JP2005538003A - ビード状薄肉壁のエアゾール容器 - Google Patents

Abstract

流動性物質を吐出するノンバリアタイプのエアゾール容器である。略円筒形の缶胴体部は、容器を製造する金属のタイプによって、約０．１０２ｍｍ乃至約０．２５５ｍｍの、比較的薄肉の側壁厚を有する。缶胴体部は、缶胴体部の長さに略亘って、均一の間隔をおいて形成されたビードを有するビード状の胴体部である。ビード加工は、容器に構造上の強度を付加するため、容器が加圧されていないときに、容易に変形されない。エアゾール容器は、外部から負荷される少なくとも２３ポンド／平方インチ（約１５９キロパスカル）の力に潰れることなく耐えうる。バルブ組立体は、容器に貯蔵された流動性物質を吐出する噴射バルブを含む。容器は、加圧下で容器に貯蔵される流動性物質と噴射剤で、充填される。缶胴体部の側壁は、容器が充填されているとき、容器の壁の厚さの１０パーセントより少ない変形率を有する。

Description

本発明は、エアゾール容器に係り、より詳細には２部分構成又は３部分構成の薄肉壁のノンバリアタイプのエアゾール容器に係る。

薄肉壁のノンバリアタイプのエアゾール容器は、従来技術で既知である。例えば、米国特許第５，２１１，３１７号明細書（ダイアモンド外）（特許文献１）及びその米国再発行特許第３５，８４３号明細書（特許文献２）を参照する。これらの特許の教示に従って製造された容器の特徴は、容器の側壁の厚さが比較的薄いことである。特許文献１及び特許文献２において、容器の壁厚は、０．００４乃至０．００５インチ（約０．１０２ｍｍ乃至約０．１２７ｍｍ）のオーダであるとされている。

加圧されていない容器においては、容器の側壁が変形する可能性が大きい。例えば、特許文献１では、充填前の缶に５乃至１０ポンド（約２．３キログラム乃至約４．５キログラム）ほどの力が負荷されたとき、側壁は１／４インチ（約６ｍｍ）ほども歪むとしている。加えて、缶は、容易に手によって圧壊可能であるとされている。しかしながら、１３０°Ｆ（約５４．４°Ｃ）で１２０乃至１３０ポンド力／平方インチゲージ（約８２７乃至約８９６キロパスカル）を超過しない圧力を負荷される可能性があり、この圧力の１．５倍（１８０ポンド力／平方インチゲージ）（約１，２４１キロパスカル）では破裂しないであろう。しかしながら、缶は１８インチ（約４５７ミリメートル）真空未満で圧壊するため、噴射バルブを缶に圧着できない。

薄肉の側壁を有する容器には多数の利点（例えば材料低コスト）があるが、現在の缶構造は不利点もまた有する。例えば、充填前の缶の取扱い中、たとえ中程度の力でも容器を変形又は圧壊されうることである。これにより、容器は使用不可能になり、製造工程のコストは増加する。中程度の力は、たとえ取扱い及び製造工程が略自動化されていても、それらの工程で、容器のいかなる場所にも何度でも偶発的に負荷されれうる、ということは当業者は十分理解するであろう。

ゆえに、薄肉壁だが充填された際に容易には変形しないエアゾール容器を提供することは、有利である。容器は、充填された際、変形せずに相当な力にも耐え、この点において米国運輸省（ＤＯＴ）の規格を満たす。
米国特許第５，２１１，３１７号明細書 米国再発行特許第３５，８４３号明細書

本発明の目的の１つは、簡単に述べると、流動性物質を吐出するよう使用される薄肉壁のエアゾール容器である。容器は、２部分構成構造又は３部分構成構造のいずれか、また、バリアタイプ又はノンバリアタイプの容器のいずれかであってよい。容器は、ビード構造を有する円筒形の缶胴体部を有する。ビード加工は、容器に著しい構造上の強度を加え、缶が加圧されていないときにおける側壁の変形及び圧壊を防止する。容器はまた、流動性物質を吐出する噴射バルブ組立体を有する。ビード加工によって缶胴体部に加えられた更なる構造上の強度によって、容器は製造中の損傷を受けにくくなり、一方で製造メーカは、従来の容器よりも薄肉壁の構造による節減を実感するようになっている。

缶は、流動性物質と噴射剤の両方で充填される。容器は、圧壊せずに少なくとも２３インチ（約５８４ミリメートル）真空に耐えうる。これにより、缶胴体部を噴射バルブ組立体に真空圧着することが可能になり、容器の構造が簡略化される。

他の目的及び特徴は、以下で明らかになり且つ指摘されるであろう。

本発明の目的は、明細事項の一部を成す図面に示す具体的な実施例に記載の通りに達成される。

対応する参照符号は、図面中の複数の図に亘って、対応する部分を示す。

以下の詳細の説明は、例として本発明を説明するものであり、限定するものではない。本説明は、当業者が本発明を明らかに実施及び利用できるようにするものであり、発明者が、本発明を実施するための最良の形態と現時点で信じるものを含め、本発明の複数の実施例、適応、変形、代替物、及び利用を詳述する。上述した解釈において本発明の要旨を逸脱しない範囲で多様な変更が可能であるため、上述した説明に含まれる全ての事象又は添付図面に示される全ての事象は、具体例として解釈されるべきであり、制限的な意味で解釈されてはならない。

図面を参照し、本発明のエアゾール容器は、図１及び図２において全体を参照符号１０で表記される。容器は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、バリアタイプであってもよいが、図２中、容器はノンバリアタイプの容器（つまり、この容器は、吐出される流動性物質を、この目的のために使われる噴射剤を具備する容器から離す壁を有さない）として示される。容器１０は、缶胴体部１２と、容器に入れられた流動性物質を吐出するためのバルブ組立体と、蓋１６とを含む。

缶胴体部は、比較的薄肉の側壁厚を有する、略円筒形の缶胴体部である。望ましくは、缶胴体部１２はスチール又はアルミニウムのいずれかで製造される。缶胴体部がスチールでできている場合は、この壁厚は、０．００４乃至０．００８インチ（約０．１０２乃至約０．２０５ｍｍ）である。アルミニウム製の場合は、この壁厚は、０．００４乃至０．０１０インチ（約０．１０２乃至約０．２５５ｍｍ）である。このエアゾール容器が規格寸法で作られることは、当業者によって十分理解されるであろう。缶胴体部１２は、これら全ての規格寸法で製造され、また、特注寸法でも製造することが可能である。次に、缶胴体部は、缶の底部を形成する円蓋状の底面１８を含む。底面１８は、本体１２と同一の材料で作られる。２部分構成の容器構造の場合、底面１８は缶胴体部と一体化して形成される。３部分構成の容器構造の場合、底面は、別個の構成部分で、従来の様式にて缶胴体部の下端に取り付けられる。本発明の特徴は、容器が２部分構成の構造又は３部分構成の構造のいずれであっても、一方の構成部分を、缶胴体部に真空圧着することが可能である。

バルブ組立体１４は、従来設計の噴射ノズル２０を含む。ノズルは、缶の上端を形成する円蓋２２に取り付けられる。底面１８及び円蓋２２は、従来の様式にて缶胴体部１２に取り付けられる。図２中、中空の浸漬チューブ２４は、ノズル２０からエアゾール缶の下方部に向かって伸びる。流動性物質は、この浸漬チューブを通って噴射ノズルから吐出される。容器が使用されていない時は、蓋１６を、容器のノズル部分の上にはめる。

従来の薄肉壁のエアゾール容器とは異なり、容器１０の缶胴体部１２は、ビード状の缶胴体部である。望ましくは、缶は、缶胴体部の長さに亘って一定間隔で形成される連続するビード３０を有する。図１に示す通り、最上位置のビードと最下位置のビードは、缶胴体部の夫々の上端及び下端から所定の距離Ｘを形成する。例えば２部分構成の容器構造の場合、この距離は０．７５インチ（約１９１ｍｍ）である。次に、ビードは、各ビードの中央からその隣接するビードの中央までが所定の距離Ｙであるよう、間隔をあけられる。例えば、この距離は、０．１２５インチ（約３１．８ｍｍ）である。この間隔は、缶の長さに亘って均一である。次に、ビードは、夫々缶胴体部の周囲に完全にのびており、奥行きＺを有する。例えば、この深さは、０．０２１インチ（約５．３ｍｍ）である。ここに詳述した通り、容器胴体部の長さ全体に亘って、連続して一定の間隔で形成されるビードを有することは、容器に構造上の強度を加える。結果として、容器は、充填される前の加圧されていない状態において、容易に変形されない。

ビードを加工するにあたり、缶胴体部の外径が、規格の非ビード容器の缶胴体部と同一の外径（Ｏ．Ｄ．）を有するよう、製造される。図２中で参照符号Ｗで示される缶の最小径は、式、
最小径 ＝ Ｏ．Ｄ． − ２Ｚ
より算出される。この式は、缶胴体部の外径からビードの奥行きの２倍を引いたものである。

加圧されていない状態での缶の強度又は剛性を測定するよう、上述された寸法に従って製造された容器の一連の検証を行なった。１０ポンド（約４．５キログラム）を超過する力を受けたとき、缶の側壁に認識可能な歪みは発生しなかった。同様に、缶胴体部を手で圧壊することはできなかった。このことは、壁がより厚い従来通りの容器よりも、製造するのに少ない材料で済む容器を有することによって実現するコスト削減に加え、本発明におけるビード状の薄肉壁の容器は、容器の充填前に行なわれる製造工程中に損傷を受けにくいため、重要である。

エアゾール容器１０によって吐出される流動性物質、及び、この目的で使用された噴射剤は、加圧下の容器に貯蔵される。２部分構成のエアゾール容器は、上述した寸法に従って構成された。充填された時点で、缶胴体部に与えられた２３ポンド（約１０．４キログラム）を超過する圧力に耐えた。このことは、エアゾール容器１０は、他の圧着方法（例えば溶接）を使用する必要はなく、その代わりに缶胴体部の終端部に圧着された噴射バルブ組立体を備えて、構成されることがを可能なため、特筆すべきである。これによって、製造コストを更に低減することが可能である。

加圧テストにおいて、容器１０は、０乃至９０ポンド／平方インチ（０乃至約６２１キロパスカル）の範囲の圧力を加えられた。検証は、起こりうる拡張（縦方向及びその反対方向の両方）の膨張量を測定するよう行なわれた。図３に示す通り、内圧負荷は、缶を押し潰しうるフープ応力を容器の側壁に与えうることが、十分理解されるであろう。図３中破線で示される通り、缶の内圧負荷は、ビードの内端又は窪み部分を外方に向かって押し出す。これは言い換えると、ビードの外端又は頂点部分を内側に引き込む傾向がある、ということである。規格の２０２寸法缶で行なった検証から、測定された最大の変形は０．０００３インチ（約０．０７ｍｍ）より小さかった。これは、最小側壁厚における側壁の厚さの８％より小さい。

詳述してきたのは、ビード状の側壁構造を有する薄肉壁のエアゾール容器である。ビード加工は容器に十分な強度を加え、加圧されていないとき、缶胴体部は、容器の充填前に行なわれる製造工程中に損傷を受けにくく、容易には変形又は圧壊されない。更に、加圧されたときの缶の側壁の膨張は、たとえより高い圧力下でも最小限である。缶は、充填されているとき、２３ポンド／平方インチ（約１５９キロパスカル）を超過する圧力にも潰れることなく耐えることが可能である。最後に、本発明に従って製造されたエアゾール容器は、特定の温度で特定の圧力を負荷されたときの変形への抗力に関するＤＯＴ規定を満たしている。

上記に照らして、本発明の複数の目的及び利点が達成され、また、他の有利な結果が得られることが判明するであろう。

本発明における容器の立面図である。 容器の部分断面図である。 容器本体の側壁の部分拡大断面図であり、容器が圧力を受けた際に起こる歪みの程度を示す図である。

Claims (32)

1. 流動性物質を吐出するノンバリアタイプのエアゾール容器であって、
   前記容器は、比較的薄い側壁の厚さを有する略円筒形の缶胴体部と、バルブ組立体とを有し、
   前記缶胴体部は、略全長に亘って一定間隔をあけて形成されるビードを有するビード状の缶胴体部であり、ビード加工によって前記容器に構造上の強度が加えられることにより、前記容器は加圧されていないときに容易には変形せず、
   前記バルブ組立体は、前記容器に貯蔵された前記流動性物質を吐出するものであり、前記容器は前記流動性物質及び噴射剤で充填され、前記流動性物質及び噴射剤は、加圧下で前記容器に貯蔵される、エアゾール容器。
2. 前記バルブ組立体は、前記流動性物質を吐出する噴射バルブを有し、前記バルブ組立体は前記缶胴体部の一端に取り付けられる、請求項１記載のエアゾール容器。
3. 前記缶胴体部の他端に取り付けられた底面を更に含む、請求項２記載のエアゾール容器。
4. 外部から負荷される少なくとも２３ポンド／平方インチ（約１５９キロパスカル）の力に、潰れることなく耐えうる、請求項１記載のエアゾール容器。
5. 前記容器が加圧されているとき、前記缶胴体部の前記側壁は、前記容器の壁の厚さの１０パーセント（１０％）より少ない変形率を有する、請求項４記載のエアゾール容器。
6. 前記缶胴体部は、スチール製であり、０．００４インチ（約０．１０２ｍｍ）乃至０．００８インチ（約０．２０５ｍｍ）の側壁の厚さを有する、請求項１記載のエアゾール容器。
7. 前記缶胴体部は、アルミニウム製であり、０．００４インチ（約０．１０２ｍｍ）乃至０．０１０インチ（約０．２５５ｍｍ）の側壁の厚さを有する、請求項１記載のエアゾール容器。
8. 前記噴射剤は、圧縮ガスであり、前記容器が充填されたときの加圧は、９０乃至１４０ポンド−力／平方インチゲージ（約６２０乃至約９６５キロパスカル）である、請求項４記載のエアゾール容器。
9. 前記噴射剤は、液化ガスであり、前記容器が充填されたときの加圧は、３０乃至５０ポンド／平方インチ絶対圧力（約２０７乃至約３４５キロパスカル）である、請求項４記載のエアゾール容器。
10. 前記缶胴体部は、形成された複数のビードを有し、前記ビードは、前記缶胴体部の長さに亘って均一に間隔をおく、請求項１記載のエアゾール容器。
11. 前記缶胴体部の最上位置に形成されたビード及び最下位置に形成されたビードは、前記缶胴体部の夫々上端及び下端から同一の所定の距離で形成される、請求項１０記載のエアゾール容器。
12. 各ビードの奥行きは、隣接するビードの中央の間の距離の約６分の１の距離である、請求項１記載のエアゾール容器。
13. 流動性物質を吐出するノンバリアタイプのエアゾール容器であって、
    前記容器は、スチール製の略円筒形の缶胴体部と、バルブ組立体とを有し、
    前記缶胴体部は、０．００４インチ（約０．１０２ｍｍ）乃至０．００８インチ（約０．２０５ｍｍ）の側壁厚を有し、前記缶胴体部は、略全長に亘って一定間隔をあけて形成されるビードを有するビード状の缶胴体部であり、ビード加工によって前記容器に構造上の強度が加えられることにより、前記容器は加圧されていないときに容易には変形せず、
    前記バルブ組立体は、前記容器に貯蔵された前記流動性物質を吐出するものであり、前記容器は、加圧下で前記容器に貯蔵される前記流動性物質及び噴射剤で充填される、エアゾール容器。
14. 外部から負荷される少なくとも２３ポンド／平方インチの力に、潰れることなく耐えうる、請求項１３記載のエアゾール容器。
15. 前記缶胴体部の前記側壁が、前記容器が加圧されているときに、前記容器の壁の前記厚さの１０パーセント（１０％）より少ない変形率を有する、請求項１４記載のエアゾール容器。
16. 前記噴射剤は圧縮ガスであり、充填された際、前記容器への加圧が９０乃至１４０ポンド−力／平方インチゲージ（約６２１乃至約９６５キロパスカル）である、請求項１３記載のエアゾール容器。
17. 前記噴射剤は液化ガスであり、充填された際、前記容器への加圧が３０乃至５０ポンド／平方インチ絶対圧力（約２０７乃至約３４５キロパスカル）である、請求項１３記載のエアゾール容器。
18. 前記缶胴体部の最上位置に形成されたビード及び最下位置に形成されたビードは、前記缶胴体部の夫々上端及び下端から同一の所定の距離で形成される、請求項１３記載のエアゾール容器。
19. 流動性物質を吐出するノンバリアタイプのエアゾール容器であって、
    前記容器は、アルミニウム製の略円筒形の缶胴体部と、バルブ組立体とを有し、
    前記缶胴体部は、０．００４インチ（約０．１０２ｍｍ）乃至０．０１０インチ（約０．２５５ｍｍ）の側壁厚を有し、前記缶胴体部は、略全長に亘って一定間隔をあけて形成されるビードを有するビード状の缶胴体部であり、ビード加工によって前記容器に構造上の強度が加えられることにより、前記容器は加圧されていないときに容易には変形せず、
    前記バルブ組立体は、前記容器に貯蔵された前記流動性物質を吐出するものであり、前記容器は、加圧下で前記容器に貯蔵される前記流動性物質及び噴射剤で充填される、エアゾール容器。
20. 外部から負荷される少なくとも２３ポンド／平方インチ（約１５９キロパスカル）の力に、潰れることなく耐えうる、請求項１９記載のエアゾール容器。
21. 前記缶胴体部の前記側壁が、前記容器が加圧されているときに、前記容器の壁の前記厚さの１０パーセント（１０％）より少ない変形率を有する、請求項２０記載のエアゾール容器。
22. 前記噴射剤は圧縮ガスであり、充填された際、前記容器への加圧が９０乃至１４０ポンド−力／平方インチゲージ（約６２１乃至約９６５キロパスカル）である、請求項１９記載のエアゾール容器。
23. 前記噴射剤は液化ガスであり、充填された際、前記容器への加圧が３０乃至５０ポンド／平方インチ絶対圧力（約２０７乃至約３４５キロパスカル）である、請求項１９記載のエアゾール容器。
24. 前記缶胴体部の最上位置に形成されたビード及び最下位置に形成されたビードは、前記缶胴体部の夫々上端及び下端から同一の所定の距離で形成される、請求項１９記載のエアゾール容器。
25. エアゾール容器から流動性物質を吐出する方法であって、
    比較的薄い側壁の厚さを有する略円筒形の缶胴体部を有し、前記缶胴体部は、前記缶胴体部の略全長に亘って均一な間隔で形成される複数のビードを有するビード状の缶胴体部であり、前記ビードは、前記容器に構造上の強度を付加するため、前記容器は加圧されていないときは容易に変形しない、エアゾール容器を形成する段階と、
    前記流動性物質を吐出する噴射バルブを有するバルブ組立体を、一端は閉じられている前記缶胴体部の他端に取り付ける段階と、
    前記容器を、前記流動性物質を吐出する前記流動性物質及び噴射剤で充填し、前記流動性物質及び噴射剤は、加圧下で前記容器に貯蔵されるようにする段階と、を有する方法。
26. 前記噴射剤は圧縮ガスであり、前記容器が充填された際、前記容器への加圧が９０乃至１４０ポンド／平方インチ絶対圧力（約６２１乃至約９６５キロパスカル）である、請求項２５記載の方法。
27. 前記噴射剤は、液化ガスであり、前記容器が充填された際、前記容器への加圧が３０乃至５０ポンド／平方インチ絶対圧力（約２０７乃至約３４５キロパスカル）である、請求項２５記載の方法。
28. 前記缶胴体部は、スチール製であり、０．００４インチ（約０．１０２ｍｍ）乃至０．００８インチ（約０．２０５ｍｍ）の側壁厚を有する、請求項２５記載の方法。
29. 前記缶胴体部は、アルミニウム製であり、０．００４インチ（約０．１０２ｍｍ）乃至０．０１０インチ（約０．２５５ｍｍ）の側壁厚を有しする、請求項２５記載の方法。
30. 前記エアゾール容器が、外部から負荷される少なくとも２３ポンド／平方インチ（約１５９キロパスカル）の力に、潰れることなく耐えうる、請求項２５記載の方法。
31. 前記缶胴体部の前記側壁が、前記エアゾール容器が加圧されているときに、前記容器の壁の前記厚さの１０パーセント（１０％）より少ない変形率を有する、請求項３０記載の方法。
32. 前記缶胴体部の最上位置に形成されたビード及び最下位置に形成されたビードは、前記缶胴体部の夫々上端及び下端から同一の所定の距離で形成される、請求項２５記載の方法。

Images