Verfahren zum Umfüllen von Aerosol aus einem Vorratsbehälter in einen nachfüllbaren Gebrauchsbehälter
Die im Handel befindlichen Aerosolbehälter versprühen nach Druck auf einen am oberen Teil des Behälters befindlichen Ventil den Inhalt, beispielsweise ein Haarfixativ oder dergleichen, wobei der Behälter nach seiner Entleerung weggeworfen wird, da er nur in der Fabrik unter Inanspruchnahme entsprechender Apparaturen aufgefüllt werden kann.
Dies bedeutet nicht nur für den Verbraucher, sondern auch für den Hersteller eine erhebliche finanzielle Belastung, da in vielen Fällen die Kosten für den Behälter selbst einen erheblichen Teil der Gesamtkosten des vertriebenen Präparates ausmachen.
Durch Schaffung eines nachfüllbaren Behälters liessen sich die Kosten solcher in Aerosolbehältern vertriebenen Mittel wesentlich senken.
Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, welches ein Umfüllen von Aerosol aus einem Vorratsbehälter in einen nachfüllbaren Aerosol Gebrauchsbehälter erlaubt. Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in den mit Aerosollösung gefüllten Vorratsbehälter ein Gas unter Druck zusätzlich eingefüllt wird, das die Aerosollösung gegen den im nachfüllbaren Behälter herrschenden Druck des reinen Treibgases in diesen Behälter drückt.
Dadurch herrscht im Vorratsbehälter genügender Überdruck zur Überwindung des Gegendrucks im nachzufüllenden Behälter. Trotzdem wird der nachfüllbare Aerosol-Gebrauchsbehälter an dem dem Entleerungsventil abgewandten Ende vorzugsweise mit einem Entlüftungsventil versehen, um bei der ersten Füllung die Luft abzulassen. Das Entlüftungsventil kann jedoch auch später zur Erleichterung des Nachfüllens betätigt werden.
Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines nachfüllbaren Aerosol-Gebrauchsbehälters im Axialschnitt;
Fig. 2 eine teilweise im Schnitt gezeichnete Seitenansicht eines Vorratsbehälters;
Fig. 3 im Axialschnitt einen nachfüllbaren Gebrauchsbehälter, wobei die Ventile zur besseren Darstellung etwas übertrieben gross wiedergegeben sind, in seiner Anordnung oberhalb des Vorratsbehälters; und in
Fig. 4 einen Axialschnitt durch den oberen Teil eines Vorratsbehälters mit einer etwas abgeänderten Ausführungsform des Füllventils.
Mit 1 ist in Fig. 1 der nachfüllbare Aerosol Gebrauchsbehälter bezeichnet, der bei 2 ein in üblicher Weise konstruiertes Sprühventil aufweist. Der Behälter ist in der Fig. 1 in der Nachfüllstellung dargestellt, wobei das Sprüh- oder Entleerungsventil nach unten zeigt. Mit 3 ist das an das Entleerungsventil anschliessende, fast bis zum Boden 4 des Behälters 1 reichende Röhrchen bezeichnet. Im Boden 4 sitzt ein Entlüftungsventil 5, das im dargestellten Ausführungsbeispiel in einem zylindrischen Mantelkörper 6 untergebracht ist und eine Feder 7 sowie ein kolbenartiges Element 8 aufweist, welches mit einem Randkanal 9 versehen ist. Das kolbenartige Element ist auf einem Schaftteil 10 aufgeschraubt, der eine Bohrung 10 besitzt, die in den Auslass 11 in dem Kopf 12 ausmündet.
Beim Nachfüllen tritt frisches Aerosol aus dem nicht dargestellten Vorratsbehälter durch das ähnlich wie das Ventil 5 konstruierte, geöffnete Ventil 2 in das Röhrchen 3 aus und füllt in Richtung des Pfeiles 13 den Behälter 1, bis der Spiegel des Aerosols den unteren Rand des Röhrchens 14 erreicht hat, das an das Ventil 5 angeschlossen ist. Nunmehr beginnt bei weiterem Steigen des Spiegels Aerosol aus dem Kanal 11 auszutreten und zeigt die Füllung des Behälters 1 an. Durch Loslassen des Kopfes 12, wobei das Ventil 5 in Fig. 1 in Entlüftungsstellung gezeigt ist, wird der Füllvorgang unterbrochen, der Behälter 1 kann vom Vorratsbehälter abgehoben werden und der Nachfüllvorgang ist beendet.
Der Vorrats-Aerosolbehälter 21 nach Fig. 2 weist in bekannter Weise einen Verschlussdeckel 22 mit einem Einsatzstück 23 auf, in dem das Ventil 24 angeordnet ist. Beim Niederdrücken des röhrchenartigen Ansatzes 25 gegen die Wirkung der Feder 26 steigt über das Steigrohr 27 das unter Druck stehende Aerosol nach oben am Ventilkörper 28 vorbei und gelangt in den Kanal 29 des Röhrchens 25. In Fig. 3 ist diese Ventilanordnung in grösserem Massstab dargestellt. Das Einsatzstück 23 ist mit dem Deckel 22 über eine Gummidichtung 30 abgedichtet und im inneren Teil nach oben bei 31 hochgewölbt. Unter dem hochgewölbten Teil trägt es eine mit Mittelbohrung versehene Gummischeibe 32. In den hochgewölbten Teil ist, durch eine Einbördelung 33 fixiert, ein Ventilgehäuse 34 eingesetzt, das an seinem unteren Ende das Verlängerungsröhrchen 27 trägt.
Im Innern des Ventilgehäuses 34 sitzt der gegen die Wirkung der Feder 26 verschiebbare Ventilkörper 28, an den das Röhrchen 25 anschliesst. Man erkennt, dass beim Herunterdrücken des Röhrchens 25 und damit auch des Ventilkörpers 28 die im Vorratsbehälter unter Druck stehende Flüssigkeit die Möglichkeit hat, durch das Rohr 27 und seitlich entlang dem Ventilkörper 28 durch eine oder mehrere Öffnungen 25' des Röhrchens 25 in den Kanal 29 zu gelangen und oben aus diesem auszutreten.
Das in Fig. 3 dargestellte nachfüllbare Aerosol Gebrauchsgefäss 35 besteht vorzugsweise aus Glas und trägt an seinem oberen Ende ein Entlüftungsventil 36 und an seinem unteren Ende ein Nachfüll- und Sprühventil 37. Das zylindrische, aus Glas bestehende Gefäss 35 weist einen Kunststoffüberzug 67 auf. Auf diese Weise wird bei einem eventuellen Bruch des Gefässes 35 verhindert, dass die Glassplitter unkontrollierbar davonfliegen. Es hat sich nämlich gezeigt, dass zwar durch Risse im Kunststoffüberzug der Druck entweicht, dass aber der geborstene Glasbehälter von dem Kunststoffüberzug noch kompakt zusammengehalten wird, so dass die Gefahr eines Herumfliegens von Glassplittern bei zufälligem Bruch des Behälters 35 vermieden wird.
Der Überzug wird vorzugsweise so aufgebracht, dass man einen Schrumpfschlauch aus Kunststoff von geeignetem Durchmesser auf passende Länge zuschneidet, über den Glaszylinder zieht und erhitzt. Der Schrumpfschlauch passt sich dann der Form des Behälters an und wird von den übergreifenden Rändern von den Kappen 38 und 48 mit erfasst. Vorzugsweise hat der Schrumpfschlauch eine Wandstärke von 0,2 bis 1 mm.
Ein besonderer Vorteil dieser Ausführung besteht darin, dass man durch die Verwendung serienmässiger Glasbehälter eine wesentliche Verbilligung der nachfüllbaren Behälter erzielen kann. Die Aufbringung des Kunststoffüberzuges gestaltet sich sehr einfach und wirkt sich kaum auf den Preis des einzelnen Gefässes aus. Das Sprühventil 37 ist in einer auf den Glaskörper 35 aufgesetzten Kappe 38 untergebracht, die eine mit Mittelbohrung versehene Dichtscheibe 39 in einem abgesetzten Mittelteil trägt. Gegen diese Dichtscheibe legt sich, abgedichtet gegen den Glaskörper 35 durch eine Dichtscheibe 40, ein Flansch 41 des Ventilgehäuses 42. Im inneren Ende des Ventilgehäuses ist ein Steigrohr 43 eingepasst. Innerhalb des Ventilgehäuses sitzt eine Feder 44, die den verschieblichen Ventilkörper 45 gegen den Dichtring 39 drückt.
Wird nunmehr der Behälter 35 mit dem tassenartigen offenen Teil 46 auf das Röhrchen 25 des Vorratsbehälters ausgesetzt und aufgedrückt, so werden sowohl das Ventil 24 als auch das Ventil 37 gegen den Druck ihrer Federn 26 bzw. 44 geöffnet, und dasAerosol steigt über die Leitung 27, durch das Ventilgehäuse 34 und den Kanal 29 in den tassenartigen Raum 46 des Ventilkörpers 45 über einen seitlichen Schlitz 47 im Röhrchen 29 und gelangt über den normalerweise an der Dichtscheibe 39 anliegenden Rand des tassenartigen Ventilkörpers 45 in das Ventilgehäuse 42 und von dort über das Steigrohr 43 in den Gebrauchsbehälter 35.
Beim Entlüftungsventil 36 sitzt in der Kappe 48, durch einen Dichtkörper 49 abgedichtet, ein Ventilkörper 50, der gegen den Behälter 35 durch einen Dichtring 51 abgedichtet ist. In dem Dichtkörper 49 sitzt ein röhrchenartiges Element 52. Dieses Element 52 weist einen Kanal 53 auf, der an seinem inneren Ende bei 54 senkrecht abzweigt. Wird beim Nachfüllen das Röhrchen 52 gekippt, so löst sich der Teil 54 des Kanals 53 von der ihm umgebenden Manschette des Dichtkörpers 49, so dass der Gasinhalt des Gefässes 35 über das Röhrchen 55 und die Kanäle 54 und 53 entweichen kann. Das Röhrchen 55 ist in seiner Länge so gewählt, dass es nach Erreichen einer bestimmten
Füllhöhe im Behälter 35 von der hochsteigenden
Flüssigkeit abgeschlossen wird und damit der weitere Zutritt von Aerosol aus dem Nachfüllbehälter 21 verhindert ist.
In den tassenartigen Raum 46 wird nach erfolgter Auffüllung ein Ventil- oder Sprühkopf eingesetzt.
Ein besonderer Vorteil des Gebrauchsbehälters besteht darin, dass Schweissnähte oder ähnliche Verbindungsstellen, wie sie beispielsweise bei reinen Kunststoffbehältern praktisch unerlässlich sind, vermieden werden, so dass feste, praktisch bruchsichere Gefässe entstehen.
Sollte durch das normale Entleerungsventil des Gebrauchsbehälters die Füllung wegen des vergleichweise kleinen Durchtrittskanals dieses Ventils zu lange dauern, dann empfiehlt sich die Anbringung eines gesonderten, entsprechend grossen Querschnitt aufweisenden Füllventils in der Nähe des Entleerungsventils.
Gegebenenfalls kann man die Anordnung auch so treffen, dass an einer der Kappen 38 bzw. 48 ausbeulbare Bereiche vorgesehen sind, die sich bei Anstieg des Druckes ausbeulen, so dass ein weiterer Sicherheitsfaktor für den aus Glas bestehenden Gebrauchsbehälter geschaffen ist.
Man kann den Vorratsbehälter auch mit einem Überdruckventil versehen, um ein unbeabsichtigtes, unzulässiges Ansteigen des Druckes, beispielsweise bei übermässiger Erwärmung des Behälters, zu vermeiden.
Fig. 4 zeigt eine Anordnung, bei der am Vorratsbehälter ein Kippventil 56 ähnlich wie das Kippventil 36 nach Fig. 3 Verwendung findet. Eine Beschreibung dieses Ventils erübrigt sich, da es in gleicher Weise wie das Ventil 36 funktioniert.
Die Füllung mittels der Vorratsflasche nach Fig. 4 erfolgt dadurch, dass der aufgesetzte Behälter 35 unter Druck zur Öffnung des Ventils 37 etwas gegen die Längsachse der Vorratsflasche gekippt wird, so dass sich das Füllventil 56 öffnet und das Aerosol in den Behälter 35 in der gleichen Weise wie im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben eintreten kann. Den Kunststoffüberzug zur Sicherung des Glasbehälters 35 erkennt man aus Fig. 3 bei 67.
Da sich beim Umfüllen vom Vorratsbehälter in den kleinen Verbrauchsbehälter zeigt, dass sich in dem zu füllenden Behälter bald ein konstanter Druck einstellt, der ein weiteres Überströmen verhindert, wird in den beispielsweise zu 2/3 seines Gesamtvolumens mit einer Mischung aus Wirkstoff und Treibgas gefüllten Vorratsbehälter ein inertes Gas, beispielsweise Stickstoff, eingepresst. Das inerte Gas erzeugt in dem freien Raum über der Aerosollösung einen Druck, der um den Volumenanteil des inerten Gases den Dampfdruck des reinen Treibgases überschreitet. Dieser Überdruck der Gasphase auf die Flüssigkeitsoberfläche bewirkt ein ununterbrochenes Überströmen der Aerosollösung in den angeschlossenen nachfüllbaren Behälter. Es hat sich gezeigt, dass ein Übertritt kleiner Mengen von in der Aerosollösung gelöstem, inerten Gas den Füllvorgang praktisch nicht beeinflusst.
Auch bei fortschreitender Entleerung und damit Vergrösserung des Gasraumes im Vorratsbehälter ist immer noch ein ausreichender Überdruck vorhanden. Durch dieses Verfahren ist es möglich, die Füllung des Gebrauchsbehälters ohne gleichzeitiges Entlüften vorzunehmen, das zweckmässig vor dem Füllvorgang erfolgt.
Im folgenden soll noch ein Beispiel für ein Aerosol angegeben werden, das sich bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens besonders eignet.
Beispiel 20 Gew.-Teile Butan, bestehend aus 50% Butan und
50% Isobutan 20,5 Gew.-Teile Frigen 12 (Di-Fluor-Di-Chlor
Methan) CF2C12
4,5 Gew.-Teile Frigen 11 (Mono-Fluor-Tri-Chlor
Methan) CFCl5 55 Gew.-Teile alkoholische Wirkstofflösung, d. h. z. B. 5% Wirkstoff, 50% Alkohol.
Diese Zusammensetzung schwankt je nach der Art des Wirkstoffes.
1,5 atü reiner N2 für 0,5 1 Vorratsdose
2 bis 4 atü reiner N2 für etwa 7 1 fassende Vor ratsbehälter.