JP6460274B2 - 撥液性プラスチック成形体及びその製造方法 - Google Patents
撥液性プラスチック成形体及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6460274B2 JP6460274B2 JP2018073725A JP2018073725A JP6460274B2 JP 6460274 B2 JP6460274 B2 JP 6460274B2 JP 2018073725 A JP2018073725 A JP 2018073725A JP 2018073725 A JP2018073725 A JP 2018073725A JP 6460274 B2 JP6460274 B2 JP 6460274B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plastic molded
- molded body
- transfer
- reentrant
- fluorine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Bag Frames (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
このような手段として、表面に凹凸を形成するという手段が知られている。
また、表面に凹凸を設けるという手段は、表面形状により物理的に撥液性を付与するというものである。即ち、凹凸面上を液が流れるときには、凹部にエアポケットが形成され、凹凸面と液体との接触状態が固液接触及び気液接触となり、しかも、気体(空気)は最も疎水性の高い物質である。このため、凹凸の粗密を適宜設定することにより、著しく高い撥液性が発現するというものである。しかしながら、かかる手段では、液が繰り返し凹凸面上を流れていくと、次第に凹部に液が溜まっていき、エアポケットが次第に失われていき、この結果、撥液性が次第に低下していくこととなる。
この成形体では、一次凹凸の領域内に、さらに微細な二次凹凸が形成されているため、一次凹凸内への液体の侵入が有効に抑制され、一次凹凸による撥液性が安定に維持されるというものである。
しかしながら、このような手段によっても、液切れ性や液転落性の低下を抑制するには限界がある。即ち、二次凹凸内への液体の侵入を完全に防止することはできず、二次凹凸に形成されるエアポケットによる撥液性は徐々に低下していき、従って、一次凹凸内に徐々に液体が侵入することとなり、やはり、撥液性の経時的低下は免れない。
しかしながら、上記の手段は、容器の口部を撥液性として液垂れを防止するなどの手段には好適であるが、粘稠な流動体が撥液性の表面に常時接触しているようなときには、撥液性が十分に発揮されないことがあり、さらなる改善が求められている。
しかしながら、このようなリエントラント構造体は、フォトリソグラフィーによりノズルプレートの所定の表面部分にマスク材を形成し、次いでドライエッチング装置を用いてのエッチングによりリエントラント構造を形成する凹部を作製し、この後、マスク材を除去するという極めて面倒な手段により製造されるものであり、シリコンなどからなるインクジェットヘッドのノズルプレートには適用できるが、コストや生産性のなどの観点から、包装材の分野には全く適用できない。さらに、粘稠な液が常時接触している状態での撥液性の寿命などについても、特許文献3では全く検討されていない。
前記撥液性表面は、拡径した頭部を有するピラーの配列により形成されたリエントラント構造表面を有しており、
前記リエントラント構造表面の少なくとも一部には、フッ素原子が分布している含フッ素表面を有していることを特徴とする撥液性プラスチック成形体が提供される。
(1)前記含フッ素表面が、フッ素プラズマ処理面であること、
(2)フィルムの形態を有していること、
が好適である。
特にフィルム形態の撥液性プラスチック成形体は、これを製袋して袋状容器として使用される。
所定形状に成形されたプラスチック成形体と、直胴形状の柱状凸部の配列により形成された凹凸表面を転写面として有する転写用型とを用意する工程;
前記プラスチック成形体の表面に前記転写用型の転写面を対面させ、該転写面の凹凸表面を該プラスチック成形体表面に転写させることにより、リエントラント前駆構造体表面を形成する転写工程;
前記転写により形成されたリエントラント前駆構造体表面に分布しているピラーを加熱及び/または加圧して、該ピラーの上端部を拡径させることにより、前記前駆体表面をリエントラント構造表面とする表面形状変形工程;
前記リエントラント構造表面の少なくとも一部にフッ素原子を分布させるフッ素表面分布工程;
を含むことを特徴とする撥液性プラスチック成形体の製造方法(転写法1或いはリフロー法)が提供される。
前記プラスチック成形体の表面に前記転写用型の転写凹凸表面を対面させ、該転写凹凸表面を該プラスチック成形体表面に転写させることにより、リエントラント構造表面を該プラスチック成形体の表面に形成する転写工程;
前記リエントラント構造表面の少なくとも一部にフッ素原子を分布させるフッ素表面分布工程;
を含むことを特徴とする撥液性プラスチック成形体の製造方法(転写法2)が提供される。
(1)前記フッ素表面分布工程において、前記プラスチック成形体表面が、含フッ素化合物が配合された樹脂により形成されており、該フッ化化合物のブリーディングにより、フッ素原子の表面分布が行われること、
(2)前記フッ素表面分布工程において、前記リエントラント構造表面の少なくとも一部をフッ素プラズマ処理することにより、フッ素原子の表面分布が行われること、
が好適である。
所定形状に成形されたプラスチック成形体と、端面が拡径した形状のプラスチック製柱状体とを用意する工程;
前記プラスチック製柱状体の多数個を、前記プラスチック成形体の表面に接合することにより、リエントラント構造表面を形成する表面形成工程;
次いで、前記リエントラント構造表面の少なくとも一部にフッ素原子を分布させるフッ素表面分布工程;
を含むことを特徴とする撥液性プラスチック成形体の製造方法が提供される。
このような接合法においては、
(1)前記表面形成工程において、前記プラスチック製柱状体の前記プラスチック成形体表面への接合を、静電植毛により行うこと(静電植毛法と呼ばれる)、
或いは、
(2)前記表面形成工程において、前記プラスチック製柱状体の前記プラスチック成形体表面への接合を、該プラスチック製柱状体を該プラスチック成形体表面に溶射することにより行うこと(溶射法と呼ばれる)、
という手段が採用される。
このような静電植毛法或いは溶射法では、
(a)前記フッ素表面分布工程において、前記リエントラント構造表面の少なくとも一部が、フッ素化合物が配合された樹脂により形成されており、該含フッ化化合物のブリーディングにより、フッ素原子の表面分布が行われること、
(b)前記フッ素表面分布工程において、前記リエントラント構造表面の少なくとも一部をフッ素プラズマ処理することにより、フッ素原子の表面分布が行われること、
が好適である。
さらに、この撥液性プラスチック成形体は、成形体表面を直接エッチングするなどの手法を採用することなく、連続的に製造することができるため、製造コストも安価であり且つ生産性が高いという利点を有している。
従って、本発明の撥液性プラスチック成形体は、液体が常時接触した状態で保持される包装分野(特に容器)に好適に適用され、例えば、カレーのような粘稠な流動体(例えば25℃での粘度が250mPa・s以上)を内容物として収容する袋状容器などとして使用した場合、製造から半年〜1年もの時間が経過した後でも、内部に付着残存することなく、速やかに内容物を排出することができる。
このリエントラント構造は、凹凸表面の凹部の上端が底部に比して狭くなっている形態であり、液滴が凹部の内部に入り難い構造となっており、この結果、上述したCassieモードが長期にわたって安定に保持されることとなる。
一方、図3(a)及び(b)で形成されている凹凸表面100が、本発明で採用されているリエントラント構造を有しているパターンである。即ち、これらのパターンでは、何れも、拡径した頭部を有するピラー20(以下、ピニングピラーと呼ぶ)が配列されており、これにより、凹部100aは、底部が広く且つ上部が狭い形態となっている。即ち、リエントラント構造が形成されている。
特に図3(b)のダブルリエントラント構造では曲率の小さなメニスカスが形成され、大きな圧力ΔP(>Δp)が加わってもメニスカスが反転することが無いため、優れた撥液性が長時間維持される。
また、この凹凸表面100を占めるピニングピラー20の頭部20aの単位投影面積当たりの面積割合Φは0.05〜0.8の範囲が好適である。
かかるフッ素原子の分布により、例えば、図3(a)のシングルリエントラント構造では、カレーのような粘稠な流動体が常時接触している場合において、約半年以上、初期と同様の撥液性が維持され、図3(b)のダブルリエントラント構造では、約1年近く、初期と同様の撥液性が維持されている。
一般に、包装材分野では、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンもしくはプロピレンと他のオレフィンとの共重合体などに代表されるオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルが表面形成用の樹脂として代表的である。
また、上記の樹脂には、後述するブリーディング性の含フッ素化合物などが表面にフッ素原子を分布させるために配合されていてもよい。
さらに、用途に応じては、プラスチック成形体1の背面にアルミ箔等の金属箔が接着固定されていてもよいし、後述する製法によっては、ピニングピラー20のみが他の樹脂で形成されることもある。
上述したリエントラント構造表面を有する本発明の撥液性プラスチック成形体は、大きく分けて、転写法と接合法により製造される。
以下に示す方法は、転写法の中でもリフロー法(転写法1)と呼ぶことができ、この方法は、図4に示されているようなプロセスで実施されており、転写用型を用意する工程、転写工程については、以下で示す公知技術等を利用しても良い。(例えば、Keisuke Nagato et al;J.mat.Proc.Tech,214,2444−2449(2014)参照)
先ず、所定形状に成形されたプラスチック成形体1と、リエントラント前駆構造の表面を形成するための転写用型3とを用意する。
透明基板5の表面自体を転写面とするときには、レーザーは透明板を透過してしまうので、プラスチック成形体1の材料にはレーザー吸収性の高い材料に限定されてしまう。
次いで、図4(b)に示されているように、プラスチック成形体1に圧力Pを加えて転写面に圧接しながら、透明基板5側からレーザー光を照射して転写面に形成されている穴部7aを局部的に加熱し、穴部7aをプラスチック成形体1の表面に押し込んでいく。用いるレーザー光は、穴部7aの押し込みが可能なレベルに穴部7aを加熱できる限り、任意のレーザーを用いることができる。
スポット加熱により成形体1の表面だけが加熱、押し込みされるので、成形体1全体が熱変形することがなく、特に成形体1がフィルム状の剛性が無い製品であっても、熱変形によるシワは発生しない。
このようなリエントラント前駆構造面は、図4(d)に示されているように、先端が先細の鉛筆型ピラー30が配列された面となっている。
この方法は、通常の転写法(転写法2)であり、上記のような転写用型3において、リエントラント構造表面を転写により直接プラスチック成形体1の表面に形成することができる。
このような転写基板9の拡径幅部9b側が透明基板5に対面するように、転写基板9と透明基板5とが接合されて転写用型3が形成されており、上端に拡径幅部9bを有する貫通孔9aの配列により、転写により直接リエントラント構造表面をプラスチック成形体1の表面に形成することができる。即ち、前述した方法と同様、転写用型3(転写基板9)にプラスチック成形体1を重ね、レーザー光を照射しながら加圧し、次いでプラスチック成形体1を引き離すことにより、プラスチック成形体1の表面にリエントラント構造表面を転写させることができる。
または、透明基板5のかわりにヒートシンク基板5を準備し、転写基板9と対面しない面に、ハロゲンランプ、レーザー等の加熱線源を吸収する塗料(例えば黒色塗料)を塗工する、もしくは、表面を粗面化するなどして加熱線の吸収を良くしておき、ハロゲンランプないしレーザーを転写用金型3に対しヒートシンク基板5側から照射、加熱したのち、プラスチック成形体1を重ね、加圧し、次いでプラスチック成形体1を引き離すことにより、プラスチック成形体1の表面にリエントラント構造表面を転写させることができる。
このようなフッ素原子の分布手段としては、プラスチック成形体1の成形に使用する前述した樹脂中にブリーディング性の含フッ素化合物を配合しておくという手段が最も好適に使用される。即ち、含フッ素化合物が配合された樹脂を用いて成形されたプラスチック成形体1は、経時と共に表面に含フッ素化合物がブリーディングし、結果として表面にフッ素原子が分布することとなる。
含フッ素化合物の配合量は、前述した量のフッ素原子が表面に分布するような量に設定しておけばよい。
かかる含フッ素変性オレフィン系樹脂としては、例えば下記式で表されるフルオロアルキル基2鎖型ポリマーが知られている。(例えば、川瀬徳三;超撥水・超撥油技術,繊消誌,55(6),2014参照)
Rfは、パーフロロヘキシル基(C6F13)である。
このようなフッ素プラズマ処理は、それ自体公知の方法で行うことができる。例えば、CF4ガスやSiF4ガスなどを使用し、リエントラント構造面を有するプラスチック成形体1を、一対の電極間に配置し、高周波電界を印加することにより、フッ素原子のプラズマ(原子状フッ素)を生成させ、これをリエントラント構造面に衝突させることによって、リエントラント構造面を形成している樹脂の分子鎖中にフッ素原子を組み込むことができる。即ち、表面の樹脂が気化乃至分解し、同時に、フッ素原子が組み込まれることとなる。
上述した転写法が、プラスチック成形体1の表面を加工することによりリエントラント構造面を形成するのに対して、接合法は、リエントラント構造面を形成するピニングピラー20を外添接合するという方法である。
かかる柱状体としては、図6に示された形態のものが使用される。図6において、この柱状体は40で示されている。
また、図6(b)に示されている形態の柱状体40は、やはりプラスチック製繊維から形成されている撚糸を切断することにより得られる。かかる柱状体40においても、切断により端部40bが拡径した形態となり、この端部40bがピニングピラー20の頭部20aに相当するものとなる。この図6(b)の柱状体40は、撚糸の切断により得られたものであるため、端部40が折り返された形態を有しており、従って、特に図3(b)のダブルリエントラント構造の形成に好適に適用される。
また、柱状体40の形成に用いる短繊維や撚糸の太さや長さは、前述したピニングピラー20に対応していればよい。
尚、図7及び図8では、プラスチック成形体1としてフィルム形状のものを示した。
図7を参照して、この方法では、原反ローラ51にプラスチック成形体であるフィルム1が巻かれており、このフィルム1を巻き取りローラ53で巻き取る搬送路で、静電植毛による接合が行われる。
また、原反ローラ51と巻き取りローラ53の間に、一対の電極57(陽極57a,陰極57b)と、オーブン59が配置されており、ヒートシールラッカーが塗布されたフィルム1は、一対の電極57間を通り、オーブン59で加熱された後、巻き取りローラ53で巻き取られる構造となっている。
図8を参照して、この方法では、原反ローラ51にプラスチック成形体であるフィルム1が巻かれており、このフィルム1を巻き取りローラ53で巻き取る搬送路で、前述した柱状体40を溶射することによりが行われる。
尚、図8に示されているように、溶射メディア供給管77は、柱状体40が一定の方向を指向した状態でフィルム1の表面に吹き付けられるように、ノズル75の中心に向かってストレートに延びているが、ホットエア供給管79は、柱状体40を均一に加熱するために、溶射メディア供給管77を取り巻くように傾斜し且つ複数本設けられている。
このようなペースト状の内容物としては、カレー、とろみを付けた各種食品、プリンやヨーグルトなどのゲル状物質、ジャム、シャンプー、コンディショナー、液体洗剤、練り歯磨きなどが代表的である。
勿論、袋状容器あるいはチューブ容器に限らず、カップ形態或いはトレイ形態の容器にも本発明を適用できる。
160:一次凹凸
160a:凹部
160b:凸部
165:二次凹凸
170:液滴
Claims (3)
- 所定形状に成形されたプラスチック成形体と、直胴形状の柱状凸部の配列により形成された凹凸表面を転写面として有する転写用型とを用意する工程;
前記プラスチック成形体の表面に前記転写用型の転写面を対面させ、該転写面の凹凸表面を該プラスチック成形体表面に転写させることにより、リエントラント前駆構造体表面を形成する転写工程;
前記転写により形成されたリエントラント前駆構造体表面に分布しているピラーを加熱及び/または加圧して、該ピラーの上端部を拡径させることにより、前記前駆体表面をリエントラント構造表面とする表面形状変形工程;
前記リエントラント構造表面の少なくとも一部にフッ素原子を分布させるフッ素表面分布工程;
を含むことを特徴とする撥液性プラスチック成形体の製造方法。 - 所定形状に成形されたプラスチック成形体と、転写によりリエントラント構造凹凸面を形成する転写凹凸表面を有する転写用型とを用意する工程;
前記プラスチック成形体の表面に前記転写用型の転写凹凸表面を対面させ、該転写凹凸表面を該プラスチック成形体表面に転写させることにより、リエントラント構造表面を該プラスチック成形体の表面に形成する転写工程;
前記リエントラント構造表面の少なくとも一部にフッ素原子を分布させるフッ素表面分布工程;
を含み、
前記フッ素表面分布工程において、前記リエントラント構造表面の少なくとも一部が、含フッ素化合物が配合された樹脂により形成されており、該含フッ化化合物のブリーディングにより、フッ素原子の表面分布が行われることを特徴とする撥液性プラスチック成形体の製造方法。 - 所定形状に成形されたプラスチック成形体と、端面が拡径した形状のプラスチック製柱状体とを用意する工程;
前記プラスチック製柱状体の多数個を、前記プラスチック成形体の表面に接合することにより、リエントラント構造表面を形成する表面形成工程;
次いで、前記リエントラント構造表面の少なくとも一部にフッ素原子を分布させるフッ素表面分布工程;
を含むことを特徴とする撥液性プラスチック成形体の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017077012 | 2017-04-07 | ||
JP2017077012 | 2017-04-07 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018176743A JP2018176743A (ja) | 2018-11-15 |
JP2018176743A5 JP2018176743A5 (ja) | 2019-01-10 |
JP6460274B2 true JP6460274B2 (ja) | 2019-01-30 |
Family
ID=64280818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018073725A Active JP6460274B2 (ja) | 2017-04-07 | 2018-04-06 | 撥液性プラスチック成形体及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6460274B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019188605A (ja) * | 2018-04-18 | 2019-10-31 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | 撥液性プラスチック成形体 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6988142B2 (ja) * | 2017-04-17 | 2022-01-05 | 凸版印刷株式会社 | 撥液性シーラントフィルムの製造方法 |
EP4190482A4 (en) * | 2020-07-31 | 2024-01-10 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | RESIN MOLDED ARTICLE, METHOD FOR MANUFACTURING RESIN MOLDED ARTICLE AND HYDRAULIC CUTTING EQUIPMENT |
JP7329007B2 (ja) * | 2021-03-15 | 2023-08-17 | シャープ株式会社 | 空気層保持構造、防水シート、防汚シート及び、ドレンパン及び空気調和機の室内機 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10391530B2 (en) * | 2013-09-27 | 2019-08-27 | The Regents Of The University Of California | Liquid-repellent surfaces made of any materials |
JP2016083815A (ja) * | 2014-10-24 | 2016-05-19 | 凸版印刷株式会社 | 撥液性フィルム |
JP2017001327A (ja) * | 2015-06-12 | 2017-01-05 | Jxエネルギー株式会社 | 撥水部材 |
JP6870342B2 (ja) * | 2017-01-23 | 2021-05-12 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | 注出具 |
-
2018
- 2018-04-06 JP JP2018073725A patent/JP6460274B2/ja active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019188605A (ja) * | 2018-04-18 | 2019-10-31 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | 撥液性プラスチック成形体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018176743A (ja) | 2018-11-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6460274B2 (ja) | 撥液性プラスチック成形体及びその製造方法 | |
JP6160319B2 (ja) | 成形体、成形体の製造方法及びスタンパ | |
RU2747970C1 (ru) | Пакет для текучей среды, имеющий внутреннюю микроструктуру | |
JPWO2016052689A1 (ja) | 充填包装機 | |
EP3214117B1 (en) | Plastic molded body | |
JP5568910B2 (ja) | 医療用ガラス容器及び医療用ガラス容器の製造方法 | |
CN113853290B (zh) | 基本上平底的聚合物小瓶及其注射拉伸吹塑成型制造方法 | |
JP2018177274A (ja) | 撥液性を有するプラスチック成形体及びその製造方法 | |
US11427369B2 (en) | Delamination container | |
WO2020070800A1 (ja) | 撥液性プラスチック成形体及びその製造方法 | |
JP2019188605A (ja) | 撥液性プラスチック成形体 | |
TW201600300A (zh) | 模具的製造方法及輥狀模具的製造裝置以及表面具有微細凹凸結構的物品之製造方法 | |
CN109890427A (zh) | 挥发性物质散发装置及其制造方法 | |
JP2018086786A (ja) | 撥液性構造体 | |
JP2020114680A (ja) | エンボスフィルム、枚葉フィルム、転写物、およびエンボスフィルムの製造方法 | |
JP2011194668A (ja) | 撥水膜形成方法、ノズルプレート、およびこれを備えたインクジェットヘッド、電子機器 | |
CN113423793B (zh) | 用于制造胶粘剂丝的方法和胶粘剂丝 | |
JP2016175700A (ja) | ノズル | |
JP3497824B2 (ja) | インクジェットプリンタ及び類似機器用ノズルプレート | |
WO2021225156A1 (ja) | 缶容器 | |
JP2019189234A (ja) | 撥液性包装体 | |
KR101980215B1 (ko) | 진동체를 이용한 기판 세정용 노즐 제조 방법 | |
JP2020111065A (ja) | フィラー充填フィルム、枚葉フィルム、積層フィルム、貼合体、及びフィラー充填フィルムの製造方法 | |
JP6972518B2 (ja) | 薬液チューブおよび薬液チューブの製造方法 | |
CN112805039A (zh) | 用于消毒预制型坯或由此成型的容器的方法及设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181122 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181122 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20181122 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20181129 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20181204 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181217 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6460274 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |