JP7286253B2

JP7286253B2 - 撥液構造及び容器

Info

Publication number: JP7286253B2
Application number: JP2019194701A
Authority: JP
Inventors: 慶吉野
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 2019-10-25
Filing date: 2019-10-25
Publication date: 2023-06-05
Anticipated expiration: 2039-10-25
Also published as: JP2021066139A

Description

本発明は、撥液構造及び容器に関する。

醤油、ソースなどの液状食品を収容する容器などにおいて、液状食品をはじく撥液構造を有するものが知られている。撥液構造は、容器の内面に設けた場合には例えば液状食品の使い残しを低減することができ、容器の外面に設けた場合には例えば、吐出部からの液垂れなどによる容器の外面への液状食品の付着を抑制することができる。

液状食品をはじく撥液構造として、例えば特許文献１に記載されるように、多数の柱状体で形成された凹凸面を有する撥液構造が知られている。

特開２０１８－１７７２７４号公報

特許文献１に記載されるような凹凸面は、柱状体の側面から液状食品が侵入し、撥液性を持続できない虞がある。また、この凹凸面は柱状体を樹脂表面に接合することで形成されており、形成が簡易であるとは言い難い。このような凹凸面を射出成形などに用いる金型からの転写により簡易に形成することも考えられるものの、この場合、転写後に金型を引き抜く際やその後の使用時などにおいて、一部の柱状体が部分的に又は丸ごと凹凸面から欠落し、その結果、撥液性が低下する虞がある。

本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、液状食品をはじく撥液性を持続的に発揮することができ、耐久性に優れ、簡易に形成可能な撥液構造及び容器を提供することを目的とする。

本発明の第１態様に係る撥液構造は、微細な凹凸パターンを備える樹脂表面を有し、前記凹凸パターンは、基頂面と、前記基頂面から垂直に凹むとともに所定のピッチで互いに垂直な２方向に配列され、円柱状又は正多角柱状をなす穴とによって形成されており、前記穴の前記底面の直径は７０～８５μｍであり、前記ピッチは１０６～１４１μｍであり、前記穴の深さは５５～７５μｍである。

本発明の第２態様に係る撥液構造は、微細な凹凸パターンを備える樹脂表面を有し、前記凹凸パターンは、基頂面と、前記基頂面から垂直に凹むとともに所定のピッチで互いに垂直な２方向に配列され、前記２方向に沿う４辺を備える底面を有する正四角柱状をなす穴とによって形成されており、前記２方向での前記穴の前記底面の幅は７０～８５μｍであり、前記ピッチは１０６～１４１μｍであり、前記穴の深さは５５～７５μｍである。

本発明に係る撥液構造は、前記凹凸パターンが射出成形によって形成されていてもよい。

本発明の一態様に係る容器は、上記いずれかの撥液構造を有する。

本発明によれば、液状食品をはじく撥液性を持続的に発揮することができ、耐久性に優れ、簡易に形成可能な撥液構造及び容器を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る撥液構造における樹脂表面の凹凸パターンを模式的に示す平面図である。図１のＡ－Ａ断面図である。サンプル５の樹脂表面のマイクロスコープ画像である。本発明の第２実施形態に係る撥液構造における樹脂表面の凹凸パターンを模式的に示す平面図である。図４のＢ－Ｂ断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る撥液構造及び容器について詳細に例示説明する。

図１～図２に示す本発明の第１実施形態に係る撥液構造１は、微細な凹凸パターン、すなわち微細な凹凸の周期構造を備える樹脂表面２を有している。樹脂表面２の凹凸パターンは、基頂面３と、基頂面３から垂直に、すなわちＺ方向に凹むとともに所定のピッチＰで互いに垂直な２方向、すなわちＸ方向とＹ方向に配列され、円柱状をなす穴４とによって形成されている。なお、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は互いに垂直である。穴４は、軸線Ｏを中心とする所定の直径φを備える円形の底面５を有している。また、穴４は所定の深さＤを有している。基頂面３は平面に限らず、曲面であってもよい。

樹脂表面２の凹凸パターンは射出成形によって形成されている。すなわち、凹凸パターンは射出成形に用いられる金型からの転写によって形成されている。射出成形用の金型のキャビティ内の表面に転写用の凹凸（微細周期構造）を設けておくことにより、射出成形後の後加工なしで簡易に撥液構造１を形成することができる。転写用の凹凸は、例えば金型のキャビティ内の表面に切削加工、レーザー加工、エッチング（フォトリソグラフィー）等を施すことにより形成することができる。なお、凹凸パターンは射出成形によって形成されるものに限らず、例えば、ホットエンボス加工などの後加工によって形成されてもよい。

穴４は金型の抜き勾配を有している。すなわち、穴４の内周面６は、底面５から基頂面３に向けて徐々に拡径する若干の勾配を有している。なお、穴４は金型の抜き勾配を有していなくてもよい。また、穴４は円柱状をなしているが、これに代えて、底面５が５辺以上を有する正多角柱状をなしていてもよい。穴４が正多角柱状をなす場合、正多角形状をなす底面５の内接円の直径を底面５の直径φとみなすものとする。

発明者らは、マイクロレベルの種々の寸法の上記凹凸パターンを有する５つのサンプル（サンプル１～５）を製作し、醤油（キッコーマン社「特選丸大豆しょうゆ」）とソース（ブルドックソース社「中農ソース」および「ウスターソース」）の２品目の液体食品に対する撥液性の評価を行った。具体的には、上記液体食品に対する滑落角を測定した。すなわち、サンプル１～５の樹脂表面２に各液を一滴付着させて、樹脂表面２を傾け、各液が滑り落ち始める角度を測定した。その結果を表１に示す。表１において、滑落角が３０°以内であったものを○で示し、滑落角が３０°を越えたものを×で示している。また、サンプル５の樹脂表面２のマイクロスコープ（キーエンス社製「ＶＨＸ－５００」）画像を図３に示す。図３のマイクロスコープ画像は、Ｘ方向及びＹ方向が紙面の上下左右方向に対して４５°傾いた状態で示されている。なお、５つのサンプルはいずれも、ポリプロピレン（ＰＰ）（日本ポリプロ株式会社製「ＢＣ０８Ｆ」）の射出成形によって製作した。成形機は、日精樹脂工業株式会社製ＮＥＸ１１０を用いて、樹脂温度２１０～２３０℃にて射出し、金型温度を射出工程で１４０℃、冷却工程で８０～９０℃とし、射出圧力を４０ＭＰａとした。また、成形機として株式会社名機製作所製Ｍ１００Ｃを用い、樹脂温度２１０～２３０℃にて射出し、金型温度を６０～７０℃とし、射出圧力を６０～７０ＭＰａとした射出成形も行った。いずれの成形機、成形条件で製作したものも、同等の滑落角の測定結果となった。サンプルの材料は、今回はＰＰを使用したが、ポリエチレン（ＰＥ）でも同じ成形機、成形条件で製作することができる。

表１から分かるように、直径φが７０～８５μｍであり、ピッチＰが１０６～１４１μｍであり、深さＤが５５～７５μｍである場合に、上記液体食品、つまり醤油又はソースに対する撥液性が得られている。したがって、本実施形態に係る撥液構造１は、液体食品（醤油又はソース）に対する撥液性を発現させるために、直径φが７０～８５μｍに設定され、ピッチＰが１０６～１４１μｍに設定され、深さＤが５５～７５μｍに設定されている。

また、本実施形態に係る撥液構造１は、樹脂表面２の凹凸パターンが基頂面３と穴４とによって形成されている。したがって、液体食品との繰返しの接触に対して撥液性を持続的に発揮することができ、また、金型を引き抜く際やその後の使用時などにおいて凹凸パターンの欠損を生じ難くすることができる。

撥液構造１を形成する樹脂は、特に限定されず、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、シリコーン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等であっても液状食品に対する撥液性は得られるが、撥液性を高める観点からは、表面自由エネルギーがＰＥ以下（ＰＥの表面自由エネルギーは３２ｍＮ／ｍ）であることが好ましく、ＰＥ以下の表面自由エネルギーを有する樹脂は、例えば、ＰＰ、シリコーン樹脂、ＰＴＦＥ等があげられる。また、見掛け上の表面自由エネルギーを小さくするために、金型の微細周期構造にフッ素含有コーティングや、シリコーンコーティングを施して当該コーティングを樹脂成形面に転写させたり、樹脂としてシリコン含有ＰＰを使用することもできる。

撥液構造１により容器を構成してもよい。例えば、撥液構造１によりボトル状等の容器本体の口部に装着されるキャップを構成してもよい。撥液構造１の樹脂表面２の凹凸パターンを容器の内面として使用することにより、例えば液状食品の使い残しを低減することができる。また、撥液構造１の樹脂表面２の凹凸パターンを容器の外面として使用することにより、例えば、吐出部からの液垂れなどによる容器の外面への液状食品の付着を抑制することができる。

次に、図４～図５を参照して、本発明の第２実施形態に係る撥液構造１について例示説明する。なお、図４～図５においては、第１実施形態における要素に対応する要素に同一の符号を付している。

図４～図５に示すように、第２実施形態に係る撥液構造１は、微細な凹凸パターンを備える樹脂表面２を有している。樹脂表面２の凹凸パターンは、基頂面３と、基頂面３から垂直に凹むとともに所定のピッチＰで互いに垂直な２方向、すなわちＸ方向とＹ方向に配列され、前記２方向に沿う４辺を備える底面５を有する正四角柱状をなす穴４とによって形成されている。また、前記２方向での穴４の底面５の幅Ｗは７０～８５μｍであり、ピッチＰは１０６～１４１μｍであり、穴の深さＤは５５～７５μｍである。本実施形態に係る撥液構造１は、穴４の形状が第１実施形態の場合と異なっているが、その他の点では第１実施形態の場合と同様の構成となっている。

このような構成によっても、第１実施形態の場合と同様に、液状食品をはじく撥液性を持続的に発揮することができ、優れた耐久性を得ることができると推察される。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

１撥液構造
２樹脂表面
３基頂面
４穴
５底面
６内周面
Ｐピッチ
Ｏ軸線
φ 直径
Ｄ深さ
Ｗ幅

Claims

微細な凹凸パターンを備える樹脂表面を有し、
前記凹凸パターンは、基頂面と、前記基頂面から垂直に凹むとともに所定のピッチで互いに垂直な２方向に配列され、円柱状又は正多角柱状をなす穴とによって形成されており、
前記穴の底面の直径は７０～８５μｍであり、
前記ピッチは１０６～１４１μｍであり、
前記穴の深さは５５～７５μｍである撥液構造。
微細な凹凸パターンを備える樹脂表面を有し、
前記凹凸パターンは、基頂面と、前記基頂面から垂直に凹むとともに所定のピッチで互いに垂直な２方向に配列され、前記２方向に沿う４辺を備える底面を有する正四角柱状をなす穴とによって形成されており、
前記２方向での前記穴の前記底面の幅は７０～８５μｍであり、
前記ピッチは１０６～１４１μｍであり、
前記穴の深さは５５～７５μｍである撥液構造。
前記凹凸パターンは射出成形によって形成されている、請求項１又は２に記載の撥液構造。
請求項１～３のいずれか一項に記載の撥液構造を有する容器。