JP2017214126A - 噴射製品 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一実施形態の噴射製品について、図面を参照して詳細に説明する。図1は、本実施形態の噴射製品1の模式的な断面図である。図2は、図1に示される本実施形態の噴射製品1のバルブ機構3の拡大図である。図1および図2に示される噴射製品1は、噴射動作が行われていない状態(非噴射状態)である。本実施形態の噴射製品1は、内容物が充填される容器本体2と、容器本体2に取り付けられるバルブ機構3と、バルブ機構3に取り付けられる噴射部材4と、を主に備える。内容物は、水性原液5と、25℃における水に対するオストワルド係数が0.1以下である圧縮ガスとからなる。バルブ機構3は、容器本体2の気相部分に存在する圧縮ガスを外部に放出するためのガス放出孔61eと、内容物を噴射部材4に供給するための噴射通路とが形成されている。また、バルブ機構3は、噴射通路内の内容物を加圧するポンプ機構を備えている。さらに、バルブ機構3は、噴射部材4が作動されることにより、ガス放出孔61eが開放され、気相部分の圧縮ガスを外部に放出する。以下、それぞれについて説明する。なお、以下に示される実施形態は一例であり、噴射製品1の構成は、非噴射状態とポンプ噴射状態とを適宜切り替えることができ、切り替え時に気相部分の圧縮ガスを外部に放出し得る構成であれば特に限定されない。
容器本体2は、内容物を充填するための耐圧容器であり、有底筒状の本体部21と、本体部21よりも小径であり本体部21の上部に一体的に設けられた筒状の首部22とを含む。首部22の上部には開口が形成されている。開口は、内容物を充填する際の充填口であり、内容物の充填後にバルブ機構3により閉止される。
バルブ機構3は、容器本体2内を密封し、容器本体2から水性原液5を取り込んで加圧するための部材である。バルブ機構3は、ポンプ機構を備えており、ポンプ機構は、好適には、筒状のハウジング6と、ハウジング6内に収容されるバルブ本体7と、後述するピストン部材の上方向への変位を制御する当接部材8とを主に備える。バルブ本体7は、ハウジング6内を上下方向に摺動自在に収容されるステム71(内部ステム74および外部ステム75)を含む。ポンプ機構は、非噴射状態から、ポンプ噴射を行うポンプ噴射状態に変位することが可能である。ポンプ噴射状態の詳細は、後述される。
ハウジング6は、筒状のハウジング本体61と、ハウジング本体61に接続され、ハウジング本体61を容器本体2に取り付けるためのネジキャップ62とを備える。
バルブ本体7は、容器本体2から取り込まれた水性原液5を噴射部材4に送るための部材であり、ハウジング本体61内に上下方向に摺動自在に収容されるステム71と、ステム71と協働してハウジング6内を上下方向に摺動するピストン部材72と、ステム71を上方に付勢するバネ部材73とを備える。
当接部材8は、ハウジング本体61の開口部に嵌入されてステム71と当接してステム71を位置決めし、さらにピストン部材72の上部外側摺動部77aの上端と当接してピストン部材72を位置決めする部材である。これら当接部材8、ステム71およびハウジング本体61は、いずれも、たとえばガスケット等によって閉止されていない。そのため、ガス放出孔61eを介して容器本体2の気相部分から取り込まれた圧縮ガスは、当接部材8およびハウジング本体61のわずかな間隙や、当接部材8およびステム71のわずかな間隙等から、外部に放出され得る。
噴射部材4は、外部ステム75に装着される噴射ノズル41と、ネジキャップ62に装着される操作部42とを含む。
切替部材9は、バルブ機構3を後述する非噴射状態およびポンプ噴射状態に変位させる際に好適に使用される治具である。また、切替部材9は、ステム71の摺動可能距離を調整することにより、バルブ機構3を非噴射状態とポンプ噴射状態とに切り替えるための治具である。図1および図2に加え、図3を参照して、本実施形態の切替部材9が説明される。図3は、切替部材9の動作を説明するための斜視図である。なお、本実施形態において切替部材9は、必須ではない。
内容物は、容器本体2に充填され、水性原液5と25℃における水に対するオストワルド係数が0.1以下である圧縮ガスとを含む。水性原液5は、噴射部材4が操作されることにより、容器本体2からバルブ機構3に供給される。具体的には、水性原液5は、チューブ63の下端から取り込まれ、第1空間S1を通過または第1空間S1に一時的に貯留された後、外部ステム75の外部ステム内通路75a、噴射ノズル41のノズル内通路41dに供給され、噴射孔43aより噴射される。
水性原液5は、容器本体2に充填される液体成分である。水性原液5は、従来公知の成分を含む。一例を挙げると、水性原液5は、水と、アルコールと、界面活性剤と、増粘剤と、有効成分などを含むことができる。
圧縮ガスは、水性原液5とともに容器本体2に充填され、容器本体2内において大部分が容器本体2内の気相に存在して水性原液5を加圧して吐出可能にする加圧剤として作用し、残部が水性原液5中に溶解する。圧縮ガスの溶解量は、容器本体2内に充填された時点において、1ppm以上であればよく、1.5ppm以上であることが好ましい。また、圧縮ガスの溶解量は、1000ppm以下であればよく、500ppm以下であることが好ましい。圧縮ガスの溶解量が1ppm未満である場合、溶解量が少なすぎるためポンプ噴射に切り替えて圧縮ガスを放出した際に水性原液5中で発生する気泡が少なく、白濁しにくい。一方、圧縮ガスの溶解量が1000ppmを超える場合、水性原液5中で発生する気泡が大きくなり、バルブ機構3がポンプ噴射状態に切り替えられた際に、すぐに浮遊して水性原液5中で分散しにくくなる。なお、本実施形態において、圧縮ガスの溶解量とは、25℃において圧縮ガスが水性原液5中に溶解している量である。
次に、上記構成の噴射製品1を用いて水性原液5を噴射する場合におけるバルブ機構3の変位が、図1〜図3に加えて図4〜図6を参照して説明される。図4は、切替部材9の動作を説明するための斜視図である。図5は、エアゾール噴射を行うエアゾール噴射状態に変位しているバルブ機構3の模式的な拡大図である。図6は、バルブ機構3がポンプ噴射を行うポンプ噴射状態に変位している噴射製品1の模式的な断面図である。図7は、ポンプ噴射を行うポンプ噴射状態に変位しているバルブ機構3の模式的な拡大図である。なお、バルブ機構3は、非噴射状態から、上記したエアゾール噴射状態を経て、その後、ポンプ噴射状態に変位されてもよい。ただし、本実施形態の噴射製品1は、ポンプ噴射を行うことができればよく、エアゾール噴射状態への変位は必須ではない。そのため、本実施形態のバルブ機構3は、たとえば使用者によって噴射部材4が短時間で操作されることにより、実質的にエアゾール噴射状態に変位されることなく(または短時間のエアゾール噴射状態への変位を経て)、非噴射状態からポンプ噴射状態に変位されてもよい。また、以下の実施形態では、切替部材9を回動することによりバルブ機構3が非噴射状態からエアゾール噴射状態に変位でき、切替部材を取り外すことによりバルブ機構3がさらにポンプ噴射状態に変位できる態様について例示している。これに代えて、本実施形態の噴射製品1は、切替部材9の係止溝41bの長さ(深さ)が調整されることにより、切替部材9を取り外さなくても、噴射ノズル41を介してステム71をより下方に押し下げ可能とし、バルブ機構3をポンプ噴射機構に変位させ得る態様が採用されてもよい。また、切替部材9の取り外しのみでバルブ機構3をポンプ噴射機構に変位させてもよい。
まず、水性原液5を噴射しない非噴射状態(噴射前の状態)では、図1に示されるように、切替部材9は、当接部92(図3参照)が本体部42cに嵌め込まれている。また、切替部材9は、係止突起95が噴射ノズル41の下面41cと当接するように適宜回動されている。この状態では、噴射ノズル41は、下方向に移動することができない。その結果、バルブ機構3は、内容物を噴射しない非噴射状態となり、バネ部材73により内部ステム74、外部ステム75およびピストン部材72が上方へ付勢された状態で維持される。この場合、ピストン部材72は、下部内側摺動部76bを当接溝74hと当接させることによって第1空間S1と第2空間S2との連通(噴射通路)を遮断しており、かつ、上部外側摺動部77aによってガス放出孔61eを閉止している(閉止状態)。そのため、水性原液5は噴射されない。また、噴射ノズル41は、下方向に移動することができないため、水性原液5は、誤って噴射されることがない。
一方、図4に示されるように、切替部材9の係止突起95が係止溝41bと対応する位置まで回動されると、バルブ機構3は、非噴射状態からエアゾール噴射を行うエアゾール噴射状態に容易に変位することができる。具体的には、図4に示されるように、係止突起95が係止溝41bと対応する位置まで回動されると、使用者はトリガー部42iを操作することができる。これにより噴射ノズル41が下方向に可能な範囲で押し下げられると、係止突起95は、係止溝41b内に挿入され、係止される。その結果、内部ステム74と外部ステム75とは、一体となって下方へ摺動する。このときピストン部材72は外部ステム75と当接しないため移動せず、内部ステム74と外部ステム75とは、係止溝41bの深さ分(係止突起95の高さ分)だけ下降する。その結果、図5に示されるように、この変位により、下部内側摺動部76bの下端は、当接溝74hから離れる。これにより、第1空間S1と第2空間S2とは連通される。すなわち、容器本体2内と外部とが連通される。なお、この際、ガス放出孔61eは、上部外側摺動部77aによって閉止されたままである。容器本体2内と外部とが連通されると、容器本体2内は圧縮ガスにより加圧されているため、圧縮ガスにより加圧されている水性原液5がボール65bを上方向に持ち上げて、第1空間S1に供給される。さらに、この水性原液5は、第2空間S2に供給され、外部ステム内通路75aを通過して、噴射孔43a(図1参照)より噴射される。このように、エアゾール噴射状態では、水性原液5は、圧縮ガスによる加圧力により連続的に噴射される。図5において、矢印A1は、容器本体2から取り込まれる水性原液5の流れを示している。
切替部材9(図3、4参照)が取り外されると、バルブ機構3は、非噴射状態またはエアゾール噴射状態からポンプ噴射状態に容易に変位することができる。この際、バルブ機構3は、圧縮ガスの気泡を発生させる気泡発生状態を経由する。具体的には、図6に示されるように、切替部材9が取り外されると、使用者はトリガー部42i(図1参照)をさらに操作することができ、噴射ノズル41は、エアゾール噴射状態(図5参照)からさらに下方向に可能な範囲で押し下げられる。この際、図7に示されるように、内部ステム74と外部ステム75とは、スカート部75bの当接段部75dがピストン部材72の上部内側摺動部76aの上端に当接するまで一体となって下方へ摺動し、その後、内部ステム74、外部ステム75およびピストン部材72が一体となってさらに下方へ摺動する。この変位により、ピストン部材72は、上部外側摺動部77aの外周壁による閉止状態から、ガス放出孔61eを開放する(開放状態)。これにより、容器本体2内の気相部分に存在する圧縮ガスが外部に放出され、容器本体2内が大気圧となる。矢印A2は、容器本体2の気相部分から外部に放出される圧縮ガスの流れを示している。その結果、水性原液5中に高圧で溶解していた圧縮ガスは過飽和の状態となるため、大気圧の飽和溶解量になるまでの量の圧縮ガスが気化して多数の微細な気泡が発生する。このとき、水への溶解度が小さな圧縮ガスを用い、かつ水性原液中に特定量溶解させているため、発生する気泡は微細であり、水性原液中ですぐに浮遊せずに漂うように分散するため、水性原液の外観は気泡により白濁する。図6において、微細な気泡が発生して分散している水性原液は、水性原液5aとして示されている。なお、低温状態など、温度条件によっては、噴射製品1は、ポンプ噴射状態に切り替えられた後、圧縮ガスの微細な気泡の発生が少ない場合がある。このような場合には、噴射製品1は、適宜振とうされてもよい。これにより、微細な気泡の発生が促され得る。
本実施形態の噴射製品1は、図6に示されるように、使用者がトリガー部42iを操作すると、ピストン部材72が下方に摺動して、第1空間S1の容積が減少する。この際、ボール65bは、第1空間S1の容積の減少による下方向への付勢によって沈み、原液取込孔61dを閉止する。その結果、第1空間S1に貯留された原液(図示せず)は、加圧され、第2空間S2に供給され、外部ステム内通路75aを通過して、噴射孔43a(図1参照)より噴射される。噴射された水性原液5には、微細な気泡として分散している圧縮ガスが含まれている。そのため、本実施形態の噴射製品1によれば、ポンプ噴射を行うことによって、塗布面に多くの微細な圧縮ガスの気泡を付与することができる。
図1に示される無色透明のポリエチレンテレフタレート製耐圧容器に、以下の処方にしたがって調製した水性原液を充填し、バルブを取り付け、バルブのステムから窒素ガスを充填し、噴射部材を取り付けて噴射製品を製造した。なお、容器内の圧力は0.5MPa(25℃)であった。
(水性原液処方)
精製水 100.0
合計 100.0(質量%)
以下の処方にしたがって調製した水性原液を用いたこと以外は実施例1と同様にして噴霧製品を製造した。
(水性原液処方)
エタノール 10.0
精製水 90.0
合計 100.0(質量%)
以下の処方にしたがって調製した水性原液を用い、窒素ガスを充填して容器内の圧力を0.4MPa(25℃)にしたこと以外は実施例1と同様にして噴霧製品を製造した。
(水性原液処方)
コカミドプロピルベタイン水溶液 0.1
エタノール 30.0
精製水 69.9
合計 100.0(質量%)
圧縮ガスとして水素ガスを用いたこと以外は実施例1と同様にして噴霧製品を製造した。
原液としてエタノールを用いたこと以外は実施例1と同様にして噴霧製品を製造した。
圧縮ガスとして炭酸ガスを用いたこと以外は実施例1と同様にして噴霧製品を製造した。
圧縮ガスとして亜酸化窒素を用いたこと以外は実施例1と同様にして噴霧製品を製造した。
耐圧容器の容積、原液の充填量、圧縮ガスの充填量、平衡状態の圧力から、圧縮ガスの原液溶解量を算出した。
噴霧製品を25℃の恒温室内で1日間静置し、非噴射状態から気泡発生状態を経てポンプ噴射状態に変位するようトリガー部を操作し、気相の圧縮ガスを外部に排出した。このときの内容物の状態を評価した。
(評価基準)
○:ゆっくりと微細な気泡が発生し、上下に振ると一気に気泡が発生して内容物全体が白濁し、30秒以上持続した。
×:大きな粒の気泡が発生した。上下に振っても白濁せず、すぐに消えた。
2 容器本体
21 本体部
22 首部
23 雄ネジ部
3 バルブ機構
4 噴射部材
41 噴射ノズル
41a 回動軸
41b 係止溝
41c 下面
41d ノズル内通路
42 操作部
42a レバー支持部
42b レバー
42c 本体部
42d 支持アーム
42e 環状溝
42f 係合溝
42g 回動軸
42h 本体部
42i トリガー部
43 先端ノズル
43a 噴射孔
43b ノズルチップ
5、5a 水性原液
6 ハウジング
61 ハウジング本体
61a フランジ部
61b 小径部
61c 連結溝
61d 原液取込孔
61e ガス放出孔
61f 当接段部
62 ネジキャップ
62a 天板
62b 側周部
62c 装着部
62d 雌ネジ部
62e カバー部
62f 係合部
63 チューブ
64 ガスケット
65 逆止弁機構
65a 凹部
65b ボール
7 バルブ本体
71 ステム
72 ピストン部材
73 バネ部材
74 内部ステム
741a 切欠き溝
74a 椀状部
74b 円筒部
74h 当接溝
75 外部ステム
75a 外部ステム内通路
75b スカート部
75c 筒状部
75d 当接段部
76 内側摺動部
76a 上部内側摺動部
76b 下部内側摺動部
76b 下部内側摺動部
77 外側摺動部
77a 上部外側摺動部
77b 下部外側摺動部
78 連結環
8 当接部材
81 天面部
82 当接脚部
9 切替部材
90 本体部
91 装着部
91a 中心孔
92 当接部
92a 上面
92b 中心孔
93 操作部
94 切欠部
95 係止突起
A1 水性原液の流れ
A2 圧縮ガスの流れ
S1 第1空間
S2 第2空間
Claims (4)
- 内容物が充填される容器本体と、前記容器本体に取り付けられるバルブ機構と、前記バルブ機構に取り付けられる噴射部材と、を備え、
前記内容物は、水性原液と、25℃における水に対するオストワルド係数が0.1以下である圧縮ガスとからなり、
前記圧縮ガスは、前記水性原液中に、1〜1000ppm溶解しており、
前記バルブ機構は、
前記容器本体の気相部分に存在する前記圧縮ガスを外部に放出するためのガス放出孔と、前記内容物を前記噴射部材に供給するための噴射通路と、が形成されており、
前記噴射通路内の前記内容物を加圧するポンプ機構を備えており、かつ、
前記噴射部材が作動されることにより、前記ガス放出孔が開放され、前記気相部分の前記圧縮ガスが外部に放出される、噴射製品。 - 前記ポンプ機構は、前記容器本体から前記内容物を取り込むための原液取込孔が形成されたハウジングと、前記ハウジング内に上下方向に摺動自在に収容されるステムと、前記ステムと協働して前記ハウジング内を上下方向に摺動するピストン部材と、前記原液取込孔を開閉する逆止弁機構とを備える、請求項1記載の噴射製品。
- 前記ピストン部材は、前記ステムが摺動することにより、
前記ガス放出孔を閉止している閉止状態と、前記ガス放出孔を開放している開放状態とに変位される、請求項2記載の噴射製品。 - 前記バルブ機構は、前記内容物を噴射しない非噴射状態から、前記圧縮ガスの圧力により前記内容物を噴射するエアゾール噴射状態に変位可能であり、
前記非噴射状態において、前記ステムと前記ピストン部材とが前記噴射通路を遮断するよう当接しており、
前記バルブ機構が前記非噴射状態から前記エアゾール噴射状態に変位されることにより、前記ステムと前記ピストン部材とによる前記噴射通路の遮断が解除され、前記容器本体内の前記圧縮ガスによって加圧された前記内容物が、前記容器本体から前記噴射部材に供給され、噴射される、請求項2または3記載の噴射製品。
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