DE1943111A1

DE1943111A1 - Schaumerzeugungs- und Spruehgeraet

Info

Publication number: DE1943111A1
Application number: DE19691943111
Authority: DE
Inventors: Micallef Lewis Augustus
Original assignee: Leeds and Micallef
Current assignee: Leeds and Micallef
Priority date: 1968-06-07
Filing date: 1969-08-25
Publication date: 1971-03-04
Also published as: US3471064A

Description

Schaumerzeugungs und Sprühgerät ==================================== Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Erzeugen und Versprühen von Schaum, bestehend aus einem Behälter zur Aufnahme einer schäumbaren Flüssigkeit in nicht geschäumtem Zustand.
Schaum kann im allgemeinen als eine Dispersion oder Suspension von fein verteilten Gasblasen in einer Flüssigkeit angesehen werden. Die einzelnen Gasblasen werden durch einen kontinuierlichen, geschlossenen Flüssigkeitsfilm voneinander getrennt. Demzufolge enthält ein Schaum eine relativ kleine, jedoch im wesentlichen gleichmäßig verteilte Flüssigkeitsmenge in einer relativ großen Schaummenge. Somit kann eine relativ große Fläche gleichförmig mit Schaum bedeckt werden, wobei eine relativ geringe Flüssigkeitsmenge tatsächlich auf diese Oberfläche gebracht wird.
Schaum wird in zunehmenden Maße für industrielle, für kosmetische, für Haushaltszwecke und auf anderen Gebieten verwendet, beispielsweise als Rasiereeifen, Lotios, Shampoon und Waschmittel In dieaen Füllen wurde der Schaum in einem Aerosolbehälter erzeugt, in welchem das schäumbare Produkt zusammen mit einem Treibgas unter Druck eingeführt wurde und aus welchem es dann als Schaum durch eine ventilgesteuerte Offnung ausgestoßen wurde, Hierbei waren besondere Füllvorriohtungen und Ventile erforderlich, welohe die Kosten des Endprodukte erhöhten. Außerdem stellt das Treibgas einen bedeutenden Kostenfaktor dar und die chemische Wirkung des Treibgases auf die anderon Bestandtoile und auf das Material des Behälters und des Ventils muß ebenfalls ins Betracht gezogen werden.
Es ist daher eine hauptaufgabe der Erfindung, einen relativ einfachen und billigen Schaumerzeuger zu schaffen, der die Nachteile der bekannten Ausführungen vermeidet und der, obgleich er wieder gefüllt und damit wieder verwendet werden könnte, aufgrund seiner geringen Kosten weggeworfen werden kann, nachdem das schäumbare Material verbraucht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungagemäß dadurch gelost, daß der Behälter aus einem verformbaren Material besteht und zur Verringerung seines Volumens zusammendrückbar ist und von selbst in seine ursprüngliche Form zurückkehrt, daß der Behälter ein offenes oberes Ende mit einer Aualaßöffnung fUr den erzeugten Schaum aufweist, daß im Behälter ein Rohr angeordnet ist, dessen oberes offenes Ende nit der Auslaßöffnung in Verbindung steht und dessen Wand eine Vielzahl von Löchern aufweist, die das Innere desBehältere mit dem Inneren des Rohres in Verbindung bringen und die von der schäumbaren Flüssigkeit in nicht geachäumtem Zustand bedeckbar sind, wobei durch Zusammendrücken des Behälters in dem Rohr Schaum erzeugt wird, der durch das obere Ende des Rohres und die Auslaßöffnung ausgestoßen wird.
Das erfindungsgemäße Gerät zum Erzeugen und Versprühen von Schaum benötigt somit keine besonderen Treibgase, spezielle Fülleinrichtungen oder Ventile.
Die Löcher in den Rohr sind vorzugsweise über den größeren Teil des oberen Abschnittes des Rohres angeordnet und zwar bevorzugt über etwa die obere llälfte der Länge des Rohres.
Die Anzahl der Löcher und ihre Größe hängt von der Art des zu verschäumenden Mediums ab. Gute Ergebnisse wurden mit 400 - 1000, vorzugsweise 750 - 950 Löchern erzielt, wobei dei Löcher eine Größe zwischen 0,125 mm und 0,38, vorzugsweise von etwa 0,25 mm hatten. Von Bedeutung tat auch der Innendurchmesser des Rohres und zwar hat sich herausgestellt, daß bei einem Innendurchmesser von 6 - 8 mm eine zufriedenstellende Schaumerzeugung erreicht wird. Die Wandstärke des Rohres soll nicht mehr als 0,8 mm betragen.
Für eine gute Schaumerzeugung hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Rohr an seinem unteren Ende geschlossen ist.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Schaumerzeuger mit dem Behälter in zusammengedrücktem Zustand, Fig. 2 einen Längsschnitt ähnlich Fig0 1, wobei der Behälter in seine- ursprünglichen Form gezeigt ist, und Fig. 3 einen Querschnitt gemäß Linie 3-3 i Fig. 2.
an den Zeichnungen ist ein Behälter in Form einer Flasche 10 gezeigt einem verformbaren Material, wie Polyäthylen, Ze » @ tat und dergleichen besteht, so daß die Behälts @@@@durch Fingerdruck zusammengedrückt werden kann u@@@@ Loslassen in ihre ursprüngliche, im wesentlicf . zylindrische Form zurückkehrt. Das obere Ende 14 der lasche 10 ist mit einer Offnung 16 versehen, in die ein Auslaufstutzen 18 dichtend eingesetzt ist. Der Auslaufstutzen 18 enthält die übliche Auslaßbffnung 19, die während der Lagerung und des Versandes durch einen nicht dargestellten Stopfen verschlossen werden kann. Naturgemäß kann stattdessen auch eine übliche Schutzkappe vorgesehen werden.
Innerhalb der Flasche 10 ist ein schaumerzeugendes perforiertes Rohr 20 angeordnet, dessen offenes oberes Ende 22 fest in ein Innenrohr 24 des Auslaufstutzen 18 eingesetzt ist.
Dadurch wird eine direkte Verbindung zwischen dem Inneren des Rohres 20 und der Auslaßöffnung 19 hergestellt. In der Wand des Rohres 20 ist Uber einen größeren Teil des oberen Abschnittes des Rohres 20 eine Vielzahl von Löchern 26 angeordnet Diese Löcher sind verhältnismäßig klein und vorzugsweise kreisförmig, obgleich auch andere Formen brauchbar sind. Beste Ergebnisse wurden ersielt, wenn das untere Ende 28 des Rohres 20 geschlossen ist, beispielsweise durch einen Stopfen oder durch Zusammendrücken und Verschmelzen, wie in den Zeichnungen dargestellt.
Zur Benutzung wird die Flasche 10 mit dem entsprechenden schaumfähigen Material 30 bis zu einer solchen öhe gefüllt, daß oberhalb der Flüssigkeit ein bestimmter Kopfraum 32 verbleibt. Dadurch wird der perforierte Teil des Rohres 20 mit einem relativ dünnen Film des schäumbaren materials 30 benotst Dieses Benetzen kann durch Schütteln der Flasche oder durch einfaches Anstoßen erreicht werden. Sowohl die Innen--als auch die Aussenfläche des Rohres 20 wird bei wiederholtem Gebrauch mit einem Film aus schäumbarem Material 20 bedeckt. Ein bloßes Zusammendrücken der Seitenwand der Flasche 10 verdrängt die Flüssigkeit 30 nach oben, um einen Teil des Rohres 20 zu benetzen. Zusätzlich wird der obere Teil des Rohres 20 ständig befeuchtet, wenn im Kopfraum 32 Schaum erzeugt wird. Der unperforierte Teil des Rohres 20 dient als Reservoir für Flüssigkeit, welche aufgrund der Oberflächenspannung und durch fleruntertropfen aufgrund der Schwerkraft die Öffnungen bedeckt und damit wiederum die Bildung von weiterem Schaumermöglicht.
Um einen zufriedenstellenden Schaum zu erzeugen, müssen verschiedene Faktoren in Betracht gezogen werden, unter anderem die Anzahl und Größe der Öffnungen 26, der Innendurchmesser des Rohres 20, die Art und die Füllhöhe des schäumbaren Produktes und die Form und Größe der Flasche 10, da sonst entweder zu viel Luft oder zu viel schäumbares Naterial durch die Auslaßöffnung 19 ausgestoßen wird, welches im Extremfall ungeschäumte Flüssigkeit wäre. Wenn alle Faktoren richtig gewählt sind, wird Schaum erzeugt sowohl beim Zusammendrücken der Flasche 10 als auch dann, wenn sie in ihre ursprüngliche Form zurückkehrt und im letzteren Falle bildet sich Schaum an der Außenseite des Rohres 20 im Kopfraum 32. In dem Bereich des Rohres 20, das dem unteren Ende 28 benachbart ist, bildet sich ein Reservoir aus schäumbarer Flüssigkeit, welches nach wiederholtem Gebrauch mit nicht verschäumtem Produkt 30 gefüllt ist und dazu dient, die Innenseite des Rohres 20 zu benetzen. Zum Gebrauch wird die Flasche zusammengedrückt und losgelassen, wobei Schaum sowohl an der Innenseite als auch an der Außenseite des Rohres 20 erzeugt wird. Der leichte Schaum im Kopfraum 32 fällt langsam zusammen und wenn er mit dem neuen Schaum gemischt wird, der erzeugt wird, wenn die Flasche zusammengedrückt wird, verbessert er die Qualität des Endproduktes, indem ein feinerer und trockenerer Schaum erzeugt wird.
Während der Verringerung des Volumens durch Zusammendrücken der Flasche steigt der Flüssigkeitsstand, wodurch einige der Löcher 26 bedeckt werden. Dies beeinträchtigt jedoch die Wirksamkeit der Schaumerzeugung nioht, da Schaum bereits erzeugt wird, während die Flasche anfänglich zusammengedrückt wird und bis der Flüssigkeitsspiegel eine Höhe erreicht, bei der ein Ausgleich zwischen Luft und Flüssigkeit in der Flasche 10 eintreten könnte. An dieser Stelle ist Jedoch im allgemeinen die Grenze, bis zu welcher die Flasche 10 zusamuengedrückt werden kann, bereits erreicht. Zylindrische Flaschen 10 sind bevorzugt, da sie die größtmögliche Verdrängung gestatten, und in solchen Fällen wird die Flasche zwischen 2/3 und 3/4 gefüllt.
Unter optimale. Schau. wird ein Schaum verstanden, der trokken und verhältnismäßig lang anhaltend ist.
Es hat sich herausgestellt, daß der innere Durchmesser des Rohres 20 in der Größenordnung von 6,3 mm, vorzugsweise 8 mm sein soll. In Bezug auf den Durchmesser des Rohres 20 ist der maßgebende Faktor das Vorhandensein von genug Fläche, um die Anzahl von Löchern 26 unterzubringen, die den optimalen Schaum hervorbringen. Die kleinen Löcher 26 rufen eins Venturiwirkung hervor, die zusammen der Oberflächenspannung der schäumbaren Flüssigkeit die bildung von Qualitätsschaum ermöglicht.
Die Anzahl der Löcher 26 in dem Rohr 20 soll. zwischen 400 und etwa 1000, vorzugsweise zwischen 750 und 950 liegen.
Die Löcher 26 sind vorzugsweise in der oberen Hälfte oder in den oberen drei Vierteln der Länge des Rohres 20 angeordnet und gleichmäßig über den Umfang des Rohres 20 verteilt. Eine größere Konzentration am oberen Ende des Rohres 20 erhöht das Verhältnis Luft zu Produkt, während ein gr8ssere Konsentration von Löchern nahe dem unteren Ende des perforierten Teils des Rohres das Verhältnis von Produkt zu Luft erhöht. Der Durchmesser der Löcher 26 sollte zwischon 0,127 mm und 0,38 um liegen und ist vorzugsweise 0,25 mm. Bei Löchern dieser Grösse wird der Flüasigkeitsfilm über den Löchern aufrechterhalten und gleichseitig tritt eine geringfügige Erhöhung der Strömungsgeschwindigkit auf, die sich durch einen leichten Widerstand bomorkbar macht, wenn die Flasche 10 manuell zusammengedrückt wird, Bei dem dargestellten Rohr 20, dessen unteres Ende 28 geschlossen ist, wird die Qualität des Schaumes nicht merklich verbessert, wenn die Anzahl der Löcher 26 mit einem Durchmesser von 0,25 mm über das vorher erwähnte Maximum hinaus vergrößert wird. Bei der genannten Größe der L-ober 26 wird die natürliche Oberflächenspannung des Filmes des schäumbaren Produktes ausgenützt, der an der Innn- und an der Außenfläche des Rohre 20 gebildet ist. Eine geringere Anzahl von Löchern als da vorher erwähnte Minimum ersaugt zwar einem Schaum. Jedoch entsteht dadurch das Problem, daß die Flasche 10 nicht ohne weiteres und sofort in ihre ursprüngliche Form zurückkehrt, wenn der manuelle Druck aufgehört h5tb Die Löcher 26 wirken nämlich als eine Bremse, die dem Einströmen von Luft in den Kopfraum 32 der Flasche Widerstand entgegensetzt. Die Geschwindigkeit, mit welcher die Flasche in ihre ursprüngliche Form zurückkehrt, hängt also direkt von der Anzahl und der Größe der Löcher ab. Bei einem Minimum von 400 Löchern kann die Flasche in annehembarer Zeit in ihre. Ursprungsform zurückkehren. Wenn die Anzahl der Löcher über 400 erhöht wird, wird die Qualität des Schaumes verbessert, während sie von etwa 900 Löchern bis etwa 1000 Löcher gleich bleibt. Darüber hinaus beginnt das Verhältnis von Luft zu Produkt soweit so steigen, daß der Schaum minderwertig wird.
Die Anzyhl der Löcher sca@@@me gewählt sein, daß die Summe der Löcher der Flüssigkeit@@@@tro@@g einen geringen Widerstand entgegensetzt, wenn die Flasche zusammengedrück wird.
Der lichte Querschnitt des Rohres 20 wuß naturgemäß so groß sein, daß er etwa der Sue der Querschnitte der Löcher 26 etspricht. Die Summe der Querschnitte von 800 Löchern 26 mit einem Durchmesser von 0,25 mm ist ungeführ 40 mm², während ein Rohr mit einem Innendurchmesser von 8 mm eine Querschinttsfläche von etwa 50 mm² hat. Dieses Verhältnis liegt in den Grenzen, in denen die Geschwindigkeit des Producktes durch die Löcher 26 und durch die Auslaßöffnung 19 der Belüftungsfähigkeit der Löcher 26 entspricht. Dieser Da reich wurde mit etwa 20% festgestellt. Wenn der Durchmesser der Löcher 26 über die Höchstgrenze hinaus vergrößert wird, so wird ein größeres Volumen im Kopfraum 32 beim Zusammendrücken der Flasche 10 ausgestoßen. Dies ist besonders dann bemerkbar, wenn das untere Ende 28 des Rohres 20 offen ist.
Es wurde nämlich festgestellt, daß bei einem Rohr 20 mit einem offenen unteren Ende 28 unverschäumte Flüssigkeit 30 durch das Rohr 20 und die Auslaßöffnung 19 herausgedrückt wird, insbesondere dann, wenn die Flasche 10 zu stark und zu schnell zuammengedrückt wird. Daher ist es vorzuziehen, das untere Ende 28 des Rohres 20 abzuschließen und die L8-cher 26 nur über etwa die Iiälfte der Länge des Rohres 20 vorzusehen.
Für das Rohr 20 ist auch seine wandstärke von Bedeutung.
Die Wandstärke soll möglichst gering seinO Eine Dicke von 0,8 mm hat sich als zufriedenstellend erwiesen. Die billigste und sohnellste Art, eine Vielzahl von Löchern 26 in das Rohr 20 zu machen, besteht darin, sie einzustechen. Da ein sauber geschnittenes Loch nicht erforderlich ist, ist eine scharfe Spitze mit dem gewünschten Durchmesser alles, was benötigt wird. Ein Stanzen dieser Löcher würde ein positives und negatives Gesenk erfordern mit einer größeren Gefahr, daß das Werkzeug zerbricht, und mit dem Problem, die ausgestanzten Teilchen zu entfernen. Ein dünnes Rohr erleichtert das Durchatechon mit einer Nadel oder dergleichen und ermöglicht es gleichzeitig, daß die Spitzen relativ kurz gehalten werden können, wodurch die Gefahr eines Abbrechens verringert ist.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann beispielsweise ein dochtartiges Gebilde um das perforierte Rohr herum angeordnet werden um ein Befeuchten des Rohres zu gewährleisten und die Notwendigkeit eines Schütteins der Flasche zum Zwecke der Befeuchtung des Rohres zu vermeiden. So kann beispielsweise ein absorbierendese jedoch luftdurchlässiges aterial um das Rohr 20 innerhalb der Flasche 10 herum angeordnet werden0 Hierfür kann beispielsweise perforiertes Papiertuch oder dergleichen verwendet werdon, das in der Lage ist, als Docht zu wirken und welches die Oberfläche des Rohres 20 ständig feucht hält.
Das durchlöchert. Rohr 20, das vorzugsweise aus einem Kunstharz besteht, könnte auch durch ein feines Sieb ersetzt werden, das zu einem Rohr gewickelt ist. Nachteilig bei einem Siebrohr ist, daß die Anzahl der Löcher pro Flächeneinheit feststeht, während bei einem Rohr der vorgeschlagenen Art die Anzahl der eingestochenen Löcher entsprechend den besonderen Bedürfnissen verändert werden kann. Natürlich kann bei der Verwendung eine feinen Siebes eine Beschichtung vorgesehen werden, um denjenigen Teil des Sieben zu schliessen, der nicht benötigt ist. Damit würden Jedoch die Kosten des Endprodukten notwendigerweise erhöht. Andererseits wird eine Beschichtung mit inertem Material für das Sieb normalerweise erforderlich sein, um eine Einwirkung des Siebmaterials auf die zu schäumende Flüssigkeit 30 zu vermeiden oder zu verringern. Zu diesem Zweck können bekannte Beflockungsverfahren angewandt werden, deren weiterer Vorteil es ist, daß die Beflockung als absorbierender Stoff dient, der das Rohr feucht hält.
Es können auch zwei oder mehrere Rohre konzentrisch ineinander vorgesehen werden, von denen mindestens ein Rohr durohlöchert ist und mit einem oder mehreren der anderen Rohre Kapillarkanäle bildet, in denen die schäumbare Flüsfligkeit gehalten wird, wodurch das durchlöchert. Rohr befeuchtet bleibt und die Notwendigkeit eines Schüttelns der Flasche vermieden wird.
Es ist ersichtlich, daß nach dem Loslassen der Flasche 10 kein Tropfen eintritt, da das Produkt, das nicht verbraucht ist, von der Auslaßöffnung 20 und vom Auslaßstutzen 18 weg in das Rohr 20 und in die Flasche 10 zurückgesaugt wird, Ein wesentlicher Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist die selbstreinigende Wirkung, die eintritt, wenn die Flasche losgelassen wird und den Auslaufstutzen 18 und die . Auslaßöffnung 19 sauber hält und dafür sorgt, daß auch die sohaum- oder blasenerzeugenden Löcher 26 nicht verstopfen.
Diese Reinigungswirkung wird weiter verstärkt durch Schütteln der Flasche, um das Rohr 20 feucht zu halten.
- Patentansprüche -

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Gerät zum Erzeugen und versprühen von Schaum, bestehend aus einen Behälter zur Aufnahme einer schäumbaren Flüssigkeit in nicht geschäumten Zustand, d a d u r o h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Behälter (10) aus eine. verformbaren Mateiral besteht und sur Verringerung seines Volumens zusammendrückbar ist und von selbst in seine ursprüngliche Form zurückkehrt, daß der Behälter (10) ein offenes oberes Ende (14) mit einer Auslaßöffnung (19) für den erzeugten Schaum aufweist, daß im Behälter (10) ein Rohr (20) angeordnet ist, dessen oberes offenes Ende (22) mit der Auslaßöffnung (19) in Verbindung steht und dessen Wand eine Vielzahl von Löcher (26) aufweist, die das Innere des Behälters (1Q) mit dem Inneren des Rohres (20) in Verbindung bringen und die von der schäumbaren Flüssigkeit in geschäumtem Zustand bedeckbar sind, wobei durch Zusammendrücken des Behälters (10) in dem Rohr (20) Schaum erzeugt wird, der durch das obere Ende des Rohr (20) und die Auslaßöffnung (19) ausgestoßen wird.
2. Gerät nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (26) über größeren Teil des oberen Abschnittes des Rohres (20) angeordnet sind.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet1 daß das Rohr (20) an seinem unteren Ende (28) geschlossen ist.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (10) so ausgebildet ist, daß er bei Loslassen in seine. ursprüngliche Form zurückkehrt, wobei in den Kopfraum (32) im Behälter (10) oberhalb des Flüssigkeitsspiegels Schaum erzeugt wird, um damit die Oberfläche des Rohres (20) mit der Flüssigkeit benetzt zu halten und eine Reserve an@@@haum zu bilden, die bei darauffolgendem Zuschammendrückon des Behältern (10) ausges@@ßen wird.
5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (10) zumindest über den größten Teil seiner Länge einen kreisförmigen *tuerschnitt aufweist.
6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (26) des Rohres (20) gleichmäßig über den Umfang zumindest des oberen Abschnittes des Rohres (20) verteilt sind.
7. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (26) des Rohres (20) eingestochen snd.
8. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß etwa die Hälfte der Länge des Rohres (20) mit Löchern (26) versehen ist.
9. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Löcher (26) 400 bis 1000, vorzugsweise 750 bis 950 beträgt.
10 D Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (26) eine Größe zwischen 0,125 und 0,38 mm, vorzugsweise 0,25 mm, haben,
11. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (20) einen Innendurchmesser von etwa 6 mm aufweist.
12. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (20) einen Innendurchmesser von etwa 8 mm aufweist0
13. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (20) eine Wandstärke von höchstens 0,8 mm aufweist.