ES2294320T3 - Dispositivo para esparcir sustancias volatiles en el ambiente que comprende una mecha con porosidad predeterminada. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo que comprende: un recipiente (1) para contener un líquido, no estando el recipiente comunicado con el exterior y teniendo una abertura (5) en una superficie superior del recipiente (1); y una mecha porosa (3) que tiene un tamaño medio de poro predeterminado de menos de una micra, extendiéndose la mecha (3) a través de la abertura (5) dentro del recipiente (1) de tal manera que una región inferior de la mecha (3) estará en contacto con el líquido contenido por el recipiente (1) y una región superior de la mecha está expuesta al ambiente, en que la abertura (5) del recipiente está en esencia herméticamente cerrada por la mecha (3); caracterizado porque el dispositivo comprende además: un cierre de gollete (2) que tiene un agujero, en el que el cierre de gollete (2) ajusta apretadamente dentro de la abertura (5) del recipiente (1) y la mecha (3) ajusta apretadamente dentro del agujero del cierre de gollete (2), de tal manera que la abertura del recipiente (1) está en esencia herméticamente cerrada por el cierre de gollete (2) y la mecha (3); y una capa externa (36) de material poroso que rodea al menos una parte de la superficie de la mecha (3a) que está expuesta al ambiente, en que la capa externa (36) tiene un tamaño medio de poro predeterminado que es mayor que el de la mecha (3a).

Description

Dispositivo para esparcir sustancias volátiles en el ambiente que comprende una mecha con porosidad predeterminada.

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo para transportar líquidos, tales como repelentes de insectos, fragancias, o insecticidas, desde un depósito a una superficie expuesta al ambiente.

2. Descripción de la técnica relacionada

Son bien conocidos en la técnica dispositivos que desprenden vapores al ambiente. En general, la finalidad de estos dispositivos es desodorizar o desinfectar el ambiente, o distribuir toxinas al ambiente para matar o repeler plagas indeseadas, tales como mosquitos.

Para lograr el objetivo de dispensar vapores al ambiente, se han empleado una pluralidad de métodos. Por ejemplo, se han usado recipientes de aerosol para expulsar vapores al ambiente tras la activación de un gatillo por el usuario. Sin embargo, otros métodos utilizan las propiedades de evaporación de líquidos, o de otros materiales vaporizables para hacer que se distribuyan al ambiente vapores con propiedades deseadas. Uno de dichos métodos de evaporación utiliza una mecha para suministrar un líquido vaporizable desde un depósito a una superficie expuesta al ambiente. Cuando el líquido alcanza la superficie expuesta, se vaporiza y dispersa en el ambiente. La superficie expuesta puede ser la superficie de la mecha o la superficie de otro cuerpo en comunicación de fluido con la mecha.

A causa de que dichos sistemas de suministro a base de mecha requieren la exposición de una superficie al ambiente y una vía para que el líquido vaporizable alcance esa superficie expuesta, es necesario un diseño cuidadoso del dispositivo para impedir fugas indeseadas del líquido desde el dispositivo. Además, como está previsto típicamente que estos líquidos se dispersen solamente en su forma vaporizada, estos líquidos tienden a consistir en una alta concentración del ingrediente activo (por ejemplo, fragancias o insecticida). Por consiguiente, incluso una pequeña cantidad de fuga puede ser molesta para el consumidor, y un objetivo de los diseñadores de sistemas de suministro a base de mecha es reducir al mínimo la posibilidad de que se produzcan cualesquiera fugas del líquido desde la botella. Naturalmente, es también un objetivo deseado de los fabricantes de sistemas de suministro a base de mecha producir un dispositivo que sea de funcionamiento sencillo y eficaz, así como también sencillo y barato de fabricar.

Cuando los sistemas de suministro a base de mecha se vuelcan accidentalmente, durante el envasado, el transporte o el uso por el consumidor, puede producirse el derramamiento o la fuga del líquido. Dicha fuga puede producirse a través de la propia mecha o a través de cualquiera otra abertura que haya en el sistema a base de mecha. Una fuente particular de fugas es a través de un agujero de respiración de la botella. Los agujeros de respiración son corrientes en los sistemas de suministro a base de mecha a causa de que ayudan a mantener una tasa de desprendimiento constante del líquido al ambiente impidiendo la formación de un vacío en el espacio de cabeza de la botella.

La mecha transporta líquido a la superficie de la mecha por un principio llamado acción capilar. En particular, el material de mecha contiene numerosos poros, y estos poros actúan de capilares que hacen que el líquido sea arrastrado al interior de ellos. Cuando el líquido es arrastrado desde el depósito y transportado por la mecha porosa arriba, se origina un vacío en el espacio de cabeza de la botella. La formación de un vacío en el espacio de cabeza de la botella disminuye la tasa con que el líquido pasa por acción de mecha desde el depósito a la superficie. Naturalmente, esta disminución en la tasa de acción de mecha se traduce directamente en una disminución de la tasa de desprendimiento del líquido evaporado al ambiente.

A fin de combatir la formación del vacío en el espacio de cabeza, los sistemas convencionales de suministro a base de mecha contienen un agujero de respiración en la proximidad del espacio de cabeza de la botella. Estos agujeros de respiración impiden la formación de un vacío en el espacio de cabeza de la botella y, por consiguiente, impiden que se produzca una disminución en la tasa de desprendimiento del líquido al ambiente.

Sin embargo, como se ha hecho notar anteriormente, los agujeros de respiración son una fuente de fugas del líquido desde el depósito durante el transporte y/o la manipulación de la botella por el consumidor.

La patente de EE.UU. Número 4.915.301 describe un ejemplo de un dispositivo de desprendimiento controlado a base de mecha. Esta patente describe una botella para dispensar un líquido en fase de vapor. Más específicamente, la botella contiene un líquido y ese líquido es absorbido por una mecha y trasladado a un cuerpo poroso. El líquido se extiende luego a través del cuerpo poroso y llega a una membrana microporosa que permite que el líquido sea descargado en forma de vapor a la atmósfera. La membrana sirve para permitir la emisión de vapores del líquido, al tiempo que impide el paso del propio líquido. Aunque la membrana ayuda a impedir el derramamiento del líquido a través de la mecha, este sistema requiere un agujero de respiración en el espacio de cabeza de la botella, a través del cual el líquido puede derramarse o fugarse. Este sistema requiere también la fabricación y disposición de tres elementos (es decir, la mecha, el cuerpo poroso y la membrana) para transportar el líquido desde el depósito al ambiente.

La patente de EE.UU. número 4.419.326 describe un dispositivo de dispensación de vapor en el que se extiende al menos una mecha porosa para transferir un algente de evaporación desde un recipiente a un elemento de plástico poroso que está expuesto al ambiente. Sin embargo, esta patente describe que la presión del vapor en el espacio de cabeza del recipiente deberá mantenerse al menos al nivel de la presión del ambiente. A fin de conseguir esto, la patente sugiere que puede usarse un elemento de acción de mecha que actúe de agujero de respiración a fin de aliviar la acumulación de presión en el espacio de cabeza del recipiente.

La patente de EE.UU. número 5.437.410 describe un dispensador pasivo de sustancias aromáticas que no requiere un agujero de respiración. Sin embargo, el diseño del dispensador es invertido y, por tanto, utiliza la influencia de la gravedad para arrastrar la sustancia aromática a través del dispensador.

En la patente de EE.UU. número 6.109.539 se describe otro dispositivo invertido. Esta patente describe un dispositivo que comprende un alojamiento, una sustancia volátil, un tapón poroso y una región interior. El alojamiento está construído de un material que es sustancialmente permeable al ambiente, pero que es sustancialmente impermeable a la sustancia volátil contenida dentro del alojamiento.

Otras patentes han descrito el uso de obturadores que permiten el paso del aire, originando así un agujero de respiración eficaz. Por ejemplo, la patente de EE.UU. número 4.413.779 se refiere a un dispositivo de dispensación de vapor en el que se extiende al menos una mecha porosa rígida para transferir un líquido desde el recipiente a un elemento de plástico poroso desde la superficie del cual se producirá dispersión del agente por medio de evaporación. El control de la presión en el espacio de cabeza del recipiente se consigue permitiendo que pase suficiente aire a través de un obturador que está colocado entre el depósito y el elemento de plástico. La patente de EE.UU. número 4.413.779 describe también que puede utilizarse un líquido volátil que produce una presión de vapor dentro del recipiente igual o superior a la presión del ambiente para oponerse a los efectos de la formación de un vacío en el espacio de
cabeza.

Se describe otro intento para impedir la fuga del líquido en un sistema de suministro a base de mecha en la patente de EE.UU. número 3.550.853. Esta patente se refiere a una unidad de dispensación con una barrera o rollo de espuma de plástico elástico poroso a través del cual tiene que pasar un vapor saturado a medida que es emitido al ambiente. La densidad del material de espuma de plástico se selecciona de manera que permite el paso de vapor desde una cámara de almacenamiento, pero que cierra el paso del líquido. Esto ayuda a impedir fugas cuando se vuelque el dispositivo. Sin embargo, este diseño exige una mecha y un material de plástico espumado para dispersar el material vaporizable desde el líquido al ambiente.

El documento FR-A-2587622, en el que se basa la parte precaracterizante de la reivindicación 1, describe un sistema de suministro a base de mecha en el que la mecha tiene una parte superior bulbosa que ocupa completamente el gollete de la botella y presenta una gran área de evaporación. El tamaño de los poros se halla comprendido en el margen de 0,8 micras a 20,00 micras. Ejemplos específicos dan tamaños de poro de 75, 50, 500 y 5000 micras. Otros ejemplos de documentos que muestran una gran superficie de evaporación son los documentos US 3.587.968 y EP-A-0 134 360.

La invención trata de proporcionar un sistema de suministro que no requiere un agujero de respiración para aliviar el vacío en el espacio de cabeza por encima del líquido, y que no obstante al mismo tiempo tiene buenas propiedades de evaporación.

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Sumario de la invención

La presente invención proporciona un dispositivo como se define en la siguiente reivindicación 1.

Puede lograrse un mejor entendimiento de estas y otras características y ventajas de la invención con referencia a los dibujos y a la descripción que se acompaña, en que se ilustran y describen realizaciones preferidas de la invención.

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Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra una vista en despiece ordenado de un sistema de suministro a base de mecha de acuerdo con una primera realización preferida de la presente invención.

La figura 2 muestra una vista lateral de una mecha de acuerdo con otra realización preferida de la presente invención.

La figura 3 muestra una vista de un sistema de suministro a base de mecha de acuerdo con la presente invención que se utiliza en unión de un calentador de enchufe eléctrico opcional.

A través de todas las figuras, se han usado números de referencia similares o correspondientes para partes similares o correspondientes.

Descripción detallada de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de suministro a base de mecha para transportar un líquido desde un depósito a una superficie que está expuesta al ambiente. En su forma más sencilla, el sistema de la invención comprende un recipiente para contener un líquido y una mecha para transportar el líquido desde el recipiente a una superficie superior de la mecha.

El recipiente puede estar formado en una diversidad de configuraciones. En la figura 1, por ejemplo, el recipiente es una botella 1 de configuración convencional. A la botella 1 se le añade un líquido vaporizable. (El nivel del líquido no se muestra en la botella 1). Una mecha 3 deberá estar configurada de manera que ajuste apretadamente dentro de un gollete 5 de la botella 1. Es preferible usar un cierre de gollete 2, tal como el mostrado en la figura 1, para mantener la mecha 3 en su sitio e impedir fugas alrededor del gollete 5 de la botella 1. El ajuste entre el cierre de gollete 2 y la botella 1 deberá ser lo suficientemente estanco como para impedir fugas del líquido desde la botella 1. De manera similar, el ajuste entre el cierre de gollete 2 y la mecha 3 deberá ser lo suficientemente estanco como para impedir fugas del líquido desde la botella 1.

Además, el gollete 5 de la botella 1 puede estar configurado de manera que una cubierta 4 pueda ser fijada con seguridad sobre la mecha 3 y el cierre de gollete 2. Por ejemplo, el gollete externo 5 de la botella 1 puede estar provisto de roscas de manera que una cubierta 4 pueda ser enroscada sobre la parte superior de la botella 1 cuando el dispositivo no se use.

La botella 1 y el cierre de gollete 2 pueden estar hechos de cualquier material adecuado que sea estanco. Naturalmente, el tamaño de la abertura de la botella 1 y el tamaño del cierre del gollete 2 dependen uno de otro y del tamaño de la mecha 3 que ha de utilizarse con el dispositivo.

Como se describe en lo que antecede, cuando el líquido es arrastrado desde la botella 1 y transportado por la mecha porosa 3 arriba, se origina un vacío en el espacio de cabeza de la botella 1. La formación de un vacío en el espacio de cabeza de la botella 1 hace que disminuya la tasa con que el líquido es transferido por acción de mecha desde la botella 1 a la superficie. Naturalmente, esta disminución en la tasa de acción de mecha se traduce directamente en una disminución en la tasa de desprendimiento del líquido al ambiente.

A fin de combatir la formación del vacío en el espacio de cabeza de la botella 1, muchos sistemas de suministro a base de mecha contienen un agujero de respiración en la proximidad del espacio de cabeza de la botella 1. Estos agujeros de respiración impiden la formación de un vacío en el espacio de cabeza de la botella 1 y, por consiguiente, impiden la aparición de una caída en la tasa de desprendimiento del líquido al ambiente.

Si se volcara la botella 1, durante el transporte o, posteriormente, durante la manipulación de la botella por el consumidor, es posible que el líquido concentrado en la botella 1 se fugue por el agujero de respiración. Por consiguiente, es preferible diseñar un dispositivo que no requiera un agujero de respiración.

Hemos encontrado que si el tamaño de los poros de la mecha 3 está por debajo de un tamaño crítico, puede eliminarse el agujero de respiración sin sacrificar la tasa de desprendimiento del líquido vaporizable al ambiente. A causa de que la fuerza capilar aumenta a medida que disminuye el tamaño de los poros de la mecha 3, una mecha 3 con porosidad muy pequeña tiene una fuerza capilar muy grande. Esta fuerza capilar grande permite que la mecha 3 continúe siendo capaz de transportar el líquido 3 de la botella 1 a la superficie de la mecha 3 aun cuando se haya formado un vacío en el espacio de cabeza de la botella 1. En otras palabras, una mecha 3 con un tamaño de poro muy pequeño puede superar el efecto de vacío que está presente en el espacio de cabeza de la botella 1.

El tamaño crítico de la mecha 3 viene determinado por la tensión superficial del líquido, la compatibilidad de la mecha 3 y el líquido (es decir, el ángulo de contacto), y la medida en que se genera un vacío con el espacio de cabeza de la botella 1. En particular, hemos encontrado que si la mecha 3 se fabrica con un tamaño medio de poro que esté por debajo de aproximadamente cuatro micras, pueden disminuirse en gran medida los efectos de un vacío en el espacio de cabeza de la botella 1. Específicamente, hemos encontrado que es más preferible que el tamaño medio de poro de la mecha 3 esté por debajo de aproximadamente una micra. Cuando la mecha 3 tiene un tamaño medio de poro por debajo de cuatro micras, y preferiblemente por debajo de una micra, hemos encontrado que la mecha 3 todavía puede funcionar eficazmente para transportar el líquido desde la botella 1 a la superficie de la mecha 3.

Cuando se utiliza un dispositivo de esta invención, no es necesario proporcionar un agujero de respiración en la parte superior de la botella 1, o en el cierre de gollete 2, a causa de que se disminuyen sustancialmente los efectos del vacío. Eliminando el agujero de respiración, se elimina también el problema del derramamiento o de las fugas que tienen lugar como resultado de la existencia del agujero de respiración.

El tamaño medio de poro de la mecha 3 puede ser determinado por cualquier prueba estándar para determinar la porosidad y la distribución del tamaño de los poros. Por ejemplo, la porosimetría de mercurio es un método que facilita información sobre la porosidad y la distribución del tamaño de los poros para mechas rígidas. Se basa en la medición de incrementos diferenciales en la cantidad de mercurio que penetra en la mecha 3 en función del aumento de la presión aplicada.

Hemos encontrado que otra ventaja de utilizar una mecha 3 con una porosidad media inferior a aproximadamente cuatro micras, y preferiblemente inferior a aproximadamente una micra, es que la menor porosidad disminuye la probabilidad de que el líquido se derrame o se fugue a través de la propia mecha 3. Como la superficie superior de la mecha 3 está expuesta al ambiente, si se volcara la botella 1, es posible que el líquido se fugase a través de una mecha de tamaños de poro convencionales. Sin embargo, utilizando una mecha de porosidad menor 3 de esta invención se disminuye la posibilidad de que el líquido se desplace a través de la mecha 3 cuando se vuelque la botella 1.

La mecha 3 puede hacerse de una diversidad de materiales. Es preferible que la mecha 3 sea lo suficientemente rígida para proporcionar un área de contacto mínima con la superficie con que la mecha 3 entra en contacto. Por ejemplo, se ha encontrado que mechas poliméricas son eficaces para estos fines. En particular, mechas compuestas de polietileno de peso molecular ultra alto y alta densidad (HDPE) son adecuadas. Dichas mechas están formadas en general de mezclas de HDPE en forma de partículas, y las mezclas se desarrollan para satisfacer las características de los poros de referencia de la mecha 3.

Preferiblemente, el parámetro de solubilidad del polímero utilizado en la mecha 3 es en grado importante diferente del de cualquiera de los componentes contenidos en el líquido. Esto impide que la mecha 3 se hinche (u otros cambios) lo que puede conducir a un cambio en el tamaño de los poros y en la porosidad de la mecha 3, que afectaría consecuentemente a la tasa de desprendimiento del líquido vaporizable al ambiente.

La mecha 3 puede hacerse también de una diversidad de configuraciones. La figura 1, por ejemplo, muestra una mecha cilíndrica 3 con una región inferior más estrecha. No se requiere este cambio en la configuración de la mecha 3. En lugar de ello, esta variación en la configuración puede ser útil ya que aumenta la cantidad del área superficial de la mecha 3 que queda expuesta al ambiente y ayuda a formar una junta hermética más estanca en el área del gollete 5 de la botella 1, ayudando así a impedir el derramamiento o las fugas del líquido desde la botella 1. Los beneficios anteriormente descritos de usar una mecha 3 con un tamaño medio de poro inferior a aproximadamente cuatro micras, y preferiblemente inferior a aproximadamente una micra, pueden obtenerse con mechas de muchas configuraciones diferentes.

Como se muestra en la figura 2, es también posible proporcionar una mecha 3 con una capa externa que esté formada de material con tamaños de poro mayores. En la figura 2, la sección externa de poros grandes 3b rodea completamente la porción expuesta de la mecha 3a. La sección de tamaño de poro pequeño 3a se extiende dentro de la botella 1 y está en contacto con el líquido. De esta manera, los poros menores de la parte interna 3a de la mecha 3 permiten que el sistema de suministro sea construido sin un agujero de respiración, aunque los poros mayores de la porción externa 3b proporcionan una tasa máxima de desprendimiento del líquido vaporizable desde la superficie de la mecha 3 que está expuesta al ambiente. Sin embargo, deberá hacerse notar que la sección de poros grandes 3b no necesita rodear completamente la región superior de la sección de poros pequeños 3a como se muestra en la figura 2 para proporcionar los beneficios de esta invención.

Contemplamos también que nuestro sistema de suministro a base mecha puede combinarse con un calentador eléctrico para facilitar el desprendimiento del material vaporizable al ambiente. La figura 3 muestra un ejemplo del tipo de calentador eléctrico 3 que puede usarse para este fin. La patente de EE. UU. número 5.647.053 describe un calentador de enchufe eléctrico de este tipo y se incorpora aquí por referencia. Se contemplan también otros medios para facilitar el uso del sistema de suministro a base de mecha de la invención. Por ejemplo, la invención puede combinarse también con un ventilador accionado por pilas o batería. Aunque no se requiere, es preferible que el sistema de suministro a base de mecha de la invención se combine con el calentador de enchufe eléctrico o el ventilador de una manera separable. Por ejemplo, el sistema de suministro a base de mecha de la invención puede construirse de manera que la botella 1 puede combinarse con un calentador de enchufe eléctrico 7, por ejemplo, de una manera de montaje por salto como se muestra en la figura 3.

Aplicabilidad industrial

La presente invención proporciona un dispositivo útil como medio de transporte de líquido desde un depósito a una superficie que está expuesta al ambiente. Contemplamos que este dispositivo puede utilizarse preferiblemente, por ejemplo, para dispensar fragancias, insecticidas y cualesquiera otros materiales vaporizables al ambiente para refrescar o desodorizar el ambiente o para exterminar plagas transportadas por el aire.

Claims (8)

1. Un dispositivo que comprende:

un recipiente (1) para contener un líquido, no estando el recipiente comunicado con el exterior y teniendo una abertura (5) en una superficie superior del recipiente (1);

y una mecha porosa (3) que tiene un tamaño medio de poro predeterminado de menos de una micra, extendiéndose la mecha (3) a través de la abertura (5) dentro del recipiente (1) de tal manera que una región inferior de la mecha (3) estará en contacto con el líquido contenido por el recipiente (1) y una región superior de la mecha está expuesta al ambiente, en que la abertura (5) del recipiente está en esencia herméticamente cerrada por la mecha (3);

caracterizado porque el dispositivo comprende además:

un cierre de gollete (2) que tiene un agujero, en el que el cierre de gollete (2) ajusta apretadamente dentro de la abertura (5) del recipiente (1) y la mecha (3) ajusta apretadamente dentro del agujero del cierre de gollete (2), de tal manera que la abertura del recipiente (1) está en esencia herméticamente cerrada por el cierre de gollete (2) y la mecha (3); y

una capa externa (36) de material poroso que rodea al menos una parte de la superficie de la mecha (3a) que está expuesta al ambiente, en que la capa externa (36) tiene un tamaño medio de poro predeterminado que es mayor que el de la mecha (3a).

2. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que la mecha 3 está formada de polietileno de alta densidad.

3. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que la capa externa (36) rodea completamente la superficie de la mecha (3a) que está expuesta al ambiente.

4. El dispositivo de cualquier reivindicación precedente, que comprende además un calentador (7) dispuesto junto a la mecha (3) para calentar el líquido arrastrado a través de la mecha (3).

5. El dispositivo de la reivindicación 4, en el que el calentador (7) es un calentador de enchufe eléctrico.

6. El dispositivo según cualquier reivindicación precedente, que comprende además un ventilador accionado por pilas.

7. El dispositivo según cualquier reivindicación precedente que incluye además el líquido contenido en dicho recipiente.

8. El dispositivo según cualquier reivindicación precedente combinado con un calentador de enchufe eléctrico o ventilador, de una manera separable.