体。

本发明还提供一种用于形成此类分配线圈/基片的方法，包括：形成包括纤维素可燃基料与水的线圈基体；至少部分地将水干燥出线圈基体；之后将至少部分干燥的线圈基体，用包括水、表面活性剂、空气处理化学物/昆虫控制活性物与蜡的乳液进行涂层；和之后至少部分地干将水干燥出涂层。

添加的蜡减缓燃烧速度，并且其加入可以防止不必要增加的过早的熄灭发生率。在单独的涂层上的蜡和空气处理化学物的存在，在空气处理化学物被补充之前允许主体被大部分干燥。因此，在主干燥步骤中不可能会有空气处理化学物的损失。因此在初始批量工艺中，可以以较小的线圈/基片来实现同样的空气处理化学物效果，和/或添加较少的空气处理化学物/昆虫控制活性物。

此外，蜡的加入阻碍空气处理化学物在燃烧之前挥发，从而可减少使用前的昂贵的包装。进一步，只把空气处理化学物放在外围表面，可避免空气处理化学物在脱离线圈内部之前由于太长时间暴露在热气中而被摧毁/减弱。

本发明的上述及其他优点将在下面的描述中展示。下面的描述，参照附图作为其一部分，附图中示出但不限制本发明的优选实施例。这些实施例目的只在于说明，它们并不代表该发明的全范围。因此，应参考以下的权利要求书来理解本发明的范围。

附图说明

图1是本发明的蚊香线圈的第一实施例的顶视平面图；

图2是其前方正视图；

图3是图1线圈与先前技术线圈的使用比较的图表显示的实验结果；

图4是第二实施例的类似于图1的顶视平面图，其中空气处理化学物和蜡在主体中均匀混合，而不是在基料上放置单独的层；

图5是其前方正视图。

具体实施方式

蚊香线圈形式的优选基片的基础部分，可以通过先准备湿面团(wet dough)制备。这样可以制备熟淀粉中间体、粉末部分、和(如果空气处理化学物是要混合在面团里的)空气处理化学物/溶剂混合物。

形成淀粉中间体的方法之一，是向容器中加冷水(15℃ to 27℃)，然后在加入少量防腐剂如苯甲酸钠、染料和淀粉粘结剂的同时使用隔膜泵把水搅拌。然后在持续搅拌液体的同时将其加热到90℃ 30分钟。

之后可以单独磨纤维素粉末并确保粉末是基于所需的燃烧时间和其他优选参数决定的指定的粒子/网眼的大小。

之后，可以通过购买或稀释浓缩分别获得所需的溶剂/空气处理化学物的混合物。

然后可以混合纤维素粉末、空气处理化学物/溶剂(当要将它添加到面团中时)和熟淀粉中间体。夹套(蒸汽/水)的(jacketed)、具有斩波器片叶(chopper blade)的双带搅拌机(double ribbon blender)可用于这一目的，或也可以使用捏合机(kneader)类型的面团搅拌机(paste mixer)。

优选的是将面团挤压成板。可以使用具有供料器/粉碎器的变速挤出机装置，其可以帮助原料被供应进入螺旋器。挤出机料筒可以被夹套来在挤压时提供对原材料的温度控制。通过在约45℃至50℃的温度将混合的材料浇注入进料斗(feed hopper)开始挤压。用于挤出机料筒的夹套的温度设定为约30℃来在材料穿过挤出机时将其稍微冷却并在其退出模头时降低材料的撕裂。在一个工艺中面团以每分钟约3英尺被挤压。

一旦被挤压，可使用冲压工艺来将线圈削出生面团外。面团可在挤压之后尽快冲压。

在一个工艺中，挤出机将板子放置在输送带上，传送带的速度设定为对应挤出机的面团的输出。冲压头/模具/切割头将生面团切割成特定形状。如果需要，硅释放化合物(silicone release compound)可以被放置在传送带上。

刚冲压的线圈之后被放置在机架上，该机架具备涂层尼龙制成的筛孔干燥纱网。该干燥机架之后被放置到封闭的干燥室中并用电动风扇循环空气被加热到约40℃。在大约8个小时内面团被干燥至含有大约5％的水分。

在一个可替代的工艺中，干燥温度为60℃、180分钟。其他温度和干燥时间的组合也是可行的。

当蜡还没有被预先混入主面团(这是最有选的方法)，在初始干燥步骤之后，其顶部涂层(或者蜡加上空气处理化学物的混合会更好)的线圈上表面上可被应用一个辊。例如可参照美国专利6419898中对应用于先前技术的蚊香线圈的辊技术的说明。

在空气处理化学物被加入之前，预先准备的各种涂层12的例子具有下面的配方：

(a)64.82％的去离子水(deionized water)、27.19％的AC-316聚乙烯蜡(polyethylene wax)(来自霍尼韦尔(Honeywell))、6.8％的

25-9线性乙氧基醇(linear ethoxylated alcohol)、.87％45％的KOH溶液、.32％的焦亚硫酸钠(sodium metabisulfite)和.02％的

防腐剂(preservative)。

(b)64.32％的去离子水、27.19％的AC-316、3.47％的 25-9、3.33％的油酸(oleic acid)、.87％45％的KOH、.5％的氨水、0.32％的焦亚硫酸钠、.02％的

c)64.12％的去离子水，27.19％的AC-316、6，8％的油酸、.87％45％的KOH、0.7％的氨水、0.32％的焦亚硫酸钠、.02％的

(d)64％的自来水、28％的AC-316聚乙烯蜡(来自霍尼韦尔)、7％C_13-15的乙氧基醇、.9％的KOH溶液、0.01％的

防腐剂

优选使用蜡乳液而不是蜡本身(per se)以便于自动化生产。当然，轧制工艺可以以其他应用技术替代，如喷雾或浸渍工艺。

纤维素主体的其他形式也是可以的。也可以不使用基于面团的线圈而是使用基于纸的线圈，然后在上面应用蜡/空气处理化学物。

在上面的例子中，氧化的聚乙烯蜡AC-316具有介于16和18之间的低酸数(low acid number)。其他合适的氧化聚乙烯蜡有较高酸数。在任何情况下，有酸基团(acid groups)的蜡是可取的，从而在使用任何乳液时更容易在水中乳化。这种类型的许多蜡显示为合适，如霍尼韦尔的AC-392、AC-325、AC-540、科莱恩(Clariant)的PED152、伊士曼(Eastman)的E-20和巴斯夫(BASF)的OA3。例如，基于聚丙烯的蜡如伊士曼(Eastman)的E-43，和这种基于聚丙烯和基于聚乙烯的蜡的混合也可以被使用。此外，即使是天然蜡(如蜂蜡(beeswax))对于某些应用来说也是合适的。

要了解最优选乳液的化合物，考虑下面的反应，其中R是氧化聚乙烯，且反应结束制备乳化蜡：

RCO₂H+KOH表面活性剂+热＝RCO₂K⁺

优选配方中的氢氧化钾中和蜡的酸性。以下可以看到另一种配方，可使用其他可替换的基料，包括包括氨、DEEA(N，N-二乙氨基乙醇)、DMEA(N，N-二甲氨乙醇)、NaOH和其他。

是一种生物杀灭防腐剂，其含有5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3一(5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one)和2-甲基-4-异噻唑啉-3一(2-methyl-4-isothiazolin-3-one)。其他防腐剂如Bodoxin和甲醛也可使用。

优选的表面活性剂

25-9，是C₁₂至C₁₅伯醇的9摩尔乙烯氧化合物混合物。其化学式为RCH₂-O-(CH₂CH₂O-)₉-H，其中其中R是11至14碳原子的烷基链。

更短或更长的疏水链(hydrophobic chains)也可以使用。略短和略长的环氧乙烷链(ethylene oxide chains)也可以。还有许多其他的非离子物质(nonionics)适合，如仲醇聚氧乙烯醚(secondary alcohol ethoxylates)(如

的15S-9)。

举一个例子，使用高压反应器，热水(2.593#)被与

的25-9(0.68#)，45％的KOH(0.087#)和焦亚硫酸钠(0.032#)混合。蜡片或颗粒(如氧化聚乙烯如AC-316)(2.719#)被混合添加。高压反应器被密封和加热至蜡的熔点以上如82至88℃。

在一个单独的容器中，在造成的温度下降的压力之下，蒸汽(水达到或接近沸腾pt.，3.589#)被注入蜡反应器。该容器被加热到82至88℃，并保持5分钟左右。混合物被立即冷却到室温下继续搅拌。蜡乳液被过滤和确定固体。用剩余的水调整固体且

(0.002#)作为防腐剂被添加。在面团应用不久之前可将空气处理化学物/溶剂混合入乳液。

蜡乳液可以是阴离子或阴离子与非离子的组合。期望的结果是一种干燥蜡的低成本的乳液。

作为一个例子，乳液被与0.20％烯丙菊酯/pynyamin加重剂(forte)混合，且一层所产生的混合乳液被卷入基料13上。由此产生的结构被进一步干燥，但是如果需要这最后一步可以省略，如果乳液的含水量保持在较低水平。

另外，蜡和空气处理化学物也可在板平整前被混合入面团来生产图4和图5中的具有顶部外表面22的线圈。

测试

此后对线圈进行测试，通过评估蚊虫击倒效率来与先前技术进行比较。代表测试结果如图3所示。可以看出，使用蜡处理的线圈击倒更快(蜡和活性物均为涂层的一部分)，表明使用较少丙烯除虫菊加重剂含量或较小的线圈可以达到相同的效果。不同昆虫控制活性物和不同种类的蚊子获得了类似的结果。

可以相信，这些效果主要是由于避免了干燥过程中的过早的空气处理化学物损失并避免了空气处理化学物的降解。

也尝试了在整个基体中均匀地添加蜡。其会减缓燃烧率但会减少击倒效果。

熔点在65℃与121℃(150°F-250°F)之间的蜡是可取的，熔点低于93℃(200°F)是最好的。在这方面，过高的熔点的蜡往往会熄灭燃烧线圈，而过低的熔点的蜡会在某些气候条件下融化。

虽然首选的实施例已如上所述，但应该明白，在本公开的精神范围内发明可有许多其他实施方式。例如，基片不必一定是线圈形状，而且线圈不必一定是圆形螺旋形状。相反，线圈可以是长方形的螺旋、或者整个基片也可以是直的(如香)或具有其他形状。此外，尽管主要的预期效用是控制蚊子，这种装置也可以用来控制其他昆虫和/或分配香水等。因此，本发明并不限于上面描述和展示的具体实施例。

工业应用性

此处公开的是一种改善的空气处理化学物分配基片，如蚊香，以及制备其的方法。

Claims

1.一种空气处理化学物分配基片，其包括具有至少89％重量的非蜡基料、.05％至10％重量的蜡、要被基片分配的空气处理化学物的可燃基体。

2.如权利要求1所述的基片，其中，所述空气处理化学物，从多种昆虫控制活性物与多种香料组成的组中选择。

3.如权利要求2所述的基片，其中，所述空气处理化学物，是昆虫控制活性物。

4.如权利要求3所述的基片，其中，所述昆虫控制活性物，是蚊子控制活性物。

5.如权利要求1所述的基片，其中，所述基体，是螺旋的形式。

6.如权利要求5所述的基片，其中，所述基体，是螺旋线圈的形式。

7.如权利要求6所述的基片，其中，在螺旋线圈的涂层部分中有空气处理化学物，在线圈的内部不具有蜡或具有相对于线圈的顶部外表面含量减少的蜡。

8.如权利要求1所述的基片，其中，所述基片包括至少98％的纤维素非蜡基料。

9.如权利要求8所述的基片，其中，所述基体，是纤维素纸的形式。

10.如权利要求1所述的基片，其中，所述空气处理化学物，以至少.0001％的重量且少于2％的重量存在。

11.如权利要求1所述的基片，其进一步包括乳化剂和水。

12.如权利要求1所述的基片，其中，所述蜡，从多种氧化蜡组成的组中选择。

13.如权利要求1所述的基片，其中，所述蜡，从多种氧化聚乙烯蜡和多种氧化聚丙烯蜡组成的组中选择。

14.如权利要求1所述的基片，其中，所述蜡，来自蜡水乳液。

15.如权利要求1所述的基片，其中，所述基片，通过以下形成，即：

制备其内部部分的湿版；

至少部分地干燥所述湿版；

将至少部分干燥的所述湿版用所述蜡、空气处理化学物、表面活性剂和水的混合物进行涂层来制备涂层的基片；和

之后至少部分地干燥所述涂层的基片。

16.一种昆虫控制线圈，包括具有至少89％重量的非蜡基料、.05％至10％重量的蜡与要被基片分配的昆虫控制活性物的可燃基体。

17.一种用于形成昆虫控制线圈的方法，包括以下步骤：

形成包括纤维素可燃基料与水的线圈基体；

至少部分地将水干燥出线圈基体；

之后将至少部分干燥的线圈基体，用包括水、表面活性剂、昆虫控制活性物与蜡的乳液进行涂层；和

之后至少部分地干将水干燥出涂层。