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气雾剂研发之阀门的设计

2019-05-10

  气雾剂阀门相对整个气雾剂产品来讲可谓是“一夫当关万夫莫开”的至关重要的关口,不仅关系到产品密封性,也关系到喷出效果,更关系到产品的稳定性。今天简单谈谈25.4mm口径的气雾剂阀门(不包括二元阀袋)在研发设计阶段我们应该如何来操作。

  气雾阀种类和结构

  我们从使用上来分类,因前两种为常用阀门:

  360阀,也就是可以正立,也可以倒立喷射的阀门,但也不是真正意义上的360°阀门,当存在一定角度时,只能喷射出抛射剂,不能气液同时喷出:

  标准阀,也就是通常意义的正立喷射使用的阀门:

  全方位阀,是真正意义上的360°任何角度可以喷射的阀门,正立、倒立、横置皆可,国内用的较少,主要用在化妆品产品上,此类阀门阀杆底端有一个垂坠,当你倾斜向任意一个角度时,垂坠就会坠落到罐子内的低位置,当按下按钮,阀门通道打开时,可以任意角度喷射出来:

  气雾阀选择要点

  封杯材质的选择:铁杯的厚度通常是0.27mm,铝杯的厚度通常是0.42mm,而两种材质可以以素材的形式使用,也可以配以不同材质的图层使用,下面介绍常用的几种材质的封杯:

  垫圈材质的选择:垫圈通常分为内垫圈和外垫圈,材质各种各样,主要有:丁纳、氯丁、丁基、氯丁基、丁腈、氯丁二烯、聚氨胶等等。

气雾剂

  根据料液,抛射剂的不同,选择合适的材质来调剂出佳配方。也可以向阀门供应商咨询材质的佳适用性,这对于初学者来讲是一个加速开发过程的好方法。不同阀门供应商的水平不一,可以多向一些阀门供应商请教。

  一般建议:丁纳(水基、醇基)、氯丁(油基、溶剂)、丁基(DME、强溶剂)等。

  阀杆孔径的选择:常见尺寸有0.33、0.41、0.46、0.51、0.61mm,阀杆孔的数量是喷出速率的决定因素之一。阀杆气孔的数量也有不同系列,有1,2,4,6甚至有8孔的存在。

  气相旁孔的选择:气相旁孔位于阀室体上,阀门封口后位于内部,主要用于增加雾化效果、一些粉末类产品增加内容物喷出稳定性、高粘度产品的喷出增大等功能。有单孔,也有双孔设计。

  浸管长度的选择:浸管长度在初设定的时候可以根据

  阀门长度=罐子总高-经验值

  (阀门的长度通常以从阀杯水平线到浸管底部的长度)。然后通过兼容性测试,收取浸管在产品中的收缩程度,终定下阀门高度。终的阀门长度以浸泡稳定后浸管底部处于罐子底部半圆的下1/3处为佳,如下图:

  气雾阀兼容性测试

  测试方法可以查看胡工之前的文章《稳定性试验一~四》系列,其中有详细的介绍,以下几点为重点测试项目:

  1:封杯材质的稳定性测试

  2:溶胀性测试

  3:重量测试

  4:硬度测试

  5:浸管长度测试

  6:粉末产品的高低温测试

  气雾阀小常识

  1:酒精中存在收缩现象,不论是垫圈还是浸管都要注意这种可能性的存在。

  2:不可在浓缩液中测试,浓缩液中的物料往往比稀释液的要强,所得数据也不符合成品要求。

  3:内垫圈材质燃烧鉴定:

  氯丁:离开火源不能继续燃烧,火焰呈黄色

  丁纳:离开火源后可以继续燃烧,膨胀,表面烧焦,火焰呈黄色

  丁基:离开火源后可以继续燃烧,扭曲,龟裂,火焰呈黄色

  氯丁基:离开火源后可以继续燃烧,内孔变大,放射状裂纹,火焰呈黄色

  (此知识来源于气雾剂通讯,2003年第4期《内垫圈材质的辨别》,作者邓红星)

  小结

  气雾阀的选择并不是简单的从供应商处拿来样品,然后进行封装和稳定性测试之后可以就可以,而是根据所研发的产品的理化特性设定出研发工程师自己所想所需的材质,然后通过不同的供应商的选择,首先可以索取相应阀门的技术参数表,根据参数表可以简单的读取有用信息和功能性是否能满足的预判,再根据产品的价格和供应商的等级,选取合理的样品进行打样,兼容性测试以及稳定性测试。

  请注意,并不是说阀门的封杯的材质一定要和气雾罐的材质一致,研发人员可以根据产品的特性来设定,并通过稳定性试验验证即可!

  也建议大家可以向供应商索取不同材质的垫圈,阀杆,弹簧,阀室体,浸管的,建立自己的数据库,以便将来所需要时,可以快速的读取信息,选择出自己所需的材质!


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