JP3968127B2 - 殺虫剤による飛んでいる虫の的中を改善する方法及び液体を帯電させるための装置 - Google Patents

Description

本発明は、虫が飛んでいる空気中に殺虫剤を噴霧することによって、飛んでいる虫を殺すための方法及び装置に関し、詳細には、殺虫剤による虫の的中を改善する方法に関する。
飛んでいる虫を殺す際の殺虫剤噴霧の有効性は、一部は、殺虫剤が殺すべき虫にどのくらい接触するかに依存する。殺虫剤を付与する現在の方法は、殺虫剤の噴霧小滴と各飛んでいる虫との間の機械的相互作用に頼っている。エアゾール殺虫剤噴霧は、虫が飛び、かくして、殺虫剤小滴に遭遇する領域に分散され、或いは、エアゾール殺虫剤噴霧は特定の的の虫をねらう。噴霧中に生じるプルーム（plume）中の殺虫剤小滴の高密度のため、虫と小滴との接触が起こる確率は高い。しかしながら、虫が飛行しているとき、羽根のはばたきによって引き起こされる虫の体の周りの空気乱流が、実際には、小滴を押しやる。かくして、飛んでいる虫が１以上のエアゾール殺虫剤小滴に接触する確率は、大部分は、機械的な力によって決定され、その次に、撃ち落とし又は殺虫の確率は使用する殺虫剤中の有効成分の濃度及び毒性によって決定される。
液体小滴の噴霧を生じさせるためのスプレー装置がよく知られている。例えば、家庭環境では殺虫剤、磨き剤又は空気をさわやかにする組成物の小滴噴霧を生じさせるためのスプレー装置が知られている。一般的には、前記スプレー装置は、噴霧すべき液体組成物を収容するためのリザーバと、組成物を小滴噴霧の形態で噴出させるボアを含むスプレーヘッドと、導管系とを含み、該導管系により、前記組成物はリザーバからスプレーヘッドまで進むことができる。前記装置は、好ましくは、エアゾールの形態であり、その場合には、前記装置は圧力下のガスを、おそらくは液体状態で含み、該ガスは（噴霧すべき）液体組成物をリザーバからスプレーヘッドまで、次いで、小滴噴霧の形態でスプレーヘッドから噴出する。
一般的には、スプレーヘッドを離れる小滴は、液体と装置の壁との間の電子移動によって生じた小さい静電荷を有する。発明者らは、虫及びその他の物体への静電引力が起こるのを可能にするために、小滴の電荷レベルを著しく高める必要があり、それにより、噴霧による的中を高めることを可能にし、しかも、空気中での小滴の分散を高めることが可能であることがわかった。
その上、発明者らは、液体と接触している装置の構成要素が、液体が噴霧されるときに液体に与えられる電荷に影響を及ぼす能力を有することがわかった。更に詳細には、液体とスプレーヘッドのボア構成部分との間の接触面積の増大で小滴の電荷が増すことがわかった。
従って、本発明の１つの側面では、虫が飛んでいる空気中に殺虫剤組成物の液体小滴を噴霧することからなる、飛んでいる虫を殺す方法であって、噴霧中、単極電荷が二層帯電及び電荷分離によって前記液体小滴に与えられ、前記単極電荷は、前記小滴が少なくとも+/-１ｘ１０^-4Ｃ／ｋｇの電荷対質量の比を有するようなレベルにある、前記方法を提供する。
小滴の帯電の効果は電界を発生させることにあり、その結果、小滴を噴霧する空間内に小滴をより広く拡散させる。
飛んでいる虫は、普通、それらの周囲から電気的に隔絶され且つその周囲と等しい電位にある。しかしながら、ある虫は、それらの周囲と異なる電位にあるように電気的に帯電される。いずれの状況でも、電気的に帯電した液体小滴の雲の中の隔絶された虫が、各虫への小滴の引力を向上させるように、小滴によって発生した電界の形態にゆがみを生じさせる。これが各虫への的中になる。
帯電した小滴と虫との間の相互作用のこの改善は、電界によって帯電した小滴の雲の中に発生する追加の拡散力の組合わせ効果のためであり、拡散力は各小滴の軌道を、各小滴が虫に差し向けられるように修正させる。殺虫剤は各虫の全表面に引き付けられる。これは、虫への殺虫剤小滴の的中を改善する。
本発明により適当に殺すことができる虫は、イエバエ、蚊、及びスズメバチ等（wasp）を含む。
液体小滴は少なくとも+/-１ｘ１０^-4Ｃ／ｋｇの電荷対質量の比を有する。液体小滴の電荷対質量の比が大きければ大きいほど、虫との相互作用はより顕著になる。
空気中に噴霧される液体殺虫剤組成物は、好ましくは、水と炭化水素の混合物、エマルション、又は、スプレー装置を使用前又は噴霧操作中に振ることによってエマルションに変換される液体である。殺虫剤組成物は、好ましくは、圧力下で機械的に作動されるエアゾールスプレー装置から噴霧される。更に好ましくは、スプレー装置は、片手で容易に使用するのに適した大きさのものである家庭用エアゾールスプレー缶である。
二層帯電又は液体小滴の分裂の結果として正味の負又は正の電荷を運ぶすべての液体エアゾールが知られているが、標準のエアゾールスプレー装置から噴霧される液体小滴に与えられる電荷は、+/-１ｘ１０^-8乃至１ｘ１０^-5Ｃ／ｋｇの程度にすぎない電荷対質量の比を与えるような電荷である。
本発明の１つの実施形態では、液体小滴がエアゾールスプレー装置から噴霧されるときの液体小滴の帯電を最大にするために、本発明はスプレー装置の種々の特徴を組合せることに更に頼る。最適な組合わせは、装置から噴霧すべき配合物ごとに異なる。
従って、本発明の更なる側面では、少なくとも+/-１ｘ１０^-4Ｃ／ｋｇの電荷対質量の比になる単極電荷を二層帯電及び電荷分離によって噴霧される組成物の液体小滴に与えることができるスプレー装置であって、
（i）液体組成物を収容するためのリザーバと、
（ii）液体を小滴噴霧の形態で噴出させるスプレーヘッドと、
（iii）液体組成物をリザーバからスプレーヘッドまで供給するための導管系と、を有し、
a）スプレーヘッドは、前記装置から噴出させる液体が通るボアを有し、該ボアは、少なくとも１０、更に好ましくは少なくとも１２のＬ／ａ比を有し、ここで、Ｌはmm単位のボア出口を定める周囲長さであり、ａはmm²単位のボア出口の断面積であり、
b）前記装置は、小滴をスプレーヘッドから少なくとも毎秒０.５グラムの流量で噴出させ且つ小滴が少なくとも+/-１ｘ１０^-4Ｃ／ｋｇの電荷対質量の比を有するように構成される、前記スプレー装置を提供する。
スプレーヘッドは、好ましくは、液体を小滴噴霧の形態で噴出させるアクチュエータ内の挿入体の形態である。
疑いを避けるために、ボア出口は、液体を噴霧の形態で装置から噴出させるボアの端であり、それは又オリフィスとも呼ばれる。
小滴の静電荷は正電荷か負電荷のいずれかである。
液体を噴霧させる円形オリフィスの断面積を減少させることによりオリフィスから噴霧される液体の電荷を増すことが知られているけれども、本発明によって要求される電荷を達成するためには、オリフィスの断面積を、噴霧量が減少するような程度まで減少させることが必要である。本発明を実施する際、噴霧量は約毎秒０.５グラムに維持される。円形オリフィスについては、この噴霧量は、スプレー装置で通常使用される圧力よりも、即ち、典型的には４０psi（０.２７５ＭＰａ）よりもずっと高い圧力の噴射剤を使用することによって、本発明によって要求される電荷を達成すると同時に達成されることができるにすぎない。しかしながら、曲がりくねった周囲を有するオリフィスを使用し、大きな断面積を維持することが好ましい。この仕方では、スプレー装置に通常使用される噴射剤圧力を使用して、噴霧量を毎秒０.５グラム以上に維持することができる。
かくして、ボア出口の周囲は、好ましくは、曲がりくねっており、曲がりくねった表面上の液体の流れは、液体が二層帯電によって帯電されるようになるのを助ける。
従って、曲がりくねった周囲を有するボアを使用して、Ｌ／ａ比を少なくとも８まで減少させることができ、装置は、小滴をスプレーヘッドから少なくとも毎秒０.４グラムの流量で噴出させるように構成される。
本発明のスプレー装置は、好ましくは、リザーバ内に圧力下のガス、例えばブタン及び／又はプロパンのような液化石油ガス（ＬＰＧ）を含むエアゾールスプレー装置である。装置のスプレーヘッドは、リザーバ内の液体をスプレーヘッドから小滴の形態で噴出させるバルブ組立体の、使用者が操作できるアクチュエータの一部分を構成する。かくして、アクチュエータを第１の休止位置から第２の作動位置まで移動させることによってリザーバ内の圧力は解放され、ガスは液体をリザーバから導管系に沿ってスプレーヘッドまで押し、次いで、液体小滴の噴霧又はスラリーの形態でスプレーヘッドから出す。エアゾールスプレー装置は、好ましくは、片手で保持され且つ家庭状況で使用されるのに適した大きさのものであるエアゾール缶の形態である。
アクチュエータは、一般的には、ボアを含む（スプレーヘッドの部品としての）挿入体を収容するための凹部を含む本体部分を有し、前記アクチュエータは、好ましくは、液体がボアに到達する前に通る渦流室を更に有する。凹部はバルブステムと連通し、バルブステムはテールピースと連通し、テールピースはリザーバの中に延びるディップチューブと連通する。かくして、液体はリザーバから、ディップチューブ、テールピース、バルブステム、アクチュエータ凹部、及び（もし存在すれば）渦流室からなる導管系を経てスプレーヘッドのボアまで進むことができる。
エアゾールスプレー装置のアクチュエータ、液体を噴霧させるオリフィスを含むアクチュエータ内の挿入体、バルブ及びディップチューブの材料、形状及び寸法、及び噴霧すべき組成物の特性を選択することによって、より大きい電荷を液体小滴に与え、その結果、複合物を小滴として分散させるとき、要求される電荷レベルを発生させることが可能である。
エアゾールスプレー装置の多数の特徴が、液体配合物とエアゾールスプレー装置の構成要素の表面との間の二層帯電及び電荷交換を増大させる。かかる増大は、装置の中の流れの乱流を増大させることができ且つ液体と、容器、バルブ及びアクチュエータの内面との間の接触の回数及び速度を増加させることができるファクタによって引き起こされる。
バルブステムは、バルブステムとテールピースを接続する１以上のオリフィスを含み、テールピースは、テールピースとディップチューブを接続する１以上のオリフィスを含み、これらのオリフィスの性質及びディップチューブの直径は液体に与えられる電荷に影響を及ぼす。更に詳細には、ステムのオリフィスの大きさ即ち各ステムオリフィスが小さければ小さいほど、又ステムオリフィスが少なければ少ないほど、バルブステムと液体との間の接触面積が大きくなり、従って、液体の電荷が大きくなる。０.６５mmのハウジングのテールピースオリフィスと、ステムの少数の、例えば２ｘ０.５０mmの孔とを有する構造が、噴霧中、電荷レベルを増す。しかしながら、結果として、液体の流量は制限される。同様の考察がテールピースオリフィスにも当てはまり、ディップチューブの直径、例えば内径が約１.２７mmの細いディップチューブは、液体の電荷レベルを増す。
発明者らは、液体がスプレー装置の中を流れるときに遭遇する乱流の程度が、スプレーヘッドを離れる液体小滴の電荷に影響を及ぼすことを見出した。乱流は液体／装置の中間面に、更に効果的には液体内の大部分に現れる二層の電荷を分散させることができ、それにより、液体と装置との間の電子移動を更に促進させる。
渦流室は、もし存在すれば、液体に乱流を与え、それにより、液体の電荷を増す。渦流室の幾何学的形状は、液体中に現れる電荷に著しい影響を及ぼす。渦流室は、一般的には、液体を中央領域に供給し且つ該中央領域からスプレーヘッドのボアに供給する複数の入口チャンネルを有する。
装置は又、蒸気相タップ（tap）を含むのが良く、乱流は又、蒸気タップの大きさによって影響を受ける。蒸気タップはエアゾールスプレー装置にごく一般に用いられており、リザーバとスプレーヘッドのボアとを接続する導管系内の液体にガス圧力を直接作用させることができるオリフィスからなる。オリフィスは、例えば、バルブ組立体のテールピースに設けられるのが良い。一般的には、このオリフィスが大きければ大きいほど、例えば約０.７６mm以上になると、生じる乱流は大きくなり、液体内に現れる電荷は増す。
液体内に発生する電荷の大きさに影響を及ぼす他のファクタは、液体がリザーバからスプレーヘッドまで運ばれるときに液体に接触する装置の部品を形成するのに使用される材料、及び噴霧される液体の電気的、物理的及び化学的特性である。更に詳細には、材料と液体との間の電気エネルギーの強い引離しがあれば、より大きな電荷を液体小滴に与えることができる。ナイロン、アセタール、ポリエステル、ポリ塩化ビニル及びポリプロピレンのような材料は電荷レベルを増す傾向がある。その上、噴霧される液体は、電荷があまりに速く消散するほど導電性ではないけれども、静電荷を維持することができるくらい十分導電性である必要がある。
加えて、帯電を液体中の大部分に分散させることによって帯電を更に強める、電気的な二層を分裂させるための他の方法があっても良い。
理論によって制限されることを望まないけれども、電荷の大きさに影響を及ぼす別のファクタは、液体がリザーバからスプレーヘッドのボア（ボアを含む）まで流れる間に生じる振動である。
その上、渦流室に加えて、或いは、渦流室に置換えて、アクチュエータは、液体組成物を分流し、それにより、液体組成物の追加の帯電を促進する機械的な分流装置を含んでも良い。
従って、本発明の更なる側面では、挿入体に隣接してアクチュエータ内に設けられ且つ液体組成物の分流を促進する機械的分流装置を更に有する、上記の種類のエアゾールスプレー装置を提供する。
エアゾールスプレー装置のこの実施形態では、分流装置は、好ましくは、ほぼ半径方向に延びる溝を１つの面に有する円形ディスクからなり、該溝は、アクチュエータの挿入体のオリフィスと接続したオリフィスに接続する。
エアゾールスプレー装置のアクチュエータ挿入体は、伝導性、絶縁性、半導性或いは静的-消散性の材料で形成されるのが良い。
上記のファクタを利用することによって、生じた小滴が少なくとも+/-１ｘ１０^-4Ｃ／ｋｇの電荷／質量値を確実に有することができ、その結果、生じた噴霧により小滴を更に遠くに移動させ、且つ在来の場合よりも広い領域に及ばせる。その上、小滴の大きい電荷のために、小滴は任意その他の粒子に容易に引き付けられる。かくして、小滴は空中の粒子又は物体（例えば飛んでいる虫）に迅速に引き付けられるようになる。
小滴に現れる電荷に影響を及ぼす前述のファクタのいくつかは又、液体の流量を減少させる影響を及ぼす。しかしながら、ファクタの注意深い均衡によって、少なくとも+/-１ｘ１０^-4Ｃ／ｋｇの電荷／質量値及び少なくとも毎秒０.５グラム（好ましくは、少なくとも毎秒１グラム、更に好ましくは、毎秒２グラム）の液体流量を、ここに説明するように、容易に達成することができる。
エアゾールスプレー装置から噴霧される液体小滴は、一般的には、５乃至１００マイクロメートルの範囲の平均小滴寸法範囲を有し、小滴の最大値は約４０マイクロメートルである。
飛んでいる虫への殺虫剤組成物の小滴の改善された的中は、在来の装置に優る２つの重要な利点を提供する。第一に、より多くの殺虫剤が所定時間内の各虫に実際に着くので、撃ち落とし率を改善させる。第２に、現在の撃ち落とし率を殺虫剤製品により低いレベルの有効成分で維持することができる。
本発明をより容易に理解するために、今、添付図面を参照する。
図１は本発明を具体化するエアゾールスプレーの概略横断面図である。
図２は、いくつかの構成要素をより詳細に図示した、図１のバルブ組立体の横断面図である。
図３は、図１の組立体のアクチュエータ挿入体の横断面図である。
図４は、二層帯電の原理を図示した、拡尺のアクチュエータ挿入体の一部分の図式的側面図である。
図５は、多数の変形形態を図示したアクチュエータ挿入体のオリフィスの外側からの端面図である。
図６.１乃至６.９は、方向Ａから見たときの図３に示したスプレーヘッドのボアの異なる形態を示す。
図７.１乃至７.３０は、方向Ａから見たときの図３に示したスプレーヘッドのボアの更に異なる形態を示す。
図８は、方向Ｂから見たときの図３の示したスプレーヘッドの渦流室の第１の形態を示す。
図９.１乃至９.８は、方向Ｂから見たときの図３に示したスプレーヘッドの渦流室の異なる形態を示す。
図１０Ａは、挿入体と機械的分流装置を示す、アクチュエータの変形形態の拡尺の部分的に横断面にした側面図である。
図１０Ｂは、図８に図示した機械的分流装置の端面図である。
図１１は、拘束されたハエに出会う殺虫剤の容量を図示する図表である。
図１２は、殺虫剤小滴の電荷を増したとき、殺虫剤によるハエの撃ち落としがどのように増えるかを図示したグラフである。
図１３は、同じ噴霧量を与える円形ボアと比較して、図７.１に図示したようなスプレーヘッドのボアを有するエアゾールスプレーを使用してハエの撃ち落としがどのように増えるかを図示したグラフである。
図１及び２を参照すれば、エアゾール型の本発明によるスプレー装置が示される。スプレー装置は、液体３用のリザーバ２を構成し且つアルミニウム又はラッカーを塗った或いは塗っていない錫板等で在来の仕方で形成された缶１を有し、液体３は、その小滴が静電荷を運ぶことができるような導電性を有する。又、缶の中には圧力下のガスがあり、該ガスは液体３をディップチューブ４とバルブ及びアクチュエータ組立体５とからなる導管系を経て缶１から押出すことができる。ディップチューブ４は、缶１の底の周囲部分で終る一端６とバルブ組立体のテールピース８に連結された他端７とを有する。テールピース８は、缶のてっぺんの開口に嵌められた取付組立体９によって固着され且つテールピースオリフィス１１を構成する下部分を含み、オリフィス１１にディップチューブ４の端７が連結される。テールピースは、下部分１１が比較的小さい直径で上部分１３が比較的大きい直径であるボア１２を含む。バルブ組立体は又、テールピースのボア１２内に取付けられたステムパイプ１４を含み、ステムパルプ１４はボア１２内で、ばね１５の作用に対して軸線方向に押しのけられるように配列される。バルブステム１４は、１以上の横開口（ステム孔）１７を有する内ボア１６を含む（図２参照）。
バルブ組立体は中央ボア１９を有するアクチュエータ１８を含み、中央ボア１９はバルブステム１４を、ステムパイプ１４のボア１６がアクチュエータのボア１９と連通するように収容する。ボア１９と垂直に延びるアクチュエータ内の通路２０が、ボア１９と、スプレーヘッドが挿入体２２の形態で取付けられたポスト２１を含む凹部とを接続し、挿入体２２は、通路２０と連通するボア２３を含む。
エラストマー材料のリング２４がバルブステム１４の外面の中間に設けられ、通常、この密封リングはバルブステム１４の横開口１７を閉じている。バルブ組立体の構成は、アクチュエータ１８を手で押し下げるとき、図２に示すように、密封リング２４が横開口１７を閉じないように、アクチュエータ１８がバルブステム１４をばね１５の作用に抗して押し下げるようなものである。この構成では、リザーバ２からスプレーヘッドのボア２３に至る経路が構成され、その結果、液体を缶の中のガスの圧力によってディップチューブ４、テールピースのボア１２、バルブステムのボア１６、アクチュエータのボア１９及び通路２０からなる導管系を経てスプレーヘッドに押すことができる。
（図１には図示していない）オリフィス２７がテールピース８の壁に設けられ、蒸気相タップを構成し、それにより、リザーバ２内のガス圧力は、バルブ組立体の中を流れる液体に直接作用することができる。これは液体の乱流を増大させる。オリフィス２７の直径が少なくとも０.７６mmであれば、増加した電荷が得られることが分かった。
好ましくは、バルブステムのボア１６とテールピースのボア１２とを接続する横開口１７は、静電荷の発生を増大させるために、各々が０.５１mmよりも大きくない直径を有する２つのオリフィスの形態である。その上、ディップチューブ４の直径は、好ましくは、液体に与えられる電荷を増加させるためにできるだけ小さく、例えば、１.２mmである。又、テールピースオリフィス１１の直径ができるだけ小さく、例えば、約０.６mmよりも大きくないならば、電荷の発生が増大する。
今、図３を参照すれば、図１及び２の装置のアクチュエータ挿入体の横断面が拡尺で示される。
図４を参照すれば、液体３がチャンネル２０の中を流れるとき、液体３及び周りの本体２５に二層帯電が起こる。一方の極性の電荷が液体に貯まり、反対の極性の電荷が本体２５に貯まる。これが二層帯電の原理である。液体がボア２３から出てくるとき、液体３の電荷は本体２５の電荷から引離され又は引裂かれる。オリフィスから出てくるとき、液体は小滴２６に変換され、これらの小滴の各々は、電荷分離が起こることによってある極性に帯電する。
液体小滴２６がボア２３から出てくるときの液体小滴２６の電荷の大きさを、上述のように、エアゾールスプレー装置の構成要素のいくつかのパラメータを変えることによって変えても良い。例えば、ディップチューブ４は１.２７mm乃至３.００mmの内径を有しても良いし、ポリエチレン又はポリプロピレンのようなポリマー材料で構成しても良い。テールピースオリフィス１１は、約０.６４mmの直径を有するのが好ましいが、それより大きくても良いし、或いは、小さくても良い。より小さい直径のテールピースオリフィスのほうが、より大きい直径のものよりも好ましい。
横開口１７は０.５１mm乃至０.６１mmの範囲の直径を有するのが好ましいが、それより大きくても良いし、或いは、小さくても良い。より小さい直径の横開口のほうが、より大きい直径のものよりも好ましい。横開口１７はいくつ存在しても良いけれども、少数の、即ち約２乃至３個の横開口１７が好ましい。蒸気相タップ２７は０.７６mm乃至１.１７mmの範囲の直径を有するのが好ましいが、変形例として、どんな大きさのものでも良いし、或いは、全くなくても良い。より大きい直径の蒸気相タップのほうが、より小さい直径のものよりも好ましい。
アクチュエータ１８のパラメータも重要である。アクチュエータ挿入体２２は、アセタール、ポリエステル、ポリ塩化ビニル（PVC）、ナイロン又はポリプロピレンのような任意のポリマー材料で形成されるのが良い。ボア出口は０.３mm乃至０.９mmの範囲の直径を有するのが好ましいが、どんな大きさをとっても良い。
ボア２３の形状は非常に重要である。既知の型式のエアゾールスプレー装置では、オリフィスは円形である。オリフィスを非-円形にすることによって、エアゾールスプレー装置から噴出させた液体小滴の電荷対質量の比が増すことがわかった。かかるオリフィスは、液体と挿入体２２の内面との間の接触表面積を増大させる（図４参照）。これにより、液体３と挿入体２２の表面との間に起こる二層帯電及び電荷分離を増大させる（図４参照）。丸くないオリフィスは星の形状、例えば十字形状をとっても良いし、その他任意の数のチャンネルを有しても良い。チャンネルは、先が尖っていても良いし、丸くても良いし、或いは、角がなくても良い端を有し、典型的な液体配合物をエアゾールスプレー装置からうまく噴霧するのに必要である最も狭いチャンネルの大きさによって決定される最小の幅のものでなければならない。
図５はボア２３についての多数の異なる形態を図示する。ローブ形ボアの例は最大寸法が０.４６mmの４ローブ形状であり、各ローブは半径０.１１５mmの半円で形成される。このボアを図５（a）に図示する。説明したボアは半径が０.２０５mmの丸いボアと同じ断面積を有するが、周囲長さは１４％長く、Ｌ/ａ比は１１よりも大きく、ここでＬはmmで測定され、ａはmm²で測定される。家庭用エアゾール殺虫剤スプレーの液体配合物がエアゾールスプレー装置から挿入体を通して噴霧されるとき、より大きな電荷対質量の比が達成される。例えば、（オーストラリアのレキットアンドコールマン（Reckitt and Colman）によって製造されている）家庭用エアゾール殺虫剤「Mortein Ultra Low Allergenic」を使用するとき、電荷対質量の比は、直径が０.４１mmの丸いオリフィス挿入体についての−５.７ｘ１０^-5Ｃ／ｋｇから、図５（a）に図示した０.４６mmの４ローブ挿入体についての−１.８ｘ１０^-4Ｃ／ｋｇまで上がる。液体が通過するボア２３の通路の長さがオリフィスの周囲長さと比較して短いことが認識されよう。
図５（ｂ）はアクチュエータ挿入体用の２つの異なる大きさのオリフィスを図示し、オリフィスの各々は、帯電した液体とボアの内面との間の周囲接触面積を増大させるために、等間隔の３つの矩形チャンネルを有する。図５（ｃ）は、各々が等間隔の４つの矩形チャンネルを有する２つの異なる大きさのオリフィスを図示する。図５（ｄ）は、等間隔の４つの円形チャンネル有する単一ボアを図示する。本発明の好ましい実施形態によれば、ボア２３は複数の特定形態のうちの一つを有する。そのようなボアの例を図６.１乃至６.９及び図７.１乃至７.３０に示す。これらの図では、ボアの孔を参照番号３１で指示し、ボアの孔-構成部分を参照番号３０で指示する。どの場合でも、ボア出口の孔-構成部分の総周囲長さをmm単位のＬによって指示し、mm²のａはボア出口の孔の総面積であり、Ｌとａの値は図に指示したような値である。最も多くの場合には、Ｌ/ａは１０を越えており、この条件はスプレーヘッドとその中を通る液体との間の接触面積の増大を意味するので、この条件は電荷の発現に特に助けになることがわかった。
液体を低流量でしか流せないような値まで断面積ａを減少させることなしに大きいＬ／ａ比を作り出すために、多くの異なる形態を採用することができることが分かる。かくして、例えば、（i）ボア出口は、図６.１乃至６.７、７.１乃至７.５、７.１２、７.１５、７.１６，７.１７，７.１９，７.２０、７.２５及び７.３０に図示したような（中央の穴がある或いはそれがない）複数のセグメント状の孔からなる、（ii）出口仕切りは、図７.６乃至７.８及び７.１３に図示したような複数の扇形（sector）状の孔からなる、（iii）孔は、図７.９乃至７.１１及び７.２２に図示したように互いにグリル（grill）又は格子の形態の出口を形成する、（iv）出口は、図７.２１、７.２８及び７.２９に図示したようにほぼ十字形である、（v）孔は、図７.１４に図示したように互いに同心リングの形態の出口を構成する、及び、図７.１８、７.２１、７.２４、７.２７，７.２８及び７.２９に図示したようなこれらの形態の組合わせの、スプレーヘッドのボア形態を使用することができる。図７.１０，７.１３、７.１４，７.２３及び７.２６に図示したような舌状部分が液体流に突出し、それにより、舌状部分が振動するスプレーヘッドの形態が更に好ましい。この振動特性は、電荷の消散による電気的二層から液体の大部分への電気帯電を高めることができる。
今、図８を参照すれば、スプレーヘッド２２の渦流室３５の１つの可能な形態の正面図が示される。渦流室は、等間隔で且つボア２３を囲む中央領域３７と接する４つの横チャンネル３６を含む。使用の際、圧力下のガスによってリザーバ２から押しやられた液体は通路２０に沿って移動し、チャンネル３６の長手方向軸線と垂直にチャンネル３６にぶつかる。チャンネルの配置は、液体が中央領域３７に入り、中央領域３７からボア２３に入るのに先立って、液体が円運動に従う傾向があるようなものである。その結果、液体は、液体の静電荷を高める実質的な乱流を受ける。
図９は、渦流室３５についての異なる形態を図示する。どの場合でも、渦流室は、渦流室の中を流れている液体に乱流を与えるために、液体を中央領域３７の接線方向に供給するための２以上の横チャンネル３６を含む。
図１０Ａ及び１０Ｂは、液体小滴の電荷を増加させるために挿入体２２と組合せて使用することができる機械的分流装置４１を図示する。前記装置は図１０Ｂに図示され、中央オリフィス４３と片面の４つの溝４４とを有する円形ディスク４２からなる。溝４４は湾曲し、図示するようにほぼ半径方向に延び、中央オリフィス４３と接続する。溝４４はいくつあっても良く、オリフィス４３は正確に中心に位置しなくても良い。
図１０Ａは、分流装置４１を含むアクチュエータの変形形態を図示する。チャンネル２３は、前面４７を有する中央ボス４６を備えた環状チャンバー４５に接続される。分流装置４１は、その半径方向に延びる溝４４がボス４６に面するように挿入体２２に内面に取付けられる。チャンネル２０に沿って進む液体４０は中央ボス４６の周りの環状チャンバー４５に入り、次いで、前面４７の上を半径方向内方に流れる。そのように流れる際、液体は、半径方向に延びる溝４４が形成された分流装置の面の上を通り、溝に沿って流れる。これにより液体の分流を生じさせ、液体の電荷を増加させる。加えて帯電した液体は、装置４１のオリフィス４３から挿入体２４のオリフィス２３へ流れる。
本発明の１つの実施形態では、エアゾールスプレー装置から噴霧される殺虫剤製品「Mortein Ultra Low Allergenic」（オーストラリアのレキットアンドコールマン）の液体小滴の電荷対質量の比は、オリフィス２３が図５ａに図示し且つ上述したようなローブ構造を有する場合、図１０Ａ及び１０Ｂに図示したような機械的分流装置を使用することによって、−３ｘ１０^-5Ｃ／ｋｇから−３ｘ１０^-4Ｃ／ｋｇまで高められた。これは、以下のパラメータを有する、即ち、直径が３.００mmのポリエチレンディップチューブ４、直径が１.２７mmのテールピースオリフィス１１、直径が０.６１mmの４つの横開口１７、及び直径が０.７６mmの蒸気タップオリフィス２７を有する、スプレー装置の他の構成要素と関連していた。
液体小滴の電荷の増大が、飛んでいる虫の的中をどのくらい高めたかを示す以下の例を参照して、本発明を更に説明する。
実施例 １
蛍光分析を企画した。カリフォーラエリソセファーラ（オオクロバエ、Calliphora erythocephala）のハエを、１時間冷凍することによって生き生きと（freshly）殺した。次いで、ハエを冷凍機から取り出し、再び室温に達するように２時間そのままにしておいた。各ハエの重さを量り、次いで、胸側部を貫通する虫ピン（E3）で各ハエを別々にナイロンロッドにピン止めした。０.５％の「フルオレセイン（Fluorescein）」（Aldrich製Acid Yellow 73）を配合物に加えた「Mortein Ultra Low Allergenic」（オーストラリアのレキットアンドコールマン製）の標準エアゾールスプレー缶の重さを量り、よく振り、電気的に隔絶されたプラスチック容器内にハエから1.8メートルの距離に置いた。ハエが、エアゾールスプレー缶から噴霧される殺虫剤製品の小滴の流れの中央に置かれるように、缶を整列させる。
殺虫剤製品の小滴噴霧を２秒間ハエに噴出させた。直ちに、ハエをピンから外し、５mlの冷たいリン酸緩衝液（pH６.８ ０.１M Na₂HPO₄+NaH₂PO₄H₂O）を入れたバイアルの中に置いた。缶の重さを再び量って、実験中に噴出した製品の量を計算した。ハエを入れたバイアルを密封し、振り、冷暗状態で２４時間保管し、その後、ハエを清浄な乾いたピンセットでゆっくり取り出した。分析を行うまで、ハエから洗い落された蛍光剤トレーサを含有する緩衝液のバイアルを冷蔵庫の中で冷暗に保った。標準のエアゾール殺虫剤製品について、１１回の反復作業をこの仕方で行った。
次いで、エアゾールスプレー缶から噴出された小滴の電荷レベルを、缶の継ぎ目に高電圧電源からの電圧をかけることによって約１ｘ１０^-4Ｃ／ｋｇの電荷対質量の比まで人為的に上げた。上述の実験を、缶に−１０ｋＶをかけて１５回繰り返し、缶に＋１０ｋＶをかけて１２回繰り返した。
バイアルの内容物の分析を行うために、３mlのアリコート（aliquot）を各バイアルから採り、緩衝液中の蛍光剤トレーサーの容量を、４９０nmの励起波長及び５１５nmの発光波長で動作するPerkin-Elmer社のLS３-R型蛍光計を用いた分析によって決定した。蛍光計を、未噴霧のハエを２４時間置いた緩衝液の試料で空試験した。既知量の殺虫剤配合物をマイクロアプリケータによってハエにつけ、ハエを５mlの緩衝液中に２４時間置くことによって、基準検量線を得た。
分析の平均の結果を図１１に示し、前記結果は、殺虫剤製品の電荷対質量の比を（エアゾールスプレー缶に−１０ｋＶをかけることによって）−３ｘ１０^-5Ｃ／ｋｇから−２ｘ１０^-4Ｃ／ｋｇまで上げることにより、ハエに着いた殺虫剤製品の平均容量を０.３４μlから０.４７μlまで増加させることを示し、これは３５％の増加である。同様に、電荷対質量の比を（エアゾールスプレー缶に＋１０ｋＶをかけることによって）＋３ｘ１０^-4Ｃ／ｋｇまで上げるとき、ハエに着いた殺虫剤製品の平均容量は０.４０μlまで上がり、これは１８％の増加である。
図１１に図示したような結果は９５％の信頼性のレベルを示す。
変形例として、殺虫剤の電荷対質量の比を、本発明によるエアゾールスプレー装置の構成要素の調整によって上げても良い。標準のアクチュエータを、図１０Ａ及び１０Ｂを参照して説明したような、機械的分流装置を内面に備えた０.４６mmの挿入体オリフィスを有する同様の方式のアクチュエータに置き換えるとき、−３ｘ１０^-4Ｃ／ｋｇの電荷対質量の比をMortein Ultra Low Allergenic殺虫剤（オーストラリアのレキットアンドコールマン製）で達成することができた。標準のアクチュエータは、挿入体がない２ピーススプレーキャップのアクチュエータである。この電荷対質量の比は、電荷を缶の継ぎ目に直接与えることによってはっきりと示した的中の３８％の増加を行わせるのに十分である。
実施例 ２
ムスカドメスティカ（イエバエ、Musca domestica）の向上した撃ち落とし
撃ち落とし実験を、長さ４００cm、幅２９０cm、及び高さ２５０cmの英国の標準寸法のハエ室内で行った。前記室は、蛍光灯で均一に照明され、２２.０±３.０℃の温度に維持される。羽化後３乃至７日の２５匹のオスと２５匹のメスのムスカドメスティカを、すべての試験について使用した。家庭用殺虫剤のエアゾールスプレー缶を、塗料を除去した缶の領域に真鍮のネジを接触させて電気的に隔絶されたプラスチック容器内に置いた。殺虫剤製品を、缶ホルダーのレバーを押し下げることによって１±０.１秒間噴霧した。１秒の期間後、ハエを、缶から１８０cmの距離の殺虫剤のプルームの中に解放した。筋肉の共同作用的運動ができないハエの数を、殺虫剤の噴霧後0.5、1.0、2.0、2.5、3.0、4.0、6.0、8.0及び12.0分に数えた。最小でも5回の繰返し試験を各変量について行った。結果を蓄積し、プロビット法によって分析して、ＫＤＴ₅₀値（ハエの撃ち落としが５０％になるまでの時間）を得た。
これらの実験に使用した殺虫剤製品は、「Black Flag」（オーストラリアのレキットアンドコールマンの製品）であった。２種類の取扱い、即ち、通常のエアゾール殺虫剤の効果と、缶に−１０ｋＶをかけたエアゾール殺虫剤の効果を調べた。標準の殺虫剤製品は約−１ｘ１０^-8Ｃ／ｋｇの電荷対質量の比を有し、缶に−１０ｋＶをかけた殺虫剤製品は、噴霧中、電荷対質量の比を−１ｘ１０^-4Ｃ／ｋｇまで上げることができた。高電圧を前の例で説明した仕方と同じ仕方でかけた。両方の取扱いについて繰返し試験を行った。結果を図１２に示す。
図１２のグラフは、電荷対質量の比を大きくしたBlack Flag殺虫剤の液体小滴が標準の殺虫剤製品よりも早い撃ち落とし早さを有することを示す。プロビット法は、標準の製品について２分２０秒のようなＫＤＴ₅₀を与え、電荷を増加させた殺虫剤製品について１分４１秒を与えた。
本発明を、エアゾール缶の中の液体殺虫剤製品に適用するように詳細に上述したけれども、同様に、本発明をスラリー又はエマルションのような他の殺虫剤製品と使用しても良い。
実施例 ３
以下の成分からなる殺虫剤組成物を準備した。

該組成物を、３.００mmのポリプロピレンディップチューブ、１.２７mmのハウジングオリフィス、０.６４mmの蒸気相タップ及び２x０.６１mmのステム孔を含むバルブ組立体を有する錫板のエアゾール缶の中に導入した。２種類の噴霧を比較し、その一方は、直径０.８５mmの円形オリフィスを有する単一ピースアクチュエータについてのものであり、他方は、添付図面の図７.１に示すような挿入体を備えた２ピースのボタン式アクチュエータについてのものである。２つのアクチュエータで達成された噴霧特性は非常に似ていた。０.８５mmの円形オリフィスで達成された殺虫剤配合物の電荷対質量の比は−２.５２ｘ１０^-5Ｃ／ｋｇであり、図７.１のオリフィスで達成された電荷対質量の比は−１.０６ｘ１０^-4Ｃ／ｋｇであった。
イエバエ、即ちムスカドメスティカの撃ち落とし及び死亡を、ＣＥＲＩＴ（虫研究及び殺虫剤技術センター（Centre for Entomological Research and Insecticide Technology））の1996年8月1日（01/08/96）の空間噴霧方法CE/HF-HM/FIK1.0に従って上記２つの殺虫剤の変量について比較した。空間噴霧方法は、虫を的にするのではなく、試験室に全体的に噴霧する家庭用圧力封入殺虫剤の使用をシミュレーションするように構成されている。マイクロプロセッサが、缶の較正及び噴霧、虫の解放、撃ち落としを数えるタイミング、試験室の排気、及びデータの蓄積を含む、操作の要所の機能を制御した。
試験室は長さ３.８２ｍ、幅３.３３ｍ、及び高さ２.４７ｍであり、下側の第３の壁を、虫が落ちる床面積を小さくするために内方に傾斜させた。各繰返し試験には、羽化後３乃至７日であるオスとメスとの混合比（約１：１）の少なくとも５０匹の健康なイエバエ、即ちムスカドメスティカを使用した。
各殺虫剤ディスペンサを約２秒間作動させ、この期間中に噴霧された質量を噴霧の正確な継続時間で割ることによって、各殺虫剤ディスペンサの噴出量を較正した。この操作をコンピュータによって自動的に制御した。ディスペンサを試験室内に、ドアに隣接して、試験室の幅の中央に位置決めした。ディスペンサのアクチュエータは壁から２２０mm、天井から７００mmにあった。虫を、チャンバーの幅の中央で、床から上に０.７ｍ、ディスペンサのアクチュエータの前から３.０ｍの場所から解放した。２.０±０.２グラムの殺虫剤配合物を部屋の中に噴霧し、ハエを、噴霧完了後１０.０±０.１秒に解放した。１、２、３、４、５、６、８、１２、１６及び２０分に、撃ち落としをのぞき窓を通して試験室の外側から視覚によって評価した。実験中、実験者は試験室に入らなかった。最小でも５回の繰返し試験を各変量について行った。試験の順序をランダムにした。
各試験に引き続いて、虫を注意深く回収室に収集した。撃ち落とされた虫を、軟らかいブラシを使用して優しく掃き、まだ飛行中のハエを、虫網を使用して捕獲した。ハエは２４時間、２５.０±２.０°に維持され、食糧と水を与えた。この時間後、死亡を記録した。
試験室を、各試験後、少なくとも１５分、空気を１分間当たり約１０立方メートル吸引する天井通風孔によって換気した。試験室の汚染を検査するために、各々の日の最終試験に引き続いて対照試験を行った。上記手順を、エアゾール殺虫剤を試験室の中に噴霧することなしに繰り返すことによって、対照試験を行った。もし１０％より多くの虫が試験の最後に落ちていたら試験室は汚染されているとみなし、この場合には、その日の間に行ったすべての結果を廃棄した。続いて、試験室を清掃し、汚染について再試験した。配合物の特定の量が多すぎれば、個々の試験の結果も廃棄した。
結果を図１３に示し、これは５回の繰返し試験の平均に基づく。これらの結果は、殺虫剤小滴の電荷対質量の比が−１.０６ｘ１０^-4Ｃ／ｋｇであるとき、−２.５２ｘ１０^-5Ｃ／ｋｇと比べて、イエバエの撃ち落としが向上することを指示する。プロビット法は、電荷対質量の比が−２.５２ｘ１０^-5Ｃ／ｋｇの殺虫剤についてのＫＤＴ₅₀を７０１秒として与え、電荷対質量の比が−１.０６ｘ１０^-4Ｃ／ｋｇの殺虫剤についてのＫＤＴ₅₀を４６５秒として与えた。平均ＫＤＴ₅₀のパラメータ分析は、多く帯電させた殺虫剤のより早い撃ち落としが統計学的に非常に顕著であることを示す。

Claims (26)

1. 少なくとも+/-１ｘ１０^-4Ｃ／ｋｇの電荷対質量の比になる単極電荷を二層帯電及び電荷分離によって噴霧される組成物の液体小滴に与えることができるスプレー装置であって、
   i）前記液体組成物を収容するためのリザーバと、
   ii）前記液体を小滴噴霧の形態で噴出させるスプレーヘッドと、
   iii）前記組成物を前記リザーバから前記スプレーヘッドまで供給するための導管系と、を有し、
   a）前記スプレーヘッドはボアを有し、前記ボアを通して液体が前記スプレー装置から噴出され、前記ボアは、少なくとも１０のＬ／ａ比を有する出口を有し、ここで、Ｌはmm単位のボア出口を構成する周囲の長さであり、ａはmm²単位のボア出口の断面積であり、
   b）前記装置は、小滴がスプレーヘッドから少なくとも毎秒０.５グラムの流量で噴出され且つ少なくとも+/-１ｘ１０^-4Ｃ／ｋｇの電荷対質量の比を有するように構成される、
   ことを特徴とするスプレー装置。
2. 前記スプレーヘッドはアクチュエータ内の挿入体である、請求項１に記載のスプレー装置。
3. 前記Ｌ／ａ比は少なくとも１２である、請求項１又は２に記載のスプレー装置。
4. 前記ボア出口は曲がりくねった周囲を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載のスプレー装置。
5. 前記スプレーヘッドの形態は、ボア出口が複数のセグメント状の孔からなるようなものである、請求項１から４のいずれか１項に記載のスプレー装置。
6. 前記ボア出口は１以上の中央孔を更に有する、請求項１から４のいずれか１項に記載のスプレー装置。
7. 前記スプレーヘッドの形態は、前記ボア出口が複数の扇形からなるようなものである、請求項１から４のいずれか１項に記載のスプレー装置。
8. 前記スプレーヘッドの形態は、前記ボア出口がグリル又は格子からなるようなものである、請求項１から４のいずれか１項に記載のスプレー装置。
9. 前記スプレーヘッドの形態は、前記ボア出口が、ほぼ十字形の孔の形態であるようなものである、請求項１から４のいずれか１項に記載のスプレー装置。
10. 前記スプレーヘッドの形態は、前記ボア出口が同心リングの形態の孔を有するようなものである、請求項１から４のいずれか１項に記載のスプレー装置。
11. 前記スプレーヘッドの形態は、前記ボア出口が舌状で且つ振動することができる突出部を前記ボア中に含むようなものである、請求項１から４のいずれか１項に記載のスプレー装置。
12. 飛んでいる虫を殺す方法であって、請求項１に記載のスプレー装置を使用して、虫が飛んでいる空気中に殺虫剤組成物の液体小滴を噴霧し、前記殺虫剤組成物の液体小滴の噴霧中に、二層帯電及び電荷分離によって単離電荷が前記液体小滴に与えられ、前記単極電荷は、前記液体小滴が、少なくとも+/-１ｘ１０^-4Ｃ／ｋｇの電荷対質量の比を有するようなレベルにある、ことを特徴とする方法。
13. 前記殺虫剤組成物は、圧力下で機械的に作動されるエアゾールスプレー装置から噴霧される、請求項１２に記載の方法。
14. 前記エアゾールスプレー装置は家庭用エアゾールスプレー装置である、請求項１３に記載の方法。
15. 前記殺虫剤組成物は液体又はスラリーである、請求項１２から１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 前記殺虫剤組成物はエマルションである、請求項１２から１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 前記液体小滴は、平均直径が、５μｍから１００μｍの範囲にある、請求項１２から１６のいずれか１項に記載の方法。
18. 少なくとも+/-１ｘ１０^-4Ｃ／ｋｇの電荷対質量の比になる単極電荷を二層帯電及び電荷分離によって噴霧される組成物の液体小滴に与えることができるスプレー装置であって、
    i）前記液体組成物を収容するためのリザーバと、
    ii）前記液体組成物を小滴噴霧の形態で噴出させるスプレーヘッドと、
    iii）前記組成物を前記リザーバから前記スプレーヘッドまで供給するための導管系と、を有し、
    a）前記スプレーヘッドはボアを有し、前記ボアを通して前記液体組成物が前記スプレー装置から噴出され、前記ボアは、Ｌ／ａ比が、少なくとも８である曲がりくねった周囲を有する出口を有し、ここで、Ｌはmm単位のボア出口を構成する周囲の長さであり、ａはmm²単位のボア出口の断面積であり、
    b）前記スプレー装置は、小滴がスプレーヘッドから、少なくとも毎秒０.４グラムの流量で噴出され且つ少なくとも+/-１ｘ１０^-4Ｃ／ｋｇの電荷対質量の比を有するように構成される、
    ことを特徴とするスプレー装置。
19. 請求項１から１１のいずれか１項、又は、請求項１８に記載のスプレー装置において、前記スプレー装置は、バルブ組立体を含むエアゾールスプレー装置であり、
    前記バルブ組立体は、
    i）テールピースに対して直線移動可能に取付けられたバルブステムと、
    ii）前記バルブステムを第１の閉位置と、前記バルブステムが前記テールピースと連通する第２の開位置との間で移動させるためのアクチュエータと、を有し、前記スプレーヘッドは前記バルブステムと連通し且つ前記アクチュエータ内に位置し、前記導管系はバルブステム、テールピース、及びテールピースとリザーバとを接続するディップチューブを有し、前記導管系の前記液体組成物は、リザーバ内の圧力下のガスによって前記リザーバからノズルまで推進される、
    ことを特徴とするスプレー装置。
20. 前記スプレーヘッドは、前記導管系の一部分を構成する渦流室を含む、請求項１９に記載のエアゾール。
21. 前記バルブステムに、前記テールピースとの連通用の、２つのオリフィスの形態の開口が設けられ、前記オリフィスの各々は、直径が０.５１mmから０.６１mmの範囲にある、請求項１９又は２０に記載のエアゾール。
22. 前記テールピースは、前記リザーバ内のガスを前記テールピース内の前記液体組成物に直接作用させることができ、かつ、直径が、少なくとも０.７６mmである開口を含む、請求項１９から２１のいずれか１項に記載のエアゾール。
23. 前記ディップチューブは、直径が０.６４mm以下である前記テールピースの開口に接続される、請求項１９から２２のいずれか１項に記載のエアゾール。
24. 液体小滴を更に帯電させるために、液体組成物を分流させる機械的分流装置を前記アクチュエータ内に更に有する、請求項１９に記載のエアゾール。
25. 前記機械的分流装置は、ほぼ半径方向に延びる溝を有するディスクからなり、前記溝は前記アクチュエータの表面と協働して、前記液体組成物を強制的に前記溝の中に流す、請求項２４に記載のエアゾール。
26. 前記挿入体は、アセタール、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ナイロン、又は、ポリプロピレンのようなポリマー材料で形成される、請求項２から１１のいずれか１項に記載のスプレー装置。

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