-
Verfahren zum Einfüllen von hochviskosen oder pastosen Stoffen in
Druckbehälter Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einfüllen von hochviskosen
oder pastosen Stoffen, von Emulsionen oder Mischungen solcher Stoffe (das Produkt)
in Druckbehälter, aus denen das Produkt durch Ventilbetätigung unter der Wirkung
eines Treibgases entnehmbar ist.
-
Es ist allgemein bekannt, Flüssigkeiten in sogenannte Aerosolbehälter
abzufüllen, wobei zunächst die Nutzflüssigkeit in den Behälter eingefüllt und anschließend
unter Druck das in diesem Zustand flüssige Treibmittel durch das Abfüllventil hindurch
eingepreßt wird. Je nach der Art der verwendeten Nutzflüssigkeit ergibt sich dann
beim Öffnen des Ventils ein mehr oder weniger feiner Nebel, Sprühstrahl oder in
bestimmten Fällen (Rasiermittel) ein Schaum.
-
Andererseits ist auch ein Behälter bekannt, aus dem nicht nur Flüssigkeiten,
sondern auch pastose Stoffe unter der Wirkung eines Treibgases entnommen werden
können, und zwar vorzugsweise in Form eines feinverteilten Sprühstrahls. Zu diesem
Zweck sind bei dieser bekannten Einrichtung das Treibmittel und die Substanz in
durch eine verschiebbare oder verformbare Wandung voneinander getrennte Räume eingefüllt.
Es sind also Spezialbehälter mit zwei Abfüllöffnungen notwendig. Außerdem ist es
nicht nur schwierig, sondern nahezu ausgeschlossen, den Druck des Treibmittels so
zu bemessen, daß die Substanz in geschlossenem Strang oder Strahl entnommen werden
kann.
-
Bei hochviskosen oder pastosen Füllstoffen ist es vielfach erwünscht
oder erforderlich, diese nicht zu versprühen oder zu verschäumen. Selbst wenn es
gelänge, durch Einfüllen einer bestimmten Treibgasmenge in den einen Behälterraum
anfänglich einen Druck zu erzielen, der ein solches Austreten der viskosen Substanz
ermöglicht, so ändern sich die Verhältnisse doch mit dem Grade der Entnahme der
Substanz, d. h., der größte Teil der Substanzmenge wird bei abnehmendem Druck überhaupt
nicht mehr ausgetrieben werden können. Das gleiche tritt ein, wenn das Abfüllventil
für den Treibgasraum nur geringfügig undicht wird.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Abfüllverfahren für solche Produkte
zu schaffen, durch das die Entnahme aus der Druckverpackung bis zum letzten Rest
möglich ist, ohne daß das Produkt in unerwünschter Weise sprüht oder schäumt.
-
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zunächst das Produkt
in einem bestimmten Mengenverhältnis mit einem inerten Treibgas unter einem Druck,
bei dem das Treibgas verflüssigt ist, innig vermischt und dieses Gemisch anschließend
in die Druckbehälter eingefüllt wird.
-
Dabei ergibt sich noch zusätzlich der Vorteil der Verwendbarkeit
normaler Druckbehälter. Durch Versuche wurde ermittelt, daß innerhalb bestimmter
Mengenrelationen zwischen Treibgas und Produkt befriedigende Ergebnisse zu erzielen
sind, jedoch sind die Grenzen dieser günstigsten Mengenrelationen -abgesehen davon,
daß sie für jede auszutreibende Substanz verschieden sind - vergleichsweise eng.
-
Solche engen Toleranzen lassen sich aber bei der serienmäßigen industriellen
Abfüllung in der bekannten Weise nicht einhalten.
-
Als weitere wesentliche Voraussetzung für ein schaum- und sprühfreies
Austreten der Füllsubstanz hat die gleichmäßige Verteilung des Treibmittels innerhalb
der Substanz zu gelten. Diese ist zwar bei Flüssigkeiten leicht zu erreichen, nicht
jedoch bei hochviskosen oder pastosen Substanzen sowie Emulsionen, wenn die Mischung
erst im Verbrauchsbehälter erfolgt.
-
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Möglichkeit geschaffen,
die Substanz in großen Mengen im richtigen Verhältnis mit dem Treibgas zu mischen
und so das Mischungsverhältnis genau einzuhalten.
-
Dabei erfolgt gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung eine solche
Bemessung der Treibgasmenge im Verhältnis zum Produkt, daß bei Druckentlastung auf
Atmosphärendruck im bestimmungsgemäßen Temperaturbereich eine Sprühwirkung und/oder
Schaumbildung noch vermieden wird.
-
Einmal ist es nämlich zweckmäßig, innerhalb der günstigsten Mischungsgrenzen
die größtmögliche Treibgasmenge beizumischen, um die Sicherheit des
Ausstoßens
der gesamten Füllmenge zu haben. Andererseits kann dann aber, bei wesentlicher Erhöhung
der Temperatur im Behälter, wiederum ein leichtes Sprühen oder Schäumen auftreten,
was dadurch vermieden werden kann, daß bei der Bemessung der Treibgasmenge im Verhältnis
zur Substanz auch auf die Temperaturbedingungen der künftigen Verwendung Bedacht
genommen wird.
-
Dabei kann es weiterhin zweckmäßig sein, daß die Mischung unter Luftabschluß
vorzugsweise in einer inerten Atmosphäre durchgeführt wird, sei es, um oxydierende
Einflüsse des Luftsauerstoffes zu vermeiden, sei es, um eine Schaumbildung schon
während des Rühr- und Mischvorgangs hinanzuhalten.
-
Die so gewonnene mit Treibgas gemischte Substanz kann nun nicht ohne
weiteres in die Druckbehälter (Verbrauchsbehälter) abgefüllt werden. Vielmehr ist
es erforderlich, beim Abfüllvorgang bis zum Verschließen des Verbrauchsbehälters
einen Mindestdruck aufrechtzuerhalten, der eine Entspannung des Treibgases verhindert.
Dementsprechend wird gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung vorgeschlagen,
daß zum Überführen des mit dem Treibgas gemischten Produktes von der Mischvorrichtung
in die Druckbehälter ein bei Betriebstemperatur gasförmiges Druckmittel dient. Es
muß sich bei diesem Druckmittel also um ein von dem Treibgas verschiedenes Mittel
handeln, um einer Veränderung des vorher eingestellten Mischungsverhältnisses vorzubeugen.
-
Die Druck- und Temperaturverhältnisse sind so zu wählen, daß eine
Vergasung des mit der Substanz gemischten Treibgases mit Sicherheit ausgeschlossen
ist.
-
Dabei kann man in bestimmten Fällen so vorgehen, daß das mit dem
Treibgas vermischte Produkt durch das Behälterventil unter Druck eingepreßt wird.
-
Es kann aber auch zweckmäßig sein, wenn das mit dem Treibgas vermischte
Produkt durch die Behälteröffnung eingefüllt und das Behälterventil anschließend
in die Behälteröffnung eingepreßt wird, insbesondere wenn die Substanz so steif
ist, daß der Abfüllvorgang bei Verwendung des Behälterventils als Einfüllöffnung
zu zeitraubend wäre.
-
Eine hierfür geeignete kombinierte Abfüll- und Verschließvorrichtung,
bei der sich das Behälterventil während des Füllvorgangs im Füllkopf befindet und
durch eine ebenfalls im Füllkopf angeordnete Verschließvorrichtung anschließend
druckdicht mit dem Behälter verbunden wird, kann leicht hergestellt werden, bildet
jedoch nicht den eigentlichen Gegenstand der Erfindung.
-
Das erfindungsgemäße Misch- und Abfüllverfahren eröffnet eine Reihe
neuer Anwendungsgebiete, die erhebliche technisch praktische Bedeutung besitzen
oder gewinnen können.
-
Werden beispielsweise Fußboden- oder Möbelpflegemittel, Körperpflegemittel,
Geschirrpflegemittel oder Rasiercreme nach dem erfindungsgemäßen Verfahren abgefüllt,
so wird im wesentlichen nur von den Vorteilen Gebrauch gemacht, welche die bekannten
Aerosolbehälter für flüssige Substanzen aufweisen, ohne daß die im Falle hochviskoser
und pastoser Stoffe nachteiligen Eigenschaften, wie das Sprühen und Schäumen der
Substanz, in Kauf genommen werden müssen. Diese Vorteile sind nicht zu unterschätzen,
da die Entnahme aus einem Druckbehälter grundsätzlich nur eine Hand erfordert und
wesentlich weniger Zeit beansprucht als beispielsweise das Aus-
pressen von Zahncreme
aus Tuben mit dem außerdem erforderlichen Ab- und Aufschrauben der Verschlußkappe.
Dies ist für ständig oder zeitweilig Körperbehinderte von ganz besonderer Bedeutung.
-
Darüber hinaus aber ergibt sich durch das erfindungsgemäße Verfahren
die Möglichkeit, die Substanz ohne zusätzliche Hilfsmittel an schwer zugängliche
Stellen zu bringen, beispielsweise Kleb- und Dichtungsmittel in enge Fugen, in denen
diese dann erhärten. Eine besonders vorteilhafte Anwendung ergibt sich beispielsweise
bei Verwendung von Staufferfett oder anderen konsistenten Fetten als Schmiermittel
in einem solchen Druckbehälter, da dessen Abfüllventil als Stutzen zum direkten
Abschmieren von Schmiernippeln beispielsweise an Kraftfahrzeugen ausgebildet sein
kann.
-
Da solche Druckbehälter (Verbrauchsbehälter) verhältnismäßig klein
und leicht ausgeführt werden können, können sie als Zubehörteil zu Kraftfahrzeugen
mitgeliefert werden, so daß unabhängig von jeder Servicestation jederzeit abgeschmiert
werden kann.
-
Dabei ist die Wirkung wesentlich besser als die mit einfachen handbedienten
Schmierpressen, da das Schmiermittel mit einem erheblichen Überdruck aus dem Druckbehälter
austritt.
-
Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet für das erfindungsgemäße
Verfahren ergibt sich auf dem Lebensmittelsektor, nachdem ein gesundheitlich unbedenkliches
und inertes Treibgas gefunden wurde.
-
So können Butter, Käsezubereitungen, Honig, Streichwurst und viele
andere Lebensmittel auf diese Weise verpackt werden. Dabei ergeben sich nicht nur
bei der Anwendung erhebliche Zeitersparnisse durch einfache Dosierung, z. B. in
der Massenverpflegung, sondern auch eine größere Sauberkeit in der Anwendung, beispielsweise
bei Senf und anderen pastenförmigen Würzmitteln.
-
Ein anderer Vorteil liegt in der Unverderblichkeit des Behälterinhalts,
der diese Art der Verpackung zur Anlage von Notvorräten oder zur Mitführung bei
Expeditionen besonders geeignet macht.
-
Die Art des Treibgases ist für die meisten Anwendungsgebiete gleichgültig.
Es kann Difluordichlormethan, Monofluortrichlormethan, Vinylchlorid, Butan, Propan
oder ein beliebiges anderes Treibgas Verwendung finden. Die jeweils benötigte Menge
ist durch Versuche leicht zu ermitteln und hängt im wesentlichen von dem Viskositätsgrad
der Substanz ab.
-
Um eine Vorstellung davon zu geben, mit wie wenig Treibgas im einzelnen
Falle auszukommen ist, werden einige Mischungsbeispiele angegeben, die sich in der
Praxis bewährt haben: Beispiel I 100 Teile schweres Schmieröl mit einem Viskositätsgrad
von 90 Engler-Grad werden mit 1,2 bis 1,6 Teilen, vorzugsweise etwa 1,4 bis 1,5
Teilen, Monofluortrichlormethan gemischt.
-
Beispiel II 100 Teile eines gallertartigen Rostschutzmittels auf
Kunststoffbasis mit einem Viskositätsgrad von etwa 120 Engler-Grad werden mit 1,2
bis 1,7 Teilen, vorzugsweise etwa 1,4 bis 1,5 Teilen, des gleichen Treibgases gemischt.
-
Beispiel III 100 Teile Staufferfett erfordern etwa einen Zusatz von
2 Teilen des gleichen Treibmittels.