JPS5914917A - 樹脂キヤツプ及びその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明け、樹脂キャップ及びその製法に関するもので、
より詳細には、硬質樹脂の蓋体とその頂板部内面に施し
た軟質エラストマーのライナー材とから成り、該ライナ
ーは蓋体内での押圧成形により形成されていると共に蓋
体に強固に熱接着している樹脂キャップ及びその製法に
関する。

樹脂キャップは、種々の容器の密封に使用されているが
、容器口部と係合する部分がクッション性に欠けるため
、高度の密封が困難となるという問題がある。このため
、硬質樹脂の蓋体の頂板内面に軟質のエラストマーをラ
イナー材として施こすことが種々提案されている。しか
しながら、樹脂キャップのライナー材には、未だ解決し
なければならない２つの問題がある。その一つはライナ
ー材を蓋体に接着固定するのが概して困難であるという
ことであり、他の一つは締結時或いは開封時のトルクに
よってライナー材が蓋体から剥離され、蓋体から脱落す
るという問題である。

一般に蓋用ライナーとして、塩化ビニル樹脂のプラスチ
ゾルを蓋体に施こし、加熱ゲル化したものが広く使用さ
れているが、このプラスチゾルやそのゲル化物は、ポリ
エチレンやポリプロピレンに対して全く接着性を示さず
、ライナーの脱落防止という見地から不満足なものであ
る。

本発明者等は、ライナー形成用のエラストマーとして、
以下に詳述する特定のエチレン系共重合体を選択し、高
密度ポリエチレン乃至ポリプロピレンから成る蓋体に、
該エラストマーの溶融物を特定の条件下に施こし、ライ
ナーに抑圧成形するときには、該ライナーと蓋体とが接
着剤層を経るととなしに強固に熱接着することを見出し
だ。

即ち、本発明の目的は、エチレン系共重合体等から成る
軟質エラストマーのライナー材が硬質樹脂に強固に熱接
着された樹脂キャップ及びその製造法を提供するにある
。

本発明の他の目的は、樹脂キャップの容器への　−締結
時或いは該容器の開封時に加わる大きなトルクにもかか
わらず、ライナー材が蓋体から離脱することかく安定に
保持される樹脂キャップ及びその製法を提供するにある
。

本発明の更に他の目的は、ライナー材が施された樹脂キ
ャップを、高生産速度でしかも少々い工程数で、樹脂の
無駄なしに製造し得る方法を提供するにある。

本発明によれば、硬質の熱可塑性樹脂で形成された蓋体
と、蓋体頂板部の少々くとも容器口部と係合する部分に
施された軟質のライナーとから成る樹脂キャップにおい
て、前記硬質樹脂は高密度ポリエチレンまたは結晶性プ
ロピレン系樹脂から成り、前記ライナー材は、エチレン
を主体とし且つプロピレンまたは含カルボニル基エチレ
ン系不飽和単量体を含有するショアＡ硬度が３０ｔ”に
おいて、９０度以下のエチレン系共重合体から成り、前
記ライナー材は蓋体内に溶融エラストマーを供給しその
場で抑圧成形することにより形成され、前記ライナー材
は接着剤層を経ることなく蓋体に熱接着されていること
を特徴とする樹脂キャップが提供される。

本発明によれば更に、高密度ポリエチレンまたは結晶性
プロピレン系樹脂から成る蓋体を５Ｃ１以上の温度に加
熱し、該蓋体の頂板部の少なくとも容器口部と係合すべ
き部分に、エチレンを主体とし且つプロピレンまたは含
カルボニル基エチレン系不飽和単量体を含有するショア
Ａ硬度が３゜Ｃにおいて９０度以下のエチレン系共重合
体を溶融状態で施こし、この溶融物をプランジャーで型
押して、所定のライナー形状に成形すると共に蓋体に熱
接着させることを特徴とする樹脂キャップ５− の製法が提供される。

本発明を、添付図面に示す具体例に基すき以下に詳細に
説明する。

本発明の樹脂キャップを示す第１図において、このキャ
ップは硬質の熱可塑性樹脂から形成された蓋体（キャッ
プ・シェル）１と軟質のエラストマーから形成されたラ
イナー２とから成っているＣ蓋体１は頂板部６とその周
囲のスカート部４とから成っており、このスカート部４
の内面には、容器首部（図示せず）に締結させるための
ねじ５が設けられている。ライナー材２は蓋体頂板部乙
の内面側に施され、抑圧成形により形成された中央薄肉
部６と容器口部と係合すべき周辺部に形成された厚肉の
密封用リング７とから成っている。このライナー材２に
おいて、中央薄肉部６が欠如されていて密封用リング７
のみから成っていてもよく、またライナー材２が全体に
わたって一様な厚みを有していてもよい。

本発明の重要な特徴は、蓋体１を高密度ポリエチレンま
たは結晶性プロピレン系樹脂で構成する６− 一方で、ライナー２をエチレンを主体とし且つプロピレ
ンまだは含カルボニル基エチレン系不飽和単量体を含有
するショア硬度が３０ｃで９０度以下のエチレン系共重
合体で形成し、しかもこのエチレン系共重合体のライナ
ー２を蓋体１に直接熱接着させた点に存する。

従来、ライナー特性を有する熱可塑性樹脂として低密度
ポリエチレンが知られており、この低密度ポリエチレン
を容器蓋殻体内に溶融状態で施こし、これをプランジャ
ーで型押しすることにより、ライナー付容器蓋とするこ
とが知られている。しかしながら、低密度ポリエチレン
を、このような方式でポリプロピレン蓋体の中に施した
場合には、ライナーの接着強度が何れも０．１Ｋｇ／φ
２８陣未満のメーダーであり、ねじ付樹脂キャップにお
けるライナー離脱防止という見地からは不満足なもので
ある。

しかるに、本発明において、ライナー材として、エチレ
ンを主体とし且つ共単量体としてプロピレンまたは含カ
ルボニル基エチレン系不飽和単量体を含有するショアＡ
硬度がろ０′Ｃで９０度以下のエチレン系共重合体を選
択ｌ〜、し７かもこれを溶融抑圧成形法で蓋体内でライ
ナーに成形１７、特に望ましくはこの抑圧成形に際して
予じめ蓋体１を５０ｃ以上の温度に加温しておくときに
は、ライナー２と蓋体１とが格別の接着剤を用いること
なし７に、強固に熱接着され、その接着強度はＩＫｐ／
φ２８咽巾以上、特に４Ｋｙ／φ２Ｂｍｍ巾以上のレベ
ルに向上するのである。

本発明によれば、ライナー２が蓋体１に強固に接着され
ているため、キャップの輸送、取扱い時にライナーの離
脱が防止されるのけ勿論のこと、容器への締結トルクや
開封トルクがライナー２に作用した場合にも、ライナー
２の蓋体１からの剥離が防止され、ライナーの離脱防止
や密封性保持の点で顕著ガ利点が達成される。

また、成形した蓋体内に、溶融樹脂を供給し、冷却され
たプランジャーで型押しするという極めて簡便な操作で
所望のライナー形状への成形と蓋体への熱接着とが一挙
に行われ、工程数が少々く、操作が簡単で、１７かも高
生産速度、例えば１２００個／分にもおよぶ生産速度で
ライナー付樹脂キャップの製造が行われるという利点が
ある。

更に、本発明によれば、上述した如く、格別の接着剤や
接着剤の塗布操作が不要であり、またライナーをジスク
等に打抜いた後キャップに装入する場合に比して樹脂の
無駄がなく、経済的にも顕著な利点がある。

更に壕だ、ライナー構成素材も塩化ビニル樹脂ライナー
の場合のように可塑剤を一切含有していないため、衛生
的特性や風味保持性にも顕著に優れている。

ポリプロピレン等から成る蓋体１にライナーを成形と同
時に熱接着させるためには、エチレンを主体とし且つ共
単量体としてプロピレンまたは含カルボニル基エチレン
系不飽和単量体を含むエチレン系共重合体を用いること
が極めて重要となる０即ち、既に指摘した通り、低密度
ポリエチレンのようにエチレン単独から成る樹脂は、蓋
体樹脂に殆んど熱接着性を示さないことからみても、上
述９− した共単量体成分は、ライナー構成樹脂に対１〜て熱接
着に対する活性を顕著に付与するものと認められる。こ
の熱接着に対する活性付与作用は、接着すべき蓋体に対
して化学的に親和性乃至は活性のある基の存在という化
学的な要因の他に、溶融体の成形と同時に熱接着が進行
しなければならないという問題も考慮する必要がある。

即ち、本発明に用いる成形及び熱接着条件では、溶融状
態にある重合体が冷却下に成形されつつ、しかもこの短
時間の溶融状態の間に熱接着が完了されねばならない。

エチレンの単独重合体のような結晶性重合体では、溶融
体から固体への変化が急速で熱接着に十分な時間が与え
られず、またこの変化によって接着界面に大きな歪が残
存するという問題があり、これが熱接着不良の大きな原
因と考えられる。これに対して本発明において、エチレ
ンに対してプロピレンや含カルボニル基エチレン系不飽
和単量体を共重合させたものでは、ゴム弾性の寄与が大
きくなり、急速で急激な溶融体一固体への変化が緩和さ
れ、蓋体とライナー材と１０− の界面でライナー材の溶融乃至軟化状態がより長時間に
わたって持続され、その結果として熱接着が強固に行わ
れ、この溶融乃至軟化状態がよυ長時間にわたって持続
し、しかもゴム状弾性による寄与もあるだめ、接着界面
に残存する歪が解消乃至緩和されるものと認められる。

更に、このエチレン系共重合体は、常温における’／Ｅ
７Ａ硬度（ＪＩＳ　Ｋ−６３０１）が３０′ｃで９０度
以下、特に６０乃至８５度の範囲にあるため、適度のク
ッション性と易変形性との組合せを有し、優れた密封性
が得られるものである。

本発明に好適に使用されるエチレン系共重合体の最も適
当な例の一つは、エチレン・プロピレン系ゴムと言われ
るものであり、エチレン含有量が５０乃至８０重量％の
範囲にあるエチレン−プロピレン共重合体ゴム（ＥｐＲ
）や、エチレン含有量が上記範囲にあるエチレン・プロ
ピレンと少量（１乃至５モルチ）の不飽和成分、例えば
ジシクロペンタジェン、エチリデンノルボルネン、１フ
４−へキサジエン、メチレンノルボルネンとより成るエ
チレン−プロピレン三元共重合体ゴムである。これらの
エチレン−プロピレン系ゴムは、一般に３　［１，００
０乃至３０　［１，０［１ｒｌの分子量を有するが、溶
融成形性の点では、１００，０００より小さい分子量を
有するものが望ましい。これらの共重合体を使用すると
、比較的低い温度においてさえも強固ガ熱接着が可能と
なる。

エチレン系共重合体の他の適轟々例は、それ自体公知の
含カルボニル基エチレン系不飽和単量体を、ランダム共
重合、ブロック共重合或いはグラフト共重合等の手段で
エチレン系樹脂の主鎖乃至は側鎖に導入したものである
。

カルボニル基含有エチレン系不飽和単量体としては、カ
ルボン酸、カルボン酸塩、カルボン酸無水物、カルボン
酸エステル、カルボン酸アミド乃至イミド、アルデヒド
、ケトン等に基ずくカルボの１種又は２種以上の組合せ
を使用することができ、その適当な例は次の通りである
。

Ａ　エチレン系不飽和カルボン酸ニ アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、ク
ロトン酸、イタコン酸、シトラコン酸、５−ノルボルネ
ン−２，６−ジカルボン酸。

Ｂ　エチレン系不飽和無水カルボン酸：無水マレイン酸
、無水シトラコン酸、５−ノルボルネン−２＋ろ−ジカ
ルボン酸無水物、テトラヒドロ無水フタル酸。

Ｃエチレン系不飽和エステル： アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸２
−・エチルヘキシル、マレイン酸モノ又はジ・エチル、
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、γ−ヒドロキシメタ
クリル酸プロピル、β−ヒドロキシアクリル酸エチル。

Ｄ　エチレン系不飽和アミド乃至イミド：アクリルアミ
ド、メタクリルアミド、マレイミ　　トリ Ｅ　エチレン系不飽和アルデヒド乃至ケトン：アクロレ
イン、メタクロレイン、ビニルメチ＝１６− ルケトン、ビニルブチルケトン。

この共重合体の一つの例は、低−１中−或いは高−密度
ポリエチレンやエチレン−酢酸ビニル共重合体等に、上
述した含カルボニル基不飽和単量体、特にエチレン系不
飽和カルボン酸乃至はその無水物を、カルボニル基濃度
が１０乃至６００ミリイクイバレント／１００ｒ重合体
、特に２０乃至３００ｍｇｑ／１００ｆ重合体の濃度と
々るようにグラフト変性したものである。

着た、この共重合体の他の例は、前述した含カルボニル
基不飽和単量体、特にエチレン系不飽和エステルの１乃
至６０重量％、特に６乃至３０重量％とエチレンとをラ
ンダム共重合乃至はブロック共重合させて成る共重合体
である。

これらの共重合体において、含カルボニル基不飽和単量
体の量が上記範囲よりも低いときには、熱接着性の向上
が得られず、壕だ上記範囲よりも多いと内容品に対する
フレーバー保持性が低下する０ 用いるエチレン系共重合体は、熱成形性の点で、１４− ０．１乃至５０、特に１乃至３０のメルトインデックス
＜　ＡＳＴＭＤ−１５０５）を有することも重要である
。

これらのライナー材には、それ自体公知の配合剤、例え
ば滑剤、酸化防止剤、着色料、充填材等を公知の処方に
従って配合できることは勿論である０ 蓋体を構成する樹脂は、適度な硬さを有するように高密
度ポリエチレンや、結晶性プロピレン系樹脂であり、プ
ロピレン系樹脂としては、ホモポリプロピレンの他に結
晶性のプロピレン−エチレン共重合体も使用される。蓋
体は、前記樹脂の射出成形により形成される。

本発明方法において、蓋体内での溶融物の抑圧成形に際
しては、蓋体を予じめ５０′Ｃ以上の温度に加熱すると
とがライナーと蓋体との熱接着強度の点で特に重要とな
る。例えば、ポリプロピレン蓋体とエチレン−プロピレ
ン共重合体ゴムとの組合せの場合、常温の蓋体上で溶融
体の抑圧成形を行ったときの接着強度は１．ＯＫｙ／φ
２８ｍｍ以下であるのに対して、７０ｒに加熱した蓋体
上で溶融体の押圧成形を行ったときの接着強度は２．５
ＩＱ／φ２８聴に向上する。

ライナーを施こすべき蓋体を予じめ加熱しておくことに
より、ライナーの熱接着性が向上する理由は、正確には
不明であるが、次のようなものと考えられる。即ち、エ
チレン系共重合体溶融物のライナー形状への成形は、既
に述べた通り、冷却下に一般に行われる。かくして、こ
のような条件下では、熱接着のために必要なライナー樹
脂の溶融乃至は軟化状態が極めて短かい時間となふこと
及び接着界面に歪が残存しやすいことも、既に指摘した
通りである。

これに対して、蓋体を予じめ加熱しておくと、蓋体構成
樹脂も熱接着に対して活性化されるばかりではなく、熱
接着に際し、蓋体と接触するライナー重合体の溶融乃至
は軟化状態が一層長時間側に移行し、更に接着界面に残
留しやすい歪も一層有効に解消乃至は緩和され、接着強
度の著しい向上されるものと認められる。

本発明方法を説明するための第２−Ａ乃至２−０図にお
いて、先ず蓋体１を５０′Ｃ以上の温度に予備加熱する
（第２−Ａ図）。このために、蓋体１を、ヒータ１０を
備えたアンビル（金敷）１１の上に載せ、且つ蓋体１の
内面側にもヒータ１０を備えたプランジャー１２を押し
付けて蓋体１を加熱させる。加熱は、勿論ヒーターから
の伝熱以外に、赤外線輻射加熱や加熱炉内での加熱熱風
の吹付は等の任意の手段で行われる。蓋体１の加熱温度
は、５０ｔ？以上、特に６０ｔＺ’以上で且つ蓋体構成
樹脂の軟化点よ均も低い温度であればよい。

上記範囲でも加熱温度が高い程接着強度は向上するので
、具体的に用いる温度は、ライナー材を構−成するエチ
レン系共重合体の種類に応じて所望の接着強度が得られ
るように定めるのがよい。また、蓋体１の加熱温度は短
時間であれば軟化点を越えることが許容される。

次いで、第２−Ｂ図において、加熱された蓋体１の内面
側に、押出ダイス（図示せず）等を通して、前述したエ
チレン系共重合体の溶融ペレット−１７〜 １６を供給する。

最後に、第２−ｃ図において、蓋体１内に冷却されたプ
ランジャー１４を降下させて、プランジャー頂面の形状
に応じて溶融体を所望のライナー２の形状に成形すると
共に、ライナー２を蓋体１に熱接着させる。

本発明を次の例で説明する。

実施例 第１表に示される材料１、高密度ポリエチレン及び材料
２、ポリプロピレンにて成形されたキャップ殻体（直径
３０ｍｍ５高さ１８．５ｍｙｎ）に第１表に示される材
料６、エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＲ）及び材
料４、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を第２
表に示される条件でライナー形状を成形し、ライナー付
きキャップを成形した。この時の成形されたライナー形
状は第６図と第４図で示される形状を有する。尚、図中
１は殻体、５はネジ部、２はライナ一部である。

成形条件は、ライナー材がエチレン−プロピレン共重合
体については第２表の成形条件１〜７で１８− 行い、ライナー制がエチレン−酢酸ビニル共重合体につ
いては、同表成形条件８〜１４で行った。

成形は、第５図に示される方法で行った。第５図におい
て、図中番号は下記部材を示す。

１・・キャップ殻体、２・・・ライナー、１１・・・ア
ンビル、６・・・キャップ殻体天面部、１５・・・熱風
発生装置、１６・・・押出機、１７・・・回転刃、１３
・・・加熱溶融樹脂、１４・・・ライナー成形用押型。

即ち、ステーションＡにおいてキャップ殻体１を、アン
ビル１１上にのせ、ステーションＢにおいて熱風発生装
置（他にオープン加熱、加熱パンチでも可能）１５によ
り熱風でキャップ殻体天面部を第２表の条件に加熱し、
さらにステーションＣにおいて、第２表の成形条件で、
第１表のライナー材を押出機１６より押出し、回転刃１
７で切断された溶融樹脂粒１３（０，４のを、加熱キャ
ップ殻体１の内側中央部に投入し、直ちにステーション
Ｄにおいて、第２表に示す条件にもとすき、押型１４で
押圧してライナー形状を成形し、ステーションＥに示す
ライナー付キャップを作成した。

前記の各種キャップについて以下の試験を行った。

○剥離強度ニライナーと殻体との剥離強度を測定（剥離
速度、５０聴／分、温度２０ｔｌｌ”、剥離角度９０°
、テンシロン引張試験器） 第６図に示すごとく、ライナー材としてエチレン−プロ
ピレン共重合体を用いた場合は第２表の条件１〜７の条
件下で作成されたライナー付きキャップの剥離強度は、
殻体温度５０′Ｃ以上で使用可能強度となり、殻体温度
６０ｃ以上で充分な剥離強度を示した。尚、エチレン−
プロピレン共重合体をライナー材として使用した場合は
、殻体が高密度ポリエチレンの場合とポリプロピレンの
場合では、ライナーと殻体との剥離強度にあ壕り差はな
い。

また、第７図に示すごとく、ライナー材として、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体を用いた場合は、第２表の８〜
１４の条件下で作成されたライナー付きキャップの剥離
強度は、殻体が高密度ポリエチレンの場合には、殻体温
度６０Ｃ以上で充分な剥離強度を示す。壕だ、殻体がボ
１１プロピレンの場合には、６０′Ｃ以上で、使用可能
な剥離強度となり、殻体温度７０Ｃ以上で充分な剥離強
度を示す。尚、殻体がポリプロピレンの場合、ライナー
材としてエチレン−酢酸ビニル共重合体を用いる場合、
酢酸ビニルの含有量が一定量以上に々ると剥離強度が低
下する傾向にあることから、特に、殻体にポリプロピレ
ンを用いる場合は、エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢
酸ビニル含有量が３〜３０％のものを使用するのが望ま
しい。

さらに、エチレン−酢酸ビニル共重合体は、酢酸ビニル
含有量により硬度は第８図のごとく変化する。通常、ラ
イナー材として使用するには硬度が３００においてＪＩ
Ｓ、に６３０１の方法で９０以下が望ましい。したがっ
て第７図が示すように、酢酸ビニル含有量が８チ以上で
あることが望ましい○ すなわち、エチレン−酢酸ビニル共重合体を使用する場
合は、剥離強度及び硬度より、酢酸ビニル含有量が８〜
６０チのものが最も望ましい。

２１− 第１表 注）１　硬度はＪｌ、５Ｋ−６６０１で３ＤＣ測定によ
る。

２２− 第　　２　　表 （注）１　アンビルとは、殻体内の溶融樹脂を押し型が
押圧するときに殻体外側底部をささえるものである。（
以下同様）

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の樹脂キャップの概要を示す断面図で
あり、 第２−Ａ図、第２−８図及び第２−ｃ図は本発明方法の
工程を説明するだめの説明図であり、第６図は、本実施
例のライナー付き樹脂キャップの内側平面図であり、 第４図は、第６図のキャップの線ＴＶ−ＩＶにおける一
部断側面図であり、 第５図は、本実施例で用いた工程を説明するための工程
図であり、 第６図は、ライナー材としてエチレン−プロピレン共重
合体を用いて、殻体（高密度ポリエチレン、ポリプロピ
レン）に成形した場合のライナーと殻体との剥離強度の
測定結果の線図であり、第７図は、ライナー材としてエ
チレン−酢酸ビニル共重合体を用いて、殻体（高密度ポ
リエチレン、ポリプロピレン）に成形した場合のライナ
ーと殻体との剥離強度の測定結果の線図であり、第８図
は、エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有量
刑の硬度ＣＪＩＳ　、に−６３０１。 ３ＤＣ）の測定結果の線図である。 １・・・蓋体、２・・・ライナー、６・・・頂板部、４
・・・スカート部、５・・・ねじ、６・・・中央薄肉部
、７・・・密封用リング、１０・・・ヒータ、１１・・
・アンビル、１２．１４・・・プランジャー、１６・・
・溶融ベレット、１５・・・熱風発生装置、１６・・・
押出機。 特許出願人　　　　日本クラウンコルク株式会社２５− 第１図 第２−Ａ図 第２−８図 ３ 第２−Ｃ図 第３図 第４図 第７図 股俸り２Ｓ戻　（０Ｃ） 第８図 酢醸じじル巷有童　（’／、）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）硬質の熱可塑性樹脂で形成された蓋体と、蓋体頂
   板部の少なくとも容器口部と係合する部分に施された軟
   質のライナーとから成る樹脂キャップにおいて、 前記硬質樹脂は高密度ポリエチレンまたは結晶性プロピ
   レン系樹脂から成り、前記ライナー材ハ、エチレンを主
   体とし且つプロピレンまたは含カルボニル基エチレン系
   不飽和単量体を含有するショアＡ硬度が３０７）’にお
   いて、９０度以下のエチレン系共重合体から成り、前記
   ライナーは蓋体内の溶融された前記共重合体をその場で
   抑圧成形することにより形成され、前記ライナーは接着
   剤層を経ることなく蓋体に熱接着されていることを特徴
   とする樹脂キャップ。
2. （２）高密度ポリエチレンまたは結晶性プロピレン系樹
   脂から成る蓋体を５０ｒ以上の温度に加熱し、 該蓋体の頂板部の少なくとも容器口部と係合すべき部分
   に、エチレンを主体とし且つプロピレンまたは含カルボ
   ニル基エチレン系不飽和単量体を含有するショアＡ硬度
   が３０ｎにおいて、９０度以下のエチレン系共重合体を
   溶融状態で施こし、この溶融物をプランジャーで型押し
   て、所定のライナー形状に成形すると共に蓋体に熱接着
   させることを特徴とする樹脂キャップの製法。