JP2009241930A - キャップ及びボトル - Google Patents

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宗孝 井田
Eiji Yamamoto
栄治 山本
Yasuo Fukawa
泰夫 府川
Yasushi Fujiwara
康 藤原
Hideki Miyazaki
英樹 宮崎
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Abstract

【課題】 キャップ及びボトルにおいて、内圧が陽圧だけでなく陰圧となった場合も外部から視認可能であると共に内圧変化の度合いも視認可能にすること。
【解決手段】 上方に配された天面部4と該天面部4の周縁から略垂下されてなる円筒部5とからなるキャップ本体6と、該キャップ本体6の天面部4内面に設けられる合成樹脂製のライナー7と、を備え、ボトル本体の口金部を密栓するキャップ1であって、天面部7の中央部に孔部4aが形成され、ライナー7が、密栓時に口金部に密着可能であると共に4a孔部を閉塞可能に設置されている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、飲料用等のボトルにおける口部を密栓するキャップ及びこれを被着したボトルに関する。
従来、スチールやアルミニウム合金等の金属製ボトルにおいて、一旦開栓された後に内容物の腐敗・発酵等によって内圧が上昇する場合がある。このように内圧が上昇した場合は、ボトルの外部から判断し難く、不用意に開栓してしまうと内容物が吹き出る等の不都合がある。このため、例えば特許文献1では、キャップ本体の天板部に、キャップが取り付けられている容器の耐圧圧力以下の圧で凸形となる可変凹部を設けた防爆キャップが提案されている。この防爆キャップでは、内圧上昇によって金属薄板製シェルの天面部が凹状から凸状に変形することで、内圧の上昇を視認可能にするものである。
実開平04−68847号公報
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、上記特許文献1に記載の従来のキャップでは、容器内圧力異常のうち陽圧となる圧力上昇のみ天面部が凸状になることを視認可能であるが、陰圧となる圧力降下が生じた場合、例えば未開栓状態下での漏洩等による低圧状態を外部から視認することができないという不都合があった。また、比較的薄肉化したとはいえ金属製の天面部を凹凸させるため、剛性が高いために大きな陽圧でしか凸形に変形しないと共に内圧の上昇度合いを凸形から判断することが困難であった。
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、内圧が陽圧だけでなく陰圧となった場合も外部から視認可能であると共に内圧変化の度合いも視認することができるキャップ及びこれを装着したボトルを提供することを目的とする。
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のキャップは、上方に配された天面部と該天面部の周縁から略垂下されてなる円筒部とからなるキャップ本体と、該キャップ本体の天面部内面に設けられる合成樹脂製のライナーと、を備え、ボトル本体の口部を密栓するキャップであって、前記天面部の中央部に孔部が形成され、前記ライナーが、密栓時に前記口部に密着可能であると共に前記孔部を閉塞可能に設置されていることを特徴とする。
すなわち、このキャップでは、天面部の中央部に孔部が形成され、ライナーが密栓時に口部に密着可能であると共に孔部を閉塞可能に設置されているので、密栓時にボトル内圧が上昇した場合、内圧上昇の度合いに応じて孔部を閉塞している合成樹脂製のライナーが凸状に膨出することから、外部から容易に内圧上昇及びその度合いを視認することができる。また、密栓時にボトル内圧が陰圧状態に降下した場合、内圧降下の度合いに応じて孔部を閉塞しているライナーが凹状に吸引されることから、外部から容易に内圧降下及びその度合いを視認することができる。なお、陽圧域での内圧降下では、ライナーの膨出した部分の触圧により降下度合いを確認することもできる。
さらに、このキャップでは、孔部の内径、ライナーの種類(ライナータイプ、素材組成、形状、厚さ等)を適宜設定することで、内圧変化に対する膨出又は吸引の程度(量)を任意に調整することが可能である。特に、ライナーが金属製に比べて高い可撓性を有する合成樹脂製であるため、内圧の変化に応じて凸状又は凹状に変形し易い特徴を有している。また、孔部形成に伴いキャップ本体のメタル重量が少なくなり、コスト及び環境面でも優れている。
また、本発明のキャップは、前記ライナーが、前記密栓時に内圧が所定値以上に達したときに局所的に破断する強度とされた部分的弱化部を有していることを特徴とする。すなわち、このキャップでは、密栓時に内圧が所定値以上に達したときに局所的に破断する強度とされた部分的弱化部がライナーに形成されているので、所定値以上に内圧が達すると部分的弱化部が破断して内圧を開放することで防爆機能を併せ持つことができる。
さらに、本発明のキャップは、前記部分的弱化部が、他の部分よりも薄肉とされた切れ目部であることを特徴とする。すなわち、このキャップでは、部分的弱化部が他の部分よりも薄肉とされた切れ目部であるので、所定値以上の内圧に達したときに切れ目部が裂けて内圧を開放することができる。
また、本発明のキャップは、前記キャップ本体に対して前記ライナーを回動可能に支持すると共に前記ライナーの軸方向下方への移動を制限するライナー支持構造を有していることを特徴とする。すなわち、このキャップでは、キャップ本体に対してライナーを回動可能に支持すると共にライナーの軸方向下方への移動を制限するライナー支持構造を有しているので、いわゆる脱落防止付きのフローティングライナー構造となり、ライナーの膨出及び吸引挙動が拘束されず、高い自由度を保って内圧変化に伴う変形が可能になる。また、キャップの密栓性等の基本性能を損なうことなく、開栓時の低トルク化が可能で高い開栓性を有することができる。
さらに、本発明のキャップは、前記ライナーが、シート状ライナーであり、前記ライナー支持構造が、前記円筒部から内方に突出形成され前記ライナーを下側から支持するライナー係止突起であることを特徴とする。すなわち、このキャップでは、ライナー支持構造として、円筒部から内方に突出形成されライナーを下側から支持するライナー係止突起を採用しているので、シート状ライナーを採用した場合に、円筒部にライナー係止突起の加工を行うだけで、その脱落を防止することができる。
また、本発明のキャップは、前記ライナーが、前記孔部に露出された中央部と、該中央部の外周に設けられ前記天面部の下面に接して円環状に形成された円環部と、前記中央部の外周に設けられ前記天面部の上面にフランジ状に突出して形成された貫通リベット状突起部と、を備えていることを特徴とする。すなわち、このキャップでは、ライナーが、中央部と、円環部と、貫通リベット状突起部と、で構成されているので、天面部の孔部内縁部分を挟んだ貫通リベット状突起部と円環部とによりフローティング構造としつつ脱落を防止することができる。
さらに、本発明のキャップは、前記ライナーが、モールド成形で一体に形成されたものであることを特徴とする。すなわち、このキャップでは、一体成形によるモールドライナーを採用することで、脱落防止付きフローティングライナー構造を有するライナーを直接天面部に形成することができると共に、低コストで作製することができる。なお、この際、天面部の内外面には、ライナー材料と剥離性を有する塗料を焼付け塗布したり、または焼付け塗布した塗膜の上にさらにインキなどを塗布するなど、成形過程および成形後に、ライナー材料とキャップ天面が完全に剥離することが望ましい。
本発明のボトルは、上記本発明のキャップと、該キャップが口部に被着されたボトル本体と、を備えていることを特徴とする。すなわち、このボトルでは、上記本発明のキャップで密栓されているので、ライナーの凹凸状態で内圧異常を視認可能な機能を有することができる。
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るキャップによれば、天面部の中央部に孔部が形成され、ライナーが密栓時に口部に密着可能であると共に孔部を閉塞可能に設置されているので、密栓時にボトル内圧が変化した場合、内圧変化の度合いに応じて孔部内のライナーが凸状に膨出又は凹状に吸引され、陽圧、陰圧を問わず外部から容易に異常内圧及びその度合いを視認することができる。したがって、上記本発明のキャップを採用したボトルによれば、内圧異常をライナーの凹凸状態で視認可能であり、特に、陽圧飲料用ボトルに好適である。
以下、本発明に係るキャップ及びボトルの第1実施形態を、図1から図4を参照しながら説明する。
本実施形態のキャップ1は、図1及び図2に示すように、例えば直径38mm口径のアルミニウム又はアルミニウム合金製(金属製)ボトル本体2の口金部(口部)3に被着されて密栓するピルファープルーフキャップ(以下、PPキャップとも称す)となるものである。このキャップ1は、アルミニウム又はアルミニウム合金板材をカップ状に成形したもので上方に配された天面部4と該天面部4の周縁から略垂下されてなる円筒部5とからなるキャップ本体6と、該キャップ本体6の天面部4内面に設けられる合成樹脂製のライナー7と、を備えている。
上記円筒部5は、周方向に断続的に形成されたスリット5aを介して上下に分割された筒上部5Aと筒下部5Bとを有し、隣接するスリット5a間に形成される複数のブリッジ5bによって筒上部5Aと筒下部5Bとを連結した形状としたものである。
図2に示すように、このキャップ1が被着されるボトル本体2の口金部3には、ねじ山3a及び膨出部3bが形成されており、ここに被せられたキャップ1はねじ山3a、膨出部3b等の形状に沿うように塑性変形される。これによって、キャップ1がPPキャップ10として口金部3に被着され、ボトル本体2を密封状態とすることで、ボトル100が得られる。
上記円筒部5は、天面部4近傍であって周方向に複数並べて形成されたナール凹部12と、ナール凹部12に開口形成され開栓時に内圧を開放するナールスリット12aを有している。
上記ナール凹部12は、開栓時にPPキャップ10と把持する指との間の摩擦抵抗を増大させるものであり、これにより手を滑らせることなく容易に開栓可能とするものである。
上記ナールスリット12aは、ナール凹部12の上端部にナール凹部12の幅と同じ長さに周方向に形成されている。このナールスリット12aは、PPキャップ10がブリッジ5bを破断しつつ上方に回転操作された際、ボトル本体2内のガスを外部に放出するためのベントホールである。
上記天面部4には、中央部に円形状の孔部4aが形成されている。該孔部4aの内径は、例えば、キャップ外径に対して25〜65%の範囲内に設定される。
上記ライナー7は、例えば天面部4側に配される硬質シート7aと該硬質シート7aよりも柔軟な材料で形成され口金部3に接触する軟質層7bとの二層構造を採用したシート状ライナーであり、密栓時に口金部3に密着可能であると共に孔部4aを閉塞可能に設置されている。
なお、上記硬質シート7aがポリプロピレン樹脂で形成され、上記軟質層7bがスチレン系エラストマーで形成される材料組合せが好ましい。すなわち、PP(ポリプロピレン)樹脂は、価格も廉価であると共に耐熱性に優れ、摺動層となる硬質シート7aの材料に最適である。また、TPS(スチレン系エラストマー)は、PP樹脂との接着性に優れ、良好な耐レトルト性能を有しており、密封層となる軟質層7bの材料として最適である。
上記円筒部5には、キャップ本体5に対してライナー7を回動可能に支持すると共にライナー7の軸方向下方への移動を制限するライナー支持構造として、ライナー係止突起5cが周方向に所定の間隔を空けて複数形成されている。これらのライナー係止突起5cは、円筒部5から内方に突出形成された断面三角形状又は半円形状をなし、ライナー7を下側から支持するように形成されている。ライナー係止突起5cは、ライナー7をその下面側から支持する機能と実質上の洗浄口の役目を有する。なお、ライナー係止突起5cは、内方に突起を周方向帯状に生成することによって形成しても構わない。
次に、口金部3に上記キャップ1を被着させてなるPPキャップ10及び該PPキャップ10により密閉されたボトル100を、図1及び図2を参照しながら説明する。
本実施形態のボトル100は、飲料等の液体が充填されアルミニウム又はアルミニウム合金からなるボトル本体2と、該ボトル本体2の口金部3に被着されたPPキャップ10(キャップ1)とを備えている。PPキャップ10は、ねじ山3aの外形に沿うねじ部14を筒上部5Aに形成すると共に膨出部3bの下部に沿うピルファープルーフ部15を筒下部5Bに形成することにより、ボトル本体2の口金部3に被着したものである。なお、PPキャップ10の天面部4内側に配されたライナー7によって、ボトル本体2の開口部がシールされている。
上記ボトル本体2において、上記PPキャップ10を開栓するために回転させると、ねじ部14が形成された筒上部5Aがボトル本体2のねじ山3aに沿って上方へ持ち上がりながら回転する。一方、ピルファープルーフ部15が形成された筒下部5Bはボトル本体2の膨出部3bに係止され、筒上部5Aと一体に持ち上がらずに回転する。
この際、上方向に引っ張る力と周方向に引っ張る力(摩擦力)とを加えられた各ブリッジ5bが単独に順次破断していく。そして、全ブリッジ5bが破断した際に、PPキャップ10の筒上部5Aと筒下部5Bとが分断される。この後、筒上部5Aをねじ山3aに対してさらに回転させることにより、ボトル本体2からPPキャップ10の筒上部5Aが外れて開栓させることができる。一方、PPキャップ10の筒下部5Bは、リング状のピルファープルーフ部15としてボトル本体2側に残される。
また、このようにPPキャップ10(キャップ1)により密封されたボトル本体2を初めて開栓する際、天面部4内側のライナー7と口金部3との間を経て、ボトル本体2内のガスが開口したナールスリット12aから外部に放出される。
上記本実施形態のキャップ1では、天面部4の中央部に孔部4aが形成され、ライナー7が密栓時に口金部3に密着可能であると共に孔部4aを閉塞可能に設置されているので、内圧上昇の度合いに応じて孔部4aを閉塞している合成樹脂製のライナー7が凸状に膨出する。すなわち、密栓時にボトル内圧が正常な場合には、図2に示すように、孔部4aに露出しているライナー7は、略平坦な状態であるが、密栓時にボトル内圧が上昇した場合、図3に示すように、内圧上昇の度合いに応じて孔部4aを閉塞しているライナー7が凸状に膨出することから、外部から容易に内圧上昇及びその度合いを視認することができる。
また、密栓時にボトル内圧が陰圧状態に降下した場合、図4に示すように、内圧降下の度合いに応じて孔部4aを閉塞しているライナー7が凹状に吸引されることから、外部から容易に内圧降下及びその度合いを視認することができる。
例えば、陽圧飲料用ボトルなど、充填、流通、消費の過程に異常圧が生じるおそれのあり、次のような場合に本実施形態のキャップ1を採用すれば、容易に異常圧を視認可能である。例えば、過度の加熱や殺菌不足による腐敗等で生じた高圧状態や、開栓後の二次発酵による高圧状態は、ライナー7の膨出によって視認することができる。また、未開栓状態下での漏洩等による無圧或いは極低圧状態では、ライナー7の膨出が無くなり、負圧下ではライナー7が吸引されて凹むため視認可能である。なお、陽圧域での内圧降下では、ライナー7の膨出した部分の触圧により降下度合いを確認することもできる。
なお、このキャップ1では、孔部4aの内径、ライナー7の種類(ライナータイプ、素材組成、形状、厚さ等)を適宜設定することで、内圧変化に対する膨出又は吸引の程度(量)を任意に調整することが可能である。特に、ライナー7が金属製に比べて高い可撓性を有する合成樹脂製であるため、内圧の変化に応じて凸状又は凹状に変形し易い特徴を有している。また、孔部4a形成に伴いキャップ本体6のメタル重量が少なくなり、コスト及び環境面でも優れている。
また、ライナー7の膨出に連動して、ライナー7が口金部3とのシール部位を含め過度に容器外方向に引き込まれてシール部解除を来すように設定しても構わない。
さらに、このキャップ1の実用においては、天面部4の上面は商標等の印刷がない無地若しくは単色印刷とし、商標等の印刷を施したラベルを貼り付けて孔部4a及び露出したライナー7を覆って製品化されることが好ましい。
また、このキャップ1では、キャップ本体6に対してライナー7を回動可能に支持すると共にライナー7の軸方向下方への移動を制限するライナー支持構造として、ライナー係止突起5cが円筒部5に形成されているので、いわゆる脱落防止付きのフローティングライナー構造となり、ライナー7の膨出及び吸引挙動が拘束されず、高い自由度を保って内圧変化に伴う変形が可能になる。また、キャップ1の密栓性等の基本性能を損なうことなく、開栓時の低トルク化が可能で高い開栓性を有することができる。
次に、本発明に係るキャップ及びボトルの第2実施形態について、図5から図11を参照して以下に説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
第2実施形態と第1実施形態との異なる点は、第1実施形態では、ライナー7としてシート状ライナーを採用し、ライナー支持構造としてライナー係止突起5cを設けているのに対し、第2実施形態のキャップ21では、図5から図7に示すように、ライナー27が、モールド成形で一体に形成されたものであり、ライナー27自体がライナー支持構造を有している点である。
すなわち、第2実施形態のキャップ21では、ライナー27が、孔部4aに露出された中央部27aと、該中央部27aの外周に設けられ天面部4の下面に接して円環状に形成された円環部27bと、中央部27aの外周に設けられ天面部4の上面にフランジ状に突出して形成された貫通リベット状突起部27cと、を備え、これらがモールド成形で一体に形成されている。なお、この際、天面部4の内外面には、ライナー材料と剥離性を有する塗料を焼付け塗布したり、または焼付け塗布した塗膜の上にさらにインキなどを塗布するなど、成形過程および成形後に、ライナー材料とキャップ天面が完全に剥離することが望ましい。
また、第2実施形態のキャップ21では、ライナー27自身が脱落防止機能を有しているので、ライナー係止突起5cは不要である。
また、第2実施形態のライナー27は、図6及び図7に示すように、密栓時に内圧が所定値以上に達したときに局所的に破断する強度とされた部分的弱化部27dを有している。該部分的弱化部27dは、他の部分よりも薄肉とされたスリット状の切れ目部である。この部分的弱化部27dは、孔部4a近傍の円環部27bにライナー27の中心軸を中心とした半円状に形成されている。
この第2実施形態のキャップ21では、密栓時にボトル内圧が正常な場合には、図8に示すように、孔部4aに露出しているライナー27は、略平坦な状態であるが、密栓時にボトル内圧が上昇した場合、第1実施形態と同様に、図9に示すように、内圧上昇の度合いに応じて孔部4aを閉塞している合成樹脂製のライナー27が凸状に膨出することから、外部から容易に内圧上昇及びその度合いを視認することができる。
さらに、密栓時にボトル内圧が所定値以上まで上昇した場合、図10に示すように、部分的弱化部27dが裂けて破断し、内圧が開放される。
なお、密栓時にボトル内圧が陰圧状態に降下した場合も、第1実施形態と同様に、内圧降下の度合いに応じて孔部4aを閉塞しているライナー27が凹状に吸引されることから、外部から容易に内圧降下及びその度合いを視認することができる。
上記ライナー27をモールド成形するには、図11に示すように、上型31と下型32との間にキャップ本体6を挟んだ状態で、キャビティ内に溶融させたライナー材料を充填し、硬化させることで、上記形状のライナー27を一体成形する。なお、ライナー材料の滴下範囲は、天面部4内側の非孔部位の周方向に複数箇所とされる。
このように第2実施形態のキャップ21では、ライナー27が、中央部27aと、円環部27bと、貫通リベット状突起部27cと、で構成されているので、天面部4の孔部4a内縁部分を挟んだ貫通リベット状突起部27cと円環部27bとによりフローティング構造としつつ脱落を防止することができる。また、一体成形によるモールドライナーを採用することで、脱落防止付きフローティングライナー構造を有するライナー27を直接天面部4に形成することが可能であり、低コストで作製することができる。
さらに、密栓時に内圧が所定値以上に達したときに局所的に破断する強度とされた部分的弱化部27dがライナー27に形成されているので、所定値以上に内圧が達すると部分的弱化部27dが破断して内圧を開放することで防爆機能を併せ持つことができる。
なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本発明は、上述したようにアルミニウム製又はアルミニウム合金製のキャップに好適であるが、樹脂製のキャップに適用しても構わない。
また、第1実施形態において、内圧が正常な場合に天面部に隠れていると共に内圧が上昇した場合にはライナーの膨出に伴って露出するライナー上面部分に、目印となる印刷を施しても構わない。すなわち、内圧が一定以上上昇した際に、膨出によって露出する目印により、危険域を視覚化する機能を持たせても構わない。
また、第2実施形態のライナーに部分的弱化部を設けているが、第1実施形態のライナーにも部分的弱化部を設けても構わない。
本発明に係るキャップ及びボトルの第1実施形態において、キャップを示す一部を切断した側面図である。 第1実施形態において、キャッピング状態におけるキャップ及びボトルを示す一部を切断した要部の側面図である。 第1実施形態において、内圧が上昇した場合のキャッピング状態におけるキャップ及びボトルを示す一部を切断した要部の側面図である。 第1実施形態において、内圧が降下した場合のキャッピング状態におけるキャップ及びボトルを示す一部を切断した要部の側面図である。 本発明に係るキャップ及びボトルの第2実施形態において、キャップを示す一部を切断した側面図である。 第2実施形態において、キャップを示す下面図である。 第2実施形態において、ライナーの貫装部を示す要部の拡大断面図である。 第2実施形態において、キャッピング状態におけるキャップ及びボトルを示す一部を切断した要部の側面図である。 第2実施形態において、内圧が上昇した場合のキャッピング状態におけるキャップ及びボトルを示す一部を切断した要部の側面図である。 第2実施形態において、内圧が所定値以上に上昇して部分的弱化部が破断した場合のキャップ及びボトルを示す一部を切断した要部の側面図である。 第2実施形態において、ライナーのモールド成形時の上型及び下型を示す断面図である。
符号の説明
1,21…キャップ、2…ボトル本体、3…口金部(口部)、3a…ねじ山、3b…膨出部、4…天面部、4a…孔部、5…円筒部、5c…ライナー係止突起、6…キャップ本体、7,27…ライナー、10…PPキャップ、12…ナール凹部、12a…ナールスリット、14…ねじ部、15…ピルファープルーフ部、27a…中央部、27b…円環部、27c…貫通リベット状突起部、27d…部分的弱化部、100…ボトル

Claims (8)

  1. 上方に配された天面部と該天面部の周縁から略垂下されてなる円筒部とからなるキャップ本体と、該キャップ本体の天面部内面に設けられる合成樹脂製のライナーと、を備え、ボトル本体の口部を密栓するキャップであって、
    前記天面部の中央部に孔部が形成され、
    前記ライナーが、密栓時に前記口部に密着可能であると共に前記孔部を閉塞可能に設置されていることを特徴とするキャップ。
  2. 請求項1に記載のキャップにおいて、
    前記ライナーが、前記密栓時に内圧が所定値以上に達したときに局所的に破断する強度とされた部分的弱化部を有していることを特徴とするキャップ。
  3. 請求項2に記載のキャップにおいて、
    前記部分的弱化部が、他の部分よりも薄肉とされた切れ目部であることを特徴とするキャップ。
  4. 請求項1から3のいずれか一項に記載のキャップにおいて、
    前記キャップ本体に対して前記ライナーを回動可能に支持すると共に前記ライナーの軸方向下方への移動を制限するライナー支持構造を有していることを特徴とするキャップ。
  5. 請求項4に記載のキャップにおいて、
    前記ライナーが、シート状ライナーであり、
    前記ライナー支持構造が、前記円筒部から内方に突出形成され前記ライナーを下側から支持するライナー係止突起であることを特徴とするキャップ。
  6. 請求項4に記載のキャップにおいて、
    前記ライナーが、前記孔部に露出された中央部と、
    該中央部の外周に設けられ前記天面部の下面に接して円環状に形成された円環部と、
    前記中央部の外周に設けられ前記天面部の上面にフランジ状に突出して形成された貫通リベット状突起部と、を備えていることを特徴とするキャップ。
  7. 請求項6に記載のキャップにおいて、
    前記ライナーが、モールド成形で一体に形成されたものであることを特徴とするキャップ。
  8. 請求項1から7のいずれか一項に記載のキャップと、
    該キャップが口部に被着されたボトル本体と、を備えていることを特徴とするボトル。
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