專利名稱：開(kāi)放式凝膠傳送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)要求2002年11月15日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?0/426,588的優(yōu)選權(quán)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及揮發(fā)性材料的分配器，此分配器包括一個(gè)膠狀固體與半固體材料塊，此材料塊被設(shè)計(jì)成能隨著時(shí)間以接近線性的釋放速率釋放最大量的揮發(fā)性材料。也就是說(shuō)，揮發(fā)性材料的釋放速率在本質(zhì)上隨分配器的壽命是一致的。
公眾對(duì)許多固體或凝膠類型的空氣清新器或揮發(fā)性材料的分配器很熟悉。最熟悉的莫過(guò)于面向大眾出售的美國(guó)威斯康星州Racine市的S.C.Johnson & Son股份有限公司生產(chǎn)的Glade空氣清新器和美國(guó)阿肯色州Scottsdale市的Dial公司生產(chǎn)的Renuzit空氣清新器。雖然已知有其它的揮發(fā)性材料分配器和空氣清新器，比如結(jié)合液體的芯繩以幫助液體蒸發(fā)，和加熱后能揮發(fā)出香氣或其它可蒸發(fā)成分的材料，但本發(fā)明特別針對(duì)的是揮發(fā)性材料的分配器，其中，香氣或其它揮發(fā)性活性物質(zhì)被包圍進(jìn)一個(gè)固體或半固體材料內(nèi)，并通過(guò)蒸發(fā)而隨時(shí)間釋放出來(lái)，以提供令人愉悅的香氣，釋放殺蟲(chóng)劑或昆蟲(chóng)控制材料，驅(qū)趕討厭的氣味，或用作其它的目的。除了揮發(fā)性材料在分配器被出售給顧客之前從分配器中蒸發(fā)的問(wèn)題以外，與這些分配器相關(guān)的一個(gè)問(wèn)題是隨著活性材料被釋放，所述凝膠會(huì)變得干燥，或皺縮，因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)或揮發(fā)性材料以不平均的或可變的速率從凝膠中散發(fā)出去，導(dǎo)致了它變成要被丟棄的難看的硬塊或中空的材料。也就是說(shuō)，香氣或其它活性材料從凝膠中以初始暴露時(shí)的高速率被散發(fā)到大氣中，并且隨著時(shí)間的流逝而速率變慢，因此在散發(fā)裝置及其包含的材料的壽命范圍的末期時(shí)，所述揮發(fā)性材料在以比初始釋放速率更慢的速率被釋放。

發(fā)明內(nèi)容
我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)提供給凝膠一個(gè)特定的外形，可以得到從活性材料的凝膠類型分配器中呈近似線性釋放活性物質(zhì)，由此活性物質(zhì)到大氣的傳送被加強(qiáng)。
一般來(lái)說(shuō)，這樣的系統(tǒng)可能被歸類為半封閉式凝膠或開(kāi)放式凝膠系統(tǒng)。為了理解，我們將半封閉式凝膠系統(tǒng)定義為一個(gè)這樣的系統(tǒng)，其中只有凝膠表面的一部分直接暴露到周圍流動(dòng)的空氣中，將開(kāi)放式凝膠系統(tǒng)定義為這樣的一個(gè)系統(tǒng)，其中本質(zhì)上全部有效凝膠表面被暴露到周圍空氣中。本發(fā)明涉及開(kāi)放式凝膠系統(tǒng)。
從開(kāi)放式凝膠的總釋放率(TRROG)與整個(gè)凝膠的表面積成比例，如下面表達(dá)式所示(1)TRROG＝K*CO*AD這里CO＝凝膠表面活性物質(zhì)的濃度，K＝質(zhì)量傳遞系數(shù)，和AD＝完全開(kāi)放的裝置中凝膠的表面積基于等式1，在一個(gè)完全開(kāi)放的凝膠系統(tǒng)中，只有當(dāng)凝膠的表面積AD保持恒定或在產(chǎn)品的整個(gè)壽命中只允許有少部分的改變時(shí)，可以獲得一個(gè)接近于零次的釋放率(即隨時(shí)間恒定的釋放率)。因此，通過(guò)小心的控制凝膠表面的外形，我們可以獲得凝膠系統(tǒng)中活性材料的零次釋放率，提供一個(gè)從初始打開(kāi)到最終活性材料蒸發(fā)完全而被處理這段期間的相對(duì)恒定的活性材料的釋放率。


圖1是根據(jù)本發(fā)明所描述的一個(gè)凝膠類型的揮發(fā)性材料分配器的外部容器的透視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明所描述的凝膠系統(tǒng)的平面關(guān)系坐標(biāo)圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及的是一種活性物質(zhì)或揮發(fā)性材料的凝膠類型分配器，本類型普遍地應(yīng)用于空氣清新、昆蟲(chóng)控制、消除氣味及其它類似的方面。如圖1所示，這樣一個(gè)分配器(1)，通常包括一個(gè)基部(2)，和一個(gè)蓋子或封閉部件(3)，其中所述基部包含一些揮發(fā)性材料，例如空氣清新除臭劑或香味劑，并且其中所述封閉部件或蓋子相對(duì)于基部可以手動(dòng)移置以提供能控制活性材料揮發(fā)或蒸發(fā)的有效速率的方式。在開(kāi)放式凝膠系統(tǒng)的情況下，所述蓋子2，被簡(jiǎn)單地從凝膠系統(tǒng)上部移開(kāi)，由此允許大氣能完全接觸凝膠系統(tǒng)所有的有效表面。這樣的蓋子或封閉部件相對(duì)于基部通常可以被主動(dòng)(positively)鎖定，如圖1所示，以阻止活性材料的不期望地蒸發(fā)或揮發(fā)。在半封閉式凝膠系統(tǒng)中，在打開(kāi)封閉部件以暴露所包含的凝膠后，所述蓋子相對(duì)于基部可以被調(diào)節(jié)以允許對(duì)凝膠揮發(fā)率的實(shí)質(zhì)控制或改變。雖然其它材料也可以利用，但所述基部和蓋子優(yōu)選的是模制塑料材料。所述容器可以進(jìn)一步包括支撐部件或支柱，可以是單個(gè)或多個(gè)，以為容器中的凝膠材料提供支撐與強(qiáng)度；所述凝膠部件圍繞著所述支撐部件或支柱模制或形成。本發(fā)明所采用的凝膠材料對(duì)本領(lǐng)域的從業(yè)者來(lái)說(shuō)是公知的，同樣制造方法與如圖1所示的容器內(nèi)的布置方法也是，因此為本發(fā)明的目的不需要做更詳細(xì)的討論。為本發(fā)明的散發(fā)裝置進(jìn)行的活性物質(zhì)或揮發(fā)性材料的供應(yīng)與選擇也是公知的，因此不需要進(jìn)一步討論。本發(fā)明更偏向于針對(duì)凝膠或裝置中包含固體活性物質(zhì)的材料的尺寸的關(guān)系。
為了使凝膠系統(tǒng)內(nèi)揮發(fā)物獲得恒定(零次)釋放率，考慮包含活性物質(zhì)的材料(在以下稱凝膠系統(tǒng))的三維外形是很有用的，如圖2所示。
在圖2中，描述了維度x，y與z，在所述維度交叉處有一個(gè)原點(diǎn)(0，0，0)，其中所述凝膠系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)被以這樣的方式放置，即它應(yīng)完全位于x，y，z坐標(biāo)系統(tǒng)的第一象限中并且一點(diǎn)要接觸原點(diǎn)(0，0，0)。維度x，y與z被定義為x＝在x-z平面中凝膠系統(tǒng)的投影在x方向上度量的維度y＝在x-y平面中凝膠系統(tǒng)的投影在y方向上度量的維度z＝在x-z平面中凝膠系統(tǒng)的投影在z方向上度量的維度維度x，y，z的值以降序排列如下aio是初始條件時(shí)x，y，或z中的最大值，
cio是初始條件時(shí)x，y，或z中的最小值，bio是初始條件時(shí)x，y，或z中的剩余值，aFo是最終條件時(shí)x，y，或z中的最大值，cFo是最終條件時(shí)x，y，或z中的最小值，并且bFo是最終條件時(shí)x，y，或z中的剩余值，其中初始條件和最終條件分別指得是所述凝膠系統(tǒng)在揮發(fā)之前與揮發(fā)之后的尺寸。
為了保持一個(gè)不會(huì)嚴(yán)重偏離零次釋放的釋放率，必須滿足如下條件bio＞1.2cio，優(yōu)選的是bio＞5cio，并且更優(yōu)選的是bio＞20cio，aio＞1.6cio，優(yōu)選的是aio＞8cio，并且更優(yōu)選的是aio＞25cio，值αI＞2.5，優(yōu)選的是＞10，并且更優(yōu)選的是＞30這里，αI＝(α1)(α2)(α3)，其中α1＝aio/bio，α2＝bio/cio，并且α3＝aio/cio并且，值βF/αI＞3，優(yōu)選的是＞10，并且更優(yōu)選的是＞30這里，βF＝(β1)(β2)(β3)，其中β1＝aFo/bFo，β2＝bFo/cFo，并且β3＝aFo/cFo根據(jù)這些條件，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，一個(gè)有x，y，與z的值分別為9，5，7的開(kāi)放式凝膠系統(tǒng)能提供一個(gè)相對(duì)恒定的揮發(fā)性材料散發(fā)率，這樣活性材料的釋放率從分配器的初始激活直到最終全部耗盡基本上都是相等的。
權(quán)利要求
1.一種開(kāi)放式凝膠傳送系統(tǒng)，其中通過(guò)為所述凝膠系統(tǒng)提供以下條件可以產(chǎn)生活性揮發(fā)物的一個(gè)恒定的釋放率bio＞1.2cio，優(yōu)選的是bio＞5cio，并且更優(yōu)選的是bio＞20cio，aio＞1.6cio，優(yōu)選的是aio＞8cio，并且更優(yōu)選的是aio＞25cio，值αI＞2.5，優(yōu)選的是＞10，并且更優(yōu)選的是＞30這里，αI＝(α1)(α2)(α3)，其中α1＝aio/bio，α2＝bio/cio，并且α3＝aio/cio并且，值βF/αI＞3，優(yōu)選的是＞10，并且更優(yōu)選的是＞30這里，βF＝(β1)(β2)(β3)，其中β1＝aFo/bFo，β2＝bFo/cFo，并且β3＝aFo/cFo，其中aio是初始條件時(shí)x，y，或z中的最大值，cio是初始條件時(shí)x，y，或z中的最小值，bio是初始條件時(shí)x，y，或z中的剩余值，aFo是最終條件時(shí)x，y，或z中的最大值，cFo是最終條件時(shí)x，y，或z中的最小值，并且bFo是最終條件時(shí)x，y，或z中的剩余值，其中初始條件和最終條件分別指得是所述凝膠系統(tǒng)在揮發(fā)之前與揮發(fā)之后的尺寸，并且x＝在x-z平面中凝膠系統(tǒng)的投影在x方向上度量的維度y＝在x-y平面中凝膠系統(tǒng)的投影在y方向上度量的維度z＝在x-z平面中凝膠系統(tǒng)的投影在z方向上度量的維度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)放式凝膠傳送系統(tǒng)，其特征在于，所述活性揮發(fā)物是從被用作空氣清新、昆蟲(chóng)控制、和氣味消除的材料組成的群組中選擇出來(lái)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)放式凝膠傳送系統(tǒng)，其特征在于，所述活性揮發(fā)物是一種香味劑。
全文摘要
一種開(kāi)放式凝膠系統(tǒng)，用于在x，y與z方向上占有一定尺寸的活性揮發(fā)物的傳送，比如從揮發(fā)的起始直到揮發(fā)的結(jié)束以本質(zhì)上恒定的速率釋放活性物質(zhì)。
文檔編號(hào)A01M13/00GK1726051SQ200380106319
公開(kāi)日2006年1月25日 申請(qǐng)日期2003年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月15日
發(fā)明者A·翁戈薩里, P·P·瓦拉納西 申請(qǐng)人:約翰遜父子公司