DE69919214T2

DE69919214T2 - Ventil- oder Pumpendichtung

Info

Publication number: DE69919214T2
Application number: DE69919214T
Authority: DE
Inventors: Patrice Leone
Original assignee: Valois SAS
Current assignee: Aptar France SAS
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2019-12-15
Also published as: CN1333805A; US6780929B1; FR2787424A1; WO2000037582A1; EP1141164B1; FR2787424B1; JP2002533525A; DE69919214D1; CN1177906C; EP1141164A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventil- oder Pumpendichtung, die dazu dient, eine Abdichtung einer Abgabevorrichtung für ein fluidförmiges Produkt zu erzielen, die ein Ventil oder eine Pumpe umfaßt, die auf einem Behälter für das Produkt montiert ist.
Insbesondere sind die Dichtungen gemäß der Erfindung geeignet, einerseits in Abgabevorrichtungen für ein unter Druck stehendes, fluidförmiges Produkt mit einem Ventil, insbesondere einem Dosierventil, und andererseits in Abgabevorrichtungen für ein nicht unter Druck stehendes, fluidförmiges Produkt verwendet zu werden, wobei diese Vorrichtung dann eine Pumpe umfaßt.
Im Rahmen von Abgabevorrichtungen für unter Druck stehende, fluidförmige Produkte, wie z.B. bei Aerosol-Vorrichtungen verwendete Dichtungen müssen einer bestimmten Anzahl von Bedingungen genügen und gewisse Anforderungen erfüllen. So müssen diese Dichtungen gute mechanische Eigenschaften aufweisen, eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit sicherstellen und ein geringes Aufquellen bei der Berührung mit den Treibgasen garantieren. Diese Merkmale sind im übrigen insbesondere für dynamische Dichtungen von Bedeutung, die eine Abdichtung zwischen dem beweglichen Ventilteil des Ventils und der Ventilkammer bilden, welche die auszustoßende Dosis enthält.
Aus verschiedenen, insbesondere ökologischen Gründen wurden FCKW-Treibgase in großem Ausmaß durch Treibgase vom Typ HFC-134a oder HFC-227 mit oder ohne Alkohol ersetzt. Die Verwendung dieser Treibgase erhöht insbesondere dann, wenn sie mit einem Zusatz von ungefähr 20 Gew.-% Ethanol verwendet werden, die Anforderungen an für die Dichtungen derart, dass die klassischen Materialien, die zuvor in Verbindung mit den FCKW-Treibgasen verwendet wurden, keine optimalen Eigenschaften mehr besitzen.
Andererseits müssen die Dichtungen, die in den Abgabevorrichtungen für nicht unter Druck stehende, fluidförmige Produkte, und insbesondere in Pumpen verwendet werden, ebenfalls mehreren Bedingungen genügen und eine gewisse Anzahl von Anforderungen erfüllen. So müssen diese Dichtungen ein gutes Verhalten gegenüber Lösungen, insbesondere Wasser-Ethanol-Lösungen aufweisen, d.h. gegenüber Lösungen, die Wasser, Ethanol oder eine Mischung aus Wasser und Ethanol enthalten. Andererseits müssen diese Dichtungen eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit aufweisen und ein gutes Verhalten gegenüber Konservierungsstoffen, wie z.B. quaternairen Ammoniumverbindungen gewährleisten.
Das Dokument US-5 290 539 beschreibt Dichtungsmaterialien, die mit HFC-134a oder HFC-227 verwendbar sind. Das Dokument GB-2 323 597 beschreibt ebenfalls Dichtungsmaterialien.
Die vorliegende Erfindung hat somit zum Ziel, Ventil- oder Pumpendichtungen zu schaffen, welche den oben erwähnten Anforderungen genügen.
Die vorliegende Erfindung hat somit zum Ziel, eine Ventildichtung zu schaffen, die dazu bestimmt ist, mit einem fluidförmigen Produkt und einem Treibgas vom Typ HFA mit oder ohne Alkohol in Berührung zu kommen, die sehr gute mechanische Eigenschaften und/oder ein geringes Aufquellen und/oder eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit sicherstellt.
Die vorliegende Erfindung hat auch zum Ziel, eine Pumpendichtung zu schaffen, die ein gutes Verhalten gegenüber Wasser/Ethanol-Lösungen und/oder eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit und/oder ein gutes Verhalten gegenüber Konservierungsmitteln, wie z.B. quaternairen Ammoniumverbindungen, aufweist.
Die vorliegende Erfindung hat auch zum Ziel, Ventil- oder Pumpendichtungen zu schaffen, die auf einfache Weise und kostengünstig hergestellt werden können.
Die vorliegende Erfindung hat somit eine Abgabevorrichtung für ein unter Druck stehendes, fluidförmiges Produkt zum Gegenstand, die ein mit einem beweglichen Ventilkörper versehenes Ventil umfaßt, wobei das Ventil auf einem Behälter montiert ist, der das fluidförmige Produkt und ein Treibmittel mit oder ohne Alkohol enthält, wobei die Vorrichtung wenigstens eine Halsdichtung zwischen dem Ventil und dem Behälter und eine dynamische Dichtung umfaßt, in der der Ventilkörper gleitet, und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Treibmittel ein Gas vom Typ HFC-134a oder HFC-227 umfaßt, und dass wenigstens eine der Dichtungen ein Nitrilhydrogen (HNBR) umfaßt.
Vorteilhafterweise umfaßt die Dichtung weiterhin einen oder mehrere andere Zusätze, wie z.B. mineralische Zusatzstoffe und/oder schwarze Kohlenstoff-Zuschlagsstoffe und/oder Vulkanisiermittel und/oder Farbstoffe und/oder Verarbeitungsstoffe und/oder Plastifizierungsmittel.
Die vorliegende Erfindung hat auch eine Abgabevorrichtung für ein unter Druck stehendes, fluidförmiges Produkt zum Gegenstand, die ein Ventil umfaßt, das mit einem beweglichen Ventilkörper versehen ist, wobei das Ventil auf einem Behälter montiert ist, der das fluidförmige Produkt und ein Treibgas mit oder ohne Alkohol enthält, wobei die Vorrichtung wenigstens eine Halsdichtung zwischen dem Ventil und dem Behälter und eine dynamische Dichtung umfaßt, in der der Ventilkörper gleitet, wobei wenigstens eine der Dichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist.
Das Treibgas umfaßt ein Gas vom Typ HFC-134a oder HFC-227.
Die vorliegende Erfindung hat auch eine Abgabevorrichtung für ein nicht unter Druck stehendes, fluidförmiges Produkt zum Gegenstand, die eine Pumpe umfaßt, die auf einem Behälter montiert ist, der das fluidförmige Produkt enthält, sowie wenigstens eine Dichtung zwischen der Pumpe und dem Behälter, wobei die Dichtung oder wenigstens eine der Dichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist.
Gemäß einer ersten Variante umfaßt die Dichtung als Basispolymer im wesentlichen ein Nitrilhydrogen-Elastomer (HNBR). Dieses Nitrilhydrogen-Elastomer besitzt die folgende allgemeine chemische Formel:
Dieses Produkt ist auf dem Markt insbesondere von den Firmen BAYER und NIPPON ZEON erhältlich.
Was die Ventildichtung anbelangt, so erweist sich, dass sie im Kontakt mit einem fluidförmigen Produkt vom Typ HFC-134a oder HFC-227 mit oder ohne Alkohol (beispielsweise Ethanol) ausgezeichnete mechanische Eigenschaften derart aufweist, dass sie insbesondere geeignet ist, als dynamische Dichtung verwendet zu werden. Es sei darauf hingewiesen, dass sie auch als Halsdichtung in einer derartigen Aerosol-Vorrichtung verwendet werden kann, um eine dichte Verbindung zwischen dem Ventil und dem Behälter herzustellen, der das Produkt und das Treibgas enthält.
Gemäß einer zweiten Variante kann die Dichtung in Form einer Mischung bzw. Legierung hergestellt werden, die HNBR und Polyoctenäthylen (POE) umfaßt. Der Zusatz von Polyocten garantiert insbesondere die Eigenschaften einer geringen Quellneigung in Berührung mit Treibgasen vom Typ HFC mit oder ohne Alkohol.
Besonders günstige Ergebnisse werden insbesondere mit einem Dichtungsmaterial erzielt, das ungefähr 20 Gew.-% HNBR und ungefähr 80 Gew.-% POE enthält. Bei dieser Zusammensetzung ist die Dichtung besonders wirtschaftlich und leicht herzustellen.
Gemäß einer dritten Ausführungsform kann die elastomere Zusammensetzung der Dichtung eine Mischung aus HNBR und Butyl (oder Halobutyl) sein. Die Zugabe von Butyl oder von Halobutyl führt zu Dichtungen, die eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit sowie eine geringe Quellneigung in Treibgasen vom Typ HFC mit oder ohne Alkohol aufweisen. Vorteilhafte Ergebnisse wurden insbesondere mit einem Dichtungsmaterial erzielt, das ungefähr 60 Gew.-% HNBR und ungefähr 40 Gew.-% Butyl oder Halobutyl enthielt.
Gemäß einer vierten Variante kann die elastomere Zusammensetzung eine Mischung aus HNBR und Ethylenpropylen (EP) oder eine Mischung aus HNBR und Ethylenpropy lendien (EPDM) sein. Diese Mischungsart ermöglicht es, Dichtungen mit geringer Quellneigung insbesondere in Verbindung mit Treibgasen vom Typ HFC mit oder ohne Alkohol zu erzielen, wobei gleichzeitig ein hohes Maß guter mechanischer Eigenschaften beibehalten wird. Günstige Ergebnisse mit vernünftigen Herstellungskosten werden insbesondere mit Dichtungen erzielt, die ungefähr 50 Gew.-% oder mehr HNBR und ungefähr 50 Gew.-% oder weniger EP oder EPDM enthalten.
Gemäß anderer Varianten kann die elastomere Zusammensetzung auch eine Mischung aus HNBR und einem Polychloropren-Kautschuk (CR) oder eine Mischung aus HNBR und einem Styrenbutadien-Kautschuk (SBR) sein. Diese beiden Arten von Mischungen ermöglichen es, Dichtungen zu erzielen, die gute mechanische Eigenschaften besitzen und eine geringe Quellneigung in Treibgasen vom Typ HFC mit oder ohne Alkohol besitzen.
Das HNBR ist eine elastomere Zusammensetzung, die insofern sehr vorteilhaft ist, als sie gute mechanische Eigenschaften ergibt. Es ist denkbar, Dichtungen zu realisieren, die eine Mischung aus HNBR und Polyoctenäthylen (POE) enthalten. Diese Art von Dichtung weist gute mechanische Eigenschaften und geringe Quellneigung in Berührung mit Treibgasen vom Typ HFC mit oder ohne Alkohol auf.
Andererseits ist es auch denkbar, Dichtungen zu realisieren, die eine Mischung aus HNBR und Butyl oder Halobutyl umfassen. Diese Art von Dichtung besitzt eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit sowie eine geringe Quellneigung in Treibgasen vom Typ HFC mit oder ohne Alkohol.
Alle Dichtungsmaterialien, die oben beschrieben wurden, können weiterhin einen oder mehrere andere Bestandteile umfassen, die im technischen Bereich der Dichtungen wohlbekannt sind. Insbesondere können Dichtungszubereitungen mineralische Zuschlagsstoffe oder schwarze Kohlenstoff-Zuschlagsstoffe, Vulkanisiermittel, Farbstoffe, Verarbeitungsstoffe oder Plastifizierungsmittel enthalten.
Die Ventildichtungen für Aerosol-Abgabevorrichtungen gemäß der Erfindung können somit in einer großen Zahl von Anwendungsfällen verwendet werden, wobei ihre Zubereitung hauptsächlich von den speziellen mechanischen Anforderungen und den Anforderungen hinsichtlich der Dichtigkeit, sowie von den Produkten und den Treibgasen abhängt, mit denen diese Dichtungen in Berührung kommen.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung können die Dichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung auch bei Abgabevorrichtungen für nicht unter Druck stehende, fluidförmige Produkte eingesetzt werden, die eine auf einem Behälter montierte Pumpe umfassen. In diesem Fall können die Dichtung oder Dichtungen, die eine dichte Verbindung zwischen der Pumpe oder dem Behälter herstellen, aus einem der oben beschriebenen Materialien hergestellt sein, was es ermöglicht, ein gutes Verhalten gegenüber Wasser/Ethanol-Lösungen, eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit sowie ein gutes Verhalten gegenüber Konservierungsstoffen, insbesondere gegenüber quaternairen Ammoniumverbindungen zu erzielen. Diese Eigenschaften sind insbesondere vorteil haft bei Dichtungszubereitungen, die HNBR entweder alleine oder in einer Mischung mit anderen Bestandteilen enthalten.
Die einfache Herstellbarkeit und die mäßigen Kosten sind ebenfalls vorteilhafte Gesichtspunkte der Dichtungen der vorliegenden Erfindung.
Zwar wurden oben spezielle Zusammensetzungs-Verhältnisse unter Bezugnahme auf verschiedene Varianten der Dichtungszubereitung beschrieben, doch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Verhältnisse beschränkt und der Schutzumfang des Patentes wird durch die beigefügten Ansprüche definiert.

Claims

Abgabevorrichtung für ein unter Druck stehendes, fluidförmiges Produkt, die ein mit einem beweglichen Ventilkörper versehenes Ventil umfasst, wobei das Ventil auf einem Behälter montiert ist, der das fluidförmige Produkt und ein Treibmittel mit oder ohne Alkohol enthält, wobei die Vorrichtung wenigstens eine Halsdichtung zwischen dem Ventil und dem Behälter und eine dynamische Dichtung umfasst, in der der Ventilkörper gleitet, dadurch gekennzeichnet, dass das Treibmittel ein Gas vom Typ HFC-134a oder HFC-227 umfasst, und dass wenigstens eine der Dichtungen ein Nitrilhydrogen (HNBR) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Dichtung eine Mischung aus HNBR und Polyoctenethylen (POE) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Dichtung ungefähr 20 Gewichtsprozent HNBR und ungefähr 80 Gewichtsprozent POE umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Dichtung eine Mischung aus HNBR und Butyl oder Halobutyl umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Dichtung ungefähr 60 Gewichtsprozent HNBR und ungefähr 40 Gewichtsprozent Butyl oder Halobutyl umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Dichtung eine Mischung aus HNBR und Ethylenpropylen (EP) oder Ethylenpropylendien (EPDM) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Dichtung ungefähr 50 Gewichtsprozent oder mehr HNBR und ungefähr 50 Gewichtsprozent oder weniger EP oder EPDM umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Dichtung eine Mischung aus HNBR und Kautschukpolychloropren (CR) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Dichtung eine Mischung aus HNBR und Kautschukstyrenbutadiem (SBR) umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Dichtung weiterhin einen oder mehrere andere Bestandteile wie z. B. mineralische Zuschlagstoffe und/oder schwarze Kohlenstoff-Zuschlagstoffe und/oder Vulkanisiermittel und/oder Farbstoffe und/oder Verarbeitungsstoffe und/oder Plastifizierungsmittelumfasst.