ES2294465T3 - Metodo para dispensar activamente materiales volatiles desde un dispositivo dispensador. - Google Patents
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Abstract
Un método para dispensar activamente un material volátil desde un dispositivo dispensador (40) que tiene una ranura a través de la cual una pastilla (50, 60) puede ser insertada, comprendiendo el método los pasos de: a) proporcionar los ingredientes activos de control de insectos de material volátil seleccionados del grupo compuesto por piretrinas naturales, extracto de pelitre, piretroides sintéticas y mezclas de ellos; b) proporcionar, como una sustitución para la pastilla, un sustrato (60) que comprende partículas granulares que tienen un revestimiento que comprende un aglomerante seleccionado de entre materiales poliméricos entrecruzados y mezclas de ellos, siendo adheridas las partículas entre sí por los revestimientos en las partículas, con los revestimientos fundidos entre sí en sus puntos de contacto para formar un cuerpo (62) que tiene una red de poros y conductos, cuyas superficies interiores son no reactivas y no absorbentes con respecto al material volátil a ser dispensado; y estando el material volátil dispuesto dentro de los poros, en el que el cuerpo (62) está formado para ocupar la posición calentada dentro del calentador; en el que el sustrato incluye un primer material volátil dispuesto dentro de los poros en una primera región (68) del cuerpo y un segundo material volátil dispuesto dentro de los poros en una segunda región (69) del cuerpo; y c) activar el dispositivo dispensador para causar que una fuente de calor caliente para liberar los materiales volátiles desde los poros, cuyos materiales volátiles son dispensados entonces a una velocidad de control de insectos hasta que no más del 10% de materiales volátiles residuales quedan dentro de los poros cuando el dispensador ha reducido tanto los materiales volátiles que ya no es capaz de suministrar los materiales volátiles a la velocidad de control de insectos.
Description
Método para dispensar activamente materiales
volátiles desde un dispositivo dispensador.
Esta invención se refiere a un método para
dispensar activamente materiales volátiles desde un dispositivo
dispensador que usa una fuente de calor para favorecer la liberación
de materiales volátiles desde un sustrato impregnado de materiales
volátiles; más particularmente, la invención se refiere a un método
en el que son usados sustratos mejorados impregnados de materiales
volátiles, tales como mechas y pastillas, que pueden ser usados en
un dispositivo dispensador de materiales volátiles que emplea medios
activos para dispensar.
Las definiciones siguientes son aplicables en
esto: una "cantidad eficaz" o una "velocidad de suministro
eficaz" y la expresión similar es definida para significar la
cantidad o la velocidad suficiente para conseguir el efecto
deseado. "Medios activos" son definidos como calor, aire en
movimiento u otros medios de impartir energía a un material volátil
para que sea dispensado, y un dispositivo dispensador de materiales
volátiles que emplea medios activos para dispensar materiales
volátiles será mencionado como "dispensando activamente" el
material volátil. Para ser eficaz, los ingredientes activos
volátiles de control de insectos tienen que ser suministrados a no
menos que una "velocidad de control de insectos", definida aquí
como la velocidad suficiente para repeler o controlar de otro modo
los insectos en cuestión dentro del espacio a ser protegido.
Son bien conocidos dispositivos para dispensar
térmicamente o de otro modo materiales volatilizables a la
atmósfera. Tales materiales volatilizables pueden ser aromas del
aire (por ejemplo, fragancias), materiales de control de insectos
nocivos (por ejemplo, insecticidas), ingredientes de control de
alérgenos, desinfectantes, etc.
En un tipo de dispositivo dispensador de
materiales volátiles, una fuente de calor es usada para favorecer
la acción de efecto de mecha y la liberación de un material volátil
desde una mecha, un extremo de la cual está sumergida en un líquido
volátil contenido en un depósito. Una versión de este tipo de
dispositivo es enchufado en una toma eléctrica de pared para
suministrar energía a una bobina calentadora dentro de una
envoltura. El calor generado aumenta la temperatura del material
contenido en la mecha y volatiliza el material. Las corrientes de
aire de convección dispensan el material volatilizado al interior de
la habitación. Ejemplos de este tipo de dispositivo y dispositivos
relacionados pueden ser hallados en las Patentes de EE.UU. n^{os}
6.361.725, 5.647.053, 5.290.546, 5.222.186, 5.095.647, 5.038.394 y
4.663.315. La descripción de estas patentes y todas las demás
publicaciones mencionadas en esto son incorporadas en esto por
referencia como si se hubieran expuesto completamente.
En otro tipo de dispositivo dispensador de
materiales volátiles, una pastilla porosa rígida (fabricada
corrientemente de material fibroso celulósico prensado) es
impregnada con un material volátil, o un material volátil es
colocado en una estructura metálica en forma de cuenco. Después,
estas pastillas y cuencos son colocados sobre calentadores para
causar que el material volátil se vaporice al interior de la
atmósfera. Un tipo de calentador usado con este fin es vendido por
S.C. Johnson & Son Inc. con la marca registrada "FUYI
VAPE". Ejemplos de este tipo de dispositivo y dispositivos
relacionados pueden ser hallados en las Patentes de EE.UU. n^{os}
6.446.384, 6.309.986, 6.031.967, 5.945.094 y 4.391.781.
En otro tipo más de dispositivo dispensador de
material volátil, una pastilla rígida porosa es impregnada con un
material volátil y la pastilla es mantenida dentro del dispositivo
tal que un flujo de gases calientes procedente de un quemador de
combustible pasa sobre la pastilla y causa que el material volátil
se vaporice a la atmósfera. Un ejemplo de este tipo de dispositivo
puede ser hallado en la Publicación de Patente Internacional PCT
(Patent Cooperation Treaty) nº WO 00/78135.
En otro tipo más de dispositivo dispensador de
material volátil, el aire en movimiento es dirigido contra un
sustrato o a través de un sustrato reticulado o transmisor de flujo
de aire de otro modo para volatilizar así el material volátil con
el que el sustrato ha sido impregnado. Ejemplos de este tipo de
dispositivo pueden ser hallados en la Patente de EE.UU. nº
5.547.616 y en la Publicación de Patente Internacional PCT nº WO
01/02025.
Aunque todos estos dispositivos proporcionan
resultados satisfactorios en ciertas circunstancias, hay
inconvenientes en cada tipo de dispositivo.
En dispositivos que usan una fuente de calor
para favorecer la liberación de un material volátil desde una mecha
sumergida en un líquido volátil compuesto por disolventes e
ingredientes activos disueltos, los materiales de mecha disponibles
actualmente limitan el comportamiento funcional de la mecha del
dispositivo. Por ejemplo, cuando se usan mechas porosas fabricadas
de fieltro o tela en tal dispositivo, hay una tendencia cuando la
mecha es calentada a que los disolventes se volatilicen rápidamente,
dejando de tal modo materiales de punto alto de ebullición en la
mecha. Los materiales de punto alto de ebullición que quedan en la
mecha pueden causar la obstrucción de la mecha. Otros materiales de
mecha incluyen cerámica y serrín comprimido. Sin embargo, estas
mechas experimentan la misma clase de obstrucción cuando son usadas
en un dispositivo que usa una fuente de calor para favorecer la
liberación de un material volátil desde una mecha sumergida en un
líquido volátil. Como resultado, es difícil mantener la evaporación
estable del líquido volátil durante períodos de tiempo prolongados.
Aunque la liberación uniforme de materiales volátiles ha sido
comunicada en la Patente de EE.UU. nº 4.286.754 para mechas no
calentadas, permanece el problema de la liberación no lineal en
mechas calentadas.
Ciertos materiales volátiles, tales como
formulaciones de insecticidas, incluyen materiales que son o se
hacen no volátiles cuando el líquido es calentado en una mecha.
Estos materiales no volátiles pueden causar la obstrucción de la
mecha, lo que produce una velocidad de liberación menos uniforme del
material volátil durante el uso en el tiempo y a niveles residuales
altos de materiales no volátiles en una mecha gastada. Por ejemplo,
los insecticidas de pelitre incluyen o forman típicamente ceras o
polímeros no volátiles. Durante el uso en un dispensador que tiene
una mecha de cerámica o serrín convencional, estas ceras forman
lodos que pueden obstruir la mecha. Así, los sistemas de mechas de
cerámica y serrín no permiten la utilización eficaz de fórmulas de
insecticidas que contienen piretrinas y terpenos naturales.
Una solución propuesta de los problemas
asociados con la obstrucción de mechas por materiales no volátiles
formados por la oxidación de insecticidas de pelitre ha sido el uso
de antioxidantes en la formulación líquida. Por ejemplo, véase la
Patente de EE.UU. nº 4.968.487. Sin embargo, a pesar de los
antioxidantes, se produce algún entrecruzamiento de las unidades de
isopreno en formulaciones líquidas de insecticidas, formando
componentes no volátiles que degradan el comportamiento funcional
de efecto de mecha de las mechas tradicionales. Las pérdidas de
comportamiento funcional en estos sistemas pueden ser atribuidas a
la obstrucción de los poros pequeños y a los efectos de la gran
tortuosidad (torsiones y giros) en materiales de mechas
convencionales.
También se ven ciertas desventajas con
dispositivos que usan una fuente e calor para favorecer la
liberación de un material volátil desde una pastilla porosa sólida
o rígida impregnada con un material volátil o de un material
volátil situado en una estructura metálica en forma de cuenco. Un
problema de las estructuras metálicas en forma de cuenco es que los
calentadores típicos pueden causar que un material volátil sea
expuesto a demasiado calor. Esto puede causar que el material
volátil sea gastado demasiado rápidamente o se deteriore o destruya
mediante degradación térmica. Las pastillas fibrosas tienen
problemas similares pero algo menores en este aspecto.
Los dispositivos dispensadores que usan
pastillas calentadas también tienen problemas con respecto a las
pastillas que son expuestas a temperaturas diferentes a través de
una superficie de calentador. Los calentadores existentes tienen
frecuentemente regiones más calientes en ciertos puntos a lo largo
de su superficie de calentador, típicamente de modo general a lo
largo de una línea central. Por tanto, las pastillas pueden tener
vaporización desigual e incompleta. El calentamiento desigual de
pastilla puede causar que la velocidad total a la que los
ingredientes activos volátiles de control de insectos son
suministrados descienda por debajo de la velocidad de control de
insectos para el ingrediente activo mientras cantidades
considerables del ingrediente activo permanecen en porciones poco
calentadas de la pastilla. Realmente, incluso aparte de la cuestión
de calentamiento desigual, las pastillas tienden a no suministrar
una liberación lineal de materiales volátiles. Comúnmente, la
velocidad inicial de suministro de materiales volátiles es
comparativamente grande puesto que el ingrediente activo
accesiblemente cerca de la superficie de la pastilla se volatiliza
rápidamente. Una vez que el ingrediente activo accesible ha
desaparecido, la migración de ingrediente activo desde el interior
de la pastilla a la superficie puede ser lenta, al menos en parte
debido a poros pequeños de trampa y trayectos de flujo muy
intrincados. La velocidad de suministro disminuye hasta que la
pastilla ya no suministra ingrediente activo a una velocidad de
control de insectos y debe ser sustituida. No es raro que pastillas
de insecticidas convencionales para uso con calentadores
convencionales hayan liberado solo el 60% aproximadamente de su
carga de material volátil antes de que la velocidad de suministro
descienda por debajo de una velocidad eficaz de suministro de
control de insectos. Esto produce pérdidas y por tanto un coste
incrementado de tales productos de
pastillas.
pastillas.
Otra consideración de diseño para pastillas de
control de insectos es que los calentadores existentes solo aceptan
frecuentemente piezas insertadas en forma de placa que tienen una
forma de sección transversal pequeña necesaria para ajustar dentro
de una abertura pequeña de carga de calentador. Así, cualquier
diseño de pastilla tiene en cuenta preferiblemente las
restricciones de tamaño impuestas por los calentadores existentes.
Otra consideración crítica más de diseño en este tipo de
dispositivo es el coste. Las pastillas de este tipo son usadas
frecuentemente en países que tienen rentas anuales medias muy
modestas. Para tener mucha aplicación práctica en esos países, las
pastillas deben ser baratas.
Así, existe una necesidad de una mecha mejorada
de suministro de líquido que pueda ser usada en un dispositivo
dispensador que usa una fuente de calor u otros medios activos para
favorecer la liberación de un material volátil desde la mecha.
Además, existe una necesidad de una pastilla porosa mejorada que
pueda ser usada en un dispositivo dispensador que usa una fuente de
calor u otros medios activos para favorecer la liberación de un
material volátil desde la pastilla. En particular, existe una
necesidad de mechas y pastillas porosas que proporcionen eficacia
mejorada (incluyendo pero no limitada a la liberación de material
volátil sin obstrucción, lineal y completa) y coste reducido, junto
con la compatibilidad con dispositivos dispensadores existentes, y
que permitan la dispensación de dos materiales volátil diferentes en
una mecha o pastilla porosa.
La invención es definida en la reivindicación 1
más adelante, siendo expuestas características opcionales en las
reivindicaciones subordinadas.
Las necesidades anteriores son satisfechas por
un sustrato para uso en un dispositivo dispensador de material
volátil que dispensa activamente material volátil desde el sustrato.
El sustrato incluye partículas granulares adheridas entre sí para
formar un cuerpo que tiene una red de poros y conductos, cuyas
superficies interiores son no reactivas y no absorbentes con
respecto al material volátil a ser dispensado. La expresión
"partículas granulares" es definida como significando
partículas discretas, monolíticas y compactas (como distintas que
las partículas extendidas linealmente tales como hilos de fibras o
materiales porosos sustancialmente continuos tales como cerámica)
que, cuando son envasadas en un espacio cerrado, tienen puntos de
contacto con las partículas vecinas pero también dejan espacios
abiertos entre las partículas. Las partículas de arena son un
ejemplo de tales partículas granulares y son preferidos tanto por
su bajo coste, capacidad para resistir el calor y falta de
reactividad. Sin embargo, también son posibles las partículas de
vidrio, las partículas poliméricas de gran densidad y otras
partículas. Polímeros preferidos de gran densidad son los polímeros
de policarbonato y polietileno de gran densidad. Si las partículas
granulares son inorgánicas, pueden ser adheridas por cualquier
medio conveniente, incluyendo pero no limitado a la fusión puntual
por aplicación de calor y/o presión y/o el uso de un agente
polimerizador u otro aglomerante, revestimiento, etc. que pega
simplemente las partículas entre sí, siendo el último medio
preferido generalmente. Sin embargo, si las partículas granulares
están fabricadas de un material orgánico, el sustrato de la
invención está limitado a particular adheridas solo por el uso de
un agente polimerizador u otro aglomerante, revestimiento, etc. sin
el uso de ningún paso de sinterización. La "fusión puntual" es
definida como fusión solo en puntos de contacto entre partículas
vecinas sin un cambio sustancial en el tamaño y la forma de las
partículas o en el tamaño y la forma de la red de conductos y poros
dejados entre las partículas.
Materiales volátiles están dispuestos en
regiones diferentes de los poros y conductos. La activación del
dispositivo dispensador de material volátil libera el material
volátil desde los poros y conductos, cuyo material volátil es
dispensado entonces. Los materiales volátiles pueden comprender un
ingrediente activo de control de insectos inicialmente
suministrables por el dispensador a una velocidad de control de
insectos, y preferiblemente no más del 10% de material volátil
residual permanece en los poros cuando el dispensador ha reducido
tanto el material volátil que ya no es capaz de suministrar el
material volátil a la velocidad de control de insectos. Cuando el
sustrato es usado en un dispositivo dispensador de insecticida, el
material volátil es seleccionado preferiblemente de entre
piretrinas naturales, extracto de pelitre, piretroides sintéticos y
mezclas de ellos.
En otro aspecto de la invención, un sustrato
para un dispositivo dispensador, que emplea medios activos para
favorecer la liberación de un material volátil desde el sustrato,
incluye un cuerpo que incluye partículas granulares adheridas entre
sí por un aglomerante para formar una red de poros y conductos. El
aglomerante es seleccionado de entre materiales poliméricos
entrecruzados y mezclas de ellos. En una realización preferida, las
partículas granulares son partículas de arena (e incluso más
preferido, partículas de arena que incluyen arena silícea) y el
aglomerante es una resina fenólica solidificada tal como resina
novolaca que es comercialmente obtenible de muchas fuentes.
Materiales volátiles están dispuestos dentro de los poros,
impregnando de tal modo el sustrato, preferiblemente antes de que
el sustrato sea instalado en el dispositivo dispensador pero
también, opcionalmente, después de que el sustrato es situado en, o
forma una parte permanente de, un dispositivo. El dispositivo
dispensador de materiales volátiles tienen una ranura a través de la
cual el sustrato puede ser insertado para cargar el sustrato dentro
del dispositivo dispensador de materiales volátiles, y el sustrato
está conformado en una forma adecuada para ser suspendido dentro de
la ranura.
El sustrato es situado en el dispositivo
dispensador a fin de ser sometido a los medios activos para
dispensar materiales volátiles. Por ejemplo, para un dispositivo
dispensador que usa calor como esos medios activos, el sustrato es
situado en, o cerca de, la fuente de calor del dispositivo
dispensador. En un dispositivo tal, la fuente de calor es activada,
elevando de tal modo la temperatura del sustrato tal que el material
volátil es liberado desde los poros.
En un sustrato preferido, los poros ocupan al
menos el 25% del volumen del sustrato. También es preferido que los
poros tengan un tamaño medio en el intervalo de 20 a 200
micrómetros.
Cuando se usa el sustrato en un dispositivo
dispensador de material volátil calentado, el material volátil es
liberado desde los poros a una velocidad sustancialmente lineal
hasta que ya no se consigue la liberación a una velocidad eficaz.
Por ejemplo, si el material volátil es un ingrediente activo de
control de insectos tal como transflutrina, el material volátil es
liberado de modo sustancialmente lineal a una velocidad de control
de insectos hasta que se alcanza un punto final, después de lo cual
queda muy poco material volátil. Convenientemente, tan poco como el
10% de material volátil residual permanece dentro de los poros
después de que cesa la liberación eficaz del material volátil desde
el sustrato, como es evaluado y cuantificado por métodos
convencionales de cromatografía de gases y espectrometría de masas.
Aún más preferido, no más del 5% de material volátil residual queda
dentro de los poros después de que cesa la liberación eficaz del
material volátil desde el sustrato, como es evaluado y cuantificado
por métodos convencionales de cromatografía de gases y
espectrometría de masas.
Cuando se usa el sustrato, muchos ingredientes
activos pueden ser usados directamente para impregnar el sustrato
sin tener que diluir los ingredientes activos con un disolvente. Por
ejemplo, una pastilla de control de insectos de tamaño convencional
(3,5 por 2 cm aproximadamente) puede ser dosificada con
transflutrina depositando la cantidad deseada de ese ingrediente
activo, en forma líquida y libre de disolventes, directamente sobre
la superficie de pastilla, después de lo cual se hunde rápidamente
dentro de la superficie de pastilla. En contraste, la transflutrina
depositado de modo similar en una pastilla celulósica convencional
se hunde dentro de la pastilla tan lentamente que no es práctico
para la producción en serie de pastillas dosificadas. Por
consiguiente, para pastillas convencionales, la transflutrina debe
ser disuelta en un disolvente para ayudar a la migración de líquido
antes de que tales pastillas puedan ser dosificadas.
Como se describe en esto, se proporciona un
método para dispensar un material volátil desde un dispositivo
dispensador que usa una fuente de calor para favorecer la liberación
de materiales volátiles desde un sustrato por aplicación de calor
desde una superficie calentadora. El método incluye los pasos de
proporcionar primero un sustrato de un tamaño y una forma
seleccionados para ajustar sobre la superficie calentadora, teniendo
el sustrato partículas granulares adheridas entre sí para formar un
cuerpo que tiene una red de poros y conductos, cuyas superficies
interiores son no reactivas y no absorbentes con respecto al
material volátil a ser dispensado. El sustrato también tiene el
material volátil a ser dispensado dispuesto dentro de los poros.
Después, el sustrato es instalado sobre la superficie calentadora,
y el dispositivo dispensador es activado para causar que la
superficie calentadora caliente para liberar el material volátil
desde los poros, cuyo material volátil es dispensado entonces. En
una realización ejemplar de este aspecto de la invención, el
material volátil es una sustancia que no es líquida a una
temperatura de 30ºC o menor, tal como transflutrina. Cuando el
material volátil es un material activo de control de insectos, es
preferido que el material activo de control de insectos sea
dispensado a una velocidad de control de insectos hasta que no más
del 10% o incluso del 5% de material volátil residual permanece
dentro de los poros y que la dispensación siga de una manera
sustancialmente lineal.
Estas y otras características, aspectos y
ventajas de la presente invención resultarán mejor comprendidas al
considerar la descripción detallada siguiente, las reivindicaciones
adjuntas y los dibujos donde:
La Figura 1 es una vista en perspectiva desde
arriba que muestra un dispositivo de técnica anterior para dispensar
materiales volátiles desde una pastilla porosa según la
invención.
La Figura 2 es una vista en perspectiva desde
arriba de una pastilla porosa según la invención.
La Figura 3 es una vista en perspectiva desde
arriba de otra pastilla porosa según la invención.
Números de referencia iguales serán usados para
referirse a partes iguales o similares de figura a figura en la
descripción siguiente de los dibujos.
Volviendo ahora a la Figura 1, se muestra un
dispositivo dispensador de material volátil de técnica anterior en
el que una pastilla porosa sólida impregnada con un material volátil
es calentada para liberar el material volátil. En la Figura 1 se
muestra un calentador eléctrico indicado generalmente en 40. El
calentador es el calentador "FUYI VAPE" descrito previamente,
excepto que la pastilla usada previamente con ese calentador ha
sido sustituida por una pastilla 50 de la presente invención. El
calentador 40 es un calentador por resistencia eléctrica y tiene
una placa calentadora plana 42 descubierta hacia arriba sobre la que
es situada una pastilla 50 de la presente invención. Un enchufe
macho eléctrico 46 suministra electricidad a la placa calentadora
42 por medio de un cable eléctrico 47. La placa calentadora 42 es
alimentada insertando el enchufe macho 46 dentro de una toma
eléctrica, mediante lo cual la placa calentadora 42 produce calor
para calentar la pastilla 50. El material volátil es vaporizado por
el calor procedente de la placa calentadora 42. La placa calentadora
puede ser una placa cerámica o metálica. Este tipo de dispositivo
es descrito con más detalle en la Patente de EE.UU. nº
6.031.967.
Refiriéndose ahora a la Figura 2, se muestra una
pastilla 50. La pastilla 50 incluye un cuerpo 52 y un mango 54
extendido hacia fuera desde el cuerpo 52. La pastilla 50 es
insertada dentro del calentador 40 moviendo la pastilla 50 en la
dirección "C" mostrada en la Figura 1. Entonces, la pastilla 50
descansa sobre la placa calentadora 42. Después, el calentador 40
es alimentado insertando el enchufe macho 46 en una toma eléctrica,
mediante lo cual la placa calentadora 42 produce calor para calentar
el cuerpo 52 de la pastilla 50. Entonces, el material volátil en la
pastilla 50 es vaporizado por el calor procedente de la placa
calentadora 42 y es liberado desde la superficie 56 de la pastilla
50, entrando de tal modo en la atmósfera circundante. Los materiales
usados para la pastilla 50 y la preparación de la pastilla 50 son
descritos después.
Refiriéndose ahora a la Figura 3, se muestra una
pastilla 60 cuando se usa en un método según la invención. La
pastilla 60 incluye un cuerpo 62 y un mango 64 extendido hacia fuera
desde el cuerpo 62. La pastilla 60 es insertada dentro del
calentador 40 moviendo la pastilla 60 en la dirección "C"
mostrada en la Figura 1. Entonces, la pastilla 60 descansa sobre la
placa calentadora 42. Después, el calentador 40 es alimentado
insertando el enchufe macho 46 en una toma eléctrica, mediante lo
cual la placa calentadora 42 produce calor para calentar el cuerpo
62 de la pastilla 60. Entonces, el material volátil en la pastilla
60 es vaporizado por el calor procedente de la placa calentadora 42
y es liberado desde la superficie 66 de la pastilla 60, entrando de
tal modo en la atmósfera circundante.
\newpage
La pastilla 60 difiere de la pastilla 50 en que
la pastilla 60 tiene una primera región 68 impregnada con un primer
material volátil y una segunda región 69 impregnada con un segundo
material volátil. La primera región 68 y la segunda región 69
proporcionan ventajas a la pastilla 60, particularmente cuando se
usa en un sistema de suministro de insecticidas. Un calentador
típico como se muestra en la Figura 1 tendrá un período de
calentamiento gradual en el que la placa calentadora sube
gradualmente hasta una temperatura de funcionamiento. Usando dos
regiones 68, 69 con dos materiales volátiles diferentes tales como
dos insecticidas, el suministro de insecticidas puede ser adaptado
a las características de calentamiento de la placa calentadora 42.
Por ejemplo, el insecticida en la primera región 68 puede ser
seleccionado para que se evapore rápidamente a las temperaturas más
bajas del período de calentamiento gradual de la placa calentadora,
y el insecticida en la segunda región 69 puede ser seleccionado
para que se evapore lentamente a la temperatura de funcionamiento
permanente de la placa calentadora. Como resultado, el dispositivo
dispensador 40 proporciona una ráfaga inicial de insecticida (desde
la primera región 68), que limpia la atmósfera circundante de
insectos, y una liberación permanente más lenta de insecticida
(procedente de la segunda región 69) que mantiene la atmósfera
circundante libre de insectos. Los materiales volátiles que actúan
más rápidamente pueden estar situados donde la superficie de la
placa calentadora se calienta más rápidamente (típicamente, la
región central de la placa calentadora). Los materiales usados para
la pastilla 60 y la preparación de la pastilla 60 son
descritos después.
descritos después.
Habiendo descrito la disposición de las
pastillas 50 y 60 en el calentador 40 de la Figura 1, puede
describirse un método para preparar la pastilla 50 y la pastilla
60.
La pastilla 50 y la pastilla 60 comprenden
partículas de arena adheridas entre sí para formar una red de poros
y conductos. Las partículas son adheridas entre sí, preferiblemente
por un aglomerante. En un método ejemplar para fabricar la pastilla
50 y la pastilla 60, las partículas de arena individuales son
revestidas con un revestimiento delgado del aglomerante. Después,
las partículas de arena revestidas son colocadas en un molde y
compactadas en estados de temperatura elevada. El aglomerante
revestido sobre las partículas fluye para formar un revestimiento
delgado sobre las partículas individuales, con los revestimientos
fundidos entre sí en sus puntos de contacto. El aglomerante solo
llena parcialmente los intersticios entre las partículas, mediante
lo cual se forma una red interconectada de poros y conductos.
Las partículas de arena pueden comprender
partículas de arena silícea, partículas de arena de cromita,
partículas de arena de circón y mezclas de ellas. Las partículas de
arena silícea son preferidas típicamente porque una clavija o
pastilla formada usando partículas de arena silícea tiene
propiedades superiores de transporte de fluido. Las partículas
redondeadas y preferiblemente las partículas esféricas son las
partículas óptimas debido a la mayor uniformidad en porosidad
conseguida y porque las partículas redondeadas pueden ser envasadas
apretadamente entre sí. La uniformidad óptima en porosidad es
obtenida usando partículas que son de tamaño uniforme.
Un número de aglomerantes diferentes pueden ser
usados para adherir las partículas de arena entre sí. Los
materiales poliméricos termoendurecibles, o sea, los materiales que
se hacen relativamente infusibles cuando se calientan, son
preferidos para el aglomerante porque estos materiales poliméricos
entrecruzados no fluirán cuando la clavija o pastilla formada es
calentada en el dispositivo dispensador. Si el aglomerante fluyera
excesivamente al calentarse, podría producirse la obstrucción de la
red de poros y conductos. Sin embargo, como se usa en esto, la
expresión "material polimérico termoendurecible" no está
limitada a materiales termoendurecibles tradicionales sino que
también abarca los materiales termoplásticos entrecruzados que
reaccionan químicamente para hacerse relativamente infusibles
cuando se calientan. El material aglomerante preferido es una resina
novolaca. Otros ejemplos no limitativos de materiales aglomerantes
termoendurecibles incluyen resinas de uretano y termoplásticos muy
entrecruzados tal como polietileno entrecruzado. Además, aunque los
materiales poliméricos termoendurecibles son preferidos, cualquier
material polimérico puede ser usado para adherir las partículas de
arena entre sí siempre que el material polimérico sea no reactivo y
no absorbente con respecto al material volátil a ser dispensado y
que el material polimérico pueda resistir las temperaturas a las que
el sustrato será expuesto en el dispositivo dispensador. Tales
materiales serán familiares para los expertos en la técnica,
incluyendo los materiales poliméricos que se endurecen en respuesta
a diversos tratamientos gaseosos u otros tratamientos químicos o
luminosos.
Como las partículas de arena revestidas
individualmente con el aglomerante pueden fluir hasta que se
adhieren en una pastilla u otra forma, pueden ser introducidas en
moldes de diversos tamaños y formas y calentadas para formar
prácticamente cualquier forma de estructura para la pastilla 60.
Convenientemente, las partículas de arena pueden adquirirse
pre-revestidas. Por ejemplo, partículas de arena
revestidas de resina son obtenibles de Technisand Division de
Fairmount Minerals, Wedron, Illinois, EE.UU. de América. Un tipo de
arena revestida de resina comercialmente obtenible comprende una
resina novolaca de fenol-formaldehído
(1-6% en peso total) y un agente endurecedor de
hexametilentetramina (<2% en peso total) revestido en un árido
que incluye óxidos de hierro (<15% en peso total), silicato de
aluminio (<15% en peso total) y arena silícea (o sea, cuarzo).
Otro tipo de arena revestida de resina comercialmente disponible
comprende una resina novolaca de fenol-formaldehído
y un agente endurecedor de hexametilentetramina revestidos en arena
de cromita. Otro tipo más de arena revestida de resina
comercialmente obtenible comprende una resina novolaca de
fenol-formaldehído y un agente endurecedor de
hexametilentetramina revestidos de arena de circón.
En una realización más preferida, la pastilla 50
y la pastilla 60 están formadas por una arena silícea revestida de
resina novolaca. La arena silícea revestida de resina novolaca es
inyectada a baja presión en un molde calentado a
149ºC-371ºC para formar la pastilla 50 o la pastilla
60. El calor del molde completa el entrecruzamiento irreversible de
la resina novolaca. Preferiblemente, la red de poros y conductos
formada ocupa al menos el 25 al 30% en porcentaje de volumen de la
pastilla 50 o la pastilla 60 y, más preferiblemente, la red de poros
y conductos formada ocupa al menos el 40% en volumen de la pastilla
50 o la pastilla 60. Preferiblemente, el tamaño medio de poro está
en el intervalo de 20 a 200 micrómetros y, más preferiblemente, el
tamaño medio de poro está en el intervalo de 4 a 100 micrómetros.
En una forma, el sustrato tiene densidades diferentes en regiones
diferentes del sustrato.
En contraste con las mechas normales usadas en
dispositivos eléctricos dispensadores de materiales volátiles
líquidos que tienen poros pequeños y gran tortuosidad (torsiones y
giros), la pastilla 50 y la pastilla 60 tienen menor tortuosidad y
mayor tamaño de poro mientras que conservan caudal másico adecuado.
La construcción de la pastilla 50 y la pastilla 60 incorpora un
aglomerante polimérico para reducir el ángulo de contacto del
fluido. Además del aglomerante polimérico, revestimientos
superficiales poliméricos tal como dimetilsilicona pueden ser
aplicados a las superficies de la pastilla 50 y la pastilla 60 para
reducir más el ángulo de contacto y proteger cualesquier
imperfecciones y discontinuidades ligeras en la pastilla 50 y la
pastilla 60 contra el fluido donde podrían resultar ángulos de
contacto mayores.
Un material volátil es aplicado a la pastilla 50
o la pastilla 60 formada para impregnar los poros con el material
volátil antes de que la pastilla 50 o la pastilla 60 sea insertada
dentro del dispositivo dispensador. Ejemplos no limitativos de
materiales térmicamente volatilizables incluyen aromas del aire (por
ejemplo, fragancias), materiales de control de insectos dañinos
(por ejemplo, insecticidas o repelentes de insectos), ingredientes
de control de alérgenos, desinfectantes, etc. Opcionalmente la
pastilla 50 o la pastilla 60 impregnada puede ser sobremoldeada
parcialmente con plástico.
Cuando el material volátil es un insecticida y/o
repelente de insectos, son preferidos insecticidas de fósforo
orgánico, insecticidas de lipidamide, repelentes naturales como
esencia de citronela, piretrinas naturales y extracto de pelitre, y
piretroides sintéticos. Piretroides sintéticos adecuados son
acrinatrina, aletrina como D-aletrina, Pynamin®,
benflutrina, bifentrina, bioaletrina como Pynamin Forte®,
S-bioaletrina, esbiotrina, esbiol, bisoresmetrina,
cicloprotrina, ciflutrina, beta-ciflutrina,
cihalotrina, lambda-cihalotrina, cipermetrina,
alfa-cipermetrina,
beta-cipermetrina, cifenotrina, deltametrina,
empentrina, esfenvaleriato, fenpropatrina, fenvaleriato,
flucitrinato, taufluvalinato, kadetrina, permetrina, fenotrina,
praletrina como Etoc®, resmetrina, teflutrina, tetrametrina,
tralometrina o transflutrina. También pueden emplearse otros
insecticidas volátiles como se describen en la Patente de EE.UU. nº
4.439.415.
Cuando un sustrato como el descrito
anteriormente es usado con el fin de suministrar fragancia, pueden
usarse diversos perfumes naturales y artificiales. Ejemplos no
limitativos de estos perfumes incluyen perfumes naturales de base
animal y basados en plantas, y perfumes artificiales tales como
alcoholes, fenoles, aldehídos, cetonas, terpenos y ésteres.
La elección de material volátil o mezclas de
materiales volátiles puede depender de las temperaturas provistas
por el dispositivo dispensador. Por ejemplo, el dispositivo
dispensador 40 de material volátil calentado de la Figura 1 produce
típicamente una temperatura superficial de pastilla de unos 140ºC a
170ºC cuando se usa con insecticidas. Por tanto, el material
volátil o la mezcla de materiales volátiles es seleccionado para
proporcionar una liberación eficiente de los materiales volátiles
desde la pastilla 50 o la pastilla 60. Una ventaja de un sustrato
descrito anteriormente es que el sustrato tiene propiedades de
transmisión de calor mediante lo cual calor puede ser aplicado en
un extremo del sustrato y el sustrato transmite calor tal que el
sustrato tiene una temperatura sustancial y efectivamente uniforme
en todo el sustrato cuando se compara con pastillas y mechas
convencionales. Así, una liberación más uniforme de los materiales
volátiles es posible desde todas las áreas del sustrato. Esto no es
posible con mechas poliméricas, fibrosas o cerámicas convencionales
que tienen propiedades aislantes (por ejemplo, véase la Patente de
EE.UU.
nº 3.652.197).
nº 3.652.197).
Como se trató antes, la pastilla 60 de la Figura
3 tiene una primera región 68 impregnada con un primer material
volátil y una segunda región 69 impregnada con un segundo material
volátil. Esta disposición del primer material volátil y del segundo
material volátil es posible debido a las estructuras de poros
obtenibles usando las partículas de arena y el aglomerante de la
presente invención. Específicamente, la estructura de poros obtenida
usando la arena u otras partículas no porosas y un aglomerante
adecuado proporciona la migración muy controlada de un material
volátil cuando el material volátil es aplicado a la pastilla formada
60. Cuando un primer material volátil es aplicado a la primera
región 68 de la pastilla 60, el primer material volátil no emigra al
interior de los poros más allá de la primera región 68 de la
pastilla 60. Igualmente, cuando un segundo material volátil es
aplicado a la segunda región 69 de la pastilla 60, el segundo
material volátil no emigra al interior de los poros más allá de la
segunda región 69 de la pastilla 60. Como resultado, el primer
material volátil y el segundo material volátil no se mezclan dentro
de los poros del sustrato. Debería observarse que la pastilla 60 no
está limitada solo a dos regiones y dos materiales volátiles, o sea,
es posible cualquier número de regiones y materiales volátiles. La
colocación de materiales volátiles diferentes en regiones diferentes
de la pastilla 60 proporciona suministro adaptado de materiales
activos como se describió antes con referencia a materiales
volátiles de acción más rápida y acción más lenta. El uso de tipos
diferentes de materiales volátiles también es posible. Por ejemplo,
indicadores de agotamiento, tal como un gel coloreado que se evapora
conjuntamente independientemente de un material insecticida, un
colorante en la fórmula que se evapora conjuntamente, y materiales
volátiles o materiales activos múltiples (aromas e insecticidas),
pueden proporcionar una indicación de en uso y una indicación de
agotamiento.
\newpage
Un sustrato (por ejemplo, la pastilla 50 y la
pastilla 60), como se describe para uso en el método de la
invención, tiene muchas ventajas. Por ejemplo, el sustrato basado
en arena proporciona menos bajadas en las velocidades de suministro
diario desde un dispositivo dispensador, y menos obstrucción debida
a materiales activos polimerizados (por ejemplo, pelitre y
limoneno) en aplicaciones de mechas para líquido. La migración de
material volátil es mejor con un sustrato según la invención con
respecto a las mechas y pastillas convencionales de papel y
cerámica, permitiendo de tal modo la colocación precisa de
materiales volátiles diferentes en regiones diferentes del
sustrato. El sustrato también es más caliente en el centro que las
pastillas existentes de papel, lo que es una ventaja para productos
de pastillas.
Es particularmente ventajoso un sustrato
ejemplar (por ejemplo, la pastilla 50 o la pastilla 60) como se usa
en el método según la invención, que tiene un insecticida de
transflutrina. Por ejemplo, el suministro de material volátil es
más lineal en liberación durante un intervalo mayor de tiempo que en
otros productos conocidos. Esta liberación lineal puede ser
conseguida por cualquiera y ambos de funcionamiento/no
funcionamiento cíclico y funcionamiento continuo, a diferencia de
otros productos que no son tan lineales con independencia de cómo
son usados. La duración de suministro de material volátil lineal y
superprolongada puede ser conseguida con una parte de tamaño en
miniatura comparada con otros productos en el mercado. La
conductividad térmica superior y la distribución térmica mejorada
permiten propiedades mejoradas de liberación de material volátil
debidas a la porosidad homogénea del material y a una estructura de
poros que conduce fácilmente el calor por todas partes y lejos de
la fuente de calor. La conductividad térmica superior permite que
una mecha sea usada en conjunción con calentadores de temperaturas
diferentes o ajustando la proximidad de la mecha al calentador para
conseguir cualquier temperatura dada, permitiendo la liberación
rápida y lenta de material volátil. El sustrato retiene fácilmente
transflutrina pura dentro de los poros, produciendo menos escape o
fuga, mientras que le permite simultáneamente liberar completamente
(sin retención, sin residuo) cuando es calentado. Por tanto, es
necesario menos material volátil para conseguir la misma duración de
otros productos debido al rendimiento del sistema que no retiene
material volátil. El sustrato absorbe fácilmente transflutrina pura
dentro de los poros (más rápido que la cerámica o el serrín) sin
precisar disolventes, calor o secado, consiguiendo la eliminación
de compuestos orgánicos volátiles emitidos durante la operación de
fabricación. La superextensión de la duración de liberación de
material volátil puede ser conseguida sin compuestos orgánicos
volátiles emitidos durante la operación debido a la eliminación de
disolventes, comportamiento funcional no corriente en la norma
industrial que usa disolventes para extender la liberación. El
sustrato proporciona menos obstrucción de aditivos que se degradan
térmicamente comparado con materiales cerámicos o celulósicos. El
sustrato funciona con líquidos con un depósito y sin líquidos como
el depósito.
Los ejemplos siguientes son presentados para
ilustrar adicionalmente la invención. No pretenden limitar la
invención de ningún modo.
Una formulación de insecticida adecuada para
impregnar la pastilla 50 formada puede ser preparada usando el
ingrediente siguiente en la Tabla 1. Los sustratos pueden ser
dosificados con transflutrina depositando la cantidad deseada de
ese ingrediente activo en forma líquida y libre de disolventes,
directamente en la superficie del sustrato, después de lo cual se
hunde rápidamente dentro de la superficie. La transflutrina es
sólida a temperatura ambiente pero se hace liquida a unos 32ºC. De
este modo, formas líquidas de transflutrina pueden ser obtenidas
calentando transflutrina sólida a una temperatura de 32º
aproximadamente o superior. Cuando se carga un sustrato para uso en
un método según la invención con transflutrina pura como en este
ejemplo y se calienta el sustrato cargado con un calentador de 70º
aproximadamente, la transflutrina se desprende de una manera lineal
y esencialmente toda la transflutrina se desprende del sustrato.
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
Una formulación de insecticida adecuada para
impregnar la pastilla 50 formada puede ser preparada mezclando los
ingredientes siguientes en la Tabla 2
De este modo, se han proporcionado sustratos
mejorados impregnados de materiales volátiles, tales como pastillas,
que pueden ser usados en un dispositivo dispensador que usa medios
activos (tal como una fuente de calor o aire en movimiento) para
favorecer la liberación del material volátil desde el sustrato. La
invención satisface una necesidad de sustratos impregnados de
materiales volátiles que proporcionan rendimiento, seguridad y,
coste mejorados, compatibilidad con dispositivos dispensadores
existentes de materiales volátiles y ventajas ambientales.
En términos de rendimiento mejorado, la
velocidad de liberación de material volátil (por ejemplo, mg/h) de
un sustrato según la invención es más constante durante la vida del
producto (por ejemplo, períodos de uso deseados tales como 8 horas,
12 horas, 45 días, 60 días) comparada con pastillas convencionales;
la duración de velocidad de liberación puede ser ampliada más allá
de la vida del producto de mechas y pastillas convencionales; y es
posible una velocidad de liberación más constante (por ejemplo,
mg/h) que tolera mejor la variabilidad de temperatura de
calentador/vela. El sustrato no arde (los materiales volátiles con
disolventes pueden arder); el sustrato proporciona una superficie
de textura arenosa que es considerada un impedimento para que los
niños lo chupen; y el material volátil puede permanecer en el
centro del sustrato, donde está situado, y emigra con el calor,
haciendo posible mangos que ayudan a impedir el contacto de los
dedos con el material volátil.
En términos de coste, el sustrato usado en el
método de la invención aprovecha dispositivos dispensadores
existentes en el mercado; los costes de pastillas basadas en arena
son comparables al de una pastilla de papel puesto que muchas
pastillas pueden ser preparadas en un solo molde; el sustrato puede
usar materiales volátiles que no precisan disolventes. Con respecto
a la compatibilidad, el sustrato favorece los diseños rentables
para productos existentes con formas y texturas nuevas (o sea, nueva
características de chaveta de fijación) y proporciona un producto
desechable de mayor duración y un producto rellenable sin
obstrucción. En términos de ventajas ambientales, el sustrato es
desechable con 96% de elementos orgánicos naturales, y tiene poco
residuo de material volátil, o sea, el sustrato se vacía hasta cerca
de cero miligramos de materiales volátiles en comparación con
30-60 miligramos de materiales volátiles para mechas
existentes.
Aunque la presente invención ha sido descrita
con detalle considerable con referencia a ciertas realizaciones,
una persona experta en la técnica apreciará que la presente
invención puede ser puesta en práctica por realizaciones distintas
que las descritas, que han sido presentadas con fines de ilustración
y no de limitación. Por tanto, el alcance de las reivindicaciones
adjuntas no debería estar limitado a la descripción de las
realizaciones contenidas en esto.
La invención se refiere a sustratos mejorados
impregnados de materiales volátiles como pastillas, que pueden ser
usados en un dispositivo dispensador que usa medios activos (tal
como una fuente de calor) para favorecer la liberación del material
volátil desde el sustrato. Los materiales volatilizables pueden ser
materiales de control de insectos nocivos (por ejemplo,
insecticidas). Se describen métodos para fabricar y usar la
invención.
Claims (15)
1. Un método para dispensar activamente un
material volátil desde un dispositivo dispensador (40) que tiene una
ranura a través de la cual una pastilla (50, 60) puede ser
insertada, comprendiendo el método los pasos de:
a) proporcionar los ingredientes activos de
control de insectos de material volátil seleccionados del grupo
compuesto por piretrinas naturales, extracto de pelitre, piretroides
sintéticas y mezclas de ellos;
b) proporcionar, como una sustitución para la
pastilla, un sustrato (60) que comprende partículas granulares que
tienen un revestimiento que comprende un aglomerante seleccionado de
entre materiales poliméricos entrecruzados y mezclas de ellos,
siendo adheridas las partículas entre sí por los revestimientos en
las partículas, con los revestimientos fundidos entre sí en sus
puntos de contacto para formar un cuerpo (62) que tiene una red de
poros y conductos, cuyas superficies interiores son no reactivas y
no absorbentes con respecto al material volátil a ser dispensado;
y
- estando el material volátil dispuesto dentro de los poros, en el que el cuerpo (62) está formado para ocupar la posición calentada dentro del calentador;
- en el que el sustrato incluye un primer material volátil dispuesto dentro de los poros en una primera región (68) del cuerpo y un segundo material volátil dispuesto dentro de los poros en una segunda región (69) del cuerpo; y
c) activar el dispositivo dispensador para
causar que una fuente de calor caliente para liberar los materiales
volátiles desde los poros, cuyos materiales volátiles son
dispensados entonces a una velocidad de control de insectos hasta
que no más del 10% de materiales volátiles residuales quedan dentro
de los poros cuando el dispensador ha reducido tanto los materiales
volátiles que ya no es capaz de suministrar los materiales volátiles
a la velocidad de control de
insectos.
insectos.
2. El método de la reivindicación 1, en el que
los ingredientes activos de control de insectos son seleccionados
del grupo compuesto por piretrinas naturales, extracto de pelitre y
mezclas de ellos.
3. El método de la reivindicación 1 ó 2, en el
que los ingredientes activos de control de insectos son
seleccionados del grupo compuesto por transflutrina, bioaletrina,
praletrina, extracto de pelitre y mezclas de ellos.
4. El método de las reivindicaciones 1 a 3, en
el que uno de los ingredientes activos de control de insectos es
transflutrina.
5. El método de las reivindicaciones 1 a 4, en
el que los materiales volátiles están esencialmente libres de
disolventes cuando se aplican al cuerpo.
6. El método de las reivindicaciones 1 a 5, en
el que los ingredientes activos de control de insectos son liberados
desde los poros a una velocidad sustancialmente lineal cuando el
dispositivo dispensador de materiales volátiles libera los
materiales volátiles desde los poros calentando el cuerpo (62).
7. El método de las reivindicaciones 1 a 6, en
el que el cuerpo (62) incluye una estructura de enchavetado que
engancha con una porción del dispositivo dispensador para sujetar el
cuerpo dentro del dispositivo dispensador.
8. El método de las reivindicaciones 1 a 7, en
el que las partículas consisten en arena.
9. El método de las reivindicaciones 1 a 8, en
el que el aglomerante es una resina fenólica.
10. El método de las reivindicaciones 1 a 9, en
el que el dispositivo dispensador suministra calor a una porción del
cuerpo (62) menor que el todo, y el cuerpo (62) tiene propiedades de
transmisión de calor mediante las que el calor aplicado a la porción
del cuerpo es transferido a una velocidad de liberación de
materiales volátiles a las porciones restantes del cuerpo.
11. El método de las reivindicaciones 1 a 10, en
el que el sustrato está conformado en una placa plana (60) adecuada
para uso como una pastilla para dispensar materiales volátiles desde
un dispositivo dispensador de materiales volátiles que suministra
calor a la pastilla (60) portadora de materiales volátiles.
12. El método de las reivindicaciones 1 a 11, en
el que el dispositivo dispensador de materiales volátiles tiene una
ranura a través de la que el sustrato puede ser insertado para
cargar el sustrato dentro del dispositivo dispensador de materiales
volátiles, y el sustrato está conformado en una forma adecuada para
ser insertado en la ranura.
13. El método de las reivindicaciones 1 a 12, en
el que el primer material volátil se vaporiza a una primera
temperatura y el segundo material volátil se vaporiza a una segunda
temperatura mayor que la primera temperatura.
\newpage
14. El método de las reivindicaciones 1 a 13, en
el que el primer material volátil y el segundo material volátil no
se mezclan dentro de los poros del sustrato.
15. El método de las reivindicaciones 1 a 14, en
el que el sustrato tiene tamaños de poros y porosidades diferentes
en regiones diferentes del cuerpo.
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