CH680849A5 - Aerosol dispenser for flowable material - has cast sealing compound, for relative sealing of outer container or core, and cover and discharge valve - Google Patents
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Abstract
Description
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Beschreibung description
Die Erfindung betrifft ein Behältnis, insbesondere eine Zweikammerpackung zur Abgabe eines fliessfähigen Füllguts gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs. The invention relates to a container, in particular a two-chamber pack for dispensing a flowable filling material according to the preamble of the independent claim.
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. In such dispensing containers, commonly referred to as aerosol containers, liquid gas was previously used as a propellant. For environmental reasons, however, there has been a move towards using environmentally friendly propellants such as nitrogen gas or compressed air for some time. With such dispensing containers, the internal pressure is naturally subject to relatively large fluctuations, i.e. in the course of the progressive emptying of the container, the internal pressure drops continuously from a relatively high initial value to a relatively low final value. In order to ensure that the product is completely dispensed, this final value must of course still be slightly above the ambient pressure, i.e. the atmospheric pressure.
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. Apart from special designs, such aerosol containers usually have a pressure-resistant, essentially dimensionally stable outer container made of aluminum or polyethylene terephthalate, which is provided with a flange edge on which a metal lid sits and is tightly fastened by means of a corresponding flange. The center of the metal lid carries a standard aerosol valve with a plastic housing. The valve is tightly fixed in the cover by a flanging of the cover behind an undercut in the valve housing.
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. The two connection points between the outer container and the metal cover on the one hand and the metal cover and valve housing on the other hand must be sufficiently gas-tight. In the case of the propellants in the form of liquefied gas that used to be common, the requirements in this regard were relatively low, since the liquefied gas always provided an adequate pressure reserve and was able to compensate for any (small) leakage losses. If, however, compressed air or compressed nitrogen gas or the like is used as a blowing agent, the container must be absolutely leak-tight, since otherwise the pressure in the container slowly drops over time, and therefore no complete emptying of the filling material is guaranteed. Experience has shown that the fastening and sealing techniques mentioned for the lid and the discharge valve are not sufficiently diffusion-tight, so that such aerosol containers are less suitable for propellants in the form of compressed gases. Of course, the diffusion-related slow pressure loss could be compensated for by a correspondingly higher initial pressure in the container; however, this would lead to undesirably high initial internal pressures and the associated difficulties and complications (safety regulations at higher pressures, uneven delivery of goods due to a large pressure difference at the beginning and at the end of emptying). In addition, the higher the difference between internal pressure and external pressure, the greater the diffusion losses.
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. The present invention is intended to overcome these difficulties and to make a dispensing container of the generic type suitable for mass products, i.e. as simple and inexpensive as possible in terms of tightness or diffusion resistance can be improved in such a way that substantial pressure losses are reliably avoided even when using compressed gases as blowing agents.
Das dieser Aufgabenstellung genügende erfin-dungsgemässe Abgabebehältnis ist im unabhängigen Anspruch beschrieben. Besonders vorteilhafte und zweckmässige Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. The dispensing container according to the invention that meets this task is described in the independent claim. Particularly advantageous and expedient refinements are the subject of the dependent claims.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments illustrated in the drawing. Show it:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein erfindungsge-mässes Behältnis, 1 shows an axial section through a container according to the invention,
Fig. 2-4 Detailschnitte gemäss den Linien II-II bis IV-IV der Fig. 1 und 2-4 detailed sections according to lines II-II to IV-IV of Fig. 1 and
Fig. 5 und 6 vergrösserte Ansichten von zwei Detailvarianten. 5 and 6 are enlarged views of two detail variants.
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. The exemplary embodiments described below of the container according to the invention are two-chamber packs of the type described, for example, in EP-A 0 105 537, in which the contents are arranged in a flexible inner container separately from the propellant. It goes without saying that the container according to the invention can also be designed as a normal single-chamber pack and is also advantageous in this embodiment.
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. The two-chamber pack shown essentially consists of a dimensionally stable outer container 1 made of e.g. Aluminum or polyether terephthalate, a lid 2 with a dispensing valve 3 contained therein with a riser pipe 31 and a flexible inner container 4 in the form of a folded foil bag.
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. The lid 2 is made of metal and is attached in a conventional manner to the flange 11 of the outer container 1 by means of a so-called clinch connection. In the space between the inner and outer container there is a blowing agent T, which is under pressure, for example nitrogen gas or air.
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. The foil bag 4 is essentially rectangular and consists of two correspondingly shaped metal foils 41 and 42, plastic-laminated on both sides, which are welded together along their peripheral edges 43 and 47 (FIG. 2). The plastic lamination can e.g. Made of the material «Surline» (R) from Du Pont, outside e.g. be made of polyethylene. The film material comes e.g. Aluminum in question.
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 The film bag 4 extends essentially over the entire usable height of the outer container 1, the dispensing valve 3 being sealed between the two upper transverse edges 43 and 47 of the bag (FIG. 3). Alternatively, the film bag can be equipped with a tightly welded valve adapter 44 which then opens
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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. a correspondingly designed extension piece 32 is attached to the delivery valve (FIG. 5). The riser pipe 31 can either be attached to the dispensing valve 3 and then extend through the valve adapter 44 into the laminate bag, or it can also be attached or molded directly to the valve adapter 44 itself.
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. The width of the laminate bag in the unfolded state, measured transversely to the longitudinal axis or height of the outer container, is substantially larger than the diameter of the outer container 1, so that the capacity of the inner container 4 or film bag is approximately 20% greater than the volume of the outer container. This has the advantage that an extremely high degree of filling (up to 90% and more) can be achieved without any unacceptable stresses occurring in the laminate bag.
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. As already mentioned, the laminate bag can be conveniently inserted into the outer container, as shown in FIG. 4. In order to keep it in its folded form, it is provided with two banderoles 45 made of an easily tearable material, which then break open when the bag is filled and thus release the unfolding. Of course, the laminate pouch can also be kept in shape due to its own elastic properties with a suitable choice of material.
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. So far, the two-chamber pack shown corresponds to the pack described in EP-A 0 105 537. According to the most important concept of the invention, the uppermost part of the outer container 1 is poured out with a sealing compound V, which on the one hand hermetically seals the flared connection of the metal cover 2 and the outer container 1 and on the other hand the clinch connection between the dispensing valve 3 and the metal cover 2. Furthermore, the top edge of the film bag 4 is also immersed in the sealing compound V, which results in a further increase in the tightness and diffusion resistance. Due to the potting compound V provided according to the invention, the container is absolute, i.e. sufficiently dense or diffusion-resistant so that even when using compressed air or nitrogen gas, there is no significant diffusion-related pressure drop even over longer periods of time. In this way, the initial pressure in the container (in the filled state) can be kept very low (a few bar), so that there are no difficulties with regard to safety regulations and also due to the relatively small difference between the initial and final pressure, a more even delivery of the filling material is achieved becomes.
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. A two-component system based on epoxy resin or polyurethane is preferably used as the potting compound, the pot life preferably being a few (e.g. 5-7) hours, so that there is sufficient time for the assembly of the container. Of course, other casting compounds, for example a hot-melt adhesive, can also be used. It is only essential that the casting compound adheres well to the different materials and does not shrink too much, so that an adequate sealing effect is ensured.
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. The two-chamber pack according to the invention is assembled in such a way that first a suitable amount (in the usual standard containers about 2-3 g) of the liquid potting compound V is introduced into the outer container 1 and then that of the lid 2, dispensing valve 3 and the laminate bag attached to it 4 pre-assembled unit is inserted into the outer container or placed loosely. The propellant T (nitrogen or air) is then introduced into the outer container 1 at a low excess pressure of about 0.5 to 1 bar between the cover and the outer container, and the cover 2 is then fastened tightly to the outer container in the usual manner (by clinching).
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. Now the container is turned upside down, as a result of gravity, the liquid casting compound V flows into the (in the normal position) upper part of the container and there, as shown in FIG. 1, seals the outer container 1, lid 2, valve 3 and laminate bag 4 against one another. The container remains in this position until the casting compound V has sufficiently solidified (hardened).
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. The pack is still empty at this stage, i.e. without filling material, but it is under the positive pressure of the blowing agent corresponding to the final pressure. This so-called “pre-loaded” package (“pre-powered package”) can then be charged in a manner known per se with the desired filling material through the discharge valve 3 under excess pressure. This filling process does not require any special knowledge and experience specific to aerosol technology, so that it can also be carried out by the manufacturer of the filling product himself, who usually does not have such special know-how.
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. A particular advantage of the two-chamber pack according to the invention is that the inner container is completely free of air regardless of the degree of filling. Any residual air can be expelled before filling by briefly opening the dispensing valve due to the propellant pressure. This property is particularly important for products that must not come into contact with air during storage in the package. In addition, the absence of residual air also leads to a more beautiful spray effect.
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. Since the inner container or laminate bag 4 is completely free of air, the two-chamber pack according to the invention is also particularly suitable for filling under sterile conditions. It may be appropriate to use the bag 4 e.g. to be sterilized by gamma radiation and to provide the dispensing valve 3 with a protective cap 33, as is shown, for example, in FIG. 5. The filling can then take place under absolutely sterile conditions with a filling needle directly through the protective cap 33, the latter acting as a kind of septum. FIG. 6 shows a design of the dispensing valve 3 that is particularly favorable for this purpose. Of course, a protective cap could also be attached to the valve in the embodiment shown in FIG. 1.
Von gewisser Bedeutung für die einwandfreie Of some importance for the flawless
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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. The complete removal of the filling material from the laminate bag is such that the inlet openings 34 of the dispensing valve 3 are arranged in a suitable manner. FIG. 6 shows, for example, a favorable arrangement in a gradation 35 in the part 32 of the valve 3 protruding into the laminate bag 4. In the embodiment with valve adapter 44 according to FIG. 5, lateral openings 46 can be made therein.
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. Of course, the laminate bag 4 does not necessarily have to be flat, but can also be designed as a so-called standing bag with a bottom, which may even increase the degree of filling under certain circumstances.
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. The laminate bag 4 is considerably more flexible and opposes its deformation to a much lower resistance than conventional inner containers. This means that a lower pressure is required to dispense the filling material. In addition, the laminate bag is cheaper than conventional inner containers and has the other advantages mentioned above.
Claims (10)
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CH147690A CH680849A5 (en) | 1990-05-02 | 1990-05-02 | Aerosol dispenser for flowable material - has cast sealing compound, for relative sealing of outer container or core, and cover and discharge valve |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CH680849A5 true CH680849A5 (en) | 1992-11-30 |
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ID=4211379
Family Applications (1)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PL | Patent ceased |