Aerosolové hnací látky jsou látky, které zajišťují tlak potřebný k dávkování produktu z aerosolové nádobky. Pomáhají protlačit formulaci ventilem a pohonem a vytvořit sprej, mlhu, pěnu nebo proud.

Volba hnací látky ovlivňuje účinnost spreje aerosolového produktu, tlak, kompatibilitu složení, bezpečnost a proces plnění. Dvě hlavní kategorie jsou pohonné hmoty na zkapalněný plyn a pohonné hmoty na stlačený plyn.

Co dělá aerosolový pohon?

V běžném aerosolovém balení je hnací látka uložena pod tlakem uvnitř nádoby. Když se ventil otevře, tlak vytlačí produkt ven přes ventil a pohon.

Mnoho aerosolových hnacích látek jsou zkapalněné plyny. Při normální skladovací teplotě mohou existovat jako kapalina a pára uvnitř tlakové nádoby. Při dávkování produktu se část kapalné pohonné látky odpaří, aby se doplnil prostor pro páru, což pomáhá udržovat tlak, zatímco kapalná pohonná látka zůstává.

Hnací látka může v některých formulacích také působit jako rozpouštědlo nebo ředidlo. Například DME má vlastnosti rozpouštědla a může být kompatibilní s určitými složkami. Jeho vhodnost však závisí na konkrétní receptuře a obalových materiálech.

1. Pohonné hmoty na zkapalněné plyny

Pohonné látky zkapalněného plynu jsou skladovány jako kapalina pod tlakem a produkují páru, která pomáhá natlakovat nádobku s aerosolem. Mezi běžné příklady patří CFC, HCFC, HFC, LPG a DME.

(1) CFC (chlorfluoruhlovodíky)

CFC byly historicky používány v aerosolových produktech kvůli jejich užitečným tlakovým charakteristikám a nízké hořlavosti. Poškozují však ozonovou vrstvu a v mnoha aplikacích a na trzích byly postupně vyřazeny nebo omezeny.

(2) HCFC (hydrochlorfluoruhlovodíky)

HCFC byly zavedeny jako přechodné alternativy k CFC. I když je jejich potenciál poškozování ozonové vrstvy obecně nižší, stále mohou ovlivnit ozonovou vrstvu a podléhají postupným kontrolám. Jejich současné použití závisí na látce, aplikaci a místních předpisech.

(3) HFC (fluorouhlovodíky)

HFC neobsahují chlór a obecně nepoškozují ozonovou vrstvu. Některé byly použity v aerosolových aplikacích vyžadujících zvláštní tlakové nebo hořlavé charakteristiky. Mnoho HFC má však vysoký potenciál globálního oteplování a podléhá omezením souvisejícím s klimatem.

(4) LPG (Liquefied Petroleum Gas)

Aerosolový LPG běžně obsahuje propan, butan, isobutan nebo směsi těchto plynů. Je široce používán v aerosolových produktech pro domácnost, osobní péči, automobilový průmysl a průmyslové výrobky.

LPG je často vybírán pro svou dostupnost, cenu a nastavitelné tlakové charakteristiky. Je hořlavý, takže složení, konstrukce nádoby, operace plnění a skladování musí počítat s riziky požáru a výbuchu.

(5) DME (dimethylether)

DME se používá v řadě aerosolových produktů pro domácnost, osobní péči a průmyslové výrobky. Má rozpouštědlové vlastnosti a může pomoci rozpustit nebo smíchat s určitými složkami formulace.

DME je hořlavý. Před použitím by měla být posouzena jeho kompatibilita se složením produktu, povlakem nádoby, součástmi ventilu a těsněním.

2.  Pohonné hmoty na stlačený plyn

Hnací látky se stlačeným plynem jsou skladovány jako plyn pod tlakem. V mnoha běžných aerosolových baleních zabírá plyn prostor nad produktem.

Jak je produkt vydáván, plyn expanduje do zvětšujícího se horního prostoru, takže tlak v nádobě obvykle klesá. To může způsobit oslabení výkonu spreje, když se nádoba vyprazdňuje.

Mezi běžné stlačené plyny používané v aerosolových aplikacích patří dusík, oxid uhličitý a argon. Oxid dusný se také používá v některých aplikacích, ale jeho fázové chování závisí na tlaku a teplotě; za typických podmínek aerosolu může být přítomen jako zkapalněný plyn.

(1) Dusík (N₂)

Dusík je inertní, nehořlavý plyn používaný v některých aerosolových produktech a systémech BOV (bag-on-valve). Může být vhodný, když formulace potřebuje zůstat oddělená od hnací látky.

(2) Oxid uhličitý (CO₂)

Oxid uhličitý se používá ve vybraných aerosolových aplikacích. Je nehořlavý, ale může se rozpouštět v některých formulacích a může ovlivnit vlastnosti produktu. Jeho vhodnost závisí na složení a požadovaném dávkovacím výkonu.

(3) Argon (Ar)

Argon je inertní, nehořlavý plyn používaný ve specializovaných aplikacích. Je méně běžný než dusík v obecných aerosolových produktech a jeho použití závisí na požadavcích na výkon, dostupnosti a ceně.

(4) Oxid dusný (N2O)

Oxid dusný se používá v určitých specializovaných aplikacích, včetně některých produktů souvisejících s potravinami. Jeho chování pod tlakem se liší od chování plynů, jako je dusík, a nemělo by být považováno za zaměnitelné s dusíkem. I když není sám o sobě hořlavý, může podporovat hoření.

3. Zkapalněný plyn vs. stlačený plyn

To jsou obecné tendence. Skutečný výkon závisí na pohonné látce, složení, teplotě, nádobě, ventilu a dávkovacím systému.

4. Jak vybrat aerosolový pohon

Výběr pohonné látky by měl být založen na kompletním aerosolovém produktu, nejen na samotném plynu. Mezi důležité faktory patří:

 

l Kompatibilita složení:  Může se pohonná látka smísit s produktem nebo zůstat kompatibilní, aniž by to ovlivnilo jeho kvalitu?

l Výkon stříkání:  Poskytuje požadovaný tlak, rychlost vypouštění a tvar stříkání?

l Konstrukce obalu: Bude produkt přímo kontaktovat pohonnou látku nebo bude oddělen vakem BOV?

l Bezpečnost: Jsou řádně řešena rizika hořlavosti, tlaku, plnění, skladování a přepravy?

l Kompatibilita nádoby a ventilu:  Mohou součásti balení odolat tlaku a zůstat kompatibilní s recepturou?

l Regulační požadavky: Je pohonná látka povolena pro zamýšlený produkt a cílový trh?

l Proces plnění:  Vyžaduje produkt konvenční aerosolovou náplň nebo systém plnění BOV?

 

Konečná volba by měla být ověřena testováním složení a balení s použitím specifikací dodavatele a příslušných předpisů.

Závěr

Aerosolové hnací látky poskytují tlak potřebný k dávkování aerosolových produktů. Zkapalněné plyny, jako je LPG a DME, jsou široce používány v konvenčních aerosolových systémech, zatímco stlačené plyny, jako je dusík a oxid uhličitý, se používají ve vybraných aplikacích, včetně mnoha systémů BOV.

Správná pohonná látka závisí na složení, účinnosti spreje, balení, bezpečnosti, požadavcích na plnění a místních předpisech. Pochopení rozdílů mezi zkapalněnými a stlačenými plyny pomáhá výrobcům vybrat vhodnou pohonnou látku a navrhnout spolehlivý aerosolový produkt.