JP5891002B2 - 合成樹脂製容器蓋 - Google Patents

Description

本発明は、外周面には雄螺条が配設されている口頸部を備え、容器内が陽圧（大気圧よりも大きい圧力）となる容器のための合成樹脂製容器蓋、特に、それに限定されるものではないが、容器に５℃程度に冷却した炭酸飲料を充填した後に容器の口頸部に装着するのに好適である合成樹脂製容器蓋に関する。

下記特許文献１乃至４に開示されている如く、外周面には雄螺条が配設されている口頸部を備えた容器のための合成樹脂製容器蓋として、円形天面壁とこの天面壁の周縁から垂下する円筒形スカート壁とを具備し、天面壁の内面外周縁部には下方に延出する筒状内側シール片、内側シール片よりも半径方向外側において下方に延出する筒状外側シール片、及び半径方向において内側シール片と外側シール片との間に位置する当接突条が配設されており、スカート壁の内周面には雌螺条が配設されている容器蓋が、広く実用に供されている。容器の口頸部に容器蓋を装着して口頸部を密封する際には、口頸部に容器蓋を被嵌して閉回転方向に回転せしめ、口頸部の雄螺条に容器蓋の雌螺条を螺合せしめる。容器蓋の内側シール片は口頸部内に進入して口頸部の内周面に密接せしめられ、外側シール片は口頸部の外周面に密接せしめられ、かくして口頸部が密封される。容器蓋の当接突条は口頸部の上面に当接し、これによって雄螺条と雌螺条との過剰螺合が抑制される。

特開昭５８−７３５５１号公報 特開昭５９−１８７５５３号公報 特許第３７１２４１９号公報 特許第４３４６９１３号公報

当業者には周知の如く、炭酸飲料の包装においては、５℃程度に冷却した炭酸飲料を容器に充填し、次いで容器の口頸部に合成樹脂製容器蓋を装着して口頸部を密封し、しかる後に容器に４０℃程度の温水を噴射して炭酸飲料を常温まで加熱するが、特にかような炭酸飲料の包装に適用する場合、上述したとおりの従来の容器蓋には次のとおりの問題が存在する。第一に、容器蓋の当接突条が口頸部の上端面に当接することによって雄螺条と雌螺条の過剰螺合が充分確実に抑制されることが重要であると共に、当接突条と口頸部の上端面との当接が過剰になって、口頸部を開封する際に容器蓋を開回転方向に回転せしめるのに過剰トルクが必要になることが充分確実に回避されることが重要であるが、従来の容器蓋はかような２個の条件を充分確実に充足することができない。第二に、口頸部に容器蓋を装着して口頸部を密封した後に容器に温水を噴射すると容器内の圧力が上昇せしめられるが、かような圧力上昇によって口頸部の密封が棄損されてしまうことが充分確実に回避されることが必要であるが、従来の容器蓋の場合、容器内の圧力が上昇することに起因して口頸部の密封が棄損されてしまう傾向がある。第三に、従来の容器蓋は所謂耐落下衝撃性が充分ではなくて、口頸部に容器蓋が装着された容器が、口頸部を下方に向けて、例えば１００ｃｍ程度の高さから床面に落下された場合に、口頸部の密封が棄損されてしまう傾向がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、従来の容器蓋に存在する上記第一、第二及び第三の問題のすべてを克服した、新規且つ優れた合成樹脂製容器蓋を提供することである。

本発明者等は鋭意研究及び実験の結果、当接突条の当接下面を半径方向幅が０．２乃至０．４ｍｍである水平な面にせしめると共に、天面壁における内側シール片に隣接して且つ内側シール片の半径内側に位置する環状領域には環状凹部を形成して天面壁の肉厚を局部的に肉厚Ｔ１に低減せしめ、天面壁における内側シール片と当接突条との間の環状領域の肉厚Ｔ２を肉厚Ｔ１よりも大きくし、天面壁における当接突条と外側シール片との間の環状領域の肉厚Ｔ３を肉厚Ｔ２よりも大きくし、天面壁における外側シール片よりも外側の環状領域の肉厚Ｔ４を肉厚Ｔ３よりも大きくすることによって、上記主たる技術的課題を達成することができることを見出した。

即ち、本発明によれば上記主たる技術的課題を達成する合成樹脂製容器蓋として、外周面には雄螺条が配設されている円筒形口頸部を備え、容器内が陽圧となる容器のための合成樹脂製容器蓋であって、円形天面壁と該天面壁の周縁から垂下する円筒形スカート壁とを具備し、該天面壁の内面外周縁部には下方に延出する筒状内側シール片、該内側シール片よりも半径方向外側において下方に延出する筒状外側シール片、及び半径方向において該内側シール片と該外側シール片との間に位置する当接突条が配設されており、該スカート壁の内周面には雌螺条が配設されており、該雌螺条が該雄螺条に螺合せしめられ、該内側シール片が該口頸部内に進入して該口頸部の内周面に密接され、該外側シール片が該口頸部の外周面に密接される合成樹脂製容器蓋において、
該当接突条は半径方向幅が０．２乃至０．４ｍｍである水平な当接下面を有し、
該天面壁における該内側シール片に隣接して且つ該内側シール片の半径方向内側に位置する環状領域には環状凹部が形成されていて該天面壁の肉厚が局部的に肉厚Ｔ１に低減せしめられており、該天面壁における該内側シール片と該当接突条との間の環状領域の肉厚Ｔ２は該肉厚Ｔ１よりも大きく、該天面壁における該当接突条と該外側シール片との間の環状領域の肉厚Ｔ３は該肉厚Ｔ２よりも大きく、該天面壁における該外側シール片よりも外側の環状領域の肉厚Ｔ４は該肉厚Ｔ３よりも大きい、
ことを特徴とする合成樹脂製容器蓋が提供される。

好ましくは、該肉厚Ｔ１は１．０乃至１．４ｍｍで、該肉厚Ｔ２は１．５乃至１．９ｍｍで、該肉厚Ｔ３は１．７乃至２．０ｍｍで、該肉厚Ｔ４は２．０乃至２．４ｍｍである、合成樹脂製容器蓋。

本発明の容器蓋によれば、当接突条は山形突条ではなくて半径方向幅が０．２乃至０．４ｍｍである水平な当接下面を有している故に、当接下面が口頸部の上端面に当接した際に当接突条が弾性的に押し潰されることがなく、当接下面が口頸部の上端面に当接することによって容器蓋の下降が確実に抑制され、雄螺条と雌螺条との螺合が過剰になってしまうことが確実に防止される。一方、温水の噴射によって内容物即ち炭酸飲料が加熱され、容器内の圧力が上昇すると、天面壁はその環状凹部を基縁としてドーム状に変形せしめられると共に、内側シール片と当接突条との間の環状領域及び当接突条と外側シール片との間の環状領域を基縁としても幾分ドーム状に変形し、これによって当接下面が口頸部の上端面から離隔され、従って口頸部を開封するために容器蓋を開回転方向に回転する際の必要トルクが過剰になってしまうことはない。一方、温水の噴射によって天面壁が上述したとおりに変形せしめられると、内側シール片は口頸部の内周面から離隔されることなく内周面に密着した状態に維持されると共に、外側シール片は口頸部の外周面に一層強く密接され、従って口頸部の密封が棄損されることはない。更に、天面壁の肉厚はＴ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４で、半径方向外側に向かって漸次増大せしめられている故に、後述する実験例及び比較実験例の記載からも明確に理解される如く、充分な耐落下衝撃性が得られる。

本発明に従って構成された容器蓋の好適実施例を、一部を断面で示す正面図。 容器に冷却した炭酸飲料を充填した後に、容器の口頸部に図１に示す容器蓋を所要通りに装着した状態を示す断面図。 図２に示す状態の後に容器に温水を噴射し、これによって容器内の圧力が上昇された時の容器蓋、特にその天面壁の変形状態を示す断面図。

図１を参照して説明すると、全体を番号２で示す、本発明に従って構成された容器蓋は、ポリエチレン或いはポリプロピレンの如き適宜の合成樹脂から圧縮成形或いは射出成形することができる。かかる容器蓋２は円形天面壁４とこの天面壁４の周縁から垂下する円筒形スカート壁６とを具備している。

天面壁４の内面には、その外周縁部から下方に延出する内側シール片８、この内側シール片８から半径方向外方に離隔した位置から下方に延出する外側シール片１０、及び半径方向において内側シール片８と外側シール片１０との間に位置する当接突条１２が配設されている。図示の実施形態における内側シール片８は、下方に向かって半径方向外方に傾斜して延び、次いで円弧状に延び、更に下方に向かって半径方向内方に傾斜して延びる外周面１４と、下方に向かって半径方向外方に傾斜して延び、次いで下方に実質上鉛直に延びる内周面１６を有する。外側シール片１０は、下方に向かって半径方向内方に傾斜して延びる外周面１８と、下方に向かって半径方向内方に傾斜して延び、次いで下方に向かって半径方向外方に傾斜して延びる内周面２０を有する。当接突条１２は実質上水平に延在する当接下面２２を有することが重要である。この当接下面２２の半径方向幅Ｗは０．２乃至０．４ｍｍであることが重要である。

天面壁４の中央部は実質上均一な肉厚Ｔ０を有する。肉厚Ｔ０は１．４乃至１．８ｍｍ程度でよい。内側シール片８に隣接して且つ内側シール片８の半径方向内側に位置する環状領域には環状凹部２４が形成されており、かかる環状凹部２４においては肉厚が局部的に低減されていることが重要である。環状凹部２４の肉厚Ｔ１は１．０乃至１．４ｍｍであるのが好適である。内側シール片８と当接突条１２との間の環状領域は、肉厚Ｔ１よりも大きい肉厚Ｔ２を有し、当接突条１２と外側シール片１０との間の環状領域は肉厚Ｔ２よりも大きい肉厚Ｔ３を有し、外側シール片１０よりも外側の環状領域は肉厚Ｔ３よりも大きい肉厚Ｔ４を有することが重要である。肉厚Ｔ２は１．５乃至１．９ｍｍであり、肉厚Ｔ３は１．７乃至２．０ｍｍであり、肉厚Ｔ４は２．０乃至２．４ｍｍであるのが好適である。

図１を参照して説明を続けると、図示の実施形態においては、スカート壁６の下部には周方向に延在する周方向破断可能ライン２６が配設されており、スカート壁６は周方向破断可能ライン２６よりも上方の主部２８と周方向破断可能ライン２６よりも下方のタンパーエビデント裾部３０とに区画されている。更に詳述すると、スカート壁６の下部内周面には周方向に間隔をおいて軸線方向に延びる複数個の小突起３２が形成されており、係る小突起３２が配列されている部位にてスカート壁６の外周面から切断刃（図示していない）を作用させて少なくとも小突起３２の一部を残留せしめてスカート壁６を切断することによって周方向破断ライン２６が形成されている。タンパーエビデント裾部３０は小突起３２の残留部即ち橋絡部３４によって主部２８に接続されている。

スカート壁６の主部２８の外周面にはそこに掛けられる指の滑りを防止するための所謂ナール（凹凸形状の繰り返し）３６が形成されている。スカート壁６の主部２８の内周面には雌螺条３８が形成されている。この雌螺条３８には適宜の角度位置にて複数個の切り欠き（図１にその一部を図示している）が形成されており、かかる切り欠きが形成されている角度領域においてスカート壁６の内周面には、必要材料量を低減せしめるために軸線方向に延びる凹部４０が形成されている。タンパーエビデント裾部３０の内周面には周方向に間隔をおいて複数個の係止フラップ片４２が形成されている。係止フラップ片４２の各々は実質上水平に延びる基縁から上方に向かって半径方向内方に傾斜して延出している。係止フラップ片４２の内面には、必要材料量を低減せしめるために、矩形凹部４４が形成されている。

図１には、上述した容器蓋２が適用される容器の口頸部４６も二点鎖線で図示されている。ポリエチレンテレフタレートの如き適宜の合成樹脂或いはガラスから形成することができる容器の口頸部４６は全体として円筒形状であり、その外周面には雄螺条４８、この雄螺条４８の下方に位置する係止あご部５０、係止あご部５０の更に下方に位置するサポートリング５２が形成されている。

図１と共に図２を参照して上述した容器蓋２の使用形態の典型例を説明すると、最初に例えば５℃程度に冷却した炭酸飲料を所要量充填する。次いで、口頸部４６に容器蓋２を被嵌して閉回転方向、即ち図１及び図２において上方から見て時計方向に回転せしめ、これによって口頸部４６の雄螺条４８に容器蓋２の雌螺条３８を螺合せしめる。雄螺条４８と雌螺条３８の螺合に応じて容器蓋２は漸次下降せしめられる。容器蓋２が図２に図示する位置まで下降せしめられると、容器蓋２の天面壁４に配設されている当接突条１２の当接下面２２が口頸部４６の上端面に当接し、これによって容器蓋２の更なる下降、従って閉方向への更なる回転が阻止され、雄螺条４８と雌螺条３８との過剰螺合が充分確実に抑制される。容器蓋２の天面壁４に配設されている内側シール片８は口頸部４６内に進入し、口頸部４６の内周面に密接せしめられ、天面壁４に配設されている外側シール片１０は口頸部４６の外周面に密接せしめられ、これによって口頸部４６が密封される。タンパーエビデント裾部３０に配設されている係止フラップ片４２は口頸部４６の係止あご部５０を弾性的に乗り越えてその下方に位置せしめられる。

次いで、容器の外周面等に結露が発生するのを防止ために、例えば４０℃程度でよい温水を容器に噴射して内容物即ち炭酸飲料を常温に加熱する。かくすると、容器内の圧力が上昇され、図３に図示する如く、天面壁４の中央部が環状凹部２４を基縁としてドーム状に変形せしめられる。これに加えて、天面壁４は内側シール片８と当接突条１２との間の環状領域を基縁として幾分ドーム状に変形せしめられると共に当接突条１２と外側シール片１０との間の環状領域を基縁として幾分ドーム状に変形せしめられ、これによって当接突条１２は口頸部４６の上端面から若干上方に離隔せしめられる。図３を参照することによって明確に理解されるとおり、天面壁４が上述したとおりに変形せしめられると、内側シール片８は口頸部４６の内周面から離隔されることなく内周面に密着した状態に維持されると共に、外側シール片１０は口頸部４６の外周面に一層強固に密接せしめられ、従って天面壁４の変形に起因して口頸部４６の密封が棄損されることはない。

容器内の内容物即ち炭酸飲料を消費する際には、容器蓋２を開方向、即ち図３において反時計方向に回転せしめて、雄螺条４８と雌螺条３８との螺合を漸次解除する。容器蓋２の開方向の回転を開始する際には、当接突条１２は口頸部４６の上端面から離隔せしめられている故に、回転初期トルクが過剰になってしまうことはない。雄螺条４８と雌螺条３８との螺合解除に応じて容器蓋２は上昇せしめられるが、タンパーエビデント裾部３０は係止フラップ片４２が口頸部４６の係止あご部５０に係止せしめられる故に上昇が阻止され、かくして周方向破断可能ライン２６の橋絡部３４に応力が生成されて橋絡部３４が破断され、タンパーエビデント裾部３０がスカート壁６の主部２８から分離される。しかる後においては、容器蓋２の開回転方向への回転に応じてタンパーエビデント裾部３０を除いて容器蓋２が上昇され、タンパーエビデント裾部３０を口頸部４６に残留せしめて容器蓋２が口頸部４６から離脱され、口頸部４６が開封される。

以上、本発明に従って構成された容器蓋について、容器内に冷却した炭酸飲料を充填する場合を例として詳細に説明したが、本発明に従って構成された容器蓋はかような場合の適用に限定されるものではなく、例えば内容物の酸化劣化を防止するために、容器蓋を容器の口頸部に窒素ガスを封入して容器内を陽圧にする場合にも好都合に適用することができる。

耐落下衝撃実験例
高密度ポリエチレンから図１に図示するとおりの形態の呼び径２８ｍｍの容器蓋を製作した。天面壁における肉厚Ｔ０は１．６０ｍｍで、肉厚Ｔ１は１．２０ｍｍで、肉厚Ｔ２は１．７０ｍｍで、肉厚Ｔ３は１．８５ｍｍで、肉厚Ｔ４は２．２０ｍｍであった。図１及び図２に図示するとおりの形態の口頸部を備えた内容量５００ｍｌのポリエチレンテレフタレート製容器に５℃に冷却した炭酸水（炭酸ガス含有量は２１５０ｍｌ）を５００ｍｌ充填し、次いで容器の口頸部に容器蓋を図２に図示するとおりに装着して容器の口頸部を密封した。しかる後に、４０℃の温水を噴射して２２乃至２４℃に加熱した。そして、室温２３℃の恒温室に２４時間放置した後に、容器蓋を装着した口頸部を下方に向けて円筒体を通して１００ｃｍの高さから表面が１０度の傾斜平面である鉄塊に落下せしめて、口頸部から炭酸水が漏出したか否かを検査した。漏出したか否かのチェックは、容器蓋のスカート壁から口頸部に渡って紙を巻いた容器を横倒して２４時間放置して紙が濡れたか否かによって検査した。１０個の容器蓋について検査したところ漏出は皆無であった。

耐落下衝撃比較実験１
容器蓋の天面壁における肉厚Ｔ４が１．８５ｍｍであったことを除いて上記実験例と同一の比較実験を遂行した。その結果、１０個の容器蓋中の３個において漏出が認められた。

耐落下衝撃比較実験２
容器蓋の天面壁における肉厚Ｔ２と肉厚Ｔ３が共に１．７０ｍｍであったことを除いて上記実験例と同一の比較実験を遂行した。その結果、１０個の容器蓋中の３個において漏出が認められた。

２：容器蓋
４：天面壁
６：スカート壁
８：内側シール片
１０：外側シール片
１２：当接突条
２２：当接下面
２４：環状凹部

Claims (2)

1. 外周面には雄螺条が配設されている円筒形口頸部を備え、容器内が陽圧となる容器のための合成樹脂製容器蓋であって、円形天面壁と該天面壁の周縁から垂下する円筒形スカート壁とを具備し、該天面壁の内面外周縁部には下方に延出する筒状内側シール片、該内側シール片よりも半径方向外側において下方に延出する筒状外側シール片、及び半径方向において該内側シール片と該外側シール片との間に位置する当接突条が配設されており、該スカート壁の内周面には雌螺条が配設されており、該雌螺条が該雄螺条に螺合せしめられ、該内側シール片が該口頸部内に進入して該口頸部の内周面に密接され、該外側シール片が該口頸部の外周面に密接される合成樹脂製容器蓋において、
   該当接突条は半径方向幅が０．２乃至０．４ｍｍである水平な当接下面を有し、
   該天面壁における該内側シール片に隣接して且つ該内側シール片の半径方向内側に位置する環状領域には環状凹部が形成されていて該天面壁の肉厚が局部的に肉厚Ｔ１に低減せしめられており、該天面壁における該内側シール片と該当接突条との間の環状領域の肉厚Ｔ２は該肉厚Ｔ１よりも大きく、該天面壁における該当接突条と該外側シール片との間の環状領域の肉厚Ｔ３は該肉厚Ｔ２よりも大きく、該天面壁における該外側シール片よりも外側の環状領域の肉厚Ｔ４は該肉厚Ｔ３よりも大きい、
   ことを特徴とする合成樹脂製容器蓋。
2. 該肉厚Ｔ１は１．０乃至１．４ｍｍで、該肉厚Ｔ２は１．５乃至１．９ｍｍで、該肉厚Ｔ３は１．７乃至２．０ｍｍで、該肉厚Ｔ４は２．０乃至２．４ｍｍである、合成樹脂製容器蓋。

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