JP6236175B2 - 噴出ノズル管の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、噴出ノズル管に関し、詳しくは、弁機能を備える噴出ノズル管に関するものである。
スプレー・エアゾールといったものの構造において、スプレー缶・エアゾール缶には内容物のほか該内容物を噴出するためのLPG・ブタン等液化ガスや窒素・炭酸・空気等のガスが封入され、缶の上方に設けられた噴出ノズルや、あるいは、該噴出ノズルに更にノズル管を取り付けて該ノズル管の先端部に設けた開口を噴出口として、缶内の内容物が噴出される構造となっている。
後者、すなわちノズル管を取り付けて内容物を噴出する場合において、ノズル管内には内容物とガスが交互に管内に進入することとなり、その結果ノズル管先端部の噴出口から内容物が断続的に噴出されることとなって、安定した噴出が行われないという問題があった。
また、内容物の噴出量については、缶内におけるガスの圧力に左右されることとなるため、初めのうちは強い圧力で噴出されるが、時間の経過によるガス圧の低下とともに急激に噴出が弱まることとなり、その結果噴出量が一定しないという問題もあった。
内容物の安定かつ一定の噴出を実現するためには、長時間一定のガス圧を実現するとともに、内容物とガスとがノズル管内で分断せずに上手く混合させることが必要となる。そのため、従来より、長時間安定したガス圧を得られるガスの開発やスプレー缶自体の構造的改良について、種々研究されてきているものの未だ研究途上であり、一方、ノズル管の構造として内容物の安定かつ一定の噴出を実現するノズル管については、従来から流量安定器を用いる方法があるが、ノズル内部に装着できるものではないとともに調整が必要であり、かつ、構造が複雑で製品コスト的に高価であるため、誰でも安定した噴出を実現できるものではなかった。
特開2008−307499号公報
本発明は、上記問題点に鑑み、内容物の安定かつ一定の噴出を実現することができるとともに、安価で容易に製造可能な噴出ノズル管を提供することを課題とするものである。
上記課題を解決するため、本発明は、合成樹脂素材により製造されたノズル管本体から弁機能を備える噴出ノズル管を製造するための方法であって、熱可塑性を有する合成樹脂素材により製造されて成るノズル管本体の中空部内における所定箇所に所要長さ及び所要外径幅を有し且つ所要内径幅を有する貫通する中空路が備えられることで弁として機能するパイプ材を差込み配置し、ノズル管本体におけるパイプ材が差込まれた所定箇所を所要長さだけ加熱して軟化させ、加熱により軟化された箇所をノズル管本体の外径に変化がないように押さえつつノズル管本体の長さ方向における両端側から押し込み、加熱された箇所を冷却して固化する構成となっている。
また、本発明は、合成樹脂素材により製造されたノズル管本体から弁機能を備える噴出ノズル管を製造するための方法であって、熱可塑性を有する合成樹脂素材により製造されて成るノズル管本体の中空部内における所定箇所に所要長さ及び所要外径幅を有し且つ所要内径幅を有する貫通する中空路が備えられることで弁として機能するパイプ材を差込み配置し、ノズル管本体の外周におけるパイプ材が差込まれた所定箇所に所要長さの熱収縮チューブを嵌合し、該熱収縮チューブが嵌合された箇所を加熱してノズル管本体を軟化させるとともに熱収縮チューブを収縮させ、加熱された箇所を冷却して固化する構成となっている。
さらに、本発明は、前記噴出ノズル管の製造方法において、前記パイプ材の外周面に抜止加工が施されている構成となっている。
本発明にかかる弁機能を備えた噴出ノズル管の製造方法によれば、ノズル管本体が熱可塑性を有することで、該ノズル管本体における中空部内にパイプ材を差込み配置した状態で、外部から熱を加えた上で適宜簡単な工程を経ることで、ノズル管本体に弁機能を備えさせることが可能となり、これにより安定かつ一定の噴出を実現する噴出ノズル管を製造することが可能となる。
また、本発明にかかる弁機能を備えた噴出ノズル管の製造方法によれば、ノズル管本体における弁機能をノズル管本体とは別体のパイプ材が担うため、該パイプ材における貫通孔の形状を種々成形することが可能であって、かかる種々形状の貫通孔を有する噴出ノズル管を容易に製造することが可能となる。
さらに、本発明にかかる弁機能を備えた噴出ノズル管によれば、ノズル管本体の中空部内に、該ノズル管本体の内径よりも小径の貫通孔を有する弁が備えられているため、該弁を介することでガス圧の一定化が図られ、内容物の噴出量が噴出初期と終末期とで変化が少なく安定的噴出を長時間持続することができるとともに、望む流量が得られ、かつ、該弁の作用で内容物に溶け込んでいるガスが内容物から部分的に分離され、弁通過後に混合室において撹拌がなされて内容物とガスとの均一混合が図られ泡状となって、安定的な噴出を行うことが可能となる。
本発明にかかる噴出ノズル管の製造方法の実施形態を示すフロー図である(実施例1)。 本発明にかかる噴出ノズル管の製造方法に使用されるパイプ材の実施形態を示す説明図である。 本発明にかかる噴出ノズル管の実施形態を示す断面図である。 本発明にかかる噴出ノズル管の製造方法の実施形態を示すフロー図である(実施例2)。 本発明にかかる噴出ノズル管の実施形態を示す断面図である。
本発明は、ノズル管本体10における中空部内に、該ノズル管本体10の内径よりも小径の貫通孔21を有する弁20が備えられていることを特徴とする。以下、本発明にかかる噴出ノズル管1の製造方法並びにその方法により製造される噴出ノズル管1の実施形態を、図面に基づき説明する。
なお、本発明は、下記実施形態に示した構成に特に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の要旨に逸脱しない範囲で任意に変更することができるものである。
図1は、本発明にかかる噴出ノズル管1の製造方法の第一の実施例を示すフロー図である。
すなわち本実施例は、ノズル管本体10を以下の工程で順次加工することにより、噴出ノズル管1を製造するものである。
なお、本実施例で使用するノズル管本体10は、熱可塑性を有する合成樹脂素材、例えばLDPE(低密度ポリエチレン)等により製造されている。
まず初めに、ノズル管本体10の中空部内に、所要長さ及び所要径幅を有するパイプ材11を差込み配置する。該パイプ材11は、熱による形状変化に強い耐熱性素材、例えばHDPE(高密度ポリエチレン)や金属等により製造されており、その内部には所要内径幅を有する貫通する中空路11aが備えられて成る。
このとき、パイプ材11の外径幅については、ノズル管本体10の中空部内に挿嵌可能な外径幅であることを要し、該ノズル管本体10の中空部の径幅以下であることが好ましいが、ノズル管本体10の材質によって膨伸性を有する場合はこの限りでない。また、パイプ材11の中空路11aを構成する内径幅は、そのままノズル管本体10に形成される弁20が有する貫通孔21の径幅となる。したがって、該パイプ材11の内径幅については、噴出量などを考慮して任意に決定される。
なお、パイプ材11の長さは、そのまま最終的に形成される弁20の長さとなる。したがって、当該パイプ材11の長さについては、噴出量などを基に最終的に形成される弁20の長さを考慮して、適宜決定される。
ノズル管本体10の中空部内に差込み配置されるパイプ材11の本数について、図面では一本の場合について例示しているが、かかる態様に限らず、噴出量などを基に最終的に形成される一の弁20における貫通孔21の数を考慮して、適宜決定される。
ノズル管本体10におけるパイプ材11を配置する位置については、特に限定するものではなく、先端部や中間位置など弁20を形成する位置に合わせて適宜決定される。なお、図面では、ノズル管本体10の所定中間位置にパイプ材11を配置した場合について示している。このとき、形成された弁20を通過して均一混合された内容物BとガスGをその状態のまま噴出口から噴出すべく、図面に示すような所定中間位置に配置される場合であっても、ノズル管本体10における噴出口を備えた先端部に近い位置にパイプ材11を配置する態様が考え得る。
ところで、前記パイプ材11の外形状について、特に限定するものではないが、例えば図2に示すような種々の形状が考え得る。図2は、本発明にかかる噴出ノズル管1の製造方法に使用されるパイプ材11の実施形態を示す説明図である。すなわち、まず基本的な形状として、図2(a)に示すようなストレート状の外形を有するパイプ材11が考え得る。かかるストレート状のパイプ材11は、ノズル管本体10の中空部内のどこにでも差込み可能な形状であり、該パイプ材11をノズル管本体10における所定中間位置に配置する場合に最適である。また、図3(b)に示すようなパイプ材11の外周に抜止加工11cが施された外形状を有するパイプ材11が考え得る。かかるパイプ材11に抜止加工11cが施されることで、ノズル管本体10への挿嵌・加熱後における抜けを防止することとなる。
なお、本実施例を説明する図面(図1乃至図3)では、パイプ材11に備えられる中空路11aの形状について、ストレート状である場合について示されているが、該中空路11aの形状についてはこれに限らない。他の中空路11aの形状としては、図示されていないが、例えば螺旋状や鉤型状の中空路11aが備えられたパイプ材11を用いる態様も考え得る。螺旋状の中空路11aが備えられたパイプ材11を用いることで、弁20にはスパイラル状の貫通孔21が形成されることとなり、ストレート状の貫通孔21と比べ、弁20の長さを変えることなく貫通孔21の長さをより長くすることが可能となる。
次に、ノズル管本体10の中空部内にパイプ材11が差込み配置された状態で、ノズル管本体10の所定箇所を加熱する。加熱方法については特に限定はなく、また、ノズル管本体10の加熱温度については、少なくともノズル管本体10が形状変化可能な程度に軟化する温度にまで加熱される。ノズル管本体10は熱可塑性を有しているため、加熱によりノズル管本体10の加熱箇所は軟化する。ノズル管本体10における加熱する箇所については、前記パイプ材11が差込み配置された箇所となる。
加熱によってノズル管本体10所定箇所が軟化した後、その軟化した箇所をノズル管本体10の長さ方向における両端側から押し込み、ノズル管本体10を形状変化させる。このとき、ノズル管本体10の外径に変化がないよう、その外周面は押さえられる。これにより、軟化したノズル管本体10は、外側に迫り出すことなく、差込まれたパイプ材11の外周において中空部を塞ぐように内側に迫り出すこととなる。
その後、ノズル管本体10の加熱された箇所を冷却する。冷却する方法は、自然冷却と強制冷却とを問わず、任意である。冷却することにより、ノズル管本体10は、パイプ材11の外周において中空部を塞ぐように内側に迫り出した状態で固化される。
以上の各工程を経て、本実施例にかかる噴出ノズル管1が完成する。図3は、本実施例にかかる製造方法により製造された噴出ノズル管1の実施形態を示す断面図である。
図3に示すように、完成した噴出ノズル管1は、ノズル管本体10の所定中間位置にて、軟化したノズル管本体10がパイプ材11の外周において中空部を塞ぐように迫り出し固化されている。これにより、パイプ材11の中空路11aが貫通孔21として機能するため、パイプ材11及びノズル管本体10における中空部内に迫り出した部分全体が弁20として機能することとなる。
このとき、ノズル管本体10に形成された弁20と先端部との間には、混合室16が形成されることとなる。内容物Bに溶け込んだガスGは、弁20を通過した際に内容物Bから部分的に分離されることとなるが、かかる混合室16を形成することにより、缶から予め気体として噴出されてきたガスGを含め弁20で分離されたガスGと内容物Bとが該混合室16内において撹拌が行われ、内容物BとガスGとの均一混合が図られて泡状になって、安定した噴出に資することとなる。なお噴出口は、先端部または混合室16における所定中間位置のいずれか一方若しくは両方に備えられる。
以上、本実施例にかかる噴出ノズル管1によれば、ノズル管本体10に形成された弁20の作用により流量を調整しつつ、内容物B噴出のためのガス圧を長時間一定に保つことができるとともに、該弁20(貫通孔21)を通過したガスGが気泡化して内容物Bと泡状に均一混合されて、安定した噴出が可能となる。
図4は、本発明にかかる噴出ノズル管1の製造方法の第二の実施例を示すフロー図である。
すなわち本実施例は、ノズル管本体10を以下の工程で順次加工することにより、噴出ノズル管1を製造するものである。
なお、本実施例で使用するノズル管本体10について、熱可塑性を有する合成樹脂素材により製造されることは、第一の実施例と同様である。
まず初めに、ノズル管本体10の中空部内に、所要長さ及び所要径幅を有するパイプ材11を差込み配置する。該パイプ材11は、熱による形状変化に強い耐熱性素材、例えばHDPE(高密度ポリエチレン)や金属等により製造されており、その内部には所定内径幅を有する貫通する中空路11aが備えられて成る。
かかるパイプ材11に関し、該パイプ材11の外径幅・内径幅ならびに長さ、また、ノズル管本体10の中空部内に差込み配置される本数ならびに位置、さらに、パイプ材11の外形状ならびに中空路11aの形状については、上記第一の実施例と同様であるため、説明は省略する。
次に、ノズル管本体10の外周における所定位置に、熱収縮チューブ12を嵌合する。ノズル管本体10における熱収縮チューブ12を嵌合する位置については、前記パイプ材11が差込み配置された位置と同位置である。なお、嵌合すべき熱収縮チューブ12の長さについては、特に限定はないが、挿嵌されたパイプ材11と略同一長さとすることが好ましい。
次いで、ノズル管本体10に嵌合された熱収縮チューブ12を加熱する。加熱方法については特に限定はなく、また、熱収縮チューブ12の加熱温度については、該熱収縮チューブ12の収縮温度並びにノズル管本体10が形状変化可能な程度に軟化する温度を考慮して、適宜決定される。熱収縮チューブ12は、加熱されると収縮する作用を有しているため、加熱により径が小さくなる。また、ノズル管本体10は熱可塑性を有しているため、加熱によりノズル管本体10の加熱箇所は軟化する。これらの相互作用を利用して、加熱により熱収縮チューブ12を収縮させることでノズル管本体10を外周側から締め付け、このとき加熱により軟化したノズル管本体10は、パイプ材11の外周において中空部を塞ぐように内側に迫り出し、形状変化させられることとなる。
なお、加熱による熱収縮チューブ12の収縮程度については、特に限定はないが、例えば、図面に示すように、熱収縮チューブ12の外径がノズル管本体10の外径に一致する程度に収縮させる態様が考え得る。
その後、熱収縮チューブ12並びにノズル管本体10の加熱された箇所を冷却する。冷却する方法は、自然冷却と強制冷却とを問わず、任意である。冷却することにより、熱収縮チューブ12は、ノズル管本体10を外周側から押し込んで締め付けた状態で固化されるとともに、ノズル管本体10は、熱収縮チューブ12の締め付けによりパイプ材11の外周において中空部を塞ぐように内側に迫り出した状態で固化される。
以上の各工程を経て、本実施例にかかる噴出ノズル管1が完成する。図5は、本実施例にかかる製造方法により製造された噴出ノズル管1の実施形態を示す断面図である。
図5に示すように、完成した噴出ノズル管1は、ノズル管本体10の所定中間位置にて、外周側からの熱収縮チューブ12の締め付けにより、軟化したノズル管本体10がパイプ材11の外周において中空部を塞ぐように迫り出し固化されている。これにより、パイプ材11の中空路11aが貫通孔21として機能するため、パイプ材11及びノズル管本体10における中空部内に迫り出した部分全体が弁20として機能することとなる。
なお、ノズル管本体10に形成された弁20と先端部との間に混合室16が形成されること並びに噴出口の備えられる位置については、上記第一の実施例と同様であるため、説明は省略する。
以上、本実施例にかかる噴出ノズル管1によれば、上記第一の実施例と同様、ノズル管本体10に形成された弁20の作用により流量を調整しつつ、内容物B噴出のためのガス圧を長時間一定に保つことができるとともに、該弁20(貫通孔21)を通過したガスGが気泡化して内容物Bと泡状に均一混合されて、安定した噴出が可能となる。
以上の各実施例の通り完成する本発明にかかる噴出ノズル管1について、その作用効果を確認すべく、弁20を備えていない従来のノズル管との比較実験を行った。かかる比較実験は、圧力0.5Mpaのエアゾール缶を用い、本発明にかかる噴出ノズル管1の構造として貫通孔21(パイプ材11の中空路11a)の径幅が0.2mmと0.3mmの二種類について、また、該貫通孔21の長さが7mm、14mm及び21mmの三種類について、時系列ごとの噴出量を測定することにより噴出特性を確認する実験を行ったものである。当該実験結果について、下記表に示す。
表1は各実験対象についての時系列ごとの噴出量の推移を示しており、表2はその実験結果をグラフ化したものである。
表からわかるように、弁20の有無によって噴出量の調整及び時系列ごとの噴出量の推移に明らかな作用効果の差があることがわかる。すなわち、弁20を備えることで、噴出量を調整して抑える効果を発揮するとともに、噴出初期と噴出最終期との噴出量の変化を抑えて、終始安定した噴出を実現することが可能となる。
なお、かかる噴出初期と噴出最終期との噴出量の変化抑制効果については、表3及び表4によってさらに明白となる。すなわち、表3は上記表1に示す実験結果を基に最初の噴出量と最終噴出量との比較を示しており、表4はその実験結果をグラフ化したものである。
表からわかるように、弁20の有無によって最初の噴出量と最終噴出量との変化に明らかな作用効果の差があることがわかる。
ところで、表1乃至表4をみると、貫通孔21の径幅によって噴出量に変化が生じていることがわかる。すなわち、同一長さの貫通孔21について、その径幅が0.2mmと0.3mmとでは、0.3mmの方が噴出量は多くなる。したがって、かかる貫通孔21の径幅は、噴出量の調整に効果を発揮している。
また、同様に表1乃至表4をみると、貫通孔21の長さによって時系列ごとの噴出量の推移に変化が生じていることがわかる。すなわち、同一径幅の貫通孔21について、その長さが7mmと14mmと21mmとで比較した場合、7mmよりも14mm、14mmよりも21mmの場合に時系列ごとの噴出量の推移変化の差が小さくなる。したがって、かかる貫通孔21の長さは、噴出初期と噴出最終期との噴出量の変化を抑える効果を発揮している。
かかる貫通孔21の長さの違いによる時系列ごとの噴出量の推移変化についての他の実験結果を、下記表5乃至表8に示す。なお、当該実験は、圧力0.22Mpaという低圧力のエアゾール缶を用い、本発明にかかる噴出ノズル管1の構造として貫通孔21の径幅が0.3mm、該貫通孔21の長さが7mmと21mmの二種類について、時系列ごとの噴出量を測定することにより噴出特性を確認する実験を行ったものである。
上記表5乃至表8からわかるように、貫通孔21の長さが7mmと21mmとで比較した場合、7mmよりも21mmの場合に時系列ごとの噴出量の推移変化の差が小さくなっていることがわかる。すなわち、貫通孔21の長さを長くすることで、噴出初期と噴出最終期との噴出量の変化を抑える効果を奏し、より安定した噴出を実現することが可能となる。
次に、噴出圧力の違いによる弁20の特性についての実験結果を、下記表9乃至表10に示す。なお、当該実験は、本発明にかかる噴出ノズル管1の構造として貫通孔21の径幅が0.3mm、該貫通孔21の長さが7mmの場合に、圧力0.38Mpaと0.22Mpaの二種類のエアゾール缶を用いて、時系列ごとの噴出量を測定することにより噴出特性を確認する実験を行ったものである。
上記表9乃至表12からわかるように、噴出圧力の違いによる噴出量の違いはあるものの、いずれも同様の安定した噴出特性の効果を得ることができた。したがって、噴出圧力の相違に関係なく、弁20の作用効果が発揮されることとなり、当該弁20を備える本発明にかかる噴出ノズル管1について、あらゆる噴出用のノズル管として使用することが可能であることを証明するものである。
本発明は、簡易な製造方法により、優れた効果を奏する噴出ノズル管1を提供するものである。具体的には、従前のノズル管本体10にパイプ材を差込み、加熱処理その他の簡単な工夫を施すことで製造できるもので、その製造された噴出ノズル管1によれば、安定かつ一定の噴出を実現することが可能となる。したがって、本発明の産業上の利用可能性は非常に高いものと思料する。
1 噴出ノズル管
10 ノズル管本体
11 パイプ材
11a 中空路
11c 抜止加工
12 熱収縮チューブ
16 混合室
20 弁
21 貫通孔
B 内容物
G ガス

Claims (3)

  1. 合成樹脂素材により製造されたノズル管本体から弁機能を備える噴出ノズル管を製造するための方法であって、
    熱可塑性を有する合成樹脂素材により製造されて成るノズル管本体の中空部内における所定箇所に所要長さ及び所要外径幅を有し且つ所要内径幅を有する貫通する中空路が備えられることで弁として機能するパイプ材を差込み配置し、ノズル管本体におけるパイプ材が差込まれた所定箇所を所要長さだけ加熱して軟化させ、加熱により軟化された箇所をノズル管本体の外径に変化がないように押さえつつノズル管本体の長さ方向における両端側から押し込み、加熱された箇所を冷却して固化することを特徴とする噴出ノズル管の製造方法。
  2. 合成樹脂素材により製造されたノズル管本体から弁機能を備える噴出ノズル管を製造するための方法であって、
    熱可塑性を有する合成樹脂素材により製造されて成るノズル管本体の中空部内における所定箇所に所要長さ及び所要外径幅を有し且つ所要内径幅を有する貫通する中空路が備えられることで弁として機能するパイプ材を差込み配置し、ノズル管本体の外周におけるパイプ材が差込まれた所定箇所に所要長さの熱収縮チューブを嵌合し、該熱収縮チューブが嵌合された箇所を加熱してノズル管本体を軟化させるとともに熱収縮チューブを収縮させ、加熱された箇所を冷却して固化することを特徴とする噴出ノズル管の製造方法。
  3. 前記噴出ノズル管の製造方法において、前記パイプ材の外周面に抜止加工が施されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の噴出ノズル管の製造方法。
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