JP4388757B2

JP4388757B2 - 滑性に優れたプラスチックキャップ

Info

Publication number: JP4388757B2
Application number: JP2003091107A
Authority: JP
Inventors: 裕昭菊地; 新一酒匂
Original assignee: Nippon Closures Co Ltd
Current assignee: Nippon Closures Co Ltd
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2023-03-28
Also published as: JP2004299681A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表面特性に優れたプラスチックキャップに関し、より詳細には、充填工程でのシュート流れ性が良く、熱処理工程での熱水によるインキ剥離や搬送工程での天面摩耗による擦過傷を起こしにくい使い勝手の良いプラスチックキャップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に飲料等の容器に適用されるプラスチックキャップは、容器口部にキャッピングされる際、充填工程においてキャッピング装置までシュート内を転がりながら滑り落ちることにより搬送される。
シュート内を円滑に転がりながら滑り落ちるためにはシュートの傾斜角を充分とることが最も重要であるが、キャップに関しては転がり抵抗を小さくすることが必要になってくる。
キャップの重心位置、外径、材質、表面滑性などの因子がシュートとの接触状態を変え、転がり抵抗の大小に関わってきてシュート内におけるキャップ流れに大きな影響を及ぼすのである。
【０００３】
充填環境によってはシュートの傾斜角を大きくとれず、シュート内でのキャップのスムーズな流れを阻害し、充填速度に大きな影響を及ぼす場合がある。
特に小型ＰＥＴボトルに代表される小容量容器の高速充填ラインでは、キャップの供給スピードがそのまま充填速度＝生産数量に反映することになり、低傾斜角しかとれない充填環境での円滑なキャップ流れの実現が望まれていた。
【０００４】
このような観点からキャップの表面滑性、とりわけ天面印刷の滑性を上げるため、従来は紫外線硬化型インキにシリコーン樹脂やワックスなどの滑剤を配合していたが、かかるインキでは滑性や搬送時の耐摩耗性は不十分なものであった。
【０００５】
このような問題点を解決するため紫外線硬化型のハードコート（オーバープリントニス＝ＯＰニス）を印刷インキ層の上に塗布することも知られているが、２つの層を構成する素材の組成について詳細に検討した事例は報告されていない。
印刷インキとハードコート（ＯＰニス）との組み合わせが悪ければキャップ印刷直後の層間剥離、充填後熱水シャワーによる印刷部の剥け、輸送時の段ボール箱との摩擦による印刷面の削れ等が起き、密着性、耐熱水性、耐摩擦性に悪影響を及ぼしてくる。
それ故に印刷インキとＯＰニスの組成は限定を受け、特に滑剤成分であるシリコーン樹脂の配合の有無は印刷部物性に大きな影響を及ぼすのである。
【０００６】
また、単に従来タイプの紫外線硬化型インキ（シリコーン樹脂含有）の上にワックス添加の紫外線硬化型ＯＰニスを塗布し、２層まとめて紫外線照射を受けるウエット印刷も知られている。（例えば特許文献１参照）
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−１３４４０６号公報
【０００８】
しかしながら、シリコーン樹脂含有インキから成る印刷層の上にＯＰニス層を設ける場合には「濡れ」の問題が持ち上がり、時には印刷インキ−ＯＰニス層間に密着不良を生じることがある。
【０００９】
従って本発明の目的は、キャップ天面に紫外線硬化による印刷層及びＯＰニス層を有しつつ、キャップ天面の滑り性に優れていると共に、耐摩耗性、印刷特性、耐熱水性等に優れたプラスチックキャップを提供することである。
【００１０】
本発明によれば、天面に印刷層及びオーバープリント層を有するプラスチックキャップにおいて、前記印刷層が（メタ）アクリルオリゴマーと（メタ）アクリルモノマーから成る重合物、顔料、光重合開始剤を含有する樹脂組成物、前記オーバープリント層が（メタ）アクリルオリゴマーを２０乃至２５重量％、（メタ）アクリルモノマーを２５乃至５０重量％、光重合開始剤を１０乃至２０重量％、体質顔料を５乃至１０重量％、シリコーン系樹脂を１乃至３重量％、ワックスを２．５乃至６重量％含有する樹脂組成物であると共に、前記印刷層及び前記オーバープリント層がそれぞれ紫外線硬化により形成されていることを特徴とする滑性に優れたプラスチックキャップが提供される。
【００１１】
本発明のプラスチックキャップにおいては、
１．印刷層にはシリコーン系樹脂が含有されていないこと、
２．印刷層を形成する樹脂組成物中の（メタ）アクリルオリゴマーが１０乃至３０重量％、（メタ）アクリルモノマーが１５乃至４５重量％、光重合開始剤が１０乃至２０重量％、顔料が１０乃至３０重量％、ワックスが０乃至６重量％であること、
が好ましい。
【００１２】
【発明の実施形態】
本発明のプラスチックキャップにおいては、（メタ）アクリルオリゴマー、（メタ）アクリルモノマー、顔料等の添加剤から成る印刷層と（メタ）アクリルオリゴマー、（メタ）アクリルモノマー、及び滑剤、体質顔料等の添加剤から成るオーバープリント層がキャップ天面に設けられ、かかる印刷層及びオーバープリント層がそれぞれ紫外線硬化されることにより形成されることが重要な特徴である。
【００１３】
本発明においては、印刷層及びオーバープリント層の何れにおいても、（メタ）アクリルオリゴマー及び（メタ）アクリルモノマーから成る紫外線硬化型の樹脂組成物を用いる。
（メタ）アクリルオリゴマー及び（メタ）アクリルモノマー、特に二官能以上の（メタ）アクリレートから成る樹脂組成物は、速乾性、接着性、柔軟性、耐久性、耐熱水性等に優れたものであり、オーバープリント層においては、かかる樹脂組成物に滑剤を含有させることによってキャップの滑性を向上させることが可能となり、これにより高速充填装置においてもキャップを安定して供給することが可能となるのである。
また、本発明においては上記オーバープリント層を印刷層上に形成することによって、従来滑性を付与するために印刷層に添加されていたシリコーン樹脂を用いる必要がなくなり、このため印刷層とオーバープリント層との間の密着性を向上させることが可能となる。更に、かかるオーバープリント層の存在により、印刷層が直接摺擦されることがなく、耐摩擦性を向上させることも可能となる。
【００１４】
本発明においては、前記紫外線硬化型樹脂組成物から成る印刷層及びオーバープリント層をそれぞれ紫外線照射して硬化させることにより形成することも重要であり、これにより印刷インキのＯＰニスへの移行を防止することができ、鮮明な印刷層形成が可能となる。
【００１５】
（印刷層）
本発明においてキャップ天面に用いられる印刷層は後述する（メタ）アクリルオリゴマーと（メタ）アクリルモノマーから成る重合物をビヒクルとし、更に顔料及び光重合開始剤、また必要によりワックス、光増感剤(助剤)、接着促進剤等を配合することができるが、前述した通りシリコーン樹脂は配合されてはいない。
印刷層を形成する樹脂組成物中の（メタ）アクリルオリゴマーが１０乃至３０重量％、（メタ）アクリルモノマーが１５乃至４５重量％、光重合開始剤が１０乃至２０重量％、顔料が１０乃至３０重量％、ワックス０乃至６重量％であり、特に（メタ）アクリルオリゴマーは１５〜２５重量％、（メタ）アクリルモノマー２５〜４０重量％、光重合開始剤１２〜１８重量％、及び顔料が１５乃至２５重量％、ワックスが１乃至４重量％であることが好ましい。
印刷層はこれに限定されないが一般に、０．１乃至５μｍ、特に１乃至３μｍの厚みとなるように形成されていることが好ましい。
【００１６】
（オーバープリント層）
本発明において印刷層の上に形成されるオーバープリント層は（メタ）アクリルオリゴマー、と（メタ）アクリルモノマーとの重合物をビヒクルとし、滑剤、体質顔料などの添加剤を含むものであり、印刷層の上に形成されることから透明性を有するという特徴がある。
重合は紫外線によるから、光重合開始剤、必要により光増感剤(助剤)を配合する。
また、この層に配合する滑剤はキャップの滑性を向上させるものであり、特にシリコーン樹脂及びワックスの組み合わせであることが好ましい。シリコーン樹脂配合により撥水性が増し、充填後熱処理工程における耐熱水性の向上も期待できる。
ワックスとしてはポリエチレンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、カルナバワックス、キャンデリラワックス、テフロンワックス等従来公知のものを挙げることができ、特にこれらを組み合わせで用いることが滑性、耐摩耗性の見地から好ましい。
【００１７】
オーバープリント層を形成する樹脂組成物中の（メタ）アクリルオリゴマーが２０乃至２５重量％、（メタ）アクリルモノマーが２５乃至５０重量％、光重合開始剤が１０乃至２０重量％、体質顔料が５〜１０重量％、シリコーン樹脂が１乃至３重量％、ワックスが２．５乃至６重量％であり、特に（メタ）アクリルオリゴマーが２０乃至２５重量％、（メタ）アクリルモノマーが３５乃至４０重量％、光重合開始剤が１３乃至１８重量％、体質顔料が５乃至１０重量％、シリコーン樹脂が１乃至３重量％、ワックスが３．５乃至５重量％であることが好ましい。
重合反応前組成物の粘度は１２０ｃＰｓ以下、特に８０乃至１５０ｃＰｓ程度であることがレベリング性向上のために好ましく、紫外線硬化による歪みの緩和にも有益である。
オーバープリント層はこれに限定されないが、一般に０．１乃至２μｍ、特に０．５乃至１μｍの厚みとなるように形成されることが好ましい。
【００１８】
（（メタ）アクリルオリゴマー）
印刷層及びオーバープリント層に用いる（メタ）アクリルオリゴマーはエポキシ（メタ）アクリレート、エポキシ化油変性（メタ）アクリレート、ポリウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、ポリエーテル（メタ）アクリレート、ポリビニル（メタ）アクリレート、ポリスチリルエチル（メタ）アクリレート等の重量平均分子量１，０００乃至１００，０００、酸価が２０以下のものを用いることが好ましい。これにより、印刷特性や耐久性等を好適なものにすることができる。
【００１９】
（（メタ）アクリルモノマー）
本発明において、（メタ）アクリルオリゴマーと組み合わせで使用される（メタ）アクリルモノマーは２官能以上のアクリレートモノマー或いはメタクリレートモノマーであり、具体的には以下のものを例示できる。
例えば、２，２−ジメチル−３−ヒドロキシプロピル−２，２−ジメチル−３−ヒドロキシプロピオネートのジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、２，２′−ジ（ヒドロキシプロポキシフェニル）プロパンのジ（メタ）アクリレート、２，２’−ジ（ヒドロキシエトキシフェニル）プロパンのジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメチロールのジ（メタ）アクリレート等の２官能（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、またグリセリン等の多価アルコールの（メタ）アクリレート及びこれらにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドを開環付加して成るポリオールのアクリル酸エステル化物、トリアリルトリメリット酸等の多価（メタ）アクリレートを挙げることができる。
【００２０】
（光重合開始剤）
本発明の印刷層及びオーバープリント層に用いられる（メタ）アクリレートオリゴマー／（メタ）アクリルモノマーの光重合開始剤としては、従来公知のアセトフェノン類、ベンゾフェノン、ミヒラ−ケトン（４−４‘−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン）、ベンジル、ベンゾイルベンゾエート、ベンゾイン、ベンゾインエーテル類、チオキサントン類、アントラキノン類及びその誘導体、アシルホスフィンオキシド及びその誘導体等を挙げることができる。
【００２１】
（その他の添加剤）
本発明の印刷層及び／又はオーバーコート層には上述した添加剤以外にも従来公知の各種添加剤を配合することができる。
光重合開始剤と共に光増感剤(助剤)を使用することもでき、光増感剤としては従来公知のアミン類、尿素類、イオウ化合物、ニトリル類、リン化合物、窒素化合物、塩素化合物などを挙げることができる。光増感剤は印刷インキ或いはＯＰニス中０乃至５重量％の濃度で使用することが好ましい。
また、印刷インキ或いはＯＰニスの熱重合の防止や貯蔵安定性を保つために、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、ｔ−ブチルカテコール、ｐ−ベンゾキノン、２，５−ｔ−ブチルハイドロキノン、フェノチアジン等の重合防止剤を０乃至５重量％の濃度で使用することが好ましい。
また、オーバープリント層にはレベリング性向上のためにタルク、沈降性硫酸バリウム、シリカ等の体質顔料を５乃至１０重量％の濃度で含有させることが好ましい。
更に公知の着色剤、顔料、粘度調整剤等を公知の処方で配合することができる。
【００２２】
（印刷層及びオーバープリント層の形成）
本発明のプラスチックキャップにおいて、印刷層及びオーバープリント層を形成する工程を以下に説明する。
ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂を圧縮成形或いは射出成形などの方法によって形成したキャップシェルの天面に、フレーム処理或いはコロナ放電処理、プラズマ処理等の表面処理を施す。
表面処理されたキャップシェル天面に、オフセット印刷、パッド印刷等従来公知の印刷方式により印刷層用インキ組成物を転写し、これに紫外線を照射して硬化させ、印刷層を形成する。
次いでかかる印刷層の上にコーター等従来公知の塗布手段或いは印刷層同様にオフセット印刷、パッド印刷等の印刷方式によってオーバープリント層用コーティング組成物を転写し、これに紫外線を照射してオーバープリント層を形成する。
【００２３】
上記紫外線硬化に際しては従来公知の低圧又は高圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、無電極放電ランプ、カーボン・アーク灯などを使用でき、紫外線硬化条件としては、これに限定されないが、メタルハライドランプを用いて印刷層及びオーバープリント層共に０．５乃至１０秒程度照射することが望ましい。紫外線を２回照射することによって印刷インキのオーバープリント層用版（ゴムローラー、パッド等）への転写を防ぎ、意匠性、表面光沢などの仕上がりに優れたキャップ天面デザインの付与が可能となる。
【００２４】
【実施例】
（実施例１）
ブロック共重合ポリプロピレンから成るキャップシェルの天面をフレーム処理（濡れ指数＝５０）し、（表１）に示す組成の印刷インキ組成物Ａをオフセット印刷によってベタ印刷（盛量＝２０μｇ）し、紫外線硬化させて印刷層を形成した。
次いでこの印刷層の上に（表１）に示す組成のオーバープリント用コーティング組成物をロールコーターを用いて転写（膜厚＝１μｍ程度）させ、紫外線硬化させてオーバープリント層を形成した。紫外線硬化条件は２５０Ｊ／ｃｍ^２であった。
得られたキャップについて下記の試験を行った。
【００２５】
［シュート滑り性試験］
印刷・オーバーコート直後、経時４日後のキャップが、７．５度の勾配をつけた長さ１５０ｃｍのステンレス製丸棒シュートを通過するのに要した時間を測定した。
測定は１０個直列に並べたキャップにて行い、通過時間の測定値(秒)を滑り易さの目安とした。
【００２６】
［耐摩耗性試験］
印刷・オーバーコート直後、経時４日後のキャップ天面をカートンケース用クラフトパルプ紙（ライナー付き）表面に１ｋｇｆの荷重で２分間擦りつけ、クラフト紙表面の印刷インキの転写状態で耐摩耗性の評価を行った。
○：クラフト紙表面に青いインキの転写がない。
△：クラフト紙表面に僅かながら青インキの転写が認められる。
×：クラフト紙表面に青インキの転写が鮮明に認められる。
【００２７】
［耐熱水性試験］
印刷・オーバーコート直後、経時４日後のキャップ天面に８５℃の熱水を０．２Ｍｐａ
の圧力で１０分間噴射し、青インキの剥離状態で耐熱水性を評価した。
○：青インキの剥離がない。
○⁻：キャップの青インキ剥離率が１０％未満
△：キャップの青インキ発生率が１０〜３０％
×：キャップの青インキ発生率が３０％以上
【００２８】
（比較例１）
（表１）に示す印刷インキ組成物Ｂのみをキャップ天面に転写した以外は（実施例１）と同様にしてキャップを製造した。得られたキャップについて（実施例１）と同様に上記試験を行った。結果を（表２）に併せて示す。
【００２９】
【表１】

【００３０】
【表２】

【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、天面に印刷層及びオーバープリント層を有するプラスチックキャップにおいて、前記印刷層が（メタ）アクリルオリゴマーと（メタ）アクリルモノマーを重合して成る樹脂組成物であり、前記オーバープリント層が（メタ）アクリルオリゴマーと（メタ）アクリルモノマーを重合して成る樹脂組成物に滑剤を含有するものであると共に、印刷層及びオーバープリント層がそれぞれ紫外線硬化により形成されていることにより、充填工程における容器蓋搬送工程においてシュート内を従来よりもより高速に安定して搬送されることが可能な滑り性を有すると共に、キャップ天面に紫外線硬化による印刷層及びオーバープリント層を有しつつ、耐摩耗性、耐熱水性に優れたプラスチックキャップを提供することができた。

Claims

天面に印刷層及びオーバープリント層を有するプラスチックキャップにおいて、前記印刷層が（メタ）アクリルオリゴマーと（メタ）アクリルモノマーから成る重合物、顔料、光重合開始剤を含有する樹脂組成物、前記オーバープリント層が（メタ）アクリルオリゴマーを２０乃至２５重量％、（メタ）アクリルモノマーを２５乃至５０重量％、光重合開始剤を１０乃至２０重量％、体質顔料を５乃至１０重量％、シリコーン系樹脂を１乃至３重量％、ワックスを２．５乃至６重量％含有する樹脂組成物であると共に、前記印刷層及び前記オーバープリント層がそれぞれ紫外線硬化により形成されていることを特徴とする滑性に優れたプラスチックキャップ。
前記印刷層にはシリコーン系樹脂が含有されていない請求項１記載のプラスチックキャップ。
前記印刷層を形成する樹脂組成物中の（メタ）アクリルオリゴマーが１０乃至３０重量％、（メタ）アクリルモノマーが１５乃至４５重量％、光重合開始剤が１０乃至２０重量％、顔料が１０乃至３０重量％、ワックスが０乃至６重量％である請求項１又は２記載のプラスチックキャップ。