JP2008207820A - ガスバリア性に優れたプラスチックキャップ - Google Patents

Abstract

【課題】ガスバリア性に優れていると共に成形が容易で生産性に優れ、しかも熱水シャワーによる殺菌処理に賦した場合にも、ガスバリア性の低下やガスバリア層の剥離を生じることがないプラスチックキャップを提供することである。
【解決手段】頂板部及び該頂板部周縁から垂下するスカート部から成り、頂板部内面には容器口部に密着するシール部が形成されているプラスチックキャップにおいて、
前記頂板部外面には、頂板部側から順に、ガスバリア性塗膜層、耐水性オーバーコート層が形成されており、該ガスバリア性塗膜層の径がシール部の最内径よりも大きく、ガスバリア性塗膜層がシール部で区画される頂板部を完全に被覆すると共に、耐水性オーバーコート層の径がガスバリア性塗膜層の径よりも大きく、耐水性オーバーコート層がガスバリア性塗膜層を完全に被覆することを特徴とするプラスチックキャップ。
【選択図】図１

Description

本発明は、頂板部にガスバリア性塗膜層及び耐水性オーバーコート層を有するプラスチックキャップに関し、より詳細には、熱水シャワーによる殺菌処理等に賦された場合にも、耐水性オーバーコート層及びガスバリア性塗膜層相互、ガスバリア性塗膜層及びキャップ頂板部相互の剥離の発生が防止されたガスバリア性に優れたプラスチックキャップに関する。

一般にプラスチックキャップは、ポリエチレン或いはポリプロピレン等のポリオレフィンから成形されているが、このようなプラスチックはガスバリア性に劣るものであるため、内容物によってはキャップ頂板部を通してのガス透過が問題になる場合がある。
すなわち、閉蓋状態において容器口部の開口部分に対応するキャップ頂板部の中央部は、キャップを構成するプラスチックのみから成るため、この部分を通してガスが透過する場合がある。

このような問題を解決するために、プラスチックキャップの頂板部に、ガスバリア層を形成したキャップも提案されている。
例えば、下記特許文献１には、プラスチックキャップの頂板部の位置にガスバリア材をコーティング、粘着或いはインサート成形により形成することが提案されている。

特開２００１−１９２０５７号公報

しかしながら、プラスチックキャップの頂板部内面にガスバリア材を形成することは、ガスバリア材が直接内容物に触れるため好ましくなく、これを防止するためにガスバリア材を覆う部材を形成することは、生産性に劣る。一方、プラスチックキャップの頂板部外面にガスバリア材を形成することは、上述したような問題を生じないが、充填後の熱水のシャワーによる殺菌処理により、ガスバリア性樹脂のバリア性が低下したり、或いはガスバリア材自体が剥離してしまうという問題がある。更にインサート成形により、キャップシェル中にガスバリア材を封入してしまう場合には、このような問題は生じないが、成形が複雑になり、やはり生産性に劣るという問題を生じる。

またキャップシェル頂板部に形成されたガスバリア材の上に耐水性のオーバーコート層を設けることも考えられるが、この場合にも、耐水性オーバーコート層とガスバリア材の間、或いはガスバリア材と頂板部の間で層間剥離を生じてしまい、未だ十分満足するものではなかった。
従って、本発明の目的は、ガスバリア性に優れていると共に成形が容易で生産性に優れ、しかも熱水シャワーによる殺菌処理に賦した場合にも、ガスバリア性の低下やガスバリア層の剥離を生じることがないプラスチックキャップを提供することである。

本発明によれば、頂板部及び該頂板部周縁から垂下するスカート部から成り、頂板部内面には容器口部に密着するシール部が形成されているプラスチックキャップにおいて、前記頂板部外面には、頂板部側から順に、ガスバリア性塗膜層、耐水性オーバーコート層が形成されており、該ガスバリア性塗膜層の径がシール部の最内径よりも大きく且つガスバリア性塗膜層がシール部で区画される頂板部を完全に被覆すると共に、耐水性オーバーコート層の径がガスバリア性塗膜層の径よりも大きく、耐水性オーバーコート層がガスバリア性塗膜層を完全に被覆することを特徴とするプラスチックキャップが提供される。
本発明においては、ガスバリア性塗膜が、無機層状鉱物を含有するガスバリア性塗料により形成されていることが好適である。

本発明のプラスチックキャップによれば、キャップ頂板部内面及び容器口部と密着により形成されるシール部の最内径よりも大きく且つガスバリア性塗膜層がシール部で区画される頂板部を完全に被覆していることから、優れたガスバリア性を有している。
またかかるガスバリア性塗膜層が、ガスバリア性塗膜層の径よりも大きい耐水性オーバーコート層により完全に被覆されていることにより、内容物充填後の熱水シャワーによる殺菌処理や、或いは外部からの摩擦が作用した場合にもガスバリア性塗膜層が剥離することがなく、優れたガスバリア性を確実に発現することが可能となる。

本発明のプラスチックキャップにおいては、キャップ頂板部外面にガスバリア性塗料を塗布することによってガスバリア性塗膜層を形成することができるため、ガスバリア層の形成が容易であり、生産性に優れているという利点もある。
またガスバリア性塗膜層の塗布範囲、及び耐水性オーバーコート層の塗布範囲をそれぞれの径で規制することにより、ガスバリア性塗膜層の端部が露出してしまうことを容易且つ確実に防止することが可能となる。

以下、本発明を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のプラスチックキャップの一例の側断面図（左半分）及び側面図（右半分)であり、図２は、図１のキャップに容器口部を適用した状態における側断面図（左半分）及び側面図（右半分)である。
本発明のプラスチックキャップ１は、概略的に言って、頂板部２及び頂板部２の周縁から垂下するスカート部３から成り、スカート部３の下端には破断可能な弱化部４を介してタンパーエビデントバンド５が形成されている。また頂板部内面には、インナーリング６ａ，小突起６ｂ，アウターリング６ｃから成るシール部６が形成されている。更にスカート部内面には容器口部１０と螺合する螺子部７が形成されている。

本発明のプラスチックキャップの一例においては、上述した基本構造を有するプラスチックキャップにおいて、頂板部２の外面に頂板部側から順にガスバリア性塗膜層８及び耐水性オーバーコート層９が形成されている。
本発明においては、キャップ頂板部の中心を径の中心として、ガスバリア性塗膜層８が、シール部６の最内径、すなわち図１に示すｄ１の位置よりも大きな径ｄ２で形成されていることが第一の重要な特徴であり、また耐水性オーバーコート層９が、ガスバリア塗膜層８の径ｄ２よりも大きな径ｄ３で頂板部２上に形成されていることが第二の重要な特徴である。
すなわち、容器口部内にインナーリング６ａが挿入されてキャップが密閉されると、キャップにおいてはインナーリング６ａよりも内側に位置する頂板部が、内容物と外気との遮蔽部材となるため、ガスバリア性塗膜層８は少なくともこの部分よりも大きくなければガスバリア性を発現することができない。

一方、耐水性オーバーコート層９は、ガスバリア性塗膜層８の外周縁が露出することがないように、ガスバリア性塗膜層８の外径ｄ２よりも大きな外径ｄ３を有し、ガスバリア性塗膜層を完全に被覆するようにキャップ頂板部上に形成されている。これによりガスバリア性塗膜層は、殺菌処理のために熱水シャワーに賦された場合にもガスバリア性塗膜層が熱水に接触することがなく、ガスバリア性塗膜層の剥離は勿論、湿度によるガスバリア性の低下が生じることもほとんどない。またガスバリア性塗膜層８は、外部から直接的に摩擦を受けることもないので、摩擦により剥離することも有効に防止されている。

（プラスチックキャップ）
本発明のプラスチックキャップにおいては、キャップ頂板部に形成されたガスバリア性塗膜層が、容器口部と密着するキャップ頂板部内面により形成されたシール部よりも内側の部分を完全に被覆し、且つガスバリア性塗膜層が耐水性オーバーコート層によって完全に被覆されている限り、上述した具体例に限定されず、種々の変更が可能である。
例えば、ガスバリア性塗膜層及び耐水性オーバーコート層を形成すべきプラスチックキャップが、予め形成されたキャップシェル頂板部にライナー材が形成されているキャップや、或いは予め形成されたキャップシェル頂板部を覆うように、キャップシェルスカート部の頂板部近傍に形成された係合部により保持される中栓をキャップシェルと組み合わせてなる所謂ツーピースタイプのキャップ等であってもよい。
またキャップは、容器口部と螺子係合するもののみならず、容器口部と突起により係合するものであってもよい。
またプラスチックキャップは、ポリエチレン、ポリプロピレン等の従来プラスチックキャップに用いられていた樹脂を用いて射出成形等により一体的に成形することができる。

（ガスバリア性塗膜層）
本発明のプラスチックキャップにおけるガスバリア性塗膜層を形成するガスバリア性塗料は、ポリビニルアルコール系、エチレンビニルアルコール共重合体系、ポリエステル系、アクリル系、ウレタン系等、ガスバリア機能を有する樹脂から成る公知のガスバリア性塗料を用いることができる。

本発明においては、上記ガスバリア性塗料に、無機層状鉱物を配合することが特に好ましい。すなわちかかる無機層状鉱物をガスバリア性塗料中に配合することにより、無機層状鉱物により透過ガスの迂回効果が発現され、ガスバリア性をいっそう向上することが可能となる。
無機層状鉱物としては、これに限定されないが、モンモリロナイト、有機モンモリロナイト、マイカ及びこれらの混合物から成るものを好適に使用することができる。用いる無機層状鉱物は、長径が５乃至７μｍの範囲の大きさで、アスペクト比が５００乃至２０００の範囲にあるものを好適に使用することができる。
無機層状鉱物は、塗料の樹脂成分１００重量部当たり、５乃至３０重量部の量で配合することが好ましい。

（耐水性オーバーコート層）
本発明のプラスチックキャップにおける耐水性オーバーコート層は、従来公知の熱硬化型塗料又は紫外線硬化型の塗料の何れでもよく、アクリル系、エポキシ系、ビニル系、ポリエステル系等の耐水性塗料を用いることができる。
耐水性オーバーコート層を、紫外線硬化型の塗料により形成する場合には、従来この種の塗料に用いられている重合開始剤、光増感剤等の添加剤を従来公知の処方に従って配合することができる。
またこの耐水性オーバーコート層には、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や粘度調整剤、或いは搬送性向上のために滑剤等を配合することもできる。

（塗膜の形成）
本発明のプラスチックキャップにおいては、予め形成されたキャップの頂板部にキャップ頂板部中心を同心とする径ｄ２のガスバリア性塗膜層及び径ｄ３の耐水性オーバーコート層をそれぞれ順次形成する。上述したように、ガスバリア性塗膜層及び耐水性オーバーコート層の径は、何れもキャップ頂板部の中心を径の中心として、ガスバリア性塗膜層の径ｄ２は少なくともシール部の最内径ｄ１よりも大きく、耐水性オーバーコート層の径ｄ３よりも小さいことが重要であるが、熱水シャワーによる耐水性オーバーコート層の端部からの水分の浸透を完全に予防するために、耐水性オーバーコート層の径ｄ３は、ガスバリア性塗膜層の径ｄ２よりも２ｍｍ以上特に３ｍｍ以上大きいことが好ましい。

キャップ頂板部外面にガスバリア性塗料を塗布する前に、キャップシェルの頂板部外面に、フレーム処理、コロナ放電処理、或いはプラズマ処理等の表面処理を施すことが、濡れ性を向上させ塗膜の密着性を向上させる上で望ましい。
表面処理されたキャップシェル天面に、コーター等の従来公知の塗布手段によりガスバリア性塗料を塗布、或いはパッド印刷（タンポ印刷）、オフセット印刷等従来公知の印刷方式によりガスバリア性塗料を転写し、これを硬化させ、ガスバリア性塗膜層を形成する。ガスバリア性塗膜層の厚みは、一般に０．５乃至１０μｍ、特に１乃至３μｍの範囲にあることが好適である。
次いでかかるガスバリア性塗膜層の上に、ガスバリア塗膜層と同様に、従来公知の塗布手段により、或いは印刷によって耐水性塗料を転写し、これを硬化させて耐水性オーバーコート層を形成する。耐水性オーバーコート層の厚みは、一般に０．５乃至１０μｍ、特に１乃至４μｍの範囲にあることが好適である。

（実施例１）
ブロック共重合ポリプロピレンから成るφ２８ｍｍ径のキャップシェルの頂板部をフレーム処理し、ガスバリア性塗料をパッド印刷によってシール部最内径よりも大きくなるように転写し、オーブンにより硬化させてバリア性塗膜層を形成した。次いでこの塗膜層の上にアクリル系ＵＶ硬化型耐水性オーバーコート塗料をロールコーターを用いてキャップ頂板部を完全に被覆するよう転写させ、紫外線を照射してオーバーコート層を形成する。
ガスバリア性塗膜 径：φ２５ｍｍ、厚み：２μｍ
オーバーコート塗料 径：φ２８ｍｍ、厚み：３μｍ

（比較例１）
ガスバリア性塗料をロールコーターを用いてキャップ頂板部を完全に被覆するよう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と同様に下記試験を行った。結果を表1に示す。
ガスバリア性塗膜 径：φ２８ｍｍ、厚み：２μｍ
オーバーコート塗料 径：φ２８ｍｍ、厚み：３μｍ

[耐磨耗性試験]
キャップ頂板部をカートンケース用クラフトパルプ紙表面に０．５ｋｇｆの荷重で２．５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磨耗性評価を行った。
また、製品時の熱殺菌シャワー工程を考慮してシャワー処理の影響についても確認した。
◎：クラフト紙表面にインキの転写が無い。
○：クラフト紙表面にわずかながらインキの転写が認められる。
△：クラフト紙表面に数箇所のインキの転写が認められる。
×：クラフト紙表面にインキの転写が鮮明に認められる。

[セロテープ剥離試験]
キャップ頂板部にセロテープを接着した後、一気に引き剥がし、そのキャップ頂板部のインキの剥離状態で剥離性を評価した。
また、製品時の熱殺菌シャワー工程を考慮してシャワー処理の影響についても確認した。
◎：インキの剥離が無い
○：キャップのインキ剥離率が10％未満
△：キャップのインキ剥離率が10〜30％
×：キャップのインキ剥離率が30％以上

本発明のプラスチックキャップの一例の側断面図（左半分）及び側面図（右半分)である。 図１のキャップに容器口部を適用した状態における側断面図（左半分）及び側面図（右半分)である。

符号の説明

１ プラスチックキャップ、２ 頂板部、３ スカート部、４ 弱化部、５ タンパーエビデントバンド、６ シール部、６ａ インナーリング、６ｂ 小突起、６ｃ アウターリング、７ 螺子部、８ ガスバリア性塗膜層、９ 耐水性オーバーコート層。

Claims (2)

1. 頂板部及び該頂板部周縁から垂下するスカート部から成り、頂板部内面には容器口部に密着するシール部が形成されているプラスチックキャップにおいて、
   前記頂板部外面には、頂板部側から順に、ガスバリア性塗膜層、耐水性オーバーコート層が形成されており、該ガスバリア性塗膜層の径がシール部の最内径よりも大きく、ガスバリア性塗膜層がシール部で区画される頂板部を完全に被覆すると共に、耐水性オーバーコート層の径がガスバリア性塗膜層の径よりも大きく、耐水性オーバーコート層がガスバリア性塗膜層を完全に被覆することを特徴とするプラスチックキャップ。
2. 前記ガスバリア性塗膜が、無機層状鉱物を含有するガスバリア性塗料により形成されている請求項１記載のプラスチックキャップ。

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