JP2014055033A - 液体収納容器のキャップ - Google Patents

Abstract

【課題】
容器を開封するスパイクのほか、ヒンジを介して連結された上蓋を備え、信頼性に優れた液体収納容器のキャップを提供すること。
【解決手段】
キャップ１１はポリプロピレン樹脂を素材として、容器４１の頸部４２に覆い被さる胴部１２と、胴部１２上面を覆う天板１３と、天板１３上面を覆う上蓋１４と、上蓋１４と胴部１２を連結するヒンジ１５と、上蓋１４に付勢力を与える弾性帯１６と、を一体で成形する。そして天板１３下面には、容器４１を突き破るスパイク３１を嵌め込み、スパイク３１側周面にはフランジ３３を形成し、天板１３下面にはフランジ３３を収容する環状壁２６を形成し、環状壁２６内周面には、フランジ３３外縁を押圧する複数のリブ２７を形成する。これにより、フランジ３３外径と環状壁２６内径を厳密に管理しない場合でも、スパイク３１が頸部４２中心に突き刺さり、開封作業を確実に完了できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、薬液などを小売りする際に用いられる液体収納容器のキャップに関する。

各種液体を小売りする際に用いられる液体収納容器は、軽量で耐久性に優れ、しかも多様な形状に成形可能な樹脂製の物が広く普及している。一般的な樹脂製容器は、何らかの開口部が設けられており、製造段階で液体を注入した後、開口部にキャップを取り付けている。しかしこのような方法は、空容器の保管時間が長くなり、内部に異物が入り込む恐れがある。そこで近年、薬液を中心として、成形同時充填システム（ＢＦＳＳ）と呼ばれる製造方法が普及し始めている。この方法は、容器の成形と薬液の注入を同時に実施して、薬液の注入直後に容器が完成するもので、容器全体が同一の樹脂で一体成形され、開口部や接合部を一切持たない。そのため不用意な液漏れが皆無で、しかも一連の工程をクリーンルームで実施することで、異物の混入を極限まで削減でき、コンタクトレンズケアの薬液など、衛生面や品質に厳しい分野で広く採用されている。

前記のＢＦＳＳによる製品を購入後、内部の薬液を吐出させる際は、容器の上面に孔をあける必要がある。そのため容器には、専用のキャップが付属しており、このキャップの裏面には、針状のスパイクが組み込まれている。スパイクは、注射針と同様の中空状であり、容器の中の薬液をキャップ上面の注ぎ口に送ることができる。なお薬液を一度で使い切ることは稀なので、注ぎ口を塞ぐ上蓋も備えている。

ＢＦＳＳによって製造された容器に付属するキャップの形状例を図５に示す。キャップは、容器の頸部を覆い隠す筒状の胴部などで構成され、容器とキャップは、双方に形成されたネジで一体化される。また胴部の上端を塞ぐ天板の上部には、漏斗状に拡がる注ぎ口が形成され、対する天板の下部には、下方に突出するスパイクが嵌め込まれており、注ぎ口とスパイクは吐出孔で結ばれている。そのほか、注ぎ口を覆い隠す上蓋を備えており、ヒンジおよび弾性帯を介して胴部と連結されている。なお上蓋の裏面には、丸棒状のボスが形成され、上蓋を閉じた際、ボスが吐出孔に差し込まれて、内部が再び密閉される。

本願発明に関連のある技術としては、以下の特許文献が挙げられる。文献１は、突刺し具で容器を開封した後、その開封箇所からの液漏れを防止するため、突刺し具の周囲にＯリングまたはパッキンを設けたことを特徴としている。なお突刺し具と連通する注出口は、開閉蓋によって塞ぐことができ、しかも開閉蓋の中心には、注出口を塞ぐための栓構造を有している。次に文献２は、穿孔可能な薄膜で封止された容器を、短時間で衛生的に開封することを目的としており、キャップ内に薄膜を突き破る流出針を備えたことなどを特徴としている。また文献３は、穿刺針部材で容器を開封した後、Ｏリングなど用いることなく気密性を確保するため、穿刺針部材は、先端から末端に向かうに連れて、断面径が次第に拡がる形状になっている点などを特徴としている。

特開平８−１８３５５５号公報 特開平９−９９９６８号公報 特開平１０−１１９９９５号公報

図５に示すキャップは、筒状の胴部と、天板を塞ぐ上蓋がヒンジを介して連結されている。ヒンジは、製造工程を簡素化するため、胴部および上蓋と一体で成形されることが多く、必然的にこれらの素材は同一となる。胴部や上蓋は、指などで押圧した場合でも大きな変形がないよう、一定の剛性を確保する必要があるが、ヒンジは柔軟性が必要不可欠であり、このような相反する要求に応えることのできる合成樹脂は限られており、現在は大半がポリプロピレン樹脂を使用している。

ポリプロピレン樹脂は、日常的な温度変化で物理的性質も変化することが知られており、気温がセ氏５度以下になると柔軟性が低下する。そのため低温で大きな応力が作用すると、わずかに弾性変形した後、脆性的に破壊してしまう恐れがある。また図５に示す容器は、様々な用途で使用可能だが、コンタクトレンズケアのための薬液を収納する場合、吐出量を抑制する必要があり、吐出孔を塞ぐボスの直径は１ｍｍ程度になる。このように小径のボスを吐出孔に差し込む際、圧縮方向やせん断方向に応力が加わり、根元で破断してしまう恐れがある。

そのほか、図５に示すスパイクをポリプロピレン樹脂で天板などと一体成形すると、硬さが不足して正常な開封ができない場合がある。そのため、より硬質のポリスチレン樹脂などでスパイクを別途に製造して、天板の下面に嵌め込む場合があり、先の特許文献にも、このような構成が開示されている。ただしスパイクだけを別素材とした場合でも、諸条件によってはスパイクが隔壁の中心から離れた位置に突き刺さり、キャップの回転（ねじ込みのため）に伴って首振り状の変形を強いられ、スパイクの破損や、周辺の嵌合部が変形して液漏れの恐れがある。この点を解消するため、特許文献１のように、スパイク（突刺し具）の中央部にフランジ（円盤体）を設けて、その外周を環状壁で拘束する場合もある。

このように、スパイクにフランジを設ける構成は、スパイクの先端に近い位置（曲げモーメントが小さくなる）で変形に対抗できるため、開封作業の信頼性が一段と向上するほか、液漏れも防止できる。しかし、この構成を有効に機能させるには、フランジの外周面と環状壁の内周面に隙間がないよう、これらの寸法を厳密に管理する必要があり、製造コストを押し上げる要因になる。またフランジを強引に環状壁に押し込むと、環状壁が破壊されて本来の機能を発揮できない恐れがある。

本発明はこうした実情を基に開発されたもので、容器を開封するスパイクのほか、ヒンジを介して連結された上蓋を備え、信頼性に優れた液体収納容器のキャップの提供を目的としている。

請求項１記載の発明は、液体を収納する容器の頸部に覆い被さる筒状の胴部と、該胴部の上面を覆う天板と、該天板の上面を覆う開閉自在な上蓋と、該上蓋と前記胴部を連結するヒンジと、該上蓋に付勢力を与えるための弾性帯と、がポリプロピレン樹脂で一体成形され、前記天板の下面には、前記容器を突き破るため硬質樹脂を成形したスパイクが嵌め込まれており、該スパイクの側周面略中央部にはフランジが、前記天板の下面には該フランジを収容する環状壁が、それぞれ形成され、前記環状壁の内周面には、前記フランジの外縁を押圧する複数のリブが形成されていることを特徴とする液体収納容器のキャップである。

本発明によるキャップは、主にコンタクトレンズケアの薬液を収納する樹脂製容器と共に使用され、基本的な形状は従来と同じであり、胴部、天板、上蓋、ヒンジなどで構成される。ただしスパイクは、強度を確保するため別途に製造しており、胴部を始めとするキャップが成形された後、スパイクだけを天板の下面に嵌め込んで製品を完成させている。さらにスパイクは、単に根元部分を天板に嵌め込んでいるだけではなく、スパイクの側周面の中央部にはフランジを設けており、これを収容するため天板の下面には、環状壁が形成されている。

本発明では、環状壁の内径をフランジの外径よりも大きくした上、環状壁の内周面に複数のリブを形成して、このリブでフランジの外縁を押圧する構成としている。そのため、スパイクがリブで強固に拘束され、スパイクが隔壁の中心付近に突き刺さり、開封作業が確実に完了するほか、開封後の液漏れも防止できる。なおリブは、最低でも三個は必要であり、できるだけ等間隔に配置する。またリブは、概ねスパイクの軸線方向に沿う方向に形成するものとする。

このように、リブを介してフランジを拘束する構成とすることで、スパイクの外径や環状壁の内径を精度良く管理する必要がなく、リブは、余裕を持ってフランジを押圧できる寸法とすればよい。なおリブは離散的に配置されているため、リブに外力が作用した場合でも、周辺の環状壁が局所的に変形するだけで外力に対応でき、環状壁全体に荷重が及ぶことはない。

請求項１記載の発明のように、別途に製造されるスパイクの側周面にフランジを形成して、且つ天板の下面にフランジを収容する環状壁を形成した上、環状壁の内周面に複数のリブを設けることで、リブを介してスパイクを拘束するため、フランジの外径と環状壁の内径を厳密に管理する必要がなく、生産性が向上する。またリブの突出高さを多めにすることで、スパイクを確実に拘束でき、隔壁を開封する際、スパイクが隔壁の中心に突き刺さり、作業が確実に完了するほか、スパイク周辺の嵌合部が変形することもなく、液漏れを防止できる。

本発明による液体収納容器のキャップの構成例を示す縦断面図で、二箇所の拡大図も併せて示している。 図１に示すキャップの上蓋を閉じた状態の縦断面図である。 スパイクを嵌め込むための構造を示す縦断面図と拡大図である。 図３のＺ矢視の拡大図をさらに拡大して、スパイクを組み込んだ状態を示す図である。 従来のキャップの形状例を示す縦断面図である。

図１は、本発明による液体収納容器４１のキャップ１１の構成例を縦断面で示している。液体収納容器（以下、容器４１）は、高密度ポリエチレン樹脂を一体成形したもので、その上部には円筒状の頸部４２が形成されている。またキャップ１１は、頸部４２に覆い被さるように取り付けられ、頸部４２を取り囲む円筒状の胴部１２や、この胴部１２の上面を塞ぐ天板１３のほか、天板１３を保護する上蓋１４などから構成される。さらに容器４１とキャップ１１を一体化できるよう、頸部４２の外周には雄ネジ４６が形成され、対する胴部１２の内周には雌ネジ２０が形成され、双方を螺合させることで、キャップ１１が容器４１と一体化する。なおキャップ１１は、ポリプロピレン樹脂を一体成形して製品化されている。容器４１の頸部４２の上方は、段部４５によって断面径が絞り込まれており、その先には先細り状に突出する凸部４３が形成され、この上端面を隔壁４４で塞いでいる。隔壁４４についても凸部４３などと一体成形され、液漏れを引き起こすことはない。

キャップ１１の天板１３を保護する上蓋１４は、ヒンジ１５を介して回動可能に胴部１２と連結されており、保管時は天板１３の上面を覆い隠しているが、使用時は、上蓋１４の端部から突出する持ち手２３を押し上げることで、天板１３から引き離すことができる。またヒンジ１５は、胴部１２や上蓋１４などと一体成形されているが、極めて薄肉で自在に屈曲可能である。次に弾性帯１６は、胴部１２と上蓋１４を跨ぐように配置され、弾性変形による反力を利用して上蓋１４を開いた状態に維持でき、これも胴部１２や上蓋１４などと一体成形される。なおヒンジ１５と弾性帯１６は、胴部１２と上蓋１４の境界にまとめて配置され、二個のヒンジ１５の間に弾性帯１６が挟み込まれている。

天板１３の中央には、容器４１内の液体を吐出するための機能が組み込まれている。スパイク３１は、隔壁４４に孔をあけて内部の液体を取り出すためのもので、強度を確保するため、胴部１２などとは別途にポリスチレン樹脂で製造され、天板１３の下面に嵌め込まれている。なおスパイク３１は先鋭な円断面だが、ほぼ中央部に円盤状のフランジ３３が形成されている。また先端以外は中空になっており、液体を内部に導入するため、先端寄りの側周面に取入口３２が形成されている。このスパイク３１を嵌め込むため、天板１３の下面中央には保持穴１９が形成され、さらに保持穴１９と同心で、天板１３の下面から突出する環状壁２６が形成されている。そしてスパイク３１の末端部を保持穴１９に嵌め込み、併せてフランジ３３を環状壁２６に収容することで、スパイク３１が天板１３と一体化する。

天板１３の上面には、スパイク３１と同心で円錐状の注ぎ口１７が形成されており、ここから液体を吐出する。注ぎ口１７は先端がラッパ状になっており、その奥には、スパイク３１から供給される液体を流すため、吐出孔１８があけられている。吐出孔１８は、液体の吐出量を管理する極めて重要な部位で、その直径は厳密に決められており、本発明では概ね１ｍｍ以下である。

上蓋１４の裏面には、吐出孔１８を塞ぐ丸棒状のボス２１が形成されている。当然ながらボス２１の外径は吐出孔１８の内径よりもわずかに大きく、双方のわずかな弾性変形によって密閉性が確保される。なおボス２１の直径が概ね２ｍｍ以下になると、吐出孔１８に差し込む際のせん断荷重に対して、強度上の余裕が少なくなる。特にセ氏５度以下になると、ポリプロピレン樹脂は柔軟性が低下するため、最悪の場合、ボス２１が破断する恐れがある。そこで本発明では「Ａ部の拡大図」のように、ボス２１に抜き穴２４を形成して剛性を弱めており、低温時においても柔軟性を確保して破断を回避している。なおボス２１の外径が１．０ｍｍであれば、抜き穴２４の内径は０．４ｍｍ程度となる。そのほかボス２１を取り囲む被せ体２２は、上蓋１４を閉じた際、注ぎ口１７の外周を覆い隠して、異物の付着などを防止する。

スパイク３１は、その末端部が天板１３に形成された保持穴１９に嵌め込まれており、さらにフランジ３３が環状壁２６の内側に収容されている。環状壁２６がフランジ３３を拘束することで、スパイク３１は必然的に隔壁４４の中心を突き破り、その後のトラブルを防止できる。したがって、フランジ３３の外周と環状壁２６の内周に隙間があってはならない。しかしこの隙間をなくすには、関連箇所の寸法精度を高める必要があり、コストアップの要因となる。そこで本発明では、フランジ３３の外周と環状壁２６の内周には意図的に隙間を設けておき、さらに「Ｂ部の拡大図」のように、環状壁２６の内周にリブ２７を設けてフランジ３３を押圧している。

図２は、図１に示す上蓋１４を閉じた状態の縦断面図である。この図のように上蓋１４を閉じると、ボス２１が吐出孔１８に差し込まれて内部が密閉される。なおボス２１に形成される抜き穴２４の深さは、自在に決められるものではなく「Ｃ部の拡大図」のように、少なくとも、ボス２１と吐出孔１８が接触している「封止範囲」の全域で形成されている必要がある。また「Ｃ部の拡大図」に示すフランジ３３の左端は、環状壁２６と密着しておらず隙間があるのに対して、右端はリブ２７と密着している。

図３は、スパイク３１を嵌め込むための構造を示す縦断面図と拡大図である。スパイク３１は、胴部１２などとは別に製造される。そのため天板１３の中央には、保持穴１９と環状壁２６が形成され、保持穴１９の中にスパイク３１の末端部が嵌め込まれ、環状壁２６の内周にフランジ３３が収容され、スパイク３１は天板１３と一体化する。また環状壁２６の内周には、リブ２７のほか、フランジ３３の脱落を防止するための爪２８が形成されている。爪２８は「Ｚ矢視の拡大図」のように、等間隔で計三個配置され、対するリブ２７は隣接する爪２８の間に三個ずつ等間隔で配置されている。

図４は、図３のＺ矢視の拡大図をさらに拡大した上、スパイク３１を組み込んだ状態を示している。このようにリブ２７がフランジ３３と接触することで、スパイク３１が拘束され隔壁の中心付近を突き破り、開封作業がトラブルなく完了するほか、スパイク３１周辺の嵌合部が変形することもなく、液漏れを防止できる。なおリブ２７がフランジ３３と接触するため、リブ２７周辺の環状壁２６は外側に弾性変形するが、その範囲は限定的で環状壁２６が破損することはない。

１１ キャップ
１２ 胴部
１３ 天板
１４ 上蓋
１５ ヒンジ
１６ 弾性帯
１７ 注ぎ口
１８ 吐出孔
１９ 保持穴
２０ 雌ネジ
２１ ボス
２２ 被せ体
２３ 持ち手
２４ 抜き穴
２６ 環状壁
２７ リブ
２８ 爪
３１ スパイク
３２ 取入口
３３ フランジ
４１ 容器
４２ 頸部
４３ 凸部
４４ 隔壁
４５ 段部
４６ 雄ねじ

Claims (1)

1. 液体を収納する容器（４１）の頸部（４２）に覆い被さる筒状の胴部（１２）と、該胴部（１２）の上面を覆う天板（１３）と、該天板（１３）の上面を覆う開閉自在な上蓋（１４）と、該上蓋（１４）と前記胴部（１２）を連結するヒンジ（１５）と、該上蓋（１４）に付勢力を与えるための弾性帯（１６）と、がポリプロピレン樹脂で一体成形され、
   前記天板（１３）の下面には、前記容器（４１）を突き破るため硬質樹脂を成形したスパイク（３１）が嵌め込まれており、該スパイク（３１）の側周面略中央部にはフランジ（３３）が、前記天板（１３）の下面には該フランジ（３３）を収容する環状壁（２６）が、それぞれ形成され、
   前記環状壁（２６）の内周面には、前記フランジ（３３）の外縁を押圧する複数のリブ（２７）が形成されていることを特徴とする液体収納容器のキャップ。

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