DE3243881A1

DE3243881A1 - Verfahren zur konditionierung von unter druck zu verteilender fluessigkeit und konditionierung zur durchfuehrung eines solchen verfahrens

Info

Publication number: DE3243881A1
Application number: DE19823243881
Authority: DE
Inventors: M. Dominique 93270 Sevran Leurs
Original assignee: Aerosol Inventions and Development SA AIDSA
Current assignee: Aerosol Inventions and Development SA AIDSA
Priority date: 1981-11-30
Filing date: 1982-11-26
Publication date: 1983-06-09
Also published as: GB2110771B; GB2110771A; IT8224379A0; AU9092582A; ES8307537A1; ES517643A0; IT1205619B

Description

Verfahren zur Konditionierung von unter Druck zu verteilender Flüssigkeit und Konditionierung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Die Erfindung betrifft die Konditionierung von Flüssigkeiten zur Fernhaltung von atmosphärischen Verunreinigungen und ihre Verteilung unter Druck mit einer eingebauten Handpumpe ο

Im besonderen ist die Erfindung auf ein Konditionierungsverfahren sowie auf eine Konditionierung zur Durchführung des Verfahrens gerichtet.

Die Konditionierung von Flüssigkeiten und insbesondere von sich in der Luft verändernden Flüssigkeiten, vor allem von Parfüms, bereitet einige Schwierigkeiten.

Solche Produkte werden manchmal mit Hilfe von Zerstäubern verteilt, die unter der Wirkung eines Luftstrahls arbeiten, der beispielsweise aus einem Ballon stammt. In diesem Falle ist die Verunreinigung durch die Luft maximal.

Es wurde auch mit Saug- und Druckpumpen gearbeitet, welche die Zerstäubung der Flüssigkeit durch eine mechanische ^ow Verwirbelungswirkung sicherstellen. Die Verunreinigung ist dann etwas weniger groß als mit den Zerstäubern, jedoch wurden bei allen Konditionierungen dieser Art, wie sie bisher verwendet wurden, der Ersatz der zerstäubten Flüssigkeit durch in die Flasche eintretende Frischluft ersetzt. Hierdurch wurde die Oxidation des Parfüms oder eines anderen in der Flasche eingeschlossenen Produkts nicht verhindert.

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Zur Vermeidung dieses Nachteils wurde vorgeschlagen, die Flüssigkeit in der Flasche durch ein unter Druck stehendes inertes Gas, gewöhnlich Stickstoff, einzuschließen und sie durch eine Pumpe zu verteilen.

Die Flüssigkeit wird auf diese Weise von der Luft bis zur vollständigen Entleerung der Flasche ferngehalten, jedoch hat der Druck des in den Behälter eingeblasenen Gases zumindest am Beginn der Verwendung des gefüllten Behälters hohe Betätigungskräfte für die Pumpe zur Folge, welche von bestimmten Kunden als nicht akzeptabel betrachtet werden. Außerdem ist diese Konditionierungsmethode relativ teuer, da das Gas unter Druck in das Innere des Behälters zusätzlich zu der Füllung mit Flüssigkeit eingeblasen werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung der Nachteile der vorerwähnten Konditionierungen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Konditionierung von unter Druck zu verteilenden Flüssigkeiten, das sich dadurch unterscheidet, daß die Flüssigkeit in einem starren Behälter eingeschlossen wird, der Behälter mit einer in einer Richtung wirkenden Saug- und Druckpumpe ohne Rückströmung von Luft zum Inneren der Flasche verschlossen wird, und die Flüssigkeit durch die Pumpe in der Weise verteilt wird, daß im Inneren des Behälters ein zunehmender Unterdruck erzeugt wird.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Konditionierung nach einem solchen Verfahren, die sich dadurch unterscheidet,, daß sie einen starren Behälter besitzt, welcher mit einer in einer Richtung wirkenden Saug- und Druckpumpe ausgerüstet ist, ohne Zutritt von Außenluft verschlossen

ist und zumindest teilweise mit Flüssigkeit unter einem Druck gefüllt ist, der höchstens gleich dem atmosphärischen Druck ist.

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Es ist im allgemeinen vorteilhaft, daß der Druckkolben der Pumpe einen Durchmesser zwischen etwa 3 und 10 mm hat.

Die Rückstellfeder des Kolbens der Saugpumpe kann eine Kraft zwischen etwa 0,45 und 5 daN haben=

Die erfindungsgemäße Konditionierung ermöglicht Auffüllungs betrage des Behälters vor der Verteilung der Flüssigkeit, die höher als etwa 70 % sind und mindestens 90 % erreichen können=

Bei einer besonders vorteilhaften Äusführungsfom für die Konditionierung von Parfüms und anderen gegen Oxidation empfindlichen Produkten kann der restliche Hohlraum des Behälters mit einem inerten Gas, dessen Dichte zumindest gleich derjenigen der Luft ist, von der Gruppe gefüllt werden, zu der vor allem das Kohlensäuregas, der Stickstoff, die Chlorfluorkohlenwasserstoffe, das Stickstoffoxid, das Butan, das Propan gehören.

Die erfindungsgemäße Verteilung einer Flüssigkeit durch eine Pumpe unter Erzeugung eines zunehmenden Unterdrücke im Inneren eines Behälters bringt zahlreiche Vorteile hinsichtlich der Einfachheit der Durchführung und der Anpassungsfähigkeit der Wirkungsweise.

Der Druck, der auf den Kolben der Pumpe ausgeübt werden muß, um eine gute Zerstäubung zu erzielen, ist niedriger als derjenige, der zur Betätigung einer herkömmlichen Pumpe bei einer Konditionierung notv/endig ist, bei der die ÄuEenluft Zutritt in das Innere des Behälters erhält.

Außerdem laßt sich für die Verteilung von Parfüms feststellen, daß die Konditionierung mit einer Unterdruckpumpe besser ist als die herkömmliche Konditionierung mit atmosphärischem Druck»

Es ist in der Tat ein frischerer und lebendigerer Duft,

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als bei der herkömmlichen Konditionierung feststellbar. Es scheint in der Tat, daß durch den in der Flasche erzeugten Unterdruck die Neigung zu einer gesteigerten"Note" des Parfüms hervorgerufen wird.

Die Konditionierung unter Unterdruck kann in bestimmten Fällen die Entleerung der Pumpe am Ende einer relativ kurzen Benutzungszeit von weniger als einem Tag hervorrufen. Die übliche Lösung zur Vermeidung der Entleerung der IQ Pumpen besteht darin, den Einlaß der Pumpe mit einem Rückschlagventil zu versehen. Ein solches Ventil hat jedoch den Nachteil, daß es den Betrieb einer Unterdruckpumpe stört und die zusätzliche Verwendung von Organen nötig macht, wodurch die Herstellungskosten erhöht werden.

Man nimmt gewöhnlich in Kauf, daß eine Pumpe nicht beim ersten Hub arbeitet, so daß die Verteilung der Flüssigkeit beim zweiten oder gegebenenfalls beim dritten Hub erzielt wird.

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Die Erfindung ermöglicht die Beseitigung auch des Nachteils der Entleerung einer Unterdruckpumpe, ohne daß zusätzliche Bauelemente benötigt werden und ohne Veränderung der Gesamtheit der Konditionierung.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Konditionierung unter einem Druck, der geringer als der atmosphärische Druck ist, der unter Druck zu verteilenden Flüssigkeit, welches Verfahren sich dadurch unterscheidet,

QQ daß die Pumpe mit einem Zufuhrtauchrohr ausgerüstet wird, das am Boden des Behälters mündet,, wobei das Innenvolumen dieses Rohres höchstens gleich der Hälfte des nutzbaren Volumens (volume utile) der Pumpe ist.

Desgleichen hat die Erfindung eine Konditionierung zum Gegenstand, bei welcher die Pumpe mit einem Kapillartauchrohr ausgerüstet ist, dessen Innendurchmesser kleiner als etwa 1 mm ist.

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Im Folgenden wird die Erfindung beispielsweise in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.

Die dargestellte Konditionierung besitzt im wesentlichen einen starren Behälter 4, der durch ein Blechgefäß gebildet wird, wie es gewöhnlich zur Äerosolkonditionierung verwendet wird, insbesondere einen Behälter aus lackiertem Blech, wie dargestellt, oder auch aus Aluminium oder aus Glas. Die öffnung dieses Behälters ist durch eine gebördelte I4etallschale 8 verschlossen, welche mit einer mittigen Öffnung 13 versehen ist, durch die sich der Betätigungsschaft 1 erstreckt, welcher mit dem Druckkolben 2 einer herkömmlichen Pumpe 3 fest verbunden ist, deren Pumpenkörper 5 an seinem unteren Ende mit einem Sitz 6 versehen ist, der die Form eines umgekehrten Handschuhfingers hat, v?elcher ein Kapillartauchrohr. 10 für die Zufuhr der zu verteilenden Flüssigkeit 11 hat» Der Pumpenkörp.*r 5 endet an seinem oberen Teil mit einem Bund 7, der in die Schale 8 eingesetzt ist. Eine elastische Dichtung 9, die von einer ringförmigen Kante 12 des Pumpenkörpers 5 gepreßt wird, gewährleistet die Abdichtung und isoliert das Innere des Behälters 4 von der Außenluft.

Ein Druckknopf 15, der auf das Ende der Kolbenstange. 1 aufgesetzt ist, ermöglicht die Betätigung der Pumpe entgegen der Wirkung der Rückstellfeder 14, welche den Saughub des Kolbens 2 mittels eines kleinen Hilfskolbens 17 sicherstellt, dessen Ende 18 ein Nadelventil bildet, welches den inneren Abflußkanal 19 der Stange 1 verschließt, in

der Richtung einer Zerstäuberdüse 16, die von dem Druckknopf 15 getragen wird.

Diese Pumpe ist von herkömmlicher Bauart und könnte durch irgendeine andere Pumpe ersetzt werden, vor allem vom Typ mit einem Kugelrückschlagventil mit Belastung durch eine Feder.

Ein besonders praktisches Konditionierungsverfahren, das

über herkömmliche Konditionierungs-Montagebänder geeignet ist, besteht darin, die Luft in dem Behälter 4 dadurch zu reinigen, daß in diesen ein inertes Gas von einer Dichte eingeblasen wird, die zumindest gleich derjenigen der Luft ist, worauf in den Behälter die gewünschte Dosis der Flüssigkeit 11 eingeleitet wird, um auf den Hals des Behälters die Pumpenträgerschale 8 aufzubringen, die mit der Pumpe 3 und dem Zerstäuber 15 ausgerüstet ist, und die Schale auf den Behälter aufzusetzen.

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Auf diese Weise wird die Flüssigkeit 11 im Inneren des Behälters 4 in Kontakt mit dem inerten Gas eingeschlossen, welches den restlichen Hohlraum 20 unter einem Druck annähernd dem der Atmosphäre füllt.

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Nach Maßgabe der Flüssigkeitszerstäubung durch die Betätigung der Pumpe nimmt der Druck in dem Raum 20 ab, ohne daß die Arbeitsweise der Pumpe gestört wird, was von vornherein überraschend ist, da es gegensätzlich zu allen Vor-' 20 urteilen ist.

Der für den Betrieb der Pumpe erforderliche Kraftaufwand nimmt nach Maßgabe der Leerung der Flasche ab.

V_-, 25 £)s ist festzustellen, daß die Belastungen durch die Reibung (f) abhängen von dem atmosphärischen Druck (Pa), von dem Querschnitt des Druckkolbens (S),' von der Kraft (R) der Rückstellfeder des Kolbens durch die Beziehung:

f <R - Pa.S

Die Erfahrung zeigt, daß diese Ergebnisse mit guten Bedingungen erhalten werden mit Kolben, deren Durchmesser zwischen 3 und 10 mm liegt, die durch Rückstellfedern von g₅ einer Kraft belastet werden, die zwischen etwa 0,45 und 5 daN liegt, und daß es möglich ist, praktisch die gesamte Kapazität des Behälters auszunutzen.

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In dem Maße, in welchem ein Unterdruck im Inneren des Behälters infolge der Verteilung .der Flüssigkeit erzeugt wird, findet ein Druckausgleich teilweise in dem freien Raum oberhalb der Flüssigkeit infolge der Dampfspannung der konditionierten Flüssigkeit statt»

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel· mit einer Pumpe, die mit einer Kapillare von 0,8 mm Innendurchmesser aus Polyäthylen oder Polypropylen ausgerüstet war, betrug das Innenvolumen der Pumpe 118 mm , das nutzbare Volumen der Pumpe, d.h.. das Volumen der bei jedem Hub verteilten

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/f\ Flüssigkeitsdosis 75 mm , das Innenvolumen der Zerstäuberkanäle und der Düse 88 mm"

Mit einer Kapillare von 8 cm Länge beträgt das Innenvolumen derselben 20 mm . Das Gesamtansaugvolumen beträgt 226 mm einschließlich der Füllung der Kapillare der Pumpe und des Zerstäubers. Das Nachfüllvolumen, das nur die Pumpe und die Kapillare umfaßt, ist 138 ran . Es wird daher theoretisch ein Ansaugen, der Pumpe mit 2 oder 3 Hüben und eine Nachfüllung mit einem Hub oder mit zwei Hüben erhalten« In der Tat entspricht die erhaltene erste Zerstäubung nicht unbedingt dem nutzbaren Gesamtvolumen.

Außerdem sinkt wegen der Kapillarität im Inneren der Kapillare niemals im Inneren der Kapillare auf das äussere Niveau der Flüssigkeits. Bei der Kapillare des Beispiels von 0,8 mm Innendurchmesser aus Polypropylen erzeugt die Kapilarität eine Differenz von 9 bis 10 mm Flüssigkeitsniveau zwischen dem Äußeren und dem Inneren der Kapillare. Diese Niveaudifferenz wirkt der Entleerung entgegen und erleichtert das Nachfüllen der Pumpe.

Bei einem herkömmlichen Tauchrohr von 3 mm Innendurchmesser findet die Entleerung der Pumpe sehr rasch statt und die Nachfüllung erfordert mindestens einen zusätzlichen Pumpenhub für ein Tauchrohr von 8 cm Länge.

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-ιοί Bei hohen Konditionierungen beispielsweise von 16 cm, wird die Nachfüllung immer mit einem bis zwei Pumpenhüben mit einer erfindungsgemäße Kapillare erhalten, deren Innenvolumen dann 40 mm nicht überschreitet, während sie 112 mm 5 bei einer herkömmlichen Kapillare und mehr als zwei zusätzlichen Pumpenhüben erreicht.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann innerhalb 10 ihres Rahmens beliebige Abänderungen erfahren.

15 Der Patentanwalt

Claims

Dip!.-Ing. H. <VIITSCHERUfeH^:..^: ·":. ·°~ ^:..^: .:!. D-8000 MÖNCHEN 22 Dipl.-Ιηα. K. GUNSCHMÄNN Sieinsdorfstraße 10

Dr.rer. net. W. KÖRBER

Dipl.-I η ₉. J. SCHMIDT-EVERS

PATENTANWÄLTE

26. November 82

AEROSOL INVENTIONS AND
DEVELOPMENT S.A.A.I.D.S.A.
1, rue de Fries
CH-1700 Fribourg

Ansprüche ;

1„ Verfahren zur Konditionierung von unter Druck zu verteilenden Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in einem starren Behälter unter einem Druck eingeschlossen wird, der höchstens gleich dem atmosphärischen Druck ist, der Behälter mit einer in einer Richtung wirkenden Saug- und Druckpumpe ohne Rückströmung von Luft zum Inneren der Flasche verschlossen wird, und die Flüssigkeit durch die Pumpe in der Weise verteilt wird, daß im Inneren des Behälters ein zunehmender Unterdruck erzeugt wird»

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (3) mit einem Zufuhrtauchrohr (10) ausgerüstet wird, das am Boden des Behälters (4) mündet, wobei das Innenvolumen dieses Rohres höchstens gleich der Hälfte des nutzbaren Volumens der Pumpe ist.

.3. Konditionierung nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen starren Behälter (4), der mit einer in einer Richtung wirkenden Saug- und Druckpumpe (3) ausgerüstet ist, ohne Zugang zur Außenluft verschlossen

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ist und zumindest teilweise mit Flüssigkeit (11) unter einem Druck gefüllt ist, der höchstens gleich dem atmosphärischen Druck ist.

4. Konditionierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkolben der Pumpe einen Durchmesser zwischen etwa 3 und 10 mm hat.

5. Konditionierung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder des Kolbens der Saugpumpe eine Kraft zwischen etwa 0,450 und 5 daN hat.

6. Konditionierung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffüllungsbetrag des Behälters vor der Verteilung der Flüssigkeit höher als etwa 70 % ist.

7. Konditionierung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der restliche Hohlraum (20) des Behälters mit einem inerten Gas, dessen Dichte zumindest gleich derjenigen der Luft ist, von der Gruppe umfassend insbesondere Kohlensäuregas,

Stickstoff, Chlorfluokohlenwasserstoffe, Stickstoff-25

oxid, Butan, Propan, und unter einem Druck, der höchstens gleich dem atmosphärischen Druck ist, gefüllt ist.

8. Konditionierung nach einem oder mehreren der 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die pumpe (J) mit einem Kapillartauchrohr (10) ausgerüstet ist, dessen Innenvolumen höchstens gleich der Hälfte des nutzbaren Volumens der Pumpe ist.

9. Pumpe zur Konditionierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (10) einen Durchmesser von weniger als etwa 1 mm hat.