JPH0529532B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【産業上の利用分野】 本発明は、パツキング付
密封要素の製造方法に関するもので、より詳細に
は、広口ビン用キヤツプ、電池用密封要素のよう
に、環状の樹脂製パツキングを備えた密封要素の
製造方法に関する。

【0002】

【従来の技術及びその問題点】 広口ビンを密封
するための容器蓋等においては、ビン口部と係合
されるべき周辺部にのみ環状のパツキングを施こ
すことが要求されている。従来、この環状パツキ
ングを容器蓋の金属製殻体内に設けるには、樹脂
或いはゴムの溶液、ラテツクス或いはプラスチゾ
ルを遠心塗布法により施こし、次いでこれを加熱
して乾燥乃至はゲル化させる手法が採用されてい
るが、この方法はパツキングの製造に多い工程数
と時間とを要し、しかも環状パツキングの形状を
容器の密封に最も望ましい形状（プロフアイル）
に制御することも用難であるという問題がある。

【0003】 この遠心成形法に代わる方法として、
容器殻体の内面側に熱可塑製樹脂の熔融物の塊り
を供給し、この塊りを、冷却された押し型と前記
殻体との間で押圧して、パツキング形状に成形す
る方法（特公昭41−5588号公報）及び容器蓋殻体
の内面側に熱可塑性樹脂を予備成形物として供給
し、この容器蓋殻体を加温して前記熱可塑性樹脂
を軟化し、次いで冷却された押し型と前記殻体と
の間で押圧してパツキング形状に成形する方法
（特公昭48−5706号公報）が知られている。この
方法は、パツキングを密封に都合の良い任意の所
定形状に成形し得るという利点は確かに有してい
るが、前述した広口ビン用蓋の環状パツキングの
製造に適用する場合には、パツキングの諸特性、
特に密封性能の点で或る種の欠点が生ずることが
認められる。

【0004】 即ち、押圧成形パツキングを備えた容
器蓋をビン詰製品の密封に使用すると、パツキン
グに加わる圧縮力、内容品或いは内容品蒸気との
接触及び殺菌乃至は滅菌時に加わる温度等の少な
くとも一つの要因によつて、パツキング、特に密
封機能の上で最も重要なパツキング周辺部に、ミ
クロなクラツクが入り、またパツキングと容器蓋
殻体との接着性が容器蓋の保存中は勿論のことビ
ン詰に適用した場合にも、経時的に著しく劣化す
るようになる。このようなクラツキング及び接着
劣化の発生傾向は、広口ビン用蓋の環状パツキン
グの押圧成形では、蓋殻体の中央部に施された溶
融樹脂塊が完全に外周縁に迄延展移動され、樹脂
の径外方への移動量乃至移動速度が大きくなるこ
と、及び溶融樹脂の移動は外表面が冷却されつつ
行われるため、著しい分子配向が生じ易いことと
密接に関連するものと思われる。

【0005】 このようなパツキングの環境ストレス
クラツキングの問題は、単に広口ビン用蓋の環状
パツキングのみならず、電池用密封要素の場合に
も同様に生じる。即ち、電池用密封要素において
も、封口板に対して、熱接着性プライマーを介し
て樹脂製パツキングを押圧成形法で一体に設ける
ことが本発明者によつて既に提案されているが、
このパツキングにおいても、中央部に炭素集電体
を貫挿するための空隙部を設けねばならず、従つ
てパツキングは必然的に環状のものとなるため
に、同様なストレスクラツキングの問題を生じる
のである。

【0006】 従つて、本発明の目的は、上述した欠
点が解消されたパツキング付密封要素の製造方法
を提供するにある。 本発明の他の目的は、環状パツキング中の残留
歪の発生を抑制して、前述したストレスクラツキ
ングや経時接着劣化の発生を有効に防止し、その
結果、樹脂パツキングの密閉性、パツキングの耐
剥離性及び熱処理後の持続密封性を顕著に向上さ
せた密封要素の製造方法を提供するにある。 本発明の更に他の目的は、殻体に供給される樹
脂の量が供給と同時に計量できる密封要素の製造
方法を提供するにある。

【0007】

【問題点を解決するための手段】 本発明によれ
ば、密封用部品の中心部を除く部分にこれに密着
した環状の樹脂製パツキングを有するパツキング
付密封要素の製造法において、複数の密封用部品
を支持するターレツトの単一の供給位置に樹脂押
出しダイス出口と回転刃との組合せの複数を配置
し、各ダイス出口からの溶融樹脂を所定量だけ切
落して密封用部品のパツキングが形成されるべき
環状の部分に複数個の塊として分配供給し、この
複数個の塊を環状の型面を有するプランジヤーで
押圧して、密封用部品に密着した環状の樹脂製パ
ツキングを形成させることを特徴とするパツキン
グ付密封要素の製造方法が提供される。

【0008】

【作用】 本発明を添付図面に示す具体例に基づ
いて説明する。 本発明の密封要素の一例を示す図１において、
この密封要素は、例えばブリキ等の金属板で製造
された陽極側封口板１には、センターパネル２が
あり、その中央部にこれと一体に陽極集電体嵌合
用のキヤツプ３が一体に設けられ、その周囲に段
差部４を介してフランジ部５が設けられている。
この封口板１の少なくとも下面には陽極集電体の
嵌合用凹部１１を除いて、熱接着性プライマー塗
膜６が塗装されており、この塗膜６を介して熱可
塑性樹脂製パツキング７が熱接着により一体化さ
れて設けられている。このパツキング７は、封口
板１の該キヤツプ３に対応する筒状の下方突起部
８と、該突起部周囲の薄肉部９と、該薄肉部外周
の厚肉の密封係合部１０とから成つている。

【0009】 この具体例において、パツキング７は
オレフイン系樹脂から成り、一方熱接着性プライ
マー塗膜６は、酸変性オレフイン樹脂または酸化
ポリエチレンを含有する塗膜から成つており、一
層具体的には、エポキシ樹脂、フエノール樹脂、
アミノ樹脂、ビニル樹脂、アクリル樹脂等の少な
くとも１種から成る塗料用ベース樹脂に、マレイ
ン酸、アクリル酸、メタクリル酸等のエチレン系
不飽和カルボン酸乃至はその無水物をポリエチレ
ン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重
合体等のオレフイン樹脂にグラフト重合させるこ
とにより製造された酸変性オレフイン樹脂或いは
ポリエチレンを酸素で酸化することにより製造さ
れた酸化ポリエチレンを固形分基準で0.2乃至45
重量％配合することにより得られ、この塗料を、
成形前の金属素材或いは成形後の封口板に塗布
し、次いで焼付けることにより、塗膜となる。

【0010】 また、パツキング７の筒状突起部８の
内周面には、後で挿入される陽極集電体を、密封
的にしかも強固に保持するための径内方向きの微
小突起部１２が設けられており、一方厚肉の外周
密封係合部１０にも、亜鉛罐の開口端と係合する
凹溝乃至は段差部１３が設けられている。

【0011】 本発明によれば、密封用部品、即ち封
口板１のパツキングが形成されるべき環状の部分
に、溶融された熱可塑性樹脂を、分割された複数
個の塊として分配供給する。この製造工程を示す
図２乃び図３において、封口板１を、封口板１の
プライマー塗膜６が上側となる位置関係で、金敷
１４の上に載置させる。金敷１４は、図示してい
ないが、電熱機構等の加熱機構により樹脂の成形
に適した温度に予熱されている。この封口板１上
に、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフイ
ン系樹脂、特に前述したポリオレフインとエラス
トマーとのブレンド物を溶融された状態で、しか
も分割された複数個の塊１５ａ，１５ｂとして分
配供給する。図３に示す通り、この具体例におい
ては、２つの溶融樹脂塊をほぼ等間隔をおいて周
状に分配供給する。

【0012】 本発明によれば、次いでこの分割され
た複数個の溶融樹脂塊１５ａ，１５ｂを環状の型
面を有するプランジヤー１６（図２）で押圧し
て、密封用部品に密着した環状の樹脂パツキング
を形成させる。 このプランジヤー１６を示す図２において、プ
ランジヤー１６は相対的に上下方向に移動可能な
複数個の型構成部材から成つており、この具体例
では、プランジヤー１６の中心部から外方へ向け
て、流入阻止棒１７、薄肉部形成用金型１８、厚
肉部形成用金型１９及び外周規制用金型２０が、
同軸状にこの順序で設けられている。

【0013】 押圧成形に際しては、先ず流入阻止棒
１７が下降し、封口板１の前述した嵌合用凹部１
１にこれが嵌挿されることにより、該凹部１１へ
の成形時の樹脂の流入を阻止する。これと同時に
或いは多少の前後をおいて、外周規制用金型２０
が下降して、成形時において、溶融樹脂がこの金
型２０で規制される周囲を越えて外方に流出する
のを阻止する。

【0014】 この状態で、図４に示す通り、薄肉部
形成用金型１８及び厚肉部形成用金型１９を下降
させる。これらの金型１８，１９の下降により、
金型１８と流入阻止棒１７との間のキヤビテイ内
に、内周側筒状突起部８が、また金型１８下面と
封口板１との間に薄肉部９が、また金型１８、金
型１９及び規制金型２０とで規制されるキヤビテ
イ内に外周側厚肉部１０が夫々形成されることに
なる。

【0015】 本発明において、パツキング形成用の
樹脂を、溶融状態でしかも分割された複数個の塊
として、パツキングが形成されるべき環状の部分
に分配供給することにより、ストレスクラツキン
グ防止や経時接着劣化防止の点で極めて顕著な利
点が達成される。 即ち、溶融樹脂塊を冷却金型で押圧した場合、
樹脂は金型と部品との間〓が狭い部分から、その
間〓が広い部分に向けて当然流出するが、問題は
この間〓の狭い部分を樹脂が通過する際に強い冷
却効果と樹脂の移動による分子配向を生じ易いこ
とである。部品の中心部に単一の溶融樹脂塊を供
給し、環状のパツキングを形成させる場合には、
全ての樹脂が狭い間〓の部分を通して外周に、即
ち径外方向に流出しなければならないために、分
子配向等による歪を顕著に発生し易い。これに対
して、本発明に従い、環状パツキングが形成され
るべき部分に直接、溶融樹脂を分割された複数個
の塊として分配供給すると、パツキング形成用の
広いキヤビテイ内を、むしろ周方向に移動して、
環状のパツキングの形成が行われるため、成形さ
れるパツキング内に分子配向等による歪を発生す
る傾向が顕著に抑制され、前述した欠点が抑制さ
れるものである。

【0016】 また、環状ダイスを通して押出される
パツキング用樹脂を、環状の形に切落し、容器蓋
殻体に環状に供給し、これをリング状のパツキン
グに押圧成形することも既に提案されている（特
開昭55−77523号公報）が、この場合には、押圧
成形が分子配向等の歪を発生しないで行われる樹
脂温度では、環状樹脂の切落し時に樹脂の著しい
変形が生じるトラブルを生ずると共に、生産速度
も遅く製造が実際的でないという欠点がある。

【0017】 これに対して、本発明のストランドの
形で押出される樹脂を、適宜のタイミングで切落
すことにより、部品上への複数個の樹脂塊の分配
供給が、定量的にしかも一様に行われ、生産速度
も高いという顕著な利点が達成されるものであ
る。 本発明方法における樹脂の分配供給をより具体
的に示す図５において、部品への樹脂の供給及び
成形ステーシヨンには、周囲に多数の部品支持座
２１を有するターレツト２２が回転可能に設けら
れており、その周状の移動路に沿つて部品の供給
シユート２３、部品の予備加熱機構２４、樹脂供
給ステーシヨン２５、成形ステーシヨン２６及び
完成密封要素の排出シユート２７がこの順序に設
けられている。

【0018】 部品１は供給シユート２３によりター
レツト２２の多数の支持座２１に順次供給され、
矢印方向（反時計方向）に公転される。部品１は
次いで高周波誘導加熱機構等の加熱機構２４によ
り、樹脂の成形に適した温度に予備加熱され、樹
脂の供給ステーシヨン２５に導入される。この具
体例において、樹脂の供給ステーシヨン２５は、
単一の供給位置に樹脂押出しダイス出口２８と回
転刃２９の組合せが、対向するように２台配置さ
れている。回転刃２９ａ，２９ｂは、各ダイス出
口２８ａ，２８ａからストランドの形で一定速度
で押出される樹脂を、一定間隔で切落すものであ
り、これにより供給する樹脂の計量を部品１への
樹脂の供給と共にすることができる。

【0019】 ダイス出口２８ａ，２８ｂからそれぞ
れ樹脂塊１５ａ，１５ｂが部品１上に同時に供給
される。続いて、成形ステーシヨン２６において
は、図２及び図４において説明した順序での押圧
成形が行われ、環状パツキングの成形が終了した
密封要素は、排出シユート２７によりターレツト
外方に排出される。この具体例においては単一供
給位置に樹脂押出ダイス出口と回転刃の組合せは
対向するように２台配置されているが、これ以外
にも複数台を放射状に配置する等、種々の配置が
採用できる。

【0020】 本発明による密封要素を、実際に乾電
池に適用した例を示す図６において、陰極活物質
と容器とを兼ねる亜鉛罐３０には、中央部に炭素
集電体３１が挿入された陽極合剤３２が収容さ
れ、亜鉛罐３０と陽極合剤３２との間には、電解
質糊層３３が収容されている。亜鉛罐３０の外側
には電気絶縁性樹脂チユーブ３４があり、その周
囲には金属製の外装筒体３５がある。

【0021】 この素電池の開口部には、本発明によ
る密封要素３６が設けられ、炭素集電体３１はパ
ツキングの筒状突起部８と密封係合され、一方亜
鉛罐３０の開口端縁はパツキングの周状密封係合
部１０と密封係合される。 このパツキングの密封係合部１０は前述した如
く凹溝となつた形状を有しており、この凹溝に亜
鉛罐の開口端縁が係合してパツキングのクツシヨ
ン性により密封が行われる。本発明においては、
この密封係合部１０に分子配向等の歪が残留する
のが防止されるため、密封係合部１０が径内外方
向に拡がり変形する場合にも、この凹溝にクラツ
ク等が生じるという従来のパツキングの欠点が有
効に解消される。外装筒体３５の上端縁３７は内
方にカールされ、前述した電気絶縁性樹脂チユー
ブ３４或いは更に別のリング状パツキング３８を
介して、密封要素３６の封口板１に対して封口板
１の剛性によつて確実に密封係合される。

【0022】 本発明を、電池用密封要素を例にとつ
て説明したが、既に述べた通り、この方法は広口
ビン用蓋のような環状パツキングを備えた蓋の製
造に適用し得ることが理解されねばならない。

【0023】

【発明の好適態様】 本発明において、密封用部
品を構成する金属素材としては、一般に厚さが１
乃至100ミクロン、特に５乃至100ミクロンの範囲
にある金属箔や、或いは厚さが100ミクロン以上
の金属シートが使用される。金属素材の種類には
特に制限はなく、例えば箔状或いはシート状の表
面未処理鋼（ブラツクプレート）、表面処理鋼、
アルミニウムの如き軽金属が使用される。表面処
理鋼の適当な例としては、リン酸処理、クロム酸
処理等の化学処理や、電解クロム酸処理、電気ス
ズメツキ等の電解処理、熔融錫メツキ処理等の熔
融メツキ処理を箔乃至はシート状の鋼の表面に行
つたものを挙げることができる。

【0024】 これらの金属素材の表面には、それ自
体公知の任意の保護塗料或いはパツキングの熱接
着用下塗り塗料の１層乃至は２層以上が施されて
いてもよい。保護塗料の適当な例は、フエノール
−エポキシ塗料、エポキシ−ウリア塗料、エポキ
シ−メラミン塗料、フエノール−エポキシ−ビニ
ル塗料、エポキシ−ビニル塗料、塩化ビニル−酢
酸ビニル共重合体塗料、塩化ビニル−酢酸ビニル
−無水マレイン酸共重合体塗料、不飽和ポリエス
テル塗料、飽和ポリエステル塗料等の一種又は二
種以上の組合わせである。保護塗料自体が用いる
パツキング用熱可塑性樹脂に対して接着性を有し
ない場合には、金属素材上に直接或いは前述した
保護塗料を介してパツキングの熱接着用塗料を施
こすことができる。例えば、用いるパツキング用
樹脂が、オレフイン系樹脂である場合には、公知
のオレフイン樹脂熱接着用塗料、例えば酸化ポリ
エチレンや酸変性オレフイン樹脂を塗膜形成性樹
脂中に分散させた塗料を用いることができ、一
方、このライナー用樹脂が塩化ビニル系樹脂であ
る場合には、前述したビニル樹脂塗料やビニル樹
脂変性塗料を用いることができる。

【0025】 これらの被覆金属素材は、所謂王冠、
ピルフアープルーフキヤツプ、スクリユーキヤツ
プ、ツイストオフキヤツプ、ラグキヤツプ、イー
ジイーオープンキヤツプ等の任意の容器蓋形状に
成形され、本発明の製造法に用いられる。 勿論、密封用部品は金属製のものに限定され
ず、例えば射出成形、加圧成形等の手段で製造さ
れたプラスチツクキヤツプにも本発明は適用し得
る。

【0026】 本発明は、特に広口のパツキング付き
容器蓋の製造に有用であり、従来溶融ポリエチレ
ンのコールドプレス法では、パツキングの施用が
困難であつた38mm以上の径を有する容器蓋殻体に
適用し得るという利点を有するものであるが、勿
論これよりも径の小さい容器蓋に対しても顕著な
効果を奏するものである。

【0027】 本発明において、パツキング形成用の
熱可塑性樹脂としては、熔融成形可能であり、且
つパツキングとしてのクツシヨン性を有する任意
の熱可塑性樹脂が使用される。本発明の目的に特
に有利に使用し得る熱可塑性樹脂は、オレフイン
系樹脂、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、
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、エチレン−アクリル酸エステル
共重合体、アイオノマー等の１種又は２種以上の
組合せであり、他に軟質塩化ビニル系樹脂を用い
ることもできる。

【0028】 本発明の目的に、特に有利な熱可塑性
樹脂は、低密度ポリエチレン、エチレン系共重合
体等であり、パツキング特性の点では、低密度ポ
リエチレンに、(a)エチレン−プロピレン共重合体
及び、(b)熱可塑性エラストマー、特にスチレン−
ジエン（ブタジエン又はイソプレン）−スチレン
プロツク共重合体の少なくとも１種をブレンドし
た組成物を用いることが望ましく、これらの改質
成分は低密度ポリエチレン当り３乃至40重量％の
量で含有せしめるのがよい。

【0029】 本発明の製造法では、従来の製造法で
は、取扱いの困難であつた溶融流動性の小さい熱
可塑性樹脂をもパツキングとして使用し得るとい
う顕著な利点を有する。例えば、ポリエチレンパ
ツキングの場合、メルト・インデツクス（M.I.）
が小さいポリエチレンそのものは本質的にストレ
スクラツキング傾向が小さいが、このようなポリ
エチレンを従来の成形法でパツキングに成形する
と、パツキング外周部での面配向が過度に大きく
なつて、やはりストレスクラツキングを生じるよ
うになる。これに対して、本発明によれば、溶融
状態で樹脂の展延を行わせることにより、本質的
にストレスクラツキング傾向の小さいポリエチレ
ンの使用も可能となるのであつて、これは本発明
の利点である。一般に用いる低密度ポリエチレン
は0.1乃至20ｇ／10mimのM.I.を有するのが望ま
しい。

【0030】 本明細書において、環状とは広義の意
味で使用される。即ち、この環状とは必ずしも真
円であることを必要とせず、楕円状、多角形等の
中央部が空で周囲が細長く閉じた形状を有するも
のを含有する。このように外周が真円でない密封
要素は、実際に断面が真円でない容器の密封に広
く使用されていることは当業者に自明であろう。

【0031】

【発明の効果】 本発明によれば、パツキング付
密封要素の製造が少ない工程数でしかも高生産速
度で行われると共に、得られる密封要素は、密封
信頼性や持続性の点でも顕著な利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により得られる密封要素の一例を
示す。

【図２】本発明の製造工程を示す図である。

【図３】本発明の製造工程を示す図である。

【図４】本発明の製造工程を示す図である。

【図５】本発明における樹脂の分配供給を具体的
に示す図である。

【図６】本発明による密封要素の使用状態を示す
図である。

【符号の説明】

１ 陽極側封口板 ２ センターパネル ３ キヤツプ ４ 段差部 ５ フランジ部 ６ プライマー塗膜 ７ パツキング ８ 突起部 ９ 薄肉部 １０ 密封係合部 １１ 凹部 １２ 微小突起部 １３ 段差部 １４ 金敷 １５ａ，１５ｂ 塊 １６ プランジヤー １７ 流入阻止棒 １８〜２０ 金型 ２１ 支持座 ２２ ターレツト ２３ 供給シユート ２４ 予備加熱機構 ２５ 供給ステーシヨン ２６ 成形ステーシヨン ２７ 排出シユート ２８ａ，２８ｂ ダイス出口 ２９ 回転刃 ３０ 亜鉛罐 ３１ 炭素集電体 ３２ 陽極合剤 ３３ 電解質糊層 ３４ 樹脂チユーブ ３５ 外装筒体 ３６ 密封要素 ３７ 上端縁 ３８ パツキング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密封用部品の中心部を除く部分
   に、これに密着した環状の樹脂製パツキングを有
   するパツキング付密封要素の製造方法において、 複数の密封用部品を支持するターレツトの単一
   の供給位置に樹脂押出しダイス出口と回転刃との
   組合せの複数を配置し、各ダイス出口からの溶融
   樹脂を所定量だけ切落して密封用部品のパツキン
   グが形成されるべき環状の部分に複数個の塊とし
   て分配供給し、この複数個の塊を環状の型面を有
   するプランジヤーで押圧して、密封用部品に密着
   した環状の樹脂製パツキングを形成させることを
   特徴とするパツキング付密封要素の製造方法。