JP2004284670A - 合成樹脂製キャップの密封構造 - Google Patents

Abstract

【課題】容器口部の内面側を密封するために環状プラグがキャップの天板部内面に一体的に形成されている合成樹脂製キャップについて、キャップの開閉操作を軽く行うことができ、容器口部の内面側での密封性を確実に保証することができて、しかも、キャップの製造時にはショートモールドによる成形不良品を発生させず、キャップの使用時には落下衝撃等により密封性が低下することのないようにする。
【解決手段】容器口部２の内面側と対向する環状プラグ１６の外面側で、環状プラグ１６の付け根部の付近を、容器口部２の上端内縁に接触する逆円錐状の傾斜面１６ａに形成し、環状プラグ１６の下部の付近を、容器口部２の内周面に接触する外向きの膨出部に形成して、キャップ１を容器口部２に冠着したときに、環状プラグ１６の外面側を、逆円錐状の傾斜面１６ａと外向きの膨出部１６ｂのそれぞれで、容器口部２と円周方向に沿って線接触させるように構成する。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器本体の口部に対する合成樹脂製キャップの密封構造に関し、特に、容器口部の内面側を密封するために合成樹脂製キャップの天板部内面に一体的に形成された環状プラグによる密封構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種飲料の容器として広く使用されているＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）ボトル等の容器のキャップとして使用されるような合成樹脂製のキャップ（開封表示機能を備えたピルファープルーフキャップ）において、高密度ポリエチレンやポリプロピレンのような合成樹脂を使用して射出成形や圧縮成形により一体成形されるキャップに対して、その天板部の内面（下面）に、密封用のシール部分として、容器口部の内面側に接触する環状のプラグ（栓部分）を一体的に形成しておくと共に、容器口部の上端面に接触する環状の小突起や、容器口部の上端外縁に接触する環状のアウターリングなどを一体的に形成しておくことで、ライナーやパッキング等の別部材の密封手段を用いることなく、キャップと容器口部との間の密封性を確保するということが従来から行われている。
【０００３】
そのように密封用のシール部分が一体的に形成された合成樹脂製キャップにおいて、容器口部の内面側での密封性を確保するためにキャップの天板部に一体的に形成される環状プラグについては、容器口部の内周面に対して略全面的に接触するような面シールの状態にすると、容器の内圧が高くなっても容器口部との間での密封性を充分に保証できるものの、容器口部と環状プラグの接触部分（シール部分）での摩擦抵抗が大きくなって、キャップを着脱する際の閉栓トルクや開栓トルクが増大してキャップの開閉操作に大きな力を要することから、環状プラグの下部の外面側を外向きの膨出部に形成しておくことで、キャップを容器口部に冠着したときに、環状プラグの膨出部の部分を容器口部に円周方向に沿って線接触（正確には線に近い狭い幅での面接触）させるということが従来から行なわれている。
【０００４】
そして、そのように容器口部の内面側を密封するための環状プラグを容器口部に対して線接触させている合成樹脂製キャップにおいて、容器の内圧が高くなっても容器口部の内面側での密封性を充分に保証できるように、例えば、米国特許第５２９７６８８号明細書には、容器口部の内面側を密封するためのシール部分として、環状プラグ（ ｔｈｉｒｄ ｉｎｎｅｒ ｓｅａｌｉｎｇ ｆｌａｎｇｅ ４０）とは別に、容器口部の上端内縁に接触するように比較的厚みの薄い環状のフランジ状シール部（ ｓｅｃｏｎｄ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｆｌａｎｇｅ ３８）をキャップの天板部に一体的に形成しておくことにより、容器口部の内面側での密封を、環状プラグの部分（外向きの膨出部）と環状のフランジ状シール部とによる二重の線シールの状態で行なうようにするということが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように容器口部の内面側を二重の線シールの状態で密封している従来公知の合成樹脂製キャップについては、容器口部の内面側でのシール部分を略全面的な面シールの状態にしていないことで、閉栓トルクや開栓トルクをそれ程増大させることなくキャップの開閉操作を軽く行なうことができて、しかも、内容物が充填・密封された後で容器の内圧が高くなっても、容器口部の内面側での密封性を二重の線シールによって充分に保証することができる。
【０００６】
しかしながら、環状プラグとは別に、容器口部の上端内縁に接触するフランジ状シール部をキャップの天板部内面から厚みの薄い状態で突出するように一体的に形成していることから、キャップの製造時には、フランジ状シール部を成形するための金型成形面となる溝幅の狭い凹部の隅々にまで樹脂が流れ込みにくく、ショートモールドによる成形不良品の発生率が高くなり、また、製造されたキャップについては、内容物が充填・密封された容器を誤って倒立状態で落下させたような場合に、容器口部の上端内縁に接触しているフランジ状シール部の厚みが薄く形成されているので、落下衝撃によるフランジ状シール部の撓みやズレが生じやすく、それによりシール部分での密封性が低下するというような問題が起きる虞がある。特に、容器入りの商品を店頭でホット販売しているような場合には、加温によりキャップの樹脂が軟らかくなっていることから、そのような落下衝撃によるシール部分での密封性の低下が生じやすい。
【０００７】
本発明は、上記のような問題の解消を課題とするものであり、具体的には、容器口部の内面側を密封するために環状プラグがキャップの天板部内面に一体的に形成されている合成樹脂製キャップについて、キャップの開閉操作を軽く行うことができ、容器口部の内面側での密封性を確実に保証することができて、しかも、キャップの製造時にはショートモールドによる成形不良品を発生させず、キャップの使用時には落下衝撃等によりシール部分での密封性が低下することのないようにすることを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するために、容器口部の内面側を密封するための環状プラグがキャップの天板部内面に一体的に形成されている合成樹脂製キャップにおいて、容器口部の内面側と対向する環状プラグの外面側で、環状プラグの付け根部の付近を、容器口部の上端内縁に接触する逆円錐状の傾斜面に形成し、環状プラグの下部の付近を、容器口部の内周面に接触する外向きの膨出部に形成して、キャップを容器口部に冠着したときに、環状プラグの外面側を、逆円錐状の傾斜面と外向きの膨出部のそれぞれで、容器口部と円周方向に沿って線接触させるように構成することを特徴とするものである。
【０００９】
上記のような構成によれば、環状プラグによる容器口部の内面側でのシール部分について、容器口部に対して面シール状態にしていないことで、シール部分による摩擦抵抗を小さく抑えることができて、キャップの開閉操作を軽く行うことができ、また、傾斜面と膨出部とにより容器口部を二重の線シール状態にしていることで、容器口部の内面側での密封性を確実に保証することができる。しかも、環状プラグの付け根部の付近を逆円錐状の傾斜面に形成しているだけで、容器口部の上端内縁に接触する厚みの薄いフランジ状シール部のようなものを特に形成していないことから、そのような厚みの薄いシール部の存在に起因するショートモールドによる成形不良品の発生や、落下衝撃等によるシール部分での密封性の低下が起きるようなことはない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の合成樹脂製キャップの密封構造の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の一実施形態に係る合成樹脂製キャップについて、図１は、キャップの全体構造を示し、図２は、キャップの天板部内面に形成された密封構造を拡大して示し、図３は、キャップの天板部内面に形成された密封構造について、（Ａ）キャップが容器口部に冠着される前の状態と、（Ｂ）キャップが容器口部に冠着された状態とをそれぞれ示すものである。
【００１１】
本発明の一実施形態に係る合成樹脂製キャップは、例えば、高密度ポリエチレンやポリプロピレン等の比較的剛性の高い合成樹脂を材料として、射出成形や圧縮成形により一体成形されるものであり、所謂ピルファープルーフキャップと言われる開封表示による不正使用防止機能を備えたキャップであって、図１に示すように、キャップ１には、天板部１１の周縁から下方に垂下するスカート部１２の内面側に雌ネジ１３が形成されていると共に、スカート部１２の下端に、破断可能な弱化部１４を介して、ピルファープルーフバンド（タンパーエビデンスリング）１５が一体的に設けられていて、キャップ１を容器本体の口部２に冠着させた状態で、キャップ１のピルファープルーフバンド１５は、容器口部２の雄ネジ２１の下方に形成された環状突起２２の下端面と係合して固定されることとなる。
【００１２】
そのような合成樹脂製のキャップ１の天板部１１の内面（下面）には、図２に示すように、容器口部との間の密封性を確保するために、容器口部の内面側に接触する環状のプラグ１６と、縦断面が下向きの低い山形（山頂部までの高さよりも底辺の方が長い山形）に形成されて下端部（山頂部）が容器口部の上端面に接触する環状の小突起１７と、容器口部の上端外縁に接触する環状のアウターリング１８とが同心円状に形成されている。そして、容器口部の内面側を密封するための環状プラグ１６では、その外面側（容器口部の内面側と対向する側）で、上端の付け根部の付近が、上端の外径が容器口部の内径よりも大きく下端の外径が容器口部の内径よりも小さい逆円錐状の傾斜面１６ａに形成されており、また、下端よりもやや上方の下部の付近が、縦断面が外向きの低い山形に膨出する環状の膨出部１６ｂに形成されていて、環状プラグ１６の傾斜面１６ａは、容器口部の上端内縁（内側コーナー部分）と接触するようになっており、傾斜面１６ａと膨出部１６ｂの間の部分１６ｃは、外面側では内方に凹んだ状態となって、傾斜面１６ａや膨出部１６ｂの部分と比べて薄肉化された状態となっている。
【００１３】
そのように環状プラグ１６が形成されている本実施形態のキャップ１は、容器口部に冠着される前では、図３（Ａ）に示すように、環状プラグ１６は、容器口部２の内面側に対して、傾斜面１６ａと膨出部１６ｂでは部分的にオーバーラップし、その間の部分１６ｃでは隙間を有する状態となっており、そのようなキャップ１を容器口部２に冠着すると、環状プラグ１６が容器口部２の内面側に当接することで、環状プラグ１６は傾斜面１６ａの下端周辺の部分から内方に向けてその下方の部分１６ｃが折れ曲がるように変形し、一方、傾斜面１６ａの部分は、殆ど変形しないので、容器口部２の上端内縁に当接することとなる。その結果、図３（Ｂ）に示すように、環状プラグ１６の外面側では、逆円錐状の傾斜面１６ａと外向きの膨出部１６ｂのそれぞれで、確実に容器口部２と円周方向に沿って線接触（正確には線に近い狭い幅での面接触）することとなる。
【００１４】
上記のような環状プラグ１６による本実施形態の合成樹脂製キャップの密封構造によれば、環状プラグ１６による容器口部２の内面側での密封について、容器口部２の内周面に対して略全面的に接触するような面シールの状態にしていないことで、シール部分での摩擦抵抗を小さく抑えることができて、キャップ１の開閉操作を軽く行うことができ、また、傾斜面１６ａと膨出部１６ｂとによる二重の線シール状態としていることで、容器口部２の内面側での密封性を確実に保証することができる。しかも、環状プラグ１６の付け根部の付近を逆円錐状の傾斜面１６ａに形成しているだけで、容器口部２の上端内縁に接触するフランジ状シール部のようなものを特に形成していないことから、そのようなフランジ状シール部の存在に起因してショートモールドによる成形不良品が発生したり、落下衝撃等により密封性が低下したりするようなことはない。
【００１５】
なお、本実施形態では、具体的には、環状プラグ１６は、上端の付け根部（傾斜面１６ａの上端部）での厚さを０．９〜１．３ｍｍ（例えば、１．１ｍｍ）とし、傾斜面１６ａの下端部での厚さを０．６〜１．０ｍｍ（例えば、０．８ｍｍ）とし、膨出部１６ｂ（最大膨出部分）での厚さを０．８〜１．４ｍｍ（例えば、１．１ｍｍ）として、傾斜面１６ａと膨出部１６ｂの間の部分１６ｃでの厚さを０．６〜１．０ｍｍ（例えば、０．８ｍｍ）としている。
【００１６】
そのように環状プラグ１６の傾斜面１６ａと膨出部１６ｂの間の部分１６ｃの厚さを０．６〜１．０ｍｍとしていることで、環状プラグ１６の膨出部１６ｂを容器口部２の内周面に充分な強さで線接触させることができると共に、キャップの天板部に落下衝撃が加えられた時に、傾斜面１６ａと膨出部１６ｂの間の薄肉化された部分１６ｃが変形することにより、落下衝撃を効果的に吸収することができて、膨出部１６ｂの線接触によるシール部分で撓みやズレを生じさせることなく密封性を維持することができる。
【００１７】
そのような環状プラグ１６の具体的な厚さについては、キャップを構成する合成樹脂の材質にもよるが、傾斜面１６ａと膨出部１６ｂの間の部分１６ｃの厚さが０．６ｍｍよりも薄いと、その部分での強度が弱くなり過ぎて、膨出部１６ｂでの容器口部２の内周面に対する密接力が弱くなって充分に密封できない虞があり、一方、傾斜面１６ａと膨出部１６ｂの間の部分１６ｃの厚さが１．０ｍｍよりも厚いと、キャップの天板部に落下衝撃が加えられた時に、その衝撃が傾斜面１６ａから膨出部１６ｂにまで伝わって、膨出部１６ｂによるシール部分で撓みやズレが発生して密封性が損なわれる虞がある。
【００１８】
さらに、本実施形態では、キャップ１の天板部１１の内面に対して一体的に、容器口部２の内面側を密封するための環状プラグ１６を形成していると共に、この環状プラグ１６よりも半径方向外方に、容器口部２の上端面に接触する環状小突起１７と、容器口部２の上端外縁に接触するアウターリング１８とをそれぞれ形成しており、それによって、キャップ１を容器口部２に冠着したときに、環状プラグ１６の傾斜面１６ａと膨出部１６ｂ、および、環状小突起１７とアウターリング１８とにより、容器口部２を四重に線シールすることができて、キャップ１による容器口部２の密封を、開栓トルクや閉栓トルクをそれ程増大させることなく、一層確実なものとすることができる。
【００１９】
そして、環状プラグ１６の傾斜面１６ａとアウターリング１８とによって容器口部２の上端を挟み込むように密封していることから、落下衝撃が加えられた際に、容器口部２の上端が半径方向にずれて密封が損なわれるようなことを防止することができ、さらに、容器口部２の上端面に線接触させている環状小突起１７を、縦断面が下向きの低い山形（山頂部までの高さよりも底辺の方が長い山形）に形成していることから、落下衝撃が加えられても、環状小突起１７が変形しにくく、この部分でシール部分に撓みやズレが生じることもない。
【００２０】
以上、本発明の合成樹脂製キャップの密封構造の一実施形態について説明したが、本発明は、上記のような実施形態に限られるものではなく、例えば、容器口部の上端面や外面側をシールするための部分（環状小突起１７やアウターリング１８など）については適宜に変更可能なものであり、また、対象となるキャップについては、全体が合成樹脂製のキャップに限らず、合成樹脂製のキャップ本体に金属製のシェルを一体的に結合させた複合キャップにおいても実施可能であり、また、不正使用防止機能を備えたタンパーエビデンスキャップ（ピルファープルーフキャップ）に限らず、不正使用防止機能のないキャップにおいても実施可能である等、適宜設計変更可能なものであることは言うまでもない。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したような本発明の合成樹脂製キャップの密封構造によれば、容器口部の内面側での密封について、シール部分による摩擦抵抗を小さく抑えることができて、キャップの開閉操作を軽く行うことができ、また、シール部分を二重の線シール状態としていることで、容器口部の内面側での密封性を確実に保証することができると共に、キャップの製造時には、シール部分の成形に起因するショートモールドによる成形不良品の発生を減少することができ、また、キャップの使用時には、落下衝撃等によるシール部分での撓みやズレにより密封性が低下するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る合成樹脂製キャップについて、キャップ全体の構造の右半分を断面で示す側面図。
【図２】図１に示したキャップの天板部内面に形成された密封構造を拡大して示す拡大断面図。
【図３】図２に示したキャップの密封構造について、（Ａ）キャップが容器口部に冠着される前の状態と、（Ｂ）キャップが容器口部に冠着された状態とをそれぞれ示す断面説明図。
【符号の説明】
１ キャップ
２ 容器口部
１１ 天板部
１６ 環状プラグ
１６ａ （環状プラグの外面側の）傾斜面
１６ｂ （環状プラグの外面側の）膨出部
１７ 環状小突起
１８ アウターリング

Claims (2)

1. 容器口部の内面側を密封するための環状プラグがキャップの天板部内面に一体的に形成されている合成樹脂製キャップにおいて、容器口部の内面側と対向する環状プラグの外面側で、環状プラグの付け根部の付近が、容器口部の上端内縁に接触する逆円錐状の傾斜面に形成され、環状プラグの下部の付近が、容器口部の内周面に接触する外向きの膨出部に形成されていて、キャップを容器口部に冠着したときに、環状プラグの外面側が、逆円錐状の傾斜面と外向きの膨出部のそれぞれで、容器口部と円周方向に沿って線接触するように構成されていることを特徴とする合成樹脂製キャップの密封構造。
2. キャップの天板部内面の環状プラグよりも半径方向外方に、容器口部の上端面に接触する環状の小突起と、容器口部の上端外縁に接触する環状のアウターリングとが同心円状に形成されていて、キャップを容器口部に冠着したときに、環状プラグの傾斜面と膨出部および環状小突起とアウターリングのそれぞれで、容器口部と円周方向に沿って線接触するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の合成樹脂製キャップの密封構造。

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