JPS5837181B2 - ガスケツト付瓶蓋およびその製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＣＩ）発明の背景 技術分野 本発明は、熱可塑性樹脂で結合したコルク粒からなるガ
スケットを有する瓶蓋に関する。

本発明は、１た瓶蓋内面にガスケットを現場（ ｉｎ
ｓｉ’ｔｕ ）形成する方法に関する。

さらに具体的には、本発明は、コルク粒と熱可塑性樹脂
との混合物から瓶蓋内面にガスケットを形成させる方法
に関する。

先行技術 瓶口との接触面にガスケットを有する主として金属製の
瓶蓋はたとえば王冠としてよく知られたものであるが、
その場合のガスケット材料としてはコルクが従来から使
用されている。

現在使用されているコルク製ガスケットハ、コルク粒を
接着させてジスクとしたものである。

すなわち、コルク粒（最大寸法が０．５〜５間程度のも
の）を適当な接着剤（アルブミン、カゼイン、卵白等の
極性の強い、所謂親水性高分子接着剤でなければならな
い）と混合し（コルク粒８０〜９０多、接着剤１０〜２
０ダ程度）、これを加熱および圧縮して丸棒寸たは板状
に成型し（直径はガスケットとしてのコルクジスクのそ
れより若干大きめ）、熟成し（２週間程度）てから、こ
れを所定直径肉厚のジスクに切断する。

このようにして製造されるコルクジスクは、コルク固有
の良好な弾性によってすぐれたガスケットである。

しかし、コルクの弾性は多量に包蔵されている空気によ
るクッション性およびコルク細胞の壁構造が反発弾性（
回復力、復元力）に富むことに基因するところ、これは
ガスケットトシテ長期間使用中に瓶口部で圧縮されて包
蔵空気が漏出するとともに細胞壁が圧縮された状態の形
状になじんで反発力を失なうという欠点がある。

このような長期間加圧による非可逆的変形はガスケット
として一般に問題となるが、瓶内容物がビール炭酸飲料
等のガス圧の高いものである場合にはガス圧保持の点か
ら特に重大な問題となる。

１た、このガスケットはコルクジスクとしてこれを予じ
めつくるので、その後にこれを蓋内側に挿入および接着
する工程が必要であるが、蓋内側に卵白等の接着剤を塗
布し、ジスク挿入後に加熱圧着しなければならないうえ
、ジスクを蓋内側に同心的に挿入することは必ずしも容
易でない。

蓋内側へのジスクの非同心的挿入およびもう一つの問題
点であるジスクの偏向（前記の製造法による場合にコル
ク棒の切断の際に発生することがある）によるガスケッ
ト付瓶蓋としての不良品の発生防止および発生した場合
の検出は人手によらざるを得ないので、瓶蓋のような大
量生産製品の場合には問題がある。

その他にも、コルクジスクにはコルクダストが発生する
こと、タンニンと鉄との反応によりタンニン鉄が生威し
て黒変すること、および前記のように製造されるところ
より比較的高価であること、等の問題点がある。

瓶蓋用ガスケットの他の例として、熱可塑性樹脂たとえ
ば低密度ポリエチレンを溶融状態で蓋内側に入れ、これ
を蓋内面に押圧して蓋内側にガスケットを形或させるこ
とからなる方法によったものがある。

この方法によれば、流動状態のガスケット形或材料を扱
ってガスケットを蓋内で「現場（ ｉｎ ｓｉｔｕ ）
Ｊ形威し、１た製品の検査を機器（インスベクター）
によって行なうことができるので、コルクジスクを予じ
め製造して蓋内に挿入および接着する場合に認められた
前記の問題点は解決されている（この場合にも接着剤に
相当するアンカーコートないしプライマ一層を蓋内面に
設けることがふつうであるが、蓋製造用金属板（ブラン
ク）の状態でこの層を設けることができる）。

１た、臭気、衛生面、価格、整一性の点でもこの方法は
満足なものである。

このようなところから、この方法は現在においてもかな
り実用化されており、大量生産に適したその特性および
天然資源としてのコルクの将来性から今後は一層広く採
用されるものと予想されるのであって、熱可塑性樹脂の
押出装置および押圧装置を主要要素とするガスケット形
成装置（ライニングマシン）モ既にいくつか提案されて
いるところである。

しかしながら、この方法にも問題がある。

すなわち、慣用されている熱可塑性樹脂たとえば低密度
ポリエチレンぱ瓶蓋ガスケット材料としては硬質である
ので、打栓時にガラス瓶の口が破損し易いこと、瓶口形
状が不良の瓶に対しては密封性が劣ること、打栓後に蓋
に衝撃を与えると（たとえば、瓶の落下）瓶口の破損お
よび（１たは）漏液が起り易いこと、等である。

〔旧発明の概要 要旨 本発明は上記の点に解決を与えることを目的とし、限定
された条件下のコルク粒と熱可塑性樹脂との混合物から
なるガスケットを瓶蓋の内側に設けたガスケット付瓶蓋
を提供し、捷たこのガスケットを瓶蓋内側に現場（ ｉ
ｎ ｓｉｔｕ ）形成させるための方法を提供するもの
である。

従って、本発明によるガスケット付瓶蓋は、瓶蓋とその
内側に形成されたガスケットとからなり、このガスケッ
トが最大寸法５關以下のコルク粒とこのコルク粒を結合
しかつこのガスケット表面においてコルク粒表面を実質
的に被覆する熱可塑性樹脂とから形成されたものである
こと（たｘし、このガスケット形成材料中のコルク粒含
量は、５〜５０重量係である）、を特徴とするものであ
る。

１た、本発明によるガスケット付瓶蓋の製造法は、コル
ク粒と熱可塑性樹脂との混合物からなるガスケット形成
用組成物の所定量を溶融状態で瓶蓋内側に入れ、この組
成物を溶融状態で瓶蓋内面に押圧して瓶蓋内側にガスケ
ットを形成させることからなり、このガスケット形威用
組成物が下記の通りに定義されたものであること、を特
徴とするものである。

（１）コルク粒が、最大寸法５ｍｍＪＪ，下のものであ
ること。

（２）ガスケット形成用組成物中のコルク粒含量が、５
〜５０重量俤であること。

（３） 形或されるガスケット表面においてコルク粒
表面はこの熱可塑性樹脂によって実質的に被覆されるべ
きこと。

効果 このような特定のコルク粒／熱可塑性樹脂混合物をガス
ケット形成材として使用して、その溶融物から蓋内面に
ガスケットを現場形成させてガスケット表面においてコ
ルク粒子が実質的に熱可塑性樹脂で被覆されているガス
ケットを設ける場合にハ、前記したコルク製ガスケット
ムよび熱可塑性樹脂製現場形或ガスケットの場合に認め
られた諸問題点が解決される。

本発明により得られるガスケットはコルクに基因すると
解される弾性を有するにもか＼わらずコルクガスケット
に認められた長期間加圧による非可逆的変形が少ない（
後記参考例２参照）。

長期間加圧による非可逆的変形が少ないとはコルク粒が
熱可塑性樹脂マトリックス中に包埋されしかもガスケッ
ト表面に存在するものもその表面が実質的に熱可塑性樹
脂によって被覆されていることに主として基因するもの
と解されるが、コルク粒を包埋した熱可塑性樹脂ジスク
からなる本発明ガスケットがこのように両ガスケット材
料に固有の問題点（硬すぎるととならびに非可逆的変形
）を免れているということは思いがけなかったこととい
えよう。

本発明でのコルク粒は、単なる熱可塑性樹脂の充填剤と
考えるべきではない。

何故ならば、コルク粒は低比重であるので本発明で使用
するコルク粒の容積は熱可塑性樹脂の容積に比べてかな
り大きく、従って生成ガスケットは熱可塑性樹脂マトリ
ックス中にコルク粒が分散しているというよりはコルク
粒が熱可塑性樹脂をバインダとして結合されているとい
うべきだからである。

なお、本発明での熱可塑性樹脂はバインダとして機能す
るとはいっても、従来のコルクジスク製造時に使用され
る所謂親水性高分子接着剤とは異なって熱可塑性樹脂は
コルク粒の接着剤ではない。

本発明での代表的な熱可塑性樹脂は低密度ポリエチレン
およびエチレンー酢酸ビニル共重合体であるが、これら
はいずれもコルク粒を相互に接着する能力はほとんどな
く、従って本発明でのガスケット形或用組成物が５０重
量幅超過のコルク粒を含む場合はコルク粒は相互に接着
されないでバラバラとこぼれ落ちてし１う。

熱可塑性樹脂の溶融物からガスケットを現場形或させる
場合の欠点として、溶融物の粘度が高いことならびに溶
融物を所定量の小塊に切断ないし秤量する際に糸引き現
象が生じることが挙げられている（特開昭５１−９８５
８６号公報）。

しかし、本発明に従ってコルク粒を配合した溶融熱可塑
性樹脂からなる集体はむしろ多量のコルク粒を溶融熱可
塑性樹脂で連結してなる集体というべきものであって、
混練および切断に際して剪断力を印．７ｙｏ Ｌた場合
に高粘度および糸引きという問題は殆んど認められない
。

ＣＩ）発明の具体的説明 １．コルク粒 本発明で対象とするコルク粒は、粒子の最大寸法が５ｉ
Ｅｍｉたは５■未満のものである。

コルク粒は、個々の粒子は球状というよりもフレーク状
をしているのがふつうであり、従ってこのような粒子の
最大寸法は球状粒子であればその直径であるがフレーク
状粒子ではその板状面の最大寸法ということになる。

コルク粒の最大寸法が５朋を越えると、熱可塑性樹脂マ
トリックス中への均一分散が困難となり、１た生成ガス
ケットの表面のコルク粒子の熱可塑性樹脂による被覆も
困難となる。

コルク粒子の最大寸法の下限は、生成ガスケットの弾性
が所望値となる限り任意である。

般ニ、コルク粒が細かくなるにつれ粒子を結合させるべ
き熱可塑性樹脂の使用量は多くなり、従って得られるガ
スケットは弾性の少ない硬目のものとなる。

好１しい最大寸法の下限値は０．５ｎ程度である。

本発明で使用するコルク粒は、必ずしもその粒度が均一
のものでなくてもよい。

１た、本発明で使用するコルク粒は、従来のコルクジス
ク製造用のものと同じものであってもよい。

本発明ではコルク粒をその−１ｘ使用することができる
が、必要に応じて適当な前処理を行なってから使用する
こともできる。

このような前処理の一つとして、ワックス処理がある。

コルク粒に対してたとえば１０重量多１での少量のワッ
クスでコルク粒を処理（コルク粒表面の被覆）しておく
と、コルク粒の熱可塑性樹脂への均一分散が容易となる
。

この場合のワックスとしては、典型的な脂肪酸と高級一
価１たは二価アルコールトノエステルの外に、モンタン
ロウ、石油ロウその他を使用することができる。

なお、製造する蓋が食品瓶用の場合には、ワックスその
他の前処理剤はその毒性について充分配慮して選ばれる
べきである。

２、熱可塑性樹脂 コルク粒を結合してマトリックスを形成すべき熱可塑性
樹脂としては、合目的的な任意のものが使用可能である
。

本発明で使用するのに最も好１しいものは、低密度ポリ
エチレンおよび低密度ポリエチレンと同程度の１一軟質
性」を有するエチレン共重合体である。

共重合体の場合の共単量体としては、α−オレフインた
とえばプロピレン、イソプテン等、ビニルエステルたと
えば酢酸ビニル、アクリルないしメタクリル酸塩ないし
エステル、その他がある。

これらのうちで特に適当なものは、低密度ポリエチレン
およびエチレンー酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含量
２〜４０重量多程度）である。

このようなエチレン重合体の外に、プロピレン重合体、
塩化ビニル重合体、共役ジエン重合体（たとえばプタジ
エン共重合体）、その他であってそれ自身あるいは可塑
性の使用によって溶融押出しおよび加圧威型可能な程度
に熱可塑性を持つ樹脂材料が使用可能である。

本発明でいう１一熱可塑性樹脂」という場合は、単一樹
脂のみを意味せず、複数種の熱可塑性樹脂の混合物をも
包含するものとする。

３．ガスケット形威用組成物 １）成分 本発明で使用するガスケット形戊用組成物は、前記のよ
うなコルク粒と熱可塑性樹脂との混合物からなるもので
ある。

この組成物中のコルク粒含量は、５〜５０重量宏好１し
くはｌＯ〜３５重量多、である。

コルク粒含量が５重量多未満では、押圧してガスケット
を形成させる際にコルク粒の所在にバラつきを生じて、
ガスケットはその表面がかなり粗い感じとなる。

一方、５０重量多を越すと、コルク粒表面を熱可塑性樹
脂で被覆して相互に結合させることができなくなり、１
た熱可塑性樹脂溶融時の組成物は粘性に欠けていて加圧
による成形加工性が乏しなる。

形或されるガスケット表面においてコルク粒表面が熱可
塑性樹脂によって実質的に被覆されることも困難となろ
う。

本発明で「コルク粒と熱可塑性樹脂との混合物」とは、
この組成物がこの両成分のみからなる場合の外に、熱可
塑性樹脂が慣用的に含みうる各種の補助資材（一般に少
量である）を含んだものをも包含するものとする。

このような補助資材としては、使用した熱可塑性樹脂と
相溶性の他の熱可塑性樹脂（発泡性樹脂を包含する）、
発泡剤、架橋剤、充填剤、滑剤、安定剤、着色剤、その
他がある。

これらも、用途によっては、毒性を考慮して使用すべき
である。

２）形態 本発明の１−コルク粒と熱可塑性樹脂との混合物からな
るガスケット形成用組成物」は、関与成分の単純な混合
物の外に、そのうちの二種ないし全部が予じめ緊密に合
体された形状にある場合をも包含するものである。

後者の場合の具体例の一つは、関与全成分を溶融混線処
理して板状、チップ状捷たはベレット化したものである
。

いずれの形態にあっても、本発明ではこの組成物を溶融
状態にて瓶蓋内側に形成させるものであるから、この形
態の差は本質的なものではない。

１．ガスケットの形成 ガスケット形成用の熱可塑性材料が上記のような組成物
であることを考慮すべきことを除けば、本発明によるガ
スケット形成工程は従来の熱可塑性樹脂溶融物からのガ
スケットの現場形成法と本質的には変らない。

従って、その詳細については、たとえば、特公昭４１−
５５８８号公報を参照することができる。

要約すれば、この工程は、ガスケット形成用組成物の所
定量を溶融状態で瓶蓋内側に入れ、この組戒物を溶融状
態で瓶蓋内面に押圧して瓶蓋内側にガスケットを形成さ
せることからなる。

ここでいう瓶蓋はいう１でもなくカスケット形成前のも
の、すなわち密冠ないし「シェル」、のことである。

「この組成物を溶融状態で」ということは、シェルに導
入されたときの溶融状態の捷＼（それがふつうである）
の外に、いったん固化させてから再溶融させた状態をも
包含するものである。

シェルは、その外表面に所定印刷面を持つうえ、内側に
アンカーコートないしプライマ一層を有することがふつ
うである。

アンカーコートないしプライマーはたとえば感熱性接着
剤であり、このような層をシェル内側に設ける好ましい
手段はシェル形成前の板（ブランク）に予じめこの層を
形威させておくことである。

熱可塑性樹脂がエチレンー酢酸ビニル共重合体の場合の
アンカーコート剤の一例は、たとえば、ＮＰＣ−６０（
商品名）（大東ペイント株式会社）（エポキシーフェノ
ール系接着ニス）である。

なお、シェルは、金属製であることがふつうである。

ガスケット形成用組成物は適当な押出機で溶融混練され
て吐出口から押出されるから、その所定量をシェル内側
に落しこむ。

溶融物を所定量（たとえば１５０〜４５ｏｍｙ）の小塊
にするには、押出されたパリソンを所定長さに切断する
方法その他、合目的的な各種の方法によることができる
。

シェル内に入れられた組成物は、溶融状態でポンチで押
圧されてガスケットとなる。

ポンチの抑圧面の形状は、形成すべきガスケットの表面
形状と陰陽の関係にあることはいう昔でもないが、その
形状は単純平板状、同心円状に隆起部を有する形状その
他ガスケットとして合目的的な各種のものであることが
できる。

ポンチにによる抑圧時にガスケット形成用組成物が充分
な流動性を持つように、抑圧時におよび（１たは）押圧
前のシェルに対して、適当な加熱を行なうことができる
。

筐た、コルク粒と熱可塑性樹脂とを含む組成物を加熱お
よび圧縮して丸棒１たは板状に成型したも，のを、ジス
ク状に切断し、これを瓶蓋内側に挿入し、次いでとのジ
スク状組成物を加熱して溶融状態にして瓶蓋内側に接着
させることにより、本発明によるガスケット付瓶蓋を製
造することもできる。

５，ガスケット付瓶蓋 このようにして得られるガスケット付瓶蓋は、その内面
に形成されたガスケットがコルク粒ヲ熱可塑性樹脂で結
合した構造を持つものである。

すなわち、前記したようにコルクの比重が小さいことよ
り、コルク粒当りの熱可塑性樹脂の容積比率は小さく、
従ってこのガスケットは粟粒を飴で固めた「粟おこし」
のような構造を持っている。

６．実験例 参考例 １ 通常のコルクジスクの弾性測定法により、コルク粒と各
種のエチレン重合体との混合物から本発明に従ってビー
ル用王冠に形成させたガスケットについて、パッキン弾
性を測定した（アンカーコートとして、ｒＫＰｃ−６０
Ｊ （商品名、大東ペイント株式会社）を使用した）。

パッキン弾性は、ガスケット原厚さＡ Ｃ ｍｍ ）、
圧力（１３６ｋｇ／瀝）印加時の収縮幅Ｂ〔朋〕、圧力
印加３００秒後の復元幅Ｃ［ｍｍ］に関して、収縮率Ｂ
／Ａ Ｃ ’％ ）および復元率Ｃ／Ｂ ［ ’％ 〕
で示す。

な訃厚さＡ−Ｃはガスケットが王冠に接着された状態で
王冠金属板厚さを含んだものとして測定し、それから王
冠金属板厚さを控除して求めている。

第１表に示される結果より、コルク粒と低密度ポリエチ
レン（ＰＥ）１たはエチレンー酢酸ビニル共重合体（Ｅ
ＶＡ）との混合物からなるガスケットの弾性はＰＥおよ
びＥＶＡよりはるかにすぐれた値であるだけでなく、従
来のコルクジスクと同等捷たはそれ以上の値を有してい
ることが判る。

参考例 ２ 瓶蓋用ガスケットとしては、弾性の経時変化が少ないこ
とが必要である。

下表に示した結果は、参考例１の王冠を通常の打栓機（
打栓力３００ｋｇ重）で打栓し、打栓後１週間経過後に
開栓してガスケット厚さを測定した値である。

第２表に示される結果より、ガスケットの実用的価値を
左右する経時的要素を考慮した弾性（回復率）はコルク
粒および熱可塑性樹脂を用いてガスケットを形成した場
合には、通常のコルクジスク（番号１０）よりもはるか
にすぐれていることが判る。

実施例 １ １．製造 王冠栓用刷板（印刷済みブリキ板）の裏面に、大東ペイ
ント製接着ニスｒＫＰｃ−６０Ｊを実製造ラインにて塗
布乾燥後、実製造ラインのプレスを用いて空冠を準備し
た。

上記空冠をホットプレート上にて１２０℃に加温した。

三菱油化■製ＥＶＡ−１０Ｖ（エチレンー酢酸ビニル共
重合体）を同様に１２０℃に加温し、あらかじめワック
ス処理（１４５’Ｆパラフィン）した東京永柳工業製コ
ルク粒を添加して混合した。

混合は、２〜３分で完了した。混合比率は以下のと訃り
である（Ｗ／Ｗ％）（ワックス処理はコルクダスト防止
の為行なっている。

）混合後、予め加温させていた空冠上に混合物をのせ、
直ちにポンチにてディスク形状に成型した。

樹脂量、概ね４００ｍｇ混合物／王冠１ヶとした。

２．試験 上記のようにして製作した王冠栓■について性能試験を
実施した。

結果は以下のとおりであって、密封性（瞬間耐圧）、回
転トルク共に現状のコルク王冠に優るとも劣らない。

なお、対照として■慣用コルク王冠栓、■市販塩化ビニ
ル樹脂ゾル流しこみ型王冠栓及び■市販塩化ビニル樹脂
押型王冠栓を用いた。

（１）密封性試験（瞬間耐圧試験） （最低１０ｋｇ／ｆｆｌ以上、１５ｋｇ／ｉ以上あるの
かのぞ１しい。

）瞬間耐圧は１ ６． ２ ｋｇ／ ｍ２と現状のコル
ク王冠栓を上１わっており良好である。

（２）回転トルク測定試験 （最低３０ｋｇ−α、４０ｋ９−α以上あるのかのぞ１
しい。

）瓶詰後測定した。

回転トルクは４６．５ｋｇ一αと良好である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 瓶蓋とその内側に形成されたガスケットとからな゛
   り、このガスケットが最大寸法５間以下のコルク粒とこ
   のコルク粒を結合しかつこのガスケット表面においてコ
   ルク粒表面を実質的に被覆する熱可塑性樹脂から形成さ
   れたものであること（ただし、このガスケット形成材料
   中のコルク粒含量は、５〜５０重量多である）を特徴と
   する、ガスケット付瓶蓋。 ２ 熱可塑性樹脂が低密度ポリエチレンおよびエチレン
   ー酢酸ビニル共重合体からなる群から選ばれる、特許請
   求の範囲第１項記載のガスケット付瓶蓋。 ３ コルク粒と熱可塑性樹脂との混合物からなるガスケ
   ット形成用組成物の所定量を溶融状態で瓶蓋内側に入れ
   、この組放物を溶融状態で瓶蓋内面に押圧して瓶蓋内側
   にガスケットを形成させることからなり、このガスケッ
   ト形成用組成物が下記の通りに定義されるものであるこ
   とを特徴とする、ガスケット付瓶蓋の製造法。 （１）コルク粒が、最大寸法５皿以下のものであること
   。 （２）ガスケット形成用組戒物中のコルク粒含量が、５
   〜５０重量悌であること。 （３）形成されるガスケット表面においてコルク粒表面
   はこの熱可塑性樹脂によって実質的に被覆されるべきこ
   と。 ４ 熱可塑性樹脂が、低密度ポリエチレンおよびエチレ
   ンー酢酸ヒニル共重合体からなる群ら選ばれる、特許請
   求の範囲第３項記載の方法。 ５ コルク粒が予じめワックス処理したものである、特
   許請求の範囲第３〜４項記載の方法。