本發(fā)明涉及在表面上形成液膜的結(jié)構(gòu)體。

背景技術：

塑料材料易于成形，可以容易地成形為各種形狀，由此已經(jīng)廣泛地用于各種用途。特別是，通過使用如低密度聚乙烯等烯烴系樹脂形成內(nèi)壁面的直接吹塑成形的瓶通過利用其擠壓性或擠出性已經(jīng)廣泛地用作用于容納如番茄醬和蛋黃醬等粘稠流動性物質(zhì)的容器。

此處，用于容納粘稠流動性物質(zhì)的容器必須具有滿足以下的內(nèi)表面：所述內(nèi)表面顯示出對內(nèi)容物的高的滑移性，以致內(nèi)容物可以迅速且完全排出至最后一滴而不殘留在容器中。

迄今，滑移性已經(jīng)通過將形成容器的內(nèi)表面的樹脂與如潤滑劑等添加劑配混來實現(xiàn)。然而，近年來，已經(jīng)提出通過在樹脂基材的表面上形成液膜來改善如對粘稠物質(zhì)的滑移性等表面特性的各種技術(例如，參見專利文獻1、2和3)。

根據(jù)以上技術，與將如潤滑劑等添加劑添加至形成基材的表面的樹脂中的情況相比，滑移性可以顯著地改善；并且現(xiàn)在已經(jīng)對其關注。

此處，根據(jù)通過在表面上形成液膜來改善表面特性的手段，變得必要的是，將液膜穩(wěn)定地保持在表面上。為此，以上專利文獻1至3全部在表面形成微細的凹凸。

此處，雖然在表面形成凹凸以試圖穩(wěn)定地保持液膜，但尚未詳細地研究凹凸程度與在液膜上移動的流動性物質(zhì)的滑移性之間的關系。

現(xiàn)有技術文獻：

專利文獻：

專利文獻1：WO2012/100099

專利文獻2：WO2013/022467

專利文獻3：WO2014/010534

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

本發(fā)明人已經(jīng)對在表面上形成有液膜的結(jié)構(gòu)體進行了深入的實驗，并且先前提出了在液膜的表面上具有局部突出的部分的結(jié)構(gòu)體(JP-A-2014-006083)。本發(fā)明已經(jīng)進一步對該結(jié)構(gòu)體進行了研究，并且發(fā)現(xiàn)有趣的知識在于，在表面微細地粗糙化至一定水平的情況下，液膜的厚度可以設定至幾乎等于粗糙面的最大高度粗糙度。在此情況下，滑落性改善至當相同厚度的液膜形成在平滑面上時不會見到的此類程度。

即，本發(fā)明的目的是提供盡管形成在表面上的液膜具有非常薄的厚度也顯示出高度的滑移性的結(jié)構(gòu)體。

用于解決問題的方案

根據(jù)本發(fā)明，形成一種結(jié)構(gòu)體，在所述結(jié)構(gòu)體的表面上形成最大高度粗糙度Rz在0.5至5.0μm的范圍內(nèi)的粗糙面部，并且在所述粗糙面部上形成厚度在0.1μm以上且小于3.4μm的范圍內(nèi)的薄液膜。

在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體中，期望的是：

(1)所述液膜的厚度在所述最大高度粗糙度Rz的10％至170％的范圍內(nèi)；

(2)所述粗糙面部的均方根粗糙度Rq在50至600nm的范圍內(nèi)；

(3)在所述粗糙面部上，觀察到保持平均30μm以下的間隔的高度為0.7μm以上的突起；

(4)所述粗糙面部通過將細顆粒附著至塑料材料的表面上來形成；

(5)所述細顆粒是二氧化硅顆粒；

(6)所述液膜通過使用表面張力為10至40mN/m的液體來形成；

(7)所述液體是液體石蠟或食用油；

(8)所述結(jié)構(gòu)體用作包裝材料；和

(9)當將其上放置有6mg純水的結(jié)構(gòu)體以30°的傾斜角傾斜時，該純水的滑落速度大于當相同厚度的液膜形成在表面尚未粗糙化的結(jié)構(gòu)體上時的滑落速度。

發(fā)明的效果

在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體中，液膜形成在表面上，并且可以根據(jù)形成液膜的液體的種類而表現(xiàn)出各種表面特性。例如，如果通過使用含氟液體，含氟表面活性劑，或者如硅油或植物油等油性液體來形成液膜，則可以大幅改善對如水等水性物質(zhì)的滑移性或非附著性。另一方面，如果液膜通過使用拒油性液體來形成，則可以大幅改善對油性物質(zhì)的滑移性或非附著性。

進一步，在本發(fā)明中，液膜形成在最大高度粗糙度Rz為0.5至5.0μm的微細粗糙面部上，除此以外，液膜是厚度在0.1μm以上且小于3.4μm的范圍內(nèi)的非常薄的膜。

即，盡管液膜具有此類非常薄的厚度，結(jié)構(gòu)體也顯示出如此改善以致在保持相同厚度的液膜形成在平滑面上的情況下不會看到且也在稍后示出的實施例中顯示出的滑落性。除此以外，因為液膜具有這樣薄的厚度，所以能夠有效地避免由形成液膜的液體的重量導致的液膜表面的改變或由落下導致的厚度的改變。因此，結(jié)構(gòu)體顯示出保持穩(wěn)定的優(yōu)異的表面特性。

此外，因為液膜通過使用少量液體形成，所以在成本上也獲得大的優(yōu)勢。

通過利用改善的表面特性，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體可以通過使用適當?shù)囊后w形成液膜而應用于各種用途。特別是，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體可以用作如用于容納粘稠液體(例如，番茄醬、蛋黃醬、調(diào)味料等)的容器和蓋子等包裝材料。

附圖說明

[圖1]是示出作為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體的主要部分的表面的狀態(tài)的圖。

[圖2]是示出液膜的厚度與滑落速度之間的關系的圖。

[圖3]是說明滑落速度的測量方法的圖。

[圖4]是說明庫埃特流(Couette flow)的原理的圖。

[圖5]是描繪示出圖2中平滑面D上的液膜的厚度h與滑落速度V之間的關系的線圖D的圖。

[圖6]是描繪示出圖2中粗糙面A上的液膜的厚度h與滑落速度V之間的關系的線圖A的圖。

[圖7]是說明液膜的表面的狀態(tài)的圖。

[圖8]是說明當液膜的厚度h為最大高度粗糙度Rz以下時的液膜3的狀態(tài)的圖。

具體實施方式

<結(jié)構(gòu)體的表面形態(tài)>

參照圖1，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體具有1處所示的粗糙面部，并且具有形成在粗糙面部1上的液膜3，并且根據(jù)形成液膜3的液體的種類而顯示出對水性物質(zhì)或?qū)τ托晕镔|(zhì)的大幅改善的滑移性。

即，在本發(fā)明中，粗糙面部1的最大高度粗糙度Rz設定為處于0.5至5.0μm的范圍內(nèi)，并且液膜3的厚度設定為具有在0.1μm以上且小于3.4μm的范圍內(nèi)的小的值。結(jié)果，液膜追隨粗糙面1形成凹凸，并且表現(xiàn)出對在液膜3上流動的物體優(yōu)異的滑移性。

不像通過液體的移動形成的波，液膜3表面的凹凸處于預定的位置，并且可以通過使用原子力顯微鏡或白色干涉顯微鏡等來確認。

例如，圖2示出稍后示出的實施例的實驗結(jié)果，并且是示出形成在平滑面上和形成在具有各種表面粗糙度的粗糙面上的液膜的厚度與滑落速度之間的關系的圖。

在以上實驗結(jié)果中，滑落速度是水滴(6mg)在通過自重沿著保持由中鏈脂肪酸甘油三酯(MCT)形成的液膜3且如圖3所示以30度的傾斜角θ設置的表面滑落時的速度(對于詳細條件，參照實施例)。該速度越大，對水的滑移性越高。

液膜的厚度可以從形成液膜之前和之后的結(jié)構(gòu)體的重量變化來求得。

在圖2中，曲線A表示在粗糙面A上的液膜的厚度與滑落速度之間的關系，所述粗糙面A通過使通過使用聚丙烯形成表面的塑料膜的表面粗糙化而形成；曲線B表示在通過粗糙化處理形成的粗糙面B上的液膜的厚度與滑落速度之間的關系；曲線C表示在通過粗糙化處理形成的粗糙面C上的液膜的厚度與滑落速度之間的關系；和曲線D表示在底層聚丙烯膜的平滑面D上的液膜的厚度與滑落速度之間的關系。

以下表格是在面各A至D上最大高度粗糙度Rz和均方根粗糙度Rq。

當如將從圖2理解的、液膜形成在依照本發(fā)明Rz在預定的范圍內(nèi)的粗糙面A和B上時，在液膜的厚度接近于Rz的部分具有滑落速度的極大峰值，即，當相同厚度的液膜形成在平滑面上時沒有顯示出的滑落性的改善。進一步，在粗糙面A上，滑落速度的極大峰值與當相同厚度的液膜形成在平滑面D上時相比較高，即，實現(xiàn)較高的滑落性。進一步，當液膜形成在Rz與本發(fā)明規(guī)定的范圍相比較粗糙的粗糙面C上時，極大峰值消失。

根據(jù)如上所述的本發(fā)明，可以通過將厚度接近于Rz的值的非常薄的液膜3形成在Rz處于非常小的范圍內(nèi)的粗糙面上而表現(xiàn)出優(yōu)異的滑落性。

本發(fā)明人尚不清楚高的滑落性通過如上所述設定最大高度粗糙度Rz和液膜的厚度來實現(xiàn)的原因，但推測其如下所述。

即，一般的想法是，在形成在預定表面上的液膜上滑落的液體物質(zhì)處于液-液接觸狀態(tài)，并且其滑落速度大于當液體物質(zhì)在固體表面上流下時的速度。因此，滑落速度可以根據(jù)庫埃特流來說明。

在如圖4中示出的庫埃特流中，在形成在預定基材的表面上的液膜上流動的對象物的速度V由液膜和由以下式(1)表示的摩擦力F支配，

F＝ηVA/h (1)

其中，η是液膜的粘度，

A是接觸面積，和

h是液膜的厚度。

另一方面，當液滴(對象物)沿著圖3中示出的傾斜角θ的傾斜面滑落時，摩擦力F由以下式(2)表示，

F＝mg sinθ (2)

其中，m是液滴的質(zhì)量，

g是重力加速度，和

θ是傾斜角。

因此，在此情況下，滑落速度V由以下式(3)表示，

V＝mg sinθ·h/ηA (3)

即，如將從式(3)理解的，滑落速度V與液膜的厚度成比例變化。

因此，參照示出圖2的曲線D的圖5，當液膜形成在平滑面D上時，在液膜的表面上的滑落速度與液膜的厚度h成比例變化并且遵從庫埃特流。

然而，當如本發(fā)明的預期液膜形成在最大高度粗糙度Rz在預定范圍內(nèi)的粗糙面A和B上時，看到了當相同厚度的液膜形成在平滑面D上時不會看到的滑落性的改善。這推測是由于在液膜的表面上反映出粗糙面的粗糙度。

例如，在液膜具有大的厚度的區(qū)域(圖6(b))中，液膜的表面如圖7(b)中所示是平滑的，并且滑落速度遵從庫埃特流。然而，隨著液膜的厚度變小，在液膜的表面上反映出粗糙面的粗糙度，并且推測的是，如圖7(a)中所示在液膜的表面形成凹凸。因此，在液膜具有小的厚度的區(qū)域中，顯示出與庫埃特流不同的行為。

在液膜的表面反映出凹凸形狀的區(qū)域(圖6(a))中，存在與最大高度粗糙度Rz一致的極大峰值。即，當液膜的厚度h小于最大高度粗糙度Rz時，如圖8中示出，存在液膜的厚度h小于粗糙面的最大高度粗糙度Rz的凹部X。即，粗糙面的凹凸形狀的影響如此大以致成為對滑落的抵抗。液膜的厚度h越小，抵抗越大。因此，推測的是，滑落速度隨著液膜的厚度h的減小而下降。

因此，當在具有預定的表面粗糙度的粗糙面A和B上形成液膜時，在液膜的厚度h變得等于最大高度粗糙度Rz的部分中展示出滑落速度的極大峰值，同時，在該部分的附近，看到了當相同厚度的液膜形成在平滑面D上時不會看到的滑落性的改善。此外，當在粗糙面A上形成液膜時，滑落速度變得與當液膜形成在平滑面D上時相比較大。

此處，如圖2所示，在與粗糙面A相比最大高度粗糙度Rz較大的粗糙面B(曲線B)上，液膜的極大峰值向厚度h增大側(cè)偏移。即，在粗糙面B上，Rz與粗糙面A上的相比較大。因此，液膜必須具有增大的厚度h以填充圖8中的凹部X，由此，填充凹部X的厚度h在Rz的部分顯示出極大峰值。即，在粗糙面B上，Rz與在粗糙面A上的相比較大，并且極大峰值的位置向較大的厚度h側(cè)偏移。

進一步，在粗糙面B上，最大高度粗糙度Rz如此大以致液膜的表面不能容易地追隨粗糙面B。因此，如果液膜的厚度變得大于預定值，則液膜的凸部由于其自重而平坦化，結(jié)果滑落速度下降。即，在粗糙面B上，滑落速度的極大峰值變得與在粗糙面A上相比較小。

另一方面，在最大高度粗糙度Rz不僅大于粗糙面A的Rz而且大于粗糙面B的Rz的粗糙面C(曲線C)上，液膜的表面不太追隨粗糙面C，并且液膜的凸部更平坦化。因此，在粗糙面C上，滑落速度由于液膜表面的平坦化而進一步下降。即，在粗糙面C上，滑落速度的極大峰值消失，因此沒有改善滑落性。這意味著，為了與當相同厚度的液膜形成在平滑面D上時相比改善滑落性，其上形成了液膜的粗糙面的最大高度粗糙度Rz必須處于比預定范圍小的區(qū)域。

因此，根據(jù)如圖1所示的本發(fā)明，用作液膜3的底層的表面(粗糙面)的最大高度粗糙度Rz設定至處于預定范圍(0.5至5.0μm)內(nèi)并且液膜3的厚度h設定至處于0.1μm以上且小于3.4μm的范圍內(nèi)。因此，盡管液膜3具有非常薄的厚度，也能夠?qū)崿F(xiàn)與當相同厚度的液膜形成在平滑面D上時相比較高的滑落性。

進一步，在本發(fā)明中，期望的是，從通過液膜3穩(wěn)定地確保滑落速度的觀點，用于保持液膜3的粗糙面的均方根粗糙度Rq在50至600nm的范圍內(nèi)。這是因為如果最大高度粗糙度Rz僅局部處于預定的范圍內(nèi)，則滑落速度大幅分散。

進一步，期望的是，保持液膜3的粗糙面具有高度為0.7μm以上的突起(即，具有0.7μm以上的最大高度粗糙度Rz)，特別是，從進一步改善滑落性的觀點，此類高度的突起以保持平均30μm以下的間隔存在。在此類情況下，在液膜3的表面上明確地反映出粗糙面具有的凹凸。

<表面結(jié)構(gòu)的形成>

在本發(fā)明中，上述表面結(jié)構(gòu)可以在任意材料的表面中形成，只要其能夠形成如上所述具有預定的最大高度粗糙度Rz的粗糙面即可。即，表面結(jié)構(gòu)可以形成在例如樹脂表面、金屬表面或玻璃表面中。然而，從易于形成粗糙面的觀點，期望的是，所述表面結(jié)構(gòu)形成在樹脂表面中。

即，為了通過將金屬表面或玻璃表面粗糙化來獲得上述最大高度粗糙度Rz，方法限于通過使用如人造剛玉或白剛玉等微細的投射材料(介質(zhì))的噴砂處理或蝕刻，這涉及難以確保所期望的最大粗糙度。然而，在樹脂表面的情況下，具有預定的最大高度粗糙度Rz的粗糙面可以容易地通過以下來形成：通過噴砂處理模具的表面或通過使模具的表面蝕刻并且將其轉(zhuǎn)印至樹脂表面，或者通過將通過使預定的表面粗糙化劑(細顆粒)分散在適當?shù)娜軇┲蝎@得的處理液借助噴涂或浸漬或者通過使用旋涂器、棒涂器、輥涂器或凹版涂布器等涂布至樹脂表面、接著干燥，或者通過將具有滲透性的添加劑添加至形成表面的樹脂中。因而，在樹脂表面的情況下，可以根據(jù)用途采用各種表面粗糙化手段。

作為外部添加至要粗糙化的樹脂表面的表面粗糙化劑，可以使用平均二次粒徑(通過激光衍射光散射法測量的以體積為基準的平均一次粒徑)為4μm以下的細顆粒，例如，如氧化鈦、氧化鋁和二氧化硅等金屬氧化物顆粒；如碳酸鈣等碳酸鹽；如炭黑等碳系細顆粒；和包括聚((甲基)丙烯酸甲酯)、聚乙烯和由聚有機倍半硅氧烷代表的硅酮顆粒的有機顆粒，其可以使用硅烷偶聯(lián)劑或硅油來處理從而疏水化。即，如果使用具有大于上述范圍的平均粒徑的粗顆粒，則粗糙面得到大于期望范圍的最大高度粗糙度Rz，并且變得難以形成顯示出上述特異行為的液膜3。

進一步，如上所述，如果使用處理為疏水化的細顆粒，則可以穩(wěn)定地形成油性液膜3。另一方面，如果使用未處理為疏水化的細顆粒，則可以良好地形成水性液膜3。

進一步，當表面粗糙化劑內(nèi)部添加至形成表面的樹脂中時，作為添加劑，可以使用與上述那些相同的細顆粒。盡管依賴于形成表面的樹脂的種類，一般在涂料的情況下，添加劑的使用量相對于100質(zhì)量份的樹脂為0.1至100質(zhì)量份，特別是，0.1至80質(zhì)量份。在樹脂組合物的情況下，從容易地形成具有上述最大高度粗糙度Rz的粗糙面而不損害樹脂的成形性的觀點，添加劑的使用量相對于100質(zhì)量份的樹脂為0.1至50質(zhì)量份，特別是，0.1至30質(zhì)量份。

將表面粗糙化劑的微細顆粒外部添加至樹脂表面的手段或?qū)⒈砻娲植诨瘎┑奈⒓氼w粒內(nèi)部添加至樹脂中的手段具有它們的優(yōu)點和缺點，并且可以根據(jù)表面所需的特性來選擇使用。例如，通過使用外部添加表面粗糙化劑的手段，能夠可靠地防止形成液膜3的液體浸透至樹脂中，因此，液膜3的厚度可以長時間穩(wěn)定地保持，然而，通常導致形成了液膜3的粗糙面部(細顆粒的層)很可能由于物理外力而剝落的此類麻煩。另一方面，通過使用內(nèi)部添加表面粗糙化劑的手段，可以有效地避免如保持液膜3的粗糙面部脫落的此類不便，然而，伴隨著形成液膜3的液體容易浸透至底層樹脂以及液膜3的厚度經(jīng)時降低的發(fā)生。因此，外部添加的手段或內(nèi)部添加的手段具有優(yōu)點和缺點。因此，建議的是，通過考慮根據(jù)用途的需要來采用任一手段。

進一步，可以根據(jù)要賦予至樹脂結(jié)構(gòu)體(樹脂成形體1)的表面的表面特性來使用適宜的任意液體在粗糙面1上形成液膜3。當然，該液體必須是在大氣壓下具有小的蒸汽壓的非揮發(fā)性液體，例如沸點為200℃以上的高沸點液體。這是因為如果使用揮發(fā)性液體，則液體容易揮發(fā)并且經(jīng)時消失，使其難以形成液膜3。

可以具體地列舉各種液體，條件是它們是如上所述的高沸點液體。特別是，如果液體具有與要滑落的物質(zhì)的表面張力大大不同的表面張力，則液體顯示出高的潤滑效果，并且適用于本發(fā)明。

期望使用表面張力處于例如10至40mN/m，特別是，16至35mN/m的范圍內(nèi)的液體。代表的實例是液體石蠟、含氟系液體、含氟系表面活性劑、硅油、脂肪酸甘油三酯和各種植物油。作為植物油，可以優(yōu)選使用大豆油、菜籽油、橄欖油、米糠油、玉米油、紅花油、芝麻油、棕櫚油、蓖麻油、鱷梨油、椰子油、杏仁油、核桃油、榛子油和色拉油。

進一步，任意樹脂可以在不限制的情況下用于形成樹脂表面，條件是其可以成形為滿足結(jié)構(gòu)體的用途的形狀。然而，從適于用作如容器或蓋子等包裝材料的觀點，期望使用熱塑性樹脂，例如，如低密度聚乙烯、直鏈低密度聚乙烯、中或高密度聚乙烯、聚丙烯、聚(1-丁烯)和聚(4-甲基-1-戊烯)等烯烴系樹脂；這些烯烴類的共聚樹脂；和如聚(對苯二甲酸乙二醇酯)、聚(萘二甲酸乙二醇酯)和聚(對苯二甲酸/間苯二甲酸乙二醇酯)等聚酯樹脂。特別是，當結(jié)構(gòu)體用作用于擠壓出內(nèi)容物的擠壓容器時，期望使用如低密度聚乙烯或直鏈低密度聚乙烯等烯烴系樹脂。

<結(jié)構(gòu)體的形態(tài)>

具有上述表面結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體可以直接使用。然而，通常，其用作還維持以上表面結(jié)構(gòu)的、其上層疊其它材料層的多層結(jié)構(gòu)體。例如，在具有用于支承液膜3的粗糙底面的表面樹脂層的下側(cè)，可以根據(jù)其形態(tài)而層疊有金屬箔、玻璃、紙或任意其它樹脂層。在制造此類層疊結(jié)構(gòu)時，可以使用適當?shù)恼辰觿┮蕴岣邔饘俨驅(qū)ζ渌鼧渲瑢拥恼辰訌姸取?/p>

例如，作為金屬箔，通常使用鋁箔。使用鋁的實施方案適于形成特別是口袋(pouches)。

進一步，當層疊玻璃層時，該實施方案適于如防止玻璃起霧、特別是防止水膜的附著的用途。

進一步，當層疊其它樹脂層時，該實施方案適于用作如瓶、杯子等容器。其它樹脂層將代表性地為如乙烯-乙烯醇共聚物等阻氣性樹脂的層、包含被氧化性聚合物和過渡金屬催化劑的氧吸收層、或包含如成形時產(chǎn)生的毛邊等廢料的再生樹脂層(reground resin layer)，所述其它樹脂層特別地用作中間層。

在多層結(jié)構(gòu)體中，內(nèi)表面層(樹脂表面層)和外表面層可以通過使用不同的樹脂來形成。例如，內(nèi)表面可以通過使用如低密度聚乙烯等烯烴系樹脂來形成并且外表面可以通過使用如PET等聚酯樹脂來形成。

單層或多層的結(jié)構(gòu)體根據(jù)其形態(tài)可以通過已知成形方法如像澆鑄法、T模法、壓延法或吹脹法等膜成形法，或者通過如夾層層疊、共擠出成形、共注射成形、壓縮成形或真空成形等已知手段而成形。例如，容器可以通過以下來成形：使片狀、管狀或試管狀等形態(tài)的預制品成形，之后，將該預制品進行如吹塑成形或模塞助壓成形(plug-assist forming)等二次成形。

上述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體能夠?qū)⒁耗?的表面特性發(fā)揮至充分程度，并且最期望用作用于容納特別是如番茄醬，水性糊劑，蜂蜜，各種調(diào)味汁類，蛋黃醬，芥末，調(diào)味品，果醬，巧克力糖漿，酸奶，如乳液等化妝液，液體洗滌劑，洗發(fā)水和染發(fā)劑等粘稠內(nèi)容物的容器。即，液膜3根據(jù)內(nèi)容物的種類通過使用適當?shù)囊后w來形成。在將容器傾斜或倒立時，內(nèi)容物能夠迅速排出而不附著在容器的內(nèi)壁上。

例如，番茄醬、各種調(diào)味汁類、蜂蜜、蛋黃醬、芥末、果醬、巧克力糖漿、酸奶、和乳液等是含有水的親水性物質(zhì)。因此，作為用于形成液膜3的液體，可以優(yōu)選使用如硅油、脂肪酸甘油酯和食用油等已經(jīng)準許為食品添加劑的油性液體。

實施例

現(xiàn)在將通過以下實施例來描述本發(fā)明。

以下描述了下述實施例中的各種特性、特性的測量方法和結(jié)構(gòu)體的成形用樹脂。

1.測量粗糙面的形狀

通過使用原子間力顯微鏡(NanoScope III，Digital Instruments制造)，測量通過后述方法形成在膜上的粗糙面在涂布有潤滑液之前的表面狀體。測量條件如下所述。

懸臂：共振頻率f₀＝363至392kHz，

彈簧常數(shù)k＝20至80N/m

測量模式：輕敲模式

掃描速度：0.250Hz

掃描范圍：10μm×10μm

掃描線數(shù)：256

通過使用原子間力顯微鏡附帶的軟件(Nanoscope:version 5.30r2)，從獲得的三維形狀的數(shù)據(jù)求得均方根粗糙度Rq和最大高度粗糙度Rz。均方根粗糙度Rq通過下式來給出，

其中，n是數(shù)據(jù)點數(shù)，Z(i)是方形數(shù)據(jù)點處的Z的值，Z_ave是全部Z值的平均值。

最大高度粗糙度Rz是全部數(shù)據(jù)點Z(i)的最大值與其最小值之間的差。進一步，在上述測量條件下，遍及50μm×50μm的掃描范圍內(nèi)進行測量。從獲得的三維形狀的數(shù)據(jù)，求得在10μm×10μm的范圍內(nèi)高度為0.7μm以上的突起的個數(shù)以及突起間的平均間隔。

2.測量滑落速度

從通過后述方法獲得的膜中切出尺寸為30mm×150mm的試驗片，并且將試驗片以測量面(其上形成有液膜的表面)面向上的方式貼附至固定用夾具。在室溫(20至25℃)下，夾具以30°的傾斜角傾斜，刻度設置在其背后，將6mg純水放置在測量面上，并且每5秒拍攝一次圖像。從獲得的圖像測量移動的距離，并且將變?yōu)槌?shù)的計算出的速度當作滑落速度?；渌俣鹊闹翟酱?，內(nèi)容物的滑落性越優(yōu)異。

以下示出的是用于制作粗糙面A、B和C的疏水性二氧化硅。

粗糙面A的制作

疏水性二氧化硅A(干式疏水性二氧化硅，平均二次粒徑<1μm)

粗糙面B的制作

疏水性二氧化硅B(濕式疏水性二氧化硅，平均二次粒徑2.8μm)

粗糙面C的制作

疏水性二氧化硅C(濕式疏水性二氧化硅，平均二次粒徑8.3μm)

液膜通過使用以下潤滑液來形成。

中鏈脂肪酸甘油三酯(MCT)

表面張力：28.8mN/m

粘度(25℃)：33.8mPa·s

<實施例1>

稱量0.5g疏水性二氧化硅A和9.5g乙醇并且放入小瓶中，并且通過使用攪拌器在其中攪拌30分鐘。將獲得的涂料通過使用棒涂機(#6)涂布至聚丙烯多層膜的聚丙烯表面?zhèn)?，并且在室溫下干燥，從而獲得形成粗糙面A的膜(下文中，聚丙烯通常縮寫為PP)。

從以上膜中切出尺寸為150mm×150mm的切片，并且將切片以粗糙面A面向上的方式設置在旋涂機的旋轉(zhuǎn)臺上。接下來，通過使用旋涂機(5000rpm，60秒)，涂布作為潤滑液的MCT。

從涂布MCT之前和之后的膜重量的變化計算出MCT的涂布量。從其中減去疏水性二氧化硅A的吸油量，從而求得液膜的厚度。進一步，測量膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

<實施例2>

除了將旋涂機的涂布條件改變?yōu)?500rpm×60秒以外，以與實施例1相同的方式來制備其上形成有MCT膜的膜；并且測量制備的膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

<實施例3>

除了將旋涂機的涂布條件改變?yōu)?000rpm×60秒以外，以與實施例1相同的方式來制備其上形成有MCT膜的膜；并且測量制備的膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

<實施例4>

除了將旋涂機的涂布條件改變?yōu)?500rpm×60秒以外，以與實施例1相同的方式來制備其上形成有MCT膜的膜；并且測量制備的膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

<實施例5>

除了使用疏水性二氧化硅B來代替疏水性二氧化硅A以外，以與實施例1相同的方式來制備膜；并且測量制備的膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

<實施例6>

除了使用疏水性二氧化硅B來代替疏水性二氧化硅A以外，以與實施例2相同的方式來制備膜；并且測量制備的膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

<實施例7>

除了使用疏水性二氧化硅B來代替疏水性二氧化硅A以外，以與實施例3相同的方式來制備膜；并且測量制備的膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

<比較例1>

除了將旋涂機的涂布條件改變?yōu)?000rpm×60秒以外，以與實施例1相同的方式來制備其上形成有MCT膜的膜；并且測量制備的膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

<比較例2>

除了將旋涂機的涂布條件改變?yōu)?00rpm×60秒以外，以與實施例1相同的方式來制備其上形成有MCT膜的膜；并且測量制備的膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

<比較例3>

除了使用疏水性二氧化硅B來代替疏水性二氧化硅A以外，以與實施例4相同的方式來制備膜；并且測量制備的膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

<比較例4>

除了使用疏水性二氧化硅B來代替疏水性二氧化硅A以外，以與比較例1相同的方式來制備膜；并且測量制備的膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

<比較例5>

除了使用疏水性二氧化硅B來代替疏水性二氧化硅A以外，以與比較例2相同的方式來制備膜；并且測量制備的膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

<比較例6>

除了使用疏水性二氧化硅C來代替疏水性二氧化硅A以外，以與實施例1相同的方式來制備膜；并且測量制備的膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

<比較例7>

除了使用疏水性二氧化硅C來代替疏水性二氧化硅A以外，以與實施例2相同的方式來制備膜；并且測量制備的膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

<比較例8>

除了使用疏水性二氧化硅C來代替疏水性二氧化硅A以外，以與實施例3相同的方式來制備膜；并且測量制備的膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

<比較例9>

除了使用疏水性二氧化硅C來代替疏水性二氧化硅A以外，以與實施例4相同的方式來制備膜；并且測量制備的膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

<比較例10>

除了使用疏水性二氧化硅C來代替疏水性二氧化硅A以外，以與比較例1相同的方式來制備膜；并且測量制備的膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

<比較例11>

除了使用疏水性二氧化硅C來代替疏水性二氧化硅A以外，以與比較例2相同的方式來制備膜；并且測量制備的膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

<比較例12>

不使用疏水性二氧化硅。通過使用旋涂機(5000rpm，60秒)，將MCT直接涂布至PP系多層膜的PP表面?zhèn)?。從涂布MCT之前和之后的膜重量的變化求得MCT液膜的厚度。進一步，測量制備的膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

<比較例13>

除了將旋涂機的涂布條件改變?yōu)?000rpm×60秒以外，以與實施例12相同的方式來制備其上形成有MCT膜的膜；并且測量制備的膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

<比較例14>

除了將旋涂機的涂布條件改變?yōu)?000rpm×60秒以外，以與實施例12相同的方式來制備其上形成有MCT膜的膜；并且測量制備的膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

<比較例15>

除了將旋涂機的涂布條件改變?yōu)?000rpm×60秒以外，以與實施例12相同的方式來制備其上形成有MCT膜的膜；并且測量制備的膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

<比較例16>

除了將旋涂機的涂布條件改變?yōu)?00rpm×60秒以外，以與實施例1相同的方式來制備其上形成有MCT膜的膜；并且測量制備的膜的表面形狀和滑落速度。然后計算出測量的液膜的厚度與最大高度粗糙度Rz的比。結(jié)果如表1所示。

此處，表1使用以下縮寫。

Ex：實施例

Com：比較例

P數(shù)：突起數(shù)

P間隔：突起間的平均間隔

[表1]

圖2是示出測量的液膜的厚度與滑落速度之間的關系的圖。當在最大高度粗糙度Rz在0.5至5.0μm的范圍內(nèi)的粗糙面A和B上形成液膜時，如果液膜的厚度處于0.1μm以上且小于3.4μm的范圍內(nèi)，則顯示出滑落速度的極大峰，從其可知，與當相同厚度的液膜形成在平滑面上時相比，改善了滑落性。

進一步，在粗糙面A和B上，存在滑落速度的極大峰。然而，在Rz為大于5.0μm的粗糙面C上形成液膜的情況下，可知滑落速度的極大峰消失。

因此，從以上結(jié)果可知，在將表面粗糙化至一定程度時，盡管液膜具有非常薄的厚度，也獲得高水平的滑落性。

附圖標記說明

1：結(jié)構(gòu)體的表面(粗糙面部)

3：液膜

h：液膜厚度