JPH0588894B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、成形プラスチツク物品、さらに特別
には、ガラスまたはプラスチツク容器用のプラス
チツククロージヤーに関する。本発明の一態様
は、一体成形、発泡ポリマー封止層から成る容器
クロージヤーに関する。本発明の他の態様は、そ
の場所で発泡させた単一発泡層を有するポリマー
クロージヤーに関する。本発明のさらに別の態様
は、主題のクロージヤー製造用として有用な組成
物に関する。

本発明の背景 プラスチツク容器クロージヤーおよびさらに特
別にはねじ山付きネツクを有する炭酸飲料用のプ
ラスチツククロージヤーは、例えば、U.S.P.4，
310，101；４，326，639；４，394，918；４，
461，391；および４，476，987に以前に開示され
ているように周知である。かようなクロージヤー
は、典型的には、炭酸飽和の損失を減少させるた
めにビンのリツプに接触させる封止用デイスクお
よびまたは成形フランジを使用している。単独使
用の場合には、一体成形プラスチツクフランジで
は所望の封止特性が得られない。封止用デイスク
炭酸飽和の損失を減少させるためには相当有効で
あるが、これらは通常別個に製造され、次いで、
成形ビンキヤツプに挿入されるため満足なクロー
ジヤーを製造するために時間および費用が増加す
る。従つて、満足な封止特性を有する単一成形プ
ラスチツクビンキヤツプが要望され、そして、か
ようなクロージヤーはU.S.P.4，744，478に開示
されている。

ポリマー物品の成形に使用するのに適した組成
物を配合する場合には、多数の異種の因子を考慮
しなければならない。かような因子には、例え
ば、製品の形状、目的とする用途、使用環境、製
品が人間が消費する目的の食品または飲料に接触
するか否か、加工配慮、性能規格、再使用適性な
どが含まれる。

PET炭酸飲料のような容器用の成形プラスチ
ツククロージヤー用として公知の、かつ、他に使
用された組成物は、原出願において教示されてい
るように一体成形、発泡封止層を有するクロージ
ヤーの製造には役立たない。従つて、特にかよう
なクロージヤーの成形用に適している新規の、成
形性、発泡性、熱可塑性組成物が要望される。

本発明の要約 本発明によつて、U.S.P.4，744，478に教示さ
れているような一体成形、発泡封止層を有する成
形プラスチツク物品用として特に好適な組成物が
提供される。

本発明の一態様によつて、以前に必要とされた
封止手段を要することなくガラスまたはプラスチ
ツクビンのいずれかのねじ山付首に封止用かみ合
いを付与するのに適した成形プラスチツクビンキ
ヤツプとして有用な組成物を本発明書に開示す
る。

本発明の好ましい態様によつて、ポリプロピレ
ンおよびゴムのコポリマー、炭酸水素ナトリウム
およびクエン酸も含む約1.25〜約6pphr（樹脂100
部当りの部）の発泡濃厚物、約0.15〜約1pphrの
炭酸カルシウム、約0.03〜約0.15pphrの非晶質二
酸化珪素、約0.1〜約0.4pphrの、合成ワツクスお
よび蒸留モノグリセライドから成る群から選ばれ
る潤滑剤、約0.1〜約0.4pphrの、Ｎ，N′−ジオレ
オイルエチレンジアミンおよびカルシウムステア
ロイル−２−ラクチレートから成る群から選ばれ
る潤滑剤、約0.15〜約0.3pphrの不飽和脂肪モノ
アミドおよび約0.5〜約2pphrの二酸化チタン濃厚
物から成る組成物から成形された容器クロージヤ
ーが提供される。

本発明の特に好ましい態様によって、ポリプロピ
レンとゴムとのコポリマー、炭酸水素ナトリウム
およびクエン酸も含む約3pphr（樹脂100部当りの
部）の発泡濃厚物、約0.2pphrの炭酸カルシウム、
約0.1pphrの非晶質二酸化珪素、約0.2pphrの、合
成ワツクスおよび蒸留モノグリセライドから成る
群から選ばれる潤滑剤、約0.2pphrの、Ｎ，N′−
ジオレオイルエチレンジアミンおよびカルシウム
ステアロイル−２−ラクチレートから成る群から
選ばれる潤滑剤、約0.25pphrの不飽和脂肪モノア
ミドおよび約1pphrの二酸化チタンの濃厚物から
成る組成物から成形された容器クロージヤーが提
供される。

好ましい態様の詳細な説明 第１図を参照すると、ビンキヤツプ１０は本発
明によつて製造されたクロージヤーの実例であ
り、かつ、これはビンの首１２にねじでは嵌め込
まれたものが描写されている。説明を容易にする
ため、ビンの残余部分を除去してある。同様に、
第１図の左半分で、ビンキヤツプおよびビンの首
１２の一部分を切り取り、部分断面図を示してあ
る。本発明によつて製造されたビンのキヤツプは
ガラスまたはプラスチツク製のいずれのビンでも
成功裡に使用されている。

ビンのキヤツプ１０は、好ましくは環状末端壁
１４および円周に伸びる側壁１６から成る。末端
壁１４は好ましくはさらに同じポリマーの比較的
密度の高い層１４ａおよび１４ｃの間に挟まれた
発泡ポリマー層１４ｂから成る。層１４ａは末端
壁１４の主構造層であり、かつ、望ましくは側壁
１６と共に成形され、炭酸飲料を密封する場合に
遭遇する圧力の圧力特性に耐えうる強力、連続的
クロージヤーである。

好ましい態様によれば、約20インチ−ポンドの
トルクでPETビンのような容器にねじ込んだと
き、約2.8ｇの重量で、本発明の組成物で製造さ
れた公称28mmビンキヤツプ１０は、100psiの圧力
で１分間処したとき漏れないことが望ましく、か
つ、短時間150psiの高い圧力で処したとき噴出し
ないことが望ましい。

側壁１６の内側表面は好ましくは、ビンの首１
２のねじ山２０とかみ合う成形ねじ山１８を含
む。複数の周周に配置されたリブ２２は所望によ
り側壁１６の外側表面に用意され、消費者がビン
のキヤツプを把み易くしてあるが、当業者が本明
細書を読めばローレツト切りまたは他の表面構造
は、この目的のための成形の間に側壁１６の外側
表面に同様に付与することができることが理解で
きるであろう。

ダンパーリング（tampering）を確実にするた
めに、ビンの首１２の肩２６にねじ込まれている
ピルフアーリング（pilfer ring）２４をさらに含
むことがさらに好ましい。ピルフアーリング２４
は、ビンキヤツプ１０の末端壁１４および側壁１
６と共に成形し、かつ、複数の比較的狭い、周辺
に配置された熱可塑性ブリツジ２８によつて側壁
１６の下部に接続している。ブリツジ２８はビン
の首１２からビンのキヤツプをはずすために側壁
１６を回転したとき張力をなくすのに適してい
る。ピルフアーリング２４の形状は本発明の使用
には重要でないと考えられており、かつ、多数の
ピルフアーリング構造が現在使用されており、お
よび（または）従来技術に記載されている。

再び末端壁１４について説明すると、発泡ポリ
マー層１４ｂは側壁１６の厚さに匹敵する厚さを
有する無発泡層１４ａと無発泡ポリマーの比較的
うすい皮から成る層１４ｃとの間に置かれるのが
望ましい。本発明の一態様によれば、無発泡ポリ
マー層１４ａの厚さは無発泡ポリマー層１４ｃの
厚さの約２倍であり、発泡ポリマー層１４ｂの厚
さは無発泡ポリマー層１４ａの約２倍である。末
端壁１４の全厚さはポリプロピレンから製造され
た炭酸飲料ビンクロージヤー用としては好ましく
は約0.6cmまでの範囲であり、そして、約0.125イ
ンチ（0.32cm）の厚さが最も好ましい。しかし、
末端壁１４の厚さおよびその構成層１４ａ，１４
ｂ，１４ｃの厚さは、使用されるポリマー樹脂、
容器の寸法並びに構造および使用の間クロージヤ
ーが耐えねばならない圧力によつて変化する。層
１４ａ，１４ｂ，１４ｃおよびこれらが主題のク
ロージヤー中において協力する方法について各層
が製造される方法を関連させてさらに説明する。

ビンキヤツプ１０は好ましくは主要部分の成形
用熱可塑性樹脂から成り、最も好ましくは主要部
分のポリプロピレンの耐衝等級コポリマーから成
る。耐衝撃等級プラスチツクは、典型的には、比
較的良好な耐衝性を有する生成物を得るためにプ
ラスチツクと共重合性のEPDMまたはSBRゴム
のようなゴムの主要量を含む。

本発明の好ましい一態様によつて、ポリプロピ
レンとゴムとのコポリマー、炭酸水素ナトリウム
およびクエン酸も含む約1.25〜約6pphr（樹脂100
部当りの部）の発泡濃厚物、約0.15〜約1pphrの
炭酸カルシウム、約0.03〜0.15pphrの非晶質二酸
化珪素、約0.1〜約0.4pphrの、合成ワツクスおよ
び蒸留モノグリセライドから成る群から選ばれる
潤滑剤、約0.1〜約0.4pphrの、Ｎ，N′−ジオレオ
イルエチレンジアミンおよびカルシウムステアロ
イル−２−ラクチレートから成る群から選ばれる
潤滑剤、約0.15〜約0.3pphrの不飽和脂肪モノア
ミドおよび約0.5〜約2pphrの二酸化チタン濃厚物
から成る組成物から成形された容器クロージヤー
が提供される。

本発明の組成物における使用が特に好ましいポ
リマー樹脂はShell Chemicalsから市販されてい
るShell Propylene Copolymer 7912SおよびEL
Paso Products Companyから市販されている
EL Paso 57S20Vポリプロピレンである。両樹
脂は約20〜約22の範囲内のメルトフローを有し、
かつ、耐衝撃性改良のためゴムの添加により改質
されている。EL Paso 57S20Vを使用するとき
は約0.1〜0.25pphrの安息香酸ナトリウムを添加
してポリマー結晶成核剤として約立てることが好
ましい。Shell 7912Sを使用するときは安息香酸
ナトリウムの添加は必要としない。

本発明の組成物は、好ましくは約1.25〜約
6pphr、最も好ましくは約3pphrの、炭酸水素ナ
トリウムおよびクエン酸を含む発泡濃厚物をさら
に含む。本発明の組成物に使用するのに好ましい
発泡濃厚物は、Enron Chemical Companyのデ
イビジヨンであるNortechによつて販売されてい
る XMF 1570Hである。XMF 1570Hは低密度
ポリエチレンベース樹脂中に50％の炭酸水素ナト
リウム／クエン酸を含む。

本発明の組成物は、好ましくは約0.15〜約
1pphr、最も好ましくは約0.2pphrの炭酸カルシウ
ムをさらに含む。本発明の組成物に使用が好まし
い炭酸カルシウムは、Omya Inc.によつて販売さ
れているOmyacarb UFである。

本発明の組成物は、好ましくは約0.03〜約
0.15pphr、最も好ましくは約0.1pphrの非晶質二
酸化珪素をさらに含む。本発明の組成物に使用が
好ましいシリカは、Cabot Corprotionによつて
販売されているCab−Ｏ−Sil Ｍ−５である。

本発明の組成物は、好ましくは約0.1〜約
0.4pphrの、合成ワツクスおよび蒸留モノグリセ
ライドから成る群から選ばれる潤滑剤をさらに含
む。本発明の組成物に使用が好ましい合成ワツク
スは、Glyco Inc.によつて販売されている
Acrawax Ｃ（粒状化した）である。本発明の特
に好ましい態様によれば、主題組成物の製造に約
0.2pphrのAcrawax Ｃが使用される。本発明の
組成物に使用するために蒸留モノグリセライドが
選ばれたときは、Patco Designed Chemicalsに
よつて販売されているPATIONC 901が好まし
い。本発明の特に好ましい態様によれば、約
0.1pphrのPATIONIC 901が主題組成物の製造に
使用される。

本発明の組成物は、好ましくは約0.1〜約
0.4pphrの、Ｎ，N′−ジオレオイルエチレンジア
ミンおよびカルシウムステアロイル−２−ラクチ
レートから成る群から選ばれる潤滑剤をさらに含
む。本発明の組成物に使用するのに好ましいＮ，
N′−ジオレオイルエチレンジアミンは、Glyco
Inc.によつて販売されているGlycolube VL（粒状
化）である。本発明の特に好ましい一態様によれ
ば、主題組成物の製造に約0.2pphrのGlycolube
VLが使用されている。本発明の組成物に、カル
シウムステアロイル−２−ラクチレートの使用を
選んだときは、Patco Designed Chemicalsによ
つて市販されているPATIONIC930が好ましい。
本発明の特に好ましい一態様によれば、主題組成
物の製造に約0.1pphrのPATIONIC930が使用さ
れている。

本発明の組成物には、好ましくは約0.15〜約
0.3pphr、最も好ましくは約0.25pphrの不飽和脂
肪モノアミドが更に含まれる。本発明の組成物に
使用が好適な不飽和脂肪モノアミドは、Witco
Chemical社のHumko Chemical Divisonによつ
て販売されているKemamide Ｅ脂肪アミドであ
る。

本発明の組成物には、好ましくは、約0.5〜約
2pphr、最も好ましくは約1pphrの二酸化チタン
濃厚物がさらに含まれる。本発明の組成物に使用
が好適な二酸化チタン濃厚物は、Southwest
Chemical社から販売されている＃3015Dである。
この物質はビンキヤツプのような白色クロージヤ
ー製造の組成物用としての使用に好ましいが、他
の色の製品の製造用として他の類似の顔料の使用
も本発明の範囲内である。組成物内で顔料として
の役目をするのに加えて、好ましい態様の二酸化
チタン濃厚物は成核剤および潤滑剤の役目を果す
ものと考えられている。

本発明の組成物を利用してビンキヤツプのよう
なクロージヤーを製造するためには、望ましくは
熱可塑性樹脂および他の好ましい添加剤をホツパ
ー中において一緒にし、そして、共に押出して熱
可塑性溶融物全体に添加剤が良好に分散されてい
るマスターバツチを製造することである。押出物
をペレツト化し、使用時まで貯蔵する。使用時
に、マスターバツチペレツトを射出成形機の押出
部分に供給する。好ましい組成物は本明細書に開
示した材料を使用して製造されるが、本発明の組
成物は機能的に同等な物質の実質的に同じ結果を
得るのに十分な量に置換えて製造することもでき
る。例えば、マゾジカルボンアミドを含む発泡濃
厚物は本発明の範囲内でクエン酸中の炭酸水素ナ
トリウムから成る発泡濃厚物に置き換えることも
可能であろう。

金型は、金型を最初に閉じたとき、金型キヤビ
テイ内の空間がビンキヤツプ１０の末端壁１４の
層１４ａおよび１４ｃ、側壁１６、ピルフアーリ
ング２４およびブリツジ２８の形状にほぼ等しく
なるように設計されるのが好ましい。これはビン
キヤツプ１０の内側面を限定する金型コアーおよ
び外側に面する壁を限定する金型キヤビテイから
成る金型の使用によつて達成される。金型のコア
ー部分は、好ましくは、成形工程の間壁１４を限
定する金型キヤビテイの部分の容積を僅かに増加
させる収縮性インサートによつてさらに適合させ
ることができる。可塑化樹脂が金型内で冷却する
に伴い、インサートが収縮し、それによつてビン
キヤツプの末端壁１４に相当する金型の部分の圧
力を、発泡剤が十分に膨張できる程度に減少させ
る。インサートが収縮すると、収縮する表面に接
触している樹脂の比較的低温の境界層は、これと
共に移動し、末端壁１４の層１４ｃを形成する。
境界層の背後で発泡濃厚物は熱可塑性樹脂を減圧
域中に膨張させ、それによつて成形剤部位の周囲
に発泡ポリマーの個々の気泡を形成する。冷却が
完了すると、発泡ポリマーのこれらの気泡は末端
壁１４の層１４ｂを限定する。従つて、層１４
ａ，１４ｂおよび１４ｃの相対的厚さは、ポリマ
ー組成物、インサートの収縮の前および後の金型
キヤビテイ内の圧力、インサートの収縮の前およ
び間の冷却の程度およびインサートが収縮する距
離によつて変化する。また、本明細書に開示した
ビンキヤツプが金型のコアー側上の収縮性表面の
使用によつて製造されるが、クロージヤーは金型
のキヤビテイ側の収縮性表面の利用によつても製
造できることを理解すべきである。

収縮性インサートの表面が、ビンキヤツプ１０
の層１４ａの内側表面と共に同時伸長性である場
合には、減圧帯域への樹脂の膨張によつて形成さ
れる層１４ｂは、ビンキヤツプ１０の内側円周に
伸びる発泡ポリマーの連続層を形成するであろ
う。これに反して、収縮性インサートの表面が環
状の場合には、層１４ｂにビンキヤツプ１０の末
端壁１４の中心部分を除いては層１４ａおよび１
４ｃを分離する発泡ポリマーの、円周に伸びる環
状「ドーナツ」を構成するであろう。

第１図および３図を参照すると、ビンキヤツプ
１０がビンの首１２にしつかり適用されていると
きは、ビンの首１２の上端３０はこれに隣接する
層１４の表面に対して力を加える。この力は発泡
ポリマー気泡を上端３０に接触する層１４ｃの部
分を背後に圧縮する。これは上端３０に隣接する
層１４ｃの上方への撓みを示す第１図および第３
図に立証される。この効果によりビンキヤツプ１
０とビンの首１２とのしつかりした封止が所望の
ように得られる。

所望ならば、層１４ｃの内側表面に相当する形
状のくぼみを付与することによつて第１および２
図に示すように末端壁１４の層１４ｃ中に所望の
リブ３２を組込むことができる。第２図に層１４
ｃの中心近くか放射状に出ているかようなリブは
末端壁１４の一層の強化に役立つ。

側壁１６（ねじ山１８を含めて）、ピリフアー
リング２４またはブリツジ２８におけるすべての
認め得るポリマーの発泡を防止するために、収縮
性インサートを除く射出成形金型のコアーおよび
割りキヤビテイの両者の全表面は、ポリマーが最
初に金型中に射出されたときから十分な冷却が起
こるまで相互に固定関係を保ち、金型を除くビン
キヤツプ１０のこれらの部分の寸法安定性の維持
が重要である。

本明細書に開示した容器クロージヤーは、他の
一元的に成形されたポリマークロージヤーに比例
して極めて望ましい強度：重量比および低嵩密度
を示す。使用するポリマー組成物、クロージヤー
の構造および成形装置並びに方法によつて、ガス
状または液体状流体いずれかを容器内に満足に閉
じ込めうるクロージヤーが製造できる。

同様に、本明細書に開示した組成物は、ビンキ
ヤツプの成形用として好ましいものであるが、本
明細書を読むことによつて本発明の組成物は他の
ポリマー物品の成形用としても同様に有用である
ことが理解、かつ、認識できるであろう。本明細
書に開示された主題クロージヤーの他の利点およ
び組成物の各種の変法および改良態様は当業者が
本開示を読むことによつて明らかになるであろ
う。しかし、本発明は発明者が法律的に資格づけ
うる添付の特許請求の範囲の広義の解釈によつて
の限定される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ビンの首に適用したビンキヤツプの
部分的に断面にした正面図である。第２図は、第
１図の線２−２に沿つて見た底面断面図である。
第３図は、本発明の発泡ポリマー層およびビンキ
ヤツプとキヤツプが接触しているビンの外側に伸
びているビンの首との間の接触の線をさらに十分
に例示するための第１図の断面の拡大部分の詳細
図である。図面の数字は図面の全図において同じ
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主要部の成形用ポリプロピレン樹脂；樹脂
   100部当り約1.25〜約６部の発泡濃厚物；樹脂100
   部当り約0.15〜約１部の炭酸カルシウム；樹脂
   100部当り約0.03〜約0.15部の非晶質二酸化珪
   素；樹脂100部当り約0.1〜約0.4部の、合成ワツ
   クスおよび蒸留モノグリセライドから成る群から
   選ばれる潤滑剤；樹脂100部当り約0.1〜約0.4部
   の、Ｎ，N′−ジオレオイルエチレンジアミンお
   よびカルシウムステアロイル−２−ラクチレート
   から成る群から選ばれる潤滑剤；樹脂100部当り
   約0.15〜約0.3部の不飽和脂肪モノアミド；及び
   樹脂100部当り約0.5〜約２部の二酸化チタン濃厚
   物から成る組成物から成形されたことを特徴とす
   るポリマー容器用クロージヤー。 ２ 前記のポリプロピレンが、耐衝撃性ポリプロ
   ピレンである請求項１のクロージヤー。 ３ 前記の発泡濃厚物が、炭酸水素ナトリウムお
   よびクエン酸をさらに含む請求項１のクロージヤ
   ー。 ４ 炭酸水素ナトリウムおよびクエン酸をさらに
   含む発泡濃厚物を樹脂100部当り約３部を含む請
   求項３のクロージヤー。 ５ 樹脂100部当り約0.2部の炭酸カルシウムを含
   む請求項１のクロージヤー。 ６ 樹脂100部当り約0.1部の非晶質二酸化珪素を
   含む請求項１のクロージヤー。 ７ 樹脂100部当り約0.2部の合成ワツクスを含む
   請求項１のクロージヤー。 ８ 樹脂100部当り約0.1部の蒸留モノグリセライ
   ドを含む請求項１のクロージヤー。 ９ 樹脂100部当り約0.2部のＮ，N′−ジオレオイ
   ルエチレンジアミンを含む請求項１のクロージヤ
   ー。 １０ 樹脂100部当り約0.1部のカルシウムステア
   ロイル−２−ラクチレートを含む請求項１のクロ
   ージヤー。 １１ 樹脂100部当り約0.25部の不飽和脂肪モノ
   アミドを含む請求項１のクロージヤー。 １２ 樹脂100部当り約１部の二酸化チタン濃厚
   物を含む請求項１のクロージヤー。 １３ 前記のクロージヤーが、一体成形されたポ
   リマーの末端および側壁を含み、該末端壁は、さ
   らに前記の側壁の密度と実質的に同じ密度を有す
   る第１層およびその場所で発泡させた第２の比較
   的低密度の発泡層から成る請求項１のクロージヤ
   ー。 １４ 主要部の成形用ポリプロピレン樹脂；樹脂
   100部当り約1.25〜約６部の発泡濃厚物；樹脂100
   部当り約0.15〜約１部の炭酸カルシウム；樹脂
   100部当り約0.03〜約0.15部の非晶質二酸化珪
   素；樹脂100部当り約0.1〜約0.4部の、合成ワツ
   クスおよび蒸留モノグリセライドから成る群から
   選ばれる潤滑剤；樹脂100部当り約0.1〜0.4部の、
   Ｎ，N′−ジオレオイルエチレンジアミンおよび
   カルシウムステアロイル−２−ラクチレート；樹
   脂100部当り約0.15〜0.3部の不飽和脂肪モノアミ
   ド；および樹脂100部当り約0.5〜約２部の二酸化
   チタン濃厚物から成ることを特徴とする成形性お
   よび発泡性熱可塑性組成物。 １５ 前記のポリプロピレン樹脂が、耐衝撃性ポ
   リプロピレン樹脂である請求項１４の組成物。 １６ 前記の発泡濃厚物が、炭酸水素ナトリウム
   およびクエン酸をさらに含む請求項１４の組成
   物。 １７ 炭酸水素ナトリウムおよびクエン酸をさら
   に含む発泡濃厚物を、樹脂100部当り約３部含む
   請求項１６の組成物。 １８ 樹脂100部当り約0.2部の炭酸カルシウムを
   含む請求項１４の組成物。 １９ 樹脂100部当り約0.1部の非晶質二酸化珪素
   を含む請求項１４の組成物。 ２０ 樹脂100部当り約0.2部の合成ワツクスを含
   む請求項１４の組成物。 ２１ 樹脂100部当り約0.1部の蒸留モノグリセラ
   イドを含む請求項１４の組成物。 ２２ 樹脂100部当り約0.2部のＮ，N′−ジオレオ
   イルエチレンジアミンを含む請求項１４の組成
   物。 ２３ 樹脂100部当り約0.1部のカルシウムステア
   ロイル−２−ラクチレートを含む請求項１４の組
   成物。 ２４ 樹脂100部当り約0.25部の不飽和脂肪モノ
   アミドを含む請求項１４の組成物。 ２５ 樹脂100部当り約１部の二酸化チタン濃厚
   物を含む請求項１４の組成物。