CN102686104A - 包含包封复合物的纤维结构 - Google Patents

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Abstract

提供一种器件，其包括：(a)包括多个纤维的三维结构，和(b)包含在所述结构中和/或固定在所述结构上的粉末颗粒，其中所述粉末颗粒包含在包封复合物中的一种或多种挥发性化合物和分子包封剂；一种使用这种器件从分子包封复合物中释放挥发性化合物的方法；以及进行这种方法的设备或系统。

Description

包含包封复合物的纤维结构
背景技术
处理挥发的化合物存在多种问题。一种使得挥发性化合物容易处理的方法是形成一种分子包封复合物(complex)，其中分子包封剂包封所述挥发性化合物的分子。希望利用挥发性化合物时，一种常用的方法包括使分子包封复合物与释放化合物接触，当释放化合物接触包封复合物时，释放化合物促进或使得挥发性化合物从分子包封复合物中释放。
在一些情况下，所述分子包封复合物是粉末形式，可以任选地与其它材料的其它固体颗粒掺混，形成掺混的粉末。这种粉末通常比纯的挥发性化合物更容易储存、运输和/或使用。
但是，这种粉末不能解决与利用挥发性化合物相关的所有问题。例如，使用释放化合物从这种粉末中释放挥发性化合物时，粉末和释放化合物之间的接触不紧密，必须采取一些措施来提高挥发性化合物的释放。这种措施包括，例如等待不希望有的长时间让挥发性化合物释放，或提供一些机械帮助(例如摇晃、搅拌、泡腾作用等)。美国专利第6,426,319号描述了一种组合物，它包含分子包封剂与环丙烯化合物的分子包封复合物，该分子包封复合物与吸水性材料混合。
希望提供一种提高代替化合物和分子包封复合物之间紧密接触的器件。
此外，由于粉末流动并带来粉尘，存在操作困难的问题。因此，还希望提供一种包含分子包封剂和固定结构的器件。
本发明的某些实施方式概述：
在本发明的第一个方面，提供一种器件，其包括：
(a)包括多个纤维的三维结构，和
(b)包含在所述结构中和/或固定在所述结构上的粉末颗粒，其中所述粉末颗粒包含与分子包封剂形成包封复合物的一种或多种挥发性化合物。
在本发明的第二个方面，提供一种释放挥发性化合物的方法。所述方法包括提供一种释放器件，所述器件包括：
(a)包括多个纤维的三维结构，和
(b)包含在所述结构中和/或固定在所述结构上的粉末颗粒，其中所述粉末颗粒包含在包封复合物中的一种或多种挥发性化合物和分子包封剂。
所述方法还包括使预定的释放复合物与所述分子包封复合物接触，以使所述分子包封复合物释放挥发性化合物。
在本发明的第三个方面，提供一种向目标递送挥发性化合物的设备或系统。所述设备或系统包括限定构造成容纳目标的内部空间的容器，和至少一种释放器件，所述器件包括：
(a)包括多个纤维的三维结构，和
(b)包含在所述结构中和/或固定在所述结构上的粉末颗粒，其中所述粉末颗粒包含在包封复合物中的一种或多种挥发性化合物和分子包封剂，对所述分子包封剂进行选择和构造，以使所述包封复合物与预定的释放化合物接触时，释放所述挥发性化合物，
对所述至少一种释放器件进行设置，以使其与所述内部空间的气氛流体连通。
具体实施方式
在本文中，“环境温度范围”表示-40℃至40℃的温度范围。
在本文中，当描述比例“等于或大于X∶1”的时候，这表示该比例是Y∶1，其中Y等于或大于X。类似地，当描述比例“等于或小于R∶1”的时候，这表示该比例是S∶1，其中S等于或小于R。
在本文中，“纤维”是在环境温度范围呈固体的材料，该材料的一个维度比其他两个维度大得多，其截面(在垂直于长维度的方向上)通常(但不一定)形状基本上均匀，并且截面积等于或小于4平方毫米。纤维的纵横比(用长度除以截面积的平方根度量)等于或大于10∶1。
在本文中，“纤维结构”是结合形成多孔体的纤维的集合。纤维的集合可以是织造或者非织造的，在这种情况下多孔体的结构完整性通过使纤维相互粘合和/或通过限制结构如外皮来保持。粘合的纤维结构由热塑性纤维材料在间隔的接触点处互相粘合的网形成，所述热塑性纤维材料包括高度分散的纤维的互连网络。根据纤维的性质和它们之间的粘合，这些结构可以基本上是自持型三维多孔体，所述多孔体提供曲折的流体流路，高的纤维表面积和孔隙率，并且可以各种尺寸和形状成形。
在本文中，“多组分纤维”是在纤维体的离散部分放置两种或多种不同化学物质(“组分”)的纤维。如果确实存在两种组分，所述纤维在本文中被称为“双组分纤维”。由单种化学物质制成的纤维在本文中称为“单组分纤维”。
在本文中，“聚合物”如FW Billmeyer，JR.在《聚合物科学教科书(Textbook ofPolymer Science)》(第二版，1971)中所定义，为由较小的化学重复单元的反应产物构成的较大分子。聚合物的结构可以是线型的、支化的、星形的、环状的、高支化的、交联的或者这些情况的组合；聚合物可以包含单一类型的重复单元(“均聚物”)，或者可以包含多于一种类型的重复单元(“共聚物”)。共聚物中的各种重复单元可以以无规、顺序、嵌段以及其它排列形式排列，或者可以以这些形式的任意混合或组合的形式排列。
聚合物分子量可以通过标准方法，例如采用尺寸排阻色谱法(SEC，也称为凝胶渗透色谱法或GPC)测量。通常，聚合物的重均分子量(Mw)等于或大于1,000。聚合物可具有极高的Mw；一些聚合物的Mw在1,000,000以上；典型的聚合物的Mw等于或小于1,000,000。一些聚合物是交联的，可认为交联的聚合物具有无限大的Mw。一些聚合物用Mn即数均分子量表征。
能互相反应形成聚合物的重复单元的分子在本文中被称为“单体”。
表征聚合物的两种方法是玻璃化转变温度(Tg)和熔融温度(Tm)。二者都通过差示扫描量热法进行测量。
在本文中，“软化点”是指聚合物变得足够软，在轻的压力(例如重力或通过用来制备粘合型非织造网的模头施加的压力)条件下容易变形的温度(如下所述)。如果聚合物具有熔点，那么该熔点是其软化点。如果热塑性聚合物不具有熔点，该聚合物的软化点是高于聚合物Tg的温度，在该温度时聚合物在轻的压力下容易变形。对于典型的热塑性聚合物，Tg和软化点之差可能取决于聚合物的Mw。完全交联的聚合物不会流动，即使其Tg低于室温；因此认为所有完全交联的聚合物的软化点高于用来加工聚合物的任何温度。
处于低于其软化点的温度条件下的聚合物在本文中被称为“固体”聚合物。
在本文中，“流体”是气体或液体。
在本文中，“亲水性”表面是吸引水的表面。即，在亲水性表面上的水滴会浸湿，具有小的接触角，并且会相对容易铺展。亲水性化合物是其在表面上存在时，通常使表面更亲水的化合物。疏水性表面是排斥水的表面，不会浸湿，具有大的接触角，，疏水性化合物当在表面上存在时通常使表面更疏水。
本发明涉及一种或多种环丙烯化合物的使用。在本文中，环丙烯化合物是具有以下结构式的任意化合物：
Figure BPA00001562849500041
其中R1、R2、R3和R4各自独立地选自H和下式所示的化学基团：
-(L)n-Z
其中n是0-12的整数。L各自是二价基团。合适的L基团包括例如包含选自下组的一个或多个原子的基团：H、B、C、N、O、P、S、Si，或它们的组合。L基团中的原子可通过单键、双键、三键、或它们的组合互相连接。各个L基团可以是直链、支链、环状，或其组合。在任意一个R基团中(即R1、R2、R3和R4中的任一个)，杂原子(即除了H和C以外的原子)的总数为0-6。
独立地，在任意一个R基团中，非氢原子的总数等于或小于50。
Z各自是一价基团。Z各自独立地选自下组：氢、卤素、氰基、硝基、亚硝基、叠氮基、氯酸基、溴酸基、碘酸基、异氰酸根合(isocyanato)、异氰基(isocyanido)、异硫氰酸根合(isothiocyanato)、五氟硫代、以及化学基团G，其中G是3-14元的环状系统。
R1、R2、R3和R4基团独立地选自合适的基团。R1、R2、R3和R4基团可以是彼此相同的，或者它们当中任意数量的基团可以不同于其余基团。适合用作R1、R2、R3和R4中的一个或多个的基团可以直接与环丙烯环相连，或者通过中间基团与环丙烯环相连，所述中间基团是例如含杂原子的基团。
在本文中，如果某种化学基团中的一个或多个氢原子被取代基取代时，该化学基团被称为是“被取代的”。合适的取代基包括例如：烷基、烯基、乙酰氨基、烷氧基、烷氧基烷氧基、烷氧基羰基、烷氧基亚氨基(alkoxyimio)、羧基、卤素、卤代烷氧基、羟基、烷基磺酰基、烷硫基、三烷基甲硅烷基、二烷基氨基，以及它们的组合。
合适的R1、R2、R3和R4基团包括例如以下基团中任意一种的取代的和未取代的形式：脂族基团，脂族氧基，烷基羰基，烷基膦酸基，烷基磷酸基，烷基氨基，烷基磺酰基，烷基羧基，烷基氨基磺酰基，环烷基磺酰基，环烷基氨基，杂环基(环中包含至少一个杂原子的芳族或非芳族环基)，芳基，氢，氟，氯，溴，碘，氰基，硝基，亚硝基，叠氮基，氯酸基(chlorato)，溴酸基(bromato)，碘酸基(iodato)，异氰酸根合(isocyanato)，异氰基(isocyanido)，异硫氰酸根合(isothiocyanato)，五氟硫代(pentafluorothio)；乙酰氧基，乙氧羰基(carboethoxy)，氰酰(cyanato)，硝酸基，亚硝酸基，高氯酸基(perchlorato)，丙二烯基(allenyl)；丁基巯基，二乙基膦酸基(diethylphosphonato)，二甲基苯基甲硅烷基，异喹啉基，巯基，萘基，苯氧基，苯基，哌啶子基，吡啶基，喹啉基，三乙基甲硅烷基和三甲基甲硅烷基。
合适的R1，R2，R3和R4基团是包含一个或多个可离解的取代基的那些。这些可离解的基团可以处于非离子化形式或为盐形式。
还考虑了在一些实施方式中，R3和R4结合成单独的基团，该单独的基团通过双键与所述环丙烯环的3号位碳原子相连。一些这样的化合物在美国专利公开第2005/0288189号中进行描述。
在一些实施方式中，使用一种或多种环丙烯，其中R1、R2、R3和R4中的一个或多个是氢。在一些实施方式中，R1、R2、R3和R4中的每一个为氢或甲基。在一些实施方式中，R1是(C1-C4)烷基，R2、R3和R4各自为氢。在一些实施方式中，R1为甲基，R2、R3和R4各自为氢，在本文中，将环丙烯化合物称为″1-MCP″。
在一些实施方式中，使用的环丙烯化合物在一个大气压压力下的沸点等于或低于50℃；或者等于或低于25℃；或者等于或低于15℃。独立地，在一些实施方式中，使用的环丙烯化合物在一个大气压下的沸点等于或高于-100℃；等于或高于-50℃；或者等于或高于-25℃；或者等于或高于0℃。
本发明的实施涉及一种或多种分子包封剂。合适的分子包封剂包括例如有机和无机分子包封剂。合适的有机分子包封剂包括例如取代的环糊精、未取代的环糊精、以及冠醚。合适的无机分子包封剂包括例如沸石。合适的分子包封剂的混合物也是合适的。在本发明的一些实施方式中，所述包封剂是α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精，或其混合物。在本发明的一些实施方式中，特别是挥发性化合物是1-甲基环丙烯时，所述包封剂是α-环糊精。优选的包封剂将根据正在使用的一种或多种挥发性化合物的结构而变化。按照本发明可利用任何环糊精或环糊精混合物、环糊精聚合物、改性环糊精、或其混合物。
至少一种分子包封剂将一种或多种挥发性化合物包封。包封在分子包封剂的分子中的挥发性化合物分子在本文中被称为“包封复合物”。所述包封复合物可以通过任何方式制备。在一个制备方法中，例如，这种复合物通过将所述挥发性化合物与分子包封剂的溶液或浆液接触，然后分离所述复合物进行制备。
分子包封剂量的有用的特点可能在于分子包封剂与挥发性化合物的摩尔比。在一些实施方式中，分子包封剂与挥发性化合物的摩尔比等于或大于0.3∶1；或等于或大于0.9∶1；或等于或大于0.92∶1；或等于或大于0.95∶1。独立地，在一些这样的实施方式中，分子包封剂与挥发性化合物的摩尔比等于或小于2∶1；或者等于或小于1.5∶1。在一些实施方式中，分子包封剂与挥发性化合物的摩尔比为0.95∶1至1.5∶1。
在一些实施方式中，一种或多种分子包封剂对一种或多种环丙烯化合物进行包封。
在一些实施方式中，所述包封复合物为粉末形式。所述粉末可以与其它材料掺混形成掺混的粉末。合适的其它材料包括，例如，吸水性材料、润湿剂、分子筛、糖、环糊精、矿物，和它们的混合物。在一些实施方式中，使用一种或多种糖，例如右旋糖。在一些实施方式中，使用一种或多种矿物，例如碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐、碱土金属碳酸盐、碱土金属碳酸氢盐，和它们的混合物。在一些实施方式中，含分子包封复合物的粉末包含右旋糖、碳酸氢钠，或它们的混合物。在一些实施方式中，使用吸水性材料。预期在使用吸水性材料的实施方式中，许多种吸水性材料是合适的。例如，适合用作吸水性材料的一类材料是乙二醇聚合物(“PEG”)。预期多种PEG(例如不同分子量的PEG)是合适的。
在一些实施方式中，用于制备三维结构的粉末的其它颗粒材料与包封复合物的重量比等于或大于2∶1，等于或大于5∶1，或者等于或大于8∶1。在一些实施方式中，用于制备三维结构的粉末的其它颗粒材料与包封复合物的重量比等于或低于50∶1，或者等于或低于20∶1。
本发明的一些实施方式涉及释放化合物的使用。对释放化合物的选择将取决于分子包封剂的性质和挥发性化合物的性质。在一些实施方式中，释放化合物通过以下方式使挥发性化合物释放：与分子包封剂形成分子包封复合物，从而代替挥发性化合物并使其释放到大气中。
本发明不限于任何具体理论，考虑释放化合物运行的机理。在一些情况下，认为与挥发性化合物和分子包封剂形成的分子包封复合物相比，释放化合物可以与分子包封剂形成更稳定的分子包封复合物。在其它情况下，认为所述释放化合物形成的分子包封复合物可能不比所述挥发性化合物形成的分子包封复合物更稳定，但所述释放化合物的挥发性小于所述挥发性化合物，这样如果发生任何挥发性化合物被释放剂代替的情况，被代替的挥发性化合物可能扩散到大气中，这样经过一段时间，大部分或者全部挥发性化合物将从分子包封复合物中释放。
考虑可能发生这种代替情况，这是因为在分子包封复合物存在的几乎所有条件，包括平衡条件下，所述挥发性化合物和释放化合物(如果存在的话)在具有分子包封剂的分子包封复合物内外持续扩散。
对于包含环糊精的一些包封复合物，一些有效的释放化合物是例如水、表面活性剂、醇，和它们的混合物。合适的表面活性剂包括例如阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂，和它们的混合物。合适的醇包括例如具有1-10个碳原子的烷基醇。在一些实施方式中，使用水作为释放化合物，无论是液体形式或气体形式或它们的混合物形式。在一些实施方式中，使用气态水作为释放化合物。释放剂的选择通常取决于正在使用的具体分子包封复合物。
在一些实施方式中，释放化合物可以用作与其它化合物的混合物的部分。例如，在使用液态水作为释放化合物的实施方式中，水可以纯水或任意水性组合物形式存在。再例如，在使用气态水作为释放化合物的实施方式中，水可以在与其它气体的混合物中存在。这种其它的气体可以是，例如，通常在空气中存在的任意或所有气体，或者可以是，再例如，用于植物或植物部分受控的气氛储存的任意或所有气体。
本发明的实施涉及可以用来形成纤维结构的一种或多种纤维的使用，所述纤维结构可以用作所述包封剂的载体。这些纤维通常是多组分纤维，但也可以使用单组分纤维。多组分纤维中的组分可以任意构造排列。纤维可以具有任意截面形状，包括例如圆形、椭圆形、卵形、矩形或更复杂形状(包括例如多叶形和细圆齿形和具有一条或多条平边、一个或多个角、一条或多条凸边、一条或多条凹边的形状，或这些形状的组合)。
在一些实施方式中，纤维的一种或多种组分是聚合物。在一些实施方式中，使用各组分是聚合物的纤维，该纤维在本文中被称为“聚合物纤维”。
适合用作聚合物纤维中组分的聚合物包括在环境温度范围中呈固体的任何聚合物。一些合适的聚合物是例如烃树脂、聚酯、聚酰胺、含氟聚合物、除烃树脂之外的乙烯基聚合物、聚醚，和它们的掺混物。
合适的烃树脂包括例如聚乙烯、聚丙烯、二烯聚合物树脂，和它们的共聚物。合适的聚酯包括例如聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯聚合物和共聚物(其中亚烷基基团可以是例如亚乙基或亚丁基)，和聚碳酸酯。合适的聚酰胺包括例如尼龙6、尼龙66，和它们的共聚物。合适的聚醚包括例如缩醛均聚物和共聚物，和聚亚烷基二醇(其中亚烷基基团可以是例如亚乙基或亚丙基)。
合适的除烃树脂之外的乙烯基聚合物包括例如丙烯酸酯聚合物、苯乙烯的均聚物和共聚物、乙烯醇的聚合物和共聚物(包括例如乙烯和乙烯醇的共聚物)、二烯单体的共聚物、氯乙烯的聚合物和共聚物、和乙酸乙烯酯的均聚物和共聚物。一些合适的丙烯酸类聚合物包括例如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸的酯、(甲基)丙烯酸的酰胺、丙烯腈的聚合物和共聚物，一种或多种丙烯酸类单体和一种或多种选自下组的单体的共聚物：苯乙烯、取代的苯乙烯、乙烯、乙酸乙烯酯、其它的非丙烯酸类单体，和它们的混合物。
在一些实施方式中，所述纤维包括一种或多种双组分纤维。双组分纤维中所述组分一些合适的构造包括例如并列型构造和皮芯型构造。并列型纤维具有均匀的截面，其中各组分形成与其它组分和纤维的外部边界接触的单一连续区域。皮芯型纤维具有均匀的截面，其中一种组分围绕另一组分。
具有超过两种组分的多组分纤维的组分的构造可以是并列型、皮芯型，或它们的组合。多组分纤维也可以具有“海岛型”构造，其中多种纤维组分(“岛”)设置在限定纤维外表面的基质组分(“海”)中。
各种组分可以出于多种原因进行选择。例如，一种聚合物可能比另一种更昂贵；可以选择相对廉价的聚合物来提供纤维的大部分质量，由于昂贵的聚合物能对纤维带来一些所希望的性质，同时可以包括少量昂贵的聚合物。再例如，可以选择具有相对高软化点的强度大的聚合物用于皮芯型纤维的芯，同时可以选择具有相对低软化点的聚合物用于该纤维的皮，以提高所述纤维的粘合性质。
在涉及皮芯型聚合物双组分纤维的一些实施方式中，使用芯聚合物和皮聚合物的以下组合中的一种或多种：聚丙烯的芯以及选自聚乙烯和乙烯与一种或多种具有3-8个碳原子的烯烃单体的共聚物的皮；聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或其它聚酯的芯以及聚乙烯或乙烯与其它单体的共聚物的皮；聚丙烯或聚对苯二甲酸丁二醇酯的芯以及聚对苯二甲酸乙二醇酯或其共聚物的皮；聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或其它聚酯的芯以及聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物或其它共聚聚酯的皮。
一些合适的多组分纤维(本文中称为“软表面”纤维)是具有该纤维中所有组分的最低软化点的组分以限定所述纤维的所有或部分外部界面的构造方式存在的多组分聚合物纤维。例如，具有最低软化点的组分可以是并列型双组分纤维中的一种组分。再例如，具有最低软化点的组分可以是皮芯-型双组分纤维中的最外面组分。
在软表面纤维中，注意各组分的最低软化点和各组分的最高软化点之间的软化点的差值是有用的。在一些实施方式中，该差值是10℃、或20℃、或50℃或100℃。
在本发明的实施中，可以形成纤维并采用任意方法粘合在一起，形成三维结构。考虑三维结构可以是织造的或非织造的纤维网。在具体实施方式中，所述三维结构是高度分散的纤维在接触点处彼此粘合的非织造网。
三维结构中的纤维形成之后，所述纤维在空间中有一些排列，而非全部处于相同的平面上。所述纤维以形成占据空间的结构方式分散，因此是三维的。在一些实施方式中，所述三维纤维结构相对较厚(即，最小尺寸等于或大于3毫米)。在其它的实施方式中，所述三维结构可以相对较薄(即最小尺寸小于3毫米)；这种结构可以是例如织物(可以是织造或非织造的)。
本发明中使用的纤维可以是多组分纤维，或者可以不是多组分纤维。与组成无关，合适的织物中的纤维可以在接触点处相互粘合或者可以在接触点处不相互粘合。纤维在接触点处不相互粘合的实施方式在本文中称为“未粘合”实施方式。如果纤维在接触点处不相互粘合，预期这些纤维是织造织物的部分或者以其它方式在空间中受到其它纤维约束(例如受聚合物皮约束)，因此在本文中被认为是纤维结构的部分。
除了在未粘合的实施方式中，在三维结构形成之后，整个三维结构的大部分或者全部位置处，所述纤维在纤维之间的接触点处相互粘合，并具有未与其它纤维接触并且未参加与另一纤维粘合的纤维的宽广空间中的表面区域。对于这种结构，这种粘合在本文中被称为“间隔”粘合。
预期在三维结构形成之后，所述三维结构是多孔的；即，在位于纤维表面之间的结构中具有明显的空穴体积。预期该结构能提供高表面积的纤维。还预期不含纤维的体积能相互连接形成流体可以通过其流动的通路。在一些实施方式中，这种通路是曲折的。
在一些实施方式中，最初使得软表面纤维接触，形成其中纤维未粘合或者仅松散粘合的网。然后将所述网置于升高的温度，该温度高于限定所述纤维至少部分外表面的可粘合纤维组分的软化点。在一些实施方式中，可以确定所述升高的温度，使其低于所述纤维中一种或多种其它组分的软化点。所述网在置于升高的温度的同时任选地受到压力。预期在升高的温度下，一部分或全部可粘合纤维组分会在与其自身和/或其它纤维的接触点处变形，在所述可粘合纤维组分冷却至低于其软化点时在这种接触点处会形成纤维粘合。
用于制备三维结构的纤维可以是切断(staple)纤维或长丝纤维或它们的混合物。可以通过任何已知的技术(包括但不限于熔融纺丝、纺粘、干纺、湿纺和熔喷法)形成所述纤维。通过这些方法制得的纤维可以立刻形成粘合型或非粘合型网，或者可以进行梳理/通过空气粘合，梳理/针刺(needlepunched)。
在一种形成和聚集纤维的合适方法中，对多个聚合物软表面多组分纤维进行熔喷，形成高度分散和无规间隔的纤维网络。从熔喷纺丝束中挤出后立刻用热空气对纤维进行拉制并拉细(attenuate)；然后收集纤维并冷却，形成无规分布松散粘合的纤维网。
在另一种使聚合物软表面纤维聚集的合适方法中，经由梳理/通过空气粘合技术、梳理/针刺技术、气流铺置技术或湿铺置技术形成切断纤维的非织造网。
在所述纤维聚集(通过使纤维聚集的任意方法，包括例如本文上述的任意方法)之后，纤维网可以例如通过多种方法中的任一种进行适当加工。在需要三维的粘合型纤维结构的实施方式中，可以对未粘合的或轻度粘合的纤维网进行加热并且通过成形模头使所述纤维在其接触点相互粘合，然后进行冷却，从而提供最终的三维粘合型纤维结构。
可以适当改变所述纤维的排列、密度和材料以及纤维结构，以提供所需的整体元件孔隙率和纤维表面积。所述纤维的材料和构造还可以确定所述纤维吸引或排斥某些流体的程度。在具体实施方式中，所述三维结构包含能提供亲水性表面的纤维。例如，所述三维结构可以包含皮芯型纤维，所述皮芯型纤维中皮是亲水的。可以通过例如在喷制方法之前向熔体中加入亲水性或疏水性添加剂或者通过其它方法制备或多或少具有亲水性的熔喷纤维。可以通过使用表面整理剂、熔体添加剂或它们的组合来制备或多或少具有亲水性的一些纤维。一些合适的表面整理剂包含例如表面活性剂、润滑液，和它们的混合物。
在一些实施方式中，所述三维纤维结构基本上是各向同性的；即，其结构特性和所得性质(例如密度、孔隙率、表面积、表面能等)在整个所述结构中是基本上均匀的。
但是，或者所述纤维结构可具有在整个结构中不同的特性。具体地，所述纤维结构可以由两种或多种不同组分组成，各组分具有不同于一种或多种其它组分的基本均匀的特性。2006年1月17日提交的美国专利申请11/333,499号描述了这种类型的某纤维结构，其说明书全文通过参考文献结合于此。通过改变材料或者不时改变各组分中的纤维类型和/或特性，可以形成各向异性的三维结构。这些组分可能在各种特性方面不同，这些特性包括但不限于材料、密度、孔隙率、表面积、表面能、整理处理、颗粒负载量等。
在纤维和纤维结构形成的过程中或之后，可以使包含包封复合物的粉末颗粒与纤维接触。所述粉末颗粒可以固定在该结构的一部分或全部纤维上，或者以其它方式包含在所述纤维结构中。所述粉末颗粒可以通过任何方法固定在纤维上。在一些实施方式中，所述粉末颗粒通过热粘合固定在纤维上。
例如，将粉末带入纤维结构中的一种方法如下所述。粉末可以分布到未粘合的或轻度粘合的纤维网上，然后通过优选用热空气、或次优选用蒸汽加热的模头拉制形成多孔的粘合型纤维棒，然后进行冷却并切割成所需长度。在一些实施方式中，捕获在该纤维棒中的粉末通过加热进行软化与纤维中暴露的组分粘合，然后通过冷却所述纤维表面上的组分进行再固化。在一些实施方式中，即使全部或部分粉末未与所述纤维粘合，所述粉末也可以保持在纤维结构中。
在一些实施方式中，预期一部分或全部粉末颗粒虽然与三维结构粘合，但没有被任何材料完全包封。即，对于一部分或全部粉末颗粒而言，单独颗粒中的某个部分将与大气接触，即使同样颗粒的其它部分可以埋在某种其它固体材料(例如多组分纤维中一种组分的一部分)下方或被某种其它固体材料包围。
不考虑纤维网的具体形状，所述粉末可以通过任何方法分布到所述网上或所述网内。在一些实施方式中，含包封复合物的粉末可以其制备得到的形式施加于所述纤维网，或者可以与另一种粉末混合(本文中称为“稀释剂粉末”)。合适的稀释剂粉末如上文所述。例如，使用一种或多种稀释剂粉末的目的是使得所述包封复合物能以均匀的和/或精确的量分布在所述网上。例如，如果希望得到释放一定量挥发性化合物的器件，设计者可以计算应与所述器件的纤维粘合的包封复合物的量。如果该包封复合物的量相对较小，可能证明难以以其制备得到的粉末形式施加所述包封复合物，如果该粉末与稀释粉末充分掺混，可能较容易控制精确和/或均匀性，这是由于如果要施加较大量的粉末，向所述纤维逐渐施加粉末的方法可能较容易控制。
例如，如果已知某种器件可以用于向固定的1升体积中释放浓度为1ppm的挥发性化合物的用途，设计者可以计算该器件中必须包含多少包封复合物。如果由于所述量小而难以精确地提供所需的量，稀释所述粉末，然后可以向所述纤维精确地施加所需量的稀释的粉末可能是更容易的。
再例如，如果需要在较大的固定体积(例如30升)中得到特定量的挥发性化合物，或者器件中需要较大量的包封复合物，可能适合使用较少的稀释剂粉末，这样必须施用于所述纤维的掺混粉末的量不太大。同样，可以调节粉末的量，从而得到所需量的最终释放的挥发性化合物。
或者，作为改变施加粉末的量或改变使用的粉末稀释剂的量的替代或补充，可以适合使用或多或少体积的纤维结构，同时保持每单位体积中的包封复合物或稀释的包封复合物的相对量。在这种情况下，例如，较小固定体积的容器可以通过使用较小体积的粘合型纤维结构来处理。相反地，较大固定体积的容器可通过使用较大体积的纤维结构来适应。应理解增加纤维结构的体积可以通过增加单一纤维结构的尺寸或提供多种纤维结构来实现。
在一些实施方式中，希望使挥发性化合物释放到对大气开放或对大气部分开放的容器中。在这种情况下，希望以大致恒定的速率并在设计的指定条件下逐渐释放挥发性化合物，从而保持器件附近空气中挥发性化合物的某一目标浓度。预期可以对这种实施方式设计合适的器件，包括选择稀释剂粉末(如果有的话)的量和与器件的纤维基质粘合的粉末的量。
在各种实施方式中，希望所述器件与液态释放化合物接触，所述器件与气态释放化合物接触，或者所述器件与液态和气态释放化合物的混合物接触。已知预定释放化合物的性质，预期可以对稀释剂粉末的类型和数量，以及粉末的总量进行选择，从而提供所需量的释放的挥发性化合物。
在一些实施方式中，所述包封复合物位于部分的三维纤维结构中，而不是位于整个三维纤维结构的各处。
例如，在具有不同特性(例如密度、孔隙率、纤维表面能等)的多个结构组件的三维纤维结构中，可以在一些结构组件中设置所述包封复合物，而其它组件中没有。在具体实施例中，所述纤维结构可以具有多层，同时外部纤维层具有与至少一层包封所述包封复合物的内层不同的特性。
在一些实施方式(本文中称为“贴片(patch)”实施方式)中，可以形成形状如直线型固体的三维纤维结构，其中一个维度相对较小(即小于5毫米)，其它两个维度各自相对较大(即至少2厘米)。在一些贴片实施方式中，可以向一个或多个相对较大的平面(即与短维度垂直的一个或多个面)施加一层组合物。这种组合物可以在环境温度(即约23℃)或者在升高的温度条件下施加。施加这层组合物之后，所述组合物层可以加热至高于施加温度，或者可以不加热至高于施加温度。这种组合物可以固态物质形式、颗粒固体形式或液体(例如在25℃为固态的组合物的熔融液体、溶液或分散体或它们的一些组合)形式施加。在一些实施方式中，将组合物施用于所述纤维结构的部分平面，而不是施用于整个平面。在其上已施加所述组合物的部分平面在本文中被称为该组合物的“条带(stripe)”。
在一些贴片的实施方式中，向所述纤维结构的相对较大的平面施加一层含包封复合物的组合物。例如，可以向所述纤维结构的所述面施加其中溶解或分散有包封复合物的液体组合物，可以对组合物的液体部分进行干燥或者使其干燥。在一些这样的实施方式中，所述包封复合物位于所述纤维结构平面上的条带中。
在一些实施方式中，除了一层含包封复合物的组合物之外，所述纤维结构的平面还接受一层含一种或多种其它材料的组合物。一些合适的“其它材料”是例如，上述适合用于与粉末形式的包封复合物掺混的材料。优选的其它材料是吸水性材料。优选的吸水性材料是潮解的。在25℃和一定的相对湿度范围内，潮解性材料能从大气中吸收气态水，并形成其自身的液态水溶液。一些合适的潮解性材料是例如无机潮解盐、有机潮解化合物和它们的混合物。合适的无机潮解盐包括例如氯化铵、硝酸铵、硫酸铵、氯化钙、硫酸镁、磷酸、磷酸的潮解盐、焦磷酸四钠和它们的混合物。合适的有机潮解化合物包括例如尿素、山梨糖醇、潮解性糖类(包括单糖、二糖、寡糖和多糖，例如麦芽糖糊精)、柠檬酸、柠檬酸的潮解盐(例如柠檬酸钠)、苯甲酸、硼酸和它们的混合物。优选的潮解性化合物是PEG和尿素与第二潮解性化合物的掺混物；更优选的是尿素与山梨糖醇、柠檬酸和柠檬酸钠中的一种或多种的掺混物；更优选尿素和山梨糖醇的混合物。
其它材料(即除包封复合物之外的材料)层可以置于含包封复合物的组合物的层上方，含包封复合物的组合物的层下方(在施加含包封复合物的层之前，向纤维结构的面上施加其它材料层)，或它们的组合。同样合适的是这样的实施方式：其中其它材料层位于纤维结构的部分平面上，在该纤维结构的相同面的一部分上还存在含包封复合物的组合物的层，至少一些其它材料层位于其上没有包封复合物的纤维结构的面上。
还考虑这样的实施方式：形成第一贴片，向所述第一贴片的一个平面(“涂覆”面)的部分或全部施加一层或多层组合物，然后向所述第一贴片施加第二贴片，这样所述第二贴片的一个平面朝向所述第一贴片的涂覆面，通过施加升高的温度、压力、粘合剂组合物，或它们的组合使贴片粘附在一起。还考虑这样的实施方式：其中结构类似地由三块或更多块附着在一起的贴片构成，任选地向各贴片的一个或多个平面的部分或全部施加一种或多种组合物。
多贴片结构中各贴片可以是全部整体成形的粘合型纤维结构的粘合型纤维组件。如前所述，这种结构的各组件具有其自身的一组材料和流体流动特性，可以与所述结构的其它组件的特性不同。上述施加包封复合物(以粉末颗粒形式)得到其中包封复合物设置在结构内部区域中的多组分结构。更具体地，所述包封复合物设置在邻近所述结构中两个粘合型纤维组件之间界面的体积区域中。粉末颗粒可以设置在一个或两个粘合型纤维组件的纤维之间，或者粘附在一个或两个粘合型纤维组件的纤维上。
存在其它材料的组合物层时，可以用于多个目的中的任一种。本发明不限于任何机理，预期含潮解性化合物的组合物的层可以通过吸收水来起作用，形成其自身的水溶液，通过所述水溶液和包封复合物之间的接触促进挥发性化合物从分子包封剂中释放。还考虑使用吸水并隔离水的其它材料的实施方式；考虑这种其它材料能通过暂时使水不与包封复合物接触而延迟挥发性化合物的释放。
使用本发明器件的一些方法涉及使释放化合物与本发明的三维纤维结构接触。考虑这种方法时，考虑所述释放化合物和纤维结构之间的相互作用的性质是有用的。例如，如果释放化合物是液体，纤维结构可以起例如，芯吸(wick)和浸透和/或输送液体的作用。预期在这种情况下，纤维结构浸透液体的速率(“芯吸速率”)与所述纤维结构浸透所述器件中的液体(“毛细吸入”)的倾向相关。本发明不限于任何具体理论，预期所述纤维结构的毛细吸入与液体释放化合物与包封复合物接触的速率相关，因此也与挥发性化合物从包封复合物中释放的时间依赖性相关。
预期本发明的纤维结构的毛细吸入取决于各种变量，包括例如，纤维截面的形状、纤维截面的面积、纤维的长度，和它们的组合。例如，在一些情况下，预期具有较小的截面积的纤维将具有较高的毛细吸入。
无论所述释放化合物是液体或气体，预期纤维结构接受和/或吸入进入空穴中的释放化合物的倾向与所述释放化合物和纤维表面之间的相互作用相关。在很多情况下，这种相互作用可以根据纤维的表面能进行预测。例如，如果所述释放化合物是水，当所述纤维具有相对高的表面能时，预期纤维结构能更容易地吸收水(无论是液体或气体或它们的组合)。所述纤维的表面能可以通过以下任意变量或其组合进行控制：表面涂层、添加剂和聚合物的选择。
例如，可以使用或不使用表面涂层。如果使用表面涂层，可以选择或设计涂层，从而得到具有所需表面能的表面。再例如，所述纤维中的任意一种或多种聚合物可以与或不与一种或多种添加剂一起使用。如果使用添加剂，可以对其进行选择以赋予所述纤维所需的表面能。再例如，一些聚合物固有的表面能高于其它聚合物，这样可以对聚合物或聚合物掺混物进行选择，得到具有所需表面能的纤维。
本发明的纤维结构的另一个特性是孔隙率(即，空穴体积比纤维结构的总体积)。预期孔隙率能影响纤维结构的芯吸性质或气体释放速率(挥发性化合物从纤维结构逃逸的速率)或者同时影响二者。因此，可以对纤维结构进行设计，以使其具有能得到所需芯吸性质和/或所需气体释放速率的孔隙率。根据使用的方法，孔隙率还可以影响在制造过程中将粉末加入到纤维结构中的能力。
预期在设计纤维结构的过程中，可以对各种设计变量彼此独立地进行选择，从而控制最终纤维结构的所有所需性质。例如，预期可以对纤维的截面积进行选择，还可以对聚集纤维的密度进行选择，从而控制纤维结构的可用表面积和孔隙率。
在一些实施方式中，大部分或全部包封复合物与纤维的表面粘合，或者与多根纤维之间接合点的表面粘合。在这种实施方式中，预期纤维结构内部的表面积将与可用来与释放化合物接触并且因此可以用来释放挥发性化合物的包封复合物的量相关。
独立地，还预期通常较高的孔隙率将使得气体更容易地通过纤维结构输送，使挥发性化合物从包封复合物中释放之后更容易输送至纤维结构之外。
预期挥发性化合物的释放速率可以根据纤维结构特性而变化。因此，还预期可以在单个设备中使用多个纤维结构，从而提供不同的递送速率。这能为定时释放方法创造条件。例如，可以在单个整体粘合型纤维结构中，在粘合在一起以形成单一器件的分隔结构中，或者在多个器件中设置多个结构。
制得器件之后，优选以防止与任何释放化合物接触的方式储存所述器件。例如，如果水是用于具体包封复合物的释放化合物，优选储存在容器中包含包封复合物的器件，所述容器防止与水接触，直至需要释放所述挥发性化合物为止。
在一些实施方式中，使用本发明的纤维结构作为用于向目标递送挥发性化合物的设备或系统的部分。预期对用于向目标递送挥发性化合物的设备进行设计，从而固定本发明的器件，容纳所述目标和/或固定所述目标，并使得释放化合物与所述器件接触。例如，所述设备可以同时包括容器和一种或多种本发明的器件。在一些实施方式中，一种或多种器件设置在所述容器中。例如，所述容器可以限定一体积，该体积构造成容纳所述目标并且还构造成使挥发性化合物在释放时与所述目标接触。为了使所述挥发性化合物与所述目标接触，例如，所述容器可以完全或部分封闭出一体积。
例如，在一些实施方式中，包含(或包括)本发明纤维结构的一个或多个器件可以采用扣件固定在容器内部。这种器件可以固定于盖子、壁、底部，或它们的组合上。对所述器件而言一个合适的位置能在标记下方将其固定在容器盖子的内部，所述标记附着在所述盖子外侧；因此，所述器件的安装位置在视觉上不明显。同样，作为替代或者附加，一个或多个这种器件可以置于未扣紧的这种容器中。同样预期在实施方式中，制造的容器具有能容纳本发明的一个或多个器件的一个或多个固定器(holder)或封闭物。同样预期在实施方式中，制造的容器具有作为容器的部分制成的本发明的一个或多个器件。
本发明的挥发性化合物递送设备中使用的容器可以构造成用来包装目标材料用于运输、储存、展示或销售。容器材料的例子包括但不限于塑料、纸板、金属以及多个层叠材料和结构的复合材料。
在一些实施方式中，本发明的一个或多个挥发性化合物递送器件可以设置在构造用来固定目标材料的容器外侧。在这种实施方式中，部分容器壁可以构造成多孔的。这可以通过设置穿过所述壁从容器内部延伸至容器外部的孔来实现。所述一个或多个器件在所述容器壁的多孔区域上固定于所述容器的外部，这使得包装内的气氛与所述一个或多个化合物递送器件相互作用。
使用中，所述一个或多个化合物递送器件可以与所述容器的气氛和其中包含的任意释放化合物接触。足量释放化合物和挥发性化合物递送器件之间的相互作用使得所述挥发性化合物释放回到容器内部中，从而与目标材料相互作用。
附加层或材料如塑料薄膜或其它湿气不可渗透的膜可以放置在所述一个或多个递送器件的纤维结构的朝外表面上，以防止所述挥发性化合物与容器外的气氛接触。这些附加层或材料可以例如加入到标记或其它第二包装层中。
在一些实施方式中，可除去的薄膜或材料层可以施加于所述容器壁的多孔部分的内部。这将容器外部的挥发性化合物递送器件与容器的内部气氛隔离，直至所述可除去的薄膜或材料被去除为止。这样便于预组装并储存容器，而不用担心递送器件的接触或污染问题。要使用容器时，将目标材料放置在容器内部，去除可除去的薄膜或材料层，并密封所述容器。
例如，本发明的器件可以在放入这种容器之前，存储在不含释放化合物的环境中。同样，这种器件可以放置在这种容器中(通过本文上述任何方法或它们的任意组合)，所述容器可以存储在不含释放化合物的环境中。希望释放所述挥发性化合物时，这种器件或容器可以从不含释放化合物的环境中移出。
在某些示例性的实施方式(本文中称为“生产”实施方式)中，加到挥发性化合物递送器件中的挥发性化合物是环丙烯化合物，目标包括植物或植物部分。在一些生产实施方式中，预期本发明的一个或多个递送器件可以放置在具有植物或植物部分的容器中，所述植物或植物部分将使气态水释放到容器的气氛中，所述气态水作为释放剂使环丙烯化合物释放到所述容器的气氛中，在所述容器的气氛中环丙烯化合物与所述植物或植物部分相接触。
在一些生产实施方式中，所述植物或植物部分可以是例如全株植物(例如开花植物)、切花、整菜、切割的蔬菜、整个水果、切开的水果，或它们的组合。
在一些生产实施方式中，可以密封所述容器，或者所述容器可以使空气与周围气氛进行交换。
对生产实施方式而言一个合适的容器类型是刚性塑料容器，称为蛤壳容器。
在一些生产实施方式中，将切花放到盒中。可将本发明的一个或多个器件从不含释放剂的气氛(例如密封的箔囊袋内部)中移出，并将起放到含花的盒中。环境湿度可以起释放剂的作用使环丙烯化合物释放到所述盒的气氛中，所述环丙烯化合物在所述盒的气氛中与切花接触。
预期本发明的实施方式包括在以下情况下本发明的一个或多个器件的任意布置，其中释放化合物与器件接触并以使挥发性化合物与一个或多个目标相接触的方式释放所述挥发性化合物。
预期本发明的方法可以在任意温度下实施。在一些实施方式中，采用室温(20℃)。在一些实施方式中，希望在其它温度下实施本发明的方法。例如，在一些生产实施方式中，希望在植物或植物部分的附近释放环丙烯化合物，同时将植物或植物部分储存在低于室温的温度下，在这种实施方式中，可以对温度进行选择，从而延长所述植物或植物部分的储存期限。
在一些实施方式中，使得含三维结构的器件与释放化合物接触，所述挥发性化合物从包封复合物中释放并进入所述气氛中。例如，当挥发性化合物是环丙烯化合物且分子包封剂是环糊精时，水(液态或气态)是一种有效的释放化合物。当本发明的这种器件与水接触时，环丙烯将释放到所述气氛中。水可以是纯水形式或者水性组合物形式(即包含等于或大于25重量％水的组合物，以所述水性组合物的重量为基准计)。
使环丙烯化合物释放到所述气氛中的一个目的是处理植物或植物部分。已知环丙烯化合物能抑制植物或植物部分的乙烯响应。植物或植物部分与环丙烯化合物之间接触的一些有益效果包括例如提高作物产量和/或抗压性(stressresistance)(接触全株植物时)并延长植物部分保持良好品质的储存时间(接触植物部分时)。
希望植物或植物部分与从本发明的器件中释放的一种或多种环丙烯化合物接触时，所述植物或植物部分在环丙烯释放时应在所述器件附近。“附近”表示足量的环丙烯化合物在逃逸到大气中之前将与所述植物接触。附近可以通过将所述器件和植物或植物部分置于同一密封容器中；或者通过将所述器件和植物或植物部分放置在具有相对小的开口的同一容器中；或者通过将所述植物或植物部分放置得足够靠近所述器件来实现。
所述器件和在植物或植物部分附近的水性组合物之间的接触可以通过任意方法进行。例如，一些合适的方法包括：将所述器件和植物或植物部分放置在具有足够湿度的气氛的容器中，以释放所述环丙烯化合物；使所述器件与液态水性组合物接触，然后将湿的器件和植物或植物部分放置在同一容器中；以及将所述器件放置并保持在小容器中的液态水性组合物中，所述小容器位于也包含所述植物或植物部分的较大容器中。
适合用于本发明的任何植物或植物部分包括例如全株植物或收割的植物部分，其种类包括例如谷类、根茎植物、糖类作物、豆类植物(pulse)(包括例如黄豆、鸡豆、鹰嘴豆、豇豆、木豆、小扁豆和其它豆类)、坚果类、兴奋作物(包括例如咖啡、可可豆、茶和马黛(mate))以及油料作物(包括例如花生和大豆)。
合适的植物或植物部分的其它例子包括例如蔬菜，包括例如卷心菜、朝鲜蓟、芦笋、莴苣、菠菜、木薯叶、西红柿、花椰菜、南瓜、黄瓜和小黄瓜、茄子、红辣椒和黑胡椒、青葱、干葱、大蒜、韭葱、其它葱蒜类蔬菜、青豆、青豌豆、青蚕豆、豆角、胡萝卜、秋葵、甜玉米、蘑菇、西瓜、哈密瓜、竹笋、甜菜、牛皮菜、刺山柑、刺菜蓟、芹菜、山萝卜、水芹、茴香、山葵、马郁兰、婆罗门参、欧芹、欧防风、小萝卜、大黄、芜菁甘蓝、香薄荷、鸦葱、酸模、豆瓣菜和其它蔬菜。
合适的植物或植物部分的其它例子包括例如水果，包括例如香蕉和大蕉；柑桔属水果；仁果类水果；核果；浆果；葡萄；热带水果；什锦杂果；和其它水果。
选择的实施方式的描述：
在本发明的实施方式中，一些实施例如下：
在第一个实施方式中，提供一种器件，其包括：
(a)包括多个纤维的三维结构，和
(b)包含在所述结构中和/或固定在所述结构上的粉末颗粒，其中所述粉末颗粒包含在包封复合物中的一种或多种挥发性化合物和分子包封剂。
在第二个实施方式中，提供所述第一个实施方式的器件，其中所述纤维包括由多个多组分聚合物纤维、多个单组分纤维以及多组分纤维和单组分纤维的组合组成的这组纤维中的一种。
在第三个实施方式中，提供所述第一个实施方式的器件，其中所述纤维在间隔的接触点处与另一纤维粘合，形成自持型流体传送体，所述纤维共同限定通过所述流体传送体的曲折的流体流路。
在第四个实施方式中，提供所述第二个实施方式的器件，其中粉末颗粒分布在整个三维结构中。
在第五个实施方式中，提供所述第一个实施方式的器件，其中所述三维结构包括多个整体成形的结构组件，各结构组件是三维的流体传送结构，所述流体传送结构包括在间隔的接触点与另一纤维粘合的多个纤维，所述粘合纤维共同限定曲折的流体流路，其中各流体传送组件具有基本均匀的流体流动特性。
在第六个实施方式中，提供所述第五个实施方式的器件，其中粉末颗粒分布在至少一个所述多个整体成形的结构组件的各处。
在第七个实施方式中，提供所述第五个实施方式的器件，其中粉末颗粒设置在邻近两个所述多个整体成形的结构组件之间界面的体积区域中。
在第八个实施方式中，提供所述第一个实施方式的器件，其中对所述包封化合物进行选择和构造，以使所述包封复合物与预定的释放化合物接触时释放所述挥发性化合物。
在第九个实施方式中，提供所述第八个实施方式的器件，其中所述预定的释放化合物是液态水或气态水，所述挥发性化合物包括一种或多种环丙烯化合物，所述分子包封剂包括一种或多种环糊精。
在第十个实施方式中，提供所述第八个实施方式的器件，其中对所述三维结构进行构造，并对至少部分纤维进行选择，这样所述预定的释放化合物与三维结构的表面接触时，所述三维结构芯吸预定的释放化合物。
在第十一个实施方式中，提供所述第一实施方式的器件，其中由所述纤维限定的至少部分表面是亲水的。
在第十二个实施方式中，提供一种释放挥发性化合物的方法，所述方法包括提供一种释放器件，其包括：
(a)包括多个纤维的三维结构，和
(b)包含在所述结构中和/或固定在所述结构上的粉末颗粒，其中所述粉末颗粒包含在包封复合物中的一种或多种挥发性化合物和分子包封剂。
所述方法还包括使预定的释放复合物与所述分子包封复合物接触，以使所述分子包封复合物释放挥发性化合物。
在第十三个实施方式中，提供第十二个实施方式的方法，其中对所述三维结构进行构造并对至少部分纤维进行选择，这样当预定的释放化合物与所述三维结构的表面接触时，所述三维结构芯吸所述预定的释放化合物，其中使预定的释放复合物与分子包封复合物相接触的作用包括导致或使得所述预定的释放化合物与所述三维结构的表面接触。
在第十四个实施方式中，提供所述第十二个实施方式的方法，其中所述预定的释放化合物包括水。
在第十五个实施方式中，提供所述第十四个实施方式的方法，所述方法还包括在植物或植物部分的附近放置所述释放器件。
在第十六个实施方式中，提供第十四个实施方式的方法，其中使所述预定的释放复合物与分子包封复合物接触的作用包括将植物或植物部分放置在容器内部空间中，并将所述释放器件定位，这样所述释放器件与所述内部空间的气氛流体连通。
在第十七个实施方式中，提供第十六个实施方式的方法，其中将所述释放器件进行定位的作用包括将所述释放器件放置在所述容器的内部空间中。
在第十八个实施方式中，提供第十六个实施方式的方法，其中至少部分所述容器壁是多孔的，以使通过其能流体连通，对所述释放器件进行定位的作用包括将所述释放器件附着在至少部分壁的外表面上。
在第十九个实施方式中，提供第十二个实施方式的方法，其中所述挥发性化合物包括一种或多种环丙烯化合物，所述分子包封剂包括一种或多种环糊精。
在第二十个实施方式中，提供用于向目标递送挥发性化合物的设备，所述设备包括限定出构造成容纳所述目标的内部空间的容器和至少一个释放器件，所述释放器件包括：
(a)包括多个纤维的三维结构，和
(b)包含在所述结构中或固定在所述结构上的粉末颗粒，其中所述粉末颗粒包含在包封复合物中的一种或多种挥发性化合物和分子包封剂，对所述分子包封剂进行选择和构造，以使所述包封复合物与预定的释放化合物接触时，释放所述挥发性化合物，和
对所述至少一种释放器件进行设置以使其与所述内部空间的气氛流体连通。
在第二十一个实施方式中，提供第二十个实施方式的设备，其中所述释放器件设置在容器的内部空间中。
在第二十二个实施方式中，提供第二十个实施方式的设备，其中至少部分所述容器壁是多孔的，以使通过其能流体连通，并且所述释放器件附着在至少部分壁的外表面上。
在第二十三个实施方式中，提供第二十个实施方式的设备，其中所述挥发性化合物包括一种或多种环丙烯化合物，所述分子包封剂包括一种或多种环糊精。
实施例
在以下实施例中，使用双组分聚乙烯(皮)/聚丙烯(芯)纤维和粉末形成器件。将所述纤维成形为三维结构，施加粉末，并对所述结构进行热处理。
未改性的粉末(本文中称为“标准”粉末)包含1-甲基环丙烯(1-MCP)和α-环糊精的包封复合物和少量α-环糊精。标准粉末中1-MCP的量为4.7重量％，以所述粉末的重量为基准计。
用蒸汽加热比热空气加热更容易降低最终能释放的1-MCP量。以下实施例使用热空气加热。
将三维结构成形为连续的圆柱形棒，然后切割成所需尺寸。
采用以下化学测试方法。在室温(约20℃)下进行所述化学测试方法。
化学测试方法-总释放量
将待测器件放置在装有隔膜密封件的玻璃瓶瓶底。注入去离子水，完全浸湿所述器件。将所述瓶摇动1小时，以影响从器件中释放，并在瓶中使1-甲基环丙烯与空气平衡。使用已知浓度的外标通过气相色谱对1-甲基环丙烯的浓度进行分析和定量。
化学测试方法-经由湿度释放
将待测器件粘附(通过胶带或粘结点)在装有隔膜密封件的玻璃瓶的瓶颈的内部。注入去离子水，注意不要弄湿所述器件。在测试温度下储存所述瓶。在合适的时间间隔，使用已知浓度的外标通过气相色谱对1-甲基环丙烯的浓度进行分析和定量。
实施例1：经由湿度释放
各器件直径为5毫米，长度为6毫米。在一些器件中，在将粉末分配到纤维结构中之前，向粉末中加入PEG-1000(聚乙二醇，分子量1000)，以所述粉末的重量为基准计，PEG-1000的量为10重量％。
表1
Figure BPA00001562849500231
在较高的湿度水平并使用PEG 1000时得到较高的1-MCP释放百分数。
实施例2：1-MCP的总释放量
如上所述制备器件。在一些情况下，使用“标准”粉末(如上所述)(中值粒度为20微米)，在其它情况下，在使用前将其进行空气研磨(airmill)(“AM”，得到中值粒度为5微米)。在一些样品中，以10份稀释剂粉末与1份标准粉末的重量比，用稀释剂粉末对标准粉末进行稀释。稀释剂粉末是碳酸氢钠(″BS″)或3-埃尺寸的分子筛(″MS3″)。在一些样品中，以10％的PEG-1000(以所述粉末的重量为基准计)向粉末中加入PEG-1000。
如上所述对一些器件测试总释放量(单位为1-MCP微克/器件)。测试各器件的7个重复样品，记录平均值。
表2A
Figure BPA00001562849500232
Figure BPA00001562849500241
实施例3：1-MCP的总回收量
如实施例2所述制备并测试器件。粉末是标准粉末，标准粉末(2重量份)+PEG(1重量份)+MS4(8重量份)的预混合掺混物(″PB3-3″)，和标准粉末(2重量份)+PEG(1重量份)+MS3(8重量份)的预混合掺混物(″PB3-4″)。稀释剂是BS或聚乙烯醇(PVA)或4-埃分子筛(MS4)。
对所述器件的1-MCP总释放量进行研究。结果(7份重复样品的平均值)示于表3。
表3
  样品   粉末   稀释剂   比例   释放的1-MCP(微克)
  3-1-B   标准   无   15.5
  3-1-C   标准   BS   1∶1   25.6
  3-1-D   AM   无   1.8
  3-1-E   标准   PVA   1∶1   45.2
  3-1-F   标准   无   26.7
  3-1-G   标准   BS   1∶10   5.9
  3-2-B   PB3-3   无   2.3
  3-2-C   PB3-4   无   3.3
实施例4：对梨的测试
将巴特里特梨(Bartlett Pear)展开松散地放置在盒(0.5米×0.23米×0.3米)中。使用实施例2-A的器件。将梨和0、1或2个器件一起放置在盒中，关闭盒盖。将所述盒放置在具有微穿孔、一端打开的塑料袋中。温度为室温，约20℃。放入盒中时所述梨是冷的(1-5℃)；盒内可能发生冷凝。一直保持该布置方式9天，然后移出器件。在9天、15天和22天时评价梨的色调情况(从绿到黄的变化，使用美能达色度计(Minolta colorimeter))，使用装有8毫米直径尖端的水果质地分析仪(购自南非的Guss制造有限公司(Guss Manufacturing Ltd))评价梨的果肉坚硬度。对每个盒测试25只梨。
坚硬度结果以kg示出，标准偏差示于括号中。
表4
Figure BPA00001562849500251
实施例5：对梨的第二次测试
如实施例4所示对梨进行测试。在一个样品中，使用一个器件，不同之处是将其放置在小烧杯中，然后置于盒内，以使所述器件与任何冷凝隔离。并且，用SmartFreshTM系统(艾格罗弗莱西有限公司(AgroFresh，Inc.))处理一组梨(“Comp”，即比较例)，其包括在封闭室或容器中以600体积份/百万体积份(以气氛体积为基准计)与气态1-MCP接触24小时；然后就与其它样品一样将梨放置在盒和袋中，但不使用任何器件。在7天和14天时对所有样品进行评价。
表5
实施例6：对梨的第三次测试
如实施例4所述对梨进行测试，不同之处在于用棉纸包裹梨并且在梨放入盒中之后将塑料袋密封7天。在一个盒子中，向所述盒中放入一个器件以及1毫升水。
表6
Figure BPA00001562849500261
实施例7：对康乃馨进行测试
使用类似实施例2-A的器件或使用EthylBlocTM技术的小袋(来自艾格罗弗莱西有限公司(AgroFresh，Inc.))处理康乃馨。EthylBlocTM样品是比较例。康乃馨切花放置在盒(170升)中，关闭所述盒和通风口。四种处理如下：无器件；3个干器件/盒；3个器件/盒，各自放置在含1毫升水的烧杯中(“湿器件”)；和按照制造商说明书的EthylBlocTM小袋。将具有器件或小袋的盒放入密封室(900升)中，以防止交叉污染。所有盒在3℃储存。
在3℃储存1天之后，将湿器件和EthylBlocTM小袋从盒中移出。将花样品从各盒中移出(用于乙烯刺激测试)，并将所述盒重新在3℃储存7天。不包含器件或小袋的盒和包含干器件的盒保存在密封室中，以防止交叉污染。
将3℃储存1天之后移出的花放置在有市售插花寿命溶液的花瓶中，将花瓶放置在20℃的密封室中36小时，密封室的气氛包含2ppm(以体积计，基于所述气氛的体积)乙烯。评价这些花的插花寿命(在20℃每朵花变得令人不可接受时所需的天数的平均值)。每次处理有4个重复样品，每个样品为25朵花。结果如下：
表7A
  处理   无   干器件   湿器件   EthylBloc TM
  插花寿命   9.6天   11.4天   12.8天   12.0天
统计分析显示“无”是一种类型，其它三种处理属于第二种类型。
另一组康乃馨在3℃储存7天(以模拟花的常规运输期)，在20℃保持2天，然后放置在20℃的梨熟化室中24小时，进行乙烯刺激。同样使用上述相同的方法评价该组的插花寿命。每次处理有10个重复样品，每个样品为25朵花。结果如下：
表7B
  处理   无   干器件   湿器件   EthylBloc TM
  插花寿命   9.2天   12.5天   13.1天   12.7天
统计分析显示“无”是一种类型，其它三种处理属于第二种类型并且湿器件的表现好于干器件。
实施例8：器件储存
在形成和切割一些器件之后，立刻将它们放入含二氧化硅干燥剂的镀金属的塑料袋囊中。使用的粉末是用BS稀释的标准粉末，标准粉末与BS的比例为1∶10或1∶15。
根据用来制作所述器件和将粉末分配到所述器件上的设备的操作速率，和所述粉末的组成，计算各器件中的1-MCP量。稍后将器件从袋囊中移出并与水接触，测量每个器件的1-MCP总释放量。结果如下：
表8
  稀释：   1∶10   1∶10   1∶10   1∶15   1∶15   1∶15
  计算的1-MCP(微克)   11.98   7.91   12.28   4.85   7.03   8.60
  测量的1-MCP(微克)   9.18   9.78   13.2   6.13   3.9   7.79
1-MCP的释放量与显示的计算量非常接近。认为1-MCP的计算量与测得量之差主要是由于影响计算的计算量的不确定因素导致的。
实施例9：使用尿素/山梨糖醇
按照实施例1-8所述制作器件，使用标准粉末，三维纤维结构是贴片形式。在100-130℃制备尿素和山梨糖醇的熔融混合物，并施加于贴片。熔融混合物与标准粉末的重量比为3∶1。或者，对PEG进行熔融，同样以3∶1的比例施加于贴片。
如上所述，对贴片经由湿度的释放进行测试。在4℃和80％相对湿度条件下进行测试。结果如下：
溶液1＝尿素∶山梨糖醇为80∶20(以重量计)
溶液2＝尿素∶山梨糖醇为60∶40(以重量计)
释放的1-MCP百分数
Figure BPA00001562849500281
另外，将具有吸水性材料条的贴片在54℃存储固定的时间，然后测试上述1-MCP的总释放量，对老化稳定性进行评价。结果如下：
1-MCP的释放％
 样品  2天   14天
 溶液1  96   88
 溶液2  97   80
实施例10：放置PEG
按照实施例1-8所述制作器件，不使用粉末，三维纤维结构是贴片形式。各贴片安放两个条带：一个包含标准粉末，另一个包含PEG(分子量1,000)。两个条带以一条施加在另一条顶部的方式施加或者并列施加。样品按照如下制备：
Figure BPA00001562849500282
在80％相对湿度和4℃条件下经由湿度的释放结果如下：
释放的1-MCP百分数
  样品   24小时   48小时   120小时   144小时   168小时
  10-B   41.33   44.36   46.35   47.34
  10-E   49.91   50.84   51.71   54.08
  10-F   73.94   76.33   77.11   77.71
  10-G   68.93   70.94   72.52   73.27   73.17
实施例11：PEG类型
以类似上述样品10-G的方式制备样品，不同之处在于PEG与标准粉末的重量比为3∶1。PEG的分子量(MW)为1,000或8,000。在4℃和80％相对湿度条件下测试经由湿度的释放，结果如下：
释放的1-MCP百分数
Figure BPA00001562849500291
通过测量存储之后总的1-MCP释放量，还测试这些样品在54℃的老化稳定性。结果如下：
释放的1-MCP百分数
Figure BPA00001562849500292
实施例12：PEG与糖
按照以下方式制备四种类型的贴片，吸水性材料(PEG或糖)的重量比为3∶1。糖是适合人类使用的白糖。将白糖粉末与标准粉末、碳酸氢钠和分子筛混合。样品如下：
实施例12-A：如实施例1中使用含标准粉末和PEG的粉末制备贴片，PEG与标准粉末的重量比为3∶1，在80％的相对湿度和4℃条件下测试。
实施例12-B：如12-A中的贴片，还使用糖，在100％的相对湿度和22℃条件下测试。该实施例中，我们以糖∶标准粉末为3∶1的比例用糖代替PEG。
实施例12-C：如12-B中的贴片，在80％的相对湿度和4℃条件下测试。
实施例12-D：按照实施例1制备贴片，含标准粉末并且不含PEG。不使用糖，在80％的相对湿度和4℃条件下测试。
经由湿度释放的1-MCP结果如下所示：
1-MCP的释放百分数
Figure BPA00001562849500301
通过测量存储之后总的1-MCP释放量，还测试这些样品在54℃的老化稳定性。结果如下：
释放的1-MCP百分数
  样品   2天   14天
  12-A   82.02   69.68
  12-B   93.90   90.06

Claims (23)

1.一种器件，其包括：
(a)包括多个纤维的三维结构，和
(b)包含在所述结构中和/或固定在所述结构上的粉末颗粒，其中所述粉末颗粒包含在包封复合物中的一种或多种挥发性化合物和分子包封剂。
2.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述纤维包括由多个多组分聚合物纤维、多个单组分纤维以及多组分纤维和单组分纤维的组合组成的这组纤维中的一种。
3.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述纤维在间隔的接触点处与另一纤维粘合，形成自持型流体传送体，所述纤维共同限定通过所述流体传送体的曲折的流体流路。
4.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述粉末颗粒分布在整个三维结构中。
5.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述三维结构包括多个整体成形的结构组件，各结构组件是三维的流体传送结构，所述流体传送结构包括在间隔的接触点与另一纤维粘合的多个纤维，所述粘合纤维共同限定曲折的流体流路，其中各流体传送组件具有基本均匀的流体流动特性。
6.如权利要求5所述的器件，其特征在于，所述粉末颗粒分布在至少一个所述多个整体成形的结构组件的整个结构组件中。
7.如权利要求5所述的器件，其特征在于，所述粉末颗粒设置在邻近所述多个整体成形的结构组件中的两个结构组件之间界面的体积区域中。
8.如权利要求1所述的器件，其特征在于，对所述包封化合物进行选择和构造，以使所述包封复合物与预定的释放化合物接触时释放所述挥发性化合物。
9.如权利要求8所述的器件，其特征在于，所述预定的释放化合物是液态水或气态水，所述挥发性化合物包括一种或多种环丙烯化合物，所述分子包封剂包括一种或多种环糊精。
10.如权利要求8所述的器件，其特征在于，对所述三维结构进行构造，并对至少部分纤维进行选择，以使所述预定的释放化合物与三维结构的表面接触时，所述三维结构芯吸预定的释放化合物。
11.如权利要求1所述的器件，其特征在于，由所述纤维限定的至少部分表面是亲水的。
12.一种释放挥发性化合物的方法，所述方法包括：
提供一种释放器件，其包括：
(a)包括多个纤维的三维结构，和
(b)包含在所述结构中或固定在所述结构上的粉末颗粒，其中所述粉末颗粒包含在包封复合物中的一种或多种挥发性化合物和分子包封剂，对所述分子包封剂进行选择和构造，以使所述包封复合物与预定的释放化合物接触时，释放所述挥发性化合物；和
使预定的释放复合物与所述分子包封复合物接触，以使所述分子包封复合物释放所述挥发性化合物。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，对所述三维结构进行构造并对至少部分纤维进行选择，这样当所述预定的释放化合物与三维结构的表面接触时，所述三维结构芯吸预定的释放化合物，其中使所述预定的释放复合物与分子包封复合物接触的步骤包括：
导致或使得所述预定的释放化合物与所述三维结构的表面接触。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述预定的释放化合物包括水。
15.如权利要求14所述的方法，所述方法还包括：
在植物或植物部分的附近放置所述释放器件。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，使所述预定的释放复合物与分子包封复合物接触的步骤包括：
将植物或植物部分放置在容器的内部空间中；并对所述释放器件进行定位，以使所述释放器件与所述内部空间的气氛流体连通。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，对所述释放器件进行定位的步骤包括：
将所述释放器件放置在所述容器的内部空间中。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，至少部分所述容器壁是多孔的，以使通过其能流体连通，对所述释放器件进行定位的步骤包括：
将所述释放器件附着在至少部分壁的外表面上。
19.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述挥发性化合物包括一种或多种环丙烯化合物，所述分子包封剂包括一种或多种环糊精。
20.一种向目标递送挥发性化合物的设备，所述设备包括：
限定构造成容纳所述目标的内部空间的容器；和
至少一个释放器件，其包括：
(a)包括多个纤维的三维结构，和
(b)包含在所述结构中或固定在所述结构上的粉末颗粒，其中所述粉末颗粒包含在包封复合物中的一种或多种挥发性化合物和分子包封剂，对所述分子包封剂进行选择和构造，以使所述包封复合物与预定的释放化合物接触时，释放所述挥发性化合物，
对所述至少一种释放器件进行设置以使其与所述内部空间的气氛流体连通。
21.如权利要求20所述的设备，其特征在于，所述释放器件设置在所述容器的内部空间中。
22.如权利要求20所述的设备，其特征在于，至少部分所述容器壁是多孔的，以使通过其能流体连通，并且所述释放器件附着在至少部分壁的外表面上。
23.如权利要求20所述的设备，其特征在于，所述挥发性化合物包括一种或多种环丙烯化合物，所述分子包封剂包括一种或多种环糊精。
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