JP4443005B2

JP4443005B2 - ワンピースプラスチックキャップ

Info

Publication number: JP4443005B2
Application number: JP2000194650A
Authority: JP
Inventors: 慎次小田嶋; 善弘貝塚
Original assignee: Nippon Closures Co Ltd
Current assignee: Nippon Closures Co Ltd
Priority date: 1999-08-09
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2020-06-28
Also published as: JP2001114309A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックでワンピースに形成されていながら、開栓性、閉栓性、耐環境応力亀裂性及び密封性に優れたプラスチックキャップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
飲料用ボトル等に用いるプラスチックキャップは、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／ｃｍ³ 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】
プラスチックキャップの成形方法には、大別して射出成形法と圧縮成形法とがあり、それぞれ一長一短があるが、精密な型出しが可能であり、圧縮成形法は金型内での占有時間が射出成形法に比して短く、しかも必要な成形圧も小さくてよいなど、生産性や製造設備の点では利点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
プラスチックキャップは、スカート部内面に容器口部との締結のためのネジを備え、天面部内面に容器口部との密封のための密封部を備えているが、キャップ用プラスチックは一般に滑り性に欠けるという問題を有している。
また、プラスチックキャップにおける開栓及び閉栓のためのトルクと、容器口部との密封性（シール性）とは、反比例する関係にあるのが一般的であり、密封性を上げようとすると、トルクが高くなってしまい、締まりが硬く、開栓しにくいという問題がある。
【０００７】
この問題を解決するために、キャップに成形するプラスチックにワックス等の滑剤を含有させる手段が一般に採用されているが、しかしながら、開栓或いは閉栓トルクの低減・改善には未だ限度があるとともに、ワックスは味や臭いの問題があり、また、ワックスによるトルク制御では、経時変化が著しく、しかも温度依存性も大きく、扱いにくい面を有している。
【０００８】
また、キャップの成形時に、天面の密封部にチャージマークやウエルドが発生しやすく、これらのチャージマークやウエルドはマイクロリークの発生原因となっている。
これを軽減するため、成形時の樹脂温度を上げたり、冷却水温度を変更したりするなどの手段が採用されているが、成形条件の変更により、ネジだれを生じたり、生産性が低下するなどの他への悪影響がある。
【０００９】
従って、本発明の目的は、開栓性、閉栓性、マイクロリークの発生防止及び密封性の組み合わせに優れたプラスチックキャップを提供するにある。
本発明の他の目的は、閉栓が比較的小さな閉栓トルクでしかも確実な密封性をもって行われるプラスチックキャップを提供するにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、プラスチックで一体に成形された天面部と、内面にネジを備えたスカート部と、天面部の内面に位置する容器口部との密封部とからなり、前記プラスチックの曲げ弾性率（ＪＩＳＫ７２０３）が８００ＭＰａ乃至１６００ＭＰａの範囲にある耐環境応力亀裂性熱可塑性樹脂であり、且つ前記密封部の表面粗さ（ＪＩＳＢ０６０１に基づく最大高さ、Ｒｍａｘ）が１乃至５μｍの範囲にあることを特徴とするワンピースプラスチックキャップが提供される。
本発明のキャップにおいては、前記密封部が容器口部の外周面と係合する突起部を備えたアウターリングであることもできるし、また、前記密封部が容器口部の内周面と係合する突起部を備えたインナーリングであることもできる。
本発明は特に、前記スカート部の下端に破断可能なブリッジを介して連結された周状バンドを備え、周状バンドの内面に容器口部外周下方のあご部と係合する係合部を備えたものに有利に適用することができ、この場合、閉栓に際して前記あご部と接触する前記係合部の面を、表面粗さ（ＪＩＳＢ０６０１に基づく最大高さ、Ｒｍａｘ）が１乃至５０μｍの範囲の粗面とすることが望ましい。
周状バンドの内面に設ける前記係合部の適当な例としては、多数周状に配置され、径内方向且つ斜め上方向に延びるフラップ片を挙げることができる。
【００１１】
【発明の実施形態】
本発明のキャップは、プラスチックで一体に成形された天面部と、内面にネジを備えたスカート部と、天面部の内面に形成された容器口部との密封部とを備えている。
本発明のプラスチックキャップでは、
▲１▼前記プラスチックの曲げ弾性率（ＪＩＳＫ７２０３）が８００ＭＰａ乃至１６００ＭＰａの範囲にある耐環境応力亀裂性熱可塑性樹脂であること、及び
▲２▼前記密封部の表面粗さ（ＪＩＳＢ０６０１に基づく最大高さ、Ｒｍａｘ）が１乃至５μｍの範囲にあること、
の組み合わせに特徴を有するものである。
【００１２】
先ず、本発明に用いるプラスチックは、耐環境応力亀裂性を有することも重要である。
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。
キャップの場合、キャップ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。
【００１３】
本発明のキャップでは、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るので、耐環境応力亀裂性に優れた樹脂を使用しなければならないことになるのである。
また、キャップの成形に用いるプラスチックは前述した曲げ弾性率を有するものでなければ、開栓性や閉栓性を優れたレベルに向上させることはできないが、これについては後に説明する。
【００１４】
本発明のプラスチックキャップは、天面部内面の密封部が、表面粗さ（Ｒｍａｘ）が１乃至５μｍとなるように粗面化されていることが重要な特徴である。即ち、密封部の表面粗さを上記範囲とすることにより、開栓性、閉栓性及び密封性の組み合わせを顕著に向上させることが可能となるのである。
【００１５】
ワンピース構造のプラスチックキャップにおいて、環境応力亀裂がマイクロリークの重大な原因となることは既に指摘したところであるが、マイクロリークの発生は、環境応力亀裂以外に成形上の原因で発生するチャージマークやウエルドによることも認められるのである。
上記のチャージマークとは、金型内で樹脂が急速に固化したことによる表面欠陥であり、一方ウエルドとは樹脂流の合流部において、金型内の空気が逃げ切れずに残留することによる表面欠陥である。これらの表面欠陥が密封部に形成されていると、マイクロリーク発生の原因となることが容易に了解されよう。
【００１６】
本発明によれば、密封部に上記の粗面化を行うことにより、密封部によく現れるチャージマークやウエルドが殆ど完全に消失し、マイクロリークの発生を有効に防止することができる。
後述する例を参照されたい。
即ち、密封部が鏡面となっている従来のプラスチックキャップでは、室温の水を充填し、１８ｋｇｆｃｍのトルクでキャッピング後、４０℃の雰囲気に２４時間倒立した条件下にマイクロリークの発生を試験すると、１０個中３個の発生であるのに対して、密封部を粗面化した本発明のキャップでは、同様の試験条件下において、マイクロリークの発生が１０個中０個であって、天面部内面の粗面化がマイクロリーク発生防止に有効であることが理解される。
【００１７】
密封部を粗面化することにより、かえって密封性が向上するというのは甚だ奇異な感じを与えるかもしれないが、この理由としては、次のことが考えられる。即ち、キャップ天面部の粗面化は金型の粗面化により達成されるものであるが、金型が粗面化されていると、金型表面と溶融樹脂とが接触したときの樹脂の冷えかたが少なく、また成形時における空気の逃げも良好であり、これがマイクロリークの原因となるチャージマークやウエルドの消失につながっていると思われる。即ち、チャージマークやウエルドによる表面欠陥は、本発明における密封部の粗面化の程度を越えており、チャージマークやウエルドの消失が密封性の向上に結びついているのである。
【００１８】
本発明においては、更に天面部内面に設ける容器口部との密封部の表面粗さを一定の範囲に設定することにより、開栓トルクを易開栓性と呼ばれる一定の領域に制御し、更に閉栓時における不完全巻締による密封不良の発生をも完全に防止することができる。
後述する例に示すとおり、密封部を含めて天面部内面が鏡面となっている従来のプラスチックキャップでは、室温経時２週間の条件下に開栓トルクを測定すると、平均で１１ｋｇｆｃｍのオーダーであるのに対して、密封部の表面粗さを１乃至５μｍの範囲に設定した本発明のキャップでは、開栓トルクを８ｋｇｆｃｍのオーダーに低減することができるのである。
【００１９】
また、本発明によれば、密封部の表面粗さを上記の特定の範囲に設定することにより、閉栓時におけるキャップの不完全巻締による密封不良をも有効に防止することができる。容器口部に対するキャッピング操作（閉栓操作）は、一般に電磁的結合手段を備えたチャックにより行われており、閉栓トルクが一定値に達するとキャップに対する回転トルクの伝達が遮断されるようになっている。そのため、閉栓に際してトルクの異常な上昇があると、キャップの巻締が完全に進行せず、キャップはゆるんだ状態で容器口部に締められることになる。これに対して、本発明では、閉栓時におけるトルクの異常な上昇も抑制され、キャップの巻締が設計された終段まで完全に進行し、密封不良の発生が有効に防止されるのである。
【００２０】
後述する例に示すとおり、密封部が鏡面仕上げされている場合には、締めトルク１８ｋｇｆｃｍの条件下で、容器口部への閉栓操作を行うと、不完全巻締による密封不良の発生率は０．０１％のオーダーに達するのに対して、前記範囲の表面粗さの密封部を設けたキャップでは不完全巻締による密封不良の発生率をゼロに抑制できるのであって、本発明の優れた効果が明らかである。
【００２１】
本発明では、このようにキャップ天面部内面の密封部に特定範囲の表面粗さの粗面を形成することにより、密封性を低下させることなしに、むしろ密封性を向上させながら、開栓性及び閉栓性を向上させることが可能となるのであるが、これは容器口部との接触面積が減少しているためと思われる。
【００２２】
本発明においては、密封部の表面粗さ（ＪＩＳＢ０６０１に基づく最大高さ、Ｒｍａｘ）を前述した１乃至５μｍの範囲とすることも重要である。密封部の表面粗さが上記範囲を下回ると、開栓性及び閉栓性の向上効果が十分でなく、一方密封部の表面粗さが上記範囲を上回ると、マイクロリークの発生傾向が大きくなるので好ましくない。
【００２３】
本発明による密封部内面の粗面化による効果は、用いるプラスチックの曲げ弾性率とも関係することがわかった。即ち、プラスチックの曲げ弾性率が上記範囲を下回ると粗面化による上記の作用効果が低減する傾向があり、一方この曲げ弾性率が上記範囲を上回るとトルクの調節には影響がないにしてもマイクロリークの防止にはあまり有効でなくなる傾向がある。
【００２４】
更に、本発明のキャップでは、スカート部内面が鏡面であることが好ましい。即ち、キャップのスカート部内面を鏡面とすることにより、キャップ製造の際の型抜きが容易となり、製造の際の作業性が向上する。
【００２５】
本発明は、スカート部の下端に破断可能なブリッジを介して連結された周状バンドを備え、周状バンドの内面に容器口部外周下方のあご部と係合する係合部を備えたキャップに有利に適用することができるが、この場合、閉栓に際して前記あご部と接触する前記係合部の面を、表面粗さ（ＪＩＳＢ０６０１に基づく最大高さ、Ｒｍａｘ）が１乃至５０μｍの範囲の粗面とすることが、閉栓に際して不完全巻締による密封不良の発生を防止する上で望ましい。
即ち、閉栓に際して閉栓トルクの異常な上昇があると、キャップの巻締が完全に進行せず、密封不良の原因となることは既に指摘したとおりであるが、この閉栓トルクの異常な上昇の原因としては、容器口部とキャップ密封部との係合トルクの外に、前記係合部が容器のあご部を乗り越えるときのトルクがある。
本発明では、閉栓に際して前記あご部と接触する係合部の面を、表面粗さ（Ｒｍａｘ）が１乃至５０μｍの範囲の粗面とすることにより、係合部が容器のあご部を乗り越えるときのトルクを減少させ、キャップの巻締を確実に行い、密封性を保持することができる。
【００２６】
【実施例】
本発明は、熱可塑性樹脂で一体に成形された天面部と、内面にネジを備えたスカート部と、天面部の内面に形成された容器口部との密封部とを備えた任意のワンピースプラスチックキャップに適用することができる。このキャップは、それ自体公知の任意の開封明示機能（タンパーエビデント機能）を備えていることができる。
また、天面部内面に設ける密封部は、容器口部の頂面と接する平面シールでもよいし、容器口部の外周面と接するアウターリングによるシールでもよいし、また容器口部の内周面と接するインナーリングによるシールでもよいし、更にこれらの２種以上の組み合わせであってもよい。
【００２７】
本発明のキャップの一例を示す図１（一部断面側面図）、図２（下面図）及び図３（容器口部と共に示す一部断面側面図）において、このプラスチックキャップは、容器口部５の形状にあわせてほぼ円筒形状をしており、天面部１と天面部１の周縁部から垂下したスカート部２とから形成されている。
【００２８】
天面部１の内面には、容器口部５との密封用係合部１１が形成されており、密封用係合部１１の内、少なくとも容器との密封に寄与する部分の内面は表面粗さ（ＪＩＳＢ０６０１に基づく最大高さ、Ｒｍａｘ）が前述した１乃至５μｍの範囲に粗面化されている。
【００２９】
この具体例のキャップにおいて、密封用係合部１１は、アウターリング１３と、インナーリング１５と、中間部１４からなっており、アウターリング１３には容器口部外周部５１と係合する径内方向きの突起１６が形成されている。インナーリング１５はキャップを容器口部５に締結する際、キャップを容器口部５に正しくセンターリングさせるガイドとなるものであり、容器口部５との密封部は、アウターリング１３と段肩状の中間部１４とで構成される。即ち、容器口部との密封は、アウターリング１３と容器口部外周部５１との径方向の係合及び段肩状の中間部１４と容器口部頂面５０との垂直方向の係合によってもっぱら行われるものである。
【００３０】
スカート部２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２１が形成されており、一方スカート部２の内面側には、容器口部５のネジ５３と係合するネジ２２が形成されている。ネジ２２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２３が形成されている。
本発明のキャップでは、スカート部２の内面は鏡面仕上げとし、離型性をよくするのがよい。
【００３１】
図１乃至図３の具体例のキャップにおいても、キャップの開封明示機構が設けられている。即ち、キャップのスカート部２の下側に環状切断面３を介し開封明示用の周状バンド４が設けられている。
キャップのスカート部２の下端と周状バンド４とは環状切断面３により分割されていると共に、切断面３の内周よりも内側に位置するように周状に分布して配置されたブリッジ３１により連結されている。
【００３２】
周状バンド４は、容器口部への係止のために、径内方向且つ斜め方向に延びる片状のフィン４１を多数周状に配置して備えているが、このフィン４１は、閉栓時において、容器口部外周下方のあご部５４と係合するようになっている。
【００３３】
キャップの容器への閉栓に際しては、キャップを閉栓方向に回転させると、容器口部のネジ５３とスカート部内面のネジ２２とが係合して、閉栓が進行する。この場合、周状バンド４のフィン４１の延びる方向と閉栓方向とが一致しているため、このフィン４１は容器口部のあご５４を乗り越えて、その下部に達し、フィン４１による周状バンド４の保持が確実に行われる。
本発明のキャップでは、密封部を一定の表面粗さに粗面化したため、閉栓トルクの異常な上昇が抑制され、アウターリング１３と容器口部外周部５１との径方向の係合及び中間部１４と容器口部頂面５０との垂直方向への密封係合が確実に行われて、ゆるみのない巻締が可能となる。
【００３４】
一方、キャップの開栓時においては、フィン４１により周状バンド４が容器口部のあご部５４の下に位置していると共に、開栓方向がフィンの延びている方向と逆方向となるため、回転不能に固定され、キャップ本体（天面部１及びスカート部２）のみが開栓方向に回転するので、剪断力によりブリッジ３１が破断する。この破断により、キャップ本体と周状バンド２とが分離して開栓が行われる。この際、本発明のキャップでは、密封部を一定の表面粗さに粗面化したため、開栓トルクが低い値に抑制され、手による開栓が容易である。
【００３５】
本発明のキャップの他の例を示す図４（一部断面側面図）、図５（下面図）及び図６（容器口部と共に示す一部断面側面図）において、このプラスチックキャップは、全体的な構成は図１乃至３に示したものと同様であり、共通の部材は共通の引照数字で示されている。
【００３６】
この具体例のキャップにおいて、図１乃至３の例と同様に、密封用係合部１１は、アウターリング１３と、インナーリング１５と、中間部１４とからなっており、インナーリング１５には容器口部内周部５２と係合する径外方向きの突起１７が形成されている。アウターリング１３はキャップを容器口部５に締結する際、容器口部の外周部５１の位置を規制してインナーリング１５と容器口部内周部５２との密封的係合を確実にするためのものであり、容器口部５との密封部は、インナーリング１５と段肩状の中間部１４とで構成される。即ち、容器口部との密封は、インナーリング１５と容器口部内周部５２との径方向の係合及び段肩状の中間部１４と容器口部頂面５０との垂直方向の係合によってもっぱら行われるものである。
勿論、アウターリング１３とインナーリング１５との両者で密封的係合が行われるようにしてもよいし、また、アウターリング１３と中間部１４とインナーリング１５との三者で密封的係合が行われるようにすることもできる。
【００３７】
図４乃至６の具体例のキャップの場合、周状バンド４の容器口部への係合固定は、フラップ片４２により行われる。このフラップ片４２は斜め上方向に延びており、その先端の径が大きくなる方向への変形は可能であるように設けられている。
かくして、図４乃至６に示すキャップでも、フラップ片４２は、閉栓時において、容器口部外周下方のあご部５４を乗り越えて、その下部と係合することが可能であり、これにより周状バンドの容器口部への固定を行えるものである。
この具体例では、閉栓に際してあご部５４と接触するフラップ片４２の面を、表面粗さ（Ｒｍａｘ）が１乃至５０μｍの範囲の粗面とすることにより、フラップ片４２が容器のあご部５４を乗り越えるときのトルクを減少させ、キャップの巻締を確実に行い、密封不良を防止することができる。
このフラップ片４２の粗面化による閉栓トルクの低減化は、図４乃至６に示す密封係合部のみならず、図１乃至３の密封係合部との組み合わせにおいても同様に達成されることが了解されるべきである。
【００３８】
図４乃至６に示すキャップにおいても、閉栓及び開栓は、図１乃至３に示したのと同様な原理で行われる。
【００３９】
本発明のキャップの更に他の例を示す図７（側面断面図）、図８（下面図）及び図９（容器口部と共に示す一部断面図）において、このプラスチックキャップは、全体的な構成は図１乃至３に示したものと同様であり、共通の部材は共通の引照数字で示されている。
【００４０】
この具体例のキャップにおいて、図１乃至３の例と同様に、密封用係合部１１は、アウターリング１３と、インナーリング１５と、小突起状の中間部１４からなっている。アウターリング１３はキャップを容器口部に締結する際、容器口部の外周部５１の位置を規制してインナーリング１５と容器口部内周部５２との密封的係合を確実にするためのものであり、容器口部５との密封部は、インナーリング１５と小突起状の中間部１４とで構成される。即ち、容器口部との密封は、インナーリング１５と容器口部内周部５２との径方向の係合及び小突起状の中間部１４と容器口部頂面５０との垂直方向の係合によってもっぱら行われるものである。
勿論、アウターリング１３とインナーリング１５との両者で密封的係合が行われるようにしてもよいし、また、アウターリング１３と中間部１４とインナーリング１５との三者で密封的係合が行われるようにすることもできる。
【００４１】
図７乃至９の具体例のキャップの場合、周状バンド４の容器口部への係合固定は、ラチェット４３により行われる。このラチェット４３は、周状バンド４の内面に付け根を介して一定間隔をおいて多数取り付けられており、その先端は径内方及び開栓方向に延びている。この先端部と周状バンド４との間には先端部の径外方への変形を許容するための空間４４が形成されていることが理解されるべきである。
一方、このキャップを締結する容器口部５は、あご部５４の下方及び外周にラチェット５５を備えている。
かくして、図７乃至９に示すキャップでは、ラチェット４３は、閉栓時において、容器口部外周のあご部５４及びラチェット５５を乗り越えて、回動可能であり、これにより適正締結トルクで周状バンドの容器口部への締結を行えるものである。
また、開栓に際しては、キャップのラチェット４３の先端部と容器口部のラチェット５５とが係合して、回転不能に固定され、キャップ本体（天面部１及びスカート部２）のみが開栓方向に回転するので、剪断力によりブリッジ３１が破断する。この破断により、キャップ本体と周状バンド２とが分離して開栓が行われる。
【００４２】
図７乃至９に示すキャップでは、開栓後容器口部５に残留する周状バンド４が、内容物の注出などに際して、容器口部から脱落しないようにするために、落下防止用突起４５が設けられており、この突起４５が容器口部のあご部５４と係合することにより、この目的を達成している。
【００４３】
また、図７乃至９に示すキャップでは、閉栓に際してブリッジ３１を破断から保護するために、周状バンド４に一辺が直立した突起部４６を形成すると共に、スカート部２の下端にも段肩部３２を形成し、閉栓に際しては、突起部４６と段肩部３２とが当接して、ブリッジを破断することなく、周状バンド４への閉栓トルクの伝達が円滑に行えるようになっている。
【００４４】
図７乃至９に示すキャップにおいても、密封部を一定の表面粗さ（Ｒｍａｘ）に粗面化したため、ゆるみのない巻締が可能であり、マイクロリークの発生が防止され、開栓トルクが低い値に抑制され、手による開栓が容易である。
【００４５】
［プラスチック］
本発明のキャップを構成するプラスチックは、既に述べた理由により、曲げ弾性率が８００乃至１６００ＭＰａの範囲にある耐環境応力亀裂性熱可塑性樹脂でなければならない。
上記の条件を満足する樹脂としては、ポリプロピレン系樹脂、及び分岐鎖構造を有する高密度ポリエチレンが挙げられる。
【００４６】
用いるポリプロピレンは、結晶性であり、少量の共単量体が共重合されていてもよいという条件下にホモポリプロピレンであっても、またブロック共重合ポリプロピレンでも、ランダム共重合ポリプロピレンであってもよい。
用いるポリプロピレンのメルトフローレート（ＪＩＳＫ７２１０）は、一般に２乃至３０ｇ／１０ｍｉｎの範囲にあるのがよい。
ポリプロピレンは、耐環境応力亀裂性に優れているという特性があり、マイクロリークの発生防止に有効である。
【００４７】
分岐鎖構造を有する高密度ポリエチレンは、前記範囲の曲げ弾性率を有しながら、しかもポリエチレンとしては例外的に耐環境応力亀裂性に優れているという利点を与える。
上記の高密度ポリエチレンとしては、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、且つ密度が０．９４５〜０．９６０ｇ／ｃｍ³ である高密度ポリエチレンが適している。
【００４８】
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。
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／ｃｍ³ 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のがよい。
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。
本発明に用いる高密度ポリエチレンは、０．９４５〜０．９６０ｇ／ｃｍ³ 、特に０．９５０乃至０．９５５ｇ／ｃｍ³ の密度を有するのがよい。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。
【００４９】
本発明において、キャップの製造に用いるプラスチックには、充填剤、着色剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、酸化防止剤、老化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、金属セッケンやワックス等の滑剤、改質用樹脂乃至ゴム、等の公知の樹脂配合剤を、それ自体公知の処方に従って配合できる。
【００５０】
［キャップの製造方法］
本発明のキャップは、上述した熱可塑性樹脂を、キャップ天面内面に対応する表面が粗面化されたコア金型と、キャビテイ金型とから成る金型に射出することにより製造することができるし、また熱可塑性樹脂の溶融樹脂塊を上記金型を用いて圧縮成形することによっても製造される。
【００５１】
本発明に用いるコア金型は、キャップの内面を形成するものであり、天面部の内面に対応する部分には前述した粗面化が施されており、密封部に対応する部分には表面粗さ（ＪＩＳＢ０６０１に基づく最大高さ、Ｒｍａｘ）が１乃至５μｍの粗面化が行われている。
型表面の粗面加工は、放電加工やサンドブラストのそれ自体公知の手段で行われ、それ自体公知の手段で表面粗さの程度が制御される。
一方、コア金型のスカート部対応部分は鏡面仕上げされている。
【００５２】
圧縮成形の場合、コア金型とキャビテイ金型とは昇降動可能な対として、回転ターレットの周囲に多数配置されている。この回転ターレットの回転方向には、溶融樹脂の供給域、圧縮成形域、成形されたキャップの取り出し域がこの順序に設けられている。
【００５３】
キャップの成形に用いるプラスチックは、押出機中で混練され、オリフィス乃至ダイスから定量的に押し出される。押し出された溶融樹脂はカッターで切断され、切断された溶融樹脂塊は、カッターの回転及びエアーにより、開いている金型内に供給される。この際金型内面が粗面化されているため、樹脂の急冷によるチャージマークの発生が防止される。
かくして、圧縮成形により形成されたキャップは、金型が開いたとき、金型から取り出され、キャップ製品となる。
【００５４】
本発明によるキャップは、極めて簡単な手段で、優れた開栓性、閉栓性及び密封性の組み合わせを有するという利点を有する。
【００５５】
［実験例］
本発明による優れた効果を具体的に示すため、次の実験例を示す。
（１）試料の作成
密封部に形成する型表面を鏡面仕上げし、比較例１を作成した。
密封部に形成する型表面に機械研磨およびサンドブラスト処理を施し、密封部に１〜１２μｍまでの表面粗度（ＪＩＳＢ０６０１に基づく最大高さ、Ｒｍａｘ）をもつ実施例１〜３及び比較例２、３を作成した。
鏡面仕上げはバフ研磨、サンドブラスト処理は＃１２０、＃１５０、＃１８０、＃２２０の粒度のガラスビ−ズを空気圧４Kg/cm² で１０秒間吹き付けた。
比較例および実施例の処理をした型にメルトフロ−レ−ト２０、曲げ弾性率１４４０ＭＰａのポリエチレンとポリプロピレンのブロック共重合体を２２０゜Ｃ、１００ＭＰａで射出成形し、密封部に鏡面〜１２μｍまでの表面粗度をもつワンピ−スプラスチックキャップ（図７）を製造した。
【００５６】
（２）キャップの性能評価
瞬間耐圧試験：
室温の水を５００ｍｌＰＥＴボトルに充填し、（１）で作成したキャップを１８Kgfcmでキャッピングした。このとき、ボトルのネジ切り始め位置とキャップのネジ切り始め位置とのなす角度を締まり角度とした。
次に、室温に一日放置後、水中でボトル内に窒素ガスを圧入し、キャップとボトルの密封部から気泡が発生する圧力を瞬間耐圧値とした。
液漏れ試験：
着色した室温の水を５００ｍｌＰＥＴボトルに充填し、（１）で作成したキャップを１８Kgfcmのトルクでキャッピングし、４０゜Ｃの雰囲気に２４時間倒立し、その試料数１０のうち、内容液が漏れ出した本数を確認した。
開栓トルク試験：
室温の水を５００ｍｌＰＥＴボトルに充填し、（１）で作成したキャップを１８Kgfcmのトルクでキャッピングし、室温に２週間放置後、開栓トルクを測定した。
【００５７】
評価結果を表１に示した。
以上の結果から、本発明で明かなように、キャップの密封部表面が鏡面である場合に対して、当該部表面粗度（Ｒｍａｘ）を１μｍ以上とすることで、締まり角度は増大し、瞬間耐圧値は表面粗度（Ｒｍａｘ）１〜５μｍまでの間で増大した。また、水充填４０゜Ｃ倒立２４時間放置状態での液漏れは０／１０となった。さらに、室温２週間放置後の開栓トルクの低下が認められた。
【００５８】
【表１】

【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、ワンピースプラスチックキャップの製造に特定の樹脂を用いると共に、密封部に特定の表面粗さ（ＪＩＳＢ０６０１に基づく最大高さ、Ｒｍａｘ）の粗面化を行うことにより、密封部におけるマイクロクラックの発生を防止し、また密封部によく現れるチャージマークやウエルドを殆ど完全に消失させ、マイクロリークの発生を有効に防止することができる。
また、本発明では、このようにキャップ天面部内面の密封部に特定範囲の表面粗さの粗面を形成することにより、密封性を低下させることなしに、むしろ密封性を向上させながら、開栓性及び閉栓性を向上させることが可能となる。
本発明は、スカート部の下端に破断可能なブリッジを介して連結された周状バンドを備え、周状バンドの内面に容器口部外周下方のあご部と係合する係合部を備えたキャップに有利に適用することができ、この場合、閉栓に際して前記あご部と接触する前記係合部の面を、表面粗さ（ＪＩＳＢ０６０１に基づく最大高さ、Ｒｍａｘ）が１乃至５０μｍの範囲の粗面とすることにより、閉栓に際して不完全巻締による密封不良の発生を一層有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のキャップの一例を示す一部断面側面図である。
【図２】図１のキャップの下面図である。
【図３】図１のキャップを容器口部と共に示す一部断面側面図である。
【図４】本発明のキャップの他の例を示す一部断面側面図である。
【図５】図４のキャップの下面図である。
【図６】図４のキャップを容器口部と共に示す一部断面側面図である。
【図７】本発明のキャップの更に他の例を示す側面断面図である。
【図８】図７のキャップの下面図である。
【図９】図７のキャップを容器口部と共に示す一部断面図である。

Claims

プラスチックで一体に成形された天面部と、内面にネジを備えたスカート部と、天面部の内面に位置する容器口部との密封部とからなり、前記プラスチックの曲げ弾性率（ＪＩＳＫ７２０３）が８００ＭＰａ乃至１６００ＭＰａの範囲にある耐環境応力亀裂性熱可塑性樹脂であり、且つ前記密封部の表面粗さ（ＪＩＳＢ０６０１に基づく最大高さ、Ｒｍａｘ）が１乃至５μｍの範囲にあることを特徴とするワンピースプラスチックキャップ。
前記密封部が容器口部の外周面と係合する突起部を備えたアウターリングであることを特徴とする請求項１に記載のキャップ。
前記密封部が容器口部の内周面と係合する突起部を備えたインナーリングであることを特徴とする請求項１に記載のキャップ。
前記スカート部の下端に破断可能なブリッジを介して連結された周状バンドを備え、周状バンドの内面に容器口部外周下方のあご部と係合する係合部を備え、閉栓に際して前記あご部と接触する前記係合部の面は、表面粗さ（ＪＩＳＢ０６０１に基づく最大高さ、Ｒｍａｘ）が１乃至５０μｍの範囲の粗面となっていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のキャップ。
前記係合部が、多数周状に配置され、径内方向且つ斜め上方向に延びるフラップ片から成ることを特徴とする請求項４に記載のキャップ。