JP3548764B2

JP3548764B2 - エアゾール製品

Info

Publication number: JP3548764B2
Application number: JP2000368262A
Authority: JP
Inventors: 聡目加多
Original assignee: Daizo Corp
Current assignee: Daizo Corp
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2019-07-28
Also published as: JP2001198492A

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明はエアゾール製品に関する。さらに詳しくは、薬液などを空中に飛散させず、対象物の狭い範囲にのみ適用することができるエアゾール製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にエアゾール製品は図８に示すように耐圧性の容器５１と、その容器５１の上端に取り付けられたエアゾールバルブ（以下、バルブという）５２とを有する。容器５１内には薬効成分を含有する原液と、その原液を噴出させるために容器内に圧力を与える噴射剤（たとえば液化石油ガス（ＬＰＧ）など）とを充填している。また容器５１内の上部には、噴射剤のガス成分が充満する気相部５３がある。バルブ５２は外部への放出通路と操作部材とを兼ねるステム５４を有しており、ステム５４の上端にはノズル５５を備えた押しボタン５６が嵌着されている。
このようなエアゾール製品は、通常は空気中や対象物に広く霧状に散布するいわゆる「スプレー」タイプのものである。しかし発泡状態で噴口から吐出する「フォーム」タイプのものもある。
【０００３】
スプレータイプのものは、液体が図９に示すノズル５５のオリフィス（噴口）５８を高速で通過するときに生ずる乱流および急激な減圧（静圧の減少）に基づく霧化作用、すなわち液体を微粒子に分離する作用を利用するものである。この作用は液体と液化ガスとの混合物あるいは液中に加圧ガスが溶け込んでいる場合に奏されるほか、液体のみを噴出させる場合でも奏される。たとえば可撓性の内袋に薬液を充填し、外容器と内袋の間に噴射剤を充填させておくいわゆる二重エアゾール製品の場合でも、前記噴口から出た直後に周りの空気を巻き込むので、霧化されてしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで傷薬などの外用薬を塗布する場合は、周囲の大気を汚染し、使用者が薬剤を吸引する虞があるので、前記スプレータイプのエアゾール製品は好ましくない。他方、ゴキブリなどの害虫の通路に殺虫剤や忌避剤を塗布する場合も、従来のスプレータイプでは狭い範囲や細い線状に塗布できないので、薬剤が無駄になりがちとなり、好ましくない。
【０００５】
また二重エアゾール製品のようにガス成分をほとんど含まないエアゾール製品を用いて噴口の口径を大きくすれば棒状に液体を吐出させうるが、薬剤の適用には好ましくない。
本発明は、かかる従来のエアゾール製品の問題を解消し、空気中への飛散を防止することができ、狭い範囲に正確に薬液を適用しうるエアゾール製品を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のエアゾール製品（請求項１）は、常温大気圧下で液体の「液成分」と、常温大気圧下では気体で容器内では液体の「ガス成分」とを、液成分／ガス成分の比が０／１００〜７０／３０の範囲となるように含む均一性の内容物と、該内容物を加圧状態で収容する容器と、該容器から内容物を放出させるためのエアゾールバルブと、該エアゾールバルブの出口に連通する放出通路と、該放出通路の末端に取り付けられるノズルとを備えており、該ノズルが、先端に進むにつれて次第に細くなっており、流れ方向の半径の勾配が１／５０〜１／３で、かつその勾配が先端に向かって次第に小さくなっており、前記内容物を棒状で噴出するものである。なお均一性の内容物としているのは、不溶解物を分散させているものを含む意味である。また液成分が０の場合を含めているのは、ガス成分自体に有用性がある場合（冷却用など）があるからである。
【０００７】
このようなエアゾール製品では、噴口から少なくとも５ｃｍは前記棒状噴射が可能なものが好ましい（請求項２）。さらに噴口から５ｃｍの距離で噴射直径が２ｍｍ以下であるものが好ましい（請求項３）。前記ノズルは、基部の内径が０．５〜４．０ｍｍ、好ましくは０．５〜２．０ｍｍであり、先端に進むにつれて次第に細くなり、先端の噴口の内径が０．１〜０．６ｍｍ、好ましくは０．１〜０．３ｍｍであるのが好ましい（請求項４）。かかるノズルでは、前記ノズルのテーパ部の長さが５〜２０ｍｍであるものが好ましい（請求項５）。また、前記内容物の粘度が０．１〜１００ｃｐｓであってもよい（請求項６）。
【０００８】
【作用】
本発明のエアゾール製品では、容器内に常温大気圧下で液体の「液成分」と、常温大気圧下では気体で容器内では液体の「ガス成分」とを、液成分／ガス成分の比が０／１００〜７０／３０の範囲となるように含む均一性の内容物を加圧状態で充填しているので、バルブを開くと、液成分とガス成分は一緒になって、容器内から放出通路を通り、ノズルから棒状で噴出する。したがって、対象物に対し、棒状噴射の状態を維持する距離を維持しながら噴射すれば、空気中への飛散を防止することができ、周囲の大気を汚染することなく、薬液ないし有用ガスを線状に適用しうる。
噴口から少なくとも５ｃｍは前記棒状噴射が可能なもの（請求項２）は、必要な個所のみに薬液ないしガスを線状で適用しうる。さらに噴口から５ｃｍの距離で噴射直径が２ｍｍ以下であるもの（請求項３）は、噴射対象の狭い範囲に正確に薬液を適用しうる利点がある。
前記ノズルとして、基部の内径が０．５〜４．０ｍｍ、好ましくは０．５〜２．０ｍｍであり、先端に進むにつれて次第に細くなり、先端の噴口の内径が０．１〜０．６ｍｍ、好ましくは０．１〜０．３ｍｍであるノズルを用い、そのノズルを内圧（２〜６ｋｇ／ｃｍ^２（３５ ℃において３〜８ｋｇ／ｃｍ^２））のエアゾール製品に用いると、噴口から少なくとも５ｃｍまで棒状のまま噴出させることができる。５ｃｍ以遠では、条件によりさらに遠くまで棒状のまま届く場合もあるが、流速を失って比較的大きい流体粒子に分離し、最終的に霧状になって落下する場合もある。かかる作用は、薬液と噴射剤が混合され、一部溶解している本発明の一液型エアゾール製品で達成できる。ただし、薬液を噴射剤とは別個に収容した二重エアゾール製品でも可能である。
【０００９】
そのような作用の流体力学的な原理は必ずしも明確でないが、ノズル内で圧力（静圧）が進行方向に沿って徐々に低減し、それによって乱流の発達が抑制されて層流が維持されるためと推測される。かかる作用に基づき、対象物に対し、５ｃｍ以内に噴口までの距離を維持しながら噴射すれば、周囲の大気を汚染することなく、薬液ないし有用ガスを線状に適用しうる。
前記ノズルの流れ方向の半径の勾配が１／５０〜１／３とする場合、さらにその勾配の大きさが先端に向かって次第に小さくなっているノズルを用いる場合は、棒状噴射が維持される距離が長く、また、同じ距離では噴射の拡がりが少なくなる利点がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
つぎに図面を参照しながら本発明のエアゾール製品の実施形態を説明する。
図１は本発明のエアゾール製品に用いるノズルの一実施形態を示す断面図である。図１のノズル１は、その基部２が従来のノズル（たとえば図８の５５）と実質的に同じ内径０．５〜４．０ｍｍ（好ましくは０．５〜２．０ｍｍ）の円柱状である。そしてテーパ部２ａでは先端の噴口３に向かって次第に細くなり、噴口３では内径０．１〜０．６ｍｍ（好ましくは０．１〜０．３ｍｍ）となっている。またテーパ部２ａの長さは５〜２０ｍｍ程度である。さらに図１のノズル１は、その半径の勾配（軸方向の長さに対する半径の減少の比率：ｔａｎ θ）の大きさが１／５０〜１／３の範囲（好ましくは１／２０〜１／５）で先端に向かって次第に小さくなっている。
このようなノズル１は、たとえば図２に示すように、基部２と同径のポリエチレンなどの合成樹脂製のチューブ４を部分的に加熱しながら引き伸ばし（矢印Ｐ）、もっとも細くなっている部分Ｍで切り離し、さらに適当な長さ（たとえば５〜２０ｍｍ）に切断することによりうることができる。ただしノズルを製造する方法としてはこれに限られるものではなく、量産の場合は射出成型などによって形成するのが好ましい。
【００１１】
図１のノズル１を図５に示すようにエアゾール製品５１の押しボタン５６に取りつけて噴射させると、約５ｃｍ以上の距離Ｌまで棒状ないし液柱状の噴射を行うことができる。また内圧、原液の粘度、原液と噴射剤の混合比率、噴射剤の種類などによってはさらに遠くまで棒状噴射の状態が維持され、その距離を超えると霧化が始まる。
【００１２】
なお図１のノズル１は内径が連続的に変化しているが、本発明においてはノズルの内径の変化は必ずしも連続的である必要はなく、図３に示すように階段状に内径が減少しているノズル５でもほぼ同じ効果が達成されうる。また図４に示すように、直線状に半径が減少しているノズル６であってもよいが、勾配が次第に大きくなっているノズル（図４の想像線７）は、霧化が始まる距離Ｌが短くなりがちである。
【００１３】
図５は本発明のエアゾール製品の一実施形態を示している。このエアゾール製品Ａは、ノズル１以外は図８のエアゾール製品と同じであり、耐圧性の容器５１と、その容器５１の上端に取り付けられたエアゾールバルブ（以下、バルブという）５２とを有する。容器５１内には薬効成分を含有する原液と、その原液を噴出させるために容器内に圧力を与える噴射剤（たとえば液化石油ガス（ＬＰＧ）など）とを充填している。また容器５１内の上部には、噴射剤のガス成分が充満する気相部５３がある。バルブ５２は外部への放出通路と操作部材とを兼ねるステム５４を有しており、ステム５４の上端には図１に示すノズル１を備えた押しボタン５６が嵌着されている。
前述したように、このエアゾール製品Ａは、通常のエアゾール製品５１のノズルを図１のノズル１に変えただけのものである。このものに用いる薬液としては、ペルメトリン、フタルスリンなどのピレスロイド系の殺虫剤、あるいはジエチルトルアミドなどの害虫忌避剤を、灯油、水、アルコールなどで希釈したものなどがあげられる。すなわちこのような粘度の低いもの（０．１〜１００ｃｐｓ）でも棒状噴射が可能である。
【００１４】
噴射剤としては、液化石油ガス（ＬＰＧ）、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）などが用いられる。噴射剤と薬液との比率は、１００／０〜３０／７０の範囲が採用される。たとえば冷却用スプレーなどで内容物がガス成分のみ（あるいはほとんどガス成分）で構成されている場合でも、約５ｃｍの距離までは棒状噴射が可能である。
【００１５】
このような作用が奏されるのは、ノズル１の断面積の変化が緩やかで乱流が生じにくいこと、そのため周りの空気を巻き込みにくいことが原因と考えられる。なお同じ形状のノズルを使用する場合でも、図６のＩで示すように下向きで噴射すると棒状噴射の距離Ｌが長くなり、ＩＩで示すように上向きで噴射すると短くなる傾向がある。
【００１６】
つぎに具体的な実施例をあげて説明する。
実施例１
内径１ｍｍ、外径３ｍｍのポリエチレンチューブを図２に示す方法で引き伸ばし、噴口３の内径が０．３ｍｍ、テーパ部の長さ２ａが１３ｍｍ（全長１５ｍｍ）のノズルを製造し、実施例１とした。このノズルの内径の変化の様子を表１および図７に示す。なお図７では変化の状態をわかりやすくするため、半径ｒ（１００倍）を距離Ｓ（１０倍）の１０倍にしているが、同じ倍率で表したのものも下方に示した。
【００１７】
【表１】

実施例２
噴口の内径を０．２ｍｍとし、内径の変化を図７に示すようにしたほかは実施例１と同じノズルを実施例２として製造した。
【００１８】
比較例１
図９の形状を有し、通路内径（ｄ０）１．０ｍｍ、噴口内径０．３ｍｍ、噴口部の長さ０．８ｍｍ、全体の長さ５〜２０ｍｍの従来のノズルを比較例１とした。
【００１９】
比較例２
内径１ｍｍ、外径３ｍｍ、長さ５ｍｍのポリエチレンチューブをそのまま比較例２のノズルとした。
【００２０】
［実験方法］
以上のようにしてえられた各ノズルを、それぞれ通路内径（図９のｄ１）２ｍｍの通路を有する押しボタンに取り付け、さらに内容量４００ｍｌのブリキ製エアゾール容器に取りつけた。
エアゾール容器の内容物は、殺虫剤を灯油に溶解してなる原液１００ｇと液化石油ガスからなる噴射剤１１０ｇであり、その重量比は４７．６／５２．４である。このときの内圧は４．０ｋｇ／ｃｍ^２であった。
それぞれのノズルを用いた場合について、エアゾール製品を垂直方向に保持し、５ｃｍ離れた壁に向かって水平方向に噴射した。その結果を表２に示す。
【００２１】
【表２】

さらに実施例１および実施例２のノズルについて、壁面までの距離Ｌを変えて噴射したときの結果を表３に示す。
【００２２】
【表３】

表２および表３によれば、比較例１のノズルでは広く霧状に散布され、比較例２のノズルでは遠くまで到達しないが、実施例１のノズルでは噴口から約１５ｃｍの範囲まで棒状噴射が達成され、それを越えると大きい粒子の霧状になることがわかる。
また実施例２のノズルは、約３０ｃｍまで棒状噴射が達成され、それを越えると霧状になることがわかる。
【００２３】
【発明の効果】
叙上のごとく本発明のエアゾール製品によれば、噴口からある程度の距離までは棒状噴射が達成される。そのため周囲の空気を汚染せず、必要な箇所のみに薬液ないしガスを線状で適用しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエアゾール製品用のノズルの一実施形態を示す断面図。
【図２】図１のノズルの製造方法の一例を示す断面図。
【図３】本発明のエアゾール製品に用いるノズルの他の実施形態を示す断面図。
【図４】本発明のエアゾール製品に用いるノズルのさらに他の実施形態を示す断面図。
【図５】本発明のエアゾール製品の一実施形態を示す要部側面図。
【図６】本発明のエアゾール製品の使用状態を示す説明図。
【図７】本発明のエアゾール製品用のノズルの内径の変化状態を示すグラフ。
【図８】従来のエアゾール製品の一例を示す要部断面図。
【図９】図８のエアゾール製品における押しボタンの拡大断面図。
【符号の説明】
１ノズル
２基部
３噴口
５、６、７ノズル
５１容器
５２バルブ
５３気相部
５４ステム
５６押しボタン

Claims

常温大気圧下で液体の液成分と、常温大気圧下では気体で容器内では液体のガス成分とを、液成分／ガス成分の比が０／１００〜７０／３０の範囲となるように含む均一性の内容物と、
該内容物を加圧状態で収容する容器と、該容器から内容物を放出させるためのエアゾールバルブと、該エアゾールバルブの出口に連通する放出通路と、該放出通路の末端に取り付けられるノズルとを備えており、
該ノズルが、先端に進むにつれて次第に細くなっており、流れ方向の半径の勾配が１／５０〜１／３で、かつその勾配が先端に向かって次第に小さくなっており、
前記内容物を棒状で噴射するエアゾール製品。
噴口から少なくとも５ｃｍは前記棒状噴射が可能な請求項１記載のエアゾール製品。
噴口から５ｃｍの距離で噴射直径が２ｍｍ以下である請求項１記載のエアゾール製品。
前記ノズル基部の内径が０．５〜４ . ０ｍｍであり、ノズルの噴口の内径が０．１〜０．６ｍｍである請求項１記載のエアゾール製品。
前記ノズルのテーパ部の長さが５〜２０ｍｍである請求項１記載のエアゾール製品。
前記内容物が原液と噴射剤とからなり、原液の粘度が０．１〜１００ｃｐｓである請求項１記載のエアゾール製品。