JP2008501590A - 大型ビード状薄肉壁エアゾール容器 - Google Patents

Abstract

【課題】 流動性物質を吐出する為の薄肉壁のエアゾール容器を提供する。
【解決手段】 流動性物質を吐出する大型エアゾール容器（１０‘）である。略円筒形の缶胴体部（１２’）は鋼板で製造され、０．００４乃至０．０１０インチ（約０．１０２乃至０．２５５ｍｍ）の比較的薄肉厚の側壁を有する。缶胴体部は全長の大部分に亘り均一な間隔でビード（３０）が形成される。前記容器が製造過程で取り扱いにより損傷を受けず、真空充填において圧壊せず、前記容器が充填される前に手によって押しつぶされないよう、ビードは前記容器に構造強度を付加する。容器は圧壊することなく、少なくとも２３水銀柱インチ（約７７．９ｋＰａ）の真空まで耐え得る。バルブアセンブリ（１４‘）は容器内の流動性物質を吐出するためのスプレーバルブ（２０）を含む。容器は加圧状態で流動性物質及び噴出剤が充填される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エアゾール容器に関し、特に２ピース又は３ピースの薄肉壁を有するノンバリアタイプのエアゾール容器に関するものである。

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あり既知である。例えば、ダイアモンドらによる米国特許（特許文献１）及びその米国再発行特許（特許文献２）を参照する。これらの特許により製造される容器は、容器の側壁の厚さが比較的薄い特徴を持つ。特許文献１及び２では、容器の壁厚は、約０．００４乃至０．００５インチ（０．１０２ｍｍ乃至０．１２７ｍｍ）であるとされている。

加圧されていない容器は、容器の側壁は容易に変形させられる。例えば、特許文献１では、充填前の缶にわずか５乃至１０ポンド（約２．３乃至４．５ｋｇ）の力が負荷されることにより、側壁は１／４インチ（約６．４ｍｍ）ほども変形すると言及している。更に、缶は空の時に、手による圧力によって容易に押しつぶすことができると言及している。しかし、缶は、例えば１３０°Ｆ（５４．４°Ｃ）で１２０乃至１３０ｐｓｉｇ（ポンド力／平方インチゲージ（約８２７乃至８９６ｋＰａ））以下の圧力で加圧されることが可能である。更に、この圧力の１．５倍（１８０ポンド力／平方インチゲージ（約１２４１ｋＰａ））では破裂しないようである。しかしながら、缶は圧壊するため、１８水銀柱インチ（約６１ｋＰａ）より高い真空レベルで真空充填を行うことができない。

薄肉の側壁を有する容器は多数の利点（例えば材料コストが低い）を有するが、現在の薄肉壁の缶構造は不利な点も有する。例えば、充填前の缶の取り扱いにおいて、中程度の力によっても容器は変形又は圧壊されうる。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。当業者によって理解されるように、中程度の力は、たとえ製造工程が十分に自動化されていたとしても取り扱いや製造工程において、異なる様々な場所で偶発的に負荷され得る。
米国特許第５，２１１，３１７号 米国再発行特許第３５，８４３号

殺虫剤、アシナガバチやスズメバチ除けのスプレー、洗濯のり、その他の家庭用製品等として使用されるような大型の容器には更に問題がある。それらの大型容器の例は、工場内では２１１ｘ６１２、２１１ｘ７１３、２１１ｘ８０４、２１４ｘ７１４、２１４ｘ８０４と呼ばれている。これらの容器は、１缶当たり重さ８０乃至８５ポンド（約３６．３乃至３８．６ｋｇ）の鋼板から作られている。例えば、小型のエアゾール容器は、１缶当たり重さ７３乃至７５ポンド（３３．１乃至３４．０ｋｇ）の鋼板から作られている。鋼板は全て同じサイズのため、重いシートは軽いシートに比べて肉厚が厚くなる。厚いシートの使用は、容器の製造工程における取り扱いや、真空充填における容器の圧壊や、充填前の容器の手による押しつぶしによる容器への損傷を防ぐために必要である。大型の缶は、それ自体の重さのみならず、望んでおらず又は意図していない力を受ける露出部が明らかに大きいため、損傷を受けやすい。

薄肉壁エアゾール容器を提供することは利点があるが、容器が充填されていないときに容易に変形され、使用不可状態とされる問題がある。容器が充填された時には、容器は変形を起こさずに大きな力にも耐え、この点において米国運輸省（ＤＯＴ）の規格を満たす。

発明の目的を簡潔に述べると、流動性物質を吐出する為に使用する薄肉壁のエアゾール容器を提供することである。容器は２ピース又はピース構造からなり、バリア又はノンバリアタイプの容器である。容器はビード構造を有する円筒状の缶胴体部を含む。ビード加工は容器に大きな構造強度を付加し、缶が加圧されていない時の容器側壁の変形や圧壊を防止する。容器はまた、流動性物質を吐出するためにスプレーバルブアセンブリを含む。ビード加工により構造強度は増加し、容器は製造工程での損傷を受けなくなり、一方で製造者は、薄肉壁の構造による節減を実感するようになる。大型容器のために、本発明のビード状構造は、容器の側壁を顕著に薄くすることができ、これより多くの材料を節約でき、一方で上記したような容器の損傷を防ぐことができるという利点がある。

缶は、流動性物質と噴射剤の両方が充填される。充填する間、容器は圧壊することなく少なくとも２３水銀柱インチ（７７．９ｋＰａ）の真空に耐えることができる。これにより、缶胴体部を噴射バルブアセンブリに真空圧着することが可能になり、充填過程が簡略化される。

以下の詳細の説明は、本発明を例示するものであり、限定するものではない。本説明は、当業者が本発明を実施及び利用できるように明らかにするものであり、発明者が現時点で本発明を実施するための最良の形態と信じるものを含み、本発明の様々な実施例、適合、変形、代替、及び利用について記載する。本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記の解釈において多様な変更が可能であるため、上述した説明や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１及び図２に示すように、本発明のエアゾール容器は１０である。図２に示すように容器はノンバリアタイプの容器であり（つまり、この容器は容器から吐出される流動性物質とこの目的のために使用される噴射剤と分離する壁を有さない）が、容器はバリアタイプであっても本発明の範囲から逸脱することはない。容器１０は、缶胴体部１２と、容器内に貯蔵された流動性物質を吐出するバルブアセンブリ１４と、蓋１６とを含む。

缶胴体部１２は、比較的に側壁部の肉厚が薄い略円筒状の缶胴体部である。好ましくは、缶胴体部１２はスチール又はアルミニウムで製造される。缶胴体部１２がスチールにより製造された場合には、側壁の肉厚は０．００４乃至０．００８インチ（０．１０２乃至０．２０５ｍｍ）である。缶胴体部１２がアルミニウムにより製造された場合には、側壁の肉厚は０．００４乃至０．０１０インチ（０．１０２乃至０．２５５ｍｍ）である。当業者にとっては当然のことながら、このエアゾール容器は標準サイズで製造される。缶胴体部１２はそれらの標準サイズの全てに利用することができ、同様に特注サイズで製造することもできる。

この応用を目的として、大型容器は２１１ｘ６１２、２１１ｘ７１３、２１１ｘ８０４、２１４ｘ７１４、２１４ｘ８０４と同様の大きさの容器である。それらの大きさの容器は、ベースボックス当たり８０ｌｂ（約３６．３ｋｇ）のスチール板を使用して製造するのに便利であり、側壁の肉厚は０．００８８インチ（０．２２３ｍｍ）となる。ベースボックス当たり８５ｌｂ（約３８．６ｋｇ）のスチール板を使用して製造すると容器の側壁の肉厚は０．００９３５インチ（０．２３７ｍｍ）となる。それらの大型エアゾール容器は、一般的に図４に示されるような容器１０’のような３ピース容器である。容器１０’は缶胴体部１２’とドーム形状の底部１３’と、容器内に貯蔵された流動性物質を吐出するためのバルブアセンブリ１４’と、バルブアセンブリの上に嵌め合わされる蓋（図示せず）とを含む。

本発明のビード構造を使用することにより、図１に示されるように、側壁の肉厚が０．００４乃至０．０１０インチ（０．１０２乃至０．２５５ｍｍ）の大型容器１０又は１０’を製造することができる。これは、ベースボックス当たり５０乃至５５ポンド（約２２．７乃至２４．９ｋｇ）の重量のスチールシートが大型コンテナを製造するために使用されることを意味しており、上述したような様々な型の損傷を受けにくい容器の製造における材料費を大幅に削減することができる。

缶胴体部は缶の底部を形成するドーム形状の基部１８を含む。基部１８は缶胴体部１２と同じ材料から製造される。２ピースの容器構造では、基部１８及びドーム２２のいずれか一方は缶胴体部と一体的に形成される。３ピースの容器構造では、基部とドームは缶胴体部の下端又は上端のそれぞれに従来の方式で取り付けられる分離されたピースである。バルブアセンブリ１４は、慣用的設計のスプレーノズル２０を含む。ノズルは缶の上端部を形成するドーム２２に取り付けられる。図２に示すように、中空浸積チューブ２４はノズル２０からエアゾール容器の底部へと延在する。流動物質は容器から吐出される時に浸積チューブを通過してスプレーノズルへと流れる。容器が使用されない場合には、蓋１６が容器のノズル部の上に嵌め合わされる。流動体物質を吐出するために使用される噴射剤は圧縮ガスであり、容器は充填されている時に容器圧が９０乃至１４０ｐｓｉｇ（６２１乃至９６５ｋＰａ）となる。代わりに、噴射剤は容器が充填されている時に３０乃至５０ｐｓｉａ（２０７乃至３４５ｋＰａ）の容器圧を示す液化ガスであっても良い。

従来の薄肉壁エアゾール容器とは異なり、容器１０の缶胴体部１２はビード加工される。好ましくは、缶に缶胴体部の全長に沿ってビード形状が間隔を空けて形成されると良い。図１に示すように、最上部及び最下部のビードは、缶胴体部の上部及び底部のそれぞれから所定の距離Ｘをおいて形成される。この距離は、例えば２ピースの容器構造では０．７５インチ（１９１ｍｍ）である。次に、ビードは各ビードの中心が隣り合うビードの中心から所定の距離Ｙをおくように間隔をあけて配置される。この距離は、例えば０．１２５インチ（３１．８ｍｍ）である。間隔は缶の全長に沿って均一である。各ビードは缶胴体部の円周に延在し、ビードの中心部でＺの深さ又は内部方向への陥没が最大となる。深さＺは、例えば０．０２１インチ（５．３ｍｍ）である。ここに記述されるように、容器胴体部の全長の全域にわたって間隔をあけてビード加工を施すことにより、容器の構造強度は著しく向上する。その結果、充填前の加圧されていない時において、容器は容易に変形しなくなる。

ビード加工において、缶胴体部の外表面が標準のビード加工されない容器の缶胴体部の外径（Ｏ．Ｄ．）と実質的に同じになるようにビードは形成される。図２中においてＷで示される缶の最小直径は、式によって表される。
最小直径＝Ｏ．Ｄ．−２Ｚ
この式は、缶胴体部の外径からビードの深さの２倍を引いたものである。

缶の加圧されていない状態での強度又は剛性を測定するため、上記の寸法で製造された缶を用いて様々な試験を行った。１０ｌｂｓ（４．５ｋｇ）を超える力を受けても、缶の側壁に変形は生じないことがわかった。試験において、例えば１３．７ポンド（約６．２１ｋｇ）の力が容器の側壁に加えられると０．０９８インチ（０．２５ｃｍ）の変形が生じることがわかった。更に、缶は空の場合において、手によって容易に押しつぶされない。本発明のビード加工された薄肉壁容器は、従来の肉厚の厚い側壁の容器より加工に必要な材料が少ないためコスト削減をすることができることに加え、容器の充填前の製造処理中においても損傷を受けにくい点で重要である。

エアゾール容器１０によって吐出される流動性物質とこの目的に使用される噴射剤は加圧下の容器内に貯蔵される。２ピースからなるエアゾール容器は、上記説明した寸法に従って構成される。充填中、容器は少なくとも２３水銀柱インチ（７７．９ｋＰａ）の真空まで圧壊することなく耐えることができる。加圧試験において、容器１０は０乃至９０ｐｓｉ（約０乃至６２０ｋＰａ）の圧力を受ける。試験は、容器がどの程度膨張するか（縦方向及び直径方向）を測定する。当然のことながら、図３に示されるように、内部圧力は、側壁を平坦にするように容器の側壁を外側に押す。２０２サイズの標準容器で実施した試験に対して、測定された最大の歪み（図３中にＶで示される）は０．００１３インチ（０．３３ｍｍ）以下であった。

ビード加工された側壁構造を有する薄肉壁のエアゾール容器について記載してきた。ビード加工により容器に十分な強度を付加し、加圧されていない状態において、缶胴体部は容易に変形したり、押しつぶされたりしないようになる。これにより缶は容器の充填前に実施される製造処理中に損傷をより受けにくくなる。更に、加圧時において缶の側壁の膨張はより高圧時においても極小である。容器は充填された時に圧壊することなく、２３水銀柱インチ（７７．９ｋＰａ）以上の真空レベルに耐えることができる。充填時、容器は極度に高い内部圧にも破裂することなく耐えるであろう。最終的に、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受けた時の変形への抗力に関してＤＯＴ規制を満たす。

上記記載より、本発明の様々な目的及び利点が達成され、他の有利な結果が得られることは明らかであろう。

本発明に係る容器の正面図である。 ２片薄肉壁エアゾール容器の部分断面図である。 容器本体の側壁の一部分を拡大した図である。 ３片薄肉壁エアゾール容器の部分断面図である。

Claims (21)

1. 流動性物質を吐出するための大型のエアゾール容器であって、
   比較的薄肉厚の側壁を有する略円筒形の缶胴体部と、
   前記容器内に噴射剤と共に充填され、加圧状態で貯蔵される前記流動性物質を吐出するためのバルブアセンブリとを有し、
   前記容器は、その製造過程において取り扱いにより損傷を受けず、真空充填において圧壊せず、前記容器が充填される前に手によって押しつぶされないよう、前記容器に構造強度を付加するべく、前記胴体部の全長に亘って間隔をあけてビードが形成され、かつ鋼板によって形成され、０．００４インチ（０．１０２ｍｍ）乃至０．０１０インチ（０．２５５ｍｍ）の肉厚の側壁を有することを特徴とするエアゾール容器。
2. 前記バルブアセンブリは前記流動性物質を吐出するためのスプレーバルブを含み、
   前記バルブアセンブリは前記缶胴体部の一方の端に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のエアゾール容器。
3. 前記缶胴体部の他方の端に取り付けられた基部を更に含むことを特徴とする請求項２に記載のエアゾール容器。
4. 少なくとも２３水銀柱インチ（約７７．９ｋＰａ）の真空に圧壊することなく耐えることができる請求項１のエアゾール容器。
5. 前記噴射剤は圧縮ガスであり、前記容器圧は充填された状態で９０乃至１４０ｐｓｉｇ（６２１乃至９６５ｋＰａ）であることを特徴とする請求項４に記載のエアゾール容器。
6. 前記噴射剤は液化ガスであり、前記容器圧は充填された状態で３０乃至５０ｐｓｉｇ（２０７乃至３４５ｋＰａ）であることを特徴とする請求項４に記載のエアゾール容器。
7. 前記缶胴体部は複数のビードが形成され、前記ビードは前記缶胴体部の全長に亘って均一に間隔をあけて設けられることを特徴とする請求項１に記載のエアゾール容器。
8. 前記缶胴体部に形成される最上部のビード及び最下部のビードは、前記缶胴体部の上端及び下端のそれぞれから同じ所定の距離をあけてそれぞれ形成されることを特徴とする請求項７に記載のエアゾール容器。
9. それぞれの前記ビードの深さは、隣接する前記ビードの中心間の距離の約６分の１であることを特徴とする請求項１に記載のエアゾール容器。
10. 少なくとも前記ビード加工された前記缶胴体部はベースボックス当たり５０乃至５５ポンド（約２２．７乃至２４．９ｋｇ）の重量を有する鋼板により形成されることを特徴とする請求項１に記載のエアゾール容器。
11. 流動性物質を吐出するための大型のエアゾール容器であって、
    ０．００４インチ（０．１０２ｍｍ）乃至０．０１０インチ（０．２５５ｍｍ）厚の側壁を有する略円筒形の缶胴体部と、
    前記容器内に噴射剤と共に充填され、加圧状態で貯蔵される前記流動性物質を吐出するためのバルブアセンブリとを有し、
    前記容器は、その製造過程において取り扱いにより損傷を受けず、真空充填において圧壊せず、前記容器が充填される前に手によって押しつぶされないよう、前記容器に構造強度を付加するべく、前記胴体部の全長の大部分に亘って均一な間隔をあけてビードが形成されることを特徴とするエアゾール容器。
12. 少なくとも前記ビード加工された前記缶胴体部はベースボックス当たり５０乃至５５ポンド（約２２．７乃至２４．９ｋｇ）の重量を有する鋼板により形成されることを特徴とする請求項１１に記載のエアゾール容器。
13. 少なくとも２３水銀柱インチ（約７７．９ｋＰａ）の真空に圧壊することなく耐えることができる請求項１１のエアゾール容器。
14. 前記噴射剤は圧縮ガスであり、前記容器圧は充填された状態で９０乃至１４０ｐｓｉｇ（６２１乃至９６５ｋＰａ）であることを特徴とする請求項４に記載のエアゾール容器。
15. 前記噴射剤は液化ガスであり、前記容器圧は充填された状態で３０乃至５０ｐｓｉｇ（２０７乃至３４５ｋＰａ）であることを特徴とする請求項１４に記載のエアゾール容器。
16. 前記缶胴体部に形成される最上部のビード及び最下部のビードは、前記缶胴体部の上端及び下端のそれぞれから同じ所定の距離をあけてそれぞれ形成されることを特徴とする請求項１１に記載のエアゾール容器。
17. 大型エアゾール容器から流動性物質を吐出するための方法であって、
    前記容器がその製造過程において取り扱いにより損傷を受けず、真空充填において圧壊せず、前記容器が充填される前に手によって押しつぶされないよう、前記容器に構造強度を付加するべく、その全長の大部分に亘って均一な間隔をあけて複数のビードが形成される缶胴体部はベースボックスあたり５０ポンド（約２２．７ｋｇ）乃至５５ポンド（約２４．９ｋｇ）の重量を有する鋼板から形成され、０．００４インチ（０．１０２ｍｍ）乃至０．０１０インチ（０．２５５ｍｍ）厚の側壁を備えた略円筒形の缶胴体部を有するようにするエアゾール容器を形成するステップと、
    前記流動性物質を吐出するためのスプレーバルブを含むバルブアセンブリを前記缶胴体部の一方の端に取り付け、他方の端は閉じられるステップと、
    前記流動性物質を吐出するために前記容器内に加圧状態で貯蔵される前記流動性物質及び噴射剤を充填するステップとを有することを特徴とするエアゾール容器。
18. 前記噴射剤は圧縮ガスであり、前記容器圧は充填された状態で９０乃至１４０ｐｓｉｇ（約６２１乃至９６５ｋＰａ）であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記噴射剤は液化ガスであり、前記容器圧は充填された状態で３０乃至５０ｐｓｉｇ（２０７乃至３４５ｋＰａ）であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
20. 前記エアゾール容器は、少なくとも２３水銀柱インチ（約７７．９ｋＰａ）の真空に圧壊することなく耐えることができる請求項１７の方法。
21. 前記缶胴体部に形成される最上部のビード及び最下部のビードは、前記缶胴体部の上端及び下端のそれぞれから同じ所定の距離をあけてそれぞれ形成されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。

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