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Die Erfindung betrifft einen Behälter zur Abgabe von Aerosolen oder Schäumen, insbesondere von PU-Schäumen, der in seinem Inneren zwei voneinander getrennte räumliche Bereiche aufweist, von denen der eine das Füllgut enthält und der andere unter einem Druck steht, der höher ist als der Umgebungsdruck, wobei der das Füllgut enthaltende Bereich mit einer Abgabevorrichtung, beispielsweise einem Ventil in Verbindung steht.
Ein solcher Behälter, im folgenden verschiedentlich auch als Dose bezeichnet, ist aus der US 5 219 005 A bekannt. In dieser Druckschrift wird vorgeschlagen, den Druckbereich zwischen den Behälterwänden und einem biegsamen Gutbeutel vorzusehen und den Gutbeutel samt Ventil mit dem Behälterhals dicht zu verbinden. Als Besonderheit dieser schon länger bekannten Massnahme wird vorgesehen, den Druck durch Einbringen von Trockeneis in den Behälter beim nachfolgenden Verdampfen des Eises, nach dem der Gutbeutel eingebracht und mit mittels des Ventils dicht mit dem Behälter verbunden ist, aufzubauen und diesen so auf einen Ausgangsdruck gebrachten Behälter bis zur endgültigen Füllung zu lagern.
Dabei ist daran gedacht, dieses Zusammenbauen und Unterdrucksetzen in einer eigenen Produktionsstätte vorzusehen und den vorgefertigten und vormontierten Behälter den einzelnen Kunden zum Füllen mit dem jeweiligen Füllgut zu liefern. Es wird dadurch erreicht, dass die Hersteller des Füllgutes sich im Rahmen ihrer Produktion nicht um den Zusammenbau und Unterdrucksetzen der Behälter kümmern müssen, sondern, dass sie das fertige Produkt, durch das bereits montierte Ventil in den Gutbeutel drücken und zuguterletzt, eine Ventilkappe auf das nach aussen ragende Ventilröhrchen aufsetzen.
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Auch, wenn die damit angestrebten Ziele mit den Methoden und Massnahmen der US-A erreicht werden, weist deren Grundidee doch eine ganze Reihe von Nachteilen auf :
Es ist notwendig, unter Druck stehende, aber ansonsten leere Behälter zu transportieren, mit ihnen zu manipulieren und sie verschiedentlich zwischenzulagern. Bei der Herstellung muss auf kommende Bedürfnisse betreffend die Grössen und Abmessungen der Behälter, die in vielen Varianten geordert werden, bedacht werden, wobei auch die entsprechende Abstimmung der Drücke und der Gutbeutel, besonders aber der Ventile vorgenommen werden muss. Bei der sich daraus ergebenden Anzahl an Kombinationsmöglichkeiten wird ersichtlich, dass die Grundidee der amerikanischen Patentschrift nur in Bereichen weitestgehender Standardisierung wirtschaftlich sinnvoll ist.
Ein weiterer unbehebbarer Nachteil der US-Patentschrift, aber auch der anderen vorbekannten Behälter mit Gutbeutel ist es, dass das Gut durch das Ventil eingebracht wird, was aufgrund des geringen zur Verfügung stehenden Einbringungsquerschnittes kompliziert, langwierig und damit kostspielig ist.
Es gibt auch Behälter, bei denen sich das Füllgut im Zwischenraum zwischen den Behälterwänden und dem Beutel befindet, wobei im Beutel ein Druckmittel, zumeist ein Gas, unter Überdruck eingebracht wird. Dies hat den Vorteil, dass das Füllgut durch den Behälterhals, somit eine grosse Öffnung, eingebracht werden kann, was somit rasch möglich ist, doch ist damit der Nachteil verbunden, den Beutel unter Druck zu setzen, was es, da er ja nicht mit dem Ventil verbunden ist, notwendig macht, eine Druckaufbringung zu wählen, bei der der Beutel noch im kleinen Zustand in den Behälter gebracht werden kann und erst nach dem Einbringen den Druck aufbaut.
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Ein derartiger Behälter (im folgenden oft auch als Dose bezeichnet) ist in der EP-B 0 033 377 beschrieben.
Er weist einen Druckeutel auf, in dem sich ein Treibmittel befindet, das durch den Beutel vom abzugebenden Material getrennt ist. Der Beutel wiederum weist in seinem Inneren zumindest zwei voneinander getrennte Abteile auf, in denen sich Stoffe befinden, die bei ihrem Zusammentreffen ein Druckgas bilden, beispielsweise befindet sich in einem Abteil Zitronensäure und im anderen eine wässerige Natriumhydrogencarbonatlösung, die beim Zusammenkommen C02-Gas bilden.
Die Reaktionsgeschwindigkeit der Reagenzien muss so klein sein, dass man vor dem Einbringen des Beutels in den Behälter die Abteilwände zum Platzen bringen kann und den Beutel in der Folge, noch bevor er sich unter der Wirkung des sich bildenden Druckgases aufbläht, in den Behälter einbringen und den Behälter verschliessen kann.
Dieser vorbekannte Behälter eignet sich zur Abgabe von Aerosolen, hat aber bei der Druckaufbringung für Behälter, die l-Komponenten-PU-Schäume od. dgl. abgeben, keine Verbreitung gefunden, was darauf zurückzuführen ist, dass die PU-Schäume aus den Komponenten Polyol (Sammelbez. für mehrwertige Alkohole, Römpps Chemie Lexikon, 8. Auflage, Bd. 5, 3307) und Isocyanat (Salze bzw. Ester der Isocyansäure, Römpps Chemie Lexikon, 8.
Auflage, Bd. 3, 1951) gebildet werden und dass beim Aufplatzen des Beutels, wie es nicht ausgeschlossen werden kann, das Isocyanat mit der wässerigen Lösung in Berührung kommt, was die Reaktion
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wodurch die Temperatur im Behälter und damit der Druck derart ansteigt, dass die Behälter explosionsartig platzen, was zusätzlich zu dem dadurch angerichteten Schaden zum Freisetzen von Isocyanat führt.
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Es hat sich daher bis heute bei der Herstellung von PUSchaumbehältern die Verwendung von unbrennbaren Treibmitteln durchgesetzt, die aus Kostengründen bis zu einem vertretbaren Ausmass mit brennbaren, aber wesentlich billigeren Treibmitteln (Butan, Propan oder Dimethylether) gemischt werden und die ohne Beutel verwendet werden. Der Treibmittelanteil beträgt dabei 20 % bis 28 % des Behälterinhaltes.
Aber auch bei der Herstellung von Behältern zur Abgabe von Aerosolen ist die Verwendung der vorbekannten Druckbeutel nicht ohne Probleme : So müssen diese Beutel getrennt von der Behälterfüllung angefertigt werden, was einerseits eine Lagerhaltung bedingt, andererseits dazu führt, dass durch die Verwendung längerer Zeit gelagerter Druckbeutel und die dadurch bedingten Alterungsprozesse die Reaktion zwischen den beiden Komponenten nicht immer im gewünschten Ausmass erfolgt und dass ein Anpassen der letztlich produzierten Druckgasmenge an die jeweiligen Wünsche und Anforderungen des Behälters nicht während des Füllens des Behälters, sondern nur durch Verwendung speziell angepasster Druckbeutel möglich ist.
Die Erfindung bezweckt, die bei den beiden vorbekannten Behältertypen und Füllmethoden auftretenden Nachteile zu vermeiden ohne deren Vorteile aus der Hand zu geben.
Erfindungsgemäss geschieht dies bei der Verwendung eines Gutbeutels dadurch, dass eine vorbestimmte Menge Trockeneis in den Behälter eingebracht wird, dass der Gutbeutel, der dicht mit einem Ansatzteil verschweisst ist, in die Dose eingesetzt und durch den Ansatzteil, der einen im Vergleich zum Ventil wesenlich grösseren, bevorzugt etwa den zehnfachen, freien Querschnitt aufweist, mit dem Füllgut befüllt wird und dass schliesslich das Ventil in den Ansatzteil eingesetzt und durch Krimpen, Kleben od. dgl. mit dem Dosenhals dicht verschweisst wird.
Auf diese Weise
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ist es möglich, das Gut im drucklosen Zustand, daher das Trockeneis zum Verdampfen Zeit benötigt und durch einen ausreichend grossen Querschnitt rasch in den Gutbeutel einzubringen und anschliessend durch das Einsetzen des Ventils und dichtes Verbinden sowohl den Gutbeutel als auch den Druckbereich des Behälters untereinander und gegenüber der Umgebung abzudichten.
Bei der Verwendung eines Druckbeutels wird das Füllgut in den Behälter eingebracht, sodann wird ein mit einer vorbestimmten Menge Trockeneis gefüllter Druckbeutel, der allseits verschweisst ist, in den Behälter eingebracht, während das Trockeneis im wesentlichen noch nicht verdampft ist und schliesslich wird der Behälter nach dem Einsetzen des Ventils durch Verkleben, Verschweissen oder Krempen dicht geschlossen.
Die Vorteile, die sich aus diesen beiden Ausgestaltungen der erfinderischen Grundidee ergeben, sind im wesentlichen die folgenden : Es werden die Dosen und die Beutel bis zur Endproduktion in drucklosem Zustand aufbewahrt, es können die Beutel, die ja als Folien aufgebildet sind, im flachen aufgerollten Zustand platzsparend auf Vorrat gehalten werden, es können übliche Krimp-, Klebe- oder Schweissvorrichtungen zum Verschliessen der Dosen verwendet werden, es kann das Einfüllen des Füllgutes wesentlich rascher als nach dem Stand der Technik erfolgen und es ist das Einbringen des Druckmittels durch ein einfaches graphimetrisches Dosierverfahren rasch und zuverlässig zu bewerkstelligen.
Darüberhinaus besteht keinerlei Gefahr eines explosionsartigen Druckaufbaues, wie er weiter oben, erläutert wurde. ? Dazu kommt noch, dass das Druckmittel preisgünstig und in seiner Handhabung unkompliziert ist.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt
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Fig. 1 einen schematischen Durchschnitt durch eine Dose mit einem Gutbeutel, der mit seinem Einsatzteil verschweisst ist, unmittelbar vor dessen Einsetzen und einem im axialen Abstand darüber dargestellten Ventil, wie es im Zuge des Verfahrens nach erfolgtem Einbringen und Füllen des Gutbeutels aufgesetzt und mit der Dose und dem Gutbeutel verbunden wird ; Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemässe Dose mit einem Druckbeutel, der bereits in die Dose eingebracht wurde, aber noch nicht unter Druck steht, mit aufgesetztem, aber noch nicht durch Bördeln, Crimpen oder Clinchen mit der Dose verbundenem Ventil.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, besteht ein erfindungsgemässer Behälter zur Abgabe von Aerosolen oder Schäumen im wesentlichen aus dem eigentlichen Behälter 1, einem Gutbeutel 2 und einem mit dem Gutbeutel 2 dicht verbundenen, beispielsweise verschweissten Einsatzteil 3, dessen freier Querschnitt an der engsten Stelle, beispielsweise einem Steigrohr 4, zumindest einige Millimeter Durchmesser aufweist.
Der Einsatzteil 3 weist an seinem oberen Ende einen Rand 5 auf, der in Grösse und Form geeignet ist, sich auf das obere Ende 6 des Dosenhalses 7 abzustützen und ringsum an ihm anzuliegen.
Ein erfindungsgemässes Ventil 8 weist ausserdem dem Stand der Technik entsprechenden und daher nicht näher dargestellten Ventilmechanismus einen Flansch 9 auf, der mit dem Rand 5 des Einsatzteiles und dem oberen Ende 6 des Dosenhalses 7 dicht verbunden werden kann. Im gezeigten Beispiel erfolgt die Verbindung durch Krimpen, dem in der Branche verwendeten Ausdruck für dichtes Bördeln.
Der Füllvorgang ist einfach und kann genauso einfach erläutert werden : Es wird eine vorbestimmte Menge
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Trockeneis in den Behälter 1 eingefüllt, so dann wird der leere, um das Steigrohr 4 gewickelte Gutbeutel 2 durch den Dosenhals in die Dose eingeführt, so dann wird das Füllgut durch den als Trichter wirkenden Einsatzteil 5 und das Steigrohr 4 in den drucklosen Gutbeutel 2, der sich in den noch immer drucklosen Dose 1 befindet, eingebracht und schliesslich wird noch immer bei unwesentlichem Druckaufbau das Ventil 8 aufgesetzt und unter Einklemmen des Randes 5 des Einsatzteiles 3 dicht mit dem Rand 6 des Halses 7 der Dose 1 verbunden. Während des weiteren Hantierens mit dem Behälter 1 verdampft das Trockeneis in ihm und setzt den Behälter und damit den Gutbeutel unter Druck.
Analog dazu sind der Aufbau und der Füllvorgang beim erfindungsgemässen Behälter zur Abgabe von Aerosolen oder Schäumen unter Verwendung eines Druckbeutels, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. In einen Behälter 1 wird durch die weite Öffnung des Dosenhalses 7 das Füllgut eingebracht und vorher oder nachher wird ein allseits verschweisster Druckbeutel 2, in dem sich eine vorbestimmte Menge Trockeneis befindet, ins Doseninnere eingeführt. Sodann wird das Ventil 8 mit seinem dicht mit dem Ende 6 des Dosenhalses 7 zu verbindenden Flansch aufgesetzt und es wird der Flansch 9 des Ventils 8 mit dem Rand 6 des Dosenhalses 7 dicht verbunden. In weiterer Folge verdampft das im Druckbeutel 2 befindliche Trockeneis und setzt den Behälter 1 unter Druck.
Der Füllvorgang ist so einfach wie im erstgenannten Beispiel, das Einfüllen des Trockeneises in den Druckbeutel 2 und das dichte Verschliessen des Druckbeutels 2, beispielsweise durch Verschweissen der Folie, aus der der Druckbeutel 2 gebildet ist, stellt keinerlei Probleme dar und in der überwiegenden Mehrzahl der Anwendungsfälle ist sogar im Falle eines nicht vollständig dichten Druckbeutels 2 keine Beeinträchtigung der Funktion des Behälters zu bemerken, da das Kohlendioxid zwar aus dem
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Beutel, nicht aber aus der Dose 1 entweichen kann. Nur in den Fällen, in denen es zu einer Reaktion zwischen dem C02 und dem Füllgut kommt, kann die Einsatzbereitschaft der Dose beeinträchtigt werden. Aufgrund der Natur des Druckmittels ist aber jegliche Brand- oder Explosionsgefahr ausgeschlossen.
Die Erfindung wird an Hand eines beispielhaft geschilderten Ablaufes bei der Abfüllstation für einen Behälter zur Abgabe von Aerosolen unter Verwendung eines Druckbeutels geschildert : In der ersten Etappe werden die Aerosoldosen mit dem Füllgut gefüllt und es wird ein gegebenenfalls perforiertes Rohr in die Dose eingebracht, wie es auch gemäss dem Stand der Technik der Fall ist. Dieses perforierte Rohr sichert den Transport des Füllgutes über die Länge der Dose hinweg trotz des sich ausbreitenden Druckbeutels.
Es kann auch, wie ebenfalls aus dem Stand der Technik bereits bekannt, eine poröse Scheibe den oberen meist domförmigen Teil des Behälters, der das Ventil aufweist, vom eigentlichen Behälter trennen, um ein Verstopfen durch den sich ausdehnenden Druckbeutel zu verhindern.
In der zweiten Etappe wird der Druckbeutel, dessen Grösse von der Behältergrösse abhängt und der im wesentlichen der Grösse eines entsprechenden Druckbeutels gemäss dem Stand der Technik aufweist, in den Behälter eingebracht, wobei im Unterschied zum Stand der Technik die Kante oder Ecke des Druckbeutels, die sich im Bereich der offenen Behälterfläche befindet, zumindest teilweise offen ist, so dass noch ein Zugang zum Inneren des Druckbeutels möglich ist.
In der dritten Etappe wird eine vorbestimmte Menge C02Trockenschnee durch diesen offenen Zugang in den Druckbeutel eingebracht.
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In der folgenden vierten Etappe wird der Druckbeutel endgültig und vollständig verschweisst, dies kann bevorzugt innerhalb von wenigen Sekunden nach der Einbringung des C02-Schnees erfolgen. In einem erfolgt, wenn dies von der Form des Behälters her notwendig ist, das endgültige Einbringen des verschlossenen Druckbeutels in den Behälter.
In der fünften Etappe wird das Behälterventil aufgesetzt.
Dieses Ventil unterscheidet sich nicht von denen, wie sie gemäss dem Stand der Technik für das jeweilige Füllgut verwendet werden.
In der sechsten Etappe wird das Ventil durch Clinchen oder Crimpen dicht mit dem Behälter verbunden, wobei ebenfalls kein Unterschied zum Stand der Technik auftritt.
Bei der Herstellung von Einkomponenten-PU-Schäumen erfolgt anschliessend dazu die Einbringung einer gegenüber der bisher benötigten Menge stark reduzierten Menge eines Treibmittels, das das Aufblähen des bereits abgegebenen Polyurethans bewirkt. Dieses Treibmittel ist beispielsweise : HFC-152a (CH3-CHF2), HFC-134a (CH2F-CF3), Dimethylether, Propan-Butan-Mischungen oder Mischungen dieser Treibmittel, die über das Ventil zugegeben werden. Bei diesem Schritt ist der einzige Unterschied zum Stand der Technik der, dass eine wesentlich geringere Menge des Treibmittels verwendet wird, üblicherweise nur mehr 5 % des Doseninhaltes oder noch weniger.
Es wird somit der Bedarf an diesem im Füllgut befindlichen Treibmittel um zumindest 75 % verringert, was angesichts der wesentlich höheren Kosten dieses Treibmittels im Vergleich zu den Kosten des C02-Trockeneises samt Beutel eine merkliche Ersparniss bedeutet. Dazu kommt noch, dass die Sicherheitsvorkehrungen während der Herstellung durch diese Anteilsverminderung auch im Falle der Verwendung
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eines brennbaren Treibmittels wesentlich vereinfacht und damit verbilligt werden können. Die Verarbeitung und Lagerung derartiger Schäume ist deutlich weniger gefährlich und damit billiger als bei bisher bekannten Produkten.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann unter bestimmten Umständen das Füllen und Verschliessen des Beutels erfolgen, bevor er in den Behälter eingesetzt wird. Wenn der Behälter die übliche domförmige Ausbildung im Ventilbereich hat, kann der Beutel schon vor dem Verschweissen seine endgültige Lage im Behälter haben und seine Füllöffnung bleibt dennoch zugänglich.
Der Beutel (und auch der Behälter und die anderen Bestandteile) kann aus den gleichen Materialien bestehen wie sie in der EP-B angegeben sind, beispielsweise einem mehrschichtigen Laminat aus : thermoplastischem Polyester, Polyvinylidenchlorid und Polyäthylen niedriger Dichte.
Andere Möglichkeiten sind dem Fachmann in Kenntnis der Erfindung unmittelbar zugänglich und hängen vom Verwendungszweck ab.
Die Erfindung kann verschiedentlich abgewandelt werden. So ist es möglich, statt der Bördelverbindungen Klebe- oder Schweissverbindungen vorzusehen und es können die Steigrohre 4 entfallen oder kürzer ausgestaltet werden.