JP4127920B2

JP4127920B2 - ポリエステルボトル用キャップ

Info

Publication number: JP4127920B2
Application number: JP06478799A
Authority: JP
Inventors: 哲也本宮
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1999-03-11
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2019-03-11
Also published as: JP2000256472A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエステルボトル用キャップに関し、より詳しくは、内溶液密封性が良好で、リサイクル可能なポリエステルボトル用キャップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂製キャップは、一体成形が可能で、成形性に優れると共に、可撓性にも優れているため、打栓操作により容器口部に固定することができ、従来から種々の形態で広く用いられている。
密封性に優れると共に、容器口部から道具を用いずに容易に取り外すことができるようにした開封性に優れた樹脂製キャップは、既に種々提案されており、例えば特公昭５１−１０５５５号公報には、容器の頸部に嵌合し、該部に係止する不連続リング状の突状をその内周面に有し、且つ蓋体の周壁にその両端部を強固に結合され、周壁に沿ってこれと一定の間隔を保ちつつその大部分を囲撓し、その内周面と蓋体の周壁間を切断容易な連結片をもって連結した把手をもって一体に形成した合成樹脂よりなる不正防止蓋が記載されている。そして、このようなキャップをはじめ、瓶の合成樹脂製キャップは、塩化ビニル樹脂やポリオレフィン系樹脂を用いて成形されていた。
【０００３】
ところで、ピルファープルーフキャップ等で被蓋される殆どのボトルが、ポリエステル樹脂でなっており、昨今では、資源保持上よりこのポリエステル樹脂製ボトルの廃棄ボトルの回収が進められている。
【０００４】
しかしながら、廃棄ボトルには、開蓋された後、再び被蓋したキャップが瓶首に残存されたままであったり、又、ピルファープルーフキャップを開蓋して冠蓋部の除去されたものであっても、その締結リング部を瓶首に係合させたままで残した状態で回収されていた。
【０００５】
キャップ及びピルファープルーフキャップは、従来は塩化ビニル樹脂製やポリオレフィン系樹脂製であったので、その塩化ビニル樹脂製やポリオレフィン系樹脂製キャップ付帯のボトルを含む廃棄ボトルを回収再生させるには、各使用材質のものを材質別に分別しなければならず、従来においては、廃棄ボトルを洗浄してから再生物質にするために１４工程をも必要とし、再生工程を複雑にし、費用を高くするという欠点があった。
【０００６】
また、現状の分別方法では完全に分別することは不可能で、少量の他種材質樹脂が混入されているのが実状である。この不純物の混入された再生物質を溶融、紡糸、延伸して再生繊維を製造した場合、不純物のために紡糸・延伸調子が悪くなったり、出来た製品の染色斑が生じたりして、一般のバージンチップを用いたものに比べて、生産性が悪く、また品質も優れたものが得られていない。
【０００７】
そこで、キャップ及びピルファープルーフキャップを、その被蓋されたボトルと同材質のポリエステル樹脂製とすることによって、回収廃棄ボトルの再生時に、キャップ及びピルファープルーフキャップをボトルと分別する必要がなく、回収廃棄ボトル再生の工程を簡素化することが各種提案されている。
【０００８】
例えば、特開平６−９９９９８号公報には、液晶ポリエステルに微粒子固体配向防止剤を添加した樹脂組成物を用いることが提案されている。しかし、これでは樹脂が非常に堅いため密封性が不十分になるという問題が発生している。
【０００９】
また、特開平１０−１３９０５３号公報には、ピルファープルーフキャップの形状を規制し、切断された冠蓋部の切断残りが痛くない様にすることは提案されている。しかし、ポリエステル樹脂を用いた場合の一番の欠点である密封性向上策については、何も記載されていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ポリエステルボトルのキャップを、単にポリエステル樹脂で製造した場合、ポリエステル樹脂は、耐酸性、薄肉化、透明度が高いなどの特徴とともに堅いということもあって、密封性が不十分であり、また、ピルファープルーフキャップが開蓋されると、冠蓋部と締結リング部とを連結する橋絡部が冠蓋部又は締結リング部のいずれかに刺のように残り、触れると痛いといった不都合がある。
【００１１】
本発明は、ポリエステルボトルとともに回収して再利用可能な、ポリエステルボトル用キャップにあって、内溶液の密封性が良好で、さらに、その冠蓋部と締結リング部とを連結した橋絡部が、切断されて冠蓋部又は締結リング部のいずれかに残されたとき、それが痛くないポリエステル製キャップを提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、
１．全ジカルボン酸成分の７０モル％以上がテレフタル酸であり、全グリコール成分の５０モル％以上が１，３−プロパンジオールであるポリエステルからなる、ポリエステルボトル用キャップ、および
２．ポリエステルのグリコール成分が、１，３−プロパンジオール５０〜９０モル％および平均分子量４００〜５０００のポリオキシアルキレングリコール１０〜５０モル％である、項１記載のポリエステルボトル用キャップである。
【００１３】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のポリエステルボトル用キャップは、ポリエステルから構成され、該ポリエステルは、全ジカルボン酸成分の７０モル％以上がテレフタル酸であり、全グリコール成分の５０モル％以上が１，３−プロパンジオールであることが必要がある。ポリエステルのジカルボン酸成分として、テレフタル酸を全ジカルボン酸成分の７０モル％以上用いることにより、ポリエステル本来の優れた剛性や耐水蒸気透過性が得られる。ポリエステルのグリコール成分として、１，３―プロパンジオールを全グリコール成分の５０モル％以上用いることにより、ポリエステルの堅さが減少し、弾力性が発現するために、ポリエステルボトルとの密封性が向上し、さらにその冠蓋部と締結リング部とを連結した橋絡部が、切断されて冠蓋部又は締結リング部のいずれかに残されたとき、それが痛くなくなる。１，３プロパンジオールが全グリコール成分の５０モル％未満であると、キャップが堅くなり過ぎて、ポリエステルボトルとの密封性が不十分となる。
【００１４】
特に、ポリエステルのグリコール成分が、１，３−プロパンジオール５０〜９０モル％および平均分子量４００〜５０００のポリオキシアルキレングリコール１０〜５０モル％であると、密封性がより向上し、その冠蓋部と締結リング部とを連結した橋絡部が、切断されて冠蓋部又は締結リング部のいずれかに残されたとき、それが痛くなく好ましい。
【００１５】
ポリエステルは、本発明の効果を損なわない範囲内で、他の成分が共重合されたポリエステルであってもよい。この場合、共重合成分は、全ジカルボン酸成分の３０モル％以下、好ましくは２０モル％以下、さらに好ましくは１０モル％以下である。
【００１６】
共重合成分としては、脂肪族ジカルボン酸（シュウ酸、アジピン酸等）、脂環式ジカルボン酸（シクロヘキサンジカルボン酸等）、芳香族ジカルボン酸（イソフタル酸、ソジウムスルホイソフタル酸等）、脂肪族グリコール（エチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール等）、ポリオキシアルキレングリコール、脂環式グリコール（シクロヘキサンジオール等）、芳香族ジオキシ化合物（ハイドロキノン、ビスフェノールＡ等）、芳香族を含む脂肪族グリコール（１，４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン等）、ポリエーテルグリコール（ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等）、脂肪族オキシカルボン酸（ω−オキシカプロン酸等）、芳香族オキシカルボン酸（Ｐ−オキシ安息香酸等）等を例示することができる。これらは、一種を単独で用いても、二種以上を併用してもどちらでもよい。
【００１７】
ポリエステルは実質的に線状であるが、本発明の効果を損なわないかぎり、例えば全ジカルボン酸成分に対し２モル％以下、好ましくは１モル％以下の範囲で、３官能基以上のポリカルボン酸またはポリヒドロキシ化合物、例えばトリメリット酸、ペンタエリスリトールが共重合されていても良い。
【００１８】
ポリエステルには、滑剤、顔料、染料、酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤、遮光剤、艶消し剤等の添加剤を配合することができる。
【００１９】
ポリエステルは、テレフタル酸および／またはその低級アルキルエステルを主成分とするジカルボン酸成分と、１，３−プロパンジオールを主成分とするグリコール成分と、前記共重合成分とを、重縮合反応させることにより製造できる。
【００２０】
上記テレフタル酸の低級アルキルエステルとしては、例えばジメチルエステル、ジエチルエステル、ジプロピルエステルを例示することができる。好ましくは、ジメチルエステルである。
【００２１】
本発明のポリエステルボトル用キャップは、ポリエステルを、高剪断条件下で、冷却された射出型中に溶融射出して製造することが好ましい。
【００２２】
射出成形機としては、射出プランジャーまたはスクリューを備えたそれ自体公知のものが使用され、ノズル、スプルー、ゲートを通して前記混合物を射出型中に射出する。
【００２３】
この際、本発明によれば、該ポリエステル樹脂の流動配向が緩和されて、射出型キャビティ内に流入し、型の形状及び寸法通りに冷却固化されて本発明のキャップとなる。
【００２４】
射出型としては、キャップ形状に対応するキャビティを有するものが使用されるが、ワンゲート型の射出型を用いても寸法精度の高いキャップが得られる。
【００２５】
射出型から型開きして取り出されたポリエステルボトル用キャップは、これをそのままポリエステルボトル密封用キャップとしてユーザーに供給することも可能であるが、射出成形されたポリエステルボトル用キャップをさらに熱処理して用いてもよい。本発明のポリエステルボトル用キャップにおいては、本発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの変更が可能である。
【００２６】
ポリエステル製キャップの一例を示す。「図１」において、このキャップ１は頂板部（パネル部）２と、これに連なる筒状のスカート部３とからなっている。スカート部の外周にはキャップの把持を容易にするための微細な凹凸部（ローレット状溝）４が設けられており、一方その内面側には、容器口部と締結し密封するためのネジ５が形成されている。頂板部２の外面側中心には、小さい突起６があるが、これは射出型のゲートに対応するものである。
【００２７】
また、ポリエステル製ピルファープルーフキャップの一例を示す。図２は、ポリエステル製ピルファープルーフキャップを示し、図３は、その締結リング部上面を橋絡部が切断された状態を示し、そして図４は、その冠蓋部下面を橋絡部が切断された状態を示すものであって、図５は、橋絡部が拡大されたものを示す。
【００２８】
ポリエステル製ピルファープルーフキャップは、冠蓋部７と締結リング部８とで構成する。冠蓋部７は、そのスカート部１４の内周に瓶首９へ螺合する螺子条１５と、そのスカート部１４の外周にローレット１６とが形成されている。締結リング部８は、その内周に瓶首９の肩部に形成された掛合突起３１と掛合するラチェット歯状の複数個の掛合爪２１が配設されている。そして、上記冠蓋部７と締結リング部８とは、複数個の橋絡部１０を介在して連結されている。
【００２９】
そして、橋絡部１０は、その一端の基端を締結リング部８上面に連結し、他端の基端よりやや細い末端を冠蓋部７のスカート部下面に形成したＶ字状の切欠溝１７底部分に接続している。
【００３０】
また、冠蓋部７のスカート下面及び締結リング部８上面には、相互に対峙する爪係合突起部１１及び爪突起１２が対称状態に２個所配置され、これら爪係合突起部１１及び爪突起１２位置の直角方向位置には、支持突起１３が締結リング部上面に形成されている。
【００３１】
そして、橋絡部１０の末端が接続されるＶ字状切欠溝１７は、金型の引き抜きの中心線に近い方を切込み方向に対して鋭角面１４１とし、金型の引き抜き方向の中心線に遠い方を切込み方向に対して鈍角面１４２として、金型の引き抜きを容易に可能とする切欠溝面が形成されている。
【００３２】
【実施例】
本発明を、実施例を用いて更に説明する。尚、実施例及び比較例に記載の容器材料及び容器特性の評価測定方法は、それぞれ下記の方法に従って行った。
【００３３】
（ａ）衝撃試験耐衝撃性の試験は、水平に保った定盤の上に、射出成形にて成形したキャップをキャップの頂板部（パネル部）を上向きに置き、ＪＩＳＢ１５０１（玉軸受用鋼球）に規定する鋼球（並級）の呼び２ 1/2鋼球をキャップの頂板部（パネル部）の中心部に向かって落下させ、破損した時の落下高さにて、耐衝撃性を示す。なお、落下高さとは、鋼球の下部からキャップの落下面までをいう。
【００３４】
(ｂ) キャップとボトルとの密封性の評価として、射出成形にて成形したキャップをポリエステル樹脂製１．５ｌのボトルに炭酸含有水を内圧４００ＫＰａになるように充填し、３ケ月後の内圧を測定した。
【００３５】
［実施例１〜５、比較例３］
テレフタル酸ジメチル、１，３−プロパンジオール、共重合成分を表１に示す量、及び触媒としてテトラブトキシチタネート１０ミリモル％を蒸留装置を備えた反応容器に仕込み、この反応物を窒素ガス雰囲気下、１５０℃から２１０℃まで昇温していき１５０分間エステル交換反応させた。エステル交換反応終了後、このエステル交換反応物を撹拌装置、窒素導入口、減圧口、蒸留装置を備えて、２４０℃に加熱した反応容器に移し、常温で約５分、１５〜２０ｍｍＨｇで約３０分、更に０．１ｍｍＨｇで２６０℃まで昇温し重縮合反応を行い、所定の溶融粘度に到達した後、常法によりチップ化した。このチップを溶融し、射出成形機により、キャップを成形する。キャップは図１に示す形状で、直径が３６ｍｍである。射出成形はバレル温度が２７０〜３１０℃、ノズル温度が２８５〜２９５℃の設定で行った。得られたキャップを用いて、衝撃試験の落下高さ、密封性を求め、表１に示した。
【００３６】
［比較例１］
高密度ポリエチレン樹脂を用いて上記実施例１と同様に射出成形にてキャップを成形する。得られたキャップを用いて、衝撃試験の落下高さ、密封性を求め、表１に示した。
【００３７】
［比較例２］
ポリエチレンテレフタレート樹脂を用いて上記実施例１と同様に射出成形にてキャップを成形する。得られたキャップを用いて、衝撃試験の落下高さ、密封性を求め、表１に示した。
【００３８】
【表１】

【００３９】
但し、表１において、ＴＡはテレフタル酸であり、ＰＤは１，３−プロパンジオールであり、ＢＤは１，４−ブタンジオールであり、ＥＧはエチレングリコールであり、ＰＥＧは平均分子量８００のポリエチレングリコールであり、ＰＥ樹脂はポリエチレン樹脂である。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、内溶液密封性が良好で、リサイクル可能で、得られた再生チップを用いて生産性及び品質の良好な繊維製品を製造することが可能なキャップを提供することができる。
【００４１】
このキャップを用いることにより、ボトル・キャップ共に全てポリエステル製となり、回収廃棄ボトルの再生時に、キャップ及びピルファープルーフキャップをボトルと分別する必要がなく、回収廃棄ボトル再生の工程を簡素化することができることができる。
【００４２】
そのため、再生チップを用いて、現在多く作られている繊維製品において、他成分ポリマーが混入することが原因で発生している紡糸・延伸調子が悪くなったりすることもなくなるため、生産性は良好であり、できた製品の染色斑が生じたりすることもなく、品質も優れたものが得られるため、再生ボトル使用製品の展開用途および展開量が大幅に拡大されることが期待できる。
【００４３】
また、本発明では、成形型にぴったり一致した精度の高いキャップを成形可能であると共に、このキャップはポリエステル本来の高い剛性と優れた耐水蒸気透過性を有しており、瓶等の容器に対して精度のよい密封が可能となり、更に器壁を通してのガス透過も著しく少ないという利点を与える。
【００４４】
更に、このキャップは機械的強度の異方性が少なく、耐衝撃性にも優れており、耐熱性や加熱殺菌時の寸法安定性にも優れているという利点を与える。
【図面の簡単な説明】
【図１】ポリエステル樹脂製キャップの断面図である。
【図２】本発明の実施例のキャップ（プラスチック王冠）を示す下面図である。
【図３】図２のキャップのＡ−Ａ’断面図である。
【図４】図２のキャップのＡ−Ａ’断面の部分拡大図である。
【図５】図２のキャップ下面の部分拡大図である。
【符号の説明】
１：キャップ
２：頂板部（パネル部）
３：スカート部
４：凹凸部（ローレット状溝）
５：ネジ
６：突起
７：冠蓋部
８：締結リング部
９：瓶首
１０：橋絡部
１１：爪係合突起部
１２：爪突起
１３：支持突起
１４：スカート部
１５：螺子部
１６：ローレット
１７：切欠溝
２１：掛合爪
３１：掛合突起
１４１：鋭角面
１４２：鈍角面

Claims

全ジカルボン酸成分の７０モル％以上がテレフタル酸であり、全グリコール成分の５０モル％以上が１，３−プロパンジオールであるポリエステルからなる、ポリエステルボトル用キャップ。
ポリエステルのグリコール成分が、１，３−プロパンジオール５０〜９０モル％および平均分子量４００〜５０００のポリオキシアルキレングリコール１０〜５０モル％である、請求項１記載のポリエステルボトル用キャップ。
ポリエステルボトル用キャップが射出成形して成形されたものである、請求項１記載のポリエステルボトル用キャップ。