JP2013542892A - 充填式および再密封可能な圧力容器を製造する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、本体が流体で充填され、蓋要素（１０、１００）によって取り外されないように密封され、熱処理にさらされる、充填式および再密封可能な圧力容器に関し、該圧力容器は、蓋面（１１、１１０）、蓋要素（１０、１００）としてプラスチックから作られる密封手段（１４）、および、密封手段（１４）上に配された少なくとも１つの密封部（１６）を備え、蓋要素（１０、１００）は、密封手段（１４）が密閉された圧力容器の内部に面するように配され、蓋面（１１、１１０）と密封手段（１４）は、蓋面（１１、１１０）が、蓋面（１１、１１０）の第1の面（１１１）上で少なくとも１つの密閉面（１６ａ）を通って十分に伸張する第１の基準面（Ｅ１）からの第１の距離（ａ１）を有し、密封手段（１４）が、少なくとも１つの密閉部（１６）を通って伸張する第２の基準面から第２の距離（ａ２）だけ伸張し、第１の距離（ａ１）が第２の距離よりも長くなるように選択されるように、配される。
【選択図】図３ａ

Description

本発明は、円筒状のカバーと底部部分を備えた容器本体が流体で充填される、充填式および再密封可能な圧力容器を製造する方法に関し、容器本体は、蓋要素によって取り外されないように密封され、その後、随意に熱処理にさらされ、好ましくは金属から作られる蓋面とプラスチックから作られる密封手段は、蓋要素として用いられるために設けられ、密封手段は、蓋面の第１の面に固定され、密封手段上に配された少なくとも１つの密閉部は、蓋面の第１の面上に配された少なくとも１つの密閉面と接触し、蓋面と密封手段によって形成された蓋要素は、密封手段が密閉された圧力容器の内部に面するように、圧力容器を密封した後に配される。

上記の種類の圧力容器は、例えば、再密封可能な飲料缶として製造される。そのような飲料缶の特に有利な実施形態では、開口部は、缶の残りの部分のようにアルミニウムで作られた蓋面内に永続的に設けられる。この開口部は、缶の内部の蓋面にある密封手段によって密閉される。この密封手段は、フラップまたはスライドを支持し、該フラップまたはスライドは、外部から作動させることができ、缶を開放するために、および、初回の開口の後に缶を再度堅く密閉するために開口部を露出させる。上記のような圧力容器は、例えば、本出願人の特許文献１に開示されている。

充填と密封の後、飲料缶は、缶の内容物が低温殺菌されることから必要な無菌を確保するために熱処理にさらされるのが一般的である。この工程では、缶は、６０℃以上の温度にさらされ、その結果として、内部の圧力が数バールにまで上昇する。缶は、この工程で明らかに変形し、とりわけ、蓋面が外側に膨れる。この膨らみは、冷めた後に少なくとも部分的に元に戻る。

缶が自動車内に残されている場合、例えば、かなりの圧力上昇につながる高温に一時的にさらされる場合などのような不注意による熱処理によって、同じような作用が生じることがある。

圧力の増加は、炭酸飲料を包含している缶でとりわけ危機的であるが、他の製品では増加の程度はもっと低い。

飲料缶は、低温殺菌して初めて開口した後では、部分的にしっかりと密閉できないことが分かっている。とりわけ、熱処理の間に生じ、冷ました後には部分的にしか元に戻らない密封手段の変形が、潜在的な理由だとされていた。

ＡＴ ５０７．９５０ ＡＴ

上記の種類の圧力容器を、特に、必要とされる熱処理の動作が再密封、つまり、圧力容器の気密に対して否定的な効果を持たない飲料缶を、製造する方法を提供することが本発明の目的である。

この目的は、蓋面が、少なくとも１つの部分的な領域で、蓋面の第１の面上で少なくとも１つの密閉面を通って十分に伸張する第１の基準面からの第１の距離を有し、密封手段が、少なくとも１つの密閉部を通って伸張する第２の基準面からの第２の距離だけ、少なくとも１つの部分領域で伸張し、第１の距離が第２の距離よりも長くなるように選択されるように、先に言及された種類の方法によって本発明に従って達成される。

本発明での適切な態様は、密封手段と蓋面が、内部圧力が生じた結果、熱処理の間に外側に変形することが避けられないという事実である。密封手段は密閉機能を担い、一方で、蓋面は、密閉手段が蓋面上にある際に、圧力の大部分を吸収する。蓋面自体の変形はほぼ弾力的に生じる。すなわち、蓋面は、負荷を中止した後、すなわち冷ましている間に、他の外部の力を発生させることなく、元の位置まで戻る。プラスチックで作られた密封手段は、温度上昇下で、ある程度、塑性変形にさらされる。すなわち、内部圧力によってもたらされた湾曲の少なくとも一部は、圧力負荷の中断後も残る。このことは、熱処理前に蓋面と平行に配されて前記蓋面にしっかりと置かれた密封手段が、熱処理後、その端部で前記蓋面から距離を置くことを意味している。従って、密封手段は、その変形の結果として、圧力容器を再密封する間に、もはや開口を十分にしっかりとは密閉せず、圧力容器の内容が漏れることもある。本発明に従った構造の結果、蓋面と密封手段の変形挙動の差は補償され、これは、理想的には、密封手段の塑性変形が密封手段に関して蓋面の追加湾曲に正確に対応する時点で生じる。

本発明の好ましい実施形態では、密封手段はほぼ環状に配され、少なくとも１つの密閉部は円周領域に配され、密封手段は、蓋面に固定される際に、圧力容器の内部に対する圧力容器の密封後に、蓋面の第１の面の大部分を密閉する。密封手段はほぼ円盤様に配され、通常は、蓋面と同じくらいの大きさのサイズである。密封手段は、一般的に端部で密閉部を支持し、該密閉部によって蓋面に対して密閉される。密閉部が密封手段の一体部分であるような密封手段が設けられてもよく、すなわち、密封手段は、例えば、二色部品射出成形方法によって製造される。

特に好ましい方法において、蓋面の中央領域は、第１の基準面から最大の第１の距離をとり、蓋面には密封手段との接続前に外向きに凸状の湾曲部が設けられ、該湾曲部によって、蓋面の直径の１％から５％、好ましくは２％から３％の範囲の端部と比較して、中央領域の片勾配がもたらされる。

密封手段を蓋面の第１の表面に固定する際、密封手段の一部は、蓋面から一定間隔で配され、この距離は、圧力容器の密封後に行われる熱処理の間に減少する。蓋面と密封手段の中心の領域における蓋面と密封手段の間の距離は、熱処理の間に蓋面または密封手段の塑性変形の差に相当する。

本発明は、円筒カバーと流体を収容するための底部部分とを含む本体部、および、円筒カバーに取り外されないように接続された蓋要素を備えた圧力容器にもさらに関し、蓋要素は、プラスチックで作られた密封手段がその内部に取り付けられた、板金から作られた蓋面からなり、該密封手段は、蓋面の表面領域の大部分にわたって蓋面上にあって、その円周上で蓋面に対して密閉され、蓋面は、円盤状の密封手段に関して固定される際に、圧力容器の製造後に直接外側に湾曲するため、その結果、蓋面と密封手段の中心の領域では、蓋面と密封手段の間に距離があり、これは好ましくは熱処理の間に減少する。

本発明は、図で示された非限定的な実施形態を参照することによって、以下にさらに詳細に説明される。

熱処理前の先行技術（ｓｔａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｒｔ）による蓋要素を示す。 熱処理中の先行技術による蓋要素を示す。 熱処理後の先行技術による蓋要素を示す。 蓋面に密封手段を固定する前の本発明による蓋要素を示す。 熱処理前の取り付けられた状態での本発明による図２の蓋要素の断面図を示す。 熱処理中の取り付けられた状態での本発明による図２の蓋要素の断面図を示す。 熱処理後の取り付けられた状態での本発明による図２の蓋要素の断面図を示す。 蓋面に密封手段を固定する前の本発明の他の実施形態を示す。 蓋面に密封手段を固定する前の本発明の他の実施形態を示す。

図１ａは、圧力容器、とりわけ、先行技術による飲料缶の蓋要素（１０）を示し、通常はアルミニウム板金などで作られた蓋面（１１）は、フランジ（１２）によって圧力容器の容器壁（１３）に接続している。

ポリプロピレン（ＰＰ）のようなプラスチックで作られた密封手段（１４）は、蓋面（１１）の底部に配される。この密封手段（１４）は、円周領域に配された密閉部（１６）によって、圧力容器の密封状態の蓋面（１１）に配された飲用開口部（１５）をしっかりと密閉するという目的で設けられる。この場合、密閉部（１６）は、蓋面（１１）の内部の密閉面（１６ａ）上にある。図１ａで示された圧力容器は、任意の熱処理にはまださらされていない。

図１ｂは、熱処理にさらされている間の図１ａの蓋要素（１０）を示している。高い圧力が圧力容器内に行き渡った結果、蓋面（１１）と密封手段（１４）が外側に膨れていることが明白に示されている。既に言及されたように、圧力のこの増加は、圧力容器が長期間にわたって、または、一般的には保管したことが原因で、日光にさらされた場合などの別の理由で生じることもある。

例えば、熱処理（図１ｃ）を終えた後に、または、圧力容器を（初めて）開けたことによって、圧力容器中に行き渡った圧力が減少した後、蓋面（１１）は、（図１ａに従って）初期位置に戻るであろう。蓋面のこの戻りは、その弾性特性が原因で生じる。一方で、密封手段（１４）は、高さ（ｗ１）だけ上方に膨らんだ形態で、永続的な変形にさらされていたため、その結果、とりわけ、蓋面（１１）と密封手段（１４）の間の境界領域では、間隙（１７）が密閉部（１６）の領域に形成される。円周全体で生じる必要はないこの間隙（１７）は、蓋面（１１）との相互作用における密封手段（１４）の密閉効果を減少させ、打ち消しさえするため、その結果、随意に、密封手段（１４）で密閉された圧力容器の内容物は、飲用開口部（１５）から漏れかねない。

これとは対照的に、本発明による蓋要素（１００）は、外側に膨らむ蓋面（１１０）を含む（図２）。この膨らみは、密閉面（１６ａ）を介して十分に伸張する基準面（Ｅ１）からの蓋面（１１０）の第１の距離（ａ１）によって定義される。密封手段（１４）は、図１ａによる先行技術のようなほぼ平面的な手法で、本発明のこの実施形態で配される。

取り付けられた状態（図３ａ）で、上方へ膨らんだ蓋面（１１０）とほぼ平らな密封手段（１４）は、互いに距離（ａ２）をおいて配され、該距離は、蓋面（１１０）と密封手段（１４）の中央領域で最大であり、その一方で、密閉部（１６）は、圧力容器の内部に対して、飲用開口部（１５）の領域（１１１）を密閉する。

本発明に従ったこの蓋要素（１００）が熱処理にさらされる場合（図３ｂ）、密封手段（１４）は、内部圧力の増加の結果、蓋面（１１０）と一緒に上方へ膨らむため、その結果、密封手段（１４）の上側（１４１）（図２）は、蓋面（１１０）の底側に対して押される。これは特に図３ｂで示される。

熱処理が完了した後に、密封手段（１４）は、その永続的な変形の結果、ほぼ規則的な距離をあけて、蓋面（１１０）から一定の間隔をおいたままであるため、その結果、熱処理が行われた後、先行技術で規定されていたような任意の間隙（１７）は存在せず、圧力容器は、再密封後、確実に流体密封または気体密封するように密閉されたままであるだろう。蓋面（１１０）の湾曲または距離（ａ２）は、前記距離（ａ２）が熱処理後に密封手段（１４）の変形の高さ（ｗ１）に十分に対応するようなやり方で、密封手段（１４）と蓋面（１１０）との接続の間に最適に選択される。

本発明の他の実施形態が図４ａおよび４ｂで示され、蓋要素（１００）は、蓋の円周とほぼ平行な環状突起（１１２）からなる。熱処理後（図４ｂ）、突起（１１２）は、図３ｃで描かれているように、蓋面（１１０）の第１の面（１１１）上で密封手段（１４）の密閉部（１６）を収容するための密閉面（１６ａ）（図示されず）が形成されることによって消滅した。

本発明の本実施形態において、密封手段はほぼ平らに配される。同様に、密封手段は、蓋面に接続する前にすでに湾曲部を有しているものと代替物として本発明で使用され、第２の距離は、密封手段の底端部の最も高い膨らみの点と、密封手段（１４）が配される（架空の）土台の面と一致する第２の基準面との間で伸張する直線状区分として定義される。この場合、この点は、必ずしも密封要素の中央領域に位置付けられる必要はない。平らな密封手段の場合は、この距離はゼロに等しい。

当然のことながら、本発明は、上記の実施形態に限定されない。結果として、密封手段、したがって、密閉部には、蓋面の直径とほぼ等しい直径を備えた環状構造が必ずしも設けられるわけではないが、これらは、流体密封または気体密封するように圧力容器の出口開口部を密閉（または再密封）するために、それぞれの密閉部とともに細長く配され得る。同様に、外部からの密封手段の作動は、例えば、始動要素などをねじるか傾けることによって、摺動部によるさまざまな方法で生じ得る。

Claims (5)

1. 円筒状のカバー（１３）と底部部分を備えた容器本体が流体で充填される、充填式および再密封可能な圧力容器を製造する方法であって、
   容器本体は、蓋要素（１０、１００）によって取り外されないように密封され、その後、随意に熱処理にさらされ、
   好ましくは金属から作られる蓋面（１１、１１０）とプラスチックから作られる密封手段（１４）は、蓋要素（１０、１００）として用いられるために設けられ、
   密封手段（１４）は、蓋面（１１、１１０）の第１の面（１１１）に固定され、
   密封手段（１４）上に配された少なくとも１つの密封部（１６）は、蓋面（１１、１１０）の第１の面（１１１）上に配された少なくとも１つの密閉面（１６ａ）と接触し、
   蓋面（１１、１１０）と密封手段（１４）によって形成された蓋要素（１０、１００）は、密封手段（１４）が密閉された圧力容器の内部に面するように、圧力容器を密封した後に配され、
   蓋面（１１、１１０）と密封手段（１４）は、
   少なくとも１つの部分的な領域で、蓋面（１１、１１０）が、蓋面（１１、１１０）の第１の面（１１１）上で少なくとも１つの密閉面（１６ａ）を通って十分に伸張する第１の基準面（Ｅ１）からの第１の距離（ａ１）を有し、
   密封手段（１４）が、少なくとも１つの密閉部（１６）を通って伸張する第２の基準面から第２の距離（ａ２）だけ、少なくとも１つの部分領域で伸張し、
   第１の距離（ａ１）が第２の距離（ａ２）よりも長くなるように選択されるように、
   配される、方法。
2. 密封手段（１４）はほぼ環状に配され、少なくとも１つの密閉部（１６）は円周領域に配され、密封手段（１４）は、蓋面（１１０）に固定される際に、圧力容器の内部に対する圧力容器の密封後に、蓋面（１１０）の第１の面（１１１）の大部分を密閉する、請求項１に記載の方法。
3. 蓋面（１１０）の中央領域は、第１の基準面（Ｅ１）から最大の第１の距離（ａ１）をとり、蓋面（１１０）には密封手段（１１４）との接続前に外向きに凸状の湾曲部が設けられ、該湾曲部によって、蓋面（１１０）の直径の１％から５％、好ましくは２％から３％の範囲の端部と比較して、中央領域の片勾配がもたらされる、請求項１または２に記載の方法。
4. 密封手段（１４）を蓋面（１１０）の第１の表面（１１１）に固定する際、密封手段（１４）の一部は、蓋面（１１０）から一定間隔で配され、この第３の距離は、圧力容器の密封後に行われる熱処理の間に減少する、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の方法。
5. 円筒カバー（１３）と流体を収容するための底部部分とを含む本体、および、円筒カバー（１３）に取り外されないように接続された蓋要素（１０、１００）を備えた圧力容器であって、
   蓋要素（１０、１００）は、プラスチックで作られた密封手段（１４）がその内部に取り付けられた、板金から作られた蓋面（１１、１１０）からなり、密封手段（１４）は、蓋面（１１、１１０）の表面領域の大部分にわたって蓋面（１１、１１０）上にあって、その円周上で蓋面（１１、１１０）に対して密閉され、
   蓋面（１１、１１０）は、円盤状の密封手段（１４）に関して固定される際に、圧力容器の製造後に直接外側に湾曲するため、その結果、蓋面（１１、１１０）と密封手段（１４）の中心の領域には、蓋面（１１、１１０）と密封手段（１４）の間に距離（ａ２）がある、圧力容器。

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