CN1416317A - 具有集成的加热元件的活性化合物芯片 - Google Patents

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Abstract

活性化合物芯片和一种生产包含在室温下结合的活性化合物的活性化合物芯片的方法，至少一种加热元件至少部分地处于芯片内部以及该加热元件具有电阻件和至少两个电接触点。

Description

具有集成的加热元件的活性化合物芯片
本发明涉及活性化合物芯片，它具有用于从活性化合物芯片中蒸发活性化合物的集成的加热元件。本发明此外涉及制备具有集成加热元件的活性化合物芯片的方法。
蒸发活性化合物如杀虫剂或香料的各种设备是已知的。
适合于这一目的的设备是由加热装置和杀虫剂片组成的药片蒸发器。该杀虫剂药片由材料如纤维素或棉花板片，石棉或陶瓷组成并且浸渍了拟除虫菊酯杀虫剂。该杀虫剂药片被放置在加热装置上，它典型地产生120-190℃的温度。该杀虫剂利用加热装置的加热从药片中蒸发。药片蒸发器发挥作用的时间长度限于大约12小时，因为高的工作温度和活性化合物的不均匀的释放。
类似的原理还能够见于凝胶蒸发器(DE 197 31156 A1)，其中杀虫剂被引入到凝胶配制剂中。
活性化合物的蒸发的另一可能性在于所谓的“液体蒸发器”的使用，其中活性化合物的液体配制剂利用灯芯系统的加热作用连续蒸发(GB 2 153 227)。
在其中引入了杀虫活性化合物的聚合物活性化合物载体可从DE19605 581A1中获知。这些聚合物活性化合物载体理论上具有60-150℃的工作温度。然而，实际上已经表明，仅仅通过不切实际地使用大表面或使用140-150℃的温度才能实现在多达60天的时间内生物活性量的活性化合物的连续释放速率。对于活性化合物的蒸发，将聚合物活性化合物载体放置在加热装置上，如对于药片和凝胶蒸发器早已公知的加热装置。试验显示了在110-100℃范围内，活性化合物的释放速度和因此生物活性都大大下降。
所有已知的蒸发器系统需要外部加热装置，为的是产生为活性化合物的蒸发所需要的热量。此类加热装置引起额外费用和在应用现场需要一定的空间。而且，它为错误操作留有余地。例如，如果涉及到可控的加热装置，错误的温度调节能够导致活性化合物的过剂量或欠剂量。如果不涉及到可控的加热装置，必须购买不同的加热装置用于具有不同蒸发温度的活性化合物的蒸发。
已知的蒸发器系统的缺点此外是由加热装置引起的低效率。在加热装置和该活性化合物载体之间的热传递是差的，因为在活性化合物载体的表面和加热板之间的完全接触没有实现并且在活性化合物载体的各个部分和加热装置之间能够形成空气的绝热层。这导致了以下事实：在活性化合物载体如此强烈地升温以使活性化合物蒸发之前，需要花费很长时间。需要加热装置的高温，以便以一种例如为昆虫的有效控制所需要的量来蒸发活性化合物。这些高温还靠近外壳，因此有烧伤使用者的危险。在高温下，还带来的危险是活性化合物配制剂的除了活性化合物本身以外的其它部分也蒸发并造成不必要的污染环境。
差的热传递此外导致活性化合物从活性化合物载体中不完全的释放。对于在加热板上加热的聚合物活性化合物载体，在活性化合物载体中测得多达20％的活性化合物的残留。
鉴于聚合物的差的热传导性和活性化合物载体的可能发生的变形，准确的温度控制是不可能的，因此活性化合物的不均匀逸散都能够发生。
已知的系统具有进一步的缺点：尤其，加热装置的非加热表面在一些情况下是如此的低温，以致于所释放的活性化合物立即在它们上再次冷凝。
本发明的目的是寻找活性化合物的蒸发用的装置，该装置无需外部加热装置来运行和因此不具有与外部加热装置有关的缺点。
根据本发明的目的的解决方案在于活性化合物芯片包括在室温下结合的活性化合物，其中至少一种加热元件至少部分地位于芯片内部和该加热元件具有电阻和电接触点。该加热元件能够通过对电接触点施加电压来加热和活性化合物能够蒸发。
在规定的加热元件中的温度通过外加电压U和加热元件的电阻R相结合来控制。因为加热元件的总加热功率P转变成活性化合物芯片的升温，所以活性化合物逸散的准确控制是可能的。逸散活性化合物的量随加热元件的温度的提高而增加。活性化合物的逸散的局部分布取决于活性化合物芯片的热传导性以及加热元件和芯片的几何结构。
该加热元件可以由导电性材料(它能够进行机械加工)，如陶瓷、导热体(电热丝)，蒸汽沉积膜或导电塑料组成。
该加热元件也可以由热电阻件或具有正温度系数(PTC或另外称作冷导体)的例如可从Siemens Matushita Components GmbH u.Co KG的出版物(Siemens的序号：B 425-P2562或在因特网址www.siemens.com\pr\index.htm，19-40页)中获知的电阻件组成。PTC例如由碳酸钡，二氧化钛和其它材料的混合物组成。
加热元件的电阻在230V电源电压下优选是在10kΩ至100kΩ之间和在110V电源电压下是在2kΩ至30kΩ之间。电阻R＝ρ*1/A一方面取决于加热元件的材料(电阻率ρ)的选择或导电材料在母体材料如陶瓷或塑料中的量，另一方面取决于材料厚度A和加热元件的长度1。加热元件的加热功率P优选在0.1W至5W之间并取决于工作电压U，根据P＝U2/R。使用0.1W到5W的加热功率，优选可调节至60-140℃范围内的温度。
该加热元件可以采用任何所需的形式，这依据所需的热量分布和加热元件的表面来选择。
在一个实施方案中，该加热元件呈现具有至少一个弯曲的蜿蜒线形式，其中，两个电接触点处于蜿蜒线的两端。
优选地，加热元件呈现具有至少一个弯曲的两个蜿蜒线形式，在每一种情况下一个电接触点位于两个蜿蜒线的各端而且两个蜿蜒线的彼此面对的电接触点有可能以导电方式彼此连接。这一实施方案具有特别的优点，即两个蜿蜒线能够单独或一起接触。因此甚至有可能在不同电压下保持加热功率P＝U1 2/R1+U2 2/R2恒定。
加热元件的蜿蜒线形式确保了芯片中均匀的热量分布。
在其它实施方案中，加热元件具有格子或蜂窝的结构。格子或蜂窝同样确保了在芯片中均匀的热量分布。在一个特定的实施方案中，具有格子或蜂窝状结构的加热元件能够设计成两个线条，在每种情况下该线条在一端接触并在与接触端相反的一端上以导电方式彼此连接。
该电接触点优选由黄铜片或铜片组成。
具有集成的加热元件的活性化合物芯片的几何形状取决于应用领域和制造工艺。
在最简单的情况下，该活性化合物芯片形成为矩形药片，后者在一端上具有在药片的延长线上的电接触点。如果该活性化合物芯片含有例如用于控制蟑螂的活性化合物，则有必要将活性化合物芯片放置在底部栅条上，这样让它平放和尽可能接近于壁或底。在这一情况下，电连接能够垂直于药片的表面来排列。
具有矩形板形式的集成加热元件的活性化合物芯片优选具有10-100mm的长度，5-100mm的宽度和3-20mm的厚度。
多个加热元件也能够集成到活性化合物芯片上，以使得活性化合物芯片的各个区域能够依次加热，各区域在每种情况下分配给一个加热元件。
在另一实施方案中，加热元件没有嵌入平坦的芯片中，但是该加热元件(根据它的长度)被包含活性化合物的芯片部分包围，这样，加热元件的形状在活性化合物芯片的外部形状上形成图像。
该加热元件可以利用合适形状的电接触点直接连接于电源。然而，它也可以利用由底座和电源接头组成的合适适配器连接于电源。同一个适配器能够用于具有不同活性化合物和因此有不同蒸发温度的各活性化合物芯片。它能够具有其它目的，例如，电压变化的平抑或附加功能的提供。
该活性化合物可以以纯净形式或作为液体、凝胶或固体形式的活性化合物混合物来存在。在这种情况下，该活性化合物芯片配有表层，该表层对液体、凝胶或固体形式的活性化合物或活性化合物混合物是不可透过的但对气体形式却是可透过的。一旦由于加热装置引起的温度升高使得该活性化合物或该活性化合物混合物变成气体，它就能够穿透该表层。
液体或凝胶或固体形式的活性化合物或该活性化合物混合物存在于壳体内和该加热元件被嵌入其中。
另外，活性化合物也能够结合于活性化合物载体，优选该活性化合物载体是聚合物。特别优选地，在这种情况下该活性化合物芯片主要由加热元件和包围该元件的含有活性化合物的活性化合物载体组成。
一个优选的实施方案的活性化合物载体由含有至少一种活性化合物和至少一种聚合物的混合物组成，该聚合物具有在100和300℃之间，优选在150和250℃之间，特别优选在150和200℃之间的微晶熔化范围。对于无定形的热塑性聚合物来说，软化范围由玻璃化转变温度来验证，和对于部分结晶的聚合物来说，它由熔化温度来验证。而且，有机或无机助剂，如稳定剂或染料可以作为附加的添加剂被引入到混合物中。
能够用于活性化合物载体的全部实施方式中的活性化合物是杀虫活性化合物，如拟除虫菊酯类，杀螨活性化合物，香料或香精油。优选，四氟菊酯用作活性化合物。四氟菊酯显示对蚊科，苍蝇和蟑螂的杀虫作用。
优选试验的拟除虫菊酯活性化合物是：1)天然的除虫菊，2)3-烯丙基-2-甲基-环戊-2-烯-4-酮-1-基       d/1-顺/反-菊酸酯(Allethrin/Pynamin)，3)3-烯丙基-2-甲基-环戊-2-烯-4-酮-1-基       d-顺/反-菊酸酯(Pynamin forte)，4)d-3-烯丙基-2-甲基-环戊-2-烯-4-酮-1-基     d-反-菊酸酯(Exrin)，5)3-烯丙基-2-甲基-环戊-2-烯-4-酮-1-基       d-反-菊酸酯(Bioallethrin)，6)N-(3，4，5，6-四氢邻苯二甲酰亚胺基)-甲基  d1-顺/反-菊酸酯(Phthalthrin，Neopynamin)，7)5-苄基-3-呋喃基甲基  d-顺/反-菊酸酯(Resmethrin，Chrysron forte)，8)5-(2-炔丙基)-3-呋喃基甲基  菊酸酯         (Furamethrin)，9)2，2-二甲基-3-(2，2-二氯乙烯基)环丙烷羧酸3-苯氧基苄基酯(Permethrin，Exmin)，10)苯氧基苄基  d-顺/反-菊酸酯(Phenothrin，Sumithrin)，11)-氰基苯氧基苄基异丙基-4-氯苯基  乙酸酯(Fenvalerat，Sumicidin)，12)(1R，顺)-3-(2，2-二氯乙烯基)-2，2-二甲基环丙烷羧酸(S)-氰基-3-苯氧基苄基酯，13)(1R，1S)-顺/反-3-(2，2-二氯乙烯基-2，2-二甲基环丙烷羧酸(R，S)-氰基-3-苯氧基苄基酯，14)-氰基-3-苯氧基苄基  d-顺/反-菊酸酯，15)1-乙炔基-2-甲基-2-戊烯基    顺/反-菊酸酯，16)1-乙炔基-2-甲基-2-戊烯基-2，2-二甲基-3-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷-1-羧酸酯，17)1-乙炔基-2-甲基-2-戊烯基-2，2，3，3-四甲基环丙烷羧酸酯，18)1-乙炔基-2-甲基-2-戊烯基-2，2-二甲基-3-(2，2-二氯乙烯基)环丙烷-1-羧酸酯，19)(+)-1R-反-2，2-二甲基-3-(2，2-二氯乙烯基)环丙烷羧酸2，3，5，6-四氟苄基酯(Transfluthrin，Bayothrin)
或这些活性化合物的混合物。
特别优选地，所使用的活性化合物是3-烯丙基-2-甲基-环戊-2-烯-4-酮-1-基  d-顺/反-菊酸酯(Pynamin forte)和
(+)-1R-反-2，2-二甲基-3-(2，2-二氯乙烯基)环丙烷羧酸2，3，5，6-四氟苄基酯(Transfluthrin)。
优选使用的杀螨活性化合物是苯甲酸苄酯。
合适的香料是天然的香料，例如，麝香，灵猫香，琥珀，Castereum和类似的香料：Ajowal，杏仁油，琥珀籽absol.(Ambrettesamenabsol.)，当归根油，茴香油，罗勒油，月桂油，安息香膏，王子梨精油，桦树油，玫瑰木油，金雀花absol.(Pfriemenkraut absol.)，白千层油，依兰油，Gapiscum油，页蒿子油，小豆蔻油，胡萝卜籽油，肉桂油，雪松木油，芹菜子油，桂皮油，香茅油，鼠尾草的油，丁香油，科纳克油，芫荽油，荜澄茄油，樟脑油，莳萝油，茵陈蒿油。桉叶油，小茴香油，金合欢油，Calbanum香膏，蒜油。香叶油，姜油，葡萄柚油，蛇麻花油，风信子absol.(Hyacinthe absol.)，茉莉absol.(Jasmin absol.)，圆柏子油，岩蔷薇香树脂，熏衣草油，月桂叶的油，柠檬油，香茅草油，拉维纪草的油，肉豆蔻的油，橘子油，Misoma absol.，没药树absol.(Myrrhe absol.)，芥子油，水仙absol.(Narcisse absol.)，橙花油，Muskatnuss油，Eichenmoosabsol.，乳香香膏，洋葱油，Opoponax香膏，橙油，橙花油，Irisconcete，胡椒油，薄荷油，秘鲁香脂，橙叶油，松针油，玫瑰absol.，玫瑰油，迷迭香油，檀香油，洋苏叶油，留兰香油，安息香油，百里香的油，叶鲁香脂，零陵香豆absol.(Tonkabohnen absol.)，Tuberoseabsol.，松节油，香草豆absol.(Vanilleschoten absol.)，香根油，紫罗兰叶absol.(Veilchenbltter absol.)，衣兰香精油和类似的植物油等等。
也合适的是合成香料，如蒎烯，苎烯和类似烃类；3，3，5-三甲基环己醇，沉香醇，香叶醇，橙花醇，香茅醇，薄荷醇，2-莰醇，冰片基甲氧基环己醇，苄醇，茴香醇，肉桂醇，β-苯乙醇，顺-3-己醇，萜品醇和类似醇类；茴香脑，二甲苯麝香，异丁子香酚，甲基丁子香酚和类似酚类；戊基肉桂醛，茴香醛，正丁醛，枯茗醛，仙客来醛，癸醛，异丁醛，己醛，庚醛，正壬醛壬二烯醇，柠檬醛，香茅醛，羟基香茅醛，苯甲醛，甲基壬基乙醛，肉桂醛，十二烷醇，-己基肉桂醛，十一醛，3，4-亚甲二氧基苯甲醛，香草醛，乙基香草醛和类似醛类，2-庚酮，甲基β-萘基酮，甲壬酮，麝香酮，双乙酰，乙酰丙酰，乙酰丁酰，香芹酮，methone，樟脑，乙酰苯，对-甲基乙酰苯，紫罗酮，甲基紫罗酮和类似的内酯；戊基丁内酯，二苯醚，甲基苯基缩水甘油酸酯，壬基丙酮，香豆素，桉树脑，乙基甲基苯基缩水甘油酸酯和类似的内酯或氧化物，甲酸甲酯，甲酸异丙基酯，甲酸芳樟酯，乙酸乙酯，乙酸辛酯，乙酸甲酯，乙酸苄酯，乙酯肉桂酯，丙酸丁酯，乙酸异戊酯，异丁酸异丙酯，异戊酸香叶基酯，己酸烯丙酯，庚酸丁基酯，辛酸辛基酯，庚炔羧酸甲酯，辛炔羧酸甲酯，辛酸异戊酯，月桂酸甲酯，豆蔻酸乙酯，肉豆蔻酸甲酯，苯甲酸乙酯，乙酸甲基甲基苯基酯，乙酸异丁基苯基酯，肉桂酸甲酯，苯丙烯酸苯丙烯酯，水杨酸甲酯，茴香酸乙酯，氨茴酸甲酯，丙酮酸乙酯，乙基--丁酸丁酯，丙酸苄酯，乙酸丁酯，丁酸丁酯，乙酸对-叔丁基环己基酯，乙酸柏木酯，乙酸香茅醇酯，甲酸香茅醇酯，乙酸对甲酚酯，丁酸乙酯，己酸乙酯，肉桂酸乙酯，苯乙酸乙酯，十三烷二酸亚乙基酯，乙酸香叶酯，甲酸香叶酯，水杨酸异戊酯，戊酸异戊酯，乙酸异冰片酯，乙酸里哪醇酯，氨茴酸甲酯，二氢茉莉酸甲基酯，乙酸壬酯，乙酸β-苯基乙基酯，乙酸三氯亚甲基苯基甲基酯，乙酸萜品酯，乙酸岩兰草酯和类似的酯类。这些香料可以单个使用，或其至少两种能够作为彼此的混合物来使用。除该香料之外，根据本发明的配制剂可以任选另外含有在香料工业中常用的添加剂，如广藿香油或类似的挥发抑制剂，如丁子香酚或类似的粘度调节剂。
用于活性化合物载体的聚合物材料优选是无定形的和部分结晶的聚合物和两者的混合物，它们能够在热塑性条件下即作为粘性熔体来加工，它们的软化范围低于被引入的活性化合物在正常压力下的沸点。为合适的活性化合物选择聚合物，以使得活性化合物至少部分地与该聚合物混合。
优选使用的合适的无定形聚合物是：
PVC(WEICH)，聚苯乙烯，苯乙烯/丁二烯，苯乙烯/丙烯腈，丙烯腈/丁二烯/苯乙烯，聚丙烯酸甲酯，无定形的聚环烯烃，纤维素酯，芳族聚碳酸酯，无定形的芳族聚酰胺，聚苯醚，聚(醚)砜，聚酰亚胺。
优选使用的合适的部分结晶的聚合物是：
聚乙烯，聚丙烯，聚丁烯，聚PVC(HART)，聚酰胺，聚醚酰胺，聚酯酰胺，聚甲醛，聚4-甲基戊-1-烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二酯，聚酰亚胺，聚醚(醚)酮和聚氨基甲酸酯。
优选的混合物是，例如：聚碳酸酯与聚对苯二甲酸丁二醇酯的共混物，聚酰胺-6和苯乙烯/丙烯腈的共混物。
聚丙烯，无定形的芳族聚酰胺，芳族聚碳酸酯和芳族聚氨基甲酸酯和TPX型，Desmopan 8410，Vestamid 1800，BAK 402-005是特别优选的。
混合物可以通过将UV吸收剂作为添加剂掺入配制剂中，借助于抗氧化剂来稳定。可以使用的UV吸收剂是所有公知的UV吸收剂。
优选使用的是苯酚衍生物，例如，丁基羟基甲苯(BHT)，丁基羟基苯甲醚(BHA)，双酚衍生物，芳基胺类，如，苯基萘基胺，苯基-β-萘胺，氨基苯乙醚和丙酮或类似物等的缩合物或二苯甲酮。
有可能使用染料，如无机颜料，例如氧化铁，二氧化钛，亚铁氰化铁和无机染料，例如，茜素，偶氮和金属酞菁染料和金属盐，如铁，锰，硼，铜，钴，钼和锌的盐。
利用活性化合物浓度和量，作用的持续时间能够调节在1至60个10-小时夜的一段时间。
活性化合物芯片一般含有在0.1-80wt％之间，优选在0.2-40wt％之间，特别优选在1.0-20wt％之间的活性化合物。
附加功能可以集成于该芯片或该适配器上。
该活性化合物芯片能够另外装有操作显示器。该操作显示器可以是LED，优选双极LED，并且能够例如与加热元件串联。
在电源和活性化合物芯片的接触点之间有可能使用本身已知的计时芯片。然后，除该接触点之外，电阻件能够集成到活性化合物芯片上或到该适配器中。这一电阻件优选不对称地排列，以使得该活性化合物芯片仅仅在引入的两个可能位置中的一个上接触于电源或计时芯片。所引入的电阻件通过置于计时芯片上的计时函数来控制，以使得在预选的时间过后电流接触停止。使用者有可能通过芯片的简单旋转，在两种操作类型(有计时器/无计时器)之间作出选择。另外，在两个不同的计时器时间之间的选择也是可以想到的。
为了针对环境温度的变化来稳定该温度，具有正温度系数的电阻件可以引入到该装置中。如果该环境温度和因此在芯片中的温度下降，则在PTC上的温度因此会下降。由于在PTC中温度的下降，PTC的电阻也下降和PTC加热来补偿。
为了生产其中活性化合物或活性化合物混合物以液体，凝胶或固体形式存在的活性化合物芯片，加热元件被喷射(angespritzt)到无穷长的金属带(Endlosmetallband)上。随后从无穷长的金属带上冲切下各个加热元件，接触点被分开和加热元件被包封在壳体内。假若该壳体还不含有该活性化合物或该活性化合物混合物，则该活性化合物或该活性化合物混合物被加入到在壳体内的加热元件中，然后壳体被密封。
类似地，能够生产具有由两长条组成的加热元件的活性化合物芯片。每个长条被喷射到两条无穷长的金属带上。在每两个长条之间切下一条无穷长的金属带，在各长条之间切下另一无穷长的金属带。以这种方式生产的加热元件被包封在含有活性化合物载体的壳体内。为了操作显示器的集成，也能够在各长条之间切下第一个金属带。在每两个长条之间焊接LED。
对于其中活性化合物结合于活性化合物载体上的活性化合物芯片的生产，加热元件被喷射到至少一条无穷长的金属带上。含有活性化合物的活性化合物载体随后被喷射到无穷长的金属带上的加热元件周围，然后从无穷长的金属带上的活性化合物载体的带上冲切出各活性化合物芯片。
对于其中活性化合物结合于活性化合物载体和活性化合物载体是聚合物和加热元件是导电塑料的一种活性化合物芯片的生产而言，加热元件与活性化合物载体一起可以以例如生产塑料线的形式挤出，该塑料线的芯构成加热元件和它的包层构成活性化合物载体。这一塑料线可以呈任何所需的形状，例如蜿蜒线形状。
在另一个实施方案中，由具有格子或蜂窝状结构的长条制成的加热元件被喷射到至少一条无穷长的金属带上。随后从无穷长的金属带上冲切下各个加热元件和接触点任选被分开，并且通过使用刮片将活性化合物或活性化合物混合物引入到加热元件的蜂窝或格子结构中，即以液体，蜡状或热塑性塑料形式。对于使用刮刀的引入，该活性化合物或该活性化合物混合物被分配到格子或蜂窝状结构的空隙中。该加热元件然后被包封在壳体内。
根据本发明的活性化合物芯片的更大优点是与全部已知的系统不同，不需要外部加热装置。在每种情况下对于已确定的活性化合物所特定的工作温度是在本身使用集成加热装置的活性化合物芯片中产生的。排除了由于使用者的不适当加热功率的使用所引起的过剂量或欠剂量。该使用因此是更简单的，更便宜的和更安全的。
根据本发明的活性化合物芯片理想地在活性化合物的蒸发中具有高效率，因为热量是利用在活性化合物载体内部的电阻加热器产生的并且毫无损失地用于活性化合物的蒸发。加热能量因此高效地利用。这也意味着具有低蒸发温度的活性化合物的加热温度可以是非常低的，在低于90℃下毫无损失地用于活性化合物中，这是与仅仅在高于100℃的加热温度下释放可比量的活性化合物的普通系统相比而言的。通过使用根据本发明的活性化合物芯片，当用该设备工作时使用者被烧伤的危险已减少并且该活性化合物配制剂的除了活性化合物本身外的其它成分的蒸发也能够减至零。所释放的活性化合物得到更好的利用，因为在加热装置上没有冷凝。
该低的工作温度同时使对温度不稳定的活性化合物的使用成为可能，该化合物不再在高于100到120℃的温度下使用。按照完全相同的方式，由于较低的工作温度，能够使用低熔点塑料如聚丙烯和聚乙烯。
由于活性化合物的基本上完全的释放，在活性化合物载体中没有保留残留物，这有利于废弃处理，尤其如果另外使用可生物降解的聚合物的话。
该活性化合物的释放可以以控制方式进行，因为表面面积和温度分布可以准确地确定和控制，与使用加热装置的系统不同。
根据本发明的活性化合物芯片在应用中有灵活性，因为可以使用任何所需形状而且加热装置所需要的空间不固定。如果使用适配器，可以将不同的活性化合物用于具有集成的加热元件的各种活性化合物芯片。
根据本发明的设备能够用于控制昆虫，如蚊科，苍蝇或蟑螂。它也能够用于香料或香精油的蒸发，例如在浴室或厕所中。
附图和实施例
图1具有集成的加热元件的塑料片的透视图。
图2加热元件的可能的设计的示意图。
a.具有一条蜿蜒线和两个接触点的蜿蜒线形式。
b.具有两条蜿蜒线和各自两个接触点的蜿蜒线形式。
c.具有以导电方式连接的两条蜿蜒线的蜿蜒线形式。
d.具有单独接触的两条蜿蜒线的蜿蜒线形式。
e.具有LED的在两长条中的格子形式。
图3图3a到3g显示了用于生产具有格子形式的集成加热元件和发光二极管的活性化合物芯片的生产过程的各个步骤。
图4在45个周期中蒸发的物质的比例的平均值。
图1显示了具有集成的加热元件2的活性化合物芯片1的透视图。该加热元件2具有电接触点3和4。
图2a显示了具有七个弯曲21和在顶视图中的两个接触点3，4和在侧视图中的2′的一种蜿蜒线形式的加热元件2。
图2b显示了两条蜿蜒线(每条具有三个弯曲21和电接触点3，3′，4′，4)的形式的加热元件22。
图2c显示了两条蜿蜒线形式的加热元件22，各条蜿蜒线具有三个弯曲21和在顶视图中电接触点3，3′，4′，4和在侧视图中的22′。该接触点3′和4′以导电方式彼此连接。如果在接触点3和4之间施加230V的电压和一条蜿蜒线的电阻各自是20kΩ，则，根据P＝U2/R＝(230V)2/(20kΩ+20kΩ)，得到大约P＝1.32W的加热功率。
图2d显示了两条蜿蜒线形式的加热元件22，各条蜿蜒线具有三个弯曲21和在项视图中电接触点3，3′，4′，4和在侧视图中的22′。如果在接触点3和3′之间和在4′和4之间各自施加110V的电压和各条蜿蜒线的电阻是20kΩ，则，根据P＝U2/R＝(110V)2/(20kΩ)+(110V)2/(20kΩ)，得到大约P＝1.32W的加热功率。
图2e显示了具有两个长条11，12的格子形式的加热元件23。接触点3，4位于长条11，12的两个对应端。相对的两端13和14经由发光二极管15以导电方式连接。
生产根据图2e的具有集成的加热元件和发光二极管的活性化合物芯片的生产过程的各个步骤示于图3a到3g中。
两个穿孔的黄铜带31，32穿过喷射机，格子形式的导电塑料的长条形加热元件23以它们的末端13，14被喷射到黄铜带上(图3a)。黄铜带31在两端13，14之间裁切(图3b)。LED 15被焊接在两个自由端13，14之间(图3c)。黄铜带32然后在接触点3，4之间分开，获得独立的加热元件23(图3d)。在这之后，各加热元件23被包封在壳体分部33中(图3e)和该活性化合物34被引入壳体内(图3f)。最后安放壳体上部分35(图3g)。
实施例
实施例1：
具有集成的加热装置的活性化合物芯片的组装和应用
具有1mm的横截面和67mm的长度和大约15Ω的电阻的加热元件2被铸塑在由聚丙烯材料制成和具有70mm长度、30mm宽度和5mm厚度的根据图1的塑料片中。该加热元件具有蜿蜒线形式。构成该塑料片的塑料含有在8.1％和8.4％之间(总共大约720mg)的活性化合物四氟菊酯。
该塑料片借助于带交流接受器的适配器经由电接触点3和4连接于插座(230V)。在活性化合物芯片的电阻件上的电压是230V。在几分钟内，在塑料片内的电阻丝加热至65-70℃和该活性化合物四氟菊酯开始以生物活性量蒸发。该工作温度在8小时的一段时间中保持在65-90℃的范围内。在45个这些8小时的周期后，仍然有可能在活性化合物芯片中检测到比例为初始量的大约70％的活性化合物。在两个连续的周期之间有16小时的暂停。在实验过程中的室温是21到25℃。
实施例2：
各种蒸发器系统的工作温度的对比
根据实施例1的具有集成的加热元件的活性化合物芯片的性能已经与三个其它蒸发器系统的性能进行对比，后者也是长时间的系统，即具有满足数天需要的活性化合物的储器。
所选择的第一个对比系统是凝胶蒸发器。1.6g的凝胶蒸发器的配制剂具有下列组成：37.5％的纯Transfluthrin        ＝600.0mg4.5％的Aerosil 200             ＝72.0mg0.03％的Sudan Blue 670染料     ＝0.48mg2.0％的Baygona 226863芳香油    ＝32.0mg55.97％的Diphyl THT            ＝ 895.52mg
                             ＝ 1600.00mg
在100-110℃的温度下利用合适的加热装置进行蒸发。
所选择的第二个对比系统是液体蒸发器。35g的液体蒸发器的配制剂具有下列组成：0.88％的四氟菊酯；                  ＝0.308g67.12％的Isopar M；                 ＝23.492g30.0％的Isopar V                    ＝10.5g1.0％的丁基羟基甲苯                 ＝0.35g1.0％的Deodorins B.Y.R.N 3芳香油    ＝0.35g
                                ＝35.0g
在125-135℃的温度下利用合适的加热装置进行蒸发。
所选择的第三个对比系统是具有外部加热装置的聚合物活性化合物载体。使用与实施例1中相同的塑料和相同量的活性化合物。
在100℃和150℃的温度下利用合适的加热装置进行蒸发。
全部实验是在21-25℃的室温下进行。
表1显示了为各种蒸发器系统所测量的工作温度。该工作温度是发生足够的生物作用的温度。在表1中的对比显示，在65-90℃下的具有集成的加热元件的活性化合物芯片的工作温度明显低于已知的蒸发器系统的工作温度。该聚合物活性化合物载体-它具有与实施例1中本发明的活性化合物芯片相同的组成和唯一与本发明的活性化合物芯片的不同在于没有集成的加热装置，但具有外部加热装置-显示在140℃-150℃范围内的工作温度。在110℃和100℃范围内的温度下，生物作用显著减少。药片蒸发器可以以它的商业途径可获得的形成使用(PV 3加热器，DBK)。
表1：对比各种蒸发器系统的工作温度
系统     温度范围
药片蒸发器     140-150℃
液体蒸发器     125-135℃
凝胶蒸发器     100-110℃
活性化合物芯片     65-90℃
聚合物活性化合物载体     140-150℃
实施例3：
各种蒸发器系统的蒸发速率的对比
进行该活性化合物的蒸发速度的长期试验，将活性化合物芯片与凝胶蒸发器和液体蒸发器对比。
周期持续时间是8小时，在两个连续的周期之间有16小时的中断。
象表1中那样选择系统的工作温度，使得有可能达到可比较的生物作用。
在45个周期中蒸发速度的对比的结果示于表2到5中。表2显示了总配制剂的释放速度和表3显示了这些释放速度的平均值。表4显示了在单个周期中释放多少的活性化合物和表5显示了该活性化合物的释放速度的平均值。
各系统的总配制剂的重量损失是由蒸发的活性化合物和该配制剂的附加成分的蒸发组成。在凝胶蒸发器中和在液体蒸发器中蒸发的总配制剂的量明显高于在活性化合物芯片中蒸发的量(表2)。蒸发的活性化合物的量的比较表明，在活性化合物芯片中蒸发的活性化合物的量，与在凝胶蒸发器中和在液体蒸发器中蒸发的活性化合物的量相比，相应低了1-2mg/周期(表4)。这证实了由于可比量的被蒸发的活性化合物，所选择的工作温度导致可比较的生物作用。然而，如果考虑所蒸发的总量中的活性化合物的比例，则发现在活性化合物芯片中的该量是从第四周期开始的100％，对于凝胶蒸发器是在25％和35％之间和对于液体蒸发器是低于1％。从表6中可以看出多少活性化合物已蒸发，相对于所蒸发的总量。这在活性化合物芯片中经过所有45个周期后平均是91％，在凝胶蒸发器中为27％和在液体蒸发器中为0.75％。在起始周期(第一到第七周期)中，在所有三个系统中活性化合物的比例低于最后周期(第40个到第45个周期)中的比例。图4说明了总量的所蒸发的物质如何由各个比例的活性化合物和由被试验的三个系统的其它比例组成。
在活性化合物芯片中活性化合物与所蒸发的总量的良好比率归因于与低工作温度有关的配制剂，低工作温度对于集成的加热装置而言是可能的。其中包埋了活性化合物的聚丙烯材料的蒸发温度明显高于100℃，而为了蒸发足够量的活性化合物，低于100℃的工作温度就足够。在全部的对比系统中，为蒸发足够量的活性化合物所需要的温度也高于100℃，因此，大比例的其它物质将自动随活性化合物一起蒸发。
在活性化合物芯片中蒸发的总量当中几乎100％比例的活性化合物具有在相当的生物活性下对环境较低污染的优点，这是相对于已知的蒸发器系统而言的。对比用的活性化合物芯片的较低环境污染也可由均匀，低蒸发速度来显示。
在活性化合物芯片的总实验时间中的蒸发速度具有绝对变化宽度，它明显低于凝胶蒸发器和液体蒸发器的变化宽度(表3)。在总实验时间中活性化合物的蒸发速度的绝对变化宽度在所考察的全部三种情况下都是可比的并且是在0.6mg/周期(液体蒸发器)和0.9mg/周期(凝胶蒸发器)之间(表4)。
表2：总配制剂的释放速度
    周期   活性化合物芯片重量损失[mg/周期]    凝胶蒸发器重量损失[mg/周期]     液体蒸发器重量损失[mg/周期]
    1   17.6     37     1010
    2   11.2     38     890
    3   11.3     33     887
    4   7.5     33     885
    5   6.8     26     880
    6   5.4     26     870
    7   2.8     26     860
    8   6.7     26     850
    9   4.3     26     850
    10   5.7     26     840
    11   5.7     26     840
    12   5.3     22     840
    13   4.8     22     830
    14   6.2     22     820
    15   5.0     22     820
    16   3.6     22     820
    17   2.6     22     820
    18   3.0     19     820
    19   4.3     19     820
    20   4.1     18     800
    21   3.8     18     800
    22   4.2     16     800
    23   3.5     16     790
    24   3.2     16     790
    25   3.2     16     790
    26   3.1     16     780
    27   3.0     16     770
    周期     活性化合物芯片重量损失[mg/周期]     凝胶蒸发器重量损失[mg/周期]     液体蒸发器重量损失[mg/周期]
    28     3.5     17     770
    29     4.5     17     770
    30     4.3     11     770
    31     3.6     11     770
    32     3.4     10     770
    33     2.4     10     770
    34     3.4     10     770
    35     4.3     10     780
    36     1.9     10     760
    37     1.8     10     760
    38     1.8     10     760
    39     2.5     10     770
    40     2.7     9     775
    41     2.8     9     760
    42     3.0     7     760
    45     3.0     6     680
表3：总配制剂的释放速度的平均值
系统     平均值[mg]/周期     标准偏差+/-[mg]/周期
活性化合物芯片     4.6     1.45
凝胶蒸发器     18.4     4.1
液体蒸发器     809     28
表4：活性化合物的释放速度
    周期     活性化合物芯片重量损失[mg/周期]     凝胶蒸发器重量损失[mg/周期]     液体蒸发器重量损失[mg/周期]
    1     7.1     9.3     6.8
    2     7.2     9.5     7
    3     7.3     7.6     7.5
    4     7.5     7.6     6.5
    5     6.8     6.8     7.9
    6     5.4     6.6     7.2
    7     2.8     6.7     5.5
    8     6.7     6.7     7.6
    9     4.3     6.8     6.5
    10     5.7     6.9     7.6
    11     5.7     7.1     7.5
    12     5.3     5.9     5.3
    13     4.8     5.5     7.4
    14     6.2     5.7     4.8
    15     5     5.8     6.5
    16     3.6     5.9     6.4
    17     2.6     6     6.3
    18     3     4.7     7.1
    19     4.3     4.5     6.5
    20     4.1     4.4     7.2
    21     3.8     4.3     7
    22     4.2     4.1     7
    23     3.5     4.2     7.1
    24     3.2     4.3     7.1
    25     3.2     4.4     7
    26     3.1     4.1     7.1
    27     3     4.2     6.9
    周期   活性化合物芯片重量损失[mg/周期]     凝胶蒸发器重量损失[mg/周期]     液体蒸发器重量损失[mg/周期]
    28   3.5     4.4     6.2
    29   4.5     4.3     6.1
    30   4.3     3.9     5.8
    31   3.6     3.8     5.6
    32   3.4     3.3     5.2
    33   2.4     3.2     5.1
    34   3.4     3.2     5
    35   4.3     3.1     4.5
    36   1.9     3     4.4
    37   1.8     3.3     4.3
    38   1.8     3.1     4.2
    39   2.5     3     4.1
    40   2.7     2.7     4
    41   2.8     2.5     3.9
    42   3     2.4     3.8
    45   3     2.3     3.8
表5：活性化合物的释放速度的平均值
    平均值[mg]/周期     标准偏差+/-[mg]/周期
活性化合物芯片     4.2     0.8
凝胶蒸发器     4.9     0.9
液体蒸发器     6.1     0.6
表6：在所蒸发物质的总量当中活性化合物的比例(在45个周期后的平均值)，[％]
  φ经过45个周期     起始周期(1-7)     最终的周期(40-45)
活性化合物芯片   91     86     100
凝胶蒸发器   27     25     70
液体蒸发器   0.75     0.5     3.0
实施例4：
对可比的生物作用所需要的各种蒸发器系统的活性化合物的量的对比
活性化合物芯片的优点可以从下面看出：与凝胶蒸发器和液体蒸发器中等同量的被蒸发的活性化合物具有更好的生物作用。这在于以下事实：在凝胶蒸发器中和在液体蒸发器中一部分所蒸发的活性化合物由于在加热装置的冷部位上冷凝而再次直接损失，而在活性化合物芯片中蒸发的活性化合物几乎完全地被利用。表7显示了使用活性化合物芯片、凝胶蒸发器和液体蒸发器在每种情况下必须蒸发多少量的活性化合物以便获得可比的生物作用。被蒸发活性化合物的需要量的减少对减少环境污染、长寿命和温度都有积极的影响。
表7：产生同样的生物作用的活性化合物的量
每周期的量[mg/8h]
活性化合物芯片   凝胶蒸发器   液体蒸发器
4.2   4.9   6.1
每小时的量(指数)[mg/h]
活性化合物芯片   凝胶蒸发器   液体蒸发器
0.5(100)   0.6(120)   0.8(160)
实施例5：
活性化合物芯片的生物作用
具有集成的加热元件的活性化合物芯片对敏感的埃及伊蚊种属的蚊科(Mücken der Art Aedes Aegypti，sensibel)的生物作用在实施例5中来说明。
该实验是在具有开窗口的36m3尺寸的房间内，在20-28℃的温度和17-34％的相对房间湿度下进行。该工作温度是65到90℃。使用根据实施例1的活性化合物芯片。
表8：活性化合物芯片的生物作用
若干天后的操作时间/试验(小时)  在若干小时后蚊子评价 配方实施例1在若干分钟后的击倒作用或在若干小时后的％死亡率
50％ 100％  9h  24h
第1天8小时  012345678 46’16’9’11’13’12’23’33’26’ 55’3228’23’19’23’43’1h00’＞8h  10010010010010010010010088  100100100100100100100100100
若干天后的操作时间/试验(小时)  在若干小时后蚊子评价 配方实施例1在若干分钟后的击倒作用或在若干小时后的％死亡率
第2天16小时  012345678 44’59’36’19’19’46’29’24’14’ 1h14’1h19’1h03’49’53’1h12’1h17’43’32’  100100100100100100100100100  100100100100100100100100100
第3天24小时  012345678 40’9’3’3’2’3’5’7’4’ 48’13’5’6’4’7’11’16’＞1h  10010010010010010010010090  100100100100100100100100100
结果显示了系统的预期生物作用。应用时间可以根据需要，通过改变在活性化合物芯片中活性化合物浓度来调节。

Claims (37)

1.一种包括在室温下结合的活性化合物的活性化合物芯片，其特征在于至少一种具有电阻件和两个电接触点的加热元件至少部分地位于芯片内部。
2.根据权利要求1所要求的活性化合物芯片，其特征在于该加热元件可以通过对电接触点施加电压来加热并且活性化合物可蒸发。
3.根据权利要求1或2所要求的活性化合物芯片，其特征在于它形成了矩形片并具有10-100mm的长度，5-100mm的宽度和3-20mm的厚度。
4.根据权利要求1或2所要求的活性化合物芯片，其特征在于该加热元件根据其长度被包含活性化合物的芯片部分包围，这样，加热元件的形状在活性化合物芯片的外部形状上形成。
5.根据权利要求1-4中任何一项所要求的活性化合物芯片，其特征在于将多个加热元件集成到活性化合物芯片中。
6.根据权利要求1-5中任何一项所要求的活性化合物芯片，其特征在于活性化合物或活性化合物混合物是液体形式或以固体形式存在并且配有表层，该表层对液体和固体形式的活性化合物或活性化合物混合物是不可透过的但对气体形式是可透过的。
7.根据权利要求1-6中任何一项所要求的活性化合物芯片，其特征在于液体、凝胶或固体形式的活性化合物或活性化合物混合物存在于壳体内和该加热元件被嵌入其中。
8.根据权利要求1-6中任何一项所要求的活性化合物芯片，其特征在于活性化合物结合于活性化合物载体上。
9.根据权利要求8的活性化合物芯片，其特征在于活性化合物载体是聚合物。
10.根据权利要求8或9的活性化合物芯片，其特征在于该芯片基本上由加热元件和包围它的含有活性化合物的活性化合物载体组成。
11.根据权利要求8-10中任何一项的活性化合物芯片，其特征在于活性化合物载体由诸如聚乙烯，聚丙烯，TPX型，Desmopan 8410，Vestamid 1800，BAK 402-005的塑料组成和在于活性化合物由Transfluthrin组成。
12.根据权利要求1-11中任何一项的活性化合物芯片，其特征在于加热元件由能够机械加工的导电性材料组成。
13.根据权利要求12的活性化合物芯片，其特征在于加热元件由陶瓷，导热体，蒸汽沉积膜或导电塑料组成。
14.根据权利要求1-13中任何一项的活性化合物芯片，其特征在于加热元件由加热电阻件或PTC组成。
15.根据权利要求1-14中任何一项的活性化合物芯片，其特征在于加热元件具有10kΩ到100kΩ的电阻。
16.根据权利要求1-14中任何一项的活性化合物芯片，其特征在于加热元件具有2kΩ到30kΩ的电阻。
17.根据权利要求1-16中任何一项的活性化合物芯片，其特征在于加热元件的加热功率是在0.1W至5W之间。
18.根据权利要求1-17中任何一项的活性化合物芯片，其特征在于在60-140℃范围内的温度可以使用加热元件来获得。
19.根据权利要求1-18中任何一项的活性化合物芯片，其特征在于该加热元件是以具有至少一个弯曲的蜿蜒线形式排列，两个电接触点处于蜿蜒线的两端。
20.根据权利要求1-19中任何一项的活性化合物芯片，其特征在于该加热元件是以具有至少一个弯曲的两条蜿蜒线形式排列，在每种情况下一个电接触点处于两蜿蜒线的各端。
21.根据权利要求20的活性化合物芯片，其特征在于两条蜿蜒线的彼此面对的电接触点以导电方式彼此连接。
22.根据权利要求1-21中任何一项的活性化合物芯片，其特征在于加热元件具有格子或蜂窝的结构。
23.根据权利要求22的活性化合物芯片，其特征在于具有格子或蜂窝状结构的该加热元件被设计在两个长条中，两长条在每种情况下在一端接触和在与接触端相反的另一端以导电方式彼此连接。
24.根据权利要求1-23中任何一项的活性化合物芯片，其特征在于电接触点由黄铜或铜的片组成。
25.根据权利要求1-24中任何一项所要求的活性化合物芯片，其特征在于将操作显示器集成到该芯片中。
26.根据权利要求25的活性化合物芯片，其特征在于该操作显示器是双极LED。
27.根据权利要求1-26中任何一项的活性化合物芯片，其特征在于在电源和接触点之间使用本身已知的计时芯片和将附加的电阻件集成到活性化合物芯片中。
28.根据权利要求1-27中任何一项的活性化合物芯片，其特征在于所使用的活性化合物是拟除虫菊酯，杀螨活性化合物，香料或香精油。
29.根据权利要求28的活性化合物芯片，其特征在于所使用的活性化合物是Transfluthrin或Pynamin forte或苯甲酸苄酯。
30.根据权利要求1-29中任何一项的活性化合物芯片，其特征在于该活性化合物可以在低于100℃的温度下，优选在65℃-90℃范围内的温度下蒸发。
31.根据权利要求1-30中任何一项的活性化合物芯片，其特征在于，在5个8小时的周期的起始阶段之后，经过1个周期平均蒸发的总配制剂的量含有至少70％的活性化合物，优选超过90％的活性化合物，特别优选超过99％的活性化合物。
32.生产权利要求1-31中所要求的活性化合物芯片的方法，其特征在于将加热元件喷射到无穷长的金属带上，从无穷长的金属带上冲切下各个加热元件，接触点被分开和该加热元件包封在壳体内，将活性化合物加入到壳体内的加热元件中并且壳体被密封。
33.生产权利要求1-31中所要求的活性化合物芯片的方法，其特征在于将加热元件喷射到无穷长的金属带上，从无穷长的金属带上冲切下各个加热元件，接触点被分开和该加热元件包封在装有活性化合物的壳体内并且将壳体密封。
34.生产根据权利要求23所要求的具有由两长条组成的加热元件的活性化合物芯片的方法，其特征在于将各长条喷射到两个无穷长的金属带上，在每两个长条之间切下一条无穷长的金属带，在各长条之间切下另一无穷长的金属带，以这种方式生产的加热元件被包封在含有活性化合物载体的壳体内并且密封壳体。
35.根据权利要求34的生产具有由两长条组成的加热元件的活性化合物芯片的方法，其特征在于在各长条之间切下第一金属带和在每两长条之间焊接LED。
36.生产根据权利要求8-11的其中活性化合物结合于活性化合物载体的活性化合物芯片的方法，其特征在于加热元件喷射到至少一条无穷长的金属带上，该活性化合物载体喷射在无穷长的金属带上的加热元件周围，然后从无穷长的金属带上的活性化合物载体的带上冲切下各个活性化合物芯片并将接触点分开。
37.生产根据权利要求8-11的其中活性化合物结合于活性化合物载体上的活性化合物芯片的方法，其特征在于活性化合物载体是聚合物和该加热元件是导电塑料，该加热元件与该活性化合物载体一起被挤出而生产出塑料线，该塑料线的芯线构成了加热元件并且它的包层构成活性化合物载体。
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