Método y aparato para liberar un componente volátil mediante una reacción exotérmica controlada.

Una mezcla de reacción que comprende los siguientes componentes de reacción:

a) partículas generadoras de calor que comprenden un recubrimiento soluble en agua que reviste una parte de las partículas; y

b) un componente volátil. en la que las partículas generadoras de calor comprenden partículas sin recubrir y partículas recubiertas, y en la que la concentración de material de recubrimiento soluble en agua en la mezcla de reacción es de 3% a 70%, preferiblemente de 5% a 65%, más preferiblemente de 8% a 60%, en peso de la mezcla de reacción.

Método y aparato para liberar un componente volátil mediante una reacción exotérmica controlada.

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a mezclas de reacción que incluyen partículas generadoras de calor que tienen un recubrimiento soluble en agua que reviste una parte de las partículas, un componente volátil y, de forma opcional, una solución acuosa y un tampón. Las mezclas de reacción son especialmente adecuadas para generar calor de una manera controlada. Las mezclas de reacción de la presente invención pueden liberar controladamente componentes volátiles al ambiente del entorno. Asimismo, se describen equipos y métodos que utilizan estas mezclas de reacción.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Existen muchos métodos para liberar componentes transportados por el aire como, por ejemplo, fragancias, repelentes de insectos y similares. Las velas perfumadas, por ejemplo, son utensilios bien conocidos para liberar un olor deseable al aire. El incienso cumple prácticamente la misma función, pero el aroma es de forma típica el olor natural que se desprende cuando se quema el incienso. Es decir, el incienso no necesita, de forma típica, la adición de un componente de fragancia, en tanto que las velas perfumadas son generalmente una mezcla de cera y una fragancia. En otra variante de dispositivos de combustión que liberan aroma se han utilizado velas para calentar líquidos o geles provocando el desprendimiento de un componente volátil. Por otra parte, hace mucho tiempo que se utilizan lámparas que queman aceite, no sólo para proporcionar luz, sino también para liberar fragancias. Los dispositivos de combustión para liberar fragancias son bien conocidos, pero la mayoría de estos dispositivos se han usado también para liberar otros componentes transportados por el aire como, por ejemplo, repelentes de insectos, vapores medicinales como el eucalipto y otros compuestos.

Desafortunadamente, los dispositivos de combustión generan de forma inherente problemas de seguridad. Pueden ser tirados accidentalmente y desencadenar un fuego o, si se dejan desatendidos, muchos dispositivos de combustión pueden quemarse hasta la base e incinerar la superficie que los rodea. Por otra parte, el humo es un subproducto inevitable de cualquier dispositivo de combustión. En general, el humo de un dispositivo de combustión puede ser nocivo y puede causar problemas de salud a largo plazo. Por tanto, si bien estos dispositivos son métodos simples y baratos para liberar componentes transportados por el aire, no están exentos de problemas.

Otro método para liberar componentes transportados por el aire es depender simplemente de la evaporación. Un material líquido, sólido o de gel que contiene, por ejemplo, un componente transportado por el aire puede situarse en cualquier lugar y, con el tiempo, el componente transportado por el aire se desprenderá al ambiente del entorno por vía de la evaporación. Sin embargo, este sistema depende de la diferencia entre la presión de vapor del componente transportado por el aire y la presión atmosférica. Si la presión de vapor del componente transportado por el aire es demasiado alta, el componente se liberará con demasiada rapidez. Del mismo modo, si la presión de vapor del componente es demasiado baja, el componente se liberará con demasiada lentitud como para tener un efecto marcado sobre el ambiente del entorno. Muchos repelentes de insectos, por ejemplo, no pueden liberarse de forma eficaz por evaporación exclusivamente debido a que tienen una presión de vapor alta. Por tanto, los dispositivos evaporativos están muy limitados en cuanto al tipo de material que pueden liberar y la velocidad con la que estos materiales seleccionados pueden ser liberados.

Los aparatos ligeramente más avanzados para liberar componentes transportados por el aire utilizan la energía eléctrica de baterías o una toma de corriente de la casa. Estos dispositivos utilizan de forma típica la electricidad para proporcionar calor, flujo de aire forzado o ambos para acelerar la liberación del componente transportado por el aire. Desafortunadamente, estos dispositivos son necesariamente más complicados y caros de construir y hacer funcionar que los dispositivos de combustión y evaporativos. Aunque estos dispositivos pueden mejorar la liberación, también aumentan la complejidad y el coste. Por otra parte, los dispositivos que no funcionan con baterías son intrínsecamente no portátiles porque necesitan una toma de corriente.

Los pulverizadores y aerosoles pueden liberar al aire una amplia variedad de materiales. Sin embargo, estos dispositivos son, en general, de accionamiento manual y proporcionan una breve descarga del componente liberado. Los pulverizadores y aerosoles no son muy adecuados para la liberación prolongada de una sustancia a menos que estén provistos de un mecanismo de control mecánico. Este tipo de controles mecánicos son caros y limitan el carácter transportable de este tipo de dispositivos.

Se han considerado mezclas de reacción exotérmica autónomas que se inician por adición de una solución acuosa para liberar composiciones al aire del entorno. Una reacción exotérmica autónoma puede generar calor sin combustión o sin fuente de electricidad. El calor, por su parte, puede acelerar la evaporación de la composición que se desea liberar. Así pues, puede suministrarse un amplio intervalo de composiciones de este modo. Sin embargo, estas reacciones tienen un problema sustancial: son difíciles de controlar. Por ejemplo, ha sido difícil diseñar un sistema de reacción que sea autocontenido y que funcione a una temperatura constante durante un período de tiempo prolongado. De forma análoga, es difícil diseñar un sistema de reacción que funcione a una temperatura durante un primer período de tiempo y después cambie a una segunda temperatura durante un segundo período de tiempo. Es axiomático que no pueda controlarse la liberación de la composición deseada sin controlar la temperatura del sistema de reacción.

En US-3.903.011 se refiere a una composición para producir calor cuando se pone en contacto con agua a una temperatura relativamente uniforme que consiste prácticamente de un material precursor en forma de partículas que es exotérmico cuando entra en contacto con agua, un óxido inorgánico o sal en forma de partículas que es altamente exotérmico cuando entra en contacto con agua y un componente filmógeno que encapsula el material de base y el óxido en estado seco. En US-3.374.742 se describe un artículo desechable y autónomo para producir vapor de agua y vapor de un material vaporizable deseado añadiendo agua a una composición que comprende un óxido alcalinotérreo que se ha recubierto con un aceite para retrasar la velocidad de la reacción exotérmica resultante.

Por lo tanto, existe la necesidad de métodos y equipos mejorados para suministrar composiciones al aire circundante. Estos métodos y equipos mejorados deberían superar los problemas discutidos anteriormente. Particularmente, no debería requerirse combustión y no deberían basarse únicamente en evaporación. Se necesitan dispositivos para transmitir composiciones al aire de un modo más controlado y durante un período de tiempo más prolongado que los aerosoles y pulverizadores. Además, estos métodos y equipos mejorados deberían ser portátiles y relativamente baratos.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a una mezcla de reacción que comprende los siguientes componentes de reacción: partículas generadoras de calor que comprenden un recubrimiento soluble en agua que reviste una parte de las partículas; y un componente volátil; y en la que la concentración de material de recubrimiento soluble en agua en la mezcla de reacción es de 3% a 70%, preferiblemente de 5% a 65%, más preferiblemente de 8% a 60%, en peso de la mezcla de reacción. De forma opcional, los componentes de la reacción comprenden además un componente opcional seleccionado del grupo que consiste en una solución acuosa, un tampón y mezcla de los mismos.

En un aspecto de la presente invención los componentes de la reacción se mezclan entre sí y la temperatura de la mezcla de reacción aumenta en menos de 20 minutos hasta una temperatura de control superior a aproximadamente 35 º C e inferior a aproximadamente 75 º C. Más preferiblemente, la mezcla de reacción se mantiene dentro de un margen de 15 º C con respecto a la temperatura fijada durante al menos aproximadamente 45 minutos.

Las partículas de generación exotérmica de la presente invención se... [Seguir leyendo]

1. Una mezcla de reacción que comprende los siguientes componentes de reacción:

a) partículas generadoras de calor que comprenden un recubrimiento soluble en agua que reviste una parte de las partículas; y b) un componente volátil.

en la que las partículas generadoras de calor comprenden partículas sin recubrir y partículas recubiertas, y en la que la concentración de material de recubrimiento soluble en agua en la mezcla de reacción es de 3% a 70%, preferiblemente de 5% a 65%, más preferiblemente de 8% a 60%, en peso de la mezcla de reacción.

2. La mezcla de reacción de la reivindicación 1, en la que los componentes de reacción además comprenden una solución acuosa.

3. La mezcla de reacción de la reivindicación 1, en la que los componentes de reacción además comprenden un tampón.

4. La mezcla de reacción de la reivindicación 1, en la que el componente volátil se selecciona del grupo que consiste en un perfume, una fragancia, un repelente de insectos, un fumigante, un desinfectante, un bactericida, un insecticida, un pesticida, un germicida, un acaricida, un esterilizante, un desodorante, un agente de nebulización y mezclas de los mismos.

5. La mezcla de reacción de la reivindicación 1, en la que el componente volátil se selecciona del grupo que consiste en un aceite de almizcle, algalia, castóreo, ámbar gris, perfumes de plantas, aceite de sándalo, aceite de neroli, aceite de bergamota, aceite de limón, aceite de lavanda, aceite de salvia, aceite de romero, aceite de hierbabuena, aceite de eucalipto, mentol, alcanfor, aceite de verbena, aceite de citronela, aceite de cauout, aceite de salvia, aceite de clavo, aceite de camomila, aceite de sándalo, aceite de costus, aceite de láudano, extracto de rusco, extracto de semilla de zanahoria, extracto de jazmín, extracto de mimosa, extracto de narciso, extracto de incienso, extracto de rosa, acetofenoneno, derivados de dimetilinadano, derivados de naftalina, caprato de alilo, aldehído alfa-amilcinámico, anetol, anisaldehído, acetato bencílico, alcohol bencílico, propionato de bencilo, borneol, acetato cinamílico, alcohol cinamílico, citral, citronelal, aldehído cumínico, aldehído ciclaménico, decanol, butirato de etilo, caprato de etilo, cinamato de etilo, etilvainillina, eugenol, geraniol, exenol, aldehído alfa-hexilcinámico, hidroxicitronelal, indol, acetato isoamílico, iso-amilo, iso-valerato, iso-eugenol, linalol, acetato linalílico, pmetilacetofenona, antranilato de metilo, dihidroasmonato de metilo, metileugenol, metil-beta-naftolcetona, acetato de metilfenilcarbinilo, cetol de almizcle, xilol de almizcle, 2, 5, 6-nanodinol, gamma-nanolactona, acetato fenilacetoaldehidodimetílico, alcohol beta-feniletílico, 3, 3, 5-trimetilciclohexanol, gamma-undecalactona, undecenal, vainillina, y mezclas de los mismos.

6. La mezcla de reacción de la reivindicación 1, en la que las partículas generadoras de calor se seleccionan del grupo que consiste en metales no acomplejados, sales de metales, óxidos de metales, hidróxidos de metales, hidruros de metales y mezclas de los mismos, en donde los metales se seleccionan del grupo que consiste en berilio, magnesio, litio, sodio, calcio, potasio, hierro, cobre, cinc, aluminio y mezclas de los mismos.

7. La mezcla de reacción de la reivindicación 1, en la que las partículas generadoras de calor tienen un diámetro de partículas promedio de 10 micrómetros a 1000 micrómetros, preferiblemente de 100 micrómetros a 500 micrómetros y, más preferiblemente, de 200 micrómetros a 400 micrómetros.

8. La mezcla de reacción de la reivindicación 6, en la que las partículas generadoras de calor se seleccionan del grupo que consiste en hidróxido de berilio, óxido de berilio, óxido de berilio monohidratado, hidruro de litio y aluminio, óxido de calcio, hidruro de calcio, óxido de potasio, cloruro de magnesio, sulfato de magnesio, bromuro de aluminio, yoduro de aluminio, tetraborato de sodio, fosfato de sodio y mezclas de los mismos.

9. La mezcla de reacción de la reivindicación 3, en la que el tampón se selecciona del grupo que consiste en ácido cítrico, ácido málico, ácido fumárico, ácido succínico, ácido tartárico, ácido fórmico, ácido acético, ácido propanoico, ácido butírico, ácido valérico, ácido oxálico, ácido malónico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido glicólico, ácido aspártico, ácido pimélico, ácido maleico, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido glutámico, ácido láctico, ácido hidroxil-acrílico, ácido alpha-hidroxil-butírico, ácido glicérico, ácido tartrónico, ácido salicílico, ácido gálico, ácido mandélico, ácido trópico, ácido ascórbico, ácido glucónico, ácido cinámico, ácido benzoico, ácido fenilacético, ácido nicotínico, ácido caínico, ácido sórbico, ácido pirrolidon-carboxílico, ácido trimelítico, ácido bencenosulfónico, ácido toluensulfónico, dihidrógeno fosfato de potasio, hidrógeno sulfito de sodio, dihidrógeno fosfato de sodio, hidrógeno sulfito de potasio, hidrógeno pirosulfito de sodio, hexametafosfato

acídico de sodio, pirofosfato acídico de sodio, pirofosfato acídico de potasio, ácido sulfámico, ácido ortofosfórico, ácido pirofosfórico y mezclas de los mismos.

10. La mezcla de reacción de la reivindicación 1, en donde el recubrimiento comprende un material soluble en agua seleccionado del grupo que consiste en polímeros solubles en agua naturales, polímeros solubles en agua inorgánicos, polímeros solubles en agua sintéticos, polímeros solubles en agua semi-sintéticos, polímeros de origen vegetal, polímeros derivados de microorganismos, polímeros de origen animal, polímeros de almidón, polímeros de celulosa, polímeros de alginato, polímeros de vinilo, polímeros de polioxietileno, polímeros de acrilato, y mezclas de los mismos.

11. La mezcla de reacción de la reivindicación 1, en la que el recubrimiento comprende un material soluble en agua seleccionado del grupo que consiste en goma arábiga, goma tragacanto, galactano, goma guar, goma de semilla de algarrobo, goma karaya, carragenato, pectina, agar, semilla de membrillo, ficocoloides, almidón, ácido glicirrícico, goma xantano, dextrano, succin-glucano, pululano, colágeno, caseína, albúmina, gelatina, carboxi-metilalmidón, metil -hidroxipropil-almidón, metil-celulosa, nitro-celulosa, etil-celulosa, metil-hidroxipropil-celulosa, hidroxietil-celulosa, sulfato sódico de celulosa, hidroxipropil-celulosa, carboxi-metil-celulosa sódica, celulosa cristalina, polvo de celulosa, alginato sódico, propilenglicol éter alginato, poli (alcohol vinílico) , poli (éter vinilmetílico) , poli-vinil-pirrolidona, polímeros de carboxi-vinilo, copolímeros alquílicos de ácido acrílico y ácido metacrílico, polietilenglicol de un peso molecular de entre 200 y 100.000, preferiblemente entre 600 y 20.000, copolímeros de polioxi-etileno y polioxi-propileno, poli-acrilato sódico, polietilacrilato, poliacrilamida, polietilenimina, polímeros catiónicos, bentonita, silicato de aluminio-magnesio, hectorita, anhídrido silícico, y mezclas de los mismos.

12. La mezcla de reacción de la reivindicación 10, en la que el recubrimiento comprende un material seleccionado del grupo que consiste en alquilenglicoles solubles en agua, alcoholes solubles en agua, y mezclas de los mismos.

13. La mezcla de reacción de la reivindicación 3, en la que la relación en peso de las partículas generadoras de calor al tampón está en el intervalo de 1000:1 a 1:1000, preferiblemente de 500:1 a 1:500 y, más preferiblemente, de 200:1 a 1:200.

14. La mezcla de reacción de la reivindicación 1, que comprende además un mejorador de la apariencia visual soluble en agua que se selecciona del grupo que consiste en un tinte, un agente quimioluminiscente, un agente fluorescente, un agente perlescente, y mezclas de los mismos.

15. La mezcla de reacción de la reivindicación 14, en la que el mejorador de la apariencia visual se selecciona del grupo que consiste en luciferasa de luciérnagas, adenosintrifosfato, diesteato de etilenglicol y mezclas de los mismos.

16. La mezcla de reacción de la reivindicación 1, en la que las partículas generadoras de calor comprenden partículas sin recubrir, primeras partículas recubiertas y segundas partículas recubiertas.

17. Un proceso para generar calor, comprendiendo el proceso las etapas de:

a) proporcionar partículas generadoras de calor que comprenden un recubrimiento soluble en agua que reviste una parte de las partículas y en donde las partículas generadoras de calor comprenden partículas recubiertas y partículas sin recubrir; y en el que la concentración de material de recubrimiento soluble en agua en la mezcla de reacción es de 3% a 70%, preferiblemente de 5% a 65%, más preferiblemente de 8% a 60%, en peso de la mezcla de reacción b) proporcionar una solución acuosa y un componente volátil; y c) añadir a las partículas generadoras de calor recubiertas y sin recubrir la solución acuosa y el componente volátil.

18. El proceso de la reivindicación 21 que comprende además las etapas de:

d) proporcionar un tampón; y e) añadir el tampón a la solución acuosa, el componente volátil y las partículas generadoras de calor.

19. Un equipo para generar calor que comprende un recipiente y los siguientes componentes de reacción:

a) partículas generadoras de calor que comprenden un recubrimiento soluble en agua que reviste una parte de las partículas;

b) un componente volátil; y c) una solución acuosa;

en el que las partículas generadoras de calor comprenden partículas recubiertas y partículas sin cubrir, y en el que la concentración de material de recubrimiento soluble en agua en la mezcla de reacción es de 3% a 70%, preferiblemente de 5% a 65%, más preferiblemente de 8% a 60%, en peso de la mezcla de 5 reacción.

20. El equipo de la reivindicación 19, en el que los componentes de reacción además comprenden un tampón.

21. El equipo de la reivindicación 19, en el que las partículas generadoras de calor están en forma de polvo seco.

22. El equipo de la reivindicación 19, en el que las partículas generadoras de calor se suspenden en un gel, un líquido no acuoso y mezclas de los mismos.

23. El equipo de la reivindicación 19, que comprende además un dispositivo de emisión de luz capaz de emitir diversos colores, siendo el dispositivo de emisión de luz preferiblemente un diodo de emisión de luz.