(57)【要約】【課題】滑剤の配合量及びブリード量を増量することなく、優れた滑り性及び低温時の耐ストレスクラック性に優れた成形体を提供する。【解決手段】線状低密度ポリエチレン及び滑剤を含有する樹脂組成物からなる成形体であって、前記線状低密度ポリエチレンから形成される成形体表面に２μｍ以下の結晶が形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオレフィン及び滑剤を含有する樹脂組成物からなる成形体であって、前記ポリオレフィンから形成される成形体表面に２μｍ以下の結晶が形成されていることを特徴とする成形体。
【請求項２】
前記滑剤が脂肪酸アミドであり、ポリオレフィン１００重量部に対して０．０１乃至１．０重量部の量で配合されている請求項１記載の成形体。
【請求項３】
前記ポリオレフィンが線状低密度ポリエチレンである請求項１又は２記載の成形体。
【請求項４】
静摩擦係数が０．１以下である請求項１乃至３の何れかに記載の成形体。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の成形体から構成されたライナー材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温時の耐ストレスクラック性及び滑り性に優れた成形体に関するものであり、より詳細には、滑剤のブリード量が抑制されていると共に滑り性が改善された成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
キャップ等の容器蓋内面にシール材として設けられるライナー材は、開栓時のトルクを低減させるために滑り性が要求されると共に、経時や内容物による密封性の低下を防止するために耐ストレスクラッキング性が要求されている。
開栓時のトルクが低減されたライナー材として、結晶性ポリオレフィン９５乃至３０重量％と、エチレン及び他のオレフィンからなる低結晶性乃至非結晶性共重合体５乃至７０重量％とから成るベース樹脂に対して、ベース樹脂当たり０．００１乃至５重量％の滑剤と、ベース樹脂当たり１乃至１５重量％の、共役ジエンを少なくとも１０重量％含有して成る重合体とを配合した組成物から成るライナーが提案されている(特許文献１)。
【０００３】
また耐ストレスクラッキング性に優れたライナー材として、エチレン含有量が８０乃至９７重量％のエチレン・α−オレフィン共重合体及びエチレン・α−オレフィン共重合体１００重量部あたり０．０１乃至５重量部の滑剤から成るライナー材が提案されている(特許文献２)。
【０００４】
【特許文献１】特公昭５８−３７１８３号公報
【特許文献２】特開平１−１９３３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１におけるライナー材は、低温保管時の耐ストレスクラック性に劣っており、一方上記特許文献２におけるライナー材は、耐ストレスクラック性には優れているが、上記特許文献１に記載されたライナーに比して滑り性に劣り、開栓性の点で未だ充分満足するものではなかった。
滑り性を改善するために、滑剤の配合量を多くすること、滑剤のブリード量を促進すべく加熱処理を行うこと、或いは他の滑剤を併用すること等が考えられるが、滑剤の増量や加熱処理を行うと、必要以上の滑剤が表面にブリードするため、内容物に移行するという問題を生じることになる。一方、他の滑剤を併用すると、他の滑剤が滑り性を阻害する要因になるという問題があった。
【０００６】
従って本発明の目的は、優れた滑り性を有すると共に、低温時の耐ストレスクラック性に優れた成形体を提供することである。
本発明の他の目的は、滑剤の配合量及びブリード量を増量することなく、優れた滑り性を有する成形体を提供することである。
本発明の他の目的は、開栓性及び低温保管時の密封性に優れたライナー材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、ポリオレフィン及び滑剤を含有する樹脂組成物からなる成形体であって、前記ポリオレフィンから形成される成形体表面に２μｍ以下の結晶が形成されていることを特徴とする成形体が提供される。
本発明の成形体によれば、
１．滑剤が脂肪酸アミドであり、ポリオレフィン１００重量部に対して０．０１乃至１．０重量部の量で配合されていること、
２．ポリオレフィンが線状低密度ポリエチレンであること、
３．静摩擦係数が０．１以下であること、
４．成形体がライナー材であること
が好適である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の成形体においては、低温時の耐ストレスクラック性に優れていると共に、滑剤の配合量及びブリード量を増量することなく、成形体表面への滑剤のブリード量が少量でも優れた滑り性を発現でき、滑剤の内容物への移行等のおそれもない。
また本発明の成形体は、室温で１日以上経過すれば静摩擦係数が０．１以下の滑り性が実現されている。
本発明の成形体は、特にライナー材として好適に用いることができ、優れた滑り性を有することから開栓トルクが低減されていると共に、低温保管時の耐ストレスクラック性に優れており、密封性能に優れている。
本発明の成形体は、優れた滑り性及び低温保管時の耐ストレスクラック性を有していることから、ライナー材以外の用途として、ボトル、カップ、キャップ等の成形体としても有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の成形体は、ポリオレフィン好ましくは線状低密度ポリエチレン及び滑剤を含有する樹脂組成物から成り、前記ポリオレフィン好ましくは線状低密度ポリエチレンから形成される成形体表面に２μｍ以下の結晶が形成されていることが重要な特徴である。
線状低密度ポリエチレンは、優れた耐ストレスクラック性（耐環境応力亀裂性）を有していることから、従来よりキャップライナー材等に使用されているが、前述した通り、低密度ポリエチレンに比較して滑り性に劣っている。
本発明においてはかかる線状低密度ポリエチレンから成る成形体表面に結晶、特に微小な球晶（ラメラ）を多数形成させることにより、滑剤を成形体表面に分散性よく分散させることが可能となって、成形体内からの滑剤の少ないブリード量でも充分な滑り性を付与することが可能となる。
また成形体表面に形成された微小な球晶が多数分散して存在することにより、球晶が形成されていない部分が微細に分散しているため、線状低密度ポリエチレンが有する優れた耐ストレスクラック性を更に向上させることが可能となるのである。
尚、本発明における成形体表面は、成形体表面に滑剤がブリードしていない状態におけるものであり、成形体成形直後、或いは成形体表面にブリードした滑剤を除去した状態をいう。
【００１０】
本発明において、成形体表面に存在する球晶とは、樹脂が結晶化する際に表面で球状に成長した結晶またはラメラ晶の集合体構造であり、成長過程で隣り合った球晶と接触した場合は一部が多面体構造になりうることもある。成形体表面の球晶は主に成形体の面方向に成長して中心部分が盛り上がった円状に形成されるので、原子間力顕微鏡等で観察することにより確認できる。
本発明の成形体においては、成形体表面に形成される球晶の直径は原子間力顕微鏡で測定した円状の構造物の直径を示している。球晶の直径の具体的な測定方法は、原子間力顕微鏡で成形体表面を５０μｍ×５０μｍの視野を観察して、等方的に分散した状態で凹凸部が形成されていることを確認した上で、１０μｍ×１０μｍの視野で観察し、凸部の円状に形成した構造物の長軸の距離を示し、多面体構造のような異形状の球晶はその形状の中で最も長い軸を直径とする。
本発明の成形体においては、成形体表面に存在する球晶は原子間力顕微鏡で成形体表面を１０μｍ×１０μｍの視野で観察した時に、直径２μｍ以下の球晶が少なくとも１０個以上２００個未満、特に２０個以上２００個未満存在することが好ましい。球晶が１０個未満では耐ストレスクラック性に劣り、一方、球晶が２００個以上では光学特性に劣る。
【００１１】
本発明の成形体がこのような作用効果を有することは後述する実施例の結果からも明らかである。すなわち  図１及び２は、線状低密度ポリエチレン及び滑剤から成る成形体表面の原子間力顕微鏡による表面像であるが、図１は、後述する実施例１により得られた本発明の表面像を示すものであり、図２は、比較例１により得られた成形体表面の表面像である。
この図１及び図２、並びに表１の結果から明らかなように、２μｍ以下の球晶が成形体表面に多数形成されている本発明の成形体は、滑剤のブリード量が少ないにもかかわらず、静摩擦係数が小さく、滑り性に優れているのに対して（図１及び実施例１）、２μｍよりも大きい球晶が成形体表面に形成されている比較例１の成形体は、実施例１と同量の滑剤が配合されているが、実施例１のものよりも滑剤のブリード量が多いにもかかわらず静摩擦係数が実施例１の２倍近く大きい値であり、滑り性が改善されていないことが明らかである（図２及び比較例１）。
【００１２】
（ポリオレフィン）
本発明に用いるポリオレフィンには、ポリプロピレン（ＰＰ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）等が使用されるが、特に線状低密度ポリエチレンが好ましい。
線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ ）は、エチレンとα−オレフィンの共重合体であり、重合体の全体的構造としては線状であるが、この線状の鎖状構造中にα−オレフィンに基づく短い分岐鎖を有するのが特徴である。
一般に線状低密度ポリエチレンは、遷移金属触媒の存在下にエチレンとα−オレフィンを気相または液相下で共重合して得ることができ、重合体の全体的構造としては線状であるが、この線状の鎖状構造中にα−オレフィンに基づく短い分岐鎖を有するのが特徴であり、本発明においては特に、チーグラー型触媒を使用して重合したものを好適に使用することができる。
α−オレフィンとしては、炭素数が３乃至１２のものを使用することができ、特にプロピレン、ブテン−１、４−メチルペンテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１等を挙げることができ、中でも球晶径の観点からブテン−１、４−メチルペンテン−１を用いたものがより好ましい。α−オレフィンの含有量は、１乃至１０モル％の範囲にあることが好適である。
【００１３】
本発明に用いる線状低密度ポリエチレンのメルトフローレート値（ＭＦＲ）は、１ｇ〜５０ｇ／１０分の範囲にあることが好ましい。ＭＦＲが上記範囲よりも低いと押出機の負荷が高く安定性に欠け、一方上記範囲よりも高い場合には融解した樹脂が流れやすくなり成形時の安定性に欠けるようになる。
また本発明に用いる線状低密度ポリエチレンの密度は、９００ｋｇ〜９４０ｋｇ／ｍ３の範囲にあることが好ましい。密度が上記範囲よりも低いと球晶の量が少なくなり、一方上記範囲よりも高いと結晶形成が大きくなり、滑性や光学特性に劣るようになる。
更に本発明に用いる線状低密度ポリエチレンの融点は、１１０℃〜１２５℃の範囲にあることが好ましい。融点が高すぎると球晶形成が大きくなり、滑性や光学特性に劣る。
【００１４】
（滑剤）
本発明の成形体に用いられる滑剤としては、流動パラフィン、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス等の炭化水素系滑剤 ；ステアリルアルコール、ステアリン酸、１２−ヒドロキシステアリン酸等の脂肪族系滑剤 ；ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド 、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド等のアミド系滑剤 ；ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸バリウム／亜鉛複合体、ステアリン酸亜鉛／ステアリン酸カルシウム複合体等の金属石鹸系滑剤 ；硬化油脂、グリセリンモノステアレート、ステアリン酸ブチル、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ステアリン酸ステアリル等のエステル系滑剤等を挙げることができるが、特にエルカ酸アミドを用いることが好適である。またエルカ酸アミドを主体として、他の滑剤を配合してもよい。
滑剤は、線状低密度ポリエチレン１００重量部に対して０．０１乃至１．０重量部、特に０．０５乃至０．７重量部の量で配合することが好ましく、これにより滑剤のブリード量を調節することができる。
【００１５】
（成形体）
本発明の成形体は、上述した線状低密度ポリエチレン及び滑剤を二軸押出機等で溶融混練して、押出成形、射出成形、圧縮成形等の公知の成形法により所望の成形体形状に成形することにより得ることができ、その成形体表面には本発明の重要な特徴である２μｍ以下の球晶が多数形成されており、低温時の耐ストレスクラック性に優れていると共に、滑り性にも優れている。
また、顔料、酸化防止剤、紫外線防止剤、充填剤、老化防止剤等の従来公知の樹脂用配合剤を公知の処方で配合することもできる。
成形体形状としては、後述するライナー材の他、キャップ、ボトル、カップ等種々の形状にすることができ、これらの成形体は、低温時の耐ストレスクラック性に優れていると共に、滑り性に優れているため、充填、打栓、搬送等の各工程でシューター或いはコンベア上をスムーズに移動可能なため、製品の生産性を向上することが可能となる。
【００１６】
（ライナー材）
本発明の成形体としては、特にライナー材を好適に成形することができる。
すなわち本発明によるライナー材は、ライナー材の滑り性に優れているため、開栓トルクが低減されており、しかも滑剤のブリード量が低減されているので、滑剤の内容物への移行のおそれもない。更に低温時の耐ストレスクラック性に優れているので、低温で保管された場合の密封性にも優れたものとなる。
ライナー材を形成する場合には、線状低密度ポリエチレン１００重量部に対し、０乃至３０重量部の量のエラストマー成分を配合することが好ましい。これにより、ライナー材としての密封性を発現することが可能となる。
配合し得るエラストマー成分としては、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、アクリル系ゴム等、スチレンイソプレンスチレン共重合体（ＳＩＳ）等、従来ライナー材に柔軟性を付与するために使用されていたゴム成分を挙げることができ、特にエチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）を用いることが好ましい。
この場合、特に滑剤の配合量は、線状低密度ポリエチレン及びエラストマー成分の全樹脂分１００重量部に対して、０．０５乃至０．７重量部の量で配合することが好適である。
ライナー材は、予め所望のライナー材形状に成形したものをキャップ内に挿入することもできるが、キャップ内に溶融樹脂を施し、これを押圧して賦形することにより、ライナー材の成形とライナー材とキャップとの接着を同時に行うことが可能となる。
【実施例】
【００１７】
（測定方法）
［成形体表面に存在する球晶の直径測定］
成形直後の成形体を試料台上に両面粘着テープで固定して原子間力顕微鏡で測定した。５０μｍ×５０μｍの視野で測定を行い、等方的に分散した状態で凹凸部が形成されていることを確認した上で、１０μｍ×１０μｍの視野で測定を行い、得られたデータを同装置付属のFlatten機能で湾曲補正及びノイズ除去を行い、Section  Analysis機能を用いて測定範囲内で最大の球晶の直径を計測した。
原子間力顕微鏡：Digital  Instruments社製  NanoScopeII
測定モード：Tapping
データタイプ：Height
スキャンレート：１．５Hz
データポイント２５６×２５６
【００１８】
［成形体表面の静摩擦係数測定］
成形体は万能試験機に組み合わせた摩擦係数測定装置を用いてＡＳＴＭ  Ｄ１８９４に準拠した方法で静摩擦係数を測定した。具体的には直径１５ｍｍのガラス玉を３個用いた測定子に３点で２００ｇの荷重をかけ成形体に接地し、その測定子を水平方向に引っ張り、その荷重から静摩擦係数を算出した。静摩擦係数は３回測定の平均値とした。
万能試験機：（株）島津製作所製  オートグラフＡＧＳ−Ｊ
データ処理ソフト：（株）島津製作所製  ＴＲＡＰＥＺＩＵＭ２
測定モード：ピールモード
【００１９】
［成形体表面のエルカ酸アミドのブリードアウト量測定］
成形体は２３℃で３日間保管した後に表面をキシダ化学（株）製高速液体クロマトグラフ用テトラヒドロキシフランで洗浄し、その洗液をチッ素気流下で濃縮及び定容した後に高速液体クロマトグラフで測定し、エルカ酸アミドのピーク面積値から表面にブリードアウトしたエルカ酸アミド量を測定した。
高速液体クロマトグラフ装置：HEWLETT  PACKARD社製  HP1100
カラム：ジーエルサイエンス（株）製  イナートシルＣ８−３
カラム径：３ｍｍ×１５０ｍｍ
充填剤粒径：５μｍ
カラム温度：４０℃
注入量：３０μＬ
グラジエント条件：
水：アセトニトリル＝３０：７０→２０分→２０：８０→５分→０：１００
（１０分保持）
流速：０．８ｍＬ／分
紫外線検出器検出波長：２１０ｎｍ
【００２０】
［その他］
ＭＦＲ値：ＪＩＳ  Ｋ６９２２−２に準拠
密度：Ｋ６９２２−１，２に準拠
融点：ＩＳＯ１１３５７−３に準拠
【００２１】
（実施例１）
ポリオレフィンとして、ＭＦＲ値３．４ｇ／１０分、密度９２３ｋｇ／ｍ３、融点１２１℃の線状低密度ポリエチレン（プライムポリマー（株）製ネオゼックス  ２５４０Ｒ）を用い、この線状低密度ポリエチレン１００重量部に対して、エルカ酸アミド（東京化成（株）製）を０．２重量部の割合で（株）テクノベル製ＵＬＴｎａｎｏ０５コンパウンディングテスターを用いて、１８０℃  １００ｒｐｍで混練してペレットを作成した。このペレットを東洋精機（株）製ラボプラストミルを用いて２００℃に加熱しながら押出して、厚さ０．５ｍｍのシートを作成した。
【００２２】
（実施例２）
ポリオレフィンとして、ＭＦＲ値８ｇ／１０分、密度９２０ｋｇ／ｍ３、融点１２４℃の線状低密度ポリエチレン（住友化学（株）製スミカセン−Ｌ  ＧＡ７０１）を使用した以外は、実施例１と同様にしてシートを作成した。
【００２３】
（実施例３）
ポリオレフィンとして、ＭＦＲ値２０ｇ／１０分、密度９２０ｋｇ／ｍ３、融点１２４℃の線状低密度ポリエチレン（住友化学（株）製スミカセン−Ｌ  ＧＡ８０１）を使用した以外は、実施例１と同様にしてシートを作成した。
【００２４】
（比較例１）
ポリオレフィンとして、ＭＦＲ値１６ｇ／１０分、密度９２１ｋｇ／ｍ３、融点１２１℃の線状低密度ポリエチレン（日本ポリエチレン（株）製ノバテックＬＬ  ＵＪ３７０）を使用した以外は、実施例１と同様にしてシートを作成した。
【００２５】
【表１】
2009249404.tif 000003
【００２６】
（実施例４）
プレス成形により作成した直径２８ｍｍのアルミニウム製のキャップに、実施例１と同じ条件で作成したペレットを用いてライナーとして押出機により押出し、溶融樹脂を回転刃で前記キャップ内側に投入し、直ちに押圧してライナー付キャップを作成した。
このライナーについて、表面の球晶直径を測定したところ、０．９μｍであった。また、作成したこのキャップを室温１日保管した後に、６０度の温水を１００ｍｌ充填したガラス壜にキャッピングマシンで巻き締めた後、室温で静置した。これを２３度の恒温室に１日保管した後に、トルク計にて開栓トルクを測定したところ、測定本数１０本の平均値が０．７Ｎｍであり、良好な結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例１で作成したシートの原子間力顕微鏡による表面像である。
【図２】比較例１で作成したシートの原子間力顕微鏡による表面像である。
【図１】
2009249404.tif 000004
【図２】
2009249404.tif 000005