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El aerosol en aerosol es un tipo de sistema de dispensación que crea una niebla de aerosol de partículas líquidas. Consta de una lata o botella que contiene una carga útil y un propulsor a presión. Cuando se abre la válvula del contenedor, la carga útil sale por una pequeña abertura y emerge como un aerosol o neblina.

Lata de aerosol

Historia [ editar ]

El bote de aerosol (una partícula de quimio) inventado por los investigadores del USDA , Lyle Goodhue y William Sullivan.

Los conceptos de aerosol probablemente se remontan a 1790. [1] La primera patente de lata de aerosol se otorgó en Oslo en 1927 a Erik Rotheim , un ingeniero químico noruego, [1] [2] y se otorgó una patente en los Estados Unidos para la invención en 1931. [3] Los derechos de patente se vendieron a una empresa estadounidense por 100.000 coronas noruegas . [4] El Servicio Postal de Noruega, Posten Norge , celebró la invención emitiendo un sello en 1998.

En 1939, el estadounidense Julian S. Kahn recibió una patente para una lata de aerosol desechable, [5] [6] pero el producto permaneció en gran parte sin desarrollar. La idea de Kahn era mezclar crema y un propulsor de dos fuentes para hacer crema batida en casa, no un verdadero aerosol en ese sentido. Además, en 1949, rechazó sus primeras cuatro afirmaciones, que fueron la base de sus siguientes reclamaciones de patentes.

No fue sino hasta 1941 cuando los estadounidenses Lyle Goodhue y William Sullivan de la Oficina de Entomología y Cuarentena Vegetal de los Estados Unidos , quienes son los inventores de la lata de aerosol moderna, comenzaron a utilizar la lata de aerosol de manera efectiva . [7] [8] Su diseño de una lata de aerosol recargable denominada bomba de aerosol o bomba de insectos , es el antepasado de muchos productos de aerosol comerciales. Era una lata de acero del tamaño de una mano cargada con un gas licuado a 75 libras de presión y un producto para ser expulsado en forma de niebla o espuma. [9] Se expidió una patente de servicio público sobre la invención y se asignó al Secretario de Agricultura.para el uso gratuito de la gente de los Estados Unidos. [10] Presurizado por gas licuado, que le dio cualidades propulsoras, la lata pequeña y portátil permitió a los soldados defenderse de los mosquitos portadores de malaria rociando tiendas de campaña y aviones en el Pacífico durante la Segunda Guerra Mundial . [11] Goodhue y Sullivan recibieron la primera Medalla de Oro Erik Rotheim de la Federación de Asociaciones Europeas de Aerosoles el 28 de agosto de 1970, en Oslo, Noruega, en reconocimiento a sus primeras patentes y su posterior trabajo pionero con aerosoles.

En 1948, el gobierno de los Estados Unidos concedió licencias a tres empresas para fabricar aerosoles. Dos de las tres empresas, Chase Products Company y Claire Manufacturing, continúan fabricando aerosoles. La "válvula de engarzado", que se utiliza para controlar la pulverización en aerosoles de baja presión, fue desarrollada en 1949 por el propietario de un taller mecánico del Bronx , Robert H. Abplanalp . [8] [12]

En 1974, los Dres. Frank Sherwood Rowland y Mario J. Molina propusieron que los clorofluorocarbonos , utilizados como propulsores en aerosoles, contribuían al agotamiento de la capa de ozono de la Tierra . [13] En respuesta a esta teoría, el Congreso de los Estados Unidos aprobó enmiendas a la Ley de Aire Limpio en 1977 autorizando a la Agencia de Protección Ambiental a regular la presencia de CFC en la atmósfera. [14] El Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente pidió la investigación de la capa de ozono ese mismo año y, en 1981, autorizó una convención marco mundial sobre la protección de la capa de ozono. [15]En 1985, Joe Farman , Brian G. Gardiner y Jon Shanklin publicaron el primer artículo científico que detallaba el agujero en la capa de ozono. [16] Ese mismo año, se firmó la Convención de Viena en respuesta a la autorización de la ONU. Dos años más tarde, se firmó formalmente el Protocolo de Montreal , que regulaba la producción de CFC. Entró en vigor en 1989. [15] Los Estados Unidos eliminaron formalmente los CFC en 1995. [17]

Propelentes de aerosol [ editar ]

Si las latas de aerosol se llenaran simplemente con gas comprimido , necesitarían estar a una presión peligrosamente alta y requerirían un diseño de recipiente de presión especial (como en los cilindros de gas ), o la cantidad de carga útil en la lata sería pequeña y se agotaría rápidamente. Por lo general, el gas es el vapor de un líquido con un punto de ebullición ligeramente más bajo que la temperatura ambiente . Esto significa que dentro de la lata presurizada, el vapor puede existir en equilibrio con su líquido a granel a una presión superior a la presión atmosférica.(y capaz de expulsar la carga útil), pero no peligrosamente alto. A medida que el gas se escapa, se reemplaza inmediatamente por líquido en evaporación. Dado que el propulsor existe en forma líquida en la lata, debe ser miscible con la carga útil o disuelto en la carga útil. En los pulverizadores de gas y los aerosoles de congelación , el propulsor en sí actúa como carga útil. El propulsor en una lata de plumero de gas no es "aire comprimido" como a veces se supone, sino generalmente un haloalcano .

Los clorofluorocarbonos (CFC) alguna vez se usaron a menudo como propulsores, [18] pero desde que el Protocolo de Montreal entró en vigor en 1989, han sido reemplazados en casi todos los países debido a los efectos negativos que tienen los CFC en la capa de ozono de la Tierra . Los reemplazos más comunes de los CFC son mezclas de hidrocarburos volátiles , generalmente propano , n- butano e isobutano . También se utilizan dimetiléter (DME) y metiletiléter . Todos estos tienen el inconveniente de ser inflamables . Óxido nitroso y dióxido de carbono.también se utilizan como propulsores para distribuir productos alimenticios (por ejemplo, crema batida y aerosol para cocinar ). Los aerosoles medicinales, como los inhaladores para el asma, utilizan hidrofluoroalcanos (HFA): ya sea HFA 134a (1,1,1,2, -tetrafluoroetano) o HFA 227 (1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano) o combinaciones de los dos. Más recientemente, los propulsores líquidos de hidrofluoroolefina (HFO) se han adoptado más ampliamente en los sistemas de aerosol debido a su presión de vapor relativamente baja, bajo potencial de calentamiento global (GWP) y no inflamabilidad. [19] Los aerosoles de bomba manual se pueden utilizar como alternativa a un propelente almacenado.

Las máquinas de llenado de propelente de aerosoles líquidos requieren precauciones adicionales, como ser montadas externamente al almacén de producción en una casa de gas. Las máquinas propelentes de aerosoles líquidos se construyen típicamente para cumplir con las regulaciones ATEX Zona II / 2G (clasificación Zona 1). [20]

Embalaje [ editar ]

Un sistema típico de válvula de pintura tendrá una válvula " hembra ", siendo el vástago parte del actuador superior. La válvula puede ensamblarse previamente con la copa de la válvula e instalarse en la lata como una sola pieza, antes del llenado a presión. El actuador se agrega más tarde.

Los productos modernos en aerosol tienen tres partes principales: la lata, la válvula y el actuador o botón. La lata suele ser de hojalata lacada (acero con una capa de estaño) y puede estar hecha de dos o tres piezas de metal engarzadas entre sí. Latas de aluminiotambién son comunes y generalmente se usan para productos que son más caros o que están destinados a tener una apariencia más premium, como los productos para el cuidado personal. La válvula está engarzada al borde interior de la lata y el diseño de este componente es importante para determinar la tasa de pulverización. El usuario oprime el actuador para abrir la válvula; un resorte vuelve a cerrar la válvula cuando se suelta. La forma y el tamaño de la boquilla en el actuador controla el tamaño de las partículas en aerosol y la propagación del aerosol. [21]

Alternativas de envasado no propulsor [ editar ]

Artículos principales: botella de spray y botella exprimible

Los verdaderos aerosoles liberan su propulsor durante su uso. [2] [3] Algunas alternativas sin propulsores incluyen varias botellas rociadoras, botellas exprimibles y sistemas de aerosoles de gas comprimido con bolsa en válvula (BoV) o bolsa en lata (BiC).

Los envases que utilizan un sistema de barrera de pistón de CCL Industries o EarthSafe de Crown Holdings a menudo se seleccionan para productos altamente viscosos como geles para el cabello post-espumantes , cremas y lociones espesas , productos para untar y productos industriales y selladores . El principal beneficio de este sistema es que elimina la permeación de gas y asegura la separación del producto del propulsor, manteniendo la pureza e integridad de la formulación durante toda su vida útil. El sistema de barrera de pistón también proporciona un caudal constante con una mínima retención de producto.

Otro tipo de sistema de dispensación es el sistema de bolsa en lata (o BOV, tecnología de bolsa en válvula) en el que el producto se separa del agente presurizante con una bolsa laminada multicapa herméticamente sellada, que mantiene la integridad completa de la formulación, por lo que sólo se dispensa producto puro. [22] Entre sus muchos beneficios, el sistema de bolsa en lata extiende la vida útil de un producto, es adecuado para todo tipo de disposición, dispensación (360 grados), descarga silenciosa y sin enfriamiento. Este sistema de bolsa en lata se utiliza en el envasado de productos farmacéuticos, industriales, domésticos, para el cuidado de mascotas y otros productos que requieren una separación completa entre el producto y el propulsor.

Un desarrollo posterior es el aerosol en aerosol 2K (dos componentes), con un componente principal almacenado en una cámara principal y un segundo componente almacenado en un contenedor de accesorios. Cuando un aplicador activa el aerosol 2K al romper el contenedor de accesorios, los dos componentes se mezclan. La lata de aerosol 2K es ventajosa para el suministro de mezclas reactivas; por ejemplo, una mezcla reactiva 2K puede usar monómero de bajo peso molecular , oligómero y polímero funcionalizado de bajo peso molecular para hacer un polímero de alto peso molecular reticulado final . Un aerosol 2K puede aumentar el contenido de sólidos y ofrecer productos poliméricos de alto rendimiento, como pinturas curables , espumas y adhesivos .

Problemas de seguridad [ editar ]

Los espolvoreadores / aire enlatados no contienen aire y su inhalación es peligrosa, incluso mortal. [23]

Las latas de aerosol tienen tres áreas principales de preocupación para la salud:

  • El contenido se puede inhalar deliberadamente para lograr la intoxicación por el propulsor (conocido como abuso de inhalantes o "inhalación"). Llamarlos "aire enlatado" o "latas de aire comprimido" podría inducir a error a los ignorantes a pensar que son inofensivos; de hecho, ese uso indebido ha causado muertes. [23]
  • Las lesiones por quemaduras por aerosol pueden ser causadas por la pulverización de aerosol directamente sobre la piel, en una práctica que a veces se denomina "glaseado". [24] La expansión adiabática hace que el contenido del aerosol se enfríe rápidamente al salir de la lata.
  • Los propulsores en las latas de aerosol son típicamente combinaciones de gases inflamables y se sabe que causan incendios y explosiones. [25] Sin embargo, los gases comprimidos no inflamables como el nitrógeno y el óxido nitroso se han adoptado ampliamente en varios sistemas de aerosoles como los ambientadores y la nata montada en aerosol, al igual que los propulsores líquidos no inflamables. [26]

En los Estados Unidos, las latas de aerosol que no están vacías se consideran desechos peligrosos , [25] pero todavía se consideran "reciclables cuando están vacías" en los programas de reciclaje en la acera de EE. UU. [27]

Ver también [ editar ]

  • Pintura en aerosol
  • Fabrican
  • Pintada
  • Cuerda tonta

Referencias [ editar ]

  1. ^ a b Bellis, Mary La historia de las latas de aerosol
  2. ^ a b Patente noruega No. 46613, emitida el 23 de noviembre de 1926
  3. ^ a b Patente de Estados Unidos 1.800.156  - Método y medios para la atomización o distribución de materiales líquidos o semilíquidos, emitida el 7 de abril de 1931
  4. ^ Kvilesjø, Svend Ole (17 de febrero de 2003). "Sprayboksens far er norsk" . Aftenposten (en noruego). Archivado desde el original el 30 de junio de 2008 . Consultado el 6 de febrero de 2009 .
  5. ^ Patente estadounidense 2.170.531  - Aparato para mezclar un líquido con un gas, concedida el 22 de agosto de 1939.
  6. ^ Carlisle, Rodney (2004). Inventos y descubrimientos de Scientific American , p.402. John Wiley & Songs, Inc., Nueva Jersey. ISBN 0-471-24410-4 . 
  7. ^ Patente de EE. UU . 2,331,117 , presentada el 3 de octubre de 1941 y concedida el 5 de octubre de 1943. Patente No. 2,331,117 (No. de serie 413,474) para un "aparato dispensador" de aerosol, presentada por Lyle D. Goodhue y William N. Sullivan (incluido el dispensador dibujo)
  8. ↑ a b Kimberley A. McGrath (Editor), Bridget E. Travers (Editor) (1999). Mundo de la invención "Resumen" . Detroit: Thomson Gale. ISBN 0-7876-2759-3.CS1 maint: texto adicional: lista de autores ( enlace )
  9. ^ Artículo "Bomba de aerosol", por The Golden Home and High School Encyclopedia, Golden Press , Nueva York, 1961.
  10. ^ Artículo "Aerosoles e insectos", de WN Sullivan, "El anuario de agricultura - Insectos", Departamento de agricultura de Estados Unidos, 1952
  11. ^ Core, Jim, Rosalie Marion Bliss y Alfredo Flores. (Septiembre de 2005) "ARS se asocia con el Departamento de Defensa para proteger a las tropas de los vectores de insectos" . Revista de Investigación Agrícola Vol. 53, N ° 9.
  12. ^ Patente estadounidense 2.631.814  - Mecanismo de válvula para dispensar gases y líquidos a presión; solicitud el 28 de septiembre de 1949, expedida el 17 de marzo de 1953
  13. ^ "Historia de los clorofluorocarbonos CFC" . Consejo de Productos de Aerosoles para el Consumidor. Archivado desde el original el 15 de julio de 2015 . Consultado el 20 de julio de 2015 .
  14. ^ Ley de Aire Limpio Enmiendas de 1977 (91  Stat.  685 , pág. 726)
  15. ↑ a b Weiss, Edith Brown (2009). "El Convenio de Viena para la protección de la capa de ozono y el Protocolo de Montreal sobre sustancias que agotan la capa de ozono" (PDF) . Biblioteca Audiovisual de Derecho Internacional de las Naciones Unidas . Naciones Unidas . Consultado el 20 de julio de 2015 .
  16. ^ Nash, Eric R. (23 de septiembre de 2013). "Historia del agujero de ozono" . Reloj de la NASA Ozone Hole . NASA . Consultado el 20 de julio de 2015 .
  17. ^ "La eliminación acelerada de sustancias que agotan la capa de ozono de clase I" . Agencia de Proteccion Ambiental de los Estados Unidos. 19 de agosto de 2010 . Consultado el 20 de julio de 2015 .
  18. ^ "Incendios detenidos rápidamente por" Lazy "Freon Gas" . Mecánica popular . Vol. 87. Revistas Hearst . Abril de 1947. p. 115 . Consultado el 7 de junio de 2019 . Compuestos químicos de freón en refrigeradores domésticos, sistemas de refrigeración de aire y como un DDT portador en aerosol bombas de insectos se han encontrado para ser más eficaces en la extinción de incendios que el dióxido de carbono.
  19. ^ "Información técnica del propulsor Solstice®" (PDF) . Honeywell .
  20. ^ "Máquina de llenado de propelente de aerosol / presurización - R + R Aerosol Systems Ltd" . R + R Midlands Ltd . Consultado el 19 de febrero de 2019 .
  21. ^ US5941462A , Sandor, "Boquilla de pulverización variable para pulverizador de producto", publicado en 1999 
  22. ^ imagen: envases presurizados de aerosol y bov, ilustración
  23. ^ a b "Polvo de la muerte" . snopes.com . Consultado el 24 de mayo de 2015 .
  24. ^ "El desodorante se quema en aumento" . ABC News . 10 de julio de 2007.
  25. ^ a b "Seguridad de la pintura y los aerosoles" . uvm.edu . La Universidad de Vermont. Archivado desde el original el 11 de agosto de 2015 . Consultado el 20 de julio de 2015 .
  26. ^ "Propelente de solsticio para aerosoles" . Aerosoles Honeywell . Consultado el 11 de marzo de 2019 .
  27. ^ "Cómo reciclar latas de aerosol" . Earth911 .

Enlaces externos [ editar ]

  • Consejo de Productos de Aerosoles para el Consumidor
  • Latas de aerosol en aerosol Patentes e invenciones antiguas