JP2008526633A - 熱分配を改善した容器用のプルタブシール部材 - Google Patents

熱分配を改善した容器用のプルタブシール部材 Download PDF

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Abstract

瓶やジャーのような容器を密閉するためのシールおよび製造方法が提供される。シール(すなわち閉蓋)(300)は、非発泡熱分配層(330)を有したシート状の下部構造(301)によって形成される。下部構造は箔支持層を含み、かつ、その下面に配置されたPET層のようなポリマー層(320)を有する。容器の開口部にシールを結合するために、PET層の下面に熱活性シーラント層(340)が設けられている。非発泡熱分配層は好ましくはポリオレフィンフィルムである。本発明の好ましい実施形態によるシールはタブ部分(302)を含んでいる。タブ部分は、該タブ部分(303)がシールから伸びるように、一部分のみが(直接または間接的に)ボトム部分に結合されている。トップ部分は、有利には、ボトム部分の周囲に沿って、かつ、ボトム部材の直径において、または、直径(中心)から僅かにオフセットされた位置で結合されている。トップ部分は、有利には、エチレン酢酸ビニル(EVA)層(360)のような高分子材料で形成されている。エチレン酢酸ビニル層の上面にはPETから成る層(350)が結合されている。剥離帯(370)がトップ構造体またはボトム構造体に接着されており、該剥離帯は、下面に塗布された剥離層(371)を有しており、タブ部分の下部構造への接着防止に用いられる。

Description

本発明は、容器の開口部を閉じるプルタブシール部材に関し、特に、容器の開口部を誘導封止する間の熱分布を改善したプルタブシール部材に関する。
瓶やジャーその他の容器を閉蓋で密閉して、内容物の鮮度を維持したり、容器が既に不正に開封されていることを示すようにすることが望ましいことがよくある。然しながら、ユーザが容易に閉蓋を取外せることもまた望ましい。例えば、米国特許第5433992号には容器用のトップタブ蓋が記載されており、その内容を本願と一体をなすものとして参照する。該トップタブ蓋は、容器を密閉するための薄膜と、タブ部分が接着されないようにして前記薄膜の頂部に接着されたシートとを有している。容器の内容物へのアクセスを探しているユーザは、指でタブを単に把持し、次いでシートに連結されている該タブを引張ることによって、比較的便利な態様で蓋の全体を取外し、かつ、容器の内容物へアクセス可能となる。
図1を参照すると、従来のトップタブ蓋が、瓶10の頂部に容器シール100として示されている。図1の矢視線2−2に沿うシール100の断面が、縮尺は合っていないが、図2に示されている。
シール100は、下層110を含む下部101を有している。下層は、瓶10の頂部にシール100を固定するためのホットメルト接着剤その他のシーラントのような接着剤より成る。下部101は、また、フォイル層120、および、該フォイル層120とシーラント110との間のポリエチレンテレフタレート(PET)層130とを含む。シール100は、また、上層102を含む。上層102は、エチレン酢酸ビニル(EVA)層170を含み、その上にPETトップ層180が設けられている。EVA層170の下面150は、処理されフォイル層120に接着された面である。下面150は、また、EVA層170への剥離紙の層140に結合している。こうして剥離層140によって、EVA層170が、下面150においてフォイル層120に完全に結合してしまうことが防止される。下面150によって、EVA層170は、境界線160のところまでフォイル層120に結合され、タブ部分200が把持可能となる。然しながら、上部102と下部101の間の該結合は、タブ部分200を引張ることによって、シール100を一体として全ての取外可能なように強固である。
従来の容器シールには幾つかの問題がある。例えば、剥離紙の層または情報層は、湿気への暴露に敏感である。PETによる剥離層のみを使用しても、完全に十分シールすることができない。フォイル層の腐食は問題となり得る。また、従来の閉蓋は、典型的に、適切な結合、剥離を確実にするために、容器は円滑表面でなければならない。
1つの特定の問題は、密封段階における不均一な加熱である。熱活性接着剤の加熱が不均一となると、シールのタブを設けた側とタブを設けていない側の間の熱分が不均一となる。その結果、シールの一方の側が容器の開口部に十分に接着され、他方の側が不十分となる。この問題の一般的な解決方法は、シールを過度に加熱(すなわち過度接着する)して、シールの双方の側を容器に確実に接着することである。然しながら、この一般的な解決方法には更なる問題があり、タブを引張ったときに閉蓋が容器から十分に分離せずに、シールが裂けたり、容器の開口部からシールが十分に取外せなかったりする。同様に、過剰に加熱すると、接着剤が滲み出て、タブがシールに接着されてしまうことがある。この望ましくない副作用は、この技術分野で「タブグラブ(tab grab)」と称されることがあるが、これによって、エンドユーザは、容器からシールを取外すためにタブに接近することができなくなる。
米国特許第5433992号明細書
従って、本発明の目的は、容器用プルタブシール部材を改良して、従来の容器シールの欠点を克服することである。
概括的に、本発明によれば、瓶やジャーのような容器を密閉するためのシールおよび製造方法が提供される。シール(すなわち閉蓋)はシート状の下部構造によって形成され、該下部構造は非発泡熱分配層を有している。下部構造は箔支持層を含み、かつ、その下面に配置されたPETフィルムのようなポリマー層を有する。容器の開口部にシールを結合するために、PET層の下面に熱活性シーラント層が設けられている。容器の開口部にシールを結合(すなわち接着)するために、PET層の下面に非発泡熱分配層が設けられている。密封すべき容器に応じて、種々のタイプの容器に結合する適当な材料をPETフィルム層に塗布することができる。非発泡熱分配層は、好ましくはポリオレフィンフィルムである。本発明の好ましい実施形態によるシールはタブ部分を含んでいる。タブ部分は、該タブ部分がシールから伸びるように、一部分のみが(直接または間接的に)ボトム部分に結合されている。トップ部分は、有利には、ボトム部分の周囲に沿って、かつ、ボトム部材の直径において、または、直径(中心)から僅かにオフセットされた位置で結合されている。トップ部分は、有利には、エチレン酢酸ビニル(EVA)層のような高分子材料で形成されている。エチレン酢酸ビニル層の上面にはPETから成る層(350)が結合されている。タブ部分の下部構造体への接着防止のために、剥離帯をトップ構造体に接着することができる。剥離帯はPETまたはシリコーンを塗布したPET、ナイロンまたはポリプロピレンから形成することができる。
本発明によってシールを形成するために、剥離帯を間に介挿してボトム部の第1の積層シートがトップ部材料の1つのシートに積層される。剥離帯は、トップ部材料に結合することができ、かつ、文書または指示書を印刷することができる。剥離帯の下面は、剥離促進物質を塗布して、タブ帯の位置でトップシートがボトムシートに結合してしまうことを防止するようにできる。ダイによってディスク状のシールを切出すことができる。ディスクの各々は、平面で見て概ねその半分の領域に剥離帯を有している。こうして、下面に接着剤を、そしてシールの半分の領域に結合された把持タブを頂部に有したシールが形成される。こうしたシールは、容器の頂部に結合して、容器の内容物を密封することができる。
有利には、本発明のプルタブシール部材は、熱活性接着剤への熱の分配が改善され、容器へのシール部材の接着が改善される。本発明のプルタブシール部材によって密封特性を改善することによって、従来技術のシールの欠点は、少なくとも最小化され或いは解消される。本発明のこれら利点および他の利点は、以下の詳細な説明から一層明らかとなろう。
本発明を更に理解するために、添付図面に関連して以下更に説明する。
本発明の好ましい実施形態による容器用プルタブシール部材(すなわち閉蓋)は、図3においてシール300として図示されている。図3に示すように、複数の層の相対的な厚さは、明瞭に図示するために縮尺が合っていない。更に、図示する構成は、例示する目的であって、構成を限定する趣旨ではない。
シール300は、ボトム積層シート301と、トップ積層シート302から成る。ボトム積層シート301は、金属箔より成る支持層310を含む。該支持層の下面に下ポリマー層320が設けられ、支持層の上面に非発泡熱分配層330が設けられている。金属箔支持層310は、他の金属でも容易に用いることができるが、好ましくはアルミニウム箔である。支持層310の厚さは、有利には、約0.0127〜0.0508mm(約0.0005-0.0020inch)である。
下ポリマー層320は、有利には、ポリエチレンテレフタレート(PET)から、好ましくは、約0.01016〜0.0381mm(約0.0004-0.0015inch)の厚さに形成される。他の適当な材料には、ナイロン、PEN、ポリプロピレンが含まれる。下シート301の下面は、有利には、熱活性シーラントまたは接着剤340によって被覆されている。接着剤のタイプは、部分的には容器の特性に基づいている。適当な熱活性接着剤(本明細書では、シーラントとの語は、本発明による容器シールを容器に接着するのに適した熱活性接着剤を含む)は、以下に限定されないが、エチレン酢酸ビニル、エチレン−アクリル酸共重合体、サーリン(surlyn)、その他庫の技術分野で周知の材料を含む。
ボトムシート301(層330)の上面には、有利には非発泡熱分配層330が設けられている。本発明によれば、層330は、断熱特性を有し、密閉された容器から閉蓋を取外す際の引裂かれや破断に対して抵抗する、あらゆる非発泡高分子材料から形成することができる。好ましい実施形態では、非発泡熱分配層330は、ポリオレフィンフィルム層である。ポリオレフィンフィルム層は、単層または結合層と共に共有押出成型された2つのオレフィン樹脂から成る二層とすることができる。使用されるポリオレフィン樹脂は、以下に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、そのブレンド、および高級αオレフィン類との共重合体またはブレンドを含む。ポリオレフィンフィルム層の厚さは、好ましくは少なくとも約0.0635mm(約0.0025inch(2.5mil))であり、より好ましくは少なくとも約0.0762mm(約0.0030inch(3mil))、一層好ましくは少なくとも約0.0889mm(約0.0035inch(3.5mil))である。然しながら、熱分配および引裂き抵抗の効果を得るために必要となる実際上の厚さは、使用するポリマー樹脂のタイプに依存している。当業者には明らかなように、密度やメルトインデックスのようなポリマー特性は可変であり、材料の断熱、引裂き抵抗特性に影響する。1つの好ましい実施形態では、フィルム層として使用するポリオレフィン樹脂は、少なくとも約0.96g/cm3、好ましくは0.97g/cm3、一層好ましくは0.98g/cm3の密度を有している。全体として、ポリオレフィンフィルム層の厚さは、好ましくは、約0.254mm(約0.010inch)以下、一層好ましくは0.203mm(0.008inch)以下とすべきである。こうしたパラメータよりも厚いと、シール部材がかさばり、また、利点は殆どなく、費用高率が低くなる。
トップ積層シート302は、有利には、ポリマー支持層350から形成される。該ポリマー支持層の下面には、有利には、ポリマー層360が設けられている。支持層350は、好ましくは、強靱な熱抵抗シート状材料から形成される。該材料は、薄くてもその強度を維持可能であり、かつ、高い引張り強度を有している。好ましい材料には、PET、およびPENやナイロンを含む他の適当な材料が含まれる。ポリマー層360は、有利にはEVAから形成され、有利には0.0254〜0.0762mm(0.001-0.003inch)の厚さを有している。EVAは、層330に容易に結合するその熱結合特性から好ましい。層360が厚すぎると、十分に結合させることが難しくなる。薄すぎると、結合強度が不十分となる。他の適当な材料には、低密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体およびエチレンメタクリレート共重合体が含まれる。
トップシート302はタブ部分303を含んでいる。タブ部分303はボトムシート301には接着されておらず、ボトムシート301から上方に折曲げ可能となっており、シール300を容器の頂部から取外すための把持タブが提供される。シート302は、また、ボトムシート301に接着された接合部分304を含んでいる。タブ部分303と接合部分304との間に境界305がある。境界305は、シール300の端から端へ直線状に伸びている。境界305は、シール300の中心に或いは中心の近傍にある。
タブ部分303の下側には、剥離帯(タブ帯)370を含む。剥離帯370の下面には、好ましくは、剥離材料371が塗布されている。剥離帯370および剥離コーティング371は、タブ部分303のボトムシート301上への接着防止を補助する。剥離帯370は、好ましくは、白いPETのようなPETから形成され、そして有利には文書、画像その他の情報を含んでいる。他の適当な材料には、ナイロンやポリプロピレンが含まれる。剥離層370は、有利には0.0114〜0.0254mm(0.00045-0.0010inch)の厚さを有し、好ましくは、実質的に境界305までタブ部分303の下面全体を占める。剥離コーティング371の適当な材料は、種々の熱抵抗コーティング、好ましくはシリコーン剥離コーティングが含まれる。
ボトムシート301は、ポリマー層320を接着剤によって支持層310に接着することによって形成される。高分子熱分配層330が、また、接着剤によって支持層310に接着するすることができる。適当な接着剤は、エチレンアクリル酸共重合体、硬化性二液型ウレタン系接着剤およびエポキシ系接着剤を含む。好ましい接着剤はモートンアドコート552(Morton Adcote 552)またはノバコート250(Novacote 250)である。本明細書では、接着剤との語は硬化性接着剤、熱活性接着剤、熱可塑性接着剤を含む。トップ支持層350は、また、接着剤によってポリマー層360に接着することができる。
本発明の好ましい実施形態によるシールを形成可能な積層シートを形成するための本発明の好ましい実施形態による装置の全体が、図6において装置600として示されている。
高分子熱分配層330′から成る上層および下面にシーラント340′を有した下ポリマー層320′を備えた支持層310′を含むボトムシート301′が、加圧ローラ610と加熱ローラ620が接するニップに給送される。トップシート302′もまた加圧ローラ610と加熱ローラ620の間のニップに給送される。トップシート320′は、支持フィルム350′と、該支持フィルム350′上に設けられたポリマー層360′を含む。トップシート320′が、ローラ610、620の間のニップに給送され、ポリマー層360′が非発泡熱分配層330′に対面する。複数の剥離帯(タブ帯)370′が平行に離間配置されトップシート320′とボトムシート301′の間に組入れられる。加熱ローラ620からの熱によってトップシート320′、剥離帯370′、ボトムシート301′が接合されると積層シート400となる。
図4は積層シート400の平面図であり、図5は断面図である。各層の相対的な寸法は縮尺があっておらず、そして、トップシート320′、ボトムシート301′およびタブ帯370′は、完全に積層、接合された構造では示されていない。また、各層の間の接着剤は示されていない。然しながら、これらの多層をどのように接着するかは当業者には理解されよう。本発明の好ましい実施形態によるプルタブシール部材を形成するために、円形(または他の適当な形状)部分410がシート400からダイによって切断される。図4に示すように、境界305′が、各剥離帯370′の縁部に画定される。剥離帯370′の下面は非発泡熱分配層330′の上面に接着されないので、把持するために、タブ部分が非発泡熱分配層330′から伸びている。
理論によって限定されたくはないが、本発明のプルタブシール部材によってもたらされる利点は、図3に示すように、金属薄層310においてシーラント層または接着剤層340の反対側に非発泡熱分配層330を配置したことによって達成される。非発泡熱分配層330を配置することによって、金属薄の誘導加熱からの熱を層340へ向けて均等に再分配する。熱を再分配することによって、接着剤またはシーラントが、本発明のプルタブシール部材のタブ側および非タブ側で均等に活性化される。対して従来技術のプルタブシールは、図2に示したように、金属箔からの熱は上方へ層340から離反する方向に不均一に逃げる。従来技術のシールにおける熱の不均一な解放は、シールのタブ側と非タブ側の異なる伝熱特性によるものと考えられる。これによって、図2に示したように従来技術のプルタブシールでは、接着剤またはシーラントが不均一に活性化される。
本発明のプルタブシール部材は、熱活性接着剤を用いて容器の頂部に接合される。接着剤は、シールの底部の金属箔より成る支持層の誘導加熱によって加熱される。タブ帯をPETから形成し、熱分配層を上層との境界面において金属薄層に含ましめるようにした本発明によって形成されたタブでは、加熱が実質的に一層均一となり接合が改善される。
更に、本発明によるプルタブシール部材では、シールを大きくして該シールの一部を容器の上縁部を超えて突出させる必要なく、容器の上面に結合することができ、外観が一層すっきりする。本発明によるプルタブシール部材は、また、容器の頂面に鋳型の形状線その他の欠陥が有る場合のように、容器の頂面が実質的に円滑でなくとも十分に密封する。プルタブシール部材は、また、紙を用いたり、金属箔面が露出していたり、或いは、金属箔面を紙で覆った容器シールと比較して、耐水性が実質的に改善されている。こうして、前記プルタブシール部材は、水やジュースに曝されることによって生じる腐食が低減されるとの付加的な利点がある。更に、プルタブシール部材には、シーラントが熱活性してシール部材が容器に接着されるとき、非発泡熱分配層が絶縁し以てシールのタブ部分の劣化を抑制するとの付加的な利点がある。
以下の実施例は単なる例示であって、限定的意味で解釈されることを意図していない。
0.01778mm(0.7mil)のアルミニウム箔を接着剤で0.0127mm(0.5mil)のPETフィルムに接着した。次いで、0.0381mm(1.5mil)のシーラントフィルムを箔/PET積層体のPET面に接着、積層した。三層積層体を、次いで、ウレタン接着剤によって0.0762mm(3mil))のポリオレフィンフィルム層に接着してボトムシートを形成した。オレフィンフィルム層は、市販の樹脂ブレンドであって、イマフレックス、デーイー、ダブルホワイトピーイー(Imaflex DE Double White PE)の商標名で市販されており、重量比で70%の高密度成分を含む高密度ポリエチレンと中密度ポリエチレンのブレンドから成る単層ポリエチレンフィルムである。オレフィンフィルムは着色した。フィルムの全密度は0.978g/cm3であった。トップシートとボトムシートとの間に0.0127mm(0.5mil)のPETタブ帯を介挿してトップシートをボトムシートに熱接合法で接着した。タブ帯の下面にはシリコーン剥離コーティングが塗布されており、ボトムシートのオレフィンフィルム上層に接着しないようになっている。直径約38.1mm(約1.5inch)の円形シールを、帯材からダイによって切出し、該円の中心をタブ帯の縁部が通過するようにして、タブの基端が端から端までシールの中心を通過するようにした。シール部材を容器に誘導接合し均一に密封した。
実施例1に続いて、0.01778mm(0.7mil)のアルミニウム箔を接着剤で0.0127mm(0.5mil)のPETフィルムに接着した。次いで、0.0381mm(1.5mil)のシーラントフィルムを箔/PET積層体のPET面に接着、積層した。三層積層体を、次いで、ウレタン接着剤によって0.0762mm(3mil)のポリオレフィンフィルム層、NEX M4129、に接着してボトムシートを形成した。NEX (New England Extrusion)M4129グレードフィルムは、低密度ポリエチレンおよび分別溶融インデックスポリエチレン(fractional melt index polyethylene)とブレンドした重量比で50%の高密度成分を含む単層フィルムである。フィルムの全密度は0.994g/cm3であった。オレフィンフィルムは着色した。トップシートとボトムシートとの間に0.0127mm(0.5mil)のPETタブ帯を介挿してトップシートをボトムシートに熱接合法で接着した。タブ帯の下面にはシリコーン剥離コーティングが塗布されており、ボトムシートのオレフィンフィルム上層に接着しないようになっている。直径約38.1mm(約1.5inch)の円形シールを、帯材からダイによって切出し、該円の中心をタブ帯の縁部が通過するようにして、タブの基端が端から端までシールの中心を通過するようにした。シール部材を容器に誘導接合し均一に密封した。
実施例1に続いて、0.01778mm(0.7mil)のアルミニウム箔を接着剤で0.0127mm(0.5mil)のPETフィルムに接着した。次いで、0.0381mm(1.5mil)のシーラントフィルムを箔/PET積層体のPET面に接着、積層した。三層積層体を、次いで、ウレタン接着剤によって共有押出成形された0.0762mm(3mil)のポリオレフィンフィルム層、NEX C4349WH、に接着してボトムシートを形成した。NEX C4349WHグレードフィルムは、靱性を与えるためにプラストマーポリオレフィンをブレンドしたポリエチレン/ポリエチレン樹脂から成る共有押出成形された二層である。フィルムの全密度は0.989g/cm3であった。オレフィンフィルムは着色した。トップシートとボトムシートとの間に0.0127mm(0.5mil)のPETタブ帯を介挿してトップシートをボトムシートに熱接合法で接着した。タブ帯の下面にはシリコーン剥離コーティングが塗布されており、ボトムシートのオレフィンフィルム上層に接着しないようになっている。直径約38.1mm(約1.5inch)の円形シールを、帯材からダイによって切出し、該円の中心をタブ帯の縁部が通過するようにして、タブの基端が端から端までシールの中心を通過するようにした。シール部材を容器に誘導接合し均一に密封した。
瓶の開口部上に配設された従来の閉蓋の斜視図である。 図1の矢視線2−2に沿う断面図である。 本発明の好ましい実施形態によるシールの側断面図である。 本発明の好ましい実施形態によるシールを形成するために用いられるシートの平面図である。 図4の矢視線5−5に沿うシートの断面図である。 本発明の好ましい実施形態による容器シールを形成するためのシートを形成する装置の一例を示す斜視図である。
符号の説明
300 シール
301 ボトムシート
302 トップシート
310 支持層
320 下ポリマー層
330 非発泡熱分配層
340 接着剤
350 ポリマー支持層
360 ポリマー層
303 タブ部分
304 接合部分
305 境界
370 剥離帯
371 剥離材料

Claims (12)

  1. 上面と、容器の開口部の縁に固定して該容器を閉鎖するようにした下面とを有したプルタブシール部材において、
    容器に対面する下面を有した金属薄層、前記下面の反対側の上面、上面を有した非発泡熱分配層、前記非発泡熱分配層は支持層の上面に設けられており、前記支持層が前記金属薄層の下面に設けられた下ポリマー層を含むボトム部材であって、前記下ポリマー層が、該ボトム部材を前記容器に固定するための熱活性シーラントまたは接着剤コーティングを含んで成るボトム部材と、
    上面と下面とを有したトップ部材とを具備し、
    前記トップ部材の一部がタブ部分を具備し、該タブ部分は上面と下面とを有し、該タブ部分の下面は前記ボトム部材の非発泡熱分配層の上面には固定されておらず、前記トップ部材の下面の一部が前記非発泡熱分配層の上面に固定されており、これによって、前記トップ部材が十分な強度を以て前記ボトム部材に固定され、前記ボトム部材の下面の前記シーラントまたは接着剤コーティングが容器に固定されたとき、前記タブ部分を引張ることによって前記ボトム部材を取外すことができるようにしたプルタブシール部材。
  2. 前記非発泡熱分配層がポリオレフィンフィルム層である請求項1に記載のプルタブシール部材。
  3. 前記ポリオレフィンフィルム層は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体およびそのブレンドから成る群から選択される請求項2に記載のプルタブシール部材。
  4. 前記ポリオレフィンフィルム層は少なくとも約0.0635mm(約2.5mil)の厚さを有する請求項2に記載のプルタブシール部材。
  5. 前記タブ部分の前記ボトム部材への付着防止を補助する剥離帯が、前記タブ部分の下面において前記ボトム部材の非発泡熱分配層の上面に対面するように配置されて成る請求項1に記載のプルタブシール部材。
  6. 前記部材がPETを具備する請求項5に記載のプルタブシール部材。
  7. 前記剥離帯が、その下面に設けられた剥離剤から成る層を有し、前記剥離剤が、前記PET層よりも前記高分子熱分配層に付着しにくい特性を有する請求項6に記載のプルタブシール部材。
  8. 前記トップ部材がEVA層を具備する請求項1に記載のプルタブシール部材。
  9. 前記トップ部材が、PET層と、該PET層の下に設けられたEVA層とを具備する請求項1に記載のプルタブシール部材。
  10. 前記剥離剤に文書が設けられている請求項5に記載のプルタブシール部材。
  11. 前記ポリオレフィンフィルム層が、少なくとも0.96g/cm3の密度を有する請求項2に記載のプルタブシール部材。
  12. 前記ポリオレフィンフィルム層が、少なくとも0.97g/cm3の密度を有する請求項2に記載のプルタブシール部材。
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