JP3606888B2 - キャップライナー用組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は合成樹脂製キャップのパッキング材として好適なキャップライナー用組成物に関し、特に、耐熱性に優れるとともに、ライナー材からのワックス流出によるワックスフロート現象の発生を防止し得るキャップライナー材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の環境対応の一つとして、プラスチックボトルのリサイクル用にアルミ製キャップに代えて合成樹脂製キャップの使用が推められている。このような合成樹脂製キャップの使用用途の一つとして、ミネラルウォーター製品などの容器キャップへの適用がある。これらの製品は異味異臭を極端に嫌うため、変質することなく衛生的な合成樹脂製キャップは特に好ましい。
【０００３】
従来、合成樹脂製キャップのライナー材としては、例えば特開平２−５７５６９号公報に記載されたライナー材が知られている。このライナー材は、水素添加スチレン−ブタジエンブロック共重合体が１０〜６０重量％、流動パラフィンが２０〜８０重量％、ポリプロピレンが５〜６０重量％の３成分よりなる組成物であって、同公報明細書の実施例において耐熱性の効果が認められたものの組成は、同公報の実施例中に、水素添加スチレン−ブタジエンブロック共重合体が２０〜５５重量％、流動パラフィンが３５〜６５重量％、ポリプロピレンが５〜４５重量％の組成が開示されている。
この種の合成樹脂製キャップ用のライナー材として、キャップ本体と同じポリプロピレンの含有は、密着性を持たせるために不可決であり、それに伴い、ライナーの弾力性を持たせるため、水素添加スチレン／ブタジエンブロック共重合体及び流動パラフィンが必要となる。また水素添加スチレン／ブタジエンブロック共重合体の加工性を改良するためにも流動パラフィンの添加が不可欠になっている。
【０００４】
しかしながら、上記従来のキャップライナー材にあっては、容器に液体を充填してキャップを巻締め、密封して製品化した後、それを４０℃程度の環境下で放置しておくと、ライナー材から流動パラフィンと見られる油状物質が分離し、内容液の表面に液滴状に浮いたり、油膜を形成してしまう（以下、ワックスフロートという）場合があった。
また従来のライナー材は、夏場の高温環境を想定した６０℃保存試験での開栓トルク値が低過ぎるという現象があり、容器の密封性に不安があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、耐熱性に優れるとともに、ライナー材からのワックス流出によるワックスフロート現象の発生を防止し得るキャップライナー材の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記問題点の解決のため鋭意検討した結果、従来のライナー材組成物中の流動パラフィンの割合を（著しく）減少し、新たにポリエチレンを添加することにより、従来品の欠点であるワックスフロート現象を防止し、高温保存での開栓トルク値が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、
（ａ）水素添加スチレン／ブタジエンブロック共重合体１０〜６０重量％
（ｂ）流動パラフィン５〜３５重量％
（ｃ）ポリプロピレン５〜５０重量％
（ｄ）ポリエチレン５〜４５重量％
を含むキャップライナー用組成物であり、
該キャップライナー用組成物からなるライナーを装着したキャップを巻締めた後の液入り容器を４０℃の恒温槽に４８時間保存し、その後室温に戻し、液面のワックスフロートの有無を目視により確認する試験において、ワックスフロートを発生しないことを特徴とするキャップライナー用組成物に関する。
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００７】
本発明のキャップライナー用組成物の（ａ）成分として用いられる水素添加スチレン／ブタジエンブロック共重合体とは、ポリスチレン／ポリブタジエン／ポリスチレンの構造を有するブロック共重合体の水素添加物であり、例えば特公昭４３−６６３６号公報等に記載されているように、ブロック共重合体をラネーニッケル等の触媒の存在下に水素添加させることにより製造される。この水素添加により、ポリブタジエンブロック中のオレフィン型二重結合の少なくとも５０％以上、好ましくは９０％以上が水素添加される。水素添加ブロック共重合体中のポリスチレンブロックの量は、８〜５５重量％、好ましくは１０〜４０重量％である。メルトインデックス（２００℃、荷重５ｋｇ）は特にその範囲を限定するものではないが、高温時の弾性や柔軟性の点から１ｇ／１０分以下が好ましい。これら水素添加スチレン／ブタジエンブロック共重合体は、例えばクレイトン（Ｋｒａｔｏｎ）Ｇ（商標名、シェルジャパン（株）製）として製造、販売されている。
【０００８】
本発明のキャップライナー用組成物の（ｂ）成分として用いられる流動パラフィンとは、ホワイトオイルとも呼ばれ、石油の潤滑油留分に含まれる芳香族炭化水素やイオウ化合物等の不純物を除去、精製した飽和炭化水素から成るものである。その粘度は特に限定するものではないが、３７．８℃で３０〜４００センチストークスを有するものが耐熱性の点から好ましい。
【０００９】
本発明のキャップライナー用組成物の（ｃ）成分として用いられるポリプロピレンとは、プロピレンの単独重合体あるいはプロピレンと少量の他の１種以上のα−オレフィンとの共重合体で、そのメルトフローレート（以下、「ＭＦＲ」と略すことがある。ＪＩＳ Ｋ６７５８，２３０℃，２．１６ｋｇｆ）が１ｇ／１０分以上、好ましくは５ｇ／１０分以上のものである。ＭＦＲが範囲外では加工性に劣る。共重合コモノマーであるα−オレフィンとしては、エチレン、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテンなどの例を挙げることができる。プロピレン共重合体を具体的に示すと、０．１〜６モル％のエチレンを含有するプロピレン・エチレン共重合体、０．１〜６モル％の１−ブテンを含有するプロピレン・１−ブテン共重合体、０．１〜６モル％のエチレンと０．１〜６モル％の１−ブテンを含有するプロピレン・エチレン・１−ブテン共重合体等が挙げられる。
【００１０】
本発明のキャップライナー用組成物の（ｄ）成分として用いられるポリエチレンとは、密度（ＪＩＳ Ｋ６７６０）が０．８５０〜０．９４０ｇ／ｃｍ^３、差動走査熱量測定で示される最大ピーク温度（Ｔｍ）が１００℃以上のエチレンの単独重合体および／またはエチレンとα−オレフィンとの共重合体である。α−オレフィンとは、一般式Ｒ−ＣＨ＝ＣＨ_２（式中Ｒは炭素数２〜１４のアルキル基を示す。）で表されるもので、具体的に例示すれば、１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン、１−デセン、１−ノネン、４−メチル−１−ヘキセン等が挙げられる。密度が０．８５０ｇ／ｃｍ^３未満では、工業的な製造が困難になり組成物ペレットにブロッキングが発生し好ましくない。密度が０．９４０ｇ／ｃｍ^３を超えると組成物が硬くなって柔軟性や弾性が不足しライナーの密封性が悪くなる。差動走査熱量測定で示される最大ピーク温度（Ｔｍ）が１００℃未満では耐熱性が低下するので好ましくない。差動走査熱量測定装置によるＴｍの測定方法は次の通りである。
【００１１】
〔差動走査熱量測定装置によるＴｍの測定方法〕
熱プレス成形した厚みが約１００μｍのフィルムから約５ｍｇの試料を秤量し、８０℃から８０℃／分の昇温速度で２３０℃まで昇温し５分間保持する。１０℃／分の速度で−１０℃まで降温する。−１０℃で５分間保持し、次に再び１０℃／分の速度で２３０℃まで昇温し、昇温中に現れたピークのうち最大のピークの頂点の位置の温度をＴｍとする。
〔ワックスフロートの有無の確認〕
得られたキャップライナー用組成物からなるライナーを装着したキャップを巻締めた後の液入り容器を横倒しにして４０℃の恒温槽に４８時間保存し、その後室温に戻し、液面のワックスフロートの有無を目視により確認する。
【００１２】
これら（ａ）〜（ｄ）の各成分を含む組成物において、水素添加スチレン／ブタジエンブロック共重合体の組成比が１０重量％より少ないと、組成物の弾性が不十分となり、ライナーの密封性が悪くなる。またこれの組成比が６０重量％より多いと、組成物の溶融流動性が高すぎてライナー加工性が悪くなり好ましくない。
また流動パラフィンの組成比が５重量％よりも少ないと、組成物の柔軟性と弾性が不十分であり、加工性も悪くなる。３５重量％より多いとワックスフロートの発生を招き、好ましくない。
またポリプロピレンの組成比が５重量％より少ないと、一般に使用されているポリプロピレン製の樹脂キャップへの組成物の密着性が悪化し、その結果キャップとライナーとの密着性が不十分となり、５０重量％よりも多いと、組成物が硬くなって柔軟性や弾性が不十分となり、ライナーの密封性が悪くなる。
またポリエチレンの組成比が５重量％より少ないと、水素添加スチレン−ブタジエン共重合体とポリプロピレンの組成比が高まって硬くなり、弾性や柔軟性が乏しくなって好ましくなく、それを改善するために流動パラフィンを増やすとワックスフロート発生の原因となる。一方、ポリエチレンの組成比が４５重量％より多いと、ライナーの耐熱性が悪くなるので好ましくない。
【００１３】
本発明の樹脂組成物の調整は、（ａ）〜（ｄ）の固体状成分を種々公知の方法、たとえばヘンシェルミキサー、Ｖブレンダー、タンブラブレンダーなどで機械的に混合する方法、あるいは混合後、一軸押出し機、二軸押出し機、バンバリーミキサー、ニーダ等を用いて溶融混練後、造粒あるいは粉砕する方法などで得ることができる。このうち生産性の点から一軸押出し機または二軸押出し機を用いて溶融混練する方法が一般的である。
【００１４】
本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない程度の範囲内で、必要に応じ酸化防止剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤、滑剤、光安定剤、紫外線吸収剤、着色剤、充填剤、造核剤、透明化剤、有機過酸化物、触媒中和剤等の一般に熱可塑性プラスチックに用いられる添加剤を使用してもよい。例えば、殺菌時の熱劣化防止のためフェノール系、燐系等の酸化防止剤を、ライナーを着色するために二酸化チタン、フタロシアニンブルー等の着色剤を、開栓トルクを易開封性のレベルに調整するために高級脂肪酸、ワックス、シリコンオイル、高級脂肪酸アミド等の滑剤を添加することができる。
【００１５】
本発明の樹脂組成物は、公知のライナー形成方法を用いて合成樹脂製のキャップシェル内に密着成形される。ライナー形成法としては、例えば、樹脂組成物を０．５〜１．０ｍｍ厚みのシートに成形後、キャップの形状に合った径に打ち抜きキャップ内に挿入、接着する方法、押出し機にて押出された一定量の溶融樹脂をキャップの内側へ落とし、冷却下に型押ししライナー形状にするインシェルモールド法等が挙げられる。合成樹脂製キャップとしては、例えば、ポリプロピレン製キャップ、高密度ポリエチレン製キャップ等が挙げられるが、このうち、本発明の樹脂組成物との密着性に優れることからポリプロピレン製キャップが好適に用いられる。
【００１６】
【実施例】
・ポリプロピレン（東ソー株式会社製Ｊ５３５０Ａ；ＰＰと略記する）、
・低密度ポリエチレン（東ソー株式会社製２４８；ＬＤＰＥと略記する）、
・水素添加スチレン／ブタジエンブロック共重合体（シェルジャパン株式会社製Ｇ１６５０；ＳＥＢＳと略記する）、
・流動パラフィン（出光興産株式会社製ＰＷ−９０；流動パラと略記する）、
及びその他の添加剤（滑剤や顔料など）を表１に示す割合で配合した。
【００１７】
次いでこれら組成物を、公称２８ｍｍφのポリプロピレン製キャップシェル内でインシェルモールド法により成形し、ライナーを形成して各種試験キャップを作製した。
容量１．５リットルのＰＥＴボトルにミラネルウォーターを８５℃にて充填し、アルコア社製キャッピングマシンのマグナトルクヘッドを用い、作製した各種試験キャップを締めトルク１１．０ｋｇ・ｃｍにて巻き締め、密封したサンプルを用い、以下の試験を行った。
【００１８】
１．ワックスフロートの有無の確認
キャップ巻締め後のサンプルを横倒しにして４０℃の恒温槽に４８時間保存し、その後室温に戻し、液面のワックスフロートの有無を目視で確認する。
２．開栓性能試験
キャップ巻締め後のサンプルを、６０℃恒温槽中及び５℃冷蔵庫中に１週間保存し、その後に開栓トルク値を測定し、測定トルク値を次の基準で評価する。
○……全数適性トルク値（１０〜２０ｋｇ／ｃｍ）を示したもの、
△……中間トルク値（５〜１０ｋｇ／ｃｍ又は２０〜２５ｋｇ／ｃｍ）を示したものが１個以上存在したもの、
×……不適性トルク値（５ｋｇ／ｃｍ未満又は２５ｋｇ／ｃｍ以上）を示したものが１個以上存在したもの。
３．加工性
各組成物をキャップシェル内にインシェルモールド法によりライナーに成形加工し、得られたキャップのライナーを目視検査して、次の基準により評価した。
○……ライナーの成形不良が無いもの
×……ライナーの成形不良が１％以上あったもの
【００１９】
【表１】

【００２０】
表１の結果より、本発明に係るサンプル２〜６の各組成物は、開栓性や加工性などのライナー特性を良好に保ちつつ、ワックスフロートを完全に防止することが可能である。特にサンプル３，４及び５の各組成物は開栓性や加工性に優れ、ワックスフロートを完全に防止することができるので、合成樹脂キャップのライナー材として好適であることが認められた。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の樹脂組成物はワックスフロート現象を防止し、高温保存下で良好な開栓トルク値を有し、合成樹脂製キャップのライナー材として好適に利用される。

Claims (1)

1. 次の成分、
   （ａ）水素添加スチレン／ブタジエンブロック共重合体１０〜６０重量％
   （ｂ）流動パラフィン５〜３５重量％
   （ｃ）ポリプロピレン５〜５０重量％
   （ｄ）ポリエチレン５〜４５重量％
   を含むキャップライナー用組成物であり、
   該キャップライナー用組成物からなるライナーを装着したキャップを巻締めた後の液入り容器を４０℃の恒温槽に４８時間保存し、その後室温に戻し、液面のワックスフロートの有無を目視により確認する試験において、ワックスフロートを発生しないことを特徴とするキャップライナー用組成物。