EP2353483B1 - Staubbeutel mit Mikrokapseln - Google Patents

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EP2353483B1
EP2353483B1 EP11151827.0A EP11151827A EP2353483B1 EP 2353483 B1 EP2353483 B1 EP 2353483B1 EP 11151827 A EP11151827 A EP 11151827A EP 2353483 B1 EP2353483 B1 EP 2353483B1
Authority
EP
European Patent Office
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dust bag
microcapsules
active ingredient
dust
bag according
Prior art date
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Active
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EP11151827.0A
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English (en)
French (fr)
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EP2353483A3 (de
EP2353483A2 (de
Inventor
Dr. Wolfgang Czado
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wolf PVG GmbH and Co KG
Original Assignee
Wolf PVG GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Wolf PVG GmbH and Co KG filed Critical Wolf PVG GmbH and Co KG
Publication of EP2353483A2 publication Critical patent/EP2353483A2/de
Publication of EP2353483A3 publication Critical patent/EP2353483A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2353483B1 publication Critical patent/EP2353483B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L7/00—Suction cleaners adapted for additional purposes; Tables with suction openings for cleaning purposes; Containers for cleaning articles by suction; Suction cleaners adapted to cleaning of brushes; Suction cleaners adapted to taking-up liquids
    • A47L7/04—Suction cleaners adapted for additional purposes; Tables with suction openings for cleaning purposes; Containers for cleaning articles by suction; Suction cleaners adapted to cleaning of brushes; Suction cleaners adapted to taking-up liquids for using the exhaust air for other purposes, e.g. for distribution of chemicals in a room, for sterilisation of the air
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A47L7/06—Suction cleaners adapted for additional purposes; Tables with suction openings for cleaning purposes; Containers for cleaning articles by suction; Suction cleaners adapted to cleaning of brushes; Suction cleaners adapted to taking-up liquids for using the exhaust air for other purposes, e.g. for distribution of chemicals in a room, for sterilisation of the air for supporting the suction cleaner on the exhaust air
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/10—Filters; Dust separators; Dust removal; Automatic exchange of filters
    • A47L9/14—Bags or the like; Rigid filtering receptacles; Attachment of, or closures for, bags or receptacles

Definitions

  • the present invention relates to a dust bag according to the preamble of claim 1.
  • Dust bags develop unpleasant smells due to the absorption of dust and especially organic particles due to decomposition phenomena.
  • the DE 694 16 529 T2 discloses a deodorant dispenser for a vacuum cleaner in which an active agent dispenser is disposed on an outside of the vacuum cleaner bag. To deliver the active agent, a strip on an exterior surface of the delivery device can be peeled off.
  • a vacuum cleaner filter bag which is equipped on an inside with a fragrance bag.
  • the U.S. 5,074,997 discloses a filter bag for a vacuum cleaner in which an odorous substance is released into the air stream.
  • a dust bag has microcapsules.
  • the microcapsules are constructed in such a way that an active ingredient or an active ingredient mixture is completely enveloped by a capsule material.
  • the active ingredient and the active ingredient mixture are solid, liquid or even gaseous or are dissolved in a solvent.
  • the effect of the microencapsulation of the active ingredient is that the active ingredient in question is only released when the capsule material has been at least partially removed by the mechanical action of movable dust particles and the like.
  • the microencapsulated active ingredient is applied to a material layer of the dust bag and / or introduced into a material layer of the dust bag and / or is arranged between two material layers of the dust bag.
  • the microcapsules can be introduced during the production of the wall material of the dust bag and integrated into the manufacturing process.
  • the application or introduction of the microcapsules into the wall material can take place, for example, in the case of paper filters by impregnation, printing or embossing.
  • the active ingredient can be introduced in liquid or powder form between the layers while the individual material layers are being laid.
  • Other possibilities of fixing the microcapsules on the material are also possible, provided they are suitable for implementation in mass production.
  • the microencapsulated active ingredient contains a perfume, an antimicrobial agent, an odor-binding substance and / or an oxidizing substance.
  • a perfume and an antimicrobial agent can also be selected, so that odors are eliminated and microorganisms are killed at the same time.
  • microcapsules have a diameter of 1-1000 ⁇ m, preferably 5-200 ⁇ m, so that economical metering and fine distribution of the microcapsules and the microcapsules is made possible can also be incorporated into nonwoven and paper materials without negatively affecting the tear resistance and material stability of the materials.
  • At least 30% of the capsule shells of the microcapsules deviate by at least 20% from the mean value of all layer thicknesses, as this means that some capsule shells release the active ingredient within the first 1-4 hours of suction and other microcapsules only release the active ingredient after prolonged mechanical stress release, for example after 4-12 hours of suction.
  • microcapsules are loosely arranged in the dust bag, so that the active ingredient, preferably an odor-absorbing active ingredient or oxidizing active ingredient, comes into direct contact with the odor-causing constituents of the dust and, when a filter cake is formed, odor is also eliminated within the filter cake.
  • active ingredient preferably an odor-absorbing active ingredient or oxidizing active ingredient
  • the microcapsules are fixed on a material surface in the interior of the dust bag, so that the odorous substances and microorganisms cannot penetrate the filter wall without being neutralized.
  • a distribution of the microcapsules on the surface of the dust bag wall can also be specified, so that an economical application can take place in the areas with which the dirt particles come into little contact, for example the inflow opening.
  • microcapsules in the dust bag are fixed at the level of the inflow opening on the opposite side to the inflow opening in the dust bag, since this is where the greatest exposure of the material to dirt particles occurs.
  • microcapsules are advantageously distributed to different extents on the inner wall of the dust bag and / or in a material layer of the dust bag and / or between several material layers of the dust bag, so that the air particle flow only gradually destroys all microcapsules.
  • microcapsules are advantageously fixed by gluing or by introducing them into a porous support structure. This prevents the microcapsules from trickling out of the filter bag.
  • the microcapsules are arranged on the outside of the dust bag in such a way that the microencapsulation is advantageously destroyed by friction on an inner wall of an appliance dust compartment by inflating the dust bag in suction mode.
  • the microcapsules are advantageously set in one or more air-permeable or air-impermeable containers in the dust bag, the microcapsules being loosely or fixedly arranged in the container so that the distribution of the microcapsules is limited by the dimensions of the container and the air-particle flow can be aimed specifically at this container.
  • the dimensions of the suction bag and the container can be matched to the respective vacuum cleaner, which leads to a material saving in the microcapsules used.
  • the one or more containers can be destroyed by an air-particle flow, so that detached microcapsules are prevented from trickling out before the suction operation.
  • the container can particularly advantageously cover a suction nozzle opening of the dust bag, so that the container, for example a bag or a container for reversing the flow, is pierced by a suction nozzle or by the air-particle flow and the bag releases the microcapsules contained therein into the interior of the dust bag .
  • the microcapsules in the filter bag are attached to a carrier material.
  • This carrier material can be designed, for example, as one or more fibers, pieces of foam rubber or the like and fixed on the filter material or preferably arranged freely movable in the suction bag.
  • Any commercially available dust bag for use in vacuum cleaners can be used as a dust bag.
  • the dust bag is made of paper or fleece, for example, the active ingredient being introduced into the wall material of the dust bag in different ways.
  • the dust bag has an inflow opening.
  • microcapsules are an encapsulation of a solid, liquid or even gaseous active ingredient with a polymeric or inorganic substance.
  • An active ingredient is also to be understood as a combination of several active ingredients in a mixture.
  • the active ingredient can also be present in a solution, for example an alcoholic solution or a gel in diluted form.
  • Gaseous or highly volatile liquid active ingredients can be present dissolved in a solid or liquid carrier material as active ingredient, which was then encapsulated.
  • the polymeric or inorganic material enveloping the active substance is referred to in the following as the capsule shell.
  • the liquid core materials can be encapsulated, for example, using the stirred tank process.
  • starting materials for forming the wall material are dissolved and the core material is dispersed in this solution.
  • the formation of the wall material as a result of a polymerization reaction is then initiated by a pH or temperature change, the addition of precipitants or polymerization starters.
  • the finished capsules are then separated from the liquid phase and dried.
  • Other possibilities for encapsulation are, for example, the double emulsion process, for example using a water-in-oil-in-water double emulsion.
  • Another particularly advantageous method for microencapsulation consists in applying an oscillation to a thin liquid jet in which both the core material and the strip material are present as a solution, sol, suspension or melt.
  • the oscillation creates regular drops, which can also be charged with the help of high voltage. Due to the physical When the particles are repelled, almost round droplets are formed that cool in free fall so that, for example, an active ingredient can be enclosed in wax. As an alternative to this, drying can also take place so that the active substance is absorbed by sugar or, in the case of polymerisation of the starting materials of the wall material around the suspended core material.
  • microencapsulation can of course also be used, in particular to ensure the formation of microcapsules with a diameter of 1-1000 ⁇ m, preferably 5-200 ⁇ m.
  • a smaller size divergence can be achieved, for example, in the case of the dropping process.
  • the diameter of the microcapsules is preferably 1 to 1000 ⁇ m, particularly preferably 5 to 200 ⁇ m.
  • the layer thickness of the capsule shell depends essentially on the material properties of the capsule shell and the active ingredient encapsulated therein, in particular the diffusion coefficient.
  • the layer thickness of the capsule shell is to be chosen so that the wall material is destroyed by sucking in air and the dirt, dust and mineral grains that are entrained with it, and the active ingredient is released after the wall material has been destroyed.
  • the layer thicknesses of the capsule shells of the microcapsules are different. They can vary in such a way that at least 20%, preferably 40-80% of the capsule shells differ in their layer thickness by at least 30%, preferably by at least 50%, from the mean value of the layer thicknesses of all microcapsules.
  • the capsule shells It is advantageous if at most 50%, preferably at most 20%, particularly preferably 5-15% of the capsule shells have such a small layer thickness that they are already exposed to an air particle flow of 100-200 km / h within a A period of 15 minutes or less are destroyed, while at least 40% of the capsule shells withstand the air-particle flow for at least 60 minutes without the active ingredient being released. This means that the active ingredient can be released over a long period of time.
  • microcapsules are loosely distributed in the bag or incorporated into the wall material of the bag.
  • An inflow opening for receiving the sucked in dirt particles is usually provided on a dust bag. It is particularly advantageous if the microcapsules are placed opposite the inflow opening in the dust bag so that sucked-in dirt, dust and mineral grains hit the surface on which the microcapsules are located when they enter the dust bag.
  • the release of active ingredient, in particular fragrance can be controlled by arranging the microcapsules in the dust bag, in particular by uneven distribution of the active ingredient on the wall in the interior of the dust bag.
  • An uneven distribution can be achieved, for example, by means of a printed pattern, so that the distribution or concentration of the microcapsules is not the same at all points in the suction bag, but rather higher at some points than at others.
  • the area on or in which the microcapsules are distributed and which is arranged opposite the inflow opening of the dust bag is up to 5% of the total inner wall area of the dust bag.
  • microcapsules In the area of the wall opposite the inflow opening, 20-100% of the material is covered with microcapsules, while in areas of the dust bag in which the wall material is less exposed to dust, only 1-5% of the material surface is covered with microcapsules.
  • microcapsules can, for example, be arranged on an impact protection device or incorporated into the material of the impact protection device.
  • the capsule shell of the microencapsulated active ingredient can be particularly advantageously destroyed by the action of mechanical forces, such as by colliding with the grains of dirt, dust and mineral that are entrained in the 100-200 km / h air flow and that hit the wall material and those on it or microcapsules located therein.
  • the capsule shells arranged there are immediately destroyed, so that the active substance located therein is released.
  • the air-particle flow is deflected to the peripheral edge areas of the surface described above, whereby it loses flow speed.
  • the microcapsules applied in these edge areas only release the active ingredient after a long exposure time to the air-particle flow.
  • More microcapsules can also be arranged in or on such areas of the inner wall than in or on the surface directly controlled by the particle air flow, since these microcapsules may only be destroyed after prolonged exposure.
  • the respective dimensions of the surfaces depend on the dimensions of the dust bag.
  • the non-woven fabric when laying the non-woven fabric, it is possible to introduce microcapsules in different concentrations between the individual layers of the non-woven fabric, so that a concentration depth profile of the non-woven fabric is created.
  • the active ingredient in the upper layer can be released first and the microcapsules in the lower layers are only released when the air stream penetrates into these layers.
  • the active ingredient can preferably comprise a fragrance, which is present as an oil or an alcoholic solution or an antimicrobial active ingredient or a mixture of active ingredients, such as e.g. Triclosan or essential oils of camphor, cedar extract or eucalyptus extract.
  • a fragrance which is present as an oil or an alcoholic solution or an antimicrobial active ingredient or a mixture of active ingredients, such as e.g. Triclosan or essential oils of camphor, cedar extract or eucalyptus extract.
  • Odor-binding active ingredients for example cyclic oligosaccharins such as cyclodextrins or zinc ricinoleate, or oxidizing substances, in particular inorganic or organic peroxidic compounds, can also be used as active ingredients.
  • one or more storage containers with microcapsules are also arranged in a dust bag which tear through mechanical stress and release the microcapsules located therein into the interior of the dust bag.
  • the storage container is advantageously fixed on the inside of the holding plate of the dust bag.
  • the microcapsules can also be arranged as agglomerates on a carrier substance, for example on fibers, preferably 3-100 mm in length, or on pieces of foam rubber.
  • the carrier material can be present loosely in the dust bag or be fixed, preferably in such a way that an incoming air-particle stream flows around the carrier material and releases the corresponding active ingredient by destroying the capsule shells of the microcapsules.
  • a partition in the interior of the dust bag as in FIG DE 202006016303U disclosed, be arranged, in the material of which microcapsules are incorporated or are applied, whereas the walls delimiting the dust bag do not have any microcapsules.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Staubbeutel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Staubbeutel entwickeln durch Aufnahme von angesaugtem Staub und insbesondere organischen Partikeln unangenehme Gerüche, infolge von Zersetzungserscheinungen.
  • Bislang wird dieses Problem dadurch gelöst, dass geruchsabsorbierende Perlen oder parfumgetränktes Trägermaterial in das Material des Staubbeutels eingebracht wird. Nachteilig dabei ist, dass derartige Produkte in Mehrschichtfolien oder metallisierte Folien verpackt werden müssen, damit Wirkstoffe, wie z .B. leicht flüchtige Duftstoffe, nicht bereits nach kurzer Lagerzeit verbraucht sind. Das zusätzliche Verpackungsmaterial sorgt dabei für zusätzliche Kosten und für zusätzliche Abfälle.
  • Die DE 694 16 529 T2 offenbart einen Deodorantdispenser für einen Staubsauger, bei dem eine Abgabeeinrichtung für ein aktives Mittel auf einer Außenseite des Staubsaugerbeutels angeordnet ist. Um das aktive Mittel abzugeben, kann ein Streifen an einer Außenfläche der Abgabeeinrichtung abgezogen werden.
  • In der DE 43 11 258 C1 ist ein Staubsaugerfilterbeutel offenbart, der an einer Innenseite mit einem Duftstoffbeutel ausgerüstet ist.
  • Die US 5,074,997 offenbart einen Filterbeutel für einen Staubsauger, bei dem ein Geruchsstoff in den Luftstrom abgegeben wird.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Staubbeutel zu schaffen, welcher den Austritt von unangenehmen Gerüchen oder Mikroorganismen verhindert und lagerbeständig ist.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß weist ein Staubbeutel Mikrokapseln auf. Die Mikrokapseln sind derart aufgebaut, dass ein Wirkstoff oder ein Wirkstoffgemisch durch ein Kapselmaterial vollständig umhüllt wird. Dabei ist der Wirkstoff und das Wirkstoffgemisch fest, flüssig oder auch gasförmig oder liegt in einem Lösungsmittel gelöst vor.
  • Durch die Mikroverkapselung des Wirkstoffs wird erreicht, dass der betreffende Wirkstoff erst freigesetzt wird, wenn das Kapselmaterial durch mechanische Einwirkung von beweglichen Staubpartikeln und dergleichen zumindest teilweise abgetragen ist.
  • Dadurch wird eine Freisetzung des Wirkstoffs während der Lagerung vermieden und es wird eine gezielte Freisetzung des Wirkstoffs, zur Verhinderung von unangenehmen Gerüchen und zur Desinfektion, bei der Befüllung des Staubbeutels ermöglicht.
  • Dabei ist es vorteilhaft, wenn der mikroverkapselte Wirkstoff auf einer Materialschicht des Staubbeutels aufgebracht und/oder in eine Materialschicht des Staubbeutels eingebracht und/oder zwischen zwei Materialschichten des Staubbeutels angeordnet ist. Das Einbringen der Mikrokapseln kann bereits während der Produktion des Wandungsmaterials des Staubbeutels erfolgen und in den Fertigungsprozess integriert werden. Das Auftragen oder Einbringen der Mikrokapseln in das Wandungsmaterial kann beispielsweise bei Papierfilter durch Imprägnieren, Drucken oder Prägen erfolgen. Bei der Produktion von Vlies kann der Wirkstoff beispielsweise während des Legens der einzelnen Materialschichten flüssig oder pulverartig zwischen die Schichten eingebracht werden. Andere Möglichkeiten der Festlegung der Mikrokapseln auf dem Material kommen ebenfalls in Betracht, sofern sie für eine Umsetzung in der Massenproduktion tauglich sind.
  • Es ist vorteilhaft, wenn der mikroverkapselte Wirkstoff ein Parfum, ein antimikrobielles Agens, eine geruchsbindende Substanz und/oder eine oxidierende Substanz enthält. Dabei können auch Kombinationen beispielsweise aus einem Parfum und einem antimikrobiellen Agens gewählt werden, so dass gleichzeitig Gerüche beseitigt und Mikroorganismen abgetötet werden.
  • Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Mikrokapseln einen Durchmesser von 1-1000 µm, vorzugsweise 5-200 µm aufweisen, so dass eine sparsame Dosierung und eine Feinverteilung der Mikrokapseln ermöglicht wird und die Mikrokapseln auch in Vlies- und Papiermaterialien eingebracht werden können, ohne sich negativ auf die Reißfestigkeit und Materialstabilität der Materialien auszuwirken.
  • Es ist weiterhin von Vorteil, wenn zumindest 30% der Kapselhülsen der Mikrokapseln um mindestens 20% vom Mittelwert aller Schichtdicken abweichen., da somit einige Kapselhüllen den Wirkstoff innerhalb der ersten 1-4 Stunden Saugzeit freisetzen und andere Mikrokapseln erst nach längerer mechanischer Belastung den Wirkstoff, beispielsweise nach 4-12 Stunden Saugzeit, freisetzen.
  • Alternativ oder zusätzlich sind Mikrokapseln lose im Staubbeutel angeordnet, so dass der Wirkstoff, vorzugsweise ein geruchsabsorbierender Wirkstoff oder oxidierender Wirkstoff direkt in Kontakt mit den geruchsverursachenden Bestandteilen des Staubs gelangt und bei der Bildung eines Filterkuchens eine Geruchsbeseitigung auch innerhalb des Filterkuchens erfolgt.
  • Alternativ oder zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn die Mikrokapseln auf einer Materialoberfläche im Innenraum des Staubbeutels festgelegt sind, so dass die Geruchsstoffe und Mikroorganismen nicht durch die Filterwandung dringen können, ohne neutralisiert zu werden. Durch die Festlegung der Mikrokapseln kann zudem eine Verteilung der Mikrokapseln auf der Oberfläche der Staubbeutelwandung vorgegeben werden, so dass eine sparsamer Auftrag in den Bereichen mit denen die Schmutzpartikel wenig in Kontakt geraten, beispielsweise der Einströmöffnung, erfolgen kann,.
  • Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Mikrokapseln im Staubbeutel auf Höhe der Einströmöffnung auf der gegenüberliegenden Seite zur Einströmöffnung im Staubbeutel festgelegt sind, da dort die größte Exposition des Materials mit Schmutzpartikeln erfolgt.
  • Die Mikrokapseln sind vorteilhaft auf der Innenwand des Staubbeutels und/oder in einer Materialschicht des Staubbeutels und/oder zwischen mehreren Materialschichten des Staubbeutels unterschiedlich stark verteilt, so dass der Luft-Partikelstrom erst nach und nach alle Mikrokapseln zerstört.
  • Die Festlegung der Mikrokapseln erfolgt vorteilhaft durch Kleben oder durch Einbringen in eine poröse Trägerstruktur. Dadurch wird ein Herausrieseln der Mikrokapseln aus dem Filterbeutel vermieden.
  • Alternativ oder zusätzlich zu bisher genannten Ausführungsbeispielen sind die Mikrokapseln auf der Außenseite des Staubbeutels angeordnet so, dass die Mikroverkapselung durch Aufblähen des Staubbeutels im Saugbetrieb an einer Innenwandung eines Gerätestaubraums durch Reibung vorteilhaft zerstört wird.
  • Zusätzlich oder alternativ sind die Mikrokapseln vorteilhaft in einem oder mehreren luftdurchlässigen oder luftundurchlässigen Behältnis im Staubbeutel festgelegt sind, wobei die Mikrokapseln in dem Behältnis lose oder fixiert angeordnet sind, so dass die Verteilung der Mikrokapseln durch die Dimensionierung des Behältnisses beschränkt ist und der Luft-Partikelstrom gezielt auf dieses Behältnis gerichtet werden kann. Für den Fall, dass ein solches Behältnis an der Außenseite der Wandung des Saugbeutels angebracht ist, kann die Dimensionierung des Saugbeutels und das Behältnisses auf den jeweiligen Staubsauger abgestimmt werden, was zu einer Materialersparnis an eingesetzten Mikrokapseln führt.
  • Es ist von Vorteil, wenn das eine oder die mehreren Behältnisse durch einen Luft-Partikelstrom zerstörbar sind, so dass ein Herausrieseln von abgelösten Mikrokapseln vor dem Saugbetrieb verhindert wird.
  • Besonders vorteilhaft kann das Behältnis eine Saugstutzenöffnung des Staubbeutels überdecken, so dass.das Behältnis, beispielsweise ein Beutel oder ein Behältnis zur Strömungsumkehr, durch einen Saugstutzen oder durch den Luft-Partikelstrom durchstoßen wird und der Beutel die darin befindlichen Mikrokapseln in den Innenraum des Staubbeutels abgibt.
  • Alternativ oder zusätzlich sind die Mikrokapseln im Filterbeutel an einem Trägermaterial festgelegt. Dieses Trägermaterial kann beispielsweise als eine oder mehrere Fasern, Schaumgummistücke oder dergleichen ausgebildet sein und am Filtermaterial festgelegt oder vorzugsweise freibeweglich im Saugbeutel angeordnet sein.
  • Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele im Detail beschrieben.
  • Als Staubbeutel kommt jeder handelsübliche Staubbeutel für den Einsatz in Staubsaugern in Betracht.
  • Der Staubbeutel ist beispielsweise aus Papier oder aus Vlies ausgebildet, wobei der Wirkstoff auf unterschiedliche Art und Weise in das Wandungsmaterial des Staubbeutels eingebracht ist. Der Staubbeutel weist eine Einströmöffnung auf.
  • Weitere Ausgestaltungen, wie z.B. eine Prallwand, ein Lage oder mehrere Lagen zur Umleitung des Luft-Partikelstroms und andere Ausgestaltungsvarianten eines Staubbeutels sind ebenfalls denkbar.
  • Bei den Mikrokapseln handelt es sich um eine Verkapselung eines festen, flüssigen oder auch gasförmigen Wirkstoffs mit einer polymeren oder anorganischen Substanz. Dabei ist als Wirkstoff auch eine Kombination mehrerer Wirkstoffe in einem Gemisch zu verstehen. Ebenso kann der Wirkstoff in einer Lösung, beispielsweise einer alkoholischen Lösung oder einem Gel in verdünnter Form vorliegen. Gasförmige oder leicht flüchtige flüssige Wirkstoffe können in einem festen oder flüssigen Trägermaterial als Wirkstoff gelöst vorliegen, welches anschließend verkapselt wurde.
  • Dabei wird das den Wirkstoff umhüllende polymere oder anorganische Material in der Folge als Kapselhülle bezeichnet.
  • Die Verkapselung der flüssigen Kernmaterialien kann beispielsweise nach dem Rührkesselverfahren erfolgen. Dabei werden zunächst Ausgangsmaterialien zur Bildung des Wandmaterials gelöst und das Kernmaterial in dieser Lösung dispergiert. Anschließend wird die Bildung des Wandmaterials infolge einer Polymerisationsreaktion durch eine pH- oder Temperaturänderung, den Zusatz von Fällungsmitteln oder Polymerisationsstartern eingeleitet. Die fertigen Kapseln werden anschließend von der Flüssigphase getrennt und getrocknet. Andere Möglichkeiten zur Verkapselung sind beispielsweise das Doppel-Emulsionsverfahren, beispielsweise durch eine Wasser-in-Öl-in-Wasser-Doppelemulsion.
  • Ein weiteres besonders vorteilhaftes Verfahren zur Mikroverkapselung besteht im Anlegen einer Schwingung an einen dünnen Flüssigkeitsstrahl, in welchem sowohl das Kernmaterial als auch das Bandmaterial als Lösung, Sol, Suspension oder Schmelze vorliegt.
  • Infolge der Schwingung entstehen regelmäßige Tropfen, welche zusätzlich mithilfe einer Hochspannung aufgeladen werden können. Bedingt durch die physikalische Abstoßung der Teilchen entstehen dabei fast runde Tropfen, die im freien Fall abkühlen, so dass beispielsweise ein Wirkstoff in Wachs eingeschlossen werden kann. Alternativ hierzu kann auch eine Trocknung erfolgen, so dass der Wirkstoff durch Zucker aufgenommen wird oder im Fall durch Polymerisation der Ausgangsstoffe des Wandmaterials um das suspendierte Kernmaterial herum erfolgt.
  • Darüber hinaus können selbstverständlich auch andere Verfahren zur Mikroverkapselung genutzt werden, insbesondere um die Ausbildung von Mikrokapseln von einem Durchmesser von 1 - 1000 µm, vorzugsweise 5-200 µm sicherzustellen.
  • Infolge dieser Verfahren zur Mikroverkapselung ist beispielsweise im Fall des Rührkesselverfahrens eine hohe Divergenz in Bezug auf der Schichtdicke und Größe der gebildeten Mikrokapseln mit dem entsprechenden Wirkstoff entstehen, so dass die Schichtdicken um das bis zu 10fache voneinander abweichen.
  • Eine geringere Größendivergenz kann beispielsweise im Falle des Vertropfungsverfahrens erreicht werden.
  • Dabei beträgt der Durchmesser der Mikrokapseln vorzugsweise 1 - 1000 µm, besonders bevorzugt 5 - 200 µm.
  • Die Schichtdicke der Kapselhülle hängt dabei wesentlich von den Materialeigenschaften der Kapselhülle und des darin verkapselten Wirkstoffs ab, insbesondere den Diffusionskoeffizienten. Die Schichtdicke der Kapselhülle ist dabei so zu wählen, dass das Wandmaterial durch Einsaugen von Luft und der dadurch mitgerissenen Schmutz-, Staub- und Mineralkörnchen zerstört wird und nach der Zerstörung des Wandmaterials der Wirkstoff freigesetzt wird.
  • Die Schichtdicken der Kapselhülsen der Mikrokapseln sind verschieden. Sie können derart variieren, dass mindestens 20%, vorzugsweise 40-80% der Kapselhüllen in ihrer Schichtdicke um mindestens 30%, vorzugsweise um mindestens 50% vom Mittelwert der Schichtdicken aller Mikrokapseln abweichen.
  • Dabei ist es von Vorteil, wenn höchstens 50%, vorzugsweise höchstens 20%, besonders bevorzugt 5-15% der Kapselhüllen eine derart geringe Schichtdicke aufweisen, dass sie bereits bei der ersten Exposition mit einem Luft-Partikelstrom von 100-200km/h innerhalb eines Zeitraums von 15min oder weniger zerstört werden, während mindestens 40% der Kapselhüllen dem Luft-Partikelstrom zumindest 60min lang standhalten, ohne dass der Wirkstoff freigesetzt wird. Dadurch kann die Wirkstofffreigabe über einen langen Zeitraum hinweg erfolgen.
  • Die Mikrokapseln sind lose im Beutel verteilt oder in das Wandmaterial des Beutels eingebracht. Dabei bietet sich insbesondere das Einbringen der Mikrokapseln in ein Vliesmaterial, beispielsweise beim Legen verschiedener Schichten von Vliesstoffen gleicher oder verschiedener Art, an.
  • Üblicherweise ist an einem Staubbeutel eine Einströmöffnung zur Aufnahme der angesaugten Schmutzpartikel vorgesehen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Mikrokapseln gegenüber der Einströmöffnung im Staubbeutel angebracht sind, so dass angesaugte Schmutz-, Staub- und Mineralkörnchen beim Eintritt in den Staubbeutel direkt auf die Oberfläche, auf welcher sich die Mikrokapseln befinden, auftreffen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Freisetzung an Wirkstoff, insbesondere von Duftstoff, durch Anordnung der Mikrokapseln im Staubbeutel gesteuert werden, insbesondere durch ungleichmäßige Verteilung des Wirkstoffes an der Wandung im Innenraum des Staubbeutels. Eine ungleichmäßige Verteilung kann beispielsweise durch ein Druckmuster erreicht werden, so dass die Verteilung bzw. die Konzentration der Mikrokapseln nicht an allen Stellen im Saugbeutel gleich hoch ist, sondern an einigen Stellen höher als an anderen.
  • So ist es beispielsweise möglich, dass die Fläche, auf oder in welcher die Mikrokapseln verteilt vorliegen und die gegenüber der Einströmöffnung des Staubbeutels angeordnet ist, bis zu 5 % der gesamten Innenwandfläche des Staubbeutels beträgt.
  • So ist vorteilhaft im Bereich der Wandung gegenüber der Einströmöffnung das Material zu 20-100% mit Mikrokapseln bedeckt, während in Bereichen des Staubbeutels, in welchen eine geringe Staubexposition des Wandungsmaterials auftritt, lediglich 1-5 % der Materialoberfläche mit Mikrokapseln bedeckt.
  • Die Mikrokapseln können beispielsweise auf einem Prallschutz angeordnet sein oder in das Material des Prallschutzes eingebracht sein.
  • Somit kann die Kapselhülle des mikroverkapselten Wirkstoffs wie zuvor beschrieben besonders vorteilhaft durch Einwirken von mechanischen Kräften zerstört werden, wie durch Zusammenstoß mit den im 100 - 200 km/h schnellen Luftstrom mitgerissenen Schmutz-, Staub- und Mineralkörnchen, der auf das Wandmaterial und die darauf oder darin befindlichen Mikrokapseln auftrifft.
  • Dadurch werden manche Kapselhüllen eher zerstört als andere und die Mikrokapseln geben somit über einen längeren Zeitraum den Wirkstoff ab.
  • Trifft ein Luft-Partikelstrom direkt auf eine gegenüber der Einströmöffnung angeordneten Fläche, so werden die dort angeordneten Kapselhüllen sofort zerstört, so dass der darin befindliche Wirkstoff abgegeben wird. Durch Ausbildung eines Filterkuchens wird der Luft-Partikelstrom an die periphären Randbereiche der zuvor beschriebenen Fläche abgelenkt, wobei er an Strömungsgeschwindigkeit verliert. Die in diesen Randbereichen aufgebrachten Mikrokapseln geben den Wirkstoff erst nach längerer Expositionszeit des Luft-Partikelstroms ab. In oder auf derartigen Bereichen der Innenwandung können auch mehr Mikrokapseln angeordnet, als in oder auf der direkt durch den Partikel-Luftstrom angesteuerten Fläche, da diese Mikrokapseln ggf. erst nach längerer Exposition zerstört werden.
  • In Wandbereichen im Filterbeutel, in welchen der Luft-Partikelstrom nicht direkt oder durch Strömungsumlenkung hingeleitet wird, ist es materialsparend, wenn keine Mikrokapseln angeordnet sind.
  • Die jeweiligen Abmessungen der Flächen hängt von den Abmessungen des Staubbeutels ab.
  • Es ist zudem ebenso möglich, die Freisetzung des Wirkstoffs über einen Zeitraum von mehreren Monaten zu erreichen, indem die Mikrokapseln während der Herstellung des Staubbeutels, insbesondere der Herstellung des Wandmaterials, in unterschiedlicher Tiefe in das Wandmaterial eingebracht wird.
  • So ist es beispielsweise möglich, beim Legen des Vliesstoffes Mikrokapseln in verschieden hohen Konzentrationen zwischen die einzelnen Lagen des Vliesstoffes einzubringen, so dass sich ein Konzentrationstiefenprofil des Vliesstoffes herausbildet. Bei Auftreffen eines Luftstroms und den dadurch mitgerissenen Staubpartikeln kann somit zunächst der Wirkstoff der oberen Lage freigesetzt werden und die Mikrokapseln in den tieferen Lagen werden erst freigesetzt, wenn der Luftstrom in diese Lagen vordringt.
  • Dieser Wirkstoff wird erst freigesetzt, wenn die Lagen aus Schutzvlies, welche oberhalb der Mikrokapseln angeordnet sind, durch das in den Staubbeutel einströmende und wirbelnde Luft-Staub-Gemisch abgetragen sind
  • Der Wirkstoff kann dabei vorzugsweise einen Duft umfassen, welcher als Öl oder als alkoholische Lösung vorliegt oder ein antimikrobieller Wirkstoff oder ein Wirkstoffgemisch sein, wie z.B. Triclosan oder ätherische Öle von Campher, Zedernextrakt oder Eukalyptusextrakt.
  • Auch geruchbindende Wirkstoffe, beispielsweise zyklische oligosaccharine wie Cyclodextrine oder Zinkrizinoleat oder auch oxidierende Substanzen, insbesondere anorganische oder organische peroxidische Verbindungen können als Wirkstoff genutzt werden.
  • Alternativ oder zusätzlich sind in einem Staubbeutel auch ein oder mehrere Vorratsbehältnisse mit Mikrokapseln angeordnet, die durch mechanische Belastung zerreißen und die darin befindlichen Mikrokapseln in das Innere des Staubbeutels abgeben.
  • Das Vorratsbehältnis ist vorteilhaft innenseitig an der Halteplatte des Staubbeutels festgelegt.
  • Die Mikrokapseln können auch als Agglomerate auf einer Trägersubstanz , beispielsweise auf Fasern, vorzugsweise einer Länge von 3-100 mm Länge angeordnet sein oder auf Schaumgummistücken. Dabei kann das Trägermaterial lose im Staubbeutel vorliegen oder festgelegt sein, vorzugsweise derart, dass ein eintretender Luft-Partikelstrom das Trägermaterial umströmt und dabei durch Zerstörung der Kapselhüllen der Mikrokapseln den entsprechenden Wirkstoff freisetzt.
  • Weiterhin alternativ oder zusätzlich kann eine Trennwand im Innenraum des Staubbeutels, wie in der DE 202006016303U offenbart, angeordnet sein, in deren Material Mikrokapseln eingearbeitet sind oder aufgebracht sind, wohingegen die den Staubbeutel begrenzenden Wandungen keine Mikrokapseln aufweisen.

Claims (15)

  1. Staubbeutel, wobei der Staubbeutel Mikrokapseln, mit einer Kapselhülle und einem mikroverkapselten Wirkstoff oder einem Wirkstoffgemisch, aufweist dadurch gekennzeichnet, dass in den Mikrokapseln ein Wirkstoff oder ein Wirkstoffgemisch durch ein Kapselmaterial vollständig umhüllt ist und erst freigesetzt wird, wenn das Kapselmaterial durch mechanische Einwirkung von beweglichen Staubpartikeln zumindest teilweise abgetragen ist.
  2. Staubbeutel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mikroverkapselte Wirkstoff auf einer Materialschicht des Staubbeutels aufgebracht und/oder in eine Materialschicht des Staubbeutels eingebracht oder zwischen zwei Materialschichten des Staubbeutels angeordnet ist.
  3. Staubbeutel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mikroverkapselte Wirkstoff ein Parfum, ein antimikrobielles Agenz, eine geruchsbindende Substanz und/oder eine oxidierende Substanz enthält.
  4. Staubbeutel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokapseln einen Durchmesser von 1 - 1000 µm, vorzugsweise 5 - 200 µm aufweisen.
  5. Staubbeutel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest 30% der Kapselhülsen der Mikrokapseln um mindestens 20% vom Mittelwert aller Schichtdicken abweichen.
  6. Staubbeutel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokapseln lose im Staubbeutel angeordnet sind.
  7. Staubbeutel nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokapseln auf einer Materialoberfläche im Innenraum des Staubbeutels festgelegt sind.
  8. Staubbeutel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokapseln im Staubbeutel auf der gegenüberliegenden Seite zur Einströmöffnung im Inneren des Staubbeutels angeordnet sind.
  9. Staubbeutel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokapseln auf der Innenwand des Staubbeutels und/oder in einer Materialschicht des Staubbeutels und/oder zwischen mehreren Materialschichten des Staubbeutels ungleichmäßig verteilt sind.
  10. Staubbeutel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Festlegung der Mikrokapseln durch Kleben oder durch Einbringen in eine poröse Trägerstruktur erfolgt.
  11. Staubbeutel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokapseln in einem oder mehreren luftdurchlässigen oder luftundurchlässigen Behältnis im Staubbeutel festgelegt sind, wobei die Mikrokapseln in dem Behältnis lose oder fixiert angeordnet sind.
  12. Staubbeutel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältniss durch einen Partikel-Luftstrom zerstörbar sind.
  13. Staubbeutel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis innenseitig an einer Halteplatte des Staubfilterbeutels angeordnet ist.
  14. Staubbeutel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis eine Einströmöffnung des Staubbeutels im Inneren überdeckt.
  15. Staubbeutel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokapseln im Filterbeutel an einem Trägermaterial festgelegt sind.
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