(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出樹脂表面に水の接触角が１５０°以上である超撥水領域を含み、
前記超撥水領域は、５μｍ四方の範囲について、該範囲を１μｍ四方の部分に分割した各部分の中心線平均粗さＲａを測定したときに、前記中心線平均粗さＲａが５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満である部分の全体に対する割合が０．１〜０．６であり、前記中心線平均粗さＲａが１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である部分の全体に対する割合が０．４〜０．９であることを特徴とする樹脂製射出成形品。
【請求項２】
容器、容器用キャップ又は容器本体である、請求項１に記載の樹脂製射出成形品。
【請求項３】
樹脂表面に水の接触角が１５０°以上である超撥水領域を含む樹脂製射出成形品の製造方法であって、
前記超撥水領域に対応する部位に凹凸パターンを有する金型に対し、金型温度を１００℃以上２００℃以下としてポリプロピレンを射出する射出工程と、
前記射出工程の後に金型を５０℃以上１００℃未満の温度まで冷却する冷却工程と、
前記冷却工程の後に成形品を取出す取出し工程と、
を含むことを特徴とする樹脂製射出成形品の製造方法。
【請求項４】
前記射出工程において、金型温度を１２０℃以上１６０℃以下とする、請求項３に記載の樹脂製射出成形品の製造方法。
【請求項５】
前記冷却工程において、金型を８０℃以上１００℃未満の温度まで冷却する、請求項３又は４に記載の樹脂製射出成形品の製造方法。
【請求項６】
前記凹凸パターンは、ピラーが千鳥配列された形状である、請求項３〜５のいずれか一項に記載の樹脂製射出成形品の製造方法。
【請求項７】
前記ピラーのピッチは２００〜４００ｎｍであり、前記ピラーの高さは２００〜４００ｎｍである、請求項６に記載の樹脂製射出成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製射出成形品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば醤油やヨーグルトなどの食品やその他の内容物を収容する容器本体や、容器本体の開口部に取付けられるキャップや、そのような容器本体とキャップで構成される容器などの樹脂製射出成形品において、その表面に撥水性を付与することで、内容物の付着による汚れの発生を抑えたり、内容物の取り出しをスムーズにしたりすることができることが知られている（例えば、特許文献１〜２参照）。
【０００３】
特許文献１には、樹脂表面上に水の接触角が１５０°以上の超撥水性のフィルムが接着された樹脂製射出成形品としての容器用キャップが記載されている。また、特許文献２には、樹脂表面上に疎水性酸化物微粒子を付着させることで超撥水性を付与した樹脂製射出成形品としての容器本体が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２４９１２９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５４３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜２に記載されるような従来の樹脂製射出成形品では、超撥水性を付与するために、射出成形用の樹脂材料とは別に、フィルムや疎水性酸化物微粒子などの材料を必要とし、コストが上昇してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するために開発されたもので、射出成形用の樹脂のみによって超撥水性を発揮できる樹脂製射出成形品を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、そのような樹脂製射出成形品を安定して供給することができる樹脂製射出成形品の製造方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の樹脂製射出成形品は、樹脂表面に水の接触角が１５０°以上である超撥水領域を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の樹脂製射出成形品では、前記超撥水領域は、５μｍ四方の範囲について、該範囲を１μｍ四方の部分に分割した各部分の中心線平均粗さＲａを測定したときに、前記中心線平均粗さＲａが５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満である部分の全体に対する割合が０．１〜０．６であり、前記中心線平均粗さＲａが１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である部分の全体に対する割合が０．４〜０．９であるのが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明の樹脂製射出成形品は、容器、容器用キャップ又は容器本体であるのが好ましい。
【００１１】
また、本発明の樹脂製射出成形品の製造方法は、樹脂表面に水の接触角が１５０°以上である超撥水領域を含む樹脂製射出成形品の製造方法であって、前記超撥水領域に対応する部位に凹凸パターンを有する金型に対し、金型温度を１００℃以上２００℃以下として樹脂を射出する射出工程と、前記射出工程の後に金型を５０℃以上１００℃未満の温度まで冷却する冷却工程と、前記冷却工程の後に成形品を取出す取出し工程と、を含むことを特徴とすることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の樹脂製射出成形品の製造方法では、前記射出工程において、金型温度を１２０℃以上１６０℃以下とするのが好ましい。
【００１３】
また、本発明の樹脂製射出成形品の製造方法では、前記冷却工程において、金型を８０℃以上１００℃未満の温度まで冷却するのが好ましい。
【００１４】
また、本発明の樹脂製射出成形品の製造方法では、前記凹凸パターンは、ピラーが千鳥配列された形状であるのが好ましい。
【００１５】
また、本発明の樹脂製射出成形品の製造方法では、前記ピラーのピッチは２００〜４００ｎｍであり、前記ピラーの高さは２００〜４００ｎｍであるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の樹脂製射出成形品によれば、樹脂表面に水の接触角が１５０°以上である超撥水領域を設けたことにより、射出成形用の樹脂のみによって超撥水性を発揮することができる。
【００１７】
また、本発明の樹脂製射出成形品の製造方法によれば、凹凸パターンを有する金型に対し、金型温度を１００℃以上２００℃以下として樹脂を射出する射出工程と、金型を５０℃以上１００℃未満の温度まで冷却する冷却工程と、成形品を取出す取出し工程とを経ることで、本発明の樹脂製射出成形品を安定して供給することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明をより詳細に例示説明する。
【００１９】
まず、本発明の一実施形態である樹脂製射出成形品について、以下に例示説明する。
【００２０】
本実施形態の樹脂製射出成形品は、例えば、醤油やヨーグルトなどの食品やその他の内容物を収容する容器本体や、容器本体の開口部に取付けられるキャップや、そのような容器本体とキャップで構成される容器として構成することができる。なお、容器は、容器本体とキャップとをヒンジを介して連結した一体成形品として構成してもよい。また、本実施形態の樹脂製射出成形品は、容器や容器用部品（容器本体、キャップ等）に限らず、他の用途の物品であってもよい。
【００２１】
本実施形態の樹脂製射出成形品は、樹脂表面に水の接触角が１５０°以上である超撥水領域を含んでいる。なお、樹脂製射出成形品を容器や容器用部品として構成する場合には、内容物と接触する面（容器の内側となる面）に前記超撥水領域を設けることが好ましい。
【００２２】
また、本実施形態では、前記超撥水領域は、５μｍ四方の範囲について、該範囲を１μｍ四方の部分に分割した各部分の中心線平均粗さＲａを測定したときに、中心線平均粗さＲａが５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満である部分の全体に対する割合が０．１〜０．６であり、中心線平均粗さＲａが１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である部分の全体に対する割合が０．４〜０．９である。より好ましくは、中心線平均粗さＲａが１４０ｎｍ以上４００ｎｍ以下である部分の全体に対する割合を０．１〜０．６とする。
【００２３】
このように、本実施形態では、前記超撥水領域が、表面粗さが適度に大きい部分（１００ｎｍ≦Ｒａ＜４００ｎｍ）と適度に小さい部分（５０ｎｍ≦Ｒａ＜１００ｎｍ）が適度な割合で混在した表面を構成していることにより、水の接触角が１５０°以上の超撥水性を発揮している。
【００２４】
なお、前記した中心線平均粗さＲａは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に規定されている中心線平均粗さＲａを測定面に対し適用できるように三次元に拡張したもので、例えば原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）によって測定することができる。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いる場合、５μｍ四方の範囲について表面形状データを取得し、２５箇所の１μｍ四方部分を指定することで、各部分の中心線平均粗さＲａを算出することができる。
【００２５】
以上説明した本実施形態の樹脂製射出成形品によれば、樹脂表面に水の接触角が１５０°以上である超撥水領域を設けたことにより、射出成形用の樹脂のみによって超撥水性を発揮することができる。
【００２６】
次に、本発明の一実施形態である樹脂製射出成形品の製造方法について、以下に例示説明する。
【００２７】
本実施形態の樹脂製射出成形品の製造方法は、樹脂表面に水の接触角が１５０°以上である超撥水領域を含む樹脂製射出成形品を製造するためのものである。
【００２８】
具体的には、本実施形態の樹脂製射出成形品の製造方法は、前記超撥水領域に対応する部位に凹凸パターンを有する金型に対し、金型温度を１００℃以上２００℃以下として樹脂を射出する射出工程と、前記射出工程の後に金型を５０℃以上１００℃未満の温度まで冷却する冷却工程と、前記冷却工程の後に成形品を取出す取出し工程と、を含んでいる。
【００２９】
ここで、前記射出工程では、金型温度を１２０℃以上１６０℃以下とするのが好ましく、より好ましくは、１３０℃以上１５０℃以下である。
【００３０】
また、前記冷却工程では、金型を８０℃以上１００℃未満の温度まで冷却するのが好ましく、より好ましくは、８５℃以上９５℃未満の温度まで冷却する。
【００３１】
また、前記凹凸パターンは、ピラーが千鳥配列された形状であるのが好ましい。また、前記ピラーのピッチは２００〜４００ｎｍであるのが好ましく、より好ましくは２５０〜３５０ｎｍである。さらに、前記ピラーの高さは２００〜４００ｎｍであるのが好ましく、より好ましくは２５０〜３５０ｎｍである。
【００３２】
このように、本実施形態では、金型に微細な凹凸パターンを設け、射出成形により凹凸構造を転写させ、樹脂表面に高い撥水性を付与するにあたり、金型温度を制御することにより、その凹凸パターンを基盤として部分的に表面粗さを大きくする（凹凸構造を崩す）ことで、超撥水性を付与している。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態の樹脂製射出成形品の製造方法によれば、凹凸パターンを有する金型に対し、金型温度を１００℃以上２００℃以下として樹脂を射出する射出工程と、金型を５０℃以上１００℃未満の温度まで冷却する冷却工程と、成形品を取出す取出し工程とを経ることで、樹脂表面に水の接触角が１５０°以上である超撥水領域を含む樹脂製射出成形品を安定して供給することができる。
【００３４】
前述したところは、本発明の一実施形態を示したにすぎず、特許請求の範囲において、種々の変更を加えてよいことは言うまでもない。
【実施例】
【００３５】
本発明の製造方法に従って、本発明の実施例である樹脂製のプレート（板状体）を製作した。その製作の条件は、以下のとおりであった。
・転写させる凹凸パターン：ピラーが千鳥配列された形状（ピッチ３００ｎｍ、高さ３００ｎｍ）
・金型温度：射出工程で１４０℃、冷却工程で９０℃
・樹脂材料：ポリプロピレン（ＢＣ０８Ｆ）
【００３６】
また、射出工程での金型温度を１００℃とし、冷却工程を経ずに成形品を取り出した他は前記実施例の場合と同一の製作条件として、比較例１のプレートを製作した。
【００３７】
さらに、射出工程での金型温度を５０℃とし、冷却工程を経ずに成形品を取り出した他は前記実施例の場合と同一の製作条件として、比較例２のプレートを製作した。
【００３８】
そして、製作した実施例、比較例１〜２のプレートの樹脂表面に形成された超撥水領域を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：ＸＬ−３０ＣＰ、ＰＨＩＬＩＰＳ社製）を用いて観察した。また、これら超撥水領域について、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Ｎａｎｏｓｃｏｐｅ  ３ａ、日本ビーコ社製）を用いて５μｍ四方の範囲の表面形状データを取得した。さらに、これら超撥水領域について、接触角測定装置（接触角計：ＣＡ−Ｄ、協和界面科学株式会社製）を用いて純水の接触角を測定した。それらの結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
0006732372.tif 000002
【００４０】
また、前記した５μｍ四方の範囲の各表面形状データに基づいて算出した２５箇所の１μｍ四方部分の中心線平均粗さＲａを、表２に示す。また、実施例の超撥水領域については、他の４箇所でも５μｍ四方の範囲の表面形状データを取得し（測定例２〜５）、２５箇所の１μｍ四方部分の中心線平均粗さＲａを算出した。その結果も表２に併せて示す。なお、表２には、５μｍ四方の範囲全体の中心線平均粗さＲａも示している。
【００４１】
【表２】
0006732372.tif 000003
【００４２】
実施例では、表１に示した表面形状の観察から、部分的に凹凸構造が崩れていることが分かる。また、表２に示した中心線平均粗さＲａのデータから、１μｍ四方部分のＲａで見ると、５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満である部分と、１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である部分とが混在していることが分かる。そして、実施例では、表面に水滴を垂らすとコロコロと転がる超撥水性（水の接触角が１５０°以上）を発揮していることが分かる。
【００４３】
これに対し、比較例１〜２では、そのような凹凸構造の崩れやＲａの大小部分の混在は見られず、撥水性も不十分であることが分かる。
【００４４】
以上の結果から、本発明により、樹脂表面に水の接触角が１５０°以上である超撥水領域を含む樹脂製射出成形品を得られることが確認された。