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Verfahren zur Herstellung, zum Nach- und Umfüllen von Aerosolen
Aerosole bestehen aus Mischungen eines verflüssigten Gases mit einer Wirkstofflösung. Diese Mischung befindet sich in einem Behälter aus Blech oder Glas mit einem Sprüh- oder Schaumventil, durch dessen Betätigung die Mischung als feinstes Aerosol zerstäubt wird.
Das Füllen dieser Behälter mit einem Inhalt von 50 bis 500 cm war bisher umständlich und kostspielig, ein Um- oder Nachfüllen von ausgebrauchten Behältern überhaupt unmöglich. Es wird derzeit nach zwei verschiedenen Verfahren gearbeitet. Nach dem einen Verfahren, dem Kälteverfahren, werden die Behälter mit dem Wirkstoff gefüllt und auf tiefe Temperaturen abgekühlt. Gleichzeitig wird auch das Flüssiggas bis unter den Siedepunkt bei Normaldruck gekühlt, so dass die Vereinigung mit dem Wirkstoff ohne Aufschäumen und ohne Verdunstungsverluste erfolgt.
Die Behälter werden hierauf verschlossen bzw. wird das Sprüh- oder Schaumventil aufgesetzt.
Nach dem zweiten Verfahren-dem Druckverfahren-werden die Behälter mit der Wirkstofflösung gefüllt und verschlossen. Das Flüssiggas wird mit Hilfe von Druckpumpen durch das Ventil eingepresst. Nachdem bei Normaltemperatur gearbeitet wird, sind hohe Drücke zu überwinden, wodurch das Abdichten schwierig und die Verluste grösser werden.
Die verwendeten Gefässe und Behälter sind bisher nach Entleerung weggeworfen worden, da nach keinem dieser Verfahren eine Wiederfüllung möglich ist und das Vorurteil besteht, dass der technische Aufwand zu gross wäre, um Kleingefässe nochmals zu füllen.
Im grosstechnischen Betrieb kommen zur Umfüllung von unter Druck stehenden verflüssigten Gasen zwei Verfahren zur Anwendung. Entweder wird das verflüssigte Gas direkt aus dem Vorratsbehälter mit einer Pumpe in den andern gedrückt, wobei der Gasdruck in dem zu füllenden Behälter sich durch eine kommunizierende Verbindung mit dem Vorratsbehälter ausgleicht, oder wird mit einer Pumpe (Kompressor) die Luft aus dem zu füllenden Behälter ausgesaugt.
Infolge der Druckdifferenz strömt das verflüssigte Gas aus dem Vorratsbehälter in den zu füllenden Behälter, während durch den Kompressor das abgesaugte Gas in den Vorratsbehälter gedrückt wird und dieses seinerseits auf die dort vorhandene Flüssigkeit schiebend wirkt.
Gemäss vorliegender Erfindung ist unter Verzicht auf Kompressoren ein einfacher Weg gefunden worden, der das Ab- oder Umfüllen von aerosolbildenden Flüssigkeiten aus einem Vorratsbehälter ermöglicht, ebenso die Wiederverwendung gebrauchter Gefässe, indem zwischen einem Vorratsbehälter mit aerosolbildender Flüssigkeit und dem zu füllenden Gefäss eine einfache kommunizierende Verbindung hergestellt wird und auf das Umpumpen des Flüssiggases, wie dies bei den bekannten Verfahren erforderlich ist, verzichtet.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass schon ganz kleine Temperatur- bzw. Druckdifferenzen zwischen Vorratsbehälter und Abfüllgefäss genügen, um den Übergang zu ermöglichen. Dies ist besonders wichtig und vorteilhaft für den Letztverteiler von Aerosolpackungen, da es diesem ermöglicht wird, die Nachfüllung von Kleinpackungen an Ort und Stelle vorzunehmen.
Enthält der zu füllende Behälter vorerst noch Luft, so kann dieser Luftpolster ein Vollfüllen verhindern. In diesem Falle sind die Behälter entweder vor dem ersten Füllen zu evakuieren, oder sind Lufteinschlüsse dadurch zu beseitigen, dass man während des Füllens den Gasraum des zu füllenden Behälters fallweise mit dem freiem Raum verbindet und die Luft ablässt.
Eine Rückführung der gleichzeitig ausströmenden geringen Flüssigmengen ist erfindungsgemäss nicht erforderlich, was den wesentlichen Vorteil des Verfahrens gegenüber den eingangs erwähnten bekannten Verfahren mit Kreislauf bzw.
Rückführung des ausströmenden Flüssiggases darstellt. Zweckmässig ist es, die Temperaturerhöhung des Vorratsbehälters mit Hilfe eines Wasserbades hervorzurufen, da dieses einen guten Wärmeaustausch sichert und auch mit billigen Mitteln auf konstanter Temperatur gehalten werden kann, wobei mittels eines Manometers die Druckverhältnisse innerhalb des Behälters leicht kontrolliert werden können.
In der Folge werden an Hand von technisch durchführbaren Beispielen die Erfindung sowie
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die zu ihrer Durchführung geeigneten Geräte erläutert.
Die Fig. 1 zeigt die einfache Form der Umfüllung zwischen zwei Behältern, Fig. 2 zeigt eine Anordnung, mit der gleichzeitig eine Vielzahl von Gefässen gefüllt werden kann. Natürlich ist es möglich, bei einer grossen Anzahl von Einheiten das oben angeführte Prinzip zu automatisieren.
Mit 1 ist ein Vorratsbehälter an sich bekannter Form gezeichnet, wie solche zur Aufbewahrung grösserer Mengen von Flüssiggas im Handel sind. Die Öffnung 2 dieses Behälters ist mit einem Röhrchen 3 verbunden, in dem in bekannter Weise ein Ventil eingebaut ist, das durch Druck auf das Ende das Röhrchen öffnet. Normalerweise befindet sich auf dem Röhrchen ein abnehmbarer Knopf mit einer Sprühdüse zur Betätigung des Ventils und zum Versprühen des Behälterinhaltes, der aus einem Flüssiggas und einem Wirkstoff (Parfum, Insektizid usw.) besteht. Zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist der Knopf abgenommen. Mit 4 ist das zu füllende Gefäss bezeichnet, welches ebenfalls handelsüblich ist und dem Behälter 1 in Form und Ausstattung gleicht, jedoch geringeren Inhaltes ist.
Um beide Behälter kommunizierend zu verbinden, wird folgende einfache Vorrichtung verwendet.
In einer Gummiplatte 5 steckt ein Röhrchen 6 mit solchem Aussendurchmesser, dass es zügig in die Röhrchen 3 eingeführt werden kann. Die beiderseits von der Platte 5 hervorstehenden Enden des Röhrchens 6 sind so lange, dass die Ränder des Röhrchens 3 bis an die Platte 5 herangeführt werden können. Diese Stellung ist in der Fig. 1 dargestellt. Stellt man nun den Behälter 1 in ein gegenüber der Raumtemperatur mässig erwärmtes Wasserbad und drückt man beide Behälter gegen die Platte 5, so öffnen sich die eingebauten Ventile und unter dem Einfluss des Temperaturgefälles tritt das Flüssiggas in den Behälter 4 über, der bis auf einen kleinen Gaspolster ausgefüllt wird.
War vorher Luft im Behälter 4, so wird man die Füllung vorübergehend unterbrechen, den Behälter abnehmen und die Luft aus dem Röhr- chen 3 auslassen, bis man bemerkt, dass Flüssiggas ausströmt, sodann wird die Füllung aus dem Behälter 1 bis zum Ende fortgesetzt.
Die Fig. 2 zeigt eine Anordnung zur gleichzeitigen Füllung mehrerer Kleingefässe.
Ein grösserer Vorratsbehälter 7 steht in einer mit Wasser gefüllten Wanne 8, die mit einer elektrischen Heizung 9 und einem Temperaturregler bekannter Bauart versehen ist.
An der Oberseite des Behälters 7 befinden sich eine Mehrzahl von Röhrchen 3 mit Ventilen, die, wie oben erwähnt, von handelsüblicher Ausführung sind.
Man kann nun die zu füllenden Gefässe, etwa Kleinbehälter, der Reihe nach unter Zwischenschaltung von Verbindungsstücken aufsetzen und bequem und ohne umständliche Vorkehrungen füllen.
Es ist klar, dass die Anwendung der Erfindung durch die Grösse der zu füllenden Gefässe nicht behindert wird, so dass sie im weiten Umfange verwendbar ist. Ausser den schon erwähnten Zwecken, nämlich Neufüllung, Umfüllung und Nachfüllung von Gefässen, kann das Verfahren notfalls auch zur Korrektur der Füllungsmischung oder des Füllungsinhaltes bereits gefüllter Gefässe mit Vorteil angewendet werden. Vorliegende Erfindung ermöglicht die Füllung von durchsichtigen Behältern-Glasflaschen-aus einem Vorratsbehälter ohne jede Dosiervorrichtung.
Bei undurchsichtigen Gefässen kann zum Vorratsbehälter eine flexible Verbindung hergestellt werden, so dass der Füllungsgrad durch Wägung bestimmt werden kann. Die flexible Verbindung ermöglicht die freie Bewegung der Wiegevorrichtung, und sie ist nur als Tara festzuhalten.
Die Fig. 3 zeigt ein einfaches Schema einer solchen Anordnung. Der zu füllende Behälter 4 steht z. B. auf der Wiegeschale 12, einer Neigungswaage 11 und ist durch einen flexiblen Schlauch 14 mit dem Vorratsbehälter 13 verbunden, der, wie oben geschildert, erwärmt werden muss. Es ist hier zweckmässig, den Schlauch 14 durch geeignete Vorrichtungen 15, wie Klammern, Bajonettverbinder usw., anzuschliessen, um zu verhindern, dass der Schlauch vom Behältermund abgleitet.
Je nach der Grösse der Anlage kann auch eine an sich bekannte automatische Füllvorrichtung usw. dazugebaut werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Ab- und Umfüllung von flüssigen Aerosolen unter Herstellung einer Druckund/oder Temperaturdifferenz zwischen den/dem entleerenden Behälter und den/dem zu füllenden Behälter, dadurch gekennzeichnet, dass der/die zu füllenden Behälter vor Herstellung der vorzugsweise mit Hilfe eines Kapillarrohres erzeugten kommunizierenden Verbindung mit dem/den zu entleerenden Behälter kurzzeitig entlüftet wird, um die für den Übergang der Aerosole notwendige Druck- und Temperaturdifferenz herzustellen.
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Process for producing, refilling and transferring aerosols
Aerosols consist of mixtures of a liquefied gas with an active ingredient solution. This mixture is located in a container made of sheet metal or glass with a spray or foam valve which, when activated, atomizes the mixture as a very fine aerosol.
Filling these containers with a content of 50 to 500 cm was previously cumbersome and expensive, and refilling or refilling of used containers was impossible at all. Two different procedures are currently being used. In one process, the cold process, the containers are filled with the active ingredient and cooled to low temperatures. At the same time, the liquid gas is also cooled to below the boiling point at normal pressure, so that it combines with the active ingredient without foaming and without evaporation losses.
The containers are then closed or the spray or foam valve is attached.
According to the second process - the printing process - the containers are filled with the active ingredient solution and sealed. The liquid gas is injected through the valve with the help of pressure pumps. After working at normal temperature, high pressures have to be overcome, which makes sealing difficult and increases losses.
The vessels and containers used have so far been thrown away after emptying, since refilling is not possible after any of these processes and there is a prejudice that the technical effort would be too great to refill small vessels.
In large-scale operations, two processes are used to transfer pressurized liquefied gases. Either the liquefied gas is pressed directly from the storage container with a pump into the other, whereby the gas pressure in the container to be filled is equalized through a communicating connection with the storage container, or the air is extracted from the container to be filled with a pump (compressor) sucked out.
As a result of the pressure difference, the liquefied gas flows from the storage container into the container to be filled, while the extracted gas is pressed into the storage container by the compressor and this in turn has a pushing effect on the liquid present there.
According to the present invention, a simple way has been found, dispensing with compressors, which enables the filling or transfer of aerosol-forming liquids from a storage container, as well as the re-use of used vessels, by a simple communicating connection between a storage container with aerosol-forming liquid and the vessel to be filled is produced and the pumping of the liquid gas, as is necessary in the known methods, is dispensed with.
It has surprisingly been found that even very small temperature or pressure differences between the storage container and the filling vessel are sufficient to enable the transition. This is particularly important and advantageous for the final distributor of aerosol packs, as it enables them to refill small packs on site.
If the container to be filled initially still contains air, this air cushion can prevent it from being completely filled. In this case, the containers either have to be evacuated before the first filling, or air pockets have to be eliminated by connecting the gas space of the container to be filled with the free space and releasing the air.
According to the invention, it is not necessary to recirculate the small amounts of liquid flowing out at the same time, which has the essential advantage of the method compared to the known methods with circulation or
Represents recirculation of the outflowing liquid gas. It is useful to raise the temperature of the storage container with the help of a water bath, since this ensures a good heat exchange and can also be kept at a constant temperature with cheap means, whereby the pressure conditions within the container can be easily checked using a manometer.
In the following, the invention and are based on technically feasible examples
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explains the devices suitable for their implementation.
Fig. 1 shows the simple form of transferring between two containers, Fig. 2 shows an arrangement with which a plurality of vessels can be filled at the same time. It is of course possible to automate the above principle with a large number of units.
With 1 a storage container of a known form is drawn, such as those for storing larger amounts of liquefied gas on the market. The opening 2 of this container is connected to a tube 3 in which a valve is installed in a known manner, which opens the tube by pressing the end. Usually there is a detachable button on the tube with a spray nozzle for operating the valve and for spraying the contents of the container, which consists of a liquid gas and an active ingredient (perfume, insecticide, etc.). To carry out the method according to the invention, the button is removed. 4 with the vessel to be filled is referred to, which is also commercially available and the container 1 is similar in shape and equipment, but has a smaller content.
The following simple device is used to connect the two containers in a communicating manner.
In a rubber plate 5 there is a tube 6 with such an outside diameter that it can be quickly inserted into the tube 3. The ends of the tube 6 protruding from the plate 5 on both sides are so long that the edges of the tube 3 can be brought up to the plate 5. This position is shown in FIG. If the container 1 is now placed in a water bath that is moderately heated compared to room temperature and both containers are pressed against the plate 5, the built-in valves open and, under the influence of the temperature gradient, the liquid gas enters the container 4, which except for a small one Gas cushion is filled.
If there was air in the container 4 before, the filling is temporarily interrupted, the container is removed and the air is let out of the tube 3 until you notice that liquid gas is flowing out, then the filling from the container 1 is continued until the end.
Fig. 2 shows an arrangement for the simultaneous filling of several small vessels.
A larger storage container 7 stands in a water-filled tub 8 which is provided with an electric heater 9 and a temperature controller of known design.
At the top of the container 7 there are a plurality of tubes 3 with valves which, as mentioned above, are of a commercially available design.
You can now place the vessels to be filled, such as small containers, one after the other with the interposition of connecting pieces and fill them comfortably and without inconvenient precautions.
It is clear that the application of the invention is not hindered by the size of the vessels to be filled, so that it can be used to a large extent. In addition to the purposes already mentioned, namely refilling, transferring and refilling of vessels, the method can, if necessary, also be used with advantage to correct the filling mixture or the filling content of already filled vessels. The present invention enables the filling of transparent containers — glass bottles — from a storage container without any dosing device.
In the case of opaque vessels, a flexible connection can be made to the storage container so that the degree of filling can be determined by weighing. The flexible connection allows the weighing device to move freely and it can only be recorded as a tare.
3 shows a simple diagram of such an arrangement. The container to be filled 4 is z. B. on the weighing pan 12, an inclination scale 11 and is connected by a flexible hose 14 to the storage container 13, which, as described above, must be heated. It is useful here to connect the hose 14 by means of suitable devices 15, such as clips, bayonet connectors, etc., in order to prevent the hose from sliding off the container mouth.
Depending on the size of the system, an automatic filling device, etc. known per se can also be added.
PATENT CLAIMS:
1. A method for filling and transferring liquid aerosols while producing a pressure and / or temperature difference between the / the container to be emptied and the / the container to be filled, characterized in that the container (s) to be filled, preferably with the aid of a capillary tube produced communicating connection with the container to be emptied is briefly vented in order to produce the pressure and temperature difference necessary for the transfer of the aerosols.