MXPA04012543A - Particulas activadas encapsuladas y metodos para elaborar y utilizar las mismas. - Google Patents
Particulas activadas encapsuladas y metodos para elaborar y utilizar las mismas.Info
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Abstract
La invencion se relaciona con la conservacion de las propiedades de particulas activas a traves del uso de un encapsulante que se puede retirar. El encapsulante puede proteger a las particulas activas contra la desactivacion prematura. Si se desea, el encapsulante se puede eliminar para renovar las particulas activas. Se pueden implementar diversos proceso para introducir particulas encapsuladas a sustancias de inclusion que se pueden utilizar en diversos productos.
Description
PARTÍCULAS ACTIVAS ENCAPSULADAS Y MÉTODOS PARA ELABORAR Y UTILIZAR LAS MISMAS
REFERENCIA CRUZADA CON UNA SOLICITOD DE PATENTE RELACIONADA Esta solicitud reivindica el beneficio, de la solicitud provisional de los Estados Unidos No. 60/388, 678 , presentada el 12 de junio de 2002, la exposición de la misma se incorpora en la presente como referencia en su totalidad.
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con la conservación de las propiedades de partículas activas. En particular, la invención se relaciona con un método para encapsular al menos una porción de las partículas activas con una sustancia protectora removible .
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Se sabe bien que ciertas partículas se pueden utilizar para agregar propiedades de desempeño a materiales en diferentes formas tales como por ejemplo, gases, líquidos, y sólidos. Estas partículas pueden tener propiedades que sean adecuadas para la adsorción de olores, manejo de
humedad, protección contra luz ultravioleta, protección química, protección contra riesgo biológico, pi orresistencia, protección antibacteriana, protección antiviral, protección antihongos, protección antimicrobiana, y otros factores, y combinaciones de los mismos. Estas partículas pueden proporcionar estas propiedades debido a que son "activas". Las partículas activas lo son debido a que tienen la capacidad de adsorber o atrapar sustancias, incluyendo sustancias que por sí mismas pueden ser sólidas, líquidas, y/o gaseosas, por ejemplo, polen, agua, butano, y aire ambiental. Las partículas activas tienen una propiedad adsortiva debido a que cada partícula tiene una multitud de poros (por ejemplo, poros en el orden de miles, decenas de miles, o cientos de miles por partícula) . Son estos poros los que le proporcionan a la partícula activa su capacidad de adsorber. Por ejemplo, una partícula activa tal como por ejemplo, el carbón activado puede adsorber una sustancia (por ejemplo, butano) al atrapar la sustancia en los poros del carbón activado . La exposición de las partículas activas a una sustancia puede desactivar prematuramente las
partículas activas al bloquear o inhibir los poros, reduciendo con esto la capacidad adsortiva de las partículas activas. Es decir, una vez que los poros se bloquean o inhiben con una sustancia, se puede prevenir que aquellos poros bloqueados o inhibidos tengan una adsorción adicional. Sin embargo, la capacidad adsortiva de las partículas activas se puede aumentar o restaurar al retirar la sustancia que está bloqueando o inhibiendo los poros. Por lo tanto, las partículas activas se pueden renovar (por ejemplo, reactivar) . Un problema común asociado frecuentemente con las partículas activas es que se pueden desactivar prematuramente. Cuando las partículas activas se desactivan prematuramente, las partículas no pueden adsorber sustancias originalmente destinadas para ser adsorbidas, pero en cambio, adsorben alguna sustancia no deseada. Algunas sustancias que se adsorben prematuramente pueden ser sustancias nocivas. Las sustancias nocivas son sustancias que no se pueden retirar fácilmente de una partícula activa y por lo tanto reducen la capacidad de la partícula activa para una adsorción adicional. Por ejemplo, una sustancia nociva tal como por ejemplo, un polímero fundido puede desactivar permanentemente la partícula
activa. Un polímero fundido, por ejemplo, no puede quitarse sin dañar la partícula activa o la sustancia que circunda la partícula activa. Otras sustancias que se adsorben prematuramente pueden ser relativamente fáciles de quitar. Es decir, estos tipos de sustancias se pueden quitar utilizando métodos conocidos de renovación o reactivación dañina que no dañen las partículas activas o la sustancia circundante. Por ejemplo, cuando se adsorbe una sustancia no nociva tal como por ejemplo, metano, éste se puede quitar de la partícula activa calentando la partícula. Los adelantos en la producción de materiales con partículas activas contenidas en los mismos se han limitado por las condiciones adversas encontradas cuando se producen estos materiales. Uno de estos procesos incluye, por ejemplo, un proceso de extrusión que se utiliza para producir cuerdas de hilo sintético. En un proceso de extrusión, el proceso típicamente inicia al convertir un material base, tal como por ejemplo, un polímero, en una mezcla fundida. Luego, utilizando la mezcla fundida, se extruye un material deseado (por ejemplo, hilo) a través de un aparato de extrusión. Sin embargo, cuando la partícula activa se mezcla en una mezcla
fundida, la mezcla fundida puede desactivar la partícula activa al rellenar los poros de la partícula, inhibiendo con esto la capacidad de la partícula activa de adsorber. Se han intentado diversos procedimientos de extrusión para prevenir la desactivación de la partícula activa, aunque todos han tenido resultados que son ineficaces o sustancialmente debilitan el material base. Un procedimiento, utilizando carbón activado, ha producido un material que tiene aproximadamente 4% en peso de carbón activado incluido en el mismo como el activo. Sin embargo, este procedimiento requirió una carga pesada de carbón activado para producir un hilo que tenga una mejor actividad del 4% fuera de todo el carbón incluido dentro del hilo. Una desventaja de tener que cargar pesadamente el hilo con carbón activado u otra partícula activa es que da por resultado en un hilo que posee las características físicas del carbón activado (o partícula} en lugar de las características físicas del material base para producir el hilo. De esta forma, un hilo o tela creados utilizando este método tiene una sensación al tacto dominada por el aditivo de carbón (o partícula) y no el material base. Además, a medida que la carga
de carbón (o partícula) aumenta, la resistencia a la tensión del material disminuye, dando por resultado en una tela quebradiza, y que no se estira. En vista de lo anterior, un objetivo de la presente invención es conservar las partículas activas con una sustancia protectora removible. Un objetivo de la invención también es eliminar la sustancia protectora removible para renovar o reactivar las partículas activas, cuando sea conveniente. Otro objetivo de la invención es proporcionar una partícula activa que se desactive con un encapsulante removible para protección contra la desactivación prematura.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Los objetivos de la invención se cumplen al desactivar las partículas activas con una sustancia removible (por ejemplo, un encapsulante} para protección contra la desactivación prematura. La sustancia removible, según se utiliza sobre las partículas activas o con las mismas, desactiva las partículas activas al bloquear o inhibir los poros de las partículas activas. Mientras que la sustancia removible puede tener anulada o reducida la capacidad
adsortiva de las partículas activas, esta pérdida de capacidad adsortiva no es permanente. De esta forma, cuando la sustancia removible se elimina de las partículas activas, la capacidad adsortiva, aumenta o se restaura. En otras palabras, la eliminación de la sustancia removible produce una reactivación o renovación de las partículas activas. Una ventaja de desactivar las partículas activas con la sustancia removible es que se puede evitar que las partículas activas adsorban prematuramente una sustancia. Si las partículas activas adsorben prematuramente una sustancia (por ejemplo, una sustancia nociva) o de otra manera se exponen a una condición adversa que afecta la adsorción, las partículas se pueden desactivar antes de que tengan una oportunidad de adsorber sustancias convenientes. La desactivación prematura puede incluir la desactivación tomando en cuenta la absorción que se presenta en un momento anterior poco conveniente si la sustancia absorbida fue nociva, no nociva, incluso para el blanco pretendido. Por ejemplo, se supone que las partículas activas se introducen con el fin de adsorber la sustancia "A", pero antes de que las partículas activas se puedan utilizar para ese propósito, las partículas activas
se desactivan prematuramente al adsorber la sustancia adsorber "B", que no se puede retirar fácilmente. Si las partículas activas se han desactivado con la sustancia removible, las partículas activas pueden no haber adsorbido prematuramente la sustancia "B". Cuando la sustancia removible se aplica a la partícula activa, ésta encapsula al menos una porción de la partícula activa. De esta forma, una partícula encapsulada es una partícula activa que existe en un estado desactivado, y se ha rellenado al menos parcialmente con, cubierta por, o encerrada por la sustancia removible, pero se puede renovar o reactivar en el momento de la eliminación de la sustancia protectora. Otra ventaja de la invención es que la sustancia removible se puede eliminar a un tiempo predeterminado o de otra manera conveniente después de que se esté aplicando a las partículas activas. Por ejemplo, la sustancia removible se puede eliminar si se sabe que la sustancia o sustancias que pueden provocar la desactivación prematura no están presentes. En otro ejemplo, la sustancia removible se puede aplicar indefinidamente a las partículas activas, o siempre y cuando la sustancia removible se pueda aplicar prácticamente a las partículas activas.
La sustancia removible puede permanecer aplicada a las partículas activas hasta que una o más de las condiciones predeterminadas o sustancias se apliquen para eliminar la sustancia removible. Por ejemplo, la sustancia removible se puede eliminar si se somete a agua caliente y luego se seca. En otro ejemplo, la aplicación de calor o luz puede eliminar la sustancia removible. La sustancia removible puede no ser desplazada por otra sustancia sin influencia externa a menos que otra sustancia se elimine primero, o se configure específicamente para eliminar la sustancia removible. La sustancia removible permite que las partículas encapsuladas se sometan a sustancias que pueden provocar desactivación prematura. Por ejemplo, las partículas encapsuladas se pueden utilizar en un proceso que introduce o incorpora las partículas en una sustancia de inclusión. Una sustancia de inclusión puede ser una sustancia que toma la forma de un sólido, líquido, gas, o una combinación de diferentes fases. Si se utiliza una sustancia nociva en ese proceso, las partículas encapsuladas se protegen de ser desactivadas prematuramente .
Después de que las partículas encapsuladas se incorporan en la sustancia de inclusión, al menos una porción de la sustancia removible se puede eliminar para reactivar las partículas activas. Una vez que la sustancia removible se elimina, las partículas activas pueden otorgar características para mejoramiento del desempeño (por ejemplo, adsorción de olores, manejo de humedad, etc.) al incorporar una sustancia o material. Además de las características para mejoramiento del desempeño que se imparten a la sustancia de inclusión, las partículas activas se pueden incorporar de manera que mantengan la sensación al tacto, textura, durabilidad, resistencia, elasticidad, viscosidad, el compresibilidad, expansibilidad, densidad relativa, y otras propiedades físicas y químicas en general asociadas con la sustancia de inclusión antes de que las partículas activas se hayan incorporado en la misma . Ciertas modalidades de la invención incluyen las caracte ísticas que se muestran enseguida. En algunas modalidades, la invención proporciona un artículo que comprende un sustrato; las partículas activas que se incorporan por infusión al sustrato; y al menos un encapsulante removible que
encapsula al menos una porción de las partículas activas . En algunas modalidades, el encapsulante removible se elimina para reactivar c renovar las partículas activas. En algunas modalidades, al menos un encapsulante removible encapsula completamente las partículas activas. En algunas modalidades, una primera porción del encapsulante se une a una porción de interacción con el sustrato de la partícula, y una segunda porción del encapsulante se une a una porción de interacción sin el sustrato de la partícula activa. En algunas modalidades, la porción de interacción con el sustrato es la porción de la partícula activa que se incorporó por infusión al sustrato a tal grado que el sustrato encapsula eficazmente una porción del encapsulante. En algunas modalidades, la primera porción del encapsulante no se puede eliminar tan fácilmente como la segunda porción del encapsulante. En algunas modalidades, la porción de interacción sin el sustrato de la partícula activa es la porción de la partícula activa que tiene el encapsulante sobre la misma que no está en contacto con el sustrato.
En algunas modalidades, el porcentaje de la composición del encapsulante removible y las partículas activas que comprende la composición total del articulo es tal que la sensación al tacto del sustrato está prácticamente sin alterar por la presencia del encapsulante y las partículas activas mientras que mejora sustancialmente una propiedad de desempeño del artículo. En algunas modalidades, las partículas activas se seleccionan del grupo que consiste de carbón activado (alúmina activada), gel de sílice, carbonato sódico, aluminio trihidratado, bicarbonato sódico, p-metoxi-2-etoxietil éster cinámico
(cinoxato), óxido de zinc, zealitas, dióxido de titanio, materiales de filtro molecular, y cualquier combinación de los mismos. En algunas modalidades, las partículas activas adsorben un gas, un líquido, y/o un sólido. En algunas modalidades, las partículas activas comprenden actividad adsortiva. En algunas modalidades, las partículas activas comprenden actividad adsortiva de olores. En algunas modalidades, las partículas activas comprenden actividad antibacteriana, antiviral, antihongos, o antimicrobiana. En algunas modalidades, las
partículas activas comprenden propiedades para manejo de humedad. En algunas modalidades, las partículas activas comprenden actividad de protección química o protección contra riesgo biológico. En algunas modalidades, el sustrato es un material que se puede procesar fundido. En algunas modalidades, el sustrato se selecciona del grupo que consiste de poliésteres, nylons, poliacrí lieos, termoplásticos, PTFEs, policarbonatos , polialcanos, compuestos de poli-vinilo, epoxis, polímeros de reacción con base de siloxano, pegamentos, polímeros de degradación, polímeros, fibras, algodón, acetatos, acrílicos, aramidas, bicomponentes , lioceldas, melaminas, modacrí lieos , olefinas, PBIs, rayones, espandexes, agua, aceites, aerosoles, perfumes y cualquier combinación de los mismos. En algunas modalidades, las partículas activas encapsuladas al menos parcialmente se incorporan por infusión directamente con el sustrato. En algunas modalidades, las partículas activas encapsuladas al menos parcialmente se unen al sustrato con un agente aglutinante. En algunas modalidades, las partículas activas comprenden aproximadamente 0.01 a 99 por ciento en peso del artículo. En algunas modalidades,
las partículas activas comprenden entre aproximadamente 0.01 y 50 por ciento en peso del articulo. En algunas modalidades, las partículas activas comprenden entre aproximadamente 0.01 y 25 por ciento en peso del artículo. En algunas modalidades, las partículas activas comprenden entre aproximadamente 0.01 y 15 por ciento en peso del artículo. En algunas modalidades, las partículas activas comprenden entre aproximadamente 0.01 y 10 por ciento en peso del artículo. En algunas modalidades, las partículas activas comprenden entre aproximadamente 0.01 y 5 por ciento en peso del artículo. En algunas modalidades, las partículas activas comprenden entre aproximadamente 0.01 y 1 por ciento en peso del artículo. En algunas modalidades, el artículo es ropa, hilo, o fibra cortada. En algunas modalidades, el artículo es tapicería, alfombrados, tapetes, alfombrillas, cuerdas, capas de tela, toallas, trapos, camas para mascotas, forros para colchones, colchones, muebles para el hogar, cortinas, filtros, zapatos, plantillas y pañales, trajes protectores, equipos para cacería, o artículos de plástico. En algunas modalidades, la invención proporciona un material para desempeño mejorado que
comprende un material; partículas activas que se encapsulan al menos parcialmente con al menos un encapsulante removible; y un agente aglutinante que une las partículas activadas encapsuladas parcialmente al material. En algunas modalidades, una primera porción del encapsulante se une a una porción de interacción con el material de la partícula, y una segunda porción del encapsulante se une a una porción de interacción sin el material de la partícula activa. En algunas modalidades, la porción de interacción con el material es la porción de la partícula activa que se incorpora por infusión al material a tal grado que el material encapsula eficazmente una porción del encapsulante. En algunas modalidades, la primera porción del encapsulante no se puede retirar tan fácilmente como la segunda porción del encapsulante. En algunas modalidades, la porción de interacción sin el material de la partícula activa es la porción de la partícula activa que tiene el encapsulante sobre la misma que no está en contacto con el material. En algunas modalidades, el porcentaje de la composición del encapsulante removible y las partículas activas que comprende la composición total del material es tal que la sensación al tacto del
material está prácticamente sin alterar por la presencia del encapsulante y las partículas activas mientras que mejora sustancialmente una propiedad de desempeño del artículo. En algunas modalidades, el material es hilo, un material tejido, un material de punto, o una fibra cortada . En algunas modalidades, la invención proporciona un artículo que comprende un sustrato que tiene unido al mismo partículas activadas que se encapsulan al menos parcialmente con al menos un encapsulante removible, en donde la porción no encapsulada de las partículas encapsuladas al menos parcialmente imparte actividad al sustrato. En algunas modalidades, las partículas encapsuladas parcialmente se incorporan por infusión al sustrato . En algunas modalidades, las partículas encapsuladas parcialmente se unen al sustrato con un agente aglutinante. En algunas modalidades, la invención proporciona un artículo que comprende un sustrato; las partículas activas que se incorporan por infusión al sustrato, y al menos un encapsulante removible que
encapsula al menos una porción de las partículas acti a s . En algunas modalidades, la invención proporciona un material con desempeño mejorado que comprende un material; partículas activas que se encapsulan al menos parcialmente con al menos un encapsulante removióle; y un agente aglutinante que une las partículas activadas encapsuladas al menos parcialmente al material. En algunas modalidades, la invención proporciona un lote maestro, que comprende: un material que se puede procesar fundido (por ejemplo, un material base); una pluralidad de partículas activas; y al menos un encapsulante removible que está presente en una cantidad eficaz para conservar la actividad de las partículas activas cuando las partículas activas se someten a un evento que podría de otra manera desactivar o reducir permanentemente la actividad de las partículas activas. En algunas modalidades, las partículas activas comprenden entre aproximadamente 0.01 y 99 por ciento en peso del lote maestro. En algunas modalidades, las partículas activas comprenden entre aproximadamente 0.01 y 50 por ciento en peso del lote maestro. En algunas modalidades, las partículas
activas comprenden entre aproximadamente 0.01 y 25 por ciento en peso del lote maestro. En algunas modalidades, las partículas activas comprenden entre aproximadamente 0.01 y 15 por ciento en peso del lote maestro. En algunas modalidades, las partículas activas comprenden entre aproximadamente 0.01 y 10 por ciento en peso del lote maestro. En algunas modalidades, las partículas activas comprenden entre aproximadamente 0.01 y 5 por ciento en peso del lote maestro. En algunas modalidades, las partículas activas comprenden entre aproximadamente 0.01 y 1 por ciento en peso del lote maestro. En algunas modalidades, la invención proporciona un método para producir un lote maestro, el método comprende encapsular una pluralidad de partículas activas con al menos un encapsulante removible, en donde al menos un encapsulante evita que las partículas activas se desactiven prematuramente; mezclar las partículas activas encapsuladas con un material base; y someter la mezcla a condiciones que provoquen que las partículas activas encapsuladas y el material base se combinen juntos para formar el lote maestro.
En algunas modalidades, el método para producir un lote maestro comprende además convertir la mezcla combinada en una pluralidad de trozos. En algunas modalidades, someter comprende exponer las partículas activas encapsuladas a una o más sustancias o condiciones que podrían desactivar prematuramente las partículas activas si las partículas activas no estuvieran encapsuladas. En algunas modalidades, el material base se selecciona del grupo que consiste de poliésteres, nylons, poliacrílicos , termoplásticos , PTFEs, policarbonatos , polialcanos, compuestos de poli-vinilo, epoxis, polímeros de reacción con base de siloxano, pegamentos, polímeros de degradación, polímeros, fibras, algodón, acetatos, acrílicos, aramidas, bicomponentes , lioceldas, melaminas, modacrí lieos , olefinas, PBIs, rayones, espandexes, agua, aceites, aerosoles, perfumes y cualquier combinación de los mismos. En algunas modalidades, la invención proporciona un método para producir un hilo o fibra con desempeño mejorado, que comprende encapsular una pluralidad de partículas activas con al menos un encapsulante removible; mezclar las partículas activas encapsuladas con un material base; y extruir
la mezcla en al menos una fibra o hilo que tenga partículas activas encapsuladas incorporadas en el mismo; en donde al menos un encapsulante evita que la extrusión desactive premat ramente las partículas act i as . En algunas modalidades, el método para producir un hilo o fibra con desempeño mejorado comprende hilar el hilo extruido. En algunas modalidades, las partículas activas son partículas de carbón activado. En algunas modalidades, el método para producir un hilo o fibra con desempeño mejorado comprende además someter las partículas activas encapsuladas a una o más sustancias o condiciones que podrían desactivar prematuramente las partículas activas si las partículas activas no se encapsularan .
En algunas modalidades, la encapsulación y el mezclado se realizan en un solo paso. En algunas modalidades, la encapsulación y el mezclado se realizan en pasos por separado. En algunas modalidades, el método para producir un hilo o fibra con desempeño mejorado comprende además eliminar una porción de al menos un encapsulante removible de las partículas activas. En
algunas modalidades, la eliminación comprende disolver el encapsulante . En algunas modalidades, el método para producir un hilo o fibra con desempeño mejorado comprende además reactivar o renovar las partículas activas al eliminar una porción de al menos un encapsulante removible de las partículas activas. En algunas modalidades, la invención proporciona un método para producir un hilo o fibra con desempeño mejorado, que comprende además proporcionar una cantidad predeterminada de trozos del lote maestro, los trozos del lote maestro comprenden una pluralidad de partículas activas que están encapsuladas al menos parcialmente con al menos un encapsulante removible; y extruir los trozos del lote maestro en al menos una fibra o hilo que tiene partículas activas encapsuladas incorporadas en los mismos; en donde al menos un encapsulante evita que la extrusión desactive prematuramente las partículas act ivas . En algunas modalidades, el método para producir un hilo o fibra con desempeño mejorado comprende además hilar el hilo extruido. En algunas modalidades, el método para producir un hilo o fibra con desempeño mejorado
comprende además mezclar un material base con los trozos del lote maestro para diluir la concentración de las partículas activas encapsuladas al menos parcialmente. En algunas modalidades, el método para producir un hilo o fibra con desempeño mejorado comprende además extruir, comprende someter las partículas activas encapsuladas a una o más sustancias o condiciones que podrían desactivar prematuramente las partículas activas si no se encapsularan . En algunas modalidades, el método para producir un hilo o fibra con desempeño mejorado comprende además eliminar al menos una porción de al menos un encapsulante removible de las partículas activas que se incorporan en el hilo o fibra. En algunas modalidades, el método para producir un hilo o fibra con desempeño mejorado comprende además producir un artículo que comprenda el hilo o fibra. En algunas modalidades, la invención proporciona un método para producir un artículo con desempeño mejorado, que comprende proporcionar un material que tenga una pluralidad de partículas activas, que se encapsulan al menos parcialmente con
al menos un encapsulante removible, incorporado en las mismas, el al menos un encapsulante removible evita que las partículas activas se desactiven prematuramente; y utilizar este material para producir el artículo con desempeño mejorado. En algunas modalidades, el material es un primer material, y en donde la utilización comprende incorporar el primer material en un segundo material.
En algunas modalidades, el método para producir un artículo con desempeño mejorado comprende además someter el material a un proceso que elimine al menos una porción del encapsulante removible para reactivar o renovar las partículas activas. En algunas modalidades, la invención proporciona un método para producir un artículo con desempeño mejorado que comprende proporcionar una pluralidad de partículas activas que se encapsulan con al menos un encapsulante removible, en donde el al menos un encapsulante removible evita que las partículas activas se desactiven prematuramente; aplicar las partículas activas encapsuladas a un material base; y aglutinar las partículas activas encapsuladas al material base.
En algunas modalidades, la aplicación comprende dispersar aire a las partículas activas encapsuladas sobre el material base. En algunas modalidades, la aplicación comprende incorporar el material base con las partículas activas encapsuladas. En algunas modalidades, la aplicación comprende rociar las partículas activas encapsuladas sobre el material base. En algunas modalidades, la aplicación comprende transferir xerográf icamente las partículas activas encapsuladas al material base. En algunas modalidades, la aglutinación comprende utilizar un agente aglutinante para unir las partículas activas encapsuladas al material base.
En algunas modalidades, la aglutinación comprende fusionar las partículas activas encapsuladas al material base. En algunas modalidades, al menos un encapsulante evita que las partículas activas se desactiven prematuramente. En algunas modalidades, el método para producir un material con desempeño mejorado comprende además eliminar una porción del encapsulante de las partículas activas. En algunas modalidades, la
eliminación comprende lavar el artículo. En algunas modalidades, la eliminación comprende reactivar o renovar las partículas activas. En algunas modalidades, la invención proporciona un método para elaborar una sustancia con desempeño mejorado, que comprende encapsular una pluralidad de partículas activas con al menos un encapsulante removióle, el al menos un encapsulante evita que las partículas activas se desactiven prematuramente; incorporar las partículas activas encapsuladas en una sustancia; y eliminar una porción de al menos un encapsulante removióle de las partículas activas después de que las partículas activas encapsuladas se hayan incorporado en la sustancia . En algunas modalidades, la porción es una primera porción, en donde la eliminación comprende reactivar o renovar la primera porción de las partículas activas en un primer tiempo predeterminado; y reactivar o renovar una segunda porción de las partículas activas en un segundo tiempo predeterminado. En algunas modalidades, la eliminación comprende reactivar o renovar diferentes porciones de las partículas activas en diferentes tiempos.
En algunas modalidades, la invención proporciona un método para reactivar o renovar partículas, el método comprende eliminar selectivamente una porción de un encapsulante removióle que encapsula las partículas para exponer una porción de las partículas a un entorno ambiental; y permitir que la porción expuesta de las partículas activas interactúe con la sustancia. En algunas modalidades, la interacción con la sustancia comprende adsorber la sustancia. En algunas modalidades, la sustancia es una sustancia olorosa . En algunas modalidades, la invención proporciona un artículo que comprende un sustrato que tiene partículas activas que se encapsulan con un encapsulante removible, las partículas encapsuladas se unen al sustrato mediante un proceso que podría disminuir o anular la actividad de las partículas activas ya que el encapsulante removible no ha estado presente para conservar la actividad de las partículas activas. En algunas modalidades, con la eliminación de al menos una porción del encapsulante removible se imparte la actividad de las partículas activas al artículo .
En algunas modalidades, el artículo es hilo, fibra cortada, lote maestro, material tejido, o ropa. En algunas modalidades, el articulo se selecciona del grupo que consiste de tapicería, alfombrado, tapetes, alfombrillas, cuerdas, capas de tela, toallas, trapos, camas para mascotas, forros para colchones, colchones, muebles para el hogar, cortinas, filtros, zapatos, plantillas, pañales, trajes protectores y equipos para cacería. En algunas modalidades, el artículo es un artículo de plástico. En algunas modalidades, el artículo es un artículo con forma sólida de un tamaño y configuración predeterminados. En algunas modalidades, el proceso es un proceso de extrusión, un proceso de acolchado, un proceso de dispersión con aire, o un proceso xerográfico . En algunas modalidades, una porción de las partículas activas encapsuladas se incorpora por infusión al sustrato. En algunas modalidades, una porción de la superficie de algunas de las partículas activas se expone al entorno ambiental después de que el artículo se somete a un evento de eliminación de encapsulante .
En algunas modalidades, una primera porción de partículas encapsuladas se encapsula por completo con al menos un encapsulante removible. En algunas modalidades, una segunda porción de partículas encapsuladas se encapsulan parcialmente con al menos un encapsulante. En algunas modalidades, el porcentaje de la composición del encapsulante removible y las partículas activas que comprende la composición total del artículo es tal que la sensación al tacto del sustrato está prácticamente sin alterar por la presencia del encapsulante y las partículas activas mientras que mejora sustancialmente una propiedad de desempeño del artículo.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBDJOS Los objetivos y ventajas de la invención se harán evidentes al tomar en consideración la siguiente descripción detallada, tomada junto con los dibujos acompañantes, en donde caracteres de referencia similares se utilizan de manera consistente en todas las figuras y en las cuales: La FIG. 1 muestra una vista en sección transversal de una partícula activa que se encapsula
de acuerdo con los principios de la presente invención; La FIG. 2 muestra un diagrama de flujo del proceso para evitar que las partículas activas que se someten a sustancias puedan provocar la desactivación prematura de acuerdo con los principios de la presente invención; La FIG. 3 muestra un diagrama de flujo de un proceso para incorporar partículas activas en una sustancia de inclusión de acuerdo con los principios de la presente invención; La FIG. 4 muestra una vista en sección transversal de una sección de fibra con partículas encapsuladas incluidas en la misma de acuerdo con los principios de la presente invención; La FIG. 5 muestra una vista en sección transversal de una sección de fibra con partículas encapsuladas incluidas en la misma en la cual la sustancia removible se elimina de las partículas que se extienden más allá de la superficie exterior de la fibra o se exponen al entorno ambienta de acuerdo con los principios de la presente invención; La FIG. 6 muestra los datos obtenidos de un experimento realizado de acuerdo con los principios de la presente invención; y
La FIG. 7 muestra los datos obtenidos de otro experimento realizado de acuerdo con los principios de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las partículas activas son partículas que tienen poros o trampas, y tienen la capacidad de adsorber sustancias en fases sólidas, líquidas, y/o gaseosas, y combinaciones de las mismas. Estos poros pueden variar en tamaño, forma, y cantidad, dependiendo del tipo de partícula activa. Por ejemplo, algunas partículas naturalmente tienen poros, tales como por ejemplo, roca volcánica, y otras partículas tales como por ejemplo, carbón se pueden tratar con temperatura extrema y un agente activante tal como por ejemplo, oxígeno para crear los poros . Las partículas activas son partículas que pueden adsorber una sustancia o tienen el potencial de adsorber una sustancia. Las partículas activas pueden existir en un estado desactivado. Aunque los poros de las partículas activas se pueden bloquear o hacer que dejen de adsorber una sustancia de cierto tamaño molecular en un estado desactivado, esto no implica que estos poros dejen de adsorber
permanentemente la sustancia. Los poros de las partículas activas se pueden desbloquear o desinhibir a través de la reactivación o renovación. La reactivación o renovación elimina las sustancias que están atrapadas en los poros de las partículas activas. Sin embargo, si una sustancia nociva se adsorbe por las partículas activas, es improbable que la reactivación o renovación pueda restaurar la capacidad adsortiva de las partículas activas. Las partículas activas pueden proporcionar propiedades de desempeño mejorado tales como por ejemplo, adsorción de olores, manejo de humedad, protección contra luz ultravioleta, propiedades quimio-protectoras , propiedades protectoras contra riesgos biológicos, pirorresistencia, propiedades protectoras antibacterianas, propiedades protectoras antivirales, propiedades protectoras antihongos, propiedades protectoras antimicrobianas, y combinaciones de las mismas. Las partículas activas pueden incluir de manera enunciativa: carbón activado, grafito, óxido de aluminio (alúmina activada), gel de sílice, carbonato sódico, aluminio trihidratado , bicarbonato sódico, ácido p-metoxi-2-etoxietil éster cinámico (cinoxato), óxido de zinc,
zealitas, dióxido de titanio, materiales tipo filtro molecular, y otros materiales adecuados. La FIG. 1 muestra una vista en sección transversal de una porción de una partícula activa 100 que tiene poros 120 dispersos a lo largo de la periferia de la partícula. Como se muestra en la FIG. 1, al menos algunos de los poros 120 están llenos por el encapsulante 110 (por ejemplo, una sustancia removióle) . Los poros 120 pueden permanecen llenos hasta que el encapsulante se elimina. El encapsulante puede llenar al menos una porción de cada poro 120, llenar al menos una porción de los poros 120, llenar todos los poros 120, cubrir las porciones de la partícula 100, o abarcar la partícula 100 completa. ün encapsulante es una sustancia removible que conserva las propiedades asociadas con las partículas activas al impedir que las partículas activas se desactiven prematuramente (por ejemplo, previene que se adsorban o desactiven sustancias nocivas o imprevistas a través de otras condiciones adversas) . El encapsulante se puede eliminar de las partículas activas en un momento predeterminado y cuando se somete a la aplicación de una o más condiciones predeterminadas (por ejemplo, calor,
tiempo, etc.) o sustancias (por ejemplo, agua, luz, etc . ) . El encapsulante puede incluir de manera enunciativa: surfactantes solubles en agua, surfactantes, sales (por ejemplo, cloruro de sodio, cloruro de calcio), sales poliméricas, alcoholes polivinilicos , ceras (por ejemplo, parafina, carnauba), materiales foto-reactivos, materiales degradables, materiales biodegradables, dioles acetilénicos etoxilados, y cualesquiera otras sustancias adecuadas. Los ejemplos específicos de estos encapsulantes que son adecuados para encapsular las partículas activas incluyen los surfactantes solubles en agua Surfynol 485W, 485, 2502, y 465, vendidos por Air Products and Chemical Corporation, de Allentown, Pennsylvania , ceras vendidas como Textile Wax-W y Size SF-2, por BASF Corporation, de Charlotte, Carolina del Norte, y ceras vendidas como números de modelo Kinco 878-8 y Kinco 778-H por Kindt-Collins Company, de Cleveland, Ohio. Con el fin de producir un producto o material con desempeño mejorado, las partículas activas se incorporan típicamente en un material base (por ejemplo, la sustancia de inclusión) . Un material base es la sustancia utilizada para proporcionar un
fundamento para producir una producto o material con desempeño mejorado de acuerdo con los principios de la presente invención. El material base puede ser uno de los ingredientes primarios utilizados para elaborar un producto particular (por ejemplo, hilo, fibra, espuma, tela, etc.) . Obsérvese que mientras que la práctica de algunas modalidades de la invención descritas en la presente utilizan un material base o sustancia de inclusión que existe en una fase sólida (para producir, por ejemplo, un artículo para vestir), esto no excluye los materiales base que existen en una fase líquida o gaseosa. Por ejemplo, puede ser conveniente utilizar partículas encapsuladas en un líquido para aplicaciones de filtro. Una ventaja de la invención es que el producto o material con desempeño mejorado mantiene las propiedades de sensación al tacto del material base incluso aunque tenga las partículas incluidas en el mismo. Además de mantener la sensación al tacto, textura, durabilidad, resistencia, elasticidad, viscosidad, compresibilidad, expansibilidad, densidad relativa, y otras propiedades físicas y químicas del material base, el material base también exhibe las propiedades "activas" impartidas al mismo por las
partículas activas. Los materiales base pueden incluir de manera enunciativa: poliéster, nylon, poliacrílico, termoplásticos, PTFE (por ejemplo, TefIon®) , policarbonatos , polialcanos, compuestos de poli-vinilo, epoxi,. polímero de reacción con base de siloxano, pegamento, polímero de degradación, polímeros, fibras, algodón, acetato, acrílico, aramida, bicomponente, liocelda, melamina, modacrílico, nylon, olefina, PBI, rayón, espandex, agua, aceite, aerosoles, perfumes, o cualquier otro material adecuado. La FIG. 2 muestra un diagrama de flujo de un proceso 200 para evitar que las partículas activas que se sometan a sustancias puedan desactivar prematuramente las partículas activas de acuerdo con los principios de la presente invención. Iniciando en el paso 210, se aplica un encapsulante a las partículas activas para conservar las propiedades de las partículas activas contra la desactivación prematura. En otras palabras, el encapsulante se aplica para desactivar al menos una porción de las partículas activas. El encapsulante se puede aplicar, por ejemplo, al mezclar las partículas activas en un baño del encapsulante, al rociar el encapsulante sobre las partículas activas, al mezclar
o triturar la partícula activa en una solución del encapsulante , u otro método adecuado. El grado en el cual el encapsulante encapsula las partículas activas puede variar. Por ejemplo, encapsulante puede llenar al menos una porción de cada poro, llenar al menos una porción de los poros, llenar todos los poros, cubrir porciones de cada partícula activa, abarcar la partícula activa completa, o encapsular utilizando combinaciones de los mismos. Las regiones de la partícula activa en las cuales se ha aplicado el encapsulante se bloquean o inhiben de una adsorción adicional. De esta forma, estas regiones particulares de la partícula activa están en un estado desactivado y se protegen de la desactivación prematura. En el paso 220, las partículas encapsuladas se someten a una o más sustancias (por ejemplo, sustancias nocivas o sustancias no destinadas para adsorción inmediata) que pueden desactivar prematuramente las partículas activas. Cuando las partículas encapsuladas se someten al paso 220, las porciones de las partículas activas que se han desactivado anteriormente por el encapsulante son incapaces de adsorber más. De esta forma, se evita que estas porciones encapsuladas de las partículas
activas y se puedan reactivar en un momento predeterminado y/o posterior. Se reconocen diversas ventajas, la capacidad de conservar las propiedades de las partículas activas mientras que se someten al paso 220. Por ejemplo, las partículas encapsuladas se pueden exponer a un proceso (por ejemplo, el proceso de extrusión) que utiliza sustancias nocivas. En otro ejemplo, las partículas encapsuladas se pueden exponer a sustancias nocivas durante periodos prolongados de tiempo y todavía ser reactivadas. Todavía en otro ejemplo, las partículas encapsuladas se pueden introducir a una sustancia de inclusión sin perder sus propiedades "activas". Todavía en otro ejemplo, las propiedades "activas" se pueden poner en funcionamiento en un momento deseado, mientras que se evite la necesidad de empacamiento especial y/o instrucciones de manejo. En el paso 230, el encapsulado se puede eliminar para reactivar o renovar las partículas activas. El encapsulante se puede eliminar de las partículas activas en un momento predeterminado y/o más tarde y cuando se somete a la aplicación de uno o más agentes de reactivación (por ejemplo, la aplicación de calor, luz, tiempo, agua, bacterias.
etc.) - Por ejemplo, el encapsulante se puede eliminar inmediatamente después de que se haya sometido al paso 220. Si se desea, el encapsulante se puede eliminar de acuerdo con un programa de tiempo predeterminado. Por ejemplo, el encapsulado se puede eliminar después de ser sometido a una condición predeterminada un cierto número de veces tal como por ejemplo, lavado y ciclos de secado realizados por un usuario. Si se aplican dos o más encapsulantes diferentes a cada partícula activa o para separar los grupos de partículas activas (es decir, cada grupo que tiene su propio tipo de encapsulante o encapsulantes) en el paso 210, pueden ser necesarios diferentes agentes de reactivación para eliminar los encapsulantes. Por ejemplo, se puede utilizar luz para eliminar un primer encapsulante y se puede utilizar agua caliente para eliminar un segundos encapsulante. Esto facilita el control sobre el tiempo de reactivación que puede ser beneficioso para cambiar, mantener, o de otra manera controlar las características de desempeño de un producto al incorporar las partículas. La eliminación del encapsulante renueva los poros de las partículas activas y otorga las características de desempeño mejorado de las
partículas activas a la sustancia de inclusión, sin dañar la sustancia de inclusión. El grado en el cual el encapsulado se elimina puede variar. Por ejemplo, el encapsulado se puede eliminar únicamente de las porciones de las partículas encapsuladas que se exponen al entorno ambiental, dejando intacto el encapsulante que se asegura a la sustancia de inclusión . Para estimular la eliminación del encapsulante de las partículas activas, el encapsulante puede ser soluble en diferentes tipos de solventes tales como por ejemplo, agua (por ejemplo, vapor), CO2 supercrí tico, nitrógeno líquido, y lo semejante. En otra modalidad, se puede utilizar una fuente de luz (por ejemplo, incandescente, ultravioleta, infrarroja, etc.) para eliminar el encapsulante de las partículas activas. Todavía en otra modalidad, se pueden utilizar materiales biológicos para eliminar los materiales biodegradables. Por ejemplo, se pueden utilizar bacterias para consumir y desechar el encapsulante. En otra modalidad, el encapsulante se puede degradar con el tiempo, con o sin influencia externa, permitiendo con esto una reactivación que depende del tiempo.
La utilización de un encapsulante que tiene una baja afinidad (via las fuerzas van der Waals y/o las interacciones del enlace de hidrógeno) para las partículas activas puede facilitar la eliminación del encapsulante. Más particularmente, la afinidad del encapsulante puede ser de una naturaleza que permita que el encapsulante se adhiera a las partículas activas mientras que se somete a una sustancia nociva (por ejemplo, material base fundido), pero que facilite la eliminación sin dañar la sustancia de inclusión ni las partículas activas. El encapsulante puede tener una temperatura de transición vitrea (Tg) similar o superior que la de una sustancia de inclusión. La temperatura de transición vitrea es la temperatura a la cual una sustancia de inclusión tal como por ejemplo, un polímero cambia de (o a) una condición viscosa o elástica a (o de) un material duro y relativamente quebradizo. Tener una temperatura de transición vitrea igual o superior permite al encapsulante mantener su aplicación a las partículas activas cuando se someten a una sustancia que puede provocar desactivación prematura.
Obsérvese que los pasos del proceso 200 anteriores son ilustrativos y que se pueden agregar, suprimir, o combinar pasos. En una modalidad alternativa, las partículas activas no necesitan encapsularse antes de someterse a una sustancia que pueda provocar desactivación prematura. Si se desea, las partículas activas sin proteger, las sustancias que pueden provocar desactivación prematura, y el encapsulante se pueden mezclar simultáneamente. Aunque las partículas activas se mezclan con sustancias potencial y prematuramente desactivantes, el encapsulante puede tener una velocidad de difusión más rápida que la de las sustancias potencial y prematuramente desactivantes. De esta forma, el encapsulante puede llenar los poros de las partículas activas más rápido que las sustancias (por ejemplo, las sustancias nocivas) . Esto proporciona ventajosamente una mezcla simultánea de partículas activas, encapsulante, material base, y otros ingredientes. Un método para aplicar un encapsulante a partículas activas, sometiendo esas partículas encapsuladas a una sustancia que puede desactivar prematuramente las partículas activas, y luego eliminar el encapsulado después de que un periodo
predeterminado de tiempo se pueda implementar en un proceso que introduce o incorpora partículas activas a una sustancia de inclusión. Una vez que las partículas activas se introducen a estas sustancias de inclusión, el producto final o material tiene propiedades de desempeño mejorado impartidas al mismo por las partículas activas. La FIG. 3 ilustra un proceso 300 que incorpora los principios de la presente invención en un proceso de extrusión. En el paso 310 las partículas activas (por ejemplo, carbón activado) se encapsulan con un encapsulante (por ejemplo, un surfactante soluble en agua) . Esto se puede realizar al mezclar, por ejemplo, las partículas activas y el encapsulante en una tina. Si se desea, los encapsulantes con propiedades diferentes o en cantidades diferentes se pueden aplicar a las partículas para facilitar una renovación variable. La aplicación de encapsulantes con diferentes propiedades o la aplicación de encapsulantes en diferentes cantidades pueden dar por resultado en renovación de tiempo-retardado en la cual se reactivan diferentes grupos encapsulados de partículas activas en diferentes momentos.
En el paso 320, las partículas encapsuladas se mezclan con un material base (por ejemplo, una sustancia de inclusión) para crear un lote maestro. Este lote maestro es una formulación predeterminada de partículas encapsuladas y material base. Es decir, los ingredientes del lote maestro se mezclan juntos de acuerdo con una proporción predeterminada. Por ejemplo, 15% del lote maestro puede constar de las partículas encapsuladas y el 85% restante puede constar del material base. De esta forma, por extensión, la composición (por ejemplo, la concentración de partículas activas) del material mejorado producido se puede controlar con un alto grado de exactitud. Un fabricante puede modificar fácilmente la composición del lote maestro para producir un material mejorado que tenga diferentes concentraciones de partículas encapsuladas incluidas.
En el paso 325, después de que se formula el lote maestro, éste se transforma en trozos o gránulos sólidos que se utilizan después en el proceso 300 para crear el material o producto de desempeño mejorado deseado. Obsérvese que los términos trozos y gránulos son términos simplemente genéricos, y no requieren que la forma sólida del lote maestro tome la forma de trozos o gránulos. Si se desea, el lote
maestro (o cualquier otro material utilizado en el proceso de extrusión) puede tener cualquier forma adecuada tal como, por ejemplo, obleas, esferas, o pedazos. Obsérvese que los trozos obtenidos del lote maestro se denominan en la presente como trozos del lote maestro . Existen varias formas en las cuales las partículas encapsuladas y el material base se pueden mezclar juntos para crear el lote maestro y posteriormente, los trozos del lote maestro. De preferencia, el lote maestro se mezcla de tal forma que las partículas encapsuladas se distribuyan suficientemente en todo el material base. Esto asegura que los trozos del lote maestro obtenidos del lote maestro sean sustancialmente consistentes de un trozo a otro . Un método de mezclado implica someter las partículas encapsuladas y el material base a una temperatura predeterminada y a una presión predeterminada durante un periodo de tiempo predeterminado. La temperatura y presión predeterminadas son de tal forma que el material base está en un estado fundido o viscoso. Un material base se torna fundido cuando el material base sólido exhibe flujo o movimiento. Es decir, los enlaces
moleculares que comprenden la estructura sólida del material base comienzan a moverse entre sí, exhibiendo con esto una característica fundida. Cuando el material base está en un estado fundido, éste sirve como una suspensión fundida que facilita la dispersión de las partículas encapsuladas durante el mezclado. En otras palabras, este proceso de mezclado fundido es semejante a mezclar en un cuenco helado suave con un puñado de nueces, donde el helado representa el material base, y las nueces representan la partícula encapsulada. Cuando los dos ingredientes se mezclan juntos, las nueces se dispersan en todo el helado. Después de que las partículas encapsuladas se mezclan, se obtienen los trozos del lote maestro. Un método para obtener los trozos del lote maestro provenientes de la mezcla fundida es colocar la mezcla en un baño de enfriamiento de una solución que no disuelva el material base o el encapsulante . Luego la mezcla enfriada se puede triturar a un tamaño predeterminado. Otro método para crear el lote maestro implica producir una dispersión líquida (por ejemplo, una pasta) . La dispersión líquida se puede formar al mezclar el material base, un solvente (por ejemplo,
glicol, poliglicol, agua, etc.) y las partículas encapsuladas . El material base puede convertirse en una pasta cuando se agrega solvente. Esta pasta puede servir como una suspensión liquida que facilita la dispersión de las partículas encapsuladas. Después de que las partículas encapsuladas se mezclan completamente en la pasta, los trozos del lote maestro se pueden obtener mediante un proceso de precipitación. Obsérvese que los métodos descritos anteriormente para mezclar partículas encapsuladas y material base son simplemente ilustrativos, y de ninguna forma representan la única forma en la cual se pueden producir un lote maestro y los trozos del lote maestro. Por ejemplo, dos o más lotes maestros diferentes que tienen tipos diferentes o concentraciones de encapsulantes (tales como por ejemplo, encapsulantes o combinaciones de encapsulantes que tienen diferentes requerimientos para la eliminación), las partículas activas, y/o los materiales base se pueden combinar en un producto final. Utilizando dos lotes maestros diferentes, se puede tejer un artículo para vestir utilizando un hilo obtenido de un primer lote maestro y un hilo obtenido de un segundo lote maestro.
Obsérvese que el encapsulante conserva las partículas activas a medida que se mezclan con el material base e impiden que el material base entre a los poros durante la formación del lote maestro. El encapsulante conserva las partículas activas durante el proceso de extrusión, que se describe en el paso 330. En el paso 330, los trozos del lote maestro se someten a un proceso de extrusión que produce un material o producto que tiene partículas encapsuladas incluidas en el mismo. El proceso de extrusión se puede utilizar para producir por ejemplo una o más cuerdas de hilo o fibra, una capa de tela, diversas variedades de formas del sólido (por ejemplo, tabletas), y plásticos (por ejemplo, bolsas, botellas, partes automotrices, etc.) . Se pueden utilizar diversos métodos de moldeo para formar diferentes conformaciones de los trozos del lote maestro . El proceso de extrusión implica típicamente someter los trozos del lote maestro a una temperatura y presión predeterminadas durante un periodo de tiempo predeterminado para producir una mezcla fundida que incluye el material base (por ejemplo, el polímero) y las partículas encapsuladas. Si se
desea, se puede agregar un material base adicional (por ejemplo, una forma pura de un material base particular) a los trozos del lote maestro para diluir la concentración de partículas encapsuladas . El material base agregado también puede estar en la forma de trozos, que pueden ser el mismo material base utilizado para crear el lote maestro o puede ser un material base diferente. Si se agregan trozos puros, también se someten a la temperatura y presión predeterminadas durante el periodo de tiempo predeterminado . Después de que los trozos (por ejemplo, los trozos del lote maestro y/o los trozos puros) se trituran y diluyen a la concentración deseada de partículas activas, los trozos se extruyen. Los trozos se pueden extruir para producir una variedad de materiales tales como por ejemplo, tela e hilo. Por ejemplo, si el aparato de extrusión se configura para producir hilo, los trozos se pueden extruir en fibras que se entrelazan para formar el hilo. De esta forma, el producto final obtenido del proceso de extrusión da por resultado en un material que tiene partículas encapsuladas incluidas en el mismo. El material extruido tiene partículas encapsuladas incluidas dentro del material base (por
ejemplo, la sustancia de inclusión) . Algunas de las partículas encapsuladas pueden estar contenidas totalmente dentro del material extruido y otras partículas se pueden extender más allá de la superficie exterior del material base o se pueden exponer al entorno ambiental. Por ejemplo, la FIG. 4 muestra una vista en sección transversal de la fibra 400 que tiene partículas encapsuladas incluidas en la misma. Particularmente, la fibra 400 tiene partículas encapsuladas 402 que se extienden más allá de la superficie exterior de la fibra 400 y partículas encapsuladas 403 que están contenidas totalmente dentro de la fibra 400. Como se muestra en la FIG. 4, cada una de las partículas encapsuladas tiene una partícula activa 405 (por ejemplo, carbón activado) y un encapsulante 406 (por ejemplo, un surfactante soluble en agua) . La distribución de las partículas encapsuladas a lo largo de una sección de la fibra 400 puede variar dependiendo de cualquier número de variables (por ejemplo, la concentración de partículas utilizadas, tamaño de la fibra, etc.) . Alguien con experiencia en la técnica apreciará que un material producido mediante un proceso de extrusión puede tener cualquier distribución de
partículas encapsuladas que se extienden más allá de la superficie exterior del material, o se exponen al entorno ambiental, y las partículas encapsuladas que están contenidas totalmente dentro del material base. Haciendo referencia nuevamente a la FIG. 3, en el paso 340, el encapsulante se elimina de las partículas encapsuladas que se extienden más allá de la superficie del material extruido o que se exponen al entorno ambiental. En esta fase, el encapsulante de las partículas encapsuladas contenidas dentro del material base extruido no necesita ser eliminado debido a que el material base tiene encerrada por completo la partícula encapsulada, evitando que se exponga al entorno ambiental. Sin embargo, si esas partículas encapsuladas encerradas se exponen más tarde a la superficie, las mismas se pueden renovar después. Por ejemplo, el desgaste y rasgado normales pueden desprender capas o porciones del material base o encapsulante para exponer nuevas partículas en la superficie. El concepto de desprender o pelar las capas para exponer nuevas partículas activas puede tener diversas aplicaciones prácticas. Por ejemplo, utilizando (por ejemplo, sometiendo a abrasión, eliminación, o tratamiento) la superficie de un
producto puede exponer partículas encapsuladas encerradas que luego se pueden reactivar. La FIG. 5 ilustra la fibra 500 a la que se le ha retirado el encapsulante de las partículas encapsuladas que se extienden más allá de la superficie exterior de la fibra 500. Es decir, la porción de las partículas 502 que se extienden más allá de la superficie de la fibra 500 o que se exponen al entorno ambiental ya no tiene el encapsulante. Pero las partículas 503 contenidas dentro de la fibra 500 todavía están encapsuladas. El encapsulante se puede eliminar utilizando un proceso de renovación. Se puede utilizar vapor como un agente de renovación eficaz para eliminar el encapsulante. Por ejemplo, se puede utilizar un sistema de remojado para aplicar vapor a una serie de cuerdas de hilo que se producen mediante el proceso de extrusión. La aplicación de vapor se puede utilizar, por ejemplo, para eliminar un encapsulante soluble en agua tal como por ejemplo, el surfactante soluble en agua, sales, sal polimérica, o alcohol poliviní lico . Todavía en otro ejemplo, el encapsulante se puede eliminar sometiendo el material extruido a un baño de agua caliente. En otro ejemplo, se puede utilizar un C02 supercrítico como un
solvente para disolver el encapsulante . Se pueden requerir múltiples lavados y tratamientos alternativos para eliminar ciertos encapsulantes . Esto puede ser útil para ahorrar tiempo en los procesos de renovación. Obsérvese que debido a la adsorción de las sustancias nocivas y otros factores, la renovación de algunas partículas activas puede no dar por resultado en la completa restauración de la actividad original de la partícula activa. Sin embargo, se ha encontrado que no es necesario que la partícula activa recobre la actividad encapsulada por completo con el fin de impartir propiedades de desempeño mejorado al material base. El proceso de extrusión descrito anteriormente es un ejemplo de un proceso para producir material mejorado en el cual el método de encapsulacion de la presente invención se puede implementar. Se analizarán más adelante otros procesos en los cuales se pueden utilizar los principios de la presente invención. Por ejemplo, se exponen un proceso de dispersión por aire, un proceso de método de acolchado, y un método para la aplicación combinada de solvente/sólido encapsulado.
Los principios de la presente invención se pueden incorporar en un método de dispersión por aire para tratar una sustancia de inclusión. En general, un método de dispersión por aire (a) ingresa partículas activas en un portador gaseoso, (b) desecha una primera porción de una sustancia de inclusión (por ejemplo, una tela tejida) con el portador gaseoso integrado, (c) mantiene una caída de presión a través de la sustancia de inclusión de la primera cara a una segunda cara de la sustancia de inclusión de tal forma que al menos algunas de las partículas activas ingresadas se incorporan en la sustancia de inclusión, y (d) fija las partículas activas a la sustancia de inclusión. La descripción anterior del método de dispersión por aire no pretende ser una explicación completa, sino simplemente un ejemplo ilustrativo de este método. Alguien con experiencia en la técnica apreciará que los métodos de dispersión por aire se pueden realizar de varias formas diferentes. Una explicación detallada de un método de dispersión por aire se puede encontrar, por ejemplo, en la publicación de la solicitud de patente de los Estados Unidos No. 20030060106, publicada el 27 de marzo de 2003, la
exposición de la misma se incorpora en la presente como referencia en su totalidad. El paso de fijación, al que se hizo referencia anteriormente en el paso (d) , es el paso que une permanentemente las partículas a la sustancia de inclusión. En un procedimiento, este paso se puede implementar al utilizar una solución que contiene un agente aglutinante y un solvente (por ejemplo, agua) . Esta solución se aplica para unir las partículas a la sustancia de inclusión. El agente aglutinante sirve como el "pegamento" que asegura las partículas a la sustancia de inclusión, pero el agua sirve como el "portador" para llevar el agente a través de la sustancia de inclusión hacia las partículas. Debido a que la solución principalmente está comprendida del solvente, la solución tiene la propensión a derramarse de las partículas activas a medida que se adsorbe por la sustancia de inclusión, exponiendo las porciones del encapsulante . De esta forma, cuando el solvente se adsorbe por la sustancia de inclusión, también lleva al agente aglutinante fuera de la partícula (por ejemplo, la solución se derrama de la porción de la partícula que no está en contacto directo o casi directo con la sustancia de inclusión) . Sin embargo,
la porción de la partícula encapsulada que está en contacto con la sustancia de inclusión puede ser incapaz de derramar la solución. Esto permite ventajosamente que el agente aglutinante forme un enlace entre la partícula y la sustancia de inclusión mientras se está exponiendo el encapsulante . El proceso de fijación puede provocar que las partículas activas sin proteger se desactiven. Por ejemplo, si la solución no se seca bastante rápido, el agente aglutinante se puede extraer por filtración de la sustancia de inclusión y entrar en los poros de las partículas activas sin proteger. Este problema se puede evitar al encapsular las partículas antes de que entren en el portador gaseoso. Por lo tanto, aplicar el encapsulante a las partículas activas antes de que se sometan al proceso de dispersión por aire puede estimular la preservación de las partículas activas mientras que se someten a una sustancia que puede provocar desactivación prematura. Después de que las partículas encapsuladas se unen a la sustancia de inclusión, se pueden aplicar agentes de renovación para eliminar el encapsulante. De esta forma, cualesquiera porciones de las partículas encapsuladas que no se cubren por el agente aglutinante se
eliminan, lo cual da por resultado en la exposición de aquellas porciones particulares al entorno ambiental . Los principios de la presente invención se pueden incorporar en un método de acolchado que se utiliza para tratar una sustancia de inclusión. El método de acolchado implica el paso de hacer pasar un material (por ejemplo, hilo, tela, etc.) a través de un baño de partículas activas. A medida que la sustancia de inclusión pasa a través del baño, las partículas activas se adhieren a la sustancia de inclusión. El proceso de acolchado puede agitar el baño de partículas para prevenir la formación de canales que podrían evitar una incorporación adecuada de partículas activas. Además, con el método de acolchado se pueden imprimir las partículas activas en la sustancia de inclusión con un rodillo a medida que pasa a través de la cámara de acolchado. Las partículas activas se pueden unir permanentemente a la sustancia de inclusión a través de la aplicación de un agente aglutinante. El agente aglutinante se aplica típicamente a la sustancia de inclusión como una solución ya sea antes o después de que la sustancia de inclusión pase a través de la cámara de acolchado. Se puede aplicar a este método
el mismo método de fijación como el descrito anteriormente junto con el método de dispersión por aire. La descripción anterior del proceso de acolchado no pretende ser un análisis exhaustivo, sino simplemente sirve para proporcionar un ejemplo ilustrativo de la forma en que el método se puede llevar a cabo. Un análisis detallado del método de acolchado se puede encontrar, por ejemplo, en la publicación de la solicitud de patente de los Estados Unidos No. 20020197396, publicada el 26 de diciembre de 2002, la exposición de la misma se incorpora en la presente como referencia en su totalidad. Obsérvese que la solución (por ejemplo, el agente aglutinante y el solvente) tiene el potencial se desactivar prematuramente las partículas activas. Sin embargo, la encapsulación de las partículas activas antes de su aplicación al proceso de acolchado puede reducir el potencial para la desactivación prematura. Después de que las partículas encapsuladas se fijan permanentemente al material, el encapsulante se elimina. Como se analizó anteriormente junto con el método de dispersión por aire, es poco probable que el agente aglutinante abarque la partícula total debido a que la sustancia de inclusión (por ejemplo,
el hilo) sale de la solución. Por lo tanto, cuando se aplica un agente de renovación, éste es capaz de eliminar el encapsulante no cubierto por el agente aglutinante . El método de encapsulación de la presente invención se puede utilizar en procedimientos que aplican una mezcla combinada de partículas activas y un agente aglutinante a una sustancia de inclusión (por ejemplo, una tela). Esta mezcla combinada algunas veces se denomina como una suspensión líquida. Esta suspensión por ejemplo, se puede rociar sobre la sustancia de inclusión, se puede aplicar a la sustancia de inclusión mediante un rodillo u otro aplicador, o se puede utilizar como un baño en el cual se puede sumergir la sustancia de inclusión. Los esfuerzos del pasado para utilizar esta suspensión líquida han producido la desactivación prematura de las partículas activas debido a que una vez que las partículas se sumergen en una solución, las partículas activas se pueden desactivar prematuramente. Las partículas activas que se encapsulan con un encapsulante (por ejemplo, una cera) antes de sumergirse en la suspensión líquida pueden retener sus propiedades de desempeño mejorado mientras que se
someten a condiciones (por ejemplo, el agente aglutinante) que de otra manera podrían desactivar prematuramente las partículas activas. Por lo tanto, una partícula encapsulada y una mezcla de la solución se pueden utilizar ventajosamente para aplicar las partículas con desempeño mejorado a una sustancia de inclusión utilizando un medio que aplique la suspensión líquida. Teniendo una propensión a adherirse a la sustancia de inclusión, la solución se derramará de las partículas encapsuladas y dejará una porción del encapsulante expuesta al entorno ambiental. Este encapsulante expuesto luego se elimina para reactivar aquellas partes de las partículas activas. Esta partícula encapsulada combinada y la suspensión del agente aglutinante se pueden utilizar, por ejemplo, en una versión modificada del método de acolchado mencionado anteriormente. Más particularmente, el método de acolchado se puede alterar de tal forma que el material se rellene con la suspensión líquida a medida que pasa a través de la cámara de acolchado. De esta forma, al utilizar la suspensión líquida, puede no ser necesario acolchar el material con las partículas activas y el
agente aglutinante en dos pasos por separado. La suspensión liquida se puede aplicar en un solo paso.
Los principios de la presente invención también se pueden incorporar en un método xerográfico para tratar una sustancia de inclusión. El método xerográfico utiliza los principios de atracción electrostática o magnética para transferir una formulación de pigmento orgánico de un depósito a un ensamble de tambor. El ensamble de tambor es un ensamble cargado eléctricamente o polarizado magnéticamente que gira a una velocidad predeterminada. Cuando el ensamble de tambor gira, la formulación de pigmento orgánico se atrae y se retiene retuvo por las porciones selectivas del ensamble (por ejemplo, cargadas magnética o eléctricamente) . Luego, a medida que el ensamble sigue girando, se imprime la formulación de pigmento orgánico sobre la sustancia de inclusión. Luego de que la sustancia de inclusión se somete a calentamiento lo cual provoca que la formulación de pigmento orgánico se fije permanentemente al material (por ejemplo, los agentes aglutinantes en la formulación de pigmento orgánico se plastifican y unen las partículas a la sustancia de inclusión) . Un análisis detallado del método xerográfico se puede
encontrar, por ejemplo, en la publicación de la solicitud de patente de los Estados Unidos No. 20020197547, publicada el 26 de diciembre de 2002, la exposición de la cual se incorpora en la presente como referencia en su totalidad. La formulación de pigmento orgánico incluye de manera enunciativa: partículas activas (por ejemplo, carbón activado), agentes aglutinantes, y aditivos tales como por ejemplo, partículas para control de carga, partículas para control magnético y/o agentes colorantes. Al aplicar los principios de la presente invención, las partículas activas se pueden encapsular con un encapsulante (por ejemplo, una cera) antes de agregarse a la formulación de pigmento orgánico. Este encapsulante puede conservar las propiedades de las partículas activas mientras que se están uniendo permanentemente a la sustancia de inclusión. Al utilizar el método de encapsulacion mencionado anteriormente, se pueden producir diversas sustancias de inclusión tratadas tales como por ejemplo telas (por ejemplo, tejidas y no tejidas), hilo, espuma, bolsas, componentes plásticos, aerosoles, sustancias líquidas (por ejemplo, agua en filtros), sustancias gaseosas (por ejemplo, perfume),
y otros objetos. Por ejemplo, se puede utilizar un hilo tratado para tejer una prenda tal como por ejemplo, un calcetín. Este calcetín puede adsorber olores desagradables que pueden emanar del pie de una persona. En otro ejemplo, las partículas encapsuladas se pueden guardar en un refrescador de aire que rocía las partículas encapsuladas en una ubicación deseada. Luego después de que se aplica una condición o sustancia de renovación particular, las partículas encapsuladas se reactivan. Las sustancias de inclusión que tienen partículas activas incorporadas en las mismas se pueden utilizar de acuerdo con esta invención en otras aplicaciones tales como, por ejemplo, tapicería, alfombrado, tapetes, esteras, linos, hojas, toallas, trapos, camas para mascotas, forros para colchones, colchones, muebles para el hogar, cortinas, filtros para hornos, zapatos, plantillas y pañales. Los materiales tratados también se pueden utilizar en prendas de vestir tales como por ejemplo, camisas, pantalones, blusas, prendas interiores (por ejemplo, camisetas, ropa interior, sostenes, etc.), sombreros, y otros artículos relacionados con el vestido. Los trajes protectores tales como por ejemplo, trajes protectores bio-químicos, y los
trajes anti -irradiación (es decir, trajes que proporcionan protección contra la radiación infrarroja) se pueden construir utilizando los materiales tratados. Además, los equipos para cacería se pueden elaborar utilizando los materiales tratados de la presente invención. Además, se pueden construir filtros con los materiales tratados. Estos filtros se pueden utilizar en aspiradoras para atrapar polen y otras partículas. Los filtros se pueden utilizar en laboratorios donde se utilizan materiales biológicos peligrosos; las partículas activas pueden atrapar los agentes biológicos y pueden evitar que escapen en la atmósfera. Otros filtros pueden utilizar partículas encapsuladas incluidas dentro de la sustancia que será llenada, tal como por ejemplo un filtro de agua. Los expertos en la técnica apreciarán que las aplicaciones mencionadas anteriormente para el hilo tratado de la presente invención no son una lista exhaustiva, sino simplemente una descripción de ejemplo de posibles aplicaciones. Se proporcionan los siguientes ejemplos ilustrativos en los cuales se puede aplicar la presente invención para conservar las propiedades de las partículas que se están incorporando en un
material base utilizando los métodos descritos anteriormente. Estos ejemplos son para fines de ilustración únicamente y no se deben interpretar como limitantes del alcance de la invención de ninguna forma .
EJEMPLO 1 Este ejemplo muestra que se produjo un hilo sintético con desempeño mejorado de acuerdo con el proceso de la FIG. 3. Más particularmente, este ejemplo muestra que se llevó a cabo el método de encapsular el carbón activado, mezclándolo con un material base de poliéster para formar trozos del lote maestro, extruyendo los trozos del lote maestro para producir el hilo deseado, y eliminando la capa de encapsulación protectora de las partículas expuestas de carbón activado. El hilo obtenido a través de este ejemplo mostró una capacidad adsortiva sustancial además de exhibir las características físicas asociadas con el material base de poliéster. De esta forma, el hilo tuvo la sensación al tacto del poliéster, aunque también tuvo calidades de desempeño mejorado (por ejemplo, adsorción de olores) impartido al mismo por el carbón activado.
El carbón activado utilizado en este ejemplo se vende como el número de modelo SA-30 por CarboChem Corporation, de Ardmore, Pennsyl ania . El SA-30 se trituró por chorro adicionalmente y se clasificó de tal forma que el ¦ 97% de las partículas de carbón tuvieron un tamaño medio menor de 10 mieras de diámetro. De esta forma, el 97% del SA-30 utilizado en este ejemplo tuvo un diámetro menor de 10 mieras.
El carbón activado luego se mezcló con un encapsulante para encapsular las partículas de carbón. El encapsulante utilizado en este ejemplo es un surfactante soluble en agua vendido como Surfynol 485 por Air Products and Chemical Corporation, de Allentown, Pennsylvania . El surfactante soluble en agua cubrió suficientemente la superficie de las partículas de carbón activado de tal forma que los poros se encapsularon al menos parcialmente, protegiendo así al SA-30 de cualesquiera condiciones nocivas. La cantidad de surfactante soluble en agua utilizado fue equivalente a aproximadamente 20% del peso total del carbón activado utilizado para crear el lote maestro. Obsérvese que mientras que este ejemplo particular utilizó un encapsulante que respondió al 20% del peso de carbón utilizado en el lote maestro, se entiende que se pueden utilizar
cantidades diferentes o concentraciones de encapsulante . En este ejemplo, se probaron concentraciones de surfactante soluble en agua que variaron entre aproximadamente 20% y 100%, aunque se encontró que las concentraciones del 20% proporcionaron los mejores resultados. También se observó que el tamaño particular de las partículas de carbón y el tipo de encapsulante que se está utilizando pueden garantizar diferentes cantidades o concentraciones. Después de que las partículas de carbón activado se encapsularon , las partículas encapsuladas se mezclaron con un material base de poliéster para crear el lote maestro. El material base utilizado en este ejemplo se vende como un PET vacío por Americhem Corporation, de Charlotte, Carolina del Norte. El lote maestro se formuló de tal forma que el carbón activado se consideró para un 15% del peso total del lote maestro. Por ejemplo, si el lote maestro pesó 1000 gramos, 150 gramos del peso del lote maestro se podrían atribuir al carbón. Después de que el carbón encapsulado se mezcló completamente con el material base de poliéster, la mezcla se convirtió en los trozos del lote maestro. Estos trozos del lote maestro luego se
extruyeron de un aparato que tenía 76 orificios además del poliéster al 100%. Las fibras se extrajeron a través de este aparato a una velocidad de extracción de 4-a-l (por ejemplo, para cada metro de fibra extraído a través del aparato, la fibra se estiró a cuatro metros de largo) . Esta velocidad de extracción particular produjo cada fibra que tenía un denier de 4.4. Obsérvese que los trozos con el carbón encapsulado se hicieron pasar a través de un filtro de 40 mieras utilizando temperatura y presión sin obstruir el filtro. Los trozos fluyeron a través del filtro debido a que se sometieron a una presión y temperatura predeterminadas que provocaron que los trozos exhibieran flujo. Se agregaron trozos de polímero para diluir la concentración de las partículas de carbón encapsuladas contenidas dentro de las fibras extruidas. Obsérvese que los trozos del lote maestro tuvieron una concentración de carbón de aproximadamente 15%. De esta forma, si la fibra se extrajera solamente de los trozos del lote maestro, la concentración de carbón de la fibra sería de aproximadamente 15%. Por lo tanto, agregar los trozos de polímero a los trozos del lote maestro
durante el proceso de extrusión dio por resultado en una fibra que tenia una concentración de carbón menor al 15%. En este ejemplo, el proceso de extrusión se realizó cuatro veces, con cada proceso realizado para obtener una fibra con diferente concentración de carbón. Aquí, los cuatro procesos de extrusión por separado dieron por resultado en fibras que tenían un contenido de carbón del 1%, 2%, 3%, y 4%. Después de que las 76 fibras se extruyeron, las mismas luego se tejieron en una tela tubular (por ejemplo, un calcetín) . Después de que la tela tubular se tejió, se cortó una sección de aproximadamente 100 centímetros cuadrados fuera de cada una de las cuatro telas tubulares para prueba. De esta forma, se probaron en este ejemplo cuatro telas que tenían diferentes concentraciones de carbón (por ejemplo, 1%, 2%, 3%, y 4%) . La actividad del carbón contenido dentro de los telas se determinó utilizando la prueba American Estándar for Testing and Materials (en lo sucesivo "ASTM") para determinar el nivel de activación del carbón activado en 2000 y tuvo la designación D 5742-95 (en lo sucesivo "el método ASTM") . En general, el método ASTM determina la actividad del carbón activado al determinar la actividad del butano. De
acuerdo con la AS TM , la actividad del butano se define como la proporción de la masa de butano adsorbida por una muestra de carbón activado a la masa de la muestra. Es decir, la muestra se satura con gas butano y luego se mide para determinar la ganancia de masa que resultó de la adsorción del butano. De esta forma, la mayoría del butano que se adsorbió indica un nivel superior de actividad. Obsérvese que se realizaron estándares anteriores para medir la actividad del carbón activado utilizando tetracloruro de carbono (CC14). Sin embargo, se encontró que el CC14 es muy dañino para la capa de ozono, por lo tanto el butano ha suplantado su utilización. Además, existe una correlación directa entre el CC14 y el butano (es decir, una unidad de actividad de butano es equivalente a aproximadamente 2.55 unidades de actividad del CCI4) . De esta forma, las mediciones realizadas utilizando butano se pueden correlacionar con las mediciones que utilizaron CCI4. Utilizando el método ASTM, la actividad del SA-30 se midió en su forma pulverizada antes de que se sometiera al proceso de formulación del lote maestro. La ganancia de peso del butano adsorbido por el polvo de SA-30 fue de 0.0988 gramos de butano
por gramo de SA-30. Esto da por resultado en un valor de actividad del butano de 9.88% de o un valor de actividad del CC14 de 25.19%. La FIG. 6 muestra una tabla de datos obtenidos sobre una muestra sin procesar (por ejemplo, SA-30 puro) y muestras al 1%, 2%, 3%, y 4%. En este ejemplo, el peso de cada muestra (por ejemplo, el peso combinado de tela y carbón), el peso del carbón en cada muestra, se midió la ganancia de peso del butano de cada muestra. Estos valores de peso se muestran en la FIG. 6. Con base en los pesos medidos, la actividad del butano y CC14 y se calculó la actividad retenida de cada muestra. La actividad del butano se calculó al dividir la ganancia de peso del butano entre el peso del carbón medido de la muestra. La actividad del CCI4 se calculó al multiplicar la actividad del butano por 2.55. La actividad retenida se calculó al comparar la actividad del butano de la muestra con la actividad del butano del polvo de SA-30. Estos valores calculados también se muestran en la FIG. 6. Estos pesos mencionados anteriormente se midieron para cada muestra diluida antes y después de un ciclo de lavado y secado. Los datos de la FIG. 6 indican si una muestra particular se lavó o no. El
ciclo del lavado incluyó lavar la muestra en un lavado con agua caliente durante 14 minutos utilizando el nivel de agua de gran carga y un ciclo de enjuague con agua fría. La lavadora utilizada para lavar las muestras se vende como la lavadora residencial Kenmore Serie 90 por Sears Corporación. Las muestras se secaron en un ajuste de alto calor durante 45 minutos utilizando una secadora para ropa. La secadora utilizada en este ejemplo se vende como una secadora residencial Kenmore Serie 90 por Sears Corporación . Los datos clasificados en la FIG. 6 indican que las muestras sin lavar mostraron poca o ninguna actividad de butano. Además, la muestra sin lavar no retuvo actividad. Fue notable la actividad insignificante debido a que el encapsulado todavía estaba encapsulando la muestra, aislando así los poros del entorno ambiental. Las muestras se lavaron para eliminar el surfactante soluble en agua y con esto expusieron el carbón activado. Las muestras de 1%, 2%, 3%, y 4% de 8A-30 mostraron actividades de butano respectivas de 9.80%, 5.63%, 2.71%, y 3.97%, indicando así que el carbón activado retuvo la actividad después de ser sometido al poliéster fundido durante la formación
del lote maestro y durante el proceso de extrusión. Como se muestra en la FIG. 6, la actividad retenida para las muestra del 1%, 2%, 3%, y 4% de SA-30 fue del 99.17%, 57.00%, 27.46%, y 40.19%, respectivamente. Obsérvese que, en general, a medida que aumenta la carga de carbón en las muestras (por ejemplo, la muestra al 4% tuvo más carbón que la muestra al 3%, y la muestra al 3% tuvo más carbón que la 2% muestra al 2%, etc.), aumenta la adsorción de butano. Los datos muestran que las muestras cargadas más pesadamente adsorben más butano que las muestra menos cargadas, a pesar de los menores niveles en la actividad del butano para las muestras cargadas más pesadas. La actividad del butano de las muestras cargadas más pesadamente puede haber disminuido con relación a las muestras menos cargadas debido a que más carbón se encerró completamente por el material base y de esta forma no se expuso al entorno ambiental después del lavado.
EJEMPLO 2 Se repitió un procedimiento similar al mostrado en el Ejemplo 1, aunque se creó un lote maestro diferente utilizando un encapsulante
diferente. En la FIG. 7 se muestran los resultados de este ejemplo. El lote maestro utilizado en este ejemplo utilizó el mismo carbón SA-30 clasificado como se utilizó en el Ejemplo 1 y una capa de cera encapsulante vendida como Textile Wax W, por BASF, de Charlotte, Carolina del Norte. La muestra se diluyó a una carga de carbón del 2% utilizando el lote maestro mencionado anteriormente. Después de que se obtuvieron las fibras a través del proceso de extrusión, las fibras se tejieron en una tela tubular (por ejemplo, un calcetín) . Incluso aunque las fibras se extrajeron a una proporción de 4 a 1, las fibras tuvieron un denier de 5, en lugar del denier 4.4 realizado por las fibras en el Ejemplo 1. Una porción de 100 centímetros cuadrados de la tela tubular se eliminó, se lavó y se probó. La FIG. 7 muestra los mismos pesos medidos y los valores de actividad calculada como se obtuvieron en el Ejemplo 1. Los datos en la FIG. 7 también muestran los datos para la forma pura de un SA-30 y los datos para ambas muestras. Además, la FIG. 7 muestra los datos para una muestra que consiste puramente de poliéster. Según se esperaba, la muestra de poliéster no proporcionó capacidad de
adsorción. Los datos de la actividad de butano de la muestra diluida indicaron que el encapsulante conservó el carbón activado durante la formación del lote maestro y durante el proceso de extrusión. De esta forma, se observa que las partículas activas se pueden proteger contra la desactivación prematura. Los expertos en la técnica apreciarán que la presente invención se puede practicar mediante otras modalidades que las descritas, que se presentan para fines de ilustración en lugar de limitación, y la invención se limita únicamente por las siguientes reivindicaciones .
Claims (25)
- RE IVINDICACIONES 1. Una partícula activa encapsulada que comprende : una partícula activa; y al menos un encapsulante removible que encapsula al menos una porción de la partícula activa de tal forma que la porción encapsulada se protege de la desactivación prematura permanente cuando la partícula activa se somete a un evento que de otra manera podría desactivar o reducir permanentemente la actividad de la partícula activa.
- 2. La partícula según la reivindicación 1, en donde al menos un encapsulante recubre completamente la partícula activa.
- 3. La partícula según la reivindicación 1 ó 2, en donde la partícula activa es carbón activado.
- 4. La partícula según la reivindicación 1, 2 ó 3, en donde el encapsulante removible se elimina selectivamente .
- 5. Un método para producir un material con desempeño mejorado, que comprende: encapsular una pluralidad de partículas activas con al menos un encapsulante removible; mezclar las partículas activas encapsuladas con un material base; y extruir la mezcla en al menos una fibra o hilo que tenga las partículas activas encapsuladas incorporadas en la misma; en donde al menos un encapsulante evita que la extrusión desactive prematuramente las partículas activas .
- 6. El método según la reivindicación 5, que comprende además: producir un lote maestro que comprende al menos las partículas encapsuladas y el material base.
- 7. El método según la reivindicación 5 ó 6, en donde las partículas activas son partículas de carbón activado.
- 8. El método según la reivindicación 5, 6 ó 7, que comprende además someter las partículas activas encapsuladas a una o más sustancias o condiciones que podrían desactivar prematuramente las partículas activas si las partículas activas no estuvieran encapsuladas.
- 9. El método según la reivindicación 5, 6, 7 u 8, en donde la encapsulación y el mezclado se realizan en un solo paso.
- 10. El método según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, en donde las partículas activas adsorben un gas.
- 11. El método según cualquiera de las reivindicación 5 a 10, en donde las partículas activas adsorben un líquido.
- 12. El método según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, en donde las partículas activas adsorben un sólido.
- 13. El método según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 12, que comprende además: eliminar al menos una porción del encapsulante de las partículas activas.
- 14. El método según la reivindicación 13, en donde la eliminación comprende reactivar las partículas activas.
- 15. El método según la rei indicación 13 ó 14, en donde la eliminación comprende disolver el encapsulante .
- 16. El método según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 15, en donde las partículas activas se seleccionan del grupo que consiste de carbón activado, grafito, óxido de aluminio (alúmina activada), gel de sílice, carbonato sódico, aluminio tr ihidratado , bicarbonato sódico, ácido p-metoxi-2-etoxietil éster cinámico (cinoxato), óxido de zinc, zealitas, dióxido de titanio, material de filtro molecular, y cualquier combinación de los mismos.
- 17. Un artículo que comprende: una fibra o hilo que tiene partículas activas que se encapsulan con un encapsulante removible, las partículas encapsuladas se incorporan por infusión a la fibra o hilo mediante un proceso que podría disminuir o anular la actividad de las partículas ya que el encapsulante removible no ha estado presente para conservar la actividad de las partículas activas, y con esto la eliminación de al menos una porción del encapsulante removible que imparte la actividad de las partículas activas al artículo.
- 18. El artículo según la reivindicación 17, en donde las partículas activas comprenden entre aproximadamente 1% y 99% del artículo.
- 19. El artículo según la rei indicación 17 ó 18, en donde las partículas activas comprenden entre aproximadamente 1% y 50% del artículo.
- 20. El artículo según la rei indicación 17, 18 ó 19, en donde las partículas activas comprenden entre aproximadamente 1% y 25% del artículo.
- 21. El artículo según la reivindicación 17, 18, 19 ó 20, en donde las partículas activas comprenden entre aproximadamente 1% y 10% del articulo .
- 22. El artículo según la reivindicación 17, 18, 19, 20 ó 21, en donde las partículas activas comprenden entre aproximadamente 1% y 5% del artículo.
- 23. El artículo según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 22, en donde las partículas activas se seleccionan del grupo que consiste de carbón activado, óxido de aluminio (alúmina activada), gel de sílice, carbonato sódico, aluminio trihidratado , bicarbonato sódico, ácido p-metoxi-2-etoxietil éster cinámico (cinoxato), óxido de zinc, zealitas, dióxido de titanio, material de filtro molecular, y cualquier combinación de los mismos.
- 24. El artículo según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 24, en donde las partículas activas son partículas del carbón activado.
- 25. El material según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 24, en donde la fibra o hilo se selecciona del grupo que consiste de poliésteres, nylons, poliacrílicos, termoplásticos , PTFEs, policarbonatos , polialcanos, compuestos de poli-vinilo, epoxis, polímeros de reacción con base de siloxano, pegamentos, polímeros de degradación, polímeros, fibras, algodón, acetatos, acrílicos, aramidas, bicomponentes, lioceldas, melaminas, modacrílieos , olefinas, PBIs, rayones, espandexes, agua, aceites, aerosoles, perfumes y cualquier combinación de los mismos.
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