Композиційний матеріал для захисту від побутових комах та спосіб його виготовлення

1. Композиційний матеріал для захисту від побутових комах, який містить носій (А) та летку речовину (В), причому як носій (А) використана кухонна сіль в таблетках, який відрізняється тим, що розмір початкових гранул носія (А) до пресування складає 0,01÷4,5 мм, а співвідношення початкової насипної маси 1 суміші носія (А) до пре2 сування та щільності таблеток після пресування к = 1 / 2 знаходиться в межах від 0,2 до 0,98. 2. Композиційний матеріал за п. 1, який відрізняється тим, що носій (А) додатково містить щонайменше одну речовину із ряду силікатів: цемент, C2 2 (19) 1 3 патенту Японії №61233603 від 17.10.1986, згідно якого виріб для захисту від побутових комах виготовляється шляхом пресування суміші, що містить в якості основного компоненту - сублімуючий твердий інсектицидний порошок, а в якості носія - силікат кальцію; патенту Японії №9067219 від 11.03.1997, в якому в якості контролюючого агенту використовують основний олійний компонент, який одержано з насіння специфічних видів овочів; патенту Японії №10287505 від 27.10.1998. який передбачає змішування специфічного агрохімічного інгредієнту та наповнювача з подальшою дезінтеграцією та пресуванням в гранули чи таблетки. Відомий композиційний засіб тривалої фумігуючої дії активного компонента (патент України №20303, В32В29/00, A01N25/08, A01N25/10, А01 N65/00), в якому в якості носія використана кухонна сіль у таблетках, або речовина, яка містить кухонну сіль, де розмір початкових гранул кухонної солі складає 0,2-1,2мм, при щільності носія після таблетування 0,8 2,3г/см3. В цьому засобі діюча речовина частково розчиняється в носії, також носій має велику питому капілярну поверхню, внаслідок чого підвищується сорбційна здатність носія, а також значно зростає термін дії виробу. Однак композиційний матеріал згідно патенту України №20303 має певні недоліки, що полягають в основному в недостатній технологічності виробу, що проявляється в тому, що значна кількість пресованих таблеток вибраковується через наявність сколів на їх поверхні, а також в відносно високій ціні. Метою винаходу є поліпшення технологічності та підвищення технічних, технологічних та економічних показників виготовлення композиційного матеріалу - носія духмяних речовин, репелентів та інсектицидів. Задача створення технологічного та економічного в виготовленні композиційного матеріалу для захисту від побутових комах вирішувалась тим, що в якості носія використовують кухонну сіль в таблетках з розміром початкових гранул 0,01 4,5мм, чи ту ж кухонну сіль з домішками в'яжучого чи інертного матеріалу в кількості 0,01 15% вагових, де в якості таких використовують речовини з ряду неорганічних в'яжучих речовин - силікатів (цемент, гіпс, крейда та інші). В основу пропонованого винаходу встановлена задача удосконалення композиційного матеріалу для захисту від побутових комах, який складається із носія (А) та леткої речовини (В), причому в якості носія (А) використана кухонна сіль в таблетках, який відрізняється тим, що розмір початкових гранул носія (А) до пресування складає 0,014,5мм, а співвідношення початкової насипної маси підготовленої до пресування суміші носія (А) та щільності таблеток після пресування знаходиться в межах 0,2 0,98, крім того, за рахунок того, що в складі носія (А) може міститися речовина із ряду силікатів (цемент, гіпс, крейда та інші) в кількості від 0,01% до 95% від маси носія (А) а також за рахунок того, що в складі носія (А) може міститися 90443 4 речовина із ряду природних мінералів (цеоліт, шунгіт, кварцит та інші) в кількості від 0,01% до 95% від маси носія (А), значно покращуються умови пресування, що приводить до зростання виходу готового продукту. Також встановлена задача удосконалення способу виготовлення композиційного матеріалу для захисту від побутових комах, який складається із послідовних операцій пресування носія (А) в форму таблетки та насичення її леткою речовиною (В), який відрізняється тим, що пресування суміші відбувається послідовно в дві стадії: - на першій стадії здійснюється попереднє пресування із лінійною швидкістю V1=dΗ/dt=(0,01 5)мм/с. - на другій стадії здійснюється кінцеве пресування з лінійною швидкістю, яка визначається за формулою V2=dΗ/dt=(0,05 0,5)V1, де: Η - лінійний розмір (висота )таблетки, мм t - плинний час, с; причому співвідношення часу Т2, в продовж якого здійснюється друга стадія пресування до часу Т1 з в продовж якого здійснюється перша стадія пресування знаходиться в межах Т2/Т1=1 10. Винахідницький рівень пропонованого технічного рішення полягає в наступному. Таблетована кухонна сіль має велику питому поверхню внутрішніх капілярів. При насичені таблеток леткою речовиною В - репелентами, інсектицидами, ефірними оліями чи духмяними речовинами останні проникають по капілярам в внутрішній об'єм та частково розчиняють сіль (носій А), утворюючи при цьому насичений розчин діючої речовини в солі з концентрацією останньої в декілька десятків разів меншою, ніж в вихідній діючій речовині. Внаслідок низької концентрації діючої речовини швидкість випаровування її зменшується в декілька десятків разів, що приводить до значного зростання терміну дії виробу - терміну випаровування леткого компоненту (В). Широкий діапазон розмірів початкових гранул 0,01 4,5мм, особливо коли розмір початкових гранул прямує до нижнього кордону вказаного інтервалу, зменшує необхідність фракціювання кухонної солі перед пресуванням, що підвищує технологічність виробу, зменшує його собівартість та покращує економічні показники. Присутність в підготовленій до пресування солі в'яжучих речовин чи речовин з ряду природних мінералів, поліпшує умови одержання однорідної пресованої маси, що проявляється в підвищені якості виробів. Далі наведемо приклади конкретного виготовлення композиційного матеріалу для захисту від побутових комах. Спочатку наведено характеристику впливу гранулометричного складу, насипної маси вихідної суміші та щільності таблеток після пресування на 5 90443 якість виробів. Виготовлення засобу включає наступні етапи: - фракціювання кухонної солі. - пресування кухонної солі. - насичення таблеток кухонної солі леткою речовиною c) ефірною олією - ефірною олією лаванди, d) репелентом - дизтилтолуамідом f) інсектицидом - парадихлорбензолом Беремо кухарську сіль та дрібнили її на кульовому млині. Після цього фракціювали її на ситах. Одержували сіль з розміром гранул від 0,01мм до 4,5мм. Додатковій контроль за розміром часток солі здійснювався на приладі «MILIPORE», США. Визначали насипну масу 1 фракції з розміром часток до 0,01мм; насипну масу 1 фракції розміром часток 0,01-4,5мм, та 1 фракції розміром часток більше 4,5мм. Одержані таким чином суміші солі пресували на автоматичній таблетовочній машині в таблетки. Обчислювали масу таблеток m, та визначали щільність 2 одержаних таблеток по формулі: 2 m d2 H, 4 6 де: d - діаметр таблетки; Η - висота таблетки. Обчислювали співвідношення насипної маси 1 до щільності таблеток 2, к= 1/ 2. Одержані таблетки насичувала за принципом «сухих духів» леткою речовиною складу c, d, f (ефірні олії, репеленти, інсектициди). Приклад композиційного матеріалу для захисту від побутових комах з використанням в якості леткої речовини - ефірної олії лаванди. Початкова концентрація ефірних олій у всіх зразках дорівнювала 3,0% вагових. Виготовлені вироби - пресовані таблетки кухонної солі, насичені ефірною олією лаванди у відкритому вигляді розміщували в помешканні. Регулярно вимірювали концентрацію ефірної олії лаванди в них та визначали час, на протязі якого концентрація ефірної олії лаванди в таблетках знизиться до значення 0,5% вагових. Цей час приймали за термін дії виробу. Концентрацію ефірних масел в виробах визначали на газовому хроматографі моделі GC14В, виробництва фірми Шимадзу, Японія з використанням капілярної колонки HP-FFAP кат. №190991F-105. розміром 50м 0,2мм,товщина шару нерухомої фази 0,33мкм. Результати приведених вище досліджень представлені в таблицю 1. Таблиця 1 Розмір часток, мм Співвідношення к= 1/ 2 Термін дії, діб Контроль до 0,02 0,99 41 Як видно з результатів досліджень, найбільша ефективність композиційного матеріалу для захисту від побутових комах досягається в випадку використання солі кухонної з розміром початкових гранул 0,01-4,5мм, та при співвідношенні к= 1/ 2=0,2 0,98, так як в цьому випадку термін його дії максимальний. Приклад композиційного матеріалу для захисту від побутових комах з використанням в якості леткої речовини - репеленту діетілтолуаміду. Запропоноване рішення 0,02-4,5 0,2 0,98 62 Контроль Більше 4,5 0,019 35 Початкова концентрація діетілтолуаміду у всіх зразках дорівнювала 15,0% вагових. Виготовлені вироби - пресовані таблетки кухонної солі, насичені діетілтолуамідом у відкритому вигляді розміщували в помешканні. Регулярно вимірювали концентрацію діетілтолуаміду в них та визначали час, на протязі якого концентрація діетілтолуаміду в таблетках знизиться до значення 5% вагових. Цей час приймали за термін дії виробу. Результати приведених вище досліджень представлені в таблицю 2. Таблиця 2 Розмір часток, мм Співвідношення к= 1/ 2 Термін дії, діб Контроль до 0,02 0,99 18 Як видно з результатів досліджень, найбільша ефективність композиційного матеріалу для захисту від побутових комах досягається в випадку використання солі кухонної з розміром початкових гранул 0,01-4,5мм, та при співвідношенні к= 1/ 2=0,2 0,98, так як в цьому випадку термін його дії максимальний. Запропоноване рішення 0,02-4,5 0,2 0,98 30 Контроль Більше 4,5 0,019 17 Приклад композиційного матеріалу для захисту від побутових комах з використанням в якості леткої інсектициду - парадихлорбензолу. Виготовлені вироби - пресовані таблетки кухонної солі, насичували розчином парадихлорбензолу у етиловім спирті та у відкритому вигляді розміщували в помешканні. Початкова концентрація парадихлорбеизолу у всіх зразках дорівнювала 10% вагових. Регулярно вимірювали концентрацію парадихлорбензолу в них та визначали час, на 7 90443 протязі якого концентрація парадихлорбензолу в таблетках знизиться до значення 5% вагових. Цей час приймали за термін дії виробу. Результати 8 приведених вище досліджень представлені в таблиці 3. Таблиця 3 Показники Розмір часток, мм Співвідношення к= 1/ 2 Термін дії, діб Контроль до 0,02 0,99 36 Як видно з результатів досліджень, найбільша ефективність композиційного матеріалу для захисту від побутових комах досягається в випадку використання солі кухонної з розміром початкових гранул 0,01-4,5мм, та при співвідношенні к= 1/ 2=0,2 0,98, так як в цьому випадку термін його дії максимальний. В основу технічного рішення, також, встановлена задача, удосконалення способу виготовлення композиційного матеріалу для захисту від побутових комах, який складається із послідовних операцій змішування носія (А) та леткої речовини (В) у суміш та наступним пресуванням суміші в форму таблетки, у відповідності до якого, пресування суміші відбувається послідовно в дві стадії, де перша стадія - попереднє пресування зі швидкістю V1=(5 200)мм/с, а друга стадія - кінцеве пресування, яке здійснюють зі швидкістю V2, яка визначається за формулою V2=(0,05 0,5)V1, причому відношення часу зайнятого в другій стадії пресування Т2 до часу зайнятого в першій стадії пресування Т1 знаходиться в межах g=Τ2/Т1=1 10. Вирішення технічної задачі - пресування композиційного матеріалу (носія А) є відомою технічною задачею. Однак в пропонованому технічному рішенні пресування суміші в два етапи приводить до створення оптимальної внутрішньої капілярної поверхні в об'ємі таблетки при умові збереження міцності та товарного виду виробу. Запропоноване рішення 0,02-4,5 0,2 0,98 42 Контроль Більше 4,5 0,019 38 Винахідницький рівень пропонованого технічного рішення полягає у тому, що пресування відбувається в два послідовних етапи: перший зі швидкістю V1=(5 200)мм/с та другий, який здійснюється із швидкістю V2=(0,05 0,5)V1, причому співвідношення часу пресування на цих етапах знаходиться в межах g=Т2/Т1=1 10. Завдяки такому режиму пресування у об'єкті утворюється максимально розвинена внутрішня капілярна поверхня, в якій утримується максимально можлива кількість активного компонента (В) при цьому мінімізується кількість бракованих таблеток по таким показникам, як недопресовка та сколи. Нижче наведені приклади впливу режимів пресування на технічну характеристику виробу. Для дослідження використовували автоматичну таблетовочну машину марки МТ-3А. Пресування таблеток здійснювалося в двох стадійному непереривному режимі, що включає наступні фази: - попереднє пресування; - заключне пресування. Вплив різних режимів пресування на якість продукції - композиційного матеріалу для захисту від побутових комах оцінювали по такому параметру, як вихід готової продукції. Некондиційні таблетки вибраковували по таким параметрам: недопресовка, тріщини, сколи. Результати досліджень приведені в таблиці 4. Таблиця 4 Вплив різних режимів пресування на якість продукції Показники Швидкість пресування на 1 стадії, V1, мм/с Швидкість пресування на 2 стадії, V2 мм/с Співвідношення S=V2/V1 Вихід готової продукції, % Контроль 1,0 3,0 0,01 0,12 0,01 0,04 54 62 Пресування згідно пропонованого технічного рішення відбувається в дві стадії - з попереднім та заключним пресуванням. При цьому вихід готової кондиційної продукції складає 81-96%. Пресування у відомих технічних рішеннях відбувалося в одну стадію, без попереднього та заключного пресування. При цьому вихід готової продукції складав не більше 62%. Пропоноване рішення 5,0 20,0 100,0 200,0 0,25 3,0 35,0 106,0 0,05 0,15 0,35 0,5 85 96 92 81 Контроль 220,0 300,0 132,0 225,0 0,6 0,75 58 60 Таким чином, запропонований спосіб виготовлення композиційного матеріалу для захисту від побутових комах забезпечує зростання такого показника, як вихід готової продукції на 17-34%. Дослідження різних режимів пресування паякість виробів. Результати досліджень представлені в таблицю 5. 9 90443 10 Таблиця 5 Показники Час попереднього пресування Т1, с Час заключного пресування Т2, с Співвідношення g=T2/T1 Вихід готової продукції, % Контроль 0,1 0,125 0,06 0,1 0,6 0,8 54 61 Як випливає з результатів досліджень, максимальний вихід готової продукції досягається в випадку, коли композиційний матеріал для захисту від побутових комах виготовлявся згідно запропонованого технічного рішення. Дослідження впливу складу носія на ефективність засобу. Запропоноване рішення 0,2 0,33 1,0 1,8 0,2 1,1 6,0 18,0 1,0 3,3 6,0 10,0 92 98 94 96 Контроль 1,83 2,13 22,0 32,0 12,0 15,0 83 72 Досліджувався композиційний матеріал для захисту від побутових комах з домішками різних речовин - силікатів та природних матеріалів. Якість виробів оцінювалась по десятибальній шкалі, що є інтегральним показником таких параметрів виробу, як його термін дії, технологічність, економічність, споживчі властивості. Результати представлені в таблиці 6-11. Таблиця 6 Дослідження впливу домішок - силікатів в складу носія на ефективність засобу у випадку використання в якості леткої речовини ефірного масла лаванди Склад домішків Кількість домішків, % вагових Комплексний показник ефективності засобу, балл. Силікати Цемент Запропоноване рішення Крейда Запропоноване рішення Гіпс Запропоноване рішення До До До 0,1-10 10-60 60-95 >95 0,1-10 10-60 60-95 >95 0,1-10 10-60 60-95 >95 0,1 0,1 0,1 7,5 9,5 9,1 8,2 5,2 7,8 9,2 8,9 9,1 7,9 7,2 9,8 9,7 9,4 7,5 Таблиця 7 Дослідження впливу домішок - природних матеріалів в складі носія на ефективність засобу у випадку використання в якості леткої речовини ефірного масла лаванди Склад домішків Кількість домішків, % вагових Комплексний показник ефективності засобу, балл. Природні матеріали Шунгіт Запропоноване рішення Цеоліт Запропоноване рішення Кварцит Запропоноване рішення До До До 0,1-10 10-60 60-95 >95 0,1-10 10-60 60-95 >95 0,1-10 10-60 60-95 >95 0,1 0,1 0,1 6,7 9,3 9,5 8,9 5,3 7,8 9,8 9,8 9,8 7,1 6,8 9,7 9,7 9,5 7,4 Таблиця 8 Дослідження впливу домішок - силікатів в складу носія на ефективність засобу у випадку використання в якості леткої речовини - репелента діетилтолуаміда Склад домішків Кількість домішків, % вагових Комплексний показник ефективності засобу, балл. Силікати Цемент Запропоноване рішення Крейда Запропоноване рішення Гіпс Запропоноване рішення До До До 0,1-10 10-60 60-95 >95 0,1-10 10-60 60-95 >95 0,1-10 10-60 60-95 >95 0,1 0,1 0,1 6,5 9,2 8,9 8,2 4,8 7,9 9,1 8,8 9,0 7,8 6,5 9,4 9,5 9,2 7,1 11 90443 12 Таблиця 9 Дослідження впливу домішок - природних матеріалів в складі носія на ефективність засобу у випадку використання в якості леткої речовини - репелента діетилтолуаміду Склад домішків Кількість домішків, % вагових Комплексний показник ефективності засобу, балл. Природні матеріали Шунгіт Запропоноване рішення Цеоліт Запропоноване рішення Кварцит Запропоноване рішення До До До 0,1-10 10-60 60-95 >95 0,1-10 10-60 60-95 >95 0,1-10 10-60 60-95 >95 0,1 0,1 0,1 6,1 9,6 9,8 8,8 5,8 7,2 9,4 9,5 9,8 6,9 6,6 9,9 9,6 9,6 7,8 Таблиця 10 Дослідження впливу домішок - силікатів в складу носія на ефективність засобу у випадку використання в якості леткої речовини - інсектициду паради хлорбензолу Склад домішків Кількість домішків, % вагових Комплексний показник ефективності засобу, балл. Силікати Цемент Запропоноване рішення Крейда Запропоноване рішення Гіпс Запропоноване рішення До До До 0,1-10 10-60 60-95 >95 0,1-10 10-60 60-95 >95 0,1-10 10-60 60-95 >95 0,1 0,1 0,1 6,2 8,9 9,5 8,7 5,8 6,8 9,6 9,1 9,7 7,0 6,5 9,6 9,8 9,3 7,0 Таблиця 11 Дослідження впливу домішок - природних матеріалів в складі носія на ефективність засобу у випадку використання в якості леткої речовини - інсектициду парадихлорбензолу Склад домішків Кількість домішків, % вагових Комплексний показник ефективності засобу, балл. Природні матеріали Шунгіт Запропоноване рішення Цеоліт Запропоноване рішення Кварцит Запропоноване рішення До До До 0,1-10 10-60 60-95 >95 0,1-10 10-60 60-95 >95 0,1-10 10-60 60-95 >95 0,1 0,1 0,1 6,5 9,3 9,5 9,1 6,3 7,2 Як випливає з результатів досліджень, присутність в складі композиційного матеріалу для захисту від побутових комах домі шків - силікатів чи природних матеріалів поліпшує його якість та технологічність виготовлення. Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 9,3 9,5 8,9 7,8 6,2 9,6 9,2 9,4 7,8 Як видно із опису винаходу, він є промислово придатним та може бути реалізований при промисловому виготовленні у побуті та господарстві. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601