JP4042135B2

JP4042135B2 - 樹脂製キャップ

Info

Publication number: JP4042135B2
Application number: JP2004130875A
Authority: JP
Inventors: 耕一猪狩; 政司三本
Original assignee: 株式会社トーヨー工芸工業
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2024-04-27
Also published as: JP2005313906A

Description

本発明は、主に、牛乳ビンのような広口ビンの施蓋に好適な樹脂製キャップに係り、打栓性、密封性、開栓性、再シール性に優れた樹脂製キャップに関する。

牛乳ビン等を施蓋する合成樹脂の蓋体として、特許文献１に記載の樹脂製キャップが知られている。このキャップは、容器口部の内壁に嵌合する密封係合部、及び頂板部の周縁から下方に向かって突出するように設けられた環状係合部を有し、この環状係合部には、容器口部の外側に係合する突条、及び開栓用タブの両側に破断可能な薄肉部が設けられたものである。そして、開栓用タブを引き上げ、薄肉部を破断することでキャップを取り外す構造の樹脂製キャップである。

前記特許文献１を改良した樹脂製キャップとして特許文献２に記載の樹脂製キャップが提案されている。この樹脂製キャップでは、薄肉部を破断せず、キャップを指で持ち上げるだけで開栓できるように設けている。すなわち、キャップと容器口部との密着性を高める為に、容器口部の外周部に係合する環状係合部を設け、更に、環状係合部に柔軟性を付与するために、容器口部の外周に沿って設けられた上部肉厚部や下部肉厚部よりも肉薄に形成する肉薄部を設けたものである。この肉薄部は、環状係合部の外面に窓状の凹部を周方向に複数個形成し、あるいは、環状係合部の下端部から上方に延びる縦スリット状に設けるものである。

更に、前記特許文献２と同様に、キャップを指で持ち上げるだけで開栓できる樹脂製キャップが特許文献３及び特許文献４に記載されている。特許文献３に記載されているキャップは、複数の薄肉部が間隔をおいて外周壁内面に凹所を形成している。また、特許文献４に記載されたキャップは、インナーリングのつけ根部分の頂壁に肉薄部を設けたものである。

これら従来の樹脂製キャップは、いずれも牛乳ビン等の広口ビンを施蓋するキャップの開栓容易性や密封性、打栓性を向上させるべく創出されたものである。
実公昭４７−１３１０９号公報特開２００２−１７９１０７号公報特開２００１−２４００９１号公報特開２００３−２３１５３７号公報

薄肉部を切り裂いて樹脂製キャップを開栓する特許文献１に対し、特許文献２乃至特許文献４は、いずれも薄肉部の弾性変形を利用し、キャップを指で持ち上げるだけで開栓できる構成になっている。ところが、開栓容易性と密封性とは、相反する作用になるので、特許文献２乃至特許文献４の樹脂製キャップでは、密封性を高める為に夫々異なった工夫が成されている。

すなわち、特許文献２では、密封性を高めるために、容器口部の外周部に係合する環状係合部を設けている。更に、開栓作業を容易にするために、この環状係合部に柔軟性を付与する肉薄部を設けている。したがって、キャップを開栓するまでは環状係合部が密封性を保っているが、キャップを開栓するときに、この肉薄部が変形を生じるまで強制的に開かれるので、肉薄部が元の形状に回復しない程度まで変形し、環状係合部の密封性は消失する。この結果、一旦開栓された後の環状係合部は、もはや打栓時の密封性能を保つことができなくなり、開栓したキャップを容器開口部に再シールすることは不可能であった。

このような課題は特許文献３においても同様であり、特許文献３に記載された外周壁に形成した複数の薄肉部が変形することで、容易に開栓可能になっているが、開栓後の再シール機能を有するものではない。しかも、特許文献３において、密封性を高める手段は、瓶口部および蓋に、これらをひとまとめに被覆する熱収縮フィルム製カバーの構成に依存しているので、該熱収縮フィルム製カバーを除去した後は、密封性能を保持できるものではなかった。

一方、特許文献４のキャップは、開栓を容易にするために、インナーリングのつけ根部分の頂壁に肉薄部を設けたことで、前記特許文献２及び特許文献３の肉薄部とは異なった作用を奏している。しかしながら、キャップの密封性を高めるために、瓶口部の外側面に圧接して瓶口部の係合凹部に係止する係止突起を備えているので、この係止突起を外し易くする工夫が必要になっている。このため、例えば開栓時に持ち上げる摘み部に対応する部分に係止突起を設けず、また、摘み部近傍の係止突起を小突起とするなど、係止突起をキャップの周囲に均一に配置しないことで、開栓し易い構造にしている。この結果、キャップの密封性を高める係止突起の係合力が小さくなり、しかも偏ってしまうので、係止突起の密封性能に課題を残すものとなっている。

また、特許文献４では、打栓強度を高めずに打栓できるようにするため、小突起状の係止突起をスカートの円周方向に等間隔に配置することも予定されている。ところが、係止突起を等間隔に配置した状態で開栓を容易にするには、スカートの変形を容易にする縦スコア（溝）をスカートに設ける必要があった。このような縦スコア（溝）は、前記特許文献２及び特許文献３における薄肉部と同じ構造となるため、キャップ開栓時に、この縦スコア（溝）が強制的に開かれ、スカートが元の形状に戻らなくなるまで変形するので、一度開栓したキャップを容器に再シールすることはできない構造になっていた。

前述の如く、キャップを指で持ち上げて開栓する従来の樹脂製キャップにあっては、開栓容易性と密封性とに夫々適応する構成を採用していたので、各構成の作用効果を打ち消し合い、一度開栓したキャップの再シールができなくなるといった不都合があった。

このように、牛乳ビン等を施蓋する従来の樹脂製キャップにおいて、実用的な再シールは未だ困難な状況にあるが、紙製の牛乳パックでは、開口部の折り畳み構造を活かして実用的な再シールが可能になっている。また、ペットボトル等に使用されているキャップはネジ構造のため、実用的な再シールは極めて容易に行える。このような状況から、牛乳ビン等の広口ビンを施蓋する樹脂製キャップにおいても、実用的な再シールが可能なキャップの提供が強く望まれている。

そこで本発明は上述の課題を解消すべく創出されたもので、指で持ち上げるだけで開栓可能な樹脂製キャップにおいて、打栓性、密封性、開栓性に優れ、特に、実用的な再シール機能を有する樹脂製キャップの提供を目的とするものである。

本発明の手段は、瓶口部Ｐの上部端面に圧接する天板１０と、該天板１０の下面に設けられ瓶口部Ｐの内周面に嵌合するインナーリング１１と、前記天板１０から延長形成されて瓶口部Ｐの外側面に圧着するスカート２０と、該スカート２０の下端部内面に設けられ、前記瓶口部Ｐの外側面に設けられた係合凹部に係止する係止突起２１と、スカート２０の外側面に突設され、栓開栓時に手指を係止せしめる係止片２２とを有し、前記係止突起２１の一部に、平断面略湾曲形状を成しスカート２０外側に向けて湾出し、キャップ打栓時および開栓時に湾曲部分が強制的に拡開され、キャップ施蓋時に湾曲部分が収縮して前記係止突起２１が前記係合凹部に係止するように設けた伸縮湾部２３を有する樹脂製キャップにおいて、前記スカート２０から前記伸縮湾部２３に至る肉厚を略均一の肉厚に形成し、該伸縮湾部２３は、正面略三角形状を成し、前記スカート２０の下端部に近くなるほど湾曲部分が広がるように形成されると共に、前記係止片２２の中央からキャップの中心部に至る仮想線Ｘを中心線としたときに、該中心線Ｘの左右対象位置で、且つ、仮想線Ｘから左右方向に夫々70度の範囲内に伸縮湾部２３を設けたことにある。

本発明により、係止突起２１の一部に、平断面略湾曲形状を成しスカート２０外側に向けて湾出し、キャップ打栓時および開栓時に湾曲部分が強制的に拡開され、キャップ施蓋時に湾曲部分が収縮して前記係止突起２１が前記係合凹部に係止するように設けた伸縮湾部２３を有するので、指で持ち上げるだけで開栓可能な樹脂製キャップにおいて、打栓性、密封性、開栓性に優れ、特に、実用的な再シールを可能にしている。しかも、紙パックで可能になっていた実用的な再シール機能を樹脂製キャップにも備えることができたので、牛乳瓶の施蓋に極めて好適となる。また、極めてシンプルな構成で汎用性に富むものであるから、牛乳瓶の使用に限定されず、全ての広口瓶に適用可能である。

スカート２０から前記伸縮湾部２３に至る肉厚を均一の肉厚に形成したことで、開栓時に伸縮湾部２３が拡開しても、伸縮湾部２３が再び元の形状に戻る。したがって、係止突起２１による密封性能は担保され、実用的な再シールを可能にすると共に、瓶の内圧に変化が生じてもキャップが外れる虞はない。

伸縮湾部２３を正面略三角形状に形成し、スカート２０の下端部に近くなるほど湾曲部分が広がるように設けたことで、開栓時の操作性を容易にすることができる。この結果、開栓時に、勢いが余って内容物をこぼすなどといった虞は解消した。また、現状の生産ラインを用いた製造が可能になり、目付を少なくし、肉厚が略均一の為成形性が良く、良製品の提供を実現できる。

伸縮湾部２３を配設することで、開栓操作性を更に良好にすることができるものである。

係止片２２の中央からキャップの中心部に至る仮想線Ｘを中心線としたときに、該中心線Ｘの左右対象位置で、且つ、仮想線Ｘから左右方向に夫々70度の範囲内に伸縮湾部２３を設けたことにより、外しトルクが小さく、開け易いと感じられるものである。この結果、少ない押圧力で施蓋することができる上、キャップの着脱操作を繰り返しても劣化を少なくすることができる。

このように、本発明によると、指で持ち上げるだけで開栓可能な樹脂製キャップにおいて、打栓性、密封性、開栓性に優れ、特に、実用的な再シール機能を有するなどといった有益な種々の効果を奏するものである。

本発明の最良の形態は、係止突起２１の一部に、平断面略湾曲形状を成しスカート２０外側に向けて湾出し、キャップ打栓時および開栓時に湾曲部分が強制的に拡開され、キャップ施蓋時に湾曲部分が収縮して前記係止突起２１が前記係合凹部に係止するように設けた伸縮湾部２３を有し、スカート２０から前記伸縮湾部２３に至る肉厚を均一の肉厚に形成し、係止片２２の中央からキャップの中心部に至る仮想線Ｘを中心線としたときに、該中心線Ｘの左右対象位置で、且つ、仮想線Ｘから左右方向に夫々70度の範囲内に伸縮湾部２３を設けたことで、当初の目的を達成するものである。

本発明樹脂製キャップは、天板１０と、スカート２０と、該スカート２０の外側面に突設して手指を係止する係止片２２とを有し、指で持ち上げるだけで開栓可能に設けた樹脂製キャップである（図８、図９参照）。

天板１０は、キャップ施蓋時に瓶口部Ｐの上部端面に圧接し、瓶口部Ｐの内周面に嵌合するインナーリング１１を天板１０の下面に突設している（図５参照）。

スカート２０は、天板１０から延長形成されて瓶口部Ｐの外側面に圧着する部材で、該スカート２０には、更に係止突起２１、係止片２２、伸縮湾部２３を設けている（図２、図３参照）。

係止突起２１は、スカート２０の下端部内面に設けられ、瓶口部Ｐの外側面に設けられた係合凹部に係止する（図５参照）。図示の係止突起２１は、断面略三角形状を成している。係止片２２は、前述の如く、手指を係止する突起で、この係止片２２を指で持ち上げるだけでキャップの開栓を可能にしている（図９参照）。

伸縮湾部２３は、平断面略湾曲形状を成しスカート２０外側に向けて湾出しており、係止突起２１の一部に連続形成する（図１参照）。この伸縮湾部２３の肉厚は、スカート２０の肉厚すなわち、係止突起２１の上部の肉厚と略等しくなるように形成する（図７参照）。

すなわち、伸縮湾部２３は、スカート２０の係止突起２１以外の部分と略同じ肉厚となり、係止突起２１のみが厚くなるように形成している。この結果、キャップ打栓時および開栓時にスカート２０が拡開しても、スカート２０と同じ肉厚の湾曲部分が拡開時の変形を吸収するので、係止突起２１の係止力が極端に低下することがなくなった。

また、伸縮湾部２３は、正面略三角形状を成し、前記スカート２０の下端部に近くなるほど湾曲部分が広がるように形成している（図４参照）。そして、前記係止片２２の中央からキャップの中心部に至る仮想線Ｘを中心線としたときに、該中心線Ｘの左右対象位置に伸縮湾部２３を形成することで、開栓時に偏らずに済む（図１０参照）。また、係止片２２を設けた位置を前部ａとし、この対極を後部ｂとしたときに、前記伸縮湾部２３を前部ａに多く配置することで、特に、開栓時の初期操作を容易にすることができる。

図１０に示すNO.1〜NO.9のタイプは、本発明キャップにおける伸縮湾部２３の配置位置を示したものである。伸縮湾部２３は、各タイプの係止突起２１（図示の円周）と仮想線Ｒとの交点に設けている。これらのタイプについて、開栓時に必要な外しトルクを測定し、更に、複数のパネラーにより、キャップを外す際の実際の感覚を判定する感覚テストを行った。感覚テストでは、瓶を台に置いてキャップを外す際の感覚と、瓶を持ってキャップを外す際の感覚とを夫々評価した。

この結果、外しトルクでは、仮想線Ｘに直交する仮想線Ｙから係止片２２側を前部ａとすると、NO.3、NO.7、NO.9のタイプのように、仮想線Ｙから前部ａ方向に20度の範囲内に伸縮湾部２３を設けたものが、少ないトルクで開栓できることがわかった。一方、感覚テストでは、NO.5、NO.7、NO.8のタイプの如く、仮想線Ｙを基準にした前部ａと後部ｂとに満遍なく伸縮湾部２３を設けたものが開け易いと感じられていた。NO.3のタイプは、特に瓶を手に持った状態で開栓しても安心して開けられると評価されている。また、NO.7及びNO.9は、いずれも外しトルクが小さく、感覚テストにおいても高い評価が得られている。

これらの総合判定により、より開栓容易なタイプとして、特にNO.3、NO.7、NO.9のタイプを選択し、これらのタイプについて、更に、打栓時に必要なキャップ押圧力と、開栓時に必要な外しトルクと、これらの劣化値とについて、伸縮湾部２３を設けていない比較品と比べている（表１、２参照）。

キャップ押圧力は、図１１に示す測定方法による。この方法は、キャップが瓶に嵌合する際の力（Kg）を測定した。測定機はロードセルＳ（200 Kg）を使用し、台座Ｔ上に載置した瓶の口部にキャップを載せ、台座Ｔで瓶を押し上げてキャップが瓶口部に嵌合した時点の値を測定した。

外しトルクは、図１２に示す測定方法による。この方法は、係止片２２に治具Ｗを係止して垂直に引き上げ、瓶からキャップが外れる際の力（Kg）を測定した。これらの測定方法で、本発明のタイプと比較した比較品は、スカート２０の内周に係止突起２１が設けられたもので、本発明との構成の違いは、伸縮湾部２３の有無のみである。また、キャップの打栓や開栓は、合成樹脂の特性により、常温下よりも、低温下での打栓や開栓により高い力が必要になることから、瓶及びキャップの温度を、冷蔵庫から取出した直後の温度（摂氏１０度）に設定し、この温度で前記測定を行った。

表１は、図１１に示す測定方法により、打栓時に必要なキャップ押圧力を測定した結果である。この表によると、伸縮湾部２３を設けていない比較品の１回目に12.50 Kgの押圧力が必要であったが、第３回目の押圧力は10.00 Kgとなり、押圧力が2.5 Kg下がっている。この値は、キャップの弾性変形を繰り返したことにより、収縮強度が落ちた値、すなわち劣化値（最初の値から最後の値を引いた値）となる。NO.3、NO.7、NO.9のタイプにおけるこの劣化値は、夫々1.5 Kg、1.0 Kg、0.17 Kgであり、いずれの劣化値も前記比較品の2.5 Kgよりも劣化が少ないことが分かる。

比較品は、スカート２０の内周全域に係止突起２１を突設したものなので、前記特許文献２乃至特許文献４の如く、この係止突起２１に肉薄部を設けたキャップに比べて係止力は極めて高くなるが、その反面、強制拡開時に回復不能になるほど変形しないので、劣化値も少なくなる。この結果、本発明では、比較品と比べて少ない押圧力で施蓋することができる上、比較品よりも劣化値が少なくなっており、本発明の前記タイプNO.3、NO.7、NO.9における施蓋性および劣化値の優秀性が証明されている。

表２は、図１２に示す測定方法により、開栓時に必要なキャップの外しトルクを測定した結果である。この表によると、伸縮湾部２３を設けていない比較品の第１回目の外しトルクが2.85 Kg、第３回目の外しトルクが2.40 Kgとなり、劣化値は0.45 Kgであった。

一方、本発明の前記タイプNO.3、NO.7、NO.9における劣化値は、夫々0.15 Kg、0.1 Kg、0.2 Kgであり、いずれのタイプも比較品より劣化値が少なくなっている。比較品の劣化値は、前述の如く、薄肉部等を設けた前記特許文献２乃至特許文献４より優れることから、開栓時の劣化値においても本発明の優秀性が証明される。

しかも、各タイプの外しトルクは、比較品に比べて1 Kg以上も少ない力で開栓できるので、本発明の前記タイプNO.3、NO.7、NO.9では、いかに容易に開栓可能となっているかが明らかである。また、打栓時の測定及び開栓時の測定は、いずれも３回ずつ行っているが、例えば３回の打栓測定を行うには少なくとも２回開栓する必要があり、同様に、３回の開栓測定を行う為に３回の打栓が必要になっている。したがって、前記測定では、必然的に本発明キャップの着脱操作を計６回行った測定値となっている。したがって、これら打栓時の押圧力や外しトルク、劣化値等の測定数値は、極めて実用的な数値であるといえる。

尚、本発明における図示例の各構成は、本発明の一実施例に過ぎず、NO.1〜NO.9に示すタイプの他、本発明キャップの形状、寸法等の設計変更、材質の転換及び形態の変更など、現在知られている技術範囲で自由に変更することができるものである。

本発明におけるキャップの一実施例を示す斜視図である。本発明におけるキャップの一実施例を示す斜視図である。本発明におけるキャップの一実施例を示す底面図である。本発明におけるキャップの一実施例を示す側面図である。本発明におけるキャップの一実施例を示す縦断面図である。本発明におけるキャップの一実施例を示す平面図である。本発明におけるキャップの一実施例を示す平断面図である。本発明におけるキャップの装着状態を示す斜視図である。本発明におけるキャップの一部開栓状態を示す斜視図である。本発明における伸縮湾部の配置位置を変えたタイプを示す平面図である。本発明における打栓時のキャップ押圧力を測定する装置を示す概略図である。本発明における開栓時のキャップ外しトルクを測定する装置を示す概略図である。

符号の説明

Ｘ、Ｙ、Ｒ仮想線
ａ前部
ｂ後部
Ｐ瓶口部
１０天板
１１インナーリング
２０スカート
２１係止突起
２２係止片
２３伸縮湾部

Claims

瓶口部Ｐの上部端面に圧接する天板と、該天板の下面に設けられ瓶口部の内周面に嵌合するインナーリングと、前記天板から延長形成されて瓶口部の外側面に圧着するスカートと、該スカートの下端部内面に設けられ、前記瓶口部の外側面に設けられた係合凹部に係止する係止突起と、スカートの外側面に突設され、栓開栓時に手指を係止せしめる係止片とを有し、前記係止突起の一部に、平断面略湾曲形状を成しスカート外側に向けて湾出し、キャップ打栓時および開栓時に湾曲部分が強制的に拡開され、キャップ施蓋時に湾曲部分が収縮して前記係止突起が前記係合凹部に係止するように設けた伸縮湾部を有する樹脂製キャップにおいて、前記スカートから前記伸縮湾部に至る肉厚を略均一の肉厚に形成し、該伸縮湾部は、正面略三角形状を成し、前記スカートの下端部に近くなるほど湾曲部分が広がるように形成されると共に、前記係止片の中央からキャップの中心部に至る仮想線Ｘを中心線としたときに、該中心線Ｘの左右対象位置で、且つ、仮想線Ｘから左右方向に夫々70度の範囲内に伸縮湾部を設けたことを特徴とする樹脂製キャップ。