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Feuchtigkeitsadsorbierendes Mittel Um chemische Produkte, pharmazeutische
Stoffe, Bonbons, gewisse Nahrungsmittel oder irgendwelche andere Stoffe oder Gegenstände
gegen Feuchtigkeit zu schützen, ist es üblich, diese in möglichst dichte Umhüllungen
zu stecken, z. B. in Flaschen, Gläser, Röhren, Behälter, Kästen usw., die ein feuchtigkeitsadsorbierendes
Mittel enthalten.
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Die üblicherweise verwendeten feuchtigkeitsadsorbierenden Mittel
befinden sich in als Beutelchen oder kleine Kästen mit wenigstens einer perforierten
oder porösen Wandung ausgebildeten Entfeuchtungselementen. Als feuchtigkeitsadsorbierende
Substanz enthalten diese z. B. Silikagel oder Tonerdegel oder aktivierten bzw. nicht
aktivierten Ton. Die Entfeuchtungselemente sind oftmals im Flaschenstopfen untergebracht
oder an den Deckel der Umhüllung angeklebt. Wenn diese Umhüllungen sehr klein sind,
wird man gewöhnlich den Kasten oder den Sack sehr klein ausbilden (in der Größe
von Zentimetern), dergestalt, daß das von dem Sack eingenommene tote Volumen gleich
oder sogar größer ist als dasjenige der darin enthaltenen adsorbierenden Substanz.
Dies ist dann ein großer Nachteil, wenn Raum gespart werden soll. Im iibrigen sei
bemerkt, daß ein solches Entfeuchtungselement mit kleinen Abmessungen mindestens
ebenso teuer ist wie ein größeres Element, insbesondere hinsichtlich der Schwierigkeit
der Einbringung der adsorbierenden Substanz in den Sack oder Kasten.
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Es ist bekannt, die Entfeuchtungselemente einfach als gepreßte agglomerierte
adsorbierende Substanzen auszubilden, um die genannten Schwierigkeiten zu vermeiden.
Die gepreßten Entfeuchtungsmittel jedoch, die z. B. aus Silikagel oder aktiviertem
Ton von der Art der Montmorillonite - den gebräuchlichsten adsorbierenden Substanzen
- hergestellt werden, zerfallen im Gebrauch, insbesondere wenn sie eine gewisse
Menge Wasserdampf aufgenommen haben.
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Somit können sich derartige gepreßte Substanzen auch leicht mit denjenigen
Stoffen, die man vor Feuchtigkeit schützen will, vermengen. Insbesondere auf dem
Lebensmittel- und Arzneimittelsektor ist aus diesem Grunde die Anwendung dieses
Typus von Feuchtigkeitselementen nur unter bestimmten Voraussetzungen möglich.
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Es besteht auch der Nachteil, daß diese gepreßten Substanzen sich
nur schwer an Stopfen oder Deckel von Behältern ankleben lassen und daß wegen ihrer
geringen Elastizität eine Befestigung in Ausnehmungen des Deckels oder Stopfens
durch Kraftwirkung in gleicher Weise schwierig ist.
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Weiterhin ist die Verwendung von feuchtigkeits-
absorbierenden Mitteln
bekannt, die aus faserigem Werkstoff pflanzlicher oder mineralischer Herkunft, z.
B. Asbest und hygroskopischen Substanzen wie Lithiumbromid oder Calciumchlorid,
bestehen. Eine Feuchtigkeitsaufnahme bewirkt bei diesen absorbierenden Mitteln ein
allmähliches Zerfließen der hygroskopischen Substanzen, so daß die Poren des faserigen
Trägermaterials das flüssige Hydrat nicht mehr festzuhalten vermögen.
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Darüber hinaus sind bei diesen bekannten Mitteln die Fasern mit den
hygroskopischen Substanzen imprägniert, d.h., daß die Menge der feuchtigkeitsanziehenden
Substanz bei weitem geringer ist als die der Fasern, was den Nachteil mit sich bringt,
daß die Feuchtigkeitsabsorption gering ist, da die den größten Teil der Mittel ausmachenden
Fasern nur ein sehr geringes Feuchtigkeitsabsorptionsvermögen haben.
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Die obenerwähnten Nachteile werden im erfindungsgemäßen feuchtigkeitsadsorbierenden
Mittel vermieden. Bei gleichem Umfang wird eine größere Adsorptionsfähigkeit als
bei den bekannten Entfeuchtungselementen erzielt, wozu der Umstand, daß die Menge
der feuchtigkeitsanziehenden Substanz bei weitem größer ist als die Menge des faserigen
Materials, also die feuchtigkeitsanziehende Substanz mit
den Fasern
armiert ist und nicht umgekehrt, maßgeblich beiträgt. Das erfindungsgemäße feuchtigkeitsadsorbierende
Mittel läßt sich leicht ankleben und weist eine genügende Elastizität für andere
Befestigungsarten auf, mit anderen Worten ausgedrückt, ist das erfindungsgemäße
feuchtigkeitsadsorbierende Mittel selbsttragend. Es besteht auch nicht die Gefahr
einer Vermischung mit den zu entfeuchtenden Substanzen, und schließlich kann das
erfindungsgemäße feuchtigkeitsadsorbierende Mittel in den verschiedensten Formen
und Abmessungen hergestellt werden.
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Das feuchtigkeitsadsorbierende Mittel, welches in kompakter Form
vorliegt und aus einer feuchtigkeitsanziehenden Substanz und einem faserigen Material
besteht, ist dadurch gekennzeichnet, daß die feuchtigkeitsanziehende Substanz ein
getrockneter Ton ist, dessen Gewichtsanteil in dem feuchtigkeitsadsorbierenden Mittel
mindestens 850/0 beträgt, und daß das faserige Material in dem getrockneten Ton
gleichmäßig verteilt ist. Als feuchtigkeitsadsorbierende Substanz kann aktivierter
Ton, vorzugsweise Montmorillonit oder auch ein synthetisches Tonerdesilikat verwendet
werden.
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Als faserartiges Material können Cellulosefasern, Asbestfasern, Glaswolle
oder Quarzwolle verwendet werden.
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Der Anteil der feuchtigkeitsanziehenden Substanz im feuchtigkeitsadsorbierenden
Mittel beträgt vorzugsweise 90 Gewichtsprozent.
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Ein feuchtigkeitsadsorbierendes Mittel, welches etwa 900/o eines
bei 1300 C getrockneten Tones enthält. bindet in einer Umgebung mit 40 0/o relativer
Luftfeuchtigkeit etwa 3 g Wasser pro 10 ccm Rauminhalt. Somit ist eine beträchtliche
Verbesserung der Entfeuchtungseigenschaften gegenüber den bekannten feuchtigkeitsadsorbierenden
Mitteln erzielt worden.
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Unter den gleichen Bedingungen lassen sich bei diesen nur 1 g Wasser
auf 10 ccm Rauminhalt binden.
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Zur Erreichung der Homogenität des feuchtigkeitsadsorbierenden Mittels,
die die Voraussetzung für dessen gute Haltbarkeit darstellt, erweisen sich die nachstehend
beschriebenen Herstellungsverfahren als vorteilhaft.
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Die Herstellung eines Cellulosefasern enthaltenden feuchtigkeitsadsorbierenden
Mittels erfolgt durch progressive Trocknung eines Gemisches aus einem Papierbrei,
der aus 15 bis 20 Teilen Wasser und etwa 1 Teil Faserstoff besteht, und 8 bis 15
Teilen der pulverisierten adsorbierenden Substanz.
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Wegen des geringen Anteils von Faserstoff im verwendeten Papierbrei
kann man eine gleichmäßige Verteilung dieses Stoffes in der adsorbierenden Substanz
erreichen. Durch die progressive Trocknung läßt sich das Wasser ohne Platzen oder
Rissigwerden oder Verwerfung der Oberfläche austreiben.
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Diese progressive Trocknung kann z. B. durch Abtropfenlassen und
Filtern unter mäßigem Druck geschehen, wobei die Temperatur nach und nach erhönt
wird, bis der Wasserdampfdruck an der Oberfläche der Paste unterhalb von l/o des
Sättigungsdampfdruckes bei der gewählten Temperatur sinkt.
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An Hand der Fig. 11 und 12 wird dieses Verfahren näher beschrieben.
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Das Austreiben des Wassers geschieht in einer Filterpresse 40, die
in einem mit einem Einlaß 44 und einem Auslaß 46 für warme Luft versehenen Behälter
42 untergebracht ist. Die Filterpresse 40
umfaßt einen festen Trog 48, dessen Boden
an den Stellen 50 perforiert ist und der ein inneres Filtergewebe 52, eine Paste
54, die entfeuchtet werden soll, und ein oberes Filtergewebe 56 aufweist. Eine feste
perforierte Platte 58 ist in vertikaler Richtung gleitbar in dem Trog 48 angeordnet.
Auf die Platte 58 sind in gleichmäßiger Verteilung Gewichte 60 gestellt, die jedoch
einen Zutritt von Luft durch die Öffnungen 50 durch die Platte 58 ermöglichen. Diese
Gewichte sind so groß, daß ihr Druck auf die Platte 58 etwa 100 kg/m2 beträgt.
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Um die Entwässerung zu beschleunigen, kann unter dem Trog 48 ein
Trichter 62 zum Aufsammeln der Feuchtigkeit angeordnet sein, dessen Umfang 64 dichtsitzend
mit dem Umfang des Bodens des Troges verbunden ist. An das Trichterrohr 66 ist ein
Vakuum angelegt.
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Bei Beginn der Entwässerung der Paste 54 wird Heißluft mit einer
Temperatur von 500 C in den Behälter 42 geleitet. Nach einigen Stunden wird diese
Temperatur auf 600 C und dann nach und nach auf 1500 C erhöht. Das Entwässern erfolgt
langsam und allmählich; es dauert insgesamt 24 bis 36 Stunden.
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Auf diese Weise wird vermieden, daß Tonteilchen aus der Paste heraustreten,
wenn diese noch relativ viel Feuchtigkeit enthält, und daß die Oberfläche eine Kruste
bildet oder rissig wird, wenn die Paste sich verfestigt (entspricht etwa einer 4O0/oigen
Feuchtigkeit).
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In der zweiten Herstellungsphase, bei der fast das gesamte in den
Poren des festen Produktes enthaltene Wasser ausgetrieben werden muß, kann die Temperaturerhöhung
schneller vor sich gehen, da die Gefahr einer Verkrustung oder eines Reißens wesentlich
geringer ist.
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Die Temperatur von 1500 C darf nicht überschritten werden, um die
Cellulosefasern nicht zu zerstören.
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Mit der in Fig. all dargestellten Vorrichtung lassen sich Platten
oder blattförmiges Entfeuchtungsmaterial herstellen. aus denen durch Stanzen oder
Schneiden Entfeuchtungselemente mit beliebig ge wünschten Abmessungen hergestellt
werden können.
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Bei der in F i g. 12 dargestellten Vorrichtung sind die mit Fig.
11 übereinstimmenden Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Diese Vorrichtung
umfaßt eine Reihe von kleinen getrennten Filtern 70, die einer einzigen Presse 72
ausgesetzt sind, welche für jeden Filter einen Kolben74 trägt. Mit dieser Vorrichtung
lassen sich direkt Entfeuchtungselemente in Form von kreisförmigen Tabletten herstellen.
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Gemäß einem weiteren Verfahren, das z. B. für die Verwendung von
Asbestfasern im feuchtigkeitsadsorbierenden Mittel geeignet ist, bildet man eine
breiartige Mischung aus einem Teil Asbestfaserstoffen von 4 bis 6 mm Länge, 10 Teilen
der adsorbierenden Substanz und etwa 20 Teilen Wasser, trocknet sie ohne besondere
Vorsichtsmaßnahmen, zerkleinert das so erhaltene Produkt in Granulatform, feuchtet
die Körner bis etwa 20 Gewichtsprozent der Trockenstoffe an und bildet dann Preßlinge
gemäß den bekannten Techniken.
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Versuche haben gezeigt, daß derartige Granulate ohne große Schwierigkeit
geeignet agglomerieren.
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Gemäß einem dritten Verfahren, das z.B. bei Asbestfaserstoffen anwendbar
ist, mischt man Asbestfaser trocken mit einem Tonpulver, das 20°/o relative Feuchtigkeit
enthält, und bildet aus der Mischung Preßlinge durch Anwendung eines sehr hohen
Druckes,
der in der Größenordnung von 15 t pro Preßling liegt.
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Mit diesen drei Verfahren lassen sich feuchtigkeitsadsorbierende
Mittel herstellen, die sich im Gebrauch nicht zersetzen.
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Die Erfindung ist im folgenden durch mehrere Ausführungsbeispiele
an Hand schematischer Zeichnungen ergänzend beschrieben.
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Die in Fig. 1 dargestellte Entfeuchtungstablette 12 ist als Scheibe
ausgebildet, die aus einem Stoff herausgeschnitten ist, der 100/o Faserstoffe und
90°/o Ton enthält und bei 1300 C getrocknet ist. Wegen der Elastizität dieses Stoffes
kann die Tablette 12 ohne Schwierigkeit an den Stopfen 14 (Fig. 2) einer Röhre eines
pharmazeutischen Produktes befestigt werden, und zwar durch einfaches Einklemmen
in eine Ausnehmung 16 in diesem Stopfen. Eine derartige Tablette kann auch leicht
im Innern des Deckels 18 eines Metallkastens (F i g. 3) angeklebt werden. Es ist
zu erkennen, daß infolge des Vorliegens des feuchtigkeitsadsorbierenden Mittels
in Tablettenform eine Vermischung mit den in dem Röhrchen oder Kasten enthaltenen
Stoffen nicht eintritt; es ist auch ersichtlich, daß die Verwendung von Cellulose-
oder Asbestfasern, die innig mit der adsorbierenden Substanz vermischt sind, die
kompakte Form der Tablette bewirkt. Ein Auflösen derselben selbst bei beträchtlicher
Wasserdampfaufnahme wird somit verhindert.
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F i g. 4 zeigt das feuchtigkeitsadsorbierende Mittel in Form eines
dünnen Bandes 20, das in Spiralform aufgewickelt ist. Ein derartiges Entfeuchtungselement
kann natürlich wegen seiner Elastizität zugleich als Stopfen oder Dichtung verwendet
werden, z. B. für Röhrchen für Aufnahme von Tabletten oder pharmazeutische Dragees.
Für die ähnliche Verwendung eignet sich auch das Entfeuchtungselement 22 (F i g.
5) aus einem blattförmigen Material in Blasebalgform. Wie aus der Darstellung ersichtlich
ist, kann dieser blasebalgartige Teil an dem Stopfen 14 eines Röhrchens für Arzneimittel
befestigt werden.
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Gemäß F i g. 6 kann man dem feuchtigkeitsadsorbierenden Mittel auch
eine rechteckige Plattenform 24 geben. Man kann diese Platte (Fig.7) auch wölben,
um den vor Feuchtigkeit zu schützenden Gegenstand zu umgeben. Nur durch die Verwendung
des Fasermaterials in dem feuchtigkeitsadsorbierenden Mittel wird die Platte 24
durch die Wölbung nicht zerstört.
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Fig. 8 zeigt einen metallenen Behälter 26, z. B. für Backwaren, in
dessen Boden eine Entfeuchtungsscheibe 28 eingelegt ist.
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F i g. 9 zeigt einen Verpackungsbehälter mit einem kleinen inneren
Kasten 30, der ganz oder teilweise aus dem Entfeuchtungsmaterial hergestellt ist,
sowie einen äußeren Beutel 32 aus Kunststoff, der dicht um den Kasten 30 herumgelegt
und verschlossen wird, nachdem ein zu schützender Gegenstand in den Kasten eingeführt
ist.
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Der Kasten 30 kann auch aus gewöhnlichem Karton sein, der einen Entfeuchtungsstab
34 (Fig. 10) längs einer der Kanten dieses Behälters angeordnet enthält.
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In all diesen Fällen ergeben sich die bereits erwähnten Vorteile:
Die Entfeuchtungselemente, bestehend aus dem erfindungsgemäßen feuchtigkeitsadsorbierenden
Mittel, weisen trotz kleiner Abmessungen eine sehr gute Adsorptionsfähigkeit auf.
Sie zerfallen nicht, wenn sie viel Feuchtigkeit aufgenommen haben. Sie können durch
Kleben oder auf irgendeine andere Art befestigt werden. Sie können in verschiedenartigen
Formen ausgestaltet werden und selbst Teile einer Umhüllung, beispielsweise zugleich
Verschlußstopfen für die zu schützenden Produkte bilden. Es besteht nicht die Gefahr
einer Vermischung des feuchtigkeitsadsorbierenden Mittels mit den zu trocknenden
Produkten.
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Die Faserstoffe, mit denen die Entfeuchtungselemente bewehrt sind,
können z. B. aus reiner Cellulose sein, so daß sie sich ohne Gefahr für die Aufbewahrung
von Arzneimitteln oder Nahrungsmitteln verwenden lassen.
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Eine eventuelle Erhitzung auf 130 bis 1500 C bewirkt nicht nur eine
vollkommene Austreibung der Feuchtigkeit, sondern zugleich erfolgt auch eine Sterilisation
des Materials, was ebenfalls von Vorteil ist für Anwendungen in der Pharmazie und
Lebensmittelbranche.
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Die Entfeuchtungselemente lassen sich durch einfaches Erhitzen auf
130 bis 1500 C regenerieren.