DE9321063U1 - Gebrannter Formkörper - Google Patents
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Description
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen gebrannten keramischen Formkörper zur Aufnahme von Flüssigkeiten.
Es gibt zahlreiche Anwendungsbereiche, bei denen die Verdunstung von Flüssigkeiten aus unterschiedlichsten Gründen
angestrebt wird. Hierzu gehören beispielsweise sogenannte Raumverdunster, mit deren Hilfe die Luftfeuchtigkeit in
geschlossenen Räumen verbessert werden soll. Sie bestehen zum Beispiel aus Kunststoff- oder Keramik-Gefäßen, die mit
Wasser gefüllt und an einem Heizkörper befestigt werden. Über die Verdunstung der Flüssigkeit wird die Luftfeuchtigkeit
des Raumes erhöht. Zu dem gleichen Zweck sind auch elektrische Raumverdunster bekannt. Während die Erstgenannten
insbesondere hinsichtlich der Gleichmäßigkeit der Verdunstung des Wassers Nachteile aufweisen, sind elektrische
Raumverdunster relativ kompliziert in der Handhabung und teuer.
EisenhüttenstraSe 2 ■ D-40882 Ratingen ■ Telefon (0)2102/83088 + 842901 · Teleiax (0)2102/83069
Zum Beispiel für Kraftfahrzeuge sind Formkörper aus porösen
Materialien bekannt, die mit Duftstoffen getränkt sind und über die natürliche Verdunstung die Duftstoffe an den Fahrzeug-Innenraum
abgeben. Diese bekannten Formkörper sind in der Regel Kunststoffteile. Ihre Wirksamkeit ist zeitlich
stark beschränkt.
Im Bereich medizinischer Anwendungen, zum Beispiel zu Inhalationszwecken, sind Kunststoffgefäße bekannt, die beispielsweise
mit Wasser gefüllt werden und in die dann einige Tropfen ätherischer Öle oder anderer Wirkstoffe, zum Beispiel
Kamille, gegeben wird. Das Gefäß wird nach dem Befüllen mit einem Oberteil abgedeckt, welches eine Auslaßöffnung
aufweist, gegen die der Benutzer Mund und/oder Nase anlegt, um die medizinischen, zum Teil auch kosmetischen
Wirkstoffe inhalieren zu können. Dabei wird die Flüssigkeit (meist Wasser) häufig erwärmt, um den Verdunstungsprozeß zu
beschleunigen. Diese Geräte weisen den Nachteil auf, daß sie für jeden Benutzungsfall individuell vorbereitet werden
müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Möglichkeit aufzuzeigen, Flüssigkeiten so zu konfektionieren,
daß sie eine möglichst gleichmäßige und lang anhaltende Verdunstungswirkung entfalten. Dabei subsumiert die Erfindung
unter dem Begriff Flüssigkeiten auch niedrig viskose Stoffe wie Öle oder dergleichen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß dieses Ziel durch einen gebrannten, eine offene Mikroporosität
aufweisenden keramischen Formkörper gelöst werden kann. Ein solcher gebrannter keramischer Formkörper ist auf-
grund seiner vorzugsweise hohen offenen Mikroporosität in
der Lage, große Mengen an Flüssigkeit aufzunehmen. Dies kann beispielsweise durch Tränkung des Formkörpers in der
Flüssigkeit erfolgen, wobei dieser Vorgang unter Druck oder Vakuum beschleunigt werden kann. Die offene Mikroporosität
sorgt aufgrund ihrer Kapillarwirkung gleichzeitig für eine lang anhaltende, gleichmäßige Abgabe der Flüssigkeit durch
Verdunstung.
Die Erfindung nutzt also das Phänomen der Flüchtigkeit von Flüssigkeiten. Unter Flüchtigkeit versteht man allgemein das
Verdunstungsverhalten beziehungsweise die Verdunstungsgeschwindigkeit von Stoffen, speziell von Flüssigkeiten.
Der erfindungsgemäße Vorschlag richtet sich in erster Linie auf Formkörper zur Aufnahme von Flüssigkeiten, die Duftstoffe,
beispielsweise ätherische Öle oder Riechstoffe beziehungsweise medizinisch wirksame Substanzen in flüssiger
Form enthalten, ist insoweit aber nicht beschränkt. Der erfindungsgemäße
Vorschlag erstreckt sich demzufolge gleichermaßen zum Beispiel auch auf die Verwendung der genannten
Formkörper zur Erhöhung der Luftfeuchtigkeit in Räumen, wobei in diesem Fall auch reines Wasser als Flüssigkeit
eingesetzt werden kann.
Die genannten keramischen Formkörper lassen sich mit einer sehr hohen offenen Gesamtporosität herstellen, die bis zu
Vol.-% betragen kann und nach einer Ausführungsform zwischen
20 und 80 Vol.-% betragen sollte, wenngleich auch Werte zwischen 20 bis 50 VoI.-% für die meisten Anwendungsfälle
ausreichend sein dürften.
Die Effektivität im Verdunstungsverhalten der mit den Flüssigkeiten getränkten Formkörper läßt sich durch eine
entsprechende Einstellung der Mikroporosität optimieren, weshalb nach einer vorteilhaften Ausführungsform vorgeschlagen
wird, daß mindestens 50 Vol.-% der offenen Poren einen mittleren Porendurchmesser aufweisen, der kleiner 1 &mgr;&idiagr;&eegr; ist.
In Vorversuchen wurde festgestellt, daß je nach Auswahl der
verwendeten Rohstoffe für den Formkörper, je nach Aufbereitungsverfahren
und Brenntemperatur der mittlere Porendurchmesser auf Werte unter 0,5 um, zum Teil unter 0,3 &mgr;&idiagr;&eegr;
verringert werden kann.
Dabei besteht der Formkörper beispielsweise aus einem Matrixmaterial folgender Zusammensetzung in Gew.-%:
Ton: 55 - 75 %
Feldspat: 18 - 25 %
Kaolin: 7 - 20 %.
Kaolin: 7 - 20 %.
Als besonders vorteilhaft, im Sinne einer Porositätserhöhung
hat sich die Zugabe von Zirkoniumdioxid zum Matrixmaterial erwiesen. Der Anteil an Zirkoniumdioxid beträgt dabei nach
einer Ausführungsform bis zu 5,0 Gew.-%.
Aber auch steigende Anteile an S1O2 fördern die Ausbildung
einer Mikroporosität beim Brand im erfindungsgemäßen Sinne. Soweit nicht schon die Ton- beziehungsweise Kaolin-Komponenten
des Matrixmaterials entsprechend ausreichende SiO2~
Mengen enthalten, sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, der Rohstoffmischung für den Formkörper jeweils bis zu
15 Gew.-% Quarz, Quarzmehl und/oder Glasmehl zuzugeben, bei
t··
entsprechend prozentualer Verringerung der Massenanteile der übrigen Komponenten.
Die Formkörper können in üblichen keramischen Aufbereitungstechniken,
also zum Beispiel durch Gießen oder Pressen hergestellt werden. Beim Pressen ist darauf zu achten, daß die
Preßdrücke nicht zu hoch sind, da dies die Dichtigkeit des Körpers erhöhen und parallel dazu die Porosität verringern
würde. Drücke zwischen 10 und 3 0 kp/cm^ sollten deshalb nicht überschritten werden.
Zur Ausbildung der gewünschten hohen offenen Mikroporosität sieht die Erfindung die Verwendung von Formkörpern vor, die
vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 860 und 930° C gebrannt wurden. Innerhalb dieses Temperaturintervalls kommt
es einerseits unter Verwendung der genannten Rohstoffe zu einer ausreichenden Sinterung, um dem Formkörper eine ausreichende
mechanische Stabilität zu verleihen; andererseits wirkt sich der Sintergrad innerhalb dieses Temperaturintervalls
noch nicht negativ auf die Ausbildung und den Erhalt der gewünschten offenen Mikroporosität aus.
Die Formkörper können - wie eingangs ausgeführt - in unterschiedlichsten
Bereichen Anwendung finden, zum Beispiel folgenden:
- zur Raumbelüftung
- zur Abgabe von Duft- und/oder Riechstoffen
- zur Abgabe von medizinisch und/oder kosmetisch wirksamen Ingredenzien.
In jedem Fall wird eine gleichmäßige und lang anhaltende Verdunstung der Flüssigkeit über das offene Porenvolumen
sichergestellt.
Auch die Formgebung des Formkörpers kann auf unterschiedlichste Art und Weise erfolgen. Die nachfolgende Aufzählung
erfolgt dabei lediglich beispielhaft: Blockform, Kugelform, Plattenform, Prismenform, Stabform. Ebenso ist es ohne
weiteres möglich, auch andere, abstrakte oder natürliche Formen zu wählen. So kann der Formkörper zum Beispiel zur
Abgabe von Pflanzendüften ohne weiteres die Form einer Blume
aufweisen. Für medizinische Anwendungszwecke läßt sich der Formkörper an den jeweiligen Anwendungszweck formgeberisch
anpassen, also zum Beispiel an eine Gesichtsform.
Ebenso ist es aber auch möglich, den Formkörper zur Raumgestaltung
(architektonischen Gestaltung) zu modellieren. In diesem Zusammenhang kann der Formkörper zum Beispiel als
Wandobjekt gestaltet werden.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert:
Dabei zeigen die Figuren 1 und 2 jeweils in schematischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Formkörper in Form einer
Ronde beziehungsweise Kugel.
Der Formkörper nach Figur 1 besteht aus einem keramischen
Werkstoff folgender Zusammensetzung in Gew.-%.:
Westerwälder Gießton: 64 %
Kali-Feldspat 20 %
Glasmehl 7,5 %
Kaolin 7,0 %
Zirkoniumdioxid 1,5 %.
Dieses Rohstoffgemisch wurde mit 30 Gew.-% Wasser zu einem
Gießschlicker aufbereitet und zu der in Figur 1 dargestellten Ronde geformt. Nach Trocknung wurde das
Material bei 905° C +/- 15° C gebrannt.
Die Ronde wird danach in einem Flüssigkeitsbad, welchem
ätherische Öle zugegeben wurden, unter Anwendung von Vakuum getränkt, wobei die Flüssigkeit über die offene Mikroporosität
(hier: circa 50 Vol.-% mit einem mittleren Porendurchmesser kleiner 0,3 pm) in den Formkörper eindringt. Wird auf
die Ronde auf einer Seite (hier nicht dargestellt) zum Beispiel ein Magnet aufgeklebt, so kann die Ronde beispielsweise
in einem Auto einfach an einem metallischen Teil angeheftet werden und gibt dann über Wochen, zum Teil Monate
hinweg durch Verdunstung die flüchtigen Bestandteile des ätherischen Öls an die Raumluft ab und verbessert so das
Luftklima.
Die in Figur 2 dargestellte Kugel ist hinsichtlich ihrer Rohstoffe und ihrer Aufbereitung (mit Ausnahme der Formgebung)
mit der Ronde nach Figur 1 identisch.
Die Kugel nach Figur 2 findet beispielsweise Anwendung als sogenannte "Saunakugel" und soll dort entsprechend das Raumklima
verbessern.
Die nicht dargestellten Bruchflächen der Formkörper gemäß der Figuren 1 und 2 weisen wenige größere Poren auf, die von
einer Vielzahl kleinerer Poren umgeben sind. Während die größeren Poren eine schnelle Tränkung des Formkörpers mit
der Flüssigkeit fördern, dienen die kleineren offenen Porenkanäle aufgrund ihrer Kapillarwirkung und der großen spezifischen
Oberfläche dazu, die Duftstoffe oder pharmakologischen Wirkstoffe einerseits festzuhalten und zeitabhängig
an die Umgebung abzugeben.
Der mittlere Durchmesser der größeren Poren liegt hierbei etwa im Bereich von 10 pm, während die überwiegende Zahl der
kleineren Poren (Kapillarporen) Durchmesser von deutlich unter 1 pm aufweisen.
Claims (11)
1. Gebrannter keramischer Formkörper, dadurch gekennzeichnet, daß er zur Aufnahme von Flüssigkeiten und
anschließenden Abgabe der Flüssigkeit durch Verdunstung eine offene Mikroporosität aufweist.
2. Formkörper nach Anspruch 1 mit der Maßgabe, daß er eine offene Gesamtporositat zwischen 20 und 80 Vol.-%
aufweist.
3. Formkörper nach Anspruch 2 mit der Maßgabe, daß er eine offene Gesamtporosität zwischen 20 und 50 Vol.-%
aufweist.
4. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit der
Maßgabe, daß mindestens 50 Vol.-% der offenen Poren einen mittleren Porendurchmesser kleiner 1 &mgr;&pgr;&igr; aufweisen.
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5. Formkörper nach Anspruch 4 mit der Maßgabe, daß min destens 50 VoI·-% der offenen Poren einen mittleren
Porendurchmesser kleiner 0,5 &mgr;&idiagr;&eegr; aufweisen.
6. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit der
Maßgabe, daß er folgende Zusammensetzung in Gew.-% aufweist:
7. Formköprer nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit der
Maßgabe, daß er Zirkoniumdioxid in einer Menge von bis zu 5,0 Gew.-% enthält.
8. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit der Maßgabe, daß er Quarz, Quarzmehl und/oder Glasmehl in
Mengenanteilen von jeweils bis zu 15 Gew.-I enthält.
9. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit der Maßgabe, daß er bei Temperaturen zwischen 860 und 930°
gebrannt wurde.
10. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit der Maßgabe, daß er bei Preßdrücken zwischen 10 und 3 0
kp/cm^ hergestellt wurde.
11. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit der Maßgabe, daß er eine .Kugelform aufweist.
Priority Applications (1)
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| DE9321063U DE9321063U1 (de) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | Gebrannter Formkörper |
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Publications (1)
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|---|---|
| DE9321063U1 true DE9321063U1 (de) | 1995-12-14 |
Family
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9321063U1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008056175A2 (en) * | 2006-11-10 | 2008-05-15 | Vapalight Limited | Vapour delivering device |
| DE102007059729A1 (de) * | 2007-12-12 | 2009-06-25 | Far East University, Sinshih | Ein mit einer flüchtigen Flüssigkeit aufladbaren und porösen Behälter aus Metall oder Keramik sowie dessen Herstellungsmethode |
-
1993
- 1993-11-26 DE DE9321063U patent/DE9321063U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008056175A2 (en) * | 2006-11-10 | 2008-05-15 | Vapalight Limited | Vapour delivering device |
| WO2008056175A3 (en) * | 2006-11-10 | 2008-10-02 | Vapourised Lighting Ltd | Vapour delivering device |
| DE102007059729A1 (de) * | 2007-12-12 | 2009-06-25 | Far East University, Sinshih | Ein mit einer flüchtigen Flüssigkeit aufladbaren und porösen Behälter aus Metall oder Keramik sowie dessen Herstellungsmethode |
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