Spray de aerossol - Aerosol spray

O spray aerossol é um tipo de sistema de distribuição que cria uma névoa de aerossol de partículas líquidas. É composto por uma lata ou garrafa que contém uma carga útil e um propelente sob pressão. Quando a válvula do contêiner é aberta, a carga útil é forçada para fora de uma pequena abertura e emerge como um aerossol ou névoa.

Lata de aerossol

História

O spray aerossol (uma partícula de quimio) inventado pelos pesquisadores do USDA , Lyle Goodhue e William Sullivan.

Os conceitos de aerossol provavelmente datam de 1790. A primeira patente de lata de aerossol foi concedida em Oslo em 1927 a Erik Rotheim , um engenheiro químico norueguês, e uma patente nos Estados Unidos foi concedida para a invenção em 1931. Os direitos de patente eram vendido a uma empresa dos Estados Unidos por 100.000 coroas norueguesas . O serviço postal norueguês, Posten Norge , celebrou a invenção emitindo um selo em 1998.

Em 1939, o americano Julian S. Kahn recebeu uma patente para uma lata de spray descartável, mas o produto permaneceu praticamente sem desenvolvimento. A ideia de Kahn era misturar creme e um propelente de duas fontes para fazer chantilly em casa - não um aerossol verdadeiro nesse sentido. Além disso, em 1949, ele negou suas primeiras quatro reivindicações, que foram a base de suas reivindicações de patentes seguintes.

Foi só em 1941 que a lata de spray aerossol foi colocada em uso eficaz pelos americanos Lyle Goodhue e William Sullivan do Bureau de Entomologia e Quarentena de Plantas dos Estados Unidos , que são considerados os inventores da lata de spray moderna. O design de um spray recarregável pode ser apelidado de bomba de aerossol ou bomba de insetos , é o ancestral de muitos produtos de spray comerciais. Era uma lata de aço do tamanho de uma mão, carregada com um gás liquefeito sob 75 libras de pressão e um produto a ser expelido como névoa ou espuma. Uma patente de serviço público foi emitida sobre a invenção e atribuída ao Secretário da Agricultura para uso gratuito do povo dos Estados Unidos. Pressurizada por gás liquefeito, que lhe deu qualidades propelentes, a lata pequena e portátil permitiu que os soldados se defendessem contra os mosquitos transmissores da malária , pulverizando dentro de barracas e aviões no Pacífico durante a Segunda Guerra Mundial . Goodhue e Sullivan receberam a primeira Medalha de Ouro Erik Rotheim da Federação das Associações Européias de Aerossóis em 28 de agosto de 1970, em Oslo, Noruega, em reconhecimento às suas primeiras patentes e subsequente trabalho pioneiro com sprays de aerossol.

Em 1948, três empresas receberam licenças do governo dos Estados Unidos para fabricar sprays em aerossol. Duas das três empresas, Chase Products Company e Claire Manufacturing, continuam a fabricar sprays em aerossol. A "válvula de crimpagem", usada para controlar o spray em aerossóis de baixa pressão, foi desenvolvida em 1949 pelo proprietário da oficina mecânica do Bronx , Robert H. Abplanalp .

Em 1974, os drs. Frank Sherwood Rowland e Mario J. Molina propôs que os clorofluorcarbonos , usados como propulsores em aerossóis sprays, contribuíram para o esgotamento da Terra camada de ozônio . Em resposta a essa teoria, o Congresso dos Estados Unidos aprovou emendas à Lei do Ar Limpo em 1977, autorizando a Agência de Proteção Ambiental a regular a presença de CFCs na atmosfera. O Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente convocou a pesquisa da camada de ozônio naquele mesmo ano e, em 1981, autorizou uma convenção-quadro global sobre a proteção da camada de ozônio. Em 1985, Joe Farman , Brian G. Gardiner e Jon Shanklin publicaram o primeiro artigo científico detalhando o buraco na camada de ozônio. Nesse mesmo ano, a Convenção de Viena foi assinada em resposta à autorização da ONU. Dois anos depois, o Protocolo de Montreal , que regulamentava a produção de CFCs, foi formalmente assinado. Ele entrou em vigor em 1989. Os Estados Unidos eliminaram formalmente os CFCs em 1995.

Propelentes de aerossol

Se as latas de aerossol fossem simplesmente preenchidas com gás comprimido , ela precisaria estar em uma pressão perigosamente alta e exigiria um projeto de recipiente de pressão especial (como em cilindros de gás ), ou a quantidade de carga útil na lata seria pequena e se esgotaria rapidamente. Normalmente, o gás é o vapor de um líquido com ponto de ebulição ligeiramente inferior à temperatura ambiente . Isso significa que dentro da lata pressurizada, o vapor pode existir em equilíbrio com seu líquido a granel a uma pressão superior à pressão atmosférica (e capaz de expelir a carga útil), mas não perigosamente alta. Conforme o gás escapa, ele é imediatamente substituído pelo líquido de evaporação. Uma vez que o propelente existe na forma líquida na lata, ele deve ser miscível com a carga útil ou dissolvido na carga útil. Em espanadores de gás e sprays de congelamento , o próprio propelente atua como a carga útil. O propelente em uma lata de espanador de gás não é "ar comprimido" como às vezes se assume, mas geralmente um haloalcano .

Os clorofluorcarbonos (CFCs) costumavam ser usados ​​como propelentes, mas desde que o Protocolo de Montreal entrou em vigor em 1989, eles foram substituídos em quase todos os países devido aos efeitos negativos que os CFCs têm na camada de ozônio da Terra . As substituições mais comuns de CFCs são misturas de hidrocarbonetos voláteis , normalmente propano , n- butano e isobutano . Éter dimetílico (DME) e éter metil etílico também são usados. Todos eles têm a desvantagem de serem inflamáveis . O óxido nitroso e o dióxido de carbono também são usados ​​como propelentes para fornecer alimentos (por exemplo, chantilly e spray de cozinha ). Aerossóis medicinais, como inaladores para asma, usam hidrofluoroalcanos (HFA): HFA 134a (1,1,1,2, -tetrafluoroetano) ou HFA 227 (1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano) ou combinações de os dois. Mais recentemente, os propelentes de hidrofluoroolefina (HFO) líquidos se tornaram mais amplamente adotados em sistemas de aerossol devido à sua pressão de vapor relativamente baixa, baixo potencial de aquecimento global (GWP) e não inflamabilidade. Pulverizadores de bomba manual podem ser usados ​​como uma alternativa para um propelente armazenado.

As máquinas de enchimento de propelente de aerossol líquido requerem precauções adicionais, como ser montadas externamente ao depósito de produção em um galpão de gás. As máquinas com propulsor de aerossol líquido são normalmente construídas de acordo com os regulamentos ATEX Zona II / 2G (classificação Zona 1).

Embalagem

Um sistema de válvula de pintura típico terá uma válvula " fêmea ", sendo a haste parte do atuador superior. A válvula pode ser pré-montada com o copo da válvula e instalada na lata como uma peça, antes do enchimento sob pressão. O atuador é adicionado posteriormente.

Os produtos aerossóis modernos têm três partes principais: a lata, a válvula e o atuador ou botão. A lata é mais comumente folha-de-flandres envernizada (aço com uma camada de estanho) e pode ser feita de duas ou três peças de metal comprimidas entre si. As latas de alumínio também são comuns e geralmente são usadas para produtos mais caros ou destinados a ter uma aparência mais premium, como produtos de higiene pessoal. A válvula é frisada na borda interna da lata, e o projeto desse componente é importante para determinar a taxa de pulverização. O atuador é pressionado pelo usuário para abrir a válvula; uma mola fecha a válvula novamente quando ela é liberada. A forma e o tamanho do bico no atuador controlam o tamanho das partículas aerossolizadas e a propagação do spray aerossol.

Alternativas de embalagens sem propulsor

Os verdadeiros aerossóis liberam seu propelente durante o uso. Algumas alternativas sem propulsor incluem vários frascos de spray, frascos de compressão e sistemas de aerossol de gás comprimido Bag on Valve (BoV) ou Bag in Can (BiC).

Embalagem que utiliza um sistema de barreira de pistão por CCL Industries ou Earthsafe por Crown Holdings é frequentemente seleccionada para altamente viscosos produtos, tais como a formação de espuma pós- gel para o cabelo , de espessura cremes e loções , barrar alimentares e produtos industriais e selantes . O principal benefício desse sistema é que elimina a permeação de gases e garante a separação do produto do propelente, mantendo a pureza e a integridade da formulação ao longo de sua vida útil ao consumidor. O sistema de barreira de pistão também fornece uma taxa de fluxo consistente com retenção mínima de produto.

Outro tipo de sistema de distribuição é o sistema saco na lata (ou BOV, tecnologia saco na válvula), onde o produto é separado do agente pressurizante com uma bolsa laminada de várias camadas hermeticamente selada, que mantém a integridade da formulação completa. apenas o produto puro é dispensado. Entre seus muitos benefícios, o sistema bag-in-can estende a vida útil de um produto, é adequado para todas as atitudes, dispensação (360 graus), descarga silenciosa e sem refrigeração. Este sistema bag-in-can é usado na embalagem de produtos farmacêuticos, industriais, domésticos, de cuidados para animais de estimação e outros que requerem separação completa entre o produto e o propelente.

Um desenvolvimento posterior é o spray aerossol 2K (dois componentes), com um componente principal armazenado em uma câmara principal e um segundo componente armazenado em um recipiente de acessórios. Quando um aplicador ativa o aerossol 2K quebrando o recipiente do acessório, os dois componentes se misturam. A lata de aerossol 2K é vantajosa para a entrega de misturas reativas; por exemplo, uma mistura reativa 2K pode usar monômero de baixo peso molecular , oligômero e polímero funcionalizado de baixo peso molecular para fazer um polímero reticulado de alto peso molecular final . Um aerossol 2K pode aumentar o conteúdo de sólidos e fornecer produtos de polímero de alto desempenho, como tintas curáveis , espumas e adesivos .

Preocupações de segurança

Os ar / espanadores enlatados não contêm ar e são perigosos, até mesmo mortais, de inalar.

As latas de aerossol têm três áreas principais de preocupação com a saúde:

  • O conteúdo pode ser deliberadamente inalado para atingir a intoxicação pelo propelente (conhecido como abuso de inalante ou "huffing"). Chamá-los de "ar comprimido" ou "latas de ar comprimido" pode induzir o ignorante a pensar que são inofensivos; na verdade, esse uso indevido causou mortes.
  • As queimaduras de aerossol podem ser causadas pela pulverização de aerossol diretamente sobre a pele, em uma prática às vezes chamada de "geada". A expansão adiabática faz com que o conteúdo do aerossol resfrie rapidamente ao sair da lata.
  • Os propelentes em latas de aerossol são tipicamente combinações de gases inflamáveis ​​e são conhecidos por causar incêndios e explosões. No entanto, gases comprimidos não inflamáveis, como nitrogênio e óxido nitroso, têm sido amplamente adotados em vários sistemas de aerossol, como purificadores de ar e chantilly aerossolizado, assim como propelentes líquidos não inflamáveis.

Nos Estados Unidos, as latas de aerossol não vazias são consideradas resíduos perigosos , mas ainda são consideradas "recicláveis ​​quando vazias" nos programas de reciclagem dos EUA.

Veja também

Referências

links externos