CH680849A5

CH680849A5 - Aerosol dispenser for flowable material - has cast sealing compound, for relative sealing of outer container or core, and cover and discharge valve

Info

Publication number: CH680849A5
Application number: CH147690A
Authority: CH
Inventors: Gerhard Obrist
Original assignee: Aerosol Service Ag
Priority date: 1990-05-02
Filing date: 1990-05-02
Publication date: 1992-11-30

Description

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CH 680 849 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Behältnis, insbesondere eine Zweikammerpackung zur Abgabe eines fliessfähigen Füllguts gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.

Bei solchen gemeinhin als Aerosolbehälter bezeichneten Abgabebehältnissen wurde früher als Treibmittel im allgemeinen Flüssiggas eingesetzt. Aus Umweltgründen ist man jedoch schon seit einiger Zeit dazu übergegangen, umweltverträgliche Treibmittel wie zum Beispiel Stickstoffgas oder komprimierte Luft zu verwenden. Bei solchen Abgabebehältnissen ist der Innendruck naturgemäss relativ grossen Schwankungen unterworfen, d.h. im Laufe der fortschreitenden Entleerung des Behältnisses sinkt der Innendruck von einem relativ hohen Anfangswert kontinuierlich auf einen relativ niedrigen Endwert ab. Damit eine restlose Abgabe des Füllguts gewährleistet ist, muss dieser Endwert selbstverständlich noch etwas über dem Umgebungsdruck, also dem Atmosphärendruck liegen.

Abgesehen von Sonderkonstruktionen weisen solche Aerosolbehältnisse üblicherweise einen druckfesten, im wesentlichen formstabilen Aussen-behälter aus Aluminium oder Polyethylenterphthalat auf, der mit einem Bördelrand versehen ist, auf dem ein Metalldeckel sitzt und mittels einer entsprechenden Umbördelung dicht befestigt ist. Der Metalldeckel trägt in seinem Zentrum ein Standard-Aerosolventil mit einem Gehäuse aus Kunststoff. Das Ventil ist im Deckel durch eine eine Hinterschnei-dung im Ventilgehäuse hintergreifende Umbördelung des Deckels dicht fixiert.

Die beiden Verbindungsstellen zwischen Aussen-behälter und Metalldeckel einerseits und Metalldeckel und Ventilgehäuse andererseits müssen ausreichend gasdicht ausgebildet sein. Bei den früher üblichen Treibmitteln in Form von Flüssiggas waren die diesbezüglichen Anforderungen relativ niedrig, da das Flüssiggas ja stets für eine ausreichende Druckreserve sorgte und allfällige (kleine) Leckverluste ausgleichen konnte. Wenn jedoch komprimierte Luft oder komprimiertes Stickstoffgas oder dgl. als Treibmittel eingesetzt wird, so muss das Behältnis absolut dicht sein, da sonst der Druck im Behältnis mit der Zeit langsam abfällt und damit keine vollständige Entleerung des Füllguts gewährleistet ist. Erfahrungsgemäss sind die genannten Befestigungs- und Abdichtungstechniken für Deckel und Abgabeventil nicht ausreichend diffusionsdicht, so dass sich solche Aerosolbehälter für Treibmittel in Form von komprimierten Gasen weniger gut eignen. Selbstverständlich könnte der diffusionsbedingte langsame Druckverlust durch einen entsprechend höheren Anfangsdruck im Behälter kompensiert werden; dies würde jedoch zu unerwünscht hohen Anfangsinnendrücken und den damit verbundenen Schwierigkeiten und Komplikationen führen (Sicherheitsvorschriften bei höheren Drücken, ungleichmässige Füilgutabgabe infolge grosser Druckdifferenz zu Beginn und am Ende der Entleerung). Ausserdem sind die Diffusionsverluste umso grösser, je höher die Differenz zwischen Innendruck und Aussendruck ist.

Durch die vorliegende Erfindung sollen diese Schwierigkeiten behoben und ein Abgabebehältnis der gattungsgemässen Art auf massenprodukt-ge-rechte, d.h. möglichst einfache und kostengünstige Weise hinsichtlich Dichtigkeit bzw. Diffusionsfestigkeit derart verbessert werden, dass auch bei Verwendung von komprimierten Gasen als Treibmittel substantielle Druckverluste zuverlässig vermieden werden.

Das dieser Aufgabenstellung genügende erfin-dungsgemässe Abgabebehältnis ist im unabhängigen Anspruch beschrieben. Besonders vorteilhafte und zweckmässige Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein erfindungsge-mässes Behältnis,

Fig. 2-4 Detailschnitte gemäss den Linien II-II bis IV-IV der Fig. 1 und

Fig. 5 und 6 vergrösserte Ansichten von zwei Detailvarianten.

Bei den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen, des erfindungsgemässen Behältnisses handelt es sich um Zweikammerpackungen des zum Beispiel in der EP-A 0 105 537 beschriebenen Typs, bei dem das Füllgut in einem flexiblen Innenbehälter getrennt vom Treibmittel angeordnet ist. Es versteht sich, dass das erfindungsgemässe Behältnis aber auch als normale Einkammerpackung ausgebildet sein kann und auch in dieser Ausführung vorteilhaft ist.

Die dargestellte Zweikammerpackung besteht im wesentlichen aus einem formstabilen Aussenbehäl-ter 1 aus z.B. Aluminium oder Polyetherterphthalat, einem Deckel 2 mit einem darin gefassten Abgabeventil 3 mit Steigrohr 31 und einem flexiblen Innenbehälter 4 in Form eines zusammengefalteten Folienbeutels.

Der Deckel 2 besteht aus Metall und ist in üblicher Weise am Bördelrand 11 des Aussenbehälters 1 mittels einer sogenannten Clinch-Verbindung befestigt. Im Zwischenraum zwischen Innen- und Aus-senbehälter befindet sich ein unter Überdruck stehendes Treibmittel T, beispielsweise etwa Stickstoffgas oder Luft.

Der Folienbeutel 4 ist im wesentlichen rechteck-förmig und besteht aus zwei entsprechend geformten, beidseitig kunststoffkaschierten Metallfolien 41 und 42, die längs ihrer Umfangsränder 43 und 47 miteinander verschweisst sind (Fig. 2). Die Kunststoffkaschierung kann innen z.B. aus dem Material «Surline» (R) der Firma Du Pont, aussen z.B. aus Polyethylen sein. Als Folienmaterial kommt z.B. Aluminium in Frage.

Der Folienbeutel 4 erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte nutzbare Höhe des Aussenbehälters 1, wobei das Abgabeventil 3 zwischen den beiden oberen Querrändern 43 und 47 des Beutels dicht eingeschweisst ist (Fig. 3). Alternativ kann der Folienbeutel mit einem dicht eingeschweissten Ventiladapter 44 ausgestattet sein, der dann auf

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ein entsprechend ausgebildetes Ansatzstück 32 am Abgabeventii aufgesteckt wird (Fig. 5). Dabei kann das Steigrohr 31 entweder am Abgabeventil 3 befestigt sein und sich dann durch den Ventiladapter 44 hindurch in den Laminatbeutel hineinerstrecken oder aber auch direkt am Ventiladapter 44 selbst befestigt oder angeformt sein.

Die quer zur Längsachse bzw. Höhe des Aussenbehälters gemessene Breite des Laminatbeutels im nicht gefalteten Zustand ist wesentlich grösser als der Durchmesser des Aussenbehälters 1, so dass das Fassungsvermögen des Innenbehälters 4 bzw. Folienbeutels etwa 20% grösser ist als das Volumen des Aussenbehälters. Dies hat den Vorteil, dass ein extrem hoher Füllgrad (bis 90% und mehr) erreicht werden kann, ohne dass dabei im Laminatbeutel irgendwelche unzulässigen Spannungen auftreten könnten.

Damit der Laminatbeutel bequem in den Aussen-behälter eingeführt werden kann, ist er, wie schon erwähnt, etwa gemäss Fig. 4 gefaltet. Um ihn in seiner gefalteten Form zu halten, ist er mit zwei Banderolen 45 aus einem leicht zerreissbaren Material versehen, die dann beim Füllen des Beutels aufbrechen und somit die Entfaltung freigeben. Selbstverständlich kann der Laminatbeutel bei geeigneter Materialwahl auch aufgrund seiner eigenen Elastizitätseigenschaften in Form gehalten werden.

Soweit entspricht die dargestellte Zweikammerpackung der in der EP-A 0 105 537 beschriebenen Packung. Gemäss dem wesentlichsten Gedanken der Erfindung ist der oberste Teil des Aussenbehälters 1 mit einer Vergussmasse V ausgegossen, welche einerseits die Bördelverbindung von Metalldeckel 2 und Aussenbehälter 1 und andererseits die Clinch-Verbindung zwischen Abgabeventil 3 und Metalldeckel 2 hermetisch abdichtet. Ferner taucht auch der oberste Rand des Folienbeutels 4 in die Vergussmasse V ein, woburch sich eine weitere Erhöhung der Dichtigkeit und Diffusionsfestigkeit ergibt. Durch die erfindungsgemäss vorgesehene Vergussmasse V ist das Behältnis absolut, d.h. in ausreichendem Masse dicht bzw. diffusionsfest, so dass auch bei Verwendung von komprimierter Luft bzw. Stickstoffgas auch über längere Zeiträume kein nennenswerter diffusionsbedingter Druckabfall auftritt. Auf diese Weise kann der Anfangsdruck im Behältnis (in gefülltem Zustand) sehr niedrig gehalten werden (einige wenige bar), so dass keine Schwierigkeiten hinsichtlich Sicherheitsvorschriften entstehen und auch durch den nur relativ geringen Unterschied zwischen Anfangs- und Enddruck bedingt eine gleichmässigere Abgabe des Füllguts erreicht wird.

Ais Vergussmasse kommt vorzugsweise ein Zweikomponentensystem auf Epoxidharzbasis oder Polyurethanbasis zum Einsatz, wobei die Topfzeit vorzugsweise einige (z.B. 5-7) Stunden beträgt, so dass für den Zusammenbau des Behältnisses genügend Zeit zur Verfügung steht. Selbstverständlich können auch andere Vergussmassen, beispielsweise etwa ein heissschmelzender Klebstoff verwendet werden. Wesentlich ist lediglich, dass die Vergussmasse auf den unterschiedlichen Materialien gut haftet und nicht zu stark schrumpft, so dass eine ausreichende Dichtwirkung gewährleistet ist.

Der Zusammenbau der erfindungsgemässen Zweikammerpackung erfolgt in der Weise, dass zuerst eine passende Menge (bei den üblichen Standard-Behältnissen etwa 2-3 g) der flüssigen Vergussmasse V in den Aussenbehälter 1 eingebracht und dann die aus Deckel 2, Abgabeventil 3 und daran befestigtem Laminatbeutel 4 vorkonfektionierte Einheit in den Aussenbehälter eingeführt bzw. lose aufgesetzt wird. Daraufhin wird zwischen Deckel und Aussenbehälter das Treibmittel T (Stickstoff oder Luft) mit niedrigem Überdruck von etwa 0.5 bis 1 bar in den Aussenbehälter 1 eingebracht und der Deckel 2 dann in üblicher Weise (durch Clinchen) dicht am Aussenbehälter befestigt.

Nun wird das Behältnis auf den Kopf gestellt, wodurch die flüssige Vergussmasse V aufgrund der Schwerkraft in den (in Normalstellung) oberen Behälterteil fliesst und dort, wie in Fig. 1 gezeigt, Aussenbehälter 1, Deckel 2, Ventil 3 und Laminatbeutel 4 gegenseitig abdichtet. In dieser Stellung verbleibt das Behältnis bis sich die Vergussmasse V ausreichend verfestigt (ausgehärtet) hat.

Die Packung ist in dieser Phase noch leer, d.h. ohne Füllgut, sie steht aber unter dem dem Enddruck entsprechenden Überdruck des Treibmittels. Diese sogenannte «vorgeladene» Packung («pre-powered package») kann dann in an sich bekannter Weise durch das Abgabeventil 3 unter Überdruck mit dem gewünschten Füllgut beschickt werden. Für diesen Füllvorgang sind dabei keine besonderen, für die Aerosol-Technik spezifischen Kenntnisse und Erfahrungen notwendig, so dass dieser auch ohne weiteres durch den Füllguthersteller selbst durchgeführt werden kann, der ja in der Regel nicht über ein solches Spezial-Know-how verfügt.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemässen Zweikammerpackung besteht darin, dass der Innenbehälter unabhängig vom Füllgrad völlig luftfrei ist. Allfällige Restluft kann vor der Abfüllung durch kurzes Öffnen des Abgabeventils aufgrund des Treibmitteldrucks ausgetrieben werden. Diese Eigenschaft ist besonders für Füllgüter von Bedeutung, die während der Lagerung in der Packung nicht mit Luft in Berührung kommen dürfen. Ausserdem führt die Restluftfreiheit auch zu einem schöneren Sprüheffekt.

Da der Innenbehälter bzw. Laminatbeutel 4 völlig luftfrei ist, eignet sich die erfindungsgemässe Zweikammerpackung auch besonders gut zur Abfüllung unter Sterilbedingungen. Dabei kann es zweckmässig sein, den Beutel 4 z.B. durch Gamma-Bestrah-lung zu sterilisieren und das Abgabeventil 3 mit einer Schutzkappe 33 zu versehen, wie dies beispielsweise in Fig. 5 dargestellt ist. Die Befüllung kann dann unter absolut sterilen Bedingungen mit einer Füllnadel direkt durch die Schutzkappe 33 hindurch erfolgen, wobei letztere als eine Art Septum wirkt. Die Fig. 6 zeigt eine für diese Zwecke besonders günstige Ausgestaltung des Abgabeventils 3. Selbstverständlich könnte eine Schutzkappe aber auch auf das Ventil bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform angebracht werden.

Von gewisser Bedeutung für die einwandfreie

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restlose Entnahme des Füllguts aus dem Laminatbeutel ist, dass die Eintrittsöffnungen 34 des Abgabeventils 3 in geeigneter Weise angeordnet sind. Fig. 6 zeigt beispielsweise eine günstige Anordnung in einer Abstufung 35 im in den Laminatbeutel 4 hineinragenden Teil 32 des Ventils 3. Bei der Ausführungsform mit Ventiladapter 44 gemäss Fig. 5 können seitliche Öffnungen 46 in diesem angebracht sein.

Der Laminatbeutel 4 muss selbstverständlich nicht unbedingt flach, sondern kann auch als sogenannter Stehbeutel mit Boden ausgebildet sein, wodurch sich der Füllgrad unter Umständen sogar noch steigern lässt.

Der Laminatbeutel 4 ist wesentlich flexibler und setzt seiner Deformation einen wesentlich geringeren Widerstand entgegen als konventionelle Innenbehälter. Dadurch ist für die Abgabe des Füllguts ein geringerer Druck erforderlich. Ausserdem ist der Laminatbeutel preisgünstiger als konventionelle Innenbehälter und hat im übrigen die schon weiter vorne erwähnten Vorteile.

Claims

Patentansprüche

1. Behältnis zur Abgabe eines ftiessfähigen Füllguts mit einem druckfesten, im wesentlichen formstabilen Aussenbehälter (1) mit einem Bördelrand (11), auf dem ein Metalldeckel (2) befestigt ist, in welchem ein Abgabeventil (3) aus Kunststoff eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Metalldeckel (2) und der Aussenbehälter (1) im Bereich dessen Bördelrands (11) einerseits und der Metalldeckel (2) und das Abgabeventil (3) andererseits im Behältnisinneren durch eine Vergussmasse (V) gegenseitig abgedichtet sind.

2. Behältnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgabeventil (3) durch die Vergussmasse (V) im Metalldeckei (2) zusätzlich mechanisch fixiert ist.

3. Behältnis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Aussenbehälter (1) ein flexibler, zusammendrückbarer Innenbehälter (4) angeordnet ist, der mit dem Abgabeventil (3) kommunizierend verbunden ist und zur Aufnahme des Füllguts dient.

4. Behältnis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Innenbehälter (4) ein Folienbeutel ist.

5. Behältnis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Folienbeutel (4) und das Abgabeventil (3) durch die Vergussmasse (V) gegenseitig abgedichtet sind.

6. Behältnis nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Aussenbehälter (1), Metalldeckel (2), Abgabeventil (3) und Folienbeutel (4) durch ein zusammenhängendes Volumen der Vergussmasse (V) gegenseitig abgedichtet sind.

7. Behältnis nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (V) ein Zweikomponentensystem auf Epoxidharzbasis ist.

8. Behältnis nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (V) ein Zweikomponentensystem auf Polyurethanbasis ist.

9. Behältnis nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zweikomponentensystem (V) eine Topfzeit von einigen Stunden aufweist.

10. Behältnis nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (V) ein heissschmelzender Klebstoff ist.

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