JP6773864B2 - キャップ付き容器 - Google Patents

Description

本発明は、特に薄肉ボトル缶に適したキャップ付き容器に関する。

従来、天板部と該天板部の周縁から垂下した筒状周壁部とからなるキャップ本体の天板部に、モールド樹脂をドロップし、ライナーをモールド成形するインシェルモールドキャップを製造する方法が知られている。この際のライナーは、平坦状のもの、周縁部が一定の幅で均一な厚肉とされているもの、又は外周に向かって一定の角度を持って厚くなる外周部を有したもの等が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、容器本体の口部がはめ込まれる溝形状をライナーに設けたキャップも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

一般に、アルミニウム製のボトル缶等には金属キャップが使用されている。この金属製キャップは、ボトル缶本体の口部にキャッピングする場合、通常、いわゆるロールオンキャップ方式が採用されている。すなわち、雄ねじ部が形成された口部にキャップを被せた後に、上から一定の加重を加えながら、ローラーにより側方から口部の雄ねじ部に沿って筒状周壁部に雌ねじ部を形成することで、ねじ成形とキャッピングとを同時に行っている。
また、このとき、いわゆる肩絞り加工も行っている。すなわち、プレッシャーパッドにより天板部を筒状周壁部の垂下方向に押し付けると同時に、プレッシャーブロックにより天板部の周縁をライナーと共に筒状周壁部の垂下方向にさらに変形させる肩絞り加工を行っている。

特開２０１１−３７４９７号公報 特開２００８−２０１４３５号公報

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
近年、より薄肉のボトル缶が検討されており、従来よりも薄肉のボトル缶本体に従来の高荷重でキャップをキャッピングすると、口部の板厚も薄くなってコラム強度が低下し、口部の雄ねじ部が座屈して開栓トルクが高くなってしまう問題があった。このため、低い荷重でキャッピングすると、肩絞り加工で変形したライナーの外周部が口部の外側に密着する長さであるサイドシール長さが、十分に確保できず、密封性が低くなってしまう不都合があった。特に、外周部まで平坦な従来のライナーであると、サイドシール長さが不十分になってしまう。
また、従来のライナーのように、口部に接触する部分が単に平坦状になっている場合、キャップに非接着なライナーであると、キャッピングの際にボトル缶本体とライナーとの軸心がずれて、調芯できない場合があった。また、急な傾斜による段差形状を有する場合や溝形状を有した場合では、口部の上端部が段差部分や溝部分を超えて位置ずれしてしまう場合があり、上記と同様に調芯できない場合があった。特に、内側に山部があるような溝形状を有した場合（特許文献２に記載のライナー等）では、開栓後に再び栓をするときに、口部の上端が山部に当たって閉め難くなってしまう問題がある。
このように調芯ができない場合、サイドシール長さが不十分な部分が円周方向で発生し、やはり密封性が部分的に低くなってしまう不都合があった。さらに、外周に向かって一定の角度を持って厚くなる外周部を有したライナーをキャップに非接触で設置した場合では、傾斜した外周部によって調芯が可能であるが、ライナーの口部が接触する部分が薄く、やはり十分な密封性が得られない。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、低荷重でキャッピングしても高い密封性が得られると共に調芯もできるキャップ付き容器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、第１の発明に係るキャップ付き容器は、容器本体の口部にキャップを装着したキャップ付き容器であって、前記キャップが、天板部と該天板部の周縁から垂下した筒状周壁部とからなるキャップ本体と、前記キャップ本体内に設けられたライナーとを備えたライナー付きキャップであり、前記口部の上端部に、外側に折り返したカール部が形成され、前記キャップが、前記天板部の周縁を前記ライナーと共に前記垂下の方向に肩絞り加工で変形させられ、前記カール部が、その外周面の上部に形成された外周面上部と、前記外周面上部よりも下部に形成され半径方向内側に曲げられた屈曲部とを有し、前記ライナーが、前記外周面上部から前記屈曲部にまで達して密着した密着面を有し、前記ライナーのうち前記密着面よりも下方に配された部分が、前記外周面上部よりも半径方向外側に位置して前記カール部に接触していないことを特徴とする。

第２の発明に係るキャップ付き容器は、第１の発明において、前記ライナーが、円盤状に一定厚さで形成された第１平坦部と、前記第１平坦部よりも半径方向外側に形成され外周に向かって漸次厚くなる傾斜部とを有し、前記ライナーが、前記天板部の内面側に配される摺動層と、前記摺動層に積層された密封層とを備え、前記密封層が、円盤状に一定厚さで形成された前記第１平坦部と、前記第１平坦部の半径方向外側であって少なくとも前記口部の上端が接触する部分に前記第１平坦部よりも厚く平坦に形成された第２平坦部と、前記第２平坦部の半径方向外側に形成され外周に向かって漸次厚くなる前記傾斜部とを有していることを特徴とする。

上記キャップ付き容器では、キャッピング時に外側ほど厚く形成された傾斜部が肩絞り加工の変形量が少なくても口部の外側に十分に密着すると共に、テーパ形状の傾斜部によって調芯されることで、円周方向で均一で十分なサイドシール長さを確保することができる。
また、傾斜部の密着面がカール部以上に長くなく、開栓後に再びキャップを口部に装着して栓をする場合に締め易くなる。
また、上記キャップ付き容器では、密封層が、上記第１平坦部と、上記第２平坦部と、上記傾斜部とを有しているので、キャッピング時に外側ほど厚く形成された傾斜部が肩絞り加工の変形量が少なくても口部の外側に十分に密着すると共に、テーパ形状の傾斜部によって調芯されることで、円周方向で均一で十分なサイドシール長さを確保することができる。また、口部の上端が接触する部分が第１平坦部よりも厚い第２平坦部であるため、十分な肉厚によって、この部分においても高い密封性を得ることができる。

また、このキャップ付き容器では、薄肉のボトル缶本体等の口部に低荷重で上記ライナー付きキャップをキャッピングしても高い密封性を得ることができる。
さらに、傾斜部がカール部の外周面上部に密着していると共に、厚い第２平坦部によって高い密封性が得られるので、キャッピング時にライナーが調芯されて位置ずれがなく、高い密封性を有している。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
第２の発明に係るキャップ付き容器によれば、キャッピング状態でライナーが調芯されて位置ずれがなく、高い密封性を有している。
したがって、本発明では、薄肉のボトル缶本体に低荷重でキャッピングしても密封性が高く、ライナーの調芯もできるので、円周方向においても均一な密封性を得ることができる。

本発明に係るキャップ付き容器の一実施形態において、キャップ用ライナーを示す要部の拡大断面図である。 本実施形態において、口部にキャップを被せた状態の半分を示す断面図（ａ）及び要部の拡大断面図（ｂ）である。 本実施形態において、口部にキャップをキャッピングした状態の半分を示す断面図（ａ）及び要部の拡大断面図（ｂ）である。 本発明に係るキャップ付き容器の従来例において、キャップ用ライナーを示す要部の拡大断面図である。 本発明の従来例において、口部にキャップを被せた状態の半分を示す断面図（ａ）及び要部の拡大断面図（ｂ）である。 本発明の従来例において、口部にキャップをキャッピングした状態の半分を示す断面図（ａ）及び要部の拡大断面図（ｂ）である。 本発明に係るキャップ付き容器の実施例について、各部の寸法を示すための要部の断面図である。 本発明に係る実施例について、トッププレッシャーとサイドシール長さとの関係を示すグラフである。

以下、本発明に係るキャップ付き容器の一実施形態を、図１から図６を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能又は認識容易な大きさとするために一部について縮尺を適宜変更している。

本実施形態のキャップ用ライナー１は、図１から図３に示すように、例えばアルミニウム製ボトル缶（いわゆるアルミ缶）用であって、容器本体４の口部５を封じ天板部６ａと該天板部６ａの周縁から垂下した筒状周壁部６ｂとからなるキャップ本体６内に設けられるものである。
このキャップ用ライナー１は、全体が合成樹脂で円盤状に形成され、キャップ本体６に対して回転自由に設置される。

上記キャップ用ライナー１は、天板部６ａの内面側に配される摺動層２と、摺動層２に積層され摺動層２よりも柔軟な密封層３とを備えている。
上記密封層３は、円盤状に一定厚さで形成された第１平坦部３ａと、第１平坦部３ａの半径方向外側であって少なくとも口部５の上端が接触する部分に第１平坦部３ａよりも厚く平坦に形成された第２平坦部３ｂと、第２平坦部３ｂの半径方向外側に形成され外周に向かって漸次厚くなる傾斜部３ｃとを有している。

また、本実施形態のライナー付きキャップ１０は、容器本体４の口部５を封じるライナー付きキャップであって、上記の天板部６ａと該天板部６ａの周縁から垂下した筒状周壁部６ｂとからなるキャップ本体６と、天板部６ａの内面に設けられた上記ライナー１とを備えている。

インシェルモールド方式でライナー１を設置する場合、インシェルモールド工程で押出機から押し出され溶融されたエラストマー等軟質樹脂の一定量を、摺動層２のシートが挿入されたキャップ本体６に入れ、直ちに冷却された金型で、上記第１平坦部３ａ、第２平坦部３ｂ及び傾斜部３ｃを有した形状の密封層３を形作る。この密封層３の形状は、摺動層２の外径より小さく、かつ同心円を描いている。

さらに、本実施形態のキャップ付き容器２０は、容器本体４の口部５にキャップ１０を装着したアルミニウム製ボトル缶等である。すなわち、このキャップ付き容器２０は、上記キャップ１０を口金部である口部５に巻き締めた状態で備えている。
上記口部５の上端部には、外側に折り返したカール部５ａが形成されている。このカール部５ａは、口部５の上端部をカールさせるカール加工と、カールした部分をかしめるスロットル加工とで形成される。したがって、カール部５ａの外周面は、スロットル加工により平坦面を有している。

また、上記キャップ１０は、天板部６ａの周縁をライナー１と共に前記垂下の方向に肩絞り加工で変形させられ、傾斜部３ｃが、カール部５ａの外周面に密着している。すなわち、カール部５ａの外周面の平坦な面に、傾斜部３ｃが面接触して密着している。
なお、上記傾斜部３ｃは、カール部５ａの下端５ｂよりも上方でカール部５ａの外周面に密着している。

このように上記カール部５ａは、図３に示すように、その外周面の上部に形成された外周面上部と、前記外周面上部よりも下部に形成され半径方向内側に曲げられた屈曲部とを有している。
また、このキャップ付き容器２０では、上記傾斜部３ｃが、前記外周面上部から前記屈曲部にまで達して密着した密着面を有している。
さらに、ライナー１のうち前記密着面よりも下方に配された部分は、前記外周面上部よりも半径方向外側に位置してカール部５ａに接触していない。

上記摺動層２は、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、各種ナイロン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）等の硬質の合成樹脂で形成される。
上記密封層３としては、エラストマー又は樹脂とエラストマーとのブレンド等が採用され、エラストマーとしては、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、塩ビ系エラストマー等が採用可能である。

上記筒状周壁部６ｂは、ナール（図示略）、ライナー係止突起６ｃ、ミシン目６ｄ、ビード（図示略）及びスカート部６ｅを備えている。上記ライナー係止突起６ｃは、筒状周壁部６ｂの内側に凹んだ断面三角形状または半円形状をなし、周方向に間隔をおいて複数個配され内方に突出形成されたものであり、ライナー１をその下面側から支持する機能と缶内圧力を放出するベント機能と実質上の洗浄口の役目とを有する。

上記キャップ１０は、アルミニウム合金等の金属で成型したいわゆるボトル缶等の容器本体４に被せられ、キャップ１０にキャッピング加工を施すことにより、キャップ１０が口部５に巻き締められて被着され、キャップ付き容器２０とされる。
なお、上記キャップ１０を口部５に被せた際、ライナー１がキャップ１０に非接着であるため、内側に向いた傾斜部３ｃの傾斜面によって、ライナー１の軸心が口部５の軸心と一致するようにライナー１自体が動いて調芯が行われる。また、この際、口部５の上端が、ちょうど第２平坦部３ｂの外縁部、すなわち傾斜部３ｃとの境界部分に位置決めされて配される。

上記キャッピング加工工程は、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、口部５に被せたキャップ１０の天板部６ａ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、キャップ１０の肩部にキャップ傾斜部６ｆ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６ｇを形成し、スカートローラーで口部５のカブラ部５ｃにスカート部６ｅを巻きつけることで、キャッピング加工が行われる。

このようにキャップ１０が口部５に巻きつけられることにより、キャップ１０は天板部６ａの内面側のライナー１が口部５に圧接される状態になる。これによりキャップ付き容器２０の内容物が密封された状態になる。なお、内容物の充填は、当然にキャップ１０をキャップ付き容器２０に被せる直前に行われる。
一方、開栓するときは、キャップ１０を回してミシン目６ｄから切断し、キャップ１０を口部５から外すことにより、口部５が開栓され内容物が取り出されることになる。そして、取り外したキャップ１０を口部５に再び取り付けることにより、再閉栓することが可能になっている。

このように本実施形態のキャップ用ライナー１では、密封層３が、上記第１平坦部３ａと、上記第２平坦部３ｂと、上記傾斜部３ｃとを有しているので、キャッピング時に外側ほど厚く形成された傾斜部３ｃが肩絞り加工の変形量が少なくても口部５の外側に十分に密着すると共に、テーパ形状の傾斜部３ｃによって調芯されることで、円周方向で均一で十分なサイドシール長さＳＳＬを確保することができる。また、口部５の上端が接触する部分が第１平坦部３ａよりも厚い第２平坦部３ｂであるため、十分な肉厚によって、この部分においても高い密封性を得ることができる。

したがって、本実施形態のライナー付きキャップ１０では、上記ライナー１を用いることで、薄肉のボトル缶本体等の口部５に低荷重でキャッピングしても高い密封性を得ることができる。
さらに、本実施形態のキャップ付き容器２０では、上記ライナー付きキャップ１０を用いて、その傾斜部３ｃがカール部５ａの外周面に密着していると共に、厚い第２平坦部３ｂによって高い密封性が得られるので、キャッピング時にライナー１が調芯されて位置ずれがなく、高い密封性を有している。
また、傾斜部３ｃが、カール部５ａの下端よりも上方でカール部５ａの外周面に密着しているので、傾斜部３ｃがカール部５ａ以上に長くなく、開栓後に再びキャップ１０を口部５に装着して栓をする場合に締め易くなる。

本発明に係るキャップ付き容器の実施例について、図７及び図８を参照して説明する。
本発明の実施例として、３８ｍｍ口径ボトルにおいて、図７に示すように、第２平坦部３ｂと傾斜部３ｃとの半径方向長さ（幅）Ｌ１と、傾斜部３ｃの半径方向長さ（幅）Ｌ２と、第２平坦部３ｂの厚さＴ１と、傾斜部３ｃの最大厚さＴ２とを変えたものを複数作製した。その代表例を、表１及び表２に示す。なお、表１に示す「１０°テーパ」は、表２に示す実施例１である。また、表１中の「２０°テーパ」は実施例２である。

なお、実施例１における傾斜部３ｃの傾斜面の角度θは１０°であり、実施例２における傾斜部３ｃの傾斜面の角度θ（第２平坦部に対する角度）は２０°である。また、いずれの実施例も第１平坦部３ａの厚さＴ０を０．２５ｍｍとした。
このように作製した実施例について、口部にキャッピング及び肩絞り加工を行い、その際のトッププレッシャーに対するサイドシール長さＳＳＬを測定した結果を図８に示す。

なお、サイドシール長さＳＳＬは、口部の雄ねじ部のねじ始まりを基準に、０°，１２０°，２４０°の３等配でＸ線断面写真を撮り、カール部の直線部分（スロットル加工による平坦部分）に沿う長さを測定した（５本×３等配＝１５データの平均値を図８にプロットした。）。
また、比較として傾斜部３ｃがなく第１平坦部３ａ及び第２平坦部３ｂだけの従来例についても作製し、同様に評価した。

これらの結果、本発明の実施例では、同じトッププレッシャーにおいて従来例に比べてサイドシール長さＳＳＬが１７〜２２％長くなり、密封性が向上している。また、傾斜部３ｃの傾斜面の角度θが大きい方が、サイドシール長さＳＳＬが長くなった。さらに、本発明の実施例では、従来例よりも中心軸からの軸ずれ（位置のばらつき）も少なくなった。
なお、トッププレッシャーとサイドシール長さＳＳＬとは相関があり、トッププレッシャーを高くするとサイドシール長さＳＳＬも長くなる。

これらの評価結果から、傾斜部３ｃの半径方向長さＬ２は、１．０ｍｍ≦Ｌ２≦１．７ｍｍの範囲とすることが好ましい。すなわち、３８ｍｍ口径ボトルの場合、Ｌ２が１．７ｍｍを超えると、第２平坦部３ｂと傾斜面３ｃとの境界Ｐがキャップの中心側に寄り過ぎて、口部の上端よりも内側に入ってしまい、センタリング効果（調芯効果）が小さくなってしまう。また、Ｌ２が１．０ｍｍ未満であると、第２平坦部３ｂと傾斜部３ｃとの境界Ｐが外側に寄り過ぎて、サイドシール長さＳＳＬを確保し難くなる。

また、傾斜部３ｃの最大厚さＴ２は、１．０ｍｍ≦Ｔ２≦１．３ｍｍの範囲とすることが好ましい。すなわち、Ｔ２が１．３ｍｍを超えると、サイドシール長さＳＳＬを確保する効果は変わらないが、樹脂使用量は増加してしまう。また、Ｔ２が１．０ｍｍ未満になると、密封層３の最外周厚さが薄くなって、サイドシール長さＳＳＬが十分に確保に難くなる。

さらに、傾斜部３ｃの傾斜面の角度θは、１０°≦θ≦２０°の範囲とすることが好ましい。すなわち、θが２０°を超えると、サイドシール長さＳＳＬを確保する効果は変わらない。また、θが１０°未満であると、センタリング効果が十分に得られない。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態及び上記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…キャップ用ライナー、２…摺動層、３…密封層、３ａ…第１平坦部、３ｂ…第２平坦部、３ｃ…傾斜部、４…容器本体、５…口部、５ａ…カール部、６…キャップ本体、６ａ…天板部、６ｂ…筒状周壁部、１０…ライナー付きキャップ、２０…キャップ付き容器

Claims (2)

1. 容器本体の口部にキャップを装着したキャップ付き容器であって、
   前記キャップが、天板部と該天板部の周縁から垂下した筒状周壁部とからなるキャップ本体と、前記キャップ本体内に設けられたライナーとを備えたライナー付きキャップであり、
   前記口部の上端部に、外側に折り返したカール部が形成され、
   前記キャップが、前記天板部の周縁を前記ライナーと共に前記垂下の方向に肩絞り加工で変形させられ、
   前記カール部が、その外周面の上部に形成された外周面上部と、前記外周面上部よりも下部に形成され半径方向内側に曲げられた屈曲部とを有し、
   前記ライナーが、前記外周面上部から前記屈曲部にまで達して密着した密着面を有し、
   前記ライナーのうち前記密着面よりも下方に配された部分が、前記外周面上部よりも半径方向外側に位置して前記カール部に接触しておらず、
   前記ライナーが、前記天板部の内面側に配される摺動層と、
   前記摺動層に積層された密封層とを備え、
   前記密封層が、半径方向外側に形成され外周に向かって外周端まで漸次厚くなる傾斜部を有していることを特徴とするキャップ付き容器。
2. 請求項１に記載のキャップ付き容器において、
   前記ライナーが、円盤状に一定厚さで形成された第１平坦部と、
   前記第１平坦部よりも半径方向外側に形成され外周に向かって漸次厚くなる傾斜部とを有し、
   前記密封層が、円盤状に一定厚さで形成された前記第１平坦部と、
   前記第１平坦部の半径方向外側であって少なくとも前記口部の上端が接触する部分に前記第１平坦部よりも厚く平坦に形成された第２平坦部と、
   前記第２平坦部の半径方向外側に形成された前記傾斜部とを有していることを特徴とするキャップ付き容器。