(57)【要約】【課題】天板と周壁部との接着が強固で、しかも、成形性がよく、廃棄の際の合成樹脂材の量を削減することの出来る、内容物保護性を兼ね備え、かつ、キャップ外面だけでなく外した場合に内面からも視認出来る隠蔽情報を簡易に記録できるキャップを提供すること。【解決手段】少なくとも前記周壁部との接着部分に熱可塑性樹脂層を形成した前記天板を、前記周壁部の射出成形用金型内に前もって装填し、合成樹脂を金型内に射出して、前記周壁部を成形すると同時に、前記天板を前記周壁部の上方に設けた天板貼着リングに熱融着して一体成形したキャップであって、天板のエッジ部分を天板貼着リングが上下から挟むように成形されているキャップ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙層を基材とする積層材からなる天板と少なくとも周壁部を有した合成樹脂製の蓋部を一体成形したキャップであって、天板のエッジ部分を蓋部の周壁部が上下から挟むことを特徴とするキャップ。
【請求項２】
天板のエッジ部分の端面が凸形状であることを特徴とする請求項１に記載のキャップ。
【請求項３】
天板のエッジ部分の端面が凹形状であり、この凹形状の凹み部にリングのエッジ部分が入り込んでいることを特徴とする請求項１または２に記載のキャップ。
【請求項４】
天板の容器内側（収納物側）にバリア層が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のキャップ。
【請求項５】
紙層を基材とする積層材からなる天板と少なくとも周壁部を有した合成樹脂製の蓋部とから構成するキャップにおいて、前記周壁部との接着部分に熱可塑性樹脂層を形成した前記天板を、前記周壁部の射出成形用金型内に前もって装填し、合成樹脂を金型内に射出して、前記周壁部を成形すると同時に、前記天板を前記周壁部の上方に設けた天板貼着リングに熱融着して一体成形したことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のキャップの成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料、菓子等の食品容器に用いられる、ヒンジキャップ、スクリューキャップ、打栓キャップ等に汎用的に用いられる、キャップに関するものである。さらに、本発明は、ガスバリア性を有する容器に装着して、内容物の変質を防ぐガスバリア性を備えたキャップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、飲料、菓子等の食品容器に用いるキャップの配置は容器本体にリング等を介して熱融着された容器開口部と、この容器開口部と嵌合または螺合する嵌合部、容器の開口部を覆う天板、嵌合部と天板を接続させているリング部とからなるキャップからなっている。
【０００３】
この嵌合部には、使用途中のキャップの開閉を考慮してヒンジの機能を持たせることも行われており、キャップ自体に機能を持たせるために、例えば、天板部分にガスバリア性、二酸化炭素吸収性等の機能を持たせた部材をインサート成型で溶着させることも行われている（特許文献２）。
【０００４】
近年においては廃棄物中の合成樹脂材の量を削減するために、各種の包装体における合成樹脂材の使用量を少なくすることが試みられている。
【０００５】
例えば、容器を紙材から成型して開口部のみに合成樹脂成型品を配置した構成のものとしたり、また、キャップについても、各部位の肉厚を薄くしたり、キャップ高さを小さくして容器の開口部への被り深さを浅くすることなどが試みられていて、大部分を紙材とした容器に、薄肉薄形化したキャップを組み合わせることで、包装体での合成樹脂材の使用量を削減することが出来る。
【０００６】
キャップに関しては、キャップ全体をプラスチックで成型するのではなく、プラスチック製の天板を紙製の天板に置き換えるという手法が多く行われ始めている。また、通常、プラスチック製の天板を紙製の天板と置き換える方法としては、インサート射出成型が使用されている（特許文献１）。
【０００７】
インサート射出成形法ではキャップ嵌合部の射出成形用金型内に紙製の天板を、前もって装填し、合成樹脂を金型内に射出して、嵌合部を成形すると同時に、天板を嵌合部の上方に設けた天板貼着リングに熱融着して一体成形する。
【０００８】
インモールドラベルの製造で使用されるような周知の方法では、キャップの射出成形用金型の雌型内表面に紙製の天板を仮固着して合成樹脂を金型内に射出して成形するという工程が採られる。この方法で製造したキャップの一例の断面概略図を図４（ａ）に示した。
【０００９】
図４（ａ）から分かるようにキャップの天板（１１０）の内側に合成樹脂層（１１２）が形成されるので内容物保護には有利な反面、プラスチックの使用量がそれほど減らないので廃棄物中の合成樹脂材の量を削減するという目的からは不十分な効果しか得られなか
った。
【００１０】
さらに、キャップの天板内側に合成樹脂層が形成されることによって、天板への加飾や情報の印刷がキャップ外側からのみしか視認出来ず、天板内側に製造ロット等の隠蔽情報
等を記録・読取することが困難であった。この事情は金型の雄型内表面に紙製の天板を仮固着して合成樹脂を金型内に射出して成形するという工程の場合でも同様である。
【００１１】
廃棄物中の合成樹脂の量を削減することと同時に収納物の保護機能を強化した蓋の製造方法が特許文献３に開示されている。この方法で製造したキャップの一例の断面概略図を図４（ｂ）に示した。
【００１２】
図４（ｂ）で分かるように、周壁部（１２０）との接着部分を含む表面に熱接着性樹脂層（１１３）を形成した紙製の天板（１１０）を、周壁部の射出成形用金型の雄型と雌型が表裏に密着するように前もって装填し、合成樹脂を金型内に射出して、周壁部を成形すると同時に、天板を周壁部の上方に設けた天板貼着リング（１２１）に熱融着して一体成形する方法によれば、合成樹脂製の天板を紙製の天板で完全に置き換えることが出来るので廃棄物中の合成樹脂材の量を大きく削減することが出来る上に、天板内側に製造ロット等の隠蔽情報等を記録・読取することが容易になる。
【特許文献１】特開平１１−２９２１５７号公報
【特許文献２】特開２００４−６７２２８号公報
【特許文献３】特開平１０−１４７３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述の従来のキャップにおいては、プラスチック製の天板を紙製の天板に置き換えた場合、紙製の天板とキャップのリング部が天板周縁部表面とキャップのリング部の平面間のみで接着しているので、剥離方向の力に対する接着力の低下、特に収納物および容器外側からの水分の影響で生じる接着力の低下により天板とリング部が剥がれてしまうことが起こり、天板が変形して中にゴミなどが入ることもあった。また、天板とリング部の接着部が剥がれなくとも紙製の天板のみでは紙層の剥離によって収納物が痛んでしまうことがあった。
【００１４】
本発明の課題は、上述の従来のキャップの問題に鑑み、天板の変形が少なく、天板と周壁部との接着が強固で、しかも、成形性がよく、廃棄の際の合成樹脂材の量を削減することの出来る、内容物保護性を兼ね備えたキャップを提供することである。
【００１５】
また、本発明のもう一つの課題はキャップ外面だけでなく外した場合に内面からも視認出来る隠蔽情報を簡易に記録できるキャップを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、紙層を基材とする積層材からなる天板と少なくとも周壁部を有した合成樹脂製の蓋部を一体成形したキャップであって、天板のエッジ部分を蓋部の周壁部が上下から挟むことを特徴とするキャップである。
【００１７】
本発明の請求項２に係る発明は、天板のエッジ部分の端面が凸形状であることを特徴とする請求項１に記載のキャップである。
【００１８】
本発明の請求項３に係る発明は、天板のエッジ部分の端面が凹形状であり、この凹形状の凹み部にリングのエッジ部分が入り込んでいることを特徴とする請求項１に記載のキャップである。
【００１９】
本発明の請求項４に係る発明は、天板の容器内側（収納物側）にバリア層が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のキャップである。
【００２０】
本発明の請求項５に係る発明は、紙層を基材とする積層材からなる天板と少なくとも周壁部を有した合成樹脂製の蓋部とから構成するキャップにおいて、前記周壁部との接着部分に熱可塑性樹脂層を形成した前記天板を、前記周壁部の射出成形用金型内に前もって装填し、合成樹脂を金型内に射出して、前記周壁部を成形すると同時に、前記天板を前記周壁部の上方に設けた天板貼着リングに熱融着して一体成形したことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のキャップの成形方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のキャップは、紙層を基材とする積層材からなる天板と合成樹脂製の周壁部とから構成するキャップにおいて、少なくとも前記周壁部との接着部分に熱可塑性樹脂層を形成した前記天板を、前記周壁部の射出成形用金型内に前もって装填し、合成樹脂を金型内に射出して、前記周壁部を成形すると同時に、前記天板を前記周壁部の上方に設けた天板貼着リングに熱融着して一体成形したキャップであって、天板のエッジ部分を天板貼着リングが上下から挟むように成形されていることによって、紙製の天板とキャップのリング部が天板周縁部の表面間の接着力のみでなく周縁部上下のリングによって強固に固定される形で接着しているので、剥離方向の力に対する接着力の低下により天板とリング部が剥がれてしまうことや、天板が変形して中にゴミなどが入ることがなくなった。
【００２２】
これによって、天板の変形が少なく、天板と周壁部との接着が強固で、しかも、成形性がよく、廃棄の際の合成樹脂材の量を削減することの出来る、内容物保護性を兼ね備えたインサート射出成形キャップを提供することが出来る。また、キャップ中の紙成分の比率が５１％以上になると廃棄時に紙製キャップとして分類される。さらにキャップ外面だけでなく外した場合に内面からも視認出来る隠蔽情報を簡易に記録できるキャップを提供することが出来る。
【００２３】
この天板の形状は円形に限らず任意の形状が可能であり、リングの形状と組み合わせることによってたとえば、装飾性に優れたキャップとすることも容易に出来る。
【００２４】
また、天板の両面全面にリングを形成する樹脂と貼着可能な熱可塑性樹脂層を形成した場合には、天板用の紙層を基材とする積層体の作成に当たってパターン形成が必要な手法を用いることなく簡単に作成が出来るのみならず、熱可塑性樹脂層の持つ耐性によって天板のバリア性が強化され、その結果天板の変形や空隙の発生等が少なく内容物保護性にも優れたキャップを提供することが出来る。
【００２５】
また、天板のエッジ部分の端面が凸形状である場合には端面の周縁部の厚みが外周方向に向かって薄くなる分だけリング内周縁部が厚くなり、リングが天板を挟む部分が強化されたキャップとなる。
【００２６】
また、天板のエッジ部分の端面が凹形状であり、この凹形状の凹み部にリングのエッジ部分が入り込んでいる場合には、天板周縁部とリング内周縁部の嵌合によりリングによる天板の固定がより強化されるキャップが得られる。
【００２７】
さらに、天板の容器内側（収納物側）にバリア層が設けられていることにより、収納物側からの水分等の紙層への侵入を防止して天板の変形や天板とリングとの剥離を防ぐだけでなく、内容物保護性の高いキャップが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に図を参照しながら本発明のキャップの実施形態の一例を説明する。
【００２９】
図１（ａ）は本発明のキャップの一実施形態の断面概略図であり、（ｂ）は斜視概略図
である。図２（ａ）、（ｂ）は本発明のキャップの他の実施形態の断面図である。図３（ａ）は、本発明のキャップの他の実施形態の断面概略図であり、（ｂ）は、バリア層の構成例を示す断面概略図である。図４（ａ）、（ｂ）は、従来のキャップの一実施形態の断面概略図である。図５は本発明のキャップの他の実施形態（ヒンジ付き）の斜視概略図である。
【００３０】
本発明のキャップ（１００）は、たとえば、図１に示すように、周壁部（１２０）の射出成形用金型内の所定位置に、周壁部との接着部分を含む表面に熱可塑性樹脂層（１１１）を形成した天板（１１０）を前もって装填し、周壁部を射出成形すると同時に、周壁部の天板貼着リング（１２１）に天板を熱融着させたものである。
【００３１】
天板は、紙層を基材とする積層材を所定寸法に打抜き加工したものであり、通常は表面に文字や絵柄の印刷を施こすものであるが、必要に応じて裏面に隠蔽情報等の印刷を施してもよい。また、この積層材は、坪量が２００〜５００ｇ／m2の原紙に、耐水性と熱接着性を付与するために、１５〜４０μｍ厚の熱可塑性樹脂層（１１１）を押出しラミネーション法で表裏両面に設けたものである。なお、熱可塑性樹脂層を設ける方法としては、ドライラミネーション法やウエットラミネーション法などの他のラミネーション法でも良いが、カールをできるだけ避けるため、押出しラミネーション法が最適である。
【００３２】
本発明のキャップ用積層体の熱可塑性樹脂層（１１１）に用いる樹脂としては、押出しラミネーション（エキストルージョンラミネーション）装置で溶融押出しが容易にできヒートシール性があれば、特に種類は制約されるものではない。
【００３３】
例えば、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン樹脂（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）などを使用することができるがヒートシール性を考慮して低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）または直鎖線状低密度ポリエチレン樹脂（ＬＬＤＰＥ）が好ましい。
【００３４】
熱可塑性樹脂層（１１１）は、上記の樹脂を通常の押出し加工により原紙（あるいは原紙を含む積層体）の表面にコートすることによって形成する。また、印刷時のインキの密着性を向上させるために押出し面にコロナ処理を行ってから印刷することが通常である。
【００３５】
原紙としては、容器の形状を保つ機能（容器保型性）があり、且つ包装材料として要求される性質である保護性（引張り強度、破裂強さなどの力学的強さ）、作業性（包装機械適性など）、商品性（隠蔽性、印刷適性など）、経済性（価格、輸送保管性など）、安全・衛生性（無毒、易廃棄性など）が満足されれば特に紙の種類に制約はなく通常のクラフト紙（晒、未晒）を使用することが出来る。
【００３６】
原紙の原料としては、例えば、木材繊維（化学パルプ、機械パルプ）古紙パルプなどが必要に応じて使用される。木材繊維のうち化学パルプとしては、木材チップ蒸解時に苛性ソーダと硫化ナトリウムを使用するクラフトパルプや、亜硫酸と亜硫酸水素塩を使用する亜硫酸パルプなどが挙げられる。これらのパルプは未晒品でも、漂白処理を施したものでもよい。
【００３７】
天板周縁部の形状は図１に示すようにキャップ周壁部（１２０）を形成する樹脂による天板貼着リング（１２１）、（１２１）によって挟まれる形状であればよいが、断面がたとえば図２（ａ）に示すような凸形状である場合には天板（１１０）端面の周縁部の厚みが外周方向に向かって薄くなる分だけリング（１２１）の厚みが厚くなり、リングが天板を挟む部分が強化されたインサート射出成形キャップとなり、また、図２（ｂ）に示すように天板（１１０）のエッジ部分の端面が凹形状であり、この凹形状の凹み部にリング（
１２１）のエッジ部分が入り込んでいる場合には、天板周縁部とリング内周縁部の嵌合によりリングによる天板の固定がより強化されたキャップが得られる。
【００３８】
天板（１１０）のエッジ部分を前記の凹凸断面形状に形成するには切削ミーリング方式あるいは切削ベルナイフ方式等の切削手段が用いられる。
【００３９】
内容物保護性の向上の必要に応じて天板に酸素あるいは水蒸気のような気体に対するバリア性を強化するためにバリア層を積層することが出来る。天板に積層するバリア層の構成例を示す断面概略図を図３（ｂ）に、それを用いたキャップの他の実施形態の断面概略図を図３（ａ）に示した。
【００４０】
図３（ｂ）のバリア層（３０）は延伸プラスチックフィルム（２０）と蒸着アンカー層（３２）と無機化合物蒸着層（３３）とガスバリア性被膜層（３４）からなっているが、必要なバリア性の程度に応じて各層の一部は省略することも出来る。
【００４１】
本発明のキャップ用積層体で使用されるバリア層（３０）は、図４に示すように、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン、ナイロン等の延伸フィルム（２０）にたとえば酸化珪素または酸化アルミニウム等の無機化合物（３３）を蒸着加工したものを用いる。
【００４２】
無機化合物（３３）の蒸着膜厚は５〜３００ｎｍの範囲内であることが望ましく、その値は適宜選択される。
【００４３】
無機化合物蒸着層（３３）の積層方法は、通常の真空蒸着法により形成することができ、真空蒸着法による真空蒸着装置の加熱手段としては電子線加熱方式や抵抗加熱方式、誘導加熱方式等が好ましく、二軸延伸プラスチックフィルムとの密着性を向上させるために、プラズマアシスト法やイオンビームアシスト法を用いることも可能である。
【００４４】
無機化合物蒸着層（３３）に加えてさらにガスバリア性被膜層（３４）を積層した透明バリアフィルムの層構成がバリア性をさらに高めるために有効である。
【００４５】
ガスバリア性被膜層（３４）は、さらに高いガスバリア性を付与するためと無機化合物蒸着層（３３）を保護する為に積層するものであり、水溶性高分子と、（ａ）１種以上の金属アルコキシド及び加水分解物または（ｂ）塩化錫の少なくとも一方を含む水溶液あるいは水／アルコール混合溶液を主剤とするコーティング剤を塗布して形成する。
【００４６】
ガスバリア性被膜層（３４）に用いられる水溶性高分子は、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、デンプン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム等が挙げられる。特にポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡとする）を用いた場合にガスバリア性が最も優れる。
【００４７】
前記ガスバリア性被膜層（３４）の積層方法は、通常用いられるディッピング法、ロールコーティング法、スクリーン印刷法、スプレー法などの公知の手段を用いることができる。
【００４８】
本発明のキャップ用積層体のバリア層（３０）と原紙との接着はドライラミネート法やエクストルーダーラミネート法など周知の方法で行うことが出来る。この場合、バリア層（３０）と原紙との十分な接着強度を確保するためにバリア層側にアンカーコートやコロナ処理をおこなっても構わない。
【００４９】
ドライラミネーションの場合、接着剤は周知のウレタン系、変性ブタジエン系、アルキ
ルチタネート系などを用いることができるが、接着性、耐寒性、柔軟性などが必要であるのでウレタン系が好ましく、必要に応じて接着促進剤などを添加して用いる。
【００５０】
バリア層（３０）と原紙との十分な接着強度を確保するためにバリア層側にアンカーコートやコロナ処理をおこなっても構わない
通常、原紙（あるいは原紙を含む積層体）表面には加飾あるいは情報記録のための印刷が行われる。この印刷にはフレキソ印刷方式、オフセット印刷方式、グラビア印刷方式等の周知の印刷方式を用いることが出来る。本発明のキャップでは原紙の裏面に印刷した情報も視認可能であるから裏面に印刷することもあることはもちろんである。
【００５１】
本発明のキャップにおいては天板の形状は限定されないので上記印刷の加飾等の効果もさらに強調することが出来る。
【００５２】
本発明のキャップの周壁部を形成する樹脂は射出成形可能な熱可塑性樹脂であれば特に限定されないが、食品用途の包装材料としてはポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂が一般的である。
【００５３】
キャップの周壁部を形成する樹脂によっては天板との熱接着性を強化するためさらに別の熱接着性樹脂層を積層材の表面に形成してもよい。この場合は、たとえば、積層材のポリエチレン層の表面をコロナ処理したのち、周壁部の天板貼着リングとの接着部分より小さい範囲に、アクリル系接着剤、アクリル−塩酢ビ系接着剤又はＥＶＡ系接着剤などをグラビア印刷法で塗布したもの等が使用出来る。
【００５４】
本発明のキャップの製造方法には、前もって、成形金型雌型内面の天板の上面に当接するキャビティ面に、周壁材材質と熱融着する天板をバキューム法、静電気接着法、接着剤法などにより仮固着（成形時だけ固着）し、雌型と雄型を型締めして雄型のキャビティ面を天板の下面に当接後、キャビティ（雌型と雄型との間の空間）内へゲート（溶融樹脂を射出する湯口）よりキャップ周壁の材質の溶融樹脂を射出して、キャップを成形すると同時に、キャップの天板貼着リングに天板を固着して作成する方法がある。
【００５５】
このように、本発明のキャップは、天板のエッジ部分が天板貼着リングが上下から挟むように成形されていることによって、紙製の天板とキャップのリング部が天板周縁部上下のリングによって強固に固定される形で接着しているので、接着力の低下により天板とリング部が剥がれてしまうことがなくなった。
【００５６】
天板を合成樹脂から紙に置き換えたことによって、廃棄の際の合成樹脂材の量を削減することの出来るキャップを提供することが出来、キャップ中の紙成分の比率を５１％以上にした場合には廃棄時に紙製キャップとして分類されるキャップを作ることも出来るようになった。
【００５７】
天板の両面全面に熱可塑性樹脂層を形成した場合はさらに天板のバリア性が強化され、内容物保護性にも優れたキャップを提供することが出来るようになった。
【００５８】
天板のエッジ部分の端面の形状を凸形状または凹形状にすることによってリングが天板を挟む部分が強化されたキャップとすることが出来た。
【００５９】
さらに、天板の容器内側（収納物側）にバリア層が設けられていることにより、収納物側からの水分等の紙層への侵入を防止して天板の変形や天板とリングとの剥離を防ぐだけでなく、内容物保護性の高いキャップが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】（ａ）は本発明のキャップの一実施形態の断面概略図であり、（ｂ）は斜視概略図である
【図２】（ａ）、（ｂ）は本発明のキャップの他の実施形態の断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明のキャップの他の実施形態の断面概略図であり、（ｂ）は、バリア層の構成例を示す断面概略図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、従来のキャップの一実施形態の断面概略図である。
【図５】本発明のキャップの他の実施形態（ヒンジ付き）の斜視概略図である。
【符号の説明】
【００６１】
２０…延伸プラスチックフィルム
３０…バリア層
３２…蒸着アンカー層
３３…無機化合物蒸着層
３４…ガスバリア性被膜層
１００…キャップ
１１０…天板
１１１…熱可塑性樹脂層
１１２…合成樹脂層
１１３…熱接着性樹脂層
１２０…周壁部
１２１…天板貼着リング
１２２…ヒンジ
【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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