JP2021138026A - 成形体及びスクリューキャップ - Google Patents
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Abstract
Description
従って、スクリューキャップを、特許文献1に記載のオレフィン系熱可塑性エラストマー組成物やスチレン系熱可塑性エラストマー組成物よりなる熱可塑性エラストマー層とポリエチレン層の積層構造とし、外側を熱可塑性エラストマー層とし内側をポリエチレン層とすることで、グリップ性と規格適合性を両立できると考えられる。
即ち、本発明は以下の特徴を有する。
成分(A):直鎖状低密度ポリエチレンである前記密度が0.910〜0.960g/cm3であるポリエチレン
成分(B):スチレン・共役ジエンブロック共重合体の水素添加物
成分(C):炭化水素系ゴム用軟化剤
本発明によれば、この成形体を用いて、ボトル内容物と接触する可能性のあるキャップ内面側はポリエチレン層よりなり、グリップ性のために滑り難さが求められる外面側は熱可塑性エラストマー層よりなり、グリップ性と規格適合性を両立したスクリューキャップ等のキャップを提供することができる。
本発明では、キャップを開け締めする際に手で掴持するスクリューキャップ等のキャップの外周面を「グリップ部」と称す。また、このグリップ部を掴んで開け締めする際の開栓性又は閉栓性を「グリップ性」と称す。
本発明の成形体を図1のようなスクリューキャップに適用する場合、図1における外周面1Bを少なくとも後述の本発明のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物よりなる本発明の熱可塑性エラストマー層とし、その内側をポリエチレン層よりなる基材部とすることが好ましい。
本発明の成形体は、密度が0.910〜0.960g/cm3であるポリエチレンを含むスチレン系熱可塑性エラストマー組成物(以下、「本発明のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物」と称す場合がある。)からなる熱可塑性エラストマー層(以下、「本発明の熱可塑性エラストマー層」と称す場合がある。)と、ポリエチレン層とが融着してなるものである。
<密度が0.910〜0.960g/cm3であるポリエチレン>
本発明のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物に含まれるポリエチレンは、JIS K7112に従って測定した密度が0.910〜0.960g/cm3であることを特徴とする。本発明のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物に含まれるポリエチレンの密度を上記範囲とすることで、滑り難く、キャップとしたときのグリップ性に優れるとともに、溶融状態でのポリエチレンとの再結晶化の促進によりポリエチレン層との融着強度を高めることができる。
本発明のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物に含まれるポリエチレンの密度の下限は、0.915g/cm3以上であることが好ましく、0.920g/cm3以上であることがより好ましい。一方、その上限は、0.950g/cm3以下であることが好ましく、0.940g/cm3以下であることがより好ましい。
本発明のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物に含まれるスチレン系熱可塑性エラストマーは、ビニル芳香族化合物に由来する少なくとも1個の重合体ブロックPと、共役ジエンに由来する少なくとも1個の重合体ブロックQとを有するブロック共重合体、並びに該ブロック共重合体を水素添加してなるブロック共重合体(水添ブロック共重合体)よりなる群から選ばれるブロック共重合体である。
「スチレン単位含有率」とはスチレン単位の含有率のみならず、スチレン単位の芳香環に水素原子以外の原子又は原子団が置換した構成単位の含有率も含む意味で用いられる。スチレン単位含有率は13C−NMRにより測定することができる。
P−(Q−P)m (1)
(P−Q)n (2)
(式中、Pは重合体ブロックPを、Qは重合体ブロックQをそれぞれ表し、mは1〜5の整数を表し、nは1〜5の整数を表す。)
<ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)の測定条件>
機器 :東ソー株式会社製HLC−8120
カラム :東ソー株式会社製TSKgel Super H1000+H2000+H3000
検出器 :示差屈折率検出器(RI/内蔵)
溶媒 :テトラヒドロフラン
温度 :40℃
流速 :0.5mL/分
注入量 :10μL
濃度 :0.2質量%
較正試料:単分散ポリスチレン
較正法 :ポリスチレン換算
スチレン・共役ジエンブロック共重合体及び又はその水素添加物としては、スチレン・ブタジエンブロック共重合体及び/又はその水素添加物、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体及びその水素添加物、スチレン・イソプレンブロック共重合体及び/又はその水素添加物、スチレン・ブタジエン・イソプレンブロック共重合体及び/又はその水素添加物、スチレン・イソプレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体及びその水素添加物等が挙げられる。
スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体の水素添加物としては、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレン共重合体(SEBS)が挙げられる。
スチレン・イソプレンブロック共重合体の水素添加物としては、スチレン・エチレン・プロピレン・スチレン共重合体(SEPS)等が挙げられる。
スチレン・イソプレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体の水素添加物としてはスチレン・エチレン・エチレン・プロピレン・スチレン共重合体(SEEPS)が挙げられる。
本発明のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物は、グリップ性の観点から、ISO 7619−1で測定したデュロ硬度Aが30〜90であることが好ましい。デュロ硬度Aを30以上とすることで、キャップ開栓時に変形することなくグリップに適した柔らかさのグリップ部が得られる。デュロ硬度Aを90以下とすることで、適度な硬さのグリップ部とすることができ、キャップ開栓時に指が滑ることを抑制できる。
成分(A):密度が0.910〜0.960g/cm3である直鎖状低密度ポリエチレン
成分(B):スチレン・共役ジエンブロック共重合体の水素添加物
成分(C):炭化水素系ゴム用軟化剤
成分(A)の密度が0.910〜0.960g/cm3である直鎖状低密度ポリエチレンは、<密度が0.910〜0.960g/cm3であるポリエチレン>の項で上述した直鎖状低密度ポリエチレンを用いることができる。
成分(B)のスチレン・共役ジエンブロック共重合体の水素添加物としては、<スチレン系熱可塑性エラストマー>の項で上述したスチレン・共役ジエンブロック共重合体の水素添加物を用いることができる。
成分(C)の炭化水素系ゴム用軟化剤は、スチレン系熱可塑性エラストマー組成物を軟化させグリップ性を向上させる。
本発明の好適態様のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物において、成分(A)100質量部に対する成分(B)の含有量は100〜300質量部、特に120〜280質量部であることが好ましい。成分(B)の含有割合を上記範囲とすることで、良好なグリップ性が得られる。
また、成分(B)の含有率は、成分(B)と成分(C)の合計に対して35〜65質量%、特に40〜60質量%であることが好ましい。成分(B)の含有率を上記下限以上とすることで、熱可塑性エラストマー層から成分(C)の炭化水素系ゴム用軟化剤がブリードして成形体表面が滑りやすくなることを抑制でき、良好なグリップ性が得られる。成分(B)の含有率を上記上限以下とすることで、熱可塑性エラストマー組成物の硬度が高くなりすぎることを抑制でき、十分なグリップ性が得られる。
本発明の好適態様のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて上記成分(A)〜(C)以外の他の成分が含まれていてもよい。
本発明の好適態様のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物が成分(A),(B)以外の他の樹脂を含有する場合、成分(A)〜(C)を含有することによる効果を十分に得る上で、他の樹脂の含有量は、成分(A)〜(C)の合計100質量部に対して40質量部以下、特に30質量部以下であることが好ましい。
本発明の好適態様のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物は、上記成分(A)〜(C)、必要に応じて配合されるその他の成分を、公知の方法、例えば、ヘンシェルミキサー、Vブレンダー、タンブラーブレンダーで機械的に混合した後、公知の方法で機械的に溶融混練し、ダイから押し出すことにより、ペレット等の固形物として得られる。前記機械的溶融混練には、バンバリーミキサー、各種ニーダー、単軸又は二軸押出機等の一般的な溶融混練機を用いることができる。
本発明の成形体のポリエチレン層はポリエチレンからなる。ポリエチレン層のポリエチレンとしては公知のものを用いることができるが、乳等省令への対応の観点から低圧重合法等の公知の方法により得られる高密度ポリエチレンが好ましい。
本発明の成形体の製造方法には特に制限はないが、好ましくは、本発明のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物のペレットとポリエチレン層を構成するポリエチレンとを射出成形機等を用いて射出成形することにより得ることができる。
本発明のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物は、グリップ性に優れたグリップ部を形成することができ、基材部のポリエチレンとの融着性にも優れるため、本発明の成形体はキャップに好適に用いられる。
本発明の成形体よりなるキャップで封止する容器内の内容物は、液体、粉体、固体、ゲル状物質等問わないが、本発明のキャップは、特に乳、乳製品を内容物とする容器用のキャップとして好適である。
以下の実施例及び比較例で使用した原材料を以下に示す。
日本ポリエチレン社製 商品名ノバテックHD(登録商標)HJ451
MFR:2.3g/10分
(測定条件:190℃、荷重21.2N(JIS K6922))
密度:0.955g/cm3
成分(A):密度が0.910〜0.960g/cm3である直鎖状低密度ポリエチレン
A−1:日本ポリエチレン社製 商品名ノバテックLL(登録商標)UJ990
MFR:35g/10分
(測定条件:190℃、荷重21.2N(JIS K6922))
密度:0.937g/cm3
A−2:日本ポリエチレン社製 商品名ノバテックLL(登録商標)UJ480
MFR:30g/10分
(測定条件:190℃、荷重21.2N(JIS K6922))
密度:0.923g/cm3
A−3:日本ポリエチレン社製 商品名ノバテックLL(登録商標)UJ580
MFR:20g/10分
(測定条件:190℃、荷重21.2N(JIS K6922))
密度:0.925g/cm3
A−4:日本ポリエチレン社製 商品名ノバテックHD(登録商標)HJ451
MFR:2.3g/10分
(測定条件:190℃、荷重21.2N(JIS K6922))
密度:0.955g/cm3
A−5:日本ポリエチレン社製 商品名ノバテックLD(登録商標)LJ802
MFR:22g/10分
(測定条件:190℃、荷重21.2N(JIS K6922))
密度:0.918g/cm3
a−1:日本ポリプロ社製 商品名ノバテックPP(登録商標)MA1B
MFR:21g/10分
(測定条件:230℃、荷重21.2N(JIS K7210))
密度:0.900g/cm3
B−1:TSRC社製 商品名TAIPOL(登録商標)6151
スチレン単位含有率:32質量%
重量平均分子量(Mw):246,000
C−1:出光興産株式会社製 商品名ダイアナプロセスオイル(登録商標)PW90
<スチレン系熱可塑性エラストマー組成物からなるペレットの作成>
表−1に記載の各原材料と配合量(質量部)で混合した。
得られた混合物100質量部と、テトラキス[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン(BASFジャパン株式会社製イルガノックス(登録商標)1010)0.1質量部とを、圧縮比L/D33、シリンダ径45mmの二軸押出機に供給し、200℃で溶融混練し、ダイからストランド状に押出し後、カッティングしてスチレン系熱可塑性エラストマー組成物からなるペレットを得た。
得られたペレットをインラインスクリュウタイプ射出成形機(東芝機械社製IS130GN)に供給し、射出圧力50MPa、シリンダ温度220℃、金型温度40℃の条件で射出成形して、肉厚2mmのスチレン系熱可塑性エラストマー組成物の単層シートを得た。この単層シートについて、下記(1)の方法でデュロ硬度Aを測定した。
ポリエチレン層用のポリエチレンであるノバテックHD(登録商標)HJ451をインラインスクリュウタイプ射出成形機(東芝機械社製IS130GN)に供給し、射出圧力50MPa、シリンダ温度220℃、金型温度40℃の条件で射出成形して、肉厚2mm、縦100mm、横100mmのポリエチレンからなる基材シートを得た。得られたシートの一方の面の端辺縁部においてシートの1/3の面積部分に銀粉入りのラッカースプレー(融着阻害物質)を塗布して乾燥させた。
このシートを、融着阻害物質の塗布部が樹脂の流動末端側になるように、かつこの塗布部面側が融着面となるように、厚み3mmの金型にインサートした。この金型に、スチレン系熱可塑性エラストマー組成物を220℃にて射出成形し、ポリエチレン基材シートとスチレン系熱可塑性エラストマー組成物よりなる熱可塑性エラストマー層とが融着した2層シートを作成した。
この2層シートはポリエチレンからなる肉厚2mmの基材シートと、肉厚1mmのスチレン系熱可塑性エラストマー組成物からなる熱可塑性エラストマー層が積層一体化されてなる合計肉厚3mmの2層シートである。
ISO 7619−1に基づき、得られたスチレン系熱可塑性エラストマー組成物の単層シートの硬度(タイプAデュロメータ)を測定した。スクリューキャップのグリップ部として用いるには、デュロ硬度A30以上、90以下であることが好ましい。
射出成形で得られた2層シートを23℃、50%の環境下で48時間以上状態調整を行った。その後、2層シートのスチレン系熱可塑性エラストマー組成物よりなる熱可塑性エラストマー層に、射出成形時の樹脂の流動方向に平行に25mm幅の切込みを3本入れ、引張試験機を用いて、23℃、50%の環境下で、前記融着阻害物質の塗布部から両シートを引き剥し、90度ピール試験(テストスピード200mm/分)を行い、融着強度を測定した。融着強度は10N/25mm以上であれば実用可能であり、20N/25mm以上であることが好ましい。
前述のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物の単層シートの作成方法と同様に、ポリエチレン層用のポリエチレンであるノバテックHD(登録商標)HJ451を用いてポリエチレンの単層シートを作成し、この単層シートを用いて、上記(1)の方法でデュロ硬度Aを測定した。
上記評価結果を表−1に示す。
実施例1〜6の成形体は、デュロ硬度A、融着強度のいずれの評価結果も良好であり、キャップ用成形体として好適であることがわかる。
一方、比較例1はスチレン系熱可塑性エラストマー組成物の成分(A)として密度が0.910〜0.960g/cm3であるポリエチレンを用いなかったので融着強度が低かった。
参考例1のポリエチレンの単層シートは、デュロ硬度Aが100以上となり、滑りやすく、グリップ性が悪いと評価された。
Claims (10)
- 密度が0.910〜0.960g/cm3であるポリエチレンを含むスチレン系熱可塑性エラストマー組成物からなる熱可塑性エラストマー層と、ポリエチレン層とが融着した成形体。
- 前記スチレン系熱可塑性エラストマー組成物のデュロ硬度Aが30〜90である、請求項1に記載の成形体。
- 前記スチレン系熱可塑性エラストマー組成物が下記成分(A)〜(C)を含有する、請求項1又は2に記載の成形体。
成分(A):直鎖状低密度ポリエチレンである前記密度が0.910〜0.960g/cm3であるポリエチレン
成分(B):スチレン・共役ジエンブロック共重合体の水素添加物
成分(C):炭化水素系ゴム用軟化剤 - 前記スチレン系熱可塑性エラストマー組成物が、前記成分(A)100質量部に対し、前記成分(B)を100〜300質量部含有する、請求項3に記載の成形体。
- 前記スチレン系熱可塑性エラストマー組成物が、前記成分(A)100質量部に対し、前記成分(C)を200〜400質量部含有する、請求項3又は4に記載の成形体。
- 前記スチレン系熱可塑性エラストマー組成物中の前記成分(B)の含有率が前記成分(B)と成分(C)の合計に対して35〜65質量%である、請求項3〜5のいずれか一項に記載の成形体。
- 前記ポリエチレン層が高密度ポリエチレンよりなる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の成形体。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の成形体からなるキャップ。
- スクリューキャップである、請求項8に記載のキャップ。
- 飲料容器用キャップである、請求項8又は9に記載のキャップ。
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