СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДОЗАТОРА ДЛЯ АЭРОЗОЛЯ
METHOD OF MAKING DISPENSER FOR AEROSOL

Область применения
Настоящее изобретение относится к дозаторам аэрозолей и способам изготовления их компонентов.
Уровень техники
Дозаторы аэрозолей хорошо известны. Дозатор для аэрозоля, как правило, содержит наружный контейнер, который одновременно служит рамой для остальных компонентов и сосудом под давлением для пропеллента и содержащегося в баллоне продукта. Сведущим в данной области техники хорошо известны наружные контейнеры, изготавливаемые из металла. Однако металлические наружные контейнеры могут быть нежелательны из-за высокой себестоимости и ограниченных возможностей вторичного использования их материала.
Наружные контейнеры, как правило, но не обязательно, являются цилиндрическими. Наружный контейнер может содержать дно, благодаря которому дозатор можно ставить на горизонтальные поверхности, такие как полки, прилавки, столы и прочие. Дно наружного контейнера может содержать часть с входящим углом, как описано в патенте США 3403804. Боковые стенки наружного контейнера, определяющие его форму, являются протяженными перпендикулярно дну до проема в верхней части контейнера.
Проем в верхней части контейнера образует горлышко для приема дополнительных компонентов дозатора аэрозоля. Производители в целом пришли к единому диаметру горлышка, равному 2,54 см, в целях стандартизации компонентов, хотя иногда используются и меньшие диаметры, например 20 мм. Различные формы горлышка описаны в патентной заявке США 2007/02782531 A1, а также в патентах США 7303087; 7028866; 6019252.
На горлышко, как правило, надевается клапанная чашка. Клапанная чашка плотно насаживается на горлышко во избежание утечки пропеллента и потери давления. Клапанная чашка содержит компоненты клапана, которые являются подвижными по отношению к остальным частям дозатора аэрозоля.
Дозаторы аэрозолей, содержащие клапанную чашку и подвижные элементы клапана, могут быть выполнены в виде различных воплощений, отражающих особенности различных режимов хранения, держания в руках и использования изделия потребителем. В одном из воплощений продукт и пропеллент смешаны друг с другом. При нажатии пользователем на клапан продукт и пропеллент дозируются одновременно. В таком воплощении может использоваться погружная трубка. Погружная трубка обеспечивает забор смеси продукта с пропеллентом со дна наружного контейнера. За счет такого забора со дна наружного контейнера обеспечивается более вероятный забор смеси продукт/пропеллент, а не пропеллента из пространства над продуктом. Такое воплощение используется, например, в дозаторах для пен для бритья.
Недостатком такого воплощения дозатора аэрозоля с погружной трубкой является то, что если пользователь отклонит дозатор аэрозоля от вертикального положения, может происходить выпуск пропеллента вместо выпуска смеси пропеллент/продукт. Данный недостаток может быть особенно сказываться, если дозатор аэрозоля содержит продукт типа дезодоранта для тела, который, когда пользователь распыляет на его тело, часто может держать в положении, отличном от вертикального, иногда даже вверх ногами.
Для преодоления данного недостатка могут использоваться другие воплощения. Так, например, может использоваться гибкий складывающийся мешочек, который плотно присоединен к проему на нижней стороне клапанной чашки, или расположен между клапанной чашкой и контейнером. Данный мешочек ограничивает или даже полностью исключает перемешивание содержимого мешочка и компонентов, находящихся снаружи мешочка. В мешочке может содержаться продукт, а в пространстве между наружной поверхностью мешочка и внутренней поверхностью наружного контейнера может содержаться пропеллент. При нажатии на клапан создается путь выхода продукта из мешочка. Давление пропеллента в камере между мешочком и контейнером преодолевает атмосферное давление и вытесняет продукт из мешочка в атмосферу. Данное воплощение обычно называется «мешочком на клапане» и используется, например, в дозаторах геля для бритья. В обоих воплощениях продукт может дозироваться в виде мелких капелек, как, например, в освежителях воздуха, или в чистящих средствах, дозируемых мелкими каплями для их осаждения на очищаемой поверхности.
Процесс изготовления дозатора аэрозоля типа «мешочек на клапане» довольно сложен, поскольку требуется несколько операций для его заправки. Так, одна операция заправки требуется для наполнения наружного контейнера пропеллентом. Для данной операции может использоваться углеводородный пропеллент и/или пропеллент из инертного газа, такого как тетрафторопроп-1-ен производства Honeywell Company (Морристаун, штат Нью-Джерси, США).
В зависимости от используемого газа-пропеллента может использоваться различное оборудование для заправки им наружного контейнера. Так, например, если в качестве пропеллента выбран углеводород, то процесс заправки становится еще более сложным и дорогим из-за требований по безопасности работающих, нормативов охраны окружающей среды и прочих отраслевых нормативов.
Так, заправка дозаторов аэрозолей пропеллентом связана с рядом проблем. Во-первых, пропеллент должен быть введен в наружный контейнер, не допуская его проникновения вовнутрь мешочка с продуктом. Кроме того, должны быть сведены к минимуму утечки пропеллента в окружающую среду. И, наконец, соответствующие части контейнера дозатора аэрозоля должны быть плотно закрыты для предотвращения утечки пропеллента и падения давления при последующей транспортировке изделия, его хранении и использовании.
Еще один набор оборудования должен использоваться для наполнения мешочка требуемым продуктом. Часто заправка пропеллента в контейнер и заполнение продуктом мешочка проводятся в виде двух раздельных операций в одном и том же местонахождении. Дело в том, что данные производственные процессы регулируются многочисленными промышленными нормативами по перевозке и хранению сосудов под давлением, которыми являются дозаторы для аэрозолей. Поэтому во избежание дополнительных перемещений операции заправки контейнеров пропеллентом, а мешочков продуктом часто проводятся на одной и той же производственной площадке.
С другой стороны, заправка дозатора аэрозоля пропеллентом и продуктом в одном и том же местонахождении может вызвать дополнительные проблемы и соответственно дополнительные постоянные затраты. Так, например, если заправка дозатора пропеллентом производится на нескольких заводах, то на каждом из них потребуется сложное и удовлетворяющее строгим нормативам оборудование для заправки контейнеров под давлением. С другой стороны, наличие у производителя нескольких производственных площадок может быть целесообразным, особенно если предполагается поставка изделия на географически различные рынки.
Дело в том, что если изделия, поставляемые на различные рынки, производятся на одном производственном участке, то такой завод должен обладать информацией о всех типах выпускаемых изделий и всех предпочтениях потребителей в различных регионах. Некоторые географические регионы поставок могут быть очень удаленными. Один и тот же производственный участок не может быстро реагировать на изменения предпочтений потребителей и приспособить изделие к предпочтениям потребителей в различных регионах. Кроме того, на различных рынках могут предъявляться различные требования к маркировке изделий, например к языку маркировки. Кроме того, таможенные пошлины и налоги на ввоз готовых изделий, как правило, выше, чем пошлины и налоги на ввоз в ту же страну промежуточных компонентов изделия.
Поэтому может быть оправдано выполнение сложных операций на сравнительно ограниченном количестве производственных участков (в первичных регионах), после чего экспортировать изделия во вторичные регионы, в которых завершать процесс изготовления изделий. Такая производственная стратегия может способствовать снижению себестоимости изделий и позволяет выпускать изделия, в точности соответствующие потребностям вторичного региона.
Сущность изобретения
В настоящем изобретении предлагается способ изготовления дозатора аэрозоля. В первом местонахождении обеспечивают контейнер под давлением. Контейнер под давлением содержит наружный контейнер, в котором имеется горлышко, клапан в сборе, установленный в горлышко, для селективного выпуска продукта, устройство подачи продукта для хранения продукта внутри наружного контейнера, и, в качестве варианта, пропеллент, находящийся внутри наружного контейнера, для создания давления внутри наружного контейнера и приложения давления к устройству подачи продукта. Контейнер под давлением транспортируют во второе местонахождение, удаленное от первого местонахождения. Во втором местонахождении в устройство для подачи продукта заправляют продукт.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1. Аксонометрический вид дозатора аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением, имеющего пластмассовый наружный контейнер и мешочек.
Фиг. 2A. Дозатор аэрозоля, изображенный на фиг. 1, в разобранном виде (вариант со складывающимся мешочком).
Фиг. 2B. Дозатор аэрозоля, изображенный на фиг. 1, в разобранном виде (вариант с погружной трубкой).
Фиг. 3A. Аксонометрический вид контейнера под давлением дозатора аэрозоля, изображенного на фиг. 1 и имеющего пластмассовый наружный контейнер.
Фиг. 3B. Аксонометрический вид контейнера под давлением дозатора аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением, имеющего металлический наружный контейнер и развальцованную клапанную чашку.
Фиг. 4. Контейнер для работы под давлением, изображенный на фиг. 3A и содержащий наружный контейнер, мешок, клапанную чашку и клапан в сборе, в разобранном виде.
Фиг. 5. Разрез контейнера для работы под давлением, изображенного на фиг. 3A, вертикальной плоскостью.
Фиг. 6. Аксонометрический вид типичного клапана в сборе, который может использоваться в дозаторе аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 7. Разрез вертикальной плоскостью клапана в сборе, изображенного на фиг. 6, в состоянии, в котором он вставлен в гильзу.
Фиг. 8. Фрагмент клапанной чашки и горлышка наружного контейнера, изображенного на фиг. 3A, 4 и 5, в разобранном виде.
Фиг. 9. Сечение типичного рукава, присоединенного к наружному контейнеру для заправки контейнера пропеллентом.
Фиг. 10. Сечение вертикальной плоскостью дозатора аэрозоля с мешочком и несколькими клапанами в сборе в одном наружном контейнере.
Фиг. 11A. Блок-схема способа раздельного производства дозаторов аэрозолей в соответствии с настоящим изобретением, при котором контейнер заправляют пропеллентом на месте его изготовления.
Фиг. 11B. Блок-схема способа раздельного производства дозаторов аэрозолей в соответствии с настоящим изобретением, при котором контейнер заправляют пропеллентом на второй производственной площадке, и заправляют продуктом на той же производственной площадке или на последующей производственной площадке.
Подробное описание изобретения
На фиг. 1, 2A и 2B показан дозатор 20 аэрозоля. Дозатор 20 аэрозоля содержит наружный контейнер 22 для работы под давлением. Наружный контейнер 22 может быть изготовлен из пластмассы или из металла, как известно сведущим в данной области техники. Наружный контейнер 22 может иметь проем. Проем, как правило, находится вверху контейнера (при рабочем положении контейнера). Проем образует горлышко 24, к которому могут быть плотно присоединены прочие компоненты изделия.
Клапанная чашка 26 может быть плотно присоединена к проему наружного контейнера 22, как будет подробно описано ниже. В клапанной чашке 26 в свою очередь может быть расположен клапан 28 в сборе. Клапан 28 в сборе обеспечивает удержание продукта 42 внутри дозатора 20 аэрозоля до тех пор, пока пользователь не захочет дозировать некоторое количество продукта 42. Клапан 28 в сборе может быть селективно активирован пользователем с помощью активатора 30. Клапан 28 в сборе и активатор 30 не составляют никакой части настоящего изобретения.
Воздействуя на клапан 28 в сборе, пользователь может дозировать требуемое количество продукта 42. Не ограничивающие примеры продуктов 42, которые могут использоваться при реализации настоящего изобретения, могут включать кремы для бритья, пены для бритья, дезодоранты для тела, моющие средства для тела, духи, очистители, освежители воздуха, кровоостанавливающие средства, пищевые продукты, краски и прочее.
Внутри наружного контейнера 22 может находиться устройство подачи продукта. Устройство подачи продукта может содержать складывающийся мешочек 32, как показано на фиг. 2A. Складывающийся мешочек 32 может быть плотно установлен на горлышко 24 контейнера и/или плотно присоединен к клапану 28 в сборе. Такая система известна в данной области техники, как система "мешочек на клапане". В складывающемся мешочке 32 может содержаться продукт 42, и такая система препятствует перемешиванию продукта 42 с пропеллентом 40. Пропеллент 40 может храниться снаружи по отношению к складывающемуся мешочку 32 и внутри наружного контейнера 22.
Складывающийся мешочек 32 может расширяться при заправке его продуктом 42. Увеличение объема мешочка вызывает уменьшение объема камеры для пропеллента внутри наружного контейнера 22. Уменьшение объема вызывает повышение давления пропеллента 40, содержащегося в наружном контейнере 22, по закону Шарля.
В качестве альтернативы, или в дополнение к этому, устройство подачи продукта может содержать погружную трубку 34, как показано на фиг. 2 В. Погружная трубка 34 является протяженной от проксимального конца, плотно присоединенного к клапану 28 в сборе. Погружная трубка 34 может заканчиваться дистальным концом, расположенным в непосредственной близости ко дну наружного контейнера 22. Данное воплощение предусматривает перемешивание продукта 42 и пропеллента 40. Оба данных вещества выпускаются из контейнера при активации пользователем клапана 28 в сборе. Опять же, при заправке контейнера продуктом 42 и/или пропеллентом 40 давление в наружном контейнере 22 возрастает по закону Шарля.
Как показано на фиг. 3A, 3B, 4 и 5, дозаторы 20 аэрозолей и их компоненты могут иметь продольную ось, и могут иметь поперечное сечение с осевой симметрией. В качестве альтернативы, наружный контейнер 22, устройство подачи продукта, клапан 28 в сборе и прочие компоненты могут быть эксцентричными или могут иметь поперечное сечение квадратной, эллиптической или другой формы.
Как показано на фиг. 3A, 4 и 5, наружный контейнер 22 может содержать пластмассовый контейнер для работы под давлением. Пластмасса может быть полимерной и, в частности, может содержать полиэтилентерефталат. Клапан 28 в сборе, а также дополнительно возможная клапанная чашка 26 могут быть приварены к горлышку 24 наружного контейнера 22, как будет более подробно описано ниже. Как это показано, в частности, на фиг. 3B, наружный контейнер 22 может быть изготовлен из металла, например из стали и/или алюминия. В таком воплощении клапанная чашка 26 может быть обжата на горлышке способом, известным сведущим в данной области техники.
Как показано на фиг. 6-7, в соответствии с настоящим изобретением может использоваться любое количество любых известных типов клапанов в сборе. На данных чертежах показан один из подходящих и не ограничивающих типов конструкции. В данном воплощении к верху мешочка газонепроницаемым образом может быть прикреплена жесткая гильза 54. В гильзу 54 может быть плотно вставлена упруго деформируемая пробка. Посредством продольного движения пробки в направлении вниз внутри гильзы 54 пользователем может осуществляться селективный выпуск продукта 42. Гильза 54 может быть газонепроницаемым образом присоединена к дополнительно возможной клапанной чашке 26. Клапанная чашка 26 может быть, в свою очередь, присоединена к горлышку 24 наружного контейнера 22. Подходящий тип клапана 28 в сборе с пробкой и гильзой 54 описан в патентных заявках США 2010/0133301 A1 и 2010/0133295 A1.
Контейнер для работы под давлением может содержать пропеллент 40. Пропеллент 40 может быть расположен между наружным контейнером 22 и устройством подачи продукта. В качестве альтернативы, пропеллент 40 может быть расположен в наружном контейнере 22 и/или складывающемся мешочке 32. Давление в наружном контейнере 22, как правило, выше, чем в складывающемся мешочке 32, что позволяет выпускать продукт 42 из внутреннего пространства мешочка. Если в качестве устройства подачи продукта используется погружная трубка 34, то пропеллент 40 и продукт 42 обычно перемешаны друг с другом и выпускаются одновременно. Давление пропеллента 40 обеспечивает выпуск продукта 42, или одновременный выпуск смеси продукта 42 с пропеллентом 40 в атмосферу и/или на целевую поверхность. Целевая поверхность может быть очищаемой поверхностью или любой другой поверхностью, обрабатываемой продуктом 42, например, кожей. Выпуск продукта происходит в результате приведения в действие пользователем клапана 28 в сборе.
При более детальном рассмотрении компонентов дозатора на фиг. 3A, 3B, 4 и 5 можно видеть, что контейнер для работы под давлением может содержать наружный контейнер 22, имеющий проем, в котором расположена клапанная чашка 26. В клапанной чашке 26 может быть расположен приводимый в действие пользователем клапан 28 в сборе. К клапанной чашке 26 может быть присоединено устройство подачи продукта. Между наружным контейнером 22 и устройством подачи продукта может находиться пропеллент 40. Продукт 42 и пропеллент 40 могут выпускаться по отдельности или совместно.
Если устройство подачи продукта содержит гибкий складывающийся мешочек 32, то граница пространства, в котором находится пропеллент 40 под давлением, частично формируется складывающимся мешочком 32. Если устройство подачи продукта содержит погружную трубку 34, то граница пространства, в котором находится пропеллент 40 под высоким давлением, частично формируется нижней стороной клапана 28 в сборе, при закрытом клапане.
При необходимости наружный контейнер 22, клапанная чашка 26, клапан 28 в сборе, погружная трубка 34 и/или складывающийся мешочек 32 могут быть полимерными. Под «полимерным» подразумевается, что компонент выполнен из материала, который является пластическим и содержит полимеры, в частности полиолефины, полиэфиры и/или нейлоны. Благодаря этому весь дозатор 20 аэрозоля или его отдельные компоненты могут не содержать металл, и дозатор может допускать его обработку микроволновой энергией.
То есть дозатор 20 аэрозоля или его контейнер 21 под давлением в соответствии с настоящим изобретением могут выдерживать обработку микроволновой энергией. То есть перед его выпуском продукт 42, содержащийся в дозаторе 20 аэрозоля, может быть разогрет в микроволновой печи. Нагревание продукта 42 перед его выпуском может требоваться, например, если продукт 42 наносится на кожу, становится действующим при уменьшении его вязкости или употребляется в пищу.
При необходимости наружный контейнер 22, складывающийся мешочек 32 и/или погружная трубка 34 могут быть прозрачными или, в сущности, прозрачными. Если как наружный контейнер 22, так и складывающийся мешочек 32 (используемый, как устройство подачи продукта) являются прозрачными, то преимуществом такого воплощения является лучшая наглядность изделия. В частности, пользователь может видеть, когда продукт 42 заканчивается и может также видеть характеристики продукта, формирующие эстетический вид изделия, такие как, например, цвет продукта, его вязкость и прочие. Кроме того, более наглядными могут быть маркировка или декоративное оформление контейнера, если такая маркировка или декоративное оформление наносятся на прозрачный фон. В дополнение к этому, или в качестве альтернативы, наружный контейнер 22, складывающийся мешочек 32 или прочие компоненты могут быть прозрачными и окрашенными в одинаковые или различные цвета.
Наружный контейнер 22 может определять продольную ось дозатора 20 аэрозоля. Наружный контейнер 22 может обладать осевой симметрией, как показано на чертежах, или может иметь эксцентричное поперечное сечение. Несмотря на то, что на чертежах показано круглое поперечное сечение дозатора, настоящее изобретение не ограничено дозаторами только с круглым поперечным сечением. Поперечное сечение может быть квадратным, эллиптическим, неправильной формы. Кроме того, поперечное сечение может быть постоянным по длине дозатора, как в воплощениях, показанных на чертежах, или может быть изменяющимся по длине. В воплощениях с изменяющимся поперечным сечением наружный контейнер 22 может иметь форму бочонка, песочных часов или усеченного конуса.
3
Наружный контейнер 22 может иметь высоту от 6 см до 40 см, измеренную вдоль его оси, и диаметр от 4 до 60 см (если выбрана круглая форма основания). Наружный контейнер 22 может иметь объем от 115 до 1000 см (что не включает объем его внутренних компонентов, таких как, например, устройство подачи продукта). Наружный контейнер 22 может быть выполнен способом инжекционного формования с растяжением и раздувом. Если используется данный способ, коэффициент растяжения может составлять более чем 8, 8,5, 9, 9,5, 10, 12, 15 или 20.
Наружный контейнер 22 может иметь основание. Основание расположено на дне наружного контейнера 22 дозатора 20 аэрозоля. Подходящие основания включают лепестковые основания, основание типа шампанской бутылки, полусферическое или прочих форм, представляющие собой сочетание чаши и вогнутого участка. В альтернативных воплощениях наружный контейнер 22 может иметь полностью плоское основание или плоское основание с вогнутым участком.
Вогнутый участок представляет собой участок дна контейнера, протяженный в сторону горлышка 24 контейнера. Вогнутый участок отличается от вогнутого дна контейнера тем, что данный участок имеет меньший диаметр, чем диаметр дна контейнера. Вогнутый участок может обладать осевой симметрией вокруг продольной оси. Вершина вогнутого участка может быть расположена на продольной оси.
Боковая стенка наружного контейнера 22 определяет диаметр контейнера. Боковая стенка и дно контейнера могут быть связаны друг с другом фаской. В контексте настоящего описания фаской называется расположенная под углом стенка, которая в сущности является плоской в радиальном сечении. Фаска может быть расположена по отношению к продольной оси под углом, составляющим по меньшей мере 30°, 35° или 40°, и не более чем 60°, 55° или 50°. В простейшем случае фаска может быть выполнена под углом 45° к продольной оси.
При необходимости дно контейнера может содержать ориентированные в радиальном направлении внутренние ребра. Ребра могут иметь аналогичную геометрию и могут быть расположены на некотором расстоянии от продольной оси. Каждое из ребер может пересекать боковую стенку наружного контейнера 22. Ребра могут быть равномерно распределены вокруг продольной оси, будучи расположены на одинаковых расстояниях от соседних ребер.
Было определено, что пластмассовый наружный контейнер 22, удовлетворяющий упомянутым выше соотношениям радиуса контейнера, диаметра вогнутой части и площади основания контейнера, не сминается под давлением от 100 до 970 кПа, имея толщину боковой стенки менее чем 0,5 мм. Наружный контейнер 22 может быть накачан до внутреннего давления от 110 до 970, от 110 до 490, или от 270 до 420 кПа. Примеры воплощений дозатора 20 аэрозоля имеют начальное давление пропеллента 40, составляющее 1 100 кПа, и конечное давление пропеллента 40, составляющее 120 кПа, начальное давление 900 кПа и конечное давление 300 кПа, или начальное давление 500 кПа и конечное давление 0 кПа. Возможны и прочие сочетания начального и конечного давления.
Дозатор 20 аэрозоля, в том состоянии, в котором он предлагается потребителю, может иметь некоторое начальное давление. Начальное давление представляет собой максимальное давление, достигаемое в операции заправки дозатора, и соответствует состоянию дозатора, в котором из него еще не выпущено сколько-нибудь продукта 42 устройством подачи продукта. По мере расходования продукта 42 давление в наружном контейнере 22 приближается к значению конечного давления. Конечное давление соответствует давлению, когда из устройства подачи продукта выпущен, в сущности, весь продукт 42, не считая небольшого остатка.
Благодаря такой конструкции наружный контейнер 22 может быть изготовлен без чрезмерного расходования материальных ресурсов, что позволяет снизить затраты и уменьшить остроту проблем, связанных с удалением отходов. Покупая такое изделие, пользователь может быть уверен, что не образуется чрезмерного количества бытовых отходов, вывозимых на полигоны, и снижается потребление ископаемых углеводородов.
В верхней части наружного контейнера 22 может иметься горлышко 24. Горлышко 24 может быть связано с боковой стенкой контейнера скатом 25. Переход между скатом 25 и боковой стенкой контейнера может иметь некоторый радиус кривизны. Скат может содержать кольцеобразное плато. Горлышко 24 может иметь большую толщину в верхней части наружного контейнера 22, чем в лежащих ниже его частях, то есть может иметь переменную толщину. Переменная толщина может обеспечиваться наличием внутренних ступенек у горлышка 24.
Может использоваться любой подходящий пропеллент 40. Пропеллент 40 может содержать углеводороды из известных сведущим в данной области техники, азот, воздух и их смеси. Допустимыми к применению считают пропелленты, перечисленные в федеральном реестре 49 CFR 1.73.115, класс 2, раздел 2.2. Пропеллент, в частности, может содержать транс-1,3,3,3-тетрафторопроп-1-ен и в качестве дополнительной возможности газ номер 1645-83-6 по CAS.
Преимуществом таких пропеллентов является то, что они не воспламеняются, хотя настоящее изобретение не ограничено использованием только не воспламеняемых пропеллентов 40. Подходящими пропеллентами являются газы с торговыми названиями HFO-1234ze и GWP-6 производства Honeywelllnternational (Морристаун, Нью-Джерси).
Пропеллент 40 может быть конденсирующимся. Под «конденсирующимся» понимается, что пропеллент переходит из газообразного состояния в жидкое внутри наружного контейнера 22 при типичных значениях давления в процессе использования изделия. Наиболее высокое давление, как правило, имеет место после заправки дозатора 20 аэрозоля продуктом 42 и до начала выпуска продукта пользователем. Конденсирующийся пропеллент 40 обеспечивает преимущество в виде более плоской кривой падения давления по мере расходования продукта 42.
Преимуществом конденсирующегося пропеллента 40 является то, что в контейнер при заданном давлении может быть помещен больший объем газа. После выпуска значительного объема продукта 42 из пространства между наружным контейнером 22 и устройством подачи продукта, конденсирующийся пропеллент 40 может снова вернуться в газообразное состояние.
Когда, в сущности, весь продукт 42 в дозаторе 20 аэрозоля израсходован, пропеллент 40 может иметь конечное давление. Пропеллент 40 может быть заряжен в дозатор 20 аэрозоля под давлением, меньшим или равным 300, 250, 225, 210, 200, 175 или 150 кПа. Пропеллент 40 может быть заряжен в дозатор 20 аэрозоля под давлением, большим или равным 50, 75, 100 или 125 кПа.
Как показано на фиг. 8 и 9, во время заправки наружного контейнера 22 к верхней части контейнера может быть плотно прикреплена дополнительно возможная клапанная чашка 26. Процесс плотного крепления может быть выполнен во время заправки контейнера. Сведущим в данной области техники будет понятно, что если клапан 28 в сборе плотно посажен на горлышко 24, то дополнительно возможная клапанная чашка 26 может не использоваться. В таком воплощении клапан 28 в сборе непосредственно и плотно закрепляется на горлышке 24. И хотя нижеследующее описание относится к воплощениям, включающим клапанную чашку 26, сведущим в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение такими воплощениями не ограничено.
Клапанная чашка 26 может иметь периферию формы, сопряженной по отношению к форме периферии горлышка 24. По меньшей мере один из элементов: клапанная чашка 26 и/или горлышко 24 контейнера - может иметь проходящий через него канал 50. В дополнение или в качестве альтернативы, канал 50 может быть сформирован на границе стыка между клапанной чашкой 26 и горлышком 24 контейнера.
Канал 50 можно считать функциональным, если он обеспечивает сообщение наружного контейнера 22 с внешним пространством, в частности с заправочным рукавом. В простейшем случае канал 50 может быть протяженным в радиальном направлении или может быть параллельным продольной оси.
Может иметься множество протяженных в радиальном направлении каналов 50 для более быстрого заполнения контейнера пропеллентом 40. Множество протяженных в радиальном направлении каналов 50 может быть в целом равномерно или не равномерно расположено по окружности (периферии) наружного контейнера 22 и/или клапанной чашки 26. Кроме того, множество протяженных в радиальном направлении каналов 50 может иметь одинаковое или неодинаковое поперечное сечение. В простейшем случае может быть выполнен один протяженный в радиальном направлении канал 50.
После установки клапанной чашки 26 на горлышко 24 контейнера или на верхнюю часть контейнера, если контейнер не содержит горлышка 24, поверх клапанной чашки 26 надевается заправочный рукав 52. Заправочный рукав 52 связан по текучей среде с источником пропеллента 40 и по меньшей мере с одним каналом 50.
Рукав 52 временно и плотно присоединяют к основанию. Основание обеспечивает временное уплотнение для подвижной части рукава 52. Основание может содержать гильзу 54, в которую вставляется наружный контейнер 22. Гильза 54 может использоваться для транспортировки заправляемого/заправленного контейнера между различными объектами производственного оборудования в процессе изготовления изделия. В дополнение к этому, или в качестве альтернативы, в качестве основания может использоваться скат 25 наружного контейнера 22.
Временное уплотнение может быть достигнуто за счет прижатия, в продольном направлении, рукава 52 к основанию. Сведущим в данной области техники будет понятно, что при этом должен иметься по меньшей мере один канал 50, проходящий через боковую стенку, дно, горлышко 24 и/или любое другое подходящее место наружного контейнера 22. Может использоваться любое подходящее расположение упомянутых компонентов, при условии, что между ними образовано уплотнение, в том числе с каналом 50, как будет более подробно описано ниже.
После формирования временного уплотнения в рукав 52 подается пропеллент 40, который под давлением из источника через один или несколько каналов 50 затекает внутрь наружного контейнера 22. На данном этапе обеспечивается повышенное давление внутри наружного контейнера 22. Если в качестве устройства подачи продукта используется гибкий складывающийся мешочек, то пропеллент при этом будет находиться вне мешочка, и мешочек остается пустым.
Когда достигнуто требуемое давление пропеллента 40, клапанная чашка 26 может быть плотно закреплена на горлышке 24 или просто на верхней части наружного контейнера 22 для предотвращения утечки пропеллента из контейнера. Если канал 50 расположен в месте, отличном от поверхности стыка клапанной чашки 26 с горлышком 24 контейнера, такой канал 50 тоже должен быть плотно закрыт.
Плотное закрепление чашки на горлышке может быть выполнено с помощью звуковой сварки или ультразвуковой сварки, как известно сведущим в данной области техники. В качестве альтернативы, или в дополнение к этому, плотное скрепление может быть выполнено с помощью сварки трением, вибрационной сварки, адгезивного скрепления, лазерной сварки или тугой посадки ответных элементов друг в друга, как известно сведущим в данной области техники. Для достижения более прочного скрепления клапанная чашка 26 и наружный контейнер 22 могут иметь идентичные или близкие индексы плавления. Подходящим сварочным аппаратом является аппарат производства Branson Ultrasonics Corp. (Дэнбери, штат Коннектикут, США).
Возвращаясь к фиг. 3A, отметим, что при необходимости канал может быть ориентирован не в радиальном, а в осевом направлении. Осевой канал 50 может быть ориентирован преимущественно в осевом направлении для обеспечения связи по текучей среде между атмосферой и внутренним пространством наружного контейнера 22. Канал 50 может быть также ориентирован винтообразным образом, то есть под углом как к радиальному, так и продольному направлениям.
Сведущим в данной области техники будет понятно, что канал может иметь любую ориентацию, в том числе представляющую собой сочетание различных ориентации, при условии, что обеспечивается достаточное уплотнение с заправочным рукавом 52. Сведущим в данной области техники будет также понятно, что может использоваться несколько заправочных рукавов. Преимуществом использования нескольких рукавов является то, что через различные рукава 52 может осуществляться заправка различными пропеллентами, и различные пропелленты при этом не смешиваются друг с другом до момента заправки. Еще одним преимуществом использования нескольких заправочных рукавов является то, что может быть обеспечено их уплотнение с различными каналами 50, в результате чего обеспечивается лучшее уплотнение во время заправки контейнера.
После заправки наружного контейнера 22 пропеллентом 40 до требуемого давления и плотного закрепления клапанной чашки 26 рукав 52 может быть отделен. При таком способе изготовления клапанную чашку 26 и наружный контейнер 22 плотно скрепляют друг с другом, пока еще к контейнеру присоединен рукав 52, через который производится заправка пропеллентом 40. Этап выполнения плотного скрепления может выполняться во время или после заправки контейнера пропеллентом 40.
При необходимости во время заправки контейнера пропеллентом 40 может быть обеспечен выход воздуха из складывающегося мешочка 32 с помощью специального толкателя. По мере сложения мешочка под действием растущего давления пропеллента 40 внутри контейнера из мешочка выходит воздух. Выход воздуха из мешочка сводит к минимуму проблемы с уплотнением.
При необходимости плотное скрепление клапанной чашки 26 с контейнером может быть обеспечено за счет запрессовки, посадки с натягом, сварки растворителем, вибрационной сварки, сварки трением, адгезивного скрепления или сочетаний данных способов. Между клапанной чашкой 26 и горлышком 24 или верхней частью наружного контейнера 22 может быть установлен дополнительный компонент, например гильза 54 или иной соединитель. При этом подходят любые варианты расположения указанных компонентов, при условии обеспечения достаточного давления.
Как показано на фиг. 10, один наружный контейнер 22 может содержать несколько клапанов. Преимуществом такой конструкции является то, что это позволяет смешивать продукт 42 и пропеллент 40 непосредственно во время их использования. Такие образом можно получить эффект синергетического действия несовместимых материалов. Дополнительным преимуществом такой конструкции является то, что пропеллент 40 будет являться дополнительной движущей силой для продукта 42 и будет обеспечивать его распределение в виде более мелких частиц. Распределение продукта 42 в виде частиц меньшего размера, в свою очередь, будет более равномерным и сводит к минимуму намокание окружающих предметов.
Дополнительным преимуществом такой конструкции является то, что могут быть выдержаны требуемые относительные пропорции различных материалов, выпускаемых из дозатора. Так, например, продукт 42 может дозироваться в пропорции 3,5:1 первого компонента ко второму компоненту. И хотя на фиг. 10 показан дозатор 20 аэрозоля, имеющий два клапана в сборе, сведущим в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение не ограничено данным числом клапанов. Дозатор 20 аэрозоля может содержать три, четыре или более клапанов в сборе, с соответствующим таким же, или меньшим числом камер 60, изолирующих различные продукты 42 друг от друга до момента их использования.
Как показано на фиг. 11A, при необходимости изготовление контейнера, выдерживающего повышенное давление, в соответствии с настоящим изобретением может быть разделено на два или более этапов по времени и/или местонахождению. Так, например, наружный контейнер 22, клапанная чашка 26, устройство подачи продукта и пропеллент 40 могут изготавливаться в виде единого узла.
Такой узел может содержать контейнер для работы под давлением. На данной стадии изготовления изделия устройство подачи продукта является порожним. Под «порожним» понимается, что устройство подачи продукта не содержит продукта 42 или его следов. Кроме того, устройство подачи продукта никогда не содержало продукта 42. Кроме того, устройство подачи продукта не содержит никакого воздуха, кроме остатков атмосферного воздуха, неизбежных для применяемого производственного процесса. Если устройство подачи продукта было заправлено, и запас продукта был израсходован, то такое устройство более не считается порожним. «Порожний» - состояние, которое существует только до первой заправки устройства подачи продукта продуктом 42. Кроме того, «порожнее» состояние должно длиться дольше, чем короткие промежутки времени длительностью в несколько секунд, на которых производится транспортировка незаконченного изделия от одного компонента оборудования к другому компоненту.
Итак, если порожнее устройство подачи продукта содержит складывающийся мешочек 32, такой мешочек может иметь открытый конец, который плотно присоединен к клапанной чашке 26. При этом мешочек не содержит продукта 42, и давление воздуха в нем не превышает атмосферного.
В качестве альтернативы, устройство подачи продукта может содержать погружную трубку 34, и такая погружная трубка 34 открыта во внутреннее пространство наружного контейнера 22. Внутреннее пространство наружного контейнера 22 не содержит продукта 42, но может содержать пропеллент 40 под давлением, превышающим атмосферное давление.
На первой стадии изготовления изделия может быть изготовлен контейнер для работы под давлением, в котором содержится пропеллент 40. Пропеллент 40 содержится между наружным контейнером 22 и мешочком или просто внутри наружного контейнера 22, если используется погружная трубка 34. Поэтому на первом этапе изготовления изделия контейнер плотно закрыт и содержит пропеллент 40 под давлением, однако не содержит продукта 42. Пропеллент 40 может быть выбран в соответствии с условиями эксплуатации дозатора 20 аэрозоля. Давление в контейнере на данном этапе изготовления изделия, то есть до заправки его продуктом 42, может соответствовать конечному давлению, которое будет иметь место в контейнере, когда пользователь израсходует продукт 42.
Продукт 42 может быть заправлен в контейнер через клапан 28 в сборе. При заправке продукта 42 в контейнер под действием продукта возрастает давление пропеллента 40. Рост давления пропеллента 40 происходит из-за увеличения объема складывающегося мешочка 32 (в воплощениях, в которых в качестве устройства подачи продукта используется такой мешочек). В воплощениях, в которых в качестве устройства подачи продукта используется погружная трубка 34, повышение давления пропеллента 40 происходит из-за увеличения количества молей продукта 42 в контейнере.
Контейнер для работы под давлением может быть заправлен таким количеством продукта 42, которое повышает давление в состоянии изделия, в котором его приобретает пользователь, до значения, достаточного для выпуска и в сущности полного расходования продукта 42 из дозатора 20 аэрозоля. Конечное давление, которое имеет место, когда практически весь продукт 42 израсходован, меньше, чем начальное давление.
Давление пропеллента 40 в конце первого этапа изготовления изделия может соответствовать давлению в конце срока службы дозатора 20 аэрозоля, в контексте настоящего описания именуемому конечным давлением. Давление пропеллента 40 в конце второго этапа изготовления изделия может соответствовать давлению в контейнере в момент приобретения его потребителем.
Разделение процесса изготовления изделия на несколько этапов может дать значительное сокращение производственных затрат и повысить гибкость производственного процесса. Так, например, производственные площадки, на которых проводятся операции с пропеллентом 40, как правило, должны соответствовать, хотя и зависящим от конкретной страны, но тем не менее гораздо более строгим нормативам охраны окружающей среды и безопасности, чем площадки, на которых не используется пропеллент 40.
Поэтому для изготовления контейнера под давлением в соответствии с настоящим изобретением может быть выбрано ограниченное число производственных площадок. Контейнеры под давлением могут транспортироваться с ограниченного числа производственных площадок на другие площадки для завершения процесса изготовления изделия на втором этапе или на большем количестве последующих этапов. Такие производственные площадки могут быть расположены в первом местонахождении или соответственно во множестве первых местонахождений.
Производственные площадки, на которых выполняются второй и последующие этапы изготовления изделия, могут быть теми же производственными площадками, на которых выполняется первый этап. Но, в чем и состоит преимущество настоящего изобретения, производственные площадки, на которых совершаются второй и последующие (если таковые имеются) этапы, при необходимости могут быть удаленными от площадок, на которых выполняется первый этап изготовления наружного контейнера 22.
Такие производственные площадки могут быть расположены во втором местонахождении или соответственно во множестве вторых местонахождений. Вторые местонахождения могут быть удалены от первых местонахождений, но расположены в той же стране, что и первые местонахождения. Или же вторые местонахождения могут быть удалены от первых местонахождений и расположены в одном или более иностранных государствах по отношению к первым местонахождениям. Или же на одной или более производственных площадках в первых местонахождениях могут изготавливаться контейнеры 21 под давлением, которые затем отправляются в одно или более вторых местонахождений, расположенных в той же стране, что и первые местонахождения, и в одно или более вторых местонахождений, расположенных в иностранных государствах по отношению к первым местонахождениям.
Такая организация производства обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что с первой производственной площадки может поставляться контейнер под давлением универсальной формы, в котором содержится пропеллент 40. Такая универсальная форма не имеет этикетки, активатора 30 или иного устройства для открытия клапана и не содержит продукта 42. Контейнер 21 под давлением может быть затем отправлен на вторую, отличную от первой и/или удаленно расположенную производственную площадку для выполнения там второго этапа изготовления изделия. Удаленно расположенная производственная площадка может быть в той же стране, что и первая производственная площадка, или может быть расположена в другой стране, в результате чего международной перевозке подвергается только заготовка, имеющая универсальную форму.
Под «удаленными» в контексте настоящего описания понимается, что первая производственная площадка и вторая производственная площадка функционально отделены друг от друга, и между ними необходима специальная операция транспортировки. Транспортировка может осуществляться грузовым транспортом, железной дорогой, морским путем или их сочетаниями. «Удаленные местонахождения» не включают раздельные комнаты или иные помещения на одной и той же производственной площадке.
На втором этапе изготовления изделия контейнер под давлением заправляют продуктом 42. Продукт 42 может быть выбран с учетом конкретных условий страны или региона, в которых выполняется второй этап изготовления изделия. Так, например, в одной стране пользователи могут предпочитать те или иные ароматы изделия или более ароматичные изделия. Пользователи в другой стране могут предпочитать дезинфицирующее средство или иной продукт 42, не имеющие посторонних ароматов. Еще в некоторой стране пользователи могут предпочитать продукт 42, окрашенный в определенный цвет.
При проведении второго и последующих (если имеются) этапов изготовления изделия на локальных производственных площадках такие специфические предпочтения потребителей легче учесть, чем когда оба этапа изготовления изделия выполняются очень далеко от окончательного местонахождения продажи изделия. Кроме того, локально расположенная производственная площадка, на которой выполняется второй этап изготовления изделия, может быстрее реагировать на изменения предпочтений местных потребителей в конкретной стране или в данном регионе.
Кроме того, еще одним преимуществом разделенных этапов изготовления изделия является возможность различной маркировки или внешнего оформления изделий в различных странах. Так, например, этикетка, изготавливаемая в одной стране, может быть не оптимальна для дозаторов 20 аэрозолей, продаваемых в другой стране. В той или иной стране могут измениться предпочтения потребителей или может возникнуть мимолетное увлечение, что может быть желательно учесть на этикетке или видоизменить под него продукт 42. Локальное изготовление этикетки может обеспечивать более эффективное использование ее площади, подачу большего количества информации и в форме, более удобной потребителю. При разделенной технологии изготовления изделия в соответствии с настоящим изобретением такие изменения могут быть сделаны быстрее и эффективнее, чем когда оба этапа изготовления изделия проводятся на одной и той же производственной площадке, удаленной от места продажи изделия.
Разделение этапов изготовления изделия обеспечивает еще одно преимущество. При желании потребителя по окончании запаса продукта 42 в контейнере он может быть перезаправлен новой порцией продукта 42. Для этого пользователь может отнести контейнер под давлением, в котором кончился запас продукта 42, на заправочную станцию, которая может находиться еще в одном местонахождении. В данном местонахождении в устройство подачи продукта заправляется новая порция продукта 42. Заправка может проводиться через тот же клапан 28 в сборе, который используется для первоначальной заправки контейнера продуктом 42. Заправка может осуществляться тем же продуктом 42, который изначально был приобретен потребителем, или другим продуктом 42, в соответствии с изменившимися предпочтениями потребителей.
Еще в одном воплощении пользователь может купить большой контейнер под давлением, содержащий запас продукта 42. Когда продукт 42 закончится в дозаторе 20 аэрозоля, пользователь может заправить его продуктом 42 из большего контейнера под давлением, служащего резервуаром для хранения запаса продукта. Такая система обеспечивает дополнительное удобство для пользователя, а именно, ему не придется совершать дополнительной поездки для заправки дозатора продуктом 42.
Преимущество данной системы состоит также в том, что дозатор 20 аэрозоля с находящимся в нем пропеллентом 40 могут быть многократно использованы, и устраняется потребность в материала для изготовления новых (одноразовых) дозаторов 20 аэрозоля. Преимуществом повторного использования материалов является уменьшение количества материалов, выбрасываемых преждевременно (то есть до полного исчерпания их ресурса).
Как показано на фиг. 11B, при необходимости процесс изготовления изделия может быть дополнительно разделен на еще большее количество отдельных этапов, что позволяет получить дополнительные преимущества. Так, например, контейнер 21 может быть изготовлен в первом местонахождении и плотно закрыт, но не заправлен пропеллентом 40. Контейнер 21, не содержащий пропеллента 40, может быть перевезен во второе местонахождение.
Во втором местонахождении контейнер 21 может быть наполнен пропеллентом 40. Преимуществом такого способа является то, что можно исключить операцию очистки контейнеров после их транспортировки, что обычно требуется, если контейнеры транспортируют открытыми.
Во втором местонахождении контейнер, в который уже заправлен пропеллент, может быть заправлен продуктом 42. Или, при необходимости, заправленный пропеллентом 40 во втором местонахождении контейнер может быть перевезен в третье местонахождение. При этом подразумевается, что декоративное оформление контейнера и прочие вспомогательные операции могут быть выполнены в первом, втором, третьем или ином местонахождении.
Размеры и их значения, содержащиеся в данном документе, не следует рассматривать как строго ограниченные в точности приведенными значениями. Напротив, если не оговорено особо, под приведенным значением понимается данное значение в точности и все значения, находящиеся в функционально эквивалентной его окрестности. Так, например, значение, обозначенное как 40 мм, следует рассматривать как «примерно 40 мм».
Все документы, на которые приводятся ссылки в настоящем описании, включая ссылки на иные патенты и заявки, цитируются целиком, если явно не оговорено, что они цитируются частично или с ограничениями. Цитирование какого-либо документа не означает признание того, что цитируемый документ должен быть включен в уровень техники по отношению к изобретению, изложенному в настоящей заявке, или что цитируемое изобретение само по себе или в сочетании с другим документом или другими документами, объясняет, предлагает или описывает идею настоящего изобретения. Кроме того, если какое-либо значение или определение понятия в настоящем документе не совпадает со значением или определением данного понятия в документе, на который дается ссылка, следует руководствоваться значением или определением данного понятия, содержащимся в настоящем документе.
Несмотря на то, что в данном документе иллюстрируются и описываются конкретные воплощения настоящего изобретения, сведущим в данной области техники будет очевидно, что возможно внесение прочих изменений и модификаций, не нарушающих идею и назначение изобретения. С этой целью имелось в виду в прилагаемой формуле изобретения представить все возможные подобные изменения и модификации в объеме настоящего изобретения.