BR112021004267A2 - gaxeta de válvula e válvula dosadora de um dispensador de fluido, válvula dosadora de um dispensador de fluido e dispensador de fluido - Google Patents
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Abstract
GAXETA DE VÁLVULA E VÁLVULA DOSADORA
DE UM DISPENSADOR DE FLUIDO, VÁLVULA DOSADORA DE UM DISPENSADOR DE
FLUIDO E DISPENSADOR DE FLUIDO. Uma gaxeta de válvula para uma válvula
dosadora de um dispensador de fluido, sendo a dita gaxeta feita de um
material elastomérico que é autolubrificante.
Description
[001] A presente invenção refere-se a uma gaxeta de válvula, a uma válvula dosadora e a um dispensador de fluido.
[002] O campo de aplicação preferencial dessa válvula é o campo de farmácia, mas este tipo de válvula também pode ser usado em outros campos, por exemplo, nos campos de cosméticos e perfumaria.
[003] As válvulas dosadoras da técnica anterior compreendem um corpo da válvula dosadora que define uma câmara dosadora na qual um membro da válvula desliza entre uma posição de repouso e uma posição acionada. O corpo da válvula e o membro da válvula são geralmente feitos por moldagem de materiais plásticos do tipo polímero como, por exemplo, poliacetal (também conhecido como polioximetileno (POM)) ou polibutileno tereftalato (PBT). Gaxetas, em particular, uma gaxeta externa conhecida como uma gaxeta de pescoço e duas gaxetas internas conhecidas como uma gaxeta de membro de válvula e como uma gaxeta de câmara, geralmente são fornecidas em uma válvula dosadora. As gaxetas são geralmente feitas de material elastomérico, por exemplo, como borracha nitrílica, monômero de etileno-propileno-dieno (EPDM) ou elastômero de copolímero de ciclo-olefina (COC).
[004] O uso dessas gaxetas podem representar diversos problemas. Dessa forma, durante a sua fabricação, é necessário adicionar talco às tiras de elastômero, de modo a evitar a aderência durante o armazenamento. Além disso, a fim de se montar as válvulas, é necessário usar silicone para acondicionamento das gaxetas. Além disso, no uso, o atrito gerado entre o membro da válvula e as gaxetas internas pode levar ao bloqueio da válvula, um fenômeno conhecido como “aderência” (sticking). A fim de tentar superar ou limitar estes problemas, foi proposto o uso de materiais elastoméricos, aos quais lubrificantes adicionados, também conhecido como agentes deslizantes, geralmente à base de silicone, erucamida ou oleamida. Esses aditivos migram para a superfície do material, reduzindo assim os seus coeficientes de atrito e, consequentemente, o seu comportamento de atrito. No entanto, nem sempre é fácil controlar essa lubrificação. Antes de ser capaz de realizar o seu papel de agente lubrificante na matriz elastomérica, os aditivos podem tornar-se degradados enquanto o material está sendo fabricado. As interações podem também ocorrer com outros ingredientes presentes na matriz elastomérica. Isto ocorre, em particular, na presença de cargas inorgânicas, que podem absorver os lubrificantes, impedindo-os de migrar para a superfície do material.
[005] Os documentos WO 00/56632 e US 6 843 392 descrevem dispositivos da técnica anterior.
[006] Um objeto da presente invenção é superar os problemas acima mencionados.
[007] Um objeto da presente invenção é, dessa forma, fornecer uma gaxeta de válvula com propriedades de atrito aprimoradas.
[008] Outro objeto da presente invenção é fornecer uma gaxeta de válvula, uma válvula dosadora e um dispositivo dispensador de fluido que sejam simples e baratos para fabricação e para montagem.
[009] A presente invenção fornece, dessa forma, uma gaxeta de válvula para uma válvula dosadora de um dispensador de fluido, sendo a dita gaxeta feita de um material elastomérico que é autolubrificante, sendo que o dito material elastomérico contém um lubrificante, como óleo de silicone, sendo o dito lubrificante encapsulado sob a forma de microcápsulas e/ou de microesferas que são adicionadas ao material elastomérico da gaxeta.
[010] Vantajosamente, o material elastomérico compreende EPDM.
[011] Vantajosamente, o lubrificante compreende óleo de silicone.
[012] Vantajosamente, as microcápsulas e/ou as microesferas que contêm óleo de silicone são adicionadas ao material elastomérico enquanto a gaxeta está sendo fabricada.
[013] Vantajosamente, a quantidade das ditas microcápsulas e/ou das microesferas introduzidas no material elastomérico é menor que 5%, em peso,
vantajosamente cerca de 3%, em peso, do material elastomérico.
[014] A presente invenção também fornece um válvula dosadora de um dispensador de fluido, sendo que a válvula dosadora compreende um corpo da válvula que define uma câmara dosadora na qual um membro da válvula desliza entre uma posição de repouso e uma posição acionada, sendo que a dita válvula inclui uma gaxeta de pescoço e pelo menos uma gaxeta interna, sendo que o dito membro da válvula desliza contra a dita pelo menos uma gaxeta interna, sendo que a dita válvula dosadora inclui pelo menos uma gaxeta, conforme descrito acima.
[015] Vantajosamente, a dita pelo menos uma gaxeta interna é fabricada conforme descrito acima.
[016] A presente invenção também fornece um dispensador de fluido que compreende um reservatório contendo fluido a ser dispensado, sendo que o dito dispensador inclui uma válvula dosadora, conforme descrito acima.
[017] Vantajosamente, o dispensador contém um gás hidrofluoralcano (HFA) como gás propelente.
[018] Essas e outras características e vantagens aparecem mais claramente a partir da seguinte descrição detalhada, dadas a título de exemplo não limitante, e com referência às Figuras anexas, nas quais:
[019] A Figura 1 é uma vista em corte diagramática de uma válvula dosadora em uma realização vantajosa;
[020] A Figura 2 é um gráfico de barras comparando o módulo em 100% de deformação de uma gaxeta de EPDM, com ou sem silicone, com uma gaxeta de EPDM da invenção contendo microcápsulas ou microesferas;
[021] A Figura 3 é um gráfico de barras comparando a dureza na escala Shore A de uma gaxeta de EPDM, com ou sem silicone, com uma gaxeta de EPDM da invenção contendo microcápsulas ou microesferas; e
[022] A Figura 4 é um gráfico de barras comparando o coeficiente de atrito em relação ao de POM e ao de PBT de uma gaxeta de EPDM, com ou sem silicone, com uma gaxeta de EPDM da invenção contendo microcápsulas ou microesferas.
[023] Na descrição abaixo, o termo “superior” e “inferior” e “parte superior” e “parte inferior” são relativos à posição vertical mostrada na Figura 1, e o termo radial é relativo ao eixo longitudinal da válvula mostrada na Figura 1.
[024] A válvula dosadora mostrada na Figura 1 é do tipo de retenção. No entanto, deve-se entender que este é meramente um exemplo, e que a presente invenção se aplica a qualquer tipo de válvula dosadora. De forma mais geral, a presente invenção também poderia se aplicar a gaxetas para uma bomba que não usa gás propelente para dispensar fluido.
[025] A válvula da Figura 1 inclui um corpo da válvula (10) que se estende ao longo de um eixo longitudinal. Dentro do dito corpo da válvula (10), um membro da válvula (30) desliza entre uma posição de repouso, que é a posição mostrada na Figura 1, e uma posição de dispensação na qual o membro da válvula (30) foi empurrado para dentro do corpo da válvula (10).
[026] A válvula é para montagem em um reservatório (1), preferencialmente por meio de um elemento fixador (5) que pode ser uma cápsula crimpável, fixável por rosca ou fixável por pressão, e uma gaxeta de pescoço (6) é vantajosamente interposta entre o elemento de fixação e o reservatório. Opcionalmente, um anel (4) pode ser montado ao redor do corpo da válvula, em particular, de modo a diminuir o volume morto na posição invertida, e de modo a limitar o contato entre o fluido e a gaxeta de pescoço. O anel pode ser de qualquer formato, e o exemplo na Figura 1 não é limitante.
[027] O membro da válvula (30) é impulsionado em direção à sua posição de repouso por uma mola (8) que é disposta no corpo da válvula (10) e que coopera, em primeiro lugar, com o corpo da válvula (10) e, em segundo lugar, com o membro da válvula (30), preferencialmente com um colar radial (320) do membro da válvula (30). Uma câmara dosadora (20) é definida dentro do corpo da válvula (10), sendo que o dito membro da válvula (30) desliza para dentro da dita câmara dosadora de modo a permitir que o seu conteúdo seja dispensado quando a válvula é acionada.
[028] De maneira convencional, a câmara dosadora é preferencialmente definida entre duas gaxetas anulares, especialmente uma gaxeta do membro da válvula (21) e uma gaxeta da câmara (22).
[029] A Figura 1 mostra a válvula na posição vertical de armazenamento, isto é, a posição na qual a câmara dosadora (20) é disposta acima do reservatório (1).
[030] O membro da válvula (30) inclui um orifício de saída (301) que é conectado a um orifício de entrada (302) que é disposto na câmara dosadora (20) quando o membro da válvula (30) está em sua posição de dispensação. O membro da válvula (30) pode ser fabricado em duas porções, especialmente uma porção superior (31) (também conhecida como uma parte superior do membro da válvula) e uma porção inferior (32) (também conhecida como uma parte inferior do membro da válvula). Nesta realização, a porção inferior (32) é montada dentro da porção superior (31). Um canal interno (33) é fornecido no membro da válvula (30) que torna possível conectar a câmara dosadora (20) ao reservatório (1), de modo a preencher a dita câmara dosadora (20) após cada acionamento da válvula quando o membro da válvula (30) retorna para sua posição de repouso sob o efeito da mola (8). O preenchimento é realizado quando o dispositivo ainda está em sua posição invertida de trabalho, com a válvula disposta abaixo do reservatório.
[031] Tipicamente, a válvula dosadora contém um gás propelente bem conhecido, em particular do tipo HFA.
[032] Na invenção, pelo menos uma gaxeta da válvula, em particular, pelo menos uma gaxeta interna (21, 22), é feita de um material elastomérico que é autolubrificante, sendo que um lubrificante, como óleo de silicone, é encapsulado sob a forma de microcápsulas e/ou de microesferas que são adicionadas ao material elastomérico da gaxeta. Essa microencapsulação torna possível controlar e/ou desencadear a ação lubrificante nas etapas claramente definidas do processo de fabricação e/ou enquanto o produto estiver em uso.
[033] A microencapsulação torna possível manter líquidos ou sólidos presos em uma membrana polimérica a fim de proteger o ambiente exterior ou a fim de controlar a sua libertação para o ambiente escolhido. Dependendo da tecnologia de preparação usada e da necessidade final, é possível obter dois tipos de produtos: - microcápsulas, que podem ser comparadas a reservatórios que mantêm presa uma substância ativa líquida (que é mais ou menos viscosa); e - microesferas, que são matrizes macromoleculares, que se assemelham a pequenas bolsas cheias de substância ativa (como uma esponja).
[034] O princípio ativo pode ser liberado de várias maneiras. Para microcápsulas a liberação pode ocorrer de forma súbita, sob o efeito de estresse como calor ou pressão. As microesferas permitem que a substância encapsulada seja liberada progressivamente. Opcionalmente, é possível prever a combinação de ambos os efeitos, pela adição de microcápsulas e microesferas simultaneamente.
[035] O tamanho das microcápsulas e/ou das microesferas pode variar na faixa de 5 micrômetros (µm) a 100 µm.
[036] Nos exemplos descritos abaixo, as microcápsulas ou as microesferas de óleo de silicone foram adicionadas a um teor de 3%, em peso, no material de EPDM que forma uma gaxeta de válvula. A adição foi realizada da mesma maneira que para os outros ingredientes (cargas inorgânicas, antioxidantes, agentes vulcanizantes, etc.) que geralmente são adicionados em um material de EPDM.
[037] Vantajosamente, uma quantidade que é menor que 5%, em peso.
[038] As propriedades dos materiais obtidos foram comparadas a dois controles: - EPDM padrão; - EPDM padrão + 3% de óleo de silicone adicionado.
[039] A Figura 2 mostra o módulo em 100% de deformação, e a Figura 3 mostra a dureza na escala Shore A. Deve-se observar que a adição de microcápsulas e microesferas não tem um impacto negativo sobre as propriedades mecânicas do elastômero, neste exemplo, EPDM.
[040] A Figura 4 mostra o coeficiente de atrito dos mesmos materiais para, em primeiro lugar, contra POM e, em segundo lugar, contra PBT.
[041] O teste consistiu em esfregar o EPDM contra materiais plásticos (POM & PBT), de modo a determinar os seus coeficientes de atrito.
[042] O coeficiente de atrito é a razão da força de tração (força de resposta que permite que o aparelho se mova) sobre a força aplicada (força normal).
[043] Existem dois tipos de coeficientes de atrito: o coeficiente de atrito dinâmico e o coeficiente de atrito estático.
[044] O coeficiente de atrito estático é o coeficiente medido no início de um teste. É a força necessária para mover a amostra no substrato e para iniciar o movimento. O termo “coeficiente de adesão” também é usado;
[045] O coeficiente dinâmico é o coeficiente necessário para que o movimento seja mantido a uma velocidade constante.
[046] Para a presente comparação, foram usados os valores do coeficiente dinâmico, com o sistema estável e a uma velocidade constante.
[047] Adicionando apenas o silicone na formulação não deu origem a nenhum aprimoramento para atrito. Isto confirma a hipótese de que, nessas circunstâncias, o silicone é absorvido pela matriz elastomérica.
[048] No entanto, foi observada uma redução no coeficiente de atrito para todas as configurações da invenção com microcápsulas ou microesferas.
[049] Os resultados obtidos mostram que a adição de microcápsulas ou microesferas torna possível reduzir significativamente o coeficiente de atrito.
[050] Foram realizados testes comparativos com gaxetas feitas de EPDM, mas o mesmo resultado seria obtido com outros materiais elastoméricos usados para fabricar gaxetas de válvula.
[051] Encapsular o lubrificante torna possível confinar o dito lubrificante, de modo a evitar que ele seja absorvido ou degradado durante o processo de fabricação do material. Além disso, encapsular o lubrificante torna possível fazer com que o lubrificante esteja disponível na superfície do material quando as microcápsulas se rompem mediante estresse mecânico, devido ao atrito ou à pressão.
[052] A invenção torna assim possível reduzir os problemas de atrito nas válvulas, e, dessa forma, eliminar ou pelo menos limitar os riscos de aderência. Além disso, a adição de talco às tiras de elastômero, de modo a evitar a aderência durante o armazenamento não é mais necessária, tornando possível reduzir a os custos de fabricação das gaxetas e, dessa forma, da válvula. A montagem das válvulas também é simplificada, como resultado da redução ou eliminação do uso de silicone para acondicionamento das gaxetas.
[053] A presente invenção é descrita acima com referência a uma realização vantajosa, mas naturalmente qualquer modificação poderia ser aplicada à mesma pelo técnico no assunto, sem ir além do âmbito da presente invenção, conforme definido pelas reivindicações anexas.
Claims (9)
1. GAXETA DE VÁLVULA PARA UMA VÁLVULA DOSADORA DE UM DISPENSADOR DE FLUIDO, sendo a dita gaxeta caracterizada por ser feita de um material elastomérico que é autolubrificante, sendo que o dito material elastomérico contém um lubrificante, como óleo de silicone, sendo o dito lubrificante encapsulado sob a forma de microcápsulas e/ou de microesferas que são adicionadas ao material elastomérico da gaxeta.
2. GAXETA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo material elastomérico compreender EPDM.
3. GAXETA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizada pelo lubrificante compreender óleo de silicone.
4. GAXETA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelas microcápsulas e/ou microesferas contendo óleo de silicone serem adicionadas ao material elastomérico enquanto a gaxeta está sendo fabricada.
5. GAXETA, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pela quantidade das ditas microcápsulas e/ou microesferas introduzidas no material elastomérico ser menor que 5%, em peso, vantajosamente cerca de 3%, em peso, do material elastomérico.
6. VÁLVULA DOSADORA DE UM DISPENSADOR DE FLUIDO, sendo que a válvula dosadora compreende um corpo da válvula (10) que define uma câmara dosadora (20) na qual um membro da válvula (30) desliza entre uma posição de repouso e uma posição acionada, sendo que a dita válvula inclui uma gaxeta de pescoço (6) e pelo menos uma gaxeta interna (21, 22), sendo que o dito membro da válvula desliza contra a dita pelo menos uma gaxeta interna (21, 22), sendo a dita válvula dosadora caracterizada por incluir pelo menos uma gaxeta, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.
7. VÁLVULA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pela dita pelo menos uma gaxeta interna (21, 22) ser fabricada, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6.
8. DISPENSADOR DE FLUIDO, que compreende um reservatório (1) contendo fluido a ser dispensado, sendo o dito dispensador caracterizado por incluir uma válvula dosadora, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 6 a 7.
9. DISPENSADOR, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por conter um gás HFA como gás propelente.
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