JP4032623B2 - キャップライナー材 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック製ボトルの内容物の保存、保管のためにプラスチック製ボトルとの当接面に採用されているプラスチック製キャップのキャップライナー材、特に炭酸飲料のボトルに好適なキャップライナー材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック製ボトルは通常内容物を充填した後、内容物の漏洩や変質を防止するため、プラスチック製キャップでシールする。このキャップとボトルとの当接面には内容物の漏洩を防止するためにキャップライナー材が用いられる。
【０００３】
キャップライナー材としては、キャップをスクリューネジで締め付けるだけでボトルを密封することが可能となように弾性を有する材料が用いられており、従来より高圧法ポリエチレンやエチレン・酢酸ビニル共重合体等の軟質ポリオレフィンが使用されている。
【０００４】
しかし、これらの軟質ポリオレフィンは、金属製王冠のキャップライナー材としては好適ではあるが、ガス透過性が大き過ぎるため、特に炭酸飲料等のプラスチック製ボトルのキャップライナー材としては不十分であることが判明した。
【０００５】
一般にポリエチレン樹脂は、化学的特性、物理的特性、および成形加工性に優れ、しかも安価であることから、食品容器を始めとした広範囲の用途に利用されている。しかしながら、ポリエチレン樹脂それ自体では、ガスバリアー性や内容物のシール性が必ずしも十分でない。
【０００６】
キャップライナー材のガスバリアー性を向上させる方法としては、例えば特開平１１−２７８５３２号において、軟質ポリオレフィン樹脂にガスバリアー性を有する樹脂を配合することが提案されているが、この方法でも充分ではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、弾性があり、キャップネジを締めるだけでプラスチック製ボトルを密封することができ、しかもガスバリアー性および水蒸気バリアー性に優れ、匂いもないキャップライナー材を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は次のキャップライナー材である。
（１） 密度が０．９４０〜０．９７０ｇ／ｃｍ³、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８により１９０℃、２．１６ｋｇ荷重下で測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）が０．１〜５０ｇ／１０分のポリエチレン樹脂（Ａ）７０〜９０重量％、および石油樹脂（Ｂ）３０〜１０重量％を含むポリエチレン系樹脂組成物から構成されるキャップライナー材。
（２） 石油樹脂（Ｂ）が水素添加された水素化石油樹脂である上記（１）記載のキャップライナー材。
【０００９】
本発明で用いるポリエチレン樹脂（Ａ）はエチレンの単独重合体、またはエチレンと、少量、例えば１０モル％以下の炭素数３〜２０のα−オレフィンとの共重合体であり、公知のものが使用できる。エチレンと共重合する炭素数３〜２０のα−オレフィンとしては、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン、１−オクタデセン、１−エイコセンなどがあげられる。これらは１種単独で使用することもできるし、２種以上を組み合せて使用することもできる。エチレンと共重合するα−オレフィンとしては炭素数が３〜６のα−オレフィンが好ましい。
【００１０】
本発明で用いるポリエチレン樹脂（Ａ）は、密度が０．９４０〜０．９７０ｇ／ｃｍ³ 、好ましくは０．９４５〜９６５ｇ／ｃｍ³、さらに好ましくは０．９５０〜０．９６０ｇ／ｃｍ³であり、かつＡＳＴＭ Ｄ １２３８により１９０℃、２．１６ｋｇ荷重下で測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）が０．１〜５０ｇ／１０分、好ましくは０．５〜３０ｇ／１０分、さらに好ましくは１〜１５ｇ／１０分のポリエチレン樹脂である。密度およびＭＦＲが上記範囲にあるので、コンプレッション成形性に優れるとともに、二次加工等の生産ライン性に優れたキャップライナー材を得ることができる。
ポリエチレン樹脂（Ａ）は１種単独で使用することもできるし、２種以上を組み合せて使用することもできる。
【００１１】
本発明で用いられる石油樹脂（Ｂ）としては、不飽和石油留分を触媒の存在下または非存在下に重合して得られる公知の石油樹脂が使用でき、例えばイソプレン、ピペリレン、２−メチル−１−ブテン、２−メチル−２−ブテン等のＣ₅炭化水素を主原料とするＣ₅系石油樹脂；スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、インデン等のＣ₉炭化水素を主原料とするＣ₉系石油樹脂；シクロペンタジエン等の脂環式不飽和炭化水素を主原料とするシクロペンタジエン系石油樹脂；高級オレフィン系炭化水素を主原料とする石油樹脂；上記Ｃ₅炭化水素およびＣ₉炭化水素の混合物を主原料とする石油樹脂などがあげられる。
【００１２】
石油樹脂（Ｂ）としては、水酸基、カルボキシル基、ハロゲン基、スルホン基およびそれらの誘導体などの極性基を実質的に含まない石油樹脂が好ましい。重合原料中に上記極性基を有する化合物が含まれている場合は、蒸留または精留により極性基を有する化合物が実質的に含まれていない重合原料を得るのが好ましい。石油樹脂（Ｂ）として極性基を実質的に含まない石油樹脂を使用した場合、匂いが少なく、かつ色相が良好なキャップライナー材が得られる。
【００１３】
また石油樹脂（Ｂ）としてはガラス転移点温度（以下、Ｔｇと略称する場合がある）が６０℃以上であるものが望ましい。Ｔｇが６０℃以上である場合、水蒸気バリアー性に優れたキャップライナー材を得ることができる。
【００１４】
また石油樹脂（Ｂ）としては水素添加された水素化石油樹脂が好ましく、特に水素添加率が９０％以上、好ましくは９９％以上の水素化石油樹脂が望ましい。代表的な水素化石油樹脂としては、例えばＴｇ７０℃以上で水添率９９％以上のポリジシクロペンタジエン等の高Ｔｇ完全水添脂環族石油樹脂などをあげることができる。
【００１５】
また石油樹脂（Ｂ）、好ましくは水素化石油樹脂（Ｂ）の重量平均分子量は、好ましくは８００〜２０００、さらに好ましくは１０００〜１６００の範囲にあるものである。なお、重量平均分子量はＧＰＣ分析により測定したものである。
【００１６】
石油樹脂（Ｂ）としては市販品を使用することもできる。例えば、アルコンＰ−８０、同１００、同１２０（いずれも荒川化学（株）製、商標）、ペトロジン８０、同１００、同１２０（いずれも三井化学（株）製、商標）、ハイレッツ（三井化学（株）製、商標）、エスコレッツ（エッソ社製、商標）、クイントン（日本ゼオン（株）製、商標）などがあげられる。
石油樹脂（Ｂ）は１種単独で使用することもできるし、２種以上を組み合せて使用することもできる。
【００１７】
本発明のキャップライナー材は、前記ポリエチレン樹脂（Ａ）および石油樹脂（Ｂ）を含むポリエチレン系樹脂組成物を原料とするキャップライナー材である。
ポリエチレン樹脂（Ａ）および石油樹脂（Ｂ）の含有量は、ポリエチレン樹脂（Ａ）７０〜９０重量％、好ましくは７５〜８５重量％、および石油樹脂（Ｂ）３０〜１０重量％、好ましくは２５〜１５重量％である。ポリエチレン樹脂（Ａ）および石油樹脂（Ｂ）の含有量が上記範囲にあるので、弾性があり、キャップネジを締めるだけでプラスチック製ボトルを密封することができ、しかもガスバリアー性および水蒸気バリアー性に優れたキャップライナー材を得ることができる。
【００１８】
ポリエチレン系樹脂組成物には、必要に応じて酸化防止剤、中和剤、滑剤、スリップ剤、発泡剤、発泡助剤、耐熱安定剤、帯電防止剤、滑剤、顔料、天然油、合成油、ワックス、無機充填剤などの添加剤が本発明の目的を損なわない範囲で含まれていてもよい。前記無機充填剤の代表例としては、たとえば重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、タルク、ガラス繊維、炭酸マグネシウム、マイカ、カオリン、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、チタンホワイト、ホワイトカーボン、カーボンブラック、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどがあげられ、これらは単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。無機充填剤の配合量は、ポリエチレン系樹脂組成物１００重量部に対して１０重量部以下であるのが好ましい。
【００１９】
本発明のキャップライナー材を製造する方法としては、まず前記ポリエチレン系樹脂組成物からシートを製造する。シートを製造する方法としては、例えばポリエチレン樹脂組成物を押出機で溶融し、先端部部に設けたＴダイスから溶融されたシートを成形するキャスト押出法など、公知の方法を採用することができる。
【００２０】
上記方法で製造されたシートをそのまま本発明のキャップライナー材として用いることもできるが、シートがＴｇ以上、好ましくは軟化点以上の温度にある状態で上下の金型を用いて圧縮成形もしくは、しごき成形することにより、キャップに嵌入可能な形状に成形されたものが好ましい。
【００２１】
本発明のキャップライナー材を製造する別の方法としては、溶融したポリエチレン系樹脂組成物を上下の金型間にセットしたキャップに射出、あるいは注型し、それを上下の金型を用いて圧縮成形もしくは、しごき成形する方法により付型と同時にキャップに嵌合する方法を採用することもできる。
【００２２】
キャップライナー材の厚さは、５０μｍ〜３ｍｍ、好ましくは２００μｍ〜１ｍｍの範囲にあることが望ましい。
【００２３】
本発明のキャップライナー材は、プラスチック製ボトルの内容物の保存、保管のためにプラスチック製ボトルとの当接面に採用されるプラスチック製キャップのキャップライナー材として用いられる。
【００２４】
本発明のキャップライナー材は弾性があり、キャップネジを締めるだけでプラスチック製ボトルを密封することができ、しかもガスバリアー性および水蒸気バリアー性に優れ、かつ匂いがないかほとんどないので、飲料用ＰＥＴボトルキャップのライナー材に好適に使用でき、特に炭酸飲料のボトルキャップのライナー材として好適に使用できる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のキャップライナー材は、特定のポリエチレン樹脂（Ａ）と石油樹脂（Ｂ）とを特定量含有するポリエチレン系樹脂組成物から構成されているので、弾性があり、キャップネジを締めるだけでプラスチック製ボトルを密封することができ、しかもガスバリアー性および水蒸気バリアー性に優れ、匂いもない。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に実施例を通して本発明を説明するが、本発明はそれら実施例によって何ら限定されるものではない。
【００２７】
実施例で使用した原料は以下の通りである。
・ポリエチレン樹脂（Ａ）：
密度：０．９６０ｇ／ｃｍ³
ＭＦＲ（１９０℃）；５ｇ／１０分
・石油樹脂（Ｂ）：
アルコンＰ−１２０、荒川化学（株）製、商標、軟化点＝１２０℃
・ポリプロピレン樹脂：
プロピレン・エチレンランダム共重合体、ＭＦＲ（２３０℃）＝７ｇ／１０分、エチレン含有率＝２．７重量％
【００２８】
実施例１
（ポリエチレン系樹脂組成物の製造）
ヘンシェルミキサー中に前記ポリエチレン樹脂（Ａ）８５重量部、水素化石油樹脂（Ｂ）１５重量部、ならびに添加剤としてリン系酸化防止剤［トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）フォスファイト］０．１重量部、中和剤（ステアリン酸カルシウム）０．１重量部および滑剤（エルカ酸アミド）０．２重量部を添加し、攪拌混合した。その混合物を二軸押出機（４０ｍｍφ）を用いて樹脂温度２００℃で溶融混練し、その混練物を押し出してポリエチレン系樹脂組成物のペレットを得た。
【００２９】
（シートの製造）
上記で得たポリエチレン系樹脂組成物を押出機で１８０℃で溶融し、Ｔダイシート成形装置で押し出し、ポリエチレン系樹脂組成物層が１ｍｍのシートを成形した。
【００３０】
（キャップライナーの製造）
次いで、上記シートから直径８ｍｍの円形シートを打ち抜いて金型内で加熱し、圧縮成形（ＣＣＭ成形）により２００℃、金型温度３０℃にてキャップの内側にライナー加工した。
上記方法で得たキャップライナー材を用いて性能を評価した。結果を表１に示す。
【００３１】
比較例１
実施例１において、石油樹脂（Ｂ）を使用せず、ポリエチレン樹脂（Ａ）１００重量部を使用した以外は実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００３２】
比較例２
比較例１において、ポリエチレン樹脂（Ａ）の代わりに前記ポリプロピレン樹脂（ＭＦＲ＝７ｇ／１０分、エチレン含有率＝２．７重量％）１００重量部を使用した以外は比較例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】

【００３４】
表１の注
＊１ ガス透過量：ポリエチレン系樹脂組成物から厚さ７００μｍの延伸フィルムを成形し、このフィルムを用いて４０℃、９０ＲＨの条件で、ＭＯＣＯＮ社製酸素透過率テイスターによりガス透過量を測定した。
＊２ ロックウェル硬度：ＡＳＴＭ Ｄ ７８５に準ずる
＊３ ボトルとの密着性：
ボトル内部に水を入れ、キャップライナー材を有するキャップで栓をした後、逆さの状態でキャップを徐々に緩め、水が漏れ始めるまでのキャップの回転角度を求めた。
◎；回転角度が３００°以上
○；回転角度が２００°以上３００°未満
△；回転角度が１００°以上２００°未満
×；回転角度が１００°未満

Claims (2)

1. 密度が０．９４０〜０．９７０ｇ／ｃｍ³、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８により１９０℃、２．１６ｋｇ荷重下で測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）が０．１〜５０ｇ／１０分のポリエチレン樹脂（Ａ）７０〜９０重量％、および石油樹脂（Ｂ）３０〜１０重量％を含むポリエチレン系樹脂組成物から構成されるキャップライナー材。
2. 石油樹脂（Ｂ）が水素添加された水素化石油樹脂である請求項１記載のキャップライナー材。