JP5252420B2 - キャップ - Google Patents

Description

本発明は、巻締めによる開栓及び閉栓を安定して行うことができるキャップに関する。

容器内容物を密封保持するために使用される多くのキャップは、容器口部への装着及び容器口部からの取り外しが容易であることから、巻締めによって容器口部に装着される構造となっている。即ち、キャップのスカート内面に容器口部の外面とネジ係合する螺条が設けられており、容器口部に装着する際には、容器口部にキャップを被せ、所定の閉栓方向にキャップを回転させて巻締めをし、容器口部から取り外す際には、キャップを上記とは逆に閉栓方向に回転させ、容器口部とのネジ係合を解除して容器口部から取り外すわけである。

上記のような巻締めにより装着されるキャップでは、良好なシール性を確保するために、キャップ内の一部の部分が容器口部に強固に密着する部分が存在する。従って、容器口部への巻締め（閉栓）及び容器口部からのキャップの取り外し（開栓）をスムーズに行うために、キャップと容器口部との間に適度な滑り性を付与することが必要である。

キャップと容器口部との間に適度な滑り性を付与するために、容器口部と強固に密着する部分、例えばキャップ天面の内面に設けられているライナー中に滑剤を配合することが広く行われている（特許文献１，２参照）。
特開平２−４６２４号公報 特開平９−３１５４５１号公報

ところで、上記のようにライナー中に滑剤を配合する場合には、キャップ成形後に滑剤がライナー表面（容器口部と接触する部分）に析出（ブルーム）し、析出した滑剤がキャップの閉栓や開栓に際して容器口部と接触するため、両者の摩擦が軽減され、一定の滑り性が確保されるというものである。

しかしながら、上記の方式により滑り性を付与する場合には、滑剤の析出量を一定にコントロールすることができないため、種々の問題が発生しており、その改善が求められている。
例えば、キャップ成形直後では滑剤の析出量が少なく、このため、キャップを巻締めにくく（閉栓し難い）、また開栓もし難いという問題がある。また、キャップ成形後、長期間が経過すると、必要量以上の滑剤が表面に析出してしまい、この結果、余剰の滑剤が容器内容液中に移行してしまい、容器内容液の品質低下を引き起こすというおそれもある。

従って、本発明の目的は、成形直後から安定した滑り性を示し、常に安定した開栓性及び閉栓性を示すキャップを提供することにある。
本発明の更なる目的は、長期間経過後においても、一定の開栓性及び閉栓性を示すばかりか、滑剤の容器内容液の移行等の不都合も有効に防止されたキャップを提供することにある。

本発明によれば、天面及び該天面の周縁から降下するスカートから成り、前記天面の内面にライナーが設けられており、該ライナーが容器口と接触する部分に選択的に滑剤を塗布したコーティング領域が形成されていることを特徴とするキャップが提供される。

本発明のキャップにおいては、
（１）前記キャップが天面及びスカートから成る金属製キャップシェル又はプラスチックキャップと、キャップシェルの内面に施された前記ライナーとのツーピース構造から成ること、
（２）前記滑剤として、脂肪酸アミド、脂肪酸エステルまたはポリオルガノシロキサンが使用されていること、
（３）前記滑剤のコーティング領域は、滑剤を揮発性極性有機溶媒に溶解乃至分散させた塗布液をコーティングすることにより形成されたものであること。

本発明のキャップでは、キャップ天面の少なくとも容器口と接する部分に滑剤のコーティング領域が形成されているため、常に一定量の滑剤が容器口と接触するように構成されている。従って、キャップの成形直後であってもキャップと容器口との間に一定の滑り性が確保されており、良好な開栓性及び閉栓性を示す。また、キャップの成形後、長期間が経過した場合においても、過剰の滑剤を塗布する必要がなく、しかも容器口と接する部分に存在する滑剤量にほとんど変動がないため、滑剤が脱落して容器内容液に移行するという不都合も有効に防止することができる。更に、滑剤を容器口と接する部分のみに塗布することが可能となり、過剰の滑剤が脱落して容器内容液に移行するという不都合も有効に防止することができる。

例えば、本発明に従って、滑剤のコーティング領域が形成されているキャップ（実施例１参照）では、成形直後及び成形から７日間経過した後でも、その開栓トルクは６〜２０ｋｇｆ−ｃｍの範囲にあり、また、閉栓トルクは１３〜２５ｋｇｆ−ｃｍの範囲にあり、適正な巻締め角度が得られて開栓トルク及び閉栓トルクの何れもほとんど変動しない。一方、ライナーに滑剤が配合されている従来のキャップ（比較例１参照）では、成形から７日経過後における開栓トルクは６〜２０ｋｇｆ−ｃｍの範囲にあり、閉栓トルクは１３〜２５ｋｇｆ−ｃｍであるが、成形直後では、滑性不足によって基本的密封能を保持するまでの適正な巻締め角度が得られず、キャップ機能としては不満足となっている。

発明が実施しようとする最良の形態

以下、本発明を、添付図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の代表的なプラスチックキャップの側断面図であり、
図２は、図１のキャップの底面図であり、
図３は、図１のキャップにおける滑剤コーティング領域を形成する工程を説明するための説明図であり、
図４は、本発明の代表的な金属キャップの例を示す側断面図である。

本発明は、キャップ内の所定の部位に滑剤のコーティング領域を形成したものであり、プラスチックキャップ及び金属キャップの何れにも、本発明を適用することができる。

本発明が適用されたプラスチックキャップの例を示す図１及び図２を参照して、全体として１で示すキャップ１は、天面３と、天面３の周縁から降下したスカート５を備えている。

スカート５の内面には、容器口５０の外面に形成されている螺条（雌螺子）５１と係合する螺条（雄螺子）７が形成されており、これら螺条同士の螺子係合によってキャップ１は容器口５０に装着される。

また、スカート５の下端には、破断可能なブリッジ８を介してタンパーエビデントバンド（ＴＥバンド）９がスカート５と一体に形成されている。このＴＥバンド９の内面にはフラップ片１０が形成されている。即ち、容器口（図示せず）に巻締めて固定されたキャップ１では、ＴＥバンド９が容器口の螺条の下方部に形成されている顎部の下側に位置する。従って、このキャップ１を開栓方向に回転すると、キャップ１は上昇するが、ＴＥバンド９は、フラップ片１０が容器口の顎部の下側と係合し、その上昇が制限される。このため、キャップ１の開栓を続けてキャップ１を容器口から取り外した状態では、ブリッジ８が破断し、ＴＥバンド９はキャップ１から取り除かれた状態となっている。この結果、一般の需要者は、ＴＥバンド９が取り除かれた事実から、キャップ１が一旦、容器口から取り外されたものであるとの事実を認識することができるというものである。

尚、図１から理解されるように、ＴＥバンド９の下端には、カール部１１が形成されており、フラップ片１０が容器口の顎部の下側と係合したときにカール部１１がフラップ片１０の下側を押さえて変形を防止し、これにより、フラップ片１０と顎部との係合力を補強し、ＴＥバンド９のすっぽ抜けを防止するようになっている。

一方、天面３の内面には、スカート５との接合部近傍に、周状突起１５が形成されており、この周状突起１５により保持されるようにして、天面３の内面にライナー１７が設けられている。ライナー１７は、中央部分に形成されている比較的薄肉のパネル部１７ａと周縁部に形成されている比較的厚肉の環状密封部１７ｂとから成っている。即ち、図１に示されているように、環状密封部１７ｂの表面は凹面となっており、キャップ１を巻締めて容器口に装着したとき、容器口の上端が環状密封部１７ｂにがっちりと密着し、良好なシール性が確保されるようになっている。

上記のようなキャップ１において、互いに一体的に連なっている天面３、スカート壁５及びＴＥバンド９は、各種の熱可塑性プラスチック、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂から形成されており、圧縮成形等によって成形され、成形後、ブリッジ８を残すようにしてのカッテイング加工やポンチ等の治具を用いての後加工によりＴＥバンド９の下端にカール部１１を形成することにより形成される。また、ライナー１７は、容器口５０との密着性を高めるために、比較的軟質のプラスチック材料、例えばニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体ゴム（ＳＩＳ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）などのエラストマー重合体や、エラストマー領域のポリエチレン等からなる。このような重合体からなるライナー１７は、所謂インシェルモールドによって形成される。例えば、キャップ１を成形後、天面１の内面に、ライナー形成用重合体の溶融物を滴下し、ポンチ等によって押し広げることにより形成される。

ところで、上記で説明したように、ライナー１７の密封部１７ｂは、キャップ１を容器口に巻締めて固定したときに、容器口の上端とがっちりと密着する部分である。従って、ライナー１７と容器口との滑り性が低いと、キャップ１の閉栓（巻締め）や開栓に大きな力を要してしまう。具体的には、閉栓トルクや開栓トルクが大きな値となり、閉栓や開栓が困難となる。このために、従来では、滑剤がライナー１７中に配合されていたのであるが、本発明においては、このライナー１７の密封部１７ｂの表面に、滑剤のコーティング領域２０が形成されていることが顕著な特徴である。

この滑剤のコーティング領域２０は、滑剤を有機溶媒に溶解乃至分散させた塗布液を調製し、この塗布液をライナー１７の密封部１７ｂの表面に塗布し、乾燥することにより形成されたものである。即ち、ライナー１７中に滑剤を配合する場合には、経時とともに、ライナー１７の表面に滑剤が析出することにより滑り性が付与されるというものであるが、キャップ１にライナー１７を形成した成形直後の段階では、表面に十分な量の滑剤が析出していないため、滑り性が不満足となり、開栓性及び閉栓性が低い。また、キャップの成形から長期間経過した後では、多量の滑剤が表面に析出してしまうため、滑り性は満足し得るとしても、過剰に析出した滑剤が容器内容液中に移行してしまい、容器内容液の品質を低下させてしまうなどの問題を生じる。しかるに、上記のような滑剤のコーティング領域２０を設けた場合には、常に一定量の滑剤が密封部１７ｂの表面に存在し、その量にほとんど変動が生じないため、常に一定の滑り性を確保することができ、キャップの成形直後であっても、優れた開栓性や閉栓性を得ることができる。また、過剰の滑剤が表面に存在するという不都合も有効に回避することができ、しかも、密封部１７ｂの表面に限定して滑剤を存在させることができるため、容器内容物に滑剤が移行するという不都合も確実に防止することができる。

さらに、上記の滑剤コーティング領域２０には、食添色素などの染料等の着色剤が配合されて着色されていてもよい。このような着色により、例えば赤外分光検査器や紫外分光検査器などを用いて滑剤コーティング領域２０の形成を検査し、その存在を確認することができる。

本発明において、上記のコーティング領域２０の形成に用いる滑剤としては、従来、キャップと容器口部との間に滑り性を確保するために使用されていたもの、例えば、
（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、エルカ酸アミ
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
の脂肪酸エステル系のもの、
（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）ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の金属石ケン、
（ト）ポリオルガノシロキサン、
などを使用することができ、これらは、１種単独或いは２種以上を混合して使用することもできる。本発明では、特にライナー１７と接合強度の高いコーティング領域２０を形成できるという観点から、上記の中でも、脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、オルガノポリシロキサンが最適である。

また、塗布液調製のために用いる有機溶媒としては、乾燥により容易に除去することができ、且つライナー１７やキャップ１の形成する樹脂に対する溶解性の乏しいものが好適に使用され、例えばエチルアルコールやメチルエチルケトン等の極性有機溶媒が好ましい。塗布液中の滑剤濃度は、塗布の際の作業性や乾燥性などを考慮して、適宜な濃度とすればよい。また、このような塗布液には、必要に応じて各種の着色剤を添加することができ、滑剤コーティング領域２０を着色することができる。

さらに、滑剤コーティング領域２０において、用いる滑剤の種類によっても多少異なるが、滑剤の目付け量が５６乃至５６００ｍｇ／ｍ^２、特に５６０乃至２８００ｍｇ／ｍ^２の範囲であることが好適である。この目付け量が少ないと、滑り性が低くなり、開栓トルクや閉栓トルクがかなり高くなり、開栓や閉栓が困難となるおそれがある。また、目付け量が多すぎると、過剰の滑剤が開栓や閉栓に際しての容器口との摩擦により脱落してしまい、容器内容液中に移行するなどの不都合を生じ易くなってしまう。

滑剤コーティング領域２０をライナー１７の密封部１７ｂの表面に限定して形成するための手段としては、種々の方法を採用することができ、例えば、滑剤が溶解乃至分散している塗布液を、適当なマスクを介してスプレー噴霧したり、或いは適当なマスクが施されたキャップ１を塗布液中に浸漬するなどの方法を採用することができるが、最も容易に且つ効果的に行うには、インクジェットプリンターを用いるのがよい。具体的には、図３に示されているように、ライナー１７が施されたキャップ１を、天面３の内面が上側となるように回転支持テーブル２３上に載置し、バキューム等によりキャップ１を支持しながら、該テーブル２３を回転させながら、インクジェットプリンターに接続されているインクジェットノズル５０より、塗布液の荷電粒子を、矢線Ａで示すように、ライナー１７の密封部１７ｂの表面（滑剤塗布面）に噴射し、次いで乾燥することにより、容易に滑剤コーティング領域２０を形成することができる。

また、上述した例は、ライナー１７の密封部１７ｂに限定して滑剤コーティング領域２０を設けた例であるが、容器内容物が微量の滑剤の移行を殆ど問題としないような場合には、ライナー１７の全面にわたって滑剤コーティング領域２０を形成することができるし、また、スカート５の内面にも滑剤コーティング領域２０を形成することができる。

さらに、本発明は、上記と同様にして、金属キャップにも適用することができる。
即ち、このような金属キャップの例を示す図４において、この金属キャップは、例えばアルミニウム板の絞り成形で形成されているキャップ殻体（シェル）３０から形成されており、このキャップシェル３０は、天面３１と、スカート３３とから成っている。また、このキャップシェル３１の内面側には、図示されていないが、内面保護塗膜をも兼ねる熱接着用塗料層が形成されている。

スカート３３の中央部分は、容器口（図示せず）の螺子と係合する螺子を形成するための螺子形成領域３３ａとなっており、その下部には、容器口の顎部に係合させるためのタンパーエビデント（ＴＥ）バンド３５となっており、スカート３３とＴＥバンド３５とは、カッティングにより形成されたブリッジ３７により連結されている。

天面３１の内面には、前述したプラスチックキャップ１と同様、ライナー３９が形成されている。即ち、このライナー３９は、先のライナー１７と同様のエラストマー重合体等から形成されているものであり、ライナー形成材の溶融物を天面３１の内面に滴下し、これをポンチ等で押し広げることにより形成され、天面３１の内面に強固に熱接着されている。

かかるライナー３９も、比較的薄肉のパネル部３９ａと、比較的厚肉であり、表面が凹面となっている環状の密封部３９ｂとからなっている。即ち、この密封部３９ｂが容器口の上端に密着することにより、良好なシール性が確保されるものであるが、本発明では、この密封部３９ｂの表面に、前述したプラスチックキャップ１と全く同様にして、滑剤のコーティング領域４０が設けられるわけである。

このような金属キャップは、キャップシェル３１を容器口に被せた後、所定の治具で外面を押圧成形して容器口の外面形状に合わせた形状とされ、これにより、前記の螺子形成領３３ａに容器口の螺子と係合する螺子が形成され、また、下部のＴＥバンド３５は、容器口の顎部に係合した状態に成形される。この状態で、滑剤コーティング領域４０が容器口の上端に密着しており、良好なシール性が確保され、このキャップを開栓方向に回転させることにより螺子係合が解除され、容器口から取り除かれるが、ＴＥバンド３５は、容器顎部との係合により、その上昇が抑止され、従って、ブリッジ３７で破断を生じ、ブリッジ３７の破断により、開封の事実を知ることができる。

かかる金属キャップにおいても、ライナー３９の密封部３９ｂの表面に滑剤コーティング領域４０が形成されているため、常に一定の滑り性が確保され、キャップ成形直後においても良好な開栓性及び閉栓性を示すこととなる。また、キャップ成形後に長期間経過した場合においても、滑剤量が増大することはないため、過剰の滑剤が脱落して容器内容液中に移行するという不都合は有効に防止されている。

＜実施例１＞
ライナー材として、メルトフローレート（ＭＦＲ；ＡＳＴＭ Ｄ１２３６、１９０℃）が４ｇ／１０ｍｉｎのエチレン−プロピレン共重合体を使用し、この共重合体の溶融物を、２８ｍｍ径のポリプロピレン製螺子キャップの天面内面に滴下し、ライナーを形成した。
次いで、滑剤としてエルカ酸アミドを用い、これをエチルアルコールに溶解させてエルカ酸アミド濃度が１重量％の塗布液を調製した。
上記塗布液を、ライナーの環状密封部の表面に刷毛塗りし、次いで乾燥し、エルカ酸アミドの目付け量が５６０ｍｇ／ｍ^２の滑剤コーティング領域を形成した。

上記のようにして滑剤コーティング領域が形成されたキャップについて、成形直後に開栓トルク及び閉栓トルクを測定するとともに、該キャップを２３℃の雰囲気下に７日間保存し、保存後のキャップについても開栓トルク及び閉栓トルクを測定した。
尚、開栓トルク及び閉栓トルクは、上記のキャップを５００ｍｌＰＥＴボトルの口部に装着し、トルクメータを用いて測定した。

＜比較例１＞
ライナー材の溶融物１００重量部に０．５重量部のエルカ酸アミドを練り込んでライナーを形成し、その密封部表面には滑剤コーティング領域を全く形成しなかった以外は、実施例１と同様にしてポリプロピレンキャップを作製した。
このキャップについて、実施例１と同様、成形直後及び２３℃、７日間保存後に開栓トルク及び閉栓トルクを測定した。

測定の結果、実施例１では、成形直後及び２３℃、７日間保存後においても開栓トルクと閉栓トルクは安定であり、比較例１では、２３℃、７日間保存後の開栓トルクと閉栓トルクの値は安定であったが、成形直後のキャップにおいては巻き締め不足のものが存在した。

本発明の代表的なプラスチックキャップの側断面図。 図１のキャップの底面図。 図１のキャップにおける滑剤コーティング領域を形成する工程を説明するための説明図。 本発明の代表的な金属キャップの例を示す側断面図。

符号の説明

３：天面
５：スカート
１７：ライナー
１７ｂ：環状密封部
２０、４０：滑剤コーティング領域

Claims (4)

1. 天面及び該天面の周縁から降下するスカートから成り、前記天面の内面にライナーが設けられており、該ライナーが容器口と接触する部分に選択的に滑剤を塗布したコーティング領域が形成されていることを特徴とするキャップ。
2. 前記キャップが天面及びスカートから成る金属製キャップシェル又はプラスチックキャップシェルと、キャップシェルの内面に施された前記ライナーとのツーピース構造から成る請求項１に記載のキャップ。
3. 前記滑剤として、脂肪酸アミド、脂肪酸エステルまたはポリオルガノシロキサンが使用されている請求項１又は２に記載のキャップ。
4. 前記滑剤のコーティング領域は、滑剤を揮発性極性有機溶媒に溶解乃至分散させた塗布液をコーティングすることにより形成されたものである請求項１〜３の何れかに記載のキャップ。

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