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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-05
(45)【発行日】2023-12-13
(54)【発明の名称】泡吐出器
(51)【国際特許分類】
   B65D 47/34 20060101AFI20231206BHJP
   B05B 1/02 20060101ALI20231206BHJP
   B05B 11/00 20230101ALN20231206BHJP
【FI】
B65D47/34 110
B05B1/02 101
B05B11/00 101Z
【請求項の数】 2
(21)【出願番号】P 2020008828
(22)【出願日】2020-01-23
(65)【公開番号】P2021116078
(43)【公開日】2021-08-10
【審査請求日】2022-11-24
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000001959
【氏名又は名称】株式会社 資生堂
(74)【代理人】
【識別番号】100145713
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 竜太
(74)【代理人】
【識別番号】100125313
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 浩幸
(72)【発明者】
【氏名】小山 愛理
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 剛
(72)【発明者】
【氏名】袴田 征一
【審査官】加藤 信秀
(56)【参考文献】
【文献】特開平07-300150(JP,A)
【文献】特開2015-009870(JP,A)
【文献】特開平08-133307(JP,A)
【文献】実開昭62-177653(JP,U)
【文献】特開昭58-178812(JP,A)
【文献】特開平09-187691(JP,A)
【文献】特開平06-171663(JP,A)
【文献】特開平07-330004(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B65D 47/34
B05B 1/02
B05B 11/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
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2】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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)。
【0003】
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。
【0004】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開2012-157822号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
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。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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。
【0008】
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。
【0011】
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。
【発明の効果】
【0012】
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。
【0013】
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。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】泡吐出器の構造を示す図
図2】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
図3】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
図4】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)
図5】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)
図6】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)
【発明を実施するための形態】
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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)。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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)。
【0038】
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。
【0039】
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以上の素材を用いることが好ましく、中でも、3g/cm以上の素材を用いることが特に好ましい。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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)。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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)。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
【表1】
【0056】
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。
【0057】
【表2】
【0058】
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。
【0059】
【表3】
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
【表4】
【0063】
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。
【符号の説明】
【0064】
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
図1
図2
図3
図4
図5
図6