JPWO2019159528A1 - 酸素遮断性を有する容器蓋 - Google Patents

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Abstract

本発明の酸素遮断性容器蓋は、容器口部の内面に密着するインナーリング(9)が設けられた頂板部(5)とスカート部(7)とを有する高密度ポリエチレン製キャップシェル(1)と、頂板部内面のインナーリング(9)に囲まれた部分に設けられたインシェルモールド成形体(3)とを備え、インシェルモールド成形体(3)は、頂板部内面上でのインシェルモールドで形成された酸素遮断性一次成形体(3a)と、インシェルモールドで該一次成形体(3a)を覆い且つ周縁部で前記頂板部内面に融着固定された二次成形体(3b)とからなり、二次成形体(3b)に直鎖状低密度ポリエチレンを含み、190℃でのメルトフローレートが1〜10g/10分、密度が0.900〜0.920g/cm3、JIS K−6922−2で規定された引張破壊呼び歪みが400%以上の樹脂組成物を使用する。

Description

本発明は、容器口部に装着される高密度ポリエチレン製キャップシェルと、該キャップシェル内でのインシェルモールドにより形成されたインシェルモールド成形体とを備えた容器蓋に関する。
従来、プラスチック製キャップは、種々の形態に成形することができ、種々の形態の容器の蓋材として広く使用されている。中でも高密度ポリエチレン製のキャップは、結晶性が高く、機械的強度に優れているばかりか、安価であることから、その実用頻度は極めて高い。
ところで、近年プラスチック製キャップは、更なる付加価値が追及される場合もあり、例えば内容液の劣化防止を目的としたバリア性の向上といった様々な機能性が要求される場合も多い。特にプラスチック製キャップは、金属製キャップと比較すると酸素遮断性が低く、このため、酸素遮断性を高めることが古くからの課題である。即ち、プラスチックボトルのような容器では、容器壁を多層構造とし、エチレンビニルアルコール等のガスバリア性の樹脂層や、被酸化性の材料が分散された酸素吸収層などを設けることによって、酸素遮断性を大きく向上させることができるのであるが、キャップの場合には、キャップ本来の開栓性や密封性を損なうことなく成形することが難しく、このような多層構造を採用することは現実的ではないため、未だ、酸素遮断性が向上したキャップは実用化されていないのが実情である。
また、内容液充填後の容器内部のヘッドスペース中の酸素を除去するため、キャップ内面に酸素吸収剤配合樹脂の成形体を設けた種々の容器蓋も提案されている。このような容器蓋においては、キャップシェル内面側にインシェルモールドで設けられたライナー材に酸素吸収剤を配合するのが一般的である(例えば特許文献1)。
一方、最近では、従来の方式とは全く異なる手段で酸素遮断性を向上させた容器蓋(クロージャ)が提案されている(例えば特許文献2参照)。
即ち、この容器蓋は、プラスチック製のキャップシェルの内部に設けられるライナーの内部に水素化金属などの水素発生剤を分散させたものであり、容器内の水分との接触により水素を発生させ、この水素が触媒を介し酸素と反応して水に転換させることにより酸素を低減するというものである。
しかしながら、かかる容器蓋のライナーは、水素発生剤を含んでいるため、容器内の水分が直接上記ライナーに接触してしまうと水素発生剤が直ちに消費されてしまい、酸素遮断性を示さなくなってしまう。従って、かかるライナーは、容器内容物との直接の接触を防止するためのカバー部材が必要な場合がある。
しかるに、上記のカバー部材は、隙間なくライナーを完全に覆うことが必要であるため、インシェルモールドによりキャップシェル内に設けなければならない。嵌め込み等の機械的手段では、どうしても微小ではあるが隙間が形成されてしまい、この隙間から発生した水素が漏洩してしまう、或いは内容液が侵入してしまうからである。このようにインシェルモールドによりカバー部材を形成する場合、キャップシェルの内面に予め設けられた水素発生剤含有ライナー上に、カバー部材形成用の樹脂溶融物を落下させ、この樹脂溶融物を成形用のパンチにより押圧して賦形し、次いで冷却することによりカバー部材を形成することとなる。
ここで問題となるのは、カバー部材形成用の樹脂溶融物は、パンチによる押圧によってライナー材を完全に被覆するように速やかに広がり、且つ周縁部分において、キャップシェルの内面に直接融着しなければならないということである。即ち、このカバー部材は、樹脂溶融物が流動性に優れていると同時に、周縁部の小面積の部分でしっかりとキャップシェル内面に融着固定されなければならず、このような流動性及びキャップシェル内面への融着固定性を高めない限り、ライナー材が有する優れた酸素遮断性を発揮させることができず、その改善が必要となっている。
また、上記のような問題は、エチレンビニルアルコール等のガスバリア性樹脂や酸素吸収剤を用いて形成されたライナーを用いて酸素遮断性を持たせようとする場合においても、存在し得る課題である。例えば、容器内容液との直接の接触を避けたい仕様においては、同様のカバー部材が必要となる場合がある。
特許4601132号 特表2013−523535号公報
従って、本発明の目的は、容器口部に装着されるキャップシェルとキャップシェルの内面に設けられたインシェルモールド成形体とを備えた容器蓋において、このインシェルモールド成形体に酸素遮断性を持たせたとき、酸素遮断性を示す材料との容器内容物との直接の接触が確実に防止され、しかも酸素遮断性が長期にわたって安定に維持される酸素遮断性容器蓋を提供することにある。
本発明の他の目的は、キャップシェル内でのインシェルモールドによってキャップシェルの内面に強固に融着する成形体を形成し得るインシェルモールド用樹脂組成物を提供することにある。
本発明によれば、容器口部の内面に密着するインナーリングが設けられた頂板部とスカート部とを有する高密度ポリエチレン製キャップシェルと、該頂板部内面のインナーリングに囲まれた部分に設けられたインシェルモールド成形体とを備えた容器蓋において、
前記インシェルモールド成形体は、前記頂板部内面上でのインシェルモールドにより形成された酸素遮断機能を有する一次成形体と、該一次成形体上でのインシェルモールドにより該一次成形体を覆い且つ周縁部で前記頂板部内面に融着固定されている二次成形体とからなり、
前記二次成形体は、直鎖状低密度ポリエチレンを含み、且つ190℃でのメルトフローレートが1〜10g/10分、密度が0.900〜0.920g/cm、及びJIS K−6922−2に規定された引張破壊呼び歪みが400%以上の範囲にある樹脂組成物から形成されていることを特徴とする容器蓋が提供される。
本発明の容器蓋においては、
(1)前記二次成形体は、前記直鎖状低密度ポリエチレンに加えて、熱可塑性エラストマーを含有していること、
(2)前記二次成形体中の前記熱可塑性エラストマーの含有量が30質量%以下であること、
が好ましい。
本発明によれば、また、直鎖状低密度ポリエチレンと熱可塑性エラストマーとのブレンド物からなり、190℃でのメルトフローレートが1〜10g/10分、密度が0.900〜0.920g/cm、及びJIS K−6922−2に規定された引張破壊呼び歪みが400%以上の範囲にあることを特徴とするインシェルモールド用樹脂組成物が提供される。
本発明の容器蓋は、高密度ポリエチレン(HDPE)製キャップシェルの頂板部内面にインシェルモールド成形体が設けられた基本構造を有しているが、特に重要な特徴は、インシェルモールド成形体が、酸素遮断機能を有する一次成形体と、該一次成形体上でのインシェルモールドにより該一次成形体を覆い且つ周縁部で前記頂板部内面に融着固定されている二次成形体とからなっていること、及び前記二次成形体が、特定の直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)を用いて形成されている点にある。
即ち、上記一次成形体は、酸素遮断機能を有する機能性材料を含む酸素遮断性成形体であり、二次成形体は、一次成形体中の機能性材料と容器内容物との直接の接触を防止すると同時に、容器内側からの一次成形体中への水分等の透過を制限することにより、機能性材料の機能低下を防止し、酸素遮断性の消耗を抑制するためのカバー部材としても機能を有している。
本発明では、上記の二次成形体が、LLDPEを含み、且つ一定のメルトフローレート(MFR)、密度及び引張破壊呼び歪みを有する樹脂組成物を用いて成形されているため、一次成形体上でのインシェルモールドにより一次成形体を完全に被覆することができ、しかも、HDPE製のキャップシェルの内面に強固に融着固定することができるため、一次成形体中の機能性材料が示す酸素遮断性を長期にわたって安定に発揮することができる。
本発明の容器蓋の側断面図。 インシェルモールド成形体を成形するための工程を示す図。 本発明の容器蓋に設けられているインシェルモールド成形体中の二次成形体の好適な形態を示す図。
本発明の容器蓋の構造を示す図1を参照して、この容器蓋は、キャップシェル1と、キャップシェル1の内部にインシェルモールドにより成形されたインシェルモールド成形体3とからなっている。
キャップシェル1は、頂板部5と、頂板部5の周縁から降下しているスカート7とを有している。
上記の頂板部5の内面には、インナーリング9が形成されており、インナーリング9よりも外側には、背の低いアウターリング11が形成され、さらにインナーリング9とアウターリング11との間には、偏平状の環状小突起13が設けられている。
即ち、この容器蓋が容器口部に巻き締められると、インナーリング9とスカート7との間の空間に容器口部(図示せず)が侵入し、インナーリング9の外面が容器口部の上端部内面に密着することにより、シール性が確保されるようになっている。このため、インナーリング9は、外方側に膨らんだ形態を有している。
また、アウターリング11は、若干、内方側に傾斜しており、インナーリング9とスカート7との間に侵入した容器口部の上端部外面に密着するように形成されており、これにより、容器口部をがたつきなく、しっかりと保持し、同時にインナーリング9によるシールを補強する。
さらに、環状小突起13は、インナーリング9とスカート7との間に侵入した容器口部の上端面に密着するものであり、インナーリング9によるシールをさらに補強する。
一方、スカート7の内面には、容器口部の外面に螺子係合する螺条15が設けられており、さらに、スカート7の下端には、タンパーエビデンドバンド(TEバンド)17が破断可能なブリッジ19を介して連結されている。
このTEバンド17は、いたずら防止及び内容物の品質保証のために設けられるものであり、その内面には、内方かつ上方に延びているフラップ片20が設けられている。
即ち、螺条15を利用しての螺子係合により、容器口部がインナーリング9とスカート7との間に侵入し、これによってキャップシェル1は容器口部に固定されるが、このような閉栓状態において、TEバンド17のフラップ片20は、容器口部の外面に形成されている顎部の下側に位置している。このため、キャップシェル1を開栓方向に旋回して容器口部から取り除くとき、スカート7は、容器口部の外面に沿って上昇していくが、TEバンド17は、フラップ片20が顎部に当接するため、その上昇が阻止される。従って、TEバンド17とスカート7とを連結しているブリッジ19が破断し、この結果、TEバンド17が容器側に残った状態でキャップシェル1が容器口部から取り除かれることとなる。
このようにして、一般の消費者は、TEバンド17がキャップシェル1から分離している状態を見て、このキャップシェル1は容器口部から取り除かれたことがあるという開封履歴を認識することができ、いたずら等の不正使用を防止することができる。また、TEバンド17がキャップシェル1に連結されている場合には、このキャップシェル1は容器口部から取り外されたことがないものであることを認識でき、内容物の品質を保証することができるわけである。
本発明において、上述したキャップシェル1は、高密度ポリエチレンを用いての射出成形や圧縮成形により成形される。この高密度ポリエチレンは、密度が0.942g/cm以上と高く、分枝をほとんど持たず、結晶性の高いポリエチレンであり、機械的強度に優れているため、螺条15のように強度が要求される部分を有するキャップシェル1の成形には極めて適している。また、主にアセプ殺菌充填用途のキャップとして使用されている。
また、このような高密度ポリエチレンとしては、射出成形や圧縮成形によりキャップシェル1を成形することから、所謂射出グレードのものでは、例えば、MFR(190℃)が2.0〜12.0g/10minのものが好適に使用される。また、圧縮グレードのものでは、例えば、MFR(190℃)が0.5〜10.0g/10minのものが好適に使用される。
また、本発明の容器蓋において、キャップシェル1の内部、即ち、頂板部5の内面のインナーリング9で囲まれた部分には、インシェルモールドにより成形されたインシェルモールド成形体3が設けられており、このインシェルモールド成形体3により酸素遮断性が発揮され、容器内容物の酸化劣化を有効に防止することができる。さらに、インナーリング9よりも内側の部分でのインシェルモールドにより成形されるものであるため、キャップ本来の開栓性や密封性に悪影響を与えることはない。
このようなインシェルモールド成形体3は、2層構造を有するものであり、第1段のインシェルモールドにより成形される一次成形体3aと、成形された一次成形体3a上での第2段のインシェルモールドにより一次成形体3aを覆うように成形されている二次成形体3bとからなっている。
このようなインシェルモールド成形体3を成形するための工程を示す図2を参照して、先ず、一次成形体3aを形成する樹脂もしくは樹脂組成物を250℃程度の溶融物Aとして、押出機等から頂板部5の内面のインナーリング9で囲まれた領域(特に中央部)に落下させる(図2(a)参照)。
次いで、成形用パンチ21aを備えた一次成形用治具21をキャップシェル1内に配置する(図2(b)参照)。
この状態で、成形用パンチ21aを降下させ、上記の溶融物Aを押し広げて平板円盤形状に押圧成形して冷却する(図2(c)参照)。これにより、頂板部5の内面に密着した一次成形体3aが成形される。
上記のようにして一次成形体3aが形成された後は、この一次成形体3a上に、二次成形体3bを形成する樹脂もしくは樹脂組成物を、250℃程度の温度の溶融物Bとして押出機等から落下させる(図2(d)参照)。
次いで、成形用パンチ23aを備えた二次成形用治具23をキャップシェル1内に配置する(図2(e)参照)。
この状態で、成形用パンチ23aを降下させ、上記の溶融物Bを押し広げて平板円盤状に押圧成形して冷却する(図2(f)参照)。これにより、一次成形体3aを覆うようにして頂板部5の内面に密着して成形され、二層構造のインシェルモールド成形体3が得られる。
<一次成形体3a>
上述した本発明の容器蓋が有するインシェルモールド成形体3において、一次成形体3aは、先にも述べたように、酸素遮断性を発揮するものである。
このような一次成形体3aは、酸素遮断性を発揮させる手段によって大きく2つのタイプに分けられる。
一つのタイプは、化学反応を利用して酸素を除去するアクティブバリアタイプと呼ばれ、酸素吸収剤型や水素発生型などが存在する。
酸素吸収型について説明する。酸素吸収性樹脂組成物に使用される酸素吸収剤は、特開2002−240813号等に記載されているように、酸化性重合体及び遷移金属系触媒を含む層として存在し、遷移金属系触媒の作用により酸化性重合体が酸素による酸化を受け、これにより、酸素を吸収して酸素の透過を遮断する。このような酸化性重合体及び遷移金属系触媒は、上記の特開2002−240813号等に詳細に説明されているので、その詳細は省略するが、酸化性重合体の代表的な例としては、第3級炭素原子を有するオレフィン系樹脂(例えばポリプロピレンやポリブテン−1等、或いはこれらの共重合体);熱可塑性ポリエステル若しくは脂肪族ポリアミド;
キシリレン基含有ポリアミド樹脂;エチレン系不飽和基含有重合体(例えばブタジエン等のポリエンから誘導される重合体);などが挙げられる。また、遷移金属系触媒としては、鉄、コバルト、ニッケル等の遷移金属の無機塩、有機酸塩或いは錯塩が代表的である。
上記のような酸素吸収剤には、キャップシェル1を形成する高密度ポリエチレンとの密着性を確保するために、前述したガスバリア性樹脂と同様、適度な酸素遮断性を維持できる程度の割合で、ポリエチレンや無水マレイン酸で変性された酸変性オレフィン系樹脂とブレンドして使用することもできる。
水素発生型について説明する。水素発生型とは、水素発生剤が機能材として樹脂中に分散されているものであり、水素発生剤が容器内の内容液から移動する水分と反応して水素を発生し、この水素が、キャップシェル1の頂板部5を透過してくる酸素または容器内の酸素と触媒を介した状態で反応して水を生成することにより、酸素が捕捉され、この結果、酸素遮断性が発揮されるものである。
このような水素発生型の一次成形体3aは、前述した特許文献1等により公知である。
水素発生剤としては、水と反応して水素発生する金属または金属水素化物、例えば、Na,Li,K、Ca,Mg,Mg,Zn,Al等の金属、及びこれら金属の水素化物が代表的である。また、これら以外にも、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素リチウム、テトラメチルジシロキサン、トリメチルスズ水素化物、オルガノハイドロジェンポリシロキサンなどを挙げることができ、内容物の種類に応じて適宜のものを選択して使用すればよい。
また、上記の水素発生剤が分散されるマトリックスとなる樹脂としては、水分透過性を有する樹脂、例えば、低、中、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂や、スチレン−エチレン−ブチレン共重合体(SEBS)、ポリアミド、ポリスチレン、スチレン−(メタ)アクリレート共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体などを例示することができる。特に、キャップシェル1の頂板部5の内面或いは二次成形体3bとの密着性、或いはインシェルモールド成形性の観点からオレフィン系樹脂、特にMFRが1〜10g/10min程度のポリエチレンが好ましく、後述する二次成形体3bの成形に使用されるLLDPEが最も好適に使用される。
上述した水素発生剤は、インシェルモールド成形性を考慮して、通常、上記の樹脂100質量部当り5〜20質量部程度の量で配合される。
もう一つのタイプは直接酸素を遮断するタイプ、パッシブバリアタイプと呼ばれ、樹脂自体が外部からの酸素侵入を防ぐものである。かかるタイプの一次成形体3aは、ガスバリア性樹脂から形成される。
上記のガスバリア性樹脂としては、エチレンビニルアルコール共重合体(エチレン酢酸ビニル共重合体ケン化物)及び芳香族ポリアミドが代表的であり、特に酸素遮断性の観点から、エチレンビニルアルコール共重合体が好適である。
また、このようなガスバリア性樹脂は、キャップシェル1を形成するポリオレフィンとの密着性が乏しいため、適度な酸素遮断性を維持できる程度の割合で、ポリエチレンや無水マレイン酸で変性された酸変性オレフィン系樹脂とブレンドして使用することもできる。
上述した一次成形体3aの何れのタイプのものも、先の図2に示すプロセスにしたがい、インシェルモールドにより成形される。
<二次成形体3b>
上述した一次成形体3aを覆うように設けられる二次成形体3bは、一次成形体3aと容器内容物との直接の接触を防止するものである。
即ち、前述した水素発生剤を含む一次成形体3aは、水素発生剤と容器内容物の接触を防止する必要がある。即ち、水素発生剤と容器内容物とが直接接触すると、容器内容物に含まれる水分と水素発生剤とが直ちに反応してしまい、水素発生剤の機能が直ちに失われてしまうからである。これは、酸素吸収剤を含む一次成形体3aについても同様である。また、エチレンビニルアルコール共重合体等のガスバリア性樹脂は、水分等を吸収して酸素遮断機能が大きく低下してしまう。従って、このようなガスバリア性樹脂からなる一次成形体3aもまた、容器内容物との直接接触を防止する必要がある。
このように、一次成形体3aとの直接の接触防止し、酸素遮断性を持続して発揮させるために、二次成形体3bが設けられる。
従って、この二次成形体3bは、インシェルモールドにより成形されると同時に、一次成形体3aを完全に覆い、シールした状態で頂板部5の内面に融着固定されることが必要である。
このために、本発明においては、この二次成形体3bの成形に用いる樹脂材料(樹脂組成物)は、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)を含んでいることが必要である。このLLDPEは、エチレンに少量のα−オレフィン(一般に炭素数が4以上)が共重合されたものであり、長鎖分子がほとんどなく、線形性が非常に高く、ポリマー鎖の絡みがほんどないという性質を有する。このようなLLDPEを用いて二次成形体3bを使用することにより、一次成形体3a上でのインシェルモールドにより、一次成形体3aを完全に被覆し且つ周縁部において、高密度ポリエチレン製のキャップシェル1(頂板部5の内面)に強固に融着固定することができる。分子の線形性が高いため、高密度ポリエチレンの分子鎖と絡み易く、これにより、頂板部5の内面にしっかりと融着固定される。また、結晶性が高いため、水分に対する遮断性も高い。
また、本発明において用いる二次成形体3bの樹脂材料は、MFR(190℃)が1〜10g/10分の範囲にあることも必要である。
即ち、MFRが上記範囲よりも高いと、前述した溶融物Bが流れ易くなってしまい、パンチ23aによる型押しを効果的に行うことが困難となってしまう。また、MFRが上記範囲よりも低いと、パンチ23aによる型押しに際して、溶融物Bが拡がり難くなり、やはり成形が困難となってしまう。この場合、溶融物Bの温度を高温にして溶融物Bを拡がり易くすることはできるが、溶融物Bの温度が過度に高温となっているため、一次成形体3a或いはキャップシェル1の頂板部5の内面の変形や形状崩れ、あるいは樹脂焼けが発生するという不都合を生じてしまう。
さらに、二次成形体3bの樹脂材料は、密度が0.900〜0.920g/cmの範囲にあり且つ引張破壊呼び歪み(JIS K−6922−2)が400%以上であることも必要である。即ち、このような密度及び引張破壊呼び歪みを有する樹脂材料は伸び易く、適度に水分を透過するような厚みに調整することができ、水素発生剤が一気に消耗するという不都合を防止することができる。或いは一次成形体3aの周縁部が完全に被覆されるように溶融物Bを引き延ばして型押しを行うことができ、その周縁部において、二次成形体3bを頂板部5の内面にしっかりと融着固定することができる。例えば、密度や引張破壊呼び歪みが上記範囲外のものは、二次成形体3bを頂板部5の内面に強固に融着固定することができず、剥がれ等を生じ易くなってしまう。また、特に水素発生剤を用いたタイプの一次成形体3aでは、水分が一気に接触し、水素化剤がすぐに消耗してしまい、水素発生剤からの水素発生による酸素の捕捉が困難となり、結局、酸素遮断機能を十分に発揮させることができなくなってしまう。
尚、上記のようなLLDPEは、共重合するα−オレフィンの種類、共重合量、分子量等の調整により得られるが、通常、市販されているLLDPEの中から、これらの物性を有するLLDPEを選択して使用すればよい。例えば、本発明で用いるLLDPEは、日本ポリエチレン(株)により、UF240の商品名で市販されている。
また、本発明において、二次成形体3bの樹脂材料として、LLDPEを単独で使用することもできるし、他の樹脂或いはエラストマーとブレンドして使用することもできる。LLDPEを含むブレンド物を使用する場合には、このブレンド物が前述したMFRや密度、引張破壊呼び込みの条件を満足することが必要である。本発明では、例えば、これらMFR等の物性に関する条件を満足する範囲で、熱可塑性エラストマーと混合して使用することが望ましい。即ち、熱可塑性エラストマーとの混合により、溶融物Bは、より低温で適度な流動性を有するものとなり、この結果、一次成形体3aや頂板部5の内面に密着し易いものとなる。また、このような熱可塑性エラストマーの配合により、引張破壊呼び歪み(JIS K−6922−2)がより大きな値となり、その溶融物Bはさらに伸び易く、溶融物Bの押し広げをより行い易くなる。
このような熱可塑性エラストマーとしては、エチレンプロピレン共重合体ゴム(EPR)、エチレンブチレン共重合体ゴム(EBR)、エチレン−オクテン共重合体ゴム(EOR)などのエチレン系エラストマーを挙げることができる。また、スチレン系エラストマー、プロピレン系エラストマーを用いることもできる。特に一次成形体に水素発生剤を使用する場合、水素の透過性を促進するにはエチレンブチレン共重合体ゴム(EBR)が好適に用いられる。
本発明において、上記の熱可塑性エラストマーの配合は、一次成形体3aや頂板部5の内面との密着性向上に有利であるが、過剰に配合すると、上述した溶融物Bを滴下して二次成形体3bを成形する際、溶融物Bの滴下位置が不安定となり、滴下位置が一次成形体3aの中心部からずれるおそれがある。従って、この熱可塑性エラストマーの配合量は、形成される二次成形体3b中に30質量%以下、特に10〜30質量%の範囲とすることが好適である。
また、一次成形体3aや頂板部5の内面との密着性向上の観点から、二次成形体3bの樹脂材料のMFR(190℃)は2.3〜4.0g/10minの範囲にあることが望ましい。
上述したLLDPE及び熱可塑性エラストマーを含む樹脂組成物は、インシェルモールドにより、各種のオレフィン系樹脂に対する密着性に優れた成形体を形成することができるため、二次成形体3b用のみならず、種々のインシェルモールド成形体の成形にも使用することができる。
上述したLLDPEからなる二次成形体3bは、インシェルモールドに際して溶融物Bが非常に伸び易いため、例えば、図3に示されているように、一次成形体3aの周縁部を覆う部分に外方に広がったフランジ30を有する形態とすることが最適である。これにより、一次成形体3aを完全に覆うことができるばかりか、頂板部5の内面との接触する面積を大きく設定することができ、二次成形体3bをより強固に頂板部5の内面に融着固定することができる。特に、LLDPEに前述した熱可塑性エラストマーが配合されているものは、上記のようなフランジ30の形成に最も好適である。
本発明の優れた効果を次の実験例で説明する。
<試験用キャップの作製>
密度が0.960g/cm及びMFR(190℃)が2.0g/10minの高密度ポリエチレンを用いての射出成形により成形された図1の形態のキャップシェルを用意した。このキャップシェルの仕様は次のとおりである。
キャップ径(頂板部の外径):28mm
インナーリング付け根部の内径:18.5mm
次いで、以下の組成の樹脂組成物を用いてのインナーモールドにより(成形温度:250℃)、径が14mm、厚みが3mmの一次成形体を成形し、これを試験用キャップとした。
一次成形体用樹脂組成物;
直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE) 87.95質量部
密度:0.919g/cm
MFR:5.7g/10min(190℃)
引張破壊呼び歪み(JIS K−6922−2) 500%以上
水素発生剤(水酸化ホウ素ナトリウム) 12質量部
着色剤(フタロシアニンブルー) 0.05質量部
<実施例1>
以下のLLDPEを用意した。
LLDPE;
日本ポリエチレン(株)製UF240
密度:0.920g/cm
MFR:2.1g/10min(190℃)
融点:123.0℃
引張破壊呼び歪み(JIS K−6922−2) 500%
上記のLLDPEを溶融押出機に投入し、溶融樹脂供給穴から溶融押出し、この供給穴出口に設けられている回転刃によってカッティングし、250℃の溶融樹脂を、前述した試験用キャップの一次成形体の中心部分に滴下し(溶融樹脂量145mg)、インシェルモールドにより、図3に示す形態の二次成形体(フランジ部長さ1mm)を成形し、容器蓋を作製した。
上記の成形に際して、溶融樹脂は、一次成形体の中心部に安定に滴下され、溶融樹脂の滴下性は極めて良好であった。また、溶融樹脂を安定してカッティングでき且つ一次成形体上からはみ出すことなく安定に保持され、供給不良を生じることなく、一次成形体を完全に覆うように成形できた。
得られた容器蓋について、二次成形体の接着性試験を行った。二次成形体の周囲に浸透液(着色された液)を垂らし、この容器蓋の頂板部を切断し、二次成形体とキャップシェルの頂板部との間への液の浸透を確認したところ、僅かに浸透液の着色(接着せず剥離している部分)がみられたが、この着色は一次成形体までは到達しておらず、一次成形体の性能には影響は無かった。また、得られた容器蓋の頂板部を切断し、二次成形体のフランジにフック針を用いて引き起こし、接着力を測定したところ、50N以上であった。
<実施例2>
下記の熱可塑性エラストマーを用意した。
熱可塑性エラストマー(EBR);
エチレンブチレン共重合体(三井化学(株)製A−4090S)
密度:0.893g/cm
MFR:3.6g/10min(190℃)
融点:77.0℃
引張破壊呼び歪み(JIS K−69222−2) 783%
実施例1で用いたLLDPEを90質量部と熱可塑性エラストマー10質量部とをドライブレンドし、溶融押出機を用いて溶融混練し、溶融樹脂供給穴から押出し、実施例1と同様にして、カッティングし、250℃の溶融樹脂を、試験用キャップの一次成形体の中心部分に滴下し、インシェルモールドにより、図3に示す形態の二次成形体を成形し、容器蓋を作製した。
尚、上記のLLDPEと熱可塑性エラストマーとのブレンド物の密度は0.917g/cm、MFR(190℃)は2.3g/10minであり、引張破壊呼び歪みは、528.3%であった。
上記の成形に際して、溶融樹脂は、実施例1と同様、一次成形体の中心部に安定に滴下され、溶融樹脂の滴下性は極めて良好であった。また、実施例1と同様、溶融樹脂を安定してカッティングでき且つ一次成形体上からはみ出すことなく安定に保持され、供給不良を生じることなく、一次成形体を完全に覆うように成形できた。
また、得られた容器蓋について、実施例1と同様、接着性試験を行ったところ、周縁部において、キャップ頂板部内面との間に剥離が生じていたが程度は、実施例1よりも僅かであった。接着力は50N以上であった。
<実施例3>
85質量部のLLDPEと15質量部の熱可塑性エラストマー(EBR)とをドライブレンドした以外は、実施例2と全く同様にして、インナーモールドにより二次成形体を成形し、容器蓋を得、その評価を行った。
上記のLLDPEと熱可塑性エラストマーとのブレンド物の密度は0.916/cm、MFR(190℃)は2.3g/10minであり、引張破壊呼び歪みは、542.5%であった。
また、上記の成形に際して、溶融樹脂は、実施例1と同様、一次成形体の中心部に安定に滴下され、溶融樹脂の滴下性は極めて良好であった。また、実施例1と同様、溶融樹脂を安定してカッティングでき且つ一次成形体上からはみ出すことなく安定に保持され、供給不良を生じることなく、一次成形体を完全に覆うように成形できた。
また、得られた容器蓋について、実施例1と同様、接着性試験を行ったところ、キャップ頂板部内面及び一次成形体との間に剥離は全く生じていなかった。接着力は50N以上であった。
<実施例4>
80質量部のLLDPEと20質量部の熱可塑性エラストマー(EBR)とをドライブレンドした以外は、実施例2と全く同様にして、インナーモールドにより二次成形体を成形し、容器蓋を得、その評価を行った。
上記のLLDPEと熱可塑性エラストマーとのブレンド物の密度は0.915g/cm、MFR(190℃)は2.4g/10minであり、引張破壊呼び歪みは、556.6%であった。
また、上記の成形に際して、溶融樹脂は、実施例1と同様、一次成形体の中心部に安定に滴下され、溶融樹脂の滴下性は極めて良好であった。また、実施例1と同様、溶融樹脂を安定してカッティングでき且つ一次成形体上からはみ出すことなく安定に保持され、供給不良を生じることなく、一次成形体を完全に覆うように成形できた。
また、得られた容器蓋について、実施例1と同様、接着性試験を行ったところ、キャップ頂板部内面及び一次成形体との間に剥離は全く生じていなかった。接着力は50N以上であった。
<実施例5>
70質量部のLLDPEと30質量部の熱可塑性エラストマー(EBR)とをドライブレンドした以外は、実施例2と全く同様にして、インナーモールドにより二次成形体を成形し、容器蓋を得、その評価を行った。
上記のLLDPEと熱可塑性エラストマーとのブレンド物の密度は0.912g/cm、MFR(190℃)は2.6g/10minであり、引張破壊呼び歪みは、584.9%であった。
また、上記の成形に際して、溶融樹脂は、実施例1と同様、一次成形体の中心部に安定に滴下され、溶融樹脂の滴下性は極めて良好であった。また、実施例1と同様、溶融樹脂を安定してカッティングでき且つ一次成形体上からはみ出すことなく安定に保持され、供給不良を生じることなく、一次成形体を完全に覆うように成形できた。
また、得られた容器蓋についての接着性試験では、キャップ頂板部内面及び一次成形体との間に剥離は全く生じていなかった。接着力は50N以上であった。
<実施例6>
65質量部のLLDPEと35質量部の熱可塑性エラストマー(EBR)とをドライブレンドした以外は、実施例2と全く同様にして、インナーモールドにより二次成形体を成形し、容器蓋を得、その評価を行った。
上記のLLDPEと熱可塑性エラストマーとのブレンド物の密度は0.911g/cm、MFR(190℃)は2.6g/10minであり、引張破壊呼び歪みは、599.5%であった。
上記の成形に際して、溶融樹脂の滴下性が不安定であり、一次成形体を完全に覆うように成形できたものの、一次成形体の中心部から外れて滴下されており、溶融樹脂のカッティングが不安定となっていた。
また、得られた容器蓋についての接着性試験では、キャップ頂板部内面及び一次成形体との間に剥離は全く生じていなかった。接着力は50N以上であった。
<実施例7>
60質量部のLLDPEと40質量部の熱可塑性エラストマー(EBR)とをドライブレンドした以外は、実施例2と全く同様にして、インナーモールドにより二次成形体を成形し、容器蓋を得、その評価を行った。
上記のLLDPEと熱可塑性エラストマーとのブレンド物の密度は0.909g/cm、MFR(190℃)は2.7g/10minであり、引張破壊呼び歪みは、613.2%であった。
上記の成形に際して、溶融樹脂の滴下性が不安定であり、一次成形体を完全に覆うように成形できたものの、一次成形体の中心部から外れて滴下されており、溶融樹脂のカッティングが不安定となっていた。
また、得られた容器蓋についての接着性試験では、キャップ頂板部内面及び一次成形体との間に剥離は全く生じていなかった。接着力は50N以上であった。
<実施例8>
下記の熱可塑性エラストマーを用意した。
熱可塑性エラストマー(EBR);
エチレンブチレン共重合体(三井化学(株)製A−4070S)
密度:0.870g/cm
MFR:3.6g/10min(190℃)
融点:55.0℃
引張破壊呼び歪み(JIS K−69222−2) 1000%
70質量部のLLDPEに上記の熱可塑性エラストマーを30質量部ドライブレンドした以外は、実施例2と全く同様にして、インナーモールドにより二次成形体を成形し、容器蓋を得、その評価を行った。
上記のLLDPEと熱可塑性エラストマーとのブレンド物の密度は0.905g/cm、MFR(190℃)は2.6g/10minであり、引張破壊呼び歪みは、650%であった。
上記の成形に際して、溶融樹脂は、実施例1と同様、一次成形体の中心部に安定に滴下され、溶融樹脂の滴下性は極めて良好であった。また、実施例1と同様、溶融樹脂を安定してカッティングでき且つ一次成形体上からはみ出すことなく安定に保持され、供給不良を生じることなく、一次成形体を完全に覆うように成形できた。
また、得られた容器蓋についての接着性試験では、キャップ頂板部内面及び一次成形体との間に剥離は全く生じていなかった。接着力は50N以上であった。
以上の実施例1〜8の実験結果から、LLDPEに熱可塑性エラストマーを配合することにより、キャップ頂板部内面及び一次成形体との密着性は向上するが、過度に配合すると、溶融樹脂の滴下性が不安定となる傾向が有り、熱可塑性エラストマーの配合量は、15〜30質量%が適量であることが判る。
<比較例1>
以下のLLDPEを用意した。
LLDPE;
(株)プライムポリマー社製SP2020
密度:0.923g/cm
MFR:1.9g/10min(190℃)
融点:116.0℃
引張破壊呼び歪み(JIS K−6922−2) 346.2%
上記のLLDPEを用いた以外は、実施例1と全く同様にして、インナーモールドにより二次成形体を成形し、容器蓋を得、その評価を行った。
<比較例2>
以下のLLDPEを用意した。
LLDPE;
住友化学(株)製FV104
密度:0.913g/cm
MFR:1.0g/10min(190℃)
融点:121.0℃
引張破壊呼び歪み(JIS K−6922−2) 236.2%
上記のLLDPEを用いた以外は、実施例1と全く同様にして、インナーモールドにより二次成形体を成形し、容器蓋を得、その評価を行った。
<比較例3>
比較例2で使用したLLDPEを使用し、このLLDPE85質量部に、15質量部の熱可塑性エラストマー(EBR)をドライブレンドした以外は、比較例2と全く同様にして、インナーモールドにより二次成形体を成形し、容器蓋を得、その評価を行った。
上記のLLDPEと熱可塑性エラストマーとのブレンド物の密度は0.910g/cm、MFR(190℃)は1.4g/10minであり、引張破壊呼び歪みは、325.6%であった。
<比較例4>
以下のLLDPEを用意した。
LLDPE;
住友化学(株)製FV201
密度:0.916g/cm
MFR:2.3g/10min(190℃)
融点:117.0℃
引張破壊呼び歪み(JIS K−6922−2) 331.2%
上記のLLDPEを用いた以外は、実施例1と全く同様にして、インナーモールドにより二次成形体を成形し、容器蓋を得、その評価を行った。
<比較例5>
比較例4で使用したLLDPEを使用し、このLLDPE70質量部に、30質量部の熱可塑性エラストマー(EBR)をドライブレンドした以外は、実施例5或いは実施例7と全く同様にして、インナーモールドにより二次成形体を成形し、容器蓋を得、その評価を行った。
上記のLLDPEと熱可塑性エラストマーとのブレンド物の密度は0.909g/cm、MFR(190℃)は2.7g/10minであり、引張破壊呼び歪みは、388.9%であった。
<比較例6>
以下の超低密度ポリエチレン(VLDPE)を用意した。
VLDPE;
住友化学(株)製VL200
密度:0.900g/cm
MFR:2.0g/10min(190℃)
融点:115.0℃
引張破壊呼び歪み(JIS K−6922−2) 900%
上記のVLDPEを用いた以外は、実施例1と全く同様にして、インナーモールドにより二次成形体を成形し、容器蓋を得、その評価を行った。
<比較例7>
以下の低密度ポリエチレン(LDPE)を用意した。
LDPE;
宇部丸善ポリエチレン(株)製F120N
密度:0.920g/cm
MFR:1.2g/10min(190℃)
融点:94.0℃
引張破壊呼び歪み(JIS K−6922−2) 92.8%
上記のLDPEを用いた以外は、実施例1と全く同様にして、インナーモールドにより二次成形体を成形し、容器蓋を得、その評価を行った。
<比較例8>
比較例7で使用したLDPEを使用し、このLDPE85質量部に、15質量部の熱可塑性エラストマー(EBR)をドライブレンドした以外は、実施例3と全く同様にして、インナーモールドにより二次成形体を成形し、容器蓋を得、その評価を行った。
上記のLDPEと熱可塑性エラストマーとのブレンド物の密度は0.916g/cm、MFR(190℃)は1.6g/10minであり、引張破壊呼び歪みは、190.9%であった。
<比較例9>
以下の高密度ポリエチレン(HDPE)を用意した。
HDPE;
(株)プライムポリマー社製2200J
密度:0.964g/cm
MFR:5.2g/10min(190℃)
融点:135℃
引張破壊呼び歪み(JIS K−6922−2) 176.7%
上記のHDPEを用いた以外は、実施例1と全く同様にして、インナーモールドにより二次成形体を成形し、容器蓋を得、その評価を行った。
<比較例10>
比較例9で使用したHDPEを使用し、このHDPE85質量部に、15質量部の熱可塑性エラストマー(EBR)をドライブレンドした以外は、実施例3と全く同様にして、インナーモールドにより二次成形体を成形し、容器蓋を得、その評価を行った。
上記のHDPEと熱可塑性エラストマーとのブレンド物の密度は0.953g/cm、MFR(190℃)は5.0g/10minであり、引張破壊呼び歪みは、303%であった。
<比較例11>
以下の高密度ポリエチレン(HDPE)を用意した。
HDPE;
日本ポリエチレン(株)HJ362N
密度:0.953g/cm
MFR:5.0g/10min(190℃)
融点:132℃
引張破壊呼び歪み(JIS K−6922−2) 384.3%
上記のHDPEを用いた以外は、実施例1と全く同様にして、インナーモールドにより二次成形体を成形し、容器蓋を得、その評価を行った。
<比較例12>
比較例11で使用したHDPEを使用し、このHDPE85質量部に、15質量部の熱可塑性エラストマー(EBR)をドライブレンドした以外は、実施例3と全く同様にして、インナーモールドにより二次成形体を成形し、容器蓋を得、その評価を行った。
上記のHDPEと熱可塑性エラストマーとのブレンド物の密度は0.944g/cm、MFR(190℃)は4.8g/10minであり、引張破壊呼び歪みは、455.4%であった。
上記の比較例1〜12において、溶融樹脂の滴下性については全く問題がなく、溶融樹脂を安定してカッティングでき且つ一次成形体上からはみ出すことなく安定に保持でき、供給不良を生じることなく、一次成形体を完全に覆うように成形できた。
しかしながら、得られた容器蓋についての接着性試験では、キャップ頂板部内面及び二次成形体との間に剥離が生じており、浸透液の着色が一次成形体まで到達し、二次成形体が一次成形体を被覆する機能が損なわれていた。
上記の比較例1〜12の結果から、引張破壊呼び歪みが400%以上の直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)を使用しない限り、二次成形体のキャップ頂板部内面及び一次成形体との間に優れた接着性を確保することができないことが明らかである。例えば、引張破壊呼び歪みが400%以上であったとしても、超低密度ポリエチレン(VLDPE)を使用している比較例7では、この密着性が不満足であり、さらに、LLDPEを使用せずに、高密度ポリエチレンを使用し、熱可塑性エラストマー(EBR)の配合により400%以上の引張破壊呼び歪みを確保している比較例12においても、満足すべき密着性は得られていない。
1:キャップシェル
3:インシェルモールド成形体
3a:一次成形体
3b:二次成形体
5:頂板部
7:スカート
9:インナーリング
11:アウターリング
13:環状小突起
15:螺条
17:TEバンド
19:ブリッジ
20:フラップ片
21:一次成形用治具
21a:パンチ
23:二次成形用治具23
23a:パンチ
30:フランジ

Claims (5)

  1. 容器口部の内面に密着するインナーリングが設けられた頂板部とスカート部とを有する高密度ポリエチレン製キャップシェルと、該頂板部内面のインナーリングに囲まれた部分に設けられたインシェルモールド成形体とを備えた容器蓋において、
    前記インシェルモールド成形体は、前記頂板部内面上でのインシェルモールドにより形成された酸素遮断機能を有する一次成形体と、該一次成形体上でのインシェルモールドにより該一次成形体を覆い且つ周縁部で前記頂板部内面に融着固定されている二次成形体とからなり、
    前記二次成形体は、直鎖状低密度ポリエチレンを含み、且つ190℃でのメルトフローレートが1〜10g/10分、密度が0.900〜0.920g/cm、及びJIS K−6922−2で規定された引張破壊呼び歪みが400%以上の範囲にある樹脂組成物から形成されていることを特徴とする容器蓋。
  2. 前記二次成形体は、前記直鎖状低密度ポリエチレンに加えて、熱可塑性エラストマーを含有している請求項1に記載の容器蓋。
  3. 前記二次成形体中の前記熱可塑性エラストマーの含有量が30質量%以下である請求項2に記載の容器蓋。
  4. 前記一次成形体は水素発生剤を含んでいる請求項1に記載の容器蓋。
  5. 直鎖状低密度ポリエチレンと熱可塑性エラストマーとのブレンド物からなり、190℃でのメルトフローレートが1〜10g/10分、密度が0.900〜0.920g/cm、及びJIS K−6922−2で規定された引張破壊呼び歪みが400%以上の範囲にあることを特徴とするインシェルモールド用樹脂組成物。
JP2020500306A 2018-02-19 2018-12-20 酸素遮断性を有する容器蓋 Active JP7158459B2 (ja)

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