JPS6323061B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は圧力容器に関し、更に詳しくは、少く
とも10000cpsの粘度を有する粘性物質を所定の注
入圧（初期圧）で注入され粘性物質を噴出薬と隔
離して収容して弁構造の開放によつてこれを噴出
する圧力容器に関するものである。 なお以下の記載において、圧力値を表わすのに
psigなる単位を用いるが、これは大気圧を基準と
した表示法である、すなわち自然状態の大気圧は
14.7psiであるが、これをもつて0psigとする。し
たがつて15.7psiは1psigであり、16.7psiは2psigに
等しい。 本発明をよりよく理解するに当つては、まず、
アメリカ合衆国運輸局の関税法第30号として知ら
れている規則「運輸局危険物規則」（「船積容器細
目」を含む）について言及する必要がある。 この規則の第173306条は金属容器のために次の
様な２通りの圧力方式を定めている。 (1) 圧縮気体については、容器は21℃における圧
力の３倍の圧力に耐えなければならない。 (2) 液化気体については、容器は54.4℃における
平衡圧力の1.5倍の圧力に耐えなければならな
い。 隔壁式容器に関して必要な圧力を定めるに際し
ては、被噴出物の注入されていない容器内の初期
体積が総体積の約1/3である事、従つて圧縮気体
が使用された場合には初期圧力は最終（最小）圧
力の３倍である事を考慮しなければならない。例
えば、与えられた被噴出物質についてもし33psig
の最小圧力が必要だとすると（即ちこれが勿論最
終圧力であるが）、初期圧力としては99psigが必
要とされ、容器は99もしくは297psigの３倍の圧
力に耐えるものでなければならない。 従来、不活性気体の噴出薬が用いられた場合そ
の圧力はこの大きさ、即ち90〜100psigであつた。 70〓で33psigの圧力を保つべく液状の噴出薬を
用いた場合には、130〓ではca.100psigの圧力と
なり、容器はca.150psigの圧力に耐えなければな
らない。70〓で平均66psigの圧力を保つには、
250psigの耐爆強度が必要である。 従来から用いられている弁付圧力容器は、その
全んどが低粘性液体の霧化もしくは発泡噴出用で
あつた。いずれにしても霧化もしくは発泡のため
には液化気体（揮発性液体）については70〓で
ca.35psigの初期圧力が、又、圧縮気体について
は100psigの初期圧力が必要であつた。ガラス容
器に低圧の芳香性液化気体を入れて霧化させるに
は高価な噴出薬と弁構造を必要とした。 粘性流体に隔壁圧力容器を用いる事は20年前に
始まり今日に至つているが、実際に利用できるの
は小オリフイスの弁構造と高圧容器だけであつ
て、今日でもこれらが使用されている。ところが
この様な容器だと、爆発の危険があるため、直射
日光にさらしたり焼却炉に入れたりしない様に、
使用者が用心する必要がある。従つてこれ迄の容
器には非常に頑丈で重い金属を用いる必要があ
り、その製造及び運送コストが嵩むばかりでな
く、加えて凹みや噴出薬の洩れをなくする事が困
難であつた。 本発明は、上記した様な従来の圧力容器一般に
みられる欠点を除去し、安価にして低圧かつ安全
性が高く、材料の消費量も少くてすみ、凹みなど
もない圧力容器を提供する事を目的とするもので
ある。 本発明の圧力容器においては、底端を閉塞され
て上端を開口した筒状の周壁が可撓性材料から形
成されて、かつ、最高120psigの内圧に耐え得る
壁厚を有しており、上記開口上端には被噴出物質
を導入するための弁構造が取つけられており、閉
塞底端には圧力の掛つた噴出薬を導入するための
注入口が設けられており、周壁によつて画定され
た空間内に設けられた隔壁が被噴出物質と噴出薬
とを容器内において区分しているものである。 第１図に示すのは本発明の噴出容器１０の全体
構造であつて、筒状の周壁１０ａ内にはピストン
として作用する隔壁１１が内蔵されており、この
隔壁１１は支壁１２によつて一体に支承され、容
器の底壁１３は２重シール１４になつている。隔
壁１１上方の上部房室１０ｂは被噴出物のための
もので、上部弁構造１５の取つけ前に上部よりこ
の中に被噴出物が封入される。弁構造１５を取つ
けて閉塞した後、隔壁１１と支壁１２によつて画
定された下部房室１０ｃ内に噴出薬を底部の注入
口１６から６〜40psiの圧力で封入し、爾后ゴム
などの栓１７で注入口１６を閉塞する。 この発明によれば、内圧が低いので容器１０の
側壁、底壁等は金属、プラスチツク、紙板等のい
ずれの材料を用いるにしても従来のものに比べて
非常に薄手に、従つて軽量にする事ができる。従
つて、ビールやソフトドリンク用缶の場合と同
様、容器１０は例えばアルミニウム等で形成で
き、その厚さは0.127mm（0.005インチ）程度にで
き、従来の標準的なエアゾル用缶の厚さ0.381mm
（0.015インチ）に比べて遥かに小さな値となる。 その外にも射出成形による熱可塑性プラスチツ
クを用いて厚さ0.381〜0.762mm（0.015〜0.030イ
ンチ）位の容器１０を形成する事もできる。又、
プラスチツクやメタルフオイルで表面を覆つた
か、又は気体、液体を通さない樹脂で表面処理し
たカードボードで容器１０を形成してもよい。 支壁１２と周壁１０ａ間に若干の隙間を残して
こゝに被噴出物を介在させてこれを以つて上部房
室１０ｂ内の被噴出物と下部房室１０ｃ内の噴出
薬との間のシールの役目をさせてもよい。 容器１０内は上記の様に非常に低圧となつてい
るが、これに対応して弁構造１５は初期圧力にお
いても又数回の噴出を重ねて降下した圧力におい
ても、適切な噴出度で被噴出物を噴出できる様な
構造になつている。かゝる弁構造１５の詳細を第
２〜５図に示す。 即ち、弁構造１５は好ましくはアルミニウムか
らなるカツプ１９を有しており、このカツプ１９
の周縁は容器周壁１０ａの上縁にフリンプ部２０
を介して固定されるか、もしくは第６図に示す例
の様にタブルシーム部２０ａを介して固定されて
いる。 さて、第２図において、被噴出物は弁が開放さ
れるとステム２２を通つて噴出されるのである
が、このステム２２には可撓性のゴム体２１がシ
ールされている。このゴム体２１は輪状の横断面
を有したわん曲部２３を有しており、該わん曲部
２３の上縁はステム２２上の段部２４に当接して
これをシールすると共にステム２２が傾いた場合
の圧縮点を構成している。わん曲部２３は下端に
おいて内膨部２５に連なり、後者はステム２２の
基部に対するシールを構成している。又、これと
一体のフランジ状外膨部２６が形成されているが
その機能については後記する。 ステム２２の基部は互に間隙を置いた数本の脚
柱２７になつており各脚柱間には通路２８が形成
されている。これらの脚柱２７の下端は円形のデ
イスク２９に固定されており、このデイスク２９
はその上面中心と周縁の間に常態においてゴム体
外脚部２６の底部に喰む環状のリブ３０を有し、
このリブ３０によつてステム２２の内部と容器１
０の上部房室１０ｂとの間がシールされている。
デイスク２９の周縁は環状の突起になつており、
この周縁突起３１には多数の切欠き３３が形成さ
れ、これによつて弁が開かれたとき被噴出物がリ
ブ３０の上方に流れる。こゝで周縁突起３１は支
点及びスペーサーとして機能している訳である。 さて、第３図に示す様にステム２２が傾くと、
デイスク２９はその周縁、別しては周縁突起３１
を突起として傾き、該支点３１とは離れた側に開
口３２が生じ、こゝを通つて上部房室１０ｂ内の
被噴出物がステム２２内に排出される。 この間ステム２２のわん曲部２３の傾斜方向に
ある部分が圧縮されるので、ステム２２を解放す
れば、その弾撥力によりステム２２は通常の直立
状態に戻る。するとデイスク２９は元の状態に復
し、リブ３０は再び外脚部２６に喰込む。デイス
ク２９が開くと、被噴出物は開口３２に流れ込ん
でリブ３０を迂回する。即ち、ゴム体２１の外膨
部２６は弁座の役目をしデイスク２９は弁頭の役
目をする。 ステム２２が傾斜するとその脚柱２７がデイス
ク２９を下側に傾斜させ、従つて被噴出物は周縁
突起３１とカツプ１９の屈曲部３４との間を通過
する事ができる。前記した様にわん曲部２３の可
撓性の故に、ステム２２が解放されるとデイスク
２９が閉じてシール状態となる。 第４図に示す実施態様においては被噴出物を容
量側方に噴出するものであつて、ステム２２はそ
の上端において、横方向に指向するノズル３５の
一部をなすスリーブ３７に嵌入されており、上記
ノズル３５は弁構造１５をしやへいする下方末広
がりのフード３６を有している。スリーブ３７の
段部３８にはステム２２の上端が当接しており、
更にスリーブ３７には環溝が形成されこれにゴム
等からなるｏ―リングが嵌挿されてステム２２の
シールを行う。その他の部分は第２，３図に示す
ものと実質的に同様である。前の場合と同様にデ
イスク２９の周縁突起３１はカツプ１９の屈曲部
３４に当接し、これによつてステム２２が傾斜し
たときのデイスク２９の横動が抑止されている。 図からも明らかな様に、デイスク２９の螺番支
点位置（即ち傾動時の支点となる部分の位置）は
ステム２２の中心軸から非常に離れたところにあ
るので、ステム２２をちよつと傾けただけでも弁
の開きは大となり、弁を通る被噴出物の流量が大
となる。 第５図に示す実施態様にあつては、ステム２２
ａのある与えられた傾斜角に対する被噴出物質の
通路をより大きくしたものであつて、弁頭である
デイスク２９ａの周縁突起３１ａによつて与えら
れる螺番支点位置が弁座であるゴム体外膨部２６
ａの底部よりはるか上方にある。デイスク２９ａ
が傾くと周縁突起３１ａが外膨部２６ａの周縁外
側のカツプ１９ａ部分に係合し、これによつてリ
ブ３０ａ及び周縁突起３１ａの傾斜半径が大きく
なる。その他図中の各部は第２，３図中の対応す
る部分の参照数字に「ａ」を付して示してある。 第２，３図に示すものと第５図に示すものと根
本的な違いは、(イ)周縁突起３１ａの高さがリブ３
０ａのそれより大なる事、(ロ)周縁突起３１ａの上
端がゴム体外膨部２６ａの底部より遥かに上方に
位置している事及び(ハ)弁頭、即ちデイスク２９ａ
の傾斜半径が大である事などにある。 前出の例の場合と同様、リブ３１ａは弁頭なる
デイスク２９ａの上面と弁座たる外膨部２６ａと
の間のスペーサーとして働き、これによつて外膨
部２６ａの下側に相当の大きな距離に亘つて通路
２８ａが形成される。 周縁突起３１ａはカツプ１９ａの屈曲部１９ｂ
に当接し、シール効果がこれによつて与えられる
か否かは別として、これによつてステム２２の傾
斜時におけるデイスク２９の横動が抑止される。 ステム２２ａを傾けると周縁突起３１ａはカツ
プ屈曲部１９ｂを支点として螺番状になり、デイ
スク２９ａの直径がリブ３０のそれより大きくか
つ上記支点がリブ３０より上方にあるために突起
３１ａの反対側に大きな開口が形成され、リブ３
０ａはその全体に亘つて弁座たる外膨部２６ａか
ら離れ、被噴出物は全周に亘つて通路２８ａに流
れ流路低抗が小となる。 前出の場合と同様に、弁頭たるデイスク２９ａ
の上面と弁座たるゴム体外膨部２６ａの底面が離
れているため、ステム２２ａの基部には大きな通
路２８が形成され、流路断面積が大となる。 以上の例では底壁１３は容器周壁１０ａの下端
にクリンプもしくは二重シールによつてとりつけ
られていたが、第６図に示す例にあつてはビール
缶などと同じく周壁１０ａと底壁１３ａとが一体
に形成されている。この底壁１３ａに注入口１６
及び栓１７が付設されている事は勿論である。 上記の弁構造を採用して1000cps以上の粘性物
質を低圧で噴出させた場合の噴出度は同条件下で
周知のクレイトン弁を用いた場合のそれよりも遥
かに高いものである。 圧力容器にクレイトン弁を装して粘度が約
300000cpsのチーズ調合剤を噴出する場合、ステ
ムの基部に直径約2.285mm（0.09インチ）の開口
部が３個あるとして、その噴出度は20psigにおい
て毎秒僅か0.2ｇであつてとてもチーズには用い
る事はできない。 ステムに同様の開口部を同数有したこの発明の
弁構造の場合、その噴出度は20psigにおいて毎秒
0.8ｇであり、チーズ調合剤として充分なもので
ある。 この発明の弁構造によつた場合、そのコストも
非常に安くなる。 特に圧力を用いない歯磨ペースト用チユーブの
場合だとその重さは226.8ｇ（８オンス）で価格
は折たゝみ式で29〜32円（10〜11セント）位であ
る。340.2ｇ（12オンス）からの歯磨ペースを入
れる大型のものでも38〜40円（13〜14セント）の
コストで28.3ｇ当りにすると3.3円（1.25セント）
位である。即ち、56.6ｇ入りのチユーブの方が
（ペーストも含めて）226.8ｇのチユーブに比べて
オンス当りのコストが安くなる訳である。 粘度10000cps以上の流動性の物質の場合、例え
ばチーズスプレツド、グリース、磨剤、ポマード
等の場合にも本発明の弁構造によれば非常に経済
的である。又、注入圧は粘性物質の場合、10〜
15psig位にするとよい噴出度を得る事ができる。 従来の1.52mmの壁厚のものに比べて、本発明に
よつて0.51mmの壁厚のものを用いると次の様に経
済的利点がある。 ポンド当りの売価80セントのポリエステルとア
セタールを含んだプラスチツク容器の重さは1.52
mm壁厚で28.4ｇ、0.51mmの壁厚で9.9ｇであり、１
個当り19.0ｇ、3.3セントの節約となる。 外径50.8mmの容器において、爆発に耐え得る抗
張力と壁厚の値を各種のプラスチツクについて各
圧力毎に次の表に示す。

【表】 径の場合は比例値をとる。
表に示したのは最小壁厚と相対強度であつて必
ずしも実用値を示すものではない。 現在得られるプラスチツク容器の壁厚は低強度
のプラスチツクについては2.54mm以上、高強度の
ものについては1.52mm位である。表中の値は実用
値よりは小であるが、実用値にしたところで2.54
mm以下及び1.52mm以下である。 本発明の容器に用いられる噴出薬の調合として
は次の様なものが挙げられる。 (1) 圧力30psigの範囲の場合 Γ40％噴出薬12 60％噴出薬11 Γ25％噴出薬12 75％噴出薬114 Γ20％噴出薬115 80％噴出薬114 Γ噴出薬22と113及び／又は114及び／又は21の
混合物 Γ噴出薬318 Γブタンやプロパンのハイドロカーボンブレン
ドとペンタン等の低圧ハイドロカーボン（両
者共に通常のハイドロカーボンもしくはその
イオノマー） Γ空気、窒素、炭酸ガス、その他30psigの不活
性気体 (2) 圧力60psigの範囲の場合 Γ12％噴出薬12 92％噴出薬11 Γ20％噴出薬12 80％噴出薬113 Γ90％噴出薬114 10％噴出薬113 Γ噴出薬21 Γペンタンのハイドロカーボンブレンドとブタ
ン、プロパン等の高圧ハイドロカーボン（い
ずれも通常のハイドロカーボン及びそのイオ
ノマー） Γ空気、窒素、炭酸ガス、その他60psigの不活
性気体。 以上の圧力範囲の中間のものについては、上
記の各噴出薬の混合比を変えて用いる。 上記の諸値は周知のデユポン社のデータから選
んだものである。 噴出薬 11；トリクロロ・モノフルオロ・メタン 12；デイクロロ・デイフルオロ・メタン 21；デイクロロ・モノフルオロ・メタン 22；クロロ・デイフルオロ・メタン 114；デイクロロ・テトラフルオロ・メタ
ン 318；オクタフルオロ・シクロ・ブタン 315；クロロ・ペンタフルオロ・エタン 113；トリクロロ・トリフルオロ・エタン 空気・窒素及び炭酸ガス以外の噴出薬はあまり
使用せず、仮に用いても少量とする。 上記の様に噴出薬は注入圧６〜40psigの気体、
注入圧６〜24psigの揮発性液体もしくは気液混合
のものゝいずれであつてもよいが、液体の場合は
温度が54.4℃（130〓）になる前に全て揮発して
しまう様な量に限る。 この発明が対象とするような低圧力容器にあつ
てはとかくその運送、展示などの取扱い中に周壁
には凹凸ができ易く、これにより商品価値を損な
うことが少なくない。ところで容器の使用時には
移動可能な隔壁が一種のピストンとなつて機能し
て周壁内側に摺接しながら移動する。この発明の
場合には120psig以上の内圧に耐えられないよう
な、即ち変形し易い周壁を採用しているので、こ
の移動時に隔壁がその摺接により周壁上の凹凸を
修正してゆく。従つて容器の外観が常に平坦に保
たれ、その商品価値を損なうことがないのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の噴出容器の一例を示す側断面
図、第２図はその弁構造を閉状態で示す側断面
図、第３図は同じく開状態で示す側断面図、第
４，５図は弁構造の他の例を示す側断面図、第６
図は本発明の噴出容器の他の例を示す側断面図で
ある。 １０…噴出容器、１１…隔壁、１２…支壁、１
３…底壁、１５…弁構造、２２…ステム、２６…
ゴム体外膨部（弁座）、２８…通路、２９…デイ
スク（弁頭）、３０…リブ（シール環）、１９…カ
ツプ、２１…ゴム体、３１…周縁突起。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 可撓性材料からなり、一端において閉塞され
   かつ他端において弁構造を具えてなり、 内部に収容されたピストンが２個の房室を画定
   する気密シール隔壁として機能し、 一方の房室は弁構造と連通しかつ他方の房室中
   の噴出薬の圧力によつて噴出する被噴出物質を収
   容しており、 容器周壁は、120psig迄の内圧に耐えるに充分
   な程厚くかつ強く、しかも低い内圧においても上
   記ピストンが容器内を移動してその移動前にでき
   た周壁の変形を除いて原形に復せしめる程度に薄
   く、 さらに周壁は、上記ピストンがその移動中周壁
   とのシール状態を保ち得る程に、変形可能であ
   り、かつ 上記弁構造が、開状態において前記圧力におい
   て少なくとも0.8g／secの流出速度でその横断面
   を通つて有効な流れができ、かつ流出の進行に伴
   なつて内圧が低下しても有効な流れを保持し得る
   如き、構造である ことを特徴とする圧力容器。 ２ 前記の周壁がアルミニウムでできており、か
   つその壁厚が容器の直径の0.0025倍である ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   圧力容器。 ３ 前記の周壁がその内側に液体を通さない表面
   を有したカードボードで形成されている ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   圧力容器。 ４ 前記の周壁がプラスチツクで形成されている ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   圧力容器。