JP4998943B2 - 泡噴出器 - Google Patents

Description

本発明は、泡噴出器に関する。

従来、押下げヘッド付きポンプ容器又は胴部圧縮容器において、加圧液体を発泡用発泡ネットに衝突させて内容物を泡状態としてノズルから吐出するものが知られていた（特許文献１、特許文献２）。
特開２００４−０５７８９１ 特開２０００−２１９２５４

特許文献１及び特許文献２の容器においては、ノズルから泡を吐出したときにノズルから泡状態の内容物がひも状に垂れることがあった。このような状態になると、体裁が悪いばかりか、垂れた部分の内容物が無駄になる、押下げヘッドの周りにカバーキャップを装着したときに泡がキャップ内面に付着するという不都合があった。

こうした状態は常に生ずるのではなく、例えば押下げヘッドを勢い良く押し下げれば泡切れがよい。しかしながら、商品として提供する以上は利用者がどのような使い方をしても泡垂れを生じないようにすることが望まれる。
そこで本出願人がこの問題を鋭意検討したところ、次のことが判った。実験によれば、ノズル口から放射線状に吐出した泡の線条は、泡の供給がストップすると、切れることなく降伏してノズルから垂れ下る。後述の実験データ（表１）によれば、他の条件を同じにすると、泡の吐出口の径が大きいほど（換言すれば泡が吹き出す勢いが弱いほど）泡垂れを生じ易いことが判る。従って泡状態の内容物が垂れた状態は、泡の噴流に対する慣性力に比べて泡相互の付着力又は泡の凝集力が優勢であるときに生ずるものと理解される。即ち、泡の供給が止まると液体吐出路内の泡は停止するのに対して、ノズル口から出た泡の流れはそのまま吐出方向へ進行しようとする。その流れの勢い（慣性力）が泡の凝集力に勝るときには泡の流れは、液体吐出路内の泡の塊から千切れて飛び去ってしまう。逆に泡の凝集力が慣性力に勝るときには、泡の線条は切れずに下方に垂れ下がることになる。更に実験データでは、泡の極めが細かいほど液垂れが生じ易いことを示している。これは後述のように泡が細かいほど泡が凝集しようとする力が強いからであると理解される。

本発明は、泡を吹き出すときの勢い（慣性力）と泡の極め細かさとのバランスをとることでノズルからの泡垂れを抑止するようにした泡噴出器を提供することを目的とする。

第１の手段は、液体加圧室Ｃ内の液体を、発泡部２０を中途に有する噴出路１６を経由してエアと混合し、噴出路先端のノズル口１４から泡状態として噴出するように構成した泡噴出器において、
発泡部２０下流の噴出路部分内に流路面積を縮小した噴出部４０を設けており、
発泡部２０は、少なくとも一つの発泡ネット２２を有しており、
この発泡ネット２２により生じた泡の凝集力と比べて噴出部４０からの噴流の慣性力が優勢となるように、発泡ネット２２の目開きを大きく設計しており、
かつ上記噴出部４０を噴出筒として噴出路１６の先端部内に着脱可能に挿入している。

本手段では、泡の慣性力を泡の凝集力より大として泡切れを良くすることを提案している。即ち、泡の噴出を停止した瞬間に、既に噴出路の先端から噴き出した泡の噴流が噴出路内に留まる泡から引かれる力よりも、噴流がそのまま進もうとする力を大きく設定することで噴出路の先端で噴流が切れるようにしている。

この噴出力は加速度が作用する場で物体に働く見かけ上の力であり、その加速度と物体の質量との積として表される。液体噴出容器に比べると泡放出容器では、液体加圧室から圧送された液体は発泡ネットに衝突して減勢し、更にエアと混合することで比重が小さくなるので、噴流停止時の加速度と質量とがともに低下することになり、その結果としてノズル口から泡状態の内容物（泡の塊）がドロリと垂れ下がることになり易い。そこで本手段では、泡状態の内容物を噴出部を経由することで付勢、再加速するようにしている。

泡の凝縮力とは、泡と泡とが引き合う力であり、主に泡中の分子間引力に起因する力であると理解される。

「泡噴出器」とは、本明細書において発泡ネットを通過した泡（フォームなど）を流路の絞り部（噴出部）を介して加速するものをいい、ポンプ式容器か胴部圧搾式容器であるかを問わない。

「噴出部」は、流れを絞って流速を加速する機能を有し、噴流路の先端部分に形成することが望ましい。噴出部は、押下げヘッドと一体に形成してもよく、別パーツとして噴出路内に挿入してもよい。

「発泡ネット」は、ネット状であって発泡手段として機能するものであればどのようなものでもよい。

また本手段では、噴出筒を着脱可能とすることで洗浄を容易とするとともに、泡の原液種類に応じて噴出筒を交換可能としている。泡と泡との引き合う力が強いときにはそれに応じて噴流の慣性力を強くすることができるようにするためである。

第２の手段は、第１の手段を有し、かつ
上記液体加圧室Ｃを、ポンプシリンダ４と筒状ピストン８とからなるポンプとし、その筒状ピストンから起立するステム１０の上端に、ノズル口１４付きの押下げヘッド１２を付設し、ステム１０の内部から押下げヘッドの内部を経てノズル口１４に至る噴出路１６を開通している。

泡噴出器としては、前述の胴部圧搾式容器でもよいが、胴部の圧搾の強さにより噴流の慣性力にばらつきを生ずる可能性がある。ポンプ式の泡噴出器の場合には、後述の表１、表２の実験例からも判るように、発泡ネットのメッシュ数などの条件がほぼ同じであれば、同じ程度の押圧力となるので、噴出部及び発泡ネットの関係を設計することが容易である。

第１の手段に係る発明によれば、泡の凝集力と比べて噴出部からの泡の慣性力が優勢となるようにしたから、泡の噴出を完了した後の泡切れがよくなり、ノズル口から垂れることを防止できる。

また第１の手段に係る発明によれば、次の効果を生ずる。
○噴出部４０を噴出筒として噴出路１６の先端部分内に嵌合したから、泡垂れ防止に十分な噴流の勢いを得られる。
○上記噴出筒を着脱自在に設けたから、洗浄が容易であるとともに、使用する液体の種類に応じて異なる内径の噴出筒を交換することができ、使い勝手がよい。

第２の手段に係る発明によれば、泡噴出器を泡放出ポンプとしたから、胴部圧搾式の泡噴出容器に比べて噴出部４０からの噴流の慣性力にばらつきを生じにくく、メッシュの目の大きさを設計し易い。

図１から図５は、本発明の実施形態に係る泡噴出器を示している。

まずこの泡噴出器の構成のうち従来公知の事項に関して簡単に説明する。この泡噴出器は、装着筒部材２と、ポンプシリンダ４と、作動部材６とで形成している。装着筒部材２は、容器体の口頸部外面に嵌合している。ポンプシリンダ４は装着筒部材から垂設されており、シリンダ室下端の吸上げ弁から吸上げパイプを垂下している。作動部材６は、ポンプシリンダ内を摺動する筒状ピストン８からステム１０を起立し、そのステム１０上端に、ノズル口１４を前方に開口する押下げノズル１２を付設している。そのステム１０内部は、押下げヘッド１２の内部からノズル口１４に連通しており、この連通した通路は噴出路１６となっている。ステム１０内には、下側（上流側）から順に吐出弁１８と発泡部２０が配置されている。この発泡部２０は下端面に起泡用の第１の発泡ネット２２Ａ、上端面に整泡用の第２の発泡ネット２２Ｂを貼着などの手段により付設している。また、上流側、または下流側の発泡ネットは省略することもできる。ポンプシリンダの上半部はエアチャンバー２４形成用の大内径部に形成しており、この大内径部内に、押下げヘッドの突き下げにより下降するエアピストン２６を嵌合している。またステム１０と装着筒部材のフランジ状頂壁との間の隙間から、筒状ピストン８上方のポンプシリンダの内部を通過して発泡部の上流側へ連通するエア供給路２８を形成している。また、本実施形態では、ポンプシリンダ４と筒状ピストン８とで液体加圧室Ｃを形成している。

本発明では、噴出路の先端部分に、噴出部４０を形成する噴出筒４２を着脱自在に嵌合させている。この噴出筒は、外形が同じで後述する射出孔４４の内径が２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍのように異なるものを複数種類用意して適宜交換可能とするとよい。図示例の噴出筒は、断面矩形状の長方形筒である。この噴出筒の先端面に付設した前壁の中央には円形の射出孔４４を開口しており、この射出口で最も流路が狭くなっている。図示のもの（φ＝３ｍｍ）では、噴出筒を挿入する前のノズル口の開口面積と射出孔の断面積との比率は１：６程度である。実験によれば、これらの面積比が１：４．５〜１：９の範囲であれば、流路を絞る作用の結果として十分な噴流速度が得られ、泡垂れを防止することができる（表１、表２参照）。また噴出筒の後端からは一対の脚片を後方へ突出し、この脚片を噴出路の垂直部分後壁に突き当てている。

次に発泡部は、2枚の発泡ネットを用いるときには、目の密度をともに２００［メッシュ／インチ］以下とする。これに対して一枚の発泡ネットを用いるときには３００［メッシュ／インチ］以下とすればよい。一枚のネットの方が目の密度の上限が大きいのは、二枚のネットを通したほうが泡の極めが細かいからである。ここで［メッシュ／インチ］というのは、発泡ネットの縦および横方向の軸線１インチ長さに対して直交する方向に並べられたネットの目（メッシュ）を形成する線条体（繊維や金属線からなる）の本数を意味する。

次の表１は、本出願人が射出孔４４の内径がφ２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍのそれぞれの試験体に、９０［メッシュ／インチ］、２００［メッシュ／インチ］、３０５［メッシュ／インチ］の発泡ネットを用いた実験の結果を表している。この試験において、押下げヘッド１２の押圧スピードは一定とし、粘度２０ｃｐ以下の試験液（ハンドソープ）を図示の泡噴出器を装着した容器に充填し、泡垂れの距離をスケールで測定することで行った。これによれば、液垂れの許容範囲を１０ｍｍとすると、メッシュの目の密度は３０５［メッシュ／インチ］以下とすることが好ましい。

また、次の表２は、射出孔４４の内径φが２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍのそれぞれの試験体に、９０、２００、３０５の［メッシュ／インチ］の発泡ネットの組み合わせを用いて試験を行った結果を表２に示している。
発泡ネットを２枚用いる場合には、ネットの目の密度を上流側≦下流側とすることが良好な発泡状態を得る上で好ましい。
さらに、良好な発泡状態や、液垂れの防止効果を考慮した場合、ネットの目の密度はいずれの発泡ネットにおいても３０５［メッシュ／インチ］以下とすることが好ましく、射出孔４４の内径も４ｍｍ以下とすることが好ましい。
また、液垂れの許容範囲を１５ｍｍとすると、上流側のネットの目の密度を２００［メッシュ／インチ］とすることができ、液垂れの許容範囲を１０ｍｍとすると、各発泡ネットの目の密度を２００［メッシュ／インチ］以下とすればよい。

上記構成において、押下げヘッド１２を押し下げると、第１、第２の発泡ネット２２Ａ、２２Ｂを通過した泡がノズル口１４から噴出する。押下げヘッドの１ストロークに相当する泡が噴出されると、噴出路１６内の泡が停止し、他方、泡の噴出流が途切れる。従ってノズル口から泡が垂れることがない。

本発明の実施形態に係る泡噴出器の縦断面図である。 図１の泡噴出器の要部の縦断面図である。 図２の要部の横断面図である。 図２の要部の前面図である。 図２の要部の後面図である。

符号の説明

２…装着筒部材 ４…ポンプシリンダ ６…作動部材 ８…筒状ピストン
１０…ステム １２…押下げヘッド １４…ノズル口 １６…噴出路
１８…吐出弁 ２０…発泡部 ２２…発泡ネット ２２Ａ…第１発泡ネット
２２Ｂ…第２発泡用ネット
２４…エアチャンバー ２６…エアピストン ２８…エア供給路
４０…噴出部 ４２…噴出筒 ４４…射出孔 ４６…脚片
Ｃ…液体加圧室

Claims (2)

1. 液体加圧室(C)内の液体を、発泡部(20)を中途に有する噴出路(16)を経由してエアと混合し、噴出路先端のノズル口(14)から泡状態として噴出するように構成した泡噴出器において、
   発泡部(20)下流の噴出路部分内に流路面積を縮小した噴出部(40)を設けており、
   発泡部(20)は、少なくとも一つの発泡ネット(22)を有しており、
   この発泡ネット(22)により生じた泡の凝集力と比べて噴出部(40)からの噴流の慣性力が優勢となるように、発泡ネット(22)の目開きを大きく設計しており、
   かつ上記噴出部(40)を噴出筒として噴出路(16)の先端部内に着脱可能に挿入したことを特徴とする、泡噴出器。
2. 上記液体加圧室(C)を、ポンプシリンダ(4)と筒状ピストン(8)とからなるポンプとし、その筒状ピストンから起立するステム(10)の上端に、ノズル口(14)付きの押下げヘッド(12)を付設し、ステム(10)の内部から押下げヘッドの内部を経てノズル口(14)に至る噴出路(16)を開通したことを特徴とする、請求項１に記載の泡噴出器。

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