CH676585A5

CH676585A5 - Device for storing and dispensing pressurised prods.

Info

Publication number: CH676585A5
Application number: CH4180/87A
Authority: CH
Inventors: Winfried Werding
Original assignee: Winfried Werding
Priority date: 1987-10-26
Filing date: 1987-10-26
Publication date: 1991-02-15
Also published as: ES2012888A6; RU1776245C; CA1337812C; IL88154A0; IL88154A; DD275652A5; ZA887973B

Description

Die vorliegende Erfindung hat eine Druckpackung mit Ventil gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zum Gegenstand, bei der die Druckpackung und das Ventil aus demselben Plastikmaterial hergestellt sind, wobei lediglich die Druckfeder und die Dichtung des Ventils nicht aus Plastik sind und mit welcher flüssige Produkte zerstäubt werden können und welche auch zur Abgabe von cremigen und pastösen Produkten mittels einem Diffusor dient.

Der Schutz der Umwelt hat in vielen Ländern zum Verbot von vollhalogenierten Kohlenwasserstoffen als Treibmittel für Aerosoldosen geführt und es sind auch Untersuchungen im Gange, abzuklären ob Propan und Butan oder Dimethyläther, ebenfalls als Treibgase in Aerosoldosen eingesetzt, ungefährlich sind.

Da Aluminium zu seiner Herstellung viel Energie benötigt und ein grosser Teil der Aerosoldosen aus Aluminium ist, geht das Bestreben der Umweltschutzorganisationen zu einem Verbot dieser Aluminiumdosen hin. Es gibt natürlich auf dem Markt aus Dosen auch Weissblech, die aber ebenfalls viel Energie zu ihrer Herstellung benötigen und aber oft Korrosionsprobleme stellen.

Seit Jahren laufen Versuche, Aerosoldosen aus Plastik herzustellen, welche nunmehr zu industriereifen Produkten herangewachsen sind, wie beispielsweise Behälter aus Polyäthylen-Terephtalat.

Das Europatent Nr. 0 109 361 beschreibt einen Schubregler, dank welchem man als Treibmittel Druckluft oder komprimierten Stickstoff verwenden kann, ohne dass der diesen Gasen eigene Druckabfall bei Entleerung des Behälters die Ausstossmenge pro Zeiteinheit beeinflussen kann.

Es zeigt sich aber bei Versuchen, dass es bei falscher Handhabung solcher Behälter, z.B. mit dem Ventil nach unten, zu einem Druckverlust kommt, der so gross sein kann, dass der Behälter noch Produkt enthält, das aber mangels Druck nicht mehr ausgestossen werden kann.

Es gibt Ventile, die, dank einer Kugel, ein Versprühen eines Produktes gestatten, wenn die Dose auf den Kopf gestellt gehalten wird, die aber einen Druckverlust nicht vermeiden können, wenn der Behälter schräg gehalten wird und das Steigrohr des Ventils, weil praktisch immer gekrümmt, nicht mehr im, sondern ausserhalb dem Produkt liegt.

Die vorliegende Erfindung löst die vorstehend beschriebenen Probleme und hat eine Druckpackung mit Ventil aus Plastik zur Ausgabe von flüssigen, cremigen und pastösen Produkten zum Gegenstand, wie sie im Anspruch 1 definiert mittels der Zeichnung illustriert ist.

Die Erfindung wird nachstehend ausführlich beschrieben und mit vorteilhaften, nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen bildlich dargestellt. Dabei zeigt die Zeichnung in:

Fig. 1 eine Ansicht im Schnitt einer erfindungsgemässen Druckpackung, mit Ventil aus Plastik,
Fig. 2 eine Ansicht, teilweise im Schnitt eines Beutels, der zur Produktaufnahme dient,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines gefalteten Beutels vor Einführung in den Druckpakkungsbehälter,
Fig. 4 eine Draufsicht im Schnitt des Beutels in leerem Zustand,
Fig. 5 eine Ansicht im Schnitt einer Ventileinheit aus Plastik.

Der Behälter 1 aus Plastik, z.B. aus Polyäthylen-Terephtalat, ist mit dem Ventilteller (2) aus gleichem Plastikmaterial wie der Behälter 1, verschlossen. Der Ventilteller 2 trägt den Ventilkörper 3, der ebenfalls aus demselben Plastikmaterial wie der Behälter 1 und der Ventilteller 2 ist. Der Hals 4 des Behälters 1 ist mit den Ringnuten 5 und 6 versehen, während der Ventilteller 2 die Ringrippen 7 und 8 aufweist. Beim Aufstecken des Ventiltellers 2 auf den Hals 4 rastet die Ringrippe 7 in die Ringnut 5 und die Ringrippe 8 in die Ringnut 6 ein, wonach dann der Ventilteller 2 mittels Ultraschall auf den Hals 4 geschweisst wird. Der Ventilkörper hat eine Ringrippe 9, welche in die Ringnut 10 des Ventiltellers einrastet und wo, nach Einlegen der Dichtung 11, des Kolbens 12 und der Feder 13 in den Ventilteller 2, dieser mit dem Ventilkörper 3 mittels Ultraschall verschweisst wird.

Dabei bildet der Ventilkörper 3 einen Flansch 14, welcher dazu dient, die Dichtung 15 an einem Fallen zu verhindern. Die Dichtung 15 muss frei beweglich sein, d.h. der Durchmesser ihres Zentralloches muss grösser als der Aussendurchmesser des Ventiltellerteils 16 sein und darf nicht von dem Flansch 14 gegen den Ventilteller 2 geklemmt werden. Die Dichtung 15 verschliesst, wenn der Behälter 1 unter Druck steht, das Loch 17 des Ventiltellers durch Eindringen in dasselbe. Die Dichtung 15 ist aus Butylgummi, der luftdicht ist und deshalb einen Druckverlust wegen Migrieren von Luft durch die Wandung der Dichtung 15 vermeidet. Ihre Härte liegt vorzugsweise bei 45 DEG shore, wodurch die Dichtung 15 in das Loch 17 eindringen kann.

Der Ventilkörper 3 ist mit dem Steigrohrhalter 18 versehen, der das Steigrohrteil 19 trägt , welches mit dem Beutel 20 so verschweisst ist, dass sich Ringnuten 21 bilden und einen hermetischen Verschluss des Beutels 20 gewährleisten. Dabei sind die Innenwände des Beutels 20 und das Steigrohrteil 19 aus demselben Plastikmaterial, z.B. Polyäthylen. Das im Innern des Beutels liegende eigentliche Steigrohr 22 ist mit dem Loch 23 versehen, wobei sich das Steigrohr 22 praktisch bis zum Boden 26 des Beutels 20 erstreckt, diesen aber nicht berührt.

Diese Lösung des Vorhandenseins eines Steigrohres 22 im Beutel 20 hat sich aus Versuchen ergeben, die gezeigt haben, dass sich der Beutel 20, wenn er unter Druck steht, zuerst am Ausflussende leert, wobei dann, bei Abgabe von ca. 30% des Produktes, die Wände des Beutels 20 so stark gegeneinander gedrückt werden, dass keine Produktabgabe mehr erfolgen kann. Dank dem Loch 23 am oberen Ende des Steigrohres 22 und dem Steigrohreinlauf 25 kann sich der Beutel vollständig entleeren, weil das Steigrohr 22 ein totales Zusammenbacken der Wände des Beutels 20 vermeidet, da sich dem Steigrohr 22 entlang Kanäle 27, wie in Fig. 4 dargestellt, bilden, über welche das Produkt 24 zum Loch 23 und dem Einlauf 25 gelangen kann und von dort ausgestossen wird.

Die Lösung ein Steigrohr 22 zu verwenden ist auch vorteilhaft, weil der Beutel 20 eine Befestigungsmöglickeit am Ventilkörper 3 haben muss, was das Steigrohrteil 19 zusammen mit dem Steigrohrhalter 18 verwirklicht. Man könnte auf ein sich in die Beutellänge erstreckendes Steigrohr 22 verzichten, wenn man die Innenwände des Beutels 20 mit Reliefstrukturen wie Noppen, Warzen usw. versieht, die, weil ein Hindernis darstellend, ein Zusammenkleben der Innenwände unter Druck vermeiden.

Um der Fülltechnik von Spraydosen Rechnung zu tragen und um zu vermeiden, dass Änderungen an den existierenden Füllanlagen vorgenommen werden müssen, wird der Beutel 20, wie in Fig. 3 gezeigt, gefaltet und mit sehr dünnwandigen, selbstklebenden Papierringen 28 umgeben, so dass er in dieser Form wie ein normales, zwar überdimensioniertes Steigrohr normaler Ventile aussieht und somit von den Zuführautomaten existierender Maschinen wie ein normales Aerosolventil in den Behälter 1 eingeführt werden kann.

Statt den Beutel 20 zu falten und mit Papierringen 28 zu versehen, kann er um das Steigrohr 20 herumgerollt werden, wobei auf den beiden Längsseiten des Beutels 20, bei der einen auf der Ober- und bei der anderen auf der Unterseite eine feine Leimschicht aufgetragen wird, deren Haftkraft gross genug ist, den Beutel 20 zusammengerollt zu lassen aber nicht genügend stark ist, ein Entrollen des Beutels 20 beim Einfüllen des Produktes 24 zu verhindern. Nach hermetischer Befestigung des Ventiltellers 2 auf den Behälter 1, wie vor stehend beschrieben, wird der Beutel 20 mittels Herunterdrücken des Kolbens 12 mit dem Produkt 24 gefüllt, wonach dann der Ausstossdruck, der den Beutel 20 bei Ventilöffnung entleert, über das Loch 17 in den Behälter 1 eingeführt wird, was bewirkt, dass der so im Behälter entstehende Überdruck die Dichtung 15 gegen das Loch 17 drückt und dieses verschliesst.

Da die Dichtung aus Butylgummi ist, der luftundurchlässig ist und eine Härte von vorzugsweise 45 DEG shore hat, wird sie, wie in Fig. 1 dargestellt, in das Loch 17 eingedrückt. \ffnet man mit einem Ausgabeelement 29 das Ventil 2, so entweicht das Produkt 24 dank dem auf den Beutel 20 wirkenden Druck des Behälters 1.

Um ein zu starkes Heben des Bodens 26 des Beutels 20 zu vermeiden und zu verhindern, dass das Steigrohrende 25 die Beutelwand beschädigt, gibt man dem Boden 26, wie in Fig. 2 dargestellt, einen Radius. Dadurch kann das Steigrohr 22 so kurz gehalten werden, dass der Boden 26 es nie berühren kann, aber trotzdem gewährend, dass das Produkt, ausser einem Prozentsatz von ca. 2%, vollständig ausgestossen wird. Sollte ein Produkt 24, z.B. ein Pharmaceuticum einen Aluminiumschutz benötigen, so kann der Beutel 20 aus einer Verbundfolie mit Aluminium hergestellt werden. In diesem Fall ist der Beutel 20 rundherum mit Verschweissungen versehen, in Fig. 2 nicht dargestellt.

Nach Aufstecken des Beutels 20, 18 des Ventilkörpers 3 öffnet man das Ventil und saugt aus dem Beutel 20 die dort verbliebene Luft ab, so dass ein Vakuum entsteht. Dadurch wird beim Einfüllen des Produktes 24 die Bildung einer Luftblase im Beutel 20 vermieden, die man sonst, speziell bei viskösen Produkten 24 wieder absaugen müsste.

Das Loch 17 könnte natürlich, statt mit einer Flachdichtung 15, auch mit einem nicht dargestellten Stopfen verschlossen werden und so gestaltet sein, dass er wie ein Lippenventil arbeitet, d.h., dass man über ihn von aussen Druck einführen kann, der aber, von innen wirkend, die Lippen zusammenpresst und so ein Austreten von Druck aus dem Behälter 1 verhindert.

Die Fig. 5 zeigt eine Ansicht im Schnitt, stark vergrössert, durch eine erfindungsgemässe Ventileinheit. Bei den sich im Handel befindenden Aerosolventilen stellt man ein Nachfliessen von Produkt, selbst nach Schliessung des Ventils nach Verwendung fest. Wird ein solches handelsübliches Ventil mit einem hohen Prozentsatz von Flüssiggasen eingesetzt, so sieht man dieses Nachfliessen nicht, weil diese in ihrer Flüssigphase gleichzeitig als Lösungsmittel dienen und, mit dem Aktivprodukt gemischt, mit diesem flüssig beim \ffnen des Ventils ausgestossen werden, wobei es dann im Kontakt mit dem atmosphärischen Druck zu einer explosionsartigen Verdunstung, sowohl des Flüssiggases wie auch des Produktträgers, wie Alkohol oder Wasser, kommt.

Verwendet man aber als Ausstosskraft Druckluft oder komprimierten Stickstoff, so fehlt dieser Schnellverdunstungsfaktor und das Nachfliessen wird offensichtlich.

Das Nachfliessen ist auf mehrere Faktoren zurückzuführen. Bei sogenannten "männlichen" Ventilen ist ein Kolben mit Seitenlöchern versehen, welche bei geschlossenem Ventil innerhalb der Wandstärke der Gummidichtung liegen, so dass also kein Produkt austreten kann. Da das Zentralloch der Dichtung ausgestanzt ist, weist es senkrechte Nuten auf, die, je nach Qualität des Stanzmessers, mehr oder weniger tief sind, über welche noch nach Schliessen des Ventils Produkt nachfliessen kann und zwar solange, bis der Gummi durch ein Sichhineinzwängen in die Seitenlöcher diese verschliesst. Bei sogenannten "weiblichen" Ventilen wird der Ventilverschluss durch Eindringen der Ringrippe eines Kolbens in eine Gummidichtungsscheibe erreicht.

Die Kimme der meisten Ringrippen ist 0,4 bis 0,5 mm breit, wodurch es, auch je nach Härte des Gummis, zu einem zu langsamen Eindringen des Kolbens in die Dichtung kommt, was auch bei diesen Ventilen zu einem Nachfliessen nach Schliessung führt.

Je nach Ventilqualität beträgt das gemessene Nachfliessen bis zu 0,03 ml pro Ventilöffnung. Dieses Nachfliessen ist nicht nur unschön, es führt auch, speziell bei Haarlacken, zu einer Verstopfung der Zerstäuberdüse durch Austrocknen des Filmbildners, wenn als Ausstosskraft komprimierte Gase eingesetzt werden. In diesem Falle muss also die Ventilkonzipierung so sein, dass es zu einem sofortigen, totalen Verschluss kommt. Zu diesem Zweck muss die Dichtung 11 sehr weich sein, z.B. nur 55 DEG shore-Härte haben. Dadurch können die Ringrippen 30 und 31 des Kolbens 12 schnell in die Dichtung 11 eindringen, wobei diese mittels der Ringrippe 33 des Ventiltellers 2 in die Ringnut 32 des Kolbens 12 eingedrückt wird, so dass es dank der vier Eindringungspunkte der Ringrippen 30 und 31 und der in die Ringnut 32 eindringende Gummiwulst zu dem notwendigen sofortigen Verschluss des Ventils kommt.

Claims

1. Druckpackung mit Ventil aus Plastik zur Ausgabe von flüssigen, cremigen und pastösen Produkten, bestehend aus einem Aussenbehälter (1), einem flexiblen Innenbehälter (20), einer Ventileinheit (2, 3) und einem Ausgabeelement (29), dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (2) und der Ventilkörper (3) aus demselben Plastikmaterial sind wie der Aussenbehälter (1), dass dieser mit Nuten (5, 6) versehen ist, die zur Aufnahme von Ringrippen (7, 8) des Ventiltellers (2) dienen und dass der Ventilteller (2) dort mit dem Behälter (1) verschweisst ist, dass der Ventilteller (2) seitlich seiner Achse mit einem Loch (17) versehen ist, das sich mit einer Gummidichtung (15) verschliesst, wenn der Behälter (1) unter Druck steht, dass der Ventilteller (2) eine Ringnut (10) aufweist, die zur Aufnahme der Ringrippe (9) des Ventilkörpers (3) dient und dass diese dort verschweisst sind,

dass der Steigrohrhalter (18) des Ventilkörpers (3) ein Steigrohrteil (19) des Steigrohrs (22) trägt, dass das Steigrohr (22) aus demselben Material wie die Innenwand des in Form eines Beutels (20) vorliegenden Innenbehälters besteht und mit diesem so verschweisst ist, dass sich Ringnuten (21) bilden, dass sich das Steigrohr (22) bis kurz vor den Boden (26) des Beutels (20) erstreckt und diesen nicht berührt und dass der Boden (26) nach aussen gewölbt sich vom Steigrohrende (25) entfernt.

2. Druckpackung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenbehälter (1), der Ventilteller (2) und der Ventilkörper (3) aus Polyäthylen-Terephtalat sind.

3. Druckpackung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenbehälter (1) der Ventilteller (2) und der Ventilkörper (3) aus Polypropylen sind.

4.

Druckpackung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Beutel (20) durch Verschweissen von zwei sich gegenüberliegenden Folienwänden hergestellt wird.

5. Druckpackung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Beutel aus Polyäthylen ist.

6. Druckpackung gemäss den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Beutel (20) aus einer Verbundfolie mit einer, zwischen Polyäthylenschichten liegenden Aluminiumschicht, hergestellt ist.

7. Druckpackung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Beutel (20) achsengleich am Ventilkörper (3 befestigt ist.

8. Druckpackung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwände des Beutels (20) mit Strukturen, die ein Relief bilden, versehen ist.

9.

Druckpackung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochdichtung (15) des Ventiltellers (2) aus Butylgummi ist, dessen Härte kleiner als 55 DEG shore ist.

10. Druckpackung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch (17) des Ventiltellers (2) mit einem Gummistopfen, der ein Lippenventil sein kann, verschlossen ist.

11. Druckpackung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steigrohr (22) oben im Beutel (20) ein Loch (23) aufweist.

12. Druckpackung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (12) mit zwei Ringrippen (30, 31) versehen ist, welche eine Nut (32) bilden, in welche, unter dem Schliessdruck der Feder (13), eine Ringrippe (33) des Ventiltellers (2) die Dichtung (11) drückt. 1. Druckpackung mit Ventil aus Plastik zur Ausgabe von flüssigen, cremigen und pastösen Produkten, bestehend aus einem Aussenbehälter (1), einem flexiblen Innenbehälter (20), einer Ventileinheit (2, 3) und einem Ausgabeelement (29), dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (2) und der Ventilkörper (3) aus demselben Plastikmaterial sind wie der Aussenbehälter (1), dass dieser mit Nuten (5, 6) versehen ist, die zur Aufnahme von Ringrippen (7, 8) des Ventiltellers (2) dienen und dass der Ventilteller (2) dort mit dem Behälter (1) verschweisst ist, dass der Ventilteller (2) seitlich seiner Achse mit einem Loch (17) versehen ist, das sich mit einer Gummidichtung (15) verschliesst, wenn der Behälter (1) unter Druck steht, dass der Ventilteller (2) eine Ringnut (10) aufweist, die zur Aufnahme der Ringrippe (9) des Ventilkörpers (3) dient und dass diese dort verschweisst sind,

dass der Steigrohrhalter (18) des Ventilkörpers (3) ein Steigrohrteil (19) des Steigrohrs (22) trägt, dass das Steigrohr (22) aus demselben Material wie die Innenwand des in Form eines Beutels (20) vorliegenden Innenbehälters besteht und mit diesem so verschweisst ist, dass sich Ringnuten (21) bilden, dass sich das Steigrohr (22) bis kurz vor den Boden (26) des Beutels (20) erstreckt und diesen nicht berührt und dass der Boden (26) nach aussen gewölbt sich vom Steigrohrende (25) entfernt. 2. Druckpackung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenbehälter (1), der Ventilteller (2) und der Ventilkörper (3) aus Polyäthylen-Terephtalat sind. 3. Druckpackung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenbehälter (1) der Ventilteller (2) und der Ventilkörper (3) aus Polypropylen sind. 4.

Druckpackung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Beutel (20) durch Verschweissen von zwei sich gegenüberliegenden Folienwänden hergestellt wird. 5. Druckpackung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Beutel aus Polyäthylen ist. 6. Druckpackung gemäss den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Beutel (20) aus einer Verbundfolie mit einer, zwischen Polyäthylenschichten liegenden Aluminiumschicht, hergestellt ist. 7. Druckpackung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Beutel (20) achsengleich am Ventilkörper (3 befestigt ist. 8. Druckpackung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwände des Beutels (20) mit Strukturen, die ein Relief bilden, versehen ist. 9.

Druckpackung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochdichtung (15) des Ventiltellers (2) aus Butylgummi ist, dessen Härte kleiner als 55 DEG shore ist. 10. Druckpackung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch (17) des Ventiltellers (2) mit einem Gummistopfen, der ein Lippenventil sein kann, verschlossen ist. 11. Druckpackung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steigrohr (22) oben im Beutel (20) ein Loch (23) aufweist. 12. Druckpackung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (12) mit zwei Ringrippen (30, 31) versehen ist, welche eine Nut (32) bilden, in welche, unter dem Schliessdruck der Feder (13), eine Ringrippe (33) des Ventiltellers (2) die Dichtung (11) drückt.