JP2018095291A - 開栓具付きキャップ - Google Patents

Abstract

【課題】開栓具がキャップ本体の保護機能と開栓機能との両方を持つ治具であって、嵩張らず、上方から荷重が掛かっても開栓せず、誰でも容易に開栓可能で、かつ、安価で、量産性が高い開栓具付きキャップを得る。
【解決手段】容器内部のガス圧で玉を注出口に押し付けて密閉する容器に用いるもので、内側に保持部材を挿設し飲み口にもなるキャップ本体（１）と開栓具（２）とをセットしたものであって、キャップ本体は開口部が玉外径より小径で玉を制止する突出部と開栓具を収納する係合部とを有し、開栓具は天板（２１）と玉押し部（２２）と係合部に挿入して固定し破断可能な外筒壁（２３）とからなり、開栓具の外筒壁がキャップ本体の係合部に挿嵌した位置で、玉押し部が玉（３１）に接しないように、係合部内側に制止可能な段差部を有したことを特徴とする開栓具付きキャップ。
【選択図】図１

Description

本発明は、容器内部のガス圧等により玉を口部内側に押し付けて密閉する容器に用いられるキャップであって、開栓に際しては、キャップ本体の開口部に係止する形でセットされた開栓具を取り出し、該開栓具を使用して玉を押圧して開封する開栓具付きキャップに関する。

容器内部のガス圧で玉を口部内側に押し付けて密閉する容器は、通常ラムネと呼ばれる炭酸ガスを含む炭酸飲料の専用容器で、コッドネックボトルなどと呼ばれる独特の形状を持って親しまれてきた。この容器は、容器口部内側に押し付けられたガラス玉等の栓体を、外側から専用の玉押し用具によって容器内側に押し込んで、開栓することができる。
古来、この玉押し用具は、木工ロクロや木工旋盤などを用いて作られる挽き物で、販売する時に開栓して販売していた。
しかし、ガラス製であったコッドネックボトルは、落下に強いプラスチック化が進んだこともあり、販売時に開栓せずに、消費者が、自由に冷蔵庫で冷やし、飲みたい時に自分で開栓できるようにすることが求められるようになった。
そこで、量産性が高く、安価で、容器に添付可能な価格で、かつ、消費者が自ら開栓可能な、開栓機能をもつ開栓具付きキャップが求められていた。

例えば、球体を保持したキャップをラムネ壜の壜口部に打栓もしくは螺合するキャップ構造としては、
壜口部の外周面に係合される外筒部を有する硬質合成樹脂製のキャップ本体と、キャップ本体に内嵌保持される硬質又は軟質の合成樹脂製のホルダーと、ホルダーに保持される球体とを備えたものがある。そして、ホルダーが硬質合成樹脂製の場合は、さらに、球体の上半部の途中部をガス密状に受け止めるようにホルダーとキャップ本体とに挟持されたゴム製の環状のパッキン部材とを備えたものがある。
前記ホルダーは、壜口部に圧縮状かつガス密状に内嵌されている。また、壜口部の外周面に螺合される外筒部を有する硬質合成樹脂製のキャップ本体と、球体の上半部をガス密状に受け止めるように壜口部とキャップ本体とに狭持されたゴム製のパッキン部材とを備えたものもある。

また、特許文献１では、キャップが装着されたボトルの搬送ライン上に、前記キャップ上に載置される筒体内にキャップ内の栓体を押し下げる突起部が設けられ、かつ筒体の下端部に前記キャップの上部に嵌合されるスカート部が一体に設けられた開栓具を傾斜状に保持し、前記ボトルのキャップがスカート部の一部に係合して移動することにより開栓具を保持位置より取り出してキャップ上に開栓具を自重により嵌合させる工程と、開栓具が嵌合されたボトルの上方から開栓具の外側に熱収縮性チューブを嵌合させる工程と、ボトルの肩部で下端が支持された前記熱収縮性チューブを加熱により熱収縮させる工程とから成る開栓具の自動装着方法を提案している。

しかし、特許文献１に開示される開栓具では、キャップ天面の水平方向に複数の薄肉厚のつなぎ部が設けられているので、積み上げた時、キャップ天面に圧が掛かるので、誤って破断し開栓具がキャップから外れてしまう恐れがあった。また、開栓具の外周につなぎ部が設けられているので、手を痛めずに開栓具をキャップから外しにくい問題がある。さらに、開栓具の大きさが大きくなってしまうので、嵩張り、保管や輸送コストが大きいなどの問題もあった。

特許第３４６２４８２号公報

そこで、開栓具が、キャップ本体の開口部分を覆う保護機能とキャップ本体の密閉機構を開封する開栓機能との両機能を合わせ持つ治具であって、嵩張らず、上方から荷重が掛かっても開栓してしまうトラブルが起きにくく、誰でも容易に開栓可能な構造であって、かつ、安価で、量産性が高い開栓具付きキャップを得ることが本発明の課題である。

本発明の開栓具付きキャップは、
容器内部のガス圧で玉を注出口近傍に位置する保持部材に押し付けて密閉する容器に用いるキャップ本体と開栓具のセットであり、
内側に保持部材を挿設し、容器の注出口外側を覆い、開栓時に飲み口となるキャップ本体と、
キャップ本体先端に係合可能な開栓具とを、セットしたものであって、
キャップ本体は、開口部が玉外径より小径で玉が受けた圧力によって玉や保持部材が外側へ飛び出さないように制止する突出部と、
開栓具を収納する係合部と、を有し、
開栓具は、天板と、
天板内側中央から下方に筒状に伸び、突出部内径より小さな外径を有する玉押し部と、
玉押し部外側にあってキャップ本体の係合部に挿入して固定すると共に、天板から破断可能な外筒壁と、からなり、
開栓具の外筒壁がキャップ本体の係合部に挿嵌した位置で、玉押し部が玉に接しないように、係合部内側に制止可能な段差部を有することを特徴とする開栓具付きキャップである。

本発明の開栓具付きキャップは、玉押し部の外側にある外筒壁が天板の下方に伸びる形で、その付け根部分が破断可能に形成されているので、上方から荷重が掛かっても外筒壁が破断するなどして開栓してしまうトラブルが起きにくい。また、キャップ本体の開口部分である係合部に外筒壁が挿嵌するので、外筒壁外周よりもあまり大きくない天板にすることができるので、嵩張らず、最小の開栓具にすることができる。
さらに、開栓具は、天板と玉押し部と外筒壁とが一体でできていて、射出成形で製造できるので、生産性が高く、かつ、安価に供給することができる。

本発明の開栓具付きキャップを、炭酸飲料を充填した容器本体に装着した状態を示す縦断面図である。 本発明の開栓具付きキャップを装着した炭酸飲料用充填容器において、シュリンクフィルムを除去し、開栓具を分離して、使用可能な状態に準備する工程を示す縦断面図である。 本発明の開栓具付きキャップを装着した炭酸飲料用充填容器において、分離した開栓具をキャップ本体の開口部に押圧し、玉を内側に押出して開栓する工程を示す縦断面図である。 本発明の開栓具付きキャップを使用した炭酸飲料用充填容器において、玉を内側に押出し、玉が容器内部に押し出されて開栓した状態と、容器の内容物を注出している状態を示す縦断面図である。 本発明の開栓具の側面断面図と底面図と斜視図、および、その外筒壁を破断除去した状態を示す斜視図と、外筒壁に切り欠き部を設けた別の開栓具の底面図と斜視図である。 従来の開栓具を装着したキャップ本体と炭酸飲料用充填容器の例を示す縦断面図である。

以下、本発明の開栓具付きキャップにおける実施形態例について、図を用いて詳細に説明する。
本発明の開栓具付きキャップは、図１で示すように、通常ラムネ容器と言われ、容器内部のガス圧で玉３１を注出口近傍に位置する保持部材３に押し付けて密閉するキャップ本体１を有する容器に用いられるものである。
この容器は、炭酸ガスを含む飲料用の容器で、ボトル容器の上部のヘッドスペースと共に、飲料内部にも炭酸ガスが溶け込んでいて、高い内圧を有し、その容器内部のガス圧で玉３１を保持部材３に押し付けて密閉する容器構造になっている。通常、２〜４ガスボリューム程度のガス濃度である。
この容器の口先には硬質で球状をした玉３１を配置してあるが、開封する時には、その玉３１をガス圧に抗して容器内部に押し込み、開封する専用の開栓具２を用いる。近年、開栓具２は、容器のキャップ本体先端に係止されるなどして販売される。

この炭酸飲料を充填した容器本体４には、玉３１を内側に挿嵌した保持部材３を挿設し、注出口外側を覆い、開栓時に飲み口となるキャップ本体１と、キャップ本体１先端に係止可能な開栓具２と、がセットされた構成になっている。

キャップ本体１は、天面の中央に内容物を注出する開口部１０と、開口部周縁からやや広がりながら下方に垂下する側壁１００と、からなる。
開口部１０には、玉３１外径より小径で玉が受けた圧力によって玉３１や保持部材３が外側へ飛び出さないように制止する突出部１１と、開栓具を収納する係合部１２と、を有している。
この係合部１２と突出部１１との間に形成された段差部１２０には、開栓具２の外筒壁２３先端が当接する。また、係合部１２内面には、開栓具２の外筒壁２３外面が係合し、キャップ本体１の開口部１０が密封される。
さらに、側壁１００には、容器本体４の嵌合突起４１と嵌合する嵌合部１３と、保持部材３外周囲に設けたフランジ３３を容器本体の注出口先端と挟みこんで固定する固定リブ１４と、を有する。

保持部材３は、硬質の球体である玉３１を挟み込んで保持すると共に、玉３１と密着し、高圧のガスが流出しないように密封する為の部材で、キャップ本体１と容器本体の注出口先端に挟みこまれ、固定される。
保持部材３の注出側内面は、保持部３０となっていて、玉３１と密着し、高圧のガスが流出しないように密封すると共に、玉３１外径に対し充分に小さな内径を有し、外側に抜け出ないように保持する。
また、保持部材３の容器側内面は、玉３１が押し込まれた時に、容易に内径を拡大し、玉３１を容器内部に移動可能にする玉押さえ３２を有していても良い。玉押さえ３２は、外側に玉逃がし空間３２１があって、弾力性のある構造にする。玉押さえ３２は、無くても可能であるが、内容物を充填する際、玉３１を固定し易いので、生産性が向上する。

開栓具２は、天板２１と玉押し部２２と外筒壁２３とからなる。
天板２１は、容器の注出方向に対し垂直に広がる面を構成している。
玉押し部２２は、天板２１内側中央から下方に筒状に伸び、突出部１１内径より小さな外
径を有している。また、筒状になっているので、押圧する強度も充分にある構造になっている。この為、外筒壁２３が無ければ、玉押し部２２はスムースに開口部１０を通り、玉３１を抵抗無く突き押して、開封可能になる。
外筒壁２３は、天板２１内側から下方に伸びると共に、玉押し部２２外側にあって、キャップ本体１の係合部１２に挿嵌して容器を密封すると共に、天板２１から破断可能な脆弱部２３１を有している。
脆弱部２３１は、ハーフカット等により天板側を急激に０．２ｍｍ未満の薄肉にする等の他、レーザー光を走査して脆弱化しても良いし、部分的に切れ目を入れたミシン目状態にしても良い。
ただ、この脆弱部２３１は、引っ張り力には弱くても、圧縮力には耐える強度が必要である。
開栓具２の外筒壁２３の長さは、キャップ本体１の係合部１２に挿嵌した位置で、玉押し部２２が玉３１に接しない充分な長さにしておく必要がある。

玉３１はガラスのような硬質の球体で、内容物よりも充分に比重の大きな素材で製造される。玉がどの位置で、保持部材に当接しても、密封性が確保できるように、球体の真球度が高い玉３１を使用する。

図２〜４に、本発明の開栓具付きキャップを用いた炭酸飲料用容器における開封工程を示した。
開封工程の始めは、図１のキャップ本体１を覆うシュリンクフィルム５を破断して除去する。
次の工程は、図２−１で示すように、開栓具２を上方に引き上げ、キャップ本体１の係合部１２から、開栓具２と外筒壁２３との係合を外す。開栓具２をキャップ本体１から分離すると、開口部から玉３１が見えるようになる。

図２−２の工程では、開栓具２の外筒壁２３と天板２１との付け根に設けられた脆弱部２３１を破断して、外筒壁２３を開栓具２から除去する。
図５−１に、縦断面図（ａ）と底面図（ｂ）と斜視図（ｃ）、および、その外筒壁を破断した状態を示す斜視図（ｄ）を示した。
外筒壁２３を破断すると、天板２１には、玉押し部２２しか内側に残っていない。この為、玉押し部２２はスムースに開口部を通り、玉を抵抗無く突き押して、開封可能になる。

図３−１の工程は、開口部１０に開栓具２を挿入する。開栓具２に外筒壁２３がないので、何ら遮るものも無く、玉押し部２２がスムースに玉３１に到達できることが分かる。

図３−２の工程は、開栓具２を開口部１０に強く押圧して挿入する工程である。
開栓具２で突き押される玉３１は、冷やした１０℃の低温条件でも、内側から、１．６〜２．２Ｋｇ／ｃｍ^２程の圧力が掛かっている。室温ではもっと高い圧力が掛かるので、それよりも大きな力で開栓具２を押圧する必要がある。
開栓具２を押圧することで、玉３１に掛かる力は、保持部材３の玉押え３２に伝わり、玉押さえの内・外径が拡大することで、保持状態が解除される。そして、玉３１が下降することができる。

図４−１は、開栓具２をさらに押し下げ、玉３１が玉押さえ３２から外れた状態を示すものである。
玉３１は、内容物の比重よりも大きな比重を持たせてあるので、保持部材３から外れると、自然に下方に沈んで、細くなった容器本体４の首部の所まで下がることができる。
この状態で、しばらくの間、開栓治具２をキャップ本体１の開口部１０上端に押し付けて、炭酸ガスの圧力がいくらか低下するようにすると、内容物が吹き出さず、こぼれにくい。

図４−２は、容器全体を傾け、開口部１０から、内容物６を飲料している状態を示したものである。
玉３１の比重が大きいので、下側に移動し、内容物を注出することが出来る。
あまり容器を傾けすぎると、玉３１が開口部内側に移動し、再び開口部１０を塞いでしまうことがある。

図５は、開栓具２の実施形態例を示すものである。
図５−１は、外筒壁２３が全周にある形状例で、図５−２が外筒壁２３の一部を切り欠いた形状例である。
外筒壁２３の一部を切り欠いてあると、外筒壁２３を破断して取り除く時に、破断しやすいメリットがある。
容器の密封性は全周に外筒壁２３がある方が高いが、キャップ本体や開栓具全体をシュリンクフィルムで覆って梱包されるので、全周に外筒壁２３が無くてもかまわない。

図６は、従来の開栓具を装着したキャップ本体と炭酸飲料用充填容器の例を示す縦断面図である。
図６−１の開栓具Ａは、キャップ本体の上側に装着するオーバーキャップの天板を含む一部が開栓具になるように設計されたものである。開栓具の天板２１周縁を、ハーフカットなどの天板脆弱部２１１を介して連設した形状になっている。
開栓時に、繋ぎの天板脆弱部２１１を破断したのち、玉押し部２２を開口部１０に挿入した状態で天板２１を押圧して開栓する。

図６−２の開栓具Ｂは、玉押し部が玉に当たらないように、キャップ本体の開口部１０よりも大きな外径を持つ保護外壁２４を有し、キャップ本体１の上側に装着し、シュリンクフィルム５によりキャップ本体と合わせて包装される。
保護外壁２４は、その上側内縁周縁を、開栓具の天板２１周縁をハーフカットなどの天板脆弱部２１１を介して連設した形状になっている。開栓時に、繋ぎの天板脆弱部２１１を破断したのち、玉押し部２２を開口部１０に挿入した状態で、天板を押して開栓する。

これら、従来の開栓具と、本発明の図５−１で示した開栓具の重量や大きさを表にまとめた。

表の結果から、本発明の開栓具は、使用する成形樹脂量が少なく、一体的に製造可能であり、一つの射出成形金型で射出成形可能であり、生産性も高く、安価で大量生産も可能であると判断できる。

本発明は、以上のようなものであるが、本発明のキャップ本体に使用する材料は、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレンランダム共重合体、エチレン・プロピレンブロック共重合体、ポリメチルペンテン、アクリロニトリル・スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂、インパクトスチレン樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体鹸化物、ポリアミド樹脂が使用できる。
また、射出成形金型を用い、一般的な射出成形機で量産できるので、生産性も高い。

本発明の保持部材に使用する材料は、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、エチレン・プロピレンランダム共重合体、エチレン・プロピレンブロック共重合体、ポリメチルペンテン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂、ポリオキシメチレン、ポリアミド、シリコンゴム、天然ゴム、スチレン系エラストマーなどが使用できる。特にゴム系、またはエラストマー系のものが好適である。
また、射出成形金型や圧縮性形金型を用い、一般的な射出成形機や圧縮成形機で量産できるので、生産性も高い。

本発明の開栓具に使用する材料は、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレンランダム共重合体、エチレン・プロピレンブロック共重合体、ポリメチルペンテン、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂、インパクトスチレン樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体鹸化物、ポリアミド樹脂などが使用できる。
また、射出成形金型を用い、一般的な射出成形機で量産できるので、生産性も高い。

本発明のキャップ本体を嵌合させて使用する容器本体は、できるだけ、ガス透過の低い材質で、かつ、耐圧性の高いボトルが好ましい。ガラス製容器であってもかまわないが、ポリエチレンテレフタレートなどの２軸延伸ブローボトルを使用し、内面に酸化珪素などの酸化金属やポリビニリデンなどのガス遮断性の高いコーティングを施した容器を利用できる。

玉は、硬質で、内容物の比重よりも大きな比重の素材が必要である。特に真球度が高い形状であることが望まれる。また、内容物によって膨潤などの、変形、質の変化がない性質が求められる。その為、通常、ガラス玉を使用する。

本発明の開栓具付きキャップは、以上のようなもので、ボトル容器の口先に使用、あるいは添付され、衝撃を受けても、玉に衝撃を伝えず、意図せずに開栓する恐れが無い。
また、係合部に外筒壁が挿嵌するので、注出口の密封性を高くできると共に、外筒壁外周よりもあまり大きくない天板にすることができ、嵩張らず、小さな大きさにしておくことができる。
その為、極力薄肉で、使用する材料を少なくでき、かつ、生産性も高くできるので、安価で供給が可能であり、廃棄時にも、分解可能な容器になるなど、本発明のメリットは大きい。

１・・・・・・・・キャップ本体
１０・・・・・・・開口部
１００・・・・・・側壁
１１・・・・・・・突出部
１２・・・・・・・係合部
１２０・・・・・・段差部
１３・・・・・・・嵌合部
１４・・・・・・・固定リブ
２・・・・・・・・開栓具
２１・・・・・・・天板
２１１・・・・・・天板脆弱部
２２・・・・・・・玉押し部
２３・・・・・・・外筒壁
２３１・・・・・・脆弱部
２４・・・・・・・保護外壁
２５・・・・・・・保護外輪
３・・・・・・・・保持部材
３０・・・・・・・保持部
３１・・・・・・・玉
３２・・・・・・・玉押さえ
３２１・・・・・・玉逃がし空間
３３・・・・・・・フランジ
４・・・・・・・・容器本体
４１・・・・・・・嵌合突起
４２・・・・・・・首部
５・・・・・・・・シュリンクフィルム
６・・・・・・・・内容物

Claims (2)

1. 容器内部のガス圧で玉を注出口近傍に位置する保持部材に押し付けて密閉する容器に用いるキャップ本体と開栓具をセットしたキャップに関するものであり、
   内側に保持部材を挿設し、容器の注出口外側を覆い、開栓時に飲み口となるキャップ本体と、
   キャップ本体先端に係合可能な開栓具とを、セットしたものであって、
   キャップ本体は、開口部が玉外径より小径で玉が受けた圧力によって玉や保持部材が外側へ飛び出さないように制止する突出部と、
   開栓具を収納する係合部と、を有し、
   開栓具は、天板と、
   天板内側中央から下方に筒状に伸び、突出部内径より小さな外径を有する玉押し部と、
   玉押し部外側にあってキャップ本体の係合部に挿入して固定すると共に、天板から破断可能な外筒壁と、からなり、
   開栓具の外筒壁がキャップ本体の係合部に挿嵌した位置で、玉押し部が玉に接しないように、係合部内側に制止可能な段差部を有することを特徴とする開栓具付きキャップ。
2. 開栓具の外筒壁は、脆弱部を介して天板と連設されてなり、容易に破断可能としたことを特徴とする請求項１に記載した開栓具付きキャップ。

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