专利名称：水基压缩气溶胶的制作方法
技术领域：
本发明涉及水基压缩气溶胶产品并涉及用于制造该产品的方法和设备，特别是涉及一种需要喷射细粉状产品的气溶胶产品，但不局限于这种产品。
多年以来人们就一直希望能有一种不使用有机溶剂或有机喷射剂、对人体无毒性并且不危害环境的气溶胶产品，然而这种愿望至今尚未能实现。尽管人们认为利用压缩的惰性气体来喷射的水基气溶胶产品是理想的产品，但至今尚未能生产出一种具有令人满意的配制效果、产品稳定性、贮存寿命和喷射颗粒细度等特点的这类产品，并且也没有研究出一种用于生产这类产品的方法和设备。
例如，美国专利No.3，854，636(Conway)披露了这样一个事实，当利用氮、一氧化二氮或二氧化碳作为喷射剂时，压力随着产品的喷射而显著地下降，即使在开始时利用一种“高”(未限定)压来保证所有的产品都能从气溶胶罐中喷射出来，上述情况仍旧如此，而且这样的高压必须具有一个低的释放速率，以避免随着气溶胶内容物的喷射，在喷射性质上发生不希望的过激的变化。Conway建议，为了克服上述的问题，可在他的气溶胶罐的阀体设计上加上至少一个附加的节流孔。
“Principles of Aerosol Technology”，Paul A。Sanders，1990，Van Nostrand Reinhold Company PP28-33，60-62，88-90和161-163;“The Science and Technology of Aerosol Packaging”，John S。Sciarra和Leonard Stoller，1974，John Wiley & Sons，PP136-141;以及“Kirk Othmer Encyclopaedia of Chemical Technology”，vol。1，PP670-685;所有这些文献都叙述了为什么在1950年代和1960年代，氮气作为用于气溶胶罐的压缩气体喷射剂的潜在用途会受到那么热情的欢迎，这是因为氮气具有价廉、低毒性、惰性和稳定的优点。但是，由于氮气几乎完全不溶于气溶胶的液相中，因此氮气的使用基本上被拒绝了。这种不溶性使得用氮气作为喷射剂的气溶胶罐的体积大于那些使用液化(例如烃类、卤化碳类或卤代烃类)气体喷射剂的气溶胶罐的体积，并且，当遇到意外事件而将罐倒置以使其喷射时，压缩的气体仅能喷射到一定程度，余下的气体不足以把所有的产品喷出来。因此，除了那些不需要喷射细粉的用途以外，压缩气体在各方面的使用都基本上被放弃了。
与普通的气溶胶产品特别是水基气溶胶产品有关的其他问题是难以排除其中的空气或氧气以及微生物或细菌，而这些物质可以引起液相中的活性组份，嗅觉组份或其他组份的降解，导致气溶胶产品的存放寿命不可接受地缩短。尽管在近年来人们强烈地要求迅速地减少那些造成温室效应的气体和破坏臭氧层的气体(例如包括烃类、卤化碳类或卤代烃类气体)的全球排放量，但是仍然没有满意的已知的或可以得到的水基压缩气溶胶产品可能具有广宽的用途，这些用途包括从那些需要将产品喷射到远距离的杀虫剂气溶胶直到那些需要将产品喷成细雾但不需要喷射远距离的香味空气清新剂或香水之类的产品。
因此本发明的一个目的是提供一种能用于广宽领域的压缩气体水基气溶胶产品以及提供一种用于制造该产品的方法和设备。
本发明一方面提供了一种压缩气体水基气溶胶产品，该产品含有一个气溶胶罐，它包括一个阀和喷射器装置，在需要时还包括一根插管;
一种在所说罐中的活性成分在主要为水基溶剂中的溶液或悬浮液;以及一种压力至少为620kPag(20℃)的惰性气体喷射剂。
本发明另一方面还提供了一种用于制造水基气溶胶产品的方法，该方法包括制备一种由活性成分分散于主要是水基溶剂中的溶液或悬浮液;
将所需量的所说溶液或悬浮液装入一个气溶胶罐中;
将一个阀和喷射器安装到所说的罐上;以及用惰性气体将罐加压到至少为620kPag(20℃)的压力，足以把所有的溶液或悬浮液从气溶胶罐中喷出来。
最好是所用的水先用惰性气体饱和，所说的惰性气体选自氮气、一氧化二氮或二氧化碳，最好是氮气。最好所用的水先经过惰性气体鼓泡处理以除去溶解在其中的氧气。最好所说的水基溶液或悬浮液经过过滤以除去杂质，并在合适的条件下制备与灌装。最好惰性气体在合适的条件下充入。
最好所说溶液或悬浮液除含有活性成分以外，还含有抗氧化剂(如抗坏血酸)和共溶剂或防腐剂或杀菌的醇类(例如乙醇)。最好所用的罐是一种低压有焊缝的马口铁罐。最好所用的罐是一种标称容积为670ml的罐。最好水基活性成分溶液或悬浮液的体积约为300ml，以及用于给罐加压的惰性气体的压力大于690kPag，而且优选是840-1000kPag(20℃)。其他的标称罐容积/活性成分溶液或悬浮液体积为550ml/245ml以及1，400ml/625ml(近似值)。
本发明还提供了一种优选形式的用于制造主要为水基的气溶胶产品的设备，它包括一种用于使活性成分分散在水基溶剂中形成溶液或悬浮液的装置;
一种用于将计量的所说溶液或悬浮液灌装入气溶胶罐中的装置;
一种用于将阀和喷射器装置安装在所说罐上的装置;以及一种用于将惰性气体通过所说阀和喷射器装置充入所说的罐中，以使罐中的压力提高到至少为620kPag(20℃)的装置。
最好所说的罐是一种670ml标称容积的罐。最好安上所说喷射装置以便将300ml的溶液或悬浮液注入所说的罐中。最好所说的压力至少为690kPag，而最优选为840-1000kPag(20℃)。最好该设备还包括一个用于安装喷射头和帽盖的装置。最好喷射头的喷嘴或喷孔的直径为0.3-0.5mm。
现在描述本发明的优选方式。
根据本发明，在一个优选方法中，使水通过包括碳或木炭过滤器的一组过滤器，以除去其中的杂质，最后通过一个无菌的0.2μ过滤器，进入一个无菌的不锈钢的容器中。然后将此无菌水冷却至0-5℃并使其脱氧，脱氧方法是将一种经过0.2μ过滤的和无菌的二氧化碳或氮气通入水中直至溶解在水中的氧气被除去为止。然后将此容器用二氧化碳或氮气加压至大约100kPag。然后用一个DEPC计量器(弹状批量系统(bomb bulk system))将活性成分和其他任何需要的成分一起喷入该容器中并加以搅拌，以形成一种活性成分和其他成分的水溶液或悬浮液。然后在加压下将所说溶液或悬浮液转移入一个溶胶装料线的装料头中。然后将300ml的溶液或悬浮液装入一个标称总容积为670ml的低压马口铁焊接罐中，然后再装上阀和启动器并将其固定在罐上。接着将罐送往充气台，在此处用氮气充至压力为840kPag(20℃)。最后装上喷嘴和帽盖。这样就给每一个罐提供了相当于在20℃和大气压力下约3.4升的N2气，这些氮气足以将这些活性成分的300ml水基溶液或悬浮液喷射完。
对于一个中压整体铝罐来说，所充入的氮气压力被提高到950kPag(20℃)。
一种水基杀虫剂气溶胶的较佳配方如下活性成分 除虫菊提取物 1.3g(约20%的拟除虫菊酯)胡椒基丁醚 6.0g香味剂 薄荷油 10.0ml(共溶剂/杀菌剂) 乙醇 50.0ml抗氧化剂 抗坏血酸 0.1g溶剂 水,补足至 1000.0ml也可采用其他的配方相似地制备其他的气溶胶产品，例如蒸煮用喷淋液、消毒剂、除尘助剂(dusting aids)、织物保护剂、粘结剂和密封剂、洗涤剂、淀粉、润滑剂和个人使用的芳香和除臭产品。
至于是否要求对水进行脱氧或对水进行绝对消毒以及接着进行罐装，这要取决于产品中的活性成分或其他成分在产品贮存过程中是否会由于氧化作用或由于细菌的分解作用而被降解。
澳大利亚标准协会(Standards Association of Australia)对金属气溶胶容器所制定的澳大利亚标准AS2278-1986要与如下的最小变形压力标准相一致1、低压容器(有焊缝的马口铁容器)必须能承受970kPag(55℃)的压力;
2、中压容器(整体的铝容器)必须能承受1100kPag(55℃)的压力;
3、高压容器必须能承受1265kPag(55℃)的压力，这一标准适用于内径小于或等于75mm，标称(充满)容积小于或等于820ml的容器。
上述的优选方法是基于那些符合低压和中压容器的最低澳大利亚标准的气溶胶罐而建立的。可以理解，如果所用的罐能够承受超过相应于最小变形的最小标准压力，那么氮气的压力就可以相应提高。例如，如果一个低压罐能承受1150kPag的压力而不发生变形，那么氮气的压力就可以提高到1000kPag(20℃)，这一压力要比现有技术建议的压力大得多。
上述的充气压力根据下面的压缩气体(包括氮气)的压力/温度关系表来确定。
温度(℃) 压力(kPag)近似值10 500 96020 521 100030 542 104040 564 108050 585 112055 596 1140很容易理解，本发明的方法和设备可通过制备一种对所需特定活性成分合适的水基溶剂来生产广范围的水基压缩气溶胶产品。
权利要求
1.一种压缩气体水基气溶胶产品，它包括一个气溶胶罐，它包括一个阀和喷射器装置，当需要时还包括一个插管；处于所说罐中的在一种主要为水基溶剂中的一种或多种活性成分的溶液或悬浮液；以及一种压力至少为620kPag(20℃)的惰性气体喷射剂。
2.如权利要求1的产品，其中水基溶剂用惰性气体饱和，所说惰气体选自氮气、一氧化二氮或二氧化碳，最优选是氮气。
3.如权利要求1或2的产品，其中水基溶剂通过用惰性气体鼓泡处理来除去溶解在其中的氧气。
4.如权利要求1、2或3的产品，其中溶液或悬浮液被过滤以除去杂质，并在合适的条件下制备和装罐。
5.如权利要求1至4中任一项所述的产品，其中惰性气体在合适的条件下被装罐。
6.如权利要求1至5中任一项所述的产品，其中溶液或悬浮液除了含一种或多种活性成分以外还含有抗氧化剂如抗坏血酸，和共溶剂或防腐剂或杀菌的醇类例如乙醇。
7.如权利要求1的产品，其中所说的罐是一种低压有焊缝的马口铁罐，而最好是一种标称容积为550/670/1，400ml的罐。
8.如权利要求7的产品，其中水基活性成分的溶液或悬浮液的体积分别约为245/300/245ml。
9.如权利要求1至8中任一项所述的产品，其中用来给罐加压的惰性气体的压力大于690kPag。
10.如权利要求9的产品，其中的惰性气体的压力为840-1000kPag(20℃)。
11.一种用于制造水基气溶胶产品的方法，该方法包括制备由一种或多种活性成分在主要为水基溶剂中的溶液或悬浮液;将所需量的溶液或悬浮液加至气溶胶罐中;将阀和喷射器装置安装到罐上;以及用一种惰性气体将罐加压到至少为620kPag(20℃)的压力。
12.如权利要求11的方法，其中水基溶剂被惰性气体饱和，所说惰性气体选自氮气、二氧化二氮或二氧化碳，最优选是氮气。
13.如权利要求11或12的方法，其中水基溶剂通过用惰性气体鼓泡处理来除去溶解在其中的氧气。
14.如权利要求11、12或13的方法，其中溶液或悬浮液经过过滤以除去杂质，并在合适的条件下制备和装罐。
15.如权利要求11至14中任一项所述的方法，其中惰性气体在合适的条件下被装入。
16.如权利要求11至15中任一项所述的方法，其中溶液或悬浮液除了含活性成分以外还含有抗氧化剂如抗坏血酸以及共溶剂或防腐剂或杀菌的醇类如乙醇。
17.如权利要求11的方法，其中所说的罐是一种低压有焊缝的马口铁罐，而最好是一种标称容积为550/670/1，400ml的罐。
18.如权利要求17的方法，其中水基活性成分的溶液或悬浮液的体积分别约为245/300/625ml。
19.如权利要求11至18中任一项所述的方法，其中用来给罐加压的惰性气体的压力大于690kPag。
20.如权利要求19的方法，其中惰性气体的压力为840-1000kPag(20℃)。
21.用于制造主要为水基气溶胶产品的设备，该设备包括一种用于制备由活性成分在水基溶剂中形成的溶液或悬浮液的装置;一种用于将计量的所说溶液或悬浮液加至气溶胶罐中的装置;一种用于将一个阀和喷射器装置安装在所说罐上的装置;以及一种用于将惰性气体通过所说的阀和喷射器装置充到所说的罐中，以使其压力达到至少为620kPag(20℃)的装置。
22.如权利要求21的设备，其中包括一种用惰性气体来饱和水基溶剂的装置，其中所说的惰性气体选自氮气、一氧化二氮或二氧化碳，最优选是氮气。
23.如权利要求21或22的设备，其中包括一种通过用惰性气体鼓泡来处理水基溶剂以除溶解在其中的氧气的鼓泡装置。
24.如权利要求21、22或23的设备，其中包括一种用于过滤溶液或悬浮液以除去杂质的装置以及用于在合适条件下进行制备的装置和注入产品的装置。
25.如权利要求21至24中任一项所述的设备，其中包括一种用于在合适条件下充入惰性气体的装置。
26.如权利要求21至25中任一项所述的设备，其中溶液或悬浮液除了含有活性成分以外还含有抗氧化剂如抗坏血酸，以及共溶剂或防腐剂或杀菌的醇如乙醇。
27.如权利要求21至26中任一项所述的设备，它包括一个将惰性气体充到压力大于690kPag的装置。
28.如权利要求9的产品，其中惰性气体的压力为840-1000kPag(20℃)
全文摘要
一种压缩气体水基气溶胶产品，它包括一个包括阀和喷射器装置，当需要时还包括一个插管的气溶胶罐；在所说罐中的一种由活性成分在主要为水基的溶剂中形成的溶液或悬浮液；以及一种压力至少为620kPag(20℃)的作为喷射剂的惰性气体。
文档编号B65D83/14GK1084203SQ9310156
公开日1994年3月23日 申请日期1993年2月25日 优先权日1992年9月7日
发明者M·J·瑞诺兹 申请人:M·J·瑞诺兹