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Die Erfindung betrifft eine aus mehreren Schichten textiler und/oder nichttextiler Materialien bestehende Anordnung zur Regelung der Gasfeuchte, insbesondere der Luftfeuchtigkeit, in Behältern, wobei die Regelung der Gasfeuchte ohne Einsatz von elektrischer Hilfsenergie erfolgt. Hauptanwendungsgebiet der Erfindung sind Behälter wie sie beispielsweise für die Lagerung und den Transport von Musikinstrumenten, Kunstgegenständen oder technischen Geräten aber auch bei Lebensmitteln oder biologischen Materialien eingesetzt werden und in denen eine gleichbleibende Gasfeuchte bei wechselnden klimatischen Umgebungsbedingungen einzuhalten ist.
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Aus den
WO 9308429 A1 und
DE 200 04 778 U1 , die als nächstliegender Stand der Technik angesehen werden, sind Vorrichtungen zur Feuchtigkeitsstabilisierung in Musikinstrumentenbehältern bekannt. Die Holzklangkörper von Musikinstrumenten neigen bei sich stark verändernder Umgebungsfeuchte zum Verzug bis hin zur Rissbildung. Bei Holzblasinstrumenten wird als Folge der feuchtigkeitsbedingten Sorption häufig ein Versagen der Klappenmechanik beobachtet. Es ist deshalb anzustreben, in einem Musikinstrumentenbehälter unabhängig vom Umgebungsklima eine definierte relative Luftfeuchtigkeit aufrechtzuerhalten. Gemäß der WO 9308429 A1 soll hierzu ein mit einem Feuchtesensor ausgestatteter miniaturisierter Befeuchter eingesetzt werden, bei dem Luft im Behälter mit Hilfe eines Ventilators über einen bewässerten Schwamm oder Docht geleitet wird, um die Luftfeuchtigkeit einzustellen. Die DE 200 04 778 U1 beschreibt einen Feuchtigkeitsstabilisator, bei dem eine Stabilisatorsubstanz in Form eines hydrophilen wasseraufnehmenden Polymers zum Einsatz kommt. Derartige Substanzen werden wegen ihres hohen Wasseraufnahmevermögens beispielsweise in Babywindeln eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform der DE 200 04 778 U1 ist eine pulverförmige Stabilisatorsubstanz vorgesehen, die sich in einem Textilbeutel befindet und mit Hilfe einer Aufnahmevorrichtung im Musikinstrumentenbehälter angebracht wird. Aus der
DE 198 26 209 A1 ist weiterhin bekannt, solche Stabilisatorsubstanzen zu verpressen und als Formkörper aus Zeolithen zum Einsatz zu bringen.
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Bei den
US 3 407 700 und
US 3 721 152 handelt es sich um seit längerem aus dem Musikinstrumentenbereich bekannten Lösungen zur Vermeidung von Schäden durch Austrocknung, bei denen wassergetränkte Feuchtigkeitsstabilisatoren entweder durch Resonanzöffnungen ins Instrument eingeführt oder im Musikinstrumentenbehälter angebracht werden. Die Kapazität dieser Befeuchter ist bereits nach kurzer Zeit erschöpft, so dass eine Rückfeuchtung erfolgen muss. Auch bei großer Sorgfalt sind bei diesen Lösungen Schäden durch direkten Feuchtigkeitskontakt zum Holz nicht auszuschließen. In der
EP 0 624 273 B1 wird eine Lösung beschrieben, durch die ein Kontakt des über Resonanzöffnungen eingeführten Feuchtestabilisators mit dem Holzklangkörper des Musikinstruments durch die spezielle Formgebung des Befeuchters vermieden werden soll. Aus der
US 4 572 051 ist ein Befeuchter für Musikinstrumente bekannt, dessen Wasserreservoir von einem wasserdichten jedoch wasserdampfdurchlässigen Material gebildet wird, wodurch das Austreten von Wasser aus dem Befeuchter verhindert wird.
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Zum Stand der Technik zählen auch die insbesondere aus der Verpackung und Lagerung von Tabakwaren seit langem bekannten sogenannten Humidore unter Verwendung eines aus saugfähigem Material bestehenden Feuchtereservoirs, welche beispielsweise in der
US 2 670 990 beschrieben sind. In den
EP 2 045 073 A3 und
WO 2008076075 A1 werden Mehrschichtfolien und daraus hergestellte Verpackungen offenbart, die Verwendung finden, um Früchte, Blumen und dergleichen vor Austrocknung zu schützen. Diese Mehrschichtfolien bestehen aus feuchtigkeitsspeichernden und feuchtigkeitsdurchlässigen Schichten, wobei der Grad der Wasserdampfdurchlässigkeit über Mikroperforation eingestellt wird. Auf diese Weise gelingt es, die relative Luftfeuchtigkeit in einem Verpackungsbehälter auf Werte im Bereich von 75 bis 85% zu stabilisieren.
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Bei den vorbeschriebenen Lösungen handelt es sich folglich um Feuchtestabilisatoren, welche Wasserdampf absorbieren bzw. freisetzen, jedoch keine Feuchteregelung im Behälter bewirken können. Die Gasfeuchte im Behälter stellt sich vielmehr in Abhängigkeit von der Umgebungsfeucht und -temperatur sowie dem Grad der Feuchteaufnahme bzw. -freisetzung des eingelagerten Materials und der Leckrate des Behälters auf einen nicht vorbestimmbaren Gleichgewichtswert ein. Darüber hinaus gewährleisten Befeuchter keinen Schutz gegen zu hohe Feuchte. Das Austreten von Wasser aus dem Befeuchter und damit verbundene Schäden am eingelagerten Gut können oftmals nicht ausgeschlossen werden. Der Betrieb der eingangs zitierten miniaturisierten Befeuchter nach der
WO 9308429 A1 ist an die Bereitstellung von elektrischer Antriebsenergie sowie die Ausstattung mit Sensorik und Reglerschaltung gebunden.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Regelung der Gasfeuchte in Behältern anzugeben, die über einen möglichst weiten Bereich der Umgebungstemperatur und -feuchte wirksam ist, bei niedrigen Kosten und ohne Einsatz von Hilfsenergie arbeitet und die Nachteile bekannter Lösungen vermeidet.
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Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch eine Anordnung zur Regelung der Gasfeuchte in Behältern sowie einen Behälter mit der Merkmalskombination nach Anspruch 1 bzw. Anspruch 5, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.
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Die erfindungsgemäße Anordnung zur Regelung der Gasfeuchte in Behältern besteht aus mehreren Schichten textiler und/oder nichttextiler Materialien die so ausgebildet ist, dass der sich über Salzlösungen oder anderen in Wasser gelösten Substanzen einstellende Wasserdampfpartialdruck zur Feuchteregelung genutzt wird, ohne dass im Behälter eingelagerte Instrumente oder andere Güter mit Wasser in Kontakt gelangen können. In dem erfindungsgemäßen Schichtaufbau sind hierzu ein Wasserreservoir, eine Schicht zur Bevorratung einer in Wasser löslichen wasserdampfdruckregulierenden Substanz, ein den Feuchtetransport unterbindender Separator, eine gasdurchlässige Partikelsperrschicht sowie die Deckschicht vorgesehen.
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Für die Feuchtigkeitsregelung wird die stoff-, konzentrations- und temperaturabhängige Erniedrigung des Dampfdruckes über wässrigen Lösungen genutzt. Vorteilhafterweise wird durch den Einsatz von Substanzen mit geringer Temperaturabhängigkeit der sich über der Lösung einstellenden Gasfeuchte der Temperatureinfluss beseitigt bzw. zumindest weitgehend reduziert. Durch Verwendung gesättigter Lösungen ist auch die Konzentrationsabhängigkeit der sich einstellenden Gasfeuchte eliminierbar. Die vorteilhafte Wirkung der Erfindung besteht darin, dass im Unterschied zu bekannten Lösungen mit einem Wasserreservoir aus Saugtextilien oder Superabsorbern, bei denen sich eine temperatur- und volumenabhängige Gleichgewichtsfeuchtigkeit einstellt, eine Feuchtigkeitsregelung im Behälter realisierbar ist. Die sich einstellende Gasfeucht wird durch die Art des gelösten Stoffes, beispielsweise eines Salzes, bestimmt. Durch Einbindung des Wasserreservoirs im Zusammenwirken mit feuchtigkeitsregelnden Substanzen in den erfindungsgemäßen Schichtaufbau, der die gesamte Innenfläche des Behälters ausfüllen kann, kann die im Behälter zur Verfügung stehende Oberfläche optimal für den Feuchtigkeitsaustausch genutzt und über die textile innere Maschenstruktur von dreidimensionalen Textilien zusätzlich erhöht werden. Die Separatorschicht schützt im Behälter eingelagerte Güter vor Kontakt mit Wasser. Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
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Hierbei zeigen:
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1 Schnittdarstellung der Anordnung zur Regelung der Gasfeuchte in Behältern
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2 Ausführungsbeispiel der Anordnung zur Regelung der Gasfeuchte innerhalb eines Behälters
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3 Zeitabhängigkeit der Gasfeuchte im Behälter
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Gemäß 1 sind bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung zur Regelung der Gasfeuchte das aus saugfähigem Textilmaterial, beispielsweise einem Vlies, bestehende Wasserreservoir 1, der die Gasfeuchte bestimmende lösliche Stoff in Form eines bevorrateten Salzes 2, der aus einem dreidimensionalen Textil gebildete Separator 3, welcher Feuchteleitung verhindert, die gasdurchlässige Partikelsperrschicht 4 in Form eines sehr feinen Gewebes und eine Deckschicht 5 als Schichtaufbau übereinander angeordnet. Die Menge des im Wasserreservoir 1 befindlichen Wassers und die Menge des bevorrateten Salzes 2 sind so bemessen, dass die sich bildende Salzlösung unter allen erwarteten Betriebszuständen in gesättigter Form vorliegt, was beispielsweise am Vorhandensein von ungelöstem Salz erkennbar ist. Der Separator 3 unterbindet die Feuchteleitung in die darüber angeordneten Schichten und schützt eingelagerte Güter vor Benässung. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Separator 3 aus einem Abstandsgewirke, welches durch zwei Deckschichten und abstandshaltende Fäden gebildet wird, wobei die abstandshaltenden Fäden dem Gebilde eine hohe Stabilität verleihen und Wassertransport über Kapillarkräfte verhindern. Die Partikelsperrschicht 4 besteht beispielsweise aus einem Filtergewebe, das in der Lage ist, Salzkristalle von dem im Behälter befindliche Gut fernzuhalten. Die Deckschicht 5 ist für die Funktion der erfindungsgemäßen Anordnung zur Regelung der Gasfeucht in Behältern nicht zwingend erforderlich und kann je nach Anwendungsfall eine funktionelle und/oder dekorative Funktion ausüben. Hierzu gehören beispielsweise die bei Musikinstrumentenbehältern notwendige Polsterung und dekorative Wirkung. Diese kann dadurch erreicht werden, dass die Deckschicht 5 aus einem Veloursgewebe besteht. Falls erforderlich, wird die Anordnung zur Regelung der Gasfeuchte in Behältern zur Behälterwand hin durch eine Wassersperrschicht 6 abgeschlossen.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Anordnung zur Regelung der Gasfeuchte innerhalb eines Behälters im geöffneten Zustand. Das Unterteil des Behälters mit der Behälterwand 7 ist vollflächig mit der erfindungsgemäßen Anordnung 8 zur Regelung der Gasfeuchte ausgekleidet, um eine große Oberfläche für den Gasaustausch und damit möglichst kurze Zeiten zur Einstellung des thermodynamischen Gleichgewichts im Behälters nach dem Verschließen zu erreichen. Im Innerraum des Behälters ist ein Feuchtegeber 9 angeordnet, der die Anzeige bzw. Registrierung der Gasfeuchte im verschlossenen Behälter über eine Messeinrichtung 10 gestattet.
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In 3 veranschaulicht die Kurve A den zeitlichen Verlauf der relativen Luftfeuchtigkeit in einem Behälter gemäß 2 nach dessen Verschließen bei einer Luftfeuchtigkeit im umgebenden Raum von 60% und einer Raumtemperatur von rund 20°C. Als feuchteregulierende Substanz wurde Magnesiumchlorid in Form einer gesättigten Lösung eingesetzt. Magnesiumchlorid ist ein unschädlicher Stoff, welcher beispielsweise als Lebensmittelzusatzstoff E 511 Verwendung findet. Der für diese Substanz angestrebte Gleichgewichtswert der relativen Luftfeuchtigkeit im Behälter liegt bei 33% und ist nahezu unabhängig von der Temperatur. Die Kurve B in 3 macht deutlich, wie die Einstellung des Gleichgewichtszustandes in bewegter Luft beschleunigt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wasserreservoir aus saugfähigem Material
- 2
- Salz
- 3
- Separator
- 4
- Partikelsperrschicht
- 5
- Deckschicht
- 6
- Wassersperrschicht
- 7
- Behälterwand
- 8
- Anordnung zur Regelung der Gasfeuchte
- 9
- Feuchtegeber
- 10
- Messeinrichtung für die Gasfeuchte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 9308429 A1 [0002, 0005]
- DE 20004778 U1 [0002]
- DE 19826209 A1 [0002]
- US 3407700 [0003]
- US 3721152 [0003]
- EP 0624273 B1 [0003]
- US 4572051 [0003]
- US 2670990 [0004]
- EP 2045073 A3 [0004]
- WO 2008076075 A1 [0004]
