JPWO2019159528A1 - 酸素遮断性を有する容器蓋 - Google Patents
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Abstract
Description
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)。
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。
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。
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。
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/cm3、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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
密度が0.960g/cm3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/cm3
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
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/cm3
MFR:2.1g/10min(190℃)
融点:123.0℃
引張破壊呼び歪み(JIS K−6922−2) 500%
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/cm3
MFR:3.6g/10min(190℃)
融点:77.0℃
引張破壊呼び歪み(JIS K−69222−2) 783%
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/cm3、MFR(190℃)は2.3g/10minであり、引張破壊呼び歪みは、528.3%であった。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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/cm3
MFR:3.6g/10min(190℃)
融点:55.0℃
引張破壊呼び歪み(JIS K−69222−2) 1000%
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/cm3
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。
以下のLLDPEを用意した。
LLDPE;
住友化学(株)製FV104
密度:0.913g/cm3
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/cm3、MFR(190℃)は1.4g/10minであり、引張破壊呼び歪みは、325.6%であった。
以下のLLDPEを用意した。
LLDPE;
住友化学(株)製FV201
密度:0.916g/cm3
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/cm3、MFR(190℃)は2.7g/10minであり、引張破壊呼び歪みは、388.9%であった。
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/cm3
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。
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/cm3
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/cm3、MFR(190℃)は1.6g/10minであり、引張破壊呼び歪みは、190.9%であった。
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/cm3
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/cm3、MFR(190℃)は5.0g/10minであり、引張破壊呼び歪みは、303%であった。
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/cm3
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/cm3、MFR(190℃)は4.8g/10minであり、引張破壊呼び歪みは、455.4%であった。
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。
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)
- 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/cm3、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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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/cm3、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。
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