JP2008056323A

JP2008056323A - 金属製キャップ

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Publication number: JP2008056323A
Application number: JP2006237946A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Matsukawa; 義彦松川
Original assignee: Daiwa Can Co Ltd
Current assignee: Daiwa Can Co Ltd
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2006-09-01
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2026-09-01
Also published as: JP5230916B2

Abstract

【課題】容器内圧の異常な上昇時に確実に、内圧を開放できる缶容器を提供する。
【解決手段】天板部６と天板部周縁部７から垂下するスカート部８とを備え、前記天板部６の内面側には密封用ライナー２が形成され、スカート部８の上部に、凹部９と凸部１０とが周方向に交互に繰り返されるナール部１１と、前記スカート部８の一部が線状に切断された防爆用スリット１６とが形成され、容器の内圧が所定値以上となったときに前記防爆用スリット１６の隙間が広がるように変形して、内圧を開放可能に構成されている金属製キャップＣにおいて、ナール部１１には線状に切断されたスリットが形成されておらず、防爆用スリット１６は、ナール部１１から上方に離隔した位置に周方向に延びるように形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、容器内圧が異常に上昇した際に、容器内の圧力を外部に開放できる防爆機能を有する金属製キャップに関するものである。

従来から、飲料等の内容物が充填され、金属製キャップによって密封された再封可能な金属製ボトル型缶において、内容物が果汁飲料である場合、ボトル型缶を開封した後、果汁飲料を全部飲用せずに、キャップでボトル型缶を再封して室内に保管したような場合に、飲用時に果汁飲料中に混入した酵母が発育してアルコール発酵を行う二次汚染による発酵、いわゆる二次発酵により、大量の炭酸ガスを生成することによって、ボトル型缶の内圧が異常に高まり、金属製キャップがボトルの口部から吹き飛ばされる虞があることが知られている。

このような、容器内圧が異常に上昇した際に、容器内圧を開放可能なキャップが種々提案されている。例えば、特許文献１には、第２の実施形態として、キャップ本体の周壁部に、ボトル内の気体をキャップ回動時に放出可能にするベントホールが設けられるとともに、ベントホールと天板との間のライナーの設けられている部分に位置させて周壁部の周方向を向くスリットを設けたキャップが記載されている。このキャップは、内圧上昇時にベントホール上方に位置するスリット部分において、天板の膨出によってスリットの開口面積が拡大され、スリット部分のライナーと口金部のカール部との間から内圧を開放することができるようになっている。

特許文献２には、金属製キャップ本体の筒部上端部近傍に周方向に沿って瓶内圧が破瓶圧に達する前に強化ブリッジを残して破断する線状の弱化部が形成された防爆キャップが記載されている。この防爆キャップでは、サイドシール部とナールとの間に、スコアとブリッジとから構成される弱化部が設けられており、容器内圧が上昇し、弱化部に引張り応力が作用されると、弱化部のブリッジが切断されてキャップの天板部が瓶口から離れ、容器内圧力が開放されるようになっている。

特開２００５−１４９１７号公報実公平７−２５３１８号公報

しかしながら、上記の特許文献１の発明では、周壁部のナール部の凹部の上端に形成されたベントホールの上方に、周方向に延在するスリットが形成されているが、この場合、スリットはナール部に形成されたベントホールと天板との間に形成されているため、スリットとベントホールとの上下方向の間隔はキャップの設計上あまり広くできず、内圧上昇時に天板が膨出しスリットの開口面積が拡大された際に、スリットとその下方に位置するベントホールとの間の周壁部に亀裂が生じ、スリットとベントホールとが繋がってしまい、予定よりも大きく開口する虞があり、内圧が開放される圧力範囲を制御することが困難となる虞がある。

また、特許文献２に記載の発明では、スコアとブリッジとから構成される弱化部のブリッジを破断することで天板部を瓶口部から離間させているため、破断されるブリッジの強度を制御することが難しく、所定の圧力範囲で確実にブリッジが破断されるようにすることが困難となる虞がある。

この発明は、上記の事情を背景としてなされたものであり、容器内圧の異常な上昇時に確実に、内圧を開放できる金属製キャップを提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、天板部と天板部周縁部から垂下するスカート部とを備え、前記天板部の内面側には容器口端部を密封する密封用ライナーが施され、前記スカート部の上部に、凹部と凸部とが周方向に交互に繰り返されるナール部と、前記スカート部の一部が線状に切断された防爆用スリットとが形成されており、前記防爆用スリットにより切り分けられた隙間は容器の内圧が所定値以上となったときに該隙間が広がるように変形し、内圧を開放可能に構成されている金属製キャップにおいて、前記ナール部には線状に切断されたスリットが形成されておらず、前記防爆用スリットは、前記ナール部から上方に離隔した位置に周方向に延びるように形成されていることを特徴とする金属製キャップである。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記スカート部に、前記防爆用スリットと周方向に並んで、前記防爆用スリットよりも周方向長さの短いベントスリットが形成されており、前記防爆用スリットと前記ベントスリットとの間には、前記防爆用スリットの周方向長さの３０％以上の長さの間隔が周方向に設けられていることを特徴とする金属製キャップである。

さらに、請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記密封用ライナーが、前記容器口端部の頂部に密接される平坦部と前記容器口端部の外面側に密接される外側リブとを有しており、前記平坦部下面から前記外側リブの下端までのキャップ軸線方向の距離が０．２〜０．６ｍｍの範囲であり、前記外側リブの下端と前記防爆用スリットの下縁部とのキャップ軸線方向の距離の差が、０．５ｍｍ以内であることを特徴とする金属製キャップである。

請求項１の発明によれば、ナール部に線状に切断されたスリットが形成されていないため、ナール部の上方に形成された防爆用スリットの形成する隙間が、容器内圧が所定値以上となり更に広がるように変形した際に、防爆用スリットの周方向長さを大きく超えて予定より大きく開口されるようなことがない。このため、所定の範囲以上に防爆用スリットによる開口が広がらず、所定の圧力範囲で確実に内圧の開放を行うことができる。また、防爆用スリットをナール部から上方に離隔した位置に形成したことにより、ナール成形による金属素材の加工硬化によりナール部近傍のスカート部の剛性が高くなったとしても、防爆用スリット近傍のスカート部を容易に変形させることができる。

また、請求項２の発明によれば、防爆用スリットと周方向に並んでベントスリットを形成することにより、キャップを開栓方向に回転し密封が解除された際の容器内圧の開放を速やかに行うことができると共に、ベントスリットから洗浄液が流入されることにより容器口部のネジ部外面側とキャップのスカート部内面側との隙間の洗浄を効率よく行うことができる。また、防爆用スリットとベントスリットとの間の間隙を、防爆用スリットの長さの３０％以上の長さ分十分に間隔を開けていることにより、内圧上昇時に防爆用スリットの隙間が広がるように変形した際に、防爆用スリットの端部から亀裂が発生し防爆用スリットとベントスリットとが周方向に繋がるようなことを防止することができる。

さらに、請求項３の発明によれば、密封用ライナーの平坦部下面から外側リブ下端までのキャップ軸線方向距離は０．２〜０．６ｍｍの範囲に設定されると共に、外側リブの下端と防爆用スリットの下縁部までのキャップ軸線方向距離の差は０．５ｍｍ以内に設定されていることにより、外側リブによる密封性を十分確保できると共に、密封用ライナーの外側リブにより防爆用スリットの開口が塞がれるようなことがなく、確実に内圧開放を行うことができる。

以下、本発明を実施した最良の形態について説明する。図１〜図３は、本発明に係る金属製キャップＣの一例を示しており、容器内圧が所定値以上に達した時に内圧を開放可能な防爆機能を有する金属製キャップＣであり、金属製のキャップシェル１と該キャップシェル１の内周面に施された熱可塑性樹脂製の密封用ライナー２とで構成されている。前記金属製キャップＣは、口部３にネジ部４を有する金属製のボトル型缶（以下、「容器」ともいう）Ｂの口部３に冠着してから、容器の口端部に位置する容器口端部であるカール部５と密封用ライナー２とが密接するようにキャップシェル１のコーナー部に絞り成形を施すと共に、ロールオン式のキャッパーにより口部３のネジ部４に螺合するようにネジ加工を施す等によって、容器を密封するために使用されるものである。

キャップシェル１の材料は、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金属製キャップ用の金属板が使用される。また、本発明のキャップシェル１の少なくとも内面側は、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２の樹脂材料と接着性のあるポリマーによる保護被膜を設けることが接着剤を不要とすることから望ましい。

本実施例のキャップシェル１は、上記のような金属板をプレス等により絞り成形することで、円板状の天板部６とその天板部周縁部７につながる円筒形のスカート部８とを有するカップ状に一体成形したものであり、絞り成形の後でスカート部８の上部に凹部９と凸部１０とを周方向全体に亘って交互に繰り返されるナール部１１が形成されている。また、スカート部８の下部には周方向に延びる破断ライン１２が形成されており、スカート壁は破断ライン１２よりも上方の主部１３と破断ライン１２よりも下方のピルファープルーフバンド部１４とに区画されている。

本発明のキャップシェル１のスカート部８の上方には、スカート部８上部に形成されたナール部１１の上端から上方に離隔して、スカート部８のほぼ同じ高さの位置に周方向に延びる複数のベントスリット１５と１本の防爆用スリット１６が形成されている。ベントスリット１５は、ナール部１１を構成する凹部９、凸部１０のうち、凹部９の上方に対応する位置に延在し、凹部９の周方向幅とほぼ同じ長さであり、防爆用スリット１６は、凹部２つ分と凸部１つ分を合わせた程度の長さを有している。

これにより、防爆用スリット１６が形成された部分では、ベントスリット１５が形成された部分に比べて強度が弱くなるため、容器内圧が上昇して金属製キャップＣの天板部６に圧力が負荷された際に、防爆用スリット１６近傍のキャップシェル１が変形し易くなる。その結果、容器内圧が所定値以上に達した際に防爆用スリット１６近傍の天板部６からスカート部８上部にかけた部分が金属製キャップＣ外方に突出するように変形し、防爆用スリット１６の隙間が広がるように大きく開口し、それに伴い、密封用ライナー２と容器口端部５との間に隙間が生じ、容器内圧を開放することができるようになっている。

本発明の金属製キャップＣでは、防爆用スリット１６の周方向長さは５〜１０ｍｍの範囲に設定されており、ベントスリット１５の周方向長さは１〜５ｍｍの範囲に設定されている。また、ベントスリット１５は、防爆用スリット１６の周方向長さの２０〜５０％の範囲の長さに設定することが好ましい。また、隣り合う防爆用スリット１６とベントスリット１５の間の周方向の間隔は、防爆用スリット１６の長さの３０％以上の長さの間隔が開いていることが好ましく、より好ましくは４０〜１００％の範囲である。また、隣り合うベントスリット１５同士間の周方向の間隔は２〜５ｍｍの範囲に設定されている。さらに、キャップ天板部６の外面からナール部１１の上端までのキャップ軸線方向距離は１〜３ｍｍの範囲に設定されており、キャップ天板部６の外面から防爆用スリット１６及びベントスリット１５下縁部までのキャップ軸線方向距離は０．８〜１．５ｍｍの範囲に設定されており、ナール部１１の上端から防爆用スリット１６の下縁部までの離隔されたキャップ軸線方向距離は０．５〜１．５ｍｍの範囲に設定されている。

また、本発明の金属製キャップＣのキャップシェル１の天板部６の内面に施される密封用ライナー２の樹脂材料としては、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スチレン系エラストマーのブレンド材、ポリエステル系エラストマー等が好適に使用でき、さらに、これらの樹脂に顔料、滑剤、軟化剤等を適宜添加することができる。

本発明の密封用ライナー２は、このような樹脂材料を溶融した状態で、キャップシェル１の天板部６の内面側に供給し、その樹脂材料を金型により所定の形状に型押し成形したものであり、天板部６の周辺部に容器口部と密着して容器を密封するための密封部１７を備えている。該密封部１７は図１と図３に示すように、容器口部の口端部であるカール部５の頂部に密接される平坦部１８と該平坦部１８の内周縁から下方に突出するように形成され、前記カール部５の内周面に密接される内側リブ１９と前記平坦部１８の外周縁から下方に突出するように形成され、前記カール部５の外周面に密接される外側リブ２０とを有している。

本発明では、キャップシェル１の天板部６の内面から平坦部１８の下面までのキャップ軸線方向距離は０．５〜１．５ｍｍの範囲に設定されており、キャップシェル１の天板部６の内面から内側リブ１９の下端までのキャップ軸線方向距離は１〜３ｍｍの範囲に設定されている。また、キャップシェル１の天板部６の内面から外側リブ２０の下端までのキャップ軸線方向距離は０．７〜２．１ｍｍで、平坦部１８下面から外側リブ２０下端までのキャップ軸線方向距離は０．２〜０．６ｍｍの範囲に設定されており、外側リブ２０の外周縁とキャップシェル１のスカート部８の内面とのキャップ半径方向距離は０．５〜１．５ｍｍの範囲に設定されている。さらに、外側リブ２０の下端と防爆用スリット１６の下縁部までのキャップ軸線方向距離の差は０．５ｍｍ以内に設定されている。

なお、本実施例では、板厚０．２３ｍｍのアルミニウム合金板からキャップ外径２８．４ｍｍの金属製キャップＣを成形し、防爆用スリット１６の周方向長さは６．６ｍｍ、ベントスリット１５の周方向長さは２．５ｍｍ、隣り合う防爆用スリット１６とベントスリット１５の間の間隔は３．３ｍｍ、隣り合うベントスリット１５同士間の間隔は２．７ｍｍとしている。また、キャップ天板部６の外面からナール部１１上端までのキャップ軸線方向距離は２．４８ｍｍ、キャップ天板部６外面から防爆用スリット１６及びベントスリット１５の下縁部までのキャップ軸線方向距離は１．３３ｍｍ、ナール部１１の上端から防爆用スリット１６の下縁部までの離隔されたキャップ軸線方向距離を、１．１５ｍｍとした。

さらに、キャップシェル１の天板部６の内面から平坦部１８の下面までのキャップ軸線方向距離は、０．９５ｍｍで、キャップシェル１の天板部６の内面から内側リブ１９の下端までのキャップ軸線方向距離は２．１ｍｍで、キャップシェル１の天板部６の内面から外側リブ２０の下端までのキャップ軸線方向距離は１．３５ｍｍで、平坦部１８下面から外側リブ２０下端までのキャップ軸線方向距離は０．４ｍｍとしている。また、外側リブ２０の外周縁とキャップシェル１のスカート部８の内面とのキャップ半径方向距離は１ｍｍとし、また、外側リブ２０の下端は、防爆用スリット１６の下縁部からキャップ軸線方向距離で０．２５ｍｍ下方に位置するように形成した。

この金属製キャップＣのサンプル５個をそれぞれ金属製ボトル型缶の口部にロールオン形成して取り付け、そのボトル型缶の缶底部を切除して形成された開口部から圧縮空気を缶内部に導入することにより徐々に内圧を上昇させ、防爆用スリット１６近傍のキャップシェル１が変形し、内圧が開放された際の圧力を測定した結果、圧力を６３０〜８００ｋＰａの範囲とすることができた。このような本発明の金属製キャップＣによると、ナール部１１にスリットが形成されていないため、ナール部１１の上方に形成された防爆用スリット１６が、容器内圧が所定値以上となり隙間が広がるように変形した際に、防爆用スリット１６とナール部１１のスリットとが繋がることがない。このため、所定の範囲以上に防爆用スリット１６による開口が広がらず、所定の圧力範囲で確実に内圧の開放を行うことができる。また、防爆用スリット１６をナール部１１から上方に離隔した位置に形成したことにより、内圧が上昇し天板部６に圧力が負荷された時に、防爆用スリット１６近傍のスカート部８をより変形しやすくすることができる。

すなわち、容器内圧が所定値以上に上昇した際には、圧力により防爆用スリット１６より上方のスカート部８上部から天板部６にかけて変形するため、防爆用スリット１６の形成位置がスカート部８の上方であるほど変形するキャップの範囲が狭くなると共に、ナール成形による金属素材の加工硬化によりナール部１１近傍のスカート部８の強度が向上しても、強度が向上したナール部１１と離隔している。このため、防爆用スリット１６近傍のスカート部８を容易に変形させることができる。

また、防爆用スリット１６と共にベントスリット１５を形成することにより、キャップを開栓方向に回転させ、密封が解除された際の容器内圧の開放を速やかに行うことができると共に、密封直後にベントスリット１５から洗浄液を流入させるようにすることにより容器口部のネジ部外面側とキャップのスカート部８内面側との隙間の洗浄を効率よく行うことができる。また、防爆用スリット１６とベントスリット１５との間の間隔を、防爆用スリット１６の長さの３０％以上の長さ分十分に間隔を開けていることにより、内圧上昇時に防爆用スリット１６の隙間が広がるように変形した際に、防爆用スリット１６の端部から亀裂が発生して防爆用スリット１６とベントスリット１５とが周方向に繋がることを防止することができる。

さらに、より好ましくは、防爆用スリット１６とベントスリット１５との間の間隔を、４０〜１００％とすると良く、これにより、内圧上昇時に防爆用スリット１６の隙間が広がるように変形した際に、防爆用スリット１６の端部から亀裂が発生したり、それによって防爆用スリット１６とベントスリット１５とが周方向に繋がったりすることをより確実に防止できると共に、ベントスリット１５の形成範囲も十分に確保することができる。

すなわち、防爆用スリット１６とベントスリット１５との間の間隔を防爆用スリット１つ分の長さよりも大きくすると、スカート部８全周におけるベントスリット１５が形成される範囲が狭くなり、ベントスリット１５の機能が十分に発揮されない虞がある。

本発明の金属製キャップＣでは、ベントスリット１５の周方向長さは、防爆用スリット１６の周方向長さの２０〜５０％の範囲の長さに設定することが好ましく、これにより、防爆用スリット１６において確実に内圧の開放ができると共に、容器口部の洗浄やキャップ開栓時のガス抜きも効率よく行うことができる。すなわち、ベントスリット１５の周方向長さが、防爆用スリット１６の周方向長さの２０％未満の長さであった場合、容器口部を洗浄するための洗浄液が流入されにくくなったり、キャップ開栓時にネジによる螺合が弱まった際に、ベントスリット１５から容器内部のガスが速やかに抜けずに圧力によりキャップが吹き飛ばされたりする虞がある。

一方、ベントスリット１５が防爆用スリット１６の周方向長さの５０％より長い場合は、ベントスリット１５近傍の強度が弱くなり、内圧によりベントスリット１５近傍の天板部６が変形しやすくなり、その結果、防爆用スリット１６以外から内圧が開放され、内圧を開放させようとする所定の圧力の制御が困難になるという問題がある。

また、キャップ天板部６の外面から防爆用スリット１６及びベントスリット１５下縁部までのキャップ軸線方向距離は０．８〜１．５ｍｍの範囲に設定されていることにより、密封性を確保しつつ、内圧上昇時のキャップの変形を容易に行うことができる。すなわち、スリットの位置がキャップ天板部６に近すぎる場合、密封用ライナー２の外側リブ２０の長さを長くすると、キャップ装着時に密封用ライナー２がベントスリット１５又は防爆用スリット１６からはみ出してくる虞があり、一方、外側リブ２０の下端の位置をスリット位置よりも上方にするため、外側リブ２０の長さを短くするとカール部５の外面側を十分に密封できない虞がある。

さらに、ナール部１１の上端から防爆用スリット１６の下縁部までの離隔されたキャップ軸線方向距離は０．５〜１．５ｍｍの範囲に設定されていることにより、成形性が損なわれることなく、効果的に内圧を開放することができる。すなわち、ナール部１１と防爆用スリット１６との距離が近すぎると、ナール部１１と防爆用スリット１６間の金属の成形がきつくなり、その部分の金属や保護被膜に損傷が生じる虞がある。したがって、ナール部１１の上端から防爆用スリット１６の下縁部までの離隔されたキャップ軸線方向距離を０．５〜１．５ｍｍの範囲に設定することにより、成形性が損なわれず、その部分における金属や保護被膜の損傷を未然に防止でき、内圧の開放を円滑に行うことができるようになる。

また、密封用ライナー２の平坦部１８下面から外側リブ２０下端までのキャップ軸線方向距離は０．２〜０．６ｍｍの範囲に設定されると共に、外側リブ２０の下端と防爆用スリット１６の下縁部までのキャップ軸線方向距離の差は０．５ｍｍ以内に設定されていることにより、外側リブ２０による密封性を十分確保できると共に、密封用ライナー２の外側リブ２０により防爆用スリット１６の開口が塞がれるようなことがなく、内圧開放機能が損なわれるようなことがない。

さらに、防爆用スリット１６は、複数本形成しても良いが１本にすることにより、内圧の異常上昇時に圧力によるキャップシェル１の変形を１箇所に集中することができ、内圧が開放される際の圧力を制御しやすくなるため好ましい。

上記金属製キャップの右半分を断面で示した正面図である。本発明の金属製キャップの外観正面図である。上記金属製キャップを容器口部に装着した状態を拡大して示した要部拡大断面図である。

符号の説明

１…キャップシェル、２…密封用ライナー、３…口部、４…ネジ部、５…カール部、６…天板部、７…天板部周縁部、８…スカート部、９…凹部、１０…凸部、１１…ナール部、１２…破断ライン、１３…主部、１４…ピルファープルーフバンド部、１５…ベントスリット、１６…防爆用スリット、１７…密封部、１８…平坦部、１９…内側リブ、２０…外側リブ、Ｂ…ボトル型缶（容器）、Ｃ…金属製キャップ。

Claims

天板部と天板部周縁部から垂下するスカート部とを備え、前記天板部の内面側には容器口端部を密封する密封用ライナーが施され、前記スカート部の上部に、凹部と凸部とが周方向に交互に繰り返されるナール部と、前記スカート部の一部が線状に切断された防爆用スリットとが形成されており、前記防爆用スリットにより切り分けられた隙間は容器の内圧が所定値以上となったときに該隙間が広がるように変形し、内圧を開放可能に構成されている金属製キャップにおいて、
前記ナール部には線状に切断されたスリットが形成されておらず、前記防爆用スリットは、前記ナール部から上方に離隔した位置に周方向に延びるように形成されていることを特徴とする金属製キャップ。
前記スカート部に、前記防爆用スリットと周方向に並んで、前記防爆用スリットよりも周方向長さの短いベントスリットが形成されており、前記防爆用スリットと前記ベントスリットとの間には、前記防爆用スリットの周方向長さの３０％以上の長さの間隔が周方向に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の金属製キャップ。
前記密封用ライナーが、前記容器口端部の頂部に密接される平坦部と前記容器口端部の外面側に密接される外側リブとを有しており、前記平坦部下面から前記外側リブの下端までのキャップ軸線方向の距離が０．２〜０．６ｍｍの範囲であり、前記外側リブの下端と前記防爆用スリットの下縁部とのキャップ軸線方向の距離の差が、０．５ｍｍ以内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属製キャップ。