(57)【要約】  記載なし
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
最小のＶＯＣ含有量を有するエアロゾルスプレー排出システムを設計する方法であって、
前記エアロゾルスプレー排出システムのＶＯＣ含有量を予め決定するステップと、
前記エアロゾルスプレー排出システムによって排出されるべき処方物の特性を決定するステップであって、前記特性は粘度、密度、表面張力及び分配係数を含む、ステップと、
本質的に粒子サイズ、排出速度、音、粒子密度、不明瞭さ、円錐角、圧力、流体柱距離、及び、残留率からなる群から、前記エアロゾルスプレー排出システム用の１つ又はそれ以上の性能特性の各々の値を選択するステップと、
前記所与のＶＯＣ含有量及び前記決定された処方物特性に対し、前記所定のＶＯＣ含有量、前記処方物の前記所与の特性、前記１つ又はそれ以上の性能特性及び前記設計特性の間の関係を考慮に入れた１つ又はそれ以上の式を使用して、１つ又はそれ以上の性能特性の各々の前記選択された値を達成するエアロゾル容器の１つ又はそれ以上の設計特性を計算するステップと、
前記計算された設計特性を使用してエアロゾルスプレーシステムを設計するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記粘度は、低剪断粘度、高剪断粘度及びザーン粘度の少なくとも１つを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記表面張力は、初期表面張力及び平衡表面張力の少なくとも一方を含む請求項１記載の方法。
【請求項４】
計算されるべき前記１つ又はそれ以上の設計特性は、本質的に、出口オリフィス直径、蒸気タップ直径、浸漬チューブ直径、本体オリフィス直径、及び、ステム断面積からなる群から選ばれる請求項１記載の方法。
【請求項５】
最小のＶＯＣ含有量を有するエアロゾルスプレー排出システムを設計する方法であって、
前記エアロゾルスプレー排出システムのＶＯＣ含有量を予め決定するステップと、
流体処方物が排出されるべきエアロゾル容器の特性を決定するステップであって、前記特性は出口オリフィス直径、蒸気タップ直径、浸漬チューブ直径、本体オリフィス直径、及び、ステム断面積を含むステップと、
本質的に粒子サイズ、排出速度、音、粒子密度、不明瞭さ、円錐角、圧力、流体柱距離、及び残留率からなる群から、前記エアロゾルスプレー排出システム用の１つ又はそれ以上の性能特性の各々の値を選択するステップと、
前記所与のＶＯＣ含有量及び前記所与のエアロゾル容器に対し、前記所定のＶＯＣ、前記エアロゾル容器の前記所与の特性、前記１つ又はそれ以上の性能特性の各々の値及び流体特性の間の関係を考慮に入れた１つ又はそれ以上の式を使用して、前記選択された性能特性の各々を達成するエアロゾル容器から排出可能な流体処方物の１つ又はそれ以上の流体特性を計算するステップと、
前記計算された流体特性を使用してエアロゾルスプレーシステムを設計するステップと、
を含む方法。
【請求項６】
計算されるべき前記１つ又はそれ以上の流体特性は、本質的に、粘度、密度、表面張力及び分配係数からなる群から選ばれる請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記粘度は、低剪断粘度、高剪断粘度及びザーン粘度の１つ又はそれ以上を含む請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記表面張力は、初期表面張力及び平衡表面張力の少なくとも一方を含む請求項６記載の方法。
【請求項９】
エアロゾルスプレー排出システムに使用されるエアロゾルディスペンサーを設計する方法であって、
前記エアロゾルスプレー排出システム用の推進剤濃度（ｘ5）を予め決定するステップと、
前記エアロゾルスプレー排出システムに使用される流体処方物の特性を決定するステップであって、前記特性は、密度（ｘ7）、低剪断粘度（ｘ8）、高剪断粘度（ｘ9）、初期表面張力（ｘ10）、平衡表面張力（ｘ11）、分配係数（ｘ12）、及び、ザーン粘度（ｘ13）を含むステップと、
前記システムの１つ又はそれ以上の性能特性（Φ）の各々の値を選択するステップと、
下記式にしたがって前記エアロゾルディスペンサーの１つ又はそれ以上の設計変数の値を決定するステップであって、
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前記エアロゾルディスペンサーの前記設計変数は、出口オリフィス直径（ｘ1）、蒸気タップ直径（ｘ2）、浸漬チューブ直径（ｘ3）、本体オリフィス直径（ｘ4）、及び、ステム断面積（ｘ6）を含み、ａ、ｂ、ｃ及びｄは、前記１つ又はそれ以上の性能特性の各々に固有な係数であるステップと、
前記決定ステップで決定された前記設計変数の値にしたがってエアロゾルディスペンサーを設計するステップと、
を含む方法。
【請求項１０】
前記設計ステップから前記設計を使用してエアロゾルディスペンサーを作るステップをさらに含む請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記システムの１つ又はそれ以上の所望の性能特性の複数の値が選択され、前記エアロゾルディスペンサーの１つ又はそれ以上の設計変数の値が前記１つ又はそれ以上の性能特性の各々に対し決定され、エアロゾル容器は、前記１つ又はそれ以上の性能特性の各々に共通に決定された設計変数にしたがって設計される請求項９記載の方法。
【請求項１２】
エアロゾルスプレー排出システムのエアロゾルスプレー容器から排出するための好適な流体を決定する方法であって、
前記エアロゾル排出システム用の推進剤濃度（ｘ5）を予め決定するステップと、
前記エアロゾルスプレー排出システムに使用されるエアロゾルスプレー容器の特性を決定するステップであって、前記特性は、出口オリフィス直径（ｘ1）、蒸気タップ直径（ｘ2）、浸漬チューブ直径（ｘ3）、本体オリフィス直径（ｘ4）、及び、ステム断面積（ｘ6）を含むステップと、
前記システムの１つ又はそれ以上の所望の性能特性（Φ）の各々の値を選択するステップと、
下記式にしたがって前記提供されたエアロゾルスプレー容器から排出される流体の流体特性を決定するステップであって、
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前記流体特性は、密度（ｘ7）、低剪断粘度（ｘ8）、高剪断粘度（ｘ9）、初期表面張力（ｘ10）、平衡表面張力（ｘ11）、分配係数（ｘ12）、及び、ザーン粘度（ｘ13）を含み、ａ、ｂ、ｃ及びｄは、前記１つ又はそれ以上の性能特性の各々に固有な係数であるステップと、
を含む方法。
【請求項１３】
エアロゾルスプレー排出システム用の性能特性の値を確実にする方法であって、
（ｉ）出口オリフィス直径（ｘ1）、蒸気タップ直径（ｘ2）、浸漬チューブ直径（ｘ3）、本体オリフィス直径（ｘ4）、及び、ステム断面積（ｘ6）を有するエアロゾルスプレー容器と、（ｉｉ）前記エアロゾルスプレー容器から排出されるべき流体処方物であって、密度（ｘ7）、低剪断粘度（ｘ8）、高剪断粘度（ｘ9）、初期表面張力（ｘ10）、平衡表面張力（ｘ11）、分配係数（ｘ12）、及び、ザーン粘度（ｘ13）を有する流体処方物と、（ｉｉｉ）推進剤濃度（ｘ5）と、含むエアロゾルスプレー排出システムを提供するステップと、
下記式にしたがって前記システムの性能特性（Φ）の値を決定するステップであって、
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ａ、ｂ、ｃ及びｄは、決定されるべき前記性能特性に固有な係数であるステップと、
を含む方法。
【請求項１４】
エアロゾルスプレー排出システム用の推進剤濃度を確実にする方法であって、
（ｉ）出口オリフィス直径（ｘ1）、蒸気タップ直径（ｘ2）、浸漬チューブ直径（ｘ3）、本体オリフィス直径（ｘ4）、及び、ステム断面積（ｘ6）を有するエアロゾルスプレー容器と、（ｉｉ）前記エアロゾルスプレー容器から排出されるべき流体処方物であって、密度（ｘ7）、低剪断粘度（ｘ8）、高剪断粘度（ｘ9）、初期表面張力（ｘ10）、平衡表面張力（ｘ11）、分配係数（ｘ12）、及び、ザーン粘度（ｘ13）を有する流体処方物と、含むエアロゾルスプレー排出システムを提供するステップと、
前記エアロゾルスプレー排出システムの性能特性（Φ）の値を提供するステップと、
下記式にしたがって前記システムの推進剤濃度（ｘ5）を決定するステップであって、
2008507779.tif 000017
ａ、ｂ、ｃ及びｄは、前記性能特性に固有な係数であるステップと、
を含む方法。
【請求項１５】
エアロゾルスプレーディスペンサーシステムを設計する方法であって、
決定されるべきスプレーディスペンサーシステムの１つ又はそれ以上の属性を識別するステップであって、前記属性は、（ｉ）ＶＯＣ含有量と、（ｉｉ）排出されるべき流体の１つ又はそれ以上の特性であって、流体密度、粘度、表面張力及び分配係数の１つ又はそれ以上を含む特性と、（ｉｉｉ）出口オリフィス直径、蒸気タップ直径、浸漬チューブ直径、本体オリフィス直径及びステム断面積の１つ又はそれ以上を含む１つ又はそれ以上の排出機構特性と、（ｉｖ）１つ又はそれ以上の性能特性の値であって、前記１つ又はそれ以上の性能特性は粒子サイズ、排出速度、音、粒子密度、不明瞭値、円錐角、圧力、流体柱距離、及び、残留率の１つ又はそれ以上を含む値、の１つ又はそれ以上から選択されるものである、ステップと、
下記処方公式又はその派生物の１つ又はそれ以上を使用して前記１つ又はそれ以上の属性を決定するステップであって、
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ｘ1は出口オリフィス直径を表し、ｘ2は蒸気タップ直径を表し、ｘ3は浸漬チューブ内径であり、ｘ4は本体オリフィス直径を表し、ｘ5は合計処方物の重量パーセントとして表される推進剤レベルであり、ｘ6はステム断面積であり、ｘ7は処方物密度であり、ｘ8は処方物低剪断粘度であり、ｘ9は処方物高剪断粘度であり、ｘ10は初期表面張力であり、ｘ11は平衡表面張力であり、ｘ12は分配係数であり、ｘ13はザーン粘度であるステップと、
を含む方法。
【請求項１６】
粘度の流体特性は、低剪断粘度、高剪断粘度及びザーン粘度の少なくとも１つを備える請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
表面張力の流体特性は、初期表面張力及び平衡表面張力の少なくとも一方を備える請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
前記１つ又はそれ以上の排出機構特性は、所与のＶＯＣ含有量、前記排出されるべき流体の所与の特性、及び、前記１つ又はそれ以上の性能特性の所与の値に対し決定される請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
前記排出されるべき流体の前記１つ又はそれ以上の特性は、所与のＶＯＣ含有量、所与の排出機構特性、及び、前記１つ又はそれ以上の性能特性の所与の値に対し決定される請求項１５記載の方法。
【請求項２０】
前記ＶＯＣ含有量は、前記排出されるべき流体の所与の特性、所与の排出機構特性、及び、前記１つ又はそれ以上の性能特性の所与の値に対し決定されるべきものである請求項１５記載の方法。
【請求項２１】
前記１つ又はそれ以上の性能特性の前記値は、所与のＶＯＣ含有量、前記排出されるべき流体の所与の特性、及び、所与の排出機構特性に対し決定される請求項１５記載の方法。
【請求項２２】
最小のＶＯＣ含有量を有するエアロゾルスプレー排出システムを設計する方法であって、
前記エアロゾルスプレー排出システムのＶＯＣ含有量を予め決定するステップと、
前記エアロゾルスプレー排出システムによって排出されるべき処方物の流体特性を決定するステップと、
前記エアロゾルスプレー排出システム用の１つ又はそれ以上の性能特性（Φ）の各々の値を選択するステップと、
下記式にしたがってエアロゾルディスペンサーの１つ又はそれ以上の設計変数の値を決定するステップであって、
2008507779.tif 000022
ｘ1−ｘnは、前記エアロゾルスプレー排出システム用のＶＯＣ含有量、前記処方物の流体特性、及び、前記設計変数を含み、ａ、ｂ、ｃ及びｄは、前記１つ又はそれ以上の性能特性の各々に固有な係数であるステップと、
前記決定ステップで決定された前記設計変数の値にしたがってエアロゾルディスペンサーを設計するステップと、
を含む方法。
【請求項２３】
前記処方物の流体特性は、密度、粘度、表面張力及び分配係数の少なくとも１つを含む請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記設計変数は、出口オリフィス直径、蒸気タップ直径、浸漬チューブ直径、本体オリフィス直径及びステム断面積の少なくとも１つを含む請求項２２記載の方法。
【請求項２５】
前記１つ又はそれ以上の性能特性は、本質的に、粒子サイズ、排出速度、音、粒子密度、不明瞭さ、円錐角、圧力、流体柱距離、及び残留率からなる群から選ばれる請求項２２記載の方法。
【請求項２６】
エアロゾルスプレーディスペンサーシステムを設計する方法であって、
決定されるべき前記スプレーディスペンサーシステムの１つ又はそれ以上の属性を識別するステップであって、前記属性は、（ｉ）ＶＯＣ含有量と、（ｉｉ）排出されるべき流体の１つ又はそれ以上の特性であって、流体密度、粘度、表面張力及び分配係数の１つ又はそれ以上を含む特性と、（ｉｉｉ）出口オリフィス直径、蒸気タップ直径、浸漬チューブ直径、本体オリフィス直径及びステム断面積の１つ又はそれ以上を含む１つ又はそれ以上の排出機構特性と、（ｉｖ）１つ又はそれ以上の性能特性の値であって、前記性能特性は粒子サイズ、排出速度、音、粒子密度、不明瞭値、円錐角、圧力、流体柱距離、及び、残留率の１つ又はそれ以上を含む値と、の１つ又はそれ以上から選択されるステップと、
下記式にしたがってスプレーディスペンサーアセンブリの１つ又はそれ以上の属性を決定するステップであって、
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Φは前記性能特性の１つの値を表し、ｘ1−ｘnは、ＶＯＣ含有量、前記排出されるべき流体の前記１つ又はそれ以上の特性、及び、前記１つ又はそれ以上の排出機構特性を含み、ａ、ｂ、ｃ及びｄは、前記性能特性の１つに固有な係数であるステップと、
を含む方法。
【請求項２７】
前記１つ又はそれ以上の排出機構特性は、所与のＶＯＣ含有量、前記排出されるべき流体の所与の特性、及び、前記性能特性の所与の値に対し決定される請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
前記排出されるべき流体の前記１つ又はそれ以上の特性は、所与のＶＯＣ含有量、所与の排出機構特性、及び、前記性能特性の所与の値に対し決定される請求項２６記載の方法。
【請求項２９】
前記ＶＯＣ含有量は、前記排出されるべき流体の所与の特性、所与の排出機構特性、及び、前記性能特性の所与の値に対し決定されるべきものである請求項２６記載の方法。
【請求項３０】
前記性能特性の前記値は、所与のＶＯＣ含有量、前記排出されるべき流体の所与の特性、及び、所与の排出機構特性に対し決定される請求項２６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００４年７月２３日に出願された米国仮出願第６０／５９０，３６８号の利益を請求する。
【０００２】
本発明は、主に、スプレーディスペンサーの分野に関し、及び、これを設計し使用する方法に関する。特に、本発明は、容器から液体製品を放出するために液化ガス推進剤を使用するエアロゾルディスペンサーアセンブリを設計する分野に関する。より詳細には、本発明は、エアロゾルスプレーディスペンサーの特定の性能特性を達成するために必要な設計パラメータを識別するために処方公式(formula)を使用することに関する。しかし、ここで検討される特定の例は、エアロゾルスプレーアセンブリに焦点を当てているが、本設計方法はまた、他のスプレーディスペンサー例えばポンプ作用によって操作されるもの等を設計するのに使用されてもよい。
【背景技術】
【０００３】
エアロゾルディスペンサーは一般に、個人用の、家庭用の、工業用の、及び、医療用の製品を排出するために使用され、そのような製品を排出する低コストで使用するのが容易な方法を提供する。典型的に、エアロゾルディスペンサーは容器を含み、それは、排出されるべき液体製品、例えば、クリーナー、殺虫剤、ヘアスプレー、ペンキ、デオドラント、殺菌剤、エアフレッシュナー等を含む。推進剤を使用して、液体製品を容器から排出する。推進剤は加圧され、ユーザが例えばアクチュエータボタンを押すことによってエアロゾルディスペンサーを作動させるときに、容器から液体製品を放出する力を提供する。
【０００４】
今日エアロゾルディスペンサーに使用される推進剤の２つの主要なタイプは、液化ガス推進剤例えば炭化水素及びハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）推進剤、及び、圧縮ガス推進剤例えば圧縮された二酸化炭素又は窒素ガスである。それほどではないにせよ、クロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）推進剤も使用される。しかし、ＣＦＣは環境に有害な影響を与える可能性があるため、ＣＦＣの使用は徐々に減っている。
【０００５】
液化ガスタイプの推進剤を使用するエアロゾルディスペンサーにおいて、容器は、液体製品及び推進剤が、推進剤の蒸気圧力にほぼ等しいか又はわずかに大きい圧力へ充填される。このようにして充填され、容器は依然として、液体によって占有されていない一定量の空間を有する。この空間は、ディスペンサーアセンブリの「ヘッドスペース」と称される。容器は、推進剤のほぼ蒸気圧力へ加圧されるため、推進剤の幾分は、液体製品内で溶解するか又は乳化する。推進剤の残りは、気相にあり、ヘッドスペースを満たす。製品が排出されるときに、容器の圧力は、液体推進剤が蒸発し排出された蒸気を補充するため、ほぼ一定のままである。対照的に、圧縮ガス推進剤は、全部が気相で存在する。すなわち、液相である圧縮ガス推進剤の部分はない。結果として、蒸気が排出されるにつれて、圧縮ガスエアロゾルディスペンサーアセンブリ内の圧力は減少する。
【０００６】
従来のエアロゾルディスペンサーは図４に例示され、一般に、液体製品及び推進剤を保持するための容器（図示せず）と、液体製品を容器から選択式に排出するための弁アセンブリと、を備える。図４に例示されるように、弁アセンブリは、装着カップ１０６と、装着ガスケット１０８と、弁本体１１０と、弁ステム１１２と、ステムガスケット１１４と、アクチュエータキャップ１１６と、戻しばね１１８と、を備える。弁ステム１１２、ステムガスケット１１４及び戻しばね１１８は、弁本体１１０内に配置され、弁本体１１０に対して動くことができ、液体製品の排出を選択式に制御する。弁本体１１０は装着カップ１０６の下部に取り付けられ、弁ステム１１２が装着カップ１０６を通って延出し、それから外向きに突出するようにする。アクチュエータキャップ１１６は、弁ステム１１２の外向きに突出する部分に嵌まり、出口オリフィス１３２が設けられる。出口オリフィス１３２は、液体製品のスプレーを所望のスプレーパターン内に方向づける。浸漬チューブ１２０が弁本体１１０の下部部分に取り付けられ、排出されるべき弁アセンブリに液体製品を提供する。使用の際に、弁アセンブリ全体は、装着ガスケット１０８によって周辺で容器に封止される。
【０００７】
操作において、アクチュエータキャップ１１６が押し下げられるときには、弁ステム１１２は装着カップ１０６から外れ、これは、ステムオリフィス１２６をステムガスケット１１４から封止解除し、液体製品が容器から、弁ステム１１２を通って、流れるのを可能にする。推進剤が液体製品を浸漬チューブ１２０まで、且つ、本体オリフィス１２２を経由して弁本体１１０内へと押上げるため、流れが発生する。弁本体１１０において、液体製品は、蒸気タップ１２４を通って弁本体１１０へ供給された追加推進剤と混合される。蒸気タップ１２４は、液化推進剤のフラッシングを防止するのを助けるために且つ出口オリフィスにわたる圧力低下の量を増加するために、追加推進剤ガスを弁本体１１０内に導入し、それは、排出された粒子をさらに壊すという追加利点を有する。弁本体１１０から、製品はステムオリフィス１２６を通って推進され、弁ステム１１２から出て、アクチュエータキャップ１１６に形成された出口オリフィス１３２を通る。
【０００８】
Ｓ．Ｃ．ジョンソン＆サン社（Ｓ．Ｃ．  Ｊｏｈｎｓｏｎ  ＆  Ｓｏｎ，  Ｉｎｃ．）（Ｓ．Ｃ．ジョンソン）は、グレード（Ｇｌａｄｅ）（商標）エアロゾルエアフレッシュナーのラインとともに図４に示されものに類似したエアロゾル弁を使用する。エアフレッシュナー液体製品を容器から推進するために使用される推進剤は、７０度Ｆで４０ｐｓｉｇ（Ｂ−４０）（２９４Ｋで２．７２ａｔｍ）の推進剤圧力を有するＢシリーズ液化ガス推進剤である。「推進剤圧力」は、推進剤のおおよその蒸気圧力を意味し、満杯のエアロゾル容器内に含まれる初期ゲージ圧力を意味する「缶圧力」とは対照的である。Ｂ−４０推進剤は、プロパン、ノーマルブタン（ｎｏｒｍａｌ  ｂｕｔａｎｅ）及びイソブタンの配合である。ノーマルブタンは、炭素の線形バックボーン（ｌｉｎｅａｒ  ｂａｃｋｂｏｎｅ）を有する化学式Ｃ４Ｈ１０によって示される組成を意味する。これは、イソブタンとは対照的であり、イソブタンもまた、化学式Ｃ４Ｈ１０を有するが、炭素の非線形の分岐構造物である。このエアフレッシュナー配合物を効果的に排出するために、グレード（商標）エアロゾルエアフレッシュナーのラインとともにＳ．Ｃ．ジョンソンによって使用されるエアロゾルディスペンサーは、ステムオリフィス直径０．０２５”（０．６３５ｍｍ）、蒸気タップ直径０．０２０”（０．５０８ｍｍ）、本体オリフィス直径０．０６２”（１．５７５ｍｍ）、及び、浸漬チューブ内径０．０６０”（１．５２４ｍｍ）を有する。この現在のグレード（商標）エアロゾルエアフレッシュナーは、エアフレッシュナー液体製品を満足のいくように排出するためにディスペンサーアセンブリの内容物のおよそ２９．５重量％の量でＢ−４０推進剤が存在することを必要とする。
【０００９】
Ｂ−４０等の炭化水素推進剤は、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を含む。エアロゾルエアフレッシュナーのＶＯＣ含有量は、様々な連邦及び州の規制当局、例えば、環境保護庁（Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ａｇｅｎｃｙ）（ＥＰＡ）及びカリフォルニア大気資源局（Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ  Ａｉｒ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｂｏａｒｄ）（ＣＡＲＢ）等によって規制される。Ｓ．Ｃ．ジョンソンは、環境的にフレンドリーな製品を提供するように継続して努めており、通常、政府の規制基準を上回る製品を生産している。減少したＶＯＣ含有量を有するエアロゾルディスペンサーアセンブリを生産しようと計画するのは、この背景事情においてである。
【００１０】
そのようなエアロゾルでＶＯＣ含有量を減少する１つの方法は、液体製品を排出するのに使用される推進剤の量を減少することである。しかし、推進剤含有量の減少は製品の性能に悪影響を与えることを発見した。具体的には、エアロゾルエアフレッシュナーの推進剤含有量を減少することは、結果として、推進剤を使い切った後に容器に残っている過剰製品（製品保持力）、排出される製品の粒子のサイズの増大（増大した粒子サイズ）、及び、特に容器が空に近づくときのスプレー速度の減少になった。しかし、エアフレッシュナーディスペンサーでは、排出される製品の粒子のサイズを最小限にすること、空中に粒子が分散するのを最大限にすること、及び、粒子が「雨のように降る」か空気の「降下」を防止することが望ましい。このようにして、ディスペンサーアセンブリの寿命の間中、製品性能を実際に改良しながら、液化ガス推進剤の多くて２５重量％を含むエアロゾル製品を満足のいくように排出することができるエアロゾルディスペンサーアセンブリを開発するように計画した。（ここで使用されるように、「ディスペンサーアセンブリの寿命」は、容器内の推進剤の量に関して規定され（すなわち、缶圧力）、ディスペンサーアセンブリの寿命は、容器の圧力が最大（１００％充填重量）のときと容器内の圧力が実質的に使い果たされたときすなわち大気圧に等しいときとの間の期間であるようにする。液体製品の幾分の量が、ディスペンサーアセンブリの寿命の終わりに残っていることがある。また、ここで使用されるように、圧力へのすべての参照は、別途記載のない限り、７０°Ｆ（２９４Ｋ）におけるものとする）
したがって、本設計方法は、スプレーディスペンサーの好適な性能特性を識別し、所望の性能特性を達成するスプレーディスペンサーの設計変数／要因を計算するための新規システムを提供するアイデアに取り組んだ。言い換えると、減少したＶＯＣ含有量を備えた好適なスプレー属性を達成した好適なエアロゾルディスペンサーアセンブリを開発する際に、繰り返し試行錯誤する必要なく多数の可能な性能特性のいずれの１つを達成することができる設計変数を計算する新規方法を同時に開発した。加えて、その方法に基づいて、設計変数のどの組み合わせが所望の性能特性を提供するかを予測するための公式を設計することもできた。
【００１１】
環境に対するＶＯＣの影響、将来における政府規制によるＶＯＣ含有量に対する予測される政府制限、及び、ＶＯＣ含有量に関係のないそのような製品の消費者の常に変わる欲求を仮定して、本システムは、将来のスプレーディスペンサー製品、エアロゾル等用の機能向上を有する製品を開発するのに有用である。
【００１２】
本実施例は、好適なスプレー属性を最適化しながらＶＯＣ含有量を減少することに関心があるため、エアロゾルディスペンサーに焦点を当てているが、当業者は、本方法が非エアロゾルディスペンサーにも当てはまることを理解する。さらに、減少したＶＯＣ含有量を備えたディスペンサーを設計するのに有用であるのに加えて、本発明はまた、高められた性能特性を備えたディスペンサーを設計するのにも有用である。それに関して、非エアロゾルディスペンサーにおいて、消費者を喜ばせるために且つ／又はよりコスト効果的であるか又は製造するのがより容易である装置を提供するために、性能特性を最適化することが依然として望ましい。
【００１３】
これらの性能特性の例として、粒子サイズ、排出速度、音、粒子密度、不明瞭さ、円錐角、圧力、流体柱距離、及び、残留率（パーセント保持）が挙げられる。これらの性能特性を最適化することができる程度まで、エアロゾルディスペンサーシステムの全体的効率を上げることができる。しかし、いくつかの性能特性は用途によってより重要であることがあり、一方、これらの同一の性能特性が他の用途では重要度が低いこともある。
【００１４】
１つのそのような性能特性は粒子サイズである。これに関して、排出された粒子の完全蒸発が所望される防臭剤等では、より小さな粒子がより望ましい。排出された液体製品の粒子サイズを減少する１つの公知の方法は、参照してここに組み込まれるクロエルら（Ｃｒｏｗｅｌｌ  ｅｔ  ａｌ．）に付与された米国特許第３，５８３，６４２号（’６４２号特許）に開示されている。’６４２号特許には、混合物がスプレーヘッドから排出される前に製品／推進剤混合物に乱流を誘発するための「破砕棒」を組み込むスプレーヘッドが開示されている。そのような乱流は、スプレーヘッドから排出される混合物粒子のサイズを減少するのに寄与する。
【００１５】
当然ながら、より大きな粒子が望ましいシナリオ、又は、粒子のサイズが相対的に重要ではないシナリオでさえ、想像することもできる。代わりに、排出速度、音、粒子密度、不明瞭さ、円錐角、圧力、流体柱距離、及び、残留率を含む１つ又はそれ以上の他の性能特性を最適化することが望ましいこともある。
【００１６】
本発明は、下記により詳細に検討されるように、これらの所望の性能特性を達成し、ＶＯＣ含有量を減少／制御し、且つ、所与のディスペンサーに適切な液体の属性を決定する新規方法を提供する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、改良されたスプレーディスペンサーアセンブリを設計するための設計値を決定し且つそれを製造する方法を提供する。より好ましくは、本発明は、最小のリサーチ及び開発で所望の性能特性を呈する改良されたエアロゾルディスペンサーアセンブリを設計することに関する。より具体的には、本発明は、特定の好適な性能特性（ＶＯＣ含有量を含む）を有する向上したスプレーディスペンサーアセンブリを設計するために未知の設計変数の値を確実にすることによってスプレーディスペンサーを設計する方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の１つの態様にしたがって、最小のＶＯＣ含有量を有するエアロゾルスプレー排出システムを設計する方法は、予め決定するステップと、決定するステップと、選択するステップと、計算するステップと、設計するステップと、を含む。予め決定するステップにおいて、エアロゾルスプレー排出システムのＶＯＣ含有量が、予め決定される。決定ステップにおいて、粘度、密度、表面張力及び分配係数を含むエアロゾルスプレー排出システムによって排出されるべき処方物（formula）の特性が決定される。選択ステップにおいて、本質的に、粒子サイズ、排出速度、音、粒子密度、不明瞭さ、円錐角、圧力、流体柱距離、及び、残留率（パーセント保持）からなる群から、エアロゾルスプレー排出システム用の１つ又はそれ以上の性能特性の各々の値が選択される。計算ステップにおいて、所与のＶＯＣ含有量及び決定された処方物特性に対し、所定のＶＯＣ含有量、処方物の所与の特性、１つ又はそれ以上の性能特性及び設計特性の間の関係を考慮に入れて１つ又はそれ以上の式を使用して、１つ又はそれ以上の性能特性の各々に対し選択された値を達成するエアロゾル容器の１つ又はそれ以上の設計特性が、計算される。設計ステップにおいて、計算された設計特性を使用して、エアロゾルスプレーシステムが設計される。
【００１９】
本発明の別の態様にしたがって、最小のＶＯＣ含有量を有するエアロゾルスプレー排出システムを設計する方法は、予め決定するステップと、第１に決定するステップと、選択するステップと、第２に決定するステップと、設計するステップと、を含む。具体的には、これらのステップにしたがって、ＶＯＣ含有量はエアロゾルスプレー排出システムに対し予め決定され、エアロゾルスプレー排出システムによって排出されるべき処方物の流体特性が決定され、エアロゾルスプレー排出システム用の１つ又はそれ以上の性能特性（Φ）の各々の値が選択され、エアロゾルディスペンサーの１つ又はそれ以上の設計変数の値が下記式にしたがって決定され、
2008507779.tif 000003
【００２０】
エアロゾル排出システムが、決定ステップで決定された設計変数の値にしたがって設計される。式において、ｘ1−ｘnは、エアロゾルスプレー排出システム用のＶＯＣ含有量、処方物の流体特性、及び、設計変数を含み、ａ、ｂ、ｃ及びｄは、１つ又はそれ以上の性能特性の各々に固有な係数である。
【００２１】
５つのディスペンサー設計変数及び７つの処方物設計変数を列挙したが、それらは限定として取られるべきではない。これらの変数はすべて、良好な結果を得るための好適な変数であると信じているため列挙しただけであり、本発明を実施するためにより多くの又はより少ない設計変数を使用してもよいことを理解している。もっとも好ましくは、３つ又は４つの設計変数が十分であってもよく、１つ又はそれ以上の処方物設計変数が十分であってもよいことを企図している。当業者によって理解されるように、より多くの又はより少ない設計変数が使用されるときには、処方物は、異なる数の設計変数を考慮に入れると言い換えることができる。
【００２２】
さらに、下記の検討から認識されるように、本発明は、ディスペンサー及びディスペンサーから排出されるべき処方物の設計変数を決定するだけではなく、例えば、好適な設計特性の値及びシステム内のＶＯＣレベルの値を含むスプレー排出システムの他の特性を確実にするための新規方法を提供する。
【００２３】
本発明のこれら及び他の態様、特徴及び利点の良好な理解は、図面及び添付の説明を参照して有されてもよく、その中に、本発明の好適な実施形態が例示され説明される。
【００２４】
図面を通じて、同一又は対応する参照符号は、同一又は対応する部品を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図２及び図３に示されるように、本発明によるエアロゾルディスペンサーアセンブリは、一般に、容器２を備え、容器２から液体製品を選択的に排出するためにその頂部に配置された弁アセンブリ４を備える。描かれたように、容器は、ドーム状頂部２ｂを備えた略円筒形基部２ａを含む。
【００２６】
図１を参照すると、弁アセンブリ４は、装着カップ６と、装着ガスケット８と、弁本体１０と、弁ステム１２と、ステムガスケット１４と、アクチュエータキャップ１６と、戻しばね１８と、をさらに備える。アクチュエータキャップ１６は、出口経路２８及びアクチュエータオリフィス３２を画成する。弁ステム１２、ステムガスケット１４、及び、戻しばね１８は、弁本体１０内に配置され、弁本体１０に対して動くことができる。弁本体１０は、装着カップ６の下側に取付けられ、弁ステム１２が装着カップ６を通って延出し、装着カップ６から外向きに突出するようにする。アクチュエータキャップ１６は、弁ステム１２の外向きに突出する部分に嵌り、浸漬チューブ２０が弁本体１０の下部部分に取り付けられる。弁アセンブリ４全体が、装着ガスケット８によって容器２に封止される。
【００２７】
図１に示されたディスペンサーアセンブリは、垂直作用タイプのキャップ１６を使用するが、いずれの適切な弁タイプ、例えば、傾斜作用タイプのキャップ等を使用してもよいことが理解される。加えて、図１に示された簡単なプッシュボタンアクチュエータキャップ１６の代わりに、いずれの適切なアクチュエータ、例えば、一体型オーバーキャップを備えたアクチュエータボタン、トリガ作用アセンブリ等を使用してもよいことが理解される。
【００２８】
操作において、ディスペンサー１のアクチュエータキャップ１６が押し下げられるときには、それが弁ステム１２を下方へ動くように作用し、それによって、液体製品が排出されるのを可能にする。推進剤が液体製品を浸漬チューブ２０へと押上げられ、本体オリフィス２２を経由して弁本体１０内に入れる。弁本体１０において、液体製品は、蒸気タップ２４を通って弁本体１０へ供給された追加推進剤と混合される。蒸気タップ２４を通って導入された追加推進剤は、液化推進剤のフラッシングを防止し、出口オリフィスまでの圧力低下の量を増加し、それによって粒子の崩壊を増加する。弁本体１０から、液体製品は、少なくとも１つのステムオリフィス２６を通って押上げられ、弁ステム１２を出て、アクチュエータキャップ１６に形成された出口経路２８を通る。単一のステムオリフィス２６が使用されてもよいが、弁本体１０の周囲のまわりに間隔をおかれた２つの（図１に示されるように）、又は、好ましくは４つの、ステムオリフィス２６が、製品が排出されるときに、製品のより大きな流れ及び優れた混合を容易にすることがわかった。
【００２９】
図１は、出口経路２８の破砕棒３０を描き、製品の破砕棒３０のまわりでの分岐が強制されるようにし、それによって、製品の流れに乱流を誘発し、製品の粒子サイズをさらに減少する。製品は次いで、アクチュエータオリフィス３２を通ってアクチュエータキャップ１６から放出され、それは製品を分散し、所望のスプレーパターンを生成する。図１に示されたような破砕棒の代わりに、ディスペンサーアセンブリは、出口経路２８内に又はその下に位置決めされた一対の破砕プレート、出口オリフィス３２のすぐ上流に位置決めされた渦流チャンバ、又は、他の類似した機械的な破砕用形状を使用してもよい。機械的な破砕用形状は、排出される前に製品の幾分の追加崩壊を提供するが、これらの機械的な破砕用形状以外の他の要因が粒子サイズにかなり大きな衝撃を与えることがわかった。それにもかかわらず、これらの機械的な破砕用形状は、排出された粒子のサイズをさらに減少するためにさえ使用されてもよいが、そのような機械的な破砕用形状は、必要ではないか、又は、好適ではない。
【００３０】
上記のように、エアロゾルエアフレッシュナーの炭化水素推進剤含有量を多くても２５重量％を減少することは製品性能に悪影響を与えることがわかった。具体的には、エアロゾルエアフレッシュナーの推進剤含有量を減少することは、結果として、過度に製品を保持することになり、容器が消耗するにつれてスプレー速度を減少し、粒子サイズを増大した。結果として、エアフレッシュナーは、液体製品が過剰に雨のように降るか又は降下を呈した。これらの悪影響を正すために、様々な異なるタイプの推進剤、圧力、及び、弁オリフィス寸法をテストして、改良されたスプレーディスペンサーを設計する本システムを開発するための閾値設計を設定した。
【００３１】
特に、２つのタイプの推進剤、Ａシリーズ及びＢシリーズの推進剤をテストした。両方のタイプの推進剤は、容器から液体製品を排出するのに適切であることがわかった。しかし、テストしたＡシリーズ推進剤は、予想外に、同一条件下で、Ｂシリーズ推進剤よりも、はるかに小さな粒子サイズを有するミストを生成することがわかった。この差は、ディスペンサーアセンブリの寿命の終わりに向けて、容器に残っている圧力が低くなるときに、特に顕著であった。Ａシリーズ推進剤の優良なミスト生成能力は、Ａシリーズ推進剤にノーマルブタンがないことによると思われる。上述のように、Ｂシリーズ推進剤は、プロパン、ノーマルブタン及びイソブタンの組み合わせを含む。対照的に、Ａシリーズ推進剤は、いずれのノーマルブタンを含まない。ディスペンサーアセンブリが使用前に振られるときに、液体製品及び推進剤が、オイルアウトエマルジョンを形成する。すなわち、液体製品の小滴に、フレグレンスオイル及び推進剤の層が塗布され、水性相の液体製品が、非水性相の推進剤及びフレグレンスオイルの層内で懸濁される。エマルジョンが、加圧されたディスペンサーアセンブリから放出されるときには、液化ガスは即座に蒸発して、滴を「破裂」させ、空中に液体製品の微細なミストを形成する。Ａシリーズ推進剤にはノーマルブタンがないため、ミストのより大きな破裂を容易にすると思われ、それによって、排出されるミストの粒子サイズを減少する。この減少した粒子サイズは、より多くの量の排出された製品が、より長い時間期間の間、空中に浮遊したままであるのを可能にし、したがって、製品の空気を新鮮にする効果を高める。
【００３２】
本発明は、主として炭化水素推進剤とともに使用されるとして開示されているが、本発明は、他の種類の推進剤と使用されるように適合されることができることが理解されるべきである。例えば、ＨＦＣ、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）及びＣＦＣ推進剤が、本発明の様々なディスペンサーアセンブリとともに使用されてもよい。また、推進剤は典型的に、エアロゾル装置に必要なだけであることに注意すべきである。好適な実施形態はエアロゾルディスペンサーを設計することに関与するが、他の実施形態は他のディスペンサー、例えば、推進剤の代わりにポンプ機構が使用されるポンプスプレー装置等を含んでもよい。他のそのようなスプレーディスペンサーは、業界では公知である。
【００３３】
様々な異なる推進剤圧力をテストし、一般に、より高い圧力の推進剤はより低い圧力の推進剤よりもより小さな粒子サイズを有するミストとして製品を排出する傾向があることがわかった。加えて、より高い圧力の推進剤は、ディスペンサーアセンブリの寿命の終わりに容器に残っている製品の量を幾分減少した。しかし、単に先行技術のエアロゾルディスペンサーの圧力を上げることは、満足のいく量の液体製品を容器から放出するには不十分であることがわかった。したがって、排出される製品の満足のいくほど小さな粒子サイズを維持しながら、製品の残留量をどのように最良に減少するかを決定するためにエアロゾル弁自体も調べた。
【００３４】
ディスペンサーアセンブリの製品の残留量を最小限にするために、推進剤の単位当たりに排出される液体製品の量を増加することが望ましいことがわかった。すなわち、推進剤に対する液体製品の排出される比率を小さくすること（すなわち、より薄い混合物を作ること）によって、同一量の推進剤が、より多くの量の液体製品を排出することができる。推進剤に対する液体製品の排出される比率に影響を与える数種類の弁構成要素が公知であり、蒸気タップ、ステムオリフィス、本体オリフィス、出口オリフィス、及び、浸漬チューブの内径を含む。
【００３５】
一般に、蒸気タップのサイズを減少することは、より薄い混合物を作る効果があることがわかった。しかし、蒸気タップのサイズを減少することはまた、排出される製品の粒子サイズを大きくするという副作用も有する。逆に言えば、ステムオリフィス、本体オリフィス、出口オリフィス、及び／又は、浸漬チューブ内径のサイズを減少することは、一般に、スプレー速度及び粒子サイズを減少することがわかった。
【００３６】
この実験に基づいて、推進剤タイプ、缶圧力及び弁オリフィス寸法の一定の組み合わせが、多くて２５重量％の炭化水素推進剤を含み且つ先行技術のディスペンサーアセンブリよりも優良な製品性能を有するディスペンサーアセンブリを作ることを決定した。
【００３７】
Ａシリーズ推進剤は、ノーマルブタンがなく、排出される製品の減少した粒子サイズを呈することもわかった。
【００３８】
５５ｐｓｉｇ（３．７４ａｔｍ）〜１２０ｐｓｉｇ（８．１７ａｔｍ）の間の缶圧力を有するディスペンサーアセンブリが、排出される製品の粒子サイズも減少しながら、製品保持力を減少するのを助けることがわかった。上記のように、缶圧力は、エアロゾル容器内に含まれる初期ゲージ圧力をいう。容器から液体製品を排出するために、依然としてより高い圧力も効果的に使用することができる。しかし、エアロゾルディスペンサーアセンブリ内の圧力が増加するにつれ、エアロゾルディスペンサー容器（エアロゾル缶とも称される）の強度もまた、増加されなければならない。連邦規制（ＤＯＴレーティング）が、加圧された容器の強度を規制し、エアロゾル缶は所与の内圧に対する一定の缶レーティングに合致しなければならない。具体的には、１３０°Ｆで１４０ｐｓｉｇ以下（３２７Ｋで９．５３ａｔｍ）の内圧を有するエアロゾル缶は、「レギュラー」又は「未レーティング」として知られるが、それは、より高いＤＯＴレーティングは必要とされないからである。１３０°Ｆで１６０ｐｓｉｇ以下（３４４Ｋで１０．９ａｔｍ）の内圧を有するエアロゾル缶は、２ＰのＤＯＴレーティングを有し、１３０°Ｆで１８０ｐｓｉｇ以下（３５５Ｋで１２．３ａｔｍ）の内圧を有する缶は、２ＱのＤＯＴレーティングを有する。特定の缶レーティングが高くなればなるほど、エアロゾル缶は強度を有さなければならない。一般に、より高いレーティングを有する缶は、材料コスト及び／又は製造コストが上がるため、より高価になる。したがって、コストを最小限にするために、満足のいく製品性能を維持しながら、できるだけ低い圧力を使用することが好ましい。この点に関して、より高い缶圧力よりもより低い缶レーティングを要求し、依然として本発明の利点（すなわち、減少した推進剤含有量、減少した粒子サイズ及び最小の製品保持力）を達成することができるため、再度７０°Ｆ（２９４Ｋ）で測定された、５５ｐｓｉｇ（３．７４ａｔｍ）〜８０ｐｓｉｇ（５．４４ａｔｍ）の間の缶圧力が特に好適であることがわかった。
【００３９】
図１のディスペンサーアセンブリは、多くて２５重量％の液化ガス推進剤を含むエアロゾル製品を満足のいくように排出することができることがわかったが、そのとき、蒸気タップ２４の直径は約０．０１３”（０．３３０ｍｍ）から約０．０１９”（０．４８３ｍｍ）の間であり、単一のステムオリフィスが使用されるときにはステムオリフィス２６の直径は、約０．０２０”（０．５０８ｍｍ）から約０．０３０”（０．７６２ｍｍ）の間であり（一対のステムオリフィスが使用されるときには約０．０１４”（０．３５６ｍｍ）から約０．０２５”（０．６３５ｍｍ）の間）、本体オリフィスの直径は、約０．０５０”（１．２７０ｍｍ）から約０．０６２”（１．５７５ｍｍ）の間であり、出口オリフィス３２の直径は、約０．０１５”（０．３８１ｍｍ）から約０．０２２”（０．５５９ｍｍ）の間であり、浸漬チューブの内径は、約０．０４０”（１．０１６ｍｍ）から約０．０６０”（１．５２４ｍｍ）の間である。
【００４０】
したがって、上述の弁構成要素、推進剤タイプ、推進剤圧力及び弁オリフィス寸法のいずれを組み合わせて使用して、本発明にしたがったディスペンサーアセンブリを提供してもよい。
【００４１】
本発明の第１の好適な実施形態において、エアロゾルディスペンサーアセンブリ１は、約６０ｐｓｉｇ（４．１ａｔｍ）の推進剤圧力を有するＡシリーズ推進剤（すなわち、Ａ−６０推進剤）を使用して、液体製品を容器２から排出する。この実施形態において、容器は、当初、約７０ｐｓｉｇ（４．８ａｔｍ）〜約８０ｐｓｉｇ（５．４ａｔｍ）の缶圧力へ加圧される。この実施形態における蒸気タップ２４の直径は、約０．０１６”（０．４０６ｍｍ）である。２つのステムオリフィス２６が使用され、各々は約０．０２４”（０．６１０ｍｍ）の直径を有する。本体オリフィスの直径は約０．０５０”（１．２７０ｍｍ）であり、出口オリフィス３２の直径は約０．０２０”（０．５０８ｍｍ）であり、浸漬チューブの内径は約０．０６０”（１．５２ｍｍ）である。さらに、破砕棒３０は、排出される製品の粒子サイズをさらに減少するためにアクチュエータ１６の出口経路２８に位置決めされる。
【００４２】
ディスペンサーアセンブリ１の第２の好適な実施形態は、単一のステムオリフィス２６を使用する。この実施形態において、ディスペンサーアセンブリ１はまたＡ−６０推進剤を使用し、缶圧力は、液体製品を容器２から排出するために、約７０ｐｓｉｇ（４．８ａｔｍ）〜約８０ｐｓｉｇ（５．４ａｔｍ）である。蒸気タップの直径は、約０．０１６”（０．４０６ｍｍ）であり、単一のステムオリフィスの直径は約０．０２５”（０．６３５ｍｍ）であり、本体オリフィスの直径は約０．０６２”（１．５７５ｍｍ）であり、浸漬チューブの内径は約０．０６０”（１．５２４ｍｍ）である。この実施形態もまた、排出される製品の粒子サイズをさらに減少するためにアクチュエータの出口経路に位置決めされた破砕棒を使用する。下記の表Ｔ．１は、それぞれ、第１及び第２の好適な実施形態にしたがったディスペンサーアセンブリの性能を説明する。
【００４３】
【表１】
2008507779.tif 000004
【００４４】
ディスペンサーアセンブリのこれらの好適な実施形態は、ディスペンサーアセンブリの寿命の少なくとも７５％にわたって、３５ミクロン（マイクロメートル）（０．００１４”）未満の平均粒子サイズを有するミストとして容器内に含まれる液体製品を排出することができる。排出されたミストがそのような小さな粒子サイズを有するため、粒子は、空中により容易に分散され、降下は少ない。降下の量のこの減少は、ディスペンサーアセンブリの空気を新鮮にする効果を高め、液体製品の望ましくない残留物が、コンピュータトップ、テーブル又は床等の平らな表面に沈降するのを防止するのに役立つ。
【００４５】
さらに、ディスペンサーアセンブリの両方の好適な実施形態は、容器から液体製品の９８重量％以上を排出することができる。製品のラベルクレイムに合致するのを確実にするために、実質的にすべての製品を排出することができることは重要である。また、ディスペンサーアセンブリの寿命の終わりに容器に残っている製品の量を最小限にすることによって、無駄になる液体製品が少なくなる。これは、消費者満足の観点から重要であるが、それは、消費者は、実質的にすべての液体製品を排出することができるときにディスペンサーアセンブリにより満足する傾向があるからである。
【００４６】
前述の好適な実施形態を閾値として、ディスペンサーアセンブリの推進剤含有量をさらに減少することに、より焦点を当てたアプローチを取り始めた。この段階での目的は、できるだけ少ない推進剤を使用して、重量で多くて約１５％の液化ガス推進剤を使用して、その含有量を効果的に排出することができるエアロゾルディスペンサーアセンブリを作ることであった。そうしながら、そのような属性に影響を与える要因を分析する新規システムを通して改良されたディスペンサー特性を達成し、所望の属性を達成するためにそれの好適な組み合わせを計算する方法も開発した。
【００４７】
当初、所与のディスペンサーアセンブリ構成の性能を測定するために数性能特性を識別した。これらの性能特性の例として、アセンブリをスプレーした後の最初の４０秒間に排出された粒子の平均直径、アセンブリをスプレーした後の最初の４０秒間の平均スプレー速度、及び、初期充填重量のパーセンテージとして表されるアセンブリの寿命の終わりに容器に残っている製品の量が挙げられ、ただし、「充填重量」という用語は、容器の内容物のすべての重量を意味し、液体製品と推進剤との両方を含む。例えば、消費者テスト及び空気を新鮮にする効果によると、エアロゾル系エアフレッシュナーでは、粒子サイズは、好ましくは約１５〜約６０マイクロメートルの範囲であるべきであり、より好ましくは約２５〜約４０マイクロメートルの間であり、もっとも好ましくは約３０〜約３５マイクロメートルの間である。これらのエアフレッシュナーのスプレー速度は、好ましくは約０．６〜１．８ｇ／ｓの間であるべきであり、より好ましくは約０．７〜１．４ｇ／ｓの間であり、もっとも好ましくは約１．０〜１．３ｇ／ｓの間である。ディスペンサーアセンブリの寿命の終わりに缶に残っている液体製品の量は、好ましくは初期充填量の約３％未満であり、より好ましくは初期充填量の約２％未満であり、もっとも好ましくは初期充填量の約１％未満である。
【００４８】
当然ながら、これらの特定の性能特性は、単に例示的なものである。例えば、エアフレッシュナーの粒子サイズは、典型的に、例えば家具クリーナーの粒子サイズよりも、かなり小さい。また、排出されたエアフレッシュナーの粒子サイズを制御することは望ましくてもよいが、粒子のサイズは、家具スプレーにはあまり重要でなくてもよく、それには、スプレー幅を制御することがより望ましくてもよい。非エアロゾル装置が使用されるときには、重要度の特性もまた変化してもよい。識別され研究されることができる他の重要な性能特性として、相対スパン要因、粒子密度、不明瞭さ、（スプレーの）音レベル、流体柱距離(plume distance)、円錐角、充填スピード、スプレー幅、缶圧力、スパッタ点、ストリーム点、保持力その他が挙げられるが、それらに限定されない。エアロゾルディスペンサーの寿命の様々な時点において、例えば、容器をスプレーした後の最初の４０秒間に及び、ディスペンサーの寿命中のその後の時点で、これらの性能特性の多くを識別し研究することが望ましいこともわかった。
【００４９】
所望の性能特性は、少なくとも、当該分野の設計者による分析、及び、消費者テストによって、識別することができる。
【００５０】
ひとたび研究すべき様々な性能特性を決定すると、次いで、これらの性能特性に対して公知であるか又は影響を与えると思われる要因を決定した。これらの要因は、推進剤含有量、浸漬チューブ内径、本体オリフィス直径、蒸気タップ直径、ステムオリフィス直径、機械的破砕要素、出口オリフィス直径、及び、ランド長さ（本質的に、出口オリフィスの軸方向長さ）を含むと思われた。これらの要因を決定するために、実験が行われ、その中で、各要因が各性能特性に与える影響の大きさを決定するために、数要因を独立して変化させた。当初、オリジナルのグレード（商標）ディスペンサーアセンブリ、及び、上述の第１及び第２の実施形態が使用された。これらは、数要因の各々を個別に変化させるために、次いで修正され、性能特性に影響を与える要因の各々の効果の大きさが、２k要因実験設計を使用して決定された。要因の効果を確実にするために使用された２k要因テストのより完全な説明は、本願と同日に出願された米国特許出願第１０／８９６，８９７号、発明の名称「改良されたスプレーディスペンサーアセンブリを設計する方法（Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｓｐｒａｙ  Ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ  Ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ）」に検討されており、これは、２００３年９月３日に出願された同時係属の米国特許出願第１０／６５３，２１１号の一部継続出願であり、これは、２００３年１月２４日に出願された同時係属の米国特許出願第１０／３５０，０１１号の一部継続出願である。これらの３出願の各々の開示は、参照してここに組み込まれる。
【００５１】
これらのテストから、性能特性に最大の影響を与えた５つの要因、又は、ディスペンサーアセンブリの設計変数（「制定要因」）が決定された。これらの変数は、浸漬チューブ内径、蒸気タップ直径、本体オリフィス直径、ステムオリフィス直径、及び、出口オリフィス直径であった。
【００５２】
「改良されたスプレーヤーディスペンサーアセンブリを設計する方法（Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｓｐｒａｙｅｒ  Ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ  Ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ）」に関する同時係属出願で検討されたように、これらの識別された変数を使用して、これらの要因に対し値のどの組み合わせが、１セットの所定の性能特性を達成するスプレーディスペンサー用の設計に導くかを決定する新規方法を設計した。より具体的には、特定の性能特性を達成するために設計要因の必要な値を識別する新規方法を設計した。方法は、一般に、当該の性能特性を識別した後に、実験及び統計モデリングを行い、従来そのようなプロジェクトを支配した限定された基本的なトライアルアンドエラー科学で性能特性を達成するスプレーアセンブリの設計仕様を決定することを含む。
【００５３】
本新規方法を達成した後に、アイデアをさらに進め、実験なしで所定の性能特性を達成するために必要な設計パラメータを予測する公式又は１セットの公式を設計しようとした。そうしながら、下記に検討されるように、１つ又はそれ以上の公式に減少することによって、簡単な方法に改良を加えた。
【００５４】
本方法のテストから、他の変数も性能特性に影響を与えることを発見した。特に、上述のテストから、使用される推進剤の量もまた性能特性に影響を与えることがわかった。例えば、推進剤の量が減少すると、より大きな直径の粒子を招く。また、排出されるべき処方物の流体特性が性能特性に影響を与えることも発見した。例えば、処方物の粘度、処方物の密度、及び、処方物の表面張力は、すべて、性能特性にかなりの影響を与えることがわかった。
【００５５】
このようにして、多数の設計変数を考え出し、その各々は、何らかのやり方でエアロゾルスプレーシステムの様々な性能特性に影響を与える。本方法を設計する際に、多数のテストを行い、これらの変数と性能特性との間の関係に関する多量のデータを収集したが、データにより詳しくなるにつれて、１つ又はそれ以上の変数の変化が、所与の性能特性及び他の変数にどのような影響を与えるかをある程度、確実に予測することができることがわかった。
【００５６】
その結果として、所定の性能特性を達成するためにこれらの変数の変化の相互依存を考慮に入れて、設計要因の必要な値を予測する処方を設計するように試みた。そのような試みは、結果として、下記式になり、
2008507779.tif 000005
【００５７】
ただし、Φは性能特性を表し、ｘ1、ｘ2、…、ｘnは異なる設計要因を表し、係数ａ〜ｄは、最小二乗の方法を使用して実験データから決定される。これらの係数は、決定されるべき各性能特性に固有である。
【００５８】
その開示が参照してここに組み込まれる仮出願第６０／５９０，３６８号に述べられているように、当初は、９つの設計変数が重要であると考え、下記の式を開発した。
2008507779.tif 000006
【００５９】
式において、ｘ1〜ｘ9は設計変数である。ｘ1は本体オリフィス直径であり、ｘ2は出口オリフィス直径であり、ｘ3は浸漬チューブ内径であり、ｘ4はステムオリフィス内径であり、ｘ5は蒸気タップ直径であり、ｘ6は合計処方物の重量パーセントとして表される推進剤レベルであり、ｘ7は処方物粘度であり、ｘ8は処方物密度であり、ｘ9は処方物表面張力であり、ａ、ｂ、ｃ及びｄは、選択された性能特性に固有な係数である。
【００６０】
その後、設計要因と性能特性との間の相互関係を予測する発明者の能力が、システムから排出された流体のさらなるより詳細な特徴を考慮するときに、より正確でさえあることがわかった。したがって、次に下記の式を開発し、これは１３の設計変数を考慮に入れている。
2008507779.tif 000007
【００６１】
この式において、Φは性能特性を表し、ｘ1は出口オリフィス直径（ミリ）を表し、ｘ2は蒸気直径（ミリ）を表し、ｘ3は浸漬チューブ内径（ミリ）を表し、ｘ4は本体オリフィス直径（ミリ）を表し、ｘ5は合計処方物の重量パーセントとして表される推進剤レベルを表し、ｘ6はステム断面積（平方ミリ）を表し、ｘ7は処方物密度（グラム／ミリリットル）を表し、ｘ8は処方物の低剪断粘度（センチポアズ、ＡＳＴＭ  Ｄ４２８７−９４、ブックオブＡＳＴＭスタンダード（Ｂｏｏｋ  ｏｆ  ＡＳＴＭ  ｓｔａｎｄａｒｄｓ）、米国材料試験協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）、ウェストコンショホッケン（Ｗｅｓｔ  Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ）、ペンシルベニア州、に記載のコーンアンドプレート（ｃｏｎｅ  ａｎｄ  ｐｌａｔｅ）方法を使用して、５０ＲＰＭで測定された）を表し、ｘ9は処方物の高剪断粘度（センチポアズ、ＡＳＴＭ  Ｄ４２８７−９４、ブックオブＡＳＴＭスタンダード、米国材料試験協会、ウェストコンショホッケン、ペンシルベニア州、に記載のコーンアンドプレート（ｃｏｎｅ  ａｎｄ  ｐｌａｔｅ）方法を使用して、２０００ＲＰＭで測定された）を表し、ｘ10は初期表面張力（ｍＮ／ｍ、クラウスバブル圧力張力計（Ｋｒａｕｓ  Ｂｕｂｂｌｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｔｅｎｓｉｏｍｅｔｅｒ）に新たに形成されたバブル用の値を表す）であり、ｘ11は平衡表面張力（ｍＮ／ｍ、クラウスバブル圧力張力計の測定が水平になる値を表す）であり、ｘ12は分配係数（有機相／１００の容量パーセント）であり、ｘ13は処方物のザーン粘度（Ｚａｈｎ  ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）（センチストーク）であり、係数ａ〜ｄは、最小二乗の方法を使用して実験データから決定される。再度、これらの係数は、決定されるべき各性能特性に固有である。
【００６２】
前述の式、及び、係数ａ〜ｄの各々の実験データを使用して、１セットの９つの式をさらに設計し、各々は、９つの異なる性能特性（Φ）の各々に関する１３の設計変数の関係を記述する。具体的には、９つの性能特性は、粒子サイズ、排出速度、音、粒子密度、不明瞭さ、円錐角、圧力、流体柱距離、及び、残留率である。９つの式は、下記の通りであり、その中で、ｘ1は出口オリフィス直径を表し、ｘ2は蒸気直径を表し、ｘ3は浸漬チューブ内径であり、ｘ4は本体オリフィス直径を表し、ｘ5は合計処方物の重量パーセントとして表される推進剤レベルであり、ｘ6はステム断面積であり、ｘ7は処方物密度であり、ｘ8は処方物の低剪断粘度であり、ｘ9は処方物の高剪断粘度であり、ｘ10は初期表面張力であり、ｘ11は平衡表面張力であり、ｘ12は分配係数であり、ｘ13は処方物のザーン粘度である。
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【００６３】
2008507779.tif 000009
【００６４】
2008507779.tif 000010
【００６５】
2008507779.tif 000011
【００６６】
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【００６７】
これらの数式は、１３の設計変数の間の関係の結果を、所望の性能特性の値の形態で予測する。式の設計は（上記に検討されたように）設計要因の識別、その例が同時係属の米国特許出願第１０／８９６，８９７号、発明の名称「改良されたスプレーディスペンサーアセンブリを設計する方法（Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｓｐｒａｙ  Ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ  Ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ）」に述べられている、個別に且つ相互的に、性能特性に対するこれらの要因の値の変動の影響に関する実験と、デザインエキスパート（Ｄｅｓｉｇｎ  Ｅｘｐｅｒｔ）すなわちミネソタ州ミネアポリスのスタティーズ（Ｓｔａｔｅａｓｅ）が供給したソフトウェアパッケージを使用して実行された実験データの分析と、に基づいている。
【００６８】
式を得た後に、次いで模範的な実験を行い、その式を有効にした。具体的には、図５〜７の表形態に示されるように、上記に検討された１３の設計変数によって特徴づけられた所与の排出システムを調べた。図５〜７に述べられたように、「実施例処方」は、下記実施例１〜８に検討されたように特性ｘ7〜ｘ13を有する処方を意味し、「出口オリフィス」は出口オリフィス直径ｘ1を意味し、「蒸気タップ」は蒸気タップ直径ｘ2を意味し、「浸漬チューブ」は浸漬チューブ直径ｘ3を意味し、「本体オリフィス」は本体オリフィス直径ｘ4を意味し、「％推進剤」は推進剤濃度ｘ5を意味し、「ステムオリフィス」はステムオリフィスの断面積ｘ6を意味する。このようにして、異なるエアロゾル排出システムに対し、ｘ1〜ｘ13の各々の値を測定した。
【００６９】
ｘ値を得た後に、まず、開発した式を使用して性能特性の値を予測した。これらの予測の各々の結果は、表２〜表４に「予測」欄見出しのもとで示されている。次いで、公知の方法を使用して、システムの性能特性の実際の値を得た。これらの結果は、表２〜表４に「実際」欄見出しのもとに示されている。
【００７０】
より具体的には、性能特性の「実際」の値は、下記の手順にしたがって得られた。粒子サイズは、マルバーンマスタサイザーＳ（Ｍａｌｖｅｒｎ  Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ  Ｓ）を使用して、１６”の水平距離からエアロゾルをスプレーすることによって得られたが、８”からスプレーされた実施例７及び８を除く（器具レンズにスプレーがかかるのを回避するため）。結果は、試料寿命の最初の４０秒間に収集された２つの測定値の最小に対して平均され、大半の試料では、カットオフが加えられ（典型的に３００μｍで）、「ビームステアリング」によって生じた高粒子サイズのゴーストピークを排除した。排出速度は、ＡＳＴＭ  Ｄ３０６９−９４（再承認１９９９）９９、ブックオブＡＳＴＭスタンダード、米国材料試験協会、ウェストコンショホッケン、ペンシルベニア州、から決定された。音レベルは、音源に垂直に、スプレーノズルから３インチ離れて保持されたマイクロホンを備えたメトロソニクスＤｂ−３０８線量計（Ｍｅｔｒｏｓｏｎｉｃｓ  Ｄｂ−３０８  ｄｏｓｉｍｅｔｅｒ）で収集された。粒子密度は、下記式を使用して計算された。
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【００７１】
ただし、νiは平均直径ｄi（ミクロン）を備えたクラスｉのパーセンテージ相対体積であり、
Ｏは不明瞭さであり、
Ｑiは粒子の光学的特性に依存するサイズｄiの遮光効率であり、
ｂは粒子が通るビーム長さ（ｍｍ）である。
不明瞭さは、検出器へ透過されるのを阻止されたマルバーンプローブレーザビームのパーセンテージとして測定された。本質的に、不明瞭さは光学的な「厚さ」の測定値であり、スプレーの粒子の濃度にほぼ関係する。不明瞭さ％＝１００−透過率％である。円錐角は、スプレーに垂直に取られた高速デジタル画像の分析によって測定された。写真は、コントラスト（〜９９％）及びシャープネス（〜７０％）が高められ、角度は、スプレーノズルから１６インチで測定された。圧力は、ＡＳＴＭ  Ｄ３０７０−００  ９９、ブックオブＡＳＴＭスタンダード、米国材料試験協会、ウェストコンショホッケン、ペンシルベニア州、にしたがって得られた。流体柱距離は、スプレーに垂直に取られた高速デジタル画像の分析によって測定された。計測するために、各記録された画像に巻尺（スケール）が存在した。保持力は、推進剤が完全に排出された後のエアロゾルに残っている材料の重量である。スプレーダウンは、いずれの１時間以内の最大１０秒のスプレータイムで実行され、保持された製品の重量は、排出されたパッケージの最終重量から、容器を開けて内容物をアセトンでゆすいだ（且つ乾燥した）後にパッケージの重量を引いた差によって決定された。
【００７２】
表２〜表４に参照され、それから流体設計変数（ｘ7〜ｘ13）が得られた「実施例処方」は下記の通りである。
実施例１
脱イオン水（２１７ｇ）、一ナトリウムリン酸塩（２．１５ｇ）及び水酸化ナトリウム（０．７００ｇ）を含む溶液が、ＤＯＴ−２Ｐにレーティングされた２０２／７００エアロゾル缶に加えられた。これに、ソルビタンモノオレエート（１．７１ｇ）、プロピレングリコール（０．１７１ｇ）、塩化トリメチルステアリルアンモニウム（イソプロピルアルコール／脱イオン水が３／１の５０重量％溶液の０．０８２９ｇ）、及び、フレグランスオイル（０．７８１ｇ）を含む溶液が加えられた。下記表２〜表４に特定された寸法を備えた弁が、１８”Ｈｇの初期真空レベルでクリンプされた。推進剤（７０重量％イソブタン及び３０重量％プロパンの混合物の４５．６ｇ）が弁を通して加えられた。
【００７３】
この処方物の流体特性は、気体状推進剤混合物を等しい重量のｎ−ヘプタンと置き換えることによって得られた。流体密度は０．９００ｇ／ｍｌ、低剪断粘度は３００センチポアズ、高剪断粘度は１センチポアズ、初期表面張力は２１．０ｍＮ／ｍ、平衡表面張力は１９．２ｍＮ／ｍ、分配係数は０．２９、ザーン粘度は０．３センチストークであった。
実施例２
脱イオン水（２１２ｇ）、一ナトリウムリン酸塩（２．１０ｇ）及び水酸化ナトリウム（０．６７９ｇ）を含む溶液が、ＤＯＴ−２Ｐにレーティングされた２０２／７００エアロゾル缶に加えられた。これに、ソルビタンモノオレエート（１．７１ｇ）、プロピレングリコール（０．１７１ｇ）、塩化トリメチルステアリルアンモニウム（イソプロピルアルコール／脱イオン水が３／１の５０重量％溶液の０．０８２９ｇ）、及び、フレグランスオイル（０．７８１ｇ）を含む溶液が加えられた。下記表２〜表４に特定された寸法を備えた弁が、１８”Ｈｇの初期真空レベルでクリンプされた。推進剤（７０重量％イソブタン及び３０重量％プロパンの混合物の５１．１ｇ）が弁を通して加えられた。
【００７４】
この処方物の流体特性は、気体状推進剤混合物を等しい重量のｎ−ヘプタンと置き換えることによって得られた。流体密度は０．９００ｇ／ｍｌ、低剪断粘度は３００センチポアズ、高剪断粘度は１センチポアズ、初期表面張力は２１．０ｍＮ／ｍ、平衡表面張力は１９．２ｍＮ／ｍ、分配係数は０．２９、ザーン粘度は０．３センチストークであった。
実施例３
脱イオン水（２２３ｇ）、一ナトリウムリン酸塩（２．２０ｇ）及び水酸化ナトリウム（０．７１３ｇ）を含む溶液が、ＤＯＴ−２Ｐにレーティングされた２０２／７００エアロゾル缶に加えられた。これに、ソルビタンモノオレエート（１．７１ｇ）、プロピレングリコール（０．１７１ｇ）、塩化トリメチルステアリルアンモニウム（イソプロピルアルコール／脱イオン水が３／１の５０重量％溶液の０．０８２９ｇ）、及び、フレグランスオイル（０．７８１ｇ）を含む溶液が加えられた。下記表２〜表４に特定された寸法を備えた弁が、１８”Ｈｇの初期真空レベルでクリンプされた。推進剤（７０重量％イソブタン及び３０重量％プロパンの混合物の４０．４ｇ）が弁を通して加えられた。
【００７５】
この処方物の流体特性は、気体状推進剤混合物を等しい重量のｎ−ヘプタンと置き換えることによって得られた。流体密度は０．９００ｇ／ｍｌ、低剪断粘度は３００センチポアズ、高剪断粘度は１センチポアズ、初期表面張力は２１．０ｍＮ／ｍ、平衡表面張力は１９．２ｍＮ／ｍ、分配係数は０．２９、ザーン粘度は０．３センチストークであった。
実施例４
脱イオン水（２２８ｇ）、一ナトリウムリン酸塩（２．２５ｇ）及び水酸化ナトリウム（０．７３０ｇ）を含む溶液が、ＤＯＴ−２Ｐにレーティングされた２０２／７００エアロゾル缶に加えられた。これに、ソルビタンモノオレエート（１．７１ｇ）、プロピレングリコール（０．１７１ｇ）、塩化トリメチルステアリルアンモニウム（イソプロピルアルコール／脱イオン水が３／１の５０重量％溶液の０．０８２９ｇ）、及び、フレグランスオイル（０．７８１ｇ）を含む溶液が加えられた。下記表２〜表４に特定された寸法を備えた弁が、１８”Ｈｇの初期真空レベルでクリンプされた。推進剤（７０重量％イソブタン及び３０重量％プロパンの混合物の３５．０ｇ）が弁を通して加えられた。
【００７６】
この処方物の流体特性は、気体状推進剤混合物を等しい重量のｎ−ヘプタンと置き換えることによって得られた。流体密度は０．９ｇ／ｍｌ、低剪断粘度は３００センチポアズ、高剪断粘度は１センチポアズ、初期表面張力は２１．０ｍＮ／ｍ、平衡表面張力は１９．２ｍＮ／ｍ、分配係数は０．２９、ザーン粘度は０．３センチストークであった。
実施例５
脱イオン水（２６７ｇ）、第一リン酸アンモニウム（０．３７５ｇ）及び亜硝酸アンモニウム（０．３７５ｇ）を含む溶液が、エポキシラインの２０２／２０５−７１０エアロゾル缶に加えられた。これに、石油蒸留物（１７．０ｇ）、エトキシレート（３．５モル）ステアリン酸（１．５３ｇ）、ｄ−シス／トランスアレスリン（０．８７８ｇ）、３−フェノキシベンジルｄ−シス及びトランス２、２−ジメチル−３−（２−メチルプロペニル）シクロプロパンカルボン酸（９５．７％、０．３４８ｇ）、フレグランスオイル（０．６８１ｇ）、トールオイル脂肪酸（０．４４４ｇ）、及び、ジエタノールアミン（０．０６７１ｇ）を含む溶液が加えられた。下記表２〜表４に特定された寸法を備えた弁が、１５”Ｈｇの初期真空レベルでクリンプされた。推進剤（７５重量％イソブタン及び２５重量％プロパンの混合物の５１．０ｇ）が弁を通して加えられた。
【００７７】
この処方物の流体特性は、気体状推進剤混合物を等しい重量のｎ−ヘプタンと置き換えることによって得られた。流体密度は０．９３７ｇ／ｍｌ、低剪断粘度は３００センチポアズ、高剪断粘度は０．１センチポアズ、初期表面張力は３４．６ｍＮ／ｍ、平衡表面張力は３０．５ｍＮ／ｍ、分配係数は０．２５、ザーン粘度は０．２センチストークであった。
実施例６
脱イオン水（２６７ｇ）、第一リン酸アンモニウム（０．３７５ｇ）及び亜硝酸アンモニウム（０．３７５ｇ）を含む溶液が、エポキシラインの２０２／２０５−７１０エアロゾル缶に加えられた。これに、トリプロピレングリコールメチルエーテル（１６．４ｇ）、エトキシレート（３．５モル）ステアリン酸（０．３６４ｇ）、ｄ−シス／トランスアレスリン（０．８７８ｇ）、３−フェノキシベンジルｄ−シス及びトランス２、２−ジメチル−３−（２−メチルプロペニル）シクロプロパンカルボン酸（９５．７％、０．３４８ｇ）、フレグランスオイル（０．６８１ｇ）、及び、ソルビタンモノオレエート（２．１８ｇ）を含む溶液が加えられた。下記表２〜表４に特定された寸法を備えた弁が、１５”Ｈｇの初期真空レベルでクリンプされた。推進剤（７５重量％イソブタン及び２５重量％プロパンの混合物の５１．０ｇ）が弁を通して加えられた。
【００７８】
この処方物の流体特性は、気体状推進剤混合物を等しい重量のｎ−ヘプタンと置き換えることによって得られた。流体密度は０．９０７ｇ／ｍｌ、低剪断粘度は３１５センチポアズ、高剪断粘度は８センチポアズ、初期表面張力は２４．５ｍＮ／ｍ、平衡表面張力は２０．１ｍＮ／ｍ、分配係数は０．２９、ザーン粘度は１．７センチストークであった。
実施例７
水道水（２００ｇ）、３２Ｆフラッシュイソパラフィン炭化水素（２４．８ｇ）、ポリジメチルシロキサン（１７．３ｇ）、ポリジメチルシロキサンジオール（２．４８ｇ）、ソルビタンモノオレエート（１．７３ｇ）、ホルムアルデヒド（３７％水性、０．６１９ｇ）、及び、フレグランスオイル（０．９９０ｇ）を含む激しく攪拌された混合物が、２０２／７００エアロゾル缶に加えられた。下記表２〜表４に特定された寸法を備えた弁が、１８”Ｈｇの初期真空レベルでクリンプされた。推進剤（４０重量％ｎ−ブタン、２６重量％イソブタン及び３４重量％プロパンの混合物の２７．５ｇ）が弁を通して加えられた。
【００７９】
この処方物の流体特性は、気体状推進剤混合物を等しい重量のｎ−ヘプタンと置き換えることによって得られた。流体密度は０．９２２ｇ／ｍｌ、低剪断粘度は１９５センチポアズ、高剪断粘度は３５センチポアズ、初期表面張力は３０．９ｍＮ／ｍ、平衡表面張力は２０．８ｍＮ／ｍ、分配係数は３．１、ザーン粘度は１１４センチストークであった。
実施例８
水道水（２０８ｇ）、３２Ｆフラッシュイソパラフィン炭化水素（２５．８ｇ）、ポリジメチルシロキサン（１８．０ｇ）、ポリジメチルシロキサンジオール（２．５８ｇ）、ソルビタンモノオレエート（１．８０ｇ）、ホルムアルデヒド（３７％水性、０．６４６ｇ）、及び、フレグランスオイル（１．０３ｇ）を含む激しく攪拌された混合物が、２０２／７００エアロゾル缶に加えられた。下記表２〜表４に特定された寸法を備えた弁が、１８”Ｈｇの初期真空レベルでクリンプされた。推進剤（４０重量％ｎ−ブタン、２６重量％イソブタン及び３４重量％プロパンの混合物の１６．５ｇ）が弁を通して加えられた。
【００８０】
この処方物の流体特性は、気体状推進剤混合物を等しい重量のｎ−ヘプタンと置き換えることによって得られた。流体密度は０．９４１ｇ／ｍｌ、低剪断粘度は１９５センチポアズ、高剪断粘度は６９センチポアズ、初期表面張力は３４．４ｍＮ／ｍ、平衡表面張力は２２．５ｍＮ／ｍ、分配係数は０．２７、ザーン粘度は１３４センチストークであった。
【００８１】
この実験の結果は、実際の結果と比較して、図５〜７に示される。それに示されるように、この手順及び結果として得られた式は、９つの異なる性能特性に対しての、所与のシステムの測定されたままの特性を詳しく述べる。この新規な式に自信があり、その多くの使用を想定しており、そのうちのいくつかは下記に述べられる。
【００８２】
第１の例として、この式は、排出されるべき所与の処方物でもって使用されるために、１つ又はそれ以上の特定の性能特性に関して最適化されたエアロゾルスプレーディスペンサーを設計するために使用することができる。上記に検討されたように、用途によって、一定の性能特性が、他の性能特性よりも重要である。したがって、本実施形態でエアロゾルスプレーディスペンサーを設計するための方法は、適切な性能特性を選択することを含む。例えば、粒子サイズは、エアロゾルディスペンサーがエアフレッシュナーを排出するときには、小さく保たれることが好ましい。したがって、エアフレッシュナーでは、所望の粒子サイズ測定は、Φ用の値として使用される。また、排出されるべき処方物はこの実施例では（典型的にそうであるように）公知のため、流体処方物の特性に関するｘ要因、すなわち、ｘ7〜ｘ13は知られる。したがって、ｘ5が最小限にされる（ＶＯＳを下げる）という理解で、ｘ1、ｘ2、ｘ3、ｘ4及びｘ6の値は、式の解によって確実にすることができる。理解されるべきであるように、式の解は、結果として、所望の性能特性を達成するｘ1〜ｘ4及びｘ6用の値の２セット以上あり、これらの値のセットのいずれを使用しても、望ましいスプレー容器を設計し作ることができる。
【００８３】
式の解法は、エアロゾルスプレー容器の様々な構成を提供するが、構成の多くは依然として不満足であるとされてもよい。例えば、スプレーアセンブリ用の設計は、理想的な粒子サイズを提供してもよいが、結果として、受け入れることができないスプレー速度になることもあり、したがって、スプレーアセンブリは全体として不満足である。事実、理想的なスプレー容器は、おそらく、２つ以上の性能特性に基づいて設計される。
【００８４】
特に、異なる式を使用して、９つの性能特性の各々に対し又はいずれに、未知の設計変数の値、すなわち、この実施例ではｘ1、ｘ2、ｘ3、ｘ4及びｘ5を確実にすることを考える。次いで、所望の性能特性の各々に対し確められた結果を比較することによって、所望の性能特性のいくつか又はすべてに共通であるｘ1、ｘ2、ｘ3、ｘ4及びｘ6用の値を確実にすることができ、それによって、所与の処方物に対し真に最適なスプレーアセンブリを設計することを可能にする。
【００８５】
この新規な数式の第２の模範的な実施として、性能特性の値、特定のスプレーディスペンサーアセンブリの所与の設計要因を確実にすることが望ましくてもよい。この実施例において、ｘ値のすべては知られており（又は、たやすく測定されることができ）、式を解くことによって、結果として得られた性能特性はたやすく計算される。
【００８６】
新規な数式の第３の模範的な実施として、所与のエアロゾルスプレー容器から排出されるべき好ましい処方物を決定することもまた可能である。より詳細には、所与の寸法のスプレーアセンブリに最適に機能する処方物の粘度、密度、分配係数及び表面張力を決定することが可能である。言い換えると、ｘ1、ｘ2、ｘ3、ｘ4及びｘ6は知られており公知であり所望の性能特性が選択されるときに、ｘ7〜ｘ13を決定することは可能である。
【００８７】
この数式の第４の模範的な実施として、ＶＯＣ含有量をエアロゾルシステム、特定のスプレーディスペンサーアセンブリの所与の設計要因及び性能特性の値から確実にすることが望ましくてもよい。この実施例において、ｘ5を除いたｘ値のすべてが知られ、ＶＯＣ含有量は式を解くことによって決定される。
【００８８】
次にたやすく明らかであるように、この式は、骨の折れるテスト及びリサーチなしでエアロゾルスプレー容器を設計するやり方を提供する。したがって、無数の用途及び処方物用の容器をたやすく得ることができる。式は、所望の決定を行うために様々なやり方で使用されてもよい。
【００８９】
上記に検討された実施形態は、本発明の好適な実施形態を表し、例示目的のみのために提供される。本発明の範囲を限定するようには意図されない。事実、本発明への修正例を企図している。例えば、異なる数の設計変数がこの新規式に使用されてもよいことが予想される。さらに、この式の派生物、例えば、この式を使用して形成された他の式は、設計変数と性能特性との間の関係をモデル化するために使用してもよい。そのような派生した式内で企図されるのは、数個の変数の数学的操作を通して形成された式である。そのような派生物は、本発明の範囲内に入ることが意図される。
【００９０】
特定の構成要素、構成、材料等及びが示され記載されているが、そのようなものもまた限定するものではない。例えば、特許請求の範囲に規定されるように、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、弁構成要素、推進剤のタイプ、推進剤圧力及び弁オリフィス寸法の様々な組み合わせを、使用することができる。加えて、様々な実施形態の教示は、解決すべき所望の特徴、例えば弁の性能特性等に依存して、必要に応じて、互いに組み合わされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の弁の第１の実施形態の断面斜視図である。
【図２】第１の実施形態のエアロゾルディスペンサーアセンブリの斜視図である。
【図３】明瞭化のために容器が切り取られた、第１の実施形態のエアロゾルディスペンサーアセンブリの正面図である。
【図４】個別の構成要素を例示する、従来のエアロゾル弁アセンブリ及びアクチュエータキャップの分解図である。
【図５】本発明の方法にしたがって得られたデータを例示するものである。
【図６】本発明の方法にしたがって得られたデータを例示するものである。
【図７】本発明の方法にしたがって得られたデータを例示するものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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