JPH02219757A - びん用キャップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、びん用キャップに関するもので、環境の変化
にかかわらず開栓トルクが常に一定の範囲に維持された
びん用キャップに関する。

（従来の技術） 従来、各種びん詰製品を密封するキャップとして、金属
アルミニウム製殻体と、該殻体の頂板部内面側に設けら
れたオレフィン樹脂密封材とから成るものが広く使用さ
れており、オレフィン樹脂密封材としては、びん口部に
対するクツション類や密封性の点から低密度ポリエチレ
ンが主に使用され、更にこれに各種合成ゴムや熱可塑性
エラストマー等のエラストマーを配合することも行われ
ている。また、密封材を高速で施すために、殻体の頂板
部内面側にオレフィン樹脂に対して接着性塗料を予め施
し、この上にオレフィン樹脂の溶融物を供給し、これを
型押してライナー形状に成形することが行われているが
、成形時におけるライナーの分子配向を抑制し、これに
よりストレスクラッキングを防止する見地から、オレフ
ィン樹脂としては溶融流動性のよいもの、即ちメルトイ
ンデックスの比較的大きいものが使用されている（例え
ば特公昭６１−５９９９０号公報）。

近年、軽量性、耐衝撃性、優れた外観特性等の見地から
、従来のガラス製びんに代ってポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）等のポリエステル製びんが広く使用され
るようになりている。

従来のオレフィン樹脂密封材を備えたキャップは、一般
に経時により開栓トルクが異状に上昇する傾向があり、
これを防止するために、オレフィン樹脂中に１種又は２
種以上の滑剤を配合することも行われている。

前述したポリエステル類びんはガラスびんに比して耐熱
性に劣ることから、また液体内容物の香味保持性を向上
させることから無菌（アセブチイック）充填包装技法が
用いられている。

この技法は、一般に液体の内容物を１４０℃以上の超高
温下で４〜５秒間殺菌後急冷する、いわゆる超高温殺菌
法（ＵＨＴ）で、別に無菌的に製造された包装材料を殺
菌液で殺菌処理し、この中に先に殺菌処理された液体内
容物を充填し、密封するものである。

無菌充填びん詰製品の場合には、当然のことながらびん
のみならず、その密封に用いる容器蓋（キャップ）をも
殺菌処理することが必要となる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来のオレフィン樹脂密封側を備えたキ
ャップをポリエステル性びんの密封に用いた場合には、
開栓性や密封性の点で未だ多くの問題があることがわか
った。第一の問題点は、キャップの殺菌処理に際して、
殺菌液を比較的高圧で密封材に吹き付けるため、密封材
表面の滑剤が流失し、その結果として初期開栓トルクが
以上に高くなることである。また、流出する滑剤が槽内
の殺菌液中に次第に蓄積することも問題である。第二の
問題点は、びん詰製品が流通する過程で熱履歴を受ける
ことにより開栓トルクが異常に低下し、これにより密封
性能が損なわれるという危険があることである。この原
因は、ポリエステル類びんの口部が変形することと、密
封剤が応力緩和を生じることに関連する思われる。

従って、本発明の目的は、殺菌処理によるその後の開栓
トルクの異常な上昇がなく、また熱履歴による開栓トル
クの異常な低下のないびん用のキャップを提供するにあ
る。

通常、開栓トルクをコントロールするためには、キャッ
プ製造直後滑剤のブリードを一定とするため、製造後キ
ャップに熱履歴を与えなければならないという煩雑さが
ある８しかも、ブリード量は温度に依存するため、その
後も様々な使用環境下において、その量が大きく変化す
る場合があり、開栓トルクもまた大きく変化し著しく開
栓を困難にしたり、また、異常に低下したりするという
問題がある。

本発明の他の目的は、エラストマーや滑剤を含有するこ
となしに、十分な密封性能と開栓性能との組合せが安定
に且つ持続して得られるびん用のキャップを提供するに
ある。

もちろん、これは無菌充填用のポリエステル類びんに限
定されるものではなく、他の一般用途のポリエステル類
びんやガラスびん等にも通用が可能である。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、金属アルミニウム製殻体と、該殻体の
頂板部内面側に施されたオレフィン樹脂密封材とから成
るキャップにおいて、該オレフィン樹脂密封材が密度が
０．９３５乃至０．９７０ｇ／ｃｃでメルトインデック
スが１５ｇ／ｌｏ分以下の高密度ポリエチレンから成り
且つ実質上エラストマー及び滑剤を含有しないライナー
乃至はパッキングであることを特徴とするポリエステル
類びんの密封に使用するためのキャップが提供される。

（作　用） 本発明は、密度が０．９３５乃至０．９７０ｇ／ｃｃ　
、特に０．９５５乃至０．９６５ｇ／ｃｃで、メルトイ
ンデックスがｆ５ｇ／ｌｏ分以下、特に０．１乃至１３
　ｇ７１０分の高密度ポリエチレンから成りしかも実質
状エラストマー及びを滑剤を含有しないライナー乃至は
パッキングを備えたキャップをポリエステル類びんの密
封に使用すると、前述した問題点が一挙に解決されると
いう事実に基づくものである。

ポリエチレンはその密度により各種のものが−知られて
いるが、一般に密度が（１，９１０乃至０．９２５ｇ／
ＣＣのものが低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、０．９
２６乃至０．９４０ｇ／ｃｃのものが中密度ポリエチレ
ン（Ｍ　Ｄ　Ｐ　Ｅ　）　、０．９４１ｇ／ｃｃ以上の
ものが高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）に分類されてい
る。従来キャップの密封材に使用されているのは主とし
て低密度ポリエチレンである。

本発明は、打栓直後における開栓トルクは用いるポリエ
チレンの密度に大きく依存しており、密度が０．９３５
乃至０．９７０ｇ７ｃｃ　、特に０．９５５乃至０．９
６５ｇ／ｃｃポリエチレンを用いると、滑剤を用いない
場合にも開栓トルクを大巾に低下させ得るという知見に
基づくものである。

添付図面第１図は種々の密度のポリエチレン密封材を備
えた径３８ｍｍのキャップをポリエステル（ＰＥＴ）製
容器口部に打栓したものについて、密度（ｇ／ｃｃ）と
開栓トルク（打栓直後）との関係をプロットしたもので
ある。第１図から密度が大きくなるに伴って開栓トルク
は大巾に減少し、密度が０．９３５ｇ／ｃｃ以上では、
初期開栓トルクを２５にｇ・ｃｍｆ以下、特に２０にｇ
−ｃｍｆ以下に抑制し得ることが明らかとなる。

通常、径φ３８ｆｆｉｌ！ｌのキャップの場合の適当な
開栓性を示す開栓トルクは１０〜２５　Ｋｇ−ｃｔａｆ
程度であり、２５　Ｋｇ−ｃｔａｆ以上では開けずらく
、また１０Ｋｇ−ｃｍｆ以下では密封性が保証されない
。

ポリエチレンの密度が高くなるに伴なって、初期開栓ト
ルクがこのように顕著に減少する理由は、ポリエステル
（ＰＥＴ）との摩擦係数が低下すること、及び材料の硬
度が増加することによってびん口との接触面積が減少す
ることにあると思われる。第２図はポリエチレンの密度
とポリエチレンとポリエチレンテレフタレートとの摩擦
係数との関係を示す。第２図からポリエチレンの密度の
増大に伴って摩擦係数が顕著に減少し、密度が０．９３
５ｇ／ｃｃ以上では、ＰＥＴとの摩擦係数が０．２５以
下、特に０．２０以下に減少していることが明らかとな
る。

本発明はまた、熱履歴を受けた後での開栓トルクは、ポ
リエチレンのメルトインデックス（Ｍりに大きく依存し
、このＭＩを１５ｇ／１０分以下、特に１３　ｇ／ｌ　
０分以下のポリエチレンを用いることにより、熱履歴を
受けた後の開栓トルクの異状な低下を抑制できるという
知見にも基づくものである。第３図は種々のＭｌの高密
度ポリエチレン密封材を備えたキャップをポリエステル
（ＰＥＴ　）製容器口部に打栓したものを６０℃の温度
で一日放置した後、室温に冷却し、Ｍｌと開栓トルクと
の関係をプロットしたものである。第３図の結果から、
ＭＩが小さい程開栓トルクの低下の程度は小さく、ＭＩ
を５ｇ７１０分以下とすることにより、上記条件下での
開栓トルクを８　Ｋｇ−ｃｍｆ以上、特に１０　Ｋｇ−
ｃｍｆ以上に維持することができる。これは、ＭＩが小
さい程密封材の応力緩和の程度が小さくなるためと思わ
れる。

本発明によればびんの密封用キャップの密封材として、
密度が０．９３５乃至０．９７０ｇ／ｃｃで且つＭｌが
１５ｇ／１０分以下のポリエチレンを用いることにより
、初期開栓トルクを小さな値にしかも熱履歴後の開栓ト
ルクの低下を抑制することが可能となり、しかもこの密
封材は実質上滑剤やエラストマーを含有しないことから
、殺菌時における滑剤流出による開栓トルクの異状上昇
や殺菌液での滑剤蓄積の問題もなく、また応力緩和によ
る開栓トルク異状低下の問題もないという利点を有する
。

（発明の好適態様） 本発明のキャップの一例を示す第４図において、このキ
ャップ殻体（シェル）１は、アルミニウム等の金属板の
絞り成形で形成され、頂板部（パネル）２と、周状側壁
部（スカート）３とから成っている。このキャップ殻体
１の内面側には内面保護塗膜をも兼ねる熱接着用塗料層
４が設けられている。頂板部２の内面側には全体として
５で示す密封材、即ち、ライナー乃至パッキングが設け
られている。このライナー乃至パッキング５は、シェル
１内で溶融樹脂を抑圧成形することにより、或いは成形
されたパッキング乃至ライナーを熱接着させることによ
り形成されており、頂板部２内面にわたって、熱接着用
塗料層４を介して強固に熱接着用塗料層４を介して強固
に熱接着されているライナー乃至パッキング５は、一般
に比較的薄肉の中央部６と比較的厚肉のリング状周辺部
７とを有しており、このリング状周辺部７がボリエステ
ル製びん口部１０と係合して密封が行われる。

本発明においては、このライナー乃至パッキング５を、
既に述べた通り、密度が０．９３５乃至０．９７０ｇ／
ｃｃ　、特に０．９４５乃至０．９５５ｇ／ｃｃで、メ
ルトインデックスが１．５ｇ／１０分以下、特に１３乃
至０．１ｇ／１０分のポリエチレンから成りしかも実質
上エラストマー及び滑剤を含有しないものから構成する
。滑剤等を実質上含有しないとは、ライナー乃至パッキ
ングの製造に当って滑剤等を積極的に配合しないという
意味であり、ポリエチレン製造時に残留触媒封鎖の目的
で添加される前科の金属石鹸類やポリエチレン成形性改
良のために予め添加される少量の滑剤類は許容される。

ライナー乃至パッキングは、全体が上記ポリエチレン単
独で形成されていてもよいし、びん口部と接触する内面
部分が上記ポリエチレンで形成されていれば、二層以上
の積層体から成っていてもよい、多層パッキングの一例
を示す第５図において、この多層パッキング５は、ポリ
エチレン内表面層１１、アルミニウム箔等の金属箔や、
エチレン−ビニルアルコール共重合体、塩化ビニリデン
樹脂等のガスバリヤ−性樹脂から成るガスバリヤ−性中
間層１２及びオレフィン系樹脂下層１３の積層体から成
る。

本発明に用いる低密度ポリエチレンは、前述した優れた
特性を有する反面として溶融流動性に乏しく、ライナー
への成形性が低密度ポリエチレンに比して低いという問
題がある。しかしながら、この低密度ポリエチレンをキ
ャップ殻体外で単層或いは積層体のシートに成形すると
共に、ジスク状に打抜き、これをキャップ殻体内に施せ
ば、成形性の低さにかかわらず、本発明の目的に適った
密封材とすることができる。また、パッキングとして施
したものを加熱溶融させてから、冷却されたパンチで型
押しすれば、所望のライナー形状とすることができる。

更に、キャップ殻体内での成形では、溶融状態の低Ｍｌ
高密度ポリエチレンのベレットを殻体内に供給し、ホッ
トパンチで一旦型押しすれば、良好なライナー形状のイ
ン・シェル・モールドライナーが形成される。

尚、接着用塗料としては酸化ポリエチレンや酸変性ポリ
エチレンを配合したエポキシ−フェノール系塗料やエポ
キシアミノ系塗料が使用される。

（発明の効果） 本発明によれば、ポリエステル製びんの密封用キャップ
の密封材として、密度が０．９３５乃至０．９７０ｇ／
ｃｔ°で且ツＭ■が１５ｇ７１０分以下のポリエチレン
を用いることにより、初期開栓トルクを小さな値にしか
も熱履歴後の開栓トルクの低下を抑制することが可能と
なり、しかもこの密封材は実質上滑剤やエラストマーを
含有しないことから、殺菌時における滑剤流出による開
栓トルクの異状上昇や殺菌液での滑剤蓄積の問題もなく
、また応力緩和による開栓トルク異状低下の問題もない
という利点が奏される。

（実施例） 実施例１ 厚さ０．２５ｍ１１のアルミニウム板にエポキシ樹脂７
０重量部とフェノール樹脂１０重量部と酸化ポリエチレ
ン２０重量部および有機溶剤からなる接着塗料をロール
コートした後、２００℃、１０分加熱して塗装板を作成
した０次にこの塗装面を内側になるようにプレス成型し
キャップ殻を作成した。

表−１−１に示す試料樹脂より厚み０．８ｍｍのシート
を作成し、このシートより打抜いた円形のディスクをキ
ャップ殻の内側にはめ込み約１６０℃に加温しながら冷
パンチで押圧しライナー付キャップを作成した。

用いた試料樹脂のＭＩ、密度はＪＩＳ　Ｋ６７６０に基
づき測定した。また試料樹脂のシート表面の摩擦係数は
摩擦試験機（テスター産業展）を用いＪＩＳに７１２５
に準じ測定した。

このキャップに接合するビンを有する口径φ３８ｆｆｉ
ｌｌのポリエステル製ボトルに水を充填し前記キャップ
にて密封後、２０℃、２４ｈ放置後、および６０℃、２
４ｈ放置後さらに２０℃で放置冷却後の開栓トルク計を
用い測定した。ここで直後トルクとは密封後１０分後に
測定した開栓トルクを言う０表−１−２に開栓トルクの
測定結果を示した。

密度の小さい試料樹脂では直後の開栓トルクが高かった
。密度０．９３５ｇ／ｃｃ以上では開栓トルクが良好で
あった。また、Ｍｌが１５ｇ７１０分以上の試料樹脂は
６０℃放置後の開栓トルクが極端に低下する傾向にあっ
たが、Ｍｌの小さな試料は開栓トルクが安定していた。

表−１−２ 実施例２゜ 実施例１と同様に作成したキャップについて、密封時に
キャップを殺菌処理した。殺菌方法はキャップ殻内面に
殺菌液を先端径φ２のノズルから水圧２　Ｋｇ／ｃ＋ａ
’で１０秒間吹き付ける方法で行なった試料１２は、試
料１１に滑剤を添加したものである。測定結果を表−２
−２に示した。

殺菌処理をすることにより滑剤の効果がなくなり開栓ト
ルクが高くなった。

表−２−ま た。充填量は落下前に２０℃、４０℃、５０℃に２４８
放置後更に室温に放置冷却した物を用いた。結果を表−
３に示した。

５０℃に放置した場合では試料１２では漏れが認められ
たが、試料４では漏れは認められなかった。

表−３ 表−２−２ 実施例３゜ 密封性を評価する一般的な方法として、前記充填量を１
０ｃｍの高さより角度２０°の鉄面上に倒立にて落下さ
せ、この時の内容液の漏れを確認し

【図面の簡単な説明】

第１図は開栓トルクと密度の関係を示すグラフ、 第２図は密度と摩擦係数の関係を示すグラフ、第３図は
開栓トルクＭｌの関係を示すグラフ、第４図はキャップ
の一例を示す図、 第５図は多層パッキングの一例をそれぞれ示す。 図面４．５において、各数字はそれぞれ下記の物を示す
。 １・・・殻体（シェル）、２・・・頂板部（パネル）、
３・・・周上側壁部（スカート）、４・・・熱接着用塗
料層、５・・・ライナー　６・・・ライナー中央部、７
・・・リング上周辺部、１０・・・ビン口部、１１・・
・ポリエチレン内表面層、１２・・・ガスバリヤ−性樹
脂中間層、１３・・・オレフィン系樹脂下層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属アルミニウム製殻体と、該殻体の頂板部内面
   側に施されたオレフィン樹脂密封材とから成るキャップ
   において、 該オレフィン樹脂密封材が密度が０．９３５乃至０．９
   ７０ｇ／ｃｃでメルトインデックスが１５ｇ／１０分以
   下のポリエチレンから成り且つ実質上エラストマー及び
   滑剤を含有しないライナー乃至はパッキングであること
   を特徴とするびんの密封に使用するためのキャップ。