JP4049933B2 - 耐久性を改良したプラスチックチャック - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品、薬品などの簡易な包装容器として広く使用されている、開封後に密閉性のある再封止可能であり、かつ開口が容易で百回以上の繰返し開閉しても開口強度も低下しない耐久性のあるプラスチックチャック及びそれを備えた包装容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラスチックチャック付きの軟質包装材は軽量、安価、リサイクルの容易さ、使用後の減容積率が大きいなどの利点を有するため種々の製品の包装用容器として使用されているが、密閉性の向上があり、コストが安いため最近では栄養剤や脱色剤など、一回の使用量が小量で使用頻度が大きい分野の製品の包装用途に使用され始めている。
しかし、従来の雄爪と雌爪からなるプラスチックチャックは、密閉性や再封止性に優れているものの開閉の頻度が３０回を越えると封止機能が低下し、使用できない欠点や高温や低温において開閉の機能が低下するといった欠点があり解決が望まれていた。
【０００３】
従来のプラスチックチャックは図２から５に示すような断面形状のものが採用されている。いずれの形状にあっても内容物側の爪形状は図２〜５に示したごとく雄、雌のそれぞれの鈎爪が組み合わされて係合されており、鈎爪の開口側は図４Ａで示したごとく雄爪、雌爪のいずれかまたは両方の係合部に円弧状または内容物側（図４Ｂ）の鈎爪に比し鈍角の形状とし、係合強度を弱くしている。
従来のプラスチックチャックの係合機能を図２で説明する。
すなわち雄爪１３が剛性を強くした雌爪の鈎爪１４、１５によって挟まれた状態でインターロックされており、内容物側からの開口力が働き基部につながるフランジ部１１、１２が矢印Ｌ、Ｌ’の方向に開かれても図４Ｂのごとく組合わされて、係合してインターロックされた内容物側の鈎爪は外れる事はない。
【０００４】
この時の雌爪１４、１５によって挟まれた状態（係合状態）を維持するために雌爪全体の剛性を高める必要があり、該剛性が高いほど内容物側からの開口強度は強くなる。該剛性が弱いと雌爪１４、１５が撓んでインターロックが外れることとなる。
図３に示すチャックは、開口の機能は図２と同じであるが、図２に比べてフランジ部の厚さが厚いので雌爪全体の剛性がより高いと考えられる。
図２の内容物側雌爪の鈎爪１４の先端Ｂｌ４と、内容物側の雌爪１５の鈎爪の先端Ｂ１５によって挟まれた間隔Ｙと、雄爪の基部の厚さＺとの隙間（Ｙ一Ｚ）も重要な要素であり、間隔が狭いと開口強度は強くなり、広いと開口強度は弱くなる傾向があり、該間隔を正確にコントロールする必要があり、このコントロールの難しさが生産歩留まりを落とし、コストアップの原因になる。
【０００５】
開口側から開口する際は、図４Ａで例示したごとく開口側の雌爪の雌鈎部分に円弧状の部分を待っているためフランジ部ｌ１、１２が矢印○、○’の方向に開かれると、雄爪１３と鈎爪１５の先端部Ｂ１５は雄爪の円弧部をスライドして雌爪１５が開口側にわずかに撓み、雌鈎部分Ｂ１５と雄爪１３との係合が大きな開ロカを要することなく開放される。
開口側が開口するとプラスチックチャックはインターロツクが外れることによって内容物側の係合も容易にはずれる。
従来のプラスチックチャックでは、鈎爪が係合された状態での内容物側からの開口に必要な内容物側開口強度は、開閉頻度が１０回以内ならば５〜７ｋｇ／５ｃｍ程度が保持でき、充分に強く、開口側からの開口に必要な開口強度は開口しやすい０．６〜ｌ．５ｋｇ／５ｃｍ程度を保持出来るが、１０回を越えた開閉をおこなうと開口側、内容物側も共に開口強度が低下し、開閉機能を維持できなくなる。
【０００６】
従来のプラスチックチヤックは、内容物側開口強度が強く、開口側開口強度が弱いことが要求されている。しかし同一形状のチャックではある限度以上は内容物側開口強度を強くすると必然的に開口側開口強度も強くなるし、逆に内容物側開口強度を弱くすると開口側開口強度も弱くなる。
このため従来は内容物側開口強度を強くするために、雌鈎爪全体の剛性を高めたり内容物側の爪を大きくしたり、開口側開口強度を弱くするため開口側の爪の円弧の形状を調整したり、内容物側、開口側の強度をバランスさせるために雌爪と雄爪の間隔（Ｙ一Ｚ）を調整したりして対応している。
【０００７】
しかし、従来のプラスチックチャックでは開閉を繰り返す度に雌爪１５が外側にわずかに塑性変形を起こし雌爪と雄爪の間隔（Ｙ一Ｚ）が次第に大きくなることが避けられない。
その結果、開閉回数を増すにしたがって次第に開口側開口強度が弱くなり、図２のタイプでは開閉２０回程度、雌爪の剛性の高い図３のタイプでは開閉３０回程度で開口強度が低下し、開口強度を十分高く維持できなくなる欠点がある。
またプラスチックチャックでは、プラスチックの塑性変形は温度依存性が大きく、高温では数回で開目強度を維持できなくなったり、低温では低温脆化によって雌爪が撓まなくなりチャックの係合に支障をきたす場舎も多く問題となっている。
【０００８】
図５に示すプラスチックチャックの場合は開閉の際に指に感ずる感覚を硬くするために、雌爪１４と１５の間の剛性を上げたうえ、ガイドリブを付けたり、雄爪をふたつに分けたりしているが、開口の機能は図２と図３に示すプラスチックチャックと基本的には同様であり、またこのようにしてもプラスチックチャックの耐久性の問題も同様に解決できていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、内容物側及び開口側のそれぞれの開口強度を調整できるが、チャツクの内容物側開口強度を７〜８ｋｇ／５ｃｍ程度に充分な強度を保持しながら、開口側開口強度は安定して０．９〜ｌ．２ｋｇ／５ｃｍ程度の低い値を保ちかつ１００回以上の繰り返し開閉をしても、内容物側開口強度も開口側開口強度も初期の開口強度に近い強度を維持できるプラスチックチャックの開発を目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
［１］ 雄爪と雌爪が係合してなる一対のプラスチックチャックにおいて、開放力がプラスチックチャックの開口部側から加えられたとき、雌爪が開口側雌鈎部分と内容物側雌鈎部分の二つの爪で構成された雌爪の基部に挟まれた部分が屈曲可能となったフランジ上に設けられたことを特徴とするプラスチックチャック、
［２］ 雄爪と雌爪が係合してなる一対のプラスチックチャックにおいて、雌爪の開口側と内容物側の二つの雌爪のうち、内容物側雌鈎爪基部が、該雌爪の基部よりも内容物側に、開口側の雌爪基部の開口側が開口側雌鈎爪基部よりも開口側に位置していることを特徴とするプラスチックチャック、
【００１１】
［３］ 雄爪と雌爪が係合してなる一対のプラスチックチャックにおいて、開口側と内容物側の二つの鈎爪で構成されている雄爪の内容物側の基部が該雄爪の内容物側の鈎爪先端部よりも内容物側に、該雄爪の開口側の基部が該雄爪の開口側の鈎爪先端部よりも内容物側に位置する雄爪を有することを待徴とするプラスチックチャック。
［４］ 前記［１］および／または［２］に記載の雌爪と前記［３］に記載の雄爪を組み合わたことを特徴とするプラスチックチャック、及び
【００１２】
［５］ 容器の開閉用具として前記［１］ないし［４］のいずれかに記載のプラスチックチャックを使用したことを特徴とする包装用容器を開発することにより本発明の課題を解決した。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明をさらに詳しく説明する。
図２から５に例示した従来のプラスチックチャックでは、雌爪は全体に高い剛性をもっており、たとえば図２に示すチャックでは、開口強度を高く維持するためには雌爪１４、１５によって挟まれた状態を保つために、雌爪全体の剛性を高める必要があることは前述した通りである。
従来のプラスチックチャックにおいては、開口強度を高くするため雌爪全体が高い剛性を持つことを必要としていたが、本発明のチャックにおいてはこれとは根本的に異なり、雌爪全体の剛性を大幅に低下させても開口強度を高く維持できるところに特徴がある。
即ち図１に示すように、雌爪は開口側の鈎爪１５と内容物側の鈎爪１４で構成されており、この二つの鈎爪の基部に挟まれたフランジ部分の剛性を低下してこの部分で雌爪が屈曲しやすくする。
【００１４】
このため、本発明のプラスチックチャックは従来のチャックと構造を異にし、開閉の機能が全く異なる新しいプラスチックチャックである。
本発明のプラスチックチャックでは、係合したプラスチックチャックを開口側から係合を開放するに際は、雄フランジ１２と雌フランジ１ｌを矢印Ｇ、Ｇ’方向のへ引き合う開口力を作用させる。
この時、内容物側と開口側の両雌爪１４、１５の基部に挟まれた部分、即ちＢ２とＢ４の間の屈曲点Ｂ７（内容物側雌爪及び開口側雌爪の間で曲がり易くなっていれば良い。）で雌爪側フランジが屈曲すれば、開口側の爪１５１は開口方向へ大きく変位するため開口側の雄鈎部分１３２と雌鈎部分１５１は容易に外れ、しかも雌鈎部分１５１の変位量が大きく、この変位のための力はＧ方向の開口力が直接Ｂ２とＢ４の間で屈曲点Ｂ７に働くため小さい力で変位でき、また屈曲点に多少の塑性変形が生じても雌鈎部分１５１の変位量に与える影響は極めて少ないため、従来のチャックが３０回程度の開閉で生じた塑性変形や高温で生ずる塑性変形によって開口強度を維持できなくなる欠点は本発明では起こらない。
【００１５】
また、本発明のチャックでは雌爪全体の剛性が低くしてあるため、プラスチック材料が低温脆化を起こしてもチャックの係合に支障をきたす事はない。
雌鈎部分１５１の変位量が大きいために雄鈎部分１３２との係合を外すときも従来のごとく開口側の鈎爪部分を円弧状あるいは鈍角にする必要もないため二つの鈎爪が開口力に係わって安定した係合が得られる。
図１に例示したＢ２とＢ４の間のフランジに剛性の低い屈曲点Ｂ７が存在すると、通常は雌爪１４も内容物側に変位しやすくなり、係合が外れやすくなる。
この変位を防止して内強度を高く維待するために、図１の雌爪の内容物側の雌爪１４の雌鈎部分の基部Ｂｌと該雌爪のフランジ上の内容物側の基部Ｂ２のそれぞれの点からフランジ１ｌ面に引いた垂線の間隔Ｘ（Ｂ１がＢ２より内容物側に位置する場合は「＋」符号、その逆は「ー」符号で表示する。）がＸ≧０であること、すなわちＢ１がＢ２に比べて内容物側にあることが必要である。
【００１６】
図１において、Ｆ、Ｆ’方向へ引き合う内容物側の開口強度が作用した時、基部Ｂ２を中心にフランジ部４１がほぼ直角に曲がる。この時Ｘ≧０の場合は雌爪４４はチャックの係合を閉じる方向に回転モーメントが働くため係合がはずれることはない。
逆にＸ＜０であると雌爪１４は内容物側に開く回転モーメントによって内容物側のチャックの係合をはずす方向に作用するため係合がはずれやすい。
雌爪１４と係合する雄爪１３の内容物側の基部Ｂ５が該雄爪の内容物側の鈎爪先端Ｂ１３１よりも内容物側にあると、フランジ１１、１２にＦ、Ｆ’方向へ引き合う内容物側の開口力が作用した時、雄爪１３はチャックの係合を閉じる方向に回転モーメントが働くために雌爪１４との係合ははずれにくくなり安定した内容物側開口強度が得られる。
【００１７】
この時内容物側開口強度を支配するのは雌鈎部分１４１と雄鈎部分１３１の破壊強度であるため、内容物側開口強度を上げたければ雌鈎部分１４１と雄鈎部分１３１の剛性を部分的に上げることによって任意の開口強度が得られる。
開口側から係合をはずす際に、開口側の雌爪１５の基部の開口側末端Ｂ８が、該雌爪の雌鈎部分１５１の基部Ｂ３よりも開口側に位置していると、フランジにＧ、Ｇ’方向へ開口力が作用した時に、雌爪１５が屈曲点Ｂ７を軸にして開口する方向の回転モーメントが働くため小さな開口力で開口側雌爪１５の大きな変位が得られる。
開口側の雌爪１５と係合する雄爪１３の開口側の基部Ｂ６が、該雄爪の開口側の鈎爪１３２の先端Ｂ１３２よりも内容物側に位置すると、フランジにＧ、Ｇ’方向の開口力が作用した時に雄爪１３が開口を妨げる方向の回転モーメントはほとんど働かないため、雄爪１３と雌鈎爪１５の係合は安定した外れ易さを保つことができる。
【００１８】
内容物側開口強度、開口側開口強度、開口頻度等の条件次第では、プラスチックチャックの一方を上記した雌爪または雄爪のみを使用し、係合の相手方は従来の雄爪または雌爪であっても性能を発揮できるが、本発明に係る上記の雄爪、雌爪を組み含わせ使用すると、開閉頻度が高くとも任意の内容物側開口強度、開口側開口強度を有する耐久性のあるプラスチックチャックを実現できる。
【００１９】
【実施例】
図１に示すごとき断面形状を有する高さ１．４０ｍｍ及び幅１．５０ｍｍのプラスチックチャックをポリエチレン材料で成形した。
該チャックの雌爪は、高さ１．２０ｍｍ、幅が１．５０ｍｍで、Ｂ１（内容物側雌鈎部の基部）とＢ２（内容物側雌爪の内容物側基部）のフランジに垂線を落とした時の距離Ｘは０．１５ｍｍ、Ｂ３（開口側雌鈎部分の基部）とＢ８（開口側雌爪の開口側基部）が０．６０ｍｍであり、雄爪の高さ１．１０ｍｍ、幅が０．８ｍｍであって、Ｂ５（雄爪の内容物側の基部）とＢ１３１（雄爪の内容物側鈎爪先端部の距離が０．２０ｍｍであった。
【００２０】
このチャックを係合した状態で５０ｍｍの長さに切断したサンプル４０個をそれぞれ１０個づつ０、４０、８０、１２０回、開口側から開閉を繰り返したのちチヤックの末端より５ｍｍの位置のフランジ部を引張り試験機に固定してＧ、Ｇ’の方向の開口強度を測定したのち再封止し、続けてＦ、Ｆ’の方向に引張り、チャックの開口側及び内容物側からの開口強度を測定した。
この結果、表１に示すとおり内容物側平均開口強度は安定して高い値を、開口側平均開口強度は安定して低い値を示し、開閉の繰り返しによる開口強度及び標準偏差（バラツキ）の変化は殆どなく、１００回以上の繰り返し使用に充分耐えると判断された。
【００２１】
（比較例）
係合時の高さが１．４０ｍｍ、幅が１．３０ｍｍのポリエチレン材料で成形した図３に示すごときのプラスチツクチャツクを成形した。
該チャックの雌爪は、高さ１．３０ｍｍ、幅が１．３０ｍｍであり、雄爪は高さ０．９０ｍｍ、幅が０．６５ｍｍであった。
このチャックを係合した状態で５０ｍｍの長さに切断したサンプル４０個をそれぞれ１０個づつ０、１０、２０、４０回、開口側からの開閉を繰り返したのち、チャックの内容物側の末端より５ｍｍの位置のフランジ部を引張り試験機に固定してＨ、Ｈ’の方向の開口強度を測定したのち再封止し、続けてＦ、Ｆ’の方向に引張り、チャックの開口側及び内容物側からの開口強度を測定した。
【００２２】
この結果は表２に示すとおり１０回の繰り返し開閉までは内容物側開口強度、開口側開口強度ともに開口強度の変化はあるものの使用にはさしつかえないものと判断できた。しかし２０回の開閉繰り返しではチャックの機能が大巾に低下したものが見いだされ、４０回程度で平均開口側開口強度はほぼ初期の１／３に低下し、さらにバラツキも大巾に増加し、チャック機能の発揮できないものが見出されたために使用不可能と判断する。また平均内容物側開口強度も半分程度になりバラツキの大きさを考えると使用不可能な程度の開口強度と判断する。
【００２３】
【表１】

【００２４】
【表２】

【００２５】
【発明の効果】
チャツクの内容物側開口強度を７〜８ｋｇ／５ｃｍ程度に充分な強度を保持しながら、開口側開口強度は安定して０．９〜１．２ｋｇ／５ｃｍ程度の低い値を保ちつつ、１００回以上の繰り返し開閉をしても開口側開口強度も内容物側開口強度も所定の開口強度範囲内にとどまり、さらに従来のチャックで問題となっていた低温時に樹脂が硬くなっても係合に支障をきたしたり、高温時に数回の開開で係合ができなくなる欠点を解消したチャックが開発できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラスチックチャックの係合状態の断面図。
【図２】従来の係合状態にあるプラスチックチャックの断面図の１例。
【図３】従来の係合状態にあるプラスチックチャックの断面図の他の１例。
【図４】Ａ：従来のプラスチックチャックの開口側の係合状態の拡大図。
Ｂ：従来のプラスチックチャックの内容物側の係合状態の拡大図。
【図５】従来の係合状態にあるプラスチックチャックの断面図の別の１例。
【符号の説明】
１１、１２ フランジ
１３ 雄爪
１３１ 雄鈎部（内容物側）
１３２ 雄鈎部（開口側）
１４ 雌爪（内容物側）
１４１ 雌鈎部（内容物側）
１５ 雌爪（開口側）
１５１ 雌鈎部（開口側）
Ｂ１ 内容物側雌鈎部基部
Ｂ１１ 内容物側雌鈎部先端
Ｂ１３１ 雄爪の内容物側鈎爪先端部
Ｂ１３２ 雄爪の開口側鈎爪先端部
Ｂ２ 内容物側雌鈎部分の内容物側基部
Ｂ３ 開口側雌鈎部基部
Ｂ３１ 開口側雌鈎部先端部
Ｂ４ 開口側雌爪の内容物側基部
Ｂ５ 雄爪の内容物側基部
Ｂ６ 雄爪の開口側基部
Ｂ７ 雌爪フランジの屈曲点
Ｘ Ｂ１とＢ２のフランジ面への垂線の間隔
Ｙ 雌鈎部先端の間隔
Ｚ 雄爪基部の厚さ

Claims (2)

1. 雄爪と雌爪が係合してなる一対のプラスチックチャックにおいて、開放力がプラスチックチャックの開口部側から加えられたとき、雌爪が開口側雌鈎部分と内容物側雌鈎部分の二つの爪で構成された雌爪の基部に挟まれた部分が屈曲可能となったフランジ上に設けられており、雌爪の開口側と内容物側の二つの雌爪のうち、内容物側雌鈎爪基部が、該雌爪の基部よりも内容物側に、開口側の雌爪基部の開口側が開口側雌鈎爪基部よりも開口側に位置しており、且つ、開口側と内容物側の二つの鈎爪で構成されている雄爪の内容物側の基部が該雄爪の内容物側の鈎爪先端部よりも内容物側に、該雄爪の開口側の基部が該雄爪の開口側の鈎爪先端部よりも内容物側に位置する雄爪を有することを待徴とするプラスチックチャック。
2. 容器の開閉用具として請求項１に記載のプラスチックチャックを使用したことを特徴とする包装用容器。

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