JP4810176B2 - 内圧開放特性を有する金属製容器蓋 - Google Patents

Description

本発明は、内圧開放特性、即ち容器内圧が過剰に上昇すると容器内圧を自動的に開放する特性を有する金属製容器蓋に関する。

一般に、炭酸飲料等を容器内に充填後、容器の口頸部に容器蓋を装着して口頸部を密封した状態で容器の内容物が過剰に加熱された場合、或いは口頸部から一旦容器蓋を離脱せしめた後に再び口頸部に容器蓋を装着して口頸部を密封した後に内容物が腐敗して発酵した場合には、容器の内圧が過剰に上昇するときがある。

上記のように容器内圧が増大したときには、容器蓋が容器口頸部から飛翔してしまったり、場合によっては、容器自体が破裂してしまうこともある。このような容器内圧の増大による不都合を防止するために、内圧開放特性を有する金属製の容器蓋が提案されている。このような金属製容器蓋として、円形天面壁の周縁から垂下する円筒形スカート壁の上端部分に、複数の周方向スリットを、破断可能な幅狭の橋絡部を介して配設したものが知られている（例えば特許文献１）。

このような特許文献１の容器蓋では、容器内圧が増大したときには、上記橋絡部が破断し、複数の周方向スリットが連続して大きなスリットとなり、この部分から容器内ガスが外部に放出され、場合によっては、同時に天面壁がドーム状に変形して容器内ガスが放出され、内圧増大により不都合を回避できるというものである。
実公平７−２５３１８号公報

ところで、上述した従来の内圧開放型の金属製容器蓋においては、容器内圧が急激に著しく増大したときに、周方向スリット間を繋ぐ橋絡部が全周にわたって破断してしまい、天面壁を含む容器蓋の上方部分がスカート壁から切り離されて飛翔してしまうという不都合を生じるおそれがある。

従って本発明の目的は、容器内圧が急激に増大したときに、容器蓋の天面壁を含む上方部分がスカート壁から切り離されて飛翔するという不都合を確実に防止しながら容器内のガス抜きを有効に行うことができ、容器内圧の増大による容器蓋の飛翔や容器破壊を確実に防止できる金属製容器を提供することにある。

本発明によれば、円形天面壁及び該天面壁の周縁から垂下する円筒形スカート壁を有する金属薄板製シェルと、該シェル内に配設された合成樹脂製ライナーとを具備し、該シェルの該スカート壁には、螺子形成領域を備え且つ該螺子形成領域よりも上方部分に、周方向に延びている少なくとも一つの内圧開放領域が形成されている金属製容器蓋において、
前記内圧開放領域は、破断可能な小幅の橋絡部を介して周方向に延びている複数の周方向スリットから形成されているか、或いは周方向に延びている一本の周方向スリットにより形成され、
前記内圧開放領域には、前記周方向スリットに連続して或いは該スリットの近傍から軸方向上方に延びている少なくとも一本の弱化部が形成され、
容器内圧が急激に増大したときに、前記弱化部を支点として、前記スカート壁が外方に広がるように変形し、前記内圧開放領域に大きな開口が形成されることを特徴とする金属製容器蓋が提供される。

本発明の金属製容器蓋においては、
（１）前記弱化部は、スコアであること、
（２）前記弱化部が、前記内圧開放領域の周方向両端部の少なくとも何れかに形成されていること、
（３）前記弱化部が、前記内圧開放領域の周方向の中間部分に少なくとも１本形成されていること、
（４）前記スカート壁には、前記内圧開放領域の周方向延長線上に、比較的長幅の橋絡部を介して複数のスリットが周方向に間欠的に延びている内圧開放補助領域が設けられていること、
（５）前記スカート壁には、前記螺子形成領域の上端部分に環状溝が形成されており、且つ該環状溝よりも上方の部分には、環状ビードが配設されており、該環状ビードの上方部分に、前記内圧開放領域が設けられていること、
が好適である。

本発明の容器蓋においては、容器内圧が急激に増大したときには、内圧開放領域に形成されている軸方向に延びている弱化部を支点として、スカート壁が外方に広がるように容易に且つ速やかに変形し、内圧開放領域に大きな開口部が形成され、ガス抜きが行われる。即ち、内圧開放領域に限定してガス抜き用の大きな開口が形成されるため、天面壁を含む容器蓋の上方部分がスカート壁から切り離されて飛翔するという不都合を確実に防止することができ、容器内圧の上昇による不都合を有効に防止することが可能となる。また、容器内のガス抜きを確実に行うことができる。

以下、本発明に従って構成された容器蓋の好適実施形態について、添付図面を参照して更に詳述する。
図１は、内圧開放領域がスカート壁に形成されている本発明の容器蓋の好適例の半断面側面図であり、
図２は、図１の容器蓋を容器口頸部に巻き締める工程を説明するための図であり、
図３は、図１の容器蓋を容器口頸部に巻き締めた状態を示す側面図であり、
図４は、図１の容器蓋のスカート壁の展開図であり、
図５は、図３の容器蓋が、内圧上昇により変形した状態を示す図であり、
図６は、本発明の容器蓋における内圧開放領域において、他のパターンの弱化部が形成されているものが、容器口頸部に巻き締められている状態を示す側面図であり、
図７は、図６の容器蓋が、内圧上昇により変形した状態を示す図であり、
図８は、本発明の容器蓋における内圧開放領域において、さらに他のパターンの弱化部が形成されているものが、容器口頸部に巻き締められている状態を示す側面図であり、
図９は、図８の容器蓋が、内圧上昇により変形した状態を示す図である。

図１を参照して、全体として１で示す本発明の容器蓋は、金属薄板製シェル３と合成樹脂製ライナー５とから構成されている。

金属薄板製シェル３は、例えば厚さが０．２２乃至０．２６ｍｍ程度のアルミニウム系合金製であり、円形天面壁７とこの天面壁７の周縁から垂下する略円筒形状のスカート壁９とを有する。

図１から明らかなように、スカート壁９の下端は、半径方向外方に膨出せしめられており、膨出しているこの下端部には、破断可能な複数のブリッジ１１を介してタンパーエビデント（ＴＥ）裾部１３が連なっている。

上記のスカート壁９の略中央部は、後述する巻き締めによって螺子が形成される螺子形成領域１５となっており、この螺子形成領域１５の上端には環状溝１７が形成されている。この環状溝１７は、巻き締めのための治具を導入するためのものである。さらに、この環状溝１７の上方には環状ビード１８が形成されている。この環状ビード１８は、巻き締め時の変形防止のための部材である。

環状ビード１８の上方には周方向に凹部１９ａと凸部１９ｂとが交互に存在する凹凸形状部（ナール）１９が形成されており、凹部１９ａの上端（即ち、円形天面壁７に連なるコーナー部近傍）には、周方向に間隔をおいて延びる周方向スリット２０が多数形成されている。かかるスリット２０により、後述する内圧開放領域Ａが形成され、さらには、内圧開放補助領域Ｂが形成される。通常、多数のスリット２０の間の部分に凹凸形状部１９の凸部１９ｂが位置するようになっている。このような多数の周方向スリット２０は、一般に、全て、実質上同一の長さを有しており、２乃至５ｍｍ程度の周方向長さを有している。

上記のような容器蓋においては、周方向スリット２０は、後述するガス抜き機能を示すと同時に、洗浄水の導入口としての機能をも示し、さらには、このようなスリット２０に関連して形成されるナール１９は、容器蓋を旋回させる際の滑り止めとしての機能をも有している。

このような容器蓋１は、図２に示されているように、容器口頸部７０に被せられ、巻き締め工程によって容器口頸部７０に巻き締められ、これにより、図３に示されているように容器口頸部７０に固定され、容器口頸部７０が密封される。

図１に戻って、ライナー５は、軟質ポリエチレンの如き適宜の合成樹脂から形成されるものであり、天面壁７の内面に合成樹脂溶融物を供給し、この溶融物を所要形状に型押成形することによって好都合に形成することができる。図示の実施形態におけるライナー５は、比較的肉薄の円形中央部５ａと比較的肉厚の環状周縁部５ｂとから構成されている。図１から理解されるように、環状周縁部５ｂの中央部分は若干凹んだ凹部となっている。また、このようなライナー５は、環状周縁部のみからなる形状のものであってもよい。

さらに、ライナー５は、上記の容器蓋とは全く別個に成形された中栓のようなものであってもよい。

図２及び図３を参照して、容器口頸部７０は、金属、ガラス、硬質樹脂等からなるものであり、図２等では金属製のものが例示されている。この容器口頸部７０の上端にはカール部７１が形成され、側面には、螺子７３が形成され、螺子７３の下方には顎部７５が形成されている。

図２に示されているように、容器蓋１を容器口頸部７０に巻き締めるために、容器口頸部７０に被せた状態では、容器口頸部７０の上端（カール部７１）に前述したライナー５の環状周縁部５ｂの凹部が対面し、また、容器蓋１のＴＥ裾部１３の下端が容器口頸部７０の顎部７５の下側に位置する。

上記の状態で、図２に示すようにして巻き締めが行われる。即ち、容器口頸部７０に被せられた容器蓋１を、外側押圧具７７で容器口頸部７０の上端に押さえ付けて、その肩部を変形させながら、螺子形成用ローラ７９を、容器蓋１の環状溝１７に導入し、次いで容器蓋１のスカート壁９を押し付けながら容器口頸部７０の螺子７３に沿ってローラ７９を回転させていくことにより、スカート壁９の螺子形成領域１５に、容器口頸部７０の螺子７３と螺子係合する螺子２３を形成する。一方、容器蓋１のＴＥ裾部１３の下端は、裾部巻き締めローラ８１によって容器口頸部７０の顎部７５の下側に押し付けられ、顎部７５の下側に沿って変形する。

上記の巻き締め工程により、容器蓋１は、容器口頸部７０に巻き締め固定され、容器口頸部７０（カール部７１）の上端及び外周部に前述したライナー５の環状周縁部５ｂが密着することにより、容器口頸部７０が密封されることとなる（図３）。この状態において、容器蓋１のスカート壁９は容器口頸部７０の外面に螺子係合しており、且つ容器蓋１のＴＥ裾部１３の下端は、容器口頸部７０の顎部７５の下側に固定されている。

容器口頸部７０に巻き締め固定されている図３の容器蓋１は、これを開栓方向に回転させていくことにより、スカート壁９が上昇して容器口頸部７０から取り除かれるが、この際、ＴＥ裾部１３は、その下端が容器口頸部７０の顎部７５の下側に係合するために、その上昇が制限され、この結果、ブリッジ１１が破断し、ＴＥ裾部１３がスカート壁９から切り離される。従って、容器口頸部７０から除去された容器蓋１ではＴＥ裾部１３が切り離されており、これにより、開封の事実を認識することができる。尚、凹凸形状部（ナール）１９は、容器蓋１を回転させる際の滑り止めとして機能する。

ところで、上記のような構造の容器蓋１では、図１や図４の展開図に示されているように、複数の周方向スリット２０，２１によって、内圧開放領域Ａと内圧開放補助領域Ｂとが形成されている。内圧開放領域Ａでは、複数の周方向スリット２０の間の橋絡部２７が破断可能な程度に幅狭に形成されており、内圧開放補助領域Ｂでは、複数の周方向スリット２１の間の橋絡部２９が橋絡部２７よりも幅広に形成されている。即ち、容器内圧が何らかの理由により上昇した場合（例えば容器内容物の発酵等）、内圧開放領域Ａにおいて、スカート壁９に加わる応力によって周方向スリット２０間の橋絡部２７が破断し、複数の周方向スリット２０が連続して大きなスリットとなり、この部分からガス抜きが有効に行われ、例えば容器蓋１（天面壁７）の過度の変形や容器口頸部７０からのキャップ飛びなどの不都合が有効に防止されるようになっている。一方、内圧開放補助領域Ｂでは、容器内圧が急激に上昇したときに、スリット２１からガス抜きが補助的に行われるようになっており、内圧開放補助領域Ａでのガス抜きを補助し、例えば橋絡部２７の破断に先立ってもガス抜きが行われ、急激な内圧の増大にも対応し得るようになっている。

ところで、上記のような周方向スリット２０，２１が形成されていると、図２に示す巻き締め工程時にスリット２０，２１の下側の部分（凹凸形成部１９の凹部１９ａ）が引っ張られ、スリット２０間の橋絡部２７が破断し、シール不良を生じてしまうおそれがある。即ち、巻き締め工程では、螺子形成用ローラ７９によりスカート壁９の螺子形成領域１５を容器口頸部７０の螺子７３に沿って変形させるため、該ローラ７９が導入される環状溝１７に近接しているスリット２０の下側の部分（凹部１９ａ）が大きく変形してしまうのである。前述した環状ビード１８は、このような不都合を回避するために設けられているものである。

即ち、このような環状ビード１８が形成されているため、図２に示されるように、環状溝１７に螺子形成用ローラ７９を導入して巻き締めを行っていくと、該ローラ７９の押圧による変形の上方への伝達が環状ビード１８によって遮断され、スリット２０の下側の部分（凹部１９ａ）の変形を有効に防止することができ、例えば巻き締め時のこのような変形に起因するスリット２０間の橋絡部２７の破断を有効に抑制することができるのである。

本発明においては、図１、図３及び図４に示されているように、内圧開放領域Ａに、軸方向に延びている弱化部３０を設けることが重要である。軸方向に延びているこの弱化部３０は、スカート壁９の外面側或いは内面側に形成されたスコア、或いはスリット、若しくはスリットをミシン目状に形成させてなるものであり、このような弱化部３０を設けることにより、容器内圧が急激に増大したときに、弱化部３０に応力が集中し、周方向スコア２０の間の橋絡部２７が破断すると同時に該弱化部３０を支点として、スカート壁９が外方に向かって速やかに変形し、この結果、図５に示されているように、内圧開放領域Ａに嘴形状の大きな開口３３が形成され、この開口３３を介して、速やかにガス抜きが行われるのである。

即ち、上記のような弱化部３０が形成されていないときには、容器内圧が急激に著しく増大したときに、橋絡部２７の破断が周方向に連続して進行し、特に周方向スリット２０が全周にわたって形成されているような場合には、全部の周方向スリット２０が連なってしまい、この結果、金属製容器蓋１の天面壁７を含む周方向スリット２０よりも上方の部分が、スカート壁９から切り離されて飛翔してしまうという不都合を生じてしまうおそれがある。しかるに、弱化部３０を形成しておくと、橋絡部２７の破断が、弱化部３０を支点としてのスカート壁９の変形によって内圧開放領域Ａに止められる。従って、容器内圧が急激に著しく増大したときの容器蓋１の上方部分の飛翔を確実に防止しつつ、ガス抜きを有効に行うことができるのである。

本発明において、上記の弱化部３０は、図１等に示されているように、内圧開放領域Ａにおける周方向スリット２０に連続していることが、弱化部３０を支点としてのスカート壁９の変形を生じさせる上で好ましいが、このような変形を生じさせることが可能である限り、周方向スリット２０の近傍に設けることもできる。また、上記の例では、弱化部３０は、周方向スリット２０の上側に配置されている。さらに、このような弱化部３０は、軸方向に延びている限り、傾斜していてもよい。

さらに、弱化部３０は、内圧開放領域Ａに、一本設けてもよいし、複数本設けることもできる。例えば、内圧開放領域Ａの周方向両端部の何れかにそれぞれ、弱化部３０を設けることもできるし、内圧開放領域Ａの周方向両端部の間の部分に少なくとも１本設けることもできる。因みに、上述した例では、図５から明らかなように、内圧開放領域Ａの周方向両端部のそれぞれに弱化部３０が設けられ、さらに、内圧開放領域Ａの周方向両端部の間の部分にも１本の弱化部３０が設けられている。

また、本発明において、上述した例では、内圧開放領域Ａは、複数の周方向スリット２０と、その間の橋絡部２７とから形成されており、通常、この橋絡部２７の長さは、好ましくは０．５乃至０．９ｍｍ程度である。また、このような複数の周方向スリット２０と橋絡部２７とから内圧開放領域Ａが形成されている図１〜図５の例では、内圧開放領域Ａの大きさは特に制限されるものではないが、一般に、天面壁７の中心を基準として、通常、４０乃至９５度の範囲にあるのがよい。また、容器内圧が増大したときのスカート壁９の変形が速やかに生じて大きな開口が形成される限り、内圧開放領域Ａに形成される周方向スリット２０は一本でもよく、この領域に橋絡部２７を形成しないでおくことも可能である。但し、この場合には、周方向スリット２０はかなり長いものとなるため、落下衝撃などに対する強度が低くなるという欠点があるため、このような内圧開放領域Ａは、１０乃至５５度、特に１５乃至４０度の範囲とするのが好ましい。

図６〜図９には、内圧開放領域Ａにおける弱化部３０の他の配置パターンと、各パターンでのスカート壁９の変形形状が示されている。例えば、図６では、内圧開放領域Ａには一本の周方向スリット２０が形成され、その両端のそれぞれに弱化部３０が形成されている。この場合には、図７に示すような形状の大きな開口３３が内圧開放領域Ａに形成される。また、図８では、複数の周方向スリット２０とその間の橋絡部２７とによって内圧開放領域Ａが形成されており、その両端のそれぞれに弱化部３０が形成され、その間の部分には複数（３個）の弱化部３０が形成されている。この場合には、図９に示すような形状の大きな開口３３が内圧開放領域Ａに形成される。

本発明において、上述した内圧開放領域Ａは、複数箇所に形成することもできる。

尚、内圧開放領域Ａの周囲に形成されている内圧開放補助領域Ｂにおいては、周方向スリット２１の間の橋絡部２９は、前述した内圧開放領域Ａにおける破断可能な橋絡部２７よりも幅（周方向長さ）が大きいものであるが、このような内圧開放補助領域Ｂの橋絡部２９の幅を全て均等にする必要はなく、例えば、図４に示されているように、内圧開放補助領域Ｂを、内圧開放領域Ａに隣接している高強度領域Ｂ１と、高強度領域Ｂ１に連なる低強度領域Ｂ２とに分け、高強度領域Ｂ１では、破断可能な橋絡部２７よりもかなり幅の長い橋絡部２９ａ（通常、５乃至２５ｍｍ程度）とし、低強度領域Ｂ２では、破断可能な橋絡部２７よりも幅が長いが、橋絡部２９ａよりも幅の短い橋絡部２９ｂ（通常、１．０乃至２．５ｍｍ程度）とすることもできる。このように内圧開放補助領域Ｂを、高強度領域Ｂ１と低強度領域Ｂ２とに分けたときには、容器内圧が上昇したときの補助的なガス抜きを有効に行うと同時に、急激な内圧上昇時における橋絡部２７からの破断の進行を有効に抑制できる上で極めて好ましい。

さらに、本発明においては、図４に示されているように、前述した内圧開放領域Ａの反対側部分に、周方向スリットを設けていない超高強度補強領域Ｃを設けることもできる。このような超強度補強領域Ｃを設けた場合には、急激な内圧上昇時における橋絡部２７からの破断が進行するという不都合が万一生じたとしても、その破断のさらなる進行を確実に防止し、容器蓋１の上方部分の飛翔を抑制し得るという点で極めて有効である。このような超高強度補強領域Ｃの大きさは、天面壁７の中心を基準として、通常、２５乃至１８０度の範囲である。

内圧開放領域がスカート壁に形成されている本発明の容器蓋の好適例の半断面側面図。 図１の容器蓋を容器口頸部に巻き締める工程を説明するための図。 図１の容器蓋を容器口頸部に巻き締めた状態を示す側面図。 図１の容器蓋のスカート壁の展開図。 図３の容器蓋が、内圧上昇により変形した状態を示す図。 本発明の容器蓋における内圧開放領域において、他のパターンの弱化部が形成されているものが、容器口頸部に巻き締められている状態を示す側面図。 図６の容器蓋が、内圧上昇により変形した状態を示す図。 本発明の容器蓋における内圧開放領域において、さらに他のパターンの弱化部が形成されているものが、容器口頸部に巻き締められている状態を示す側面図。 図８の容器蓋が、内圧上昇により変形した状態を示す図。

符号の説明

１：容器蓋
７：天面壁
９：スカート壁
１７：環状溝
１８：環状ビード
２０：周方向スリット
３０：弱化部
Ａ：内圧開放領域
Ｂ：内圧開放補助領域
Ｂ１：高強度領域
Ｂ２：低強度領域
Ｃ：超強度補強領域

Claims (6)

1. 円形天面壁及び該天面壁の周縁から垂下する円筒形スカート壁を有する金属薄板製シェルと、該シェル内に配設された合成樹脂製ライナーとを具備し、該シェルの該スカート壁には、螺子形成領域を備え且つ該螺子形成領域よりも上方部分に、周方向に延びている少なくとも一つの内圧開放領域が形成されている金属製容器蓋において、
   前記内圧開放領域は、破断可能な小幅の橋絡部を介して周方向に延びている複数の周方向スリットから形成されているか、或いは周方向に延びている一本の周方向スリットにより形成され、
   前記内圧開放領域には、前記周方向スリットに連続して或いは該スリットの近傍から軸方向上方に延びている少なくとも一本の弱化部が形成され、
   容器内圧が急激に増大したときに、前記弱化部を支点として、前記スカート壁が外方に広がるように変形し、前記内圧開放領域に大きな開口が形成されることを特徴とする金属製容器蓋。
2. 前記弱化部は、スコアである請求項１に記載の金属製容器蓋。
3. 前記弱化部が、前記内圧開放領域の周方向両端部の少なくとも何れかに形成されている請求項１または２に記載の金属製容器蓋。
4. 前記弱化部が、前記内圧開放領域の周方向の中間部分に少なくとも１本形成されている請求項１乃至３の何れかに記載の金属製容器蓋。
5. 前記スカート壁には、前記内圧開放領域の周方向延長上に、該内圧開放比較的長幅の橋絡部を介して複数のスリットが周方向に間欠的に延びている内圧開放補助領域が設けられている請求項１乃至４の何れかに記載の金属製容器蓋。
6. 前記スカート壁には、前記螺子形成領域の上端部分に環状溝が形成されており、且つ該環状溝よりも上方の部分には、環状ビードが配設されており、該環状ビードの上方部分に、前記内圧開放領域が設けられている請求項１乃至５の何れかに記載の金属製容器蓋。

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