Aerosólové hnacie plyny sú látky, ktoré poskytujú tlak potrebný na dávkovanie produktu z aerosólovej nádoby. Pomáhajú pretláčať formuláciu cez ventil a pohon, čím vytvárajú sprej, hmlu, penu alebo prúd.

Výber hnacieho plynu ovplyvňuje účinnosť spreja aerosólového produktu, tlak, kompatibilitu prípravku, bezpečnosť a proces plnenia. Dve hlavné kategórie sú hnacie plyny na skvapalnený plyn a hnacie plyny na stlačený plyn.

Čo robí aerosólový hnací plyn?

V bežnom aerosólovom balení je hnacia látka uložená pod tlakom vo vnútri nádoby. Keď sa ventil otvorí, tlak vytlačí produkt von cez ventil a pohon.

Mnohé aerosólové hnacie plyny sú skvapalnené plyny. Pri normálnych skladovacích teplotách môžu existovať ako kvapalina a para vo vnútri tlakovej nádoby. Pri dávkovaní produktu sa niektoré kvapalné palivo vyparí, aby sa doplnil priestor pre pary, čo pomáha udržiavať tlak, zatiaľ čo kvapalné palivo zostáva.

Hnací plyn môže v niektorých formuláciách pôsobiť aj ako rozpúšťadlo alebo riedidlo. Napríklad DME má vlastnosti rozpúšťadla a môže byť kompatibilný s určitými zložkami. Jeho vhodnosť však závisí od konkrétneho zloženia a obalových materiálov.

1. Hnacie plyny na skvapalnený plyn

Skvapalnené hnacie plyny sa skladujú ako kvapalina pod tlakom a vytvárajú paru, ktorá pomáha natlakovať aerosólovú nádobu. Bežné príklady zahŕňajú CFC, HCFC, HFC, LPG a DME.

(1) CFC (chlórfluórované uhľovodíky)

CFC sa historicky používali v aerosólových výrobkoch kvôli ich užitočným tlakovým charakteristikám a nízkej horľavosti. Poškodzujú však ozónovú vrstvu a v mnohých aplikáciách a na trhoch boli postupne vyradené alebo obmedzené.

(2) HCFC (hydrochlórofluorokarbóny)

HCFC boli zavedené ako prechodné alternatívy k CFC. Hoci ich potenciál poškodzovania ozónovej vrstvy je vo všeobecnosti nižší, stále môžu ovplyvňovať ozónovú vrstvu a podliehajú postupným kontrolám. Ich súčasné použitie závisí od látky, aplikácie a miestnych predpisov.

(3) HFC (fluorouhľovodíky)

HFC neobsahujú chlór a vo všeobecnosti nepoškodzujú ozónovú vrstvu. Niektoré sa použili v aerosólových aplikáciách vyžadujúcich osobitné tlakové alebo horľavé charakteristiky. Mnohé HFC však majú vysoký potenciál globálneho otepľovania a podliehajú klimatickým obmedzeniam.

(4) LPG (Liquefied Petroleum Gas)

Aerosólový LPG bežne obsahuje propán, bután, izobután alebo zmesi týchto plynov. Je široko používaný v domácnostiach, osobnej starostlivosti, automobilovom priemysle a priemyselných aerosólových výrobkoch.

LPG sa často vyberá pre svoju dostupnosť, cenu a nastaviteľné tlakové charakteristiky. Je horľavý, takže formulácia, dizajn nádoby, operácie plnenia a skladovanie musia počítať s rizikom požiaru a výbuchu.

(5) DME (dimetyléter)

DME sa používa v rade aerosólových produktov pre domácnosť, osobnú starostlivosť a priemyselné aerosóly. Má rozpúšťadlové vlastnosti a môže pomôcť rozpustiť sa alebo zmiešať s určitými zložkami prípravku.

DME je horľavý. Pred použitím by sa mala posúdiť jeho kompatibilita so zložením produktu, obalom nádoby, komponentmi ventilu a tesnením.

2.  Pohonné látky na stlačený plyn

Hnacie plyny so stlačeným plynom sa skladujú ako plyn pod tlakom. V mnohých bežných aerosólových baleniach plyn zaberá priestor nad produktom.

Ako sa produkt vydáva, plyn expanduje do zväčšujúceho sa priestoru nad hlavou, takže tlak v nádobe zvyčajne klesá. To môže spôsobiť oslabenie výkonu spreja, keď sa nádoba vyprázdňuje.

Bežné stlačené plyny používané v aerosólových aplikáciách zahŕňajú dusík, oxid uhličitý a argón. Oxid dusný sa tiež používa v niektorých aplikáciách, ale jeho fázové správanie závisí od tlaku a teploty; za typických aerosólových podmienok môže byť prítomný ako skvapalnený plyn.

(1) dusík (N₂)

Dusík je inertný, nehorľavý plyn používaný v niektorých aerosólových produktoch a systémoch typu bag-on-valve (BOV). Môže byť vhodný, keď formulácia musí zostať oddelená od hnacej látky.

(2) Oxid uhličitý (CO₂)

Oxid uhličitý sa používa vo vybraných aerosólových aplikáciách. Je nehorľavý, ale môže sa rozpustiť v niektorých formuláciách a môže ovplyvniť vlastnosti produktu. Jeho vhodnosť závisí od zloženia a požadovaného dávkovacieho výkonu.

(3) Argón (Ar)

Argón je inertný, nehorľavý plyn používaný v špecializovaných aplikáciách. Je menej bežný ako dusík vo všeobecných aerosólových produktoch a jeho použitie závisí od požiadaviek na výkon, dostupnosti a nákladov.

(4) Oxid dusný (N2O)

Oxid dusný sa používa v určitých špecializovaných aplikáciách vrátane niektorých produktov súvisiacich s potravinami. Jeho správanie pod tlakom sa líši od správania plynov, ako je dusík, a nemalo by sa považovať za zameniteľné s dusíkom. Hoci nie je sám o sebe horľavý, môže podporovať horenie.

3. Skvapalnený plyn vs. stlačený plyn

Toto sú všeobecné tendencie. Skutočný výkon závisí od pohonnej látky, formulácie, teploty, nádoby, ventilu a dávkovacieho systému.

4. Ako si vybrať aerosólový hnací plyn

Výber hnacej látky by mal byť založený na úplnom aerosólovom produkte, nielen na samotnom plyne. Medzi dôležité faktory patria:

 

l Kompatibilita zloženia:  Môže sa hnací plyn zmiešať s produktom alebo zostať kompatibilný bez ovplyvnenia jeho kvality?

l Výkon striekania:  Poskytuje požadovaný tlak, rýchlosť výtoku a vzor striekania?

l Dizajn balenia: Bude produkt priamo kontaktovať hnaciu látku alebo bude oddelený vakom BOV?

l Bezpečnosť: Sú riziká horľavosti, tlaku, plnenia, skladovania a prepravy správne riešené?

l Kompatibilita nádoby a ventilu:  Vydržia komponenty balenia tlak a zostávajú kompatibilné s prípravkom?

l Regulačné požiadavky: Je pohonná látka povolená pre zamýšľaný produkt a cieľový trh?

l Proces plnenia:  Vyžaduje produkt konvenčnú aerosólovú náplň alebo plniaci systém BOV?

 

Konečná voľba by mala byť overená testovaním zloženia a balenia, s použitím špecifikácií dodávateľa a platných predpisov.

Záver

Aerosólové hnacie plyny poskytujú tlak potrebný na dávkovanie aerosólových produktov. Skvapalnené plyny ako LPG a DME sa široko používajú v konvenčných aerosólových systémoch, zatiaľ čo stlačené plyny ako dusík a oxid uhličitý sa používajú vo vybraných aplikáciách, vrátane mnohých systémov BOV.

Správny hnací plyn závisí od zloženia, účinnosti spreja, balenia, bezpečnosti, požiadaviek na plnenie a miestnych predpisov. Pochopenie rozdielov medzi skvapalnenými a stlačenými plynmi pomáha výrobcom vybrať si vhodný hnací plyn a navrhnúť spoľahlivý aerosólový produkt.