JPH0462940B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、易開封性ヒートシール蓋に関するも
ので、より詳細には、ビール、炭酸飲料等を収容
する耐圧包装容器に適用し得る耐圧補強構造を有
する易開封性ヒートシール蓋に関する。

従来の技術及び発明の技術的課題 従来、易開封性とヒートシール性とを備えた蓋
としては、例えば特開昭58−160269号公報に記載
されている通り、金属箔基体とヒートシーラント
内面材との積層体から成る蓋材のヒートシールす
べき部分よりも内側には、開口すべき部分を区画
するスコアが金属箔の厚み方向の途中に達するよ
うに設けられ、金属箔の部分におけるスコアの深
さはスコア部に残る金属箔の厚みが20μ以上とな
るように設けられ、開口すべき部分には開封用タ
ブが設けられたものが知られている。

この種の易開封性ヒートシール蓋を、ビール、
炭酸飲料等の自生圧力を有する内容物を収容する
ための耐圧包装容器に適用した場合には、耐圧性
の点で未だ欠点を有することが認められる。即
ち、蓋体を構成する積層体は、通常の易開封性罐
蓋が剛性のある金属製であるのに比して、可撓
性、変形性を有するものであり、前記内容物を充
填した状態では、外方に膨出したドーム形状に変
形し易く、しかも蓋体の中心乃至その近傍に位置
するスコアの開封開始部では、薄肉化された金属
箔断面に内圧による引張応力がかかり、比較的低
い圧力でスコアの破断が生じ易いという問題があ
る。

発明の目的 従つて、本発明の目的は、スコアの開封開始部
に耐圧補強構造が設けられた易開封性ヒートシー
ル蓋を提供するにある。

本発明の他の目的は、ビール、炭酸飲料等の自
生圧力を有する内容物を収容するための容器に対
して、ヒートシールにより適用できる易開封性蓋
を提供するにある。

本発明の更に他の目的は、爆発開口防止のため
に、スコアの深さを、開口開始部で深く且つ他の
部分で浅くなるように変化させ得る易開封性ヒー
トシール蓋を提供するにある。

発明の構成 本発明によれば、ヒートシール可能な内面材及
び外面材と金属箔とを備えた積層体から成り且つ
開口部を区画するスコアが金属箔の厚み方向の途
中に達するように設けられた蓋体と、該内外面材
とヒートシール可能な熱可塑性樹脂から成り且つ
スコアの開封開始部近傍に固着された開封用タブ
とから成り、スコアの開封開始部は蓋体の中心乃
至はその近傍に位置しており、開封用タブは開封
開始近傍で且つ開口部側で蓋体を貫通して内面材
と熱融着により密封係合される固定部分を有する
と共に、スコアの開封開始部をまたいで開口部側
と開口部外側との両方で外面材と熱融着されてい
る開封時に破壊可能な補強部分を有することを特
徴とする易開封性ヒートシール蓋が提供される。

発明の好適態様 本発明を、添付図面に示す具体例に基づいて以
下に詳細に説明する。

ヒートシール蓋の構造 本発明の易開封性ヒートシール蓋の全体の構造
を示す第１図、第２図及び第３図において、この
蓋１は例えば樹脂フイルムの如きヒートシール可
能な内面材２及び樹脂フイルム或いは塗膜の如き
外面材３と、金属箔４とを備えた積層体から成つ
ている。

この積層体から成る蓋体１は、この具体例にお
いて、中央のパネル部５と、パネル部外周に設け
られた短い円筒状乃至テーパー状のリム部６と、
リム部外周に実質上フラツトになるように設けら
れたヒートシール用のフランジ部７とから成つて
いる。

パネル部５には、開口すべき部分８を区画する
スコア９が設けられており、このスコア９は、積
層体の外方から金属箔４の厚さ方向の途中に達す
るように設けられている。この具体例において、
開口すべき部分８は雨ダレの形状を有しており、
中心部乃至その近傍にスコアの開封開始部１０が
位置している。この開口すべき部分に開封用タブ
１１が設けられる。

開封用タブ１１は、積層体の内面材２及び外面
材３とヒートシール可能な熱可塑性樹脂で形成さ
れ、開封用リング（把持部）１２と固定部１３と
から成つている。この具体例においては、第３図
に詳細に示す通り、蓋体１の開口すべき部分８の
開封開始部１０に近接した部分には、蓋体１を貫
通する孔１４が設けられており、固定部１３は、
この孔１４内を貫通し、且つ内面側先端１５が水
平面方向に広がつていて、蓋体内面材２との間に
熱融着による密封係合が行われている。

更に第１図に示す通り、開封用タブ１１の固定
部１３は蓋体１のほぼ中心部に位置しており、開
封用タブの開封用リング１２は、この固定部１３
から径方向外方となるように設けられている。ま
た、開口すべき部分８、即ちスコア９は、径方向
外方に且つ開封用タブ１１と反対方向となるよう
に設けられており、しかもスコア９の開封開始部
１０は、開封用タブ１１の固定部１３とリング１
２との中間でしかも固定部１３に近接した部分を
通るように設けられている。

かくして、開封用タブ１１と開口すべき部分と
はそれらの軸線がほぼ一直線となるように設けら
れ、各部材の位置は、開封用リング１２、スコア
の開封開始部１０、開封用タブの固定部１３及び
スコアの開封終了部１６の順序となつていること
が了解されよう。開封開始に際して、最初にスコ
ア９への切目の挿入が容易に行われるように、タ
ブ固定部の内面側先端１５はスコアの開封開始部
１０と実質上重なり合つていることが望ましい。

本発明においては、開封用タブ１１を前記固定
部１３により蓋体１に固定するに際し、第４図に
示すように開封開始部１０を跨いで開口部８側と
開口部外側との両方で外面材３と熱融着されてい
る開封時に破壊可能な補強部分１７，１７′を設
ける。

発明の作用効果 金属箔及び樹脂フイルムから成る積層体を切裂
いて開封を行うためには、先ず予じめ設けたスコ
ア９の開封開始部１０に切目を入れることが問題
であり、スコア９に一旦切目が入ると、この切目
からスコア９に沿つて積層体の破断が比較的容易
に進行するようになる。開封に際してスコア９に
切目を入れるには鋭利で大きい剪断力が必要とな
り、そのためには強固な支点が必要となる。

本発明によれば、蓋体１に開封用タブ１２を固
定するに際し、開口部８内で且つ開封開始部１０
に近接して、蓋体１を貫通して内面材２と熱融着
により密封係合される固定部１３を設けたことに
より、例えば開封用タブ１１を蓋１の外面側に熱
接着した場合に比して、開封に対して強固な支点
が形成され、タブ１１のリング１２を上方に持上
げたときタブ１１の固定部内面側先端１５がスコ
アの開封開始部１０に押込まれてスコアの剪断に
よる切目の形成が容易に行われる。

一方、スコアの開封開始部１０は蓋体１の中心
或いはその近傍に位置しており、蓋体１には外方
にドーム状に膨出する内圧が加わることから、ス
コアの開封開始部１０には引張り応力が作用し、
この部分が圧力的に最も弱い構造の部分となつて
いる。

本発明においては、この開封開始部１０をまた
いで、その開口部側と開口部外側とを開封用タブ
に熱融着させることで、開封開始部１０に対し
て、充填内容物による圧力に抗する補強構造１
７，１７′が導入されることになる。即ち、上記
構造とすることにより、開封開始部１０はその両
側で開封用タブ１１に固定され、その結果とし
て、内圧により生じる引張り力に対して開封用タ
ブ１２により有効に補強されることになる。しか
も、この補強構造１７，１７′は内圧による引張
り応力には耐えるが、開封時に加わる剪断力に対
しては破壊可能であることから、開封に際しては
橋架された補強構造の開口部外側の融着部１７が
先ず剪断破壊され、次いでスコア開封開始部１０
への切目の挿入が行われて、開封操作が円滑に行
われるようになる。

特に、本発明の上述した補強構造を採用する
と、スコア９の内、開封開始部１０における金属
箔の残留肉厚を小さくし、スコアの他の部分にお
ける金属箔の残留肉厚を大きくした爆発開口防止
型のスコア構造とした場合でも、スコア開封開始
部の耐圧性を顕著に向上させ得るという利点が奏
されるものである。

各素材 本発明において、金属箔４としては、アルミ箔
の如き軽金属箔が好適に使用されるが、鉄箔、鋼
箔、ブリキ箔等を使用することも勿論可能であ
る。これらの金属箔は、アルマイト処理、ベーマ
イト処理、リン酸及び／又はクロム酸等による化
学処理、化成処理等の前処理を行つて、表面処理
層を形成させることが、内層材及び外層材との密
着性の点では望ましい。

金属箔は、スコアでの引裂きが可能となるよう
に若干の剛性を有することが必要であり、かかる
見地から、50μ以上、特に80μ以上の厚みを有す
ることが望ましい。金属箔の厚さの上限は、経済
性と、開封時に指等の損傷を防止するという見地
からは、200μ以下、特に150μ以下であることが
望ましい。

金属箔に設けるスコア９は、ガスバリヤー性の
点でも、また耐圧性や耐落下衝撃性等の見地から
も、金属箔の厚み方向の途中で留まつていること
が重要であり、その深さは上記特性と、易開封性
との見地から金属箔の厚みの3/10乃至7/10、特に
２／５乃至3/5の範囲にあり且つスコア部に残る金属
箔の厚みが20μ以上、特に30μ以上となるような
ものが好ましい。

金属箔４は、単層の金属箔であつてよいことは
勿論であるが、第５図に示す通り、上層金属箔４
ａと下層金属箔４ｂとが接着剤層４ｃを介して接
合された複層構成であつてもよい。このような複
層構成の金属箔を用いると、苛酷なスコア加工を
行つた場合にも、スコアの耐圧性が一層向上する
という望ましい利点が達成される。上層と下層と
の厚み比は通常１：１であるが、この比率は10：
１乃至１：３の範囲で変化させ得る、接着剤層４
ｃとしては、熱硬化型接着剤、例えばイソシアネ
ート系接着剤、エポキシ系接着剤等が使用され
る。

ヒートシール性内面材２としては、プロピレン
系樹脂、特にアイソタクテイツク・ポリプロピレ
ンが最も好適であるが、エチレン含有量が15モル
％以下、特に10モル％以下であるという範囲内で
結晶性プロピレン・エチレン共重合体をも使用で
きる。これらのプロピレン系樹脂は、一般に５乃
至100ｇ／10mmの融解指数（ASTM Ｄ−1238）
を有することが望ましい。勿論、内面材２は、こ
れに限定されず、低−、中−或いは高密度のポリ
エチレン、他のエチレン−プロピレン共重合体、
エチレン−酢酸ビニル共重合体等の他のオレフイ
ン樹脂や、各種ポリアミドフイルム、各種ホモ−
又はコーポリエステルフイルム等を用いることも
できる。

内面材樹脂フイルムの厚みが大きすぎるときに
は、スコアでの積層体の引裂きが困難となり、ま
た厚みが小さすぎるときには、ヒートシール性が
低下するので、30乃至150μ、特に50乃至100μの
範囲とするのが好適である。

ヒートシール性内面材用の接着剤としては、オ
レフイン樹脂フイルムに対しては酸変性オレフイ
ン系樹脂が最も好適に使用されるが、他にウレタ
ン系接着剤、エポキシ系接着剤、コポリアミド系
接着剤、コポリエステル系接着剤等も使用され
る。（勿論ヒートシーラントが金属箔に対して接
着性を有する場合には、接着剤層を省略し得る） ヒートシール性外面材３としては、ヒートシー
ル性内面材２に関して述べたヒートシール性樹脂
フイルムが使用される他、開封用タブ１１を構成
する樹脂に対してヒートシール性塗料を用いるこ
とができる。このような塗料としては、熱硬化性
及び熱可塑性樹脂から成る任意の塗料；例えばフ
エノール・エポキシ塗料、アミノ−エポキシ塗料
等の変性エポキシ塗料；例えば塩化ビニル−酢酸
ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合
体部分ケン化物、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水
マレイン酸共重合体、エポキシ変性−、エポキシ
アミノ変性−或いはエポキシフエノール変性−ビ
ニル樹脂塗料等のビニル又は変性ビニル塗料；ア
クリル樹脂系塗料；スチレン−ブタジエン系共重
合体等の合成ゴム系塗料等が使用される。さら
に、ニトロセルロース系のニス類も有効に使用出
来る。塗膜そのものが、タブ構成樹脂に対してヒ
ートシール性を有しない場合には、該樹脂に対し
てヒートシール性を示す成分を配合する。例え
ば、酸化ポリエチレンや酸変性オレフイン樹脂の
粒子を分散させた塗料の塗膜は、オレフイン樹脂
に対して強いヒートシール性を示すことが知られ
ているので、この技術を適用できる。またエポキ
シ−フエノール樹脂塗料はポリアミド類に、塩化
ビニル系塗料はポリエステル類にヒートシール性
を示すことが知られているので、この技術を適用
することができる。

開封用タブ１１は、前述した内面材２及び外面
材３に対してヒートシール性を示す熱可塑性樹脂
で形成される。このような樹脂の適当な例は、ポ
リプロピレン、ポリエチレン、プロピレン−エチ
レン共重合体、アイオノマー等のオレフイン樹脂
類；ポリアミド、ポリエステル等である。内面材
２とタブ１１の樹脂とは同種であることが望まし
い。

タブ１１の成形は、上に例示した樹脂を射出成
形等の手段で成形することにより行われ、固定部
の先端の熱変形や内面剤との融着は、超音波照
射、軸射熱、熱伝導等による加熱下に押圧するこ
と、さらにプレス成形などにより容易に行われる
が、蓋材とのヒートシールを一層完全なものとす
るために、金属箔２の電導を利用して、高周波誘
導加熱を行うこともできる。また、予じめ成形し
た蓋材を射出成形金型内に入れ、タブ１１の射出
成形と内面材への融着とを一挙に行うこともでき
る。

本発明において、蓋材１に設ける貫通孔１４の
断面積は、開封用タブの固定が有効に行われるも
のであり、一般に２乃至100mm²、特に４乃至30mm²
の範囲にあることが望ましい。

本発明のヒートシール蓋においては、貫通孔１
４の断面積、即ち固定部１３の貫通部の断面積を
S₀とし、固定部内側先端部分１５と内面材２との
間のシール面積をS₁としたとき、S₀：S₁の面積比
が20：１乃至１：20、特に５：１乃至１：10とな
るように設けることが固定と密封とを有効に行う
ために望ましい。

更に外面材と熱融着されている融着補強部１
７，１７′の面積をS₂としたときS₂＞S₁で、かつ
貫通孔を中心とした融着部の半径Ｒは開封開始部
までの距離Ｌに対してＬ＜Ｒ＜3Lの範囲にある
ことが補強効果と開封性の点から重要である。

本発明において、融着補強部１７は開封時の剪
断力によつて破壊されるものであることは、既に
指摘した通りであるが、この破壊は外面材３とタ
ブ１１との融着界面で生じてもよいし、外面材３
の凝集破壊や外面材と金属箔４との接着界面で生
じてもよい。

本発明の蓋は、金属罐、プラスチツク容器、金
属箔容器、金属箔／プラスチツク複合容器、紙／
プラスチツク複合容器、紙／金属箔／プラスチツ
ク複合容器等の各種の容器の密封に有利に使用で
き、特に、本発明は二重巻締が適用不能なプラス
チツク容器やプラスチツク／金属箔複合容器の密
封の用途に有利であり、特に真空成形によるプラ
スチツクカツプ、プラグアシスト成形、圧空成形
等による一軸或いは二軸延伸プラスチツクカツプ
に対するヒートシール蓋として好適に利用され
る。特に、本発明のヒートシール蓋は、スコア部
に耐圧補強構造を有することから、ビール、炭酸
飲料等を収容するための包装容器のヒートシール
蓋として有利に使用される。

第７図は本発明の蓋をビール用容器に適用した
例を示す。１８は中間にバリヤー層を有する多層
プラスチツク容器、１９は蓋とプラスチツク容器
のヒートシール部における耐圧性を向上させるた
めの補強リング、２０はやはり補強用の紙容器で
ある。

本発明の優れた作用効果を次の例で説明する。

実施例 １ 厚さ150μの軟質アルミ箔と、厚さ70μのポリプ
ロピレンフイルムを200℃で溶融している厚さ
10μの無水マレイン酸変性ポリプロピレンにより
熱接着し、冷却ロールで３秒間冷却して積層材を
製作し、次に、この積層材と厚さ20μのポリプロ
ピレンフイルムを、イソシアネート系接着剤によ
り接合して本発明の主旨の積層材を製作した。

次に、この積層材を第１図に示すような落し蓋
状に成形し、第３図に示すようなリキツドポー型
のスコア加工を施し、かつ中心部に蓋体を貫通す
る孔がある直径75mmφの蓋中間体を製作した。

次に、第６図に示すような、ポリプロピレン樹
脂製の開封用タブを射出成形法により製作し、こ
の開封用タブのリベツト部１３ａを前記蓋中間体
の孔に挿入し、リベツト部を固定部１３の形状に
成形して、高周波誘導加熱により内面材２と固定
部１３を熱融着し、同じに外面材と開封用タブを
熱融着させ第３図に示すようなヒートシール蓋を
製作した。

この際の、スコアは厚さ20μのポリプロピレン
フイルム側からスコア加工を施こし、スコアの深
さはアルミ箔の残存厚さで90μとし、蓋中央部貫
通孔の径を3.7mmφ、内面材と固定部との接着部
の径を6.7mmφとした。（S₀：S₁＝１：23） 更に、外面材と熱融着されている融着補強部の
半径を６mmとした。（S₂＞S₁、S₂＝113.0mm² S₁＝
24.5mm²、Ｌ＜Ｒ、Ｌ＝3.9mm Ｒ＝６mm） 次に第７図に示した容器に30℃で圧力が4.5
Kg／cm²になる様調合した重ソウ水を充填し、前工
程で得られた蓋を高周波シーラーによりシールし
た。

この容器を30℃の雰囲気中に放置しても、蓋ス
コア部の破断もなく保存が出来、蓋の開口部にお
いてタブにより開口したところ所定のスコア線に
沿つて円滑に開口が実施できた。

実施例 ２ 厚さ70μの軟質アルミ箔に無水マレイン酸変性
ポリプロピレンを分散させたエポキシフエノール
塗料を塗装して外層材を製作した。次に別途厚さ
70μの軟質アルミ箔と厚さ70μのポリプロピレン
フイルムを200℃で溶融している厚さ10μの無水
マレイン酸変性ポリプロピレンにより熱接着し、
冷却ロールで３秒間冷却して内層材を製作した。
そして、外層材と内層材のアミル面同志をイソシ
アネート系接着剤により接合して積層材を製作し
た。

この積層材で実施例１と同様に蓋を製作した。
この際の開口用スコアは、無水マレイン酸変性ポ
リプロピレンを分散させたエポキシフエノール塗
料側からスコア加工を施こした。

この蓋を用い、実施例１と同様に重ソウ水を充
填して放置しても、スコア部の破断もなく保存が
出来、蓋の開口部においてタブにより開口したと
ころ、所定のスコア線に沿つて円滑に開口が実施
できた。

比較例 １ 外面にエポキシフエノール塗料を塗装した厚さ
150μの軟質アルミ箔と、厚さ70μのポリプロピレ
ンフイルムを200℃で溶融している厚さ10μの無
水マレイン酸変性ポリプロピレンにより熱接着
し、冷却ロールで３秒間冷却して積層材を製作し
た。

この積層材で実施例１と同様に蓋を製作した。
この際の開口用スコアは塗料側からスコア加工を
施こした。又、この積層材では開封用タブと外面
塗装が熱融着しないので、この蓋は融着補強部を
有しない。この蓋を用い、実施例１と同様に重ソ
ウ水を充填して放置した所、容器中央のスコア開
封開始部が破断した。

比較例 ２ 実施例１において、外面材と熱融着されている
融着補強部の半径Ｒを3.9mmとした以外は実施例
１と同様に蓋を製作し、同様に重ソウ水を充填し
て放置した所、蓋中央のスコア開封開始部が破断
した。

比較例 ３ 実施例１において、外面材と熱融着されている
融着補強部の半径12.0mmとした以外は実施例１と
同様に蓋を製作し、同様に重ソウ水を充填して放
置してもスコア部の破断もなく保存が出来たが、
蓋の開口部においてタブにより開口したところ、
融着補強部の破壊力が大であり、円滑な開口は不
可能であつた。

比較例 ４ 実施例１で用いた蓋を、30℃で圧力が5.5Kg／
cm²になる様調合した重ソウ水を、実施例１と同様
に充填して放置しても、スコア部の破断もなく保
存が出来た。しかし、蓋の開口部においてタブに
より開口したところ、開口と同時にスコア形状の
ほとんど全べてが瞬時に開口した。（所謂爆発開
口） 比較例 ５ 実施例１で用いた蓋の、スコアの深さをアミル
箔の残存厚さで100μとした以外は同様に製作し
て、比較例４と同様に充填放置した容器は、開口
したところ、初期開口力が大でありしかも、比較
例４と同様に、所謂爆発開口であつた。

実施例 ３ 実施例１で用いた蓋のスコアの深さを開口開始
部から約８mmの長さまでアルミ箔の残存厚さで
90μとし、以後のスコア深さをアルミ箔の残存厚
さで100μとなる様加工工具を調整してスコア加
工を施こした以外は同様にして蓋を製作した。

この蓋を用い、比較例４と同様に充填放置した
容器を開口したところ、開口開始部から約８mmの
ところで一度開口が停止し以後、所定のスコア線
に沿つて円滑に開口が実施できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の易開封性容器蓋の側断面
図、第２図は、第１図の容器蓋の一部拡大側断面
図、第３図は、第１図の容器蓋の平面図、第４図
は、本発明の容器蓋に使用する開封用タブの拡大
平面図、第５図は、本発明の容器蓋に使用する金
属箔の好適な構成を示す側断面図、第６図は、本
発明の容器蓋に使用する開封用タブの一例を示す
図、第７図は、本発明の容器蓋を容器に適用した
状態を示す図である。 １は蓋全体、２は内面材、３は外面材、４は金
属箔、５はパネル部、６はリム部、７はフランジ
部、８は開口すべき部分、９はスコア、１０は開
封開始部、１１は開封用タブ、１２は開封用リン
グ、１３は固定部、１４は孔、１７及び１７′は
補強部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ヒートシール可能な内面材及び外面材と金属
   箔とを備えた積層体から成り且つ開口部を区画す
   るスコアが金属箔の厚み方向の途中に達するよう
   に設けられた蓋体と、該内外面材とヒートシール
   可能な熱可塑性樹脂から成り且つスコアの開封開
   始部近傍に固着された開封用タブとから成り、ス
   コアの開封開始部は蓋体の中心乃至はその近傍に
   位置しており、開封用タブは開封開始部近傍で且
   つ開口部側で蓋体を貫通して内面材と熱融着によ
   り密封係合される固定部分を有すると共に、スコ
   アの開封開始部をまたいで開口部側と開口部外側
   との両方で外面材と熱融着されている開封時に破
   壊可能な補強部分を有することを特徴とする易開
   封性ヒートシール蓋。