BRPI0715841A2 - aparelho de distribuiÇço de substÂncia volÁtil - Google Patents

Abstract

Patente de Invenção:"APARELHO DE DISTRIBUIÇçO DE SUBSTÂNCIA VOLÁTIL". A presente invenção refere-se a um método para proporcionar para uma atmosfera tanto um suprimento contínuo de líquido volátil como a possibilidade de um tempo para suprimento acentuado, compreendendo proporcionar o líquido (3) em um reservatório (1), com uma abertura, abertura esta que é coberta por uma membrana (4)com uma espessura de 0,05 até 0,4 mm, de modo a definir dentro do reservatório um espaço interno de evaporação(6), o suprimento contínuo sendo proporcionado pelo líquido evaporando dentro do espaço interno de evaporação e passando através da membrana, e o suprimento acentuado sendo proporcionado pela evaporação a partir do líquido absorvido na membrana que foi levada para contato com o líquido e então separadado mesmo. O método é facilmente realizado com um dispositivo simples e barato. Uma escolha adequada da membrana também fornece uma indicação de fim de vida pela alteração de cor,à medida que o líquido absorvido na mesma é disseminado.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHO DE DISTRIBUIÇÃO DE SUBSTÂNCIA VOLÁTIL".

A presente invenção refere-se a um aparelho para distribuir substâncias voláteis, e mais particularmente, com um dispositivo de distribu- ição baseado em membrana para a distribuição de substâncias voláteis a partir de um líquido para o meio ambiente por evaporação.

Os dispositivos de distribuição baseados em membrana para a distribuição de líquidos voláteis para o meio ambiente, tal como fragrâncias, bactericidas, fungicidas e desinfetantes, são bem conhecidos na técnica. Um tipo muito comum de tal dispositivo de distribuição consiste essencialmente em um reservatório contendo o líquido volátil e uma membrana cobrindo o reservatório, e entrando em contato com o líquido volátil. Tais dispositivos de distribuição empregam o fenômeno de difusão para proporcionar a força mo- triz de distribuição. A fase líquida evapora através da membrana para o meio ambiente. Tal dispositivo adicionalmente pode compreender dispositivos au- xiliares de distribuição, tais como elementos de aquecimento e / ou ventoi- nhas.

Ao mesmo tempo em que tais dispositivos indubitavelmente têm sucesso e têm obtido sucesso comercial, eles possuem certas deficiências práticas. Uma é um fenômeno chamado de "habituação", ou seja, com a e- missão contínua, as pessoas ficam habituadas com o odor e param de per- cebê-lo. Portanto, a maior parte da fragrância é desperdiçada até uma certa extensão. Isto pode ser superado, mas o dispositivo para fazer isto geral- mente tem sido tanto relativamente complexo como relativamente caro. Por exemplo, é possível proporcionar dispositivos programáveis com orifícios abrindo-se automaticamente e similares. Tal custo e complexidade freqüen- temente não são justificados.

No Pedido de Patente Internacional PCT / CH 2006/000287, é descrito um dispositivo simples que supera várias destas desvantagens. Es- te dispositivo utiliza uma membrana relativamente espessa (de uma espes- sura de 0,1 até 5 mm, de preferência de 0,5 até 5 mm), a qual é umedecida com o líquido volátil e o qual então evapora para a atmosfera quando o líqui- do e a membrana são separados. Apesar disto funcionar bem, isto sofre do problema de que, quando o líquido na membrana tiver evaporado totalmen- te, substancialmente não existe emissão adicional de líquido, devido à mem- brana espessa não prontamente permite a emissão de líquido evaporado dentro do reservatório, necessitando o recarregamento da membrana.

Foi visto que é possível superar este problema e obter tanto a emissão contínua de líquido como a emissão aumentada, quando requerido. A invenção portanto proporciona um método para proporcionar para a at- mosfera tanto um suprimento contínuo de líquido volátil como a possibilidade de um tempo para um suprimento acentuado, compreendendo proporcionar uma abertura para o líquido em um reservatório, abertura esta sendo coberta por uma membrana de uma espessura de 0,05 até 0,4 mm, de modo a defi- nir dentro do reservatório, um espaço interno de evaporação, o suprimento contínuo sendo proporcionado pelo líquido evaporando dentro do espaço interno de evaporação e passando através da membrana, e o suprimento acentuado sendo proporcionado pela evaporação a partir do líquido absorvi- do na membrana, a qual foi levada para o contato com o líquido e então se- parada do mesmo.

A invenção adicionalmente proporciona um aparelho adaptado para proporcionar para a atmosfera tanto um suprimento contínuo de líquido volátil como a possibilidade de um tempo de um suprimento acentuado, o aparelho compreendendo um reservatório com uma abertura, abertura esta que é coberta por uma membrana com uma espessura de 0,05 até 0,4 mm, de modo a definir dentro do reservatório um espaço interno de evaporação, a membrana sendo capaz de absorver líquido durante o contato físico com o mesmo e de emitir o líquido para a atmosfera.

Posto que o reservatório possua a abertura única desejada, ele pode ter qualquer formato adequado e pode ser fabricado a partir de qual- quer material adequado. Naturalmente, ele deve ser resistente ao líquido volátil contido no mesmo, isto é, não ser quimicamente degradado, amacia- do ou dilatado pelo mesmo. Vidro, cerâmicas, metais e plásticos seleciona- dos podem ser utilizados, qualquer seleção estando dentro do conhecimento da técnica. Ele é projetado de forma adequada, de modo a definir um espaço interno de evaporação. Em uma típica disposição simples, o reservatório irá possuir a forma de um recipiente com boca aberta, a boca sendo fechada pela membrana e a quantidade de líquido sendo tal que um espaço adequa- do seja definido. Os versados na técnica estarão prontamente aptos a plane- jarem várias variantes do reservatório, tanto práticas como decorativas.

O aparelho é configurado de modo que a membrana fechando a abertura, de um modo de suprimento contínuo, não possua contato direto com o líquido no reservatório, mas, quando o modo de suprimento acentua- do é desejado, ela pode ser levada para contato com o mesmo. Os versados na técnica prontamente podem configurar o aparelho para ficar de acordo com estes requerimentos. Em uma variante simples, a abertura está locali- zada próxima ou na parte de cima do reservatório, quando o dispositivo está situado em uma superfície horizontal, e a membrana pode ser levada ao contato com o líquido por simplesmente inverter. Naturalmente, a abertura também pode ser em um lado do recipiente. Levar a membrana e o líquido para contato também pode ser alcançado por qualquer dispositivo adequa- do, por exemplo, por de forma articulada montar o reservatório em uma ar- mação.

A membrana pode ser qualquer membrana que satisfaça os se-

guintes requerimentos:

- ela deve permitir que o líquido e o vapor passem direto a partir do espaço interno de evaporação para a atmosfera;

- ela deve ser de uma constituição tal que quando levada para contato com o líquido, ela possa absorver líquido suficiente para evaporação

para a atmosfera durante o tempo desejado.

A segunda destas condições, dita que a membrana deve ser de uma espessura razoável - membranas muito finas do tipo atualmente utili- zado na técnica irão permitir a passagem do líquido, mas elas não estarão aptas a reter líquido suficiente para evaporação durante um tempo significa- tivo. Entretanto, ela não pode ser muito espessa, ou o líquido volatilizado dentro do reservatório não irá passar. A espessura da membrana deve ser na faixa de 0,05 até 0,4 mm.

Isto também significa que a membrana deve ter uma certa per- meabilidade. Isto pode ser obtido pelo uso de uma membrana que seja ine- rentemente permeável, por exemplo, algumas substâncias poliméricas que podem ser fabricadas de tal maneira. Entretanto, de preferência, a permeabi- lidade é ocasionada pelo uso na membrana de enchimentos porosos. Estes serão descritos mais completamente abaixo neste documento.

Qualquer material que atenda aos requerimentos mencionados acima pode ser utilizado nesta invenção. Materiais adequados típicos são descritos em detalhes na Pa-

tente norte-americana 3.351.495. A poliolefina descrita neste documento é uma poliolefina com peso molecular exorbitante, em particular, polietileno com pelo molecular exorbitante. Ele possui um peso médio molecular de pe- so médio de pelo menos 300.000, de preferência, pelo menos 1.000.000, e em particular, cerca de 4 até 7 χ 106 O índice padrão de derretimento de carga da poliolefina é substancialmente 0, isto é, ele é menor do que 0,1, e mais particularmente, menor do que 0,01. A viscosidade reduzida da poliole- fina não é menor do que 4,0, e em outras concretizações mais do que 10, e em particular, mais do que 15. Apesar do polietileno ser o material mais utilizado, misturas de

poliolefina também podem ser utilizadas. Em particular, também são ade- quados polipropileno, polibuteno, poliestireno, copolímeros de etileno / propi- leno, copolímeros de etileno / hexileno, copolímeros de etileno / buteno, co- polímeros de propileno / buteno, copolímeros de etileno / propileno / buteno, e copolímeros de etileno ou de propileno com um ácido monocarboxílico eti- Ienicamente não-saturado, ou seja, ácido acrílico, ácido metacrílico ou mistu- ras do mesmo.

Um material de membrana particular é um material polimérico, em particular, um material polimérico preenchido microporoso. Em uma con- cretização particular, o material é poliolefina. Tais materiais estão comerci- almente disponíveis como separadores de bateria. Um típico material consis- te essencialmente em uma mistura homogênea de poliolefina de 8 até 100 vol. %, possuindo um peso molecular (média de peso) de pelo menos 300.000, o índice padrão de derretimento de carga substancialmente de 0, e uma viscosidade reduzida de não menos do que 4,0, enchimento de 1 até 92 vol. % e um plastificante com 1 até 40 vol. %.

As membranas mencionadas acima neste documento possuem

uma vantagem adicional substancial quando utilizadas em conexão com, por exemplo, fragrâncias, em purificadores de ar. Várias membranas conhecidas são fabricadas de materiais hidrofóbicos, tal como poliolefinas tal como po- lietileno, polipropileno e misturas dos mesmos. Tais membranas não permi- tem uma boa difusão da maior parte dos ingredientes polares de uma fra- grância. Por exemplo, moléculas suportando funções de álcool são retidas dentro do recipiente, e não passam de forma apropriada através da mem- brana. Isto obviamente é uma restrição principal para os perfumistas, à me- dida que álcool, tal como linaool, álcool feniletílico, di-hidromircenol, e sol- ventes polares, são amplamente utilizados em tais aplicações.

Membranas microporosas preenchidas não exibem este fenô- meno de seletividade, e estas são as membranas preferidas.

Enchimentos e plastificantes adequados são conhecidos na téc- nica. Neste contexto, é novamente feita a referência à Patente norte- americana 3.351.495. Um enchimento particular é de sílica finamente dividi- da (ácido silícico). O tamanho médio da partícula (diâmetro) do enchimento está na faixa de 0,01 até cerca de 20 .mu.m, a área de superfície do enchi- mento estando na faixa de 30 até 950 m2 / g, e particularmente pelo menos 100 m2 / g. Outros enchimentos que podem ser utilizados incluem vários en- chimentos minerais, tal como argilas, zeólitas e carbonatos, e carvão vege- tal.

Uma membrana de sílica finamente dividida / de poliolefina de alta densidade é particularmente preferida.

O material a ser utilizado de acordo com a invenção pode com- preender um plastificante, particularmente um óleo insolúvel na água, em particular, óleo de processo.

Faixas de quantidade particularmente desejáveis para a mistura homogênea são 15 até 60, de preferência 30 até 45, de poliolefina vol. %, e até 80, particularmente, 50 até 65, de enchimento vol. %, e 1 até 10 de plastificante vol. %.

Em adição aos constituintes mencionados, o material a ser utili- zado, de acordo com a invenção, pode compreender aditivos reconhecidos na técnica, tal como antioxidantes (normalmente 0,1 até 1%), lubrificantes (normalmente 0,1 até 1%), anti-estáticos, pigmentos, corantes, negro-de- fumo condutivo, estabilizadores, estabilizadores leves e similares.

Em uma concretização adicional da invenção, o aparelho de a- cordo com a invenção compreende um indicador de fim de vida. Tal concre- tização é muito útil, à medida que ela pode informar quando o dispositivo precisa de substituição, ou quando uma carga de líquido na membrana está esgotada. Nesta invenção, isto é obtido por uma alteração na cor da mem- brana, ou seja, uma membrana carregada com líquido tem uma cor diferente de uma membrana seca. Isto pode ser obtido por qualquer dispositivo con- veniente. Por exemplo, isto pode ser obtido pela incorporação na membrana de um material que interage com o líquido para produzir uma alteração de cor. O material interagindo naturalmente deve ser escolhido de modo que a alteração de cor seja reversível. Em uma concretização da invenção, a habilidade de alterar a

cor, dependendo da presença ou da ausência de líquido, é uma propriedade inerente da membrana, de modo que ela não precisa ser modificada para alcançar isto. Esta é uma propriedade das membranas de sílica do tipo se- parador de bateria / poliolefinas, descritas acima neste documento, e outra razão para a sua utilidade particular no funcionamento desta invenção. As- sim, a invenção adicionalmente proporciona um aparelho, tal como descrito acima neste documento, no qual a necessidade de reabastecimento da membrana é indicada por uma alteração na cor da membrana.

Em operação, o aparelho irá permanecer com a membrana fora de contato com o líquido. Isto irá garantir um suprimento constante de líquido para a atmosfera. Quando é requerida uma emissão acentuada, o líquido é levado para contato com a membrana durante um tempo suficiente para car- regar a mesma com o líquido, e então os dois são separados. Isto pode ser feito, por exemplo, por simplesmente inverter o aparelho e então virá-lo de volta. Por exemplo, a membrana pode estar localizada próxima de uma parte plana do aparelho, de modo que o aparelho pode permanecer de cabeça para baixo. Alternativamente, o aparelho pode ser montado em um berço ou em pivôs.

A invenção é adicionalmente descrita com referência aos dese- nhos acompanhantes, os quais representam uma concretização preferida. Esta representa um purificador de ar contendo uma fragrância. A Figura 1 é uma seção transversal vertical esquemática através

de uma concretização preferida.

A Figura 2 é um gráfico, apresentando as características de libe- ração de líquido da concretização durante um período de tempo.

O aparelho, geralmente indicado como 1, consiste em um reser- vatório 2 que possui o formato de um recipiente com uma abertura 3 em uma extremidade. O reservatório contém um líquido volátil 4, neste caso, uma fragrância. A extremidade aberta do reservatório é fechada com uma mem- brana 5. A membrana é uma membrana de polietileno / sílica, com espessu- ra de 0,05 até 0,4 mm (a membrana real utilizada é a Membrane DS2 drying sweat system ex Daramic, lnc). A membrana 5 possui uma parte de cima plana, o que permite que o aparelho seja invertido e fique situado de forma estável em uma superfície horizontal. Entre a membrana 5 e o líquido 4, está um espaço interno de evaporação 6.

Para a emissão contínua de líquido, o aparelho se situa como apresentado na Figura 1, com a membrana fora de contato com a fragrância. A fragrância evapora para o espaço interno de evaporação 6, permeia atra- vés da membrana 5 e assim para a atmosfera.

Quando a presença de uma fragrância acentuada é desejada na atmosfera, o aparelho é invertido por um tempo suficiente para absorver Ii- quido suficiente, tipicamente durante somente 1 segundo. A membrana alte- ra a cor de branco opaca para a cor do líquido e ela se torna ligeiramente translúcida. O aparelho é então colocado em pé e o líquido volátil começa a emanar a partir da membrana. O fim de vida da carga particular pode ser observado pela observação da cor da membrana. Quando ela retorna para a sua cor original, ela pode ser novamente invertida para recarga.

A Figura 2 graficamente apresenta os resultados de medições feitas através de um período e tempo de apenas uma semana. As figuras de concentração representadas na ordenada são avaliações da concentração da fragrância, feitos em intervalos por um painel experimentado, como utili- zado na indústria de fragrâncias. As concentrações são 5 = muito forte, 4 = forte, 3 = médio, 2 = fraco, 1 = muito fraco, 0 = sem odor. Nas marcas de um dia e de quatro dias, o dispositivo é invertido para carregar a membrana, e a quantidade de fragrância aumenta de forma apreciável. Através de um perí- odo de cerca de um dia, ela diminui de volta para o nível médio.

Os versado na técnica ira perceber várias variações possíveis desta invenção, as quais se situam dentro do escopo da invenção.

Claims (9)

1. Método para proporcionar para a atmosfera tanto um supri- mento contínuo de líquido volátil como a possibilidade de um tempo de um suprimento acentuado, compreendendo proporcionar o líquido em um reser- vatório com uma abertura, abertura esta sendo coberta por uma membrana com uma espessura de 0,05 até 0,4 mm, de modo a definir dentro do reser- vatório um espaço interno de evaporação, o suprimento contínuo sendo pro- porcionado pelo líquido evaporando dentro do espaço interno de evaporação e passando através da membrana, e o suprimento acentuado sendo propor- cionado pela evaporação a partir do líquido absorvido na membrana que foi levada para contato com o líquido e então separada do mesmo.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, no qual o material da membrana é selecionado do grupo consistindo em polietileno, polipropile- no, polibuteno, poliestireno, copolímeros de etileno / propileno, copolímeros de etileno / hexileno, copolímeros de etileno / buteno, copolímeros de propi- leno / buteno, copolímeros de etileno / propileno / buteno, e copolímeros de etileno ou de propileno com um ácido monocarboxílico etilenicamente não- saturado; material este que de preferência é preenchido.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, no qual o material da membrana consiste essencialmente em uma mistura homogênea poliole- fina de 8 até 100 vol. %, possuindo um peso molecular (média de peso) de pelo menos 300.000, o índice padrão de derretimento de carga de menos do que 0,1, e uma viscosidade reduzida de não menos do que 4,0, enchimento de 1 até 92 vol. % e um plastificante com 1 até 40 vol. %.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, no qual a poliolefina é uma poliolefina com peso molecular exorbitante, de preferência um polieti- leno com peso molecular exorbitante.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, no qual a poliolefina possui um peso molecular de pelo menos 1.000.000, de preferência de 4 até 7 χ 106.

6. Método, de acordo com a reivindicação 4, no qual o índice padrão de derretimento de carga é menos do que 0,01, e de preferência é efetivamente 0.

7. Método, de acordo com a reivindicação 4, no qual a viscosi- dade reduzida da poliolefina é mais do que 10, de preferência mais do que 15.

8. Método, de acordo com a reivindicação 2, no qual o enchi- mento é poroso.

9. Aparelho adaptado para proporcionar para a atmosfera tanto um suprimento contínuo de líquido volátil como a possibilidade de um tempo de um suprimento acentuado, o aparelho compreendendo um reservatório com uma abertura, abertura esta que é coberta por uma membrana com uma espessura de 0,05 até 0,4 mm, de modo a definir dentro do reservatório um espaço interno de evaporação, a membrana sendo capaz de absorver líquido em contato físico com o mesmo e de emitir o mesmo para a atmosfe- ra.