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氣霧劑研發之閥門的設計

2019-05-10

  氣霧劑閥門相對整個氣霧劑產品來講可謂是“一夫當關萬夫莫開”的至關重要的關口,不僅關系到產品密封性,也關系到噴出效果,更關系到產品的穩定性。今天簡單談談25.4mm口徑的氣霧劑閥門(不包括二元閥袋)在研發設計階段我們應該如何來操作。

  氣霧閥種類和結構

  我們從使用上來分類,因前兩種為常用閥門:

  360閥,也就是可以正立,也可以倒立噴射的閥門,但也不是真正意義上的360°閥門,當存在一定角度時,只能噴射出拋射劑,不能氣液同時噴出:

  標準閥,也就是通常意義的正立噴射使用的閥門:

  全方位閥,是真正意義上的360°任何角度可以噴射的閥門,正立、倒立、橫置皆可,國內用的較少,主要用在化妝品產品上,此類閥門閥桿底端有一個垂墜,當你傾斜向任意一個角度時,垂墜就會墜落到罐子內的低位置,當按下按鈕,閥門通道打開時,可以任意角度噴射出來:

  氣霧閥選擇要點

  封杯材質的選擇:鐵杯的厚度通常是0.27mm,鋁杯的厚度通常是0.42mm,而兩種材質可以以素材的形式使用,也可以配以不同材質的圖層使用,下面介紹常用的幾種材質的封杯:

  墊圈材質的選擇:墊圈通常分為內墊圈和外墊圈,材質各種各樣,主要有:丁納、氯丁、丁基、氯丁基、丁腈、氯丁二烯、聚氨膠等等。

氣霧劑

  根據料液,拋射劑的不同,選擇合適的材質來調劑出佳配方。也可以向閥門供應商咨詢材質的佳適用性,這對于初學者來講是一個加速開發過程的好方法。不同閥門供應商的水平不一,可以多向一些閥門供應商請教。

  一般建議:丁納(水基、醇基)、氯丁(油基、溶劑)、丁基(DME、強溶劑)等。

  閥桿孔徑的選擇:常見尺寸有0.33、0.41、0.46、0.51、0.61mm,閥桿孔的數量是噴出速率的決定因素之一。閥桿氣孔的數量也有不同系列,有1,2,4,6甚至有8孔的存在。

  氣相旁孔的選擇:氣相旁孔位于閥室體上,閥門封口后位于內部,主要用于增加霧化效果、一些粉末類產品增加內容物噴出穩定性、高粘度產品的噴出增大等功能。有單孔,也有雙孔設計。

  浸管長度的選擇:浸管長度在初設定的時候可以根據

  閥門長度=罐子總高-經驗值

  (閥門的長度通常以從閥杯水平線到浸管底部的長度)。然后通過兼容性測試,收取浸管在產品中的收縮程度,終定下閥門高度。終的閥門長度以浸泡穩定后浸管底部處于罐子底部半圓的下1/3處為佳,如下圖:

  氣霧閥兼容性測試

  測試方法可以查看胡工之前的文章《穩定性試驗一~四》系列,其中有詳細的介紹,以下幾點為重點測試項目:

  1:封杯材質的穩定性測試

  2:溶脹性測試

  3:重量測試

  4:硬度測試

  5:浸管長度測試

  6:粉末產品的高低溫測試

  氣霧閥小常識

  1:酒精中存在收縮現象,不論是墊圈還是浸管都要注意這種可能性的存在。

  2:不可在濃縮液中測試,濃縮液中的物料往往比稀釋液的要強,所得數據也不符合成品要求。

  3:內墊圈材質燃燒鑒定:

  氯丁:離開火源不能繼續燃燒,火焰呈黃色

  丁納:離開火源后可以繼續燃燒,膨脹,表面燒焦,火焰呈黃色

  丁基:離開火源后可以繼續燃燒,扭曲,龜裂,火焰呈黃色

  氯丁基:離開火源后可以繼續燃燒,內孔變大,放射狀裂紋,火焰呈黃色

  (此知識來源于氣霧劑通訊,2003年第4期《內墊圈材質的辨別》,作者鄧紅星)

  小結

  氣霧閥的選擇并不是簡單的從供應商處拿來樣品,然后進行封裝和穩定性測試之后可以就可以,而是根據所研發的產品的理化特性設定出研發工程師自己所想所需的材質,然后通過不同的供應商的選擇,首先可以索取相應閥門的技術參數表,根據參數表可以簡單的讀取有用信息和功能性是否能滿足的預判,再根據產品的價格和供應商的等級,選取合理的樣品進行打樣,兼容性測試以及穩定性測試。

  請注意,并不是說閥門的封杯的材質一定要和氣霧罐的材質一致,研發人員可以根據產品的特性來設定,并通過穩定性試驗驗證即可!

  也建議大家可以向供應商索取不同材質的墊圈,閥桿,彈簧,閥室體,浸管的,建立自己的數據庫,以便將來所需要時,可以快速的讀取信息,選擇出自己所需的材質!


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