BRPI0905939B1

BRPI0905939B1 - processo para limpar um substrato e dispositivo para limpeza de tecido sujo

Info

Publication number: BRPI0905939B1
Application number: BRPI0905939A
Authority: BR
Inventors: Sah Amit; Shravan Kamkar Kirtan; Kumar Lalit; Saurabh Shresth Rudra; Sambamurthy Jayaraman Suresh
Original assignee: Unilever Nv
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2009-01-27
Publication date: 2019-08-27
Also published as: CL2009000391A1; JP5276123B2; BRPI0905939A2; JP2011519582A; EP2244623B1; CA2715680C; IL206858A0; US8016949B2; ZA201004728B; ES2554545T3; CN101945608B; MY157402A; AR070439A1; CN101945608A; EG26081A; EA017096B1; IL206858A; EA201001333A1; AU2009216876A1; MX2010008958A

Abstract

processo para limpar um substrato e dispositivo para limpeza de tecido sujo a invenção se refere a um processo e um dispositivo para limpeza de vários substratos. de acordo com uma realização, o processo para limpar um substrato compreende uma etapa de submeter o substrato a uma pulverização de ar-água, gerada usando um bocal (n) que compreende uma passagem de ar (pa) e uma passagem de água (pw), em que ar é maior do que 90% até 99,95% em volume da pulverização, a velocidade do ar é maior do que 80 m/s e em que o orifício de saída de ar (opa) e o orifício de saída para a água (opw) no bocal (n) são deslocados um a partir do outro com relação ao substrato; sendo que o orifício de saída para a água (opw) é posicionado em afastamento a partir da superfície do substrato (fs) com relação ao orifício de saída para o ar (opa), a distância deslocada entre o orifício de saída para o ar e o orifício de saída para a água está em uma faixa de 0,5 a 5 mm, e a pressão de ar na saída do bocal está na faixa de 15 a 45 psia.

Description

PROCESSO PARA LIMPAR UM SUBSTRATO E DISPOSITIVO PARA LIMPEZA DE TECIDO SUJO

Campo da Invenção [0001] A invenção se refere a um processo e um dispositivo para limpeza de vários substratos. A invenção foi desenvolvida principalmente para limpeza de tecidos e será descrita daqui adiante com referência a esta aplicação. Entretanto, será observado que a invenção não é limitada a este campo de uso particular.

Antecedentes da Invenção [0002] Qualquer discussão do estado da técnica através do relatório descritivo não deve de modo algum ser considerada como uma admissão de que o referido estado da técnica é amplamente conhecido ou que forma parte do conhecimento geral comum no campo.

[0003] Há muitos métodos que foram relatados para limpeza de superfícies de artigos. O método que é escolhido para limpar uma superfície particular depende da natureza da sujeira, da natureza do substrato e de sua superfície, e do grau de limpeza necessário. Os substratos podem ser dotados de superfícies porosas ou não porosas. Exemplos de substratos com superfícies não porosas incluem madeira, cerâmica, pedra, argila da china, vidro, metais, ligas, semicondutores na indústria de computação etc. Materiais dotados de superfícies porosas incluem materiais produzidos de fibras naturais, por exemplo, algodão, seda e materiais produzidos de fibras sintéticas, por exemplo, poliésteres, náilons, acrílicos e poliolefinas e combinações de fibras naturais e sintéticas. Fibras naturais e sintéticas são principalmente utilizadas em roupas pessoais, carpetes, e estofamentos. Todos os materiais acima se tornam sujos na à medida que os mesmos são usados e precisam de limpeza para torná-los apresentáveis e saudáveis para o usuário. Os métodos usados para limpar substratos com superfícies porosas têm em geral sido diferentes

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2/21 dos métodos usados para limpar superfícies não porosas.

[0004] Os substratos com superfícies não porosas têm geralmente sido limpos usando métodos mecânicos/físicos tais como esfregação, polimento, abrasão, ultrasonicação, ou uso de métodos químicos, tais como o uso de tensoativos, solventes, ácidos, alcalinos, alvejantes e enzimas. Superfícies porosas, por exemplo, aquelas dos tecidos, têm em geral sido limpas com uma combinação de métodos químicos e mecânicos, por exemplo, o tecido é agitado na presença de um tensoativo.

[0005] Sprays, que podem ser tanto líquidos de alta velocidade, por exemplo, água ou uma combinação de água quanto ar, têm em geral sido usados para limpar superfícies duras e não porosas, por exemplo, limpeza de automóveis, paredes de edifícios, recipientes de metal. Sprays têm também sido reportados para limpeza de semicondutores na indústria de computadores.

[0006] O documento US4787404 (IBM, 1988) descreveu um dispositivo atomizador de baixo coeficiente de fluxo de pressão que é dimensionado e operado de modo a acelerar um gás a velocidade substancialmente sônica e também faz com que um líquido de limpeza, também emitido em uma alta pressão, se dispersa em pequenas gotículas e acelera as referidas gotículas a pelo menos metade da velocidade do referido gás para criar tensão de cisalhamento na superfície adjacente à extremidade de saída do referido dispositivo, para, deste modo, remover os contaminantes ou semelhante a partir da referida superfície.

[0007] Os dispositivos acima referidos e os similares são direcionados para limpeza de semicondutores e são muito complexos em desenho para permitir limpeza de objetos cotidianos por um consumidor leigo. Ademais, os inventores determinaram que a limpeza não é tão eficaz e pode ser aprimorada ainda mais.

[0008] Vários sistemas de pulverização foram também reportados para limpeza de tecidos. O documento US4127913 (Monson, 1978) descreve um dispositivo de limpeza de tecido dotado de um recipiente para solução de limpeza, um

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3/21 tanque móvel para águas residuais e uma cabeça de limpeza fixada de modo removível ao tanque por uma mangueira de vácuo para limpeza do tecido. O referido dispositivo requer energia elétrica e uma fonte de água pressurizada. A água a partir do recipiente é direcionada através de uma mangueira para um bocal de descarga montado em uma cabeça de limpeza a qual seletivamente enxágua a sujeira e o fluido de limpeza a partir do tecido. A bomba de vácuo absorve a mistura resultante de fluido de limpeza, água e sujeira a partir do tecido e transporta a mesma através da cabeça de limpeza para o tanque. O referido sistema é direcionado para limpeza industrial onde o tecido após tratamento com a solução de limpeza requer equipamentos adicionais para remoção da água suja por meio de vácuo.

[0009] Um equipamento, dotado de limitações similares foi descrito no documento US5001806 (US Products, 1991). O aparelho de limpeza de tecido descrito inclui uma mangueira de vácuo e um bocal de pulverização de líquido provido em um suporte de cabeça universal, para aceitar qualquer uma de uma série de fixações de cabeça de limpeza com diferentes dimensionamentos e/ou formações, cada uma sendo adaptada para uma função particular de limpeza de tecido.

[0010] O documento US2003205631 (Procter and Gamble) descreve um método e equipamento para aplicar um produto líquido sobre um artigo doméstico ou planta com o objetivo de limpeza, umidificação, revestimento, polimento, tratamento de tecido, irrigação de plantas e semelhante, o método compreendendo descarregar o líquido através de um bocal de pulverização na forma de um pulverizador de gotículas direcionadas para cima ou para baixo, dotado de um tamanho médio de gotícula de pelo menos cerca de 40 mícrons e a uma distância proximal a partir de cerca de 0,1 a cerca de 1 m a partir do artigo ou planta doméstica, o líquido sendo descarregado através do bocal de pulverização a uma velocidade de saída na faixa a partir de cerca de 3 a cerca de 80 m/s e em um potencial aplicado na faixa a partir de cerca de 0,2 a cerca de 50 kV, com o que a pulverização indevida é menos do que cerca de 40%. O

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4/21 equipamento preferivelmente compreende um bocal dotado de uma cabeça de pulverização de múltiplos jatos, meios para ajustar a orientação do bocal e meios de aterramento para dissipação de carga. A invenção é para uso doméstico, a mesma é direcionada para garantir cobertura eficiente do substrato e não proporciona limpeza eficaz em si.

[0011] O documento US7021571 (Procter and Gamble, 2006) se refere a um dispositivo portátil para pulverização de um líquido em baixa pressão, o referido dispositivo compreendendo um braço de pulverização e caracterizado pelo fato de que o braço de pulverização compreende pelo menos um bocal de pulverização de sopro plano. Preferivelmente, o líquido é uma composição de limpeza para tratamento de carpetes e outras grandes coberturas de tecido, mais preferivelmente, a composição compreende tensoativos. Também preferivelmente, o dispositivo portátil é eletricamente acionado, e/ou o braço de pulverização é extensível e/ou destacável a partir da unidade principal do dispositivo. O referido dispositivo é direcionado para garantir a cobertura uniforme do substrato, por exemplo, carpetes com um fluido de limpeza, mas a completa limpeza pode ser garantida apenas com uma operação adicional à jusante, tal como a aspiração de pó. Não proporciona limpeza em uma única operação.

[0012] FR 1 108 989 descreve uma máquina de lavar, compreendendo um jato para a pulverização de ar, água e detergente em direção às roupas.

[0013] O documento US 2002/0189641 A1 descreve um aparelho de limpeza de substrato e método para fornecer uma solução de limpeza a partir de um bocal para a limpeza de substratos tais como substratos de vidro e lâmina condutora. O mesmo adicionalmente descreve um processo de limpeza usando um bocal de dois fluidos para formar uma nevoa ao misturar uma solução de limpeza com um gás pressurizado.

[0014] Assim, há uma necessidade no estado da técnica para proporcionar um dispositivo portátil e/ou preferivelmente de mão, conveniente, que pode limpar o tecido sujo em um tempo relativamente curto e ainda garantir que haja

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5/21 mínimo dano ao tecido.

[0015] É então um objetivo da invenção proporcionar um processo para limpeza de tecido sujo com um dispositivo portátil em tempo mais rápido em comparação a alguns dos processos reportados no estado da técnica.

[0016] É um outro objetivo da invenção proporcionar um processo para limpeza de tecido sujo que não necessariamente necessite de uma etapa de limpeza adicional tal como agitação em água, aspiração de pó ou escovação. [0017] É ainda um outro objetivo da invenção proporcionar um processo para limpeza de tecido sujo que utiliza quantidade de água relativamente baixa para a operação de limpeza, em comparação a alguns do estado da técnica.

[0018] É ainda um outro objetivo da invenção proporcionar um dispositivo para limpeza de tecido sujo que vá de encontro a um ou mais dos objetivos do processo acima em um dispositivo doméstico simples, conveniente, e/ou fácil de lidar.

Descrição da Invenção [0019] De acordo com o primeiro aspecto da invenção, é proporcionado um processo para limpar um substrato compreendendo uma etapa de submeter o substrato a uma pulverização de ar-água gerada usando um meio de pulverização que compreende uma passagem de ar e uma passagem de água, em que o ar é maior do que 90% e até 99,95% em volume da pulverização, a velocidade do ar é maior do que 80 m/s e em que a passagem de saída para ar e a passagem de saída para água no bocal estão deslocadas uma a partir da outra com relação ao substrato; caracterizado pelo fato de que

a. a passagem de saída para água é posicionada em afastamento da superfície com relação à passagem de saída para o ar;

b. a distância deslocada está em uma faixa de 0,5 a 5 mm; e

c. a pressão de ar na saída do meio de pulverização está em uma faixa de 15 - 45 psia.

[0020] É particularmente preferido que o ar e água não entrem em contato

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6/21 dentro do referido meio de pulverização.

[0021] O substrato preferido é um tecido.

[0022] De acordo com outro aspecto da invenção é proporcionado um dispositivo para limpeza de tecido sujo compreendendo um recipiente de alimentação de água e um compressor de ar em comunicação de fluido com um bocal de pulverização compreendendo uma passagem de ar e uma passagem de água, o referido dispositivo capaz de gerar uma pressão de ar na faixa de 15 a 45 psia e uma velocidade do ar maior do que 80 m/s na saída do referido bocal; e o ar é mais do que 90 e até 99,95% em volume da referida pulverização e em que a passagem de saída para ar e a passagem de saída para água no bocal estão deslocadas uma a partir da outra com relação à superfície; caracterizado pelo fato de que:

b. a distância deslocada está em uma faixa de 0,5 a 5 mm.

[0023] É preferido que o bocal de pulverização do dispositivo seja portátil.

[0024] É particularmente preferido que a água para o dispositivo seja alimentada por gravidade.

[0025] Um bocal de pulverização de mistura externa é especialmente preferido no dispositivo da invenção.

Descrição Detalhada da Invenção [0026] O processo de acordo com a invenção é direcionado para limpeza de um substrato, preferivelmente um substrato poroso tal como tecidos. Por tecidos se quer dizer um material tecido, tricotado ou não-tecido produzido de fibras sintéticas ou naturais ou suas misturas. Exemplos incluem roupas para uso humano externo ou interno, carpetes, estofamento, lençóis. O processo compreende a etapa de submeter a superfície do substrato a uma pulverização de ar-água gerada usando um meio de pulverização, por exemplo, um bocal de pulverização, em que ar é maior do que 90% e até 99,95% em volume da

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7/21 pulverização, a velocidade do ar é maior do que 80 m/s e em que a passagem de ar não coaxialmente circunda a passagem de água. Há muitas maneiras pelas quais isto pode ser realizado. Sem intenção de se ater a uma teoria, acredita-se que nas condições de pulverização isto é, em velocidades do ar maiores do que 80 m/s e onde o ar é maior do que 90% em volume da pulverização, é importante que o fluxo de ar não recubra o fluxo de água no ponto de saída de ar e água a partir de suas respectivas passagens. Bons resultados de limpeza são obtidos quando o fluxo de água recobre o fluxo de ar ou quando o fluxo de ar e fluxo de água impingem um ao outro na medida em que os mesmos saem de suas respectivas passagens no bocal de pulverização. Um modo de se realizar isto é o uso de um bocal de pulverização onde a passagem de água coaxialmente circunda a passagem de ar. É também possível que a passagem de água circunde a passagem de ar, com a passagem de ar sendo excentricamente posicionada com relação ao eixo da passagem de água. Alternativamente, um bocal de pulverização altamente adequado para permitir a invenção requer que a água e o ar não entrem em contato dentro do bocal. Pela frase 'o referido ar e a referida água não entrem em contato dentro do bocal' se quer dizer que o ar e a água entram em contato apenas fora do bocal. Assim há uma porta de saída separada para o ar e a água. Isto é em geral alcançado usando o que é comumente chamado um bocal de mistura externa. Nesta realização particular, é possível que, embora uma porta de saída separada seja proporcionada para o ar e a água, uma bainha externa pode ser proporcionada na zona onde a mistura do ar e da água ocorre para formar a pulverização.

[0027] Embora a invenção seja adequada para limpeza de qualquer substrato, é particularmente preferida para limpeza de substratos porosos, por exemplo, tecidos. Os presentes inventores observaram que a combinação única da característica mecânica de ter a passagem de ar não envolvendo coaxialmente a passagem de água, com as condições do processo, sendo que o ar é maior do que 90% e até 99,95% em volume da pulverização e a velocidade do ar é maior

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8/21 do que 80 m/s é especialmente adequada para limpeza de substratos porosos tais como tecidos, e que tal vantagem não é tão aparente quando substratos não porosos, tais como semicondutores, são limpos.

[0028] O coeficiente de fluxo volumétrico de ar através da presente especificação é nas condições de pressão e temperatura de 1 bar e 25°C.

[0029] Embora a invenção funcione na ausência de um tensoativo, é preferido que a água seja misturada com um tensoativo isto é, uma solução tensoativa é usada como o líquido de limpeza. O tensoativo pode ser de qualquer classe conhecida, por exemplo, a classe aniônica, não-iônica, catiônica, zwiteriônica ou anfotérica. Exemplos de tensoativos comumente conhecidos e usados são oferecidos nos livros de texto bem conhecidos Surface Active Agents, Volume I por Schwartz and Perry e Surface Active Agents and Detergents, Volume Il por Schwartz, Perry and Berch. Embora qualquer concentração de tensoativo possa ser usada, a concentração adequada está na faixa de 0,5 a 3 gramas por litro de água.

[0030] Quando o substrato a ser limpo é uma mancha química em um tecido, por exemplo, aquelas que ocorrem quando tecidos são manchados com comidas/bebidas tais como chá, café, sopa, ketchup etc., é preferido que a mancha seja pré-tratada com um agente alvejante antes de ser tratada com o processo da invenção.

[0031] Um importante critério para o processo da invenção é que o ar compreende mais do que 90% em volume, mais preferivelmente mais do que 98%, e otimamente na faixa de 99 a 99,95% em volume da pulverização. Foi observado que quando o volume percentual de ar é maior do que 99,95% da pulverização, a eficácia da limpeza reduz dramaticamente. Embora a eficácia da limpeza não reduza quando o volume percentual de ar é menor do que 90%, é observado que a quantidade de água que é usada é tão alta que as vantagens específicas do processo de usar baixa quantidade de água não são alcançadas, deste modo tornando o processo antieconômico. A velocidade do ar na saída da pulverização maior do que 80 m/s proporciona boa limpeza. Melhor limpeza é

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9/21 obtida quando a velocidade do ar é maior do que 130 m/s, uma limpeza ainda melhor é obtida com a velocidade do ar maior do que 250 m/s e limpeza ótima quando a velocidade do ar está na faixa de 250 a 330 m/s, que está próxima das velocidades sônicas. Foi observado que a limpeza é também bastante eficaz se velocidades supersônicas são usadas e bocais adequados para alcançar as referidas velocidades podem ser usados na invenção. Embora quaisquer coeficientes de fluxo de ar e água possam ser usados desde que o volume percentual de ar seja maior do que 90% da pulverização, o processo funciona bem quando o coeficiente de fluxo de ar está na faixa de 1 a 25 litros por minuto, mais preferivelmente na faixa de 5 a 10 litros por minuto. Pressões de ar adequadas e preferidas para capacitar o processo da invenção estão na faixa de 15 a 45 psia na porta de saída de ar do bocal.

[0032] Embora a invenção funcione bem quando a água é alimentada sob qualquer pressão, uma boa vantagem da invenção é que o processo funciona bem quando a água é alimentada por gravidade. O referido aspecto torna os dispositivos que são construídos com base no referido processo amigáveis ao usuário, sendo que as bombas, que são em geral de energia intensiva, não são necessárias. Bombas são também muito pesadas e uma vez que as mesmas não são necessárias na invenção, o processo da invenção pode levar a dispositivos simples, leves e portáteis. O coeficiente de fluxo de água é na faixa de 1 a 1000 mL por minuto, mais preferivelmente na faixa de 5 a 350 mL por minuto. Esta pequena quantidade de água necessária para alcançar a completa limpeza das sujeiras a partir do tecido é outra importante vantagem da invenção.

[0033] A invenção também proporciona um dispositivo para limpeza de tecido sujo. O dispositivo compreende (a) um recipiente de alimentação de água e (b) um compressor de ar. A água alimentada é alimentada por gravidade, e o ar, pressurizado pelo compressor de ar, são alimentados a um bocal de pulverização portátil. O bocal de pulverização desejado é aquele em que a passagem do ar não circunda coaxialmente a passagem de água. O ar tem que

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10/21 ter uma pressão na faixa de 15 a 45 psia, uma velocidade maior do que 80 m/s na saída do bocal e o ar é mais do que 90% em volume da pulverização. O bocal de pulverização é preferivelmente portátil. Outras possíveis configurações incluem um recipiente de água e o compressor de ar a ser contido em uma unidade que é portátil com um ou mais bocais de pulverização que podem ser adaptados a uma máquina de limpeza. Velocidades de ar maiores do que 250 m/s são preferidas. O recipiente preferivelmente compreende uma solução tensoativa. Compressores de potência muito baixa podem ser usados para alcançar as especificações acima, na faixa de 0,05 a 1 HP.

[0034] De acordo com um aspecto preferido da invenção, o ar alimentado para preparar a pulverização de ar-água é em um modo de pulso isto é, o fluxo de ar é controlado em um modo de liga-desliga com o tempo. Uso de uma válvula solenóide adequada na linha de ar pode ser usada para produzir o referido perfil de fluxo na linha de ar.

[0035] O dispositivo pode preferivelmente compreender um meio para dosagem controlada de tensoativo. Um sistema adequado de dosagem controlada é um sifão e o mesmo pode ser adaptado para ser incluído no dispositivo da invenção. As características vantajosas do processo da invenção proporcionam um dispositivo leve e fácil de usar, que é portátil, de uso manual e pode ser carregado por todo mundo. Dispositivos adequados da invenção foram fabricados pelos inventores em pesos a partir de 1 a 3 kg.

[0036] Quando o substrato a ser limpo é pré-tratado com um agente alvejante antes do mesmo ser tratado com o dispositivo da invenção, o referido agente alvejante pode ser dispensado a partir de um cartucho provido no dispositivo em si. A unidade de dispensação para o cartucho de alvejante pode ser acionada manualmente ou controlada por cronômetros automáticos, programados para acionar em um tempo predeterminado antes do substrato ser submetido a pulverização de ar-água.

[0037] É preferido que o orifício de saída para o ar e o orifício de saída para a

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11/21 água no bocal sejam deslocados um a partir do outro com relação ao substrato. As distâncias deslocadas adequadas estão na faixa de 0,5 a 5 mm. Uma opção mais preferida é se ter o orifício de saída para a água posicionado em afastamento a partir do substrato com relação ao orifício de saída para o ar. Uma operação altamente preferida do dispositivo é se ter o orifício de saída para o ar próximo de tocar a superfície do substrato enquanto o orifício de saída para a água é posicionado a partir de 0,5 a 5 mm em afastamento a partir da superfície. A seção transversal do orifício de saída para o ar é preferivelmente circular. A seção transversal do orifício de saída para a água é também preferivelmente circular. Quando a seção transversal do orifício de saída para a água é circular, o diâmetro está na faixa de 0,25 a 3 mm. Quando a seção transversal do orifício de saída para o ar é circular, o diâmetro está na faixa de 0,5 a 2 mm. Um aspecto adicional mais preferido do dispositivo da invenção proporciona que o orifício de saída do ar e a água não sejam normais à superfície do substrato, mas que sejam posicionados em um ângulo agudo de incidência com relação à superfície do substrato. Um aspecto ainda mais preferido proporciona que os dois ângulos de incidência sejam diferentes um do outro. O ângulo de incidência do orifício de saída de água é preferivelmente maior do que o ângulo de incidência do orifício de saída de ar com relação ao substrato. O ângulo de incidência do orifício de saída de água é na faixa de 1 a 60° enquanto o ângulo de incidência do orifício de saída de ar é na faixa de 1 a 45°.

[0038] A invenção será agora ilustrada com referência às realizações e exemplos não limitantes a seguir. As realizações e exemplos são apenas para ilustração e não limitam o âmbito da invenção de modo algum.

Breve Descrição dos Desenhos [0039] A figura 1 é um esquema de uma realização portátil do dispositivo da invenção.

[0040] A figura 2 é um esquema de uma vista explodida do bocal com relação à realização da figura 1.

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12/21 [0041] A figura 3 é um bocal com relação à invenção, sendo que a Figura 3(i) representa uma vista dianteira e a Figura 3(ii) representa uma vista traseira.

[0042] A figura 4 é outro bocal com relação à invenção, sendo que a Figura 4(i) representa uma vista dianteira e a Figura 4(ii) representa uma vista traseira.

[0043] As Figuras 5(i) e 5(ii) são vistas traseiras seccionadas de duas outras geometrias de bocal que podem ser usadas na invenção.

Descrição de Realizações da Invenção [0044] Com referência à figura 1, o dispositivo da invenção é realizado como um dispositivo portátil para limpeza de tecido. O dispositivo compreende um compressor de ar (AC) que pesa cerca de 2 kg e funciona com um motor de 75 W. O compressor é, portanto, leve e fácil de portar, tal como um ferro de passar doméstico para passar roupas. O compressor de ar (AC) funciona em energia elétrica, ou a partir de uma tomada elétrica na parede ou a partir de um conjunto de baterias. Um recipiente para a água (CW) é proporcionado para alimentar água ou solução tensoativa ao dispositivo sob gravidade. A água é alimentada ao bocal (N) através de um tubo (PW). Outro tubo (PA) alimenta o ar comprimido a partir do compressor de ar (AC) para o bocal (N). Pressões de ar da ordem de 15 a 45 psia podem ser geradas usando esta realização da invenção. O bocal (N) é um bocal de mistura externa como é evidente a partir da Figura 1. O ar sai a partir do orifício através do orifício de saída para o ar (OPA) e a água sai através do orifício de saída para a água (OPW).

[0045] Com referência à figura 2, o bocal (N) tem o orifício de saída para a água (OPW) posicionado em afastamento a partir do substrato com relação ao orifício de saída para o ar (OPA), deslocados por uma distância (OS). O ângulo de incidência do orifício de saída para a água com relação ao substrato (FS) é definido pelo ângulo α. O ângulo de incidência do orifício de saída para o ar com relação ao substrato (FS) é definido pelo ângulo φ. A linha pontilhada NOR representa uma linha imaginária que é normal com a superfície do substrato. Como é aparente, nesta realização do bocal o ângulo α é maior do que o ângulo φ.

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13/21 [0046] Quando em uso, água ou solução tensoativa é alimentada para o recipiente para a água (CW). A energia para o compressor de ar é ligada, deste modo gerando pressão de ar no compressor de ar. Ar comprimido é alimentado através do tubo (PA) enquanto água ou solução tensoativa é alimentada por gravidade através do tubo (PW). O ar e a água se misturam fora do bocal criando uma pulverização (SPR), que é usado para limpar um tecido sujo.

[0047] O bocal ilustrado na Figura (3) foi usado para conduzir os Exemplos 21 a 24.

[0048] O bocal ilustrado na Figura (4) foi usado para conduzir os Exemplos 25 e 26.

[0049] Figura 5(i), e Figura 5(ii) são as vistas traseiras seccionadas dos orifícios de saída de dois possíveis bocais para uso na invenção. Com referência à figura 5(i) os orifícios de saída para a água (OPW) são ilustrados pelos orifícios com seção transversal circular e o orifício de saída para o ar (OPA) é dotado de uma seção transversal retangular. Na Figura 5(ii), o orifício de saída para ambos os ar e água é dotado de uma seção transversal retangular.

Exemplos [0050] A invenção será agora demonstrada através de exemplos.

Exemplo 1a a 8a: Efeito do ar como volume percentual de pulverização [0051] Vários experimentos foram conduzidos usando o dispositivo da Figura 1 e 2 onde o coeficiente de fluxo de água foi mantido a 5 mL/minuto e o coeficiente de fluxo de ar foi mantido a 5 litros/minuto. A velocidade do ar em todos os experimentos de pulverização de limpeza foi mantida a 330 m/s. O ar foi gerado usando um compressor de 0,1 HP (1500 rpm, 0,6 A) disposto em uma unidade portátil como mostrado na Figura 1. A pressão de ar gerada pelo compressor foi de 2 bar. O bocal foi um bocal de mistura externa com o orifício de saída de água deslocada a partir do orifício de saída de ar por 2 mm. O orifício de saída de água foi posicionado mais em afastamento a partir do

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14/21 substrato em comparação o orifício de saída de ar. O ângulo de incidência do orifício de saída de água foi de 10° e o ângulo de incidência do orifício de saída de ar foi de 5°. O volume percentual de ar com relação ao volume da pulverização foi variado como mostrado na Tabela 1.

[0052] O tensoativo usado foi C12EO7 (álcool graxo etoxilado dotado de um comprimento de cadeia de carbono de 12 e dotado de 7 grupos óxido de etileno). O dispositivo foi usado para limpar monitores WFK20D dotados de uma refletância inicial de 43. O tempo de limpeza foi mantido em 30 segundos para os exemplos 1 a 7 que utilizaram um bocal de pulverização. No exemplo 8 o monitor de teste foi limpo em um tergo-to-meter convencional (a 60 rpm) e o tempo de limpeza foi de 30 minutos. Todos os monitores de teste foram enxaguados em água por 2 minutos e secos a ar durante a noite.

[0053] Os monitores de teste foram medidos para refletância usando um espectrofotômetro GRETAG MACBETH. A diferença em refletância entre tecidos limpos não limpos foi calculada e os valores ÁR são reportados na Tabela 1.

Tabela 1

Exemplo	Volume percentual de ar	AR
1	99,99	8,8
2	99,97	13,3
3	99,95	16,4
4	99,88	17,2
5	99,76	17,2
6	99,17	19,6
7	96,69	17,9
8	Limpeza por tergo-to-meter	12,1

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15/21 [0054] Um experimento em um volume percentual de ar de 89% foi tentado mantendo o resto das condições do processo as mesmas. Foi observado que foi muito difícil se fornecer a quantidade de água necessária para alcançar a proporção desejada de ar/água e isto torna a operação nestas condições impraticável. Ademais, a operação a um volume percentual de ar de 89% usa quantidades de água/tensoativo significantemente grandes para o qual não há benefício prático.

[0055] Os dados na Tabela 1 indicam que há boa limpeza quando o volume percentual de ar no bocal de pulverização é maior do que 90% com limpeza adicional aprimorada quando o volume percentual de ar está entre 99 e 99,95%. A referida limpeza é alcançada em um tempo tão curto quanto 30 segundos em comparação ao processo simulado de lavagem por máquina convencional (exemplo 8) que leva cerca de 30 minutos. Ademais a quantidade de água necessária foi de 5 a 10 mL em comparação ao processo convencional (exemplo 8) que requer cerca de 100 mL.

Exemplo 9 a 13: Efeito de velocidade do ar [0056] Vários experimentos foram conduzidos usando o bocal de pulverização como usado para os Experimentos 1 a 7. O coeficiente de fluxo de água foi mantido em cerca de 10 mL/minuto e o coeficiente de fluxo de ar foi mantido em 5 litros/minuto. A pressão de ar foi de cerca de 1,5 bar. A velocidade do ar foi variada como mostrado na Tabela 2.

[0057] A referida pulverização usada para limpar monitores WFK20D dotados de uma refletância inicial de 43.

[0058] O tempo de limpeza foi mantido em 30 segundos. Os monitores de teste foram enxaguados em água por 0,5 minutos e secos a ar durante a noite.

[0059] O ÁR foi medido como descrito para os exemplos 1 a 8 e os resultados são também resumidos na Tabela 2.

[0060] Os resultados de ÁR são a média de três leituras. Os resultados

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16/21 são comparados a um tergo-to-meter a 60 rpm, onde a limpeza foi realizada por 30 minutos na mesma concentração de tensoativo.

Tabela - 2

Exemplo	Velocidade do ar, m/s	AR
9	132	11,2
10	181	11,6
11	266	15,4
12	327	17,7
13	Tergo-to-meter	12,1

[0061] Os dados na Tabela - 2 indicam que boa limpeza é obtida em velocidades de ar maiores do que 125 m/s e a limpeza adicional aprimorada é obtida em velocidades de ar maiores do que 250 m/s.

Exemplos 14 a 21: Efeito de posicionamento dos bocais de saída de ar e água [0062] Experimentos foram conduzidos com várias configurações dos orifícios de saída de ar e água um com relação ao outro. As configurações são explicadas na Tabela 3. Os exemplos 14 a 20 foram realizados usando bocais de mistura externa, necessários com relação à invenção. O exemplo 21 foi realizado usando um bocal onde água foi atomizada por ar dentro do bocal que é uma configuração fora do âmbito da invenção. A limpeza em termos de ÁR obtida para tecidos WFK20D limpos usando o dispositivo da invenção é também mostrada na Tabela 3. As condições do processo foram:

Tensoativo usado: C12EO7; Concentração de Tensoativo: 3 gpl

Velocidade do ar: 330 m/s;

Volume percentual de ar com relação à pulverização: 99%

Coeficiente de fluxo de água: 7 mL/min; Pressão de ar: 1,5 bar

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17/21

Tabela 3

Exemplo	Orifício de saída de ar	Orifício de saída de água	Deslocamento, mm	AR
14	Mais próxima do substrato	Em afastamento a partir do substrato	1	15,1
15	Em afastamento a partir do	Mais próxima do substrato	1	14,0
16	Mais próxima do substrato	Em afastamento a partir do substrato	3	13,9
17	Em afastamento a partir do substrato	Mais próxima do substrato	3	13,1
18	Mais próxima do substrato	Em afastamento a partir do substrato	5	13,5
19	Em afastamento a partir do	Mais próxima do substrato	5	11,0
20	Junto com o bocal de saída	Junto com o bocal de saída de água		10,6

[0063] Os dados na Tabela 3 indicam que uma limpeza superior é obtida quando os orifícios de saída de ar e água são deslocados um a partir do outro (exemplos 14 a 20) em comparação quando os mesmos são posicionados juntos. Uma limpeza superior adicional é obtida quando o orifício de saída de ar é posicionado mais próximo do substrato em comparação ao orifício de saída de água.

Exemplos 21 a 24: eficiência de limpeza usando um bocal co-axial sob diferentes condições operacionais [0064] Experimentos foram realizados em limpeza de diversos tecidos WFK20D usando as configurações de bocal como mostradas na Figura 3(i) e 3(ii). As condições do processo são resumidas na Tabela 4. A limpeza em termos de ÁR como uma média sobre três tecidos é também mostrada na Tabela 4. As condições do processo foram:

Tensoativo usado: C12EO7

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Concentração de Tensoativo: 3 gpl

Velocidade do ar: 330 m/s

Volume percentual de ar com relação à pulverização: 99%

Coeficiente de fluxo de água: 7 mL/min.

Pressão de ar: 1.5 bar

Tempo de limpeza: 30 segundos

Tabela 4

Exemplo	Passagem de ar e água	Pressão de água, Psig	AR
21	a	Alimentada por gravidade	21,9
22	b	Alimentada por gravidade	16,5
23	a	20	24,9
24	b	20	17,8

a: passagem de água envolvendo coaxialmente a passagem de ar. b: passagem de ar envolvendo coaxialmente a passagem de água.

[0065] Os dados na Tabela 4 indicam que o bocal dotado da configuração onde a passagem de ar axialmente circunda a passagem de água proporciona uma eficiência de limpeza mais pobre em comparação a outras configurações. Exemplos 25, 26: Eficiência de limpeza usando outra configuração de bocal co-axial [0066] Experimentos foram realizados em limpeza de vários tecidos WFK20D usando as configurações de bocal como mostrado na Figura 4. Na Figura 4, a Figura 4(i) representa uma vista dianteira e a Figura 4(ii) representa uma vista traseira. As condições do processo são resumidas na Tabela 5. A limpeza em termos de ÁR como uma média sobre três tecidos é também mostrada na Tabela -5. As condições do processo foram:

Tensoativo usado: C12EO7

Concentração de Tensoativo: 3 gpl

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19/21

Velocidade do ar: 330 m/s

Volume percentual de ar com relação à pulverização: 99%

Coeficiente de fluxo de água: 7 mL/min.

Pressão de ar: 2 bar

Tempo de limpeza: 30 segundos

Tabela 5

Exemplo	Passagem de ar e água	Pressão de água, Psig	AR
25	a	Alimentada por gravidade	19,9
26	b	Alimentada por gravidade	13,4

a: passagem de água envolvendo coaxialmente a passagem de ar, b: passagem de ar envolvendo coaxialmente a passagem de água.

[0067] Os dados na Tabela 5 indicam que mesmo para uma diferente geometria de bocal, a configuração onde a passagem de ar circunda axialmente a passagem de água proporciona uma adequada eficiência de limpeza em comparação à outra configuração.

Exemplo 27 & 28: Comparação entre limpeza usando pulverização contínua de ar-água e modo de pulso:

Exemplo 27 [0068] A limpeza foi realizada em tecidos de algodão sujos com óxido de ferro (R = 37) usando um bocal com relação a invenção (Exemplo 14) por um tempo total de 5 minutos com a pulverização de ar-água em um modo contínuo. A seguir são as especificações do bocal:

Diâmetro do orifício de ar = 0,5 mm

Diâmetro do orifício de água = 0,5 mm

Tensoativo usado na água foi 3 gramas por litro de tensoativo não-iônico

C12EO7.

Exemplo 28

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20/21 [0069] Experimento foi realizado com relação ao exemplo 27 exceto em que o ar foi em um modo de pulso com tempo de abertura de 300 milissegundos seguido de um tempo de fechamento de 300 milissegundos. O tecido foi sujo de modo similar (R = 37).

[0070] Os dados de quatro dos referidos tecidos limpos usando o processo de Exemplo 27 e 28 são apresentados na Tabela - 6.

Tabela 6

Amostra Nos	Refletância exemplo 27	Refletância exemplo 28
1	59,9	63,1
2	62,0	63,7
3	57,5	60,5
4	58,7	61,2

[0071] Os dados na Tabela 6 indicam que a limpeza com relação ao aspecto preferido da invenção compreendendo fluxo de ar em pulsos produz melhor limpeza em comparação ao aspecto básico da invenção onde o fluxo de ar é contínuo.

Exemplo 29 [0072] Testes foram conduzidos em quatro cidades pela Índia e China. Cerca de 80 consumidores trouxeram suas roupas sujas de casa e limparam as mesmas usando o dispositivo de acordo com a invenção. Foi pedido aos mesmos que comentassem sobre o dispositivo em comparação ao modo que usualmente era usado por eles para limpeza de tecidos. Em suma seus comentários foram como a seguir: Boa limpeza, curto tempo, menos esforço, menos uso de água e amigável para as mãos.

[0073] A invenção proporciona assim um processo e um dispositivo para limpeza de tecido sujo em tempo mais rápido em comparação a alguns dos processos reportados no estado da técnica. Isto pode ser alcançado usando um dispositivo que não requer uma etapa de limpeza adicional tal como agitação em água, aspiração de pó ou escovação. A invenção utiliza

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21/21 quantidade de água relativamente mais baixa para a operação de limpeza, e realiza tudo o acima descrito em um dispositivo doméstico simples, conveniente, e/ou fácil de lidar.

Claims

Reivindicações

1. Processo para limpar um substrato (FS), compreendendo uma etapa de submeter o substrato (FS) a uma pulverização de ar-água (SPR) gerada usando um bocal (N) que compreende uma passagem de ar (PA) e uma passagem de água (PW), em que o orifício de saída de ar (OPA) e o orifício de saída para a água (OPW) no bocal (N) são deslocados um a partir do outro com relação ao substrato (FS); caracterizado pelo fato de que

a. o ar é maior que 90% e até 99,95% em volume da pulverização (SPR);

b. a velocidade do ar é maior que 80 m/s;

c. o orifício de saída para a água (OPW) é posicionado em afastamento a partir da superfície do substrato (FS) com relação ao orifício de saída para o ar (OPA);

d. a distância deslocada entre o orifício de saída para o ar e o orifício de saída para a água está em uma faixa de 0,5 a 5 mm; e

e. a pressão de ar na saída do bocal (N) está na faixa de 0,103 a 0,310 MPa, equivalente a 15 a 45 psia.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ar e a água não entram em contato dentro da referida passagem de ar (PA) e a referida passagem de água (PW).
3. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que a referida água é misturada com um tensoativo.
4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a quantidade de ar é maior do que 98% em volume da pulverização (SPR).
5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a velocidade do ar é maior do que 130 m/s.

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2/3
6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o referido substrato (FS) é um tecido.
7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o referido ar é alimentado em um modo de pulso.
8. Dispositivo para limpeza de tecido sujo (FS), compreendendo um recipiente de alimentação de água (CW) e um compressor de ar (AC) em comunicação de fluido com um bocal de pulverização (N), gerando uma pressão de ar-água, compreendendo uma passagem de ar (PA) e uma passagem de água (PW), em que o orifício de saída para o ar (OPA) e o orifício de saída para a água (OPW) no bocal são deslocados um a partir do outro com relação à superfície do substrato (FS); caracterizado pelo fato de que

a. o referido dispositivo capaz de gerar uma pressão de ar na faixa de 0,103 a 0,310 MPa, equivalente a 15 a 45 psia, e uma velocidade do ar maior do que 80 m/s na saída do referido bocal (N); e o ar é maior do que 90 e até 99,95 volume percentual da referida pulverização (SPR); e

b. o orifício de saída para a água (OPW) é posicionado em afastamento a partir da superfície do substrato (FS) com relação ao orifício de saída para o ar (OPA), e

c. a distância deslocada entre o orifício de saída para o ar e o orifício de saída para a água está em uma faixa de 0,5 a 5 mm.
9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o bocal de pulverização (N) é portátil.
10. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 9, caracterizado pelo fato de que o referido bocal de pulverização (N) é um bocal de pulverização de mistura externa.
11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o ângulo de incidência do orifício de saída de água (OPW) é maior do que o ângulo de incidência do orifício de saída de ar

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3/3 (OPA) com relação ao substrato (FS).
12. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado pelo fato de que as seções transversais dos orifícios de saída de ar e de água (OPA, OPW) são circulares e em que o diâmetro de abertura do orifício de saída de água (OPW) está na faixa de 0,25 a 3 mm e o diâmetro de abertura do orifício de saída de ar (OPA) está na faixa de 0,5 a 5 mm.