MXPA04007526A - Metodo y aparato para evaporar liquidos de multiples componentes. - Google Patents

Abstract

Un atomizador 10 atomiza un liquido de multiples componentes de un recipiente 20 en una nube 14 comprende gotas pequenas 38 que se inyectan en la atmosfera a una cierta altura y se dejan caer a una superficie 12. La evaporacion esencialmente completa se asegura al mantener el tamano de la gotas, las presiones de vapor del componente del liquido y la altura a traves de la cual las gotas de acuerdo a una relacion predeterminada. Tambien, la solubilidad de un liquido para evaporacion de un atomizador de placa vibratoria se determina al medir la velocidad de disminucion de tamano y la tension de superficie de una gota pendiente del liquido despues de que una cantidad predeterminada de liquido se ha evaporado de la gota.

Description

MÉTODO Y APARATO PARA EVAPORAR LÍQUIDOS DE MÚLTIPLES COMPONENTES Campo De La Invención Esta invención se refiere a la dispersión de líquidos de múltiples componentes, tales como insecticidas y soluciones de fragancia, mediante eyección de una nube o vapor de pequeñas gotas del liquido a partir de una placa de atomización vibratoria hacia la atmósfera y la evaporación de los componentes líquidos de las gotas a medida que caen de regreso a través de la atmósfera.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA ANTERIOR Es bien conocida la dispersión de fragancias e insecticidas en la atmósfera mediante el uso de una placa de atomización vibratoria para formar un vapor o nube de pequeñas gotas de una solución que contiene la fragancia o insecticida y la eyección del vapor o nube hacia la atmósfera en forma de pequeñas gotas de líquido. A medida que el vapor o nube se asientan, la fragancia o insecticida se evapora de las gotas. Los ejemplos de dispositivos para realizar esto se muestran en las Patentes de E.U. No. 4,085,893, No. 5,173,274, No. 5,601,235 y No. 5,894,001. En general, estos dispositivos suministran la fragancia o insecticida líquido hacia una placa de atomización vibratoria que, debido a sus vibraciones, fracciona el líquido en gotas finas y las expulsa hacia arriba en la forma de un vapor o una nube. A medida que las gotas caen de regreso, la fragancia o insecticida se evaporan de las gotas y se dispersan en la atmósfera.

El problema que ocurre en la operación de estos dispositivos conocidos es que no existe manera de asegurarse de que todo el líquido que se expulsa se evapore antes de que las gotas caigan de regreso en superficies circundantes. Como resultado, un residuo líquido, invisible y con frecuencia destructor, de líquido sin evaporar se forma sobre estas superficies. Este problema es particularmente difícil cuando el líquido por expulsarse es una fragancia o un insecticida. Esto se debe a que las composiciones - de fragancia e insecticida generalmente son bastante complejas; y no ha existido manera de conocer por adelantado si una composición en particular se evaporará por completo cuando se sujete a atomización en un atomizador de placa vibratoria. El Documento EP-A-0 897 755 en el cual se basan las partes de pre-caracterización de la reivindicación del método y aparato independientes, muestra un dispositivo que utiliza un vibrador piezoeléctrico para evaporar una solución insecticida química. En las pruebas conducidas con una solución al 2% de ETOC después de 120 horas de operación el grado de contaminación del suelo ya sea no cambió de color o cambió solo ligeramente. Sin embargo, si se examina la misma solución por un periodo de tiempo mayor, esta solución da origen a una formación significativa en las superficies circundantes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención substancialrriente supera el problema de la formación indeseada de líquido no evaporado que se ha expulsado desde un atomizador de placa vibratoria como un vapor o una nube hacia la atmósfera. La invención se basa en el descubrimiento de que cuando las composiciones líquidas se fraccionan en pequeñas gotas y se expulsan hacia la atmósfera por encima de una superficie circundante, tal como la parte superior de una mesa, por ejemplo, la habilidad de esas gotas para evaporarse por completo antes de caer de regreso a la superficie circundante, no depende de la presión del vapor de la composición de líquido en sí. Más bien, la habilidad de las gotas para evaporarse depende de las presiones de vapor de los componentes individuales de la composición líquida. La invención también se basa en el descubrimiento de que la presión de vapor del componente de presión de vapor ínfima de la composición líquida debe ser tal que este componente se evaporará antes de que la gota de líquido que contiene el componente alcance la superficie circundante. De acuerdo con un aspecto de la invención, se proporciona un método novedoso para la evaporación de una solución líquida de múltiples componentes, particularmente, una fragancia líquida de múltiples componentes o un insecticida líquido de múltiples componentes, en una manera tal que se reduce la cantidad de líquido depositada en superficies adyacentes. Este método novedoso involucra las etapas de utilizar un atomizador de placa vibratoria a fin de formar un vapor o nube de pequeñas gotas de líquido de la solución, expulsar el vapor o nube hacia la atmósfera y permitir que las gotas caigan de regreso hacia una superficie adyacente. La solución de líquido comprende una pluralidad de componentes que tienen presiones de vapor respectivas; y el componente que tiene la presión de vapor ínfima se relaciona con aquellas gotas que tienen los mayores diámetros, de tal manera que 1.2 x 1012 x Dp4 / [H x Pv] < 1 donde Dp es el diámetro, en centímetros, de las gotas de diámetro mayor, H es substancialmente la altura, en centímetros, a la cual se expulsan las gotas de diámetro grande por encima de la superficie adyacente y Pv es la presión del vapor, en milímetros de Hg, de aquellos componentes que tienen la presión de vapor ínfima. De esta manera, se reduce la cantidad de líquido no evaporado que cae de regreso sobre la superficie adyacente. En aspectos más específicos, los valores Dp, H y Pv se seleccionan en conjunto con los efectos del liquido sobre la superficie adyacente, de tal manera que cualquier líquido no evaporado que caiga de regreso en la superficie adyacente se encontrará en una cantidad insuficiente para originar un efecto adverso sobre la superficie. De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un aparato novedoso para la evaporación de una solución de múltiples componentes, particularmente, una fragancia líquida de múltiples componentes o un insecticida líquido de múltiples componentes. Este aparato novedoso comprende un recipiente líquido que contiene un líquido de múltiples componentes, un sistema de suministro de líquido y un atomizador de placa vibratoria. El sistema de suministro de líquido se instala para transportar líquido desde el recipiente hacia el atomizador. El atomizador, a su vez, se construye para formar un vapor o una nube de pequeñas gotas de líquido y expulsar estas gotas hacia la atmósfera. Las gotas tienen diámetros dentro de un rango predeterminado y se expulsan hasta alturas predeterminadas por encima de una superficie adyacente. A medida que las gotas caen de regreso hacia la superficie, se evaporan hasta un grado en que solamente una cantidad insignificante o nula de liquido cae sobre la superficie adyacente. El líquido comprende una pluralidad de componentes que tienen presiones de vapor respectivas; y el componente que tiene la presión de vapor ínfima se relaciona con aquellas gotas que tienen los diámetros mayores, de tal manera que 1.2 x 1012 x Dp4 / [H x Pv] < 1 donde Dp es el diámetro, en centímetros, de las gotas de diámetro mayor, H es la altura en centímetros, a la cual se expulsan las gotas de mayor diámetro y Pv es la presión del vapor, en milímetros de Hg, de aquellos componentes de líquido que tienen la presión de vapor ínfima. De esta manera, se reduce la cantidad de líquido no evaporado que cae de regreso sobre la superficie adyacente. En aspectos más específicos, los valores Dp, H y Pv se seleccionan en conjunto con los efectos del líquido sobre la superficie adyacente, de tal manera que cualquier líquido no evaporado que caiga de regreso sobre la superficie adyacente se encontrará en una cantidad insuficiente para originar un efecto adverso sobre la superficie. En un aspecto aún adicional, la presente invención se basa en el descubrimiento de que la evaporación de una gota atomizada puede predecirse mediante el índice de evaporación de una gota pendiente de líquido mediante Análisis de Forma de Gota Axisimétrico (ADSA). En esta técnica, una gota de tamaño conocido se forma al final de una capilaridad. Después, aunque la gota se exponga a la atmósfera, se toman medidas de la velocidad a la cual disminuye su tamaño. Si la velocidad a la cual se disminuye el tamaño de la gota pendiente es mayor de un umbral dado, entonces el líquido es adecuado para utilizarse en un atomizador. Es decir, la evaporación de una gota atomizada proveniente del atomizador será lo suficientemente completa antes de que la gota pueda alcanzar la superficie adyacente. El umbral dado se selecciona de tal manera que para el diámetro de las gotas que comprende el vapor o nube y la altura a la cual se expulsan por encima de la superficie adyacente, substancialmente todo el líquido se evaporará antes de que las gotas caigan de regreso sobre la superficie adyacente. En un aspecto más específico, el umbral se establece mediante la medición de la velocidad a la cual se disminuye el tamaño de la gota pendiente del líquido. Esto corresponde a la velocidad de evaporación del líquido de la gota pendiente. En el caso de una fragancia líquida de múltiples componentes o un insecticida liquido de múltiples componentes, donde la gota pendiente del líquido es de aproximadamente 6 microlitros, la velocidad de evaporación debe medirse cuando se ha evaporado aproximadamente 70% del volumen de la gota. Otros aspectos específicos de la invención involucran un aparato novedoso para determinar la velocidad a la cual una gota pendiente de prueba de un líquido disminuye su tamaño y métodos y aparatos para determinar la capacidad de evaporación en base a mediciones de la tensión superficial de una gota del líquido.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista en sección elevacional, lateral, de un dispositivo atomizador que descansa sobre una superficie y que expulsa pequeñas gotas de líquido hacia la atmósfera; Las figuras 2-4 son vistas esquemáticas agrandadas que ilustran la disminución de tamaño en las gotas expulsadas a medida que caen a través de la atmósfera; y La figura 5 es un esquema de un sistema de medición de tamaño de gota pendiente utilizado en un aspecto de la invención. La figura 6 es una gráfica que muestra la velocidad de evaporación de líquidos de una gota pendiente de un líquido en consideración, así como también la tensión superficial del líquido a diferentes fracciones de volumen evaporadas a partir de la gota pendiente para un líquido que no es adecuado para atomización y completa evaporación. Las figuras 7 y 8 son gráficas similares a aquellas de la figura 6, para líquidos que son adecuados para atomización y completa evaporación.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Como se muestra en la figura . , un dispositivo atomizador de líquido piezoeléctrico 10 descansa sobre una superficie adyacente 12, la cual puede ser la parte superior de una mesa; y expulsa una nube 14 de pequeñas gotas de líquido en la forma de un vapor húmedo hacia la atmósfera, hasta una altura, por ejemplo, de aproximadamente 5 hasta 20 centímetros por encima de la superficie 12. Las gotas caen entonces de regreso hacia la parte superior del dispositivo atomizador y hacia la , superficie 12 en sí. A medida que las gotas caen, se evaporan a fin de que nada de líquido o solo una muy pequeña cantidad del-líquido en las gotas expulsadas realmente contacte la parte superior del dispositivo atomizador 10 o la superficie 12. El dispositivo atomizador 10 comprende un alojamiento externo 16 en el cual se monta un recipiente 18. El recipiente 18 contiene un líquido 20 por expulsarse hacia la atmósfera. Un ensamble de atomizador 22 se monta en el alojamiento 16 justo por encima del recipiente 18. El ensamble de atomizador 22 comprende un accionador piezoeléctrico de forma anular 24 y una placa de orificio en forma circular 26. La placa de orificio se extiende a través de una abertura central del accionador 24 y se fija al accionador alrededor de esta abertura central, por ejemplo, mediante soldadura. Cuando los campos eléctricos alternos se aplican a través de superficies, superior e inferior, del accionador 24, el accionador se expande y contrae en direcciones radiales. Estos movimientos se comunican a la placa de orificio 26 y originan que esta se flexiones a fin de que su región central vibre rápidamente hacia arriba y hacia abajo. El líquido 20 del recipiente 18 se suministra al lado inferior de la placa de orificio 26 mediante un sistema de suministro de líquido 28, tal como una mecha. La región central de la placa de orificio 26 se forma con una pluralidad de pequeños orificios que se extienden desde su superficie inferior hacia su superficie superior. Los diámetros. de salida de estos orificios se encuentran preferentemente en el rango de 3-6 micrones. A medida que la placa 26 vibra hacia arriba y hacia abajo, bombea el líquido 20 a través de los orificios y expulsa el líquido en forma de la nube 14 de pequeñas gotas hacia la atmósfera.

El alojamiento externo 16 también contiene una batería 30 que suministra energ ía eléctrica a un circuito eléctrico formado sobre un panel de circuito impreso 32 dentro del alojamiento. El circuito eléctrico convierte la energía eléctrica proveniente de la batería 30 en voltajes eléctricos alternos que se aplican a través de un par de líneas de suministro de voltaje (no mostradas) hacia las superficies, superior e inferior, del accionador 24. Estos voltajes eléctricos alternos, los cuales tienen una frecuencia en el rango de 1 30 Khz hasta 1 60 Khz, originan que la placa de orificio 26 vibre a frecuencias y amplitudes suficientes para producir la nube 14 y expulsarla hacia la atmósfera hasta una altura , por ejemplo, en el rango de 5 hasta 20 centímetros por encima de la superficie 12. El tamaño de la nube 14 depende de la duración de la vibración de la placa de orificio 26. Esta duración , la cual en la modalidad ilustrativa es de 1 1 milisegundos, no es parte de la invención. Se proporciona un conmutador 36 en el alojamiento 16 y se acopla al circuito eléctrico en el panel de circuito impreso 32. Este conmutador puede ajustarse para proporcionar periodos de tiempo ajustables entre la producción de nubes sucesivas 14. El periodo entre la producción de nubes sucesivas 14 puede ajustarse por medio del conmutador 36 entre aproximadamente 9 y aproximadamente 40 segundos. El rango de ajuste puede incrementarse o disminuirse de acuerdo con la velocidad total deseada a la cual está por dispersarse el líquido hacia la atmósfera, siempre y cuando proporcione suficiente tiempo para que cada nube 14 se evapore antes de q ue se forme, la siguiente nube; y permita la formación de la nube sobre periodos de tiempo prolongados, por ejemplo, varios días. En algunos casos puede desearse formar un vapor o nube continua. Para este propósito, el conmutador 36 está provisto con un ajuste que producirá una vibración continua de la placa de orificio 26 y una atomización continua del líquido 20. La construcción interna y operación del dispositivo atomizador piezoeléctrico 10 en sí no forma parte de esta invención y, por consiguiente, no se describirá con mayor detalle en la presente. Un dispositivo atomizador piezoeléctrico que es adecuado para utilizarse en la presente invención se muestra y describe en la Solicitud de E.U. No. 09/519,560, presentada el 6 de Marzo del 2000 (ahora Patente de E.U. No. 6,296,196 B1, emitida el 2 de Octubre del 2001); y la exposición de esa solicitud se incorpora en la presente para referencia. La figura 2 es una representación estilizada, agrandada, de gotas 38 contenidas dentro de una región A de la nube 14. Como puede observarse, las gotas 38 varían de diámetro y se expulsan hasta diversas alturas dentro de la nube 14. Se prefiere tener las gotas 38 tan pequeñas como sea posible debido a que las gotas pequeñas se evaporan más fácilmente que las gotas de diámetro mayor. Sin embargo, un factor limitante en la formación de gotas pequeñas es el diámetro mínimo de los orificios en la placa de orificio 26. En general, este diámetro mínimo es de aproximadamente 3 micrones debido a las limitaciones de elaboración. Las gotas 38 en sí variarán de diámetro desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 50 micrones, siendo el tamaño de gota promedio de 5 hasta 6 micrones. Puede haber algunas gotas de diámetro menor y algunas de diámetro mayor pero estas no deben ser más de una cantidad significativa del volumen de líquido total de la nube 14. Por ejemplo, en el caso de la mayoría de los refrescantes de aire, no más del 10% del volumen de líquido total de la nube 14 debe tener un diámetro mayor de 10 micrones. Como se mencionó arriba, las gotas 38 que forman la nube 14 se expulsan hasta alturas entre 8 y 15 centímetros por encima de la superficie 12. Las figuras 3 y 4 muestran la región A en diferentes elevaciones, a medida que la nube 14 cae hacia la superficie 12. Las figuras 3 y 4 intentan mostrar que las gotas 38 se vuelven cada una más pequeñas a medida que el líquido se evapora de sus superficies externas durante su caída de regreso hacia la superficie 12. Una sola gota de líquido, que comprende un solo componente químico, cuando cae a través de la atmósfera se evaporará de acuerdo con la siguiente fórmula: Pv >[DP4 x Ap x g x R x T x pD] / [2.639 x µ x H x M x DAS] donde: Pv = presión de vapor del componente (mm de Hg); Dp = diámetro de la partícula (cm); ?? = diferencia de densidad entre la gota de líquido y el aire ambiental (g/cm3); g = constante gravitacional (g/seg2); R = constante de gas universal (atm cc/g mol Kelvin); T = temperatura absoluta (Kelvin); PD = densidad de la gota de líquido (g/cm3); µ = viscosidad del aire ambiental (poises); H = altura desde la cual cae la gota de líquido hacia la superficie circundante (cm); M = altura molecular del aire (g mol); y DAB = coeficiente de difusión de la gota de líquido en el aire (cm2/seg). Nota: 1 mm de Hg de presión = 133.3 Pa Aunque cada uno de estos factores afecta la evaporación de la gota de líquido hasta cierto grado, solamente tres de ellos, es decir, la presión de vapor de la gota de líquido de componente individual (Pv); el diámetro de la gota de líquido (Dp); y la altura desde la cual cae la gota (H) tienen un efecto lo suficientemente mayor sobre la evaporación que las otras variables que pueden suponerse constantes. Debe observarse que la temperatura tiene un efecto significativo sobre la evaporación; sin embargo, en el ambiente en el cual está por evaporarse una fragancia o insecticida líquido, es decir, en una habitación u otro espacio cerrado donde la temperatura se encuentra en el rango de condiciones normales de vida, por ejemplo 23 hasta 27°C, puede acomodarse los efectos de la temperatura. Por lo tanto, para una gota 38 que cae desde una altura en el rango de aproximadamente 5 hasta 20 centímetros por encima de la superficie 12, debe mantenerse la siguiente relación entre el diámetro inicial de la gota y su presión de vapor: Dp4 < (H x Pv) / (0.6 x 1014) donde Pv se mide en Paséales, y Dp4 < (H x Pv) / (1.2 x 1012) donde Pv se mide en mmHg. Donde deben considerarse las diferentes alturas de caída, debe mantenerse la siguiente relación: Dp4 < ((H) x Pv))./ (1-6 x 1014) donde Pv se mide en Paséales, y Dp4 < ((H x Pv)) / (1.2 x 1022) donde Pv se mide en mmHg. Lo anterior aplica para una gota que contiene un solo componente líquido. Sin embargo, las formulaciones de fragancias e insecticidas se componen generalmente de varios componentes líquidos diferentes en mezcla o solución; y, en el caso de las fragancias, el número de tales componentes puede encontrarse entre cien y doscientos. Los solicitantes han descubierto que las fórmulas anteriores, las cuales relacionan el diámetro de la gota y la presión del vapor, no se aplican a un líquido de múltiples componentes. Es decir, si la presión de vapor total de un líquido de múltiples componentes se utiliza en las siguientes fórmulas, las gotas del líquido de múltiples componentes no se evaporarán por completo antes de caer desde una altura de 5 hasta 20 centímetros. Los solicitantes han descubierto que, con objeto de calcular la evaporación de gotas de un líquido de múltiples componentes, debe considerarse la presión de vapor de los componentes individuales del líquido y no la presión de vapor total del líquido. Más bien, el cálculo de la evaporación debe ser en base a la presión de vapor del componente de presión de vapor ínfima de la composición líquida. Cuando una mezcla líquida de un recipiente se conforma en gotas, cada gota individual, sin importar que tan pequeña sea, comprende cada uno délos componentes de la mezcla de líquido en el mismo porcentaje que existe en el recipiente. Además, cuando el líquido se evapora de una gota de líquido, cada componente del líquido se evapora a una velocidad proporcional a su propia presión de vapor individual. Por consiguiente, el componente de mayor presión de vapor se evaporará preferentemente mientras los componentes que tienen las presiones de vapor sucesivamente inferiores se evaporarán más lentamente. La gota entera no se evaporará hasta que el componente que tiene la presión de vapor ínfima se evapore. Al utilizar las fórmulas anteriores (las cuales relacionan el tamaño de la gota con la presión de vapor y/o la altura), se reduce la cantidad de líquido atomizado que cae de regreso a la superficie 12. Debe entenderse que cuando se forman las gotas en un dispositivo atomizador, las gotas se formarán en un rango de diámetros y se expulsarán hasta un rango de alturas por encima de la superficie hacia la cual caen. También debe entenderse que las presiones de vapor de los componentes del líquido que se está atomizando pueden tener un amplio rango. Debido a esto, algunas de las gotas pueden no evaporarse por completo antes de caer sobre la superficie. Esto puede ser aceptable, tomando en cuenta que la cantidad de líquido no evaporado que cae sobre la superficie es mínima. Lo que sea aceptable dependerá de la cantidad y naturaleza del líquido no evaporado que cae sobre la superficie y de la naturaleza de la superficie, por ejemplo, el efecto químico de la porción no evaporada del líquido sobre esa superficie. Cuando las composiciones líquidas, tales como fragancias o insecticidas, comprenden grandes números de componentes, con frecuencia no es práctica la determinación de las presiones de vapor de cada uno de los componentes individuales con objeto de determinar las características de evaporación de las gotas atomizadas del líquido. Con frecuencia, los componentes líquido en sí no se conocen debido a que la fragancia o insecticida se mantiene por el proveedor como un secreto de marca. La instalación mostrada en la figura 5 permite a uno predecir si un líquido será adecuado para utilizarse en un atomizador. Como se muestra en la figura 5, se proporciona una jeringa formadora de gotas 50 que forma una caída de prueba pendiente 54 de un líquido 54 que se está considerando para uso en un atomizador tal como el atomizador 10 de la figura 1. El tamaño de la gota de prueba pendiente 54 en esta modalidad es de aproximadamente 6 microlitros, aunque el tamaño exacto de la gota pendiente no es crítico para esta invención. El líquido se permite evaporar a partir de la gota de prueba pendiente 54 mientras se suspende de la jeringa 50 bajo condiciones que son similares a aquellas que se encontrarían por un vapor o nube de gotas atomizadas del liquido cuando caen de regreso a una superficie después de ser expulsadas hacia la atmósfera. A medida que el líquido se evapora de la gota 54, su tamaño disminuye y cambia su perfil. Al observar la velocidad a la cual disminuye el tamaño de la gota, puede calcularse la velocidad de evaporación diferencial del material. También, al observar los cambios de perfil de la gota 54, puede determinarse su tensión superficial, la cual también afecta la atomización. Como puede observarse en la figura 5, la gota de prueba 54 se coloca entre una fuente de luz 56 y una cámara 58 y modifica así la luz de la fuente de luz que incide en la cámara. La cámara 58 responde a la luz modificada para generar imágenes de tamaño y perfil de gota en forma de señales eléctricas. Un monitor 60 se conecta para recibir las señales de la imagen de la cámara 58 a fin de permitir asegurarse de que el tamaño y el perfil de la gota se registran de manera adecuada por la cámara 58. Además, las señales de imagen eléctrica de la cámara 58 se suministran a una computadora 62. La computadora 62 se programa para registrar el tamaño de la gota 54 y su perfil en momentos sucesivos a fin de que puedan determinarse las velocidades de cambio del tamaño y perfil de la gota. La computadora 62 también s,e conecta a un monitor 64 que produce imágenes que muestran las velocidades de cambio del tamaño y perfil de la gota. La cámara 58 y la computadora 62 sirven como un sensor que se construye y adapta para detectar una velocidad de disminución en el tamaño de la gota de prueba pendiente 54 durante la evaporación de líquido de la misma. También, el monitor y la interfase 64 sirven como un dispositivo productor de indicaciones que se conecta al sensor (cámara 58) y la computadora 62 para producir una señal que representa la capacidad de adecuación para atomización del líquido cuando el sensor indica que la velocidad de disminución es mayor a una velocidad predeterminada. En operación del aparato de la figura 5, se produce una gota de prueba pendiente 54 de un líquido bajo consideración y se suspende de la jeringa 50. La gota de prueba se permite evaporar mientras la cámara 58 genera imágenes correspondientes al tamaño y perfil de la gota. Se ha encontrado preferible, en el caso de una fragancia líquida de múltiples componentes o un insecticida líquido de múltiples componentes, el formar inicialmente una gota pendiente de 6 microlitros y observar su velocidad de disminución de tamaño y su velocidad de cambio de perfil después de que aproximadamente el 70% de la gota pendiente se ha evaporado. En este punto, los componentes de mayor presión de vapor de la gota se han retirado a través de evaporación; y los componentes que son más lentos de evaporar se encuentran disponibles para análisis. Este análisis se continúa hasta que se ha evaporado hasta aproximadamente el 80% del volumen de gota inicial. Las características de evaporación de las gotas atomizadas del líquido corresponden, en gran medida, a la velocidad a la cual disminuye de tamaño la gota de prueba pendiente 54 a medida que los componentes líquidos se evaporan de la misma. Las características de atomización de las gotas atomizadas del líquido también corresponden, en gran medida, a la tensión superficial de la gota 54. Se ha encontrado que una fragancia líquida de múltiples componentes o un insecticida líquido de múltiples componentes que se atomiza en un atomizador de placa vibratoria que forma gotas de hasta 50 micrones y los expulsa hasta una altura de por lo menos 8 centímetros por encima de la superficie hacia la cual caen, se evaporará esencialmente por completo si una gota pendiente de 6 microlitros, después de evaporarse aproximadamente al 70%, muestra una velocidad de evaporación de más de aproximadamente 1.0 x 10"8 metros cúbicos por centímetro cuadrado por segundo cuando la tensión superficial se encuentra por debajo de 35 min/m (35 dinas por centímetro). La velocidad de disminución de tamaño de la gota de prueba pendiente 54 puede determinarse mediante observación de la velocidad de disminución de su diámetro durante evaporación de los componentes líquidos de la misma. También, la tensión superficial de la gota de prueba pendiente 54 puede determinarse al observar los cambios en su perfil durante tal evaporación. Esto puede llevarse a cabo por medio de una técnica conocida como "Análisis de Forma de Gota Axisimétrico" (ADSA) descrito en una publicación titulada "Análisis de Forma de Gota Axisimétrico como un Equilibrio de Película", Coloides y Superficies A: Aspectos Fisicoquímicos y de Ingeniería 88(1994) 51-58 y las referencias identificadas en la misma. Esta técnica involucra la toma de medidas en diversos puntos coordinados, seleccionados a lo largo del perfil de gota pendiente en intervalos de tiempo sucesivos y el procesamiento' de aquellas medidas con un programa de computadora diseñado para producir indicaciones de tensión superficial y volumen de gota pendiente. Las figuras 6, 7 y 8 son gráficas que muestran los resultados de las mediciones del tamaño de gota pendiente (velocidad de evaporación) y perfil de gota (tensión superficial) que se realizaron para diferentes líquidos a medida que las diferentes porciones de las gotas de prueba 54 de cada líquido se midieron mientras aquellas gotas pendientes se expusieron a la atmósfera. La figura 6 muestra la velocidad de evaporación y la tensión superficial de una gota de prueba pendiente 54 de un líquido que es inadecuado para atomización y evaporación. Como puede observarse en la figura 6, la velocidad de evaporación durante el intervalo en el cual se ha evaporado aproximadamente 70 hasta 75% de la gota pendiente 54 es de aproximadamente 0.5 x 10"8 metros cúbicos por metro cuadrado por segundo. También la tensión superficial de gota en este intervalo es de 32-35 mN/ml (32-35 dinas por centímetro). La figura 7 muestra la velocidad de evaporación y la tensión superficial de una gota 54 de líquido que es adecuada para atomización en un atomizador de placa vibratoria y expulsión de gotas tan grandes como 50 micrones hasta una altura de al menos 8 centímetros por encima de una superficie adyacente. Tales gotas se evaporarán por completo antes de alcanzar la superficie adyacente. Como puede observarse en la figura 7, la velocidad de evaporación durante el intervalo en el cual 70 hasta 75% de la gota pendiente 54 se ha evaporado es de aproximadamente 1.6 hasta 1.8 x 10"8 metros cúbicos por metro cuadrado por segundo. También, la tensión superficial de gota observada en este intervalo es de 24-26 mN/m (24-26 dinas por centímetro). La figura 8 muestra la velocidad de evaporación y la tensión superficial de una gota de prueba pendiente 54 de otro líquido que es adecuado para atomización en un atomizador de placa vibratoria y expulsión de gotas tan grandes como 50 micrones hasta una altura de al menos 8 centímetros por encima de una superficie adyacente. Como puede observarse en la figura 8, la velocidad de evaporación durante el intervalo en el cual se ha evaporado aproximadamente 70% de la gota de prueba pendiente 54 es de aproximadamente 2.0 hasta 3.0 x 10"8 metros cúbicos por metro cuadrado por segundo. También la tensión superficial de gota observada en este intervalo es de aproximadamente 34 mN/ml (34 dinas por centímetro). Se apreciará que al proporcionar una prueba de evaporación de gota pendiente como se describe en la presente, en la cual se determina la velocidad de evaporación y la tensión superficial de una gota de un líquido en cuestión, es posible determinar si el líquido serla adecuado para completar la evaporación mediante el uso de un atomizador de tipo de placa vibratoria. Además, por medio de esta técnica no existe necesidad de medir o incluso conocer las presiones de vapor de los componentes individuales del líquido. Por lo tanto, con esta invención los líquidos de múltiples componentes que tienen grandes números de diferentes componentes líquidos pueden analizarse fácilmente respecto a la capacidad de evaporación en un atomizador de tipo de placa vibratoria.

APLICABILIDAD INDUSTRIAL La presente invención hace posible el asegurarse de la completa evaporación de gotas atomizadas de fragancias o insecticidas que tienen diámetros dados cuando se expulsan hasta alturas predeterminadas por encima de una superficie hacia la cual caen después ,de la eyección. De esta manera, la superficie se protege del ataque químico u otros efectos nocivos de la fragancia o insecticida líquido.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES 1. Un método para evaporar una solución líquida de múltiples componentes (20), caracterizado porque comprende las etapas de: utilizar un atomizador de placa vibratoria (10) colocado en una superficie horizontal (12) para formar un vapor o nube de pequeñas gotas de líquido de la solución y expulsar dicho vapor o nube de pequeñas gotas hacia la atmósfera; y permitir que dichas gotas caigan de regreso hacia la superficie (12); comprendiendo dicha solución de líquido (20) una pluralidad de componentes que tienen presiones de vapor respectivas, caracterizado porque el componente que tiene la presión de vapor ínfima se relaciona con aquellas gotas que tienen los diámetros mayores, de tal manera que 1.6 x 1014 x Dp47 [H x Pv] < 1 donde Dp es el diámetro, en centímetros, de las gotas de mayor diámetro, H es la altura, en centímetros, hasta la cual se expulsan dicha gotas de mayor diámetro por encima de la superficie, y Pv es la presión de vapor, en Pa (1.2 x 1022 x Dp47 [H x Pv] < 1 donde la presión de vapor se encuentra en milímetros de Hg) de aquellos componentes que tienen las presiones de vapor ínfimas; mediante lo cual se reduce la cantidad de líquido no evaporado que cae de regreso sobre dicha superficie. 2. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho líquido de múltiples componentes (20) comprende una fragancia líquida de múltiples componentes o un insecticida líquido de múltiples componentes. 3. Un método según la reivindicación 2, caracterizado porque los valores de Dp, H y Pv se seleccionan en conjunto con los efectos de dicho líquido sobre dicha superficie adyacente, de tal manera que cualquier líquido que caiga nuevamente sobre dicha superficie se encuentre en una cantidad insuficiente para originar un efecto adverso sobre dicha superficie. 4. Un método según la reivindicación 2, caracterizado porque dicho componente que tiene la presión de vapor ínfima constituye menos de aproximadamente 2% del volumen total de dicho vapor. 5. Un método según la reivindicación 2, caracterizado porque dichas gotas que tienen los diámetros mayores constituyen menos de aproximadamente 10% del volumen líquido total de dicho vapor. 6. Un método según la reivindicación 2, caracterizado porque dicha altura se encuentra en el rango de 5 hasta 20 centímetros por encima de dicha superficie. 7. Un método según la reivindicación 2, caracterizado porque dichas gotas de mayor diámetro tienen diámetros mayores de aproximadamente 10 micrones. 8. Un método según la reivindicación 2, caracterizado porque la presión de vapor de los componentes que tienen la presión de vapor ínfima es mayor de aproximadamente 1.07 Pa (0.008 mm Hg). 9. Un método según la reivindicación 6, caracterizado porque no más de 10% del volumen líquido total de dicho vapor comprende gotas cuyos diámetros son mayores de 15 micrones. 10. Un método según la reivindicación 6, caracterizado porque la presión de vapor de los componentes que tienen la presión de vapor ínfima es mayor de aproximadamente 1.07 Pa (0.008 mm Hg). 11. Un método según la reivindicación 7, caracterizado porque dicha altura se encuentra en el rango de 5 hasta 20 centímetros por encima de dicha superficie. 12. Un método según la reivindicación 7, caracterizado porque la presión de vapor de los componentes que tienen la presión de vapor ínfima es mayor de aproximadamente 1.07 Pa (0.008 mm Hg). 13. Un método según la reivindicación 2, caracterizado porque las gotas de mayor diámetro tienen diámetros mayores de aproximadamente 15 micrones y constituyen menos de aproximadamente 10% del volumen líquido total de dicho vapor, y en donde la presión de vapor de los componentes que tienen la presión de vapor ínfima es mayor de aproximadamente 1.07 Pa (0.008 mm Hg). 14. Un método según la reivindicación 13, caracterizado porque dicha altura se encuentra en el rango de 5 hasta 20 centímetros por encima de dicha superficie. 15. Un método según la reivindicación 2, caracterizado porque la presión de vapor de los componentes que tienen la presión de vapor ínfima es mayor de aproximadamente 1.07 Pa (0.008 mm Hg), en donde dichas gotas de diámetro mayor tienen diámetros mayores de aproximadamente 1 5 micrones y constituyen menos de aproximadamente 10% del volumen total de dicho vapor y en donde dicha altura se encuentra en el rango de 5 hasta 20 centímetros. 1 6. El aparato (1 0) caracterizado porque contiene una solución l íquida de múltiples componentes (20), que comprende: un alojamiento (16) para soportar el aparato sobre una superficie (12); un recipiente de líquido ( 18) que contiene el líquido de múltiples componentes (20); un sistema de suministro de l íquido (28); y un atomizador (22); instalándose dicho sistema de suministro líquido (28) para transportar el l íq uido desde dicho recipiente (1 8) hacia dicho atomizador (22); construyéndose dicho atomizador (28) para formar un vapor o nube de peq ueñas gotas líquidas y expulsar dichas gotas hacia la atmósfera permitiéndoles caer nuevamente hacia la superficie; comprendiendo dicho líquido de múltiples componentes (1 8) una pluralidad de componentes que tienen presiones de vapor respectivas; caracterizado porque el componentes del l íquido de múltiples componentes que tiene la presión de vapor ínfima se relaciona con aquellas gotas que tienen los diámetros mayores, de tal manera que 1 .6 x 1014 x Dp4 7 [H x Pv] < 1 donde Dp es el diámetro, en centímetros, de las gotas que tienen el mayor diámetro, H es la altura en centímetros, hasta la cual dichas gotas de mayor diámetro se expulsan por encima de la superficie que soporta dicho alojamiento (16), y Pv es la presión de vapor, en Pa (1.2 x 1022 x Dp47 [H x Pv] < 1 donde la presión de vapor se encuentra en milímetros de Hg) de aquellos componentes que tienen la presión de vapor ínfima. 17. El aparato según la reivindicación 16, caracterizado porque dicho líquido de múltiples componentes comprende fragancia líquida de múltiples componentes o un insecticida líquido de múltiples componentes. 18. El aparato según la reivindicación 17 caracterizado porque los valores de Dp, H y Pv se seleccionan en conjunto con los efectos de dicho líquido sobre dicha superficie adyacente de tal manera que cualquier líquido o evaporado que caiga nuevamente sobre dicha superficie se encuentre en una cantidad insuficiente para originar un efecto adverso sobre dicha superficie. 19. El aparato según la reivindicación 17, caracterizado porque dichas gotas que tienen los diámetros mayores constituyen menos de aproximadamente 10% del volumen líquido total de dicho vapor. 20. El aparato según la reivindicación 17, caracterizado porque dicha altura se encuentra en el rango de 5 hasta 20 centímetros por encima de dicha superficie. 21. El aparato según la reivindicación 19, caracterizado porque dichas gotas de diámetro mayor tienen diámetros mayores de aproximadamente 10 micrones. 22. El aparato según la reivindicación 1 7 , caracterizado porque la presión de vapor de los componentes que tienen la presión de vapor ínfima es mayor de aproximadamente 1 .07 Pa (0.008 mm Hg). 23. El aparato según la reivindicación 20, caracterizado porque dichas gotas de mayor diámetro tienen diámetros mayores de aproximadamente 1 0 micrones. 24. El aparato según la reivindicación 20, caracterizado porq ue la presión de vapor de los componentes que tienen la presión de vapor ínfima es mayor de aproximadamente 1 .07 Pa (0.008 mm Hg). 25. Un método para evaluar un l íquido respecto a lo adecuado para una atomización por medio de un atomizador de placa vibratoria y mediante evaporación de gotas producidas a partir de dicho atomizador, comprendiendo dicho método las etapas de: formar una gota pendiente (54) de dicho líquido; permitir que dicha gota pendiente (54) se evapore mientras se detecta su velocidad de disminución de tamaño; y producir una señal cuando dicha velocidad de disminución de tamaño sea mayor de una velocidad predeterminada, ind icando dicha señal que dicho líq uido es adecuado para atomización sin dejar un residuo sobre superficies circundantes. 26. Un método según la reivindicación 25, caracterizado porque dicho líquido es una fragancia líq uida de múltiples componentes o un insecticida l íquido de múltiples componentes. 27. Un método según la reivindicación 26, caracterizado porque el tamaño de dicha gota pendiente (54) es de aproximadamente 6 microlítros y dicha gota pendiente se permite disminuir de tamaño en aproximadamente 70% de su volumen original antes de detectar su velocidad de disminución de tamaño. 28. Un método según la reivindicación 27, caracterizado porque dicha velocidad de disminución es de al menos 1 .0 x 10~8 metros cúbicos por metro cuadrado por segundo, indicando que el líquido es adecuado para atomización en el atomizador de placa vibratoria en gotas que tienen un tamaño de partícula de hasta aproximadamente 50 micrones y por expulsarse hacia la atmósfera y hacer desde una altura de al menos 8 centímetros por encima de una superficie sin dejar un residuo sobre dicha superficie. 29. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 26-28, caracterizado porque incluye además las etapas de detectar la tensión superficial de dicha gota y de limitar dicha señal q ue representa la capacidad de adaptación para atomización en condiciones donde dicha tensión superficial es de menos de un valor predeterminado. 30. Un método según la reivindicación 29, caracterizado porque dicho valor de tensión superficial es de menos de 35 mN/m (35 dinas por centímetro). 31 . Un aparato para evaluar un líquido respecto a la capacidad de adaptación para atomización por medio de un atomizador de placa vibratoria y mediante evaporación de gotas producidas a partir de dicho atomizador, comprendiendo dicho aparato: medios (50) para formar una gota pendiente (54) de dicho líquido y suspender dicha gota (54) mientras el líquido se evapora de la misma; un sensor (58, 62, 64) construido y adaptado para detectar una velocidad de disminución de tamaño de la gota pendiente (54) durante la evaporación de l íquidos de la misma; y un dispositivo productor de ind icación (62) conectado a dicho sensor (58, 62, 64) y para producir una señal cuando dicha velocidad de disminución de tamaño es mayor de una velocidad predeterminada, indicando así la capacidad de adaptación para atomización sin dejar un residuo en superficies adyacentes. 32. El aparato según la reivindicación 31 , caracterizado porq ue dicho líquido es una fragancia l íquida de múltiples componentes o un insecticida l íq uido de múltiples componentes, en donde dicha gota pendiente es inicialmente de 6 microlitros, y en dicho sensor detecta dicha velocidad de disminución de tamaño cuando dicha gota ha disminuido en tamaño aproximadamente el 70% de su volumen original . 33. El aparato según la reivindicación 32, caracterizado porq ue dicho sensor y dicho dispositivo productor de indicación se programan para producir una indicación de capacidad de adaptación del líquido para atomización en gotas q ue tienen un tamaño de partícula de hasta 50 micrones y expulsarlas hacia la atmósfera para caer desde una altura de al menos 8 centímetros por encima de una superficie sin dejar un residuo sobre la superficie . cuando dicha velocidad de d isminución de tamaño de la gota pendiente (54) es de al menos 1 .0 x 10"8 metros cúbicos por metro cuadrado por segundo. 34. El aparato según la reivindicación 33, caracterizado porq ue d icho sensor (58, 62, 64) se construye para detectar la tensión superficial de dicha gota (54) y para limitar dicha señal que representa la capacidad de adaptación para atomización en condiciones donde d icha tensión superficial es menor de un valor predeterminado. 35. El aparato según la reivindicación 34, caracterizado porque dicho sensor y dicho dispositivo productor de indicación se programan para proporcionar una indicación de capacidad de adaptación de dicho líq uido para evaporación en un atomizador de placa vibratoria que atomiza dicho l iquido en gotas q ue tienen un tamaño de partícula de hasta 50 micrones, comprendiendo no más del 1 0% del volumen total de dichas gotas las gotas mayores de 15 micrones, en donde dichas gotas se expulsan hacia la atmósfera y caen desde una altura de al menos 8 centímetros por encima de una superficie sin dejar un residuo sobre la superficie cuando dicha tensión superficial es de menos de 35 mN/m (35 dinas por centímetro). 36. Un método para la evaporación de una solución líquida de múltiples componentes (20) sin dejar un residuo en superficies adyacentes, comprendiendo dicho método las etapas de: operar un atomizador de placa vibratoria ( 10) colocado sobre una superficie horizontal (12) para formar un vapor o nube de pequeñas gotas l íquidas de la solución ; expulsar dicho vapor o nube de pequeñas gotas hacia la atmósfera; y permitir que dichas gotas caigan de regreso hacia la superficie (12); caracterizado porque: dicha solución líquida se selecciona para tener características de evaporación de tal manera que una gota pendiente de aproximadamente 6 micrones de tamaño disminuya debido a la evaporación a una velocidad de al menos 1 .0 x 1 0"8 metros cúbicos por metros cuadrados por segundo después de q ue se ha evaporado aproximadamente el 70% del volumen original de dicha gota pend iente. 37. Un método según la reivindicación 36, caracterizado porque dic,ha solución líq uida de múltiples componentes es una fragancia líquida de múltiples componentes o un insecticida l íquido de múltiples componentes. 38. Un método según la reivindicación 37, caracterizado porque no más del 10% del volumen líquido total de dicho vapor o nube comprende gotas cuyo diámetro es mayor de 15 micrones.