PT8378U - Elemento luminoso quimiluminiscente - Google Patents

Description

ELEMENTO LUMINOSO QUIΜILUMINISCENTE

DESCRIçSO

SUMÁRIO DO INVENTO A presente invenção diz respeito a uma unidade luminosa, a qual é constituída por um tubo feito de um material flexível e transmissor de luz. Este artigo, no seu estado passivo, é constituído pelo menos por dois compartimentos, contendo cada um deles um líquido químico que, no estado activo do artigo, se misturam um com o outro para produzir uma reacção química que gera luz,

ANTECEDENTES DO INVENTO

As unidades luminosas já conhecidas são baseadas numa emissão quimi1uminescente gerada pela mistura de dois líquidos. Um sistema, que é usado comercialmente em larga escala, é o descrito, por exemplo, na Patente dos Estados Unidos da América nQ 3,576,937; ele consiste numa primeira solução líquida contida num tubo oco feito de um plástico transmissor de luz e ligeira-mente flexível, e numa segunda solução líquida contida numa ampulheta de vidro ou vidro capilar que flutua na primeira solução. Quando o utilizador encurva o tubo, a unidade de vidro interna parte-se e liberta a segunda solução, a qual se mistura com a primeira solução. Este sistema tem desvantagens. A presença de uma ampulheta selada de vidro, ou de um capilar de vidro selado, tem um efeito desfavorável nas soluçSes utilizadas e durante grandes períodos de tempo provoca mudanças nas soluçSes. A presença de destroços de vidro, algumas vezes com pontas aguçadas, nem sempre é bem recebida pelos utilizadores que podem recear, quer correcta quer incorrectamente, que o invólucro no caso m a. .1 s exterior pode quebrar acidentalmente. Finalmente, regularmente frequente de um recipiente de vidro com a forma de um capilar alongado, existe o perigo de quebra perniatura durante as operações de manuseamento.

Adicionalmente, têm sida propostos sistemas -nenhum dos quais é ainda usado comercialmente- que sãD baseados na presença de dois compartimentos, os quais são temporériamente separados e coexistem no mesmo contentor ou recipiente fechado. A separação é conseguida quer por aperto, quer por dobragem temporária do recipiente, ou pela existência de uma parede de separação intermédia, a qual pode ser eliminada seja por quebra, seja por rasgão ou pela remoção de um grampo. Várias propostas deste tipo foram descritas nas Patentes dos Estados Unidos da América n2s 3,749,620, 3,539,794, 3,B93,938, 3,SOB,414, 4,061,910 e 3,149,943 bem como na Patente Francesa n9 87 11 296. Na Patente dos Estados Unidos da América nQ 3,749,620, acima referida, é dada uma longa *ista de anteriores patentes, patentes essas que revelaram a existência de recipientes com dois componentes destinados a serem misturados. A este respeito e para completar deve ser observado que, na maioria dos casos, estes não são líquidos quimilumines-centes, e, em muitos casos, as substâncias não são necessáriamente líquidas.

Por conseguinte, há sempre necessidade económica de Produção de artigos que passam gerar luz quimiluminescente, e que, pela sua. natureza, sejam previstos para uma só utilização.

DESCRIÇ8D DO INVENTO INCLUINDO CONJUNTOS PREFERIDOS 0 artigo de acordo com a presente invenção, é constituído por um tubo flexível e transmissor de luz feito de material _4-

plástico, o qual é fechado em ambos as extremidades e contém, entre essas extremidades, um diafragma ou disco interior, que separa o conteúdo do tubo em pelo menos dois compartimentos, apresentando o diafragma ou disco uma configuração circular chata.

Este disco apresenta, num perfil da sua secção, uma forma aproximadamente rectângular, ou seja, tem um bardo periférico razoavelmente aguçada. 0 referido bordD ou limite do disco é colocado em posição perpendicular em relação ao eixo longitudinal do tubo, e está em contacto estreito com o lado interno da parede do tubo, definindo portanto compartimentos, que são, cada um deles, cheios com uma solução líquida, com a finalidade de originar uma emissão quimi1uminescente quando são misturados. O discD é rígido ou, em qualquer caso, significativamente mais rígido do que o material que forma o tubo.

Para provocar a mistura, é suficiente executar um simples movimento, a partir do exterior do tubo e sem o danificar, para torcer o disco de modo a que o seu plano fique aproxi-madamente paralelo ao eixo longitudinal do tubo. Este movimenta pode ser executado, utilizando por exemplo os dedos de uma pessoa, para comunicar um momento de torção ao disco separador.

Para que este movimento de torção seja possível, o disco não deve ser muito espesso. Verificou.—se que a espessura entre cerca de 1 e cerca de 4 mm é adequada para um tubo com um diâmetro interior entre cerca de Se cerca de 13 mm, i.e., a espessura do disco não deve ser maior do que cerca de metade do diâmetro interior do tubo. No que diz respeito ao material que constitui o disco e o tubo, é, de preferencia, seleccionado entre

ραΐiolefinas, ou seja materiais plásticos que tem boa resistência contra as soluções quisniluminescentes. 0 polietileno é particularmente indicado porque a sua superfície cerosa promove a vedação da zona de contacto entre o disco e o interior da parede do tubo. 0 próprio disco pode ser feito de um material rígido, por exemplo, um polietileno de alta densidade ou um polipropileno.

De acordo com um conjunto preferido, o diâmetro do disco é seleccionado de tal maneira que é ligeiramente maior do que o diâmetro interno do tubo e, deste modo, a sua orla ou bordo, aplica uma pressão contra a parede do tubo, ficando a referida parede sob pressão por causa da sua elasticidade própria, assegurando assim um ligação com uma vedação mais segura.

Foi também verificado que é vantajoso lubrificar a orla ou bordo do disco antes da colocação deste último. Esta lubrificação facilita o posicionamento, e, ainda mais, melhora as propriedades de vedação, é evidente que α lubrificante utilizado para este fim deve ser compatível com a natureza química dos líquidos. Pode ser usado um lubrificante de silicone com uma viscosidade apropriada.

De acordo com outro conjuntD, para melhorar ainda mais as propriedades de vedação —particularmente quando se quer que o artigo seja capaz ds tolerar um grande período de tempo de armazenagem antes da sua utilização- é previsto, à volta do tubo, um anel ou bainha exterior, feito por exemplo de um material plástico rígido ou de metal. Este anel ou bainha ê colocado em posição concêntrica com o tubo e na parte exterior deste último, ao nível do disco interno, i.e. envolvendo o disco. Consiste num cilindro com um comprimento de cerca de 2 a cerca de 15 mm, e uma -Α-

parede com espessura de cerca de Θ.5 a 5 mm. 0 diâmetro interior do anel ou bainha é ligeiramente menor do que o diâmetro exterior do tubo, que, tal como jâ referido, fica posicionado perpendicularmente em relação ao disco.

De preferência, o anel ou. bainha é feito de um material ríqido. Fode ser preparado, por exemplo, pela injecção moldada de um policarbonato.

Quando é usado um anel ou bainha, o disco pode ter, ou o diâmetro igual ao diâmetro interno do tubo, ou pode ser ligeiramente mais pequeno do que o diâmetro interno do tubo.

De acordo com outra variante, o diâmetro do disco é grande, mas de novo neste caso, o diâmetro interno do anel ou bainha deve ser muito ligeiramente mais pequeno do que o diâmetro exterior do tubo na zona de posicionamento do disco, zona esta onde o tubo é mais grosso. A ligeira diferença dos diâmetros que acabou de ser descrita, é suficiente para provocar, de acordo com o principio da uma faixa de reforço, uma grande compressão centrípeta ou aferente, a qual assegura as propriedades de vedação. Esta compressão é absorvida pela elasticidade do material da parede do tubo e, um tanto, pela elasticidade do próprio material do disco, sendo este último sujeito, no seu próprio plano, a uma força centrípeta ou aferente.

Para activar o artigo, basta fazer deslizar o anel ou bainha segundo a direcção do eixo do tubo, até que uma zona suficientemente larga fique desobstruída em ambos os lados do disco, a fim de permitir α movimento de torção que é executado manualmente, tal como descrito anteriormente. -7-

Se o diâmetro do disco é ligeiramente menor do que o diâmetro do tubo, automáticamente passará a haver intercomunicação entre os dois compartimentos, quando o constrangimento provocado pelo anel ou pela bainha for suficientemente deslocado ao longo do eixo do tubo. A presença do anel ou bainha também contribui para. prevenir qualquer torção acidental do disco, antes do seu uso final, particularmente durante as operações de manuseamento no transporte e na armazenagem. 0 deslizamento dD anel ou bainha, tanto ao ser utilizado como durante a montagem, é facilitado pela propriedade lubrificante do pDlietileno, que é o material preferido para o fabrico do tubo. 0 deslizamento do anel, devido à pressão exercida no tubo, pode também provocar a torção do disco, a fim de activar o dispositivo.

Uma interessante vantagem do método de preparação do tubo, reside no facto de que este permite a utilização de um tubo cuja parede é constituída por duas ou mais camadas de materiais plásticos ou outros materiais, a combinação dos quais constitui uma efactiva barreira de material contra a penetração de gases,. Este corpo formado por várias camadas pode ser preparado de maneira muito económica, por exemplo, pela utilização tío chamado processo de coextrusão, o qual é aplicado sómente piara extrudir produtos, preferencialmente tubos. A impermeabilidade aos gases, que não é satisfatória em tubos feitos de polietileno simples, é, com efeito, uma vantagem muito significativa em recipientes para líquidos quimiluminescen-tes, visto que estes são alterados pela difusão de vapor de água ou de humidade através das paredes. Do mesmo modo, os produtos da decomposição contêm anidrido carbo;;í 1 ico, o qual se pode escapar através da parede cie polietileno, contribuindo ainda mais para a reacção de decomposição. Por conseguinte, os recipientes usados comercialmente para líquidos quimilumínescentes -que são feitos de polietileno por causa das outras propriedades deste material-são, em geral, embalados num material de protecção; por exemplo, um saco feito de uma folha de protecção que é laminada de modo a constituir uma folha. 0 processo de coextrusão permite a produção de um tubo com uma parede de protecção coextrudida, ou, possivelmente, um tubo que tem uma parede que é completamente revestida no seu lado exterior com um aditivo económico e de protecção, podendo, deste modo, ser omitida a embalagem exterior. 0 artigo quimiluminescente que é objecto da presente invenção, não necessita que o tubo acima descrito tenha absolutamente a mesma secção ao longo de todo o seu comprimento. é somente na proximidade do disco que a secção deve ser cilíndrica. Noutras zonas e, possivelmente, em ambos os lados da zona onde o disco estã localizada, o contorno do tubo pode tomar qualquer forma, de modo a que a sua capacidade seja localmente aumentada. A aparência estética de todo o conjunto do artigo pode então ser alterada de modo significativo. 0 bem conhecido processo de extrusão soprada permite a preparação de tais corpos ocos feitos de poliolefinas, através de um processa contínuo e económica. h invençãD será melhor compreendida fazendo referência ás figuras 1 a 4. A figura 1 representa uma secção de um tubo constituído por uma parede (1) e por um disco (2) que divide o referido tubo em dois compartimentos que contêm líquidos (3) e (4>, os quais, quando misturados, produzem luz por quimiluminescência. As extremidades (5) do tubo são fechadas ou vedadas. -9-

A figura 2 é uma representação, através de um diagrama, da torção do disco pelos dedos do utilizador, a fim de permitir que os conteúdos dos compartimentos se misturem provocando assim a quimiluminescência. A figura 3 representa o artigo da figura 1 com um adicional que consiste num anel ou bainha (6) de reforço externo. A figura 4 ilustra o caso em que existem secções bojudas CS) nas extremidades do tubo, a fim de criar uma configuração única. A invenção diz também respeito a um método simples para a fabricação de artigos de acordo com a invenção. 0 método de acordo com a invenção consiste em posicionar verticalmente um tubo oco feito de material flexível, aberto em ambas as e:<tremidades. Através da extremidade mais baixa do tubo, é introduzido um cilindro sólido ou. varão com um diâmetro apropriado, até à zona em que o tubo é separado em dois compartimentos. A extremidade do cilindro sólida ou varão consiste numa superfície que é perpendicular ao eixo do varão.

Através da extremidade superior do tubo, é introduzida o disco deixando—o cair, sendo este disco feito de um material rígido e apresentando um diâmetro ligeiramente maior do que o diâmetro interior do tubo. Para se conseguir isto, a forma do tubo é alterada, por exempla através de um processo manual, a fim de formar uma secção elíptica que permita ao disco cair até ao cilindro ou varão que forma um batente. O disco é então posicionado verticalmente em relação ao seu batente, sendo um segundo varão idêntico ao primeiro introduzido através da abertura superior o que faz com que a pressão contra o segundo varão, e

por conseguinte contra o revestimento do varão, vá. provocar a colocação do disco em posiçãD perpendicular em relação ao eixo do tubo, após vencer a resistência, elástica das paredes.

No caso em que d diâmetro do disco é menor do que o diâmetro interior do tubo, quando se utiliza uma manga ou bainha com um diâmetro interior que é roais pequenD do que o diâmetro exterior do tubo, é evidente que não é necessário alterar a forma, do tubo para que d disco caia e, normalmente, não é necessário o uso do segundo varão. A manga ou bainha é colocada simplesmente por cima do tubo e posicionada manualmente, de modo a criar uma força de vedação no disco. A série completa de operações para a colocação do disco pode ser fácilmente mecanizada.

Em operações separadas, depois da remoção dos varSes, é introduzido o líquido apropriado no primeiro coropartiroento do tubo após o que a extremidade é fechada, e, de sequida, é introduzido um segundo líquido no segundo compartimento, sendo fechado de modo idêntico. 0 fecho da extremidade do tubo de polietileno pode ser conseguida através de várias técnicas, as quais são bem conhecidas dos entendidos, por exemplo; remo- - a inserção da extremidade do tubo num rolo de aperto aquecido, que é aproximadamente hemisférico, seguida pela ção, depois de fundido, para arrefecimento; -11- - a colocação de um batente de polietileno que é soldado ao tubo por aquecimento ou por ultrasons; - a colocação de um batente de polietileno na extremidade do tubo, o qual é depois reforçado pela colocação de um anel de aperto em torno do batente, serido o anel de preferência feito de metal ou de um plástico muito rígido, etc.

Mais abaixo é dado um exemplo de um conjunto da invenção .

Parte-se de um tubo extrudido feito de um polietileno de ba ixa densidade, transparente ou translúcido i.e. transmissor de luz, flexível, com um diâmetro exterior de 12,8 mm e uma parede com espessura de 0,6 mm, o qual é cortado com o comprimento desejado de 10 cm e colocado verticalmente.

Através da extremidade inferior, introduz-se um varão cilíndrico feito de alumínio, com um diâmetro de 11,6 mm, até uma distância de 40 mm da referida extremidade.

Através da extremidade superior, deixa-se cair um disco feito de polietileno de alta densidade, com um diâmetro de 12.8 mm e uma espessura de 1.5 mm, sendo a queda do disco conseguida através de aperta manual do tubo ao longo do caminho da queda. 0 disco está então posicionado contra o varão de alumínio e é metido em cunha em posição perpendicular ao eixo do tubo, através de um impulso de um segundo varão idêntico ao primeiro, o qual é introduzido antecipadamente através da extremidade superior. mm. D meio deste anel é colocado na

Pode—se então adicionar um anel de policarbonato com um comprimento de 18 mm, uma parede com espessura de 3 mm e um diâmetro interior de 13,3

zona da tubo destinada a posicionar o disco. Os varões são então removidos, os CDmpartimentos são cheios, completa ou parcialmente, com os respectivos líquidos que produzirão a quimiluminescência quando é permitida a comunicação entre eles através da torçãD do disco, e as extremidades são fechadas de modo a ficarem vedadas -

De acordo com um variante vantajosa, podem ser colocados dois diafragmas ou discos em contacta um com o outra, senda, em opção, lubrificadas as faces de contacto a fim de facilitar a sua torção. é evidente que o dispositivo de acordo com a invenção, pode ser utilizado para outras fins que não a produção de luz quimiluminescente. Os compostos químicos contidos nos compartimentos podem ser particularmente capazes de produzirem, quando misturados, calor, frio ou uma cola para uso imediato.

Podem ser feitas numerosas variações que não foram descritas, que estejam de acordo com a descrição do artigo quimiluminescente da invenção, sem ir contra o princíp>io inventivo definido nas reivindicações apresentadas.

Claims (1)

1. -13-

   REIVINDICAÇÕES lâ - Elemento quimiluminescente constituído por um tubo feito de um material flexível, transmissor da luz e quimicamente estável, o qual é fechado em ambas as extremidades, e que apresenta, pelo menos, dois compartimentos que estão cheios com líquidos que produzem luz quimiluminescente quando são misturados , caracterizado pelo facto de conter, entre as extremidades, pelo menos um diafragma interno ou disco, o qual divide o tubo nos referidos compartimentos, em que o referido diafragma ou discD 1) tem uma forma aproximadamente circular chata, com uma secção que tem um perfil aproximadamente rectangular, 2) é colocada transversalmente em relação ao eixo do tubo, e 3) d seu bordo está em contacto permanente com o interior da parede do tubo, e a elasticidade, ds diâmetros externos e os diâmetros internos do tubo e o diâmetro e a espessura do diafragma ou disco, são seleccionados de maneira a que o diafragma ou discD possa ser inclinado através de uma simples pressão, por acção manual ou outros meios equivalentes, contra as paredes exteriores do tubo, de modo que a referida pressão comunique um momento de torsão ao referido diafragma ou disco. 2â - Elemento de acordo com a reivindicação 1, carcat·· erizado por o diâmetro do diafragma ou disco ser ligeiramente superior ao diâmetro interno do tubo. 3* - Elemento de acordo com a reivindicação 1 , caracte-rizado por um anel rígido exterior, cujo diâmetro interior é liqeiramente mais pequeno do que o diâmetro exterior do tubo na zona em que é posicionado o diafraQama ou disco, ser colocado â volta do tubo, em posição concêntrica com este último, e o qual pode ser libertado através de deslizamento segundo a direccão do eixo do tubo. carac teci iSmetro ao 4â - Elemento ue acordo com a reivindicação rizado por o diâmetro do diafragma ou disco ser igual interna do tubo, 5ã rizado por o poliolefina. - Elemento de acordo com a reivindicação 1, tubo e o diafragma ou disco serem feitos de caractema terial 6§ - Elemento de acordo com a reivindicação 3, caracte-rizado por o anel ser feito de metal ou de um material de plástica rígido. 7â - Elemento de acordo com a reivindicação 1, caracte-rizado por a parede do tubo apresentar pelo menos duas camadas de material transmissor de luz, cuja combinação constitui uma barreira efectiva contra a passagem de dióxido de carbono para o exterior e/ou a humidade para o interior. - Elemento de acordo com a reivindicação 7, caracte— rizado por o tubo ser um tubo coextruoido, com a parede interna constituída por polietileno. - Elemento de acordo com a reivindicação 1, caracte— rizado por o diâmetro interior do tubo estar compreendido entre cerca de B e cerca de 1B mm, e a espessura do diafragma ou disco estar compreendida entre cerca de 1 e cerca de 4 mm. - Elemento de acordo com a reivindicação 1, ca.rac-terizado por o diafragma ou disco ser revestido sobre todo o seu bordo com uma massa lubrificante de vedação antes de ser posicionado. -15· 11§ - Elemento, constituído por um tubo feito de um material flexível, transmissor de luz e quimicamente estável, fechado em ambas as suas extremidades, e constituído pelo menos por dois compartimentos que são cheios com líquidos que produzem, quando misturadas, uma luz quimiluminescente, caracterisado pelo facto de o tubo conter, adicionalmente, entre os seus extremos, um diafragma interior ou disco, o qual separa o tubo nos referidos compartimentos, e em que o diafragma ou disco 1) tem uma forma aproximadamente circular com uma secção que tem um perfil aproximadamente rectangular, 2) é colocado transversalmente em relação ao eixo do tubo, e 3) cujo bordo está em contacto permanente com o interior da parede do tubo, um anel exterior rígido cujo diâmetro interior é ligeiramente menor do que o diâmetro exterior do tubo, na zona onde está posicionado o diafragma ou o disco, colocado à volta do tubo em posição concêntrica com este último, em que a elasticidade, os diâmetros exteriores e os diâmetros interiores do tubo, o diâmetro interior do anel, o diâmetro e a espessura do diafragma ou do disco são seleccionados de tal maneira que o diafragma ou o disco se inclina quando o referido anel é movido ao longo do eixo do tubo. Lisboa, 5 de Julho de 1990

   J. PEREIRA DA CRUZ Agente Oficial da Propriedade Industrial RUA VtCTOR COFTOON, 10-A 3 " 1200 LISBOA