CN100354013C - 开放式凝胶传送装置 - Google Patents

Abstract

一种开放式凝胶系统，用于在x，y与z方向上占有一定尺寸的活性挥发物的传送，比如从挥发的起始直到挥发的结束以本质上恒定的速率释放活性物质。

Description

开放式凝胶传送装置

技术领域

本申请要求2002年11月15日提交的美国临时申请号60/426,588的优选权。

背景技术

本发明涉及挥发性材料的分配器，此分配器包括一个胶状固体与半固体材料块，此材料块被设计成能随着时间以接近线性的释放速率释放最大量的挥发性材料。也就是说，挥发性材料的释放速率在本质上随分配器的寿命是一致的。

公众对许多固体或凝胶类型的空气清新器或挥发性材料的分配器很熟悉。最熟悉的莫过于面向大众出售的美国威斯康星州Racine市的S.C.Johnson & Son股份有限公司生产的Glade空气清新器和美国阿肯色州Scottsdale市的Dial公司生产的Renuzit空气清新器。虽然已知有其它的挥发性材料分配器和空气清新器，比如结合液体的芯绳以帮助液体蒸发，和加热后能挥发出香气或其它可蒸发成分的材料，但本发明特别针对的是挥发性材料的分配器，其中，香气或其它挥发性活性物质被包围进一个固体或半固体材料内，并通过蒸发而随时间释放出来，以提供令人愉悦的香气，释放杀虫剂或昆虫控制材料，驱赶讨厌的气味，或用作其它的目的。除了挥发性材料在分配器被出售给顾客之前从分配器中蒸发的问题以外，与这些分配器相关的一个问题是随着活性材料被释放，所述凝胶会变得干燥，或皱缩，因为活性物质或挥发性材料以不平均的或可变的速率从凝胶中散发出去，导致了它变成要被丢弃的难看的硬块或中空的材料。也就是说，香气或其它活性材料从凝胶中以初始暴露时的高速率被散发到大气中，并且随着时间的流逝而速率变慢，因此在散发装置及其包含的材料的寿命范围的末期时，所述挥发性材料在以比初始释放速率更慢的速率被释放。

发明内容

我们已经发现，通过提供给凝胶一个特定的外形，可以得到从活性材料的凝胶类型分配器中呈近似线性释放活性物质，由此活性物质到大气的传送被加强。

一般来说，这样的系统可能被归类为半封闭式凝胶或开放式凝胶系统。为了理解，我们将半封闭式凝胶系统定义为一个这样的系统，其中只有凝胶表面的一部分直接暴露到周围流动的空气中，将开放式凝胶系统定义为这样的一个系统，其中本质上全部有效凝胶表面被暴露到周围空气中。本发明涉及开放式凝胶系统。

从开放式凝胶的总释放率(TRR_OG)与整个凝胶的表面积成比例，如下面表达式所示：

(1)TRR_OG＝K*C_O*A_D

这里：C_O＝凝胶表面活性物质的浓度，

K＝质量传递系数，和

A_D＝完全开放的装置中凝胶的表面积

基于等式1，在一个完全开放的凝胶系统中，只有当凝胶的表面积A_D保持恒定或在产品的整个寿命中只允许有少部分的改变时，可以获得一个接近于零次的释放率(即随时间恒定的释放率)。因此，通过小心的控制凝胶表面的外形，我们可以获得凝胶系统中活性材料的零次释放率，提供一个从初始打开到最终活性材料蒸发完全而被处理这段期间的相对恒定的活性材料的释放率。

附图说明

图1是根据本发明所描述的一个凝胶类型的挥发性材料分配器的外部容器的透视图。

图2是根据本发明所描述的凝胶系统的平面关系坐标图。

具体实施方式

本发明涉及的是一种活性物质或挥发性材料的凝胶类型分配器，本类型普遍地应用于空气清新、昆虫控制、消除气味及其它类似的方面。如图1所示，这样一个分配器(1)，通常包括一个基部(2)，和一个盖子或封闭部件(3)，其中所述基部包含一些挥发性材料，例如空气清新除臭剂或香味剂，并且其中所述封闭部件或盖子相对于基部可以手动移置以提供能控制活性材料挥发或蒸发的有效速率的方式。在开放式凝胶系统的情况下，所述盖子2，被简单地从凝胶系统上部移开，由此允许大气能完全接触凝胶系统所有的有效表面。这样的盖子或封闭部件相对于基部通常可以被主动(positively)锁定，如图1所示，以阻止活性材料的不期望地蒸发或挥发。在半封闭式凝胶系统中，在打开封闭部件以暴露所包含的凝胶后，所述盖子相对于基部可以被调节以允许对凝胶挥发率的实质控制或改变。虽然其它材料也可以利用，但所述基部和盖子优选的是模制塑料材料。所述容器可以进一步包括支撑部件或支柱，可以是单个或多个，以为容器中的凝胶材料提供支撑与强度；所述凝胶部件围绕着所述支撑部件或支柱模制或形成。本发明所采用的凝胶材料对本领域的从业者来说是公知的，同样制造方法与如图1所示的容器内的布置方法也是，因此为本发明的目的不需要做更详细的讨论。为本发明的散发装置进行的活性物质或挥发性材料的供应与选择也是公知的，因此不需要进一步讨论。本发明更偏向于针对凝胶或装置中包含固体活性物质的材料的尺寸的关系。

为了使凝胶系统内挥发物获得恒定(零次)释放率，考虑包含活性物质的材料(在以下称凝胶系统)的三维外形是很有用的，如图2所示。

在图2中，描述了维度x，y与z，在所述维度交叉处有一个原点(0，0，0)，其中所述凝胶系统应当被以这样的方式放置，即它应完全位于x，y，z坐标系统的第一象限中并且一点要接触原点(0，0，0)。维度x，y与z被定义为：

x＝在x-z平面中凝胶系统的投影在x方向上度量的维度

y＝在x-y平面中凝胶系统的投影在y方向上度量的维度

z＝在x-z平面中凝胶系统的投影在z方向上度量的维度

维度x，y，z的值以降序排列如下：

a_i ^o是初始条件时x，y，或z中的最大值，

c_i ^o是初始条件时x，y，或z中的最小值，

b_i ^o是初始条件时x，y，或z中的剩余值，

a_F ^o是最终条件时x，y，或z中的最大值，

c_F ^o是最终条件时x，y，或z中的最小值，并且

b_F ^o是最终条件时x，y，或z中的剩余值，

其中初始条件和最终条件分别指得是所述凝胶系统在挥发之前与挥发之后的尺寸。

为了保持一个不会严重偏离零次释放的释放率，必须满足如下条件：

b_i ^o＞1.2c_i ^o，优选的是b_i ^o＞5c_i ^o，并且更优选的是b_i ^o＞20c_i ^o，

a_i ^o＞1.6c_i ^o，优选的是a_i ^o＞8c_i ^o，并且更优选的是a_i ^o＞25c_i ^o，值α_I＞2.5，优选的是＞10，并且更优选的是＞30

这里，α_I＝(α₁)(α₂)(α₃)，其中

α₁＝a_i ^o/b_i ^o，α₂＝b_i ^o/c_i ^o，并且α₃＝a_i ^o/c_i ^o

并且，值β_F/α_I＞3，优选的是＞10，并且更优选的是＞30

这里，β_F＝(β₁)(β₂)(β₃)，其中

β₁＝a_F ^o/b_F ^o，β₂＝b_F ^o/c_F ^o，并且β₃＝a_F ^o/c_F ^o

根据这些条件，我们已经发现，一个有x，y，与z的值分别为9，5，7的开放式凝胶系统能提供一个相对恒定的挥发性材料散发率，这样活性材料的释放率从分配器的初始激活直到最终全部耗尽基本上都是相等的。

Claims (3)

1.一种开放式凝胶传送系统，其中通过为所述凝胶系统提供以下条件可以产生活性挥发物的一个恒定的释放率：

b_i ^o＞1.2c_i ^o，

a_i ^o＞1.6c_i ^o，

值α_I＞2.5，

这里，α_I＝(α₁)(α₂)(α₃)，其中

α₁＝a_i ^o/b_i ^o，α₂＝b_i ^o/c_i ^o，并且α₃＝a_i ^o/c_i ^o

并且，值β_F/α_I＞3，

这里，β_F＝(β₁)(β₂)(β₃)，其中

β₁＝a_F ^o/b_F ^o，β₂＝b_F ^o/c_F ^o，并且β₃＝a_F ^o/c_F ^o，

其中

a_i ^o是初始条件时x，y，或z中的最大值，

c_i ^o是初始条件时x，y，或z中的最小值，

b_i ^o是初始条件时x，y，或z中的剩余值，

a_F ^o是最终条件时x，y，或z中的最大值，

c_F ^o是最终条件时x，y，或z中的最小值，并且

b_F ^o是最终条件时x，y，或z中的剩余值，

其中初始条件和最终条件分别指的是所述凝胶系统在挥发之前与挥发之后的尺寸，并且

x＝在x-z平面中凝胶系统的投影在x方向上度量的维度

y＝在x-y平面中凝胶系统的投影在y方向上度量的维度

z＝在x-z平面中凝胶系统的投影在z方向上度量的维度。

2.根据权利要求1所述的开放式凝胶传送系统，其特征在于，所述活性挥发物是从被用作空气清新、昆虫控制、和气味消除的材料组成的群组中选择出来的。

3.根据权利要求1所述的开放式凝胶传送系统，其特征在于，所述活性挥发物是一种香味剂。

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