(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の口筒部に組付き固定するキャップ本体(1)と蓋体(11)をヒンジ部(10)を介して一体成形したヒンジキャップであって、ポリ乳酸系脂肪族ポリエステル樹脂と、軟質系生分解性ポリエステル樹脂であるポリブチレンアジペートテレフタレート樹脂をブレンドして含有する樹脂材料を用い、
前記両樹脂の重量比を、前記ヒンジ部の蓋体(11)の開閉に係る耐折強度が１０００回以上となると共に、蓋体(11)の開閉試験に伴うヒンジ部(10)の引張特性の変化が下記の範囲となるようにしたヒンジキャップ。
Ｘ５０／Ｘ０≧０．９
ここで、Ｘ０は開閉試験前のヒンジ部(10)の引張試験における降伏点での引張降伏強さ（ＹＦ０）と引張降伏伸び（ＹＥ０）の比、ＹＦ０／ＹＥ０を表し、
Ｘ５０は５０回の開閉試験後のヒンジ部(10)の引張試験における降伏点での引張降伏強さ（ＹＦ５０）と引張降伏伸び（ＹＥ５０）の比、ＹＦ５０／ＹＥ５０を表す。
【請求項２】
ポリ乳酸系脂肪族ポリエステル樹脂とポリブチレンアジペートテレフタレート樹脂の重量比を１０：９０〜６０：４０の範囲としたことを特徴とする請求項１記載のヒンジキャップ。
【請求項３】
容器の口筒部に組付き固定するキャップ本体(1)と蓋体(11)をヒンジ部(10)を介して一体成形したヒンジキャップであって、生分解性のポリエステル樹脂に多価アルコール脂肪酸エステル系の可塑剤をブレンドして含有する樹脂材料を用い、
前記可塑剤の重量比を、前記ヒンジ部の蓋体(11)の開閉に係る耐折強度が１０００回以上となると共に、蓋体(11)の開閉試験に伴うヒンジ部(10)の引張特性の変化が下記の範囲となるようにしたヒンジキャップ。
Ｘ５０／Ｘ０≧０．９
ここで、Ｘ０は開閉試験前のヒンジ部(10)の引張試験における降伏点での引張降伏強さ（ＹＦ０）と引張降伏伸び（ＹＥ０）の比、ＹＦ０／ＹＥ０を表し、
Ｘ５０は５０回の開閉試験後のヒンジ部(10)の引張試験における降伏点での引張降伏強さ（ＹＦ５０）と引張降伏伸び（ＹＥ５０）の比、ＹＦ５０／ＹＥ５０を表す。
【請求項４】
可塑剤の主成分を下記の式（１）で表されるアセチル化モノグリセライドとし、生分解性のポリエステル樹脂と前記可塑剤の重量比を９０：１０〜８０：２０の範囲としたことを特徴とする請求項３記載のヒンジキャップ。
ＣＨ２（ＯＲ３）−ＣＨ（ＯＲ２）−ＣＨ２ＯＣＯＲ１    （１）
（式中、Ｒ１はアルキル基、Ｒ２とＲ３はアセチル基または水素を示す。）
【請求項５】
生分解性のポリエステル樹脂をポリ乳酸系脂肪族ポリエステル樹脂とした請求項３または４記載のヒンジキャップ。
【請求項６】
生分解性のポリエステル樹脂をポリ乳酸系脂肪族ポリエステル樹脂とポリブチレンアジペートテレフタレート樹脂をブレンドした樹脂とした請求項３または４記載のヒンジキャップ。
【請求項７】
生分解性のポリエステル樹脂をポリ乳酸系脂肪族ポリエステル樹脂とポリブチレンサクシネート樹脂をブレンドした樹脂とした請求項３または４記載のヒンジキャップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生分解性樹脂製のヒンジキャップに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、プラスチック成形品は幅広く使用されているが、一方でその廃棄処理が社会的な問題となっており、分別してリサイクルする方法がたとえばペットボトル等で実用化されている。また、廃棄されたプラスチックを熱分解して新たにプラチックの原料として使用する方法についても幅広い研究が進行している。また、土中のバクテリア等の作用により分解するポリ乳酸等の、所謂、生分解性樹脂も注目されている。
【０００３】
ただ、ポリ乳酸等の生分解性樹脂は一般的には成形性、あるいは衝撃強度、靭性等の機械的性質に問題があるので、まずお皿、カップ等の成形が容易で、大きな衝撃強度、靭性を必要としない用途でその試用、実用化が始まっているが、その適用は徐々にたとえば特許文献１に記載のある中空成形品にも展開されつつある。
【０００４】
一方、容器の密閉手段として容器口部に固定されるキャップ本体と、このキャップ本体に薄肉に形成されたヒンジ部を介して蓋体が一体成形されたヒンジキャップを用いることがあるが（例えば特許文献２参照）、ヒンジキャップの材料としては、口筒部への組付け操作性（柔軟性）、密閉性、蓋体を繰り返し開閉することに係るヒンジ部の耐折強度の点から、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂が主として使用されている。
【特許文献１】特開２００２−２７４５２１号公報
【特許文献２】特開２００２−１４５３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した、ヒンジキャップの材料としてポリ乳酸等の生分解性樹脂は、蓋体の開閉試験（ヒンジ部の耐折試験に相当する。）で、数１０回程度の回数でヒンジ部が破断してしまい実用化が困難であった。
【０００６】
そこで本発明は、生分解性樹脂製のヒンジ部の耐折強度等の特性を大幅に向上させることを課題とし、生分解性の部材として廃棄あるいは利用可能なヒンジキャップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記技術的課題を解決する方法のうち、請求項１、２の発明の手段は、ポリ乳酸系脂肪族ポリエステル樹脂と、軟質系生分解性ポリエステル樹脂をブレンドして含有する樹脂材料を用いたヒンジキャップに係るものであり、
このなかで、請求項１記載の発明の手段は、
容器の口筒部に組付き固定するキャップ本体と蓋体をヒンジ部を介して一体成形したヒンジキャップにおいて、
ポリ乳酸系脂肪族ポリエステル樹脂と、軟質系生分解性ポリエステル樹脂であるポリブチレンアジペートテレフタレート樹脂をブレンドして含有する樹脂材料を用いること、
この両樹脂の重量比を、ヒンジ部の蓋体の開閉に係る耐折強度が１０００回以上となると共に、蓋体の開閉試験に伴うヒンジ部の引張特性の変化が下記の範囲となるようにすること、にある。
Ｘ５０／Ｘ０≧０．９
ここで、Ｘ０は開閉試験前のヒンジ部(10)の引張試験における降伏点での引張降伏強さ（ＹＦ０）と引張降伏伸び（ＹＥ０）の比、ＹＦ０／ＹＥ０を表し、
Ｘ５０は５０回の開閉試験後のヒンジ部(10)の引張試験における降伏点での引張降伏強さ（ＹＦ５０）と引張降伏伸び（ＹＥ５０）の比、ＹＦ５０／ＹＥ５０を表す。
【０００８】
本願に使用するポリ乳酸系脂肪族ポリエステル樹脂（以下、ＰＬＡ系樹脂と記す。）の主体となる樹脂はポリ乳酸（以下ＰＬＡと記す。）であり、このＰＬＡは乳酸の環状２量体であるラクチドを開環重合させて得られるポリエステルであり、ポリスチレン樹脂、あるいはポリエチレンテレフタレート樹脂に近い機械的特性を有し、様々な成形加工が可能であり、生分解性樹脂として市販、実用化されているものである。
【０００９】
そして、本発明に使用するＰＬＡ系樹脂としてはＰＬＡ樹脂自体、およびこのＰＬＡ樹脂の特性を損なわない範囲で、たとえばラクチドとポリエステル、ポリエーテル等を共重合させた共重合体、また他の生分解性脂肪族ポリエステルをブレンドしたものを使用することができるが、これらのＰＬＡ系樹脂は柔軟性に乏しいためヒンジ部の蓋体の開閉に係る耐折強度は数１０回程度でありヒンジキャップとしては実用化が困難である。
【００１０】
そこで、請求項１記載の上記構成により、このＰＬＡ系樹脂に軟質系生分解性ポリエステル樹脂をブレンドすることにより、耐折強度を向上させることができる。そして、耐折強度が少なくとも１０００回以上となるように軟質系生分解性ポリエステル樹脂の重量比を大きくすれば、大方の日用品用途に関して実用的なヒンジキャップとすることができる。
【００１１】
請求項１の発明に使用する軟質系生分解性ポリエステル樹脂としては、柔軟性、ＰＬＡ系樹脂との相溶性等を考慮して、酸成分として芳香族カルボン酸成分と脂肪族カルボン酸成分の両酸成分を導入し、また脂肪族カルボン酸成分としてアジピン酸あるいはジオール成分としてブタンジオール等のポリマー分子鎖中でフレキシビリティを発揮するモノマー成分を導入したポリブチレンアジペートテレフタレート樹脂（以下、ＰＢＡＴと略記する。）を使用することができる。
ここで、ＰＢＡＴ樹脂は酸成分としてテレフタル酸とアジピン酸、ジオール成分としてブタンジオールを有する共重合ポリエステル樹脂であり、市販品としても利用可能であり（ＢＡＳＦ社製エコフレックス）、ＰＬＡ系樹脂と良好な相溶性を有する。
そしてＰＬＡ系樹脂とブレンドして、ブレンド樹脂として良好な成形性と外観を発揮でき、柔軟性と共にエラストマー的な性質を有し、キャップ全体の柔軟性、ヒンジ部の耐折強度を向上させると共に、ヒンジ部における引張特性に係る変化を抑制することができる。
ヒンジ部での耐折強度を得るためには、弾性的な復元性を有した、すなわちエラストマー的な性質を付与することが必要であり、これは基本的には上記した芳香族カルボン酸成分と脂肪族カルボン酸成分の重量比で調整されるが、必要に応じて鎖延長、あるいは架橋のための成分を導入することもできる。
また、ＰＬＡ系樹脂との相溶性が良好で、エラストマー的な性質を有するポリブチレンサクシネート（化学式［−Ｏ−（ＣＨ２）４−Ｏ−ＣＯ−（ＣＨ２）２−ＣＯ−］ｎ）系の樹脂も使用することができる。
【００１２】
なお、請求項１のヒンジキャップに使用する樹脂材料には、ＰＬＡ系樹脂と軟質系生分解性ポリエステル樹脂成分の他に、通常の合成樹脂に分散させて使用されるのと同様、酸化防止剤、ＵＶ防止剤、滑剤、流動改良剤等の添加剤、顔料、染料等の着色剤、無機フィラー等の充填剤を分散させて使用することができる。
【００１４】
ＰＬＡ系樹脂の重量比が高い領域では、すなわち、軟質系生分解性ポリエステル樹脂の重量比が小さいと、耐折強度が１０００回以上であっても、開閉の繰り返し操作の初期に、ヒンジ部での引張特性である引張降伏強さ〜引張降伏伸びに係る挙動が大きく変化し、いわば、ヒンジ部の強度が試験前に比較して低下しルーズな状態となり、開状態で蓋体が所定位置、姿勢に留まらず揺動したり、蓋体の位置ずれによりきちんと閉めることができなくなったりしてしまうという問題が生じる。
ここで、請求項１に記載のある、Ｘ５０／Ｘ０≧０．９の要件を満たすように、すなわちヒンジ部での引張降伏強さ〜引張降伏伸びに係る挙動を一定に維持できるように、軟質系生分解性ポリエステル樹脂の重量比を大きくすることにより、エラストマー的な性質が付与されて開閉操作の回数によらず蓋体の開閉操作を安定して実施することができる。
【００１５】
なお、開閉試験の結果から、ヒンジ部の引張特性に係る変化がある場合は、開閉回数５０回までに急激に変化し、５０回以降ではごく限定されたものであるので、本請求項では試験前と開閉回数５０回のヒンジ部の引張試験によるＸ５０／Ｘ０という上記指標により評価基準を定めた。
【００１６】
請求項２記載の発明の手段は、請求項１記載の発明において、ＰＬＡ系樹脂とＰＢＡＴ樹脂の重量比を１０：９０〜６０：４０の範囲とすることにある。
【００１７】
請求項２記載の発明の上記構成は、軟質系生分解性ポリエステル樹脂の種類、およびＰＬＡ系樹脂との重量比の範囲を具体的に決めたものである。
【００１８】
そして、ＰＬＡ系樹脂とＰＢＡＴ樹脂の重量比を１０：９０〜６０：４０の範囲とすることにより、すなわち、ＰＢＡＴ樹脂の重量比を４０％以上とすることにより、耐折強度を１０００回以上に、そしてヒンジ部における引張降伏強さ〜引張降伏伸びの関係に係る変化をＸ５０／Ｘ０≧０．９の範囲にすることができ、ヒンジキャップとしての機能を十分発揮させることができる。
ここで、ＰＢＡＴ樹脂の重量比を９０以下としたのは、キャップとしての剛性を確保するためである。
【００１９】
次に、請求項３〜７の発明の手段は、生分解性のポリエステル樹脂に多価アルコール脂肪酸エステル系の可塑剤をブレンドして含有する樹脂材料を用いたヒンジキャップに係るものであり、
このなかで、請求項３記載の発明の手段は、
容器の口筒部に組付き固定するキャップ本体と蓋体をヒンジ部を介して一体成形したヒンジキャップであって、
生分解性のポリエステル樹脂に多価アルコール脂肪酸エステル系の可塑剤をブレンドして含有する樹脂材料を用いること、
可塑剤の重量比を、ヒンジ部の蓋体の開閉に係る耐折強度が１０００回以上となると共に、蓋体の開閉試験に伴うヒンジ部の引張特性の変化が下記の範囲となるようにすること、にある。
Ｘ５０／Ｘ０≧０．９
ここで、Ｘ０は開閉試験前のヒンジ部(10)の引張試験における降伏点での引張降伏強さ（ＹＦ０）と引張降伏伸び（ＹＥ０）の比、ＹＦ０／ＹＥ０を表し、
Ｘ５０は５０回の開閉試験後のヒンジ部(10)の引張試験における降伏点での引張降伏強さ（ＹＦ５０）と引張降伏伸び（ＹＥ５０）の比、ＹＦ５０／ＹＥ５０を表す。
【００２０】
請求項３の発明において、多価アルコール脂肪酸エステル系の可塑剤としては、たとえばグリセリン脂肪酸エステル系、プロピレングリコール脂肪酸エステル系等のものを使用することができるが、食品向け用途では、添加物として認められているものを使用する必要がある。
【００２１】
請求項３に使用する生分解性のポリエステル樹脂としてはＰＬＡ系樹脂を初めとして、ポリブチレンサクシネート（化学式［−Ｏ−（ＣＨ２）４−Ｏ−ＣＯ−（ＣＨ２）２−ＣＯ−］ｎ、以下ＰＢＳと略記する。）等、従来よりプラスチック容器等に使用される生分解性のポリエステル樹脂を使用することができるが、これらのポリエステル樹脂は柔軟性に乏しいためヒンジ部の蓋体の開閉に係る耐折強度は数１０回程度でありヒンジキャップとしては実用化が困難である。
【００２２】
そこで、請求項３記載の上記構成により、生分解性のポリエステル樹脂に多価アルコール脂肪酸エステル系の可塑剤をブレンドすることにより、柔軟性が付与され、耐折強度を向上させることができる。そして、耐折強度が少なくとも１０００回以上となるようにこの可塑剤の重量比を大きくすれば、大方の日用品用途に関して実用的なヒンジキャップとすることができる。
なお、この可塑剤の重量比が大きすぎると可塑剤がブリードアウトしたり、剛性が低下してキャップとしての機能が劣化してしまう等の問題があるので、可塑剤の重量比の上限は、これらを考慮して決めることができる。
【００２３】
なお、請求項３のヒンジキャップに使用する樹脂材料には、生分解性のポリエステル樹脂と多価アルコール脂肪酸エステル系の可塑剤の他に、通常の合成樹脂に分散させて使用されるのと同様、酸化防止剤、ＵＶ防止剤、滑剤、流動改良剤等の添加剤、顔料、染料等の着色剤、無機フィラー等の充填剤を分散させて使用することができる。
【００２５】
生分解性のポリエステル樹脂の重量比が大きすぎると、すなわち、可塑剤の重量比が小さすぎると耐折強度が１０００回以上であっても、開閉の繰り返し操作の初期に、ヒンジ部での引張特性である引張降伏強さ〜引張降伏伸びに係る挙動が大きく変化し、いわば、ヒンジ部の強度が試験前に比較して低下しルーズな状態となり、開状態で蓋体が所定位置、姿勢に留まらず揺動したり、蓋体の位置ずれによりきちんと閉めることができなくなったりしてしまうという問題が生じる。
ここで、請求項３に記載のある、Ｘ５０／Ｘ０≧０．９の要件を満たすように、すなわちヒンジ部での引張降伏強さ〜引張降伏伸びに係る挙動を一定に維持できるように、可塑剤の重量比を大きくすることにより、柔軟性が付与されて開閉操作の回数によらず蓋体の開閉操作を安定して実施することができる。
【００２６】
なお、前述した請求項３記載の樹脂材料を使用したヒンジキャップにおいても、開閉試験の結果から、ヒンジ部の引張特性に係る変化がある場合は、開閉回数５０回までに急激に変化し、５０回以降ではごく限定されたものであるので、本請求項では試験前と開閉回数５０回のヒンジ部の引張試験によるＸ５０／Ｘ０という上記指標により評価基準を定めた。
【００２７】
請求項４記載の発明の手段は、請求項３記載の発明において、
可塑剤の主成分を下記の式（１）で表されるアセチル化モノグリセライドとし、生分解性の脂肪族ポリエステル樹脂と可塑剤の重量比を９０：１０〜８０：２０の範囲とすること、にある。
ＣＨ２（ＯＲ３）−ＣＨ（ＯＲ２）−ＣＨ２ＯＣＯＲ１    （１）
（式中、Ｒ１はアルキル基、Ｒ２とＲ３はアセチル基または水素を示す。）
【００２８】
請求項４記載の上記構成により、多価アルコール脂肪酸エステル系の可塑剤のなかでも、アセチル化モノグリセライドは従来からチューインガムの柔軟剤等の食品用に幅広く使用されているものであり、生分解性の脂肪族ポリエステル樹脂に対して優れたブレンド性を有し、優れた可塑化機能を発揮する。
【００２９】
そして、生分解性のポリエステル樹脂と可塑剤の重量比を９０：１０〜８０：２０の範囲とすることにより、ヒンジ部に必要とされる柔軟性が付与され、耐折強度を１０００回以上に、そしてヒンジ部における引張降伏強さ〜引張降伏伸びの関係に係る変化をＸ５０／Ｘ０≧０．９の範囲にすることができ、ヒンジキャップとしての機能を十分発揮させることができる。
ここで、可塑剤の重量比を２０以下としたのは、キャップとしての剛性を確保するためである。
【００３０】
以下、請求項５〜請求項７の発明は請求項３または４記載の発明において、生分解性のポリエステル樹脂の種類を具体的に決めたものであり、そのなかで請求項５記載の発明の手段は、請求項３または４記載の発明において、
生分解性のポリエステル樹脂をＰＬＡ系樹脂とすること、にある。
【００３１】
ＰＬＡ系樹脂の主体となる樹脂はＰＬＡであり、このＰＬＡは乳酸の環状２量体であるラクチドを開環重合させて得られるポリエステルであり、ポリスチレン樹脂、あるいはポリエチレンテレフタレート樹脂に近い機械的特性を有し、様々な成形加工が可能であり、生分解性樹脂として市販、実用化されているものであるが、これに、多価アルコール脂肪酸エステル系の可塑剤をブレンドすることにより柔軟性を付与して、ヒンジキャップとしての機能を必要十分に発揮させることができる。
【００３２】
請求項６記載の発明の手段は、請求項３または４記載の発明において、
生分解性のポリエステル樹脂をＰＬＡ系樹脂とＰＢＡＴ樹脂をブレンドした樹脂とすること、にある。
【００３３】
前述したように、ＰＬＡ系樹脂に軟質系の生分解性樹脂であるＰＢＡＴ樹脂をブレンドすることにより、キャップ全体の柔軟性、ヒンジ部の耐折強度を向上させると共に、ヒンジ部における引張特性に係る変化を抑制できるが、このためにはＰＢＡＴ樹脂の重量比を比較的大きな重量比（４０重量％程度以上）とする必要がある。
ここで、請求項６記載の上記構成により、ＰＬＡ系樹脂とＰＢＡＴ樹脂のブレンド系に、さらに多価アルコール脂肪酸エステル系の可塑剤をブレンドすることにより、トータルとしてＰＬＡ系樹脂の重量比を大きくすることもでき、材料設計、およびヒンジキャップとしての、剛性、ヒンジ部の耐折強度等に係る品質設計の範囲を広げることができる。
【００３４】
請求項７記載の発明の手段は、請求項３または４記載の発明において、
生分解性のポリエステル樹脂をＰＬＡ系樹脂とＰＢＳ系樹脂をブレンドした樹脂とすること、にある。
【００３５】
請求項７記載の上記構成により、ＰＬＡ系樹脂にＰＢＳ系樹脂をブレンドすることにより耐衝撃性を改良でき、さらに多価アルコール脂肪酸エステル系の可塑剤をブレンドすることにより、ヒンジキャップの剛性、耐衝撃性、ヒンジ部の耐折強度等に係る品質設計の範囲を広げることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明は上記した構成であり、以下に示す効果を奏する。
請求項１記載の方法にあっては、ＰＬＡ系樹脂に軟質系生分解性ポリエステル樹脂をブレンドすることにより、耐折強度を向上させることができる。そして、耐折強度が少なくとも１０００回以上となるように軟質系生分解性ポリエステル樹脂の重量比を大きくすることにより、大方の日用品用途に関して実用的なヒンジキャップとすることができる。
【００３７】
また、ヒンジ部の引張特性に係る変化がＸ５０／Ｘ０≧０．９の範囲となるように軟質系生分解性ポリエステル樹脂の重量比を大きくすることにより、開閉操作の回数によらず蓋体の開閉を安定して実施することができる。
【００３８】
請求項２記載の発明にあっては、軟質系生分解性ポリエステル樹脂としてＰＢＡＴ樹脂を使用して、その重量比を４０〜９０％の範囲とすることにより、ヒンジキャップとしての剛性を確保しながら、ヒンジキャップとしての機能を十分に発揮させることができる。
【００３９】
請求項３記載の発明にあっては、生分解性のポリエステル樹脂に多価アルコール脂肪酸エステル系の可塑剤をブレンドすることにより、耐折強度を向上させることができる。そして、耐折強度が少なくとも１０００回以上となるようにこの可塑剤の重量比を大きくすれば、大方の日用品用途に関して実用的なヒンジキャップとすることができる。
【００４０】
また、ヒンジ部の引張特性に係る変化がＸ５０／Ｘ０≧０．９の範囲となるように多価アルコール脂肪酸エステル系の可塑剤の重量比を大きくすることにより、開閉操作の回数によらず蓋体の開閉を安定して実施することができる。
【００４１】
請求項４記載の発明にあっては、アセチル化モノグリセライドは従来から食品用に幅広く使用されているものであり安心して使用でき、生分解性のポリエステル樹脂と可塑剤の重量比を９０：１０〜８０：２０の範囲とすることにより、ヒンジキャップとしての機能を必要十分に発揮させることができる。
【００４２】
請求項５記載の発明にあっては、ＰＬＡ系樹脂に多価アルコール脂肪酸エステル系の可塑剤をブレンドすることにより、ヒンジキャプとしての機能を必要十分に発揮させることができる。
【００４３】
請求項６記載の発明にあっては、ＰＬＡ系樹脂とＰＢＡＴ樹脂のブレンド系に、さらに多価アルコール脂肪酸エステル系の可塑剤をブレンドすることにより、トータルとしてＰＬＡ系樹脂の重量比を大きくすることもでき、材料設計、およびヒンジキャップとしての剛性、ヒンジ部の耐折強度等に係る品質設計の範囲を広げることができる。
【００４４】
請求項７記載の発明にあっては、ＰＬＡ系樹脂にＰＢＳ系樹脂をブレンドすることにより耐衝撃性を改良でき、さらに多価アルコール脂肪酸エステル系の可塑剤をブレンドすることにより、ヒンジキャップの剛性、耐衝撃性、ヒンジ部の耐折強度等に係る品質設計の範囲を広げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、図面を参照しながら実施例に沿って本発明の実施の形態を説明する。
図１と図２は、本発明のヒンジキャップの形状例を示すもので、壜体口筒２１にアンダーカット結合により外嵌組付きするキャップ本体１と、このキャップ本体１の後端にヒンジ部１０を介して連結された蓋体１１とから構成されている。
【００４６】
キャップ本体１は、壜体口筒２１に外嵌する組付き筒２の上端に頂板３を連設し、この頂板３の上面周端部に、蓋体１１の周壁１３が係脱可能に外嵌する嵌着筒片６を立設し、この嵌着筒片６の内側には、開口部４の周縁から先端がラッパ状に拡がった注出筒片７が立設されている。
【００４７】
そして、キャップ本体１にヒンジ１０を介して一体設された蓋体１１の頂壁１４の内面には、蓋体１１の閉状態において、注出筒片７の開口部に密嵌入して、注出口を密閉する栓筒片１５が突設されている。
【００４８】
［実施例１〜６、比較例１〜５］
上記図１、図２に示す形状のヒンジキャップを、ＰＬＡ系樹脂としポリ乳酸（ＰＬＡ）樹脂を用い、軟質系生分解性ポリエステル樹脂としてＰＢＡＴ樹脂（ＢＡＳＦ社製エコフレックス）を用い、ＰＬＡ樹脂とＰＢＡＴ樹脂の重量比を１０／９０、２０／８０、３０／７０、４０／６０、５０／５０、６０／４０として、ブレンドした樹脂材料を用いて射出成形した。
尚、ブレンドの方法としては２軸押出機での溶融ブレンドする方法や、ドライブレンドする方法等を適宜選択できる。
ここで、重量比１０／９０、２０／８０、３０／７０、４０／６０、５０／５０および６０／４０の樹脂材料から成形されたヒンジキャップをそれぞれ、実施例１、２、３、４、５、６とする。
【００４９】
また、上記実施例のヒンジキャップの他に、ＰＬＡ樹脂とＰＢＡＴ樹脂の重量比を７０／３０、８０／２０、９０／１０、１００／０とした、同様の形状をしたヒンジキャップを射出成形し、それぞれ比較例１、２、３、４として用意した。また、比較例５として低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）樹脂製の実施例と同様の形状のヒンジキャプも射出成形して用意した。
【００５０】
［試験］
上記の実施例１〜６、および比較例１〜５のヒンジキャップについて、次の試験を実施した。
（１）蓋体開閉試験（耐折強度試験）
蓋体１１の開閉に係るヒンジ部１０の耐折強度を評価するために、図３に示されるような、蓋体１１の開閉（開状態では蓋体１１を中心角度１９０°まで開く。）試験を１，０００回繰り返して実施し、ヒンジ部１０の破断の有無を確認した。
（２）ヒンジ部分の引張試験
上記開閉試験の試験前のヒンジキャップと５０回開閉後のヒンジキャップからヒンジ部１０を切り出して試験サンプル温度２３℃、１０ｍｍ／ｓｅｃの引張速度でＪＩＳ  Ｋ  ７１１３の引張試験の方法に準拠して引張試験を実施（図４（ａ）参照）し、降伏点における引張降伏強さＹＦと引張降伏伸びＹＥを測定し（図４（ｂ）参照）、その比であるＸ（ＹＦ／ＹＥ）を算出すると共に、Ｘ５０／Ｘ０値を算出した。（下付きの数字の０は開閉試験前、５０は５０回の開閉試験後を表す。）
【００５１】
［試験結果］
表１に上記（１）と（２）の試験について、前述した実施例１〜６、そして比較例１〜５の試験結果をまとめて表１に示す。
【００５２】
【表１】
0004840643.tif 000002
【００５３】
ＰＬＡ樹脂の重量比が大きくなると、降伏点における引張降伏強さＹＦが大きくなり、引張降伏伸びＹＥが小さくなる傾向がある。また、表１に示される試験結果から判るように、ＰＬＡ樹脂単独のもの（比較例４）では５０回の開閉でヒンジ部１０の薄肉部１０ａ（図４（ａ）参照）で破断が発生したが、すべての実施例、および比較例４を除く他の比較例では１０００回までの試験で破断は見られなかった。
【００５４】
また、Ｘ５０／Ｘ０値は実施例１〜６、およびＬＤＰＥ樹脂製のヒンジキャップ（比較例５）では０．９以上の値を示す。一方比較例１〜４のヒンジキャップでは０．３〜０．７４というように、５０回の開閉によりＸ値が試験前の値に対して著しく低下する。
【００５５】
図５は参考図であり、上記した実施例１〜６、比較例１〜５のヒンジキャップについて、蓋体１１の開閉試験２００回までの開閉回数ＮによるＸ値の変化の様子を示したものである。（なお、図５中では例えば実施例１を実１と、また比較例１を比１と略記して示すようにしている。）
この図から判るように、実施例１〜６、および比較例５のヒンジキャップではＸ値の値は若干の上がり下がりは見られるものの全体として略一定の値で推移することがわかるが、このようにＸ値が一定していれば蓋体１１の開閉操作をいつも安定して実施することができる。
【００５６】
一方、比較例１〜４のものでは、比較例４のヒンジキャップのようにヒンジ部１０が破断しないまでも、５０回程度の開閉によりＸ値が急激に低下し、それ以降では略一定の値で推移することがわかる。そしてこのようにＸ値の低下が著しいと、使用に伴って蓋体１１の開閉挙動が変化して、ヒンジ部１０の特に薄肉部１０ａがいわばルーズな状態になり、開閉を繰り返すに従って開状態における蓋体１１の姿勢が揺動したり、開状態で蓋体１１の位置がずれてスムーズに閉めることが難しくなってしまう。
ここで、上述したＸ５０／Ｘ０値は、上記図５に示された引張挙動に係る変化を考慮して、開閉回数の増加に伴うヒンジ部１０の引張挙動に係る変化を表す指標として使用したものである。
【００５７】
［実施例７〜１１］
前述した実施例１と同様に、図１、図２に示す形状のヒンジキャップを、ＰＬＡ系樹脂としＰＬＡ樹脂を用い、多価アルコール脂肪酸エステル系の可塑剤としてアセチル化モノグリセライドを用い、ＰＬＡ樹脂と可塑剤の重量比を９０／１０、８８／１２、８６／１４、８４／１６、８０／２０として、ブレンドした樹脂材料を用いて射出成形した。
尚、ブレンドの方法としては２軸押出機での溶融ブレンドする方法や、ドライブレンドする方法等を適宜選択できる。
ここで、重量比９０／１０、８８／１２、８６／１４、８４／１６、および８０／２０の樹脂材料から成形されたヒンジキャップをそれぞれ、実施例7、８、９、１０、１１とする。
【００５８】
これら、実施例7、８、９、１０、１１のヒンジキャップについて、実施例１等と同様に蓋体開閉試験（耐折強度試験）とヒンジ部分の引張試験を実施、その結果を表２に示す。
なお、実施例１１のように可塑剤の重量比を２０重量％にすると、ＰＬＡ樹脂単独のもの（表１の比較例４参照）に比較して開閉試験前の引張降伏強さＹＦは約１／２．５程度に小さく、引張降伏伸びＹＥは２０倍程度に大きくなる。
【００５９】
【表２】
0004840643.tif 000003
【００６０】
上記試験結果から判るように、可塑剤のブレンド量が１０〜２０重量％の範囲の実施例7、８、９、１０、１１のヒンジキャップにおいて、蓋体開閉試験では１０００回までの試験で破断は無く、また引張試験に係るＸ５０／Ｘ０値はいずれも０．９以上の値を示す。
ここで特徴的なのは、可塑剤のブレンド量を１０〜２０重量％と比較的小さくしてもＰＬＡ樹脂のヒンジ特性（表１の比較例４参照）を大幅に改良できること、にある。
【００６１】
［実施例１２〜１５、比較例６］
前述した実施例１と同様に、図１、図２に示す形状のヒンジキャップを、生分解性のポリエステル樹脂としてＰＬＡ樹脂とＰＢＡＴ樹脂（ＢＡＳＦ社製エコフレックス）をブレンドした樹脂を、多価アルコール脂肪酸エステル系の可塑剤としてアセチル化モノグリセライドを用い、ＰＬＡ樹脂と、ＰＢＡＴ樹脂と可塑剤の重量比を６２．５／２５／１２．５、６３．５／２５／１１．５、５５／３５／１０、５４／３５／１１、７０／２５／５として、ブレンドした樹脂材料を用いて射出成形した。
尚、ブレンドの方法としては２軸押出機での溶融ブレンドする方法や、ドライブレンドする方法等を適宜選択できる。
ここで、重量比が６２．５／２５／１２．５、６３．５／２５／１１．５、５５／３５／１０、５４／３５／１１の樹脂材料から成形されたヒンジキャップをそれぞれ、実施例１２、１３、１４、１５とし、７０／２５／５の樹脂材料から成形されたヒンジキャップを比較例６とする。
【００６２】
これら、実施例１２、１３、１４、１５と比較例６のヒンジキャップについて、実施例１等と同様に蓋体開閉試験（耐折強度試験）とヒンジ部分の引張試験を実施、その結果を表３に示す。
【００６３】
【表３】
0004840643.tif 000004
【００６４】
上記試験結果から判るように、ＰＬＡ樹脂とＰＢＡＴ樹脂をブレンドした生分解性のポリエステル樹脂においても、可塑剤を１０重量％以上ブレンドすることにより、蓋体開閉試験では１０００回までの試験で破断は無く、また引張試験に係るＸ５０／Ｘ０値はいずれも０．９以上の値を示す。
しかしながら比較例６のように可塑剤のブレンド量が５重量％程度では、Ｘ５０／Ｘ０値が大きく低下してしまう。
【００６５】
そして、このようにＰＬＡ系樹脂とＰＢＡＴ樹脂のブレンド系に、さらに多価アルコール脂肪酸エステル系の可塑剤をブレンドすることにより、材料設計、およびヒンジキャップとしての剛性、ヒンジ部の耐折強度等に係る品質設計の範囲を広げることができる。
【００６６】
［実施例１６〜１９、比較例７］
前述した実施例１と同様に、図１、図２に示す形状のヒンジキャップを、生分解性のポリエステル樹脂としてＰＬＡ樹脂とＰＢＳ樹脂をブレンドした樹脂を、多価アルコール脂肪酸エステル系の可塑剤としてアセチル化モノグリセライドを用い、ＰＬＡ樹脂と、ＰＢＳ樹脂と可塑剤の重量比を７６／８／１６、７５／１１／１４、７４／１４／１２、７２／１８／１０、６３／３７／０（可塑剤なし）として、２軸押出機での溶融ブレンドによりブレンドした樹脂材料を用いて射出成形した。
ここで、重量比が７６／８／１６、７５／１１／１４、７４／１４／１２、７２／１８／１０の樹脂材料から成形されたヒンジキャップをそれぞれ、実施例１６、１７、１８、１９とし、６３／３７／０（可塑剤なし）の樹脂材料から成形されたヒンジキャップを比較例７とする。
【００６７】
これら、実施例１６、１７、１８、１９と比較例７のヒンジキャップについて、実施例１等と同様に蓋体開閉試験（耐折強度試験）とヒンジ部分の引張試験を実施、その結果を表４に示す。
【００６８】
【表４】
0004840643.tif 000005
【００６９】
上記試験結果から判るように、ＰＬＡ樹脂とＰＢＳ樹脂をブレンドした生分解性のポリエステル樹脂においても、可塑剤を１０重量％以上ブレンドすることにより、蓋体開閉試験では１０００回までの試験で破断は無く、また引張試験に係るＸ５０／Ｘ０値はいずれも０．９以上の値を示す。
しかしながら可塑剤のない場合は、耐衝撃性に優れるＰＢＳ樹脂を３７重量％ブレンドしても、Ｘ５０／Ｘ０値が大きく低下してしまう。
【００７０】
以上、実施例によって本発明の実施形態を説明したが、本発明の実施形態はこのような実施例に限定されるものではない。
たとえば、ヒンジキャップの形状は図１、２に示した形状に限定されるものではなく従来より使用されているさまざまな形状のヒンジキャップとすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上説明したように、本発明の生分解性樹脂からなるヒンジキャップは、蓋体の開閉にかかる耐折強度が改良され、蓋体の開閉挙動に係る初期の性質を一定して維持でき十分実用に耐えるものであり、生分解性の部材として廃棄あるいは利用ができる様々な形状のヒンジキャップへの展開が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明のヒンジキャップの形状例の、やや後方から見た開状態の全体斜視図である。
【図２】図１に示した実施例のヒンジキャップの閉状態の縦断側面図である。
【図３】開閉試験方法を示す概略説明図である。
【図４】（ａ）ヒンジ部の引張試験方法を示す概略説明図と、（ｂ）引張試験における引張力〜伸び曲線を示す概略説明図である。
【図５】蓋体の開閉回数によるヒンジ部の引張特性の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７３】
１；キャップ本体
２；組付き筒
３；頂板
４；開口部
６；嵌着筒片
７；注出筒片
１０；ヒンジ部
１０ａ；薄肉部
１１；蓋体
１３；周壁
１４；頂壁
１５；栓筒片
１６；摘み片
２１；壜体口筒
ＹＦ；引張降伏強さ
ＹＥ；引張降伏伸び
Ｎ  ；（蓋体開閉）回数
【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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