JP4456681B2

JP4456681B2 - Easy-open plastic container lid

Info

Publication number: JP4456681B2
Application number: JP33907698A
Authority: JP
Inventors: 軍治松田; 裕昭菊地; 喬杉嵜
Original assignee: Nippon Closures Co Ltd
Current assignee: Nippon Closures Co Ltd
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2018-11-30
Also published as: JP2000159250A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、易開封性樹脂製容器蓋に関するもので、より詳細には、成形の能率に優れていると共に、耐環境応力亀裂性と易開封性との組合せを有する易開封性樹脂製容器蓋に関する。
【０００２】
【従来の技術】
飲料用ボトル等に用いる樹脂製容器蓋は、今日では一般的であり、一般にプロピレン系重合体や、エチレン系重合体などのオレフィン系樹脂製のものが広く使用されている。
【０００３】
本出願人の提案に係る実開昭６４−２６２５７号公報には、容器首部と係合するための螺子部を内面に有するポリプロピレン製樹脂キャップにおいて、該螺子部表面は、JIS B 0651に基づいて測定した表面粗さが２乃至６μｍの範囲にあることを特徴とするポリプロピレン製樹脂キャップが提案されている。
【０００４】
また、特開平９−３１５４５１号公報には、天面及びスカートから成るキャップにおいて、少なくとも容器口に接する天面内面が密度が０．９３５ｇ／ｃｍ^３以下のエチレン系重合体の連続相と、エチレン系重合体−オルガノポリシロキサン共重合体の分散相との樹脂組成物で形成されていることを特徴とするキャップが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ポリプロピレン製キャップは、耐熱性にもある程度優れており、耐環境応力亀裂性にも優れているという利点があるが、開封性と成形性とに未だ問題を有している。
【０００６】
即ち、一般に樹脂製キャップはボトルの口部にネジにより締結されるが、ポリプロピレンは滑り性が悪く、開栓トルクが大きくなり、締まりが硬く、開栓しにくいという問題を有している。この問題を解決するために、キャップに成形するポリプロピレンに滑剤を含有させる手段が採用されているが、開栓トルクの低減・改善には未だ限度があるとともに、無菌充填（アセプティック充填）のように、キャップを殺菌液と接触させ、その後水洗を行う用途では、キャップ表面の滑剤が流出するため、開栓トルクがやはり増大し、開栓トルクが異常に増大するという問題がある。
【０００７】
また、ポリプロピレンは、ポリエチレンに比して融点が高く、熱成形には高温を必要とし、従って、成形後の樹脂製品の冷却にも長時間を必要とするとともに、ポリプロピレンは高密度ポリエチレン等に比して熱伝導率も低く、冷却効率が低くなり、金型中での占有時間が長くなるという問題がある。
【０００８】
更に、圧縮成形のように、溶融された樹脂を型外においても取り扱わねばならない成形法では、ポリプロピレンはドローダウン性が大きく、また工具や装置に粘着する傾向があるという作業性の面での問題をも有している。
【０００９】
一方、ポリエチレンは成形性の点では、ポリプロピレンに比して優れているが、キャップのシール性保持に必要な剛性がポリプロピレンに比して劣り、またボトル内容物やその上記との接触により環境応力亀裂を発生しやすいという問題をも有している。
【００１０】
従って、本発明の目的は、成形作業性や成形の能率に優れているとともに、内容物のシール性、易開封性及び耐環境応力亀裂性に優れているポリエチレン系の易開封性樹脂製容器蓋を提供するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、エチレンと炭素数３〜１２のα−オレフィンとの共重合体であって、メルトフローレート（ＭＦＲ）が２．０〜１０ｇ／１０分であり、下記式
ＦＬＲ＝Ｉ（Ｈ）／Ｉ（Ｌ） ‥（１）
式中、Ｉ（Ｈ）は１９０℃の温度及び２１．６ｋｇ荷重で測定したメルトフローレートであり、Ｉ（Ｌ）は１９０℃の温度及び２．１６ｋｇ荷重で測定したメルトフローレートである、
で定義されるフローレシオ（ＦＬＲ）が５０以上である高密度ポリエチレンの圧縮成形で形成された易開封性樹脂製容器蓋が提供される。
本発明においては、前記高密度ポリエチレンが０．９４５〜０．９６０ｇ／ｃｍ^３の密度を有するものであること、前記高密度ポリエチレンが９０００〜１４０００ｋｇ／ｃｍ^２の曲げ剛性を有するものであること、前記高密度ポリエチレンがＪＩＳ−Ｋ６７６０で測定して１５時間以上の環境応力亀裂時間を有するものであることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施形態】
［作用］
本発明では、下記の条件の全て、即ち
（１）エチレンと炭素数３〜１２のα−オレフィンとの共重合体であって、
（２）メルトフローレート（ＭＦＲ）が２．０〜１０ｇ／１０分であり、
（３）下記式
ＦＬＲ＝Ｉ（Ｈ）／Ｉ（Ｌ） ‥（１）
式中、Ｉ（Ｈ）は１９０℃の温度及び２１．６ｋｇ荷重で測定したメルトフローレートであり、
Ｉ（Ｌ）は１９０℃の温度及び２．１６ｋｇ荷重で測定したメルトフローレートである、
で定義されるフローレシオ（ＦＬＲ）が５０以上であり、
且つ
（４）密度が０．９４５〜０．９６０ｇ／ｃｍ^３である、
を満足する高密度ポリエチレンを、容器蓋（キャップ）の成形に用いることが特徴である。
【００１３】
本発明で用いる高密度ポリエチレンは、エチレンと炭素数３〜１２のα−オレフィンとの共重合体からなることが耐環境応力亀裂性の点で重要である。
【００１４】
高密度ポリエチレンは、ポリエチレンの内でも剛性が大きく、容器蓋の天面における変形を低減して、シール性やその保持性を維持する上で望ましい材料ではあるが、内容物やその蒸気との接触により環境応力亀裂を発生しやすいという問題を有している。即ち、環境応力亀裂はポリエチレン成形品によく見られる欠陥の一つであり、応力が加わっているポリエチレン成形品などに、水、アルコール類等の有機系溶媒、界面活性剤、或いはそれらの蒸気等が接触すると、亀裂を発生する現象として知られている。
樹脂製容器蓋の場合、容器蓋のシール部には容器口部との密封圧力（シール圧）が必ず印加されており、しかもこのシール部には内容物やその蒸気が接触するため、環境応力亀裂が至って発生しやすい環境となっていることが了解されよう。
而して、容器蓋のシール部にこのような亀裂が発生すると、この亀裂がたとえ微細なマイクロクラックであっても、漏洩や密封不良を招くことになり、この問題は解決しなければならない重要な課題といえるものである。
【００１５】
本発明では、高密度ポリエチレンの内でもエチレンと炭素数３〜１２のα−オレフィンとの共重合体を選択し、これを容器蓋の形成素材として用いることにより、先ず環境応力亀裂の問題を解消したものである。
後述する例を参照されたい。エチレン単独からなる高密度ポリエチレンを用いたキャップでは、４ボリュームの炭酸飲料を充填し、５０℃×７日の保存試験を行った場合、１０本中１０本のボトルのキャップについて環境応力亀裂の発生が認められるのに対して、エチレン・ブテン−１共重合体からなる高密度ポリエチレンを用いたキャップでは、同様の試験において、１０本中１本についても環境応力亀裂が発生していないのであって、本発明の優れた作用効果が明らかとなる。
【００１６】
本発明に用いる高密度ポリエチレンは、メルトフローレート（ＭＦＲ、ＪＩＳ−Ｋ６７６０）が２．０〜１０ｇ／１０分の範囲内にあることも、容器蓋への成形性乃至加工性や、耐環境応力亀裂性の点で重要である。
【００１７】
ＭＦＲが上記範囲を下回ると、溶融流動性が低下するため、キャップの微細構造、例えば密封のためのシール部構造、タンパーエビデント性付与のためのブリッジ構造等を精度よく形成することが困難となる傾向があり、溶融流動性を向上させるために成形温度を高くすると、冷却に長時間を必要とし、成形能率が低下する傾向がある。一方ＭＦＲが上記範囲を上回ると、溶融流動性の点では問題がないとしても、前述した環境応力亀裂が発生しやすくなるので好ましくない。また、ＭＦＲが上記範囲を上回ると、剛性が不足したり、溶融ストランドのカッティング等の加工性が低下する傾向がある。
【００１８】
本明細書におけるフローレシオ（ＦＬＲ）は前記式（１）で定義されるものであるが、式（１）中の分母のＩ（Ｌ）は、通常の測定条件で測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）であり、一方分子のＩ（Ｈ）は通常の測定条件の低荷重（２１６０ｇ）の１０倍の荷重を印加して測定したメルトフローレートを示している。即ち、このフローレシオ（ＦＬＲ）は、メルトフローレートの荷重依存性を比率で示している。
一般に、低荷重でのメルトフローレートは分子量と密接な関係（１対１の対応があり、分子量が大きくなるほどＦＬＲ値は小さくなる）にあるが、高荷重でのメルトフローレートではずり応力の影響が大きく現れ、低分子量成分の含有比率が大きい場合には大きな値となり、逆に低分子量成分の含有比率が小さい場合には小さな値となる。
【００１９】
従って、高密度ポリエチレンのメルトフローレート（ＭＦＲ）が同じであっても、前記フローレシオ（ＦＬＲ）が大きいということは、同じ平均分子量であっても、比較的分子量の高いものから比較的分子量の小さいものまで分布の範囲が広いということを物語っている。
【００２０】
本発明において、このようにフローレシオの大きい高密度ポリエチレンを使用すると、成形性が顕著に向上して（これは高荷重での押出量が増大することからも了解される）、低温での成形が可能となり、冷却のための型占有時間も短くなるため、キャップの生産性乃至生産効率を顕著に高めることが可能となるのである。
【００２１】
更に、樹脂製容器蓋では、上記フローレシオの高密度ポリエチレンを使用しているため、滑り性が良好であり、種々の履歴を経た場合にも、開栓トルクが比較的低い範囲に安定に維持されており、開栓が至って容易であるという特徴を有している。
即ち、本発明のキャップによれば、従来のポリプロピレン製キャップに比して開栓トルクを低く抑制できるばかりではなく、キャップの易開栓性を、滑剤の配合なしに、或いは滑剤を配合するとしても、従来の配合量の１／１０以下の量で達成することができる。
【００２２】
本発明では、樹脂キャップへの滑剤の配合を取りやめ、或いは配合するとしても極めて少量ですむため、付加的な利点が達成される。樹脂キャップの製造現場では、キャップ天面への印刷が必要となる場合が多いが、流通及び生産調整上の必要性により、キャップの成形時と印刷時との間に１週間程度のずれが発生する場合がある。
このような時間的なずれが発生すると、キャップの天面に滑剤がブリードして印刷インキが接着しにくくなる。この接着不良の問題を解決するためには、接着強度を上げるための格別の前処理が必要となり、しかも経時に伴い前処理の程度を挙げるか、或いは時間をかける必要がある。勿論、このような前処理は生産性の低下につながることになる。
本発明の特定の高密度ポリエチレンから成る樹脂キャップでは、滑剤ブリードの問題が解消されるため、天面への印刷を、製造段階での経時に関わらず、安定に生産性を落とさずに可能と成るという利点が達成されるものである。
【００２３】
［樹脂］
本発明では、容器蓋を構成する樹脂として、エチレンと炭素数３〜１２のα−オレフィンとの共重合体であって、メルトフローレート（ＭＦＲ）が２．０〜１０ｇ／１０分であり、前記式（１）で定義されるフローレシオ（ＦＬＲ）が５０以上であり、且つ密度が０．９４５〜０．９６０ｇ／ｃｍ^３である高密度ポリエチレンを用いる。
【００２４】
上記高密度ポリエチレンにおいて、エチレンと共重合されるα−オレフィンとしては、特にＣ数が３乃至１２のα−オレフィン、具体的にはプロピレン、ブテン−１、、ヘキセン−１、、オクテン−１、４−メチル−１−ペンテン、ノネン−１、デセン−１、ドデセン−１等が単独或いは２種以上の組合せで使用される。
これらのα−オレフィン共単量体は、高密度ポリエチレンの耐環境応力亀裂性を向上させるものである。
上記α−オレフィンの内でも、ブテン−１及びヘキセン−１が好適である。
【００２５】
一般に、エチレン・α−オレフィン共重合体における密度は、α−オレフィン共単量体の量が増大するに伴って、低下する傾向がある。本発明に用いる高密度ポリエチレンにあっては、密度が前述した０．９４５〜０．９６０ｇ／ｃｍ^３の範囲内にあるように、α−オレフィンが共重合されているべきである。
この高密度ポリエチレンにおけるα−オレフィンの含有量は、重合法によっても変化するが、一般に１乃至１５重量％、特に１乃至１０重量％の範囲にあるのがよい。
【００２６】
本発明に用いる高密度ポリエチレンは、０．９４５〜０．９６０ｇ／ｃｍ^３、特に０．９５０乃至０．９５５ｇ／ｃｍ^３の密度を有するべきである。密度が上記範囲を下回ると、樹脂製容器蓋としての剛性が不足し、例えば天面の膨出変形等によりシール性が低下する傾向がある。一方、密度が上記範囲を上回ると、環境応力亀裂などが発生しやすくなる傾向がある。
【００２７】
本発明において、高密度ポリエチレンのメルトフローレート（ＭＦＲ）及び式（１）で定義されるフローレシオ（ＦＬＲ）が特定の範囲にあることの重要性については既に指摘したとおりであるが、フローレシオが５０以上、特に７０乃至１５０の範囲にあることの重要性が強調されなければならない。
【００２８】
本発明に用いる高密度ポリエチレンの製法は、特に限定されず、例えば、少なくとも一方がエチレン・α−オレフィン共重合体からなる高密度ポリエチレンであって、高分子量のものと、低分子量のものとを、ＭＦＲ及びＦＬＲが上記範囲となるように溶融混練することによっても製造できる。
しかしながら、操作の簡単さ及び組成の均質さからいって、それ自体公知の高密度ポリエチレンの重合法において、多段重合法、一般に二段重合法で製造されたものが好ましい。高密度ポリエチレンの重合法においては、チタン系触媒成分及び有機アルミニウム化合物触媒成分から成るチーグラー型触媒の存在下に、必要により水素の存在下に、有機溶剤中、液状単量体中、或いは気相中でエチレンを重合させる。この重合法において、一段目において、エチレン或いは更にα−オレフィンを重合させて高分子量成分の基となる高密度ポリエチレンを製造し、引き続き重合系中にエチレン、α−オレフィン及び水素を導入して、高分子量成分と低分子量成分とを含む高密度ポリエチレンを調製する。
【００２９】
本発明の目的に好適な高密度ポリエチレンは、市販品として入手することができ、例えば、日本ポリケム（株）社よりノバテックＨＤの商品名で入手することができる。
【００３０】
本発明に用いる高密度ポリエチレンは、ＪＩＳ−Ｋ６７６０により測定して、９０００〜１４０００ｋｇ／ｃｍ^２の曲げ弾性率を有するものであることが好ましい。曲げ弾性率が上記範囲を下回ると、シール性が不満足となり、一方上記範囲を上回ると、成形後のキャップの型からの無理抜きが難しくなるなど、成形作業性に難点が現れると共に、耐環境応力亀裂性が低下するなど、キャップ性能の点でも満足な性能が得られなくなる。
【００３１】
本発明の樹脂製容器蓋では、高密度ポリエチレンを用いているにもかかわらず、例外的に優れた耐環境応力亀裂性を有している。この特性は、ＪＩＳ−Ｋ６７６０で規定されている環境応力亀裂時間で評価できる。本発明の容器蓋では、環境応力亀裂時間（Ｆ_５０）が１５時間以上である。
【００３２】
本発明樹脂製容器蓋では、滑剤の使用なしに十分な滑り性が得られるが、所望によっては少量の滑剤を配合することができる。
このような滑剤としては、一般にポリエチレンに使用されるもの全てが適用可能である。すなわち、滑剤は（イ）流動、天然または合成パラフィン、マイクロワックス、ポリエチレンワックス、塩素化ポリエチレンワックス等の炭化水素系のもの、（ロ）ステアリン酸、ラウリン酸等の脂肪酸系のもの、（ハ）ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド、オレイン酸アミド、エシル酸アミド、メチレンビスステアロアミド、エチレンビスステアロアミド等の脂肪酸モノアミド系またはビスアミド系のもの、（ニ）ブチルステアレート、硬化ヒマシ油、エチレングリコールモノステアレート等のエステル系のもの、（ホ）セチルアルコール、ステアリルアルコール等のアルコール系のもの、（ヘ）ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム等の金属石ケンおよび（ト）それらの混合系が一般に用いられるが、特に脂肪酸モノアミド系またはビスアミド系が好ましい。これらの滑剤は１．０重量％以下、特に０．０１乃至０．４０重量％の量で含有させることが好ましい。
【００３３】
［容器蓋］
本発明は、上述した特定の高密度ポリエチレンを容器蓋の構成材料として用いる点に特徴を有するものであり、容器蓋の形状及び構造はそれ自体公知の任意のものであってよい。しかしながら、本発明の容器蓋は、上述した特徴を有するので、圧縮成形で形成され、天面部とその周囲から垂下するスカート部とから成り、天面部内面には容器口部と当接するシール部を有し、スカート部内周には容器口部外周のネジと係合するネジを備え、且つスカート部の下部には開封明示機構を備えているものに好適に適用できる。以下、この例について説明する。
【００３４】
ワンピース型のキャップの一例を示す図１において、このプラスチックキャップ１０は、容器口部の形状にあわせてほぼ円筒形状をしており、天面１２と天面１２の周縁部から垂下したスカート状側壁部１３とから形成されているキャップ本体１と、スカート状側壁部１３の下側に環状切断面３を介して位置する開封明示用の周状バンド２からなる。
【００３５】
キャップ本体１と周状バンド２とは環状切断面３により分割されていると共に、ブリッジ４により連結されている。
【００３６】
スカート状側壁部１３の外面には、キャップの把持を容易にするためのローレット溝１４が形成されており、一方スカート状側壁部１３の内面側には、容器口部（図示せず）との締結を可能にするためのネジ１５が形成されている。ネジ１５の所々には、開栓に際してガス抜きを速やかに行い、キャップの飛翔を防止するためのガス抜き溝１６が形成されていてもよい。
【００３７】
キャップ本体１の天面部１２内面には、容器口部のシール機構１７が天面部と一体に設けられており、このシール機構１７は、容器口部の外周面乃至外周側肩部と係合するアウターリング１９からなっている。このアウターリング１９の内側には、容器口部とキャップとの位置決めを行わせるためのインナーリング１８が設けられている。また、アウターリング１９の内面側付け根には、容器口部のの頂面乃至外周側肩部と当接して、天面部１２の内圧によるバックリング変形（パネリング変形）の開始点をこの位置に固定するための肩部１９ａも設けられている。
【００３８】
側壁部１３の下部が周状バンド２に向けて外径の増大する部分、特にテーパー状の部分２０から成っており、この下にブリッジ４の形成用スペースが確保されている。同様に、周状バンド２の外面も下向きに径の増大するテーパ面２２となっている。
【００３９】
側壁部下部２０の内面側には段部２１が形成されており、この段部下面側からブリッジ４が周状バンド２側に延びており、型抜き等の成形性を良好にしている。
【００４０】
キャップ本体１と周状バンド２とは環状切断面３により分割されているが、ブリッジ４は環状切断面３よりも内側に位置していることが了解されよう。
【００４１】
周状バンド２は、容器口部への係止のために、径内方向且つ斜め上方向に延びる片状のフラップ片２５を多数周状に配置して備えている。フラップ片２５は容器口部外周に設けられたあご部の下側と係合してキャップを容器口部に係止させるものである。
【００４２】
また、周状バンド２の内面側には、フラップ片２５の付け根２６が存在するが、この付け根２６の上側には凹部２７が、また下側には凹部２８が形成されている。フラップ片２５は斜め下向きの状態で成形されるが、バンド２の下側凹部２８はフラップ片２５の径外方向への変形を容易にして、その無理抜きを可能にするものであり、一方、バンド２の上側凹部２７は、フラップ片２５が上向きに反転されて容器口部に閉栓されるとき、やはりフラップ片２５の径外方向への変形を容易にして、容器口部への閉栓を可能にするものである。
【００４３】
一方、キャップの開栓時においては、フラップ片２５等の固定機構により周状バンド２が容器口部に固定され、キャップ本体１のみが開栓方向に回転するので、剪断力によりブリッジ４が破断する。この破断により、キャップ本体１と周状バンド２とが分離して開封が行われる。
【００４４】
このワンピースタイプの樹脂キャップ１０では、キャップを前述した特定の高密度ポリエチレンで形成したため、密封部も耐環境応力亀裂性に優れていると共に、天面の内圧による変形も小さく抑えられ、優れた密封性が得られると共に、容器口部との滑り性にも優れており、開栓操作が容易であるという利点が奏されるものである。
【００４５】
本発明の容器蓋の他の例を示す図２において、このキャップは、ツーピース構造となっており、基本的構成は図１に示したものと同様であり、図１と共通の引照数字で示されるが、プラスチックのキャップシェルと別体としてライナーが設けられている点及び開封明示用バンド２の機構が図１のものと相違している。
【００４６】
即ち、キャップ本体１の天面部１２の内面には、側壁部１３から小間隔をおいて周状突起のリテイナー３０が設けられ、前記リテイナー３０内にライナー３１が保持されている。
ライナー３０は、キャップ本体１を倒立した状態で、内部にライナー形成用樹脂の溶融塊を押しだし、これを押圧成形することにより形成され、容器口部の内周部或いはその肩部と当接する内周リング部３２と、容器口部の頂面と係合する平面部３３とを備えており、容器口部との密封が行われるようになっている。
【００４７】
また、リテイナー３０の内面側には径内方向向きのくさび状突起３４が周状に多数配置され、ライナー３１はこのくさび状突起３４とかみ合って、ライナー脱落防止を図っている。
【００４８】
図２のキャップでは、開封明示用バンド２の内面側に、周状に多数配置され、且つ径内方向且つ斜め方向に延びる可撓性フィン２４が設けられている。この可撓性フィン２４は容器口部外周のあご部の下面側と係合するものであり、可撓性フィン２４の付け根から延びる方向は、閉栓時には可撓性フィンの逃げが可能であり、開栓時には可撓性フィンと前記あご部との係合が可能となるようなものである。
【００４９】
図２のキャップでも、可撓性フィン２４、２４間には凹部２７が形成されており、閉栓時に可撓性フィン２４の逃げが可能となるようになっていると共に、成形時には型からの可撓性フィンの抜けが可能となるようになっている。
【００５０】
更に、図２のキャップでは、開封明示用バンド２の下端に薄肉部があり、この薄肉部は径内方且つ上向きにベンドしてビード２３を形成している。このビード２３は、キャップを圧縮成形又は射出成形後、薄肉部を熱収縮させることにより形成されるものであり、可撓性フィン２４と容器口部外周のあご部との係合力を向上させる作用を有すると共に、開封明示用バンドの下方から器具等を挿入して、不正開封を防止する作用を有するものである。
【００５１】
このツーピースタイプのキャップは、図１のキャップと同様に優れた易開栓性を示すものであり、また、耐圧密封性のあるライナー材を組み合わせることにより、耐圧密封性やその持続性が得られるものである。
【００５２】
［樹脂製容器蓋の製造法］
本発明では、特定の高密度ポリエチレンを容器蓋の製造に用いることにより、樹脂温度を低めて尚優れた成形性が得られ、また成形の際の冷却時間を短縮して成形能率及び生産性を顕著に向上させうるものである。
【００５３】
樹脂キャップの成形は、圧縮成形により行うことができる。圧縮成形では、押出機のホッパーに前述した高密度ポリエチレンを供給し、スクリューで溶融混練した後、ダイスを通してストランドの形に押しだし、この押出物を一定の量になるように切断し、切断された溶融樹脂塊を開いた圧縮成形型中に投入し、圧縮成形型を圧力下に閉じることにより、圧縮成形を行うことができる。
【００５５】
本発明で用いる高密度ポリエチレンでは、圧縮成形の際の樹脂温度も、一般に１６０乃至２３０℃、特に１６０乃至１９０℃と、ポリプロピレンの樹脂温度に比してかなり低く、このために、やはり、圧縮成形型内での冷却時間をかなり短縮することができる。
【００５６】
本発明では、圧縮成形により樹脂キャップを成形する。即ち、圧縮成形では、既に指摘したとおり、樹脂をストランドに押し出し、これを一定の量に切断する操作が必要であるが、本発明に用いる高密度ポリエチレンでは、ドローダウン性のあるポリプロピレンに比しては勿論のこと、その他の高密度ポリエチレンに比しても、ドローダウンがなく、ストランドの押し出しが安定しており、更に溶融ストランドのカッティングも良好であって、優れた圧縮成形によるキャップが得られる。
【００５７】
圧縮成形による樹脂キャップの成形を説明するための図３（上面図）において、この圧縮成形装置４０は、軸４１により回転可能に設けられた回転支持体４２と、回転支持体の周囲に多数設けられた圧縮成形型４３とを備えている。
【００５８】
圧縮成形型４３は１回転することにより、１回の成形操作が完了するように回転支持体４２の回転と関連づけされており、その周囲には、溶融樹脂供給域Ａ、成形域Ｂ、冷却域Ｃ及び排出域Ｄが順次設けられている。
【００５９】
溶融樹脂供給域Ａに溶融樹脂を定量供給するための供給機構４４が設けられ、この溶融樹脂供給機構４４は、押出機４５、ダイヘッド４６及び押出機４５のノズルとダイヘッド４６とを連結するフレキシブルホース４７からなっている。ダイヘッド４６には、ダイヘッド４６を径方向に駆動する往復駆動機構４８も設けられている。即ち、往復駆動機構４８はダイヘッド４６を成形型４３に対応した作用位置と成形型から離れた非作用位置とに移動自在に駆動することができる。これは、溶融樹脂の塗布量が安定するまでの作業開始時と、トラブルがあった場合にダイヘッド４６を非作用位置に位置せしめ、溶融樹脂が成形型４３内に入るのを防止する作用をする。
【００６０】
溶融樹脂供給域Ａにおいて、成形型４３は開いた状態にあって、押出機４５で溶融混練された高密度ポリエチレンは、フレキシブルホース４７を経て、前進位置にあるダイヘッド４６に供給され、ダイヘッド４６に付属するカッター（図示せず）により一定量切断され、成形型１０に供給される。
【００６１】
樹脂が供給された成形型１０は、供給域Ａから成形域Ｂに移行し、型締めされて樹脂のキャップへの成形が開始される。型締めが完了した後、成形型１０は冷却域Ｃに移行して成形された樹脂の冷却が行われ、樹脂の冷却が完了した成形型１０は型開きされて、排出域Ｄに達し、排出装置４９によりキャップの取り出しが行われる。
以下、成形型１０は樹脂供給域Ａに移行し、前述した動作が反復される。
【００６２】
【発明の効果】
本発明では、高密度ポリエチレンの内でもエチレンと炭素数３〜１２のα−オレフィンとの共重合体を選択し、これを容器蓋の形成素材として用いることにより、先ず環境応力亀裂の問題が解消される。
また、本発明では、フローレシオの大きい高密度ポリエチレンを使用することにより、成形性が顕著に向上して、低温での成形が可能となり、冷却のための型占有時間も短くなるため、キャップの生産性乃至生産効率を顕著に高めることが可能となるのである。
更に、上記フローレシオの高密度ポリエチレンを使用しているため、滑り性が良好であり、種々の履歴を経た場合にも、開栓トルクが比較的低い範囲に安定に維持されており、開栓が至って容易であるという特徴を有している。
更にまた、上記の特定の高密度ポリエチレンから成る樹脂キャップでは、滑剤ブリードの問題が解消されるため、天面への印刷を、製造段階での経時に関わらず、安定に生産性を落とさずに可能と成るという利点が達成されるものである。
【００６３】
【実施例】
本発明を次の例で説明するが、この例に限定されない。
（１）組成物の作成
表１に示す各樹脂及び添加剤の重量を測定し、ヘンシルミキサーで均一に混合後、押出機にて溶融混合し、ペレットを作成した。この溶融混練は５０ｍｍ径押出機（Ｌ／Ｄ２８、フルフライトスクリュー）を使用して２２０℃で溶融押出し、ペレットとした。
【００６４】
（２）容器蓋の成形に使用した樹脂材の物性測定は次の通りである。
1)メルトフローレイト（ＭＦＲ）の測定
ＪＩＳ−Ｋ６７６０に準拠して測定した。１９０℃、２．１６ｋｇの荷重の条件で測定した。
2)フローレシオ（ＦＬＲ）
ＪＩＳ−Ｋ６７６０に準拠し、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重の条件下で測定したＭＦＲであるＩ（Ｌ）と１９０℃、２１．６ｋｇの荷重の条件下で測定したＭＦＲであるＩ（Ｈ）の比を計算し、ＦＬＲとした。
ＦＬＲ＝Ｉ（Ｈ）／Ｉ（Ｌ）
3)密度
ＪＩＳ−Ｋ６７６０に準拠して測定した。
4)曲げ弾性率
射出成型機により樹脂温度が２２０℃、金型温度４０℃にて成形して得られた試験片を、ＪＩＳ−Ｋ７１０６に準拠して測定した。
5)定ひずみ環境応力亀裂試験（ＥＳＣ）
ＪＩＳ−Ｋ６７６０に準拠して測定した。ただし、浸漬に使用する溶液は１０％界面活性剤を使用した。各試験片の亀裂の発生時間を求め、Ｆ50として、時間単位で明記した。
【００６５】
（３）シェルの成形
試験用シェルは圧縮成型機を使用して成形した。すなわち、各種樹脂材の組成物（ペレット）を、４０ｍｍの押出機で、１６０℃〜２３４℃の範囲内で樹脂ごとに樹脂の成形に適した温度に且つ樹脂の成形に適した圧力にそれぞれ設定後均一溶融し、押し出し、この溶融樹脂を押出機の先端のノズルで接している回転カッターにより、連続して切断する。又、この溶融樹脂の押し出し量は押出機のスクリュ−回転数にて調整する。カッターで切断された溶融樹脂は、直下に配置されたシェル金型中に落下させ、圧縮成型機により押圧され直接シェルを成形する。金型を冷却後、成型機から排出される。これを試験用キャップに使用した。シェル成型時の押出機の樹脂温度、その樹脂圧力を押出機に設置している専用の計器で確認した。なお樹脂温度は℃で、又樹脂圧力はkgf/cm^２で明記した。
【００６６】
（４）キャップ成形性の評価
キャップの成形性は、樹脂押出機の押し出し先端のノズル出口でのストランドの安定性と、ストランドのカッティング性、ストランド外観を観察し評価した。又、圧縮成型機で成形したキャップの天面の反りを観察した。
6)ストランド安定性基準と外観観察
・きわめて安定→◎
・ストランドが安定している→○
・ストランドにうねりがみられ、又は表面が鮫肌気味→△
・ストランドに大きなうねりがあり、又はメルトフラクチャー気味→×
7)ストランドカッティング性
・カッティング良好→○
・ややカッティング性問題あり→△
・カティング性不良→×
8)シェル天面変形
・シェルの天面が真っ平らである→◎
・シェルの天面がほぼフラットである→○
・シェルの天面がややへこんでいる→△
・シェル天面が大きくへこんでいる→×
【００６７】
（５）キャップ性能評価
9)シェルの割れ評価
４．０ｖｏｌに調整した溶液を５００ｍｌのＰＥＴボトルにつめ、圧縮成型機で成形したシェルを密栓し５０℃の恒温器に正立で１週間放置後、シェルに割れが発生していないかを調べ、その試料数１０のうち、割れた本数を確認した。
10)開栓トルク測定
４．０ｖｏｌに調整した溶液を５００ｍｌのＰＥＴボトルにつめ、圧縮成型機で成形したシェルを密栓し、室温に１週間放置後、開栓トルク値を測定した。単位はｋｇｆｃｍで明記した。
【００６８】
（６）実施例１〜７
11)シェルの成形及びキャップの評価結果
日本ポリケム社製ＨＤＰＥ材ＨＪ３４０と日本ポリオレフィン社製６０８０とを実施例の比率となるように計量し、又、必要に応じて滑剤、着色剤を添加後、ヘンシルミキサーで均一にドライブレンドした。これを押出機で２２０℃で溶融押し出してペレットとした。このペレットを使用して圧縮成型機にてシェルを成形した。又、シェル成型時に、樹脂温度、樹脂圧力、ストランド安定性、カッティング性、その外観を観察した。
圧縮成型したシェルを、４．０Ｖｏｌに内容液が調整され、満たされている５００ｍｌのＰＥＴボトルに密栓し、開栓トルクとシェルの割れを評価した。その結果を表２に示した。
【００６９】
（７）比較例８〜１３
表３に示す樹脂材にてシェルを実施例１と同様に成形し、シェルの評価をした。その結果を表３に示した。
【００７０】
以上の結果から、本発明で明らかな様に、２以下の低ＭＦＲでは、圧縮成型方法では樹脂温度をあげても、成型品の冷却に問題があり、目標としたシェル寸法のキャップが生産できなかった。
又、１０を越す高ＭＦＲではＦＬＲも小さく、キャップの割れが確認され、キャップとしての機能に問題があった。従って、実施例であげたように、ＭＦＲは２〜１０、ＦＬＲが５０以上であれば、圧縮成型でのキャップの生産は問題なく良好であり、又キャップの割れも発生せず、優れたキャップが得られた。又、滑剤を添加することで開栓トルク値は更に低下した。
【００７１】
【表１】

【００７２】
【表２】

【００７３】
【表３】

【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の樹脂製容器蓋の一例（ワンピース構造）の一部断面側面図である。
【図２】本発明の樹脂製容器蓋の他の例（ツーピース構造）の一部断面側面図である。
【図３】圧縮成形による樹脂製容器蓋の製造装置の配置図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an easily openable resin container lid. More specifically, the present invention relates to an easily openable resin container lid having excellent molding efficiency and a combination of environmental stress crack resistance and easy opening properties. About.
[0002]
[Prior art]
Resin container lids used for beverage bottles and the like are common today, and those made of olefin resins such as propylene polymers and ethylene polymers are widely used.
[0003]
Japanese Utility Model Laid-Open No. 64-26257 according to the applicant's proposal discloses a polypropylene resin cap having a screw part for engaging with a container neck part on the inner surface, and the screw part surface is based on JIS B 0651. A polypropylene resin cap characterized in that the measured surface roughness is in the range of 2 to 6 μm has been proposed.
[0004]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-315451 discloses a cap composed of a top surface and a skirt, in which at least the top surface inner surface in contact with the container mouth has a density of 0.935 g / cm. ³ A cap characterized in that it is formed of a resin composition of a continuous phase of the following ethylene polymer and a dispersed phase of an ethylene polymer-organopolysiloxane copolymer is described.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Polypropylene caps have the advantage of being excellent in heat resistance to some extent and excellent in environmental stress cracking resistance, but still have problems in openability and moldability.
[0006]
That is, in general, a cap made of resin is fastened to the mouth of a bottle with a screw, but polypropylene has a problem of poor slipperiness, an increase in opening torque, a firm tightening, and difficulty in opening. In order to solve this problem, a means for incorporating a lubricant into the polypropylene molded into the cap has been adopted, but there is still a limit to the reduction and improvement of the opening torque, as in aseptic filling (aseptic filling). In an application in which the cap is brought into contact with the sterilizing liquid and then washed with water, the lubricant on the cap surface flows out, so that there is a problem that the opening torque is increased and the opening torque is abnormally increased.
[0007]
Polypropylene has a higher melting point than polyethylene, and requires high temperature for thermoforming. Therefore, it requires a long time for cooling the resin product after molding, and polypropylene has a higher melting point than high-density polyethylene. As a result, the thermal conductivity is low, the cooling efficiency is low, and the occupation time in the mold is long.
[0008]
Furthermore, in the molding method in which the molten resin must be handled outside the mold, such as compression molding, polypropylene has a large draw-down property and a problem in terms of workability that it tends to stick to tools and equipment. It also has.
[0009]
On the other hand, polyethylene is superior to polypropylene in terms of moldability, but the rigidity necessary to maintain the sealing performance of the cap is inferior to polypropylene, and environmental stress is caused by contact with bottle contents and the above. It also has the problem of being prone to cracking.
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a polyethylene-based easy-open resin container lid that is excellent in molding workability and molding efficiency, and is excellent in contents sealing properties, easy-openability, and environmental stress crack resistance. To provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, it is a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 12 carbon atoms, and has a melt flow rate (MFR) of 2.0 to 10 g / 10 min.
FLR = I (H) / I (L) (1)
In the formula, I (H) is a melt flow rate measured at a temperature of 190 ° C. and a load of 21.6 kg, and I (L) is a melt flow rate measured at a temperature of 190 ° C. and a load of 2.16 kg.
The flow ratio (FLR) defined by Formed by compression molding of high density polyethylene An easily openable resin container lid is provided.
In the present invention, the high-density polyethylene is 0.945 to 0.960 g / cm. ³ The high density polyethylene is 9000 to 14000 kg / cm. ² It is preferable that the high-density polyethylene has an environmental stress cracking time of 15 hours or more as measured by JIS-K6760.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Action]
In the present invention, all of the following conditions:
(1) A copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 12 carbon atoms,
(2) The melt flow rate (MFR) is 2.0 to 10 g / 10 minutes,
(3) The following formula
FLR = I (H) / I (L) (1)
Where I (H) is the melt flow rate measured at a temperature of 190 ° C. and a load of 21.6 kg,
I (L) is the melt flow rate measured at a temperature of 190 ° C. and a load of 2.16 kg.
The flow ratio (FLR) defined by
and
(4) Density is 0.945 to 0.960 g / cm ³ Is,
It is a feature that high density polyethylene satisfying the above is used for forming a container lid (cap).
[0013]
The high density polyethylene used in the present invention is important in terms of resistance to environmental stress cracking, and is made of a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 12 carbon atoms.
[0014]
High-density polyethylene is highly rigid among polyethylenes and is a desirable material for reducing the deformation on the top surface of the container lid and maintaining its sealing performance and retention, but it is in contact with the contents and its vapor. Therefore, there is a problem that environmental stress cracks are likely to occur. In other words, environmental stress cracking is one of the defects often found in polyethylene molded products, such as polyethylene molded products subjected to stress, organic solvents such as water and alcohols, surfactants, or vapors thereof. This is known as a phenomenon of cracking when they come into contact.
In the case of a plastic container lid, a sealing pressure (sealing pressure) with the container mouth is always applied to the sealing part of the container lid, and the contents and its vapor are in contact with this sealing part. It will be appreciated that the environment is prone to cracking and generation.
Thus, when such a crack occurs in the seal part of the container lid, even if this crack is a micro crack, it will lead to leakage and poor sealing, and this problem must be solved. It can be said to be a difficult task.
[0015]
In the present invention, among the high-density polyethylene, a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 12 carbon atoms is selected, and this is used as a material for forming a container lid. It is a thing.
See the examples below. When caps using high-density polyethylene made of ethylene alone are filled with 4 volumes of carbonated beverages and subjected to a storage test at 50 ° C. for 7 days, the occurrence of environmental stress cracks in caps of 10 out of 10 bottles On the other hand, in a cap using high-density polyethylene made of an ethylene / butene-1 copolymer, no environmental stress cracks occurred in 1 of 10 in the same test. The excellent effects of the present invention will become apparent.
[0016]
The high density polyethylene used in the present invention has a melt flow rate (MFR, JIS-K6760) in the range of 2.0 to 10 g / 10 min. It is important in terms of cracking properties.
[0017]
When the MFR is below the above range, the melt fluidity is lowered, so that it is difficult to accurately form a cap fine structure, for example, a seal structure for sealing, a bridge structure for imparting tamper evidence, and the like. If the molding temperature is increased in order to improve the melt fluidity, a long time is required for cooling, and the molding efficiency tends to decrease. On the other hand, if the MFR exceeds the above range, even if there is no problem in terms of melt fluidity, the above-described environmental stress cracks are likely to occur, such being undesirable. Moreover, when MFR exceeds the said range, there exists a tendency for rigidity to run short or workability, such as cutting of a melt strand, to fall.
[0018]
The flow ratio (FLR) in the present specification is defined by the above formula (1), but the denominator I (L) in the formula (1) is a melt flow rate measured under normal measurement conditions ( On the other hand, I (H) of the molecule indicates the melt flow rate measured by applying a load 10 times the low load (2160 g) under normal measurement conditions. That is, this flow ratio (FLR) indicates the load dependence of the melt flow rate as a ratio.
In general, the melt flow rate at low loads is closely related to the molecular weight (one-to-one correspondence, the FLR value decreases as the molecular weight increases), but the influence of shear stress at the melt flow rate at high loads When the content ratio of the low molecular weight component is large, the value is large. On the contrary, when the content ratio of the low molecular weight component is small, the value is small.
[0019]
Therefore, even if the melt flow rate (MFR) of high-density polyethylene is the same, the large flow ratio (FLR) means that even if the average molecular weight is the same, the molecular weight is relatively high. It shows that the range of distribution is wide even for small ones.
[0020]
In the present invention, when high-density polyethylene having such a large flow ratio is used, the moldability is remarkably improved (this is also understood from the fact that the amount of extrusion at a high load increases), and molding at low temperature is performed. Since the mold occupation time for cooling is shortened, the productivity and efficiency of the cap can be remarkably increased.
[0021]
In addition, the resin container lid uses high-density polyethylene with the above flow ratio, so it has good slipperiness and remains stable within a relatively low opening torque even after various histories. It has a feature that it is easy to open.
That is, according to the cap of the present invention, not only can the opening torque be suppressed lower than that of a conventional polypropylene cap, but also the easy opening of the cap can be achieved without the addition of a lubricant or with the addition of a lubricant. Can also be achieved in an amount of 1/10 or less of the conventional blending amount.
[0022]
In the present invention, an additional advantage is achieved because the amount of the lubricant added to the resin cap is canceled or even a very small amount. At the plastic cap manufacturing site, it is often necessary to print on the top of the cap, but due to the necessity for distribution and production adjustment, a deviation of about one week occurs between the time of molding the cap and the time of printing. There is a case.
When such a time shift occurs, the lubricant bleeds on the top surface of the cap and it becomes difficult for the printing ink to adhere. In order to solve this problem of adhesion failure, it is necessary to perform a special pretreatment for increasing the adhesive strength. In addition, it is necessary to increase the degree of pretreatment with time or take time. Of course, such pretreatment leads to a decrease in productivity.
The resin cap made of the specific high-density polyethylene of the present invention eliminates the problem of lubricant bleed, so that printing on the top surface can be performed stably without losing productivity, regardless of the aging at the manufacturing stage. The advantage of being achieved.
[0023]
[resin]
In the present invention, the resin constituting the container lid is a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 12 carbon atoms, and has a melt flow rate (MFR) of 2.0 to 10 g / 10 min. The flow ratio (FLR) defined by the formula (1) is 50 or more, and the density is 0.945 to 0.960 g / cm. ³ High density polyethylene is used.
[0024]
The α-olefin copolymerized with ethylene in the high-density polyethylene is particularly an α-olefin having 3 to 12 carbon atoms, specifically, propylene, butene-1, hexene-1, octene-1, 4-Methyl-1-pentene, nonene-1, decene-1, dodecene-1, etc. are used alone or in combination of two or more.
These α-olefin comonomers improve the environmental stress crack resistance of high-density polyethylene.
Of the α-olefins, butene-1 and hexene-1 are preferable.
[0025]
In general, the density of the ethylene / α-olefin copolymer tends to decrease as the amount of the α-olefin comonomer increases. In the high density polyethylene used in the present invention, the density is 0.945 to 0.960 g / cm as described above. ³ The α-olefin should be copolymerized so that it is within the range of
The α-olefin content in the high-density polyethylene varies depending on the polymerization method, but is generally in the range of 1 to 15% by weight, particularly 1 to 10% by weight.
[0026]
The high density polyethylene used in the present invention is 0.945 to 0.960 g / cm. ³ , Especially 0.950-0.955 g / cm ³ Should have a density of When the density is lower than the above range, the rigidity as the resin container lid is insufficient, and the sealing performance tends to decrease due to, for example, the bulging deformation of the top surface. On the other hand, if the density exceeds the above range, environmental stress cracks tend to occur.
[0027]
In the present invention, the importance of the melt flow rate (MFR) of high density polyethylene and the flow ratio (FLR) defined by the formula (1) being in a specific range is as already pointed out. It must be emphasized that the value of is in the range of 50 or more, especially in the range of 70 to 150.
[0028]
The method for producing the high-density polyethylene used in the present invention is not particularly limited. For example, at least one of the high-density polyethylenes composed of an ethylene / α-olefin copolymer, which has a high molecular weight and a low molecular weight. , MFR and FLR can also be produced by melt-kneading so as to be in the above range.
However, in view of the simplicity of operation and the homogeneity of the composition, a high density polyethylene polymerization method known per se is preferably produced by a multistage polymerization method, generally a two-stage polymerization method. In the high-density polyethylene polymerization method, in the presence of a Ziegler-type catalyst comprising a titanium-based catalyst component and an organoaluminum compound catalyst component, and optionally in the presence of hydrogen, in an organic solvent, in a liquid monomer, or in the gas phase. In which ethylene is polymerized. In this polymerization method, in the first stage, ethylene or further α-olefin is polymerized to produce a high-density polyethylene which is a group of high molecular weight components, and then ethylene, α-olefin and hydrogen are introduced into the polymerization system, A high density polyethylene containing a high molecular weight component and a low molecular weight component is prepared.
[0029]
The high-density polyethylene suitable for the purpose of the present invention can be obtained as a commercial product, and can be obtained, for example, from Nippon Polychem Co., Ltd. under the product name Novatec HD.
[0030]
The high density polyethylene used in the present invention is 9000-14000 kg / cm as measured according to JIS-K6760. ² It is preferable that it has the bending elastic modulus. If the flexural modulus is below the above range, the sealing performance becomes unsatisfactory. On the other hand, if the flexural modulus is above the above range, it becomes difficult to forcibly remove the cap from the mold after molding. Satisfactory performance in terms of cap performance, such as reduced cracking, cannot be obtained.
[0031]
The resin container lid of the present invention has exceptionally excellent environmental stress crack resistance despite the use of high-density polyethylene. This characteristic can be evaluated by the environmental stress crack time defined in JIS-K6760. In the container lid of the present invention, the environmental stress crack time (F ₅₀ ) Is 15 hours or longer.
[0032]
In the resin container lid of the present invention, sufficient slipperiness can be obtained without using a lubricant, but if desired, a small amount of lubricant can be blended.
As such a lubricant, all those generally used for polyethylene are applicable. That is, the lubricant is (a) a hydrocarbon type such as fluid, natural or synthetic paraffin, microwax, polyethylene wax, chlorinated polyethylene wax, (b) a fatty acid type such as stearic acid, lauric acid, (c) Fatty acid monoamides or bisamides such as stearamide, palmitic acid amide, oleic acid amide, esylic acid amide, methylene bisstearamide, ethylene bisstearamide, (d) butyl stearate, hydrogenated castor oil, ethylene Generally, ester type such as glycol monostearate, alcohol type such as (e) cetyl alcohol, stearyl alcohol, (f) metal soap such as magnesium stearate, calcium stearate and (g) mixed system thereof Although used, especially fatty acid modules Amide or bisamide is preferable. These lubricants are preferably contained in an amount of 1.0% by weight or less, particularly 0.01 to 0.40% by weight.
[0033]
[Container lid]
The present invention is characterized in that the above-described specific high-density polyethylene is used as a constituent material of the container lid, and the shape and structure of the container lid may be any known per se. However, since the container lid of the present invention has the above-described features, Formed by compression molding, It consists of a top surface part and a skirt part that hangs down from its periphery, and has a seal part that contacts the container mouth part on the inner surface of the top surface part, and an inner periphery of the skirt part is provided with a screw that engages with a screw on the outer periphery of the container mouth part, In addition, the present invention can be suitably applied to a device having a tamper-evident mechanism at the bottom of the skirt portion. This example will be described below.
[0034]
In FIG. 1 showing an example of a one-piece type cap, the plastic cap 10 has a substantially cylindrical shape corresponding to the shape of the container mouth, and a skirt-like side wall depending from the peripheral edge of the top surface 12 and the top surface 12. The cap main body 1 formed from the part 13 and the circumferential band 2 for clearly showing the opening located on the lower side of the skirt-like side wall part 13 via the annular cut surface 3.
[0035]
The cap body 1 and the circumferential band 2 are divided by an annular cut surface 3 and are connected by a bridge 4.
[0036]
A knurled groove 14 for facilitating gripping of the cap is formed on the outer surface of the skirt-shaped side wall portion 13, while a container mouth portion (not shown) is formed on the inner surface side of the skirt-shaped side wall portion 13. A screw 15 is formed to enable fastening. Degassing grooves 16 may be formed in the screw 15 for quickly degassing at the time of opening and preventing the cap from flying.
[0037]
On the inner surface of the top surface portion 12 of the cap body 1, a seal mechanism 17 for the container mouth portion is provided integrally with the top surface portion. It consists of an outer ring 19. Inside the outer ring 19 is provided an inner ring 18 for positioning the container mouth portion and the cap. Further, the inner ring side base of the outer ring 19 is in contact with the top surface or the outer peripheral shoulder of the container mouth, and the starting point of buckling deformation (paneling deformation) due to the internal pressure of the top surface 12 is fixed at this position. A shoulder 19a is also provided.
[0038]
The lower portion of the side wall portion 13 is composed of a portion whose outer diameter increases toward the circumferential band 2, particularly a tapered portion 20, and a space for forming the bridge 4 is secured below this portion. Similarly, the outer surface of the circumferential band 2 is a tapered surface 22 whose diameter increases downward.
[0039]
A step portion 21 is formed on the inner surface side of the side wall portion lower portion 20, and the bridge 4 extends from the lower surface side of the step portion toward the circumferential band 2, thereby improving moldability such as die cutting.
[0040]
Although the cap body 1 and the circumferential band 2 are divided by the annular cut surface 3, it will be understood that the bridge 4 is located inside the annular cut surface 3.
[0041]
The circumferential band 2 is provided with a large number of piece-like flap pieces 25 extending in the radial direction and obliquely upward for locking to the container mouth. The flap piece 25 engages with the lower side of the jaw portion provided on the outer periphery of the container mouth portion to lock the cap to the container mouth portion.
[0042]
Further, a base 26 of the flap piece 25 exists on the inner surface side of the circumferential band 2, and a concave portion 27 is formed on the upper side of the base 26 and a concave portion 28 is formed on the lower side. The flap piece 25 is formed in an obliquely downward state, but the lower concave portion 28 of the band 2 facilitates the deformation of the flap piece 25 in the radially outward direction, and allows its forcible removal, The upper concave portion 27 of the band 2 allows the flap piece 25 to be easily deformed in the radially outward direction when the flap piece 25 is inverted upward and plugged into the container mouth, and can be plugged into the container mouth. It is to make.
[0043]
On the other hand, when the cap is opened, the circumferential band 2 is fixed to the container mouth by a fixing mechanism such as the flap piece 25, and only the cap body 1 rotates in the opening direction. To do. By this breakage, the cap body 1 and the circumferential band 2 are separated and opened.
[0044]
In this one-piece type resin cap 10, since the cap is formed of the specific high density polyethylene described above, the sealing portion is also excellent in resistance to environmental stress cracking, and deformation due to internal pressure of the top surface is suppressed to be small, and excellent sealing is achieved. In addition to being excellent in slipperiness with the container mouth, there is an advantage that the opening operation is easy.
[0045]
In FIG. 2 showing another example of the container lid of the present invention, this cap has a two-piece structure, and the basic configuration is the same as that shown in FIG. However, the point that the liner is provided as a separate body from the plastic cap shell and the mechanism of the unfolding band 2 are different from those in FIG.
[0046]
In other words, a retainer 30 having a circumferential protrusion is provided on the inner surface of the top surface portion 12 of the cap body 1 at a small interval from the side wall portion 13, and a liner 31 is held in the retainer 30.
The liner 30 is formed by extruding a molten lump of the resin for forming the liner inside the cap body 1 in an inverted state and press-molding it, and is in contact with the inner peripheral portion of the container mouth portion or the shoulder portion thereof. The peripheral ring part 32 and the flat part 33 engaged with the top face of a container mouth part are provided, and sealing with a container mouth part is performed.
[0047]
A large number of wedge-shaped projections 34 radially inward are arranged on the inner surface side of the retainer 30, and the liner 31 is engaged with the wedge-shaped projections 34 to prevent the liner from falling off.
[0048]
In the cap of FIG. 2, a large number of circumferentially arranged flexible fins 24 are provided on the inner surface side of the tamper-evident band 2 and extend radially inward and obliquely. This flexible fin 24 engages with the lower surface side of the jaw part on the outer periphery of the container mouth, and the direction extending from the base of the flexible fin 24 allows the flexible fin to escape when closed. At the time of opening, the flexible fin and the jaw can be engaged with each other.
[0049]
In the cap of FIG. 2 as well, a recess 27 is formed between the

flexible fins

24, 24 so that the flexible fin 24 can escape when closed, and can be removed from the mold during molding. The flexible fin can be removed.
[0050]
Further, in the cap of FIG. 2, there is a thin portion at the lower end of the unsealing band 2, and this thin portion is bent radially inward and upward to form a bead 23. This bead 23 is formed by heat-shrinking the thin portion after compression molding or injection molding of the cap, and improves the engagement force between the flexible fin 24 and the jaw portion on the outer periphery of the container mouth. And has an effect of preventing unauthorized opening by inserting an instrument or the like from the lower side of the unwrapping band.
[0051]
This two-piece type cap exhibits excellent easy-opening properties similar to the cap of FIG. 1, and by combining a liner material having pressure-tightness, pressure-tightness and its durability can be obtained. Is.
[0052]
[Production method of resin container lid]
In the present invention, by using a specific high density polyethylene for the production of the container lid, the resin temperature is lowered and still excellent moldability is obtained, and the cooling time during molding is shortened to reduce the molding efficiency and productivity. It can be remarkably improved.
[0053]
Molding of resin cap It can be performed by compression molding. In compression molding, the above-described high-density polyethylene is supplied to a hopper of an extruder, melted and kneaded with a screw, then extruded into a strand shape through a die, and this extrudate is cut into a certain amount and cut. The molten resin mass is put into an open compression mold and the compression mold can be closed under pressure to perform compression molding.
[0055]
In the high-density polyethylene used in the present invention, the resin temperature at the time of compression molding is generally 160 to 230 ° C., particularly 160 to 190 ° C., which is considerably lower than the resin temperature of polypropylene. The cooling time in the mold can be shortened considerably.
[0056]
In the present invention, the resin cap is formed by compression molding. That is, in the compression molding, as already pointed out, it is necessary to extrude the resin into a strand and cut it into a certain amount. However, the high-density polyethylene used in the present invention is in comparison with the draw-down polypropylene. Of course, even compared to other high-density polyethylene, there is no drawdown, the strand extrusion is stable, and the melt strand cutting is also good, resulting in an excellent compression molded cap. It is done.
[0057]
In FIG. 3 (top view) for explaining the molding of a resin cap by compression molding, this compression molding apparatus 40 is provided with a rotation support body 42 rotatably provided by a shaft 41 and a large number around the rotation support body. The compression molding die 43 is provided.
[0058]
The compression mold 43 is associated with the rotation of the rotation support 42 so that one molding operation is completed by one rotation, and there are a molten resin supply area A, a molding area B, and a cooling area around it. C and the discharge area D are provided sequentially.
[0059]
A supply mechanism 44 for quantitatively supplying the molten resin to the molten resin supply area A is provided. The molten resin supply mechanism 44 is a flexible hose that connects the extruder 45, the die head 46, the nozzle of the extruder 45 and the die head 46. It consists of 47. The die head 46 is also provided with a reciprocating drive mechanism 48 that drives the die head 46 in the radial direction. That is, the reciprocating drive mechanism 48 can drive the die head 46 movably to an operation position corresponding to the mold 43 and a non-action position away from the mold. This acts to prevent the molten resin from entering the mold 43 by positioning the die head 46 in the non-operating position at the start of the operation until the application amount of the molten resin is stabilized and when there is a problem. .
[0060]
In the molten resin supply area A, the molding die 43 is in an open state, and the high-density polyethylene melt-kneaded by the extruder 45 is supplied to the die head 46 at the forward position via the flexible hose 47, A predetermined amount is cut by an attached cutter (not shown) and supplied to the mold 10.
[0061]
The molding die 10 supplied with the resin moves from the supply area A to the molding area B, and is clamped to start molding the resin cap. After the mold clamping is completed, the molding die 10 is moved to the cooling zone C to cool the molded resin, and the molding die 10 after the resin cooling is completed is opened, reaches the discharge zone D, and is discharged. The device 49 takes out the cap.
Thereafter, the mold 10 moves to the resin supply area A, and the above-described operation is repeated.
[0062]
【The invention's effect】
In the present invention, among the high-density polyethylene, a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 12 carbon atoms is selected, and this is used as a material for forming a container lid. Is done.
In addition, in the present invention, by using high density polyethylene having a large flow ratio, the moldability is remarkably improved, molding at a low temperature is possible, and the mold occupation time for cooling is shortened. Productivity or production efficiency can be significantly increased.
Furthermore, because it uses the high-density polyethylene with the above flow ratio, the slipperiness is good, and the opening torque is stably maintained in a relatively low range even after various histories. Is very easy.
Furthermore, the above-mentioned resin cap made of high-density polyethylene eliminates the problem of lubricant bleed, so that printing on the top surface can be performed stably regardless of the aging at the manufacturing stage. The advantage of being possible is achieved.
[0063]
【Example】
The invention is illustrated by the following example, but is not limited to this example.
(1) Preparation of composition
The weight of each resin and additive shown in Table 1 was measured, mixed uniformly with a Hensyl mixer, and then melt-mixed with an extruder to prepare pellets. This melt kneading was melt extruded at 220 ° C. using a 50 mm diameter extruder (L / D28, full flight screw) to form pellets.
[0064]
(2) The physical properties of the resin material used for forming the container lid are as follows.
1) Measurement of melt flow rate (MFR)
It measured based on JIS-K6760. The measurement was performed under the conditions of 190 ° C. and a load of 2.16 kg.
2) Flow ratio (FLR)
According to JIS-K6760, I (L) which is MFR measured under conditions of 190 ° C. and 2.16 kg load and I (H) which is MFR measured under conditions of 190 ° C. and 21.6 kg load The ratio was calculated as FLR.
FLR = I (H) / I (L)
3) Density
It measured based on JIS-K6760.
4) Flexural modulus
A test piece obtained by molding with an injection molding machine at a resin temperature of 220 ° C. and a mold temperature of 40 ° C. was measured according to JIS-K7106.
5) Constant strain environmental stress cracking test (ESC)
It measured based on JIS-K6760. However, 10% surfactant was used for the solution used for immersion. The crack generation time of each specimen was determined and specified as F50 in units of time.
[0065]
(3) Shell molding
The test shell was molded using a compression molding machine. That is, the composition (pellet) of various resin materials is set to a temperature suitable for resin molding for each resin within a range of 160 ° C. to 234 ° C. and a pressure suitable for resin molding with a 40 mm extruder. Thereafter, it is uniformly melted and extruded, and this molten resin is continuously cut by a rotary cutter in contact with the nozzle at the tip of the extruder. The extrusion amount of the molten resin is adjusted by the screw rotation speed of the extruder. The molten resin cut by the cutter is dropped into a shell mold arranged immediately below, and pressed by a compression molding machine to directly mold the shell. After the mold is cooled, it is discharged from the molding machine. This was used as a test cap. The resin temperature of the extruder at the time of shell molding and the resin pressure were confirmed with a dedicated instrument installed in the extruder. The resin temperature is ° C and the resin pressure is kgf / cm. ² It was clearly stated.
[0066]
(4) Evaluation of cap moldability
The moldability of the cap was evaluated by observing the strand stability at the nozzle outlet at the extrusion tip of the resin extruder, the strand cutting property, and the strand appearance. Moreover, the warp of the top surface of the cap molded by the compression molding machine was observed.
6) Strand stability standard and appearance observation
・ Very stable → ◎
・ Strand is stable → ○
・ Swells are seen on the strands, or the surface is dark skin → △
・ Strands in the strands, or melt fracture → ×
7) Strand cutting property
・ Good cutting → ○
・ There is a slight cutting problem → △
・ Cutting property → ×
8) Shell top deformation
・ The top of the shell is flat → ◎
・ The top of the shell is almost flat → ○
・ The top of the shell is slightly dented → △
・ The top of the shell is greatly dented → ×
[0067]
(5) Cap performance evaluation
9) Shell crack evaluation
Pack the solution adjusted to 4.0 vol in a 500 ml PET bottle, seal the shell molded with a compression molding machine, leave it upright in a 50 ° C incubator for one week, and then check for cracks in the shell. Of the 10 samples, the number of cracks was confirmed.
10) Opening torque measurement
The solution adjusted to 4.0 vol was put in a 500 ml PET bottle, the shell molded by a compression molding machine was tightly sealed, and allowed to stand at room temperature for 1 week, and then the opening torque value was measured. The unit is specified in kgfcm.
[0068]
(6) Examples 1-7
11) Shell molding and cap evaluation results
HDPE material HJ340 manufactured by Nippon Polychem Co., Ltd. and 6080 manufactured by Nippon Polyolefin Co., Ltd. were weighed so as to have the same ratios as in the examples. This was melt extruded at 220 ° C. with an extruder to obtain pellets. Using this pellet, a shell was formed by a compression molding machine. In addition, the resin temperature, resin pressure, strand stability, cutting property, and appearance were observed during shell molding.
The compression molded shell was sealed in a 500 ml PET bottle filled with 4.0 Volt content liquid, and the opening torque and shell cracking were evaluated. The results are shown in Table 2.
[0069]
(7) Comparative Examples 8-13
A shell was molded in the same manner as in Example 1 using the resin material shown in Table 3, and the shell was evaluated. The results are shown in Table 3.
[0070]
From the above results, as is apparent from the present invention, with a low MFR of 2 or less, there is a problem in cooling the molded product even if the resin temperature is raised in the compression molding method, and a cap with a target shell size can be produced. There wasn't.
In addition, when the MFR is higher than 10, the FLR is small, and the crack of the cap is confirmed, and there is a problem in the function as a cap. Therefore, as mentioned in the examples, when the MFR is 2 to 10 and the FLR is 50 or more, the production of the cap by compression molding is satisfactory without any problem, and the cap is not cracked. was gotten. Moreover, the opening torque value further decreased by adding a lubricant.
[0071]
[Table 1]

[0072]
[Table 2]

[0073]
[Table 3]

[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional side view of an example (one-piece structure) of a resin container lid of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional side view of another example (two-piece structure) of the resin container lid of the present invention.
FIG. 3 is a layout view of an apparatus for manufacturing a resin container lid by compression molding.

Claims

エチレンと炭素数３〜１２のα−オレフィンとの共重合体であって、メルトフローレート（ＭＦＲ）が２．０〜１０ｇ／１０分であり、下記式
ＦＬＲ＝Ｉ（Ｈ）／Ｉ（Ｌ） ‥（１）
式中、Ｉ（Ｈ）は１９０℃の温度及び２１．６ｋｇ荷重で測定したメルトフローレートであり、Ｉ（Ｌ）は１９０℃の温度及び２．１６ｋｇ荷重で測定したメルトフローレートである、
で定義されるフローレシオ（ＦＬＲ）が５０以上である高密度ポリエチレンの圧縮成形で形成された易開封性樹脂製容器蓋。It is a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 12 carbon atoms, and has a melt flow rate (MFR) of 2.0 to 10 g / 10 min, and the following formula: FLR = I (H) / I (L (1)
In the formula, I (H) is a melt flow rate measured at a temperature of 190 ° C. and a load of 21.6 kg, and I (L) is a melt flow rate measured at a temperature of 190 ° C. and a load of 2.16 kg.
An easily-openable resin container lid formed by compression molding of high-density polyethylene having a flow ratio (FLR) defined by ≦ 50.

前記高密度ポリエチレンが０．９４５〜０．９６０ｇ／ｃｍ^３の密度を有するものである請求項１記載の易開封性樹脂製容器蓋。The easily openable resin container lid according to claim 1, wherein the high-density polyethylene has a density of 0.945 to 0.960 g / cm ³ .

前記高密度ポリエチレンが９０００〜１４０００ｋｇ/ｃｍ^２の曲げ剛性を有するものである請求項１又は２記載の易開封性樹脂製容器蓋。The high-density polyethylene is one having a flexural rigidity of 9000~14000kg / cm ² according to claim 1 or 2 easy-open resin container closure according.

前記高密度ポリエチレンがＪＩＳ−Ｋ６７６０で測定して１５時間以上の環境応力亀裂時間を有するものである請求項１乃至３の何れかに記載の易開封性樹脂製容器蓋。 The easily-openable resin container lid according to any one of claims 1 to 3, wherein the high-density polyethylene has an environmental stress cracking time of 15 hours or more as measured by JIS-K6760.