CAMPO DE APLICAÇÃO

[001 ] A invenção, pertencente: a invenção, pertencente ao setor de experimentação olfativa para servir como sampie de fragrância e/ou mostruário de fragrância, refere-se a micromanufatura de microssistemas integradores de múltiplas funcionalidades incluindo atuadores eletrotérmicos e transmissores/receptores de rádio frequência, também a micromanufatura de microssistemas responsivos a sinais wireless de rádio frequência e micromanufatura de microssistemas controladores de dispensação de fragrâncias e/ou aromas ativada por gatilho de variação de temperatura, mediante ativação de resistência térmica controlada via wireless.

ESTADO DA TÉCNICA

[002] Um microssistema pode ser definido como um conjunto de elementos interligados que funcionam como um todo estruturalmente constituído, capaz de manusear pelo menos dois meios, por exemplo eletricidade e líquidos, por meio de sensores, atuadores, interconexões e processos eletrônicos de sinal e controle, sendo a integração realizada por meio de dispositivos com dimensões significativamente reduzidas. Atualmente, tem se aplicado técnicas de múltiplas camadas cerâmicas em LTCC {Low Temperature Cofired Ceramic) para construção de circuitos integrados que podem ser utilizados em MST (Micro System Technology) para construção de microssistemas eletrônicos e não eletrônicos.

[003] Diversos substratos de cerâmicas têm sido utilizados com sucesso em microeletrônica na produção de circuitos impressos, bem como na produção de sensores, atuadores e componentes passivos. A indústria de cerâmicas eletrônicas desenvolveu tecnologia de substratos que, aplicados na indústria de microeletrônica, fornecem aplicações sofisticadas para a interconexão de sistemas eletrônicos de até 40 multicamadas que podem ser empilhadas para formar um único corpo. Este sistema é compatível com a tecnologia de filmes espessos, permitindo assim a deposição nas fitas cerâmicas de filmes condutores, resistivos e dielétricos de acordo com a aplicação.

[004] A tecnologia de múltiplas camadas em LTCC fornece um material com baixa perda dielétrica, constante dielétrica estável e funcionalização 3D que permite sua aplicação em MCM's (Multi Chip Module) e na indústria de comunicação wireless, como por exemplo em produção de módulos Bluetooth, onde se necessita que o dispositivo seja suficientemente compacto e versátil para se ajustar em outros pequenos dispositivos.

[005] Os materiais usados para a obtenção das fitas de cerâmica verde na tecnologia LTCC são vitrocerâmicas com estruturas de grão muito uniforme. O material primário é alumina (AI2O3) com uma matriz vítrea cujo objetivo é diminuir a temperatura durante a sinterização viscosa do sistema, deixando o material compatível com a tecnologia de filmes espessos, sendo que estas fitas apresentam espessuras de 50 a 300 pm. A tecnologia LTCC permite a geração de estruturas mecânicas (furos, vigas, pontes, canais, cavidades) em tamanhos intermediários na faixa de 100 pm até vários milímetros de maneira simples. As fitas são facilmente manipuláveis quando ainda verdes, sendo macias, flexíveis, e facilmente dissolvidas e abrasadas. Para a micromanufatura dos dispositivos em LTCC seguem-se as seguintes etapas:

• Moldagem (litografia, microusinagem por laser UV) das fitas cerâmicas para abertura de vias, canais, cavidades etc;

• Deposição de resistores (1 )/condutores (2) (2)/dielétricos de filme espesso na superfície ou enterrados usando técnicas de serigrafia de precisão;

• Laminação das fitas cerâmicas para a obtenção de um sistema multicamada;

• Sinterização do laminado; • Montagem de circuito eletrônico (sistema de transmissão/recepção, sistema de controle dos atuadores térmicos) e realização da interconexão elétrica.

[006] Comprovadamente, o marketing olfativo é uma ótima ferramenta para incrementar as vendas em todos os seguimentos, principalmente nos voltados à alimentação, onde aromas de chocolate e café, por exemplo, chegam a aumentar esse objetivo em até 30% quando da distribuição desses aromas nos corredores de shopping centers. Mesmo marcas alheias ao seguimento de alimentação têm procurado associar determinado aroma aos seus produtos.

[007] O atual estado da técnica antecipa alguns documentos de patentes que versam sobre a matéria em apreço, como PI 9206449-3 ("Amostrador para Liberar Material Líquido Encapsulado e Processo de Obtenção do Mesmo") que refere-se a fragrâncias microencapsuladas coladas em uma folha, cuja atividade inventiva é baseada no uso de um tratamento protetor entre as tintas de impressão sobre o papel e a camada que contém as microcápsulas ou suas camadas de adesão associadas se presentes.

[008] A tecnologia, apesar de largamente utilizada pelo mercado, apresenta uma série de limitantes e inconvenientes como gasto excessivo de papel na confecção do catálogo, embalagens, produtos, processo industrial de fabricação e descarte, além da impossibilidade de combinação das fragrâncias ou aromas contidos nos catálogos.

[009] Soluções mais inovadores já são oferecidas pelo mercado como o Scentee® Smartphone Aroma Diffusor (http://thegadgetflow.com/portfolio/scentee- smartphone-aroma-diffuser acessado em 1 1 de outubro de 2016) que consiste de um equipamento, conectado no fone de ouvido do smartphone, liberador de odores. Ao receber e-mails e notificações de redes sociais, o usuário pode sentir aromas de essências e aromas, porém aponta-se como fator negativo o fato do conector p2 do smartphone ser uma tecnologia que brevemente será descontinuada, além de que elimina a possibilidade da audição concomitante uma vez utilizado pelo equipamento exalador de cheiros. O documento de patente WO 2013001972 (Devide, method and program for message Exchange and conversation via network) revela o dispositivo liberador de aroma aplicado em dispositivos de troca de mensagens que emitem um aroma de acordo com as mensagens recebidas via web, mas também existe a necessidade de uma conexão física com o dispositivo gerador do sinal.

[0010] O "MICROSSISTEMA HÍBRIDO ELETROTÉRMICO PARA DISPENSAÇÃO CONTROLADA DE FRAGRÂNCIAS E AROMAS" diferencia-se desse dispositivo pelo fato de não necessitar de uma conexão física com o dispositivo móvel, haja vista que comunica-se através de sinal sem fio (wireiess) com o dispositivo emissor do comando de liberação da fragrância.

[001 1 ] No documento US 2015/0048178 {Systems, methods and articles to provide olfactory sensations) tem-se a descrição de um dispositivo que pode captar aromas do ambiente e liberá-lo de forma controlada através de um sistema configurável associado a um efeito Peltier aquecedor ou resfriador liberador de aroma retido. Esse dispositivo tem como ponto negativo o fato do sistema emissor do estímulo elétrico não estar integrado ao sistema atuador emissor do odor, sendo apresentados em dois módulos separados que se interconectam por um cabo.

[0012] O documento BR2015/050257 versa sobre um dispositivo para liberação de fragrâncias e aromas acionado por tecnologia sem fio baseada no fenómeno de volatilização por aumento de temperatura em resistências, ou por ruptura mecânica ou, ainda, ultrassom e um sistema de ventilação distribui o odor através de um tecido localizado no entremeio do mecanismo. Essa tecnologia aproxima-se de "MICROSSISTEMA HÍBRIDO ELETROTÉRMICO PARA DISPENSAÇÃO CONTROLADA DE FRAGRÂNCIAS E AROMAS", mas apresenta-se limitada em relação à espessura do dispositivo, superior a 5 mm, limitando sua versatilidade. [0013] "MICROSSISTEMA HÍBRIDO ELETROTERMICO PARA DISPENSAÇÃO CONTROLADA DE FRAGRÂNCIAS E AROMAS" consiste em um microssistema que integra, simultaneamente, um sistema eletronico térmico, um sistema eletronico transmissor/receptor wireless, um sistema de alimentação elétrico e um compartimento para armazenamento da fragrância e/ou aroma, possuindo todos esses sistemas micromanufaturados sobre uma plataforma de espessura reduzida, que consiste na novidade e ato inventivo pela alteração de forma, que permite uma associação versátil do microssistema desenvolvido com o uso de equipamentos eletrônicos portáteis de uso pessoal, tais como tablets, celulares, laptops e outros.

RESUMO DA INVENÇÃO

[0014] "MICROSSISTEMA HÍBRIDO ELETROTERMICO PARA DISPENSAÇÃO CONTROLADA DE FRAGRÂNCIAS E AROMAS" revela uma plataforma tecnológica integradora de sistemas com múltiplas funcionalidades incluindo atuadores eletrotérmicos e transmissores/receptores de rádio frequência para dispensação controlada de fragrâncias e aromas, associada ao seu fenómeno de volatilização, regulada pela ação de um sistema híbrido eletrotérmico micromanufaturado, acionado por um sinal eletronico comandado por comunicação wireless, como mostrado na Figura 1 .

OBJETIVO DO INVENTO

[0015] "MICROSSISTEMA HÍBRIDO ELETROTÉRMICO PARA DISPENSAÇÃO CONTROLADA DE FRAGRÂNCIAS E AROMAS" consiste em microssistema integrador de múltiplas funcionalidades contendo atuadores eletrotérmicos e transmissores/receptores de rádio frequência para dispensação controlada de fragrâncias e aromas.

[0016] É objetivo da presente invenção um microssistema integrador de múltiplas funcionalidades baseado em suportes micromanufaturados associados a um sistema híbrido eletrotérmico que, pela ação da aplicação de uma tensão sobre um conjunto de condutores associados a resistores, promovem a dispensação controlada de fragrâncias e aromas pela ação do calor gerado nesses resistores.

[0017] "MICROSSISTEMA HÍBRIDO ELETROTÉRMICO PARA DISPENSAÇÃO CONTROLADA DE FRAGRÂNCIAS E AROMAS" também objetiva a construção de suportes micromanufaturados, podendo ser, mas não estritamente, construídos sob uma plataforma de LTCC, integrados com sistemas eletrotérmicos capazes de produzir uma variação térmica controlada a partir de um estímulo elétrico, comandado por um equipamento eletrônico que se comunica através de um sinal wireiess, como mostrado na Figura 1 .

[0018] Também é objetivo da presente invenção produzir associações de fragrâncias e/ou aromas com sistemas eletrotérmicos construídos sobre diferentes plataformas micromanufaturadas que respondam a variação térmica produzida por esse sistema sofrendo fenómeno de volatilização controlada, atravessando ou não membranas com porosidade conhecida, e dissipando-se para o ambiente de tal forma que o odor da fragrância e/ou aroma seja perceptível somente quando o usuário emitir um estímulo consciente a partir de um dispositivo eletrônico.

[0019] Também é objetivo da presente invenção a construção de um sistema liberador de fragrâncias e/ou aromas sobre uma plataforma micromanufaturada que seja responsiva a um comando externo proveniente de um equipamento eletrônico que se comunica com um controlador eletrônico embutido na plataforma através de um sinal wireiess.

[0020] "MICROSSISTEMA HÍBRIDO ELETROTÉRMICO PARA DISPENSAÇÃO CONTROLADA DE FRAGRÂNCIAS E AROMAS" também objetiva uma plataforma de controle de liberação de fragrâncias e/ou aromas responsiva a um sinal wireiess que seja suficientemente compacta para ser facilmente acoplada a dispositivos eletrônicos portáteis, ou seja, espessura menor que 5 mm. DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0021 ] Figura 1 - Desenho esquemático de diagrama de blocos dos constituintes do "MICROSSISTEMA HÍBRIDO ELETROTÉRMICO PARA DISPENSAÇÃO CONTROLADA DE FRAGRÂNCIAS E AROMAS"

[0022] Figura 2 - Desenho esquemático do circuito de resistores e Condutores impressos por screen printing placa em LTCC.

[0023] Figura 3 - Desenho esquemático em perspectiva de placa LTCC com o desenho dos condutores e resistores impressos.

[0024] Figura 4 - Desenho esquemático em vista superior de poços micromanufaturados sobre placa LTCC com resistores e condutores impressos.

[0025] Figura 5 - Desenho esquemático em vista superior de poço da placa LTCC preenchido com mistura de cera e fragrância.

[0026] Figura 6 - Desenho esquemático em vista superior de poço da placa LTCC preenchido com mistura de fragrância e sílica micronizada.

[0027] Figura 7 - Desenho esquemático de resistores impressos sobre placa (4) de cerâmica verde.

[0028] Figura 8 - Desenho esquemático em vista superior de placa de cerâmica verde cortada e empilhada em orientadores de empilhamento

[0029] Figura 9 - Desenho esquemático em vista superior de placa de cerâmica verde (LTCC) sinterizada com circuitos eletronicos impressos

[0030] Figura 1 0 - Desenho esquemático em vista superior de placa de cerâmica verde (LTCC) sinterizada contendo fios conectores

[0031 ] Figura 1 1 - Desenho esquemático da disposição do circuito elétrico na placa de LTCC [0032] Figura 12 - Desenho esquemático em vista superior da plataforma de LTCC

[0033] Figura 13 - Desenho esquemático em vista superior do microssistema contendo a fragrância mobilizada em seus poços dentro de um estojo plástico

DESCRIÇÃO DETALHADA DO INVENTO

[0034] Fragrâncias e aromas são compostos voláteis que são percebidos pelos órgãos olfativos e desencadeiam uma série de respostas metabólicas no ser humano capaz de promover respostas emocionais associados a esse estímulo sensorial.

[0035] Observado isso, a presente invenção refere-se à construção de um sistema capaz de liberar odores a partir da volatilização de fragrâncias e/ou aromas promovida por um estímulo produzido conscientemente pelo usuário do produto em um dispositivo eletrônico.

[0036] "MICROSSISTEMA HÍBRIDO ELETROTERMICO PARA DISPENSAÇÃO CONTROLADA DE FRAGRÂNCIAS E AROMAS" consiste em um sistema híbrido eletrotérmico construído sobre suportes ou plataformas micromanufaturados, preferencialmente na forma de placas, que podem ser de vidro, de plásticos termorresistentes ou em cerâmicas verdes (LTCC - Low Temperature Co-fired Ceramic) preferencialmente.

[0037] O sistema eletrotérmico consiste de um conjunto de condutores, que podem ser, mas não se limitam, de pastas de prata e prata paládio, interconectados com um conjunto de resistores, que podem ser de dióxido de rutênio (RUO2) e/ou óxido de dibismuto-dirutênio (BÍ2RU2O7), como mostrado na Figura 2. Esses conjuntos de condutores e resistores podem ser impressos sobre o suporte micromanufaturado utilizando a técnica "screen printing" dentro do espaço delimitado para o depósito da fragrância, como mostrado na Figura 3, conforme esquema previamente desenhado em softwares de vetorizaçao de imagem.

[0038] "MICROSSISTEMA HÍBRIDO ELETROTÉRMICO PARA DISPENSAÇÃO CONTROLADA DE FRAGRÂNCIAS E AROMAS" é alimentado por geradores de energia elétrica, podendo ser geradores mecânicos, tais como capacitores, geradores luminosos tais como placas fotovoltaicas, ou geradores químicos tais como pilhas, baterias de membranas flexíveis ou, preferencialmente baterias tipo coin cell.

[0039] A fragrância e/ou aromas são depositados sobre os poços micromanufaturados na placa, como mostrado na Figura 4, podendo, mas não se limitando estarem na forma livre ou associada a outros materiais de suporte tais como solventes (etanol ou acetato de etila), ceras (cera de carnaúba, cera de abelha ou cera de candellaris), como mostrado na Figura 5, gomas (gomas xantana ou goma arábica) ou, preferencialmente sílicas, mais preferencialmente à sílica micronizada, como mostrado na Figura 6.

[0040] Os poços contendo a fragrância e/ou aroma podem apresentar-se abertos, semilacrados com membranas com poros de 0,22 pm a 0,45 pm que podem ser de éster de celulose ou polyvinyldene fluoride - PVDF, ou preferencialmente com fitas adesivas de polipropileno e adesivo acrílico, perfurado com artefato pontiagudo de diâmetro de 0,1 a 0,2 pm , como mostrado na Figura 5. Os poços também podem estar lacrados com um filme de polytetrafluoroethyleno - Teflon.

[0041 ] O "MICROSSISTEMA HÍBRIDO ELETROTÉRMICO PARA DISPENSAÇÃO CONTROLADA DE FRAGRÂNCIAS E AROMAS" é acionado por sinal wireless de rádio frequência, preferencialmente Bluetooth, que é recebido em um transmissor/receptor integrado à plataforma micromanufaturada.

[0042] O transmissor/receptor, por sua vez, está integrado a um sistema eletrônico de atuadores térmicos que, ao receberem um sinal de rádio frequência proveniente de um dispositivo eletronico externo, promovem a aplicação de uma energia através dos condutores que é recebida pelos resistores do sistema atuador e promovem um aumento de temperatura controlada e pontual dentro dos poços onde estão situados.

[0043] Pelo aumento da temperatura controlado pelo sistema eletronico autónomo, a fragrância e/ou aroma volatiliza e se propaga para o meio ambiente atravessando as membranas ou fitas adesivas perfuradas, quando presentes, e os poros construídos na carenagem que envolve o microssistema.

[0044] Assim, o odor da fragrância e/ou aroma pode ser percebido pelo usuário que acionou o microssistema através de um dispositivo eletronico externo por meio de um comando wireless.

EXEMPLO DE CONCRETIZAÇÃO DO INVENTO

Fabricação do microssistema em LTCC

[0045] A fabricação dos microssistemas integrados iniciou-se com a impressão das pastas resistivas e condutoras sobre fitas de cerâmica verde, como mostrado nas Figuras 2 e 7, utilizando a técnica de serigrafia de precisão - screen printing - seguindo esquemas das telas de impressão previamente desenhadas.

[0046] As folhas de cerâmicas impressas com os circuitos foram cortadas a laser UV conforme estrutura desejada, utilizando modelos 3D previamente esquematizados, como mostrado na Figura 8.

[0047] Posteriormente, as folhas cerâmicas foram empilhadas, alinhadas, laminadas e sinterizadas em processo de fluxo viscoso, aplicando um aquecimento controlado de 6 °C/min até atingir 450 °C, onde foi mantido por 30 minutos e novamente aquecido até 850 °C com mesma taxa de 6 °C/min e mantido por 20 minutos, formando um sistema LTCC de múltiplas camadas com sistema atuador eletrotérmico impresso, como mostrado na Figura 9. [0048] A placa LTCC integrado com sistema atuador eletrotérmico possui espessura de 1 ,33 mm e 30,5 mm de lado. As quatro cavidades onde ficarão depositados as fragrâncias e/ou aromas possuem 5 mm de diâmetro interno e 0,6 mm de profundidade.

[0049] Em seguida, o sistema eletrônico é montado compreendendo transmissor/receptor de rádio frequência e circuitos controladores dos atuadores eletrotérmicos, todos integrados à plataforma de LTCC pré-processada, conforme ilustrado na Figura 1 1 . Após sistema eletrônico impresso, a plataforma de LTCC apresenta-se como mostrado na Figura 12, e após preparo do sistema eletrônico, a fragrância foi depositada sobre os poços micromanufaturados no microssistema misturada a uma sílica micronizada, como mostrado na Figura 6.

[0050] O microssistema contendo a fragrância mobilizada em seus poços foi então disposto dentro de um estojo plástico, como mostrado da Figura 13, compondo o modelo de "MICROSSISTEMA HÍBRIDO ELETROTÉRMICO PARA DISPENSAÇÃO CONTROLADA DE FRAGRÂNCIAS E AROMAS".

[0051 ] Para avaliação de aplicação na dispensação de fragrâncias para validação do microssistema, realizou-se o teste de aplicação com o microssistema aberto contendo fragrância imobilizada com a sílica micronizada. Sobre os contatos elétricos aplicou-se uma tensão conhecida capaz de gerar corrente e, consequentemente, calor no sistema integrado eletrotérmico mostrado na Figura 6.

[0052] Observou-se olfativamente, através da exalação do odor, que o sistema foi capaz de promover uma dispensação da fragrância de forma controlada através da aplicação ou não de uma tensão sobre o contato elétrico externo.