ES2202649T3 - Procedimiento para controlar y eliminar polvo y otras particulas de un material. - Google Patents

Procedimiento para controlar y eliminar polvo y otras particulas de un material.

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ES2202649T3 ES97947771T ES97947771T ES2202649T3 ES 2202649 T3 ES2202649 T3 ES 2202649T3 ES 97947771 T ES97947771 T ES 97947771T ES 97947771 T ES97947771 T ES 97947771T ES 2202649 T3 ES2202649 T3 ES 2202649T3
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Malcolm Tom Mckechnie
Paul Terence Gaynor
John Farrell Hughes
Jonathan Swingler
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University of Southampton
Reckitt Benckiser UK Ltd
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    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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Abstract

SE DESCRIBE UN PROCEDIMIENTO PARA CONTROLAR Y RETIRAR EL POLVO Y OTRAS PARTICULAS FINAS DE UN MATERIAL, Y QUE COMPRENDE I) CARGAR ELECTROSTATICAMENTE LAS PARTICULAS PORTADORAS EN FORMA DE POLVO A FIN DE IMPARTIR A LAS PARTICULAS PORTADORAS UNA RELACION MINIMA ENTRE CARGA Y MASA DE +/- 1X10 -4 C/KG, II) ALIMENTAR LAS PARTICULAS PORTADORAS CARGADAS ELECTROSTATICAMENTE AL MATERIAL, CON LO CUAL SE AGLOMERAN EL POLVO Y OTRAS PARTICULAS FINAS DEL MATERIAL CON LAS PARTICULAS PORTADORAS CARGADAS, Y III) RETIRAR LOS AGLOMERADOS RESULTANTES DEL MATERIAL (POR EJEMPLO, POR ASPIRADORA O CON CEPILLO). SE DESCRIBE IGUALMENTE UN APARATO PARA SUMINISTRAR A UN MATERIAL PARTICULAS CARGADAS ELECTROSTATICAMENTE, COMPRENDIENDO EL APARATO: A) UN RECIPIENTE, EN EL QUE SE ALMACENAN LAS PARTICULAS QUE DEBEN CARGARSE ELECTROSTATICAMENTE, Y B) MEDIOS PARA ENTREGAR LAS PARTICULAS DEL RECIPIENTE A LA MOQUETA DE MATERIAL TEJIDO, INCLUYENDO LOS MEDIOS DE ENTREGA: I) UN TUBO O MANGUERA PARA SUMINISTRAR LAS PARTICULAS PORTADORAS A LA MOQUETA O AL MATERIAL DE TEJIDO FINO; Y II) MEDIOS PARA EXPULSAR PARTICULAS A GRAN VELOCIDAD DESDE EL RECIPIENTE AL MATERIAL; ESTANDO REALIZADOS EL TUBO O MANGUERA DE UN MATERIAL QUE, CUANDO LAS PARTICULAS PORTADORAS SE HACEN BAJAR POR EL TUBO DE ALIMENTACION A GRAN VELOCIDAD, SE IMPARTA A LAS PARTICULAS UNA RELACION MINIMA ENTRE CARGA Y MASA DE +/1X10 4 C/KG, POR EL CONTACTO DE FRICCION DE LAS PARTICULAS SOBRE EL INTERIOR DEL TUBO O MANGUERA.

Description

Procedimiento para controlar y eliminar polvo y otras partículas de un material.
La presente invención se refiere a un método para eliminar polvo y partículas, que pueden incluir alérgenos, encontradas en la alfombra y material fino del tejido así como a un aparato para descargar partículas cargadas electroestáticamente a dicho material.
Se cree que la invención funciona mediante la aglomeración de partículas finas y polvo con partículas cargadas electroestáticamente, tras lo cual los aglomerados resultantes pueden eliminarse, por ejemplo por vacío.
Es bien conocida la eliminación de polvo y partículas finas de las alfombras por vacío. Aunque la mayoría de los aspiradores comerciales eliminarán de las alfombras algunas partículas finas y polvo, siempre quedarán algunas partículas finas de polvo en la alfombra que debido a su tamaño no pueden ser succionadas en el aspirador. Normalmente son las partículas muy finas las más difíciles de eliminar. Las Partículas por debajo de los 10\mum de diámetro, comúnmente denominadas PM_{10}s, que están depositadas en el fondo de la moqueta cerca del tejido de fondo, son siempre difíciles de eliminar eficazmente. Son estas partículas las que son consideradas más peligrosas en términos de implicaciones sanitarias.
Adicionalmente, incluso aquellas PM_{10}s que se han eliminado mediante el aspirador puede no permanecer en el filtro del aspirador y por tanto, pueden liberarse posteriormente en la atmósfera a través del sistema de filtración del aspirador. Como resultado, a menudo es necesario tener bolsas de filtro especiales para retener el polvo y las partículas finas en el aspirador.
Durante el aspirado de tales materiales, tales como alfombras, aquellas partículas que no son eliminadas tienden a molestar y de este modo llegar a estar en suspensión. De este modo, puede producirse un alto nivel de partículas en suspensión (que pueden incluir alérgenos). Partículas de hasta 10\mum de diámetro pueden permanecer en suspensión durante largos periodos de tiempo y son lo suficientemente pequeñas para ser inhaladas en el sistema respiratorio humano. De esta manera, las heces de los ácaros del polvo doméstico (Dermatophagoides pteronyssinus o Dermatophagoides farinae) - actualmente reconocidos como los portadores de alérgenos más comunes asociados con el asma, entran en el sistema respiratorio. Estos alérgenos son conocidos como las series de alérgenos Der p y Der f. Adicionalmente, el alérgeno felino (serie Fel d) también puede transmitirse al sistema respiratorio.
El documento US-A-4268935 describe una máquina limpiadora de alfombras que extiende uniformemente un polvo en una superficie, trabaja el polvo en la superficie y elimina posteriormente el polvo y la suciedad de la superficie.
El documento WO-A-86/05962 describe un dispositivo en el que se descarga aire ionizado desde una hendidura de soplado a una superficie a limpiar a una velocidad elevada. Se coloca una tobera de succión de aire a una corta distancia desde la hendidura de soplado y funciona, junto con un cepillo, para eliminar el polvo de la superficie.
El documento WO-A-96/23440 describe un dispositivo para limpiar, en el que el flujo de aire para limpiar está ionizado antes de que entre en contacto con la superficie a limpiar.
El documento US-A-5490300 describe un sistema de limpieza de tejidos, en el que un ionizador produce partículas ionizadas. Las partículas ionizadas son arrastradas en un flujo de aire desde el sistema y las partículas ionizadas, impurezas en el tejido y el aire son atraídas en una abertura de un tubo de vacío y son eliminadas de la zona.
Es un objeto de la presente invención proporcionar un método y aparato mejorados para controlar y eliminar polvo y otras partículas finas, especialmente los alérgenos Der f y Der p de, por ejemplo, una alfombra.
Es un objeto adicional de la presente invención proporcionar un método mejorado de dispensación de partículas cargadas a una superficie.
Según un aspecto de la presente invención, está previsto un método para controlar y eliminar polvo y otras partículas finas de un material que comprende la descarga de partículas en forma de polvo al material y la eliminación de las partículas aglomeradas con polvo y otras partículas finas del material, caracterizado porque
i) las partículas son partículas portadoras que están cargadas electroestáticamente para proporcionar a las partículas portadoras una relación de carga a masa mínima de +/- 1 x 10^{-4}C/kg, y
ii) las partículas portadoras cargadas electroestáticamente se descargan al material, con lo que el polvo y otras partículas finas en el material se aglomeran con las partículas portadoras cargadas.
Los aglomerados pueden eliminarse de la alfombra u otro material mediante un proceso de limpieza al vacío o mediante un cepillo. Los aglomerados, que son significativamente más grandes que las partículas de polvo individuales, serán más fáciles de eliminar por limpieza al vacío, especialmente cuando el proceso de limpieza incluye la agitación mecánica y la succión al vacío.
Adicionalmente, es menos probable que los aglomerados lleguen a estar en suspensión que las partículas de polvo individuales y ciertamente no podrán permanecer en suspensión durante largos periodos de tiempo. Adicionalmente, una vez que las partículas pequeñas (PM_{10}s) están en un aspirador como un componente de los aglomerados, se reducirá significativamente su probabilidad de que escapen a través del sistema de filtración del aspirador.
Cuando el material a tratar es una alfombra, las partículas portadoras cargadas penetran justo en el tejido de fondo de la alfombra y atraen polvo y otras partículas finas de las profundidades de la alfombra, de manera que éstas también pueden eliminarse eficazmente.
Las partículas portadoras utilizadas en el método de la invención pueden estar cargadas electroestáticamente según se apliquen a la alfombra o a otro material. Por ejemplo, las partículas portadoras pueden almacenarse en el recipiente o en un dispositivo que tiene un sistema de descarga que está diseñado de manera que en la descarga se transmita una carga electroestática, por ejemplo mediante carga triboeléctrica, a las partículas.
En un aparato de este tipo, las partículas portadoras se cargarán según sean expulsadas a través del sistema de descarga en la alfombra u otro material.
Alternativamente, las partículas portadoras pueden cargarse y almacenarse en un recipiente antes de que se apliquen a la alfombra o a otro material. En el documento EP-A-0769031 se describe un proceso para la preparación de partículas cargadas electroestáticamente de una alta resistencia. A continuación, las partículas ya cargadas son descargadas desde el recipiente y se aplican directamente a la alfombra o a otro material.
Preferiblemente, las partículas portadoras cargadas electroestáticamente son partículas en polvo formadas de compuestos seleccionados de celita, maíz, ciclodextrina, polivinilpirrolidona, poliéster, nylon, calcita tratada con aceites, cloruro de polivinilo (PVC), politetra fluoroetileno, poliestireno, policarbonato, poliimidas, "ácido tánico inmovilizado" (tal como se define a continuación) y materiales de cera (tales como cera de parafina sintética o una cera natural, por ejemplo cera Carnauba).
El término "ácido tánico inmovilizado" tal como se utiliza en el presente documento se refiere a ácido tánico inmovilizado en perlas de polivinilpirrolidona. El "ácido tánico inmovilizado" se prepara como sigue:
100 mg de ácido tánico disueltos en agua, se añadieron 50 mg de perlas de polivinilpirrolidona Polyclar 10 (ISP, Guilford Sumg) y se agitó durante una hora. Las perlas se filtraron de la disolución y se lavaron con unos pocos mls de agua helada hasta que no se observó color alguno en los lavados. A continuación, se secaron en un horno a 50ºC.
El nivel mínimo de carga necesario en las partículas cargadas es para proporcionar una relación de carga a masa de +/- 1 x 10^{-4} C/kg, aunque pueden alcanzarse relaciones en exceso de +/-1 x 10^{-3} C/kg utilizando un sistema de aplicación de partículas cargadas descrito en lo sucesivo con referencia a las figuras 2, 3 y 4 de los dibujos adjuntos.
La carga electroestática en la partícula portadora puede ser de polaridad positiva o negativa, o puede ser una mezcla de ambas cuando las partículas son mezclas cargadas por fricción de distintos materiales eléctricamente aislantes.
Las partículas cargadas utilizadas en el método de la invención tienen preferiblemente un diámetro en el intervalo de 10 a 500\mum, más preferiblemente de 100 a 300\mum.
Al llevar a cabo el método según la invención, simultáneamente a (o después de) la aplicación de las partículas cargadas electroestáticamente al material, la superficie del material preferiblemente se agita con el fin de garantizar que el polvo y las pequeñas partículas se aglomeren con las partículas portadoras cargadas y por tanto se capturen. La agitación puede llevarse a cabo simultáneamente a la descarga de las partículas cargadas electroestáticamente a la alfombra, o como una etapa de agitación intermedia entre la descarga de las partículas portadoras cargadas electroestáticamente y su eliminación final, o durante la etapa de eliminación final.
Por tanto, el método de la invención mejora la eliminación de pequeñas partículas de la alfombra o de otro material ("Limpieza"), limita el número de partículas que llegan a estar en suspensión ("Eliminación"), y aumenta la capacidad de un aspirador para retener las pequeñas partículas ("Reposo").
Se ha encontrado que los niveles de carga en el polvo aumentan cuando aumenta la velocidad de las partículas a través del tubo o tubería de carga. Generalmente, la velocidad de las partículas que bajan por el tubo o tubería estará en el intervalo de 10 a 80 m/seg, preferiblemente de 30 a 60 m/seg y más preferiblemente 42 m/seg, con el fin de obtener los niveles de carga deseados.
La longitud del tubo o tubería de carga y el número y diámetro de cualquier abertura formada en el tubo de carga también afectará a los niveles de carga del polvo. Generalmente, el tubo o tubería de carga tendrá una longitud en el intervalo de 50 a 500 mm, preferiblemente de 100 mm a 300 mm. Durante la carga del polvo, la presión de aire en el tubo de carga es superior a la presión atmosférica. Preferiblemente, el número, tamaño y disposición de cualquier agujero formado en el tubo o tubería de carga será tal que pueda producirse una carga triboeléctrica continua sin que los agujeros dejen escapar mucho aire de los agujeros, debido a que la diferencia de presión de la pérdida de aire y la velocidad del polvo reducirá el nivel de carga triboeléctrica. Por tanto, preferiblemente, los agujeros tendrán cada uno un diámetro inferior a 5 micrómetros, más preferiblemente de 2 a 3 micrómetros de diámetro. Los agujeros pueden ser de este tamaño ya que la descarga eléctrica a través de los agujeros no requiere una zona transversal de gran tamaño.
Es posible aumentar la cantidad de turbulencia de las partículas durante la carga, y de ahí el contacto de las partículas con la superficie del tubo o tubería disponiendo las partículas de manera que se desplacen a lo largo de una trayectoria sinuosa. Esto puede obtenerse, por ejemplo, disponiendo el tubo o tubería de una forma no lineal, por ejemplo, como una espiral. Cuando el tubo o tubería está dispuesto de esta manera, se utilizan preferiblemente tubos o tuberías más grandes con el fin de maximizar el contacto del polvo con la superficie del mismo. Por ejemplo pueden utilizarse tubos o tubería de hasta 300 mm de longitud.
Un aspecto adicional de la presente invención es que el polvo puede comprender una mezcla de al menos dos materiales en polvo distintos que, al cargarse de la manera anteriormente descrita, aceptarán cargas de polaridad opuesta. Este sistema puede denominarse sistema bipolar. El tubo o tubería de carga para un sistema bipolar no requiere ningún agujero de descarga. La razón para ello es que en un sistema de carga bipolar que está equilibrado, no debería existir ninguna acumulación neta de carga en la superficie interna del tubo o tubería, que requiera descargarse. Si el sistema bipolar está desequilibrado y la carga neta de una polaridad se acumula en la superficie interna del tubo o tubería, esto actuará para limitar dinámicamente e igualar el desequilibrio proporcionando una carga adicional para una partícula de polvo e inhibiendo la transferencia de carga de otra partícula de polvo.
Por consiguiente, en un aspecto adicional, la presente invención proporciona un método de dispensar partículas cargadas a una superficie desde un recipiente que contiene partículas no cargadas, método que comprende las etapas de:
arrastrar las partículas en una corriente de gas; dirigir la corriente de gas y las partículas arrastradas a través de un tubo o tubería capaz de transmitir a las partículas una relación de masa a carga de +/- 1 x 10^{-4} C/kg, mediante el contacto por fricción de las partículas con la superficie interna del tubo o tubería; y dirigir la corriente de gas y las partículas cargadas arrastradas a una superficie;
en el que se utiliza una mezcla de partículas de al menos dos materiales distintos, siendo capaces las partículas de un primer material de asumir, en la carga, una carga de una polaridad particular y siendo capaces las partículas de un segundo material de asumir, en la carga, una carga de la polaridad opuesta a la de las primeras partículas.
Se apreciará que el uso de una mezcla de este tipo de partículas cargadas tiene ventajas particulares en el control y eliminación de polvo y de otras partículas finas de un material, por ejemplo, una alfombra. Esto se produce porque, en la práctica, el polvo y otras partículas finas en el material se cargarán y serán atraídos hacia una partícula cargada de polaridad opuesta dirigida al material. Esto tiene ventajas distintas tanto en la fase de "Limpieza" como en la de "Eliminación" de extracción de partículas pequeñas del material.
En un aspecto adicional, la presente invención proporciona un método de dispensar partículas cargadas a una superficie de un recipiente que contiene partículas no cargadas,
método que comprende las etapas de arrastrar las partículas en una corriente de gas; dirigir la corriente de gas y las partículas arrastradas a través de un tubo o tubería capaz de transmitir a las partículas una relación de masa a carga de +/- 1 x 10^{-4} C/kg, mediante contacto por fricción de las partículas con la superficie interna del tubo o tubería; y dirigir la corriente de gas y las partículas cargadas arrastradas a una superficie;
en el que el tubo o tubería incluye una pluralidad de agujeros en el mismo que están dimensionados para permitir la descarga eléctrica a través de los agujeros sin permitir que el gas fluya a través de lo agujeros hasta que se reduzca sustancialmente la velocidad de la corriente de gas que arrastra las partículas.
Tales métodos de dirigir las partículas cargadas a una superficie representan una mejora significativa sobre la técnica conocida de la descarga de partículas. Particularmente, las partículas cargadas, especialmente aquellas de carga superior, experimentan ahora una velocidad mucho más elevada de dispersión y tienen una capacidad aumentada para agarrarse a las superficies a las que se descargan, incluyendo vidrio, cerámica, plástico, metales, piel y cabello. Adicionalmente, las partículas cargadas tienen una capacidad de agarrarse a aquellas partes de la superficie a la que se dirigen que no están expuestas directamente a las partículas cargadas y a otros lugares inaccesibles, por ejemplo, alrededor y detrás de cilindros tales como vasos y botellas, detrás de los manillares de las puertas y similares y entre y alrededor de los dedos de los pies y de las manos. Como tal, las partículas cargadas descargadas de esta manera se agarran de manera uniforme a la superficie evitando la acumulación y la distribución no uniforme de las partículas no cargadas en la superficie. Esto tiene ventajas particulares cuando se desea que sea necesaria una distribución sustancialmente uniforme de partículas cargadas en una aplicación particular, por ejemplo, la descarga en un inodoro o en un cubo de basura.
Se apreciará que esto tiene ventajas particulares en la descarga de un ingrediente activo a una superficie según se requiera, por ejemplo, en el tratamiento de una infección micótica, tal como el pie de atleta. En un ejemplo de este tipo, el ingrediente activo puede estar incluido tanto en las partículas cargadas en sí mismas, o el ingrediente activo puede ser en sí mismo una partícula cargada.
En la medida en que se refiere a las ventajas anteriormente expuestas, es preferible utilizar una mezcla de partículas cargadas de una sola polaridad. Aunque no se desee que estén unidos en teoría, se cree que la repulsión entre partículas de carga similar ayuda tanto a una distribución uniforme de las partículas cargadas en la superficie como a una dispersión única de las partículas cargadas.
Según otro aspecto de la invención, se proporciona un aparato para descargar partículas a un material, comprendiendo el aparato
a) un recipiente, en el que las partículas se almacenan y
b) medios para descargar las partículas del recipiente a la alfombra o al material de tejido, comprendiendo los medios de descarga
i) un tubo o tubería para descargar partículas portadoras cargadas electroestáticamente al material; y
ii) medios para arrastrar partículas a velocidad elevada desde el recipiente al material;
estando realizados el tubo o tubería de un material tal que, cuando las partículas portadoras bajan por el tubo de descarga a velocidad elevada, se transmite una relación mínima de carga a masa de +/-1 x 10^{-4} C/kg (preferiblemente de +/- 1 x 10^{-4} a +/- 1 x 10^{-} C/kg) a las partículas mediante el contacto por fricción de las partículas en el interior del tubo o la tubería.
El tubo del aparato puede estar preferiblemente realizado de material plástico, por ejemplo
polietileno perforado
nylon no perforado y preferiblemente perforado y
politetrafluoroetileno (PTFE) comercialmente disponible como Teflón.
Sin desear que estén unidos en teoría, se cree que el tubo deseado utilizado depende de las partículas portadoras a utilizar. Por ejemplo, si las partículas utilizadas están hacia el extremo positivo de la serie, el tubo preferido está realizado de un material hacia el extremo negativo de la serie triboeléctrica y si las partículas están hacia el extremo negativo de la serie triboeléctrica, el material del tubo está hacia el extremo positivo de la serie.
Preferiblemente, cuando el tubo está realizado de polietileno perforado, las partículas portadoras preferidas son "ácido tánico inmovilizado" tal como se ha expuesto anteriormente.
Preferiblemente, cuando el tubo está realizado de PVC no perforado, las partículas portadoras preferidas se seleccionan de nylon, polivinilpirrolidona (PVPP), "ácido tánico inmovilizado", maíz, calcita tratada con aceites y celita.
Preferiblemente, cuando el tubo está realizado de nylon perforado y no perforado, las partículas portadoras preferidas se seleccionan de poliéster, PVPP, "ácido tánico inmovilizado", ciclodextrina, y calcita tratada o no tratada con aceites.
Preferiblemente, cuando el tubo está realizado de PTFE, las partículas portadoras preferidas se seleccionan de nylon, PVPP, "ácido tánico inmovilizado", ciclodextrina y calcita tratada o no tratada con aceites.
Preferiblemente, los medios de descarga incluyen medios para arrastrar partículas a velocidad elevada desde el recipiente al material. Tales medios pueden accionarse por aire comprimido (es decir, sistemas compresores tales como paquetes "tampones" o mediante el uso de gases presurizados - tales como en aerosoles). Las partículas portadoras también pueden aplicarse al material mediante un tubo de alimentación que trabaja el efecto de succión de un aspirador, tal como un aspirador VAX en seco y húmedo.
En un aspecto adicional, la presente invención proporciona un aparato para dispensar partículas cargadas, aparato que comprende:
un recipiente para alojar las partículas a dispensar;
un tubo o tubería capaz, en funcionamiento, de transmitir a las partículas una relación mínima de carga a masa de +/- 1 x 10^{-4} C/kg mediante contacto por fricción de las partículas con la superficie interior del tubo o de la tubería; y
medios para arrastrar las partículas en una corriente de gas y dirigir la corriente en el tubo o tubería;
en el que el tubo o tubería está dispuesto dentro del recipiente con el fin de facilitar la carga por fricción de las partículas por contacto, en funcionamiento, de las partículas con la superficie interna del tubo o tubería.
En los siguientes ejemplos se describen ejemplos de tales aparatos.
La presente invención se describirá adicionalmente con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es un diagrama de flujo que ilustra tres métodos de aplicar partículas portadoras cargadas electroestáticamente a un material según la invención,
La figura 2 es un diagrama esquemático de un aparato para aplicar partículas portadoras cargadas en el que las partículas están cargadas durante la descarga desde el aparato,
La figura 3 es una vista lateral, parcialmente en corte y a mayor escala, del sistema de descarga del aparato ilustrado en la figura 2,
La figura 4 es una vista lateral, parcialmente en corte de una forma modificada del sistema de descarga del aparato ilustrado en la figura 2,
La figura 5 es un gráfico que ilustra el efecto de las partículas cargadas al evitar que el polvo y otras partículas pequeñas de una alfombra lleguen a estar en suspensión, y
La figura 6 es un gráfico que ilustra el efecto de las partículas cargadas al evitar que el polvo y otras partículas pequeñas de una alfombra lleguen a estar en suspensión.
Descripción de las figuras Método 1
En un método de la invención, ilustrado en la figura 1, las partículas portadoras se almacenan en el recipiente de un dispositivo pulverizador, mostrado en la figura 2 y se cargan según se pulverizan desde el sistema de descarga mediante un tubo de carga triboeléctrica del dispositivo pulverizador y se aplican a la alfombra u otro material.
Método 2
En un segundo método de la invención, ilustrado en la figura 1, las partículas portadoras están realizadas de al menos dos distintos tipos de partículas y se almacenan en un recipiente segregado de un dispositivo (no mostrado). Las partículas se frotan entre sí según salen de sus respectivos compartimentos y contactan entre sí cargándose de este modo electrestáticamente (carga triboeléctrica). Las partículas se dispensan mediante el sistema de descarga del recipiente.
Método 3
En un tercer método de la invención, ilustrado en la figura 1, las partículas portadoras se cargan previamente y a continuación, se almacenan en un recipiente de un dispositivo pulverizador, mostrado en la figura 2. Las partículas previamente cargadas son arrastradas desde el recipiente a través del sistema de descarga del recipiente sin perder su carga.
En cada uno de los tres métodos anteriores, cuando las partículas portadoras cargadas se aplican a la alfombra o a otro material, éstas pueden agitarse mediante un barrido con un cepillo independiente o mediante el uso del extremo del tubo del sistema de descarga.
Las partículas portadoras cargadas se aglomeran con el polvo y otras pequeñas partículas en la alfombra u otro material y los aglomerados pueden eliminarse mediante un aspirador o cepillo. Las ventajas anteriormente descritas de utilizar las partículas portadoras cargadas, "Limpieza", "Eliminación", "Reposo", se producen.
Aparato 1
Un aparato para descargar partículas cargadas a un material tal como una alfombra se ilustra en la figura 2.
El aparato 1 para dispensar partículas cargadas para su aplicación a una alfombra comprende un recipiente 2 que tiene paredes flexibles y un tubo 3 de descarga que se extiende desde el interior del recipiente y hacia fuera a través de una pared 4 extrema del recipiente 2.
El tubo 3 se abre en el extremo 5 superior dentro del recipiente 2, y tiene una abertura 6 en la parte del tubo adyacente a la pared 4 extrema y se abre en el extremo 7 inferior. La parte del tubo 3 fuera del recipiente 2 forma un sistema de descarga e incluye agujeros 8 para formar una zona 9 de descarga tal como se describe a continuación con referencia a la figura 3.
El recipiente 2 contiene una masa de partículas 13 portadoras y un receptáculo 12 de aire. Si las paredes del recipiente 2 están apretadas, el aire del receptáculo 12 de aire se forzará a través del extremo 5 abierto y baja por el tubo 3 y las partículas 11 portadoras se forzarán a través de la abertura 6 en el tubo 3. El aire que baja por el tubo 3 llevará las partículas portadoras con él al sistema de descarga en el fondo del tubo 3 y succionará más partículas portadoras en el tubo a través de la abertura 6 mediante una acción venturi. Como resultado, las partículas portadoras bajarán por el tubo 3 a la zona 9 de carga y se cargarán tal como se describe a continuación. Las partículas 11 portadoras cargadas son forzadas hacia fuera del extremo 7 abierto del tubo 3 y pueden aplicarse a una alfombra o a otro material 13 colocado bajo el aparato.
Tal como se ilustra en la figura 3, el extremo inferior del tubo 3 que forma la zona 9 de carga tiene agujeros 14 que se extienden a través de las paredes del tubo 3. Los materiales de la zona 9 de carga y de las partículas 11 portadoras están eléctricamente aislados. Alternativamente, el material de la zona 9 de carga pueden ser semi-aislantes, por ejemplo un polímero aislante con partículas de material eléctricamente conductor distribuido en el mismo.
Según las partículas portadoras pasan a través de la zona 9 de carga las partículas se cargan con una polaridad por la fricción entre las partículas portadoras y la superficie 15 interna del tubo 3 (carga triboeléctrica) y una carga de la polaridad opuesta se forma en la superficie 15 interna. Por ejemplo, la carga unipolar en las partículas 11 portadoras puede ser positiva con la carga en la superficie 15 interna en la superficie 15 interna negativa. Según las partículas 11 portadoras continúan pasando a través de la zona 9 de carga, la carga en la superficie 15 interna aumenta. Un campo eléctrico se genera por el espesor de la pared del tubo 3. Según aumenta la carga, finalmente se producirá una descarga 16 eléctrica a través de uno o más de los agujeros 14.
Esto dará como resultado la generación de iones negativos y positivos. Los iones positivos tenderán a combinarse con las cargas negativas en la superficie 15 interna de las paredes para neutralizar estas cargas negativas. Esto regenera eléctricamente la superficie interna, permitiendo que la carga de las partículas 11 portadoras continúe aumentando de este modo el nivel de carga en las partículas portadoras.
Un ejemplo de las dimensiones de una realización del aparato 1, ilustrado en la figura 3, es como sigue:
Las dimensiones del tubo 3 - diámetro exterior 
\hbox{4 mm}
, diámetro interior 3 mm,
Diámetro de los agujeros 14 - menos de 200 micras.
Aparato 2
Como una alternativa para generar partículas cargadas mediante el forzado de las partículas a través de los agujeros 14 como en el aparato 1, la zona 9 de carga del tubo 3 puede formarse de material microporoso. En esta disposición, la regeneración de la superficie 15 interna del tubo 3 tiene lugar mediante la descarga eléctrica a través de los microporos.
Un ejemplo de las dimensiones de una realización del aparato 2, ilustrado en la figura 3, es como sigue:
Las dimensiones del tubo 3 - diámetro exterior 4 mm, diámetro interior 3 mm,
La distribución de los microporos es de 600-1000 agujeros en una longitud de tubo de 100 mm.
Aparato 3
Una disposición alternativa del aparato 1 es como sigue. Una disposición de este tipo se ilustra en la figura 4. La zona 9 de carga del tubo 3 está situada dentro del recipiente 2 de manera que está protegida de los daños. El extremo inferior del tubo 3 incluyendo la abertura 6 colinda con la pared 4 extrema del recipiente 2. El tubo está curvado hacia arriba en una espiral y a continuación vuelve hacia abajo a la pared extrema. La zona 9 de carga está formada en la parte que se extiende hacia abajo del tubo. El extremo 7 inferior del tubo 3 se extiende alineado con la superficie externa de la pared 4 extrema del recipiente o ligeramente más allá de la pared extrema.
Aparato 4
Una disposición alternativa para proteger la zona 9 de carga del aparato 3 anterior es hacer que el extremo inferior del tubo 3, incluyendo la zona de carga capaz, sea capaz de retraerse en la parte del tubo 3 dentro del recipiente 2 o realizarlo en la forma de un fuelle.
Aparato 5
Como una alternativa al uso del aparato 1, las partículas cargadas pueden descargarse mediante un aparato de limpieza, tal como un aspirador. Las partículas se aplican de este modo a la superficie de la alfombra, se agitan de manera que se aglomeran con el polvo o con otras pequeñas partículas, y posteriormente se recogen mediante el aparato de limpieza.
El sistema de la presente invención está concebido como un equivalente en seco de un aparato de limpieza en húmedo con detergente para alfombras. En una disposición de este tipo, las partículas portadoras cargadas se aplicarían en la alfombra desde una tobera del aparato y se agitan de manera que las partículas portadoras cargadas se aglomeren con el polvo u otras partículas pequeñas, y a continuación los aglomerados se eliminarían mediante una segunda tobera de succión del aparato. Los aglomerados portadores eliminados se retienen en un receptáculo colector.
Ejemplo 1
En el método 1 anteriormente descrito que utiliza el aparato 1, las partículas portadoras son Haze carpet Freshener (Marca Comercial registrada), perfume de lavanda (fabricado por Reckitt y Colman Producto Limited). En el aparato 1, se utiliza un tubo de nylon microperforado para la zona 9 de carga y el nivel de carga obtenido al dispensar el producto era tal para producir una relación de carga a masa de 2 x 10^{-4} C/kg (positiva). Los resultados se muestran en la figura 5. El nivel de "Eliminación" indicó que, en comparación con las partículas portadoras no cargadas que se depositan en una muestra de la alfombra, existía aproximadamente un 90% menos de polvo en suspensión sobre la superficie de la alfombra cuando se agita con un cepillo aspirador.
Ejemplo 2
En el método 1 anteriormente descrito que utiliza el aparato 1, las partículas portadoras son partículas portadoras de nylon. En el aparato 1 se utilizó un tubo de cloruro de polivinilo (PVC) microperforado para la zona 9 de carga del nivel de carga obtenido al dispensar el producto era tal para producir una relación de carga a masa de 2,5 x 10^{-4} C/kg (positiva). Los resultados se muestran en la figura 6. El nivel de "Limpieza" indicó que, en comparación con las partículas portadoras no cargadas que se depositan en una muestra de la alfombra, hubo una mejora en la eliminación de polvo.
En un ensayo simulado de limpieza al vacío, utilizando partículas portadoras no cargadas, aproximadamente el 40% del polvo de la alfombra permanecía en la alfombra tras un ensayo simulado de limpieza al vacío. En el mismo ensayo utilizando las partículas portadoras cargadas, esta cifra se redujo hasta aproximadamente el 25%.
Los ejemplos 1 y 2 pueden repetirse utilizando cada uno de los aparatos 2 a 5 anteriores. Alternativamente, los ejemplos 1 y 2 pueden repetirse utilizando los métodos 2 y 3 anteriores.

Claims (23)

1. Método para controlar y eliminar polvo y otras partículas finas de un material que comprende partículas de descarga en forma de polvo al material y eliminar las partículas aglomeradas con polvo y otras partículas finas del material, caracterizado porque
i) las partículas son partículas portadoras que están cargadas electroestáticamente para proporcionar a las partículas portadoras una relación mínima de carga a masa de +/- 1 x 10^{-4} C/kg, y
ii) las partículas portadoras cargadas electroestáticamente se descargan en el material, con lo que el polvo y otras partículas finas en el material se aglomeran con las partículas portadoras cargadas.
2. Método según la reivindicación 1, en el que las partículas portadoras cargadas electroestáticamente son partículas formadas de celita, maíz, ciclodextrina, polivinilpirrolidona, poliéster, nylon, calcita tratada con aceites, cloruro de polivinilo, politetrafluoroetileno, poliestireno, policarbonato, poliimidas, ácido tánico inmovilizado en perlas de polivinilpirrolidona o materiales de cera.
3. Método según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que las partículas portadoras cargadas electroestáticamente tienen un tamaño de partícula medio en el intervalo de 10 a 500 \mum.
4. Método según la reivindicación 3, en el que las partículas portadoras cargadas electroestáticamente tienen un tamaño de partícula medio en el intervalo de 100 a 300 \mum.
5. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el material es una alfombra o material de tejido.
6. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las partículas portadoras cargadas electroestáticamente se agitan en la superficie del material tras su aplicación a la misma.
7. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la relación de carga a masa de las partículas portadoras está en el intervalo de +/- 1 x 10^{-4} C/kg, a +/- 1 x 10^{-3} C/kg.
8. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la superficie del material se agita, con el fin de garantizar que el polvo y las pequeñas partículas se aglomeren con las partículas portadoras cargadas simultáneamente (o después) que las partículas portadoras cargadas electroestáticamente se aplican al material.
9. Método según la reivindicación 8, en el que la agitación se lleva a cabo simultáneamente a la descarga de las partículas cargadas electroestáticamente al material, o como una etapa de agitación intermedia entre la descarga de las partículas portadoras cargadas electroestáticamente y su eliminación final, o durante la etapa de eliminación final.
10. Aparato para descargar partículas a un material, comprendiendo el aparato
a) un recipiente (2), en el que las partículas (11) se almacenan y
b) medios para descargar las partículas del recipiente a la alfombra o al material de tejido fine, caracterizado porque
los medios de descarga comprenden
i) un tubo o tubería (3) para descargar partículas portadoras cargadas electroestáticamente al material (13); y
ii) medios para arrastrar partículas a velocidad elevada desde el recipiente (2) al material (13);
estando realizados el tubo o tubería (3) de un material tal que, cuando las partículas (11) portadoras bajan por el tubo de descarga a velocidad elevada, se transmite una relación mínima de carga a masa de +/-1 x 10^{-4} C/kg a las partículas mediante el contacto por fricción de las partículas en el interior (15) del tubo o la tubería.
11. Aparato según la reivindicación 10, en el que el material del que está realizado el tubo (3) del aparato se selecciona de
polietileno perforado
cloruro de polivinilo perforado y no perforado
nylon no perforado y perforado y
PTFE no perforado y perforado
12. Aparato según la reivindicación 10, en el que los medios para arrastrar partículas a velocidad elevada desde el recipiente (2) al material (13) se acciona por aire comprimido, o por la acción del efecto de succión de un aspirador.
13. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en el que la pared (15) del tubo está formada con agujeros (14).
14. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, en el que la zona (9) de carga del tubo o tubería (9) está situada dentro del recipiente (2).
15. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, en el que el tubo o tubería (3) puede almacenarse en el recipiente (2) para la descarga de partículas portadoras cargadas.
16. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el medio de descarga de partículas es un aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15 en el que
i) cuando el tubo está realizado de polietileno perforado, las partículas portadoras preferidas son "ácido tánico inmovilizado" en perlas de polivinilpirrolidona;
ii) cuando el tubo está realizado de PVC perforado y no perforado, las partículas portadoras se seleccionan de nylon, polivinilpirrolidona, ácido tánico inmovilizado en perlas de polivinilpirrolidona, maíz, calcita tratada con aceites y celita.
iii) cuando el tubo está realizado de nylon perforado y no perforado, las partículas portadoras se seleccionan de poliéster, polivinilpirrolidona, ácido tánico inmovilizado en perlas de polivinilpirrolidona, ciclodextrina, y calcita tratada o no tratada con aceites.
iv) cuando el tubo está realizado de politetrafluoroetileno, las partículas portadoras se seleccionan de nylon, polivinilpirrolidona, ácido tánico inmovilizado en perlas de polivinilpirrolidona, ciclodextrina y calcita tratada o no tratada con aceites.
17. Método de descarga de partículas cargadas a una superficie de un recipiente que contiene partículas no cargadas, método que está caracterizado por las etapas de:
arrastrar las partículas en una corriente de gas; dirigir la corriente de gas y las partículas arrastradas a través de un tubo o tubería capaz de transmitir a las partículas una relación mínima de masa a carga de +/- 1 x 10^{-4} C/kg, mediante contacto por fricción de las partículas con la superficie interna del tubo o tubería; y dirigir la corriente de gas y las partículas cargadas arrastradas a una superficie;
en el que se utiliza una mezcla de partículas de al menos dos materiales distintos, siendo capaces las partículas de un primer material de asumir, en la carga, una carga de una polaridad particular y siendo capaces las partículas de un segundo material de asumir, en la carga, una carga de la polaridad opuesta a la de las primeras partículas.
18. Método de descarga de partículas cargadas a una superficie de un recipiente que contiene partículas no cargadas, método que está caracterizado por las etapas de:
arrastrar las partículas en una corriente de gas; dirigir la corriente de gas y las partículas arrastradas a través de un tubo o tubería capaz de transmitir a las partículas una relación mínima de masa a carga de +/- 1 x 10^{-4} C/kg, mediante contacto por fricción de las partículas con la superficie interna del tubo o tubería; y dirigir la corriente de gas y las partículas cargadas arrastradas a una superficie;
en el que el tubo o tubería incluye una pluralidad de agujeros en el mismo que están dimensionados para permitir la descarga eléctrica a través de los agujeros sin permitir que el gas fluya a través de los agujeros hasta que se reduzca sustancialmente la velocidad de la corriente de gas que arrastra las partículas.
19. Método según la reivindicación 18, en el que los agujeros tienen un diámetro inferior a 5 micrómetros.
20. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, en el que el tubo o tubería está dispuesto dentro del recipiente que contiene las partículas con el fin de facilitar el contacto por fricción de las partículas con la superficie interna del tubo o tubería.
21. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, en el que el tubo o tubería está dispuesto de una forma no lineal.
22. Método según la reivindicación 21, en el que el tubo o tubería está formado como una espiral.
23. Aparato para dispensar partículas cargadas, aparato que comprende
un recipiente (2) para alojar las partículas (11) a dispensar;
un tubo o tubería (3) capaz, en funcionamiento, de transmitir a las partículas una relación mínima de carga a masa de +/- 1 x 10^{-4} C/kg mediante contacto por fricción de las partículas (11) con la superficie (15) interior del tubo o de la tubería; y
medios (6) para arrastrar las partículas en una corriente de gas y dirigir la corriente en el tubo o tubería (3);
en el que el tubo o tubería (3) está dispuesto dentro del recipiente (2) con el fin de facilitar la carga por fricción de las partículas por contacto, en funcionamiento, de las partículas con la superficie (15) interna del tubo o tubería (3).
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