JPS58134863A - 容器用栓 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は容器用栓に関するもので、より詳細にはコルク
に近似した圧縮応力−歪特性を有し且つコルクに比して
密栓性乃至はガス遮断性に優れた弾性体から成る容器用
密封栓に関する。

従来、飲料等を収容する容器の密封用栓としてはコルク
が最も広く使用されている。即ち、コルクは衛生性、フ
レーバー保持性に優れているばかりではなく、比較的低
応力域で圧縮応力当りの歪量が犬であり（圧縮コンプラ
イアンスが犬であり）、比較的小さい応力で密栓及び開
栓が可能で、しかも容器口部との密封係合も確実である
という特性を有している。しかしながら、コルクは水で
湿潤された状態に保持されなければビン等の容器口部と
の密栓性乃はガス遮断性が不満足なものとなり、また天
然品であることに関連してコルク栓表面に髄線が存在す
る場合には、これにより容器口部との間のガス遮断性が
低下するという問題がある。

このコルク栓に代わる容器用栓の素材として、エチレン
−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）の発泡体が知られてい
るが、公知のＥＶＡ発泡体から成る栓は、特に低応力域
で圧縮応力邑りの歪量がコルクに比して小さいレベルに
あり、易密栓性や易開栓性という点でコルクに比して劣
っている。のみならず、エチレン−酢酸ビニル共重合体
は特有の臭気を有しており、かくして内容物のフレーバ
ー（香味）保持性の点でも未だ十分満足し得るものでは
ない。

従って、本発明の目的は、湿潤時のコルクに近似した圧
縮応力−歪特性を有し且つ天然コルクに比して密栓性乃
至はガス遮断性に優れた合成弾性体から成る容器用密封
栓を提供するにある。

本発明の他の目的は、優れた衛生的特性、フレーバー保
持性を有する合成弾性体から成る容器用密封栓を提供す
るにある。

本発明の更に他の目的は、圧縮応力−歪特性が乾燥時に
おいても湿潤時においても実質上変動がなく、また上記
特性を含めて種々の機械的性質が温度の変化や内容物蒸
気に長時間曝露されたときにも変化しない合成弾性体か
ら成る容器用密封栓を提供するにある。

本発明によれば、少なくとも容器口部内面と接触する部
分が弾性体で形成された容器用栓において、前記弾性体
がアルケニル芳香族炭化水素と共役ジエンとのブロック
共重合体の水素添加物或いは該水素添加ブロック共重合
体とポリオレフィンとのブレンド物から成る１、０１乃
至４倍の発泡倍率の独立気泡型発泡体から成ることを特
徴とする容器用栓が提供される。

本発明を以下に詳細に説明する。

本発明の容器用栓の一例を示す第１図において、この容
器用栓は、弾性体から成る環状部材１とガラス或いは硬
質プラスチックから成る芯（コア）２とから成っている
。芯２はその一端部にこれと一体に形成された把手６を
有している。環状弾性体１の内周面４は芯２の外径より
も若干小さい径を有し、弾性体１の孔に嵌挿された芯２
の外周面とびつだり係合しており、また環状弾性体１の
外周面５は先細りのテーパー面となっていて、容器口部
（図示せず）の内面と弾性的に係合するようになってい
る。芯２の弾性体保持部の上端及び下端には溝６及び７
が設けられており、これらの溝６及び７には、ポリエチ
レン等の弾性体樹脂で製造されたワッシャー８及び９が
嵌込まれ、弾性体から成る環状部材１は芯２の上に位置
がずれないように固定されている。

別の形の容器用栓の例を示す第２図において、弾性体１
αは一端部が丸められた円柱状の形をしており、硬質プ
ラスチック等で形成された撮み１０の中央凹み１１内に
その他端部が挿入され、接着剤（図示せず）等の手段で
固定されている。

第６図に示す栓は、円柱状の弾性体１ｂから成る本ので
あり、ワイン用のピンの口部に嵌挿して密柱を行うもの
である。

本発明の重要な特徴は、これら何れの形態の栓において
も、その容器口部内面と接触する弾性体部分１，１ａ、
ｉｂを、アルケニル芳香族炭化水素と共役ジエンとのブ
ロック共重合体の水素添加物載いはこの水素添加ブロッ
ク共重合体とポリオレフィンとのブレンド物から形成す
ることに存する０ 第４図は、種々の弾性体について、圧縮応力と歪との関
係を示す線図であり、曲線Ａは湿潤状態でのコルク、Ｂ
は乾燥状態でのコルク、Ｃは公知のエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体の低発泡体（発泡倍率２．１倍）、Ｄはやは
りエチレン−酢酸ビニル共重合体の発泡体（発泡倍率２
．２倍）、Ｅは本発明によるアルケニル芳香族炭化水素
と共役ジエンとのブロック共重合体の水素添加物（以下
単に水素添加ブロック共重合体と呼ぶことがある）の発
泡体（発泡倍率２倍）、Ｆは本発明による水素添加ブロ
ック共重合体とポリオレフィンとのブレンド物の発泡体
（発泡倍率２倍）の応力−歪曲線を夫々示す。

この第４図の結果を参照すると次の事実が明らかとなる
。天然コルクは湿潤時には圧縮コンブライアンスが大き
く、栓用の弾性体として望ましい性質を有すると１７で
も、乾燥時の応力−歪曲線は湿潤時のそれとはかなり異
なっておや、圧縮コンプライアンスも小さく、栓し・て
の機能において未だ不満足である。一方、公知のエチレ
ン−酢酸ビニル共重合体の発泡体は、その圧縮コンプラ
イアンスが乾燥時のコルクよりも大きく、その性能にお
いて湿潤時のコルクに遠く及ばない。これに対して、本
発明に従い、水素添加ブロック共重合体の発泡体、特に
水素添加ブロック共重合体とポリオレフィンとのブレン
ド物の発泡体を使用すると、圧縮時の応力−歪曲線が乾
燥時のコルクよりも下側に位置するようになり湿潤時の
コルクに類似した挙動）示すようになるのである。実用
上の密封機能より考察すると密封材料は低応力域で変形
が大きく、しかも高応力域では強い抵抗力を示すものが
理想である。、つまり、低応力域では圧縮コンプライア
ンスが大で、高応力域では小が最も理想的なものである
。第４図で本発明品を更に詳細にみると、低応力域で圧
縮コンプライアンスが大で、高応力域では小になり、理
想的な密封機能を有［７ている。公知のエチレン−酢酸
ビニル共重合体の発泡体は高応力域では圧縮コンプライ
アンスが小であるが、低応力域でも同様に小で、理想的
な密封機能とはほど遠く及ばない。又湿潤時のコルクで
も低応力域の圧縮コンプライアンスが犬で、し。

かも高応力域でも同様に大であり、本発明品の方が容器
用栓と［７て優れているのが容易に判る。

かように、本発明によれば、前述した水素添加ブロック
共重合体或いはこれとポリオレフィンとのブレンド物を
独立発泡体の形で栓として用いることにより、湿潤時の
コルクに近似した圧縮応力−歪特性が得られ、しかもこ
の特性は天然コルクの場合とは異なり、栓が内容物液体
で湿潤されているか否かに無関係に得られ、密栓作業性
、開栓作業性、及び密栓性乃至はガス遮断性が常に安定
して得られるという顕著な利点が達成される。

のみならず、本発明に用いる水素添加ブロック共重合体
やそのブレンド物は、前述しまた通り栓としての望脣し
い弾性体的性質を示すにもかかわらず、押出成形や射出
成形等の熱成形が可能であることが顕著な特徴であり、
これらの成形法により容器口部と接触する部分を無傷で
しかも所望の面となるように製造し得ることも顕著な利
点である。

既に前述した通り、天然コルク栓においては、容器口部
と接触する面に鎖線が入るとガス遮断性が低下するので
、これを防止するためには、天然コルクの良質なものを
選択しなければならず、また天然コルクを所望の栓の寸
法及び形状に切削加工するために他の部分が無駄となり
、そのコストが著しく高いものとなるのを避は得ないが
ｆ本発明によれば、前記樹脂を用いて射出成形を行うこ
とにより、所望の形状及び寸法の栓が無駄なしに低コス
ト〜で提供できるという利点がある。

本発明に用いる水素添加ブロック共重合体は、上述した
熱可塑的性質の他に、この重合体鎖中に組込まれた共役
ジエン単位中の二重結合が水素添加されている点で、従
来のスチレン−ブタジェン−ゴム（ＳＢＲ）等のゴムや
、熱可塑性のスチレン−ブタジェン−スチレン・ブロッ
ク共重合体（Ｓ−Ｂ−５）やスチレン−イソプレン−ス
チレン・ブロック共重合体（Ｓ−７−５）と明確に区別
される。

即ち、この水素添加ブロック共重合体はジエンに由来す
不不飽和結合が水素添加により飽和されているため、異
味、異臭を殆んど有していなく、従って内容物に異味、
異臭を移行させることもなく、フレーバー保持性に極め
て優れている。しかも、この重合体は後に詳述する通り
極めて高分子量であり、樹脂成分が内容物中に抽出移行
されることもなく、衛生的特性にも優れている。

本発明に用いる水素添加ブロック共重合体は更に、応力
の緩和が長時間の経時や高温の熱履歴を受けだ場合にも
著しく小さく、その結果として密栓性が長期にわたって
確実に維持される。しかも、ポリオレフィンやオレフィ
ン共重合体等では、内容物蒸気の攻撃等により環境応力
亀裂を生じる傾向があるが、この水素添加ブロック共重
合体をポリオレフィンに配合すると、このような環境応
力亀裂も有効に解消されるという利点がある。

本発明に用いるブロック共重合体のアルケニル芳香族炭
化水素単位キしては、下記式 式中、Ｒ５は水素原子または低級アルキル基であり、Ｒ
２は水素原子１だけ低級アルキル基である、 で表わされる単量体、特にスチレン、ビニルトルエン、
α−メチルスチレン等から成るものを挙げることができ
、一方共役ジエン単位としては、式（ ％式％ 式中、Ｒ８は水素原子または低級アルキル基である、 で表わされる単量体、特にブタジェン、イソプレンから
成るものを挙げることができる。

アルケニル芳香族炭化水素の重合ブロックＣＡ）範囲に
あることが、ゴム状弾性的性質及び熱成形性の点で望ま
しく、また共役ジエンの重合ブロックＣＢ）の水素添加
度は７０％以上、特に９０チ以上であることが、熱処理
後の開封トルクの低下を低いレベルに抑制する点で望ま
し７い。

アルケニル芳香族炭化水素の重合ブロック（Ａ）は４，
０００乃至１１５．［］［）［）の平均分子量を有し、
一方共役ジエンの重合ブロックＣＢ）は２［Ｔ１．００
０乃至４５０，０００の平均分子量を有することが、容
器用栓に要求される弾性的性質や、衛生的性質から望ま
しい。

両重合ブロックの結合形式は、Ａ−Ｂ−Ａ型のものが最
も好適であるが、Ｂ−Ａ−Ｂ型或いはＡ−Ｂ型のものを
用いることもできる。

水素添加ブロック共重合体は、例えば特公昭４３−６６
３６号公報等に記載されている通り、アルケニル芳香族
炭化水素と共役ジエンとのブロック共重合体を、ラネー
ニッケル等の水添触媒の存在下に水素添加させることに
より容易に製造される。

本発明で用いる栓用弾性体樹脂には、それ自体公知の配
合剤を公知の処方に従って配合できる。

例えば、開栓力を易開封性のレベルに調節するだめに、
脂肪酸、そのアミド等の誘導体、各種ワックス等の滑剤
を配合し、またライナーを着色し或いは不透明性を賦与
するだめに、二酸化チタン等の白色顔料や２．カーボン
・ブラック、ベンガラ、タートラジンレーキ等の着色顔
料を配合でき、更に物性を調節する目的で炭酸カルシウ
ム、タルク、クレイ、硫酸バリウム等の充填剤を配合で
きる。

まだ、ブロッキングを防止するためにシリカ等のプロツ
キフグ防止剤を栓への加工時或いは殺菌時の熱劣化等を
防止するために党外障害性フェノール類のような酸化防
止剤を配合することができる。

本発明の最も好適な態様においては、前述した水素添加
ブロック共重合体ＣＩ）とポリオレフィン（１１）とを
混合物、即ちブレンド物の形で栓材料として使用する。

即ち、本発明のこの態様においては、水素添加ブロック
共重合体とポリオレフィンとを配合することにより、圧
縮時の応力−歪特性が湿潤時のコルクのそれに極めて近
似したものとなると共に１熱成形性がブロック共重合体
単独のものに比して顕著に向上する。更にポリオレフィ
ンの優れた性質を維持しつつ、しかも熱履歴による開栓
力の低下を顕著に抑制し、更に環境ストレスクラッキン
グ傾向や衝撃による密封性低下を顕著に改善することが
可能となる。

用いるポリオレフィンとしては、低−９中−或いは高−
密度ポリエチレン、結晶性ポリプロピレン、結晶性エチ
レン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ブ
テン−１共重合体、イオン架橋オレフィン共重合体（ア
イオノマー）、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の１種
または２種以上の組合せを挙げることができる。

水素添加ブロック共重合体（１）とポリオレフィン（Ｘ
ｌ）とは、本発明の目的に対して、Ｉ：ｌ１＝９５：５
〜１．０　：　９０特に　　９０　：１０〜３０ニア０ の重量比で用いるのが望ましい。即ち、水素添加ブロッ
ク共重合体の配合比が上記範囲よりも少ない場合には、
圧縮コンプライアンスを容器用栓に適した範囲にするこ
とが困難であり、また、水素添加ブロック共重合体の配
合量を上記範囲よりも多くすることは経済性の点でも不
利であり、まだ水素ブロック共重合体の配合量を上記範
囲内とする場合に比して、熱成形性が劣ると共に、湿潤
コルクに近似した圧縮応力−歪特性とすることが困難と
なる。

本発明の栓においては、前記樹脂を発泡倍率が１．０１
乃至４倍、特に１．１乃至６．５倍の独立気泡型発泡体
の形とすることも極めて重要である。本明細書において
、発泡倍率とは密度基準の倍率を意味する。この発泡倍
率が上記範囲よりも低い場合には圧縮応力−歪特性を湿
潤コルクのそれと近似したものとすることが困難であり
、一方発泡倍率を上記範囲以上とすることは、ガス遮断
性が低下し、また栓のフレーバー保持性が低下するので
好ま［、＜ない。

前記樹脂の独立発泡体を製造するには、樹脂にアゾジカ
ルボンアマイド等の化学発泡剤を混練し、との混練組成
物を栓の形状をしたキャビティを備えだ金型内に射出す
ることにより容易に得られる。

或いは別法として、上記混練組成物を円柱状等の任意の
形状に押出成形し、この成形物を所定の寸法に切断して
、コルクの代替枠とすることもできる。

本発明の容器用栓は、第６図に示す形状の栓としたとき
にも、コルク抜きスクリューのネジ込みが容易であり、
開栓も容易であるという顕著な護す点を有している。

本発明を次の例で説明する。

実施例１〜４゜ 表１に示す各々の材料１００部に発泡剤（アゾジカルボ
ンアミド）１部、及び滑剤（エルカ酸アミド）０１部を
トライブレンドして、４０ｍｍφの押出機（スクリュウ
−Ｌ／　＝　１５　、樹脂温１４０Ｄ。

Ｃ）を通し、水中で冷却して通常の方法にてペレット化
し、合成栓用の各種ペレットを作成した。

この各種供試ペレットを用い、外径２２ｒＷｒｎ、高さ
ろ８ｆｉの合成栓を射出成形機（ネオマット３５０／１
２０．１０オンス、住友重機機工業製、成形温度、シー
７５二１８ＤＣ，ゾーン４＝２００Ｃ。

ゾーン３＝２１　ＤＣ，ゾーン２＝２０　Ｏｒ　、シー
７１＝１８０Ｃ）で各々の材料別に成形［７た。

比較例上 天然コルクを外径２２Ｍ、高さ６８間に切断加工したも
のを使用。

比較例２〜６゜ 実施例と同様な配合比で、同様に合成栓を各材料別に成
形した。

比較例４゜ 実施例と同様にでレット化し、更に炭酸水素ナトリウム
１部を加えトライブレンドし７だ材料を用いて、同様に
合成栓を射出成形機（成形温度、ゾーン５＝１７０Ｃ，
ゾーン４＝１８ＤＣ、ゾーン３＝２０Ｏｒ、ゾーン２＝
１９ＣＩ、ゾーン１−１７ＤＣ）にて成形した。この合
成栓を温度２００Ｃのエージングオーブン（株式会社上
島製作所製）内に２０分間放置して、更に発泡させたで
きた各種合成栓の酸素透過量の測定は、内容量５００−
１口内径１７．５ｗ１の壜を水中に入れ、倒立状態にし
、場内を窒素ガスで置換した後、供試合成栓で施栓し、
この試料壜を温度３７Ｃ１相対湿度５０％の条件で５日
間王立放置し、場内のガスをガスクロマトグラフィーで
測定し、下記に示す（１）式により２４時間当りの酸素
ガスの透過量を求めた。

打栓性については、前記と同様な壜を用い、供試合成栓
を打栓し、施栓する時に必要か力をプッシュプルゲージ
にて測定した。又、開栓性については施栓された供試合
成栓を抜く時に必要な力をプッシュプルゲージにて測定
した。

漏水試験はＪＩＳ王冠５−９０１７に準じて行った。各
々の測定結果を表１に示す。

Ａ：Ｃ時間後の酸素ガス含有率（％） Ｂ゛：窒素置換直後の酸素ガス含有率（ｑ６）Ｃ：酸素
ガス測定までの時間（Ｈ）

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の半断面を含む平面図であり
、 第２図乃至第６図は本発明の他の実施態様を示す半断面
を含む平面図及び斜面図であり、第４図は本発明の合成
栓と天然コルク及び他の合成栓の圧縮に於ける応力と歪
みの関係を示すグラフである。 １．１ａ、１ｂは弾性体、２は芯、６は把手、６．７は
溝、８，９はワッシャーを各々示す。 特許出願人　　　日本クラウンコルク株式会社手続補正
書（方式） 昭和５７年６月１２日 特許庁長官　　島　１）春　樹　殿 １　事件の表示 特願Ｅ５７−１５５６０号 ２　発明の名称 容器用役 ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　　東京都千代田区内幸町１丁目！ｈ′ｊＩｋ１号
名称　　日本クラウンコルク株式会社 ４　代　　理　　人　　〒１０５ 住所　　　東京都港区愛宕１丁目６番７号愛宕山弁護士
ビルなし

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも容器口部内面と接触する部分が弾性体
   で形成された容器用栓において、前記弾性体がアルケニ
   ル芳香族炭化水素と共役ジエンとのブロック共重合体の
   水素添加物或いは該水素添加ブロック共重合体とポリオ
   レフィンとのブレンド物から成る１、０１乃至４倍の発
   泡倍率の独立気泡型発泡体から庸ることを特徴とする容
   器用栓。
2. （２）前記水素添加ブロック共重合体は、アルケニル芳
   香族炭化水素の重合ブロックを全体の２乃至３３重量％
   の量で含有し、且つ共役ジエンブロックの水素添加度が
   ７０％以上であるブロック共重合体である特許請求の範
   囲第１項記載の容器用栓。
3. （３）前記ブレンド物は、水素添加ブロック共重合体と
   ポリオレフィンとを ９５：５乃至１０：９０ の重景比で含有するブレンド物である特許請求の範囲第
   １項記載の容器用栓。