(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮又は射出成形された非架橋ポリエチレン製又は、１００〜８０ｗｔ％のエチレンと、０〜２０ｗｔ％の１つ以上のＣ４〜８αオレフィンモノマーとを含み、１つ以上のポリエチレンの密度が０．９２０ｇ／ｃｃ〜０．９７０ｇ／ｃｃであり、メルトインデックス（ＭＩ）（ＡＳＴＭ  Ｄ  １２３８−２．１６ｋｇ及び１９０℃）が、０.５〜８０ｇ／１０分である、ポリエチレンブレンド製キャップであって、
前記キャップは、
リムと、貫通する開口部を有する任意の平面状デッキとを備え、１つ以上の可撓性ヒンジによって前記キャップに取り付けられ協働する平面状閉塞部材を備え、厚さが０．１〜１ｍｍの１つ以上のウェブを備え、
前記１つ以上の非架橋ポリエチレンウェブが、圧縮成形の後で、２０〜１４０ｋＧｙ（６〜１４Ｍｒａｄ（ＭＲ））の電子線放射によって照射され、
前記可撓性ヒンジの、温度２５℃における半径方向９０°±２０°屈曲の、破壊に至るまでの開閉動作回数が、２８０回以上であり、同じポリエチレン製且つ同じ設計で、放射線照射架橋していない可撓性ヒンジの、温度２５℃における半径方向９０°±２０°屈曲の、破壊に至るまでの開閉動作回数と比較して、３０％以上増加した、ポリエチレン製キャップ。
【請求項２】
温度２５℃における半径方向９０°±２０°屈曲の、破壊に至るまでの開閉動作回数が、同じポリエチレン製且つ同じ設計で、放射線照射架橋していない可撓性ヒンジの、温度２５℃における半径方向９０°±２０°屈曲の、破壊に至るまでの開閉動作回数と比較して、１００％以上増加した、請求項１に記載のポリエチレン製キャップ。
【請求項３】
前記ウェブが単一のウェブであり、前記キャップが前記リムに連続的に設けられた平面状デッキを備え、前記ウェブが前記デッキを前記平面状閉塞部材に連結する、請求項２に記載のポリエチレン製キャップ。
【請求項４】
前記閉塞部材が平行四辺形である、請求項３に記載のポリエチレン製キャップ。
【請求項５】
前記閉塞部材が円形状である、請求項３に記載のポリエチレン製キャップ。
【請求項６】
前記平面状閉塞部材が、下方に延びる連続的なリムを更に備える、請求項３に記載のポリエチレン製キャップ。
【請求項７】
２つのウェブが、前記平面状閉塞部材の前記リムを前記キャップの前記リムに連結する、請求項６に記載のポリエチレン製キャップ。
【請求項８】
前記２つのウェブの外側エッジが、前記平面状デッキの中心からの角度２０〜７５°に対応する、請求項７に記載のポリエチレン製キャップ。
【請求項９】
前記２つのウェブの前記外側エッジが、前記平面状デッキの中心からの角度５０〜７５°に対応する、請求項８に記載のポリエチレン製キャップ。
【請求項１０】
前記平面状デッキを通る通路が、上方に延びる注ぎ口を備える、請求項３に記載のポリエチレン製キャップ。
【請求項１１】
前記平面状閉塞部材が、その下面に、下方に延びるプラグを備え、前記プラグが前記注ぎ口と協働して前記注ぎ口を封止する、請求項１０に記載のポリエチレン製キャップ。
【請求項１２】
開動作時、前記平面状閉塞部材が、高張力領域を通って、前記ウェブを軸にして旋回し、蓋を「スナップ」して開き、それを開いた状態に保持する、請求項３に記載のポリエチレン製キャップ。
【請求項１３】
閉動作時、前記平面状閉塞部材が、高張力領域を通って前記ウェブを軸にして旋回し、蓋を「スナップ」して閉じ、それを閉じた状態に保持する、請求項１２に記載のポリエチレン製キャップ。
【請求項１４】
前記可撓性キャップが射出成形された、請求項１２に記載のポリエチレン製キャップ。
【請求項１５】
前記可撓性キャップが、圧縮成形された、請求項１２に記載のポリエチレン製キャップ。
【請求項１６】
ポリエチレン製成形部品中の薄くした、又は折り目をつけた領域の屈曲寿命を判定する装置であって、
ａ）後端エッジ、２つの平行な側面、及び丸みのある先端エッジを有する本体を備えるプレートであって、前記本体が、前記部品を前記本体に固定するための１つ以上の手段を備え、これにより、前記ポリエチレン部品の前記薄肉領域又は折り曲げ部が、前記丸みのある先端エッジに並ぶように、前記ポリエチレン部品が前記本体に固定され、トップバーが、前記薄くした部品の前記薄肉領域を、前記丸みのあるエッジと密接に接触させて保持するように、前記丸みのある先端エッジに隣接して、回転可能なプレートの間に積まれた、プレートと、
ｂ）前記丸みのあるエッジの近傍において前記プレートの両側に取り付けられ、協働するように平行配置された２つの回転可能なディスクであって、前記ディスクが周りを回転する中心にある中心穴において、前記丸みのあるエッジの下方且つ近傍の中央バーを介して互いに接続されたディスクと、
ｃ）両端が、各ディスクの外周から２〜１０ｍｍ以内の間隔をとって配置された穴を介して取り付けられた２つの平行な接触棒であって、前記接触棒が前記丸みのあるエッジの上方及び下方において回転可能であり、回転時に、前記薄肉領域又は折り目部を前記丸みのあるエッジを中心に屈曲させることができるように前記部品と係合する２つの接触棒と、
ｄ）プレートの対向する両側部に位置する脚に取り付けられ、各ディスクの各中心穴から１〜５ｃｍオフセットした各貫通穴にも連結された、１対のシリンダと、
ｅ）各ディスクの外面からそれぞれ突出し、同じ半径上であるが、角度が互いにオフセットされて位置付けられた１対のカムピンと、
ｆ）各脚にそれぞれ設けられた１対のシーケンスバルブと、
ｇ）トリガースイッチがトリガーピンに接触したとき、前記空気シリンダへの流体の流れを逆にする、前記空気シリンダに向かう流体の流れを制御する、方向バルブと、
ｈ）前記部品が完了した屈曲回数を数えるカウンタと
を協働するような配置で備える装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調味料や香辛料、石鹸、シャンプー、オイル、錠剤等のディスペンサー容器の蓋のための電子線架橋ポリエチレン製ヒンジに関する。このようなヒンジは、故障（例えば、ヒンジ破壊）に至るまでに少なくとも約３００回開閉が行なえる寿命を有する必要がある。実施例の中には、閉位置に向かって静かに押されると蓋がスナップして閉じ、全開位置に向かって押されると開いたままになるものがある。これらの蓋はヒンジを含み、このヒンジを中心にキャップ又は蓋が旋回して開閉する。これらの蓋はスナップトップ蓋と呼ばれることがある。このヒンジ要素は、「リビングヒンジ」と呼ばれることがある。
【背景技術】
【０００２】
この分野の技術は広範囲に及ぶ。
【０００３】
１９９７年９月１３日にＯ’Ｂｒｉａｎに発行され、１９９７年９月１３日にＰｏｌｙｔｏｐ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡された特許文献１には、容器用のチャイルドプルーフ「スナップトップ」蓋が教示されている。この特許では、ポリプロピレンのリビングヒンジについての特性がよく知られていることから、リビングヒンジはポリプロピレンで射出成形することが好ましいと教示している。他のオレフィンポリマーも使用可能であるが、好ましくない（第４欄、４１〜５０行目）。この特許は、他のポリオレフィンを放射線による架橋によって改質し、特性を向上させる可能性があることを、教示も示唆もしていない。
【０００４】
１９８７年１月２７日にＢｅｃｋらに発行され、Ｏｗｅｎｓ−Ｉｌｌｉｎｏｉｓ，Ｉｎｃ．に譲渡された特許文献２には、スナップ式ヒンジ・キャップが教示されている。蓋の構成要素は開示されているが、どのような材料でその蓋を作成できるかは開示されていない。当業者であれば、好ましい材料としておそらくポリプロピレンを選ぶであろう。更に、ヒンジの特性を改善するために放射線による架橋を行うことは示唆されていない。
【０００５】
１９９２年９月２２日にＮｏｚａｗａらに発行され、株式会社吉野工業所に譲渡された特許文献３には、２つの独立したヒンジ又はストラップを備えた、若干異なるスナップトップ蓋が教示されている。ここでも、どのような材料でその蓋を作成したらよいかは開示されていない。当業者であれば、好ましい材料としておそらくポリプロピレンを選ぶであろう。更に、ヒンジの特性を改善するために放射線による架橋を行うことは示唆されていない。
【０００６】
２０００年３月２８日にＲｅｎｔｓｃｈらに発行された特許文献４にも、従来技術とは異なるスナップトップ蓋の構成要素が教示されている。この特許は、スナップトップ蓋の残留応力が、射出成形用プラスチック材料に関して悪影響を有することについて警告しているが（第３段、２８〜３５行目）、そのヒンジの作成に適した材料について、明細書のどこにも開示されていない。更に、ヒンジの特性を改善するために放射線による架橋を行うことは示唆されていない。
【０００７】
２００４年７月２７日にＥｌｃｈｅｒｔに発行され、Ｏｗｅｎｓ−Ｉｌｌｉｎｏｉｓ  Ｃｌｏｓｕｒｅ  Ｉｎｃ．に譲渡された特許文献５には、今日最もよく見かける種類の密閉装置が教示されている。キャップの構成要素は明確に開示されている。しかし、ここでもどのような材料でその蓋を作成したらよいかは論じられていない。更に、ヒンジの特性を改善するために放射線による架橋を行うことは示唆されていない。
【０００８】
架橋ポリエチレン（ＰＥＸ）はよく知られている。架橋ポリエチレンが使用されている適用例は、配管、並びに電線及びケーブの被覆等である。２０１２年６月５日にＲｕｎｙａｎらに発行され、ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｐａｔｅｎｔｓ，  Ｉｎｃ．及びＺｕｒｎ  Ｐｅｘ，  Ｉｎｃ．に譲渡された特許文献６には、ポリエチレンに添加して架橋ポリエチレンの特性を改善できる改質剤について教示されている。本発明では、特に、多くのリビングヒンジが食品の取り出し容器に使用されることに鑑み、架橋を向上させるために添加剤を使用することは考慮していない。興味深いことには、特許文献６は、架橋ポリエチレンをスナップトップ又はリビングヒンジに使用することを教示も示唆もしていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第４０４７４９５号明細書
【特許文献２】米国特許第４６３８９１６号明細書
【特許文献３】米国特許第５１４８９１２号明細書
【特許文献４】米国特許第６０４１４７７号明細書
【特許文献５】米国特許第６７６６９２６号明細書
【特許文献６】米国特許第８１９２８１３号明細書
【特許文献７】国際公開第２０１０／１０９１５号
【特許文献８】米国特許出願公開第２００４／０１１８８４６号明細書
【特許文献９】米国特許第５１４８９１２号明細書
【特許文献１０】米国特許第６７６６９２６号明細書
【特許文献１１】米国特許第４６３８９１６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、容器のヒンジに使用するのに適した、耐久性のある電子線架橋ポリエチレン製ウェブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、その最も広い実施例において、電子線放射（照射）によって架橋された圧縮又は射出成形された１つ以上のポリエチレン製可撓性ヒンジであって、リムを備え、且つ、貫通する少なくとも１つの開口部を有する平面状デッキを任意に備えるキャップと、１つ以上の可撓性ヒンジによってキャップに取り付けられ協働する平面状閉塞部材とを結合する、厚さが０．１〜１ｍｍ、好ましくは０．２〜０．５ｍｍの１つ以上のウェブを備え、可撓性ヒンジの、温度２５℃における半径方向９０°±２０°屈曲の、破壊に至るまでの開閉動作回数が、同じポリエチレン製且つ同じ設計で、放射線照射架橋していない可撓性ヒンジの、温度２５℃における半径方向９０°±２０°屈曲の、破壊に至るまでの開閉動作回数と比較して、３０％以上増加した、ポリエチレン製ヒンジを提供する。
【００１２】
更なる実施例において、１つ以上のウェブは、温度２５℃における半径方向９０°±２０°屈曲の、破壊に至るまでの開閉動作回数は、同じポリエチレン製且つ同じ設計で、放射線照射架橋していない可撓性ヒンジの、温度２５℃における半径方向９０°±２０°屈曲の、破壊に至るまでの開閉動作回数と比較して、１００％以上増加する。
【００１３】
更なる実施例において、温度２５℃における半径方向９０°±２０°屈曲の、破壊に至るまでの開閉動作回数は、２８０回以上であり、好ましくは４００回を超え、最も好ましくは８００回を超える。
【００１４】
更なる実施例において、１つ以上のウェブは、少なくとも２０〜１４０ｋＧｙ（２〜１４Ｍｒａｄ（ＭＲ））、好ましくは３０〜１００ｋＧｙ（３〜１０ＭＲ）の電子線放射によって照射されている。
【００１５】
更なる実施例において、ウェブは単一のウェブであり、キャップがリムに連続的に設けられた平面状デッキを備え、ウェブはデッキを平面状閉塞部材に連結する。
【００１６】
更なる実施例において、キャップは平行四辺形である。
【００１７】
更なる実施例において、キャップは円形状である。
【００１８】
更なる実施例において、平面状閉塞部材は、下方に延びる連続的なリムを更に備える。
【００１９】
更なる実施例において、２つのウェブが、平面状閉塞部材のリムをキャップのリムに連結する。
【００２０】
更なる実施例において、２つのウェブの外側エッジは、平面状デッキの中心からの角度２０〜７５°に対応する。
【００２１】
更なる実施例において、２つのウェブの外側エッジは、平面状デッキの中心からの角度５０〜７５°に対応する。
【００２２】
更なる実施例において、平面状デッキを通る通路は、上方に延びる注ぎ口を備える。
【００２３】
更なる実施例において、平面状閉塞部材は、その下面に、下方に延びるプラグを備え、プラグが注ぎ口と協働してその注ぎ口を封止する。
【００２４】
更なる実施例において、開動作時、平面状閉塞部材は、高張力領域を通って、ウェブを軸にして旋回し、蓋を「スナップ」して開き、それを開いた状態に保持する。
【００２５】
更なる実施例において、閉動作時、平面状閉塞部材は、高張力領域を通って、ウェブを軸にして旋回し、蓋を「スナップ」して閉じ、それを閉じた状態に保持する。
【００２６】
更なる実施例において、平面状閉塞部材が閉じられたときに平面状閉塞部材のリムと係合する追加の要素がキャップのリム上に設けられている。
【００２７】
更なる実施例において、ポリエチレンは、１００〜８０ｗｔ％のエチレンと、０〜２０ｗｔ％の１つ以上のＣ４〜８αオレフィンモノマーとを含む、１つ以上のエチレンポリマーを含み、ポリエチレンの密度は０．９２０〜０．９７０ｇ／ｃｃ、典型的には０．９４ｇ／ｃｃ以下である。
【００２８】
更なる実施例において、非架橋ポリエチレンのメルトインデックス（ＭＩ）（ＡＳＴＭ  Ｄ  １２３８−２．１６ｋｇ及び１９０℃）は、５〜８０ｇ／１０分であり、典型的には５〜５５ｇ／１０分である。
【００２９】
更なる実施例において、可撓性ヒンジは射出成形される。
【００３０】
更なる実施例において、前記ポリエチレンのメルトインデックス（ＭＩ）（ＡＳＴＭ  Ｄ  １２３８−２．１６ｋｇ及び１９０℃）は、０．２５〜５０であり、典型的には０．５〜３０である。
【００３１】
更なる実施例において、可撓性ヒンジは、圧縮成形される。
【００３２】
更なる実施例において、本発明は、ポリエチレンを、高圧ポリエチレン、チーグラー・ナッタ触媒によるポリエチレン、クロム触媒によるポリエチレン、及びシングルサイト触媒によるポリエチレンからなる群から選択された上記ヒンジを提供する。
【００３３】
更なる実施例において、本発明は、ポリエチレン製成形部品中の、薄くした、又は折り目をつけた領域の屈曲寿命を判定する装置であって、
ａ）後端エッジと、２つの平行な側面、及び丸みのある先端エッジを有する本体を備えるプレートであって、前記本体が、前記部品を本体に固定するための１つ以上の手段を備え、これにより、ポリエチレン部品の薄肉領域又は折り曲げ部が、丸みのある先端エッジに並ぶように、ポリエチレン部品が本体に固定され、トップバーが、薄くした部品の薄肉領域を、丸みのあるエッジと密接に接触させて保持するように、丸みのある先端エッジに隣接して、回転可能なプレートの間に、通常２つの平行な脚を有するフレーム上に積まれた、プレートと、
ｂ）丸みのあるエッジの近傍においてプレートの両側に取り付けられ、協働するように平行配置された２つの回転可能なディスクであって、ディスクが周りを回転する中心にある中心穴において、丸みのあるエッジの下方且つ近傍の中央バーを介して互いに連結されたディスクと、
ｃ）両端が、各ディスクの外周から２〜１０ｍｍ以内の間隔をとって配置された穴を介して取り付けられた２つの平行な接触棒であって、接触棒が丸みのあるエッジの上方及び下方において回転可能であり、回転時に、薄肉領域又は折り目部を丸みのあるエッジを中心に屈曲させることができるように部品と係合する、２つの接触棒と、
ｄ）プレートの対向する両側部に位置する脚に取り付けられ、各ディスクの各中心穴から１〜５ｃｍオフセットした各貫通穴にも連結された、１対のシリンダと、
ｅ）各ディスクの外面からそれぞれ突出し、同じ半径上であるが、角度が互いにオフセットされて位置付けられた１対のカムピンと、
ｆ）各脚にそれぞれ設けられた１対のシーケンスバルブと、
ｇ）トリガースイッチがトリガーピンに接触したとき、空気シリンダへの流体の流れを逆にする、空気シリンダに向かう流体の流れを制御する、方向バルブと、
ｈ）部品が完了した屈曲回数を数えるカウンタと
を協働するような配置で備える装置を提供する。
【００３４】
更なる実施例において、本発明は、上記のようなキャップを有するスクィーズ容器を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、第１の好ましい実施例の蓋閉塞部材を示す上平面図である。
【図２】図２は、図１の側面図である。
【図３】図３は、例に使用された自動試験機の図面である。
【図４】図４は、例についての、放射線処理に応じた平均故障動作回数を示すプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
作用例において、あるいは特に指示がない限りにおいて、本明細書及び特許請求の範囲で使用される原料や反応条件等の数量を示す全ての数又は表現は、全ての場合において「約」という用語によって修飾されているものとして理解すべきである。つまり、逆に指示がない限り、以下の明細書及び添付の特許請求の範囲に記載された数値パラメータは、本発明で所望する特性に応じて変化することができる近似値である。少なくとも、且つ、特許請求の範囲への均等論の適用を制限する試みとしてではなく、各数値パラメータは少なくとも、記載の有効数字に鑑み、また通常の丸め技術を適用することによって解釈する必要がある。
【００３７】
本発明の広い範囲を示す数値範囲及びパラメータは近似値であるが、具体例に記載する数値はできる限り正確に示している。しかし、どのような数値も、各試験測定に見られる標準偏差に必然的に起因するある程度の誤差を本質的に含んでいる。
【００３８】
また、ここに記載されるどの数値範囲も、そこに包括される部分範囲を含むように意図されていると理解すべきである。例えば、「１〜１０」の範囲は、記載された最小値である１と、記載された最大値である１０との間で且つそれらを含む全ての部分範囲、すなわち、１以上の最小値及び１０以下の最大値を有する全ての部分範囲を含むことを意図している。開示する数値の範囲は連続的であるので、最小値と最大値との間の全ての値を含んでいる。特に明確な指示がない限り、本願で指定された種々の数値範囲は近似値である。
【００３９】
ここに示される全ての組成範囲は、実際には全体で１００パーセント（体積比又は重量比）に制限され、それを超えることはない。組成中に複数の成分が存在できる場合、当業者は容易に理解するように、実際に使用される各成分の総量は最大値の１００％を満たすという理解のもとに、各成分の最大量の合計が１００パーセントを超える場合がある。
【００４０】
本発明のヒンジは、商品を取り出すための容器のキャップに使用することができる。商品は、例えば、マスタードや薬味、サラダドレッシング、蜂蜜、コーンシロップ、バーベキューソース、ヨーグルト等の調味料、石鹸、シャンプー、オイル、洗剤、カプセル（薬）、ドライスパイス等である。いくつかの例では、液体、分散液、ペースト又はゲル等の内容物が圧力下で流動し、容器はオレフィンポリマー製のスクィーズ容器（例えば、ボトル又はチューブ）である。ヒンジが、食品と共に使用されるキャップに用いられる場合、（例えば、ＦＤＡ（食品医薬品局）により）食品との接触が承認された添加物のみを使用するように注意しなければならない。ほとんどの人は、様々な種類のこれらのヒンジを使用したことがある。
【００４１】
ポリプロピレンは故障に至るまでに約１０００回以上の開閉動作に耐えられるため、従来技術では、ヒンジはポリプロピレン製である。しかし、容器の内容物は通常、約２００回の開閉動作の後には消費されてしまうので、このヒンジはおそらく過剰品質である。非架橋ポリエチレン製のウェブ又はヒンジは、一般にはこの要求を満たさない。
【００４２】
本発明のヒンジは、閉塞部材をキャップに結合する、電子線放射によって架橋した、１つ以上の薄いポリエチレン製ウェブ又はストリップを備える。密閉装置をヒンジに取り付ける場合、２つの基本的な位置がある。閉塞部材は、リムに取り付けられるが、一般に環状の口の形態の開口部を有しこれもリムに取り付けられる任意のキャップ・デッキを介して通常連続的に取り付けられる。閉塞部材は、通常、協働して注ぎ口を密封するプラグ又はスパッドを有する。あるいは、ヒンジが、キャップ・デッキに、通常、直径又は直径近くに沿って取り付けられる場合があり、デッキの開口部は通常広口の開口である。この実施例では、閉塞部材は開口部内にはまるようになっている。この設計の例は、スパイス用容器の設計であり、蓋が長方形状で、ヒンジがその蓋の２つの平行な側面の間に延在している。
【００４３】
いくつかの実施例では、キャップは、２０１０年９月１０日に公開された特許文献７（米国特許出願公開第２０１０／２２４６４６号に対応）に開示のもののように、リム、ヒンジ及び平面状デッキ（例えば、取り付けられた蓋）のみを備える。
【００４４】
いくつかの実施例では、キャップは、Ｍｅｒｏｌｌａに発行され、Ｕｎｉｌｅｖｅｒに譲渡され現在は放棄されている特許文献８が教示するものと同等の設計を有する。公開された出願書類の図１には、ウェブが平面状の閉塞部材を平面状デッキに、好ましくは、開口部又は口のエッジに隣接して結合する（段落［００４０］）広口の蓋を示す。
【００４５】
ヒンジは、スナップトップにも使用することができる。リンク及びピンの配置に代えて、ヒンジが最大の応力（引っ張り）を受ける高張力領域をヒンジが通る特定の点を上キャップが旋回して超えると、ヒンジが「スナップ」して開位置に移行し、ヒンジは応力が低い位置で逆Ｖ字形状となる。閉じるときは、キャップが高応力（引っ張り）領域を通って戻ると、ヒンジが通常平らな状態である低応力位置にスナップして戻り、キャップに設けられたリムの溝で止まる。
【００４６】
以下の記述において、「上方に」や「下方に」等の方向を表す言葉は、密閉装置及びパッケージの直立姿勢を基準に説明するために用いているのであって、限定するためではない。「軸方向に」や「半径方向に」等の方向を表す言葉は、該当する場合に容器又は密閉装置の周辺部（リム）の中心軸を基準に説明するために用いているのであって、限定するためではない。
【実施例】
【００４７】
発明の基本的な実施例が、１９９２年９月２２日にＮｏｚａｗａに発行され株式会社吉野工業所（日本東京）に譲渡された、期限が満了した特許文献９の図１及び図２に示されている。
【００４８】
キャップ全体がポリエチレン製である。成形後、キャップ又はそのヒンジ部のみに電子線放射が当てられる。キャップ１は、取り出し容器の口と協働する、下方に延びる円形状の側壁、すなわちリムを有する。キャップ１は、キャップの中央領域に注ぎ口２を有するデッキ、すなわち水平壁を有する。蓋、すなわち閉塞部材３は、キャプの閉塞部材（カバー、デッキ、又はトップ・プレート）５の下側に盛り上がったプラグ４を有し、プラグ４は、注ぎ口２に密封係合（閉鎖）する。蓋、すなわち閉塞部材３は、注ぎ口２の高さより大きな深さの側壁６を有する。ヒンジ７は、厚さが０．１〜１ｍｍ、好ましくは０．２〜０．５ｍｍのポリエチレン製ストリップであり、電子線放射によって架橋処理が施されている。ヒンジ７は台形形状をしており、平行な側壁及び内側に傾いた端壁を有する。端壁は、固定点対１０及び固定点対１１にある溝８及び溝９において、キャップ１及び蓋３に取り付けられている。溝は、底部エッジが内方且つ上方に傾くように成形されている。ヒンジ７の内側エッジは外側エッジより短い。その結果、ヒンジ７には、開くとき、応力すなわち張力が発生し、ヒンジがスナップして開き低応力位置となるとき、開くときのヒンジの応力が解放されるピボット・ポイントが存在する。この低応力位置では、ヒンジの外側表面が、截頭された逆「Ｖ」字形状となる。
【００４９】
典型的には、固定点対１０におけるヒンジ７の外側エッジは、平面状デッキの中心からの角度の２０〜７５°に、好ましくは５０〜７５°に、最も好ましくは６０〜７５°に対応する。
【００５０】
本発明のヒンジが適するキャップの更に新しい設計が、２００４年７月２７日にＥｌｃｈｅｒｔに発行されＯｗｅｎｓ−Ｉｌｌｉｎｏｉｓ  Ｃｌｏｓｕｒｅ  Ｉｎｃ．に譲渡された特許文献１０の図に示されており、その本文が参照により本明細書に組み込まれる。この設計には、リム上のリップ、キャップ・デッキから上に突出した密封エッジ、及び、リップ内やその他の箇所の内側リッジのような種々の追加のラッチ手段等の追加の要素を含む。
【００５１】
本発明の他の実施例において、例えば１９８７年１月２７日にＢｅｃｋらに発行され、Ｏｗｅｎｓ−Ｉｌｌｉｎｏｉｓ，Ｉｎｃ．に譲渡された特許文献１１により教示されるように、ヒンジの間に、ポリエチレン製の薄い可撓性の壁があってもよい。特許文献１１は、その本文が参照により本明細書に組み込まれる。これにより、より簡単な構造が提供される。加えて、そのような壁に放射線による架橋を行うと、その靭性も向上する。
【００５２】
本発明に有用なポリエチレンは、射出成形又は圧縮成形に適する任意のポリエチレン、又はポリエチレンブレンドでよい。
【００５３】
ポリエチレンは、高圧ポリエチレン、チーグラー・ナッタ触媒によるポリエチレン、クロム触媒によるポリエチレン、シングルサイト触媒によるポリエチレン、及びそれらのブレンドからなる群から選択できる。
【００５４】
１つ以上のポリエチレンは、１００ｗｔ％〜８０ｗｔ％のエチレンと、０〜２０ｗｔ％の１つ以上のＣ４〜８αオレフィンモノマーとを含み、この１つ以上のポリエチレンの密度は０．９２０ｇ／ｃｃ〜０．９７０ｇ／ｃｃであり、典型的には０．９４ｇ／ｃｃ以上である。いくつかの実施例では、ポリエチレン又はポリエチレンブレンドは、約９０〜９９重量％、好ましくは９５〜９８．５重量％のエチレンと、１０〜１、好ましくは５〜１．５重量％の１つ以上のＣ４〜８αオレフィンとを含む。適切なαオレフィンとしては、１−ブテン、１−ヘキセン、及び１−オクテンが挙げられる。
【００５５】
蓋を成形するのに用いられる方法に応じて、非架橋ポリエチレンのメルトインデックス（ＭＩ）（ＡＳＴＭ  Ｄ  １２３８−２．１６ｋｇ及び１９０℃）は、約０．５〜８０ｇ／１０分であってよい。
【００５６】
非架橋のポリエチレン又はポリエチレンブレンドのメルトインデックス（ＭＩ）（ＡＳＴＭ  Ｄ  １２３８−２．１６ｋｇ及び１９０℃）は、５〜８０、典型的には５〜５５ｇ／１０分であってよい。これらの樹脂は、ヒンジ及びキャップを射出成形するのに適している。
【００５７】
射出成形では、ポリエチレン又はポリエチレンブレンドは、典型的に、押出機に供給される。ポリエチレンは供給チャンバに入り、そこでオーガー又はスクリューによって混ぜ合わせられ、その溶融温度まで加熱される。次に、ポリエチレンはスクリューに供給され、スクリューは溶融したポリマーを押出機のバレルへ押し出し、その後スプルー（流路又はチャネル）へ、更に部品の金型へと押し出す。金型の温度が下がり、部品が金型から取り出される。メルトインデックスの低い材料は、金型に圧送及び／又は射出するのが難しく、金型に充填するのにより大きなエネルギー（圧力）及び時間を必要とするため、メルトインデックスは、射出成形にとって重要である。場合によっては、ポリエチレンをアモルファス状態に保つために、ヒンジ領域の金型をすばやく冷却することが望ましい。
【００５８】
非架橋のポリエチレン、又はポリエチレンブレンドのメルトインデックス（ＭＩ）（ＡＳＴＭ  Ｄ  １２３８−２．１６ｋｇ及び１９０℃）は、０．２５〜５０、典型的には０．５〜３０ｇ／１０分であってよい。これらの樹脂は、ヒンジ及びキャップを圧縮成形するのに適している。圧縮成形では、１回分の乾燥樹脂が、部分的に閉じた状態の金型に供給される。金型は、樹脂の焼結温度である約１２０℃まで加熱される。次に、金型は、高圧下で押圧されて閉じられ、ポリエチレンは合わさって焼結し部品を形作る。金型が冷却され、開かれて、部品が排出される。
【００５９】
本発明のいくつかの密閉装置は、食品用のディスペンサーと組み合わせて使用されるため、ポリマー又はポリマーブレンドは、ＡＳＴＭ  Ｄ５２２７に従って定められているように、０．７ｗｔ％未満、好ましくは０．６ｗｔ％未満、最も好ましくは０．５５ｗｔ％未満の低いヘキサン注出可能物質を有する必要がある。
【００６０】
ポリエチレンは、気相、溶液、スラリー重合等の１つ以上の従来のプラットフォームを使って製造できる。触媒は、シングルサイト触媒、チーグラー・ナッタ触媒、及びクロム系触媒（例えば、シリルクロメート又は酸化クロム触媒）等の１つ以上の従来の触媒でよい。シングルサイト触媒は、当該技術分野においてよく知られており、メタロセン、拘束幾何触媒、及び、例えばホスフィン配位子を含む触媒等のかさ高いヘテロ配位子触媒がある。ポリエチレン又はブレンドは、１つの反応器で、あるいは直列又は並列に配された１つ以上の反応器で製造できる。
【００６１】
ポリマー又はポリマーブレンド中のコモノマー含有量は、１３Ｃ  ＮＭＲ、又はフーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴＩＲ）単独、又はゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ−ＦＴＩＲ）法と組み合わせて測定することができる。ポリエチレンの反応器内ブレンドのコモノマー含有量は、バイモーダルポリエチレン組成物に適用される数学的なデコンボリューション法によって測定することができる。
【００６２】
ポリエチレン中の短鎖分岐は、エチレンコポリマー中のα−オレフィンコモノマーの存在による分岐であり、例えば、１−ブテンコモノマーに２個の炭素原子、１−ヘキセンコモノマーに４個の炭素原子、１−オクテンコモノマーに６個の炭素原子等を有する。１個のポリエチレンコポリマー中の短鎖分岐の数は、１３Ｃ  ＮＭＲ又はＦＴＩＲ法若しくはＧＰＣ−ＦＴＩＲ法によって測定することができる。一方、反応器内ブレンド中の第２のエチレンコポリマーの短鎖分岐の数は、１つ以上の１３Ｃ  ＮＭＲ、又はバイモーダルポリエチレン組成物用のＦＴＩＲ若しくはＧＰＣ−ＦＴＩＲに適用される数学的デコンボリューション法によって判定することができる。
【００６３】
ポリエチレン又はブレンドは、約４〜１５、好ましくは約１０未満というかなり広い分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）を有することができる。
【００６４】
ポリエチレン又はブレンドは、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって判定されるようにバイモーダル又はトリモーダルでよい。
【００６５】
更なる実施例において、ポリマーは、以下を含むブレンドを含んでよい。
（１）メルトインデックスＩ２が４．０ｇ／１０分未満、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎが３未満、密度が０．９２５〜０．９５０ｇ／ｃｍ３である、３０〜６０ｗｔ％の第１のエチレンコポリマー。
（２）メルトインデックスＩ２が１０〜１００ｇ／１０分、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎが３〜８、密度が第１のエチレンコポリマーの密度より高く、且つ０．９６６ｇ／ｃｍ３未満である、７０〜４０ｗｔ％の第２のエチレンコポリマー。好ましくは、第２のエチレンコポリマーの密度は、第１のエチレンコポリマーの密度より高く、０．０３７ｇ／ｃｍ３未満であり、且つ、第１のエチレンコポリマー中の炭素原子１０００個あたりの短鎖分岐の数（ＳＣＢ１）の、前記第２のエチレンコポリマー中の炭素原子１０００個あたりの短鎖分岐の数（ＳＣＢ２）に対する割合（ＳＣＢ１／ＳＣＢ２）は０．５を超える。
【００６６】
更なる実施例において、ブレンドは、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎが４．０〜１０．０、密度が０．９１０〜０．９７０ｇ／ｃｃ、好ましくは０．９４０〜０．９７５ｇ／ｃｍ３、メルトインデックスＩ２が０．４〜５．０ｇ／１０分、１３Ｃ  ＮＭＲで測定されるコモノマーの含有量が０．７５ｍｏｌ％未満、Ｍｚが４００，０００未満である。好ましくは、照射前のポリマー又はポリマーブレンドは、ＥＳＣＲ条件Ｂ（１０％  ＩＧＥＰＡＬ）が少なくとも８時間、好ましくは１０時間、最も好ましくは１５時間であり、架橋については、ＥＳＣＲ条件Ｂ（１０％  ＩＧＥＰＡＬ）が約２０時間以上、好ましくは約３５時間を超える時間である。
【００６７】
本発明のキャップは、圧縮成形又は射出成型、好ましくは射出成型によって作成できる。１回分のポリマーが押出機に供給され、そこでポリマーは溶融し、１つ又は１群の金型に計量されつつ供給され、冷却され、必要な部品の状態になる。それらの技術は、当業者にはよく知られている。圧縮成形の場合、ポリマーは計量され圧縮金型に供給され、そこでポリマーは圧縮加熱されて固体の部品になる。
【００６８】
その後、得られたキャップのヒンジは、そのヒンジが架橋するように放射線にさらされる。実際には、キャップ全体を放射線にさらして、キャップ全体を架橋させた方が簡単な場合が多い。プラスチック部品を放射線にさらす装置は当該技術分野ではよく知られている。架橋は、キャップが製造される拠点で行ってもよいし、又は、第三者に外注して架橋してもよい。通常、放射線は高エネルギー電子線放射であるが、Ｘ線等の他の放射線源でもよく、ラジオアイソトープ放射線も考えられる。
【００６９】
通常、キャップの１回の放射線処理は、約２０〜１４０ｋＧｙ（キログレイ）（２〜１４Ｍｒａｄ）であり、好ましくは、３０〜１００ｋＧｙ（３〜１０Ｍｒａｄ）である。
【００７０】
ヒンジは、放射線処理の後、故障までに少なくとも２８０回の開閉動作に、好ましくは４００回を超える、最も好ましくは８００回を超える、希望的には少なくとも１０００回の開閉動作に耐えることができるはずである。過去、この種の試験は手作業で行われていた。本出願人は、キャップを試験するため、すなわちヒンジのシミュレーションをするための機械を開発した（例えば、０．１２５〜０．１７５ｍｍ）の厚さの片）。
【００７１】
放射線がポリエチレンを架橋させ、それが最終的にポリマーを脆くする可能性があることに注意することが重要である。従って、ゲルの生成によって示される過剰な架橋を避けるように注意を払う必要がある。通常、照射されたポリエチレンのゲルレベルは約３５％を超えないようにすべきであり、好ましくは約１５％未満である。ゲルが高いレベルになると、ヒンジが脆くなり、早く折れるようになる。
【００７２】
本発明は以下の例によって示される。
【００７３】
幾つかのポリエチレン樹脂を使用して、厚さ５〜７ｍｍの一連の試験片を射出成形した。
【００７４】
幾つかの試験片に、０、６、１０、１４及び１８ＭＲの電子線放射を施した。
【００７５】
次いで、照射した試験片及び未照射の試験片について、図３の自動ヒンジ試験機によって半径９０°±２０°の曲げサイクル試験を実施した。
【００７６】
図３は、キャップ、又はポリエチレン製成形部品中の薄くした、又は折り目をつけた領域の屈曲寿命を判定する装置（１００）の図面であって、
ａ）後端エッジ（１０２、不図示）、２つの平行な側面（１０３）、及び丸みのある先端エッジ（１０５）を有する本体（１０４）を備えるプレート（１０１）であって、本体が、典型的には均等間隔に配置された一連のスレッド付き穴又はクランプを含む、部品を本体（１０６）に固定するための１つ以上の手段を備え、これにより、ポリエチレン部品の薄肉領域又は折り曲げ部が、丸みのある先端エッジ（１０５）に並ぶように、ポリエチレン部品が本体（１０４）に固定され、トップバー（１０７）が、薄くした部品の薄肉領域を丸みのあるエッジ（１０５）と密接に接触させて保持するように、丸みのある先端エッジに（１０５）隣接して、回転可能なディスクの間に積まれた、プレート（１０１）と、
ｂ）丸みのあるエッジの近傍においてプレートの両側に取り付けられ、協働するように平行配置された２つの回転可能なディスク（１０８及び１０９）であって、それらのディスクが周りを回転する中心にある中心穴（不図示）において、丸みのあるエッジの下方且つ近傍の中央バー（不図示）を介して互いに接続されたディスク（１０８及び１０９）と、
ｃ）両端が、各ディスク（１０８及び１０９）の外周から２〜１０ｍｍ以内の間隔をとって配置された穴を介して取り付けられた２つの平行な接触棒（１１０及び１１０）であって、接触棒が丸みのあるエッジの上方及び下方において回転可能であり、回転時に、薄肉領域又は折り目部を丸みのあるエッジ（１０５）を中心に屈曲させることができるように試験対象と係合する２つの接触棒（１１０及び１１０）と、
ｄ）プレート（１０１）の対向する両側部に位置する脚（１１４及び１１５（不図示））に取り付けられ、各ディスク（１０８及び１０９）の各中心穴から１〜５ｃｍオフセットした各貫通穴にも連結された、１対の空気シリンダ（１１２及び１１３（不図示））であって、他のタイプのシリンダ（液体ドライブ）、又は電動モータ等の駆動手段を使用してもよい１対の空気シリンダ（１１２及び１１３）と、
ｅ）各ディスク（１０８及び１０９）の外面からそれぞれ突出し、同じ半径上であるが角度が互いにオフセットされて位置付けられた１対のカムピン（１１６（及び１１７、不図示））と、
ｆ）脚１１４及び１１５にそれぞれ設けられた１対のシーケンスバルブ（１１８（及び１１９、不図示））と、
ｇ）シーケンスバルブの１つ（１１８又は１１９のうちの１つ）がカムピン（１１６及び１１７のうちの１つ）に接触したとき、空気シリンダへの空気の流れを逆にする、空気シリンダに向かう空気の流れを制御する方向バルブ（１２０）と、
ｈ）通常、カムピン（１１６又は１１７）の１つと協働し、部品が完了した屈曲回数をカウントするカウンタ（１２１（不図示））と、
を、協働するような配置で備える。
【００７７】
動作時、２つのカムピン間のオフセット角度が旋回するディスクの回転角度を制御する。試料は、薄肉部が丸みのあるエッジに、又はその近傍に位置するように、プレート上に搭載される。丸みのあるエッジから先に延びた試料の部分は、平行な接触棒の間にはめ込まれる。空気シリンダに空気が供給され、回転ディスクが回転する。そして、一方のカムピンがシーケンスバルブに当たると、空気シリンダへの空気の流れを逆にし、ディスクを反対方向に回転させる。そして、他方のディスクのカムピンが他方の脚のシーケンスバルブに当たると、シリンダへの空気の流れを逆にし、ディスクを反対方向に回転させる。部品が破壊されるまでこのサイクルが繰り返される。カウンタによって、部品が破壊されるまでの動作回数を記録する。部品が破壊されると、技術者が試料を観察し、機械の電源を切って、動作回数を記録する。
【００７８】
各放射線レベルに対し、同じポリマー製の一連の１０個の試料について同時に試験を行い、各片が破壊された動作回数とともに、全ての試料が破壊された動作回数の範囲を記録する。
【００７９】
コントロールが０照射であることが各試料のコントロールである。
【００８０】
試験を行った樹脂又はブレンドの密度及びＭＩと共にデータを表１に記す。
【００８１】
【表１】
0006444428.tif 000002
【００８２】
放射線処理に応じた平均故障動作回数のプロットを図４に示す。
【００８３】
また、各試料のゲルレベルの解析を行った。
【００８４】
ＳＣＬＡＩＲ（登録商標）２７１４については、約１００００回の平均寿命回数は約２５％のゲルを有する製造物から生じ、３５％のゲルでは、製造物はもろくなってしまったようである。ＳＣＬＡＩＲ（登録商標）ＩＧ４５４−Ａについては、約１００００回の平均寿命回数は、ゲルレベルが１５％のものに観察され、３００００回の平均寿命回数は、ゲルレベルが約３５％のものに観察された。ゲル５０％では、製造物はもろくなるようであった。
【００８５】
試験は単純な薄い片の領域であったので、データは片に相対的に良い結果を示している。データはキャップについて示唆するが、片にはスナップ式蓋の内部ストレスがないため、データはスナップトップ蓋の場合よりも高い可能性がある。照射片試料の中には、開閉動作８０００回を超える寿命回数に耐えたものもあった。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明に従い作成されたキャップは、オイル、サラダドレッシング、ケチャップ、マスタード、薬味の容器等の調味料容器において「スナップトップ」蓋が一般に使用される多くの用途に使用可能である。
【図１】
0006444428.tif 000003
【図２】
0006444428.tif 000004
【図３】
0006444428.tif 000005
【図４】
0006444428.tif 000006