專利名稱：用殺蟲劑射殺飛蟲的改進方法和用于向液體施加電荷的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通過向其中有飛蟲飛行的空氣中噴射殺蟲劑來射殺飛蟲的方法和裝置，特別涉及一種用殺蟲劑射殺飛蟲的改進方法。
在射殺飛蟲時，殺蟲劑噴霧的效率一部分取決于有多少殺蟲劑接觸欲被殺死的飛蟲。現(xiàn)有的釋放殺蟲劑的方法依賴于噴出的殺蟲劑液滴和每只飛蟲之間的機械交互作用。殺蟲劑噴霧可以分散在飛蟲可能飛過并碰上殺蟲劑液滴的區(qū)域中，或者殺蟲劑噴霧可以噴向特定的目標飛蟲。由于噴射所產(chǎn)生的霧流中有高密度的殺蟲劑液滴，所以在飛蟲和液滴之間有很高的概率發(fā)生接觸。但是，當飛蟲飛行時，由于羽翼的扇動，其身體周圍的空氣會發(fā)生紊流，這實際上可能會將液滴扇走。因此與一個或多個殺蟲劑噴霧液滴接觸的飛蟲的概率主要取決于機械力，而擊落或殺死飛蟲的概率取決于所用殺蟲劑中的活性成分的濃度和毒性。
用于產(chǎn)生液滴噴霧的噴霧裝置是公知的。例如，在家用環(huán)境中用于產(chǎn)生殺蟲劑或上光劑或空氣清新劑液滴噴霧的裝置是公知的。通常，這種裝置包括一個容器，該容器用于容納要被噴射的液體組合物；一個噴頭，該噴頭包括一個孔腔，組合物通過該孔腔以液滴噴霧的形式噴出；一個導管系統(tǒng)，通過該導管系統(tǒng)，組合物能夠從容器輸送到噴頭。該裝置最好能形成噴霧形式，在這種情況下它包括壓力氣體，可能的話該壓力氣體處于液態(tài)，該壓力氣體能迫使(要被噴出的)液體組合物從容器排到噴頭并以液滴噴霧的形式從噴頭噴出。
通常，噴出噴頭的液滴具有少量靜電荷，該靜電荷由液體和裝置壁之間的電子傳遞所產(chǎn)生。我們已經(jīng)認識到必須很明顯地提高液滴上的電荷量以產(chǎn)生對飛蟲以及其它物體的靜電吸引，從而增強噴霧的射殺效果并使液滴在空氣中更好地擴散。
另外，我們發(fā)現(xiàn)在液體噴出時，與液體接觸的裝置部件具有影響施加到液體上的電荷的功能。特別是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，隨著液體和噴頭上用于限定孔腔的各部分之間的接觸面積的增大，液滴上的電荷也會增加。
因此，根據(jù)本發(fā)明的一種方案，提供了一種殺死飛蟲的方法，該方法包括向具有飛蟲的空氣中噴射殺蟲劑組合物液滴，在噴射過程中通過雙層充電以及電荷分離而向所述液滴施加單一極性的電荷，單一極性的電荷處于使所述液滴的電荷/質量比至少為+/-1×10-4C/kg的水平。
對液滴施加電荷的效果是將產(chǎn)生電場，該電場會導致液滴在其噴射的空間內更廣泛地擴散。
通常飛蟲與其周圍環(huán)境電隔離開并處于與其周圍環(huán)境相等的電位下。但是，有些飛蟲已被加上電荷，所以它們可能處于與其周圍環(huán)境不同的電位下。在上述兩種情況下，處于加了電荷的液滴云霧中的孤立飛蟲似乎會使由液滴產(chǎn)生的電場結構變化，使液滴對每一飛蟲的吸引力增加。這可換算成對每一飛蟲的射殺程度。
這種在加了電荷的液滴和飛蟲之間相互作用的改進之處歸結于附加擴散力的綜合效果，即在電場作用下，每個液滴的軌道改變，使每個液滴直接噴向飛蟲，從而在充電的液滴云霧中產(chǎn)生了附加擴散力的綜合效果。殺蟲劑被吸引到每個飛蟲的整個表面上。這就提高了殺蟲劑液滴對飛蟲的射殺效果。
根據(jù)本發(fā)明，能夠被殺死的飛蟲包括家蠅、蚊子和黃蜂。
液滴具有至少+/-1×10-4C/kg的電荷/質量比。液滴的電荷/質量比越高，其與飛蟲的相互作用越強烈。
噴到空氣中的液體殺蟲劑組合物最好是水和碳氫化合物的混合物、乳狀液，或者是在使用前通過搖動噴射裝置或在噴射過程中能夠轉換成乳狀液的液體。殺蟲劑組合物最好能從一個噴霧裝置中噴出，所述噴霧裝置能夠在壓力下被機械操縱。該噴射裝置最好是家用的噴霧罐，該罐子具有能夠被一只手很容易地加以使用的適當尺寸。
盡管隨著雙層充電或液滴的破碎，已知所有的液體噴霧都可以攜帶負凈電荷或正凈電荷，但是，施加到由標準噴霧裝置噴出的液滴上的電荷僅具有約為+/-1×10-8C/kg到1×10-5C/kg的電荷/質量比。
本發(fā)明的一個實施例還依賴于噴射裝置的綜合變化特性，以便當液滴從噴霧裝置中噴出時向液滴施加最大量的電荷。對于每一種要從裝置中噴出的液體配方，最適宜的綜合特性都有所變化。
因此，在本發(fā)明的另一個方案中，提供了一種噴射裝置，它能夠通過雙層充電和電荷分離而向要噴出的組合物液滴施加單一極性的電荷，使電荷/質量比達到至少+/-1×10-4C/kg，該噴射裝置包括(i)一個用于容納液體組合物的容器；(ii)一個噴頭，通過該噴頭，液體能夠以液滴噴霧的形式排出；以及(iii)一個導管系統(tǒng)，用于將組合物從容器供給到噴頭，其中a)噴頭具有一個孔腔，通過該孔腔，液體能夠從裝置排出，該孔腔的L/a比率至少為10，最好是至少12，其中L是以mm為單位的確定孔腔出口的周長，a是以mm2為單位的孔腔出口的橫截面積；以及b)該裝置構造成使得液滴在至少每秒0.5克的流動速率以及具有至少+/-1×10-4C/kg的電荷/質量比的狀態(tài)下從噴頭排出。
噴頭最好制成插入件的形式，該插入件位于致動器中，液體可以以液滴噴霧的形式從所述插入件中排出。
不容質疑，孔腔出口是液體以噴霧形式從裝置中排出的孔腔的末端，也可以稱之為小孔。
液滴上的靜電荷既可以是正電荷，也可以是負電荷。
已知通過減少噴出液體的圓孔橫截面積將增加從小孔噴出的液體上的電荷，為了達到本發(fā)明所需的電荷量，必須減小小孔的橫截面積，以致達到使噴射速率降低的程度。為了將本發(fā)明應用于實際，噴射速率應保持在大約每秒0.5克。對于圓孔來說，通過采用比通常使用的噴射裝置壓力(即通常為40psi)高很多的推動器，上述噴射速率僅能在達到本發(fā)明所需電荷量的同一時間實現(xiàn)。但是，在保持較大橫截面積的同時，最好使用具有曲線周邊的小孔。在這種方式下，借助噴射裝置中通常采用的推進壓力，噴射速率可保持在大于每秒0.5克的水平。
孔腔出口的周邊最好是曲線形的并且液體經(jīng)過曲面流動有助于液體在雙層充電作用下而帶電。
因此，采用具有曲線周邊的孔腔，L/a比率可以減小到至少為8，并且該裝置構造成可使液滴以至少每秒0.4克的流動速率從噴頭排出的形式。
本發(fā)明的噴射裝置最好是噴霧裝置，在其容器內包含壓力氣體，例如液化石油氣，即丁烷和/或丙烷(LPG)。該裝置的噴頭構成了致動器的一部分，使用者通過操縱閥組件可以使容器內的液體以液滴的形式從噴頭中噴出。這樣，通過將致動器從第一靜止位置移動到第二啟動位置，容器內的壓力得到釋放并且氣體會迫使液體從容器內經(jīng)過導管系統(tǒng)流到噴頭并接著以液滴或漿狀噴霧的形式噴出噴頭。該噴霧裝置最好制成噴霧罐形式，該罐制成適于握持在手中的尺寸并適于家用。
致動器通常包括一個主體部分，該主體部分包括一個用于容納插入件(作為噴頭的一部分)的凹槽，所述插入件包括孔腔并最好包括一個渦旋腔，液體能夠在到達孔腔之前通過該渦旋腔。該凹槽與閥桿連通，所述閥桿與尾部元件連通，而尾部元件又接著與伸入容器的汲水管連通。這樣，液體能夠從容器通過導管系統(tǒng)流到噴頭孔腔，所述導管系統(tǒng)包括汲水管、尾部元件、閥桿、致動器凹槽和噴嘴渦旋腔(如果有的話)。
通過對噴霧裝置的致動器、致動器中的插入件(該插入件包括孔，液體從該孔中噴出)、閥和汲水管的材料、形狀和尺寸以及對要被噴出的組合物的特性加以選擇，可以向液滴施加更高的電荷，使得當組合物象液滴那樣噴出時能夠形成所需水平的電荷。
噴霧裝置的諸特性提高了雙層充電效果以及在液體配方溶劑與噴霧裝置的部件表面之間的電荷交換能力。這種提高源于下述因素，即提高了穿過該裝置的液流的紊流度，提高了液體與容器內表面及閥和致動器之間的接觸速度。
閥桿包括一個或多個將閥桿與尾部元件相連的孔，尾部元件包括一個或多個將其與汲水管相連的孔，這些孔的性質和汲水管的直徑將影響施加給液體的電荷。特別是，所述或每一個閥桿孔的尺寸越小且閥桿孔的數(shù)量越少，閥桿和液體之間的接觸面積越大，因此液體中的電荷越多。一個裝置包括一個尾部元件孔，該孔位于殼體上且大小為0.65mm，在閥桿上有減少數(shù)目的孔，例如2×0.50mm，這會增加噴射時的電荷量。但是，由此，液體的流動速率受到了限制。對于尾部元件孔和汲水管的直徑也進行類似的考慮，細的汲水管，例如內徑為1.27mm的汲水管可增加液體上的電荷量。
我們發(fā)現(xiàn)當液體流經(jīng)噴射裝置時的紊流度會影響離開噴頭的液滴帶電荷量。這種紊流能夠使雙層的電荷在液體上更有效地擴散，所述雙層形成于液體/裝置交界處，從而使更多的電子在液體和裝置之間傳送。
如果具有渦旋腔，則它能使液體發(fā)生紊流并從而增加液體上的電荷。渦旋腔的幾何尺寸對液體中產(chǎn)生的電荷具有很大影響。渦旋腔通常包括多個輸入通道，這些通道將液體輸送到中央?yún)^(qū)域以及噴頭孔腔中。
該裝置還可以包括一個蒸汽相閥門，并且紊流也受到該蒸汽相閥門尺寸的影響。在噴霧裝置中蒸汽閥門是非常普通的，它包括一個小孔，該孔能夠使氣壓直接作用到導管系統(tǒng)中的液體上，所述導管系統(tǒng)將容器和噴頭孔相連。該小孔還可以制成在閥組件的尾部元件上。通常，該小孔越大，例如大約0.76mm或更大，則產(chǎn)生的紊流越多、液體上產(chǎn)生的電荷也越多。
影響液體中產(chǎn)生的電荷量的其它因素是當液體從容器輸送到噴頭時用于構成與液體接觸的裝置零件的材料，以及所噴射液體的電學、物理和化學特性。特別是，如果在材料和液體之間電子能更好地分離，那么施加到液滴上的電荷更多。例如尼龍、乙縮醛、聚酯、聚氯乙烯和聚丙烯等材料可以增加電荷量。另外，噴射液體需要有足夠的導電性以便能夠保持靜電荷，而又不至于有太強的傳導性而使電荷太快地散失。
另外，還可以有其它方法以打破雙電子層，從而借助于將電荷分散到液體中而增加電荷。
盡管并不希望受到原理的限制，但是似乎還有其它因素會影響電荷量，即在液體從容器中流出時發(fā)生的振動以及噴頭中的孔腔都會影響電荷量。
另外，除了渦旋腔，或者作為渦旋腔的替換形式，該致動器還可包括機械破碎裝置，該裝置能夠打碎液體組合物并從而促進液體組合物的附加充電效果。
因此，在本發(fā)明的另一個方案中，提供了一種上述類型的噴霧裝置，它還包括一個機械破碎裝置，該破碎裝置位于致動器中并鄰近于插入件，并能促進液體組合物的破碎效果。
在噴霧裝置的這一實施例中，破碎裝置最好包括一個圓盤，該圓盤的一面具有大致沿徑向延伸的槽，該表面與一個小孔相連，該小孔又與致動器上的插入件中的小孔相連。
噴霧裝置的致動器插入件可以由導體、絕緣、半導體或靜電耗散材料制成。
通過使上述因素起作用，能夠保證所產(chǎn)生的液滴具有至少+/-1×10-4C/kg的電荷/質量比，因此，與通常情況相比，該噴霧會使液滴運動得更遠并覆蓋更廣泛的區(qū)域。此外，由于液滴具有更高的電荷，所以液滴很容易吸引任何其它的顆粒。因此，它們能迅速地附著在空中顆?；蛭矬w(例如飛蟲)上。
上述影響液滴上所產(chǎn)生電荷的某些因素還會產(chǎn)生降低液體流動速率的后果。但是，通過仔細平衡這些因素，如本文所述，至少數(shù)值為+/-1×10-4C/kg的電荷/質量比和至少每秒0.5克的液體流動速率(更好的是至少每秒1克，最好是每秒2克)可以很容易地達到。
從噴霧裝置噴出的液滴一般具有5到100微米范圍內的平均液滴尺寸，液滴的峰值是大約40微米。
與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，用殺蟲劑組合物的液滴射殺飛蟲的改進方法大致具有兩個重要優(yōu)點。首先，由于在給定的時間段內有更多的殺蟲劑實際作用在每只飛蟲上，所以擊落率得以提高。第二，在殺蟲劑產(chǎn)品的活性成分更少的情況下仍能保持當前這種擊落率。
為了使本發(fā)明更容易理解，下面將參照附圖進行描述，其中

圖1是體現(xiàn)本發(fā)明的噴霧裝置的截面示意圖；圖2是圖1中所示的閥組件的截面圖，更詳細地表示了某些元件；圖3是圖1中所示組件的致動器插入件的截面圖；圖4是以更大比例表示的致動器插入件的一部分的側視圖，表示了雙層加電的原理；圖5是從致動器插入件中小孔的外側看過去的端視圖，表示了幾種可替換的結構；圖6.1到6.9表示了從方向A看過去的圖3所示噴頭孔腔的不同結構；圖7.1到7.30表示了從方向A看過去的圖3所示噴頭孔腔的另外幾種不同結構；圖8表示了從方向B看過去的圖3所示噴頭的渦旋腔的第一種結構；圖9.1到9.8表示了從方向B看過去的圖3所示噴頭的渦旋腔的不同結構；圖10A是另一種致動器的局部放大側視圖，表示了插入件和機械破碎裝置；圖10B是圖8A所示機械破碎裝置的端視圖；圖11是表示落到限定范圍內的飛蠅上的殺蟲劑量的圖表；
圖12是表示隨著加在殺蟲劑液滴上的電荷的增加，在殺蟲劑作用下被擊落的飛蠅是怎樣增加的圖表；以及圖13是表示當采用帶有圖7.1所示噴頭孔腔的噴霧裝置與具有相同噴射率的圓孔相比較時，被擊落的飛蠅是怎樣增加的圖表。
參見圖1和圖2，圖中表示了根據(jù)本發(fā)明所述的噴霧式噴射裝置。它包括一個罐1，該罐由鋁或涂漆或不涂漆的錫板等以通常的方式制成，它形成了用于容納液體3的容器2，所述液體3具有導電性，使得液滴能夠攜帶靜電荷。在罐中還盛有壓力氣體，這些氣體能夠迫使液體3通過一個導管系統(tǒng)和致動器組件5而排出罐1，所述導管系統(tǒng)包括一個汲水管4和一個閥。汲水管4包括一個末端6和另一端7，末端6位于罐1的底部周邊部分，另一端7與閥組件的尾部元件8相連。尾部元件8由安裝組件9固定，所述安裝組件9裝配在罐的頂部開口中，并且該尾部元件8包括下部10，所述下部10形成了尾部元件孔11，汲水管4的端部7與孔11相連。尾部元件包括一個孔腔12，孔腔12在下部11處的直徑相對較小，而在其上部13處的直徑相對較大。閥組件還包括一個閥桿管14，該管14安裝在尾部元件的孔腔12中并克服彈簧15的作用沿軸向設置在孔腔12中。閥桿14包括一個內部孔腔16，所述孔腔16具有一個或者多個橫向的開口(桿孔)17(見圖2)。
閥組件包括一個具有中央孔腔19的致動器18，所述中央孔腔19容納閥桿14，使得閥桿管14的孔腔16與致動器的孔腔19相通。在致動器中垂直于孔腔19延伸的一條通道20將孔腔19與凹槽連接，所述凹槽包括一個柱桿21，在所述柱桿21上安裝有一個噴頭，所述噴頭呈插入件22的型式，其包括一個與通道20連通的孔23。
在閥桿14的外表面之間帶有彈性材料制成的環(huán)24，通常，該密封環(huán)將閥桿14的橫向開口17封閉。閥組件的結構是這樣的，即當手工壓下致動器18時，它能克服彈簧15的作用將閥桿14壓下，如圖2所示，使密封環(huán)24不再封閉橫向開口17。在這種結構中，在容器2到噴頭孔23之間提供一條通路，使液體在罐中氣壓作用下能夠通過導管系統(tǒng)被壓入噴頭，所示導管系統(tǒng)包括汲水管4、尾部元件孔腔12、閥桿孔腔16、致動器孔腔19和通道20。
在尾部元件8的壁上制有一個孔27(圖1中未示)，該孔27構成了一個蒸汽相閥門，借助于該閥門，容器2內的氣壓能夠直接作用到流經(jīng)閥組件的液體上。這就增強了液體流動的紊流度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果孔27的直徑至少為0.76mm，就能提供更多的電荷。
將閥桿孔腔16與尾部元件孔腔12相連的橫向開口17最好是呈兩個小孔的型式，每個小孔的直徑均不大于0.51mm以增加靜電荷的產(chǎn)生量。另外，汲水管4的直徑最好盡可能小，例如1.2mm，以增加施加到液體上的電荷。另外，如果尾部元件孔11的直徑盡可能小，例如不超過約0.6mm，則電荷產(chǎn)生量會增加。
現(xiàn)在參見圖3，圖中表示了經(jīng)放大的圖1和圖2所示裝置的致動器插入件的截面圖。
參見圖4，當液體3流經(jīng)通道20時，在液體3中和環(huán)繞體25上發(fā)生雙層充電。某一種極性的電荷在液體中積聚，而相反極性的電荷在環(huán)繞體25上積聚。這是雙層充電的原理。隨著液體從孔23中排出，液體3中的電荷從環(huán)繞體25上的電荷中分離或分開。在液體從孔中排出的時候，該液體變成許多液滴26，并且每一個液滴根據(jù)電荷分離情況而帶上一種極性。
通過改變上述噴霧裝置中某些部件的參數(shù)，可以改變當液滴26從孔23排出時其上所帶的電荷量。例如汲水管4的內徑可位于1.27mm和3.00mm之間并用聚合物材料制成，例如由聚乙烯或聚丙烯制成。尾部元件孔11的直徑最好在0.64mm的范圍內，但是可以更大或更小些。小直徑的尾部元件孔最好換成較大一點的。
橫向開口17的直徑最好在0.51mm到0.61mm的范圍內，但是可以更大或更小些。小直徑的橫向開口最好換成較大一點的。盡管可以采用任何數(shù)目的橫向開口，但最好僅用少量的橫向開口17，即采用兩個或三個范圍內的橫向開口。蒸汽相閥門27的直徑最好在0.76mm到1.17mm的范圍內，但是也可以將其替換成任何尺寸或者根本不采用它。較大直徑的蒸汽相閥門最好換成較小的。
致動器18的參數(shù)也很重要。致動器插入件22可以用任何聚合物材料制成，例如乙縮醛、聚酯、聚氯乙烯(PVC)、尼龍或聚丙烯。孔腔出口的直徑最好在0.3mm到0.9mm的范圍內，但也可以是任何尺寸。
孔23的形狀非常重要。在已知型式的噴霧裝置中，孔是圓形的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過將孔制成非圓形，可以增加從噴霧裝置中排出的液滴的電荷/質量比。這種孔增加了液體和插入件22內表面之間的接觸面積(見圖4)。這還增強了雙層充電以及在液體3和插入件22表面之間的發(fā)生的電荷分離效果。非圓形的孔可以是諸如星形、十字形或可以包括任何其它數(shù)量的通道。這些通道可具有尖頂、圓形或方形末端，且必須具有由最窄通道的尺寸所決定的最小寬度，該尺寸應能夠使一般配方的液體可從噴霧裝置中成功地噴出。
圖5表示了孔23的幾種不同結構。葉狀孔的一個實例是具有四瓣的孔，其最大尺寸是0.46mm，每個瓣均制成半圓形，其半徑是0.115mm。該孔在圖5(a)中顯示。所述孔與半徑為0.205mm的圓孔具有相同的橫截面積，但是周長增大14％且L/a比率大于11，其中L以mm計量而a以mm2計量。當家用噴霧殺蟲劑的配方液體穿過插入件從噴霧裝置中噴出時，這種結構可以得到更大的電荷/質量比。例如，當采用家用噴霧殺蟲劑“Mortein Ultra LowAllergenic”(由澳大利亞Reckitt & Colman公司制造)時，電荷/質量比從采用直徑0.41mm圓孔插入件時的-5.7×10-5C/kg上升到采用圖5(a)所示0.46mm四瓣插入件時的-1.8×10-4C/kg。應該理解到液體流過的孔23的通道長度與孔的周長相比很小。
圖5(b)顯示了兩個用于致動器插入件的不同尺寸的孔，每個孔都具有三個等間距的矩形通道，以增加在充電的液體和孔的內表面之間的邊界接觸面積，圖5(c)顯示了兩個不同尺寸的孔，每個孔具有四個等間距的矩形通道。圖5(d)顯示了一個單獨的孔，它具有四個等間距的圓形通道。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，孔23可具有多種特定結構中的一種結構。這種孔的實例顯示在圖6.1到6.9中以及圖7.1到7.30中。在這些圖中，孔均以序號31表示，而確定孔的實體部分均以序號30表示。在每一種情況下，確定孔的實體部分在孔腔出口處的總周長以L(單位mm)表示，而a(單位mm)是孔腔出口處的孔總面積，L和a的值如圖所示。在大多數(shù)情況下，L/a超過10，并且已發(fā)現(xiàn)這種條件特別利于增加電荷，因為這意味著噴頭和穿過噴頭的液體之間的接觸面積增加了。
為了在不減少橫截面積a的情況下產(chǎn)生很高的L/a比率，使該比率達到僅允許較低液流速率的值，可以采用許多不同的結構。因此，例如可以采用噴頭孔結構，(i)其中孔腔出口包括多個弓形的孔(帶有或不帶中央孔)，如圖6.1到6.7，圖7.1到7.5，圖7.12，7.15，7.16，7.17，7.19，7.20，7.25，7.30所示；(ii)其中出口部分包括多個扇形的孔，如圖7.6到7.8和圖7.13所示；(iii)其中這些孔一起構成了柵欄或柵格形的出口，如圖7.9到7.11和圖7.22所示；(iv)其中出口大致為十字形，如圖6.8到6.9，圖7.21，7.28和圖7.29所示；(v)其中這些孔一起構成了同心環(huán)形的出口，如圖7.14所示；以及這些形狀的組合，如圖7.18，7.21，7.24，7.27，7.28和7.29所示。特別推薦的噴頭形狀是這樣的，即舌狀部分伸入到液流中并可以振動，如圖7.10，7.13，7.14，7.23，7.26所示。這種振動特性能夠增強充電效果，因為電荷會從雙電子層中分散到主要液體部分中。
現(xiàn)在參見圖8，圖中表示了噴頭22的渦旋腔35的一種可能結構的平面圖。渦旋腔包括4個等間距的橫向通道36，這些通道36與環(huán)繞孔23的中央?yún)^(qū)域37相切。使用時，在壓力氣體作用下從容器2排出的液體沿通道20前進并撞擊與通道縱向軸線垂直的通道36。所述通道是這樣布置的，即液體在進入中央?yún)^(qū)域37以及孔23之前會沿圓周運動。因此，液體被迫進行顯著的紊流運動，從而增加了液體中的靜電荷。
圖9表示了渦旋腔35的不同結構。在每一種情況下，渦旋腔都包括兩個或多個橫向通道36，用于將液體沿切向供給到中央?yún)^(qū)域37，以使流經(jīng)其中的液體發(fā)生紊流運動。
圖10A和10B表示了一種機械破碎裝置41，它可與插入件22一起使用以增加液滴上的電荷。圖10B表示了這種裝置，它包括一個圓盤42，圓盤42具有一個中央孔43并在一個表面上具有四個槽44。這些槽44是彎曲的并大致沿徑向延伸(如圖所示)且與中央孔43相連。槽44的數(shù)量可以是任意的并且孔43不一定精確地位于中心。
圖10A表示了包含破碎裝置41的另一種致動器。通道23通過具有前表面47的中央凸臺46與環(huán)形腔45相連。破碎裝置41安裝在插入件22的內表面上，其徑向延伸槽44面對凸臺46。沿通道20流動的液體40進入環(huán)繞中央凸臺46的環(huán)形腔45，再在前表面47上沿徑向向內流動。在此期間，液體經(jīng)過形成有徑向延伸槽44的破碎裝置的表面并沿槽流動。這使液體散碎并增加了液體中的電荷。附加了電荷的液體流經(jīng)裝置41中的孔43而流到插入件24的孔23上。
在本發(fā)明的一個實施例中，通過采用圖10A和10B所示的機械破碎裝置(所述破碎裝置帶有孔23，該孔23具有圖5a所示的前述葉狀結構)，由噴霧裝置噴出的殺蟲劑產(chǎn)品“Mortein Ultra Low Allergenic”(澳大利亞Reckitt & Colman公司)的液滴的電荷/質量比從-3×10-5C/kg增加到-3×10-4C/kg。這是該裝置與具有下述參數(shù)的噴射裝置的其它元件相結合而實現(xiàn)的聚乙烯汲水管4的直徑為3.00mm，尾部元件孔11的直徑為1.27mm，四個橫向開口17的直徑為0.61mm，蒸汽閥門孔27的直徑為0.76mm。
下面將參照以下實例進一步描述本發(fā)明，這些實例表現(xiàn)了怎樣通過增加液滴上的電荷而提高飛蟲命中率的。
實施例1設計一種熒光測定分析法。通過冷凍一個小時而將紅頭麗蠅活活殺死。然后將它們從冷凍器中移出并放置兩個小時直至再次達到室溫。每只蠅子都經(jīng)過稱重并分別通過精致的昆蟲釘(E3)釘在尼龍桿上，所述昆蟲釘穿過蠅子胸腔的一側。盛有Mortein Ultra Low Allergenic殺蟲劑(澳大利亞Reckitt & Colman公司)的標準噴霧罐經(jīng)過稱重、充分搖動并置于與位于電隔離的塑料夾持器中的蠅子相距1.8米的地方，所述殺蟲劑帶有加入配方中的0.5％的“熒光素”(酸性黃色染料73，Aldrich)。將罐子對齊而使蠅子位于從噴霧罐噴出的產(chǎn)品液滴流的中央。
向蠅子上噴射兩秒鐘的產(chǎn)品液滴噴霧。再將蠅子迅速從釘子上取下，并將其置于包含5ml冷磷酸緩沖溶液的小瓶子中(pH＝6.8，0.1MNa2HPO4+NaH2PO4H2O)。這個罐子再次被稱重以計算在試驗過程中排出的產(chǎn)品量。包含蠅子的小瓶子被密封、搖晃并儲藏在一個冷且黑的環(huán)境中24小時，此后用潔凈且干燥的鑷子將蠅子小心地取出。包含了從蠅子上洗下的熒光跟蹤劑的緩沖液小瓶被置于冰箱中并保持黑暗和冷卻，直到進行分析時為止。對于標準的噴霧殺蟲劑產(chǎn)品來說，要按這種方式重復進行十一次操作。
通過從高壓電源向罐子的接縫處施加電壓，從噴霧罐中噴出的液滴上的電荷值人為地上升到電荷/質量比大約為1×10-4C/kg的水平。在施加給罐子-10kV電壓的情況下重復進行15次上述實驗，而在施加給罐子+10kV電壓的情況下重復進行12次實驗。
為了對小瓶內含物進行分析，對于每個小瓶都取出3ml的等分試樣，并且溶液中的熒光跟蹤劑的量均通過在490nm的激發(fā)波長和515nm的發(fā)射波長下操作的Perkin-Elmer LS3-R熒光計進行分析測量。對于一個緩沖溶液試樣來說，該熒光計是空白的，在所述緩沖溶液中未被噴射的蠅子已經(jīng)放置了24小時。通過用微型施加器向蠅子施加已知量的殺蟲劑并將蠅子置于5ml的緩沖溶液中24小時，可以獲得標準校正曲線。
平均分析結果在圖11中給出，圖中表示了將殺蟲劑產(chǎn)品的電荷/質量比從-3×10-5C/kg上升到-2×10-4C/kg(通過向噴霧罐施加-10kV的電壓)會增加產(chǎn)品落到蠅子上的平均體積，即從0.34μl增加到0.47μl，增加了35％。同樣，當電荷/質量比上升到+3×10-4C/kg(通過向噴霧罐施加+10kV的電壓)時，殺蟲劑產(chǎn)品落到蠅子上的平均體積增加到0.40μl，增加了18％。
圖11所示的結果表現(xiàn)了95％的置信度。
殺蟲劑液滴上的電荷/質量比也可以通過改變本發(fā)明的噴霧裝置元件來提高。當標準的致動器被小型致動器代替時，Mortein Ultra LowAllergenic殺蟲劑(澳大利亞Reckitt & Colman公司)上可獲得-3×10-4C/kg的平均電荷/質量比，所述小型致動器由0.46mm的插入件孔構成，并在內表面上帶有如參照圖10A和10B所述的機械破碎裝置。標準致動器是不帶插入件的兩件式噴霧蓋致動器。通過向罐子接縫上直接施加電荷，在噴射時這一電荷/質量比足以增加38％。
實施例2家蠅的增強擊落效果在英國標準尺寸飛蠅空間測量方法下進行擊落實驗，所述空間長400cm、寬290cm、高250cm。該空間由熒光燈均勻地照亮，并保持在22.0±3.0℃的溫度。對于所有的實驗，都采用放置了3至7天的25只公家蠅和25只母家蠅。家用殺蟲劑的噴霧罐通過一個銅螺釘被置于電隔離的塑料夾持器上，所述銅螺釘與罐子上的一塊區(qū)域接觸，該區(qū)域上的油漆已被去除。通過按壓罐子夾持器的手柄，殺蟲劑產(chǎn)品噴出1±0.1秒鐘。在1秒鐘后，將飛蠅釋放到距離罐子180cm的殺蟲劑氣流中。在噴出殺蟲劑0.5、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、6.0、8.0和12.0分鐘時，計算不能正常運動的飛蠅數(shù)量。對于每一變量至少重復5次實驗。將結果收集起來并利用概率分析方法進行分析，從而形成了KDT50(至擊落50％飛蠅的時間)值。
用于這些實驗的殺蟲劑產(chǎn)品是“黑旗(Black Flag)”(澳大利亞Reckitt& Colman公司)。研究兩次實驗情況，即普通噴霧殺蟲劑的效果和對罐子施加了-10kV電壓的相同噴霧殺蟲劑的效果。標準產(chǎn)品具有大約-1×10-8C/kg的電荷/質量比，而在噴射時對罐子施加-10kV電壓的情況下該值升高到-1×10-4C/kg。高壓是以前面實施例所述的方式施加的。對于兩次實驗均進行幾次重復。結果如圖12所示。
圖12中的曲線表示了具有增強電荷/質量比的“黑旗”殺蟲劑液滴比普通產(chǎn)品的殺蠅速率要快。通過概率分析得出普通產(chǎn)品的KDT50需2分22秒，而增強電荷產(chǎn)品僅需1分41秒。
盡管上文特別描述了本發(fā)明用于噴霧罐中的液體殺蟲產(chǎn)品的情況，但是本發(fā)明也同樣可以用于其它殺蟲產(chǎn)品，例如漿狀或乳液狀產(chǎn)品。
實施例3用下述成分制備成殺蟲劑組合物
將這種組合物裝入錫板噴霧罐中，所述罐具有閥組件，包括一個3.00mm的聚丙烯汲水管、1.27mm的殼體孔、0.64mm蒸汽相閥門和2×0.61mm的閥桿孔。對兩次噴射加以比較，一次是用具有直徑為0.85mm圓孔的單件式致動器，另一次是用具有附圖7.1所示的插入件的兩件式按鈕型致動器。用這兩種致動器所得到的噴射特性曲線很相似。用0.85mm圓孔得到的殺蟲劑電荷/質量比是-2.52×10-5C/kg，而用圖7.1所示孔得到的電荷/質量比是-1.6×10-4C/kg。
根據(jù)CERIT(昆蟲學研究和殺蟲技術中心)空間噴射協(xié)議CE/HF-HM/FIK1.001/08/96，將采用兩種不同殺蟲劑所得的家蠅擊落率和死亡率進行比較。所述空間噴射協(xié)議是用于對在被噴射空間的室壓下所封裝殺蟲劑的使用方法進行模擬，而不是針對被擊落的飛蟲。用微機控制該過程的關鍵因素，包括罐子的校準和噴射、飛蟲的釋放、擊落數(shù)目的計時、腔室的排空和數(shù)據(jù)的存儲。
試驗腔室長3.82m、寬3.33m、高2.47m，并且下面的第三層壁向內傾斜以減小飛蟲落下的地板面積。每次重復實驗都采用至少50只健康的家蠅，這些家蠅至少被放置了3-7天并且性別比例適當(大約1∶1)。
每個殺蟲劑分配器的傳送速率通過啟動約2秒鐘來進行校準，并通過精確的噴射持續(xù)時間來區(qū)分在該期間內噴出的質量。這一操作由計算機自動控制。分配器被置于試驗腔室內，鄰近于門口，并處于該空間寬度的中心處。分配器的致動器距壁220mm、距天花板700mm。將飛蟲從腔室寬度的中心位置處釋放，該地點高于地板0.7m并位于分配器的致動器的前方3.0m。將2.0±0.2克的殺蟲劑噴射到該空間內，并且在噴射結束后10.0±0.1秒后釋放飛蠅。在1、2、3、4、5、6、8、12、16和20分鐘時從試驗腔室外面通過觀察窗用肉眼估算擊落量。操作者在試驗期間不進入腔室。對于每一變量都進行至少5次重復實驗。實驗的順序是隨機的。
在每次實驗之后都將飛蟲小心地收集到收集腔中。被擊落的飛蟲用軟刷輕輕掃除，而所有仍在飛的飛蟲用捕蝶網(wǎng)抓住。將飛蠅置于25.0±2.0°中24小時，并供給食物和水。在這段時間之后記錄死亡率。
在每次實驗之后，以每分鐘大約10立方米的速率通過天花板通風口泵入空氣至少15分鐘，以將試驗腔室清空。為了檢查試驗腔室中的污染物，在每天最后一次實驗后進行控制檢測。這是在不向腔室中噴射任何噴霧殺蟲劑的情況下重復上述過程的。如果在實驗結束后有超過10％的飛蟲被擊落，那么該空間被認為是污染了的，在這種情況下，這一天所有的結果都應被放棄。該腔室應清洗并由于污染的原因而要重新做實驗。如果特定量的配方成分超量了，則任一次實驗的結果也應被放棄。
圖13表示了結果，這些結果來自于5次重復實驗的平均值。這些結果表明，當殺蟲劑液滴的電荷/質量比是-1.06×10-4C/kg時，與-2.52×10-5C/kg時相比較，家蠅的擊落量提高了。通過概率分析得出，具有-2.52×10-5C/kg的電荷/質量比的殺蟲劑的KDT50需701秒，而具有1.06×10-4C/kg的電荷/質量比的殺蟲劑的KDT50需465秒。平均KDT50的參數(shù)分析表現(xiàn)出高電荷殺蟲劑的快速擊落飛蟲的效果非常明顯并很令人滿意。
權利要求
1.一種殺死飛蟲的方法，該方法包括向具有飛蟲的空氣中噴射殺蟲劑組合物液滴，在噴射過程中通過雙層充電以及電荷分離而向所述液滴施加單一極性的電荷，單一極性的電荷處于使所述液滴具有至少為+/-1×10-4C/kg的電荷/質量比的水平。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，殺蟲劑組合物從一個噴霧裝置中被噴出，所述噴霧裝置能夠在壓力作用下被機械操縱。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，噴霧裝置是家用噴霧裝置。
4.如前述任一權利要求所述的方法，其特征在于，殺蟲劑組合物是一種液體或一種漿體。
5.如前述任一權利要求所述的方法，其特征在于，殺蟲劑組合物是一種乳狀液。
6.如前述任一權利要求所述的方法，其特征在于，液滴具有從5到100um范圍內的平均直徑。
7.一種噴射裝置，它能夠通過雙層充電和電荷分離而向要噴出的組合物液滴施加單一極性的電荷，使電荷/質量比達到至少+/-1×10-4C/kg，該噴射裝置包括i)一個用于容納液體組合物的容器；ii)一個噴頭，液體能夠通過該噴頭以液滴噴霧的形式排出；以及iii)一個導管系統(tǒng)，用于將組合物從容器供給到噴頭，其中a)噴頭具有一個孔腔，液體能夠通過該孔腔從該裝置排出，該孔腔出口的L/a比率至少為10，其中L是以mm為單位的確定該孔腔出口的周長，a是以mm2為單位的孔腔出口的橫截面積；以及b)該裝置構造成使得液滴在至少每秒0.5克的流動速率以及具有至少+/-1×10-4C/kg的電荷/質量比的狀態(tài)下從噴頭排出。
8.如權利要求7所述的噴射裝置，其特征在于，噴頭是致動器中的一個插入件。
9.如權利要求7或8所述的噴射裝置，其特征在于，L/a比率至少是12。
10.如權利要求7至9中任一項所述的噴射裝置，其特征在于，孔腔出口具有曲線形周邊。
11.如權利要求7至10中任一項所述的噴射裝置，其特征在于，噴頭構造成使得孔腔出口包括多個弓形孔。
12.如權利要求7至10中任一項所述的噴射裝置，其特征在于，孔腔出口還包括一個或多個中央孔。
13.如權利要求7至10中任一項所述的噴射裝置，其特征在于，噴頭構造成使得孔腔出口包括多個扇形部分。
14.如權利要求7至10中任一項所述的噴射裝置，其特征在于，噴頭構造成使得孔腔出口由一個柵欄或柵格構成。
15.如權利要求7至10中任一項所述的噴射裝置，其特征在于，噴頭構造成使得孔腔出口為大致十字形孔的形式。
16.如權利要求7至10中任一項所述的噴射裝置，其特征在于，噴頭構造成使得孔腔出口包括多個同心環(huán)形式的孔。
17.如權利要求7至10中任一項所述的噴射裝置，其特征在于，噴頭構造成使得該孔腔出口在該孔腔內包括一個舌狀凸起，該凸起能夠振動。
18.一種噴射裝置，它能夠通過雙層充電和電荷分離而向要噴出的組合物液滴施加單一極性的電荷，使電荷/質量比達到至少+/-1×10-4C/kg，該噴射裝置包括i)一個用于容納液體組合物的容器；ii)一個噴頭，液體能夠通過該噴頭以液滴噴霧的形式排出；以及iii)一個導管系統(tǒng)，用于將組合物從容器供給到噴頭，其中a)噴頭具有一個孔腔，液體能夠通過該孔腔從裝置排出，該孔腔具有一個出口，出口具有曲線周邊，其L/a比率至少為8，最好至少為10，其中L是以mm為單位的確定孔腔出口的周長，a是以mm2為單位的孔腔出口的橫截面積；以及b)該裝置構造成使得液滴在至少每秒0.4克、最好是至少每秒0.5克的流動速率以及具有至少+/-1×10-4C/kg的電荷/質量比的狀態(tài)下從噴頭排出。
19.如權利要求7至18中任一項所述的噴射裝置，它是一個包括閥組件的噴霧裝置，所述閥組件包括i)一個閥桿，它安裝成相對于一個尾部元件能直線移動，和ii)一個致動器，用于在封閉的第一位置和打開的第二位置之間移動閥桿，在第二位置上閥桿與尾部元件連通，噴頭位于致動器中并與閥桿連通，導管系統(tǒng)包括閥桿、尾部元件和汲水管，汲水管將尾部元件與容器相連，液體通過該容器的導管系統(tǒng)在容器內的壓力氣體作用下從容器被驅動到噴嘴。
20.如權利要求19所述的噴霧器，其特征在于，噴頭包括一個構成導管系統(tǒng)一部分的渦旋腔。
21.如權利要求19或20所述的噴霧器，其特征在于，在閥桿上提供有開口以用于與尾部元件連通，所述開口制成為兩個小孔的形式，每個小孔的直徑均在0.51mm到0.61mm之間。
22.如權利要求19至21中任一項所述的噴霧器，其特征在于，尾部元件包括一個開口，以使容器內的氣體直接作用到尾部元件中的液體上，所述開口的直徑至少為0.76mm。
23.如權利要求19至22中任一項所述的噴霧器，其特征在于，汲水管與尾部元件內的開口相連，所述開口的直徑為0.64mm或更小。
24.如權利要求19所述的噴霧器，還包括一個機械破碎裝置，該裝置位于致動器中，它能打碎液體組合物，使液滴具有附加電荷。
25.如權利要求24所述的噴霧器，其特征在于，機械破碎裝置包括一個盤，該盤具有大致沿徑向延伸的槽，這些槽與致動器的表面一起作用以驅使液體組合物流動通過槽。
26.如權利要求8至25中任一項所述的噴霧器，其特征在于，插入件由聚合物材料制成，例如由乙縮醛、聚酯、聚氯乙烯、尼龍或聚丙烯制成。
全文摘要
一種殺死飛蟲的方法,該方法包括:向具有飛蟲的空氣中噴射殺蟲劑組合物液滴,在噴射過程中通過雙層充電以及電荷分離而向所述液滴施加單一極性的電荷,單一極性的電荷處于使所述液滴具有至少+/－1×10
文檔編號B05B5/047GK1261824SQ98806888
公開日2000年8月2日 申請日期1998年6月29日 優(yōu)先權日1997年7月4日
發(fā)明者R·T·?？怂? N·M·哈里森, J·F·胡赫斯, L·F·懷特莫雷 申請人:南安普敦大學, 雷基特及科爾曼產(chǎn)品有限公司