สเปรย์ละอองลอย

สเปรย์ละอองลอย หมายถึง กระป๋อง หรือสิ่งที่ออกมาจากกระป๋อง ซึ่งฉีดสารที่มีสภาพเป็น ละอองลอย ในภาษาพูดทั่วไป เรียกสั้นๆว่า สเปรย์

สิทธิบัตร สเปรย์ละอองลอย หรือที่เรียกกันติดปากว่า กระป๋องสเปรย์

เป็นผลิตภัณฑ์บรรจุกระป๋องชนิดหนึ่ง ที่สามารถฉีดพรมของเหลวที่บรรจุออกมาในรูปฝอยของอนุภาคละอองลอย เพราะสเปรย์ละอองลอยชนิดนี้บรรจุสาร 2 กลุ่ม กลุ่มหนึ่งเป็น ของเหลวบรรจุภัณฑ์ที่ต้องการฉีดให้ฟุ้งกระจาย และอีกกลุ่มหนึ่งเป็น ไอภายใต้ความกดดันสูงจนอยู่ในรูปของเหลว ซึ่งมักเป็นแก๊สเฉื่อย ละลายรวมอยู่ในบรรจุภัณฑ์เพื่อเป็น กำลังขับดัน

เมื่อลิ้นถูกเปิด ของเหลวถูกดันให้ไหลออกผ่านรูเล็ก และปรากฏเป็นอนุภาคละอองลอย คล้ายหมอก ขณะที่แก๊สขยายและขับบรรจุภัณฑ์ออก กำลังขับดันบางส่วนกลายเป็นไอภายในกระป๋อง และรักษาความดันให้คงที่ เมื่อออกนอกกระป๋อง หยดละอองของของเหลวที่เป็นกำลังขับดันกลายเป็นไออย่างรวดเร็ว ทิ้งให้หยดละอองของของเหลวบรรจุภัณฑ์ แขวนลอยในรูปของอนุภาคหรือหยดละอองที่ละเอียดมาก ของเหลวที่ผสมดังกล่าว เช่น ยาฆ่าแมลง, ยาดับกลิ่น และสีสเปรย์ เครื่องมือฉีดพ่นทางการเกษตร ก็ใช้หลักการคล้ายกันนี้ คือเพิ่มกำลังกดอากาศด้วยมือสูบ ซึ่งให้ผลดีกว่า สเปรย์ละอองลอย ซึ่งใช้เพียงแก๊สที่เก็บอัดไว้

ประวัติ

เป็นไปได้ว่า หลักการของละอองลอย อาจค้นพบมาตั้งแต่ก่อน คริสตทศวรรษที่ 1790 สเปรย์ละอองลอยชิ้นแรกประดิษฐ์ที่ ออสโล ประเทศนอร์เวย์ เมื่อ พ.ศ. 2469 (1926) โดย เอริค โรเธม (Erik Rotheim) วิศวกรเคมี และขายสิทธิบัตรให้บริษัทในสหรัฐอเมริกาเป็นเงิน 100,000 โครน องค์การไปรษณีย์นอร์เวย์จัดพิมพ์รูปบนแสตมป์ในโอกาสฉลองเมื่อ พ.ศ. 2543 (2000)

 

เครื่องกระป๋อง สเปรย์ละอองลอย ที่ประดิษฐ์โดย กู๊ดฮิว และ ซัลลิแวน นักวิจัยจาก USDA

แต่จนเมื่อ พ.ศ. 2484 (1941) สเปรย์ละอองลอยจึงจะนำไปใช้ประโยชน์โดย ไลล์ กู๊ดฮิว Lyle Goodhue]] และ วิลเลียม ซัลลิแวน William Sullivan]] ซึ่งประดิษฐ์กระป๋องสเปรย์ละอองลอยแบบเดียวกับปัจจุบัน

การออกแบบใหม่นี้ทำแบบเติมได้ ถูกขนานนามว่า ระเบิดแมลง (bug-bomb) ได้รับสิทธิบัตรเมื่อ พ.ศ. 2486 และเป็นต้นกำเนิดของผลิตภัณฑ์สเปรย์ละอองลอยในเชิงการค้าอันมีใช้ในทุกบ้านเรือน ในครั้งนั้นแก๊สเหลวภายใต้ความกดดันที่มีกำลังขับดันมีคุณภาพ ประกอบกับขนาดกะทัดรัด พกพาสะดวก มีประโยชน์มากในทางทหาร ในเขตแปซิฟิก ระหว่างสงครามโลกครั้งที่สอง เพื่อป้องกันแมลงนำโรคมาลาเรีย โดยฉีดพ่นภายในเต้นท์

เมื่อ พ.ศ. 2491 (1948) บริษัท 3 แห่งได้รับอนุญาตทางสิทธิบัตรโดยรัฐบาลสหรัฐอเมริกาให้สามารถผลิต สเปรย์ละอองลอย ซึ่ง 2 แห่งนั้นยังคงผลิตจนทุกวันนี้ คือ Chase Products Company และ Claire Manufacturing ลิ้นจีบ (crimp-on valve) ที่ใช้ควบคุมการฉีดพ่นถูกพัฒนาขึ้นเมื่อ พ.ศ. 2492 (1949) โดย โรเบิร์ต ฮ. แอบพลานาล์พ (Robert H. Abplanalp]]) เจ้าของห้างเครื่องจักร บรอนซ์ (Bronx)

กำลังขับดัน

 

สเปรย์ไล่ฝุ่น เป็นอันตราย ไม่ควรสูดดม เพราะไม่ใช่แก๊สธรรมดาอัดความดัน แต่มักใช้แก๊สเฉื่อย

ในการขับดัน ถ้ากระป๋องใช้แก๊สธรรมดาที่ถูกบีบอัด จะต้องบีบอัดด้วยความกดดันสูงจนเป็นอันตรายจึงจะใช้การได้ และปริมาณแก๊สขับดันในกระป๋องจะทำให้ปริมาตรบรรจุในกระป๋องน้อยลง ทำให้หมดเร็ว ดังนั้นตามปกติจึงใช้แก๊สขับดันในรูป ไอของ ของเหลวที่มีจุดเดือดต่ำกว่าอุณหภูมิห้อง

กล่าวคือ ภายในกระป๋องที่ถูกอัดแก๊ส ไอจะอยู่ในภาวะสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ ซึ่งของเหลวส่วนใหญ่มีความกดดันสูงกว่าความกดดันบรรยากาศ (และสามารถขับดันบรรจุภัณฑ์ออกมา) แต่ไม่สูงถึงระดับที่เป็นอันตราย แต่ในการที่แก๊สหนีออกมา เพราะถูกแทนที่ในทันทีทันใด โดยของเหลวที่ระเหยเป็นไอมากกว่าเป็นของเหลว ตั้งแต่พัฒนาใช้สารขับดันในรูปของเหลว สเปรย์ละอองลอยก็เป็นที่ต้องการ ซึ่งสามารถใช้ผสมเข้ากันได้ หรือละลายได้ กับบรรจุภัณฑ์

เดิมที สเปรย์ละอองลอยมักใช้ คลอโรฟลูออโรคาร์บอน หรือ CFCs แต่เมื่อ มอนเทรล โพรโทคอล ถูกใช้เป็นแรงขับดัน ประมาณ พ.ศ. 2532 (1989) ก็ถูกใช้แทนที่ในเกือบทุกประเทศ เพราะกระแสต่อต้านการผลิตและใช้ CFCs ซึ่งสร้างความเสียหายต่อชั้นโอโซนของโลก ส่วนมาก เป็นของผสมของ ไฮโดรคาร์บอนที่ระเหยง่าย เช่น โพรเพนทั่วไป, บิวเทนสายตรง และ ไอโซบิวเทน นอกจากนี้ยังใช้ ไดเมทิลอีเทอร์ (DME) และ เมทิลเอทิลอีเทอร์ ด้วย สารทั้งหมดข้างต้นมีข้อเสียสำคัญคือ ติดไฟง่าย

ไนตรัสออกไซด์ และ คาร์บอนไดออกไซด์ ใช้เป็นสารขับดัน สำหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร เช่น วิปครีม ฯลฯ ละอองลอยที่ใช้กับยา เช่น เครื่องฉีดพ่นบรรเทาอาการโรคหืด ฯลฯ ใช้ ไฮโดรฟลูออโรอัลเคน (HFA) ซึ่งอาจเป็น HFA 134a (1,1,1,2 - เตตระฟลูออโรอีเทน) หรือ HFA 227 (1,1,1,2,3,3,3 - เฮปตะฟลูออโรโพรเพน) หรือของผสมของสารทั้งสอง

การบรรจุ

 

โดยทั่วไป ระบบลิ้นฉีดพ่น ประกอบด้วย ลิ้นที่ติดกับก้านเคลื่อนไหว บนยอดกระป๋อง

ผลิตภัณฑ์สเปรย์ละอองลอยแบบที่ใช้กันทั่วไปในปัจจุบัน มี 3 ส่วนหลัก ได้แก่ ตัวกระป๋อง, ลิ้นปิดเปิด และ ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้

โดย ลิ้นตัวเมียของลิ้นเปิดปิด ต่อกับก้านเคลื่อนไหวได้ที่อยู่ตอนบนสุด แล้วประกอบลิ้นเปิดปิดเข้ากับถ้วยรองลิ้นบนกระป๋อง ซึ่งประกอบขึ้นก่อนบรรจุแก๊สขับดันและผลิตภัณฑ์ แล้วจึงประกอบชิ้นส่วนเคลื่อนไหว

• กระป๋องส่วนมากครอบ แผ่นดีบุก (เหล็กกล้าเคลือบดีบุก) และอาจทำด้วย โลหะจีบประกบ 2-3 ชิ้น

หรือเป็น กระป๋องทำจากอะลูมิเนียม สำหรับบรรจุผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาง่ายหรือมีราคาแพง ก็มีทั่วไปเช่นกัน

• ลิ้นปิดเปิดถูกจีบขึงติดกับกระป๋อง ซึ่งการออกแบบรายละเอียดของชิ้นส่วนนี้ สำคัญมากในกำหนดอัตราการฉีดพ่นฝอย

• ปุ่มและก้านเป็นชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว เมื่อผู้ใช้กดลง จะทำให้ลิ้นเปิด และผลิตภัณฑ์ภายในจะฉ๊ดพ่นออกมา

รูปร่างและขนาดของปลายท่อในชิ้นส่วนเคลื่อนไหว เป็นตัวควบคุมการกระจายตัวของการฉีดพ่นละอองลอย

ผลต่อสุขภาพ

ประเด็นสุขภาพ ที่เกี่ยวข้องกับการใช้สเปรย์ละอองลอย ได้แก่

• การเจตนาสูดดม อาจเป็นอันตรายจากสารขับดัน
• การบรรจุอนุภาคอันตรายต่อระบบทางเดินหายใจ

อ้างอิง

1. Bellis, Mary The History of Aerosol Spray Cans
2. รูปสแตมป์ของนอร์เวย์^{[ลิงก์เสีย]}
3. Kimberley A. McGrath และ Bridget E. Travers World of Invention. ISBN 0-7876-2759-3
4. "ARS Partners With Defense Department To Protect Troops From Insect Vectors" Core, Jim, Rosalie Marion Bliss และ Alfredo Flores. Agricultural Research Magazine ฉบับที่ 53, 9. กันยายน 2005

ดูเพิ่ม

• ละอองลอย
  • กำลังขับดัน
  • สี
• มลภาวะทางอากาศ
  • ไนตรัสออกไซด์
  • ฟรีออน
  • โอโซน