JPS6234618B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6234618B2 JPS6234618B2 JP57013360A JP1336082A JPS6234618B2 JP S6234618 B2 JPS6234618 B2 JP S6234618B2 JP 57013360 A JP57013360 A JP 57013360A JP 1336082 A JP1336082 A JP 1336082A JP S6234618 B2 JPS6234618 B2 JP S6234618B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stopper
- block copolymer
- cork
- container
- present
- Prior art date
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- Expired
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- Closures For Containers (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
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。
(従来の技術)
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
量が大であり(圧縮コンプライアンスが大であ
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至はガス遮断性が下満足な
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。
このコハク栓に代わる容器用栓の合成素材とし
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。
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、上記のEVA発泡体から成る栓
は、特に低応力域で圧縮応力当りの歪量がコルク
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つている。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。
従つて、本発明の技術的課題は、湿潤時のコル
クに近似した圧縮応力―歪特性を有し、天然コル
クに比して密栓性乃至はガス遮断性に優れ、しか
も衛生的特性やフレーバー保持性にも優れた合成
弾性体から成る容器用密封栓を提供するにある。
(問題点を解決するための手段)
本発明では、上記課題を達成するため、容器用
栓の弾性体として、
(A) アルケニル芳香族炭化水素の重合ブロツクを
全体の2乃至33重量%の量で含有し、且つ共役
ジエンブロツクの水素添加度が70%以上である
水素添加アルケニル芳香族炭化水素―共役ジエ
ンブロツク共重合体又は
(B) 該水素添加アルケニル芳香族炭化水素―共役
ジエンブロツク共重合体とポリオレフインとの
ブレンド物
から成る1.1乃至4倍の発泡倍率の独立気泡型発
泡体を使用する。
(作 用)
添付図面第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
ジエンとのブロツク共重合体の水素添加物(以下
単に水素添加ブロツ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
る水素添加ブロツク共重合体とポリオレフインと
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プラ
イアンスが大きく、栓用の弾性体として望ましい
性質を有するとしても、乾燥時の応力―歪曲線は
湿潤時のそれとはかなり異なつており、圧縮コン
プライアンヌも小さく、栓と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、水素添加ブロツク共重合体
の発泡体、特に水素添加ブロツク共重合体とポリ
オレフイ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
似した挙動を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
を有している。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大
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し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
ブロツク共重合体或いはこれとポリオレフインと
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ツク
共重合体がそのブレンド物は、前述した通り栓と
しての望ま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髄線が入るとガス遮
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け得ない
が、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ツク共重合体は、
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―ブタジエン
―ゴム(SBR)等のゴムや、熱可塑性のスチレン
―ブタジエン―スチレン・ブロツク共重合体(S
―B―S)やスチレン―イソプレン―スチレン・
ブロツク共重合体(S―I―S)と明確に区別さ
れる。
即ち、この水素添加ブロツク共重合体はジエン
に由来する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、
従つて内容物に異味、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ツク共重合体は更
に、応力の緩和が長時間の経時や高温の熱履歴を
受けた場合にも著しく小さく、その結果として密
栓性が長期にわたつて確実に維持される。しか
も、ポリオレフインやオレフイン共重合体等で
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、この水素添加ブロツク共重合
体をポリオレフインに配合すると、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。
共重合体中に占めるアルケニル芳香族炭化水素
の重合ブロツクの割合が2重量%よりも少ない場
合には必要な熱成形性が得られず、一方33重量%
よりも多い場合には低応力域での圧縮コンプライ
アンスが小さくなり、本発明の目的に好ましくな
い。また、共役ジエンブロツクの水素添加度が70
%よりも低いと、栓として使用したときのフレー
バー保持特性が本発明の範囲内のものに比して劣
るようになる。
(構成の説明)
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ツクから成る芯(コ
ア)2とから成つている。芯2はその一端部にこ
れと一体に形成された把手3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
周面とぴつたり係合しており、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つていて、
容器口部(図示せず)の内面と弾性的に係合する
ようになつている。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
で製造されたワツシヤー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1aは一端部が丸められた円柱状の形もし
ており、硬質プラスチツク等で形成された撮み1
0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3図に示す栓は、円柱状の弾性体1bから成
るものであり、ワイン用のピンの口部に嵌挿して
密栓を行うものである。
本発明では、これは何れの形態に栓において
も、その容器口部内面と接触する弾性体部分1,
1a,1bを、アルケニル芳香族炭化水素と共役
ジエンとのブロツク共重合体の水素添加物或いは
この水素添加ブロツク共重合体とポリオレフイン
とのブレンド物から形成する。
本発明に用いるブロツク共重合体のアルケニル
芳香族炭化水素単位としては、下記式
式中、R1は水素原子または低級アルキル基で
あり、R2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
式中、R3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、特にブタジエン、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ツク(A)
は、全ブロツク共重合体中の2乃至33重量%の範
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ツク
(B)の水素添加度は70%以上、特に90%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い。
アルケニル芳香族炭化水素の重合ブロツク(A)は
4000乃至115000の平均分子量を有し、一方共役ジ
エンの重合ブロツク(B)は20000乃至450000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。
両重合ブロツクの結合形式は、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。
水素添加ブロツク共重合体は、例えば特公昭43
−6636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ツク共重
合体を、ラネーニツ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つて配合できる。
例えば、開栓力を易開封性のレベルに調節するた
めに、脂肪酸、そのアミド等の誘導体、各種ワツ
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ために、二酸化チタン等
の白色顔料や、カーボン・ブラツク、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。
また、ブロツキングを防止するためにシリカ等の
ブロツキン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立外障害性フエノー
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
水素添加ブロツク共重合体()とポリオレフイ
ン()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、水素添加ブロツク共重合体とポリオレフ
イ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、熱成形性がブロツク共重合体単
独のものに比して顕著に向上する。更にポリオレ
フイ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
トレスクラツ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。
用いるポリオレフインとしては、低―、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
架橋オレフイン共重合体(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。
水素添加ブロツク共重合体()とポリオレフ
イン()とは、本発明の目的に対して、
:=95:5〜10:90
特、 90:10〜30:70
の重量比で用いるのが望ましい。即ち、水素添加
ブロツク共重合体を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
添加ブロツ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、また
水素ブロツ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
1.1乃至7倍、特に1.1乃至3.5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し
くない。
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、この混練組成物を栓の形状をしたキヤビテイ
を備えた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、コルクの代替栓とすること
もできる。
本発明の容器用栓は、第3図に示す形状の栓と
したときにも、コルク抜きスクリユーのネジ込み
が容易であり、開栓も容易であるという顕著な利
点有している。
(実施例)
次に本発明の実施例を示す。
実施例 1〜5
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)0.1部をドライブレンドして40mmφの押出機
(スクリユウ―L/D=15、樹脂温140℃)を通し、
水中で冷却して通常の方法にてペレツト化し、合
成栓用の各種ペレツトを作成した。この各種供試
ペレツトを用い、外径22mm、高さ38mmの合成栓を
射出成形機(ネオマツト350/120、10オンス、住
友重機工業製、成形温度、ゾーン5=180℃、ゾ
ーン4=200℃、ゾーン3=210℃、ゾーン2=
200℃、ゾーン1=180℃)で各々の材料別に成形
した。
比較例 1
天然コルクを外径22mm、高さ38mmに切断加工し
たものを使用。
比較例 2〜3.5
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
実施例と同様にペレツト化し、更に炭酸水素ナ
トリウム1部を加えドライブレンドした材料を用
いて、同様に合成栓を射出成形機(成形温度、ゾ
ーン5=220℃、ゾーン4=230℃、ゾーン3=
230℃、ゾーン2=200℃、ゾーン1=180℃)に
て成形した。
これら各種合成栓の酸素透過量の測定は、内容
量500ml、口内径17.5mmの壜を水中に入れ、倒立
状態にし、壜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37℃、相対湿度
50%の条件で5日間正立放置し、壜内のガスをガ
スクロマトグラフイーで測定し、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、施栓する時に必要な力をプシ
ユ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
ツシユプルゲージにて測定した。
漏水試験はJIS王冠S―9017に準じて行つた。
各々の装定結果を表1に示す。
(A―B)/100×500×24/C ……(1)
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(%)
C:酸素ガス測定までの時間(H)。
官能試験については、内容量500ml、口内径
17.5mmの壜に蒸留水100mlを入れ、供試栓で施栓
し、37℃で1週間横倒り放置し、蒸留水の臭い及
び味について調べた。
第1表中の記号は次の意味を有する。
ABA=1.3―ブタジエンとスチレンとのブロツク
ポリマーの水素添加物(比重0.92、スチ
レン含有量33%、20wt%トルエン溶液
の25℃における溶液粘度2000ops水素添
加量90%)
SBR=スチレンブタジエンラバー(密度0.95、メ
ルトインデツクス2.6)
PP=ポリプロピレン(密度0.90、メルトインデ
ツクス10)
LDPE=低密度ポリエチレン(密度0.917、メル
トデツクス6.5)
EVA=エチレン酢酸ビニル共重合体(酢酸ビニ
ル含有量14%、密度0.93、メルトインデ
ツクス15)
打栓性:10Kg以下を良好とみなし〇印で示す、10
Kgを超えたものを不良とみなし×印で示
す。
開栓性:5Kg以下を良好とみなし〇印で示す、5
Kgを超えたものを不良とみなし×印で示
す。
官能試験=臭い及び味の変化のないものを良好と
みなし〇印で示、臭い又は味の移行が
認められたもを不良とみなし×印で示
す。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a container stopper, and more specifically, it has compressive stress-strain characteristics similar to cork, and has elasticity that is superior in sealing and gas barrier properties compared to cork. The present invention relates to a container sealing stopper consisting of a body. (Prior Art) Cork has conventionally been most widely used as a sealing stopper for containers containing beverages and the like. In other words, cork not only has excellent hygiene and flavor retention, but also has a large amount of strain per compressive stress in a relatively low stress range (high compression compliance), and can be sealed and sealed with relatively low stress. It has the characteristics of being able to be opened and also ensuring a secure sealing engagement with the container mouth. However, if cork is not kept moist with water, its sealability or gas barrier properties with the mouth of a container such as a bottle will be unsatisfactory, and since cork is a natural product, the surface of the cork If there is a medullary line in the container, there is a problem in that the gas barrier property between the container and the opening of the container is deteriorated. Ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) foam is known as a synthetic material for container closures that can replace amber closures. (Problem to be Solved by the Invention) However, the above-mentioned plug made of EVA foam has a smaller amount of strain per compressive stress than cork, especially in the low stress region, and has poor sealability and easy opening. It is inferior to cork in terms of plugging properties. In addition, ethylene-vinyl acetate copolymers have a unique odor, and thus are still not fully satisfactory in terms of flavor retention of the contents. Therefore, the technical problem of the present invention is to have compressive stress-strain characteristics similar to those of cork when wet, to have excellent sealing and gas barrier properties compared to natural cork, and to have hygienic properties and flavor retention. To provide a container sealing stopper made of a synthetic elastic material with excellent properties. (Means for solving the problems) In the present invention, in order to achieve the above-mentioned problems, as an elastic body for a container stopper, (A) a polymerized block of alkenyl aromatic hydrocarbon is used in an amount of 2 to 33% by weight of the whole. and (B) the hydrogenated alkenyl aromatic hydrocarbon-conjugated diene block copolymer, which contains hydrogenated alkenyl aromatic hydrocarbon-conjugated diene block copolymer and the hydrogenation degree of the conjugated diene block is 70% or more; A closed-cell foam with an expansion ratio of 1.1 to 4 times is used, consisting of a blend of agglomerates and polyolefins. (Function) Figure 4 of the attached drawing is a diagram showing the relationship between compressive stress and strain for various elastic bodies, where curve A is for cork in a wet state, curve B is for cork in a dry state,
C is a known low-foamed ethylene-vinyl acetate copolymer (expansion ratio 2.1 times); D is also a foamed ethylene-vinyl acetate copolymer (expansion ratio 2.2 times); E
is a foam (expansion ratio: 2 times) of a hydrogenated block copolymer of an alkenyl aromatic hydrocarbon and a conjugated diene (hereinafter sometimes simply referred to as a hydrogenated block copolymer) according to the present invention, and F is a foam of the present invention. Stress of foamed product of blend of hydrogenated block copolymer and polyolefin according to the invention (expansion ratio: 2x)
The distortion curves are shown respectively. Referring to the results shown in FIG. 4, the following facts become clear. Even though natural cork has a large compression compliance when wet, which is desirable as an elastic material for stoppers, the stress-strain curve when dry is quite different from that when wet, and the compression compliance is small, making it difficult to use as a stopper. Still unsatisfied with functionality. On the other hand, the compression compliance of known ethylene-vinyl acetate copolymer foams is greater than that of dry cork, and its performance is far behind that of wet cork. In contrast, when a foam of a hydrogenated block copolymer is used according to the present invention, particularly a foam of a blend of a hydrogenated block copolymer and a polyolefin, the stress-strain curve upon compression is It is located below the cork, and exhibits behavior similar to cork when wet. Considering the practical sealing function, the ideal sealing material should be one that deforms greatly in low stress regions and also exhibits strong resistance in high stress regions. In other words, the most ideal compression compliance is large in the low stress region and small in the high stress region. Looking at the product of the present invention in more detail in FIG. 4, the compressive compliance is large in the low stress region and small in the high stress region, and has an ideal sealing function. Known ethylene-vinyl acetate copolymer foams have low compressive compliance in high stress regions, but also low compressive compliance in low stress regions, which is far from ideal sealing performance. In addition, even when cork is wet, the compression compliance in the low stress region is large, and it is also large in the high stress region, and it is easy to see that the product of the present invention is superior as a container stopper. Thus, according to the present invention, by using the aforementioned hydrogenated block copolymer or a blend thereof with polyolefin in the form of a closed foam as a stopper, compressive stress and strain similar to cork when wet can be achieved. and, unlike natural cork, these properties are obtained regardless of whether or not the stopper is wetted with the liquid content, and have excellent sealability, uncorkability, and sealability or gas-sealability. A significant advantage is achieved in that the barrier properties are consistently obtained. Furthermore, although the hydrogenated block copolymer used in the present invention exhibits desirable elastic properties as described above, it cannot be thermoformed by extrusion molding, injection molding, etc. It is also a significant advantage that these molding methods allow the parts that come into contact with the container mouth to be manufactured to be intact and to have the desired surface. As already mentioned above, in a natural cork stopper, if the medullary wire enters the surface that contacts the container opening, the gas barrier properties will decrease, so in order to prevent this,
A good quality natural cork must be selected, and the cost of cutting the natural cork into the desired size and shape of the stopper can be avoided, resulting in unnecessary waste of other parts and extremely high costs. However, according to the present invention, by performing injection molding using the resin, there is an advantage that a plug having a desired shape and size can be provided at low cost without waste. The hydrogenated block copolymer used in the present invention is
In addition to the thermoplastic properties mentioned above, the double bonds in the conjugated diene units incorporated into the polymer chain are hydrogenated, making it different from conventional rubbers such as styrene-butadiene-rubber (SBR). , thermoplastic styrene-butadiene-styrene block copolymer (S
-B-S) and styrene-isoprene-styrene.
It is clearly distinguished from block copolymers (S-I-S). That is, in this hydrogenated block copolymer, the unsaturated bonds derived from the diene are saturated by hydrogenation, so it has almost no off-taste or off-odor.
Therefore, no foreign taste or odor is transferred to the contents, and flavor retention is extremely excellent. Moreover, as will be described in detail later, this polymer has an extremely high molecular weight, prevents the resin component from being extracted and transferred into the contents, and has excellent hygienic properties. Furthermore, the hydrogenated block copolymer used in the present invention exhibits significantly less stress relaxation even when subjected to long-term aging or high-temperature thermal history, and as a result, sealability is reliably maintained over a long period of time. . Furthermore, polyolefins and olefin copolymers tend to develop environmental stress cracks due to attack by content vapor, etc., but when this hydrogenated block copolymer is blended with polyolefins, such environmental stress cracks can be effectively prevented. It has the advantage of being eliminated. If the proportion of alkenyl aromatic hydrocarbon polymer blocks in the copolymer is less than 2% by weight, the necessary thermoformability cannot be obtained;
If the amount is more than 1, the compression compliance in the low stress region becomes small, which is not preferable for the purpose of the present invention. In addition, the degree of hydrogenation of the conjugated diene block is 70
%, the flavor retention properties when used as a stopper will be inferior to those within the scope of the present invention. (Description of Structure) In FIG. 1 showing an example of a container stopper of the present invention, this container stopper includes an annular member 1 made of an elastic body.
and a core 2 made of glass or hard plastic. The core 2 has a handle 3 formed integrally therewith at one end thereof. The inner circumferential surface 4 of the annular elastic body 1 has a diameter slightly smaller than the outer diameter of the core 2, and tightly engages the outer circumferential surface of the core 2 inserted into the hole of the elastic body 1. Elastic body 1
The outer circumferential surface 5 of is a tapered surface,
It is adapted to resiliently engage the inner surface of a container mouth (not shown). Grooves 6 and 7 are provided at the upper and lower ends of the elastic body holding portion of the core 2, and washers 8 and 9 made of an elastic resin such as polyethylene are fitted into these grooves 6 and 7. An annular member 1 made of an elastic body is fixed onto a core 2 so as not to shift. In FIG. 2 showing an example of another type of container stopper,
The elastic body 1a has a cylindrical shape with one end rounded, and is made of hard plastic or the like.
The other end portion is inserted into the central recess 11 of 0 and fixed with adhesive (not shown) or the like. The stopper shown in FIG. 3 is made of a cylindrical elastic body 1b, and is fitted into the mouth of a wine pin to seal the stopper. In the present invention, in any form of the stopper, the elastic body portion 1, which contacts the inner surface of the container opening,
1a and 1b are formed from a hydrogenated product of a block copolymer of an alkenyl aromatic hydrocarbon and a conjugated diene, or a blend of this hydrogenated block copolymer and a polyolefin. The alkenyl aromatic hydrocarbon unit of the block copolymer used in the present invention has the following formula: In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a lower alkyl group, and R 2 is a hydrogen atom or a lower alkyl group. Examples include monomers represented by the following, particularly those consisting of styrene, vinyltoluene, α-methylstyrene, etc. can be, while as a conjugated diene unit, the formula In the formula, R 3 is a hydrogen atom or a lower alkyl group, and examples thereof include monomers represented by the following, particularly those consisting of butadiene and isoprene. Polymerization block of alkenyl aromatic hydrocarbons (A)
is preferably in the range of 2 to 33% by weight based on the total block copolymer from the viewpoint of rubber-like elastic properties and thermoformability.
The degree of hydrogenation in (B) is desirably 70% or more, particularly 90% or more, in order to suppress the decrease in opening torque after heat treatment to a low level. The polymerization block (A) of alkenyl aromatic hydrocarbons is
It is desirable to have an average molecular weight of 4,000 to 115,000, while the conjugated diene polymerization block (B) has an average molecular weight of 20,000 to 450,000 in view of the elastic properties required for container stoppers and hygienic properties. The bonding type of both polymer blocks is most preferably ABA type, but B-A-B type or A
- Type B can also be used. Hydrogenated block copolymers are, for example,
As described in Japanese Patent No. 6636, etc., it is easily produced by hydrogenating a block copolymer of an alkenyl aromatic hydrocarbon and a conjugated diene in the presence of a hydrogenation catalyst such as Raney nickel. The elastomer resin for plugs used in the present invention can be blended with ingredients known per se according to known formulations.
For example, in order to adjust the opening force to an easy-to-open level, fatty acids, derivatives such as amides thereof, and lubricants such as various waxes are added, and titanium dioxide is added to color the liner or to impart opacity. White pigments such as carbon black, red iron,
Coloring pigments such as tartrazine lake can be added, and calcium carbonate, talc, etc. can be added to adjust the physical properties.
Fillers such as clay and barium sulfate can be added.
In addition, anti-blocking agents such as silica can be added to prevent blocking, and antioxidants such as externally harmful phenols can be added to prevent thermal deterioration during processing into plugs or sterilization. . In the most preferred embodiment of the present invention, the aforementioned hydrogenated block copolymer (2) and polyolefin (2) are used in the form of a mixture, ie, a blend, as the plug material. That is, in this embodiment of the present invention, by blending the hydrogenated block copolymer and the polyolefin, the stress-strain characteristics during compression are very similar to those of cork when wet, and the thermoformability is improved. is significantly improved compared to the block copolymer alone. Furthermore, while maintaining the excellent properties of polyolefin, it is possible to significantly suppress a decrease in opening force due to thermal history, and to significantly improve the tendency for cracking due to environmental stress and the decrease in sealing performance due to impact. The polyolefins used include low-, medium-, or high-density polyethylene, crystalline polypropylene, crystalline ethylene-propylene copolymer, ethylene-propylene-butene-1 copolymer, ionically crosslinked olefin copolymer (ionomer), Examples include one or a combination of two or more of ethylene-vinyl acetate copolymers and the like. For the purposes of the present invention, the hydrogenated block copolymer (2) and polyolefin (2) are preferably used in a weight ratio of 95:5 to 10:90, particularly 90:10 to 30:70. That is, if the blending ratio of the hydrogenated block copolymer is less than the above range, it is difficult to bring the compression compliance into a range suitable for container stoppers, and the blending ratio of the hydrogenated block copolymer is Increasing the amount of hydrogen block copolymer beyond the above range is disadvantageous from an economic point of view, and the thermoformability is poorer than when the amount of hydrogen block copolymer is within the above range, and it becomes similar to wet cork. It becomes difficult to obtain compressive stress-strain characteristics. In the stopper of the present invention, the resin has a foaming ratio of
It is also very important to form a closed cell foam of 1.1 to 7 times, especially 1.1 to 3.5 times. In this specification, the expansion ratio means a density-based ratio. If the expansion ratio is lower than the above range, it is difficult to make the compressive stress-strain characteristics similar to those of wet cork, while if the expansion ratio is higher than the above range, the gas barrier properties will decrease. death,
Moreover, the flavor retention of the stopper is reduced, which is not preferable. The closed foam of the resin can be easily produced by kneading the resin with a chemical blowing agent such as azodicarbonamide, and injecting the kneaded composition into a mold with a plug-shaped cavity. can get. Alternatively, the above-mentioned kneaded composition may be extruded into any shape such as a cylinder, and this molded product may be cut into predetermined dimensions to be used as a cork substitute stopper. The container stopper of the present invention has the remarkable advantage that even when the stopper has the shape shown in FIG. 3, it is easy to screw in a corkscrew and it is also easy to open the stopper. (Example) Next, an example of the present invention will be shown. Examples 1 to 5 100 parts of each of the materials shown in Table 1, 1 part of a blowing agent (azodicarbonamide), and 0.1 part of a lubricant (erucic acid amide) were dry-blended in a 40 mmφ extruder (screw L/D= 15, resin temperature 140℃),
The mixture was cooled in water and pelletized in a conventional manner to produce various pellets for synthetic plugs. Using these various sample pellets, synthetic plugs with an outer diameter of 22 mm and a height of 38 mm were made using an injection molding machine (Neomatsu 350/120, 10 oz, manufactured by Sumitomo Heavy Industries, molding temperature, zone 5 = 180°C, zone 4 = 200°C) , Zone 3 = 210℃, Zone 2 =
Each material was molded separately at 200°C (Zone 1 = 180°C). Comparative Example 1 Natural cork cut into an outer diameter of 22 mm and a height of 38 mm is used. Comparative Examples 2 to 3.5 Synthetic plugs were molded using each material in the same manner as in the examples, using the same compounding ratios. Comparative Example 4 Using a material that was pelletized in the same manner as in Example and further added with 1 part of sodium hydrogen carbonate and dry-blended, a synthetic stopper was molded using an injection molding machine (molding temperature, Zone 5 = 220°C, Zone 4 = 230°C). , zone 3=
Molding was performed at 230°C, zone 2 = 200°C, zone 1 = 180°C). To measure the amount of oxygen permeation of these various synthetic stoppers, place a bottle with a capacity of 500 ml and an inner diameter of 17.5 mm in water, turn it upside down, replace the inside of the bottle with nitrogen gas, and then close the bottle with a synthetic stopper. Place the sample bottle at a temperature of 37°C and relative humidity.
The bottle was left standing upright under 50% conditions for 5 days, the gas inside the bottle was measured by gas chromatography, and the amount of oxygen gas permeated per 24 hours was determined using equation (1) shown below. Regarding the capping performance, using the same bottle as described above, the sample composition was capped, and the force required to close the cap was measured using a push-pull gauge. In addition, as for opening performance, the force required to pull out a closed sample stopper was measured using a push-pull gauge. The water leakage test was conducted in accordance with JIS Crown S-9017.
The results of each installation are shown in Table 1. (A-B)/100 x 500 x 24/C...(1) A: Oxygen gas content (%) after C time B: Oxygen gas content (%) immediately after nitrogen substitution C: Until oxygen gas measurement time (H). For the sensory test, the content is 500ml and the inner diameter of the mouth is 500ml.
100 ml of distilled water was put into a 17.5 mm bottle, the bottle was closed with a sample stopper, and the bottle was left lying on its side at 37°C for one week, and the odor and taste of the distilled water were examined. The symbols in Table 1 have the following meanings. ABA = Hydrogenated block polymer of 1.3-butadiene and styrene (specific gravity 0.92, styrene content 33%, solution viscosity of 20wt% toluene solution at 25℃ 2000 ops hydrogenation amount 90%) SBR = styrene butadiene rubber (density 0.95 , melt index 2.6) PP = polypropylene (density 0.90, melt index 10) LDPE = low density polyethylene (density 0.917, melt index 6.5) EVA = ethylene vinyl acetate copolymer (vinyl acetate content 14%, density 0.93, melt Index 15) Plugability: 10 kg or less is considered good and is indicated by a ○ mark, 10
Items exceeding Kg are considered defective and marked with an x. Openability: 5 kg or less is considered good and is indicated by a ○ mark, 5
Items exceeding Kg are considered defective and marked with an x. Sensory test = Tests with no change in odor or taste are considered good and are marked with an ○; those with transfer of odor or taste are considered poor and marked with an x.
【表】
(発明の効果)
本発明によれば、湿潤時のコルクに近似した圧
縮応力―歪特性を有し、天然コルクに比して密栓
性乃至はガス遮断性に優れ、しかも衛生的特性や
フレーバー保持性にも優れた密封用栓が提供され
る。
のみならず、本発明に用いる水素添加ブロツク
共重合体やそのブレンド物は、前述した通り栓と
しての望ま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
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。[Table] (Effects of the Invention) According to the present invention, it has compressive stress-strain characteristics similar to those of cork when wet, has superior sealing properties and gas barrier properties compared to natural cork, and has hygienic properties. A sealing stopper with excellent flavor retention is provided. Furthermore, although the hydrogenated block copolymers and their blends used in the present invention exhibit desirable elastic properties as plugs as described above, they cannot be thermoformed by extrusion molding, injection molding, etc. By using these molding methods, it is possible to manufacture the part that comes into contact with the container mouth with no damage and to form a desired surface.
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3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、3は把手、
6,7は溝、8,9はワツシヤーを各々示す。
FIG. 1 is a plan view including a half cross section of one embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are a plan view and a perspective view including a half cross section showing other embodiments of the present invention. FIG. 4 is a graph showing the relationship between stress and strain during compression of the synthetic stopper of the present invention, natural cork, and other synthetic stoppers. 1, 1a, 1b are elastic bodies, 2 is a core, 3 is a handle,
6 and 7 indicate grooves, and 8 and 9 indicate washers, respectively.
Claims (1)
性体で形成された容器用栓において、前記弾性体
が (A) アルケニル芳香族炭化水素の重合ブロツクを
全体の2乃至33重量%の量で含有し、且つ共役
ジエンブロツクの水素添加度が70%以上である
水素添加アルケニル芳香族炭化水素―共役ジエ
ンブロツク共重合体又は (B) 該水素添加アルケニル芳香族炭化水素―共役
ジエンブロツク共重合体とポリオレフインとの
ブレンド物 から成る1.1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。 2 前記ブレンド物は、水素添加ブロツク共重合
体とポリオレフインとを 95:5乃至10:90 の重量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。[Scope of Claims] 1. A container stopper in which at least the portion that contacts the inner surface of the container opening is made of an elastic material, wherein the elastic material contains (A) a polymer block of alkenyl aromatic hydrocarbon of 2 to 33% of the total weight. %, and the degree of hydrogenation of the conjugated diene block is 70% or more, or (B) the hydrogenated alkenyl aromatic hydrocarbon-conjugated diene. A container closure characterized by being made of a closed-cell foam made of a blend of a block copolymer and a polyolefin and having an expansion ratio of 1.1 to 4 times. 2. The container stopper according to claim 1, wherein the blend contains a hydrogenated block copolymer and a polyolefin in a weight ratio of 95:5 to 10:90.
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| JP57013360A JPS58134863A (en) | 1982-02-01 | 1982-02-01 | Plug for vessel |
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| JPS58134863A JPS58134863A (en) | 1983-08-11 |
| JPS6234618B2 true JPS6234618B2 (en) | 1987-07-28 |
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