KR20170135951A - 외첨 영역을 표면에 갖는 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 소정 형상으로 성형되어 있는 성형체(1), 성형체(1)의 표면에 형성되어 있는 외첨 영역을 포함하는 구조체에 있어서, 상기 외첨 영역은, 왁스 성분과 액체(5)와의 혼합물로 이루어지고 또한 성형체(1) 표면에 형성되어 있는 외첨 볼록부(3)를 갖고 있는 동시에, 외첨 볼록부(3)의 분포에 의해 형성되는 산곡(山谷) 표면을 갖고 있고, 상기 외첨 영역에 있어서, 외첨 볼록부(3)의 사이에 위치하고 있는 성형체(1)의 표면(곡부)은, 액체(5)에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

외첨 영역을 표면에 갖는 구조체

본 발명은, 외첨(外添) 영역을 표면에 갖는 구조체에 관한 것이고, 보다 상세하게는, 외첨에 의해 형성되어 있는 외첨 볼록부에 의해 표면에 산곡(山谷)이 형성되어 있는 구조체에 관한 것이며, 특히 용기로서 적합하게 사용되는 구조체에 관한 것이다.

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

특히, 용기의 분야에서는, 케첩이나 마요네즈 등으로 대표되는 식품류가 함수물이기 때문에, 점조한 함수물에 대한 활성(滑性)(활락성(滑落性))을 보다 향상하는 것이 요구되고 있으며, 특히, 마요네즈와 같은 유화물은, 큰 활성을 얻기 어려우므로, 이와 같은 점조한 유화물에 대한 활성 향상이 보다 강하게 요구되고 있다.

최근 들어, 용기 등의 성형체의 표면에 유막을 형성함으로써, 점조한 물질에 대한 활락성을 높이는 것이 알려져 있으며, 이러한 기술에 의하면, 성형체 표면을 형성하는 합성 수지에 활제 등의 첨가제를 더하는 경우와 비교하여, 활락성을 비약적으로 높일 수 있기 때문에, 현재 주목되고 있다.

이와 같이 표면에 유막을 형성함으로써, 내용물에 대한 활락성을 개선하는 기술에 대해서는, 유막의 하지면(下地面)을 적당한 거칠기의 조면으로 하여, 유막의 두께를 작게 하는 것이 제안되어 있으며, 이러한 기술은 이미 특허되어 있다(특허문헌 1).

이러한 기술에 의하면, 표면에 유막을 형성하여 활락성을 부여하는 여러 가지 기술 중에서도, 활락성 향상 효과는 상당히 크지만, 유막의 하지가 되는 조면은, 수지에 의해 형성되어 있을 필요가 있으며, 게다가, 조면을 형성하고 있는 수지층에는, 조면화제로서 기능하는 미세한 고체 입자가 배합되어 있지 않으면 안된다. 즉, 하지 수지층 중의 조면화제 입자에 의해, 소정의 거칠기의 조면을 형성하기 때문에, 그 표면 거칠기의 컨트롤이 상당히 어려워, 제법적인 난점이 있다. 또, 하지면은, 수지제가 아니면 안된다는 제한도 있다.

또, 본 출원인은, 우선, 최대 거칠기 Rz가 0.5∼5.0㎛의 범위에 있는 조면부가 표면에 형성되어 있고, 해당 조면부 상에, 0.1∼3.4㎛ 정도의 두께의 얇은 액막이 형성되어 있는 구조체를 제안하고 있다(일본국 특원2014-91894호).

이러한 구조체의 표면은, 액막을 형성하는 액체의 종류를 선택함으로써, 여러 가지 점조한 물질에 대하여 뛰어난 활성을 나타내기 때문에, 이 구조체를 용기로서 이용할 수 있지만, 이 기술의 큰 이점은, 액막의 하지가 되는 조면은, 구조체 표면에 고체 입자를 외첨함으로써 형성할 수 있기 때문에, 이용하는 고체 입자의 크기나 양에 따라, 조면의 거칠기를 용이하게 컨트롤할 수 있다는 이점이 있다.

그러나, 이러한 기술에는, 액막에 의해 발현하는 활성 효과가 시간 경과와 함께 저하한다는 문제가 있어, 그 개선이 필요하다.

또한, 본 출원인은, 내용물과 접촉하는 용기 내면에 액막이 형성되어 있고, 해당 액막에는, 입자 지름이 300㎛ 이하의 고체 입자가 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 포장재를 앞서 제안하고 있다(일본국 특원2014-126877호).

그런데, 상기 기술은, 활락성의 지속성이라는 점에서의 검토는 전혀 되어 있지 않다.

일본국 특허 제5673870호

따라서, 본 발명의 목적은, 점조한 함수물질에 대한 활성 및 그 지속성이 뛰어난 외첨 영역을 표면에 구비하고 있는 구조체, 특히 용기로서 적합하게 사용할 수 있는 구조체를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 외첨에 의해 형성된 외첨 볼록부가 분포하고 있는 외첨 영역을 이용하여, 점조한 함수물질에 대한 활성 및 지속성이 뛰어난 표면 특성을 갖는 구조체를 제공하는 것에 있다.

본 발명자 등은, 용기 등의 성형체의 표면에 외첨에 의해 볼록부를 형성했을 때의 표면 특성에 대해서 연구를 추진한 결과, 이 외첨 볼록부가 어느 정도 이상의 높이로 분포하고 있고, 또한 이와 같은 외첨 볼록부가 왁스 성분과 유성 액체와의 혼합물로 형성되어 있으며, 추가로 외첨 볼록부 간극이 유성 액체로 피복되어 있는 경우에는, 점조한 함수물질에 대하여 뛰어난 활성을 나타내는 동시에, 그 지속성도 향상되는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

본 발명에 의하면, 소정 형상으로 성형되어 있는 성형체와, 해당 성형체의 표면에 형성되어 있는 외첨 영역을 포함하는 구조체에 있어서,

상기 외첨 영역은, 왁스 성분과 액체와의 혼합물로 이루어지고 또한 상기 성형체 표면에 형성되어 있는 외첨 볼록부를 갖고 있는 동시에, 해당 외첨 볼록부의 분포에 의해 형성되는 산곡 표면을 갖고 있고,

상기 외첨 영역에 있어서, 상기 외첨 볼록부의 사이에 위치하고 있는 상기 성형체의 표면은, 상기 액체에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 구조체가 제공된다.

또한, 본 명세서에 있어서, 성형체란, 그 표면에 외첨 처리가 되어 있지 않은 것을 의미하며, 구조체란, 성형체의 표면에 외첨 처리가 이루어져 외첨 볼록부가 분포한 외첨 영역이 형성되어 있는 것을 의미한다.

본 발명의 구조체에 있어서는,

(1) 상기 외첨 영역에 있어서의 산곡 표면의 산부와 곡부와의 높낮이차 h가, 적어도 10㎛ 이상인 것,

(2) 마이크로스코프에 의한 표면 관찰에 있어서, 하기 식으로 정의되는 산부 비율 F가 0.5∼0.9인 것:

　　F＝F₁/F₀

　식 중,

　　　F₀은 측정 면적이고,

　　　F₁은, 상기 측정 면적 F₀ 내에 있어서, 1000㎛² 이상의 투영 면적을 갖는 산부가 차지하는 투영 면적의 합을 나타냄,

(3) 상기 왁스 성분의 융점이 50℃ 이상인 것,

(4) 상기 액체가, 유성 액체인 것,

(5) 상기 유성 액체가, 상기 성형체 표면에 대한 접촉각(23℃)이 45° 이하이고, 또한 100mPa·s 이하의 점도(25℃)를 갖고 있는 것,

(6) 상기 외첨 볼록부는, 해당 외첨 볼록부 간의 상기 성형체 표면과 함께, 해당 외첨 볼록부의 형성에 사용되고 있는 액체에 의해 피복되어 있는 것,

(7) 상기 외첨 영역에는, 상기 액체가, 상기 왁스 성분 100 질량부당, 1000∼5000 질량부의 양으로 존재하고 있는 것,

(8) 상기 외첨 영역의 하지면이 되는 상기 성형체의 표면이, 합성 수지제 또는 유리제인 것,

(9) 상기 성형체가 용기이며, 해당 용기에 수용되는 내용물이 접촉하는 용기 내면이 상기 외첨 영역으로 되어 있는 것,

(10) 상기 용기가, 점도(25℃)가 200mPa·s 이상의 유동성 내용물의 수용에 사용되는 것이 적합하다.

본 발명의 구조체에 특유의 표면 구조는, 왁스 성분과 액체의 혼합물을 성형체 표면에 외첨함으로써 형성된다. 즉, 이 표면 구조는, 성형체 표면을 형성하는 수지층에 고체 입자를 내첨(內添)해 둠으로써 형성되는 것은 아니기 때문에, 왁스 성분의 융점이나 사용량에 따라, 표면 형태(고체 입자에 의한 요철의 정도나 분포 등)를 용이하고 또한 확실하게 컨트롤할 수 있다.

게다가, 본 발명의 구조체는, 특유의 표면 구조에 의해, 점조한 함수물질에 대하여 뛰어난 활성을 나타낼 뿐만 아니라, 예를 들면 마요네즈 같은 식품과 같은 유화물에 대해서도, 그 활성은 높으며, 그 지속성도 향상하고 있다.

따라서, 본 발명의 구조체는, 특히 점조한 함수물질, 예를 들면 케첩이나 소스, 마요네즈 같은 식품 등의 점도(25℃)가 200mPa·s 이상의 점조한 물질이 수용되는 용기로서 사용함으로써, 이들 내용물을 신속하게 배출할 수 있고, 게다가, 용기 내의 부착 잔존을 현저하게 억제하여, 거의 그 전량을 다 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 구조체의 표면 형태를 설명하기 위한 개략 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 구조체의 적합한 형태인 다이렉트 블로우 보틀의 형태를 나타내는 도면이다.
도 3은 실시예 1의 구조체 표면을 디지털 마이크로스코프에 의해 관찰한 3차원의 표면 구조를 나타내는 도면이다. 도면 중, 검게 확인되는 부분이 산부이다.

도 1을 참조하여, 본 발명의 구조체는, 용도에 따른 형상으로 성형된 성형체(1)의 표면(하지면(1a))에, 외첨 볼록부(3)가 분포하고 있는 외첨 영역을 설치함으로써 형성되고, 이와 같은 외첨 볼록부(3)의 형성에 의해, 성형체(1)의 표면에는, 산부(X)와 곡부(Y)가 형성되게 된다.

이 외첨 볼록부(3)는, 왁스 성분과 액체(5)와의 혼합물에 의해 형성되고, 하지면(1a)에 홀딩되어 산부(X)를 구성하고 있다. 또, 외첨 볼록부(3)는 액체(5)로 덮인 형태로 되어 있는 동시에, 외첨 볼록부(3)가 형성되어 있지 않은 곡부(X)에서의 성형체(1)의 하지면(1a')도, 액체(5)로 피복되어 있다.

<활성 발현의 원리>

이와 같은 구조체의 외첨 영역(예를 들면 용기의 내면)에 있어서, 도 1에서는, 왁스 성분과 액체(5)와의 혼합물에 의해 형성된 외첨 볼록부(3)에 의한 산부(X)가 3개 형성되어 있고, 이들 산부(X)(외첨 볼록부(3))의 사이의 곡부(Y)에 있어서도, 그 하지면(1a')이 액체(5)로 피복되어 있다.

이 외첨 볼록부(3)는, 왁스 성분과 액체(5)와의 혼합물에 의해 형성되어 있기 때문에, 반고체상(狀) 내지 겔상의 형태를 갖고 있으며, 하지면(1a) 상에 안정적으로 홀딩되어 있다.

이와 같은 산부(X) 및 곡부(Y)가 형성되어 있는 표면 상을 점조한 함수물질이 이동하면, 이 함수물질은, 액체(5)에 접촉하여 이동하지만, 외첨 볼록부(3)는 왁스와 액체(5)로 형성된 반고체상 내지 겔상이기 때문에, 점조한 함수물질이 이동했을 때에 외첨 볼록부(3)와의 사이에 발생하는 마찰력이 매우 작고, 이 때문에, 뛰어난 활성을 나타낸다. 또, 점조한 함수물질의 이동에 수반하는 마찰력이 작기 때문에, 외첨 볼록부(3) 자체에는 큰 하중이 가해지지 않게 되어, 그 하지면(1a)과 외첨 볼록부(3)와의 계면에는 응력이 거의 가해지지 않으며, 그 결과, 외첨 볼록부(3)는 하지면(1a)에서 움직이지 않고, 안정적으로 계속해서 홀딩된다.

또, 점조한 함수물질의 종류에 따라서는, 외첨 볼록부(3)가 형성되어 있는 산부(X) 뿐만 아니라, 외첨 볼록부(3)가 형성되어 있지 않은 곡부(Y)에도 접촉하면서 이동해가는 것이 생각되지만, 이 곡부(Y)의 하지면(1a')도 액체(5)로 피복되어 있기 때문에, 이 경우도 활성의 저하를 유효하게 회피할 수 있다.

또, 본 발명에서는, 외첨 볼록부(3)는 액체(5)로 피복되어 있고, 또한 외첨 볼록부(3)는 왁스 성분과 액체(5)에 의해 구성되어 있기 때문에, 점조한 함수물질이 반복해 흘러, 액체(5)의 막 두께가 얇아진 경우에도, 액체(5)는 외첨 볼록부(3)의 내부로부터 보충되게 된다. 따라서, 본 발명에서는, 상술한 뛰어난 활성은 지속하여 홀딩되며, 시간 경과에 따른 활성 저하도 억제되게 된다.

또한, 상술한 본 발명의 구조체에 있어서의 활성의 발현 기구는, 앞서 특허되어 있는 특허문헌 1에서 나타나 있는 것과 유사하기는 하지만, 명확하게 다르다.

특허문헌 1에서는, 표면을 형성하는 수지층에 내첨되어 있는 고체 입자에 의해 표면에 요철을 형성하고, 이 요철이 표면에 반영되는 바와 같은 극박(極薄)의 유막을 형성하고 있으며, 이와 같은 요철 표면을 갖는 유막에 의해 활성을 발현시키고 있다. 언뜻 보면, 본 발명과 동일한 기구에 의해, 활성이 발현하고 있는 것처럼 생각되지만, 특허문헌 1에서는, 수지층에 내첨되어 있는 고체 입자에 의해 요철(돌출부)를 형성하고 있기 때문에, 그 요철(돌출부)의 높이는 매우 작다. 즉, 특허문헌 1에서는, 돌출부 간에 존재하는 공기층을 활성 발현에 이용하고 있는 것이 아니라, 요철에 의해, 표면을 흐르는 물질과 구조체 표면과의 접촉 면적을 저감시키고, 이에 따라, 표면을 흐르는 물질에 대한 마찰력을 저하시킴으로써 활성을 향상시키고 있는 것이다.

한편, 본 발명에 있어서의 외첨 볼록부(3)는, 왁스 성분과 액체(5)의 혼합물로 형성시키고, 반고체상 내지 겔상의 형태를 갖고 있으며, 이 외첨 볼록부(3)의 표면은 액체(5)로 피복되어 있다. 즉, 본 발명에서는, 외첨 볼록부(3)에 가해지는 마찰력이 저감됨으로써, 뛰어난 활성을 나타내는 것이다.

특허문헌 1에서의 액막의 표면 형상은 미세한 볼록부를 갖는 것에 반하여, 후술의 실시예에서 나타내는 본 발명에서의 표면 형상은 완만한 너울을 갖는 높낮이차 h가 있는 산곡으로 되어 있고, 표면 형상의 차이로부터도, 활성의 기구가 다른 것이 추찰된다.

<성형체(1)>

본 발명의 구조체의 형성에 사용되는 성형체(1)는, 그 표면(하지면(1a))에, 외첨 볼록부(3)를 홀딩하는 것이 가능한 한, 그 재질은 특별히 제한되지 않고, 수지제, 유리제, 금속제 등의 임의의 재질에 의해 용도에 따른 형태를 갖고 있으면 된다.

특히, 왁스 성분과 액체(5)를 이용하여 외첨 볼록부(3)는, 그 하지면(1a)이 합성 수지제일 때에 가장 높은 홀딩 효과를 나타내지만, 하지면(1a)이 유리제나 금속제여도, 어느 정도의 홀딩 효과를 나타내며, 이들 재질로 형성되어 있는 하지면(1a)을 구비한 성형체(1)에도 본 발명을 적용할 수 있고, 이것은, 본 발명의 큰 이점이다.

본 발명에 있어서, 성형체(1)의 표면에 형성되어 있는 표면 구조는, 점조한 함수물질에 대하여 뛰어난 활성을 나타낸다는 관점에서, 이러한 성형체(1)는, 이와 같은 함수물질을 흘리기 위한 배관이나, 이것을 수용하는 용기나 용기 뚜껑 등의 형태를 갖고 있는 것이 적합하며, 이와 같은 함수물질과 접촉하는 면에 외첨 볼록부(3)가 형성되게 된다.

본 발명에서는, 상기에서 서술한 바와 같이, 왁스 성분과 액체(5)를 이용하여 외첨 볼록부(3)를 형성한다는 관점에서, 성형체(1)의 표면(하지면(1a))은 합성 수지제인 것이 가장 적합하고, 이와 같은 합성 수지(이하, 하지 수지라고 부름)로는, 성형 가능한 임의의 열가소성 수지나 경화성 수지를 이용할 수 있다.

단, 일반적으로는, 성형이 용이하고 또한 유성 액체(5)와의 친화성이 높아 외첨 볼록부(3)를 보다 안정적으로 홀딩할 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·비닐 알코올 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, 유성의 액체(5)의 일부 및 외첨 볼록부(3)를 형성하는 왁스 성분의 일부가 내부로 침투하고, 이에 따라, 외첨 볼록부(3)를 하지면(1a)에 안정적으로 홀딩한다는 점에서 최적이다.

또한, 올레핀계 수지는, 가요성(可撓性)이 높아, 후술하는 다이렉트 블로우 성형에 의한 짜냄 용기(스퀴즈 보틀)의 용도에도 사용되고 있어, 본 발명의 구조체(1)를 이와 같은 용기에 적용한다는 관점에서도 올레핀계 수지는 적합하다.

또, 이러한 성형체(1)는, 상기와 같은 열가소성 수지의 단층 구조여도 되고, 상기 열가소성 수지와 종이나 금속과의 적층체여도 되며, 또한, 복수의 열가소성 수지가 조합된 다층 구조를 갖는 것이어도 된다.

본 발명의 구조체는, 점조한 함수물질에 대한 활성 및 그 지속성이 뛰어나기 때문에, 이와 같은 함수물질과 접촉하는 용도에 유효하게 적용되며, 특히 함수물질이 수용되는 용기로서 사용되는 것이, 본 발명의 이점을 최대한으로 향수할 수 있다는 점에서 최적이다.

특히 성형체(1)가 용기의 형태를 갖는 경우에 있어서, 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 것이며, 그 산소 배리어성이 손상되지 않는 한에 있어서, 산소 배리어성 수지에 다른 열가소성 수지가 혼합되어 있어도 된다.

또, 산소 흡수층은, 일본국 특개2002-240813호 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 특개2002-240813호 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 성형체(1)를 성형할 때에 발생하는 버(burr) 등의 스크랩을 올레핀계 수지 등의 버진(virgin)의 수지와 혼합으로 한 리그라인드층을 내층으로서 설치하는 것도 가능하고, 올레핀계 수지 또는 폴리에스테르 수지에 의해 용기 내면이 형성된 용기에 있어서, 그 외면을 폴리에스테르 수지 또는 올레핀계 수지에 의해 형성하는 것도 물론 가능하다.

용기의 형상은, 특별히 제한되지 않으며, 컵 내지 컵상, 보틀상, 주머니상(파우치), 시린지(syringe)상, 항아리상, 트레이상 등, 용기 재질에 따른 형태를 갖고 있으면 되고, 연신 성형되어 있어도 되며, 그 자체 공지의 방법으로 성형된다.

도 2에는, 본 발명의 구조체의 형성에 사용되는 성형체(1)의 가장 적합한 형태인 다이렉트 블로우 보틀이 나타내어져 있다.

도 2에 있어서, 전체로서 10으로 나타내어지는 이 보틀(성형체(1)에 상당)은, 나사산(螺條)을 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(17)을 갖고 있으며, 이와 같은 보틀의 내면(하지면(1a))에, 외첨 볼록부(3)가 형성되는 것이 된다.

이러한 보틀(10)은, 점조한 물질의 수용에 적합하게 사용되며, 몸통부 벽(15)을 스퀴즈함으로써, 내부에 수용된 점조한 물질을 배출한다는 것이고, 내용물에 대한 활성 및 그 지속성이 향상하고 있으면, 이와 같은 내용물을 신속하게 배출할 수 있고, 게다가, 그 전량을 배출하여, 해당 내용물을 전부 사용하는 것도 가능해진다.

<외첨 볼록부(3)>

외첨 볼록부(3)는, 이미 서술한 바와 같이, 성형체(1)의 표면(하지면(1a))에 외첨되어 형성되는 것이며, 왁스 성분과 액체(5)와의 혼합물에 의해 구성된다.

이와 같은 외첨 볼록부(3)의 형성에 사용되는 왁스 성분은, 각종의 유기계 재료로 형성되어 있어도 되지만, 액체(5)와의 상용성이 양호할 필요가 있기 때문에, 저분자량계의 왁스인 것이 바람직하다.

예를 들면, 합성 왁스로서, 올레핀계 왁스, 파라핀 왁스, 마이크로 크리스 탈린 왁스 등, 식물계 왁스로서, 칸데릴라 왁스, 카르나우바 왁스, 라이스 왁스, 목랍 등, 동물계 왁스로서, 밀랍, 라놀린 등, 추가로, 광물계 왁스로서, 몬탄 왁스등을 들 수 있다.

특히 식품류에 대해서도 제한 없이 사용할 수 있다는 점에서, 라이스 왁스, 카르나우바 왁스 등의 식물계 왁스가 최적이다.

<액체(5)>

액체(5)는, 그 상용성에 의해, 상기의 왁스 성분과 함께 외첨 볼록부(3)를 성형체(1)의 표면에 형성하고, 또한, 그 젖음성에 의해 외첨 볼록부(3)의 표면과, 외첨 볼록부(3)가 형성되어 있지 않은 곡부(Y)에서의 하지면(1a')을 피복하는 동시에, 그 비상용성에 의해, 함수물질에 대하여 활성을 나타내는 것이며, 윤활제로서 기능한다.

이러한 액체(5)는, 대기압하에서의 증기압이 작은 비휘발성의 액체, 예를 들면 비점이 200℃ 이상의 고비점 액체이지 않으면 안 된다. 휘발성 액체를 이용한 경우에는, 용이하게 휘산하여 시간 경과와 함께 소실해 버리기 때문이다.

또, 상기와 같은 고비점 액체인 동시에, 성형체(1)의 표면에 대하여 높은 젖음성을 나타내고, 성형체(1)의 표면에 밀착하여 유성 액체의 막을 안정적으로 홀딩한다는 관점에서, 성형체(1)의 표면에 대한 접촉각(23℃)이 45도 이하 특히 15도 이하, 또한 점도(25℃)가 100mPa·s 이하의 유성 액체인 것이 적합하다. 즉, 성형체(1)의 표면 소재가, 합성 수지제, 유리제 또는 금속제 중 어느 것이어도, 상기와 같은 물성을 만족하는 유성 액체를 이용하여 성형체(1)의 표면에 유성 액체의 막을 효과적으로 홀딩할 수 있다.

또한, 점조한 함수물질에 대한 활성을 높인다는 점에서, 표면장력(23℃)이 10 내지 40mN/m, 특히 16 내지 35mN/m의 범위에 있는 유성 액체를 이용하는 것이 좋다. 즉, 표면장력이, 활성의 대상이 되는 함수물질과 크게 다른 것일수록, 윤활 효과가 높기 때문이다.

상술한 접촉각이나 점도 및 표면장력에 관한 조건을 만족하는 유성 액체(5)로는, 유동 파라핀, 합성 파라핀, 불소계 액체, 불소계 계면활성제, 실리콘 오일, 지방산 트리글리세라이드, 각종 식물유 등이 대표적이다. 특히 활성의 대상이 되는 물질이 식품류(예를 들면 마요네즈나 케첩)인 경우에는, 식용유가 적합하다.

이러한 식용유의 구체예로는, 대두유, 유채유, 올리브 오일, 미강유, 옥수수유, 홍화유, 참기름, 팜유, 피마자유, 아보카도유, 코코넛유, 아몬드유, 호두유, 개암나무유, 샐러드유 등을 예시할 수 있다. 본 발명의 특성을 나타내는 것이면 유성 액체에 한하지 않고, 수성 액체여도 된다.

본 발명에 있어서, 상기와 같은 액체(5)는, 외첨 볼록부(3)를 포함하는 산부(X)나 그 사이의 곡부(Y)를 형성하기 위해, 100 질량부의 왁스 성분에 대하여 500∼10000 질량부, 특히 1000∼5000 질량부의 양으로 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 액체(5)의 사용량이 너무 많으면, 외첨 볼록부(3)가 너무 부드러워져 버려, 유동성을 나타내는 상태가 되기 때문에, 외첨 볼록부(3)를 성형체(1)의 표면에 홀딩하는 것이 곤란해진다. 또한, 액체(5)의 사용량이 적으면, 외첨 볼록부(3)에 적당한 부드러움을 줄 수 없어지기 때문에, 활성의 저하나 그 지속성의 저하를 발생시켜버릴 우려가 있고, 나아가서는, 곡부(Y)에 있어서 하지면(1a')이 액체(5)로 덮이지 않게 될 우려가 있다.

<표면 구조의 형성>

본 발명에 있어서, 상술한 외첨 볼록부(3)를 포함하는 산부(X)나 곡부(Y)를 성형체(1)의 표면에 형성하려면, 전술한 양을 만족하도록, 액체(5)와 왁스 성분을 혼합하여, 왁스 성분이 분산된 도포액을 조제하고, 이 도포액을, 성형체(1)의 표면에 도포하면 된다. 도포 수단은, 성형체(1)의 표면 형상에 따라서, 스프레이 분무, 나이프 코팅, 롤 코팅, 공압출 등, 공지의 방법을 채용할 수 있지만, 분무압 등의 조정에 의해 외첨 볼록부(3)의 분포량을 용이하게 조정할 수 있다는 점에서, 스프레이 분무가 적합하게 채용된다.

또, 외첨 볼록부(3)는, 도포액의 가열 온도를 조정함으로써 형성할 수 있다. 가열하여 왁스 성분을 부분 용해·미분산화시킨 도포액을 도포하는 경우, 하지면(성형체(1)의 표면), 또는, 외부 환경에 의해 냉각되어, 반고체상 내지 겔상의 외첨 볼록부(3)가 형성된다. 소정의 높낮이차 h가 형성되도록 외첨 볼록부(3)가 형성되면 되고, 하지면(1a)을 가열하고, 그 후 냉각함으로써 반고체상 내지 겔상의 외첨 볼록부(3)를 형성해도 된다. 이들은 용도 또는 도포액의 성상에 의해 적절히 선택하면 된다.

상기와 같이 하여 외첨되는 왁스 성분과 액체(5)에 의해, 외첨 볼록부(3)를 하지면(1a)에 홀딩할 수 있고, 이와 같이 어떤 높이를 갖는 외첨 볼록부(3)가 형성되게 된다.

이와 같이 하여 형성되는 외첨 볼록부(3)의 높이는, 이와 같은 외첨 볼록부(3)를 포함하는 산부(X)(당해 꼭대기부(A))와 곡부(Y)(액체(5)의 상면)와의 높낮이차 h가, 적어도 10㎛ 이상, 특히 20㎛ 이상이 되도록 설정된다. 단, 이 높낮이차 h가 과도하게 높으면, 외첨 볼록부(3)의 변형·붕괴 등을 발생시키기 쉬워지므로, 이러한 외첨 볼록부(3)의 높이(하지면(1a)으로부터의 높이)는, 통상 100㎛ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 액체(5)의 두께는 상당히 얇고, 이 때문에, 외부 볼록부(3)의 높이는, 산부(X)와 곡부(Y)와의 높낮이차 h와 거의 같다.

또, 상기와 같은 외첨 볼록부(3)에 의해 형성되는 산부(X)는, 마이크로스코프에 의한 표면 관찰에 있어서, 하기 식으로 정의되는 산부 비율 F가 0.5∼0.9, 특히 0.5∼0.8의 범위에 있는 것이 안정적이고 또한 지속된 미끄러짐 특성을 발현시키기 때문에 바람직하다:

　　F＝F₁/F₀

　식 중,

　　　F₀은 측정 면적이고,

　　　F₁은, 상기 측정 면적 F₀ 내에 있어서, 1000㎛² 이상의 투영 면적을 갖는 산부가 차지하는 투영 면적의 합을 나타냄.

또, 외첨 볼록부(3)의 표면은, 더욱 미세한 요철이 형성되어 있어도 된다.

상술한 표면 구조가 성형체(1)의 표면에 형성되어 있는 본 발명의 구조체는, 점조한 함수물질에 대하여 뛰어난 활성 및 그 지속성을 나타내기 때문에, 점도(25℃)가 100mPa·s 이상의 점조한 함수물질을 수용하는 용기, 특히 다이렉트 블로우 용기로서 적합하게 사용되며, 예를 들면, 마요네즈, 케첩, 수성 풀, 벌꿀, 각종 소스류, 머스터드, 드레싱, 잼, 초콜릿 시럽, 유액 등의 화장액, 액체 세제, 샴푸, 린스 등의 점조한 내용물의 충전 보틀로서 가장 적합하다.

특히, 마요네즈 등의 유화물에 대해서도 뛰어난 활성을 나타내는 본 발명의 구조체(1)는, 포장 분야에 있어서의 유용성이 매우 높다.

실시예

본 발명을 다음 실험예로 설명한다.

또한, 이하의 실시예 등에서 행한 각종의 특성, 물성 등의 측정 방법 및 수지 성형체(용기)의 성형에 이용한 수지 등은 다음과 같다.

１．구조체의 표면 형상 관찰

후술의 방법으로 제작한 표면 구조를 갖는 다층 용기(보틀)의 몸통부에서 20mm×20mm의 시험편을 잘라내고, 시험편의 내면측의 표면 상태를 디지털 마이크로스코프(VHX-1000, (주)키엔스 제조)로 관찰하여, 3차원의 화상을 측정했다(XY의 범위: 1116.1㎛×837㎛). 얻어진 화상으로부터, 측정면 내에서의 최대 높낮이차를 구하여, 산곡부의 전형적 높낮이차 h로 했다.

또한, Image-Pro Plus(Ver.5.0.2.9, Media Cybernetics, Inc. 제조)를 이용하여, 얻어진 화상으로부터 산부의 투영 면적을 구하여, 1000㎛² 이상의 투영 면적을 갖는 산부의 분포 상태를 해석했다.

２．미끄러짐 거동의 관찰

후술의 방법으로 작성한 표면 구조를 갖는 다층 용기(보틀)에 내용물인 마요네즈 같은 식품을 상법(常法)으로 100g 충전하고, 보틀 마우스부를 알루미늄 박으로 히트 시일하고, 캡으로 밀봉하여 충전 보틀을 얻었다. 내용물이 충전된 보틀을 기울여 미끄러짐 거동을 육안으로 관찰했다. 내용물의 움직임이 빠를수록, 미끄러짐성이 우수하다.

３．시간 경과에 따른 보관 후의 내용물 미끄러짐성 시험

후술의 방법으로 작성한 표면 구조를 갖는 다층 용기(보틀)에 내용물인 마요네즈 같은 식품을 상법으로 400g 충전하고, 보틀 마우스부를 알루미늄 박으로 히트 시일하고, 캡으로 밀봉하여 충전 보틀을 얻었다.

얻어진 충전 보틀을 표 1에 나타내는 각 보관 기간·온도로 보관한 후, 히트 시일재를 벗겨, 캡을 장착시킨 보틀을 이용하여, 몸통부를 누르고, 보틀 마우스부를 통하여 내용물을 끝까지 짜낸 후, 이 보틀 내에 공기를 넣어 형상을 복원시켰다.

이어서, 이 보틀을 거꾸로 세워(마우스부를 하측) 1시간 보관한 후의 보틀 몸통부 벽의 내용물 미끄러짐성의 정도(몸통부 벽에 내용물이 부착되어 있지 않은 정도)를 측정하여, 다음 식으로 내용물 부착률을 계산했다.

　　내용물 부착률(%)

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

상기에서 계산된 내용물 부착률로부터, 미끄러짐성을 다음 기준으로 평가했다.

　　　○：내용물 부착률이 10% 미만

　　　△：내용물 부착률이 10% 이상이고 50% 미만

　　　×: 내용물 부착률이 50% 이상

내용물 부착률이 낮을수록, 시간 경과에 따른 보관 후의 내용물 미끄러짐성이 우수하다.

<내용물>

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

<실시예 1>

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

　　　　내층: 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)

중간층: 에틸렌-비닐알코올 공중합체(EVOH)

외층: 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)

접착층(내외층과 중간층과의 사이): 산 변성 폴리올레핀

다음으로, 유성 액체 100g(중쇄 지방산 첨가 샐러드유, 점도 33mPa·s(25℃))과 카르나우바 왁스 5g(융점: 80℃)을, 호모지나이저를 이용하여 70℃에서 부분 용해·미분산화시켜 도포액을 조제했다. 도포액의 온도를 제어하면서, 에어 스프레이를 이용하여 보틀(용기)의 내면에 균일해지도록 소정의 양을 도포했다.

이와 같이 하여 준비한 구조체를 이용하여, 전술의 구조체의 표면 형상 관찰과 미끄러짐 거동의 관찰 및 시간 경과에 따른 보관 후의 내용물 미끄러짐성 시험을 행하였다. 구조체의 표면 형상 관찰의 결과를 표 1에, 미끄러짐 거동의 관찰 및 시간 경과에 따른 보관 후의 내용물 미끄러짐성 시험의 결과를 정리하여 표 2에 나타낸다. 또한, 표면 형상 관찰에 의해 얻어진 구조체의 3차원상을 도 3에 나타낸다.

<실시예 2∼5>

유성 액체와 왁스의 비율을 표 2에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1과 같은 순서로 보틀 내면에 도포액을 도포한 보틀을 제작했다. 제작한 보틀을 이용하여, 전술의 미끄러짐 거동의 관찰과 시간 경과에 따른 보관 후의 내용물 미끄러짐성 시험을 행하였다. 결과를 정리하여 표 2에 나타낸다.

<비교예 1>

도포액으로서 왁스를 함유하지 않는 유성 액체를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 같은 순서로 내면에 유성 액체를 도포한 보틀을 제작하고, 미끄러짐 거동의 관찰, 시간 경과에 따른 보관에서의 내용물 미끄러짐성 시험을 행하였다. 결과를 정리하여 표 2에 나타낸다.

[표 1]

[표 2]

표 1 및 도 3으로부터, 본 발명의 구조체에서는, 성형체의 표면에 외첨 볼록부가 분포하고, 이에 따라 산부 및 곡부가 형성된 구조를 갖고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 표 2의, 미끄러짐 거동의 관찰 및 시간 경과에 따른 보관 후의 내용물 미끄러짐성 시험의 결과로부터, 왁스 성분과 유성 액체의 혼합물에 의해 외첨 볼록부를 형성한 실시예 1 내지 5에 있어서는, 왁스를 이용하고 있지 않은 비교예 1에 비해 미끄러짐 거동은 약간 뒤떨어지기는 하지만, 고온에서의 장기 보관 후의 성능이 우수한 것을 알 수 있어, 실용상, 미끄러짐성이 장기간 유지되는 것이 요구되는 용기·포장 분야에서의 유용성이 매우 높은 것을 알 수 있다.

1 : 성형체
1a : 산부(X)의 하지면
1a' : 곡부의 하지면
3 : 외첨 볼록부
5 : 액체
A : 꼭대기부
X : 산부
Y : 곡부

Claims (11)

1. 소정 형상으로 성형되어 있는 성형체와, 상기 성형체의 표면에 형성되어 있는 외첨 영역을 포함하는 구조체에 있어서,
   상기 외첨 영역은, 왁스 성분과 액체와의 혼합물로 이루어지고 또한 상기 성형체 표면에 형성되어 있는 외첨 볼록부를 갖고 있는 동시에, 상기 외첨 볼록부의 분포에 의해 형성되는 산곡(山谷) 표면을 갖고 있고,
   상기 외첨 영역에 있어서, 상기 외첨 볼록부의 사이에 위치하고 있는 상기 성형체의 표면은, 상기 액체에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 구조체.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 외첨 영역에 있어서의 산곡 표면의 산부와 곡부와의 높낮이차 h가, 적어도 10㎛ 이상인 구조체.
3. 제 2 항에 있어서,
   마이크로스코프에 의한 표면 관찰에 있어서, 하기 식으로 정의되는 산부 비율 F가 0.5∼0.9인 구조체:
   　　F＝F₁/F₀
   　식 중,
   　　　F₀은 측정 면적이고,
   　　　F₁은, 상기 측정 면적 F₀ 내에 있어서, 1000㎛² 이상의 투영 면적을 갖는 산부가 차지하는 투영 면적의 합을 나타냄.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 왁스 성분의 융점이 50℃ 이상인 구조체.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 액체가, 유성 액체인 구조체.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 유성 액체가, 상기 성형체 표면에 대한 접촉각(23℃)이 45° 이하이고, 또한 100mPa·s 이하의 점도(25℃)를 갖고 있는 구조체.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 외첨 볼록부는, 상기 외첨 볼록부 간의 상기 성형체 표면과 함께, 상기 외첨 볼록부의 형성에 사용되고 있는 액체에 의해 피복되어 있는 구조체.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 외첨 영역에는, 상기 액체가, 상기 왁스 성분 100 질량부당, 1000∼5000 질량부의 양으로 존재하고 있는 구조체.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 외첨 영역의 하지면이 되는 상기 성형체의 표면이, 합성 수지제 또는 유리제인 구조체.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 성형체가 용기이며, 상기 용기에 수용되는 내용물이 접촉하는 용기 내면이 상기 외첨 영역으로 되어 있는 구조체.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 용기가, 점도(25℃)가 200mPa·s 이상의 유동성 내용물의 수용에 사용되는 구조체.
    

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