(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乳頭受け入れのための流路を薄い可撓性壁が囲み、該壁では該流路に向かう方向に内側があり、該流路から離れる方向に外側がある乳頭受入れ用装置において、該壁の外側の少なくとも一部に、多数の表面積増大要素が設けられ、該表面積増大要素が該壁の外側での亀裂の伝搬に対する障害を形成するような形状、大きさおよび分布を有しており、流路を横切るその広がりが、壁の厚さと比較してごくわずかであり、かつ壁と表面積増大要素との間には鋭いエッジがないことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記壁の内側が表面を持ち、該壁の外側が内側表面の面積より10％以上大きい面積を有する請求項１記載の装置。
【請求項３】
外側表面が内側表面の面積より50％以上大きい面積を有する請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
外側表面が内側表面の面積より200％以上大きい面積を有する請求項１ないし３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
壁の内側には実質的に表面増大要素がない請求項１ないし４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
表面積増大要素が壁の外側にある突起を含むものである請求項１ないし５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
表面積増大要素が壁の外側にある凹部を含むものである請求項１ないし６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
単位面積当たりの表面積増大要素数が100個/cm2以上である請求項１ないし７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
単位面積当たりの表面積増大要素数が1000個/cm2以上である請求項１ないし８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記装置が、乳頭ライナーの一部を形成している請求項１ないし９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記表面積増大要素を形成する凹凸を持つ内側を有する鋳型を作製し、該鋳型を用いて装置の成形を行なう、請求項１ないし10のいずれかに記載の装置の製造方法。
【請求項１２】
鋳型の内側に機械的処理によって凹凸を設ける請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
鋳型の内側に化学的処理によって凹凸を設ける請求項11に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
発明の属する技術分野
本発明は、乳頭受け入れのための流路を薄い可撓性壁が覆っている乳頭受け入れ装置であって、該壁は流路に向かう方向が内側であり、流路から離れる方向が外側である装置に関するものである。
本発明はさらに、そのような種類の装置の製造方法に関するものでもある。
発明の背景
上記の種類の装置は、US−Ａ−1285079から公知であり、その装置は、通常はニトリルゴムから成る乳頭ライナーの一部を構成するものである。
ゴム製品の製造時には、材料中に常に不連続部が生じ、それは例えば空気や異物粒子からなるものがあり得る。そのゴム製品に負荷をかけると、亀裂が生じる場合があり、その場合亀裂は最初に、不連続部との関係で生じる。
表面の亀裂は、ゴム製品内部の亀裂よりも、ゴム製品の強度に対する悪影響が大きいことが一般に知られている。従って、ゴム製品の表面層における亀裂成長を防止することが特に重要である。
ゴム製品は加齢すると、ゴムの弾力性が低下するために、その表面層に微小な亀裂が生じる。その亀裂は、特にゴム製品に負荷がかかっている際に伝搬すなわち大きくなる。ゴムが経時的に弾力性を失う一つの理由は、その材料が吸湿性であることにある。
ニトリルゴム製の新たに製造された乳頭ライナーは0.3％未満の水を含む。乳頭ライナーは使用時には搾乳の際にミルクと接触し、その後の洗浄の際には洗剤液と接触する。ミルクと洗剤液はいずれも水を含んでおり、それが乳頭ライナーのゴム材料によって吸収される。ゴム材料によって吸収される水が多いほど、乳頭ライナーがその弾力性を失う程度は大きい。さらにそのために、ゴム材料の張力が大きくなる。ニトリルゴム製の公知の乳頭ライナーがすり切れると、約３％の水を含有する。
この段階で、弾力性の低下とともに、搾乳時に乳頭ライナーが行わざるを得ない運動のために、乳頭ライナーにはすでに表面の亀裂が生じている。その運動によって乳頭ライナーに張力が生じて、それが亀裂の成長を促進しているのである。
発明の目的
本発明の目的は、公知の装置より寿命の長い、乳頭受け入れ装置を提供することにある。
発明の概要
その目的は、最初に定義した種類の装置において、壁の外側の少なくとも一部に多数の表面積増大要素があり、該表面積増大要素は該壁の外側における亀裂の伝搬に対する障害となるような形態、大きさおよび分布を有することを特徴とする装置によって達成される。それによって、壁における材料疲労の危険性が低下する。
前記表面積増大要素は壁の外側に形成して、相互に小さい間隔で隔てられた意図的不連続部を設け、その不連続部が通常の表面亀裂などの鋭いエッジによって制限されず、壁の外側の凹凸間に緩やかな移行部を形成する。
その意図的不連続部は、鋭い自然発生の亀裂より、亀裂成長の危険性が大幅に低いものである。同じ負荷レベルでは、鋭い亀裂エッジでの張力の方が、丸みを持った亀裂エッジでの張力よりかなり大きいために、材料の疲労が生じやすい。
これらの意図的不連続部があったとしても亀裂が表面層に生じる場合、表面積増大要素が凹部または凸部のいずれかによって構成されているかとは無関係に、亀裂はその表面積増大要素で方向を変えなければならない。その方向転換にはエネルギーが必要であり、そのようにして亀裂成長を妨害することができる。
そこで、単位面積当たりに配置された表面積増大要素が多いほど、亀裂成長に対する保護が良好であることがわかる。
しかしながら、US−Ａ−1285079に開示されているようなリブ形状の意図的不連続部の場合、そのようなリブの大きさが乳頭ライナーの表面層の厚さよりかなり大きいことから、亀裂成長を防止することができないことは留意すべき点である。
本発明の第１の実施態様によれば、壁の外側は、内側表面の面積より10％以上大きい面積の表面を有する。本発明の第２の実施態様によれば、その面積は、内側表面の面積より50％以上大きい。本発明の第３の実施態様によれば、その面積は、内側表面の面積より200％以上大きい。
好ましくは、前記流路を実質的に横切る方向の表面積増大要素の広がりは、壁の厚さと比較してごくわずかなものとする。
好ましくは、壁の内側は表面積増大要素を実質的に持たず、ミルクと接触する装置表面を容易に洗浄できるようにする。
好適には、表面積増大要素は、壁の外側にある突起を有してなるものである。別の形態としては、表面積増大要素は壁の外側にある凹部を有してなるものである。
単位面積当たりの表面積増大要素の数は、100個/cm2以上とする。第２の実施態様によれば、単位面積当たりの表面積増大要素数は、1000個/cm2以上である。
それにより、比較的小さく、可撓性壁の外側全面にわたって実質的に均等に分布する表面積増大要素が得られる。
好ましくは、当該装置は、乳頭ライナーの一部を構成する。
表面積増大要素によって亀裂成長に対する強度が高くなることに加えて、その表面積増大要素によって壁の外側からの水の蒸発量が多くなることが明らかになっている。
この蒸発は、ゴムにおける水の蓄積遅延に寄与する。すなわち、ゴムの水による飽和が遅くなり、それが装置寿命の延長に寄与することになる。
本発明はさらに、上記で示した装置の製造方法において、前記表面積増大要素を形成するための凹凸を有する内側を有する鋳型を作製し、その鋳型を用いて、当該装置の成形を行う方法をも含むものである。それによって、本発明による装置を簡単かつ安価に製造する方法が提供される。その製造は好適には、射出成形、トランスファー成形、圧縮成型または鋳込成形によって行う。
有利には、鋳型の内側には、機械処理によって凹凸を設ける。別法として、鋳型の内側に、化学処理によって凹凸を設ける。
機械的処理の例としては、スパーク切削、ブラッシング、研磨、旋削、ハンマリングおよびグレイジングがある。
化学的処理の例としては、塩素処理およびエッチングがある。
確かに別法として、表面積増大要素を装置の後処理によって設けることができると考えられるが、そのような方法は上記に示した方法より高価なものになると考えられる。
米国特許明細書1285079に開示の乳頭ライナーには、縦方向に配置されたリブがあって、横方向での乳頭ライナーの曲がりやシワを防止する機能があり、該明細書によれば、乳頭を摩擦もしくは圧迫して、乳頭の充血を起こす傾向があると考えられ、さらには乳頭ライナー壁が破れる傾向もある。当該明細書によれば、リブはいかなる数であっても良いことになっているが、図面では５本のみが示してある。
しかしながら、乳頭ライナーの曲がりやシワの防止に使用し得るリブの数は、やはりライナーの強化を行って曲がりやシワを防止することができるリブの大きさに制限される。本発明による装置とは対照的に、表面層の厚さが各リブの大きさよりかなり小さいために、ライナー表面の小さい亀裂は、リブを横切る方向に伝搬すると考えられることから、この大きさのリブは、亀裂伝搬に対する障壁を形成することはできない。
本発明による表面積増大要素と同じ大きさでもなく、同じ効果も持たない、外側に凹凸が設けられた他の乳頭ライナーが、スウェーデン特許明細書63885および404286、ドイツ特許明細書922447、922742および936724、ならびにフランス特許明細書1554653に開示されている。
【図面の簡単な説明】
添付の図面を参照しながら、本発明についてさらに詳細に説明する。
図１は、表面積増大要素を持つ壁を有してなる、乳頭受け入れのための本発明の装置を示す図である。
図２は、表面積増大要素の第１のモデルを模式的に示す図である。
図３は、表面積増大要素の第２のモデルを模式的に示す図である。
図４は、表面積増大要素の第３のモデルの断面を模式的に示す図である。
図５は、表面での表面積増大要素の分布例を示す図である。
図６は、約10倍に拡大した図１の装置の一部の写真である。
図７は、約200倍に拡大した図１の装置の一部の写真である。
好ましい実施態様の詳細な説明
図１は、雌牛、羊、山羊または馬などの哺乳動物の乳頭受け入れ用乳頭ライナーの形態の装置１を示している。
装置１は、比較的薄い壁を有するカプセル形状の要素２を有する。壁の外側には表面積増大要素３が設けてあり、壁の内側（不図示）は滑らかである。
図２は、表面積増大要素の第１のモデルを模式的に示して、表面積増大の程度と単位面積当たりの表面積増大要素数を量的に示している。表面積増大要素は、半径の半分の深さを有する弓形溝の断面によって近似される。
この近似形状における表面積増大の程度は、溝の幅とその断面方向で溝を通る弓形の長さの間の比によって得られる。すなわち、
0003668759.tif 000002
となり、約10％である。
当然のことながらこれは、内側が平坦で外側に表面積増大要素３が設けられている場合、関係する表面に相当する形で形成された突起と、壁の内側と外側の面積比にも関係する。
図３は、表面積増大要素の第２のモデルを模式的に示している。表面積増大要素は、半径分の深さを持つ弓形溝によって近似される。
表面積増大の程度は、この近似形状においては、溝の幅とその断面方向に溝を通る半円の長さとの間の比で得られる。
２πr/4r
となり、約50％である。
破損の可能性がないように、図２および３に示した溝は、壁の厚さに関して深くないようにしなければならないとともに、長すぎないようにしなければならない。従って、溝の個々の末端かた次の溝が別の方法に延びて、溝に沿った亀裂の成長を防止するような形で溝を設けることが好ましい。
図４は、表面積増大要素の第３のモデルを模式的に示している。表面積増大要素は、１半径分の高さを持つ半球突起によって近似される。
表面積増大の程度は、この近似形状においては、半球の表面積とその半球によって覆われる円形の表面積との間の比によって得られる。すなわち
２πr2/πr2
となり、約200％である。
当然のことながら、これも１半径の深さを有する表面における半球突起の形での表面積増大要素の場合である。
当然、実際のところ、壁と表面積増大要素との間には鋭いエッジはないはずであるが、図２、３および４に示した表面積増大要素は、単純な数学的モデルを得ることを目的として、このように表示しているに過ぎない。
図５は、表面全体に複数の図４による半球を持つ表面を示してある。半球は互いに接するように配置されている。すなわち、隣接する２つの半球の中心が互いに２半径長の距離で離れている。本発明の１実施態様は、半径が0.5mmであって、半球100個/cm2、すなわち表面積増大要素100個/cm2という密度を示唆するような半球を有するものである。
しかしながら、亀裂成長の危険性をさらに低減するには、表面積増大要素1000個/cm2以上を壁の外側に設けることが好ましい。
図６は、多数の表面積増大要素３を有してなる壁の外側の一部の約10倍拡大図である。
図７は、図６の表面積増大要素の倍率200倍の拡大図である。これから明らかなように、表面積増大要素は、形状および大きさにおいてかなり異なっている。
本発明は、上記で示した実施態様に限定されるものではなく、それに変更を加えることも可能である。
従って、表面積増大要素を有する１以上の要素２を装置に設けることができる。同様に、表面積増大要素は、規則的パターンだけでなく、確率的パターンで形成することができる。同様に、装置のいくつかの大きい部分または小さい部分に表面積増大要素を設けて、例えば複数の領域に設けることができる。
単位面積当たりの表面積増大要素の数も上記で示したものに限定されるものではないが、10000個/cm2、100000個/cm2あるいはそれ以上とすることが可能なことは明らかである。
【図２】
0003668759.tif 000003
【図５】
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【図１】
0003668759.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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