JP7397688B2

JP7397688B2 - 泡吐出器

Info

Publication number: JP7397688B2
Application number: JP2020008828A
Authority: JP
Inventors: 愛理小山; 剛佐々木; 征一袴田
Original assignee: Shiseido Co Ltd
Current assignee: Shiseido Co Ltd
Priority date: 2020-01-23
Filing date: 2020-01-23
Publication date: 2023-12-13
Anticipated expiration: 2040-01-23
Also published as: WO2021149613A1; JP2021116078A; CN114901561A

Description

本発明は、容器本体に収容する液体を使用する際に空気と混合し泡状にして吐出する泡吐出器に関する。

従来、液体を収容する容器本体と、当該容器本体に挿通されピストンの作動により液体と空気の取り入れを可能とする管状部材と、当該管状部材に支持され上方に付勢されるとともに該管状部材に連通する吐出口が設けられたポンプヘッドと、を備え、管状部材により形成される垂直流路内には、メッシュ体等の発泡部材を設けることにより、ポンプヘッドを押し下げると、ピストンが作動し、管状部材に取り入れた液体と空気が発泡部材を通過して泡体となりポンプヘッドの先端に配置した吐出口から吐出される、泡吐出器が知られている(特許文献１)。

しかしながら、このような泡吐出器は、使用後に放置すると、ポンプヘッド内に残った泡体の水分が、吐出口から徐々に蒸発し、発泡部材に付着した泡体は乾いて被膜や結晶粒子となり固化する場合がある。このようにして被膜等が発泡部材の表面を覆うと、吐出される泡の状態が変化し使用性を損なうばかりでなく、液体と空気が発泡部材を通過せず泡吐出器が使用できなくなる危険性がある。

このため、泡吐出器内で生じる泡体の乾燥に起因する発泡部材の目詰まりを防止し、均質な泡体を長期間安定に吐出することができる泡吐出器の開発が求められる。

特開２０１２－１５７８２２号公報

本発明は、泡吐出器内で生じる泡体の乾燥に起因する発泡部材の目詰まりを防止し、均質な泡体を長期間安定に吐出することができる泡吐出器を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために本発明者らが検討を行った結果、発泡部材の上方に球状部材の上昇により開弁する開閉弁を設けることにより、使用後の発泡部材の乾燥を効果的に防止し、均質な泡体を安定に吐出できることを見出し本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、液体を収容する容器本体と、該容器本体に挿通されピストンの作動により液体と空気の取り入れを可能とする管状部材と、該管状部材に支持され上方に付勢されるとともに該管状部材に連通する吐出口が設けられたポンプヘッドと、を備え、前記ポンプヘッド及び／又は前記管状部材により形成される垂直流路内に、発泡部材と、該発泡部材の上方に泡体の通過により球状部材が上昇して開弁する開閉弁と、を配置し、前記開閉弁は、密度が３ｇ／ｃｍ^３以上の素材により形成された球状部材と、弁座部材と、からなり、該弁座部材は上面に逆円錐状の凹部が形成されるとともに該凹部中央から略垂直に貫通流路が設けられ、前記ポンプヘッドを押し下げると、ピストンが作動し、前記管状部材に取り入れた液体と空気が前記発泡部材を通過して泡体となり前記開閉弁を介して前記吐出口から吐出されることを特徴とする泡吐出器である。

さらに本発明は、前記の泡吐出器に液状化粧料又は洗浄料を収容したことを特徴とする化粧品である。

本発明の泡吐出器によれば、泡吐出器内で生じる泡体の乾燥に起因する発泡部材の目詰まりを効果的に防止し、均質な泡体を長期間安定に吐出することが可能となる。

また、このような泡吐出器に液状化粧料あるいは洗浄料を収容すれば、洗浄等に適した泡体を安定して吐出する化粧品を提供することができる。

泡吐出器の構造を示す図ポンプヘッドが下降する過程における泡吐出器の構造を示す図ポンプヘッドが上昇する過程における泡吐出器の構造を示す図開閉弁の拡大図（(ａ)静止又はポンプヘッドが上昇する過程の状態図、(ｂ)ポンプヘッドが下降する過程の状態）発泡部材の構造を示す図（(ａ)平面図、(ｂ)正面図、(ｃ)底面図、(ｄ)斜視図）弁座部材の構造を示す図（(ａ)平面図、(ｂ)正面図、(ｃ)底面図、(ｄ)斜視図、(ｅ)Ａ－Ａ線断面図）

本発明の泡吐出器を以下に詳細に説明する。実施するための形態として具体例を挙げるが、本発明は、これに限定されるものではない。また、本発明における構成部材の連結あるいは取り付けは、直接的な連結等だけでなく、他の部材を介した間接的な連結等も含むもので、対象となる２つの部材の取り付け部位の相対的な位置関係を略一定に保持するものであれば、特に断りがない限り、全てがこれに含まれる。

図１に示すように、本実施形態の泡吐出器１は、液体を収容する容器本体２と、これに挿通する管状部材３と、管状部材に支持され上方に付勢されるポンプヘッド４と、を備えている。

容器本体２は、液状化粧料等の液体を長期間安定に保持できるものであれば、材質、形状は限定されるものではないが、生産性、使用性等の観点から、一般的には、樹脂製ボトルが用いられる。

管状部材３は、容器本体２の口部２ａにおいて上方付勢状態で下方移動可能に容器本体内に挿通される。管状部材は、管状部材が上下動自在に挿入される挿通孔５ａが形成されるとともに容器本体２の口部２ａに装着される装着キャップ５と、ポンプヘッド４及び管状部材３に連係した空気用ピストン６が内部に上下摺動自在に収容された空気用シリンダ７と、ポンプヘッド４及び管状部材３に連係した液用ピストン８を内部に上下摺動自在に収容する液用シリンダ９と、空気用シリンダ７からの空気と液用シリンダ９からの液体とが合流する気液混合室Ｒ１と、気液混合室Ｒ１で混合された気液混合体を発泡させる発泡部材１０と、ともにポンプ機構部１１を構成し、装着キャップを介して容器本体の口部に固定される。

装着キャップ５は、略中央に挿通孔５ａが形成された天板部５ｂと、天板部５ｂの外周縁から垂下する周壁部５ｃと、挿通孔５ａの外周縁部から上方に向けて延びたガイド筒部５ｄと、を備える。装着キャップは、周壁部５ｃの内周面に螺旋が形成されており、これを利用して容器本体２の口部２ａに螺着される。

空気用シリンダ７は大径の有底円筒状とし、この底面中央から小径円筒状の液状シリンダ９が下方に延び出し、空気用シリンダ７と液用シリンダ９は連通した状態で連結している。

空気用シリンダ７の上端開口部は、装着キャップ５における周壁部５ｃ及び天板部５ｂの内面にそれぞれ密着した状態で固定されている。これにより、空気用シリンダ７と液用シリンダ９は、装着キャップ５から容器本体２の内部に垂下した状態で配置されている。

ポンプヘッド４は、下方向に延びる嵌合筒部４ａと、水平方向に延びるノズル部４ｂと、を備えており、嵌合筒部４ａは、ノズル部４ｂの先端に形成された吐出口４ｃに連通し、嵌合筒部とノズル部は断面略Ｌ字状の流路を形成している。

嵌合筒部４ａは、装着キャップ５のガイド筒部５ｄの径方向内側に上下動自在に挿入されるとともに、管状部材３の上方先端部を挿入嵌合している。

空気用ピストン６は、空気用シリンダ７内に気密状態で上下摺動可能に配設され、平板部６ａの上面には上下方向に貫通する空気孔６ｂを設け、下面には空気孔を開閉する空気用弁体６ｃを設けている。空気用ピストンの外周には、空気用シリンダ７の内面に摺接する環状の摺接部６ｅが形成されている。

空気用ピストンの平板部６ａの中央には、上下方向に延びる筒部６ｄが設けられており、管状部材３は筒部を貫通し、空気用シリンダ７及び液用シリンダ９内に上下動可能に挿入されている。また、筒部６ｄの上端部外周面は、嵌合筒部４ａの下端部内周面に摺接する一方、空気用ピストンがポンプヘッドに対して相対的に上下移動できるよう筒部６ｄの上端と嵌合筒部の内面との間には隙間Ｓ１を設けるとともに、嵌合筒部４ａの下端と平板部６ａの間にも隙間を設けている。

嵌合筒部４ａの下端内周面における管状部材３の上端部が嵌合された部分には、上下方向に延びる複数の縦溝４ｄが形成されている。この縦溝４ｄは、管状部材３の上端開口縁を径方向に跨ぎ、発泡部材１０の保持筒１０ｂに形成された複数の保持筒溝１０ｃと連通する。

管状部材３の内周面には、液用ピストン８と発泡部材１０との間に位置する部分に、径方向内側に向けて円環状の弁座３ａが突設されており、この弁座３ａに着座及び退座可能に球状のシール弁３ｂが設けられている。そして、管状部材３の内部において、発泡部材１０の保持筒１０ｂの小径部１０ｄの下端と弁座３ａの上面との間の空間が気液混合室Ｒ１となる。

管状部材３の外周面と空気用ピストン６の筒部６ｄの内周面には空気が流通できる程度の隙間が設けられており、空気用シリンダ７の空気は、この隙間を通り、隙間Ｓ１、縦溝４ｄ、保持筒溝１０ｃを通り気液混合室Ｒ１に流入することができる。

管状部材３の外周面には、径方向外側に向けて張り出し、空気用ピストン６の筒部６ｄの下端に下方から当接するフランジ状の当接部３ｄが形成されている。この当接部３ｄは、管状部材３と一体に形成されており、ポンプヘッド４を押し下げる前の静置状態では、この当接部３ｄに空気用ピストン６の筒部６ｃの下端が当接している。

液用ピストン８は、その上方側面を管状部材３の内側面に摺接するとともに、下端部を管状部材３の下端開口縁から下方に突出し、その外周面が管状部材３の外周面とほぼ面一とし、液用シリンダ９の内側面に摺接するよう大径筒部８ａを形成する。

液用ピストン８及び液用シリンダ９の内部には、上端部に断面略Ｕ字状の上部弁体１２ａを形成し、下端部に液用シリンダ９内の下端開口部に着座及び退座可能な下部弁体１２ｂを形成した棒状の弁部材１２が配置される。弁部材の上部弁体１２ａは、液用シリンダ９内と管状部材３の上端部内との連通及びその遮断を切替える弁として機能する。

液用ピストン８と液用シリンダ９の下端部内面との間には、コイルスプリング１３が配設され、液用ピストンは、大径筒部８ａの下方から上方付勢状態で下方移動可能に支持される。

発泡部材１０は、ポンプヘッド４の嵌合筒部４ａ内の垂直流路の略中央高さの位置に配設されており、気液混合室Ｒ１と吐出口４ｃとの間に位置している。この発泡部材１０は、保持筒１０ｂと、この保持筒１０ｂに装着される２つのメッシュ体１０ａ，１０ａ’を上下の開口面に張設した筒状体１０ｆと、を備えている(図５)。

保持筒１０ｂは、上側に大径部１０ｅ、下側に小径部１０ｄの２段の円筒形状部を備える。大径部１０ｅは嵌合筒部４ａの内側に挿入固定され、小径部１０ｄは管状部材３の上端部の内側に嵌合されている。小径部１０ｄの外周面には、その下端から上方に延びて大径部１０ｅの底部外表面に至り、さらにその径方向外側に向けて延在して開口した複数の保持筒溝１０ｃが形成されている。

発泡部材１０の大径部１０ｅには、上下の開口面にそれぞれ網目が形成されたメッシュ体１０ａ，１０ａ’を張設した筒状体１０ｆが収容されている。

発泡部材１０は、気液混合室Ｒ１に導入された液体と空気とを発泡部材を通過することにより混合し発泡させるものである。本実施形態においては、２つのメッシュ体を採用した例を示すが、必ずしもこの態様に限定されるものではなく、例えば、メッシュ体の数を変更したり、スポンジのような多孔質体等を採用したりして発泡部材を構成することもできる。

ポンプヘッド４の嵌合筒部４ａ内に形成された流路内には、発泡部材１０の上方位置に開閉弁１４を配置する。開閉弁１４は、球状部材１４ａと、弁座部材１４ｂと、からなり、球状部材の上昇による弁座部材からの退座により開弁し、下降による弁座部材への着座により閉弁する。弁座部材１４ｂは、円筒状の筒体内部円周に突起部１４ｃが設けられ、これにより、弁座部材の上面に逆円錐状の凹部が形成されるとともに、当該凹部中央から略垂直に貫通流路が形成されている(図６)。

弁座部材の凹部１４ｄの傾斜面は直線状あるいは球状部材１４ａの表面の曲率半径より大きい曲率半径を備えており、球状部材１４ａが下降して弁座部材１４ｂの凹部１４ｄの傾斜面に当接すると、球状部材と弁座部材との接触は円状の線接触となる。このように、接触面積をきわめて小さくすると、弁の開閉動作を円滑に行うことが可能となり、発泡部材で発泡した泡体が潰れることなく気泡を維持した状態のまま吐出口４ｃから吐出することが可能となる。

開閉弁の開閉は、球状部材の上昇あるいは下降により行うため、球状部材の密度が重要となる。球状部材の開閉を円滑に行うためには、適切な密度の球状部材を選定する必要があるが、球状部材の上下動は嵌合筒部４ａ内における液体と空気により発泡した泡体の中で行うため、泡体の物性を考慮する必要がある。容器本体に収容する液体が、通常の洗浄料などの化粧料であれば、球状部材には、密度が、１ｇ／ｃｍ^３以上の素材を用いることが好ましく、中でも、３ｇ／ｃｍ^３以上の素材を用いることが特に好ましい。

図１には、発泡部材１０と、当該発泡部材の上方に配置する開閉弁１４は、ポンプヘッド４の嵌合筒部４ａ内における略中央高さ位置に配設した態様例を示すが、必ずしもこのような位置に配置することに限定されず、ポンプ機構部１１を構成する各構成部材の形状によっては、管状部材１０を上方に引き延ばし、発泡部材と開閉弁を管状部材の内部に配置することもできる。即ち、発泡部材１０とその上方に配置すべき開閉弁１４は、ポンプヘッド及び／又は管状部材により形成される垂直流路内のいずれかの高さ位置に配置すればよい。また、泡吐出器の構造を説明するため、便宜上、嵌合筒部４ａと管状部材３を異なる部材して説明したが、図１に示す管状部材３だけでなく、これより上方にある嵌合筒部４ａの一部あるいはすべてを含め、本発明を構成する管状部材とすることもできる。

ポンプヘッド４の嵌合筒部４ａ内に形成される垂直流路の上端部には、棒状のストッパ４ｆを下方向に突設し、球状部材１４ａがノズル部４ｂ内に形成された水平流路に流入し、吐出口４ｃから泡体とともに吐出されることを防止している。これにより、球状部材は、垂直流路内を確実に上下動することができる。

以下では、泡吐出器の作動による各構成部材の動きを説明するが、静置状態においては、管状部材３の当接部３ｄに、空気用ピストン６の筒部６ｃの下端が当接し、ポンプヘッド４の嵌合筒部４ａの内面と筒部６ｄの上端縁との間に隙間Ｓ１が形成されている(図１)。また、開閉弁１４が発泡部材１０の上方に配置され、ポンプヘッド４の嵌合筒部４ａ内の流路を閉塞している(図４)。

図２に示すように、ポンプヘッド４を押し下げ操作すると、嵌合筒部４ａが下降し、発泡部材１０、管状部材３、液用ピストン８がコイルスプリング１３を圧縮変形させながら下方向に移動する。

このとき、空気用ピストン６は移動せず、この空気用ピストン６の筒部６ｄの下端と管状部材３の当接部３ｄとの間に隙間が形成される。また、空気用ピストン６の筒部６ｃの上端縁と嵌合筒部４ａの内面との間の隙間Ｓ１が小さくなる。これにより、空気用シリンダ７は、縦溝４ｄ、保持筒溝１０ｃを介して気液混合室Ｒ１と連通する。

さらに、液用ピストン８の下方への移動に伴い、下部弁体１２ｂも下方に移動する。そして、この下部弁体１２ｂが液用シリンダ９の下端開口部に着座して閉塞すると、図２に示すように、液用ピストン８の上端部が弁部材１２の上部弁体１２ａから下方に離反し、液用シリンダ９と管状部材３とが連通する。

そして、さらにポンプヘッド４押し下げ操作すると、空気用ピストン６も、空気用弁体６ｂが空気孔６ａを閉塞したままの状態で下方に移動させられることにより、空気用シリンダ７内の空気が圧縮される。これにより、空気用シリンダ内の空気は、空気用ピストン６の筒部６ｄの下端と管状部材３の当接部３ｄとの間の隙間から筒部内側面と管状部材外側面との間を通り、縦溝４ｄ、保持筒溝１０ｃを介して気液混合室Ｒ１へ流入する。

この際、弁部材１２の下部弁体１２ｂが液用シリンダ９の下端開口部を閉塞した状態で、液用ピストン８が下方移動するので、液用シリンダ９内の液体が上昇して管状部材３内に到達する。そして、液用シリンダ９内の液圧を、管状部材３の弁座３ａに着座しているシール弁３ｂに作用させてこのシール弁３ｂを弁座３ａから退座させることにより開弁し、液用シリンダ９内の液体が気液混合室Ｒ１内に移送される。

このようにして、気液混合室Ｒ１内に導入された液体と空気は、圧縮されながら小径部１０ｄから発泡部材１０の内部に流れ込むとともに、２つのメッシュ体１０ａ，１０ａ’を通過することで、液体と空気を混合し泡体となる。そして、この泡体は、開閉弁１４の球状部材１４ａを上方に押し上げるとともに、球状部材１４ａと弁座部材１４ｂの凹部１４ｄとの間に生じた隙間を通過して上昇し、ポンプヘッド４の吐出口４ｃに達し、外部に吐出される(図４)。

吐出終了後、ポンプヘッド４の押し下げを解除すると、図３に示すように、コイルスプリング１３の弾性復元力によりポンプヘッド４、管状部材３、この管状部材３に連係された空気用ピストン６及び液用ピストン８が元に位置に戻ることになる。即ち、管状部材３の上昇により、空気用ピストン６の筒部６ｃの下端部が、当接部３ｄに当接し、空気用ピストン６が管状部材３とともに上昇する。この際、空気用シリンダ７の内部の体積が膨張することで負圧が生じるので、空気用弁体６ｂが開き、空気孔６ａを通じて空気用シリンダ７内に空気が引き込まれる。

開閉弁１４の球状部材１４ａは、自重により嵌合筒部４ａ内に残る泡体の中を落下し、弁座部材１４ｂに着座し閉弁する。開閉弁の閉弁により、開閉弁より下方に存在する泡体は、吐出口からの外気と接触することがなく、乾燥することはない。

これにより、泡体が被膜や結晶粒子となり発泡部材の表面を覆うことを防ぐことができる。その結果、泡吐出器内で生じる泡体の乾燥に起因する発泡部材の目詰まりを効果的に防止し、均質な泡体を長期間安定に吐出することが可能となる。

このような泡吐出器に液状化粧料あるいは洗浄料を収容すれば、洗浄等に適した泡体を安定して吐出する化粧品を提供することができる。

以下に、泡吐出器について行った効果の確認試験の結果を実施例として記載する。

確認試験は、表１の処方に基づき調整した試料を泡吐出器の容器本体に収容し、ポンプヘッドを押し下げ、泡体を吐出する際のポンプヘッドの押圧と、吐出した泡体の状態(きめの細かさ)を評価した。その後、高温下に放置し、１週間経過後に再び泡体を吐出し、ポンプヘッドの押圧と泡体の状態を評価するが、このような評価を４回(４週間)繰り返し、経時による変化についても評価を行った。尚、泡体の吐出は、毎回、ポンプヘッドを５回押し下げて行うが、上記の評価は、毎回初回に押し下げた際のポンプヘッドの押圧と吐出した泡体の状態について評価したものである。

確認試験に用いた開閉弁の球状部材の材質と密度を表２に示す。

押圧の評価の結果を表３に示す。表中、押圧の評価は、Ａ：異常なし、Ｂ：許容（やや突き破る感覚がある）、Ｃ：許容(通常時より抵抗を感じる）、Ｄ：異常（力を加えないと中味が出ない）として表示する。

表３の結果から、開閉弁を備えた泡吐出器においては、押圧の異常(Ｄ評価)が無いことを確認することができた。また、球状部材を金属、セラミックとすると、さらに良好な結果が得られることを確認した。

つぎに、吐出した泡体の状態(きめの細かさ)の評価結果を表４に示す。表中、押圧の評価は、Ａ：異常なし、Ｂ：許容(５回吐出以内に正常状態に戻る）、Ｃ：異常（５回吐出をしても粗泡が混ざる）として表示する。

表４の結果から、開閉弁を備えた泡吐出器においては、泡体の状態(きめの細かさ)に異常(Ｃ評価)が無いことを確認することができた。

１泡吐出器
２容器本体
２ａ口部
３管状部材
３ａ弁座
３ｂシール弁
３ｄ当接部
４ポンプヘッド
４ａ嵌合筒部
４ｂノズル部
４ｃ吐出口
４ｄ縦溝
４ｆストッパ
５装着キャップ
５ａ挿通孔
５ｂ天板部
５ｃ周壁部
５ｄガイド筒部
６空気用ピストン
６ａ平板部
６ｂ空気孔
６ｃ空気用弁体
６ｄ筒部
６ｅ摺接部
７空気用シリンダ
８液用ピストン
８ａ大径筒部
９液用シリンダ
１０発泡部材体
１０ａメッシュ体
１０ａ’ メッシュ体
１０ｂ保持筒
１０ｃ保持筒溝
１０ｄ小径部
１０ｅ大径部
１０ｆ筒状体
１１ポンプ機構部
１２弁部材
１２ａ上部弁体
１２ｂ下部弁体
１３コイルスプリング
１４開閉弁
１４ａ球状部材
１４ｂ弁座部材
１４ｃ突起部
１４ｄ凹部
Ｒ１気液混合室
Ｓ１隙間

Claims

液体を収容する容器本体と、該容器本体に挿通されピストンの作動により液体と空気の取り入れを可能とする管状部材と、該管状部材に支持され上方に付勢されるとともに該管状部材に連通する吐出口が設けられたポンプヘッドと、を備え、前記ポンプヘッド及び／又は前記管状部材により形成される垂直流路内に、発泡部材と、該発泡部材の上方に泡体の通過により球状部材が上昇して開弁する開閉弁と、を配置し、前記開閉弁は、密度が３ｇ／ｃｍ^３以上の素材により形成された球状部材と、弁座部材と、からなり、該弁座部材は上面に逆円錐状の凹部が形成されるとともに該凹部中央から略垂直に貫通流路が設けられ、前記ポンプヘッドを押し下げると、ピストンが作動し、前記管状部材に取り入れた液体と空気が前記発泡部材を通過して泡体となり前記開閉弁を介して前記吐出口から吐出されることを特徴とする泡吐出器。
請求項１に記載する泡吐出器に液状化粧料又は洗浄料を収容したことを特徴とする化粧品。