(57)【要約】【課題】内部に充填された内容物を押し出すためのカートリッジであって、円筒本体の側面と天蓋部分との境目となる角部におけるガスバリア性を高めることが可能なカートリッジの提供。【解決手段】外周若しくは内周に第１のガスバリア性フィルムが設けられた筒状本体部１１と、筒状本体部１１内に設けられるプランジャーと、筒状本体部１１の一端側である上端に設けられる天蓋であって、上面外側に突出する吐出用筒部１２１と、筒状本体部１１に嵌まり込む嵌合部１２２と、を備える天蓋部１２と、天蓋部１２の下面側に配され、その外周部が少なくとも嵌合部１２２の側面にまで至る第２のガスバリア性フィルム１２５と、を備えるカートリッジ。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周若しくは内周に第１のガスバリア性フィルムが設けられた筒状本体部と、
当該筒状本体部内に設けられるプランジャーと、
前記筒状本体部の一端側である上端に設けられる天蓋であって、上面外側に突出する吐出用筒部と、前記筒状本体部に嵌まり込む嵌合部と、を備える天蓋部と、
前記天蓋部の下面側に配され、その外周部が少なくとも前記嵌合部の側面にまで至る第２のガスバリア性フィルムと、
を備えることを特徴とするカートリッジ。
【請求項２】
前記第１のガスバリア性フィルムと前記第２のガスバリア性フィルムが互いに重なる重畳部を有することを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３】
前記嵌合部が前記筒状本体部の内側に嵌まり込み、前記天蓋部が、前記筒状本体部の外周の上面に突き当たるフランジ部を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記フランジ部の外径が、前記筒状本体部の外径より小さいことを特徴とする請求項３に記載のカートリッジ。
【請求項５】
前記嵌合部と前記筒状本体部の間に配される前記第２のガスバリア性フィルムの高さが３．０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のカートリッジ。
【請求項６】
前記第２のガスバリア性フィルムが、その表層に熱可塑性樹脂層を有しており、当該熱可塑性樹脂層が溶融することで前記筒状本体部と前記嵌合部を溶着させていることを特徴とする請求項５に記載のカートリッジ。
【請求項７】
前記第２のガスバリア性フィルムが、前記筒状本体部の外周部分にまで至っていることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載のカートリッジ。
【請求項８】
前記第２のガスバリア性フィルムが、前記筒状本体部の外周部分と重畳される高さが１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項７に記載のカートリッジ。
【請求項９】
請求項１から８の何れかに記載のカートリッジの製造方法であって、
前記天蓋部の下面側に前記第２のガスバリア性フィルムを固着するステップと、
前記筒状本体部の上端に前記嵌合部を嵌合させることにより、前記第２のガスバリア性フィルムの外周部が前記筒状本体部と前記嵌合部の間に位置するように前記天蓋部を前記筒状本体部に取り付けるステップと、
前記筒状本体部の内部に内容物を充填するステップと、
前記筒状本体部の内部に前記プランジャーを取り付けるステップと、
を有することを特徴とするカートリッジの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に充填された内容物を押し出すためのカートリッジ及び当該カートリッジの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウレタン系樹脂、変性シリコーン系、エポキシ系樹脂、弾性ゴム系、アクリル系樹脂などの粘性流体からなるシーラントや接着剤（以下、接着剤類という）等の内容物を、気密・水密状態で収容し、ガンに装填して後方から押圧することで、内容物を押し出すためのカートリッジが利用されている。
当該カートリッジにおいては、内容物が外気に触れて変質や硬化をしないように、ガスバリア性を有することが求められている。
このようなカートリッジのガスバリア性に関する技術が特許文献１、２によって開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３３５３８１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０８１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
樹脂製のカートリッジでは、ガスバリア性を得るために、アルミニウム箔層等を有するガスバリア性フィルムを、円筒状の本体の外周に巻きつけたり、天蓋部分の裏面側に貼り付けたりしている。しかしながら、円筒本体の側面と、天蓋部分との境目となる角部（以下「肩部」という）において、ガスバリア性を確保し難いという問題があった。一方、紙製のカートリッジでは、天蓋部分を金属製とすることにより、肩部のバリア性については問題ないと言えるが、天蓋部分が金属製（金具）であることにより、廃棄の際に問題が生じる場合があった（金具部分をのみを切除して分別されればよいが、煩雑であるため、そのまま廃棄されてしまうことが多かった）。また、金属製は樹脂製に比してコストがかかるという面でも不利である。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑み、内部に充填された内容物を押し出すためのカートリッジであって、肩部におけるガスバリア性を高めることが可能なカートリッジを、比較的低コストにて提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（構成１）
外周若しくは内周に第１のガスバリア性フィルムが設けられた筒状本体部と、当該筒状本体部内に設けられるプランジャーと、前記筒状本体部の一端側である上端に設けられる天蓋であって、上面外側に突出する吐出用筒部と、前記筒状本体部に嵌まり込む嵌合部と、を備える天蓋部と、前記天蓋部の下面側に配され、その外周部が少なくとも前記嵌合部の側面にまで至る第２のガスバリア性フィルムと、を備えることを特徴とするカートリッジ。
【０００７】
（構成２）
前記第１のガスバリア性フィルムと前記第２のガスバリア性フィルムが互いに重なる重畳部を有することを特徴とする構成１に記載のカートリッジ。
【０００８】
（構成３）
前記嵌合部が前記筒状本体部の内側に嵌まり込み、前記天蓋部が、前記筒状本体部の外周の上面に突き当たるフランジ部を有していることを特徴とする構成１又は２に記載のカートリッジ。
【０００９】
（構成４）
前記フランジ部の外径が、前記筒状本体部の外径より小さいことを特徴とする構成３に記載のカートリッジ。
【００１０】
（構成５）
前記嵌合部と前記筒状本体部の間に配される前記第２のガスバリア性フィルムの高さが３．０ｍｍ以上であることを特徴とする構成１から４の何れかに記載のカートリッジ。
【００１１】
（構成６）
前記第２のガスバリア性フィルムが、その表層に熱可塑性樹脂層を有しており、当該熱可塑性樹脂層が溶融することで前記筒状本体部と前記嵌合部を溶着させていることを特徴とする構成５に記載のカートリッジ。
【００１２】
（構成７）
前記第２のガスバリア性フィルムが、前記筒状本体部の外周部分にまで至っていることを特徴とする構成１から６の何れかに記載のカートリッジ。
【００１３】
（構成８）
前記第２のガスバリア性フィルムが、前記筒状本体部の外周部分と重畳される高さが１ｍｍ以上であることを特徴とする構成７に記載のカートリッジ。
【００１４】
（構成９）
構成１から８の何れかに記載のカートリッジの製造方法であって、前記天蓋部の下面側に前記第２のガスバリア性フィルムを固着するステップと、前記筒状本体部の上端に前記嵌合部を嵌合させることにより、前記第２のガスバリア性フィルムの外周部が前記筒状本体部と前記嵌合部の間に位置するように前記天蓋部を前記筒状本体部に取り付けるステップと、前記筒状本体部の内部に内容物を充填するステップと、前記筒状本体部の内部に前記プランジャーを取り付けるステップと、を有することを特徴とするカートリッジの製造方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のカートリッジによれば、比較的低コストで肩部におけるガスバリア性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る実施形態のカートリッジを示す概略図
【図２】実施形態のカートリッジの天蓋部を示す図
【図３】実施形態のカートリッジの天蓋部付近を示す断面図
【図４】肩部付近を拡大した断面説明図
【図５】肩部付近に関して、圧力によって変形した状態を説明する概念図
【図６】別の例の肩部付近を拡大した断面説明図
【図７】別の例の肩部付近を拡大した断面説明図
【図８】別の例の肩部付近を拡大した断面説明図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化する際の一形態であって、本発明をその範囲内に限定するものではない。
【００１８】
図１は、本発明に係る実施形態のカートリッジを示す概略図である。
本実施形態のカートリッジ１は、ガスバリア性フィルムが設けられた筒状本体部１１と、筒状本体部１１内に設けられるプランジャー１３と、筒状本体部１１の一端側である上端に設けられる天蓋部１２とを備えている。カートリッジ１は、ウレタン系樹脂、変性シリコーン系、エポキシ系樹脂、弾性ゴム系、アクリル系樹脂などの粘性流体からなるシーラントや接着剤類等の内容物Ｃを、気密・水密状態で収容し、ガンに装填して後方から押圧されることで、内容物Ｃを押し出すためのカートリッジである。
【００１９】
筒状本体部１１は円筒状の部材であり、図４に示されるように本実施形態では、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）で形成された円筒状の本体部ｅの外周に、ガスバリア性フィルム（第１のガスバリア性フィルム）が巻きつけられて構成されている。
本体部ｅに巻きつけられるガスバリア性フィルムは、アルミニウム箔の両面に熱可塑性樹脂層がラミネートされたフィルムであり、本実施形態では４層構造のフィルムである。より具体的には、アルミニウム箔ｂの一方側に１層の熱可塑性樹脂層ａ４が積層され、他方側に２層の熱可塑性樹脂層ａ１−１、ａ１−２が積層された構成である。
ガスバリア性フィルムは、筒状本体部１１に対して固着されていることが望ましく、固着方法は溶着や接着など、各種の方法を用いることができる。本実施形態においては、熱可塑性樹脂層ａ４と本体部ｅが溶着されている。
本体部ｅは、製品で求められる仕様に応じて、適宜、各種の樹脂を用いて成形することができる。同様に、ガスバリア性フィルムは、求められる仕様に応じて、アルミニウム箔に各種の樹脂層（例えば、ＨＤＰＥや直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）等のポリエチレン系、無軸延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）等のポリプロピレン系、ナイロン系等の各種の樹脂）を積層することができる。以下で説明するガスバリア性フィルム１２５についても同様である。
【００２０】
図２は、天蓋部１２を示す図であり、それぞれ、図２（ａ）：上面図、図２（ｂ）：側面図、図２（ｃ）：断面図、図２（ｄ）：底面図である。
天蓋部１２は、筒状本体部１１の先端（上端）側の蓋をするとともに、内容物Ｃを吐出するノズル（図示せず）を取り付けるための部材である。
図２に示されるように、天蓋部１２は、上面外側に突出する吐出用筒部１２１と、筒状本体部１１の内側に嵌まり込む嵌合部１２２と、筒状本体部１１の外周の上面に突き当たるフランジ部１２３と、を備えている。
吐出用筒部１２１は、ノズルを取り付けるための部材であり、基本態様としては円筒状で、その外周にはノズルと螺合させるための雄ネジが形成されている。
嵌合部１２２は、その外径が、筒状本体部１１の内径と同等以下に形成され、筒状本体部１１の内側に嵌まり込む部分である。当該嵌合部１２２の上端側にはフランジ部１２３が形成されている。フランジ部１２３は、その外径が、筒状本体部１１の内径よりも大きく、且つ、筒状本体部１１の外形よりも小さく形成されている。
嵌合部１２２（及びフランジ部１２３）と、吐出用筒部１２１は、接続部１２４によって接続されている。接続部１２４は上面視においてドーナツ状の形状をしており、これによって、嵌合部１２２（及びフランジ部１２３）と吐出用筒部１２１の間が全面的に接続（即ち閉塞）される。
接続部１２４の裏面側は、リブ１２６が形成されることによって肉抜き構造とされている。リブを有する肉抜き構造とすることにより、重量及び材料コストの低減、部材の厚さの均一化による成形時における冷却時間の均一化を図りつつ、必要な強度が得られるようにしている。
なお、本実施形態における天蓋部１２は、筒状本体部１１の本体部ｅと同様にＨＤＰＥにて形成されているが、製品で求められる仕様に応じて、適宜、各種の樹脂（例えばＣＰＰ等）を用いて成形することができる。
【００２１】
図３は、カートリッジ１の天蓋部１２付近を示す断面図である。図４は、肩部の部分の構成を拡大して示した説明図（わかりやすさの観点から一部を誇張した図）である。
図３に示されるように、天蓋部１２の下面側には、ガスバリア性フィルム（第２のガスバリア性フィルム）１２５が配されている。
ガスバリア性フィルム１２５は、アルミニウム箔の両面に熱可塑性樹脂層がラミネートされたフィルムであり、図４に示されるように、本実施形態では５層構造のフィルムである。より具体的には、アルミニウム箔ｂの両面にそれぞれ２層の熱可塑性樹脂層ａ２−１、ａ２−２と、熱可塑性樹脂層ａ３−１、ａ３−２が積層された（表層に熱可塑性樹脂層を有する）構成である。
ガスバリア性フィルム１２５は、天蓋部１２の下面に固着されていることが望ましく、固着方法は溶着や接着など、各種の方法を用いることができる。本実施形態においては溶着されている。
【００２２】
ガスバリア性フィルム１２５は、上面視（図示せず）において円形の形状を有しており、図３、図４に示されるように、天蓋部１２の下面から、嵌合部１２２の側面に至り、さらに筒状本体部１１の外周にまわり込むだけの大きさを有している。
即ち、ガスバリア性フィルム１２５は、天蓋部１２の下面を全面的に覆い、且つ、嵌合部１２２の側面及び、筒状本体部１１の外周面の上端付近も全面的に覆う構成となる。
図４に示されるように、ガスバリア性フィルム１２５は、筒状本体部１１の外周に設けられているガスバリア性フィルムと重なる重畳部分（ｈ２の部分）を有している。これにより、肩部においてもガスバリア性フィルムに切れ目がない構成となっており、高いガスバリア性が得られるものである。
【００２３】
カートリッジ１は、筒状本体部１１と天蓋部１２が、ガスバリア性フィルム１２５によって固着される構成である。
図３、図４からも理解されるように、筒状本体部１１と天蓋部１２の間にガスバリア性フィルム１２５が配置される形となり、これらの部材が相互に溶着されることによって、天蓋部１２が筒状本体部１１に固着されているものである。
嵌合部１２２と筒状本体部１１の間に配されるガスバリア性フィルム１２５の高さｈ１は、３．０ｍｍ以上であることが望ましい。
本実施形態のカートリッジ（１／３Ｌ用サイズのカートリッジ）において、ｈ１を変えて天蓋部の引張試験を行った結果（天蓋部が引き抜かれた荷重）を表１に示した。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
カートリッジ１には、使用時において、内容物を押し出す際の内圧がかかるため、０．５ｋＮの荷重がかかった際においても天蓋部が抜けないだけの強度があることが望ましく、嵌合部１２２と筒状本体部１１の間に配されるガスバリア性フィルム１２５の高さｈ１は、３．０ｍｍ以上であることが望ましいものである。なお、１．２５ｋＮの荷重に耐えられることがより望ましく、ｈ１は、６．７ｍｍ以上であることがより望ましい。
なお、天蓋部の引張試験において、ガスバリア性フィルム１２５が筒状本体部１１の外周部分にまわり込んだものと、まわり込んでいないものを比較した所、ガスバリア性フィルム１２５が筒状本体部１１の外周部分にまわり込んでいる方が、強度が高いことが確かめられた。ガスバリア性フィルム１２５と筒状本体部１１の外周部分と重畳される高さｈ２は１ｍｍ以上であることが望ましい。
【００２６】
次に、カートリッジ１の製造方法（主に天蓋部１２の組み付け）について概要を説明する。
先ず、筒状本体部１１の外周にガスバリア性フィルムを溶着し、また、天蓋部１２の下面に、ガスバリア性フィルム１２５を溶着する。
次に、筒状本体部１１の上端に天蓋部１２の嵌合部１２２を嵌合させることにより、ガスバリア性フィルム１２５の外周部が筒状本体部１１と嵌合部１２２の間に位置するように天蓋部１２を筒状本体部１１に取り付ける。具体的には、図３、図４からも理解されるように、ガスバリア性フィルム１２５が下面に設けられた天蓋部１２の嵌合部１２２を、筒状本体部１１の内部にはめ込むことにより、ガスバリア性フィルム１２５が嵌合部１２２の側面に沿うように立ち上って嵌合部１２２と筒状本体部１１の間に挟まる形となる。さらに、天蓋部１２のフランジ部１２３が筒状本体部１１の上端面に突き当たるまで天蓋部１２をはめ込むと、ガスバリア性フィルム１２５がフランジ部１２３と筒状本体部１１の上端面との間で折りたたまれ、外周方向（水平方向）へと飛び出る形となる。
外周方向（水平方向）へと飛び出る形となっているガスバリア性フィルム１２５の外周部分を、筒状本体部１１の側面に沿わせるように下方向へすぼませるように折りたたむことで、図３，４に示されるような状態となる。この状態で熱をかけることで、各部材を相互に溶着させる。当該溶着には、高周波溶着、熱溶着、超音波溶着などの各種の方式を用いることができる。特許第５１４４１３４号公報にて開示されている、テーパー面を有する熱接着用金型の技術を用いると好適である。即ち、肩部に対して下方にすそ広がりの接触面を有する金型を用いることで、均一な押圧力を得られ、均一な溶着が得られる。本実施形態のカートリッジ１では、フランジ部１２３の外径が筒状本体部１１の外径より小さいため、金型を使って熱溶着させる際に、フランジ部１２３が邪魔になることがない点で優れている。また、樹脂に比べて熱伝導率が高いアルミニウム箔層を有するガスバリア性フィルム１２５によって溶着を行うため、効率が良い。
なお、本実施形態では、各部材の固着を溶着によるものを例としているが、接着などの他の固着方法によるものであっても構わない。
【００２７】
筒状本体部１１に対して天蓋部１２を固着したら、筒状本体部１１の内部に内容物Ｃを充填し、さらに筒状本体部１１の後端にプランジャー１３を挿入することで、内容物Ｃが充填されたカートリッジが得られる。なお、プランジャー１３は、求められる仕様に応じて各種のプランジャーを用いることができる。
【００２８】
以上のごとく、本実施形態のカートリッジ１によれば、肩部（円筒本体の側面と天蓋部分との境目となる角部）においても、ガスバリア性フィルムが途切れることなく連続的に設けられ、高いガスバリア性を得ることができる。
【００２９】
本実施形態のカートリッジ１によれば、嵌合部１２２が筒状本体部１１に嵌り込み、これらの間にガスバリア性フィルム１２５が配され、各部材を相互に溶着する構成としている。これにより、上述のごとく効率的で均一な溶着が可能となり、良好な強度を得ることができる。
また、本実施形態では、天蓋部１２の接続部１２４をリブ構造としていることにより、天蓋部１２の曲げ剛性を高めているため、これによっても、天蓋部１２の抜け強度が高められている。
カートリッジ１の使用時における内容物を押し出す際の内圧によって、天蓋部１２が撓むと、図５に概念図を示したように、嵌合部１２２の下端側が筒状本体部１１の内面から剥がれるようなモーメントが生じ得る。このようなモーメントが生じると、天蓋部１２の抜け強度が低下する傾向となる。これに対し、本実施形態では、リブ１２６により天蓋部１２の曲げ剛性を高めているため、上記問題を低減できるものである。
なお、本実施形態では、重量及び材料コストの低減や、部材の厚さの均一化による成形時における冷却時間の均一化を図りつつ、必要な強度が得られるように接続部１２４を肉抜き構造（リブ１２６）としているが、接続部１２４を単なる厚板状に形成することで、天蓋部の曲げ剛性を得るもの等であってもよい。
【００３０】
本実施形態では、筒状本体部として、樹脂で形成された円筒状の本体部の外周にガスバリア性フィルムが巻きつけられているものを例としたが、本発明をこれに限るものではなく、求められる仕様に応じて各種の筒状本体部を用いることができる。
図６（肩部の拡大説明図）には、その例の１つとして、紙筒の内周と外周にガスバリア性フィルムが設けられている筒状本体部１１´を用いたものを示した（実施形態と同様の構成については同一の符号を使用している）。
筒状本体部１１´は、円筒状の板紙（３層構造）ｄの内周と外周にガスバリア性フィルムが設けられている。ガスバリア性フィルムは、アルミニウム箔の片面に熱可塑性樹脂層がラミネートされたフィルムであり、アルミニウム箔ｂの一方側に２層の熱可塑性樹脂層ａ１−１、ａ１−２が積層された構成であって、円筒状の板紙との糊付けを行うための紙層ｃを有している。
図６の例においても、肩部においてガスバリア性フィルムが途切れることなく連続的に設けられ、高いガスバリア性を得ることができる。また、十分な天蓋部１２の抜け強度を得ることができる。
【００３１】
また、本実施形態では、ガスバリア性フィルム１２５が、筒状本体部の外周にまでまわり込むものを例としており、これによれば、ガスバリア性が高く、且つ抜け強度も向上されるため好適なものであるが、ガスバリア性の観点だけに基づけば、筒状本体部の外周にまでまわり込む必要は必ずしもない。
図７（肩部の拡大説明図）にはこのようなものの１例を示した（実施形態と同様の構成については同一の符号を使用している）。
図７の例では、ガスバリア性フィルム１２５´が、筒状本体部の外周にまで至っているが、まわりこんで折り返されてはいない。図７のような構成であっても、ガスバリア性フィルムが途切れることなく連続的に設けられており、高いガスバリア性を得ることができる。ただし、ガスバリア性フィルムが筒状本体部の外周にまでまわり込んでいる方がより好ましい。
【００３２】
また、本実施形態では、天蓋部の嵌合部が筒状本体部の内側に嵌まり込むものを例としているが、筒状本体部の外側に嵌るもの、若しくは、内側と外側で挟み込むように嵌まるものとしてもよい。
図８（肩部の拡大説明図）にはこのようなものの１例を示した（実施形態と同様の構成については同一の符号を使用している）。
図８（ａ）は、天蓋部が筒状本体部の外側に嵌るものの例である。この場合においても、天蓋部１２´の底面に設けられるガスバリア性フィルム１２５´´を、嵌合部の側面にまで至るように配することで、本実施形態と同様に高いガスバリア性を得ることができる。
図８（ｂ）は、天蓋部１２´´が筒状本体部の内側と外側で挟み込むように嵌るものの例である。この例によれば、より高い抜け強度を得ることができる。
なお、図８（ａ）（ｂ）では、天蓋部の外側への出っ張り部分が大きくなっているが、これは説明のために誇張して描いているためであり、実際の出幅は１ｍｍ程度であるため、大きな問題ではない。また、筒状本体部の先端部分の径を、他の部分より小さく形成することで、天蓋部の嵌合部が筒状本体部の外側に嵌まり込むものにおいても、天蓋部の外側への出っ張りを無くす、若しくは小さくするようにすることもできる。
【符号の説明】
【００３３】
１．．．カートリッジ
１１．．．筒状本体部
１２．．．天蓋部
１２１．．．吐出用筒部
１２２．．．嵌合部
１２３．．．フランジ部
１２５．．．ガスバリア性フィルム（第２のガスバリア性フィルム）
１３．．．プランジャー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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