XY-PT-⊘15ABMG 15mm クリンプパフュームファインミストポンプ噴霧器 ショートタイプ

霧化絞りの設計方法 15mmクリンプパフュームファインミストポンプショートノズル 最高の効果を達成するには?

香水包装の中核コンポーネントとして、15mm クリンプ香水ファインミストポンプショートノズルの霧化効果は、ユーザーの香水の使用体験と製品の質感に直接影響します。霧化の効果を決定する重要なパラメータである霧化口径は、「均一な微細ミスト、安定した噴霧、適度な香りの保持」という最高の効果を実現するために、流体力学、材料特性、使用シナリオなどの多次元の要素を組み合わせて総合的に設計する必要があります。

1. 流体力学に基づいた基本的な絞りパラメータの設計

霧化の本質は、液体が圧力下で小さな開口部を通過するときに、流量の急激な増加による空気せん断力と相互作用して、分散した液滴粒子を形成することです。 15 mm のクリンプショート ノズルの場合、開口部の設計はまず「細かいミスト」という中心的な要求を満たす必要があります。通常、高品質の香水ノズルの液滴直径は 5 ～ 30 μm の間に制御される必要があります。粗すぎるとスプレーが不均一になり、香りの持続性が強すぎます。細かすぎると、液滴が軽すぎるためすぐに蒸発しやすくなり、香りの保持時間が短くなります。
流体力学の観点から見ると、口径と液滴の直径は正の相関関係にありますが、線形ではありません。実験データによると、口径が0.1～0.3mmの範囲であれば、液滴径は理想的な10～20μmの範囲で安定することができます。口径が0.1mm未満では、より細かい液滴を形成できるものの、液体の表面張力が高くなりすぎて目詰まりを起こしやすく、特に香水に含まれる精油成分が口径内に残留して結晶化する可能性があります。口径が0.3mmを超えると液滴径が30μmを超え、「水柱」や「大飛沫」現象が発生し、繊細なスプレー感が損なわれます。したがって、15 mm の短いノズルの霧化口径は 0.15 ～ 0.25 mm の範囲に基づいて、特定のニーズに応じて微調整することをお勧めします。
同時に、開口部のアスペクト比（直径に対する開口部の長さの比）がポンプ圧力と一致する必要があります。短いノズルはコンパクトな構造、短いポンプストローク、比較的限られた圧力を備えており、アスペクト比は通常 2:1 ～ 3:1 の間で制御されます。アスペクト比が大きすぎる場合 (4:1 を超えるなど)、開口部を通過する液体の抵抗が大幅に増加し、スプレー力が不十分になり、ミストが断続的に発生する可能性があります。アスペクト比が小さすぎる場合 (1:1 未満など)、液体の流速が速すぎ、過剰な運動エネルギーにより液滴が「スパッタリング」しやすくなり、集中したスプレー領域を形成できません。

2.圧着構造に合わせた開口配置設計

15mmの圧着設計は、スナップによる香水瓶の口との素早い接続が特徴で、コンパクトな構造であり、ポータブルシーンに適応する必要があるため、開口部のレイアウトは圧着構造の安定性と密閉性を両立させる必要があります。
構造力学の観点から、開口部の位置は圧着応力点を避ける必要があります。 15mmの短いノズルの直径は限られており、バックルは通常ノズルの端に分布しています。スプレーの安定性に影響を与えるバックルの組み立て中の応力伝達による開口部の変形を避けるために、開口部は中央領域に設定する必要があり、バックルからの距離は 3 mm 未満であってはなりません。たとえば、15mm シリーズ ノズルを設計する際、Zhangjiagang XinYe Chemical Sprayer Co., Ltd は、金型開発段階で応力シミュレーションを使用して、開口部の位置が最小の構造応力の領域にあることを確認し、自動組立装置の正確な位置決めと組み合わせて開口部サイズの一貫性を確保します。
また、バックル構造のシール性能のためには、開口部とポンプ本体との隙間を0.01～0.03mmに制御する必要があります。クリアランスが大きすぎると液漏れが発生しやすくなりますので、ご注意ください。クリアランスが小さすぎると、組立誤差により開口部が圧迫されて変形する可能性があります。そのため、開口部の加工精度は±0.005mmが要求され、高精度のアルミプレス加工と射出成形プロセスが必要となります。 Zhangjiagang XinYe Chemical Sprayer Co., Ltd は、アルミニウムのスタンピングから射出成形までの完全な生産チェーンに依存しています。プロセス全体の制御は、このような高精度の処理要件を満たし、絞りの安定性に対する基本的な保証を提供します。

3. 香料成分に合わせた開口部の材質と表面処理

香水の成分は、アルコール、エッセンシャルオイル、香料などを含む複雑なものです。エッセンシャルオイルの粘度や腐食性は、開口部の耐久性や霧化効果に影響します。したがって、香料成分に合わせて開口部の材質選択や表面処理を行う必要があります。
材質的には、15mmショートノズルの口径はステンレスやセラミックが一般的です。ステンレス鋼は耐食性に優れており、アルコールを多く含む香水に適しています。セラミック素材は表面平滑性が高く、精油成分が残りにくく、目詰まりのリスクを軽減できるため、特に天然精油を配合した高級香水に適しています。絞りの内壁の平滑度はRa0.8μm以下である必要があります。粗さが高すぎると、穴内の液体に乱流が発生し、霧化の均一性が損なわれます。酸化アルミニウム表面処理工程により、素材の表面平滑性と耐食性が向上し、アパーチャーの長期安定使用をサポートします。
シリコーン系成分を含む香水の場合、液体が穴に付着して液膜が形成されるのを防ぐために、穴に疎水性の処理（コーティングなど）を施す必要があり、噴霧量が徐々に減少します。ノンアルコールエマルション製品の場合、エマルションの高粘度による口径の詰まりを防ぐために、口径を0.25〜0.3mmに適切に大きくし、内壁の平滑性を向上させる必要があります。

4. 使用シナリオと組み合わせた絞りの動的適応設計

15mm ショートノズルの「ショート」設計により、持ち運びのシナリオに適しています。ユーザーは異なる温度と湿度の環境で使用する可能性があるため、絞りの設計では霧化効果に対する環境要因の影響を考慮する必要があります。
温度適応性の観点から、開口部は熱膨張と収縮に対するマージンを確保する必要があります。周囲温度が-5℃から40℃に上昇すると、熱膨張収縮により金属材料の気孔径が0.001～0.003mm変化します。したがって、設計時に室温での細孔径を0.002mm単位で微調整する必要があります。たとえば、ターゲットの細孔サイズが 0.2 mm の場合、実際の加工サイズを 0.202 mm に設定して、極端な温度でも 0.199 ～ 0.205 mm の有効範囲を維持できるようにすることができます。
スプレー量の制御に関しては、ポータブル シナリオでは 0.05 ～ 0.1 ml の 1 回のスプレー量が必要です。大きすぎると香水の消費が早くなり、小さすぎると理想的な香り持続効果が得られません。スプレー量は細孔径の二乗に比例するため、細孔径によって正確に制御する必要があります。細孔径 0.15mm の 1 回のスプレー量は約 0.05ml、細孔径 0.2mm の場合は約 0.08ml、細孔径 0.25mm の場合は約 0.12ml となります。携帯性の必要性と組み合わせると、スプレー量と香りの保持時間の両方において 0.2 mm の口径が最適な選択となります。
さらに、ユーザー圧力の違いによりポンプ圧力が変動するため、開口部の設計にはある程度の干渉防止が必要です。開口部の入口にガイド溝（深さ0.05mm、幅0.1mm）を設けることにより、圧力変動を緩衝し、さまざまな力による噴霧量の偏差が10％を超えないようにすることができます。金型の開発段階では、異なる押圧力下での流体状態をシミュレーションすることで案内溝と開口部のマッチング関係を最適化し、自動検出装置と組み合わせて各ロットの製品の噴霧量を校正し、一貫性を確保します。

5. 絞りやその他の構造の共同設計

霧化効果はノズルの口径や内部流路、ポンプ本体の圧力、バルブ構造など複数の要素の相乗効果によって生まれます。単一の絞りサイズに依存するだけでは最良の効果を達成することはできず、「システム設計」の考え方を形成する必要があります。
流路と絞りのマッチングの観点から、液体が絞りに入る前に安定した層流状態を形成し、乱流による不均一な霧化を避けるために、流路直径は絞りの 5 ～ 8 倍（たとえば、絞りが 0.2 mm の場合、流路直径は 1 ～ 1.6 mm）である必要があります。同時に、流路のコーナー部にはアーク転移（半径0.5mm以上）を採用し、液体の流動抵抗を低減し、圧力損失を5％以内に抑える必要があります。
ポンプ本体の圧力と口径のマッチングは、段階的なテストによって決定する必要があります。 15mm ショートノズルのポンプ本体圧力は通常 0.3 ～ 0.5MPa であり、口径は圧力とのバランスをとる必要があります。口径 0.15mm は 0.3 ～ 0.4MPa の圧力に適しており、口径 0.2mm は 0.4 ～ 0.45MPa の圧力に適しており、口径 0.25mm は 0.45 ～ 0.5MPa の圧力に適しています。圧力と口径が一致しないと、「圧力が高すぎると液滴が細かくなりすぎて揮発しやすくなり、圧力が低すぎると液滴が粗くなりすぎて垂れやすくなる」という問題が発生します。

6. 絞り設計の検証と最適化プロセス

絞りの設計が最良の効果を確実に達成するには、実験室でのテストと実際の使用シナリオのシミュレーションをカバーする完全な検証システムを確立する必要があります。
臨床検査には次のものが含まれます。 1. レーザー粒度分析装置を使用して液滴直径の分布範囲を検出する液滴サイズ分布試験。最適な条件下では、液滴直径の 90% が 10 ～ 20μm の範囲に集中するはずです。 2.スプレー角度テスト、高品質ノズルのスプレー角度は30°〜45°に制御する必要があります。幅が広すぎるとスプレーが分散し、狭すぎると適用範囲が狭くなります。 3. 耐久性テスト、1000 回連続押した後、開口サイズの変化は 0.002 mm 未満でなければならず、噴霧量の減衰率は 5% を超えてはなりません。
実際のシナリオのシミュレーションでは、さまざまな保持角度 (0° ～ 45°) でスプレーの安定性をテストするなど、ユーザーの習慣を考慮して、垂直以外で使用した場合でも開口部の設計が均一な霧化を維持できることを確認する必要があります。 Zhangjiagang XinYe Chemical Sprayer Co., Ltd が提供する無料の校正およびサンプル配送サービスは、顧客が実際の使用シナリオで開口部の設計効果を検証し、フィードバックに基づいて金型パラメータを迅速に調整し、独立した金型開発ワークショップを通じて設計計画の効率的な実装を実現するのに役立ちます。