DE602004002199T2

DE602004002199T2 - Abgabevorrichtung für Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE602004002199T2
Application number: DE602004002199T
Authority: DE
Inventors: Jacques Fontela; Jean-Marc Pardonge
Original assignee: Valois SAS
Current assignee: Aptar France SAS
Priority date: 2003-03-13
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2007-07-26
Anticipated expiration: 2024-03-12
Also published as: EP1606194A2; US20060249543A1; CN1832891A; JP2006520304A; EP1606194B1; FR2852301B1; US8033432B2; WO2004083045A3; CN100475663C; JP4406424B2; DE602004002199D1; FR2852301A1; WO2004083045A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgabevorrichtung für ein Fluidprodukt, und insbesondere eine Vorrichtung vom Aerosoltyp zum Abgeben eines Fluidprodukts mit Hilfe eines Treibgases.
Aerosolvorrichtungen umfassen üblicherweise einen Vorratsbehälter bzw. einen Kanister, der aus Metall, insbesondere Aluminium, hergestellt ist. Ein Ventil, bei dem es sich um ein Dosierventil handeln kann, ist üblicherweise auf dem Hals des Vorratsbehälters mittels eines Befestigungsrings oder einer Befestigungskapsel, im vorliegenden Falle mittels eines Bördelrings fixiert, üblicherweise durch Bördelung. Der Vorratsbehälter enthält ein Fluidprodukt und ein Treibgas, insbesondere in flüssiger Form, derart, dass der Inhalt des Vorratsbehälters unter Druck steht. Wenn der Nutzer das Ventil betätigt, ruft die Entspannung des Treibgases den Ausstoß des Produkts durch das Ventil hervor. Die Vorratsbehälter aus Metall, und insbesondere aus Aluminium, sind mit bestimmten, zahlreichen Nachteilen behaftet. Einerseits ist es schwierig bis unmöglich, komplexe Vorratsbehälterformen kostengünstig zu verwirklichen. Außerdem kann die Verwendung von Metall im Hinblick auf die Umweltbelastung als unerwünscht angesehen sein. Die Maschinen zum Herstellen und Zusammensetzen derartiger Vorratsbehälter aus Aluminium sind ebenfalls kompliziert und teuer.
Die Druckschrift GB-A-1 007 493, von der der Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgeht, erläutert eine Aerosolvorrichtung mit einem thermoplastischen Vorratsbehälter aus Nylon oder Delrin, der vollständig durch Abformung verwirklicht ist. Diese Druckschrift zeigt in der einzigen Figur, dass ein oberer Querrand des Vorratsbehälters einen zusammensetzbaren Ventilkörper trägt. Dieser Ventilkörper ist durch Abformung ausgehend von Kunststoffmaterial, wie etwa Polyethylen, verwirklicht. Der Ventilkörper wird auf dem Vorratsbehälter zusammengesetzt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Abgabevorrichtung für ein Fluidprodukt zu schaffen, in der die vorstehend genannten Nachteile nicht reproduziert sind.
Insbesondere besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine derartige Vorrichtung zu schaffen, die Dichtigkeit und Beständigkeit des Vorratsbehälters gewährleistet, während unerwünschte Wechselwirkungen mit dem Fluidprodukt so weit wie möglich begrenzt sind.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ferner darin, eine derartige Vorrichtung zu schaffen, die es erlaubt, beliebige gewünschte Formen für den Vorratsbehälter zu verwirklichen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine derartige Vorrichtung zu schaffen, die einfach und kostengünstig herstellbar und zusammensetzbar ist.
Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine derartige Vorrichtung zu schaffen, die die Verwendung von Metall, insbesondere von Aluminium, so weit wie möglich begrenzt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist deshalb eine Abgabevorrichtung für ein Fluidprodukt, aufweisend einen Vorratsbehälter, der das Fluidprodukt und ein Treibgas enthält, und ein Ventil, das eine Ventilkammer und ein Ventilorgan umfasst, das zwischen einer Ruhestellung und einer Abgabestellung gleitbeweglich ist, wobei der Vorratsbehälter einstückig mit dem Ventilkörper verwirklicht ist, und wobei der Vorratsbehälter und der Ventilkörper starr und aus einem Hochleistungskunststoffmaterial verwirklicht sind, das dem Druck des Treibgases widersteht, wobei das Material für Wasser oder Gase eine geringe Durchlässigkeit besitzt.
Vorteilhafterweise ist der Vorratsbehälter durch Abformung bzw. Formung verwirklicht.
Vorteilhafterweise weist das Kunststoffmaterial hohe Zug- und/oder hohe Stoßbeständigkeit auf.
Vorteilhafterweise weist das Kunststoffmaterial einen kleinen linearen Wärmedehnungskoeffizienten auf.
Vorteilhafterweise ist die Temperatur der Form bei der Ausformung des Kunststoffmaterials niedriger als 100°C.
Vorteilhafterweise weist das Kunststoffmaterial eine Durchlässigkeit für Sauerstoff kleiner als 10 cm³/m²/Tag, bevorzugt kleiner 1 cm³/m²/Tag, und eine Durchlässigkeit für Wasser kleiner als 10 g/m²/Tag, bevorzugt kleiner 1 g/m²/Tag, und einen Druck von 1 Bar bei einer Dicke von 25 μm auf.
Vorteilhafterweise weist das Kunststoffmaterial Zug- und Biegemodule größer 5000 Mpa, bevorzugt größer 10000 Mpa, auf.
Vorteilhafterweise umfasst das Kunststoffmaterial LCP (Flüssigkristallpolymer).
Vorteilhafterweise umfasst das Kunststoffmaterial einen oder mehrere der folgenden Bestandteile: PEN (Polyethylennaphtalat), PON (Polyoxymethylen), PSU (Polysulfon), PEEK (Polyetheretherketon), PEK (Poyletherceton), PAEK (Polyaryletherketon), PPE (Polyphenylether), PEI (Polyetherimid), PA 4,6 (Polyamid 4,6), PAFV (Polyamidglasfasern), PPS (Polyphenylensulfid).
Vorteilhafterweise ist das Fluidprodukt ein pharmazeutisches Produkt.
Vorteilhafterweise umfasst das Treibgas HFA-134a-Gas oder HFA-227-Gas mit oder ohne Alkohol.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich deutlich im Verlauf der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer speziellen Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen, die beispielhaft und nicht beschränkend sind; es zeigen:
1 schematisch im Querschnitt eine Abgabevorrichtung gemäß einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 und 3 Teilansichten von zwei Ausführungsvarianten des oberen Teils einer Abgabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und
4 bis 7 Teilansichten von vier Varianten des unteren Teils der Abgabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf alle Arten von Abgabevorrichtungen für ein Fluidprodukt, bei denen ein Treibgas verwendet wird, um die Abgabe zu verwirklichen. Die nachfolgenden Beispiele umfassen Dosierventile, das heißt Ventile, die eine präzise sowie reproduzierbare Dosis bei jeder Betätigung der Vorrichtung abgeben. Es wird jedoch bemerkt, dass die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf diesen Ventiltyp beschränkt ist.
Wie in den Figuren gezeigt, umfasst die Vorrichtung einen Vorratsbehälter 1, der Fluidprodukt und ein verflüssigtes Treibgas enthält. Unter Fluidprodukt ist jede Art eines flüssigen, pasteusen, gasförmigen oder pulverförmigen Produkts zu verstehen, das in beliebiger Weise mit einem Treibgas zum Ausstoßen verbunden sein kann. Ein Ventil 10 mit einem Ventilkörper 11 ist vorgesehen, um die Abgabe des Vorratsbehälterinhalts zu verwirklichen, wobei dieses Ventil auf dem Vorratsbehälter mittels eines Befestigungsrings oder einer Befestigungskapsel 20 zusammengebaut bzw. angebracht sein kann, wobei es sich bei dem Befestigungselement im Beispiel der 2 um eine bördelfähige Kapsel handelt, während es sich im Beispiel der 1 und 3 um einen Rastring handelt, der spezielle Rastmittel 21 umfasst. Es wird bemerkt, dass jede Art von Befestigungsring oder Befestigungskapsel 20 mit der Erfindung zum Einsatz kommen kann.
Der Boden 2 des Vorratsbehälters kann vorteilhafterweise am Vorratsbehälter 1 durch Überspritzen dichtfest angebracht sein. Vorzugsweise werden der Boden 2 und das Überspritzungsmaterial 3 aus demselben Material wie der Vorratsbehälter 1 gebildet. Die Festlegung und die Dichtigkeit müssen offensichtlich dem Innendruck des Vorratsbehälters 1 widerstehen können.
Die 4 bis 7 zeigen verschiedene Ausführungsformen. Die 4 zeigt, ebenso wie 1, ein auf Radialrippen 6 und 7 überspritztes Befestigungselement 3, wobei die Radialrippen alternativ mit dem Vorratsbehälter 1 und dem Boden 2 materialeinheitlich sein können. Die 5 und 6 zeigen zwei Abwandlungen, in denen die Festlegung und Dichtigkeit durch innige Verbindung gewährleistet sind, ähnlich einer Verklebung, gewonnen bei der Überspritzung des Materials 3. 7 zeigt eine spezielle dauerhafte Festlegung, demnach der Vorratsbehälter 1 mehrere Fenster 5 umfasst, während der Boden 2 eine Nut 8 oder dergleichen umfasst, wobei das eingespritzte Material 3 die Fenster 5 und die Nut 8 ausfüllt, um die Festlegung und die Dichtigkeit zu gewährleisten.
Das Ventil 10 umfasst einen Ventilkörper 11, in dem ein Ventilorgan 12 zwischen einer Ruhestellung, die in den Figuren dargestellt ist, und einer Abgabestellung dicht gleitbeweglich ist, in der das Ventilorgan in das Innere des Ventilkörpers gedrängt wird, um den Ausstoß des Produkts zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß ist der Vorratsbehälter aus Hochleistungskunststoffmaterial verwirklicht. Dieses Kunststoffmaterial vermag dem Treibgasdruck zu widerstehen und muss deshalb geeignete Eigenschaften aufweisen. Insbesondere besitzt es eine geringe Permeabilität für Wasser und Gas, insbesondere Sauerstoff, eine erhöhte Stoßfestigkeit und erhöhte Zug- und Biegemodule, so dass dieses Material besonders steif bzw. starr ist. Diese Steifigkeitseigenschaften erlauben es, die Verwendung von Metall bei der Verwirklichung des Vorratsbehälters zu vermeiden. Außerdem ist es nicht mehr erforderlich, eine Kunststoffbeschichtung vorzusehen, die üblicherweise metallische Vorratsbehälter auskleidet, um eine störende Wechselwir kung zwischen dem Inhaltsprodukt in dem Vorratsbehälter und den Metalloberflächen des Vorratsbehälters zu unterbinden. Vorteilhafterweise besitzt dieses Material außerdem einen kleinen linearen Dehnungskoeffizienten, wodurch zusätzlich seine Fähigkeit verbessert wird, für unter Druck stehende Vorratsbehälter nutzbar zu sein. Vorteilhafterweise besitzt das Kunststoffmaterial eine Durchlässigkeit für Sauerstoff kleiner als 10 cm³/m²/Tag, bevorzugt kleiner 1 cm³/m²/Tag bevorzugt auf 1 Bar Druck, bei einer Wandstärke von 25 μm, bei einer Temperatur von 23°C und bei 0% relativer Feuchte. Außerdem besitzt das Kunststoffmaterial vorteilhafterweise eine Durchlässigkeit für Luft geringer 10 g/m²/Tag, bevorzugt kleiner 1 g/m²/Tag, bezogen auf 1 Bar Druck, eine Wandstärke von 25 μm, eine Temperatur von 38°C und einer relativen Feuchte von 90%. Die Tabelle 1 zeigt, dass das LCP (Flüssigkristallpolymer) hervorragende Durchlässigkeitseigenschaften besitzt.
TABELLE 1
Die Zug- und Biegemodule des Kunststoffmaterials sind bevorzugt größer als 5000 Mpa, bevorzugt größer als 10000 Mpa.
Die Tabelle 2 zeigt verschiedene Hochleistungskunststoffmaterialien, deren Eigenschaften im Vergleich zu Aluminium dargestellt sind.
TABELLE 2
Aus Tabelle 2 geht deutlich hervor, dass unterschiedliche Kunststoffmaterialien verwendet werden können, um die vorliegende Erfindung zu verwirklichen. Aus ihr geht außerdem hervor, dass das LCP (Flüssigkristallpolymer) die besten Eigenschaften besitzt. Tatsächlich erfüllt dieses Polymer optimal die Anforderungen bezüglich sämtlicher relevanter Eigenschaften (Durchlässigkeit, Steifigkeit, Stoßbeständigkeit). Außerdem unterscheidet es sich von den meisten der übrigen, innerhalb dieser Tabelle aufgezeigten Materialien durch den Vorteil, dass das Temperaturmodul bei der Formung des LCP üblicherweise kleiner als 100°C ist, während es bei den anderen Materialien einen Wert höher 150°C aufweisen muss. Dies erlaubt es, die Herstellung des Vorratsbehälters kostengünstiger zu verwirklichen, ohne Formen einzusetzen, die (nur) bei sehr hoher Temperatur bestimmungsgemäß arbeiten, die kompliziert und kostenaufwendig herzustellen und zu verwenden sind.
Die weiteren Kunststoffmaterialien der Tabelle 2 können ebenfalls verwendet werden, und zwar alleine oder als Gemisch auf Grund von Anforderungen, die mit dem Fluidprodukt und/oder dem Treibgas in Verbindung stehen. Das PEN (Polyethylolnaphtalat) kann ebenfalls in Betracht gezogen werden.
Diese Materialien besitzen jedoch Eigenschaften, die denjenigen des LCP unterlegen sind, insbesondere in Bezug auf die Durchlässigkeit für Wasser und Sauerstoff, so dass es sich bei dem LCP um das bevorzugte Material zum Umsetzen der vorliegenden Erfindung handelt.
Es wird bemerkt, dass die Kunststoffmaterialien, die üblicherweise zur Herstellung von Vorratsbehältern oder Kanistern für Abgabevorrichtungen für ein Fluidprodukt verwendet werden, nicht dazu geeignet sind, Vorratsbehälter für Aerosolvorrichtungen zu verwirklichen, und zwar auf Grund des Druckes. Beispielsweise zeigen Polyolefin, Polypropylen, bestimmte Polyester, Polyacetal, Polystyrol und bestimmte Polyamide Probleme in Bezug auf Druckfestigkeit und/oder unzureichende mechanische Eigenschaften und/oder nicht akzeptable Durchlässigkeiten. Diese Materialien sind deshalb nicht zur Verwendung im Rahmen von Vorratsbehältern für Abgabevorrichtungen für ein Fluidprodukt geeignet, die Treibgas enthalten. Bestimmte dieser Materialien reagieren außerdem ungünstig mit Lösungsmitteln und/oder Treibgasen, so dass sie für die Abgabe von pharmazeutischen Produkten nicht geeignet sind.
Vorteilhafterweise und wie in den Figuren gezeigt, sind der Vorratsbehälter 1 und der Ventilkörper 11 einstückig gebildet. Bevorzugt ist diese Einheit durch Abformung ausgehend vom Hochleistungskunststoffmaterial gebildet, wie vorstehend erläutert. Offensichtlich ist sie nicht mit aus Metall hergestellten, insbesondere aus Aluminium hergestellten Vorratsbehältern zu verwirklichen, und die Verwendung von Hochleistungskunststoffmaterialien erlaubt damit nicht nur die Verwirklichung des Ventilkörpers und des Vorratsbehälters aus einem Stück, sondern außerdem die Verwirklichung von Formen, die für den Vorratsbehälter erwünscht sind, wobei die Formung von Kunststoffmaterial keinerlei Problem darstellt. Diese Verwirklichung, die besonders für einen Ventilkörper und einen Vorratsbehälter in einstückiger Weise von Vorteil ist, löst offensichtlich eine Aufgabe, die durch die Erfindung gezeigt ist, und darin besteht, die Herstellung sowie den Zusammenbau der Vorrichtung zu vereinfachen und ihre Erstellungskosten zu verringern.
Eine spezielle Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung betrifft die Abgabe von pharmazeutischen Produkten. Auch für diese Anwendung zeigt das Kunststoffmaterial zufrieden stellende Eigenschaften, was die Wechselwirkung zwischen dem Kunststoffmaterial und dem Arzneimittel betrifft, das in dem Vorratsbehälter enthalten ist. Wiederum zeigt zu Gunsten dieser Eigenschaften das LCP die optimalen Eigenschaften, so dass es besonders geeignet ist für eine Anwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung. Die bevorzugten Treibgase sind entweder vom Typ HFA-134a oder HFA-227 mit oder ohne Alkohol, wobei diese Treibgase nicht umweltschädlich sind. Die Verwendung dieser Treibgase führt jedoch zu einer Erhöhung des Drucks im Innern des Vorratsbehälters im Vergleich zu bisherigen Treibgasen (CFC-Gas), die nunmehr unter Bezug auf Umweltschutz verboten sind. Die Kunststoffmaterialien, die zusammen mit den CFC-Gasen zufrieden stellend eingesetzt werden konnten, können mit HFA-Gas, insbesondere dem HFA-134a-Gas, nicht mehr verwendet werden, und die vorliegende Erfindung erlaubt es, dieses Problem zu überwinden, insbesondere, wenn LCP als Material zum Einsatz kommt.
Die vorliegende Erfindung ist unter Bezug auf ein spezielles Beispiel erläutert worden. Es wird bemerkt, dass dieses jedoch einer weitgehenden Modifikation zugänglich ist, wie sich dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik erschließt, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, die in den anliegenden Ansprüchen festgelegt ist.

Claims

Abgabevorrichtung für ein Fluidprodukt, aufweisend einen Vorratsbehälter (1), der das Fluidprodukt und ein Treibgas enthält, und ein Ventil (10), das eine Ventilkammer (11) und ein Ventilorgan (12) umfasst, welches in dem Ventilkörper (11) zwischen einer Ruhestellung und einer Abgabestellung gleitbeweglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (1) einstückig mit dem Ventilkörper (11) verwirklicht ist, wobei der Vorratsbehälter (1) und der Ventilkörper (11) starr und aus einem Hochleistungskunststoffmaterial verwirklicht sind, welches dem Druck des Treibgases widersteht, wobei das Material für Wasser oder Gase eine geringe Durchlässigkeit besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Vorratsbehälter (1) durch Formung verwirklicht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Vorratsbehälter (1) einen Boden (2) umfasst, der dicht am Vorratsbehälter (1) durch Überspritzung gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Kunststoffmaterial hohe Zug- und/oder hohe Stoßbeständigkeit aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Kunststoffmaterial einen kleinen linearen Wärmedehnungskoeffizienten aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Temperatur der Form bei der Formgebung des Kunststoffmaterials niedriger als 100°C ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Kunststoffmaterial eine Durchlässigkeit für Sauerstoff kleiner als 10 cm³/m²/Tag, bevorzugt kleiner 1 cm³/m²/Tag und eine Durchlässigkeit für Wasser kleiner als 10 g/m²/Tag, bevorzugt kleiner 1 g/m²/Tag bezogen auf einen Druck von einem Bar und eine Dicke von 25 μm aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Kunststoffmaterial Zug- und Biegemodule größer 5000 Mpa, bevorzugt größer 10000 Mpa aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Kunststoffmaterial LCP (Flüssigkristallpolymer) umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Kunststoffmaterial einen oder mehreren folgender Bestandteile umfasst: PEN (Polyethylennaphtalat), PON (Polyoxymethylen), PSU (Polysulfon), PEEK (Polyetheretherketon), PEK (Poyletherceton), PAEK (Polyaryletherketon), PPE (Polyphenylether), PEI (Polyetherimid), PA 4,6 (Polyamid 4,6), PAFV (Polyamidglasfasern), PPS (Polyphenylensulfid).
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Fluidprodukt ein pharmazeutisches Produkt ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Antriebsgas HFA-134a-Gas oder HFA-227-Gas mit oder ohne Alkohol umfasst.