JP5623615B2 - キャップの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、飲料用等のボトルにおける口部を密栓する金属キャップにライナーを配置したキャップの製造方法に関する。

従来、スチールやアルミニウム合金等の金属製ボトルにおける口金部に被着されるキャップにおいて、キャップが回転操作されて開栓される際に、内圧を開放してボトル本体内のガスを外部に放出するためのベントホール（ナールスリットまたはベントスリットとも称される）がキャップ上端部近傍に形成されたものが知られている。
例えば、特許文献１では、天面壁近傍のスカート壁内面に複数の突起を突設したキャップ本体と、上記突起に周縁の複数箇所を係止されて天面壁内側に非接合状態で配置されたライナーと、を備え、キャップ本体の周囲に切り込みを入れて切り込んだ部分をキャップ内側に押し込んで折曲させて上記突起を形成したキャップが記載されている。このキャップでは、上記突起を形成した切り込みがベントホールとして機能する。

また、特許文献２には、天板部、および該天板部の周縁部から略垂下してなる周壁部を備えるキャップ本体と、該キャップ本体の内側に天板部の内面を覆うように配設されたライナーと、を備え、ボトル缶の口金部に螺着されるキャップであって、周壁部の上部に、天板部の周縁部から連続してキャップ本体の径方向内方へ向って延びるライナー支持部が周方向に間隔をあけて複数形成され、該ライナー支持部の軸方向上端部にライナーが配置されているキャップが記載されている。このキャップでは、周壁部の周方向に複数形成されたナール部の凹部の下端部にベントホールとしてスリットを形成し、凹部をライナー支持部としている。また、このキャップでは、予めライナーを天板部内面に配置した後に、ベントホールとなるスリットおよびライナー支持部を形成している。

このように上記従来のキャップでは、ベントホールとして形成したスリットの突起部を内側に押し込んで突起またはライナー支持部とし、これらを、ライナーを係止して脱落を防止するフックとしている。

特開２００６−２７６６３号公報（図６） 特開２００５−２８０７６４号公報（図１）

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、ボトル口部に密着したライナーを開栓の際にボトル口部から剥がしきれず、密着されたままライナーがキャップに対して下方に引っ張られたときに、上記特許文献１の技術のように、ベントホールの下部突起部でライナーを係止する場合、破断部である下部突起部の先端にライナーの外周縁が引っ掛かってライナー全体が撓み、ライナーの引っ掛かっていない外周縁から外れてライナーが脱落してしまうおそれがあった。また、脱落しない場合でも、ライナーの外周部がベントホールの下部突起部のエッジに擦れて開栓時にスムーズな官能が得られず、ときにはライナーが僅かに削れる場合があった。
さらに、上記特許文献２の技術では、ベントホールとなるスリットおよび凹部を形成した後にライナーを挿入しようとすると、破断部であるスリットの上部突起部の先端にライナーが引っ掛かってスムーズに挿入できなかったり、擦れによってライナーが傷ついたりするおそれがあった。このため、予めライナーを天板部内面に配置した後に、ベントホールとなるスリットおよび凹部を形成する必要があり、キャップの加工工程上、手間であった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、開栓時にライナーの脱落を防止すると共に、スムーズな開栓およびライナーの挿入が可能な金属キャップにライナーを配置したキャップの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のキャップの製造方法は、金属キャップにライナーを配置する工程を有し、前記金属キャップが、上方に配された天板部と、該天板部の周縁から略垂下されてなる円筒部とを備え、前記天板部の内面にライナーが非接着状態で挿入された後にボトルの口部を密栓する金属キャップであって、前記円筒部が、前記天板部近傍であって周方向にスリット状に開口形成され開栓時に内圧を開放するベントホールと、該ベントホールの上部開口端部および下部開口端部を前記円筒部の半径方向内方に向けて曲げて形成した上部突起部および下部突起部と、を有し、前記上部突起部の先端が、挿入された際の前記ライナーの外周縁よりも半径方向内方に位置されていると共に、前記下部突起部の先端と半径方向で同位置または該先端よりも半径方向外方に位置し、前記ライナーが、前記天板部の内面側に配されたシートである摺動層と、前記挿入後にモールド成形によって前記摺動層に積層され前記摺動層よりも柔軟で外径の小さい密封層と、を備え、前記上部突起部の先端が、挿入された際の前記ライナーの前記摺動層の外周縁よりも半径方向内方に位置し、前記下部突起部の先端が、前記密封層の外周縁よりも半径方向外方に位置し、前記ライナーを配置する工程が、前記摺動層を前記金属キャップ内に挿入して前記天板部の内面に接して配置する工程と、前記摺動層の挿入後に前記摺動層に直接または中間層を介して前記密封層をモールド成形する工程とを有し、前記密封層をモールド成形する工程において、モールド成形時に前記金属キャップ内部に挿入される金型を、前記下部突起部によってガイドし、センタリングして位置決めすることを特徴とする。

上記金属キャップでは、ベントホールの上部突起部の先端が、挿入された際のライナーの外周縁よりも半径方向内方に位置されていると共に、下部突起部の先端と半径方向で同位置または該先端よりも半径方向外方に位置しているので、挿入されたライナーの外周部が開栓時に上部突起部の上面に係止されるが、破断部である先端にライナーが引っ掛からず、撓みによる脱落を防止することができる。また、ベントホールの上部突起部の先端が、下部突起部よりも半径方向外方に位置しているので、ライナーを挿入する際に、下部突起部がガイドになると共にライナーと上部突起部の先端との接触を防いで上部突起部の先端にライナーが引っ掛かることを抑制することができる。
また、この金属キャップでは、上部突起部の先端が、挿入された際のライナーの摺動層の外周縁よりも半径方向内方に位置し、下部突起部の先端が、密封層の外周縁よりも半径方向外方に位置しているので、挿入時にライナーの摺動層とベントホールの上部突起部の先端との接触を下部突起部によって防ぐことができると共に、挿入後の密封層のモールド成形時に内部に挿入される金型を、下部突起部によってセンタリングして位置決めすることができる。
したがって、上記キャップの製造方法では、モールド成形用の金型を挿入する際に、下部突起部が金型のガイドの役割を果たし、金型のセンタリング（位置決め）が行われる。

また、本発明のキャップの製造方法は、前記上部突起部の先端部が、さらに下方に折り曲げられて先端面が下方に向けられていることを特徴とする。
すなわち、このキャップの製造方法では、上部突起部の先端部が、さらに下方に折り曲げられて先端が下方に向けられているので、挿入時に弾性によって下部突起部を越えたライナーの外周縁が上部突起部の先端に接触し難くなり、引っ掛かることをさらに抑制することができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るキャップの製造方法によれば、挿入時にライナーの摺動層と上部突起部の先端との接触を下部突起部によって防ぐことができると共に、挿入後の密封層のモールド成形時に内部に挿入される金型を、下部突起部によってセンタリングして位置決めすることができる。

本発明に係るキャップの製造方法の一実施形態において、金属キャップを示す側面図である。 本実施形態において、ライナー挿入状態での金属キャップの断面図および要部の拡大断面図である。 本実施形態において、キャップ付きボトルを示すキャップ部分を切断した断面図および要部の拡大断面図である。 本発明に係るキャップの製造方法の比較例において、ライナー挿入状態での金属キャップの断面図および要部の拡大断面図である。 本発明に係るキャップの製造方法の比較例において、キャップ付きボトルを示すキャップ部分を切断した断面図および要部の拡大断面図である。

以下、本発明に係るキャップの製造方法の一実施形態を、図１から図５を参照しながら説明する。

本実施形態のキャップの製造方法に用いる金属キャップ１は、図１及び図２に示すように、例えば直径３８ｍｍ口径のアルミニウム又はアルミニウム合金製（金属製）ボトル本体の口金部（口部）に被着されて密栓するピルファープルーフキャップ（以下、ＰＰキャップとも称す）となるものである。この金属キャップ１は、アルミニウム又はアルミニウム合金板材をカップ状に成形したもので、上方に配された天板部２と、該天板部２の周縁から略垂下されてなる円筒部３と、を備えている。

この金属キャップ１は、天板部２の内面にライナー９が非接着状態で挿入された後にボトル本体の口部を密栓するものである。
上記円筒部３は、周方向に断続的に形成されたスリット４を介して上下に分割された筒上部５と筒下部６とを有し、隣接するスリット４間に形成される複数のブリッジ４ａによって筒上部５と筒下部６とを連結した形状としたものである。

また、上記円筒部３は、天板部２近傍であって周方向に複数並べて形成されたナール凹部７と、ナール凹部７に周方向にスリット状に開口形成され開栓時に内圧を開放するベントホールであるナールスリット８と、該ナールスリット８の上部開口端部および下部開口端部を円筒部３の半径方向内方に向けて曲げて形成した上部突起部８ａおよび下部突起部８ｂと、を有している。
上記ナール凹部７は、開栓時にＰＰキャップと把持する指との間の摩擦抵抗を増大させるものであり、これにより手を滑らせることなく容易に開栓可能とするものである。

上記ナールスリット８は、ナール凹部７の上端部にナール凹部７の幅と同じ長さに周方向にせん断されて形成されている。このナールスリット８は、ボトル本体に装着されたキャップ１（ＰＰキャップ）がブリッジ４ａを破断しつつ上方に回転操作された際、ボトル本体内のガスを外部に放出するためのベントホールである。

また、ナールスリット８の上部突起部８ａの先端は、挿入された際のライナー９の外周縁よりも半径方向内方に位置されていると共に、下部突起部８ｂの先端と半径方向で同位置または該先端よりも半径方向外方に位置している。
さらに、上部突起部８ａの先端部は、さらに下方に折り曲げられて先端面が下方に向けられている。

また、ナールスリット８の上部突起部８ａは、図２の（ｂ）に示すように、上部の外側凸部となる屈曲部を起点にして円筒部３の内方に向けて所定の角度θ（円筒部３の軸線に平行な仮想線３ａに対する角度）で屈曲されている。この角度θとしては、２８〜８２°に範囲内に設定することが好ましい。

この金属キャップ１に挿入されるライナー９は、天板部２の内面側に配された摺動層９ａと、挿入後にモールド成形によって摺動層９ａに直接またはバリアー層等の中間層を介して積層され摺動層９ａよりも柔軟で外径の小さい密封層９ｂと、を備えている。上記摺動層９ａは、ポリプロピレン等で形成された円盤状の硬質シートで構成され、上記密封層９ｂは、硬質シート上にモールド成形で積層状態にエラストマー樹脂等で形成される。
また、ナールスリット８の上部突起部８ａの先端は、挿入された際のライナー９の摺動層９ａの外周縁よりも半径方向内方に位置し、下部突起部８ｂの先端は、密封層９ｂの外周縁よりも半径方向外方に位置している。

このライナー９は、図２の（ｂ）に示すように、金属キャップ１内に挿入して硬質シートの摺動層９ａを天板部２の内面に接して配置した状態で、モールド成形用の金型Ｍを金属キャップ１内に挿入し、該金型Ｍを用いてエラストマー樹脂等を樹脂成形することで、密封層９ｂを形成する。このモールド成形用の金型Ｍを挿入する際に、ナールスリット８の下部突起部８ｂが金型Ｍのガイドの役割を果たし、金型Ｍのセンタリング（位置決め）が行われる。

なお、この密封層９ｂは、ボトルの口部に密着する外周部が中心部よりも厚く形成されている。
また、上部突起部８ａに接触するライナー９の厚みは、０．１〜２．０ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。また、ライナー９の外径（摺動層９ａの外径）は、金属キャップ１の寸法に応じて決定されるが、直径１５〜６５ｍｍの範囲内に設定される。

次に、口金部に上記金属キャップ１を被着させてなるＰＰキャップ及び該ＰＰキャップにより密閉されたキャップ付きボトル１００を、図３を参照しながら説明する。

本実施形態のキャップ付きボトル１００は、図３に示すように、飲料等の液体が充填されアルミニウム又はアルミニウム合金からなるボトル本体１１と、該ボトル本体１１の口金部１２に被着されたＰＰキャップ１０（金属キャップ１）と、を備えている。このＰＰキャップ１０は、天板部２が肩絞り加工されている。また、ＰＰキャップ１０は、ねじ山１３の外形に沿うねじ部１４を筒上部５に形成すると共に、膨出部１５の下部に沿うピルファープルーフ部１６を筒下部６に形成することにより、ボトル本体１１の口金部１２に被着したものである。

このＰＰキャップ１０のキャッピング加工は、プレッシャーブロック、ネジローラー、スカートローラー等からなるキャッピング装置を用いて行われる。
すなわち、口金部１２に被せた金属キャップ１の天板部２を、プレッシャーブロックでボトル底部の方向に押圧し、この状態でプレッシャーブロックによる絞り加工により、金属キャップ１の肩部に段差部を形成する。

さらに、この状態でネジローラーによりネジ部１４を形成し、スカートローラーで口金部１２のカブラ部である膨出部１５にスカート部であるピルファープルーフ部１６を巻きつけることで、キャッピング加工が行われる。すなわち、金属キャップ１が被着されるボトル本体１１の口金部１２には、ねじ山１３及び膨出部１５が形成されており、ここに被せられた金属キャップ１はねじ山１３、膨出部１５等の形状に沿うように塑性変形される。
これによって、金属キャップ１がＰＰキャップ１０として口金部１２に被着され、ボトル本体１１を密封状態とすることで、ボトル１００が得られる。

なお、ＰＰキャップ１０の天板部２の内側には、上述したようにライナー９が挿入配置されており、該ライナー９によってボトル本体１１の開口部がシールされている。
また、キャッピング後におけるライナー９の摺動層９ａの外周縁からナールスリット８の上部突起部８ａの先端までの半径方向におけるオーバーラップ寸法ａは、０．１０〜１．５２ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。

以上、説明したように金属キャップ１では、ベントホールであるナールスリット８の上部突起部８ａの先端が、挿入された際のライナー９の外周縁よりも半径方向内方に位置されていると共に、下部突起部８ｂの先端と半径方向で同位置または該先端よりも半径方向外方に位置しているので、挿入されたライナー９の外周部が開栓時に上部突起部８ａの上面に係止されるが、破断部である先端にライナー９が引っ掛からず、撓みによる脱落を防止することができる。

また、ナールスリット８の上部突起部８ａの先端が、下部突起部８ｂよりも半径方向外方に位置しているので、ライナー９を挿入する際に、下部突起部８ｂがガイドになると共にライナー９と上部突起部８ａの先端との接触を防いで上部突起部８ａの先端にライナー９が引っ掛かることを抑制することができる。

さらに、上部突起部８ａの先端が、挿入された際のライナー９の摺動層９ａの外周縁よりも半径方向内方に位置し、下部突起部８ｂの先端が、密封層９ｂの外周縁よりも半径方向外方に位置しているので、挿入時にライナー９の摺動層９ａとナールスリット８の上部突起部８ａの先端との接触を下部突起部８ｂによって防ぐことができると共に、挿入後の密封層９ｂのモールド成形時に内部に挿入される金型Ｍを、下部突起部８ｂによってセンタリングして位置決めすることができる。
したがって、本実施形態のキャップの製造方法では、モールド成形用の金型を挿入する際に、下部突起部が金型のガイドの役割を果たし、金型のセンタリング（位置決め）が行われる。

また、上部突起部８ａの先端部が、さらに下方に折り曲げられて先端が下方に向けられているので、挿入時に弾性によって下部突起部８ｂを越えたライナー９の外周縁が上部突起部８ａの先端に接触し難くなり、引っ掛かることをさらに抑制することができる。
したがって、本発明の金属キャップ１を採用したキャップ付きボトルでは、開栓時においてライナー９の脱落を防止することができると共に、スムーズなグリップ官能を得ることができる。

次に、本実施形態のキャップ及びキャップ付きボトルを実際に作製し、開栓時におけるライナーの脱落について評価した。

＜評価１＞
まず、ナールスリットの上部突起部の角度θを、０〜８７°の間で変化させて作製した際、開栓した金属キャップを目視評価して、ライナーが外れた上部突起部および下部突起部（以下、フックと称す）の数とボトルの数（以下、缶数と称す）とからフック外れ度数を調べ、良否判定を行った。

なお、上記フック外れ度数は、以下の数式により算出した。
フック外れ度数＝（外れたフックの数×缶数）÷評価缶数
例えば、評価した缶数が３０缶であり、２つの缶で２つのフックが外れ、３つの缶で３つのフックが外れ、さらに３つの缶で４つのフックが外れた場合、以下のように算出される。
（（２フック×２缶）＋（３フック×３缶）＋（４フック×３缶））÷評価缶数３０缶＝０．８３（フック外れ度数）

また、良否判定は、フック外れ度数が１．０以上の場合、ライナー脱落のリスクが有るとして「×」とし、フック外れ度数が０．４以上１．０未満の場合、ライナー脱落までに至らないが外観的不良となるおそれがあるとして「△」とし、フック外れ度数が０．４未満の場合、ライナー脱落の問題はないとして「○」とした。
なお、本実施例では、５℃の低温で各条件１００缶を評価した。その結果を表１に示す。
また、角度θは、Ｘ線によるフック断面を複数測定した平均値で求めた。

表１に示すように、ナールスリットの上部突起部の角度θが２８〜８２°の範囲ではフック外れ度数の良否判定で良好な結果が得られている。なお、角度θが８７°では、フック割れが生じたため、成型不良として評価していない。

＜評価２＞
次に、ライナーとナールスリットの上部突起部とのオーバーラップ寸法ａを、−０．５〜１．５２ｍｍの間で変化させた際、上記と同様にフック外れ度数を調べ、良否判定を行った結果を、表２に示す。
なお、ライナーとナールスリットの上部突起部とのオーバーラップ寸法ａがマイナスになる場合、すなわち、ナールスリット８の上部突起部８ａの先端が、ライナー９の外周縁よりも半径方向外方に位置している比較例について、図４および図５に示す。
また、オーバーラップ寸法ａは、Ｘ線によるフック断面を複数測定した平均値で求めた。

表２に示すように、オーバーラップ寸法ａが０．１０〜１．５２ｍｍまでフック外れ度数の良否判定で良好な結果が得られている。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

１…金属キャップ、２…天板部、３…円筒部、７…ナール凹部、８…ナールスリット（ベントホール）、８ａ…上部突起部、８ｂ…下部突起部、９…ライナー、９ａ…摺動層、９ｂ…密封層、１０…ＰＰキャップ、１１…ボトル本体、１２…口金部（口部）、１００…ボトル（キャップ付きボトル）

Claims (2)

1. 金属キャップにライナーを配置する工程を有し、
   前記金属キャップが、上方に配された天板部と、該天板部の周縁から略垂下されてなる円筒部とを備え、前記天板部の内面にライナーが非接着状態で挿入された後にボトルの口部を密栓する金属キャップであって、前記円筒部が、前記天板部近傍であって周方向にスリット状に開口形成され開栓時に内圧を開放するベントホールと、該ベントホールの上部開口端部および下部開口端部を前記円筒部の半径方向内方に向けて曲げて形成した上部突起部および下部突起部と、を有し、前記上部突起部の先端が、挿入された際の前記ライナーの外周縁よりも半径方向内方に位置されていると共に、前記下部突起部の先端と半径方向で同位置または該先端よりも半径方向外方に位置し、
   前記ライナーが、前記天板部の内面側に配されたシートである摺動層と、前記挿入後にモールド成形によって前記摺動層に積層され前記摺動層よりも柔軟で外径の小さい密封層と、を備え、前記上部突起部の先端が、挿入された際の前記ライナーの前記摺動層の外周縁よりも半径方向内方に位置し、前記下部突起部の先端が、前記密封層の外周縁よりも半径方向外方に位置し、
   前記ライナーを配置する工程が、前記摺動層を前記金属キャップ内に挿入して前記天板部の内面に接して配置する工程と、
   前記摺動層の挿入後に前記摺動層に直接または中間層を介して前記密封層をモールド成形する工程とを有し、
   前記密封層をモールド成形する工程において、モールド成形時に前記金属キャップ内部に挿入される金型を、前記下部突起部によってガイドし、センタリングして位置決めすることを特徴とするキャップの製造方法。
2. 請求項１に記載のキャップの製造方法において、
   前記上部突起部の先端部が、さらに下方に折り曲げられて先端面が下方に向けられていることを特徴とするキャップの製造方法。