СТРУКТУРА, ИМЕЮЩАЯ НАРУЖНЫЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОБЛАСТИ НА СВОЕЙ ПОВЕРХНОСТИ
STRUCTURE WITH OUTSIDE EXTERNAL AREAS ON ITS SURFACE

Область техники
[0001]
Настоящее изобретение относится к структуре, имеющей наружные дополнительные области на своей поверхности. Более конкретно, настоящее изобретение относится к структуре, имеющей на своих поверхностях выступы и впадины, образованные наружными дополнительными выпуклостями, которые образуются посредством дополнительного нанесения, и, в частности, к структуре, которая соответствующим образом используется в качестве контейнера.
Уровень техники
[0002]
Контейнеры для содержания жидкого содержимого должны быть способными соответствующим образом выпускать содержимое независимо от материалов, образующих контейнеры. Выпуск содержимого почти не представляет собой проблемы, когда содержимое представляет собой жидкость, имеющую низкую вязкость, такую как вода и т. д. Однако выпуск содержимого превращается в серьезную проблему, когда содержимое представляет собой высоковязкое вещество, независимо от использования пластмассового контейнера или стеклянного контейнер. А именно, содержимое указанного типа не может быстро выливаться, несмотря на наклон контейнера. Кроме того, содержимое, как правило, остается на стенке контейнера и не может быть полностью извлечено. В частности, содержание остается в значительном количестве на дне контейнера и не может быть полностью извлечено.
В контейнерах содержатся, в частности, пищевые продукты, такие как кетчуп и майонез, которые представляют собой содержащие воду продукты. Таким образом, желательно дополнительно улучшать свойство скольжения (способность скольжения) вязких содержащих воду продуктов. В частности, оказывается затруднительной реализация значительно улучшенного свойства скольжения в случае эмульгированных продуктов, такой как майонез и т. д. Таким образом, существует значительная потребность в улучшении свойства скольжения вязких эмульгированных продуктов.
[0003]
В последние годы стало известным улучшение свойства скольжения вязких веществ посредством образования масляной пленки на поверхностях формованных изделий, таких как контейнеры и т. д. Согласно указанной технологии, свойство скольжения может значительно улучшено по сравнению со случаями введения добавки, такой как смазочное вещество, в синтетическую смолу, которая образует поверхности формованных изделий, и в настоящее время этому уделяется большое внимание.
[0004]
Что касается технологии улучшения свойства скольжения по отношению к содержимому посредством образования масляной пленки на поверхностях, были сделаны некоторые предложения, такие как придание подходящей степени шероховатости нижележащей поверхности под масляной пленкой и уменьшение толщины масляной пленки. Указанная технология уже была запатентована (патентный документ 1).
[0005]
Среди разнообразных технологий придания свойства скольжения посредством образования масляной пленки на поверхностях вышеупомянутая технология эффективно улучшает свойство скольжения в значительной степени. Однако шероховатая поверхность, которая находится под масляной пленкой, должна образовываться посредством использования смолы, и, кроме того, смола в слое, который образует шероховатую поверхность, должна смешиваться с мелкими твердыми частицами, которые функционируют как придающее шероховатость вещество. То есть для шероховатой поверхности, имеющей заданную шероховатость, которая образуется за счет зернистого придающего шероховатость вещества, содержащегося в нижележащем слое смолы, оказывается затруднительным регулирование поверхностной шероховатости и ее получение. Кроме того, существует ограничение, заключающееся в том, что нижележащая поверхность должна образовываться посредством использования смолы.
[0006]
Кроме того, автор настоящей заявки ранее предложил структуру, на поверхности которой образуется шероховатая часть, имеющая максимальную шероховатость Rz в интервале от 0,5 до 5,0 мкм, причем на указанной шероховатой части образуется тонкая жидкая пленка, толщина которой составляет от приблизительно 0,1 до приблизительно 3,4 мкм (японская патентная заявка № 2014-91894).
При выборе типа жидкости, которая образует жидкую пленку, поверхность структуры проявляет превосходное свойство скольжения по отношению к разнообразным вязким веществам. Таким образом, структура, может использоваться в качестве контейнера. Огромное преимущество указанной технологии заключается в том, что шероховатая поверхность, находящаяся под жидкой пленкой, может образовываться посредством наружного нанесения твердых частиц на поверхность структуры, и, таким образом, шероховатость поверхности может легко регулироваться в зависимости от размера и количества используемых твердых частиц.
Однако указанную технологию сопровождает проблема, заключающаяся в том, что эффект скольжения, реализуемый посредством жидкой пленки, испытывает уменьшение с течением времени, и требуются соответствующие улучшения.
[0007]
Кроме того, автор настоящей заявки предложил упаковочный материал, имеющий жидкую пленку, образующуюся на внутренней поверхности контейнера, которая вступает в контакт с содержимым, причем в жидкой пленке диспергируются твердые частицы с размером зерен, составляющим не более чем 300 мкм (японская патентная заявка № 2014-126877).
Однако для вышеупомянутой технологии не было проведено никакого исследования в отношении сохранения свойства скольжения.
Документ предшествующего уровня техники
Патентный документ
[0008]
Патентный документ 1: японский патент № 5673870
Сущность изобретения
Проблемы, решаемые изобретением
[0009]
Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы создать структуру, имеющую на своих поверхностях наружные дополнительные области, проявляющие превосходное свойство скольжения по отношению к вязким содержащим воду веществам и сохраняющие указанное свойство, а также, в частности, предложить структуру, которая может соответствующим образом использоваться в качестве контейнера.
Еще одна задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы создать структуру, имеющую такие поверхностные свойства, чтобы проявлять превосходное свойство скольжения по отношению к вязким содержащим воду веществам и сохраняющую указанное свойство, посредством использования наружной дополнительной области, которая образуется посредством наружного нанесения, и в которой распределяются наружные дополнительные выпуклости.
Средства решения проблем
[0010]
Авторы настоящего изобретения провели исследование в отношении поверхностных свойств при образовании выпуклостей посредством наружного нанесения на поверхности формованных изделий, таких как контейнеры. В результате этого авторы настоящего изобретения обнаружили, что поверхность проявляет превосходное свойство скольжения по отношению к вязким содержащим воду веществам и в то же время сохраняет указанное свойство скольжения, когда на поверхности распределяются наружные дополнительные выпуклости, сохраняя в определенной степени избыточную высоту, когда наружные дополнительные выпуклости образуются из смеси воскового компонента и маслянистой жидкости, и когда пространства между наружными дополнительными выпуклостями покрыты маслянистой жидкостью, и, таким образом, создали настоящее изобретение.
[0011]
Согласно настоящему изобретению, предлагается структура, включающая формованное изделие, изготовленное в заданной форме, и наружную дополнительную область, образованную на поверхности формованного изделия, в которой:
наружная дополнительная область имеет наружные дополнительные выпуклости из смеси воскового компонента и жидкости образованная на поверхности формованного изделия и, кроме того, имеет выступы/впадины на поверхности, образованные посредством распределения наружных дополнительных выпуклостей; и
на наружной дополнительной области поверхности формованного изделия покрыты жидкостью в частях между наружными дополнительными выпуклостями.
В настоящем описании формованное изделие представляет собой изделие, у которого поверхность не была подвергнута обработке посредством наружного нанесения, и структура представляет собой структуру, включающую формованное изделие, у которого поверхность подвергается обработке посредством наружного нанесения, и на поверхности которой образуется наружная дополнительная область, причем в ней распределяются наружные дополнительные выпуклости.
[0012]
В структуре согласно настоящему изобретению, оказывается желательным, что:
(1) разность h возвышения составляет, по меньшей мере, не менее чем 10 мкм между выступающей частью и углубленной частью на содержащей выступы/впадины поверхности в наружной дополнительной области.
(2) при наблюдении поверхности с использованием микроскопа составляет от 0,5 до 0,9 соотношение F выступающих частей, определяемое следующей формулой:
1
0
F=F/F
0
1
0
2
в которой F представляет собой измеряемую площадь, и F представляет собой сумму расчетных площадей, занятых выступающими частями, имеющими расчетные площади не менее чем 1000 мкм в вышеупомянутой измеряемой площади F;
(3) восковой компонент имеет температуру плавления, составляющую не менее чем 50°С;
(4) жидкость представляет собой маслянистую жидкость;
(5) маслянистая жидкость проявляет краевой угол (23°C), составляющий не более чем 45° по отношению к поверхности формованного изделия, и имеет вязкость (25°C), составляющую не более чем 100 мПа⋅с;
(6) наружные дополнительные выпуклости, а также поверхности формованного изделия между вышеупомянутыми наружными дополнительными выпуклостями, покрытые вышеупомянутой жидкостью, используемой для образования наружных дополнительных выпуклостей.
(7) на наружной дополнительной области вышеупомянутая жидкость присутствует в количестве, составляющем от 1000 до 5000 мас. ч. на 100 мас. ч. воскового компонента;
(8) поверхность формованного изделия, находящаяся под наружной дополнительной областью, образуется из синтетической смолы или стекла.
(9) формованное изделие представляет собой контейнер, и наружная дополнительная область образует внутреннюю поверхность контейнера, с которой вступает в контакт находящееся в нем содержимое; и
(10) контейнер используется для содержания текучего содержимого, которое имеет вязкость (25°C), составляющую не менее чем 200 мПа⋅с.
Эффекты изобретения
[0013]
Поверхностная структура, характерная для структуры согласно настоящему изобретению, образуется посредством наружного нанесения смеси воскового компонента и жидкости на поверхность формованного изделия. То есть поверхностная структура не представляет собой структуру, которая образуется посредством внутреннего введения твердых частиц в слой смолы, который образует поверхность формованного изделия. Таким образом, можно легко и надежно регулировать состояние поверхности (степень шероховатости, которую определяют твердые частицы и их распределение) в зависимости от температуры плавления воскового компонента и его используемого количества.
[0014]
Кроме того, вследствие своей специфической поверхностной структуры, структура согласно настоящему изобретению проявляет превосходное свойство скольжения не только по отношению к вязким содержащим воду веществам, но также по отношению к эмульгированным продуктам, таким как подобные майонезу пищевые продукты, и при этом сохраняет свойство скольжения.
Таким образом, когда структура согласно настоящему изобретению используется в качестве контейнера для содержания, в частности, вязких содержащих воду веществ, таких как пищевые продукты типа кетчупа, соуса и майонеза, имеющие вязкость (25°C), составляющую не менее чем 200 мПа⋅с, становится возможным быстрый выпуск содержимого, в контейнере может оставаться очень малое количество содержимого в контейнере, и может использоваться почти все количество содержимого.
Краткое описание чертежей
[0015]
[Фиг. 1] представляет схематический боковой вид в разрезе, иллюстрирующий состояние поверхности структуры согласно настоящему изобретению.
[Фиг. 2] представляет изображение, иллюстрирующее состояние изготовленной прямым дутьевым формованием бутылки, которая составляет предпочтительный вариант осуществления структуры согласно настоящему изобретению.
[Фиг. 3] представляет изображение, иллюстрирующее поверхность трехмерной структуры, когда поверхность структуры в примере 1 наблюдается посредством использования цифрового микроскопа; здесь части, обозначенные черным цветом, представляют собой выступающие части.
Варианты осуществления изобретения
[0016]
Рассмотрим фиг. 1, где структура согласно настоящему изобретению образуется посредством создания наружной дополнительной области, в которой наружные дополнительные выпуклости 3 распределяются на поверхности (нижележащая поверхность 1a) формованного изделия 1, которая образуется в такой форме, которая соответствует применению. После образования наружных дополнительных выпуклостей 3 образуются выступающие части X и углубленные части Y на поверхности формованного изделия 1.
Наружные дополнительные части 3 образуются из смеси воскового компонента и жидкости 5 и удерживаются на нижележащей поверхности 1a, составляя выступающие части X. Наружные дополнительные выпуклости 3 покрыты жидкостью 5. В тоже время здесь нижележащая поверхность 1a' формованного изделия 1 также покрыта жидкостью 5 в углубленных частях X, где не образуются наружные дополнительные выпуклости 3.
[0017]
<Принцип выражения свойства скольжения>
В наружной дополнительной области (например, на внутренней поверхности контейнера) структуры образуются, как представлено на фиг. 1, три выступающие части X вследствие наружных дополнительных выпуклостей 3 из смеси воскового компонента и жидкости 5. Кроме того, нижележащая поверхность 1a' также покрыта жидкостью 5 в углубленных частях Y между выступающими частями X (наружные дополнительные выпуклости 3).
Наружные дополнительные выпуклости 3 образуются из смеси воскового компонента и жидкости 5 и, таким образом, принимают полутвердое состояние или гелеобразное состояние и устойчиво удерживаются на нижележащем слое 1a.
[0018]
Вязкое содержащее воду вещество перемещается на поверхности, на которой образуются выступающие части X и углубленные части Y; т. е. содержащее воду вещество перемещается, вступая при этом в контакт с жидкостью 5. Однако здесь наружные дополнительные выпуклости 3 принимают состояние полутвердого вещества или геля, содержащего воск и жидкость 5. Таким образом, вязкое содержащее воду вещество перемещается, производя очень малую силу трения по отношению к наружным дополнительным выпуклостям 3 и, следовательно, проявляя превосходное свойство скольжения. Кроме того, поскольку производится лишь малая сила трения посредством движения вязкого содержащего воду вещества, никакая большая нагрузка не воздействует на наружные дополнительные выпуклости 3, и, таким образом, почти никакое напряжение не воздействует на границу раздела между нижележащим слоем 1a и наружными дополнительными выпуклостями 3. В результате этого наружные дополнительные выпуклости 3 не перемещаются на нижележащей поверхности 1a, но устойчиво удерживаются на ней.
Можно считать, что вязкое содержащее воду вещество, в зависимости от своего типа, перемещается, вступая при этом в контакт не только с выступающими частями X, где образуются наружные дополнительные выпуклости 3, но также с углубленными частями Y, где образуются наружные дополнительные выпуклости 3. Однако здесь нижележащая поверхность 1a' углубленных частей Y также покрыта жидкостью 5, которая эффективно предотвращает уменьшение свойства скольжения.
[0019]
Кроме того, согласно настоящему изобретению, наружные дополнительные выпуклости 3 покрыты жидкостью 5, помимо образования из воскового компонента и жидкости 5. Таким образом, несмотря на то, что вязкое содержащее воду вещество вытекает неоднократно, и толщина жидкости 5 уменьшается, жидкость 5 пополняется из внутреннего пространства наружных дополнительных выпуклостей 3. Таким образом, согласно настоящему изобретению, вышеупомянутое превосходное свойство скольжения сохраняется и не уменьшается с течением времени.
[0020]
Механизм проявления свойства скольжения структуры согласно настоящему изобретению, которая описана выше, может напоминать механизм, описанный в патентном документе 1, который уже был запатентован, но явно отличается от него.
Согласно патентному документу 1, поверхность становится шероховатой за счет того, что твердые частицы вводятся изнутри в слой смолы, которая образует поверхность, на которой образуется масляная пленка очень малой толщины, таким образом, что шероховатость отражается на поверхности масляной пленки. А именно, свойство скольжения проявляет масляная пленка, имеющая такую шероховатую поверхность. На первый взгляд, может показаться, что свойство скольжения проявляется посредством механизма, который является таким же, как механизм согласно настоящему изобретению. Однако согласно патентному документу 1, шероховатость (выпуклость) образуется за счет твердых частиц, которые вводятся изнутри в слой смолы, и высота шероховатости (выпуклости) является весьма небольшой. То есть в патентном документе 1 не используется воздушный слой, присутствующий между выпуклостей, для проявления свойства скольжения, но вместо этого делается попытка уменьшения площади контакта между веществом, текущим по поверхности, и поверхностью структуры посредством образования поверхностной шероховатости. Таким образом, согласно патентному документу 1, снижается сила трения по отношению к веществу, которое течет по поверхности, и в результате этого улучшается свойство скольжения.
С другой стороны, согласно настоящему изобретению наружные дополнительные выпуклости 3 образуются посредством использования смеси воскового компонента и жидкости 5, и они принимают полутвердую или гелеобразную форму, и их поверхности покрыты жидкостью 5. То есть, согласно настоящему изобретению, меньшая сила трения воздействует на наружные дополнительные выпуклости 3, и, таким образом, проявляется превосходное свойство скольжения.
Согласно патентному документу 1, жидкая пленка имеет мелкие выпуклости на своей поверхности, в то время как, согласно настоящему изобретению, как будет продемонстрировано в приведенных далее примерах, поверхность принимает форму выступов и впадин, имеющих разность h возвышения с умеренной волнистостью. Таким образом, также и по разности формы поверхности можно предполагать, что основу проявляемого свойства скольжения составляет иной механизм.
[0021]
<Формованное изделие 1>
Не существует определенного ограничения в отношении материала формованного изделия 1, который используется для образования структуры согласно настоящему изобретению, при том условии, что он способный удерживать наружные дополнительные выпуклости 3 на своей поверхности (нижележащей поверхности 1a). А именно, формованное изделие 1 может быть изготовлено из смолы, стекла или металла и может образовываться в любой форме, которая соответствует его применению.
Наружные дополнительные выпуклости 3, образованные посредством использования воскового компонента и жидкости 5, проявляют максимальный эффект сохранения свойств, в частности, когда нижележащая поверхность 1a образуется из синтетической смолы. Указанный эффект сохраняется в некоторой степени даже в том случае, когда нижележащая поверхность 1a образуется из стекла или металла. Таким образом, настоящее изобретение может распространяться даже на формованное изделие 1, у которого нижележащая поверхность 1a изготовлена посредством использования указанных материалов, что представляет собой огромное преимущество согласно настоящему изобретению.
[0022]
Согласно настоящему изобретению, структура, образованная на поверхности формованного изделия 1, проявляет превосходное свойство скольжения по отношению к вязким содержащим воду веществам. Таким образом, оказывается желательным формованное изделие 1, которое имеет форму трубки для протекания содержащих воду веществ, контейнера для их содержания и крышки контейнера. Наружные дополнительные выпуклости 3 образуются на поверхности, которая вступает в контакт с содержащими воду веществами.
[0023]
Согласно настоящему изобретению, как описано выше, наружные дополнительные выпуклости 3 образуются посредством использования воскового компонента и жидкости 5. Таким образом, с этой точки зрения, поверхность (нижележащая поверхность 1a) формованного изделия 1 наиболее желательно образуется посредством использования синтетической смолы (далее называется «подложечная смола», такой как любая термопластическая смола или термоотверждающаяся смола, которая может быть получена.
Однако, как правило, оказывается желательным использование термопластической смолы, поскольку она может легко подвергаться формованию, имеет высокую степень сродства к маслянистой жидкости 5 и является способной более устойчиво удерживать наружные дополнительные выпуклости 3.
[0024]
В качестве примеров термопластической смолы могут быть представлены следующие смолы:
олефиновые смолы, такие как полиэтилен низкой плотности, полиэтилен высокой плотности, полипропилен, поли 1-бутен, поли 4-метил-1-пентен, а также статистические или блочные сополимеры α-олефинов, таких как этилен, пропилен, 1-бутен или 4-метил-1-пентен, и соответствующие сополимеры с циклическими олефинами;
этилен-виниловые сополимеры, такие как сополимер этилена и винилацетата, сополимер этилена и винилового спирта и сополимер этилена и винилхлорида;
стирольные смолы, такие как полистирол, сополимер акрилонитрила и стирола, сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола (ABS) и сополимер α-метилстирола и стирола;
виниловые смолы, такие как поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, сополимер винилхлорида и винилиденхлорида, полиметилакрилат и полиметилметакрилат;
полиамидные смолы, такие как нейлон 6, нейлон 6-6, нейлон 6-10, нейлон 11 и нейлон 12;
сложнополиэфирные смолы, такие как полиэтилентерефталат (PET), полибутилентерефталат, полиэтиленнафталат и соответствующие сополимеры сложных полиэфиров;
поликарбонатная смола;
полифениленоксидная смола; и
биоразлагающиеся смолы, такие как полимолочная кислота и т. д.
Разумеется, в качестве подложечной смолы может быть также использована смесь вышеупомянутых термопластических смол, при том условии, что это не уменьшает пригодность для формования.
[0025]
Согласно настоящему изобретению, из вышеупомянутых термопластических смол оказываются желательными для использования олефиновая смола и сложнополиэфирная смола, которые используются в качестве материалов контейнеров для содержания вязкого содержимого, и наиболее желательной для использования является олефиновая смола.
То есть по сравнению со сложнополиэфирной смолой, такой как PET, олефиновая смола имеет низкую температуру стеклования (Tg) и проявляет высокую степень молекулярного движения при комнатной температуре. Таким образом, происходит инфильтрация части маслянистой жидкости 5 и части воскового компонента, которые образуют наружные дополнительные выпуклости 3, внутрь олефиновой смолы, и наружные дополнительные выпуклости 3 наиболее желательно удерживаются нижележащей поверхностью 1a, сохраняя устойчивость.
Кроме того, олефиновая смола обладает высокой гибкостью и используется для изготовления гибких контейнеров (гибких бутылок) способом прямого формования раздувом, который будет описан далее. Таким образом, использование олефиновой смолы является желательным даже с точки зрения применения структуры 1 согласно настоящему изобретению для контейнеров данного типа.
[0026]
Формованное изделие 1 может представлять собой однослойную структуру из термопластической смолы, как описано выше, или многослойную структуру из термопластической смолы с бумагой или металлом, или она может представлять собой многослойную структуру из сочетания множества термопластических смол.
[0027]
Структура согласно настоящему изобретению проявляет превосходное свойство скольжения по отношению к вязким содержащим воду веществам и сохраняет указанное свойство скольжения. Таким образом, данная структура может эффективно использоваться в приложениях, в которых она вступает в контакт с содержащими воду веществами, и может, в частности, использоваться в качестве контейнеров для содержания содержащих воду веществ в целях реализации преимущества настоящего изобретения в максимальной степени.
[0028]
В частности, когда формованное изделие 1 принимает форму контейнера, у которого внутреннюю поверхность образует олефиновая смола или сложнополиэфирная смола, может быть использована структура, в которой кислородонепроницаемый слой или абсорбирующий кислород слой ламинируется как промежуточный слой посредством слоя подходящей связующей смолы и, кроме того, такая же смола, как подложечная смола (олефиновая смола или сложнополиэфирная смола), которая образует внутреннюю поверхность, ламинируется на ее наружную поверхность.
[0029]
Кислородонепроницаемый слой в многослойной структуре образуется посредством использования кислородонепроницаемой смолы, такой как сополимер этилена и винилового спирта или полиамид, и может, кроме того, смешиваться с любыми другими термопластическими смолами, помимо кислородонепроницаемой смолы, при том условии, что они не ухудшают свойство кислородонепроницаемости.
Кроме того, как описано в JP-A-2002-240813, абсорбирующий кислород слой содержит окисляющийся полимер и катализатор на основе переходного металла. Благодаря действию катализатор на основе переходного металла, окисляющийся полимер окисляется кислородом и в результате этого абсорбируется кислород, и прекращается проникновение кислорода. Вышеупомянутые окисляющийся полимер и катализатор на основе переходного металла были подробно описаны в вышеупомянутом JP-A-2002-240813. Таким образом, хотя это не описано подробно в настоящем документе, представительные примеры окисляющегося полимера включают олефиновые смолы, имеющие третичные атомы углерода (например, полипропилен, полибутен-1 или соответствующий сополимер), термопластический сложный полиэфир или алифатический полиамид; полиамидные смолы, содержащие ксилиленовые группы; и содержащие этиленовые ненасыщенные группы полимеры (например, полимер, являющийся производным полиена, такого как бутадиен). Кроме того, представительные примеры катализаторов на основе переходного металла включают неорганические соли переходных металлов, таких как железо, кобальт и никель, а также соли или комплексы органических кислот.
[0030]
Существуют известные связующие смолы, используемые для скрепления слоев. В качестве связующих смол могут использоваться, например, олефиновая смола, модифицированная привитой карбоновой кислотой, такой как малеиновая кислота, итаконовая кислота, фумаровая кислота, или соответствующим ангидридом, амидом или сложным эфиром; сополимер этилена и акриловой кислоты; ионно-сшитый олефиновый сополимер; и сополимер этилена и винилацетата.
Слои могут иметь толщины, которые определяются соответствующим образом в зависимости от свойств, требуемых для слоев.
[0031]
Кроме того, в качестве внутреннего слоя может быть изготовлен слой повторно измельченной смолы, получаемой посредством смешивания неиспользованной смолы, такой как олефиновая смола, с отходами смолы, такими как обрезки, которые образуются в процессе изготовления формованного изделия 1, имеющего многослойную структуру. В качестве альтернативы, может быть также изготовлен контейнер, у которого внутренняя поверхность образуется посредством использования олефиновой смолы или сложнополиэфирной смолы, и у которого наружная поверхность образуется посредством использования сложнополиэфирной смолы или олефиновой смолы.
[0032]
Не существует определенного ограничения в отношении формы контейнера, который, таким образом, может принимать любую форму в зависимости от материала контейнера, такую как чашка, бутылка, сумка (пакет), шприц, горшок, лоток и т. д. Контейнер может быть изготовлен растяжением или любым известным способом.
[0033]
Фиг. 2 представляет изготовленную прямым раздувным формованием бутылку, которая представляет собой наиболее предпочтительный вариант осуществления формованного изделия 1 и используется для образования структуры согласно настоящему изобретению.
На фиг. 2 бутылка (т. е. формованное изделие 1) под общим обозначением 10 включает часть горлышка 11, имеющую винтовую резьбу, стенку корпуса 15, непрерывно переходящую в часть горлышка 11 через часть плеча 13, и нижнюю стенку 17, которая закрывает нижний торец стенки корпуса 15. Выпуклости 3 наносятся снаружи на внутреннюю поверхность (нижележащую поверхность 1a) бутылки.
Бутылка 10 соответствующим образом используется для содержания вязких веществ. При сжатии стенки корпуса 15 содержащееся в бутылке вязкое вещество может выпускаться. Благодаря улучшенному свойству скольжения по отношению к содержимому и сохранению указанного свойства, содержимое может быстро выпускаться таким образом, что все количество содержимого может быть израсходовано.
[0034]
<Наружные дополнительные выпуклости 3>
Как описано выше, наружные дополнительные выпуклости 3 образуются посредством нанесения снаружи на поверхность (нижележащую поверхность 1a) формованного изделия 1, причем они образуются из смеси воскового компонента и жидкости 5.
Восковой компонент, используемый для образования наружные дополнительные выпуклости 3, может образовываться из разнообразных типов органических материалов, но он желательно представляет собой низкомолекулярный воск, поскольку он должен иметь хорошую совместимость с жидкостью 5.
В качестве примеров синтетического воска могут быть приведены олефин воск, парафиновый воск и микрокристаллический воск; в качестве примеров растительного воска могут быть приведены канделильский воск, карнаубский воск, рисовый воск и японский воск; в качестве примеров воска животного происхождения могут быть приведены пчелиный воск и водосодержащий ланолин; и в качестве примеров минерального воска могут быть приведены горный воск и т. д.
Среди них наиболее желательными для использования являются растительные воски, такой как рисовый воск и карнаубский воск, поскольку они могут использоваться для пищевых продуктов без какого-либо ограничения.
[0035]
<Жидкость 5>
Жидкость 5, вследствие своей совместимости, образует наружные дополнительные выпуклости 3 вместе с восковым компонентом на поверхности формованного изделия 1 и, вследствие своей смачивающей способности, покрывает поверхности наружных дополнительных выпуклостей 3 и нижележащую поверхность 1a' в углубленных частях Y, где не образуются наружные дополнительные выпуклости 3, и, кроме того, вследствие своей несовместимости, проявляет свойство скольжения по отношению к содержащим воду веществам. А именно, жидкость 5 функционирует как смачивающее вещество.
Жидкость 5 должна представлять собой нелетучую жидкость, имеющую низкое давление пара при атмосферном давлении, или она должна представлять собой высококипящую жидкость, у которой температура кипения составляет, например, не менее чем 200°С. Это объясняется тем, что жидкость, если она является летучей, легко испаряется и высвобождается с течением времени.
[0036]
Кроме того, жидкость должна представлять собой высококипящую жидкость, которая описана выше, должна обладать высокой способностью смачивания поверхности формованного изделия 1 и должна оставаться прочно прикрепленной к поверхности формованного изделия 1, чтобы устойчиво удерживалась пленка маслянистой жидкости. С указанных точек зрения, жидкость 5 должна образовывать краевой угол (23°C), составляющий не более чем 45° и, в частности, не более чем 15° по отношению к поверхности формованного изделия 1, и должна иметь вязкость (25°C), составляющую не более чем 100 мПа⋅с. А именно, независимо от того, что синтетическая смола, стекло или металл используется для образования поверхности формованного изделия 1, пленка маслянистой жидкости может эффективно удерживаться на поверхности формованного изделия 1, если используемая маслянистая жидкость, которая имеет вышеупомянутые свойства.
Кроме того, с точки зрения улучшения свойства скольжения по отношению к вязким содержащим воду веществам, оказывается желательным использование маслянистой жидкости, имеющей поверхностное натяжение (23°C), которое находится в интервале от 10 до 40 мН/м и, в частности, от 16 до 35 мН/м. Это объясняется тем, что если поверхностное натяжение жидкости значительно отличается от поверхностного натяжения содержащего воду вещества, по отношению к которому должно проявляться свойство скольжения, то эффект смазки может проявляться в большей степени.
[0037]
В качестве обычных примеров маслянистой жидкости 5, которая удовлетворяет условиям в отношении краевого угла, вязкости и поверхностного натяжения, могут быть представлены жидкий парафин, синтетический парафин, фторсодержащая жидкость, фторсодержащее поверхностно-активное вещество, кремнийорганическое масло, триглицерид жирной кислоты и разнообразные растительные масла. Пищевое масло является особенно предпочтительным, когда вещества, в отношении которых должно проявляться свойство скольжения, представляют собой пищевые продукты (такие как майонез, кетчуп и т. д.).
Конкретные примеры пищевого масла 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 и салатное масло. Не ограничиваясь маслянистыми жидкостями, можно также использовать водные жидкости, при том условии, что они проявляют свойства согласно настоящему изобретению.
[0038]
Согласно настоящему изобретению, чтобы образовывались выступающие части X, включая наружные дополнительные выпуклости 3 и углубленные части Y между ними, жидкость 5 используется в количестве, составляющем желательно от 500 до 10000 мас. ч. и, в частности, от 1000 до 5000 мас. ч. на 100 мас. ч. воскового компонента. То есть если жидкость 5 используется в чрезмерно больших количествах, наружные дополнительные выпуклости 3 становятся настолько мягкими, что происходит псевдоожижение, и становится затруднительным удерживание наружных дополнительных выпуклостей 3 на поверхности формованного изделия 1. С другой стороны, если жидкость 5 используется в чрезмерно малых количествах, не может больше обеспечиваться подходящая степень мягкости наружных дополнительных выпуклостей 3, вызывая, таким образом, ухудшение свойства скольжения и его сохранения. Кроме того, нижележащая поверхность 1a' не может быть больше покрытой жидкостью 5 в углубленных частях Y.
[0039]
<Образование поверхностной структуры>
Согласно настоящему изобретению, чтобы образовались выступающие части X, включающие наружные дополнительные выпуклости 3 и углубленные части Y на поверхности формованного изделия 1, жидкость 5 и восковой компонент могут смешиваться друг с другом таким образом, чтобы обеспечивать вышеупомянутые количества и в результате этого получать покровный раствор, в котором диспергируется восковой компонент. Полученный таким способом покровный раствор может затем наноситься на поверхность формованного изделия 1. Может использоваться любое известное средство для нанесения покрытия в зависимости от формы поверхности формованного изделия 1, где используется такой способ, как распыление, ракельное покрытие, покрытие валиком или соэкструзия. Однако предпочтительно используется способ распыления, поскольку он упрощает регулирование распределяемого количества наносимых снаружи частиц 3 посредством регулирования распыляющего давления и т. д.
Кроме того, наружные дополнительные выпуклости 3 могут быть образованы посредством регулирования температуры нагревания покровного раствора. Когда осуществляется попытка нанесения покровного раствора, который нагревается таким образом, что восковой компонент частично растворяется и тонко диспергируется, образуются полутвердые или гелеобразные наружные дополнительные выпуклости 3, которые охлаждает нижележащая поверхность (поверхность формованного изделия 1) или окружающая среда. Наружные дополнительные выпуклости 3 могут образовываться так, чтобы создавать заданную разность h возвышения. А именно, нижележащий слой 1a может нагреваться и может после этого охлаждаться так, что образуются полутвердые или гелеобразные наружные дополнительные выпуклости 3. Они могут соответствующим образом выбираться в зависимости от использования или свойств покровного раствора.
[0040]
Поскольку восковой компонент и жидкость 5 наносятся снаружи, как описано выше, наружные дополнительные выпуклости 3 могут находиться на нижележащей поверхности 1a; т. е. образуются наружные дополнительные выпуклости 3, сохраняющие заданную высоту.
Высота наружных дополнительных выпуклостей 3, получаемых таким способом, устанавливается так, что разность h возвышения между выступающими частями X (верхушечные части A), включая наружные дополнительные выпуклости 3 и углубленные части Y (верхняя поверхность жидкости 5) составляет, по меньшей мере, 10 мкм и, в частности, не менее чем 20 мкм. Однако если здесь разность h возвышения является чрезмерно большой, наружные дополнительные выпуклости 3, как правило, легко деформируются и разрушаются. Таким образом, оказывается желательным, что высота наружных дополнительных выпуклостей 3 (высота от нижележащей поверхности 1a) обычно составляет не более чем 100 мкм.
Толщина слоя жидкости 5 является весьма малой, и, таким образом, высота наружных выпуклостей 3 является почти такой же, как разность h возвышения между выступающими частями X и углубленными частями Y.
При наблюдении поверхности посредством использования микроскопа, кроме того, является желательным, что находится в интервале от 0,5 до 0,9 и, в частности, от 0,5 до 0,8 соотношение выступающих частей X, образованных наружными дополнительными выпуклостями 3, которое определяется следующей формулой:
1
0
F=F/F
0
1
0
2
в которой F представляет собой измеряемую площадь, и F представляет собой сумму расчетных площадей, занятых выступающими частями, имеющими расчетные площади, составляющими не менее чем 1000 мкм, в измеряемой площади F, таким образом, чтобы устойчиво проявлялось и сохранялось свойство скольжения. Кроме того, поверхности наружных дополнительных выпуклостей 3 могут быть образованы с более тонкой шероховатостью.
[0041]
Структура согласно настоящему изобретению, образованная на поверхности формованного изделия 1, проявляет превосходное свойство скольжения по отношению к вязким содержащим воду веществам и сохраняет свое свойство скольжения. Таким образом, структура может предпочтительно использоваться в качестве контейнера для содержания вязкого содержащего воду вещества, имеющего вязкость (25°C), составляющую не менее чем 100 мПа⋅с, и, в частности, в качестве получаемого прямым раздувным формованием контейнера для содержания вязкого содержимого, такого как майонез, кетчуп, паста на водной основе, мед, разнообразные соусы, горчица, приправа, джем, шоколадный сироп, косметическое средство, такое как эмульсия, жидкое моющее средство, шампунь, ополаскиватель и т. д.
В частности, структура 1 согласно настоящему изобретению проявляет превосходное свойство скольжения даже по отношению к эмульгированным продуктам, таким как майонез и т. д., и является весьма подходящим для использования в области упаковок.
Примеры
[0042]
Далее настоящее изобретение будет описано посредством следующих экспериментальных примеров.
Ниже описаны разнообразные типы свойств, способы измерения свойств и смолы, используемые для образования из смолы формованных изделий (контейнеров), используемых в следующих примерах.
[0043]
1. Наблюдение формы поверхности структуры.
Исследуемый образец, имеющий размеры 20 мм × 20 мм, вырезали из части корпуса многослойного контейнера (бутылки) с поверхностной структурой, изготовленной способом, описанным далее, состояние внутренней поверхности исследуемого образца наблюдали, используя цифровой микроскоп VHX-1000 (производитель Keyence Co.) и измеряли соответствующее трехмерное изображение (интервал XY: 1116,1 мкм × 837 мкм). Из полученного изображения на измеряемой поверхности максимальную разность возвышения определяли и рассматривали как типичную разность h возвышения между выступающими частями и углубленными частями.
2
Кроме того, используя программное обеспечение Image-Pro Plus версии 5.0.2.9 (производитель Media Cybernetics, Inc.), из получаемого изображения определяли расчетные площади выступающих частей и анализировали распределение выступающих частей, у которых расчетные площади составляют не менее чем 1000 мкм.
[0044]
2. Наблюдение поведения скольжения.
В многослойный контейнер (бутылку) с поверхностной структурой, изготовленной способом, описанным далее, обычным образом помещали 100 г содержимого, которое представляет собой подобный майонезу пищевой продукт. Отверстие горлышка бутылки было термически герметизировано алюминиевой фольгой и закрывали крышкой, получая наполненную бутылку. Бутылку, наполненную содержимым, наклоняли, наблюдая визуально поведение скольжения. Чем быстрее движется содержимое, тем лучше свойство скольжения.
[0045]
3. Исследование скольжение содержимого после хранения.
В многослойный контейнер (бутылку) с поверхностной структурой, изготовленной способом, описанным далее, обычным образом помещали 400 г содержимого, которое представляет собой подобный майонезу пищевой продукт. Отверстие горлышка бутылки было термически герметизировано алюминиевой фольгой и закрывали крышкой, получая наполненную бутылку.
Полученную наполненную бутылку выдерживали в течение определенных периодов времени при температурах, представленных в таблице 1. После этого элемент термической герметизации отслаивали, и бутылку, снабженную крышкой, сдавливали в части корпуса, чтобы выпускать ее содержимое через отверстие горлышка бутылки до тех пор, пока в бутылке больше не останется содержимого. Затем воздух впускали в бутылку, чтобы восстановить ее форму.
Затем бутылку переворачивали (вниз отверстием горлышка) и выдерживали в течение одного часа. После этого стенку корпуса бутылки измеряли, чтобы определить степень, в которой содержимое стекает по стенке корпуса бутылки (степень, в которой содержимое больше не прикрепляется к стенке корпуса). Коэффициент адгезии содержимого вычисляли в соответствии со следующей формулой.
Коэффициент адгезии содержимого (%)=(площадь поверхности, на которой прикрепляется содержимое /площадь поверхности стенки корпуса бутылки) × 100
По коэффициенту адгезии содержимого, вычисленному, как указано выше, свойства скольжения оценивали на следующей основе.
O: коэффициент адгезии содержимого составляет менее чем 10%.
Δ: коэффициент адгезии содержимого составляет е менее чем 10%, но менее чем 50%.
×: коэффициент адгезии содержимого составляет не менее чем 50%.
Чем меньше коэффициент адгезии содержимого, тем лучше свойство скольжения по отношению к содержимому после хранения.
[0046]
<Содержимое>
Яйцо (50 г), 15 мл уксуса и 2,5 мл соли перемешивали и добавляли 150 мл пищевого масла, чтобы получить подобный майонезу пищевой продукт для эксперимента. В примерах и сравнительных примерах содержимое изготавливали в требуемых количествах и использовали.
[0047]
<Пример 1>
Прямым раздувным формованием изготавливали многослойную бутылку, имеющую многослойную конструкцию со следующим составом слоев и емкостью 400 г.
Внутренний слой: смола на основе полиэтилена низкой плотности (LDPE)
Промежуточный слой: сополимер этилена виниловый спирт (EVOH)
Наружный слой: смола на основе полиэтилена низкой плотности (LDPE)
Связующие слои (присоединяющие внутренний слой и наружный слой к промежуточному слою): модифицированный кислотой полиолефин
Затем, используя гомогенизатор, покровный раствор изготавливали посредством частичного растворения и тонкого диспергирования 5 г карнаубского воска (температура плавления: 80°С) в 100 г маслянистой жидкости (салатное масло, в которое была добавлена жирная кислота со средней длиной цепи, вязкость 33 мПа⋅с (25°C)) при 70°С. Используя пневматический распылитель, покровный раствор равномерно наносили в заданном количестве на внутреннюю поверхность бутылки (контейнера) при регулировании температуры покровного раствора.
Полученную таким способом структуру наблюдали, определяя форму поверхности структуры и поведение скольжения, а также исследовали ее свойство скольжения по отношению к содержимому после хранения. Результаты наблюдения формы поверхности представлены в таблице 1. Результаты наблюдения поведения скольжения и результаты исследования скольжение содержимого после хранения представлены в таблице 2. Фиг. 3 представляет трехмерное изображение структуры, получаемое в результате наблюдения формы поверхности.
[0048]
<Примеры 2-5>
Бутылки изготавливали посредством нанесения покровного раствора на внутренние поверхности бутылок таким же образом, как в примере 1, но изменяя соотношения маслянистой жидкости и воска, как представлено в таблице 2. Бутылки наблюдали, чтобы определить их поведение скольжения, и исследовали их свойство скольжения по отношению к содержимому после хранения. Результаты представлены в таблице 2.
[0049]
<Сравнительный пример 1>
Бутылку изготавливали посредством нанесения маслянистой жидкости на внутреннюю поверхность бутылки таким же образом, как в примере 1, но используя в качестве покровного раствора маслянистую жидкость, в которой не содержался воск. Бутылку исследовали в отношении ее поведение скольжения, а также исследовали ее свойство скольжения по отношению к содержимому после хранения. Результаты представлены в таблице 2.
[0050]
[Таблица 1]
Таблица 1
Соотношение F выступающих частей
Типичная разность h возвышения выступающих и углубленных частей
Распределение выступающих частей, число выступов на (1116,1 мкм × 837 мкм)
Не менее чем 1000 мкм<sup>2</sup>, но менее чем 5000 мкм<sup>2</sup>
Не менее чем 5000 мкм<sup>2</sup>, но менее чем 10000 мкм<sup>2</sup>
Не менее чем 10000 мкм<sup>2</sup>, но менее чем 50000 мкм<sup>2</sup>
Не менее чем 50000 мкм<sup>2</sup>
Пример 1
0,678
45,34 мкм
14
4
6
6
[0051]
[Таблица 2]
Таблица 2
Состав покровного раствора (мас. ч.)
Исследование свойства скольжения по отношению к содержимому
Воск
Маслянистая жидкость
Поведение скольжения
Оценка с течением времени
23°C, 1 неделя
40°C, 2 недели
40°C, 2 месяца
Пример 1
5
100
Быстрое движение
O
O
O
Пример 2
3
100
Быстрое движение
O
O
O
Пример 3
7
100
Быстрое движение
O
O
O
Пример 4
1
100
Движение
O
O
O
Пример 5
10
100
Движение
O
O
O
Сравнительный пример 1
0
100
Очень быстрое движение
O
Δ
×
[0052]
Из таблицы 1 и фиг. 3 становится понятным, что структура согласно настоящему изобретению имеет наружные дополнительные выпуклости, распределенные на поверхности формованного изделия, в результате чего на соответствующей поверхности образуются выступающие части и углубленные части. Из наблюдения поведения скольжения и результатов исследования свойства скольжения по отношению к содержимому после хранения в таблице 2, кроме того, становится понятным, что в примерах 1-5, в которых наружные дополнительные части образуются посредством использования смеси воскового компонента и маслянистой жидкости, превосходные свойства проявляются при высоких температурах даже после хранения в течение продолжительных периодов времени, хотя поведение скольжения слегка ухудшается по сравнению с поведением в сравнительном примере 1, в котором не использовался воск. Таким образом, становится понятным, что структура согласно настоящему изобретению является в очень высокой степени подходящей для практического использования в области контейнеров и упаковок, где оказывается желательным сохранение свойства скольжения в течение продолжительных периодов времени.
Список условных обозначений
[0053]
1: формованное изделие
1a: нижележащая поверхность выступающих частей X
1a': нижележащая поверхность углубленных частей
3: наружные дополнительные выпуклости
5: жидкость
A: вершина
X: выступающие участки
Y: углубленные участки