CN115038331B - 散发器及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于恒定散发挥发性材料的系统，该系统包括具有至少一个孔的散发器、适于安装在散发器内的基底和挥发性材料。基底包括具有第一孔径的第一编织层、具有第二孔径的第二编织层和在第一编织层和第二编织层之间延伸的第三非编织层。此外，该系统在大于30天的时间内具有挥发性材料的稳态重量损失。

Description

散发器及其使用方法
技术领域
本发明总体涉及一种用于释放挥发性材料的散发装置，更具体地，涉及一种用于挥发性材料被动散发的散发器和基底，该基底包括由保护外壳支撑的多层基底。
背景技术
本领域已知的各种挥发性材料散发装置通常包括容纳挥发性材料的贮存器，以及容纳贮存器的外壳或支撑结构。这些装置通常或者允许挥发性材料在没有散发机构的帮助下被动扩散，或者使用散发机构增强和/或促进挥发性材料的释放。例如，挥发性材料散发装置中使用的典型散发机构包括加热装置和/或风扇。这种现有的散发器可能经常需要这些机构或其他昂贵的材料来确保挥发性材料在长时间内恒定释放；然而，这些现有的散发器通常需要电力，并且生产成本高得多。
在一些情况下，被动散发挥发性材料的散发器可以片材或薄膜的形式提供，并且可以包括多个层，其中一层可以暴露于周围环境中，并最终从中散发一定量的挥发性材料。然而，这种现有的被动散发器也有共同的缺点。首先，在启动或打开散发装置时，或者在使用散发器的过程中，使用者可能不得不接触要散发的材料。此外，活性成分从被动散发器中的释放速率通常随时间而降低，并且在使用一段时间后，从中释放的挥发物的功效降低。
需要的是一种散发器，其优选克服一个或多个这些缺点。更具体地说，所需要的是一种在延长的时间内以恒定的速率被动散发挥发性材料的散发器，同时不需要使用者接触具有活性剂比如杀虫剂的挥发性材料。
发明内容
本公开的实施例提供了用于散发挥发性材料的基底。基底包括具有第一构型和第一孔径的相对的第一和第二层。基底还包括第一和第二层之间的中间层，其具有第二构型。相对的第一和第二层也是液体和空气可渗透的。
在相关实施例中，本发明提供了一种用于释放挥发性材料的散发器。散发器包括具有多个孔的正面、背面和基底，基底具有相对的第一和第二层以及设置在第一和第二层之间的中间层。第一和第二层分别具有第一构型和第一孔径。此外，中间层具有第二构型，并且相对的第一和第二层是液体和空气可渗透的。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于恒定散发挥发性材料的系统。该系统包括具有至少一个孔的散发器、适于装配在散发器内的基底和挥发性材料。基底还包括具有第一孔径的第一编织层、具有第二孔径的第二编织层和在第一编织层和第二编织层之间延伸的第三非编织纤维层。此外，该系统在大于30天的时间内具有挥发性材料的稳态重量损失。
在进一步的实施例中，挥发性材料包括选自氰氟菊酯、四氟菊酯、七氟菊酯和汽菊酯的活性剂。第一编织层的孔径可在约1毫米和约10毫米之间，挥发性材料的稳态重量损失可在约1毫克/天和约10毫克/天之间。此外，挥发性材料的重量可以在约1克和约5克之间，并且散发器的至少一个孔暴露第一编织层的一部分。在更进一步的实施例中，散发器的至少一个孔暴露第一编织层表面积的约50％至约99％。
在其他实施例中，系统在大于60天或大于70天的时间内具有挥发性材料的稳态重量损失。在一些实施例中，第一孔径可以不同于第二孔径，散发器可以包括正面和背面，并且正面包括至少一个孔。此外，在另一实施例中，第一编织层和第二编织层由第一材料构成，第三非编织纤维层由第二材料构成，并且第一材料和第二材料不同。
根据本发明的另一方面，提供了另一种用于恒定散发挥发性材料的系统。该系统包括具有至少一个孔的框架、位于框架内的基底和挥发性材料。基底包括具有多个孔的第一编织层、具有多个孔的第二编织层和在第一编织层和第二编织层之间延伸的第三非编织纤维层。该系统在大于30天的时间内提供挥发性材料的稳态重量损失。
在进一步的实施例中，挥发性材料的稳态重量损失在约4毫克/天和约6毫克/天之间；挥发性材料选自氰氟菊酯、四氟菊酯、七氟菊酯和氟氯氰菊酯；并且挥发性材料的量在约2克和约3克之间。在更进一步的实施例中，该系统在大于70天的时间内具有挥发性材料的稳态重量损失。在一些实施例中，框架包括暴露第一编织层的一部分的第一孔和暴露第二编织层的一部分的第二孔。
根据本公开的又一方面，提供了一种设计用于恒定散发挥发性材料的系统的方法。该方法包括选择挥发性材料的恒定散发的最小时间的步骤，选择挥发性材料的最小散发速率的步骤，使用挥发性材料的恒定散发的最小时间和挥发性材料的最小散发速率计算挥发性材料的最小浓度的步骤，至少基于挥发性材料的最小散发速率选择基底的第一层的步骤，以及至少基于挥发性材料的最小浓度选择基底的第二层的步骤。
附图说明
图1是根据本发明第一方面的散发器的前视立体图；
图2是图1的散发器的后视立体图；
图3是根据本公开的第二方面的图1的散发器的后视立体图；
图4是根据本发明另一方面的散发器的前视立体图；
图5是图1的散发器的正面的正视图；
图6是根据本公开又一方面的散发器的前视立体图；
图7是图6的散发器的前视图；
图8是图6的散发器的后视图；
图9是与图1和图6的散发器一起使用的基底的侧视图；
图10是与图1和图6的散发器一起使用的另一基底的一部分的俯视图；
图11是与图1和图6的散发器一起使用的又一基底的一部分的俯视图；
图12A是处于第一状态的图9的基底的一部分的俯视图；
图12B是处于第二状态的图9的基底的一部分的俯视图；
图13是说明根据本公开一方面的在一段时间内挥发性材料的多种活性剂从图9的基底的释放或散发速率的图；
图14是说明一段时间内各种基底的芯吸速率的图；
图15A是说明一段时间内挥发性材料的活性剂从具有图9的基底的图6的散发器的释放或散发速率的图；
图15B是说明一段时间内挥发性材料的活性剂从具有图9的基底的图6的散发器的释放或散发速率的另一图；
图15C是说明一段时间内挥发性材料的活性剂从具有图9的基底的图6的散发器的释放或散发速率的另一图；
图16是说明在72小时后具有不同厚度的各种基底中活性剂的量的图；
图17是说明在72小时后具有不同孔径的各种基底中活性剂的量的图；
图18是说明在72小时后具有不同孔径的各种基底中活性剂的量的图；
图19是说明挥发性材料的活性剂从具有不同密度和纤维表面积的各种基底的释放或散发速率的图；
图20是说明挥发性材料的活性剂从各种散发器的释放或散发速率的图，所述散发器在其使用期间具有不同百分比的暴露的基底；
图21示出了根据本公开一方面的用于构造图9的基底的设计方法；
图22是例如可以与图9的基底结合使用的手镯；
图23是例如可以与图9的基底结合使用的夹子的前视立体图；
图24是图23的夹子的后视立体图；
图25是例如可以与图9的基底结合使用的另一个手镯；
图26示出了例如可以与图9的基底结合使用的挂架；
图27示出了例如可以与图9的基底结合使用的另一个挂架；
图28示出了例如可以与图9的基底结合使用的机构；
图29示出了包括例如可以与图9的基底结合使用的笼和小袋的套件；以及
图30示出了可用于配给例如图9的基底或图25的手镯的贮存器。
具体实施方式
以下讨论和附图公开了散发装置和可与散发装置结合使用的基底的各种实施方式或构造。
本文所用的术语“约”是指可能发生的数值变化，例如通过用于挥发物散发器或可包括本文公开的实施例的其他制品的典型测量和制造程序；通过这些程序中的疏忽错误；通过用于制造组合物或混合物或实施方法的成分的制造、来源或纯度的差异等。在整个公开中，术语“约”和“近似”是指该术语前面的数值的±5％的范围。
本文所用的术语“重量百分数”、“重量％”、“重量百分比”及其变体是指物质或组分的浓度，即该物质或组分的重量除以例如组合物或组合物中特定组分的总重量，然后乘以100。应当理解，如本文所用，“百分数”、“％”等可以与“重量百分数”和“重量％”同义。
本公开涉及用于容纳挥发性材料的散发器和基底。虽然本公开可以许多不同的形式实施，但这里讨论了多个具体的实施例，应当理解，本公开仅被认为是本公开的原理的范例，而不是要将本公开限制于所示的实施例。
此外，本发明的原理适用于通过被动散发而散发的任何挥发性材料，并且尽管特定示例示出了特定挥发性材料(例如杀虫剂)的被动散发，但可以预见，本文所述的散发器和基底可用于各种挥发性材料。挥发性材料的示例包括但不限于杀虫剂、驱虫剂、昆虫引诱剂、香料、霉菌或防霉剂、清洁剂、消毒剂、空气净化器、芳香疗法香料、防腐剂、正香味挥发性材料、空气清新剂、除臭剂等以及它们的组合。挥发性材料中也可包含添加剂，比如香料或防腐剂，这将在本文中进一步详细讨论。
散发器
图1和2总体描绘了用于将挥发性材料散发到周围环境中的散发装置100，并且在该特定实施例中，将挥发性材料被动散发到周围环境中。在一优选实施例中，如将在此进一步讨论，散发装置100与多层基底结合使用，以将害虫控制剂比如驱虫剂或杀虫剂散发到周围环境中。
仍参考图1和2，散发装置100被示出具有两个相对侧，包括正面102(见图1)和背面104(见图2)。中心板106在正面102和背面104之间延伸，并且基底(未示出)可以位于正面102和背面104之间，这将在本文中进一步讨论。在这些实施例中，基底是挥发性材料的贮存器，并在特定的时间段内从散发装置100散发挥发性材料。
在该实施例中，中心板106通常为矩形，并包括圆角108。可替代地，在其他实施例中，散发装置100和中心板106可以具有不同的构造或形状。例如，散发装置100可以是圆形、卵形、三角形、方形、矩形、五边形、六边形或任何其他期望的几何构型。如该实施例所示，中心板106可以具有设置在其上部中心的孔110。孔110允许使用者在其使用之前或期间悬挂散发装置100。在替代实施例中，可以围绕中心板106的周边定位附加的孔，以帮助悬挂散发装置100。
具体参照图1，正面102从中心板106延伸，并且在该实施例中，通常是具有圆角112的矩形。类似于中心板106，在其他实施例中，正面102可以具有替代的构造或形状。例如，在一些实施例中，正面102可以是圆形、卵形、三角形、方形、矩形、五边形、六边形或任何其他期望的几何构造。支腿114可从正面102的底端116延伸，其支撑散发装置100，并允许散发装置100在其使用之前或期间被放置在表面(未示出)的顶部。正面102还可以包括多个孔120，其允许空气进出散发装置100。这样，在散发装置100的使用期间，挥发性材料可通过孔120从散发装置100内的基底散发出来。
在具体实施例中，可改变或调整正面102及其孔120，以增加或减少挥发性材料从散发装置100的散发速率。现在参考图5，描绘了正面102的图示，其示出了具有高度H和宽度W的正面102。在一些实施例中，高度H可以在约10厘米和约100厘米之间，或者在约10厘米和约50厘米之间，或者在约10厘米和约30厘米之间。在这些实施例中，宽度W可以在约10厘米和约100厘米之间，或者在约10厘米和约50厘米之间，或者在约10厘米和约30厘米之间。如本文前面所讨论，正面102可以具有替代的构造，并且在一些实施例中，可以是圆形、卵形、三角形、方形、矩形、五边形、六边形或任何其他期望的几何构造。在这些实施例中，正面102的尺寸可以使得正面102的表面积在约100cm2和约10000cm2之间，或者在约100cm2和约2500cm2之间，或者在约100cm2和约900cm2之间。
在一方面，如图1和5所示，孔120可以是具有不同直径的圆形孔。例如，继续参考图1和5，靠近正面102的中心122的圆形孔120可以具有最小的相对直径，并且随着孔120从正面102的中心122向外延伸，孔120的直径可以增加。此外，如图5中最佳示出，孔120可以组织成从正面102的中心122向外延伸的多个同心环或环形排。此外，在该特定实施例中，每个同心圆孔内的孔120的直径可以是均匀的。然而，如前所述，随着孔120从中心122向外延伸，孔120的直径通常会增大，或者换句话说，第一同心圆内的孔120的直径可以最小，而离中心122最远的同心圆内的孔120的直径可以最大。
在该特定实施例中，正面102包括约13个同心环或环形排的孔120，即环形排A-M(见图5)。然而，在替代实施例中，正面102可包括任何数量的孔120，以产生挥发性材料从散发装置100的所需散发。例如，在替代实施例中，孔120可以组织成行或列，以产生网格配置。在这样的实施例中，正面102可以包括1行到100行和/或约1列到100列。此外，行和列可以分别包括1到100个孔。在其他实施例中，孔120可被组织成描绘特定的形状、字母、单词或图像。
根据本公开的另一方面，邻近正面102的拐角112的区域N-Q内的孔120可以具有替代构造。例如，如图5中最佳示出，靠近正面102的拐角112的孔120可以是三角形构造。此外，在该实施例中，离拐角112最远的孔120可以具有最小直径，而离拐角112最近的孔120可以具有最大直径。这样，当孔120从正面102的中心122延伸时，孔120的直径通常可以增加，然后当孔120在第一图案(即同心环或环形排的孔)到第二图案(即三角形图案的孔)之间转换时，孔120的直径减小，然后当孔120延伸到拐角112时，孔120的直径随后再次增加。
在替代实施例中，孔120可以是相反的构造，离拐角112最远的孔120具有最大直径，而离拐角112最近的孔120具有最小直径。在又一实施例中，正面102可以不包括三角形构造内的孔120。相反，在一实施例中，正面112可以仅包括延伸到拐角112的同心环内的孔120，使得孔120的直径仅随着它们从正面的中心122向外延伸而增加。
在替代实施例中，孔120可以是具有均匀直径的圆形孔。在其他实施例中，孔120可以替代的配置来组织，例如行或列，或者可以任意或随机地放置在正面102上。然而，在特定实施例中，孔120可以在散发装置100的正面102的表面积的约35％和约99％之间。在替代实施例中，孔120可以在正面102的约50％和约99％之间，或者在正面102的约75％和约99％之间，或者在正面102的约90％和95％之间。例如，继续参考图5，正面102可以具有由宽度W乘以高度H定义的总表面积(SA)。此外，孔120延伸穿过的正面102的总表面积(SA)的一部分可以由总表面积(SA)减去没有任何孔120的表面积(SA1)来表征。在该特定实施例中，表面积(SA1)可以使用半径(r)和下面的等式1来计算，半径(r)被定义为正面102的中心122和限定最小同心环或环形排A的孔120之一的最内边缘之间的距离。
SA1＝πr2 (等式1)
此外，暴露于周围环境的基底的总表面积(SAS)可近似等于总表面积(SA)减去表面积(SA1)，其近似等于没有任何孔120的表面积。此外，暴露的基底表面积的百分比可以通过将暴露的基底总表面积(SAES)除以基底总表面积(SAs)来确定，在大多数实施例中，SAs等于总表面积(SA)。用于确定暴露的基底表面积的百分比的公式在下面的等式2中示出。
孔A-M的同心环以及象限N-Q中的孔也可以由从每个孔的中心延伸的单独半径来表征。这样，可以计算由孔120限定的表面积的实际测量，或者可以计算没有任何孔的表面积。再次转到图5，孔M的最大或最后同心环可以由半径(R)表征，如图5所示，其由最大同心环或环形排M的其中一个孔的最外边缘限定。半径(R)也可以近似等于正面102的高度H的一半和/或近似等于正面102的宽度W的一半。在这些实施例中，具有第一图案内的孔(即孔A-M的同心环或环形排)的表面积(SA)的百分比可以使用下面的等式3来计算，并且可以表征为第一覆盖区或扩散区域。第二图案(即区域N-Q)内具有孔的表面积的百分比可以使用下面的等式4来计算，并且可以表征为具有四个象限的第二覆盖区或扩散区域。
具有第一图案的孔SA＝πR2-SA1 (等式3)
具有第二图案的孔SA＝SA-πR2-SA1 (等式4)
此外，具有替代配置的每个象限的表面积，即区域N-Q，可以通过将等式3中计算的表面积除以4来计算。
孔120的直径范围可以在约1毫米和约25毫米之间，或者在约1毫米和约15毫米之间，或者在约5毫米和约10毫米之间。在替代实施例中，孔120可以是替代构造。例如，孔120可以是卵形、三角形、方形、矩形、五边形、六边形或任何其他期望的几何形状。在这样的实施例中，孔120可以具有范围在约0.75mm2和约500mm2之间，或者约0.75mm2和约175mm2之间，或者约20mm2和约75mm2之间的表面积。
此外，如前所述，孔120的直径通常可随着孔120从中心122向外延伸而增加，例如如图5所示。结果，挥发性材料从散发装置100的散发速率或释放速率可在正面102上的不同位置变化。例如，在该实施例中，散发速率通常可以从中心122向外延伸而增加，并且可以与孔120的尺寸成正比。换句话说，因为同心环M包括直径大于同心环A的孔120的孔120，所以与挥发性材料通过同心环A的孔120的散发速率相比，散发装置100的挥发性材料通过同心环M的孔120的散发速率可以更大。实际上，散发装置100可以将挥发性材料从中心122芯吸到正面102的拐角112。在替代实施例中，可以改变和调整孔120的尺寸，以提供其他期望的气流和散发速率。
在一些实施例中，正面102可包括约1至7500个孔，或约1至2000个孔，或约500至约1000个孔，或约700至约800个孔。仍参考图5，孔120也可以具有关于竖直轴124和/或水平轴126的对称性。此外，如图4所示，孔120下方的表面可以是与正面102不同的颜色。
参考图2，散发装置100的背面104可以类似于正面102，并且可以包括从中心132向外延伸的多个孔130。然而，在替代实施例中，散发装置100的背面104可以不包括孔130，如图3所示。在其他实施例中，背面104可以独立于正面102构造，并且可以包括不同尺寸、数量和图案的孔130。因此，正面102及其孔120的上述公开等同地且独立地适用于背面104及其孔130。例如，在一些实施例中，背面104可以独立地具有约10厘米和约100厘米之间，或者约10厘米和约50厘米之间，或者约10厘米和约30厘米之间的高度和宽度。此外，孔130可以是圆形的，并且可以具有例如在约1毫米和约25毫米之间，或者在约1毫米和约15毫米之间，或者在约5毫米和约10毫米之间的直径。可替代地，散发装置100可以不包括背面104，并且中心板106可以限定散发装置100的背面。
散发装置100的特征还在于厚度，该厚度可以是在散发装置100的正面102和背面104之间测量的距离。在一些实施例中，散发装置100的厚度可以在约0.05厘米至约10厘米之间。
此外，在该特定实施例中，背面104还包括从背面104的底端136延伸的支腿134，其可以支撑散发装置100。在使用过程中，支腿114、136允许散发装置100坐落或放置在表面(未示出)上。
图6-8描绘了根据本公开第二方面的用于将挥发性材料散发到周围环境中的另一个散发装置或框架200。类似于散发装置100，散发装置200与多层基底结合使用，以将挥发性材料比如害虫控制剂、驱虫剂或杀虫剂散发到周围环境中。
散发装置200包括两个相对侧，包括正面202和背面204，并且基底206可以位于正面202和背面204之间。如将进一步讨论，基底206是挥发性材料的贮存器，并且在特定的时间段内从散发装置200被动散发挥发性材料。
如图6和7所示，正面202包括孔208，该孔允许气流穿过基底206，以提供挥发性材料从基底206的被动散发。散发装置200的背面204可类似于正面202，如图8所示，并且还可包括允许气流穿过基底206的孔210，以提供挥发性材料从基底206的被动散发。可替代地，背面204不包括孔210，并且在该实施例中，背面204是封闭的并且覆盖基底206。
继续参考图6-8，孔208、210可以分别在正面202或背面204的约50％和约99％之间。在进一步的实施例中，孔208、210可以分别在正面202或背面204的约75％和约99％之间，或者在约90％和95％之间。例如，继续参考图6-8，正面202可以具有由宽度W2乘以高度H2定义的总表面积(SA2),背面204可以具有由宽度W3乘以高度H3定义的总表面积(SA3)。这样，孔208、210可将基底206的约50％至约99％，或约75％至约99％，或约90％至95％暴露于周围环境。因此，类似于散发装置100，正面202和背面204及其孔208、210的尺寸可设置成增加或减少挥发性材料从散发装置200的散发速率。
现在参考图7和图8，高度H2、H4和宽度W2、W4可以在尺寸上类似于散发装置100的高度H和宽度W。更具体地，高度H2、H3和宽度W2、W3可以分别在约10厘米和约100厘米之间，或者在约10厘米和约50厘米之间，或者在约10厘米和约30厘米之间。在这些实施例中，正面202和/或背面204的尺寸可以使得正面202或背面204的表面积在约100cm2和约10000cm2之间，或者在约100cm2和约2500cm2之间，或者在约100cm2和约900cm2之间。
正面202和背面204及其孔208、210可被改变或调整，以增加或减少挥发性材料从散发装置200的散发速率。参考图7和图8，在该实施例中，孔208、210可以分别由高度H3、H5和宽度W3、W5限定，并且暴露基底的表面积(SAES)可以通过将高度H3、H5乘以宽度W3、W5来计算。因此，暴露于周围环境的基底表面积的百分比可以通过将暴露的基底表面积(SAES)除以基底的总表面积(SAs)来计算，在大多数实施例中，该总表面积等于正面202或背面204的总表面积(SA)。正面202或背面204的总表面积(SA)可以使用高度H2、H4和宽度W2、W4尺寸来计算。在该实施例中，正面202或背面204的总表面积(SA)可以通过将正面202或背面204的高度H2、H4乘以其宽度W2、W4来计算。用于确定暴露于周围环境的基底表面积的百分比的公式如下面的等式5所示。
类似于散发装置100，正面202和背面204及其孔208、210可被改变或调整以增加或减少挥发性材料从散发装置200的散发速率。如前所述，孔208、210可以在散发装置200的正面202或背面204的表面积的约35％和约99％之间。在替代实施例中，孔208、210可以在正面202或背面204的约50％和约99％之间；或者正面202或背面204的约75％和约99％之间；或者在正面202或背面204的约90％和95％之间。结果，暴露的基底表面积(SAES)的百分比可以在约50％和约99％之间，或者在约75％和约99％之间，或者在约90％和约95％之间。
基底
图9示出了可与散发装置100或散发装置200结合使用的基底250的一部分。如本文将进一步讨论，基底250可以由一层或多层构成，并且可以是用于挥发性材料的活性剂的被动散发的三维织物材料。在一实施例中，基底250的结构可以包括多个编织层和非编织层，这些层可被分层以产生基底250。例如，如图9所示，基底250可以包括第一层252、第二层254和第三层256。然而，根据本公开的替代方面，基底250可以包括附加层，或者可替代地，仅第一和第二层，例如仅第一层252和第二层254。
基底250及其层的构造产生了每投影体积具有高表面积的基底250。更具体地，第一层252和/或第三层256可为利用多个允许空气流过基底250及其层的孔来芯吸并随后散发挥发性材料或活性剂提供最佳层；第二层254可为长时间储存挥发性材料或活性剂提供最佳层。
根据本公开的各方面，基底250的层的物理性质可被优化以实现期望的芯吸、饱和度和蒸发速率。更具体地，例如，基底250的层的厚度、孔隙率、编织图案、材料和/或空间密度可被优化，以实现活性剂从基底250的期望的芯吸、饱和和蒸发速率。此外，基底250的层的厚度、孔隙率、编织图案、材料和/或空间密度可被优化以实现所需的产品寿命或散发寿命，例如基底250从其恒定散发活性剂的时间长度。如将在本文中进一步讨论，可以调节基底250及其性质，使得基底250在一段时间(最优选地，比如一周、十天、两周、三周或四周、六周或八周)内被动且一致地散发活性剂比如四氟菊酯。
如上所述，基底250可以包括第一层252、第二层254和第三层256。此外，在特定实施例中，第一层252、第二层254和第三层256可以具有各自的属性；然而，在一些实施例中，第一层252、第二层254和第三层256可以由相同的材料构成，可以交织，并且可以在其间包含连续纤维。例如，第一层252和第三层256可以是编织层，第二层254可以是在其间延伸的非编织层。此外，第二层254的纤维可以连接第一层252和第三层256的纤维。
基底的第一层
第一层252可以使用一种或多种材料形成，以提供足够的芯吸、饱和度和蒸发速率。例如，在特定实施例中，第一层252可以是基底250的顶层，并且可以是由基于棉、聚酯或尼龙的材料构成的编织纤维材料。在这些实施例中，第一层252可以具有孔径、编织图案、厚度、孔隙率和密度。
第一层252的孔径可在约0.5毫米至约20毫米之间，或约1毫米至约10毫米之间，或约1毫米至约5毫米之间，或约2毫米至约5毫米之间，或上述值之间的任何孔径，以提供挥发性材料从基底250的所需散发速率，如本文将进一步讨论。例如，如果期望具有快速散发速率的散发装置100、200，则对于期望缓慢散发速率的散发装置100、200，第一层252的孔径可显著大于基底250的第一层252的孔径。
此外，第一层252的孔径可取决于与基底250结合使用的散发装置100、200的构造。更具体地，第一层252的孔径和暴露于周围环境的基底250的总表面积，通过散发装置100、200的孔的构型，各自影响挥发性材料或活性剂从基底250的散发速率。因此，当设计基底250时，第一层252及其性质(即孔径)可以结合与其一起使用的散发装置进行调节。
为了提供非限制性示例，图10描绘了具有约3mm孔径X1的基底300，图11描绘了具有约5mm孔径X2的基底320，这两者都可用于基底250的第一层252或基底250的第三层256。此外，在一些实施例中，顶层252也可以包括多种孔径。例如，参考图11，基底320可以包括孔径X2和孔径X3。
如上所述，第一层252的编织图案、厚度和密度也可被优化以产生期望的散发速率。例如，在第一层252是编织材料的实施例中，第一层252的编织图案可被调整以控制芯吸速率。在一优选实施例中，最佳编织图案在其中挥发性材料的释放速率和内表面区域之间产生了优选的平衡，该内表面区域用作其中挥发性材料的贮存器。
如本文将进一步讨论，第一层252可以由位于纽约St.Johnsonville和纽约Dolgeville的Gehring-Tricot Warp Knit Fabrics生产的织物构成，比如间隔织物。可用于构造第一层252的材料或纺织品的具体的非限制性示例包括由Gehring-Tricot公司生产的下列织物：Gehring Green、SHR 714F、SHR 796F、SHR 918、SHR 891、SHR 896、SHR701/6、SHR 711/6、SHR 878、SHR 863、SHR 884、SHR 895、SHR 844、SHR 860/1、SHR 724/5和SHR 702/1。前述织物将在本文的示例中进一步详细讨论。
适于形成第一层252的材料的示例包括基于纺织品的材料，例如棉、聚酯、尼龙、人造丝或其组合。在进一步的实施例中，第一层252可以由基于植物的材料形成。
第一层252的厚度也可以针对基底250的特定用途进行优化。如本文将进一步讨论，第一层252的厚度与释放速率正相关；因此，如果期望更高的释放速率或散发速率，具有更大厚度的材料可用于第一层252。在特定实施例中，第一层252的厚度可以在约0.1毫米和约6毫米之间，或者在约0.3毫米和约5毫米之间，或者在约0.3毫米和约3毫米之间，或者在约1毫米和约2.5毫米之间，或者在约1毫米和2毫米之间。
基底的第二层
第二层254也可以使用一种或多种材料形成，以提供足够的芯吸、饱和度和蒸发速率。例如，在特定实施例中，第二层254可以是位于第一层252和第三层256之间的中间间隔层。在这些实施例中，第二层254可以是纤维、非编织材料，例如基于棉、聚酯或尼龙的材料。此外，在这些实施例中，第二层254可以具有厚度，并且可被改变以调节基底250的密度、厚度和表面积与体积的比率。
如上所述，第二层254的厚度和密度也可被优化以产生期望的散发速率。更具体地，在某些实施例中，第二层254的间隔物厚度和密度可以变化，以控制基底250的饱和度(即能够储存在基底250内的挥发性材料的量)，并因此控制挥发性材料从基底250的散发持续时间。在这些实施例中，第二层254可充当具有活性剂的挥发性材料的贮存器。这样，第二层254的密度可以增加或减少，以控制挥发性材料或活性剂的饱和度。例如，如果需要更高的饱和度，可以增加第二层254的纤维密度，以增加基底250的表面密度。如本文将进一步讨论，第二层254可通过增加或减少其中的纤维来改变，使得基底250的表面密度范围在约75克每平方米(g/m2)和约500克每平方米之间，或约150g/m2和约400g/m2之间，或约150g/m2和约350g/m2之间，或约200g/m2和约320g/m2之间，或约250g/m2和约300g/m2之间，或者约280g/m2。
除了改变第二层254的密度，第二层254的厚度也可以改变。第二层254的厚度通常可定义为第一层252和第二层254之间的距离，即第二层254的纤维延伸通过的距离。在特定实施例中，第二层254的厚度可在约0.1毫米和约6毫米之间，或约0.5毫米和约5毫米之间，或约0.5毫米和约5毫米之间，或约1毫米和约4毫米之间，或约2毫米和约3毫米之间，或约0.1毫米和约0.3毫米之间的范围内。
适于形成第二层254的材料或纤维的示例包括基于纺织品的材料，例如棉、聚酯、尼龙、人造丝或其组合。在进一步的实施例中，第一层252可以由基于植物的材料形成。
基底的第三层
第三层256可以使用一种或多种材料形成，以提供足够的芯吸、饱和度和蒸发速率。在特定实施例中，第三层256可以是基底250的底层，并且可以是由基于棉、聚酯或尼龙的材料构成的编织纤维材料。在这些实施例中，第三层256可以具有孔径、编织图案、厚度、孔隙率和密度。
第三层256的孔径可在约0毫米至约20毫米之间，或约1毫米至约10毫米之间，或约1毫米至约5毫米之间，或约2毫米至约5毫米之间，或上述值之间的任何孔径，以提供挥发性材料从基底250的所需散发速率，如本文将进一步讨论。例如，如果期望具有快速散发速率的散发装置100、200，则对于期望缓慢散发速率的散发装置100、200，第三层256的孔径可显著大于基底250的第三层256的孔径。此外，第三层256的孔径可取决于与基底250结合使用的散发装置100、200的构造。例如，在一实施例中，当放置在散发装置100中时，第三层256可以靠近散发装置100的背面104。这样，在这些实施例中，第三层256的孔径可以在约1mm和约5mm之间，以允许当背面104包括孔130时，比如图2所示，基底250内的挥发性材料的活性剂散发。然而，在替代实施例中，当背面104不包括孔130时，第三层256的孔径可以是0mm，如图3所示。
如上所述，第三层256的编织图案、厚度和密度也可被优化以产生期望的散发速率。例如，在第三层256是编织材料的实施例中，可以调整第三层256的编织图案来控制芯吸速率。
如本文将进一步讨论，类似于第一层252，第三层256可以由位于纽约St.Johnsonville和纽约Dolgeville的Gehring-Tricot Warp Knit Fabrics生产的纺织品构成，例如间隔织物。可用于构造第一层252的材料或纺织品的具体的非限制性示例包括由Gehring-Tricot公司生产的下列织物：Gehring Green、SHR 714F、SHR 796F、SHR918、SHR 891、SHR 896、SHR 701/6、SHR 711/6、SHR 878、SHR 863、SHR 884、SHR 895、SHR844、SHR 860/1、SHR 724/5和SHR 702/1。前述织物将在本文的示例中进一步详细讨论。
通常，适于形成第三层256的材料的示例包括基于纺织品的材料，例如棉、聚酯、尼龙、人造丝或其组合。在进一步的实施例中，第三层256可以由基于植物的材料形成。
第三层256的厚度也可以针对基底250的特定用途进行优化。如本文将进一步讨论，第三层256的厚度与释放速率正相关；因此，如果期望更高的释放速率或散发速率，具有更大厚度的材料可以用于第三层256。在特定实施例中，第三层256的厚度可以在约0.1毫米和约6毫米之间，或者在约0.3毫米和约5毫米之间，或者在约0.3毫米和约3毫米之间，或者在约1毫米和约2.5毫米之间，或者在约1毫米和2毫米之间。
基底250的上述层也可以单独改变，以产生具有最佳密度、厚度、芯吸速率、释放或散发速率或饱和度的基底。
在特定实施例中，可改变基底250的层及其性质，以提供饱和度范围在约1毫克(mg)至约10000mg之间、或约1mg至约5000mg之间、或约1mg至约3000mg之间、或约50mg至约100mg之间、或约1500mg至约2300mg之间的挥发性材料或者约100mg至约700mg、或约150mg至约400mg、或约150mg至约300mg的挥发性材料的基底250。在相关实施例中，可改变基底250的层及其性质，以提供饱和度范围在约0.005mg/cm2和约55mg/cm2之间，或约0.005mg/cm2和约30mg/cm2之间，或约0.2mg/cm2和约0.4mg/cm2之间，或约6.5mg/cm2和约10mg/cm2之间，或约0.4mg/cm2和约3mg/cm2之间，或约0.6mg/cm2和约1.7mg/cm2之间，或约0.6mg/cm2和约1.3mg/cm2之间的基底250。
在一些实施例中，可改变基底250的层及其性质，以提供厚度范围为约0.1毫米至约6毫米，或约1毫米至约4毫米，或约1.5毫米至约3毫米，或约1.7毫米至约2.5毫米，或上述值之间的任何厚度的基底250，以提供挥发性材料从基底250的所需散发速率，如本文将进一步讨论。
在进一步的实施例中，可以改变基底250的层及其性质，以提供表面密度范围在约75克/平方米(g/m2)和约500克/平方米之间，或约150g/m2和约400g/m2之间，或约150g/m2和约350g/m2之间，或约200g/m2和约320g/m2之间，或约250g/m2和约300g/m2之间、或约280g/m2、或前述值之间的任何密度的基底250，以提供挥发性材料从基底250的所需散发速率，这将在本文中进一步讨论。在优选实施例中，基底250的密度范围在约40g/m2和70g/m2之间。
在一些实施例中，基底250还可包括用尽提示，该提示向使用者指示散发装置100、200已经从其中挥发了所有或几乎所有的挥发性材料。例如，如图12A和12B所示，基底250的第一层252可包括亮色纺织纤维和深色纺织纤维，这提供了可用作视觉提示或剂量提示的对比，显示基底250上挥发性材料的存在。例如，当基底250不包括挥发性材料时，亮色纺织纤维350提供视觉提示或外观，如图12A所示，并且当基底250配给有挥发性材料时，亮色纺织纤维不太明显，从而指示挥发性材料存在于其上或其中，如图12B所示。
散发装置100、200和其中的基底250可包括任何合适的挥发性材料。在一些实施例中，挥发性材料可包括活性剂，例如芳香剂、杀虫剂、除臭剂、杀真菌剂、杀菌剂、消毒剂、宠物隔离物或其他活性挥发物或设置在载液内的其他化合物，例如油基、有机基和/或水基载体或溶剂、除臭液体等，和/或其组合。在特定实施例中，散发装置100、200包括昆虫控制剂、驱虫剂或杀虫剂。适用于挥发性材料的可能的杀虫剂的示例包括拟除虫菊酯，例如氰氟菊酯、四氟菊酯、七氟菊酯和蒸气菊酯，或天然活性物质(香叶醇等)或这些杀虫剂的混合物。
可用于挥发性材料的活性剂的附加示例可包括由威斯康星州Racine的S.C.Johnson&Son公司销售的OUSTTM或挥发性材料还可以包括其他活性物质，例如消毒剂、空气和/或织物清新剂、清洁剂、除味剂、霉菌或防霉剂、驱虫剂等，或者具有芳香治疗特性的其他物质。可替代地，挥发性材料包括本领域技术人员已知的可以从贮存器中散发的任何流体，例如适于以悬浮在气体中和/或通过推进剂推进的颗粒或液滴的形式分散的流体。
在一些实施例中，活性剂比如四氟菊酯在挥发性材料中的含量可以为约5重量％和约95重量％之间，约60重量％和约90重量％之间，或约70重量％和约85重量％之间，或者甚至更具体地，约75重量％和约85重量％之间。在具体实施例中，昆虫控制剂可以是约80重量％的挥发性材料，并且在优选实施例中，四氟菊酯可以为约80重量％的挥发性材料。
挥发性材料还可以包括液体、固体或蒸汽。在一方面，挥发性材料可以包括一种或多种溶剂，例如有机或水溶液，昆虫控制剂可以溶解在其中。例如，在某些方面，活性剂在室温(23℃)下可以是固态，并且可以将溶剂添加到活性剂中，以便提供并保持挥发性材料处于液态，从而允许挥发性材料散布、涂覆在基底250上并位于其内。在进一步的实施例中，挥发性材料可以包括香料。然而，在其他实施例中，挥发性材料可以不与任何其他组分混合，并且可以仅由活性剂构成。
散发装置100、200能够以初始递送速率从散发装置100、200提供挥发性材料的递送，该初始递送速率是在将挥发性材料和散发装置100、200暴露于大气中的一小时内测量的。散发装置100、200能够以随后的递送速率提供挥发性材料穿过或来自第一层252的递送，该递送速率是在散发装置100、200的挥发性材料和基底250暴露于大气之后的固定时间测量的。该固定时间可以是期望蒸气散发装置提供递送挥发性组合物的任何时间长度。例如，固定时间可以是六小时、十二小时、一天、两天、三天、四天、五天、六天、一周、十天、两周、十五天、二十天、三周、二十五天、四周、三十天、五周、四十天、六周、四十五天、七周、五十天、五十五天、八周、十周、十二周、十五周、二十周、二十五周、三十周、一年等。更具体地，可选择散发装置100、200和基底250，更具体地，可选择它们的特性，以提供在规定和期望的时间量内以大致恒定速率散发挥发性材料的散发装置100、200。
如本文所述，如果挥发性材料或活性剂的散发或释放可以用线性回归线绘制或拟合，且确定的相关性即R2值大于0.8、或大于0.85、或大于0.90、或大于0.95、或大于0.98，则基底250或散发装置100、200可表征为具有恒定散发速率或稳态散发速率。
在某些方面，散发装置100、200的特定表面积和制剂浓度可设计成恒定地散发约0.1毫克/天至约10毫克/天的活性剂或挥发性材料，约1毫克/天至约10毫克/天，约1毫克/天至约7毫克/天，约1毫克/天至约5毫克/天的活性剂或挥发性材料，或约1.5毫克/天至约4毫克/天的活性剂或挥发性材料，或约1.5毫克/天至约2毫克/天的活性剂或挥发性材料。在进一步的实施例中，散发装置100、200和其中的基底250可散发大于10毫克/天的活性剂或挥发性材料。例如，在一些实施例中，当通过基底250的气流增加时，基底250可以大于10毫克/天的速率散发活性剂或挥发性材料。
同样，如本文先前所述，基底250和/或散发装置100、200的剂量可基于所需的散发持续时间来选择，例如从数周、数月或数季。例如，如果散发装置100、200设计成具有约2mg活性剂/天的散发速率，那么设计成使用一个月的散发装置100、200将配给有至少60mg活性剂(例如四氟菊酯)。作为另一示例，如果散发装置100、200设计成具有约2mg活性剂/天的散发速率，那么设计成使用三个月(即一季)的散发装置100、200将配给有至少约1500至约2300mg之间的活性剂(例如四氟菊酯)。因此，挥发性材料和/或其中的活性剂的初始剂量水平可在1mg至5g之间变化，并且可取决于基底250的性质、期望的散发速率和/或期望的散发寿命。
如上所述，在一些实施例中，散发装置100、200可最初配给有具有预定初始剂量的挥发性材料和/或活性剂。在特定的方面，挥发性材料和/或其中的活性剂的初始剂量可以在约1mg和约5g之间、约20mg和约3g之间、约20mg和约1g之间、约20mg和约200mg之间、约40mg和约100mg之间、或约55mg和约70mg之间的范围内。在其他方面，挥发性材料和/或其中的活性剂的初始剂量可在约1mg至约5g之间、约1g至约3g之间、或约1.5g至约2.3g之间的范围内。在一实施例中，散发装置100、200或基底250可初始配给有约75mg活性剂。在另一实施例中，散发装置100、200或基底250可最初配给有约3克至约4.6克的挥发性材料，其可包括近似约1.5克至2.3克的活性剂(例如四氟菊酯或甲氟菊酯)和近似约1.5克至约2.3克的稀释剂(例如ExxsolTM D60)。在该具体实施例中，初始剂量是每230cm2的材料递送的(例如每230cm2的基底250递送约3g至约4.6g的挥发性材料)。此外，在这些实施例中，包含稀释剂可以促进更快的芯吸、更好的分布，并且可以抑制结晶。
在基底250配给有一定量的挥发性材料后，基底250被放置在散发装置100、200内，这防止散发装置100、200的未来使用者与活性剂之间的接触。此外，散发装置100、200及其孔120、130促进适当的气流，以允许挥发性材料从散发装置100、200中保护性散发。
尽管以上针对特定实施例概述了初始剂量的量，但本领域技术人员应当理解，初始剂量可以变化，并且可以取决于多种因素的组合，包括但不限于挥发性材料所施用到的基底250的表面积，挥发性材料所施用到的基底250的一层或多层的性质(例如第一层252、第二层254或第三层256的厚度)、挥发性材料从散发装置100、200的期望递送速率、用于散发装置200的一层或多层的材料类型(例如用于第一层252的材料类型、用于第二层254的材料类型、用于第三层256的材料类型)、或用于散发装置100、200的挥发性材料类型。
示例
本文的示例旨在向本领域普通技术人员说明散发装置100、200或基底250的某些实施例，并且不应被解释为限制权利要求中阐述的公开内容的范围。散发装置100、200或基底250可包括以下非限制性示例。
结合本文的示例，通过分析特定基底随时间的重量损失来测量散发速率和本文示例的基底中残留的活性剂的量，例如四氟苯菊酯的量。更具体地，特定基底内剩余的活性剂的量可以通过在用活性剂(或挥发性材料)配给基底250之前首先测量基底250，然后在配给后的任何给定时间从基底250的重量中减去该值来计算。例如，参考示例1，测量基底250的初始重量，用活性剂(即四氟菊酯或甲氟菊酯)配给基底250，并且在初始配给之后和活性剂散发到周围环境中之后多次测量基底250的重量。然后从初始配给后基底250的重量中减去基底250的初始重量，该值表示基底250中剩余的活性剂。此外，在确定基底250中剩余的活性剂之后，散发到周围环境中的活性剂(或挥发性材料)的量也可以通过从活性剂的初始配给量中减去基底250中剩余的活性剂的量来计算。所有重量测量都可以在分析天平上进行。此外，本文的示例是在具有受控气流速率的封闭环境中进行的，例如密封室。
示例1
如本文所述，可改变与散发装置100、200和基底250相关的特性，以提供挥发性材料从散发装置100、200的最佳散发。此外，根据本发明的一方面，可改变散发装置100、200和基底250的特性，以提供最佳且恒定的挥发性材料或活性剂散发。
为了证明挥发性材料从本公开的基底的一致散发速率，用约75mg两种不同的挥发性材料配给表面积为约30cm2的基底250，并在40天的时间内测量散发速率。收集的数据如图13所示。
在这个示例中，基底250包括三层，例如第一层252、第二层254和第三层256。此外，在该实施例中，第一层252是具有蜂窝编织图案的编织材料，孔径为3mm，厚度为0.3mm；第二层254是由聚酯线构成的纤维材料，并且基底250具有约340g/m2的表面密度；第三层256是具有蜂窝编织图案的编织材料，孔径为3毫米，厚度为0.3毫米。
如图13所示，当基底250配给有约75毫克四氟菊酯或75毫克甲氟菊酯时，观察到线性释放速率。当基底250配给有四氟菊酯时，基底250在一个月内，特别是在约36天内，以约1.5毫克/天的恒定线性速率恒定散发挥发性材料。当基底150配给有甲氟氯氰菊酯时，基底250在20天内以约1.9毫克/天的恒定线性速率散发挥发性材料。结果，基底250的实施例可有效地用于提供持久的挥发性材料的恒定线性释放速率。此外，挥发性材料的程度和基底250的特性(例如表面积、孔隙率、厚度、密度等)可以根据剂量而变化。例如，可以改变基底250的特性，使得可以向基底250施加更高的剂量(例如约150mg至约800mg之间的剂量),以在更长的时间内，例如3至6个月或甚至12个月，提供挥发性材料的线性释放速率。
如前所述，可以选择用于基底250的材料及其层，以优化基底250的特性，包括基底250的饱和度或散发速率。用于基底250以及第一和第三层252、256的最佳材料在下面的表1中示出，并且由位于纽约St.Johnsonville和纽约Dolgeville的Gehring-Tricot WarpKnit Fabrics提供，除了“SCJ 1.0”样品，该样品是与美国专利申请号15/164580中描述的基底相似的基底，其全部内容在此引入作为参考。更具体地，基于期望的散发速率、挥发性材料的初始剂量和期望的散发周期，可以选择基底250的最佳材料。例如，如果在40天的时间段内需要0.15mg/hr的散发速率，则可选择SHR 714F用于基底250的第一层252和/或第三层256，并且基底250可配给有约147mg挥发性材料。
另外，图14示出了在将约1.2克挥发性材料施加到材料上之后，表1中列出的每种材料的芯吸速率作为时间的函数。
表1
示例2
为了证明挥发性材料从与散发装置200结合使用的本发明的基底的一致散发速率，在超过一个月的时间内，将基底250插入散发装置200中，并测量基底250的散发速率。在这个示例中，基底250包括三层，例如第一层252、第二层254和第三层256。此外，在该实施例中，第一层252是具有蜂窝编织图案的编织材料，孔径为3mm，厚度为0.3mm；第二层254是由聚酯构成的纤维材料，并且基底250具有约340g/m2的表面密度；第三层256是具有蜂窝状编织图案的编织材料，孔径为3mm，厚度为0.3mm。基底250配给有约2400mg四氟菊酯，并在75天的时间内测量密封室内基底250中不同位置的四氟菊酯浓度。在该试验中，基底250暴露于约4.8米/分钟的气流中。收集的数据显示在图15A、15B和15C中。
如图15A-15C所示，具有基底250的散发装置200在75天的时间内恒定散发挥发性材料，并以约4毫克/天至6毫克/天的恒定速率散发活性剂(即四氟菊酯)。图15A描绘了散发装置200的基底250内活性剂的浓度，其中散发装置200位于密封室内的第一位置。在该位置，散发装置200(或基底250)在大于70天的时间内恒定散发约4毫克/天。图15B描绘了散发装置200的基底250内活性剂的浓度，其中散发装置200位于密封室内的第二位置。在该位置，散发装置200(或基底250)在大于70天的时间内恒定散发约6毫克/天。最后，图15C描绘了散发装置200的基底250内活性剂的浓度，其中散发装置200位于密封室内的第三位置。在该位置，散发装置200(或基底250)在大于70天的时间内恒定散发约4毫克/天。
如图15A-C所示，本发明的基底250具有长时间释放挥发性材料或活性剂比如四氟菊酯的能力。在该具体实施例中，基底250设计成散发含有四氟苯菊酯作为活性剂的挥发性材料，以在长时间内驱除昆虫(例如蚊子)，而无需更换或重新配给基底250。参见图15A-15C，在该具体实施例中使用的基底250能够被约2400mg的四氟菊酯饱和，并以约4mg/天至6mg/天的散发速率释放四氟菊酯。此外，如拟合的线性回归线所示，散发速率在75天内是恒定的，拟合的线性回归线具有0.978、0.988和0.989的高相关值(即R2值)。使用这些线性回归线，可以确定本文公开的基底250在大于约一个月、两个月、三个月等的长时间内提供活性剂比如四氟菊酯的恒定散发。更具体地，使用线性回归线，本实施例的基底250具有以恒定线性速率在超过一年的时间内散发活性剂四氟菊酯的能力。
示例3
基底250的多个特征和尺寸被改变以证明这些特征对挥发性材料从基底250的释放或散发速率的影响。
首先，通过改变其层(例如第二层252)的厚度来改变基底250的厚度，并测量72小时后残留在基底250中的挥发性材料(即四氟菊酯)的百分比。收集的数据如图16所示。
第二，改变基底250的第一层252的孔径，并测量72小时后残留在基底250中的挥发性材料的百分比。收集的数据如图17所示。
第三，改变基底250的第三层256的孔径，并测量72小时后残留在基底250中的挥发性材料的百分比。收集的数据如图18所示。
如图16-18所示，挥发性材料从基底250的释放速率与基底250的厚度、第一层252的孔径和基底250的第三层256的孔径正相关且线性相关。
还进行了统计分析，如表2和表3所示。如表2和3所示，在第一层252和第二层254的厚度和孔径与挥发性材料从基底250的释放速率之间确定了约0.9的高相关值。此外，F比率是最小的。
表2
表3
示例4
如本文前面所讨论，可改变与散发装置100、200和基底250相关的特性，以提供挥发性材料从散发装置100、200的最佳散发。根据本发明的另一方面，基底250的表面积/密度是变化的，以证明表面积/密度对挥发性材料从基底250的散发或释放速率的影响。更具体地，通过改变基底250的层，基底250的表面密度在约10m2/体积m2和约100m2/体积m2之间变化，并且测量从基底的释放或散发速率。收集的数据如图19所示。此外，如图19所示，在基底250的表面密度和挥发性材料从其中的释放速率之间观察到正的线性关系。释放速率与密度(g/m2或GSM)×表面积BET(即实际m2/体积m2)的相关性提供了为基底250选择商业上可获得的网孔的方法的方向性指导，从而为将使用基底250的特定应用提供和瞄准期望的释放速率或散发速率。
继续参考图19，g/m2*BET是对于给定体积单位可用的表面积量的表示，即低值对应于与基底250的给定体积相对应的少量表面积，而高值对应于与基底250的给定体积相对应的大量表面积。此外，BET指的是Brunauer-Emmett-Teller理论，该理论是用于测量材料(例如基底250)的比表面积的分析技术，更具体地，是每质量样品的纤维表面积(m2/g)。图19所示的结果举例说明了可用表面积的量和基底250内活性剂或挥发性材料的释放速率(或散发速率)之间的线性关系。简而言之，随着g/m2*BET的增加，散发速率也会增加。
示例5
如本文进一步讨论，基底250暴露的百分比可改变挥发性材料从散发装置100、200的散发。因此，根据本公开的另一方面，暴露的基底250的表面积的百分比是变化的，以证明暴露百分比对挥发性材料从基底250的散发或释放速率的影响。更具体地，暴露的基底250的百分比在约10％和约100％之间变化，并且测量从基底的释放速率。收集的数据如图20所示。此外，如图20所示，在基底250的表面积的暴露百分比和挥发性材料的释放速率之间观察到正的线性关系。
生产基底的方法
本文的所有发现可用于优化基底250并生产在特定时间段内恒定被动散发挥发性材料的基底250。此外，基底250及其层可被改变或调整以提供用于特定用途的基底250。
已经开发了一种设计方法来确定实现基底250的期望散发速率和产品寿命所需的材料和特性。图21示意性地示出了用于构造基底250的设计方法。
首先，如本文的非限制性示例所支持，应理解，挥发性材料或活性剂从基底250的散发可使用线性回归线来建模，并且基底250内挥发性材料在任何给定时间的浓度可使用等式6来确定：
C(t)＝X-ER*t (等式6)
其中，基底250内挥发性材料或活性剂的浓度为C(t)，挥发性材料或活性剂的初始浓度或剂量为X，挥发性材料或活性剂的期望散发速率或释放速率为ER。
设计方法的步骤1包括选择基底250的最小期望产品寿命，或将包括基底250的散发装置100、200的最小期望产品寿命。例如，如前所述，可能需要产品寿命为一周的散发器，可替代地，可能需要产品寿命为三个月的散发器。
设计方法的步骤2包括选择基底250或散发装置100、200的最小期望散发速率(ER)。例如，在本文的一些实施例中，期望约1.4毫克/天至1.6毫克/天的散发速率，而在其他实施例中，期望约4毫克/天至6毫克/天的散发速率。
设计基底250或散发装置100、200的步骤3包括计算挥发性材料或活性剂的初始浓度的最小值。挥发性材料或活性剂的初始浓度的最小值可使用等式6计算，并代入步骤1中t的最小所需产品寿命和步骤2中ER的最小所需散发速率。例如，如果在步骤1和2中分别选择了3个月(即90天)的最小期望产品寿命和3.6mg/天的最小期望散发速率，则挥发性材料或活性剂的初始浓度的最小值将是324mg活性剂(例如四氟菊酯)。
设计基底250或散发装置100、200的步骤4包括选择基底250的第一层252和/或第三层256，其将提供在步骤2中确定的最小期望散发速率(ER)。图17和18提供了孔径和活性剂(即四氟菊酯)的散发速率或释放速率之间的线性相关性。此外，本文的表1提供了由位于纽约St.Johnsonville和纽约Dolgeville的Gehring-Tricot Warp Knit Fabrics生产的多种织物的平均散发或释放速率，其可用于第一层252或第三层256。利用这一知识，可选择表1中的织物用于第一层252和/或第三层256，以提供所需的散发速率。例如，如果期望0.15毫克/小时(或3.6毫克/天)的平均散发速率，则可选择由Genring-Tricot公司制造的织物SHR714F用于第一层252或第三层256，或者可选择织物SHR 884用于第一层252和第三层256。可替代地，如果需要除表1中公开的织物之外的织物，表1可提供比较的基础，图17和18可提供织物特性(例如孔径)和它们对散发速率的影响之间的必要相关信息。因此，可以使用这些值和计算来近似估计预期用于第一层252和/或第三层256的其他织物的散发速率。
设计基底250或散发装置100、200的步骤5包括选择基底250的第二层254，其将为步骤3中确定的挥发性材料或活性剂的初始浓度提供所需的饱和容量。例如，如果挥发性材料或活性剂的初始浓度的最小值被确定为324mg活性剂，例如324mg四氟菊酯，则第二层254的材料、厚度和密度可以改变，使得第二层254可以在其中容纳324mg活性剂。
在步骤1-5之后，可以通过将在步骤4中选择的第一层252和/或第三层256与在步骤5中选择的第二层254结合来构造基底250。第一层252、第二层254和第三层256可以使用本领域已知的方法结合，包括胶水、粘合剂等。在其他实施例中，第二层254的纤维可以与第一层252的纤维和/或第二层256的纤维交织。在这些特定实施例中，第一层252的纤维、第二层254的纤维和第三层256的纤维在编织过程中系在一起。更具体地，在这些实施例中，层252、254、256可以在编织过程中连接，使得基底250(及其层)完全使用织机构造。在特定实施例中，基底250可以使用拉舍尔针织机构造，并且可以是经编针织，例如双针床拉舍尔型间隔针织。
这种设计方法可以包括图21中未具体示出的附加步骤。在一些实施例中，设计方法还可以包括确定基底250的最佳芯吸速率的步骤。例如，可能需要具有高芯吸速度的基底250，并且在这些实施例中，涉及选择第一和/或第三层252、254的设计方法的步骤4可能涉及选择具有所需芯吸速度的第一和/或第三层252、254。为了有助于该步骤，本文讨论的表1提供了由位于纽约St.Johnsonville和纽约Dolgeville的Gehring-Tricot Warp KnitFabrics生产的多种织物的平均芯吸速度，图14示出了一段时间内的这些芯吸速度。
在其他实施例中，设计方法还可以包括构造与基底250一起使用的散发器或散发装置的步骤，例如散发装置100或散发装置200。如本文前面所讨论，挥发性材料或活性剂从基底250的散发速率与暴露于周围环境的基底250的表面积百分比正线性相关。更具体地说，图20示出了挥发性材料从具有活性剂的基底的散发速率和暴露于周围环境的基底表面积的百分比之间的正线性相关性。此外，本文公开的散发装置100、200包括一个或多个孔120、208、210，这些孔暴露封闭在其中的基底250的表面积的一部分，并且可以改变孔120、208、210的数量和/或孔120、208、210的尺寸，以增加或减少基底250暴露于周围环境的表面积的百分比。因此，在这些实施例中，设计方法的附加步骤可包括使用在步骤2中确定的基底250的最小散发速率，以及在步骤4中选择第一基底252和第三基底256，以确定基底250的表面积的百分比，该百分比对于从步骤2提供期望的散发速率是必要的。在确定需要被暴露以提供所需散发速率的基底250的表面积百分比之后，可调节散发装置100、200的孔120、208、210以提供所需的散发速率。应当理解，该步骤也可以影响步骤4，因为设计者可以在确定基底250在使用期间将暴露于周围环境的基底250的表面积百分比之后选择特定的第一层252和/或第三层256。
附加散发器
图22-30示出了可与本文公开的基底250结合使用的附加散发装置。
图22示出了可以与图9的基底250结合使用的手镯400。在该实施例中，手镯400包括具有内部凹槽404和凹面406的外部框架402。使用者可以将基底250定位在凹面406上和凹槽404内。此外，手镯400可以包括带408，例如带。
图23和24示出了可以与图9的基底结合使用的散发器500。在该实施例中，散发器500包括外部框架502和凹面504，基底250可以定位在凹面504中。此外，散发器500可以包括夹子506，其可以用于将散发器固定到使用者身上。
图25示出了可与基底250结合使用的另一手镯600。在该实施例中，手镯600包括外壳602以及手镯带608，外壳602包括在其正面606上的多个孔604。这里，外壳602可以打开和关闭，并且基底250可以插入外壳602或从外壳602移除。当定位在外壳内时，基底250可通过孔604从基底250散发挥发性材料或活性剂。
图26和27示出了两个挂架700、800。在这些实施例中，挂架700、800可以包括具有正面704、804的第一部件702、802，该正面704、804可以可释放地与具有贮存器或凹进内部708、808的第二部件706、806联接。此外，正面704、804和背面710、810可以包括多个孔712、812。在使用过程中，使用者可以将基底250插入第二部件706、806的凹进内部708、808，并将第一部件702、802联接到第二部件706、806，从而将基底250封装在挂架700、800内。在基底250定位在挂架700、800内之后，挥发性材料或活性剂可以从基底250散发并穿过挂架700、800的孔712、812。
图28描绘了另一散发器900，其可以与这里讨论的基底250结合使用。在该实施例中，散发器900包括沿着铰链906联接到背面904的正面902，这允许散发器900在如图28所示的打开状态和关闭状态(未示出)之间转换。正面902包括容纳部908，背面904包括容纳部910。每个容纳部908、910可在其中容纳基底250，并且当处于打开状态时，散发器900允许挥发性材料或活性剂从基底250散发。
图29描绘了可与基底250结合使用的另一散发器1000。在该实施例中，类似于散发器900，散发器1000包括使用铰链1004联接在一起的正面1002和背面(未示出)。此外，正面1002可包括多个孔1006，这些孔允许空气流入散发器，并允许挥发性材料或活性剂从基底250被动散发。在一些实施例中，散发器1000可作为套件提供，并且套件可包括小袋1008，小袋1008在其中封装一定量的挥发性材料或活性剂1010。在该实施例中，正面1002包括在其内表面上的元件(未示出),一旦散发器1000关闭，该元件能够刺穿小袋1008。因此，在使用期间，使用者可将小袋1008插入散发器1000中并关闭散发器1000，这导致刺穿小袋1008，从而释放其中的挥发性材料或活性剂1010。在小袋1008被刺穿后，散发器1000内的基底250可芯吸挥发性材料或活性剂1010，并随后在一段时间内从其中散发出挥发性材料或活性剂1010。
图30示出了可以用于配给基底250的贮存器1100，或者可替代地，这里公开的一个或多个散发器。例如，通过将孔1102定位在喷嘴1106上方的手镯600的外壳602的后侧1104上，手镯600可使用贮存器1100配给有一定量的挥发性材料或活性剂。接下来，使用者可以将喷嘴1106定位在孔1102内，并施加向下的力。向下的力使得喷嘴1106从贮存器1100中喷出一定量的挥发性材料，通过喷嘴1106，并进入其中容纳基底250的外壳602中。结果，可以使用贮存器1100重新配给基底250。
前述的变化和修改在本公开的范围内。应当理解，这里公开和定义的实施例延伸到从文本和/或附图中提到或明显的两个或更多个单独特征的所有替代组合。所有这些不同的组合构成了本公开的各种替代方面。权利要求应被解释为包括现有技术允许的范围内的替代实施例。
如前所述，本领域的技术人员将会理解，虽然上面已经结合特定的实施例和示例描述了本发明，但本发明不一定局限于此，并且许多其他实施例、示例、用途、对实施例、示例和用途的修改和偏离旨在被所附权利要求所涵盖。本文引用的每个专利和出版物的全部公开内容通过引用结合到本文中，就像每个这样的专利或出版物通过引用单独结合到本文中一样。
这里描述的任何实施例可被修改以包括结合不同实施例公开的任何结构或方法。
工业适用性
本文所述的散发器、散发装置或基底的各方面有利地结合了散发装置或保护外壳和多层基底或网孔材料的特征，以在所需的使用时间和所需的时间量内有效散发挥发性材料或活性剂。此外，散发器或散发装置的这些方面提供了既容易使用又便宜的机构，以及结构稳定且安全的装置。因此，所公开的散发器或散发装置可以在广泛的应用中使用。
鉴于前面的描述，对本发明的许多修改对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，该描述应被解释为仅是说明性的，并且是为了使本领域技术人员能够制造和使用本发明的目的而呈现的。保留在所附权利要求范围内的所有修改的专有权。

Claims (19)

1.一种用于恒定散发挥发性材料的系统，该系统包括：
具有至少一个孔的散发器；以及
适于装配在散发器内的基底，该基底包括：
具有第一孔径的第一编织层；
具有第二孔径的第二编织层；
在第一编织层和第二编织层之间延伸的第三非编织纤维层；以及
挥发性材料；
其中该系统在大于30天的时间内具有挥发性材料的稳态重量损失，所述挥发性材料的稳态重量损失在1毫克/天和10毫克/天之间。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述挥发性材料包括选自由氰氟菊酯、四氟菊酯、七氟菊酯和汽菊酯构成的组的活性剂。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一编织层的第一孔径在1毫米和10毫米之间。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述挥发性材料的初始重量在1克和5克之间。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述散发器的至少一个孔暴露所述第一编织层的一部分。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述散发器的至少一个孔暴露所述第一编织层的50％至99％的表面积。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统在大于60天的时间内具有挥发性材料的稳态重量损失。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述系统在大于70天的时间内具有挥发性材料的稳态重量损失。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一孔径不同于所述第二孔径。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述散发器包括正面和背面，并且所述正面包括所述至少一个孔。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一编织层、第二编织层和第三非编织纤维层由相同的材料构成。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一编织层和第二编织层由第一材料构成，并且所述第三非编织纤维层由第二材料构成，并且第一材料和第二材料不同。
13.一种用于恒定散发挥发性材料的系统，该系统包括：
具有至少一个孔的框架；以及
定位在框架内的基底，该基底包括：
具有多个孔的第一编织层；
具有多个孔的第二编织层；
以及在第一编织层和第二编织层之间延伸的第三非编织纤维层，挥发性材料；
其中该系统在大于30天的时间内提供挥发性材料的稳态重量损失，
所述挥发性材料的稳态重量损失在1毫克/天和10毫克/天之间。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述挥发性材料的稳态重量损失在4毫克/天和6毫克/天之间。
15.根据权利要求13所述的系统，其中，所述挥发性材料选自由氰氟菊酯、四氟菊酯、七氟菊酯和汽菊酯构成的组。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述挥发性材料的初始重量在2克和3克之间。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述系统在大于70天的时间内具有挥发性材料的稳态重量损失。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述框架包括暴露所述第一编织层的一部分的第一孔和暴露所述第二编织层的一部分的第二孔。
19.一种设计用于恒定散发挥发性材料的系统的方法，该方法包括：
选择挥发性材料的恒定散发的最小时间；
选择挥发性材料的最小散发速率；
使用挥发性材料的恒定散发的最小时间和挥发性材料的最小散发速率来计算挥发性材料的最小浓度；
至少基于挥发性材料的最小散发速率选择用于基底的编织层；以及
至少基于挥发性材料的最小浓度选择用于基底的非编织纤维层。
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