JP3786949B2 - キャップおよび飲料入り閉止装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器口部を閉止するキャップ、およびこのキャップを用いた飲料入り閉止装置に関する。

従来、容器口部を閉止するキャップとしては、天板部とその周縁から垂下した筒部とからなる金属製のキャップ本体と、天板部内面に設けられたライナーとを備えたものがある。
この種のキャップとしては、筒部の上部にナール部が形成され、このナール部の凹部に排気孔が形成されたものがある（例えば、特許文献１を参照）。
上記キャップを容器口部に装着するには、装着前キャップを容器口部に被せ、キャップ装着装置のネジ部形成ローラで筒部を内方に押圧することによって、筒部にネジ部を形成する。

一般に、キャップをいったん開栓した後に再度閉栓（以下、再栓という）した場合などには、内容液の発酵などにより容器内圧が高くなることがある。この場合には、キャップが内圧により内側から上方に押され、開栓時に容器から外れやすくなる。
上記キャップでは、排気孔が形成されているため、キャップ開栓時に、容器内のガスを排気孔からスムーズにキャップの外部に排出することができる。
特公昭５６−３０２６６号公報

しかしながら、上記従来のキャップでは、前記ナール部に形成された排気孔の長さによっては、使用者がキャップを把持し回転させる際に、手指が排気孔の縁部に当たり、使用者が違和感を覚えることがあった。
また、キャップを容器口部に装着する際には、ネジ部形成の際に筒部に加えられる押圧力によって、筒部がナール部で変形することがあった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、再栓時に容器内圧が過度に上昇するのを防ぐことができ、かつ使用者が違和感を覚えることがなく、しかも筒部の変形を防ぐことができるキャップおよび飲料入り閉止装置を提供することを目的とする。

本発明のキャップは、天板部とその周縁から垂下した筒部とを有する金属製のキャップ本体を備え、前記筒部に、ネジ部が形成されたキャップであって、前記筒部に、ナール部と、非ナール部とが周方向に並んで形成され、前記ナール部が、周方向に間隔をおいて形成された複数のナール凹部を有し、前記非ナール部の少なくとも１つには、周方向長さが前記ナール凹部より長い非ナール部排気孔が形成され、該非ナール部排気孔の下縁部の外径が、その上縁部の外径より小さく、前記筒部には、前記非ナール部排気孔の下方に、外方に突出する突出部分である太径部分が形成され、該太径部分の外径は前記上縁部の外径より大きくされていることを特徴とする。
前記太径部分は、断面略円弧状に形成することができる。
前記上縁部と、前記太径部分との高低差は、１．５ｍｍ以下とすることができる。
前記キャップ本体は、引張強度が２０５Ｎ／ｍｍ ^２ 以上である金属からなることが好ましい。

本発明の飲料入り閉止装置は、容器と、その口部に装着されるキャップとを備えた閉止装置内に飲料が充填された飲料入り閉止装置であって、前記キャップが、前述のものであることを特徴とする。
前記飲料は、発酵基質となる有機物を含むものであってよい。

本発明のキャップは、次の効果を奏する。
（１）キャップをいったん開栓した後に再栓した場合などには、内容液の発酵などにより容器内圧が高くなることがある。
本発明のキャップでは、非ナール部に長い排気孔が形成されているので、容器内圧が高くなると、非ナール部排気孔の隙間が広がるように筒部が変形し、キャップと容器との間に生じた隙間から容器内のガスが排出され、排気孔を通して外部に放出される。
従って、容器内圧が過度に上昇するのを防ぐことができる。
また、開栓時に容器内圧によりキャップが外れる、いわゆるキャップ飛びを未然に防ぐことができる。
（２）本発明のキャップでは、前記長い排気孔は非ナール部に形成されているので、この排気孔の上縁部が、他の部分（下縁部を含む部分）から大きく外方に張り出した状態となることがない。
このため、使用者がキャップを把持し回転させる際に、手指がこの排気孔の上縁部に触れることが起こりにくい。
従って、使用者の手指が傷つけられるのを防ぐことができ、安全性を高めることができる。また、使用者が違和感を覚えることもない。
これに対し、長い排気孔をナール部に形成したキャップでは、使用者がキャップを把持し回転させる際に手指の一部がナール部の凹部に入り込んで排気孔の上縁部に触れることが起こりやすい。
（３）非ナール部排気孔の下縁部の外径が上縁部の外径以下であり、かつ下縁部の下方に、外径が上縁部の外径以上である太径部分が形成された構成によれば、使用者がキャップを把持し回転させる際に、手指が上縁部および下縁部に触れにくくなる。
従って、使用者の手指が傷つけられるのを防ぐことができ、安全性をさらに高めることができる。
（４）筒部にネジ部を形成する際には、キャップ装着装置によって筒部が内方に押圧される。
本発明のキャップでは、前記長い排気孔は非ナール部に形成されているので、ネジ部を形成する際に、下縁部を含む部分が内方へ変位する変形が起こりにくい。
このため、上縁部が、他の部分から大きく外方に張り出した状態となるのを防ぐことができる。
従って、使用者の手指が傷つけられるのを防ぐことができ、安全性を高めることができる。
これに対し、長い排気孔をナール部に形成したキャップでは、ネジ部を形成する際に筒部に加えられる押圧力によってナール部の凹部がさらに内方に変位する変形が起こりやすい。
この場合には、排気孔の下縁部を含む部分が内方に変位するため、上縁部が他の部分から大きく外方に張り出した状態となり、使用者がキャップを把持する際に手指の一部が上縁部に触れることが起こりやすくなる。

図１〜図４は、本発明のキャップの一例を用いた閉止装置を示すもので、ここに示す閉止装置は、容器３０と、その口部３１に装着されるキャップ１とから構成されている。
容器３０は、アルミニウム、アルミニウム合金、スチールなどの金属からなり、容器口部３１の開口端部３１ａは外方に湾曲した形状となっている。
なお、容器としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの合成樹脂や、ガラスからなるものを使用することもできる。

キャップ１は、円形の天板部２とその周縁から垂下した筒部３とからなるキャップ本体４と、天板部２内面に設けられたライナー５とを備えている。
筒部３は、水平スコア６（弱化ライン）によって、水平スコア６より上部の主部８と、ブリッジ７によって主部８の下端に連結されたタンパーエビデンスリング部９（ＴＥリング部９）とに区画されている。
筒部３には、キャップ１を容器口部３１に装着する際にネジ部１０が形成される。ネジ部１０は、容器口部３１の雄ネジ３２に沿う形状となるように形成される。
ＴＥリング部９の下部は、容器口部３１の膨出段部３３に沿って内方に湾曲した裾部１１とされ、開栓時に膨出段部３３に係止するようになっている。

図１および図４に示すように、筒部３の上部には、ナール部１５が形成されている。
ナール部１５は、キャップ１を把持して回転させる際の滑り止めを目的として形成されたもので、周方向に間隔をおいて形成された複数のナール凹部１２と、隣り合うナール凹部１２の間の部分である非形成部１９とからなる。
十分な滑り止め効果を得るには、ナール凹部１２の底部１２ａのキャップ軸方向長さは、１．５ｍｍ以上（好ましくは２ｍｍ以上）とするのが好適である。
ナール凹部１２は、ほぼ一定の高さ位置に、一定間隔毎に形成するのが好ましい。
ナール部１５は、筒部３の外周の一部に相当するナール形成領域１３に形成されている。

各ナール凹部１２の最上部には、キャップ本体４内のガスを外部に排出するナール部排気孔１６（第１の排気孔）が形成されている。
ナール部排気孔１６は、周方向に延びるスリット状とするのが好ましい。
ナール部排気孔１６の周方向の長さ（図１に示す長さＡ）は、例えば１〜４ｍｍとすることができる。この長さＡは、ナール凹部１２の周方向の長さに相当する。
図４に示すように、ナール部排気孔１６の下縁部１６ａは、上縁部１６ｂよりも内方に位置している。

図１に示すように、ナール形成領域１３以外の領域、すなわち筒部３の外周の他部に相当する領域１４には、ナール凹部１２が形成されていない。
この領域１４（以下、非ナール形成領域１４という）において、ナール凹部１２とほぼ同じ高さの部分、すなわちナール凹部１２ｂとナール凹部１２ｃとの間に相当する部分を非ナール部１８と呼ぶ。
非ナール部１８は、ナール部１５における非形成部１９（隣り合うナール凹部１２、１２の間に相当する部分）に比べ周方向に長くされている。非ナール部１８は、ナール部１５と周方向に並ぶ位置に形成される。

図１および図３に示すように、キャップ１では、非ナール部１８に、非ナール部排気孔１７（第２の排気孔）が形成されている。
非ナール部排気孔１７は、周方向に延びるスリット状とするのが好ましい。図示例では、非ナール部排気孔１７は、ナール部排気孔１６とほぼ同じ高さに形成されている。
非ナール部排気孔１７の数は１または２以上とすることができる。図示例では非ナール部排気孔１７の数は１つとされている。

図１に示すように、非ナール部排気孔１７は、ナール部排気孔１６に比べて周方向に長く形成されている。すなわち、非ナール部排気孔１７の長さ（図１に示す長さＢ）は、ナール部排気孔１６の長さＡより大きくなっている。
非ナール部排気孔１７は、短すぎれば容器内圧を低減する効果が不十分となり、長すぎれば密封性が低下する。
このため、非ナール部排気孔１７の長さＢは、筒部３の外周長さに対し５〜１５％（好ましくは６〜１３％）とするのが好ましい。長さＢは、例えば５〜２０ｍｍ（好ましくは８〜１５ｍｍ）とするのが好適である。
長さＢを上記範囲とすることによって、容器内圧が過度に上昇するのを防ぐことができ、しかも十分な密封性を得ることができる。
長さＢは、容器３０の内圧が７０〜１５０ｐｓｉ（０．４８〜１．０３ＭＰａ）（ゲージ圧。以下同様）となったときに容器３０内のガスが外部に排出されるように設定することもできる。

図３に示すように、非ナール部排気孔１７の下縁部１７ａの外径は、上縁部１７ｂの外径以下であることが好ましい。図示例では、下縁部１７ａの外径は上縁部１７ｂの外径より小さくなっている。
筒部３には、下縁部１７ａの下方に、外方に環状に突出した太径部分２０が形成されている。太径部分２０の外径は、上縁部１７ｂの外径以上であることが好ましい。
非ナール部排気孔１７の上縁部１７ｂと、太径部分２０との高低差（図３に示す高低差Ｃ）は、１．５ｍｍ以下（好ましくは１ｍｍ以下）が好適である。

キャップ本体４は、アルミニウム、アルミニウム合金、スチールなどの金属からなることが好ましい。
特に、キャップ本体４の内径が３５〜４０ｍｍであり、厚さが０．２〜０．３ｍｍである場合には、キャップ本体４に用いられる材料は、引張強度（ＪＩＳ Ｚ ２２４１に準拠）が２００Ｎ／ｍｍ^２以上（好ましくは２０５Ｎ／ｍｍ^２以上）であることが好ましい。この引張強度は、２５０Ｎ／ｍｍ^２以下であることが好ましい。
この材料を用いることによって、容器３０の内圧が高くなったときに、筒部３が、排気孔１７の隙間が広がるように変形しやすくなり、容器３０内のガスがスムーズに排出されるようになる。さらには、内圧が高くない通常の使用時には十分な密封性が得られる。
ライナー５には、ポリプロピレンとゴムをブレンドしたもの、ポリエチレン、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）などの比較的軟質の合成樹脂材料が使用できる。

図５は、容器口部３１に装着する前の状態である装着前キャップ１ａを示すものである。
装着前キャップ１ａでは、非ナール部排気孔１７の上縁部１７ｂの直上に相当する部分である直上部分２２は、キャップ軸方向に沿って、断面がほぼ直線状となるように形成するのが好ましい。
直上部分２２は、連結部分２１（天板部２と筒部３を連結する湾曲部分）と上縁部１７ｂとの間の部分である。
直上部分２２を断面直線状に形成することによって、装着前キャップ１ａを成形する際に、直上部分２２が内方に変形するのを防ぐことができる。

装着前キャップ１ａにおける連結部分２１は、曲率半径Ｒが１．５ｍｍ以下（好ましくは１．３ｍｍ以下）となるように形成するのが好ましい。
これによって、装着前キャップ１ａを成形する際に、直上部分２２が内方に変形するのを防ぐことができる。

装着前キャップ１ａにおける非ナール部排気孔１７の高さ位置は、非ナール部排気孔１７の上縁部１７ｂと天板部２上面との高低差（図５に示す高低差Ｄ）が２．５〜２．８ｍｍとなるようにするのが好ましい。
この高低差をこの範囲とすることによって、キャップ装着装置によって装着前キャップ１ａを成形する際に、直上部分２２が内方に変形するのを防ぐことができる。

次に、キャップ１を用いた閉止装置の使用方法について説明する。
飲料などの内容液を容器３０に充填するには、通常８０℃以上の高温条件下で行う熱充填を採用することもできるし、予め殺菌処理した容器３０およびキャップ１を用いて常温下で行う常温無菌充填を採用することもできる。
また、液体窒素供給などにより窒素を容器３０に封入することによって、容器内圧を高めることもできる。容器内圧は、常温時の圧力が常圧を越える値（例えば０．１〜０．３ＭＰａ）となるように設定することができる。

キャップ１を容器口部３１に装着するには、次の方法をとることができる。
装着前キャップ１ａを容器口部３１に被せ、キャップ装着装置のプレッシャブロックによって天板部２に下方への荷重（トップ荷重）を加えつつ、ネジ部形成ローラ（図示略）で筒部３を内方に押圧することによって、雄ネジ３２に沿う形状のネジ部１０を形成する。
さらに、裾部形成ローラ（図示略）によってＴＥリング部９の下部を内方に押圧し湾曲させ、裾部１１を形成し、図１に示すキャップ１を得る。
容器口部３１を洗浄するには、洗浄水を供給し、排気孔１６、１７を通してキャップ１内部に導入する。

容器口部３１に装着したキャップ１を開栓方向に回すと、キャップ１が上昇し、ライナー５が開口端部３１ａから離れ、容器３０の密封が解除される。
キャップ１では、ナール部１５が形成されているため、使用者がキャップ１を把持して回転させる際に滑りが生じにくくなる。
キャップ開栓の過程では、ＴＥリング部９の裾部１１が膨出段部３３に係止することから、主部８は回転に従って上昇する一方、ＴＥリング部９は上方への移動が阻止される。
このため、主部８とＴＥリング部９とを連結しているブリッジ７に引張力が作用し、これらブリッジ７が破断し、主部８がＴＥリング部９から切り離される。

キャップ１をいったん開栓した後に再栓した場合などには、内容液の発酵などにより容器３０の内圧が非常に高くなる（例えば０．４ＭＰａ以上となる）ことがある。
容器３０内の圧力が高まると、天板部２およびライナー５に対し上方への力が加えられる。
キャップ１では、周方向に長い非ナール部排気孔１７が形成されているので、筒部３が、非ナール部排気孔１７の隙間が広がるように変形し、変形部分に近い天板部２およびライナー５が上昇し、ライナー５が開口端部３１ａから離れる。
ライナー５と開口端部３１ａとの間に生じた隙間を通して、容器３０内のガスが排出され、排気孔１６、１７を通して外部に放出される。

上記閉止装置は、発酵する可能性がある飲料に適用した場合にその機能が特徴的に発揮される。
発酵する可能性がある飲料としては、発酵基質となる有機物（糖質など）を多く含む非炭酸飲料、例えば果汁飲料、茶飲料、コーヒー飲料を挙げることができる。
飲料を容器３０に充填し、口部３１にキャップ１を装着することによって、飲料入り閉止装置を得ることができる。
なお、炭酸飲料（予め炭酸ガスを含む飲料）は、酸素濃度が低く微生物が生育しにくいため発酵が起こりにくい。このため、発酵する可能性がある飲料には含まれないが、本発明を適用することは可能である。

キャップ１は、次に示す効果を奏する。
（１）キャップ１をいったん開栓した後に再栓した場合などには、内容液の発酵などにより容器内圧が高くなることがある。
キャップ１では、非ナール部１８に、周方向に長い非ナール部排気孔１７が形成されているので、容器内圧が高くなると、非ナール部排気孔１７の隙間が広がるように筒部３が変形し、変形部分に近いライナー５が開口端部３１ａから離れ、ここから容器３０内のガスが排出され、排気孔１６、１７を通して外部に放出される。
従って、容器３０内圧が過度に上昇するのを防ぐことができる。
また、開栓時に容器内圧によりキャップ１が外れる、いわゆるキャップ飛びを未然に防ぐことができる。

（２）非ナール部排気孔１７が非ナール部１８に形成されているので、非ナール部排気孔１７の上縁部１７ｂが、他の部分（下縁部１７ａを含む部分）から大きく外方に張り出した状態となることがない。
このため、使用者がキャップ１を把持し回転させる際に、手指が非ナール部排気孔１７の上縁部１７ｂに触れることが起こりにくい。
従って、使用者の手指が傷つけられるのを防ぐことができ、安全性を高めることができる。また、使用者が違和感を覚えることもない。
これに対し、長い排気孔をナール部に形成したキャップでは、使用者がキャップを把持し回転させる際に手指の一部がナール部の凹部に入り込んで排気孔の上縁部に触れることが起こりやすい。

（３）非ナール部排気孔１７の下縁部１７ａの外径が上縁部１７ｂの外径以下であり、かつ下縁部１７ａの下方に、外径が上縁部１７ｂの外径以上である太径部分２０が形成されているので、使用者がキャップ１を把持し回転させる際に、手指が上縁部１７ｂおよび下縁部１７ａに触れにくくなる。
従って、使用者の手指が傷つけられるのを防ぐことができ、安全性をさらに高めることができる。

（４）筒部３にネジ部１０を形成する際には、キャップ装着装置によって筒部３が内方に押圧される。
キャップ１では、非ナール部排気孔１７が非ナール部１８に形成されているので、ネジ部１０を形成する際に、下縁部１７ａを含む部分が内方へ変位する変形が起こりにくい。
このため、上縁部１７ｂが、他の部分（下縁部１７ａを含む部分）から大きく外方に張り出した状態となるのを防ぐことができる。
従って、使用者の手指が傷つけられるのを防ぐことができ、安全性を高めることができる。
これに対し、長い排気孔をナール部に形成したキャップでは、ネジ部を形成する際に筒部に加えられる押圧力によってナール部の凹部がさらに内方に変位する変形が起こりやすい。
この場合には、排気孔の下縁部を含む部分が内方に変位するため、上縁部が、他の部分から大きく外方に張り出した状態となり、使用者がキャップを把持する際に手指の一部が上縁部に触れることが起こりやすくなる。

図１に示すキャップ１では、すべてのナール凹部１２にナール部排気孔１６が形成されているが、本発明はこれに限定されず、一部のナール凹部にのみナール部排気孔が形成されていてもよいし、ナール凹部にナール部排気孔が形成されていなくてもよい。
図６に示すキャップ４１は、ナール凹部１２にナール部排気孔１６が形成されていない点で、図１に示すキャップ１と異なる。
キャップ４１では、ナール形成領域１３において、隣り合うナール凹部１２、１２の間（非形成部１９）に、排気孔を形成することもできる。

（実施例１）
図１に示すキャップ１を作製した。
ナール形成領域１３には、２６個のナール凹部１２を一定間隔毎に形成し、これらナール凹部１２にそれぞれスリット状のナール部排気孔１６（長さ：１．２ｍｍ）を形成した。
非ナール部１８（長さ１５ｍｍ）には、周方向に沿うスリット状の非ナール部排気孔１７（長さ９．５ｍｍ）を形成した。
図３に示すように、太径部分２０は、外径が上縁部１７ｂの外径より大きくなるように形成した。
キャップ１の外径は３８ｍｍとした。
キャップ本体４の材料としては、ＪＩＳに規定されたアルミニウム合金５１５１（引張強度２１５Ｎ／ｍｍ^２）を用いた。

キャップ１を用いて次に示す試験を行った。
図７に示すように、キャップ１を容器口部３１に装着し、非ナール部排気孔１７を含む部分の筒部３を被検体２３に押しつけ、そのままキャップ軸方向（図中矢印方向）に移動させた。被検体２３としては、円筒状の蒲鉾または魚肉ソーセージを使用した。
試験前後の被検体２３の重量を測定し、試験前後の減量を算出した。結果を表１に示す。

（比較例１）
図８に示すように、実施例１のキャップ１における非ナール部１８に相当する位置に、周方向に長い凹部である第２のナール部２４を形成したキャップ５１を作製した。
このキャップでは、第２のナール部２４に、非ナール部排気孔１７と同じ長さの第２のナール部排気孔２５を形成した。その他の構成は実施例１のキャップ１と同様とした。
第２のナール部２４の深さは、ナール凹部１２の深さと同様に約０．３ｍｍとした。
キャップ５１について、実施例１と同様の試験を行った。結果を表１に示す。

表１に示すように、非ナール部排気孔１７を形成した実施例１では、キャップ１によって被検体が削られた量がわずかであったため、試験前後の被検体重量はそれほど大きく変化してはいない。
これに対し、比較例１では、重量が大きく減少した。
これは、第２のナール部排気孔２５の上縁部２５ｂが他の部分から大きく張り出した状態となったため、この部分で被検体が大きく削り取られたためであると考えられる。
この結果から、実施例１のキャップ１では、使用者が把持し回転させる際の安全性を高めることができることがわかる。

本発明のキャップの一例を示す正面図である。 図１に示すキャップの断面図である。 図１に示すキャップの一部断面図である。 図１に示すキャップの一部断面図である。 図１に示すキャップの装着前の状態を示す要部拡大断面図である。 本発明のキャップの他の例を示す正面図である。 試験方法を示す模式図である。 比較例のキャップの一部断面図である。

符号の説明

１…キャップ、２…天板部、３…筒部、４…キャップ本体、１０…ネジ部、１２…ナール凹部、１５…ナール部、１６…ナール部排気孔、１７…非ナール部排気孔、１７ａ…下縁部１７ｂ…上縁部、１８…非ナール部、２０…太径部分３０…容器、３１…口部、Ａ…ナール部排気孔の長さ、Ｂ…非ナール部排気孔の長さ

Claims (6)

1. 天板部（２）とその周縁から垂下した筒部（３）とを有する金属製のキャップ本体（４）を備え、前記筒部に、ネジ部（１０）が形成されたキャップであって、
   前記筒部に、ナール部（１５）と、非ナール部（１８）とが周方向に並んで形成され、
   前記ナール部が、周方向に間隔をおいて形成された複数のナール凹部（１２）を有し、
   前記非ナール部の少なくとも１つには、周方向長さが前記ナール凹部より長い非ナール部排気孔（１７）が形成され、
   該非ナール部排気孔の下縁部（１７ａ）の外径が、その上縁部（１７ｂ）の外径より小さく、
   前記筒部には、前記非ナール部排気孔の下方に、外方に突出する突出部分である太径部分（２０）が形成され、該太径部分の外径は前記上縁部の外径より大きくされていることを特徴とするキャップ。
2. 前記太径部分は、断面略円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のキャップ。
3. 前記上縁部と、前記太径部分との高低差は、１．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のキャップ。
4. 前記キャップ本体は、引張強度が２０５Ｎ／ｍｍ ^２ 以上である金属からなることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載のキャップ。
5. 容器（３０）と、その口部（３１）に装着されるキャップとを備えた閉止装置内に飲料が充填された飲料入り閉止装置であって、
   前記キャップが、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載のものであることを特徴とする飲料入り閉止装置。
6. 前記飲料は、発酵基質となる有機物を含むことを特徴とする請求項５に記載の飲料入り閉止装置。

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