专利名称：：用于加压递送流体的系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及用于递送液体的系统，更具体地讲涉及在压力下递送液体的系统。
背景技术：
：喷雾器系统，尤其是加压喷雾系统，已为本领域所熟知。此类喷雾器系统通常利用装有推进剂的金属罐、塑料容器或其它包装。推进剂将喷雾器系统的内容物加压到大于大气压的压力。在释放推进剂加压包装的内容物时，压差使内容物排入到空气或周围的环境中。一般的推进剂包括压缩气体，例如氮气或诸如丁烷之类的碳氢化合物。压缩气体和碳氢化合物推进剂所共有的一种特性是，压力随着重复使用而衰减，如所述的那样。此类压力衰减可使包装的内容物的递送特性完全改变。然而，在系统的整个寿命的自始至终，压缩气体系统的压力衰减通常更显著。相反，碳氢化合物系统易于更新，在系统寿命的多数时间提供通常较一致的压力。因此，下面仅考虑压缩气体系统。容纳在此类包装中的典型产品包括清洁剂、家具抛光剂、香料、房间除臭剂、喷漆、杀昆虫剂、润滑剂、发胶、药品等。这些产品中的每一种均具有合适的递送特性范围，例如流量、锥角和粒度。流量是每单位时间所递送的产品量。锥角是产品在特定面积上相距特定距离的分散度。粒度是在以距喷嘴孔口预定距离接触目标表面或周围环境时平均液滴尺寸的分布。然而，随着时间的流逝，推进剂的压力衰减使这些递送特性中的每一种均发生变化。使用者能够补偿其中的一些变化。例如，当递送速率下降时，使用者可能够只是分配更长的一段时间。同样，当锥角下降时，消费者可能够只是在分配期间将产品扫描过更大的面积或者调节距离目标表面的距离。然而，当在压力衰减期间粒度增大时，使用者无法补偿。粒度上的增大可能不受欢迎。例如，随着发胶粒度的增大，聚合物可变得太粘。当家具抛光剂的粒度增大时，抛光剂可在施用时造成脏污。粒度也可影响香料的释放或悬浮。因此，本领域中存在着在从喷雾器系统分配产品的寿命中将粒度与使用次数脱离(连接)的需求。本领域已经进行了一些尝试。例如，授予P001等人的EP0,479,796B1提出，在阀孔和致动器出口之间具有至少21的流动面积比将提供有利的流动特性。然而，在已经发现大于21的一些比率不适合的同时，已经发现小于21的一些比率工作良好。因此，需要另外一种方法。发明概述一种用于在预定压力范围内从其分配内容物的包装，并且所述包装包括用于容纳产品的贮存器、可在第一闭合位置和第二打开位置之间移动并且其中具有上游流动限制的阀杆、用于接收来自所述阀杆的产品的一个或多个切流道(所述切流道具有合并相切流动面积，其中切流道的合并流动面积与上游流动限制面比率在0.8至7.5范围内)和用于将内容物从所述容器分配到周围环境中的喷嘴。附图概述图1是如本发明所述的一种示例性喷雾器包装的透视图。图2是沿着图1的线2-2截取并且为清楚起见局部进行旋转的垂直截面图。图2A是当从图2中的局部视图截取并且为清楚起见局部旋转时在包装的流动路径上的切流道的透视图。图3A-3C是在对于三种不同的流动限制面积的要从加压系统进行分配的产品的三种喷雾特性之间的相互关系的三维图形表示。图4A-4C分别是图3A-3C所示信息的二维图形表示。在图3A-3C和4A-4c中，Al代表上游流动限制面积，可在阀孔处截取，A2代表切流道的流动面积以及A1/A2比率代表在图像上所表现的特定点处的Al与A2之比。发明详述参见图1，典型的分配系统包括包装10。要分配的内容物和推进剂被包含在包装10中。可采用气囊使内容物和推进剂在某一界面混合或者可保持分开，如本领域所知的那样。参见图2，将内容物分配在连续的流动路径中。尽管从包装10中的存储器喷射到空气/周围环境的流动路径的很多实施方案是已知的，但本文仅将描述一个例证性的实施方案。然而，技术人员将认识到，本发明并不受此限制。要分配的内容物被包含在贮存器12中并可通过导管14进入流动路径。导管14可具有不变或可变的横截面。如果导管14具有可变的横截面，则考虑导管14具有最大流动限制(流动/水力半径最小)的部分。如果导管14具有不变的横截面，则考虑导管14在入口处的面积。要分配的内容物排出导管14并进入顶部空间。顶部空间一般是流动路径的较大部分并且一般不提供明显的流动限制。要分配的内容物从顶部空间进入阀杆20。阀杆20是活动组合件的一部分，其在从第一位置移动到第二位置时启动/停止分配过程。通常，使用者将阀杆20按压到打开位置开始分配。使用者接着释放阀杆20，使它能够返回到闭合位置以便停止分配。阀杆20可为弹簧支承的或换句话讲偏置的以使它能够从打开位置返回到闭合位置。可用按钮或触发器21来启动阀杆。分配系统可具有纵向轴线。通常，阀杆20平行于分配系统的纵向轴线并且在退化情况下与其重合。要分配的内容物可横交于并且一般径向于纵向轴线来进入阀杆20。进入到阀杆20可经过一个、两个或多个阀孔22。如果阀杆20具有多个阀孔22，则考虑所有阀孔22的合并流动面积。通常可商购获得的系统具有间隔180°分开的大小相等的两个阀孔22。参见图2A，内容物接着可离开阀杆20并进入一个或多个切流道24。切流道24是流动路径设置在杆出口和涡流室26之间的(一个或多个)部分。切流道24可围绕着涡流室26等距地环向间隔开。一般构型具有间隔开120°并且方向垂直于喷雾嘴30的出口的三个切流道24。涡流室26提供待分配产品和空气的互混。此类互混帮助产品在排出前雾化。涡流室26是流动路径设置在出口喷嘴30正前方的部分。涡流室26对流动路径不具有明显的限制。在涡轮室26内部的紊流状况吸引环境空气，其与要分配的内容物互混。内容物最后被从喷雾嘴30上的出口分配到空气中。出口呈现流动路径上的另一个且最后的流动限制。如本发明所述的喷雾器系统可具有至少30mL、60mL或90mL但小于1000mL、800mL或600mL的产品容积。推进剂可提供至少lkg/cm2、2kg/cm2或3kg/cm2并小于12kg/cm2、lOkg/cm2或8kg/cm2的表压力。当然，普通技术人员将认识到，本发明的系统可具有大于下文所要求的初始压力，并且经历下文所要求的压力范围与在整个所要求的压力范围内的有效结果。对于在日常家用中所喷射的典型消费品内容物，所述内容物可以具有至少6cm、8cm或IOcm以及小于35cm、30cm或25cm直径的大致环形图案进行喷射。对于在日常家用中所喷射的典型消费品内容物，所述内容物可以具有至少20°、25°或30°以及小于150°、120°、90°、70°或50°锥角的大致环形图案进行喷射。典型消费品能够以至少1克/秒(g/s)、2g/s或3g/s以及小于25g/s、20g/s或15g/s的喷射速率排出。本发明的喷雾器系统可与包括水包油乳液，具有约1的密度和约7%的总固体，以及大约7%的乳化聚二甲基硅氧烷油的产品一起使用。所述产品的单调粘度为约20Pa.s，直到约0.3/s的切变以及全部的剪切致稀行为增大剪切速率达0.3/s以上，在Ι/s的剪切速率下经历IOPa.s,以及在30/s的剪切速率下经历0.5Pa.S。已经发现，得自DowCorning(Midland,MI)的DC200适用于本发明的喷雾器系统。产品内容物可具有粒度分布，其产生至少4(^111、454111、5(^111、554111或6(^111以及小于100μπι、90μπι、80μπι或70μπι的Sautern平均直径。粒度可采用得自MalvernInstruments,Ltd.(Worcestershire,UnitedKingdom)的喷雾颗粒分析仪进行测量。参见图3A-3C以及4A-4C，令人惊讶地发现，当按正确比例布置流动路径内的某些限制时，可发生从包装10喷射的内容物的粒度和包装10内部的表压力的去耦。往回参见图2-2A，以及更具体地讲，可选择喷雾嘴30以使出口具有至少0.026mm2,0.027mm2或0.028mm2以及小于0.032mm2,0.031mm2或0.030mm2的流动面积。已发现，具有0.029mm2面积的圆形喷嘴30是合适的。系统可在流动路径中具有上游流动限制，其由至少0.002mm2,0.004mm2或0.006mm2以及小于0.018mm2、0.016mm2或0.014mm2的流动面积限定。上游流动限制被定义为在切流道24和喷嘴30之前的内容物必须通过的最小的流动区以从包装10排到周围环境。如果流动路径的一部分具有平行的通道，则在确定面积并因此流动路径的上游流动限制时考虑所有平行通道的累积面积。对于如本发明所述的典型系统而言，上游流动限制可出现在阀孔22处，尽管本发明并不受此限制。对于本文所述的实施方案，提供上游流动限制的区域形状上是圆形的并通过并行所设的两个大小相等的流动区所提供，尽管本发明并不受此限制。普通技术人员将认识到，可独立于面积来提供流动阻力。例如，可采用弯曲、表面抛光、液力半径和影响边界层的其它物理参数等来提供流动阻力。往回参见图2A，当累积考虑所有平行的切流道24的流动区时，切流道24提供合并相切流动面积。相切流动面积可为至少0.001mm2、0.002mm2或0.003mm2以及小于0.008mm2、0.007mm2或0.006mm2。相切流动面积可通过模塑、通过插到正确尺寸装配阀致动器或钻孔来获得。当喷雾嘴30出口的面积增大时，相切流动面积可同样增大。这种比例关系提供至少0.5、1.0或1.5以及小于8、7或6的最大流动限制面积和相切流动面积之间的流动面积比。令人惊讶地发现，切流道24和喷雾嘴30之间的流动面积比率对粒度的影响大于文献中所述的其它流动路径特性的影响。往回参见图3A-3C以及4A-4C，很显然，某些流动面积比率与某些推进剂压力的组合在可用的推进剂压力范围内意外地产生相对一致的粒度。参见图3A和4A，考虑了具有0.006mm2上游流动限制的系统。从8.8kg/cm2降压到5.6kg/cm2,在流动面积比0.8-2.5的整个范围内，粒度上产生约1_5μm的差异。从5.6kg/cm2降压到2.8kg/cm2，在流动面积比0.8-2.5的整个范围内，粒度上产生约11_17μπι的差异。这种关系表明对于0.8-2.5的流动面积比，在较高的压力下获得较好的性能。对于0.006mm2的流动限制，好的结果即粒度上的差异小于5μm似乎出现在流动面积比处在0.8-2.5的整个范围(对于8.8-5.6kg/cm2的压力范围)。对于小于5.6kg/cm2的压力，粒度上的较大差异出现在同一流动面积比范围。参见图3B和4B，考虑了具有0.010mm2的上游流动限制。从8.8kg/cm2降压到5.6kg/cm2，在流动面积比1.5-4.4的整个范围内，粒度上产生约1_5μπι的差异。从5.6kg/cm2降压到2.8kg/cm2，在流动面积比1.5-4.4的整个范围内，粒度上产生约5-ΙΟμπι的差异。这种关系表明对于1.5-4.4的流动面积比而言，在较高的压力下获得较好的性能。对于0.OlOmm2的流动限制而言，最好的结果似乎出现在流动面积比小于2.0之处。如此的结果质量上在较大压力下更好一些。参见图3C和4C，考虑了具有0.016mm2的上游流动限制。从8.8kg/cm2降压到5.6kg/cm2，在流动面积比2.3-7.5的整个范围内，粒度上产生约10-20μm的差异。从5.6kg/cm2降压到2.8kg/cm2,在流动面积比2.6-7.5的整个范围内，粒度上产生约5_10μm的差异，表明整个范围内质量上的改善。约ιμm的粒度上的差异出现在2.3的流动面积比处。对于0.016mm2的流动面积限制而言，最好的结果似乎在小于2.5以及约3.5至4.3的流动面积比处获得。如此的结果质量上在较低压力下更好。在工作压力范围内约10μm或更小并且尤其是约5μm或更小的的粒度上的差异被认为是较恒定的。下面的表1中显示了粒度较恒定的前述数据。表1显示在8.8-2.3kg/cm2的压力范围内以及在此压力范围内可用来获得约5μm或更小粒度差的对于上游流动限制面积与相切面积24的各种流动面积比的以mm2为单位的上游流动限制。表2示出了对于在约5-10μm的粒度差范围的相同数据。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>因此，似乎对于仅要求10μm的公差的很多应用场合，0.016的上游流动限制在5.6-2.3kg/cm2的压力下与2.3-7.5的流动面积比以及对于8.8-5.6kg/cm2的压力与在3.0-7.5范围的流动面积比相结合是合适的。如果选择了0.010mm2的较小的上游流动限制，则该几何尺寸将可用于1.5-4.4的流动面积比。如果应用场合要求5μm的公差，则表1中的任何记录都将适用。权利要求一种用于在预定压力范围内从其分配内容物的包装，并且所述包装包括用于在其内容纳产品的容器，所述容器被内部加压到8.8-5.6kg/cm2的压力范围；用于容纳所述产品的贮存器；用于从所述贮存器移除所述产品的阀杆，所述阀杆内具有上游流动限制，所述阀杆可从第一闭合位置移动到第二打开位置，所述流动限制具有在0.006-0.016mm2范围内的面积；用于接收来自所述阀杆的产品的一个或多个切流道，所述一个或多个切流道具有合并切流道流动面积；用于接收来自所述切流道的产品和与其相混合的空气的汇流的涡流室；用于将内容物在轴向上从所述容器分配到周围环境的喷嘴，所述喷嘴与所述涡轮室流体连通，其特征在于所述切流道的合并流动面积与所述上游流动限制的比率在0.8-7.5的范围内。2.如权利要求1所述的容器，其中所述切流道方向垂直于所述喷嘴，并且优选地间隔开120°，并且所述包装具有纵向轴线，并且所述活动阀杆与所述纵向轴线重合，所述上游流动限制包括至少一个阀孔，所述至少一个阀孔被设置在活动阀杆中，并且被取向成与所述纵向轴线正交。3.如前述任一项权利要求所述的容器，其中所述切流道的所述合并流动面积为0.006mm2至0.010mm2。4.如前述任一项权利要求所述的容器，其中所述比率为1.5至4.4。5.如前述任一项权利要求所述的容器，其中所述比率为3.5至4.3。6.如权利要求1、2、3和4所述的容器，其中所述比率为1.5至3.5。7.一种用于在预定压力范围内从其分配内容物的包装，并且所述包装包括用于在其内容纳产品的容器，所述容器被内部加压到5.6-2.3kg/cm2的压力范围；用于容纳所述产品的贮存器；用于从所述贮存器移除所述产品的阀杆，所述阀杆内具有上游流动限制，所述阀杆可从第一闭合位置移动到第二打开位置，所述流动限制具有在0.010-0.016mm2范围内的面积；用于接收来自所述阀杆的产品的一个或多个切流道，所述切流道具有合并切流道流动面积；用于接收来自所述切流道的产品和与其相混合的空气的汇流的涡流室；用于将所述内容物在轴向上从所述容器分配到周围环境的喷嘴，所述喷嘴与所述涡轮室流体连通；其中所述切流道的合并流动面积与所述上游流动限制的比率在1.5至7.5范围内。8.如权利要求7所述的容器，其中所述比率为2.3至4.4。9.如权利要求8所述的容器，其中所述比率为2.3至3.0。全文摘要本发明公开了一种加压喷雾器系统(10)，所述喷雾器系统具有内容物必须经过以从所述系统分配到大气中的流动路径。通过保持流动路径中的限制与喷雾嘴(30)出口的正确比例，当压力衰减时可在喷雾器系统的整个寿命期间获得较恒定的平均粒度分布。文档编号B05B1/34GK101808749SQ200880109671公开日2010年8月18日申请日期2008年10月1日优先权日2007年10月1日发明者S·E·史密斯,W·M·坎农,W·温特莫德斯申请人:宝洁公司