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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Verbreiten einer flüchtigen
Zusammensetzung in die Luft und insbesondere ein Verfahren und ein
Gerät,
die sich zur Erleichterung der Verbreitung einer oder mehrerer flüchtiger
Verbindungen von einer Quelle einer flüchtigen Zusammensetzung in
die Luft auf Ionenwind stützt.
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Zusammensetzungen,
die häufig
in die Luft verbreitet werden, schließen Insektenabweisende Mittel, Insektizide
und Lufterfrischer oder Raumduftzusammensetzungen ein.
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Chemische
Insektenabweisende Mittel sind auf dem Fachgebiet bekannt und werden
weit verbreitet verwendet. Zum Beispiel wird N,N-Diethyl-m-toluamid
(DEET) weit verbreitet als Insektenabweisendes Mittel zur Verwendung
auf der Kleidung und der Haut zum Abweisen von beißenden Insekten
wie Moskitos verwendet. Citronellaöl und Eukalyptusöl werden
ebenso häufig
für denselben
Zweck verwendet. Jedoch weist die Anwendung solcher Chemikalien
dahingehend Nachteile auf, dass sie häufig wieder aufgebracht werden
müssen und
allergene Reaktionen bei manchen Menschen erzeugen.
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Pestizide
wie synthetische Pyrethroide weisen ebenso eine abweisende und/oder
insektizide Wirkung auf und können
zum Behandeln von Kleidung, Moskitonetzen usw. verwendet werden.
Jedoch kann eine längere
oder häufige
Einwirkung dieser synthetischen Insektizide schädlich für die Gesundheit sein.
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Alternativ
dazu können
Insektizide von dem Kontakt mit Menschen durch Bereitstellen von
physikalischen Schranken wie Netzen oder Fliegengittern über Fenster und
Türen oder
Moskitonetze um die Betten ausgeschlossen werden. Der Nachteil solcher
physikalischen Schranken liegt darin, dass die Luftzufuhr auf Grund
der kleinen Maschengröße, die
zum Ausschluss der Insekten erforderlich ist, eingeschränkt ist,
wenn die Schranken angebracht sind. Dies führt zu Unbehagen in heißen Klimazonen.
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Eine
andere Alternative zur Verwendung in geschlossenen Räumen, insbesondere
zur Verwendung über
Nacht ist es, eine Insektenspirale zu verbrennen, die zum Beispiel
eine Insektizide Zusammensetzung enthält, die einen pyrethroiden
Wirkstoff enthält,
der auch einen abweisenden Effekt ausüben kann. Alternativ dazu kann
ein elektrisches Gerät
verwendet werden, in welchem Insektizidtabletten, die eine Insektizidzusammensetzung
wie einen Pyrethroid-Wirkstoff enthalten, der auch eine abweisende
Wirkung aufweisen kann, elektrisch erwärmt werden, so dass das Insektizid
abweisende Mittel in dem Luftraum verdampft und Insekten, insbesondere
Moskitos abweist und/oder tötet.
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Ultraschallgeräte wurden
ebenso zum Abweisen von Moskitos vertrieben, jedoch ist ihre Effizienz
wissenschaftlich nicht erwiesen.
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Verschiedene
Verfahren zur Verbreiterung von Duftzusammensetzungen wie Lufterfrischer
in einem Raum sind bekannt. Zum Beispiel kann ein Aerosol zum Verbreitern
eines Aerosolsprays der Duftstoffzusammensetzung verwendet werden.
Ein Nachteil einer solchen Vorrichtung liegt darin, dass der Duftstoff
im Allgemeinen nur eine Wirkung in der Richtung der Sprühlinie aufweist
und nicht sehr lange anhält.
Andere Verfahren zum Freisetzen einer Duftstoffzusammensetzung in
einem Raum schließen
ein:
- (a) natürliche Verdampfung einer flüssigen Duftstoffzusammensetzung,
die in die Atmosphäre
mittels eines porösen
Dochts freigesetzt und entwickelt wird;
- (b) natürliche
Verdampfung und Zersetzung eines festen Gels, das die Duftstoffzusammensetzung
einschließt;
und
- (c) verbesserte Verdampfung einer flüssigen Duftstoffzusammensetzung
durch örtliches
Erwärmen
eines Dochtfreisetzungssystems.
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Im
Allgemeinen verteilen diese Verfahren einen Duftstoff in eine geschlossene
Umgebung, wobei es der einzige Zweck ist, eine parfümierte Atmosphäre zu bilden.
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Ionenwinde
sind auf dem Fachgebiet bekannt und ein Ionenwind wird als direktes
Ergebnis der Wechselwirkung zwischen negativ oder positiv geladenen
Ionen und Luftmolekülen
gebildet. Ionenwinde sind in „Electrostatics:
Principles, Problems and Applications", J.A. Cross, 1987, Adam Hilger, S.
278-284 beschrieben und erklärt.
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Ionenwinde
können
unter Verwendung einer Elektrodenanordnung gebildet werden, in welcher
eine erste Elektrode einen oder mehrere scharfe Punkte aufweist
und eine zweite Elektrode als Gegenelektrode wirkt. Übersteigt
das elektrische Feld an der Spitze des scharfen Punkts oder der
scharfen Punkte der ersten Elektrode das Durchschlagfeld von Luft
(etwa 30kV/cm), tritt dann der elektrische Durchschlag der Luft
entweder am an der Elektrode angelegten Wechselstrom- oder Gleichstrompotential
auf. Dieses Phänomen
wird allgemein als „Corona-Entladung" bezeichnet.
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Für ein Gleichstrompotential
werden Ionen, die von gegensätzlicher
Polarität
mit denjenigen mit der ersten Elektrode sind, von der ersten Elektrode
angezogen und aufgefangen. Ionen derselben Polarität mit denjenigen
der ersten Elektrode werden dadurch abgestoßen und von der zweiten Elektrode
angezogen. Die Ionen sind in etwa von derselben Größe wie neutrale
Luftmoleküle,
und da die von der zweiten Elektrode angezogenen Ionen unter dem
Einfluss eines elektrischen Feldes (E) liegen, wird eine Kraft F
= qE auf sie ausgeübt,
die es verursacht, dass sich die Luftmoleküle bewegen. Da sich die Ionen
bewegen, kollidieren sie mit neutralen Luftmolekülen, und es tritt eine Impulsaufteilung
auf. Dies übt
wieder um eine Kraft auf die neutralen Luftmoleküle aus, womit die Bewegung
in derselben Richtung induziert wird. Dies ist als „Ionen-Widerstands"-Effekt bekannt,
und es handelt sich hierbei um den Mechanismus, der zur sperrigen
Bewegung von Luft führt,
der sonst als „Ionenwind" bezeichnet wird.
Ein einseitiger Luftfluss wird auf diese Weise sowohl für die +ve
und –ve-Gleichstrompotentiale
induziert.
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In
einem Wechselstromfeld (ac) tritt immer noch Ionisierung auf, jedoch
gibt es hier keine Netzbewegung von Ionen in einer Richtung und
folglich keine Ionenwind-Bildung. GB-A-2066076 beschreibt ein Gerät, in welchem
sowohl positive als auch negative Ionenspezies unter Verwendung
eines Plasmas gebildet werden, das unter Verwendung von Radiofrequenzverfahren
gebildet wird.
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WO92/15339
beschreibt ein Gerät,
in welchem eine elektrostatische Ladung auf ein Dochtsystem angelegt
wird. Dies führt
zur Bildung eines „Taylor"-Kegels an der Extremität der Fasern
des Dochts, wodurch eine Atomisierung der Flüssigkeit von dem Docht bewirkt
wird.
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SU-A-1803679
beschreibt die Verwendung eines elektrisch betriebenen Ventilators
zum Blasen von ionisierter Luft über
einen Pinienbaum zum Verbreiten von Dämpfen von dem Baum in die Luft.
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Keines
der vorstehend erwähnten
Geräte
des Stands der Technik führt
zu einem einseitig induzierten Luftfluss, der sich aus dem Impulstransfer
ergibt, und damit wird kein Ionenwind im Stand der Technik zur Produktverbreiterung
erzeugt.
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WO
97/01273 beschreibt eine Insektenfalle, die ein Gehäuse für einen
Ionenwind-Generator
und eine Insektenlockstoff-Quelle stromaufwärts des Ionenwind-Generators aufweist.
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Wir
entwickelten nun ein Gerät
unter Verwendung von Ionenwind, wodurch eine flüchtige Zusammensetzung effektiver
durch einen bestimmten Raum verteilt werden kann.
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Demzufolge
stellt die vorliegende Erfindung ein Gerät zum Verbreiten einer flüchtigen
Zusammensetzung in die Atmosphäre
bereit, wobei das Gerät
folgendes umfasst:
ein Gehäuse
(2) aus einem elektrisch isolierenden Material, das mit
der Atmosphäre
außerhalb
des Gehäuses in
Verbindung steht, wobei das Gehäuse
folgendes enthält:
- (i) eine Quelle einer flüchtigen Zusammensetzung; und
- (ii) ein Element zum Bilden eines Ionenwinds, umfassend eine
erste Elektrode und eine zweite Elektrode, wobei der Abstand so
ist, dass ein Bereich dazwischen gebildet wird, so dass, wenn ein
Gleichstrompotential um die erste und die zweite Elektrode angelegt
wird, ein elektrisches Feld in dem Bereich gebildet wird, wobei
der Ionenwind das Verbreiten der Quelle der flüchtigen Zusammensetzung in
die Atmosphäre
fördert und
bewirkt, dass die Moleküle
der flüchtigen
Zusammensetzung geladen werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Quelle der flüchtigen
Zusammensetzung im Gehäuse
stromabwärts
zu der ersten und zweiten Elektrode angebracht ist.
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Die
vorliegende Erfindung verwendet einen Ionenwind, der einen ionisierten
Luftfluss zum Erleichtern der Verdampfung und Verbreitung der flüchtigen
Zusammensetzung in die Luft bildet. Eine einpolare Ladung wird auf
einzelne Moleküle
der Zusammensetzung, die verdampft wird, übertragen. Die Zusammensetzung muss,
gegebenenfalls mit Hilfe von Wärme
ausreichend flüchtig
sein, damit sie in den Ionenwind-Luftstrom verbreitet werden kann.
Die flüchtige
Zusammensetzung umfasst im Allgemeinen ein oder mehrere organische Moleküle. Der
Ionenwind erleichtert nicht nur die Verdampfung und Verbreitung
der flüchtigen
Zusammensetzung, sondern weist auch die zusätzlichen Vorteile auf, dass
der Io nenwind-Generator keine beweglichen Teile aufweist und folglich
mit sehr geringem Lärmgrad
arbeitet. Der Ionenwind wirkt folglich als im Wesentlichen ruhiger
Ventilator.
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Wird
die Zusammensetzung verdampft, wird die einpolare Ladung auf beliebige
von der Luft getragene Staubteilchen, Allergene, Pollen, Tabakteilchen,
Mikroorganismen wie Bakterien, Viren und Pilzsporen, die auf die
verdampften Moleküle
treffen, übertragen.
Folglich verteilt das Gerät
der vorliegenden Erfindung nicht nur die Zusammensetzung effektiver,
sondern verbessert auch die Entfernung von von der Luft getragenen
teilchenförmigen
Materialien. Dies erfolgt auf Grund dessen, dass die durch das Ionenwind-Gerät gebildeten
Luftionen als Ergebnis der Kollision und der elektrostatischen Anziehung
von Teilchen wie Staubteilchen angezogen werden. Die so geladenen
Teilchen stoßen
sich aufgrund von Raumladungs-Effekten gegenseitig ab, so dass sie
Oberflächen
schneller erreichen als ungeladene Teilchen. In enger Umgebung mit
der Oberfläche,
insbesondere rauen Oberflächen,
werden die geladenen Teilchen von der Oberfläche durch Bildladungs-Anziehung
angezogen. Auf diese Weise werden die geladenen Teilchen aus der
Luft schneller als ungeladene Teilchen abgelagert.
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Die
zweite Elektrode weist vorzugsweise eine Öffnung darin auf, durch welche
das Innere des Gehäuses
mit der Atmosphäre
außerhalb
des Gehäuses
kommuniziert.
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Zum
Bilden eines Ionenwinds weist die erste Elektrode mindestens ein
scharfes Ende oder einen scharfen Punkt, zum Beispiel Nadelpunkte,
Stiftpunkte oder Rasierblätter
auf. Die zweite Elektrode ist vorzugsweise eine Ring-Elektrode,
Röhren-Elektrode,
eine Gitter-Elektrode oder eine Kombination von einer oder mehreren
davon. Im Allgemeinen ist die zweite Elektrode geerdet.
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Ist
die flüchtige
Zusammensetzung ein Insektenabweisendes Mittel oder Insektizid,
umfasst die verwendete Insektenabweisende oder Insektizide Quelle
ein flüchtiges
Insektenabweisendes Mittel und/oder Insektizid, das nach seiner
Abweisung und/oder Toxizität
für bestimmte
Zielinsekten-Spezies ausgewählt
ist. Zum Beispiel schließen
Insekten, von welchen es erwünscht
ist, dass sie abgewiesen werden, Moskitos, Fliegen, Mücken und
Gnitzen und insbesondere diejenigen Spezies dieser Insekten, von
welchen es bekannt ist, dass sie Krankheiten übertragen, ein.
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Natürlich vorkommende
oder synthetische Chemikalien oder chemische Zusammensetzungen,
die eine abweisende Wirkung auf bestimmte Insektenspezies aufweisen,
schließen
Eukalyptusöl,
Geraniumnöl, Geraniol,
Pinienöl,
Citronella, Neemöl,
Thymianöl,
Thymol, Kampfer, Citronelol, Citronelal, Linalool, Caren, Myrcen,
Terpin, Limnolen, Cymen, Citronellyl-Formiat, Geranyl-Formiat, Rosenoxid,
2-Alkyl-N-acetyloxazolidin, N-Acetyl-2-alkyl-4,4-dimethyloxazolidin,
Dipropylpyridin-2,5-dicarboxylat, sec-Butyl-2-(2-hydroxyethyl)-1-piperidincarboxy-lat
und Methylnaphthalin ein.
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Citronella,
Neemöl
und Kampfer weisen auch eine insektizide Wirkung gegen einige Insektenspezies auf.
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Insektizide
Zusammensetzungen, die auch eine abweisende Wirkung aufweisen können, schließen Pyrethrum
und pyrethroide Ester-Insektizide, einschließlich Allethrin, Bio-Allethrin,
Deltamethrin, Permethrin und Transfluthrin ein.
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Die
Wahl von bestimmten abweisenden Mitteln oder Insektiziden zur Verwendung
in der vorliegenden Erfindung liegt in der allgemeinen Kenntnis
des Fachmanns. Ein Bezug kann auf Tomlin C.D.S. (1997) The Pesticide
Manual, A World Compendium, BCPC, 11. Ausg., S. 1400, oder Brown
M. & Herbert
A. A. (1997) Insect repellents: an overview. J. Am. Acad. Dermatol.
36, 243-249 genommen werden.
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Bei
der flüchtigen
Zusammensetzung kann es sich auch um ein Insekten-Sexualpheromon zur
Verwendung der Paarungsunterbrechung handeln. Für eine solche Verwendung könnte das
Gerät in
kontinuierlicher oder pulsierender Weise verwendet werden. Während es
viele Beispiele für
Sexualpheromone gibt, die bei der Paarungsunterbrechung verwendet
werden könnten,
handelt es sich bei bestimmten, die in Bezug auf die bestimmten
Insekten, deren Paarungsaktivitäten
unterbrochen werden, aufgezählt
werden können,
um:
Ephestia kühniella
(Mediterrane Mehlmotte) – das
Sexualpheromon ist ein Gemisch aus drei Komponenten (eine oder alle
können
verwendet werden):
(Z, E) – 9,12 – 14 : Ac
(Z,
E) – 9,12 – 14 : Alc
(Z) – 9 – 14 : Ac
Lymantria
dispar (Gypsy-Motte) – das
Sexualpheromon ist (Z)-7,8-Epoxy-2-methyloctadecanol
Grapholitha molesta
(Orientale Fruchtmotte) – das
Sexualpheromon ist der Hauptbestandteil (Z)-8-Dodecenyl, das durch
die Zugabe von: (Z)-8-Dodecenol oder Dodecanol verbessert werden
kann.
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Ein
Standardnachschlagetext in Bezug auf Insektenpheromone ist Insect
Pheromones And Their Use. In Pest Management. (1998) Howse PE, Jones
OT and IDR Stevens, Chapman Hall.
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Flüchtige Flüssigkeiten,
die Aktivität
in der Luft oder auf Oberflächen
aufweisen können
ebenso verbreitet werden. Da die flüchtigen Moleküle durch
den Ionenwind geladen werden, werden sie von Oberflächen in
einem Raum angezogen und beschichten sie. Weist die flüchtige Flüssigkeit
antimikrobielle Aktivität
auf, kann Mikroorganismen auf der Oberfläche entgegengewirkt werden.
Weist die flüchtige
Flüssigkeit
Allergen-Denaturierungseigenschaften auf, können die allergenen Teilchen
auf den Oberflächen
neutralisiert werden.
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Weist
die flüchtige
Flüssigkeit
antimikrobielle Aktivität
auf, kann die Kollision der geladenen flüchtigen Moleküle mit Mikroorganismen
in der Luft zum Entgegenwirken der Mikroorganismen führen.
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Weist
die flüchtige
Flüssigkeit
Allergen-Denaturierungseigenschaften auf, kann eine Kollision der
geladenen flüchtigen
Moleküle
mit allergenen Teilchen in der Luft zur Neutralisierung des Allergens
führen.
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Handelt
es sich bei der flüchtigen
Zusammensetzung um eine Duftstoffzusammensetzung, umfasst die verwendete
Duftstoffquelle eine flüchtige
Zusammensetzung, die eine oder mehrere Duftstoffkomponenten umfasst.
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Beispiele
für solche
Duftstoffkomponenten sind Diethylphtalat, Orangenterpene (Limonen),
Styrallyl, Acetatester, Cyclacet, Methylionketon, Vanillin, Litsea
Cybeba, 2-Phenylethan-1-ol, Dipropylenglykol und Methyl-p-3⎕-
butylhydrocinnamylaldehyd.
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Die
flüchtige
Zusammensetzung wird in den im Ionenwindstrom über eine Zeitdauer verbreitet.
Zum Bereitstellen einer vernünftigen
konstanten Freisetzung der flüchtigen
Zusammensetzung im Ionenwindstrom werden die Chemikalien im Allgemeinen
in Form einer Formulierung mit langsamer Freisetzung bereitgestellt, die
jegliche gewünschte
Form annehmen kann. Beispiele für
geeignete Formulierungen mit langsamer Freisetzung schließen die
folgenden Geräte
ein, die mit den gewünschten
Chemikalien imprägniert
sind: Docht oder Baumwollpads oder ein synthetisches Material, das
aus einem Speicher der Zusammensetzung zugeführt wird, Gele, Gummisepten
oder -streifen, Membrane, Polyethylenphiolen mit oder ohne Öffnungen,
Mikrokapseln, Polymerperlen, feste Polymerverteiler, Hohlfasern,
Trilaminatbänder
oder extrudierte Polymere. Andere Systeme schließen Impulsspraysysteme und
Wärmeverdampfer
ein.
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Wird
die flüchtige
Zusammensetzung in Form eines Gels bereitgestellt, umfasst das Gel
typischerweise Carrageenan, Wasser, eine flüchtige Komponente und einen
Emulgator. Wird die flüchtige
Zusammensetzung als Flüssigkeit,
die einen Speicher für
einen Docht oder ein Pad in Kontakt damit bereitstellt, bereitgestellt,
umfasst die Flüssigkeit
nur die flüchtige
Komponente, eine flüchtige
Komponente und ein Lösungsmittel, eine
flüchtige
Komponente, ein oberflächenaktives
Mittel und Wasser oder eine flüchtige
Komponente, ein oberflächenaktives
Mittel, Wasser und ein Lösungsmittel.
Es ist klar, dass Gemische von flüchtigen Komponenten, falls
gewünscht,
verwendet werden können.
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Die
Formulierung mit langsamer Freisetzung wird so ausgewählt, dass
die Freisetzung der Zusammensetzung über die gewünschte Zeitdauer bereitgestellt
wird. Ist zum Beispiel die Zusammensetzung ein Insektenabweisendes
Mittel zum Abweisen von Moskitos, sollte die Vorrichtung eine Freisetzung
mit einem Minimum von 8 Stunden des abweisenden Mittels, vorzugsweise
10 bis 12 Stunden bereitstellen. Jedoch sind Formulierungen mit
längerer
Dauer im Umfang der vorliegenden Erfindung berücksichtigt, die eine Freisetzung des
abweisenden Mittels/Insektizids über
eine Dauer von sage und schreibe einer Woche oder einem Monat bereitstellen
könnten.
In solchen Situationen würde
die Vorrichtung einen Timer oder einen anderen Aktivierungsmechanismus
zur Verhütung
dessen einschließen,
dass die Chemikalie freigesetzt wird, wenn es nicht erforderlich
ist, zum Beispiel während
Tageszeitstunden.
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Es
ist klar, dass zum Erhalt des gewünschten Grads an flüchtigen
Verbindungen in einem Raum, die Natur der Zusammensetzung, insbesondere
die Verdampfungsgeschwindigkeit der flüchtigen Komponenten der Zusammensetzung
vorsichtig ausgewählt
werden müssen.
Weiterhin muss die Ionenwindgeschwindigkeit geeignet ausgewählt sein,
wobei höhere
Ionenwindgeschwindigkeiten eine schnellere Verdampfung der flüchtigen
Komponenten bereitstellen. Zudem ist auch der Oberflächenbereich, über welchem
die flüchtige
Zusammensetzung verdampft wird, bei der Bestimmung der Verdampfungsgeschwindigkeit
wichtig, d.h., der Oberflächenbereich
muss auf die Luftflussgeschwindigkeit angepasst werden.
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Das
Gerät der
vorliegenden Erfindung kann in Form einer Vorrichtung, die direkt
in eine elektrische Steckdose gesteckt wird, oder als Vorrichtung
mit einem Stromkabel, das es ihr ermöglicht, dort positioniert zu werden,
wo es in einem Raum erwünscht
ist, um zum Beispiel an die Kopfstütze des Bettes geklemmt oder
auf dem Nachttisch positioniert zu werden, konstruiert sein. Da
der Ionenwind einen Impuls aufweist, werden die geladenen Ionen
weniger wahrscheinlich auf einer Wand aufgefangen, wenn die Vorrichtung
in eine elektrische Steckdose gesteckt ist. Alternativ dazu kann
die Vorrichtung so konstruiert sein, dass sie in ein Glühbirnengewinde,
einen Autozigarettenanzünder
passt, oder es kann sich hierbei um eine frei stehende Batterie-betriebene
Vorrichtung handeln, die irgendwo in einem Raum oder einem Zelt
oder Vehikulum positioniert werden könnte.
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Während ein
Ionenwind-Generator allein einen geringen Effekt beim Abweisen von
Insekten aufweist, d.h., die geladenen Luftmoleküle einen geringen Effekt beim
Abweisen von Insekten aufweisen, verbessert die Zugabe eines flüchtigen
Insektenabweisenden Mittels zu dem ionisierten Luftstrom diesen
abweisenden Effekt deutlich.
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Die
vorliegende Erfindung wird weiter mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen
beschrieben, wobei:
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1 eine
Querschnittzeichnung einer Ausführungsform
der Insektenabweisenden Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist;
und
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2 eine
schematische Darstellung eines Ionenwind-Generators mit einstellbaren
Elektroden zeigt.
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In
Bezug auf 1 umfasst das Gerät 1 ein
Gehäuse 2 aus
einen im Wesentlichen isolierenden Material, wie Glas oder Kunststoff.
Das Gehäuse 2 weist Öffnungen 3 und 4 an
jedem Ende davon in Kommunikation mit der Atmosphäre auf.
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In
das Gehäuse
ragt eine erste Elektrode 5, die elektrisch leitet und
eine Vielzahl an Punktspitzen 6 aufweist. Die Elektrode
ist von dem Gehäuse
durch geeignete, nicht dargestellte Elemente isoliert. Eine zweite elektrisch
leitende geerdete Elektrode 7 in Form eines Siebs oder
von Maschen ist im Gehäuse
gehalten und von der Elektrode 5 mit einem Abstand angebracht.
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Wird
ein elektrisches Gleichstrompotential von einer Quelle 8 von
5 bis 20 kV, abhängig
von dem Abstand zwischen den Elektroden 5 und 7,
auf die erste Elektrode 5 oder die zweite Elektrode 7 angelegt,
führt die
Potentialdifferenz zwischen diesen Elektroden zu einem elektrischen
Feld 9 im Abstand 10 zwischen den Elektroden.
Ist das elektrische Feld 9 zwischen der ersten Elektrode 5 und
zweiten Elektrode 7 ausreichend stark, werden Atome und
Moleküle
in der Atmosphäre
in der Region nahe den Spitzen 6 der Elektrode 5 ionisiert.
Die Ionen von gegensätzlicher
Polarität
zu der Elektrode 5 werden anschließend von der Elektrode 5 zu der
zweiten Elektrode 7 abgestoßen. Dieser Ionenfluss in einem
elektrischen Feld liefert eine Erhöhung für einen induzierten Luftfluss,
bezeichnet als „Ionenwind", und ist in der 1 durch
eine Vielzahl an negativ geladenen Ionen dargestellt.
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Eine
Quelle mit langsamer Freisetzung für eine flüchtige Zusammensetzung 11 ist
stromabwärts
der zweiten Elektrode positioniert. Wird die ionisierte Luft über die
Quelle 11 geleitet, werden Moleküle der Zusammensetzung durch
den Luftstrom verdampft und mittels der ionisierten Luft geladen.
Die geladenen Moleküle der
Zusammensetzung sind mit 12 veranschaulicht. Wie schematisch
in 1 dargestellt, werden die geladenen Moleküle 12 der
flüchtigen
Zusammensetzung von einem Körper 13 in
der Luft aufgrund der Konfiguration des elektrischen Fel des in naher
Umgebung des Körpers 13 angezogen.
Ist die flüchtige
Quelle ein Insektenabweisendes Mittel, werden die geladenen Moleküle von Insekten
angezogen. Ist die flüchtige
Quelle eine Duftstoffzusammensetzung, werden die geladenen Moleküle von Teilchen,
wie Staubteilchen in der Luft, angezogen.
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Die
Gesamtwirkung des Geräts
von 1 ist, dass ein durch einen Pfeil 14 dargestellter
induzierter Ionenwind durch die Vorrichtung gebildet wird, der geladene
Teilchen der flüchtigen
Zusammensetzung trägt.
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Weiterhin
werden nicht nur die geladenen Moleküle der flüchtigen Zusammensetzung von
Insekten oder Teilchen in der Luft, z.B. Staub, Tabakteilchen, Allergene
oder Mikroorganismen angezogen, sondern sie werden auch von anderen
Oberflächen
wie Betten, Möbeln
oder sogar Menschen, die als geerdete Ziele wirken, angezogen.
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In
Bezug auf 2 wurde ein Ionenwind-Generator
aus zwei Kunststoffrohren 15, 16 mit den Maßen 50 mm
im Durchmesser und 50 mm in der Länge konstruiert. Das erste
Rohr 15 weist ein Metallgitter 17 auf, das ein
Ende davon bedeckt, wobei die Abstände der Drähte des Gitters 6 mm betragen.
Das Gitter wurde über
eine geeignete Drahtverbindung 18 geerdet. Innerhalb des
zweiten Rohrs 16 wurde die Corona-Elektrode 19 platziert,
die eine Vernetzungsformation, umfassend Haltequasten aus Aluminiumstreifen
von Edelstahlbürsten 20,
umfasst. Jeder Arm der Vernetzung umfasste 4 Bürstenquasten mit einem Abstand
von 12 mm. Die Elektrode 18 wurde an eine Spannungsquelle über ein
Kabel 21 gebunden. Die zwei Kunststoffrohre 15, 16 wurden
mit einem Zylinder aus einem transparenten Kunststoffmaterial 22 entlang
der Innenseite zusammen gehalten, durch welchen die zwei Rohre 15, 16 gleiten
konnten. Auf diese Weise konnte der Abstand zwischen dem geerdeten
Gitter 17 und der Corona-Elektrode 18 variiert
werden. Eine Spannung von 10 kV wurde von einer Energiezufuhr mit
einem 200⎕A nicht übersteigenden
Strom angelegt.
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Unter
Verwendung dieser Vorrichtung wurde ein Ionenwind-Luftfluss von
1,0 m/Sekunde durch Einstellen des Zwischenelektrodenabstands auf
12 mm erzielt. Zum Erhalt eines Ionenwind-Luftflusses von 0,5 m/Sekunde
war ein Abstand von 25 mm zwischen der Elektrode erforderlich.
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Obwohl
das Gerät
der vorliegenden Erfindung in Bezug auf Insektenabweisende Mittel
und Insektizide hauptsächlich
vorstehend in Bezug auf ihre Verwendung gegen beißende Insekten
wie Moskitos beschrieben wurde, könnten andere Verwendungen einschließen:
- • Die
Freisetzung von Insektenabweisenden Mitteln und/oder Insektiziden
zum Bekämpfen
von Insektenschädlingen
in Lagerräumen,
Warenhäusern,
Kornkammern und Silos;
- • Die
Freisetzung von Insektenabweisenden Mitteln und/oder Insektiziden
zum Bekämpfen
von Insektenschädlingen
in Tierbehausungen wie Ställen
oder Tierzüchtungseinheiten;
- • Die
Freisetzung von Insektenabweisenden Mitteln und/oder Insektiziden
zum Bekämpfen
von Insektenschädlingen,
die natürliche
Fasern befallen, wie Motten.
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Die
Vorteile der Verwendung eines Ionenwinds zum Verbreiten von Insektenabweisenden
Mitteln sind zweifach. Erstens wirkt die Vorrichtung als einfacher
Ventilator, so dass die flüchtige
abweisende Substanz schnell verbreitet wird. Zweitens zeigen die
Moleküle
des abweisenden Mittels ein verbessertes Zielen. Dies erfolgt, da
der durch die Vorrichtung erzeugte Strom von geladenen Ionen den
flüchtigen
abweisenden Molekülen
Ladung verleiht, wodurch geladene abweisende Moleküle hergestellt
werden. Der Kontakt mit den Insekten selbst, beliebigen Oberflächen der
Insektenberührungsstellen,
einschließlich
des Tierwirts, wird folglich verbessert. Dies kann zu einer Reduktion
der Anzahl an Anflügen,
Landungen und Bissen durch die Insekten führen.
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Ein
zusätzlicher
Vorteil liegt darin, dass weniger abweisendes Mittel zum Erzielen
derselben oder sogar einer größeren Wirkung
aufgrund des verbesserten Zielens erforderlich sein kann.
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Das
Gerät der
vorliegenden Erfindung stellt zum Verbreiten einer Duftstoffzusammensetzung
eine verbesserte Verteilung der Duftstoffzusammensetzung in einem
Raum, verglichen mit anderen bekannten Verfahren, bereit. Da die
Duftstoffzusammensetzungs-Schwaden eine einpolare Ladung tragen,
wechselwirken die Moleküle
mit beliebigen Teilchen in der Atmosphäre, was zu einem verbesserten
Klären
der Luft führt,
da der Staub oder andere Teilchen indirekt geladen werden und aufgrund
von gegenseitiger Abstoßung
ausfallen.
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Weiterhin
werden, da die Moleküle
der Duftstoffzusammensetzung eine einpolare Ladung tragen, diese
Moleküle
vom menschlichen Körper
und Gesicht angezogen, wodurch ein verbesserter Dufteffekt für eine Person
in der Umgebung des Geräts
erhalten wird. Zudem liegt auch ein länger anhaltender Dufteffekt
aufgrund des Ergebnisses der Ablagerung der Duftstoffzusammensetzung
im Nasenbereich einer Person in der Nähe des Geräts vor. Diese Effekte werden
erzielt, da die Moleküle
der Duftstoffzusammensetzung danach streben, sich als Ergebnis von
gegenseitiger Abstoßung
zu verbreiten und werden vorzugsweise von geerdeten Oberflächen angezogen.
Die vorliegende Erfindung wird weiter mit Bezug auf die folgenden
Beispiele beschrieben.
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Beispiel 1
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Der
Ionenwind-Generator, wie beschrieben mit Bezug auf 2,
wurde zum Bilden eines Ionenwind-Luftflusses von 0,5 m/Sekunde mit
einem Abstand von 25 mm zwischen den Elektroden verwendet.
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Mit
einem sich mit 0,5 m/Sekunde bewegenden Ionenwind wurden 1,45 g
eines Duftstoffs (Lavender & Camomile
F537.956 ex Quest) über
eine 24-stündige Dauer
von einem mit Polyether umhüllten
Docht in Kommunikation mit einer Quelle des Duftstoffs verdampft.
Sensorische Tests zeigten, dass diese Verdampfungsmenge einer entsprechenden
Stärke
des Duftstoffs zum Parfümieren
eines Raums von etwa 16 Quadratmetern entspricht. Niedrigere Ionenwindgeschwindigkeiten
ergeben niedrigere Grade an Parfum-Freisetzung und höhere Ionenwindgeschwindigkeiten
höhere
Grade an Parfum-Freisetzung.
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Beispiel 2
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Das
Bioelectrostatics Research Center der Universität von Southampton entwickelte
ein neues Protokoll zum Testen der Verwendung eines Ionenwinds zum
Verbreiten eines Insekten-abstoßenden
Mittels. Ein speziell konstruierter Testraum wurde als Testkammer
verwendet. Die Tür
des Raums wurde so modifiziert, dass sie ein rechtwinkliges Loch
mit den Maßen
62,5 cm × 62,5
cm am Boden aufwies. Zwei kreisförmige
Löcher
mit den Maßen
10 cm wurden in die Tür
mit einem Abstand von 141 cm und 65 cm vom Boden geschnitten. Der
untere Absatz wurde zum Halten eines Ionenwind-Generators in Position
während
des Tests verwendet. Der Ionenwind-Generator wurde aus einem 6 mm
dicken Perspex-Rohr
(100 mm Außendurchmesser) konstruiert,
in welchen die Elektroden beinhaltet waren. Die Hochspannungselektrode
war eine Kupfer-Elektrode mit 7 Nadeln, während die andere Elektrode
eine aus Kupfer hergestellte Spul-Elektrode war. Die Vorrichtung
wurde sonst in einer mit der in Bezug auf 1 beschriebenen
identischen Weise konstruiert und verbunden. Ein kleiner Absatz
wurde direkt unter dem Loch konstruiert, um zu gewähren, dass
eine die abweisende Verbindung enthaltende Glasphiole in solcher
Weise positioniert wurde, dass verdampfende Moleküle von dem
Ionenwind-Strom aufgenommen wurden. Das obere Loch gewährte einen
Sicht-Zugang zu dem Raum und wirkte als Zugangspunkt für die Moskitos.
Rohrgaze wurde um die Löcher
an der Außenseite
der Tür
zum Verhindern von jeglichen Entfliehungen angebracht.
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Das
Innere des Raums enthielt einen großen Käfig, der aus engen Metallbalken
konstruiert war (Dexion). Er maß 183 × 62,5 × 62,5 cm.
Dieser Käfig
wurde mit Überzugspapier
an vier Seiten bedeckt. Der Boden des Käfigs und ein Ende wurden offen
gelassen. Ein Abdeckband wurde zum Befestigen des Papiers auf dem Käfig verwendet.
Eine Öffnung
(21 × 29,5
cm) wurde in den oberen Teil des Papiers mit 16 cm vom geschlossenen
Ende geschnitten. Ein Stück
Nylonnetz wurde zum Bedecken davon verwendet. Diese Öffnung stellte ein
Fenster bereit, durch welches der Geruch und die Wärme der
menschlichen Testperson entweichen und die Moskitos anziehen konnte.
Eine Schaumkautschukmatte, bedeckt mit Polythen-Lage, wurde in den
Käfig für die Bequemlichkeit
der menschlichen Testperson platziert.
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Der
Käfig wurde
mit dem Loch im Boden der Tür
so eng angepasst, dass der Spalt mit dem Käfig kontinuierlich war. Der
Käfig wurde
dann auf dem Boden auf der Außenseite
mit Abdeckband beklebt. Ein elektrischer Heizer hielt den Raum bei
24°C (+/– 2°C). Der Raum
war sonst leer.
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Dreißig Minuten
vor dem Start jedes Tests wurden 50 weibliche Moskitos des Typs
Aedes aegypti in den Testraum gegeben. Die Moskitos wurden vorher
nur mit einem 50/50 Zucker/Wasser-Gemisch gefüttert und erhielten keine Blutmahlzeit.
Sie wurden vorher nicht in einem Test verwendet.
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Die
menschliche Person betrat den Käfig
und legte sich auf die Matte, so dass das Gesicht der Person direkt
unter der Öffnung
war. Citronella wurde durch Einsetzen in einer kleinen einen Baumwolldocht
enthaltenden Glasphiole freigesetzt. Jede Versuchsbedingung wurde
für eine
Dauer von 20 Minuten getestet. Die menschliche Testperson wurde
gebeten, dass sie das Verhalten der Moskitos beobachtet und jedes
Mal, wenn ein Moskito auf dem Netz landet, „Landen" und wenn dies weniger als eine Sekunde
dauert, „Berühren" zu rufen. Jeder
Vorgang wurde durch den Versuchsleiter aufgezeichnet, der hinter
der Tür
saß. Jedes
Mal, wenn ein Moskito hinter das Gesichtsfeld der Person flog, wurde
dies durch die Person mit einem Kontrollzähler aufgezeichnet. Jede Dauer
von 20 Minuten wurde in 5 Minuten-Dauern unterteilt. Die Person
wurde gebeten, alle 5 Minuten die Anzahl des Zählers zu rufen, was dann aufgezeichnet
wurde.
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Nach
jedem Test wurden die Insekten mit einem schnell wirkenden Pyrethroid-Spray getötet. Der Raum
wurde für
eine Dauer von 1 Stunde gelüftet,
bevor alle Oberflächen
im Raum mit einer Detergenzlösung gewaschen
wurden.
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Ergebnisse
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Tabelle
1 Mittlere
Anzahl an Moskitos
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Diese
Ergebnisse zeigen, dass die Anzahl an Kontakten, die durch die Moskitos
hergestellt wurde, durch die Verwendung des Ionenwinds alleine oder
zusammen mit einem Moskitoabweisenden Mittel drastisch reduziert
war.
