УПАКОВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2020 года по МПК B65D65/40 B65D85/72 B65D33/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001]

Настоящее изобретение относится к упаковочному материалу, имеющему зеркальную поверхность в качестве контактной поверхности, контактирующей с содержимым.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002]

Емкость для жидкого содержимого должна иметь скользкость по отношению к его содержимому. В случае содержимого из менее вязкой жидкости, такой как вода, особо высокая скользкость может не требоваться. Однако вязкое и густое содержимое, такое как косметические препараты, используемые после мытья головы шампунем, например, ополаскиватель, кондиционер для волос и средство для ухода за волосами, может намного хуже стекать, независимо от того, сделана ли емкость из пластмассы или стекла. Такое содержимое может плохо выливаться, даже когда емкость наклоняется. Такое содержимое может быть трудно израсходовать, поскольку оно может прилипать к стенке емкости и оставаться внутри нее.

[0003]

Для того, чтобы решить эти проблемы, Патентный документ 1 раскрывает термосвариваемую полимерную пленку, имеющую поверхность с грубой структурой. Эта грубая структура формируется путем формования с помощью валка, имеющего грубую структуру поверхности. Эта полимерная пленка имеет шероховатость поверхности Sa в диапазоне 0,1–10 мкм. Пленка в Патентном документе 1 наносится на упаковочный мешок таким образом, чтобы поверхность с грубой структурой была самой внутренней поверхностью. Содержимое может с меньшей вероятностью прилипать или оставаться на внутренней поверхности упаковочного мешка.

[0004]

Однако скользкость пленки Патентного документа 1 может значительно ухудшаться, когда содержимое входит в грубую поверхность, и это может вызвать проблему прилипания и остатка содержимого. Это может быть серьезным препятствием для применения таких упаковочных материалов, как мешочки, заполняемые содержимым, а затем хранящиеся в течение длительного периода времени.

[0005]

Патентный документ 2 раскрывает пленку покрытия, формируемую на поверхности функционального устройства, такого как теплообменник. Пленка покрытия Патентного документа 2 является гладким выравнивающим покрытием, имеющим поверхность со средней шероховатостью по средней линии Ra=0,1 мкм или меньше, как определено в стандарте JIS B0601. Однако покрытие Патентного документа 2 получается путем нанесения покрывающей жидкости специального состава на поверхность функционального устройства и ее запекания. Это требует усложненного процесса и может увеличивать затраты на оборудование и материалы. В дополнение к этому, объект, подходящий для покрытия, является ограниченным, и таким образом это покрытие по существу не применимо к упаковочным материалам.

ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

[0006]

[Патентный документ 1] JP 2016–150769 A

[Патентный документ 2] JP 2006–46854 A

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

[0007]

Следовательно, задачей настоящего изобретения является предложить упаковочный материал, способный проявлять превосходную скользкость за счет простых средств.

СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ

[0008]

Настоящее изобретение предлагает упаковочный материал, имеющий сформированную из термопластической смолы контактную поверхность, контактирующую с вязким содержимым. Эта контактная поверхность представляет собой зеркальную поверхность, имеющую шероховатость Sa не более чем 100 нм и краевой угол с водой не менее 60° при 20°C.

[0009]

Для упаковочного материала по настоящему изобретению предпочтительно, чтобы:

(1) вязкое содержимое имело вязкость не меньше чем 100 мПа⋅с при 20°C;

(2) контактная поверхность имела шероховатость Sa меньше чем 20 нм;

(3) термопластическая смола представляла собой полиолефиновую смолу или полиэфирную смолу; и

(4) упаковочный материал представлял собой емкость типа мешка.

ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0010]

Упаковочный материал по настоящему изобретению имеет превосходную скользкость. В приведенных ниже Примерах даже кондиционер для волос, являющийся одним из наименее скользящих содержимых, полностью скользит вниз. Эта скользкость обеспечивается исключительно простыми средствами обеспечения контакта поверхности с содержимым в виде зеркальной поверхности, обладающей высокой водоотталкиваемостью. Это может уменьшить количество стадий процесса производства и уменьшить затраты на оборудование, материалы и т.п.

СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011]

Примечательной особенностью упаковочного материала по настоящему изобретению является то, что поверхность, вступающая в контакт с содержимым, содержит зеркальную поверхность.

[0012]

Зеркальная поверхность представляет собой поверхность, имеющую шероховатость Sa не больше чем 100 нм, предпочтительно не больше чем 50 нм, и более предпочтительно меньше чем 20 нм. Шероховатость Sa также называют среднеарифметической высотой Sa, которая представляет собой концепцию, получаемую путем трехмерного расширения двумерной среднеарифметической шероховатости Ra, определяемой в стандарте JIS B0601. А именно, она является параметром трехмерной шероховатости. В частности, шероховатость Sa представляет собой значение, получаемое путем усреднения абсолютного значения девиации от реперной поверхности до определяемой поверхности, что представлено нижеприведенным уравнением.

[Уравнение 1]

F(X, Y): поверхность, определяемая всеми данными измерений

S₀: площадь, основанная на предположении, что определяемая поверхность является идеально плоской

Z₀: среднее значение данных Z в пределах определяемой поверхности

Как показано в Сравнительных примерах 1, 2 ниже, когда значение шероховатости Sa является слишком большим, то есть когда контактная поверхность больше не является зеркальной поверхностью, превосходная скользкость не может быть получена.

[0013]

Другой примечательной особенностью настоящего изобретения является то, что контактная поверхность имеет водоотталкивающие свойства, более конкретно, краевой угол с водой составляет не менее 60° при 20°C. С другой стороны, Сравнительный пример 3 иллюстрирует, что такая превосходная скользкость не может быть получена, когда краевой угол с водой является слишком малым.

[0014]

Различные варианты осуществления могут использоваться в настоящем изобретении при условии, что поверхность, контактирующая с содержимым, является зеркальной поверхностью, имеющей краевой угол с водой не менее 60°. Это будет подробно описано ниже со ссылкой на варианты осуществления в форме пленок.

[0015]

Пленка этого варианта осуществления имеет слой подложки из термопластической смолы, и одна из поверхностей слоя подложки, контактирующая с содержимым, является зеркальной поверхностью, имеющей водоотталкивающие свойства.

[0016]

Примеры этой термопластической смолы включают в себя:

полиолефиновые смолы, такие как случайный или блок–сополимер, или сополимер циклического олефина и α–олефина, такого как полиэтилен низкой плотности, полиэтилен высокой плотности, полипропилен, поли–1–бутен, поли–4–метил–1–пентен или этилен, пропилен, 1–бутен и 4–метил–1–пентен;

сополимеры этилена и винила, такие как сополимер этилен–винилацетат, сополимер этилен–виниловый спирт, и сополимер этилен–винилхлорид;

стирольные смолы, такие как полистирол, сополимер акрилонитрила и стирола, ABS и сополимер α–метилстирола и стирола;

виниловые смолы, такие как поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, сополимер винилхлорида и винилиденхлорида, метилполиакрилат и полиметилметакрилат;

полиамидные смолы, такие как нейлон 6, нейлон 6–6, нейлон 6–10, нейлон 11 и нейлон 12;

полиэфирные смолы, такие как полиэтилентерефталат (PET), полибутилентерефталат, полиэтиленнафталат и их сополимеризованные полиэфиры;

поликарбонатные смолы;

смолы полиэфирэфиркетона;

полифениленоксидные смолы; и

биоразлагаемые смолы, такие как полимолочная кислота.

Они могут использоваться по отдельности, или по меньшей мере две из них могут быть смешаны, если при этом формуемость не ухудшается.

[0017]

Среди термопластических смол предпочтительной является полиолефиновая смола или полиэфирная смола, и полиолефиновая смола является особенно предпочтительной, поскольку ее молекулярная цепь содержит мало гидрофильных полярных групп, таких как группы амида или гидроксильные группы, и таким образом желаемый краевой угол с водой будет легко получен.

[0018]

Также возможно смешивать амид жирной кислоты, многоатомный спирт, сложный эфир жирной кислоты и глицерина, пищевое масло и жир, силиконовое масло, медицинское парафиновое масло, неорганические частицы, частицы оксида металла и глинозем, если эти вещества не ухудшают действия, эффекты и функции настоящего изобретения. Также возможно добавлять при необходимости агент, препятствующий слипанию, антистатик, краситель, поглотитель ультрафиолетовых лучей, термостабилизатор, резину и любую другую смолу. Кроме того, возможно добавлять один или по меньшей мере два вида компаундирующих агентов к термопластической смоле.

[0019]

Слой подложки может иметь однослойную структуру или структуру ламината, как комбинацию слоев, содержащих вышеупомянутые термопластические смолы. Любой другой слой, содержащий такой материал, как металлическая фольга, стекло и бумага, может быть дополнительно ламинирован к слою подложки для пленки настоящего варианта осуществления.

[0020]

Средняя толщина пленки в настоящем варианте осуществления может быть определена подходящим образом в соответствии с содержимым и т.п., и обычно находится в диапазоне 1–500 мкм.

[0021]

Пленка по настоящему варианту осуществления может быть произведена с использованием вышеупомянутых материалов любым обычным способом, таким как способ литья, способ экструдирования с Т–образной экструзионной головкой, способ каландрирования или способ выдувания. В таком случае требуется использовать литейную форму, имеющую зеркальную поверхность, или регулировать скорость растяжения. Процесс для формирования зеркальной поверхности может использоваться подходящим образом в соответствии с такими факторами, как составы материала и способ производства. Регулирование скорости растяжения является предпочтительным, поскольку оно не требует специального оборудования.

[0022]

Пленка в качестве упаковочного материала в вышеупомянутом варианте осуществления может быть заменена любыми другими вариантами осуществления. Например, она может быть обеспечена как упаковка, такая как различные емкости типа мешков, емкости в форме чашки, тарелки или бутылки, а также их крышки. Примеры емкости типа мешка включают в себя плоские мешочки, запечатанные с трех или четырех сторон, мешочки со вставками, стоячие мешочки, и мешки в форме подушки. Емкость типа мешка является предпочтительной, поскольку она позволяет хранить содержимое в течение длительного времени, и таким образом она может максимизировать эффекты настоящего изобретения.

[0023]

Емкость типа мешка может быть произведена с помощью любых известных способов. Например, плоский мешочек может быть произведен путем резки пленки по вышеупомянутому варианту осуществления и запечатывания ее с трех или четырех сторон. Стоячий мешочек может быть произведен путем подготовки двух пленок в качестве боковых пленок и герметизации боковых пленок на боковой уплотнительной части и нижней уплотнительной части с нижней пленкой, сложенной вдвое и расположенной между боковыми пленками. Герметизация может быть выполнена с использованием клейкого вещества или нагрева. В настоящем изобретении контактная поверхность не покрывается покрытием и т.п., а сама является зеркальной поверхностью. Следовательно, она может быть легко запечатана путем нагрева.

[0024]

Вязкое содержащее воду содержимое с меньшей вероятностью будет скользить вниз на обычном упаковочном материале. Эксперименты показали, что упаковочный материал по настоящему изобретению демонстрирует высокую скользкость по отношению к такому вязкому содержащему воду содержимому. По этой причине содержимое предпочтительно является вязким. В частности, предпочтительно, чтобы оно имело вязкость 100 мПа⋅с или больше при 20°C и содержало 0,01 мас.% влаги или больше. Примеры такого содержимого включают в себя майонез, кетчуп, мед, соусы, горчицу, салатную заправку, джем, шоколадный сироп, соус карри, сгущенные продукты, желеобразные продукты, такие как пудинг и йогурт, косметические препараты, такие как молочный лосьон и жидкая основа, клей на водной основе, жидкое моющее средство, и продукт для ухода за волосами, такой как шампунь, ополаскиватель для волос, кондиционер для волос и средство для ухода за волосами. Эксперименты дополнительно показали, что скользкость увеличивается с увеличением вязкости. Следовательно, наиболее предпочтительным содержимым являются ополаскиватель для волос, кондиционер для волос и средство для ухода за волосами, поскольку они являются очень вязкими, а именно имеют вязкость 500 мПа⋅с или выше, или в частности 1000 мПа⋅с или выше при 20°C.

Примеры

[0025]

Далее настоящее изобретение будет описано со ссылкой на Примеры.

[0026]

<Способы измерения>

Краевой угол с водой

3 мкл воды капались на контактную поверхность подложки, и измерение проводилось при 20°C и 50% относительной влажности с использованием измерителя краевого угла (DropMaster700 производства компании Kyowa Interface Science, Inc.).

Шероховатость поверхности

Подложка была порезана на кусочки размером 7 мм × 7 мм для измерения шероховатости Sa в области 50 мкм × 50 мкм с использованием сканирующей зондовой микроскопической системы (блок контроля среды AFM5300E производства компании Hitachi High–Technologies Corporation). Условия измерения описываются ниже.

Консоль: резонансная частота f₀=23–31 кГц

Константа пружины k=1,9 Н/м

Режим измерения: контактный

Скорость сканирования: 0,53 Гц

Диапазон сканирования: 50 мкм × 50 мкм

Количество линий сканирования: 256

Из полученных таким образом трехмерных данных шероховатость Sa была вычислена с использованием программного обеспечения (AFM5000II), входящего в сканирующую зондовую микроскопическую систему. Шероховатость Sa представляет собой значение, получаемое путем усреднения абсолютного значения девиации от реперной поверхности до определяемой поверхности, что представлено нижеприведенным уравнением.

[Уравнение 2]

F(X, Y): поверхность, определяемая всеми данными измерений

S₀: площадь, основанная на предположении, что определяемая поверхность является идеально плоской

Z₀: среднее значение данных Z в пределах определяемой поверхности

Оценка скользкости

Подложки (размером 80 мм × 80 мм), показанные в Таблице 1, были присоединены к алюминиевым пластинам, которые были затем погружены вертикально в Кондиционер A (с вязкостью 1600 мПа⋅с) или Кондиционер B (с вязкостью 940 мПа⋅с) и запечатаны. После этого они хранились при комнатной температуре (20°C) в течение трех дней. Вязкость измерялась с использованием синусоидального вибровискозиметра (SV–10 производства компании A&D Company, Limited) при температуре 20°C. Пластины с подложками вытягивались вертикально со скоростью приблизительно 3 см/с при комнатной температуре для наблюдения соскальзывания кондиционеров по поверхности подложки. Пластины наблюдались через 5 мин, и скользкость кондиционера оценивалась на основе следующих критериев.

Очень хорошая: 80 мас.% или больше кондиционера, прилипшего к поверхности подложки, соскальзывают вниз сразу после вытягивания пластины.

Хорошая: 50 мас.% или больше и меньше чем 80 мас.% кондиционера, прилипшего к поверхности подложки, соскальзывают вниз сразу после вытягивания пластины.

Плохая: Меньше чем 50 мас.% кондиционера, прилипшего к поверхности подложки, соскальзывают вниз сразу после вытягивания пластины.

[0027]

<Пример 1>

Шероховатость поверхности и краевой угол двухосно растянутой полипропиленовой пленки (пленки OPP) были измерены вышеупомянутым способом. Затем скользкость Кондиционера A была оценена вышеупомянутым способом. Результаты оценки и измерения показаны в Таблице 1.

[0028]

<Пример 2>

Измерения и оценки проводились аналогично Примеру 1, за исключением того, что пленка OPP была заменена на пластину из полиэтилена низкой плотности (пластину PE). Результаты показаны в Таблице 1.

[0029]

<Пример 3>

Измерения и оценки проводились аналогично Примеру 1, за исключением того, что пленка OPP была заменена на двухосно растянутую пленку из полиэтилентерефталата (пленку PET). Результаты показаны в Таблице 1.

[0030]

<Пример 4>

Измерения и оценки проводились аналогично Примеру 1, за исключением того, что пленка OPP была заменена на нерастянутую пленку из модифицированного изофталевой кислотой полиэтилентерефталата (пленку PETI), приготовленную путем сополимеризации этилентерефталата с 12,5 мол.% изофталевой кислоты. Результаты показаны в Таблице 1.

[0031]

<Пример 5>

Измерения и оценки проводились аналогично Примеру 1, за исключением того, что Кондиционер A был заменен на Кондиционер B с другой вязкостью. Результаты показаны в Таблице 1.

[0032]

<Сравнительный пример 1>

Измерения и оценки проводились аналогично Примеру 1, за исключением того, что пленка OPP была заменена на нерастянутую пленку из полипропилена (пленку CPP). Результаты показаны в Таблице 1.

[0033]

<Сравнительный пример 2>

Измерения и оценки проводились аналогично Примеру 1, за исключением того, что пленка OPP была заменена на двухосно растянутую пленку из полиэтилентерефталата (пленку PET (WA1000)), которая была отпескоструена белым сплавленным глиноземом, имеющим средний диаметр частиц 11,5 мкм (WA1000). Результаты показаны в Таблице 1.

[0034]

<Сравнительный пример 3>

Измерения и оценки проводились аналогично Примеру 1, за исключением того, что пленка OPP была заменена на двухосно растянутую нейлоновую пленку (пленку Ny). Результаты показаны в Таблице 1.

[0035]

[Таблица 1]

Подложка Кондиционер Оценка скользкости Тип Шероховатость поверхности (Sa) Краевой угол с водой (°) Тип Вязкость (мПа⋅с) Ex.1 Пленка OPP 9,9 106,8 A 1600 Очень хорошая Ex.2 Пластина PE 21,1 101,9 A 1600 Хорошая Ex.3 Пленка PET 8,3 79,9 A 1600 Очень хорошая Ex.4 Пленка PETI 36,7 68,4 A 1600 Хорошая Ex.5 Пленка PET 8,3 79,9 B 940 Хорошая Com. Ex.1 Пленка CPP 129,7 103 A 1600 Плохая Com. Ex.2 Пленка PET (WA1000) 112,2 85,1 A 1600 Плохая Com. Ex.3 Пленка Ny 8,3 46,14 A 1600 Плохая

*Ex.: Пример

Com. Ex.: Сравнительный пример

[0036]

Результаты оценки, показанные в Таблице 1, означают, что результаты оценки скользкости были благоприятны для подложек в Примерах 1–4, в которых подложки имели краевой угол с водой не меньше чем 60° и шероховатость Sa не больше чем 100 нм. Те же самые результаты были особенно благоприятными для подложек в Примерах 1 и 3, где шероховатость Sa составила меньше чем 20 нм. В отличие от этого, результаты оценки скользкости были хуже в Сравнительных примерах 1 и 2, где краевой угол с водой составил не менее 60°, но шероховатость Sa была больше чем 100 нм. Скользкость была плохой в Сравнительном примере 3, где подложка имела шероховатость Sa меньше чем 20 нм, но краевой угол с водой составил менее 60°. Эти результаты указывают, что предпочтительной является подложка, имеющая шероховатость Sa не больше чем 100 нм и краевой угол с водой не меньше чем 60°. В Примере 5 использовалась подложка, имеющая краевой угол с водой не меньше чем 60° и шероховатость Sa не больше чем 100 нм, в то время как Кондиционер A был заменен на менее вязкий Кондиционер B. Скользкость в Примере 5 была благоприятной, но немного хуже, чем в Примере 3. Это означает, что содержимое с более высокой вязкостью соскальзывает вниз более легко.

Настоящее изобретение относится к упаковочному материалу, который представляет собой емкость типа мешка, имеющую зеркальную поверхность, предназначенную для контакта с взким содержимым. Задачей настоящего изобретения является предложить упаковочный материал, способный проявлять превосходную скользкость за счет простых средств. В частности, настоящее изобретение предлагает упаковочный материал, имеющий контактную поверхность, контактирующую с вязким содержимым, которая сформирована из термопластической смолы. Эта контактная поверхность представляет собой зеркальную поверхность, имеющую шероховатость Sa не более чем 100 нм и краевой угол с водой не менее 60° при 20°C. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Упаковочный материал, который представляет собой емкость типа мешка, имеющую сформированную из термопластической смолы контактную поверхность, предназначенную для контакта с вязким содержимым, при этом вся внутренняя поверхность емкости типа мешка, предназначенная для контакта с вязким содержимым, представляет собой зеркальную поверхность, имеющую шероховатость Sa не более чем 100 нм и краевой угол с водой не менее 60° при 20°C.

2. Упаковочный материал по п. 1, в котором вязкое содержимое имеет вязкость не меньше чем 100 мПа⋅с при 20°C.

3. Упаковочный материал по п. 1, в котором контактная поверхность имеет шероховатость Sa меньше чем 20 нм.

4. Упаковочный материал по п. 1, в котором термопластическая смола представляет собой полиолефиновую смолу или полиэфирную смолу.