JP4906021B2

JP4906021B2 - 合成樹脂製キャップの密封構造

Info

Publication number: JP4906021B2
Application number: JP2001234842A
Authority: JP
Inventors: 庄治植平
Original assignee: Daiwa Can Co Ltd
Current assignee: Daiwa Can Co Ltd
Priority date: 2001-08-02
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2021-08-02
Also published as: JP2003040317A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器本体の口部に対する合成樹脂製キャップの密封構造に関し、特に、キャップの天板部の内面側に密封用の部分が一体的に形成されている合成樹脂製キャップの密封構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種飲料の容器として広く使用されているＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）ボトル等の容器のキャップとして使用されるような合成樹脂製のキャップについては、高密度ポリエチレンやポリプロピレンのような合成樹脂を使用して射出成形や圧縮成形により一体成形されるキャップに対して、キャップの天板部の内面（下面）側に密封用の環状プラグやリング状突起を一体的に形成しておくことで、ライナーやパッキング等の別部材の密封手段を用いることなく、容器本体の口部との間の密封性を確保するということが従来から行われている。
【０００３】
そのような環状プラグやリング状突起による合成樹脂製キャップの密封手段の具体的な構造については従来から様々に提案されており、例えば、特開昭５８−７３５５１号公報，特開平１０−３５６９９号公報等には、容器口部の内面に当接する密封用の環状プラグ（内側の密封手段，インナーリング）をキャップの天板部から一体的に垂設させると共に、この環状プラグと同心円状となるように、容器口部の上端面に当接する環状小突起（受け座や密封用突起部）と、容器口部の外面に当接するアウターリング（密封リング）とをキャップの天板部に一体的に形成することで、シール部分を三重に設けるということが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来公知の合成樹脂製キャップの密封構造において、キャップの天板部から一体的に垂設される環状プラグについては、例えば、特開平１０−３５６９９号公報に開示されているようなものでは、容器口部にキャップを装着して環状プラグ（インナーリング）が内方に撓んだ状態で、容器口部の内面に対して環状プラグが略全面的に当接するような面シールとなっており、そのようなものでは、環状プラグと容器口部とのシール部分で密封性を確実に保証できるものの、容器口部と環状プラグとの当接部分による摩擦抵抗が大きいために、キャップの開閉操作に力を要することとなる。
【０００５】
また、特開昭５８−７３５５１号公報に開示されているようなものでは、容器口部にキャップを装着して環状プラグ（内側密封手段）が内方に撓んだ状態で、容器口部の内面に対して環状プラグが全周で線状（環状）に当接するような線シール（幅の狭い面シール）となっており、そのようなものでは、容器口部と環状プラグとのシール部分による摩擦抵抗が小さいために、キャップの開閉操作を軽く行うことができるものの、環状プラグの外面側を凸曲面に形成することで、付け根付近の肉厚が比較的薄くなり、付け根の付近から環状プラグが内方に弾性変形し易くなっていることから、環状プラグの撓みの反発力による容器口部への押し付けが弱くなって、容器の内圧が高くなると、環状プラグと容器口部とのシール部分で密封性が充分に保証されないような虞が生じる。
【０００６】
なお、上記のような合成樹脂製キャップを装着する容器本体では、例えば、二軸延伸ブロー成形法により容器本体を製造する場合、口部を備えたプリフォームを射出成形により製造したりする際に、分割される複数の金型部品により口部を成形していることから、加工精度や成形ショット数に伴う摩耗等により該金型部品同士の合わせ目がずれたり隙間ができたりすると、成形された口部の金型部品の合わせ目に相当する部分（パーティングライン）にバリや段差が生じて、その部分がシール部分に当たると密封性が悪くなる虞がある。
【０００７】
これに対して、コアとなる一つの金型部品により成形される口部の内面側では、パーティングラインがないため、バリや段差による密封性の悪化が起きる虞はなく、従って、上記の各引用公報に開示されているようにシール部分を三重に設けるような場合でも、容器口部の内面と環状プラグとのシール部分での密封性を如何に確実なものにするかということが、キャップ全体の密封性を確実にするための一つのポイントとなってくる。
【０００８】
一方、上記のような従来公知の合成樹脂製キャップの密封構造において、キャップの天板部に一体的に形成される環状小突起とアウターリングについては、例えば、特開昭５８−７３５５１号公報，特開平１０−３５６９９号公報等に開示されているようなものでは、それらが金型部品の合わせ目によるパーティングラインの部分に当接されて、シール部分でのバリや段差による密封性の悪化が起きる虞がある。そのようなシール部分での密封性の悪化をできるだけ避けるために、環状小突起やアウターリングと容器口部とによるシール部分の面積（当接面積）をできるだけ大きくとっておくということも考えられるが、そうすると、環状小突起やアウターリングと容器口部とのシール部分による摩擦抵抗が大きくなって、キャップの開閉操作に力を要することとなる。
【０００９】
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、天板部の内面側に密封用の部分が一体的に形成されている合成樹脂製キャップの密封構造について、キャップの開閉操作を軽い力で容易に行うことができて、しかも、容器口部とキャップとのシール部分での密封性を確実に保証できるようにすることを課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するために、容器口部の上端面に環状のパーティングラインが形成され、容器口部の上部外面に環状のパーティングラインが形成され、容器口部の外面に縦方向のパーティングラインが形成されている容器口部に対して、容器口部の上端付近に当接するように、環状小突起とアウターリングが同心円状にキャップの天板部に一体的に形成されている合成樹脂製キャップにおいて、容器口部の上端外縁に形成されてパーティングラインが全く形成されていない縦断面円弧状の凸曲面のコーナー部に対して、容器口部にキャップを冠着した状態で、環状小突起がコーナー部の凸曲面の上端付近に当接すると共に、アウターリングが、環状小突起よりも外側下方でコーナー部の凸曲面に当接して、外方に撓むようになっていることを特徴とするものである。
【００１４】
上記のような本発明の構成によれば、容器口部の上端付近に当接させる環状小突起とアウターリングのそれぞれについて、何れも、パーティングラインが出ない状態で容器口部の上端外縁に成形されるコーナー部に当接させていることから、容器口部の成形時にパーティングラインでバリや段差が生じたとしても、環状小突起やアウターリングによるシール部分では、そのようなバリや段差により密封性を悪化させるような影響を受けることはない。
【００１５】
しかも、コーナー部の縦断面円弧状の凸曲面が環状小突起やアウターリングとのシール部分（当接部分）となることで、縦断面が直線状である容器口部の上端面や外周面がシール部分になる場合と比べて、環状小突起やアウターリングと容器口部とのシール部分での摩擦抵抗が小さくなると共に、コーナー部では、上端に近づくにつれて外周面よりも径が小さく、且つ、周方向長さが短くなるため、容器口部の外周面にアウターリングを当接させる場合と比べて、アウターリングと容器口部との当接部分の周方向長さが短くなる分だけシール部分での摩擦抵抗が小さくなって、キャップの開閉操作を軽く行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の合成樹脂製キャップの密封構造の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の一実施形態に係る合成樹脂製キャップについて、図１は、（Ａ）キャップ全体の構造と（Ｂ）容器口部へのキャップの冠着状態とを示し、図２および図３は、キャップの天板部に形成される密封構造の各具体例をそれぞれ拡大して示し、図４は、キャップが冠着される容器口部を成形するための金型を示すものである。
【００１７】
本発明の一実施形態に係る合成樹脂製キャップは、例えば、高密度ポリエチレンやポリプロピレン等の比較的剛性の高い合成樹脂を材料として、射出成形や圧縮成形により一体成形されるものであり、所謂タンパーエビデンスキャップ（ピルファープルーフキャップ）と言われる不正使用防止機能を備えたキャップであって、図１（Ａ）に示すように、キャップ１には、天板部１１の周縁から下方に垂下するスカート部１２の内面側に雌ネジ１３が形成されていると共に、スカート部１２の下端に、破断可能な弱化部１４を介して、タンパーエビデンスリング１５が一体的に設けられていて、キャップ１を容器本体に冠着させた未使用の状態で、図１（Ｂ）に示すように、キャップ１のタンパーエビデンスリング１５は、容器本体の口部２の雄ネジ２１の下方に形成された環状突起２２の下端面と係合して固定されることとなる。
【００１８】
そのようなキャップ１の天板部１１の内面（下面）には、容器口部２との間の密封性を確保するために、容器口部２の内面と当接するように、環状プラグ１６が一体的に垂設されていると共に、容器口部２の上端外縁のコーナー部と当接するように、環状小突起１７とアウターリング１８が、環状プラグ１６と同心円状に一体的に形成されている。そのような密封用の環状プラグ１６と環状小突起１７とアウターリング１８の具体的な構造については以下のようなものである。
【００１９】
すなわち、本実施形態のキャップ１では、図２又は図３に示すように、環状プラグ１６は、その外面の下部の全周で、外方に突出する縦断面円弧状の凸曲面１６ａに形成されており、また、その内面の全周で、付け根１６ｃの付近から外面の凸曲面１６ａの最突出部の裏側までの部分が、裾広がりとなる縦断面円弧状の凸曲面１６ｂに形成されている。なお、そのような環状プラグ１６の肉厚は、付け根１６ｃの付近から外面の凸曲面１６ａの最突出部（内面の凸曲面１６ｂの下端部）までの部分で、特に部分的に薄肉となる箇所はなく、殆ど厚さが変わらないか又は下方に向かって僅かに薄くなっていて、それから下方では厚さが徐々に薄く先細りとなっている。
【００２０】
そのような形状の環状プラグ１６は、図１（Ｂ）に示すように、容器口部２にキャップ１を冠着したときに、図２又は図３に一点鎖線で示すように、環状プラグ１６の外面の凸曲面１６ａの最突出部が容器口部２の内面に当接した状態で、元の状態から弾性変形して内方に撓むようになっており、その際に、環状プラグ１６の内面の裾広がりの凸曲面１６ｂは、環状プラグ１６の内方に撓ませないように働くこととなる。その結果、そのような内面の凸曲面１６ｂの働きに抗して環状プラグ１６が内方に撓んだときの反発力により、環状プラグ１６の外面の凸曲面１６ａが容器口部２の内面に強く押し付けられ、それによって、環状プラグ１６と容器口部２とのシール部分（当接部分）での密封性が充分に保証されることとなる。
【００２１】
なお、環状プラグ１６の具体的な形状については、上記のような構成の範囲において適宜設計変更可能なものであり、例えば、内容物が非炭酸飲料（非発泡性飲料）の場合には、図２に示すように、環状プラグ１６の付け根１６ｃからシール部分（凸曲面１６ａの最突出部）までの長さを比較的長く設定することで、開蓋の際に、環状プラグ１６を容器口部２に当接させ続けて、密封性をできるだけ維持するようにしても良く、一方、内容物が炭酸飲料（発泡性飲料）の場合には、図３に示すように、環状プラグ１６の付け根１６ｃからシール部分（凸曲面１６ａの最突出部）までの長さを比較的短く設定することで、開蓋の際に、環状プラグ１６と容器口部２との当接を比較的早い時期に解除して、容器内のガス圧が容器外に逃げるようにすることで、開蓋途中でガス圧によりキャップ１が容器口部２から不用意に外れて飛ぶのを防止することができる。
【００２２】
しかしながら、何れにしても、本実施形態のように、キャップ１が、スカート部１２の下端に弱化部１４を介してタンパーエビデンスリング１５が設けられているタンパーエビデンスキャップである場合には、容器口部２に冠着されている未使用のキャップ１を開封する際に、容器口部２に対してキャップ１を上方に移動させて、少なくともスカート部１２の下端の弱化部１４の破断（ブリッジブレーク）が終了するまでの間は、環状プラグ１６が容器口部２と当接し続けて、確実に密封状態が維持されるようにするのが好ましい。
【００２３】
上記のような環状プラグ１６に対して、これと同心円状に形成されている環状小突起１７とアウターリング１８については、本実施形態のキャップ１では、キャップ１を容器口部２に冠着した状態で、容器口部２の上端外縁で断面円弧状の凸曲面に形成されているコーナー部２３に対して、環状小突起１７がコーナー部２３の凸曲面の上端付近に当接すると共に、アウターリング１８は、環状小突起１７よりも外側下方でコーナー部２３の凸曲面に当接して、外方に撓むようになっている。
【００２４】
なお、キャップ１が冠着される容器口部２については、例えば、二軸延伸ブロー成形法により容器本体を製造するのに際して、成形された口部を有するプリフォーム（予備成形品）を射出成形により一体成形する場合、通常は、図４に示すように、口部内面側と口部上端の内縁を成形するための一つのコア部品３１と、口部上端の外縁にコーナー部を成形するための一つのリップ部品３２と、ネジ部のある口部外面側を成形するための左右２分割のスライド部品３３とからなる金型を使用することで、外面側に雄ネジを備えた口部を一体成形している。
【００２５】
そのような金型によれば、コア部品３１とリップ部品３２との合わせ目により、口部の上端面に環状のパーティングラインが形成され、リップ部品３２とスライド部品３３との合わせ目により、口部の上部外面に環状のパーティングラインが形成されると共に、左右のスライド部品３３同士の合わせ目により、口部の外面に縦方向で２本のパーティングラインが形成されることとなり、加工精度や成形ショット数に伴う摩耗等により金型部品の合わせ目がずれたり隙間ができたりすると、製造された容器口部２に金型部品の合わせ目によるパーティングラインでバリや段差が生じて、この部分がキャップとのシール部分に当たると密封性が悪くなる虞がある。
【００２６】
これに対して、本実施形態のキャップ１では、パーティングラインが出ない容器口部２の内面に環状プラグ１６を当接させるというだけではなく、それと同心円状に形成されている環状小突起１７とアウターリング１８についても、何れも、パーティングラインが出ない容器口部２の上端外縁のコーナー部２３に当接させていることから、容器口部２の成形時にパーティングラインでバリや段差が生じたとしても、それによって、環状プラグ１６によるシール部分だけではなく、環状小突起１７とアウターリング１８とによる各シール部分についても、シール部分で密封性を悪化させるような影響を受けることはない。
【００２７】
上記のような本実施形態の合成樹脂製キャップ１の密封構造によれば、容器口部２の内面に当接する環状プラグ１６について、容器口部２とのシール部分（当接部分）を、外方に突出する凸曲面１６ａに形成することで、環状プラグ１６と容器口部２との当接部分による摩擦抵抗を小さくすることができて、シール部分の影響によりキャップの開閉トルクが著しく増大するのを抑えることができることから、キャップ１の開閉操作を軽く行うことができる。
【００２８】
そして、環状プラグ１６の外面に外方に突出する凸曲面１６ａを形成しているにもかかわらず、環状プラグ１６の内面で、付け根１６ｃの付近からシール部分（外面の凸曲面１６ａの最突出部）の裏側までの部分を、裾広がりの凸曲面に形成していることで、環状プラグ１６の部分の材料を増やして全体を肉厚にするようなことなく、環状プラグ１６を内方に撓み難くすることができて、その結果、環状プラグ１６の撓みの反発力によるシール部分での押し付けを強いものにすることができ、容器口部２と環状プラグ１６とのシール部分での密封性を充分に保証することができる。
【００２９】
一方、環状プラグ１６と同心円状に形成される環状小突起１７とアウターリング１８について、容器口部２の上端外縁に形成される断面円弧状の凸曲面であるコーナー部２３に対して、その上端付近に環状小突起１７を当接させると共に、それよりも外側下方でアウターリング１８をコーナー部２３に当接させていることにより、たとえ容器口部２において金型部品の合わせ目によるパーティングラインでバリや段差が生じていたとしても、環状プラグ１６のシール部分では勿論のこと、環状小突起１７やアウターリング１８によるシール部分でも、パーティングラインがないためにバリや段差による悪影響を全く受けることなく、安定した密封性を得ることができる。
【００３０】
また、コーナー部２３の縦断面円弧状の凸曲面がシール部分（当接部分）となることで、容器口部２で縦断面が直線状となっている上端面や外周面がシール部分となる場合と比べて、環状小突起１７やアウターリング１８と容器口部２とのシール部分での摩擦抵抗が小さくなり、更に、コーナー部２３では、上端に近づくにつれて外周面よりも径が小さく、且つ、周方向長さが短くなるため、容器口部２の外周面にアウターリング１８を当接させる場合と比べて、アウターリング１８と容器口部２との当接部分の周方向長さが短くなる分だけシール部分での摩擦抵抗が小さくなって、キャップ１の開閉操作を軽く行うことができる。
【００３１】
以上、本発明の合成樹脂製キャップの密封構造の一実施形態について説明したが、本発明は、上記のような実施形態に限られるものではなく、例えば、全体が合成樹脂製のキャップに限らず、合成樹脂製のキャップ本体に金属製のシェルを一体的に結合させた複合キャップとしても実施可能であり、また、不正使用防止機能を備えたタンパーエビデンスキャップ（ピルファープルーフキャップ）に限らず、不正使用防止機能のないキャップとしても実施可能である等、適宜設計変更可能なものであることは言うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したような本発明の合成樹脂製キャップの密封構造によれば、容器口部とキャップとのシール部分による摩擦抵抗を小さくできて、キャップの開閉操作を軽い力で容易に行うことができると共に、容器口部とキャップとのシール部分での密封性を確実に保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る合成樹脂製キャップについて、（Ａ）キャップ全体の構造を示す部分切欠き側面図、および、（Ｂ）容器口部へのキャップの冠着状態を示す部分断面図。
【図２】図１に示したキャップの天板部に形成されている密封構造の一具体例を示す拡大断面図。
【図３】図１に示したキャップの天板部に形成されている密封構造の他の具体例を示す拡大断面図。
【図４】容器口部を成形するための金型の一部を示す拡大断面図。
【符号の説明】
１キャップ
２容器口部
１１天板部
１２スカート部
１４弱化部
１５タンパーエビデンスリング
１６環状プラグ
１６ａ（環状プラグの外面の）凸曲面
１６ｂ（環状プラグの内面の）凸曲面
１６ｃ（環状プラグの）付け根
１７環状小突起
１８アウターリング
２３コーナー部

Claims

容器口部の上端面に環状のパーティングラインが形成され、容器口部の上部外面に環状のパーティングラインが形成され、容器口部の外面に縦方向のパーティングラインが形成されている容器口部に対して、容器口部の上端付近に当接するように、環状小突起とアウターリングが同心円状にキャップの天板部に一体的に形成されている合成樹脂製キャップにおいて、容器口部の上端外縁に形成されてパーティングラインが全く形成されていない縦断面円弧状の凸曲面のコーナー部に対して、容器口部にキャップを冠着した状態で、環状小突起がコーナー部の凸曲面の上端付近に当接すると共に、アウターリングが、環状小突起よりも外側下方でコーナー部の凸曲面に当接して、外方に撓むようになっていることを特徴とする合成樹脂製キャップの密封構造。