JP5807692B2 - 液注出用プラスチック成形体 - Google Patents
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Description
前記注ぎ口での液垂れを生じたときの液垂れ流路となる面及び液注ぎ出し時の液流路となる面の少なくとも何れかに、フッ素樹脂コーティングが施されており、該フッ素樹脂コーティングの表面は、面粗さ測定での算術平均粗さ(Ra)が0.4〜200μmの範囲にあり且つ線粗さ測定における平均高さ(Rc)/要素平均長さ(RSm)で定義される要素平均高さ(Rh)が0.04〜10の範囲にある粗面となっていることを特徴とする液注出用プラスチック成形体が提供される。
(1)前記フッ素樹脂コーティングが施される下地面が前記算術平均粗さ(Ra)及び前記要素平均高さ(Rh)を有する粗面となっており、該粗面が前記フッ素樹脂コーティングの表面に反映されていること、
(2)前記高濡れ性液体が、ポリオレフィン樹脂に対しての接触角が40度以下の液体であること、
が好ましい。
また、本発明のプラスチック成形体は、
(3)少なくとも前記注ぎ口の表面がポリオレフィン樹脂により形成されていること、
(4)袋状容器或いは紙容器に装着されるスパウトであること、
(5)容器口部に装着されるキャップであり、該キャップは、容器内に収容されている高濡れ性液体を注出する際の注ぎ口を有する注出ノズルを備えていること、
或いは、
(6)ボトルであり、該ボトルの口部に前記注ぎ口が形成されていること、
という形態を採り得る。
尚、上記の注ぎ口110は、液注ぎ出し時の液流路となる面(上面)110aと液垂れを生じたときの液垂れ流路となる面(背面)110bとから形成されている。
このような高濡れ性液体としては、先にも述べたが、各種の食用油、界面活性剤を含む液体、ドレッシング、高濃度アルコールを含む酒類などが代表的である。
このようなコーティングに使用されるフッ素樹脂としては、それ自体公知のものを使用することができる。例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂(PFA)、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(FEP)、エチレン・四フッ化エチレン共重合体(ETFE)、エチレン・クロロトリフオロエチレン共重合体(ECTFE)などを使用することができ、さらに、市販のフッ素樹脂、例えば旭硝子社製のAsahiGurd E−SERIESの各種グレードのフッ素樹脂などを使用することができる。
また、フッ素樹脂コーティングとプラスチックの接着強度を高めるために、下地としてアクリル樹脂、酸変性ポリオレフィン樹脂等をコーティングしても良い。
具体的には、フッ素樹脂コーティングの表面は、面粗さ測定での算術平均粗さ(Ra)が0.4〜200μm、特に0.4〜150μmの範囲にあり且つ線粗さ測定における平均高さ(Rc)/要素平均長さ(RSm)で定義される要素平均高さ(Rh)が0.04〜10、特に0.04〜8の範囲となる粗面となっていることが必要である。この粗さ測定は、JIS−B−0601−1994に準拠して測定される。
上記の算術平均粗さ(Ra)は、一定の基準長さ領域での粗さの絶対値の平均値を示すものであり、要素平均高さ(Rh)は、要素単位長さ当りの平均高さを示すものである。
即ち、凹凸を有する粗面での液滴の接触パターンを示す図2を参照して、液滴が凹凸面上に載ったCassieモードでは、凹凸面の凹部がエアポケットとなっており、液滴は固体と気体(空気)との複合接触となる。即ち、このような複合接触では、撥液性が最も高い空気に液体が接触するため、高い撥液性が発現する。即ち、液滴径Rは小さく、見かけの接触角θ*は大きく、高い撥液性を示し、液垂れ防止が良好に行われる。
一方、Wenzelモードでは、液滴が表面と全面接触となっているため、液滴径Rが大きく、見かけの接触角θ*はCassieモードと比較して小さく、従って、その撥液性も小さい。しかも、この液滴が流れ落ちたとしても、液滴が表面に残りやすい。即ち、表面が粗面となっていたとしても、その粗さが小さいときには、Wenzelモードとなり、良好な液切れ性を実現できず、液垂れ防止が不満足となる。
例えば、算術平均粗さ(Ra)や要素平均高さ(Rh)が前述した範囲よりも小さい場合には、Cassieモードを実現できず、撥液性が不満足となり、液垂れ防止効果が不満足なってしまう。また、算術平均粗さ(Ra)や要素平均高さ(Rh)が大きいほど、高い撥液性が得られ、液垂れ防止効果は高められるが、前述した範囲よりも大きくなってしまうと、注ぎ口110の強度低下を招き、注ぎ口110の耐傷付き性が低下し、さらには、破損や変形を生じ易くなってしまう。
さらに、フッ素樹脂コーティング及び粗面化を行う範囲は、液垂れが効果的に防止できるように適宜設定できるが、上面110a及び背面110bの何れにおいても、少なくとも曲率部分を覆うような範囲に、フッ素樹脂コーティング及び粗面化が行われていることが好ましい。
本発明のプラスチック成形体は、その注ぎ口110が示す優れた撥液性、液切れ性を活かして、種々の形態とすることができ、液体に対する滑り性が極めて高いばかりか、特に液切れ性が良好となり、液垂れが効果的に防止される為、前述したプラスチックに対して高濡れ性を示す油性液体を収容する包装体として効果的に使用することができる。
図3〜7には、上記のような容器に装着して使用される成形体の代表的な構造を示した。
また、蓋体10が装着されている状態で、TEバンド17は、筒体1の外面の顎部9の下方に位置している。即ち、TEバンド17は、破断可能な橋絡部を介してスカート部13の下端に連なっており、さらに、その内面には上向きの突起17aが形成されている。このため、蓋体10を開栓して(螺子係合の解除)筒体1から取り外そうとすると、スカート部13は上昇するが、突起17aと顎部9との係合によりTEバンド17の上昇は制限され、この結果、TEバンド17がスカート部13から切り離された状態で蓋体10が取り外された状態となる。従って、TEバンド17が切り離されていることにより、一般の消費者は、蓋体10が開封された事実を認識することができ、これにより、いたずら等の不正使用が防止され、内容物の品質を保障することが可能となるわけである。
全体として30で示されている紙容器用のスパウトは、かなりシンプルな構造を有しているが、基本的な構造は、前述した袋状容器用のスパウトと同じである。
図7において、このキャップ(全体として60で示す)は、大まかに言って、キャップ本体61と上蓋63とからなっている。
上蓋63は、上記の筒状側壁65の上端部分にヒンジバンド66によりヒンジ連結されている。
即ち、上蓋63をヒンジバンド66を支点として旋回して閉じたとき、上蓋63の周縁部と係合用突起71とが係合し、上蓋63が閉じられた状態でしっかりと固定される。
従って、図7から理解されるように、この態様では、注出ノズル70の上端の上蓋63とは反対側の背の高い部分が注出口となる。上蓋63側では、上蓋63が邪魔になるため、内容物の排出は行われないからである。
勿論、本発明のプラスチック成形体は、ガスバリア性樹脂層を中間層として有する多層構造を有していてもよく、少なくとも注ぎ口の表面が、ポリオレフィン系樹脂で形成されていることが好適である。
尚、以下の実験例で、各種の測定及び評価は以下の方法により行った。
容器(ボトル)を正立に置いた状態で、実施例及び比較例で作製した試料キャップを、注ぎ口が上を向くよう装着する。
容器を正立に置いた時を0度とし、70〜75度の範囲内の角度で倒したときに、内容液が液滴を作り外部に流出する条件となるよう内容液量を調整し、その角度で20滴の液滴を外部に流出させ0度の状態まで容器を戻す。これを5回繰り返した際の液垂れの有無を観察した。
作成された試料キャップの注ぎ口部分を切り取った試験サンプルを、粗さに影響を及ぼさない膜厚にて真空金蒸着を施した後にKEYENCE社製「形状測定レーザマイクロスコープVK−X100」にて測定した。
レンズは、標準レンズ50.0X レンズNA0.800を使用し、測定ピッチは0.13μmにて測定した。
解析範囲は、面粗さ測定が276.8μm×200.0μm、線粗さが320.0μmにて測定し、カットオフ値としてλs=0.25μm、λc=0.08mmを使用した。
作成された試料キャップの注ぎ口部分を切り取った試験サンプルを、23℃、50%環境下に12時間保存後、協和界面科学(株)製、「固液界面解析装置DropMaster500」を使用し、試験サンプルに22G(内径0.4mm)のシリンジ針先端より23℃の試験液を1.0μL滴下後40秒時の接触角を測定した。
測定手法は液適法、解析方法はθ/2法を用いた。
作成された試料キャップの注ぎ口部分について、凹凸の違和感を目視により確認した。
435×320×320mmの紙ダンボールに、作製されたキャップを内高さが290mm〜310mmの範囲になるよう梱包し、JIS−Z−0200包装貨物‐性能試験方法におけるランダム振動を15分実施後、目視確認により傷の有無を確認した。
水;
ミリポア社製「ミリQ水」
食油;
日清オイリオ社製「日清キャノーラ油(登録商標)」
(ポリプロピレンに対する接触角25度)
液体洗剤;
花王社製「アタックNEO(登録商標)」
(ポリプロピレンに対する接触角30度)
80%エタノール;
和光純薬工業社製「精密分析用エタノール」をミリポア社製「ミリQ水」により80
wt%に調整したもの。
(ポリプロピレンに対する接触角20度)
60%エタノール;
和光純薬工業社製「精密分析用エタノール」をミリポア社製「ミリQ水」により60
wt%に調整したもの。
(ポリプロピレンに対する接触角40度)
成形用樹脂として、ポリプロピレン(プライムポリマー社製プライムポリプロJ226T、MFR=20g/10min)を用意した。
上記のポリプロピレンを使用し、射出金型を使用しての射出成形により、図7に示す形状のキャップ(但し、ヒンジキャップ無しで注出ノズルの高低差無し)を得た。
得られたキャップの注ぎ口について、液切れ性、粗さ、接触角、外観、キズ付き耐性についての評価を行い、その結果を表1に示した。
成形用樹脂として、ポリプロピレン(日本ポリプロ社製ウエルネックスRFX4、MFR=6g/10min)とポリエチレン(日本ポリエチレン社製カーネルKS560T、MFR=16.5g/10min)との80:20(重量比)のブレンド物を用意した。
注ぎ口の内容液を注ぐ際の流路となる部分(上面110a)と液垂れ発生時の流路となる部分(背面110b)に対応する金型部分に、ブラスト処理(日本エッチング社製HN20加工)を施した。この金型を使用し、上記の成形用樹脂を用いた以外は、比較例1と同様にして射出成形を行い、得られたキャップの注ぎ口についての各種評価を行った。その結果を表1に示す。
フッ素樹脂(旭硝子社製 AsahiGuard E-SERIES AG-E060)1wt%をエタノール(和光純薬工業社製精密分析用エタノール)99wt%に溶解させフッ素樹脂コーティング液を調製した。
比較例1で得られたキャップの注ぎ口部(上面110a及び背面110b)を、上記のコーティング液にディッピングした後、23℃、RH50%環境下で3時間乾燥してフッ素樹脂コーティングを形成した。
かかるキャップの注ぎ口についての各種評価を、比較例1と同様に行った。その結果を表1に示す。
注ぎ口の内容液を注ぐ際の流路となる部分(上面110a)と液垂れ発生時の流路となる部分(背面110b)に対応する金型部分に、ブラスト処理(日本エッチング社製HN23加工)及びグロス加工を施しキャップを成形した以外は比較例3と同様にして、注ぎ口部がフッ素樹脂コーティングされたキャップを得た。得られたキャップの注ぎ口についての各種評価を行い、その結果を表1に示す。
注ぎ口の内容液を注ぐ際の流路となる部分(上面110a)と液垂れ発生時の流路となる部分(背面110b)に対応する金型部分に、ブラスト処理(日本エッチング社製HM−DS02加工)を行いキャップを成形した以外は比較例3と同様にして、注ぎ口部がフッ素樹脂コーティングされたキャップを得た。得られたキャップの注ぎ口についての各種評価を行い、その結果を表1に示す。
成形用樹脂として、ポリプロピレン(日本ポリプロ社製ウエルネックスRMG02VC、MFR=20g/10min)を用意した。
一方、上面110a及び背面110bに対応する金型部分に切削加工を施し、算術平均粗さRaが300.0μm、要素平均高さRh(Rc/RSm)が12.0となる粗面を形成した。
上記の成形用樹脂と金型とを用いて射出成形を行いキャップを成形した以外は比較例3と同様にして、注ぎ口部がフッ素樹脂コーティングされたキャップを得た。得られたキャップの注ぎ口についての各種評価を行い、その結果を表1に示す。
注ぎ口の内容液を注ぐ際の流路となる部分(上面110a)と液垂れ発生時の流路となる部分(背面110b)に対応する金型部分に、ブラスト処理(日本エッチング社製ホーニングNo3加工)を施しキャップを成形した以外は比較例3と同様にして、注ぎ口部がフッ素樹脂コーティングされたキャップを得た。得られたキャップの注ぎ口についての各種評価を行い、その結果を表1に示す。
注ぎ口の内容液を注ぐ際の流路となる部分(上面110a)と液垂れ発生時の流路となる部分(背面110b)に対応する金型部分に、ブラスト処理(日本エッチング社製ホーニングNo7加工)を施しキャップを成形した以外は比較例3と同様にして、注ぎ口部がフッ素樹脂コーティングされたキャップを得た。得られたキャップの注ぎ口についての各種評価を行い、その結果を表1に示す。
注ぎ口の内容液を注ぐ際の流路となる部分(上面110a)と液垂れ発生時の流路となる部分(背面110b)に対応する金型部分に、ブラスト処理(日本エッチング社製ホーニングNo9加工)を施しキャップを成形した以外は比較例3と同様にして、注ぎ口部がフッ素樹脂コーティングされたキャップを得た。得られたキャップの注ぎ口についての各種評価を行い、その結果を表1に示す。
注ぎ口の内容液を注ぐ際の流路となる部分(上面110a)と液垂れ発生時の流路となる部分(背面110b)に対応する金型部分に、ブラスト処理(日本エッチング社製梨地No1加工)及びグロス加工を施しキャップを成形した以外は比較例3と同様にして、注ぎ口部がフッ素樹脂コーティングされたキャップを得た。得られたキャップの注ぎ口についての各種評価を行い、その結果を表1に示す。
成形用樹脂として、ポリプロピレン(日本ポリプロ社製ウエルネックスRMG02VC、MFR=20g/10min)を用意した。
上記の成形用樹脂を用いた以外は実施例1と同様にして、注ぎ口部がフッ素樹脂コーティングされたキャップを得た。得られたキャップの注ぎ口についての各種評価を行い、その結果を表1に示す。
成形用樹脂として、ポリプロピレン(日本ポリプロ社製ウエルネックスRMG02VC、MFR=20g/10min)を用意した。
上記の成形用樹脂を用いた以外は実施例2と同様にして、注ぎ口部がフッ素樹脂コーティングされたキャップを得た。得られたキャップの注ぎ口についての各種評価を行い、その結果を表1に示す。
成形用樹脂として、ポリプロピレン(日本ポリプロ社製ウエルネックスRMG02VC、MFR=20g/10min)を用意した。
上記の成形用樹脂を用いた以外は実施例3と同様にして、注ぎ口部がフッ素樹脂コーティングされたキャップを得た。得られたキャップの注ぎ口についての各種評価を行い、その結果を表1に示す。
成形用樹脂として、ポリプロピレン(日本ポリプロ社製ウエルネックスRMG02VC、MFR=20g/10min)を用意した。
注ぎ口の内容液を注ぐ際の流路となる部分(上面110a)と液垂れ発生時の流路となる部分(背面110b)に対応する金型部分に、ブラスト処理(日本エッチング社製HN20加工)を施した。
上記の成形用樹脂と金型とを用いて射出成形を行いキャップを成形した以外は比較例3と同様にして、注ぎ口部がフッ素樹脂コーティングされたキャップを得た。得られたキャップの注ぎ口についての各種評価を行い、その結果を表1に示す。
注ぎ口の内容液を注ぐ際の流路となる部分(上面110a)と液垂れ発生時の流路となる部分(背面110b)に対応する金型部分に、ブラスト処理(日本エッチング社製HN23加工)を施しキャップを成形した以外は実施例8と同様にして、注ぎ口部がフッ素樹脂コーティングされたキャップを得た。得られたキャップの注ぎ口についての各種評価を行い、その結果を表1に示す。
注ぎ口の内容液を注ぐ際の流路となる部分(上面110a)と液垂れ発生時の流路となる部分(背面110b)に対応する金型部分に、ブラスト処理(日本エッチング社製HN26加工)を施しキャップを成形した以外は実施例8と同様にして、注ぎ口部がフッ素樹脂コーティングされたキャップを得た。得られたキャップの注ぎ口についての各種評価を行い、その結果を表1に示す。
成形用樹脂として、ポリエチレン(日本ポリエチレン社製カーネルKS571、MFR=20g/10min)を用意した。
上記の成形用樹脂を用いた以外は実施例8と同様にして、注ぎ口部がフッ素樹脂コーティングされたキャップを得た。得られたキャップの注ぎ口についての各種評価を行い、その結果を表1に示す。
成形用樹脂として、ポリプロピレン(日本ポリプロ社製ウエルネックスRFX4、MFR=6g/10min)とポリエチレン(日本ポリエチレン社製カーネルKS560T、MFR=16.5g/10min)との80:20(重量比)のブレンド物を用意した。
上記の成形用樹脂を用いた以外は実施例8と同様にして、注ぎ口部がフッ素樹脂コーティングされたキャップを得た。得られたキャップの注ぎ口についての各種評価を行い、その結果を表1に示す。
成形用樹脂として、ポリプロピレン(日本ポリプロ社製ウエルネックスRMG02VC、MFR=20g/10min)を用意した。
注ぎ口の内容液を注ぐ際の流路となる部分(上面110a)と液垂れ発生時の流路となる部分(背面110b)に対応する金型部分を切削加工し、算術平均粗さRaが11.0μm、要素平均高さRh(Rc/RSm)が1.05となる粗面を形成した。
上記の成形用樹脂と金型とを用いて射出成形を行いキャップを成形した以外は比較例3と同様にして、注ぎ口部がフッ素樹脂コーティングされたキャップを得た。得られたキャップの注ぎ口についての各種評価を行い、その結果を表1に示す。
注ぎ口の内容液を注ぐ際の流路となる部分(上面110a)と液垂れ発生時の流路となる部分(背面110b)に対応する金型部分を切削加工し、算術平均粗さRaが120.0μm、要素平均高さRh(Rc/RSm)が1.15となる粗面を形成した。
上記の金型を用いて射出成形を行った以外は実施例13と同様にして、注ぎ口部がフッ素樹脂コーティングされたキャップを得た。得られたキャップの注ぎ口についての各種評価を行い、その結果を表1に示す。
注ぎ口の内容液を注ぐ際の流路となる部分(上面110a)と液垂れ発生時の流路となる部分(背面110b)に対応する金型部分を切削加工し、算術平均粗さRaが220.0μm、要素平均高さRh(Rc/RSm)が1.22となる粗面を形成した。
上記の金型を用いて射出成形を行いキャップを成形した以外は実施例13と同様にして、注ぎ口部がフッ素樹脂コーティングされたキャップを得た。得られたキャップの注ぎ口についての各種評価を行い、その結果を表1に示す。
注ぎ口の内容液を注ぐ際の流路となる部分(上面110a)と液垂れ発生時の流路となる部分(背面110b)に対応する金型部分を切削加工し、算術平均粗さRaが11.0μm、要素平均高さRh(Rc/RSm)が4.7となる粗面を形成した。
上記の金型を用いて射出成形を行いキャップを成形した以外は実施例13と同様にして、注ぎ口部がフッ素樹脂コーティングされたキャップを得た。得られたキャップの注ぎ口についての各種評価を行い、その結果を表1に示す。
注ぎ口の内容液を注ぐ際の流路となる部分(上面110a)と液垂れ発生時の流路となる部分(背面110b)に対応する金型部分を切削加工し、算術平均粗さRaが11.0μm、要素平均高さRh(Rc/RSm)が8.9となる粗面を形成した。
上記の金型を用いて射出成形を行いキャップを成形した以外は実施例13と同様にして、注ぎ口部がフッ素樹脂コーティングされたキャップを得た。得られたキャップの注ぎ口についての各種評価を行い、その結果を表1に示す。
110a:注ぎ口の内容液を注ぐ際の流路となる部分
110b:液垂れ発生時の流路となる部分(背面)
150:注出ノズル
200:液体流路
Claims (7)
- プラスチックに対して高い濡れ性を示す高濡れ性液体が注ぎ出される際の注ぎ口を備えたプラスチック成形体において、
前記注ぎ口での液垂れを生じたときの液垂れ流路となる面及び液注ぎ出し時の液流路となる面の少なくとも何れかに、フッ素樹脂コーティングが施されており、該フッ素樹脂コーティングの表面は、面粗さ測定での算術平均粗さ(Ra)が0.4〜200μmの範囲にあり且つ線粗さ測定における平均高さ(Rc)/要素平均長さ(RSm)で定義される要素平均高さ(Rh)が0.04〜10の範囲にある粗面となっていることを特徴とする液注出用プラスチック成形体。 - 前記フッ素樹脂コーティングが施される下地面が前記算術平均粗さ(Ra)及び前記要素平均高さ(Rh)を有する粗面となっており、該粗面が前記フッ素樹脂コーティングの表面に反映されている請求項1に記載の液注出用プラスチック成形体。
- 前記高濡れ性液体が、ポリオレフィン樹脂に対しての接触角が40度以下の液体である請求項1または2に記載の液注出用プラスチック成形体。
- 少なくとも前記注ぎ口の表面がポリオレフィン樹脂により形成されている請求項1〜3の何れかに記載の液注出用プラスチック成形体。
- 袋状容器或いは紙容器に装着されるスパウトである請求項1〜4の何れかに記載の液注出用プラスチック成形体。
- 容器口部に装着されるキャップであり、該キャップは、容器内に収容されている高濡れ性液体を注出する際の注ぎ口を有する注出ノズルを備えている請求項1〜4の何れかに記載の液注出用プラスチック成形体。
- ボトルであり、該ボトルの口部に前記注ぎ口が形成されている請求項1〜4の何れかに記載の液注出用プラスチック成形体。
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