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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Schleifgegenstand zum Reinigen
und Scheuern und für
jede andere Anwendung in Haushalt und Industrie, und insbesondere
ein Schleifprodukt, welches aus einem dreidimensionalen Vliesgewebe
hergestellt ist, das eine aromatische Substanz aufweist, die in
Mikrokapseln eingebunden ist, die durch den mechanischen Effekt
des regulären
Gebrauchs des Schleifgegenstandes während der gesamten Lebensdauer
des Gegenstandes zerstört
werden.
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Die
Schleifprodukte auf Vliesstoffbasis sind vollständig bekannt. Viele der kommerziell
erhältlichen Produkte
sind aus einem synthetischen Faservliesgewebe hergestellt, welchem
fein verteilte harte Schleifmittel wie Siliciumoxidcarbid, Aluminiumoxid
und Siliciumoxid hinzugefügt
sind. Andere weiche Schleifmittel enthalten Calciumcarbonat, Talk
und synthetische Polymerharze. Als ein Beispiel für solche
Fasern wird im Stand der Technik wiederholt das eine erwähnt, welches
unter den Handelsbezeichnungen „Scotchbrite" und „Buf Puf" von der Minnesota
Mining and Manufacturing Co vermarktet wird, welches Aluminiumoxidpartikel
enthält, derart,
dass das Schleifvermögen
verstärkt
wird.
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Es
ist verbreitet erkannt worden, dass bei vielen Reinigungsanwendungen,
speziell bei Haushaltsanwendungen, die Hausfrauen oder Benutzer
des Schleifgegenstandes diesen wegwerfen, wenn der schlechte Geruch
deutlich und konstant ist, sogar wenn der Gegenstand seine Schleifeigenschaften
noch behält.
Als Folge entstehen übermäßige Kosten,
wenn man Schleifgegenstände
ersetzt, ebenso wie eine Verschwendung nützlichen Materials.
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Eine
Alternative, um solch eine Situation zu vermeiden, ist es, Parfüm oder Duftstoff
in die Reinigungsgegenstände
einzuarbeiten, zum Beispiel in jene, die für die Toilette oder die Küche vorgesehen
sind, um die behandelten Oberflächen
und die Umgebung mit einem frischem Duft oder Geruch zu versehen,
man stieß aber
auf Probleme, dies zu erreichen.
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Im
Stand der Technik werden einige Ansätze beschrieben, Reinigungsgegenstände zu aromatisieren, wie
der in der Britischen Patentschrift GB-1,374,272 (Bayliff A., Geoffrey,
1974) beschriebene hinsichtlich der Imprägnierung von Reinigungskissen,
wo beschrieben wird, dass das Gewebe mit Parfüm gesättigt wird, mit den damit verbundenen
Problemen der Unannehmlichkeiten für das Personal oder der Verunreinigung
anderer Produkte, die in denselben Anlagen hergestellt werden, oder
der Tatsache, dass ein für
eine Toilette geeignetes Parfüm
für andere
Produkte nicht akzeptabel sein muss. Ein anderes Problem ist die
Lagerung des aromatisierten Produkts zusammen mit anderen Produkten
und die Tatsache, dass die Verpackung nicht luftdicht ist. Ein anderes
Problem ist die Verschwendung von Parfüm aufgrund von Verdampfung,
wenn das Produkt hergestellt und gelagert wird.
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Deswegen
ist ein wichtiges Merkmal solcher Produkte deren Fähigkeit,
ihre Leistungsfähigkeit über eine
lange Zeitperiode zu erstrecken, während sie bestimmte Mengen
der funktionellen Inhaltsstoffe (Parfüme) zurückhalten, während nur ein Teil solcher
Inhaltsstoffe an die Umgebung freigegeben wird. Die Steuerung des Freigabeverhältnisses
kann auf vielfältige
Weisen erreicht werden, darunter die Diffusion mittels der Hohlräume im Gewebe,
wobei der Inhaltsstoff durch Zusammendrücken der Hohlräume und
Zerstören
der Kugeln oder inneren Zellen der Matrix des Trägermaterials an die Oberfläche gezwungen
wird. Eine in dem vorliegenden Patent beschriebene Lösung ist
es, zerbrechliche Kapseln sehr kleiner Größe zu enthalten, die mit Parfüm gefüllt sind
und in den Füllstoff
eines Reinigungskissens eingearbeitet werden können; ein alternativer Modus
ist es, Kapseln mit wasserlöslichen
Wänden
zu verwenden, welche sich genau dann auflösen, wenn das Kissen für den Gebrauch
nass wird. Es wird vorgeschlagen, dass das Parfüm ölig oder eines auf Ölbasis ist.
Das Kissengewebe kann Zellstoff, Kreppgewebe oder Vliesstoff-Abfallmaterial
sein; die Kapseln können
in dem Füllmaterial
mittels eines Klebstoffes oder durch Bedrucken aufgetragen sein,
als ein viskoses Gemisch oder in einem geeigneten Verdünnungsmittel
oder sogar als Brausetablette.
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Die
US-Patentschrift 4,514,461 (Yen-Kong Woo, 1985) beschreibt einen
Stoff, der innerhalb der Hohlräume
der inneren Fasern des Stoffgewebes, welches gewebt oder ein Vliesstoff
sein kann, mit mikroskopischen Kugeln in Form von zerbrechlichen
Kapseln gesättigt
ist, derart, dass die Kugeln in dem Stoff verbleiben und auf seiner
Oberfläche
unsichtbar sein können,
so dass das Aussehen nicht verändert
wird. Die Stoffe, die in dem letzteren Patent beschrieben, sind
z.B. Wolle, Seide und andere synthetische Stoffe.
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Das
Verfahren, dass angewendet wird, um die Mikropartikel in dem Stoff
zu prägen,
besteht aus drei Stufen: a) Besprühen oder Sättigen des Stoffes mit der
Kapsellösung
in einen Klebstoff wie Acryllatex hinein; b) Walzen zwischen zwei
Heißwalzen
mit demselben Druck und bei derselben Temperatur, um eine tiefe
und beständige
Durchdringung sicherzustellen, und um die Partikel auf der Oberfläche zu entfernen,
und c) Härten des
Klebstoffes.
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Die
US-Patentschriften 4,882,220 und 4,917,920 (Ono, Akira u.a., 1989,
1990) beschreiben eine aromatische Faserstruktur, hergestellt aus
Stoff oder einem ähnlichen
Material, mit Mikrokapseln, die Parfüm enthalten; die Mikrokapseln
sind aus einer Außenwand
mit einem Harz auf Formaldehydbasis des Harnstoff-Formaldehydharz-
und des Melamin-Formaldehyd-Typs hergestellt. Die Mikrokapseln sind
an einen faserigen Träger
von 0,7 Denier oder weniger gebunden, was die Mikrokapseln in den
Hohlräumen
der Faserstruktur hält.
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Das
Herstellungsverfahren des Gewebes ist in Patentschrift '920 beschrieben und
umfasst das Aufbringen einer Flüssigkeit,
welche Mikrokapseln enthält,
die aus einer Wand auf Formaldehydharzbasis, einer aromatischen
Substanz und einer Vorpolymersubstanz eines thermisch reaktiven
Organopolysiloxans hergestellt sind, und einen Trocknungsprozess
für die
Faserstruktur bei einer Temperatur unterhalb 150°C, um die Mikrokapseln zu binden.
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Die
Beschreibung des Standes der Technik der genannten Patente schafft
eine sehr grobe Übersicht der
Ansätze
hinsichtlich des Einbringens einer aromatischen Substanz in das,
was ein „geschlossenes
System" genannt
wird (Einkapslung in Mikrokapseln), in eine Faserstruktur, und dann
des Umwandelns des geschlossenen Systems in ein „offenes System" durch Zerstören der
Mikrokapseln mittels auf die Mikrokapseln angewendeter Kräfte, um
den Duftstoff während
des Gebrauchs der Faserstruktur freizusetzen. Das Folgende wird
als Stand der Technik erwähnt:
ein Auftragsverfahren für
eine Mischung von Mikrokapseln, die eine Flüssigkeit für Toiletten enthalten, mit
einer Klebstoffbeschichtung, die ein Melaminharz enthält, auf
einen Stoff (Britische Patentschrift 1,401,143); ein Klebeverfahren
für die
Mikrokapseln, die Parfüm
enthalten, mit der Hilfe eines Kapselentferners, der hauptsächlich eine
kationische organische Substanz wie quartäre Ammoniumverbindungen oder ähnliche
Substanzen und eine nicht-ionische organische Substanz wie Ester,
Sorbitan oder ähnliche
Substanzen enthält
(Japanische Patentanmeldung 52-31,200);
ein Verfahren zur Herstellung aromatischer Handtücher durch Aufbringen einer
flüssigen
Mischung von Mikrokapseln, die Parfüm enthalten, mit einem Acrylharz,
auf einen Stoff für
Handtücher
(Japanische Patentanmeldung 58-4,886); ein Verfahren zur Herstellung
eines bedruckten Stoffes, der einen Duftstoff freisetzt, durch Drucken
einer Masse, die aus einem thermoplastischen Material, einem Verdickungsmittel
und Mikrokapseln, die Parfüm
enthalten, hergestellt ist (Japanische Patentanmeldungen 53-47,440
und 53-49,200); ein Verfahren zur Herstellung eines bedruckten Stoffes,
der einen Duftstoff freisetzt, durch thermische Übertragung einer Klebstoffschicht,
die aus einem Pigment, einem Harz mit einem hohen Molekulargewicht,
Parfüm-Mikrokapseln usw.
hergestellt ist, auf einen Stoff (Japanische Patentanmeldung 53-106,885).
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Alle
diese Verfahren ergeben eine schlechte Bindung, die zu einer schlechten
Waschfestigkeit führt. Die
Anwendung hoher Temperaturen führt,
auch wenn die Bindung verbessert wird, zu Problemen wie der Denaturierung
des Parfüms
oder des Zusammenbrechens der Mikrokapseln aufgrund der Verdampfung
des Parfüms,
die aufgrund der hohen Temperatur auftritt.
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Es
muss die Tatsache betont werden, dass Nylonfasern aufgrund ihrer
Glätte
eine zufrieden stellende Bindung schwierig machen.
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Die
Freisetzung des aktiven Inhaltsstoffes aus den Mikrokapseln kann
durch Diffusion, Verdampfung, Druck oder Rühren erreicht werden. Die Freisetzung
kann allmählich
erfolgen, wenn eine einfache Diffusion oder Verdampfung angewendet
wird, oder auf Verlangen, wenn Druck, Rühren oder eine Kombination
der Techniken angewendet wird. Die Partikel selbst können starr
oder komprimierbar sein. Die eingekapselte Substanz ist gewöhnlich fließfähig, z.B.
flüchtige
und nicht-flüchtige
Flüssigkeiten
oder Lösungen,
ein lösliches
Lösungsmittel
oder ein Feststoff mit einem niedrigen Schmelzpunkt oder ein Halbfeststoff.
Die Freisetzung auf Verlangen kann, abhängig von den Produkteigenschaften,
erreicht werden durch:
- a) eine äußere mechanische
Kraft, Druck oder Reiben des Gegenstandes auf einer Fläche, für welche
die aktive Substanz vorgesehen ist,
- b) Wandaufschmelzung durch Anwenden von Wärme, zum Beispiel auf solchen
Artikeln, die zur Verwendung in der Nähe des menschlichen Körpers vorgesehen
sind,
- c) Auflösung
in den Medien, in welchen sie zugegeben sind, aufgrund des Kontaktes
mit einem Lösungsmittel,
Körperteilen
oder anderen Flüssigkeiten.
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Die
Verwendung von Partikeln (Kugeln oder Mikrokapseln) als Mechanismus,
um die aktiven Substanzen zurückzuhalten,
ermöglicht
eine bessere Steuerung ihrer Freisetzung als die Systeme, bei denen
die Fasermatrix direkt mit den Substanzen durchtränkt wird,
wie oben in der Bezugnahme auf die Patentschrift GB-1,374,272 beschrieben.
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Wenn
die Freigabe gesteuert wird, dann geschieht sie in nachhaltigerer
Weise, was der Fasermatrix und der Umgebung, in welcher die Matrix
angeordnet ist, oder der Oberfläche,
mit welcher sie Kontakt hat, eine kontinuierliche und frische Versorgung
beschert.
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Schließlich ist
es wichtig zu erwähnen,
dass die bis zu diesem Punkt erwähnten
Druckschriften, die als Stand der Technik angesehen werden, die
Einarbeitung von Mikrokapseln mit aktiven Inhaltsstoffen wie Parfüm und der
Fasermatrix-Träger
auf gewebten Stoff und Vliesstoff beschränkt sind und dafür vorgesehen
sind, Kleidungsstücke
oder ähnliche
Produkte herzustellen, es gibt jedoch keine Belege über Fasermatrizen
einer größeren Dicke,
welche für
das Schleifen, Scheuern und Reinigen vorgesehen sind, was die Zielsetzung
der vorliegenden Erfindung ist.
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Es
gibt jedoch einige Belege, die das deutliche Inte resse anzeigen,
den Eigenschaften der Reinigungs- und Schleifgegenstände eine
Reihe von Verbesserungen hinzuzufügen, Mikrokapseln mit anderen
aktiven Inhaltsstoffen als Parfüm
zu verwenden, oder die Verwendung von Duftstoffen als eine Qualität, die der Primärfunktion
der Gegenstände
hinzugefügt
wird:
- • Die
US-Patentschrift 5,876,266 (Miller u.a., 1999) beschreibt ein Polierkissen,
welches aus Halbleiterwaffeln hergestellt ist, wobei das Kissen
Mikrokapseln mit einem Poliermittel aufweist; die Freigabe wird
durch einen Polierkennwert gesteuert.
- • Die
Patentanmeldung WO 99/51401 (Cheyne, Robert, 1999) beschreibt ein
Schleifkissen für
den Hausgebrauch, insbesondere für
Küchen
und Bäder,
mit einer Vliesstoffmatrix, in welcher eine antimikrobielle Verbindung
verteilt ist.
- • Der
andere Beleg, von der Internetadresse http://www.whitemop.com/catalog/24.html,
zeigt ein Kissen zum Polieren von Böden, welches mit natürlichen
Kokosfasern hergestellt ist und einen Duftstoff „frische Kokosnuss" freisetzt, wenn
das Kissen mit Kokosöl
befeuchtet wird. Der Geruch wird freigesetzt, wenn die Poliermaschine
eingeschaltet und das Kissen mit Kokosöl befeuchtet ist, welches in
flüssiger
Form zugefügt
wird.
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Die
Informationen hierin werden als repräsentativ für den derzeitigen Stand der
Technik angesehen und sind erwähnt
worden, damit eine Person mit Kenntnissen des Fachgebietes erkennen
kann, dass er mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung, die
im Folgenden beschrieben wird, nicht kollidiert.
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Aufgrund
der Probleme der verschiedenen Arten von Reinigungsfasern im Stand
der Technik, die noch nicht gelöst
worden sind, hat die hierin beschriebene Erfindung die folgenden
Zielsetzungen:
Die Hauptzielsetzung der vorliegenden Erfindung
ist es, ein verbessertes Reinigungsprodukt gemäß Anspruch 1 bereitzustellen,
welches während
seines Gebrauchs einen angenehmen Duft erzeugt. Dieses Produkt besteht
im Allgemeinen aus einer einfachen Vliesstoffmatrix, welches dieselbe
ist wie ihre Erweiterung und aus einer dreidimensionalen Vliesstruktur
hergestellt ist, die aus einem Vliesmaterial erzeugt ist, neben
einer zweiten Erweiterung dieser Art von Struktur, welche aus einer
dreidimensionalen Vliesstruktur besteht, die aus einem laminierten
Vliesmaterial erzeugt ist und an einem natürlichen oder synthetischen
Schaumstoff haftet, der zum Beispiel aus Polyurethan oder Cellulose
sein kann.
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Die
andere Zielsetzung der Erfindung ist es, dass der Reinigungsgegenstand
dem Benutzer aufgrund des Geruchs, der mit der Entfernung von Schmutz
oder Verunreinigungen der Oberflächen,
die gewaschen werden, zum Beispiel Küchenutensilien, Öfen, Spülbecken,
verbunden ist, ein Gefühl
der Sauberkeit gibt.
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Eine
weitere Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist es, dass der
zugegebene Duft während
der gesamten Lebensdauer des Produktes bleibt.
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Eine
weitere Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist es, die optimale
Nutzung der Lebensdauer des Reinigungsgegenstandes zu ermöglichen,
wobei das frühe
Wegwerfen aufgrund der Freisetzung eines schlechten Geruchs vermieden
wird, wenn der Gegenstand immer noch seine Schleifeigenschaften
behält, wodurch
unnötige
Kosten verringert werden.
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Eine
weitere Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist es, das Verfahren
der Einarbeitung der Mikrokapseln in die dreidimensionale Vliesstruktur
zu beschreiben, die aus einem Vliesmaterial hergestellt ist, wobei die
Mikrokapseln als eine Anwendungserweiterung dieser Art von Struktur
nicht nur Parfüme
oder Duftstoffe als aromatische Elemente enthalten können, sondern
auch antibakterielle Stoffe und Fungizide als desinfizierende Elemente,
Waschmittel, Seifen, Entfettungsmittel, tensoaktive Stoffe als Reinigungsmittel
oder Abriebmittel, adstringierende Stoffe und Vitamine als gesichtsreinigende
Verbindungen oder allgemein hautreinigende Verbindungen.
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Die
vorliegende Erfindung ist in den Ansprüchen beschrieben und betrifft
einen neuen Reinigungsgegenstand, welcher Vliesstoff-Schleiffasern
enthält,
die zu der Art von Fasern gehören,
die auf dem Markt allgemein bekannt sind und einen Gewebe- oder
Matrixträger
aufweisen, der aus einem Nylon-Polymerfaservlies mit hoher Reißfestigkeit,
niedriger Reißfestigkeit
oder als Recycling-Produkt hergestellt ist, oder Polyesterfasern,
die mittels eines dreidimensionalen Faservliesgewebes mit Streuung
beschichtet sind, und daran mittels eines Phenolharz-Klebstoffes
oder Latex gebunden sind; solch ein Reinigungsgegenstand, zum Beispiel
die Schleiffaser Scotch-Brite® oder Buf Puf® von
der Minnesota Mining and Manufacturing Co, verbessert durch die
Einarbeitung von Mikrokapseln, wie z.B. von Matson in der US-Patentschrift
3,516,941 beschrieben, mit einem eingekapselten Parfüm auf Ölbasis,
das durch Zerstören
der Kugeln durch das mechanische Scheuern des Reinigungsgegenstandes
auf der zu behandelnden Oberfläche
an die Umgebung freigesetzt wird.
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Das
Herstellungsverfahren für
die Schleiffaser ist auf dem Fachgebiet wohlbekannt, und seine Hauptschritte
sind:
- a) Herstellen des Faservlies-Substrates,
beginnend mit Polymerfasern,
- b) Aufbringen eines Schlamms mit den Schleifpartikeln, Pigment
und Additiv in einer Suspension unter Anwendung des Walzenstreichverfahrens,
welches auf dem Fachgebiet bekannt ist,
- c) Aufbringen einer Schlammschicht mit ähnlichen Eigenschaften auf
den oben erwähnten
Schlamm durch Spritzbeschichten einer oder beider Seiten des Fasersubstrates,
- d) Härten
der Harze in einem Ofen.
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Die
Einarbeitung der Mikrokapseln geschieht in dem Schlamm, der während des
Walzenstreich- und des Spritzbeschichtungsschrittes auf das Substrat
aufgebracht wird.
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Mikrokapseln
mit Harnstoffstrukturen werden derzeit für textile, medizinische und
kosmetische Anwendungen verwendet. Eine ihrer Hauptqualitäten ist
es, dass durch mechanische Kraft die Partikel aufgebrochen werden
können,
um den Duftstoff auf Ölbasis
in ihnen freizusetzen. Diese Eigenschaft ist erforderlich, um sicherzustellen,
dass die Mikrokapseln den Verfahrensbedingungen widerstehen, und
um deren Verbleiben in dem Vliesstoffsubstrat für eine Zeitperiode sicherzustellen,
die der Lebensdauer des Schleifgegenstandes ähnlich ist.
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Die
Mikrokapseln wie die in der US-Patentschrift 3,516,941 von Matson
beschriebenen sind ein Beispiel für die Mikrokapseln, die in
den Reinigungskissen der vorliegenden Erfindung verwendet werden
können.
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Das
Gewebe, welches in der vorliegenden Erfindung zu verwenden ist,
ist vorzugsweise ein offenes Vliesgewebe, das aus Fasern hergestellt
ist, die vorzugsweise durch ein gehärtetes Prebonding-Harz an ihren gegensei tigen
Kontaktpunkten miteinander verbunden sind. Das geeignete Vliesgewebe,
welches in dem Gegenstand der Erfindung verwendet wird, kann aus
einer luftgestützten
Konstruktion, Stoff, Pikee, gezwirnt, nassgewebt und vereinigt,
hergestellt sein. Eine bevorzugter Modus der Erfindung ist das Vliesgewebe,
welches aus einem luftgestützten
dreidimensionalen angehobenen offenen Vliesstoff-Substrat hergestellt
ist, wie das in der US-Patentschrift
2,958,593 (Hoover u.a.) beschriebene.
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Das
Gewebe ist aus einer geeigneten Kunstfaser hergestellt, die ohne
Beschädigung
den Temperaturen widerstehen kann, bei welchen die Harze und Klebstoffe
härten.
Geeignete Fasern für
die Verwendung der Gegenstände
in der Erfindung sind zum Beispiel Natur- und Kunstfasern und Mischungen
aus beiden; die Kunstfasern sind vorzugsweise z.B. jene Fasern,
die aus Polyester (zum Beispiel Polyethylenterephthalat), Nylon
hoher oder niedriger Stoßelastizität (zum Beispiel
Hexamethylenadipamid, Polycaprolactam), Polypropylen, Acryl (gebildet
aus Acrylnitrilpolymer), Reyon, Celluloseacetat, Chlorid-Copolymeren
des Vinyl-Acrylnitrils und anderen hergestellt sind. Geeignete Naturfasern
sind z.B. jene, die aus Baumwolle, Wolle, Jute und Hanf stammen.
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Das
Vliesgewebe wird leicht in einer „Rando-Weber-Maschine" (von der Rando Machine
Company, New York) oder mittels anderer herkömmlicher Verfahren erzeugt.
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Die
Faser von 6, 10, 13, 17, 70, 110, 120 und 200 Denier, die im bevorzugten
Modus der Erfindung verwendet wird, und die ein sehr bequemes Material
für das
synthetische Faservliesgewebe ist, ist eine Nylon-6,6-Polyamid-Stapelfaser
mit einem kreisförmigen
Querschnitt; eine solche Faser bildet das Vliesgewebe; die Ausgabegewichte
der Fasern am Ende des Gewebebildungsschrittes variieren von 100
bis 200 g/m2.
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Das
Vliesgewebe wird dann einem Beschichtungsverfahren unterzogen, in
welchem der Klebstoff oder die Grundierbeschichtung auf das Gewebe
aufgebracht wird, z.B. durch ein Walzenstreichverfahren.
-
In
einem späteren
Schritt wird das Gewebe einer neuen Beschichtung durch Besprühen oder
Spritzbeschichten unterzogen. Der Partikelsprüher erhält ein Luft/Schleifpartikel-Gemisch,
welches aus einem Wirbelbett kommt. Die Schleifpartikel und Mikrokapseln
werden in dem Bett mittels Wirbelluft aufgewirbelt. Die Geschwindigkeit
des Wirbelluftstromes sollte hoch genug sein, so dass die Verwirbelung
auftreten kann, ohne dass sie zu hoch ist und „Wurmlöcher" entlang des Bettes gebildet werden.
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Solche
Beschichtungen sind auf dem Fachgebiet wohlbekannt und bedürfen keiner
weiteren Beschreibung in dem vorliegenden Dokument. Schließlich durchläuft das
beschichtete Gewebe eine Härtung
des Harzes, bevor es für
seinen Vertrieb und seine Verwendung gewalzt und/oder geschnitten
wird.
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Geeignete
Partikel, die in den Schleifgegenständen der vorliegenden Erfindung
enthalten sein können, sind
z.B. alle bekannten feinen Schleifpartikel wie Aluminiumoxid, Siliciumcarbid,
Silikate, Talke, Carbonate, einschließlich Polymerpartikel wie PVC,
Melamin oder Polyethylen ultrahohen Molekulargewichts UHMWPE. Vorzugsweise
weisen solche feinen Schleifpartikel eine Größenverteilung eines mittleren
Durchmessers von 10 bis 250 Mikrometern oder weniger auf.
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Unter
den verschiedenen Arten von Schleifmaterialien, die für die vorliegende
Erfindung nützlich
sind, befinden sich Aluminiumoxidpartikel, z.B. keramisches Aluminiumoxid,
wärmebehandeltes
Aluminiumoxid und Schmelzaluminium.
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Die
Zubereitungen, die in dem bevorzugten Modus der vorliegenden Erfindung
zu verwenden sind, sind die Folgenden: Tabelle
1: Bevorzugte Zusammensetzung der Schleifbeschichtung
wobei alle aufgeführten Mengen in Gewichtsprozenten
angegeben sind, und wobei:
das Phenolharz als ein Prebonding-Harz
verwendet wird, um Fasern an ihren Kontaktpunkten miteinander zu verbinden,
und dieses Harz auf Wasserbasis und phenolisch ist, wobei man ein
Trockengewicht von 150 bis 300 g/m
2 erhält. Die
Mineralpartikel und die Parfüm-Mikrokapseln
sind in dem Fasergewebe statistisch verteilt, wobei sie auf diesem
mittels des Phenolharzes verankert sind und sich zur Innenseite
und zur Außenseite über das
Gewebe erstrecken. Die Lebensdauer des Endproduktes wird durch die
Festigkeit sichergestellt, die das Phenolharz liefert.
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Das
Pigment ist eine Farbstoffdispersion auf Wasserbasis, welche das
Material mit der benötigten
Farbe versieht. Die Zugabe der Farbe ist eine Antwort auf das Erfordernis,
dem Benutzer einen einfachen Weg zu bieten, die Schleifstärke des
erhältlichen
Gegenstandes zu identifizieren, und für die verschiedenen Schleifstärken des
Endprodukts könnten
verschiedene Farben verwendet werden.
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Das
mineralische Aluminiumoxid ist aus Gemischen der folgenden Verbindungen
hergestellt:
-
Tabelle
2: Bevorzugte Zusammensetzung des Schleifminerals
-
Der
oberflächenaktive
Stoff hat die Funktion, das Gemisch zu homogenisieren, damit es
das Fasersubstrat aufgebracht werden kann; ein Beispiel für einen
oberflächenaktiven
Stoff, der verwendet werden kann, ist das kommerziell erhältliche
Surfynol DPM104 oder CT171, wie in der Mexikanischen Patentanmeldung PA/a/2000/010268
(Maldonado, 2000) beschrieben.
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Die
Mikrokapseln mit Parfüm
werden aus einem Gemisch von Inhaltsstoffen hergestellt, das aus
Folgendem besteht:
-
Tabelle
3: Bevorzugte Zusammensetzung zur Bildung der Mikrokapseln
-
Der
Rest der Inhaltsstoffe der Mikrokapseln ist derjenige, der sich
auf die Zusammensetzung innen enthaltenen Inhaltsstoffe bezieht.
In US-Patentschrift 3,516,941 zeigt Matson den Mechanismus zur Erzeugung einer
Mikrokapsel mit der Zubereitung, die in Tabelle 3 dargestellt ist.
Sowohl der Schlamm als auch das blassgelbe Pulver enthalten einen
Duftstoff auf Ölbasis
in der Struktur des Polyoxymethylenharnstoffs, was seinen weiteren
Einbau in das Phenolharz ermöglicht,
wie in Tabelle 1 angegeben.
-
Die
Mikrokapseln mit dem Duftstoff auf Ölbasis im Inneren, sowohl in
ihrer flüssigen
Form (Schlamm) als auch entwässert,
sind geeignete Zugaben zu den Schleifzubereitungen, damit in der
Waschlösung
und in der Faser selbst ein Aroma entwickelt werden kann, aufgrund
der Tatsache, dass die Harnstoffstruktur, welche die Mikrokapseln
umgibt, zerstört
werden kann, wenn eine physikalische Kraft von der Größe der Kraft
ausgeübt
wird, die auf die Faser wirkt, wenn sie verwendet wird, um Oberflächen wie
Keramik, Stahl, Aluminium, Glas, Melamin, PVC, Antihaftmaterialien,
Eisen und andere Oberflächen,
die bei gewöhnlichen
Anwendungen in Haushalt und Industrie vorkommen, zu behandeln.
-
Einige
Probleme, die entdeckt wurden, wenn man versuchte, die Mikrokapseln
mit einem Duftstoff in die Schleiffasern einzuarbeiten, sind die
folgenden:
- (1) Die zu verwendenden Materialien
sollten nicht die Klebstoffe auf Phenolharzbasis beeinflussen, die
bei der Faserherstellung verwendet werden, so dass die regulären Leistungseigenschaften
des fertigen Produkts diejenigen sind, die der Benutzer kennt.
- (2) Die Mikrokapseln sollten dem Druck und der Temperatur des
Faserherstellungsprozesses widerstehen. Anderenfalls wären die
Mikrokapseln im fertigen Produkt nicht vorhanden, und das Parfüm würde in die
Fabrikatmosphäre
verdampfen.
- (3) Die Mikrokapseln sollten unter den normalen Gebrauchsbedingungen
der Faser zerstört
werden, so dass die effektive Freisetzung des enthaltenen Duftstoffes
sichergestellt ist.
- (4) Die Mikrokapseln sollten keine porösen Wände haben, die eine Diffusion
ihres Inhalts nach außen
ermöglichen,
was zum Verlust des Parfüms
an die Umgebung führen
würde.
- (5) Die Wände
der Mikrokapseln sollten nicht sehr wasserlöslich oder löslich in
wässrigen
Medien sein, wie es den erwarteten Bedingungen bei den regulären Anwendungen
des Produktes entspricht, so dass das Aufbrauchen des Parfüms in einem
frühen
Stadium der Lebensdauer des Produktes vermieden wird.
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Die
Wahl von Harnstoff-Formaldehyd-Wänden
für die
Mikrokapseln basiert auf einigen der Eigenschaften, die unter Betrachtung
anderer Arten von Mikrokapseln ausgeführt werden, z.B.:
- (1) Sie weisen eine chemische Zusammensetzung auf, welche sie
mit Phenolharz kompatibel macht, dem Hauptbestandteil der Schleiffasern.
- (2) Die chemische Struktur ist auch dafür geeignet, in den Phenolharzen
(Neste-Dynea Co.), Acrylharzen, Latex (Rohm & Hass Co.), Styrol-Butadien-Harzen
(Allard Creek Co. Ltd.), Vinylethylenacetat-Emulsionen (Air Products
Co.), EVA-Molekülharzen
und anderen Harzen, die gewöhnlich
bei Anwendungen von Vliesstoffsubstraten verwendet werden, suspendiert
zu werden.
- (3) Die Mikrokapselstruktur aus Polyoxymethylenharnstoff ist
stark genug und stabil genug, um drei kritische Phasen des Faserherstellungsverfahrens
zu überstehen:
Walzenstreichen, Spritzbeschichten und Härten.
- (4) Dieselbe Struktur ermöglicht
auch, dass die Mikrokapseln durch die mechanische Kraft des regulären Gebrauchs
der Schleiffasern zerstört
werden, daher werden keine zusätzlichen
Arbeitsschritte oder Kräfte benötigt, um
das Aroma aus dem fertigen Produkt freizusetzen.
- (5) Eine Variante derselben Zielsetzung der vorliegenden Erfindung
ist die Tatsache, dass dieselbe Mikrokapselstruktur, jedoch mit
unterschiedlichen Härtestufen,
das Freisetzen der verschiedenen enthaltenen Elemente in den Mikrokapseln
durch verschiedene mechanische Kräfte ermöglicht, mit variierenden Zerstörungsgraden
der Mikrokapseln.
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Um
die Verfahrensbedingungen in den kritischen Phasen des Verfahrens
zu ermitteln, sind Testserien für
die Herstellung von Duftstofffasern durchgeführt worden, mit den folgenden
Ergebnissen: Tabelle
4: Verhältnis
zwischen der Menge der Mikrokapseln und dem Duft
Alles in Gewichtsprozenten angegeben
wobei
Stufe 0 dem kleinsten Identifizierungsgrad entspricht, während die
7 dem größten Grad
der Identifizierung des Duftes durch eine Gruppe von Schleiffaserbenutzern
durch Riechen entspricht. Diese Ergebnisse wurden verwendet, um
ein Modell zu erzeugen, welches das Verhältnis zwischen der Mikrokapselkonzentration
beim Walzenstreichen und Spritzbeschichten mit dem Identifizierungsgrad
der Benutzer durch Riechen beschreibt.
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Tabelle
4 ermittelt das Verhältnis,
welches bei der vorliegenden Erfindung herausgefunden wurde, zwischen
der Mikrokapselkonzentration und dem Grad der Duftidentifizierung
durch die Benutzer. Das für
die Erfindung entwickelte Modell, um parfümierte Schleiffasern herzustellen,
erklärt,
dass die empfohlene Menge für Mikrokapseln
in dem Klebstoff oder Haftvermittler ist, welcher für die Benutzer
unter normalen Bedingungen des Haus- oder kommerziellen Gebrauchs
die besten Ergebnisse liefert. Die in Tabelle 4 angegebene Leistung ist
auf die Materialkombinationen anwendbar, die im Stand der Technik
beschrieben sind.
-
Das
Verhältnis
zwischen den Bestandteilen der Zubereitung zeigt die herausgefundene
Wichtigkeit einer höheren
Konzentration an Mikrokapseln in dem Klebstoff, welcher durch ein
Walzenstreichverfahren aufgebracht wird, verglichen mit der Spritzbeschichtungsphase,
damit für
den Duft der beste Identifizierungsgrad durch die Benutzer erreicht
wird (Beispiel 4:1, 3:2).
-
Durch
das Herstellungsverfahren mit den in dieser Beschreibung empfohlenen
Mengen wird die Menge an Mikrokapseln in den Klebstoffen in der
Walzenstreich- und
der Spritzbeschichtungsphase bestimmt, welche die besten Ergebnisse
für den
Grad der Duftidentifizierung durch den Benutzer liefert.
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Die
Herstellung des dreidimensionalen Vliesstoffes, welcher das Vliesstoff-Schleifelement
enthält,
in welchem der mikroeingekapselte Duftstoff oder das Parfüm enthalten
sind, kann mit den bevorzugten Verfahrensbedingungen durchgeführt werden,
die in der folgen den Tabelle dargestellt sind:
-
Tabelle
5: Bereiche der Verfahrensbedingungen
-
Diese
Bedingungen ermöglichen,
dass die Mikrokapseln, sowohl gemischt als auch entwässert, einheitlich über die
gesamte Dicke des Fasersubstrates aufgebracht werden, ohne einen
Verlust oder eine Zersetzung der Mikrokugeln aufzuweisen.
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Um
die Stabilität
der Parfüm-Mikrokapseln
während
der Lebensdauer des Produktes abzuschätzen, wurden Untersuchungen
durchgeführt,
wobei unter Verwendung von Waschmaschinen mit einem runden Agitator
mit einem Bereich von 1230 bis 1250 rpm und einem Raum von 0,04277
m
3 eine Reihe von Probefasern unter ähnlichen
Bedingungen wie beim normalen Gebrauch untersucht wurde, ergebend: Tabelle
6: Gebrauchssimulationsergebnisse
wobei die Simulationszeit einem geschätzten Maßstab entspricht,
einem Gebrauch, den der Gegenstand aufwiese, wenn man ihn 30 Minuten
lang, 15 Tage nach dem Aufbringen, und 60 Minuten lang, 30 Tage
nach dem Aufbringen, benutzen würde.
Es ist zu beobachten, dass der durch die vorliegenden Mikrokapseln
erzeugte Duft 30 Tage nach dem Aufbringen identifiziert werden kann,
was der Lebensdauer der Konstruktion einer dreidimensionalen Vliesstoffstruktur
entspricht, die aus einem Vliesmaterial der „Scotch-Brite"-Fasern der Minnesota
Mining and Manufacturing Co, hergestellt ist. Eine ähnliche
Studie ist auf Gesichtspflegeprodukte des Typs Buf Puf
® derselben
Firma anzuwenden.
