KR20170016453A - 유동성 물질에 대한 활성을 향상시키기 위한 윤활층 형성용 코팅 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명의 코팅 조성물은, 소정 형상으로 성형되어 있는 기재(1)의 표면에, 유동성 물질에 대한 활성을 향상시키는 윤활층(3)을 형성하기 위해 사용되는 코팅 조성물로서, 윤활층(3)의 구성 성분으로서의 액체(5)를 분산매로서 포함하고, 해당 분산매 중에, 윤활층(3)의 구성 성분으로서의 고체 입자(7)가 분산되어 있는 것을 특징으로 한다. 이 코팅 조성물에 의해 형성되는 윤활층(3)은, 유동성 물질에 대한 활성이 보다 향상되어 있어, 용기나 뚜껑 등의 포장재의 내면에 설치하는 윤활층(3)의 형성을 위해 적합하게 사용된다.

Description

유동성 물질에 대한 활성을 향상시키기 위한 윤활층 형성용 코팅 조성물{LUBRICANT-LAYER-FORMING COATING COMPOSITION FOR ENHANCING LUBRICITY WITH RESPECT TO FLUID SUBSTANCE}

본 발명은 소정 형상으로 성형되어 있는 기재(基材)의 표면에, 유동성 물질에 대한 활성(滑性)을 향상시키는 윤활층을 형성하기 위해 사용되는 코팅 조성물에 관한 것이다.

액상 내용물이 수용되는 용기에는, 용기의 재질을 불문하고 내용물에 대한 배출성이 요구된다. 물과 같이 점성이 낮은 액체를 수용하는 경우에는 이와 같은 배출성은 거의 문제가 되지 않지만, 예를 들면, 마요네즈나 케첩과 같이 점도가 높은 점조한 물질에서는, 플라스틱 용기든 유리제 용기든, 이 배출성은 상당히 심각한 문제이다. 즉, 이와 같은 내용물은, 용기를 기울여 신속하게 배출되지 않고, 또, 용기 벽에 부착되어 버리기 때문에 끝까지 다 사용할 수 없으며, 특히 용기의 저부(底部)에는 상당한 양의 내용물이 배출되지 않고 남아 버린다.

최근 들어, 기재 표면에 액막을 형성함으로써, 점조한 물질에 대한 활성을 높이는 기술이 여러 가지 제안되고 있다(예를 들면 특허문헌 1, 2).

이러한 기술에 의하면, 기재 표면을 형성하는 합성수지에 활제 등의 첨가제를 첨가하는 경우와 비교하여, 활성을 비약적으로 높일 수 있기 때문에 현재 주목받고 있다.

그러나, 상기와 같이 기재 표면에 액막을 형성하여 표면 특성을 개질하는 수단으로도, 용기의 저부에서의 내용물의 부착 잔존을 효과적으로 방지할 수 없어 더욱 활성을 향상하는 것이 요구되고 있다.

또, 내면에 소수성 산화물의 미립자를 부착시킨 용기도 내용물에 대한 비부착성이 우수하다고 하여 제안되고 있다(특허문헌 3).

그러나, 이러한 용기에서 발현하는 활성은, 액막을 설치한 용기와 비교하면 상당히 낮다.

또한, 상기와 같은 유동성 물질에 대한 활성의 향상은, 용기뿐만 아니라 뚜껑재에도 요구되고 있고, 더 나아가서는 점조한 유동성 물질을 흘리기 위한 파이프 등의 부재에도 활성의 향상이 요구되고 있다.

국제공개공보 WO2012/100099 국제공개공보 WO2013/022467

따라서, 본 발명의 목적은, 소정 형상으로 성형되어 있는 기재의 표면에, 점조한 유동성 물질에 대한 활성을 향상시키는 윤활층을 형성할 수 있는 코팅 조성물을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 용기나 뚜껑 등의 포장재로서 사용되는 기재의 표면에 윤활층을 형성하는 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명에 따르면, 소정 형상으로 성형되어 있는 기재의 표면에, 유동성 물질에 대한 활성을 향상시키는 윤활층을 형성하기 위해 사용되는 코팅 조성물로서, 해당 윤활층의 구성 성분으로서의 액체를 분산매로서 포함하고, 해당 분산매 중에, 해당 윤활층의 구성 성분으로서의 고체 입자가 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물이 제공된다.

본 발명의 코팅 조성물에 있어서는,

(1) 상기 분산매로서의 상기 액체가, 비점이 200℃ 이상인 고비점 액체로서, 상기 기재 표면에 대한 접촉각(20℃)이 45도 이하이고, 또한 100mPa·s 이하의 점도(25℃)를 갖고 있는 것,

(2) 상기 분산매로서의 상기 액체 100 질량부당 0.01∼20 질량부의 양으로 상기 고체 입자가 분산되어 있는 것,

(3) 상기 고체 입자가 5∼300㎛의 입자 지름을 갖고 있는 것,

(4) 상기 고체 입자가 유기 입자인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 또한, 상기의 코팅 조성물을 1.0∼6.2㎎/㎠의 양으로 상기 기재 표면에 스프레이 분무함으로써, 유동성 물질에 대한 활성을 향상시키는 윤활층을 해당 기재 표면에 형성하는 방법이 제공된다.

이러한 방법에 있어서는, 상기 기재로서, 유동성 물질이 수용되는 포장재를 사용하고, 상기 코팅 조성물을, 해당 포장재의 유동성 물질이 접촉하는 면에 스프레이 분무하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 또한, 상기의 코팅 조성물을 상기 기재의 표면에 도포한 유동성 물질에 대한 활성을 향상하기 위한 윤활층을 갖고, 해당 윤활층은, 액체와 고체 입자로 형성되어 있는 구조체가 제공된다.

본 발명의 코팅 조성물은, 분산매인 액체에 고체 입자가 분산되어 있는 현탁액으로서의 형태를 갖는 것이며, 이 코팅 조성물을, 소정의 형상으로 성형되어 있는 기재의 표면에 도포함으로써, 유동성 물질에 대한 활성을 향상시키는 윤활층을 형성할 수 있다.

이러한 코팅 조성물에 있어서는, 상기의 분산매인 액체는, 이 조성물(현탁액)에 분산되어 있는 고체 입자와 함께, 형성되는 윤활층의 구성 성분이며, 가열 등에 의해 제거되는 것은 아니다. 따라서, 기재 표면에 도포함으로써 형성된 코팅 조성물의 도포층은, 가열 등의 후처리를 실시하지 않고 그대로 윤활층으로서 기능하는 것이며, 이것은 본 발명의 큰 이점이다.

이와 같은 본 발명의 코팅 조성물에 의해 형성되는 윤활층은, 이 코팅 조성물 중의 분산매로서 사용되고 있던 액체와, 코팅 조성물 중에 현탁 분산되어 있던 고체 입자로 형성되어 있고, 이와 같은 구조의 윤활층은, 유동성 물질에 대하여 뛰어난 활성을 나타내며, 1260mPa·s 이상의 점조한 유동성 물질, 예를 들면, 마요네즈, 케첩, 수성풀, 봉밀, 각종 소스류, 머스터드, 드레싱, 잼, 초콜릿 시럽, 유액 등의 화장액, 액체 세제, 샴푸, 린스 등에 대해서도 뛰어난 활성을 나타낸다.

따라서, 본 발명의 코팅 조성물은, 상기와 같은 점조한 물질을 내용물로 하는 포장재(예를 들면 용기나 뚜껑)의 내면(내용물이 접촉하는 면)에 설치되는 윤활층을 형성하는 수단으로서 적합하게 사용된다.

도 1은 본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 기재의 표면에 형성되는 윤활층 상태를 나타내는 모델도이다.
도 2는 본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 형성되는 윤활층을 구비한 기재의 적합한 형태인 다이렉트 블로우 보틀의 형태를 나타내는 도면이다.
도 3은 코팅 조성물 중에 배합되어 있는 고체 입자의 존재 상태를 나타내는 도면으로, 도 3(a)는 고체 입자가 많은 경우의 윤활층의 모델도이고, 도 3(b)는 고체 입자가 적은 경우의 윤활층의 모델도이다.
도 4는 활성 시험의 시험 조건을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 코팅 조성물은, 분산매로서 사용되는 액체와, 해당 액체 중에 분산된 고체 입자로 이루어지고, 이러한 액체 및 고체 입자는, 어느 쪽도, 이 코팅 조성물을 소정의 기재의 표면에 도포하여 얻어지는 윤활층의 구성 성분이다.

즉, 도 1을 참조하여, 본 발명의 코팅 조성물을, 유동성 물질과 접촉하는 기재(1)의 표면(1) 상에 도포함으로써 형성되는 윤활층(3)은, 액체(5)와 고체 입자(7)를 포함하고 있으며, 액체(3)는 코팅 조성물의 분산매로서 사용된 것이고, 고체 입자(7)는 코팅 조성물 중의 분산 입자로서 사용된 것이다.

이러한 도면으로부터 이해되는 바와 같이, 코팅 조성물의 고체 입자(7)의 분산 구조가, 그대로 윤활층(3)에 반영되어 있으며, 이와 같은 윤활층(3)은 표면(1) 상을 흐르는 유동성 물질과 직접 접하게 되고, 이러한 유동성 물질에 대하여 뛰어난 활성을 나타낸다. 즉, 표면(1) 상을 직접 유동성 물질이 흐르는 경우에 비해, 그 활성은 크게 향상하고 있다.

용기 등의 포장재의 내면에 액체에 의한 막을 형성함으로써, 내용물에 대한 활성이 향상하는 것은 이미 공지이다. 그리고, 이와 같은 액체의 막이 내면에 형성되어 있는 포장재(예를 들면 용기)로부터 점조한 내용물을 배출하는 경우, 이 내용물은, 액체-액체 접촉으로 포장재로부터 배출되게 된다. 즉, 고체-액체 접촉이 아닌, 액체-액체 접촉으로 내용물은 포장재 내면을 흘러 떨어지기 때문에, 액체로서 내용물과 혼화하지 않는 유성인 것을 사용하면, 물을 포함하는 수성 물질에 대한 활성을 향상시키고, 또한 액체로서 내용물과 혼화하지 않는 수성인 것을 사용하면, 유성 물질에 대한 활성을 향상시킬 수 있다는 것이다.

그런데, 본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 형성되는 윤활층(3)은, 액체(5) 중에 고체 입자(5)가 분산된 구조를 갖고 있기 때문에, 액체(5)만으로 형성되는 액막(液膜)을 설치한 경우에 비해, 유동성 물질(예를 들면 용기 내용물)에 대한 활성이 한층 더 높아져 있다.

예를 들면, 후술하는 실험예에 나타내어져 있는 바와 같이, 폴리프로필렌 시트의 표면에, 유동 파라핀을 이용하여 윤활층(고체 입자가 분산되어 있지 않은 액막)을 형성한 실험예 18(비교예)과, 유동 파라핀(액체(2))에 라이스 왁스(고체 입자(7))가 분산되어 있는 코팅 조성물을 이용하여 윤활층을 형성한 실험예 1(본 발명예)에 대해, 마요네즈와 같은 식품의 낙하 속도를 비교하면(상세한 조건은 실시예 참조), 실험예 1 쪽이, 마요네즈와 같은 식품의 낙하 속도가 더욱 빨라져 있다.

이와 같이, 본 발명의 코팅 조성물을 사용하고, 액체(5) 중에 고체 입자(7)가 존재하고 있는 윤활층(3)을 형성한 경우, 유동성 물질에 대한 활성이 더욱 향상하는 이유에 대해, 본 발명자 등은 다음과 같이 추정하고 있다.

즉, 윤활층(3)에 접하면서 유동성 물질(예를 들면, 용기 등의 포장재의 내용물)이 낙하할 때, 이 고체 입자(7)가 롤러의 작용을 나타내어, 유동성 물질과 함께 구르면서 낙하해 간다. 이 때문에, 단지 액체(5)에 의한 막(액체층)을 형성한 경우보다도 더욱 활성이 향상하는 것이라고 생각된다. 실제로, 기재(1)의 표면에 고체 입자(7)가 부착되어 있는 상태에서, 액체(5)(식용유)의 층을 형성한 실험예 19는, 전술한 실험예 1보다도 유동성 물질에 대한 활성이 낮다. 이 경우에는, 고체 입자(7)는 기재(1)의 표면에 고정되어 있기 때문에, 롤러로서의 작용을 나타내지 않기 때문이다.

상기와 같은 본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 기재(1)의 표면에 윤활층(3)이 형성되어 있는 구조체는, 특히 보틀 등의 용기로서 사용되는 경우, 내용물에 대한 활락성(滑落性; sliding property)에 더하여, 특히, 내용물의 저부에서의 부착 잔존을 현저하게 억제할 수 있다.

예를 들면, 후술하는 실험예에는, 내용물로서 마요네즈와 같은 식품(점도: 1260mPa·s＠25℃)을 충전한 보틀의 내면에 윤활층(3)을 형성했을 때, 그 저부에의 부착 잔존성이 평가되어 있는데, 본 발명에 따라, 내면에 형성되어 있는 윤활층 중에 고체 입자가 분산되어 있는 보틀에서는, 마요네즈와 같은 식품의 부착 잔존이 현저하게 억제되어 있는 것을 이 시험 결과로부터 알 수 있다.

이와 같은 내용물의 저부에서의 부착 잔존이 유효하게 억제되는 이유에 대해서는, 내용물을 활락시킨 후에도, 액체(5)를 홀딩한 상태로 고체 입자(7)가 기재(1)의 표면에 계속 홀딩되고, 이 고체 입자(7)의 표면에 홀딩된 액체(5)가 용기의 저부에 존재하고 있기 때문이라고 본 발명자 등은 생각하고 있다. 즉, 미세한 고체 입자(7)가 존재하고 있지 않은 윤활층(단순한 액막)이 형성되어 있는 것에 지나지 않는 경우는, 용기를 거꾸로 세우거나(倒立) 또는 기울인 경우에, 액체(5)가 자중 등에 의해 기재(1)의 표면(용기 내면)으로부터 이탈해 버리고, 이 결과, 저부에서의 내용물에 대한 활락성이 큰 폭으로 저하해 버리지만, 본 발명의 코팅 조성물에 의해 형성되는 윤활층(3)에서는, 이 액체(5)가 고체 입자(7)에 의해 기재(1)의 표면(용기 내면)에 확실하게 홀딩되고, 이 결과, 저부에서도 안정되게 활락성을 발휘할 수 있는 것이다.

또, 본 발명의 코팅 조성물에 의한 윤활층(3)을 기재(1)의 표면에 형성하는 구조체의 가장 적합한 형태인 용기에서는, 용기를 거꾸로 세우거나 또는 기울여 내용물을 용기로부터 배출한 경우, 일부의 액체(5)와 고체 입자(7)는 내용물과 함께 흘러 떨어져 배출되지만, 용기를 똑바로 세운(正立) 상태로 복귀시키면, 이 액체(5)를 표면에 홀딩한 고체 입자(7)는, 내용물보다도 활락하기 어렵기 때문에 용기 저부측에 머물고, 다음 내용물의 배출 시에 다시 뛰어난 활락성을 발휘하게 된다.

이와 같은 기재(1), 예를 들면 용기에 있어서는, 코팅 조성물 중의 분산매로서 사용되는 액체(윤활층(3) 중의 액체(5))의 종류나 코팅 조성물 중에 분산되어 있는 고체 입자(윤활층(3) 중의 고체 입자(7))의 종류를 적절한 것으로 선택하여, 그 내면에 윤활층(3)을 형성함으로써, 원활하게 배출하는 것이 곤란했던 점조한 내용물이 수용되는 용기로서 적합하게 사용된다. 특히, 이러한 기재(1)는, 마요네즈, 케첩, 각종 드레싱 등과 같은 점도(25℃)가 1260mPa·s 이상인 내용물이 수용되는 용기로서 가장 적합하게 사용된다.

＜기재의 표면 및 기재의 형태＞

도 1을 참조하여, 본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 윤활층(3)을 형성하는 기재(1)의 표면은, 윤활층(3)의 구성 성분인 액체(5)와 고체 입자(7)를 홀딩할 수 있는 동시에, 용도에 따른 성형이 가능한 한 특별히 제한되지 않고, 합성수지제여도 되고, 유리제여도 되며, 또한 금속제여도 된다. 즉, 이와 같은 표면을 갖는 기재(1)는, 포장재나 점조한 유동성 물질을 흘리기 위한 파이프 등으로서 적합하게 사용되는데, 특히 포장재는, 합성수지제 용기, 유리제 용기 및 금속제 용기 중 어느 것이어도 되고, 또, 용기의 마우스부의 시일에 이용하는 합성수지제의 뚜껑이나, 용기 내용물의 주출(注出)에 사용되는 합성수지제의 주출구여도 된다.

단, 특히 용기로서 사용하는 경우에 있어서, 점조한 내용물에 대한 배출성을 높인다는 관점에서는, 점조한 내용물의 수용에 종래부터 사용되고 있는 내면이 합성수지제 또는 유리제인 용기, 특히 내면이 합성수지제인 용기에 본 발명을 적용하는 것이 바람직하고, 따라서, 기재(1)의 표면(예를 들면 포장재의 내면)을 형성하는 소재는 합성수지제인 것이 가장 적합하다.

기재(1)의 표면을 형성하는 소재로서 적합한 합성수지(이하, 하지(下地) 수지라 부른다)는, 성형 가능한 임의의 열가소성 수지나 열경화성 수지이면 되지만, 일반적으로는, 성형이 용이하고 또한 유성의 액체(액체(5)) 및 유성 액체를 표면에 홀딩한 고형 입자(7)을 안정되게 유지할 수 있다는 관점에서, 열가소성 수지인 것이 바람직하다.

이와 같은 열가소성 수지로는, 예를 들면, 이하의 것을 예시할 수 있다.

올레핀계 수지, 예를 들면 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리1-부텐, 폴리4-메틸-1-펜텐 또는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 4-메틸-1-펜텐 등의 α-올레핀끼리의 랜덤 또는 블록 공중합체, 환상 올레핀 공중합체 등;

에틸렌·비닐계 공중합체, 예를 들면, 에틸렌·초산비닐 공중합체, 에틸렌·비닐알코올 공중합체, 에틸렌·염화비닐 공중합체 등;

스티렌계 수지, 예를 들면, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체, ABS,α-메틸스티렌·스티렌 공중합체 등;

비닐계 수지, 예를 들면, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 염화비닐·염화비닐리덴 공중합체, 폴리아크릴산메틸, 폴리메타크릴산메틸 등;

폴리아미드 수지, 예를 들면, 나일론 6, 나일론 6-6, 나일론 6-10, 나일론 11, 나일론 12 등;

폴리에스테르 수지, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 및 이들의 공중합 폴리에스테르 등;

폴리카보네이트 수지;

폴리페닐렌 옥사이드 수지;

생분해성 수지, 예를 들면 폴리 유산 등;

물론, 성형성이 손상되지 않는 한, 이들 열가소성 수지의 혼합물을 하지 수지로서 사용할 수도 있다.

본 발명에 있어서는, 상기의 열가소성 수지 중에서도, 점조한 내용물을 수용하는 용기 소재로서 사용되고 있는 올레핀계 수지나 폴리에스테르 수지가 적합하고, 올레핀계 수지가 최적이다.

즉, 올레핀계 수지는, PET 등의 폴리에스테르 수지와 비교하여 유리 전이점(Tg)이 낮고, 실온하에서의 분자의 운동성이 높기 때문에, 식용유 등의 유성 액체를 포함하는 윤활층(3)을 기재(1)의 표면에 형성하는 경우에는, 이와 같은 유성 액체의 일부가 내부로 침투하고, 이 결과, 윤활층(3)(액체(5) 및 액체(5)를 표면에 홀딩한 고형 입자(7))을 안정되게 유지한다는 점에서 적합하다.

또한, 올레핀계 수지는, 가요성이 높고, 다이렉트 블로우 성형에 의한 짜냄 용기(스퀴즈 보틀)의 용도에도 사용되고 있어, 윤활층(3)이 기재(1)의 표면에 형성되어 있는 구조체를 이와 같은 용기에 적용한다는 관점에서도 올레핀계 수지는 적합하다.

상술한 표면 구조를 갖는 기재(1)는, 본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 윤활층(3)을 표면에 형성할 수 있는 한에 있어서 그 형태는 제한되지 않고, 파이프 형상, 용기 형상, 뚜껑재 형상 등, 용도에 따른 여러 가지 형태를 채용할 수 있다.

특히, 기재(1) 및 그 표면에 윤활층(3)을 구비한 구조체는, 포장재의 용도에 적합하게 적용되고, 예를 들면, 합성수지제 용기, 유리제 용기 또는 금속제 용기의 형태나, 뚜껑재나 주출구(스파우트) 등의 형태로 적합하게 사용된다.

또, 이 기재(1)가, 내면이 합성수지제의 용기인 경우에는, 내면을 형성하는 합성수지에 의해 용기 전체가 형성되어 있는 단층 구조이어도 되고, 다른 합성수지와의 적층 구조를 갖고 있어도 된다.

특히 내면이, 올레핀계 수지 또는 폴리에스테르 수지로 형성되어 있는 경우에는, 중간층으로서, 적절히 접착제 수지의 층을 개재하여, 산소 배리어층이나 산소 흡수층을 적층하고, 추가로, 내면을 형성하는 하지 수지(올레핀계 수지 또는 폴리에스테르 수지)와 동종의 수지가 외면측에 적층된 구조를 채용할 수 있다.

이러한 다층 구조에서의 산소 배리어층은, 예를 들면 에틸렌-비닐알코올 공중합체나 폴리아미드 등의 산소 배리어성 수지에 의해 형성되는 것이고, 그 산소 배리어성이 손상되지 않는 한에 있어서, 산소 배리어성 수지에 다른 열가소성 수지가 혼합되어 있어도 된다.

또, 산소 흡수층은, 일본국 특개 2002-240813호 등에 기재되어 있는 바와 같이, 산화성 중합체 및 전이금속계 촉매를 포함하는 층이며, 전이금속계 촉매의 작용에 의해 산화성 중합체가 산소에 의해 산화되고, 이에 따라, 산소를 흡수하여 산소의 투과를 차단한다. 이와 같은 산화성 중합체 및 전이금속계 촉매는, 상기의 일본국 특개 2002-240813호 등에 상세하게 설명되어 있으므로, 그 상세는 생략하지만, 산화성 중합체의 대표적인 예는, 제 3 급 탄소 원자를 갖는 올레핀계 수지(예를 들면 폴리프로필렌이나 폴리부텐-1 등, 또는 이들의 공중합체), 열가소성 폴리에스테르 또는 지방족 폴리아미드; 크실릴렌기 함유 폴리아미드 수지; 에틸렌계 불포화기 함유 중합체(예를 들면 부타디엔 등의 폴리엔으로부터 유도되는 중합체); 등이다. 또, 전이금속계 촉매로는, 철, 코발트, 니켈 등의 전이금속의 무기염, 유기산염 또는 착염이 대표적이다.

각 층의 접착을 위해 사용되는 접착제 수지는 그 자체 공지이며, 예를 들면, 말레인산, 이타콘산, 푸마르산 등의 카르본산 또는 그 무수물, 아미드, 에스테르 등으로 그래프트 변성된 올레핀 수지; 에틸렌-아크릴산 공중합체; 이온 가교 올레핀계 공중합체; 에틸렌-초산비닐 공중합체; 등이 접착성 수지로서 사용된다.

상술한 각 층의 두께는, 각 층에 요구되는 특성에 따라 적절한 두께로 설정되면 된다.

또한, 상기와 같은 다층 구조의 기재(1)를 성형할 때에 발생하는 버(burr) 등의 스크랩을 올레핀계 수지 등의 버진(virgin) 수지와 혼합으로 한 리그라인드(regrind)층을 내층으로서 설치하는 것도 가능하고, 올레핀계 수지 또는 폴리에스테르 수지에 의해 용기 내면(전술한 기재(1)의 표면(1))이 형성된 용기에 있어서, 그 외면을 폴리에스테르 수지 또는 올레핀계 수지에 의해 형성하는 것도 물론 가능하다.

용기의 형상도 특별히 제한되지 않고, 컵 내지 컵 형상, 보틀 형상, 주머니 형상(파우치), 시린지 형상, 항아리 형상, 트레이 형상 등, 용기 재질에 따른 형태를 갖고 있으면 되고, 연신 성형되어 있어도 된다.

특히 합성수지제 용기에서는, 전술한 내면을 갖는 전(前)성형체를 그 자체 공지의 방법에 의해 성형하고, 이것을, 히트 시일(heat seal)에 의한 필름의 부착, 플러그 어시스트 성형 등의 진공 성형, 블로우 성형 등의 후(後) 가공에 의해 용기의 형태로 할 수 있다.

도 2에는, 본 발명의 기재(1)의 가장 적합한 형태인 다이렉트 블로우 보틀이 나타내어져 있다.

즉, 도 2에 있어서, 전체로서 10으로 나타내어지는 이 보틀은, 나사산을 구비한 네크부(11), 숄더부(13)를 통하여 네크부(11)로 이어지는 몸통부 벽(15) 및 몸통부 벽(15)의 하단(下端)을 닫고 있는 저벽(底壁)(17)을 갖고 있고, 이와 같은 보틀(10)의 내면에 전술한 액막이 형성되며, 예를 들면 점조한 내용물이 충전되게 된다.

＜코팅 조성물＞

기재(1) 표면 상에 설치되는 윤활층(3)의 형성에 사용되는 본 발명의 코팅 조성물은, 윤활층(3) 중의 액체(5)를 분산매로 하고 또한 윤활층(3) 중의 고체 입자(7)를 분산 입자로서 갖는다.

따라서, 분산매로서 사용되는 액체(5)는, 기재(1)의 표면에 부여하고자 하는 활성의 대상물(예를 들면, 포장재의 내용물)에 따라 적절한 것이 사용된다.

이러한 액체(5)는, 이 코팅 조성물을 도포한 후에 제거되는 것이 아니라, 도포층이 그대로 윤활층(3)이 되는 것이기 때문에, 당연히 대기압하에서의 증기압이 작은 불휘발성의 액체, 예를 들면 비점이 200℃ 이상인 고비점 액체가 아니면 안 된다. 휘발성 액체를 이용한 경우에는, 용이하게 휘산해 시간 경과와 함께 소실하여, 윤활층(3)을 형성하는 것이 곤란해져 버리기 때문이다.

또, 액체(5)는, 상기와 같은 고비점 액체인 동시에, 표면(1)을 흐르는 유동성 물질과 혼화하지 않는 것인 것은 당연하지만, 더 나아가 표면(1)에 대하여 높은 젖음성(wettability)을 나타내고, 표면(1) 상에 고르게 액체(5)를 포함하는 윤활층(3)을 형성할 수 있다는 관점에서, 표면(1)에 대한 접촉각(20℃)이 45도 이하, 또한 점도(25℃)가 100mPa·s 이하인 것이 적합하다. 즉, 기재(1)의 표면의 소재가, 합성수지제, 유리제 또는 금속제 중 어느 것이라도, 상기와 같은 물성을 만족하는 액체(5)를 이용할 수 있다.

또, 상기와 같은 물성을 만족하는 액체(5) 중에서도, 특히 표면장력이, 활성의 대상이 되는 물질(예를 들면, 용기 내용물)과 크게 다른 것일수록 윤활 효과가 높아 본 발명에는 적합하다.

예를 들면, 물이나 물을 포함하는 친수성 물질에 대한 활성을 높이려면, 표면장력이 10 내지 40mN/m, 특히 16 내지 35mN/m의 범위에 있는 유성 액체를 액체(5)로서 이용하는 것이 좋고, 유동 파라핀, 합성 파라핀, 불소계 액체, 불소계 계면활성제, 실리콘 오일, 지방산 트리글리세라이드, 각종 식물유 등이 대표적이다. 식물유로는 대두유, 유채유, 올리브 오일, 미강유, 옥수수유, 홍화유, 참기름, 팜유, 피마자유, 아보카도유, 코코넛유, 아몬드유, 호두유, 헤이즐유, 샐러드유 등을 적합하게 사용할 수 있다.

본 발명의 코팅 조성물에 있어서, 상기의 액체(5)(분산매) 중에 분산되는 고체 입자, 즉, 윤활층(3) 중의 고체 입자(7)는, 액체(5)에 용해하지 않고, 고체로 존재할 수 있는 동시에, 기재(1)의 표면에 윤활층(3)을 갖는 구조체의 표면을 흐르는 유동성 물질(예를 들면, 용기 내용물)에도 용해하지 않는 것인데, 입자 지름(입자 중앙치)이 300㎛ 이하, 특히 100㎛ 이하에 있는 미세 입자인 것이 적합하다. 이 입자 지름이 너무 크면, 입자의 구름에 의한 롤러 특성이 충분히 발휘되지 않아, 활성 향상 효과가 불충분하게 되어 버린다. 또, 입자의 응집이나 윤활층(3)(액체(5)) 중에 균일하게 분산시키는 등의 관점에서, 이 입자 지름은 5㎛ 이상인 것이 바람직하다.

또, 이 고체 입자(5)는, 윤활층(3)의 활성을 발휘시키는 구조체의 사용 시에 고체 상태를 유지하는 것이 필요하므로, 융점은 40℃ 이상인 것이 바람직하다.

또한, 이 고체 입자(7)의 소재는 특별히 제한되지 않고, 각종의 유기 재료, 무기 재료로 형성되어 있어도 되지만, 기재(1)의 표면에의 홀딩성, 및 분산매로서 사용되고 또한 윤활층(3) 중에 존재하는 액체(5)와의 친화성이 양호하다는 관점에서, 금속 입자나 금속 산화물 등의 무기 입자보다도 유기 입자인 것이 바람직하고, 예를 들면, 올레핀계 왁스나 라이스 왁스, 카르나우바(carnauba) 왁스, 각종 셀룰로오스, 유기 수지 경화물(예를 들면, 다관능 아크릴 모노머를 경화하여 얻어지는 경화물) 등이 바람직하며, 특히 식품용 내용물 등에 대한 용도에도 제한 없이 사용할 수 있다는 관점에서, 라이스 왁스 등이 적합하다.

본 발명의 코팅 조성물에 있어서는, 이것을 기재(1)의 표면에 도포했을 때, 그 도포층이 그대로 윤활층(3)이 되므로, 코팅 조성물의 조성(액체(5)와 고체 입자(7)의 양비(量比))은, 뛰어난 활성을 발휘하는 윤활층(3)의 조성에 상당하도록 설정된다.

따라서, 고체 입자(7)는, 분산매로서 사용되는 상기의 액체(액체(5)) 100 질량부당 0.01∼10 질량부, 특히 0.1∼5 질량부의 양의 비율로 코팅 조성물 중에 분산되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 양으로 액체(5)와 고체 입자(7)를 포함하는 코팅 조성물에 의해 윤활층(3)을 형성했을 때, 액체(5)와 고체 입자(7)와의 조성이, 거의 그대로 윤활층(3)에 반영되어, 고체 입자(7)의 구름에 의한 롤러 특성이 충분히 발휘될 뿐만 아니라, 액체(5)가 고체 입자(7)에 의해 안정되게 홀딩되어 뛰어난 활성 효과가 발휘되게 된다.

예를 들면, 고체 입자(7)의 양이 상기 범위보다도 많으면, 도 3(a)의 모델도에 나타내어져 있는 바와 같이, 고체 입자(7)가 응집하여 존재하는 경향이 높아져 활성 향상 효과가 불충분하게 될 우려가 있다.

또, 고체 입자(7)의 양이 상기 범위보다도 적으면(즉, 액체(5)의 양이 많음), 도 3(b)의 모델도에 나타내어져 있는 바와 같이, 고체 입자(7)의 롤러 특성에 의한 활성 향상 효과가 불충분하게 되어 버릴 우려가 있다. 또한, 기재(1)가 용기인 경우에는, 용기 저부에서의 고체 입자(7)의 홀딩이 불만족하게 되어, 고체 입자(7)의 소실이 생기기 쉬워지는 경향이 있고, 이 결과, 용기 저부에서의 내용물의 부착 잔존 억제 효과도 불충분하게 되어 버릴 우려가 있다.

상술한 본 발명의 코팅 조성물은, 상기의 액체(5)(분산매)와 고체 입자(7)를 전술한 양비로 혼합하고 교반하여 고체 입자(7)를 균일하게 분산시킴으로써 용이하게 조제할 수 있다. 이러한 코팅 조성물은, 통상, 기재(1)의 표면에, 1.0∼6.2㎎/㎠의 양으로 도포되고, 따라서, 기재(1)의 표면에는, 이와 같은 양의 윤활층(3)이 형성되는 것이 적합하다. 즉, 이 양이 너무 적으면, 윤활층(3)에 의한 활락 향상 효과를 충분히 발휘하는 것이 곤란해질 우려가 있고, 이 양이 너무 많으면, 윤활층(3)의 탈락 등에 의해, 그 양이 불안정해질 뿐만 아니라, 고체 입자(7)에 의한 롤러 특성을 발휘하기 어려워지는 경향도 있다.

상술한 코팅 조성물은, 코팅에 적절한 점도를 갖고 있고, 예를 들면, 스프레이 분무, 디핑, 롤러 도포, 나이프 코터에 의한 도포 등, 기재(1)의 표면 형태에 따른 수단에 의해 도포할 수 있는데, 특히, 기재(1)의 표면 형태에 관계없이 용이하게 도포할 수 있고, 또한 전술한 양(量) 범위로 도포량(윤활층(3)의 양에 상당)을 용이하게 설정할 수 있다는 점에서, 스프레이 분무가 최적이다.

상술한 본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 윤활층(3)이 기재(1)의 표면에 형성되어 있는 구조체는, 그 윤활층(3)이, 점도(25℃)가 100mPa·s 이상인 점조한 유동성 물질에 대하여 뛰어난 활성을 나타내고, 특히 해당 구조체를 용기나 뚜껑재 등의 포장재의 형태로 사용하는 것이 적합하다.

특히, 이 구조체를 용기로서 사용하고, 액체(5)나 고체 입자의 종류를 적절히 선택하여, 그 내면에 윤활층(3)을 형성한 것은, 저부에의 내용물 부착 잔존 방지 효과도 나타낸다. 특히 전술한 유성 액체를 이용하여 액막(3)이 형성되어 있는 경우에는, 예를 들면, 마요네즈, 케첩, 수성풀, 봉밀, 각종 소스류, 머스터드, 드레싱, 잼, 초콜릿 시럽, 유액 등의 화장액, 액체 세제, 샴푸, 린스 등의 점조한 내용물의 충전 보틀로서 가장 적합하다.

실시예

본 발명을 다음의 실험예에서 설명한다.

각 실험예에서 사용한 용기(기재(1)), 활액(윤활층(3)의 구성 성분인 액체(5)), 내용물은 다음과 같다.

＜용기＞

(1) 시트재

시트재로서, 후술하는 다층 보틀로부터 잘라낸 폭 75㎜, 길이 50㎜의 다층 시트와, 폭 75㎜, 길이 50㎜의 유리판을 제공했다.

(2) 보틀

하기의 층 구성을 갖는 다층 구조를 갖고, 또한 내용량 400g의 다층 다이렉트 블로우 보틀을 제공했다.

　　　내층: 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)

중간층: 에틸렌-비닐알코올 공중합체(EVOH)

외층: 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)

접착층(내외층과 중간층과의 사이): 산 변성 폴리올레핀

＜윤활층＞

(1) 윤활층 형성용 액체(분산매)

식용유 A:

　　　중쇄 지방산 첨가 샐러드유

　　　 　　(점도 33mPa·s(25℃)·접촉각 18도)

식용유 B:

　　　중쇄 지방산 첨가 없는 샐러드유

　　　　　(점도 80mPa·s(25℃)·접촉각 18도)

(2) 고체 입자

라이스 왁스

셀룰로오스

각 실험예에 있어서, 표 1 또는 표 2에 나타낸 상기 액체(분산매)에 고체 입자를 혼합하고, 교반하여, 규정의 입자 지름의 고체 입자가 분산된 코팅 조성물을 조제하고, 용기의 시트재, 보틀의 내면에 규정의 도포량을, 용기 내면에 균일하게 되도록 도포했다.

＜각종 측정＞

고체 입자의 입자 지름;

입자 지름은, 식용유 A에 고체 입자 1％를 섞은 분산액을, 레이저광 회절 산란법으로 입도 분포를 입도 분포 측정장치((주)호리바 세이사쿠쇼 제조 LA-300)로 측정하고, 입자 중앙치를 입자 지름으로 했다.

접촉각;

분산매(액체(5))의 접촉각은, 시트재의 다층 시트의 용기 내면을 상면으로 하여 활락액으로 사용한 식용유를 10mg 떨어뜨리고, 20℃, 50％RH, 접촉각계(교와 가이멘 가가쿠(주)사 DropMaster700)로 측정했다.

점도;

분산매의 점도는, 비커에 넣은 액체에, B형 디지털 점도계의 스핀들과 가드를 넣고, 25℃, 회전수 10회/분으로 스핀들을 1분간 회전시켜, 점도 측정을 실시했다.

＜내용물＞

알 1개(50g)와 식초 15cc와 소금 2.5cc를 섞은 후, 추가로 식용유 150cc를 혼합하여, 실험용의 마요네즈와 같은 식품을 만들었다. 각 실시예, 비교예에서는, 필요량의 내용물을 만들어 사용했다.

또, 각 실험예에 있어서, 내용물을 이용하여 활성(시트재의 활성), 저부 활성(보틀)의 평가방법은 다음과 같다.

＜활성의 평가＞

시트재에 각 도포액을 도포한 후, 30도의 각도로 유지하고(도 4 참조), 6mg의 마요네즈와 같은 식품을 낙하시켜, 5cm를 이동하는 시간을 측정하고, 다음의 기준으로 평가했다.

　◎: 14초 미만으로 이동

　○: 14초 이상 18초 미만으로 이동

　△: 18초 이상으로 이동

　×: 60초 이상 낙하하지 않음

＜용기의 저부 활성의 평가＞

보틀 내에, 분무 노즐을 바닥까지 삽입하고, 코팅 조성물(도포액)을 분무하면서 끌어올림으로써 보틀 저부부터 측벽 전면(全面)에 도포액을 도포했다. 이 용기 내면에 고체 입자를 분산시킨 액막이 형성되어 있는 보틀 내에, 내용물인 마요네즈와 같은 식품을 상법(常法)으로 400g 충전하고, 보틀 마우스부를 알루미늄 박으로 히트 시일하고, 캡으로 밀봉하여 충전 보틀을 얻었다.

내용물이 충전된 충전 보틀을 23℃에서 1주일 보관했다. 1주일 보관된 보틀에 대해서, 몸통부를 눌러, 보틀 마우스부를 통하여 내용물을 끝까지 짜낸 후, 이 보틀 내에 공기를 넣어 형상을 복원시켰다.

이어서, 이 보틀을 거꾸로 세워서(마우스부를 하측) 1시간 보관한 후의 보틀몸통부 벽의 내용물 활락 정도(몸통부 벽에 내용물이 부착하고 있지 않는 정도)를 측정하고, 다음의 식으로 내용물 활락률을 계산했다.

　내용물 활락률(％)

　　＝(내용물이 활락하고 있는 표면적/보틀 몸통부 벽 표면적)×100

상기에서 계산된 내용물 활락률로부터, 활성을 다음의 기준으로 평가했다.

　○: 내용물 활락률이 90％ 이상

　△: 내용물 활락률이 50％ 이상이고 90％ 미만

×: 내용물 활락률이 50％ 미만

[실험예 1∼6]

포장재의 내면 형성재로서 다층 시트를 이용하고, 식용유 A(분산매)에 라이스 왁스(입자 지름 100㎛)를 분산시킨 코팅 조성물을, 표 1 중의 고체 입자량의 비율, 도포량으로 도포하여 활성을 평가했다.

[실험예 7]

포장재의 내면 형성재로서 다층 시트를 이용하고, 고체 입자를 라이스 왁스(입자 지름 50㎛)로 변경한 것 이외에는 실험예 1과 마찬가지로 하여, 표 1 중의 고체 입자량의 비율, 도포량으로 코팅 조성물을 도포하여 활성을 평가했다.

[실험예 8]

포장재의 내면 형성재로서 다층 시트를 이용하고, 고체 입자를 라이스 왁스(입자 지름 250㎛)로 변경한 것 이외에는 실험예 1과 마찬가지로 하여, 표 1 중의 고체 입자량의 비율, 도포량으로 코팅 조성물을 도포하여 활성을 평가했다.

[실험예 9]

포장재의 내면 형성재로서 다층 시트를 이용하고, 활락액을 식용유 B로 변경한 것 이외에는 실험예 1과 마찬가지로 하여, 표 1 중의 고체 입자량의 비율, 도포량으로 코팅 조성물을 도포하여 활성을 평가했다.

[실험예 10]

포장재의 내면 형성재로서 다층 시트를 이용하고, 고체 입자를 셀룰로오스(입자 지름 120㎛)로 변경한 것 이외에는 실험예 1과 마찬가지로 하여, 표 1 중의 고체 입자량의 비율, 도포량으로 코팅 조성물을 도포하여 활락성을 평가했다.

[실험예 11]

포장재의 내면 형성재로서 유리판을 이용하고, 그 이외에는 실험예 1과 마찬가지로 하여, 표 1 중의 고체 입자량의 비율, 도포량으로 코팅 조성물을 도포하여 활성을 평가했다.

[실험예 12]

포장재로서 다층 보틀을 이용하고, 식용유 A에 라이스 왁스(입자 지름 100㎛)를 분산시킨 코팅 조성물을, 표 1 중의 고체 입자량의 비율, 도포량으로 도포하여 저부 활성을 평가했다.

[실험예 13]

포장재로서 다층 보틀을 이용하고, 식용유 A에 라이스 왁스(입자 지름 50㎛)를 분산시킨 코팅 조성물을, 표 1 중의 고체 입자량의 비율, 도포량으로 도포하여 저부 활성을 평가했다.

[실험예 14]

포장재로서 다층 보틀을 이용하고, 식용유 A에 라이스 왁스(입자 지름 250㎛)를 분산시킨 코팅 조성물을, 표 1 중의 고체 입자량의 비율, 도포량으로 도포하여 저부 활성을 평가했다.

[실험예 15∼16]

포장재의 내면 형성재로서 다층 시트를 이용하고, 식용유 A에 라이스 왁스(입자 지름 100㎛)를 분산시킨 코팅 조성물을, 표 2 중의 고체 입자량의 비율, 도포량으로 도포하여 활성을 평가했다.

[실험예 17]

포장재의 내면 형성재로서 다층 시트를 이용하고, 식용유 A에 라이스 왁스(입자 지름 350㎛)를 분산시킨 코팅 조성물을, 표 2 중의 고체 입자량의 비율, 도포량으로 도포하여 활성을 평가했다.

[실험예 18]

포장재의 내면 형성재로서 다층 시트를 이용하고, 식용유 A를 표 2 중의 도포량으로 도포하여 활성을 평가했다.

[실험예 19]

포장재의 내면 형성재로서 다층 시트를 이용하고, 라이스 왁스를 2.5g 도포 후, 식용유 A를 표 2 중의 도포량으로 도포하여 활성을 평가했다.

[실험예 20]

포장재의 내면 형성재로서 다층 시트를 이용하고, 코팅 조성물을 도포하지 않고 활성을 평가했다.

[실험예 21]

포장재로서 다층 보틀을 이용하고, 식용유 A를 도포하여 저부 활성을 평가했다.

[실험예 22]

포장재로서 다층 보틀을 이용하고, 코팅 조성물을 도포하지 않고 저부 활성을 평가했다.

이상의 실험예에서의 평가 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

또, 표 1, 2에 있어서, EX.는 실험예의 약어이다.

[표 1]

[표 2]

이 결과, 시트재 및 보틀의 내면에, 액체와 고체 입자를 포함하는 윤활층을 형성함으로써 내용물의 활성이 향상하고 있어, 내용물의 활성이 뛰어난 것을 알 수 있다.

＜실험예 23∼26＞

상기 실험예의 결과를 근거로 하여, 표 3에 나타내는 양으로 고체 입자(라이스 왁스)와 분산매(식용유)를 포함하는 코팅 조성물을 0.6cc 유리재(프레파라트)에 도포하여, 전체적으로 덮여지게 하여 수직으로 30초 유지하고, 수평으로 되돌렸을 때의 도포액의 면적당 잔존 비율(％)을 측정했다. 결과를 표 3에 나타낸다.

[표 3]

표 3으로부터 명확한 바와 같이, 코팅 조성물 중의 고체 입자의 비율이 높으면, 윤활층의 잔존율이 높은 것을 알 수 있다.

또한, 표 중에 나타내지 않지만 코팅 조성물 중의 고체 입자의 비율을 너무 높게 하면, 상기 고체 입자가 응집하여 내용물의 활락을 저해, 또는 내용물에 혼입할 우려가 있어, 그 비율(액체 100g당의 고체 입자량에 상당)은 0.01∼10％가 바람직하고, 특히 0.1∼5％가 보다 바람직하다.

1: 기재 　 　　3: 윤활층
5: 액체 　 　　7: 고체 입자
10: 보틀 　　11: 네크부
13: 숄더부 　　15: 몸통부 벽

Claims (8)

1. 소정 형상으로 성형되어 있는 기재의 표면에, 유동성 물질에 대한 활성을 향상시키는 윤활층을 형성하기 위해 사용되는 코팅 조성물로서, 상기 윤활층의 구성 성분으로서의 액체를 분산매로서 포함하고, 상기 분산매 중에, 상기 윤활층의 구성 성분으로서의 고체 입자가 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 분산매로서의 상기 액체가, 비점이 200℃ 이상인 고비점 액체로서, 상기 기재의 표면에 대한 접촉각(20℃)이 45도 이하이고 또한 100mPa·s 이하의 점도(25℃)를 갖고 있는 코팅 조성물.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 분산매로서의 상기 액체 100 질량부당 0.01∼20 질량부의 양으로 상기 고체 입자가 분산되어 있는 코팅 조성물.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 고체 입자가 5∼300㎛의 입자 지름을 갖고 있는 코팅 조성물.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 고체 입자가 유기 입자인 코팅 조성물.
6. 제 1 항에 기재한 코팅 조성물을, 1.0∼6.2㎎/㎠의 양으로 상기 기재의 표면에 스프레이 분무함으로써, 유동성 물질에 대한 활성을 향상시키는 윤활층을 상기 기재의 표면에 형성하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 기재로서 유동성 물질이 수용되는 포장재를 사용하고, 상기 코팅 조성물을, 상기 포장재의 유동성 물질이 접촉하는 면에 스프레이 분무하는 방법.
8. 제 1 항에 기재한 코팅 조성물을 상기 기재의 표면에 도포한 유동성 물질에 대한 활성을 향상하기 위한 윤활층을 갖고, 상기 윤활층은, 액체와 고체 입자로 형성되어 있는 구조체.

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