JP2009035292A - エアゾール製品 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単であり安価に製造できるにもかかわらず、長時間の微量噴射を実現し、確実に内容物を蒸散させることができる構造を備えた噴射装置の提供を図る。
【解決手段】エアゾールボンベ１に設けられた噴射バルブの下流側に微多孔膜が配位され、この微多孔膜３７によって噴射の流量制限がなされるもので、噴射バルブの開閉弁から伸ばされた噴射流路３２と、この噴射流路３２の先端に設けられると共にこの流路の断面積よりも大きな開放面積を有する拡散部３４を備える。拡散部３４に拡散部材３８が配位され、微多孔膜３７が噴射流路３２の先端又は拡散部３４の基端に設けられることによって、噴射流路が３２その先端にて微多孔膜３７により閉ざされている。この微多孔膜３７に略接触して拡散部材３８が配位されている。
【選択図】図１

Description

本発明はエアゾール製品に関する。詳しくは、微量の噴射量で長時間継続して噴射したり、もしくは蒸散させたりするエアゾール製品に関する。

特開2002-337962号公報 特許3370752号公報 特許3805461号公報 特開2001-286253号公報

微量の噴射量で長時間継続して噴射したり、あるいは噴射した液を蒸散させるようにしたエアゾール製品は、上記の特許文献１〜５に示すように、種々提案されている。
特許文献1には微多孔膜を介在させることにより、流量を制限することが記載されている。ところが、このエアゾール製品の場合、チューブ先端に微多孔膜を取り付けたものであれば吐出孔までの距離が長く、微量に噴射させることができないという課題がある。また、アクチュエーター内部に取り付けられたものでも、内容物によっては十分な効果を発揮し得るものではなかった。
特許文献2はチューブ内に連続する数本の長い隙間通路の流量抵抗から流量を抑制するエアゾール装置である。これは構造が複雑であり、やはり内容物によっては効果をなすものではなかった。
特許文献3は微量噴射の構造であるが噴射量が0.02g/秒以上であり、60分では72g以上となり、微量の噴射量で継続して噴射するエアゾール製品とはいえない。
特許文献4は流量調整にマイクロキャピラリーチューブを採用しており、この流量調整された噴射液を蒸散シートへ吐出するようにしたものであるが、マイクロキャピラリーチューブを採用するもため、水以外の内溶液による膨潤して詰まる恐れがある。
また、特許文献2〜4は構造が複雑であり、実現は難しいものである。

本願発明者は、長時間の微量噴射を確実に実現する新たな噴射装置を開発せんとして鋭意研究したこところ、特許文献1に基づきアクチュエータ内に微多孔膜を配位して試験を行ったが、内容物によっては、十分な蒸散効果が得られない場合があった。そのため、蒸散効率を向上させるために、アクチュエータの先端に不織布性の蒸散シートを備えた拡散部を設けて、蒸散面積を拡大することによって、蒸散効率を向上させようとした。ところが、蒸散シートを配位したにもかかわらず、蒸散効率を向上させることができない場合が生じた。

本願発明は、構造が簡単であり安価に製造できるにもかかわらず、長時間の微量噴射を実現し、確実に内容物を蒸散させることができる構造を備えた噴射装置の提供を目的とする。
特に本願発明者は、微多孔質と蒸散シートとの相互作用によって、長時間の微量噴射を実現しつつ確実な蒸散を継続的に実現することができる構造を備えた噴射装置の提供を目的とする。

本願の請求項１に係る発明は、エアゾールボンベに設けられた噴射バルブの下流側に微多孔膜が配位され、この微多孔膜によって噴射の流量制限がなされるエアゾール製品において、
エアゾールボンベと、このエアゾールボンベに設けられた噴射バルブと、この噴射バルブの開閉弁から伸ばされた噴射流路と、この噴射流路の先端に設けられると共にこの流路の断面積よりも大きな開放面積を有する拡散部を備え、
拡散部に拡散部材が配位され、
微多孔膜が噴射流路先端又は拡散部の基端に設けられることによって、噴射流路がその先端にて微多孔膜により閉ざされ、
この微多孔膜の下流側に、噴射流路の断面積よりも大きな面積を有する拡散部材が配位され、
微多孔膜と拡散部材との間隔が０mm以上５mm未満であることを特徴とするエアゾール製品を提供する。
本願の請求項２に係る発明は、
上記の微多孔膜は、開孔の大きさが0.1〜1.0μmの微小孔を多数備えた膜体であって、この微小孔が流れの抵抗となり、上記の噴射経路からの噴射液の吐出流量を制限するものであり、
上記の拡散部材は、毛細管現象による噴射液の拡散がなされ、噴射液の蒸散が促進される蒸散シートであることを特徴とする請求項１記載のエアゾール製品を提供する。
本願の請求項３に係る発明は、
上記のエアゾールボンベに原液と液化ガスとを含む噴射液が封入され、
この原液は、沸点３０〜１００℃の溶液を３０〜１００重量％含むものであり、
原液と液化ガスの比率が５０：５０〜９５：５容積%であり、
エアゾールボンベの内圧（３５℃）が０．２〜０．５MPaであることを特徴とする請求項１又は２記載のエアゾール製品を提供する。

本願発明は、構造が簡単であり安価に製造できるにもかかわらず、微多孔質と蒸散シートとの相互作用によって、長時間の微量噴射を実現しつつ確実な蒸散を継続的に実現することができる構造を備えた噴射装置を提供することができたものである。

以下、図面に基づき本願発明の実施の形態を説明する。
図１は本願発明の一実施の形態に係るエアゾール装置の断面図である。

図１のエアゾール装置は、耐圧性のエアゾールボンベ１と、このエアゾールボンベ１に設けられた噴射ステム２と、噴射ステム２に設けられたアクチュエータ３とを備える。この噴射ステム２は、その下部がエアゾールボンベ１の内部に設けられた噴射バルブの開閉弁に接続され、その上端２１には噴射孔（図示せず）が形成されているもので、噴射ステム２を上下動させることにより、若しくは傾斜させることにより、内部の開閉弁が開き、上端２１の噴射孔から噴射物（エアゾール原液と液化ガス）が吐出するものである。

アクチュエータ３は、噴射ステム２に上方から嵌められる嵌合部３１と、この嵌合部３１から上方に伸びる導通孔３２と、この導通孔３２の上部に形成された先端支持部３３とを備える。この先端支持部３３の上端には拡散部３４が形成されている。拡散部３４の上方には、着脱式の蓋４が設けられており、使用に際しては取り外すようにしているが、開度を調整するような蓋でもよく、設けなくてもよい。
また、このアクチュエータ３には、噴射ステム２を押し込むなどのバルブの開状態を維持するための開度維持部３５が設けられている。具体的には、アクチュエータ３の下端には、エアゾールボンベ１に設けられたネジに螺合するネジ部３５として実施されており、このアクチュエータ３を回動させてネジ部３５をねじこむことによって、バルブの開状態を維持する。なお、ネジの他、凹凸嵌合によるストッパや、スライドボタンによる係止などの、他の具体的手段に変更するとこができる。また、アクチュエータ３には、Ｏリングやパッキンなどの漏れ止め部材３６を設けておき、この漏れ止め部材３６によって、アクチュエータ３と、噴射ステム３又はエアゾールボンベ１との間を閉止して、噴射ステム２から吐出した噴射物が適正な噴射経路からはずれて外部に漏れ出してしまうことを防止している。

アクチュエータ３の導通孔３２は、ボンベ内の噴射バルブの開閉弁を開いたときに、噴射ステム２の噴射孔から噴射する噴射物（エアゾール原液と液化ガス）を、先端の微多孔膜３７に漏れなく導くようにした流路であり、上記の開閉弁から導通孔３２の先端までが、特許請求の範囲にいう噴射経路となる。噴射経路の長さは、特には限定されないが、エアゾールという製品の常識的な大きさとしては１０〜１００mm程度である。図では直線の経路としているが曲線や９０度折曲した経路であってもよい。

この例では、導通孔の先端には、流路を閉じるように、先端支持部３３によって支持された微多孔膜３７が配位されている。この先端支持部３３は円筒形状をなしており、その筒状の内部も噴射通路の一部を構成し、その先端には微多孔膜３７が配置されている。この微多孔膜３７は、図２（Ａ）に示すように、導通孔３２の先端に設けてもよく、拡散部３４の底部に設けてもよく、いずれにしても、噴射通路を閉じる位置に設けられればよい。

この微多孔膜３７は、その開孔の大きさが0.1〜1.0μmの微小孔を多数備えるものであり、この小孔が流れの抵抗となり、内溶液の吐出流量を調整する。孔径は、所望の流量制限を行い得ること条件に適宜変更して実施することができるが、1.0μmを超えると流量が多くなり流量制限をとして実質的な効果を期待することができない。他方、0.1μm未満であれば内溶液の流量が安定しないおそれがある。この微多孔膜の素材としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、フッソ樹脂等の合成樹脂や、セラミックを利用することができるが、流量制限が可能であればこれらに限定する必要はない。

この噴射流路の先端には、拡散部３４が設けられている。この拡散部３４は、噴射流路の最大流路面積（この例では先端支持部３３の断面積）よりも大きな開放面積を有するものである。この拡散部３４は、一端面（底面）が筒状の先端支持部３３に導通し、他端面（天面）が大気中に開口しており、この他端面の面積が噴射経路の断面積よりも大きいものである。

この拡散部３４には、拡散部材３８が配位されている。この拡散部材３８は、噴射液を拡散して蒸散を促進させるもので、膜状やシート状などのものが例示し得る。具体的には、毛細管現象による噴射液の拡散がなされるもので、直径２〜５０mmの蒸散シートとして実施し得る。この蒸散シートとしては、紙、不織布（アラミド繊維、ガラス繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維など）を用いることができ、多孔質膜を用いることもできる。この拡散部材としての多孔質膜は、前述の微多孔膜のように流量制限を目的とするものではなく、毛細管現象による拡散を図るもので、孔径は１０μm以上が適当である。

この拡散部３４は、その底部が水平面となっており、この水平面上に拡散部材３８が水平に設置されているが、拡散部３４及び拡散部材３８を垂直にしたり、傾斜させたりしてもよい。
この拡散部材３８と、上記の微多孔膜３７との間の間隔は、間隔０mmとして接触した状態に配置するか、５mm未満とする必要が有る。
従来にあっては、微多孔膜はアクチュエーターの流路内部に配位されていたが、これでは、微多孔膜による流路制限と拡散部材による蒸散とが有機的に連動して作用をせず、微多孔膜のみによる場合と同じ結果となっていたものであるが、本願にあっては、間隔０mmとして当接させるか、５mm未満の間隔とすることによって、より望ましくは３mm以下とすることによって、微多孔膜３７から流出した噴射液が連続して拡散部材３８に含浸して、その表面張力によって開放面に広がりながら運ばれて、蒸散するものである。
拡散部材３８を設けない場合や、設けても５mm以上の間隔が有る場合には、微多孔膜３７を通過した内容液が微多孔膜３７上で溜まり、その結果、拡散部材３８に内容液が含浸されなかったり、含浸されても偏在することとなり、蒸散速度が遅くなってしまう。

次に、本願のエアゾール製品に用いるのに適する噴射液について説明する。一般に噴射液は、原液と、この原液を噴射するための液化ガスとを含むものであることが一般的である。
原液は、芳香剤、消臭剤、忌避剤、殺虫剤などの長時間噴霧に適する薬液が例示し得るが、これに限定されるものではない。また、この薬液は、水、低級アルコール、多価アルコール、炭化水素、シリコーンオイルなどの溶剤中に溶解させて用いられる。
噴射ガスとしては、プロパン、ブタンなどの液化石油ガスやジメチルエーテル、代替フロン等の液化ガスか、窒素、空気、二酸化炭素などの圧縮ガスが用いられる。
噴射ガスとして、液化ガスを用いた場合にあって、原液と液化ガスの合計を１００％として、液化ガスの比率が70%を超えると、微多孔膜への負荷（圧力の上昇など）が生じたり、また、液化ガス（沸点5℃以下）の気化速度が速いため、拡散部材の有無によって蒸散速度が左右されることがなくなる。
他方、液化ガスの最小値は、噴射が可能であることを条件に設定すればよく、とりたたて制限はないが、５％以上とすることが、円滑な噴射を実現する点で望ましい。
よって、原液と液化ガスの望ましい比率は、容積比で５０：５０〜９５：５である。
エアゾールボンベの内圧(35℃)は、小さすぎると十分な吐出が得られないため０．２MPa以上であることが望ましい。他方、大きすぎると微多孔膜に対する負荷が大きくなりすぎるため、０．５以下が望ましい。

エアゾール原液について言えば、沸点が100℃を超える溶液が原液中の70%を超えると拡散部材に原液が溜まり、薬剤が蒸散しない傾向が強くなる。そのため、拡散部材３８の効果を引き出すには、原液は、沸点３０〜１００℃の溶液を３０〜１００重量％含むものとすることが望ましい。
エアゾールの吐出速度は、目的とする製品の種類や使用条件によって適宜変更することができるが、０．０５〜０．５０ｇ／１時間とすることによって、１００ミリリットル入りのエアゾール容器で、１００〜２０００時間の連続吐出が可能となる。

以下、表１及び表２に示す使用原料の噴射液を調整し、表に示す条件のエアゾール容器（構造は図１に示す）に封入して、実施例１〜６（表１）と比較例１〜５（表２）を作成した。使用原料の沸点を表２に示す。
ステムの孔径は、０．３mmであり、微多孔膜は、表１に記載の孔径を備えたものを用いた。拡散部材は、セルロース繊維製の不織布で厚み２mmのものを用いた。
なお、表中の（注１）炭化水素は、出光興産製 イソパラフィン系炭化水素「IPソルベント1620」（商標）である。

作成した各実施例及び比較例について、噴射試験を行い、その結果を表４及び表５に示した。試験方法は、エアゾール装置の連続噴射を行い、所定時間毎に、吐出量と拡散部材含浸量を計測した。計測方法は、吐出量については、アクチュエータを取り外したエアゾールボンベ１の初期重量と所定の計測時点の重量との差であり、試験開始から各計測時点までの全吐出重量を表に示した。拡散部材含浸量は、拡散部材の初期重量と所定の計測時点の重量との差であり、当該計測時点での含浸重量が表に示されている。蒸散量は、吐出量と拡散部材含浸量との差（吐出量−拡散部材含浸量）であり、平均蒸散量は、当該蒸散量を所定計測時間までの日数で割ったものである。
なお、比較例1の拡散部材含浸量に関しては、拡散部材に含浸できない薬剤は別容器に取って重量を測定し、加算した。比較例４及び５は、拡散部材に含浸しないため、蒸散量に関してはアクチュエーターに溜まった薬剤（表６参照）の重量を吐出量からひいて、蒸散量を算出した。比較例２及び３は168時間経過前に中味が全量吐出したため、48時間までのデータを記載した。

試験の結果、実施例１〜６は、672時間微量の噴射が継続することが確認された。
他方、比較例１は沸点が高い成分を多く含むため、蒸散量が小さくアクチュエーター内に薬剤が溜まってしまった。比較例２、３はLPGのみであり、内圧が0.56MPaと高く微多孔膜に対する負荷が大きいため、内溶液が48時間で全量吐出した。比較例４、５は微量吐出された内溶液が、微多孔膜の天面に溜まり、広がらない（蒸散するための面積が小さい）のでアクチュエーター内に薬剤が溜まってしまった。

本願発明の実施の形態に係るエアゾール装置の断面図である。 同要部拡大図である。

符号の説明

１ エアゾールボンベ
２ 噴射ステム
３ アクチュエータ
３４ 拡散部
３７ 微多孔膜
３８ 拡散部材

Claims (3)

1. エアゾールボンベに設けられた噴射バルブの下流側に微多孔膜が配位され、この微多孔膜によって噴射の流量制限がなされるエアゾール製品において、
   エアゾールボンベと、このエアゾールボンベに設けられた噴射バルブと、この噴射バルブの開閉弁から伸ばされた噴射流路と、この噴射流路の先端に設けられると共にこの流路の断面積よりも大きな開放面積を有する拡散部を備え、
   拡散部に拡散部材が配位され、
   微多孔膜が噴射流路先端又は拡散部の基端に設けられることによって、噴射流路がその先端にて微多孔膜により閉ざされ、
   この微多孔膜の下流側に、噴射流路の断面積よりも大きな面積を有する拡散部材が配位され、
   微多孔膜と拡散部材との間隔が０mm以上５mm未満であることを特徴とするエアゾール製品。
2. 上記の微多孔膜は、開孔の大きさが0.1〜1.0μmの微小孔を多数備えた膜体であって、この微小孔が流れの抵抗となり、上記の噴射経路からの噴射液の吐出流量を制限するものであり、
   上記の拡散部材は、毛細管現象による噴射液の拡散がなされ、噴射液の蒸散が促進される蒸散シートであることを特徴とする請求項１記載のエアゾール製品。
3. 上記のエアゾールボンベに原液と液化ガスとを含む噴射液が封入され、
   この原液は、沸点３０〜１００℃の溶液を３０〜１００重量％含むものであり、
   原液と液化ガスの比率が５０：５０〜９５：５容積%であり、
   エアゾールボンベの内圧（３５℃）が０．２〜０．５MPaであることを特徴とする請求項１又は２記載のエアゾール製品。

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