JPH11278533A - 圧縮成形した封止／バリヤーライナーをもつプラスチッククロージャー - Google Patents

圧縮成形した封止／バリヤーライナーをもつプラスチッククロージャー

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JPH11278533A
JPH11278533A JP10367921A JP36792198A JPH11278533A JP H11278533 A JPH11278533 A JP H11278533A JP 10367921 A JP10367921 A JP 10367921A JP 36792198 A JP36792198 A JP 36792198A JP H11278533 A JPH11278533 A JP H11278533A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 容器封止面との嵌合のための封止機能と、ガ
ス透過、香気吸収（香気の収奪）および／または水蒸気
透過に対する改善されたバリヤー機能とを組み合わせ
た、プラスチッククロージャー用のライナー、このよう
なライナーを製造する方法並びに該ライナーを使用する
プラスチッククロージャーを提供する。 【解決手段】 キャップ内部を画成する周辺部スカート
をもつベースと、該スカート上の、該クロージャーと容
器とを固定するための手段とを有するキャップ22と、該
ベースの内部に固定された、ディスクを含み、マトリッ
クスポリマー物質とバリヤー物質との多数の交互層から
本質的になるライナーとを含むプラスチッククロージャ
ー。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、飲料、食物、ジュー
ス、医薬品および同様な用途用のプラスチック容器クロ
ージャーに係わり、より詳細にはガス、水蒸気および／
または香気（香味の収奪）に対する透過抵抗性を有す
る、封止ライナーをもつクロージャーを製造するための
改良法に関するものである。「圧縮成形された封止／バ
リヤーライナーをもつプラスチッククロージャー」と題
する、同時に出願され、本発明の譲受け人に譲渡され
た、特許出願（事件番号 17138) を参照のこと。
【０００２】
【技術的背景】これまでに、容器用のプラスチッククロ
ージャーが提案されており、該クロージャーは、該容器
の封止表面との嵌合部を封止するための、内部ライナー
を有するプラスチックキャップを含む。例えば、米国特
許第4,984,703 号は、あるプラスチッククロージャーを
開示しており、これは周辺スカートおよびキャップを容
器に固定するためのネジ山をもつベースと、該キャップ
ベース内部に、その場で圧縮成形された封止ライナーと
を有するキャップを含む。該封止ライナーは、エチレン
−酢酸ビニル(EVA) および熱可塑性エラストマー物質、
例えばオレフィンまたはスチレン−ブタジエン−スチレ
ンのブレンドを含む。米国特許第5,451,360 号は、該キ
ャップ内部で、該ライナーをその場で圧縮成形するため
の方法並びに装置を開示している。上記特許に開示され
たクロージャーおよび製造方法は、以前に当分野におい
て残されていた諸問題点を扱っているが、更なる改善が
望ましいこととして残されている。例えば、EVA 等の軟
質オレフィンコポリマーは、十分に弾性であって、該ク
ロージャーを容器に固定した場合に、該容器の封止表面
に対して良好な封止性を与えるが、これらの物質は、該
容器内の製品に有害な影響を与える可能性のある、酸素
および二酸化炭素等のガスの透過に対する許容されるバ
リヤーを与えない。これまでに、ガス透過バリヤー層と
して、エチルビニルアルコール(EVOH)等のバリヤー物質
を使用することが提案されている。しかしながら、この
ような特徴をもつ物質は、高価であり、かつ脆弱である
傾向があり、また封止として機能させるにはあまり適し
ていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の一般
的な目的は、容器封止面との嵌合のための封止機能と、
ガス透過、香気吸収（香気の収奪）および／または水蒸
気透過に対する改善されたバリヤー機能とを組み合わせ
た、プラスチッククロージャー用のライナーを提供する
ことにある。本発明のもう一つのより具体的な目的は、
上記の特性、即ち成形の容易性および安価な組成物を含
むライナーを提供することにある。更に別の本発明の目
的は、上記目標を達成し、かつ該ライナーを介して、該
クロージャー上の印刷を読み取ることを可能とする、透
明または半透明の構成をもつ、ライナーを提供すること
を目的とする。更に別の本発明の目的は、このようなラ
イナーを製造する方法並びに該ライナーを使用するプラ
スチッククロージャーを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の一局面に従うプ
ラスチッククロージャーは、キャップ内部を画成する周
辺スカートをもつベースと、該スカート上の該クロージ
ャーを容器に固定するためのネジ山または他の適当な手
段とを有する該プラスチックキャップを含む。ライナー
は該ベースの内部に固定される。このライナーは、本質
的に、マトリックスポリマーと、該ライナーの面に対し
て平行に、該ライナーを介するガス透過に対して抵抗す
るバリヤー物質との、多数の交互層からなっている。本
発明の好ましい態様における該ライナーは、該キャップ
内部でその場で圧縮成形され、かつ少なくとも９個の、
マトリックスポリマーとバリヤー物質との交互層、好ま
しくは少なくとも33個の該交互層、および最も好ましく
は129 個のこのような交互層を含む。
【０００５】該「マトリックスポリマー」は、熱可塑性
エラストマー、軟質のオレフィンポリマー、またはその
組み合わせである。熱可塑性エラストマーは、熱可塑性
物質の加工性と、公知の熱硬化性ゴムの機能特性および
性質を合わせもつ合成ポリマーである。市販品として入
手可能な熱可塑性エラストマーには、６種の一般的な群
があり、例えばスチレン系ブロックコポリマー(SBC) 、
ポリオレフィンブレンド(TPO) 、エラストマーアロイ、
熱可塑性ポリウレタン(TPU) 、熱可塑性コポリマーおよ
び熱可塑性ポリアミドを包含する。熱可塑性エラストマ
ーは、モダンプラスチックエンサイクロペディアハンド
ブック(Modern Plastics EncyclopediaHandbook),マグ
ローヒル(McGraw-Hill) 刊、1994のp.64以後に記載され
ている。このハンドブックの開示事項を本発明の参考と
する。熱可塑性エラストマーの例は、シェルケミカル(S
hell Chemical)社により、商品名クラトン(KRATON)とし
て製造されているようなスチレンブロックコポリマーで
ある。これらの合成ポリマーは、線形の即ちA-B-A 型の
３種の別々のブロックからなっている。エラストマーア
ロイは、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー(E
PDM)である。もう一つのエラストマーアロイは、アドバ
ンストエラストマーシステムズ(Advanced Elastomer Sy
stems)により、商品名サントプレン(SANTOPRENE)および
トレフシン(TREFSIN) として製造されている、コンパウ
ンドEPDM/PP およびブチル/PP からなり、また該アロイ
ポリマーは米国特許第4,130,535 号、同第4,311,628
号、同第4,130,534 号および同第4,607,074 号に記載さ
れている。一般的に、熱可塑性エラストマーは、45〜95
の範囲内のショアＡ硬度および30,000〜100,000psi（約
2109〜7030Kg/cm2) の範囲の曲げ弾性率によって特徴付
けられる。
【０００６】軟質オレフィンポリマーは、熱可塑性オレ
フィンホモポリマーおよびコポリマーであり、これらは
可撓性かつ弾性物質であり、約100 に満たないショアＡ
硬度を有する。典型的な軟質オレフィンポリマーは、メ
タロセンポリエチレン、エチレン−プロピレンゴム、エ
チレンコポリマーおよびこれらのブレンド、エチレンコ
ポリマー、例えばエチレン−酢酸ビニル、エチレン−メ
チルアクリレートコポリマーおよびアイオノマー、並び
にこれらの組み合わせである。軟質オレフィンポリマー
の例は、単一サイト触媒技術を利用して製造する、アル
ファオレフィン置換ポリエチレン（これらの物質は、当
分野においてメタロセンポリエチレンとして公知であ
る）、エチレン−酢酸ビニル(EAV) 、例えばデュポン(D
uPont)社により商品名エルバックス(ELVAX) として製造
されているもの、当分野でメタロセンポリプロピレンと
して知られている、単一サイト触媒技術により製造され
るポリプロピレン、フィナオイル＆ケミカル(Fina Oil
& Chemical) 社により市販されているようなシンジオタ
クチックポリプロピレン、ダウケミカル(Dow Chemical)
社により市販されているエチレン／プロピレンコポリマ
ーおよびスチレン−エチレン共重合体、およびデュポン
社のサーリン(SURLYN)製品系等のアイオノマーである。
該マトリックスポリマーは、典型的には当分野で公知の
酸化防止剤、潤滑剤および他の安定化物質と配合され
る。
【０００７】「相容化剤」は、反応性の（共有または双
極子−双極子）結合または非−反応性の（連鎖の絡み合
い）手段により２種の他の熱可塑性物質を結合する熱可
塑性物質である。その例は、無水マレイン酸グラフトポ
リマーまたはエチレン−酢酸ビニルグラフトポリマー、
例えばカンタムケミカル(Quantum Chemical)社のプレキ
サー(PLEXAR;商標）、ミツイペトロケミカル(Mitsui Pe
trochemical)社のアドマー(ADMER; 商標）およびデュポ
ン社のバイネル(BYNEL; 商標) 製品系、エチレン−メチ
ルアクリレート、およびアイオノマーを包含する。「バ
リヤー物質」は、低いガスおよび／または水蒸気透過率
を有する熱可塑性物質であり、また芳香剤および精油に
対して高いバリヤー性を示す。以下の物質は、工業的な
標準的ライナー物質であるEVA よりも低いガス透過率を
有する：EVOH（エチレンビニルアルコール）、例えば日
本合成(Nippon Goshei) 社のソアーノール(SOARNOL; 商
標) 製品系およびエバルカ(Evalca)社のエバール(EVAL;
商標）製品系、ナイロン例えばデュポン社のセラー(SEL
AR；商標）PA、EMS 社のG21およびミツビシガス(Mitsub
ishi Gas)社のMXD6製品系、ブリティッシュペトロリウ
ム(British Petroleum) 社のバレックス(BAREX; 商標）
アクリロニトリル製品系、EVOHとアモルファスナイロン
とのブレンド、EVOHとアイオノマー、例えばサーリン(S
URLYN;デュポン）とのブレンド、およびチコナ(Ticona)
により市販されているような環状オレフィンコポリマ
ー。他の適当なバリヤー物質は、米国特許第4,977,004
号および同第5,064,716 号に記載されている如きブレン
ド、および米国特許第4,472,538 号および同第5,552,46
9 号に記載されているような、EVOHまたはナイロンとク
レーとのノナコンポジットである。これら特許の開示内
容を本発明の参考文献とする。
【０００８】該ライナーは、また該ライナーと該容器の
表面封止部との間の摩擦係数を下げる添加物をも含むこ
とが一般的に好ましい。摩擦係数を低下する添加剤は、
金属ステアリン酸塩、マイクロクリスタリンワックス、
ポリエチレングリコール、脂肪酸エステルおよびアミド
を包含する。これらは、当分野において「潤滑剤」とし
て知られている。好ましい潤滑剤は、溶融状態から冷却
した場合に、該ポリマー物質の露出表面に曇りを生じ、
結果として該ライナーと該容器の封止表面との間の摩擦
係数を減ずる、低分子量の脂肪酸アミド物質である。そ
の例は、一般的化学構造：R-CO-NH2（ここで、Ｒはアル
キル基である）で表される一級アミド、一般的化学構
造：R-CO-NH-R'（ここで、ＲおよびR'はアルキル基であ
る）で表される二級アミド、一般的化学構造：R-CO-NH-
A-NH-CO-R'（ここで、ＲおよびR'はアルキル基であり、
Ａはアルキレン基である）で表される二級ビス−アミ
ド、および上記物質のブレンド、例えば米国特許第5,30
6,542 号に記載されているブレンドである。該潤滑剤
は、好ましくは全ライナー組成物重量の約0.5 〜1.5 重
量％および最も好ましくは約0.5 重量％の量で含まれ
る。該潤滑剤は、好ましくは該材料の製造業者により、
（任意の所定の着色剤と共に）該マトリックスポリマー
物質内に配合される。潤滑剤および／または着色剤の量
は、本出願における組成の計算には含まれない。
【０００９】該ライナーにおいて、該バリヤー物質およ
び該マトリックスポリマーは、各々約２〜50重量％の範
囲ポリマーの量で存在する。該バリヤー物質は、最も好
ましくは約６〜35重量％の範囲の量で、該ライナー中に
存在し、該相容化剤物質は、好ましくは約６〜20重量％
の範囲内にあり、残部は該マトリックスポリマーからな
る。本発明の第二の局面によれば、プラスチッククロー
ジャー用のライナーの製造方法は、マトリックスポリマ
ーと、ガス透過に対して抵抗性のバリヤー物質との多数
の交互層からなるペレットを押出す工程と、該ペレット
を圧縮成形して、該交互層がライナーディスクの面に対
して一般的に平行に配向している、該ディスクを形成す
る工程とを含む。該ペレット中の該層は、好ましくはバ
リヤー物質、マトリックスポリマーおよび相容化剤の投
入材料から同時押出しされる。これらの材料は別々に押
出すことができ、あるいは該相容化剤は該バリヤー物
質、、該マトリックスポリマーまたはその両者と、押出
し前に混合する。本発明の好ましい態様においては、該
ペレット中の該層は、該マトリックスポリマーおよび該
物質層間の接着を促進する相容化剤物質とのブレンドか
らなる、第二の投入材料から同時に押出される。該ライ
ナーの圧縮成形工程は、好ましくはクロージャーキャッ
プ内で、その場での圧縮成形により実施する。かくし
て、本発明の第三の局面によれば、プラスチッククロー
ジャー用の封止ライナーが提供され、該ライナーはディ
スクを含み、該ディスクは、本質的に、マトリックスポ
リマー材料と、該層を介する酸素および二酸化炭素の透
過に対して抵抗性のバリヤー物質との、多数の交互層か
らなる。該封止ライナーは、好ましくは圧縮成形用装入
材料またはペレットから、プラスチッククロージャー内
でその場にて圧縮成形され、そこで該交互層が同時に押
出される。
【００１０】
【発明の実施の形態】付随的な目的、特徴および利点と
共に、本発明は、以下の詳細な説明、上記特許請求の範
囲および添付図面を参照することによって、最もよく理
解されるであろう。図１は、現時点において好ましい、
本発明の一態様に従う装置10を示す図であり、ここで該
装置は１対の押出機12および14を含むものとして図示さ
れており、その各々は結合した混合ホッパー13、15を有
する。押出機12、14は、第一および第二の装入材料とし
ての押出し物を、層形成装置16に導く。層形成装置16
は、各装入材料を、別々の平行な層に成形し、該平行な
層を、層多重化装置18に供給する。層多重化装置18の押
出し物は押出し成形されたロッドであり、これから別々
の装入ペレット20が切り出される。ペレット20は平行な
本質的に別々の交互層を有し、その各々は、押出機12、
14から層形成装置16に供給された装入材料の一つからな
る。ペレット20中の平行な層の数は、該多重化装置18に
おける段階の数および各段階の構成の関数である。現時
点において好ましい本発明の一態様においては、層形成
装置16および層多重化装置18は、米国特許第5,094,793
号および同第5,628,950 号に記載されているような装置
である。これら特許を本発明の参考文献とする。その他
の公知の層形成法も利用可能である。
【００１１】図８は、改良装置10a を示し、該装置にお
いて該バリヤーポリマー、該マトリックスポリマーおよ
び該相容化剤は、結合した別々の押出機12、14a 、14b
から、公知の同時押出機16a に供給される。得られるこ
のペレット20d は多数の平坦な、螺旋状のまたは同軸状
の層を有する。図８に示された３−装入材料システム構
成において、相容化剤の層は、薄く、各周期的なバリヤ
ー物質およびマトリックスポリマーの層間に配置される
であろう。適当な公知の同時押出機は、例えば米国特許
第4,522,775 号記載されており、また米国特許第5,628,
950 号の背景技術部分で論じられている。これら資料の
開示事項を本発明の参考とする。図１に示された態様に
対するもう一つの改良として、バリヤー物質は、押出機
14への、該マトリックスポリマーおよび相容化剤を含む
装入材料に添加できる。例えば、押出機14への該装入材
料は、重量基準で、10% のEVOH、10% の相容化剤および
80% のEVA からなることができる。押出機12a は低速度
で稼働されて、全組成は、上で論じた範囲内に維持され
る。該熱可塑性エラストマー層内への幾分かのバリヤー
材料の配合は、該材料の該バリヤー特性を更に高める。
【００１２】本発明の現時点において好ましい態様によ
る、プラスチッククロージャーバリヤーライナーを製造
するために、ホッパー13における、押出機12または12a
への装入材料は、好ましくは１種以上のバリヤーポリマ
ーからなり、一方でホッパー15における、押出機14への
装入材料は、好ましくは本質的に１種以上のマトリック
スポリマー(TPEまたは軟質オレフィン）および相容化剤
からなる。該マトリックスポリマーは、好ましくは潤滑
剤および任意の所定の着色剤と予め配合されている。該
装入材料は、該ホッパー15において十分に混合かつ配合
される。該バリヤーポリマーの投入物は、好ましくはEV
OH、ナイロン、アクリロニトリルコポリマー、例えばス
チレン−アクリロニトリルおよびアクリロニトリル−メ
チルアクリレートコポリマー、EVOHとアモルファスナイ
ロンとのブレンド、EVOHまたはナイロンとクレーとのナ
ノコンポジット、EVOHとアイオノマーとのブレンド、ア
クリロニトリル−環状オレフィンコポリマー、およびこ
れらのブレンドからなる群から選ばれる、１種以上の高
ガスバリヤー性プラスチック樹脂である。押出機14への
該マトリックスポリマー投入物は、好ましくはEVA 、エ
チレン／プロピレンコポリマー、スチレンブロックコポ
リマー、ターポリマー、アイオノマー、熱可塑性ゴム、
スチレン／エチレン／ブタジエン／スチレンブロックコ
ポリマー、スチレン／エチレン／ブタジエン／スチレン
コンパウンド、スチレン／ブタジエン／スチレンブロッ
クコポリマー、EPDM、メタロセン線状低分子量ポリエチ
レン、メタロセンシンジオタクチックポリプロピレン、
合成エラストマーアロイ、ブチルゴム等のゴム、スチレ
ン／エチレンコポリマー等のスチレンコポリマーおよび
スチレン／エチレン／ブチレンターポリマー等のターポ
リマー、ポリプロピレン／ブチルゴム、およびこれらの
ブレンドからなる群から選ばれる。押出機14に対する該
相容化剤の投入物は、好ましくは無水マレイン酸グラフ
トポリマー、エチレン酢酸ビニルグラフトポリマー、エ
チレン−メチルアクリレートポリマー、アイオノマー、
およびこらのブレンドからなる群から選ばれる。上記の
ように、脂肪酸エステル、グリコール、ワックス、一級
アミド、二級アミド、二級−ビスアミドおよびこれらの
ブレンドからなる群から選ばれる潤滑剤は、好ましくは
予め該マトリックスポリマーとブレンドされる。
【００１３】該バリヤーポリマー、該マトリックスポリ
マーおよび該相容化剤物質の相対的割合は、段階16、18
において形成された各層の厚みに依存し、結果として更
に押出機12、14における押出し流量にも依存する。押出
機14への該ブレンド投入物および押出しの相対的な速度
は、好ましくは最終的なライナーにおける該バリヤー物
質および該マトリックスポリマーを、各々約２〜50重量
％の範囲の量とするようなものである。最も好ましく
は、該最終的な押出し物20中のバリヤーポリマーの量
は、約６〜35重量％の範囲内にあり、該相容化剤物質
は、好ましくは約６〜20重量％の範囲内にあり、残部は
該マトリックスポリマーからなっている。該バリヤー物
質の割合の増大は、得られるライナーのコストを増大す
る。事実、本発明の重要な利点は、該ライナーの層状構
成が、例えばEVA/EVOHブレンドと比較して、該ライナー
のバリヤー特性を増大し、結果としてブレンドしたポリ
マーライナーの場合におけるよりも、少量のバリヤー物
質を使用できる、という事実にある。接着剤／相容化剤
物質の量は、層間の所定の結合量を達成し、かつ該相容
化剤を配合する該マトリックスポリマーの粘度要件を満
たすように選択される。この点に関連して、押出し前に
該相容化剤と該マトリックスポリマーとを配合すること
により、配合しない場合には必要となる第三の押出機の
必要性を排除し、かつ該マトリックスポリマーの粘度要
件を満たすために、該相容化剤を使用することが可能と
なることに注目すべきである。層形成段階16への該押出
し物投入物の流量は、出来るかぎり厳密に一致している
ことが望ましいと考えられる。材料の流量は、材料の製
造業者により与えられ、また適当な材料を選択する上で
利用できる。EVA と無水マレイン酸相容化剤とを混合す
ることにより、該相容化剤の粘度は、より厳密に該EVOH
の粘度と一致するように減じられる。該別々の供給流の
該粘度は、適切な層形成をもたらすように、十分に一致
させる必要がある。米国特許第5,628,950 号（その開示
事項を本発明の参考とする）に教示されているように、
該異なる層の材料間の溶融粘度の差異は、適切な層形成
をもたらすためには、５倍を越えないようにすべきであ
る。
【００１４】相対的な成分の割合は、用途毎に変動し、
かつ他のファクタの中で特に硬度および結果として封止
性並びに所定の除去トルク(removal torque)に依存する
であろうことが、理解されよう。硬度に関連して、ショ
アＡ硬度が約94または95よりも高いライナー硬度は、該
容器との適切な封止を達成するには、硬過ぎる。比較的
硬いマトリックスポリマー、例えばEVA を使用した場
合、該バリヤー物質の上限は、比較的低い可能性があ
る。しかしながら、比較的低い硬度をもつマトリックス
ポリマー、例えばポリプロピレン／ブチルゴムを使用し
た場合には、該バリヤー物質の上限はより高くなる可能
性がある。
【００１５】図２は、圧縮金型26の雌ダイ24中の、予備
的に製造したプラスチッククロージャーキャップ22内に
配置された装入ペレット20を示す図である。雄ダイ28は
ペレット20、キャップ22およびダイ24に対して閉じられ
ていて、ペレット20がライナーに圧縮成形され、該ライ
ナーは該キャップベースの内面に溶接または結合され
る。即ち、図３を参照すると、装入ペレットは、該キャ
ップ22の該ベース30に対してその場で圧縮成形され、結
果的にライナー20a が形成される。これは手作業で、あ
るいはより好ましくは上記の米国特許第5,451,360 号に
記載の装置を使用して達成できる。キャップ22は、スカ
ート32を含み、該スカートはベース30の周辺から伸びて
おり、容器に対してキャップ22を固定するための内部の
ネジ山34を有している。あるいはまた、ペレット20を、
別途圧縮成形して、ライナー20a を形成し、次いで該ラ
イナーはキャップ22内で、ベース30に対して接着により
固定できる。このような操作は、追加の段階を必要と
し、かつ経費がかかり、従って好ましくない。第二の別
法として、該ライナーは、米国特許第3,674,393 号、同
第3,702,148 号、同第3,877,497 号および同第4,518,33
6 号に記載されているように、該クロージャー内で形成
できる。図６は、厚みのある周辺部を有する図３に示さ
れたライナー20a とは逆に、平坦な幾何形状をもつもう
一つのライナー20b を示す図である。図７は、平坦な周
辺部と厚みのある、付随的なバリヤー物質を支持するた
めの中央部分とを有するライナー20c を示す図である。
【００１６】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明はこれら具体的な実施例により何等限
定されない。本発明を実施して、サンプルを製造し、か
つテストした。これらサンプルにおいて、該マトリック
スポリマーは、デュポン(DuPont)社により商品名エルバ
ック(ELVAC) 650 として市販されているEVA であった。
該バリヤーポリマーは、エバルカ(Evalca)社により商品
名E105B の下で市販されているEVOHまたはデュポン(DuP
ont)社によって商品名セラー(SELAR) PAの下で市販され
ているナイロンであった。該相容化剤は、ミツイペトロ
ケミカル(Mitsui Petrochemical)社により商品名アドマ
ー(ADMER) QF551 として市販されている、無水マレイン
酸グラフトポリマーであった。第一群のサンプルは、圧
縮成形したライナーフィルムから製造した（即ち、キャ
ップ22内には設けられていない）。これらのテストサン
プルは、所定の比率で溶融温度380 〜440 °F(約193 〜
227 ℃）にて、図１に示した押出し装置を使用して材料
を押出すことにより製造した。該押出し物は129 層を有
していた。依然として溶融温度にある該押出し物を、２
枚のテフロン(Teflon)−被覆した金属プレート間に挟ん
だ。該層は該プレートの面に対して平行もしくは垂直で
あった。このアセンブリーを、次にカルバー(Carver)プ
レス内に配置し、約450psi(31.6kg/cm2)にて約30秒間圧
縮成形して、フィルムの厚みを25〜30ミル(0.635〜0.76
2mm)とした。シムを、該プレート間に配置して、最終的
な厚みを測定した。このアセンブリー（プレートおよび
圧縮成形したフィルム）を、次に該プレスから取り出
し、室温の水浴中に15秒間配置した。次いで、該圧縮成
形したフィルムを、該プレートから取り出し、乾燥し
た。酸素透過率を、ASTM D3985に従って、相対湿度100%
および75°F(約23.9℃）にて測定した。
【００１７】この第一群の第一のテストサンプルは、10
0% EVAからなるコントロールサンプルであった。第二の
サンプルは、25% のEVOH、65% のEVA および10% の相容
化剤のブレンドからなるもう一つのコントロールサンプ
ルであった。第三のテストサンプルは10% のEVOH、80%
のEVA および10% の相容化剤からなり、該フィルム中の
該層は、圧縮成形前に、図４のＡに示したように、該ラ
イナーフィルムの面に対して平行に配向された。第四の
テストサンプルは10% のEVOH、80% のEVA および10% の
相容化剤からなり、今回は該フィルム中の層は、図４の
Ｂに示したように、該フィルムの面に対して垂直に配向
された。第五のテストサンプルは、10%のナイロン、80%
のEVA および10% の相容化剤からなり、フィルムの層
は図４のＡに示したように配向され、第六のテストサン
プルは、10% のナイロン、80% のEVA および10% の相容
化剤らかなり、そのフィルムの層は図４のＢのように配
向された。これらフィルムは全て、25〜30ミル(0.635〜
0.762mm)の同一の厚みを有していた。以下の表１にテス
ト結果を示す。
【００１８】
【表１】テストサンプル 酸素透過率1) 硬度2) (1) 100% EVA, コントロール 790 92 (2) 25%EVOH, 10% c, 65%EVA（ブレンド） 110 93 (3) 10%EVOH, 10% c, 80%EVA（図４のＡ） 16 94 (4) 10%EVOH, 10% c, 80%EVA（図４のＢ） 20 94 (5) 10% ナイロン, 10% c, 80%EVA （図４のＡ） 25 94 (6) 10% ナイロン, 10% c, 80%EVA （図４のＢ） 31 94 1) 相対湿度100%および75°F(約23.9℃）にて測定(cc
* /d* atm * 100in2(645cm2)) 2) ジュロメータにより測定（ショアＡスケール）
【００１９】本発明に従う該テストサンプル３〜６の全
てが、100% EVAコントロールサンプル１およびブレンド
コントロールサンプル２と比較して、顕著な酸素透過率
における減少を示すことに気付くであろう。事実、ブレ
ンドコントロールサンプル２と比較して、本発明による
該テストサンプルは、著しく低いEVOH含有率について
も、顕著な酸素透過率の減少を示した。この低EVOH含有
率における透過率の減少は、該フィルムにおける層状化
および該圧縮成形操作中に該フィルム内で生ずる該層の
再配向によるものである。この点に関連して、該フィル
ム中の該層が、図４のＡに示すように、該フィルムの面
に対して平行に配向された、サンプル３および５に関す
るテスト結果は、該層が図４のＢに示すように、該フィ
ルムの面に対して垂直に配向している場合のテスト結果
よりも、僅かに良好であるが、これら結果における差異
は、顕著ではないことに気付くであろう。このことは、
該圧縮成形操作による熱および圧力が、該層状化される
材料の動径方向かつ外向きの流れを生じて、該層が初め
に、該フィルムの面に対して垂直に配向していた場合に
おいてさえ、該ペレットの層状化構造を再構成するとい
う事実に起因するものであると考えられる。このこと
は、また図５のＡ〜Ｇにも示されている。図５のＡは、
キャップおよびライナーの模式的な平面図であり、サン
プルを切断し、染色された５つの位置を示し、またこれ
らの位置で光学顕微鏡写真（図５のＣ〜Ｇ）が撮影され
た。図５のＢは、初期のペレットの層構成を示し、該装
入ペレット中の層は本質的に該キャップベースの面に対
して垂直に配向している。該EVOH層は、染料を取り込
み、かつ図５のＢ〜Ｇでは暗部となっている。図５のＢ
は倍率10X であり、一方で図５のＣ〜Ｇは倍率100Xであ
る。また、表１のサンプルの硬度は、実質的に一定に維
持されていることにも注目すべきであり、このことは全
てのサンプルが封止ライナーとして使用するのに適して
いることを意味する。
【００２０】テストサンプルの第二および第三群も製造
したが、これらはクロージャーに圧縮成形したライナー
形状であった。該テスト材料は、所定の重量比を与える
割合で、溶融温度440 °F(約227 ℃）にて、図１の装置
を通して押し出した。ペレット20（図２）を手作業で該
押出し物から切り出し、クロージャーシェル22内に配置
した。該ペレット20が依然として溶融温度またはその近
傍にある状態で、該クロージャーおよびペレットを、図
２におけるように圧縮金型に入れ、該圧縮機を作動させ
て、該ペレットを圧縮した。該ペレット内の該フィルム
層は、図４のＢのような垂直配向状態にあった。圧縮力
は約800 psi(約56.2kg/cm2) であり、またこれを約15秒
間維持した。次いで、ライナーをもつ各テストクロージ
ャーを、工業的適用トルク（43mmのクロージャーに対し
て、25〜30in ・ lb(約28.8-34.6cm ・ kg))にて、最終的
なPET ボトル上でネジ切りした。この最終製品を、次に
該ボトルから切り出し、パージ管と結合した孔を包囲す
る金属プレートにエポキシ樹脂で接着した。次に、この
クロージャーをもつプレートをモコンオキシトラン(Moc
on OXYTRAN) 酸素透過率テスターに入れた。該クロージ
ャー外の酸素を１気圧、75°F(約23.9℃）および100%
相対湿度に維持し、窒素ガスを使用して、該クロージャ
ー内部をパージし、酸素濃度、即ち該クロージャーを介
する酸素透過率を測定した。酸素透過率が定常状態に達
した時点で、その数値を記録した。
【００２１】20% のEVOH、16% の相容化剤および64% の
EVA からなるサンプルの第二群は、図４のＢに示す層配
向のペレットから生成した。ポリプロピレンキャップに
その場で圧縮成形したこれらサンプルは、２カ月のテス
ト後に、酸素透過率を測定したところ、100% EVAライナ
ーをもつ同等なキャップに対する酸素透過率0.012cc/日
に比して、酸素透過率は0.001cc/日であった。全てのテ
ストにおける全てのライナーは、同一の厚み0.025 イン
チ（約0.064cm)および径1.509 インチ（約3.83cm) のも
のであった。テストサンプルの第三群は、43mmのプラス
チックキャップ22にその場で圧縮成形されたライナーか
らなっていた。全てのライナーは厚み0.025 インチ（約
0.064cm)および径1.509 インチ（約3.83cm) を有してい
た。以下の表にテスト結果を示す。
【００２２】
【表２】 サンプル 酸素透過率(cc/日） 1. 100% EVAライナー 0.012 2. 34% EVOH, 1%相容化剤, 65% EVA(ブレンド） 0.006 3. 層状化した20% EVOH, 80% EVA/相容化剤 0.0015
【００２３】このように、幾分驚いたことに、酸素透過
率が、テストしたサンプルにおいては、成形前のペレッ
トの層配向に依存しないことを理解できる。上で論じた
テストサンプル全てにおいて、該ペレットは、初めに、
マトリックスポリマー(EVA)とバリヤーポリマー(EVOH
またはナイロン）との129 個の交互層で、該マトリック
スポリマー中に予備配合された相容化剤を含むものであ
った。押出しペレット中に僅か９層を含む同様な材料を
使用して、他のテストを実施した。該初期ペレット中の
該層が、該ライナーの面に対して平行、即ち図４のＡに
示したように、該クロージャーベースに対して平行に配
向された場合、該酸素透過率は0.0017 cc/日であった。
該層が、初めに、図４のＢに示したように、垂直に配向
された場合には、同一のテスト条件下で、該酸素透過率
は0.0029 cc/日であった。該押し出されたペレットおよ
び該最終的なライナー中に十分な数の層が存在する限り
において、該ライナーのバリヤー特性が、成形前の該層
の配向とは無関係に、達成されるであろうと考えられ
る。
【００２４】該多数の層各々が実質的に均一の厚みをも
つことが好ましいが、該層が多数存在する故に、決定的
な要件ではない。また、各層が均一な組成をもつことも
好ましい。他の望ましい特性を示す他の材料の付随的な
層を、幾つかの用途においては利用可能であると理解す
べきである。以上、前に記載した目標および目的を十分
に満たす、バリヤーライナー、バリヤーライナーを有す
るクロージャー、およびこれらの製法を記載してきた。
該ライナーは、上記以外は公知の材料から、また上記以
外は公知の技術および装置を使用して、容易に製造でき
る。このライナーは、使用したバリヤー物質の性能対浸
透性および酸素および二酸化炭素等のガス、水蒸気およ
び精油香気（香気の収奪）の透過において、改善された
有効性を与える。特定のマトリックス／バリヤーの組み
合わせを記載してきた。他の組み合わせも、異なる用途
に対して想定されており、またこれらは、ここに記載し
た原理およびパラメータに基づいて、当業者には自ずか
ら連想されるであろう。上記した全ての米国特許および
刊行物を、本発明の参考文献としてここに組み込む。
【図面の簡単な説明】
【図１】現時点において好ましい本発明の態様に従っ
て、圧縮成形装入ペレットの製造のための方法を、機能
に基づいて示したブロック図である。
【図２】本発明の好ましい態様に従う、バリヤーライナ
ーを製造するための、装入ペレットの圧縮成形を模式的
に示す図である。
【図３】図１および図２に示された、本発明の好ましい
方法に従って製造した、プラスチッククロージャーの拡
大スケールの、断面立面図である。
【図４】ＡおよびＢは、それぞれ本明細書に記載した、
テスト配向状態における、クロージャーキャップ内の装
入ペレットの模式的な図である。
【図５】Ａは、光学顕微鏡写真（図５のＣ〜Ｇ）を撮影
した点を示すクロージャーの模式的な図であり、Ｂ〜Ｇ
は、それぞれ本発明の好ましい態様を実施して得た、テ
スト結果を示す光学顕微鏡写真である。
【図６】図３と同様な図であるが、改良されたライナー
幾何構成を示す図である。
【図７】図３と同様な図であるが、改良されたライナー
幾何構成を示す図である。
【図８】図１と同様な図であるが、改良された方法を示
す図である。
【符号の説明】
２０・・・・・ペレット 20a 、20b 、20c ・・・・・ライナーディスク ２２・・・・・キャップ ３０・・・・・ベース ３２・・・・・周辺スカート ３４・・・・・クロージャーを容器に固定する手段

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プラスチッククロージャー用の封止ライ
    ナーであって、ディスク(20a、20b または20c)を含み、
    該ディスクが、マトリックスポリマー物質とバリヤー物
    質との多数の交互層から本質的になり、該ライナーを介
    する、ガス、水蒸気および／または香気の透過に対して
    抵抗性であることを特徴とする、上記封止ライナー。
  2. 【請求項２】 該ライナーが、該層間の接着を促進する
    ための相容化剤を含む、請求項１記載のライナー。
  3. 【請求項３】 プラスチッククロージャーであって、 キャップ内部を画成する周辺部スカート(32)をもつベー
    ス(30)と、該スカート上の、該クロージャーと容器とを
    固定するための手段(34)とを有するキャップ(22)と、 該ベースの内部に固定された、請求項１または２に記載
    のライナー(20a、20bまたは20c)と、を含むことを特徴
    とする、上記プラスチッククロージャー。
  4. 【請求項４】 該ライナーが、該キャップ内部で、その
    場で圧縮成形される請求項３に記載のプラスチッククロ
    ージャー。
  5. 【請求項５】 該ライナーにおいて、該バリヤー物質が
    約６〜35重量％の範囲内にあり、該相容化剤物質が約６
    〜20重量％の範囲内にあり、残部が該マトリックスポリ
    マー物質からなる、上記請求項の何れかに記載のクロー
    ジャー。
  6. 【請求項６】 該マトリックスポリマーが、熱可塑性エ
    ラストマー、軟質オレフィンポリマー、およびこれらの
    混合物からなる群から選ばれる、請求項５に記載のクロ
    ージャー。
  7. 【請求項７】 該マトリックスポリマーが、45〜95のシ
    ョアＡ硬度および30,000〜100,000psi（約2109-7030kg/
    cm2)の曲げ弾性率を有する熱可塑性エラストマーであ
    る、請求項６に記載のクロージャー。
  8. 【請求項８】 該マトリックスポリマーが、スチレンブ
    ロックコポリマーおよびエラストマーアロイからなる群
    から選ばれる熱可塑性エラストマーである、請求項６に
    記載のクロージャー。
  9. 【請求項９】 該マトリックスポリマーが、100 未満の
    ショアＡ硬度を有するオレフィンポリマーである、請求
    項６に記載のクロージャー。
  10. 【請求項10】 該オレフィンポリマーが、メタロセンポ
    リエチレン、エチレン−プロピレンゴム、エチレンコポ
    リマー、およびその混合物からなる群から選ばれる、請
    求項６記載のクロージャー。
  11. 【請求項11】 該バリヤー物質が、EVOH、ナイロン、ア
    クリロニトリルコポリマー、EVOHとアモルファスナイロ
    ンとのブレンド、EVOHまたはナイロンとクレーとのナノ
    コンポジット、EVOHとアイオノマーとのブレンド、アク
    リロニトリル−環状オレフィンコポリマーおよびこれら
    のブレンドからなる群から選ばれる、請求項５に記載の
    クロージャー。
  12. 【請求項12】 該相容化剤が、無水マレイン酸グラフト
    ポリマー、エチレン酢酸ビニルグラフトポリマー、エチ
    レンメチルアクリレート、アイオノマーおよびこれらの
    ブレンドからなる群から選ばれる請求項５に記載のクロ
    ージャー。
  13. 【請求項13】 該バリヤー物質がEVOHまたはナイロンを
    含み、かつ該マトリックスポリマーがEVA を含む、請求
    項５に記載のクロージャー。
  14. 【請求項14】 該マトリックスポリマー物質が、本質的
    に１種以上のマトリックスポリマーと該相容からなる群
    から選ばれる剤物質とのブレンドからなる、請求項４に
    記載のクロージャー。
  15. 【請求項15】 該ライナーが、少なくとも９個の、該マ
    トリックスポリマーと該バリヤー物質との交互層からな
    る、上記請求項の何れか１項に記載のクロージャー。
  16. 【請求項16】 該ライナーが、少なくとも33個の該交互
    層からなる、請求項15に記載のクロージャー。
  17. 【請求項17】 該ライナーが、129 個の該交互層からな
    る、請求項16に記載のクロージャー。
  18. 【請求項18】 該ライナーが、94以下のショアＡ硬度を
    有する、上記請求項の何れか１項に記載のクロージャ
    ー。
  19. 【請求項19】 該ライナーが、約0.5 〜1.5 重量％の範
    囲の量の潤滑剤を含む、上記請求項の何れか１項に記載
    のクロージャー。
  20. 【請求項20】 該潤滑剤が約0.5 重量％の量で存在す
    る、請求項19に記載のクロージャー。
  21. 【請求項21】 該潤滑剤が脂肪酸アミド、脂肪酸エステ
    ル、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレングリ
    コール、一級アミド、二級アミド、二級−ビスアミド、
    およびこれらの混合物からなる群から選ばれる、請求項
    19に記載のクロージャー。
  22. 【請求項22】 上記請求項の何れか１項に記載のプラス
    チッククロージャー用のライナーの製造方法であって、 (a) ペレット(20)を押出す工程と、ここで該ペレット
    は、本質的に、マトリックスポリマー物質と、ガス透過
    に対して抵抗するバリヤー物質との多数の交互層からな
    り、 (b) 該ペレットを圧縮成形して、ライナーディスク(20
    a、20b または20c)を形成する工程とを含み、該ディス
    ク内部で、該交互材料層は該ディスクに対して一般的に
    平行に配向していることを特徴とする、上記方法。
  23. 【請求項23】 該マトリックスポリマー物質が、本質的
    に、１種以上のマトリックスポリマーと、相容化剤物質
    とのブレンドからなる、請求項22に記載の方法。
  24. 【請求項24】 該マトリックスポリマーと相容化剤物質
    とのブレンドが、溶融粘度において、５倍程度、該バリ
    ヤー物質と異なっている、請求項23に記載の方法。
  25. 【請求項25】 該工程(a) が、相容化剤を、該マトリッ
    クスポリマーおよびバリヤー物質と共に押出す工程を含
    む、請求項22に記載の方法。
  26. 【請求項26】 該相容化剤物質を、押出し前に、該マト
    リックスポリマーおよびバリヤー物質の一方または両者
    と配合する、請求項25に記載の方法。
  27. 【請求項27】 該マトリックスポリマー物質、該バリヤ
    ー物質および該相容化剤物質を、別々の層として押出
    す、請求項25に記載の方法。
  28. 【請求項28】 バリヤー物質およびマトリックスポリマ
    ー物質の層が、相互に交互配列され、かつ一つの該相容
    化剤物質の層が、各バリヤー層と各マトリックスポリマ
    ー物質層との間に設けられている、請求項27に記載の方
    法。
  29. 【請求項29】 更に、以下の諸工程： (c) ベース(30)およびキャップ内部を画成する周辺スカ
    ート(32)とを有するクロージャーキャップ(22)と、該ス
    カート上の、該キャップを容器に固定するための手段(3
    4)を生成する工程と、 (d) 該ライナーディスクを該ベース内部に固定する工程
    とを含む、請求項22〜28の何れか１項に記載の方法。
  30. 【請求項30】 上記工程(b) および(d) を、該ベース内
    部において、その場にて該ペレットを圧縮成形すること
    により同時に実施する、請求項29に記載の方法。
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