СОДЕРЖАЩИЙ ТЕКУЧУЮ СРЕДУ УПАКОВОЧНЫЙ КОНТЕЙНЕР
CONTAINER CONTAINING A FLUID

Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к упаковочному контейнеру, включающему корпус контейнера, содержащий текучую среду. Более конкретно, настоящее изобретение относится к упаковочному контейнеру, имеющему внутреннюю поверхность, на которой сформирован покровный слой из смазочной жидкости для улучшения характеристики скользкости текучей среды.
Уровень техники
[0002] Поскольку пластиковые контейнеры могут быть легко сформированы и получены с низкой стоимостью, они широко применяются в разнообразных областях. В частности, контейнер в форме бутылки из олефиновой смолы, который имеет стенку контейнера с внутренней поверхностью, образованной олефиновой смолой, такой как полиэтилен низкой плотности, или тому подобной, и который сформован прямым раздувом, предпочтительно используется в качестве контейнера для содержания вязкого суспензионного или пастообразного содержимого, такого как кетчуп, из соображений легкого выдавливания содержимого.
[0003] Бутылки, содержащие вязкое содержимое, часто хранятся в перевернутом состоянии, чтобы содержимое могло быть быстро вылито, или содержимое могло быть израсходовано полностью, не оставаясь внутри бутылки. По этой причине желательно, чтобы бутылка обеспечивала возможность быстрого выведения вязкого содержимого без налипания или оставления на внутренней поверхности стенки бутылки, когда бутылка размещена перевернутой вверх дном.
[0004] В качестве бутылки, удовлетворяющей таким требованиям, например, Патентный документ 1 предлагает контейнер, включающий тонкодисперсные частицы гидрофобного оксида, наклеенные на внутреннюю поверхность бутылки, где тонкодисперсные частицы имеют первичный диаметр частиц в диапазоне от 3 до 100 нм.
Патентный документ 2 предлагает крышку, имеющую сформированную на ее поверхности водоотталкивающую пленку. Водоотталкивающая пленка имеет структуру, которая включает полимерную пленку, образованную из полимерных частиц, имеющих средний диаметр частиц в диапазоне от 1 мкм до 20 мкм, и диспергированные тонкодисперсные оксидные частицы, налипшие на поверхность полимерной пленки, причем тонкодисперсные оксидные частицы имеют средний диаметр частиц в диапазоне от 5 нм до 100 нм.
[0005] Каждый из вышеуказанных способов относится к формированию мельчайших неровностей на поверхности, которая приходит в контакт с содержимым, чтобы тонкошероховатая поверхность проявляла водоотталкивающие свойства (гидрофобность). Это действие обеспечивается не только гидрофобностью образующих шероховатую поверхность материалов, но и воздушным слоем, образованным в промежутках на шероховатой поверхности. Этот воздушный слой является более гидрофобным, чем образующие контейнер материалы, тем самым повышая неадгезивность водного содержимого.
Таким образом, тонкошероховатая поверхность может иметь повышенную неадгезивность в отношении водного содержимого. Однако в случае, где содержимое и тонкошероховатая поверхность находятся в постоянном контакте друг с другом, с очень высокой вероятностью происходит конденсация влаги на впадинах в тонкошероховатой поверхности. В результате этого впадины заполняются водным конденсатом, вызывая ухудшение характеристик скользкости. Другими словами, существует потребность в дополнительном улучшении характеристик скользкости.
[0006] Патентный документ 3 предлагает контейнер, имеющий внутреннюю поверхность с шероховатостью, где жидкость стабильно удерживается шероховатостью. В контейнере используется капиллярное действие шероховатости, чтобы стабильно удерживать слой жидкости на внутренней поверхности контейнера. Посредством такого жидкостного слоя может быть улучшена характеристика скользкости содержимого.
Однако способ согласно этому документу связан с проблемой в процессе формирования шероховатости на внутренней поверхности контейнера. Поскольку шероховатость должна удерживать жидкость посредством капиллярного действия, шаг является исключительно малым, и шероховатость имеет высоту, значительно бóльшую, чем шаг, делая тем самым капиллярные силы преобладающими и предотвращая вытекание жидкости под действием силы тяжести. Шероховатость может быть сформирована в постобработке после формирования корпуса контейнера, например, вдуванием жидкости, в которой диспергированы мелкие частицы, для образования шероховатости, или травлением. В результате этого, в случае формования бутылки или тому подобной, процессы для создания шероховатости после формования контейнера будут исключительно сложными, значительно повышая стоимость изготовления и тому подобное.
[0007] Авторы настоящего изобретения в Патентном документе 4 предлагают контейнер для разрешения вышеупомянутых проблем. Контейнер также имеет шероховатость, образованную на внутренней поверхности, и жидкостный слой из смазочной жидкости, сформированный на внутренней поверхности с шероховатостью. Этот способ может быть подобен способу согласно вышеупомянутому Патентному документу 3 в применении жидкостного слоя для улучшения характеристики скользкости содержимого в контейнере.
В Патентном документе 4 жидкостный слой имеет частично выступающую область на его поверхности. Более конкретно, шероховатость внутренней поверхности контейнера отражается на поверхности жидкостного слоя так, что на поверхности жидкостного слоя образуются выступы, соответствующие шероховатости внутренней поверхности контейнера. Это является одним из существенных признаков этого способа. То есть, сформированный таким образом жидкостный слой представляет собой тонкий слой, который просто смачивает внутреннюю поверхность контейнера. Когда содержимое натекает на область, где сформирован жидкостный слой, содержимое может течь, будучи в контакте с жидкостным слоем (локально выступающим участком), и воздушным слоем, присутствующим на локально выступающем жидкостном слое. Это может обеспечивать более благоприятную характеристику скользкости по сравнению с ситуацией, когда содержимому позволяют просто вытекать, будучи в контакте с жидкостным слоем в контейнере.
[0008] Способ согласно Патентному документу 4 может заметно улучшать характеристику скользкости содержимого контейнера. Более того, шероховатость на внутренней поверхности контейнера может быть образована не дополнительной обработкой после формования контейнера, а смешением тонкодисперсных частиц, используемых в качестве придающего поверхности шероховатость агента, со смолой для формирования внутренней поверхности контейнера, и формованием ее с образованием контейнера. Другими словами, шероховатость не является конкретно ограниченной, пока она может удерживать жидкость, смачивающую внутреннюю поверхность контейнера. Поскольку шероховатость не должна проявлять действие капиллярных сил, чтобы удерживать в ней жидкость, шаг может быть бóльшим, чем, например, высота шероховатости. Шероховатость может быть сформирована смешением смолы для формования внутренней поверхности контейнера с определенным количеством тонкодисперсных частиц для придания поверхности шероховатости, и подверганием полученной смеси формованию. Этот способ не требует любой сложной последующей обработки после формования контейнера, и тем самым обеспечивает значительное преимущество с точки зрения производительности, стоимости изготовления, и тому подобного.
[0009] Однако даже способ согласно Патентному документу 4 авторов настоящего изобретения все еще включает проблемы, которые должны быть разрешены.
Поскольку способ согласно Патентному документу 4 относится к исключительно тонкому жидкостному слою смазочной жидкости на внутренней поверхности контейнера, способ напыления жидкой смазки на внутреннюю поверхность контейнера непригоден для формирования жидкостной слоя. Поэтому жидкостный слой создается способом внутреннего добавления при формовании контейнера смешением смазочной жидкости со смолой с образованием внутренней поверхности контейнера. То есть, жидкостный слой формируется выпотеванием смазочной жидкости из слоя смолы, который составляет внутреннюю поверхность контейнера.
Способ внутреннего добавления рассматривается как благоприятный для образования тонкого жидкостного слоя, но затруднительно сформировать слой с равномерной толщиной на всей внутренней поверхности. В результате этого в жидкостном слое могут быть пропуски на некоторых участках внутренней поверхности. В некоторых случаях жидкостный слой может быть чрезмерно толстым на некоторых участках, поскольку шероховатость на внутренней поверхности имеет недостаточную способность удерживать жидкость. Это может легко приводить к вариациям характеристики скользкости содержимого, и тем самым требуется дополнительное улучшение.
[0010] Можно сформировать жидкостный слой напылением смазочной жидкости на внутреннюю поверхность контейнера. Однако в этом случае количество жидкости для создания жидкостного слоя может быть чрезмерным. В результате этого после напыления потребуется стадия переворачивания контейнера для выведения избыточной смазочной жидкости перед заполнением контейнера содержимым. В заключение, напыление не может быть использовано по соображениям предотвращения расточительного применения смазочной жидкости, бесполезных технологических стадий, и тому подобного.
[0011] Кроме того, авторы настоящего изобретения предлагали упаковочный контейнер в патентном документе WO2017/056820. Этот упаковочный контейнер включает корпус контейнера, внутренняя поверхность которого является полностью шероховатой, и шероховатая поверхность покрыта смазочной жидкостью. Упаковочный контейнер согласно настоящему изобретению отличается тем, что смазочная жидкость удерживается на шероховатой поверхности, и на периферии поверхности верхнего края текучей среды, содержащейся в корпусе контейнера, который удерживается в состоянии горлышком вверх, образуется мениск смазочной жидкости. Упаковочный контейнер может проявлять стабильную характеристику скользкости текучей среды благодаря смазочной жидкости, обеспечивая тем самым быстрое вытекание текучей среды. Кроме того, упаковочный контейнер может быть изготовлен простым путем без увеличения производственных затрат.
Авторы настоящего изобретения дополнительно исследовали упаковочный контейнер и получили довольно неожиданный результат. Более конкретно, когда такие свойства, как смачивающая способность содержащейся в корпусе контейнера текучей среды, и такие свойства, как смачивающая способность смазочной жидкости, покрывающей внутреннюю поверхность корпуса контейнера, находятся в предварительно определенном взаимоотношении, можно значительно улучшить характеристику вытекания текучей среды из корпуса контейнера без придания шероховатости внутренней поверхности корпуса контейнера.
Документы согласно прототипу
Патентные Документы:
[0012]
Патентный Документ 1: JP-A-2010-254377
Патентный Документ 2: Японский патент №4878650
Патентный Документ 3: Японский перевод PCT Международной Патентной Публикации №JP-T-2015-510857
Патентный Документ 4: Японский патент №5673870.
Сущность изобретения
Проблемы, которые должны быть разрешены изобретением
[0013] Поэтому цель настоящего изобретения состоит в создании упаковочного контейнера, включающего корпус контейнера, содержащий текучую среду, где корпус контейнера имеет внутреннюю поверхность, покрытую смазочной жидкостью. Упаковочный контейнер может обеспечивать благоприятную характеристику вытекания текучей среды, и он может быть получен простым путем без увеличения производственных расходов.
Средства разрешения проблем
[0014] То есть, настоящее изобретение представляет упаковочный контейнер, включающий корпус контейнера, содержащий текучую среду, с оставлением незаполненного объема, причем
корпус контейнера имеет внутреннюю поверхность, покрытую смазочной жидкостью, которая не смешивается с текучей средой, и смазочная жидкость присутствует в качестве покровного слоя, размещенного между внутренней поверхностью и текучей средой,
смазочная жидкость для формирования покровного слоя образует жидкостный мениск на периферии поверхности верхнего края текучей среды, содержащейся в корпусе контейнера, который удерживается в состоянии горлышком вверх, и
краевой угол смазочной жидкости с внутренней поверхностью является меньшим, чем краевой угол текучей среды с внутренней поверхностью.
[0015] В отношении упаковочного контейнера согласно настоящему изобретению предпочтительно, чтобы текучая среда представляла собой вязкую субстанцию, имеющую вязкость не менее 100 мПа·сек при 25°С.
Результаты изобретения
[0016] Первой характеристикой упаковочного контейнера согласно настоящему изобретению является то, что на периферии поверхности верхнего края текучей среды, содержащейся в корпусе контейнера, который удерживается в состоянии горлышком вверх, образуется мениск смазочной жидкости.
Другими словами, мениск смазочной жидкости образуется на периферии верхнего края текучей среды, и тем самым во время наклона корпуса контейнера для выливания текучей среды текучая среда может вытекать, сохраняя контакт со смазочной жидкостью. В дополнение к этому, на внутренней поверхности корпуса контейнера формируется покровный слой смазочной жидкости. В результате этого внутри упаковочного контейнера согласно настоящему изобретению смазочная жидкость движется с текучей средой в контакте с текучей средой. После возвращения корпуса контейнера в его состояние горлышком вверх смазочная жидкость стекает обратно с текучей средой на внутреннюю поверхность так, что смазочная жидкость присутствует внутри корпуса контейнера, оставаясь в контакте с текучей средой, которая не была вылита, но остается в корпусе контейнера.
Тем самым упаковочный контейнер согласно настоящему изобретению может постоянно проявлять стабильную характеристику скользкости даже после повторного выливания текучей среды (содержимого).
[0017] Мениск смазочной жидкости образуется в результате падения смазочной жидкости, которая покрывает внутреннюю поверхность (плоскую гладкую поверхность) в область незаполненного объема. Это показывает, что слой смазочной жидкости, которая покрывает внутреннюю поверхность корпуса контейнера, может быть образован напылением избыточного количества смазочной жидкости на внутреннюю поверхность корпуса контейнера. А именно, нет необходимости в применении любых других процессов для формирования шероховатости на внутренней поверхности контейнера, таких как внутреннее добавление создающего поверхностную шероховатость агента к смоле, или выполнение последующей дополнительной обработки. Вместо этого можно легко сформировать покровный слой из смазочной жидкости напылением смазочной жидкости на внутреннюю поверхность корпуса контейнера. Тем самым получается упаковочный контейнер, который может стабильно проявлять свои свойства смазочной жидкости вполне простым путем без применения любых усложненных и дорогостоящих процессов, таких как обеспечение равномерности шероховатости.
[0018] Вторая характеристика настоящего изобретения состоит в том, что краевой угол смазочной жидкости с внутренней поверхностью является меньшим, чем краевой угол текучей среды с внутренней поверхностью.
А именно, в настоящем изобретении образуется вышеупомянутый жидкостный мениск, и, кроме того, содержащаяся в корпусе контейнера текучая среда и смазочная жидкость, которая покрывает внутреннюю поверхность корпуса контейнера, выбираются так, чтобы удовлетворять вышеуказанной взаимозависимости. Тем самым когда корпус контейнера наклоняется для выливания текучей среды, текучая среда может быстро отслаиваться от внутренней поверхности в верхней области наклонного корпуса контейнера. Другими словами, усиливается способность внутренней поверхности корпуса контейнера отслаиваться от текучей среды, и тем самым внутренняя поверхность может проявлять превосходную характеристику опорожнения в сочетании с вышеупомянутой характеристикой скользкости.
[0019] Упаковочный контейнер согласно настоящему изобретению может стабильно улучшать характеристику скользкости текучей среды с использованием любой подходящей смазочной жидкости, выбранной для удовлетворения вышеупомянутой взаимозависимости, в соответствии с типом текучей среды, содержащейся в корпусе контейнера. Поэтому он может быть использован особенно предпочтительно для содержания вязкой жидкости, например, вязкой субстанции, имеющей вязкость не менее 100 мПа·сек при 25°С (например, кетчупа, майонеза и соуса).
Краткое описание чертежей:
[0020]
[Фиг. 1]: серия схематических видов в разрезе, один из которых показывает основные части упаковочного контейнера согласно настоящему изобретению, и другие показывают части в состоянии выливания текучей среды (нижняя область (поверхность скольжения)).
[Фиг. 2]: серия схематических видов в разрезе, один из которых показывает основные части упаковочного контейнера согласно настоящему изобретению, и другие показывают части в состоянии выливания текучей среды (верхняя область (поверхность отслоения)).
[Фиг. 3]: общий вид, показывающий сформованную прямым раздувом бутылку как один наиболее предпочтительный вариант исполнения корпуса контейнера для упаковочного контейнера согласно настоящему изобретению.
Варианты осуществления изобретения:
[0021]
<Конструкция и действие упаковочного контейнера>
Упаковочный контейнер согласно настоящему изобретению, как показанный в Фиг. 1 и 2, включает корпус 1 контейнера, содержащий текучую среду 3. В частности, как показано в Фиг. 1(А) и 2(А), корпус 1 контейнера в состоянии горлышком вверх закупоривается на верхнем конце герметизирующей пленкой 5, и надлежащим образом закрывается крышкой (не показана). Между поверхностью верхнего края текучей среды 3 и верхним концом корпуса 1 контейнера (герметизирующей пленкой 5) образуется незаполненный объем 7.
[0022] Предпочтительный пример корпуса 1 контейнера представляет собой сформованную прямым раздувом бутылку, которая показана в Фиг. 3.
Сформованная прямым раздувом бутылка (соответствующая корпусу 1 контейнера в Фиг. 1 и 2), обозначенная кодовым номером 10 позиции в целом в Фиг. 3, имеет часть 11 с резьбовым горлышком, стенку 15 корпусной части, соединенную с горловинной частью 11 заплечиковой частью 13, и донную стенку 17, которая закрывает нижний конец стенки 15 корпусной части. Отверстие на верхнем конце бутылки закупоривается герметизирующим элементом 19, таким как алюминиевая фольга (соответственно герметизирующей пленке 5 в Фиг. 1) после заполнения вышеупомянутой текучей средой 5 (не показана в Фиг. 3), и дополнительно оснащена резьбой с крышкой 20 для обеспечения ее герметичности.
Бутылка 10 предпочтительно применяется для содержания вязкой текучей среды. Вязкая субстанция в бутылке может быть вылита сдавливанием бутылки на стенке 15 корпусной части.
[0023] Внутренняя поверхность 1а корпуса 1 контейнера (например, полученной прямым раздувом бутылки 10 в Фиг. 3), показанная в Фиг. 1 и 2, может представлять собой сделанную шероховатой поверхность или плоскую гладкую поверхность. В Фиг. 1 и 2 поверхность показана как плоская гладкая поверхность. Плоская гладкая поверхность 1а покрыта смазочной жидкостью 30 для улучшения характеристики скользкости текучей среды 3, и смазочная жидкость 30 размещается между текучей средой 3 и внутренней поверхностью 1а корпуса 1 контейнера.
В настоящем изобретении смазочная жидкость 30 и текучая среда 3 выбираются так, чтобы краевой угол смазочной жидкости 30 с внутренней поверхностью 1а был меньшим, чем краевой угол текучей среды 3 с внутренней поверхностью 1а.
[0024] В вышеуказанном упаковочном контейнере согласно настоящему изобретению, имеющем базовую конструкцию, как описанную выше, на периферии поверхности верхнего края текучей среды 3 в корпусе 1 контейнера в состоянии горлышком вверх образуется мениск 31 смазочной жидкости, как показано в Фиг. 1(А) и 2(А). А именно в состоянии горлышком вверх смазочная жидкость 30, которая покрывает внутреннюю поверхность 1а в области, соответствующей незаполненному объему 7, находящемуся над текучей средой 3, может стекать вниз с образованием мениска 31 смазочной жидкости 30. По этой причине толщина смазочной жидкости 30 сокращается на внутренней поверхности 1a' в области, соответствующей незаполненному объему 7, сравнительно с толщиной смазочной жидкости 30 в области, находящейся между текучей средой 3 и внутренней поверхностью 1а корпуса контейнера.
В настоящем изобретении образованный таким образом жидкостный мениск 31 служит для того, чтобы стабильно проявлять превосходную характеристику скользкости при выливании текучей среды 3.
[0025] Например, для выливания текучей среды 3 отслаивают герметизирующую пленку 5, и затем корпус 1 контейнера наклоняют, как показано в Фиг. 1(В), так, что смазочная жидкость 30, образующая жидкостный мениск 31, стекает вниз на внутреннюю поверхность 1а (1a') в области, соответствующей незаполненному объему 7, и достигает верхней концевой части корпуса 1 контейнера. В этом состоянии текучая среда 3 выливается. В это время смазочная жидкость 30, которая образует жидкостный мениск 31, стекает вниз, увеличивая толщину пленки на внутренней поверхности 1a' в области, соответствующей незаполненному объему 7, как показано в Фиг. 1(С). Текучая среда 3 может выливаться вместе со смазочной жидкостью 30, в то же время сохраняя контакт с утолщенной пленкой 30а смазочной жидкости 30, или может соскальзывать по утолщенной пленке 30а смазочной жидкости 30, благодаря чему внутренняя поверхность контейнера может стабильно проявлять превосходную характеристику скользкости в отношении текучей среды 3.
После выливания предварительно определенного количества текучей среды 3 корпус 1 контейнера возвращается в свое состояние горлышком вверх. В этом состоянии, поскольку смазочная жидкость 30 испытывает меньшее сопротивление течению, она быстро стекает вниз внутри корпуса 1 контейнера, и оставшаяся текучая среда 3 может быстро вернуться внутрь корпуса 1 контейнера вместе со смазочной жидкостью 30.
После выливания текучей среды 3 корпус 1 контейнера по-прежнему удерживается в вертикальном положении. Смазочная жидкость 30, которая покрывает внутреннюю поверхность области, соответствующей незаполненному объему 7, со временем постепенно опускается, тем самым восстанавливая жидкостный мениск 31 на периферии поверхности верхнего края текучей среды 3, как показано в Фиг. 1(А). В результате этого текучая среда 3 может быть вылита в следующий раз так же быстро, как при первоначальном выливании.
[0026] В упаковочном контейнере согласно настоящему изобретению краевой угол смазочной жидкости 30 с внутренней поверхностью 1а как нижележащим слоем корпуса 1 контейнера является меньшим, чем краевой угол текучей среды с внутренней поверхностью 1а, а именно, сопротивление течению смазочной жидкости 30 является исключительно малым. В результате этого содержащаяся в корпусе 1 контейнера текучая среда 3 может быть быстро вылита из корпуса 1 контейнера вместе со смазочной жидкостью 30. Даже если текучая среда 3 представляет собой вязкую субстанцию, она может быть вылита из корпуса 1 контейнера, не оставаясь в нем.
[0027] С другой стороны, на поверхности раздела, где текучая среда 3 отслаивается от корпуса 1 контейнера (то есть, верхней области внутренней поверхности 1а корпуса 1 контейнера) во время наклона корпуса 1 контейнера для выливания текучей среды 3, сила тяжести действует сначала по направлению, по которому текучая среда 3 покидает корпус 1 контейнера, как показано в Фиг. 2(В). В это время при наклоне на жидкостный мениск 31 действует сила, обусловливая его течение на внутреннюю поверхность 1а вниз к верхней концевой части корпуса 1 контейнера, в то время как жидкостный мениск 31 постепенно перетекает на внутреннюю поверхность 1а, заполняя промежуток, образованный перемещением текучей среды 3. В результате этого смазочная жидкость 30 поступает в промежуток между текучей средой 3 и корпуса 1 контейнера, и тем самым текучая среда 3 и корпус 1 контейнера легко отделяются друг от друга, как показано в Фиг. 2(С). Когда жидкостный мениск 31 является малым, или жидкостный мениск отсутствует, жидкость не может протекать в промежуток между текучей средой 3 и корпусом 1 контейнера, как упоминается выше, и это может значительно ухудшать способность к отслаиванию.
[0028] Как упоминалось выше со ссылкой на Фиг. 1 и 2, образование мениска смазочной жидкости улучшает как характеристику скользкости, так и способность к отслаиванию, обеспечивая тем самым стабильное и равномерное выливание.
[0029]
<Корпус 1 контейнера>
В настоящем изобретении корпус 1 контейнера имеет внутреннюю поверхность 1а как плоскую гладкую поверхность. В альтернативном варианте, внутренняя поверхность может быть сделана шероховатой, насколько это не препятствует вышеуказанному поведению.
[0030] Материалы для формирования внутренней поверхности 1а корпуса 1 контейнера не являются конкретно ограниченными, и они могут быть выбраны из термопластичных смол, термореактивных смол, стекла и металлов, в зависимости от варианта применения и характера содержимого. Внутренняя поверхность 1а предпочтительно формируется из термопластичной смолы по соображениям сокращения чрезмерного расходования смазочной жидкости 30.
Термопластичные смолы не являются конкретно ограниченными, насколько они могут быть сформованы с конфигурациями контейнера. Обычно они выбираются из олефиновых смол, таких как полиэтилен низкой плотности, линейный полиэтилен низкой плотности, полиэтилен средней и высокой плотности, полипропилен, поли-1-бутен, и поли(4-метил-1-пентен), сополимерные смолы этих олефинов; и сложнополиэфирные смолы, такие как полиэтилентерефталат, полиэтиленнафталат и полиэтилентерефталат/изофталат. Они предпочтительно используются также для формования наружной поверхности контейнера.
В случае использования корпуса 1 контейнера в качестве образованной прямым раздувом бутылки, как показано в Фиг. 3, предпочтительно применяются олефиновые смолы, как представленные полиэтиленом низкой плотности и линейным полиэтиленом низкой плотности, поскольку они пригодны для выдавливания содержимого.
[0031] Внутренняя поверхность 1а корпуса 1 контейнера, формируемая из термопластичной смолы, не обязательно делается шероховатой. По этой причине нет необходимости в смешении термопластичной смолы с неорганическим материалом или тому подобным, который служит в качестве придающего шероховатость агента. В альтернативном варианте, эта внутренняя поверхность 1а может включать как шероховатую поверхность, так и плоскую гладкую поверхность.
Необходимо обеспечить начало движения текучей среды во время наклона контейнера и выливания содержимого. Для этой цели поверхность, чтобы проявлять характеристику скользкости, может быть сделана шероховатой, в то время как поверхность, которая должна проявлять способность к отслаиванию, может быть сделана выглаженной. Другими словами, нижняя поверхность может представлять собой шероховатую поверхность, тогда как поверхность, противоположная нижней поверхности, может представлять собой плоскую гладкую поверхность.
Чтобы сделать поверхность шероховатой, любые неорганические материалы, такие как кремнезем, служащие в качестве придающего шероховатость агента, могут быть смешаны со смолой для внутренней поверхности. Тонкодисперсные частицы, примешиваемые в качестве вышеуказанного придающего шероховатость агента, не являются конкретно ограниченными, насколько средний диаметр их частиц находится в пределах вышеупомянутого диапазона. Показательные примеры их включают: частицы оксидов металлов, таких как оксид титана, оксид алюминия и оксид кремния; частицы карбонатов, таких как карбонат кальция; частицы на основе углерода, такие как сажа; и органические тонкодисперсные частицы, образованные из полиметил(мет)акрилата, полиэтилена и силикона, как представленного полиорганосилсесквиоксаном. Эти частицы могут быть подвергнуты гидрофобизирующей обработке силановым связующим агентом, силиконовым маслом, или тому подобным. В настоящем изобретении способ также может быть исполнен путем экструзии, такой как прямое раздувное формование, насколько диаметр частиц может сохраняться после формования расплава. Примеры материалов, предпочтительно применяемых для этой цели, включают подвергнутые гидрофобизирующей обработке тонкодисперсные частицы, в частности, частицы гидрофобного оксида кремния, отвержденный полиметилметакрилат, полиэтилен со сверхвысокой молекулярной массой, полиорганосилсесквиоксан и силикон.
[0032] Кроме того, в настоящем изобретении корпус 1 контейнера может иметь однослойную структуру из вышеупомянутой термопластичной смолы, или многослойную структуру из смолы, смешанной с вышеуказанным придающим поверхностную шероховатость агентом.
[0033] Например, слой газобарьерной смолы может быть сформирован как промежуточный слой между внутренним поверхностным слоем и наружным поверхностным слоем корпуса 1 контейнера, тем самым предохраняя содержимое от порчи, вызванной проникновением газа, такого как кислород.
[0034] Примеры вышеупомянутой газобарьерной смолы включают сополимер этилена и винилового спирта (омыленный этилен-винилацетатный сополимер), ароматический полиамид и циклический полиолефин. Из них наиболее предпочтителен сополимер этилена и винилового спирта, поскольку он проявляет особенно превосходные барьерные свойства в отношении кислорода.
В качестве вышеупомянутого сополимера этилена и винилового спирта предпочтителен омыленный сополимер, который получается омылением этилен-винилацетатного сополимера, имеющего содержание этилена от 20 до 60 мол.%, в особенности от 25 до 50 мол.%, так, что степень омыления достигает 96 мол.% или более, и, в частности, 99 мол.% или более.
Вышеупомянутые газобарьерные смолы в каждом случае могут быть использованы по отдельности или в смесях двух или более различных типов их. Для улучшения адгезии к внутреннему поверхностному слою или к наружному поверхностному слою в газобарьерную смолу могут быть примешаны полиолефины, такие как полиэтилен, в диапазоне, не ухудшающем газобарьерную характеристику.
[0035] В случае создания газобарьерного слоя в качестве промежуточного слоя предпочтительно предусматривать слой адгезивной смолы между внутренним поверхностным слоем и газобарьерным слоем и между наружным поверхностным слоем и газобарьерным слоем, чтобы улучшить адгезию между внутренним поверхностным слоем или наружным поверхностным слоем, тем самым предотвращая расслоение.
Адгезивные смолы, которые могут быть использованы для формирования адгезивного слоя, являются общеизвестными, и, например, они представляют собой смолы, содержащие карбонильную группу(>С=О) в основной цепи или в боковой цепи, в количестве от 1 до 100 мэкв/100 г, в частности, от 10 до 100 мэкв/100 г. Конкретные примеры таких смол, используемых в качестве адгезивных смол, включают: олефиновую смолу, модифицированную привитой карбоновой кислотой, такой как малеиновая кислота, итаконовая кислота или фумаровая кислота, или их ангидридом, или амидом или сложным эфиром; сополимер этилена и акриловой кислоты; ионно-сшитый олефиновый сополимер; и сополимер этилена и винилацетата.
[0036] Кроме того, многослойная структура может иметь репродуцированный слой, полученный из первичного полимера, который применяется для формирования внутреннего слоя или наружного слоя, и который смешивается с вторично используемым полимером, таким как отходы, образованные во время формирования этого корпуса 1 контейнера.
[0037] Соответствующие слои регулируются имеющими общеизвестные толщины так, чтобы проявлялись требуемые для слоев свойства. Более того, добавки, такие как антиоксидант, поверхностно-активное вещество и окрашивающая добавка, могут быть введены в смолы для формирования соответствующих слоев, насколько это уместно без ущерба свойствами соответственных слоев.
[0038] Форма корпуса 1 контейнера не является конкретно ограниченной, пока жидкостный мениск 31 может быть образован покрытием внутренней поверхности 1а смазочной жидкостью 30, и корпус 1 контейнера может иметь форму бутылки или чашки.
Корпус 1 контейнера может быть получен созданием преформы путем экструзионного формования смолы для образования вышеупомянутых соответствующих слоев, и затем формованием преформы с образованием предварительно определенной конфигурации контейнера в последующей обработке, такой как раздувное формование, пневмо-вакуумное формование с пуансоном, и вакуумное формование.
В частности, в настоящем изобретении наиболее предпочтительно, чтобы этот корпус 1 контейнера имел форму образованной прямым раздувом бутылки, пригодной для выливания вязкой текучей среды, как показано в Фиг. 3. Сформированная прямым раздувом бутылка может быть получена формованием трубчатой преформы экструзионным формованием, смыканием для закрытия преформы с одного конца, и вдуванием текучей среды, такой как воздух, в эту преформу для формования ее в виде бутылки.
[0039]
<Смазочная жидкость 30 и текучая среда 3>
В упаковочном контейнере согласно настоящему изобретению, включающем корпус 1 контейнера, содержащий вышеуказанную текучую среду 3, сформированную таким образом внутреннюю поверхность 1а корпуса 1 контейнера покрывают смазочной жидкостью 30, и затем заполняют текучей средой 3 так, чтобы образовался незаполненный объем 7.
[0040] Смазочная жидкость 30, имеющая надлежащие поверхностные свойства, выбирается соответственно типу текучей среды 3, которая должна содержаться в корпусе 1 контейнера. Поэтому смазочная жидкость 30 должна быть не смешивающейся с текучей средой 3. Здесь под жидкостью, не смешивающейся с текучей средой 3, подразумевается, что жидкость не может быть диспергирована немедленно, даже когда она приходит в контакт с текучей средой 3, но может оставаться как смазочная жидкость 30. Кроме того, смазочная жидкость 30 должна быть нелетучей жидкостью, имеющей низкое давление паров при атмосферном давлении, например, жидкостью, имеющей высокую температуру кипения, не ниже 200°С. Если бы для смазочной жидкости 30 использовалась летучая жидкость, то жидкость легко испарялась бы и терялась со временем, и тем самым затруднялось бы улучшение характеристики скользкости текучей среды 3.
[0041] Для смазочной жидкости 30 могут быть перечислены разнообразные конкретные примеры, насколько они представляют собой вышеуказанные жидкости, имеющие высокие температуры кипения, и их краевые углы с внутренней поверхностью 1а являются меньшими, чем краевой угол текучей среды 3 с внутренней поверхностью 1а. В частности, в настоящем изобретении предпочтительна смазочная жидкость 30, имеющая поверхностное натяжение, значительно отличающееся от поверхностного натяжения текучей среды 3, которая скользит по жидкости, так как может быть усилено смазочное действие.
Например, когда текучая среда 3 представляет собой воду или гидрофильную субстанцию, содержащую воду, в качестве смазочной жидкости 30 предпочтительно применяется жидкость, имеющая поверхностное натяжение в диапазоне от 10 до 40 мН/м, в частности, в диапазоне от 16 до 35 мН/м. Показательные примеры ее включают фторированные жидкости, фторированные поверхностно-активные вещества, силиконовое масло, триглицериды жирных кислот, и разнообразные растительные масла. Предпочтительные примеры растительных масел включают соевое масло, рапсовое масло, оливковое масло, рисовое масло, кукурузное масло, сафлоровое масло, кунжутное масло, пальмовое масло, касторовое масло, масло авокадо, кокосовое масло, миндальное масло, масло грецкого ореха, масло лесного ореха, и оливковое масло для салата. Эти жидкости могут быть смешаны для применения.
Кроме того, смазочная жидкость, выбранная из вышеупомянутых примеров, предпочтительно имеет высокую смачивающую способность в отношении внутренней поверхности 1а (то есть, краевой угол с внутренней поверхностью 1а является малым). Смазочная жидкость, которая составляет жидкостный мениск 31, может отличаться от смазочной жидкости, которая покрывает внутреннюю поверхность 1а.
В настоящем изобретении под краевым углом подразумевается угол, под которым поверхность жидкости сопрягается с твердой поверхностью на границе раздела, где находятся в контакте между собой три фазы из твердой внутренней поверхности, жидкости и газа.
[0042] В настоящем изобретении важно, что содержится определенное количество избыточной смазочной жидкости 30, чтобы сформировать покровный слой смазочной жидкости 30 на внутренней поверхности 1а и образовать жидкостный мениск 31. Избыточная смазочная жидкость может быть добавлена до или после заполнения текучей средой. Примеры способа добавления включают распыление, одновременную экструзию вместе с расплавленной смолой, одновременное нагнетание с содержимым и выпотевание в условиях внутреннего добавления. В случае, где смазочная жидкость для покрытия внутренней поверхности 1а корпуса 1 контейнера и смазочная жидкость для образования жидкостного мениска 31 отличаются друг от друга, смазочная жидкость для образования жидкостного мениска 31 может быть введена позже в качестве избытка.
Вкратце, в настоящем изобретении смазочная жидкость 30 используется для покрытия внутренней поверхности 1а корпуса 1 контейнера. Более конкретно, покрытие создается нанесением избыточного количества смазочной жидкости 30 на внутреннюю поверхность 1а корпуса 1 контейнера так, что жидкостный мениск 31 образуется на периферии текучей среды 3, обращенной к незаполненному объему 7 во время заполнения контейнера текучей средой 3 (смотри Фиг. 1(А)).
Более конкретно, на внутреннюю поверхность 1a' заранее наносится покрытие из избыточного количества смазочной жидкости 30, или, альтернативно, избыточная смазочная жидкость подается после заполнения контейнера текучей средой. В результате этого, когда корпус 1 контейнера, заполненный текучей средой 3, удерживается в состоянии горлышком вверх, как показано в Фиг. 1(А), смазочная жидкость 30 будет стекать с внутренней поверхности 1а (1a') в область, соответствующую незаполненному объему 7.
2
2
[0043] Для этой цели может потребоваться напыление этой смазочной жидкости 30 на всю внутреннюю поверхность корпуса 1 контейнера. Например, наносимое количество предпочтительно может составлять 0,1 г/м или более, или быть в диапазоне от около 0,1 до около 10 г/м в среднем, включая избыток. Регулированием наносимого количества этим путем плоская гладкая поверхность будет покрыта смазочной жидкостью 30 полностью.
Поэтому внутренняя поверхность 1а может быть сделана шероховатой, пока образуется жидкостный мениск 31.
[0044] Смазочная жидкость 30 может быть нанесена напылением в то время как корпус 1 контейнера удерживается в состоянии горлышком вверх или перевернутым, пока внутренняя поверхность 1а может быть покрыта полностью избыточным количеством смазочной жидкости 30.
[0045] После нанесения смазочной жидкости 30, как упомянуто выше, текучая среда 3 подается из предварительно определенной подводящей трубки внутрь корпуса 1 контейнера, который удерживается в состоянии горлышком вверх, с его внутренней поверхностью, полностью покрытой избыточным количеством смазочной жидкости 30, так, что незаполненный объем 7 остается свободным (в некоторых случаях избыточная смазочная жидкость может быть введена после заполнения контейнера текучей средой 3).
[0046] Другими словами, когда текучая среда 3 подается, как упомянуто выше, смазочная жидкость 30, которая покрывает внутреннюю поверхность 1а (1a') в области, соответствующей незаполненному объему 7, может стекать так, что может образовываться жидкостный мениск 31 на периферии поверхности верхнего края текучей среды 3. В результате этого, как показано в Фиг. 1(А), толщина смазочной жидкости 30 сокращается в области выше жидкостного мениска 31, находящегося между боковой поверхностью текучей среды 3 и плоской гладкой поверхностью 1а, как описано выше.
[0047] Используемая для заполнения текучая среда 3 имеет поверхностное натяжение, значительно отличающееся от поверхностного натяжения смазочной жидкости 30 (то есть, ее краевой угол с внутренней поверхностью 1а превышает краевой угол смазочной жидкости 30). Более конкретно, текучая среда 3 может представлять собой вязкую текучую среду, имеющую вязкость не менее 100 мПа·сек при 25°С. Конкретные примеры ее включают кетчуп, водную пасту, мед, различные соусы, майонез, горчицу, приправу, джем, шоколадный сироп, косметические жидкости, такие как молочный лосьон, жидкое моющее средство, шампунь и средство для полоскания. То есть, пригодная смазочная жидкость 30 применяется сообразно типу текучей среды 3 с образованием жидкостного мениска 31 так, что вязкая текучая среда 3 может быть быстро вылита наклоном или переворачиванием контейнера.
Предпочтительные примеры текучей среды 3 включают гидрофильные субстанции, которые содержат воду, такие как кетчуп, различные соусы, мед, майонез, горчица, варенье, шоколадный сироп, молочный лосьон, и тому подобные.
Смазочная жидкость 30 предпочтительно выбирается из жидких масел, которые были разрешены в качестве пищевых добавок, таких как силиконовое масло, сложные эфиры жирных кислот с глицерином и пищевое масло.
[0048] После заполнения контейнера текучей средой 3 так, что создается незаполненный объем 7, и также образуется мениск 31 смазочной жидкости 30, как упомянуто выше, способом термосваривания присоединяется герметизирующая фольга 5, и надлежащим образом накручивается крышка с образованием упаковочного контейнера согласно настоящему изобретению.
Примеры
[0049] Настоящее изобретение будет описано ниже со ссылкой на Примеры.
Методы измерений, проводимых в Примерах ниже для измерения соответствующих характеристик и физических свойств, и корпуса контейнеров (бутылок), являются такими, как указано ниже.
[0050]
<Корпус контейнера>
Сформировали известным способом и использовали в приведенных ниже экспериментах многослойную образованную прямым раздувом бутылку, имеющую следующую конфигурацию слоев и емкость 500 мл.
Бутылка А: сформованная прямым раздувом многослойная бутылка, имеющая 9 слоев 5 типов
Конфигурация слоев: внутренний слой/адгезивный слой/предотвращающий диффузию жидкости слой/адгезивный слой/основной слой/адгезивный слой/кислородно-барьерный слой/адгезивный слой/наружный слой
Внутренний слой: полиэтилен низкой плотности
Адгезивный слой: кислотно-модифицированный полиэтилен
Предотвращающий диффузию жидкости слой: сополимер этилена и винилового спирта (EVOH)
Основной слой: полиэтилен низкой плотности (LDPE)
Кислородно-барьерный слой: сополимер этилена и винилового спирта (EVOH)
Наружный слой: полиэтилен низкой плотности (LDPE)
Бутылка В: сформованная прямым раздувом многослойная бутылка, имеющая 9 слоев 5 типов
Конфигурация слоев: внутренний слой/адгезивный слой/предотвращающий диффузию жидкости слой/адгезивный слой/основной слой/адгезивный слой/кислородно-барьерный слой/адгезивный слой/наружный слой
Внутренний слой: полиэтилен, смешанный с 5% по весу кремнезема со средним диаметром частиц 5 мкм
Адгезивный слой: кислотно-модифицированный полиэтилен
Предотвращающий диффузию жидкости слой: сополимер этилена и винилового спирта (EVOH)
Основной слой: полиэтилен низкой плотности (LDPE)
Кислородно-барьерный слой: сополимер этилена и винилового спирта (EVOH)
Наружный слой: полиэтилен низкой плотности (LDPE)
[0051]
<Смазочная жидкость>
Триглицерид среднецепочечной жирной кислоты (MCT)
Поверхностное натяжение: 28,8 мН/м (23°С)
Вязкость: 33,8 мПа·сек (23°С)
Температура кипения: 210°С или выше
Температура вспышки: 242°С (контрольное значение)
Поверхностное натяжение жидкости измеряли при 23°С с использованием системы анализа твердофазно-жидкостной поверхности раздела DropMaster 700 (производства фирмы Kyowa Interface Science Co., Ltd.). Плотность жидкости, необходимой для измерения поверхностного натяжения, измеряли при 23°С с использованием плотномера/измерителя удельного веса DA-130 (производства фирмы Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd.). Кроме того, вязкость жидкости измеряли при 23°С с использованием камертонного вибрационного вискозиметра SV-10 (производства фирмы A&D Company Limited).
[0052]
<Текучая среда>
Вязкий пищевой продукт типа майонеза
-1
Вязкость: 499 Па·сек (0,1 сек)
-1
94 Па·сек (1 сек)
-1
0,30 Па·сек (1000 сек)
Для измерения вязкости использовали реометр (ARES производства фирмы TA Instruments). Были получены значения, измеренные методом стационарного течения при геометрии параллельных пластин с зазором 0,5 мм.
[0053]
<Формирование мениска смазочной жидкости>
Бутылку наполнили 200 г текучей среды, и несколько капель смазочной жидкости (MCT) нанесли на периферию поверхности верхнего края текучей среды так, чтобы сформировать жидкостный мениск. Кроме того, смазочную жидкость (MCT) нанесли по каплям только на часть периферии (около одной четверти площади периферии) с образованием жидкостного мениска, с целью проведения испытания на отслаивание, как описывается позже.
[0054]
<Испытание характеристики скользкости текучей среды>
После формирования мениска смазочной жидкости оценивали характеристику скользкости содержимого. Более конкретно, бутылку в состоянии горлышком вверх при комнатной температуре (25°С) наклоняли на угол около 45°, чтобы оценить характеристику скользкости содержимого на основе времени, требуемого для полного соскальзывания содержимого в сторону горловинной части бутылки. Критерии оценки являются следующими.
○: время полного соскальзывания вниз составляет менее 5 минут
Δ: время полного соскальзывания вниз составляет 5 минут или более и менее 10 минут
×: время полного соскальзывания вниз составляет 10 минут или более
<Испытание способности текучей среды к отслаиванию>
Использовали бутылку частично с жидкостным мениском согласно вышеупомянутому способу. При комнатной температуре (25°С) бутылку в состоянии горлышком вверх при комнатной температуре (25°С) наклоняли на угол около 45°, чтобы жидкостный мениск был позиционирован выше, тем самым оценивая способность содержимого к отслаиванию. Критерии оценки являются следующими.
○: немедленное отслаивание
×: нет отслаивания, или отслаивание занимает 10 минут или более
[0055]
<Экспериментальный пример 1>
Приготовили бутылку А (сформованную прямым раздувом многослойную бутылку, имеющую 9 слоев 5 типов) в качестве корпуса контейнера.
На внутреннюю поверхность бутылки А нанесли триглицерид среднецепочечной жирной кислоты в качестве смазочной жидкости в количестве, показанном в Таблице 1, способом воздушного опрыскивания с использованием аэрографа. Бутылку, имеющую покрытую смазочной жидкостью внутреннюю поверхность, использовали для формирования мениска вышеуказанной смазочной жидкости и для проведения испытаний характеристики скользкости текучей среды и способности к отслаиванию текучей среды. Результаты показаны в Таблице 1. Здесь краевой угол смазочной жидкости с поверхностью полиэтилена низкой плотности является меньшим, чем краевой угол текучей среды с поверхностью полиэтилена низкой плотности.
[0056]
<Экспериментальный пример 2>
Характеристику скользкости и способность к отслаиванию текучей среды испытывали подобно Экспериментальному примеру 1, за исключением того, что мениск смазочной жидкости не формировали. Результаты показаны в Таблице 1.
[0057]
<Экспериментальный пример 3>
Приготовили бутылку В (сформованную прямым раздувом многослойную бутылку, имеющую 9 слоев 5 типов) в качестве корпуса контейнера, способом, подобным Экспериментальному примеру 1, за исключением того, что полиэтилен низкой плотности, смешанный с 5% по весу кремнезема со средним диаметром частиц 5 мкм, использовали в качестве смолы для внутреннего слоя.
Эту бутылку оценивали, как описано выше, и результаты показаны в Таблице 1.
[0058]
<Экспериментальный пример 4>
Характеристику скользкости и способность к отслаиванию текучей среды испытывали подобно Экспериментальному примеру 1, за исключением того, что внутренняя поверхность бутылки не была покрыта смазочной жидкостью, и мениск смазочной жидкости не формировали. Результаты показаны в Таблице 1.
[0059]
[Таблица 1]
Бутылка
Количество покрытия смазочной жидкости (г/м<sup>2</sup>)
Формирование мениска смазочной жидкости
Характеристика скользкости
Способность к отслаиванию
Экспериментальный пример 1
Бутылка A
3
Да
○
○
Экспериментальный пример 2
Бутылка A
3
Нет
Δ
×
Экспериментальный пример 3
Бутылка B
3
Да
○
○
Экспериментальный пример 4
Бутылка A
―
Нет
×
×
* Exptl. Ex.: Экспериментальный пример
[0060] Внутренние поверхности бутылок в Экспериментальных примерах 1-3 были покрыты смазочной жидкостью. Обе из характеристики скользкости и способности к отслаиванию были благоприятными в Экспериментальных примерах 1 и 3, где были сформированы мениски смазочной жидкости, тогда как те же свойства были худшими в Экспериментальном примере 2, где жидкостный мениск не формировали.
Обе из характеристики скользкости и способности к отслаиванию были плохими в Экспериментальном примере 4, где не формировали ни покрытие из смазочной жидкости, ни жидкостный мениск.
Результаты демонстрируют, что нанесение покрытия смазочной жидкости и формирование жидкостного мениска служат для улучшения как характеристики скользкости, так и способности к отслаиванию, и синергическое взаимодействие этих свойств облегчает выливание содержимого.
Описание кодовых номеров позиций:
1: корпус контейнера
1а: внутренняя поверхность корпуса 1 контейнера
3: текучая среда
5: герметизирующая фольга
7: незаполненный объем
30: смазочная жидкость
31: жидкостный мениск.