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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Geräte zum Verteilen
eines löslichen
oder eines dispergierbaren Materials in eine Flüssigkeit hinein. Spezifischer
gesehen bezieht sich die Erfindung auf Geräte zum Verteilen von Materialien,
wie etwa, zum Beispiel, Geschmacksstoffe, Farbstoffe, Medikationen,
Mineralien oder Koffein hinein in Getränke, wie etwa, zum Beispiel,
in Wasser, in Sodawasser oder Tee, während das Getränk aus einem
Behälter
oder durch eine Leitung fließt.
Erfindungsgemäße Spender
umfassen einen porösen Kunststoff,
welcher ein Netzwerk von inneren Durchgängen in Flüssigkeitskommunikation mit
den Poren auf den ausgesetzten Oberflächen des Spenders definiert,
wobei die Durchgänge
in vorteilhafter Weise ein Spendergut enthalten und wobei dieselben
das Spendergut in einen Flüssigkeitsstrom
einleiten, welcher im Kontakt mit dem Spender durch denselben hindurch
tritt.
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DISKUSSION
ZUM STANDE DER TECHNIK AUF DIESEM GEBIET
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Nach
dem Stand der Technik sind Anstrengungen unternommen worden, um
sich Wege zum Aromatisieren von Flüssigkeiten auszudenken, ohne dass
bereits ein physikalisches Vermischen des Aromatisierungsstoffes
mit der Flüssigkeit
stattfindet, bevor die Flüssigkeit
zum Verzehr gelangt. Dies ist nach dem Stand der Technik versucht
worden, indem man das Material eines gewöhnlichen zum Trinken dienenden
Strohhalmes, wie etwa eines solchen aus schwerem Papier, mit einem
Aromatisierungs- bzw. Geschmacksstoff durchtränkt. Unter anderen Beschränkungen
solch eines Ansatzes findet man auch die Tatsache, dass die auf
solch eine Weise verfügbar
gemachte Menge an Geschmacksstoff sehr begrenzt ist und dass, nachdem
eine kleine Menge an Flüssigkeit
durch den Strohhalm entnommen worden ist, der Strohhalm weggeworfen
werden muss zugunsten eines neuen Strohhalmes.
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Es
ist auch ein Aromatisierungsapparat offenbart worden, in welchem
ein einen Geschmacksstoff enthaltender Mechanismus an einem Strohhalm derart
befestigt ist, dass der darin zurück gehaltene Geschmacksstoff
in einer Flüssigkeitskommunikation mit
dem Durchtrittsweg der Flüssigkeit
durch den Strohhalm steht. Als ein solches Gerät offenbart das Patent U.S.
No. 3,463,361 von Cook et al. einen Aromatisierungsapparat, welcher
eine Leitung mit einem Einlass und mit einem Auslass umfasst und
welcher eine an der Leitung befestigte Kammer zur Aufnahme des Geschmacksstoffes
aufweist, und zwar in der Mitte zwischen dem Einlass und dem Auslass
Eine Vorrichtung wird offenbart, welche in Kommunikation zwischen
der Aromatisierungskammer und dem Rohr steht, wodurch die Flüssigkeit,
welche in den Einlass und durch die Leitung gezogen worden ist,
mit dem Geschmacksstoff in Kontakt gebracht wird und zwar vor dem
Austritt aus der Leitung an dem Auslass.
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Das
U.S. Patent No. 5,211,397 offenbart ein System zur Wasserbehandlung,
welches ein innerhalb eines Rohres und einer austauschbaren Filterpatrone
angeordnetes Medium zur Wasserbehandlung umfasst, welches ein Geschmackskonzentrat enthalten
kann. Dieses Gerät
kann an einen Flaschenhals angepasst werden.
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Die
obigen Verfahren haben jedoch keine weit verbreitete Akzeptanz oder
Verwendung gewonnen. Daher werden zur Zeit Getränke typischerweise mit Geschmack
angereichert, indem man Geschmacksstoffe physikalisch in die Flüssigkeit
hineinmischt, zum Zeitpunkt wo die Flüssigkeit verbraucht wird, um
so ein geschmackvolles Getränk
zu liefern. Daher steht der Verbraucher im Allgemeinen den folgenden
zwei Optionen gegenüber:
(1) das Kaufen eines pulverförmigen
Zusatzstoffes und das Vermischen dieses Stoffes mit zum Beispiel
Leitungswasser, um ein Getränk
mit den gewünschten
darin enthaltenen Zusatzstoffen herzustellen, oder (2) ein einfaches
Kaufen eines vorgefertigten (und typischerweise in der Flasche vorab
abgefülltes)
Getränk.
Mit diesen Optionen sind jedoch verschiedene Nachteile verbunden,
welche Nachteile mit Hilfe der vorliegenden Erfindung überwunden
werden.
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Unter
Bezugnahme auf pulverförmige
Zusatzstoffe wird um eines Beispieles willen Bezug genommen auf
pulverförmige
Limonaden, auf pulverförmige
Fruchtgetränke
wie etwa zum Beispiel KOOL-AID® Pulver, pulverförmiges GATORADE® und pulverförmige Medikationen
wie etwa THERA-FLU®. Diese
Produkte sind weitverbreitet erhältlich,
zum Beispiel in Lebensmittelgeschäften und dergleichen, und sie
können
von dem Verbraucher in verschiedenen Mengen mit Leitungswasser oder
mit anderen Flüssigkeiten
vermischt werden, um verschiedene Mengen der mit Geschmacksstoffen
angereicherten Getränke
herzustellen oder um Dosierungen von Medikamenten mit verschiedenen
Konzentrationen herzustellen. Ein Nachteil eines solchen Produktes
besteht darin, dass in einer Situation, in welcher nur eine Einzelabfüllung bzw.
eine Einzelabgabe (d.h. etwa 5 bis etwa 20 Unzen Flüssigkeit)
zu irgendeiner gegebenen Zeit erwünscht ist, die gesamte Beanspruchung
an Zeit und Aufwand, welche erforderlich ist, um die Getränke herzustellen,
groß ist.
Alternativ kann eine große
Menge an einem mit Geschmacksstoffen angereicherten Getränk in einer
einzelnen Charge hergestellt werden; in solch einer Situation ist es
jedoch schwierig, die genaue Menge vorherzusagen, welche benötigt wird,
und es ist nicht ungewöhnlich,
dass eine große
Menge eines solchen Getränkes
vergeudet und als Abfall weggeworfen wird.
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Unter
Berücksichtigung
vorgefertigter, mit Geschmacksstoffen angereicherter Getränke ist
es gut bekannt, dass gegenwärtig
eine breite Vielfalt von in Flaschen gefüllten Getränken auf dem Markt erhältlich ist,
welche im Wesentlichen Geschmacksstoffe und/oder andere Substanzen
umfassen, welche in dem Wasser aufgelöst werden und welche dann zum
Verkauf in verschiedenen Mengen in Flaschen abgefüllt werden,
typischerweise in Mengen einer Einzelabgabe wie etwa zum Beispiel
12–20 Flüssigkeitsunzen
oder 1–2
Liter. Beispiele schließen mit
ein Zitronenlimonaden; gesüßte und
ungesüßte Teeprodukte;
Teeprodukte mit und ohne Koffein; mit Geschmacksstoffen angereicherte
Teeprodukte; eine breite, vielfältige
Angebotspalette an Sodagetränken, einschließlich der
normalen Sodagetränke,
des Diätsodawassers,
der koffeinfreien Sodagetränke,
der koffeinreichen Sodagetränke;
der Mineralwasser; und dergleichen. Ebenfalls erhältlich sind
Quellengetränke
aller Art, welche zum Beispiel in herkömmlichen Läden, Lebensmittelgeschäfen oder
an Tankstellen gekauft werden können.
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Ein
mit dem Kauf eines vorgefertigten Getränkes verbundener Nachteil besteht
darin, dass ein einzelnes Getränk
gewöhnlich
etwa ein Dollar kostet, unabhängig
von der gekauften Menge. Einen geringeren Preis kann man erzielen,
wenn man die Getränke
in einer Großpackung
einkauft, wie etwa zum Beispiel in einer 12er Packung oder in einer
24er Packung; dies erfordert jedoch den Transport und die Lagerung
einer großen,
schweren und voluminösen Packung.
Ein anderer Nachteil des Kaufens vorgefertigter und/oder vorab in
Flaschen abgefüllter
Getränke
besteht darin, dass für
eine jede verzehrte Einheit ein getrennter Behälter hergestellt, verbraucht
und weggeworfen werden muss. Dies erhöht nicht nur die Menge an Abfall,
welcher mit großen
Kosten eingesammelt werden muss, sondern es steigen auch die Kosten
der Herstellung und des Transports von Getränken in Form einer Einzelverpackung
und es braucht große
Mengen an Rohrmaterialien, welche benötigt werden, um solch eine
große
Anzahl von Getränkebehältern herzustellen.
Obwohl viele Flaschenbehälter
wieder zurückgeführt (recycelt)
werden können,
zieht auch dies hohe Kosten und einen hohen Aufwand nach sich, und
ein großer
Teil der Getränkebehälter in
Form einer Einzelverpackung wird eher weggeworfen als zurückgeführt.
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Im
Lichte der obigen Ausführungen
besteht ein seit langem gefühlter
Bedarf nach einer verbesserten Art und Weise der Lieferung von Getränken mit
darin enthaltenen in Wasser löslichen
und/oder in Wasser dispergierbaren Zusatzstoffen. Die vorliegende
Erfindung überwindet
diese Probleme, indem sie Verfahren, Zusammensetzungen und Spender bereitstellt
zum Einleiten von Spendergutmaterialien in ein Getränk, wenn
das Getränk
aus einem Behälter oder
durch eine Leitung fließt,
um dadurch in vorteilhafter Weise ein behandeltes Getränk herzustellen. Ein
Spendergut kann gemäß der Erfindung
in einen Flüssigkeitsstrom
eingeleitet werden, indem man einfach Leitungswasser oder ein anderes
Getränk
in einen Getränkebehälter leitet
(vorzugsweise ein wieder verwendbarer Getränkebehälter), und indem man das Wasser
oder ein anderes Getränk
durchleitet oder anordnet im Kontakt mit einem erfindungsgemäßen Spender
derart, dass das Spendergut in die Flüssigkeit eingeleitet wird.
Erfindungsgemäße Spender
können
zum Beispiel vorteilhaft verwendet werden, um ein oder mehrere Mineralien
in Leitungswasser zu verteilen, um Mineralwasser bereitzustellen,
um Geschmacksstoffe, Koffein oder Farbstoffe in Leitungswasser oder
in ein vorgefertigtes Getränk
zu verteilen, und um eine oder mehrere Arzneien in Leitungswasser
zu verteilen, um eine vorherbestimmte Einzeleinheitendosis des Arzneimittels
zu liefern.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung überwindet
die oben erwähnten
Probleme, indem sie Spender für das
Verteilen von Materialien in einen Flüssigkeitsstrom liefert, welcher
sich mit dem Spender im Kontakt befindet, und indem sie die dazugehörigen Produkte
und Verfahren liefert. Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein Spender zum Einleiten eines
Spendergutes in einen Flüssigkeitsstrom
geliefert, umfassend (1) eine poröse Kunststoffmatrix, die ein
inneres Netzwerk von Kanälen
definiert und Poren auf der ausgesetzten Oberfläche der Matrix definiert, die
in Flüssigkeitskommunikation
mit den Kanälen
stehen, wobei die Poren eine mittlere Größe von 20 Mikron bis 200 Mikron
aufweisen; und (2) ein in Wasser lösliches oder in Wasser dispergierbares Spendergutmaterial,
wobei sich das Spendergut in den Kanälen befindet.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung wird eine Anordnung zum Einleiten eines
Spendergutes in einen Flüssigkeitsstrom
geliefert, umfassend (1) einen Spender gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung;
und (2) eine Verschlusskappe für
eine Flasche mit einem passenden Teil derselben für ein gemeinsames
abdichtendes Zusammenwirken mit dem Flaschenhals; wobei jener Spender
betreibbar an jener Verschlusskappe angebracht ist.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung wird eine Anordnung zum Einleiten eines
Spendergutes in einen Flüssigkeitsstrom
geliefert, umfassend (1) einen Spender gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung;
und (2) eine Flasche mit einem Hals, welcher einen Durchlass in
die Flasche definiert; wobei jener Spender betreibbar an jenem Hals
angebracht ist.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung wird eine Abgabe- und Filterbaugruppe
zum Einleiten eines Spendergutes in einen Flüssigkeitsstrom und zum Filtern
eines Flüssigkeitsstromes
geliefert, umfassend (1) einen Spender gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung;
und (2) ein Filterelement, das eine zweite poröse Kunststoffmatrix umfasst,
die ein zweites inneres Netzwerk von Kanälen definiert und Poren auf
der ausgesetzten Oberfläche
der zweiten Matrix definiert, die in Flüssigkeitskommunikation mit den
zweiten Kanälen
stehen; wobei Teilchen aus Aktivkohle in den Kanälen des Filterelementes enthalten
sind.
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In
solch einer Abgabe- und Filterbaugruppe umfasst der Spender eine
Vielzahl von Abgabeelementen, die in das Filterelement eingebettet
sind.
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Die
Erfindung beseitigt die Notwendigkeit für ein Vormischen einer breiten
Vielfalt von Getränken mit
in Wasser dispergierbaren und/oder in Wasser löslichen Zusatzstoffen darin,
indem Verfahren, Zusammensetzungen, Spender und Anordnungen geliefert
werden zum vorteilhaften Einleiten eines Spendergutes in einen Flüssigkeitsstrom,
wie etwa zum Beispiel in ein Getränk, wenn die Flüssigkeit
im Kontakt mit dem Spender steht.
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Die
Erfindung liefert auch eine verbesserte Art und Weise der Verabreichung
einer vorherbestimmten Dosis einer Arznei oder eines anderen aktiven
Wirkstoffes an einen Patienten, indem ein Spender geliefert wird
mit einer darin geladenen, vorherbestimmten Dosismenge, welche in
einen Flüssigkeitsstrom,
welcher mit dem Spender in Kontakt kommt, abgegeben wird.
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Die
Erfindung liefert auch eine verbesserte Art und Weise zur Herstellung
von Mineralwasser, indem ein Spender geliefert wird mit darin geladenen, in
Wasser dispergierbaren oder wasserlöslichen Mineralien, welche
in einen Flüssigkeitsstrom,
welcher mit dem Spender in Kontakt kommt, abgegeben werden.
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Die
Erfindung liefert auch eine verbesserte Art und Weise zur Herstellung
von Getränken
mit Geschmacksstoffen, Farbzusatzstoffen und/oder Koffein darin,
indem ein Spender geliefert wird mit darin geladenen, in Wasser
dispergierbaren oder in Wasser löslichen
Geschmacksstoffen, Farbzusatzstoffen und/oder Koffein, welche in
einen Flüssigkeitsstrom, welcher
mit dem Spender in Kontakt kommt, abgegeben werden.
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Die
Erfindung liefert auch Produkte, welche die Wiederverwendung von
Getränkebehältern ermöglichen,
wodurch die Menge an Abfall vermindert wird, welche zur Zeit erzeugt
wird auf Grund der Verwendung und des Wegwerfens von Getränkebehältern, welche
durch eine einzelne Getränkeeinheit
und durch einen einzelnen, einmaligen Gebrauch gekennzeichnet sind.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER FIGUREN
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Obwohl
die kennzeichnenden Merkmale dieser Erfindung in den Ansprüchen besonders
herausgestellt werden, so kann doch die Erfindung selbst und die
Art und Weise, in welcher sie hergestellt und verwendet werden kann,
besser verstanden werden durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung
in Verbindung mit den begleitenden Figuren, welche einen Teil der
Beschreibung darstellen.
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1 ist
eine Explosionszeichnung in perspektivischer Ansicht von einer Anordnung
gemäß einem
Aspekt der Erfindung, wobei die Anordnung einen Spender und eine
Verschlusskappe für
eine Flasche mit einem Abgabeverschluss mit einschließt.
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2 ist
eine Seitenansicht von einer Anordnung gemäß einem Aspekt der Erfindung,
wobei die Anordnung einen Spender und eine Verschlusskappe für eine Flasche
mit einem Abgabeverschluss mit einschließt und ein Handventil, wobei
die Verschlusskappe und das Ventil in einer Querschnittsansicht
gezeigt sind, und das Ventil dabei in der geschlossenen Stellung
gezeigt ist.
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3 ist
eine Seitenansicht von einer Anordnung gemäß einem Aspekt der Erfindung,
wobei die Anordnung den Spender, die Verschlusskappe und das Handventil
der 2 mit einschließt, angebracht an dem Getränkebehälter, wobei
der Getränkebehälter einen
abgeschnittenen Hals aufweist und die Verschlusskappe und das Ventil
im Querschnitt gezeigt sind.
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4 ist
eine Explosionszeichnung in perspektivischer Ansicht von einer Anordnung
gemäß einem
Aspekt der Erfindung, wobei die Anordnung einen Spender und einen
sportlichen Strohhalm einer Flasche mit einschließt.
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5 ist
eine Seitenansicht von einer Anordnung gemäß einem Aspekt der Erfindung,
wobei die Anordnung einen Spender und einen sportlichen Strohhalm
einer Flasche mit einschließt,
wobei der Spender im Querschnitt gezeigt ist.
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6 ist
eine Seitenansicht eines Getränkebehälters.
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7 ist
eine Seitenansicht von einer Anordnung gemäß einem Aspekt der Erfindung,
wobei die Anordnung den Spender und einen Getränkebehälter mit einschließt, wobei
der Getränkebehälter einen abgeschnittenen
Hals aufweist.
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8 ist
eine Explosionszeichnung in perspektivischer Ansicht von einer Anordnung
gemäß einem
Aspekt der Erfindung, wobei die Anordnung einen Spender und eine
herkömmliche
Verschlusskappe für
eine Flasche mit einschließt.
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9 ist
eine Seitenansicht von einer Anordnung gemäß einem Aspekt der Erfindung,
wobei die Anordnung einen Spender und eine herkömmliche Verschlusskappe für eine Flasche
mit einschließt, wobei
die Verschlusskappe in einer Querschnittsansicht gezeigt ist.
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10 ist
eine Explosionszeichnung in perspektivischer Ansicht von einer Anordnung
gemäß einem
Aspekt der Erfindung, wobei die Anordnung einen Spender und eine
Verschlusskappe für
eine Flasche mit einem Abgabeverschluss mit einschließt.
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11 ist
eine Explosionszeichnung in perspektivischer Ansicht von einer Anordnung
gemäß einem
Aspekt der Erfindung, wobei die Anordnung einen Filter/Spender und
eine Flaschenverschlusskappe mit einem Abgabeverschluss mit einschließt.
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12 ist
eine Explosionszeichnung in perspektivischer Ansicht von einer Anordnung
gemäß einem
Aspekt der Erfindung, wobei die Anordnung einen Filter/Spender und
eine Flaschenverschlusskappe mit einem Abgabeverschluss mit einschließt.
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13 ist
eine Explosionszeichnung in perspektivischer Ansicht von einer Anordnung
gemäß einem
Aspekt der Erfindung, wobei die Anordnung einen Filter/Spender und
eine Verschlusskappe für eine
Flasche mit einem Abgabeverschluss mit einschließt.
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14 ist
eine teilweise, perspektivische Querschnittsansicht eines Filters/Spenders
mit Abgabeelementen, die in das Filterelement eingebettet sind.
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15 ist
eine perspektivische Ansicht des in 14 gezeigten
Filters/Spenders.
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16 ist
eine Explosionszeichnung in perspektivischer Ansicht von einer Anordnung
gemäß einem
Aspekt der Erfindung, wobei die Anordnung einen Filter/Spender und
einen sportlichen Strohhalm einer Flasche mit einschließt.
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17 ist
eine Perspektivansicht eines Spenders, welcher auf einen Getränkebehälter oder auf
eine Leitung aufgestülpt
werden kann gemäß der Erfindung.
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18 ist
eine Perspektivansicht einer Ausführung der Erfindung, in welcher
ein erfindungsgemäßer Spender
an einem Wasserhahn angebracht ist.
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19 ist
eine Explosionszeichnung in perspektivischer Ansicht von einer Anordnung
gemäß einem
Aspekt der Erfindung, wobei die Anordnung einen erfindungsgemäßen Spender
und einen Strohhalm mit einschließt.
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20 ist
eine perspektivische Ansicht der Anordnung der 19.
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21 ist
eine Explosionszeichnung in perspektivischer Ansicht von einer Anordnung
gemäß einem
Aspekt der Erfindung, wobei die Anordnung einen erfindungsgemäßen Spender
und einen Strohhalm mit einschließt.
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22 ist
eine perspektivische Ansicht der Anordnung der 21.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGEN
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Zum
Zwecke der Förderung
eines Verstehens der Prinzipien der Erfindung wird jetzt Bezug genommen
auf besondere Ausführungen
der Erfindung und es wird dabei eine spezifische Sprache verwendet
werden, um dieselben zu beschreiben. Nichtsdestotrotz wird es aber
verständlich
sein, dass damit keine Beschränkung
des Umfangs der Erfindung beabsichtigt ist, solche Veränderungen
und weitere Modifikationen der Erfindung und solche weiteren Anwendungen
der Prinzipien der Erfindung, wie sie hierin beschrieben sind, werden
so betrachtet, wie sie normalerweise bei einem Experten auf diesem
Gebiet auftreten, den die Erfindung betrifft.
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Die
vorliegende Erfindung liefert neue Zusammensetzungen, Verfahren
und Spender zum Einleiten von Spendergutmaterialien, wie etwa zum
Beispiel Geschmacksstoffe, Farbstoffe, Medikationen, Mineralien
oder Koffein, in ein Getränk,
wie etwa zum Beispiel Wasser, Sodawasser oder Tee, wenn das Getränk aus einem
Behälter
fließt.
Gegenwärtig
ist eine breite Vielfalt von in Flaschen abgefüllten Getränken auf dem Markt erhältlich,
welche im Wesentlichen Geschmacksstoffe und/oder andere Substanzen
umfassen, welche im Wasser aufgelöst werden und welche dann zum
Verkauf in Flaschen in verschiedenen Mengen abgefüllt werden,
typischerweise in Mengen einer Einzelabgabe. Gegenwärtig sind ebenfalls
in einer großen
Anzahl Quellgetränke
erhältlich,
welche hergestellt werden, indem man Ströme verschiedener Ingredienzien
miteinander verbindet, wenn sie in ein Gefäß hineinfließen, wie
etwa zum Beispiel in eine Getränketasse
oder in ein Glas. Weiterhin ist auf dem Markt auch eine vielfältige Angebotspalette
an pulverförmigen
Geschmacksprodukten erhältlich,
welche von einem Verbraucher mit Wasser gemischt werden können, um
sowohl Fruchtgetränke
zu liefern wie etwa Zitronenlimonaden, Teeprodukte und andere Geschmacksgetränke als
auch pulverförmige
Arzneimittel, welche mit Wasser gemischt werden können, um
eine gewünschte
Dosierung zu liefern.
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In
Anbetracht des oben Gesagten ist bisher nach dem Stand der Technik
jedoch kein vorteilhafter Spender zum Verteilen von Geschmacksstoffen, Farbstoffen,
Mineralien, Medikationen, Koffein und dergleichen in ein Getränk offenbart
worden, wenn das Getränk
aus einer Flasche oder aus einem anderen Gefäß fließt. Die vorliegende Erfindung
liefert solch einen Spender. Ein deutlicher Vorteil solch eines
Spenders besteht darin, dass er dazu verwendet werden kann, Leitungswasser
mit Geschmacksstoffen anzureichern, und dass damit der Spender eine bequeme
Getränkequelle,
eine Dosierungsquelle eines Arzneimittels oder dergleichen liefert.
Ein erfindungsgemäßer Spender
umfasst eine poröse
Kunststoffmatrix, welche innerhalb der Matrix ein Material enthält, welches
in einer Flüssigkeit
löslich
oder in Wasser dispergierbar ist, wie etwa zum Beispiel in einer
wässrigen
Flüssigkeit.
Das Material verbleibt so lange innerhalb der Matrix, bis ein Flüssigkeitsstrom über eine
ausgesetzte Oberfläche
der Matrix hinüber fließt, zu welcher
Zeit das Material in den Strom hinein gesogen und in diesem aufgelöst oder
dispergiert wird. Das Material, welches hierin als " Spendergut" oder als "Spendergutmaterial" bezeichnet wird,
kann eines aus einer breiten Vielfalt von Substanzen sein, wobei
die Vielfalt der Substanzen nur durch die Notwendigkeit beschränkt ist,
dass das Material in einem Flüssigkeitsstrom
löslich
und/oder dispergierbar ist.
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Während die
hierin im Detail beschriebenen, bevorzugten Ausführungen vorteilhaft dazu verwendet
werden können,
um in Wasser lösliche
und/oder in Wasser dispergierbare Materialien in Leitungswasser
zu verteilen, wie etwa zum Beispiel, um pulverförmige Zitronengeschmacksstoffe
und/oder pulverförmigen
Tee in Leitungswasser zu verteilen, um Zitronenlimonade, Tee oder
Zitronentee zu liefern, ist es verständlich, dass solche Ausführungen
auch dazu verwendet werden können,
um solche Materialien in andere vorgefertigte Getränke zu verteilen,
wie etwa zum Beispiel in Sodawasser oder in Tee. Zum Beispiel kann
ein Spender zum Verteilen von Cherry- oder von Vanillegeschmack
dazu verwendet werden, Sodawasser mit Geschmacksstoffen anzureichern, um
ein ausgezeichnetes Cherrysodagetränk oder Vanillesodagetränk zu liefern;
oder ein Spender kann zum Verteilen eines Zitronengeschmacks dazu
verwendet werden, Tee mit Geschmacksstoffen anzureichern, um einen
Zitronentee zu liefern. Auch können andere
Substanzen als Geschmacksstoffe zu einem Getränk hinzugefügt werden unter Verwendung
der Prinzipien der Erfindung. Zum Beispiel kann ein Spender zum
Verteilen von Mineralstoffen dazu verwendet werden, um Mineralwasser
herzustellen; oder ein Spender zum Verteilen von Arzneimtteln wie etwa
zum Beispiel Schmerzmittel und Fieber senkende Mittel (z.B. Acetaminophen),
Antihistamine (z.B. Chlorpheniraminmaleat), nasale Dekongestiva
(z.B. Pseudophedrin HCI), Hustenmittel (z.B. Dextromethorphan HBr)
und/oder andere Arzneimittel gegen Erkältung und/oder Grippe bzw.
Influenza können verwendet
werden in Verbindung mit Leitungswasser, um eine gewünschte Dosis
des Arzneimittels zu verabreichen.
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Da
die Einleitung eines pulverförmigen Spendergutes
in einen Flüssigkeitsstrom
dann stattfindet, wenn der Strom mit der porösen, ausgesetzten Oberfläche des
erfindungsgemäßen Spenders
in Kontakt kommt, ist es verständlich,
dass das Spendergut in den Strom allgemein mit einer Geschwindigkeit
eintritt, welche proportional zu der Oberfläche des Spenders ist, welche
mit dem Strom in Kontakt kommt. Obwohl eine breite Vielfalt von
Formen und Größen von
der vorliegenden Erfindung betrachtet werden, werden hierin bestimmte
bevorzugte Ausführungen
beschrieben und in den Zeichnungen illustriert, welche Ausführungen
in vorteilhafter Weise so ausgelegt werden, um zum Beispiel an einem
Hals eines Getränkegefäßes befestigt
zu werden; an einer Verschlusskappe für eine Flasche; oder an einer
Leitung, wie etwa an einem Strohhalm, für die Entnahme eines Getränkes aus
einem Behälter
während
des Ansaugens durch den Trinker. Alternative, bevorzugte Ausführungen,
welche hierin illustriert und beschrieben sind, können einfach
an einem Behälter, welcher
ein Getränk
enthält,
oder an einer Leitung, durch welche das Getränk hindurch tritt, angeordnet werden
und zwar so, dass ein Getränk,
welches in dem Behälter
gehalten wird oder durch den Behälter oder
durch das Rohr hindurch tritt, mit dem Spender in Kontakt tritt.
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigt die 1 in einer
Explosionsansicht eine erfindungsgemäße Anordnung, welche eine Verschlusskappe
für eine
Flasche und einen erfindungsgemäßen Spender
mit einer im allgemeinen röhrenförmigen Gestalt
umfasst. Diese Anordnung wird in der 2 teilweise
im Querschnitt dargestellt in ihrer im Eingriff befindlichen Orientierung.
Die Verschlusskappe für
die Flasche kann vorzugsweise von dem Typ sein, welcher ein Handventil
oder einen "pop-up" Abgabeverschluss
umfasst, wie es in den 1 und 2 gezeigt
ist. Die pop-up Verschlusskappe 50 wird vorzugsweise aus
Kunststoff hergestellt und sie weist ein Passteil 52 auf,
welches mit dem Hals oder mit dem offenen Ende 42 einer
Flasche 40 zusammenarbeitet und den Hals oder das offene
Ende 42 der Flasche 40 schließt, derart, wie es in der 6 gezeigt
ist. Zusätzlich
enthält
die Verschlusskappe 50 einen den Flaschenhals in Eingriff
nehmenden Teil 58, welcher mit dem die Verschlusskappe
in Eingriff nehmenden Teil 44 der Flasche 40 zusammenarbeitet,
um die Verschlusskappe 50 auf dem Hals 42 der Flasche 40 ablösbar zu
halten. Wie in 2 dargestellt, ist der den Flaschenhals
in Eingriff nehmende Teil 58 der Verschlusskappe 50 vorzugsweise
vom Gewinde her so geschnitten, um passend mit einem Teil 44 der
Flasche 40 ineinander zu greifen, welcher Teil die mit
einem Gewinde versehene Verschlusskappe in Eingriff nimmt. Der in 1 gezeigte
Spender 10 definiert eine Längsaushöhlung 15, durch welche
eine Flüssigkeit
im Kontakt mit der ausgesetzten Fläche des Spenders 10 hindurchfließen kann.
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In
dieser Ausführung
ist der Spender 10 so geformt, dass er betreibbar und,
in einer bevorzugten Ausführung,
austauschbar an der Verschlusskappe 50 angebracht ist.
In dieser Ausführung
weist der Spender 10 einen äußeren Durchmesser auf, welcher
kleiner als der innere Durchmesser des Halses 42 der Flasche 40 ist,
so dass der Spender 10 mit Bezug auf die Verschlusskappe 50 innerhalb
der Flasche 40 positioniert ist, wenn die Verschlusskappe 50 den
Hals 42 der Flasche 40 in Eingriff bringt. In
einer bevorzugten Art und Weise des Anbringens eines erfindungsgemäßen Spenders 10 an
einer Verschlusskappe 50 ist der Spender 10 so
in seiner Größe bemessen,
dass er passgenau in die Verschlusskappe 50 hineinpasst
und dort eng anliegt, so dass der äußere Durchmesser des Spenders 10 ansitzt
und die Zurückhaltenut 57 der
Verschlusskappe 50 in Eingriff bringt, um so den Spender
lösbar
mit der Verschlusskappe 50 zu verbinden. Derart kann der
Spender 10 in seiner Position eingerastet werden, indem
der Spender 10 in die Verschlusskappe 50 gedrückt wird, und
der Spender 10 wird in seiner Position durch Reibungskräfte gehalten.
Es liegt gut innerhalb des Wirkungskreises eines Experten auf diesem
Gebiet, eine geeignete Größe auszuwählen, um
solche eine Befestigung zu erzielen. Alternativ kann eine Gummidichtung
oder ein "O-Ring" um den Spender 10 herum
an einem Ende für
eine Befestigung an einer Verschlusskappe 50 angeordnet
werden. Wenn ein Spender 10 an einer Verschlusskappe 50 befestigt wird,
dann versorgt der Spender 10 im Wesentlichen eine Leitung,
durch welche ein Flüssigkeitsstrom
hindurch tritt, bevor dieser durch die Abgabeöffnung der Verschlusskappe 50 für die Flasche
hindurch tritt.
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Das
Handventil 60 ist betreibbar mit der Verschlusskappe 50 verbunden
und es lässt
sich manuell zwischen einer Position, die einen Durchfluss durch
dieselbe ermöglicht
und einer Position, die keinen Durchfluss durch dieselbe ermöglicht,
verschieben. Mehr spezifisch ist das Ventil 60 ein Ventil
vom push-pull Typ
(Stoßen-Ziehen
Typ), welches mit der Verschlusskappe 50 verbunden ist.
Daher hat es einen wechselseitigen Teil 62, welcher manuell
und wechselseitig bewegt werden kann zwischen einer offenen ersten
Position, in welcher der wechselseitige Teil 62 am weitesten
entfernt von der Verschlusskappe 50 ist, und einer geschlossenen
zweiten Position, in welcher der wechselseitige Teil 62 sich
am nächsten
an der Verschlusskappe 50 befindet. Solche Ventile sind
nach dem Stand der Technik bekannt und eine breite Vielfalt von
Auslegungen kann in der Praxis der vorliegenden Erfindung angewandt
werden.
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Ein
erfindungsgemäßer Spender
kann daher vorteilhaft verwendet werden, indem man einen erfindungsgemäßen Spender 10 mit
einer Flaschenverschlusskappe 50 verbindet, indem man ein
Getränk in
einen Getränkebehälter hineintut,
wie etwa in eine Flasche 40, welcher Behälter so
ausgelegt ist, um die Flaschenverschlusskappe 50 aufzunehmen,
und indem man die Flaschenverschlusskappe 50 an dem Behälter 40 befestigt,
um eine erfindungsgemäße Anordnung
bereitzustellen. Diese Anordnung ist in 3 dargestellt.
Wenn das Handventil 60 in die geöffnete Position bewegt wird,
dann tritt das Getränk aus
dem Behälter
heraus, d.h. über
die Erzeugung eines Druckgradienten in der Flasche 40,
indem man zum Beispiel die Flasche 40 drückt oder
ein Ansaugen an dem offenen Ende 42 der Flasche 40 erzeugt oder
indem man die Flasche von oben nach unten dreht. Die Flüssigkeit
tritt dadurch in Kontakt mit dem Spender 10 und sie fließt durch
die Verschlusskappe 50 hindurch während der Aufnahme der Flüssigkeit durch
den Trinker, oder wie wenn die Flüssigkeit in einen anderen Behälter gegossen
wird und das Spendergut somit in das Getränk eingeleitet wird, wenn es mit
dem Spender in Kontakt tritt.
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Alternativ
kann ein erfindungsgemäßer Spender
so gestaltet werden, um an einer Leitung wie etwa zum Beispiel an
einem sportlichen Strohalm 70 einer Flasche für den Durchtritt
eines Getränkes aus
einem Getränkebehälter angebracht
zu werden. Solch eine Ausführung
ist in der Explosionsansicht in 4 dargestellt,
in welcher der sportliche Strohalm ein erstes Ende 71 und
ein zweites Ende 72 aufweist, wobei das erste Ende 71 für einen
reibschlüssigen Eingriff
mit einem erfindungsgemäßen Spender
ausgelegt ist, so wie es in einem teilweisen Querschnitt in 5 dargestellt
ist. In dieser Ausführung
ist der Durchmesser der Aushöhlung 15 durch
den Spender in vorteilhafter Weise so ausgewählt, dass ein sportlicher Strohalm 70 einer
Flasche passend in der Aushöhlung 15 anliegt.
Der Spender 10 wird auswechselbar mit dem Strohalm durch
Reibungskräfte
verbunden, er kann entfernt und ersetzt werden durch einen neuen,
frischen Spender, wenn der Vorrat an Spendergut in dem Spender erschöpft ist.
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Ein
erfindungsgemäßer Spender
kann alternativ so gestaltet werden, um innerhalb solch einer Leitung
angebracht zu werden. Zum Beispiel ist der Spender 140 in
der Ausführung,
welche in den 19 und 20 dargestellt
ist, so gestaltet, um einen äußeren Durchmesser
aufzuweisen, wodurch der Spender passend innerhalb einer Leitung
eng anliegt, wie etwa zum Beispiel ein Strohhalm 141 durch Reibung.
In dieser Ausführung
zieht man es vor, dass der Spender in der Nähe der Spitze des Strohhalmes 141 positioniert
wird, so dass ein Getränk
so lange nicht mit dem Spender 140 in Kontakt treten wird,
bis es durch den Strohhalm 141 entnommen wird. Der Spender
kann alternativ eine breite Vielfalt von Formen aufweisen so lange,
wie der Spender in der Lage ist, reibschlüssig innerhalb der Leitung
eingepasst zu werden. Eine andere vorteilhafte Form ist in den 21 und 22 dargestellt,
in welchen der Spender 150 auch reibschlüssig innerhalb
eines Strohhalmes 151 angebracht ist.
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In
einer anderen Ausführung
der Erfindung wird ein Spender so gestaltet, um an einem Zapfhahn oder
an einem Wasserhahn angebracht zu werden, wie etwa zum Beispiel
an einem Zapfhahn eines Wasserkühlers
oder an einem Küchenwasserhahn. In
der in 18 dargestellten Ausführung nimmt
das aus einem Wasserhahn 161 heraustretende Wasser in vorteilhafter
Weise Spendergut aus dem Spender 160 auf, wenn das Wasser
im Kontakt mit demselben fließt.
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Ein
erfindungsgemäßer Spender
kann auch so gestaltet werden, dass er betreibbar an einem Flaschenhals
selbst angebracht ist. Wie zum Beispiel in 7 dargestellt,
kann ein erfindungsgemäßer Spender 10 betreibbar
eher mit einer Flasche 40 oder mit einem anderen Behälter 40 verbunden
werden als mit einer Flaschenverschlusskappe, derart, dass die Flüssigkeit
aus dem Behälter
gegossen werden kann, um Spendergut dort hineinzuleiten. In dieser Ausführung ist
der Spender 10 gewöhnlich
so gestaltet, um innerhalb des Halses 42 der Flasche 40 eng anliegend
passend zu sitzen und um durch die Reibung in Position gehalten
zu werden. Es ist von einem Experten auf diesem Gebiet leicht zu
verstehen, dass eine Verschlusskappe eines gewöhnlichen Getränkebehälters, d.h.
eines Behälters,
welcher keinen Abgabeverschluss aufweist, leicht über der
Behälter-/Spenderanordnung
angeordnet werden kann, zum Beispiel, wenn die Behälter-/Spenderanordnung verfrachtet
und/oder gelagert wird.
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In
einem alternativen Aspekt der Erfindung kann der Spender an einer
gewöhnlichen
Verschlusskappe 80 angebracht werden, wie es in den 8 und 9 gezeigt
ist, und er kann daher zurückgezogen
werden, wenn die Verschlusskappe 80 von der Flasche 40 entfernt
wird. Bei diesem Aspekt der Erfindung werden die Verschlusskappe 80 und der
Spender 10 von der Flasche 40 entfernt, bevor ein
Getränk
aus der Flasche heraus gegossen worden ist. Es ist in dieser Ausführung wichtig,
dass der Spender im Kontakt mit dem Getränk positioniert wird, zum Beispiel
während
eines Verfrachtens oder während
einer Lagerung des Behälters,
so dass das innerhalb des Spenders geladene Spendergut in das Getränk eingeleitet
werden kann durch eine Dochtwirkung aus dem Spender vor der Entfernung
der Verschlusskappen-/Spenderanordnung aus der Flasche. Diese Orientierung
kann gewöhnlich
einfach dadurch erreicht werden, indem man ein Getränk mit der
Orientierung "Oberseite
unten" ("upside down") in einem Behälter lagert
oder verfrachtet, welcher mit einer Verschlusskappe solch einer
Anordnung versehen ist. Alternativ ausgesagt heißt dies, dass, nachdem ein
Getränk
in den Behälter
eingeleitet worden ist und nachdem die Anordnung Verschlusskappe 80/Spender 10 abgedichtet
daran angebracht worden ist, die Flasche um 180 Grad in der vertikalen Ebene
gedreht werden kann, um die Anordnung Verschlusskappe 80/Spender 10 bei
oder nahe an der Bodenoberfläche
der Flüssigkeit
in dem Behälter
zu orientieren. Daher wird nach einer Zeitdauer das Spendergut in
die Flüssigkeit
eingeleitet werden und das Getränk
wird bereit sein für
den Verbrauch.
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Während eine
Anzahl vorteilhafter Formen in den oben bekannt gemachten, spezifischen
Ausführungen
beschrieben sind, kann das vorteilhafte Ergebnis alternativ erzielt
werden, indem man einen Spender 20 herstellt, wie er in
der 10 gezeigt ist, welcher eine im Allgemeinen zylindrische
Gestalt aufweist, eine interne Aushöhlung 25, ein im Wesentlichen
geschlossenes erstes Ende 26, ein im Wesentlichen geöffnetes
zweites Ende 27 und eine Vielzahl von radial angeordneten Öffnungen 28,
welche hergestellt sind, um ein Getränk in die Aushöhlung 25 und
im Kontakt mit den Oberflächen
des Spenders hindurch treten zu lassen, welche die Öffnungen
und die Aushöhlung
definieren. Man hat gesehen, dass alle die Oberflächen, welche
die Öffnungen
und die Oberfläche
der Aushöhlung
definieren, die ausgesetzten Flächen
des Spenders festlegen, so wie dieser Ausdruck hierin verwendet
wird. Der so geformte Spender kann mit einer Flaschenverschlusskappe oder
mit einer Leitung derart verbunden werden, dass das geöffnete zweite
Ende 27 im arbeitsbereiten Zustand (und vorzugsweise entfernbar)
mit der Flaschenverschlusskappe oder mit der Leitung verbunden ist
(d.h. durch Reibung). Im Gebrauch tritt ein Flüssigkeitsstrom in die Aushöhlung 25 durch
eine oder mehrere Öffnungen 28 und
dann tritt er durch das geöffnete
zweite Ende 27 und durch die Flaschenverschlusskappe 50 oder
durch die Leitung 70 hindurch. Wieder tritt der wässrige Strom
durch die Öffnungen 28 und
durch die Aushöhlung 25 hindurch, dabei
steht er im Kontakt mit den ausgesetzten Oberflächen des Spenders 20,
Spendergut wird eingeleitet in den Strom, um ein Getränk mit einem
Spendergut bereitzustellen, welches darin aufgelöst oder dispergiert ist.
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In
einem alternativen Aspekt der Erfindung braucht ein Spender nicht
so ausgelegt sein, dass er an einer Flaschenverschlusskappe, an
einem Trinkstrohhalm, an einem Flaschenhals oder dergleichen angebracht
werden kann. In dieser Ausführung
kann der Spender verwendet werden, indem man den Spender einfach
in einen Getränkebehälter stellt oder
in einen Behälter,
eine Aushöhlung
oder eine Leitung, durch welche ein Getränk hindurch tritt. Zum Beispiel
kann solch ein Spender in eine Flasche, einen Krug oder in einen
anderen Behälter
gestellt werden, entweder bevor oder nachdem ein Getränk in die
Flasche, in den Krug oder in einen anderen Behälter gefüllt worden ist. Wenn das Getränk im Kontakt
mit dem Spender steht, dann wird das Spendergut eingeleitet werden
in das Getränk.
In dieser Ausführung
kann es für
den Spender wünschenswert sein,
dass dieser eine relativ große
durchschnittliche Porengröße aufweist,
so dass das Spendergut relativ schnell in das Getränk hindurch
treten wird.
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In
einer anderen vorteilhaften Anwendung der Erfindung wird ein Spender
hergestellt mit einem Geschmacksstoff als Spendergut, welcher wünschenswert
für die
Zugabe zu Kaffe ist, wie etwa zum Beispiel Vanillegeschmacksstoffe,
Haselnussgeschmacksstoffe oder Zimtgeschmacksstoffe. Der Spender
kann in einer herkömmlichen
Kaffeemaschine zusammen mit dem gemahlenen Kaffee platziert werden
und, wenn erhitztes Wasser im Kontakt mit dem gemahlenen Kaffee
in dieser Ausführung
hindurch tritt, dann tritt das Wasser auch in Kontakt mit dem Spender.
Als ein Ergebnis wird der gewünschte Geschmacksstoff
vorteilhaft in den Kaffee eingeleitet, wenn der Kaffee hergestellt
wird, um einen ausgezeichneten, aromatisierten Kaffee bereitzustellen. Natürlich kann
der Spender alternativ platziert werden an der Kaffeekanne oder
an einem anderen Behälter,
welcher so positioniert ist, um den Kaffee aus der Kaffeemaschine
aufzunehmen. In dieser Orientierung wird der Geschmacksstoff in
den Kaffee in der Kanne eingeleitet werden, nachdem der Kaffee hergestellt
worden ist. Obwohl die Erfindung es so betrachtet, dass solch ein
Spender eine breite Vielfalt von Formen aufweisen kann, so ist doch
zur Vereinfachung der Herstellung, der Verpackung und des Transports
die Form einer einfachen Scheibe eine ausgezeichnet Form, wie etwa
der in 17 dargestellte Spender 130.
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Obwohl
die Formen verschiedener, bevorzugter, erfindungsgemäßer Spender
oben beschrieben sind, so versteht es sich doch leicht, dass eine weite
Vielfalt von anderen Formen und Größen von der Erfindung betrachtet
werden. Vorzugsweise werden Formen und Größen so ausgewählt, dass
der Kontakt eines Flüssigkeitsstromes
mit einem erfindungsgemäßen Spender
für eine
bestimmte Anwendung optimiert wird.
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Zusätzlich zu
der Gestaltform oder zu der "Makrostruktur" eines erfindungsgemäßen Spenders besteht
ein anderer wichtiger Aspekt der Erfindung in der internen Struktur
oder in der "Mikrostruktur" eines erfindungsgemäßen Spenders.
Ein erfindungsgemäßer Spender
umfasst eine poröse
Kunststoffmatrix, welche ein internes Netzwerk von Kanälen definiert. Die
Matrix umfasst weiterhin "Poren", welche durch die
ausgesetzten Oberflächen
der Matrix in Flüssigkeitskommunikation
mit den internen Kanälen
und auch mit der Umgebung des Spenders hindurch treten. So wie hierin
verwendet dient der Ausdruck "ausgesetzte
Oberfläche" dazu, eine Oberfläche eines
erfindungsgemäßen Spenders
zu bezeichnen, mit welchem ein Flüssigkeitsstrom in Kontakt kommt,
wenn er in Kontakt mit dem Spender fließt. Anders ausgedrückt, eine
ausgesetzte Oberfläche
ist definiert mit Bezugnahme auf des Spenders Makrostruktur als eine
Oberfläche,
welche die Form des Spenders definiert und welche im Allgemeinen
die Grenze definiert zwischen dem Spender und dessen Umgebung, ob
die Oberfläche
von einem Punkt außerhalb
des Spenders sichtbar ist oder nicht.
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Ein "interner Kanal" oder ein "internes Netzwerk
von Kanälen" bezieht sich auf
die zusammengesetzte Mikrostruktur eines erfindungsgemäßen Spenders
und bezieht sich auf intern definierte Zwischenräume, d.h. innerhalb der porösen Kunststoffmatrix.
Ein interner Kanal ist zum Zweck der Beschreibung der vorliegenden
Erfindung unterschiedlich von einer Aushöhlung oder von einer Öffnung, welche
durch einen erfindungsgemäßen Spender
definiert sind. Eine "Aushöhlung" oder eine "Öffnung", welche Begriffe oben in Beziehung
zu der Form eines erfindungsgemäßen Spenders
verwendet sind, liegt außerhalb
der ausgesetzten Oberfläche
eines Spenders und ist ein makrostrukturelles Merkmal eines erfindungsgemäßen Spenders.
Wie von einem Experten auf diesem Gebiet leicht zu verstehen ist,
können die
kennzeichnenden Eigenschaften von internen Kanälen variiert werden, indem
man zum Beispiel die Größe des körnigen Materials
verändert,
welches verwendet wird, um erfindungsgemäße Spender herzustellen, und/oder
indem man die Temperatur und/oder den Druck variiert, welche bzw.
welcher in einem Formverfahren zur Herstellung des Spenders verwendet
wird. Im Gegensatz dazu können
die kennzeichnenden Eigenschaften von Aushöhlungen einfach verändert werden,
indem man die Größe und/oder
die Form eines Formwerkzeuges verändert, welches dazu verwendet
wird, um einen erfindungsgemäßen Spender
herzustellen.
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Ein
erfindungsgemäßer Spender
wird gemäß der Erfindung
so hergestellt, dass eine poröse Kunststoffmatrix
mit einem Netzwerk von internen, untereinander verbundenen Kanälen darin
ein Spendergutmaterial hält,
bis ein Flüssigkeitsstrom
in Kontakt mit einer ausgesetzten Oberfläche des Spenders kommt, zu
welcher Zeit das Spendergutmaterial zu der Oberfläche des
Spenders und in den Strom hinein gesogen wird. In einer Art und
Weise der Herstellung eines erfindungsgemäßen Spenders wird ein körniges,
thermoplastisches Polymer gemischt mit einem trockenen, in Wasser
löslichen
oder in Wasser dispergierbaren Pulver und die Mischung wird dann bei
einer vorherbestimmten Temperatur und bei einem vorherbestimmten
Druck geformt. So wie hierin verwendet soll sich der Ausdruck "Pulver" auf ein im Wesentlichen
trockenes, partikuläres,
festes Material beziehen. In einem alternativen Aspekt der Erfindung ist
das in Wasser lösliche
oder in Wasser dispergierbare Material, welches dazu ausgewählt ist,
um unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Spenders verteilt zu werden,
eine Flüssigkeit.
In diesem Aspekt der Erfindung kann ein erfindungsgemäßer Spender hergestellt
werden, indem man das flüssige
Spendergutmaterial mit den thermoplastischen Polymergranulaten vor
der Formung mischt, so wie oben beschrieben, oder ein granulares
thermoplastisches Polymer kann geformt werden bei der Abwesenheit eines
Spendergutmaterials und das flüssige
Spendergut wird dann in die internen Kanäle eingeleitet.
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Das
Polymer kann eines aus einer breiten Vielfalt thermoplastischer
Polymere sein, welche im Handel erhältlich sind; wenn jedoch das
Polymer dazu dient, in Kontakt mit Getränken zu kommen, dann versteht
es sich, dass das Polymer bevorzugt ein solches ist, welches wichtige
Sicherheitsanforderungen erfüllt.
Das Spendergut kann eines aus einer breiten Vielfalt von Substanzen
sein, welche im Handel erhältlich
sind. Zum Beispiel kann das Spendergut ein Geschmackspulver sein,
eine Mineralmischung, Koffein oder ein Arzneimittel. Es versteht sich,
dass das für
den Gebrauch ausgewählte
Spendergut auch eine Kombination der oben erwähnten Stoffe sein kann, wie
etwa zum Beispiel eine mit Geschmacksstoffen angereicherte Dosis
eines Arzneimittels oder ein Fruchtgetränk mit Koffein. Alternativ kann
das Spendergut eine Flüssigkeitsformulierung sein,
welche eine breite Vielfalt von Substanzen mit einschließt, welche
zu einem Flüssigkeitsstrom
hinzu gegeben werden können.
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In
einer Art und Weise der Herstellung eines bevorzugten Spenders gemäß der Erfindung
wird eine Mischung eines körnigen
(granulierten), thermoplastischen Polymers und eines pulverförmigen Spenders
geliefert. Diese so bereitgestellte Mischung wird dann bei einer
im voraus gewählten Temperatur
und bei einem im voraus gewählten Druck
geformt, um einen erfindungsgemäßen Spender
herzustellen. Eine breite Vielfalt von Formtechniken können gemäß den Verfahren
der Erfindung eingesetzt werden, solche Techniken sind nach dem Stand
der Technik bekannt. Obwohl es nicht bezweckt ist, dass die vorliegende
Erfindung durch irgendeine Theorie beschränkt wird, durch welche sie ihr
vorteilhaftes Ergebnis erzielt, so glaubt man doch, dass, wenn die
Polymerkörnchen
erhitzt werden, die äußeren Oberflächen derselben
weich oder klebrig werden. Wenn dieses auftritt, verursacht der
auf die Mischung ausgeübte
Druck, dass die Polymerkörnchen
miteinander in Kontakt treten und zusammen aneinander haften. Danach,
wenn der Spender abkühlt,
werden die Kontaktstellen relativ starke Haftstellen, somit wird
eine relativ feste Zusammensetzung geliefert, welche im Verlauf
des normalen Gebrauches resistent ist gegenüber einer Verstaubung, einem
Zerbröckeln
und gegenüber
einem Zerbrechen.
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Es
versteht sich, dass eine breite Vielfalt von Materialspezifikationen
(wie etwa Polymertyp, Polymergröße, Größenverteilung
der Körnchen,
Typ des Spendergutpulvers, Größenverteilung
der Partikel des Spendergutpulvers und Verhältnis des Polymers zu dem Spendergut)
und auch eine breite Vielfalt von Verfahrensparametern (wie etwa
Temperatur und Druck) gemäß der Erfindung
verwendet werden können,
um Spender mit verschiedenen, vorteilhaften, kennzeichnenden Eigenschaften
bereitzustellen. Zum Beispiel können
erfindungsgemäße Spender gemäß der Erfindung
so hergestellt werden, dass sie verschiedene Geschwindigkeiten aufweisen,
mit denen die Spendergutmaterialien in einen Flüssigkeitsstrom einleiten. Man
glaubt, dass diese Geschwindigkeiten der Einleitung teilweise abhängig sind
von den Dimensionsabmessungen der internen Kanäle und Poren, welche gesteuert
werden können,
indem die hierin beschriebenen Materialspezifikationen und Verfahrensparameter
variiert werden. Es liegt innerhalb der Fähigkeit eines Experten auf
diesem Gebiet, welcher zudem mit der Beschreibung der vorliegenden
Erfindung gewappnet ist, ohne ein vorheriges kompliziertes Herumexperimentieren
vorteilhafte Kombinationen von Materialien und Parametern gemäß der Erfindung
auszuwählen,
um Spender mit verschiedenen Geschwindigkeiten der Freisetzung ihres
Spendergutes zu liefern.
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Um
Spender gemäß der Erfindung
mit verschiedenen Spendergut-Freisetzungs- Charakteristiken zu liefern,
werden Spender hergestellt, in welchen das allgemeine Volumen der
internen Kanäle sich
unterscheidet (wodurch die Menge an Spendergut variiert wird, welche
der Spender hält)
und/oder in welchen die Dimensionsabmessungen der internen Kanäle und der
Poren sich unterscheiden (wodurch die Geschwindigkeit variiert wird,
mit welcher das Spendergut aus dem Spender in einen Flüssigkeitsstrom
hinein gesogen wird). Die Dimensionsabmessungen der internen Kanäle und der
Poren eines erfindungsgemäßen Spenders
können
variiert werden zum Beispiel, indem man thermoplastische Polymerkörnchen mit
größeren oder
mit kleineren Größen der Körnchen auswählt, indem
man die Verfahrenstemperatur oder den Verfahrensdruck anpasst, bei
der bzw. bei dem die erfindungsgemäßen Spender geformt werden,
und/oder indem man das Verhältnis der
Polymerkörnchen
zu dem Spendergutpulver in einer Mischung, welche in einen erfindungsgemäßen Spender
geformt werden soll, variiert. Die Poren weisen eine mittlere Größe von etwa
20 bis etwa 200 Mikron auf. Stärker
bevorzugt wird, dass die Poren eine mittlere Größe von 40 Mikron bis 150 Mikron
aufweisen und am stärksten
bevorzugt man 134 Mikron bis 144 Mikron. Es versteht sich, dass
die Dimensionsabmessungen der internen Kanäle in einer direkten Korrelation
zu den Größen der
Poren stehen werden.
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Zusätzlich versteht
ein Experte auf diesem Gebiet, dass verschiedene thermoplastische
Polymere oder Polymere mit verschiedenen Molekulargewichten typischerweise
verschiedene Schmelz- und Verfestigungsmerkmale aufweisen. Daher
liegt es im Wirkungsbereich eines Experten auf diesem Gebiet, ein
für eine
gegebene Anwendung geeignetes Polymer auszuwählen. Unter dieser Berücksichtigung gibt
es eine große
Anzahl von Unternehmen, welche zur Zeit Spender aus porösem Kunststoff
herstellen, wie etwa zum Beispiel M.A. Industries, Inc. Peachtree,
Georgia; Porex Technologies Corp., Fairburn, Georgia; Gen Pore,
Inc., Redding, Pennsylvania; und Innerflow, Inc., New York, New
York. Es liegt innerhalb der Qualifikation der Arbeitnehmer dieser Unternehmen,
die Abgabeeigenschaften gemäß der Erfindung
ohne ein kompliziertes Herumexperimentieren zu variieren.
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Thermoplastische
Polymerkörnchen,
welche dazu verwendet werden, um einen erfindungsgemäßen Spender
herzustellen, weisen vorzugsweise eine Größenverteilung auf, bei welcher
mindestens etwa 90 % der Körnchen
in dem Bereich zwischen etwa 30 und etwa 120 Siebgröße liegen.
Stärker
bevorzugt man, dass mindestens etwa 90 % der Körnchen in einem Bereich zwischen
etwa 50 und etwa 100 Siebgröße liegen
und am stärksten
bevorzugt man, dass etwa 90 % in einem Bereich zwischen etwa 50
und etwa 70 Siebgröße liegen.
Es versteht sich, dass dort, wo es erwünscht ist, dass das Spendergut
relativ schnell aus einem erfindungsgemäßen Spender freigesetzt wird,
eine größere Körnchengröße vorzugsweise
gewählt
werden kann und dass dort, wo es erwünscht ist, dass das Pulver
langsamer verteilt werden soll, vorzugsweise eine kleinere Körnchengröße gewählt werden
kann.
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Bei
dem Herstellen eines Spenders gemäß einem Aspekt der Erfindung
weist die Mischung aus den Polymerkörnchen und aus einem Spendergutpulver,
welche geformt werden soll, vorzugsweise ein Verhältnis Polymer:
Spendergut von etwa 6:4 bis etwa 9:1 auf, bezogen auf das Gewicht,
stärker
bevorzugt von etwa 7:3 bis etwa 8:2, bezogen auf das Gewicht. Das
bevorzugte Verhältnis
hängt jedoch von
den spezifischen Ausgangsmaterialien ab, welche für die Verwendung
ausgewählt
worden sind, und von den Größenverteilungen
derselben (oder von den physikalischen Eigenschaften, wenn das Spendergut
eine Flüssigkeit
ist).
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Es
ist wichtig bei den Verfahren der Erfindung, dass die Polymerkörnchen in
einer ausreichend großen
Menge vorhanden sind, dass, bei Anwendung von Druck, im Wesentlichen
jedes Körnchen
mit mindestens zwei anderen Körnchen
in Kontakt kommt, und vorzugsweise mit drei oder mehr anderen Körnchen.
Wenn die Temperatur der Mischung auf eine zufrieden stellende Höhe für das Formen
gemäß der Erfindung
angehoben ist, und wenn die äußeren Oberflächen der
Polymerkörnchen
auf einen klebrigen Zustand weich gemacht sind, dann liefern die
Kontaktstellen zwischen den Körnchen
Haftungsstellen. Über
eine nachfolgende Abkühlung
des Spenders werden die Haftungsstellen verstärkt, um so eine relativ feste
Bindung einzugehen. Somit bestehen dort, wo das Verhältnis der
Polymerkörnchen zu
den Teilchen des Spendergutes ausreichend hoch genug ist, ausreichend
viele Kontaktstellen, um einen Spender mit einer guten Zugfestigkeit
und mit einer guten Resistenz gegenüber einer Pulverisierung/einem
Zerbröckeln
zu liefern. Es versteht sich, dass ein Spender, welcher unter Verwendung
einer Mischung mit einem überschüssigen Verhältnis an
darin enthaltenem Spendergut geformt wird, eine nicht zufrieden stellende
Zugfestigkeit aufweist oder dass es insgesamt misslingen kann, den
Spender überhaupt
zu formen.
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Es
versteht sich auch, dass ein Verhältnis von Polymerkörnchen zu
Spendergutteilchen, welches relativ hoch ist, zu einem Spender führen wird, welcher
das Spendergut relativ langsam in einen Flüssigkeitsstrom freisetzt und
in einer relativen kleinen Gesamtmenge. In bestimmten Aspekten der
Erfindung, wie etwa zum Beispiel dort, wo es erwünscht ist, dass ein Arzneimittel
aus einem erfindungsgemäßen Spender
mit einer relativ kleinen Geschwindigkeit in einen Flüssigkeitsstrom
eingeleitet wird, wird man ein hohes Verhältnis von Polymer: Spendergut vorziehen.
In alternativen Ausführungen
jedoch, wo zum Beispiel Geschmacksstoffe, Mineralien oder höhere Dosierungen
von Arzneimitteln erwünscht
sind, dort zieht man ein niedrigeres Verhältnis von Polymer: Spendergut
vor, innerhalb eines erwünschten Bereiches
zur Herstellung eines ausreichend festen Spenders.
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Es
ist wichtig in der Praxis der Erfindung, eine zu hohe oder zu niedrige
Temperatur oder einen zu hohen oder zu niedrigen Druck bei dem Formverfahren
zu vermeiden. In dem ersteren Fall (d.h. bei einer übermäßigen Temperatur
und/oder bei einem übermäßigen Druck)
kann der Spender allzu sehr verdichtet werden, wodurch verursacht
wird, dass das Polymer das Pulver des Spenderguts umschließt, was
zu einem Spender führt,
welcher einem festen Block ähnelt.
Man glaubt, dass dieses Phänomen
das miteinander verbundene, interne Netzwerk an Kanälen beschädigt oder
zerstört
und dass es die abgebende Funktion des Spenders aufhebt. Dort, wo die
Temperatur und/oder der Druck zu niedrig sind, kann es passieren,
dass der daraus resultierende, geformte Spender keine angemessene
Zugfestigkeit aufweist und dass der Spender daher zu der Tendenz neigt,
zu zerkrümeln
oder auseinander zu zerbrechen.
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Zum
Zwecke der Wirksamkeit (Effizienz) bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Spenders zieht
man es vor, dass das gemäß der Erfindung
für den
Gebrauch ausgewählte
Polymer eine Schmelztemperatur von etwa 40°C (etwa 115°F) bis etwa 212°C (etwa 415°F) aufweist,
stärker
bevorzugt von etwa 88°C
(etwa 190°F)
bis etwa 171°C
(etwa 340°F) und
am stärksten
bevorzugt von etwa 116°C
(etwa 240°F)
bis etwa 143°C
(etwa 290°F).
Gemäß einem bevorzugten
Aspekt der Erfindung ist das thermoplastische Polymer, welches verwendet
wird, um einen erfindungsgemäßer Spender
herzustellen, Polyethylen. Ein Polyethylenmaterial, welches vorteilhaft gemäß der Erfindung
verwendet werden kann, ist HOLTALEN GHR 8020, welches im Handel
von der Hoechst AG, Werk Ruhrchemie, D-46128 Oberhausen, erhältlich ist.
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Es
versteht sich, dass dort, wo es erwünscht ist, dass das Pulver
relativ schnell aus einem erfindungsgemäßen Spender verteilt wird,
vorzugsweise eine niedrigere Temperatur und/oder ein niedrigerer Druck
in dem Formverfahren gewählt
werden kann. Im Gegensatz dazu kann dort, wo es erwünscht ist, dass
das Pulver langsamer verteilt wird, vorzugsweise eine höhere Temperatur
und/oder ein höherer Druck
gewählt
werden. Es versteht sich auch, dass der Gebrauch von anderen vorteilhaften,
thermoplastischen Polymeren, wie etwa zum Beispiel Polypropylen,
zu einem unterschiedlich bevorzugten Bereich von Temperaturen und
Drücken
führen
kann. Es liegt im Wirkungsbereich eines Experten auf diesem Gebiet,
die bevorzugten Bereiche von Temperatur und Druck für ein gegebenes
thermoplastisches Polymer auf der Grundlage der Prinzipien der Erfindung
zu bestimmen.
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Ein
Spender, welcher ein flüssiges
Spendergut umfasst, das innerhalb des inneren Netzwerks von Kanälen gehalten
wird, das durch eine poröse Kunststoffmatrix
definiert wird, kann alternativ durch ein erstes Formen einer porösen Kunststoffmatrix hergestellt
werden und dann durch das Einleiten eines flüssigen Spenderguts in das innere
Netzwerk von Kanälen,
um einen Spender zu liefern. Um die poröse Kunststoffmatrix herzustellen,
wird zuerst ein körniges,
thermoplastisches Polymer in eine gewünschte Form geformt, wie es
oben beschrieben ist, aber in Abwesenheit eines Spendergutmaterials.
Ein flüssiges
Spendergut kann dann in die inneren Kanäle des so geformten Spenders
eingeleitet werden, zum Beispiel durch ein Einbringen des Spenders
in ein im Wesentlichen vorhandenes Vakuum und dann durch ein Eintauchen
des Spenders in das flüssige Spendergut,
so dass das Spendergut durch die Poren und in das innere Netzwerk
von Kanälen
fließt. Nachdem
das flüssige
Spendergut auf diese Weise in den Spender eingeleitet worden ist,
kann der Spender dann vorteilhaft verwendet werden, so wie hierin beschrieben,
um die Flüssigkeit
in den Flüssigkeitsstrom
zu verteilen, wenn der Strom in einen Kontakt mit dem Spender kommt.
Es versteht sich auch, dass ein erfindungsgemäßer Spender, welcher erschöpft wurde,
d.h., in welchem das Spendergut verbraucht und erschöpft worden
ist, vorteilhaft wieder mit einem flüssigen Spendergut wie beschrieben
neu aufgeladen werden kann. Der normale Gebrauch eines erfindungsgemäßen Spenders ändert nicht
wesentlich die vorteilhafte, interne Struktur der porösen Kunststoffmatrix.
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In
alternativen, vorteilhaften Aspekten der Erfindung werden erfindungsgemäße Spender
geliefert, welche sowohl eine Filterfunktion als auch eine Verteilungsfunktion
durchführen.
Es versteht sich, dass ein Spender, welcher nicht zum Filtern verwendet
werden soll, sondern primär
zum Verteilen verwendet werden soll, so wie jene oben beschriebenen Spender,
vorzugsweise so ausgelegt werden wird, um die Zielflüssigkeit
in Kontakt damit hindurch treten zu lassen, aber so, dass kein Druckgradient
quer über
den Spender aufgebaut wird. Als solches sieht man, dass ein wesentlicher
Teil der Flüssigkeit
nicht durch den Spender hindurch treten wird, sondern einfach in
Kontakt mit dem Spender hindurch treten wird, um daraus das Spendergut
aufzunehmen. Man erwartet, dass ein kleinerer Teil der Flüssigkeit
durch die Poren hindurch treten und in die internen Kanäle eintreten
wird und tatsächlich
glaubt man, dass der Durchtritt von einiger Flüssigkeit in den Spender die Verteilungseigenschaften
des Spenders erweitern wird. Weil es dort jedoch im Wesentlichen
keinen Druckgradienten quer über
den Spender gibt, tritt ein wesentlicher Teil der Flüssigkeit
nicht durch die internen Kanäle
des Spenders hindurch und das Spendergut wird daher bei einer gleichmäßigeren
Geschwindigkeit und während
einer längeren
Zeitdauer in die Flüssigkeit
eingeleitet.
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Im
Gegensatz dazu versteht es sich, dass bei einem Spender, welcher
für den
Gebrauch als ein Filter und als ein Spender konfiguriert ist, im
Wesentlichen die gesamte Flüssigkeit
durch die Poren und durch die internen Kanäle hindurch treten muss, um einen
zufrieden stellenden Filtergrad zu erzielen. Daher wird ein Druckgradient
quer über
den Spender notwendig sein, um im Wesentlichen die gesamte Flüssigkeit
dazu zu veranlassen, durch den Spender hindurch zu treten. Dies
ist insbesondere offensichtlich, wenn die durchschnittliche Porengröße des Spenders
zum Beispiel von etwa 5 bis etwa 25 Mikron reicht. Um einen annehmbaren
Geschwindigkeitsfluss durch den Spender zu erzielen, ist es notwendig,
einen Druckgradienten quer über
den Spender aufzubauen, zum Beispiel, indem man einen Unterdruck
auf den Teil des Spenders gegenüber
der Flüssigkeit
ausübt
(d.h., durch Ansaugen) oder indem man einen Druck auf den Teil des
Spenders im Kontakt mit der Flüssigkeit
ausübt
(d.h. durch ein Zusammendrücken
einer Flasche, welche die Flüssigkeit
enthält).
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In
einer Art, wie man diese zweifache Funktionalität des Filterns/Verteilens erzielt,
wird ein Spender hergestellt, indem eine Mischung aus Polymerkörnchen und
aus einem pulverförmigen
Spendergut bereitstellt, wie oben beschrieben, und indem man weiterhin
zu der Mischung kleine Teilchen aus Aktivkohle hinzu gibt. Die so
bereitgestellte Mischung wird dann bei einer vorgewählten Temperatur
und bei einem vorgewählten
Druck geformt, um einen erfindungsgemäßen Filter/Spender 90 herzustellen,
wie in 11 gezeigt. Wie oben beschrieben,
kann eine breite Vielfalt von Formtechniken gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren
verwendet werden und eine breite Vielfalt von Materialspezifikationen
und Parametern kann verwendet werden, um Spender mit einer Vielfalt
gewünschter
Eigenschaftsmerkmale bereitzustellen. Aktivkohle ist im Handel leicht
erhältlich
und man zieht es in der Praxis der Erfindung vor, dass der Kohlenstoff
eine Siebgröße im Wesentlichen
zwischen etwa 50 und etwa 325 Siebgrößen aufweist. Stärker bevorzugt
man, dass die Aktivkohle eine Siebgröße im Wesentlichen zwischen
etwa 80 und etwa 200 Siebgrößen aufweist.
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Bei
der Herstellung eines Filters/Spenders 90 gemäß diesem
Aspekt der Erfindung weist die Mischung aus Polymerkörnchen,
Aktivkohle und aus pulverförmigem
Spendergut, welche geformt werden soll, vorzugsweise ein Verhältnis (Polymer
+ Spendergut): Kohlenstoff von etwa 6:4 bis etwa 8:2 auf bezogen
auf das Gewicht, stärker
bevorzugt von etwa 6,5:3,5 bis etwa 7,5:2,5 bezogen auf das Gewicht und
am stärksten
bevorzugt von etwa 7:3 bezogen auf das Gewicht. Wie oben beschrieben
hängt das bevorzugte
Verhältnis
jedoch, unter anderen Faktoren, von den spezifischen Ausgangsmaterialien,
welche für
die Verwendung ausgewählt
worden sind, und von deren Größenverteilungen
ab.
-
Obwohl
ein Filter/Spender, wie beschrieben, vorzugsweise als ein Merkmal
Porengrößen aufweisen
kann, wie sie oben mit Berücksichtigung
auf Spender beschrieben sind, die primär zum Verteilen verwendet werden,
verstehen die Experten auf diesem Gebiet, dass kleinere Porengrößen für einige Verwendungen
bevorzugt werden können,
so dass der Spender wirkungsvoller Verunreinigungen aus der Flüssigkeit
filtern wird. Zum Beispiel zieht man es in einem Aspekt der Erfindung
vor, dass der Filter/Spender als Merkmal eine durchschnittliche
Porengröße von etwa
5 Mikron bis etwa 60 Mikron aufweist.
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Es
versteht sich, wie oben erwähnt,
dass ein so wie beschrieben hergestellter Spender zum gleichzeitigen
Filtern einer Flüssigkeit
und zum Einleiten eines Spendergutes da hinein vorzugsweise derart
konfiguriert werden wird, dass im Wesentlichen die gesamte Zielflüssigkeit
notwendigerweise eher durch die Poren und durch die internen Kanäle hindurch
tritt als dass sie einfach im Kontakt mit dem Spender hindurch tritt.
Eine Flüssigkeit,
welche nicht durch die Poren und durch die internen Kanäle hindurch
tritt, wird nicht gefiltert werden. Eine Konsequenz davon, dass
im Wesentlichen die gesamte Flüssigkeit
durch den Spender hindurch tritt, besteht darin, dass das Spendergut
schnell in die Flüssigkeit verteilt
werden wird, wenn es durch den Spender hindurch tritt. Solch ein
Ergebnis ist vorteilhaft zum Beispiel dort, wo es erwünscht ist,
ein Spendergut in eine kleine Menge einer Flüssigkeit zu verteilen und/oder
ein Spendergut schnell in eine Flüssigkeit zu verteilen. In einem
Aspekt der Erfindung weist ein erfindungsgemäßer Filter/Spender 90 eine
allgemein röhrenförmige Konfiguration
mit einem ersten offenen Ende und mit einem zweiten geschlossenen Ende
auf, wobei das offene Ende so konfiguriert wird, dass es an einer
Flaschenverschlusskappe oder an einer Leitung angebracht werden
kann, so wie es oben beschrieben und in der explodierten Ansicht
in 11 dargestellt ist. Mit dieser Konfiguration wird im
Wesentlichen die gesamte Flüssigkeit,
welche aus dem Behälter
heraustritt, durch den erfindungsgemäßen Filter/Spender 90 hindurch
treten. Man hat herausgefunden, wie oben erwähnt, dass ein Hindurchtreten
einer Flüssigkeit
durch die Matrix in dieser Art und Weise auch das pulverförmige Spendergut
dazu veranlasst, anfänglich
in ein Getränk
relativ schnell hindurch zu treten, mit einer Geschwindigkeit der
Einleitung, welche danach schnell abnimmt. Obwohl dies ein vorteilhaftes
Ergebnis in bestimmten Anwendungen sein mag, wird es gewöhnlich erwünscht für das Spendergut,
dass es in den wässrigen
Strom mit einer kleineren und kontinuierlicheren Geschwindigkeit
eingeleitet wird.
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In
einem alternativen Aspekt der Erfindung wird daher ein Spender 100 geliefert,
welcher eine Filterfunktion und eine gleichmäßigere Verteilungsfunktion
bereitstellt als der oben beschriebene Filter/Spender 90.
Dieser Spender 100, dargestellt in der 12,
umfasst ein erstes Element 101 mit einer im Allgemein röhrenförmigen Konfiguration,
welche eine darin verlaufende Längsaushöhlung 105 definiert,
mit einem ersten geschlossenen Ende 106 und mit einem zweiten
offenen Ende 107, wobei das offene Ende 107 konfiguriert
ist für
eine abgedichtete Anbringung an einer Flaschenverschlusskappe 50, 80, an
einem Flaschenhals 42 oder an einer Leitung 70, so
wie oben beschrieben. Das erste Element 101 umfasst eine
poröse
Kunststoffmatrix mit einer darin enthaltenen Aktivkohle und es liefert
die Filterfunktion an dem Spender. Dieses Element ist vorzugsweise
geformt, um eine durchschnittliche Porengröße von etwa 5 bis etwa 200
Mikron aufzuweisen, stärker
bevorzugt von etwa 5 bis etwa 60 Mikron. Der Spender 100 umfasst
weiterhin ein zweites Element 110, welches so geformt ist,
dass es sich in der Aushöhlung 105 des
ersten Elements 101 befindet. Das zweite Element 110 liefert
die Verteilungsfunktion und es enthält eine poröse Kunststoffmatrix und ein
Spendergutmaterial und es hat vorzugsweise eine durchschnittliche
Porengröße wie oben
beschrieben mit Bezug auf einen Spender. Das zweite Element 110 verteilt
das Spendergut in einen Flüssigkeitsstrom, welcher
schon durch das erste Element 101 hindurch getreten ist,
wenn der Strom im Kontakt mit dem zweiten Element 110 hindurch
tritt.
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Es
versteht sich, dass ein Druckgradient notwendig sein wird, um den
Strom zu veranlassen, durch das Filterelement hindurch zu treten.
Es wird jedoch vorzugsweise kein Druckgradient vorhanden sein quer über das
eine oder über
mehrere Filterelemente. Als solches wird die Flüssigkeit im Kontakt mit dem(n)
Verteilungselement(en) hindurch treten, aber sie wird im Wesentlichen
nicht durch die Verteilungselemente hindurch treten, was zu einer
relativ gleichmäßigen Einleitung
des Spendergutes in die Flüssigkeit
führt.
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Das
zweite Element 110 kann eine breite Vielfalt von Konfigurationen
aufweisen einschließlich, aber
nicht darauf beschränkt,
eine im Allgemeinen röhrenförmige Konfiguration,
wie sie in 12 bekannt gemacht ist, eine
im Allgemeinen flache Konfiguration, wie sie in den 21 und 22 dargestellt
ist, eine Konfiguration mit einem geschlossenen Ende mit radialen Öffnungen
darin analog zu dem Spender, welcher in der 10 bekannt
gemacht ist, oder einen oder mehrere feste Zylinder 111,
welche so konfiguriert sind, um innerhalb der Aushöhlung 105 zurückgehalten
zu werden, wie es in der 13 bekannt
gemacht ist. Es versteht sich, dass ein Spender oder ein Spenderzylinder,
welcher gemäß diesem
Aspekt der Erfindung hergestellt worden ist, in der Größe so zugeschnitten
sein wird, um innerhalb der Aushöhlung
des Filterelements 101 passend zu sitzen und anzuliegen.
Zusätzlich
sind die Konfigurationen des Filterelements 101 und des
Abgabeelementes 110, 111 derart, dass über die
Ausübung
eines Druckgradienten ein Getränk
wie etwa zum Beispiel Leitungswasser durch das Filterelement 101 mit einer
wünschenswerten
Trinkgeschwindigkeit hindurch tritt und dann im Kontakt mit dem
Abgabeelement 110, 111 hindurch tritt. Man glaubt,
dass man die besten Verteilungseigenschaften erhält, wenn das Getränk im Kontakt
mit dem Abgabeelement 110, 111, aber nicht durch
das Abgabeelement 110, 111 hindurch tritt.
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In
einem alternativen Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung mit
einem zweifachen Nutzungszweck, nämlich Filter/Spender 120,
geliefert, welcher ein oder mehrere Abgabeelemente 121 umfasst,
die in das Filterelement 122 eingebettet sind, wie es in
der 14 gezeigt ist. Das eine oder die mehreren Abgabeelemente 121 sind
vorzugsweise innerhalb des Filterelements eingebettet mittels eines
Verfahrens, welches umfasst (1) die Bildung einer Vielzahl von Abgabeelementen 121,
wobei die Abgabeelemente eine interne Struktur als Spender und Elemente
aufweisen, so wie oben beschrieben, und wobei sie ein darin befindliches
Spendergut aufweisen; (2) ein Mischen der vorgeformten Abgabeelemente 121 mit
einem körnigen,
thermoplastischen Polymer und mit partikulärer Aktivkohle, um eine Mischung
bereitzustellen; und (3) ein Formen der Mischung, um einen Filter/Spender 120 zu
liefern mit einem oder mit mehreren Abgabeelementen 121,
welche in ein Filterelement 122 eingebettet sind. In einer bevorzugten
Ausführung
sind die Abgabeelemente so hergestellt, um im Wesentlichen sphärische oder eiförmige Konfigurationen
aufzuweisen. Solche Abgabeelemente weisen vorzugsweise Durchmesser von
etwa 1 mm bis etwa 10 mm auf, stärker
bevorzugt von etwa 2 mm bis etwa 8 mm und am stärksten bevorzugt von etwa 2
mm bis etwa 5 mm. Ein gemäß diesem
Aspekt der Erfindung hergestellter Spender weist vorzugsweise eine
im Allgemeinen zylindrische Gestalt auf, so wie es in der 15 (ein "Blockdesign") dargestellt ist,
oder eine röhrenförmige Gestalt wie
etwa das Filterelement 101, welches in den 12 und 13 gezeigt
ist, so konfiguriert, um zum Beispiel an einem Hals eines Flaschenbehälters angebracht
werden zu können;
an einer Flaschenverschlusskappe; oder an einer Leitung wie etwa
an einem sportlichen Strohhalm einer Flasche zum Entleeren eines
Getränks
aus einem Behälter
während der
Trinkaufnahme durch den Trinker. Es versteht sich, dass man es für das Anbringen
an einer Leitung vorzieht, dass der Spender eine Aushöhlung 125 darin
für den
Einsatz der Leitung aufweist, wie es in der 16 dargestellt
ist.
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Man
erwartet bei einem Spender, welcher so konfiguriert ist, wie es
in 14 gezeigt und wie es oben in Bezug dazu beschrieben
ist, dass ein Teil der Flüssigkeit,
welcher durch das Filterelement hindurch tritt, auf Grund des allgemeinen
Druckgradienten auch durch die Abgabeelemente hindurch treten wird.
Man erwartet daher, dass dieser Aspekt der Erfindung einen vorteilhaften
Einsatz in Anwendungen findet, bei denen man es vorzieht, dass das
Spendergut relativ schnell in die Flüssigkeit eingeleitet wird.