KR101989178B1 - 탄산음료 충전 용기용 합성 수지제 캡, 밀봉 장치, 및 음료가 든 밀봉 장치 - Google Patents

탄산음료 충전 용기용 합성 수지제 캡, 밀봉 장치, 및 음료가 든 밀봉 장치 Download PDF

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Abstract

탄산음료가 충전된 용기의 입구부에 장착되는 합성 수지제 캡으로서, 상판부와 그 둘레로부터 내려오는 통부를 구비하고, 상판부의 내면에는 입구부 내에 삽입되는 환상의 내측 씰링 돌기와, 입구부의 외면에 맞닿는 외측 씰링 돌기가 형성되어 있다. 내측 씰링 돌기의 외면에는, 입구부의 내면에 맞닿는 환상의 맞댐 볼록부가 형성되어 있다. 외측 씰링 돌기는 선단을 향해 내경이 작아지는 내면을 갖고, 내면의 하단인 최소 내경부가 개구 단부로부터 용기 본체 쪽으로 떨어진 위치에서 입구부의 외면에 맞닿는다.

Description

탄산음료 충전 용기용 합성 수지제 캡, 밀봉 장치, 및 음료가 든 밀봉 장치{SYNTHETIC RESIN CAP FOR CARBONATED BEVERAGE-FILLED CONTAINER, CLOSURE DEVICE, AND BEVERAGE-FILLED CLOSURE DEVICE}
본 발명은 용기 입구부를 밀봉하는 합성 수지제 캡, 이를 사용한 밀봉 장치 및 음료가 든 밀봉 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탄산음료를 충전한 용기에 사용되는 합성 수지제 캡, 이를 이용한 밀봉 장치, 및 음료가 든 밀봉 장치에 관한 것이다.
본 출원은 2011년 11월 21일에 출원된 일본특허출원 제2011－253824호에 기초한 우선권을 주장하며, 이 내용을 여기에 원용한다.
탄산음료를 충전한 용기에 사용되는 합성 수지제 캡(이하, 단순히 '캡'이라고 한다)으로는, 상판부와 그 둘레로부터 내려오는 통부를 구비하고, 통부의 내면에 나사부가 형성된 캡이 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
도 6은 캡의 한 예로서, 이 캡(31)은 상판부(32)와, 그 둘레로부터 내려오는 통부(33)를 구비하고, 통부(33)의 내면에 용기(20) 입구부(21)의 수나사(22)에 끼워지는 나사부(40)가 형성되어 있다. 용기(20)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등으로 이루어진다.
상판부(32)의 내면에는, 용기(20) 입구부(21)에 삽입되어 입구부(21)의 내면 (21a)에 맞닿는 내측 씰링 돌기(42)와, 입구부(21)의 개구 단면(21b)으로부터 외면(21c)에 걸친 부분에 맞닿는 외측 씰링 돌기(44)가 형성되어 있다. 내측 및 외측의 씰링 돌기(42, 44)는, 용기(20)의 입구부(21)에 맞닿아 용기(20)를 밀봉한다. 특히, 외측 씰링 돌기(44)는 내측 씰링 돌기(42)에 비해 강한 가압력으로 용기(20)에 접해 밀봉의 주체가 된다.
캡(31)은 탄산음료를 충전한 용기(20)에 사용되기 때문에, 용기(20)의 내압이 높아져 상판부(32)가 상방으로 팽출 변형되는 경우가 있다. 상판부(32)가 팽출 변형되면 내측 씰링 돌기(42)도 상방 이동하기 때문에, 이를 고려해서 내측 씰링 돌기(42)는 낮은 위치에서 내면(21a)에 맞닿도록 설계된다.
도 7은 캡의 다른 예로서, 이 캡(51)은 상판부(52)와, 그 둘레로부터 내려오는 통부(53)로 이루어진 캡 본체(54)를 구비하고, 통부(33)의 내면에 나사부(60)가 형성되어 있다. 상판부(52) 내면에는 입구부(21)의 내면 (21a)에 맞닿는 내측 씰링 돌기(62)와, 입구부(21)의 개구 단면(21b)으로부터 외면(21c)에 걸친 부분에 맞닿는 개구단 씰링 돌기(63)가 형성되어 있다. 개구단 씰링 돌기(63)는 마개를 닫을 때 용기(20)의 입구부(21)에 밀려 캡 본체(54)에 맞닿을 때까지 지름이 커지는 방향으로 굽힘 변형된 상태로, 입구부(21)를 씰링한다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).
특허문헌 1: 일본 특허 공개 2002－211605호 특허문헌 2: 일본 특허 공개 2003－175948호
캡(31, 51)은 탄산음료를 충전한 용기(20)에 사용되기 때문에 용기(20)의 내압이 높아진다는 점에서 높은 밀봉 성능이 요구된다.
*그러나, 용기(20)는 환경 온도의 변화에 의해 입구부(21)의 크기(내경, 외경 등)가 변동되는 경우가 있어, 이것이 캡(31, 51)의 밀봉 성능에 영향을 미치는 경우가 있었다. 또한, 외부에서 충격이 가해진 경우 외측 씰링 돌기(44)의 씰링성이 저하되어, 밀봉 성능이 낮아지는 경우가 있었다.
또한, 캡(31, 51)에는 통상적으로 개봉성 및 밀봉성의 적정화를 위해서 활제(에루카산아미드(erucamide) 등)가 첨가되는데, 용기(20)로의 내용액 충전 이전의 세정 공정에서 캡(31, 51) 표면의 활제가 씻겨져 충분한 활제의 효과를 얻을 수 없는 경우가 있었다. 또한, 캡(31, 51) 표면의 활제의 배출량은 제조되고 나서의 시간이나 계절 등에 의해 변동되기 쉽기 때문에, 활제의 기능을 적절하게 발휘시키는 것이 용이하지 않다.
이로 인해, 활제를 첨가하지 않아도 우수한 개봉성 및 밀봉성을 얻을 수 있는 캡이 요구되고 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안한 것으로, 환경 온도의 변화나 외부 충격에 의한 밀봉 성능 저하가 일어나지 않고, 또한, 활제를 첨가하지 않아도 우수한 개봉성 및 밀봉성을 얻을 수 있는 탄산음료 충전 용기용 캡, 이 캡을 이용한 밀봉 장치, 및 음료가 든 밀봉 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 탄산음료가 충전된 용기의 입구부에 장착되는 합성 수지제 캡으로서, 상판부와 그 둘레로부터 내려오는 통부를 구비하고, 상기 상판부의 내면에는, 상기 입구부 내에 삽입되는 내측 씰링 돌기와, 상기 입구부의 외면에 맞닿는 외측 씰링 돌기가 형성되고, 상기 내측 씰링 돌기의 외면에는, 상기 입구부의 개구 단부로부터 용기 본체 쪽으로 떨어진 위치에서, 상기 입구부의 내면에 맞닿아 상기 용기를 씰링하는 맞댐 볼록부가 형성되고, 상기 외측 씰링 돌기는 선단을 향해 내경이 작아지는 내면을 갖고, 상기 내면의 하단인 최소 내경부가 상기 입구부의 개구 단부로부터 용기 본체 쪽으로 떨어진 위치에서, 상기 입구부의 외면에 맞닿는 탄산음료 충전 용기용 합성 수지제 캡을 제공한다.
상기 외측 씰링 돌기의 최소 내경부는 상기 내측 씰링 돌기의 맞댐 볼록부의 최대 외경부보다 높은 위치에 있는 것이 바람직하다.
상기 외측 씰링 돌기는 판상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 최소 내경부와 상기 최대 외경부의 높낮이 차이는 2.5㎜ 이하인 것이 바람직하다.
상기 외측 씰링 돌기는 기단부로부터 상기 최소 내경부까지의 평균 두께가 0.5 내지 2㎜인 것이 바람직하다.
본 발명의 탄산음료 충전 용기용 합성 수지제 캡은, 상기 내측 씰링 돌기의 기단부에 근접한 위치에 다른 부분보다 두께가 얇은 부분을 형성할 수 있다.
본 발명의 탄산음료 충전 용기용 합성 수지제 캡은 활제가 첨가되어 있지 않은 것이 바람직하다.
본 발명은, 탄산음료가 충전되는 용기와, 그 입구부에 장착되는 합성 수지제 캡을 구비한 밀봉 장치로서, 상기 합성 수지제 캡이 상판부와 그 둘레로부터 내려오는 통부를 구비하고, 상기 상판부의 내면에는, 상기 입구부 내에 삽입되는 내측 씰링 돌기와 상기 입구부의 외면에 맞닿는 외측 씰링 돌기가 형성되고, 상기 내측 씰링 돌기의 외면에는, 상기 입구부의 개구 단부로부터 용기 본체 쪽으로 떨어진 위치에서, 상기 입구부의 내면에 맞닿아 상기 용기를 씰링하는 맞댐 볼록부가 형성되고, 상기 외측 씰링 돌기는 선단을 향해 내경이 작아지는 내면을 갖고, 상기 내면의 하단인 최소 내경부가 상기 입구부의 개구 단부로부터 용기 본체 쪽으로 떨어진 위치에서, 상기 입구부의 외면에 맞닿는 밀봉 장치를 제공한다.
본 발명은, 탄산음료가 충전된 용기와, 그 입구부에 장착되는 합성 수지제 캡을 구비한, 음료가 든 밀봉 장치로서, 상기 합성 수지제 캡이, 탄산음료가 충전되는 용기와, 그 입구부에 장착되는 합성 수지제 캡을 구비한 밀봉 장치이고, 상기 합성 수지제 캡은 상판부와 그 둘레로부터 내려오는 통부를 구비하고, 상기 상판부의 내면에는, 상기 입구부 내에 삽입되는 내측 씰링 돌기와, 상기 입구부의 외면에 맞닿는 외측 씰링 돌기가 형성되고, 상기 내측 씰링 돌기의 외면에는, 상기 입구부의 개구 단부로부터 용기 본체 쪽으로 떨어진 위치에서, 상기 입구부의 내면에 맞닿아 상기 용기를 씰링하는 맞댐 볼록부가 형성되고, 상기 외측 씰링 돌기는 선단을 향해 내경이 작아지는 내면을 갖고, 상기 내면의 하단인 최소 내경부가 상기 입구부의 개구 단부로부터 용기 본체 쪽으로 떨어진 위치에서, 상기 입구부의 외면에 맞닿는 음료가 든 밀봉 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 외측 씰링 돌기가 선단을 향해 내경이 작아지는 내면을 갖고, 그 하단에서 입구부 외면에 맞닿으므로 외측 씰링 돌기에 추종 변형성을 부여할 수 있다.
따라서, 외부로부터 충격이 가해진 경우에도 입구부 외면에 대한 맞닿음 상태를 유지해, 밀봉 성능 저하를 방지할 수 있다.
탄산음료용 캡에서는 용기의 내압 상승에 의한 팽출 변형을 고려해, 내측 씰링 돌기가 용기에 맞닿는 위치가 비교적 낮게 설계되기 때문에, 용기 입구부의 안쪽 변형이 일어나기 쉽다. 이에 대해, 본 발명에 따르면, 외측 씰링 돌기의 입구부 외면에 대한 맞댐 위치가 낮아지기 때문에, 외측 씰링 돌기와 내측 씰링 돌기의 입구부 가압 위치의 높낮이 차이를 작게 할 수 있으므로, 환경 온도가 높아지는 경우에도 용기 입구부의 안쪽 변형을 방지할 수 있어, 밀봉 성능 저하를 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 외측 씰링 돌기는 기단부보다 선단 쪽에서 입구부에 접하기 때문에 맞댐 위치가 기단부인 경우에 비해, 입구부에 대한 가압력을 낮게 설정하기 쉽다. 이 때문에, 외측 씰링 돌기와 내측 씰링 돌기의 가압력의 비를 적정화해 입구부의 안쪽 변형을 방지한다는 점에서 바람직하다.
본 발명에서는, 전술한 외측 씰링 돌기의 구조에 의해, 밀봉 성능을 저하시키지 않으면서 외측 씰링 돌기의 안쪽 가압력을 낮게 할 수 있기 때문에, 개봉 토크(torque) 및 밀봉 토크를 억제해 우수한 개봉성 및 밀봉성을 얻을 수 있다. 이 때문에 활제가 불필요하다. 활제는 그 기능(예를 들면 개봉 토크 및 밀봉 토크의 억제)을 적절하게 발휘시키는 것이 용이하지 않지만, 본 발명에서는 활제가 불필요하기 때문에 안정적인 개봉성 및 밀봉성을 얻을 수 있다.
나아가, 본 발명에서는 마개를 열었을 때 탄산음료에 심한 거품이 일어나 입구부로부터 흘러넘치는 현상이 일어나지 않는다. 본 발명에 의해 탄산음료가 흘러 넘치는 현상을 방지할 수 있는 이유는 분명하지 않지만, 활제가 불필요한 점과 관련되어 있을 가능성이 있다.
도 1a는 본 발명의 합성 수지제 캡의 일 실시형태를 나타낸 확대 단면도로서, 용기의 입구부에 장착되지 않은 상태의 캡이다.
도 1b는 도 1a의 합성 수지제 캡의 일 실시형태를 나타낸 확대 단면도로서, 용기의 입구부에 장착된 상태의 캡이다.
도 2는 도1a 및 도1b에 나타낸 합성 수지제 캡을 도시한 전체 단면도이다.
도 3은 실시예의 시험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 비교예의 시험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 회전 밀봉 각도에 대한 시험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 종래의 합성 수지제 캡의 일례를 나타낸 확대 단면도이다.
도 7은 종래의 합성 수지제 캡의 다른 예를 나타낸 확대 단면도이다.
도 1a, 도 1b 및 도 2는 본 발명의 합성 수지제 캡 및 밀봉 장치의 일 실시형태를 나타낸 것으로, 여기에 도시된 밀봉 장치는 용기(20)와, 그 입구부(21)에 장착되는 합성 수지제 캡(1)(이하, 단순히 캡(1)이라고 한다)으로 구성되어 있다.
도 1a는 입구부(21)에 장착되지 않은 상태의 캡(1)이고, 도 1b는 입구부(21)에 장착된 상태의 캡(1)이다.
도 2에서의 참조부호 C1은 캡(1)의 중심축을 나타낸다. 이하 설명에 있어서, 상하 방향이란 도 1a, 도 1b 및 도 2에서의 상하 방향이며, 중심축 C1에 따르는 방향이다. 높이 방향 또한, 도 1a, 도 1b 및 도 2에서의 높이 방향이며, 중심축 C1에 따르는 방향이다.
용기(20)는 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등의 합성 수지로 이루어지며, 음료가 충전되는 용기 본체(24)와 그 상부에 형성된 입구부(21)를 가진다.
입구부(21)의 외면(21c)에는 수나사(22)가 형성되어 있다. 수나사(22)의 하방에 형성된 걸림단부(23)는 지름 방향 바깥쪽으로 돌출되는 환상 돌기이다.
도시예의 내면(21a) 및 외면(21c)은 용기(20)의 축방향을 따르는 면이다. 개구 단면(21b)은 용기(20)의 축방향에 수직인 면이다.
캡(1)은 원형의 상판부(2)와, 그 둘레로부터 내려오는 통부(3)를 구비하고 있다.
통부(3)는 스코어(6)(약화부)에 의해 주부(8) 및 상기 주부(8)에 브릿지(7)(도 2 참조)로 연결된 탬퍼 에비던스 링(temper evidence ring)부(이하, TE링부)(9)로 구획되어 있다.
주부(8)의 내주면에는 용기(20)의 수나사(22)에 나사 결합되는 나사부(10)가 형성되어 있다. 나사부(10)는 1조 또는 복수 조의 나선 형상으로 형성된 돌기이다.
도 1a, 도 1b에 나타낸 바와 같이 상판부(2)에는, 용기(20)의 입구부(21)에 삽입되어 입구부(21)의 내면(21a)에 맞닿는 환상의 내측 씰링 돌기(12)와, 입구부(21)의 개구 단면(21b)에 맞닿는 환상의 개구단 씰링 돌기(13)와, 입구부(21)의 외면(21c)에 맞닿는 환상의 외측 씰링 돌기(14)가 형성되어 있다.
내측 씰링 돌기(12)는 상판부(2)의 내면(2a)(하면)으로부터 하방으로 연장되어 형성되어 있다.
내측 씰링 돌기(12)의 외면(12f)에는 기단부(12e)로부터 하방으로(즉, 내측 씰링 돌기(12)의 연장 방향으로) 떨어진 위치에, 용기 내면(21a)에 맞닿는 환상의 맞댐 볼록부(12a)가 형성되어 있다. 맞댐 볼록부(12a)의 단면 형상은 대략 원호형, 대략 타원호형 등의 만곡 형상으로 할 수 있다.
내측 씰링 돌기(12)는 입구부(21) 내에 삽입됐을 때, 맞댐 볼록부(12a)의 최대 외경부(12b)가, 개구 단면(21b)으로부터 용기 본체(24) 쪽으로 떨어진 위치에서 전체 둘레에 걸쳐 내면(21a)에 빈틈없이 맞닿아, 용기(20)를 밀봉(씰링)할 수 있도록 형성되어 있다. 최대 외경부(12b)의 외경은 입구부(21) 내경보다 약간 큰 것이 바람직하다. 이에 따라, 내측 씰링 돌기(12)는 근소하게 안쪽으로 탄성적으로 굽힘 변형된 상태로 내면(21a)에 맞닿기 때문에, 충분한 가압력으로 내면(21a)에 맞닿는다.
내측 씰링 돌기(12)의 기단부(12e) 및 그 근방의 외면(12f)에는 전체 둘레에 걸쳐 약화 오목부(12c)가 형성되어 있고, 이 약화 오목부(12c)가 형성된 부분의 내측 씰링 돌기(12)는 다른 부분에 비해 두께가 얇은 부분(12d)으로 되어 있다. 두께가 얇은 부분(12d)은 기단부(12e)에 근접한 위치에 형성할 수 있다.
두께가 얇은 부분(12d)의 두께, 즉 도 1a에 나타낸 두께(T1)는 1 내지 2.2㎜(바람직하게는 1.2 내지 2㎜, 한층 더 바람직하게는 1.4 내지 1.8㎜)가 적절하다. 두께가 얇은 부분(12d)의 두께를 상기 범위로 함으로써 두께가 얇은 부분(12d)에 가요성을 부여할 수 있기 때문에, 용기(20)의 내압 상승 시에 상판부(2)가 상방으로 팽출 변형되는 경우에도 내측 씰링 돌기(12)가 안쪽으로 변위하기 어려워져 내측 씰링 돌기(12)의 씰링성을 높일 수 있다.
또한, 두께가 얇은 부분(12d)의 두께를 상기 범위로 함으로써, 입구부(21)에 삽입될 때 변형(좌굴 변형 등)이 일어나지 않을 정도의 강성을 내측 씰링 돌기(12)에 부여할 수 있다.
내측 씰링 돌기(12)의 최대 외경부(12b)의 높이위치는, 최대 외경부(12b)와 개구단 씰링 돌기(13) 하단(돌출단)의 높낮이 차이(H1)가 1 내지 4㎜(바람직하게는 1.5 내지 3㎜)가 되도록 설정하는 것이 적절하다.
높낮이 차이(H1)가 너무 작으면, 도 1a, 도 1b에 2점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 용기(20)의 내압 상승에 의해 상판부(2)가 상방으로 팽출 변형되어 내측 씰링 돌기(12)가 상방 이동한 경우 탬퍼 에비던스성이 저하된다. 높낮이 차이(H1)가 너무 크면, 환경 온도가 변동됐을 때 입구부(21)의 안쪽 변형이 일어나기 쉬워진다. 한편, 입구부(21)의 안쪽 변형이란, 개구 단면(21b)이 지름 방향 안쪽으로 이동하는 방향의 굽힘 변형을 말한다.
높낮이 차이(H1)를 상기 범위로 함으로써, 충분한 탬퍼 에비던스성을 확보하고, 또한, 입구부(21)의 안쪽 변형을 방지해 밀봉 성능을 높일 수 있다.
개구단 씰링 돌기(13)는 상판부(2)의 내면(2a)(하면)으로부터 하방으로 돌출되어 형성되어 있다. 개구단 씰링 돌기(13)의 단면 형상은 예를 들면, 반원형, 원호형, 타원호형으로 할 수 있다.
외측 씰링 돌기(14)는 상판부(2)의 내면(2a)(하면)으로부터 선단 방향으로 서서히 내경이 작아지면서 하방으로 연장되어 형성되어 있다. 외측 씰링 돌기(14)는 원통형의 판상으로 할 수 있다. 외측 씰링 돌기(14)는 선단을 향해 서서히 두께가 줄어들도록 형성할 수 있다.
외측 씰링 돌기(14)의 내면(14a)은 선단을 향해 서서히 내경이 작아지도록 경사지는 경사면으로 되어 있다. 내면(14a)은 일정한 각도로 경사지는 것이 바람직하다.
내면(14a)의 하단은 외측 씰링 돌기(14)의 최소 내경부(14d)이다.
외측 씰링 돌기(14)는 최소 내경부(14d)가 개구 단면(21b)으로부터 용기 본체(24) 쪽으로 떨어진 위치에서, 전체 둘레에 걸쳐 외면(21c)에 빈틈없이 맞닿아 용기(20)을 밀봉할 수 있도록 형성되어 있다.
외측 씰링 돌기(14)는 개구 단면(21b)으로부터 떨어진 위치에서 외면(21c)에 맞닿기 때문에, 외측 씰링 돌기(14)의 선단이 지름 방향 안쪽 및 바깥쪽으로 이동하도록 추종 변형이 가능해진다. 이 때문에, 외부로부터 충격이 가해진 경우에도 외면(21c)에 대해 맞닿은 상태를 유지해, 밀봉 성능의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 외측 씰링 돌기(14)의 외면(21c)에 대한 맞댐 위치가 낮아지기 때문에, 이 외측 씰링 돌기(14)의 맞댐 위치와 내측 씰링 돌기(12)의 맞댐 위치의 높낮이 차이가 작아지는 것으로부터, 환경 온도가 높아지는 경우에도 용기(20)의 입구부(21)의 안쪽 변형이 일어나기 어렵게 해 밀봉 성능의 저하를 방지할 수 있다.
최소 내경부(14d)의 내경은 입구부(21) 외경보다 약간 작은 것이 바람직하다. 이에 따라, 외측 씰링 돌기(14)는 근소하게 바깥쪽으로 탄성적으로 굽힘 변형된 상태로 외면(21c)에 맞닿기 때문에, 충분한 가압력으로 외면(21c)에 맞닿는다.
외측 씰링 돌기(14)의 최소 내경부(14d)의 높이위치는 예를 들면, 내측 씰링 돌기(12)의 최대 외경부(12b)와 같거나 또는 이보다 높은 위치에 있다.
최소 내경부(14d)의 높이위치는, 최소 내경부(14d)와 개구단 씰링 돌기(13) 하단(돌출단)의 높낮이 차이(H2)가 0.5 내지 2㎜(바람직하게는 1 내지 1.5㎜)가 되도록 설정하는 것이 적절하다.
높낮이 차이(H2)가 너무 작으면, 환경 온도가 변동됐을 때 입구부(21)의 안쪽 변형이 일어나기 쉬워진다. 높낮이 차이(H2)가 너무 크면, 외측 씰링 돌기(14)의 안쪽 가압력이 불충분해지는 경우가 있다.
높낮이 차이(H2)를 상기 범위로 함으로써, 외측 씰링 돌기(14)의 씰링성을 높이고, 또한, 환경 온도가 높아지는 경우에도 입구부(21)의 안쪽 변형을 방지할 수 있다.
외측 씰링 돌기(14)의 최소 내경부(14d)와 내측 씰링 돌기(12)의 최대 외경부(12b)의 높낮이 차이(H3)는, 2.5㎜ 이하(바람직하게는 2㎜ 이하)가 적절하다. 높낮이 차이(H3)는 0㎜ 이상이 바람직하다.
높낮이 차이(H3)를 상기 범위로 함으로써, 환경 온도가 높아지는 경우에도 용기(20)의 입구부(21)의 안쪽 변형을 방지할 수 있다.
외측 씰링 돌기(14)의 선단면(14b)은 내면(14a)의 하단으로부터 외면(14c) 쪽을 향해 하방으로 갈수록 서서히 지름이 커지게 형성되어 있다. 선단면(14b)의 단면 형상은 예를 들면, 대략 원호형 또는 대략 타원호형의 볼록한 형상으로 할 수 있다.
외측 씰링 돌기(14)의 외면(14c)은 선단을 향해 서서히 외경이 작아지도록 경사지는 경사면으로 되어 있다. 외면(14c)은 일정한 각도로 경사지는 것이 바람직하다.
외측 씰링 돌기(14)의 평균 두께(기단부(14e))로부터 최소 내경부(14d)까지의 범위의 평균 두께, 즉 도 1a에 나타낸 두께(T2))는 0.5 내지 2㎜(바람직하게는 1 내지 1.5㎜)가 바람직하다.
외측 씰링 돌기(14)의 평균 두께를 상기 범위로 함으로써, 외측 씰링 돌기(14)에 가요성을 부여해 외측 씰링 돌기(14)의 충격 흡수 성능을 높이고, 또한, 충분한 씰링성을 얻을 수 있다.
외측 씰링 돌기(14)의 평균 두께가 너무 작으면, 탄성력이 작아지기 때문에 외면(21c)에 대한 가압력이 작아져서 씰링성이 저하된다. 외측 씰링 돌기(14)의 평균 두께가 너무 크면 추종 변형성이 열등해져, 예를 들면 외면(21c)에 파손 등으로 형성된 오목부가 있는 경우, 캡(1)에 충격이 가해지면 밀봉 성능이 저하되기 쉬워진다.
외측 씰링 돌기(14)의 외면(21c)에 대한 안쪽 가압력(Fo)과, 내측 씰링 돌기(12)의 내면(21a)에 대한 바깥쪽 가압력(Fi)의 비는 Fo：Fi=0.5：1 내지 3：1(바람직하게는 1：1 내지 3：1)이 적절하다. 이 비를 상기 범위로 함으로써, 입구부(21)에 가해지는 안쪽 또는 바깥쪽의 힘이 과도해지는 것을 방지해, 환경 온도가 높아지는 경우에도 입구부(21)의 변형(특히 안쪽 변형)을 방지할 수 있다.
또한, 외측 씰링 돌기(14)의 안쪽 가압력이란, 도 1a에서 외면(21c)에 대해 수직인 방향(도 1a의 좌우 방향)의 가압력을 말한다. 내측 씰링 돌기(12)의 바깥쪽 가압력은 도 1a에서 내면(21a)에 대해 수직인 방향(도 1a의 좌우 방향)의 가압력이다.
TE링부(9)의 내주면에는 마개를 열었을 때 용기(20)의 걸림단부(23)에 걸려 TE링부(9)의 이동을 저지하는 걸림돌기인 걸림돌기(11)가 형성되어 있다.
걸림돌기(11)는 TE링부(9)의 내주면에서 안쪽으로 돌출되어 형성되어 있다.
캡(1)은 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 합성 수지 재료로 구성할 수 있다. 캡(1)은 활제(에루카산아미드 등)를 첨가하지 않아도 개봉성 및 밀봉성을 적정화할 수 있다.
입구부(21)에 장착된 캡(1)을 개봉 방향으로 돌리면, 회전에 따라 캡(1)이 상승한다.
걸림돌기(11)가 걸림단부(23)의 하단에 도달한 상태에서 캡(1)을 한층 더 개봉 방향으로 돌리면, 주부(8)가 회전에 따라 상승하는 한편, 걸림돌기(11)가 걸림단부(23)에 걸리기 때문에 TE링부(9)의 상방 이동은 저지된다.
그 결과, 주부(8)와 TE링부(9)를 연결하고 있는 브릿지(7)에 인장력이 작용해, 브릿지(7)가 파열되고 TE링부(9)가 주부(8)로부터 분리된다.
이에 따라, 캡(1)이 개봉된 것이 분명히 드러난다.
캡(1)에서는 외측 씰링 돌기(14)가 선단을 향해 서서히 내경이 작아지도록 경사지는 내면(14a)을 갖고, 내면(14a) 하단의 최소 내경부(14d)에서 개구 단면(21b)으로부터 떨어진 위치에서 외면(21c)에 맞닿기 때문에, 외측 씰링 돌기(14)에 추종 변형성을 부여할 수 있다.
따라서, 외부로부터 충격이 가해진 경우에도 외면(21c)에 대해 맞닿은 상태를 유지해, 밀봉 성능의 저하를 방지할 수 있다.
일반적으로, 탄산음료 충전 용기용 캡은 탄산음료에 의한 용기 내압 상승이 원인인 상판부의 팽출 변형(도 1a의 2점쇄선 참조)을 고려해, 내측 씰링 돌기는 비교적 낮은 위치에서 입구부에 접하도록 설계된다. 이 때문에, 외측 씰링 돌기와 내측 씰링 돌기의 입구부 가압 위치의 높낮이 차이가 커져서, 환경 온도가 높아졌을 때 입구부의 안쪽 변형이 일어나기 쉬워진다.
이에 대해, 캡(1)에서는 외측 씰링 돌기(14)의 입구부(21)에 대한 맞댐 위치가 낮아지기 때문에, 외측 씰링 돌기(14)와 내측 씰링 돌기(12)의 입구부(21) 가압 위치의 높낮이 차이를 작게 할 수 있다는 것으로부터, 환경 온도가 높아지는 경우에도 용기(20)의 입구부(21)의 안쪽 변형을 방지할 수 있으며 밀봉 성능의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 외측 씰링 돌기(14)는 기단부가 아니라 선단 쪽인 최소 내경부 (14d)에서 입구부(21)에 접하기 때문에, 입구부(21)의 외경의 편차가 있는 경우에도 가압력이 지나치게 작거나 또는 지나치게 커지는 것을 방지할 수 있다.
외측 씰링 돌기(14)가 기단부가 아니라 이보다 선단 쪽인 최소 내경부(14d)에서 입구부(21)에 접하는 구조는, 맞댐 위치가 기단부인 경우에 비해 입구부(21)에 대한 외측 씰링 돌기(14)의 가압력을 낮게 설정하기 쉬운 구조이다. 따라서 이 구조는, 외측 씰링 돌기(14)의 가압력과 내측 씰링 돌기(12)의 가압력의 비를 적정화하고, 용기(20)의 입구부(21)의 안쪽 변형을 방지하는 효과 면에서 매우 적합하다.
캡(1)은 전술한 외측 씰링 돌기(14)의 구조에 의해, 밀봉 성능을 저하시키지 않으면서 외측 씰링 돌기(14)의 안쪽 가압력을 낮게 할 수 있기 때문에, 개봉 토크 및 밀봉 토크를 억제해 우수한 개봉성 및 밀봉성을 얻을 수 있다. 이 때문에, 활제가 불필요하다.
활제를 사용하는 경우에는, 활제의 배출량이 변동되기 쉽다는 이유에 의해, 그 기능(예를 들면 개봉 토크 및 밀봉 토크의 억제)을 적절하게 발휘시키는 것이 쉽지 않지만, 캡(1)에서는 활제가 불필요하기 때문에 안정적인 개봉성 및 밀봉성을 얻을 수 있다.
나아가 캡(1)에서는 마개를 열었을 때 탄산음료에 심한 거품이 일어나 입구부(21)로부터 흘러넘치는 현상이 일어나지 않는다. 캡(1)에 의해, 탄산음료가 흘러 넘치는 현상을 방지할 수 있는 이유는 분명하지 않지만, 활제가 불필요하다는 점과 관련되어 있을 가능성이 있다.
도 1a 등에 나타낸 밀봉 장치는 탄산음료를 용기(20)에 충전해, 입구부(21)에 캡(1)을 장착시킴으로써 음료가 든 밀봉 장치로 할 수 있다.
[실시예]
(실시예 1)
도 1의a에 나타낸 캡(1)을 제작했다. 캡(1)은 고밀도 폴리에틸렌제로 만들고, 활제는 사용하지 않았다. 이 캡(1)을 용기(20)의 입구부(21)에 장착해, 이 밀봉 장치를 히트사이클 시험에 제공했다. 외측 씰링 돌기(14)의 외면(21c)에 대한 안쪽 가압력(Fo)과 내측 씰링 돌기(12)의 내면(21a)에 대한 바깥쪽 가압력(Fi)의 비(Fo：Fi)는 1.5:1로 했다.
히트사이클 시험에서는 용기(20) 및 캡(1)을 가열 조건 하(55℃)에서 9시간 방치한 다음, 냉각 조건 하(22℃)에서 15시간 방치하는 공정을 2회 반복한 후, 용기(20) 및 캡(1)을 5℃ 조건 하에 24시간 방치했다.
히트사이클 시험 전후 용기(20)의 입구부(21)의 외경을 측정한 결과를 도 3에 나타냈다. 도 3의 가로축은 입구부(21)의 개구 단면(21b)으로부터 측정 개소까지의 거리이다. 예를 들면, 0.7㎜는 개구 단면(21b)으로부터 용기 본체(24) 측으로 0.7㎜ 떨어진 위치를 의미한다. 도 3의 세로축은 입구부(21)의 외경이다.
(비교예 1)
도 7에 나타낸 캡(51)을 제작했다. 캡(51)은 고밀도 폴리에틸렌제로 만들고, 활제(에루카산아미드. 캡(51)에의 첨가량：2000 ㎎/㎏)를 사용했다.
이 캡(51)을 용기(20)의 입구부(21)에 장착하고, 이 밀봉 장치를 실시예 1과 동일한 히트사이클 시험에 제공했다. 외측 씰링 돌기의 안쪽 가압력(Fo)과 내측 씰링 돌기 바깥쪽 가압력(Fi)의 비(Fo：Fi)는 6:1로 했다.
히트사이클 시험 전후 용기(20)의 입구부(21)의 외경을 측정한 결과를 도 4에 나타냈다.
도 3 및 도 4로부터, 실시예 1에서는 히트사이클 시험에 의한 입구부(21)의 외경의 변화를 억제할 수 있었다는 것을 알 수 있다.
(실시예 2)
실시예 1과 동일한 캡(1)의 회전 밀봉 각도를 측정했다. 샘플 수는 25개로 했다. 도 5는 회전 밀봉 각도의 분포를 도시한 그래프이다. 도 5의 가로축은 회전 밀봉 각도이며, 세로축은 샘플 수이다.
회전 밀봉 각도란, 캡(1)을 소정의 토크로 입구부(21)에 장착했을 때의 캡(1)의 회전 각도를 말한다.
캡(1)은 제조 후, 실온에서 3일간 방치한 후에 실온에서의 회전 밀봉 각도를 측정했다.
(실시예 3)
실시예 1과 동일한 캡(1)을 제조한 후, 실온에서 3일간 방치한 다음 가열 조건 하(55℃)에서 24시간 방치한 뒤에, 실온에서 이 캡(1)의 회전 밀봉 각도를 측정했다. 그 외의 조건은 실시예 2와 동일하게 했으며 그 결과를 도 5에 나타냈다.
(비교예 2)
비교예 1과 동일한 캡(51)을 제조한 후, 실온에서 3일간 방치한 다음 실온에서 회전 밀봉 각도를 측정했다. 그 외의 조건은 실시예 2와 동일하게 했으며 그 결과를 도 5에 나타냈다.
(비교예 3)
비교예 1과 동일한 캡(51)을 제조한 후, 동계 환경 하(평균 기온 10℃)에서 3일간 방치한 다음, 가열 조건 하(55℃)에서 24시간 방치한 후에 실온에서 회전 밀봉 각도를 측정했다. 그 외의 조건은 실시예 2와 동일하게 했으며 그 결과를 도 5에 나타냈다.
(비교예 4)
비교예 1과 동일한 캡(51)을 제조한 후, 하계 환경 하(평균 기온 40℃)에서 3일간 방치한 다음, 가열 조건 하(55℃)에서 24시간 방치한 후에 실온에서 회전 밀봉 각도를 측정했다. 그 외의 조건은 실시예 2와 동일하게 했으며 그 결과를 도 5에 나타냈다.
도 5로부터, 실시예 2, 3에서는 비교예 2 내지 4에 비해 회전 밀봉 각도의 편차가 작고, 밀봉성의 면에서 뛰어난 것을 알 수 있다.
또한, 비교예 2 내지 4 중에서도 비교적 고온 조건에서 방치한 비교예 4에서는 편차가 컸다.
회전 밀봉 각도의 편차는 활제의 배출량의 편차로 인해 발생한 것으로 보인다.
본 발명에 있어서, 탄산음료란 일본 농림 규격(JAS)에 규정된 바와 같이, 음용에 적합한 물에 이산화탄소(탄산 가스)를 압입한 음료, 및 여기에 감미료, 산미료, 향료 등을 첨가한 음료이다. 구체적인 예로는, 레몬, 라임, 오렌지, 자몽, 포도, 사과 등의 향미를 부여한 음료, 진저엘, 콜라, 과즙이 든 탄산음료, 유제품이 든 탄산음료, 탄산이 든 리큐어 종류(캔으로 된 츄하이 등), 스파클링와인, 맥주, 발포주 등을 들 수 있다. 이산화탄소(탄산 가스)의 분압은 예를 들면, 0.02 ㎫ 이상(20℃)이다.
또한 활제란, 예를 들면 탄화수소계 활제(유동 파라핀 등), 지방산계 활제(고급 지방산 등), 지방산 아미드계 활제(지방산 아미드 등), 에스테르계 활제(지방산의 저급 알코올 에스테르 등), 알코올계 활제(지방 알코올 등), 금속 비누계 활제 등이 있다.
1…캡(탄산음료 충전 용기용 합성 수지제 캡)
2…상판부
2a…상판부의 내면
3…통부
10…나사부
12…내측 씰링 돌기
12a…맞댐 볼록부
12b…최대 외경부
12e…기단부
12f…외면
13…개구단 씰링 돌기
14…외측 씰링 돌기
14a…내면
14d…최소 내경부
14e…기단부
20…용기
21…입구부
21a…내면
21b…개구 단면
21c…외면
24…용기 본체
T2…외측 씰링 돌기의 기단부로부터 최소 내경부까지 범위의 평균 두께

Claims (9)

  1. 탄산음료가 충전된 용기의 입구부에 장착되는 합성 수지제 캡으로서,
    상판부와 그 둘레로부터 내려오는 통부를 구비하고,
    상기 상판부의 내면에, 상기 입구부 내에 삽입되는 내측 씰링 돌기와, 상기 입구부의 외면에 맞닿는 외측 씰링 돌기가 형성되고,
    상기 내측 씰링 돌기의 외면에는, 상기 입구부의 개구 단부로부터 용기 본체 쪽으로 떨어진 위치에서 상기 입구부의 내면에 맞닿아 상기 용기를 씰링하는 맞댐 볼록부가 형성되고,
    상기 외측 씰링 돌기는 선단을 향해 내경이 작아지는 내면을 갖고,
    상기 외측 씰링 돌기의 내면의 하단인 최소 내경부가 상기 입구부의 개구 단부로부터 용기 본체 쪽으로 떨어진 위치에서 상기 입구부의 외면에 맞닿고,
    상기 내측 씰링 돌기의 기단부에 근접한 위치에, 다른 부분보다 두께가 얇은 부분이 형성되어 있고, 상기 두께가 얇은 부분은 1 내지 2.2㎜의 두께를 가지며,
    상기 외측 씰링 돌기의 최소 내경부가 상기 내측 씰링 돌기의 맞댐 볼록부의 최대 외경부보다 높은 위치에 있고, 상기 최소 내경부와 상기 최대 외경부의 높낮이 차이가 2.5㎜ 이하이며,
    상기 외측 씰링 돌기의 두께가 선단을 향해 상기 최소 내경부까지 서서히 줄어들고,
    상기 외측 씰링 돌기의 선단면은, 내면의 하단으로부터 외면 쪽을 향해 하방으로 갈수록 서서히 지름이 커지도록 볼록한 형상으로 만곡되어 있는 탄산음료 충전 용기용 합성 수지제 캡.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 　
    상기 외측 씰링 돌기가 원통형의 판상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탄산음료 충전 용기용 합성 수지제 캡.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 외측 씰링 돌기는, 기단부로부터 상기 최소 내경부까지의 평균 두께가 0.5 내지 2㎜인 것을 특징으로 하는 탄산음료 충전 용기용 합성 수지제 캡.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    활제가 첨가되어 있지 않은 탄산음료 충전 용기용 합성 수지제 캡.
  8. 탄산음료가 충전되는 용기와, 그 입구부에 장착되는 합성 수지제 캡을 구비한 밀봉 장치로서,
    상기 합성 수지제 캡이 제1항, 제3항, 제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 기재된 것인 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  9. 탄산음료가 충전된 용기와, 그 입구부에 장착되는 합성 수지제 캡을 구비한, 음료가 든 밀봉 장치로서,
    상기 합성 수지제 캡이 제1항, 제3항, 제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 기재된 것인 것을 특징으로 하는 음료가 든 밀봉 장치.
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