JP2016210498A - ボトルキャップ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シール性が高く、製造コストの低減が図れ、開栓操作を確実に行える原料放出ボトルキャップを提供する。【解決手段】ボトル口部１００Ａに挿入される原料収容部５を一体に設けたメインキャップ１と、環状凹部１３を形成したボトムシールキャップ３と、ボトル口部内に固定されるリングホルダー２とからなる。ボトムシールキャップ３の環状凹部１３と原料収容部５の下端部分とを嵌合させたうえ、そこを溶着するとともに、ボトムシールキャップ３とリングホルダー２との噛み合い部分を噛み合わせることで、原料収容部５の下端開口がボトムシールキャップ３にて封止される。メインキャップ１の開栓回転に伴う上昇において、原料収容部５の下端部分とボトムシールキャップ３との嵌合及びボトムシールキャップ３とリングホルダー２との噛み合いが外れ、ボトムシールキャップが原料収容部５から分離してその下端開口が開封される。【選択図】図３

Description

本発明は、粉末状や液状の原料を収容する原料収容部を有し、開栓操作に伴いその原料収容部を開放して原料をボトル内に放出するボトルキャップとその製造方法に関するものである。

本発明者は、特許文献１に記載されたボトルキャップを先に提供している。
このボトルキャップは、メインキャップとインナーキャップとボトムシールキャップとからなる。メインキャップは、ボトル口部を封止するスクリューキャップであるキャップ本体に、ボトル口部に挿入される円筒形の原料収容部を一体に形成している。インナーキャップは、原料収容部を受け入れる円筒形とし、ボトル口部に対してメインキャップの開栓回転に伴う上昇には追従しない強さをもってボトル口部内に嵌め込まれる。原料収容部の底蓋となるボトムシールキャップは、インナーキャップとの境界の切り離し部で切り離せるように、インナーキャップと一体成型され、原料収容部の下端部分と嵌合してその下端開口を封止するとともに、バネ性を有するリンク部によりインナーキャップに連結される。

このような構造にすると、それ以前にものに比べ成型する部品点数（ピース数）が少なくなるという利点があるものの、次のような問題点があることが分かった。
（１）メインキャップの開栓操作時に、インナーキャップがメインキャップと共にボトル口部に対して回転したり抜け出したりしないように、インナーキャップをボトル口部内に圧入して嵌め込む構造であるが、ボトル口部の内径が外部温度の影響や成型時の条件などにより大きくなった場合、嵌め込み力が弱くなり、メインキャップの開栓操作に伴いボトルキャップの全体がボトル口部から抜け出してしまい、所期の機能を全く果たせなくなる恐れがある。
（２）ボトムシールキャップは、インナーキャップとの境界の切り離し部で切り離せるようにインナーキャップと一体成型し、原料収容部の下端開口をインナーキャップでもシールする構造であるが、その切り離し部は肉厚をそれ以外の部分よりも薄く、しかも全周にわたり一様にしなければならない。しかし、そのような成型は難度が高く、歩留まりの悪い成型になるとともに、切り離し部のためにインナーキャップの肉厚が薄くなると、部分的にクラックなどが生じ、そこに水蒸気や液体が溜まって細菌繁殖の温床となるなど、衛生上の問題も生ずる。
（３）ボトムシールキャップを切り離し部においてインナーキャップから強制的に切り離す構造であるため、その切り離しによる断片が生じ、これがボトル内に混入する恐れがある。
（４）全体としては２ピース成型品となるが、メインキャップの原料収容部に対して、インナーキャップ及びこれと一体成型するボトムシールキャップの寸法関係が正確でないと、ボトムシールキャップによる原料収容部の下端開口の封止が不充分となり、また原料収納部とインナーキャップとの関係も、水蒸気や液体が溜まるような隙間が生じない寸法関係にしなければならないので、厳密な成型精度を要する。
（５）ボトムシールキャップをインナーキャップに連結するリンク部も、インナーキャップと一体成型されているため、インナーキャップと同じ材質になるという材質上の制約があり、リンク部に充分なバネ力を持たせることができない。
（６）メインキャップの開栓操作において、ボトムシールキャップは、インナーキャップ及び原料収容部から分離するまでは原料収納部と一体に回転するため、その間にリンク部にひねり力が加わらないように、リンク部は、ボトムシールキャップに対してその底面中央において軸継手のような構造にして連結しなければならず、その連結が外れる恐れがあるとともに、リンク部の長さが必要以上に長くなる。

特開２０１４−９４７７９号公報

本発明の第１の課題は、上記のような問題点に鑑み、それを全て解決できるボトルキャップを提供すること、すなわち、
（１）メインキャップの開栓操作の際に、ボトルキャップ全体がボトル口部から抜け出すようなことがなく、ボトムシールキャップによる原料収容部の下端開口の開封を確実に行えるようにすること、
（２）成型の難度が従来よりも格段に低くなる一方、寸法精度の許容度は大きくなり、しかも組み立て作業も容易で、製造コストの大幅な低減が図れるようにすること、
（３）原料収容部の下端開口を封止しているボトムシールキャップが原料収容部から分離されて開封するとき、切り離しによる断片などが生ずることがなく、しかも細菌繁殖の温床となるような箇所を極力無くすことができるようにすること、
（４）原料収容部の下端開口に対するシール性を従来よりも格段に向上させること、
（５）原料収容部の下端開口を開封した後のボトムシールキャップの落下を防止するとともに、開封状態を保持する場合、そのためのリンク部にバネ性が必要であるが、そのバネ力を充分に確保できるとともに、その長さを短くできるようにすること、
にある。

本発明の第２の課題は、上記のような第１の課題を解決するボトルキャップを容易かつ低廉に製造できる製造方法を提供することにある。

ボトルキャップとしての主要構成である第１の発明は、ボトル口部を封止するスクリューキャップであるキャップ本体に、ボトル口部に挿入される円筒形の原料収容部を一体に設けたメインキャップと、その原料収容部の下端部分を嵌合させる環状凹部を形成したボトムシールキャップと、原料収容部を挿通させてボトル口部内に固定されるリングホルダーとからなり、ボトムシールキャップの環状凹部と原料収容部の下端部分とを嵌合させたうえ、そこを溶着するとともに、ボトムシールキャップとリングホルダーとの噛み合い部分を噛み合わせることで、原料収容部の下端開口がボトムシールキャップにて封止され、リングホルダーは、その外周面とボトル口部の内周面とを溶着することによりボトル口部に固定され、メインキャップの開栓回転に伴う上昇において、ボトムシールキャップの回転と上昇とがリングホルダーにて規制されることにより、原料収容部の下端部分とボトムシールキャップとの嵌合及びボトムシールキャップとリングホルダーとの噛み合いが外れ、ボトムシールキャップが原料収容部から分離して原料収容部の下端開口が開封されることを特徴とする。

上記のような主要構成を踏まえた第２の発明は、リングホルダーの外周面とボトル口部の内周面との溶着を超音波による溶着とする。
第３の発明は、原料収納部の下端部分とボトムシールキャップの環状凹部との溶着を、超音波による溶着または熱溶着剤を用いた熱溶着のいずれか一方とする。
第４の発明は 原料収容部の外周面とリングホルダーの内周面との間に隙間を形成する。
第５の発明は、リングホルダーを透明または半透明とする。
第６の発明は、原料収容部の少なくとも内面に原料変質防止用の被膜層を形成する。
第７の発明は、第６の発明の構成において被膜層をアルミニウム蒸着層とする。
第８の発明は、部品としてバネ性を有するストラップバンドを加え、リングホルダーとボトムシールキャップとをこのストラップバンドにて連結し、原料収容部から分離したボトムシールキャップがストラップバンドにてリングホルダーに吊持されるようにする。

第９の発明は、上記のような主要構成のボトルキャップの製造方法に係り、メインキャップの原料収容部の外周にリングホルダーをセットする工程と、原料収容部内に原料を投入する工程と、ボトムシールキャップとリングホルダーとの噛み合い部分を噛み合わせながら、ボトムシールキャップの環状凹部と原料収容部の下端部分とを嵌合させたうえ、そこを溶着する工程と、原料収容部をボトル口部に挿入しながらメインキャップのキャップ本体をボトル口部に螺着する工程と、リングホルダーの外周面とボトル口部の内周面とをボトル口部の外側から超音波によって溶着する工程とからなる。

第１０の発明は、ストラップバンドを加えたボトルキャップの製造方法に係り、メインキャップの原料収容部の外周にリングホルダーをセットする工程と、原料収容部内に原料を投入する工程と、ボトムシールキャップとリングホルダーとの噛み合い部分を噛み合わせながら、ボトムシールキャップの環状凹部と原料収容部の下端部分とを嵌合させたうえ、そこを溶着する工程と、ストラップバンドの一端部をリングホルダーに、他端部をボトムシールキャップにそれぞれ接続してこのボトムシールキャップをリングホルダーに連結する工程と、原料収容部をボトル口部に挿入しながらメインキャップのキャップ本体をボトル口部に螺着する工程と、リングホルダーの外周面とボトル口部の内周面とをボトル口部の外側から超音波によって溶着する工程とからなる。

主要構成による第１の発明のボトルキャップは、その部品としてメインキャップの原料収容部を挿通させるリングホルダーを用い、原料収容部の底蓋となるボトムシールキャップをこのリングホルダーによって開封する構造で、リングホルダーは、その外周面をボトル口部の内周面に溶着してボトル口部に固定され、ボトムシールキャップとは噛み合い部分で噛み合っている。
ボトル口部に対してメインキャップを開栓操作する際、その原料収容部はリングホルダーに関与せずにこれから上へと抜け出して行くが、リングホルダーはボトル口部に溶着されているため、これから外れることなくボトムシールキャップの上昇と回転とを確実に規制し、ボトムシールキャップは、上昇して行く原料収容部から分離するとともに、リングホルダーとの噛み合いも外れて開封する。
このような構造と作用であるため、メインキャップの開栓操作に伴うボトムシールキャップの開封を確実に行える。メインキャップとリングホルダーとボトムシールキャップの三者は、互いの寸法関係に高い精度を必要としないので、成型及び組み立て作業が格段に容易となり、製造コストの低減が図れる。ボトムシールキャップの分離開封に伴い断片が生ずるようなことはない。原料収納部とリングホルダーとの間は、ボトル内の内容物である液体をむしろ積極的に流通させるに充分な隙間を形成できるので、溜まり場を無くして、衛生面での向上も図れる
一方で、原料収容部とボトルキャップとは、前者の下端部分を後者の環状凹部と嵌合させたうえ、そこを溶着させて前者の下端開口を後者で封止するので、原料収容部の下端開口に対するシール性を従来よりも格段に向上させることができる。
リングホルダーはボトル口部内に残ったままとなるので、開封後のボトムシールキャップがボトル口部から抜け出るのを防止する。

第２の発明は、リングホルダーの外周面とボトル口部の内周面との溶着を超音波による溶着とするので、ボトル口部の外側から超音波を発射し、その焦点を調整することで、目的とする部分だけを外部から容易に溶着でき、ボトル口部に対するリングホルダーの固定の作業性がよい。
第３の発明は、原料収納部の下端部分とボトムシールキャップの環状凹部との溶着を、超音波による溶着または熱溶着剤を用いた熱溶着のいずれか一方とするので、ボトムシールキャップの樹脂材質がメインキャップの樹脂材質と同じか、異なるかにより２様の溶着形態を選択することで、そのいずれの場合も高いシール性を確保できる。
第４の発明は、原料収容部の外周面とリングホルダーの内周面との間に意図的に隙間を形成するので、これらの成型寸法関係を精密にする必要がなく、成型コストを低減できるとともに、それらの隙間にボトル内の内容物が流通するので、衛生上もよい。
第５の発明は、リングホルダーを透明または半透明とするので、原料収容部が透けて見えてリングホルダーの存在がボトル外部から目視し難く、外見上すっきりとした装着感となる。
第６の発明は、原料収容部の少なくとも内面に原料変質防止用の被膜層を形成するので、原料収容部内の原料の変質を防止でき、第７の発明は、その被膜層をアルミニウム蒸着層とするので、遮光して外光による変質も防止できる。被膜層は原料収容部の少なくとも内面でよいが、原料収容部の外面、さらにはメインキャップのキャップ本体の内面、外面に施しても構わない。
第８の発明は、リングホルダーとボトムシールキャップとをバネ性を有するストラップバンドにて連結し、原料収容部から分離したボトムシールキャップがこのストラップバンドにてリングホルダーに吊持されるので、ボトムシールキャップは開封時にリングホルダーにより回転を規制され、ストラップバンドにひねり力が加わることはない。従って、ストラップバンドの端部をボトムシールキャップの中央部まで延ばし、軸継手で連結するようなことをしなくともよいので、連結が容易になるとともに、ストラップバンドの長さを短くできる。またストラップバンドは、ボトムシールキャップ及びリングホルダーのいずれに対しても材質上の制約を受けなく、バネ性が高い材質としてボトムシールキャップの開封及びその後の開封維持を確実に行える。

第９の発明の製造方法によると、メインキャップの原料収容部に対するリングホルダーのセットは、リングホルダーを原料収容部に向かってそのまま直進させ、リングホルダーに原料収容部が挿通するようにすればよく、ごく簡単である。また、ボトムシールキャップとリングホルダーとの噛み合い部分の噛み合わせ、及びボトムシールキャップの環状凹部と原料収容部の下端部分との嵌合を同時に行い、その嵌合部分を溶着することで、原料収容部に対するボトムシールキャップのシール性の高い封止構造と、リングホルダーによるボトムシールキャップの開封構造とを同時に組み立てることができる。その組み立て後に、メインキャップのキャップ本体をボトル口部に螺着し、リングホルダーの外周面とボトル口部の内周面とをボトル口部の外側から超音波によって溶着するので、ボトル口部に対するリングホルダーの固定を外側から容易かつ確実に行えるとともに、その作業を、原料収容部への原料充填後の任意の時点に、多数のボトルキャップについて一斉に行うことができる。
第１０の発明の製造方法によると、上記のような封止構造と開封構造との同時組み立て後に、ストラップバンドによるリングホルダーとボトムシールキャップとの連結を容易に行うことができる。

本発明の実施例１であるボトルキャップの正面図である。 その底面図である。 これをボトル口部に装着した状態の断面図である。 実施例１の分解斜視図である。 実施例１におけるメインキャップの縦断面図である。 同じく横断面図である。 実施例１におけるリングホルダーの縦断面図である。 同じく底面図である。 実施例１におけるボトムシールキャップの断面図である。 同じく底面図である。 実施例１のボトルキャップを開栓したときの断面図である。 本発明の実施例２であるボトルキャップの正面図である。 その底面図である。 これをボトル口部に装着した状態の断面図である。 実施例２の分解斜視図である。 実施例２におけるストラップバンドの正面図である。 同じく上端面図である。 これをリングホルダーに接続した状態の正面図である。 同じく断面図である。 同じく底面図である。 実施例２のボトルキャップを開栓したときの断面図である。 実施例１のボトルキャップの製造方法を工程順に示した断面図である。 実施例２のボトルキャップの製造方法を工程順に示した断面図である。

本発明は、ボトムシールキャップがボトル内に落下する第１の形態と、落下しないようにする第２の形態の二つの形態があるので、それぞれの場合の実施例について説明する。

図１〜図４に示すように、第１の形態である実施例１のボトルキャップ１００Ａは、それぞれを樹脂で一体成型したメインキャップ１とリングホルダー２とボトムシールキャップ３との３つの部品を組み立てて構成され、ボトル１０１の口部１０１ａに装着して使用される。これらの図面も参照して各部品の詳細を説明してから、それらによる組み立て構造を説明する。

メインキャップ１は、図５にそれのみの縦断面、図６にその横断面を示すように、天部４ａと胴部４ｂとからなるキャップ本体４が一般のスクリューキャップと同様の形体をなし、その天部４ａの下面に、下端開口５ａを有する円筒形の原料収納部５を、胴部４ｂよりも下方に長く一体に突設したものである。胴部４ｂの内周面には、ボトル口部１０１ａに螺合させるねじ部６が形成されている。胴部４ｂの下周縁部は、薄いリブ７を数箇所に残して切り込み８を全周に形成することにより、分離可能としたロック用リング部９となっている。このリング部９の周方向の複数箇所は内側に膨らむ断面となっている。
また、天部４ａの下面には、原料収納部５の付け根部分の回りにおいて、側部シール用突部１０が全周に一体に形成されているとともに、それより外周において、尖った小さい三角断面の上部シール用突部１１が全周に一体に形成されている。
原料収納部５の外周面には、その上端から中間箇所まで真っ直ぐ延びる複数の縦長リブ１２が周方向に間隔をおいて一体に形成されている。

リングホルダー２は、原料収納部５を挿通させる大きさのリング状で、透明または半透明であり、図７にその断面、図８にその底面を示すように、リングホルダー２の内周面は湾曲する凹凸を周方向に波状に交互に繰り返していて、リングホルダー２は厚みを内側に周期的に変化させる断面となっている。また、このリングホルダー２には、その下周縁まで達する矩形の欠如部２ａを周方向の複数箇所に形成することにより、ボトムシールキャップ３との噛み合い部分となる複数（この例では３個）の歯部２ｂが形成されている。各歯部２ｂの外周面は、肉厚を下端に行くに従い薄くする傾斜面となっている。
リングホルダー２の外径は、装着対象のボトル口部１０１ａのサイズに応じて、その内径に合わせた寸法とする。

ボトムシールキャップ３は、原料収納部５の下端開口５ａより大きい円盤状で、図９にその断面、図１０にその底面を示すように、円形の外周縁に沿って環状凹部１３を形成するとともに、この環状凹部１３の周壁１３ａに、リングホルダー２の歯部２ｂと噛み合う噛み合い凹部１３ｂを形成している。また、ボトムシールキャップ３の上面には、樹脂原料節約のため、環状凹部１３までは届かない円形凹部１４が形成されているとともに、下面にも、これより小さい同心二段の二重の円形凹部１５が形成されている。さらに、ボトムシールキャップ３の下面には、この円形凹部１５から離れたところに板片状の接続用突起１６が一体に突設されている。

次に、このように成型されたメインキャップ１とリングホルダー２とボトムシールキャップ３との組み立て構造を説明する。
リングホルダー２は、メインキャップ１に対し、その原料収納部５を挿通させて縦長リブ１２の下端に当たるところまで、原料収納部５と緩く嵌合した状態とする。リングホルダー２の内周面は凹凸が交互に波状に繰り返しているので、リングホルダー２の内周面と原料収納部５の外周面（図８に鎖線で示す）との間には、リングホルダー２の内周面の凹部となっているところで充分な隙間が形成される。
原料収納部５にはこの嵌合の後に原料１０２が充填される（図３参照）。
ボトムシールキャップ３は、このようにしたリングホルダー２に対しては、その歯部２ｂとボトムシールキャップ３の噛み合い凹部１３ｂとを噛み合わせ、原料１０２が充填された原料収納部５に対しては、その下端部分をボトムシールキャップ３の環状凹部１３に嵌合させたうえ、その嵌合部分を溶着して、原料収納部５の下端開口５ａをボトムシールキャップ３にて封止する。その溶着には、超音波または高周波による溶着、熱溶着剤（ホットメルト）を用いそれを加熱溶融して間接的に溶着する形態が考えられる。

メインキャップ１とボトムシールキャップ３とを同じ樹脂材質とした場合、環状凹部１３の外側から超音波により嵌合部分を全周にわたり溶着する。そうすると、環状凹部１３に嵌合している原料収納部５の下端部分の樹脂とボトムシールキャップ３の樹脂とが一体化され、環状凹部１３でのシール性が非常に高くなる。例えば、メインキャップ１の樹脂がポリプロピレン（ＰＰ）の場合、ボトムシールキャップ３もポリプロピレンとして、超音波で溶着する。

メインキャップ１とボトムシールキャップ３とが異なる樹脂材質の場合、環状凹部１３内に熱溶着剤を塗布しておいて原料収納部５の下端部分を嵌合させ、その嵌合部分を熱板にて加熱、または超音波シーラー或いは高周波シーラーにて加熱することにより、溶融した熱溶着剤にて接触面を接着する。この場合は両者の樹脂同士は一体にはならないが、シール性は充分に確保できる。例えば、メインキャップ１の樹脂がポリプロピレン（ＰＰ）で、ボトムシールキャップ３の樹脂がポリエチレン（ＰＥ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の場合には、熱溶着剤による熱溶着とする。高周波による加熱溶着の場合には、高周波が集中するように熱溶着剤に金属粉を混入させるとよい。
ボトル１０１内の内容物が製品としてどの程度の温度で流通されるかの流通条件を考慮し、熱溶着剤が流通過程で熱変化するようであれば、温度耐性の高いものを使用するとか、熱溶着剤を用いての溶着はしないで、超音波溶着または高周波溶着を選択することが好ましい。

ボトムシールキャップ３は、その環状凹部１３より内側の部分が原料収納部５内に圧入した状態で、環状凹部１３を原料収納部５の下端部分と嵌合させ、しかもその嵌合内部で原料収納部５と溶着してその下端開口５ａを封止するため、原料収納部５に対するシール性と一体性が高く、原料収納部５内に窒素等のガスを加圧充填して、原料収納部５内からも気密性を確保するような必要性はなくなる。
一方、ボトムシールキャップ３とリングホルダー２との関係については、リングホルダー２が上記のように原料収納部５の外周にセットされていても、ボトムシールキャップ３による上記のような封止が寸法上余裕をもって行えるように、リングホルダー２の欠如部２ａの上下の寸法は、ボトムシールキャップ３の周壁１３ａ（噛み合い凹部１３ｂが無いところ）が欠如部２ａに余裕をもって受け入れられる高さとする。

上記のように３つの部品を組み立てた実施例１のボトルキャップ１００Ａをボトル口部１０１ａに装着するには、図３に示すように、原料収納部５をボトル口部１０１ａに挿入しながら、メインキャップ１を閉栓方向に回転させてそのねじ部６をボトル口部１０１ａのねじ部１０１ｂと螺合させる。その螺合は、メインキャップ２のロック用リング部９が、ボトル口部１０１ａに設けられているロック用環状突部１０１ｃを強制的に越えてこれにロックされるところまで行う。
この状態に達したとき、メインキャップ２の天部４ａに設けられた尖鋭な上部シール用突部１１が、ボトル口部１０１ａの上端面に食い込むような状態となるとともに、メインキャップ１の側部シール用突部１０もボトル口部１０１ａの内周面に圧接するので、ボトル口部１０１ａの上端周縁でのキャップ本体４ａによるシール性が極めて高い。

この後、ボトル口部１０１ａの外側から、ピンポイント式超音波溶着機により超音波を発射し、その焦点を調整することで、リングホルダー２とボトル口部１０１ａとの境界面、つまりリングホルダー２の外周面とボトル口部１０１ａの内周面とを、例えばＰ１とＰ２の上下２位置について、それぞれの周方向の複数点をピンポイントに溶着して、リングホルダー２をボトル口部１０１ａに固定する。この場合、ボトル１０１が例えばペットボトル、つまりポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）製である場合、リングホルダー２の樹脂を同じポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）とすることで、互いの樹脂同士が一体化し、リングホルダー２をボトル口部１０１ａに対して強固に固定できる。超音波による溶着は、超音波エネルギーの焦点（集中する深度）や周波数を調整することで、溶着箇所と程度を正確に特定できるので、他の部分や原料収納部５内の原料１０２への影響を回避できる。

このように超音波にて溶着すると、ボトル口部１０１ａが設計通りに成型されていないとか、温度変化などの外的要因でその内径が変動しても、リングホルダー２とボトル口部１０１ａとが接触さえしていれば、それらの樹脂同士を一体化できる。ボトル１０１がペットボトルの場合、大半はボトル口部１０１ａも透明または半透明であるが、リングホルダー２は透明または半透明であるので、ボトル口部１０１ａの外側から透視しても、リングホルダー２の存在は目視し難く、ボトル口部１０１ａの一部として認識される。

一方、リングホルダー２と原料収納部５との間は互いに固定されていなく、リングホルダー２の内周面の凹部において充分な隙間が形成されるため、そこをボトル１０１内の内容物である液体が流通できる。
なお、原料収納部５内の原料１０２が医薬剤や化粧剤のように、変質を極力防止したいものである場合には、原料収納部５の少なくとも内面にアルミニウム蒸着層などの原料変質防止用被膜層を形成する。アルミニウム蒸着層は真空蒸着技術（スパッタリング）により容易に施すことができる。アルミニウム蒸着層は遮光性もあるので、外光による変質も防止でき、また原料収納部５の外面、さらにはキャップ本体４にもアルミニウム蒸着層を形成すると、メインキャップ１があたかもアルミニウム製キャップのような様相となり、ボトルキャップとしての高級感が増す。蒸着層とする金属としては、アルミニウムのほかチタンやステンレスなどがあり、また原料変質防止効果があればフッ素コーティングなどの樹脂コーティングでも構わない。

上記のような状態でボトル口部１０１ａに装着されているボトルキャップ１００Ａを開栓操作するには、図１１に示すようにメインキャップ１を開栓方向に回転させる。すると、メインキャップ１はボトル口部１０１ａに対して回転しながら上昇して行くが、リングホルダー２は、ボトル口部１０１ａに固定されているためメインキャップ１の原料収納部５に追従しない。メインキャップ１は切り込み８において上下に分離し、ロック用リング部１０はボトル口部１０１ａのロック用環状突部１０１ｃに係止されてそのまま残るが、それ以外の部分は原料収納部５も含めて回転しながら上昇する。

ところが、ボトムシールキャップ３は、その噛み合い凹部１３ｂが動かないリングホルダー２の歯部２ｂと噛み合っていて、リングホルダー２によって回転と上昇を規制されるため、回転しながら上昇して行く原料収納部５との嵌合が外れて原料収納部５から分離し、それに伴いリングホルダー２の歯部２ｂとの噛み合いも外れるので、ボトムシールキャップ３はボトル１０１内に落下し、原料収納部５内の原料１０２がボトル１０１内に放出される。リングホルダー２はボトル口部１０１ａ内に残ったままとなるので、開封後のボトムシールキャップ３がボトル口部１０１ａから抜け出るのを防止する。

次に、ボトムシールキャップ３がボトル１０１内に落下しないようにする第２の形態の実施例２について説明する。図１２〜図１５に実施例２のボトルキャップ１００Ｂを示す。この場合は、上述したメインキャップ１とリングホルダー２とボトムシールキャップ３の３つの部品に加え、これらとは別に樹脂成型されたストラップバンド１７を用いる。図１６にストラップバンド１７のみの正面、図１７のその上端面を示す。

ストラップバンド１７は薄い縦長の板片状で、長さ方向にバネ性を有し、リングホルダー２に接続して基端部となる上端部には、その左右両側に突出部１７ａ・１７ａが突出形成されているため、ストラップバンド１７を正面から見ると全体としてＴ字形となっている。これらの突出部１７ａ・１７ａは片側へ同じように屈曲していて、そのために幅員方向にもバネ性を有する。一方、先端部となるストラップバンド１７の下端部には、ボトムシールキャップ３との接続部となる横長の接続孔１８が形成され、この接続孔１８より上側のその近くには、補強のために板厚を部分的に厚くする縦長の肉厚部１７ｂが複数形成されている。ストラップバンド１７は柔軟なバネ性に富む材質にするため、シリコンゴム等を含む樹脂材質にて成型することが好ましい。

ストラップバンド１７は、図１８、図１９及び図２０に示すように、リングホルダー２に対しては、それの欠如部２ａが有る部分に形成されている接続凹部２ｃに、ストラップバンド１７の上端部を接続する。すなわち、ストラップバンド１７の両側の突出部１７ａ・１７ａの大部分を含む上端部を、リングホルダー２の接続凹部２ｃに圧入させることにより、ストラップバンド１７は、両側の突出部１７ａ・１７ａのバネ力をもってリングホルダー２に保持される。その保持を確実にしたい場合には、圧入した部分をリングホルダー２に接着または溶着する。なお、ストラップバンド１７のリングホルダー２への保持は、リングホルダー２を原料収納部５の外周にセットする前に行っておく。
一方、ボトムシールキャップ３に対しては、図１２、図１３及び図１４に示すように、ストラップバンド１７を長さ方向に曲げて、その接続孔１８をボトムシールキャップ３の接続用突起１６と嵌合させることにより、ストラップバンド１７の先端部をボトムシールキャップ３と接続する。その接続を確実にしたい場合には、接続用突起１６との嵌合部分を接着または溶着する。

実施例２のボトルキャップ１００Ｂを開栓操作すると、図２１に示すように、開封後のボトムシールキャップ３は、ストラップバンド１７が自身のバネ力でほぼ真っ直ぐの状態に復元するので、ボトル１０１内へ落下することなく、このストラップバンド１７によってリングホルダー２に吊持され、ストラップバンド１７のバネ力により開封状態を維持する。

次に、上述した実施例１のボトルキャップ１００Ａの製造方法について説明する。図２２はその工程を（Ａ）から（Ｇ）まで順に示す。
同図（Ａ）に示すように、倒立姿勢としたメインキャップ１の原料収納部５に向かってリングホルダー２を真っ直ぐ近づけ、同図（Ｂ）に示すように、リングホルダー２に原料収納部５が挿通してその縦長リブ７にリングホルダー２が当たるところまで、リングホルダー２を原料収納部５の外周にセットする。この後、同図（Ｃ）に示すように、原料１０２を上から原料収納部５内に投入する。次に、熱溶着剤を用いる場合には、同図（Ｄ）に示すように、ボトムシールキャップ３の環状凹部１３内に熱溶着剤を塗布しておいてから、ボトムシールキャップ３をひっくり返し、同図（Ｅ）に示すように、環状凹部１３を原料収納部５と嵌合させ、その嵌合部分を外側から加熱して熱溶着剤による溶着を行う。熱溶着剤を用いない場合には、環状凹部１３を原料収納部５と嵌合させ、その嵌合部分に超音波を発射して樹脂同士の超音波溶着を行う。
このようにしてボトムシールキャップ３による封止を終えたボトルキャップ１００Ａは、同図（Ｆ）に示すように、ボトル口部１０１ａに前述のごとく螺着し、最後に同図（Ｇ）に示すように、ボトル口部１０１ａの外側からの超音波によって、リングホルダー２とボトル口部１０１ａとの樹脂同士の超音波溶着を、例えばＰ１とＰ２の上下２位置について周方向に複数点ずつ行う。

次に、上述した実施例２のボトルキャップ１００Ｂの製造方法について説明する。図２３はその工程を（Ａ）から（Ｈ）まで順に示す。
同図（Ａ）に示すように、逆さ姿勢にしたリングホルダー２の接続凹部２ｄにストラップバンド１７の端部を圧入しておいてから、同図（Ｂ）に示すように、倒立姿勢としたメインキャップ１の原料収納部５に向かってリングホルダー２を真っ直ぐ近づけ、同図（Ｃ）に示すように、実施例３の場合と同様にリングホルダー２を原料収納部５の外周にセットする。次に、同図（Ｄ）に示すように、原料１０２を上から原料収納部５内に投入してした後、同図（Ｅ）に示すように、実施例３の場合と同様にボトムシールキャップ３の環状凹部１３と原料収納部５とを嵌合し、その嵌合部分を溶着する。その後に、同図（Ｆ）に示すように、ストラップバンド１７を曲げて、その端部を前述したごとくボトムシールキャップ３に接続する。この後は、同図（Ｇ）及び同図（Ｈ）に示すように、実施例３の場合と同様にしてメインキャップ１をボトル口部１０１ａに螺着し、最後にリングホルダー２をボトル口部１０１ａに溶着する。

本発明によるボトルキャップはペットボトルに限らず、ねじ構造の口部を有する各種の容器に広範囲に適用できる。

１００Ａ・１００Ｂ ボトルキャップ
１０１ ボトル
１０１ａ ボトル口部
１０１ｂ ねじ部
１０１ｃ ロック用環状突部
１０２ 原料
１ メインキャップ
２ リングホルダー
２ａ 欠如部
２ｂ 歯部
２ｃ 接続凹部
３ ボトムシールキャップ
４ キャップ本体
４ａ 天部
４ｂ 胴部
５ 原料収納部
５ａ 下端開口
６ ねじ部
７ リブ
８ 切り込み
９ ロック用リング部
１０ 側部シール用突部
１１ 上部シール用突部
１２ 縦長リブ
１３ 環状凹部
１３ａ 周壁
１３ｂ 噛み合い凹部
１４・１５ 凹部
１６ 接続用突起
１７ ストラップバンド
１７ａ 突出部
１７ｂ 肉厚部
１８ 接続孔

Claims (10)

1. ボトル口部を封止するスクリューキャップであるキャップ本体に、ボトル口部に挿入される円筒形の原料収容部を一体に設けたメインキャップと、
   その原料収容部の下端部分を嵌合させる環状凹部を形成したボトムシールキャップと、
   前記原料収容部を挿通させて前記ボトル口部内に固定されるリングホルダーとからなり、
   前記ボトムシールキャップの環状凹部と前記原料収容部の下端部分とを嵌合させたうえ、そこを溶着するとともに、ボトムシールキャップと前記リングホルダーとの噛み合い部分を噛み合わせることで、原料収容部の下端開口がボトムシールキャップにて封止され、
   前記リングホルダーは、その外周面と前記ボトル口部の内周面とを溶着することによりボトル口部に固定され、
   前記メインキャップの開栓回転に伴う上昇において、前記ボトムシールキャップの回転と上昇とが前記リングホルダーにて規制されることにより、前記原料収容部の下端部分と前記ボトムシールキャップとの嵌合及びボトムシールキャップとリングホルダーとの噛み合いが外れ、ボトムシールキャップが原料収容部から分離して原料収容部の下端開口が開封されることを特徴とするボトルキャップ。
2. 前記リングホルダーの外周面と前記ボトル口部の内周面との前記溶着が超音波による溶着である請求項１記載のボトルキャップ。
3. 前記原料収納部の下端部分と前記ボトムシールキャップ環状凹部との前記溶着が、超音波による溶着または熱溶着剤を用いた熱溶着のいずれか一方である請求項１記載のボトルキャップ。
4. 前記原料収容部の外周面と前記リングホルダーの内周面との間に隙間が形成される請求項１、２または３記載のボトルキャップ。
5. 前記リングホルダーが透明または半透明である請求項１、２、３または４記載のボトルキャップ。
6. 前記原料収容部の少なくとも内面に原料変質防止用の被膜層が形成されている請求項１、２、３、４または５記載のボトルキャップ。
7. 前記被膜層がアルミニウム蒸着層である請求項６記載のボトルキャップ。
8. 前記リングホルダーと前記ボトムシールキャップとがバネ性を有するストラップバンドにて連結され、前記原料収容部から分離したボトムシールキャップがこのストラップバンドにてリングホルダーに吊持される請求項１、２、３、４、５、６または７記載のボトルキャップ。
9. ボトル口部を封止するスクリューキャップであるキャップ本体に、ボトル口部に挿入される円筒形の原料収容部を一体に設けたメインキャップと、
   その原料収容部の下端部分を嵌合させる環状凹部を形成したボトムシールキャップと、
   前記原料収容部を挿通させて前記ボトル口部内に固定されるリングホルダーとからなるボトルキャップの製造方法であって、
   前記メインキャップの前記原料収容部の外周に前記リングホルダーをセットする工程と、
   前記原料収容部内に原料を投入する工程と、
   前記ボトムシールキャップと前記リングホルダーとの噛み合い部分を噛み合わせながら、前記ボトムシールキャップの環状凹部と前記原料収容部の下端部分とを嵌合させたうえ、そこを溶着する工程と、
   前記原料収容部をボトル口部に挿入しながらメインキャップのキャップ本体をボトル口部に螺着する工程と、
   前記リングホルダーの外周面と前記ボトル口部の内周面とをボトル口部の外側から超音波によって溶着する工程と、
   からなるボトルキャップの製造方法。
10. ボトル口部を封止するスクリューキャップであるキャップ本体に、ボトル口部に挿入される円筒形の原料収容部を一体に設けたメインキャップと、
    その原料収容部の下端部分を嵌合させる環状凹部を形成したボトムシールキャップと、
    前記原料収容部を挿通させて前記ボトル口部内に固定されるリングホルダーと、
    バネ性を有するストラップバンドとからなるボトルキャップの製造方法であって、
    前記メインキャップの前記原料収容部の外周に前記リングホルダーをセットする工程と、
    前記原料収容部内に原料を投入する工程と、
    前記ボトムシールキャップと前記リングホルダーとの噛み合い部分を噛み合わせながら、前記ボトムシールキャップの環状凹部と前記原料収容部の下端部分とを嵌合させたうえ、そこを溶着する工程と、
    前記ストラップバンドの一端部を前記リングホルダーに、他端部を前記ボトムシールキャップにそれぞれ接続してこのボトムシールキャップを前記リングホルダーに連結する工程と、
    前記原料収容部をボトル口部に挿入しながらメインキャップのキャップ本体をボトル口部に螺着する工程と、
    前記リングホルダーの外周面と前記ボトル口部の内周面とをボトル口部の外側から超音波によって溶着する工程と、
    からなるボトルキャップの製造方法。