(57)【要約】複層ライナー(20)を有する容器密閉具(10)である。ライナーは、ナイロンのガスバリア(26)と非ナイロン層(22)が、接着層(24)によって接合されている。ナイロンのガスバリア(26)は、その場重合によって重合された無機粘土を含む追加のパッシブガス透過要素を含んでいる。化学的反応性のスカベンジャーを含む追加のアクティブガス透過要素を、複層ライナー(20)の少なくとも一層の中に含めることができる。ライナーの材料は、プロセスの条件及び得られる耐劣化性に応じて選択される。
2006513939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器密閉具用ライナーを製造する方法であって、
所定範囲の処理パラメータを有するナイロンバリア材料を選択し、
ナイロンバリア材料の処理パラメータと重複するか又は近傍範囲の処理パラメータを有し、エチレンビニルアセテートをベースとする材料を選択し、
前記ナイロンバリア材料及び前記エチレンビニルアセテートをベースとする材料の処理パラメータと重複する範囲の処理パラメータを有する接合材料を選択し、
前記ナイロンバリア材料、前記接合材料及び前記エチレンビニルアセテートをベースとする材料を共押出しする、
ステップを含んでいる容器密閉具の製造方法。
【請求項２】
請求項１の方法によって作られた容器密閉具用ライナー。
【請求項３】
容器を密封するのに用いられる複層ライナーであって、ナイロンのパッシブバリアと、前記ナイロンのパッシブバリアの上にある接着材料の接合層と、非ナイロン材料の２つの外側層を共押出しすることを含んでいる複層ライナー。
【請求項４】
１つの層の中にアクティブスカベンジング材料をさらに含んでおり、前記１つの層は、ナイロンのパッシブバリアであるか、又は非ナイロン材料の外側層の一方である請求項３の複層ライナー。
【請求項５】
容器密閉具に用いられる非金属のコンポジットライナー材料であって、
ａ）ＡＳＴＭ規格Ｄ３９８５により、約２３℃及び相対湿度約８０％で測定したときの酸素透過率が約０.８cc mil/100in2Atm dayよりも低いナイロンガスバリア層と、
ｂ）前記ナイロンガスバリア層の一方の面に接着された第１接合層と、
ｃ）前記第１接合層の面のうち、前記ナイロンガスバリア層とは反対側の面に接着され、ＥＶＡ、ＥＶＡ共重合体及び他のオレフィンポリマーと混合されたＥＶＡから選択されるポリマーを含む第１のスキン層であって、アクティブスカベンジング材料を選択的に含み、ＡＳＴＭ規格Ｅ６により、約２３℃で測定したときの水蒸気透過率が３.４g/100in2Atm day以上である第１スキン層と、
ｄ）前記ナイロンガスバリア層の面のうち、第１接合層とは反対側の面に接着された第２接合層と、
ｅ）前記ナイロンガスバリア層の前記一方の面とは反対側の面に接着され、ＥＶＡ、ＥＶＡ共重合体及び他のオレフィンポリマーと混合されたＥＶＡから選択されるポリマーを含む第２のスキン層であって、アクティブスカベンジング材料を選択的に含み、ＡＳＴＭ規格Ｅ６により、約２３℃で測定したときの水蒸気透過率が３.４g/100in2Atm day以上である第２スキン層と、を具えており、
ライナーのコンポジット材料は、ＡＳＴＭ規格Ｄ−１８７６−２００１による剥離試験において、第１スキン層と第２スキン層の間が８ポンドフォース/in2以上であることによってさらに特徴づけられるコンポジットライナー材料。
【請求項６】
コンポジットライナー材料は、密閉具ライナーとして十分な弾性を有しており、密封後の除去トルクは、同じ直径の標準のトライシールドライナーとほぼ同等である請求項５のライナー材料。
【請求項７】
除去トルクフォースは、約１０インチ−ポンド乃至約２５インチ−ポンドである請求項６のライナー材料。
【請求項８】
ナイロンバリア層は、ナノ粒子無機材料を含んでいる請求項５のライナー材料。
【請求項９】
スカベンジング材料が含まれる場合、前記スカベンジング材料は、ポリアミド、サルファイト酸素スカベンジャー、アスコルベート、及びその２種以上の組合せから選択される請求項７のライナー材料。
【請求項１０】
天壁部と、該天壁部から下向きに延びる円筒形の側壁部とを有する外側シェルと、前記天壁部の内面に隣接するライナーと、を具えており、前記ライナーは、請求項５のコンポジットライナー材料を含んでいる容器密閉具。
【請求項１１】
ライナーは、請求項８のライナー材料を含んでいる請求項１０の容器密閉具。
【請求項１２】
ナイロンバリア層は、ナノ粒子を含んでおり、約２３℃及び相対湿度約８０％で測定したとき、(i)酸素透過率は約０.６２cc mil/100in2Atm dayよりも低く、(ii)二酸化炭素透過率は約３.５cc mil/100in2Atm dayよりも低い請求項５のライナー材料。
【請求項１３】
ナイロンバリア層は、厚さが約１.５mils以上である請求項１２のライナー材料。
【請求項１４】
第１スキン層と第２スキン層は、処理温度範囲が、接合層の処理温度範囲と重複するか又は近傍にあり、接合層の各々の処理温度範囲は、ナイロンバリア層の処理温度範囲と重複するか又は近傍にある請求項１３のライナー材料。
【請求項１５】
第１接合層と第２接合層は、機能性ポリオレフィンポリマー及びその２種以上の組合せから独立して選択される請求項１３のライナー材料。
【請求項１６】
請求項１２のライナー材料から選択されるライナーを有する容器密閉具。
【請求項１７】
請求項１５のライナー材料から選択されるライナーを有する容器密閉具。
【請求項１８】
請求項５のライナー材料を製造する方法であって、
ａ）共押出しの処理温度範囲にあるナイロンバリア層材料を準備し、
ｂ）ＥＶＡ、ＥＶＡ共重合体、及び、ＥＶＡ又はＥＶＡ共重合体とポリオレフィンポリマーとの組合せの中から独立して選択されるスキン層材料であって、アクティブ酸素スカベンジング材料を選択的に含み、処理温度範囲がナイロンバリア材料の処理温度範囲と重複するか又は近傍にある１種又は２種以上のスキン層材料を準備し、
ｃ）ナイロンバリア層材料とスキン層材料と適合性を有する接合層組成物であって、処理温度範囲が前記ナイロンバリア材料及び少なくとも１種の前記スキン層材料の処理温度範囲と重複する１種又は２種以上の接合層組成物を準備し、
ｄ）ステップａ乃至ｃで準備された材料を共押出しすることにより、ナイロンバリア層の第１面及び第２面の各々に、少なくとも１種の接合層組成物を含む層を接着し、各々の接合層材料の面のうち、前記バリア層とは反対側の面に、該接合層と適合性のあるスキン層材料の層を接着する、ことを含んでいる方法。
【請求項１９】
請求項１８の方法によって作られたライナーを有する密閉具。
【請求項２０】
ライナーは、ＡＳＴＭ規格Ｄ−１８７６−２００１による剥離試験において、各ポリマー層とナイロン層の間が８ポンドフォース/in2以上であることによってさらに特徴づけられる請求項１９の密閉具。
【請求項２１】
ライナーで密封され、ヘッドスペースの相対湿度が約９０％を超えるように充填された容器であって、ライナーは請求項５のライナーであって、酸素スカベンジャーを含むスキン層をさらに有しており、ナイロンバリア層の組成物は、充填物の賞味期限が、実質的に同じ寸法のライナーを有する密閉具よりも長くなるように選択され、エチレンビニルアルコールをベースとするポリマーだけを含んでいる容器。
【請求項２２】
ナイロンのガスバリア層は、約８０％を超える相対湿度での酸素透過率は約０.８cc mil/100in2Atm dayよりも低い請求項５のライナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜発明の分野＞
この発明は、密閉具によって密封された容器への進入、又は該容器からの漏出が起こり得る気体、特に酸素、二酸化炭素及び窒素のガスバリアとなる容器密閉具(container closures)に関する。本発明は、特に、ナイロン製のガスバリアを有する複層の密閉具用ライナーに関するもので、該ライナーに接合された少なくとも１つの層が容器に対して所望の機械的密封性をもたらす。前記層に代えて、又は前記層に加えて、スカベンジング材料(scavenging material)を、ライナーのナイロン及び／又は非ナイロン層の中に含められることができる。ナノ粒子は、ナイロンのパッシブバリア層の中へ含めることができる。
【背景技術】
【０００２】
＜発明の背景＞
容器の密閉具として有効なバリアと供されるには、その密閉具は、容器が充填された後、容器を適当に密封されることができ、密閉後、消費者が容易に開封できることが必要である。この目的を達成するために、外側にプラスチック成形シェルを有し、内側にディスク状密封用ライナーを有するいわゆる複合構造の密閉具が、商業的に成功をおさめており、所望の密封特性をもたらすと共に、消費者に使い勝手の良さをもたらしている。この種の密閉具は、米国特許第４４９７７６５号及び第４９３８３７０号に記載されており、両特許は引用を以て本願への記載加入とする。
【０００３】
容器への気体の進入、又は容器から気体の漏出を防止するように構成された容器密閉具は、複数の層から作られたライナーを含むことができる。エチレンビニルアセテート(ＥＶＡ)は、一般的なライナー材料であり、密閉具として、容器に適当な密封作用をもたらすことが知られている。一方、開封時のトルクは、最終使用者又は消費者によって容易に作用させることができる範囲内に維持される。
【０００４】
密閉具のＥＶＡライナーは、気体透過率(gas transmission rate)が比較的高いことが知られており、密封される容器に入れられるものが炭酸飲料のときに、特有の問題が起こる。飲料の炭酸品質を維持するために、容器内は、二酸化炭素を所定のガス圧に維持しなければならない。炭酸飲料は、賞味期限が限られており、少なくともその一部は、ＥＶＡライナーの気体透過特性によるものである。
【０００５】
気体透過率が比較的高いライナー又は密閉具に関する他の問題は、酸素が容器に進入する可能性のあることである。酸素は、時間の経過により、炭酸飲料の味を損ない、容器内の内容物の他の特性に悪影響を及ぼす虞れがある。これは、ビール及び他の発酵飲料の場合に特に問題となる。
【０００６】
容器への気体進入又は容器からの気体漏洩の低減は、容器材料を注意深く選択することによって改善される。しかしながら、それでも、密閉具を通じて起こる容器への気体進入又は容器からの気体漏洩はかなりの量である。容器材料として、ナイロン類を用いるものがある。密閉具を透過する気体の量を低減するように構成された密閉具のライナーとして、塩化ポリビニルデン(ＰＶＤＣ)、ポリエチレンナフタレン(ＰＥＮ)、エチレンビニルアルコール共重合体(ＥＶＯＨ)及びこれらポリマーの混合物が挙げられる。ＥＶＡ材料は、気体の移動に対する完全なバリアとならないため、この材料は、他の組成物と層状化された場合でも、ＥＶＡがポリオレフィン層に接合される場合、層は比較的短期間で劣化する虞れがある。
【０００７】
ビール、ジュース又はソフトドリンクを入れる容器に用いられる金属又はプラスチックの密閉具は、加硫化と架橋化が行われていないブチルゴム及び熱可塑性ポリマーの重合体不均一混合物(polymeric heterogeneous blend)のライナーを含んでいる。発泡ポリマー(foamed polymer)の密封用層を用いると、該密封用層は、酸素及び二酸化炭素が容器密閉具の透過を抑制するが、完全に阻止することはできない。それゆえ、これら発泡ポリマーのライナーを有する内容物の賞味期限は、酸素進入の遅延によって極く僅か改善されるにすぎない。その理由は、容器への酸素進入速度と内容物の賞味期限との間には、明らかな相関関係が存在するためである。
【０００８】
容器への気体の進入及び容器から気体の漏出を防ぐために、複数層の密閉具ライナーが用いられている。複数層の密閉具ライナーの一例として、ＥＶＡの両層の間に、エチレンビニルアルコール共重合体(ＥＶＯＨ)のガスバリア層を介在させるものがある。これらのライナーは共押出し法(coextrusion process)によって形成され、ガスバリア層が湿気に曝露されるのを防止している。ＥＶＯＨのバリアライナーは、典型的には、９層の共押出しされた層を具えている。そのようなライナーの層は、接着剤又は接合層を介してポリオレフィン層に接合されることができる。これらのライナーもまた、短期間で剥離する虞れがある。また、相対湿度が約７０〜８０％よりも高い環境下では、ＥＶＯＨのバリアとしての有効性は低下する。例えばソフトドリンクボトルのように、容器のヘッドスペースでは、相対湿度は９５−１００％のレベルに達する。この種のライナーは一般的にコストがかかり、性能も良くなかった。
【０００９】
それゆえ、容器内への気体の進入及び容器から外部への気体漏出に対するバリア作用が改良された密閉具用ライナーに対する要請がある。また、容器の製造の容易性を維持又は向上させつつ、劣化を抑制できるライナーに対する要請がある。
【００１０】
本発明は、気体の進入及び漏出に関して、より不通気性(impervious)であって、劣化及び層剥離が起こり難く、容易に製造できる密閉具となり得るライナー及び該ライナーを作製する方法を提供するものである。
本発明のこれらの目的及び他の利点、並びに発明の追加の特徴については、以下に記載する発明の説明から明らかであろう。
【発明の開示】
【００１１】
＜発明の簡単な説明＞
本発明の複層ライナー(multiple layer liners)は、容器密閉具として用いられ、酸素の容器内への進入を抑制し、二酸化炭素その他ガスの容器からの漏出を抑制することができる。ここに記載した種類のライナーを有する密閉具は、炭酸化作用の喪失又は酸素の進入によって味の劣化又は品質の低下を受け易い飲料を入れるボトルを密封し貯蔵するのに特に有用である。そのような飲料として、特に、炭酸飲料及びビールが挙げられる。
【００１２】
本発明は、天壁部と、該天壁部から下向きに延びる円筒形の側壁部とを有する外側シェルを具えた容器密閉具を提供するものである。密閉具は、外側シェルの内面に隣接して複層ライナーが配置される。ライナーは、少なくとも１つのナイロンバリア層と、少なくとも１つの非ナイロン層と、ナイロン層と非ナイロン層を接合する接着層と、を含んでいる。
【００１３】
一の態様において、非ナイロン材料は、エチレンビニルアセテートをベースとする材料である。他の態様において、非ナイロン材料は、エチレンビニルアセテートとポリオレフィン材料の組合せである。
【００１４】
本発明の他の態様において、密閉具は、エチレンビニルアセテートをベースとする材料の層の中にアクティブスカベンジング材料(active scavenging material)をさらに含んでいる。さらなる態様において、アクティブスカベンジング材料は、酸素、二酸化炭素及び窒素からなる群から選択される化学物質と反応するものが選択される。
【００１５】
一の態様において、ナイロンのパッシブバリアは、気体透過のパッシブバリア(passive barrier)として、鉱物粘土のような無機ナノ粒子を含んでいる。ナノ粒子の含有は、その場重合(in-situ polymerization)によって行なうことができる。また、ナノ粒子に代えて、又はナノ粒子に加えて、反応性スカベンジング材料を、ライナーのナイロン層及び／又は非ナイロン層の中に含めることができる。
【００１６】
望ましい実施例において、ナイロンのパッシブバリア層、ＥＶＡ層及び接着層は、処理パラメータ(processing parameters)が重複及び／又は近傍にある範囲の材料から作られる。得られた複層ライナーの接着強度は、８.５ポンド/インチ以上である。
【００１７】
一の態様において、本発明は、容器密閉具のライナーを製造するプロセスであり、該プロセスは、所定範囲の処理パラメータを有するナイロンのバリア材料を選択し、該ナイロンバリア材料の処理パラメータと重複又は近傍にある範囲の処理パラメータを有するエチレンビニルアセテートベースの材料を選択し、前記ナイロンバリア材料及び前記エチレンビニルアセテートベースの材料の処理パラメータと重複する範囲の処理パラメータを有する接合材料(tie material)を選択し、前記ナイロンバリア材料、前記エチレンビニルアセテートベースの材料及び前記接合材料を共押出しすることを含んでいる。
【００１８】
他の態様において、本発明は、ここに記載した共押出し法によって作製された容器用ライナーである。
【００１９】
さらに他の態様において、本発明は、容器を密封するのに用いられる複層ライナーであり、該ライナーは、ナイロンのパッシブバリア、該パッシブバリア上に接着材料からなる接合材料、及び非ナイロン材料からなる２つの外側層を共押出しするものである。
【００２０】
本発明の他の形態及び利点については、特許請求の範囲の記載、以下の詳細な説明及び図面から容易に理解されるであろう。
【００２１】
＜発明の詳細な説明＞
本発明は様々な形態の実施例が可能であり、以下では、図面に示す望ましい実施例について説明するが、その開示は発明の例示であって、本発明を特定の実施例に限定するものでないことは理解されるべきである。
【００２２】
図１乃至図３を参照すると、密閉具(10)は、外側シェル(12)を具えている。外側シェル(12)は、内面(14)を有する天壁部(16)と円筒形側壁部(18)を有し、前記円筒形側壁部は、天壁部(16)を起点として該天壁部から下向きに延びる環状スカートであり、カップ形状の密閉具を形成している。円筒形側壁部(18)の内面は、密封すべき容器(図示せず)の対応するネジ部に螺合可能な螺旋ネジ(19)を有している。密閉具(10)には、複層ライナー(20)が、外側シェル(12)の天壁部(16)の内面(14)に隣接して配備される。容器の密閉具に使用する場合、複層ライナー(20)は、天壁部(16)に隣接する位置にのみ設けることでもよいが、円筒形側壁部(18)に沿ってさらに設けることもできる。
【００２３】
図２に示すように、複層ライナー(20)は、ＥＶＡをベースとする材料の層(22)が、接合層又は接着層(24)により、ナイロン層(26)に接合されている。ＥＶＡをベースとする材料は、例えば、ＥＶＡ１材料又はＥＶＡ２材料である。ＥＶＡ１材料層(22)の例として、W.R.Grace(フランス、エペルノン)から商業的に入手可能なDF-6442が挙げられる。ＥＶＡ１は、ＥＶＡと他のポリオレフィン材料をベースとしている。ＥＶＡ２材料の例として、W.R.Grace(フランス、エペルノン)から商業的に入手可能なDF-6601が挙げられる。ＥＶＡ２は、ＥＶＡと他のポリオレフィン材料の混合物であり、この混合物には、スカベンジャー(scavenger)が含まれることもある。また、望ましい形態に係る図２のライナー(20)は、第２の接着層(28)を有しており、該接着層により、ナイロン層(26)は、ＥＶＡベースの材料(30)へ接合される。ＥＶＡをベースとする材料層(22)(30)は、複層ライナー(20)の最も外側の層となることから、表面層としても知られている。ＥＶＡをベースとする材料(30)の第２層は、通常、密閉具(10)で密封された容器内のヘッドスペース(31)に面している。ナイロンの種類により、密閉具内のバリアとして、気体通過阻止作用の有効性が異なることがわかった。ナノ粒子を含む適当なナイロンの例として、Honeywell International(ニュージャージー州、モリスタウン)から商業的に入手可能なXA-2908が挙げられる。他のナイロンとして、同様にHoneywellから入手可能なXE-2945を用いることもできる。他の適当なナイロンとして、EMS Chemie(北米)(サウスカロライナ州、サムター)から商業的に入手可能なナイロン共重合体Grivory HB FE 4581がある。接合層(24)の材料は、典型的には、機能性(functionalized)ポリオレフィンであり、例えば、Equistar Chemical Co.(オハイオ州、シンシナチ)から購入できるPX-108(“PX”)がある。
【００２４】
これまで、複層構造として、ＥＶＡをベースとする材料と他のポリオレフィン材料を組み合わせた材料が用いられたことはなかった。ここに記載のＥＶＡ層(22)は、約１０ミル〜約１２ミルの厚さである。接合層(24)の厚さは約０.３〜０.８ミルであり、約０.３〜約０.５ミルが好ましい。ナイロン層(26)の厚さは約１.０〜約１.５ミルである。図４は、ここに記載した多層構造を作製するために用いられる共押出し法を説明する図である。
【００２５】
容器への気体の進入及び容器からの気体の漏出をさらに低減するには、ナイロンを、ナイロンナノコンポジット材料と置換することによって達成される。ナノコンポジット材料内のナノ粒子は、例えば、粘土粒子(clay particles)であり、ナイロン層(26)の約２〜約５重量％を占めることができる。粘度粒子は、好適には、無機粘土粒子である。適当な無機ナノ粒子の例として、モンモリロナイト(montmorillonite)が挙げられる。
【００２６】
図５は、様々な温度にて、ＥＶＡ(ここではＥＶＡ１として知られている)試料を通る酸素の透過率(transmission rate)を示すグラフであり、ここでのＥＶＡは、スカベンジャーを含んでいない。温度が４２℃を超えると、酸素透過率は著しく高くなる。図６は、様々な温度で、ＥＶＡ１試料を通る二酸化炭素の透過率を示すグラフである。温度が上昇すると酸素の透過率が高くなるのと同じように、４２℃を超える温度では、二酸化酸素の透過率は有意的に高くなる。
【００２７】
図７は、前述したナノ粒子を含むナイロン試料を通る酸素と二酸化炭素の透過率を示している。４２℃での酸素透過率は、図７に示されるように増加し始めるが、その値は、図５に示されるＥＶＡ１を通る酸素透過率よりも遙かに低い。同様に、図７の４２℃以上での二酸化炭素の透過率は、図６に示すＥＶＡ１を通る二酸化炭素の透過率よりも有意的に低いままである。飲料を貯蔵する容器の中には、例えば図８に示すビールの容器のように、相対湿度が９５〜１００％のレベルになるものがある。ナイロン類の材料の酸素透過性は、中位の相対湿度環境及び７０〜８０％の相対湿度の環境での場合と同様、９５〜１００％もの高相対湿度環境でも同じような性能を有する。実際、ナイロンの中でも、MXD-6は、９５〜１００％の高相対湿度環境のとき、中位の相対湿度環境及び相対湿度７０〜８０％の環境での場合と同等以上の性能を有する。酸素透過性の抑制作用が良好であることは、密閉具への適用において重要である。
【００２８】
図９は、図２に示す構成の複層フィルムを通る酸素と二酸化炭素の透過率を示している。酸素の透過率は、図６に示す値よりさらに低下している。図９に示す二酸化炭素の透過率は、図７に示す透過率とほぼ同じである。図８は、ライナーを通る酸素透過率の低下の主な理由が、ナノ粒子を含むパッシブバリアのナイロン層によることを示している。図１０は、複層フィルムを通る酸素透過率の動力学を示している。
【００２９】
複層ライナー(20)のナイロン層(26)は、良好なバリアとして作用し、容器内への気体進入及び容器からの気体漏出を有意的に抑制する。容器内へ気体進入及び容器外からの気体漏出のさらなる抑制は、酸素、二酸化炭素又は他の透過性ガスと反応させるためのアクティブスカベンジャーを含めることによって達成される。アクティブスカベンジャーの例として、ポリアミド、サルファイト酸素スカベンジャー、アスコルベート(ascorbate)があり、サルファイトとの組合せを挙げることができる。層がスカベンジャーを含むＥＶＡ２の例として、前述したDF-6601がある。水分はスカベンジャー活性を開始するトリガとなるから、適当な水分をトリガに供給するために、スカベンジャーを含むライナーの層は、適当な水蒸気通過率(water vapor transmission rate; WVTR)を有することが重要である。酸素の透過性を抑制することに加えて、本発明のＥＶＡをベースとする材料はまた、適当なスカベンジャー活性をもたらすWVTRを具えている。ＥＶＡ２の他の適当な例としてDF-30375があり、これもW.R.Grace(フランス、エペルノン)から商業的に入手可能である。適当なＥＶＡ１材(酸素スカベンジャー無し)の例として、前述したDF-6442及びDF-30376があり、両方ともW.R.Grace(フランス、エペルノン)から入手可能である。スカベンジャーには容量(capacity)があり、その容量が一旦利用されると、ナノ粒子が含まれるパッシブナイロンバリア及びライナーの複数層は、まだ整った状態(in place)にある。複層のＥＶＡがライナーの中で用いられる場合、スカベンジャーを２以上のＥＶＡ層の中に含めることにより、密閉具ライナー内のスカベンジャーの容量は増加されることができる。好適には、スカベンジャーは、内容物に最も近いＥＶＡ層、つまり密閉具(10)によってシールされるべき容器のヘッドスペース(31)に面するＥＶＡ層の中に含められる。
【００３０】
複層ライナー(20)は、共押出しされ(co-extruded)、適当に切断されて、容器密閉具(10)の中に嵌め込まれる。共押出し法は、重複する処理パラメータ、又は隣接層の材料の処理パラメータに近い範囲にある処理パラメータを有する材料の層を選択することにより単純化される。好ましいナイロンは、XA-2908である。このナイロンは、気体透過に対して追加のパッシブバリアとなるナノ粒子を含んでいる。
【００３１】
この発明では、複層ライナーに用いられる各材料について、ライナーの材料を共押出しを行なうのに有用であると決定される処理温度の範囲は、図１１に示されている。破線は、これら材料が本発明に基づいて処理される温度範囲として通常許容される温度範囲を超えて拡大可能な範囲を示している。例えば、図１１のDF6442、DF6601及びXA2908を取り囲む実線は、これら材料がうまく処理されることが知られている標準の温度を示している。任意の一材料に対する共押出しの処理温度パラメータは、共押出しが安定で再現可能であることがわかった後にだけ、拡大される。使用される材料の選択は、共押出しに使用される材料で、処理温度パラメータが重複又は近傍にあるものが選択される。それゆえ、本発明の密閉具内のライナーは、処理パラメータが類似又は重複する材料の共押出成形品である。図１２は、ここに記載した複層ライナーを作製するのに用いられるプロセスの動作パラメータの一例を示している。処理パラメータが類似又は重複又は隣接する複層ライナーの材料層を選択することにより、作製されたライナーは、劣化又は層間剥離が困難になる。図１３は、３種類のナイロン(MXD-6、Nylon-6、Nylon-66)と４種類の他のポリマー(ポリエチレンテトラフタレート(PET)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)及びエチレンビニルアルコール(EVOH))について、処理温度の標準的範囲を示している。図１１又は図１３の如く、組み合わせて使用可能な材料を図式化することにより、共処理(co-processing)及び共押出し(co-extrusion)を行なう際の材料の組合せの選択に役立つ。
【００３２】
ナイロン、例えばナイロン６は、それらのバリア特性とは別に、穿刺、引裂及び摩耗に対する抵抗性にすぐれるため、密閉具のバリア材として有用であり、それらの熱成形性に対しても有用である。ここに開示された密閉具構造体の製造に要求される最も狭い温度範囲を得るために、ナイロン６は、好適な低融点を有している。
【００３３】
＜接着強度の測定＞
この方法によって製造されたライナーの接着負荷(adhesive load)を分析した。共押出しされた複層材について、成形後４８時間以上経過後に試験した。接着負荷の測定は、米国材料試験協会(ASTM)D1876-2001に記載された方法を用いて行なった。接着試験の結果は表１に記載しており、図１４に棒グラフで示している。
【００３４】
以下の構造体について、１８０度剥離試験により、接着強度の指標としての接着負荷を測定した。これら構造体の実施例は、いかなる意味でも、発明の範囲を限定するものと解するべきでない。
【００３５】
＜構造体１＞
この実施例は、ナイロンの共重合体であるGrivory HB BF4581のコア材料の両面に接着材料PXを施し、層状体の外側表面の両方にDF-6442として知られるＥＶＡ１を施して共押出ししたものである。この構造体は、EVA1/PX/Grivory HB EF4581/PX/EVA1として表される。図１４の共押出成形構造体１の実施例は、Grivory HB EF4581の厚さが１ミルと１.５ミルを有している。
【００３６】
＜構造体２＞
この実施例は、ナイロンXA-2908のコア材料の両面に接着材料PXを施し、成形体となる外側表面の両方にＥＶＡ１(DF-6442)を施して共押出ししたものである。この構造体は、EVA1/PX/XA-2908/PX/EVA1として表される。
【００３７】
＜構造体３＞
この実施例は、ナイロンXA-2908のコア材料の両面に接着材料PXを施し、成形体となる外側表面の一方にＥＶＡ１(DF-6442)、他方にDF-6601として知られるＥＶＡ２を共押出ししたものである。この構造体は、EVA1/PX/XA-2908/PX/EVA2として表される。図１４の共押出成形構造体３の実施例は、XA-2908の厚さが１ミルと１.５ミルを有している。
【００３８】
＜構造体４＞
この実施例は、ナイロン共重合体HB EF4581のコア材料の両面に接着材料PXを施し、成形体となる外側表面の一方にＥＶＡ１(DF-6442)、他方にＥＶＡ２(DF-6601)を共押出成形したものである。この構造体は、EVA1/PX/Grivory HB EF4581/PX/EVA2として表される。
【００３９】
＜構造体５＞
この実施例は、ナイロンXA-2908のコア材料の両面に接着材料PXを施し、成形体となる外側表面の両方にＥＶＡ２(DF-6601)を共押出ししたものである。この構造体は、EVA2/PX/XA-2908/PX/EVA2として表される。
【００４０】
表１は、個々のシート試料１〜４(ポンド/インチで表す)の１８０度剥離試験(ASTM D1876-2001)結果をまとめたものである。
【表１】
2006513939.tif 000003
【００４１】
＜除去トルク試験＞
ある範囲の時間と条件にて、除去トルク(removal torque)を調べた。密閉具を施した容器について、幾つかの条件によってサイクルを繰り返し、様々なステージで除去トルクを調べた。複数層が共押出しされたライナーを有する密閉具で密封されたボトルを、制御された第１の温度領域から第２の温度領域へ移動させた。標準の複層ライナーＥＶＡ(トライシールド"Tri-Shield")のライナー材で密封された容器は、ＥＶＯＨバリア層を含んでいる。標準のＥＶＡライナーは、ＥＶＯＨをバリア層として有する９層ライナーである。ライナーを有する密閉具は、容器の上に密封され、９５oＦの温度で２日間調整し(conditioned)た後、室温(約７０oＦ)で２４時間保存した。次に、除去トルクを測定した。次に、容器を、４０oＦで１０日間調整し、周囲温度で２４時間維持した後、除去トルクを測定した。次に、閉じた容器を、９５oＦで２日間調整し、除去トルク試験の前に周囲温度に戻し、２４時間維持した。次に、閉じた容器を、４０oＦで１０日間再び調整した後、周囲温度で２４時間維持した後、除去トルクを測定した。
【００４２】
ナイロンコアを有する複層ライナーを含む密閉具を、同じように、容器に密封し、調整し、保存した。図１５は、容器から密閉具を取り外すのに必要なトルクを比較したグラフである。図中、「Ｎ１」は、構造体２、３、５を示し、「Ｎ４」は、構造体１、４を示している。ナイロンコアを有する複層ライナーは、標準材料よりもすぐれた性能を示し、観察された全ての条件下において、容器を開くのに有意的な追加の力を必要としなかった。
【００４３】
パッシブナイロンバリア(26)と、ＥＶＡ１又はＥＶＡ２材料の層(30)を前記パッシブナイロンバリアに接合する接着層(28)とだけを有する密閉具(10)もまた、酸素、二酸化炭素及び窒素等の気体の進入及び漏出に対する良好なバリアとなることを示した。ＥＶＡ１又はＥＶＡ２の層(28)は、ヘッドスペース(31)に面し、容器と共に密封状態を形成する。
【００４４】
ここに記載した刊行物、特許出願及び特許は全て、引用を以て本願へ記載加入されるものとし、それは、各文献が引用によって含まれるべきことが単独で具体的に示され、その全体がこの明細書に記載されたのと同程度まで記載加入されたものとする。
【００４５】
本発明に関する記載、特に特許請求の範囲においては、特に明記しない限り、構成要素の個数は、単数又は複数である。ここに記載した数値の範囲は、特に指定しない限り、範囲内に含まれる各数値に個々に言及した簡略化方法として供することを単に企図するものであり、個別の各数値は、独立して記載された場合と同様に、明細書の中に記載されているものとする。ここに記載した全ての方法は、特に明記しない限り、任意の適当な順序で実施されることができる。全ての実施例、及び、この明細書の中で、「例えば」「等」を付して言及した語については、単に、発明をより良く例示するために記載したものであって、発明の範囲を制限することを企図するものではない。明細書中のどんな語も、発明の実施に本質的であるとして権利請求されていない全ての要素を表すものと解されるべきではない。
【００４６】
ここに記載したこの発明の望ましい実施例は、発明を実施するために、発明者が知る最良の形態を含んでいる。当該分野の専門家であれば、前記説明を参照することにより、望ましい実施例に変形をなし得ることは勿論である。当該分野の専門家であれば、このような変形を行ない、ここで具体的に記載されたこと以外も実施し得るであろう。それゆえ、この発明は、特許請求の範囲に記載された主題に関し、法に規定された全ての変形及び等価物を含むものである。さらにまた、可能な全ての変形において、前記要素の任意の組合せについても、特に記載のない限り、本発明に包含されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施例に係るライナーを有する密閉具の横断面図である。
【図２】本発明の実施例に係るライナーの横断面図である。
【図３】本発明の実施例に係るライナーを有する密閉具の分解図である。
【図４】共押出成形された複層ライナーを作製するのに用いられる共押出成形工程の概要説明図である。
【図５】エチレンビニルアセテート(ＥＶＡ)をベースとする材料の試料について、相対湿度８０％、酸素１００％濃度における酸素の透過率を示すグラフである。
【図６】エチレンビニルアセテート主体材料(ＥＶＡ)の試料について、相対湿度８０％、二酸化炭素１００％濃度における二酸化炭素の透過率を示すグラフである。
【図７】ナノ粒子を含むナイロン層の試料について、二酸化炭素１００％濃度における酸素透過率、及び酸素１００％濃度における二酸化炭素透過率を示すグラフである。
【図８】ビールのボトル内のヘッドスペース内で、５.５o及び２３oの２種類の温度での相対湿度湿度を示すグラフである。
【図９】本発明の複層ライナーの試料について、二酸化炭素１００％濃度における酸素透過率、及び酸素１００％濃度における二酸化炭素透過率を示すグラフである。
【図１０】異なる３種類の複層フィルムについて、酸素１００％濃度における酸素透過率の動力学を示すグラフである。
【図１１】密閉具ライナーの材料層の処理温度の比較である。
【図１２】ここに記載した複層ライナーを作製するために用いられるプロセス運転の動作パラメータの一例を示している。
【図１３】様々なナイロン及び他のポリマーに対する処理温度の範囲を示すグラフである。
【図１４】共押出成形された複層ライナーについて、１８０度剥離試験で測定した接着強度を示すグラフである。
【図１５】密閉具を取り外すのに必要な除去トルクについて、本発明のライナーを有する密閉具とエチレンビニルアセテートの標準ライナーを有する密閉具との比較を示すグラフである。
【図１】
2006513939.tif 000004
【図２】
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【図３】
2006513939.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
2006513939.tif 000019