エアゾール噴射剤は、エアゾール容器から製品を吐出するために必要な圧力を提供する物質です。これらは、バルブとアクチュエーターを通して配合物を押し出すのに役立ち、スプレー、ミスト、泡、またはストリームを生成します。
噴射剤の選択は、エアゾール製品のスプレー性能、圧力、配合適合性、安全性、充填プロセスに影響を与えます。 2 つの主要なカテゴリは、液化ガス推進剤と圧縮ガス推進剤です。
従来のエアゾールパッケージでは、噴射剤は容器内に圧力下で保管されます。バルブが開くと、圧力により製品がバルブとアクチュエーターを通って排出されます。
多くのエアロゾル噴射剤は液化ガスです。通常の保管温度では、加圧容器内で液体および蒸気として存在できます。製品が分配されると、液体推進剤の一部が蒸発して蒸気空間を補充し、液体推進剤が残っている間圧力を維持するのに役立ちます。
噴射剤は、一部の製剤では溶媒または希釈剤としても機能する場合があります。たとえば、DME には溶媒特性があり、特定の成分と適合する可能性があります。ただし、その適合性は特定の配合および包装材料によって異なります。
液化ガス噴射剤は加圧下で液体として保管され、エアロゾル容器の加圧に役立つ蒸気を生成します。一般的な例には、CFC、HCFC、HFC、LPG、DME などがあります。
CFC は、その有用な圧力特性と低可燃性により、歴史的にエアゾール製品に使用されてきました。しかし、それらはオゾン層にダメージを与えるため、多くの用途や市場で段階的に廃止または制限されています。
HCFC は CFC の暫定的な代替品として導入されました。オゾン層破壊係数は一般に低いものの、依然としてオゾン層に影響を与える可能性があり、段階的廃止規制の対象となっています。現在の使用方法は、物質、用途、地域の規制によって異なります。
HFC には塩素が含まれていないため、一般にオゾン層を破壊しません。特定の圧力または可燃性特性を必要とするエアロゾル用途で使用されているものもあります。しかし、多くの HFC は地球温暖化の可能性が高く、気候関連の制限を受けています。
エアロゾルグレードの LPG には通常、プロパン、ブタン、イソブタン、またはこれらのガスの混合物が含まれています。家庭用、パーソナルケア、自動車、産業用エアロゾル製品に広く使用されています。
LPG は、入手しやすさ、コスト、および調整可能な圧力特性により選択されることがよくあります。可燃性であるため、配合、容器の設計、充填作業、および保管では火災や爆発のリスクを考慮する必要があります。
DME は、家庭用、パーソナルケア、産業用のさまざまなエアロゾル製品に使用されています。これは溶媒特性を持っており、特定の配合成分の溶解または混合に役立ちます。
DMEは可燃性です。製品配合、容器コーティング、バルブコンポーネント、シールとの適合性を使用前に評価する必要があります。
圧縮ガス推進剤は、加圧されたガスとして保管されます。従来のエアゾールパッケージの多くでは、ガスが製品の上のヘッドスペースを占めています。
製品が分配されると、ガスが膨張してヘッドスペースが増加するため、通常、容器の圧力は低下します。これにより、容器が空になるとスプレーの性能が弱まる可能性があります。
エアロゾル用途で使用される一般的な圧縮ガスには、窒素、二酸化炭素、アルゴンなどがあります。亜酸化窒素も一部の用途で使用されますが、その相の挙動は圧力と温度に依存します。典型的なエアロゾル条件下では、液化ガスとして存在する可能性があります。
窒素は、一部のエアゾール製品やバッグオンバルブ (BOV) システムで使用される不活性、不燃性のガスです。製剤を噴射剤から分離しておきたい場合に適しています。
二酸化炭素は、特定のエアロゾル用途に使用されます。これは不燃性ですが、一部の配合物では溶解する可能性があり、製品の特性に影響を与える可能性があります。その適合性は、製剤と必要な吐出性能によって異なります。
アルゴンは、特殊な用途で使用される不活性、不燃性のガスです。一般的なエアゾール製品では窒素ほど一般的ではなく、その使用は性能要件、入手可能性、コストによって異なります。
亜酸化窒素は、一部の食品関連製品など、特定の特殊な用途に使用されます。圧力下でのその挙動は窒素などのガスの挙動とは異なるため、窒素と交換可能なものとして扱うべきではありません。それ自体は可燃性ではありませんが、燃焼を促進することができます。
特徴 | 液化ガス推進剤 | 圧縮ガス推進剤 |
一般的な保管状態 | 液体と蒸気は圧力下で共存します | ガスが容器のヘッドスペースを占める |
使用時の圧力 | 液体推進剤が残っている間は比較的安定していることが多い | 通常、ガスが膨張すると減少します |
塗布性能 | 使用中により安定した圧力を提供できます | 容器が空になるとスプレーが弱くなる場合があります |
例 | LPG、DME、一部のHFC | 窒素、CO₂、アルゴン。 N₂O には位相条件の考慮が必要 |
主な考慮事項 | 蒸気圧、可燃性、配合適合性 | 圧力低下、ガスと製品の相互作用、パッケージデザイン |
これらは一般的な傾向です。実際の性能は、噴射剤、配合、温度、容器、バルブ、分注システムによって異なります。
噴射剤の選択は、ガスそのものだけでなく、エアロゾル製品全体に基づいて行う必要があります。重要な要素には次のようなものがあります。
l 製剤の適合性: 噴射剤は製品と混合できますか、またはその品質に影響を与えることなく適合性を維持できますか?
l スプレー性能: 必要な圧力、吐出量、スプレーパターンを提供していますか?
l パッケージデザイン: 製品は噴射剤に直接接触しますか? それとも BOV バッグで分離されますか?
l 安全性: 可燃性、圧力、充填、保管、輸送のリスクに適切に対処していますか?
l 容器とバルブの互換性: パッケージのコンポーネントは圧力に耐え、配合物との互換性を維持できますか?
l 規制要件: 噴射剤は対象の製品および対象市場で許可されていますか?
l 充填プロセス: 製品には従来のエアロゾル充填または BOV 充填システムが必要ですか?
最終的な選択は、サプライヤーの仕様と適用される規制を使用して、配合とパッケージのテストを通じて検証する必要があります。
エアゾール噴射剤は、エアゾール製品の吐出に必要な圧力を提供します。 LPG や DME などの液化ガスは従来のエアロゾル システムで広く使用されていますが、窒素や二酸化炭素などの圧縮ガスは多くの BOV システムを含む特定の用途で使用されています。
適切な噴射剤は、配合、スプレー性能、包装、安全性、充填要件、および地域の規制によって異なります。液化ガスと圧縮ガスの違いを理解することは、メーカーが適切な噴射剤を選択し、信頼性の高いエアロゾル製品を設計するのに役立ちます。
