飲食品容器用パッキン、並びに当該パッキンを使用した液体容器用蓋及び蓋付液体容器
【課題】 臭気の発生、及び、異物の混入のおそれの低い飲食品用パッキンの提供。
【解決手段】 飲食品を収納する容器に用いられるパッキンにおいて、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物に対して、発泡剤を含浸させた後、減圧することにより得られる独立気泡を有する発泡体からなり、前記発泡剤が、超臨界二酸化炭素であり、発泡体密度が４０〜３００ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする、飲食品容器用パッキン。
【解決手段】 飲食品を収納する容器に用いられるパッキンにおいて、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物に対して、発泡剤を含浸させた後、減圧することにより得られる独立気泡を有する発泡体からなり、前記発泡剤が、超臨界二酸化炭素であり、発泡体密度が４０〜３００ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする、飲食品容器用パッキン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲食容器に用いられるパッキンに関し、より詳細には、ウォーターサーバに用いられる液体容器の蓋に使用されるパッキンに関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭や職場において、おいしい水を飲料用などとして常に手軽に使用することができるように、ウォーターサーバが設置される。当該ウォーターサーバは、水を出す蛇口を備えた本体を有し、当該本体の上にウォーターボトルを設置して、当該蛇口からいつでもおいしい水が出るようにして設置される。
【０００３】
当該ウォーターボトルは、本体上に開口部を下側にして搭載される。この際に、水が外部に漏れださないようにするために、ウォーターボトルの蓋にはパッキンが設けられている。当該パッキンは、一般的に独立気泡の発泡体が用いられているが、当該パッキンに臭気が発生すると、これが水に移り、水の品質を低めるという問題があった。そこで当該問題を解決すべく、様々な検討がなされている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３０６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のパッキンは、臭気の問題の他に、当該パッキン内部に黒色の異物が混入することがあることが問題となっていた。当該異物についても、飲食品に用いられるパッキンであるため、問題視されていた。そこで、本発明は、臭気の発生、及び、異物の混入のおそれの低い飲食品用パッキンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、当該臭気及び異物の混入の原因がパッキンの発泡の際に用いられる化学発泡剤によるものであることを見出し、本発明に至った。
【０００７】
本発明（１）は、飲食品を収納する容器に用いられるパッキンにおいて、
溶融状態の熱可塑性樹脂組成物に対して、発泡剤を含浸させた後、減圧することにより得られる独立気泡を有する発泡体からなり、
前記発泡剤が、超臨界二酸化炭素であり、
前記発泡体の密度が４０〜３００ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする、飲食品容器用パッキンである。
【０００８】
本発明（２）は、前記発泡体の断面における気泡の数が、１５０〜４００個／ｍｍ２である、前記発明（１）の飲食品容器用パッキンである。
【０００９】
本発明（３）は、前記発泡体の断面における気泡径が５０μｍ以下である気泡の個数比率が、全体の５０％以上である、前記発明（１）又は（２）の飲食品容器用パッキンである。
【００１０】
本発明（４）は、前記含浸が、温度３１℃以上、圧力７．３ＭＰａ以上の系内で行われる、前記発明（１）〜（３）のいずれか一つの飲食品容器用パッキンである。
【００１１】
本発明（５）は、前記発泡体が、減圧の際の押出し成形を経て長尺シート状に形成されたものである、前記発明（１）〜（４）のいずれか一つの飲食品容器用パッキンである。
【００１２】
本発明（６）は、前記熱可塑性樹脂組成物が、ポリオレフィン樹脂を含む、前記発明（１）〜（５）のいずれか一つの飲食品容器用パッキンである。
【００１３】
本発明（７）は、開口部を鉛直下向きに位置させ使用する液体容器に用いられる蓋において、
底部と、
当該底部の外周を覆い、前記底部と液密に接合された円筒状外壁と、
前記底部の円筒状外壁内より内側の少なくとも周囲部分に設けられたパッキンと、を有し、
前記パッキンが、前記発明（１）〜（６）のいずれか一つのパッキンである、液体容器用蓋である。
【００１４】
本発明（８）は、前記底部の前記円筒状外壁よりも内側に設けられ、前記底部と液密に接合された円筒状内壁と、
前記底部の円筒状内壁内側に設けられた液体導出孔と、
を有し、
前記パッキンが、前記底部の前記外壁及び内壁の間部分に備えられており、
該液体容器用蓋がウォーターサーバのボトルタンク用である、前記発明（７）の液体容器用蓋である。
【００１５】
本発明（９）は、前記発明（７）又は（８）の液体容器用蓋と、
液体を収納する液体容器と、
前記底部に設けられたパッキン及び前記蓋の円筒状外壁に対して液密に接続する開口部と、を有する液体容器とを有する、蓋付液体容器である。
【００１６】
本発明（１０）は、飲食品を収納する容器に用いられる発泡体からなるパッキンを製造する方法において、
熱可塑性樹脂組成物を溶融させる工程と、
溶融した熱可塑性樹脂組成物に対して発泡剤を含浸する工程と、
前記発泡剤を含浸させた熱可塑性樹脂組成物を減圧して前記発泡体を得る工程と、を有し、
前記発泡剤が、超臨界二酸化炭素である、パッキンの製造方法である。
【００１７】
本発明（１１）は、前記含浸する工程が、温度３１℃以上、圧力７．３ＭＰａ以上の系内で行われる請求項１０記載のパッキンの製造方法である。
【００１８】
本発明（１２）は、前記発泡体を得る工程が、減圧の際の押出し成形を経て長尺シート状発泡体を得る工程であり、
前記長尺シート状発泡体から型抜き加工をしてパッキンを得る工程を更に有する、前記発明（１０）又は（１１）のパッキンの製造方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、発泡剤として超臨界二酸化炭素を用いることにより、製造後、当該発泡剤は気体の二酸化炭素となり、臭いや、黒色異物の原因物質が残らないという効果を奏する。加えて、発泡剤として超臨界二酸化炭素を選択することによって、気泡径が小さく、キメの細かい発泡体を得ることができるため、発泡内に生成される気泡が独立気泡となりやすく、液密性や気密性を担保しやすくなる。また、超臨界ガスの中でも、超臨界二酸化炭素を選択することによって、気泡径が小さくなりすぎず、適度な大きさとなるため、発泡体が適度な変形性を有し、容器の開口部と蓋の間に挟むことにより液密構造を形成しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明に係る飲食品容器用パッキンの概略構成図である。
【図２】図２は本発明に係る液体容器用蓋の概略構成図であり、詳細には、図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は斜視図であり、図２（ｃ）はＡＡ’断面図である。
【図３】図３は、本発明に係る液体容器用蓋２を液体容器３の開口部に装着した状態を示す断面図である。
【図４】図４は、液体容器用蓋２を装着した液体容器３が、ウォーターサーバ本体４に装着されて使用される様子を示す図である。
【図５】図５は、実施例の発泡体の断面のＳＥＭ写真（Ａ〜Ｄ）である。
【図６】図６は、実施例の発泡体の気泡径の個数分布である。
【図７】図７は、比較例で使用した発泡体の熱分解実験のデータである。
【図８】図８は、比較例で使用した発泡剤の熱分解実験のデータである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、飲食品を収納する容器において、液密性や気密性を担保するために用いられるパッキンである。本発明のパッキンは、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物に対して発泡剤を含浸させた後、減圧することにより得られる独立気泡を有する発泡体からなり、前記発泡剤が、超臨界二酸化炭素であることを特徴とする。化学発泡剤を使用する場合とは異なり、超臨界二酸化炭素を用いることによって、製造工程で用いた発泡剤は、気体の二酸化炭素となるため、臭いや、黒色異物の原因とはならず、更には飲食品内に混入しても人体に害を及ぼさない。加えて、超臨界二酸化炭素を選択することによって、気泡径が小さく、キメの細かい発泡体を得ることができるため、発泡内に生成される気泡が独立気泡となりやすく、液密性や気密性を担保しやすくなる。また、超臨界ガスの中でも、超臨界二酸化炭素を選択することによって、気泡径が小さくなりすぎず、適度な大きさとなるため、発泡体が適度な変形性を有し、容器の口と蓋の間に挟むことにより液密構造を形成しやすくなる。
【００２２】
本発明に係るパッキンに用いられる発泡体の密度は、４０〜３００ｋｇ／ｍ３であり、４０〜２５０ｋｇ／ｍ３が好適であり、４０〜１００ｋｇ／ｍ３がより好適である。発泡体の密度は、ＪＩＳ−Ｋ７２２２に準じて測定する。
【００２３】
発泡体の断面における気泡の数は、１５０〜４００個／ｍｍ２が好適であり、２００〜３００個／ｍｍ２がより好適であり、２３０〜２７０個／ｍｍ２が更に好適である。発泡体の断面における気泡の数は、発泡体を切断した断面において、任意で決めた８点以上の１ｍｍ×１ｍｍの視野内に含まれる気泡の数の平均値により算出される。このような範囲の気泡の数を有することは、発泡体内に気泡がきめ細かく形成されていることを意味する。したがって、このような範囲に設定することで、発泡体の一面から、他方の面に対して液体が通過しようとする場合には、多数の壁面が形成されることとなり、仮に一部に連通した気泡が含まれる欠陥が生じていたとしても、その他の気泡の独立性の担保によって当該欠陥を補い、結果的に液体が通過しにくくなり、高い液密性が得られるという効果を奏する。
【００２４】
尚、押出し成形により連続長尺シートの形成を経て製造されるなどして気泡が楕円球状となる発泡体である場合には、その発泡体の断面において、気泡が楕円になる方向（長手方向に平行な方向等）と、気泡が円になる（又は最小長径の楕円となる）方向（長手方向に垂直な方向）とが現れる。この場合は、発泡体の断面における気泡の数は、前記長手方向に垂直な方向の断面において観察された値とする。
【００２５】
発泡体の断面における気泡径が５０μｍ以下である気泡の個数比率が、断面における気泡の全体の個数に対して、５０％以上であることが好適である。また、断面における気泡径が１００μｍ以下である気泡の個数比率が、断面における気泡の全体の個数に対して、８０％以下であることが好適である。気泡の比率は、発泡体を切断した断面において、任意で決めた８点以上の１ｍｍ×１ｍｍの視野内に含まれる気泡の径と数に係る分布により、算出される。当該範囲の気泡を有することにより、気泡の大きさが小さくなるため、気泡の独立性が担保されやすくなり、液密性が高まる。
【００２６】
尚、押出し成形により連続長尺シートの形成を経て製造されるなどして気泡が楕円球状となる発泡体である場合には、気泡の個数比率は、気泡が円形になる（又は長径が最小値の楕円になる）方向（長手方向に垂直な方向）の断面において観察された値とする。なお、気泡が真球状ではない場合には、長手方向に垂直な方向の断面における気泡形状の長径を基準に気泡径を評価した。
【００２７】
（発泡体）
本発明において使用する発泡体は、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物と、発泡剤と、を混合し押出成形することにより得られる独立気泡を有する発泡体材料からなる。
【００２８】
熱可塑性樹脂組成物
発泡体に使用される熱可塑性樹脂組成物は、ポリオレフィン樹脂を含むことが好適である。ポリオレフィン樹脂として用いられるポリマーは、特に限定されないが、ポリプロピレン、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体等が挙げられる。
【００２９】
熱可塑性樹脂組成物は、特に限定されないが、ポリプロピレンを含有する樹脂を使用することが好適である。使用するポリプロピレンとしては、プロピレンモノマー成分を含むポリマー材料であれば、特に限定されないが、例えば、ポリプロピレン、プロピレン−エチレン共重合体が挙げられる。
【００３０】
また、ここで用いる熱可塑性樹脂組成物の主たる成分は、融点１５０℃以上でＪＩＳ−Ｋ７２１０に規定される２３０℃、２．１６ｋｇｆにおけるＭＦＲが５ｇ／１０分以下であることが好適であり、３ｇ／１０分以下であることがより好適であり、１ｇ／１０分以下であることが更に好適である。熱可塑性樹脂組成物の主たる成分はポリプロピレン材料であることが好適である。尚、主たる成分とは、熱可塑性樹脂組成物中の最も多くの割合（重量基準）を占める成分を意味する。
【００３１】
また、ポリプロピレンの結晶化率は、３０〜１００％が好適であり、３０〜８０％がより好適であり、３０〜７０％が更に好適である。当該範囲とすることにより、発泡成形時により冷却固化しやすく、微細なセルの発泡体を得ることができる。尚、結晶化率は、ＪＩＳ−Ｋ７１２１プラスチックの転移温度測定方法を参考に算出する。予め２００℃にて融解させ、１０℃／分の冷却速度で冷却させた試料を昇温１０℃／分にて融解させ、融解エネルギーを得る。比較材料としてＪＩＳ−Ｋ７２１０に規定される２３０℃，２．１６ｋｇｆで評価されたＭＦＲが４０ｇ／１０分以上のホモポリプロピレン樹脂を同様に測定し得られた融解エネルギー時の結晶化度を１００％として評価したいサンプルの結晶化度を算出する。ＭＦＲが４０ｇ／１０分以上のホモポリプロピレンは、融解エネルギーがほぼ一定になるためサチュレートと判断しＭＦＲ４０以上の材料を比較材料とする。
【００３２】
また、ポリプロピレンの結晶化温度（Ｔｃ）は、９０〜１３０℃が好適であり、９５〜１３０℃がより好適であり、１００〜１３０℃が更に好適である。当該範囲とすることにより、発泡成形時により冷却固化しやすく、微細なセルの発泡体を得ることができる。尚、結晶化温度は、ＪＩＳ−Ｋ７１２１に準じて評価した。
【００３３】
上記主成分のポリプロピレンに対して、高溶融張力ポリプロピレンを添加するのが好適である。高溶融張力ポリプロピレンは、２００℃における溶融張力が、５〜５０ｃＮが好適である。添加する場合には、高溶融張力ポリプロピレンの融解温度は、主たる成分の融解温度に対して好ましくは±１０℃の範囲、結晶化温度に対して好ましくは±２０℃、より好ましくは±１５℃である。融解温度が上記の範囲を外れると、複数の材料を混練する際に分散不良が生じる可能性があり、結晶温度が上記の範囲を外れると、発泡により気泡成長した溶融樹脂が冷却固化される温度が不均一となり微細な気泡径が得られない可能性がある。融解温度、結晶化温度はＪＩＳ−Ｋ７１２１を参考に算出される。上記高溶融張力ポリプロピレンは市販のものが使用でき、具体的にはサンアロマー社の「ＨＭＳ−ＰＰ」、日本ポリプロ社の「ニューフォーマー」などが挙げられる。高溶融張力ポリプロピレンは、熱可塑性樹脂組成物のもっとも多くの割合（重量基準）を占める成分１００重量部に対して、１〜５０重量部が好適であり、１０〜４０重量部がより好適であり、２０〜３０重量部が更に好適である。高溶融張力を示すポリプロピレンを使用することで、熱可塑性樹脂組成物の歪硬化性が増し、成形時の気泡の合一を抑制し、セルの細かい独立気泡体が得られる。特に、熱可塑性樹脂組成物の主たる成分としてランダムポリプロピレンを選択し、高溶融張力ポリプロピレンを組み合わせて使用することで、よりいっそう微細なセルが得られる。
【００３４】
上記ポリプロピレンに対してポリエチレンを添加してもよい。用いる場合にはポリエチレンの中でも、低密度ポリエチレンを使用することが好適である。低密度ポリエチレンの密度は、好ましくは９１０〜９４０ｋｇ／ｍ３であり、より好ましくは、９１５〜９３８ｋｇ／ｍ３であり、更に好ましくは９２０〜９３５ｋｇ／ｍ３である。低密度ポリエチレンの含有量は、熱可塑性樹脂組成物のもっとも多くの割合（重量基準）を占める成分１００重量部に対して、好ましくは２０〜８０重量部であり、より好ましくは２５〜６０重量部であり、更に好ましくは３０〜５０重量部である。低密度ポリエチレンを含有することによって柔軟性が得られるとともに歪が改善されやすくなる。
【００３５】
ポリオレフィン樹脂の含有量は、熱可塑性樹脂組成物全体１００重量部に対して、３０〜８０重量部が好適であり、４０〜８０重量部がより好適であり、４５〜８０重量部が更に好適である。ポリプロピレンの含有量は、ポリオレフィン樹脂全体１００重量部に対して、３０〜８０重量部が好適であり、４０〜８０重量部がより好適であり、７０〜８０重量部が更に好適である。
【００３６】
その他、熱可塑性樹脂材料の中には、エラストマー、顔料、酸化防止剤、発泡核剤、結晶造核剤等が含まれていてもよい。
【００３７】
エラストマーとしては、特に限定されないが、スチレン系エラストマーや、エチレンプロピレンジエンゴムや、エチレンプロピレンゴム等の熱可塑性エラストマーが挙げられる。これらのエラストマーを含有することにより、発泡体に柔軟性を付与する効果を奏する。エラストマーのＭＦＲは、特に限定されないが、ＪＩＳ−Ｋ７２１０に規定される２３０℃、２．１６ｋｇｆにおけるＭＦＲが、好ましくは０〜５ｇ／１０分であり、より好ましくは０〜４ｇ／１０分であり、更に好ましくは０〜３ｇ／１０分である。これらのエラストマーの含有量は、熱可塑性樹脂組成物のもっとも多くの割合（重量基準）を占める成分１００重量部に対して、０．１〜８０重量部が好適であり、２０〜７５重量部がより好適であり、４０〜６０重量部が更に好適である。
【００３８】
顔料としては、特に限定されないが、例えば、酸化チタン等が挙げられる。顔料の含有量は、熱可塑性樹脂組成物のもっとも多くの割合（重量基準）を占める成分１００重量部に対して、０．１〜２５重量部が好適であり、０．１〜２０重量部がより好適であり、０．１〜１５重量部が更に好適である。
【００３９】
酸化防止剤としては、特に限定されないが、例えば、フェノール系酸化防止剤として株式会社ＡＤＥＫＡ社製アデカスタブＡＯ−６０やチバジャパン株式会社製イルガノックス１０１０などが挙げられる。酸化防止剤の含有量は、熱可塑性樹脂組成物のもっとも多くの割合（重量基準）を占める成分１００重量部に対して、０．１〜３．０重量部が好適であり、０．１〜１．０重量部がより好適であり、０．１５〜０．５重量部が更に好適である。
【００４０】
発泡核剤としては、特に限定されないが、例えば、シリカ、タルクなどが挙げられる。発泡核剤を使用することによって、得られる気泡サイズを調整することができる。発泡核剤の含有量は、特に限定されないが、例えば、熱可塑性樹脂組成物のもっとも多くの割合（重量基準）を占める成分１００重量部に対して、０．１〜２０重量部が好適であり、１〜１５重量部がより好適であり、２〜１０重量部が更に好適である。
【００４１】
結晶核剤としては、特に限定されないが、例えば、新日本理化株式会社のゲルオールや株式会社ＡＤＥＫＡのアデカスタブＮＡ１１などが挙げられる。
【００４２】
本発明のパッキンに使用される発泡剤は、熱可塑性樹脂組成物を溶融させる工程と、溶融した熱可塑性樹脂組成物に対して発泡剤を含浸する工程と、前記発泡剤を含浸させた熱可塑性樹脂組成物を減圧して前記発泡体を得る工程と、を経て製造される。ここで前記発泡剤は、超臨界二酸化炭素である。以下、各工程について詳細に説明する。
【００４３】
まず、熱可塑性樹脂組成物を溶融させる。より詳細には、熱可塑性樹脂組成物の各成分をシングル又はタンデム型（押出機が２台連結したタイプ）の押出機に投入し、溶融ゾーンで溶解する。尚、当該工程において用いる熱可塑性樹脂材料は、あらかじめ、２軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサー等の樹脂混合機械を用いて、各成分を溶融混合し、ペレット化したものを用いることが好適である。
【００４４】
続く工程において、溶融した熱可塑性樹脂組成物に対して発泡剤を含浸する。ここで用いる発泡剤は、超臨界二酸化炭素である。溶融ゾーン付近に設けられたインジェクションノズルよりガス供給機により昇圧され超臨界状態になった二酸化炭素を押出機内に吐出し、溶融された熱可塑性樹脂組成物中に溶解させる。超臨界二酸化炭素を押出機中に導入して、溶融した熱可塑性樹脂組成物に溶解させて発泡剤が熱可塑性樹脂組成物に溶解した状態とする。
【００４５】
ここで用いる超臨界二酸化炭素を用いることにより、発泡体のセル径を微細化できる。また、超臨界二酸化炭素の圧力は、７．３ＭＰａ以上が必要であり、８ＭＰａ以上がより好適であり、９ＭＰａ以上が更に好適である。尚、上限は特に限定されないが、例えば、２０ＭＰａ以下である。
【００４６】
次の工程において、前記発泡剤を含浸させた熱可塑性樹脂組成物を減圧して前記発泡体を得る。押出機の中で溶融した熱可塑性樹脂組成物に対して超臨界二酸化炭素を導入し温度３１℃以上、圧力７．３ＭＰａ以上の状態として、ダイ口から吐出して大気圧で減圧されて発泡されるまでの間、維持することにより、小さくきめの細かい発泡セルを有する発泡体が得られる。尚、温度３１℃以上、圧力７．３ＭＰａ以上とすることにより、二酸化炭素が超臨界状態を保つことができるため、熱可塑性樹脂組成物と超臨界二酸化炭素が均一性よく混合される。温度の上限値は、特に限定されないが、例えば、熱可塑性樹脂組成物が熱分解しない程度の温度を設定することができ、例えば、３００℃である。
【００４７】
また、熱可塑性樹脂組成物と超臨界二酸化炭素の混合において、大気解放されて上記の圧力以下とならないように２台以上を連結した押出機（タンデム型押出機）を使用し、混合押出処理する工程ライン長をより長くして、混合物の温度を低下させるなどして温度調整を行うことが好適である。発泡直前の熱可塑性樹脂組成物は、当該組成物の流動点付近の温度を有することが好適である。温度を低く保つことにより、発泡前後での圧力差が大きくなり、気泡成長核が多数発生して、きめの細かい発泡体が得られる。また、発泡後、熱可塑性樹脂組成物をより速やかに冷却し、固化させることができる。そのため、気泡の成長を早期に止めることができ、セル径が小さい独立気泡の発泡体が得られやすくなる。
【００４８】
押出機におけるダイ構造は、特に限定されず、Ｔダイ、サーキュラーダイが挙げられる。これらの中でも、厚みが均一な発泡シートが得られるため、サーキュラーダイが好適である。サーキュラーダイを用いた場合には円筒状の発泡体が得られるが、一辺を切開することでシート状に成形できる。このようにして、押出し成形の際に、Ｔダイを選択することにより直接的、又は、サーキュラーダイを選択することにより円筒状の発泡体を経て、長尺シート状発泡体を連続成形することができる。更に、前記長尺シート状発泡体から型抜き加工などにより切り取りパッキンの形状とする。
【００４９】
上記発泡体は、飲食品容器用パッキンとして使用される。図１は、本発明に係る飲食品容器用パッキンの概略構成図である。本発明の飲食品容器用パッキン１は、円盤状を有する本体１１と、当該本体の中心に形成された円形孔１３とを有する。当該パッキンは、上記の超臨界二酸化炭素を用いて発泡させた発泡体により構成されるため、臭気や、黒い残留物が残らず、清潔なパッキンとなる。発泡剤として超臨界二酸化炭素を選択することにより、得られる発泡体のセルが細かく、更にこれらのセルは独立気泡であるため、適度な柔軟性と、高い液密性を有する。
【００５０】
また、本発明に係る飲食品容器用パッキン１は、液体容器の蓋に用いられることが好適である。図２は、本発明に係る液体容器用蓋の概略構成図である。図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は斜視図であり、図２（ｃ）はＡＡ’断面図である。
【００５１】
液体容器用蓋２は、円盤形の底部２１と、当該底部の外周を覆い、前記底部と液密に接合された円筒状外壁２３と、前記底部の前記円筒状外壁よりも内側に設けられ、前記底部と液密に接合された円筒状内壁２５と、前記底部の円筒状内壁内側に設けられた液体導出孔２７と、前記底部の前記外壁及び内壁の間部分に備えられたパッキン１と、を備える。ここで当該パッキン１は、先に説明した本発明に係るパッキンである。
【００５２】
液体容器用蓋２は、ウォーターサーバのボトルタンク用の液体容器３などの開口部に取り付けて使用される。図３は、本発明に係る液体容器用蓋２を液体容器３の開口部に装着した状態を示す断面図である。液体容器３は、液体を収納する液体容器本体３１と、前記底部に設けられたパッキン及び前記蓋の円筒状外壁に対して液密に接続する開口部３３とを有する。ここでは、液体容器の開口部の先端３３ａがパッキン１に対して密着するように装着され、液体容器本体中の液が、開口部３３と、円筒状内壁外２３との間から漏れないような構造となる。
【００５３】
図４に示すように、液体容器用蓋２を装着した液体容器３は、ウォーターサーバ本体４に装着されて使用される。ウォーターサーバ本体４には、液体容器用蓋２を介して液体容器３を装着する装着口４１と、当該装着口から送られた液体を放出する蛇口４２とを有する。より詳細には、液体容器用蓋２の液体導出孔２７を介して、液体容器内の液体がウォーターサーバの装着口４１に供給される。このように、液体容器の開口部を下に向けてウォーターサーバ本体に装着しても、パッキンを有することにより、液が外に漏れない構造となる。
【実施例】
【００５４】
（実施例）
主たる成分としてＪＩＳ−Ｋ７１２０に規定される２３０℃、２．１６ｋｇｆにおけるＭＦＲが０．５ｇ／１０分のランダムポリプロピレン１００重量部に、更に、ＪＩＳ−Ｋ７１２１に規定される融解温度が主たる成分（前記ランダムポリプロピレン）に対してマイナス１０℃以内の高溶融張力ポリプロピレン（溶融張力２６ｃＮ）２５重量部、密度が９３１ｋｇ／ｍ３のポリエチレン３０重量部、ＪＩＳ−Ｋ７２１０に規定される２３０℃、２．１６ｋｇｆのＭＦＲが０（つまり流動しない）のエチレンプロピレンゴム５５重量部、発泡核剤としてシリカ９重量部、さらに顔料３重量部を混合した熱可塑性樹脂組成物を日本製鋼所製２軸押出機で溶融・調製し、超臨界二酸化炭素を温度３１℃以上、圧力７．３ＭＰａ以上の条件で含浸させた後、溶融材料を押出して発泡シートを製造した。得られた発泡体シートの気泡形状は独立気泡であった。発泡体密度は、６０ｋｇ／ｍ３であった。また、発泡シートの押出方向に対して垂直方向の断面をＳＥＭにより測定し（図５）、任意の８点において、１ｍｍ×１ｍｍの範囲内に含まれるセルの数を測定して、平均値を算出したところ、セルの数は２５０個／ｍｍ２であった。また、当該断面より、セルのサイズ（径）の分布を算出したところ、５０μｍ以下の気泡の個数比率が６０％であり、１００μｍ以下の気泡の個数比率が８４％であった（図６）。当該発泡体シートから切り抜いて、パッキンを製造した。
【００５５】
（比較例）
また、比較例として、低密度ポリエチレンを化学発泡剤（永和化成工業（株）製、ビニホールＡＣ♯３、分解温度２１０℃）により発泡させて製造した発泡体について、断面を観察したところ、断面におけるセルの数は、１０１個／ｍｍ２であった。また、セルのサイズ（径）の分布を算出したところ、５０μｍ以下の気泡は１９％であり、１００μｍ以下の気泡は３４％であった。
【００５６】
上記化学発泡剤について、アルゴンガス２５０ｍｌ／ｍｉｎにて室温から５５０℃まで昇温速度２０℃／ｍｉｎの条件で熱重量変化を測定したところ、約１％の残渣（炭化物）が発生した（図７）。
【００５７】
また、化学発泡剤（永和化成工業（株）製、ビニールホールＡＣ♯３、分解温度２１０℃）単体について、アルゴンガス２５０ｍｌ／ｍｉｎにて室温から２１０℃まで昇温速度２０℃／ｍｉｎで昇温させ（約９分）、その後３０分等温で保持し熱重量変化を測定したところ、残渣が２０％発生した（図８）。
【００５８】
なお、図７は、横軸は温度（℃）を、右縦軸は重量損失（％）を示し、図８は、横軸は昇温開始からの時間（ｍｉｎ）を、右縦軸は重量損失（％）を示す。以上の結果から、化学発泡剤は、分解温度以上に加熱しても、それを用いることにより、熱分解による残渣が発生することが分かった。
【００５９】
また、メカニカルフロス法により発泡させた発泡体については、独立気泡ではなく、部分的に連通した気泡が多く含まれる半連通気泡であり液密性に優れていなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明によれば、化学発泡剤を使用しないので、安全性の高い飲食品容器用パッキンを提供することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１ ： 飲食品容器用パッキン
１１ ： 本体
１３ ： 円形孔
２ ： 液体容器用蓋
２１ ： 底部
２３ ： 円筒状外壁
２５ ： 円筒状内壁
２７ ： 液体導出孔
３ ： 液体容器
３１ ： 液体容器本体
３３ ： 開口部
３３ａ： 先端
４ ： ウォーターサーバ本体
４１ ： 装着口
４２ ： 蛇口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲食容器に用いられるパッキンに関し、より詳細には、ウォーターサーバに用いられる液体容器の蓋に使用されるパッキンに関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭や職場において、おいしい水を飲料用などとして常に手軽に使用することができるように、ウォーターサーバが設置される。当該ウォーターサーバは、水を出す蛇口を備えた本体を有し、当該本体の上にウォーターボトルを設置して、当該蛇口からいつでもおいしい水が出るようにして設置される。
【０００３】
当該ウォーターボトルは、本体上に開口部を下側にして搭載される。この際に、水が外部に漏れださないようにするために、ウォーターボトルの蓋にはパッキンが設けられている。当該パッキンは、一般的に独立気泡の発泡体が用いられているが、当該パッキンに臭気が発生すると、これが水に移り、水の品質を低めるという問題があった。そこで当該問題を解決すべく、様々な検討がなされている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３０６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のパッキンは、臭気の問題の他に、当該パッキン内部に黒色の異物が混入することがあることが問題となっていた。当該異物についても、飲食品に用いられるパッキンであるため、問題視されていた。そこで、本発明は、臭気の発生、及び、異物の混入のおそれの低い飲食品用パッキンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、当該臭気及び異物の混入の原因がパッキンの発泡の際に用いられる化学発泡剤によるものであることを見出し、本発明に至った。
【０００７】
本発明（１）は、飲食品を収納する容器に用いられるパッキンにおいて、
溶融状態の熱可塑性樹脂組成物に対して、発泡剤を含浸させた後、減圧することにより得られる独立気泡を有する発泡体からなり、
前記発泡剤が、超臨界二酸化炭素であり、
前記発泡体の密度が４０〜３００ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする、飲食品容器用パッキンである。
【０００８】
本発明（２）は、前記発泡体の断面における気泡の数が、１５０〜４００個／ｍｍ２である、前記発明（１）の飲食品容器用パッキンである。
【０００９】
本発明（３）は、前記発泡体の断面における気泡径が５０μｍ以下である気泡の個数比率が、全体の５０％以上である、前記発明（１）又は（２）の飲食品容器用パッキンである。
【００１０】
本発明（４）は、前記含浸が、温度３１℃以上、圧力７．３ＭＰａ以上の系内で行われる、前記発明（１）〜（３）のいずれか一つの飲食品容器用パッキンである。
【００１１】
本発明（５）は、前記発泡体が、減圧の際の押出し成形を経て長尺シート状に形成されたものである、前記発明（１）〜（４）のいずれか一つの飲食品容器用パッキンである。
【００１２】
本発明（６）は、前記熱可塑性樹脂組成物が、ポリオレフィン樹脂を含む、前記発明（１）〜（５）のいずれか一つの飲食品容器用パッキンである。
【００１３】
本発明（７）は、開口部を鉛直下向きに位置させ使用する液体容器に用いられる蓋において、
底部と、
当該底部の外周を覆い、前記底部と液密に接合された円筒状外壁と、
前記底部の円筒状外壁内より内側の少なくとも周囲部分に設けられたパッキンと、を有し、
前記パッキンが、前記発明（１）〜（６）のいずれか一つのパッキンである、液体容器用蓋である。
【００１４】
本発明（８）は、前記底部の前記円筒状外壁よりも内側に設けられ、前記底部と液密に接合された円筒状内壁と、
前記底部の円筒状内壁内側に設けられた液体導出孔と、
を有し、
前記パッキンが、前記底部の前記外壁及び内壁の間部分に備えられており、
該液体容器用蓋がウォーターサーバのボトルタンク用である、前記発明（７）の液体容器用蓋である。
【００１５】
本発明（９）は、前記発明（７）又は（８）の液体容器用蓋と、
液体を収納する液体容器と、
前記底部に設けられたパッキン及び前記蓋の円筒状外壁に対して液密に接続する開口部と、を有する液体容器とを有する、蓋付液体容器である。
【００１６】
本発明（１０）は、飲食品を収納する容器に用いられる発泡体からなるパッキンを製造する方法において、
熱可塑性樹脂組成物を溶融させる工程と、
溶融した熱可塑性樹脂組成物に対して発泡剤を含浸する工程と、
前記発泡剤を含浸させた熱可塑性樹脂組成物を減圧して前記発泡体を得る工程と、を有し、
前記発泡剤が、超臨界二酸化炭素である、パッキンの製造方法である。
【００１７】
本発明（１１）は、前記含浸する工程が、温度３１℃以上、圧力７．３ＭＰａ以上の系内で行われる請求項１０記載のパッキンの製造方法である。
【００１８】
本発明（１２）は、前記発泡体を得る工程が、減圧の際の押出し成形を経て長尺シート状発泡体を得る工程であり、
前記長尺シート状発泡体から型抜き加工をしてパッキンを得る工程を更に有する、前記発明（１０）又は（１１）のパッキンの製造方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、発泡剤として超臨界二酸化炭素を用いることにより、製造後、当該発泡剤は気体の二酸化炭素となり、臭いや、黒色異物の原因物質が残らないという効果を奏する。加えて、発泡剤として超臨界二酸化炭素を選択することによって、気泡径が小さく、キメの細かい発泡体を得ることができるため、発泡内に生成される気泡が独立気泡となりやすく、液密性や気密性を担保しやすくなる。また、超臨界ガスの中でも、超臨界二酸化炭素を選択することによって、気泡径が小さくなりすぎず、適度な大きさとなるため、発泡体が適度な変形性を有し、容器の開口部と蓋の間に挟むことにより液密構造を形成しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明に係る飲食品容器用パッキンの概略構成図である。
【図２】図２は本発明に係る液体容器用蓋の概略構成図であり、詳細には、図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は斜視図であり、図２（ｃ）はＡＡ’断面図である。
【図３】図３は、本発明に係る液体容器用蓋２を液体容器３の開口部に装着した状態を示す断面図である。
【図４】図４は、液体容器用蓋２を装着した液体容器３が、ウォーターサーバ本体４に装着されて使用される様子を示す図である。
【図５】図５は、実施例の発泡体の断面のＳＥＭ写真（Ａ〜Ｄ）である。
【図６】図６は、実施例の発泡体の気泡径の個数分布である。
【図７】図７は、比較例で使用した発泡体の熱分解実験のデータである。
【図８】図８は、比較例で使用した発泡剤の熱分解実験のデータである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、飲食品を収納する容器において、液密性や気密性を担保するために用いられるパッキンである。本発明のパッキンは、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物に対して発泡剤を含浸させた後、減圧することにより得られる独立気泡を有する発泡体からなり、前記発泡剤が、超臨界二酸化炭素であることを特徴とする。化学発泡剤を使用する場合とは異なり、超臨界二酸化炭素を用いることによって、製造工程で用いた発泡剤は、気体の二酸化炭素となるため、臭いや、黒色異物の原因とはならず、更には飲食品内に混入しても人体に害を及ぼさない。加えて、超臨界二酸化炭素を選択することによって、気泡径が小さく、キメの細かい発泡体を得ることができるため、発泡内に生成される気泡が独立気泡となりやすく、液密性や気密性を担保しやすくなる。また、超臨界ガスの中でも、超臨界二酸化炭素を選択することによって、気泡径が小さくなりすぎず、適度な大きさとなるため、発泡体が適度な変形性を有し、容器の口と蓋の間に挟むことにより液密構造を形成しやすくなる。
【００２２】
本発明に係るパッキンに用いられる発泡体の密度は、４０〜３００ｋｇ／ｍ３であり、４０〜２５０ｋｇ／ｍ３が好適であり、４０〜１００ｋｇ／ｍ３がより好適である。発泡体の密度は、ＪＩＳ−Ｋ７２２２に準じて測定する。
【００２３】
発泡体の断面における気泡の数は、１５０〜４００個／ｍｍ２が好適であり、２００〜３００個／ｍｍ２がより好適であり、２３０〜２７０個／ｍｍ２が更に好適である。発泡体の断面における気泡の数は、発泡体を切断した断面において、任意で決めた８点以上の１ｍｍ×１ｍｍの視野内に含まれる気泡の数の平均値により算出される。このような範囲の気泡の数を有することは、発泡体内に気泡がきめ細かく形成されていることを意味する。したがって、このような範囲に設定することで、発泡体の一面から、他方の面に対して液体が通過しようとする場合には、多数の壁面が形成されることとなり、仮に一部に連通した気泡が含まれる欠陥が生じていたとしても、その他の気泡の独立性の担保によって当該欠陥を補い、結果的に液体が通過しにくくなり、高い液密性が得られるという効果を奏する。
【００２４】
尚、押出し成形により連続長尺シートの形成を経て製造されるなどして気泡が楕円球状となる発泡体である場合には、その発泡体の断面において、気泡が楕円になる方向（長手方向に平行な方向等）と、気泡が円になる（又は最小長径の楕円となる）方向（長手方向に垂直な方向）とが現れる。この場合は、発泡体の断面における気泡の数は、前記長手方向に垂直な方向の断面において観察された値とする。
【００２５】
発泡体の断面における気泡径が５０μｍ以下である気泡の個数比率が、断面における気泡の全体の個数に対して、５０％以上であることが好適である。また、断面における気泡径が１００μｍ以下である気泡の個数比率が、断面における気泡の全体の個数に対して、８０％以下であることが好適である。気泡の比率は、発泡体を切断した断面において、任意で決めた８点以上の１ｍｍ×１ｍｍの視野内に含まれる気泡の径と数に係る分布により、算出される。当該範囲の気泡を有することにより、気泡の大きさが小さくなるため、気泡の独立性が担保されやすくなり、液密性が高まる。
【００２６】
尚、押出し成形により連続長尺シートの形成を経て製造されるなどして気泡が楕円球状となる発泡体である場合には、気泡の個数比率は、気泡が円形になる（又は長径が最小値の楕円になる）方向（長手方向に垂直な方向）の断面において観察された値とする。なお、気泡が真球状ではない場合には、長手方向に垂直な方向の断面における気泡形状の長径を基準に気泡径を評価した。
【００２７】
（発泡体）
本発明において使用する発泡体は、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物と、発泡剤と、を混合し押出成形することにより得られる独立気泡を有する発泡体材料からなる。
【００２８】
熱可塑性樹脂組成物
発泡体に使用される熱可塑性樹脂組成物は、ポリオレフィン樹脂を含むことが好適である。ポリオレフィン樹脂として用いられるポリマーは、特に限定されないが、ポリプロピレン、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体等が挙げられる。
【００２９】
熱可塑性樹脂組成物は、特に限定されないが、ポリプロピレンを含有する樹脂を使用することが好適である。使用するポリプロピレンとしては、プロピレンモノマー成分を含むポリマー材料であれば、特に限定されないが、例えば、ポリプロピレン、プロピレン−エチレン共重合体が挙げられる。
【００３０】
また、ここで用いる熱可塑性樹脂組成物の主たる成分は、融点１５０℃以上でＪＩＳ−Ｋ７２１０に規定される２３０℃、２．１６ｋｇｆにおけるＭＦＲが５ｇ／１０分以下であることが好適であり、３ｇ／１０分以下であることがより好適であり、１ｇ／１０分以下であることが更に好適である。熱可塑性樹脂組成物の主たる成分はポリプロピレン材料であることが好適である。尚、主たる成分とは、熱可塑性樹脂組成物中の最も多くの割合（重量基準）を占める成分を意味する。
【００３１】
また、ポリプロピレンの結晶化率は、３０〜１００％が好適であり、３０〜８０％がより好適であり、３０〜７０％が更に好適である。当該範囲とすることにより、発泡成形時により冷却固化しやすく、微細なセルの発泡体を得ることができる。尚、結晶化率は、ＪＩＳ−Ｋ７１２１プラスチックの転移温度測定方法を参考に算出する。予め２００℃にて融解させ、１０℃／分の冷却速度で冷却させた試料を昇温１０℃／分にて融解させ、融解エネルギーを得る。比較材料としてＪＩＳ−Ｋ７２１０に規定される２３０℃，２．１６ｋｇｆで評価されたＭＦＲが４０ｇ／１０分以上のホモポリプロピレン樹脂を同様に測定し得られた融解エネルギー時の結晶化度を１００％として評価したいサンプルの結晶化度を算出する。ＭＦＲが４０ｇ／１０分以上のホモポリプロピレンは、融解エネルギーがほぼ一定になるためサチュレートと判断しＭＦＲ４０以上の材料を比較材料とする。
【００３２】
また、ポリプロピレンの結晶化温度（Ｔｃ）は、９０〜１３０℃が好適であり、９５〜１３０℃がより好適であり、１００〜１３０℃が更に好適である。当該範囲とすることにより、発泡成形時により冷却固化しやすく、微細なセルの発泡体を得ることができる。尚、結晶化温度は、ＪＩＳ−Ｋ７１２１に準じて評価した。
【００３３】
上記主成分のポリプロピレンに対して、高溶融張力ポリプロピレンを添加するのが好適である。高溶融張力ポリプロピレンは、２００℃における溶融張力が、５〜５０ｃＮが好適である。添加する場合には、高溶融張力ポリプロピレンの融解温度は、主たる成分の融解温度に対して好ましくは±１０℃の範囲、結晶化温度に対して好ましくは±２０℃、より好ましくは±１５℃である。融解温度が上記の範囲を外れると、複数の材料を混練する際に分散不良が生じる可能性があり、結晶温度が上記の範囲を外れると、発泡により気泡成長した溶融樹脂が冷却固化される温度が不均一となり微細な気泡径が得られない可能性がある。融解温度、結晶化温度はＪＩＳ−Ｋ７１２１を参考に算出される。上記高溶融張力ポリプロピレンは市販のものが使用でき、具体的にはサンアロマー社の「ＨＭＳ−ＰＰ」、日本ポリプロ社の「ニューフォーマー」などが挙げられる。高溶融張力ポリプロピレンは、熱可塑性樹脂組成物のもっとも多くの割合（重量基準）を占める成分１００重量部に対して、１〜５０重量部が好適であり、１０〜４０重量部がより好適であり、２０〜３０重量部が更に好適である。高溶融張力を示すポリプロピレンを使用することで、熱可塑性樹脂組成物の歪硬化性が増し、成形時の気泡の合一を抑制し、セルの細かい独立気泡体が得られる。特に、熱可塑性樹脂組成物の主たる成分としてランダムポリプロピレンを選択し、高溶融張力ポリプロピレンを組み合わせて使用することで、よりいっそう微細なセルが得られる。
【００３４】
上記ポリプロピレンに対してポリエチレンを添加してもよい。用いる場合にはポリエチレンの中でも、低密度ポリエチレンを使用することが好適である。低密度ポリエチレンの密度は、好ましくは９１０〜９４０ｋｇ／ｍ３であり、より好ましくは、９１５〜９３８ｋｇ／ｍ３であり、更に好ましくは９２０〜９３５ｋｇ／ｍ３である。低密度ポリエチレンの含有量は、熱可塑性樹脂組成物のもっとも多くの割合（重量基準）を占める成分１００重量部に対して、好ましくは２０〜８０重量部であり、より好ましくは２５〜６０重量部であり、更に好ましくは３０〜５０重量部である。低密度ポリエチレンを含有することによって柔軟性が得られるとともに歪が改善されやすくなる。
【００３５】
ポリオレフィン樹脂の含有量は、熱可塑性樹脂組成物全体１００重量部に対して、３０〜８０重量部が好適であり、４０〜８０重量部がより好適であり、４５〜８０重量部が更に好適である。ポリプロピレンの含有量は、ポリオレフィン樹脂全体１００重量部に対して、３０〜８０重量部が好適であり、４０〜８０重量部がより好適であり、７０〜８０重量部が更に好適である。
【００３６】
その他、熱可塑性樹脂材料の中には、エラストマー、顔料、酸化防止剤、発泡核剤、結晶造核剤等が含まれていてもよい。
【００３７】
エラストマーとしては、特に限定されないが、スチレン系エラストマーや、エチレンプロピレンジエンゴムや、エチレンプロピレンゴム等の熱可塑性エラストマーが挙げられる。これらのエラストマーを含有することにより、発泡体に柔軟性を付与する効果を奏する。エラストマーのＭＦＲは、特に限定されないが、ＪＩＳ−Ｋ７２１０に規定される２３０℃、２．１６ｋｇｆにおけるＭＦＲが、好ましくは０〜５ｇ／１０分であり、より好ましくは０〜４ｇ／１０分であり、更に好ましくは０〜３ｇ／１０分である。これらのエラストマーの含有量は、熱可塑性樹脂組成物のもっとも多くの割合（重量基準）を占める成分１００重量部に対して、０．１〜８０重量部が好適であり、２０〜７５重量部がより好適であり、４０〜６０重量部が更に好適である。
【００３８】
顔料としては、特に限定されないが、例えば、酸化チタン等が挙げられる。顔料の含有量は、熱可塑性樹脂組成物のもっとも多くの割合（重量基準）を占める成分１００重量部に対して、０．１〜２５重量部が好適であり、０．１〜２０重量部がより好適であり、０．１〜１５重量部が更に好適である。
【００３９】
酸化防止剤としては、特に限定されないが、例えば、フェノール系酸化防止剤として株式会社ＡＤＥＫＡ社製アデカスタブＡＯ−６０やチバジャパン株式会社製イルガノックス１０１０などが挙げられる。酸化防止剤の含有量は、熱可塑性樹脂組成物のもっとも多くの割合（重量基準）を占める成分１００重量部に対して、０．１〜３．０重量部が好適であり、０．１〜１．０重量部がより好適であり、０．１５〜０．５重量部が更に好適である。
【００４０】
発泡核剤としては、特に限定されないが、例えば、シリカ、タルクなどが挙げられる。発泡核剤を使用することによって、得られる気泡サイズを調整することができる。発泡核剤の含有量は、特に限定されないが、例えば、熱可塑性樹脂組成物のもっとも多くの割合（重量基準）を占める成分１００重量部に対して、０．１〜２０重量部が好適であり、１〜１５重量部がより好適であり、２〜１０重量部が更に好適である。
【００４１】
結晶核剤としては、特に限定されないが、例えば、新日本理化株式会社のゲルオールや株式会社ＡＤＥＫＡのアデカスタブＮＡ１１などが挙げられる。
【００４２】
本発明のパッキンに使用される発泡剤は、熱可塑性樹脂組成物を溶融させる工程と、溶融した熱可塑性樹脂組成物に対して発泡剤を含浸する工程と、前記発泡剤を含浸させた熱可塑性樹脂組成物を減圧して前記発泡体を得る工程と、を経て製造される。ここで前記発泡剤は、超臨界二酸化炭素である。以下、各工程について詳細に説明する。
【００４３】
まず、熱可塑性樹脂組成物を溶融させる。より詳細には、熱可塑性樹脂組成物の各成分をシングル又はタンデム型（押出機が２台連結したタイプ）の押出機に投入し、溶融ゾーンで溶解する。尚、当該工程において用いる熱可塑性樹脂材料は、あらかじめ、２軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサー等の樹脂混合機械を用いて、各成分を溶融混合し、ペレット化したものを用いることが好適である。
【００４４】
続く工程において、溶融した熱可塑性樹脂組成物に対して発泡剤を含浸する。ここで用いる発泡剤は、超臨界二酸化炭素である。溶融ゾーン付近に設けられたインジェクションノズルよりガス供給機により昇圧され超臨界状態になった二酸化炭素を押出機内に吐出し、溶融された熱可塑性樹脂組成物中に溶解させる。超臨界二酸化炭素を押出機中に導入して、溶融した熱可塑性樹脂組成物に溶解させて発泡剤が熱可塑性樹脂組成物に溶解した状態とする。
【００４５】
ここで用いる超臨界二酸化炭素を用いることにより、発泡体のセル径を微細化できる。また、超臨界二酸化炭素の圧力は、７．３ＭＰａ以上が必要であり、８ＭＰａ以上がより好適であり、９ＭＰａ以上が更に好適である。尚、上限は特に限定されないが、例えば、２０ＭＰａ以下である。
【００４６】
次の工程において、前記発泡剤を含浸させた熱可塑性樹脂組成物を減圧して前記発泡体を得る。押出機の中で溶融した熱可塑性樹脂組成物に対して超臨界二酸化炭素を導入し温度３１℃以上、圧力７．３ＭＰａ以上の状態として、ダイ口から吐出して大気圧で減圧されて発泡されるまでの間、維持することにより、小さくきめの細かい発泡セルを有する発泡体が得られる。尚、温度３１℃以上、圧力７．３ＭＰａ以上とすることにより、二酸化炭素が超臨界状態を保つことができるため、熱可塑性樹脂組成物と超臨界二酸化炭素が均一性よく混合される。温度の上限値は、特に限定されないが、例えば、熱可塑性樹脂組成物が熱分解しない程度の温度を設定することができ、例えば、３００℃である。
【００４７】
また、熱可塑性樹脂組成物と超臨界二酸化炭素の混合において、大気解放されて上記の圧力以下とならないように２台以上を連結した押出機（タンデム型押出機）を使用し、混合押出処理する工程ライン長をより長くして、混合物の温度を低下させるなどして温度調整を行うことが好適である。発泡直前の熱可塑性樹脂組成物は、当該組成物の流動点付近の温度を有することが好適である。温度を低く保つことにより、発泡前後での圧力差が大きくなり、気泡成長核が多数発生して、きめの細かい発泡体が得られる。また、発泡後、熱可塑性樹脂組成物をより速やかに冷却し、固化させることができる。そのため、気泡の成長を早期に止めることができ、セル径が小さい独立気泡の発泡体が得られやすくなる。
【００４８】
押出機におけるダイ構造は、特に限定されず、Ｔダイ、サーキュラーダイが挙げられる。これらの中でも、厚みが均一な発泡シートが得られるため、サーキュラーダイが好適である。サーキュラーダイを用いた場合には円筒状の発泡体が得られるが、一辺を切開することでシート状に成形できる。このようにして、押出し成形の際に、Ｔダイを選択することにより直接的、又は、サーキュラーダイを選択することにより円筒状の発泡体を経て、長尺シート状発泡体を連続成形することができる。更に、前記長尺シート状発泡体から型抜き加工などにより切り取りパッキンの形状とする。
【００４９】
上記発泡体は、飲食品容器用パッキンとして使用される。図１は、本発明に係る飲食品容器用パッキンの概略構成図である。本発明の飲食品容器用パッキン１は、円盤状を有する本体１１と、当該本体の中心に形成された円形孔１３とを有する。当該パッキンは、上記の超臨界二酸化炭素を用いて発泡させた発泡体により構成されるため、臭気や、黒い残留物が残らず、清潔なパッキンとなる。発泡剤として超臨界二酸化炭素を選択することにより、得られる発泡体のセルが細かく、更にこれらのセルは独立気泡であるため、適度な柔軟性と、高い液密性を有する。
【００５０】
また、本発明に係る飲食品容器用パッキン１は、液体容器の蓋に用いられることが好適である。図２は、本発明に係る液体容器用蓋の概略構成図である。図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は斜視図であり、図２（ｃ）はＡＡ’断面図である。
【００５１】
液体容器用蓋２は、円盤形の底部２１と、当該底部の外周を覆い、前記底部と液密に接合された円筒状外壁２３と、前記底部の前記円筒状外壁よりも内側に設けられ、前記底部と液密に接合された円筒状内壁２５と、前記底部の円筒状内壁内側に設けられた液体導出孔２７と、前記底部の前記外壁及び内壁の間部分に備えられたパッキン１と、を備える。ここで当該パッキン１は、先に説明した本発明に係るパッキンである。
【００５２】
液体容器用蓋２は、ウォーターサーバのボトルタンク用の液体容器３などの開口部に取り付けて使用される。図３は、本発明に係る液体容器用蓋２を液体容器３の開口部に装着した状態を示す断面図である。液体容器３は、液体を収納する液体容器本体３１と、前記底部に設けられたパッキン及び前記蓋の円筒状外壁に対して液密に接続する開口部３３とを有する。ここでは、液体容器の開口部の先端３３ａがパッキン１に対して密着するように装着され、液体容器本体中の液が、開口部３３と、円筒状内壁外２３との間から漏れないような構造となる。
【００５３】
図４に示すように、液体容器用蓋２を装着した液体容器３は、ウォーターサーバ本体４に装着されて使用される。ウォーターサーバ本体４には、液体容器用蓋２を介して液体容器３を装着する装着口４１と、当該装着口から送られた液体を放出する蛇口４２とを有する。より詳細には、液体容器用蓋２の液体導出孔２７を介して、液体容器内の液体がウォーターサーバの装着口４１に供給される。このように、液体容器の開口部を下に向けてウォーターサーバ本体に装着しても、パッキンを有することにより、液が外に漏れない構造となる。
【実施例】
【００５４】
（実施例）
主たる成分としてＪＩＳ−Ｋ７１２０に規定される２３０℃、２．１６ｋｇｆにおけるＭＦＲが０．５ｇ／１０分のランダムポリプロピレン１００重量部に、更に、ＪＩＳ−Ｋ７１２１に規定される融解温度が主たる成分（前記ランダムポリプロピレン）に対してマイナス１０℃以内の高溶融張力ポリプロピレン（溶融張力２６ｃＮ）２５重量部、密度が９３１ｋｇ／ｍ３のポリエチレン３０重量部、ＪＩＳ−Ｋ７２１０に規定される２３０℃、２．１６ｋｇｆのＭＦＲが０（つまり流動しない）のエチレンプロピレンゴム５５重量部、発泡核剤としてシリカ９重量部、さらに顔料３重量部を混合した熱可塑性樹脂組成物を日本製鋼所製２軸押出機で溶融・調製し、超臨界二酸化炭素を温度３１℃以上、圧力７．３ＭＰａ以上の条件で含浸させた後、溶融材料を押出して発泡シートを製造した。得られた発泡体シートの気泡形状は独立気泡であった。発泡体密度は、６０ｋｇ／ｍ３であった。また、発泡シートの押出方向に対して垂直方向の断面をＳＥＭにより測定し（図５）、任意の８点において、１ｍｍ×１ｍｍの範囲内に含まれるセルの数を測定して、平均値を算出したところ、セルの数は２５０個／ｍｍ２であった。また、当該断面より、セルのサイズ（径）の分布を算出したところ、５０μｍ以下の気泡の個数比率が６０％であり、１００μｍ以下の気泡の個数比率が８４％であった（図６）。当該発泡体シートから切り抜いて、パッキンを製造した。
【００５５】
（比較例）
また、比較例として、低密度ポリエチレンを化学発泡剤（永和化成工業（株）製、ビニホールＡＣ♯３、分解温度２１０℃）により発泡させて製造した発泡体について、断面を観察したところ、断面におけるセルの数は、１０１個／ｍｍ２であった。また、セルのサイズ（径）の分布を算出したところ、５０μｍ以下の気泡は１９％であり、１００μｍ以下の気泡は３４％であった。
【００５６】
上記化学発泡剤について、アルゴンガス２５０ｍｌ／ｍｉｎにて室温から５５０℃まで昇温速度２０℃／ｍｉｎの条件で熱重量変化を測定したところ、約１％の残渣（炭化物）が発生した（図７）。
【００５７】
また、化学発泡剤（永和化成工業（株）製、ビニールホールＡＣ♯３、分解温度２１０℃）単体について、アルゴンガス２５０ｍｌ／ｍｉｎにて室温から２１０℃まで昇温速度２０℃／ｍｉｎで昇温させ（約９分）、その後３０分等温で保持し熱重量変化を測定したところ、残渣が２０％発生した（図８）。
【００５８】
なお、図７は、横軸は温度（℃）を、右縦軸は重量損失（％）を示し、図８は、横軸は昇温開始からの時間（ｍｉｎ）を、右縦軸は重量損失（％）を示す。以上の結果から、化学発泡剤は、分解温度以上に加熱しても、それを用いることにより、熱分解による残渣が発生することが分かった。
【００５９】
また、メカニカルフロス法により発泡させた発泡体については、独立気泡ではなく、部分的に連通した気泡が多く含まれる半連通気泡であり液密性に優れていなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明によれば、化学発泡剤を使用しないので、安全性の高い飲食品容器用パッキンを提供することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１ ： 飲食品容器用パッキン
１１ ： 本体
１３ ： 円形孔
２ ： 液体容器用蓋
２１ ： 底部
２３ ： 円筒状外壁
２５ ： 円筒状内壁
２７ ： 液体導出孔
３ ： 液体容器
３１ ： 液体容器本体
３３ ： 開口部
３３ａ： 先端
４ ： ウォーターサーバ本体
４１ ： 装着口
４２ ： 蛇口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲食品を収納する容器に用いられるパッキンにおいて、
溶融状態の熱可塑性樹脂組成物に対して、発泡剤を含浸させた後、減圧することにより得られる独立気泡を有する発泡体からなり、
前記発泡剤が、超臨界二酸化炭素であり、
前記発泡体の密度が４０〜３００ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする、飲食品容器用パッキン。
【請求項２】
前記発泡体の断面における気泡の数が、１５０〜４００個／ｍｍ２である、請求項１記載の飲食品容器用パッキン。
【請求項３】
前記発泡体の断面における気泡径が５０μｍ以下である気泡の個数比率が、全体の５０％以上である、請求項１又は２記載の飲食品容器用パッキン。
【請求項４】
前記含浸が、温度３１℃以上、圧力７．３ＭＰａ以上の系内で行われる、請求項１〜３のいずれか一項記載の飲食品容器用パッキン。
【請求項５】
前記発泡体が、減圧の際の押出し成形を経て長尺シート状に連続形成されたものである、請求項１〜４のいずれか一項記載の飲食品容器用パッキン。
【請求項６】
前記熱可塑性樹脂組成物が、ポリオレフィン樹脂を含む、請求項１〜５のいずれか一項記載の飲食品容器用パッキン。
【請求項７】
開口部を鉛直下向きに位置させ使用する液体容器に用いられる蓋において、
底部と、
当該底部の外周を覆い、前記底部と液密に接合された円筒状外壁と、
前記底部の円筒状外壁内より内側の少なくとも周囲部分に設けられたパッキンと、を有し、
前記パッキンが、請求項１〜６のいずれか一項記載のパッキンである、液体容器用蓋。
【請求項８】
前記底部の前記円筒状外壁よりも内側に設けられ、前記底部と液密に接合された円筒状内壁と、
前記底部の円筒状内壁内側に設けられた液体導出孔と、
を有し、
前記パッキンが、前記底部の前記外壁及び内壁の間部分に備えられており、
該液体容器用蓋がウォーターサーバのボトルタンク用である、請求項７記載の液体容器用蓋。
【請求項９】
請求項７又は８記載の液体容器用蓋と、
液体を収納する液体容器と、
前記底部に設けられたパッキン及び前記蓋の円筒状外壁に対して液密に接続する開口部と、を有する液体容器とを有する、蓋付液体容器。
【請求項１０】
飲食品を収納する容器に用いられる発泡体からなるパッキンを製造する方法において、
熱可塑性樹脂組成物を溶融させる工程と、
溶融した熱可塑性樹脂組成物に対して発泡剤を含浸する工程と、
前記発泡剤を含浸させた熱可塑性樹脂組成物を減圧して前記発泡体を得る工程と、を有し、
前記発泡剤が、超臨界二酸化炭素である、パッキンの製造方法。
【請求項１１】
前記含浸する工程が、温度３１℃以上、圧力７．３ＭＰａ以上の系内で行われる請求項１０記載のパッキンの製造方法。
【請求項１２】
前記発泡体を得る工程が、減圧の際の押出し成形を経て長尺シート状発泡体を得る工程であり、
前記長尺シート状発泡体から型抜き加工をしてパッキンを得る工程を更に有する、請求項１０又は１１記載のパッキンの製造方法。
【請求項１】
飲食品を収納する容器に用いられるパッキンにおいて、
溶融状態の熱可塑性樹脂組成物に対して、発泡剤を含浸させた後、減圧することにより得られる独立気泡を有する発泡体からなり、
前記発泡剤が、超臨界二酸化炭素であり、
前記発泡体の密度が４０〜３００ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする、飲食品容器用パッキン。
【請求項２】
前記発泡体の断面における気泡の数が、１５０〜４００個／ｍｍ２である、請求項１記載の飲食品容器用パッキン。
【請求項３】
前記発泡体の断面における気泡径が５０μｍ以下である気泡の個数比率が、全体の５０％以上である、請求項１又は２記載の飲食品容器用パッキン。
【請求項４】
前記含浸が、温度３１℃以上、圧力７．３ＭＰａ以上の系内で行われる、請求項１〜３のいずれか一項記載の飲食品容器用パッキン。
【請求項５】
前記発泡体が、減圧の際の押出し成形を経て長尺シート状に連続形成されたものである、請求項１〜４のいずれか一項記載の飲食品容器用パッキン。
【請求項６】
前記熱可塑性樹脂組成物が、ポリオレフィン樹脂を含む、請求項１〜５のいずれか一項記載の飲食品容器用パッキン。
【請求項７】
開口部を鉛直下向きに位置させ使用する液体容器に用いられる蓋において、
底部と、
当該底部の外周を覆い、前記底部と液密に接合された円筒状外壁と、
前記底部の円筒状外壁内より内側の少なくとも周囲部分に設けられたパッキンと、を有し、
前記パッキンが、請求項１〜６のいずれか一項記載のパッキンである、液体容器用蓋。
【請求項８】
前記底部の前記円筒状外壁よりも内側に設けられ、前記底部と液密に接合された円筒状内壁と、
前記底部の円筒状内壁内側に設けられた液体導出孔と、
を有し、
前記パッキンが、前記底部の前記外壁及び内壁の間部分に備えられており、
該液体容器用蓋がウォーターサーバのボトルタンク用である、請求項７記載の液体容器用蓋。
【請求項９】
請求項７又は８記載の液体容器用蓋と、
液体を収納する液体容器と、
前記底部に設けられたパッキン及び前記蓋の円筒状外壁に対して液密に接続する開口部と、を有する液体容器とを有する、蓋付液体容器。
【請求項１０】
飲食品を収納する容器に用いられる発泡体からなるパッキンを製造する方法において、
熱可塑性樹脂組成物を溶融させる工程と、
溶融した熱可塑性樹脂組成物に対して発泡剤を含浸する工程と、
前記発泡剤を含浸させた熱可塑性樹脂組成物を減圧して前記発泡体を得る工程と、を有し、
前記発泡剤が、超臨界二酸化炭素である、パッキンの製造方法。
【請求項１１】
前記含浸する工程が、温度３１℃以上、圧力７．３ＭＰａ以上の系内で行われる請求項１０記載のパッキンの製造方法。
【請求項１２】
前記発泡体を得る工程が、減圧の際の押出し成形を経て長尺シート状発泡体を得る工程であり、
前記長尺シート状発泡体から型抜き加工をしてパッキンを得る工程を更に有する、請求項１０又は１１記載のパッキンの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１４３６４（Ｐ２０１３−１４３６４Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４８５６１（Ｐ２０１１−１４８５６１）
【出願日】平成２３年７月４日（２０１１．７．４）
【出願人】（０００１２７３０７）株式会社イノアック技術研究所 (73)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月４日（２０１１．７．４）
【出願人】（０００１２７３０７）株式会社イノアック技術研究所 (73)
【Ｆターム（参考）】
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