JP2023031953A - 液体揮散体、液体揮散体の製造方法、及び、液体揮散器 - Google Patents

Abstract

【課題】液体の揮散量の調整がしやすく、また、スティック状の液体揮散体の本数を減らしても多くの揮散量を確保することが可能な液体揮散体、及び、該液体揮散体の製造方法を提供する。【解決手段】液体揮散体１は、多孔質材料のスティック２と、前記スティックの先端部分の一部又は全部の表面に接着剤が塗布された接着剤部３と、前記接着剤部の表面に、複数の繊維材が植毛された植毛部４と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、薬液等の液体を揮散させるのに用いる液体揮散体、液体揮散体の製造方法、及び、液体揮散器に関する。

従来より、主に芳香、消臭、防臭、殺菌、殺虫等の目的で、薬液等の液体を揮散させる手法や容器が開発され、応用されてきた。

特許文献１には、容器に液状芳香剤を収容し、吸い上げ芯体で該芳香剤を吸い上げ、上部の畜香揮散体に芳香剤を畜香し、容器を開閉することにより必要な芳香の発生をさせることが開示されている。
また、特許文献２には、容器に芳香防臭液を収容し、該容器に太い芯を差し込み、芯の上部から芳香防臭液を揮散させ、かつ、芯の先端部の外周部が開く量、すなわち、芯の表面積を調整することが開示されている。

特許文献３には、薬液が収容された容器に、棒状の揮散体を挿入するタイプの薬液揮散器が開示されている。

実開昭５６－１４６９４７ 実開昭５６－１６０５４６ 特開２０１８－１０８８２７

しかしながら、特許文献１、２記載の揮散方法は、太い畜香揮散体や芯体の表面から薬液を揮散させることから、揮散量を調整することが難しいという課題があった。

また、特許文献３のような棒状の揮散体の場合、１本あたりの薬液の吸い上げ量が少ないため、複数本の棒状の揮散体を使用する必要がある。揮散体の本数が多くなると薬液揮散器のバランスが取りづらくなり、安定せず、容器ごと転倒しやすいという課題があった。また、揮散量を確保するために多くの棒状の揮散体を挿入すると、意匠的に美しくないという課題もあった。

本発明は、上記事情を鑑みたものであり、液体の揮散量の調整がしやすく、また、スティック状の液体揮散体の本数を減らしても多くの揮散量を確保することが可能な液体揮散体、及び、該液体揮散体の製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の液体揮散体は、多孔質材料のスティックと、前記スティックの先端部分の一部又は全部の表面に接着剤が塗布された接着剤部と、前記接着剤部の表面に、複数の繊維材が植毛された植毛部と、を備えることを特徴とする。

前記接着剤部は、硬化前に導電性を有する材料からなることが好ましい。

前記植毛部の前記繊維材は、合成樹脂繊維、無機繊維、及び、天然繊維のうち１以上から選択されることが望ましい。

前記植毛部の前記繊維材の径は０．５デニール以上２０デニール以下であり、前記繊維材の長さは前記繊維材の前記径の３０倍以上６０倍以下であることが好ましい。

前記スティックの少なくとも前記先端部分は、液体流路が前記スティックの外側に連通する形状を有することが好ましい。

本発明の液体揮散体の製造方法は、多孔質材料のスティックの先端部分の一部又は全部の表面に、接着剤を塗布するステップと、前記接着剤に繊維材を植毛するステップと、前記植毛された前記接着剤が塗布された前記スティックを乾燥させるステップと、を含むことを特徴とする。

前記接着剤は、硬化前に導電性を有する材料であることが好ましい。

前記接着剤を塗布するステップにおいて、塗布する接着剤の膜厚は、３０μｍ以上３００μｍ以下であることが望ましい。

前記植毛するステップは、前記接着剤と電極との間に静電界を形成し、前記静電界に前記繊維材を通過させることによって行うことが好ましい。

前記接着剤を塗布するステップの前に、接着剤を塗布しない部分にマスキングを行うステップを含んでもよい。

本発明の液体揮散器は、上記液体揮散体を用いたものである。

本発明の液体揮散器は、上記液体揮散体の製造方法で製造された液体揮散体を用いたものである。

本発明の液体揮散体によれば、液体の揮散量の調整がしやすく、特に揮散量の多い範囲での調整がしやすくなる。また、棒状（スティック状）の液体揮散体の本数を減らしても多くの揮散量を確保することが可能となり、揮散容器の転倒等を防止することができる。同時に、揮散体や揮散容器の形状の意匠を、最近の消費者の多くに好まれやすいものにすることが可能となる。

液体揮散体の全体写真の例を示す。 液体揮散体の先端部分の断面写真の例を示す。 植毛前のスティック及び接着剤部の例を示す。 植毛するステップの例を示す。 植毛部の有無による累積揮散量を比較したグラフを示す。 スティックの断面形状の例を示す。 スティックの断面形状の例を示す。

本発明の液体揮散体１は、スティック２と、接着剤部３と、植毛部４を備えるものであり、図１～図４、図６、図７に例を示す。以降、符号を付して説明するが、発明内容を限定するものではない。

液体揮散体１は、一方の端部及びその周辺に液体が浸漬され、他方の端部及びその周辺から該液体を揮散するものである。本発明においては、液体を揮散する部分を先端部分、その端部を先端部、先端部及び先端部分がある側を先端側とし、液体を浸漬する部分を後端部分、その端部を後端部、後端部及び後端部分のある側を後端側とする。

（スティック）
スティック２は多孔質材料からなり、後端部分に浸漬した液体を、毛細管力で先端側に吸い上げることができる。
よって、多孔質材料としては、毛細管力で液体を吸い上げることができるものであれば特に限定されず、合成樹脂、合成繊維、焼結体、ポリオレフィン系フォーム、葦等の乾燥した植物等が例示される。
合成樹脂の場合、熱可塑性樹脂を溶融押出成形により所要の断面形状及び寸法に成形したものである。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリアセタール、ナイロン等のポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、テフロン（商標登録）、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリフェニレンスルファイド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエステルエラストマー等の各種エラストマー、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂が例示される。また、目的に応じ、充填剤、各種添加剤等が配合されてもよい。
合成繊維の場合、長手方向に繊維を束ねた繊維束を熱硬化性樹脂等で接着したものでもよいし、ある合成繊維に対し、その合成繊維の融点より低い融点を有する合成繊維を混合して溶融することによって、融点の高い合成繊維同士を接着してもよい。合成繊維としては、ナイロン（登録商標）等のポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリアクリルニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン等が例示され、熱硬化性樹脂としては、ポリウレタン樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等が例示される。
焼結体の場合、金属粉末の焼結体や熱可塑性樹脂粉末の焼結体が例示される。熱可塑性樹脂粉末の焼結体は、熱可塑性樹脂製の各粒状粒子が互いに部分的に融着し、かつ、各粒状粒子間に相互に連通状の連続気孔を形成する焼結法で成形されたものであり、熱可塑性樹脂としては、ＵＨＭＷ－ＰＥ（超高分子量ポリエチレン）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）の樹脂等が例示される。
ポリオレフィン系フォームは、相互に連通状の連続気孔を有する立体網目構造で、かつ、保形性と適度な可撓性を備えた、熱可塑性生成物である。

スティック２の横断面は、先端部分から液体が揮散しやすいように、毛細管である液体流路２ｂがスティック２の外側に連通する形状を有することが望ましい。すなわち、外周部に溝や隙間を有する形状により、液体流路２ｂから吸い上げた液体がスティック２の外側と連通可能となっていることが望ましい。液体流路２ｂがスティック２の外側と連通可能になっている断面形状は、液体が揮散する先端部分だけに存在してもよいし、スティック２の中央部分にも存在してもよいし、スティック２の後端部分にも存在してもよいし、スティック２の全体に存在してもよい。

なお、毛細管が吸い上げた液体がスティック２の外側とは連通しないような形状、すなわち、スティック２の内側の毛細管である液体流路２ｂが、外郭２ａによりスティック２の外側と連通しないような断面形状であってもよい。揮発効率は低下するもの、内側の毛細管から吸い上げられた液体は先端部のみから揮発可能である。
また、スティック２の内側の毛細管である液体流路２ｂが外郭２ａによりスティック２の外側と連通しない断面形状であっても、先端部分の外周を切削する、又は、外周に溝を設けることで、先端部分の内側にあった毛細管である液体流路２ｂをスティック２の外側と連通させることも可能な場合もある。

スティック２の断面形状は特に限定されないが、毛細管部分を含めて、略円形、略楕円形、略正方形、略長方形の他、多角形、星型、ハート型等の任意の形状が例示される。
また、スティック２の外形は、後端部から先端部まで外径及び断面形状が略同じスティック状（棒状）であってもよいし、毛細管力が損なわれない範囲であれば弧状、波形状、小枝形状等でもよい。

スティック２が略棒状の場合、スティック２の長さ（スティック長さ）Ｌｓは、液体揮散の目的により適宜設定されるが、６０ｍｍ～２５０ｍｍ程度が好ましく、１００ｍｍ～１５０ｍｍ程度がより好ましい。２５０ｍｍより長くなると、毛細管力で吸い上げにくくなり、また、液体揮散体１を差し込んだ容器が転倒しやすくなる。
スティック２の断面形状が略円形の場合、スティック２の外径（スティック外径）ｄは０．８ｍｍ～３．０ｍｍ程度が好ましく、１．５ｍｍ～２．５ｍｍ程度がより好ましい。スティック外径ｄを大きくすると、揮散量を増加させることが可能であるが、見た目が損なわれやすくなる。一方、０．８ｍｍより小さくすると、揮散量を充分に確保しにくくなる。

スティック２の気孔率は、５％～７５％程度が好ましく、１０％～６５％程度がより好ましい。気孔率を高くすると、ある程度までは揮散量を多くすることが可能であるが、気孔率が高すぎると毛細管力が弱くなってくる。

スティック２の断面形状の例を、図６及び図７に示した。
図６（１）～図６（２１）は合成樹脂を押出成形したスティック２の断面形状を示したものである。図６（１）～図６（１６）は液体流路２ｂと外郭２ａを有する。図６（１７）～図６（２１）は液体流路２ｂのみ有し、外郭を有さない。
図７（ａ）は焼結体、図７（ｂ）は合成繊維を多孔質材料として用いた、スティック２の断面形状を示したものである。焼結体の断面形状も合成繊維の断面形状も、液体流路がスティック２の外側に連通した部分を有する。

（接着剤部）
接着剤部３は、スティック２の先端部分の一部又は全部の周方向外側に接着剤が塗布されたものである。なお、デザイン上等の理由で、接着剤部３はスティック２の先端部分以外である中央部分や後端部分にも設けられていてもよい。

接着剤は、硬化前に導電性を有する材料が好ましい。たとえば、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン－アクリル系樹脂等の水系の接着剤が挙げられる。

接着剤部３は、後述する植毛部４の繊維材４ｆを接着するために形成される。
接着剤は水を含む溶媒により希釈され、ロールコート、ディッピング、エアレススプレー、エアスプレー、静電スプレー等で、スティック２の先端部分に塗布される。
塗布する接着剤の膜厚は、繊維材４ｆの接着性との関係で、３０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以上２００μｍ以下であることがより好ましい。接着剤の濃度は特に限定されないが、３０質量％～７０質量％程度が好ましく、４０質量％～６０質量％程度がより好ましい。

接着剤部３は、液体揮散効率のためには、スティック２の先端部分の全体に接着剤が塗布されることが望ましい。なお、デザイン上の観点から、スティック２の先端部分の一部に接着剤が塗布されてもよい。
また、接着剤を塗布して接着剤部３を形成するとき、接着剤を塗布しない部分にマスキングを行ってもよい。
接着剤部３の長さ（接着剤部長さ）Ｌｒは、５ｍｍ～３０ｍｍ程度が好ましく、１０ｍｍ～２０ｍｍ程度がより好ましい。接着剤部３の面積が大きくなると、液体の揮散量を多くすることができる。

（植毛部）
植毛部４は、接着剤部３の表面に、複数の繊維材４ｆが植毛されたものである。

植毛部４の繊維材４ｆの材料は、ナイロン（登録商標）等のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル等の合成樹脂、カーボン樹脂、ガラス繊維等の無機繊維、アセテート、レーヨン等の再生繊維、綿、絹、羊毛等の天然繊維等が例示される。
植毛部４の繊維材４ｆとして、上記繊維材料を単体で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

植毛部４の繊維材４ｆの径と長さの関係は、液体の蓄えやすさや揮散量等により適宜調整されることが望ましい。
繊維材４ｆの径は、０．５デニール以上２０デニール以下であることが好ましい。繊維材４ｆの径が大きくなると繊維材４ｆ同士の間隙が大きくなり、蓄えられる液体の量は増えるものの液体の保持力は弱いため、揮散量が多くなりやすい。
繊維材４ｆの長さは繊維材４ｆの径の３０倍以上６０倍以下であることがより好ましい。繊維材４ｆが短すぎると蓄えられる液体の量が少なくなる。一方、繊維材４ｆが長すぎると繊維材４ｆが立毛せずに寝てしまうため、やはり蓄えられる液体の量が少なくなり、かつ、揮散量も低下する。また、後述する静電植毛で繊維材４ｆを接着剤部３に接着する場合、繊維材４ｆの投錨性が低下しやすくなる。

植毛部４は、繊維材４ｆを接着剤部３の表面上に植毛することにより形成される。植毛方法に限定はないが、静電植毛により植毛することが望ましい。

図４に静電植毛の概要を示す。
接着剤が塗布され接着剤部３（硬化前）を有するスティック２は、電極５に対して５ｃｍ～１５ｃｍ程度の間隔をおいて配置される。硬化前の接着剤部３には分散媒として水が含まれ、該接着剤部３はアース６に接地される。
高電圧発生器７を用いて、電極５に対して２０ｋｖａ～３０ｋｖａ程度の電圧をかけることにより、電極５とアース６（接着剤部３）との間に静電界が形成される。
静電界を通過させるように、接着剤部３に向けて繊維材４ｆを撒布することにより、静電界を通過する繊維材４ｆは、電界と平行に向きが揃い、接着剤部３の表面に対して垂直方向に植毛される。植毛時間は、たとえば１分以内、たとえば１０秒～２０秒程度である。

植毛後、スティック２を乾燥させ、接着剤部３に含まれる水等の分散媒を除去し硬化させることにより、繊維材４ｆは接着剤部３の表面に固着される。乾燥条件は、接着剤の種類、濃度、厚み、繊維材４ｆの種類、植毛の量等により適宜設定される。たとえば５０℃～８０℃、２０分以上程度である。

乾燥後、余分な繊維材４ｆを除去し、仕上げることが望ましい。

（液体揮散体）
液体揮散体１は、後端部分を揮散させる液体に浸漬し、該液体をスティック２の毛細管力で先端側に吸い上げて、接着剤部３の表面に植毛された植毛部４に一旦該液体を蓄え、該蓄えられた液体を植毛部４から揮散させるように用いられる。
揮散量は、植毛部４の繊維材４ｆの種類、長さ、径や、植毛面積（接着剤部３の表面積）、また、液体揮散体１の本数により調整される。このとき、液体揮散体１の揮散用途により、揮散量のみならず、全体的な見た目である意匠性も考慮されることが望ましい。

（液体揮散器）
液体揮散器は、液体揮散体１を用いた、液体を揮散する器具である。液体を収容した容器に、液体揮散体１を１本以上挿入して後端部分を液体に浸漬し、液体揮散体１の先端部分の植毛部４から液体を揮散させる。
容器の形状は、丸底フラスコ状、三角フラスコ状、試験管状、アルコールランプ状、一輪挿し状、花瓶状等が例示されるが、これに限定されない。
液体は、用途により、芳香成分、消臭成分、防臭成分、殺菌成分、殺虫成分等が含まれる溶液（水溶液、アルコール溶液等）が用いられるが、これに限定されない。
さらに、液体揮散器は、液体揮散体、容器、液体の他、接地のために必要な部材、装飾のための部材、吊るす等設置のために必要な部材等が含まれていてもよい。

スティック２（材料：多孔質ＰＥＴ（ＰＥＴ繊維を集束し加熱圧縮しウレタン樹脂で接着した繊維多孔質芯）、スティック外径ｄ：２．５ｍｍ、スティック長さ：８０ｍｍ）、接着剤部３（接着剤材料：水系ウレタン、接着剤部長さＬｒ：１５ｍｍ）、植毛部４（繊維材４ｆ：ＰＥＴ、繊維材長さ：０．８ｍｍ、繊維材直径：３デニール）の液体揮散体１を作成した。
接着剤部３は、塗布しない部分をマスキング後、接着剤をエアスプレーすることにより形成した。
接着剤が塗布され接着剤部３（硬化前）を有するスティック２を、電極５に対して１０ｃｍ程度の間隔をおいて配置し、該接着剤部３はアース６に接地した。
高電圧発生器７を用いて、電極５に対して３０ｋｖａ程度の電圧をかけることにより、電極５とアース６（接着剤部３）との間に静電界を形成した。
静電界を通過させるように、接着剤部３に向けて繊維材４ｆを撒布した。植毛時間は、１０秒～２０秒程度とした。
植毛後、スティック２を乾燥させた。乾燥条件は、８０℃、２０分とした。
得られた液体揮散体１の実施例を、図１、図２に示す。

上記実施例のうち、接着剤部３及び植毛部４を形成しない液体揮散体を比較例として評価に用いた。

実施例の液体揮散体１を３本、芳香剤（Ｓａｗａｄａｙ 香るＳｔｉｃｋ ＰＡＲＦＵＭＥ ＢＬＡＮＣ）に浸漬し、経過日数ごとの累積揮散量を計測した。
比較例の液体揮散体を３本、芳香剤（Ｓａｗａｄａｙ 香るＳｔｉｃｋ ＰＡＲＦＵＭＥ ＢＬＡＮＣ）に浸漬し、経過日数ごとの累積揮散量を計測した。
累積揮散量の結果を表１及び図５に示す。

表１及び図５より、植毛部４を有する液体揮散体１は、植毛部を有さない比較例に比べ、揮散量を多くすることが可能であることが確認された。また、植毛部の面積等を調整することで、揮散量を調整することが可能であることも分かった。

１ 液体揮散体
２ スティック
２ａ 外郭
２ｂ 液体流路
３ 接着剤部
４ 植毛部
４ｆ 繊維材
５ 電極
６ アース
７ 高電圧発生器
ｄ スティック外径
Ｌｓ スティック長さ
Ｌｒ 接着剤部長さ

Claims (12)

1. 多孔質材料のスティックと、
   前記スティックの先端部分の一部又は全部の表面に接着剤が塗布された接着剤部と、
   前記接着剤部の表面に、複数の繊維材が植毛された植毛部と、
   を備える、液体揮散体。
2. 前記接着剤部は、硬化前に導電性を有する材料からなる、請求項１に記載の液体揮散体。
3. 前記植毛部の前記繊維材は、合成樹脂繊維、無機繊維、及び、天然繊維のうち１以上から選択される請求項１又は２に記載の液体揮散体。
4. 前記植毛部の前記繊維材の径は０．５デニール以上２０デニール以下であり、前記繊維材の長さは前記繊維材の前記径の３０倍以上６０倍以下である、請求項１～３いずれか一項に記載の液体揮散体。
5. 前記スティックの少なくとも前記先端部分は、液体流路が前記スティックの外側と連通する形状を有する、請求項１～４いずれか一項に記載の液体揮散体。
6. 多孔質材料のスティックの先端部分の一部又は全部の表面に、接着剤を塗布するステップと、
   前記接着剤に繊維材を植毛するステップと、
   前記植毛された前記接着剤が塗布された前記スティックを乾燥させるステップと、
   を含む、液体揮散体の製造方法。
7. 前記接着剤は、硬化前に導電性を有する材料である、請求項６に記載の液体揮散体の製造方法。
8. 前記接着剤を塗布するステップにおいて、塗布する接着剤の膜厚は、３０μｍ以上３００μｍ以下である、請求項６又は７に記載の液体揮散体の製造方法。
9. 前記植毛するステップは、前記接着剤と電極との間に静電界を形成し、前記静電界に前記繊維材を通過させることによって行う、請求項６～８いずれか一項に記載の液体揮散体の製造方法。
10. 前記接着剤を塗布するステップの前に、接着剤を塗布しない部分にマスキングを行うステップを含む、請求項６～９いずれか一項に記載の液体揮散体の製造方法。
11. 請求項１～５いずれか一項に記載の液体揮散体を用いた、液体揮散器。
12. 請求項６～１０いずれか一項に記載の液体揮散体の製造方法で製造された液体揮散体を用いた、液体揮散器。

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