JP2018176660A - 2層構造の潤滑膜を有する構造体 - Google Patents
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Abstract
Description
かかる技術によれば、成形体表面を形成する合成樹脂に滑剤などの添加剤を加える場合に比して、滑り性を飛躍的に高めることができるため、現在注目されているのであるが、このような潤滑膜により内容物に対する滑り性を向上する場合、潤滑膜の機能が短期間で消耗するという問題がある。このような問題は、多くの場合、容器内から内容物を繰り返し排出すると、潤滑膜を形成している油性液体が内容物と共に徐々に排出されて消耗していくことに起因している。
また、特許文献2には、やはり本出願人により、増粘剤により増粘された水により潤滑膜を形成するという手段が提案されている。
さらに、パウチのような容器に粘稠な内容物が充填されている場合にも、潤滑膜の高寿命化が不満足となる傾向がある。おそらく、パウチのような容器は、積載されて保管される場合が多く、内容物を介して潤滑膜に積載圧が加わり、この結果、内容物と潤滑膜が一体化してしまい、潤滑膜の潤滑性を長期間維持することが困難となっているものと考えられる。
かかる潤滑膜では、内容物充填後、一定時間経過すると、懸濁液が分散媒と分散質に相分離し、2層の液膜が形成されることとなる。この結果、例えば内容物が水性である場合、潤滑膜上部液膜を水性液となるように設定しておくことにより、内容物との濡れ性が高められ、2層の液膜の界面での滑りにより、内容物に対する優れた滑り性が発揮されるというものである。
しかしながら、このような2層の潤滑膜においても、その寿命という点では、未だ改善の余地がある。即ち、潤滑膜を構成する2層の液膜の親和性が無いため、経時と共に、上層の液膜が内容物と一体化してしまい、結局、潤滑膜が単層の場合と同じとなってしまうからである。しかも、前述した界面活性剤を多く含む内容物や、粘稠な内容物が充填されたパウチでは、このような上層の液膜が著しく短期間で消失してしまう。
かかる方法は、その有効寿命が長く、しかも透明性に優れているという利点を有しているのであるが、界面活性剤を多く含むコンディショナーや、パウチ内に充填された粘稠な内容物に対しての潤滑性やその寿命の点で、さらなる改善が必要である。
本発明の他の目的は、粘稠な内容物が収容されるパウチとして使用された場合にも、潤滑膜の優れた滑り性が長期にわたって安定に維持される構造体を提供することにある。
前記潤滑膜は、前記基材表面側に位置する潤滑支持層と、該潤滑支持層上に位置する潤滑機能層との2層構造を有しており、
前記潤滑機能層がゲル化剤含有膜または非ニュートン性液膜からなることを特徴とする構造体が提供される。
(1)前記潤滑機能層を形成するゲル化剤含有膜または非ニュートン性液膜が水性層であり、前記潤滑支持層が油性層であること、
(2)前記水性層が、水溶性高分子により増粘された水により形成されていること、
(3)前記水溶性高分子が、キサンタンガム、グアーガム、ジェランガム、ペクチン、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、アルギン酸、寒天およびカラギーナンからなる群より選択された少なくとも1種であること、
(4)前記ゲル化剤含有膜に含まれるゲル化剤が、該潤滑機能層と接触する流体に含まれるイオンを取り込むことによりゲル化する剤であること、
(5)前記ゲル化剤含有膜がアルギン酸ナトリウム水溶液、カラギーナン水溶液により形成されていること、
(6)前記潤滑機能層を形成するゲル化剤含有膜または非ニュートン性液膜が油性層であり、前記潤滑支持層が水性層であること、
(7)前記油性層は、油性液体に相溶する粘稠剤を含んでいること、
(8)前記基材が樹脂製表面を有するものであること、
(9)前記基材が、包装容器の形態を有していること、
(10)前記包装容器がパウチであること、
が好ましい。
即ち、潤滑機能層が非ニュートン性液膜により形成されている場合、この潤滑機能層が障壁となり、潤滑機能層の表面に接触する流体中に潤滑支持層が取り込まれて消失することを防止する。即ち、潤滑機能層を形成している非ニュートン性液膜がチキソトロピー性を示すため、剪断力が加わっておらず、単に流体が潤滑機能層に接触しているに過ぎない場合には、この潤滑機能層はほとんど流動性を示さず、結果として、液体が界面活性剤成分を多く含むものであったとき或いは粘稠性の高い流体であったときにも、潤滑機能層との混合一体化が有効に抑制され、液体中に取り込まれての消失ないし消耗が有効に防止され、さらには、下層の潤滑支持層の消失も確実に防止される。しかも、この上を流体が流れたとき、潤滑機能層は、潤滑支持層との界面部分が引き剥がされる、あるいは潤滑支持層の流動性により該液体と潤滑機能層が共に流れることとなり、この液体に対し、優れた滑り性が発揮されることとなる。
また潤滑機能層がゲル化剤含有膜(即ち、ゲル)で形成されている場合も、これにより、潤滑機能層或いはその下の潤滑支持層が表面を流れる流体に取り込まれて消失してしまうことを阻止するばかりか、該液体は、潤滑機能層のゲルとともに該潤滑機能層と潤滑支持層の界面を流れる、あるいは潤滑支持層の流動性により該液体と潤滑機能層が共に流れることとなり、これにより、表面を流れる流体が付着残存することなく、排出することが可能となる。
オレフィン系樹脂、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ1−ブテン、ポリ4−メチル−1−ペンテンあるいはエチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン等のα−オレフィン同士のランダムあるいはブロック共重合体、環状オレフィン共重合体など;
エチレン・ビニル系共重合体、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体、エチレン・塩化ビニル共重合体等;
スチレン系樹脂、例えば、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、ABS、α−メチルスチレン・スチレン共重合体等;
ビニル系樹脂、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル・塩化ビニリデン共重合体、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル等;
ポリアミド樹脂、例えば、ナイロン6、ナイロン6−6、ナイロン6−10、ナイロン11、ナイロン12等;
ポリエステル樹脂、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、及びこれらの共重合ポリエステル等;
ポリカーボネート樹脂;
ポリフエニレンオキサイド樹脂;
生分解性樹脂、例えば、ポリ乳酸など;
勿論、成形性が損なわれない限り、これらの熱可塑性樹脂のブレンド物を、下地樹脂として使用することもできる。
このような水溶性高分子としては、以下のものを例示することができる。
天然高分子、例えば、グアーガム、キサンタンガム、ローカストビーンガム、クインシードガム、カラギーナン、ペクチン、マンナン、デンプン、アルギン酸ナトリウム、寒天等の植物多糖類系高分子;ザンサンガム、サクシノグリカン、カードラン、ヒアルロン酸、デキストラン等の微生物多糖類系高分子;ゼラチオン、カゼイン、アルブミン、コラーゲン等の植物タンパク質系高分子;
半合成高分子、例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カチオン化セルロース等のセルロース系高分子;可溶化デンプン、カルボキシメチルデンプン等のデンプン系高分子、アルギン酸プロピレングリコールエステルなどのアルギン酸系高分子、及び多糖類誘導体系高分子;
合成高分子、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド及びその誘導体などのビニル系高分子;その他、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイドブロック共重合体;
このような基油としては、流動パラフィン、合成パラフィン、フッ素系液体、フッ素系界面活性剤、シリコーンオイル、脂肪酸トリグリセライド、各種の植物油などが代表的であり、この構造体10の用途に応じて特に潤滑膜3上を流れる流体20が食品類である場合には、食用油や脂肪酸トリグリセライドが好適である。
かかる食用油の具体例としては、大豆油、菜種油、オリーブオイル、米油、コーン油、べに花油、ごま油、パーム油、ひまし油、アボガド油、ココナッツ油、アーモンド油、クルミ油、はしばみ油、サラダ油などを例示することができる。
また、上記のアミノ酸誘導体としては、ジブチルラウロイルグルタミド、ジブチルエチルヘキサノイルグルタミド、変性シリコーンとしては、側鎖アルキル変性シリコーン、金属石けんとしては、ステアリン酸、イソステアリン酸などの脂肪酸と、アルミニウムや亜鉛などの多価イオンで構成される脂肪酸の金属塩、ワックスとしては、直鎖パラフィンやポリエチレンなどの炭化水素系、セタノールやステアリルアルコールなどの高級アルコール、ステアリン酸などの脂肪酸、硬化ヒマシ油、水添ホホバ油が代表的である。
このようなゲル化剤は、通常、潤滑機能層3b中に0.1〜10質量%程度の量で配合される。
本発明において、このようなゲル化剤含有液体として最も好適には、ゲル形成の点で、水性タイプであるアルギン酸ナトリウム、あるいはカラギーナンの水溶液である。
かかる非ニュートン性液体としては、前述した潤滑機能層3bの形成に使用し得る水性或いは油性非ニュートン性流動体を例示することができる。
図2を参照して、潤滑機能層3bが非ニュートン性流動体により形成されている場合、この層3bに単に流体20が接触している状態では、剪断力が加わっていないため、この層3bはほとんど流動性を示さず、潤滑支持層3a上に安定に保持される。従って、流体20中に界面活性剤が多く含まれていたとしても(例えば流体20がコンディショナーの場合)或いは流体20が粘稠なペースト状のカレーのような流動体であったとしても、潤滑機能層3bと液体20との混合一体化が有効に抑制され、潤滑機能層3bは、消失ないし消耗することなく、長期にわたって安定に保持され、しかも潤滑機能層3bが障壁となるため、潤滑支持層3aも初期と同様、安定に保持されることとなる。
一方、この潤滑機能層3b上を流体20が流れる場合、潤滑機能層3bは、潤滑支持層3aとの界面部分で引き剥がされる、あるいは潤滑支持層3aの流動性により該液体と潤滑機能層が共に流れることとなり、流体20に対し、優れた滑り性が発揮されることとなる。
このように、潤滑機能層3bにより液体20に対する優れた潤滑性を示すばかりか、潤滑機能層3b及び潤滑支持層3aの何れもが安定に保持されているため、かかる潤滑性は損なわれることなく、長期にわたって維持される。
さらには、潤滑機能層3bが、アルギン酸ナトリウムやカラギーナンに代表される、流体20内にCaイオン等の金属イオン(通常の食品類や洗剤類にはほとんど含まれている)と反応して架橋体(即ちゲル)を形成するようなゲル化剤含有液体で形成されている場合も、この上を流れる流体20との接触により、該液体20と潤滑機能層3bとの界面近傍部分Xに金属イオンが取り込まれてゲルが形成されるため、上記と同様の障壁となるゲルが得られる。
また、このようなゲルが形成された状態で液体20が流れると、潤滑機能層3bが潤滑支持層3aから剥離、あるいは潤滑支持層3aの流動性により該液体と潤滑機能層が共に流れることとなる。特に潤滑機能層3bと潤滑支持層3bとの溶解性(水性或いは油性)が異なる場合には、潤滑機能層3bと潤滑支持層3aとの剥離が容易に進行するため、液体20は速やかに潤滑機能層3bと共に流れることとなる。
また、かかる潤滑機能層3bは、通常、0.1〜100μm程度の厚みで形成される。
特に、界面活性剤などを多く含む洗剤やシャンプー、コンディショナーや、カレー、とろみを付けたペースト状食品などに対しても優れた潤滑性が長期間維持されるため、これらの内容物が収容される容器、特に、パウチとして好適であり、特に、全量が一度に排出される食用或いは詰替用途のパウチとして最も好適である。
後述の方法で作成したフィルム表面に、約2gの内容物をのせて傾けた際の内容物の付着性を、内容物滴下直後および1日後の様子を目視にて評価した。内容物が付着しなかったものを◎、付着したものを×とした。
用いた内容物を下記に示す。なお、内容物の粘度として音叉型振動式粘度計SV−10((株)エー・アンド・デイ製)を用いて25℃で測定した値を示した。
用いた内容物;
カレー(カリー屋カレー(中辛)、ハウス食品(株)製)
コンディショナー(ラックス)
ソース(お好みソース、オタフクソース(株)製)
アルギン酸ナトリウム1wt%水溶液と塩化カルシウム1wt%水溶液を用意し、スライドガラス表面にアルギン酸ナトリウム水溶液をディップコート(引き上げ速度約1cm/SEC)にて塗布した。アルギン酸ナトリウム水溶液が塗布されたスライドガラスを傾けながら、アルギン酸ナトリウム水溶液表面に塩化カルシウム水溶液を滴下した。余分な塩化カルシウム水溶液を取り除くと、スライドガラス表面に薄い水性ゲル膜が得られた。
一方でPP/Al/Ny/PETで構成されるPPフィルムを用意し、PP表面に中鎖脂肪酸トリグリセライド(MCT)(表面張力28.8mN/m、粘度33.8mPa・s)をバーコート(#3)で塗布した。次いで、上述の水性ゲル膜をMCT表面に乗せ、PPフィルム表面に潤滑支持層がMCT、潤滑機能層が水性ゲル膜でできた、潤滑膜フィルムを作成した。
作成したフィルムを用いて滑落試験を行った。結果を表1に示す。
前述の方法でMCTが塗布されたPPフィルムを用意し、水性ゲル膜の代わりに、アルギン酸ナトリウム1wt%水溶液を約5g/m2なるように滴下にて塗布し、PPフィルム表面に潤滑支持層がMCT、潤滑機能層がアルギン酸ナトリウム水溶液でできた、潤滑膜フィルムを作成した。
作成したフィルム表面にソースを滴下して一日放置したところを直後区とし、滑落試験を行った。結果を表1に示す。
潤滑機能層に水性ゲル膜を用いなかったこと以外は、実施例1と同様にしてフィルムを作成し、PPフィルム表面にMCTが塗布されたフィルムを得た。作成したフィルムを用いて滑落試験を行った。結果を表1に示す。
潤滑支持層にMCTを用いなかったこと以外は、実施例1を同様にしてフィルムを作成し、PPフィルム表面に水性ゲル膜が形成されたフィルムを得た。作成したフィルムを用いて滑落試験を行った。結果を表1に示す。
また比較例1、2を見ると、潤滑機能層あるいは潤滑支持層のどちらかが欠如すると潤滑性は示さなくなる。比較例2では直後区ではコンディショナーにて潤滑性があったものの、一日区で性能が消失した。
以上のことからゲル膜(潤滑機能層)が障壁となり、潤滑性に寄与する潤滑支持層の消失を防いだため、高い滑落性を長期間に渡って維持することが可能であることがわかった。
3:潤滑膜
3a:潤滑支持層
3b:潤滑機能層
10:構造体
20:潤滑膜に接触している流体
潤滑支持層(MCT)を形成しなかったこと以外は、実施例1と同様にしてフィルムを作成し、PPフィルム表面に潤滑機能層(水性ゲル膜)のみが形成されたフィルムを得た。作成したフィルムを用いて滑落試験を行った。結果を表1に示す。
潤滑機能層(水性ゲル膜)を形成しなかったこと以外は、実施例1と同様にしてフィルムを作成し、PPフィルム表面に潤滑支持層(MCT)のみが形成されたフィルムを得た。作成したフィルムを用いて滑落試験を行った。結果を表1に示す。
Claims (11)
- 基材と該基材表面に形成された潤滑膜とからなる構造体において、
前記潤滑膜は、前記基材表面側に位置する潤滑支持層と、該潤滑支持層上に位置する潤滑機能層との2層構造を有しており、
前記潤滑機能層がゲル化剤含有膜または非ニュートン性液膜からなることを特徴とする構造体。 - 前記潤滑機能層を形成するゲル化剤含有膜または非ニュートン性液膜が水性層であり、前記潤滑支持層が油性層である、請求項1に記載の構造体。
- 前記水性層が、水溶性高分子により増粘された水により形成されている請求項2に記載の構造体。
- 前記水溶性高分子が、キサンタンガム、グアーガム、ジェランガム、ペクチン、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、アルギン酸、寒天およびカラギーナンからなる群より選択された少なくとも1種である請求項3に記載の構造体。
- 前記ゲル化剤含有膜に含まれるゲル化剤が、該潤滑機能層と接触する流体に含まれるイオンを取り込むことによりゲル化する剤である、請求項2に記載の構造体。
- 前記ゲル化剤含有膜がアルギン酸ナトリウム水溶液、カラギーナン水溶液により形成されている、請求項5に記載の構造体。
- 前記潤滑機能層を形成するゲル化剤含有膜または非ニュートン性液膜が油性層であり、前記潤滑支持層が水性層である、請求項1に記載の構造体。
- 前記油性層は、油性液体に相溶する粘稠剤を含んでいる請求項7に記載の構造体。
- 前記基材が樹脂製表面を有するものである請求項1〜8の何れかに記載の構造体。
- 前記基材が、包装容器の形態を有している請求項1〜9の何れかに記載の構造体。
- 前記包装容器がパウチである請求項10に記載の構造体。
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