JP2004083055A - 金属製キャップ用モールディング型ライナー - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、挫屈が発生しない弱い荷重で巻締めできるキャップ用モールディング型ライナーを提供することにある。
【解決手段】ライナー硬度（ＪＩＳ　Ｋ６３０１におけるスプリング式硬さ試験Ａ形）が６５〜８５である熱可塑性樹脂組成物よりなり、０．０６〜０．０８ＫＰａの低圧縮荷重で巻締め可能な耐熱性、密封性に優れた金属製キャップモールディング型ライナー。
【選択図】　　　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低圧縮荷重で巻締めを可能にする金属製キャップ用モールディング型ライナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ネジキャップを冠着させるための口頸部を備えたネジ付き缶（以下、ボトル缶と称する）等の薄肉缶はホットパックされるジュース等の非炭酸系飲料に適用する場合には、内容物充填直後のヘッドスペース部に液体窒素封入（ＬＮ充填）することにより缶内を陽圧にして０．１〜０．１３ｋＰａの圧縮荷重を掛けて巻き締められている。このような陽圧缶のための金属製キャップ用ライナーに関する技術としては、特開平１１−１０６５６５号公報、特開２０００−３８４９５号公報、特開２０００−２３９４８１号公報、特開２０００−２９７１９８号公報などがある。しかし、これを薄肉缶で陰圧缶として使用すると、圧縮荷重に弱いため巻締め時の荷重により挫屈が発生し、更に内容物の冷却により減圧されることにより缶胴部が醜く変形して商品価値が無くなる等の問題があり実用化出来ていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、挫屈が発生しない弱い荷重で巻締めできる金属製キャップ用モールディング型ライナーを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
薄肉の前記ネジ付き缶が蓋巻締め時に挫屈が発生しないようにするためには、缶胴部にパネル部を設けて圧縮強度を強くする方法と弱い圧縮荷重で巻締めても密封性等の要求性能を満足させるキャップの開発が必要である。そこで、本発明者らの研究によれば現在０．１〜０．１３ｋＰａの荷重で巻き締められているキャップを、０．０６〜０．０８ｋＰａの荷重で巻き締めることができれば性能上問題のないキャップが得られることが分った。
【０００５】
本発明の第１は、ライナー硬度（ＪＩＳ　Ｋ６３０１におけるスプリング式硬さ試験Ａ形）が６５〜８５である熱可塑性樹脂組成物よりなり、０．０６〜０．０８ＫＰａの低圧縮荷重で巻締め可能な耐熱性、密封性に優れた金属製キャップモールディング型ライナーに関する。
本発明の第２は、前記熱可塑性樹脂組成物が、ポリプロピレン樹脂２０〜４０重量％、スチレン系エラストマー２０〜４０重量％および炭化水素油２５〜４５重量％を含むものである請求項１記載の金属製キャップモールディング型ライナーに関する。ポリプロピレン樹脂が２０重量％を下回る場合には、耐熱性が不充分となり、４０重量％を上回る場合には密封性が不充分となる。またスチレン系エラストマーが２０重量％を下回る場合には弾性が劣り、耐衝撃性、密封性が悪くなり、４０重量％の上回る場合にはゴム的性質が強くなりすぎ、ＭＦＲが小さくなってモールディング作業性が悪くなり所望のライナー硬度が保てなくなる。炭化水素油が２５重量％を下回る場合にはライナーが硬くなり過ぎ弱い巻き締め圧力では密封性が劣り、４５重量％を上回るとライナーが軟らかくなりすぎ開栓トルクが増大する。
【０００６】
現在市販されている金属製キャップモールディング型ライナーには硬度（ＪＩＳ　Ｋ６３０１におけるスプリング式硬さ試験Ａ形）が９５〜９０程度のエチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）や直鎖状低密度ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ）を主成分としたライナーが使用され、挫屈の恐れのないガラス瓶やペットボトルで陰圧内容物の場合０．１３ｋＰａ前後の荷重を掛けて巻締められている。またボトル缶における陽圧缶の場合も０．１〜０．１３ｋＰａの荷重を掛けて巻締められている。
【０００７】
しかし、ＥＰＲ、ＥＶＡやＬ−ＬＤＰＥを主成分とするライナーでは耐熱性が無く、且つ低荷重でしか巻締められないボトル缶における陰圧缶では密封性、特に耐衝撃密封性が劣り、陰圧缶への適用は困難であった。
【０００８】
ポリプロピレン樹脂を必須成分とする理由は、陰圧缶は９０〜９５℃の熱間充填となるので耐熱性が必要となるので、耐熱性のないＥＰＲ、ＥＰＡやＰＥ樹脂は主成分としては使用できない。なお、ライナー硬度及びモールディング押出成形条件などの点からポリプロピレン樹脂硬度（ロックウェルＲ型）は７０〜９０〔ＪＩＳ　Ｋ７２０２〕、ＭＦＲ（メルトフローレート）０．１〜２０ｇ／１０ｍｉｎ〔ＪＩＳ　Ｋ６７５８〕であることが望ましく、このようなポリプロピレン樹脂としては、出光石油化学（株）のＪ−４６６Ｈ、（株）グランドポリマーのＪ−７０２Ｌ、７０４、（株）チッソのＫ７０１４、（株）トクヤマのＷＳ６４１等の樹脂が該当する。
【０００９】
スチレン系エラストマーを必須成分とする理由は、耐熱性があり、プラスチックと同様の成形性を持ち、且つゴム弾性を持った材料であるためである。該エラストマーは、ハード成分が水素添加ポリスチレン、ソフト成分がポリブタジエン、ポリイソプレンまたはポリオレフィンのブロックコポリマーであることが好ましく、具体的な商品としては、旭化成工業（株）タフテックＨ１０５２、アロン化成（株）のＡＲ１０３５、（株）クラレのセプトン４０５５、４０７７、三菱化成（株）のラバロン４３００、８３０１等が挙げられる。
【００１０】
炭化水素油は軟化剤であり、これを加えることにより、ライナーの硬度を任意に変えることが出来る。鉱物油系軟化剤として、分子中に炭素原子２０個以上を含むものが好ましく、カーボンタイプの含有割合により、パラフィン系・ナフテン系・芳香族系（アロマ系）に分類されるが、芳香族系成分が１０％以下のパラフィン系オイルがとくに好ましく、このような炭化水素としては、出光興産（株）のダイアナプロセスオイルＰＷ−９０、エッソスタンダード石油（株）のモレスコホワイト−７０、松村石油研究所のスモイルＰ−７０等がある。
【００１１】
必須成分以外の熱可塑性樹脂・顔料・充填剤・潤滑剤等の添加量は、多くても全体の１０％以下で、樹脂としてはＥＶＡ、ＬＤＰＥ、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、Ｌ−ＬＤＰＥ等を主に流動特性を調節するために加えてよく、顔料は酸化チタン等を着色の目的で添加し、充填剤はシリカ等を流動特性調節のために加え、潤滑剤は開栓性を調節するために各種ワックスやシリコーン等を添加することができる。
【００１２】
本発明のライナーは、圧縮荷重０．１〜０．１３ｋＰａで巻締められる陽圧缶や瓶・ペットボトルの陰圧・陽圧製品にも適用できる。
【００１３】
【実施例】
以下に実施例、比較例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
【００１４】

を一軸押出機で混練してペレットを作成し、このペレットで厚さ２ｍｍのシートを造り、このシートより０．４ｇを角状に切り抜き、直径２８ｍｍのアルミニウム製キャップに装填・加熱して所定の金型でモールディングを行って、評価試験用キャップを作成した。このライナー硬度（本明細書におけるライナー硬度は、ＪＩＳ　Ｋ６３０１におけるスプリング式硬さ試験Ａ形によるものである）は６５であった。評価試験の結果は表１に示す。
【００１５】
実施例２
実施例１のポリプロピレン樹脂を　　　　２７重量部
実施例１のスチレン系エラストマーを　　３２重量部
実施例１の炭化水素油を　　　　　　　　４１重量部
に変更した以外は実施例１に同じである。このライナー硬度は７０であった。評価試験の結果は表１に示す。
【００１６】
実施例３
実施例１のポリプロピレン樹脂を　　　　３１重量部
実施例１のスチレン系エラストマーを　　３０重量部
実施例１の炭化水素油を　　　　　　　　３９重量部
に変更した以外は実施例１に同じである。このライナー硬度は７５であった。評価試験の結果は表１に示す。
【００１７】
実施例４
実施例１のポリプロピレン樹脂を　　　　３５重量部
実施例１のスチレン系エラストマーを　　２８重量部
実施例１の炭化水素油を　　　　　　　　３７重量部
に変更した以外は実施例１に同じである。このライナー硬度は８０であった。評価試験の結果は表１に示す。
【００１８】
実施例５
実施例１のポリプロピレン樹脂を　　　　３７重量部
実施例１のスチレン系エラストマーを　　３１重量部
実施例１の炭化水素油を　　　　　　　　３２重量部
に変更した以外は実施例１に同じである。このライナー硬度は８５であった。評価試験の結果は表１に示す。
【００１９】
比較例１
実施例１のポリプロピレン樹脂を　　　　１０重量部
実施例１のスチレン系エラストマーを　　４５重量部
実施例１の炭化水素油を　　　　　　　　４５重量部
に変更した以外は実施例１に同じある。このライナー硬度は４０であった。評価試験の結果は表２に示す。
【００２０】
比較例２
実施例１のポリプロピレン樹脂を　　　　１５重量部
実施例１のスチレン系エラストマーを　　４０重量部
実施例１の炭化水素油を　　　　　　　　４５重量部
に変更した以外は実施例１に同じである。このライナー硬度は５０であった。評価試験の結果は表２に示す。
【００２１】
比較例３
実施例１のポリプロピレン樹脂を　　　　２０重量部
実施例１のスチレン系エラストマーを　　３０重量部
実施例１の炭化水素油を　　　　　　　　５０重量部
に変更した以外は実施例１に同じである。このライナー硬度は６０であった。評価試験の結果は表２に示す。
【００２２】
比較例４
実施例１のポリプロピレン樹脂を　　　　４３重量部
実施例１のスチレン系エラストマーを　　３４重量部
実施例１の炭化水素油を　　　　　　　　２３重量部
に変更した以外は実施例１に同じである。このライナー硬度は９０であった。評価試験の結果は表２に示す。
【００２３】
比較例５
実施例１のポリプロピレン樹脂を　　　　４５重量部
実施例１のスチレン系エラストマーを　　３６重量部
実施例１の炭化水素油を　　　　　　　　１９重量部
に変更した以外は実施例１に同じである。このライナー硬度は９４であった。評価試験の結果は表２に示す。
【００２４】
比較例６
実施例１のポリプロピレン樹脂を　　　　５０重量部
実施例１のスチレン系エラストマーを　　４０重量部
実施例１の炭化水素油を　　　　　　　　１０重量部
に変更した以外は実施例１に同じである。このライナー硬度は９６であった。評価試験の結果は表２に示す。
【００２５】
比較例７
市販品で、熱間充填陽圧缶に使用されている直鎖状低密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンを主原料とする（株）日本化学研究所製＃４４１ライナーを用い、モールディング法は実施例１に準じた。このライナー硬度は９５であった。評価試験の結果は表２に示す。
【００２６】
比較例８
市販品で、冷間充填陽圧缶に使用されている直鎖状低密度ポリエチレンとＥＰＲを主原料とする（株）グレース社製ＤＦ６４１６ＷＪライナー。モールディング法は実施例１に準じた。このライナー硬度８８はであった。評価試験の結果は表２に示す。
【００２７】
〔評価試験〕
（１）陰圧缶充填
５００ｍｌボトル缶に９０〜９５℃に加熱した温水をほぼ満中充填（約５２０ｇ、表面張力により盛り上らずに逆に凹む程度に一杯に充填）してキャップを巻締め（ｎ＝３０ケ）約１分間横置き殺菌後、水槽に投入して冷却した。巻締め条件は圧縮荷重が０．０６、０．０７、０．０８ｋＰａの３水準、横方向からのネジロール荷重は０．０３ｋＰａの１水準で行った。
（２）炭酸飲料充填（陽圧缶）
３５０ｍｌボトル缶に５℃に冷却したコカ・コーラ３６５ｇを充填し、（１）と同じ条件で巻締め、５０℃１０分の温水処理を行った。
（３）ホットＬＮ（液体窒素）充填（陽圧缶）
５００ｍｌボトル缶に９０〜９５℃の温水を４８０ｇ充填し、キャップ巻締め直前にＬＮ（液体窒素）を冷却後の内圧が、１．０〜１．５ｋｇ／ｃｍ^２となる様にフローして巻締めた。他は（１）陰圧缶充填と同じである。
（４）
レトルト使用（陽圧缶）充填及び巻締めは上記（３）のホットＬＮ充填と同じで、レトルト処理は１２１℃×３０分行い、冷却は０．７ｋｇ／ｃｍ^２の加圧冷却を行った。
これらの実缶につき、充填２日後に全数の巻締め状態と密封性の評価（肉眼検査及び触圧試験による漏れ確認）を行い、その後落錘試験（衝撃面１０°傾斜の５００ｇ錘を３０ｃｍ高さより巻締め部に落下　ｎ＝５）、単体倒置落下試験（３０ｃｍ高さより２０°傾斜の鉄板上に巻締め部を下にして落下　ｎ＝５）及び開栓性調査（開栓トルクを調査すると共にシール長さの調査　ｎ＝５）を行った。尚、落錘・落下の衝撃試験は、試験後触圧試験による漏れ調査後、５５℃に７日間貯蔵して重量変化の有無も調査した。判定は

として、巻締め・密封性・耐衝撃性は１缶でも異常品が発生すれば×（△）とし開栓性に関しては平均値で判断した。なお異常のないものは○とした。
【００２８】
【表１】

【００２９】
【表２】

【００３０】
【発明の効果】
本発明により、キャップ巻締め時に挫屈が発生せず、耐熱性でかつ密封性とくに耐衝撃密封性に優れた陰圧缶用金属製キャップモールディング型ライナーを提供できた。

Claims (2)

1. ライナー硬度（ＪＩＳ　Ｋ６３０１におけるスプリング式硬さ試験Ａ形）が６５〜８５である熱可塑性樹脂組成物よりなり、０．０６〜０．０８ＫＰａの低圧縮荷重で巻締め可能な耐熱性、密封性に優れた金属製キャップモールディング型ライナー。
2. 前記熱可塑性樹脂組成物が、ポリプロピレン樹脂２０〜４０重量％、スチレン系エラストマー２０〜４０重量％および炭化水素油２５〜４５重量％を含むものである請求項１記載の金属製キャップモールディング型ライナー。