JPH0699998A - 樹脂製キャップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶ポリエステル樹脂を用い、液晶ポリエス
テル成形時に生じる溶融流動配向による顕著な一軸配向
を有効に緩和して、樹脂製キャップとしての耐衝撃性等
の強度を高め、キャップ器壁を通しての水蒸気透過を抑
制し、耐熱性や加熱殺菌時における寸法精度を高めた樹
脂製キャップを提供する。 【構成】 液晶ポリエステルと、液晶ポリエステル１０
０重量部当たり５乃至６０重量部の微粒子固体配向防止
剤とから成る樹脂組成物で溶融成形されてなる樹脂製キ
ャップ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶ポリエステル製キャ
ップに関するもので、より詳細には改善された耐水蒸気
透過性及び耐衝撃性を有する樹脂製キャップに関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂製キャップは、軽量であり且つ耐衝
撃性にも優れていることから、食品、化粧品、洗剤及び
各種薬品類に対する包装用ボトルの密封キャップとして
広く使用されている。

【０００３】しかしながら、金属やガラス等の素材は、
器壁を通しての水蒸気透過が殆んどゼロであるのに対し
て、樹脂製キャップの場合には、器壁を通しての水蒸気
透過が無視し得ないオーダーで生ずることが問題であ
る。この問題を改善するために、薬品用ビン等では、容
器内に乾燥剤等を内容品と同時に充填することが行われ
ているが、その効果において未だ不満足なものであると
共に、格別の手数とコストとを要する点で未だ不満足な
ものである。

【０００４】近年液晶ポリマーがその優れた機械的性質
から繊維の分野で注目されている。この液晶ポリマーに
は、溶液（ドープ）の状態で液晶を形成するもの（リオ
トロピック）と、溶融物の状態で液晶を形成するもの
（サーモトロピック）があり、前者はケブラー（デュポ
ン社）に代表される芳香族ポリアミドであり、後者はベ
クトラ（セラニーズ社）に代表される芳香族ポリエステ
ルである。

【０００５】これらの液晶では、剛直分子が整然と並ん
だドメインが連続する所謂ポリドメイン構造を形成して
おり、これに剪断応力を加えることにより、これらの分
子が剪断応力のかかった方向に配向し、優れた強度が得
られると言われている。

【０００６】液晶ポリエステルをフィルム等の延伸成形
体の製造に使用することも既に提案されており、例えば
特開昭６２−１８７０３３号公報には、芳香族ジカルボ
ン酸単位（Ａ）、脂肪族ジオール単位(B) 及びヒドロキ
シ芳香族カルボン酸単位（Ｃ）から形成される熱液晶性
ポリエステルからなる層と少くともその片面にポリエチ
レンテレフタレート成分を含有するポリエステルからな
る層を有し、且つ少くとも一方向に配向されていること
を特徴とする積層延伸成形品が記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、液晶
ポリエステルの立体状構造物への溶融成形は、該ポリエ
ステル分子が剪断応力のかかる方向に配向する傾向があ
るため、成形自体かなり困難であるという問題がある。
即ち、液晶ポリエステルの溶融物は、通常のプラスチッ
クの溶融物とは異なり、溶融流動配向性がきわめて大き
いため、この溶融物は一次元状に流動しようとする傾向
があり、ダイオリフィスや射出型内に一様に分布させる
ことが困難で、一様な肉厚の成形品を得ることがむずか
しい。

【０００８】液晶ポリエステル層に、このような肉厚の
不均一さや、層そのものが欠落した部分が存在すると、
液晶ポリエステルが本来有する強度や耐気体透過性が損
なわれることになる。

【０００９】更に、液晶ポリエステルの成形物中に、溶
融流動配向による顕著な一軸配向が付与されると、配向
方向の強度はかなり増大する反面、配向方向に直角方向
の強度が著しく低下し、少しの衝撃によっても成形品が
容易に破壊するようになる。

【００１０】従って、本発明の目的は、液晶ポリエステ
ル樹脂を用いた樹脂製キャップを提供するにある。

【００１１】本発明の他の目的は、液晶ポリエステル成
形時に生じる溶融流動配向による顕著な一軸配向を有効
に緩和して、樹脂製キャップとしての耐衝撃性等の強度
を高め、キャップ器壁を通しての水蒸気透過を抑制し、
耐熱性や加熱殺菌時における寸法精度を高めた樹脂製キ
ャップを提供するにある。

【００１２】

【問題点を解決するための手段】本発明によれば、液晶
ポリエステルと、液晶ポリエステル１００重量部当たり
５乃至６０重量部の微粒子固体配向防止剤とから成る樹
脂組成物で溶融成形されていることを特徴とする樹脂製
キャップが提供される。

【００１３】本発明において、微粒子固体配向防止剤と
しては、溶融成形時に液晶ポリエステルの流動配向を阻
止乃至抑制するものであれば、任意のものを使用し得
る。また、液晶ポリエステルの溶融成形は任意の手段で
行い得るが、樹脂組成物を射出成形でキャップに成形す
る場合に特に効果が著しく認められる。

【００１４】

【作 用】本発明は、液晶ポリエステル樹脂に、無機充
填剤または顔料のような微粒子固体配向防止剤を一定量
配合すると、この組成物の溶融流動配向が顕著に抑制さ
れ、その結果として、キャップ成形品の耐衝撃性等の機
械的特性が顕著に向上し、液晶ポリエステル本来の優れ
た剛性や耐水蒸気透過性が得られるという知見に基づく
ものである。

【００１５】本発明において、液晶ポリエステルに配合
された微粒子固体配向防止剤が、比較的小量の配合で、
その一軸分子配向を緩和するように作用するという事実
は、多数の実験と観察の結果見いだされたものであり、
その理由は推定の域をでないが、次のようなものと考え
られる。

【００１６】液晶ポリエステルは、溶融状態で流動性を
示すが、この状態において光学的に異方性であり、複屈
折を示す。この光学的異方性は、一種の結晶の生成、即
ちポリマー分子の配向によるものであり、溶融流動が生
じている状態、特に射出の様に大きな剪断力が作用して
いる場合には特に顕著である。本発明で使用する微粒子
固体配向防止剤は、液晶ポリエステルの溶融物中に固体
の状態で存在すると共に、液晶ポリエステル分子間に介
在することがその分子配向を防止乃至抑制する第一の理
由と思われる。また、この配向防止剤は、微粒子である
ため、液晶ポリエステル中で、コロイド粒子の水性分散
体によくみられるブラウン運動或いはこれに近い運動を
しており、特に高剪断条件下では、この運動が活発化し
ており、これが分子配向を防止乃至抑制する第二の理由
と思われる。

【００１７】本発明では、上記微粒子固体配向防止剤
を、液晶ポリエステル樹脂１００重量部当たり５乃至６
０重量部、特に１０乃至５０重量部の量で用いることも
重要である。微粒子固体配向防止剤の配合量が上記範囲
よりも低い場合には、溶融流動配向を防止乃至抑制する
効果が少なく、一方上記範囲よりも多いと樹脂組成物の
剪断力が大きくなりすぎて、射出成形等の溶融成形が困
難となる傾向がある。

【００１８】本発明では、かくして成形型にぴったり一
致した精度の高いキャップを成形可能であると共に、こ
のキャップは液晶ポリエステル本来の高い剛性と優れた
耐水蒸気透過性を有しており、瓶等の容器に対して精度
のよい密封が可能となり、更に器壁を通してのガス透過
も著しく少ないという利点を与える。更に、このキャッ
プは機械的強度の異方性が少なく、耐衝撃性にも優れて
おり、耐熱性や加熱殺菌時の寸法安定性にも優れている
という利点を与える。

【００１９】

【発明の好適態様】本発明の樹脂製キャップの一例を示
す「図１」において、このキャップ１は頂板部（パネル
部）２と、これに連なる筒状のスカート部３とからなっ
ている。スカート部の外周にはキャップの把持を容易に
するための微細な凹凸部（ローレット状溝）４が設けら
れており、一方その内面側には、容器口部と締結し密封
するためのネジ５が形成されている。頂板部２の外面側
中心には、小さい突起６があるが、これは射出型のゲー
トに対応するものである。

【００２０】本発明では、液晶ポリエステルと、液晶ポ
リエステル１００重量部当たり５乃至６０重量部の微粒
子固体配向防止剤とから成る樹脂組成物の溶融成形で製
造する。

【００２１】液晶ポリエステル樹脂としては、芳香族ジ
カルボン酸成分と芳香族ジオール成分とから重縮合によ
り誘導されたポリエステル；芳香族ヒドロキシカルボン
酸の重縮合により得られたポリエステル；上記二つのポ
リエステルの共重合ポリエステル；及びこれらのポリエ
ステルとポリエチレンテレフタレートのコポリエステル
等、サーモトロピックなものを挙げることができる。

【００２２】全エステル反復単位中の２価炭化水素基当
りの２価芳香族基の割合は、例えばポリエチレンテレフ
タレートでは５０％であるが、本発明に用いる液晶樹脂
では５０乃至１００％の範囲にあることが望ましい。

【００２３】その適当な例は、次の通りである。

【００２４】（１）式

【化１】 で表わされる反復単位から成るポリエステル、例えばセ
ラニーズ社のベクトラ、

【００２５】（２）式

【化２】 で表わされる反復単位から成るポリエステル、例えばダ
ートコ社のザイダー、

【００２６】（３）式

【化３】 の反復単位から成るポリフェニルハイドロキノンテレフ
タレート、

【００２７】（４）式

【化４】 の反復単位から成るＰＨＢ／ＰＥＴ共重合体。

【００２８】勿論、本発明に使用する液晶ポリエステル
は、これらの例に限定されない。本発明に使用する液晶
樹脂は、フィルムを形成するに足る分子量を有するべき
であり、一般に２００乃至４００℃で熱成形可能なもの
が好ましい。

【００２９】本発明に使用する微粒子固体配向防止剤
は、液晶ポリエステルの溶融成形時に固体で、しかも微
粒子状で存在するものである。

【００３０】好適な微粒子固体の配向防止剤の例は、次
の通りである。ルチル型またはアナターゼ型の二酸化チ
タン、亜鉛華、グロスホワイト等の無機白色顔料；バラ
イト、沈降性硫酸バリウム、炭酸カルシウム、石膏、沈
降性シリカ、エアロジル、タルク、焼成或いは未焼成ク
レイ、炭酸バリウム、アルミナホワイト、合成乃至天然
のマイカ、合成ケイ酸カルシウム、炭酸マグネシウム等
の白色体質顔料；カーボンブラック、マグネタイト等の
黒色顔料；ベンガラ等の赤色顔料；シエナ等の黄色顔
料；群青、コバルト青等の青色顔料等。

【００３１】上述した顔料及び充填剤は、粉体としては
不定形粒子に属するが、本発明では定形の無機粒子をも
好適に使用し得る。定形粒子とは、電子顕微鏡観察下で
粒子形状が一定になってるものであり、例えば、微小球
状シリカ、微小球状アルミナ、微小球状シリカアルミ
ナ、シリカマイクロバルーン、Ａ型、Ｘ型、Ｙ型、Ｐ型
等の各種ゼオライト、或いはこれらを形骸を残したまま
非晶質化して得られる非晶質シリカ、シリカアルミナ或
いは珪酸塩乃至アルミノ珪酸塩等が挙げられる。

【００３２】本発明では、液晶樹脂単独を使用すること
が好ましいが、所望によっては、液晶樹脂の本質を損な
わない範囲で、一般に液晶樹脂１００重量部当たり５０
重量部以下の量で他の熱可塑性樹脂をブレンドして用い
てもよい。

【００３３】液晶樹脂と組合わせで用い得る熱可塑性樹
脂は、キャップ等への溶融成形に使用される通常の熱可
塑性樹脂である。このような熱可塑性樹脂としては、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンナフタレート等の芳香族ジカルボン酸
と脂肪族ジオールとから誘導された熱可塑性ポリエステ
ル；芳香族ジカルボン酸とビスフェノールＡの如きビス
フェノール類とから誘導されたポリアリレート；２，２
−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンカーボネー
ト等のポリカーボネート；ナイロン６、ナイロン６６、
ナイロン４６、ポリメタキシリレンアジパミド、ポリヘ
キサメチレンテレフタミド等のポリアミド；超高分子量
のポリプロピレン、プロピレン−エチレン共重合体、ポ
リ４−メチルペンテン−１等の超高分子量オレフィン樹
脂等やこれらの２種以上のブレンド物が挙げられる。こ
れらの内でもポリエチレンテレフタレートが最も好まし
い。

【００３４】本発明においては、液晶樹脂と配向防止剤
とを混合物の形で射出機のホッパーに供給する。この混
合物は、両者のドライブレンドでもよいし、メルトブレ
ンドでもよい。ドライブレンドは、例えばリボンブレン
ダー、コニカルブレンダー、ヘンシェルミキサーのよう
な各種混合機を用いて行うことができ、一方メルトブレ
ンドは単軸または二軸押出機、ニーダー、バンバリーミ
キサー、ロール等を用いて行うことが出来る。

【００３５】キャップの成形に際しては、前記混合物を
高剪断条件下で、冷却された射出型中に溶融射出する。
射出機としては、射出プランジャーまたはスクリューを
備えたそれ自体公知のものが使用され、ノズル、スプル
ー、ゲートを通して前記混合物を射出型中に射出する。
この際、本発明によれば、液晶樹脂の流動配向が緩和さ
れて、射出型キャビティ内に流入し、型の形状及び寸法
通りに冷却固化されて本発明のキャップとなる。射出型
としては、キャップ形状に対応するキャビティを有する
ものが使用されるが、ワンゲート型の射出型を用いても
寸法精度の高いキャップが得られる。

【００３６】射出型から型開きして取り出されるキャッ
プは、これをそのまま容器密封用キャップとしてユーザ
ーに供給することも可能であるが、一般には射出成形さ
れたキャップを熱処理することもできる。本発明のキャ
ップにおいては、本発明の精神を逸脱しない範囲内で多
くの変更が可能である。

【００３７】

【実施例】本発明を次の例で更に説明する。尚、実施例
及び比較例に記載の容器材料及び容器特性の評価測定方
法は、それぞれ下記の方法に従って行った。

【００３８】(a) 衝撃試験 耐衝撃性の試験は、水平に保った定盤の上に、射出成形
にて成形したキャップをキャップの頂板部（パネル部）
を上向きに置き、ＪＩＳ Ｂ １５０１（玉軸受用鋼
球）に規定する鋼球（並級）の呼び２ 1/2鋼球をキャッ
プの頂板部（パネル部）の中心部に向かって落下させ、
破損した時の落下高さにて、耐衝撃性を示す。なお、落
下高さとは、鋼球の下部からキャップの落下面までをい
う。

【００３９】(b) 水分透過量試験 市販品のガラス容器を洗浄後乾燥させ、シリカゲルが入
ったデシケーター内で放熱する。乾燥させた無水塩化カ
ルシウムをガラス容器の容積の７０％程度いれ、射出成
形にて成形したキャップにライナーを介して閉栓した
後、温度２５℃、相対湿度７５％ＲＨに設定した卓上型
恒温恒湿器内に保存し、総重量の経時変化を測定した。
重量の増加量をキャップから透過してきた水分の透過量
として変化量から水分透過量を計算した。

【００４０】(c) 寸法測定 射出成形にて成形したキャップをマイクロメーターを用
いて寸法を測定した。また、オートクレーブにて１２０
℃、３０分間の加熱殺菌処理を施した後の寸法を測定し
た。各々の測定寸法と型寸法の差を求めた。

【００４１】実施例１ 射出成形機により、キャップを成形する。液晶ポリエス
テルと液晶ポリエステル１００重量部当たり２０重量部
の微粒子個体配向防止剤としてタルクから成る樹脂を用
いて射出成形にてキャップを成形する。キャップは図１
に示す形状で、直径が３６ｍｍである。射出成形はバレ
ル温度が２７０〜３１０℃、ノズル温度が２８５〜２９
５℃の設定で行った。得られたキャップを用いて、衝撃
試験の落下高さを求め、表１に示す。また、水分透過量
を求め、表２に示す。更に、成形されたキャップの寸法
を測定し、表３及び表４にに示す。

【００４２】比較例１ 液晶ポリエステルを用いて上記実施例１と同様に射出成
形にてキャップを成形する。得られたキャップを用い
て、衝撃試験の落下高さを求め、表１に示す。

【００４３】比較例２ 高密度ポリエチレンを用いて上記実施例１と同様に射出
成形にてキャップを成形する。得られたキャップを用い
て、水分透過量を求め、同じく表２に示す。また、成形
されたキャップの寸法と加熱後の寸法を測定し、同じく
表３及び表４にに示す。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【表２】

【００４６】

【表３】

【００４７】

【表４】

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、液晶ポリエステルと、
液晶ポリエステル１００重量部当たり５乃至６０重量部
の微粒子固体配向防止剤とから成る樹脂組成物の溶融成
形でキャップを製造したことにより、液晶ポリエステル
成形時に生じる溶融流動配向による顕著な一軸配向を有
効に緩和して、樹脂製キャップとしての耐衝撃性等の強
度を高め、キャップ器壁を通しての水蒸気透過を抑制
し、耐熱性や加熱殺菌時における寸法精度を高める等の
多くの利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 樹脂製キャップの断面図である。

【符号の説明】

１はキャップ、２は頂板部（パネル部）、３はスカート
部、４は凹凸部（ローレット状溝）、５はネジ、６は突
起。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶ポリエステルと、液晶ポリエステル
   １００重量部当たり５乃至６０重量部の微粒子固体配向
   防止剤とから成る樹脂組成物で溶融成形されてなること
   を特徴とする樹脂製キャップ。
2. 【請求項２】 前記配向防止剤が無機充填剤または顔料
   からなる請求項１記載の樹脂製キャップ。
3. 【請求項３】 前記樹脂組成物の射出成形で形成されて
   いることを特徴とする請求項１記載の樹脂製キャップ。