JPS5835623B2 - 容器蓋ライナ−用塩化ビニルゾル組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、容器蓋ライナー用塩化ビニルゾル組成物、更
に詳細には、コントロールされた開栓性を示す容器蓋用
ライナーを形成することが可能な塩化ビニルゾル組成物
に関するものである。

ガラス壜、プラスチック壜等の蓋としては、一般に金属
、プラスチック材料、コルク栓、テミネートフイルム等
が使用されているが、長期保存するものは特殊なものを
除いてすべて金属キャップを使用している。

その例として、王冠、スクリューキャップ、ラグキャッ
プ、テアオフキャツフ、リップキャップ及びパノキャッ
プが挙げられる。

これらの金属はすべてアルミニウム、ブリキ又はＴＦＳ
（鉄板）である。

厚さは０．２〜０．３朋のものが一般に使用されている
。

これらの金属キャップはガラス壜又はプラスチック壜と
の間の密封のためにすべてライナー材（ガスケット材又
はシール材とも呼ばれる）と言われる柔軟性を持ったバ
ッキング材をもってＬ・る。

これらのライナー材として、コルク、ポリエチレン、ゴ
ム、パルプボード、発泡ポリエチレン、その他アルミニ
ウムと発泡ポリエチレン、発泡ポリエチレンにコルク、
パルプボードにポリエステル、ポリエチレン、ポリプロ
ピレンのフィルム、さらにはポリエチレンとポリ塩化ビ
ニリデン等の複合フィルムをラミネートしたものが使用
されている。

しかし、これらはすべて一長一短がある為に、広口キャ
ップ（口径の大きい壜に対するキャップ）はすべて塩化
ビニルゾルを使用している。

この塩化ビニルゾルをライナー材として使用したキャッ
プは、コスト面及び作業性の点で、さらにはレトルト処
理する食品については、絶対的優位に立っている。

この塩化ビニルゾルは、乳化重合により合成された塩化
ビニル樹脂（一般的には、重合度ｐ−９００〜１７００
、粒径Ｏ１１〜１．０μの粉末が使用される）に可塑剤
、安定剤、着色剤、充填剤、必要に応じ増粘剤、発泡剤
及び助剤、滑剤、微量の消泡剤等を加えてゾル状にした
ものであり、用途により５００ｃｐｓ 〜１０００００
ｃｐｓ（２０℃）の粘度を有している。

塩化ビニル樹脂としては、時には、粘度調整と増量のた
めに懸濁重合により合成された１０〜５０μ位の塩化ビ
ニル樹脂を５０％以下の範囲内で併用することもある。

可塑剤が一定の場合、２０〜３０％の割合でこの懸濁重
合の塩化ビニル樹脂が入っているものが極少粘度を与え
るとされている。

可塑剤としては、ＢＰＢＧやＤＯＰ等のフタル酸エステ
ル、ＤＯＡ等のアジピン酸ニス７− ル、アセチルトリ
ブチルシトレート等のクエン酸エステル、エポキシ化大
豆油やエポキシ化アマニ油等のエポキシ系可塑剤が使用
されている。

特にこれらノウち、エポキシ系可塑剤は塩化ビニル樹脂
の熱劣化による安定剤としても有効に働いている。

そノ他、ポリ（エチレングリコール、フタル酸）エステ
ル等のポリエステル可塑剤もあるが、コスト、ゾル作製
時の作業性、フレーバー面あるいは衛生面であまり使用
されていない。

可塑剤は一般に塩化ビニル樹脂１００部に対し３５〜２
００部使用されている。

安定剤としては、ステアリン酸カルシウム／亜鉛、ステ
アリン酸マグネシウム等の金属石けん、その他複合系の
安定剤が塩化ビニル樹脂１００部に対して０．５〜５．
０部の範囲で使用されているのが一般的である。

着色剤はもちろんユーザーの要求によるものが多いが、
黒色としてカーボンブラック、白色としてチタン白、赤
色として酸化鉄（ベンガラ）、青色としてフタロシアニ
ンブルー等が必要に応じ使用されている。

充填剤としては、一般にタルク、硫酸バリウム、クレー
、アルミナ、シリカ、塩化カルシウム等の無機化合物が
使用されている。

増粘剤としては、シリカ、メチルセルロース等が使用さ
れている。

発泡剤としては、重ソウ、４・４−オキシビス−（ベン
ゼンスルホニルヒドラジッド）等があるが、食品用には
ＦＤＡ’Ｊストあるいは塩ビ食品衛生協議会のポジティ
ブリストに記載されているアゾシカ−ボンアミドが主流
である。

これらは必要発泡倍率によって使用量は異なるが、一般
に０．１〜５．０部である。

この発泡剤の発泡を均一にしかも効率良くする為にしば
しば助剤が使用されるが、これらは亜鉛華、ステアリン
酸亜鉛等の亜鉛化合物が主流である。

滑剤は種類が多く、代表的なものとしては、（流動）パ
ラフィン、ポリエチレン、脂肪酸エステル、脂肪酸アマ
イド、トリグリセライド、脂肪族アルコール等がある。

消泡剤としては、０．１％以下のシリコーンオイルが使
用されている。

これらを必要に応じた一定の配合でライカイ機等の機械
で均一に混合した後、一般には脱泡してはじめて、使用
出来るゾルが得られる。

これらを金属蓋ライナー材として使用する場合、ブリキ
、アルミニウム、ＴＦＳ等の板の両面に塩ビ系、エポキ
シ系、ポリエステル系、アルキッド系、エポキシエステ
ル系、アクリル系等の塗料を必要に応じて何層かにほど
こす。

また商品イメージを上げる為に、はとんどすべての物に
種々のデザインを印刷インキで外面にほどこしである。

場合によっては両面印刷する事もある。

これらはすべて１５０〜２００℃にて焼付乾燥する。

これらの塗装板に減摩剤を塗布し、プレスして一定の容
器蓋の形状に打抜く。

これに上述の適正な粘度範囲に調整されたゾルを打抜か
れたシェルの内側に塗布する。

これらは一般にリング状に塗布されるものと、シェル内
面の全面に塗布されるものがある。

これらは直ちに、熱風式オーブン（ボックス型あるいは
トンネル式）にてゲル化されてはじめて一定の容器蓋と
なる。

中でも広口キャップは、上述の通り、塩化ビニルゾルが
使用されているが、２〜３０例外を除いて、ねじって（
壜とキャップを逆方向にまわして）開栓するようになっ
ている。

スクリューキャップ、ラグキャップ等はその代表的なも
のである。

これらの塩化ビニルゾルのライナー材は、シール性を向
上するために、塩化ビニル樹脂１００部に対して前記の
ように３５〜２００部の可塑剤を加えて、柔軟性をもた
せである。

また、これらは開栓を容易にするために滑剤を添加した
ゾルを使用している。

これらの滑剤は加熱モル化後エージングされて表面に浮
いてくる（ブルーミングと言う）。

エージングは一般に１週間前後であるが、その間の放置
条件によって差がある場合がある。

この現象は塩化ビニル樹脂及び可塑剤と相溶の悪い滑剤
がゲル化されたライナー材中において、ライナー材のフ
ァンデル７−ルス力によって表面に押し出されるものと
考えられている。

従って放置条件によってそのブルームに差があると考え
られている。

ねじって開けるキャップのライナー材には必ず滑剤が添
加されているが、それが入っていない場合、そのキャン
プがキャッピングされ消費者にわたったとき、開栓する
のに非常に大きな力を必要とする。

時には完全に開栓不能という状態が起こる。

その為、塩化ビニルライナーに限らず、ネジって開ける
キャップのライナー材は滑剤を使用して消費者が開栓時
に容易に開けることが出来る様にしである。

ここでこまった問題が時々発生する。

すなわち、塩化ビニルライナー材中に入っているこれら
の滑剤は焼付ゲル化後一定の時間が終ったときに表面に
浮いてくるが、この現象が常に一定ではないという事で
ある。

例えば、ある種の滑剤は温度が低いと表面に出てこない
ために滑性が得られず正常な機能を持った容器蓋が得ら
れない。

また、ある条件では、いわゆるブルームがおきすぎ、ラ
イナーの表面に必要以上に浮き、これがキャッピング時
に壜（容器）内容物の上に落ち、異物として消費者から
クレームがくることが屡々ある。

従って、いわゆる滑剤のブルームは、理想的には、必要
最少限度の量が比較的短かい時間（例えば１週間以内）
に起こり、それ以上はそのブルームが進行しないことが
望ましい。

しかも、あらゆる条件下でこれらのブルームが同じ状態
で発生することが望ましい。

例えば、寒い時にはブルームが起こらず暑い時にはブル
ームが起こり過ぎて内容物表面に落下して消費者クレー
ムの原因になる様なものであってはならない。

これらの問題を解決するために種々の提案がなされ、ま
た特許が出願されている。

例えばＵＳＰ３７９６６８１等のようにシリコーンを使
用している例があるが、日本の様に開栓時に要する力が
比較的小さい事を要求するユーザーが多数を占るところ
では有効でない。

その他、種々の報文があるが、それらはすべて塩化ビニ
ル樹脂に滑剤と必要に応じて可塑剤等を加えて一定の型
に流し込み、又は射出成形した後の型離れを良くした配
合である。

本発明者は従来からのこれらの問題を解決するために実
験を重ねた結果、シリコーンオイルと滑剤とのある種の
組合せが非常に有効であることを見出した。

斯くして、本発明によれば、塩化ビニル樹脂１００重量
部、可塑剤５０〜１００重量部、３５０〜１００ＯＯＯ
Ｃ８の範囲の粘度を有するシリコーンオイルＱ、５〜１
０．０重量部並びに脂肪酸アマイド及びパラフィンワッ
クスから選ばれる少（とも一種の滑剤０．５〜１０．０
重量部より成る塩化ビニルゾル組成物が提供される。

この組成物において、塩化ビニル樹脂、可塑剤、脂肪酸
アマイド及びパラフィンワックスとしては前記した従来
から使用されている種類のものがいずれも使用でき、シ
リコーンオイルとしてはポリジメチルシロキサン、ポリ
メチルフェニルシロキサン又はポリメチルハイドロゲン
シロキサンが使用される。

また、勿論、この組成物には、必要に応じて、前記した
従来からの種々の添加剤が所要量添加される。

本発明に従い上記粘度のシリコーンオイルを塩化ビニル
ゾルに上記割合で配合すると、共に配合されている滑剤
がほとんどあらゆる条件でほぼ一定量ブルームする。

シリコーンオイルの粘度が下限値より低いと、量にもよ
るがシリコーンオイル自体が内容物の上に浮き表面に油
状になる。

また、上限値より高いと、塩化ビニルゾルへ均一に混ぜ
ることが出来ず、有効に働かない。

また、シリコーンオイルの量が上記範囲をはずれると、
滑剤のブルーミングをコントロール出来ない。

更に、滑剤の量が上記下限値より低いとブルームせず、
上記上限値より高いとフルーム量をコントロールする事
が出来ない。

また、後記の実施例に示すように、本発明ではゲル化し
たシートの清面に浮く滑剤の量がコントロール出来るば
かりでなく、同一量ブルーミングしても内容物に落下す
る滑剤の量が、一定のシリコーンオイルが入っているも
のは、シリコーンオイルが全く入っていないものを比べ
著しく少ない。

このことは、滑剤のブルーミングの安定化と共にユーザ
ーにとって得がたいメリットである。

シリコーンオイルの塩化ビニルライナー中の状態を調べ
て見ると、均一に微分散していることが見出された。

又、その形状を電子顕微鏡で調べると、はぼ完全に球形
であり、その中心ね径はほぼ１〜３μ（８０％以上）で
均一に分散されている事が判った。

このことは、シリコーンオイルが滑剤を安定的に一定量
ブルームさせる働きに大きな役割を果たしている。

粘度が低すぎると、あまりに微分散しすぎて滑剤のブル
ーミングをコントロールする力がな（なり、また余りに
粘度が高いと普通の方法では塩化ビニルゾルに均一に分
散するのが非常に困難になる為に、そのコントロールす
る役割を充分にはたせないと考えられる。

また、シリコーンオイル自体でも滑剤として使用出来る
ことは前述の通りであるが、シリコーンオイルのみであ
ると充分な量を添加しても要求するトルクを得るのはむ
ずかしく、逆にコストアップの原因になる。

本発明の組成物によれば、シリコーンオイル自体剤とを
各々を単独に使用した場合に比べて、著しくトルクの低
下と安定性が得られる。

このことは、シリコーンオイルの良好な粒径と均一分散
による滑剤との相乗効果によるものと考えられる。

しかし、すべての粘度の範囲と量のシリコーンオイルと
あらゆる種類の滑剤がこれにあてはまる訳ではなく、す
でに述べたように、シリコーンオイルの粘度は３５０〜
１０００００Ｃ８、好ましくは５００〜５００００ｃｓ
の範囲、滑剤の量はその種類にもよるが、０．５〜１０
．０ＰＨＲ，好ましくは０．５〜６．０ＰＨＲの範囲で
なげればならないのである。

これらの現象はなぜおきるのか明らかではないが、滑剤
のブルームはファンデルワールス力により発生すると言
われている。

すなはち、塩化ビニルゾルが焼付けられて、塩化ビニル
樹脂あるいは可塑剤同志のゆるやかなファンデルワール
ス力により滑剤が表面におし上げられ、これが容器と容
器蓋との摩擦を減らす作用をするが、シリコーンオイル
が添加されることにより、このファンデルワールス力に
対して緩衝作用が働くと思われる。

すなわち、少し位の温度条件の差によってはファンデル
ワールス力が変化しにくいという条件を生み出すらしい
と推定される。

次に、実施例に従って本発明を具体的に説明する。

各実施例における共通事項は下記の通りである。

各実施例に示す組成から成る塩化ビニルゾル組成物を作
成し、十分に攪拌脱泡したのち、０．２１ｒｔＴＬ厚の
ブリキ板上に流し、１０ｍｍ厚のアプリケーターを用い
て均一に延ばし、熱風式トンネルオーブンを用いて２２
０〜２３０℃で４０〜６０秒間焼付けることによって十
分にゲル化したサンプルシートをつくる。

サンプルシートから５０×５０ｒＩＬ′ＩＩＬのサンプ
ル片を打ち抜き、室温（又は冷蔵庫又は３８℃オーブン
中）に保存し、サンプル片表面にブルームしたワックス
の量を経時的に測定する。

サンプル片表面にブルームしたワックスをナイフェツジ
で削り取り、直示天秤でその重量を測定し、測定前後の
重量差を以ってワックスブルーム量とする。

また、上記の塩化ビニルゾルを第１表に示すように金属
キャップにライニングし、熱風式トンネルオーブンで２
００〜２４０℃において３０〜９０秒間焼付けてゲル化
させ、室温で７日間エージングし、次いで第１表に示す
充填条件で自動キャッパ−によってキャッピングし、室
温下に７日間放置したのち、開栓トルク値を測定する。

ワックスの脱離（浮き）は、次のような基準で判定する
。

○；全く脱離しないもの △；ユーザーのクレームの対象とはならない程度に僅か
に脱離するもの ×；ユーザーによってはクレームの対象になり得る程度
に脱離するもの ××；ユーザーのクレームの対象となることが明らかな
程度に脱離するもの 実施例 ■ 組成：塩化ビニル樹脂 ＯＰ シリコーンオイル （ポリジメチルシロキサン） １００．０部 ６３．０部 変 量 滑剤 変 量 Ｃａ／Ｚｎステアレート（安定剤）１．０部第２表に示
されるように、滑剤単独使用あるいは＊＊シＩ、） コ
ーンオイル単独使用では、ワックスブルーム量をコント
ロールする事が難かしく、また好ましいトルク値が得ら
れない。

たとえ好ましいトルク値が得られても、ワックスブルー
ム量が経時的に増加し、最悪の場合、ガスケット表面に
ブルームしたワックスが、ガスケットと接触するガラス
部等に付着し、あるいは、内容物表面へ脱落し、外観を
著しく悪くする可能性があり好ましくない。

実施例 川 実施例■の実験Ａ２．６および１２〜１６０組成物を用
いて、保存条件とワックスブルーム量との関係を測定し
た。

第３表にみられるように、Ａ１２〜Ａ１６は、シリコー
ンオイルの添加により、保存条件が変わってもワックス
ブルーム量が比較的安定しており、＊経時的変化も少な
く、またワックスの脱離も見られず、好ましいトルク値
が得られる。

一方、滑剤単独使用（Ａ、 ２及びＡ６）では、保存条
件によってワックスブルーム量が一定せず、ワックスの
脱離が発生するか又は好ましいトルク値が得られない。

実施例 ■ 組成：塩化ビニル樹脂 ｉｏｏ、ｏ部ＤＯ
Ｐ ６３．０部シリコーンオイ
ル 変 量（ポリジメチルシロキサ
ン） 滑剤 変 量 Ｃａ／Ｚｎ ステアレート １．０部上記
の組成物を用いて、滑剤及びシリコーンオイルの添加量
について実験した。

第４表に示されるように、滑剤添加量が０．５ＰＨＲ以
下では、好ましいトルク値が得られず、また１０．０Ｐ
ＨＲ以上になると、シリコーンオイルの添加、無添加に
かかわらずワックスの脱離がさげられない。

一方、シリコーンオイルの添加量が０．５ＰＨＲ以下で
は、たとえ好ましいトルク値が得られても、ワックスブ
ルーム量が経時的に増加し、ワックスの脱離を発生し、
また、■０．０ＰＨＲ以上になると、オイル油膜の発生
に伴い、内容物表面の外観を著しく悪くする。

Ａ、 １２の様な組合せが、ワックスブルーム量の経時
変化、開栓トルク値及びワックスの脱落の諸点から、好
ましい事が判る。

上記の組成物を用いて、シリコーンオイルの粘度とシリ
コーンオイルの添加量（ＰＨＲ）との関係について実験
した。

シリコーンオイルは、第５表の結果からみて、また、塩
化ビニルゾルへの分散性及び取扱い作業性等からみても
、粘度３５０〜１０００００ ｃｓの範囲のものが最も
有効である。

シリコーンオイルの粘度が高い程また添加量が多い程、
ワックスブルーム量をコントロールし易く、トルク値も
低くなる傾向を示すが、粘度がｉ ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ
ｃｓ を＊本越えると塩化ビニルゾルへの分散性に
問題が有り、また添加量が■０．０ＰＨＲ以上になると
可塑剤と共にガスケット表面に激しくブリードして、内
容物表面にオイル状の油膜を発生し、外観上好ましくな
いのみならず、コストが著しく上がる。

上記の組成物を用いて、シリコーンオイルの種類とワッ
クスブルーム量、開栓トルク値及びフックスの脱離との
関係を実験した。

第６表に示されるように、どの種類のシリコーンオイル
でもワックスブルーム量をコントロール出来るが、トル
ク値に関しては、ポリジメチルシロキサンを用いた場合
が最も低く、すぐれたすべり性を示す。

上記の組成物を用いて、可塑剤の種類とワックスブルー
ム量、開栓トルク値及びワックスの脱離との関係を実験
した。

第７表に示されるように、可塑剤の種類にかかわりなく
同様に優れた結果が得られた。

以上の実施例■〜■では、塩化ビニル樹脂として平均重
合度□□□が１７００のペースト樹脂を用いたが、他の
塩化ビニル樹脂例えばＰが１７００以下（Ｐ＝９００〜
１７００）のものでも、また増量を目的とする懸濁重合
タイプの塩化ビニル樹脂（ペースト樹脂に対して０〜５
０％）を用いた場合でも、重合度に関係なく同様の効果
が得られる。

以上の様に、本発明によれば、ワックスブルーム量をコ
ントロールしながら好ましい開栓トルク値を示す塩化ビ
ニルゾル組成物を得る事が出来る。

従って本発明の組成物はブルームしたワックスの内容物
表面への脱落がなく且つ開栓の容易な容器蓋ライナー材
用塩化ビニル樹脂として好適である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 塩化ビニル樹脂１００重量部、可塑剤５０〜１００
   重量部、３５０〜１ｏｏｏｏｏｃｓの範囲の粘度を有す
   るポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキ
   サン及びポリメチルハイドロゲンシロキサンから選ばれ
   るシリコーンオイル０．５〜ｉｏ、ｏ重量部並びに脂肪
   酸アマイド及びパラフィンワックスから選ばれる少くと
   も一種の滑剤０．５〜１０．０重量部より成ることを特
   徴とする容器蓋ライナー用塩化ビニルゾル組成物。