DE2735446A1

DE2735446A1 - Spruehdose

Info

Publication number: DE2735446A1
Application number: DE19772735446
Authority: DE
Inventors: Yves Hardouin; Pierre Meurice; Robert Sathicq
Original assignee: LOreal SA
Current assignee: LOreal SA
Priority date: 1976-08-06
Filing date: 1977-08-05
Publication date: 1978-02-09
Also published as: US4168021A; FR2367681A1; GB1562029A; FR2367681B1

Description

PATENTANWÄLTE PROF. DR. DR. J. REITSTÖTTER - DR.-ING. WOLFRAM BUNTE 2735446 DR. WERNER KINZEBACH

Ο-·ΟΟΟ MÜNCHEN 4O. BAUERSTRASSE 22 · FERNRUF (Ο8Θ) 37 69 83 · TELEX 5218208 ISAR O POSTANSCHRIFT: D-80OO MÜNCHEN 43. POSTFACH 7SO

München, den 5. August 1977 M/18 173

L¹OREAL 14, rue Royale

Paris / Frankreich

Sprühdose

Es ist bekannt, Flüssigkeiten in unter Druck stehende Behälter ( Sprühdosen ) zu füllen, um sie unter Druck in Form von Aerosol oder einem Flüssigkeitsstrahl zu zerstäuben. Ebenso ist es bekannt, daß bei der Vervendung von nicht flüssigem Gas als Treibgas während der Zerstäubung ein Druckabfall auftritt, der gegenüber dem Anfang eine Verminderung

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der Durchflußmenge am Ende der Entleerung des Behälters bewirkt. Diese mangelnde Konstanz der Zerstäubungseigenschaften tritt in vielen Fällen auf, insbesondere bei der Zerstäubung von Kosmetika. !

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen unter Druck stehenden Behälter zu entwickeln, bei dem die Durchflußmenge des in dem Behälter eingeschlossenen Produkts zwischen Beginn und Ende der Zerstäubung im wesentlichen konstant ist.

Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe in Strömungsrichtung auf das Ventil zu eine Zone vorgesehen, in der der Strömungszustand des Zerstäubungsprodukts nicht turbulent ist, d.h. eine laminare Strömung oder ein Zustand zwischen laminarer und turbulenter Strömung herrscht. In dieser Zone ist die Reynoldsche Zahl der Strömung kleiner als 3000. Es hat sich herausgestellt, daß unter diesen Bedingungen die Durchflußmenge im wesentlichen konstant ist während der gesamten Sprühdauer einer Sprühdose.

Es ist zu bemerken, daß bei der Verwendung eines herkömmlichen Ventils mit einem herrkömmlichen Druckknopf die Durchflußmenge ganz erheblich herabgesetzt wird, wenn dieses Ventil mit einer Leitungszone verbunden vird, in der eine laminare Strömung herrscht.

Diese Eigenschaft ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn herrkömmliche Ventile die Zertäubung eines unter Druck stehenden Produkts nur mittels eines flüssigen Treibgases, wie z.B. Chlorfluoralkan, ermöglichen und wenn die Verwendung eines derartigen Treibgases zugunsten eines nicht flüssigen Treibgases vermieden werden soll.

Tatsächlich enthält in einem solchen Fall, bei Vorhandensein von flüssigem Treibgas, die Zerstäubungsphase eine große

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Menge Treibmittel und eine geringe Menge des Nutzprodukts, z.B. drei Teile Treibgas und ein Teil Nutzprodukt. Wenn das Treibmittel nicht mehr in der versprühten flüssigen Phase vorhanden ist, muß der Durchfluß durch das Ventil um den Faktor 4 verringert werden, damit die gleiche Menge des Nutz-Produktes hindurchfließt.

Mit dem erfindungsgemäßen Behälter ist es Dank der möglichen Verringerung der Durchflußmenge erreichbar, ein flüssiges Treibgas, das teuer und umweltbelastend ist, zu ersetzen, ohne dabei den Typ des Sprühventils ändern zu müssen? erfindungsgemäß reicht es aus, an das Ventil eine Leitungszone anzuschließen, in der der Strömungszustand nicht turbulent ist.

In der französischen Patentschrift 2 090 556 ist bereits ein Ventil für einen unter Druck stehenden Behälter beschrieben worden, dessen Ventilkörper mit einem Teil versehen das eine durchlaufende Nut aufweist;und mit dem Innenraum des Ventilkörpers in Verbindung steht, wobei die Nut von einer Wand bedeckt und begrenzt ist, mit der eine Kapillarrohre gebildet wird, die mit dem Innenraum des Ventilkörpers in Verbindung steht. Diese Ausführungsform ist extrem kompliziert und hat bis heute noch nicht zu einer zufriedenstellenden Funktion geführt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein unter Druck stehender Behälter, der mit wenigstens einem Ventil zur Versprühung eines flüssigen Produkts versehen ist, wobei das Ventil eine einzige Zuleitung aufweist, in deren Verlauf in Strömungsrichtung auf das Ventil zu eine Leitungszone mit einem Durchmesser von weniger als 0,5 mm angeordnet ist. Dieser Behälter ist dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungs-

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zone eine ausreichende Länge hat, daß der Durchfluß der Flüs- j sigkeit durch diese Leitung bei der Öffnung des Ventils mit } einer Reynoldschen Zahl von kleiner als 3000 stattfindet. !

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind durch ' folgende Merkmale gekennzeichnet: Der Durchmesser der Leitungs-j

zone liegt zwischen o,l und 0,3 mm; die Länge der Leitungszone i

mit dem geringen Durchmesser liegt zv/ischen dem 75- und ,

500 fachen des Innendurchmessers; die Leitungszone mit dem

j geringen Durchmesser wird von einer hohlen Nadel gebildet;

j die hohle Nadel ist eine Einspritznadel, die aus nichtrostendem!

! Stahl hergestellt ist; die Nadel ist in der Zuleitung am Ein- |

gang des Sprühventils befestigt; die Nadel ist im wesentlichen !

in der Achse des Sprühventils angeordnet; die Nadel hat im ;

wesentlichen eine gerade Form und befindet sich im Inneren j eines auf der Zuleitung am Eingang des Ventils befestigten

! Tauchrohrs.

ι ■ ■

ι Das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel ■ baut auf einem Teilstück einer Einspritznadel auf. Es' hat
sich herausgestellt, daß die heutigen Fertigungstoleranzen
für Einspritznadeln eine sehr gute Konstanz der Ergebnisse
für die Durchflußmenge bei einem unter Druck stehenden Behälter erreichen lassen, Ss muß hierzu ermähnt v/erden, daß die Durchs flußmenge nur noch sehr wenig von der Länge der Nadel abhängt, ^: wenn die Reynoldsche Zahl für die Strömung im Inneren der Einspritznadel unter 2500 liegt. Daher ist es möglich, Nadelstücke mit geringer Genauigkeit abzuschneiden, ohne daß ^! erwähnenswerte Veränderungen der Durchflußmenge bei verschie- ₍ denen Behältern festzustellen wären. ι

Unter Berücksichtigung des bisher Gesagten wird ein erfindungsgemäßer Behälter vorzugsweise für die Versprühung eines unter

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Druck stehenden flüssigen Produkts mit Hilfe von nichtflüssigen Treibgasen, vie z.B. komprimierten Stickstoff, verwendet. Das zu versprühende Produkt ist demgegenüber zv/eitrangig: insbesondere können kosmetische Produkte, vie Lacke, Parfüms oder Deodorants, verwendet werden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung:beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen unter Druck stehenden, im Schnitt dargestellten Behälter gemäß der vorliegenden Erfindung, ...

Fig. 2 den Verlauf der Zerstäubung durch den in Fig. 1 dargestellten Behälter,

Fig. 3 in graphischer Darstellung die Bedeutung* der

Länge der Einspritznadel für die Durchflußmenge des in Fig. 1 dargestellten Behälters.

Wie in Fig. 1 dargestellt, besteht der erfxndungsgemäße Behälter aus einer von einem Alluminiummantel gebildeten Dose Die Dose 1 ist aus einem Stück gefertigt und wird an ihrem oberen Ende von einem mit einem Ventil versehenen Einsatzstück verschlossen, wobei das Ventil 3 in der Mitte des Einsatstücks 2 angeordnet ist. Das Ventil 3 besitzt ein Ausgangs- rohr A> auf dem ein nicht dargestellter Druckknopf sitzt, und ein Eingangsrohr 5, an das. sich ein biegsames Tauchrohr 6 anschließt. Das Rohr 6 ist aus Kunststoff und hat einen Innendurchmesser von 3 mm. Die-Dose 1 umschließt eine Flüssigkeit 7,

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die mit auf einen Druck von 8 bar komprimiertem Stickstoff unter Druck gesetzt ist.

In den Innenkanal des Eingangsrohrs 5 ist ein gerades Teil- j I stück einer Einspritznadel 8 eingeführt. Die verwendete Einspritznadel 8 besitzt einen Durchlaßkanal mit einem Durch- . ' ; messer von 0,2 mm und ist aus nichtrostendem Stahl gefertigt, j Der Behälter 1 hat ein Innenvolumen von 315 cm und enthält , I in gefülltem Zustand 150 g einer alkoholischen Lösung, die zu j ! 94% aus Äthanol und zu 6% aus einem Kunstharz für Haare besteht. j Die Viskosität dieser Lösung bei einer Temperatur von 20°C i ist 3 cps.

I Es ist bereits eine Anzahl von Versuchen durchgeführt worden, ]

in denen die Länge L des TeilStücks der Einspritznadel 8 _:

variiert und der Einfluß dieses Teilstücks auf die Durchfluß- |

! menge durch das Ventil 3, ausgedrückt in g/Sekunde, gemessen

j I

' worden ist.

' Wenn man den Behälter 1 mit einem Ventil 3 benutzt, das nicht ¹ mit einer Einspritznadel 8 ausgestattet ist, erhält man die in '■■ Fig. 2 dargestellte Durchflußkurve 9. Dabei ergibt sich, daß sich die Durchflußmenge in Abhängigkeit von der Zeit ändert, nämlich am Anfang der Entleerung des Behälters 1 erheblich größer als am Ende ist. Die Menge der versprühten Flüssigkeit ist von noch größerer Bedeutung, veil das Ventil 3 ein kon- ; ventionelles Ventil ist, das normalerweise zum Versprühen von

Haarlack verwendet wird, bei dem der Druck durch ein flüssiges i Treibmittel, wie z.B. Chlorfluoralkane, erzeugt wird. Dieses ,

Ventil 3 bewirkt daher einen Durchfluß, der gewöhnlich zu J 3/4 aus flüssigem Treibmittel besteht, so daß bei der Ver-ι wendung dieses Ventils für die Zerstäubung einer flüssigen Phase, die kein Treibmittel enthält, die vierfache Menge des

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Nutzprodukts herausströmt. .

Wenn an das Ventil 3 ein Teilstück der Einspritznadel 8 angeschlossen wird, ergeben sich in Abhängigkeit von der Länge des Teilstücks andere Ergebnisse. Es stellt sich heraus, daß die versprühte Menge vom Anfang bis zum Ende der Entleerung des Behälters 1 praktisch konstant ist, wenn die Länge des Teilstücks größer als.15 mm ist. Diese Eigenschaft kann aus den Kurven 10 und 11 der Fig. 2 ersehen werden, die zu Teilstücken von 15 mm bzw. 70 mm gehören. Es ist offensichtlich, daß die Durchflußmenge umso konstanter ist, je länger das Teilstück der Einspritznadel 8 ist. Weiterhin ist ersichtlich, daß sich die Durchflußmenge sehr wenig in Abhängigkeit von der ί Länge des Teilstücks der Einspritznadel 8 ändert, wenn das '■ Teilstück länger als ca. 15 mm ist. Dies geht besonders deut- j lieh aus der Kurve in Fig. 3 hervor, die die Änderung der j Durchflußmenge zu Beginn der Entleerung des Behälters 1 als ; Funktion der Länge des Teilstücks der Einspritznadel 8 angibt, j Wenn aber die Länge der Teilstücke nur einen geringen Einfluß '. auf die sich ergebende Durchflußmenge hat, ist klar, daß es. 'zur Erreichung von reproduzierbaren Durchflußmengen nicht nötig ist, die Teilstücke der Nadeln mit einer großen Genauigkeit abzuschneiden. '■

Es ergibt sich weiterhin, daß die mit einem Nadelstück von 70 mn} Länge erhaltene Durchflußmenge ungefähr viermal kleiner ist, : als die Durchflußmenge, die sich mit einem Ventil 3 ohne Teil- i stück einer Einspritznadel ergibt. Folglich kann ein erfindungsgemäßer Behälter 1 mit einem Teilstück einer Einspritznadel 8 von 70 mm zum Versprühen von Haarlack bei üblichen Durchfluß— . mengen verwendet werden, wenn der Druck mit einem nicht flüs- ^: sigen Gas, wie z.B. komprimiertem Stickstoff, erzeugt wird. !

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Es versteht sich von selbst, daß sich die Erfindung nicht j

auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel be- i

schränkt und daß gewünschte Änderungen durchgeführt werden j

können, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung gesprengt j

vürde. i

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

/ 1. ■ Unter Druck stehender Behälter, der mit wenigstens einem ^v _v_/ Ventil zur Versprühung eines flüssigen Produkts versehen ist, wobei das Ventil eine einzige Zuleitung aufweist, in deren Verlauf in Strömungsrichtung auf das .Ventil zu eine Leitungszone mit einem Durchmesser von weniger als 0,5 mm angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungszone eine ausreichende Länge hat, daß der Durchfluß der Flüssigkeit (7) durch diese Leitung bei der Öffnung des Ventils (3) mit einer Reynoldschen Zahl von kleiner als 3000 stattfindet.

2. Behälter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

er eine Flüssigkeit (7) enthält, die mit einem nicht flüssigen, komprimierten Treibgas unter Druck gesetzt ist.

3. Behälter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Leitungszone zwischen 0,1 und 0,3 mm liegt. ._fc ■ .

4. Behälter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Leitungszone mit dem geringen Durchmesser zwischen dem 75- und 500 fachen ihres Innendurchmessers liegt.

5. Behälter gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungszone mit dem geringen Durchmesser von einer hohlen Nadel (8) gebildet wird.

6. Behälter gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

ORIGINAL IN8PECTHD

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die hohle Nadel (8) eine Einspritznadel aus nichtrosten- J dem Stahl ist. !

7. Behälter gemäß einem der Ansprüche.5, 6, dadurch gekennj zeichnet, daß die Nadel (8) in der Zuleitung am Eingang j . des Sprühventils (3) befestigt ist.

i 8.! Behälter gemäß Anspruch 7,dadurch gekennzeichnet, daß

die Nadel (8) im wesentlichen in der Achse des Sprtih-, Ventils (3) angeordnet ist.

9. Behälter gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (8) im wesentlichen eine gerade Form hat und sich im Inneren eines auf der Zuleitung am Eingang des Ventils befestigten Tauchrohrs (6) befindet.

I 10. Behälter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gei kennzeichnet, daß die in dem Behälter (l) befindliche, l zu versprühende Flüssigkeit (7) ein kosmetisches Produkt, ' wie z.B. ein Haarlack, ein Parfüm oder ein Deodorant, ist.

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