JP2007230640A - キャップおよび飲料入り閉止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】密封性の低下が起きるのを防ぐことができるキャップを提供する。
【解決手段】ライナー５下面には、容器の開口端部２４の内面側に当接する内側シール突起１２と、開口端部２４の外面側に当接する外側シール突起１３とが形成されている。内側シール突起１２および外側シール突起１３は、開口端部２４の頂部２４ｂとライナー５との間に隙間１６ができるように形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、容器口元部を閉止するキャップ、このキャップを用いた閉止装置および飲料入り閉止装置に関する。

図５および図６は、従来のキャップの一例を示すもので、ここに示すキャップ３１は、天板部２と、その周縁から垂下した筒部３とからなるキャップ本体４と、天板部２の内面に設けられたライナー３５とを備えている。キャップ本体４は、アルミニウムやスチールなどの金属から構成されている。
キャップ３１が装着される容器２０の口元部２１の開口端部は、外方に湾曲して形成された断面略円形のカール部２４となっている。
図７は、ネジ部１０等の形成が行われる前の状態のキャップ３１（未成形キャップ）を示すものである。
キャップ３１を口元部２１に装着するには、未成形のキャップ３１を口元部２１に被せ、側方からの押圧により筒部３にネジ部１０および裾部１１を形成する。
この種のキャップとしては、例えば特許文献１に開示されたものがある。
特開２００４−１７５３８８号公報

キャップ３１を容器２０に装着した状態で、落下などによりキャップ３１に強い衝撃が加えられると、口元部２１に凹みが生じるおそれがある。
特に、アルミニウムなどの金属からなる容器２０を用いる場合には、ガラス製やＰＥＴ製に比べて耐衝撃性に劣るため、口元部２１に凹みが生じやすい。このため、密封が不完全になり内容液の漏れが起こりやすくなる。
また、高い密封性能を得るには、ライナー３５がカール部２４に当接する部分（以下、当接部分という）の幅が全周にわたって十分に確保されていることが重要である。そのためにはキャップ３１と口元部２１の中心位置が一致するのが好ましい。
しかしながら、キャップ３１では、口元部２１に装着する際に、口元部２１に対する位置が径方向にずれ、周方向の一部で当接部分が狭くなり、密封性の低下が起きるおそれがある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、密封性の低下が起きるのを防ぐことができるキャップ、閉止装置および飲料入り閉止装置を提供することを目的とする。

本発明のキャップは、容器の口元部に装着されるキャップであって、天板部とその周縁から垂下する筒部とを有するキャップ本体と、このキャップ本体内に設けられたライナーとを備え、前記ライナー下面には、前記容器の開口端部の内面側に当接する内側シール突起と、前記開口端部の外面側に当接する外側シール突起とが形成され、前記内側シール突起および外側シール突起は、開口端部の頂部とライナーとの間に隙間ができるように形成されていることを特徴とする。
本発明のキャップは、前記容器の開口端部の少なくともライナーに接する部分が断面略円弧状とされ、前記天板部の周縁部が、前記ライナーに接する部分の開口端部に沿う断面略円弧状とされている構成とすることができる。

本発明のキャップは、容器の口元部に装着されるキャップであって、天板部とその周縁から垂下する筒部とを有するキャップ本体と、このキャップ本体内に設けられたライナーとを備え、前記ライナー下面には、前記容器の開口端部の内面側に当接する内側シール突起と、前記開口端部の外面側に当接する外側シール突起とが形成され、少なくとも前記開口端部に当接する部分の前記内側シール突起の外面は、下方に向かって径が小さくなるように傾斜しており、前記キャップの中心軸方向に対する傾斜角度が３０〜６０度とされ、少なくとも前記開口端部に当接する部分の前記外側シール突起の内面は、下方に向かって径が大きくなるように傾斜しており、前記キャップの中心軸方向に対する傾斜角度が２〜１０度とされていることを特徴とする。
本発明では、前記容器の開口端部は、少なくともライナーに接する部分が断面略円弧状とされ、前記天板部の周縁部は、前記ライナーに接する部分の開口端部に沿う断面略円弧状とされてもよい。

本発明の閉止装置は、容器と、その口元部に装着されるキャップとを備えた閉止装置であって、前記キャップが前述のものであることを特徴とする。
本発明の飲料入り閉止装置は、飲料が充填された容器と、その口元部に装着されるキャップとを備えた飲料入り閉止装置であって、前記キャップが前述のものであることを特徴とする。

本発明のキャップは、開口端部の頂部とライナーとの間に隙間ができるようにされているので、落下などにより天板部に外力が加えられた場合でも、前記外力は容器の口元部には伝えられない。このため、口元部の変形を防ぎ、密封性の低下を防ぐことができる。従って、耐衝撃性を高め、密封性を高めることができる。
一般に、断面略円弧状の開口端部を備えた容器を用いる場合には、開口端部とライナーとの接触面積が大きくなりやすく、これらの当接部分では押圧力が分散するため密封性が低くなりやすい。これに対し、本発明のキャップでは、開口端部とライナーとの間に隙間が形成されるので、当接部分の面積は、隙間がない場合に比べて小さくなる。このため、上記当接部分に応力が集中し、密封性が高められる。

本発明のキャップは、容器の開口端部に当接する部分の内側シール突起の外面が下方に向かって径が小さくなるように傾斜しており、かつ開口端部に当接する部分の外側シール突起の内面が下方に向かって径が大きくなるように傾斜している。
キャップを容器の口元部に被せる際には、キャップと口元部の相対位置が径方向にずれることがある。特に、ライナーに接する部分の開口端部が断面略円弧状である場合には、天板部の周縁部の曲げ変形が小さくなるため、位置ズレが修正されにくい。
これに対し、本発明のキャップは、前記位置ズレが起きた場合でも、前記内側シール突起外面または外側シール突起内面の傾斜に沿って移動し、前記位置ズレが修正される。
従って、前記開口端部とライナーとの当接部分の幅を全周にわたって十分に大きくすることができ、密封性の低下を防ぐことができる。

以下、本発明に係るキャップの一例について、図面を参照して説明する。
図１および図２は、本発明の閉止装置の一例を示すもので、この閉止装置は、容器２０と、その口元部２１に装着されるキャップ１とから構成されている。

容器２０は、アルミニウム、アルミニウム合金、スチール等の金属で構成することができる。口元部２１は、キャップ１が装着される筒状の部分であり、その外面には雄ネジ２２と、膨出段部２３とが形成されている。
口元部２１の開口端部は、外方に湾曲して形成されたカール部２４となっている。カール部２４は、口元部２１の最小径部２４ａから頂部２４ｂを経て端縁部２４ｃに至る部分をいう（図２を参照）。
カール部２４は、少なくともライナー５に接する部分は断面略円弧状とすることができる。図示例では、カール部２４は断面略円形とされ、カール部２４の外面の断面曲率半径は、例えば０．５ｍｍ以上（好ましくは１〜２ｍｍ）である。

キャップ１は、天板部２とその周縁から垂下した筒部３とを有するキャップ本体４と、天板部２内面に設けられたライナー５とを備えている。
天板部２の周縁部２ａは、ライナー５に接する部分のカール部２４に沿う断面略円弧状に形成されている。

筒部３は、水平スコア６（弱化ライン）によって、水平スコア６より上部の主部８と、ブリッジ７を介して主部８の下端に連結されたタンパーエビデンスリング部９（ＴＥリング部９）とに区画されている。
筒部３には、キャップ１を口元部２１に装着する際に、雄ネジ２２に沿うネジ部１０が形成される。筒部３の上部には、キャップ１内のガスを外部に排出する複数の排気孔１４が形成されている。
ＴＥリング部９の下部は、膨出段部２３に沿って内方に湾曲した裾部１１とされ、開栓時に膨出段部２３に係止するようになっている。
キャップ本体４は、アルミニウム、アルミニウム合金、スチール等の金属で構成することができる。

ライナー５は、ポリプロピレンとゴムをブレンドしたもの、ポリエチレン、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）などの比較的軟質の合成樹脂材料からなるものであり、天板部２内面（下面）に設けられている。
ライナー５は、略円板状の基部５ａと、基部５ａの下面から下方に突出して形成された環状の内側シール突起１２と、基部５ａの下面から下方に突出して形成された環状の外側シール突起１３とを備えている。

図３および図４は、ネジ部１０等の形成を行う前のキャップ１（未成形キャップ）を示すものである。
図３に示すように、内側シール突起１２は、断面略台形状とされ、外面１２ａの少なくともカール部２４に当接する部分は、下方に向かって径が小さくなるように傾斜している。外面１２ａは、カール部２４の頂部２４ｂより内面側の領域に当接するように形成されている。図示例では、カール部２４に当接する部分の外面１２ａは、ほぼ一定の角度で傾斜している。この一定角度で傾斜した部分を傾斜部分２５という。

キャップ１の中心軸Ｃに対する外面１２ａの傾斜角度Ａ１は、３０〜６０度（好ましくは４０〜５０度）が好ましい。
傾斜角度Ａ１をこの範囲とすることによって、キャップ１を口元部２１に装着する際にキャップ１の位置がずれた場合に、その位置ズレを修正し、キャップ１と口元部２１の中心位置を一致させることができる。
傾斜角度Ａ１が上記範囲を下回ると、キャップ１の位置ズレが大きい場合に、その位置ズレを修正できなくなる。傾斜角度Ａ１が上記範囲を越えると、位置ズレが起きた場合に、それを修正する方向のキャップ１の移動が起こりにくくなる。
傾斜部分２５の幅（径方向の距離）は、例えば０．５〜２ｍｍとすると、キャップ１の位置ズレを修正する効果を高めることができる。
内側シール突起１２の高さＨ１（内側シール突起１２と外側シール突起１３との間の基部１５からの高さ）は、０．５〜２ｍｍが好ましい。

図示例では、内側シール突起１２の内面１２ｂは中心軸Ｃに沿って形成されているが、中心軸Ｃに対し傾斜していてもよい。内側シール突起１２の下面１２ｃはほぼ水平な面に沿って形成することができる。

外側シール突起１３は、断面略台形状とされ、内面１３ａの少なくともカール部２４に当接する部分は、下方に向かって径が大きくなるように傾斜している。内面１３ａは、カール部２４の頂部２４ｂよりも外面側の領域に当接するように形成されている。図示例では、カール部２４に当接する部分の内面１３ａは、ほぼ一定の角度で傾斜している。この一定角度で傾斜した部分を傾斜部分２６という。

キャップ１の中心軸Ｃに対する内面１３ａの傾斜角度Ａ２は、２〜１０度（好ましくは４〜８度）が好ましい。
傾斜角度Ａ２をこの範囲とすることによって、キャップ１を口元部２１に装着する際にキャップ１の位置ズレを修正し、キャップ１と口元部２１の中心位置を一致させることができる。
傾斜角度Ａ２が上記範囲を下回ると、キャップ１の位置ズレが大きい場合に、その位置ズレを修正できなくなる。傾斜角度Ａ２が上記範囲を越えると、外側シール突起１３が薄くなるため、キャップ１に衝撃が加えられた場合に、口元部２１の変形による密封性の低下が起こりやすい。
傾斜部分２６の幅（径方向の距離）は、例えば０．０２〜０．５ｍｍとすると、キャップ１の位置ズレを修正する効果を高めることができる。

図示例では、外側シール突起１３の外面１３ｂは中心軸Ｃに沿って形成されているが、中心軸Ｃに対し傾斜していてもよい。外側シール突起１３の下面１３ｃはほぼ水平な面に沿って形成することができる。
外側シール突起１３の突出高さＨ２（内側シール突起１２と外側シール突起１３との間の基部１５からの高さ）は、０．５〜２ｍｍが好ましい。
図示例では、外側シール突起１３は内側シール突起１２より高く形成されているが、内側シール突起１２と同じ高さであってもよいし、内側シール突起１２より低くてもよい。

なお、図示例では、カール部２４に当接する部分の外面１２ａおよび内面１３ａ（傾斜部分２５、２６）は、ほぼ一定の角度で傾斜しているが、この部分の傾斜角度は一定でなくてもよい。また、水平方向とは天板部２に平行な方向をいう。

内側シール突起１２および外側シール突起１３は、キャップ１を口元部２１に装着した状態（図１および図２に示す状態）で、カール部２４の頂部２４ｂとライナー５（基部１５）との間に隙間１６が生じるように形成することができる。
隙間１６（図２に示す距離Ｂ１）は、高さ方向（中心軸Ｃ方向）に０．１ｍｍ以上とすると耐衝撃性を高めることができる。隙間１６は、１ｍｍ以下とすることができる。

次に、キャップ１を口元部２１に装着する操作について図１〜図４を参照して説明する。
図３および図４に示す未成形のキャップ１を口元部２１に被せる際には、内側シール突起１２の外面１２ａと外側シール突起１３の内面１３ａがカール部２４に当接する位置にキャップ１を配置するのが好ましい。この位置（以下、正位置Ｐ１という）はキャップ１と口元部２１の中心位置が一致する位置である。

キャップ１を口元部２１に被せる際には、キャップ１と口元部２１の相対位置が径方向にずれることがある。すなわち、キャップ１と口元部２１の中心位置が一致しなくなるようなズレが生じることがある。
キャップ１の位置ズレがおきた場合には、周方向の一部において、ライナー５がカール部２４に当接する部分（以下、当接部分という）の幅が狭くなり、密封性の低下が起きることがある。特に、図示例のように、ライナー５に接する部分のカール部２４が断面略円弧状である場合には周縁部２ａの曲げ変形が小さくなるため、位置ズレが修正されにくい。

キャップ１では、次に示すように、上記位置ズレは修正される。
図４に符号Ｐ２で示すように、カール部２４が相対的に内方にずれるような位置ズレが起きた場合には、キャップ１は、外面１２ａの傾斜に沿って移動し、カール部２４が外側シール突起１３に当接する位置（正位置Ｐ１）に達する。
逆に、符号Ｐ３で示すように、カール部２４が相対的に外方にずれるような位置ズレが起きた場合には、キャップ１は、内面１３ａの傾斜に沿って移動し、カール部２４が内側シール突起１２に当接する位置（正位置Ｐ１）に達する。
このように、キャップ１では、位置ズレが修正されるため、上記当接部分の幅を全周にわたって十分に大きくすることができ、密封性の低下を防ぐことができる。

次いで、天板部２に下方への荷重（トップ荷重）を与えつつ、キャップ装着装置のネジ部形成ローラ（図示略）で筒部３を内方に押圧することによって、雄ネジ２２に沿う形状のネジ部１０を形成する。この際、上記トップ荷重によって天板部２の周縁部２ａはカール部２４に沿って曲げ変形する。
さらに、裾部形成ローラ（図示略）によってＴＥリング部９の下部を内方に押圧し湾曲させて裾部１１を形成し、図１および図２に示すキャップ１を得る。

次に、キャップ１の開栓操作について説明する。
キャップ１を開栓方向に回すと、キャップ１が上昇し、ライナー５がカール部２４から離れ、容器２０の密封が解除される。
キャップ開栓の過程では、ＴＥリング部９の裾部１１が膨出段部２３に係止することから、主部８は回転に従って上昇する一方、ＴＥリング部９は上方への移動が阻止される。このため、ブリッジ７に引張力が作用し、これらブリッジ７が破断し、主部８がＴＥリング部９から切り離される。

上記閉止装置は、果汁飲料、茶飲料、コーヒー飲料、炭酸飲料等の飲料を容器２０に充填し、口元部２１にキャップ１を装着することによって、飲料入り閉止装置とすることができる。

（実施例１）
図１に示すキャップ１を作製し、その密封性能を以下に示すようにして調べた。
（１）キャップ１
内側シール突起１２の形状は、未成形の状態（図３および図４を参照）において次のとおりとした。
高さＨ１：１．５ｍｍ、
外面１２ａの傾斜角度Ａ１：４５度、
下面１２ｃの幅：０．２ｍｍ。
外側シール突起１３の形状は、未成形の状態において次のとおりとした。
高さＨ２：１．７ｍｍ、
内面１３ａの傾斜角度Ａ２：５度、
下面１３ｃの幅：０．４ｍｍ。
カール部２４の頂部２４ｂとライナー５の基部１５との隙間１６（距離Ｂ１）は、表１に示すとおりとした。
キャップ１の外径は約２８ｍｍとした。
（２）容器２０
容器２０としては、以下に示す仕様のものを用いた。
カール部２４の外面の断面曲率半径：１ｍｍ、
容量：４００ｍｌ。

（密封性試験）
４００ｍｌの水を容器２０内に入れ、口元部２１にキャップ１を装着した。
未開栓のまま、倒立状態で３０ｃｍの高さから落下させて鋼製の台に衝突させることによってキャップ１に衝撃を与えた。前記台の衝突面は、水平面から１０度傾斜した状態とした。
キャップ１を開栓した後、手で再び口元部２１に装着し、この状態でキャップ１からの内容液漏れの有無を調べ、２０個のサンプルのうち内容液漏れが生じたものの数を調べた。結果を表１および表２に示す。

表１より、カール部２４の頂部２４ｂとライナー５との間に隙間１６がある試験例では、密封性能を高めることができたことがわかる。

（実施例２）
図１に示すキャップ１を作製し、その密封性能を以下に示すようにして調べた。
（１）キャップ１
内側シール突起１２の形状は、未成形の状態（図３および図４を参照）において次のとおりとした。
高さＨ１：１．５ｍｍ、
下面１２ｃの幅：０．２ｍｍ。
外側シール突起１３の形状は、未成形の状態において次のとおりとした。
高さＨ２：１．７ｍｍ、
下面１３ｃの幅：０．４ｍｍ。
キャップ１の外径は約２８ｍｍとした。
（２）容器２０
容器２０としては、以下に示す仕様のものを用いた。
カール部２４の外面の断面曲率半径：１ｍｍ、
容量：４００ｍｌ。

（密封性試験）
４００ｍｌの水を容器２０内に入れ、口元部２１にキャップ１を装着した。
未開栓のまま、倒立状態で３０ｃｍの高さから落下させて鋼製の台に衝突させることによってキャップ１に衝撃を与えた。前記台の衝突面は、水平面から１０度傾斜した状態とした。
キャップ１からの内容液漏れの有無を調べ、２０個のサンプルのうち内容液漏れが生じたものの数を調べた。結果を表２および表３に示す。

試験例１５では、他の試験例と異なり、２０のうち３つのサンプルで口元部２１に凹みが形成されたことが確認された。

表２より、内側シール突起１２の外面１２ａの傾斜角度Ａ１を３０〜６０度とした試験例では、優れた密封性が得られたことができたことがわかる。
また、表３より、外側シール突起１３の内面１３ａの傾斜角度Ａ２を２〜１０度とした試験例では、優れた密封性が得られたことができたことがわかる。
傾斜角度Ａ２が上記範囲を越える試験例では、液漏れはなかったものの、口元部２１に凹みが形成され、再栓時の密封性低下が起こりやすい状態となった。

本発明のキャップの一例を用いた閉止装置を示す断面図である。 図１に示すキャップの要部を示す断面図である。 図１に示すキャップの成形前の状態を示す断面図である。 図１に示すキャップの動作を示す断面図である。 従来のキャップの一例を用いた閉止装置を示す断面図である。 図５に示すキャップの要部を示す断面図である。 図５に示すキャップの成形前の状態を示す断面図である。

符号の説明

１…キャップ、２…天板部、２ａ…周縁部、３…筒部、４…キャップ本体、５…ライナー、１２…内側シール突起、１２ａ…外面、１３…外側シール突起、１３ａ…内面、１６…隙間、２４…カール部（開口端部）、２４ｂ…頂部、Ａ１…内側シール突起の外面の傾斜角度、Ａ２…外側シール突起の内面の傾斜角度、Ｃ…キャップの中心軸。

Claims (6)

1. 容器の口元部に装着されるキャップであって、
   天板部とその周縁から垂下する筒部とを有するキャップ本体と、このキャップ本体内に設けられたライナーとを備え、
   前記ライナー下面には、前記容器の開口端部の内面側に当接する内側シール突起と、前記開口端部の外面側に当接する外側シール突起とが形成され、
   前記内側シール突起および外側シール突起は、開口端部の頂部とライナーとの間に隙間ができるように形成されていることを特徴とするキャップ。
2. 前記容器の開口端部は、少なくともライナーに接する部分が断面略円弧状とされ、
   前記天板部の周縁部は、前記ライナーに接する部分の開口端部に沿う断面略円弧状とされていることを特徴とする請求項１に記載のキャップ。
3. 容器の口元部に装着されるキャップであって、
   天板部とその周縁から垂下する筒部とを有するキャップ本体と、このキャップ本体内に設けられたライナーとを備え、
   前記ライナー下面には、前記容器の開口端部の内面側に当接する内側シール突起と、前記開口端部の外面側に当接する外側シール突起とが形成され、
   少なくとも前記開口端部に当接する部分の前記内側シール突起の外面は、下方に向かって径が小さくなるように傾斜しており、前記キャップの中心軸方向に対する傾斜角度が３０〜６０度とされ、
   少なくとも前記開口端部に当接する部分の前記外側シール突起の内面は、下方に向かって径が大きくなるように傾斜しており、前記キャップの中心軸方向に対する傾斜角度が２〜１０度とされていることを特徴とするキャップ。
4. 前記容器の開口端部は、少なくともライナーに接する部分が断面略円弧状とされ、
   前記天板部の周縁部は、前記ライナーに接する部分の開口端部に沿う断面略円弧状とされることを特徴とする請求項３に記載のキャップ。
5. 容器と、その口元部に装着されるキャップとを備えた閉止装置であって、
   前記キャップは、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載されたものであることを特徴とする閉止装置。
6. 飲料が充填された容器と、その口元部に装着されるキャップとを備えた飲料入り閉止装置であって、
   前記キャップは、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載されたものであることを特徴とする飲料入り閉止装置。
   

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