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Anwendungsbereich
der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Abgabeeinheit,
und insbesondere Abgabeeinheiten und Verfahren zur Verdunstungsabgabe
von in verfestigten Gelreservoirs auf Wasserbasis enthaltenen Luftbehandlungsmitteln.
Bei diesen flüchtigen
Mitteln kann es sich um einen Duftstoff, Geruchsvertilger, Insektengift,
Insektenanlockstoff, ein pharmazeutisches Mittel und dergleichen
handeln. Der Anwendungsbereich dieser Erfindung liegt insbesondere
in der Verwendung mit sogenannten Dauerwirkungsduftspendereinheiten
und wird in Verbindung mit einer solchen Anwendung beschrieben,
obwohl andere Anwendungen für
Fachleute in diesem Bereich offensichtlich sein werden.
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Hintergrund
der Erfindung
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Lange Zeit wurden solche verfestigten,
erodierbaren bzw. ätzbaren
Luftbehandlungsgelreservoirs auf Wasserbasis als Einrichtung zur
Abgabe von flüchtigen
Luftbehandlungsmaterialien verwendet, weil sie wirtschaftlich waren,
ihre Herstellung einfach war und auf Grund ihrer Wirksamkeit bei
der allmählichen
Abgabe dieser Materialien, um ein Duftbewusstsein zu erzeugen.
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Diese Methodologie ist jedoch auch
mit einer Anzahl von Nachteilen behaftet, die eine Neigung zu Syneräse, ein
unansehnliches Erscheinungsbild des zusammengeschrumpften Gelrestes,
unkontrollierte und uneffektive Freisetzungsraten und bedeutende
Größenunterschiede
zwischen einem neuen und einem verbrauchten Reservoir aufweisen,
was eine Ausströmfläche mit
sich ständig
verringernder Größe zum Ergebnis hat.
Bei den festen Luftbehandlungsgels handelt es sich überwiegend
um wässrige
Zusammensetzungen, die als solche durch einen hohen Grad an Erodierbarkeit
bzw. Ätzbarkeit
gekennzeichnet sind, was durch ihre bedeutende Größenveränderung
nachgewiesen wird, wenn sie im Laufe der Zeit abgebaut werden. Typischerweise
weisen die Einheiten ein Gewicht in der Größenordnung von 150–250 Gramm
auf, und stellen folglich eine der größeren Optionen dar, die im
Bereich der Methodologien der dauerwirkungsunterstützten Duftstofffreisetzung
verfügbar
sind. In Abhängigkeit
von Faktoren wie Luftbewegung, Luftfeuchtigkeit und Temperatur sowie
dem Einsatzort durch den Verbraucher halten diese Einheiten routinemäßig drei
bis sechs Wochen. Die physikalische Veränderung der Größe des erodierenden
Reservoirs resultiert typischerweise in einem wahrnehmbaren Leistungsunterschied
zwischen neu geöffneten
Einheiten und denjenigen, die vielleicht erst vor einer Woche geöffnet und
aufgestellt wurden.
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Ursprünglich wurden diese Arten von
Gels in Blöcken
vorgeformt oder direkt in vakuumgeformte Kunststoffbehälter gegossen.
In neuerer Zeit wurden jedoch viele Arten von Behälteroptionen
verfügbar,
die das Gel umschließen,
sowie einen bestimmten Grad an Kontrolle über die Freisetzungsrate der
Luftbehandlungskomponenten von dem Gelreservoir bieten. Typischerweise
bestehen diese Behälter
aus zwei Teilen, einem Basisgehäuse
und einem Deckelgehäuse,
die entweder anhebbar oder absenkbar sind, so dass das Gelreservoir
ganz oder nur teilweise freigegeben wird. Diese Ausgestaltung stellt
also ein gewisses Ausmaß an Einfluss
auf die Freisetzungsrate flüchtiger
Stoffe von der Einheit bereit. Zu diesem Zweck wurden zahlreiche Verbesserungen
nicht nur der bei der Gelzusammensetzung verfügbaren Optionen, sondern auch
der Konstruktion der Abgabeeinheit durchgeführt. Diese Verbesserungen waren
alle auf die Beseitigung der bedeutenderen Mängel ausgerichtet, die typischerweise
mit diesem Abgabeverfahren in Zusammenhang stehen.
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Die Verwendung von Gels und ihre
lange Entwicklungsgeschichte ist aus dem Stand der Technik, wie zum
Beispiel dem U.S.-Patent Nr. 2,466,146 (Baker) ersichtlich, worin
die Verwendung einer Anzahl von Hydrokolloiden zur Zubereitung elastischer
Gels detailliert beschrieben ist.
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In dem U.S.-Patent Nr. 3,945,950
(Vosganiantz) ist die Verwendung eines wesentlichen Prozentsatzes eines
flüchtigen
Glykolethers in der Gelformulierung be schrieben, um eine besser
geregelte Freisetzung aus der festen Gelzusammensetzung zu erreichen.
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In dem U.S.-Patent Nr. 4,056,612
(Lin) ist die Entwicklung von Duftspendergels detailliert beschrieben, die
im Wesentlichen keine Syneräse
sowie eine verbesserte Gelstärke
durch die Verwendung eines Ammoniumsalzes als Teil der Gelformulierung
aufweisen.
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In dem U.S.-Patent Nr. 4,178,264
(Streit et al) ist die Verwendung metallischer Stearate als eine
Erweiterung der Formulierung zur Verbesserung der thermischen Stabilität von auf
Carrageenan basierenden Gel-Duftspendersystemen
dargelegt.
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Auf ähnliche Weise weist die Entwicklung
der Abgabeeinheit für
Duftspendergels ebenfalls eine Geschichte mit ununterbrochenen Verbesserungen
auf.
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In den U.S.-Patenten Nr. 2,878,060
und 3,239,145 (Russo) ist die Verwendung einer zylindrischen und ausfahrbaren
Abgabeeinheit dargelegt, die eine Reguliereinrichtung in Kombination
mit einer integrierten Dichtung bereitstellt, die den Verlust von
Dunst in Zeiten des Nichtgebrauchs verhindert.
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In dem U.S.-Patent Nr. 3,908,906
(Crowe et al) ist weiterhin ein leicht herstellbarer, ladbarer Behälter entwickelt,
der die Option der Regulierbarkeit mit einem integrierten Abdichtungsmechanismus
bietet.
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In dem U.S.-Patent Nr. 3,910,495
(Cummings et al.) ist die Entwicklung eines regulierbaren Gelgehäuses mit
einer dunstdichten Dichtung und einer geringeren Anzahl notwendiger
Vorgänge
beim Gießen
des Behältergehäuses detailliert
beschrieben.
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Bei Luftbehandlungsgels kommt typischerweise
ein Hydrokolloid als Geliermittel bei Konzentrationen im Bereich
von 0,75% bis 4% mit einer oftmals in der Nähe von 90% liegenden wässrigen
Konzentration, zusammen mit einer Luftbehandlungskomponente zwischen
1% und 5% zum Einsatz. Zusätzlich
kann die wässrige
Konzentration der Gelformulierung Hilfslösungsmittel aufweisen, die
eine erhöhte
Löslichkeit
für die
innerhalb des wässrigen
Mediums verteilten, besonderen ätherischen Öle und Duftstoffe
bietet. Diese Hilfslösungsmittel
werden typischerweise in einer Konzentration zwischen 2% und 6%
verwendet, und sind in Form solcher Materialien wie zum Beispiel
Propylenglykol, Dipropylenglykol, Hexylenglykol, Dipropylenglykolmethylether und Äthanol oder
dergleichen vorhanden. Es ist auf der Grundlage dieser Zusammensetzung
leicht ersichtlich, dass die Mitverdampfung von Wasser mit flüchtigen
Luftbehandlungsmitteln ein Reservoir mit einer hohen Konzentration
an flüchtigen
Stoffen zum Ergebnis hat, welches als solches als Begleiterscheinung
einen hohen Schrumpfungsgrad aufweist. Die fortgesetzte Verringerung
der Reservoirgröße hat eine
kleinere Ausströmfläche und
eine verringerte Grenzfläche
zwischen der das Geld freisetzenden Oberfläche und der umgebenden Atmosphäre zum Ergebnis.
Dies trägt
zu einer Verringerung der Diffusionsrate der Mitverdunstungsmittel,
und zu einem bedeutenden Leistungsunterschied der Einheit bei, was
durch ihre Fähigkeit
zur Erzeugung eines Duftbewusstseins messbar ist. Typischerweise
liefern diese Vorrichtungen eine gute Leistung, wenn sie neu geöffnet werden,
wobei ihre Wirksamkeit jedoch bei längerem Gebrauch merklich abnimmt.
Diese Begrenzung wurde oftmals als Hauptmangel bei dieser Technologie
genannt, und war ein Hauptgrund dafür, dass dieses Abgabesystem
keine größere Akzeptanz
und Verwendung fand. Wie zuvor erwähnt, wurde beim Stand der Technik
weiterhin die Art der in diesen Reservoirs verwendeten Gelzusammensetzung
verbessert, und die Verpackung weiterentwickelt. Es wurde jedoch
nur wenig in Bezug auf die Methodologie unternommen, um eine Vorrichtung
mit einer einheitlicher unterstützten
Wirksamkeit bei einer sich ständig
verringernden Reservoirgröße zu entwickeln.
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In meinem früheren U.S.-Patent Nr. 4,809,912
ist in dem Bemühen,
mehr Einfluss auf die Freisetzungsrate einer Gelduftspendereinheit
auszuüben,
eine alternative Methodologie und Vorrichtung zu dem oben erwähnten Stand
der Technik detailliert beschrieben. Bei der Einheit des U.S.-Patentes
Nr. 4,809,912 wird eine über
der Hauptöffnung
im oberen Teil eines Gelbehältergehäuses angeordnete
Ratenkontrollmembran verwendet. Während der Befüllung wird
erwärmtes
und verflüssigtes
Duftspendergel durch ein Befüllungsloch
am Boden eines umgedrehten Behälters
auf eine poröse
Abdeckmembran eingeleitet. Das Gel erstarrt nach der Abkühlung und verbindet
sich fest mit der Membran. Die Membran dient als Träger, wodurch
die Ausströmfläche des
mit der Membran in Kontakt befindlichen Gels größenmäßig so intakt bleibt, dass
die normale Neigung des Gels zur Schrumpfung nach innen beseitigt
wird. Die Gleichförmigkeit
des Oberflächenbereiches der
mit der Membran in Kontakt befindlichen Ausströmfläche trägt zu einer einheitlicheren
Diffusionsrate über die
gesamte Funktionslebensdauer der Vorrichtung bei.
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Im Rahmen einer ähnlichen Bemühung, eine
größenmäßig stabilere
Ausströmfläche zu erhalten,
wird bei der Abgabeeinheit meines U.S.-Patentes Nr. 5,060,858 ein
schmaler saugfähiger
Streifen oder mechanische Zusatzeinrichtungen verwendet, die am
Umfang des Gelbehälters
an seine Hauptöffnung
angrenzend positioniert sind. Wiederum geht im Rahmen eines Befüllungsverfahrens
von unten erwärmtes
Gel mit dem saugfähigen
Streifen oder der mechanischen Einrichtung im oberen Teil des Behälters in
Eingriff, wobei sich nach dem Abkühlen der mit dem porösen Streifen
oder der mechanischen Einrichtung in Kontakt befindliche Teil des
Gels im Wesentlichen in seiner Position verfestigt, und wird lageunveränderlich.
Bei einer Aktivierung eines Abgabeeinheit gemäß dem U.S.-Patent Nr. 5,060,858
kann der in seiner Position verankerte Teil des Gels nicht nach
innen schrumpfen, während
das Gel unterhalb dieses Segmentes unaufhörlich von unten nach oben in
Richtung der Ausströmfläche schrumpft.
Schließlich
bewegt sich das gesamte Reservoir nach oben und verbraucht sich
selbst, wobei nur ein Rückstand
in dem an dem Behälter
verankerten Segment übrigbleibt. Der
Vorteil der Technologie des U.S.-Patentes Nr. 5,060,858 besteht
erneut in der Stabilisierung der Ausströmfläche, so dass diese größenmäßig unverändert bleibt
und eine einheitlichere Duftstoffübertragung bietet.
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Meine Versuche einer Verbesserung
der Luftbehandlungsleistung erfordern jedoch mehr Verpackungskomponenten
und eine erhöhte
Anzahl an Montagevorgängen,
obwohl sie eine kontrolliertere Freisetzungsrate bieten. Dementsprechend
besteht immer noch ein Bedürfnis
nach einer verbesserten Luftbehandlungsvorrichtung, welche die Ausströmfläche der
Ausströmseite
des enthaltenen Luftbehandlungsgels stabilisiert, d. h. welches
von der Struktur her einfach und relativ leicht herstellbar ist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung stellt
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abgabe flüchtiger Komponenten eines Luftbehandlungsgels
bereit, womit die zuvor erwähnten
Probleme und Nachteile beseitigt werden, die mit den Konstruktionen
nach dem Stand der Technik in Zusammenhang stehen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht in der Bereitstellung eines neuartigen Verfahrens zur ununterbrochenen
Freisetzung flüchtiger
Luftbehandlungsmaterialien aus einer Verdunstungsvorrichtung mit Verwendung
eines Festgelreservoirs, wobei die Ausström fläche dieses Gelreservoirs im
Wesentlichen über die
Funktionslebensdauer der Einheit unverändert bleibt.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung, bei der
ein Reservoir mit Luftbehandlungsgel auf Wasserbasis verwendet wird,
welches eine verbesserte Duftstoffübertragung während seiner
Funktionslebensdauer aufweist.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Abgabebehälters für Luftbehandlungsgels,
der von der Struktur her einfach, leicht herstellbar ist, und vor
dem Befüllen
nur wenige Montageschritte benötigt.
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Zusätzlich besteht eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Verfahrens, welches
eine Unterdruckentlastung innerhalb des Behälters ohne die Notwendigkeit
eines innerhalb des Paketes vorgeformten Kanals bietet.
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Schließlich besteht eine Hauptaufgabe
der vorliegenden Erfindung in der detaillierten Abhandlung einer
Vorrichtung zur ununterbrochenen Dunstabgabe, bei welcher ein mit Öffnungen
versehenes Bauteil (Rost oder Gitter) zum Einsatz kommt, welches
arretierbar in den Behälter
eingesetzt und in einer im Wesentlichen mit der Hauptöffnung des
Gelgehäuses
bündigen
Ebene horizontal angeordnet ist.
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Dementsprechend wird im Rahmen der
vorliegenden Erfindung eine verbesserte und vereinfachte Abgabeeinheit
für feste
Luftbehandlungsgels beschrieben und ein Vorgang festgelegt, der
die Verteilung flüchtiger
Komponenten des Materials in einem Gelreservoir in die umgebende
Atmosphäre
ermöglicht.
Durch die elastische flexible Art von Duftspendergels auf Hydrokolloidbasis
ist diese Art von Gel so außergewöhnlich gut für die in
diesem Dokument offenbarte Abgabeeinheit geeignet. Der Funktionsvorgang
in dieser Vorrichtung umfasst die Bewegung der flüchtigen
Stoffe in dem Luftbehandlungsgel, so dass sie ununterbrochen durch
das Gel hindurch nach oben, und durch das auf dem Weg befindliche
Gitterelement hindurch zu der Ausströmfläche wandern, wo sie in die
Atmosphäre
verdunsten. Der ununterbrochene Abbau der großen Konzentration an flüchtigen
Stoffen (Wasser, Duftstoff) aus der Gelmatrix hat eine konstante
Schrumpfung der Größe des Reservoirs
zum Ergebnis, welches im Laufe der Zeit langsam auf dem lageunveränderlichen
Segment des Gels zusammenfällt,
wie es durch das Vorhandensein des Gitters erzeugt wird. In diesem
Zusammenhang ist leicht ersichtlich, dass nach dem Gitter keine
Bewegung des Gels mehr stattfindet, sondern nur der Durchgang der flüchtigen
Komponenten des Gelreservoirs erfolgt, die leicht durch dasselbe
hindurchgehen. Das durch das Gitter in seiner Position verankerte
Gelsegment bleibt während
der gesamten Funktionslebensdauer der Vorrichtung im Wesentlichen
intakt und unverändert.
Im Gegensatz dazu zieht sich das in dem Gelgehäuse aufgenommene, unterhalb
des Gitters vorhandene Gel in dem Maße ständig selbst nach oben, in dem
die zum großen
Teil von Wasser bereitgestellte strukturelle Unterstützung des
Gels verbraucht wird, und die klebrigen Rückstände und die nichtflüchtigen
Bestandteile der Gelzusammensetzung auf Grund dieses Hauptträgerbestandteils
durch Verdunstung in Richtung des festgelegten Gelsegmentes zusammenfallen.
Typischerweise umfassen zur Zubereitung elastischer Festgelreservoirs
geeignete Gelbildungsmittel Carrageenangummi, Gellangummi, Alginate
und Agar-Agar. Die Zusammensetzung des vorzugsweise zur Verwendung
im Rahmen der vorliegenden Erfindung ent-wickelten Reservoirs umfasst
ein Gelbildungsmittel, Wasser, Duftstoff, geeignete Hilfslösungsmittel
und grenzflächenaktive
Stoffe, und kann weiterhin als weitere optionale Bestandteile Gelierhilfsmittel
wie zum Beispiel Johannisbrot- und Xanthangummi und Karboxymethylzellulose
sowie zusätzliche
Komponenten wie zum Beispiel Kaliumchlorid, Konservierungsmittel,
Frost-/Taustabilisatoren
und Farbzusätze
enthalten.
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Eine typische Formel, die für die zur
Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignete Art repräsentativ
ist, könnte
lauten wie folgt:
FORMEL
I
| Bestandteile | Prozent
(Gewichts-%) |
| Wasser | 89,85 |
| Kelcogel
AFT | 0,64 |
| Natriumzitrat | 0,16 |
| Johannisbrotgummi | 0,25 |
| Karboxylmethylzellulose | 0,60 |
| Kaliumchlorid | 0,30 |
| Dipropylenglykol | 5,00 |
| Konservierungsmittel,
farbig | 0,20 |
| Duftstoff | 3,00 |
| | 100,00 |
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In Übereinstimmung mit einem Aspekt
der vorliegenden Erfindung, und in ihrer bevorzugten Form, weist
ein Abgabebehälter
für feste
Luftbehandlungsgels einen Basisbehälter auf, der das Gelgehäuse darstellt und
mit starren Seitenwänden
und einem vollständig
offenen Oberteil und mit einer Basis ausgestaltet ist, wobei eine
kleinere Öffnung
zum Befüllen
vorhanden ist. Zusätzlich
wird ein starres oder halbstarres, gitterähnliches Bauteil als ein mit Öffnungen
versehenes Bauteil eingeführt,
und ist in einer einzigen Ebene über
die Hauptöffnung
an, oder in der Nähe
des obersten Teils des zuvor beschriebenen Gelgehäuses dauerhaft befestigt.
Während
das Gitter optimalerweise aus einer Kunststoffzusammensetzung hergestellt
ist, könnte
die Basis aus jedem anderen passenden starren oder halbstarren selbsttragenden
Werkstoff einschließlich
Glas, Keramik oder Terrakotta oder einem anderen geeigneten, tonähnlichen
Werkstoff hergestellt sein. Die Möglichkeit der Verwendung eines
durchsichtigen bzw. lichtdurchlässigen
Behälters,
wie dies bei Kunststoff- oder Glasgehäusen der Fall wäre, erleichtert
die Beobachtung in Bezug auf die Menge des in dem Behälter verbleibenden
Gelreservoirs. Alternativ könnte
das Gitter während
des Kunststoffherstellungsverfahrens integral in die Einheit gegossen
werden. Schließlich
ist ein Deckel vorgesehen und so angepasst, dass er den obersten Teil
des Gelgehäuses
sowohl aufnimmt als auch mit demselben gleitend bewegbar in Eingriff
geht. Es ist erkennbar, dass der Deckel und die Basis zusammenwirkende
abgeschrägte
Flächenabschnitte
aufweisen können,
die dazu dienen, um Flüssigkeitsverlust
während
dem Befüllen,
oder den ungewollten Verlust der Luftbehandlungsmittel zu verhindern,
wenn der Behälter
gelagert oder transportiert wird. Durch das Entfernen des Deckels
wird die Einheit aktiviert und die Freisetzung des Duftstoffes und
der Mitverdunstungsmittel beginnt.
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Gemäß der Erfindung ist eine Abgabeeinheit
für ein
Gel zur Luftbehandlung vorgesehen, das freisetzbare flüchtige Komponenten
aufweist, mit: Einem Behälter
zur Aufnahme des Gels mit einer inneren Seitenwand, die an dem von
einem geschlossenen Ende des Behälters fernen
Ende eine Großöffnung aufweist;
und einem halbstarren oder starren Gitter, das mit der inneren Seitenwand
in dem Behälter
benachbart der Großöffnung verbunden
ist, wobei das Gitter Öffnungen
festlegt, die; a) klein genug sind, um eine Ausströmfläche des
Gels zu unterstützen,
wobei das Gitter in das Gel eingetaucht ist, wobei die Ausströmfläche an der
Außenseite
von und benachbart zu dem Gitter ausgebildet ist, das während der
Freisetzung der flüchtigen
Komponenten aus der Ausströmfläche in das
Gel eingetaucht bleibt; b) hinreichend groß sind, um keine verstopfende Blockierung
darzustellen, die die Wanderung der flüchtigen Komponenten behindert,
während
diese durch die Großöffnung mittels
der Öffnungen
des Gitters freigelassen werden; und c) hinreichend groß sind,
um es dem Gel zu ermöglichen,
wenn es während
des Befüllens
des Behälters
verflüssigt
ist, frei durch dasselbe hindurchzugehen, um die Ausströmfläche zu bilden,
wobei das Gitter in das Gel eingetaucht ist.
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Gemäß der Erfindung wird auch ein
Verfahren zum Schaffen einer Vakuumentlastung für eine Abgabeeinheit für ein Gel
zur Luftbehandlung mit freisetzbaren flüchtigen Komponenten mit den
folgenden Schritten bereitgestellt: a) Bereitstellen eines Behälters zum
Aufnehmen des Gels zur Luftbehandlung mit einer inneren Seitenwand,
die an einem von einem geschlossenen Ende des Behälters fernen
Ende eine Großöffnung festlegt,
und mit einem halbstarren oder starren Gitter, das an der inneren
Seitenwand in dem Behälter
benach bart der Großöffnung befestigt
ist; b) Bereitstellen von Öffnungen
in dem Gitter, die klein genug sind, um eine Ausströmfläche des
Gels zu unterstützen,
wobei das Gitter in das Gel eingetaucht ist, wobei die Ausströmfläche an der
Außenseite
von und benachbart zu dem Gitter ausgebildet ist, das während des
Freisetzens der flüchtigen
Komponenten aus der Ausströmfläche in das
Gel eingetaucht bleibt; hinreichend groß ist, um keine verstopfende
Blockierung darzustellen, die die Wanderung der flüchtigen
Komponenten behindert, während
diese durch die Großöffnung mittels
der Öffnungen
des Gitters freigelassen werden, und hinreichend groß ist, um
es dem Gel zu ermöglichen,
wenn es während
des Befüllens
des Behälters
verflüssigt
ist, frei durch dasselbe hindurchzugehen, um die Ausströmfläche auszubilden,
wobei das Gitter in das Gel eingetaucht ist, und c) Bereitstellen
eines Abstands zwischen der inneren Seitenwand und dem Gitterelement,
das eine Struktur bildet, um eine Vakuumentlastung für die Abgabeeinheit
zu schaffen, wenn es mit dem Gel gefüllt ist und durch Freilegen der
Ausströmfläche gegenüber der
Umgebung aktiviert wird.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Die Erfindung wird nun mittels eines
Beispiels unter Bezugnahme auf die dazugehörigen Zeichnungen beschrieben,
wobei:
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1 eine
schematische Querschnittsansicht einer gefüllten Abgabeeinheit mit abgenommenem
Deckel ist, wobei sie in aufrechter Position an dem Zeitpunkt dargestellt
ist, an dem die Abgabe flüchtiger
Komponenten von derselben beginnt;
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2 eine
schematische Querschnittsansicht der in 1 dargestellten Abgabeeinheit nach einem abgelaufenen
Zeitraum ist, während
dem flüchtige
Komponenten von dem Gelbehälter
abgegeben wurden;
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3 eine
schematische Querschnittsansicht der in 1 dargestellten Abgabeeinheit ist, wenn
das Gelreservoir im Wesentlichen verbraucht ist;
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4 eine
bruchstückhafte
Schnittansicht des an die Öffnung
der Abgabevorrichtung von 3 angrenzenden
Abschnittes vor dem Ineingriffgehen des Gitters und der Deckelkappe
ist;
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5 eine
vergrößerte bruchstückhafte
Schnittansicht des an die Öffnung
der Abgabevorrichtung von 3 angrenzenden
Abschnittes mit passend in Eingriff stehendem Gitter und Deckelkappe
ist;
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6 eine
perspektivische bruchstückhafte
Schnittansicht der Abgabeeinheit gemäß der Erfindung ist, die leer,
und vor dem Befüllen,
ohne Deckel dargestellt ist;
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7A und 7B beispielhafte Ausgestaltungen
für das
Gitterelement darstellen;
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8 eine
perspektivische Ansicht der Abgabeeinheit ist, die eine weitere
Verpackungskonstruktionsoption, in diesem Fall eine sternförmige Ausgestaltung,
veranschaulicht;
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9 eine
perspektivische Explosionsansicht einer Ausführung der Abgabeeinheit ist,
wobei ein Gewebe als Befestigungseinrichtung für das Gel verwendet wird;
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10 ein
schematischer Querschnitt der Abgabeeinheit von 1–3 ist, die während des
Befüllungsvorgangs
umgedreht dargestellt ist, wobei sich die Deckelkappe in ihrer Position
befindet; und
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11A und 11B beides Seitenansichten
einer Abgabeeinheit nach dem Stand der Technik sind, wobei die freiliegende
Ausströmfläche jeweils
gefüllt
und verbraucht dargestellt ist.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Wie in 1 veranschaulicht,
wird bei einer Abgabeeinheit 2 der vorliegenden Erfindung
ein Gelgehäuse oder
-behälter 4 aus
Kunststoff zur Aufbewahrung eines Luftbehandlungsgels 6 verwendet.
Der Behälter 4 ist
aus Kunststoff hergestellt.
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Der Behälter 4 ist mit einem
Gitter bzw. Gitterelement 8 als Einrichtung zur Befestigung
des Gels 6 versehen, so dass eine Ausströmfläche 10 des
Gels 6 während
des Gebrauchs der Abgabeeinheit größenmäßig intakt, stabil, und fest
in ihrer Position bleibt. Das Gitter 8 ist vorzugsweise
aus einer Kunststoffzusammensetzung wie zum Beispiel Polyethylen
oder Polypropylen hergestellt und an die Innenkante der Hauptöffnung 12 des
Behälters 4 angrenzend,
arretierbar eingesetzt, eingeklebt oder in seiner Position eingegossen.
Dementsprechend funktioniert das Gitter 8 auch dahingehend,
dass es die Ausströmfläche 10,
wenn das Gel verbraucht ist, nahe an einer durch die Außenkante
der Hauptöffnung 12 des
Behälters 4 und
des Gitters 8 (2) festgelegten
Ebene P hält.
Auf diese Weise wird die natürliche
Neigung des Gels zur größenmäßigen Schrumpfung
in allen Richtungen, und zum Zurückweichen
in die Grenzen des Behälters
verhindert.
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Es ist erkennbar, dass das Gitter 8 auf
Grund der Unterstützung,
die es für
das Gel bereitstellt, die Verwendung der Abgabeeinheit entweder
in aufrechter Position, wie in 1–3 veranschaulicht, oder in
jeder beliebigen anderen Position ermöglicht, ohne den Abbau der
Ausströmfläche 10 zu
verursachen. Dies ist ein Ergebnis der Tatsache, dass das Gel 6,
außer
dass es an dem Gitter befestigt ist, nicht selbst an den Innen flächen des
Behälters 4 haftet,
und somit frei als frei bewegliches elastisches Gelreservoir funktionieren
kann, welches die Ausströmfläche 10 wieder
auffüllt.
Die sich ununterbrochen bewegenden flüchtigen Komponenten in der
Gelzusammensetzung wandern von der Gelmasse durch das Gitter 8 hindurch,
und verdunsten schließlich.
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Wie in 1–3 veranschaulicht, schrumpft
die Masse des Gelreservoirs in einer nach oben verlaufenden Richtung
A (2) von einer unteren
Innenfläche 14 des
Behälters 4 in
Richtung der Ausströmfläche 10. Da
die Schrumpfung des Gelreservoirs innerhalb der Grenzen des Behälters 4 erfolgt,
erfolgt praktisch keine Veränderung
in dem Bereich der Ausströmfläche 10,
was sich stark von den im Handel erhältlichen Einheiten unterscheidet,
bei welchen das vollständig
freiliegende Gel bedeutende größenmäßige Veränderungen
auf Grund von mit dieser Art von Duftstoffverteilungsmedium in Zusammenhang
stehendem hohen Schrumpfungsgrad an den Tag legt. Zusätzlich ist
es die Verbreitung der flüchtigen
Komponenten von der innerhalb des Behälters 4 angeordneten
Gelmasse aus, die das ununterbrochenes Zusammenfallen der Restgelmatrix
zum Ergebnis hat, die nach dem Austritt der flüchtigen Komponenten zurückbleibt.
Das Zusammenfallen der Restgelmatrix ist auf den Verlust an Flüssigkeit
zurückzuführen, die
nach der Wanderung in Richtung der Ausströmfläche 10 nicht länger eine
Unterstützung
der Gelform bereitstellt, was ein Zusammenziehen des Gelkörpers zur
Folge hat. Als solcher nähert
sich der nichtflüchtige
Teil des Gels 6 sehr nahe an die Ebene P (3) an, sobald alle flüchtigen Komponenten verbraucht
sind. Deshalb legt die Bewegung der flüchtigen Komponenten des Gels 6 durch
das Gitter 8 hindurch, und das ununterbrochene Eingehen
der Restgelzusammensetzung in Richtung des Gitters 8 die
bei der vorliegenden Erfindung auftretende Dynamik fest.
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Bei nun folgender Betrachtung von 4–5 ist
dort eine Kappe oder ein Deckel 16 zum Einschließen und
Abdichten des Gels 6 innerhalb des Behälters 4 vorgesehen.
Der Deckel 16 ist auf der Kante der Hauptöffnung 12 des
Behälters 4 durch
herkömmliche
Einrichtungen abdichtend in Eingriff bringbar, und kann entweder
aus Kunststoff oder aus Metall hergestellt sein. Alternativ könnte der
Deckel zum Beispiel aus Aluminium bestehen, und es könnte eine
Dichtung 17 verwendet werden, die im Inneren des Deckels
so eingepasst ist, dass die Dichtung 17 mit der Kante der
Hauptöffnung 12 zusammenwirkt,
um einen Flüssigkeitsverlust während dem
Befüllen,
oder den unerwünschten
Verlust der Luftbehandlungsmittel zu verhindern, wenn der Behälter gelagert
oder transportiert wird. Es ist erkennbar, dass die Kante der Hauptöffnung 12 vorzugsweise abgeschrägt ist,
um einen abdichtenden Eingriff mit der Dichtung 17 bereitzustellen.
Zusätzlich
kann der Deckel 16 konstruktionsmäßig mit einer leichten Kuppel
oder Erhöhung 18 ausgestaltet
sein, um ihn um eine kleine Distanz (zum Beispiel 6,35 mm (1/4 Inch)) über die
Ebene P (5) angehoben
zu halten. Auf diese Weise wird während dem Befüllen des
Behälters 4 durch
ein Befül lungsloch 30 (10) eine kleine Menge des
Gels 6 den durch die Kuppel 18 des Deckels über dem
Gitter 8 erzeugten Raum belegen, so dass nach der Aktivierung
jede noch so kleine Schrumpfung, die auf Grund von Verlust durch
Verdunstung anfangs in der Ausströmfläche 10 auftreten kann,
eine im Wesentlichen mit der Kante der Hauptöffnung 12 des Behälters 4 bündige Ausströmfläche zum
Ergebnis hat. Zur Aktivierung der Abgabeeinheit wird der Deckel 16 von
der Kante der Hauptöffnung 12 zum
Beispiel mittels einer Ziehlasche (nicht dargestellt) von der Kante
der Hauptöffnung 12 entfernt,
die den Deckel von dem Behälter 4 freisetzt
und dadurch die Ausströmfläche 10 des
Gels gegenüber der
umgebenden Atmosphäre
freigibt und ermöglicht,
dass die flüchtigen
Komponenten des Gels 6 von der Ausströmfläche verdunsten.
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Bei der bevorzugten Ausführung handelt
es sich bei dem Gitter 8 um eines aus halbstarrem Kunststoff, welches
von einem starren Kunststoffring 20 so umgeben ist, dass
es ein Einzelöffnungselement 22 bildet.
Alternativ könnten
das Gitter 8 und der Ring 20 zusammengegossen
sein, um gemeinsam das Öffnungselement 22 auszubilden,
oder das Öffnungselement 22 könnte während des
Kunststoffherstellungsverfahrens integral in die Einheit gegossen
werden. Das Öffnungselement 22 ist
mit einer inneren Seitenwand 24 des Behälters 4 in Eingriff
bringbar, und wird vorzugsweise durch eine mechanische Arretierung
arretierbar in seiner Position gehalten. Die mechanische Arretierung
umfasst drei oder mehr Vorsprünge 26 auf
dem Ring 20, die sich in ihrer Position arretieren, wenn
sie mit einer an die Kante der Hauptöffnung 12 angrenzend
umlaufenden, ununterbrochenen Umfangsaussparung 28 in Kontakt
gestoßen
werden. Alternativ könnte
das Öffnungselement 22 in
einer an die Kante der Hauptöffnung
eines Behälters
angrenzenden Position angeklebt, und mit derselben mit oder ohne
eine ununterbrochene Umfangsaussparung in der Seitenwand bündig sein.
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Das Öffnungselement 22 ist
innerhalb der Hauptöffnung
der Einheit durch den Kontakt der Vorsprünge 26 mit der inneren
Seitenwand 24 zentriert, wodurch ein kleiner ringförmiger Zwischenraum
mit etwa 1,6 mm (1/16 Inch) zwischen dem Öffnungselement 22 und
der inneren Seitenwand 24 des Behälters 4 erzeugt wird. Der
kleine ringförmige
Zwischenraum zwischen dem Flansch und der inneren Seitenwand 24 (mit
Ausnahme der Stellen, an denen der Kontakt durch die Vorsprünge 26 auf
dem Ring 20 hergestellt wird) erzeugt ein Volumen, welches
während
eines nachfolgend abgehandelten Warmbefüllungsvorgangs mit Flüssigkeit
gefüllt wird,
die sich dann so setzt, dass sie das Festgel 6 bildet.
Da jedoch der innerhalb dieses ringförmigen Zwischenraumes enthaltene
Gelanteil begrenzt ist, wenn die Einheit 2 aktiviert wird
und die Verdunstung beginnt, schrumpft dieser Gelanteil genügend, um
einen kleinen Trennabstand zwischen dem Gel und der inneren Seitenwand 24 des
Behälters 4 zu
erzeugen. Dieser Trennabstand ermöglicht das erneute Eintreten
von Luft in den Behälter 4,
die durch den kleinen Trennabstand hindurchgeht und unvermeidbarerweise
den unteren Teil der Abgabeeinheit er reicht, und dadurch eine Unterdruckentlastung
bereitstellt. In diesem Format hergestellte Einheiten könnten auch
hergestellt werden, ohne dass ein unteres Befüllungsloch 30 und
ein Dichtungsstopfen 32 notwendig wäre (9). Stattdessen würden die Einheiten von oben
her befüllt,
mit einem Deckel versehen und sofort umgedreht werden, während sich
das Gel immer noch in flüssigem
bzw. verflüssigtem
Zustand befindet. Es existieren auch alternative Formate, bei denen
das Gitter 8 und der Ring 20 über der Hauptöffnung der
Einheit 2 in ihrer Position arretiert sind, und zwar ohne
den Vorteil eines ringförmigen
Zwischenraumes zwischen dem Flansch 20 und dem Behälter 24.
Bei solch einer alternativen Anordnung würde die Unterdruckentlastung
dann durch die Verwendung eine Entlüftungsöffnung 40 erreicht
werden, die durch einen zum Verschließen des Befüllungsloches 30 im
unteren Teil der Einheit 2 verwendeten Stopfen 32 hindurchgeht.
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In 6–8 müssen die Öffnungen 34 in dem
Gitter 8 groß genug
sein, damit das erwärmte
verflüssigte Duftspendergel
während
dem Warmbefüllungsvorgang
durch dieselben frei hindurchgehen kann. Die Öffnungen 34 müssen jedoch
auch klein genug sein, um von oben und von einer Seite zur anderen
eine ausreichende Unterstützungs-
und Befestigungseinrichtung innerhalb der Gelmatrix für das Gel
bereitzustellen, sobald das Gel erstarrt ist und das Öffnungselement 22 sowohl
von oben und unten, als auch von Seite zu Seite innerhalb der festen
Gelmatrix eng umgibt. Es ist bei dem Vorgang der Auswahl einer geeigneten
Gitterkonstruktion auch wichtig, dass die Öffnungen groß genug
sind, damit das Gitter 8 keine verstopfende Blockierung
bildet, und die Wanderung der flüchtigen
Komponenten nach oben in Richtung der Ausströmfläche 10 behindert.
Es ist auch von Bedeutung, dass das Gitter so funktioniert, dass
es die Art der ununterbrochenen Bewegung des Gelreservoirs von dem
Ausströmabschnitt
des Gels nicht trennt oder unterbricht. Typischerweise haben sich Öffnungen 34 in
der Größenordnung
von 3 mm bis 9,5 mm (1/8 bis 3/8 Inch) in der Querabmessung (zum
Beispiel quadratisch) mit Traversen mit einer Breite (zum Beispiel
Durchmesser) von etwa 1,6 mm bis 3 mm (1/16 bis 1/8 Inch) als wirksam
bei der Bereitstellung einer ausreichenden Befestigung erwiesen,
um die Ausströmfläche 10 vollständig ausgedehnt
zu halten, sowie darin, dass sie eine ausreichende Unterstützung bereitstellen,
um das Gelreservoir in von dem Gitter angehobenem Zustand zu halten.
Obwohl das in 6 veranschaulichte Muster
des Gitters 8 in Form einer Kreuzschraffur aus voneinander
beabstandeten ineinander eingreifenden Horizontal- und Längselementen
veranschaulicht ist, ist erkennbar, dass jede beliebige Anzahl von
Muster-Entwürfen
ausreichen würde,
um denselben Zweck zu erreichen. Solche Muster umfassen eine Speichenkonfiguration
(7A) und miteinander
verbundene konzentrische Ringe (7B),
und sind nicht darauf begrenzt. Zusätzlich ist erkennbar, dass
der Behälter 4 und
das Öffnungselement 22 auch
in Form anderer gewünschter
Formen wie zum Beispiel als Stern, wie in 8 veranschaulicht, ausgebildet sein kön nen, ohne von
dem Zweck der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Wie in 9 veranschaulicht,
kann das Gitter 8 durch einen Gewebe- oder Vliesstoff ersetzt
werden. Auf diese Weise stellt die lose Verwicklung der Fasern in
einem porös
ausgestalteten Gewebe- oder Vliesstoff 36 eine Matrix mit
ausreichender Porosität
bereit, um eine Befestigungsmöglichkeit
für das
Gel zu bieten, wobei sie trotzdem nicht so verstopfend wirkt, dass
die Wanderung flüchtiger
Materialien gehemmt wird. Es wurden erfolgreich Einheiten unter
Verwendung von Vliesstoffen mit entweder mechanisch verwickelten
oder mit Klebstoff verbundenen Fasern mit Materialien mit einer
Dicke von 1,6 mm bis 6,35 mm (1/16 bis 1/4 Inch), mit Gewichten
in einem Bereich von 121 g/m2 bis 453 g/m2 (4 bis 15 Unzen pro Quadratyard) hergestellt.
Bei der Einheit 2 von 9 wird
das Gewebe 36 durch die Verwendung eines Rückhalteringes 38 in
seiner Position gehalten, der die innere Seitenwand des Behälters 4 mittels
des Gewebes 36 umfangsmäßig so in
Eingriff nimmt, dass das Gewebe 36 die Hauptöffnung des
Behälters
vollständig
bedeckt und in seiner Position gehalten wird. Auch wird, wie in
den vorangegangenen Beispielen, eine kuppelförmige Deckelkappe 16 vor
dem Befüllen
auf der Einheit 2 positioniert, welche die Ausbildung zum
Beispiel von etwa 6,35 mm (1/4 Inch) des Gels oben auf dem porösen Gewebe 36 ermöglicht um
sicherzustellen, dass die Ausströmfläche 10 bündig mit
der durch die Hauptöffnung
des Behälters 4 festgelegten
Ebene P bleibt, und den Gewebe- oder Vliesstoff innerhalb der Gelmatrix
vollständig
einbettet. Diese Methodologie würde
einen Entlüftungsmechanismus
erfordern, der durch die Entlüftungsöffnung 40 dargestellt
ist, die sich durch den Stopfen 32 des Behälters 4 hindurch erstreckt.
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In 10 ist
der Warmbefüllungsvorgang
beispielhaft veranschaulicht, wobei nur eine Einheit mit einem Gitter 8 verwendet
wird. Zuerst wird im Rahmen des Warmbefüllungsvorgangs ein umgedrehter,
mit Deckel versehener Behälter 4 bereitgestellt.
Zweitens lässt
man die Gelzusammensetzung, die erwärmt wird, bis sie sich verflüssigt, durch
die Verwendung einer Düse 42 durch
das Befüllungsloch 30 in
den umgedrehten, mit Deckel versehenen Behälter fließen. Schließlich wird das Befüllungsloch
mit dem Stopfen 32 abgedichtet verschlossen, wenn der Behälter mit
einer gewünschten
Menge an Gel 6 gefüllt
ist. Ein ähnlicher
Vorgang kann bei einem Behälter
mit einem Gewebegitter und einem entlüftenden Stopfen durchgeführt werden.
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Es wurden sensorische Auswertungen
durchgeführt,
um die Leistungsunterschiede zwischen zwei Einheiten subjektiv mengenmäßig bestimmen
zu können,
wovon eine gemäß der in
diesem Dokument offenbarten Methodologie hergestellt wurde, und
ein anderer identischer Behälter
ohne ein Gitter 8 hergestellt, und als Kontrolleinheit
behandelt wurde.
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Der sensorische Test wurde wie folgt
durchgeführt: Es
wurden Einheiten mit dem in 1 beschriebenen
Format, sowie eine Kontrolleinheit mit gleicher Größe gemäß der in 11A detailliert veranschaulichten
Ausgestaltung nach dem Stand der Technik hergestellt. Es sollte
darauf hingewiesen werden, dass sich die Einheit nach dem Stand
der Technik in Richtung B verbraucht, wie in 11B dargestellt. Die Einheiten wurden
dann unter Verwendung der in diesem Dokument als Formel I präsentierten
Gelformulierung befüllt. Die
Einheiten wiesen identische Füllgewichte
(180 Gramm) auf, und enthielten Himbeerduftstoff (Wessel Fragrances
WS 6907) mit einem Anteil von 3%. Der Durchmesser der Öffnung auf
jeder Einheit betrug 6,35 cm (2,5 Inch), wodurch eine freiliegende
Geloberfläche
von 31,6 cm2 (4,9 Quadratinch) erzeugt wurde.
Die Deckel der Einheiten wurden abgenommen und sie wurden bei Raumtemperatur
von 23°–24°C (73°–75°F) während einer
Zeitdauer von vier Wochen ununterbrochen in Gebrauch genommen. Die
Einheiten wurden hinter einer Kartonabschirmung abgeschirmt, um
jede visuelle Befangenheit zu verhindern, und in Riechkästen mit
einer Größe von 0,34
m3 (12 Kubikfuß) verborgen, die vor ihrer
Auswertung von einer Gruppe von 10 ausgebildeten sensorischen Auswertern
während
einer Zeitdauer von 30 Minuten mit einem Riechanschluss ausgestattet wurden.
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Nach dem Öffnen der Einheiten wurde der
Auswertungsvergleich an den Tagen 1, 7, 14, 21 und 28 durchgeführt. Die
Auswertungsteilnehmer wurden gebeten, die Intensitäten der
zwei Einheiten miteinander zu vergleichen, wobei die Einheit G (vorliegende
Ausführung,
1) und Einheit H (Kontrolleinheit, 11) beurteilt wurden, wobei
die folgende Auswahl getroffen werden konnte:
Einheit G ist
stärker
als Einheit H
Einheit H ist stärker als Einheit G
Einheit
G und Einheit H sind gleich stark
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Die Ergebnisse lauten wie folgt:
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Es ist erkennbar, dass die neu freigelegten
Einheiten in den ersten Tagen (Tage 1–7) nur geringe Intensitätsunterschiede
aufweisen, da die Kontrolleinheit und der Prototyp der aktuellen
Ausführung
zu diesem Zeit punkt im Wesentlichen gleich sind. In dem Maße jedoch,
in dem die Einheit länger
in Gebrauch ist, werden Leistungsunterschiede sichtbar, wobei Einheit
G die Einheit (Kontrolleinheit) H in bedeutendem Maße übertrifft.
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Die negativen Auswirkungen auf die
Leistung der Kontrolleinheit in Abhängigkeit von der Zeit hat eine verringerte
Ausströmfläche 10 sowie
eine in die Grenzen des Behälters 4 zusammengeschrumpfte
Ausströmfläche 10 zum
Ergebnis, wo sie nicht mehr den für die Verteilung der Duftstoffmaterialien
in die Umgebungsluft so wichtigen Umgebungsluftströmen ausgesetzt
ist. Diese Wirkung wird mit zunehmendem Alter der Einheit umso ausgeprägter, wobei
sich in den Wochen drei und vier ganz klar die von der in diesem
Dokument offenbarten Vorrichtung und Methodologie dargestellten
Leistungsvorteile zeigen.
