JP4333913B2 - 金属製ロールオンキャップの成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、容器口部のネジ部に合わせてロールオン成形によりネジ部が形成される金属製ロールオンキャップに関し、特に、キャップのスカート部に縦方向に延びる多数の凸条からなる縦ビード部を形成してから、この縦ビード部が形成されている部分にロールオン成形によりネジ部を形成することで、キャップのネジ部に滑り止め用の凹凸が形成されるようにした金属製ロールオンキャップの成形方法に関する。

従来から各種の飲料容器で広く一般的に使用されている金属製のピルファープルーフキャップについて、これを容器本体の口部に装着する場合、周知のキャッピング装置を使用して、容器口部にキャップを被せた状態から、キャップの天板部を押圧しながら、該装置のそれぞれの成形用ロール（ネジ成形用ロール及び裾締め用ロール）によるロールオン成形により、スカート部の円筒部分を容器口部のネジ部に合わせて変形させることでネジ部を形成すると共に、スカート部の裾部に形成されたピルファープルーフバンドの下端部を、容器口部の環状膨出部の下端部に係合させるように裾締めすることによって、キャップを容器口部に螺合状態で装着すると共に、キャップの下端のピルファープルーフバンドを容器口部に係止させるようにしている。

一方、金属製のピルファープルーフキャップのようなネジ付きの金属製キャップについて、キャップを手で掴んで回すことで容器口部からキャップを取り外す際に、キャップを掴む手が滑らないように、キャップのスカート部のネジ部に滑り止め用の多数の凸部を形成しておくということが従来公知となっており（下記の特許文献１〜４等参照）、特に、そのようにキャップのスカート部に滑り止め用の多数の凸部を形成する場合に、先ず、キャップのスカート部で全周にわたって多数の縦方向の凸条を形成してから、ロールオン成形によりスカート部にネジ部を形成することで、キャップのスカート部の広い範囲にわたって滑り止めが形成されるようにするということも従来公知（下記の特許文献４参照）となっている。
実開昭５３−７５３４４号公報 実開昭５７−１０１７５６号公報 特開平８−２３０９１１号公報 実開昭５５−１２４７３号公報

ところで、上記のように金属製キャップのネジ部に滑り止め用の凸部を形成する場合、キャップの外面側から見て、ネジ部の凹んだ部分（キャップの内側から見てネジ山となる部分の外面側）に形成するよりも、ネジ部の突出した部分（キャップの内側から見てネジ谷となる部分の外面側）に形成する方が滑り止め用として有効ではあるが、その場合、容器口部のネジ部に合わせてキャップのネジ部をロールオン成形しながらキャップを容器口部に装着することを考えると、ロールオン成形時にネジ部の突出部分に同時に多数の凸部を成形することは現行のロールオン成形では困難である。

そこで、例えば、ロールオン成形によりネジ部の形成するよりも前に、予めネジ部の突出部分に相当する部分に合わせて多数の凸部を形成してから、凸部がない部分を成形用ロールにより押圧することでネジ部をロールオン成形するということも考えられるが、そうした場合には、キャップを容器口部に被せてロールオン成形する際に、滑り止め用の凸部とネジ部との位置関係を考慮した上で、容器本体とキャップとキャッピング装置の間で精密な位置合わせが要求されることとなるため、キャップのロールオン成形が非常に面倒なものとなってしまう。

これに対して、上記の特許文献４に記載された従来公知の金属製キャップでは、ロールオン成形によりキャップにネジ部の形成するよりも前に、スカート部の円筒状の部分に予め多数の縦方向の凸条を形成してから、この多数の縦方向の凸条が形成されている部分をロールオン成形することによりネジ部を形成していることから、ロールオン成形時に容器本体とキャップとキャッピング装置の間で特に精密な位置合わせを要求されるようなことなく、ネジ部の突出部分を含むスカート部の大部分に滑り止め用の凹凸を備えたキャップの成形を容易に行なうことができる。

しかしながら、上記のように多数の縦方向の凸条が形成されている部分をロールオン成形することによりネジ部を形成した場合には、ロールオン成形時に成形用ロールにより押圧されて内方に膨出するように変形する部分（ネジ部の内方に凹んだ部分で、容器口部のネジ部との螺合時に強く圧接される部分）に多数の凹凸が存在することから、この部分での成形が過酷なものとなって、この部分が容器口部のネジ部に食い込むように作用することとなる。そのため、容器本体が硬質で滑り易いガラス壜の場合にはそれ程ではなくても、容器本体が樹脂製のＰＥＴボトルや樹脂被覆金属板製のボトル型缶である場合には、キャップの開閉時のトルクが大きく上昇することとなって開栓性（及び閉栓性）が悪くなってしまうというような問題がある。

本発明は、上記のような問題の解消を課題とするものであり、具体的には、キャップのスカート部に形成された縦ビード部の上からロールオン成形によりネジ部を形成するような金属製ロールオンキャップの成形方法について、充分な滑り止め効果を得られると共に、開栓性が悪化することのないようにすることを課題とするものである。

本発明は、上記のような課題を解決するために、キャップのスカート部の少なくともネジ部が形成される部分となる内径が２７．８〜４９．２ｍｍの円筒部分に、縦方向に延びる多数の凸条からなる縦ビード部を全周にわたって形成してから、キャップを容器口部に被せた状態で、キャップの縦ビード部が形成されている部分に、容器口部のネジ部に合わせて、先端部のＲが０．５〜０．９ｍｍの成形ロールを使用したロールオン成形により、ネジの深さが０．５〜０．８ｍｍとなるようにネジ部を形成するような金属製ロールオンキャップの成形方法において、同じ形状の多数の凸条からなる縦ビード部を、凸条のビード山角度が７１〜１４０°となり、凸条のビード山段差が０．１５〜０．３５ｍｍとなり、凸条のビード山ピッチが円周角度で≦７°となるように形成しておくことを特徴とするものである。

上記のような本発明の方法によれば、従来からボトル型缶等のキャップとして広く一般的に使用されている大きさの金属製キャップ（ネジ部が形成される部分となる円筒部分の内径が２７．８〜４９．２ｍｍのキャップ）について、従来と同様にロールオン成形でネジ部を形成（先端部のＲが０．５〜０．９ｍｍの成形ロールにより、ネジの深さが０．５〜０．８ｍｍとなるようにネジ部を形成）するような場合に、ロールオン成形によりネジ部を形成するよりも前に予めキャップのスカート部に形成しておく縦ビード部を、上記のような所定の条件を満たすように形成しておくことによって、縦ビード部の上からロールオン成形によりネジ部を形成してキャップを容器口部に装着した際に、キャップを手で掴んで回すときのグリップ性を充分に確保することができると共に、キャップの開閉時のトルクを大きく上昇させることなく良好な開栓性（及び閉栓性）を得ることができる。

キャップのスカート部に形成された縦ビード部の上からロールオン成形によりネジ部を形成するような金属製ロールオンキャップの成形方法について、充分な滑り止め効果を得られると共に、開栓性が悪化することのないようにするという目的を、最良の形態として以下の実施例に具体的に示すように、同じ形状の多数の凸条からなる縦ビード部を、凸条のビード山角度が７１〜１４０°となり、凸条のビード山段差が０．１５〜０．３５ｍｍとなり、凸条のビード山ピッチが円周角度で≦７°となるように形成しておくということで実現した。

本実施例の方法は、ロールオン成形により容器本体の口部に装着される金属製のピルファープルーフキャップに関するものであって、そのような本実施例のキャップは、ロールオン成形により容器口部に装着される前の未使用の状態において、図１に示すように、キャップ１の天板部１１の下面側には密封用の樹脂製ライナー２が貼着されており、天板部１１の周縁から膨出部を介して下方に垂下する略円筒状のスカート部１２には、その上端近傍の膨出部に、炭酸飲料容器に使用するときのガス抜きのためのベントスリット１３が形成されていて、その下方のネジ部が成形される予定の円筒部分に、縦方向に延びる多数の凸条（凸ビード）による縦ビード部１４が形成されている。

なお、そのようなスカート部１２の縦ビード部１４よりも下方の裾部には、円周方向に沿って水平スリットとブリッジが交互に形成された弱化部１６によって切り離し可能なようにピルファープルーフバンド１５が形成されており、弱化部１６の上側と下側は、それぞれ外方に突出する環状ビード部１７，１８となっていて、キャップ１のスカート部１２からピルファープルーフバンド１５が切り離されたときには、上方の環状ビード部１７がキャップ１の下端部分となり、下方の環状ビード部１８がピルファープルーフバンド１５の上端部分となる。

上記のような構造を備えたキャップ１は、未だネジ部が形成されていない未使用の状態から、図示していないが、ネジ部の下方に環状の膨出部が形成された容器口部にキャップを被せた状態で、周知のキャッピング装置を使用することにより、キャップの天板部にトップロードを加えながら、該装置のそれぞれの成形ロールによりロールオン成形することによって、図２に示すように、スカート部の全周にわたって縦ビード部１４が形成されていて未だネジ部が形成されていない未使用の状態から、容器口部のネジ部に合わせるように縦ビード部１４の部分を変形させることでネジ部１９を形成すると共に、スカート部の裾部に形成されたピルファープルーフバンド１５の下端部を、容器口部の環状膨出部の下端部に係合するように裾締めすることで、キャップを容器口部に装着している。

そのように容器口部に装着されたキャップは、容器の開封時に、キャップを手で掴んで開栓方向に回すことにより、弱化部１６を破断してピルファープルーフバンド１５を容器口部の側に残した状態で、キャップを容器口部から取り外しているが、そのような容器の開封時には、弱化部１６を破断するための力が加わって、キャップを回すのに大きな力が必要となり、手の力を滑らせることなくキャップに効果的に伝達させることが必要となる。これに対して、本実施例のキャップ１では、縦ビード部１４として形成された多数の凸条（凸ビード）が、ロールオン成形により形成されたネジ部１９の突出部分を含むキャップ１のスカート部１２の大部分にわたって多数の凹凸として残っていることから、これが効果的な滑り止めとなって、キャップを手で掴んで回すときに手が滑ってしまうようなことはない。

ところで、上記のように縦ビード部１４が形成されている部分をロールオン成形することによってネジ部１９を形成するような場合には、成形用ロールにより押圧されて内方に膨出するように変形する部分（ネジ部１９の内方に凹んだ部分で、容器口部のネジ部との螺合時に強く圧接される部分）に縦ビード部１４による多数の凹凸があることから、この部分でのロールオン成形による成形が過酷なものとなり、この部分が容器口部のネジ部に食い込むように作用することで、容器本体が硬質で滑り易いガラス壜の場合にはそれ程ではないが、容器本体が樹脂製のＰＥＴボトルや樹脂被覆金属板製のボトル型缶である場合には、キャップの開閉時のトルクが大きく上昇することとなって開栓性（及び閉栓性）が悪くなってしまう虞がある。

これに対して、本実施例の方法では、従来からボトル型缶等のキャップとして広く一般的に使用されている大きさの金属製キャップ（ネジ部が形成される部分となる円筒部分の内径が２７．８〜４９．２ｍｍのキャップ）について、従来と同様にロールオン成形でネジ部を形成（先端部のＲが０．５〜０．９ｍｍの成形ロールにより、ネジの深さが０．５〜０．８ｍｍとなるようにネジ部を形成）するような場合に、容器口部のネジ部に合わせてロールオン成形によりキャップ１にネジ部１９を形成するよりも前で、予めキャップ１のスカート部１２の円筒部分に縦ビード部１４を形成する際に、縦方向に延びる同じ形状の多数の凸条（凸ビード）からなる縦ビード部１４を、例えば、図３に示すように、凸条１４ａのビード山角度Ａ（凸条１４ａの山頂の角度）が７１〜１４０°となり、凸条１４ａのビード山段差Ｂ（凸条１４ａの山と谷の段差）が０．１５〜０．３５ｍｍとなり、凸条１４ａのビード山ピッチＣ（凸条１４ａの山頂と山頂の間の距離）が円周角（スカート部を円周とする円の中心点から見た角度）で≦７°となるように形成している。

すなわち、ビード山角度Ａについては、グリップ性という点ではできるだけ小さくした方が有利であるが、小さすぎると、ロールオン成形によりネジ部１９を成形する際の成形が過酷なものとなって、容器口部のネジ部に対する食い込みが増加することで、開栓トルクを上昇させることとなるため、７１〜１４０°の範囲となるようにしており、また、ビード山段差Ｂについては、グリップ性という点ではできるだけ大きくした方が有利であるが、大きすぎると、ネジ部１９のロールオン成形が過酷なものとなって開栓トルクを上昇させることとなるため、０．１５〜０．３５ｍｍとなるようにしている。さらに、ビード山ピッチＣについては、７°よりも広い（距離が長い）と、手に接触する凹凸の数が少なくグリップ性が劣ることとなるため、≦７°となるようにしている。

上記のような本実施例の方法により形成される縦ビード部１４（ロールオン成形によりネジ部が形成されるよりも前に形成される縦ビード部１４）について、具体的には、図３に示したものでは、ビード山角度Ａを約１０９°とし、ビード山段差Ｂを約０．２５ｍｍとし、ビード山ピッチＣを約４°としている。なお、図４は、ビード山角度が上限（１４０°）で、ビード山段差が下限（０．１５ｍｍ）の状態のものを示しており、これ以上にビード山角度を大きくしたり、ビード山段差を小さくしたりすると、グリップ性が悪くなる。また、図５は、ビード山角度が下限（７１°）で、ビード山段差が上限（０．３５ｍｍ）の状態のものを示しており、これ以上にビード山角度を小さくしたり、ビード山段差を大きくしたりすると、開栓性が悪くなる。さらに、図６は、ビード山ピッチが上限（７°）の状態のものを示しており、これ以上にビード山ピッチを大きくするとグリップ性が悪くなる。

なお、ビード山角度を小さくし、ビード山段差を大きくし、ビード山ピッチを小さくする程、グリップ性には有利であるが、その反面、開栓トルクを上昇させることになると共に、キャップの塗膜性能を低下させることとなる。すなわち、金属製キャップの金属表面には通常は樹脂製の塗膜が施されているが、この塗膜がキャップの開閉の際に剥離され易くなる。そのような塗膜性能の低下については、凸条１４ａのビード山の先端の丸みがＲ：０．１５ｍｍ程度では大丈夫であるが、Ｒが小さくなりすぎると塗膜性能が低下する。そのようなビード山の先端のＲの問題を含めて、上記のような条件を満たすように縦ビード部１４を形成している本実施例の方法によれば、キャップの塗膜性能を低下させるようなことはない。

上記のように縦ビード部１４が形成されている部分をロールオン成形してネジ部１９を形成することにより容器口部に装着させた金属製ピルファープルーフキャップについて、以下の表１に示すように、縦ビード部が本実施例の方法に従って形成されている各具体例（実施例１〜８）のキャップと、縦ビード部が本実施例の方法から外れて形成されている各具体例（比較例１〜７）のキャップとについて、乾いた状態と、霧吹きで湿らせた状態と、結露により濡れている状態とのそれぞれにおいて、キャップの開栓性をテストした。その結果については、以下の表２に示す通りである。
なお、各例（実施例１〜８、比較例１〜７）については、スカート部のネジ部が形成される部分となる円筒部分の内径が２８．８ｍｍである未使用のキャップを、先端部のＲが０．８ｍｍの成形ロールを使用して、ボトル型缶の口部のネジ部に合わせて、ネジの深さ（ネジ山とネジ谷の段差）が約０．７ｍｍ程度となるようにネジ部を形成したものであり、縦ビード部が形成されている以外の点では、ボトル型缶のキャップとして従来から一般的な仕様のものである。

上記の表１および表２から見ても、本実施例の方法により縦ビード部が形成されている金属製ピルファープルーフキャップによれば、ロールオン成形によりネジ部を形成するよりも前のキャップのスカート部に形成しておく縦ビード部を、特定の条件を満たすように形成しておくことによって、ロールオン成形によりネジ部が形成されて容器口部に装着されたキャップについて、キャップを手で掴んで回すときのグリップ性を充分に確保することができると共に、キャップの開閉時のトルクを大きく上昇させることなく良好な開栓性を得ることができるということが判る。

以上、本発明の金属製ロールオンキャップの成形方法の一実施例について説明したが、本発明の方法は、上記のような具体的な実施例にのみ限定されるものではなく、対象となる金属製ロールオンキャップの具体的な構造については、例えば、ガス抜きのためのベントスリットを有するようなキャップでなくても良く、さらには、この種の金属製ロールオンキャップは殆どがピルファープルーフキャップであって、キャップからピルファープルーフバンドを切り離すように最初にキャップを開ける時に滑り止め用の凹凸が効果的な働きをするものであるが、そのようなピルファープルーフキャップに限らず、ピルファープルーフ機能のない金属製キャップに対しても適用可能である等、適宜に変更可能なものであることは言うまでもない。

本発明の方法が適用される金属製ロールオンキャップの一例である金属製ピルファープルーフキャップについて、容器口部に装着される前の未使用の状態で、右半分を切り欠いて破断端面として示す部分切欠き側面図。 図１に示したキャップについて、縦ビード部が形成されて未だネジ部が形成されていない未使用での状態と、縦ビード部の部分を変形させてネジ部を形成すると共にピルファープルーフバンドの下端部を巻締めることでキャップを容器口部に装着した時の状態とをそれぞれ示す側面図。 本発明の方法により形成されるキャップの縦ビード部（ネジ部が形成される前の縦ビード部）について、横断面形状の一部分を拡大して示す横断面図。 本発明の方法により形成されるキャップの縦ビード部で、ビード山角度が上限でビード山段差が下限の状態のものについて、横断面形状の一部分を拡大して示す横断面図。 本発明の方法により形成されるキャップの縦ビード部で、ビード山角度が下限でビード山段差が上限の状態のものについて、横断面形状の一部分を拡大して示す横断面図。 本発明の方法により形成されるキャップの縦ビード部で、ビード山ピッチが上限の状態のものについて、横断面形状の一部分を拡大して示す横断面図。

符号の説明

１ キャップ（金属製ロールオンキャップ）
１２ スカート部
１４ 縦ビード部
１４ａ （縦ビード部の）凸条
１９ ネジ部
Ａ ビード山角度
Ｂ ビード山段差
Ｃ ビード山ピッチ

Claims (1)

1. キャップのスカート部の少なくともネジ部が形成される部分となる内径が２７．８〜４９．２ｍｍの円筒部分に、縦方向に延びる多数の凸条からなる縦ビード部を全周にわたって形成してから、キャップを容器口部に被せた状態で、キャップの縦ビード部が形成されている部分に、容器口部のネジ部に合わせて、先端部のＲが０．５〜０．９ｍｍの成形ロールを使用したロールオン成形により、ネジの深さが０．５〜０．８ｍｍとなるようにネジ部を形成するような金属製ロールオンキャップの成形方法において、同じ形状の多数の凸条からなる縦ビード部を、凸条のビード山角度が７１〜１４０°となり、凸条のビード山段差が０．１５〜０．３５ｍｍとなり、凸条のビード山ピッチが円周角度で≦７°となるように形成しておくことを特徴とする金属製ロールオンキャップの成形方法。

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