JP2017214139A - 噴射製品 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一実施形態の噴射製品について、図面を参照して詳細に説明する。図1は、本実施形態の噴射製品1の模式的な断面図である。図2は、図1に示される本実施形態の噴射製品1のバルブ機構の拡大図である。図1および図2に示される噴射製品1は、噴射動作が行われていない状態(非噴射状態)である。本実施形態の噴射製品1は、原液と炭酸ガスとからなる内容物が充填される容器本体2と、容器本体2に取り付けられるバルブ機構3と、バルブ機構3に取り付けられる噴射部材4とを主に備える。バルブ機構3は、炭酸ガスの圧力により内容物を噴射するエアゾール噴射状態と、内容物を加圧して噴射するポンプ噴射状態とに変位可能である。また、本実施形態の噴射製品1において、エアゾール噴射状態とポンプ噴射状態との切り替えは、使用者が噴射部材4を適宜操作することにより行うことができるほか、後述する切替部材を操作することにより行うこともできる。以下、それぞれについて説明する。なお、以下に示される実施形態は一例であり、噴射製品1の構成は、エアゾール噴射状態とポンプ噴射状態とを適宜切り替えることができる構成であれば特に限定されない。
容器本体2は、内容物を充填するための容器であり、有底筒状の本体部21と、本体部21よりも小径であり本体部21の上部に一体的に設けられた筒状の首部22とを含む。首部22の上部には開口が形成されている。開口は、内容物を充填する際の充填口であり、内容物の充填後にバルブ機構3により閉止される。
バルブ機構3は、容器本体2内を密封し、容器本体2から原液5を取り込んで炭酸ガスの圧力で噴射するための、さらには容器本体2から原液5を取り込んで加圧するための部材である。バルブ機構3は、好適には、筒状のハウジング6と、ハウジング6内に収容されるバルブ本体7と、後述するピストン部材の上方向への変位を制御する当接部材8とを主に備える。バルブ本体7は、ハウジング6内を上下方向に摺動自在に収容されるステム71(内部ステム74および外部ステム75)を含む。本実施形態において、バルブ機構3は、エアゾール噴射を行うエアゾール噴射状態と、ポンプ噴射を行うポンプ噴射状態とに変位する可能である。エアゾール噴射状態およびポンプ噴射状態の詳細は、後述される。
ハウジング6は、筒状のハウジング本体61と、ハウジング本体61に接続され、ハウジング本体61を容器本体2に取り付けるためのネジキャップ62とを備える。
バルブ本体7は、容器本体2から取り込まれた原液5を噴射部材4に送るための部材であり、ハウジング本体61内に上下方向に摺動自在に収容されるステム71と、ステム71と協働してハウジング6内を上下方向に摺動するピストン部材72と、ステム71を上方に付勢するバネ部材73とを備える。
当接部材8は、ハウジング本体61の開口部に嵌入されてステム71と当接してステムを位置決めし、さらにピストン部材72の上部外側摺動部77aの上端と当接してピストン部材を位置決めする部材である。これら当接部材8、ステム71およびハウジング本体61は、いずれも、たとえばガスケット等によって閉止されていない。そのため、気相連通孔61eを介して容器本体2の気相から取り込まれた炭酸ガスは、当接部材8およびハウジング本体61のわずかな間隙や、当接部材8およびステム71のわずかな間隙等から、外部に放出され得る。
噴射部材4は、外部ステム75に装着される噴射ノズル41と、ネジキャップ62に装着される操作部42とを含む。
切替部材9は、バルブ機構3を後述する非噴射状態、エアゾール噴射状態およびポンプ噴射状態に変位させる際に好適に使用される治具である。また、切替部材9は、ステム71の摺動可能距離を調整することにより、バルブ機構3をエアゾール噴射状態とポンプ噴射状態とに切り替えるための治具である。図1および図2に加え、図3を参照して、本実施形態の切替部材9が説明される。図3は、切替部材9の動作を説明するための斜視図である。なお、本実施形態において切替部材9は、必須ではない。
内容物は、容器本体2に充填され、原液5と炭酸ガスとを含む。原液5は、噴射部材4が操作されることにより、容器本体2からバルブ機構3に供給される。具体的には、原液5は、チューブ63の下端から取り込まれ、第1空間S1を通過または第1空間S1に一時的に貯留された後、外部ステム75の外部ステム内通路75a、噴射ノズル41のノズル内通路41dに供給され、噴射孔43aより噴射される。
原液5は、会合型増粘剤を含む。会合型増粘剤は、第1のpHでは原液5を低粘度ゲルの状態とする性質を有し、第1のpHよりも高い第2のpHでは原液を増粘させて、低粘度ゲルよりも粘度の高い高粘度ゲルの状態とする性質を有する増粘剤である。このような会合型増粘剤は、第1のpHでは原液5を低粘度ゲルの状態にして噴射しやすくし、第2のpHでは高粘度ゲルの状態にして気泡の上昇を抑制し長時間分散させるために配合される。また、会合性増粘剤は、第1のpHで噴射された後に、塗布面において液だれを防止し付着性を維持する等の目的で配合される。なお、本実施形態において、「低粘度ゲル」とは、たとえば20℃における粘度が100mPa・sを超え、20000mPa・s以下であるようなゲルをいう。このような低粘度ゲル状態の原液5は、後述する炭酸ガスの圧力により噴射することができる。また、本実施形態において、「高粘度ゲル」とは、たとえば20℃における粘度が30000mPa・s以上であるようなゲルをいう。このような高粘度ゲル状態の原液5は、炭酸ガスの気泡を長く分散させることができる。さらに、本実施形態において、第1のpHおよび第2のpHの範囲としては特に限定されない。これらpHは、原液5中に添加される有効成分や、充填される炭酸ガスの量、会合型増粘剤の種類、含有量等によって適宜変動し得る。一例を挙げると、第1のpHは、20℃において2〜6、さらには3〜5程度である。また、第2のpHは、20℃において5〜9、さらには5.5〜8程度(ただし、第2のpHは、第1のpHよりも高い)である。
炭酸ガスは、容器本体2の気相部分に所定の圧力に圧縮された状態で主に存在し、原液5を加圧する。また、本実施形態において、炭酸ガスは、原液5中に溶解されることにより、原液5を第1のpHにして粘度を低下させて低粘度ゲルの状態とし、内容物を噴射しやすくするために配合される。また、炭酸ガスは、噴射された後、噴射された内容物中に溶解していた炭酸ガスが気化して、塗布面等で原液5のpHを高め、粘度を上げる。そのため、炭酸ガスは、塗布面に付着した内容物を垂れ落ちにくくすることができる。
次に、上記構成の噴射製品1を用いて原液5を噴射する場合におけるバルブ機構3の変位が、図1〜図3に加えて図4〜図6を参照して説明される。図4は、切替部材9の動作を説明するための斜視図である。図5は、エアゾール噴射を行うエアゾール噴射状態に変位しているバルブ機構3の模式的な拡大図である。図6は、バルブ機構3がポンプ噴射を行うポンプ噴射状態に変位している噴射製品1の模式的な断面図である。図7は、ポンプ噴射を行うポンプ噴射状態に変位しているバルブ機構3の模式的な拡大図である。
まず、原液を噴射しない非噴射状態(噴射前の状態)では、図1に示されるように、切替部材9は、当接部92(図3参照)が本体部42cに嵌め込まれている。また、切替部材9は、係止突起95が噴射ノズル41の下面41cと当接するように適宜回動されている。この状態では、噴射ノズル41は、下方向に移動することができない。その結果、バルブ機構3は、バネ部材73により内部ステム74、外部ステム75およびピストン部材72が上方へ付勢された状態で維持される。この場合、内部ステムの当接溝74hがピストン部材の下部内側摺動部76bの下端に強く当接してシール部を形成し第1空間S1と第2空間S2との連通が遮断されており、かつ、気相連通孔61eが閉止されている。そのため、原液5は噴射されない。また、噴射ノズル41は、下方向に移動することができないため、原液は、誤って噴射されることがない。
一方、図4に示されるように、切替部材9の係止突起95が係止溝41bと対応する位置まで回動されると、バルブ機構3は、非噴射状態からエアゾール噴射を行うエアゾール噴射状態に容易に変位することができる。具体的には、図4に示されるように、係止突起95が係止溝41bと対応する位置まで回動されると、使用者はトリガー部42iを操作することができる。これにより噴射ノズル41が下方向に可能な範囲で押し下げられると、係止突起95は、係止溝41b内に挿入され、係止される。その結果、内部ステム74と外部ステム75とは、一体となって下方へ摺動する。このときピストン部材72は外部ステム75と当接しないため移動せず、内部ステム74と外部ステム75とが、係止溝41bの深さ分(係止突起95の高さ分)だけ下降する。その結果、図5に示されるように、この変位により、ピストン部材の下部内側摺動部76bの下端は、内部ステム74の当接溝74hから離れる。これにより、第1空間S1と第2空間S2とは連通される。すなわち、容器本体2内と外部とが連通される。なお、この際、気相連通孔61eは、ピストン部材72の上部外側摺動部材77aによって閉止されたままである。容器本体2内と外部とが連通されると、容器本体2内は炭酸ガスにより加圧されているため、炭酸ガスにより加圧されている原液5がボール65bを上方向に持ち上げて、第1空間S1に供給される。さらに、この原液5は、第2空間S2に供給され、外部ステム内通路75aを通過して、噴射孔43a(図1参照)より噴射される。このように、エアゾール噴射状態では、原液5は、炭酸ガスによる加圧力により連続的に噴射される。図5において、矢印A1は、容器本体2から取り込まれる原液5の流れを示している。
切替部材9(図3、4参照)が取り外されると、バルブ機構3は、エアゾール噴射状態からポンプ噴射状態に容易に変位することができる。具体的には、図6に示されるように、切替部材9が取り外されると、使用者はトリガー部42i(図1参照)をさらに操作することができ、噴射ノズル41は、エアゾール噴射状態(図5参照)からさらに下方向に可能な範囲で押し下げられる。この際、図7に示されるように、内部ステム74と外部ステム75とは、スカート部75bの当接段部75dがピストン部材72の上部内側摺動部76aの上端に当接するまで一体となって下方へ摺動し、その後、内部ステム74、外部ステム75およびピストン部材72が一体となってさらに下方へ摺動する。この変位により、気相連通孔61eが上部外側摺動部77aの外周壁による閉止から開放される。これにより、容器本体2内の気相部分に存在する炭酸ガスが外部に放出され、容器本体2内が大気圧となる。矢印A2は、容器本体2の気相から外部に放出される炭酸ガスの流れを示している。その結果、原液5中に溶解していた炭酸ガスの一部が気化して多数の気泡が発生する。原液5中に溶解していた炭酸ガスが減ると、原液5のpH(第2のpH)は、気化前のpH(第1のpH)と比較して高くなる。その結果、原液5中の会合型増粘剤の会合が進み、内容物がゲル状態となる。このようなゲル状態の内容物中には、気化した炭酸ガスの気泡が分散状態で維持され得る。
本実施形態の噴射製品1は、ポンプ噴射状態で、図6に示されるように、使用者がトリガー部42iを操作すると、ピストン部材が下方に摺動して第1空間S1の容積が大きく減少する。この際、ボール65bは、第1空間S1の容積の減少による下方向への付勢によって沈み、液相連通孔61dを閉止する。その結果、第1空間S1に貯留されていた原液(図示せず)は、加圧され、第2空間S2に供給され、外部ステム内通路75aを通過して、噴射孔43a(図1参照)より噴射される。噴射された原液5には、原液5中に溶解している炭酸ガスだけでなく、気泡状態で分散している炭酸ガスも含まれる。そのため、本実施形態の噴射製品1によれば、ポンプ噴射を行うことによって、塗布面に多くの炭酸ガスを付与することができる。
(第1の実施形態)
本発明の一実施形態の噴射製品1の製造方法は、上記した噴射製品1を製造する方法であり、原液充填工程と、炭酸ガスによるpH調整工程とを含む。なお、本実施形態の噴射製品1の製造方法は、これら原液充填工程と炭酸ガスによるpH調整工程とを含んでいればよく、他の工程は特に限定されない。
原液充填工程は、調製後のゲル状態の原液5を容器本体2に充填する工程である。原液5は、容器本体2の開口から、容器本体2内に充填され得る。なお、原液5は、容器本体2にゲル基剤とpH調整液を別々に充填し、容器本体内で増粘させてゲル状態にしてもよい。
炭酸ガスによるpH調整工程は、炭酸ガスを充填し、原液5の調製後のpHを第1のpHに下げ、原液5を低粘度ゲルの状態に変化させる工程である。炭酸ガスを充填する方法は特に限定されない。一例を挙げると、炭酸ガスは、容器本体2の開口を閉止するためにバルブ機構3を取り付けた後、ステム71と当接部材8との隙間等から充填し得る。また、炭酸ガスをアンダーカップ充填した後にバルブ機構3を取り付けて密封してもよい。
以下の処方にしたがって原液A、原液B、原液Cを調製し、混合した。得られた原液230gをポリエチレンテレフタレート製耐圧容器に充填した。耐圧容器の開口部に図1に示すバルブ機構を取り付け、ステムから炭酸ガスを充填して飽和圧力を0.4MPa(25℃)に調整した。バルブ機構に噴射部材を取り付け、噴射製品を製造した。なお、原液の外観は青緑色透明ゲルであり、pHは7.8であり、粘度は97,000(mPa・s)であった。
(原液A) ゲル基剤
カルボキシビニルポリマー 1.5
1,3−ブチレングリコール 5.0
メチルシソチアリゾン 0.1
精製水 93.4
合計 100.0(質量%)
(原液B) pH調整液
水酸化ナトリウム 0.5
精製水 99.5
合計 100.0(質量%)
(原液C) 緩衝液
クエン酸ナトリウム 0.1質量%水溶液 98.5
クエン酸 0.1質量%水溶液 1.5
合計 100.0(質量%)
(原液)
原液A 40.0
原液B 55.0
原液C 4.3
指示薬(BTB溶液) 0.7
合計 100.0(質量%)
以下の処方の原液Dを用いたこと以外は実施例1と同様にして噴射製品を製造した。なお、原液の外観は青緑色透明ゲルであり、pHは7.5であり、粘度は70,000(mPa・s)であった。
(原液D)
カルボキシビニルポリマー 1.5
1,3−ブチレングリコール 5.0
エタノール 20.0
メチルシソチアリゾン 0.1
精製水 73.4
合計 100.0(質量%)
原液として精製水に適量のBTBを添加したものを用いたこと以外は実施例1と同様にして噴射製品を製造した。なお、原液のpHは7.5であり、粘度は1(mPa・s)であった。
(第1のpH)
精製水にBTBを適量添加し、これにpH調整剤(クエン酸、炭酸水素ナトリウム)にて所定のpHに調整して、pH確認用の基準溶液を調整した。また、この基準溶液の色を基準色とした。同様の方法にて、いくつかの基準色を示すようpHに調整した複数の基準溶液を調整した(調整した基準溶液のpHは、3〜8であった)。これらに対して、上記実施例および比較例で調整した噴射製品を用いて、エアゾール噴射状態における内容物の色と、上記複数の基準溶液の色とを比較し、それぞれの実施例および比較例のpHを求め、第1のpHとした。
(第1の粘度)
精製水にカルボキシビニルポリマーとトリエタノールアミンを添加して所定の複数の粘度に調整したゲルを調製した。得られた複数のゲルの20℃における粘度を基準粘度とした。これらのゲルをそれぞれポリエチレンテレフタレート製耐圧容器に充填した(調整した基準粘度は1000〜100000mPa・sとした)。これらとは別に、上記実施例および比較例で調整した噴射製品に関して、エアゾール噴射状態の内容物が充填されたポリエチレンテレフタレート製耐圧容器を45度傾けた。上記複数のゲルの粘度の中から、同様の流動性を示すゲルを選定し、第1の粘度とした。
(噴射状態)
垂直に立てたガラス板に対して、噴射孔が30cm離れる位置からエアゾール噴射状態で1秒間噴射したときの状態を評価した。
○:内容物は、ガラス板に付着して粘度上昇した。
×:内容物は、ガラス板に付着したが、すぐに垂れ落ちた。
(第2のpH)
第1のpHと同様にして、ポンプ噴射状態の内容物の色に近い基準色を選択し、これを第2のpHとした。
(第2の粘度)
第1の粘度と同様にして、ポンプ噴射状態の内容物が充填されているポリエチレンテレフタレート製耐圧容器を45度傾けたときの流動性を元に、第2の粘度を算出した。
(気泡分散性)
エアゾール噴射状態からポンプ噴射状態に切り替えた後、25℃の恒温室に静置して気泡の分散性を評価した。
◎:気泡は、2週間後でも、試験開始直後と気泡の状態はほとんど変わらず分散していた。
○:気泡は、試験開始直後に比べて少なくなったが、2週間後でも分散していた。
×:気泡は、試験開始直後に消失した。
(噴射状態)
垂直に立てたガラス板に対して、噴射孔が30cm離れる位置からポンプ噴射状態でトリガー部を1回噴射操作したときの状態を評価した。
○:内容物は、ガラス板に付着して粘度上昇した。
×:内容物は、ガラス板に付着したが、すぐに垂れ落ちた。
2 容器本体
21 本体部
22 首部
23 雄ネジ部
3 バルブ機構
4 噴射部材
41 噴射ノズル
41a 回動軸
41b 係止溝
41c 下面
41d ノズル内通路
42 操作部
42a レバー支持部
42b レバー
42c 本体部
42d 支持アーム
42e 環状溝
42f 係合溝
42g 回動軸
42h 本体部
42i トリガー部
43 先端ノズル
43a 噴射孔
43b ノズルチップ
5 原液
6 ハウジング
61 ハウジング本体
61a フランジ部
61b 小径部
61c 連結溝
61d 液相連通孔
61e 気相連通孔
61f 当接段部
62 ネジキャップ
62a 天板
62b 側周部
62c 装着部
62d 雌ネジ部
62e カバー部
62f 係合部
63 チューブ
64 ガスケット
65 ボール弁機構
65a 凹部
65b ボール
7 バルブ本体
71 ステム
72 ピストン部材
73 バネ部材
74 内部ステム
741a 切欠き溝
74a 椀状部
74b 円筒部
74h 当接溝
75 外部ステム
75a 外部ステム内通路
75b スカート部
75c 筒状部
75d 当接段部
76 内側摺動部
76a 上部内側摺動部
76b 下部内側摺動部
76b 下部内側摺動部
77 外側摺動部
77a 上部外側摺動部
77b 下部外側摺動部
78 連結環
8 当接部材
81 天面部
82 当接脚部
9 切替部材
90 本体部
91 装着部
91a 中心孔
92 当接部
92a 上面
92b 中心孔
93 操作部
94 切欠部
95 係止突起
A1 原液の流れ
A2 炭酸ガスの流れ
S1 第1空間
S2 第2空間
Claims (5)
- 原液と炭酸ガスとからなる内容物が充填される容器本体と、前記容器本体に取り付けられるバルブ機構と、前記バルブ機構に取り付けられる噴射部材と、を備え、
前記原液は、
第1のpHでは前記原液を低粘度ゲルの状態とし、
前記第1のpHよりも高い第2のpHでは前記原液を増粘させて、前記低粘度ゲルよりも粘度の高い高粘度ゲルの状態とする会合型増粘剤を含み、
前記バルブ機構は、炭酸ガスの圧力により前記内容物を噴射するエアゾール噴射状態と、前記内容物を加圧して噴射するポンプ噴射状態とに変位可能である、噴射製品。 - 前記バルブ機構の変位を制御するため切替部材をさらに備える、請求項1記載の噴射製品。
- 前記会合型増粘剤は、カルボキシル基含有ポリマーである、請求項1または2記載の噴射製品。
- 前記バルブ機構は、筒状のハウジングと、前記ハウジング内に上下方向に摺動自在に収容されるステムを含むバルブ本体とを備え、
前記切替部材は、前記ステムの摺動可能距離を調整することにより、前記バルブ機構を前記エアゾール噴射状態と前記ポンプ噴射状態とに切り替える、請求項2または3記載の噴射製品。 - 前記バルブ本体は、前記ステムと協働して前記ハウジング内を上下方向に摺動するピストン部材をさらに備え、
前記ハウジングは、
前記容器本体の気相部分と、前記ハウジングの内部空間とを連通する気相連通孔が形成されており、
前記ピストン部材は、
前記エアゾール噴射状態において、前記気相連通孔を閉止しており、
前記エアゾール噴射状態から前記ポンプ噴射状態に切り替えられた際に、前記気相連通孔を開放し、前記気相部分の炭酸ガスを前記ハウジングの内部空間を通過させて外部に放出し、
前記原液は、前記ピストン部材によって前記気相連通孔が開放されて前記容器本体内の圧力が低められることにより、溶解していた前記炭酸ガスの一部が溶出され、pHが高められて前記第2のpHになり、前記会合型増粘剤によるゲル化が促進される、請求項4記載の噴射製品。
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