JP2021075287A - 蓋、金型及び蓋の製造方法 - Google Patents

蓋、金型及び蓋の製造方法 Download PDF

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将大 森
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Abstract

【課題】容器本体に対する嵌合部の嵌合力を高めることができる蓋、金型及び蓋の製造方法を提供すること。【解決手段】蓋12は、外周縁側に飲み口41を有する円形状の天面部31と、天面部31の外周縁から上方に突出し、容器本体11の縁部21b側の内周面と接触する内嵌合部51及び容器本体11の縁部21bに嵌合する、内嵌合部51の壁厚よりも壁厚が厚い上部嵌合部52を有し、上端が飲み口41よりも上方に位置する嵌合部32と、上端が嵌合部32の外方側の下端に連続して下方に延びるとともに、容器本体11の縁部21bから離間する、容器本体11の縁部21b側の外周面を覆うスカート部と、を備える。【選択図】 図2

Description

本発明は、飲料等を収容する容器本体を覆う蓋、蓋を成形する金型及び蓋の製造方法に関する。
近年、コンビニエンスストア等の販売店において、コーヒー等の飲料である内容物を容器に入れて販売することが普及している。このような容器として、飲み口を有する蓋を紙カップ等の容器本体の縁部に取り付ける構成が知られている。
このような容器は、蓋の飲み口が容器本体の開口部よりも上方に位置しているため、内容物が飲み口に達し、口に運ばれるまで、容器を大きく傾ける必要があり、飲みづらい、という問題がある。また、飲み口に直接、唇を当接させて飲む必要があり、内容物が飲み口から注出するタイミングを目視で確認することができないため、熱い内容物を飲む場合には、予期せぬタイミングで飲み口から内容物が注出してしまい、唇や口中を火傷する問題があった。また、蓋が薄い樹脂板を成形して作成されており、飲み口周辺も樹脂で成形されていて、飲む際に熱い内容物によって飲み口周囲が加熱されるので、断熱性がなく、唇を当接させると火傷をする虞があった。
これに対し、飲み口を容器本体の縁部よりも低い位置に設けた蓋が提案されている(例えば、特許文献1参照)。このような蓋では、蓋に唇を接触させて容器本体の内容物を飲む際に、飲み口から直接内容物が口元に触れることなく、内容物が飲み口から天面に一旦出た後、天面上の内容物が口元へと流れて内容物が触れるため、内容物の熱さを確認しつつ、冷ましながら飲用できるので、熱い内容物であっても、安全に摂取することが可能である。
特開2008−308225号公報
しかしながら、特許文献1のように、容器本体の開口部よりも低い位置に飲み口を設けた蓋の場合、内容物を飲む際に、容器本体と嵌合している蓋の嵌合部に唇が当接するので、蓋が外れる虞がある。内容物を飲む際に蓋が外れると、内容物がこぼれて唇を火傷する虞がある。そこで、容器本体に対する嵌合部の嵌合力を高め、嵌合部に唇が当接しても蓋が容器本体から外れ難い蓋が求められる。
そこで本発明は、容器本体に対する嵌合部の嵌合力を高めることができる蓋、金型及び蓋の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、蓋は、周縁部に飲み口を有する円形状の天面部と、前記天面部の外周縁から上方に突出し、容器本体の縁部側の内周面と接触する内嵌合部、及び、前記容器本体の縁部に嵌合する、前記内嵌合部の壁厚よりも壁厚が厚い上部嵌合部を有し、上端部が前記飲み口よりも上方に位置する嵌合部と、上端が前記嵌合部の外方側の下端に連続するとともに下方へ延び、前記容器本体の前記縁部から離間する、前記容器本体の前記縁部側の外周面を覆うスカート部と、を備える。
本発明の一態様によれば、金型は、真空圧空成形に用いる、円形状の天面部及び容器本体の縁部と嵌合する嵌合部を成形するキャビティを複数有する金型であって、前記嵌合部を成形する部位の先端が、真空圧空成形を行うシートに当接する前記キャビティの前記シート側の先端を構成する。
本発明の一態様によれば、蓋の製造方法は、樹脂製のシートを加熱し、加熱した前記シートに、円形状の天面部及び容器本体の縁部と嵌合する嵌合部を成形するキャビティを複数有する圧空成形装置の金型を少なくとも移動させて、前記キャビティの前記嵌合部を成形する部位を前記シートに最初に接触させ、さらに成形位置まで前記金型及び前記圧空成形装置の圧空ボックスを移動させ真空ポンプを制御して前記金型によって前記シートを真空引きするとともに、コンプレッサを制御して圧空ボックスによって前記シートに圧空ブローを行う。
本発明によれば、容器本体に対する嵌合部の嵌合力を高めることができる蓋、金型及び蓋の製造方法を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る容器の構成を一部切欠して示す側面図。 同容器の要部構成を示す断面図。 同容器の要部構成を示す説明図。 同容器の蓋の構成を示す斜視図。 同蓋の構成を示す平面図。 同蓋の構成を示す断面図。 同蓋の嵌合部の構成を拡大して示す断面図。 同蓋の製造装置の構成を模式的に示す説明図。 同製造装置に用いられる圧空成形装置の構成を模式的に示す説明図。 同圧空成形装置の金型のキャビティの構成を示す説明図。 同製造装置に用いられる抜き装置の構成を模式的に示す説明図。 同製造装置に用いられるトリミング装置の構成を模式的に示す説明図。 同蓋の製造方法の一例を示す流れ図。 比較例の蓋の構成を示す斜視図。 同蓋の第1評価試験の結果を示す説明図。 同蓋の第2評価試験に用いる傾斜治具の構成を示す側面図。 同蓋の第2評価試験の結果を示す説明図。 同蓋の第3評価試験の結果を示す説明図。 同蓋の第4評価試験の結果を示す説明図。 同蓋の第5評価試験の結果を示す説明図。
以下、本発明の一実施形態に係る容器1を、図1乃至図7を用いて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る容器1の構成を一部切欠して示す側面図、図2は、容器1の容器本体11の縁部21b及び蓋12の嵌合部32の構成を模式的に示す断面図、図3は、容器本体11の縁部21b及び蓋12の嵌合部32の構成をX線透過装置により拡大して撮像した説明図である。図4は、蓋12の構成を示す斜視図、図5は蓋12の構成を示す平面図、図6は、蓋12の構成を示す断面図である。図7は、蓋12の嵌合部32を拡大して示す断面図である。
(容器1の構成)
図1乃至図3に示すように、容器1は、容器本体11と、蓋12と、を備える。容器1は、飲料等の内容物を収容する。ここで、内容物は、例えばホットコーヒー等の温かい飲料である。容器1は、例えば、コンビニエンスストアやコーヒーショップ等の店舗において、飲料を提供するサービスに用いられる。以下、内容物を収容可能な容器1の姿勢として、容器本体11側を下方に、蓋12を上方として上下方向を規定して説明する。
図1に示すように、容器本体11は、例えば、樹脂材料又は紙基材から形成されるカップ容器である。本実施形態においては、容器本体11は、カップ容器として、紙基材により形成される紙カップの例を用いて説明する。図1に示すように、容器本体11は、胴部21と、底部22と、を備える。
胴部21は、一端(下端)に底部22が設けられ、他端(上端)が開口する円筒状に形成される。胴部21は、一端から開口する他端に向かって漸次拡径する。胴部21は、例えば、矩形状又は扇状の紙基材を筒状に形成し、両端を重ねて貼り合わせることで形成される。よって、胴部21は、紙基材の両端を貼り合わせることで、二重に重なるシーム部21aを有する。
また、胴部21は、開口する他端に口部を構成する縁部21bを有する。縁部21bは、所謂トップカールと呼ばれ、胴部21の端部をカーリングすることで形成される。縁部21bは、円環状に形成される。縁部21bは、胴部21の端部の外周面から外方に突出する。縁部21bは、複数回巻かれ、断面が略円形状に形成される。容器本体11の縁部21bの軸方向の高さhは約2.8mmに設定される。
底部22は、胴部21の一端側に設けられる。底部22は、胴部21の一端から若干胴部21の内部に位置し、胴部21と一体に貼り合わせられる。底部22は、胴部21の一端側を閉塞する。
蓋12は、所謂リッドと呼ばれる。図1に示すように、蓋12は、容器本体11の縁部21bに着脱可能に嵌合される。図1乃至図6に示すように、蓋12は、天面部31と、嵌合部32と、スカート部33と、を備える。蓋12は、天面部31、嵌合部32及びスカート部33をシート状の樹脂材料により一体に成形することで形成される。蓋12を形成する樹脂材料の例としては、ポリスチレン(Polystyrene、PS)やポリプロピレン(Polypropylene、PP)、ポリエチレンテレフタレート(Polyethylene terephthalate、PET)、生分解性樹脂等が挙げられる。また、樹脂材料は、シート状の樹脂材料が捲回されたロールシートであり、このロールシートが製造装置100により成形されることで、蓋12が形成される。
図4乃至図6に示すように、天面部31は、表面形状が平板状や凹凸状等、意匠性や飲みやすさ等の使用性に応じて、適宜設定される。天面部31は、平面視で円形状に形成される。天面部31は、例えば、飲み口41と、タブ42と、タブ収容部43と、小孔44と、を備える。
飲み口41は、天面部31の外周縁側に形成される。飲み口41は、天面部31に設けられたスコア線によって形成される。ここで、天面部31に設けられたスコア線は、天面部31に設けられた切れ込みである。また、スコア線は、両端が離間して飲み口41の形状に形成される。よって、天面部31のスコア線で囲われる領域は、スコア線の両端を結ぶヒンジ周りに回転させることで、スコア線で囲われる領域が開口し、内容物が通過する飲み口41を形成する。例えば、スコア線の両端を結ぶヒンジは、例えば天面部31に設けられた直線状の窪みである。
なお、飲み口41の形状は適宜設定でき、例えば、図5に示すように、スコア線及びヒンジは台形状の領域を囲み、スコアが短辺及び傾斜辺を、ヒンジが長辺を構成する。よって、飲み口41は、天面部31の外周縁側の幅が狭い台形状の開口に形成される。
タブ42は、天面部31のスコア線及びヒンジで囲われる領域により形成され、ヒンジを介して天面部31の他の領域と連続する。タブ42は、飲み口41を覆うとともに、ヒンジ周りに回転することで飲み口41を開口する。即ち、タブ42は、飲み口41を開閉する。タブ42は、天面部31のスコア線で囲われる領域により形成されるとともに、その一部が上方に突出する突起部42aを有する。タブ42の突起部42aは、例えば、天面部31側の下端が上端よりも大きい矩形状に形成された台形錘状である。
タブ収容部43は、天面部31の一部が下方へ窪むことで形成される。タブ収容部43は、スコア線の両端を結ぶヒンジに対してタブ42の突起部42aと対称位置に形成される。具体例として、タブ収容部43は、天面部31の中央側に配置される。タブ収容部43は、タブ42の突起部42aが嵌合可能な形状に形成される。タブ収容部43は、突起部42aを係合し、ヒンジ周りに回転したタブ42を保持することで、飲み口41が空いた状態を維持する。
小孔44は、天面部31の一部に設けられる。小孔44は、温かい内容物によって上昇した容器1の内圧を逃がす逃がし孔である。
図2乃至図6に示すように嵌合部32は、天面部31の外周縁に一体に設けられる。図3及び図5に示すように、嵌合部32は、天面部31の外周縁から上方に突出した環状の壁である。嵌合部32は、内嵌合部51と、上部嵌合部52と、凹部53と、を備える。
内嵌合部51は、容器本体11の内周面と当接する。内嵌合部51は、容器本体11の内周面と、水密に接触する。例えば、内嵌合部51は、少なくとも蓋12が容器本体11に取り付けられたときに、容器本体11の内周面の内径と同じ外径を有し、そして、容器本体11の内周面と同じ傾斜角度を有する。これにより、内嵌合部51は、蓋12を容器本体11に取り付けたときに、容器本体11の内周面と所定の高さ範囲で環状に当接することで、容器本体11との間を水密に密封する。
図2に示す内嵌合部51の高さHは、3mm乃至10mmであることが好ましく、3mm乃至8mmがより好ましい。これは、内嵌合部51の高さHが3mmより低いと内容物の密封性が低下し、容器本体11を傾けた際に液漏れが生じ易くなるためである。また、内嵌合部51の高さが10mmより高いと、蓋12の成形により多くの材料を要し、蓋12の製造コストが高くなり、経済性に劣るため、及び、容器本体11に嵌めた際に天面部31がより低い位置になり、容器1に入れられる内容物の量が減少して使用性が劣るためである。なお、内嵌合部51の高さHとは、嵌合部32が容器本体11の内周面と接触する部分の下端から容器本体11の縁部の上端までの嵌合部32の軸方向の距離である。
上部嵌合部52は、容器本体11の開口端と嵌合する。具体的には、上部嵌合部52は、容器本体11の縁部21bと嵌合する。上部嵌合部52は、内嵌合部51の壁厚よりも厚い壁厚に形成される。上部嵌合部52の断面形状は、曲率半径の異なる複数の円弧が連続して形成される弧状の曲線形状である。上部嵌合部52は、容器本体11の縁部21bと嵌合可能に、例えば、縁部21bの外面形状と略同形状に形成される。
例えば、図2及び図7に示すように、上部嵌合部52は、頂部を形成する環状の上側円弧部52aと、外周部を形成する環状の下側円弧部52bと、を有する。上側円弧部52a及び下側円弧部52bは、断面形状が円弧状に形成される。また、上側円弧部52a及び下側円弧部52bは、曲率半径が異なる円弧状に設定される。即ち、上部嵌合部52は、曲率半径の異なる2つの円弧が接続された断面を有する。例えば、図2に示す上部嵌合部52の上側円弧部52aの曲率半径R1は約1.4mmに設定される。また、例えば、図2に示す上部嵌合部52の下側円弧部52bの曲率半径R2は約1.6mmに設定される。
また、上部嵌合部52は、頂部である上側円弧部52aの先端が、蓋12で最も高い位置に設定される。なお、上部嵌合部52は、蓋12で最も高い高さ位置にあればよく、例えば、他の構成が、具体例として、タブ42が上部嵌合部52と同じ高さに設定されていてもよい。
凹部53は、上部嵌合部52のスカート部33と連続する部位に設けられる。凹部53は、周方向に沿って延びる、径方向内方への窪みである。凹部53は、例えば、所定の間隔で複数設けられる。即ち、複数の凹部53は、所定の間隔を開けて配置される。なお、例えば、蓋12の中心軸周りにおいて、複数の凹部53のうち一の凹部53が飲み口41と対向する位置に設けられる。より具体的な例として、複数の凹部53のうち一の凹部53の中心が飲み口41と対向する。
凹部53は、円弧状に延びるとともに、断面形状が半円状に形成される。凹部53は、容器本体11の縁部21bの下方の外周面に係合する。よって、複数の凹部53は、容器本体11の縁部21bに嵌合する。具体的には、複数の凹部53は、容器本体11の縁部21bの下端側の外周面に嵌合する。
スカート部33は、嵌合部32の上部嵌合部52の外方側の下端縁から垂下する円筒状の環状壁である。スカート部33は、例えば、容器本体11の下方に向けて垂下する。スカート部33は、径方向外方側に上方から下方へ向かって拡径するテーパ状に形成される。スカート部33は、蓋12が容器本体11に取り付けられたときに、胴部21の外周面から離間する。
また、スカート部33は、例えば、上端と下端との間が周方向に対して直交する方向であって、且つ、スカート部33の延設方向に沿って延びる、周方向に複数配置された複数の窪み33aを有する。例えば、窪み33aは、スカート部33の上端から下端に向かって深さが漸次深い、断面形状が半円状に形成される。
スカート部33の長さは、例えば、10mm乃至20mmであることが好ましい。これは、スカート部33の長さが10mmよりも短いと、内容物を飲む際に唇がスカート部33の下端に触れて違和感を生じ、飲み難くなる場合があるので好ましくないためである。また、スカート部33の長さが20mmよりも長いと、蓋12の成形により多くの材料を要しコストが高くなるため経済性に劣り好ましくないためである。
(蓋12の製造装置100)
次に、蓋12の製造装置100について図8乃至図12を用いて説明する。
図8は、製造装置100の構成を模式的に示す説明図、図9は、圧空成形装置103の構成を模式的に示す説明図、図10は、圧空成形装置103の金型112の一つのキャビティ112aの構成を示す説明図、図11は、抜き装置104の構成を模式的に示す説明図、図12は、トリミング装置105の構成を模式的に示す説明図である。
図8に示すように、製造装置100は、送出装置101と、搬送路102と、圧空成形装置103と、抜き装置104と、トリミング装置105と、後処理装置106と、を備える。また、製造装置100は、送出装置101、圧空成形装置103、抜き装置104、トリミング装置105及び後処理装置106を制御する制御装置107を備える。
送出装置101は、ロールシート200を保持し、且つ、回転させる。送出装置101は、搬送路102にロールシート200を送り出す。
搬送路102は、送出装置101によって送り出されたロールシート200を、圧空成形装置103、抜き装置104、トリミング装置105及び後処理装置106に順次搬送するとともに、蓋12が抜かれたロールシート200のスケルトン201を集積部に搬送する。また、搬送路102は、複数の搬送ローラやコンベア等の搬送機構を含み、製造工程に応じて適宜ロールシート200を搬送する。
図9に示すように、圧空成形装置103は、ヒータ111と、金型112と、圧空ボックス113と、型締め装置114と、真空ポンプ115と、コンプレッサ116と、を備える。
ヒータ111は、搬送路102上で金型112及び圧空ボックス113の上流側に設けられる。ヒータ111は、送出されたロールシート200を成形可能温度まで加熱する。
図9及び図10に示すように、金型112は、蓋12の形状に形成されたキャビティ112aを複数有する。金型112は、真空ポンプ115と流体的に接続される真空引き用の流路を有する。金型112は、複数のキャビティ112aのそれぞれにおいて、ロールシート200を真空引きすることでロールシート200のキャビティ112aに対向する部位をキャビティ112aの形状に成形する。
例えば、金型112に形成された複数のキャビティ112aは、整列状又は千鳥状に配置される。キャビティ112aは、蓋12の内面形状に形成される。換言すると、キャビティ112aは、容器本体11に蓋12を取り付けた姿勢で下面側の形状に倣った外面を有する。キャビティ112aは、嵌合部32の上部嵌合部52を成形する部位112a1の外面がロールシート200に最初に接触する形状に形成される。具体的には、キャビティ112aは、上部嵌合部52を成形する部位112a1がキャビティ112aの先端を構成する。
このような金型112は、例えば、圧空ボックス113に対して上方に配置され、そして、キャビティ112aは、上部嵌合部52を成形する部位が天面部31、上部嵌合部52以外の嵌合部32及びスカート部33を成形する部位よりも下方に位置する形状に形成される。なお、図10に示すように、キャビティ112aは、タブ42を成形する部位112a2の先端が、上部嵌合部52を成形する部位112a1の先端と、図10中矢印で示す金型112がロールシート200に向かって移動する方向で同じ位置に設定されていてもよい。この場合、キャビティ112aは、上部嵌合部52を成形する部位112a1の先端及びタブ42を成形する部位112a2の先端が、同時にロールシート200に接触する。
圧空ボックス113は、金型112とロールシート200を挟んで対向して配置される。圧空ボックス113は、コンプレッサ116と流体的に接続される加圧用の流路を有する。圧空ボックス113は、コンプレッサ116から供給された圧縮空気によって、金型112のキャビティ112aに向かってロールシート200を加圧して、ロールシート200のキャビティ112aに対向する部位をキャビティ112aの形状に成形する。即ち、金型112及び圧空ボックス113は、ロールシート200を複数のキャビティ112aによって、複数の蓋12の形状に真空圧空成形する。
即ち、金型112は、ロールシート200を複数の蓋12の形状に成形する上金型を構成し、圧空ボックス113は、当該上金型に対応する下金型を構成する。
型締め装置114は、金型112及び圧空ボックス113を待機位置及びロールシート200の成形位置の間で移動させる。
真空ポンプ115は、複数のキャビティ112a及び複数のキャビティ112aと対向するロールシート200間を負圧にする。
コンプレッサ116は、圧縮空気を圧空ボックス113に供給する。
図11に示すように、抜き装置104は、複数のスコアカッタ121と、複数のパイロットパンチ122と、移動機構123と、を備える。スコアカッタ121は、金型112のキャビティ112aと同数設けられる。スコアカッタ121は、ロールシート200に成形された複数の蓋12の所定の部位に、スコア線を成形する。
パイロットパンチ122は、スコアカッタ121と同数設けられる。パイロットパンチ122は、ロールシート200に成形された複数の蓋12の所定の部位に、小孔44を成形する。
移動機構123は、複数のスコアカッタ121を保持する下型123aと、複数のパイロットパンチ122を保持する上型123bと、下型123a及び上型123bを所定の押し込み量だけ移動させる押し込み装置123cと、を備える。
図12に示すように、トリミング装置105は、一対の抜き刃131と、移動機構132と、収集部133と、を備える。一対の抜き刃131は、ロールシート200を挟んで上下に設けられる。一対の抜き刃131は、当接することで、成形された複数の蓋12のスカート部33の開口端でロールシート200を打ち抜いて、ロールシート200から複数の蓋12を打ち抜く。
移動機構132は、一対の抜き刃131を待機位置及び打ち抜き位置の間で移動させる。収集部133は、一対の抜き刃131によりロールシート200から打ち抜かれた複数の蓋12をスタッキングさせる。
後処理装置106は、例えば、収集部133でスタッキングされた複数の蓋を検品及び包装するための装置である。制御装置107は、各装置を制御する。
(蓋12の製造方法)
次に、製造装置100を用いた蓋12の製造方法について図13の流れ図を用いて説明する。
図13に示すように、先ず、制御装置107は、送出装置101を制御し、搬送路102に沿ってロールシート200を送出する(ステップST1)。次に、制御装置107は、圧空成形装置103のヒータ111を制御して、搬送されたロールシート200を加熱する(ステップST2)。次に、制御装置107は、圧空成形装置103の型締め装置114を制御して、金型112及び圧空ボックス113を成形位置まで移動させて、型締めを行う(ステップST3)。このとき、金型112の複数のキャビティ112aの上部嵌合部52を成形する部位の先端が、加熱されたロールシート200に最初に接触する。
そして、制御装置107は、真空ポンプ115を制御して金型112によってロールシート200を真空引きするとともに、コンプレッサ116を制御して圧空ボックス113によってロールシート200に圧空ブローを行い、ロールシート200を真空圧空成形する(ステップST4)。これにより、ロールシート200にスコア線及び小孔44を除く蓋12の形状が複数形成される。
次に、制御装置107は、型締め装置114を制御して、金型112及び圧空ボックス113を待機位置に移動させ、型開きを行う(ステップST5)。次に、制御装置107は、移動機構123の押し込み装置123cを制御して、搬送された複数の蓋12の形状が形成されたロールシート200に所定の押し込み量だけ、複数のスコアカッタ121及び複数のパイロットパンチ122を押し込み、抜き加工を行う(ステップST6)。
次に、制御装置107は、トリミング装置105の移動機構132を制御して、一対の抜き刃131を打ち抜き位置に移動させて、搬送された複数の蓋12の形状が形成されたロールシート200から複数の蓋12を抜くトリミング加工を行う(ステップST7)。これにより、ロールシート200から各蓋12がスカート部33の端部形状で切断され、収集部133に収集される。次に、制御装置107は、収集部133に収集された複数の蓋12を後処理装置106で検品及び包装する等の後処理を行う(ステップST8)。
このように構成された蓋12は、嵌合部32が内嵌合部51よりも厚い壁厚に設定された上部嵌合部52を有することから、容器本体11の開口部の縁部、即ち縁部21bに対する嵌合力を高めることができる。また、上部嵌合部52は、内嵌合部51よりも厚い壁厚を有することから、飲用に際して、唇が嵌合部32やスカート部33に当接しても、嵌合部32が変形し難くなり、蓋12が容器本体11から外れ難くなる。よって、蓋12は、高い嵌合性を有する。
また、蓋12の嵌合部32には、上部嵌合部52とスカート部33との間に位置する複数の凹部53が形成されている。よって、嵌合部32が縁部21bに嵌合したときに、凹部53が縁部21bの下方外周面と係合することから、蓋12が容器本体11からより外れ難くなり、容器本体11と蓋12との係合状態が安定する。よって、蓋12は、高い嵌合性を有する。
また、蓋12は、スカート部33が容器本体11の胴部21から離間することから、内容物を飲む際に唇がスカート部33に当接しても、容器本体11の内容物の熱が伝わることはなく、唇の火傷を防止できる。また、スカート部33は容器本体11に蓋12を配置するときのガイドとなり、蓋12を容器本体11に嵌め易くなる。
また、蓋12は、嵌合部32の上部嵌合部52が環状に形成され、そして、容器本体11に取り付ける姿勢において上端を構成する。このため、蓋12を容器本体11に取り付けるに際し、手の平によって上部嵌合部52を全体的に押圧できる。嵌合部32を縁部21bに嵌合するために加える力を安定して蓋12に伝達する事ができるため、蓋12を容器本体11に嵌めやすくなる。これらのように、蓋12は、容器本体11に取り付けるときのオペレーション性を向上することできる。
また、蓋12は、複数の凹部53のうち一つの凹部53が飲み口41と対向する配置とすることで、唇が触れる部位において、凹部53が縁部21bと係合する構成とできる。よって、蓋12は、唇が触れることによる変形や、嵌合部32の嵌合解除を抑制できる。
また、蓋12を容器本体11から取り外すときに、スカート部33を操作して容器本体11から蓋12を取り外すため、スカート部33には外力が印加される。しかしながら、スカート部33は、周方向に複数配置された複数の窪み33aを複数有することから、スカート部33の座屈強度等が向上する。よって、蓋12を容器本体11から取り外すときにスカート部33に外力を印加したときにスカート部33が変形することを抑制できる。
また、蓋12を取り外すための外力を蓋12の取り外し方向に印加できることから、容易に蓋12を容器本体11から取り外すことができる。加えて、複数の窪み33aを有することで、蓋12は、蓋12に唇が触れてスカート部33が変形したときに、高い復元性を有する。
また、スカート部33の上端と下端との間に設けられる複数の窪み33aを、周方向に対して直交する方向であって、且つ、スカート部33の延設方向に沿って延びる形状とすることで、金型112のキャビティ112aを成形したロールシート200から離型するときの離型方向に沿うことになる。よって、複数の窪み33aを有するスカート部33としても、蓋12は、高い離型性を有する。
また、蓋12は、内嵌合部51の下端に天面部31が連続し、そして、飲み口41が内嵌合部51及び上部嵌合部52よりも下方に配置される構成である。よって、蓋12の上部嵌合部52が蓋12の上端側を構成することから、飲み口41を通過した内容物は、内嵌合部51及び上部嵌合部52を通過して使用者の口に移動する事になる。よって、飲み口41から内容物が排出され、内容物を飲むことができる容器1の角度は、蓋12を有さずに容器本体11だけで内容物を飲む場合の容器本体11の角度と同じ角度となる。
また、内容物を飲む場合に過度に容器1を傾ける必要がないことから、容器1は、内容物を飲みやすく、また、過度に容器1を傾けることによって内容物を零すことを抑制できる。また、内容物を飲みきるときの容器1の傾斜角度も低減できる。さらに、内容物の液面と飲み口41の距離が近いことから、使用者が内容物を飲み口41から視認し易い。
さらに、内嵌合部51は容器本体11の内周面と水密に当接しており、また、スカート部33は容器本体11の外周面から離間する。よって、唇を嵌合部32に接触させたときに、唇に内容物の熱が伝わることを防止できるため、唇が熱くなく、内容物による唇のやけどを防止できる。
また、蓋12の成形において、金型112の上部嵌合部52を成形する部位の先端が、加熱された樹脂製のシート(ロールシート200)に最初に接触する。そして、圧空成形の性質上、キャビティ112aの形状に樹脂製のシートを成形する場合においては、最初に接触した部位以外がより延びる。よって、蓋12は、上部嵌合部52の厚さが成形によって薄くなることを抑制できる。
即ち、金型112及び蓋12の製造方法によれば、ロールシート200の厚さから殆ど厚さが薄くなることなく、上部嵌合部52を成形できる。また、上部嵌合部52は弧状の断面を有しているので、金型112のキャビティ112aの上部嵌合部52を成形する部位の断面が弧状の頂部がロールシート200に接触した後、金型112をロールシート200に押し付けるにつれて、ロールシート200がキャビティ112aの頂点の内側と外側に曲げられるように変形するので、薄く延ばされ難い。よって、金型112は、上部嵌合部52を厚肉に成形できる。また、上部嵌合部52が成形された後、金型112がさらに押込まれるにつれて、成形された上部嵌合部52の周囲のロールシート200が上部嵌合部52(キャビティ112aの上部嵌合部52を成形する部位112a1)に引っ張られて薄くなりながら金型112のキャビティ112aに接触して成形が進行する。よって、蓋12は、上部嵌合部52以外の部分が上部嵌合部52に比べて薄肉に形成される。このように成形されることにより、蓋12は、上部嵌合部52の壁厚が嵌合部の中で最も厚く成形され、縁部21bに対する良好な嵌合力を有し、嵌合部32が変形し難く、容器本体11から蓋12が外れ難くなる。
また、金型112を複数のキャビティ112aを有する構成とした場合に、ロールシート200の隣り合う蓋12を成形する領域が近い場合に、材料の引き込み量が少なく、当該近い部位の厚さが薄くなる。しかしながら、キャビティ112aは、上部嵌合部52が先に成形されることから、ロールシート200の隣り合う蓋を成形する領域が近い場合であっても、上部嵌合部52の厚さはロールシート200の厚さと同程度の厚さを確保できることから、上部嵌合部52の厚さのばらつきを防止でき、嵌合力を狙い値に近い値とすることができる。
このため、ロールシート200から極力多く蓋12を成形できるように、ロールシート200の複数の蓋12を成形する領域を近く設定したとしても、成形した蓋12の嵌合力を得ることができるため、ロールシート200当たりの蓋12の成形数を多く設定することが可能となり、材料コストを低減することができる。また、嵌合部32は、周方向おける壁厚のばらつきも抑制できる。
さらに、蓋12は、天面部31の外周縁側に飲み口41が形成され、そして、天面部31の外周縁に嵌合部32の内嵌合部51が連続する構成である。このため、内嵌合部51の下端から飲み口41までの距離が極力小さく設定できることから、飲み口41から内容物を極力排出することができる。これにより、排出できない内容物を極力低減できるため、飲み残しが生じることを抑制できる。
上述したように本実施形態に係る蓋12、金型112及び蓋12の製造方法によれば、容器本体11の縁部21bに嵌合する嵌合部32の上部嵌合部52の壁厚を蓋12の他の部位よりも厚くすることができる。よって、蓋12は、容器本体11に対する嵌合部32の嵌合力を高めることができる。
(蓋12の評価試験)
次に、このように構成された蓋12を用いた複数の評価試験及び評価結果を、以下に説明する。なお、評価試験は本発明の特徴をより具体的にするためのものであり、本発明の範囲は、以下の実施例に限定されるものではない。
[第1評価試験]
第1の評価試験として、本実施形態の金型112及び製造方法によって製造した複数の本実施形態に係る蓋12から3つの蓋12を無作為に抽出し、図7に示すように、3つの蓋12の嵌合部32の内嵌合部51の壁厚e、並びに、上部嵌合部52の下側円弧部52bの壁厚f及び凹部53の壁厚gを測定し、各壁厚f、g、hの平均値をそれぞれ求めた。また、図14に示すように、比較例として、嵌合部よりも天面部及び飲み口が上方に位置する従来のFMリッド12Aの対応する各位置の壁厚e、f、gについて3回測定した平均値と比較した。
なお、比較例のFMリッド12Aは、ファミリーマート店舗で購入したリッドを用いた。
また、測定機器には、マイクロスコープ(KEYENCE製、VHX−6000)を用い、50倍の倍率で各壁厚を測定した。また、比較例のFMリッド12Aの各壁厚e、f、gは、FMリッド12Aの製造会社から提出された情報に基づく。
[第1評価試験の結果]
図15に示すように、実施例の蓋12の嵌合部32においては、3つの蓋12の測定結果の全てにおいて、上部嵌合部52の下側円弧部52bの壁厚fが、内嵌合部51の壁厚e及び凹部53の壁厚gよりも厚い結果となった。また、3つの蓋12の壁厚eの平均値、壁厚fの平均値及び壁厚gの平均値においても、壁厚eの平均値が0.284mmと最も厚く、同様の結果となった。
なお、比較例のFMリッド12Aにおいては、凹部に対応する部位の壁厚gが最も厚く、次いで下側円弧部52bに対応する部位の壁厚fが厚く、内嵌合部51に対応する部位の壁厚eが最も薄く、実施例の蓋12は、比較例のFMリッド12Aと異なり、上部嵌合部52の壁厚fが最も厚い結果となった。
なおこのような第1評価試験の結果及び蓋12の製造方法から、上部嵌合部52の凹部53を除く部位の壁厚は嵌合部32の他の部位の壁厚よりも厚いことが推察できる。また、上部嵌合部52の上側円弧部52aは、下側円弧部52bと同じ壁厚か又は下側円弧部52bよりも厚い壁厚であることが推察できる。
よって、実施例の蓋12は、比較例のFMリッド12Aよりも、容器本体11に対する嵌合部32の嵌合力が高いと推察される。
[第2評価試験]
第2評価試験として、以下の実施例の蓋12を用いた容器1に試液を収容し、傾斜治具400を用いて所定の姿勢とした状体で容器1からの試液の漏洩を評価する漏洩試験を行った。第2評価試験は、所謂モントリオール試験である。具体的には、まず、容器本体11に試液を注ぎ、容器本体11に実施例の蓋12を嵌合させた。次に、試液を収容した容器1を、図16に示す傾斜治具400により重力方向に対して45°傾けた状態で15秒間維持する。そして、この15秒間に、容器1より滴下した試液の滴下数を計測した。また、この計測を、異なる個体の容器本体11及び蓋12を用いて10回行った。
第2評価試験に用いた傾斜治具400は、図16に示すように、傾斜治具400を設置したときに重力方向に対して45°に傾斜するベース401と、ベース401上に45°の姿勢で配置された容器1を支持する支持板402と、を備える構成とした。
また、試液としては、湯に所定量の粉末コーヒーを入れ、かき混ぜて溶かしたものを用いた。なお、試液の温度は、90℃乃至95℃で維持した。また、試液の量は、45°に容器本体11を傾けたときに、容器本体11の上端(縁部21b)に試液が達する量とした。
また、実施例の蓋12を取り付けた容器本体11は、日本デキシー製GDNC09ARを用いた。
[第2評価試験の結果]
図17に第2評価試験の結果を示す。10回の漏洩試験の全てにおいて、試液の滴下が見られなかった。このような第2評価試験の結果からも明らかなように、実施形態の蓋12は、嵌合部32によって容器本体11と十分な嵌合力を確保できるとともに、好適な水密性を有することが確認できた。
[第3評価試験]
第3評価試験として、以下の実施例の蓋12を用いた容器1、比較例のFMリッド12Aを用いた容器、蓋12が取り付く容器本体11及びFMリッド12Aが取り付く容器本体11のそれぞれからの内容物が零れる角度を評価する試験を行った。なお、実施例の蓋12及び容器本体11は第2評価試験と同じものを用い、比較例のFMリッド12Aは、第1の評価試験と同じものを用いた。また、比較例のFMリッド12Aを取り付けた容器本体11は、日本デキシー製GDNC09ARを用いた。
なお、第3評価試験においては、20°から10°間隔で容器又は容器本体を傾けていき、視認によって試液が溢れたことが確認できた角度を測定した。
なお、実施例の蓋12が取り付けられる容器本体11は8ozのカップ容器とし、比較例のFMリッド12Aが取り付けられる容器本体11は9ozのカップ容器とした。また、各容器本体に収容される試液は、販売時に想定される内容物の量とし、収容した試液の量を測定した。また、試液は、第2評価試験と同じものを用いた。
[第3評価試験の結果]
第3評価試験の結果を図18に示す。第3評価試験の結果としては、実施例の蓋12を用いた容器1においては、40°に傾けたときに容器1から試液が零れた。また、容器1に収容された液量は168gであった。
また、蓋12が取り付けられる容器本体11のみで傾けた場合においても、40°に傾けたときに容器本体11から試液が零れた。なお、容器本体11に収容された液量は169gであった。このような結果からも明らかなように、蓋12を用いた容器1は、容器本体11のみによって内容物を飲むときと同じ角度で内容物を飲むことができる。即ち、蓋12を用いた容器1は、紙カップ単体で内容物を飲む場合と近い飲みやすさを確保できることが確認できた。
これに対し、比較例のFMリッド12Aを用いた容器は60°傾けたときに容器から試液が溢れたが、FMリッド12Aが取り付けられる容器本体のみで傾けた場合には、30°に傾けたときに容器本体から試液が零れた。このように、比較例のFMリッド12Aのように、従来の嵌合部よりも飲み口が上方に配置された蓋を用いた場合には、紙カップ単体よりも大きく傾けないと内容物を飲むことができず、紙カップ単体と勝手が異なることが確認できた。
[第4評価試験]
第4評価試験として、実施例の蓋12を用いた容器1及び比較例のFMリッド12Aを用いた容器に試液を入れ、試液が零れる角度における蓋12及びFMリッド12Aの下唇が当たる部位A、及び上唇が当たる部位Bの温度を測定し、実施例と比較例との比較を行った。なお、実施例の蓋12を用いた容器1においては、部位Aはスカート部33とし、部位Bは内嵌合部51とした。比較例のFMリッド12Aを用いた容器1においては、部位A及び部位Bは唇をあてがったときに実際に上唇及び下唇が当接する部位とした。
なお、試液は、第2評価試験と同じものを用いた。
[第4評価試験の結果]
図19に示すように、第4評価試験の結果として、実施例の蓋12においては、部位Aが38.2℃、部位Bが36.7℃であり、試液の温度90℃乃至95℃に対して低い温度であった。このことからも分かるように、蓋12は、唇が触れるスカート部33及び内嵌合部51に内容物が付着せず、内容物の温度が唇に伝わることを防止できることが確認できた。結果として、蓋12は、唇のやけどを防止できることが明らかとなった。これに対し、比較例のFMリッド12Aの部位Aが75.9℃、部位Bが68.8℃であり、試液の温度に近い温度であった。このため、比較例のFMリッド12Aに対しても、実施例の蓋12は、唇に内容物の熱が伝わりにくいことが明らかとなった。
[第5評価試験]
第5評価試験として、実施例の蓋12を容器本体11に取り付けるときに要した時間及び比較例のFMリッド12Aを容器本体に取り付けるときに要した時間を測定し、蓋12の嵌めやすさの評価を行った。
なお、蓋12を容器本体11に取り付ける方法(蓋12の嵌め方)としては、左手で容器本体11を保持し、右手で蓋12を取り付けるものとした。実際の評価試験における嵌め方の写真を図20に示す。また、評価には、20代女性、20代男性及び30代男性の3名が行い、全員が右利きであった。
[第5評価試験の結果]
図20に示すように、第5評価試験の結果として、20代女性は、実施例の蓋12を1.26秒で容器本体11に取り付けられたのに対して、比較例のFMリッド12Aは容器本体に取り付ける時間が12.08秒要した。
20代男性は、実施例の蓋12を2.59秒で容器本体11に取り付けられたのに対して、比較例のFMリッド12Aは容器本体に取り付ける時間が4.96秒要した。
30代男性は、実施例の蓋12を1.93秒で容器本体11に取り付けられたのに対して、比較例のFMリッド12Aは容器本体に取り付ける時間が3.91秒要した。いずれの結果においても、実施例の蓋12のほうが、比較例のFMリッド12Aに比べて、容器本体11に取り付ける時間が短い結果となった。
これらの結果は、実施例の蓋12は、手の平で嵌合部32の上端を押圧することで、嵌合部32が縁部21bに嵌合できたのに対し、比較例のFMリッド12Aは、手の平でFMリッド12Aを押圧すると、天面部が押圧されて嵌合部がうまく押圧できず、指先で嵌合部を押圧する必要があったことが要因としてあげられる。
また、20代女性においては、比較例のFMリッド12Aを容器本体に取り付けるときに、嵌合部が変形し、容器本体の縁部にうまく嵌合部できなかったことから、比較例においてより時間を要した結果となった。
このような結果からも明らかなように、実施例の蓋12は、容器本体11に短時間で取り付けられるとともに、嵌合部32を手の平で押圧するだけでよく、容易に取り付けられることが明らかとなった。また、取り付けに要する時間を短くすることができることから、容器本体11を保持する時間も短くてよく、内容物の熱が手に伝わることを極力防止できることから、手が熱くなることを防止できることも明らかとなった。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上述した例では、蓋12は、飲み口41がタブ42により開閉される構成を説明したがこれに限定されない。蓋12は、タブ42及びタブ収容部43を有さない構成としてもよい。このような構成とする場合には、蓋12の成形時に、飲み口41を抜き加工によって成形すればよい。また、このような構成の蓋12は、飲み口41が常時空いていることから、小孔44を有さない構成としてもよい。
また、上述した例では、スカート部33は、半径方向外方側に上方から下方へ向かって拡径するテーパ状に形成される構成を説明したがこれに限定されず、スカート部33は、同一径の円筒状に形成される構成であってもよい。
また、上述した例では、スカート部33の窪み33aは、スカート部33の周方向に対して直交する方向であって、且つ、スカート部33の延設方向に沿って延びる形状としたがこれに限定されない。即ち、スカート部33の強度を向上可能であり、また、真空圧空成形を行う場合には、蓋12の形状に成形したロールシート200から金型112を離型しやすい形状であれば、窪み33aの形状は上記形状に限定されず、また、窪み33でなく、スカート部33の外周面から突出する突起であってもよい。即ち、スカート部33は、少なくとも座屈強度の向上が可能な凹凸形状を有していれば良い。例えば、スカート部33は、螺旋状の凹凸形状を有していてもよい。
また、上述した例では、蓋12は、真空圧空成形によって賦形する例を説明したがこれに限定されず、例えば、射出成形によって蓋12を成形してもよい。なお、射出成形によって蓋12を成形する場合には、嵌合部32の上部嵌合部52の壁厚を、スカート部33及び内嵌合部51の壁厚よりも厚いキャビティの金型とすればよい。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
1…容器、11…容器本体、12…蓋、21…胴部、21a…シーム部、21b…縁部、22…底部、31…天面部、32…嵌合部、33…スカート部、41…飲み口、42…タブ、42a…突起部、43…タブ収容部、44…小孔、51…内嵌合部、52…上部嵌合部、52a…上側円弧部、52b…下側円弧部、53…凹部、100…製造装置、101…送出装置、102…搬送路、103…圧空成形装置、104…抜き装置、105…トリミング装置、106…後処理装置、107…制御装置、111…ヒータ、112…金型、112a…キャビティ、112a1…部位、112a2…部位、113…圧空ボックス、114…型締め装置、115…真空ポンプ、116…コンプレッサ、121…スコアカッタ、122…パイロットパンチ、123…移動機構、123a…下型、123b…上型、123c…押し込み装置、131…刃、132…移動機構、133…収集部、200…ロールシート、201…スケルトン、400…傾斜治具、401…ベース、402…支持板。

Claims (6)

  1. 周縁部に飲み口を有する円形状の天面部と、
    前記天面部の外周縁から上方に突出し、容器本体の縁部側の内周面と接触する内嵌合部、及び、前記容器本体の縁部に嵌合する、前記内嵌合部の壁厚よりも壁厚が厚い上部嵌合部を有し、上端部が前記飲み口よりも上方に位置する嵌合部と、
    上端が前記嵌合部の外方側の下端に連続するとともに下方へ延び、前記容器本体の前記縁部から離間する、前記容器本体の前記縁部側の外周面を覆うスカート部と、
    を備える蓋。
  2. 前記スカート部は、前記容器本体の外周面から離間する、請求項1に記載の蓋。
  3. 前記内嵌合部は、前記容器本体の内面と接触する部分の下端から上端までの高さが3mm乃至10mmである、請求項1又は2に記載の蓋。
  4. 前記スカート部は、座屈強度を高める凹凸形状を有する、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の蓋。
  5. 真空圧空成形に用いる、円形状の天面部及び容器本体の縁部と嵌合する嵌合部を成形するキャビティを複数有する金型であって、
    前記嵌合部を成形する部位の先端が、真空圧空成形を行うシートに当接する前記キャビティの前記シート側の先端を構成する、金型。
  6. 樹脂製のシートを加熱し、
    加熱した前記シートに、円形状の天面部及び容器本体の縁部と嵌合する嵌合部を成形するキャビティを複数有する圧空成形装置の金型を少なくとも移動させて、前記キャビティの前記嵌合部を成形する部位を前記シートに最初に接触させ、
    さらに成形位置まで前記金型及び前記圧空成形装置の圧空ボックスを移動させ
    真空ポンプを制御して前記金型によって前記シートを真空引きするとともに、コンプレッサを制御して圧空ボックスによって前記シートに圧空ブローを行う、
    蓋の製造方法。
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