JP5603742B2 - キャップ用ライナーの製造装置および製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、開栓性、密封性及び衛生性に優れたキャップ用ライナーの製造装置および製造方法並びにキャップ用ライナーに関する。

ガラスビン、アルミニウムのボトル缶、ＰＥＴボトル等に使用されている金属キャップや、プラスチックキャップの多くにはライナー材が使用されている。特に、金属製キャップにはライナーが必須であり、このライナーには合成樹脂が広く使用されている。この金属製キャップは、アルミニウム薄板、ブリキ薄板、クロム鍍金薄板等の両面に、数回の焼付塗装を繰り返し、打ち抜き成形したものをキャップシェルとし、これに予めディスク状（円盤状）に成形したものを挿入する方法(ディスク挿入方式)、ディスクを挿入後に中心部で熱接着する方法(ディスク挿入接着方式)、塩ビゾルのようにライナー材をシェルに流し込み加熱により、ゲル化と同時に接着する方法(ライニング方式)、溶融樹脂をシェルの中に入れ型押しする方法（インシェルモールド方式）などが知られている。

これらの方式は一長一短があり、ディスク挿入方式やディスク挿入接着方式は、製造設備が比較的安価であるが、ライナーシートが単層であるため酸素バリアー性が劣るものが多く、シートからディスク状に打ち抜くためにライナーの抜き屑が発生し、材料の歩留まりが悪い。また、これらのディスク状のライナーは再生可能であるが、コスト、衛生面を考慮して通常、打ち抜き屑は同じものには再使用しない。さらに、シートであるためシール性に関係しない中央部を少なくするということができず、ライナー重量が大きくなる。

一方、ライニング方式は、シール部のみにライナー材を配置することができ、キャップのライナーとしては使用量が少なくてすむが、その材料が主に塩ビゾルであるため、衛生面で懸念される面がある。また、インシェルモールド方式は、ライナー材の使用量については比較的効率が良いが、大量生産向きであるために少量生産に不向きであり、ライナー材を押出機から押し出し半溶融状態でカットするため、押出成型性がよくない材料は使用できず、使用可能な材料は限定される。また、一般に開栓トルク値が高くなるため、滑剤を多用する傾向がある。また、シェルの中央部に溶融したライナー材を供給し、冷却された金型で型押しされるため、ライナーがキャップ中央部にも配置される構造になっている。このことは、柔軟なライナー材が内容液に接触することを意味する。

これらに対し、多層構造のライナー材が提案されている。これは硬度の高い樹脂と硬度の低い樹脂とを張り合わせ、硬度の高い樹脂で打ち抜き成形性、シール後の形状保持性を発現させ、硬度の低い樹脂でシール性を発現させるという方式である（特許文献１）。この多層ライナー材は、良好なシール性、開栓性が得られるが、シートからディスク状に打ち抜き、ライナーとするために抜き屑が発生し、ライナー自体のコストを上げる要因になる。また硬質部材と軟質部材とを貼合するために、共押出で成型することから打ち抜き屑の再生使用はできず、材料の有効使用率は低い。

この対策のひとつとして、硬質のシートからディスクを打ち抜き、キャップシェルに挿入し、然る後に押出機から押出した溶融状態の軟質のエラストマーを硬質の上に置き、冷却された金型で型押しするという方法が検討されている。
この方法は比較的良好な方法であるが、ディスクの打ち抜き、挿入機とインシェルモールド機とが必要である。このライナーは性能的に優れているが、これらの機械は非常に高価であるため、大量生産向きであり、少量生産には適さない。また、ライナーがシェルと接着しているため、柔軟なライナーが容器の内容物と接することを意味する。一般に、柔軟性のあるライナー材は内容物に対しての溶出が多いので、内容物と接する面積はできる限り少ないほうが好ましい。溶出が多いと内容物によっては使用不可になることがある。

特開２００７−１１９０５９号公報

ライナーは容器口部とキャップとの密封性を完全にするために柔軟性が必要である。このため、通常、金属キャップのライナー材は、コルク、各種ゴム、各種エラストマー等が使用される。これらは、ほとんど全て衛生試験における各種溶媒による溶出試験において溶出量が多く、時には規格を超えることがある。特に、油性食品用途ではｎ−へプタンで溶出試験を行い、材料の種類にもよるが、その溶出量が３０ｐｐｍ以下でなければならないという規制がある。ライナー材に対してこの条件は厳しく、通常は１ｃｍ^２／２ｍｌの割合で溶出試験を行うが、キャップの場合は倒立法が認められている。しかし、ライナー材の種類によっては適合しない場合がある。特に、柔軟性を要求するライナー、耐熱性を要するライナーは溶出が多いので、規格に適合しない場合がある。

この対策として、ライナーをリング状にすることが行われている。特に広口のキャップでは、塩ビゾル、水性ゴム等を使用したライナーが使用されている。これらはゾルであるため、ノズルから帯状にリングライニングできる。これを加熱することにより、ゲル化させ、ライナーとして使用できる状態になる。したがって、溶出の多い柔軟なライナーと内容物との接触は少なくできる。しかし、シート状のライナーや、溶融したライナーをキャップシェルの中央に落とした後、金型で周辺部にライナーを押し広げるインシェルモールド方式の場合、キャップ内面全体にライナーが形成されるので、容器の内容物と接触する面積が多くなる。また、溶融樹脂をキャップの中央に落とした後、冷却された金型でキャップ内面の周辺部にライナーを押し広げるインシェルモールド方式の場合、樹脂が周辺部に行くに従い温度が下がるために広がる限度があり、しかも周辺部のライナーにひずみが残るため、広口のキャップには適用できない。

金属キャップにおいて、いわゆるシートモールド方式のライナー（キャップシェルに硬質シートを挿入後、エラストマー等の柔軟な材料をインシェルモールドしたもの）のキャップも、密封性と開栓性とを備えた良好な特性を示すが、ライナーのエラストマー部がキャップ内面の全面を覆うため、衛生試験における溶出量は通常のインシェルモールド方式のライナーと差が無いことから、溶出量に差が無く、油性食品や高温処理品のものには使用できない場合がある。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、硬質なディスク（摺動層）上にリング状の密封層が形成されたキャップ用ライナーを作製することができるキャップ用ライナーの製造装置および製造方法並びにこの製法で作製されたキャップ用ライナーを提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のキャップ用ライナーの製造装置は、円盤状の摺動層と、該摺動層に積層され前記摺動層よりも柔軟な合成樹脂である円環状の密封層と、を備えたキャップ用ライナーの製造装置であって、互いの間に前記摺動層となるライナー用シートが設置可能な固定側型板と該固定側型板に対して離接可能な可動側型板とを備えていると共に、型締め時に、設置された前記ライナー用シート上に円環状のキャビティを形成し、該キャビティに溶融した前記合成樹脂を射出成形して前記密封層を形成する射出成形金型と、該射出成形金型内に溶融させた前記合成樹脂を射出する射出ユニットと、前記射出成形金型内に設置された状態の前記ライナー用シートを前記キャビティより外側で中心を同じくして円盤状に切るシートカット機構と、を備えていることを特徴とする。

また、本発明のキャップ用ライナーの製造方法は、上記製造装置を用いたキャップ用ライナーの製造方法であって、前記固定側型板と前記可動側型板との間に前記摺動層となるライナー用シートを設置する工程と、型締め時に、設置された前記ライナー用シート上に形成された前記キャビティに、溶融した前記合成樹脂を射出成形して前記密封層を形成する工程と、前記シートカット機構により、前記射出成形金型内に設置された状態の前記ライナー用シートを前記キャビティより外側で中心を同じくして円盤状に切る工程と、を有していることを特徴とする。

また、本発明のキャップ用ライナーは、上記本発明のキャップ用ライナーの製造方法により作製されたことを特徴とする。

これらのキャップ用ライナーの製造装置および製造方法では、射出成形金型によりライナー用シート上に円環状のキャビティを形成し、該キャビティに溶融した合成樹脂を射出成形して密封層を形成すると共に、シートカット機構により射出成形金型内に設置された状態のライナー用シートをキャビティより外側で中心を同じくして円盤状に切るので、大判またはロール状に連続したライナー用シートを予めディスク状に切断する必要がなく、そのまま射出成形金型内に設置することで、密封層の射出成形とライナー用シートのカットとを射出成形工程時に共に行うことができる。
摺動層上に円環状の密封層を有するライナーを生産する場合、例えば押出機でライナー用シートを作り、ディスク状に打ち抜いて摺動層とし、これを金型にいれ、射出成型機を使いインサート成形でエラストマーの密封層を作る方法、或いは二色成型機で硬質層である摺動層とエラストマーの密封層とを交互に成形、貼合する方法が考えられる。摺動層をシートから打ち抜く場合、一定の方法で揃えそれをロボット等で射出成形機の開いた金型の固定側型板にセットして型閉めした後、エラストマーをキャビティ内に射出成形するという手順で行わなければならない。これらの方法でキャップを生産する場合、ライナーの生産コストが高くなると共に、特別な金型と特殊な製造機（二色成型機等）とが必要になり、生産速度が著しく劣る。このためコストが高いものになる。これに対して、上記本発明のキャップ用ライナーの製造装置および製造方法では、ライナー用シートを予めディスク状に切断する必要がないため、二色成型機等が不要で、生産コストを低減可能であると共にスループットが高く、高い生産性を得ることができる。

また、本発明のキャップ用ライナーの製造装置は、前記シートカット機構が、鋭利な円環状の刃部となった先端部を前記ライナー用シートに対向可能に前記固定側型板または前記可動側型板に設けられ、型締め時に前記刃部で前記ライナー用シートを円盤状に押し切る円筒状のシートカッターを備えていることを特徴とする。

すなわち、このキャップ用ライナーの製造装置では、シートカット機構が、鋭利な円環状の刃部となった先端部をライナー用シートに対向可能に固定側型板または可動側型板に設けられ、型締め時に刃部でライナー用シートを円盤状に押し切る円筒状のシートカッターを備えているので、型締め時にライナー用シートにシートカッターの刃部を押しつけることで、円盤状の摺動層を射出成形位置に対して位置決めされた状態で容易に切り取ることができる。

また、本発明のキャップ用ライナーの製造装置は、前記シートカット機構が、前記摺動層と同じ外径に設定されパンチとされた前記固定側型板と、前記固定側型板に対応したダイとされ押し込まれる前記固定側型板との間の剪断加工で前記ライナー用シートを円盤状に打ち抜き可能な打ち抜き孔を有する前記可動側型板と、で構成されていることを特徴とする。

すなわち、このキャップ用ライナーの製造装置では、シートカット機構が、パンチとされた固定側型板と、固定側型板に対応したダイとされ押し込まれる固定側型板との間の剪断加工でライナー用シートを円盤状に打ち抜き可能な打ち抜き孔を有する可動側型板と、で構成されているので、型締め時に同時に打ち抜き加工によって円盤状の摺動層を得ることができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るキャップ用ライナーの製造装置および製造方法では、射出成形金型によりライナー用シート上に合成樹脂を射出成形して円環状の密封層を形成すると共に、シートカット機構によりライナー用シートをキャビティより外側で円盤状に切るので、大判またはロール状に連続したライナー用シートを予めディスク状に切断する必要がなく、密封層の射出成形とライナー用シートのカットとを射出成形工程時に共に行うことができる。したがって、本発明によれば、溶出が少なく、密封性および開封性の優れたライナーを、効率的に生産することが可能である。

本発明に係るキャップ用ライナーの製造装置および製造方法並びにキャップ用ライナーの第１実施形態において、射出成形金型を示す断面図である。 第１実施形態において、製造工程順に金型の動き等を示す断面図である。 第１実施形態において、製造工程順に金型の動き等を示す断面図である。 第１実施形態において、作製されたキャップ用ライナーを示す断面図である。 本発明に係るキャップ用ライナーの製造装置および製造方法並びにキャップ用ライナーの第２実施形態において、キャップ用ライナーの製造装置の射出成形金型を示す断面図である。 第２実施形態において、型締め状態と型開き状態とを示す概略的な射出成形金型の断面図である。

以下、本発明に係るキャップ用ライナーの製造装置および製造方法並びにキャップ用ライナーの第１実施形態を、図１から図４を参照しながら説明する。

本実施形態のキャップ用ライナーの製造装置１は、図４に示す円盤状の摺動層２ａと、該摺動層２ａに積層され摺動層２ａよりも柔軟な合成樹脂である円環状の密封層２ｂと、を備えたキャップ用ライナー２の製造装置であって、図１から図３に示すように、互いの間に摺動層２ａとなるライナー用シート３が設置可能な固定側型板４と該固定側型板４に対して離接可能な可動側型板５とを備えていると共に、型締め時に、設置されたライナー用シート３上に円環状のキャビティ６を形成し、該キャビティ６に溶融した合成樹脂７を射出成形して密封層２ｂを形成する射出成形金型８と、該射出成形金型８内に溶融させた合成樹脂７を射出する射出ユニット９と、射出成形金型８内に設置された状態のライナー用シート３をキャビティ６より外側で中心を同じくして円盤状に切るシートカット機構１０とを備えている。

上記可動側型板５は、設置面にライナー用シート３を設置可能な受け台とされている。
上記固定側型板４は、設置面に対して離接可能で設置面に設置されたライナー用シート３を先端部で押さえることが可能な円筒状のシート押さえ部材１１と、該シート押さえ部材１１の内側に配され設置面に対して離接可能で先端に段差部１２ａが形成された円筒状のアウターパンチ１２と、該アウターパンチ１２の内周面に摺動可能に設けられ溶融した合成樹脂７の流路を内部に有すると共に溶融した合成樹脂７を射出するゲート部１３ａをキャビティ６の内側角部に配したインナーパンチ１３とを備えている。すなわち、アウターパンチ１２の段差部１２ａとインナーパンチ１３の先端外周面とライナー用シート３との間で、密封層２ｂに対応した円環状のキャビティ６が形成される。

上記シートカット機構１０は、鋭利な円環状の刃部１４ａとなった先端部をライナー用シート３に対向可能に固定側型板４に設けられ、型締め時に刃部１４ａでライナー用シート３を円盤状に押し切る円筒状のシートカッター１４を備えている。すなわち、このシートカッター１４は、シート押さえ部材１１の内周面とアウターパンチ１２の外周面との間に摺動可能に設けられている。また、シート押さえ部材１１は、シートカッター１４の基端部にバネ１１ａで接続され、該バネ１１ａによって可動側型板５側に付勢されている。なお、型開き状態では、インナーパンチ１３に対して、アウターパンチ１２、シートカッター１４、シート押さえ部材１１の順に各先端が可動側型板５に向けて突出している。

上記インナーパンチ１３は、射出ユニット９に接続されて中心軸上に形成され溶融された合成樹脂７の流路であるスプルー１３ｂと、該スプルー１３ｂからゲート部１３ａまで延びた合成樹脂７の流路であるランナー１３ｃと、スプルー１３ｂの外周に埋め込まれたヒーター１３ｄと、先端部に設けられた空洞である断熱空間１３ｅと、キャビティ６に一端が接続された空気抜け流路１３ｆと、空気抜け流路１３ｆの途中に接続され該空気抜け流路１３ｆを開閉するエアベントバルブ１３ｇと、を備えている。

上記アウターパンチ１２は、内部に冷却水が流通する冷却水流路１２ｂが形成されている。
上記可動側型板５は、固定側型板４の中心軸上に真空源（図示略）に接続された吸引孔５ａが形成されていると共に、設置面にシートカッター１４の刃部１４ａを受ける円環状のカッター受け溝５ｂが形成されている。

上記キャップ用ライナー２は、天板部と該天板部の周縁から垂下した筒状周壁部とからなる有底筒状で樹脂製又は金属製のキャップシェル（キャップ本体）内に設置されるものであり、図４に示すように、キャップシェル天板部の内面に接して配される摺動層２ａと、該摺動層２ａに積層され摺動層２ａよりも柔軟な円環状の密封層２ｂと、を備えている。
なお、上記摺動層２ａには、密封層７ｂとの間に配されガスバリアー性を有する中間層を積層しておいても構わない。例えば、上記中間層は、摺動層２ａよりも密封層２ｂとの接着強度が低い材料であって、摺動層２ａ及び密封層２ｂよりも高いガスバリアー性を有する材料、例えば金属箔又はガスバリアー性樹脂で形成される。

上記摺動層２ａおよびライナー用シート３は、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、各種ナイロン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）等で形成される。
なお、摺動層２ａおよびライナー用シート３は、必ずしも合成樹脂だけではなく、例えば両面を合成樹脂でラミネートあるいは塗装したアルミニウムシート等でもよい。

上記ライナー用シート３から切り出されるディスク状の摺動層２ａと密封層２ｂとは、密封層２ｂのエラストマー材料を選ぶことにより完全に接着するが、接着が弱い場合、シート成形された後、シートの表面に、コロナ放電処理、グロー放電処理、プラズマ処理、アンカーコート処理、フレーム処理、接着剤塗布等の表面処理を加えても良い。なお、この場合の表面処理は、密封層２ｂと接着する面のみでよい。

上記密封層２ｂの材料は、エラストマーまたは樹脂とエラストマーとのブレンド等が良好な結果を示す。エラストマーとしては、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、塩ビ系エラストマー等が採用可能である。
なお、密封層２ｂの厚さは、０．１〜１．０ｍｍが好ましい、より好ましくは０．３〜０．８ｍｍである。
また、この製造法により製造されたキャップ用ライナー２は、アルミニウム製ＰＰ（ピルファープルーフ）キャップに適しているが、他のキャップ、例えばブリキ製スクリューキャップ、樹脂製キャップのライナーとしても優れたライナーとして使用することができる。

次に、本実施形態のキャップ用ライナーの製造装置によるキャップ用ライナーの製造方法を、図２および図３を参照して説明する。

まず、図２の（ａ）に示すように、製造装置１にセットされた固定側型板４と可動側型板５との間にライナー用シート３をセットする。ライナー用シート３は、予めロール状とされ、縦方向から固定側型板４と可動側型板５との間に挿入される。このライナー用シート３の厚みは、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの間にあるものが望ましい。また、ライナー用シート３は、製品の取数により異なるが、最小の幅であることが望ましい。このライナー用シート３は、ガイド（図示略）により一定の間隔で縦方向に送りだされる。

次に、図２の（ｂ）に示すように、固定側型板４と可動側型板５とにより型締めすることで、まずシート押さえ部材１１の先端がライナー用シート３を押える。さらに、このシート押さえ部材１１は、ライナー用シート３を押えた状態でバネ１１ａが縮むことにより後退し、シートカッター１４がさらにライナー用シート３に近接する。このシートカッター１４は、ほぼアウターパンチ１２と同一移動する。

図２の（ｃ）に示すように、シートカッター１４がライナー用シート３に対して相対的に移動し、先端の刃部１４ａがライナー用シート３をリング状に切断する。この場合、刃部１４ａはカッター受け溝５ｂの途中まで移動する。これにより、ライナー用シート３から円盤状の摺動層２ａが切断される。

さらに、図２の（ｄ）に示すように、アウターパンチ１２とインナーパンチ１３とがさらにライナー用シート３に近接し、アウターパンチ１２はライナー用シート３を押えて停止する。このアウターパンチ１２がライナー用シート３を押え、停止した後、インナーパンチ１３がさらにライナー用シート３まで移動する。このことにより、アウターパンチ１２の段差部１２ａとインナーパンチ１３の先端外周面とライナー用シート３との間に、リング状の空間であるキャビティ６が形成される。なお、このキャビティ６の内側角部にゲート部１３ａが位置するように設計されている。

この状態で、次に図３の（ａ）に示すように、射出ユニット９から送られた溶融した合成樹脂７がスプルー１３ｂおよびランナー１３ｃを介してゲート部１３ａからキャビティ６内に充填され、射出成形される。このとき、円環状に射出された合成樹脂７が、摺動層２ａに完全接着される。また、円環状に切断された摺動層２ａは、陰圧状態とされた吸引孔５ａに吸着された状態とされている。

図３の（ｂ）に示すように、キャビティ６内に射出された合成樹脂７がアウターパンチ１２とインナーパンチ１３とにより冷却され、円環状の密封層２ｂとなる。なお、アウターパンチ１２は、冷却機構として冷却水流路１２ｂに流通している冷却水により冷却されている。なお、インナーパンチ１３には、ホットランナー用のヒーター１３ｄが組み込まれているが、空気抜け流路１３ｆが断熱層の役割を果たしている。さらに、先端側の断熱空間１３ｅも、断熱層の役割を果たしている。このため、合成樹脂７が射出されても十分な冷却効果がある。

次に、図３の（ｃ）に示すように、射出された合成樹脂７が冷却されて密封層２ｂが形成された後、可動側型板５側が移動して固定側型板４から離間する。このとき、まだ摺動層２ａは陰圧状態で可動側型板５に押えられている。この際、射出成形後にアウターパンチ１２を残してインナーパンチ１３が先に可動側型板５から離間するので、ゲート部１３ａの合成樹脂７がカットされる。

図３の（ｄ）に示すように、可動側型板５がさらに動き、固定側型板４から完全に離れた状態とされ、この状態で、自動バルブ切り替えにより、陰圧状態だった吸引孔５ａから逆にエアーを吹き出させ、作製されたキャップ用ライナー２を押し出す。このキャップ用ライナー２は、製造装置１の下に落下し、次のライナー詰め工程に運ばれる。なお、このときのライナー用シート３の打ち抜き屑は、チップ化してライナー用シート３の原料として使用することができる。

なお、本実施形態では、固定側型板４側にシートカッター１４を組み込んだ場合であるが、可動側型板５側にシートカッター１４を設置することも可能である。
また、シートカッター１４でライナー用シート３を完全に切らず、円環状の切り込み部を入れた状態でわずかに未切断部を円周状に残したのち巻き取り、その後、円環状の切り込み部でカットし、キャップ用ライナー２としても構わない。

このように本実施形態では、射出成形金型８によりライナー用シート３上に円環状のキャビティ６を形成し、該キャビティ６に溶融した合成樹脂７を射出成形して密封層２ｂを形成すると共に、シートカット機構１０により射出成形金型８内に設置された状態のライナー用シート３をキャビティ６より外側で中心を同じくして円盤状に切るので、大判またはロール状に連続したライナー用シート３を予めディスク状に切断する必要がなく、そのまま射出成形金型８内に設置することで、密封層２ｂの射出成形とライナー用シート３のカットとを射出成形工程時に共に行うことができる。

また、シートカット機構１０が、鋭利な円環状の刃部１４ａとなった先端部をライナー用シート３に対向可能に固定側型板４に設けられ、型締め時に刃部１４ａでライナー用シート３を円盤状に押し切る円筒状のシートカッター１４を備えているので、型締め時に、ライナー用シート３にシートカッター１４の刃部１４ａを押しつけることで、円盤状の摺動層２ａを射出成形位置に対して位置決めされた状態で容易に切り取ることができる。

このように作製されたキャップ用ライナー２は、硬質樹脂のシートである摺動層２ａと柔軟なリング状の樹脂の密封層２ｂとが接着して構成されており、その柔軟な密封層２ｂが容器口部に接し、硬質樹脂の摺動層２ａがキャップシェルの内側に接するようになっている。しかも、価格が高く、溶出も多い柔軟な樹脂（主にエラストマー）の密封層２ｂはリング状になっているため、使用量が少なくて済み、衛生試験で溶出試験を行う場合でも、溶出量を抑えることができる。

また、溶出の多いエラストマーがリング状の密封層２ｂとして成形されていると共に、キャップの天板部側に硬質樹脂の摺動層２ａが一定の厚さで構成されているため、溶出がエラストマー単独の場合に比べて、著しく少なくなる。また、この摺動層２ａは塗料に比べると耐内容物性が優れており、厚さも厚いため内容品によりキャップシェルが内容物におかされて腐食する等の問題はない。

次に、本発明に係るキャップ用ライナーの製造装置および製造方法並びにキャップ用ライナーの第２実施形態について、図５および図６を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。また、図５および図６の断面図において、断面部のハッチングは省略している。

第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、シートカット機構１０が固定側型板４に設けられた円筒状のシートカッター１４を備えているのに対し、第２実施形態のキャップ用ライナーの製造装置では、図５および図６に示すように、シートカット機構２０が、摺動層２ａと同じ外径に設定されパンチとされた固定側型板２４と、固定側型板２４に対応したダイとされ押し込まれる固定側型板２４との間の剪断加工でライナー用シート３を円盤状に打ち抜き可能な打ち抜き孔２５ａを有する可動側型板２５と、で構成されている点である。

この第２実施形態のキャップ用ライナーの製造装置における射出成形金型２８は、互いに対向した固定側型板２４および可動側型板２５と、固定側型板２４が取り付けられた固定側型板取付板２６と、可動側型板２５が取り付けられた可動側型板取付板２７と、を備えている。
上記固定側型板２４は、可動側型板２５に対向する面に、打ち抜き孔２５ａに打ち込み可能なパンチ部分となる円形状の凸部２４ａが形成されていると共に該凸部２４ａに型締め時にキャビティ６を形成する円環状の溝部２４ｂが形成され、該溝部２４ｂにゲート部２３ａが形成されている。

また、固定側型板２４には、ホットランナー（図示略）を内部に有するマニホールドブロック２２と、マニホールドブロック２２のホットランナーからの溶融した合成樹脂をゲート部２３ａを介してキャビティ６に射出する二次ノズルであるホットチップ２９と、を備えている。
上記可動側型板２５は、上記打ち抜き孔２５ａの内周面に摺動可能なコア２５ｂと、可動側型板取付板２７に組み込まれコア２５ｂを固定側型板４側へ付勢するコア用バネ２７ａと備えている。

次に、第２実施形態のキャップ用ライナーの製造装置によるキャップ用ライナーの製造方法を、図６を参照して説明する。

まず、第１実施形態と同様に固定側型板２４と可動側型板２５との間にライナー用シート３を設置した後、固定側型板２４と可動側型板２５とにより型締めする。このとき、図６の（ａ）に示すように、パンチとされた固定側型板２４の凸部２４ａと、凸部２４ａに対応したダイとされ押し込まれる可動側型板２５（打ち抜き孔２５ａの開口縁）との間の剪断加工でライナー用シート３が円盤状に打ち抜かれて円盤状の摺動層２ａが得られる。

さらに、型締め状態のまま、マニホールドブロック２２のホットランナーからの溶融した合成樹脂を、ゲート部１３ａを介してホットチップ２９からキャビティ６に射出する。これにより、切断された円盤状の摺動層２ａ上に円環状の密封層２ｂが射出成形される。
次に、図６の（ｂ）に示すように、固定側型板２４と可動側型板２５とを互いに離間させて型開きさせることで、円盤状の摺動層２ａ上に円環状の密封層２ｂが形成されたキャップ用ライナー２を取り出すことができる。

このように第２実施形態では、シートカット機構２０が、パンチとされた固定側型板２４と、固定側型板２４に対応したダイとされ押し込まれる固定側型板２４との間の剪断加工でライナー用シート３を円盤状に打ち抜き可能な打ち抜き孔２５ａを有する可動側型板２５と、で構成されているので、型締め時に同時に打ち抜き加工によって円盤状の摺動層２ａを得ることができる。
なお、第２実施形態では、ホットランナーを有するマニホールドブロック２２と、キャビティ６に溶融した合成樹脂を射出するホットチップ２９と、を備えているので、ホットランナー中の合成樹脂を溶融状態に維持でき、連続成形に優れ高い量産性を得ることができる。

次に、本発明に係るキャップ用ライナーの製造装置および製造方法により、キャップ用ライナーを実際に作製した実施例により評価した結果を、具体的に説明する。
本発明の実施例として、上記第１実施形態のキャップ用ライナーの製造装置を用いてキャップ用ライナーを次のようにして作製した。

まず、シート成型機で厚さ数種類（０．４０ｍｍ）のポリプロピレン製シートをロール状に作成し、一定の幅に切断してライナー用シートとした。このライナー用シートをキャップ用ライナーの製造装置の射出成形金型にセットした固定側型板と可動側型板との間に導入し、上述した工程で、ディスク状に打ち抜いて摺動層とすると共に、エラストマーをこのディスク状の摺動層上に同心円のリング状に射出、接着させて密封層を形成し、キャップ用ライナーを作製した。

このキャップ用ライナーを、内外面塗装した厚さ０．２４ｍｍの呼び径３８ｍｍアルミニウム製ＰＰ（ピルファープルーフ）キャップシェルに挿入した。エラストマーとしてＴＰＳ（スチレン系エラストマー、ＰＰ（ポリプロピレン）と流動パラフィンと高分子ＳＥＰＳとをブレンドしたもの）を使用した。このとき、このエラストマーのリング（密封層）は、ビン口の口唇部に接するように設計されている。

このキャップの特性を調べるために、２７５ｇ（全量３３８ｍｌ）入りのアルミニウム製ボトルに水を充填し、供試キャップでキャッピングした。キャッピングは、シングルヘッドキャッパーを使用した。プレッシャーブロックは、絞径がφ３５．６ｍｍで、絞り深さを１．８ｍｍに設定したものを使用した。また、ヘッドプレッシャーは、１１００Ｎでキャッピングした。

ヘッドスペースは６３ｍｌ取り、ヘッドスペース部を一定のガス圧の窒素ガスで置換し、キャッピングして１２１℃、２０分のレトルト処理を加えた後、レトルト直後のシール性、室温放置後の開栓トルク値、落下衝撃性能等を調べた。また、充填品を冷却後、開栓し、キャップ用ライナーがシェルから外れるかどうかについても調べた。これらの評価結果を、以下の表１に示す。

なお、比較例として本発明範囲外の成型品として、ＰＰ樹脂とＴＰＳとの二層シートの場合、及び同じＴＰＳを使用してインシェルモールドしたライナーのキャップを使用した場合の結果も併せて表１に示す。
また、厚生省告示３７０号（昭和３４年）に基づく溶出試験として、同一アルミニウム製ボトルにノルマルヘキサンを３００ｍｌ充填し、倒立させ２５℃で１時間放置し、その蒸発残留物量も測定した。

注１）シール性は、レトルト前後の内圧を調べ、その変化により漏れの有無を調べた。
注２）落下衝撃性能は、キャッピング、レトルト処理、１日放置後、アルミニウム製ボトルを３０ｃｍの高さから垂直に１０°の角を持った鉄盤上に倒立落下させ、落下前後の内圧の差を調べ、漏れの発生数を調べた。試料数各１０。
注３）開栓トルクは、キャッピング、熱処理後１週間室温にて放置後、回転開始時のトルク値（第１トルクをトルクメーターにて測定）である。なお、このトルク値は、試料数１０の平均値とした。
注４）溶出量は、厚生省告示３７０号（昭和３４年）に基づいてｎ−ヘプタンによる蒸発残留物量を測定した。

注１．ＰＰは、Ｔダイ押出機で成型したＰＰシートを使用した。
注２．ＴＰＳは、スチレン系エラストマーでＰＰとＳＥＢＳ（スチレンエチレンブチレンスチレンブロック共重合体）と流動パラフィンとのブレンド品である。
注３．硬質層（摺動層）、軟質層（密封層）の厚さの単位はｍｍである。インシェルモールドタイプは、軟質層（密封層）のみをモールド成型したものである。シール部の形状は同一とした。
注４．スッポヌケ性：○＝開栓時ディスク（ライナー）がキャップシェルから外れないもの、△＝持ち上がるがシェルに収まっているもの、×＝ディスクがシェルからはずれるもの。
注５．シール性：レトルト直後の漏れ数／試料数を示す。
注６．落下衝撃性：３０ｃｍ高さから倒立落下させた充填品の漏れ数／試料数を示す。
注７．開栓トルク値：キャッピング後室温にて４週間放置後の第一トルク値（キャップが動き始める値）を示す（単位Ｎ・ｃｍ）。
注８．総合評価
○＝開栓トルク性、シール性、耐落下衝撃性、耐溶出性が良好なもの
△＝開栓トルク性、シール性、耐落下衝撃性、良好であるが耐溶出性が劣るもの
×＝開栓トルク性、耐落下衝撃性能、耐溶出性が劣るもの

上記表１から分かるように、硬質層（摺動層）のＰＰが０．２ｍｍ以上で軟質層（密封層）がＴＰＳであるリングモールドライナー（本発明の実施例）は、比較例である二層シートライナーや、インシェルモールド方式によるＴＰＳ単独ライナーに比べ、開栓性、耐落下衝撃性で優れた結果を示している。また、リングモールドライナー（本発明の実施例）において、硬質層（摺動層）が０．１ｍｍと薄すぎると、開栓時にスッポヌケ性の評価が△となる傾向があるが、キャップとして使用可能範囲であった。また、硬質層（摺動層）が０．９ｍｍと厚すぎると、耐落下衝撃性で漏れが１０缶中１缶発生したものがあるが、キャップとして使用可能という結果になった。

なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態及び上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

１…キャップ用ライナーの製造装置、２…キャップ用ライナー、２ａ…摺動層、２ｂ…密封層、３…ライナー用シート、４，２４…固定側型板、５，２５…可動側型板、６…キャビティ、７…合成樹脂、８，２８…射出成形金型、９…射出ユニット、１０，２０…シートカット機構、１４…シートカッター、１４ａ…刃部、２５ａ…打ち抜き孔

Claims (4)

1. 円盤状の摺動層と、該摺動層に積層され前記摺動層よりも柔軟な合成樹脂である円環状の密封層と、を備えたキャップ用ライナーの製造装置であって、
   互いの間に前記摺動層となるライナー用シートが設置可能な固定側型板と該固定側型板に対して離接可能な可動側型板とを備えていると共に、型締め時に、設置された前記ライナー用シート上に円環状のキャビティを形成し、該キャビティに溶融した前記合成樹脂を射出成形して前記密封層を形成する射出成形金型と、
   該射出成形金型内に溶融させた前記合成樹脂を射出する射出ユニットと、
   前記射出成形金型内に設置された状態の前記ライナー用シートを前記キャビティより外側で中心を同じくして円盤状に切るシートカット機構と、を備えていることを特徴とするキャップ用ライナーの製造装置。
2. 請求項１に記載のキャップ用ライナーの製造装置において、
   前記シートカット機構が、鋭利な円環状の刃部となった先端部を前記ライナー用シートに対向可能に前記固定側型板または前記可動側型板に設けられ、型締め時に前記刃部で前記ライナー用シートを円盤状に押し切る円筒状のシートカッターを備えていることを特徴とするキャップ用ライナーの製造装置。
3. 請求項１に記載のキャップ用ライナーの製造装置において、
   前記シートカット機構が、前記摺動層と同じ外径に設定されパンチとされた前記固定側型板と、前記固定側型板に対応したダイとされ押し込まれる前記固定側型板との間の剪断加工で前記ライナー用シートを円盤状に打ち抜き可能な打ち抜き孔を有する前記可動側型板と、で構成されていることを特徴とするキャップ用ライナーの製造装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のキャップ用ライナーの製造装置を用いたキャップ用ライナーの製造方法であって、
   前記固定側型板と前記可動側型板との間に前記摺動層となるライナー用シートを設置する工程と、
   型締め時に、設置された前記ライナー用シート上に形成された前記キャビティに、溶融した前記合成樹脂を射出成形して前記密封層を形成する工程と、
   前記シートカット機構により、前記射出成形金型内に設置された状態の前記ライナー用シートを前記キャビティより外側で中心を同じくして円盤状に切る工程と、を有していることを特徴とするキャップ用ライナーの製造方法。

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