WO2024214823A1 - 液状組成物、吐出製品、エアゾール製品 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a liquid composition, a discharge product, and an aerosol product. More specifically, the present invention relates to a liquid composition and a discharge product in which ultrafine bubbles are dispersed at a high concentration and stably for a long period of time. The present invention also relates to an aerosol product that can generate ultrafine bubbles at a high concentration and that has a narrow distribution width of the particle size of the ultrafine bubbles.
- Patent Document 1 discloses a method and device for generating ultra-fine bubbles using an aerosol container.
- the device in Patent Document 1 fills an aerosol container with a liquid whose main component is water and a propellant gas (nitrogen gas), and by using a spray button with a flow rate adjustment mechanism, it is possible to spray a liquid containing ultra-fine bubbles with particle diameters of about 50-1000 nm.
- a propellant gas nitrogen gas
- the flow rate adjustment mechanism adjusts the flow rate using a piston and spring to maintain a constant spray state.
- the particle size of the generated bubbles is a wide range, from 50 to 1000 nm. If there are many ultra-fine bubbles with large particle sizes, they are difficult to retain in the liquid and are prone to disappear. As a result, the generator described in Patent Document 1 cannot stably disperse ultra-fine bubbles at a high concentration for a long period of time.
- the present invention aims to provide a liquid composition and a discharged product in which ultrafine bubbles are dispersed at a high concentration and stably for a long period of time.
- the present invention aims to provide an aerosol product that can generate a high concentration of ultrafine bubbles in the spray and has a narrow distribution width of the particle size of the ultrafine bubbles.
- a liquid composition according to one embodiment of the present invention that solves the above problems is a liquid composition in which ultrafine bubbles are dispersed, the ultrafine bubbles have a particle diameter D90 at which a volume-integrated distribution value of 90% is 50 to 300 nm, and the number of the ultrafine bubbles is 4.0 x 10 or more per mL.
- Another aspect of the present invention that solves the above problem is a discharge product in which the above liquid composition is filled in a discharge container.
- an aerosol product for spraying a liquid composition
- the liquid composition being a liquid composition in which ultrafine bubbles are dispersed, the ultrafine bubbles have a particle diameter D90 at which a volume-integrated distribution value is 90% of 50 to 300 nm, the number of the ultrafine bubbles is 4.0 x 10 or more per mL
- the aerosol product comprises an aerosol container filled with a concentrate and a propellant, and a spray button attached to the aerosol container and having a spray hole formed therein, and when a product is sprayed from the spray hole, the spray force at a distance of 5 cm from the spray hole is 10 to 400 mN.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an aerosol product for preparing a liquid composition according to one embodiment of the present invention (first embodiment).
- FIG. 2 is a schematic explanatory diagram showing one embodiment of a discharge member used in an aerosol product for preparing a liquid composition according to one embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a schematic explanatory diagram showing one embodiment of a discharge member used in an aerosol product for preparing a liquid composition according to one embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a graph showing the relationship between the particle size and concentration of ultrafine bubbles dispersed in the liquid composition of Example A1 15 minutes after spraying.
- FIG. 5 is a graph showing the relationship between the particle size and concentration of ultrafine bubbles dispersed in the liquid composition of Example A1 one day after spraying.
- FIG. 6 is a graph showing the relationship between the particle size and concentration of ultrafine bubbles dispersed in the liquid composition of Example A3 15 minutes after spraying.
- FIG. 7 is a graph showing the relationship between the particle size and concentration of ultrafine bubbles dispersed in the liquid composition of Example A3 one day after spraying.
- FIG. 8 is a graph showing the relationship between the particle size and concentration of ultrafine bubbles dispersed in the liquid composition of Example A5 15 minutes after spraying.
- FIG. 9 is a graph showing the relationship between the particle size and concentration of ultrafine bubbles dispersed in the liquid composition of Example A5 one day after spraying.
- FIG. 10 is a graph showing the relationship between the particle size and concentration of ultrafine bubbles dispersed in the liquid composition of Comparative Example A1.
- FIG. 11 is a graph showing the relationship between the particle size and concentration of ultrafine bubbles dispersed in the liquid composition of Example A7 15 minutes after spraying.
- FIG. 12 is a graph showing the relationship between the particle size and concentration of ultrafine bubbles dispersed in the liquid composition of Example A7 one day after spraying.
- FIG. 13 is a graph showing the relationship between the particle size and concentration of ultrafine bubbles dispersed in the liquid composition of Comparative Example A2.
- FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of an aerosol product for preparing a liquid composition according to one embodiment of the present invention (second embodiment).
- FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of an aerosol product for preparing a liquid composition according to one embodiment of the present invention (second embodiment).
- FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of an aerosol product for preparing a liquid composition according to
- FIG. 15 is a cross-sectional view of a discharge member of an aerosol product for making a liquid composition according to one embodiment of the present invention.
- FIG. 16 is a cross-sectional view of a discharge member of an aerosol product for making a liquid composition according to one embodiment of the present invention.
- FIG. 17 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the liquid composition 15 minutes after spraying in Example B1.
- FIG. 18 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the liquid composition one day after spraying in Example B1.
- FIG. 19 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the liquid composition 15 minutes after spraying in Example B6.
- FIG. 20 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the liquid composition one day after spraying in Example B6.
- FIG. 21 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the liquid composition 15 minutes after spraying in Comparative Example B1.
- FIG. 22 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the liquid composition 15 minutes after spraying in Comparative Example B2.
- FIG. 23 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the liquid composition 15 minutes after spraying in Comparative Example B3.
- FIG. 24 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the liquid composition 15 minutes after spraying in Example B8.
- FIG. 25 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the liquid composition 15 minutes after spraying in Comparative Example B4.
- FIG. 26 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the liquid composition 15 minutes after spraying in Comparative Example B5.
- FIG. 22 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the liquid composition 15 minutes after spraying in Comparative Example B2.
- FIG. 23 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the liquid composition 15 minutes after spraying in Comparative Example B3.
- FIG. 27 is a schematic explanatory diagram showing one embodiment of a discharge member 8a used in an aerosol product for producing the liquid compositions of Examples B11 and B12 of the present invention.
- FIG. 28 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the liquid composition 15 minutes after spraying in Example B10.
- FIG. 29 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the liquid composition 15 minutes after spraying in Example B11.
- FIG. 30 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the liquid composition 15 minutes after spraying in Example B14.
- FIG. 31 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the aerosol product of Example C1 15 minutes after spraying.
- FIG. 32 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the aerosol product of Example C2 15 minutes after spraying.
- FIG. 33 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the sprayed matter 15 minutes after spraying of the aerosol product of Example C3.
- FIG. 34 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the sprayed matter 15 minutes after spraying of the aerosol product of Example C4.
- FIG. 35 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the aerosol product of Example C5 15 minutes after spraying.
- FIG. 36 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the sprayed matter 15 minutes after spraying of the aerosol product of Example C6.
- FIG. 37 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the liquid (water) of Comparative Example C1.
- FIG. 38 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the sprayed product 15 minutes after spraying of the product of Comparative Example C2.
- FIG. 39 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the sprayed product 15 minutes after spraying of the aerosol product of Comparative Example C3.
- FIG. 40 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the sprayed matter 15 minutes after spraying of the aerosol product of Example C7.
- FIG. 41 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the liquid (ethanol) of Comparative Example C4.
- FIG. 42 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the sprayed product 15 minutes after spraying of the product of Comparative Example C5.
- FIG. 43 is a schematic explanatory diagram showing one embodiment of the spray button 8a used in the aerosol product for producing the sprays of Examples C10 and C11.
- FIG. 44 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the aerosol product of Example C9 15 minutes after spraying.
- FIG. 45 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the aerosol product of Example C10 15 minutes after spraying.
- FIG. 46 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the aerosol product of Example C13 15 minutes after spraying.
- FIG. 47 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the aerosol product of Example C14 15 minutes after spraying.
- FIG. 48 is a graph showing the relationship between particle size and concentration of the aerosol product of Example C15 15 minutes after spraying.
- the liquid composition of the present invention is a liquid composition in which ultrafine bubbles are dispersed.
- the particle diameter D90 of the ultrafine bubbles, at which the volume cumulative distribution value is 90%, is 50 to 300 nm.
- the number of ultrafine bubbles in the liquid composition is 4.0 x 107 or more per mL.
- the ultrafine bubbles are bubbles formed by vaporization of a liquefied gas that turns into a gas at 25° C. under atmospheric pressure, and the number of ultrafine bubbles is preferably 5.0 ⁇ 10 or more per mL.
- the liquid constituting the liquid composition is not particularly limited.
- the liquid contains various aqueous solvents and oil-based solvents as main components.
- the aqueous solvent is water such as purified water, ion-exchanged water, physiological saline, deep sea water, etc., alcohols such as monohydric alcohols having 2 to 3 carbon atoms such as ethanol and isopropanol, dihydric to trihydric polyols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, and glycerin, and mixtures of water and alcohols.
- Oil-based solvents include ester oils such as isopropyl myristate, isopropyl palmitate, diisopropyl adipate, tri(caprylic/capric acid)glycerin, diethoxyethyl succinate, methylpentanediol dineopentanoate, and neopentyl glycol dicaprate; hydrocarbon oils such as liquid paraffin, kerosene, squalene, squalane, and isoparaffin; avocado oil, camellia oil, turtle oil, macadamia nut oil, corn oil, mink oil, olive oil, rapeseed oil, sesame oil, castor oil, linseed oil, safflower oil, jojoba oil, and malt oil.
- ester oils such as isopropyl myristate, isopropyl palmitate, diisopropyl adipate, tri(caprylic/capric acid)glycerin, diethoxy
- suitable solvents include fats and oils such as oil, coconut oil, and palm oil, silicone oils such as methylpolysiloxane, methylphenylpolysiloxane, and methylpolycyclosiloxane, and hydrofluoroolefins having a boiling point of 5 to 40° C.
- trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene HFO-1233zd(E), boiling point 19° C.
- cis-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene HFO-1233zd(Z), boiling point 39° C.
- cis-1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoroolefin HFO-1224yd(Z), boiling point 15° C.
- the components exemplified as the aqueous solvent and oil-based solvent may be added to the solvent as an additive or active ingredient.
- the solvent content in the liquid is preferably 60% by mass or more, and more preferably 70% by mass or more.
- the solvent content in the liquid is preferably 100% by mass or less, and more preferably 99.9% by mass or less.
- the ultrafine bubbles of the liquefied gas described below have a small particle size and are easily dispersed stably for a long period of time.
- the liquid composition has ultrafine bubbles with a small particle size and a narrow distribution width of particle sizes, so that the ultrafine particles are uniform in size and a stable effect is easily maintained.
- Ultrafine bubbles are tiny bubbles dispersed in a liquid.
- the particle diameter D90 of the ultrafine bubbles at which the value of the volume cumulative distribution is 90% may be 50 nm or more, and preferably 70 nm or more.
- the particle diameter D90 of the ultrafine bubbles at which the value of the volume cumulative distribution is 90% may be 300 nm or less, and preferably 250 nm or less.
- the method for measuring the particle diameter D90 at which the cumulative distribution value is 90% can be, for example, by measuring a liquid composition adjusted to 25°C using a nanotracking particle size measuring device (NanoSight NS300, manufactured by Malvern Panalytical Ltd).
- the above-mentioned nanotracking particle size measuring device can measure not only D90, but also the particle diameter D50 where the cumulative distribution value is 50% and the particle diameter D10 where the cumulative distribution value is 10%.
- the nanotracking particle size measuring device can also measure the number of ultrafine bubbles per mL.
- the D50 of the ultrafine bubbles is preferably 30 nm or more, and more preferably 50 nm or more.
- the D50 of the ultrafine bubbles is preferably 200 nm or less, and more preferably 170 nm or less.
- the D10 of the ultrafine bubbles is preferably 10 nm or more, and more preferably 20 nm or more.
- the D10 of the ultrafine bubbles is preferably 150 nm or less, and more preferably 120 nm or less.
- the proportion of ultrafine bubbles with a particle diameter exceeding 300 nm is preferably 10% or less of the total number of bubbles, and more preferably 5% or less.
- the number of ultrafine bubbles immediately after generation may be 4.0 x 10 or more per mL, preferably 5.0 x 10 or more, more preferably 8.0 x 10 or more, and even more preferably 1.0 x 10 or more.
- the liquid composition can contain ultrafine bubbles at a high concentration.
- the bubbles that make up the ultrafine bubbles are preferably bubbles formed by vaporizing a liquefied gas that becomes a gas at 25°C and atmospheric pressure. This makes it easier for the ultrafine bubbles to disperse in high concentrations in the liquid composition, and makes it easier to obtain the effects of the ultrafine bubbles over a long period of time.
- the liquefied gas is not particularly limited.
- the liquefied gas may be, for example, liquefied petroleum gas consisting of propane, normal butane, isobutane, and mixtures thereof, hydrofluoroolefins having a boiling point of 5°C or less such as trans-1,3,3,3-tetrafluoroprop-1-ene, and lipophilic liquefied gases consisting of mixtures thereof, amphipathic liquefied gas consisting of dimethyl ether, and mixtures thereof, etc.
- the liquefied gas includes liquefied petroleum gas consisting of propane, normal butane, isobutane, and mixtures thereof, hydrofluoroolefins having a boiling point of less than 5°C such as trans-1,3,3,3-tetrafluoroprop-1-ene, and lipophilic liquefied gas which is a mixture of these
- the liquid composition when used on the human body, tends to produce ultrafine bubbles that adhere to the surface of the skin, and the effect of removing dirt such as sebum at the application site tends to be obtained over a long period of time.
- a cleaning effect of adsorbing and removing oily dirt and the like tends to be obtained.
- the lipophilic liquefied gas tends to separate from the liquid in the tank or aerosol container that generates the ultrafine bubbles.
- the lipophilic liquefied gas is always saturated and dissolved in the liquid. Therefore, the liquid composition generates a large number of ultrafine bubbles and is easy to stabilize.
- the liquid composition is more likely to produce ultrafine bubbles with particle sizes falling within a certain range, and has better dispersion stability.
- the ultrafine bubbles may contain dispersed compressed gas bubbles in addition to bubbles formed by vaporization of liquefied gas.
- the amount of compressed gas dissolved in 1 mL of liquid (solvent) at 25°C and atmospheric pressure is preferably 0.001 mL or more, and more preferably 0.005 mL or more.
- the amount of compressed gas dissolved in 1 mL of liquid (solvent) is preferably 5 mL or less, and more preferably 3 mL or less.
- the compressed gases include nitrogen (0.0141 mL per 1 mL of water, 0.137 mL per 1 mL of ethanol), hydrogen (0.0175 mL per 1 mL of water, 0.0784 mL per 1 mL of ethanol), helium (0.0087 mL per 1 mL of water, 0.0294 mL per 1 mL of ethanol), sulfur hexafluoride (0.00545 mL per 1 mL of water), air (0.0167 mL per 1 mL of water), oxygen (0.0283 mL per 1 mL of water, 0.222 mL per 1 mL of ethanol), carbon dioxide (0.759 mL per 1 mL of water, 2.706 mL per 1 mL of ethanol), nitrous oxide (0.0588 mL per 1 mL of water), argon (0.0306 mL per 1 mL of water, 0.239 mL per 1 mL of ethanol), and mixtures of these gases
- the liquid composition of the present embodiment may contain optional components such as various active ingredients, surfactants, thickeners, powders, etc., in addition to the ultrafine bubbles described above.
- the active ingredient can be appropriately selected depending on the application and purpose of the liquid composition.
- the active ingredient may be various fragrances such as natural fragrances and synthetic fragrances, amphoteric resins such as dialkylaminoethyl (meth)acrylate-(meth)acrylic acid alkyl ester copolymer, vinyl acetate-crotonic acid copolymer, N-methacryloyloxyethyl N,N-dimethylammonium- ⁇ -N-methylcarboxybetaine-methacrylic acid alkyl ester copolymer, octylamide acrylate-hydroxypropyl acrylate-butylaminoethyl methacrylate copolymer; alkanolamine acrylate, alkyl acrylate copolymer, alkyl acrylate copolymer emulsion, acrylic acid-acrylic acrylamide-ethyl acrylate copolymer, alkyl acrylate-methacrylic acid-silicone copo
- Bactericidal disinfectants such as benzalkonium chloride, benzethonium chloride, chlorhexidine chloride, and parachlormetacresol; extracts such as royal jelly extract, peony extract, loofah extract, rose extract, lemon extract, aloe extract, calamus root extract, eucalyptus extract, sage extract, tea extract, seaweed extract, placenta extract, silk extract, Swertia japonica extract, and carrot extract; astringents such as zinc oxide, allantoin hydroxyaluminum, tannic acid, citric acid, and lactic acid; anti-inflammatory agents such as allantoin, glycyrrhetinic acid, dipotassium glycyrrhizinate, and azulene; hair growth agents such as minoxidil, adenosine, and pentadecanoic acid glyceride; deodorants such as methacrylate laurate, methyl benzoate,
- the content of the active ingredient is not particularly limited.
- the content of the active ingredient in the liquid is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.05% by mass or more.
- the content of the active ingredient in the liquid is preferably 20% by mass or less, and more preferably 15% by mass or less.
- the oily component may form emulsified micelles.
- the particle size and number of micelles in addition to the ultrafine bubbles are measured, and the particle size and number of the ultrafine bubbles may not be measured accurately.
- the particle size and number of the ultrafine bubbles can be estimated by measuring the particle size and number of the liquid composition before dispersing the ultrafine bubbles, measuring the particle size and number of the liquid composition after dispersing the ultrafine bubbles, and subtracting the number of particles in a certain range of particle sizes.
- Thickeners are preferably used to increase the viscosity of the liquid composition, impart thixotropy to the composition, slow down the rate at which ultrafine particles are generated, adjust the particle size of the ultrafine particles, and disperse ultrafine bubbles more stably.
- pH adjuster When an associative thickener is contained, it is preferable to incorporate a pH adjuster.
- pH adjuster include organic alkalis such as triethanolamine (TEA), 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP), diethanolamine (DEA), monoethanolamine (MEA), diisopropanolamine (DIPA), and 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol (AMPD); inorganic alkalis such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, and ammonium hydroxide; organic acids such as citric acid, glycolic acid, lactic acid, and phosphoric acid; and inorganic acids such as hydrochloric acid.
- TEA triethanolamine
- AMP 2-amino-2-methyl-1-propanol
- DEA diethanolamine
- MEA monoethanolamine
- DIPA diisopropanolamine
- AMPD 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol
- inorganic alkalis such as
- the amount of thickener contained is not particularly limited.
- the amount of thickener contained in the liquid is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.05% by mass or more.
- the amount of thickener contained in the liquid is preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less.
- the powder is ideal for purposes such as adhering ultra-fine air bubbles to the surface to make it easier to exert its effects and improve the feel of the product when used.
- the powder is not particularly limited.
- examples of the powder include talc, silica, zeolite, kaolin, mica, magnesium carbonate, calcium carbonate, zinc silicate, magnesium silicate, aluminum silicate, calcium silicate, etc.
- the amount of powder contained is not particularly limited.
- the amount of powder contained in the liquid is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.1% by mass or more.
- the amount of powder contained in the liquid is preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less.
- the method for producing the liquid composition of the present embodiment is not particularly limited.
- the liquid composition is prepared by filling a pressurizable and sealable tank with a liquid as a concentrate, filling the tank with a liquefied gas, and dissolving at least a part of the liquefied gas in the liquid.
- the gas phase of the tank By opening the gas phase of the tank to the atmosphere and vaporizing the liquefied gas dissolved in the liquid, ultrafine bubbles are generated in the liquid, and a liquid composition dispersed at a high concentration can be produced.
- the liquid composition is prepared by filling a pressure-resistant container such as an aerosol container with a liquid as a concentrate, attaching a valve to the pressure-resistant container and sealing it, and filling the liquefied gas through the valve to produce a discharge product. At least a part of the liquefied gas is dissolved in the liquid in the discharge product, and by discharging this to the outside, ultrafine bubbles are generated in the discharge product, and a liquid composition dispersed at a high concentration can be produced.
- a method for producing a liquid composition containing ultrafine bubbles vaporized from a liquefied gas using an aerosol product will be described.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an aerosol product 1 for producing a liquid composition according to one embodiment of the present invention.
- FIG. 1 shows the aerosol product 1 in an unused state.
- the aerosol product 1 according to this embodiment mainly comprises a pressure-resistant container 2 filled with contents consisting of liquid L and liquefied gas, a valve 3 attached to the pressure-resistant container 2, and a discharge member 4 attached to the valve 3 and having a discharge hole for discharging the contents.
- a pressure-resistant container 2 filled with contents consisting of liquid L and liquefied gas
- a valve 3 attached to the pressure-resistant container 2
- a discharge member 4 attached to the valve 3 and having a discharge hole for discharging the contents.
- the configuration of the aerosol product 1 is not limited to this embodiment. Therefore, the configuration of the aerosol product 1 shown below is an example, and the design can be modified as appropriate.
- the pressure-resistant container 2 is a container for filling the liquid L, which is the content, in a pressurized and sealed state.
- the pressure-resistant container 2 may have a general-purpose shape.
- the pressure-resistant container 2 of this embodiment is a bottomed cylindrical container having an opening at the top. The opening is a filling port for filling the liquid L.
- a valve 3, which will be described later, is attached to the opening of the pressure-resistant container 2 in order to seal it.
- the pressure-resistant container 2 mainly comprises a container body into which the liquid L and liquefied gas are filled.
- the pressure-resistant container 2 becomes an aerosol container by attaching a valve 3 (described later) to the opening and closing it.
- the material of the pressure-resistant container 2 is not particularly limited. Examples of such materials include metals such as aluminum and tinplate, synthetic resins such as polyesters such as polyethylene terephthalate, and pressure-resistant glass.
- the valve 3 is a member attached to the opening of the pressure vessel 2 to seal the inside of the pressure vessel 2, and includes a valve mechanism 31 that can switch between communication and cut-off between the inside of the pressure vessel 2 and the outside by moving up and down, and a housing 32 in which a predetermined internal space is formed to accommodate the valve mechanism 31.
- the valve mechanism 31 includes a stem 33 having a stem hole 33a that communicates with the outside when pressed downward, a stem rubber 34 that seals the stem hole 33a, and a spring 35 that constantly urges the stem 33 vertically upward from below.
- a liquid phase introduction hole 32a is formed in the lower part of the housing 32, which communicates between the internal space of the housing 32 and the inside of the pressure vessel 2 via a tube 36.
- the liquid L filled in the pressure-resistant container 2 is drawn into the housing 32 through the liquid phase introduction hole 32a from the opening at the lower end of the tube 36 by the pressure of the liquefied gas, and is then sent to the discharge member 4 through the stem hole 33a and the passage in the stem 33.
- the liquefied gas is filled into the pressure vessel 2.
- the liquefied gas is partially dissolved in the liquid L, but is also present in the gas phase.
- the liquefied gas separates from the liquid L to form a liquid phase La.
- the amount of liquefied gas dissolved per 1 mL of liquid L at the time when the pressure vessel 2 is filled is preferably 0.0001 mL or more, more preferably 0.0003 mL or more, in terms of liquid.
- the amount of liquefied gas dissolved is preferably 0.5 mL or less, more preferably 0.3 mL or less.
- the amount of liquefied gas dissolved is within the above range, the liquid composition is likely to generate a large amount of ultrafine bubbles after discharge.
- the amount of liquefied gas dissolved is the amount of liquefied gas dissolved in the liquid L in terms of liquid at 25°C.
- liquefied gases include propane (0.014 mL per 1 mL of water), butane (0.010 mL per 1 mL of water) and mixed gases thereof, such as liquefied petroleum gas, trans-1,3,3,3-tetrafluoroprop-1-ene (0.000319 mL per 1 mL of water), dimethyl ether (0.106 mL per 1 mL of water) and mixed gases thereof.
- the pressure inside the aerosol container after the liquefied gas has been filled and dissolved in the liquid L is 0.1 to 1.0 MPa (gauge pressure) at 25°C, preferably 0.15 to 0.8 MPa (gauge pressure).
- Such pressure can be adjusted by filling the container with the vaporized gas of the liquefied gas so that the amount of the gas dissolved is as described above.
- the discharge member 4 is a member for opening the valve 3 by operation and discharging the liquid L in which the liquefied gas that has been taken in through the valve 3 is dissolved.
- the discharge member 4 is mainly composed of an operating part 5 that is operated by a user. As shown in Fig. 1, the discharge member 4 is attached to the stem 33 of the valve 3.
- the operating part 5 is a generally cylindrical part, and has one end formed with a mounting hole 51 for mounting to the stem 33, and the other end formed with a discharge hole 52 for discharging the contents.
- the mounting hole 51 is a cylindrical connection port formed on one end side of the operating part 5, and the stem 33 is inserted into it.
- One end of an internal passage through which the contents taken out of the valve 3 pass opens at the bottom of the mounting hole 51.
- the other end of the internal passage opens as a discharge hole 52.
- the internal passage is a series of passages (discharge passage) through which the contents taken in from the valve 3 pass before reaching the discharge hole 52.
- a roughly L-shaped first pipeline 53 is formed in the internal passage, through which the contents taken in from the valve 3 pass.
- a roughly cylindrical branching member 54 and a nozzle 55 covering the circumferential surface of the branching member 54 are attached in the space of the first pipeline 53 to cause the contents that have passed through the first pipeline 53 to collide with each other, change the flow direction, and branch the flow path.
- a plurality of grooves (not shown), numbering 2 to 10, are formed at the downstream end of the first pipeline 53, expanding from the first pipeline 53 toward the periphery. Therefore, by inserting the branching member 54 into the cylindrical space, a diffusion passage through which the contents flow in the periphery direction is formed between the grooves and the branching member 54.
- the nozzle 55 is a cylindrical shape with a bottom, and is composed of a substantially disk-shaped bottom and a peripheral portion that covers the peripheral surface of the branching member 54.
- the bottom of the nozzle 55 is formed with multiple grooves (not shown) through which the contents that pass between the outer peripheral surface of the branching member 54 and the inner peripheral surface of the peripheral portion flow from the outer periphery toward the discharge hole 52 formed in the center.
- a swirling chamber for swirling the contents is formed at the bottom of the nozzle 55 where 2 to 10 multiple grooves converge.
- the discharge hole 52 is provided at the center of the swirling chamber.
- multiple horizontal grooves (not shown) are formed on the outer peripheral surface of the branching member 54 to flow the contents that branched to the outer periphery in the diffusion passage on the first pipe line 53 side into the convergent passage at the bottom of the nozzle 55.
- the horizontal grooves are spiral-shaped to lengthen the flow path, increase the passage resistance, and slow the flow rate.
- valve 3 The contents taken in through valve 3 and passing through first pipeline 53 collide with branching member 54, and the flow direction is changed to the radial direction by the diffusion passage. Next, it passes through the horizontal groove between the outer circumferential surface of branching member 54 and the inner circumferential surface of the periphery of nozzle 55, and the flow direction is changed to the center by the convergence passage. The contents are then introduced into the swirling chamber, where they become a vortex, and are discharged from discharge hole 52.
- the inner diameter of the first pipeline 53 is not particularly limited.
- the inner diameter of the first pipeline 53 is adjusted appropriately according to the desired injection speed, etc.
- the inner diameter of the first pipeline 53 is 0.5 to 3 mm.
- the diameter of the discharge hole 52 is not particularly limited.
- the cross-sectional area (diameter) of the discharge hole 52 is adjusted appropriately according to the desired injection speed, etc.
- the diameter of the discharge hole 52 is 0.2 to 0.6 mm.
- the cross-sectional shape of the discharge hole 52 is not particularly limited.
- the cross-sectional shape of the discharge hole 52 is circular, rectangular, etc., and there may be multiple discharge holes.
- the discharge member 4 shown in Figure 1 which has a diffusion passage and a convergence passage, the contents taken in from the valve 3 and passing through the first pipe 53 encounter resistance as they flow through each passage, suppressing the evaporation rate of the gas dissolved in the liquid.
- the momentum of the discharged material weakens (the injection pressure becomes smaller), but the particles become small and spread over a wide area, making it easier for the dissolved gas to evaporate all at once.
- the particle diameter of the generated ultrafine bubbles becomes smaller, and more of them are generated.
- FIG. 2 is a schematic diagram showing one embodiment of a discharge member 6 used in an aerosol product for producing the liquid composition of this embodiment.
- the discharge member 6 shown in Figure 2 has an operating section 6a formed integrally with the branching member 62, and is fitted with a nozzle 7.
- the contents taken in from the valve 3 (see Figure 1) and passing through the first pipeline 61 pass through the gap between the outer circumferential surface of the branching member 62 and the inner circumferential surface of the periphery of the nozzle 7, the flow direction of which is changed towards the center by the convergent passage, and is introduced into the swirling chamber R where it becomes a vortex flow, and is discharged from the discharge hole 7p.
- the number of grooves in the convergent passage is preferably 2 to 10, and more preferably 3 to 8.
- the operating portion 6a of the discharge member 6 in FIG. 2 is formed with a substantially L-shaped internal passage (first pipeline 61) and a fitting portion 63 into which the nozzle 7 is inserted.
- the fitting portion 63 is a substantially cylindrical recess.
- a columnar protrusion (cylindrical portion 64) is provided on the inner bottom surface of the fitting portion 63.
- the cylindrical portion 64 is a portion that is embedded in the leg portion 71 of the nozzle 7 when the nozzle 7 is attached to the operating portion 6a.
- the side surface of the cylindrical portion 64 is slightly spaced from the inner surface of the leg portion 71.
- the gap formed by this separation between the cylindrical portion 64 and the leg portion 71 and the internal passage (first pipeline 61) form the passage 74 within the discharge member through which the contents taken in from the aerosol container pass during discharge. Also, as shown in FIG. 2, the tip surface of the cylindrical portion 64 abuts against the inner bottom surface of the nozzle 7.
- the nozzle 7 is cylindrical with a bottom, and is made up of a bottom plate 72 and a cylindrical leg 71 standing around one surface of the bottom plate 72.
- the bottom plate 72 is a disk-shaped portion with a predetermined thickness, and is formed with a recess 73 and a groove connected to the recess 73.
- An outlet hole 7p is formed in the center of the inner bottom surface of the recess to communicate with the outside.
- the opening surface of the recess comes into contact with the tip surface of the cylindrical portion 64 and is closed.
- a swirling chamber R is formed in the discharge member 6, which is defined by the recess and the tip surface of the cylindrical portion 64.
- the dimensions of the swirling chamber R are not particularly limited.
- the swirling chamber R is a cylindrical space with a diameter of 0.8 to 2.0 mm, preferably 1.0 to 1.5 mm, and a height (depth) of about 0.05 to 0.2 mm.
- the shape of the swirling chamber R is not limited to a cylindrical shape.
- the swirling chamber R may have any inner peripheral shape that allows the contents introduced therein to swirl.
- the swirl chamber R is a roughly cylindrical space with a groove connected to its periphery.
- the groove is a passage that connects the passage inside the discharge member and the swirl chamber R, and has an opening at one end connected to the passage inside the discharge member and an opening at the other end connected to the swirl chamber R.
- Each groove is provided radially at approximately equal intervals with respect to the swirl chamber R.
- each groove is formed so that it is introduced along the inner periphery of the swirl chamber R.
- the contents introduced into the swirl chamber R through the grooves do not go directly toward the discharge hole 7p, but swirl within the swirl chamber R along the inner periphery of the swirl chamber R. After swirling within the swirl chamber R, the contents are sprayed from the discharge hole 7p located in the center of the swirl chamber R.
- the dimensions of the discharge hole 7p are not particularly limited.
- the diameter of the discharge hole 7p is preferably about 0.1 to 0.8 mm, and more preferably about 0.2 to 0.6 mm.
- the contents are discharged so that they spread over a wide area after being sufficiently swirled in the swirl chamber R, so that the particle diameter of the discharge itself becomes small, the dissolved liquefied gas is easily vaporized, and many ultrafine bubbles are easily generated. Therefore, the particle diameter D90 at which ultrafine bubbles account for 90% of the volume cumulative distribution of the liquid composition tends to be small.
- ultrafine bubbles are easily dispersed at high concentrations.
- FIG. 3 is a schematic diagram showing one embodiment of a discharge member 8 used in an aerosol product for producing a liquid composition according to one embodiment of the present invention.
- the discharge member 8 does not have a branching member, and is equipped with a nozzle 9 that linearly connects the first pipeline 81 to the discharge hole 91.
- the contents taken in through the valve 3 (see Figure 1) and passing through the first pipeline 81 are discharged from the discharge hole 91 at high injection pressure, allowing the liquid composition containing ultrafine bubbles to be applied forcefully to the target object.
- Nozzle 9 protrudes to the outside and is approximately cylindrical.
- the passage within nozzle 9 has approximately the same inner diameter from base 92 to discharge hole 91, and discharge hole 91 may be the same as the inner diameter or may be smaller than the inner diameter.
- the inner diameter of discharge hole 91 is preferably, for example, 0.3 to 1.5 mm, and more preferably 0.5 to 1.3 mm. Therefore, the contents discharged using discharge member 8 flow in a straight line through the passage within nozzle 9 and are discharged to the outside from discharge hole 91.
- the dimensions of the nozzle 9 are preferably an inner diameter of 0.3 to 2.5 mm, more preferably 0.5 to 2.0 mm, in order to provide passage resistance to the contents flowing through the nozzle to suppress evaporation of the dissolved liquefied gas and generate a high concentration of ultrafine bubbles when discharged to the outside.
- the length of the nozzle 9 is preferably 3 to 15 mm, more preferably 5 to 12 mm.
- the liquid L in which the liquefied gas of the aerosol product 1 of this embodiment is dissolved is appropriately decelerated while passing through the discharge passage after being extracted from the valve 3, and is discharged from the discharge hole 52 in a state accompanied by ultrafine bubbles generated by the vaporization of the dissolved liquefied gas, forming a liquid composition.
- an aerosol product is filled with a liquid as a concentrate, and a part of the liquefied gas is dissolved in the liquid and discharged, thereby dispersing ultrafine bubbles of vaporized gas in the liquid, thereby producing a liquid composition, and an example of the liquid composition has been described.
- the liquid composition can be produced in a tank that can be pressurized and sealed, and then filled into a discharge container to produce a discharge product.
- a discharge container examples include the aerosol container shown in FIG. 1, a double-structure aerosol container that houses an inner bag in which the liquid composition is filled inside the container body, a pump container equipped with a direct pressure pump or an accumulator pump in the container body, a double-structure pump container that houses an inner bag inside the container body and is equipped with an airless pump, and a pouch. From the viewpoint of being able to stably disperse ultrafine bubbles, a container that can fill the liquid composition in a liquid-tight state is preferable.
- the ultrafine bubbles are preferably compressed gas bubbles.
- the same configuration as that described above in the first embodiment is omitted as appropriate, with the disclosure of the first embodiment being incorporated.
- liquid The liquid constituting the liquid composition has the same composition as that described above in the first embodiment.
- the content of the solvent in the liquid is preferably 60% by mass or more, and more preferably 70% by mass or more.
- the content of the solvent in the liquid is preferably 100% by mass or less, and more preferably 99.9% by mass or less.
- the ultrafine bubbles of the compressed gas described below have a small particle size and are easily dispersed stably for a long period of time.
- the liquid composition has a small particle size of ultrafine bubbles and a narrow distribution width of particle size, and the ultrafine particles are uniform in size, making it easy to maintain a stable effect.
- the above components exemplified for the aqueous solvent and oil-based solvent can also be added to the solvent as additives or active ingredients.
- Ultrafine bubbles are tiny bubbles dispersed in a liquid.
- the particle diameter D90 of the ultrafine bubbles at which the volume cumulative distribution value is 90% is the same as that described above in the first embodiment.
- the liquid composition contains a large number of ultrafine bubbles, particularly those with an average particle diameter of 10 to 300 nm, among fine bubbles with an average particle diameter of the nano order (1 to 1000 nm).
- the obtained liquid composition has high transparency, and the ultrafine bubbles can be dispersed at a high concentration and stably for a long period of time.
- the ultrafine bubbles have more opportunities to come into contact with the target object, it is easy to obtain effects such as the effect of the active ingredient adsorbed to the ultrafine bubbles being easily obtained, the ultrafine bubbles being adsorbed to the target object to suppress the adhesion of dirt components, and the ultrafine bubbles being adsorbed to the target object to purify the object.
- the method for measuring the particle diameter D90 at which the cumulative distribution value is 90% is the same as that described above in the first embodiment.
- the above-mentioned nanotracking particle size measuring device can measure not only D90, but also the particle diameter D50 where the cumulative distribution value is 50% and the particle diameter D10 where the cumulative distribution value is 10%.
- the nanotracking particle size measuring device can also measure the number of ultrafine bubbles per mL.
- the D50 of the ultrafine bubbles is preferably 30 nm or more, and more preferably 50 nm or more.
- the D50 of the ultrafine bubbles is preferably 200 nm or less, and more preferably 170 nm or less.
- the D10 of the ultrafine bubbles is preferably 10 nm or more, and more preferably 20 nm or more.
- the D10 of the ultrafine bubbles is preferably 150 nm or less, and more preferably 100 nm or less.
- the proportion of ultrafine bubbles with a particle diameter exceeding 300 nm is preferably 10% or less of the total number of bubbles, and more preferably 5% or less.
- the number of ultrafine bubbles immediately after generation may be 4.0 ⁇ 10 or more per mL, preferably 4.5 ⁇ 10 or more, and more preferably 8.0 ⁇ 10 or more.
- the liquid composition can contain ultrafine bubbles at a high concentration.
- the bubbles that make up the ultrafine bubbles are preferably bubbles that are formed when compressed gas that was dissolved in the liquid under pressure is evaporated by decompression. This allows the liquid composition to have ultrafine bubbles with a small particle size, which makes it easier for the ultrafine particles to be uniform in size and to be dispersed at high concentrations, making it easier to obtain the effects of the ultrafine bubbles over a long period of time.
- the compressed gas is not particularly limited.
- the amount of the compressed gas dissolved in 1 mL of liquid (solvent) at 25°C and atmospheric pressure is preferably 0.001 mL or more, and more preferably 0.005 mL or more.
- the amount of the compressed gas dissolved in the liquid is preferably 5 mL or less, and more preferably 3 mL or less.
- the compressed gases include nitrogen (0.0141 mL per 1 mL of water, 0.137 mL per 1 mL of ethanol), hydrogen (0.0175 mL per 1 mL of water, 0.0784 mL per 1 mL of ethanol), helium (0.0087 mL per 1 mL of water, 0.0294 mL per 1 mL of ethanol), sulfur hexafluoride (0.00545 mL per 1 mL of water), air (0.0167 mL per 1 mL of water), oxygen (0.0283 mL per 1 mL of water, 0.222 mL per 1 mL of ethanol), carbon dioxide (0.759 mL per 1 mL of water, 2.706 mL per 1 mL of ethanol), nitrous oxide (0.0588 mL per 1 mL of water), argon (0.0306 mL per 1 mL of water, 0.239 mL per 1 mL of ethanol), and mixtures of these gases
- the liquid composition of the present embodiment may contain optional components such as various active ingredients, surfactants, thickeners, powders, etc. Examples of these are the same as those described above in the first embodiment.
- the content of the active ingredient is not particularly limited.
- the content of the active ingredient in the liquid is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.05% by mass or more.
- the content of the active ingredient in the liquid is preferably 20% by mass or less, and more preferably 15% by mass or less.
- Surfactants are preferably blended in to improve the cleaning effect by adsorbing dirt components to the ultrafine bubbles, and to improve the retention of the ultrafine bubbles.
- the content of the surfactant is not particularly limited.
- the content of the surfactant in the liquid is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.05% by mass or more.
- the content of the surfactant in the liquid is preferably 10% by mass or less, and more preferably 8% by mass or less.
- the oily component may form emulsified micelles.
- the particle size and number of micelles in addition to ultrafine bubbles are measured in the liquid composition, and the particle size and number of ultrafine bubbles may not be measured accurately.
- the particle size and number of ultrafine bubbles can be estimated by measuring the particle size and number in the liquid before dispersing the ultrafine bubbles, measuring the particle size and number in the liquid composition after dispersing the ultrafine bubbles, and subtracting the number of particles within a certain particle size range.
- Thickeners are preferably used to increase the viscosity of the liquid composition, impart thixotropy to the composition, slow down the rate at which ultrafine particles are generated, adjust the particle size of the ultrafine particles, and disperse ultrafine bubbles more stably.
- the amount of thickener contained is not particularly limited.
- the amount of thickener contained in the liquid is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.05% by mass or more.
- the amount of thickener contained in the liquid is preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less.
- the powder is ideal for purposes such as adhering ultra-fine air bubbles to the surface to make it easier to exert its effects and improve the feel of the product when used.
- the amount of powder contained is not particularly limited.
- the amount of powder contained in the liquid is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.1% by mass or more.
- the amount of powder contained in the liquid is preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less.
- the method for producing the liquid composition of the present embodiment is not particularly limited.
- the liquid composition is prepared by adding an active ingredient or the like to a solvent to prepare a liquid, filling the liquid as a stock solution in a tank that can be pressurized and sealed, filling the tank with compressed gas to increase the pressure in the tank and dissolving at least a part of the compressed gas in the liquid.
- By opening the gas phase of the tank to the atmosphere and vaporizing the compressed gas dissolved in the liquid ultrafine bubbles are generated in the liquid, and a liquid composition dispersed at a high concentration can be produced.
- liquid compositions can be prepared by filling a pressure-resistant container such as an aerosol container with liquid as the concentrate, attaching a valve to the pressure-resistant container and sealing it, and then filling it with compressed gas through the valve to produce an exhaled product. At least a portion of the compressed gas is dissolved in the liquid inside the exhaled product, and by exhaling this to the outside, ultrafine bubbles are generated in the exhaled product, making it possible to produce a liquid composition that is dispersed at a high concentration.
- a pressure-resistant container such as an aerosol container
- a valve to the pressure-resistant container and sealing it
- compressed gas through the valve to produce an exhaled product.
- ultrafine bubbles are generated in the exhaled product, making it possible to produce a liquid composition that is dispersed at a high concentration.
- FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of an aerosol product 1 for producing a liquid composition according to one embodiment of the present invention.
- FIG. 14 shows the aerosol product 1 in an unused state.
- the aerosol product 1 of this embodiment mainly comprises a pressure-resistant container 2 filled with contents consisting of a liquid L and compressed gas, a valve 3 attached to the pressure-resistant container 2, and a discharge member 4 attached to the valve 3 and having a discharge hole for discharging the contents.
- a pressure-resistant container 2 filled with contents consisting of a liquid L and compressed gas
- a valve 3 attached to the pressure-resistant container 2
- a discharge member 4 attached to the valve 3 and having a discharge hole for discharging the contents.
- the pressure-resistant container 2 is a container for filling the liquid L, which is the content, in a pressurized and sealed state.
- the pressure-resistant container 2 may have a general-purpose shape.
- the pressure-resistant container 2 of this embodiment is a bottomed cylindrical container having an opening at the top. The opening is a filling port for filling the liquid L.
- a valve 3, which will be described later, is attached to the opening of the pressure-resistant container 2 in order to seal it.
- the pressure-resistant container 2 mainly includes a container body into which the liquid L and compressed gas are filled.
- the pressure-resistant container 2 becomes an aerosol container by attaching a valve 3 (described later) to the opening and closing it.
- the pressure-resistant container 2 includes a cylindrical outer container 21 with a bottom and an inner bag 22 provided inside the outer container 21.
- the material of the outer container 21 is not particularly limited. Examples of such materials include metals such as aluminum and tinplate, synthetic resins such as polyesters such as polyethylene terephthalate, and pressure-resistant glass.
- the inner bag 22 is disposed inside the outer container 21 and is a bag-shaped container that can be contracted by the pressure of the compressed gas.
- the inner bag 22 is filled with the above-mentioned liquid L in a liquid-tight state.
- the material of the inner bag 22 is not particularly limited.
- the material of the inner bag 22 can be a synthetic resin such as polyolefin such as polyethylene, ethylene-vinyl alcohol copolymer, or polyamide.
- the inner bag 22 may also be a single layer of the aforementioned synthetic resin, or a laminate in which multiple layers are stacked.
- the valve 3 is a member attached to the opening of the pressure vessel 2 to seal the inside of the pressure vessel 2, and includes a valve mechanism 31 that can switch between communication and cut-off between the inside of the inner bag 22 and the outside by moving up and down, and a housing 32 in which a predetermined internal space is formed to accommodate the valve mechanism 31.
- the valve mechanism 31 includes a stem 33 having a stem hole 33a that communicates with the outside when pressed downward, a stem rubber 34 that seals the stem hole 33a, and a spring 35 that constantly urges the stem 33 vertically upward from below.
- An intake hole 32a is formed in the side peripheral wall of the housing 32, which communicates between the internal space of the housing 32 and the inside of the pressure vessel 2 (inner bag 22).
- the liquid L in the inner bag 22 is pressed by the pressure of the compressed gas filled between the outer container 21 and the inner bag 22, and is taken into the housing 32 through the intake hole 32a, and sent to the discharge member 4 through the stem hole 33a and the passage in the stem 33.
- the location of the intake hole 32a is not limited to the side wall of the housing 32.
- the intake hole 32a may be located in the lower part of the housing 32.
- the liquid L is filled in the inner bag 22 in a liquid-tight state, so it can be discharged regardless of the orientation of the pressure-resistant container 2.
- the inner bag 22 of this embodiment is filled with the liquid L in a liquid-tight manner.
- the inner bag 22 contracts under the pressure of the compressed gas, so that the liquid-tight state of the inner bag 22 is maintained.
- the intake hole 32a is always open to the liquid L and does not open to the gas phase portion.
- the aerosol product 1 does not discharge the gas phase portion or compressed gas when discharged, and the particle diameter D90 of the obtained ultrafine bubbles can be easily adjusted to a range of 50 to 300 nm.
- the liquid L in the inner bag hardly moves. Therefore, a liquid composition in which ultrafine bubbles are dispersed can be stably produced when discharged to the outside.
- the aerosol product 1 of this embodiment when the inner bag 22 is not provided and the container body is filled with liquid so as to occupy a part of the internal volume thereof so that a gas phase portion and a liquid phase portion are formed in the container body, it is preferable that the horizontal hole (gas phase introduction hole) of the housing is closed.
- the housing is provided with a liquid phase introduction hole at the bottom and a long dip tube attached so as to be inserted into the liquid phase introduction hole, so that only the liquid constituting the liquid phase portion can be taken into the housing, and the intake of the gas phase portion can be prevented. Even in such a case, since the aerosol product does not eject the gas phase portion when ejected, it is easy to adjust the particle diameter D90 of the obtained ultrafine bubbles to the range of 50 to 300 nm.
- the method of filling the pressure vessel 2 with the liquid L and compressed gas is not particularly limited.
- a method is adopted in which the liquid L is filled into the inner bag 22 through the opening of the inner bag 22, the valve 3 is fitted into the opening of the inner bag 22 to close it, and then the compressed gas is under-filled into the space between the outer container 21 and the inner bag 22, the valve 3 is fixed to the pressure vessel 2, and a portion of the vaporized gas of the compressed gas is allowed to permeate the inner bag 22 and be saturated and dissolved in the liquid L.
- synthetic resin e.g., polyethylene
- Compressed gas is filled in the gap between the outer container 21 and the inner bag 22 of the pressure-resistant container 2, and part of the compressed gas permeates the inner bag 22 over time and dissolves in the liquid.
- the compressed gas in the gap between the outer container 21 and the inner bag 22 acts as a pressurizing agent that pressurizes the inner bag 22 to enable it to be discharged.
- the amount of compressed gas dissolved per mL of liquid L in the inner bag 22 at the time when it is saturated and dissolved in the liquid in the pressure-resistant container 2 may be 30 ppm or more, and preferably 40 ppm or more.
- the amount of compressed gas dissolved is preferably 80,000 ppm or less, and more preferably 70,000 ppm or less.
- the amount of dissolved compressed gas is a value calculated from the volume of liquid filled in the pressure vessel, the volume of the gas phase filled with compressed gas, the amount of compressed gas filled, and the pressure at which the compressed gas dissolves in the liquid in the pressure vessel and reaches equilibrium at 25°C.
- the pressure inside the pressure vessel 2 after the compressed gas has been filled and saturated and dissolved in the liquid L is 0.3 to 1.0 MPa (gauge pressure) at 25°C, and preferably 0.4 to 0.9 MPa (gauge pressure).
- the discharge member 4 is a member for opening the valve 3 when operated and discharging the liquid L in which the compressed gas taken in through the valve 3 is dissolved.
- the discharge member 4 is mainly composed of an operating part 5 which is operated by the user. As shown in Figure 14, the discharge member 4 is attached to the stem 33 of the valve 3.
- the operating part 5 is a generally cylindrical part, and has one end formed with a mounting hole 51 for mounting to the stem 33, and the other end formed with a discharge hole 52 for discharging the contents.
- the mounting hole 51 is a cylindrical connection port formed on one end side of the operating part 5, and the stem 33 is inserted into it.
- One end of an internal passage through which the contents taken out of the valve 3 pass opens at the bottom of the mounting hole 51.
- the other end of the internal passage opens as a discharge hole 52.
- the internal passage is a series of passages (discharge passage) through which the contents taken in from the valve 3 pass before reaching the discharge hole 52.
- a roughly L-shaped first pipeline 53 is formed in the internal passage, through which the contents taken in from the valve 3 pass.
- a roughly cylindrical branching member 54 and a nozzle 55 covering the circumferential surface of the branching member 54 are attached in the space of the first pipeline 53 to cause the contents that have passed through the first pipeline 53 to collide with each other, change the flow direction, and branch the flow path.
- a plurality of grooves (not shown), numbering 2 to 10, are formed at the downstream end of the first pipeline 53, expanding from the first pipeline 53 toward the periphery. Therefore, by inserting the branching member 54 into the cylindrical space, a diffusion passage through which the contents flow in the periphery direction is formed between the grooves and the branching member 54.
- the nozzle 55 is a cylindrical shape with a bottom, and is composed of a substantially disk-shaped bottom and a peripheral portion that covers the peripheral surface of the branching member 54.
- the bottom of the nozzle 55 has 2 to 10 grooves (not shown), preferably 2 to 8 grooves (not shown), through which the contents that pass between the outer peripheral surface of the branching member 54 and the inner peripheral surface of the peripheral portion flow from the outer periphery toward the discharge hole 52 formed in the center. Furthermore, a swirling chamber for swirling the contents is formed at the part where these grooves converge.
- the discharge hole 52 is provided in the center of the swirling chamber.
- the outer peripheral surface of the branching member 54 has multiple horizontal grooves (not shown) for flowing the contents that branched to the outer periphery in the diffusion passage on the first pipe line 53 side into the convergent passage at the bottom of the nozzle 55.
- the horizontal grooves are spiral-shaped to lengthen the flow path, increase the passage resistance, and slow the flow rate.
- valve 3 The contents taken in through valve 3 and passing through first pipeline 53 collide with branching member 54, and the flow direction is changed to the radial direction by the diffusion passage. Next, it passes through the horizontal groove between the outer circumferential surface of branching member 54 and the inner circumferential surface of the periphery of nozzle 55, and the flow direction is changed to the center by the convergence passage. The contents are then introduced into the swirling chamber, where they become a vortex, and are discharged from discharge hole 52.
- the inner diameter of the first pipeline 53 is not particularly limited.
- the inner diameter of the first pipeline 53 is adjusted appropriately according to the desired injection speed, etc.
- the inner diameter of the first pipeline 53 is 0.5 to 3 mm.
- the diameter of the discharge hole 52 is not particularly limited.
- the cross-sectional area (diameter) of the discharge hole 52 is adjusted appropriately according to the desired injection speed, etc.
- the diameter of the discharge hole 52 is 0.2 to 0.6 mm.
- the cross-sectional shape of the discharge hole 52 is not particularly limited.
- the cross-sectional shape of the discharge hole 52 is circular, rectangular, etc., and there may be multiple discharge holes.
- the contents taken in from the valve 3 and passing through the first pipeline 53 encounter resistance as they flow through each passage, suppressing the evaporation rate of the gas dissolved in the liquid.
- the particles of the discharged material itself become smaller, and the ultrafine bubbles that are generated have smaller particle diameters and are generated in greater numbers.
- FIG. 15 is a schematic diagram showing one embodiment of a discharge member 6 used in an aerosol product for producing the liquid composition of this embodiment.
- the discharge member 6 shown in Figure 15 has an operating section 6a formed integrally with the branching member 62, and has a nozzle 7 attached.
- the discharge member 6 provided with such a convergent passage the contents taken in from the valve 3 (see Figure 14) and passing through the first pipeline 61 pass through the gap between the outer circumferential surface of the branching member 62 and the inner circumferential surface of the periphery of the nozzle 7, the flow direction is changed toward the center by the convergent passage, and the contents are introduced into the swirling chamber R to become a vortex flow, and are discharged from the discharge hole 7p.
- the number of grooves in the convergent passage is preferably 2 to 10, and more preferably 2 to 8.
- the operating portion 6a of the discharge member 6 in FIG. 15 is formed with a substantially L-shaped internal passage (first pipeline 61) and a fitting portion 63 into which the nozzle 7 is inserted.
- the fitting portion 63 is a substantially cylindrical recess.
- a columnar protrusion (cylindrical portion 64) is provided on the inner bottom surface of the fitting portion 63.
- the cylindrical portion 64 is embedded in the leg portion 71 of the nozzle 7 when the nozzle 7 is attached to the operating portion 6a.
- the side surface of the cylindrical portion 64 is slightly spaced from the inner surface of the leg portion 71.
- the gap formed by this separation between the cylindrical portion 64 and the leg portion 71 and the internal passage (first pipeline 61) form the passage 74 within the discharge member through which the contents taken in from the aerosol container pass during discharge.
- the tip surface of the cylindrical portion 64 abuts against the inner bottom surface of the nozzle 7.
- the nozzle 7 is cylindrical with a bottom, and is made up of a bottom plate 72 and a cylindrical leg 71 standing around one surface of the bottom plate 72.
- the bottom plate 72 is a disk-shaped portion with a predetermined thickness, and is formed with a recess 73 and a groove connected to the recess 73.
- An outlet hole 7p is formed in the center of the inner bottom surface of the recess 73 to communicate with the outside.
- the opening surface of the recess 73 comes into contact with the tip surface of the cylindrical portion 64 and is closed.
- a swirling chamber R is formed in the discharge member 6, which is defined by the recess 73 and the tip surface of the cylindrical portion 64.
- the dimensions of the swirling chamber R are not particularly limited.
- the swirling chamber R is a cylindrical space with a diameter of 0.8 to 2.0 mm, preferably 1.0 to 1.5 mm, and a height (depth) of about 0.05 to 0.2 mm.
- the shape of the swirling chamber R is not limited to a cylindrical shape.
- the swirling chamber R may have any inner peripheral shape that allows the contents introduced therein to swirl.
- the opening surface of the groove comes into contact with the tip surface of the cylindrical portion 64 and is closed. This forms a convergent passage in the discharge member 6 that is connected to the swirl chamber R.
- the swirl chamber R is a roughly cylindrical space with a groove connected to its periphery.
- the groove is a passage that connects the passage inside the discharge member and the swirl chamber R, and has an opening at one end connected to the passage inside the discharge member and an opening at the other end connected to the swirl chamber R.
- Each groove is provided radially at approximately equal intervals with respect to the swirl chamber R.
- each groove is formed so that it is introduced along the inner periphery of the swirl chamber R.
- the contents introduced into the swirl chamber R through the grooves do not go directly toward the discharge hole 7p, but swirl within the swirl chamber R along the inner periphery of the swirl chamber R. After swirling within the swirl chamber R, the contents are sprayed from the discharge hole 7p located in the center of the swirl chamber R.
- the dimensions of the discharge hole 7p are not particularly limited.
- the diameter of the discharge hole 7p is preferably about 0.1 to 0.8 mm, and more preferably about 0.2 to 0.6 mm.
- the contents are discharged so that they spread over a wide area after being sufficiently swirled in the swirl chamber R, so that the particle diameter of the discharge itself becomes small and many ultrafine bubbles are likely to be generated. Therefore, the particle diameter D90 at which ultrafine bubbles account for 90% of the volume cumulative distribution of the liquid composition tends to be small. Furthermore, ultrafine bubbles are easily dispersed at high concentrations.
- FIG. 16 is a schematic diagram showing one embodiment of a discharge member 8 used in an aerosol product for producing a liquid composition according to one embodiment of the present invention.
- the discharge member 8 does not have a branching member, and is equipped with a nozzle 9 that linearly connects the first pipeline 81 to the discharge hole 91.
- the contents taken in through the valve 3 (see Figure 14) and passing through the first pipeline 81 are discharged from the discharge hole 91 at high injection pressure, allowing the liquid composition containing ultrafine bubbles to be applied forcefully to the target object.
- Nozzle 9 protrudes to the outside and is approximately cylindrical.
- the passage within nozzle 9 has approximately the same inner diameter from base 92 to discharge hole 91, and discharge hole 91 may be the same as the inner diameter or may be smaller than the inner diameter.
- the inner diameter of discharge hole 91 is preferably, for example, 0.2 to 3.0 mm, and more preferably 0.3 to 2.5 mm. Therefore, the contents discharged using discharge member 8 flow in a straight line through the passage within nozzle 9 and are discharged to the outside from discharge hole 91.
- the dimensions of the passageway within nozzle 9 are preferably 0.2 to 4.0 mm in inner diameter, more preferably 0.3 to 3.0 mm, in order to provide passageway resistance to the contents flowing through the nozzle, suppress evaporation of the dissolved compressed gas, and generate a high concentration of ultrafine bubbles when discharged to the outside.
- the length of the passageway within nozzle 9 is preferably 3 to 20 mm, more preferably 5 to 15 mm.
- the liquid L in which the compressed gas of the aerosol product 1 of this embodiment is dissolved is appropriately decelerated while passing through the discharge passage after being extracted from the valve 3, and is discharged from the discharge hole 52 in a state accompanied by ultrafine bubbles generated by vaporization of the dissolved compressed gas, forming a liquid composition.
- an aerosol product is filled with a liquid as a concentrate, and compressed gas is dissolved in the liquid and discharged, thereby generating and dispersing ultrafine bubbles of compressed gas in the liquid, thereby producing a liquid composition, and an example of the liquid composition has been described.
- the liquid composition produced in a pressurizable and sealable tank can be filled into a discharge container to produce a discharge product.
- the discharge container include a double-structure aerosol container in which an inner bag is housed in the container body as shown in Fig. 14, an aerosol container without an inner bag, a pump container equipped with a direct pressure/accumulator pump in the container body, a double-structure pump container in which an inner bag is housed in the container body and equipped with an airless pump, and a pouch.
- a container that can be filled with the liquid composition in a liquid-tight state is preferred.
- the aerosol product according to one embodiment of the present invention is an aerosol product for spraying a liquid composition (also called a spray).
- the liquid composition is a liquid composition in which ultrafine bubbles are dispersed.
- the particle diameter D90 of the ultrafine bubbles, at which the value of the volume cumulative distribution is 90%, is 50 to 300 nm.
- the number of ultrafine bubbles is 4.0 x 107 or more per mL.
- the aerosol product comprises an aerosol container filled with a concentrate and a propellant, and a spray button attached to the aerosol container and having a spray hole. When the spray is sprayed from the spray hole, the spray force at a distance of 5 cm from the spray hole is 10 to 400 mN.
- the concentrate filled in the aerosol container is not particularly limited, and may be the same as the liquid described above in the first or second embodiment.
- the solvent content in the concentrate is preferably 60% by mass or more, and more preferably 70% by mass or more.
- the solvent content in the concentrate is preferably 100% by mass or less, and more preferably 99.9% by mass or less.
- the concentrate is likely to dissolve the amount of propellant required to generate ultrafine bubbles at a high concentration.
- the aerosol product has a small particle size of ultrafine bubbles in the spray, a narrow distribution width of particle size, and the ultrafine particles are uniform in size, making it easy to maintain a stable effect.
- the above-mentioned components exemplified for the aqueous solvent and oil-based solvent can also be added to the solvent as additives or active ingredients.
- the concentrate may contain optional ingredients such as various active ingredients, surfactants, thickeners, powders, etc. Examples of these are the same as those described above in the first or second embodiment.
- the content of the active ingredient is not particularly limited.
- the content of the active ingredient in the undiluted solution is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.05% by mass or more.
- the content of the active ingredient in the undiluted solution is preferably 20% by mass or less, and more preferably 15% by mass or less.
- Surfactants are preferably blended in to improve the cleaning effect by adsorbing dirt components to the ultrafine bubbles, and to improve the retention of the ultrafine bubbles.
- the surfactant is not particularly limited.
- aerosol products are more likely to achieve effects such as reducing the adhesion of airborne substances such as pollen that are positively or negatively charged.
- the content of the surfactant is not particularly limited.
- the content of the surfactant in the undiluted solution is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.05% by mass or more.
- the content of the surfactant in the undiluted solution is preferably 10% by mass or less, and more preferably 8% by mass or less.
- Thickeners are preferably used to increase the viscosity of the concentrate, impart thixotropy to slow down the rate at which ultrafine particles are generated in the spray, adjust the particle size of the ultrafine particles, and disperse ultrafine bubbles more stably.
- the amount of thickener contained is not particularly limited.
- the amount of thickener contained in the concentrate is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.05% by mass or more.
- the amount of thickener contained in the concentrate is preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less.
- the powder content is not particularly limited.
- the powder content in the concentrate is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.1% by mass or more.
- the powder content in the concentrate is preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less.
- the method for producing the concentrate is not particularly limited.
- the concentrate can be prepared by adding an active ingredient or the like to a solvent and dissolving or dispersing it.
- the propellant is not particularly limited.
- the propellant may be a compressed gas that remains in gas form even when filled in an aerosol container, or a liquefied gas that is partially liquefied and separated into liquid and gas when filled in an aerosol container.
- the compressed gas is not particularly limited.
- a compressed gas having a dissolution amount of 0.001 mL or more per 1 mL of the original solution (solvent) at 25° C. and atmospheric pressure is preferred, and a compressed gas having a dissolution amount of 0.005 mL or more is more preferred.
- the compressed gas preferably has a dissolution amount of 5 mL or less, and more preferably has a dissolution amount of 3 mL or less.
- the compressed gases include nitrogen (0.0141 mL per 1 mL of water, 0.137 mL per 1 mL of ethanol), hydrogen (0.0175 mL per 1 mL of water, 0.0784 mL per 1 mL of ethanol), helium (0.0087 mL per 1 mL of water, 0.0294 mL per 1 mL of ethanol), sulfur hexafluoride (0.00545 mL per 1 mL of water), air (0.0167 mL per 1 mL of water), oxygen (0.0283 mL per 1 mL of water, 0.222 mL per 1 mL of ethanol), carbon dioxide (0.759 mL per 1 mL of water, 2.706 mL per 1 mL of ethanol), nitrous oxide (0.0588 mL per 1 mL of water), argon (0.0306 mL per 1 mL of water, 0.239 mL per 1 mL of ethanol), and mixtures of these gases
- the compressed gas is filled into an aerosol container filled with the concentrate, and is saturated and dissolved in the concentrate.
- the amount of compressed gas dissolved in the concentrate at saturation is preferably 30 ppm or more, more preferably 40 ppm or more, in 1 mL of the concentrate at 25°C.
- the amount of compressed gas dissolved is preferably 80,000 ppm or less, more preferably 70,000 ppm or less, in 1 mL of the concentrate at 25°C.
- the amount of compressed gas dissolved is a value calculated from the volume of the concentrate filled in the pressure-resistant container, the volume of the gas phase portion filled with the compressed gas, the filling amount of the compressed gas, and the pressure at which the compressed gas dissolves in the concentrate in the pressure-resistant container at 25°C and reaches equilibrium.
- the liquefied gas is not particularly limited.
- the liquefied gas may be a liquefied petroleum gas consisting of propane, normal butane, isobutane, or a mixture thereof, a hydrofluoroolefin having a boiling point of 5° C. or less such as trans-1,3,3,3-tetrafluoroprop-1-ene, or a lipophilic liquefied gas consisting of a mixture thereof, an amphipathic liquefied gas consisting of dimethyl ether, or a mixture thereof, or the like.
- the liquefied gas preferably includes liquefied petroleum gas consisting of propane, normal butane, isobutane and mixtures thereof, hydrofluoroolefins having a boiling point of less than 5°C such as trans-1,3,3,3-tetrafluoroprop-1-ene, and lipophilic liquefied gas which is a mixture of these.
- liquefied petroleum gas consisting of propane, normal butane, isobutane and mixtures thereof, hydrofluoroolefins having a boiling point of less than 5°C such as trans-1,3,3,3-tetrafluoroprop-1-ene, and lipophilic liquefied gas which is a mixture of these.
- the spray is likely to have a cleaning effect of adsorbing and removing oily dirt and the like.
- the lipophilic liquefied gas is likely to separate from the concentrate in the aerosol container.
- the lipophilic liquefied gas is always saturated and dissolved in the concentrate. Therefore, the spray generates a large number of superfine bubbles and is easy to stabilize.
- the liquefied gas is filled into the pressure vessel 2.
- the liquefied gas is partially dissolved in the concentrate and is also present in the gas phase.
- the liquefied gas separates from the concentrate and forms a liquid phase.
- the amount of liquefied gas dissolved per 1 mL of concentrate at the time of filling the pressure vessel 2 is preferably 0.0001 mL or more in liquid equivalent, and more preferably 0.0003 mL or more.
- the amount of liquefied gas dissolved is preferably 0.5 mL or less, and more preferably 0.3 mL or less.
- the amount of liquefied gas dissolved is the amount of liquefied gas dissolved in the concentrate in liquid equivalent at 25°C.
- liquefied gases include propane (0.014 mL per 1 mL of water), butane (0.010 mL per 1 mL of water) and mixed gases thereof, such as liquefied petroleum gas, trans-1,3,3,3-tetrafluoroprop-1-ene (0.000319 mL per 1 mL of water), dimethyl ether (0.106 mL per 1 mL of water) and mixed gases thereof.
- An aerosol product can be manufactured by filling a pressure container with the concentrate, attaching a valve to the pressure container and sealing it, filling the container with a propellant through the valve, dissolving the propellant in the concentrate to saturation, and attaching an injection button to the valve.
- the propellant may be filled into the pressure container just before attaching the valve.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an aerosol product 1 according to this embodiment.
- FIG. 1 shows the aerosol product 1 in an unused state.
- the aerosol product 1 according to this embodiment mainly comprises a pressure-resistant container 2 filled with contents consisting of a concentrate L and a propellant, a valve 3 attached to the pressure-resistant container 2, and a spray button 4 attached to the valve 3 and having a spray hole 52 for spraying the contents.
- a pressure-resistant container 2 filled with contents consisting of a concentrate L and a propellant
- a valve 3 attached to the pressure-resistant container 2
- a spray button 4 attached to the valve 3 and having a spray hole 52 for spraying the contents.
- the configuration of the aerosol product 1 is not limited to this embodiment. Therefore, the configuration of the aerosol product 1 shown below is an example, and the design can be modified as appropriate.
- the liquid phase La is a phase formed when a liquefied gas (e.g., liquefied petroleum gas) separates from the liquid L. Therefore, the liquid phase La may be omitted when the propellant is a compressed gas (e.g., nitrogen).
- a liquefied gas e.g., liquefied petroleum gas
- the pressure-resistant container 2 is a container for filling the stock solution L in a pressurized and sealed state.
- the pressure-resistant container 2 may have a general-purpose shape.
- the pressure-resistant container 2 of this embodiment is a bottomed cylindrical container having an opening at the top. The opening is a filling port for filling the stock solution L.
- a valve 3 (described later) is attached to the opening of the pressure-resistant container 2 in order to seal it.
- the pressure-resistant container 2 becomes an aerosol container by attaching a valve 3 to the opening and closing it, which will be described later.
- the material of the pressure-resistant container 2 is not particularly limited. Examples of such materials include metals such as aluminum and tinplate, synthetic resins such as polyesters such as polyethylene terephthalate, and pressure-resistant glass.
- the pressure-resistant container 2 may also be provided with an inner bag inside.
- the inner bag is a bag-shaped container that can be contracted by the pressure of the propellant.
- the above-mentioned stock solution L is filled in the inner bag in a liquid-tight state.
- the material of the inner bag is not particularly limited.
- the material of the inner bag examples include synthetic resins such as polyolefins such as polyethylene, ethylene-vinyl alcohol copolymers, and polyamides.
- the inner bag may also be a single layer of the above-mentioned synthetic resin, or a laminate in which multiple layers are laminated.
- the valve 3 is a member attached to the opening of the pressure vessel 2 to seal the inside of the pressure vessel 2, and includes a valve mechanism 31 that can switch between communication and cut-off between the inside of the pressure vessel 2 and the outside by moving up and down, and a housing 32 in which a predetermined internal space is formed to accommodate the valve mechanism 31.
- the valve mechanism 31 includes a stem 33 having a stem hole 33a that communicates with the outside when pressed downward, a stem rubber 34 that seals the stem hole 33a, and a spring 35 that constantly urges the stem 33 vertically upward from below.
- a liquid phase introduction hole 32a is formed in the lower part of the housing 32, which communicates between the internal space of the housing 32 and the inside of the pressure vessel 2 via a tube 36.
- the liquid L filled in the pressure-resistant container 2 is drawn into the housing 32 from the opening at the lower end of the tube 36 through the liquid phase introduction hole 32a by the pressure of the propellant, and is then sent to the injection button 4 via the stem hole 33a and the passage in the stem 33.
- the method of filling the pressure vessel 2 with the concentrate L and the propellant is not particularly limited.
- the concentrate L is filled from the opening of the pressure vessel 2
- the valve 3 is fixed to the opening of the pressure vessel 2
- the propellant is filled from the stem of the valve, and the propellant is saturated and dissolved in the concentrate.
- the valve may be fixed to the opening of the pressure vessel after the propellant is filled into the undercup between the pressure vessel 2 and the valve.
- the pressure inside the aerosol container after the propellant has been filled and saturated and dissolved in the concentrate L is preferably 0.3 to 1.0 MPa (gauge pressure) at 25°C when the propellant is a compressed gas, and is 0.4 to 0.9 MPa (gauge pressure).
- the spray button 4 is a member for opening the valve 3 when operated and discharging the concentrate L in which the propellant is dissolved and which has been taken in through the valve 3.
- the spray button 4 is mainly composed of an operating section 5 which is operated by the user. As shown in Fig. 1, the spray button 4 is attached to the stem 33 of the valve 3.
- the operating part 5 is a generally cylindrical part, and has one end formed with a mounting hole 51 for mounting to the stem 33, and the other end formed with an injection hole 52 for injecting the contents.
- the mounting hole 51 is a cylindrical connection port formed on one end side of the operating part 5, into which the stem 33 is inserted.
- One end of an internal passage through which the contents taken out of the valve 3 pass opens at the bottom of the mounting hole 51.
- the other end of the internal passage opens as the injection hole 52.
- the internal passage is a series of passages (spray passage) through which the contents taken in from the valve 3 pass before reaching the spray hole 52.
- the internal passage is formed with a roughly L-shaped first pipeline 53 through which the contents taken in from the valve 3 pass.
- a roughly cylindrical branching member 54 is attached to cause the contents that have passed through the first pipeline 53 to collide with each other, change the flow direction, and branch the flow path, and a nozzle 55 that covers the circumferential surface of the branching member 54 is attached.
- two to six grooves (not shown) that expand from the first pipeline 53 toward the periphery are formed at the downstream end of the first pipeline 53. Therefore, by inserting the branching member 54 into the cylindrical space, a diffusion passage through which the contents flow in the circumferential direction is formed between the groove and the branching member 54.
- the width of the diffusion passage is preferably 0.2 to 0.6 mm.
- the nozzle 55 is cylindrical with a bottom, and consists of a substantially disk-shaped bottom and a peripheral portion that covers the peripheral surface of the branching member 54.
- the bottom of the nozzle 55 has 2 to 10 grooves (not shown), preferably 2 to 8 grooves (not shown), through which the contents that pass between the outer peripheral surface of the branching member 54 and the inner peripheral surface of the peripheral portion flow from the outer periphery toward the injection hole 52 formed in the center.
- a swirling chamber R for swirling the contents is formed in the central portion where these grooves converge.
- the injected material experiences strong passage resistance when flowing through the convergent passage, and vaporization of the dissolved propellant is suppressed. Therefore, the propellant is easily vaporized after being injected to the outside from the injection hole. As a result, the injected material is likely to generate a high concentration of ultrafine bubbles immediately after being injected.
- the swirl chamber is provided at its center with an injection hole 52.
- the branching member 54 has a plurality of horizontal grooves (not shown) formed on its outer circumferential surface to direct the contents that branch out to the periphery in the diffusion passage on the first pipe 53 side to the convergence passage at the bottom of the nozzle 55.
- the horizontal grooves can be spirally shaped to lengthen the flow path, increase the passage resistance, and slow the flow rate.
- the width of the convergence passage is preferably 0.1 to 0.5 mm.
- the dimensions of the swirl chamber R are not particularly limited.
- the swirl chamber R is a cylindrical space with a diameter of 0.3 to 2.0 mm, preferably 0.4 to 1.5 mm, and a height (depth) of about 0.05 to 0.2 mm.
- the shape of the swirl chamber R is not limited to a cylindrical shape.
- the swirl chamber R may have any inner circumferential shape that allows the contents introduced therein to swirl.
- valve 3 The contents taken in through valve 3 and passing through first pipeline 53 collide with branching member 54, and the flow direction is changed to the radial direction by the diffusion passage. Next, it passes through the horizontal groove between the outer circumferential surface of branching member 54 and the inner circumferential surface of the periphery of nozzle 55, and the flow direction is changed to the center by the convergence passage. The contents are then introduced into the swirling chamber, where they become a vortex, and are sprayed from injection hole 52.
- the inner diameter of the first pipeline 53 is not particularly limited.
- the inner diameter of the first pipeline 53 is adjusted appropriately according to the desired injection speed, etc.
- the inner diameter of the first pipeline 53 is 0.5 to 3 mm.
- the diameter of the injection hole 52 is not particularly limited.
- the diameter of the injection hole 52 is adjusted appropriately according to the desired injection speed, etc.
- the diameter of the injection hole 52 is preferably 0.2 mm or more, and more preferably 0.25 mm or more.
- the diameter of the injection hole 52 is preferably 1.0 mm or less, and more preferably 0.8 mm or less.
- the cross-sectional shape of the injection hole 52 is not particularly limited.
- the cross-sectional shape of the injection hole 52 is circular, elliptical, rectangular, etc.
- the spray button 4 shown in FIG. 1 which has a diffusion passage and a convergence passage
- the contents pushed out by the pressure in the aerosol container and taken in from the valve 3 encounter passage resistance as they pass through the first pipe 53, the diffusion passage, the horizontal groove, and the convergence passage, and the spray force when sprayed from the spray hole may be adjusted to 10 mN or more at a distance of 5 cm from the spray hole, and is preferably adjusted to 15 mN or more.
- the spray force may be adjusted to 400 mN or less, preferably adjusted to 100 mN or less, and more preferably adjusted to 90 mN or less.
- the spray force By adjusting the spray force in this way, the vaporization rate of the dissolved propellant in the contents flowing through the spray button passage is suppressed, and the contents are more likely to vaporize when sprayed to the outside from the spray hole, and the number of ultrafine bubbles tends to increase.
- the spray button of FIG. 1 when the contents are sprayed to the outside from the spray hole, the particles of the spray itself become smaller, and the particle diameter of the generated ultrafine bubbles becomes smaller and the number of generated bubbles increases.
- the spray that is sprayed from the aerosol product 1 under atmospheric pressure is sprayed with a specific spray force due to the passage resistance inside the spray button 4, making it easier for ultrafine bubbles to be generated in high concentrations in the spray and narrowing the distribution width of the particle diameters of the ultrafine bubbles. Therefore, the resulting spray has ultrafine bubbles that are stably dispersed in the spray, making it easier to obtain the effects of ultrafine bubbles.
- FIG. 2 is a schematic diagram showing one embodiment of the spray button 6 used in the aerosol product of this embodiment.
- the spray button 6 shown in Figure 2 has an operating part 6a integrally formed with a branching member 62, and a nozzle 7 is attached.
- the spray button 6 provided with such a convergent passage the contents taken in from the valve 3 (see Figure 1) and passing through the first pipeline 61 pass through the gap between the outer circumferential surface of the branching member 62 and the inner circumferential surface of the periphery of the nozzle 7, the flow direction is changed toward the center by the convergent passage, and the contents are introduced into the swirling chamber R to become a vortex flow, and are sprayed from the spray hole 7p.
- the number of grooves in the convergent passage is preferably 2 to 10, and more preferably 2 to 8.
- the width of the convergent passage is preferably 0.1 to 0.5 mm.
- the operating portion 6a of the spray button 6 in FIG. 2 is formed with a substantially L-shaped internal passage (first pipeline 61) and a fitting portion 63 into which the nozzle 7 is inserted.
- the fitting portion 63 is a substantially cylindrical recess.
- a cylindrical protrusion (cylindrical portion 64) is provided on the inner bottom surface of the fitting portion 63.
- the cylindrical portion 64 is a portion that is embedded in the leg portion 71 of the nozzle 7 when the nozzle 7 is attached to the operating portion 6a.
- the side surface of the cylindrical portion 64 is slightly spaced from the inner surface of the leg portion 71.
- the gap formed by this separation between the cylindrical portion 64 and the leg portion 71 and the first pipe 61 are part of the spray passage 74 through which the contents taken in from the aerosol container pass when sprayed. Also, as shown in FIG. 2, the tip surface of the cylindrical portion 64 abuts against the inner bottom surface of the nozzle 7.
- the nozzle 7 is cylindrical with a bottom, and is made up of a bottom plate 72 and a cylindrical leg 71 standing around one surface of the bottom plate 72.
- the bottom plate 72 is a disk-shaped portion with a predetermined thickness, and is formed with a recess 73 and a groove connected to the recess 73.
- An injection hole 7p is formed in the center of the inner bottom surface of the recess 73 to communicate with the outside.
- the opening surface of the recess 73 comes into contact with the tip surface of the cylindrical portion 64 and is closed.
- a swirling chamber R is formed in the injection button 6, which is defined by the recess 73 and the tip surface of the cylindrical portion 64.
- the dimensions of the swirling chamber R are not particularly limited.
- the swirling chamber R is a cylindrical space with a diameter of 0.3 to 2.0 mm, preferably 0.4 to 1.5 mm, and a height (depth) of about 0.05 to 0.2 mm.
- the shape of the swirling chamber R is not limited to a cylindrical shape.
- the swirling chamber R may have any inner peripheral shape that allows the contents introduced therein to swirl.
- the opening surface of the groove comes into contact with the tip surface of the cylindrical part 64 and is closed. This forms a convergence passage in the injection button 6 that is connected to the swirl chamber R.
- the swirl chamber R is a roughly cylindrical space with grooves connected to its periphery.
- the grooves are passages that connect the gap formed between the cylindrical portion 64 and the leg portion 71 to the swirl chamber R.
- Each groove is provided radially at roughly equal intervals with respect to the swirl chamber R.
- each groove is formed so that it is introduced along the inner periphery of the swirl chamber R.
- the dimensions of the injection hole 7p are not particularly limited.
- the diameter of the injection hole 7p is preferably about 0.1 to 0.8 mm, and more preferably about 0.2 to 0.6 mm.
- the injection force when injected from the injection hole may be adjusted to 10 mN or more at a distance of 5 cm from the injection hole, and is preferably adjusted to 15 mN or more.
- the injection force may be adjusted to 400 mN or less, and is preferably adjusted to 150 mN or less, and more preferably adjusted to 100 mN or less.
- the vaporization rate of the dissolved propellant in the contents flowing through the passage of the injection button is suppressed, and the contents are more likely to vaporize when injected to the outside from the injection hole, and the number of ultrafine bubbles is likely to increase.
- the spray button in Figure 2 when the contents are sprayed out from the spray hole, the particles of the spray itself become smaller, and the ultra-fine bubbles that are generated have smaller particle diameters and are generated in greater numbers.
- FIG. 3 is a schematic diagram showing one embodiment of the spray button 8 used in the aerosol product of this embodiment.
- the spray button 8 does not have a branching member, and is equipped with a nozzle 9 that communicates linearly from the first pipeline 81 to the spray hole 91.
- the contents taken in from the valve 3 (see FIG. 1) and passing through the first pipeline 81 are ejected with high spray force from the spray hole 91, allowing the spray containing ultrafine bubbles to be applied forcefully to the target object.
- Nozzle 9 protrudes to the outside and is approximately cylindrical.
- the passage within nozzle 9 has approximately the same inner diameter from base 92 to injection hole 91, and injection hole 91 may be the same as the inner diameter or may be smaller than the inner diameter.
- the inner diameter of injection hole 91 is preferably, for example, 0.2 to 3.0 mm, and more preferably 0.3 to 2.5 mm. Therefore, the contents injected using injection button 8 flow in a straight line through the passage within nozzle 9 and are injected to the outside from injection hole 91.
- the dimensions of the passageway within nozzle 9 are preferably 0.2 to 4.0 mm in inner diameter, more preferably 0.3 to 3.0 mm, in order to provide passageway resistance to the contents flowing through the nozzle, suppress evaporation of the dissolved propellant, and generate a high concentration of ultrafine bubbles when sprayed to the outside.
- the length of the passageway within nozzle 9 is preferably 3 to 20 mm, more preferably 5 to 15 mm.
- the injection force when sprayed from the injection hole can be adjusted to 10 mN or more at a distance of 5 cm from the injection hole, preferably 30 mN or more, and more preferably 80 mN or more.
- the injection force can be adjusted to 400 mN or less, and preferably 350 mN or less.
- FIG. 43 is a schematic diagram of the spray button 8a used in the aerosol product for producing the spray of Examples C10 and C11 described later.
- the spray button 8a shown in FIG. 43 has a substantially cylindrical nozzle 81a.
- the diameter of the passage in the nozzle 81a is substantially the same as the diameter of the spray hole 82a.
- the spray button 8a is not provided with a branching member, as is the spray button 8.
- the spray member 8a is linearly connected from the first pipe 81 (see FIG. 3) to the spray hole 82a.
- the inner diameter of the injection hole 82a is preferably 0.2 to 3.0 mm, and more preferably 0.3 to 2.5 mm.
- the length of the passage in the nozzle 81a is preferably 3 to 20 mm, and more preferably 5 to 15 mm.
- the injection force when injected from the injection hole 82a is adjusted to 10 mN or more at a distance of 5 cm from the injection hole, and preferably adjusted to 30 mN or more.
- the injection force is also adjusted to 400 mN or less, and preferably adjusted to 300 mN or less.
- the contents flowing through the injection button passage are injected to the outside from the injection hole as the dissolved propellant vaporizes, and can be applied forcefully to the target object in a state containing a large number of ultrafine bubbles.
- the concentrate L in which the propellant of the aerosol product 1 of this embodiment is dissolved is appropriately decelerated while passing through the spray passage after being extracted from the valve 3, and is sprayed from the spray hole 52 in a state accompanied by ultrafine bubbles generated by vaporization of the dissolved propellant, thereby imparting the effect of ultrafine bubbles to the object to be sprayed.
- the amount of the material sprayed from the nozzle is preferably 0.6 g/sec or more, and more preferably 0.7 g/sec or more, when the pressure inside the aerosol container is 0.8 MPa at 25°C.
- the amount of spray is preferably 6.0 g/sec or less, and more preferably 5.5 g/sec or less.
- the amount of spray is preferably 2.0 g/sec or less.
- the ultrafine bubbles are minute bubbles dispersed in the contents ejected from the aerosol product of the present invention.
- the particle diameter D90 of the ultrafine bubbles at which the volume cumulative distribution value is 90% is preferably 50 nm or more, more preferably 70 nm or more.
- the particle diameter D90 of the ultrafine bubbles at which the volume cumulative distribution value is 90% is preferably 300 nm or less, more preferably 250 nm or less.
- the sprayed product contains a large number of ultrafine bubbles, particularly those with an average particle diameter of 10 to 300 nm, among fine bubbles with an average particle diameter of the nano order (1 to 1000 nm). As a result, the sprayed product can have ultrafine bubbles dispersed at a high concentration and stably for a long period of time.
- the ultrafine bubbles have more opportunities to come into contact with the object to be sprayed, it is easier to obtain effects such as the effect of the active ingredient adsorbed to the ultrafine bubbles being easily obtained, the ultrafine bubbles being adsorbed to the object to be sprayed to suppress the adhesion of dirt components, and the ultrafine bubbles being adsorbed to purify the object.
- the method for measuring the particle diameter D90 at which the cumulative distribution value is 90% can be, for example, to measure the ejection material that has been adjusted to 25°C and then recovered using a nanotracking particle size measuring device (NanoSight NS300, manufactured by Malvern Panalytical Ltd).
- the above-mentioned nanotracking particle size measuring device can measure not only D90, but also the particle diameter D50 where the cumulative distribution value is 50% and the particle diameter D10 where the cumulative distribution value is 10%.
- the nanotracking particle size measuring device can also measure the number of ultrafine bubbles per mL.
- the D50 of the ultrafine bubbles is preferably 30 nm or more, and more preferably 50 nm or more.
- the D50 of the ultrafine bubbles is preferably 200 nm or less, and more preferably 170 nm or less.
- the D10 of the ultrafine bubbles is preferably 10 nm or more, and more preferably 20 nm or more.
- the D10 of the ultrafine bubbles is preferably 150 nm or less, and more preferably 100 nm or less.
- the proportion of ultrafine bubbles with a particle diameter exceeding 300 nm is preferably 10% or less of the total number of bubbles, and more preferably 5% or less.
- the number of ultrafine bubbles immediately after generation is preferably 4.0 x 10 or more per mL, more preferably 4.5 x 10 or more, and even more preferably 8.0 x 10 or more.
- the ejection product can contain ultrafine bubbles at a high concentration.
- the bubbles that make up the ultrafine bubbles are preferably bubbles that are formed when compressed gas that was dissolved in the original liquid under pressure is vaporized by decompression. This makes it possible for the particle diameter of the ultrafine bubbles in the spray to be small, the size of the ultrafine particles to be uniform, and they can be easily dispersed at high concentrations, making it easier to obtain the effects of the ultrafine bubbles over a long period of time.
- the above describes one embodiment of the present invention.
- the present invention is not particularly limited to the above embodiment.
- the liquid composition contains ultrafine bubbles with a small particle size of 50 to 300 nm, which is 90% of the total volume distribution, and is dispersed at a high concentration of 4.0 x 107 or more per mL.
- These ultrafine bubbles have excellent dispersion stability.
- the liquid composition is likely to provide the effects of the ultrafine bubbles over a long period of time.
- the ultrafine bubbles have excellent dispersion stability.
- the liquid composition is more likely to provide the effects of the ultrafine bubbles of liquefied gas over a long period of time.
- liquid composition according to (2) wherein the liquefied gas includes liquefied petroleum gas consisting of propane, normal butane, isobutane and mixtures thereof, hydrofluoroolefins having a boiling point below 5°C, and lipophilic liquefied gases which are mixtures thereof.
- liquefied petroleum gas consisting of propane, normal butane, isobutane and mixtures thereof, hydrofluoroolefins having a boiling point below 5°C, and lipophilic liquefied gases which are mixtures thereof.
- the liquid composition is more likely to disperse ultrafine bubbles at a stable particle size for a long period of time without redissolving, making it easier for the effects to last.
- the liquid composition is more likely to produce ultrafine bubbles with particle sizes that fall within a certain range.
- liquid composition according to any one of (1) to (5), wherein the liquid composition contains a monohydric alcohol having 2 to 3 carbon atoms.
- the liquid composition is more likely to produce ultrafine bubbles with particle sizes that fall within a certain range.
- the ejection product can be used by ejecting the liquid composition in which ultrafine bubbles are dispersed at a high concentration when in use.
- the liquid composition increases the opportunities for the ultrafine bubbles to come into contact with the target object, making it easier to obtain the effects of the ultrafine bubbles over a long period of time.
- the ultrafine bubbles have a small particle size and are easily dispersed at high concentrations.
- the liquid composition contains ultrafine bubbles with a small particle size and a narrow distribution range of particle sizes, making the ultrafine particles uniform in size and making it easier to maintain a stable effect.
- liquid composition according to any one of (1), (8) to (10), wherein the liquid composition contains a monohydric alcohol having 2 to 3 carbon atoms.
- the particle size of the ultrafine bubbles in the liquid composition tends to be small.
- the ejection product can be used by ejecting a liquid composition containing a high concentration of dispersed ultrafine bubbles at the time of use, making it easier to obtain an effect on the target object.
- An aerosol product for spraying a liquid composition the liquid composition being a liquid composition in which ultrafine bubbles are dispersed, the ultrafine bubbles have a particle diameter D90 of 50 to 300 nm at which a volume-integrated distribution value of 90% is reached, the number of the ultrafine bubbles is 4.0 x 10 or more per mL, the aerosol product comprising an aerosol container filled with a concentrate and a propellant, and a spray button attached to the aerosol container and having a spray hole formed therein, the aerosol product having a spray force of 10 to 400 mN at a distance of 5 cm from the spray hole when a substance is sprayed from the spray hole.
- the spray from the aerosol product at atmospheric pressure is sprayed with a specific spray force due to the passage resistance inside the spray button, making it easier for ultrafine bubbles to be generated in high concentrations in the spray and narrowing the distribution width of the particle diameters of the ultrafine bubbles.
- the resulting spray contains ultrafine bubbles that are stably dispersed in the spray, making it easier to obtain the effects of ultrafine bubbles.
- the compressed gas dissolved in the concentrate in the aerosol container is easily vaporized in the spray when it is sprayed to the outside.
- the ultrafine bubbles in the spray tend to have a small particle size of 50 to 300 nm, which is 90% of the total volume distribution, and tend to be dispersed at a high concentration of 4.0 x 107 or more per mL.
- the compressed gas dissolved in the concentrate inside the aerosol container is easily vaporized in the spray when it is sprayed to the outside.
- the spray tends to generate a high concentration of ultrafine bubbles, and the distribution width of the particle size of the ultrafine bubbles tends to be narrow.
- the liquefied gas dissolved in the concentrate in the aerosol container is easily vaporized in the spray when it is sprayed to the outside.
- the ultrafine bubbles in the spray tend to have a small particle size of 50 to 300 nm, which is 90% of the total volume distribution, and tend to be dispersed at a high concentration of 5.0 x 107 or more per mL.
- the injected material encounters strong resistance as it flows through the convergent passage, suppressing the vaporization of the propellant dissolved in the concentrate. Therefore, the propellant is more likely to vaporize after being injected to the outside from the injection hole. As a result, the injected material is more likely to generate a high concentration of ultrafine bubbles immediately after being injected.
- the flow rate of the injected material is narrowed by the injection hole, and as it passes through the convergence passage it encounters moderate passage resistance, suppressing vaporization of the propellant. Therefore, the propellant is likely to vaporize after being injected to the outside from the injection hole. As a result, the injected material is likely to generate a high concentration of ultrafine bubbles immediately after being injected.
- a liquid composition having dispersed therein ultrafine bubbles the ultrafine bubbles being bubbles formed by vaporization of a liquefied gas which becomes a gas at 25° C. under atmospheric pressure, the ultrafine bubbles having a particle diameter D90 of 90% of the volume-integrated distribution value being 50 to 300 nm, and the number of the ultrafine bubbles being 5.0 ⁇ 10 or more per mL.
- the liquid composition contains ultrafine bubbles with a small particle size of 50 to 300 nm, which is 90% of the total volume distribution, and is dispersed at a high concentration of 5.0 x 107 or more per mL.
- These ultrafine bubbles have excellent dispersion stability.
- the liquid composition is likely to provide the effects of the ultrafine bubbles of the liquefied gas over a long period of time.
- liquid composition according to (1) wherein the liquefied gas includes liquefied petroleum gas consisting of propane, normal butane, isobutane and mixtures thereof, hydrofluoroolefins having a boiling point below 5°C, and lipophilic liquefied gases which are mixtures thereof.
- liquefied petroleum gas consisting of propane, normal butane, isobutane and mixtures thereof, hydrofluoroolefins having a boiling point below 5°C, and lipophilic liquefied gases which are mixtures thereof.
- the liquid composition is more likely to disperse ultrafine bubbles at a stable particle size for a long period of time without redissolving, making it easier for the effects to last.
- the liquid composition is more likely to produce ultrafine bubbles with particle sizes that fall within a certain range.
- liquid composition according to (1) or (2) wherein the liquid composition contains a monohydric alcohol having 2 to 3 carbon atoms.
- the liquid composition is more likely to produce ultrafine bubbles with particle sizes that fall within a certain range.
- the ejection product can be used by ejecting the liquid composition in which ultrafine bubbles are dispersed at a high concentration when in use.
- the liquid composition contains ultrafine bubbles with a small particle size of 50 to 300 nm, which is 90% of the total volume distribution, and is dispersed at a high concentration of 4.0 x 107 or more per mL.
- These ultrafine bubbles have excellent dispersion stability.
- the liquid composition has many opportunities for the ultrafine bubbles to come into contact with the target object, making it easier to obtain the effects of the ultrafine bubbles over a long period of time.
- the ultrafine bubbles have a small particle size and are easily dispersed at high concentrations.
- the liquid composition contains ultrafine bubbles with a small particle size and a narrow distribution range of particle sizes, so the ultrafine particles are uniform in size and the effect is stable and long-lasting.
- liquid composition according to any one of (1) to (3), wherein the liquid composition contains a monohydric alcohol having 2 to 3 carbon atoms.
- the particle size of the ultrafine bubbles in the liquid composition tends to be small.
- An aerosol product that comprises an aerosol container filled with a concentrate and a propellant, and a spray button that is attached to the aerosol container and has a spray hole formed therein, and that when the substance is sprayed from the spray hole, the spray force at a distance of 5 cm from the spray hole is 10 to 400 mN.
- the spray from the aerosol product at atmospheric pressure is sprayed with a specific spray force due to the passage resistance inside the spray button, making it easier for ultrafine bubbles to be generated in high concentrations in the spray and narrowing the distribution width of the particle diameters of the ultrafine bubbles.
- the resulting spray contains ultrafine bubbles that are stably dispersed in the spray, making it easier to obtain the effects of ultrafine bubbles.
- the compressed gas dissolved in the concentrate in the aerosol container is easily vaporized in the spray when it is sprayed to the outside.
- the ultrafine bubbles in the spray tend to have a small particle size of 50 to 300 nm, which is 90% of the total volume distribution, and tend to be dispersed at a high concentration of 4.0 x 107 or more per mL.
- the compressed gas dissolved in the concentrate inside the aerosol container is easily vaporized in the spray when it is sprayed to the outside.
- the spray tends to generate a high concentration of ultrafine bubbles, and the distribution width of the particle size of the ultrafine bubbles tends to be narrow.
- the liquefied gas dissolved in the concentrate in the aerosol container is easily vaporized in the spray when it is sprayed to the outside.
- the ultrafine bubbles in the spray tend to have a small particle size of 50 to 300 nm, which is 90% of the total volume distribution, and tend to be dispersed at a high concentration of 5.0 x 107 or more per mL.
- the injected material encounters strong resistance as it flows through the convergent passage, suppressing the vaporization of the propellant dissolved in the concentrate. Therefore, the propellant is more likely to vaporize after being injected to the outside from the injection hole. As a result, the injected material is more likely to generate a high concentration of ultrafine bubbles immediately after being injected.
- the flow rate of the injected material is narrowed by the injection hole, and as it passes through the convergence passage it encounters moderate passage resistance, suppressing vaporization of the propellant. Therefore, the propellant is likely to vaporize after being injected to the outside from the injection hole. As a result, the injected material is likely to generate a high concentration of ultrafine bubbles immediately after being injected.
- Example A1 The pressure vessel was filled with 90 g (90% by mass) of water as a liquid, and the valve was fixed to the opening and sealed. Furthermore, 10 g (10% by mass) of liquefied petroleum gas was filled from the stem, and the discharge member of FIG. 1 (number of grooves in the diffusion passage: 4, number of grooves in the convergence passage: 4, injection hole: ⁇ 0.3) was attached to the stem to prepare an aerosol product. 20 mL of the contents of the obtained aerosol product was discharged into a separate cup-shaped container using the discharge member to prepare a liquid composition.
- Example A2 The aerosol product of Example A1 was fitted with a discharge member (with an injection hole of ⁇ 1.2) shown in FIG. 3 to prepare an aerosol product.
- Example A3 An aerosol product was produced in the same manner as in Example A1, except that hydrofluoroolefin (HFO-1234ze: trans-1,3,3,3-tetrafluoroprop-1-ene) was used instead of liquefied petroleum gas, and the content was discharged into a separate container using the discharge member of FIG. 1 to prepare a liquid composition.
- hydrofluoroolefin HFO-1234ze: trans-1,3,3,3-tetrafluoroprop-1-ene
- Example A4 The contents of the aerosol product of Example A3 were discharged into a separate container using the discharge member shown in FIG. 3 to prepare a liquid composition.
- Example A5 An aerosol product was produced in the same manner as in Example A1, except that dimethyl ether was used instead of liquefied petroleum gas, and the content was discharged into a separate container using the discharge member of FIG. 1 to prepare a liquid composition.
- Example A6 The contents of the aerosol product of Example A5 were discharged into a separate container using the discharge member shown in FIG. 3 to prepare a liquid composition.
- Example A1 The water used in Example A1 was used.
- Example A7 The pressure vessel was filled with 90 g (90% by mass) of ethanol as a liquid, and the valve was fixed to the opening and sealed. Furthermore, 10 g (10% by mass) of liquefied petroleum gas was filled from the stem, and the discharge member (injection hole ⁇ 1.2) shown in FIG. 3 was attached to the stem to prepare an aerosol product. 20 mL of the contents of the obtained aerosol product was discharged into a separate cup-shaped container using the discharge member to prepare a liquid composition.
- Example A2 The ethanol used in Example A7 was used.
- Figure 5 is a graph showing the relationship between the particle size and concentration of ultrafine bubbles dispersed in the liquid composition 1 day after spraying in Example A1.
- Figure 6 is a graph showing the relationship between the particle size and concentration of ultrafine bubbles dispersed in the liquid composition 15 minutes after spraying in Example A3.
- FIG. 7 is a graph showing the relationship between the particle size and concentration of ultrafine bubbles dispersed in the liquid composition of Example A3 one day after spraying.
- FIG. 8 is a graph showing the relationship between the particle size and concentration of ultrafine bubbles dispersed in the liquid composition of Example A5 15 minutes after spraying.
- FIG. 9 is a graph showing the relationship between the particle size and concentration of ultrafine bubbles dispersed in the liquid composition of Example A5 one day after spraying.
- FIG. 10 is a graph showing the relationship between the particle size and concentration of ultrafine bubbles dispersed in the liquid composition of Comparative Example A1.
- FIG. 11 is a graph showing the relationship between the particle size and concentration of ultrafine bubbles dispersed in the liquid composition of Example A7 15 minutes after spraying.
- FIG. 12 is a graph showing the relationship between the particle size and concentration of ultrafine bubbles dispersed in the liquid composition of Example A7 one day after spraying.
- FIG. 13 is a graph showing the relationship between the particle size and concentration of ultrafine bubbles dispersed in the liquid composition of Comparative Example A2.
- Example A1 which uses water as the liquid and disperses liquefied petroleum gas as ultrafine bubbles, 15 minutes after spraying, the ultrafine bubbles are concentrated in a particularly small range of values even in the nano order (1 to 1000 nm), D90 is 165.8 nm, and 6.14 x 108 ultrafine bubbles are contained per mL, and the liquid composition after 1 day of spraying contains 6.99 x 108 ultrafine bubbles per mL. The same was true for the liquid composition of Example A2.
- Example A3 which uses water as the liquid and has hydrofluoroolefin dispersed as the ultrafine bubbles, 15 minutes after spraying, the ultrafine bubbles are concentrated in a particularly small range of values even in the nano order (1 to 1000 nm), the D90 is 159.5 nm, and 1 mL contains as many as 4.02 x 108 ultrafine bubbles, and the liquid composition 1 day after spraying contains as many as 3.66 x 108 ultrafine bubbles per mL. The same was true for the liquid composition of Example A4.
- Example A5 which uses water as the liquid and has dimethyl ether dispersed as the ultrafine bubbles, had ultrafine bubbles concentrated in a particularly small range of values in the nano order (1 to 1000 nm) after 15 minutes of spraying, had a D90 of 197.1 nm, and contained as many as 1.04 x 10 ultrafine bubbles per mL, and the liquid composition after 1 day of spraying contained as many as 8.11 x 10 ultrafine bubbles per mL. The same was true for the liquid composition of Example A6.
- the liquid composition of Comparative Example A1 using only water had air bubbles of the nano-order (1 to 1000 nm), but the D90 was 378.5 nm and the number of bubbles per mL was small at 6.25 ⁇ 10 6 bubbles.
- the liquid composition of Example A7 which uses ethanol as the liquid and has liquefied petroleum gas dispersed therein as ultrafine bubbles, has ultrafine bubbles concentrated in a particularly small range of values even in the nano order (1 to 1000 nm), has a D90 of 221.9 nm, and contains as many as 1.07 x 10 ultrafine bubbles per mL.
- the liquid composition contained as many as 4.22 x 10 ultrafine bubbles per mL.
- Example B1 An outer container without an inner bag was filled with water as a liquid, and then a valve was attached to the outer container, and nitrogen gas was filled through the valve. This was stored at room temperature for 3 days, and a part of the nitrogen gas was saturated and dissolved in water to produce an aerosol product.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25°C), and the amount of nitrogen gas dissolved per 1 mL of water calculated from the full amount of the outer container, the amount of water filled, the amount of nitrogen gas filled, and the pressure was 130 ppm.
- the valve had a stem hole of ⁇ 0.4, the housing had a lower hole of ⁇ 1.0, no horizontal hole, and a dip tube was attached to the bottom of the housing, so that only the liquid could be discharged to the outside from the bottom of the outer container.
- the valve was equipped with a discharge member (discharge hole: ⁇ 0.3) provided with a diffusion passage (number of grooves: 4) and a convergence passage (number of grooves: 4) as shown in Figure 14. 20 mL of the contents were discharged from the obtained aerosol product into a separate cup-shaped container, and ultrafine bubbles were generated and dispersed to produce a liquid composition.
- Example B2 A discharge member (discharge hole: ⁇ 0.33, number of grooves of convergent passage: 3) shown in Fig. 15 was attached to the aerosol product of Example 1, and the liquid composition was discharged into a separate container.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25°C).
- Example B3 The aerosol product of Example B1 was fitted with the discharge member shown in Fig. 15 (discharge hole: ⁇ 0.3, number of grooves of convergent passage: 8), and discharged into a separate container to prepare a liquid composition.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25°C).
- Example B4 The aerosol product of Example B1 was attached with a discharge member (discharge hole: ⁇ 1.2, passage length: 10.5 mm) shown in Fig. 16 and discharged into a separate container to prepare a liquid composition.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25°C).
- Example B5 The inner bag (single layer of polyethylene) of the pressure-resistant container shown in FIG. B14 was filled with water as a liquid, and then the space between the outer container and the inner bag was filled with nitrogen gas, and a valve was attached.
- the inner bag was filled with water liquid-tight, and the valve had a stem hole of ⁇ 0.4, and the side hole of the housing was configured to open into the water (liquid phase) and not open into the gas phase. This was stored at room temperature for 3 days, and a part of the nitrogen gas was permeated through the inner bag and saturated and dissolved in water to produce an aerosol product.
- Example B6 An aerosol product was manufactured in the same manner as in Example B1, except that carbon dioxide gas was used instead of nitrogen gas, and the contents were discharged using the discharge member (discharge hole: ⁇ 0.3) shown in Fig. 14 to prepare a liquid composition.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25°C), and the amount of carbon dioxide gas dissolved in 1 mL of water calculated from the full amount of the outer container, the amount of water filled, the amount of carbon dioxide gas filled, and the pressure was 13,700 ppm.
- Example B7 The aerosol product of Example B6 was discharged into a separate container using the discharge member (discharge hole: ⁇ 1.2, passage length: 10.5 mm) shown in Fig. 16 to prepare a liquid composition.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25°C).
- Example B1 The water used in Example B1 was used.
- Example B2 The water used in Example B1 was filled into a bottle, and a direct pressure pump was attached to the bottle. This was stored at room temperature for 3 days to produce a pump product. A discharge member (discharge hole: ⁇ 0.3) shown in FIG. 14 was attached. The direct pressure pump of the obtained pump product was operated to discharge 20 mL of water into another container to produce a liquid composition.
- Example B3 A button with a flow rate adjustment mechanism (discharge hole ⁇ 0.3, manufactured by Mitani Valve Co., Ltd.) described in Patent Document 1 was attached to the aerosol product of Example B1, and the product was discharged into a separate container to prepare a liquid composition.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25° C.).
- Example B8 An aerosol product was manufactured in the same manner as in Example B1, except that ethanol was used instead of water and carbon dioxide gas was used instead of nitrogen gas, and the liquid composition was produced by discharging the contents using the discharge member (discharge hole: ⁇ 1.2, passage length: 10.5 mm) shown in Fig. 16.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25°C), and the amount of carbon dioxide gas dissolved in 1 mL of ethanol calculated from the full amount of the outer container, the amount of ethanol filled, the amount of carbon dioxide gas filled, and the pressure was 54,000 ppm.
- Example B4 The ethanol used in Example B8 was used.
- Example B5 The ethanol used in Example B8 was filled into a bottle, and a direct pressure pump was attached to the bottle. This was stored at room temperature for 3 days to produce a pump product.
- the discharge member (discharge hole: ⁇ 0.3) shown in FIG. 14 was attached.
- the direct pressure pump of the obtained pump product was operated to discharge 20 mL of ethanol into another container, and a liquid composition was produced.
- the D90, D50, D10 and particle count of the liquid compositions obtained in Examples B1 to B8 and Comparative Examples B1 to B5 were measured using a nanotracking particle size measuring device (Nanosite NS300, manufactured by Malvern Panalytical Ltd) for the liquid compositions adjusted to 25°C. The measurements were performed without diluting the liquid compositions with a solvent. The results are shown in Table 2. Graphs showing the relationship between particle size and concentration for Examples B1, B6, B8 and Comparative Examples B1 to B5 are shown in Figures 17 to 26.
- Example B1 which used water as the liquid and nitrogen gas, had ultrafine bubbles concentrated in a particularly small range of values even in the nano order (1 to 1000 nm), had a D90 of 187.4 nm, and contained as many as 3.19 x 108 ultrafine bubbles per mL, and the liquid composition one day after spraying contained as many as 1.33 x 108 ultrafine bubbles per mL. The same was true for the liquid compositions of Examples B2 to B5.
- the liquid composition of Example B6 which uses water as the liquid and has carbon dioxide gas dispersed as ultrafine bubbles, has ultrafine bubbles concentrated in a particularly small range of values even in the nano order (1 to 1000 nm), has a D90 of 213.4 nm, contains as many as 1.67 x 108 ultrafine bubbles per mL, and the liquid composition one day after spraying contains as many as 3.32 x 107 ultrafine bubbles per mL. The same was true for the liquid composition of Example B7.
- the liquid composition of Comparative Example B3 which used water as the liquid and a button with a flow rate adjustment mechanism, had a high concentration of 2.49 ⁇ 10 particles per mL, but also had many particles with diameters exceeding 300 nm (e.g., 800 nm), with a D90 of 680.6 nm.
- the ultrafine bubbles were concentrated in a particularly small range of values even in the nano order (1 to 1000 nm), the D90 was 181.4 nm, and 1 mL of the liquid composition contained as many as 4.81 ⁇ 10 ultrafine bubbles.
- Example B9 An outer container without an inner bag was filled with water as a liquid, and then a valve was attached to the outer container, and nitrogen gas was filled through the valve. This was stored at room temperature for 3 days, and a part of the nitrogen gas was saturated and dissolved in water to produce an aerosol product.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25°C), and the amount of nitrogen gas dissolved in 1 mL of water calculated from the full amount of the outer container, the amount of water filled, the amount of nitrogen gas filled, and the pressure was 130 ppm.
- the valve had a stem hole of ⁇ 0.4, the housing had a lower hole of ⁇ 1.0, no side hole, and a dip tube was attached to the bottom of the housing, so that only the liquid could be discharged to the outside from the bottom of the outer container.
- the valve was equipped with a discharge member (discharge hole: ⁇ 0.36) provided with a diffusion passage (number of grooves: 4) and a convergence passage (number of grooves: 4) as shown in Figure 14. 20 mL of the contents were discharged from the obtained aerosol product into a separate cup-shaped container, and ultrafine bubbles were generated and dispersed to produce a liquid composition.
- Example B10 The aerosol product of Example B9 was fitted with the discharge member shown in Fig. 15 (discharge hole: ⁇ 0.60, number of grooves of convergent passage: 4), and discharged into another container to prepare a liquid composition.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25°C).
- Example B11 The aerosol product of Example B9 was fitted with the discharge member 8a (discharge hole 82a: ⁇ 0.35, passage length: 6 mm) shown in Fig. 27 and discharged into a separate container to prepare a liquid composition.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25°C).
- Example B12 The aerosol product of Example B9 was attached with the discharge member 8a (discharge hole 82a: ⁇ 1.2, passage length: 6 mm) shown in Fig. 27 and discharged into a separate container to prepare a liquid composition.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25°C).
- Example B13 The aerosol product of Example B9 was fitted with a discharge member (discharge hole: ⁇ 0.3, passage length: 10.5 mm) shown in Fig. 16 and discharged into a separate container to prepare a liquid composition.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25°C).
- Example B14 An outer container without an inner bag was filled with water as a liquid, and then a valve was attached to the outer container, and nitrogen gas was filled through the valve. This was stored at room temperature for 3 days, and a part of the nitrogen gas was saturated and dissolved in water to produce an aerosol product.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25°C), and the amount of nitrogen gas dissolved in 1 mL of water calculated from the full amount of the outer container, the amount of water filled, the amount of nitrogen gas filled, and the pressure was 130 ppm.
- the valve had a stem hole of ⁇ 0.3, the housing had a lower hole of ⁇ 0.3, no side hole, and a dip tube was attached to the bottom of the housing, so that only the liquid could be discharged to the outside from the bottom of the outer container.
- the valve was equipped with a discharge member (discharge hole: ⁇ 0.36) provided with a diffusion passage (number of grooves: 4) and a convergence passage (number of grooves: 4) as shown in Figure 14. 20 mL of the contents were discharged from the obtained aerosol product into a separate cup-shaped container, and ultrafine bubbles were generated and dispersed to produce a liquid composition.
- Example C1 The pressure-resistant container shown in FIG. 1 was filled with water as the stock solution, and then a valve was attached to the pressure-resistant container, and nitrogen gas was filled through the valve. This was stored at room temperature for 3 days, and a part of the nitrogen gas was saturated and dissolved in water.
- the pressure in the container was 0.8 MPa (25° C.), and the amount of nitrogen gas dissolved in 1 mL of water calculated from the full amount of the pressure-resistant container, the amount of water filled, the amount of nitrogen gas filled, and the pressure was 130 ppm.
- the valve had a stem hole of ⁇ 0.4, the housing had a lower hole of ⁇ 1.0, no side hole, and a dip tube was attached to the bottom of the housing, so that only the stock solution can be sprayed to the outside from the bottom of the pressure-resistant container.
- An injection button (injection hole: ⁇ 0.3) with a diffusion passage (number of grooves: 4) and a convergence passage (number of grooves: 4) shown in FIG. 1 was attached to the valve, and an aerosol product was manufactured. 20 mL of the contents of the obtained aerosol product was sprayed into a separate cup-shaped container, and ultrafine bubbles were generated and dispersed to produce an injection product.
- the jetting amount at 25° C. was 0.8 g/sec.
- Example C2 The aerosol product of Example C1 was fitted with the spray button (spray hole: ⁇ 0.33, number of grooves in the convergence passage: 3) shown in Fig. 2, and sprayed into a separate container to produce a spray.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25°C), and the spray amount was 1.6 g/sec. I did.
- Example C3 The aerosol product of Example C1 was fitted with the spray button (spray hole: ⁇ 0.3, number of grooves in the convergence passage: 8) shown in Fig. 2, and sprayed into a separate container to produce a spray.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25°C), and the spray amount was 0.7 g/sec.
- Example C4 The aerosol product of Example C1 was fitted with the spray button (spray hole: ⁇ 1.2, passage length: 10.5 mm) shown in Fig. 3 and sprayed into a separate container to produce a spray.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25°C), and the spray amount was 5.4 g/sec.
- Example C5 An aerosol product was manufactured in the same manner as in Example C1, except that carbon dioxide gas was used instead of nitrogen gas, and the spray button shown in Fig. 1 was attached to spray the product into a separate container to produce a spray.
- the pressure in the container was 0.8 MPa (25°C), and the amount of carbon dioxide gas dissolved in 1 mL of water calculated from the full amount of the pressure-resistant container, the amount of water filled, the amount of carbon dioxide gas filled, and the pressure was 13,700 ppm, and the spray amount was 0.7 g/sec.
- Example C6 The aerosol product of Example C5 was fitted with the spray button (spray hole: ⁇ 1.2, passage length: 10.5 mm) shown in Fig. 3 and sprayed into a separate container to produce a spray.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25°C), and the spray amount was 4.2 g/sec.
- Example C1 The water used in Example C1 was used.
- Example C2 The water used in Example C1 was filled into a bottle, and a direct pressure pump was attached to the bottle. This was stored at room temperature for 3 days to produce a pump product. An injection button (injection hole: ⁇ 0.3) as shown in FIG. 1 was attached. The direct pressure pump of the obtained pump product was operated to inject 20 mL of water into another container to produce an injection product.
- Example C3 A button with a flow rate adjustment mechanism (spray hole: ⁇ 0.3, manufactured by Mitani Valve Co., Ltd.) described in Patent Document 1 was attached to the aerosol product of Example C1, and the product was sprayed into a separate container to prepare a spray.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25° C.), and the spray amount was 0.5 g/sec.
- Example C7 The pressure vessel shown in FIG. 1 was filled with ethanol as the stock solution, and then a valve was attached to the pressure vessel, and carbon dioxide gas was filled from the valve. This was stored at room temperature for 3 days, and a part of the carbon dioxide gas was saturated and dissolved in the ethanol.
- the pressure in the vessel was 0.8 MPa (25° C.), and the amount of carbon dioxide gas dissolved in 1 mL of ethanol calculated from the full amount of the pressure vessel, the amount of ethanol filled, the amount of carbon dioxide gas filled, and the pressure was 54,000 ppm.
- the valve had a stem hole of ⁇ 0.4, the housing had a pilot hole of ⁇ 1.0, no horizontal hole, and a dip tube was attached to the bottom of the housing, so that only the stock solution could be sprayed to the outside from the bottom of the pressure vessel.
- the valve was sprayed into another vessel using the spray button (spray hole: ⁇ 1.2) of FIG. 3, to prepare a spray.
- the amount of spray at 25° C. was 4.5 g/sec.
- Example C4 The ethanol used in Example C8 was used.
- Example C5 The ethanol used in Example C8 was filled into a bottle, and a direct pressure pump was attached to the bottle. This was stored at room temperature for 3 days to produce a pump product. An injection button (injection hole: ⁇ 0.3) as shown in FIG. 1 was attached. The direct pressure pump of the obtained pump product was operated to inject 20 mL of ethanol into a separate container to produce an injection product.
- the aerosol products of Examples C1 to C4 which used water as the stock solution and nitrogen gas as the compressed gas, had a propelling force in the range of 10 to 200 mN, and the ultrafine bubbles were concentrated in the range of small values of D90 of 200 nm or less even in the nano-order (1 to 1000 nm), and contained 8.0 x 107 or more ultrafine bubbles per mL.
- the aerosol products of Examples C5 to C6 which used water as the concentrate and carbon dioxide as the compressed gas, had a propelling force in the range of 20 to 250 mN, and the ultrafine bubbles were concentrated in the range of small values, D90 being 250 nm or less, even in the nano-order (1 to 1000 nm), and contained 1.0 x 10 or more ultrafine bubbles per mL.
- the aerosol product of Comparative Example C3 which used the spray button with the flow rate adjustment mechanism described in Patent Document 1, had a spray force of 8 mN. Also, many of the aerosol products of Comparative Example C3 had particle diameters exceeding 300 nm (e.g., 800 nm), and had a D90 of 680.6 nm.
- This flow rate adjustment mechanism is equipped with a piston and spring between the mounting hole and the spray hole, and the size of the communication hole to the spray hole changes depending on the position of the piston, making it possible to adjust the flow rate. Therefore, the contents taken in from the stem are sprayed against the pressing force of the spring via the piston, resulting in a large pressure loss and a significant suppression of the spray force. In addition, it is believed that the contents that pass through the communication hole are prone to generating air bubbles, resulting in many air bubbles exceeding 300 nm.
- the aerosol product of Example C7 which used ethanol as the concentrate and carbon dioxide as the compressed gas, had a propelling force of 323 mN, and the ultrafine bubbles were concentrated in the nano-order (1 to 1000 nm) range with a D90 of 200 nm or less, and contained as many as 4.81 ⁇ 10 ultrafine bubbles per mL.
- the liquid (ethanol) of Comparative Example C4 using only ethanol had ultrafine bubbles of nano-order (1 to 1000 nm), but the particle number was extremely small at 5.03 x 10 particles per mL, and the spray of the product of Comparative Example C5, in which ethanol was sprayed using a pump, had a spray force of 52 mN, but the particle number was also small at 2.87 x 10 particles per mL.
- Example C8 The pressure-resistant container shown in FIG. 1 was filled with water as the stock solution, and then a valve was attached to the pressure-resistant container, and nitrogen gas was filled through the valve. This was stored at room temperature for 3 days, and a part of the nitrogen gas was saturated and dissolved in water.
- the pressure in the container was 0.8 MPa (25° C.), and the amount of nitrogen gas dissolved in 1 mL of water calculated from the full amount of the pressure-resistant container, the amount of water filled, the amount of nitrogen gas filled, and the pressure was 130 ppm.
- the valve had a stem hole of ⁇ 0.4, the housing had a lower hole of ⁇ 1.0, no horizontal hole, and a dip tube was attached to the bottom of the housing, so that only the stock solution can be sprayed to the outside from the bottom of the pressure-resistant container.
- An injection button (injection hole: ⁇ 0.36) with a diffusion passage (number of grooves: 4) and a convergence passage (number of grooves: 4) shown in FIG. 1 was attached to the valve, and an aerosol product was manufactured. 20 mL of the contents of the obtained aerosol product was sprayed into a separate cup-shaped container, and ultrafine bubbles were generated and dispersed to produce an injection product.
- the jetting amount at 25° C. was 1.0 g/sec.
- Example C9 The aerosol product of Example C8 was fitted with the spray button shown in Fig. 2 (spray hole: ⁇ 0.60, number of grooves in the convergence passage: 4), and discharged into a separate container to produce a spray.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25°C), and the spray amount was 3.7 g/sec.
- Example C10 The aerosol product of Example C8 was fitted with the spray button 8a (spray hole: ⁇ 0.35, passage length: 6 mm) shown in Fig. 43 and sprayed into a separate container to produce a spray.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25°C), and the spray amount was 2.7 g/sec.
- Example C11 The aerosol product of Example C8 was fitted with the spray button 8a (spray hole: ⁇ 1.2, passage length: 6 mm) shown in Fig. 43 and sprayed into a separate container to produce a spray.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25°C), and the spray amount was 4.9 g/sec.
- Example C12 The aerosol product of Example C8 was fitted with the spray button 8 (spray hole: ⁇ 0.3, passage length: 10.5 mm) shown in Fig. 3 and sprayed into a separate container to produce a spray.
- the pressure inside the container was 0.8 MPa (25°C), and the spray amount was 2.1 g/sec.
- Example C13 The pressure-resistant container shown in FIG. 1 was filled with water as the stock solution, and then a valve was attached to the pressure-resistant container, and nitrogen gas was filled through the valve. This was stored at room temperature for 3 days, and a part of the nitrogen gas was saturated and dissolved in water.
- the pressure in the container was 0.8 MPa (25° C.), and the amount of nitrogen gas dissolved in 1 mL of water calculated from the full amount of the pressure-resistant container, the amount of water filled, the amount of nitrogen gas filled, and the pressure was 130 ppm.
- the valve had a stem hole of ⁇ 0.3, the housing had a lower hole of ⁇ 0.3, no horizontal hole, and a dip tube was attached to the bottom of the housing, so that only the liquid can be discharged to the outside from the bottom of the pressure-resistant container.
- An injection button (injection hole: ⁇ 0.36) with a diffusion passage (number of grooves: 4) and a convergence passage (number of grooves: 4) shown in FIG. 1 was attached to the valve, and an aerosol product was manufactured. 20 mL of the contents of the obtained aerosol product was injected into a separate cup-shaped container, and ultrafine bubbles were generated and dispersed to produce an injection product. The jetting amount at 25° C. was 0.9 g/sec.
- Example C14 The pressure-resistant container shown in Fig. 1 was filled with 90 g (90 mass%) of water as a concentrate, and the valve was fixed to the opening and sealed. Furthermore, 10 g (10 mass%) of liquefied petroleum gas was filled from the stem, and an injection button (injection hole ⁇ 1.2) shown in Fig. 3 was attached to the stem to prepare an aerosol product. 20 mL of the contents of the obtained aerosol product was ejected into a separate cup-shaped container using the injection button to prepare an injection product. The pressure inside the container was 0.21 MPa (25°C), and the injection amount was 2.3 g/sec.
- Example C15 An aerosol product was produced in the same manner as in Example 14, except that hydrofluoroolefin (HFO-1234ze: trans-1,3,3,3-tetrafluoroprop-1-ene) was used instead of liquefied petroleum gas, and a spray button (spray hole: ⁇ 0.3) having a diffusion passage (number of grooves: 4) and a convergence passage (number of grooves: 4) as shown in Figure 1 was attached. The contents were discharged into a separate container using the spray button in Figure 1 to produce a spray. The pressure inside the container was 0.42 MPa (25°C), and the spray amount was 0.7 g/sec.
- HFO-1234ze trans-1,3,3,3-tetrafluoroprop-1-ene
- the aerosol products of Examples C8 to C13 which used water as the stock solution and nitrogen gas as the compressed gas, had a propelling force in the range of 10 to 200 mN, and the ultrafine bubbles were concentrated in a small range of D90 of 200 nm or less even in the nano-order (1 to 1000 nm), and contained 4.0 x 10 7 or more ultrafine bubbles per mL.
- Example C14 which used water as the stock solution and liquefied petroleum gas as the liquefied gas
- Example C15 which used hydrofluoroolefin
- Valve mechanism 32 Housing 32a Liquid phase introduction hole (or intake hole) 33 Stem 33a Stem hole 34 Stem rubber 35 Spring 36 Tube 4 Discharge member (or injection button) 5 Operation part 51 Mounting hole 52 Discharge hole (or injection hole) 53 First pipe 54 Branching member 55 Nozzle 6 Discharge member (or injection button) 6a: Operating portion 61: First pipe 62: Branching member 63: Fitting portion 64: Cylindrical portion 7: Nozzle 71: Leg portion 72: Bottom plate 73: Recess 74: Passage in discharge member (or injection passage) 7p Discharge hole (or injection hole) 8, 8a Discharge member (or injection button) 81: First pipe 81a, 81b, 9: Nozzle 81c: Nozzle portion 82a, 91: Discharge hole (or injection hole) 92 Root part L Liquid (or concentrate) La Liquid phase R Swirling chamber
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Abstract
超微細気泡(ウルトラファインバブル)が、高濃度で、かつ、長期間安定に分散された、液状組成物および吐出製品を提供する。超微細気泡が分散した液状組成物であり、超微細気泡の、体積積算分布の値が90%になる粒子径D90は、50~300nmであり、超微細気泡の個数は、1mLあたり、4.0×107個以上である、液状組成物である。
Description
本発明は、液状組成物、吐出製品、エアゾール製品に関する。より詳細には、本発明は、超微細気泡(ウルトラファインバブル)が、高濃度で、かつ、長期間安定に分散された、液状組成物および吐出製品に関する。また、本発明は、超微細気泡(ウルトラファインバブル)を高濃度で発生させることができ、かつ、超微細気泡の粒子径の分布幅が小さくなる、エアゾール製品に関する。
従来、液体中に、ナノオーダー(1~1000nm)の気泡を分散させる方法が開発されている。特許文献1には、エアゾール容器を用いたウルトラファインバブルの発生使用方法と発生装置が開示されている。特許文献1の発生装置は、エアゾール容器に水を主成分とする液体と噴射ガス(窒素ガス)とを充填し、流量調整機構付きの噴射ボタンを用いることにより、粒子径が50~1000nm程度のウルトラファインバブルを含む液体を噴射することができる。
しかしながら、特許文献1に記載の発生装置によれば、流量調整機構は、噴射状態を一定にするためにピストンとスプリングとを用いて流量を調整している。そのため、発生する気泡の粒子径は、50~1000nmであり、幅広い範囲を示す。ウルトラファインバブルのうち、粒子径の大きな気泡が多いと、液体中に保持されにくく、気泡が消失しやすい。その結果、特許文献1に記載の発生装置は、ウルトラファインバブルを、高濃度で、かつ、長期間安定に分散されることができない。
本発明は、このような先行技術とは異なり、超微細気泡(ウルトラファインバブル)が、高濃度で、かつ、長期間安定に分散された、液状組成物および吐出製品を提供することを目的とする。また、本発明は、噴射物中に超微細気泡(ウルトラファインバブル)を高濃度で発生させることができ、かつ、超微細気泡の粒子径の分布幅が小さくなる、エアゾール製品を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の一態様に関する液状組成物は、超微細気泡が分散した液状組成物であり、前記超微細気泡の、体積積算分布の値が90%になる粒子径D90は、50~300nmであり、前記超微細気泡の個数は、1mLあたり、4.0×107個以上である、液状組成物である。
また、上記課題を解決する本発明の一態様に関する吐出製品は、上記液状組成物を、吐出容器に充填した吐出製品である。
さらに、上記課題を解決する本発明の一態様に関するエアゾール製品は、液状組成物を噴射するためのエアゾール製品であり、前記液状組成物は、超微細気泡が分散した液状組成物であり、前記超微細気泡の、体積積算分布の値が90%になる粒子径D90は、50~300nmであり、前記超微細気泡の個数は、1mLあたり、4.0×107個以上であり、原液と噴射剤とが充填されたエアゾール容器と、前記エアゾール容器に装着され、噴射孔が形成された噴射ボタンとからなり、前記噴射孔から噴射物を噴射する場合において、噴射孔からの距離5cmにおける噴射力は、10~400mNである、エアゾール製品である。
<液状組成物>
本発明の液状組成物は、超微細気泡が分散した液状組成物である。超微細気泡の、体積積算分布の値が90%になる粒子径D90は、50~300nmである。液状組成物は、超微細気泡の個数は、1mLあたり、4.0×107個以上である。以下、本発明の好適な実施形態の一例について、説明する。
本発明の液状組成物は、超微細気泡が分散した液状組成物である。超微細気泡の、体積積算分布の値が90%になる粒子径D90は、50~300nmである。液状組成物は、超微細気泡の個数は、1mLあたり、4.0×107個以上である。以下、本発明の好適な実施形態の一例について、説明する。
[第1の実施形態]
本発明の本実施形態(第1の実施形態)の液状組成物は、超微細気泡が、25℃大気圧下で気体になる液化ガスが気化した気泡であり、超微細気泡の個数は、1mLあたり、5.0×107個以上であることが好ましい。
本発明の本実施形態(第1の実施形態)の液状組成物は、超微細気泡が、25℃大気圧下で気体になる液化ガスが気化した気泡であり、超微細気泡の個数は、1mLあたり、5.0×107個以上であることが好ましい。
(液体)
液状組成物を構成する液体は特に限定されない。一例を挙げると、液体は、各種水性溶媒、油性溶媒を主成分として含有する。より具体的には、水性溶媒は、精製水、イオン交換水、生理食塩水、海洋深層水等の水や、エタノール、イソプロパノールなどの炭素数が2~3個の1価アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリンなどの2~3価のポリオール等のアルコール類、および水とアルコール類の混合物等である。油性溶媒は、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、アジピン酸ジイソプロピル、トリ(カプリル・カプリン酸)グリセリン、コハク酸ジエトキシエチル、ジネオペンタン酸メチルペンタンジオール、ジカプリン酸ネオペンチルグリコール等のエステル油、流動パラフィン、ケロシン、スクワレン、スクワラン、イソパラフィン等の炭化水素油、アボカド油、ツバキ油、タートル油、マカデミアナッツ油、トウモロコシ油、ミンク油、オリーブ油、ナタネ油、ゴマ油、ヒマシ油、アマニ油、サフラワー油、ホホバ油、麦芽油、ヤシ油、パーム油等の油脂、メチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、メチルポリシクロシロキサン等のシリコーンオイル、トランス-1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン(HFO-1233zd(E)、沸点19℃)、シス-1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン(HFO-1233zd(Z)、沸点39℃)、シス-1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロオレフィン(HFO-1224yd(Z)、沸点15℃)等の沸点が5~40℃であるハイドロフルオロオレフィン等である。水性溶媒や油性溶媒で例示した成分は、添加剤や有効成分として溶媒に添加してもよい。
液状組成物を構成する液体は特に限定されない。一例を挙げると、液体は、各種水性溶媒、油性溶媒を主成分として含有する。より具体的には、水性溶媒は、精製水、イオン交換水、生理食塩水、海洋深層水等の水や、エタノール、イソプロパノールなどの炭素数が2~3個の1価アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリンなどの2~3価のポリオール等のアルコール類、および水とアルコール類の混合物等である。油性溶媒は、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、アジピン酸ジイソプロピル、トリ(カプリル・カプリン酸)グリセリン、コハク酸ジエトキシエチル、ジネオペンタン酸メチルペンタンジオール、ジカプリン酸ネオペンチルグリコール等のエステル油、流動パラフィン、ケロシン、スクワレン、スクワラン、イソパラフィン等の炭化水素油、アボカド油、ツバキ油、タートル油、マカデミアナッツ油、トウモロコシ油、ミンク油、オリーブ油、ナタネ油、ゴマ油、ヒマシ油、アマニ油、サフラワー油、ホホバ油、麦芽油、ヤシ油、パーム油等の油脂、メチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、メチルポリシクロシロキサン等のシリコーンオイル、トランス-1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン(HFO-1233zd(E)、沸点19℃)、シス-1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン(HFO-1233zd(Z)、沸点39℃)、シス-1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロオレフィン(HFO-1224yd(Z)、沸点15℃)等の沸点が5~40℃であるハイドロフルオロオレフィン等である。水性溶媒や油性溶媒で例示した成分は、添加剤や有効成分として溶媒に添加してもよい。
溶媒の含有量は、液体中60質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましい。また、溶媒の含有量は、液体中100質量%以下であることが好ましく、99.9質量%以下であることがより好ましい。溶媒の含有量が上記範囲内であることにより、後述する液化ガスの超微細気泡は、粒子径が小さく、長期間安定に分散しやすい。特に、水を液体中60質量%以上含有する場合は、液状組成物は、超微細気泡の粒子径が小さく、かつ粒子径の分布幅が狭くなり、超微細粒子の大きさが揃い、安定した効果が持続しやすい。
(超微細気泡)
超微細気泡は、液体中に分散した微細な気泡である。
超微細気泡は、液体中に分散した微細な気泡である。
超微細気泡の、体積積算分布の値が90%になる粒子径D90は、50nm以上であればよく、70nm以上であることが好ましい。また、超微細気泡の、体積積算分布の値が90%になる粒子径D90は、300nm以下であればよく、250nm以下であることが好ましい。D90が上記範囲内であることにより、液状組成物は、平均粒子径がナノオーダー(1~1000nm)である微細な気泡の中でも、特に、10~300nmである超微細気泡が多数を占める。その結果、得られる液状組成物は、透明度が高く、かつ、超微細気泡が、高濃度で、かつ、長期間安定に分散され得る。
なお、本実施形態において、積算分布の値が90%になる粒子径D90の測定方法は、たとえば、ナノトラッキング粒子径測定装置(ナノサイトNS300、Malvern Panalytical Ltd製)を用いて、25℃に調整した液状組成物を測定し得る。
上記ナノトラッキング粒子径測定装置によれば、D90のほか、積算分布の値が50%になる粒子径D50、積算分布の値が10%になる粒子径D10も測定し得る。また、ナノトラッキング粒子径測定装置によれば、1mLあたりの超微細気泡の個数も測定し得る。
超微細気泡のD50は、30nm以上であることが好ましく、50nm以上であることがより好ましい。また、超微細気泡のD50は、200nm以下であることが好ましく、170nm以下であることがより好ましい。また、超微細気泡のD10は、10nm以上であることが好ましく、20nm以上であることがより好ましい。また、超微細気泡のD10は、150nm以下であることが好ましく、120nm以下であることがより好ましい。D50およびD10が上記範囲内であることにより、液状組成物は、平均粒子径がナノオーダー(1~1000nm)である微細な気泡の中でも、特に、D90が10~300nmである超微細気泡が多数を占める。その結果、得られる液状組成物は、透明度が高く、かつ、超微細気泡が、高濃度で、かつ、長期間安定に分散され得る。
本実施形態の超微細気泡は、粒子径が300nmを超える気泡の割合が、全気泡の総数中、10%以下であることが好ましく、5%以下であることがより好ましい。
超微細気泡の個数は、発生させた直後(たとえば、超微細気泡を発生させた15分後に測定した個数)では、1mLあたり、4.0×107個以上であればよく、5.0×107個以上であることが好ましく、8.0×107個以上であることがより好ましく、1.0×108個以上であることがさらに好ましい。超微細気泡の個数が上記範囲内であることにより、液状組成物は、高濃度に超微細気泡を含み得る。
超微細気泡を構成する気泡は、25℃大気圧下で気体になる、液化ガスが気化した気泡であることが好ましい。これにより、液状組成物は、超微細気泡が高濃度で分散しやすく、超微細気泡による効果が長期間に渡って得られやすい。
液化ガスは特に限定されない。一例を挙げると、液化ガスは、たとえば、プロパン、ノルマルブタン、イソブタンおよびこれらの混合物からなる液化石油ガス、トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロパ-1-エンなどの沸点が5℃以下であるハイドロフルオロオレフィン、およびこれらの混合物である親油性液化ガスや、ジメチルエーテルからなる両媒性液化ガス、およびこれらの混合物等である。
これらの中でも、液化ガスが、プロパン、ノルマルブタン、イソブタンおよびこれらの混合物からなる液化石油ガス、トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロパ-1-エンなどの沸点が5℃未満であるハイドロフルオロオレフィン、およびこれらの混合物である親油性液化ガスを含む場合、液状組成物は、人体に使用する場合は超微細気泡が皮膚の表面に付着しやすく、適用箇所における皮脂などの汚れを除去する効果等が長期間に渡って得られやすい。また、液状組成物中に浸け置くことで油汚れ等を吸着・除去する洗浄効果等が得られやすい。さらに、水を含有する溶媒を用いる場合、親油性液化ガスは超微細気泡を発生させるタンクやエアゾール容器内で液体と分離しやすい。しかしながら、親油性液化ガスは、液体中に常に飽和溶解している。そのため、液状組成物は、超微細気泡の発生数が多く、また安定しやすい。
一方、液化ガスが、ジメチルエーテルを含む場合、液状組成物は、より粒子径が一定の範囲に収まった超微細気泡が得られやすく、分散安定性がより優れる。
また、超微細気泡は、液化ガスが気化した気泡以外に、圧縮ガスの気泡が分散していてもよい。一例を挙げると、圧縮ガスは、25℃、大気圧下における液体(溶媒)1mLに対する溶解量が0.001mL以上であることが好ましく、0.005mL以上であることがより好ましい。また、圧縮ガスは、溶解量が5mL以下であることが好ましく、3mL以下であることがより好ましい。圧縮ガスの液体への溶解量が上記範囲内であることにより、圧縮ガスの超微細気泡の粒子径が小さく、超微細粒子の大きさが揃いやすく、高濃度で分散しやすい。
より具体的には、圧縮ガスは、窒素(水1mLに対して0.0141mL、エタノール1mLに対して0.137mL)、水素(水1mLに対して0.0175mL、エタノール1mLに対して0.0784mL)、ヘリウム(水1mLに対して0.0087mL、エタノール1mLに対して0.0294mL)、六フッ化硫黄(水1mLに対して0.00545mL)、空気(水1mLに対して0.0167mL)、酸素(水1mLに対して0.0283mL、エタノール1mLに対して0.222mL)、炭酸ガス(水1mLに対して0.759mL、エタノール1mLに対して2.706mL)、亜酸化窒素(水1mLに対して0.0588mL)、アルゴン(水1mLに対して0.0306mL、エタノール1mLに対して0.239mL)およびこれらの混合ガス等である。溶媒1mLに対して1.0mL以下である低溶解性圧縮ガスを用いる場合は、液状組成物は、より小さな超微細気泡が得られやすく、好ましい。
(その他の成分)
本実施形態の液状組成物は、上記した超微細気泡を含む以外に、たとえば、各種有効成分、界面活性剤、増粘剤、パウダー等の任意成分が含まれてもよい。
本実施形態の液状組成物は、上記した超微細気泡を含む以外に、たとえば、各種有効成分、界面活性剤、増粘剤、パウダー等の任意成分が含まれてもよい。
有効成分は、液状組成物の用途や目的などに応じて適宜選択することができる。一例を挙げると、有効成分は、天然香料、合成香料などの各種香料、ジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレート・(メタ)アクリル酸アルキルエステル共重合体、酢酸ビニル・クロトン酸共重合体、N-メタクリロイルオキシエチルN,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン・メタクリル酸アルキルエステル共重合体、アクリル酸オクチルアミド・アクリル酸ヒドロキシプロピル・メタクリル酸ブチルアミノエチル共重合体などの両性樹脂;アクリル酸アルカノールアミン、アクリル酸アルキル共重合体、アクリル酸アルキル共重合体エマルジョン、アクリル酸・アクリル酸アクリルアミド・アクリル酸エチル共重合体、アクリル酸アルキル・メタクリル酸・シリコーン共重合体、アクリル酸オクチルアミド・アクリル酸エステル共重合体、酢酸ビニル・クロトン酸共重合体、クロトン酸・酢酸ビニル・ネオデカン酸ビニル共重合体、ポリウレタンなどのアニオン性樹脂、ポリビニルピロリドン・N,N-ジメチルアミノエチルメタクリル酸共重合体ジエチル硫酸塩(ポリクオタニウム-11)、ポリビニルピロリドン・N,N-ジメチルアミノエチルメタクリル酸共重合体ジメチル硫酸塩、ポリビニルピロリドン・N,N-ジメチルアミノエチルメタクリル酸共重合体塩酸塩、塩化ジメチルジアリルアンモニウム・アクリルアミド共重合体(ポリクオタニウム-7)、塩化-o-〔2-ヒドロキシ-3-(トリメチルアンモニオ)プロピル〕ヒドロキシエチルセルロース(ポリクオタニウム-10)などのカチオン性樹脂などの頭髪用セット剤、l-メントール、カンフル、ハッカ油などの清涼剤、レチノール、酢酸レチノール、パルミチン酸レチノール、パントテン酸カルシウム、アスコルビン酸リン酸マグネシウム、アスコルビン酸ナトリウム、dl-α-トコフェロール、酢酸トコフェロール、トコフェロール、ニコチン酸トコフェロール、ジベンゾイルチアミン、リボフラビンおよびこれらの混合物などのビタミン類、アスコルビン酸、α-トコフェロール、ジブチルヒドロキシトルエン、ブチルヒドロキシアニソールなどの酸化防止剤、グリシン、アラニン、ロイシン、セリン、トリプトファン、システイン、メチオニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、アルギニンなどのアミノ酸、コラーゲン、ヒアルロン酸、カロニン酸、乳酸ナトリウム、dl-ピロリドンカルボン酸塩、ケラチン、カゼイン、レシチン、尿素などの保湿剤、パラオキシ安息香酸エステル、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム、フェノキシエタノールなどの防腐剤、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、塩化クロルヘキシジン、パラクロルメタクレゾールなどの殺菌消毒剤、ローヤルゼリーエキス、シャクヤクエキス、ヘチマエキス、バラエキス、レモンエキス、アロエエキス、ショウブ根エキス、ユーカリエキス、セージエキス、茶エキス、海藻エキス、プラセンタエキス、シルク抽出液、センブリエキス、ニンジンエキスなどの抽出液、酸化亜鉛、アラントインヒドロキシアルミニウム、タンニン酸、クエン酸、乳酸などの収斂剤、アラントイン、グリチルレチン酸、グリチルリチン酸ジカリウム、アズレンなどの抗炎症剤、ミノキシジル、アデノシン、ペンタデカン酸グリセリドなどの育毛剤、ラウリル酸メタクリレート、安息香酸メチル、フェニル酢酸メチル、ゲラニルクロトレート、ミリスチン酸アセトフェノン、酢酸ベンジル、プロピオン酸ベンジル、緑茶エキスなどの消臭剤、ジエチルアミノヒドロキシベンゾイル安息香酸ヘキシル、パラメトキシケイ皮酸2-エチルヘキシル、エチルヘキシルトリアゾン、オキシベンゾン、ヒドロキシベンゾフェノンスルホン酸、ジヒドロキシベンゾフェノンスルホン酸ナトリウム、ジヒドロキシベンゾフェノンなどの紫外線吸収剤、酸化亜鉛、酸化チタン、オクチルトリメトキシシラン被覆酸化チタンなどの紫外線散乱剤、アルブチン、コウジ酸などの美白剤、クロロヒドロキシアルミニウム、イソプロピルメチルフェノールなどの制汗剤、サリチル酸メチル、インドメタシン、フェルビナク、ケトプロフェンなどの消炎鎮痛剤等である。
有効成分が配合される場合、有効成分の含有量は特に限定されない。一例を挙げると、有効成分の含有量は、液体中、0.01質量%以上であることが好ましく、0.05質量%以上であることがより好ましい。また、有効成分の含有量は、液体中、20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましい。有効成分の含有量が上記範囲内であることにより、有効成分を配合することによる効果が得られやすい。
界面活性剤は、液状組成物の洗浄効果を向上させる、超微細気泡の保持性等の目的で好適に配合される。
界面活性剤は特に限定されない。一例を挙げると、界面活性剤は、コカミドDEA、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンアルキルエーテル脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステルなどの非イオン性界面活性剤、脂肪酸石鹸、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウムなどの陰イオン性界面活性剤、アルキルアンモニウム塩、ポリオキシエチレンアルキルアミンなどの陽イオン型界面活性剤;アルキルベタイン、脂肪酸アミドプロピルベタイン、アルキルアミンオキシドなどの両性界面活性剤;シリコーン系界面活性剤等である。特に、イオン性界面活性剤を配合することにより、液状組成物は、プラスもしくはマイナスに帯電している花粉などの飛散物質の付着を減らすなどの効果が得られやすい。
界面活性剤が配合される場合、界面活性剤の含有量は特に限定されない。一例を挙げると、界面活性剤の含有量は、液体中、0.01質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましい。また、界面活性剤の含有量は、液体中、10質量%以下であることが好ましく、8質量%以下であることがより好ましい。界面活性剤の含有量が上記範囲内であることにより、界面活性剤を配合することによる効果が得られやすい。
なお、界面活性剤が含まれる場合、液状組成物を構成する液体が水性溶媒(水など)であると、油性成分が乳化されたミセルを形成する場合がある。このような場合、液状組成物は、超微細気泡のほか、ミセルの粒子径や粒子数が測定されてしまい、超微細気泡の粒子径や粒子数が正確に測定されない場合がある。このような場合、本実施形態では、超微細気泡を分散させる前の液状組成物の粒子径と粒子数を測定し、超微細気泡を分散させた後の粒子径と粒子数を測定し、粒子径がある範囲にある粒子数を引くことにより、超微細気泡の粒子径や粒子数を推定することができる。
増粘剤は、液状組成物の粘度を高くしたり、チキソトロピー性を付与して、超微細粒子が発生する速度を遅くし、超微細粒子の粒子径を調整する、超微細気泡をより安定に分散させる等の目的で好適に配合される。
増粘剤は特に限定されない。一例を挙げると、増粘剤は、セルロースナノファイバー、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウムなどのセルロース系高分子、キサンタンガム、カラギーナン、アラビアゴム、トラガントゴム、カチオン化グアガム、グアガム、ジェランガム等のガム質、(PEG-240/デシルテトラデセス-20/HDI)コポリマー、ポリウレタン、デキストラン、カルボキシメチルデキストランナトリウム、デキストリン、ペクチン、アルギン酸ナトリウム、ヒアルロン酸ナトリウム、ポリビニルアルコール等の水溶性高分子、カルボキシビニルポリマー等の架橋型のポリアクリル酸、(アクリル酸/イタコン酸ステアレス)コポリマー、(アクリル酸/イタコン酸セテス)コポリマー、アクリル酸/アミノアクリレート/C10-30アルキルPEG-20イタコン酸)コポリマー等のアクリル酸とイタコン酸エステルの共重合体、メトキシエチレン無水マレイン酸共重合体等の会合型増粘剤等である。
会合型増粘剤を含有する場合は、pH調整剤が配合されることが好ましい。pH調整剤は特に限定されない。一例を挙げると、pH調整剤は、トリエタノールアミン(TEA)、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール(AMP)、ジエタノールアミン(DEA)、モノエタノールアミン(MEA)、ジイソプロパノールアミン(DIPA)、2-アミノ-2-メチル-1、3-プロパンジオール(AMPD)などの有機アルカリ、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウムなどの無機アルカリ、クエン酸、グリコール酸、乳酸、リン酸などの有機酸、塩酸などの無機酸等である。
増粘剤の含有量は特に限定されない。一例を挙げると、増粘剤の含有量は、液体中、0.01質量%以上であることが好ましく、0.05質量%以上であることがより好ましい。また、増粘剤の含有量は、液体中、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましい。増粘剤の含有量が上記範囲内であることにより、液状組成物中に分散する超微細気泡の粒子径を調整する、超微細気泡をより安定に分散させる効果が得られやすい。
パウダーは、表面に超微細気泡を付着して効果を発揮させやすくする、使用感を向上させる等の目的で好適に用いられる。
パウダーは特に限定されない。一例を挙げると、パウダーは、タルク、シリカ、ゼオライト、カオリン、雲母、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、ケイ酸亜鉛、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム等である。
パウダーが配合される場合、パウダーの含有量は特に限定されない。一例を挙げると、パウダーの含有量は、液体中、0.01質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましい。また、パウダーの含有量は、液体中、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましい。パウダーの含有量が上記範囲内であることにより、パウダーを配合することによる効果が得られやすい。
<液状組成物および吐出製品の製造方法>
本実施形態の液状組成物の製造方法は特に限定されない。一例を挙げると、液状組成物は、たとえば、加圧・密閉可能なタンクに原液として液体を充填し、タンクに液化ガスを充填して液化ガスの少なくとも一部を液体に溶解させる。タンクの気相部を大気に開放して液体に溶解していた液化ガスを気化させることで、液体中で超微細気泡が発生し、高濃度に分散した液状組成物を製造することができる。ほかにも、液状組成物は、エアゾール容器のような耐圧容器に原液として液体を充填し、耐圧容器にバルブを取り付けて密封し、バルブから液化ガスを充填し、吐出製品を作製する。吐出製品内では液化ガスの少なくとも一部が液体に溶解しており、これを外部に吐出することにより、吐出物中で超微細気泡が発生して高濃度に分散した液状組成物を製造することができる。以下、一例として、エアゾール製品を用いて、液化ガスが気化した超微細気泡を含む液状組成物を製造する方法について説明する。
本実施形態の液状組成物の製造方法は特に限定されない。一例を挙げると、液状組成物は、たとえば、加圧・密閉可能なタンクに原液として液体を充填し、タンクに液化ガスを充填して液化ガスの少なくとも一部を液体に溶解させる。タンクの気相部を大気に開放して液体に溶解していた液化ガスを気化させることで、液体中で超微細気泡が発生し、高濃度に分散した液状組成物を製造することができる。ほかにも、液状組成物は、エアゾール容器のような耐圧容器に原液として液体を充填し、耐圧容器にバルブを取り付けて密封し、バルブから液化ガスを充填し、吐出製品を作製する。吐出製品内では液化ガスの少なくとも一部が液体に溶解しており、これを外部に吐出することにより、吐出物中で超微細気泡が発生して高濃度に分散した液状組成物を製造することができる。以下、一例として、エアゾール製品を用いて、液化ガスが気化した超微細気泡を含む液状組成物を製造する方法について説明する。
図1は、本発明の一実施形態の液状組成物を製造するためのエアゾール製品1の模式的な断面図である。図1には、非使用状態のエアゾール製品1が示されている。図1に示されるように、本実施形態のエアゾール製品1は、液体Lと液化ガスとからなる内容物が充填された耐圧容器2と、耐圧容器2に取り付けられるバルブ3と、バルブ3に取り付けられ、内容物を吐出する吐出孔が形成された吐出部材4とを主に備える。以下、それぞれの構成について説明する。なお、エアゾール製品1の構成は、本実施形態に限定されない。そのため、以下に示されるエアゾール製品1の構成は例示であり、適宜設計変更を行うことができる。
(耐圧容器)
耐圧容器2は、内容物である液体Lを加圧・密封状態で充填するための容器である。耐圧容器2は、汎用の形状であってよい。本実施形態の耐圧容器2は、上部に開口を有する有底筒状である。開口は、液体Lを充填するための充填口である。耐圧容器2は、密封するために開口に後述するバルブ3が取り付けられる。また、耐圧容器2は、上記液体Lと液化ガスを充填する容器本体を主に備える。
耐圧容器2は、内容物である液体Lを加圧・密封状態で充填するための容器である。耐圧容器2は、汎用の形状であってよい。本実施形態の耐圧容器2は、上部に開口を有する有底筒状である。開口は、液体Lを充填するための充填口である。耐圧容器2は、密封するために開口に後述するバルブ3が取り付けられる。また、耐圧容器2は、上記液体Lと液化ガスを充填する容器本体を主に備える。
・耐圧容器2
耐圧容器2は、開口に後述するバルブ3を取り付けて閉止することによりエアゾール容器となる。
耐圧容器2は、開口に後述するバルブ3を取り付けて閉止することによりエアゾール容器となる。
耐圧容器2の材質は特に限定されない。このような材質としては、アルミニウム、ブリキ等の金属、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルなどの合成樹脂、耐圧ガラス等が例示される。
(バルブ3)
バルブ3は、耐圧容器2の開口に取り付けられて耐圧容器2内を密封するための部材であり、上下動することにより耐圧容器2内と外部との連通/遮断を切り替えることができる弁機構31と、弁機構31が収容される所定の内部空間が形成されたハウジング32とを備える。弁機構31は、下方に押し下げることにより外部と連通するステム孔33aを有するステム33と、ステム孔33aをシールするステムラバー34と、ステム33を下方から常時垂直上方向に付勢するスプリング35とを備える。ハウジング32の下部には、ハウジング32の内部空間とチューブ36を介して耐圧容器2の内部とを連通する液相導入孔32aが形成されている。バルブ3の動作によりステム孔33aが開放されると、耐圧容器2に充填された液体Lは液化ガスの圧力により、チューブ36下端の開口部から液相導入孔32aを通り、ハウジング32内に取り込まれ、ステム孔33aおよびステム33内の通路を通り、吐出部材4へ送られる。
バルブ3は、耐圧容器2の開口に取り付けられて耐圧容器2内を密封するための部材であり、上下動することにより耐圧容器2内と外部との連通/遮断を切り替えることができる弁機構31と、弁機構31が収容される所定の内部空間が形成されたハウジング32とを備える。弁機構31は、下方に押し下げることにより外部と連通するステム孔33aを有するステム33と、ステム孔33aをシールするステムラバー34と、ステム33を下方から常時垂直上方向に付勢するスプリング35とを備える。ハウジング32の下部には、ハウジング32の内部空間とチューブ36を介して耐圧容器2の内部とを連通する液相導入孔32aが形成されている。バルブ3の動作によりステム孔33aが開放されると、耐圧容器2に充填された液体Lは液化ガスの圧力により、チューブ36下端の開口部から液相導入孔32aを通り、ハウジング32内に取り込まれ、ステム孔33aおよびステム33内の通路を通り、吐出部材4へ送られる。
耐圧容器2に液体Lおよび液化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、耐圧容器2の開口から液体Lを充填し、耐圧容器2の開口にバルブ3を固着し、バルブ3のステム33から液化ガスを充填し、液化ガスの一部を液体Lに溶解させる方法が採用される。
液化ガスは、耐圧容器2に充填される。液化ガスは、一部が液体Lに溶解するが、気相にも存在する。液化ガスを液体Lへの飽和溶解量以上に充填する場合、液化ガスは、液体Lと分離し、液相Laを形成する。液体L1mLに対する液化ガスの溶解量は、耐圧容器2内に充填された時点において、液体換算で0.0001mL以上であることが好ましく、0.0003mL以上であることがより好ましい。また、液化ガスの溶解量は、0.5mL以下であることが好ましく、0.3mL以下であることがより好ましい。液化ガスの溶解量が上記範囲内であることにより、液状組成物は、吐出後に、大量の超微細気泡を生じやすい。なお、本実施形態において、液化ガスの溶解量とは、25℃において液化ガスが液体換算で液体L中に溶解している量である。
より具体的には、液化ガスは、プロパン(水1mLに対して0.014mL)、ブタン(水1mLに対して0.010mL)およびこれらの混合ガスである液化石油ガス、トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロパ-1-エン(水1mLに対して0.000319mL)、ジメチルエーテル(水1mLに対して0.106mL)およびこれらの混合ガス等である。
液化ガスが充填され、液体L中に溶解した後のエアゾール容器内の圧力は、25℃において0.1~1.0MPa(ゲージ圧)、好ましくは0.15~0.8MPa(ゲージ圧)である。このような圧力は、液化ガスの気化ガスが上記溶解量となるように充填されることにより調整され得る。
(吐出部材4)
吐出部材4は、操作によりバルブ3を開放し、バルブ3を経て取り込まれた液化ガスが溶解している液体Lを吐出するための部材である。吐出部材4は、使用者によって操作される操作部5から主に構成される。図1に示されるように、吐出部材4は、バルブ3のステム33に取り付けられている。
吐出部材4は、操作によりバルブ3を開放し、バルブ3を経て取り込まれた液化ガスが溶解している液体Lを吐出するための部材である。吐出部材4は、使用者によって操作される操作部5から主に構成される。図1に示されるように、吐出部材4は、バルブ3のステム33に取り付けられている。
・操作部5
操作部5は、略円柱状の部位であり、ステム33に取り付けられる取付孔51が形成された一端と、内容物を吐出する吐出孔52が形成された他端とを有する。取付孔51は、操作部5の一端側に形成された円柱状の接続口であり、ステム33が挿入される。取付孔51の底部には、バルブ3から取り出された内容物が通過する内部通路の一端が開口している。また、内部通路の他端は、吐出孔52として開口している。
操作部5は、略円柱状の部位であり、ステム33に取り付けられる取付孔51が形成された一端と、内容物を吐出する吐出孔52が形成された他端とを有する。取付孔51は、操作部5の一端側に形成された円柱状の接続口であり、ステム33が挿入される。取付孔51の底部には、バルブ3から取り出された内容物が通過する内部通路の一端が開口している。また、内部通路の他端は、吐出孔52として開口している。
内部通路は、バルブ3から取り込まれた内容物が吐出孔52に至るまでに通過する一連の通路(吐出通路)である。内部通路には、バルブ3から取り込まれた内容物が通過する略L字状の第一管路53が形成されている。第一管路53の空間には、第一管路53を通過した内容物を衝突させ、流れる方向を変化させて流路を分岐するための略円筒形の分岐部材54と、分岐部材54の周面を覆うノズル55とが取り付けられている。また、第一管路53の下流側端部に第一管路53から外周に向かって拡がる溝(図示せず)が2~10本の複数本形成されている。そのため、円筒状の空間に分岐部材54を挿入することにより、溝と分岐部材54との間で内容物が外周方向に流れる拡散通路が形成される。
ノズル55は、有底筒状であり、略円盤状の底部と、分岐部材54の周面を覆う周縁部とからなる。ノズル55の底部には、分岐部材54の外周面と周縁部の内周面との間を通った内容物が外周から中心に形成された吐出孔52に向かって流れる溝(図示せず)が複数本形成されている。さらに、ノズル55の底部には、2~10本の複数の溝が収束する部分に内容物を旋回させるための旋回室が形成されている。分岐部材54にノズル55を装着することにより、溝と分岐部材54との間で内容物が旋回室に流れる収束通路が形成される。旋回室の中心には吐出孔52が設けられている。なお、分岐部材54の外周面には、第一管路53側の拡散通路で外周に分岐した内容物をノズル55底部の収束通路に流すための横溝(図示せず)が複数本形成されている。横溝はらせん状にして流路を長くし、通路抵抗を大きくして流速をより遅くすることができる。
バルブ3から取り込まれ第一管路53を通過した内容物は、分岐部材54と衝突し、拡散通路により流れの方向が半径方向へと変わる。次いで、分岐部材54の外周面とノズル55の周縁部の内周面との間の横溝を通り、収束通路により流れの方向が中心方向へと変わる。さらに内容物は旋回室に導入されてここで渦流となり、吐出孔52から吐出される。
第一管路53の内径は特に限定されない。第一管路53の内径は、所望する噴射速度等に合わせて適宜調整される。一例を挙げると、第一管路53の内径は、0.5~3mmである。
また、吐出孔52の孔径は特に限定されない。吐出孔52の断面積(直径)は、所望する噴射速度等に合わせて適宜調整される。一例を挙げると、吐出孔52の孔径は、0.2~0.6mmである。吐出孔52の断面形状は特に限定されない。一例を挙げると、吐出孔52の断面形状は、円形、角形等であり、吐出孔は複数あってもよい。
図1に示す拡散通路と収束通路とを設けた吐出部材4において、バルブ3から取り込まれ第一管路53を通過した内容物は、各通路を流れる際に通路抵抗を受けて、液体に溶解しているガスの気化速度が抑制される。内容物が吐出孔から外部に吐出されると、吐出物は勢いが弱くなるものの(噴射圧は小さくなる)、粒子が小さく広範囲に拡がり、溶解していたガスが一気に気化しやすい。その結果、発生する超微細気泡は、粒子径がより小さくなり、発生個数も多くなる。
図2は、本実施形態の液状組成物を製造するためのエアゾール製品に用いられる吐出部材6の一実施態様を示す概略説明図である。
図2に示される吐出部材6は、分岐部材62を一体成形した操作部6aを有しており、ノズル7が装着されている。このような収束通路を設けた吐出部材6は、バルブ3(図1参照)から取り込まれ第一管路61を通過した内容物が、分岐部材62の外周面とノズル7の周縁部の内周面との間の隙間を通り、収束通路により流れの方向が中心方向へと変わり、旋回室Rに導入されて過流となり、吐出孔7pから吐出される。収束通路の溝の数は2~10本が好ましく、3~8本がより好ましい。
図2の吐出部材6の操作部6aは、略L字状の内部通路(第1管路61)と、ノズル7が挿し込まれる嵌合部63とが形成されている。嵌合部63は、略円筒状の凹部である。嵌合部63の内底面に円柱状の突部(円柱部64)が設けられている。
円柱部64は、ノズル7が操作部6aに取り付けられる際に、ノズル7の脚部71内に埋設される部位である。ノズル7が取り付けられた状態(すなわち図2の状態)において、円柱部64の側周面は、脚部71の内周面と、わずかに離間する。このように円柱部64と脚部71とが離間することにより形成された間隙と、内部通路(第1管路61)とは、吐出時にエアゾール容器から取り込まれた内容物が通過する吐出部材内通路74である。また、図2に示されるように、円柱部64の先端面は、ノズル7の内底面と当接している。
ノズル7は、有底筒状であり、底板72と、底板72の一方の表面の周囲に立設された筒状の脚部71とからなる。底板72は、所定の厚みを有する円盤状の部位であり、凹部73と、凹部73に接続された溝が形成されている。凹部の内底面の中心部には、外部と連通するための吐出孔7pが形成されている。
ノズル7が操作部6aに取り付けられることにより、上記凹部の開口面は、円柱部64の先端面と当接し、閉止される。これにより、吐出部材6は、凹部と円柱部64の先端面とによって画定された旋回室Rが形成される。旋回室Rの寸法は特に限定されない。一例を挙げると、旋回室Rは、直径0.8~2.0mm、好ましくは1.0~1.5mmであり、高さ(深さ)0.05~0.2mm程度の円柱状の空間である。なお、旋回室Rの形状は、円柱状に限定されない。旋回室Rは、導入される内容物が旋回し得る内周形状であればよい。
また、溝の開口面も同様に、ノズル7が操作部6aに取り付けられることにより、円柱部64の先端面と当接し、閉止される。これにより、吐出部材6は、旋回室Rに接続された溝が形成される。
旋回室Rは、略円柱状の空間であり、周囲に溝が接続されている。溝は、吐出部材内通路と旋回室Rとを接続する通路であり、吐出部材内通路に接続された一端側開口と、旋回室Rに接続された他端側開口とが形成されている。
それぞれの溝は、旋回室Rに対して、略等間隔で放射状に設けられている。ここで、それぞれの溝は、旋回室Rの内周縁に沿って導入されるように形成されている。このような方向に溝が形成されていることにより、溝を通過して旋回室R内に導入される内容物は、直接、吐出孔7pに向かうのではなく、旋回室Rの内周縁に沿って、旋回室R内を旋回することとなる。内容物は、旋回室R内で旋回した後、旋回室Rの中心にある吐出孔7pから噴射される。
吐出孔7pの寸法は特に限定されない。一例を挙げると、吐出孔7pの直径は、0.1~0.8mm程度であることが好ましく、0.2~0.6mm程度であることがより好ましい。このような寸法の噴射孔7pによれば、内容物は、旋回室Rで充分に旋回した後に、広範囲に拡がるよう吐出されるため、吐出自体の粒子径が小さくなり、溶解していた液化ガスが気化しやすく、超微細気泡が多く発生しやすい。そのため、液状組成物は超微細気泡が体積積算分布90%になる粒子径D90は小さくなりやすい。また、超微細気泡は、高濃度に分散しやすい。
図3は、本発明の一実施形態の液状組成物を製造するためのエアゾール製品に用いられる吐出部材8の一実施態様を示す概略説明図である。
図3に示されるように、吐出部材8は、分岐部材を設けず、第一管路81から吐出孔91に直線状に連通するノズル9が装着されている。この吐出部材8では、バルブ3(図1参照)から取り込まれ第一管路81を通過した内容物が吐出孔91から高い噴射圧で吐出され、超微細気泡を含んだ液状組成物を対象物に勢いよく付与することができる。
ノズル9は、外部に突出しており、略円筒状である。ノズル9内の通路は、根元部92から吐出孔91までの内径がほぼ同じであり、吐出孔91は内径と同じでもよく、内径よりも小さくてもよい。吐出孔91の内径は、たとえば0.3~1.5mmであることが好ましく、0.5~1.3mmであることがより好ましい。したがって、吐出部材8を使用して吐出される内容物は、ノズル9内の通路を直線状に流れ、吐出孔91から外部に吐出される。
なお、ノズル9の寸法は、ノズル内を流れる内容物に通路抵抗を与えて溶解している液化ガスの気化を抑制し、外部に吐出されたときに超微細気泡を高濃度で発生させようとする場合には、たとえば内径が0.3~2.5mmであることが好ましく、0.5~2.0mmであることがより好ましい。また、ノズル9の長さは3~15mmであることが好ましく、5~12mmであることがより好ましい。
エアゾール製品1全体の説明に戻り、このように、本実施形態のエアゾール製品1の液化ガスが溶解している液体Lは、バルブ3から取り出された後、吐出通路を通過する最中に、適宜減速されるとともに、溶解していた液化ガスが気化して生じた超微細気泡を伴った状態で吐出孔52から吐出され、液状組成物を構成する。
以上、本発明の一実施形態について説明した。すなわち、上記実施形態では、エアゾール製品に、原液として液体を充填し、液体に液化ガスの一部を溶解させて吐出することにより、液体中に気化ガスの超微細気泡を分散させて、液状組成物を製造する方法、および、液状組成物を例示した。
また、液状組成物は、加圧・密閉可能なタンク内で製造されたものを、吐出容器に充填して吐出製品とすることができる。この吐出容器としては、図1に示すエアゾール容器や、容器本体内に液体組成物を充填する内袋を収容している二重構造のエアゾール容器、容器本体に直圧式ポンプまたは蓄圧式ポンプを備えているポンプ容器、容器本体内に内袋を収容し、エアレスポンプを備えている二重構造のポンプ容器、パウチなどが挙げられ、超微細気泡を安定に分散させることができる点から、液状組成物を液密状態に充填できるものが好ましい。
[第2の実施形態]
本発明の一実施形態(第2の実施形態)の液状組成物は、超微細気泡が、圧縮ガスの気泡であることが好ましい。なお、以下の説明において、第1の実施形態で上記した構成と同様の構成については、第1の実施形態における開示を援用するものとし、適宜省略される。
本発明の一実施形態(第2の実施形態)の液状組成物は、超微細気泡が、圧縮ガスの気泡であることが好ましい。なお、以下の説明において、第1の実施形態で上記した構成と同様の構成については、第1の実施形態における開示を援用するものとし、適宜省略される。
(液体)
液状組成物を構成する液体は、第1の実施形態で上記した構成と同様である。
液状組成物を構成する液体は、第1の実施形態で上記した構成と同様である。
溶媒の含有量は、液体中60質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましい。また、溶媒の含有量は、液体中100質量%以下であることが好ましく、99.9質量%以下であることがより好ましい。溶媒の含有量が上記範囲内であることにより、後述する圧縮ガスの超微細気泡は、粒子径が小さく、長期間安定に分散しやすい。特に、水を液体中60質量%以上含有する場合は、液状組成物は、超微細気泡の粒子径が小さく、かつ粒子径の分布幅が狭くなり、超微細粒子の大きさが揃い、安定した効果が持続しやすい。なお、水性溶媒や油性溶媒で例示した上記成分は、添加剤や有効成分として溶媒に添加することもできる。
(超微細気泡)
超微細気泡は、液体中に分散した微細な気泡である。
超微細気泡は、液体中に分散した微細な気泡である。
超微細気泡の、体積積算分布の値が90%になる粒子径D90は、第1の実施形態で上記した構成と同様である。D90が上記範囲内であることにより、液状組成物は、平均粒子径がナノオーダー(1~1000nm)である微細な気泡の中でも、特に、10~300nmである超微細気泡が多数を占める。その結果、得られる液状組成物は、透明度が高く、かつ、超微細気泡が、高濃度で、かつ、長期間安定に分散され得る。また、超微細気泡は対象物と接触する機会が多くなるため、超微細気泡に吸着した有効成分の効果が得られやすくなる、超微細気泡が対象物に吸着して汚れ成分の付着を抑制する、超微細気泡に汚れ成分を吸着して浄化する、などの効果が得られやすい。
なお、本実施形態において、積算分布の値が90%になる粒子径D90の測定方法は、第1の実施形態で上記した構成と同様である。
上記ナノトラッキング粒子径測定装置によれば、D90のほか、積算分布の値が50%になる粒子径D50、積算分布の値が10%になる粒子径D10も測定し得る。また、ナノトラッキング粒子径測定装置によれば、1mLあたりの超微細気泡の個数も測定し得る。
超微細気泡のD50は、30nm以上であることが好ましく、50nm以上であることがより好ましい。また、超微細気泡のD50は、200nm以下であることが好ましく、170nm以下であることがより好ましい。また、超微細気泡のD10は、10nm以上であることが好ましく、20nm以上であることがより好ましい。また、超微細気泡のD10は、150nm以下であることが好ましく、100nm以下であることがより好ましい。D50およびD10が上記範囲内であることにより、液状組成物は、平均粒子径がナノオーダー(1~1000nm)である微細な気泡の中でも、特に、10~300nmである超微細気泡が多数を占める。その結果、得られる液状組成物は、透明度が高く、かつ、超微細気泡が、高濃度で、かつ、長期間安定に分散され得る。
本実施形態の超微細気泡は、粒子径が300nmを超える気泡の割合が、全気泡の総数中、10%以下であることが好ましく、5%以下であることがより好ましい。
超微細気泡の個数は、発生させた直後(例えば、超微細気泡を発生させた15分後)では、1mLあたり、4.0×107個以上であればよく、4.5×107個以上であることが好ましく、8.0×107個以上であることがより好ましい。超微細気泡の個数が上記範囲内であることにより、液状組成物は、高濃度に超微細気泡を含み得る。
超微細気泡を構成する気泡は、加圧下で液体中に溶解していた圧縮ガスが減圧により気化した気泡であることが好ましい。これにより、液状組成物は、超微細気泡の粒子径が小さく、超微細粒子の大きさが揃いやすく、高濃度で分散しやすく、超微細気泡による効果が長期間に渡って得られやすい。
圧縮ガスは特に限定されない。一例を挙げると、25℃、大気圧下における液体(溶媒)1mLに対する溶解量が0.001mL以上であることが好ましく、0.005mL以上であることがより好ましい。また、圧縮ガスは、溶解量が5mL以下であることが好ましく、3mL以下であることがより好ましい。圧縮ガスの液体への溶解量が上記範囲内であることにより、超微細気泡の粒子径が小さく、超微細粒子の大きさが揃いやすく、高濃度で分散しやすい。
より具体的には、圧縮ガスは、窒素(水1mLに対して0.0141mL、エタノール1mLに対して0.137mL)、水素(水1mLに対して0.0175mL、エタノール1mLに対して0.0784mL)、ヘリウム(水1mLに対して0.0087mL、エタノール1mLに対して0.0294mL)、六フッ化硫黄(水1mLに対して0.00545mL)、空気(水1mLに対して0.0167mL)、酸素(水1mLに対して0.0283mL、エタノール1mLに対して0.222mL)、炭酸ガス(水1mLに対して0.759mL、エタノール1mLに対して2.706mL)、亜酸化窒素(水1mLに対して0.0588mL)、アルゴン(水1mLに対して0.0306mL、エタノール1mLに対して0.239mL)およびこれらの混合ガス等である。溶媒1mLに対して溶解量が1.0mL以下である低溶解性圧縮ガスを用いる場合は、液状組成物は、より小さな超微細気泡の含有量が多くなりやすく、好ましい。
(その他の成分)
本実施形態の液状組成物は、上記した超微細気泡を含む以外に、たとえば、各種有効成分、界面活性剤、増粘剤、パウダー等の任意成分が含まれてもよい。これらの例示は、第1の実施形態において上記したものと同様である。
本実施形態の液状組成物は、上記した超微細気泡を含む以外に、たとえば、各種有効成分、界面活性剤、増粘剤、パウダー等の任意成分が含まれてもよい。これらの例示は、第1の実施形態において上記したものと同様である。
有効成分が配合される場合、有効成分の含有量は特に限定されない。一例を挙げると、有効成分の含有量は、液体中、0.01質量%以上であることが好ましく、0.05質量%以上であることがより好ましい。また、有効成分の含有量は、液体中、20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましい。有効成分の含有量が上記範囲内であることにより、有効成分を配合することによる効果が得られやすい。
界面活性剤は、超微細気泡に汚れ成分などを吸着して洗浄効果を向上させる、超微細気泡の保持性を向上させる等の目的で好適に配合される。
界面活性剤が配合される場合、界面活性剤の含有量は特に限定されない。一例を挙げると、界面活性剤の含有量は、液体中、0.01質量%以上であることが好ましく、0.05質量%以上であることがより好ましい。また、界面活性剤の含有量は、液体中、10質量%以下であることが好ましく、8質量%以下であることがより好ましい。界面活性剤の含有量が上記範囲内であることにより、界面活性剤を配合することによる効果が得られやすい。
なお、界面活性剤が含まれる場合、液状組成物を構成する液体が水性溶媒(水など)であると、油性成分が乳化されたミセルを形成する場合がある。このような場合、液状組成物は、超微細気泡のほか、ミセルの粒子径や粒子数が測定されてしまい、超微細気泡の粒子径や粒子数が正確に測定されない場合がある。このような場合、本実施形態では、超微細気泡を分散させる前の液体中の粒子径と粒子数を測定し、超微細気泡を分散させた後の液状組成物の粒子径と粒子数を測定し、ある粒子径の範囲にある粒子数を引くことにより、超微細気泡の粒子径や粒子数を推定することができる。
増粘剤は、液状組成物の粘度を高くしたり、チキソトロピー性を付与して、超微細粒子が発生する速度を遅くし、超微細粒子の粒子径を調整する、超微細気泡をより安定に分散させる等の目的で好適に配合される。
増粘剤の含有量は特に限定されない。一例を挙げると、増粘剤の含有量は、液体中、0.01質量%以上であることが好ましく、0.05質量%以上であることがより好ましい。また、増粘剤の含有量は、液体中、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましい。増粘剤の含有量が上記範囲内であることにより、液状組成物中に分散する超微細気泡の粒子径を調整する、超微細気泡をより安定に分散させる効果が得られやすい。
パウダーは、表面に超微細気泡を付着して効果を発揮させやすくする、使用感を向上させる等の目的で好適に用いられる。
パウダーが配合される場合、パウダーの含有量は特に限定されない。一例を挙げると、パウダーの含有量は、液体中、0.01質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましい。また、パウダーの含有量は、液体中、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましい。パウダーの含有量が上記範囲内であることにより、パウダーを配合することによる効果が得られやすい。
<液状組成物および吐出製品の製造方法>
本実施形態の液状組成物の製造方法は特に限定されない。一例を挙げると、液状組成物は、たとえば、有効成分などを溶媒に添加して液体を調製し、当該液体を原液として加圧・密閉可能なタンクに充填し、タンクに圧縮ガスを充填してタンク内の圧力を高めて圧縮ガスの少なくとも一部を液体に溶解させる。タンクの気相部を大気に開放して液体に溶解していた圧縮ガスを気化させることで、液体中で超微細気泡が発生し、高濃度に分散した液状組成物を製造することができる。
本実施形態の液状組成物の製造方法は特に限定されない。一例を挙げると、液状組成物は、たとえば、有効成分などを溶媒に添加して液体を調製し、当該液体を原液として加圧・密閉可能なタンクに充填し、タンクに圧縮ガスを充填してタンク内の圧力を高めて圧縮ガスの少なくとも一部を液体に溶解させる。タンクの気相部を大気に開放して液体に溶解していた圧縮ガスを気化させることで、液体中で超微細気泡が発生し、高濃度に分散した液状組成物を製造することができる。
ほかにも、液状組成物は、エアゾール容器のような耐圧容器に原液として液体を充填し、耐圧容器にバルブを取り付けて密封し、バルブから圧縮ガスを充填し、吐出製品を作製する。吐出製品内では圧縮ガスの少なくとも一部が液体に溶解しており、これを外部に吐出することにより、吐出物中で超微細気泡が発生して高濃度に分散した液状組成物を製造することができる。
なお、液体を調製した際には液体中に様々な大きさの気泡が分散しているが、液体が加圧されることで気泡は圧縮され、さらには溶解する。その結果、大きな気泡は消失する。この状態から減圧すると液体中に溶解していた圧縮ガスが気化して超微細気泡となる。その結果、超微細気泡の大きさが揃いやすい。
以下、一例として、エアゾール製品を用いて、圧縮ガスの超微細気泡を含む液状組成物を製造する方法について説明する。なお、第1の実施形態において上記したものと同様の構成については、同様の名称および参照符号が付されており、説明が適宜省略される。
図14は、本発明の一実施形態の液状組成物を製造するためのエアゾール製品1の模式的な断面図である。図14には、非使用状態のエアゾール製品1が示されている。図14に示されるように、本実施形態のエアゾール製品1は、液体Lと圧縮ガスとからなる内容物が充填された耐圧容器2と、耐圧容器2に取り付けられるバルブ3と、バルブ3に取り付けられ、内容物を吐出する吐出孔が形成された吐出部材4とを主に備える。以下、それぞれの構成について説明する。なお、エアゾール製品1の構成は、本実施形態に限定されない。そのため、以下に示されるエアゾール製品1の構成は例示であり、適宜設計変更を行うことができる。
(耐圧容器)
耐圧容器2は、内容物である液体Lを加圧・密封状態で充填するための容器である。耐圧容器2は、汎用の形状であってよい。本実施形態の耐圧容器2は、上部に開口を有する有底筒状である。開口は、液体Lを充填するための充填口である。耐圧容器2は、密封するために開口に後述するバルブ3が取り付けられる。また、耐圧容器2は、上記液体Lと圧縮ガスを充填する容器本体を主に備える。
耐圧容器2は、内容物である液体Lを加圧・密封状態で充填するための容器である。耐圧容器2は、汎用の形状であってよい。本実施形態の耐圧容器2は、上部に開口を有する有底筒状である。開口は、液体Lを充填するための充填口である。耐圧容器2は、密封するために開口に後述するバルブ3が取り付けられる。また、耐圧容器2は、上記液体Lと圧縮ガスを充填する容器本体を主に備える。
・耐圧容器2
耐圧容器2は、開口に後述するバルブ3を取り付けて閉止することによりエアゾール容器となる。耐圧容器2は、有底筒状の外容器21と、外容器21の内部に備えられた内袋22とを備える。
耐圧容器2は、開口に後述するバルブ3を取り付けて閉止することによりエアゾール容器となる。耐圧容器2は、有底筒状の外容器21と、外容器21の内部に備えられた内袋22とを備える。
外容器21の材質は特に限定されない。このような材質としては、アルミニウム、ブリキ等の金属、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルなどの合成樹脂、耐圧ガラス等が例示される。
内袋22は、外容器21の内部に配設され、圧縮ガスの圧力により収縮可能な袋状の容器である。内袋22には、上記した液体Lが液密状態に充填される。内袋22の材質は特に限定されない。一例を挙げると、内袋22の材質は、ポリエチレンなどのポリオレフィン、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリアミドなどの合成樹脂があげられる。また、内袋22は、前述の合成樹脂の単層体であってもよく、複数の層が積層された積層体であってもよい。
(バルブ3)
バルブ3は、耐圧容器2の開口に取り付けられて耐圧容器2内を密封するための部材であり、上下動することにより内袋22内と外部との連通/遮断を切り替えることができる弁機構31と、弁機構31が収容される所定の内部空間が形成されたハウジング32とを備える。弁機構31は、下方に押し下げることにより外部と連通するステム孔33aを有するステム33と、ステム孔33aをシールするステムラバー34と、ステム33を下方から常時垂直上方向に付勢するスプリング35とを備える。ハウジング32の側周壁には、ハウジング32の内部空間と耐圧容器2(内袋22)の内部とを連通する取込孔32aが形成されている。バルブ3の動作によりステム孔33aが開放されると、外容器21と内袋22との間に充填された圧縮ガスの圧力により内袋22内の液体Lは、押圧され、取込孔32aからハウジング32内に取り込まれ、ステム孔33aおよびステム33内の通路を通り、吐出部材4へ送られる。
バルブ3は、耐圧容器2の開口に取り付けられて耐圧容器2内を密封するための部材であり、上下動することにより内袋22内と外部との連通/遮断を切り替えることができる弁機構31と、弁機構31が収容される所定の内部空間が形成されたハウジング32とを備える。弁機構31は、下方に押し下げることにより外部と連通するステム孔33aを有するステム33と、ステム孔33aをシールするステムラバー34と、ステム33を下方から常時垂直上方向に付勢するスプリング35とを備える。ハウジング32の側周壁には、ハウジング32の内部空間と耐圧容器2(内袋22)の内部とを連通する取込孔32aが形成されている。バルブ3の動作によりステム孔33aが開放されると、外容器21と内袋22との間に充填された圧縮ガスの圧力により内袋22内の液体Lは、押圧され、取込孔32aからハウジング32内に取り込まれ、ステム孔33aおよびステム33内の通路を通り、吐出部材4へ送られる。
なお、取込孔32aの位置は、ハウジング32の側周壁に限定されない。取込孔32aは、ハウジング32の下部であってもよい。この実施の形態では液体Lが内袋22内に液密状態で充填されているため、耐圧容器2の向きに関係なく吐出することができる。
また、本実施形態の内袋22は、図14に示されるように、液体Lが液密充填されている。そして、液体Lが吐出されて消費されると、内袋22は圧縮ガスの圧力を受けて収縮するため、内袋22の液密状態は維持される。その結果、取込孔32aは、常に液体L中に開口し、気相部分には開口しない。その結果、エアゾール製品1は、吐出時に気相部分や圧縮ガスを吐出することがなく、得られる超微細気泡の粒子径D90を50~300nmの範囲に調整しやすい。また、輸送時などで振動が加わっても内袋内の液体Lはほとんど動かない。そのため、外部に吐出したときに超微細気泡が分散した液状組成物を安定に製造することができる。
なお、本実施形態のエアゾール製品1の変形例として、内袋22を備えず、容器本体内に気相部分と液相部分とが形成されるよう、容器本体の内容積の一部を占めるように液体が充填される場合には、ハウジングの横孔(気相導入孔)が閉塞されることが好ましい。この場合、ハウジングは、底部に液相導入孔および、液相導入孔に挿通するよう取り付けられた長尺のディップチューブを設けることにより、液相部分を構成する液体のみをハウジング内に取り込むことができ、気相部分の取り込みを防ぐことができる。このような場合であっても、エアゾール製品は、吐出時に気相部分を吐出することがないため、得られる超微細気泡の粒子径D90を50~300nmの範囲に調整しやすい。
耐圧容器2に液体Lおよび圧縮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、内袋22の開口から内袋22内に液体Lを充填し、内袋22の開口にバルブ3を嵌入して閉止し、その後、外容器21と内袋22との間の空間に圧縮ガスをアンダーカップ充填し、バルブ3を耐圧容器2に固着し、圧縮ガスの気化ガスの一部を、内袋22を透過させて液体Lに飽和溶解させる方法が採用される。この場合、内袋22はガス透過性を有する合成樹脂(たとえば、ポリエチレン)の単層体を用いることが好ましい。
圧縮ガスは、耐圧容器2の外容器21と内袋22との間隙に充填され、圧縮ガスの一部が内袋22を経時的に透過して液体に溶解する。外容器21と内袋22との間隙にある圧縮ガスは、内袋22を加圧して吐出可能にする加圧剤として作用する。内袋22内の液体L1mLに対する圧縮ガスの溶解量は、耐圧容器2内で液体に飽和溶解された時点において、30ppm以上であればよく、40ppm以上であることが好ましい。また、圧縮ガスの溶解量は、80,000ppm以下であることが好ましく、70,000ppm以下であることがより好ましい。圧縮ガスの溶解量が上記範囲内であることにより、吐出後に、大量の超微細気泡を生じやすい。なお、本実施形態において、圧縮ガスの溶解量とは、耐圧容器に充填した液体の容量、圧縮ガスを充填する気相部の容量、圧縮ガスの充填量、25℃において圧縮ガスが耐圧容器内の液体に溶解して平衡になったときの圧力から算出した値である。
圧縮ガスが充填され、液体L中に飽和溶解した後の耐圧容器2内の圧力は、25℃において0.3~1.0MPa(ゲージ圧)、好ましくは0.4~0.9MPa(ゲージ圧)である。この圧力に調整することにより、吐出により耐圧容器内の液体が少なくなって耐圧容器内の圧力が低下しても、圧縮ガスは液体中に上記溶解量の範囲内で存在しており、超微細気泡が高濃度で、長期間安定に分散された液状組成物が得られやすい。
(吐出部材4)
吐出部材4は、操作によりバルブ3を開放し、バルブ3を経て取り込まれた圧縮ガスが溶解している液体Lを吐出するための部材である。吐出部材4は、使用者によって操作される操作部5から主に構成される。図14に示されるように、吐出部材4は、バルブ3のステム33に取り付けられている。
吐出部材4は、操作によりバルブ3を開放し、バルブ3を経て取り込まれた圧縮ガスが溶解している液体Lを吐出するための部材である。吐出部材4は、使用者によって操作される操作部5から主に構成される。図14に示されるように、吐出部材4は、バルブ3のステム33に取り付けられている。
・操作部5
操作部5は、略円柱状の部位であり、ステム33に取り付けられる取付孔51が形成された一端と、内容物を吐出する吐出孔52が形成された他端とを有する。取付孔51は、操作部5の一端側に形成された円柱状の接続口であり、ステム33が挿入される。取付孔51の底部には、バルブ3から取り出された内容物が通過する内部通路の一端が開口している。また、内部通路の他端は、吐出孔52として開口している。
操作部5は、略円柱状の部位であり、ステム33に取り付けられる取付孔51が形成された一端と、内容物を吐出する吐出孔52が形成された他端とを有する。取付孔51は、操作部5の一端側に形成された円柱状の接続口であり、ステム33が挿入される。取付孔51の底部には、バルブ3から取り出された内容物が通過する内部通路の一端が開口している。また、内部通路の他端は、吐出孔52として開口している。
内部通路は、バルブ3から取り込まれた内容物が吐出孔52に至るまでに通過する一連の通路(吐出通路)である。内部通路には、バルブ3から取り込まれた内容物が通過する略L字状の第一管路53が形成されている。第一管路53の空間には、第一管路53を通過した内容物を衝突させ、流れる方向を変化させて流路を分岐するための略円筒形の分岐部材54と、分岐部材54の周面を覆うノズル55とが取り付けられている。また、第一管路53の下流側端部に第一管路53から外周に向かって拡がる溝(図示せず)が2~10本の複数本形成されている。そのため、円筒状の空間に分岐部材54を挿入することにより、溝と分岐部材54との間で内容物が外周方向に流れる拡散通路が形成される。
ノズル55は、有底筒状であり、略円盤状の底部と、分岐部材54の周面を覆う周縁部とからなる。ノズル55の底部には、分岐部材54の外周面と周縁部の内周面との間を通った内容物が外周から中心に形成された吐出孔52に向かって流れる溝(図示せず)が2~10本、好ましくは2~8本形成されている。さらに、これらの溝が収束する部分に内容物を旋回させるための旋回室が形成されている。分岐部材54にノズル55を装着することにより、溝と分岐部材54との間で内容物が旋回室に流れる収束通路が形成される。旋回室の中心には吐出孔52が設けられている。なお、分岐部材54の外周面には、第一管路53側の拡散通路で外周に分岐した内容物をノズル55底部の収束通路に流すための横溝(図示せず)が複数本形成されている。横溝はらせん状にして流路を長くし、通路抵抗を大きくして流速をより遅くすることができる。
バルブ3から取り込まれ第一管路53を通過した内容物は、分岐部材54と衝突し、拡散通路により流れの方向が半径方向へと変わる。次いで、分岐部材54の外周面とノズル55の周縁部の内周面との間の横溝を通り、収束通路により流れの方向が中心方向へと変わる。さらに内容物は旋回室に導入されてここで渦流となり、吐出孔52から吐出される。
第一管路53の内径は特に限定されない。第一管路53の内径は、所望する噴射速度等に合わせて適宜調整される。一例を挙げると、第一管路53の内径は、0.5~3mmである。
また、吐出孔52の孔径は特に限定されない。吐出孔52の断面積(直径)は、所望する噴射速度等に合わせて適宜調整される。一例を挙げると、吐出孔52の孔径は、0.2~0.6mmである。吐出孔52の断面形状は特に限定されない。一例を挙げると、吐出孔52の断面形状は、円形、角形等であり、吐出孔は複数あってもよい。
図14に示す拡散通路と収束通路とを設けた吐出部材4において、バルブ3から取り込まれ第一管路53を通過した内容物は、各通路を流れる際に通路抵抗を受けて、液体に溶解しているガスの気化速度が抑制される。内容物が吐出孔から外部に吐出されると吐出物自体は粒子が小さくなり、発生する超微細気泡は粒子径がより小さくなり、発生個数も多くなる。
図15は、本実施形態の液状組成物を製造するためのエアゾール製品に用いられる吐出部材6の一実施態様を示す概略説明図である。
図15に示される吐出部材6は、分岐部材62を一体成形した操作部6aを有しており、ノズル7が装着されている。このような収束通路を設けた吐出部材6は、バルブ3(図14参照)から取り込まれ第一管路61を通過した内容物が、分岐部材62の外周面とノズル7の周縁部の内周面との間の隙間を通り、収束通路により流れの方向が中心方向へと変わり、旋回室Rに導入されて過流となり、吐出孔7pから吐出される。収束通路の溝の数は2~10本が好ましく、2~8本がより好ましい。
図15の吐出部材6の操作部6aは、略L字状の内部通路(第1管路61)と、ノズル7が挿し込まれる嵌合部63とが形成されている。嵌合部63は、略円筒状の凹部である。嵌合部63の内底面に円柱状の突部(円柱部64)が設けられている。
円柱部64は、ノズル7が操作部6aに取り付けられる際に、ノズル7の脚部71内に埋設される部位である。ノズル7が取り付けられた状態(すなわち図15の状態)において、円柱部64の側周面は、脚部71の内周面と、わずかに離間する。このように円柱部64と脚部71とが離間することにより形成された間隙と、内部通路(第1管路61)とは、吐出時にエアゾール容器から取り込まれた内容物が通過する吐出部材内通路74である。また、図15に示されるように、円柱部64の先端面は、ノズル7の内底面と当接している。
ノズル7は、有底筒状であり、底板72と、底板72の一方の表面の周囲に立設された筒状の脚部71とからなる。底板72は、所定の厚みを有する円盤状の部位であり、凹部73と、凹部73に接続された溝が形成されている。凹部73の内底面の中心部には、外部と連通するための吐出孔7pが形成されている。
ノズル7が操作部6aに取り付けられることにより、上記凹部73の開口面は、円柱部64の先端面と当接し、閉止される。これにより、吐出部材6は、凹部73と円柱部64の先端面とによって画定された旋回室Rが形成される。旋回室Rの寸法は特に限定されない。一例を挙げると、旋回室Rは、直径0.8~2.0mm、好ましくは1.0~1.5mmであり、高さ(深さ)0.05~0.2mm程度の円柱状の空間である。なお、旋回室Rの形状は、円柱状に限定されない。旋回室Rは、導入される内容物が旋回し得る内周形状であればよい。
また、溝の開口面も同様に、ノズル7が操作部6aに取り付けられることにより、円柱部64の先端面と当接し、閉止される。これにより、吐出部材6は、旋回室Rに接続された収束通路が形成される。
旋回室Rは、略円柱状の空間であり、周囲に溝が接続されている。溝は、吐出部材内通路と旋回室Rとを接続する通路であり、吐出部材内通路に接続された一端側開口と、旋回室Rに接続された他端側開口とが形成されている。
それぞれの溝は、旋回室Rに対して、略等間隔で放射状に設けられている。ここで、それぞれの溝は、旋回室Rの内周縁に沿って導入されるように形成されている。このような方向に溝が形成されていることにより、溝を通過して旋回室R内に導入される内容物は、直接、吐出孔7pに向かうのではなく、旋回室Rの内周縁に沿って、旋回室R内を旋回することとなる。内容物は、旋回室R内で旋回した後、旋回室Rの中心にある吐出孔7pから噴射される。
吐出孔7pの寸法は特に限定されない。一例を挙げると、吐出孔7pの直径は、0.1~0.8mm程度であることが好ましく、0.2~0.6mm程度であることがより好ましい。このような寸法の吐出孔7pによれば、内容物は、旋回室Rで充分に旋回した後に、広範囲に拡がるよう吐出されるため、吐出自体の粒子径が小さくなり、超微細気泡が多く発生しやすい。そのため、液状組成物は超微細気泡が体積積算分布90%になる粒子径D90は小さくなりやすい。また、超微細気泡は、高濃度に分散しやすい。
図16は、本発明の一実施形態の液状組成物を製造するためのエアゾール製品に用いられる吐出部材8の一実施態様を示す概略説明図である。
図16に示されるように、吐出部材8は、分岐部材を設けず、第一管路81から吐出孔91に直線状に連通するノズル9が装着されている。この吐出部材8では、バルブ3(図14参照)から取り込まれ第一管路81を通過した内容物が吐出孔91から高い噴射圧で吐出され、超微細気泡を含んだ液状組成物を対象物に勢いよく付与することができる。
ノズル9は、外部に突出しており、略円筒状である。ノズル9内の通路は、根元部92から吐出孔91までの内径がほぼ同じであり、吐出孔91は内径と同じでもよく、内径よりも小さくてもよい。吐出孔91の内径は、たとえば0.2~3.0mmであることが好ましく、0.3~2.5mmであることがより好ましい。したがって、吐出部材8を使用して吐出される内容物は、ノズル9内の通路を直線状に流れ、吐出孔91から外部に吐出される。
なお、ノズル9内の通路の寸法は、ノズル内を流れる内容物に通路抵抗を与えて溶解している圧縮ガスの気化を抑制し、外部に吐出されたときに超微細気泡を高濃度で発生させようとする場合には、たとえば内径が0.2~4.0mmであることが好ましく、0.3~3.0mmであることがより好ましい。また、ノズル9内の通路の長さは3~20mmであることが好ましく、5~15mmであることがより好ましい。
本実施形態のエアゾール製品1は、吐出部材8に代えて、図14に示される吐出部材8aが採用されてもよい。図14は、後述する実施例11および実施例12の液状組成物を製造するためのエアゾール製品に用いられる吐出部材8aの概略説明図である。図14に示される吐出部材は、略円筒状のノズル81aを備える。ノズル81a内の通路の径は、噴射孔82aの孔径とほぼ同じである。吐出部材8aは、吐出部材8と同様に、分岐部材が設けられていない。吐出部材8aは、第一管路81(図16参照)から噴射孔82aにかけて、直線状に連通している。その結果、バルブ3(図14参照)から取り込まれ、第一管路81を通過した内容物は、噴射孔82aから高い噴射力で吐出され、超微細気泡を含んだ噴射物となり、対象物に勢いよく付与され得る。
エアゾール製品1全体の説明に戻り、本実施形態のエアゾール製品1の圧縮ガスが溶解している液体Lは、バルブ3から取り出された後、吐出通路を通過する最中に、適宜減速されるとともに、溶解していた圧縮ガスが気化して生じた超微細気泡を伴った状態で吐出孔52から吐出され、液状組成物を構成する。
以上、本発明の一実施形態について説明した。すなわち、上記実施形態では、エアゾール製品に、原液として液体を充填し、液体に圧縮ガスを溶解させて吐出することにより、液体中で圧縮ガスの超微細気泡を発生、分散させて、液状組成物を製造する方法、および、液状組成物を例示した。
また、液状組成物は、加圧・密閉可能なタンク内で製造されたものを、吐出容器に充填
して吐出製品とすることができる。この吐出容器としては、図14に示す容器本体内に内袋を収容している二重構造のエアゾール容器や、内袋がないエアゾール容器、容器本体に直圧式/蓄圧式ポンプを備えているポンプ容器、容器本体内に内袋を収容し、エアレスポンプを備えている二重構造のポンプ容器、パウチなどが挙げられ、超微細気泡を安定に分散させることができる点から、液状組成物を液密状態に充填できるものが好ましい。
して吐出製品とすることができる。この吐出容器としては、図14に示す容器本体内に内袋を収容している二重構造のエアゾール容器や、内袋がないエアゾール容器、容器本体に直圧式/蓄圧式ポンプを備えているポンプ容器、容器本体内に内袋を収容し、エアレスポンプを備えている二重構造のポンプ容器、パウチなどが挙げられ、超微細気泡を安定に分散させることができる点から、液状組成物を液密状態に充填できるものが好ましい。
[第3の実施形態]
本発明の一実施形態(第3の実施形態)のエアゾール製品は、液状組成物(噴射物ともいう)を噴射するためのエアゾール製品である。液状組成物は、超微細気泡が分散した液状組成物である。超微細気泡の、体積積算分布の値が90%になる粒子径D90は、50~300nmである。超微細気泡の個数は、1mLあたり、4.0×107個以上である。原液と噴射剤とが充填されたエアゾール容器と、エアゾール容器に装着され、噴射孔が形成された噴射ボタンとからなる。噴射孔から噴射物を噴射する場合において、噴射孔からの距離5cmにおける噴射力は、10~400mNである。以下、それぞれについて説明する。なお、以下の説明において、第1の実施形態または第2の実施形態で上記した構成と同様の構成については、第1の実施形態または第2の実施形態における開示を援用するものとし、適宜省略される。
本発明の一実施形態(第3の実施形態)のエアゾール製品は、液状組成物(噴射物ともいう)を噴射するためのエアゾール製品である。液状組成物は、超微細気泡が分散した液状組成物である。超微細気泡の、体積積算分布の値が90%になる粒子径D90は、50~300nmである。超微細気泡の個数は、1mLあたり、4.0×107個以上である。原液と噴射剤とが充填されたエアゾール容器と、エアゾール容器に装着され、噴射孔が形成された噴射ボタンとからなる。噴射孔から噴射物を噴射する場合において、噴射孔からの距離5cmにおける噴射力は、10~400mNである。以下、それぞれについて説明する。なお、以下の説明において、第1の実施形態または第2の実施形態で上記した構成と同様の構成については、第1の実施形態または第2の実施形態における開示を援用するものとし、適宜省略される。
(原液)
エアゾール容器に充填される原液は特に限定されない。原液は、第1の実施形態または第2の実施形態で上記した液体と同様である。
エアゾール容器に充填される原液は特に限定されない。原液は、第1の実施形態または第2の実施形態で上記した液体と同様である。
溶媒の含有量は、原液中、60質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましい。また、溶媒の含有量は、原液中、100質量%以下であることが好ましく、99.9質量%以下であることがより好ましい。溶媒の含有量が上記範囲内であることにより、原液は、超微細気泡を高濃度で発生させるために必要な量の噴射剤を溶解しやすい。特に、水を原液中60質量%以上含有する場合は、エアゾール製品は、噴射物中において、超微細気泡の粒子径が小さく、かつ粒子径の分布幅が狭くなり、超微細粒子の大きさが揃い、安定した効果が持続しやすい。なお、水性溶媒や油性溶媒で例示した上記成分は、添加剤や有効成分として溶媒に添加することもできる。
原液は、たとえば、各種有効成分、界面活性剤、増粘剤、パウダー等の任意成分が含まれてもよい。これらの例示は、第1の実施形態または第2の実施形態において上記したものと同様である。
有効成分が配合される場合、有効成分の含有量は特に限定されない。一例を挙げると、有効成分の含有量は、原液中、0.01質量%以上であることが好ましく、0.05質量%以上であることがより好ましい。また、有効成分の含有量は、原液中、20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましい。有効成分の含有量が上記範囲内であることにより、有効成分を配合することによる効果が得られやすい。
界面活性剤は、超微細気泡に汚れ成分などを吸着して洗浄効果を向上させる、超微細気泡の保持性を向上させる等の目的で好適に配合される。
界面活性剤は特に限定されない。特に、イオン性界面活性剤を配合することにより、エアゾール製品は、プラスもしくはマイナスに帯電している花粉などの飛散物質の付着を減らすなどの効果が得られやすい。
界面活性剤が配合される場合、界面活性剤の含有量は特に限定されない。一例を挙げると、界面活性剤の含有量は、原液中、0.01質量%以上であることが好ましく、0.05質量%以上であることがより好ましい。また、界面活性剤の含有量は、原液中、10質量%以下であることが好ましく、8質量%以下であることがより好ましい。界面活性剤の含有量が上記範囲内であることにより、エアゾール製品は、界面活性剤を配合することによる効果が得られやすい。
増粘剤は、原液の粘度を高くしたり、チキソトロピー性を付与して、噴射物中で超微細粒子が発生する速度を遅くし、超微細粒子の粒子径を調整する、超微細気泡をより安定に分散させる等の目的で好適に配合される。
増粘剤の含有量は特に限定されない。一例を挙げると、増粘剤の含有量は、原液中、0.01質量%以上であることが好ましく、0.05質量%以上であることがより好ましい。また、増粘剤の含有量は、原液中、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましい。増粘剤の含有量が上記範囲内であることにより、エアゾール製品は、噴射物中に分散する超微細気泡の粒子径を調整する、超微細気泡をより安定に分散させる効果が得られやすい。
パウダーが配合される場合、パウダーの含有量は特に限定されない。一例を挙げると、パウダーの含有量は、原液中、0.01質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましい。また、パウダーの含有量は、原液中、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましい。パウダーの含有量が上記範囲内であることにより、エアゾール製品は、パウダーを配合することによる効果が得られやすい。
原液の製造方法は特に限定されない。一例を挙げると、原液は、たとえば、有効成分などを溶媒に添加して溶解あるいは分散させることにより調製することができる。
(噴射剤)
噴射剤は特に限定されない。一例を挙げると、噴射剤は、エアゾール容器内に充填されても気体である圧縮ガス、エアゾール容器内に充填されると一部が液化して液体と気体に分かれる液化ガスである。
噴射剤は特に限定されない。一例を挙げると、噴射剤は、エアゾール容器内に充填されても気体である圧縮ガス、エアゾール容器内に充填されると一部が液化して液体と気体に分かれる液化ガスである。
(圧縮ガス)
圧縮ガスは特に限定されない。一例を挙げると、25℃、大気圧下における原液(溶媒)1mLに対する溶解量が0.001mL以上である圧縮ガスが好ましく、0.005mL以上であるである圧縮ガスがより好ましい。また、圧縮ガスは、溶解量が5mL以下であることが好ましく、3mL以下であることがより好ましい。圧縮ガスの原液への溶解量が上記範囲内であることにより、エアゾール容器に充填された圧縮ガスは、原液中に好適な濃度で溶解し得る。その結果、超微細気泡は、噴射物中高濃度に発生しやすく、粒子径の分布が小さく、大きさが揃いやすい。
圧縮ガスは特に限定されない。一例を挙げると、25℃、大気圧下における原液(溶媒)1mLに対する溶解量が0.001mL以上である圧縮ガスが好ましく、0.005mL以上であるである圧縮ガスがより好ましい。また、圧縮ガスは、溶解量が5mL以下であることが好ましく、3mL以下であることがより好ましい。圧縮ガスの原液への溶解量が上記範囲内であることにより、エアゾール容器に充填された圧縮ガスは、原液中に好適な濃度で溶解し得る。その結果、超微細気泡は、噴射物中高濃度に発生しやすく、粒子径の分布が小さく、大きさが揃いやすい。
より具体的には、圧縮ガスは、窒素(水1mLに対して0.0141mL、エタノール1mLに対して0.137mL)、水素(水1mLに対して0.0175mL、エタノール1mLに対して0.0784mL)、ヘリウム(水1mLに対して0.0087mL、エタノール1mLに対して0.0294mL)、六フッ化硫黄(水1mLに対して0.00545mL)、空気(水1mLに対して0.0167mL)、酸素(水1mLに対して0.0283mL、エタノール1mLに対して0.222mL)、炭酸ガス(水1mLに対して0.759mL、エタノール1mLに対して2.706mL)、亜酸化窒素(水1mLに対して0.0588mL)、アルゴン(水1mLに対して0.0306mL、エタノール1mLに対して0.239mL)およびこれらの混合ガス等である。溶媒1mLに対して1.0mL以下である低溶解性圧縮ガスを用いる場合は、エアゾール製品は、より小さな超微細気泡の含有量が多くなりやすく、好ましい。
圧縮ガスは、原液が充填されているエアゾール容器に充填され、原液に飽和溶解する。原液に飽和溶解した圧縮ガスの溶解量は、25℃において、原液1mL中、30ppm以上であることが好ましく、40ppmL以上であることがより好ましい。また、圧縮ガスの溶解量は、25℃において、原液1mL中、80,000ppm以下であることが好ましく、70,000ppm以下であることがより好ましい。圧縮ガスの溶解量が上記範囲内であることにより、特定の噴射力で大気中に噴射されたときに、噴射物中に大量の超微細気泡が生じやすい。なお、本実施形態において、圧縮ガスの溶解量とは、耐圧容器に充填した原液の容量、圧縮ガスを充填する気相部の容量、圧縮ガスの充填量、25℃において圧縮ガスが耐圧容器内の原液に溶解して平衡になったときの圧力から算出した値である。
(液化ガス)
液化ガスは特に限定されない。一例を挙げると、液化ガスは、プロパン、ノルマルブタン、イソブタンおよびこれらの混合物からなる液化石油ガス、トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロパ-1-エンなどの沸点が5℃以下であるハイドロフルオロオレフィン、およびこれらの混合物である親油性液化ガスや、ジメチルエーテルからなる両媒性液化ガス、およびこれらの混合物等である。
液化ガスは特に限定されない。一例を挙げると、液化ガスは、プロパン、ノルマルブタン、イソブタンおよびこれらの混合物からなる液化石油ガス、トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロパ-1-エンなどの沸点が5℃以下であるハイドロフルオロオレフィン、およびこれらの混合物である親油性液化ガスや、ジメチルエーテルからなる両媒性液化ガス、およびこれらの混合物等である。
これらの中でも、液化ガスは、プロパン、ノルマルブタン、イソブタンおよびこれらの混合物からなる液化石油ガス、トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロパ-1-エンなどの沸点が5℃未満であるハイドロフルオロオレフィン、およびこれらの混合物である親油性液化ガスを含むことが好ましい。これにより、噴射物は、人体に使用する場合は超微細気泡が皮膚の表面に付着しやすく、適用箇所における皮脂などの汚れを除去する効果等が長期間に渡って得られやすい。また、噴射物は、噴射物中に、洗浄すべき物品を浸け置くことで、油汚れ等を吸着・除去する洗浄効果等が得られやすい。さらに、水を含有する溶媒を用いる場合、親油性液化ガスは、エアゾール容器内で原液と分離しやすい。しかしながら、親油性液化ガスは、原液中に常に飽和溶解している。そのため、噴射物は、超微細気泡の発生数が多く、また安定しやすい。
液化ガスは、耐圧容器2に充填される。液化ガスは、一部が原液に溶解し、気相にも存在する。液化ガスを原液への飽和溶解量以上に充填する場合、液化ガスは、原液と分離し、液相を形成する。原液1mLに対する液化ガスの溶解量は、耐圧容器2内に充填された時点において、液体換算で0.0001mL以上であることが好ましく、0.0003mL以上であることがより好ましい。また、液化ガスの溶解量は、0.5mL以下であることが好ましく、0.3mL以下であることがより好ましい。液化ガスの溶解量が上記範囲内であることにより、噴射物は、吐出後に、大量の超微細気泡を生じやすい。なお、本実施形態において、液化ガスの溶解量とは、25℃において液化ガスが液体換算で原液中に溶解している量である。
より具体的には、液化ガスは、プロパン(水1mLに対して0.014mL)、ブタン(水1mLに対して0.010mL)およびこれらの混合ガスである液化石油ガス、トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロパ-1-エン(水1mLに対して0.000319mL)、ジメチルエーテル(水1mLに対して0.106mL)およびこれらの混合ガス等である。
<エアゾール製品の製造方法>
エアゾール製品は、耐圧容器に原液を充填し、耐圧容器にバルブを取り付けて密封し、バルブから噴射剤を充填し、噴射剤を原液に飽和溶解させ、バルブに噴射ボタンを装着することにより製造することができる。なお、噴射剤は、耐圧容器にバルブを取り付ける直前に充填してもよい。
エアゾール製品は、耐圧容器に原液を充填し、耐圧容器にバルブを取り付けて密封し、バルブから噴射剤を充填し、噴射剤を原液に飽和溶解させ、バルブに噴射ボタンを装着することにより製造することができる。なお、噴射剤は、耐圧容器にバルブを取り付ける直前に充填してもよい。
図1は、本実施形態のエアゾール製品1の模式的な断面図である。図1には、非使用状態のエアゾール製品1が示されている。図1に示されるように、本実施形態のエアゾール製品1は、原液Lと噴射剤とからなる内容物が充填された耐圧容器2と、耐圧容器2に取り付けられるバルブ3と、バルブ3に取り付けられ、内容物を噴射する噴射孔52が形成された噴射ボタン4とを主に備える。以下、それぞれの構成について説明する。なお、エアゾール製品1の構成は、本実施形態に限定されない。そのため、以下に示されるエアゾール製品1の構成は例示であり、適宜設計変更を行うことができる。また、液相Laは、液化ガス(たとえば液化石油ガス)が液体Lと分離する場合に形成される相である。そのため、液相Laは、噴射剤が圧縮ガス(たとえば窒素)である場合は、省略され得る。
(耐圧容器)
耐圧容器2は、原液Lを加圧・密封状態で充填するための容器である。耐圧容器2は、汎用の形状であってよい。本実施形態の耐圧容器2は、上部に開口を有する有底筒状である。開口は、原液Lを充填するための充填口である。耐圧容器2は、密封するために開口に後述するバルブ3が取り付けられる。
耐圧容器2は、原液Lを加圧・密封状態で充填するための容器である。耐圧容器2は、汎用の形状であってよい。本実施形態の耐圧容器2は、上部に開口を有する有底筒状である。開口は、原液Lを充填するための充填口である。耐圧容器2は、密封するために開口に後述するバルブ3が取り付けられる。
・耐圧容器2
耐圧容器2は、開口に後述するバルブ3を取り付けて閉止することによりエアゾール容器となる。耐圧容器2の材質は特に限定されない。このような材質としては、アルミニウム、ブリキ等の金属、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルなどの合成樹脂、耐圧ガラス等が例示される。また、耐圧容器2は、その内部に内袋を備えることができる。内袋は噴射剤の圧力により収縮可能な袋状の容器である。内袋には、上記した原液Lが液密状態に充填される。内袋の材質は特に限定されない。一例を挙げると、内袋の材質は、ポリエチレンなどのポリオレフィン、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリアミドなどの合成樹脂があげられる。また、内袋は、前述の合成樹脂の単層体であってもよく、複数の層が積層された積層体であってもよい。
耐圧容器2は、開口に後述するバルブ3を取り付けて閉止することによりエアゾール容器となる。耐圧容器2の材質は特に限定されない。このような材質としては、アルミニウム、ブリキ等の金属、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルなどの合成樹脂、耐圧ガラス等が例示される。また、耐圧容器2は、その内部に内袋を備えることができる。内袋は噴射剤の圧力により収縮可能な袋状の容器である。内袋には、上記した原液Lが液密状態に充填される。内袋の材質は特に限定されない。一例を挙げると、内袋の材質は、ポリエチレンなどのポリオレフィン、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリアミドなどの合成樹脂があげられる。また、内袋は、前述の合成樹脂の単層体であってもよく、複数の層が積層された積層体であってもよい。
(バルブ3)
バルブ3は、耐圧容器2の開口に取り付けられて耐圧容器2内を密封するための部材であり、上下動することにより耐圧容器2内と外部との連通/遮断を切り替えることができる弁機構31と、弁機構31が収容される所定の内部空間が形成されたハウジング32とを備える。弁機構31は、下方に押し下げることにより外部と連通するステム孔33aを有するステム33と、ステム孔33aをシールするステムラバー34と、ステム33を下方から常時垂直上方向に付勢するスプリング35とを備える。ハウジング32の下部には、ハウジング32の内部空間とチューブ36を介して耐圧容器2の内部とを連通する液相導入孔32aが形成されている。バルブ3の動作によりステム孔33aが開放されると、耐圧容器2に充填された液体Lは噴射剤の圧力により、チューブ36下端の開口部から液相導入孔32aを通り、ハウジング32内に取り込まれ、ステム孔33aおよびステム33内の通路を通り、噴射ボタン4へ送られる。
バルブ3は、耐圧容器2の開口に取り付けられて耐圧容器2内を密封するための部材であり、上下動することにより耐圧容器2内と外部との連通/遮断を切り替えることができる弁機構31と、弁機構31が収容される所定の内部空間が形成されたハウジング32とを備える。弁機構31は、下方に押し下げることにより外部と連通するステム孔33aを有するステム33と、ステム孔33aをシールするステムラバー34と、ステム33を下方から常時垂直上方向に付勢するスプリング35とを備える。ハウジング32の下部には、ハウジング32の内部空間とチューブ36を介して耐圧容器2の内部とを連通する液相導入孔32aが形成されている。バルブ3の動作によりステム孔33aが開放されると、耐圧容器2に充填された液体Lは噴射剤の圧力により、チューブ36下端の開口部から液相導入孔32aを通り、ハウジング32内に取り込まれ、ステム孔33aおよびステム33内の通路を通り、噴射ボタン4へ送られる。
耐圧容器2に原液Lおよび噴射剤を充填する方法は特に限定されない。一例を挙げると、耐圧容器2の開口から原液Lを充填し、耐圧容器2の開口にバルブ3を固着し、その後、バルブのステムから噴射剤を充填し、噴射剤を原液に飽和溶解させる。なお、バルブは、噴射剤を耐圧容器2とバルブの間からアンダーカップ充填した後で耐圧容器の開口に固着してもよい。
噴射剤が充填され、原液L中に飽和溶解した後のエアゾール容器内の圧力は、噴射剤が圧縮ガスである場合、25℃において0.3~1.0MPa(ゲージ圧)であることが好ましく、0.4~0.9MPa(ゲージ圧)である。エアゾール容器内の圧力が上記範囲に調整されることにより、噴射によりエアゾール容器内の原液が少なくなってエアゾール容器内の圧力が低下しても、圧縮ガスは、原液中に上記溶解量の範囲内で存在しており、超微細気泡が高濃度で発生させることができる。
(噴射ボタン4)
噴射ボタン4は、操作によりバルブ3を開放し、バルブ3を経て取り込まれた噴射剤が溶解している原液Lを吐出するための部材である。噴射ボタン4は、使用者によって操作される操作部5から主に構成される。図1に示されるように、噴射ボタン4は、バルブ3のステム33に取り付けられている。
噴射ボタン4は、操作によりバルブ3を開放し、バルブ3を経て取り込まれた噴射剤が溶解している原液Lを吐出するための部材である。噴射ボタン4は、使用者によって操作される操作部5から主に構成される。図1に示されるように、噴射ボタン4は、バルブ3のステム33に取り付けられている。
・操作部5
操作部5は、略円柱状の部位であり、ステム33に取り付けられる取付孔51が形成された一端と、内容物を噴射する噴射孔52が形成された他端とを有する。取付孔51は、操作部5の一端側に形成された円柱状の接続口であり、ステム33が挿入される。取付孔51の底部には、バルブ3から取り出された内容物が通過する内部通路の一端が開口している。また、内部通路の他端は、噴射孔52として開口している。
操作部5は、略円柱状の部位であり、ステム33に取り付けられる取付孔51が形成された一端と、内容物を噴射する噴射孔52が形成された他端とを有する。取付孔51は、操作部5の一端側に形成された円柱状の接続口であり、ステム33が挿入される。取付孔51の底部には、バルブ3から取り出された内容物が通過する内部通路の一端が開口している。また、内部通路の他端は、噴射孔52として開口している。
内部通路は、バルブ3から取り込まれた内容物が噴射孔52に至るまでに通過する一連の通路(噴射通路)である。内部通路には、バルブ3から取り込まれた内容物が通過する略L字状の第一管路53が形成されている。第一管路53の空間には、第一管路53を通過した内容物を衝突させ、流れる方向を変化させて流路を分岐するための略円筒形の分岐部材54と、分岐部材54の周面を覆うノズル55とが取り付けられている。また、第一管路53の下流側端部に第一管路53から外周に向かって拡がる溝(図示せず)が2~6本形成されている。そのため、円筒状の空間に分岐部材54を挿入することにより、溝と分岐部材54との間で内容物が外周方向に流れる拡散通路が形成される。拡散通路の幅は0.2~0.6mmであることが好ましい。
ノズル55は、有底筒状であり、略円盤状の底部と、分岐部材54の周面を覆う周縁部とからなる。ノズル55の底部には、分岐部材54の外周面と周縁部の内周面との間を通った内容物が外周から中心に形成された噴射孔52に向かって流れる溝(図示せず)が2~10本、好ましくは2~8本形成されている。さらに、これらの溝が収束する中心部分に内容物を旋回させるための旋回室Rが形成されている。分岐部材54にノズル55を装着することにより、溝と分岐部材54との間で内容物が旋回室Rに流れる収束通路が形成される。溝の本数が上記範囲内であることにより、噴射される噴射物は、収束通路を流れる際に通路抵抗を強く受け、溶解している噴射剤の気化が抑制される。そのため、噴射剤は、噴射孔から外部に噴射された後で気化しやすい。その結果、噴射物は、噴射直後に超微細気泡が高濃度で発生しやすい。
旋回室の中心には噴射孔52が設けられている。なお、分岐部材54の外周面には、第一管路53側の拡散通路で外周に分岐した内容物をノズル55底部の収束通路に流すための横溝(図示せず)が複数本形成されている。横溝はらせん状にして流路を長くし、通路抵抗を大きくして流速をより遅くすることができる。収束通路の幅は0.1~0.5mmであることが好ましい。旋回室Rの寸法は特に限定されない。一例を挙げると、旋回室Rは、直径0.3~2.0mm、好ましくは0.4~1.5mmであり、高さ(深さ)0.05~0.2mm程度の円柱状の空間である。なお、旋回室Rの形状は、円柱状に限定されない。旋回室Rは、導入される内容物が旋回し得る内周形状であればよい。
バルブ3から取り込まれ第一管路53を通過した内容物は、分岐部材54と衝突し、拡散通路により流れの方向が半径方向へと変わる。次いで、分岐部材54の外周面とノズル55の周縁部の内周面との間の横溝を通り、収束通路により流れの方向が中心方向へと変わる。さらに内容物は旋回室に導入されてここで渦流となり、噴射孔52から噴射される。
第一管路53の内径は特に限定されない。第一管路53の内径は、所望する噴射速度等に合わせて適宜調整される。一例を挙げると、第一管路53の内径は、0.5~3mmである。
また、噴射孔52の孔径は特に限定されない。噴射孔52の孔径は、所望する噴射速度等に合わせて適宜調整される。一例を挙げると、噴射孔52の孔径は、0.2mm以上であることが好ましく、0.25mm以上であることがより好ましい。また、噴射孔52の孔径は、1.0mm以下であることが好ましく、0.8mm以下であることがより好ましい。噴射孔の直径が上記範囲内であることにより、噴射物は、噴射孔により流量が絞られ、収束通路を通過する際に適度な通路抵抗を受けて噴射剤の気化が抑制される。そのため、噴射剤は、噴射孔から外部に噴射された後で気化しやすい。その結果、噴射物は、噴射直後に超微細気泡が高濃度で発生しやすい。
噴射孔52の断面形状は特に限定されない。一例を挙げると、噴射孔52の断面形状は、円形、楕円形、角形等である。
図1に示す拡散通路と収束通路とを設けた噴射ボタン4において、エアゾール容器内の圧力より押し出されバルブ3から取り込まれた内容物は、第一管路53、拡散通路、横溝、収束通路を通過する際に通路抵抗を受けて、噴射孔から噴射されるときの噴射力は、噴射孔からの距離5cmにおいて、10mN以上となるよう調整されればよく、15mN以上となるよう調整されることが好ましい。また、噴射力は、400mN以下となるよう調整されればよく、100mN以下となるよう調整されることが好ましく、90mN以下となるよう調整されることがより好ましい。このような噴射力に調整されることにより、噴射ボタンの通路を流れる内容物は、溶解している噴射剤の気化速度が抑制され、噴射孔から外部に噴射された際に気化しやすく、超微細気泡の粒子数が多くなりやすい。また、図1の噴射ボタンは、内容物が噴射孔から外部に噴射されると噴射物自体も粒子が小さくなり、発生する超微細気泡は粒子径がより小さくなり、発生個数も多くなる。その結果、エアゾール製品1から大気圧下に噴射される噴射物は、噴射ボタン4内の通路抵抗により特定の噴射力で噴射されるため、噴射物中に超微細気泡が高濃度で発生しやすく、かつ、超微細気泡の粒子径の分布幅が小さくなる。そのため、得られる噴射物は、超微細気泡が噴射物中で安定に分散し、超微細気泡の効果が得られやすい。
図2は、本実施形態のエアゾール製品に用いられる噴射ボタン6の一実施態様を示す概略説明図である。
図2に示される噴射ボタン6は、分岐部材62を一体成形した操作部6aを有しており、ノズル7が装着されている。このような収束通路を設けた噴射ボタン6は、バルブ3(図1参照)から取り込まれ第一管路61を通過した内容物が、分岐部材62の外周面とノズル7の周縁部の内周面との間の隙間を通り、収束通路により流れの方向が中心方向へと変わり、旋回室Rに導入されて過流となり、噴射孔7pから噴射される。収束通路の溝の数は2~10本が好ましく、2~8本がより好ましい。収束通路の幅は0.1~0.5mmであることが好ましい。
図2の噴射ボタン6の操作部6aは、略L字状の内部通路(第1管路61)と、ノズル7が挿し込まれる嵌合部63とが形成されている。嵌合部63は、略円筒状の凹部である。嵌合部63の内底面に円柱状の突部(円柱部64)が設けられている。
円柱部64は、ノズル7が操作部6aに取り付けられる際に、ノズル7の脚部71内に埋設される部位である。ノズル7が取り付けられた状態(すなわち図2の状態)において、円柱部64の側周面は、脚部71の内周面と、わずかに離間する。このように円柱部64と脚部71とが離間することにより形成された間隙と、第1管路61とは、噴射時にエアゾール容器から取り込まれた内容物が通過する噴射通路74の一部である。また、図2に示されるように、円柱部64の先端面は、ノズル7の内底面と当接している。
ノズル7は、有底筒状であり、底板72と、底板72の一方の表面の周囲に立設された筒状の脚部71とからなる。底板72は、所定の厚みを有する円盤状の部位であり、凹部73と、凹部73に接続された溝が形成されている。凹部73の内底面の中心部には、外部と連通するための噴射孔7pが形成されている。
ノズル7が操作部6aに取り付けられることにより、上記凹部73の開口面は、円柱部64の先端面と当接し、閉止される。これにより、噴射ボタン6は、凹部73と円柱部64の先端面とによって画定された旋回室Rが形成される。旋回室Rの寸法は特に限定されない。一例を挙げると、旋回室Rは、直径0.3~2.0mm、好ましくは0.4~1.5mmであり、高さ(深さ)0.05~0.2mm程度の円柱状の空間である。なお、旋回室Rの形状は、円柱状に限定されない。旋回室Rは、導入される内容物が旋回し得る内周形状であればよい。
また、溝の開口面も同様に、ノズル7が操作部6aに取り付けられることにより、円柱部64の先端面と当接し、閉止される。これにより、噴射ボタン6は、旋回室Rに接続された収束通路が形成される。
旋回室Rは、略円柱状の空間であり、周囲に溝が接続されている。溝は、円柱部64と脚部71との間で形成された間隙と旋回室Rとを接続する通路である。それぞれの溝は、旋回室Rに対して、略等間隔で放射状に設けられている。ここで、それぞれの溝は、旋回室Rの内周縁に沿って導入されるように形成されている。このような方向に溝が形成されていることにより、溝を通過して旋回室R内に導入される内容物は、直接、噴射孔7pに向かうのではなく、旋回室Rの内周縁に沿って、旋回室R内を旋回することとなる。内容物は、旋回室R内で旋回した後、旋回室Rの中心にある噴射孔7pから噴射される。
噴射孔7pの寸法は特に限定されない。一例を挙げると、噴射孔7pの直径は、0.1~0.8mm程度であることが好ましく、0.2~0.6mm程度であることがより好ましい。このような寸法の噴射孔7pによれば、エアゾール容器内の圧力より押し出されバルブ3から取り込まれた内容物は、第一管路53、間隙、収束通路を通過する際に通路抵抗を受けて、噴射孔から噴射されるときの噴射力は、噴射孔からの距離5cmにおいて、10mN以上となるよう調整されればよく、15mN以上となるよう調整されることが好ましい。また、噴射力は、400mN以下となるよう調整されればよく、150mN以下となるよう調整されることが好ましく、100mN以下となるよう調整されることがより好ましい。このような噴射力に調整されることにより、噴射ボタンの通路を流れる内容物は、溶解している噴射剤の気化速度が抑制され、噴射孔から外部に噴射された際に気化しやすく、超微細気泡の粒子数が多くなりやすい。また、図2の噴射ボタンは、内容物が噴射孔から外部に噴射されると噴射物自体も粒子が小さくなり、発生する超微細気泡は粒子径がより小さくなり、発生個数も多くなる。
図3は、本実施形態のエアゾール製品に用いられる噴射ボタン8の一実施態様を示す概略説明図である。図3に示されるように、噴射ボタン8は、分岐部材を設けず、第一管路81から噴射孔91に直線状に連通するノズル9が装着されている。この噴射ボタン8では、バルブ3(図1参照)から取り込まれ第一管路81を通過した内容物が噴射孔91から高い噴射力で吐出され、超微細気泡を含んだ噴射物を対象物に勢いよく付与することができる。
ノズル9は、外部に突出しており、略円筒状である。ノズル9内の通路は、根元部92から噴射孔91までの内径がほぼ同じであり、噴射孔91は内径と同じでもよく、内径よりも小さくてもよい。噴射孔91の内径は、たとえば0.2~3.0mmであることが好ましく、0.3~2.5mmであることがより好ましい。したがって、噴射ボタン8を使用して噴射される内容物は、ノズル9内の通路を直線状に流れ、噴射孔91から外部に噴射される。
なお、ノズル9内の通路の寸法は、ノズル内を流れる内容物に通路抵抗を与えて溶解している噴射剤の気化を抑制し、外部に噴射されたときに超微細気泡を高濃度で発生させようとする場合には、たとえば内径が0.2~4.0mmであることが好ましく、0.3~3.0mmであることがより好ましい。また、ノズル9内の通路の長さは3~20mmであることが好ましく、5~15mmであることがより好ましい。
このような寸法のノズルによれば、エアゾール容器内の圧力より押し出されバルブ3から取り込まれた内容物は、ノズル内の通路と噴射孔91を通過する際に通路抵抗を受けて、噴射孔から噴射されるときの噴射力は、噴射孔からの距離5cmにおいて10mN以上となるよう調整されればよく、30mN以上となるよう調整されることが好ましく、80mN以上となるよう調整されることがより好ましい。また、噴射力は、400mN以下となるよう調整されればよく、350mN以下となるよう調整されることが好ましい。このような噴射力に調整されることにより、噴射ボタンの通路を流れる内容物は、溶解している噴射剤が気化しながら噴射孔から外部に噴射され、超微細気泡を多く含有した状態で勢いよく対象物に付与することができる。
本実施形態のエアゾール製品1は、噴射ボタン8に代えて、図43に示される噴射ボタン8aが採用されてもよい。図43は、後述する実施例C10および実施例C11の噴射物を製造するためのエアゾール製品に用いられる噴射ボタン8aの概略説明図である。図43に示される噴射ボタン8aは、略円筒状のノズル81aを備える。ノズル81a内の通路の径は、噴射孔82aの孔径とほぼ同じである。噴射ボタン8aは、噴射ボタン8と同様に、分岐部材が設けられていない。噴射部材8aは、第一管路81(図3参照)から噴射孔82aにかけて、直線状に連通している。その結果、バルブ3(図1参照)から取り込まれ、第一管路81を通過した内容物は、噴射孔82aから高い噴射力で吐出され、超微細気泡を含んだ噴射物となり、対象物に勢いよく付与され得る。
噴射孔82aの内径は、0.2~3.0mmであることが好ましく、0.3~2.5mmであることがより好ましい。ノズル81a内の通路の長さは、3~20mmであることが好ましく、5~15mmであることがより好ましい。
このような寸法のノズル81aによれば、エアゾール容器内の圧力より押し出されバルブ3から取り込まれた内容物は、ノズル81a内の通路と噴射孔82aを通過する際に通路抵抗を受ける。これにより、噴射孔82aから噴射されるときの噴射力は、噴射孔からの距離5cmにおいて10mN以上となるよう調整され、30mN以上となるよう調整されることが好ましい。また、噴射力は、400mN以下となるよう調整され、300mN以下となるよう調整されることが好ましい。このような噴射力に調整されることにより、噴射ボタンの通路を流れる内容物は、溶解している噴射剤が気化しながら噴射孔から外部に噴射され、超微細気泡を多く含有した状態で勢いよく対象物に付与され得る。
エアゾール製品1全体の説明に戻り、本実施形態のエアゾール製品1の噴射剤が溶解している原液Lは、バルブ3から取り出された後、噴射通路を通過する最中に、適宜減速されるとともに、溶解していた噴射剤が気化して生じた超微細気泡を伴った状態で噴射孔52から噴射され、噴射対象物に超微細気泡の効果を付与することができる。
なお、噴射孔から噴射される噴射物の噴射量は、噴射剤として圧縮ガスを用いる場合、エアゾール容器内の圧力が25℃において0.8MPaであるとき、0.6g/秒以上であることが好ましく、0.7g/秒以上であることがより好ましい。また、噴射量は、6.0g/秒以下であることが好ましく、5.5g/秒以下であることがより好ましい。特に、噴射ボタンが収束通路を備えている場合、噴射量は、2.0g/秒以下であることが好ましい。このような噴射量に調整されることにより、エアゾール製品1は、噴射物が噴射孔を通過するときの流速が調整され、噴射孔からの距離5cmにおける噴射力を10~400mNに調整しやすく、超微細気泡が高濃度で発生しやすい。
(超微細気泡)
超微細気泡は、本発明のエアゾール製品から内容物を噴射し、噴射物中に分散した微細な気泡である。
超微細気泡は、本発明のエアゾール製品から内容物を噴射し、噴射物中に分散した微細な気泡である。
超微細気泡の、体積積算分布の値が90%になる粒子径D90は、50nm以上であることが好ましく、70nm以上であることがより好ましい。また、超微細気泡の、体積積算分布の値が90%になる粒子径D90は、300nm以下であることが好ましく、250nm以下であることが好ましい。D90が上記範囲内であることにより、噴射物は、平均粒子径がナノオーダー(1~1000nm)である微細な気泡の中でも、特に、10~300nmである超微細気泡が多数を占める。その結果、得られる噴射物は、超微細気泡が、高濃度で、かつ、長期間安定に分散され得る。また、超微細気泡は噴射対象物と接触する機会が多くなるため、超微細気泡に吸着した有効成分の効果が得られやすくなる、超微細気泡が噴射対象物に吸着して汚れ成分の付着を抑制する、超微細気泡に汚れ成分を吸着して浄化する、などの効果が得られやすい。
なお、本実施形態において、積算分布の値が90%になる粒子径D90の測定方法は、たとえば、ナノトラッキング粒子径測定装置(ナノサイトNS300、Malvern Panalytical Ltd製)を用いて、25℃に調整した噴射物を回収した噴射物を測定し得る。
上記ナノトラッキング粒子径測定装置によれば、D90のほか、積算分布の値が50%になる粒子径D50、積算分布の値が10%になる粒子径D10も測定し得る。また、ナノトラッキング粒子径測定装置によれば、1mLあたりの超微細気泡の個数も測定し得る。
超微細気泡のD50は、30nm以上であることが好ましく、50nm以上であることがより好ましい。また、超微細気泡のD50は、200nm以下であることが好ましく、170nm以下であることがより好ましい。また、超微細気泡のD10は、10nm以上であることが好ましく、20nm以上であることがより好ましい。また、超微細気泡のD10は、150nm以下であることが好ましく、100nm以下であることがより好ましい。D50およびD10が上記範囲内であることにより、噴射物は、平均粒子径がナノオーダー(1~1000nm)である微細な気泡の中でも、特に、10~300nmである超微細気泡が多数を占める。その結果、得られる噴射物は、超微細気泡が、高濃度で、かつ、長期間安定に分散され得る。
本実施形態の超微細気泡は、粒子径が300nmを超える気泡の割合が、全気泡の総数中、10%以下であることが好ましく、5%以下であることがより好ましい。
超微細気泡の個数は、発生させた直後(たとえば、超微細気泡を発生させた15分後)では、1mLあたり、4.0×107個以上であることが好ましく、4.5×107個以上であることがより好ましく、8.0×107個以上であることがさらに好ましい。超微細気泡の個数が上記範囲内であることにより、噴射物は、高濃度に超微細気泡を含み得る。
超微細気泡を構成する気泡は、加圧下で原液中に溶解していた圧縮ガスが減圧により気化した気泡であることが好ましい。これにより、噴射物は、超微細気泡の粒子径が小さく、超微細粒子の大きさが揃いやすく、高濃度で分散しやすく、超微細気泡による効果が長期間に渡って得られやすい。
以上、本発明の一実施形態について説明した。本発明は、上記実施形態に格別限定されない。なお、上記した実施形態は、以下の構成を有する発明を主に説明するものである。
(1)超微細気泡が分散した液状組成物であり、前記超微細気泡の、体積積算分布の値が90%になる粒子径D90は、50~300nmであり、前記超微細気泡の個数は、1mLあたり、4.0×107個以上である、液状組成物。
このような構成によれば、液状組成物は、超微細気泡が、体積積算分布で90%になる粒子径が50~300nmと小さく、かつ、1mLあたり4.0×107個以上と高濃度に分散している。これらの超微細気泡は、分散安定性が優れる。その結果、たとえば、液状組成物は、超微細気泡による効果が長期間に渡って得られやすい。
(2)前記超微細気泡は、25℃大気圧下で気体になる液化ガスが気化した気泡であり、前記超微細気泡の個数は、1mLあたり、5.0×107個以上である、(1)記載の液状組成物。
このような構成によれば、超微細気泡は、分散安定性が優れる。その結果、たとえば、液状組成物は、液化ガスの超微細気泡による効果が長期間に渡って得られやすい。
(3)前記液化ガスは、プロパン、ノルマルブタン、イソブタンおよびこれらの混合物からなる液化石油ガス、沸点が5℃未満であるハイドロフルオロオレフィン、およびこれらの混合物である親油性液化ガスを含む、(2)記載の液状組成物。
このような構成によれば、液状組成物は、人体に使用する場合は超微細気泡が皮膚の表面に付着しやすく、適用箇所における皮脂などの汚れを除去する効果等が長期間に渡って得られやすい。また、液状組成物中に浸け置くことで油汚れ等を吸着・除去する洗浄効果等が得られやすい。
(4)前記液状組成物が、水を含有している、(1)~(3)のいずれかに記載の液状組成物。
このような構成によれば、液状組成物は、超微細気泡が再溶解せずに安定な粒子径で長期間分散しやすく、効果が持続しやすい。
(5)前記液化ガスは、ジメチルエーテルを含む、(2)記載の液状組成物。
このような構成によれば、液状組成物は、より粒子径が一定の範囲に収まった超微細気泡が得られやすい。
(6)前記液状組成物が、炭素数が2~3個の1価アルコールを含む、(1)~(5)のいずれかに記載の液状組成物。
このような構成によれば、液状組成物は、より粒子径が一定の範囲に収まった超微細気泡が得られやすい。
(7)(1)~(6)のいずれかに記載の液状組成物を、吐出容器に充填した吐出製品。
このような構成によれば、吐出製品は、超微細気泡が高濃度で分散している液状組成物を用時に吐出して使用することができる。
(8)前記超微細気泡は、圧縮ガスの気泡である、(1)記載の液状組成物。
このような構成によれば、液状組成物は、超微細気泡が対象物と接触する機会が多くなり、超微細気泡による効果が長期間に渡って得られやすい。
(9)前記圧縮ガスは、25℃、大気圧下における液体1mLに対する溶解量が0.001~5mLである、(8)記載の液状組成物。
このような構成によれば、超微細気泡は、粒子径が小さくなり、高濃度に分散しやすい。
(10)前記液状組成物が、水を液体中60質量%以上含有している、(1)、(8)または(9)記載の液状組成物。
このような構成によれば、液状組成物は、超微細気泡の粒子径が小さく、かつ粒子径の分布幅が狭くなり、超微細粒子の大きさが揃い、安定した効果が持続しやすい。
(11)前記液状組成物が、炭素数が2~3個の1価アルコールを含む、(1)、(8)~(10)のいずれかに記載の液状組成物。
このような構成によれば、液状組成物は、超微細気泡の粒子径が小さくなりやすい。
(12)(1)、(8)~(11)のいずれかに記載の液状組成物を、吐出容器に充填した吐出製品。
このような構成によれば、吐出製品は、超微細気泡が高濃度で分散している液状組成物を用時に吐出して使用することができ、対象物上で効果が得られやすい。
(13)液状組成物を噴射するためのエアゾール製品であり、前記液状組成物は、超微細気泡が分散した液状組成物であり、前記超微細気泡の、体積積算分布の値が90%になる粒子径D90は、50~300nmであり、前記超微細気泡の個数は、1mLあたり、4.0×107個以上であり、原液と噴射剤とが充填されたエアゾール容器と、前記エアゾール容器に装着され、噴射孔が形成された噴射ボタンとからなり、前記噴射孔から噴射物を噴射する場合において、噴射孔からの距離5cmにおける噴射力は、10~400mNである、エアゾール製品。
このような構成によれば、エアゾール製品から大気圧下に噴射される噴射物は、噴射ボタン内の通路抵抗により特定の噴射力で噴射されるため、噴射物中に超微細気泡が高濃度で発生しやすく、かつ、超微細気泡の粒子径の分布幅が小さくなる。そのため、得られる噴射物は、超微細気泡が噴射物中で安定に分散し、超微細気泡の効果が得られやすい。
(14)前記噴射剤は、圧縮ガスである、(13)記載のエアゾール製品。
このような構成によれば、エアゾール容器内で原液に溶解していた圧縮ガスは、外部に噴射されることにより噴射物中で気化しやすい。その結果、超微細気泡は、噴射物中において、体積積算分布で90%になる粒子径が50~300nmと小さくなりやすく、かつ、1mLあたり4.0×107個以上と高濃度に分散しやすい。
(15)前記圧縮ガスは、原液1mLに対し、25℃、大気圧下での溶解量が0.001~5mLである、(14)記載のエアゾール製品。
このような構成によれば、エアゾール容器内で原液に溶解していた圧縮ガスは、外部に噴射されることにより噴射物中で気化しやすい。その結果、噴射物は、超微細気泡が高濃度で発生しやすく、かつ、超微細気泡の粒子径の分布幅が小さくなりやすい。
(16)噴射剤は、液化ガスである、(13)記載のエアゾール製品。
このような構成によれば、エアゾール容器内で原液に溶解していた液化ガスは、外部に噴射されることにより噴射物中で気化しやすい。その結果、超微細気泡は、噴射物中において、体積積算分布で90%になる粒子径が50~300nmと小さくなりやすく、かつ、1mLあたり5.0×107個以上と高濃度に分散しやすい。
(17)前記噴射ボタンは、噴射される噴射物が噴射孔に向かって収束する溝が形成された収束通路を備えており、前記溝の本数は、2~10本である、(13)~(16)のいずれかに記載のエアゾール製品。
このような構成によれば、噴射される噴射物は、収束通路を流れる際に通路抵抗を強く受け、原液に溶解している噴射剤の気化が抑制される。そのため、噴射剤は、噴射孔から外部に噴射された後で気化しやすい。その結果、噴射物は、噴射直後に超微細気泡が高濃度で発生しやすい。
(18)前記噴射孔の直径は、0.2~1.0mmである、(13)~(17)のいずれかに記載のエアゾール製品。
このような構成によれば、噴射物は、噴射孔により流量が絞られ、収束通路を通過する際に適度な通路抵抗を受けて噴射剤の気化が抑制される。そのため、噴射剤は、噴射孔から外部に噴射された後で気化しやすい。その結果、噴射物は、噴射直後に超微細気泡が高濃度で発生しやすい。
また、上記した第1の実施形態は、特に以下の構成を有する発明を主に説明するものである。
(1)超微細気泡が分散した液状組成物であり、前記超微細気泡は、25℃大気圧下で気体になる液化ガスが気化した気泡であり、前記超微細気泡の、体積積算分布の値が90%になる粒子径D90は、50~300nmであり、前記超微細気泡の個数は、1mLあたり、5.0×107個以上である、液状組成物。
このような構成によれば、液状組成物は、超微細気泡が、体積積算分布で90%になる粒子径が50~300nmと小さく、かつ、1mLあたり5.0×107個以上と高濃度に分散している。これらの超微細気泡は、分散安定性が優れる。その結果、たとえば、液状組成物は、液化ガスの超微細気泡による効果が長期間に渡って得られやすい。
(2)前記液化ガスは、プロパン、ノルマルブタン、イソブタンおよびこれらの混合物からなる液化石油ガス、沸点が5℃未満であるハイドロフルオロオレフィン、およびこれらの混合物である親油性液化ガスを含む、(1)記載の液状組成物。
このような構成によれば、液状組成物は、人体に使用する場合は超微細気泡が皮膚の表面に付着しやすく、適用箇所における皮脂などの汚れを除去する効果等が長期間に渡って得られやすい。また、液状組成物中に浸け置くことで油汚れ等を吸着・除去する洗浄効果等が得られやすい。
(3)前記液状組成物が、水を含有している、(1)または(2)記載の液状組成物。
このような構成によれば、液状組成物は、超微細気泡が再溶解せずに安定な粒子径で長期間分散しやすく、効果が持続しやすい。
(4)前記液化ガスは、ジメチルエーテルを含む、(1)記載の液状組成物。
このような構成によれば、液状組成物は、より粒子径が一定の範囲に収まった超微細気泡が得られやすい。
(5)前記液状組成物が、炭素数が2~3個の1価アルコールを含む、(1)または(2)記載の液状組成物。
このような構成によれば、液状組成物は、より粒子径が一定の範囲に収まった超微細気泡が得られやすい。
(6)(1)~(5)のいずれかの液状組成物を、吐出容器に充填した吐出製品。
このような構成によれば、吐出製品は、超微細気泡が高濃度で分散している液状組成物を用時に吐出して使用することができる。
また、上記した第2の実施形態は、特に以下の構成を有する発明を主に説明するものである。
(1)超微細気泡が液体中に分散した液状組成物であり、前記超微細気泡は、圧縮ガスの気泡であり、前記超微細気泡の、体積積算分布の値が90%になる粒子径D90は、50~300nmであり、前記超微細気泡の個数は、1mLあたり、4.0×107個以上である、液状組成物。
このような構成によれば、液状組成物は、超微細気泡が、体積積算分布で90%になる粒子径が50~300nmと小さく、1mLあたり4.0×107個以上と高濃度に分散している。これらの超微細気泡は、分散安定性が優れる。その結果、たとえば、液状組成物は、超微細気泡が対象物と接触する機会が多くなり、超微細気泡による効果が長期間に渡って得られやすい。
(2)前記圧縮ガスは、25℃、大気圧下における液体1mLに対する溶解量が0.001~5mLである、(1)記載の液状組成物。
このような構成によれば、超微細気泡は、粒子径が小さくなり、高濃度に分散しやすい。
(3)前記液状組成物が、水を液体中60質量%以上含有している、(1)または(2)記載の液状組成物。
このような構成によれば、液状組成物は、超微細気泡の粒子径が小さく、かつ粒子径の分布幅が狭くなり、超微細粒子の大きさが揃い、安定した効果が持続しやすい。
(4)前記液状組成物が、炭素数が2~3個の1価アルコールを含む、(1)~(3)のいずれかに記載の液状組成物。
このような構成によれば、液状組成物は、超微細気泡の粒子径が小さくなりやすい。
(5)(1)~(4)いずれかに記載の液状組成物を、吐出容器に充填した吐出製品。
また、上記した第3の実施形態は、特に以下の構成を有する発明を主に説明するものである。
(1)原液と噴射剤とが充填されたエアゾール容器と、前記エアゾール容器に装着され、噴射孔が形成された噴射ボタンとからなり、前記噴射孔から噴射物を噴射する場合において、噴射孔からの距離5cmにおける噴射力は、10~400mNである、エアゾール製品。
このような構成によれば、エアゾール製品から大気圧下に噴射される噴射物は、噴射ボタン内の通路抵抗により特定の噴射力で噴射されるため、噴射物中に超微細気泡が高濃度で発生しやすく、かつ、超微細気泡の粒子径の分布幅が小さくなる。そのため、得られる噴射物は、超微細気泡が噴射物中で安定に分散し、超微細気泡の効果が得られやすい。
(2)前記噴射剤は、圧縮ガスである、(1)記載のエアゾール製品。
このような構成によれば、エアゾール容器内で原液に溶解していた圧縮ガスは、外部に噴射されることにより噴射物中で気化しやすい。その結果、超微細気泡は、噴射物中において、体積積算分布で90%になる粒子径が50~300nmと小さくなりやすく、かつ、1mLあたり4.0×107個以上と高濃度に分散しやすい。
(3)前記圧縮ガスは、原液1mLに対し、25℃、大気圧下での溶解量が0.001~5mLである、(2)記載のエアゾール製品。
このような構成によれば、エアゾール容器内で原液に溶解していた圧縮ガスは、外部に噴射されることにより噴射物中で気化しやすい。その結果、噴射物は、超微細気泡が高濃度で発生しやすく、かつ、超微細気泡の粒子径の分布幅が小さくなりやすい。
(4)噴射剤は、液化ガスである、(1)記載のエアゾール製品。
このような構成によれば、エアゾール容器内で原液に溶解していた液化ガスは、外部に噴射されることにより噴射物中で気化しやすい。その結果、超微細気泡は、噴射物中において、体積積算分布で90%になる粒子径が50~300nmと小さくなりやすく、かつ、1mLあたり5.0×107個以上と高濃度に分散しやすい。
(5)前記噴射ボタンは、噴射される噴射物が噴射孔に向かって収束する溝が形成された収束通路を備えており、前記溝の本数は、2~10本である、(1)~(4)のいずれかに記載のエアゾール製品。
このような構成によれば、噴射される噴射物は、収束通路を流れる際に通路抵抗を強く受け、原液に溶解している噴射剤の気化が抑制される。そのため、噴射剤は、噴射孔から外部に噴射された後で気化しやすい。その結果、噴射物は、噴射直後に超微細気泡が高濃度で発生しやすい。
(6)前記噴射孔の直径は、0.2~1.0mmである、(1)~(5)のいずれかに記載のエアゾール製品。
このような構成によれば、噴射物は、噴射孔により流量が絞られ、収束通路を通過する際に適度な通路抵抗を受けて噴射剤の気化が抑制される。そのため、噴射剤は、噴射孔から外部に噴射された後で気化しやすい。その結果、噴射物は、噴射直後に超微細気泡が高濃度で発生しやすい。
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。本発明は、これら実施例に何ら限定されない。
<第1の実施形態に関する実施例>
(実施例A1)
耐圧容器に液体として水を90g(90質量%)充填し、バルブを開口部に固着して密閉した。さらに、ステムから液化石油ガス10g(10質量%)を充填し、ステムに図1の吐出部材(拡散通路の溝の数4本、収束通路の溝の数4本、噴射孔:φ0.3)を取り付けて、エアゾール製品を作製した。得られたエアゾール製品から内容物20mLを、吐出部材を用いてカップ状の別容器に吐出し、液状組成物を作製した。
(実施例A1)
耐圧容器に液体として水を90g(90質量%)充填し、バルブを開口部に固着して密閉した。さらに、ステムから液化石油ガス10g(10質量%)を充填し、ステムに図1の吐出部材(拡散通路の溝の数4本、収束通路の溝の数4本、噴射孔:φ0.3)を取り付けて、エアゾール製品を作製した。得られたエアゾール製品から内容物20mLを、吐出部材を用いてカップ状の別容器に吐出し、液状組成物を作製した。
(実施例A2)
実施例A1のエアゾール製品を図3に示す吐出部材(噴射孔φ1.2)を取り付けて、エアゾール製品を作製した。
実施例A1のエアゾール製品を図3に示す吐出部材(噴射孔φ1.2)を取り付けて、エアゾール製品を作製した。
(実施例A3)
液化石油ガスに代えて、ハイドロフルオロオレフィン(HFO-1234ze:トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロパ-1-エン)を使用した以外は、実施例A1と同様の方法により、エアゾール製品を製造し、図1の吐出部材を用いて内容物を別容器に吐出して、液状組成物を作製した。
液化石油ガスに代えて、ハイドロフルオロオレフィン(HFO-1234ze:トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロパ-1-エン)を使用した以外は、実施例A1と同様の方法により、エアゾール製品を製造し、図1の吐出部材を用いて内容物を別容器に吐出して、液状組成物を作製した。
(実施例A4)
実施例A3のエアゾール製品を図3の吐出部材を用いて内容物を別容器に吐出し、液状組成物を作製した。
実施例A3のエアゾール製品を図3の吐出部材を用いて内容物を別容器に吐出し、液状組成物を作製した。
(実施例A5)
液化石油ガスに代えて、ジメチルエーテルを使用した以外は、実施例A1と同様の方法により、エアゾール製品を製造し、図1の吐出部材を用いて内容物を別容器に吐出して、液状組成物を作製した。
液化石油ガスに代えて、ジメチルエーテルを使用した以外は、実施例A1と同様の方法により、エアゾール製品を製造し、図1の吐出部材を用いて内容物を別容器に吐出して、液状組成物を作製した。
(実施例A6)
実施例A5のエアゾール製品を図3の吐出部材を用いて内容物を別容器に吐出し、液状組成物を作製した。
実施例A5のエアゾール製品を図3の吐出部材を用いて内容物を別容器に吐出し、液状組成物を作製した。
(比較例A1)
実施例A1で使用した水を用いた。
実施例A1で使用した水を用いた。
(実施例A7)
耐圧容器に液体としてエタノールを90g(90質量%)充填し、バルブを開口部に固着して密閉した。さらに、ステムから液化石油ガス10g(10質量%)を充填し、ステムに図3に示す吐出部材(噴射孔φ1.2)を取り付けて、エアゾール製品を作製した。得られたエアゾール製品から内容物20mLを、吐出部材を用いてカップ状の別容器に吐出し、液状組成物を作製した。
耐圧容器に液体としてエタノールを90g(90質量%)充填し、バルブを開口部に固着して密閉した。さらに、ステムから液化石油ガス10g(10質量%)を充填し、ステムに図3に示す吐出部材(噴射孔φ1.2)を取り付けて、エアゾール製品を作製した。得られたエアゾール製品から内容物20mLを、吐出部材を用いてカップ状の別容器に吐出し、液状組成物を作製した。
(比較例A2)
実施例A7で使用したエタノールを用いた。
実施例A7で使用したエタノールを用いた。
実施例A1~A7および比較例A1~A2で得られた液状組成物について、D90、D50、D10、粒子の個数を、ナノトラッキング粒子径測定装置(ナノサイトNS300、Malvern Panalytical Ltd製)を用いて、25℃に調整した液状組成物の15分後、1日後を測定した。結果を表1に示す。また、液状組成物に分散している超微細気泡の粒子径と濃度との関係を示すグラフを図4~図13に示す。図4は、実施例A1の噴射15分後の液状組成物に分散している超微細気泡の粒子径と濃度との関係を示すグラフである。図5は、実施例A1の噴射1日後の液状組成物に分散している超微細気泡の粒子径と濃度との関係を示すグラフである。図6は、実施例A3の噴射15分後の液状組成物に分散している超微細気泡の粒子径と濃度との関係を示すグラフである。図7は、実施例A3の噴射1日後の液状組成物に分散している超微細気泡の粒子径と濃度との関係を示すグラフである。図8は、実施例A5の噴射15分後の液状組成物に分散している超微細気泡の粒子径と濃度との関係を示すグラフである。図9は、実施例A5の噴射1日後の液状組成物に分散している超微細気泡の粒子径と濃度との関係を示すグラフである。図10は、比較例A1の液状組成物に分散している超微細気泡の粒子径と濃度との関係を示すグラフである。図11は、実施例A7の噴射15分後の液状組成物に分散している超微細気泡の粒子径と濃度との関係を示すグラフである。図12は、実施例A7の噴射1日後の液状組成物に分散している超微細気泡の粒子径と濃度との関係を示すグラフである。図13は、比較例A2の液状組成物に分散している超微細気泡の粒子径と濃度との関係を示すグラフである。
表1および図4~図5に示されるように、液体として水を採用し、超微細気泡として液化石油ガスが分散している実施例A1の噴射15分後の液状組成物は、超微細気泡が、ナノオーダー(1~1000nm)の中でも、特に小さな値の範囲に集中しており、D90が165.8nmであり、かつ、1mL中に6.14×108個もの超微細気泡が含まれ、噴射1日後の液状組成物は1mL中に6.99×108個もの超微細気泡が含まれていた。実施例A2の液状組成物に関しても同様であった。
表1および図6~図7に示されるように、液体として水を採用し、超微細気泡としてハイドロフルオロオレフィンが分散している実施例A3の噴射15分後の液状組成物は、超微細気泡が、ナノオーダー(1~1000nm)の中でも、特に小さな値の範囲に集中しており、D90が159.5nmであり、かつ、1mL中に4.02×108個もの超微細気泡が含まれ、噴射1日後の液状組成物は1mL中に3.66×108個もの超微細気泡が含まれていた。実施例A4の液状組成物に関しても同様であった。
表1および図8~図9に示されるように、液体として水を採用し、超微細気泡としてジメチルエーテルが分散している実施例A5の噴射15分後の液状組成物は、超微細気泡が、ナノオーダー(1~1000nm)の中でも、特に小さな値の範囲に集中しており、D90が197.1nmであり、かつ、1mL中に1.04×108個もの超微細気泡が含まれ、噴射1日後の液状組成物は1mL中に8.11×107個もの超微細気泡が含まれていた。実施例A6の液状組成物に関しても同様であった。
一方、表1および図10に示されるように、水のみを用いた比較例A1の液状組成物は、気泡が、ナノオーダー(1~1000nm)であったが、D90が378.5nmであり、1mL中には6.25×106個であり少なかった。
また、表1および図11~図12に示されるように、液体としてエタノールを採用し、超微細気泡として液化石油ガスが分散している実施例A7の液状組成物は、超微細気泡が、ナノオーダー(1~1000nm)の中でも、特に小さな値の範囲に集中しており、D90が221.9nmであり、かつ、1mL中に1.07×108個もの超微細気泡が含まれ、噴射1日後の液状組成物は1mL中に4.22×108個もの超微細気泡が含まれていた。
一方、表1および図13に示されるように、エタノールのみを用いた比較例A2の液状組成物は、気泡が、ナノオーダー(1~1000nm)の中でも、特に小さな値の範囲に集中しており、D90が21.5nmであったが、1mL中に5.03×104個であり少なかった。
<第2の実施形態に関する実施例>
(実施例B1)
内袋を備えていない外容器に液体として水を充填し、次いで外容器にバルブを取り付け、バルブから窒素ガスを充填した。これを室温にて3日間保存して、窒素ガスの一部を水に飽和溶解させてエアゾール製品を製造した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、外容器の満注量、水の充填量、窒素ガスの充填量、圧力から算出した水1mLに対する窒素ガスの溶解量は130ppmであった。バルブはステム孔がφ0.4、ハウジングは下穴φ1.0、横孔なし、ハウジングの底部にディップチューブが取り付けられており、外容器の底部から液体のみを外部に吐出することができる。バルブに図14に示す拡散通路(溝の数:4本)と収束通路(溝の数:4本)を設けている吐出部材(吐出孔:φ0.3)を取り付けた。得られたエアゾール製品から内容物20mLをカップ状の別容器に吐出し、超微細気泡を発生、分散させて液状組成物を作製した。
(実施例B1)
内袋を備えていない外容器に液体として水を充填し、次いで外容器にバルブを取り付け、バルブから窒素ガスを充填した。これを室温にて3日間保存して、窒素ガスの一部を水に飽和溶解させてエアゾール製品を製造した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、外容器の満注量、水の充填量、窒素ガスの充填量、圧力から算出した水1mLに対する窒素ガスの溶解量は130ppmであった。バルブはステム孔がφ0.4、ハウジングは下穴φ1.0、横孔なし、ハウジングの底部にディップチューブが取り付けられており、外容器の底部から液体のみを外部に吐出することができる。バルブに図14に示す拡散通路(溝の数:4本)と収束通路(溝の数:4本)を設けている吐出部材(吐出孔:φ0.3)を取り付けた。得られたエアゾール製品から内容物20mLをカップ状の別容器に吐出し、超微細気泡を発生、分散させて液状組成物を作製した。
(実施例B2)
実施例1のエアゾール製品に図15の吐出部材(吐出孔:φ0.33、収束通路の溝の数:3本)を取り付けて別容器に吐出し、液状組成物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であった。
実施例1のエアゾール製品に図15の吐出部材(吐出孔:φ0.33、収束通路の溝の数:3本)を取り付けて別容器に吐出し、液状組成物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であった。
(実施例B3)
実施例B1のエアゾール製品に図15の吐出部材(吐出孔:φ0.3、収束通路の溝の数:8本)を取り付けて別容器に吐出し、液状組成物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であった。
実施例B1のエアゾール製品に図15の吐出部材(吐出孔:φ0.3、収束通路の溝の数:8本)を取り付けて別容器に吐出し、液状組成物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であった。
(実施例B4)
実施例B1のエアゾール製品に図16の吐出部材(吐出孔:φ1.2、通路の長さ:10.5mm)を取り付けて別容器に吐出し、液状組成物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であった。
実施例B1のエアゾール製品に図16の吐出部材(吐出孔:φ1.2、通路の長さ:10.5mm)を取り付けて別容器に吐出し、液状組成物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であった。
(実施例B5)
図B14に示される耐圧容器の内袋(ポリエチレンの単層)に液体として水を充填し、次いで外容器と内袋との間の空間に窒素ガスを充填し、バルブを取り付けた。内袋には、水が液密充填されており、バルブはステム孔がφ0.4であり、ハウジングの横孔は、水(液相)中に開口し、気相には開口していないよう構成した。これを室温にて3日間保存して、窒素ガスの一部を内袋を透過させ、水に飽和溶解させてエアゾール製品を製造した。図14に示す吐出部材(拡散通路の溝の数:4本、収束通路の溝の数4本、吐出孔:φ0.3)を取り付けた。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、外容器の満注量、水の充填量、窒素ガスの充填量、圧力から算出した水1mLに対する窒素ガスの溶解量は130ppmであった。得られたエアゾール製品から内容物20mLを別容器に吐出し、超微細気泡を発生、分散させて液状組成物を作製した。
図B14に示される耐圧容器の内袋(ポリエチレンの単層)に液体として水を充填し、次いで外容器と内袋との間の空間に窒素ガスを充填し、バルブを取り付けた。内袋には、水が液密充填されており、バルブはステム孔がφ0.4であり、ハウジングの横孔は、水(液相)中に開口し、気相には開口していないよう構成した。これを室温にて3日間保存して、窒素ガスの一部を内袋を透過させ、水に飽和溶解させてエアゾール製品を製造した。図14に示す吐出部材(拡散通路の溝の数:4本、収束通路の溝の数4本、吐出孔:φ0.3)を取り付けた。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、外容器の満注量、水の充填量、窒素ガスの充填量、圧力から算出した水1mLに対する窒素ガスの溶解量は130ppmであった。得られたエアゾール製品から内容物20mLを別容器に吐出し、超微細気泡を発生、分散させて液状組成物を作製した。
(実施例B6)
窒素ガスに代えて、炭酸ガスを使用した以外は、実施例B1と同様の方法により、エアゾール製品を製造し、図14の吐出部材(吐出孔:φ0.3)を用いて内容物を吐出して、液状組成物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、外容器の満注量、水の充填量、炭酸ガスの充填量、圧力から算出した水1mLに対する炭酸ガスの溶解量は13,700ppmであった。
窒素ガスに代えて、炭酸ガスを使用した以外は、実施例B1と同様の方法により、エアゾール製品を製造し、図14の吐出部材(吐出孔:φ0.3)を用いて内容物を吐出して、液状組成物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、外容器の満注量、水の充填量、炭酸ガスの充填量、圧力から算出した水1mLに対する炭酸ガスの溶解量は13,700ppmであった。
(実施例B7)
実施例B6のエアゾール製品を図16の吐出部材(吐出孔:φ1.2、通路の長さ:10.5mm)を用いて別容器に吐出し、液状組成物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であった。
実施例B6のエアゾール製品を図16の吐出部材(吐出孔:φ1.2、通路の長さ:10.5mm)を用いて別容器に吐出し、液状組成物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であった。
(比較例B1)
実施例B1で使用した水を用いた。
実施例B1で使用した水を用いた。
(比較例B2)
実施例B1で使用した水をボトルに充填し、ボトルに直圧式ポンプを取り付けた。これを室温にて3日間保存して、ポンプ製品を製造した。図14に示す吐出部材(吐出孔:φ0.3)を取り付けた。得られたポンプ製品の直圧式ポンプを操作して水20mLを別容器に吐出し、液状組成物を作製した。
実施例B1で使用した水をボトルに充填し、ボトルに直圧式ポンプを取り付けた。これを室温にて3日間保存して、ポンプ製品を製造した。図14に示す吐出部材(吐出孔:φ0.3)を取り付けた。得られたポンプ製品の直圧式ポンプを操作して水20mLを別容器に吐出し、液状組成物を作製した。
(比較例B3)
実施例B1のエアゾール製品に、特許文献1に記載の流量調整機構付きボタン(吐出孔φ0.3、株式会社三谷バルブ製)を取り付けて別容器に吐出し、液状組成物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であった。
実施例B1のエアゾール製品に、特許文献1に記載の流量調整機構付きボタン(吐出孔φ0.3、株式会社三谷バルブ製)を取り付けて別容器に吐出し、液状組成物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であった。
(実施例B8)
水に代えて、エタノールを使用し、窒素ガスに代えて、炭酸ガスを使用した以外は、実施例B1と同様の方法により、エアゾール製品を製造し、図16の吐出部材(吐出孔:φ1.2、通路の長さ:10.5mm)を取り付けて内容物を吐出して、液状組成物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、外容器の満注量、エタノールの充填量、炭酸ガスの充填量、圧力から算出したエタノール1mLに対する炭酸ガスの溶解量は54,000ppmであった。
水に代えて、エタノールを使用し、窒素ガスに代えて、炭酸ガスを使用した以外は、実施例B1と同様の方法により、エアゾール製品を製造し、図16の吐出部材(吐出孔:φ1.2、通路の長さ:10.5mm)を取り付けて内容物を吐出して、液状組成物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、外容器の満注量、エタノールの充填量、炭酸ガスの充填量、圧力から算出したエタノール1mLに対する炭酸ガスの溶解量は54,000ppmであった。
(比較例B4)
実施例B8で使用したエタノールを用いた。
実施例B8で使用したエタノールを用いた。
(比較例B5)
実施例B8で使用したエタノールをボトルに充填し、ボトルに直圧式ポンプを取り付けた。これを室温にて3日間保存して、ポンプ製品を製造した。図14に示す吐出部材(吐出孔:φ0.3)を取り付けた。得られたポンプ製品の直圧式ポンプを操作してエタノール20mLを別容器に吐出し、液状組成物を作製した。
実施例B8で使用したエタノールをボトルに充填し、ボトルに直圧式ポンプを取り付けた。これを室温にて3日間保存して、ポンプ製品を製造した。図14に示す吐出部材(吐出孔:φ0.3)を取り付けた。得られたポンプ製品の直圧式ポンプを操作してエタノール20mLを別容器に吐出し、液状組成物を作製した。
実施例B1~B8および比較例B1~B5で得られた液状組成物について、D90、D50、D10、粒子の個数を、ナノトラッキング粒子径測定装置(ナノサイトNS300、Malvern Panalytical Ltd製)を用いて、25℃に調整した液状組成物を測定した。なお、測定は、液状組成物を溶媒で希釈せずに行った。結果を表2に示す。また、実施例B1、実施例B6、実施例B8、比較例B1~B5について、粒子径と濃度との関係を示すグラフを、図17~26に示す。
表2および図17~図18に示されるように、液体として水を採用し、窒素ガスを用いた実施例B1の液状組成物は、超微細気泡が、ナノオーダー(1~1000nm)の中でも、特に小さな値の範囲に集中しており、D90が187.4nmであり、かつ、1mL中に3.19×108個もの超微細気泡が含まれ、噴射1日後の液状組成物は1mL中に1.33×108個もの超微細気泡が含まれていた。実施例B2~B5の液状組成物に関しても同様であった。
表2および図19~図20に示されるように、液体として水を採用し、超微細気泡として炭酸ガスが分散している実施例B6の液状組成物は、超微細気泡が、ナノオーダー(1~1000nm)の中でも、特に小さな値の範囲に集中しており、D90が213.4nmであり、かつ、1mL中に1.67×108個もの超微細気泡が含まれ、噴射1日後の液状組成物は1mL中に3.32×107個もの超微細気泡が含まれていた。実施例B7の液状組成物に関しても同様であった。
一方、表2および図21に示されるように、水のみを用いた比較例B1の液状組成物は、気泡が、ナノオーダー(1~1000nm)ではあったが、300nmを超える粒子径(たとえば400nm)のものも多くみられ、D90が378.5nmであり、かつ、1mL中に6.25×106個であり少なかった。
一方、表2および図22に示されるように、液体として水を採用し、直圧式ポンプを用いた比較例B2の液状組成物は、気泡が、ナノオーダー(1~1000nm)の中でも、特に小さな値の範囲に集中しており、D90が82.7nmであったが、1mL中に2.02×107個であり少なかった。
一方、表2および図23に示されるように、液体として水を採用し、流量調整機構付きボタンを用いた比較例B3の液状組成物は、1mL中に2.49×108個であり多かったが、300nmを超える粒子径(たとえば800nm)のものも多くみられ、D90が680.6nmであった。
また、表2および図24に示されるように、液体としてエタノールを採用し、超微細気泡として炭酸ガスが分散している実施例B8の液状組成物は、超微細気泡が、ナノオーダー(1~1000nm)の中でも、特に小さな値の範囲に集中しており、D90が181.4nmであり、かつ、1mL中に4.81×107個もの超微細気泡が含まれていた。
一方、表2および図25に示されるように、エタノールのみを用いた比較例B4の液状組成物は、気泡が、ナノオーダー(1~1000nm)の中でも、特に小さな値の範囲に集中しており、D90が21.5nmであったが、1mL中に5.03×104個であり非常に少なかった。
一方、表2および図26に示されるように、液体としてエタノールを採用し、直圧式ポンプを用いた比較例B5の液状組成物は、超微細気泡が、ナノオーダー(1~1000nm)ではあったが、D90が238.2nmであったが、1mL中に2.87×107個であり少なかった。
(実施例B9)
内袋を備えていない外容器に液体として水を充填し、次いで外容器にバルブを取り付け、バルブから窒素ガスを充填した。これを室温にて3日間保存して、窒素ガスの一部を水に飽和溶解させてエアゾール製品を製造した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、外容器の満注量、水の充填量、窒素ガスの充填量および圧力から算出した水1mLに対する窒素ガスの溶解量は130ppmであった。バルブはステム孔がφ0.4、ハウジングは下穴φ1.0、横孔なし、ハウジングの底部にディップチューブが取り付けられており、外容器の底部から液体のみを外部に吐出することができる。バルブに図14に示す拡散通路(溝の数:4本)と収束通路(溝の数:4本)を設けている吐出部材(吐出孔:φ0.36)を取り付けた。得られたエアゾール製品から内容物20mLをカップ状の別容器に吐出し、超微細気泡を発生、分散させて液状組成物を作製した。
内袋を備えていない外容器に液体として水を充填し、次いで外容器にバルブを取り付け、バルブから窒素ガスを充填した。これを室温にて3日間保存して、窒素ガスの一部を水に飽和溶解させてエアゾール製品を製造した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、外容器の満注量、水の充填量、窒素ガスの充填量および圧力から算出した水1mLに対する窒素ガスの溶解量は130ppmであった。バルブはステム孔がφ0.4、ハウジングは下穴φ1.0、横孔なし、ハウジングの底部にディップチューブが取り付けられており、外容器の底部から液体のみを外部に吐出することができる。バルブに図14に示す拡散通路(溝の数:4本)と収束通路(溝の数:4本)を設けている吐出部材(吐出孔:φ0.36)を取り付けた。得られたエアゾール製品から内容物20mLをカップ状の別容器に吐出し、超微細気泡を発生、分散させて液状組成物を作製した。
(実施例B10)
実施例B9のエアゾール製品に図15の吐出部材(吐出孔:φ0.60、収束通路の溝の数:4本)を取り付けて別容器に吐出し、液状組成物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であった。
実施例B9のエアゾール製品に図15の吐出部材(吐出孔:φ0.60、収束通路の溝の数:4本)を取り付けて別容器に吐出し、液状組成物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であった。
(実施例B11)
実施例B9のエアゾール製品に図27の吐出部材8a(吐出孔82a:φ0.35、通路の長さ:6mm)を取り付けて別容器に吐出し、液状組成物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であった。
実施例B9のエアゾール製品に図27の吐出部材8a(吐出孔82a:φ0.35、通路の長さ:6mm)を取り付けて別容器に吐出し、液状組成物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であった。
(実施例B12)
実施例B9のエアゾール製品に図27の吐出部材8a(吐出孔82a:φ1.2、通路の長さ:6mm)を取り付けて別容器に吐出し、液状組成物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であった。
実施例B9のエアゾール製品に図27の吐出部材8a(吐出孔82a:φ1.2、通路の長さ:6mm)を取り付けて別容器に吐出し、液状組成物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であった。
(実施例B13)
実施例B9のエアゾール製品に図16の吐出部材(吐出孔:φ0.3、通路の長さ:10.5mm)を取り付けて別容器に吐出し、液状組成物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であった。
実施例B9のエアゾール製品に図16の吐出部材(吐出孔:φ0.3、通路の長さ:10.5mm)を取り付けて別容器に吐出し、液状組成物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であった。
(実施例B14)
内袋を備えていない外容器に液体として水を充填し、次いで外容器にバルブを取り付け、バルブから窒素ガスを充填した。これを室温にて3日間保存して、窒素ガスの一部を水に飽和溶解させてエアゾール製品を製造した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、外容器の満注量、水の充填量、窒素ガスの充填量および圧力から算出した水1mLに対する窒素ガスの溶解量は130ppmであった。バルブはステム孔がφ0.3、ハウジングは下穴φ0.3、横孔なし、ハウジングの底部にディップチューブが取り付けられており、外容器の底部から液体のみを外部に吐出することができる。バルブに図14に示す拡散通路(溝の数:4本)と収束通路(溝の数:4本)を設けている吐出部材(吐出孔:φ0.36)を取り付けた。得られたエアゾール製品から内容物20mLをカップ状の別容器に吐出し、超微細気泡を発生、分散させて液状組成物を作製した。
内袋を備えていない外容器に液体として水を充填し、次いで外容器にバルブを取り付け、バルブから窒素ガスを充填した。これを室温にて3日間保存して、窒素ガスの一部を水に飽和溶解させてエアゾール製品を製造した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、外容器の満注量、水の充填量、窒素ガスの充填量および圧力から算出した水1mLに対する窒素ガスの溶解量は130ppmであった。バルブはステム孔がφ0.3、ハウジングは下穴φ0.3、横孔なし、ハウジングの底部にディップチューブが取り付けられており、外容器の底部から液体のみを外部に吐出することができる。バルブに図14に示す拡散通路(溝の数:4本)と収束通路(溝の数:4本)を設けている吐出部材(吐出孔:φ0.36)を取り付けた。得られたエアゾール製品から内容物20mLをカップ状の別容器に吐出し、超微細気泡を発生、分散させて液状組成物を作製した。
実施例B9~B14で得られた液状組成物について、D90、D50、D10、粒子の個数を、ナノトラッキング粒子径測定装置(ナノサイトNS300、Malvern Panalytical Ltd製)を用いて、25℃に調整した液状組成物を測定した。なお、測定は、液状組成物を溶媒で希釈せずに行った。結果を表3に示す。また、実施例B10、実施例B11、実施例B14について、粒子径と濃度との関係を示すグラフを、図28~30に示す。
<第3の実施形態に関する実施例>
(実施例C1)
図1に示す耐圧容器に原液として水を充填し、次いで耐圧容器にバルブを取り付け、バルブから窒素ガスを充填した。これを室温にて3日間保存して、窒素ガスの一部を水に飽和溶解させた。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、耐圧容器の満注量、水の充填量、窒素ガスの充填量、圧力から算出した水1mLに対する窒素ガスの溶解量は130ppmであった。バルブはステム孔がφ0.4、ハウジングは下穴φ1.0、横孔なし、ハウジングの底部にディップチューブが取り付けられており、耐圧容器の底部から原液のみを外部に噴射することができる。バルブに図1に示す拡散通路(溝の数:4本)と収束通路(溝の数4本)を設けている噴射ボタン(噴射孔:φ0.3)を取り付け、エアゾール製品を製造した。得られたエアゾール製品から内容物20mLをカップ状の別容器に噴射し、超微細気泡を発生、分散させて噴射物を作製した。25℃における噴射量は0.8g/秒であった。
(実施例C1)
図1に示す耐圧容器に原液として水を充填し、次いで耐圧容器にバルブを取り付け、バルブから窒素ガスを充填した。これを室温にて3日間保存して、窒素ガスの一部を水に飽和溶解させた。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、耐圧容器の満注量、水の充填量、窒素ガスの充填量、圧力から算出した水1mLに対する窒素ガスの溶解量は130ppmであった。バルブはステム孔がφ0.4、ハウジングは下穴φ1.0、横孔なし、ハウジングの底部にディップチューブが取り付けられており、耐圧容器の底部から原液のみを外部に噴射することができる。バルブに図1に示す拡散通路(溝の数:4本)と収束通路(溝の数4本)を設けている噴射ボタン(噴射孔:φ0.3)を取り付け、エアゾール製品を製造した。得られたエアゾール製品から内容物20mLをカップ状の別容器に噴射し、超微細気泡を発生、分散させて噴射物を作製した。25℃における噴射量は0.8g/秒であった。
(実施例C2)
実施例C1のエアゾール製品に、図2の噴射ボタン(噴射孔:φ0.33、収束通路の溝の数:3本)を取り付けて別容器に噴射し、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、噴射量は1.6g/秒であった。
った。
実施例C1のエアゾール製品に、図2の噴射ボタン(噴射孔:φ0.33、収束通路の溝の数:3本)を取り付けて別容器に噴射し、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、噴射量は1.6g/秒であった。
った。
(実施例C3)
実施例C1のエアゾール製品に、図2の噴射ボタン(噴射孔:φ0.3、収束通路の溝の数:8本)を取り付けて別容器に噴射し、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、噴射量は0.7g/秒であった。
実施例C1のエアゾール製品に、図2の噴射ボタン(噴射孔:φ0.3、収束通路の溝の数:8本)を取り付けて別容器に噴射し、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、噴射量は0.7g/秒であった。
(実施例C4)
実施例C1のエアゾール製品に、図3の噴射ボタン(噴射孔:φ1.2、通路の長さ:10.5mm)を取り付けて別容器に噴射し、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、噴射量は5.4g/秒であった。
実施例C1のエアゾール製品に、図3の噴射ボタン(噴射孔:φ1.2、通路の長さ:10.5mm)を取り付けて別容器に噴射し、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、噴射量は5.4g/秒であった。
(実施例C5)
窒素ガスに代えて、炭酸ガスを使用した以外は、実施例C1と同様の方法により、エアゾール製品を製造し、図1の噴射ボタンを取り付けて別容器に噴射し、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、耐圧容器の満注量、水の充填量、炭酸ガスの充填量、圧力から算出した水1mLに対する炭酸ガスの溶解量は13,700ppmであり、噴射量は0.7g/秒であった。
窒素ガスに代えて、炭酸ガスを使用した以外は、実施例C1と同様の方法により、エアゾール製品を製造し、図1の噴射ボタンを取り付けて別容器に噴射し、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、耐圧容器の満注量、水の充填量、炭酸ガスの充填量、圧力から算出した水1mLに対する炭酸ガスの溶解量は13,700ppmであり、噴射量は0.7g/秒であった。
(実施例C6)
実施例C5のエアゾール製品に、図3の噴射ボタン(噴射孔:φ1.2、通路の長さ:10.5mm)を取り付けて別容器に噴射し、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、噴射量は4.2g/秒であった。
実施例C5のエアゾール製品に、図3の噴射ボタン(噴射孔:φ1.2、通路の長さ:10.5mm)を取り付けて別容器に噴射し、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、噴射量は4.2g/秒であった。
(比較例C1)
実施例C1で使用した水を用いた。
実施例C1で使用した水を用いた。
(比較例C2)
実施例C1で使用した水をボトルに充填し、ボトルに直圧式ポンプを取り付けた。これを室温にて3日間保存して、ポンプ製品を製造した。図1に示す噴射ボタン(噴射孔:φ0.3)を取り付けた。得られたポンプ製品の直圧式ポンプを操作して水20mLを別容器に噴射し、噴射物を作製した。
実施例C1で使用した水をボトルに充填し、ボトルに直圧式ポンプを取り付けた。これを室温にて3日間保存して、ポンプ製品を製造した。図1に示す噴射ボタン(噴射孔:φ0.3)を取り付けた。得られたポンプ製品の直圧式ポンプを操作して水20mLを別容器に噴射し、噴射物を作製した。
(比較例C3)
実施例C1のエアゾール製品に、特許文献1に記載の流量調整機構付きボタン(噴射孔:φ0.3、株式会社三谷バルブ製)を取り付けて別容器に噴射し、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、噴射量は0.5g/秒であった。
実施例C1のエアゾール製品に、特許文献1に記載の流量調整機構付きボタン(噴射孔:φ0.3、株式会社三谷バルブ製)を取り付けて別容器に噴射し、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、噴射量は0.5g/秒であった。
(実施例C7)
図1に示す耐圧容器に原液としてエタノールを充填し、次いで耐圧容器にバルブを取り付け、バルブから炭酸ガスを充填した。これを室温にて3日間保存して、炭酸ガスの一部をエタノールに飽和溶解させた。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、耐圧容器の満注量、エタノールの充填量、炭酸ガスの充填量、圧力から算出したエタノール1mLに対する炭酸ガスの溶解量は54,000ppmであった。バルブはステム孔がφ0.4、ハウジングは下穴φ1.0、横孔なし、ハウジングの底部にディップチューブが取り付けられており、耐圧容器の底部から原液のみを外部に噴射することができる。バルブに図3の噴射ボタン(噴射孔:φ1.2)を用いて別容器に噴射し、噴射物を作製した。25℃における噴射量は4.5g/秒であった。
図1に示す耐圧容器に原液としてエタノールを充填し、次いで耐圧容器にバルブを取り付け、バルブから炭酸ガスを充填した。これを室温にて3日間保存して、炭酸ガスの一部をエタノールに飽和溶解させた。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、耐圧容器の満注量、エタノールの充填量、炭酸ガスの充填量、圧力から算出したエタノール1mLに対する炭酸ガスの溶解量は54,000ppmであった。バルブはステム孔がφ0.4、ハウジングは下穴φ1.0、横孔なし、ハウジングの底部にディップチューブが取り付けられており、耐圧容器の底部から原液のみを外部に噴射することができる。バルブに図3の噴射ボタン(噴射孔:φ1.2)を用いて別容器に噴射し、噴射物を作製した。25℃における噴射量は4.5g/秒であった。
(比較例C4)
実施例C8で使用したエタノールを用いた。
実施例C8で使用したエタノールを用いた。
(比較例C5)
実施例C8で使用したエタノールをボトルに充填し、ボトルに直圧式ポンプを取り付けた。これを室温にて3日間保存して、ポンプ製品を製造した。図1に示す噴射ボタン(噴射孔:φ0.3)を取り付けた。得られたポンプ製品の直圧式ポンプを操作してエタノール20mLを別容器に噴射し、噴射物を製造した。
実施例C8で使用したエタノールをボトルに充填し、ボトルに直圧式ポンプを取り付けた。これを室温にて3日間保存して、ポンプ製品を製造した。図1に示す噴射ボタン(噴射孔:φ0.3)を取り付けた。得られたポンプ製品の直圧式ポンプを操作してエタノール20mLを別容器に噴射し、噴射物を製造した。
(噴射力の測定)
実施例C1~C7および比較例C2、C3、C5で得られたエアゾール製品、ポンプ製品を25℃の恒温水槽に30分間浸漬して製品を25℃に調整し、デジタルフォースゲージFGP-0.5(日本電産シンポ株式会社製)を用いて、噴射孔から距離5cmの位置における噴射力を測定した。結果を表4に示す。
実施例C1~C7および比較例C2、C3、C5で得られたエアゾール製品、ポンプ製品を25℃の恒温水槽に30分間浸漬して製品を25℃に調整し、デジタルフォースゲージFGP-0.5(日本電産シンポ株式会社製)を用いて、噴射孔から距離5cmの位置における噴射力を測定した。結果を表4に示す。
(粒子径および粒子数の測定)
実施例C1~C7および比較例C1~C5で得られたエアゾール製品、ポンプ製品もしくは原液を25℃に調整し、ナノトラッキング粒子径測定装置(ナノサイトNS300、Malvern Panalytical Ltd製)を用いて、D90、D50、D10、粒子の個数を測定した。なお、測定は、噴射物を溶媒で希釈せずに行った。結果を表4に示す。また、粒子径と濃度との関係を示すグラフを、図31~図42に示す。
実施例C1~C7および比較例C1~C5で得られたエアゾール製品、ポンプ製品もしくは原液を25℃に調整し、ナノトラッキング粒子径測定装置(ナノサイトNS300、Malvern Panalytical Ltd製)を用いて、D90、D50、D10、粒子の個数を測定した。なお、測定は、噴射物を溶媒で希釈せずに行った。結果を表4に示す。また、粒子径と濃度との関係を示すグラフを、図31~図42に示す。
表4および図31~図34に示されるように、原液として水を使用し、圧縮ガスとして窒素ガスを使用した実施例C1~C4のエアゾール製品は、噴射力が10~200mNの範囲にあり、超微細気泡が、ナノオーダー(1~1000nm)の中でも、D90が200nm以下と小さな値の範囲に集中しており、かつ、1mL中に8.0×107個以上もの超微細気泡が含まれていた。
また、表4および図35~図36に示されるように、原液として水を使用し、圧縮ガスとして炭酸ガスを使用した実施例C5~C6のエアゾール製品は、噴射力が20~250mNの範囲にあり、超微細気泡が、ナノオーダー(1~1000nm)の中でも、D90が250nm以下と小さな値の範囲に集中しており、かつ、1mL中に1.0×108個以上もの超微細気泡が含まれていた。
一方、表4および図37~図38に示されるように、水のみを用いた比較例C1の液体(水)は、粒子数が1mL中に6.25×106個と少なく、また、水をポンプで噴射した比較例C2の製品の噴射物は、噴射力が62mNであったが、粒子数が1mL中に2.02×107個であり少なかった。
さらに、表4および図39に示されるように、特許文献1記載の流量調整機構付き噴射ボタンを用いた比較例C3のエアゾール製品は、噴射力が8mNであった。また、比較例C3のエアゾール製品は、300nmを超える粒子径(たとえば800nm)のものも多くみられ、D90が680.6nmであった。この流量調整機構は、取付孔から噴射孔までの間にピストンとスプリングを備えており、ピストンの位置で噴射孔への連通孔の大きさが変化し、流量を調整することができる。そのため、ステムから取り込まれた内容物は、ピストンを介してスプリングの押し付け力に逆らいながら噴射されるため圧力損失が大きく、噴射力は大きく抑制されたとともに、連通孔を通過した内容物は気泡が発生しやすく、300nmを超えるような気泡が多くなったと考えられた。
また、表4および図40に示されるように、原液としてエタノールを使用し、圧縮ガスとして炭酸ガスを使用した実施例C7のエアゾール製品は、噴射力が323mNであり、超微細気泡が、ナノオーダー(1~1000nm)の中でも、D90が200nm以下と小さな値の範囲に集中しており、かつ、1mL中に4.81×107個もの超微細気泡が含まれていた。
一方、表4および図41~図42に示されるように、エタノールのみを用いた比較例C4の液体(エタノール)は、超微細気泡が、ナノオーダー(1~1000nm)ではあったが、粒子数が1mL中に5.03×104個であり極めて少なく、エタノールをポンプで噴射した比較例C5の製品の噴射物は、噴射力が52mNであったが、粒子数が1mL中に2.87×107個であり少なかった。
(実施例C8)
図1に示す耐圧容器に原液として水を充填し、次いで耐圧容器にバルブを取り付け、バルブから窒素ガスを充填した。これを室温にて3日間保存して、窒素ガスの一部を水に飽和溶解させた。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、耐圧容器の満注量、水の充填量、窒素ガスの充填量、圧力から算出した水1mLに対する窒素ガスの溶解量は130ppmであった。バルブはステム孔がφ0.4、ハウジングは下穴φ1.0、横孔なし、ハウジングの底部にディップチューブを取り付けており、耐圧容器の底部から原液のみを外部に噴射することができる。バルブに図1に示す拡散通路(溝の数:4本)と収束通路(溝の数4本)を設けている噴射ボタン(噴射孔:φ0.36)を取り付け、エアゾール製品を製造した。得られたエアゾール製品から内容物20mLをカップ状の別容器に噴射し、超微細気泡を発生、分散させて噴射物を作製した。25℃における噴射量は1.0g/秒であった。
図1に示す耐圧容器に原液として水を充填し、次いで耐圧容器にバルブを取り付け、バルブから窒素ガスを充填した。これを室温にて3日間保存して、窒素ガスの一部を水に飽和溶解させた。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、耐圧容器の満注量、水の充填量、窒素ガスの充填量、圧力から算出した水1mLに対する窒素ガスの溶解量は130ppmであった。バルブはステム孔がφ0.4、ハウジングは下穴φ1.0、横孔なし、ハウジングの底部にディップチューブを取り付けており、耐圧容器の底部から原液のみを外部に噴射することができる。バルブに図1に示す拡散通路(溝の数:4本)と収束通路(溝の数4本)を設けている噴射ボタン(噴射孔:φ0.36)を取り付け、エアゾール製品を製造した。得られたエアゾール製品から内容物20mLをカップ状の別容器に噴射し、超微細気泡を発生、分散させて噴射物を作製した。25℃における噴射量は1.0g/秒であった。
(実施例C9)
実施例C8のエアゾール製品に図2の噴射ボタン(噴射孔:φ0.60、収束通路の溝の数:4本)を取り付けて別容器に吐出し、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、噴射量は3.7g/秒であった。
実施例C8のエアゾール製品に図2の噴射ボタン(噴射孔:φ0.60、収束通路の溝の数:4本)を取り付けて別容器に吐出し、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、噴射量は3.7g/秒であった。
(実施例C10)
実施例C8のエアゾール製品に図43の噴射ボタン8a(噴射孔:φ0.35、通路の長さ:6mm)を取り付けて別容器に吐出し、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、噴射量は2.7g/秒であった。
実施例C8のエアゾール製品に図43の噴射ボタン8a(噴射孔:φ0.35、通路の長さ:6mm)を取り付けて別容器に吐出し、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、噴射量は2.7g/秒であった。
(実施例C11)
実施例C8のエアゾール製品に図43の噴射ボタン8a(噴射孔:φ1.2、通路の長さ:6mm)を取り付けて別容器に吐出し、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、噴射量は4.9g/秒であった。
実施例C8のエアゾール製品に図43の噴射ボタン8a(噴射孔:φ1.2、通路の長さ:6mm)を取り付けて別容器に吐出し、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、噴射量は4.9g/秒であった。
(実施例C12)
実施例C8のエアゾール製品に図3の噴射ボタン8(噴射孔:φ0.3、通路の長さ:10.5mm)を取り付けて別容器に吐出し、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、噴射量は2.1g/秒であった。
実施例C8のエアゾール製品に図3の噴射ボタン8(噴射孔:φ0.3、通路の長さ:10.5mm)を取り付けて別容器に吐出し、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、噴射量は2.1g/秒であった。
(実施例C13)
図1に示す耐圧容器に原液として水を充填し、次いで耐圧容器にバルブを取り付け、バルブから窒素ガスを充填した。これを室温にて3日間保存して、窒素ガスの一部を水に飽和溶解させた。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、耐圧容器の満注量、水の充填量、窒素ガスの充填量、圧力から算出した水1mLに対する窒素ガスの溶解量は130ppmであった。バルブはステム孔がφ0.3、ハウジングは下穴φ0.3、横孔なし、ハウジングの底部にディップチューブを取り付けており、耐圧容器の底部から液体のみを外部に吐出することができる。バルブに図1に示す拡散通路(溝の数:4本)と収束通路(溝の数4本)を設けている噴射ボタン(噴射孔:φ0.36)を取り付け、エアゾール製品を製造した。得られたエアゾール製品から内容物20mLをカップ状の別容器に噴射し、超微細気泡を発生、分散させて噴射物を作製した。25℃における噴射量は0.9g/秒であった。
図1に示す耐圧容器に原液として水を充填し、次いで耐圧容器にバルブを取り付け、バルブから窒素ガスを充填した。これを室温にて3日間保存して、窒素ガスの一部を水に飽和溶解させた。なお、容器内の圧力は0.8MPa(25℃)であり、耐圧容器の満注量、水の充填量、窒素ガスの充填量、圧力から算出した水1mLに対する窒素ガスの溶解量は130ppmであった。バルブはステム孔がφ0.3、ハウジングは下穴φ0.3、横孔なし、ハウジングの底部にディップチューブを取り付けており、耐圧容器の底部から液体のみを外部に吐出することができる。バルブに図1に示す拡散通路(溝の数:4本)と収束通路(溝の数4本)を設けている噴射ボタン(噴射孔:φ0.36)を取り付け、エアゾール製品を製造した。得られたエアゾール製品から内容物20mLをカップ状の別容器に噴射し、超微細気泡を発生、分散させて噴射物を作製した。25℃における噴射量は0.9g/秒であった。
(実施例C14)
図1に示す耐圧容器に原液として水を90g(90質量%)充填し、バルブを開口部に固着して密閉した。さらに、ステムから液化石油ガス10g(10質量%)を充填し、ステムに図3に示す噴射ボタン(噴射孔φ1.2)を取り付けて、エアゾール製品を作製した。得られたエアゾール製品から内容物20mLを、噴射ボタンを用いてカップ状の別容器に吐出し、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.21MPa(25℃)であり、噴射量は2.3g/秒であった。
図1に示す耐圧容器に原液として水を90g(90質量%)充填し、バルブを開口部に固着して密閉した。さらに、ステムから液化石油ガス10g(10質量%)を充填し、ステムに図3に示す噴射ボタン(噴射孔φ1.2)を取り付けて、エアゾール製品を作製した。得られたエアゾール製品から内容物20mLを、噴射ボタンを用いてカップ状の別容器に吐出し、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.21MPa(25℃)であり、噴射量は2.3g/秒であった。
(実施例C15)
液化石油ガスに代えて、ハイドロフルオロオレフィン(HFO-1234ze:トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロパ-1-エン)を使用し、図1に示す拡散通路(溝の数:4本)と収束通路(溝の数4本)を設けている噴射ボタン(噴射孔:φ0.3)を取り付けた以外は、実施例14と同様の方法によりエアゾール製品を製造した。図1の噴射ボタンを用いて内容物を別容器に吐出して、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.42MPa(25℃)であり、噴射量は0.7g/秒であった。
液化石油ガスに代えて、ハイドロフルオロオレフィン(HFO-1234ze:トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロパ-1-エン)を使用し、図1に示す拡散通路(溝の数:4本)と収束通路(溝の数4本)を設けている噴射ボタン(噴射孔:φ0.3)を取り付けた以外は、実施例14と同様の方法によりエアゾール製品を製造した。図1の噴射ボタンを用いて内容物を別容器に吐出して、噴射物を作製した。なお、容器内の圧力は0.42MPa(25℃)であり、噴射量は0.7g/秒であった。
(噴射力の測定)
実施例C8~C15で得られたエアゾール製品を25℃の恒温水槽に30分間浸漬して製品を25℃に調整し、デジタルフォースゲージFGP-0.5(日本電産シンポ株式会社製)を用いて、噴射孔から距離5cmの位置における噴射力を測定した。結果を表5に示す。
実施例C8~C15で得られたエアゾール製品を25℃の恒温水槽に30分間浸漬して製品を25℃に調整し、デジタルフォースゲージFGP-0.5(日本電産シンポ株式会社製)を用いて、噴射孔から距離5cmの位置における噴射力を測定した。結果を表5に示す。
(粒子径および粒子数の測定)
実施例C8~C15で得られたエアゾール製品を25℃に調整し、ナノトラッキング粒子径測定装置(ナノサイトNS300、Malvern Panalytical Ltd製)を用いて、D90、D50、D10、粒子の個数を測定した。なお、測定は、噴射物を溶媒で希釈せずに行った。結果を表5に示す。また、実施例C9、実施例C10、実施例C13、実施例C14、実施例C15について、それぞれのエアゾール製品の噴射15分後の噴射物の粒子径と濃度との関係を示すグラフを、図44~図48に示す。
実施例C8~C15で得られたエアゾール製品を25℃に調整し、ナノトラッキング粒子径測定装置(ナノサイトNS300、Malvern Panalytical Ltd製)を用いて、D90、D50、D10、粒子の個数を測定した。なお、測定は、噴射物を溶媒で希釈せずに行った。結果を表5に示す。また、実施例C9、実施例C10、実施例C13、実施例C14、実施例C15について、それぞれのエアゾール製品の噴射15分後の噴射物の粒子径と濃度との関係を示すグラフを、図44~図48に示す。
表5および図44~46に示されるように、原液として水を使用し、圧縮ガスとして窒素ガスを使用した実施例C8~C13のエアゾール製品は、噴射力が10~200mNの範囲にあり、超微細気泡が、ナノオーダー(1~1000nm)の中でも、D90が200nm以下と小さな値の範囲に集中しており、かつ、1mL中に4.0×107個以上もの超微細気泡が含まれていた。また、表5および図47~48に示されるように、原液として水を使用し、液化ガスとして液化石油ガスを使用した実施例C14、ハイドロフルオロオレフィンを使用した実施例C15のエアゾール製品は、噴射力が10~200mNの範囲にあり、超微細気泡が、ナノオーダー(1~1000nm)の中でも、D90が200nm以下と小さな値の範囲に集中しており、かつ、1mL中に4.0×108個以上もの超微細気泡が含まれていた。
1 エアゾール製品
2 耐圧容器
3 バルブ
31 弁機構
32 ハウジング
32a 液相導入孔(または取込孔)
33 ステム
33a ステム孔
34 ステムラバー
35 スプリング
36 チューブ
4 吐出部材(または噴射ボタン)
5 操作部
51 取付孔
52 吐出孔(または噴射孔)
53 第一管路
54 分岐部材
55 ノズル
6 吐出部材(または噴射ボタン)
6a 操作部
61 第一管路
62 分岐部材
63 嵌合部
64 円柱部
7 ノズル
71 脚部
72 底板
73 凹部
74 吐出部材内通路(または噴射通路)
7p 吐出孔(または噴射孔)
8、8a 吐出部材(または噴射ボタン)
81 第一管路
81a、81b、9 ノズル
81c ノズル部
82a、91 吐出孔(または噴射孔)
92 根元部
L 液体(または原液)
La 液相
R 旋回室
2 耐圧容器
3 バルブ
31 弁機構
32 ハウジング
32a 液相導入孔(または取込孔)
33 ステム
33a ステム孔
34 ステムラバー
35 スプリング
36 チューブ
4 吐出部材(または噴射ボタン)
5 操作部
51 取付孔
52 吐出孔(または噴射孔)
53 第一管路
54 分岐部材
55 ノズル
6 吐出部材(または噴射ボタン)
6a 操作部
61 第一管路
62 分岐部材
63 嵌合部
64 円柱部
7 ノズル
71 脚部
72 底板
73 凹部
74 吐出部材内通路(または噴射通路)
7p 吐出孔(または噴射孔)
8、8a 吐出部材(または噴射ボタン)
81 第一管路
81a、81b、9 ノズル
81c ノズル部
82a、91 吐出孔(または噴射孔)
92 根元部
L 液体(または原液)
La 液相
R 旋回室
Claims (18)
- 超微細気泡が分散した液状組成物であり、
前記超微細気泡の、体積積算分布の値が90%になる粒子径D90は、50~300nmであり、
前記超微細気泡の個数は、1mLあたり、4.0×107個以上である、液状組成物。 - 前記超微細気泡は、25℃大気圧下で気体になる液化ガスが気化した気泡であり、
前記超微細気泡の個数は、1mLあたり、5.0×107個以上である、請求項1記載の液状組成物。 - 前記液化ガスは、プロパン、ノルマルブタン、イソブタンおよびこれらの混合物からなる液化石油ガス、沸点が5℃未満であるハイドロフルオロオレフィン、およびこれらの混合物である親油性液化ガスを含む、請求項2記載の液状組成物。
- 前記液状組成物が、水を含有している、請求項1~3のいずれか1項に記載の液状組成物。
- 前記液化ガスは、ジメチルエーテルを含む、請求項2記載の液状組成物。
- 前記液状組成物が、炭素数が2~3個の1価アルコールを含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の液状組成物。
- 請求項1~6のいずれか1項に記載の液状組成物を、吐出容器に充填した吐出製品。
- 前記超微細気泡は、圧縮ガスの気泡である、請求項1記載の液状組成物。
- 前記圧縮ガスは、25℃、大気圧下における液体1mLに対する溶解量が0.001~5mLである、請求項8記載の液状組成物。
- 前記液状組成物が、水を液体中60質量%以上含有している、請求項1、8または9記載の液状組成物。
- 前記液状組成物が、炭素数が2~3個の1価アルコールを含む、請求項1、8~10のいずれか1項に記載の液状組成物。
- 請求項8~11のいずれか1項に記載の液状組成物を、吐出容器に充填した吐出製品。
- 液状組成物を噴射するためのエアゾール製品であり、
前記液状組成物は、
超微細気泡が分散した液状組成物であり、
前記超微細気泡の、体積積算分布の値が90%になる粒子径D90は、50~300nmであり、
前記超微細気泡の個数は、1mLあたり、4.0×107個以上であり、
原液と噴射剤とが充填されたエアゾール容器と、前記エアゾール容器に装着され、噴射孔が形成された噴射ボタンとからなり、
前記噴射孔から噴射物を噴射する場合において、噴射孔からの距離5cmにおける噴射力は、10~400mNである、エアゾール製品。 - 前記噴射剤は、圧縮ガスである、請求項13記載のエアゾール製品。
- 前記圧縮ガスは、原液1mLに対し、25℃、大気圧下での溶解量が0.001~5mLである、請求項14記載のエアゾール製品。
- 前記噴射剤は、液化ガスである、請求項13記載のエアゾール製品。
- 前記噴射ボタンは、噴射される噴射物が噴射孔に向かって収束する溝が形成された収束通路を備えており、
前記溝の本数は、2~10本である、請求項13~16のいずれか1項に記載のエアゾール製品。 - 前記噴射孔の直径は、0.2~1.0mmである、請求項13~17のいずれか1項に記載のエアゾール製品。
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JP2023065829 | 2023-04-13 | ||
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