JP6273736B2 - 粘稠な内容物が収容される包装容器 - Google Patents
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Description
即ち、この注出部材は、ボトル等の容器(の口部)、キャップ、ノズル、スパウト等の形態を有しているものであり、これらの上端面(内容物が注ぎ出される注出路の先端部)に疎水性無機微粒子の疎水性層を形成したというものである。
しかしながら、液垂れをかなり効果的に防止することができるといっても、多少の液垂れは生じてしまい、さらに液切れ性を高め、確実に液垂れを防止することが求められている。即ち、粘稠な流動性内容物が容器外面に沿って流れ落ちてしまうと、流れ落ちる量が少量であっても、容器外面を汚し、これを払拭したとしても、ベタツキなどが残ってしまうからである。
該内容物が排出される排出口を上端に有する注出用管を備え且つ該注出用管の内部空間には、排出される内容物によって閉じられる狭い直胴部分を有しており、
前記注出用管の排出口及び内部空間が、該内容物が流れる注出流路となっており、該注出流路の表面には、非付着性処理がされていることを特徴とする包装容器が提供される。
(1)前記非付着性処理がされている注出流路表面は、原子間力顕微鏡により10μmx10μmの範囲を走査して得られる表面形状プロファイルにおいて、下記式(1):
r=S/S0 (1)
式中、
Sは表面形状プロファイルから得られる表面積であり、
S0は走査範囲面積(100μm2)、
で表される比表面積rが1.10乃至2.00の範囲にあること、
(2)前記非付着性処理がされている注出流路表面は、該表面に純水20μLを滴下したとき、この純水が滑落する該表面の角度として定義される転落角が5°以下であること、
(3)前記非付着性処理がされている注出流路表面には、疎水性無機微粒子が分布していること、
(4)前記疎水性無機微粒子が、シリカ微粒子表面に疎水性官能基が導入されたものであること、
(5)容器本体と、容器本体口部に装着された注出具とを有しており、該注出具に前記注出流路が形成されていること、
(6)前記注出具がキャップであること、
(7)前記粘稠な内容物が、100mPa・s以上の粘度(25℃)を有していること、
(8)前記注出用管の内部空間の直胴部分は、10mm以下で6mm以上の内径を有していること、
(9)前記注出流路の表面は、非付着性処理により粗面となっていること、
(10)前記粘稠な内容物が、100mPa・s以上の粘度(25℃)を有しており、容器の弾性復帰によって該内容物が容器内部へ引き込んだときに、前記直胴部分表面に内容物が付着しないこと、
が好ましい。
しかしながら、上記の手段においても、内容物が粘稠になると、少量ではあるが液垂れを生じてしまう。先にも述べたが、粘稠な内容物では、ごく僅かな量の液垂れであったとしても容器の外壁を汚し、ベタツキなどの原因となってしまう。しかるに、本発明では、非付着性処理とサックバックとを組み合わせると同時に、内容物が流れる注出流路に、排出される内容物によって閉じられる狭い流路空間を形成しておくことにより、非付着性処理及びサックバックによる液切れ性が相乗的に高められ、この結果、粘稠な内容物の排出に際しての液垂れをほぼ完全に防止することが可能となったものである。
一方、キャップの注出口に同様の非付着処理がされているが、容器がサックバック性を有していないものについて、同様の試験を行ったところ、0.13gが注出口の先端から外面に垂れ落ちている(比較例1)。また、サックバック性を有している容器を用いたが、キャップの注出口に非付着性処理がされていないものについての同様な試験では、0.82gが注出口の先端から外面に垂れ落ちている(比較例2)。
即ち、サックバック性容器では、上記のような狭い空間で内容物が閉じられているため、容器の弾性復帰による容器内圧の低下によって注出流路から容器内に空気が流入する際、この空気が内容物を効果的に容器内に押し込むこととなり、これにより液切れ性が高められている。
一方、非付着処理では、注出流路が粗面になり、この表面を内容物が流れる際、空気を巻き込み易く、内容物と注出流路との界面に空気が存在することとなり、この結果、内容物の注出流路面への付着が防止され、さらには内容物に対する滑り性が向上する。しかるに、上記のような狭い空間が形成されていると、サックバックによる吸引により狭い空間に多量の空気が流入する。この結果、非付着処理がなされた注出流路の表面を内容物が流れる際の空気の巻き込みがより一層顕著となり、非付着処理による内容物の非付着性や滑り性が一層向上することとなる。
このように、内容物により閉じられる狭い流路空間を注出流路に形成することにより、非付着処理による液切れ向上性及びサックバックによる液切れ向上性の何れもがさらに高められるため、粘稠な内容物を排出する際の液垂れ防止性が飛躍的に向上するわけである。
首部1aの外周面には、キャップを螺子締結するための螺条1eが形成されており、螺条1eの下方には、サポートリング1fが形成されており、螺条1eとの螺子係合によりキャップ3が容器本体1にしっかりと固定されている。
さらに、注出用管9の一部が、上記のように内径dが小さくなっているような形態とすることも可能である。例えば、注出用管9を大径に形成しておき、この内部を、開口形成用の無端状スコア(引き裂き用薄肉部)を有する仕切り壁により閉じた形態とすることができる。即ち、該スコアで囲まれる部分に上端にプルリングを備えた支柱を形成しておき、このプルリングを引っ張ってスコアを引き裂き、内容物注出用の開口が形成されるように設計することができる。この場合、無端状スコアによって形成される開口を、上記のような内径dを有する狭い空間とすることにより、上記と同様、サックバック性を最大限に発揮させることができる。
即ち、注出用管9の内部及びその先端部分9aがこのような比表面積rの大きな粗面になっているため、粘稠な内容物が、注出用管9の内部を通って排出されるとき、この内容物と注出管9の壁面との間に空気が巻き込まれ、これにより内容物と注出用管9との接触面積が小さくなり、この結果、粘稠な内容物に対する非付着性や滑り性が高められ、注出用管9の壁面に粘稠な内容物が付着せず、速やかに排出されることとなる。さらに、容器本体1の胴部1cの押圧を停止したとき、上記で述べたサックバック性により、注出用管9の内部に存在する粘稠な内容物は容器本体1の内部に回収されるが、注出管9の内壁面及び上端面9aは内容物に対する非付着性や滑り性が高められているばかりか、注出管9内の狭い空間に空気が一気に流入するため、内容物と注出管9の内壁面及び上端面9aとの間に空気が巻き込まれ易く、このため、非付着性処理による内容物に対する非付着性や滑り性はさらに高められている。この結果、内容物の液切れ性が飛躍的に高められており、内容物の排出停止に際しての液垂れが確実に防止することが可能となる。
分散媒としては、これに限定されないが、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロビルアルコール、アリルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、3−メトキシー3−メチル−1−ブタノール、1−メトキシ−2−プロパノール等のアルコール類、アセトン、エチルメチルケトン等のケトン類、ジメチルエーテル、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル類、酢酸エチル等のエステル類、水のような極性溶媒、ヘキサン、n−ヘキサン、ヘプタン、イソオクタン等の非極性溶を適宜選択することができる。さらに、性能を損なわない範囲内で、分散剤、粘度調整剤を適宜添加することができる。
尚、分散媒を用いて無機微粒子20を所定の面に付着させた状態で、適当な治具を使用し、無機微粒子20を押圧することにより、これをしっかりと固定することもできる。
本発明において、特に好適に使用される無機微粒子20は、コストや入手のし易さから、疎水性シリカ微粒子であり、ジメチルシリル基、トリメチルシリル基で表面修飾、あるいはシリコーンオイルで表面被覆されている疎水性シリカ微粒子が最も好ましい。
同様に、キャップ3も公知の熱可塑性樹脂で形成されていてよいが、一般的には、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンやPET等のポリエステルで形成される。
例えば、キャップ本体5は、容器首部1aに螺子係合により固定されているが、嵌合により容器首部1aに固定されていてもよい。また、オーバーキャップ7は、キャップ本体5にヒンジ連結されているが、勿論、このキャップ7は、キャップ本体5に螺子締結されるようなものであってよい。
尚、以下の実施例等で行った各種の特性、物性等の測定方法等は次の通りである。
後述の方法で作製した注出部材の注出流路表面における表面形状を、原子間力顕微鏡(NanoScopeIII、Digital Instruments社製)により測定した。測定条件を下記に示す。
カンチレバー:共振周波数f0=363〜392kHz、
バネ定数k=20〜80N/m
測定モード:タッピングモード
Scanrate:0.6Hz
スキャン範囲:10μmx10μm
スキャンライン数:256
r=S/S0 (1)
式中、
Sは表面形状プロファイルから得られる表面積であり、
S0は走査範囲面積(100μm2)である。
Z(i)は各データポイントのZの値であり、
Zaveは全Z値の平均値である。
後述の方法で作製した注出部材の注出流路表面における水の転落角を、固液界面解析システムDropMaster700(協和界面科学(株)製)を用いて測定した。23℃、50%RHの条件下、水平状態(傾斜角0°)で注出流路表面に20μLの蒸留水をのせ、徐々に傾斜角を増加させ、水滴が転落した最終の傾斜角度を測定し、このときの角度を水の転落角とした。転落角が小さい程、付着性が低い表面である。
後述の方法で作製した容器に、内容物としてトマトケチャップ(カゴメ(株)製)を500g充填し、この容器に後述の方法で用意した注出部材(ヒンジキャップ)を装着した。容器胴部を押すことで内容物を約10g排出し、排出後、押圧を停止した後、ヒンジキャップを閉じた。この操作を容器内残存量が約200gになるまで繰り返し行った。容器内残存量が約200gになった段階で、キャップの注出口の先端から外面側に垂れ落ちているか否かを目視により判断した。また、外面側に垂れ落ちて付着した内容物の重量を測定した。
粘稠性内容物として用いたトマトケチャップの粘度を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℃で測定した値を下記に示す。
ケチャップ:粘度=1050mPa・s
後述の方法で作製した容器に、内容品を充填しない状態(空気が入った状態)で注出部材(ヒンジキャップ)を装着した。キャップを開け、注出流路が開いた状態で容器胴部を押し、内容積を小さくした後、押圧を停止した。押圧停止と同時に、変形部が速やかに弾性復帰したものをサックバック性有り(○)、速やかに弾性復帰しなかったものをサックバック性無し(×)と評価した。
後述の方法で成形した多層ボトルの底から50mmの位置での胴部水平断面における層構成を偏光顕微鏡にて観察し、ボトルの胴部厚み、および層構成を求めた。断面に対し、0°、90°、180°、270°の位置での層構成を観察し、4方向での平均値をボトルの胴部厚み、層構成とした。
1.ヒンジキャップの注出流路への非付着性処理
疎水性シリカ(RX300、日本アエロジル製)3gをエタノール(特級、和光純薬製)97g、およびスターラーチップをガラス瓶中に入れ密閉し、30分間スターラーで攪拌した後、30分間超音波処理を行い、疎水性シリカの懸濁液を調整した。
注出流路内径φ6mm、流路長さが4mmの注出口を有するポリプロピレン製のヒンジキャップを用いて、注出部のみ上述の疎水性シリカの懸濁液中に浸漬した後、大気中で乾燥させ、注出流路に非付着性処理されたヒンジキャップを得た。得られたヒンジキャップを用いて、注出流路表面の表面形状測定、ならびに水の転落角測定を行った。結果を表1に示す。
40mm押出機に、最外層および最内層形成用樹脂として、ポリプロピレン(MFR=1.2)、50mm押出機に第2内層形成用樹脂として、ポリプロピレン(MFR=1.2)、30mm押出機Aに接着剤層形成用樹脂として酸変性ポリプロピレン、30mm押出機Bにガスバリア層形成用樹脂としてエチレンビニルアルコール共重合体、の樹脂ペレットをそれぞれ供給し、温度210℃の多層ダイヘッドより溶融パリソンを押し出し、公知のダイレクトブロー成形法により内容量500g、重量20gの4種6層の多層容器を作製した。
胴部厚み:475μm
最外層:70μm
接着材層:15μm
ガスバリア層:20μm
接着材層:10μm
第2内層:280μm
最内層:80μm
1で準備したキャップを2で準備した容器に装着し、上述のサックバック性評価を行った。本包装容器は押圧停止と同時に変形部が速やかに弾性復帰し、サックバック性を有していた。サックバック性試験後、上述の粘稠性内容物の液だれ性試験を行った。結果をまとめて表1に示す。本包装容器では、使用時の液切れ性が非常に良好であった。また、容器胴部への押圧停止とともに容器胴部がサックバックした際、注出流路内に閉じ込められた内容物が容器内部へ引き込まれ、全く液だれが起こらなかった。
1.ヒンジキャップの注出流路への非付着性処理
実施例1と同様の手順で、注出流路内径φ6mm、流路長さが4mmの注出口を有するポリプロピレン製のヒンジキャップを用い、注出流路に非付着性処理されたヒンジキャップを得た。得られたヒンジキャップを用いて、水の転落角測定を行った。結果を表1に示す。
40mm押出機に、最外層および最内層形成用樹脂として、ポリエチレン(MFR=0.4)、50mm押出機に第2内層形成用樹脂として、ポリエチレン(MFR=0.4)、30mm押出機Aに接着剤層形成用樹脂として酸変性ポリエチレン、30mm押出機Bにガスバリア層形成用樹脂としてエチレンビニルアルコール共重合体、の樹脂ペレットをそれぞれ供給し、温度210℃の多層ダイヘッドより溶融パリソンを押し出し、公知のダイレクトブロー成形法により内容量500g、重量18gの4種6層の多層容器を作製した。
胴部厚み:345μm
最外層:30μm
接着材層:10μm
ガスバリア層:15μm
接着材層:10μm
第2内層:200μm
最内層:80μm
1で準備したキャップを2で準備した容器に装着し、上述のサックバック性評価を行った。本包装容器は押圧停止と同時に変形部が速やかに弾性復帰せず、サックバック性を有さなかった。サックバック性試験後、上述の粘稠性内容物の液だれ性試験を行った。結果をまとめて表1に示す。本包装容器では、使用時の液切れ性が非常に良好であった。しかし、容器胴部への押圧停止時、容器胴部がサックバックせず、注出流路内に閉じ込められた内容物が容器内部へ引き込まれなかった。繰り返し使用していくと、外面側に若干量の液だれが発生した。
1.ヒンジキャップの準備
注出流路に非付着性処理を施さない注出流路内径φ6mm、流路長さが4mmの注出口を有するポリプロピレン製のヒンジキャップを準備した。このヒンジキャップを用いて、注出流路表面の表面形状測定、ならびに水の転落角測定を行った。結果を表1に示す。
実施例1と同様の手順で内容量500g、重量20gの4種6層の多層容器を作製した。
胴部厚み:475μm
最外層:70μm
接着材層:15μm
ガスバリア層:20μm
接着材層:10μm
第2内層:280μm
最内層:80μm
1で準備したキャップを2で準備した容器に装着し、上述のサックバック性評価を行った。本包装容器は押圧停止と同時に変形部が速やかに弾性復帰し、サックバック性を有していた。サックバック性試験後、上述の粘稠性内容物の液だれ性試験を行った。結果をまとめて表1に示す。本包装容器では、使用時の液切れ性が悪く、液だれが発生した。また、容器胴部への押圧停止とともに容器胴部がサックバックした際、注出流路内に閉じ込められた内容物が容器内部へ完全には引き込まれず、注出口付近に内容物が付着残存した。繰り返し使用するに従って、液切れがさらに悪くなり、液だれが顕著に発生した。
1.ヒンジキャップの準備
比較例2と同様に、注出流路に非付着性処理を施さないポリプロピレン製ヒンジキャップを準備した。このヒンジキャップを用いて水の転落角測定を行った。結果を表1に示す。
比較例1と同様の手順で、内容量500g、重量18gの4種6層の多層容器を作製した。
胴部厚み:345μm
最外層:30μm
接着材層:10μm
ガスバリア層:15μm
接着材層:10μm
第2内層:200μm
最内層:80μm
1で準備したキャップを2で準備した容器に装着し、上述のサックバック性評価を行った。本包装容器は押圧停止と同時に変形部が速やかに弾性復帰せず、サックバック性を有さなかった。サックバック性試験後、上述の粘稠性内容物の液だれ性試験を行った。結果をまとめて表1に示す。本包装容器では、使用時の液切れ性が悪く、液だれが発生した。さらに、容器胴部への押圧停止時、容器胴部がサックバックせず、注出流路内に閉じ込められた内容物が容器内部へ引き込まれなかった。繰り返し使用するに従って、液切れがさらに悪くなり、液だれが顕著に発生した。
3:キャップ
5:キャップ本体
7:オーバーキャップ
9:注出用管
20:無機微粒子
30:包装容器
Claims (11)
- サックバック性を有し且つ粘稠な内容物が収容される包装容器であって、
該内容物が排出される排出口を上端に有する注出用管を備え且つ該注出用管の内部空間には、排出される内容物によって閉じられる狭い直胴部分を有しており、
前記注出用管の排出口及び内部空間が、該内容物が流れる注出流路となっており、該注出流路の表面には、非付着性処理がされていることを特徴とする包装容器。 - 前記非付着性処理がされている注出流路表面は、原子間力顕微鏡により10μmx10μmの範囲を走査して得られる表面形状プロファイルにおいて、下記式(1):
r=S/S0 (1)
式中、
Sは表面形状プロファイルから得られる表面積であり、
S0は走査範囲面積(100μm2)、
で表される比表面積rが1.10乃至2.00の範囲にある請求項1に記載の包装容器。 - 前記非付着性処理がされている注出流路表面は、該表面に純水20μLを滴下したとき、この純水が滑落する該表面の角度として定義される転落角が5°以下である、請求項1に記載の包装容器。
- 前記非付着性処理がされている注出流路表面には、疎水性無機微粒子が分布している、請求項2に記載の包装容器。
- 前記疎水性無機微粒子が、シリカ微粒子表面に疎水性官能基が導入されたものである、請求項4に記載の包装容器。
- 容器本体と、容器本体口部に装着された注出具とを有しており、該注出具に前記注出流路を有する注出用管が形成されている請求項1〜5の何れかに記載の包装容器。
- 前記注出具がキャップである請求項6に記載の包装容器。
- 前記粘稠な内容物が、100mPa・s以上の粘度(25℃)を有している請求項1〜7の何れかに記載の包装容器。
- 前記注出用管の内部空間の直胴部分は、10mm以下で6mm以上の内径を有している請求項1〜8の何れかに記載の包装容器。
- 前記注出流路の表面は、非付着性処理により粗面となっている請求項1に記載の包装容器。
- 前記粘稠な内容物が、100mPa・s以上の粘度(25℃)を有しており、容器の弾性復帰によって該内容物が容器内部へ引き込んだときに、前記直胴部分表面に内容物が付着しない、請求項3に記載の包装容器。
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