JP2017186020A - キャップ - Google Patents

Abstract

【課題】ベントホールを有する凹部に結露等による水滴を付着しにくくする。【解決手段】天板部と円筒部とからなるキャップ本体と、キャップ本体内に設けられたライナとを有し、天板部よりも下方で円筒部のねじ形成予定部よりも上方位置に、ベントホールを有する複数の凹部が周方向に間隔をおいて設けられており、凹部は、上部から下方に向かうにしたがってキャップ本体の内方に曲がった状態の上側片と、下部から上方に向かうにしたがってキャップ本体の内方に曲がった状態の下側片とが、これら上側片の下端と下側片の上端との間にベントホールを介して上下に対向するように形成されてなり、少なくともこれら上側片と下側片との外表面は、算術平均粗さＲａが０．１μｍ以上０．３μｍ以下で、最大高さＲｚが１．５μｍ以上３．０μｍ以下に形成されている。【選択図】 図１

Description

本発明は、飲料用容器等の口金部に装着されて密封するキャップに関する。

スチールやアルミニウム合金等からなるボトル缶などのねじ付容器に装着されるキャップとして、金属製のキャップ本体と、そのキャップ本体の天板部の内面に設けられたライナとを備えたものが知られている。このキャップには、キャップ本体の上端部に、開栓時にキャップを把持して回転させる際の滑り止めのためにナール部が周方向に沿って形成されている。このナール部は複数の凹部によって形成されており、一部の凹部には、開栓時に容器の内圧を解放するためのベントホール（ナールスリット、ベントスリットなどとも称される）が形成されている。
ところで、このようなキャップを装着したボトル缶などを冷蔵保管しておくと、冷蔵庫から取り出した際に、結露によってキャップに水滴が付着し、開栓時に手が滑って円滑に開栓できなくなる問題がある。

そこで、特許文献１では、水滴が付着しても容易に開栓できるようにするために、キャップに、親水部とこれより撥水性の高い撥水部とが混在した外面被膜を施すことが開示されている。この場合、撥水部となる撥水性添加剤として、融点１００℃以上のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ四フッ化エチレン又はこれらの変性体からなるものが用いられる。
また、特許文献２には、表面が濡れている場合でも開栓できるように、塗膜に粗化粒子を含ませて、塗膜の表面に凸部を形成することが開示されている。粗化粒子としては、平均粒径１μｍ以上１０μｍ未満の粒子で、ガラス、シリカ、酸化アルミニウムなどの無機材料、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂等の有機材料を用いることができると記載されている。
特許文献３には、結露が生じた場合のグリップ性を高めるために、外面塗膜の表面粗さを算術平均粗さ（Ｒａ）で１．６μｍ以上３．５μｍ以下で、かつ鉛筆硬度が２Ｈ以上４Ｈ以下にすることが開示されている。

特開２００７‐２６９３８１号公報 特開２０１１‐１２１６０９号公報 特開２００８‐９４４６７号公報

しかしながら、いずれの特許文献記載の発明も、水滴が付着した場合でも開栓し易いようにするものであり、水滴の付着自体を抑制するものではない。
キャップには、ねじ部、ナール部、ねじ部の下方でブリッジにより連結されたピルファープルーフ部など、水滴が付着し易い凹凸が複数種形成されている。このうち、ナール部の凹部で、ベントホールが形成されている凹部に水滴が付着すると、開栓しにくくなるだけでなく、ベント性能が阻害され、開栓時に内圧によって飛散して、周囲が汚れるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ベントホールを有する凹部に結露等による水滴を付着しにくくすることを目的とする。

本発明のキャップは、天板部と円筒部とからなるキャップ本体と、キャップ本体内に設けられたライナとを有し、前記天板部よりも下方で前記円筒部のねじ形成予定部よりも上方位置に、ベントホールを有する複数の凹部が周方向に間隔をおいて設けられており、前記凹部は、上部から下方に向かうにしたがってキャップ本体の内方に曲がった状態の上側片と、下部から上方に向かうにしたがってキャップ本体の内方に曲がった状態の下側片とが、これら上側片の下端と下側片の上端との間に前記ベントホールを介して上下に対向するように形成されてなり、少なくともこれら上側片と下側片との外表面は、算術平均粗さＲａが０．１μｍ以上０．３μｍ以下で、最大高さＲｚが１．５μｍ以上３．０μｍ以下に形成されている。

ベントホールを有する凹部では、上側片と下側片とがキャップ本体の内方に曲がった形状をして、その奥にベントホールが形成される。また、曲がった形状であるため、その表面に沿って長い長さを有する。このため、このような形状の凹部は、水滴が付着し易く、また、付着した水滴が流れ落ちにくい。
本発明では、その凹部を形成している上側片と下側片との外表面を算術平均粗さＲａで０．１μｍ以上０．３μｍ以下、最大高さＲｚで１．５μｍ以上３．０μｍ以下に形成したので、その微細な凹凸により撥水性を有しており、水滴がはじかれて付着しにくく、流れ落ちやすい。したがって、ベントホールのベント性能を確実に発揮することができるとともに、開栓時に手が濡れて滑ったり、汚れたりすることが防止される。

本発明のキャップにおいて、軸方向断面における前記上側片の表面長さは、同じ軸方向断面における前記下側片の表面長さよりも大きいものとすることができる。
表面長さが大きいと水滴が付着し易くなるが、本発明の表面粗さとすることで、水滴がはじかれて流れ落ち易くなる。
この上側片の表面長さは、１．０ｍｍ以上とするとよい。

本発明のキャップにおいて、前記上側片は、前記円筒部からキャップ本体の内方に曲がった形状の湾曲部の下端部に、湾曲部よりも軸方向に向けて屈曲した前垂れ部が形成されているものとすることができる。

本発明によれば、水滴が付着し易い形状であるにもかかわらず、水滴は、はじかれて流れ落ち易く、したがって、ベント性能を確実に発揮することができるとともに、開栓時に手が濡れて滑ったり、汚れたりすることを防止することができる。

本発明の実施形態のキャップ及びボトル缶を示す部分断面図であり、（ａ）がキャップをボトル缶に装着する前の状態であり、（ｂ）がキャップをボトル缶に装着した後のキャップ付ボトル缶とした状態を示す。 図１（ａ）の要部の拡大断面図である。 図１のキャップの正面図である。 ボトル缶の正面図である。 試料のＸ線透過写真であり、（ａ）が実施例、（ｂ）が比較例を示す。

以下、本発明に係るキャップ及びキャップ付容器の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
本実施形態のキャップ１０は、図１（ｂ）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）のボトル缶２０（本発明でいう、ねじ付容器）の口金部２１に装着されて密接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１０が装着されるボトル缶２０は、その上端部の口金部２１に、図４に示すように、その下端部に半径方向外方に突出する膨出部２２が形成され、その上方に雄ねじ部２３、雄ねじ部２３の上方に開口端部を丸めてなるカール部２４が形成されている。

キャップ１０は、アルミニウム又はアルミニウム合金製の板材をカップ状に成形したもので、図１（ａ）に示すように、天面部４１とその天面部４１の周縁から略垂下されてなる円筒部４２とを備えるキャップ本体４０と、そのキャップ本体４０の天面部４１の内面に設けたライナ５０とを有する。
キャップ１０には、その内面及び外面に塗料が塗布されており、特に、その外面に塗布されている塗料は、エポキシ系塗料、ポリエステル系塗料、アクリル系塗料、ウレタン系塗料などの基体塗料に２μｍ以上１０μｍ以下の粒径のシリカ（ＳｉＯ_２）の微粉末を１質量％以上５質量％以下の含有量で混練してなる塗料であり、塗装面の算術平均粗さＲａが０．１μｍ以上０．３μｍ以下で、かつ最大高さＲｚが１．５μｍ以上３．０μｍ以下に形成されている。

キャップ本体４０の円筒部４２は、図１（ａ）及び図３に示すように、その下端部に周方向に断続的に形成されたスリット１７を介して上下に分割された筒上部４３と筒下部４４とを有し、周方向に隣接するスリット１７間に形成される複数のブリッジ１７ａによって筒上部４３と筒下部４４とを連結した形状としたものである。

また、円筒部４２の天面部４１よりも下方で後述する雌ねじ部２３が形成される予定の部分（ねじ形成予定部）よりも上方位置には、開栓時にキャップ１０を把持して回転し易くするためのナール部３０が周方向に沿って形成されている。このねじ形成予定部は、筒上部４３のうち、上端部と下端部とを除く大部分である。
また、ナール部３０には、図３に示すように、二種類の凹部３１，３２が周方向に間隔をおいて複数ずつ（例えば交互に）形成されている。そのうち、一方の凹部３１は、円筒部の一部を外方から半径方向内方に窪ませてなる平面視がほぼ矩形の形状であり、他方の凹部３２は、中央にスリット状に開口したベントホール３３を有している。このベントホール３３を有する凹部３２は、上部から下方に向かう上側片３４と、下部から上方に向かう下側片３５とが、これら上側片３４の下端と下側片３５の上端との間にベントホール３３を介して上下に対向するように形成されている。

この上側片３４及び下側片３５は、円筒部４２の壁を工具でせん断して周方向に沿うスリット状のベントホール３３を形成しながら、ベントホール３３の上側及び下側を半径方向内方に押し込むことによって形成されている。このため、上側片３４は、上部から下方に向かうにしたがって円筒部４２の内方に曲がった状態に形成され、下側片３５は、下部から上方に向かうにしたがって円筒部４２の内方に曲がった状態に形成されている。また、上側片３４は、その先端部がさらに屈曲形成されていることにより、円筒部４２からキャップ本体４０の内方に曲がった形状の湾曲部３４ａの下端部に、湾曲部３４ａよりも軸方向に向けて屈曲した前垂れ部３４ｂが形成されている（図２参照）。このため、上側片３４の前垂れ部３４ｂの先端面はほぼ垂直下方に向けられている。また、キャップ本体４０の軸方向断面において、上側片３４の表面長さは、下側片３５の表面長さより長く形成されている。この上側片３４の表面長さＡは、キャップ本体４０の半径方向の最も外側位置から計測した表面の長さであり、１．０ｍｍ以上あるとよい。

キャップ本体４０に挿入されるライナ５０は、キャップ本体４０の天面部４１の内面と摺動するポリプロピレン等で形成された円板状の摺動層５１と、摺動層５１よりも軟質でボトル缶２０の口金部２１と接触してシール機能を有するエラストマー樹脂等で形成された密封層５２とを有する多層構造とされる。この場合、密封層５２は、摺動層５１よりも外径が小さく形成され、ボトル缶２０の口金部２１と接する部分は、中央部分よりも厚く形成されているが、その表面は平坦に形成されている。
前述したキャップ本体４０の上側片３４の下端及び下側片３５の上端はライナ５０の密封層５２の外周縁よりも半径方向外方で摺動層５１の外周縁よりも半径方向内方に配置されるように形成される。
このライナ５０のキャップ本体４０への取り付けは、キャップ本体４０を開口端部が上向きとなるように載置した状態で、上方からライナ５０を挿入することにより行われ、ライナ５０は、下側片３５の上端とキャップ本体４０の天面部４１との間に配置される。

このように形成されたキャップ１０は、飲料用の液体（内容物）が充填されたボトル缶２０の口金部２１に装着されて、キャップ付ボトル缶１００となる。
このとき、口金部２１に被せられたキャップ１０は、膨出部２２、雄ねじ部２３、カール部２４の形状に沿うように、例えば、ローラ（図示略）で円筒部４２を内方に押圧することにより成形される。そして、図１（ｂ）に示すように、天面部４１が肩絞り加工されて、ライナ５０がカール部２４に圧接され、円筒部４２の筒状部４３にボトル缶２０の雄ねじ部２３の外径に沿う雌ねじ部１３が形成されるとともに、円筒部４２の下端部（筒下部４４）が膨出部２２の下面に係止されて、膨出部２２の下部に沿うピルファープルーフ部１４が形成されることにより、ボトル缶２０を密封してキャップ付ボトル缶１００（本発明でいう、キャップ付容器）とされる。

そして、このようにキャップ１０がボトル缶２０に装着されると、ナール部３０の凹部３１，３２の下方に雌ねじ部１３が成形されることから、凹部３１，３２の下方部分が下方及び半径方向内方に引っ張られる。このため、特にベントホール３３を有する凹部３２においては、下側片３５の先端（上端）位置が、上側片３４の先端（下端）位置よりも半径方向内方に配置される。具体的には、図２に示すように、上側片３４の先端（下端）の最大深さをＬ１、下側片３５の先端（上端）の最大深さをＬ２とすると、Ｌ１≦Ｌ２となる。

このボトル缶２０に装着されたキャップ１０は、前述したように、ねじ部１３やナール部３０など、凹凸が多いため、結露等により水滴が付着し易い。
しかしながら、外面塗装により、キャップ１０の外表面の表面粗さが算術平均粗さＲａで０．１μｍ以上０．３μｍ以下、かつ最大高さＲｚで１．５μｍ以上３．０μｍ以下に形成されており、その微細な凹凸により撥水性を有しており、水滴が付着しにくくなる。この場合、前述した特許文献３にも外面塗膜の表面粗さについて算術平均粗さＲａを特定しているが、この特許文献３記載の発明はグリップ性を高めるためのものであり、したがって、算術平均粗さＲａも比較的大きい値に設定されている。これに対して、本発明では、算術平均粗さＲａが０．１μｍ以上０．３μｍ以下と小さい。そして、この算術平均粗さＲａとともに最大高さＲｚを前述のように設定することにより、塗膜面に微細な凹凸が形成され、撥水性が付与されるのである。
したがって、このキャップ１０は結露による水滴の付着が防止され、特にベントホール３３への水滴付着が防止されることから、開栓時にベント性能を確実に発揮することができ、水滴の飛散も防止できる。

なお、本発明は、上記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、キャップの外面の塗装は通常は全面に施されることから前述した表面粗さ（Ｒａ，Ｒｚ）はキャップの外面全面に設定されるが、ナール部のベントホールを有する凹部の外表面が前述した表面粗さであればよい。

本実施形態のキャップをボトル缶に装着して、水滴の付着性について評価した。
ボトル缶としては、直径３８ｍｍ口径の口金部を有するアルミニウム製のボトル缶を用いた。また、キャップ材としては、ポリエステル系塗料にシリカ（ＳｉＯ_２）の微粉末を混練してなる塗料を塗布したアルミニウム材（実施例１，２）と、シリカ微粉末を混練していない通常のポリエステル系塗料を塗布したアルミニウム材（比較例１〜４）とを用いた。シリカの微粉末は、富士シリシア株式会社製、粒径３．９μｍのものを２質量％の比率で混練した。これらのキャップ材により、ナール部に凹部が２４個形成され、そのうち１個おき（合計１２個の凹部）にベントホールが形成されたキャップを成形した。
そのキャップについて、表面粗さとして算術平均粗さＲａと最大高さＲｚを測定した。この表面粗さは、東京精密株式会社製の接触式表面粗さ計（サーフコム５７０Ａ）を用い、縦倍率が１００００倍、掃引速度が０．０６ｍｍ／ｓ、測定距離が１．０ｍｍの条件で測定した。実施例、比較例とも３個のキャップについて、各キャップの天面の３か所を測定し、その９個の測定値の平均を求めた。

そして、キャップをボトル缶の口金部に装着し、１２５℃×１５分のレトルト処理を行なって、キャップ表面のワックス分を除去した。
得られたキャップ付ボトル缶について、軸方向断面のＸ線透過写真から上側片の下端の深さＬ１、下側片の上端の深さＬ２、上側片の長さＡを測定したところ、Ｌ１＝０．９０ｍｍ、Ｌ２＝１．０８ｍｍ、Ａ＝１．４２ｍｍであった。
また、そのキャップ付ボトル缶を５℃に冷却した後、湿度１００％（３０℃）で２０分間放置して結露を生じさせた。キャップに付着した水分を測定するために、ティッシュをキャップの外周面に接触させて水分を吸収させた後、ティッシュの重量を測定して水滴付着量とした。
いずれも、各５缶ずつ測定し、その平均を求めた。
これらの結果を表１に示す。

この表１からわかるように、キャップ表面の算術平均粗さＲａが０．１μｍ以上０．３μｍ以下で、かつ最大高さＲｚが１．５μｍ以上３．０μｍ以下である場合に、水滴付着量が少なくなっている。

１０ キャップ
１３ 雌ねじ部
１４ ピルファープルーフ部
１７ スリット
１７ａ ブリッジ
２０ ボトル缶（容器）
２１ 口金部
２２ 膨出部
２３ 雄ねじ部
２４ カール部
３０ ナール部
３１，３２ 凹部
３３ ベントホール
３４ 上側片
３４ａ 湾曲部
３４ｂ 前垂れ部
３５ 下側片
４０ キャップ本体
４１ 天面部
４２ 円筒部
４３ 筒上部
４４ 筒下部
５０ ライナ
５１ 密封層
５２ 摺動層
１００ キャップ付ボトル缶（キャップ付容器）

Claims (4)

1. 天板部と円筒部とからなるキャップ本体と、キャップ本体内に設けられたライナとを有し、前記天板部よりも下方で前記円筒部のねじ形成予定部よりも上方位置に、ベントホールを有する複数の凹部が周方向に間隔をおいて設けられており、前記凹部は、上部から下方に向かうにしたがってキャップ本体の内方に曲がった状態の上側片と、下部から上方に向かうにしたがってキャップ本体の内方に曲がった状態の下側片とが、これら上側片の下端と下側片の上端との間に前記ベントホールを介して上下に対向するように形成されてなり、少なくともこれら上側片と下側片との外表面は、算術平均粗さＲａが０．１μｍ以上０．３μｍ以下で、最大高さＲｚが１．５μｍ以上３．０μｍ以下に形成されていることを特徴とするキャップ。
2. 軸方向断面における前記上側片の表面長さは、同じ軸方向断面における前記下側片の表面長さよりも大きいことを特徴とする請求項１記載のキャップ。
3. 前記上側片の表面長さは１．０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項２記載のキャップ。
4. 前記上側片は、前記円筒部からキャップ本体の内方に曲がった形状の湾曲部の下端部に、湾曲部よりも軸方向に向けて屈曲した前垂れ部が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載のキャップ。