JP2006095694A - 密封ライナー付き金属キャップの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 天板部の中央部付近を容器内方に凹ませた密封ライナー付き金属キャップについて、キャッピング時に容器本体に座屈変形を起こすようなことなく、凹部の深さを充分なものに成形することができて、しかも、製造工程を増やすことなく、生産性良くキャップを製造できるようにする。
【解決手段】 天板部１ａが平坦な円板状であるキャップシェル１が裏返しにされ、天板部１ａの内面上に樹脂材料２が所定量だけ供給されて、天板部１ａの周辺部に対応する部分に凹部３ａが形成された受け金型３上に載置されている状態から、樹脂材料２をモールドパンチ４により圧縮成形することで、環状のシール部を有する密封用ライナーを成形すると共に、このライナーのシール部を成形する際のモールドパンチ４の周辺部分４ｂによる樹脂材料の押圧により、キャップシェル１の天板部１ａの周辺部を、受け金型３の凹部３ａに沿った形状に成形する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、容器の口部に冠着される密封ライナー付き金属キャップの製造方法に関し、特に、キャップシェルの天板部の中央部付近が内方に凹んでいるような密封ライナー付き金属キャップの製造方法に関する。

容器の口部に冠着されるキャップとして、金属製のキャップシェルと樹脂製の密封用ライナーとからなる密封ライナー付き金属キャップというものは従来から広く一般的に使用されており、さらに、そのような密封ライナー付き金属キャップについて、密封用ライナーによる容器の密封性を一層向上させるために、金属製キャップシェルの天板部の中央部付近（周辺部よりも内側の部分）を容器内方に凹ませた構造のものが従来から広く一般的に使用されている。

そのようにキャップシェルの天板部の中央部付近を容器内方に凹ませたような密封ライナー付き金属キャップについては、例えば、下記の特許文献１に開示されているように、天板部の中央部付近を予め容器内方に凹ませた形状にしたキャップシェルを使用して、その天板部内面側に樹脂材料を供給してプレス成形により密封用ライナーを成形するということが行われており、一方、例えば、下記の特許文献２に開示されているように、キャップシェルの天板部内面側の周辺部に密封用ライナーを設けたキャップを使用して、キャップを容器口部に装着するキャッピング時に、突出部を有する押圧体によりキャップの天板部を押圧して、キャップの天板部の中央部付近を内方に陥没させるということが行われてる。
特公昭４７−２０９９３号公報 特開平１−９９９９０号公報

ところで、上記のような従来公知の方法により密封ライナー付き金属キャップの天板部の中央部付近を内方に凹ませようとする場合に、上記の特許文献１に開示されているような方法によれば、キャップシェルの平坦な天板部の中央部付近を予め内方に凹ませるための成形工程が余分に必要となるため、キャップの製造工程数が増えることとなって生産性が悪くなる。しかも、天板部の中央部付近が予め凹部に成形されたキャップシェルを使用して、このキャップシェルの天板部に供給された樹脂材料を圧縮成形しようとすると、天板部の形状によっては樹脂材料を天板部の周辺部全体に万遍に行き渡らせ難くなって、ライナーの成形が困難となる可能性がある。

また、上記の特許文献２に開示されているような方法によれば、キャッピング時に容器本体に上方から大きな軸荷重が作用するため、特に、金属製のボトル型缶のように容器本体が極めて薄い金属板から形成されている場合には、キャッピング時の押圧成形の圧力によって容器本体に部分的に座屈変形を起こすような可能性があって、その結果、キャップの天板部の凹部の深さを余り深くは成形できないという問題がある。

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、天板部の中央部付近を容器内方に凹ませた密封ライナー付き金属キャップについて、キャッピング時に容器本体に座屈変形を起こすようなことなく、凹部の深さを充分なものに成形することができて、しかも、製造工程を増やすことなく、生産性良くキャップを製造できるようにすることを課題とするものである。

本発明は、上記のような課題を解決するために、円形の天板部の周縁からスカート部を略円筒状に垂下させた金属製のキャップシェルと、キャップシェルの天板部内面側で天板部の周辺部に沿って環状のシール部を形成する樹脂製の密封用ライナーとを備え、且つ、キャップシェルの天板部の中央部付近が内方に凹んでいるような密封ライナー付き金属キャップの製造方法において、天板部が平坦な円板状であるキャップシェルを、天板部内面側が上を向くように裏返しにした状態で、天板部の内面上に熱可塑性樹脂による樹脂材料を所定量だけ供給する樹脂材料供給工程と、天板部の周辺部に対応する部分に凹部が形成された受け金型上に載置されたキャップシェル上で熱溶融された状態となっている樹脂材料をモールドパンチの押し付けにより圧縮成形するライナー成形工程とを有し、このライナー成形工程で、天板部の周辺部に沿った環状のシール部を有する密封用ライナーを成形すると共に、このライナーのシール部を成形する際のモールドパンチによる樹脂材料の押圧により、キャップシェルの天板部周辺部を、受け金型の凹部に沿った形状に成形するようにしたことを特徴とするものである。

上記のような本発明の密封ライナー付き金属キャップの製造方法によれば、熱溶融された熱可塑性樹脂の樹脂材料をモールドパンチの押し付けにより圧縮成形する際に、密封用ライナーの環状のシール部を成形する時のモールドパンチの押し付けによる樹脂材料の押圧により、キャップシェルの天板部周辺部を成形していることから、一つの工程（ライナー成形工程）によりライナーの成形と共にキャップシェルの成形を同時に行うことができて、その結果、製造工程数を増やすことなく、天板部の中央部付近が内方に凹んだキャップを生産性良く製造することができる。また、キャッピング時にキャップシェルを陥没成形するような場合に比べ、容器本体の壁厚の薄さに関係なく、キャップシェルの天板部の凹部の深さを充分に深いものに成形することができる。

しかも、密封用ライナーとなる樹脂材料は、平坦な円板状の天板部に供給されてから、この平坦な天板部に密着した状態でモールドパンチにより圧縮されて、更に、モールドパンチによる樹脂材料の押圧により、キャップシェルの天板部の周辺部が成形されていることから、ライナーの樹脂材料とキャップシェルとを確実に隙間無く密着させることができて、キャップシェルの天板部からライナーが剥離する虞は殆どなく、且つ、ライナー成形の精度も良好なものにすることができる。

天板部の中央部付近を容器内方に凹ませた密封ライナー付き金属キャップについて、キャッピング時に容器本体に座屈変形を起こすようなことなく、凹部の深さを充分なものに成形することができて、しかも、製造工程を増やすことなく、生産性良くキャップを製造できるようにするという目的を、最良の形態として以下の実施例に具体的に示すように、天板部が平坦な円板状であるキャップシェルを、天板部内面側が上を向くように裏返しにした状態で、天板部の内面上に熱可塑性樹脂による樹脂材料を所定量だけ供給する樹脂材料供給工程と、天板部の周辺部に対応する部分に凹部が形成された受け金型上に載置されたキャップシェル上で熱溶融された状態となっている樹脂材料をモールドパンチの押し付けにより圧縮成形するライナー成形工程とを有し、このライナー成形工程で、天板部の周辺部に沿った環状のシール部を有する密封用ライナーを成形すると共に、このライナーのシール部を成形する際のモールドパンチによる樹脂材料の押圧により、キャップシェルの天板部周辺部を、受け金型の凹部に沿った形状に成形するということで実現した。

本発明の製造方法が適用される密封ライナー付き金属キャップ（即ち、金属製のキャップシェルと熱可塑性樹脂製の密封用ライナーとからなるキャップ）としては、例えば、口頸部にネジ部を有する金属製のボトル型缶に対して、その口頸部に上からキャップを被せて、ロールオン式のキャッパーにより口頸部のネジ部に合致するようにキャップのスカート部にネジ加工を施すようなロールオンタイプのキャップがあるが、そのようなロールオンタイプのキャップに限らず、キャップのスカート部下端に口頸部のネジ部と係止するラグを形成したラグタイプのキャップや、或いは、キャップのスカート部下端にタブを形成し、このタブにより破断可能なスコアをスカート部から天板部の周辺部に形成したクリンプタイプのキャップ等、その他のタイプのキャップについても適用可能なものである。

そのような密封ライナー付き金属キャップのキャップの本体である金属製キャップシェルの材料としては、純アルミニウム板，アルミニウム合金板，表面処理鋼板等の従来から知られたキャップ用の金属板が使用できる。また、そのような金属板を材料としたキャップシェルの製造については、金属板をプレス等により絞り成形するもので、平坦な円板状の天板部と円筒形のスカート部とをカップ状に一体成形するものであって、絞り成形の後で必要に応じてスカート部にローレット溝（ナール）やタンパーエビデンスバンド等の適宜の加工を行っても良い。

なお、そのように製造される金属製キャップシェルの少なくとも内面側は、容器内容物による腐食を防止するために、塗膜や樹脂フィルム等による保護被膜で被覆されていることが好ましく、特に、密封用ライナーの樹脂材料に対して接着性のあるポリマーによる保護被膜を設けることが、余分な接着剤を不要とすることから望ましい。

密封用ライナーの材料として使用する熱可塑性樹脂としては、オレフィン系樹脂，ポリエステル系樹脂，スチレン系樹脂，アクリル系樹脂等の従来公知のものを使用することができ、例えば、低密度ポリエチレンとエチレン−プロピレン共重合体合成ゴムのブレンド材，ポリプロピレンとスチレン系エラストマーのプレンド材，ポリエステル系エラストマー等が好適に使用できる。そして、それらの熱可塑性樹脂に対して、耐熱安定剤、耐候安定剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、スリップ剤、界面活性剤、可塑剤、顔料等の添加剤を適宜添加することで、密封用ライナーの樹脂材料としている。

ところで、上記のような密封ライナー付き金属キャップを製造するための本発明の方法においては、平坦な円板状の天板部と略円筒形のスカート部とがカップ状に一体成形された金属製のキャップシェルを使用して、連続的に搬送されるキャップシェルのそれぞれに対して、その天板部の内面側が上を向くように裏返し（倒立）にして、天板部の内面上に樹脂材料（添加剤を含む）を所定量ずつ供給してから、この樹脂材料を圧縮成形するライナー成形工程において、キャップシェルの天板部周辺部に対応する部分に環状の凹部が形成された受け金型を使用して、裏返しにされて受け金型上に載置された状態のキャップシェルに対し、その天板部の内面上に供給されて熱溶融された状態となっている樹脂材料を、モールドパンチにより密封用ライナーに圧縮成形している。

なお、キャップシェル上に樹脂材料を供給する樹脂材料供給工程と、キャップシェルを受け金型上に載置する工程とは、その順序はどちらが先であっても良く、キャップシェル上に樹脂材料を供給してから、そのキャップシェルを受け金型上に載置するようにしても良いし、その逆に、キャップシェルを受け金型上に載置してから、そのキャップシェル上に樹脂材料を供給するようにしても良いものである。

そして、モールドパンチにより樹脂材料を密封用ライナーに圧縮成形するライナー成形工程では、先ず、モールドパンチの下面を樹脂材料に接触させて、モールドパンチによる押圧力により平坦な天板部に樹脂材料を充分に密着させてから、更にモールドパンチによる押圧力を加えることで、モールドパンチの下面の周辺部分により、樹脂材料によるライナーの周辺部を環状のシール部に成形すると共に、それと同時に、その際のモールドパンチの押し付けによる樹脂材料の押圧により、キャップシェルの天板部の周辺部を、受け金型の周辺部分に形成された凹部に沿うように変形させて、キャップシェルの天板部の周辺部よりも内側（天板部の中央部付近）が内方に凹むように成形している。

上記のような本発明の密封ライナー付き金属キャップの製造方法の具体的な一実施例について説明すると、天板部の内面側が上を向くように裏返し（倒立）にした状態で連続的に搬送している金属製キャップシェルのそれぞれに対して、溶融樹脂供給装置の押出ノズルから熱溶融した樹脂材料を押し出しながら所定量ずつカットして、キャップシェルの天板部内面の中央部に樹脂材料の塊を供給してから、キャップシェルを受け金型の上に載置している。

そして、キャップシェルの天板部の内面上に供給されている樹脂材料の塊を圧縮成形して密封用ライナーにするライナー成形工程では、先ず、図１に示すように、裏返しにされて天板部１ａの内面の中央部に樹脂材料２の塊が供給されているキャップシェル１が、周辺部に環状の凹部３ａが形成された受け金型３の上に載置されている状態から、モールドパンチ４が下降することで樹脂材料２の圧縮成形が開始されることとなる。

このライナー成形工程でのモールドパンチ４による樹脂材料２の圧縮成形に際して、受け金型３に周辺部に形成された環状の凹部３ａと対応するように、下面側で中央部分よりも周辺部分の方が下方に突出するようなモールドパンチ４を使用しており、このモールドパンチ４は、具体的には、センターパンチ部材４ａとアウターパンチ部材４ｂとアウターリング部材４ｃの３つの部材から構成されていて、モールドパンチ４の各部材４ａ，４ｂ，４ｃは、それぞれ互いに軸線方向で摺動可能なようになっている。

そのようなモールドパンチ４を使用した本実施例（実施例１）の方法により、樹脂材料３の塊をモールドパンチ４の押し付けにより圧縮成形する場合、先ず、図２に示すように、アウターリング部材４ｃの下端がキャップシェル１の天板部外縁（天板部１ａとスカート部１ｂとを繋ぐ角部）に接触するまでモールドパンチ４を全体的に下降させた状態から、先ず、モールドパンチ２の中央部分であるセンターパンチ部材４ａを下方に移動させて、センターパンチ部材４ａにより樹脂材料２を押し潰すように広げることで、天板部１ａの周辺部にまで樹脂材料２を行き渡らせる。

そして、センターパンチ部材４ａにより充分に樹脂材料２を押し潰すように広げて、天板部１ａの周辺部に樹脂材料２を充分に行き渡らせた状態から、次いで、図３に示すように、モールドパンチ４の周辺部分であるアウターパンチ部材４ｂを下方に移動させ、また、その外側のアウターリング部材４ｃを下方に移動させることで、天板部１ａの周辺部で樹脂材料２を環状のシール部２ａの形状に成形すると共に、その際の樹脂材料２の押圧により、キャップシェル１の天板部１ａの周辺部を、受け金型３の周辺部分に形成された凹部３ａに沿うように同時に変形させることで、結果的にキャップシェル１の天板部１ａの中央部付近（周辺部よりも内側）が容器内方に凹むように成形している。

上記のような本実施例（実施例１）の方法によれば、一つの工程（ライナー成形工程）によって密封用ライナーの成形（シール部２ａの成形）と共にキャップシェル１の成形を同時に行うことができる。また、密封用ライナーの材料である樹脂材料２の塊は、キャップシェル１の平坦な天板部１ａに密着した状態でモールドパンチ４により圧縮されており、更に、モールドパンチ４による樹脂材料４の押圧によってキャップシェル１の天板部１ａの周辺部を成形していることから、ライナーの樹脂材料２とキャップシェル１とを確実に隙間無く密着させることができ、且つ、樹脂材料２によるライナー成形の精度も良好なものにすることができる。

なお、モールドパンチ１の下面側において周辺部分（アウターパンチ部材４ｂ）が中央部分（センターパンチ部材４ａ）よりも常に下方に突出したままの状態であると、キャップシェル１の平坦な円板状の天板部１ａに向けてモールドパンチ４を押し付けた際に、天板部１ａの中央部に供給された樹脂材料２の塊を天板部１ａの周辺部まで押し広げるよりも前に、モールドパンチ４の周辺部分（アウターパンチ部材４ｂ）がキャップシェル１の天板部１ａに接触して、天板部１ａの周辺部にまで樹脂材料２が完全に行き渡らないうちに、天板部１ａの周辺部で樹脂材料２とキャップシェル１の成形が始まって、成形の精度が悪くなるような虞がある。

これに対して、本実施例（実施例１）の方法では、モールドパンチ４の中央部分（センターパンチ部材４ａ）と周辺部分（アウターパンチ部材４ｂ）とを別々に移動させることで、キャップシェル１の天板部１ａの周辺部に樹脂材料２が完全に行き渡るよりも前にキャップシェル１の天板部１ａの周辺部が成形されるようなことを防止することができて、精度の良い成形を行うことができる。

上記のような本発明の実施例（実施例１）とは異なる本発明の他の実施例（実施例２）について更に説明すると、本実施例（実施例２）では、天板部の内面側が上を向くように裏返し（倒立）にした状態で連続的に搬送している金属製キャップシェルのそれぞれに対して、図４に示すように、熱溶融した樹脂を押し出してカットした塊を樹脂材料２として供給するのではなく、図４に示すように、キャップシェル１の天板部１ａよりも僅かに小さい大きさの円板状に成形された熱可塑性樹脂シートを樹脂材料２として供給している。そして、この熱可塑性樹脂シートの樹脂材料２を加熱して熱溶融した状態で、受け金型３とモールドパンチ４とを使用してライナー成形を行っている。

そして、そのような本実施例（実施例２）の方法においても、キャップシェル１の平坦な円板状の天板部１ａに対して樹脂材料２である円板状の熱可塑性樹脂シートを供給してから、この熱可塑性樹脂シートの樹脂材料２を加熱して熱溶融した状態でライナー成形工程においてモールドパンチ４により圧縮成形する際に、先の実施例（実施例１）の説明において図３により示したのと同様に、モールドパンチ４の周辺部分（アウターパンチ部材４ｂ）の下方への移動による樹脂材料２の押圧によって、キャップシェル１の天板部１ａの周辺部を、受け金型３の周辺部分に形成された凹部３ａに沿うように同時に変形させており、それによって、キャップシェル１の天板部１ａの中央部付近が内方に凹むように成形している。

上記のような本実施例（実施例２）の方法によれば、先に説明した実施例（実施例１）の場合と同様に、一つの工程（ライナー成形工程）によりライナーの成形と共にキャップシェル１の成形を同時に行うことができ、また、ライナー用の樹脂材料２となる円板状の熱可塑性樹脂シートは、キャップシェル１の平坦な天板部１ａに密着した状態でモールドパンチ４により圧縮されて、更に、モールドパンチ４による樹脂材料４の押圧によってキャップシェル１の天板部１ａの周辺部を成形していることから、ライナーの樹脂材料２とキャップシェル１とを確実に隙間無く密着させることができ、且つ、樹脂材料２によるライナー成形の精度も良好なものにすることができる。

さらに、本実施例（実施例２）の方法によれば、天板部よりも僅かに小さい大きさの円板状に成形された熱可塑性樹脂シートを樹脂材料２として使用し、この熱可塑性樹脂シートの樹脂材料２を加熱して熱溶融した状態で、モールドパンチ４により圧縮成形していることから、ライナー成形工程において、モールドパンチ４の下方への移動よりも前に、既に樹脂材料２である熱可塑性樹脂シートの周辺部分が天板部１ａの周辺部に存在することとなり、そのため、モールドパンチ１の中央部分（センターパンチ部材４ａ）と周辺部分（アウターパンチ部材４ｂ）とを一体的に下方に移動させるようにしても、既に天板部１ａの周辺部にまで樹脂材料２が行き渡っていることで、成形の精度が悪くなるようなことはない。

以上、本発明の密封用ライナーの成形方法の各実施例についてそれぞれ説明したが、本発明は、上記のような各実施例にのみ限定されるものではなく、例えば、実施例２の説明では、樹脂材料として円板状の熱可塑性樹脂シートを供給した場合には、モールドパンチの中央部分と周辺部分を一体的に下方に移動させても良いとしているが、そのような場合でも、モールドパンチの中央部分と周辺部分を別々に移動させる（センターパンチ部材４ａを移動させてからアウターパンチ部材４ｂを移動させる）ようにしても良く、そうした場合には、キャップシェルの天板部周辺部の細部にまで樹脂材料を万遍に行き渡らせることができて、より一層精度の良いライナーの成形が可能となる。また、上記の各実施例ではキャップシェルに樹脂材料を供給してから受け金型上に載置しているが、その逆に、キャップシェルを受け金型上に載置してから樹脂材料を供給しても良く、さらに、キャップシェルの天板部の内面上に樹脂材料を供給するという点について、キャップシェルの周辺部分にだけ環状に樹脂材料を供給することで、全体が環状の密封用ライナーを形成するようにしても良い等、適宜に変更可能なものであることは言うまでもない。

本発明の密封ライナー付き金属キャップの製造方法の一実施例（実施例１）について、モールドパンチにより樹脂材料の塊を圧縮成形する前の状態を示す縦断面説明図。 図１に示した実施例（実施例１）について、モールドパンチの中央部分を下方に移動させることで樹脂材料の塊を押し潰して広げている状態を示す縦断面説明図。 図１に示した実施例（実施例１）について、モールドパンチの周辺部分を下方に移動させることで密封用ライナーの環状のシール部とキャップシェルの天板部周辺部とを同時に成形している状態を示す縦断面説明図。 本発明の密封ライナー付き金属キャップの製造方法の他の実施例（実施例２）について、モールドパンチにより樹脂材料である円板状の熱可塑性樹脂シートを圧縮成形する前の状態を示す縦断面説明図。

符号の説明

１ キャップシェル
１ａ （キャップシェルの）天板部
１ｂ （キャップシェルの）スカート部
２ 樹脂材料
２ａ （ライナーの）シール部
３ 受け金型
３ａ （受け金型の）凹部
４ モールドパンチ
４ａ センターパンチ部材（モールドパンチの中央部分）
４ｂ アウターパンチ部材（モールドパンチの周辺部分）
４ｃ （モールドパンチの）アウターリング部材

Claims (3)

1. 円形の天板部の周縁からスカート部を略円筒状に垂下させた金属製のキャップシェルと、キャップシェルの天板部内面側で天板部の周辺部に沿って環状のシール部を形成する樹脂製の密封用ライナーとを備え、且つ、キャップシェルの天板部の中央部付近が内方に凹んでいるような密封ライナー付き金属キャップの製造方法において、天板部が平坦な円板状であるキャップシェルを、天板部内面側が上を向くように裏返しにした状態で、天板部の内面上に熱可塑性樹脂による樹脂材料を所定量だけ供給する樹脂材料供給工程と、天板部の周辺部に対応する部分に凹部が形成された受け金型上に載置されたキャップシェル上で熱溶融された状態となっている樹脂材料をモールドパンチの押し付けにより圧縮成形するライナー成形工程とを有し、このライナー成形工程で、天板部の周辺部に沿った環状のシール部を有する密封用ライナーを成形すると共に、このライナーのシール部を成形する際のモールドパンチによる樹脂材料の押圧により、キャップシェルの天板部周辺部を、受け金型の凹部に沿った形状に成形するようにしたことを特徴とする密封ライナー付き金属キャップの製造方法。
2. モールドパンチの中央部分と周辺部分とを軸線方向で摺動可能なように別部材に構成して、樹脂材料をモールドパンチの押し付けにより圧縮成形する際に、モールドパンチの中央部分を下方に移動させて樹脂材料と接触させ、樹脂材料を押し付けてキャップシェルの周辺部にまで押し広げてから、モールドパンチの周辺部分を下方に移動させることで、密封用ライナーのシール部とキャップシェルの天板部周辺部とを同時に成形するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の密封ライナー付き金属キャップの製造方法。
3. キャップシェルの天板部よりも僅かに小さい大きさの円板状に成形された熱可塑性樹脂シートを、キャップシェルの天板部内面上に樹脂材料として供給してから、この熱可塑性樹脂シートによる樹脂材料を加熱して熱溶融した状態で、モールドパンチの押し付けにより樹脂材料を圧縮成形するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の密封ライナー付き金属キャップの製造方法。

Images