NL8602438A - Houder voor de afgifte van vloeistoffen aan de omgeving. - Google Patents

Description

J» * « ' * » VO 8383

Titel: Houder voor de afgifte van vloeistoffen aan -de omgeving.. - i» “ - *·.»·- *

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor-het- - - -vervaardigen van poreuze lichamen met een gekontro1eerde, doorlaatbaarheid voor vloeistoffenr alsmede de aldus vervaardigde lichamen. De lichamen volgens de uitvinding dienen zowel voor het transport van een vloeistof . 5 in een houder naar een verdampingsoppervlak als ook voor de afgifte ' van deze vloeistof aan de omgeving middels verdamping.

De vloeistof bestaat uit een of meerdere oplosmiddelen met " daarin opgenomen aktieve stoffen als: desinfektiemiddelen, insekticides, -- insektenlokkende of insektenwerende middelen, parfums, geurbindmiddelen 10 of andere luchtverfrissend werkende stoffen en geneeskrachtige stoffen zoals middelen tegen verkoudheid.

De lichamen waarop de uitvinding betrekking heeft, worden . _ ' toegepast in houders die reeds beschreven zijn in het Franse octrooi- schrift 537749 van 1921. De in dit octrooi beschreven materialen 15 voor het lichaam dat dient voor transport en verdamping van de vloeistof in de houder, zijn ontoereikend om een goede, gelijkmatige afgifte van de aktieve stof te verkrijgen. Ook met later voorgestelde materialen kon geen bevredigend resultaat worden bereikt. Problemen, welke zich bij materialen zoals textiel, vilt, papier, klei, - zeeschuim e.d.

20 voordoen, zijn het opzwellen van dit materiaal door de inwerking van de vloeistof of de daarin opgenomen aktieve stoffen. Als gevolg daarvan vindt een langzame deformatie of zelfs afbraak van het lichaam plaats waardoor weer problemen kunnen optreden, zoals een niet afsluitende houder. Ook treedt door het opzwellen van het materiaal een vernauwing 25 van de poriën op, waardoor de verdampingssnelheid vermindert. Dit effekt wordt versterkt indien door een ongelijkmatige verdamping de aktieve stof gedeeltelijk achterblijft, waardoor de poriën verstopt reiken. Ondervangt men dit laatstgenoemde probleem door een zeer poreus materiaal te kiezen, met grotere poriën, dan wordt het kontaktoppervlak 30 lucht/vloeistof te klein voor een goede dampafgifte. Een nadeel dat zich tevens bij vele van deze materialen voordoet (met name keramisch materiaal) is dat de porositeit niet of zeer moeilijk instelbaar 8602433 -2- ** “n is.

Ook kunststof materialen als polypropyleen en cellulose zijn voorgesteld voor houders volgens de uitvinding. Deze materialen hebben het nadeel dat zij een groot intern oppervlak hebben met selektieve 5 adsorptie eigenschappen, waardoor de verdamping van de vloeistof en de daarin opgenomen aktieve stoffen onvoldoende konstant is, zowel voor wat betreft de hoeveelheid vloeistof welke aan de omgeving middels verdamping wordt afgegeven, als voor wat betreft de konstantheid van de samenstelling van de afgegeven damp. Ook hebben deze materialen 10 het nadeel dat de stevigheid van hun poreuze, schuimvormige struktuur door inwerking van de vloeistof of de aktieve stoffen verloren gaat, waarbij deformatie optreedt.

Er zijn vele voorstellen gedaan om de houders beschreven in het Franse octrooischrift S37749 te verbeteren. Genoemd kunnen 15 worden PCT 8000064 waarin speciale parfumcomposities worden geclaimd. Door ingrediënten te kiezen met een lage polariteit zou een goede, gelijkmatige afgifte te verkrijgen zijn. In EP 0028852 wordt het voorstel gedaan de werking van de houders te verbeteren door de kon-struktie aan te passen aan de gewenste eigenschappen. De aldus verkregen 20 houder is zeer komplex en alleen al uit dien hoofde onaantrekkelijk.

UK 2060392 en US 3730434 beschrijven houders waarbij alle vloeistof en aktieve stof in het verdampingslichaam zijn opgenomen.

Transport problemen worden hiermee grotendeels ondervangen, maar dergelijke houders zijn niet navulbaar en het is niet mogelijk 25 vast te stellen wanneer alle vloeistof is verbruikt. In US 4413779 worden houders beschreven met een samengesteld lichaam, waarbij de twee delen: een transportdeel en een verdampingsdeel, van afzonderlijke materialen zijn vervaardigd. Deze materialen worden zodanig gekozen dat een optimaal resultaat wordt verkregen.

30 Geen van deze voorstellen kan de eerder genoemde bezwaren afdoende opheffen.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een eenvoudig samen te stellen verdampingshouder, welke een konstante verdamping van de vloeistof en de daarin opgenomen aktieve stof geeft. De houder 35 bestaat uit een vochtdicht afgesloten vloeistofreservoir, een poreus lichaam welke zowel dient voor het transport van de vloeistof naar 860 2 43 8' * -3- het verdampingsoppervlak, alsook voor de afgifte van deze vloeistof en de daarin opgenomen aktieve stof aan de omgeving middels verdamping, en een dop of soortgelijk orgaan dat de houder luchtdicht afsluit, waarbij het poreuze lichaam is vervaardigd van een synthetisch materiaal 5 dat in korrelvorm aan een verwerkingsmachine wordt toegevoerd en waarbij deze korrels in een ruimte met de gewenste vorm door middel van hitte behandeling of langs chemische weg, met elkaar worden verbonden (Sinter proces). Hierbij kunnen lichamen verkregen worden met een leeg volume van 35 tot 36% en een poriëngrootte van 0,8 /um tot 2000 10 yum. Bruikbare materialen zijn polymeren, als hogedruk polyetheen, polyethyleen met ultra hoog molecuul gewicht, polypropyleen, fluorkool-waterstofpolymeren, polyethyleenvinylacetaat copolymeren en styreen-acrylonitril copolymeren.

Gevonden is dat produkten verkregen via het Sinter proces 15 vele voordelen hebben boven produkten verkregen volgens gangbare processen, waarbij poreuze schuimachtige materialen worden verkregen.

Bij het Sinter proces ontstaan doorlopende poriën waardoor een snel transport van de vloeistof van het vloeistofreservoir naar het verdampingsoppervlak mogelijk is. De absorptie eigenschappen van het materiaal 20 vormen nauwelijks een probleem, terwijl poriëngrootte en "leeg" volume van het verkregen materiaal instelbaar zijn door de keuze van de deeltjesgrootte van het gekozen uitgangsmateriaal, de verwerkingstijd enz. De formatie treedt niet op bij deze produkten en evenmin doet het probleem zich voor dat het materiaal kleine, loszittende deeltjes 25 bevat.

Bij het Sinter proces kan uitgegaan worden van enkelvoudige materialen. Ook is het mogelijk lichamen te vervaardigen van meerdere materialen. Bijvoorbeeld kan men de kunststof deeltjes eerst bekleden met een ander materiaal, dat een snel en effektief Sinter proces 30 mogelijk maakt en eventueel negatieve eigenschappen van de gebruikte kunststof elimineert.

De keuze van de gewenste porositeit wordt bepaald door de keuze van de vloeistof en de aktieve stof. Bruikbare stoffen zijni 8602438 r· -4- , . ·* gCo£ Dichtheid bij 40% leegvolume

Hoge druk polyethyleen (LDPE) 0,55 - 0,60

Polyethyleen met ultra hoog moleculair gewicht (UHMW-PE) 0,54 - 0,59 5 Polypropyleen (PP) 0,53 - 0,58

Fluorkoolwaterstoffen (PVDF, PTFE) 1.05 - 1,10

Polyethyleen/vinylacetaat (EVA) 0,54 - 0,59

Styreen acrylonitril (SAN) 0,62 - 0,66

Deze materialen worden bij voorkeur gebruikt, omdat zij resistent 10 zijn tegen een breed spectrum van chemicaliën, omdat zij niet gevoelig zijn voor inwerking van corrosieve stoffen, omdat zij geen loszittende deeltjes bevatten en omdat zij niet gevoelig zijn voor de inwerking van micro-organismen en geen voedingsbodem vormen voor schimmels en omdat zij tegén een hoge luchtvochtigheid en tegen hoge temperaturen 15 bestand zijn. Deze materialen kunnen goed via het Sinter proces worden verwerkt waarbij produkten verkregen worden die zowel qua technische eigenschappen (vloeistoftransport/verdamping) als qua vormgevingsmoge-lijkheden hoogwaardig zijn.

De uitvinding wordt verder toegelicht aan de hand van de 20 volgende voorbeelden en tekeningen.

Fig. 1 is een schematische afbeelding van een houder waarop de uitvinding betrekking heeft. Fig. 2 tot en met Fig. 4 zijn grafieken waaruit blijkt dat de afgifte van vloeistof en aktieve stof door houders volgens de uitvinding nagenoeg konstant verloopt.

25 In figuur 1 wordt een dwarsdoorsnede gegeven van een uitvoerings vorm van een verdampingshouder als bedoeld in de onderhavige uitvinding. Zij bestaat uit een vloeistofhouder (1) welke een vluchtige vloeistof (2) bevat. Deze houder wordt vochtdicht afgesloten door een poreus lichaam (3). Dit lichaam (3) bestaat uit een transportdeel (4) dat 30 tot op de bodem van de houder (1) reikt en een verdampingsdeel, begrensd door een verdampingsoppervlak (5). Een dop (6) houdt de houder (1) en lichaam (3) luchtdicht afgesloten van de omgeving. Met het verwijderen van deze dop - of een soortgelijk orgaan - wordt de verdampingshouder in werking gesteld.

8602438 λ ; _ -5-

Sxperiment 1

Bij dit experiment werd 20 g van een vloeistof met luchtverfris-sende eigenschappen geplaatst in een houder van 40 cm2. Een poreus 5 kunststoflichaam werd conform de tekening (fig. 1) vervaardigd volgens het Sinter proces. Het absorptie (transport) gedeelte had een diameter van 7 mm en het verdampingsoppervlak bedroeg 1000 mm2. De houder werd in een ruimte geplaatst met konstante temperatuur (24-25°C) en konstante relatieve 'vochtigheid (55-60%). Het poreuze lichaam 10 was vervaardigd van hogedruk polyethyleen, had een poriëngrootte van 75 /um en een leeg volume van 50%. Gevonden werd*

TABEL I

PV E - M RT ΤΙ00 15 Isobutylacetaat 8.700 388 116 5 1.07

Isoamyl acetaat 5.600 205 130 8 2.03

Alpha-pineen 4.400 198 136 6 2.1

Isobutyl isobutyraat 4.100 184 144 7 2.26

Cineol 1.650 79.8 164 7 5.22 20 d-limoneen 1.400 66.7 136 9 6.24

Ethyl-amyl-keton 1.357 60.6 - 10 6.87

Methyl-hexyl-keton 1.190 53 - 12 7.86

Ethyl heptylaat 550 27.3 158 14 15.26

Salicyl aldehyde 450' 17.7 122 27 23.54 25 Linalol 200 9.3 154 24 44.8

Dihydromicenol 147 8.1 - 22 51.4

Cetronelal 173 7.7 154 26 54.1

Isocyclocitral 150 6.7 - 28 62.1

Methyl heptyn carbonaat 140 6.2 - 25 67.2 30 Citral 58 1.9 152 26/28 219

Tetrahydrogeraniol 25 1.1 - 23 378 PV = Dampdruk in micron E = Verdampingssnelheid in mg per uur S = Verdampingsoppervlak in mm2 35 m == Molecuul gewicht RT =* Retentietijd (kolomchromatografisch) met een carbowax 20M kolom T100 = Tijd in dagen om 10 g produkt te verdampen bij konstante temperatuur (24-25°C) en konstante relatieve vochtigheid (55-60%).

De gevonden waarden zijn weergegeven in fig. 2 waarbij 8602438 *

"N

-6- E = de verdamping in gram T = de tijd in dagen

De codering luidt: I = Isobutyl acetaat, II = Isoamylacetaat, III = alpha pineen, IV = isobutylisocutyraat, V = d-limoneen, VI = ethyl-5 amylketon, VII = methyl hexyl keton, VIII = Salicyl aldehyde, IX = linalol, X = methyl heptyn carbonaat, XI = isocyclocitral en XII = citral.

Uit fig. 2 blijkt dat met de produkten volgens de uitvinding 10 een continue afgifte van vloeistoffen in de tijd wordt verkregen.

De verdampingssnelheid is afhankelijk van de grootte van het verdampings-oppervlak, zoals blijkt uit grafiek 3, waarin de verdampingssnelheid wordt weergegeven van d-limoneen bij twee verschillende groottes van het verdampingsoppervlak.

15

Experiment 2

Aromatische vloeistoffen met verschillende dampspanning werden gemengd in de verhouding 1:1. Van dit mengsel werd 20 ml in de 20 houder gebracht, welk in experiment 1 werd gebruikt. Onder dezelfde kondities als in experiment 1 werd de verdampingssnelheid van deze mengsels bepaald. Uitgegaan werd van 3 stoffen: A, met een PV = 5000 /u B, met een PV = 50 /u 25 C, met een PV = 500 /u

In grafiek 4 zijn de resultaten weergegeven. Elk mengsel voldoet aan de formule: W = Wq . E.t 30 waarin W het aktuele gewicht in gram is,

Wq het gewicht in gram is bij het begin van het experiment E = verdampingssnelheid is in mg per uur van de individuele stoffen en 35 t » de tijd in dagen.

8602438 -φ -7-

Experiment 3

Indien een vloeistof bij kamertemperatuur onvoldoende vluchtig is om de gewenste verdampingssnelheid te bereiken, kan de verdampings-5 snelheid worden verhoogd door de temperatuur van het verdampingsoppervlak te verhogen.

2 gram van een mengsel van aletrine isomeren.(een insekticide, effektief tegen muskieten) werd in een 3 ml glazen flakon gebracht.

De flakon werd afgesloten met een poreus kunststof lichaam volgens 10 de uitvinding, met een verdampingsoppervlak van 30 mm^. Het verdampingsoppervlak werd op 1 mm afstand geplaatst van een 9 K.Ohm, Keramisch elektrisch verwarmingselement, met een temperatuur van 165-170°C.

Gebruikt werd polypropyleen met een poriëngrootte van 70 /um en een leeg volume van 45%.

15 Met deze opstelling werd een verdamping van 3,4-4 mg vloeistof per uur verkregen. Na 10 dagen werd de werkzaamheid van deze houder bepaald met behulp van de Peet-Gready test. Daarbij wordt gedurende 10 minuten de houder in een ruimte van 8 m^ geplaatst waarin zich 100 volwassen muskieten bevinden. Om de 5 minuten werd de knock down 20 bepaald. Als kontröle diende een in de handel verkrijgbare elektrische insekticide verdamper, welke dezelfde aktieve stoffen bevatte en tevens piperonyl-butoxyde als verdampingsregulerende stof en synergist.

De verdamping van dit apparaat bleek snel terug te lopen, van 10 mg vloeistof per uur bij de ingebruikname via 3-4 mg per uur na 10 25 dagen naar 1 mg of minder na 2 weken.

De resultaten zijn weergegeven in tabel 2 waarbij onder I de waarden zijn gegeven met de houder volgens de uitvinding en onder 11 de resultaten zijn weergegeven van het handelsprodukt.

30 tabel 2

Knock down bij 10 min. blootstelling van 100 min. bij konstante temp. (25°C).

8S0243S

___i -8- s w Ac

Tijd l_ II

5 minuten O 2 !0 minuten 5 3 15 minuten 9 6 20 minuten 21 12 25 minuten 31 15 30 minuten 44 25 35 minuten 52 30 40 minuten 60 37 45 minuten 66 45 * 8602438

Claims (11)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een apparaat dat aktieve stoffen kan afgeven aan de omgeving/ omvattende een houder voor een 5 vloeistof welke de aktieve stof bevat, en een verdampingsorgaan, welke deze vloeistof en de daarin opgenomen aktieve stof afgeeft aan de omgeving, met het kenmerk, dat het verdampingsorgaan is vervaardigd uit kunststof deeltjes, welke middels een hitte behandeling of langs chemische weg met elkaar worden verbonden en aldus in de 10 gewenste vorm worden gebracht, waarbij doorlopende poriën ontstaan.

2. Werkwijze voor het vervaardigen van een apparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het verdampingsorgaan wordt vervaardigd van kunststof polymeer deeltjes zoals (hoge druk) polyethyleen, polyprbpyleen, fluorkoolwaterstoffeh, polyethyleenvinyl acetaat of 15 styreen-acrylonitril.

3. Werkwijze voor het vervaardigen van een apparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verdamper een leeg volume heeft van 35-60% en een poriëngrootte van 0,8 tot 2000 /urn.

4. Werkwijze voor het vervaardigen van een apparaat volgens 20 conclusie 1, met het kenmerk, dat als aktieve stof wordt opgenomen een stof welke onaangename geuren vernietigt of maskeert.

5. Werkwijze voor het vervaardigen van een apparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat als aktieve stof wordt opgenomen een insekticide.

6. Apparaat voor afgifte van aktieve stoffen aan de omgeving, omvattende een houder voor een vloeistof welke de aktieve stof bevat, en een verdampingsorgaan, welke deze vloeistof en de daarin opgenomen aktieve stof aan de omgeving kan afgeven, met het kenmerk, dat het verdampingsorgaan is vervaardigd uit kunststofdeeltjes, welke door 50 middel van een hittebehandeling of langs chemische weg met elkaar zijn verbonden en daarbij in de gewenste vorm zijn gebracht, een _ en einder zodanig dat daarbij doorlopende poriën ontstaan.

7. Apparaat volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het verdam- 8602438 s «Κ- · -10- pingsorgaan wordt vervaardigd van kunststof polymeer deeltjes zoals (hoge druk) polyethyleen, polypropyleen, fluorkoolwaterstoffen, poly-ethyleenvinyl acetaat of styreen-acrylonitril.

8* Apparaat volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de verdamper 5 een leeg volume heeft van 35-60% en een poriëngrootte van 0,8 tot 2000 /um.

9. Verdampingsorgaan voor gebruik in een werkwijze voor het vervaardigen van een apparaat dat aktieve stoffen kan afgeven aan de omgeving, omvattende een houder voor een vloeistof welke de aktieve 10 stof bevat, en een verdampingsorgaan, welke deze vloeistof en de daarin, opgenomen aktieve stof afgeeft aan de omgeving, met het kenmerk, dat het verdampingsorgaan is vervaardigd uit kunststof deeltjes, welke middels een hitte behandeling of langs chemische weg met elkaar worden verbonden en aldus in de gewenste vorm worden gebracht, waarbij 15 doorlopende poriën ontstaan.

10. Verdampingsorgaan volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat het verdampingsorgaan wordt vervaardigd van kunststof polymeer deeltjes zoals (hoge druk) polyethyleen, polypropyleen, fluorkoolwaterstoffen, polyethyleenvinyl acetaat of styreen-acrylonitril. .20

11. Verdampingsorgaan volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de verdamper een leeg volume heeft van 35-60% en een poriëngrootte van 0,8 tot 2000 /urn. 85 0 2 4.3 8