JP4294391B2 - ボトル缶及びキャップ付きボトル缶 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ボトル缶及びキャップ付きボトル缶に係り、特にボトル缶の口金部の開口端に設けられたカール部と、口金部に被着されたキャップとの間の密封性を改善する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、飲料用の容器として広く使われているボトル缶は、まず、アルミニウム製やその合金製の金属板を絞り加工（Ｄｒａｗｉｎｇ）と、次いで行われるしごき加工（Ｉｒｏｎｉｎｇ）とによって有底筒状体に形成される。
【０００３】
そして、この有底筒状体の開口部に、ネックイン加工が施されることで、図７に示すように、この開口部が縮径されて口金部２が形成され、次いで、その口金部２にねじ成形加工が施されることで、ねじ（雄ねじ）部３及び膨出部４が形成された後、さらに、口金部２の開口端を径方向内側から外側に折り返すカール成形加工が施されることによりカール部５が形成される。カール部５は、口金部２に連設される内周壁５ａと、その内周壁５ａの外側に設けられる外周壁５ｂと、両者５ｂ、５ａを連結する接続部５ｃとを有している。このカール部５は、カール成形時、更にスロット加工されることでカール部５の外周壁５ｂが略平面状に形成される。
【０００４】
このように形成されたボトル缶１は、その後、内容物が充填されると、ボトル缶１の口金部２にキャップ材６が図８に示すように被着されて、キャップ付きボトル缶とされる。なお、ここではボトル缶１に装着前のものを「キャップ材６」と呼び、装着後のものを「キャップ」と呼ぶ。
【０００５】
なお、ボトル缶１の口金部２に被着されるキャップ材６は、図９に示すように有底筒状をなしており、天面部６１の内側にシール材であるライナー６７が配設されている。ライナー６７は、例えば耐熱性の高いポリエチレンや、耐圧性の高いＥＶＡ、更にはエチレンプロピレンラバー（ＥＰＲ）などの合成樹脂からなっている。符号６２はナール、６３はグルーブ、６４はビード、６５はスコア、６６はフレアである。
【０００６】
このようなキャップ材６は、ボトル缶口金部２に被覆された後、次のようにしてキャッピング加工されることにより被着される。
つまり、図１０に示すように、筒状のプレッシャーブロック７１と、このプレッシャーブロック７１の中央に軸方向に移動可能に設けられたプレッシャーブロックインサート７２と、ＲＯローラ７３、ＰＰローラ７４とを備えたキャッピング装置７を用い、図１１（ａ）に示すようにボトル缶１の口金部２に被せられたキャップ材６の天面部６１をプレッシャーブロックインサート７２が缶底方向に押圧する。次いで、図１１（ｂ）に示すようにプレッシャーブロック７１が天面部６１の外周側を缶底方向に押圧しながら深さ方向及び径方向に絞り加工することで、キャップ材６の天面部６１の周縁部に段差部８を形成し、さらにその状態でＲＯローラ７３が口金部２のねじ部３に沿って回転することで、キャップ材６の周囲に雌ねじを形成するとともに、ＰＰローラ７４が膨出部４に沿い転動することでフレア６６が巻き締められ、これによってキャップ材６が図８に示すように口金部２に被着されて、ライナー６７が口金部２のカール部５と密接することで、内容物が漏れないような密封性が得られるようになっている。図１１において、符号７５はプレッシャーブロックインサート７２を缶底方向に付勢させるスプリングである。
【０００７】
ところで、このボトル缶口金部２とキャップのライナー６７との間の密封性に関連する先行技術文献情報としては、例えば次のものがある。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２１３４１７号公報
【０００９】
このようにしてボルト缶１にキャップが被着された後、殺菌・消毒するためのレトルト処理が行われることとなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のボトル缶１は、カール部５の外周壁５ｂとキャップのライナー６７との間の接触面積を大きくするため、外周壁５ｂがスロット加工されて略平面状に形成されている。
しかしながら、外周壁５ｂが略平面状に形成されると、図１２に示すように、外周壁５ｂの上端とこれに連設される接続部５ｃ間の円弧５ｄが小さな径となっているので、ボトル缶１にキャップ材６が被着されたとき、外周壁５ｂの上端の円弧５ｄがキャップのライナー６７に著しく食い込んで破断させる問題があった。
しかも、ボトル缶１は、キャップ材６が被着された後、レトルト処理されるが、そのときの加熱により、外周壁５ｂがライナー６７に対する食い込みが促進され、ライナー６７を突き抜けてキャップ天面部６１の裏面６１ａと直に接触することから、ライナー６７とカール部５との間の密封性が完全に損なわれる問題もあった。
【００１１】
また、レトルト処理時の加熱により、キャップ付きボトル缶の内圧が上昇し、キャップ天面部６１がライナー６７とともに缶軸方向上方へ膨出すると、天面部６１の周縁部に位置する部分は、径方向内方かつ缶軸方向下方へ変形することになる。ここで、円弧５ｄは前記スロット加工により、ライナー６７に対して突起しているので、円弧５ｄは、レトルト処理時のキャップ天面部６１の周縁部における前記変形により、ライナー６７に深く食い込むことになる。また、ライナー６７は、加熱されると弾性復元力が低下する性質を有している。
【００１２】
従って、ライナー６７は、一旦、前記加熱状態で円弧５ｄに深く食い込まれると、円弧５ｄがライナー６７を突き抜けなかったとしても、この食い込まれた状態の形状に略保持されるので、レトルト処理後の冷却時に、キャップ天面部６１がレトルト処理前の略平坦な状態になる復元する過程において、ライナー６７はこのキャップ天面部６１の変形挙動に追従できず、このため、ライナー６７とカール部５との間の密封性を確保できないという問題があった。
【００１３】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、口金部にキャップが被着されたキャップ付きボトル缶において、この缶の密封性を良好に確保できるボトル缶及びキャップ付きボトル缶を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、開口部に、該開口部の周縁を径方向外側に折り返して形成されるカール部を備え、該カール部は、少なくとも外表面がボトル缶の缶軸方向と略平行な方向に延在した外面側壁部と、該外面側壁部の上端と連設し、径方向内方へ向かうに従い缶軸方向上方に延びる外面側凸曲部と、該外面側凸曲部の端部と連設し、径方向内方へ向かうに従い缶軸方向下方に延びる内面側凸曲部とを備えたボトル缶であって、前記外面側壁部は、０．１ｍｍ以上の長さで延在して形成され、前記外面側壁部と前記外面側凸曲部とが接続する第１の接続部と、前記外面側凸曲部と前記内面側凸曲部とが接続する第２の接続部における外表面との缶軸方向の距離Ａが、０．３ｍｍより大きく１．３ｍｍ以下とされ、前記外面側凸曲部の外表面は、曲率半径ｒ１が０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とされており、前記缶軸方向の距離Ａと前記曲率半径ｒ１との比Ａ／ｒ１が、０．１４≦Ａ／ｒ１≦１．０の範囲に設定されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のボトル缶において、前記第１の接続部における外表面と前記第２の接続部との径方向の距離Ｄが、０．０ｍｍより大きく１．５ｍｍより小さくされていることを特徴とする。
【００１６】
これらの発明に係るボトル缶によれば、外面側壁部にスロット加工が施され、この外面側壁部が潰されて略平面状に形成されることで、この外面側壁部と外面側凸曲部との接続部が、小さい曲率半径の凸曲面状とされたとしても、この接続部をボトル缶の上端から最大限離間させることができるので、このボトル缶の口金部に、内面にライナーが配設されたキャップが被着されたキャップ付きボトル缶の密封性を確実に確保することができるようになる。
すなわち、内容物が充填されたキャップ付きボトル缶に、例えばレトルト処理が施されると、缶内圧が上昇し、キャップ天面部がライナーごと缶軸方向上方へ変形するとともに、キャップ天面部の周縁部が、径方向内方かつ缶軸方向下方へ変形することになるが、ボトル缶の上端と前記接続部との缶軸方向における距離が最大限確保されているので、前記接続部は、キャップ天面部の周縁部における前記変形により当該周縁部が変位する量が比較的小さい部分に配設されることになる。従って、前記接続部のライナーへの食い込み量を最小限に抑制することができる。
【００１７】
これにより、レトルト処理時において、前記接続部がライナーへ食い込み、このライナーを破断させ、ボトル缶の密封性を阻害する事態の発生を確実に抑制することができる。
さらに、前記接続部のライナーへの食い込み量を最小限に抑制することができることから、レトルト処理時の加熱により、キャップ天面部がライナーごと前述のように膨出変形し、ライナーが前記接続部に食い込まれ、この食い込まれた状態に略保形されたとしても、レトルト処理後の冷却時に、キャップ天面部がレトルト処理前の略平坦な状態に戻る過程において、ライナーがキャップ天面部の変形挙動に追従することが可能になり、ボトル缶の密封性を確保することができる。
【００１８】
さらに、前記接続部をボトル缶の上端から最大限離間させることができるのに伴い、前記接続部をキャップ天面部の裏面から離間させることができるので、前述したボトル缶内圧の上昇により、前記接続部がライナーを切断することも確実に抑制することができる。
さらにまた、外面側壁部の延在長さを必要最小限確保することができるので、前述したように、前記接続部のライナーへの食い込み量を最小限に抑制することができる構成であるにも拘わらず、外面側壁部とライナーとの良好なシール性を確保することができる。
【００１９】
また、前記接続部をボトル缶の上端から最大限離間させることができるので、キャップを一旦開栓し、これをリシールする際に、前記接続部が、ライナーの、缶軸方向下方に折り曲げられた周縁に当たり、リシールトルクが上昇することで、需要者が完全にリシールできた、すなわち、キャップをボトル缶口金部に完全に螺着でき、内容物の密封性が確保されたものと誤認し、その後、このキャップ付きボトル缶を持ち運ぶ等する際に、内容物が漏洩する事態の発生を最小限に抑制することができる。
すなわち、前記接続部は、前述したように、径方向外方かつ缶軸方向上方へ突起しているので、リシールする際に、この接続部がライナーの前記周縁に当たり易くなっているが、この接続部をボトル缶の上端から缶軸方向下方に離間した位置に配設すると、リシールする際、まず、外面側凸曲部がライナーの径方向内側周縁から案内されて、キャップと螺着し始め、その後、前記接続部がライナーの前記周縁に至ることになる。この際、キャップはボトル缶の口金部に螺着し始めているので、キャップ及びボトル缶の径方向への相対的な位置ずれは最小限に抑制され、これにより、前記接続部がライナーの前記周縁に当たることを確実に抑制することができ、リシール時の前記誤認発生を最小限に抑制することができる。
【００２１】
この発明に係るボトル缶によれば、外面側壁部と外面側凸曲部とを滑らかに接続することができ、これらの接続部の径方向外方かつ缶軸方向上方への突起状態を最小限に抑制することができる。従って、ボトル缶に内容物が充填され、かつ、内面にライナーが配設されたキャップが、このボトル缶の口金部に被着されたキャップ付きボトル缶に、レトルト処理が施されて缶内圧が上昇し、前記接続部のライナーへの食い込み発生を最小限に抑制することができ、このキャップ付きボトル缶の密封性を確実に確保することができる。
【００２２】
請求項３に係る発明は、口金部の開口端に、外周壁と内周壁とこれら両者を連結する接続部とを有するカール部を、内側から外側に折り返して形成し、かつ前記口金部にキャップ材が被着されたとき、該キャップ材のシール材が口金部の前記カール部を密封するボトル缶において、前記カール部の外周壁と接続部間の円弧が、その曲率半径をｒとしたとき、０．２≦ｒ≦２．０ｍｍとなるように形成されていることを特徴とする。
【００２３】
この発明に係るボトル缶によれば、カール部の外周壁と接続部間の円弧が、曲率半径ｒが０．２≦ｒ≦２．０ｍｍの範囲内となるように形成されているので、口金部にキャップを被着したとき、円弧がライナーに若干食い込むものの、シール材が全く破断することがなく、シール材がカール部との間で良好な密封性を確保できる。
【００２４】
請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれかに記載のボトル缶にキャップを被着してなることを特徴とする。
この発明に係るキャップ付きボトル缶によれば、シール材が破断することなく良好な密封性を得ることができるので、信頼性の高いボトル缶を提供できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の第１実施形態について説明する。
図１に示すように、ボトル缶口金部２の上端部は、開口部の周縁を径方向外側へ折り返して形成されるカール部５を備えている。このカール部５は、少なくとも外表面２１ａがボトル缶１の缶軸方向と略平行な方向に延在した外面側壁部２１と、この外面側壁部２１の上端と連設し、径方向内方へ向かうに従い缶軸方向上方に延びる外面側凸曲部２２と、この外面側凸曲部２２の端部と連設し、径方向内方へ向かうに従い缶軸方向下方に延びる内面側凸曲部２３とを備え、さらに、外面側壁部２１の下端と連設し、径方向内方かつ缶軸方向下方に折曲したフック２４とを備えている。なお、本実施形態におけるカール部５は、内径が３０．８ｍｍとされ、外径が３３．５ｍｍとされている。
【００２６】
外面側壁部２１は、スロット加工が施されることにより、この外表面２１ａは缶軸に略平行に延在して形成され、この外表面２１ａにおける延在長さＬは、０．１ｍｍ以上とされている。
外面側凸曲部２２は、その外表面２２ａの曲率半径ｒ１が０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とされて前述のように凸曲面状に形成されている。
内面側凸曲部２３は、その外表面２３ａの曲率半径ｒ２が０．２５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とされて前述のように凸曲面状に形成されている。
【００２７】
また、外面側壁部２１の缶軸方向上端部、若しくは外面側凸曲部２２の径方向外方かつ缶軸方向下方の端部、または外面側壁部２１と外面側凸曲部２２とが接続する第１の接続部２５と、外面側凸曲部２２の径方向内方かつ缶軸方向上方の端部における外表面、若しくは内面側凸曲部２３の径方向外方かつ缶軸方向上方の端部における外表面、または外面側凸曲部２２と内面側凸曲部２３とが接続する第２の接続部２６における外表面との缶軸方向における距離Ａは、０．３ｍｍより大きく１．３ｍｍ以下とされている。なお、この距離Ａを１．３ｍｍ以下とすることにより、外面側壁部２１の外表面２１ａにおける延在長さＬは、０．１ｍｍ以上確保されることになる。また、本実施形態においては、第２の接続部２６における外表面が、ボトル缶１の缶軸方向上端となっている。
第１の接続部２５における外表面と、第２の接続部２６との径方向における距離Ｄは、０．０ｍｍより大きく１．５ｍｍより小さくされている。
【００２８】
この第１の接続部２５は、略平坦面状とされた外面側壁部２１と、前述のように凸曲面状とされた内面側凸曲部２２との境界部であり、外面側壁部２１の缶軸方向上端、及び外面側凸曲部２２の径方向外方端かつ缶軸方向下端を含む部分をいう。そして、この第１の接続部２５は、例えば、次のようにして把握することができる。すなわち、図示しない画像処理装置により、少なくとも外面側壁部２１及び外面側凸曲部２２における外表面２１ａ及び２２ａの輪郭線を補捉し、この輪郭線において、外面側壁部２１における外表面２１ａの輪郭線の延長線Ｌ０を特定し、この延長線Ｌ０から補捉された輪郭線が離間し始める位置として把握することができる。
【００２９】
第２の接続部２６は、本実施形態においては、ボトル缶１の缶軸方向上端に位置することになるので、第１の接続部２５の場合と同様にして、画像処理装置により、ボトル缶１の輪郭線を補捉し、この輪郭線のうち、ボトル缶１の開口部天面を補捉することにより把握することができる。
なお、外面側壁部２１、外面側凸曲部２２、及び内面側凸曲部２３の前記各寸法値は、各々を巨視的にみたときの数値であり、微視的にみれば、外面側壁部２１にはうねりがあったり、外面側凸曲部２２及び内面側凸曲部２３の前記凸曲面状は、複数の曲面状体からなる集合体であったりすることはいうまでもない。
【００３０】
以上のように構成されたボトル缶１に、図６に示すキャップを被着したキャップ付きボトル缶において、ガスがリークするか否かのリーク試験を行った。
【００３１】
試験対象として、１８種類のボトル缶１を各別に１０個形成し、これらの各ボトル缶１にリーク試験用の内容物を充填した後、このボトル缶口金部２にキャップを被着してキャップ付きボトル缶を形成した。そして、このキャップ付きボトル缶を４０℃の雰囲気温度下に３週間置いた後、これを２０℃の雰囲気温度下に置き、そして、この２０℃の雰囲気温度とキャップ付きボトル缶の温度とが略同一になったとき、この缶の胴体部を外表面側から押圧することで缶内圧値を推定し、この内圧推定値が、正常状態における内圧値が０．１２７ＭＰａであるべきところ、０．０７８ＭＰａ以下であった場合にリークしたと判断した。
【００３２】
試験対象としてのボトル缶１は、図３に示すように、大きく分けて３種類形成した。すなわち、第１の接続部２５における外表面と第２の接続部２６との径方向の距離Ｄを０．５０ｍｍ、０．８０ｍｍ、及び１．１０ｍｍとした場合の３種類のボトル缶１を形成するとともに、これら各種類のボトル缶１において、第１の接続部２５と第２の接続部２６における外表面との距離Ａを各別に異ならせて６種類形成した。なお、外面側壁部２１の外表面２１ａにおける延在長さＬは、全種類について０．１ｍｍ以上とした。また、外面側凸曲部２２の外表面２２ａにおける曲率半径ｒ１は、前記距離Ｄ、及び距離Ａが決定されることにより、一義的に定まるものである。
【００３３】
このリーク試験結果を図３に示す。この図において、良否判定として、○は１０本中リークした本数が２本以下を表し、△は１０本中リークした本数が５本以上を表し、×は１０本中リークした本数が８本以上を表している。
この結果から、少なくとも距離Ａが０．３ｍｍ以上とされ、かつ、前記延在長さＬが０．１ｍｍ以上とされたボトル缶１においては、リーク発生を確実に抑制することができたことが確認できた。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態によるボトル缶１によれば、外面側壁部２１にスロット加工が施され、この壁部２１の外表面２１ａが潰されて略平面状に形成されることで、この外面側壁部２１と外面側凸曲部２２とが接続する第１の接続部２５が、小さい曲率半径の凸曲面状とされたとしても、この接続部２５をボトル缶１の上端から最大限離間させることができるので、このボトル缶１の口金部２に、内面にライナー６７が配設されたキャップが被着されたキャップ付きボトル缶の密封性を確実に確保することができるようになる。
【００３５】
すなわち、内容物が充填されたキャップ付きボトル缶に、例えばレトルト処理が施されると、缶内圧が上昇し、図２に２点鎖線で示すように、キャップ天面部６１がライナー６７ごと缶軸方向上方へ変形するとともに、キャップ天面部６１の周縁部における部分、すなわち段差部８が、径方向内方かつ缶軸方向下方へ変形することになるが、第２の接続部２６の外表面と、第１の接続部２５との缶軸方向における距離Ａが最大限確保されているので、第１の接続部２５は、段差部８が径方向内方かつ缶軸方向下方へ最も変位する部分である、段差部８の上端部８ａから最大限離間させて配設することができる。従って、第１の接続部２５のライナー６７への食い込み量を最小限に抑制することができる。
【００３６】
これにより、レトルト処理時において、第１の接続部２５がライナー６７へ食い込み、このライナー６７を破断させ、ボトル缶１の密封性を阻害する事態の発生を確実に抑制することができる。
さらに、第１の接続部２５のライナー６７への食い込み量を最小限に抑制することができることから、レトルト処理時の加熱により、キャップ天面部６１がライナー６７ごと前述のように膨出変形し、また、ライナー６７が第１の接続部２５に食い込まれ、この食い込まれた状態に略保形されたとしても、レトルト処理後の冷却時に、キャップ天面部６１がレトルト処理前の略平坦な状態に戻る過程において、ライナー６７がキャップ天面部６１の変形挙動に追従することが可能になり、ボトル缶１の密封性を確保することができる。
【００３７】
さらに、第１の接続部２５をボトル缶１の上端としての第２の接続部２６から缶軸方向下方に最大限離間させることができるのに伴い、第１の接続部２５をキャップ天面部６１の裏面６１ａから離間させることができるので（図２の距離Ｃ）、前述したボトル缶内圧の上昇により、第１の接続部２５がライナー６７を切断することも確実に抑制することができる。
さらにまた、前記距離Ａを１．３ｍｍ以下としているので、外面側壁部２１の延在長さＬを必要最小限の長さ０．１ｍｍ以下は確保することができ、これにより、ボトル缶１が前述した作用効果を有するにも拘わらず、外面側壁部２１とライナー６７との良好なシール性を確保することができる。
【００３８】
また、第１の接続部２５を第２の接続部２６から缶軸方向下方に最大限離間させることができることから、キャップを一旦開栓し、これをリシールする際に、第１の接続部２５が、ライナー６７の、缶軸方向下方に折り曲げられた周縁部６７ａに当たり、リシールトルクが上昇することで、未だキャップがボトル缶口金部２に完全に螺着されていないにも拘わらず、需要者がリシールできたものと誤認し、その後、このキャップ付きボトル缶を持ち運ぶ等する際に、内容物が漏洩する事態の発生を最小限に抑制することができる。
【００３９】
すなわち、第１の接続部２５は、前述したように、スロット加工が施されることにより形成されるので、径方向外方かつ缶軸方向上方へ突起することになり、この場合、第１の接続部２５は、リシール時にライナー６７の周縁部６７ａに当たり易くなるが、この第１の接続部２５をボトル缶１の上端から缶軸方向下方に離間した位置に配設すると、リシールする際、まず、外面側凸曲部２２がライナー６７の径方向内側周縁から案内されて、キャップが口金部２に螺着し始め、その後、第１の接続部２５がライナー６７の周縁部６７ａに至ることになる。この際、キャップはボトル缶１の口金部２に螺着し始めているので、このキャップ及びボトル缶１の径方向への相対的な位置ずれは最小限に抑制され、これにより、第１の接続部２５がライナー６７の周縁部６７ａに当たることを確実に抑制することができ、リシール時の前記誤認発生を最小限に抑制することができる。
【００４０】
また、前記曲率半径ｒ１が０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とされているので、外面側壁部２１と外面側凸曲部２２とを滑らかに接続することができ、これら外面側壁部２１と外面側凸曲部２２とを接続する第１の接続部２５の径方向外方かつ缶軸方向上方への突起状態を最小限に抑制することができる。従って、第１の接続部２５のライナー６７への食い込み発生を最小限に抑制することができ、このキャップ付きボトル缶の密封性を確実に確保することができる。
【００４１】
以下、図面を参照し、この発明の第２実施形態について説明する。図４及び図５はこの発明の第２実施形態に係るボトル缶のカール成形方法を示す図であって、図４はボトル缶の要部を示す拡大断面図、図５はボトル缶の口金部にキャップを被着した状態の説明図である。
図４に示すように、ボトル缶１の口金部２には、カール成形加工によって口金部２の開口端を内側から外側に折り返すことでカール部５が形成されている。カール部５は、内周壁５１と外周壁５２との両者を接続する接続部５３とを有し、外周壁５２の先端にフック部５４が設けられている。このように口金部２にカール部５が形成されたボトル缶１は、図８〜図１１に示すように、内容物が充填された後、キャップ材６がキャッピング装置７によって巻き締められることで被着される。なお、口金部２にはカール部５の他、ねじ部３及び膨出部４が設けられている。
【００４２】
この実施形態においては、図４に示すように、カール部５の外周壁５２の上部と接続部５３とを連設する円弧５５が、図５に示すキャップ材６のシール材であるライナー６７に食い込まない大きさに形成されており、その曲率半径ｒが例えば０．２≦ｒ≦２．０ｍｍに選定されている。
【００４３】
この場合、外周部５２と接続部５３間の円弧５５は、厳密には両者５２、５３を連設するため複数の円弧部からなっているが、それら複数の円弧部をそれぞれ測定したときの平均値をとっている。
なお、円弧部の曲率半径を測定する測定器としては、コントレーサと称される測定器（ＣＤＨ−４００ ミツトヨ製）を用い、その接触子（先端半径：０．０２２ｍｍ、外形：３Φｍｍ、先端角度：１２°）を外周壁５２及び接続部５３間で０．２ｍｍ／ｓの速度で走査させることで、それぞれの円弧部を測定し、それらの平均値が前記円弧５５の曲率半径ｒとしている。
【００４４】
この実施の形態のボトル缶１は、前記のように構成されているので、いま、口金部２にカール部５が形成されたボトル缶１に炭酸飲料からなる内容物が充填され、かつキャッピング装置７によってキャップ材６が図５に示すように被着されると、カール部５の外周壁５２と接続部５３間の円弧５５が、キャップ材６内に装着されているシール材であるライナー６７に食い込むおそれがある。
【００４５】
しかしながら、カール部５の外周壁５２と接続部５３間の円弧５５がライナー６７を破断させることのない大きさの曲率半径ｒに形成されているので、口金部２にキャップ材６を被着したとき、円弧５５がライナー６７に若干食い込むものの、ライナー６７が全く破断することがない。
【００４６】
即ち、キャップ材６が被着されたとき、ライナー６７が外周壁５２の円弧５５によって破断されることがなく、しかも、キャップ付きボトル缶がレトルト処理されたとき、それによってライナー６７が加熱されるが、それにも拘わらずライナー６７の適正な密封性を確保することができ、従って、ライナー６７とカール部５間の密封性を良好に確保することができる。
【００４７】
また、円弧５の曲率半径ｒが０．２≦ｒ≦２．０ｍｍの大きさからなっており、従来のように０．２ｍｍ未満の曲率半径より確実に大きく形成されているだけなので、キャップ材６に何ら複雑な加工を施す必要がなく、簡単かつ確実に密封性が得られる。
【００４８】
図６は、前記のキャップ付きボトル缶の試験結果を示すものである。即ち、カール部５の円弧５５の曲率半径ｒとして、試験１〜試験９のように、０．１、０２、０．３、０．５、１．０、１．５、２．０、２．２、２．４ｍｍの大きさにそれぞれ形成し、その場合の内容物の漏れと、ライナー６７の破断状況の良否との試験を行った。
図６において、試験１は、円弧５５の曲率半径ｒが０．１ｍｍの大きさであり、キャップ材６が被着されると、円弧５５がライナー６７に食い込んで破断が発生することから、リーク試験において内容物の漏れが生じることがあった。
【００４９】
一方、試験２〜試験９では、ライナー６７の破断が見られず、また内容物に漏れが生じることがなかった。但し、図６には記載していないが、円弧の曲率半径ｒが２．２ｍｍの試験８及び２．４ｍｍの試験９においては、その曲率が大きく、ライナー６７と外周壁５２間の缶軸方向の接触面積がその分だけ小さくなることから、シール長さが設定値より不足するという現象が発生した。
従って、円弧５５の曲率半径ｒとしては試験２〜試験７、つまり０．２≦ｒ≦２．０ｍｍの範囲内であればよく、またより確実な密封性を得るため、試験３〜試験５の大きさ（０．３≦ｒ≦１．０ｍｍ）であることが好ましい。
【００５０】
なお、リーク試験とは、百本のボトル缶１についての漏れ本数を表している。この漏れ数の試験は、５℃でかつガス水がＧＶ２．７からなる充填物を用い、これをボトル缶１に４００ｍｌ入れて室温より高い４０℃で保管開始し、それから三週間経過したところで常温（２０℃）まで戻した後、卓上Ｂ検にてボトル缶１の内圧を推定し、そのときの内圧が正常時には１．３ｋｇ／ｃｍ２（１２．７×１０４Ｐａ）であるべきところ、０．８ｋｇ／ｃｍ２（７．８×１０４Ｐａ）以下になった場合に漏れと判断した。卓上Ｂ検とは、缶胴に圧子を押し込んでその押し込み程度からボトル缶１の内圧を推定するものであり、他の検査方法を採用して漏れ検査を行ってもよいのは勿論である。
【００５１】
また、第２実施形態における円弧５５の曲率半径ｒは、第１実施形態における外面側凸曲部２２の外表面２２ａの曲率半径ｒ１に相当し、これらの曲率半径ｒ，ｒ１は、前述したように、０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とされている。
さらに、第２の接続部２６をボトル缶１の上端に配設した構成を示したが、この構成に限らず、外面側凸曲部２２と内面側凸曲部２３との境界部であれば、ボトル缶１の上端から多少ずれて配設されてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るボトル缶及びキャップ付きボトル缶によれば、外面側壁部にスロット加工が施され、この側壁部が潰されて略平面状に形成されることで、この外面側壁部と外面側凸曲部との接続部が、小さい曲率半径の凸曲面状とされたとしても、この接続部をボトル缶の上端から最大限離間させることができるので、このボトル缶の口金部に、内面にライナーが配設されたキャップが被着されたキャップ付きボトル缶の密封性を確実に確保することができる。
【００５３】
また、前記接続部をボトル缶の上端から最大限離間させることができることから、キャップを一旦開栓し、これをリシールする際に、前記接続部が、ライナーの、缶軸方向下方に折り曲げられた周縁に当たり、リシールトルクが上昇することで、需要者がリシールできたものと誤認し、その後、このキャップ付きボトル缶を持ち運ぶ等する際に、内容物が漏洩する事態の発生を最小限に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の第１実施形態に係るボトル缶の要部を示す拡大断面図である。
【図２】 図１に示すボトル缶の口金部にキャップを被着したキャップ付きボトル缶の一部拡大断面図である。
【図３】 図２に示すキャップ付きボトル缶のリーク試験結果を示す図である。
【図４】 この発明の第２実施形態に係るボトル缶の要部を示す拡大断面図である。
【図５】 ボトル缶の口金部にキャップを被着した状態の説明図である。
【図６】 カール部の円弧の曲率半径をそれぞれ変えたときの内容物の漏れと、シール材の良否との試験結果示す説明図である。
【図７】 ボトル缶の口金部に設けられたカール部を示す説明図である。
【図８】 ボトル缶の口金部にキャップが被着された状態を示す説明図である。
【図９】 キャップを示す半断面図である。
【図１０】 ボトル缶の口金部にキャッピング装置によってキャップを被着するときの説明図である。
【図１１】 同じくキャッピング装置がキャップを被着するときの図であって、（ａ）キャップをボトル缶に押さえ付けた状態を示す説明図、（ｂ）はキャップに段差部及び雌ねじを形成する説明図である。
【図１２】 ボトル缶のカール部の円弧がシール材を破断し、キャップと接触した状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ボトル缶
２ 口金部
５ カール部
６ キャップ材
２１ 外面側壁部
２１ａ 外面側壁部の外表面
２２ 外面側凸曲部
２２ａ 外面側凸曲部の外表面
２３ 内面側凸曲部
２５ 第１の接続部
２６ 第２の接続部
５１ 内周壁
５２ 外周壁
５３ 接続部
５５ 円弧
６７ シール材（ライナー）
Ａ 第１の接続部と第２の接続部における外表面との缶軸方向の距離
Ｄ 第１の接続部における外表面と第２の接続部との径方向の距離
Ｌ 外面側壁部の外表面における延在長さ
ｒ 円弧の曲率半径
ｒ１ 外面側凸曲部の外表面の曲率半径
【発明の属する技術分野】
この発明は、ボトル缶及びキャップ付きボトル缶に係り、特にボトル缶の口金部の開口端に設けられたカール部と、口金部に被着されたキャップとの間の密封性を改善する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、飲料用の容器として広く使われているボトル缶は、まず、アルミニウム製やその合金製の金属板を絞り加工（Ｄｒａｗｉｎｇ）と、次いで行われるしごき加工（Ｉｒｏｎｉｎｇ）とによって有底筒状体に形成される。
【０００３】
そして、この有底筒状体の開口部に、ネックイン加工が施されることで、図７に示すように、この開口部が縮径されて口金部２が形成され、次いで、その口金部２にねじ成形加工が施されることで、ねじ（雄ねじ）部３及び膨出部４が形成された後、さらに、口金部２の開口端を径方向内側から外側に折り返すカール成形加工が施されることによりカール部５が形成される。カール部５は、口金部２に連設される内周壁５ａと、その内周壁５ａの外側に設けられる外周壁５ｂと、両者５ｂ、５ａを連結する接続部５ｃとを有している。このカール部５は、カール成形時、更にスロット加工されることでカール部５の外周壁５ｂが略平面状に形成される。
【０００４】
このように形成されたボトル缶１は、その後、内容物が充填されると、ボトル缶１の口金部２にキャップ材６が図８に示すように被着されて、キャップ付きボトル缶とされる。なお、ここではボトル缶１に装着前のものを「キャップ材６」と呼び、装着後のものを「キャップ」と呼ぶ。
【０００５】
なお、ボトル缶１の口金部２に被着されるキャップ材６は、図９に示すように有底筒状をなしており、天面部６１の内側にシール材であるライナー６７が配設されている。ライナー６７は、例えば耐熱性の高いポリエチレンや、耐圧性の高いＥＶＡ、更にはエチレンプロピレンラバー（ＥＰＲ）などの合成樹脂からなっている。符号６２はナール、６３はグルーブ、６４はビード、６５はスコア、６６はフレアである。
【０００６】
このようなキャップ材６は、ボトル缶口金部２に被覆された後、次のようにしてキャッピング加工されることにより被着される。
つまり、図１０に示すように、筒状のプレッシャーブロック７１と、このプレッシャーブロック７１の中央に軸方向に移動可能に設けられたプレッシャーブロックインサート７２と、ＲＯローラ７３、ＰＰローラ７４とを備えたキャッピング装置７を用い、図１１（ａ）に示すようにボトル缶１の口金部２に被せられたキャップ材６の天面部６１をプレッシャーブロックインサート７２が缶底方向に押圧する。次いで、図１１（ｂ）に示すようにプレッシャーブロック７１が天面部６１の外周側を缶底方向に押圧しながら深さ方向及び径方向に絞り加工することで、キャップ材６の天面部６１の周縁部に段差部８を形成し、さらにその状態でＲＯローラ７３が口金部２のねじ部３に沿って回転することで、キャップ材６の周囲に雌ねじを形成するとともに、ＰＰローラ７４が膨出部４に沿い転動することでフレア６６が巻き締められ、これによってキャップ材６が図８に示すように口金部２に被着されて、ライナー６７が口金部２のカール部５と密接することで、内容物が漏れないような密封性が得られるようになっている。図１１において、符号７５はプレッシャーブロックインサート７２を缶底方向に付勢させるスプリングである。
【０００７】
ところで、このボトル缶口金部２とキャップのライナー６７との間の密封性に関連する先行技術文献情報としては、例えば次のものがある。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２１３４１７号公報
【０００９】
このようにしてボルト缶１にキャップが被着された後、殺菌・消毒するためのレトルト処理が行われることとなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のボトル缶１は、カール部５の外周壁５ｂとキャップのライナー６７との間の接触面積を大きくするため、外周壁５ｂがスロット加工されて略平面状に形成されている。
しかしながら、外周壁５ｂが略平面状に形成されると、図１２に示すように、外周壁５ｂの上端とこれに連設される接続部５ｃ間の円弧５ｄが小さな径となっているので、ボトル缶１にキャップ材６が被着されたとき、外周壁５ｂの上端の円弧５ｄがキャップのライナー６７に著しく食い込んで破断させる問題があった。
しかも、ボトル缶１は、キャップ材６が被着された後、レトルト処理されるが、そのときの加熱により、外周壁５ｂがライナー６７に対する食い込みが促進され、ライナー６７を突き抜けてキャップ天面部６１の裏面６１ａと直に接触することから、ライナー６７とカール部５との間の密封性が完全に損なわれる問題もあった。
【００１１】
また、レトルト処理時の加熱により、キャップ付きボトル缶の内圧が上昇し、キャップ天面部６１がライナー６７とともに缶軸方向上方へ膨出すると、天面部６１の周縁部に位置する部分は、径方向内方かつ缶軸方向下方へ変形することになる。ここで、円弧５ｄは前記スロット加工により、ライナー６７に対して突起しているので、円弧５ｄは、レトルト処理時のキャップ天面部６１の周縁部における前記変形により、ライナー６７に深く食い込むことになる。また、ライナー６７は、加熱されると弾性復元力が低下する性質を有している。
【００１２】
従って、ライナー６７は、一旦、前記加熱状態で円弧５ｄに深く食い込まれると、円弧５ｄがライナー６７を突き抜けなかったとしても、この食い込まれた状態の形状に略保持されるので、レトルト処理後の冷却時に、キャップ天面部６１がレトルト処理前の略平坦な状態になる復元する過程において、ライナー６７はこのキャップ天面部６１の変形挙動に追従できず、このため、ライナー６７とカール部５との間の密封性を確保できないという問題があった。
【００１３】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、口金部にキャップが被着されたキャップ付きボトル缶において、この缶の密封性を良好に確保できるボトル缶及びキャップ付きボトル缶を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、開口部に、該開口部の周縁を径方向外側に折り返して形成されるカール部を備え、該カール部は、少なくとも外表面がボトル缶の缶軸方向と略平行な方向に延在した外面側壁部と、該外面側壁部の上端と連設し、径方向内方へ向かうに従い缶軸方向上方に延びる外面側凸曲部と、該外面側凸曲部の端部と連設し、径方向内方へ向かうに従い缶軸方向下方に延びる内面側凸曲部とを備えたボトル缶であって、前記外面側壁部は、０．１ｍｍ以上の長さで延在して形成され、前記外面側壁部と前記外面側凸曲部とが接続する第１の接続部と、前記外面側凸曲部と前記内面側凸曲部とが接続する第２の接続部における外表面との缶軸方向の距離Ａが、０．３ｍｍより大きく１．３ｍｍ以下とされ、前記外面側凸曲部の外表面は、曲率半径ｒ１が０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とされており、前記缶軸方向の距離Ａと前記曲率半径ｒ１との比Ａ／ｒ１が、０．１４≦Ａ／ｒ１≦１．０の範囲に設定されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のボトル缶において、前記第１の接続部における外表面と前記第２の接続部との径方向の距離Ｄが、０．０ｍｍより大きく１．５ｍｍより小さくされていることを特徴とする。
【００１６】
これらの発明に係るボトル缶によれば、外面側壁部にスロット加工が施され、この外面側壁部が潰されて略平面状に形成されることで、この外面側壁部と外面側凸曲部との接続部が、小さい曲率半径の凸曲面状とされたとしても、この接続部をボトル缶の上端から最大限離間させることができるので、このボトル缶の口金部に、内面にライナーが配設されたキャップが被着されたキャップ付きボトル缶の密封性を確実に確保することができるようになる。
すなわち、内容物が充填されたキャップ付きボトル缶に、例えばレトルト処理が施されると、缶内圧が上昇し、キャップ天面部がライナーごと缶軸方向上方へ変形するとともに、キャップ天面部の周縁部が、径方向内方かつ缶軸方向下方へ変形することになるが、ボトル缶の上端と前記接続部との缶軸方向における距離が最大限確保されているので、前記接続部は、キャップ天面部の周縁部における前記変形により当該周縁部が変位する量が比較的小さい部分に配設されることになる。従って、前記接続部のライナーへの食い込み量を最小限に抑制することができる。
【００１７】
これにより、レトルト処理時において、前記接続部がライナーへ食い込み、このライナーを破断させ、ボトル缶の密封性を阻害する事態の発生を確実に抑制することができる。
さらに、前記接続部のライナーへの食い込み量を最小限に抑制することができることから、レトルト処理時の加熱により、キャップ天面部がライナーごと前述のように膨出変形し、ライナーが前記接続部に食い込まれ、この食い込まれた状態に略保形されたとしても、レトルト処理後の冷却時に、キャップ天面部がレトルト処理前の略平坦な状態に戻る過程において、ライナーがキャップ天面部の変形挙動に追従することが可能になり、ボトル缶の密封性を確保することができる。
【００１８】
さらに、前記接続部をボトル缶の上端から最大限離間させることができるのに伴い、前記接続部をキャップ天面部の裏面から離間させることができるので、前述したボトル缶内圧の上昇により、前記接続部がライナーを切断することも確実に抑制することができる。
さらにまた、外面側壁部の延在長さを必要最小限確保することができるので、前述したように、前記接続部のライナーへの食い込み量を最小限に抑制することができる構成であるにも拘わらず、外面側壁部とライナーとの良好なシール性を確保することができる。
【００１９】
また、前記接続部をボトル缶の上端から最大限離間させることができるので、キャップを一旦開栓し、これをリシールする際に、前記接続部が、ライナーの、缶軸方向下方に折り曲げられた周縁に当たり、リシールトルクが上昇することで、需要者が完全にリシールできた、すなわち、キャップをボトル缶口金部に完全に螺着でき、内容物の密封性が確保されたものと誤認し、その後、このキャップ付きボトル缶を持ち運ぶ等する際に、内容物が漏洩する事態の発生を最小限に抑制することができる。
すなわち、前記接続部は、前述したように、径方向外方かつ缶軸方向上方へ突起しているので、リシールする際に、この接続部がライナーの前記周縁に当たり易くなっているが、この接続部をボトル缶の上端から缶軸方向下方に離間した位置に配設すると、リシールする際、まず、外面側凸曲部がライナーの径方向内側周縁から案内されて、キャップと螺着し始め、その後、前記接続部がライナーの前記周縁に至ることになる。この際、キャップはボトル缶の口金部に螺着し始めているので、キャップ及びボトル缶の径方向への相対的な位置ずれは最小限に抑制され、これにより、前記接続部がライナーの前記周縁に当たることを確実に抑制することができ、リシール時の前記誤認発生を最小限に抑制することができる。
【００２１】
この発明に係るボトル缶によれば、外面側壁部と外面側凸曲部とを滑らかに接続することができ、これらの接続部の径方向外方かつ缶軸方向上方への突起状態を最小限に抑制することができる。従って、ボトル缶に内容物が充填され、かつ、内面にライナーが配設されたキャップが、このボトル缶の口金部に被着されたキャップ付きボトル缶に、レトルト処理が施されて缶内圧が上昇し、前記接続部のライナーへの食い込み発生を最小限に抑制することができ、このキャップ付きボトル缶の密封性を確実に確保することができる。
【００２２】
請求項３に係る発明は、口金部の開口端に、外周壁と内周壁とこれら両者を連結する接続部とを有するカール部を、内側から外側に折り返して形成し、かつ前記口金部にキャップ材が被着されたとき、該キャップ材のシール材が口金部の前記カール部を密封するボトル缶において、前記カール部の外周壁と接続部間の円弧が、その曲率半径をｒとしたとき、０．２≦ｒ≦２．０ｍｍとなるように形成されていることを特徴とする。
【００２３】
この発明に係るボトル缶によれば、カール部の外周壁と接続部間の円弧が、曲率半径ｒが０．２≦ｒ≦２．０ｍｍの範囲内となるように形成されているので、口金部にキャップを被着したとき、円弧がライナーに若干食い込むものの、シール材が全く破断することがなく、シール材がカール部との間で良好な密封性を確保できる。
【００２４】
請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれかに記載のボトル缶にキャップを被着してなることを特徴とする。
この発明に係るキャップ付きボトル缶によれば、シール材が破断することなく良好な密封性を得ることができるので、信頼性の高いボトル缶を提供できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の第１実施形態について説明する。
図１に示すように、ボトル缶口金部２の上端部は、開口部の周縁を径方向外側へ折り返して形成されるカール部５を備えている。このカール部５は、少なくとも外表面２１ａがボトル缶１の缶軸方向と略平行な方向に延在した外面側壁部２１と、この外面側壁部２１の上端と連設し、径方向内方へ向かうに従い缶軸方向上方に延びる外面側凸曲部２２と、この外面側凸曲部２２の端部と連設し、径方向内方へ向かうに従い缶軸方向下方に延びる内面側凸曲部２３とを備え、さらに、外面側壁部２１の下端と連設し、径方向内方かつ缶軸方向下方に折曲したフック２４とを備えている。なお、本実施形態におけるカール部５は、内径が３０．８ｍｍとされ、外径が３３．５ｍｍとされている。
【００２６】
外面側壁部２１は、スロット加工が施されることにより、この外表面２１ａは缶軸に略平行に延在して形成され、この外表面２１ａにおける延在長さＬは、０．１ｍｍ以上とされている。
外面側凸曲部２２は、その外表面２２ａの曲率半径ｒ１が０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とされて前述のように凸曲面状に形成されている。
内面側凸曲部２３は、その外表面２３ａの曲率半径ｒ２が０．２５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とされて前述のように凸曲面状に形成されている。
【００２７】
また、外面側壁部２１の缶軸方向上端部、若しくは外面側凸曲部２２の径方向外方かつ缶軸方向下方の端部、または外面側壁部２１と外面側凸曲部２２とが接続する第１の接続部２５と、外面側凸曲部２２の径方向内方かつ缶軸方向上方の端部における外表面、若しくは内面側凸曲部２３の径方向外方かつ缶軸方向上方の端部における外表面、または外面側凸曲部２２と内面側凸曲部２３とが接続する第２の接続部２６における外表面との缶軸方向における距離Ａは、０．３ｍｍより大きく１．３ｍｍ以下とされている。なお、この距離Ａを１．３ｍｍ以下とすることにより、外面側壁部２１の外表面２１ａにおける延在長さＬは、０．１ｍｍ以上確保されることになる。また、本実施形態においては、第２の接続部２６における外表面が、ボトル缶１の缶軸方向上端となっている。
第１の接続部２５における外表面と、第２の接続部２６との径方向における距離Ｄは、０．０ｍｍより大きく１．５ｍｍより小さくされている。
【００２８】
この第１の接続部２５は、略平坦面状とされた外面側壁部２１と、前述のように凸曲面状とされた内面側凸曲部２２との境界部であり、外面側壁部２１の缶軸方向上端、及び外面側凸曲部２２の径方向外方端かつ缶軸方向下端を含む部分をいう。そして、この第１の接続部２５は、例えば、次のようにして把握することができる。すなわち、図示しない画像処理装置により、少なくとも外面側壁部２１及び外面側凸曲部２２における外表面２１ａ及び２２ａの輪郭線を補捉し、この輪郭線において、外面側壁部２１における外表面２１ａの輪郭線の延長線Ｌ０を特定し、この延長線Ｌ０から補捉された輪郭線が離間し始める位置として把握することができる。
【００２９】
第２の接続部２６は、本実施形態においては、ボトル缶１の缶軸方向上端に位置することになるので、第１の接続部２５の場合と同様にして、画像処理装置により、ボトル缶１の輪郭線を補捉し、この輪郭線のうち、ボトル缶１の開口部天面を補捉することにより把握することができる。
なお、外面側壁部２１、外面側凸曲部２２、及び内面側凸曲部２３の前記各寸法値は、各々を巨視的にみたときの数値であり、微視的にみれば、外面側壁部２１にはうねりがあったり、外面側凸曲部２２及び内面側凸曲部２３の前記凸曲面状は、複数の曲面状体からなる集合体であったりすることはいうまでもない。
【００３０】
以上のように構成されたボトル缶１に、図６に示すキャップを被着したキャップ付きボトル缶において、ガスがリークするか否かのリーク試験を行った。
【００３１】
試験対象として、１８種類のボトル缶１を各別に１０個形成し、これらの各ボトル缶１にリーク試験用の内容物を充填した後、このボトル缶口金部２にキャップを被着してキャップ付きボトル缶を形成した。そして、このキャップ付きボトル缶を４０℃の雰囲気温度下に３週間置いた後、これを２０℃の雰囲気温度下に置き、そして、この２０℃の雰囲気温度とキャップ付きボトル缶の温度とが略同一になったとき、この缶の胴体部を外表面側から押圧することで缶内圧値を推定し、この内圧推定値が、正常状態における内圧値が０．１２７ＭＰａであるべきところ、０．０７８ＭＰａ以下であった場合にリークしたと判断した。
【００３２】
試験対象としてのボトル缶１は、図３に示すように、大きく分けて３種類形成した。すなわち、第１の接続部２５における外表面と第２の接続部２６との径方向の距離Ｄを０．５０ｍｍ、０．８０ｍｍ、及び１．１０ｍｍとした場合の３種類のボトル缶１を形成するとともに、これら各種類のボトル缶１において、第１の接続部２５と第２の接続部２６における外表面との距離Ａを各別に異ならせて６種類形成した。なお、外面側壁部２１の外表面２１ａにおける延在長さＬは、全種類について０．１ｍｍ以上とした。また、外面側凸曲部２２の外表面２２ａにおける曲率半径ｒ１は、前記距離Ｄ、及び距離Ａが決定されることにより、一義的に定まるものである。
【００３３】
このリーク試験結果を図３に示す。この図において、良否判定として、○は１０本中リークした本数が２本以下を表し、△は１０本中リークした本数が５本以上を表し、×は１０本中リークした本数が８本以上を表している。
この結果から、少なくとも距離Ａが０．３ｍｍ以上とされ、かつ、前記延在長さＬが０．１ｍｍ以上とされたボトル缶１においては、リーク発生を確実に抑制することができたことが確認できた。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態によるボトル缶１によれば、外面側壁部２１にスロット加工が施され、この壁部２１の外表面２１ａが潰されて略平面状に形成されることで、この外面側壁部２１と外面側凸曲部２２とが接続する第１の接続部２５が、小さい曲率半径の凸曲面状とされたとしても、この接続部２５をボトル缶１の上端から最大限離間させることができるので、このボトル缶１の口金部２に、内面にライナー６７が配設されたキャップが被着されたキャップ付きボトル缶の密封性を確実に確保することができるようになる。
【００３５】
すなわち、内容物が充填されたキャップ付きボトル缶に、例えばレトルト処理が施されると、缶内圧が上昇し、図２に２点鎖線で示すように、キャップ天面部６１がライナー６７ごと缶軸方向上方へ変形するとともに、キャップ天面部６１の周縁部における部分、すなわち段差部８が、径方向内方かつ缶軸方向下方へ変形することになるが、第２の接続部２６の外表面と、第１の接続部２５との缶軸方向における距離Ａが最大限確保されているので、第１の接続部２５は、段差部８が径方向内方かつ缶軸方向下方へ最も変位する部分である、段差部８の上端部８ａから最大限離間させて配設することができる。従って、第１の接続部２５のライナー６７への食い込み量を最小限に抑制することができる。
【００３６】
これにより、レトルト処理時において、第１の接続部２５がライナー６７へ食い込み、このライナー６７を破断させ、ボトル缶１の密封性を阻害する事態の発生を確実に抑制することができる。
さらに、第１の接続部２５のライナー６７への食い込み量を最小限に抑制することができることから、レトルト処理時の加熱により、キャップ天面部６１がライナー６７ごと前述のように膨出変形し、また、ライナー６７が第１の接続部２５に食い込まれ、この食い込まれた状態に略保形されたとしても、レトルト処理後の冷却時に、キャップ天面部６１がレトルト処理前の略平坦な状態に戻る過程において、ライナー６７がキャップ天面部６１の変形挙動に追従することが可能になり、ボトル缶１の密封性を確保することができる。
【００３７】
さらに、第１の接続部２５をボトル缶１の上端としての第２の接続部２６から缶軸方向下方に最大限離間させることができるのに伴い、第１の接続部２５をキャップ天面部６１の裏面６１ａから離間させることができるので（図２の距離Ｃ）、前述したボトル缶内圧の上昇により、第１の接続部２５がライナー６７を切断することも確実に抑制することができる。
さらにまた、前記距離Ａを１．３ｍｍ以下としているので、外面側壁部２１の延在長さＬを必要最小限の長さ０．１ｍｍ以下は確保することができ、これにより、ボトル缶１が前述した作用効果を有するにも拘わらず、外面側壁部２１とライナー６７との良好なシール性を確保することができる。
【００３８】
また、第１の接続部２５を第２の接続部２６から缶軸方向下方に最大限離間させることができることから、キャップを一旦開栓し、これをリシールする際に、第１の接続部２５が、ライナー６７の、缶軸方向下方に折り曲げられた周縁部６７ａに当たり、リシールトルクが上昇することで、未だキャップがボトル缶口金部２に完全に螺着されていないにも拘わらず、需要者がリシールできたものと誤認し、その後、このキャップ付きボトル缶を持ち運ぶ等する際に、内容物が漏洩する事態の発生を最小限に抑制することができる。
【００３９】
すなわち、第１の接続部２５は、前述したように、スロット加工が施されることにより形成されるので、径方向外方かつ缶軸方向上方へ突起することになり、この場合、第１の接続部２５は、リシール時にライナー６７の周縁部６７ａに当たり易くなるが、この第１の接続部２５をボトル缶１の上端から缶軸方向下方に離間した位置に配設すると、リシールする際、まず、外面側凸曲部２２がライナー６７の径方向内側周縁から案内されて、キャップが口金部２に螺着し始め、その後、第１の接続部２５がライナー６７の周縁部６７ａに至ることになる。この際、キャップはボトル缶１の口金部２に螺着し始めているので、このキャップ及びボトル缶１の径方向への相対的な位置ずれは最小限に抑制され、これにより、第１の接続部２５がライナー６７の周縁部６７ａに当たることを確実に抑制することができ、リシール時の前記誤認発生を最小限に抑制することができる。
【００４０】
また、前記曲率半径ｒ１が０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とされているので、外面側壁部２１と外面側凸曲部２２とを滑らかに接続することができ、これら外面側壁部２１と外面側凸曲部２２とを接続する第１の接続部２５の径方向外方かつ缶軸方向上方への突起状態を最小限に抑制することができる。従って、第１の接続部２５のライナー６７への食い込み発生を最小限に抑制することができ、このキャップ付きボトル缶の密封性を確実に確保することができる。
【００４１】
以下、図面を参照し、この発明の第２実施形態について説明する。図４及び図５はこの発明の第２実施形態に係るボトル缶のカール成形方法を示す図であって、図４はボトル缶の要部を示す拡大断面図、図５はボトル缶の口金部にキャップを被着した状態の説明図である。
図４に示すように、ボトル缶１の口金部２には、カール成形加工によって口金部２の開口端を内側から外側に折り返すことでカール部５が形成されている。カール部５は、内周壁５１と外周壁５２との両者を接続する接続部５３とを有し、外周壁５２の先端にフック部５４が設けられている。このように口金部２にカール部５が形成されたボトル缶１は、図８〜図１１に示すように、内容物が充填された後、キャップ材６がキャッピング装置７によって巻き締められることで被着される。なお、口金部２にはカール部５の他、ねじ部３及び膨出部４が設けられている。
【００４２】
この実施形態においては、図４に示すように、カール部５の外周壁５２の上部と接続部５３とを連設する円弧５５が、図５に示すキャップ材６のシール材であるライナー６７に食い込まない大きさに形成されており、その曲率半径ｒが例えば０．２≦ｒ≦２．０ｍｍに選定されている。
【００４３】
この場合、外周部５２と接続部５３間の円弧５５は、厳密には両者５２、５３を連設するため複数の円弧部からなっているが、それら複数の円弧部をそれぞれ測定したときの平均値をとっている。
なお、円弧部の曲率半径を測定する測定器としては、コントレーサと称される測定器（ＣＤＨ−４００ ミツトヨ製）を用い、その接触子（先端半径：０．０２２ｍｍ、外形：３Φｍｍ、先端角度：１２°）を外周壁５２及び接続部５３間で０．２ｍｍ／ｓの速度で走査させることで、それぞれの円弧部を測定し、それらの平均値が前記円弧５５の曲率半径ｒとしている。
【００４４】
この実施の形態のボトル缶１は、前記のように構成されているので、いま、口金部２にカール部５が形成されたボトル缶１に炭酸飲料からなる内容物が充填され、かつキャッピング装置７によってキャップ材６が図５に示すように被着されると、カール部５の外周壁５２と接続部５３間の円弧５５が、キャップ材６内に装着されているシール材であるライナー６７に食い込むおそれがある。
【００４５】
しかしながら、カール部５の外周壁５２と接続部５３間の円弧５５がライナー６７を破断させることのない大きさの曲率半径ｒに形成されているので、口金部２にキャップ材６を被着したとき、円弧５５がライナー６７に若干食い込むものの、ライナー６７が全く破断することがない。
【００４６】
即ち、キャップ材６が被着されたとき、ライナー６７が外周壁５２の円弧５５によって破断されることがなく、しかも、キャップ付きボトル缶がレトルト処理されたとき、それによってライナー６７が加熱されるが、それにも拘わらずライナー６７の適正な密封性を確保することができ、従って、ライナー６７とカール部５間の密封性を良好に確保することができる。
【００４７】
また、円弧５の曲率半径ｒが０．２≦ｒ≦２．０ｍｍの大きさからなっており、従来のように０．２ｍｍ未満の曲率半径より確実に大きく形成されているだけなので、キャップ材６に何ら複雑な加工を施す必要がなく、簡単かつ確実に密封性が得られる。
【００４８】
図６は、前記のキャップ付きボトル缶の試験結果を示すものである。即ち、カール部５の円弧５５の曲率半径ｒとして、試験１〜試験９のように、０．１、０２、０．３、０．５、１．０、１．５、２．０、２．２、２．４ｍｍの大きさにそれぞれ形成し、その場合の内容物の漏れと、ライナー６７の破断状況の良否との試験を行った。
図６において、試験１は、円弧５５の曲率半径ｒが０．１ｍｍの大きさであり、キャップ材６が被着されると、円弧５５がライナー６７に食い込んで破断が発生することから、リーク試験において内容物の漏れが生じることがあった。
【００４９】
一方、試験２〜試験９では、ライナー６７の破断が見られず、また内容物に漏れが生じることがなかった。但し、図６には記載していないが、円弧の曲率半径ｒが２．２ｍｍの試験８及び２．４ｍｍの試験９においては、その曲率が大きく、ライナー６７と外周壁５２間の缶軸方向の接触面積がその分だけ小さくなることから、シール長さが設定値より不足するという現象が発生した。
従って、円弧５５の曲率半径ｒとしては試験２〜試験７、つまり０．２≦ｒ≦２．０ｍｍの範囲内であればよく、またより確実な密封性を得るため、試験３〜試験５の大きさ（０．３≦ｒ≦１．０ｍｍ）であることが好ましい。
【００５０】
なお、リーク試験とは、百本のボトル缶１についての漏れ本数を表している。この漏れ数の試験は、５℃でかつガス水がＧＶ２．７からなる充填物を用い、これをボトル缶１に４００ｍｌ入れて室温より高い４０℃で保管開始し、それから三週間経過したところで常温（２０℃）まで戻した後、卓上Ｂ検にてボトル缶１の内圧を推定し、そのときの内圧が正常時には１．３ｋｇ／ｃｍ２（１２．７×１０４Ｐａ）であるべきところ、０．８ｋｇ／ｃｍ２（７．８×１０４Ｐａ）以下になった場合に漏れと判断した。卓上Ｂ検とは、缶胴に圧子を押し込んでその押し込み程度からボトル缶１の内圧を推定するものであり、他の検査方法を採用して漏れ検査を行ってもよいのは勿論である。
【００５１】
また、第２実施形態における円弧５５の曲率半径ｒは、第１実施形態における外面側凸曲部２２の外表面２２ａの曲率半径ｒ１に相当し、これらの曲率半径ｒ，ｒ１は、前述したように、０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とされている。
さらに、第２の接続部２６をボトル缶１の上端に配設した構成を示したが、この構成に限らず、外面側凸曲部２２と内面側凸曲部２３との境界部であれば、ボトル缶１の上端から多少ずれて配設されてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るボトル缶及びキャップ付きボトル缶によれば、外面側壁部にスロット加工が施され、この側壁部が潰されて略平面状に形成されることで、この外面側壁部と外面側凸曲部との接続部が、小さい曲率半径の凸曲面状とされたとしても、この接続部をボトル缶の上端から最大限離間させることができるので、このボトル缶の口金部に、内面にライナーが配設されたキャップが被着されたキャップ付きボトル缶の密封性を確実に確保することができる。
【００５３】
また、前記接続部をボトル缶の上端から最大限離間させることができることから、キャップを一旦開栓し、これをリシールする際に、前記接続部が、ライナーの、缶軸方向下方に折り曲げられた周縁に当たり、リシールトルクが上昇することで、需要者がリシールできたものと誤認し、その後、このキャップ付きボトル缶を持ち運ぶ等する際に、内容物が漏洩する事態の発生を最小限に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の第１実施形態に係るボトル缶の要部を示す拡大断面図である。
【図２】 図１に示すボトル缶の口金部にキャップを被着したキャップ付きボトル缶の一部拡大断面図である。
【図３】 図２に示すキャップ付きボトル缶のリーク試験結果を示す図である。
【図４】 この発明の第２実施形態に係るボトル缶の要部を示す拡大断面図である。
【図５】 ボトル缶の口金部にキャップを被着した状態の説明図である。
【図６】 カール部の円弧の曲率半径をそれぞれ変えたときの内容物の漏れと、シール材の良否との試験結果示す説明図である。
【図７】 ボトル缶の口金部に設けられたカール部を示す説明図である。
【図８】 ボトル缶の口金部にキャップが被着された状態を示す説明図である。
【図９】 キャップを示す半断面図である。
【図１０】 ボトル缶の口金部にキャッピング装置によってキャップを被着するときの説明図である。
【図１１】 同じくキャッピング装置がキャップを被着するときの図であって、（ａ）キャップをボトル缶に押さえ付けた状態を示す説明図、（ｂ）はキャップに段差部及び雌ねじを形成する説明図である。
【図１２】 ボトル缶のカール部の円弧がシール材を破断し、キャップと接触した状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ボトル缶
２ 口金部
５ カール部
６ キャップ材
２１ 外面側壁部
２１ａ 外面側壁部の外表面
２２ 外面側凸曲部
２２ａ 外面側凸曲部の外表面
２３ 内面側凸曲部
２５ 第１の接続部
２６ 第２の接続部
５１ 内周壁
５２ 外周壁
５３ 接続部
５５ 円弧
６７ シール材（ライナー）
Ａ 第１の接続部と第２の接続部における外表面との缶軸方向の距離
Ｄ 第１の接続部における外表面と第２の接続部との径方向の距離
Ｌ 外面側壁部の外表面における延在長さ
ｒ 円弧の曲率半径
ｒ１ 外面側凸曲部の外表面の曲率半径
Claims (4)
- 開口部に、該開口部の周縁を径方向外側に折り返して形成されるカール部を備え、該カール部は、少なくとも外表面がボトル缶の缶軸方向と略平行な方向に延在した外面側壁部と、該外面側壁部の上端と連設し、径方向内方へ向かうに従い缶軸方向上方に延びる外面側凸曲部と、該外面側凸曲部の端部と連設し、径方向内方へ向かうに従い缶軸方向下方に延びる内面側凸曲部とを備えたボトル缶であって、
前記外面側壁部は、０．１ｍｍ以上の長さで延在して形成され、前記外面側壁部と前記外面側凸曲部とが接続する第１の接続部と、前記外面側凸曲部と前記内面側凸曲部とが接続する第２の接続部における外表面との缶軸方向の距離Ａが、０．３ｍｍより大きく１．３ｍｍ以下とされ、前記外面側凸曲部の外表面は、曲率半径ｒ１が０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とされており、
前記缶軸方向の距離Ａと前記曲率半径ｒ１との比Ａ／ｒ１が、０．１４≦Ａ／ｒ１≦１．０の範囲に設定されていることを特徴とするボトル缶。 - 請求項１記載のボトル缶において、前記第１の接続部における外表面と前記第２の接続部との径方向の距離Ｄが、０．０ｍｍより大きく１．５ｍｍより小さくされていることを特徴とするボトル缶。
- 口金部の開口端に、外周壁と内周壁とこれら両者を連結する接続部とを有するカール部を、内側から外側に折り返して形成し、かつ前記口金部にキャップ材が被着されたとき、該キャップ材のシール材が口金部の前記カール部を密封するボトル缶において、
前記カール部の外周壁と接続部間の円弧が、その曲率半径をｒとしたとき、０．２≦ｒ≦２．０ｍｍとなるように形成されていることを特徴とするボトル缶。 - 請求項１から３のいずれかに記載のボトル缶の開口部にキャップを被着してなることを特徴とするキャップ付きボトル缶。
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