JP2003327262A

JP2003327262A - キャップ及びボトル缶並びにネジ式密封ボトル

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Publication number: JP2003327262A
Application number: JP2003059722A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Hanabusa; 達也花房; Yoshiharu Ozawa; 吉晴小澤; Ryuichi Ito; 隆一伊藤
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2003-11-19
Anticipated expiration: 2023-03-06
Also published as: JP4260510B2

Abstract

(57)【要約】【課題】開栓性を低下させることなく、ネジの嵌合強
度を高めることのできるキャップ及びボトル缶並びにネ
ジ式密封ボトル缶を得、ネジ式密封ボトル缶の耐圧性を
向上させる。【解決手段】口金部２３にカール部と雄ねじ部２５と
が形成されたボトル缶２１の開口部を密封するピルファ
ープルーフ用の金属製のキャップ２７であって、キャッ
プ２７を形成する金属の引張強度Ｓ_Ｃが、２２０≦Ｓ_Ｃ
≦３００Ｎ／ｍｍ ^２の範囲にあり、ボトル缶２１の雄ね
じ部２５におけるネジ部座屈強度Ｓ_Ｂとして、軸線方向
の耐圧縮荷重を２０００≦Ｓ_Ｂ≦４０００Ｎの範囲のに
設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属製のキャップ
材の筒部に雌ネジが形成されてなるキャップと、口金部
にカール部と雄ねじ部とが形成されたボトル缶と、この
ボトル缶にキャップが冠着されてなるネジ式密封ボトル
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、飲料用の缶として広く使われて
いるボトル缶は、アルミニウムやアルミニウム合金製の
金属板を絞り加工（Ｄｒａｗｉｎｇ）と、次いで行われ
るしごき加工（Ｉｒｏｎｉｎｇ）とによって形成され
る、一般にＤＩ缶と呼ばれている缶の上部に、口金部が
形成されて製造されている。このボトル缶に内容物を充
填した後、ボトル缶の口金部にキャップが冠着され、ネ
ジ式密封ボトル（キャップ付きボトル缶）とされる。

【０００３】図６（ａ）に示すように、ボトル缶の口金
部には雄ねじ部１、カール部２、及び膨出部１７が形成
されている。図６（ｂ）に示すように、キャップ３が取
り付けられ、キャップ３の天面部３ａの内面に設けられ
たライナー（図示せず）とカール部２とが密接すること
でボトル缶の開口部が密封される。図６（ｃ）に示すよ
うに、キャップ３は、ボトル缶の雄ねじ部１に倣って雌
ねじ部５が形成される筒部を有したキャップ本体７と、
このキャップ本体７の下端に、破断部９を介して連設さ
れたピルファープルーフ部１１とからなる。ピルファー
プルーフ部１１は、膨出部１７の下方を巻き込むように
折り曲げられて形成されている。

【０００４】キャップ３の破断部９は、キャップ本体７
とピルファープルーフ部１１とを連結するブリッジ１５
と、周方向に連続して設けられた複数の切り込みである
スコア１３とを有して構成されている。このキャップ３
は、ネジ式密封ボトルの開栓時にボトル缶に対して回転
されると、ボトル缶の口金部に形成された雄ねじ部１の
リードに従いキャップ本体７が上方に移動されながら回
転する一方で、ピルファープルーフ部１１がボトル缶の
口金部の膨出部１７に係止されているので、ブリッジ１
５が破断されるようになっている。このようにして、キ
ャップ３が、ボトル缶から離脱されるキャップ本体７
と、口金部に残されるピルファープルーフ部１１とに分
離されることで、ネジ式密封ボトルは開栓される。（例
えば、特許文献１参照。）

【０００５】

【特許文献１】特開２００２−３０２１９４号公報（第
１図）

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、炭酸飲料等
の内容物を密封した場合にネジ式密封ボトル缶の内部は
陽圧となっており、この圧力によるキャップの天面部を
押し上げる力がキャップの雌ねじ部を引っ張るとともに
径方向へ拡がるように作用して、キャップが拡径方向に
変形してしまう虞があった。このようなキャップの変形
によって、雄ねじ部と雌ねじ部との嵌合強度が低下して
しまい、キャップが上方に押し上げられるようにズレて
しまってライナーとカール部との密着性が低下すること
により、ネジ式密封ボトル缶の密封性が低下してしまう
という問題があった。このため、ネジ式密封ボトルで
は、キャップと口金部との冠着強度、即ち、雄ねじ部と
雌ねじ部との嵌合強度を十分に確保する必要性がある。
この場合、キャップの雌ねじ部と、口金部の雄ねじ部と
の嵌合強度を高めるには、例えばネジ長を長くしたり、
ネジを深くしたり、キャップを拡径方向に変形し難くし
たりする対策が考えられる。

【０００７】しかしながら、ネジ長を長くした場合に
は、開栓時のキャップ回転回数が増えるため、開栓性の
低下する不利がある。また、ネジ深さを深く形成するに
はネジ成形上、キャップ素材の強度を低くしなければな
らず、同時に内圧上昇時のキャップ膨出変形が生じ易く
なり、シール面が減少してシール性を低下させる虞があ
る。また、キャップの拡径方向の変形を防止するには、
キャップの板厚を増したり、素材強度を高めたりする対
策が考えられるが、キャップの素材強度が高強度になり
過ぎると、キャップをボトル缶の口金部に巻き締めるキ
ャッピング時の荷重によって口金部の雄ねじ部が変形し
てしまい、開栓性が低下する虞がある。

【０００８】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、開栓性を低下させることなくネジの嵌合強度を高め
ることのできるキャップ及びボトル缶並びにネジ式密封
ボトルを提供し、もって、ネジ式密封ボトルの密封性向
上を図ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る請求項１記載のキャップは、口金部にカ
ール部と雄ねじ部とが形成されたボトル缶の開口部を密
封するピルファープルーフ用の金属製のキャップであっ
て、ボトル缶のカール部に密接されるライナーが設けら
れた天面部と、ボトル缶の雄ねじ部に嵌合する雌ねじ部
が形成される筒部とを有する構成とされ、キャップを形
成する金属の引張強度Ｓ_Ｃが、２２０≦Ｓ_Ｃ≦３００Ｎ
／ｍｍ^２の範囲にあることを特徴とする。

【００１０】このキャップでは、キャップを形成する金
属の引張強度Ｓ_Ｃが従来より高い２２０≦Ｓ_Ｃ≦３００
Ｎ／ｍｍ^２の範囲に設定されることで、キャップの拡径
方向の拡がり変形が防止され、雄ねじ部と雌ねじ部の嵌
合強度が高められる。これにより、内圧によってキャッ
プがズレることを防止することができ、ライナーとカー
ル部との密着性が低下することもなく、良好な密封性を
得ることができる。また、引張強度Ｓ_Ｃが３００Ｎ／ｍ
ｍ^２以下に設定されることで、巻き締め時に雄ネジ部が
変形する程の荷重を加えることなく雌ねじ部を成形する
ことができ、良好な開栓性が確保される。

【００１１】請求項２記載のボトル缶は、キャップによ
って開口部が密封される金属製のボトル缶であって、口
金部の周縁を折り返して形成されたカール部と、口金部
の周壁に形成された雄ねじ部とを有する構成とされ、雄
ねじ部におけるネジ部座屈強度Ｓ_Ｂとして、軸線方向の
耐圧縮荷重が２０００≦Ｓ_Ｂ≦４０００Ｎの範囲にある
ことを特徴とする。

【００１２】このボトル缶では、雄ねじ部におけるネジ
部座屈強度Ｓ_Ｂとしての軸線方向の耐圧縮荷重を、従来
より高い２０００≦Ｓ_Ｂ≦４０００Ｎの範囲に設定した
従来より硬い金属が使用され形成される。これにより、
口金部に外挿したキャップ材を半径方向外側から押圧成
形してキャップの筒部に雌ねじ部を形成する際（所謂キ
ャッピング時）、キャップの引張強度を高めた分、外側
からの押圧成形荷重（所謂ＲＯ荷重）が増大しても、ボ
トル缶の雄ねじ部がＲＯ荷重によって変形しなくなる。
したがって、雄ねじ部が変形することによって生じる開
栓トルクの上昇や、雄ねじ部の座屈（軸線方向の潰れ）
が防止される。また、上述したようにネジ部座屈強度Ｓ
_Ｂが設定されることで、キャッピング時における絞り加
工の良好な加工性も確保される。

【００１３】請求項３記載のネジ式密封ボトルは、請求
項１記載のキャップ及び請求項２記載のボトル缶からな
るネジ式密封ボトルであって、ボトル缶の雄ねじ部にキ
ャップ材の筒部が巻き締められることで、ボトル缶に冠
着するようにキャップが形成され、ボトル缶のカール部
にライナーが密接されることで、ボトル缶の開口部を密
封するようにキャップが冠着されてなることを特徴とす
る。

【００１４】このネジ式密封ボトルでは、請求項１記載
のキャップが請求項２記載のボトル缶に巻き締めること
で、キャップの拡径方向の拡がり変形が防止されて、キ
ャップのズレが防止されると共に、キャッピング時にお
ける雄ねじ部の変形も防止される。つまり、高強度のキ
ャップを、雄ねじ部の変形なしにキャッピングすること
ができる。これにより、キャップと口金部とのネジ嵌合
強度が高まり、開栓性が損なわれることなくネジ式密封
ボトルの密封性が向上することになる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るキャップ及び
ボトル缶並びにネジ式密封ボトルの好適な実施の形態を
図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係るネ
ジ式密封ボトルの一部分を切り欠いた側面図、図２は図
１に示したキャップと口金部の要部拡大断面図、図３は
図１に示したボトル缶の製造工程説明図、図４は図１に
示したキャップの巻締工程説明図、図５は図１に示した
ネジ式密封ボトルにおけるネジ部の作用説明図である。
なお、図６に示した部材と同一の部材には同一の符号を
付し、重複する説明は省略するものとする。

【００１６】図１に示すように、例えば、アルミ合金素
材からなる飲料用のボトル缶２１は、口金部２３の周壁
に雄ねじ部２５を有する。ボトル缶２１は、内容物の充
填後に、この雄ねじ部２５にキャップ２７を装着して内
容物を密封する。キャップ２７は、金属（例えばアルミ
合金素材）からなるキャップ材４３を口金部２３に被
せ、このキャップ材４３を口金部２３の雄ねじ部２５に
倣って押圧成形することで、雌ねじ部４７がボトル缶２
１に巻き締められ、雌ねじ部４７の成形と装着とを同時
に完了する。このようにしてキャップ２７を冠着したボ
トル缶２１は、ネジ式密封ボトル２８を構成する。

【００１７】図２に示すように、キャップ２７の天面部
４９の内面には、シール材であるライナー２９を貼設し
ている。キャップ２７は、ボトル缶２１の口金部２３に
装着されると、このライナー２９を口金部２３に密接し
て、口金部２３との間のシール性を高める。ライナー２
９が密接するボトル缶２１の口金部２３には、口金部２
３の周縁を外側に折り返して形成したカール部３１を設
けている。つまり、ライナー２９は、このカール部３１
の外面に密接することになる。

【００１８】カール部３１には、ボトル缶２１の軸線と
平行となるように外面側輪郭部に、ライナー２９と密接
する直線部３３を形成している。このような直線部３３
を設けることで、ボトル缶２１の口金部２３は、ライナ
ー２９との良好なシール性が確保でき、ネジ式密封ボト
ル２８の内部における内容物の密封性を高めている。

【００１９】ところで、キャップ２７は、その素材とな
る金属の引張強度Ｓ_Ｃを、従来の値（２００±１５Ｎ／
ｍｍ^２）より、所定の範囲となるように高く設定してい
る。即ち、その引張強度Ｓ_Ｃの範囲は、２２０≦Ｓ_Ｃ≦
３００Ｎ／ｍｍ^２となるように設定している。なお、本
実施の形態では、キャップ２７の素材が３０００系若し
くは５０００系のアルミ材である場合を例に説明する
が、引張強度Ｓ_Ｃが上記の範囲に設定されるものであれ
ば、その素材は特にアルミ材に限定されるものではな
く、その他の金属、例えば鉄等であってもよい。

【００２０】また、上記の引張強度の範囲とした場合の
キャップ２７の主要部の寸法は、板厚を０．２２〜０．
３０ｍｍ、外径を２８〜３８ｍｍとしている。

【００２１】更に、ボトル缶２１は、雄ねじ部２５の軸
線方向の耐圧縮荷重を、従来の値より、所定の範囲とな
るように高く設定している。即ち、そのネジ部座屈強度
Ｓ_Ｂは、２０００≦Ｓ_Ｂ≦４０００Ｎの範囲の圧縮荷重
に耐えられるように設定している。なお、本実施の形態
では、ボトル缶２１の素材がアルミ材である場合を例に
説明するが、ネジ部座屈強度Ｓ_Ｂが上記の範囲に設定さ
れるものであれば、その素材は特にアルミ材に限定され
るものではなく、その他の金属、例えば鉄等であっても
よい。

【００２２】ここで、上記したキャップ２７の巻締手順
を、このキャップ２７を冠着するボトル缶２１の製造手
順と共に説明する。先ず、ボトル缶２１を製造するに
は、アルミ合金素材からなる素板を円形状に打ち抜き、
それを絞りしごき加工して図３（ａ）に示す有底筒状体
４１を得る。更にそれを再絞りしごき加工して所定肉厚
の平底缶を得た後、縮径機によるネックイン加工によっ
て、缶先端開口を、缶外径より小さい内径の円筒状絞り
型内へ押込む。これにより、先端開口から所定長を縮径
した図３（ｂ）に示すボトル形状体を成形する。

【００２３】次いで、図３（ｃ）に示すように、ネック
イン加工の完了した後、一旦縮径されたボトル形状体の
口金部２３を拡径機によって再び拡径する。拡径加工の
施されたボトル形状体は、次いでネジ形成機によって開
口端から一定の距離で拡径部に雄ねじ部２５が成形され
る。

【００２４】雄ねじ部２５の成形されたボトル形状体
は、カール加工機によって開口端を外方向に折り返し、
次いでスロット加工機によって、この折り返し部（カー
ル部３１）を外面側より潰して直線部３３を形成する。

【００２５】そして、図４に示すように、ボトル缶２１
には、ボトル缶２１の内部への内容物の充填後に、キャ
ップ２７となるキャップ材４３が雄ねじ部２５に被せら
れ巻き締めされる。つまり、このキャップ材４３の筒部
４３ａを、缶軸と同方向の回転軸回りに回転する円盤状
の成形ロール４５で半径方向外側から雄ねじ部２５に沿
って押圧変形させ、雄ねじ部２５に倣った雌ねじ部４７
を筒部４３ａに形成する。このようなキャッピング時に
おいて、ライナー２９とカール部３１とを密着させるた
めに、図７に示すような平板１９からの軸線方向の荷重
（所謂平板コラム荷重）によって、キャップの天面を押
圧しつつ雌ねじ部４７が成形される。

【００２６】なお、キャップ２７の天面部４９の近傍に
形成される小径絞り部４８（図２参照）は、キャップ材
４３の成形と同時に成形される。また、ライナー２９
も、キャップ材４３を口金部２３に被せる前工程におい
て、天面部４９に貼設されている。

【００２７】このようにして、キャップ２７は、雌ねじ
部４７の成形と、口金部２３への装着とを同時に完了す
る。従って、キャップ２７の天面部４９には、シール材
であるライナー２９を貼設しているので、キャップ２７
は、ボトル缶２１の口金部２３に装着されることで、こ
のライナー２９をカール部３１に密接してネジ式密封ボ
トル２８内の内容物を密封する。

【００２８】上記のキャップ２７では、素材である金属
の引張強度Ｓ_Ｃが従来より高い２２０≦Ｓ_Ｃ≦３００Ｎ
／ｍｍ^２の範囲に設定されることで、図５に破線で示す
ようにキャップ２７の拡径方向（同図中の矢印方向）の
拡がり変形が防止され、ネジ同士の嵌合強度が高められ
る。これにより、雄ねじ部２５に対する雌ねじ部４７の
乗り越えが阻止され、キャップのズレが確実に防止でき
るようになる。また、引張強度Ｓ_Ｃが３００Ｎ／ｍｍ^２
以下に設定されることで、雌ねじ部４７の成形性が確保
されると共に、開栓時のブリッジの破断も容易にして良
好な開栓性が確保される。

【００２９】また、上記ボトル缶２１では、雄ねじ部２
５のネジ部座屈強度Ｓ_Ｂが従来より高い２０００≦Ｓ_Ｂ
≦４０００Ｎの範囲の軸線方向の耐圧縮荷重に設定され
ることで、従来より硬い金属を用いて形成される。これ
により、雄ねじ部２５に外挿したキャップ材４３を外側
から押圧成形してキャップ２７の雌ねじ部４７を形成す
る際（所謂キャッピング時）、キャップ２７の引張強度
を高めた分、外側からの押圧成形荷重（所謂ＲＯ荷重）
が増大しても、ボトル缶２１の雄ねじ部２５がＲＯ荷重
によって変形しなくなるとともに、平板コラム荷重によ
る座屈（軸線方向の潰れ）も防止される。したがって、
雄ねじ部２５が変形することによって生じる、開栓トル
クの上昇が防止される。また、上述したようにネジ部座
屈強度Ｓ _Ｂが設定されることで、キャッピング時におけ
るキャップ２７の絞り加工の良好な加工性も確保され
る。

【００３０】そして、上記のキャップ２７及びボトル缶
２１からなるネジ式密封ボトル２８によれば、キャップ
２７の拡径方向の拡がり変形が防止され、キャップのズ
レが防止されると共に、キャッピング時における雄ねじ
部２５の変形も防止される。つまり、高強度のキャップ
２７を、雄ねじ部２５の変形なしにキャッピングするこ
とができる。これにより、キャップ２７と口金部２３と
のネジ嵌合強度が高まり、ネジ式密封ボトル２８の密封
性を向上させることができる。

【００３１】上記した実施の形態と同一の構成を有する
キャップ及びボトル缶を異なる種々の引張強度Ｓ_Ｃと、
異なるネジ部座屈強度Ｓ_Ｂとで実際に製作し、ボトル缶
内圧を０．１２ＭＰａとした場合の評価結果を下表１に
示す。評価は、キャッピング時の雄ねじ部２５の変形お
よび上記内圧時のキャップ２７の拡径方向の拡がり変形
がまったく見られず非常に良好であったものを◎、上記
変形が若干は見られたものの使用の問題とならない程度
に良好であったものとを○、上記変形があり改善の余地
のあるものを△、内圧が異常に上昇するようなキャップ
付きボトル缶に使用不可なものを×、ボトル缶を良好に
加工できずに測定不可であったものを―――とした。

【００３２】

【表１】

【００３３】上表１から分るように、ネジ部座屈強度Ｓ
_Ｂを１９００Ｎとしたボトル缶では、口金部２３の変形
がみられたが、ネジ部座屈強度Ｓ_Ｂを１９００Ｎ以上と
することで口金部２３の変形が生じなかった。また、ネ
ジ部座屈強度Ｓ_Ｂを４０００Ｎ以上としたボトル缶２１
では、ボトル缶２１の製造が困難となった。たとえば、
強度を確保するために板厚を増加させた場合では、良好
に加工することのできる板厚より厚くなり過ぎてしまう
が、ネジ部座屈強度Ｓ_Ｂが４０００Ｎ以下となる板厚で
良好に加工することができた。一方、引張強度Ｓ_Ｃを２
１０Ｎ／ｍｍ^２以下としたキャップでは、キャップに拡
径方向の変形が生じ、キャップがズレ易い状態となった
が、引張強度Ｓ_Ｃを２１０Ｎ／ｍｍ^２以上とすることで
このような変形が生じなかった。また、引張強度Ｓ_Ｃを
３０５Ｎ／ｍｍ^２以上としたキャップでは、雌ネジの成
形性が著しく低下し、かつ開栓時にブリッジが破断し難
くなって（開栓トルクが高まって）開栓性が低下した。
または、雌ネジを形成することのできる荷重を加えて加
工した場合に、この荷重にボトル口金部が耐えることが
できずに変形してしまい、変形したボトル口金部とキャ
ップとが開栓時に擦り合うことによって、開栓トルクが
増加してしまうが、引張強度Ｓ_Ｃを３０５Ｎ／ｍｍ^２以
下とすることで口金部を変形させるほどの荷重を加えな
くてもキャップを良好に成形することができた。これに
より、ボトル缶２１のネジ部座屈強度Ｓ_Ｂを２０００≦
Ｓ_Ｂ≦４０００Ｎの範囲とし、キャップ２７の引張強度
Ｓ_Ｃを２２０≦Ｓ_Ｃ≦３００Ｎ／ｍｍ^２の範囲とするこ
とで、キャップの良好な巻締め性にピーク的効果の発揮
されることが知見できた。

【００３４】また、表２に、このようにキャップ２７が
ボトル缶２１に巻き締められたネジ式密封ボトル２８の
キャップ２７の引張強度Ｓ_Ｃに対する密封性の評価結果
を示す。評価は、ブリッジの形成されていないキャップ
を４１０ｍｌのボトル缶に所定の巻き締め条件で巻き締
めた後、内部に流体を流し込んでボトル缶内圧を５５０
ｋＰａとした状態で、開栓する方向に回転角度４５°間
隔でキャップを回転させる開栓角度が、０〜１８０°の
範囲における各開栓角度でのリークの有無を調べ、リー
クが無かったものを○、リークが有ったものを×とし
た。

【００３５】

【表２】

【００３６】表２より、開栓角度が０°および４５°の
場合において、いずれの引張強度Ｓ _Ｃのキャップもリー
クは無かったが、開栓角度が９０°となった場合におい
て、引張強度Ｓ_Ｃが２１０および３１０Ｎ／ｍｍ^２のキ
ャップでリークが有り、２２０，２５０，および３００
Ｎ／ｍｍ^２のキャップでリークが無かった。また、２５
０および３００Ｎ／ｍｍ^２のキャップでは、開栓角度を
１３５°としてもリークは無かった。このような評価の
総合評価より、引張強度Ｓ_Ｃを２２０≦Ｓ_Ｃ≦３００Ｎ
／ｍｍ^２の範囲とすることで、良好な密封性が確保され
ることが分かる。

【００３７】また、以下にキャップを形成するアルミ合
金素材の引張強度Ｓ_Ｃが上記範囲を確保することのでき
る実施例を示す。引張強度Ｓ_Ｃを決定する要因として、
アルミ合金素材の化学成分、圧下率、および最終焼鈍温
度が挙げられる。アルミ合金素材の化学成分とは、アル
ミニウム（Ａｌ）に含まれる不純物（Ｓ，Ｆｅ，Ｃｕな
ど）の含有量のことで、その割合によって各種特性が決
定する。圧下率とは、アルミ合金素材の製造工程におい
て、アルミ合金スラブを熱間粗圧延および冷間粗圧延し
た後に中間焼鈍を行って得られるアルミ板材に対して施
される圧延工程での圧延圧下率で、圧下率を高くするこ
とで圧延に伴う加工硬化によって強度が増加する。圧下
率は、圧延工程前の板厚をｔ１、圧延工程後の板厚をｔ
２とした場合に、（ｔ１―ｔ２）／ｔ１×１００の式で
求められる。最終焼鈍温度とは、上記製造工程の圧延工
程を施されたアルミ板材を低温加熱によって安定化処理
を施す焼鈍での温度で、最終焼鈍温度を高くすることで
強度が低下するとともに伸びが増加する。また、最終焼
鈍温度は、製造工程後においてキャップを加熱する工程
のオーブンの温度である２００℃前後が好ましく、これ
によりオーブンによる加熱によってキャップの強度が変
化することが防止される。

【００３８】表３に、化学成分の異なるアルミ合金素材
より製造された一定の板厚を有する板材について、製造
工程の圧下率と最終焼鈍温度との条件を変えた場合にお
ける、引張強度、耐力、伸び、および耳率の値を示す。
アルミ合金素材として、５０５１合金，５１５１合金，
５０５２合金，３００４合金，１２００合金，３００３
合金、５００５合金が用いられ、圧延圧下率として３０
〜７０％の範囲が選択的に用いられ、最終焼鈍温度とし
て１６０℃または２００℃が用いられた。また、耳率と
は、円筒状に絞ったカップの周縁部に山部および谷部
（これらの凹凸を耳と呼ぶ）が生じた場合のカップ高さ
に対する耳高さの割合のことで、カップの耳率は、山部
の平均高さをｈ１、谷部の平均高さをｈ２、カップの平
均高さをｈ３とした場合、（ｈ１−ｈ２）／ｈ３×１０
０の式で求められる。

【００３９】

【表３】

【００４０】表３において、引張強度Ｓ_Ｃが２２０≦Ｓ
_Ｃ≦３００Ｎ／ｍｍ^２の範囲内となるアルミ合金素材を
強度確保例（５０５１合金，５１５１合金，５０５２合
金，３００４合金）とし、引張強度が２２０Ｎ／ｍｍ^２
未満のアルミ合金素材を強度不足例（１２００合金，３
００３合金、５００５合金）とした。強度不足例とされ
たアルミ合金素材であっても、圧下率をさらに上げるこ
とによって強度を向上させることができると考えられる
が、強度を向上させると耳率が上がって成形特性が悪く
なることが知られており、キャップの形成に適していな
い。また、表４にこれらのアルミ合金素材の化学成分を
示す。

【００４１】

【表４】

【００４２】また、表５に上記アルミ合金素材におい
て、圧下率と最終焼鈍温度との組み合わせにおける引張
強度および成形特性の判定を行った結果を示す。引張強
度Ｓ_Ｃが２２０≦Ｓ_Ｃ≦３００Ｎ／ｍｍ^２の範囲内のも
のを○、範囲外のものを×とし、成形特性が成形良好の
ものを◎、成形可能のものを○、成形不良のものを×と
した。形成特性は、耳率および加工性から判断された。

【００４３】

【表５】

【００４４】表５において、二重枠線で囲われた範囲
は、引張強度Ｓ_Ｃが２２０≦Ｓ_Ｃ≦３００Ｎ／ｍｍ^２の
範囲内となる圧下率と最終焼鈍温度との組み合わせの範
囲で、強度確保例である各アルミ合金素材で最終焼鈍温
度が１６０〜２２０℃の範囲において強度が確保され、
この温度範囲内で５０５１合金において圧下率が５０〜
７０％、５１５１合金において圧下率が６０〜７０％、
５０５２合金において圧下率が３０〜７０％、３００４
合金において圧下率が４０〜７０％の範囲において強度
が確保された。

【００４５】このように、アルミ合金素材を使用してキ
ャップ２７を形成した実施例において、上記強度確保例
とされた各アルミ合金素材を上記条件で製造することに
より、引張強度Ｓ_Ｃを２２０≦Ｓ_Ｃ≦３００Ｎ／ｍｍ^２
の範囲で確保することができ、ネジの嵌合強度を高める
ことができるとともに、良好な雌ねじ部４７の成形特性
を確保することができる。

【００４６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るキャップによれば、基材となるキャップ材を金属で形
成し、かつこの金属の引張強度Ｓ_Ｃを、従来より高い２
２０≦Ｓ_Ｃ≦３００Ｎ／ｍｍ^２の範囲に設定したので、
キャップの拡径方向の拡がり変形を防止して、ネジの嵌
合強度を高めることができる。この結果、雄ねじ部に対
する雌ねじ部の乗り越えを阻止し、キャップのズレを確
実に防止することができる。また、引張強度Ｓ_Ｃを、３
００Ｎ／ｍｍ^２以下に設定することで、雌ねじ部の成形
性を確保できると共に、開栓時のブリッジの破断も容易
にして良好な開栓性も確保することができる。

【００４７】本発明に係るボトル缶によれば、口金部の
周壁に雄ねじ部を有し、かつこの雄ねじ部のネジ部座屈
強度Ｓ_Ｂを、従来より高い２０００≦Ｓ_Ｂ≦４０００Ｎ
の範囲の軸線方向の耐圧縮荷重に設定したので、雄ねじ
部に外挿したキャップ材を外側から押圧成形してキャッ
プの雌ねじ部を形成する際（所謂キャッピング時）、キ
ャップの引張強度を高めた分、外側からの押圧成形荷重
（所謂ＲＯ荷重）が増大しても、ボトル缶の雄ねじ部に
おける変形を防止することができる。この結果、雄ねじ
部が変形することによって生じる開栓トルクの上昇や雄
ねじ部の座屈（軸線方向の潰れ）を防止することができ
る。また、上述したようにネジ部座屈強度Ｓ_Ｂ設定する
ことで、絞りしごき加工によるボトル缶の良好な加工性
も確保することができる。

【００４８】本発明に係るネジ式密封ボトルによれば、
請求項１記載のキャップ及び請求項２記載のボトル缶か
らなるので、キャップの拡径方向の拡がり変形を防止し
て、キャップのズレを防止することができると共に、キ
ャッピング時における雄ねじ部の変形を防止することが
できる。この結果、開栓性を低下させることなくキャッ
プと口金部とのネジ嵌合強度を高めて、密封性を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るネジ式密封ボトルの一部分を切
り欠いた側面図である。

【図２】図１に示したキャップと口金部の要部拡大断
面図である。

【図３】図１に示したボトル缶の製造工程説明図であ
る。

【図４】図１に示したキャップの製造工程説明図であ
る。

【図５】図１に示したネジ式密封ボトルにおけるネジ
部の作用説明図である。

【図６】従来のボトル缶とこのボトル缶の雄ねじ部に
倣って雌ねじ部が形成される従来のキャップの説明図で
ある。

【図７】ボトル缶に作用する平板荷重の説明図であ
る。

【符号の説明】

２１…ボトル缶２３…口金部２５…雄ねじ部２７…キャップ２８…ネジ式密封ボトル３１…カール部４３…キャップ材４３ａ…筒部４７…雌ねじ部Ｓ_Ｃ…引張強度Ｓ_Ｂ…ネジ部座屈強度（軸線方向の耐圧縮荷重）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤隆一静岡県駿東郡小山町菅沼1500番地三菱マテリアル株式会社富士小山工場内Ｆターム(参考） 3E084 AA04 AA12 AA22 AB01 BA01 CA01 CC01 DA01 DB03 DB12 DC01 FA09 FB01 GB04 GB08 HA01 HB03 HC03 HD01 KA12 LA01 LA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】口金部にカール部と雄ねじ部とが形成さ
れたボトル缶の開口部を密封するピルファープルーフ用
の金属製のキャップであって、ボトル缶のカール部に密接されるライナーが設けられた
天面部と、ボトル缶の雄ねじ部に嵌合する雌ねじ部が形成される筒
部とを有する構成とされ、キャップを形成する金属の引張強度Ｓ_Ｃが、２２０≦Ｓ
_Ｃ≦３００Ｎ／ｍｍ^２の範囲にあることを特徴とするキ
ャップ。
【請求項２】キャップによって開口部が密封される金
属製のボトル缶であって、口金部の周縁を折り返して形成されたカール部と、口金部の周壁に形成された雄ねじ部とを有する構成とさ
れ、雄ねじ部におけるネジ部座屈強度Ｓ_Ｂとして、軸線方向
の耐圧縮荷重が２０００≦Ｓ_Ｂ≦４０００Ｎの範囲にあ
ることを特徴とするボトル缶。
【請求項３】請求項１記載のキャップ及び請求項２記
載のボトル缶からなるネジ式密封ボトルであって、ボトル缶の雄ねじ部にキャップ材の筒部が巻き締められ
ることで、ボトル缶に冠着するようにキャップが形成さ
れ、ボトル缶のカール部にライナーが密接されることで、ボ
トル缶の開口部を密封するようにキャップが冠着されて
なることを特徴とするネジ式密封ボトル。