JP2015006900A - 噴射容器 - Google Patents

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敏嗣 矢嶋
Toshitsugu Yajima
敏嗣 矢嶋
清水 隆男
Takao Shimizu
隆男 清水
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Abstract

【課題】噴射力を高く維持でき、かつ封入物の残存量を低減可能な噴射容器を得る。【解決手段】少なくとも気体もしくは液体を含む封入物15を容器外部の気圧より高圧で充填し、バルブ6を開けることにより、充填されていた封入物15を外部に噴射できる噴射容器1であって、容器本体2と、その容器本体2の内部に封入される袋体であって弾性的に伸縮する伸縮袋体10と、伸縮袋体10の内部に配置される芯材20と、伸縮袋体10の内部に封入物15を出し入れ可能な流路25と、を備え、伸縮袋体10は、流路25と通じる一方で、容器本体2の空間9から閉ざされた空間を有し、伸縮袋体10は、その内部に、容器外部の気圧より高圧にて封入物15を封入可能であって、その伸縮性を利用して封入物15を外部に噴出する噴射容器1に関する。【選択図】図2

Description

本発明は、封入物を噴射する噴射容器に関する。
従来から、殺虫・防虫剤、化粧料、消火剤などの封入物を噴霧させるスプレー式の容器として、容器内に圧縮気体によって加圧された液剤を細い管を通して外部に噴射させる、いわゆるエアゾール製品が知られている。かかる従来から公知のエアゾール製品は、封入物の噴射剤として、人体に影響の少ないフロンガスを用いるものも少なくなかった。しかし、近年になって、フロンガスは、オゾン層を破壊して地球温暖化の一因になり得ることから、噴射容器内のガスのみならず洗浄剤などからも完全に撤廃されるようになった。このような環境保護の観点を一つの契機として、噴射容器中の封入物を噴射する方法の一つに、加圧封入された気体を用いない噴射機構も考えられてきた(例えば、特許文献1を参照)。
実開平4−1186号公報
しかし、上記特許文献1に開示される噴射容器には、次のような問題がある。図8は、特許文献1に開示される噴射容器と同様の構造を持つ従来から公知の噴射容器であって、封入物の充填前(A)、充填後(B)および噴射後(C)の各状態を示す。噴射容器100は、封入物101を充填するための容器本体102の中に、伸縮性の袋体(伸縮袋体)103を収縮状態で格納する(Aを参照)。伸縮袋体103は、容器本体102の上方に開口部104を固定し、容器本体102の空間とは連通していない。噴射容器100の上部に配置されるアクチュエーター105の噴射口106から伸縮袋体103の内部に向けて封入物101を高圧充填すると、伸縮袋体103は、容器本体102の内部で膨らむ(Bを参照)。伸縮袋体103の膨張を阻害しないように、容器本体102の一部に孔107を設け、容器本体102の内部を外部と連通させておく方が好ましい。Bの状態から、アクチュエーター105を押し、バルブ108を開けると、伸縮袋体103の内部に充填されていた封入物101は、流路109、噴射口106を通じて外部に噴射される。封入物101の減少に伴い、伸縮袋体103は、どんどん収縮していく。
しかし、伸縮袋体103の引き伸ばし率が大きいと、伸縮袋体103の内部に封入物101を高圧充填した際に、伸縮袋体103がクリープ変形して伸びたままの状態になり、封入物101の噴射時に元の状態まで戻らなくなる。そうなると、噴射力の低下や封入物101の残存という問題が生じてしまう。ここで、伸縮袋体103のクリープ変形を抑制すべく、初期の伸縮袋体103を大きくして、封入物101を充填したときの引き伸ばし率を小さく抑える方法も考えられる。しかし、この方法では、封入物101の噴射終了後の残存量が多くなってしまう。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、噴射力を高く維持でき、かつ封入物の残存量を低減可能な噴射容器を得ることを目的とする。
上記目的を達成するための本発明の一形態は、少なくとも気体もしくは液体を含む封入物を容器外部の気圧より高圧で充填し、バルブを開けることにより、充填されていた封入物を外部に噴射できる噴射容器であって、容器本体と、その容器本体の内部に封入される袋体であって弾性的に伸縮する伸縮袋体と、伸縮袋体の内部に配置される芯材と、伸縮袋体の内部に封入物を出し入れ可能な流路とを備え、伸縮袋体には、流路と通じる一方で、容器本体の空間から閉ざされた空間を有し、さらに、伸縮袋体の内部に、容器外部の気圧より高圧にて封入物を封入可能であって、その伸縮性を利用して封入物を外部に噴出する噴射容器である。
本発明の別の形態は、さらに、伸縮袋体の開口部を容器本体のバルブ側に固定し、芯材を、伸縮袋体の開口部側に固定して伸縮袋体の内部においてその固定された位置から容器本体の長さ方向に延びるように配置した噴射容器である。
本発明の別の形態は、さらに、流路を、芯材の内部に形成される貫通路あるいは外部に形成される溝を含む噴射容器である。
本発明の別の形態は、また、伸縮袋体に封入物が充填されていない状態において、芯材が伸縮袋体の内部の空間よりも小さく、芯材の外壁と伸縮袋体の内壁との間に隙間を備える噴射容器である。
本発明の別の形態は、また、伸縮袋体に封入物が充填されていない状態において、芯材が伸縮袋体の内部の空間よりも大きく、かつ伸縮袋体が芯材の外壁に対して圧力を与える状態にある噴射容器である。
本発明の別の形態は、また、伸縮袋体の外側に、第2伸縮袋体を配置し、第2伸縮袋体が伸縮袋体と連通しておらず、第2伸縮袋体が伸縮袋体の膨張時に追随して膨張可能であって、かつ伸縮袋体の収縮時にも追随して収縮可能な噴射容器である。
本発明の別の形態は、また、容器本体に、外部に通じる1以上の貫通部を備える噴射容器である。
本発明の別の形態は、また、伸縮袋体を主にシリコーンゴムにて構成している噴射容器である。
本発明によれば、噴射力を高く維持でき、かつ封入物の残存量を低減可能な噴射容器を得ることができる。
図1は、本発明の第一実施形態に係る噴射容器の斜視図(1A)および面Sによって噴射容器をその高さ方向に切断した際の縦断面図(1B)を示す。 図2は、図1の噴射容器に封入物を充填した状態を示す。 図3は、図2の状態から封入物を外部に噴射し、封入物の噴射を終了した状態を示す。 図4は、第二実施形態に係る噴射容器を、図1の面Sで切断したときの縦断面図(4A)およびその噴射容器の中から封入物を噴射完了した状態の縦断面図(4B)を示す。 図5は、本発明の第三実施形態に係る噴射容器を、図1の面Sで切断したときの縦断面図を示す。 図6は、図5の噴射容器に封入物を充填した後、その噴射容器の中から封入物を噴射完了した状態の縦断面図を示す。 図7は、本発明の第四実施形態に係る噴射容器を、図1の面Sで切断したときの縦断面図を示す。 図8は、特許文献1に開示される噴射容器と同様の構造を持つ従来から公知の噴射容器であって、封入物の充填前(A)、充填後(B)および噴射後(C)の各状態を示す。
次に、本発明に係る噴射容器の各実施形態について説明する。
<第一実施形態>
図1は、本発明の第一実施形態に係る噴射容器の斜視図(1A)および面Sによって噴射容器をその高さ方向に切断した際の縦断面図(1B)を示す。
この実施形態に係る噴射容器1は、少なくとも気体もしくは液体を含む封入物を容器外部の気圧より高圧で充填し、後述のバルブ6を開けることにより、充填されていた封入物を外部に噴射できる容器である。封入物としては、気体のみ、液体のみ、気体と液体の混合物、気体と固体の混合物、液体と固体の混合物、気体と液体と固体の混合物のいずれかであれば特に制限無く、消火剤、防虫剤、殺虫剤、塗料、消臭剤、潤滑剤(例えば、防錆用のもの)、人体用消臭剤、制汗剤、医薬品、シェービングクリーム、ボディソープ、化粧料、食用油、液体調味料、頭髪用品、香水などを例示できる。噴射容器1は、略円筒形状の容器本体2と、その天面側を覆う蓋部材3とを備える。蓋部材3は、容器本体2側に窪む凹部を有し、その凹部の略中央部に、上方に向かって突出する突出部4を有する。突出部4は、その上方に、容器本体2側に向かって押し込み可能なアクチュエーター5を備える。アクチュエーター5は、その底部にバルブ6を有しており、そのバルブ6を、突出部4の天面に形成された開口部を開閉できるように、突出部4の内部に挿入する形態にて突出部4の上部に配置されている。アクチュエーター5は、その上方の側面に形成される噴射口7と、噴射口7からアクチュエーター5の内部を通り、バルブ6近傍の側面まで通じる経路8とを備える。経路8は、バルブ6が突出部4の天面の開口部を塞いでいる際には、容器本体2の内部とつながらないが、アクチュエーター5を押し込んでバルブ6を開けた際には、容器本体2の内部とつながるように、アクチュエーター5の内部に形成されている。
容器本体2は、樹脂(ゴムも含むように広義に解釈する)、ガラス、金属などの如何なる材料から構成されていても良いが、後述の構造を持つために、必ずしも高い耐圧性を要しないことから、SUSなどの剛性の高い金属で構成される必要は無く、樹脂、金属であっても薄肉のアルミニウムなどの材料にて好適に構成される。
噴射容器1は、上述の容器本体2に加え、容器本体2の内部に封入される袋体であって弾性的に伸縮する伸縮袋体10と、伸縮袋体10の内部に配置される芯材20と、伸縮袋体10の内部に封入物を出し入れ可能な流路25と、を備える。流路25は、バルブ6を開けた際に、アクチュエーター5の内部に形成される経路8、噴射口7を通じて外部につながるように形成される。この実施形態では、流路25は、芯材20の内部を貫通して、伸縮袋体10の開口部12に近い内側面に開口するように、芯材20に形成されている。しかし、流路25は、芯材20に形成されず、芯材20の外側から伸縮袋体10の内部につながるように形成されていても良い。
伸縮袋体10は、流路25と通じる一方で、容器本体2の空間から閉ざされた空間を有する。伸縮袋体10は、その内部に、容器外部の気圧より高圧にて封入物を封入可能であって、その伸縮性を利用して封入物を外部に噴出することのできる袋体である。伸縮袋体10は、その開口部12を、容器本体2のバルブ6側(この実施形態では、容器本体2の上部)に固定されている。具体的には、伸縮袋体10は、開口部12を、容器本体2の上部に備えられる環状の固定部材11に接続して、容器本体2の内部空間9に備えられている。伸縮袋体10は、伸縮性に富む樹脂材料、例えば、シリコーンゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンジエンゴムあるいはスチレンブタジエンゴム等の熱硬化性エラストマー、ウレタン系、エステル系、スチレン系、オレフィン系、ブタジエン系あるいはフッ素系等の熱可塑性エラストマー、あるいはそれらの複合物等などから構成される。また、伸縮袋体10は、封入物と接触しても容易に変性しないように、耐酸性若しくは耐アルカリ性、耐油性、耐溶剤性等の高い樹脂材料にて構成されるのが好ましく、例えば、フッ素系のゴムから好適に構成される。ただし、伸縮袋体10の内部表面に、フッ素コーティングを施し、伸縮袋体10自体の主材には、フッ素系のゴムよりも耐変性の低い材料、例えば、シリコーンゴムを用いても良い。
芯材20は、この実施形態では、伸縮袋体10の開口部12側に固定され、伸縮袋体10の内部において、その固定された位置から容器本体2の長さ方向に延びるように配置されている。芯材20の内部に形成される流路25は、バルブ6の底部と対向する芯材20の上面21から芯材20の側面まで貫通して形成された貫通路である。ただし、流路25は、貫通路に限定されず、芯材20の外表面に形成される溝の形態であっても良い。
芯材20は、樹脂(ゴムも含むように広義に解釈する)、ガラス、金属などの如何なる材料から構成されていても良いが、伸縮袋体10の内部に封入物を充填した際に、その封入物の圧力によって芯材20自体が簡単に収縮しないような材料で構成される方が好ましい。好適には、芯材20は、伸縮袋体10よりも伸縮性の低い材料で形成される。例えば、伸縮袋体10をフッ素系のゴムやシリコーンゴムなどのゴムで形成する場合には、芯材20を当該ゴムより伸縮性の低い熱可塑性あるいは熱硬化性樹脂、ガラス、アルミナ等のセラミックス、SUS等の金属で構成するのが好ましい。また、この実施形態では、芯材20は、流路25以外の空間を有しない構造であるが、容易に伸縮しないならば、その内部を空洞化した外殻構造を有するものでも良い。ただし、その場合には、流路25を、芯材20内の空洞と通じないように形成する必要がある。
この実施形態では、芯材20は、封入物を充填していない状態の伸縮袋体10(すなわち、内圧も外圧もかかっていない自然状態の伸縮袋体10)の内容積よりも小さい。このため、伸縮袋体10に封入物が充填されていない状態において、芯材20は、その外壁と伸縮袋体10の内壁との間に隙間22を備える。伸縮袋体10に封入物を充填する際、その封入物は、流路25を通って、隙間22に流れ込み、伸縮袋体10を膨らませる。
容器本体2は、好ましくは、その底面に、外部に通じる2つの貫通部30を備える。貫通部30は、1つ以上であればその個数を問わず、さらにはその形状およびその形成位置も問わない。貫通部30を形成するのは、容器本体2の内部空間9を外部と同一の気圧にするためである。このような気圧設計により、伸縮袋体10に封入物を加圧充填した際に、伸縮袋体10が膨らんでも、容器本体2内が密閉されていないので、容器本体2の内圧が高くなることを防止できる。この結果、容器本体2を耐圧性の高い構造にする必要が無く、比較的耐圧性の低い樹脂等の材料で容器本体2を形成できる。ただし、容器本体2に貫通部30を備えることは必須ではなく、容器本体2と蓋部材3との間に、外部に通じる隙間等を設け、伸縮袋体10の膨張に伴い、容器本体2の内部空間9が高圧にならないようにしても良い。また、貫通部30などの外部に常時通じる孔を容器本体2に形成しないで、伸縮袋体10の膨張に伴い、容器本体2の内部空間9の圧力が大きくなっても良い。その場合、容器本体2は、その内部圧力に耐えられる材料で形成したり、あるいは高耐圧性の構造を備えるのが好ましい。
図2は、図1の噴射容器に封入物を充填した状態を示す。図3は、図2の状態から封入物を外部に噴射し、封入物の噴射を終了した状態を示す。以後、図2以降の図面を参照して封入物について言及する際には、「封入物」に符号を付して、「封入物15」と称する。
封入物15を伸縮袋体10の中に充填していくと、伸縮袋体10は、容器本体2の内部空間9で膨張していく。封入物15を伸縮袋体10内に充填した段階では、図2に示すように、芯材20と伸縮袋体10内との間の空間、流路25、および芯材20上方の空間に、封入物15が加圧充填されている。伸縮袋体10は、この実施形態では、等方的に伸縮可能な袋体であるため、容器本体2の内部空間9において縦横問わずに一様に膨張している。ここで、「等方的」とは、必ずしもどの方向にも完全に均等であることまでを要せず、伸縮方向が特定方向に過度に偏っている状態ではない意味に広義に解釈される。
封入物15の充填後、噴射容器1のアクチュエーター5を押すと、今度は、図2に示す状態から図3に示す状態へと移行する。アクチュエーター5を押してバルブ6が開状態になると、伸縮袋体10の中に充填されている封入物15は、封入物15自体の高圧に加え、伸縮袋体10が元の状態に戻る収縮力を利用して流路25に押し出され、経路8を経て、噴射口7から噴射する。伸縮袋体10は、封入物15の外部への噴射に伴い収縮していくが、その内部に配置される芯材20の外表面と隙間22を有する状態で、収縮を終了する。収縮した伸縮袋体10の内部には芯材20が配置されているため、芯材20の体積分だけ、封入物15の残存量を減らすことができる。また、伸縮袋体10の引き伸ばし率も低く抑えられるので、噴射力を高く維持できる。
<第二実施形態>
次に、本発明の第二実施形態に係る噴射容器について説明する。第二実施形態において、第一実施形態と共通する部分については、同じ符号を付し、重複した説明を省略する。
図4は、第二実施形態に係る噴射容器を、図1の面Sで切断したときの縦断面図(4A)およびその噴射容器の中から封入物を噴射完了した状態の縦断面図(4B)を示す。
第二実施形態に係る噴射容器1は、芯材20の長さ方向に貫くように流路26を形成している点で、第一実施形態に係る噴射容器1と異なる。流路26は、第一実施形態に係る噴射容器1に形成される流路25とは異なり、芯材20の側面に通じるものではなく、芯材20の長さ方向、すなわち、容器本体2の上部から底部に通じるように形成されている。このような形態の流路26を形成することにより、伸縮袋体10の底部の封入物15をスムーズに上部に送ることができるので、伸縮袋体10の内部に残留する封入物15をより低減することができる。
<第三実施形態>
次に、本発明の第三実施形態に係る噴射容器について説明する。第三実施形態において、第一実施形態と共通する部分については、同じ符号を付し、重複した説明を省略する。
図5は、本発明の第三実施形態に係る噴射容器を、図1の面Sで切断したときの縦断面図を示す。図6は、図5の噴射容器に封入物を充填した後、その噴射容器の中から封入物を噴射完了した状態の縦断面図を示す。
第三実施形態に係る噴射容器1は、封入物15を伸縮袋体10の内部に充填していない状態で、芯材20と伸縮袋体10とがほぼ密着状態にある点で、第一実施形態に係る噴射容器1と異なる。この実施形態では、芯材20は、封入物15を充填していない伸縮袋体10の内部の空間よりも大きい。このため、第一実施形態と異なり、芯材20の主要な外表面と伸縮袋体10の内表面との間に、実質的に隙間22が存在しない。ここで、「実質的に」と称するのは、芯材20の上方の側面、芯材20の側面にある流路25の開口部などの領域では、伸縮袋体10の内表面と芯材20の外表面との間に隙間が存在し、全く隙間がないわけではないからである。このように、芯材20を、自然状態の伸縮袋体10の内部空間よりも大きくすることにより、伸縮袋体10は、封入物15を充填していない状態および封入物15を外部に噴射し終えた段階において、芯材20の外壁に対して圧力を与える状態にある。したがって、封入物15を外部に噴射したときの残存量を低減でき、かつ伸縮袋体10の収縮による噴射力を噴射終了まで高く維持できる。
<第四実施形態>
次に、本発明の第四実施形態に係る噴射容器について説明する。第四実施形態において、第一実施形態と共通する部分については、同じ符号を付し、重複した説明を省略する。
図7は、本発明の第四実施形態に係る噴射容器を、図1の面Sで切断したときの縦断面図を示す。
第四実施形態に係る噴射容器1は、伸縮袋体10の外側に、もう一つの伸縮袋体(「第2伸縮袋体40」という)を備える点で、第一実施形態に係る噴射容器1と異なる。第2伸縮袋体40は、伸縮袋体10の膨張時に追随して膨張可能であって、かつ伸縮袋体10の収縮時にも追随して収縮可能である。この実施形態では、第2伸縮袋体40と伸縮袋体10との間に、隙間42を有するが、隙間42を有していなくても良い。また、芯材20と伸縮袋体10との間に、隙間22が存在するが、これも存在していなくても良い。伸縮袋体10および第2伸縮袋体40は、ともに、容器本体2の上方において、蓋部材3の環状凹部で挟まれて固定されている。ただし、伸縮袋体10および第2伸縮袋体40の開口部の固定方法は、上述の方法に限定されない。
第2伸縮袋体40は、伸縮袋体10より弾力性に富む材料あるいは構造を有するのが好ましい。伸縮袋体10の弾力性が低くても、第2伸縮袋体40の弾力性を利用して、伸縮袋体10の内部の封入物15を外部に出すことができるからである。
<その他の実施形態>
以上、本発明の噴射容器の各実施形態について説明したが、本発明は、上記各実施形態に限定されず、種々の変形を施ことができる。
上述の各実施形態において、伸縮袋体10は、その開口部12を、容器本体2のバルブ6側に固定され、かつ芯材20は、伸縮袋体10の開口部12側に固定され、伸縮袋体10の内部において、その固定された位置から容器本体2の長さ方向に延びるように配置されている。しかし、伸縮袋体10または芯材20の固定位置は、必ずしも、バルブ6側であることを要しない。例えば、容器本体2の内底面側に封入物15の出入口がある場合には、伸縮袋体10の開口部12および芯材20の一端を容器本体2の底面側に固定しても良い。
第三実施形態に係る噴射容器1は、芯材20の内部を上面21から側面まで貫通するように形成された流路25を備えている。しかし、上記の流路25に代えて、芯材20の外表面に形成される溝形状の流路を用いることもできる。その場合、溝を、芯材20の長さ方向に沿って形成する方が好ましい。このような溝を形成することにより、伸縮袋体10と芯材20との間に実質的に隙間22が存在していない場合であっても、芯材20の内部を加工することなく、封入物15の移動経路を確保できる。
本発明の各実施形態は、互いに組み合わせることのできる範囲で、各構成部を組み合わせることもできる。例えば、第二実施形態と第三実施形態とを組み合わせて、伸縮袋体10と密着する芯材20の内部に、その長さ方向に貫通する流路26を形成しても良い。また、第二実施形態と第四実施形態とを組み合わせて、第2伸縮袋体40を有する噴射容器1の芯材20の内部に、その長さ方向に貫通する流路26を形成しても良い。
本発明は、例えば、消火剤、防虫剤、殺虫剤、塗料、消臭剤、潤滑剤(例えば、防錆用のもの)、人体用消臭剤、制汗剤、医薬品、シェービングクリーム、ボディソープ、化粧料、食用油、液体調味料、頭髪用品、香水などを噴射可能な容器として利用できる。
1 噴射容器
2 容器本体
6 バルブ
9 内部空間(空間)
10 伸縮袋体
12 開口部
15 封入物
20 芯材
22 隙間
25,26 流路(例えば、貫通路、溝などの形態)
30 貫通部
40 第2伸縮袋体

Claims (8)

  1. 少なくとも気体もしくは液体を含む封入物を容器外部の気圧より高圧で充填し、バルブを開けることにより、充填されていた上記封入物を外部に噴射できる噴射容器であって、
    容器本体と、
    その容器本体の内部に封入される袋体であって弾性的に伸縮する伸縮袋体と、
    上記伸縮袋体の内部に配置される芯材と、
    上記伸縮袋体の内部に上記封入物を出し入れ可能な流路と、
    を備え、
    上記伸縮袋体は、上記流路と通じる一方で、上記容器本体の空間から閉ざされた空間を有し、
    上記伸縮袋体は、その内部に、上記容器外部の気圧より高圧にて上記封入物を封入可能であって、その伸縮性を利用して上記封入物を外部に噴出することを特徴とする噴射容器。
  2. 前記伸縮袋体は、その開口部を、前記容器本体の前記バルブ側に固定され、
    前記芯材は、前記伸縮袋体の上記開口部側に固定され、前記伸縮袋体の内部において、その固定された位置から前記容器本体の長さ方向に延びるように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の噴射容器。
  3. 前記流路は、前記芯材の内部に形成される貫通路あるいは外部に形成される溝を含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の噴射容器。
  4. 前記伸縮袋体に前記封入物が充填されていない状態において、
    前記芯材は、前記伸縮袋体の内部の空間よりも小さく、前記芯材の外壁と前記伸縮袋体の内壁との間に隙間を備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の噴射容器。
  5. 前記伸縮袋体に前記封入物が充填されていない状態において、
    前記芯材は、前記伸縮袋体の内部の空間よりも大きく、かつ
    前記伸縮袋体は、前記芯材の外壁に対して圧力を与える状態にあることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の噴射容器。
  6. 前記伸縮袋体の外側に、第2伸縮袋体を配置し、
    上記第2伸縮袋体は、前記伸縮袋体の膨張時に追随して膨張可能であって、かつ前記伸縮袋体の収縮時にも追随して収縮可能であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の噴射容器。
  7. 前記容器本体は、外部に通じる1以上の貫通部を備えることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の噴射容器。
  8. 前記伸縮袋体を主にシリコーンゴムにて構成していることを特徴とする請求項1から請求項7に記載の噴射容器。
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