JP2004175386A

JP2004175386A - ボトル缶、キャップ、キャップ付きボトル缶及びボトル缶の製造方法

Info

Publication number: JP2004175386A
Application number: JP2002342129A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Ito; 隆一伊藤; Naoki Tasaka; 直樹田坂
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2004-06-24

Abstract

【課題】ボトル缶の内圧が上昇しても、キャップとボトル缶間の密封性を良好に保つこと。
【解決手段】ボトル缶の口金部２に設けられたカール部５の外周壁５２に、凸部５５が設けられる。凸部５５は、カール部外周壁５２において、外周壁の一部が外方に突出され、しかも周囲に沿い連続的に設けられているが、任意の長さで間欠的に設けられてもよく、カール部５を成形する前に設けられる。また、この構成において、凸部５５に代えて凹部を設けるようにしてもよい。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ボトル缶と、ボトル缶の口金にキャップを被着して口金を密閉するためのキャップと、キャップを被着したキャップ付きボトル缶と、そのボトル缶の製造方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、飲料用の缶として広く使われているボトル缶は、アルミニウム製やその合金製の金属板を絞り加工（Ｄｒａｗｉｎｇ）と、次いで行われるしごき加工（Ｉｒｏｎｉｎｇ）とによって形成され、いわゆるＤＩ缶と呼ばれている。
【０００３】
このようなボトル缶は、従来、有底筒状に形成された後、図６に示すように、ボトル缶１の開口部がネック成形加工されることで縮径されて口金部２が形成され、次いでその口金部２にねじ成形加工されることでねじ（雄ねじ）部３及び．膨出部４が形成され、更に口金部２の開口端を内側から外側に折り返すカール成形加工によってカール部５が形成される。カール部５は、口金部２に連設されて開口端まで延在する内周壁５ａと、その内周壁５ａの外側に折り返して形成された外周壁５ｂと、これらを互いに連結する接続部５ｃとを有している。このカール部５は、更にスロット加工されることで外周壁５ｂが略平面状に形成される。
【０００４】
このように形成されたボトル缶１は、その後、内容物が充填されると、ボトル缶１の口金部２に図７に示すようにキャップ材６が被着され、キャップ付きボトル缶とされる。なお、ここではボトル缶１に装着前のものを「キャップ材６」と呼び、装着後のものを「キャップ」と呼ぶ。
なお、ボトル缶１の口金部２に被着されるキャップ材６は、図８に示すように、天面部６１とナール６２とグルーブ６３とスコア６５を有するビード６４とフレアー６６とが形成されて有底筒状をなし、天面部６１の内側にはシール材であるライナー６７が貼着されている。
【０００５】
このようなキャップ材６は、以下のようにしてキャッピング加工がなされることで被着される。
つまり、図９に示すように、筒状のプレッシャーブロック７１と、このプレッシャーブロック７１の中央に軸方向に移動可能に設けられたプレッシャーブロックインサート７２と、ＲＯローラ７３、ＰＰローラ７４とを備えたキャッピング装置７を用い、図１０（ａ）に示すように、ボトル缶１の口金部２に被せられたキャップ材６の天面部６１をプレッシャーブロックインサート７２が缶底方向に押圧して押さえる。次いで、図１０（ｂ）に示すように、プレッシャーブロック７１が天面部６１の外周側を缶底方向に押圧しながら所望の深さ及び径方向に絞り加工することで、キャップ材６の肩部に段差部８を形成（段差部形成工程）、さらにその状態でＲＯローラ７３が口金部２のねじ部３に沿って回転することで、キャップ材６の周囲に雌ねじを形成すると共に、ＰＰローラ７４が膨出部４に沿い転動することでフレアー６６が巻き締められ（巻締め工程）、これによってキャップ材６が図７のように口金部２に被着されて、ライナー６７が口金部２のカール部５と密に接することで、内容物が漏れないような密封性が得られるようになっている。なお、図１０において、符号７５はプレッシャーブロックインサート７２を缶底方向に付勢させるスプリングである（例えば、参考文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２１３４１７号公報
【０００７】
このようにしてボルト缶１にキャップが被着された後、殺菌するための処理が行われることとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のボトル缶１は、内容物が充填されたボトル缶１にキャップ材６が被着された後、更に殺菌処理等が行われると、ボトル缶１の内圧が上昇してキャップ材６の天面部６１が図１１に示すように外側（上方）に膨らみ、この際、ライナー６７のサイドシール部６７ａが上方に引っ張られて該ライナー６７とカール部５との接触面積が減少し、ライナー６７による密封性が低下していた。
このように内圧の上昇に伴ってキャップ材６が膨らむと、キャップ材６は元に戻ることがなく、カール部５に対して接触面積の減少した状態のサイドシール部６７ａのみで密封性を保持せざるを得ず、密封性が低下する虞れがあった。
【０００９】
上記の問題を解消するため、ボトル缶１のカール部５の開口端側とライナー６７との接触圧を大きくし得るようボトル缶１の口金部２に被せるキャップ材６の軸方向の押圧力を大きくして段差部８の深さ寸法Ｌ（図７参照）を大きく形成すると、ボトル缶１がアルミニウムのような軟質金属であるので、カール部５やその周囲に設けられているねじ部３が変形し、従来ではせいぜい２ｍｍの深さしか形成することができず、より深い段差部を形成することが困難であった。
【００１０】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、ボトル缶の内圧が上昇しても、キャップシール材間の密封性を良好に保つことができるボトル缶及びキャップ並びにキャップ付きボトル缶を提供することにあり、他の目的は、カール部やねじ部が変形することなく確実にキャップを被着することができるボトル缶の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、口金部に、その開口端を外側に折り返すことによってカール部が形成されたボトル缶において、前記カール部の外周面に、該カール部を含む前記口金部に被着されるキャップのシール材に係合する係合部が形成されていることを特徴とする。
この発明に係るボトル缶によれば、口金部にキャップが被着されたとき、カール部の係合部がキャップのシール材に係合して、カール部及びシール材間の接触面積が増大するので、シール材との間の密封性を良好に保つことができる。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、請求項１記載のボトル缶において、前記係合部が、凸部又は凹部であることを特徴とする。
この発明に係るボトル缶によれば、係合部が、凸部又は凹部に形成されているので、口金部にキャップを被着すると、凸部又は凹部とシール材とが係合することで、シール材との間の密封性を簡単かつ確実に高めることができる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、ボトル缶の口金部に被着され、その内側にシール材を有するキャップにおいて、前記シール材に、前記口金部と係合するシール係合部が設けられていることを特徴とする。
この発明に係るキャップによれば、シール材にシール係合部が設けられてあるので、キャップをボトル缶の口金部に被着すると、口金部とシール材のシール係合部が係合することで、口金部のカール部との間の密封性を簡単かつ確実に高めることができる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項３記載のキャップにおいて、前記シール係合部が、凹部又は凸部であることを特徴とする。
この発明に係るキャップによれば、シール係合部が凹部又は凸部であるので、キャップをボトル缶の口金部に被着すると、口金部とシール係合部が良好に係合でき、口金部のカール部との間の密封性を簡単かつ確実に高めることができる。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項１又は２記載のボトル缶と、請求項３又は４記載のキャップとを備えてなることを特徴とする。
この発明に係るキャップ付きボトル缶によれば、口金部にキャップが被着されると、口金部とシール材とが係合することで、口金部のカール部とキャップのシール材間の接触面積が増大するので、殺菌処理等に拘わることなく、両者の密封性が良好となる。
【００１６】
請求項６に係る発明は、ボトル缶の口金部にねじ部を形成すると共に、前記口金部の開口端を内側から外側に折り返してカール部を形成するボトル缶の製造方法において、前記口金部の開口端に前記カール部の外周に配置される凸部又は凹部を形成し、その後前記カール部を形成することを特徴とする。
この発明に係るキャップ製造方法によれば、口金部の開口端に、カール部の外周に配置される凸部又は凹部を設けた後、カール部を形成するので、カール部にキャップとの接触面積を増大できる凸部又は凹部を確実に形成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１から図４はこの発明の一実施の形態に係るキャップ付きボトル缶を示すであって、図１はボトル缶のカール部の要部を示す拡大断面図、図２はボトル缶に係合部を形成する説明図、図３はキャップを示す説明図、図４はボトル缶の口金部にキャップを被着した状態の説明図である。
図１に示すように、ボトル缶１の口金部２には、口金部２の開口端を内側から外側に折り返すことでカール部５が形成され、かつ該カール部５は、内周壁５１と外周壁５２との両者を接続する接続部５３とを有すると共に、外周壁５２の先端にフック部５４が設けられている。このように口金部２にカール部５が形成されたボトル缶１は、内容物が充填された後、図９及び図１０に示すようにキャップ材６がキャッピング装置７によって巻き締められることで被着される。なお、口金部２にはカール部５の他、ねじ部３及び膨出部４が設けられている（図６及び図７参照）。
【００１８】
この実施形態においては、図１に示すように、ボトル缶１の口金部２に設けられたカール部５の外周壁５２に、係合部としての凸部５５が設けられている。この凸部５５は、カール部５５の外周壁５２において、外周壁の一部が所望の山高さ（Ｈ）及び幅（段ピッチ＝Ｗ）をもって外方に突出されており、しかも周囲に沿い連続的に設けられているが、任意の長さで間欠的に設けられてもよい。
【００１９】
このような凸部５５は、カール部５を成形する前に設けられる。例えば、図２に示すように、ボトル缶１の口金部２にねじ部３及び膨出部４が形成された後、口金部２のカール部５に相当する内側に図示しない凸部形成手段によって凸部５５が形成される。そして、その後で口金部２の開口端が内側から外側に折り返されることでカール部５を形成すると、カール部５の外周に凸部５５が設けられる。この場合の凸部５５としては、例えば山高さ（Ｈ）が０．１ｍｍ、幅（Ｗ）が０．２ｍｍの大きさであるが、これらの大きさは適宜選定するのが望ましい。
【００２０】
キャップ材６は、シール材であるライナー６７を有し、該ライナー６７は、適度の厚み及び弾性復元力を有する合成樹脂、例えばレトルト処理に対する耐久性を持たせるためスチレンエラストマーからなっている。なお、図１〜図４において、図６〜図１１と同一部分には同一符号を付している。
【００２１】
この実施の形態は、上記のように構成されているので、口金部２にカール部５が形成されたボトル缶１に炭酸飲料からなる内容物が充填され、かつキャップ材６が被着されることでキャップ付きボトル缶が図１０に示すように形成された後、このキャップ付きボトル缶１について殺菌処理等がなされると、内圧が上昇してキャップ材６の天面部６１が膨らみ、その部分のライナー６７が持ち上げられてしまうことから（図１１参照）、ライナー６７とボトル缶口金部２間の密封性が低下するおそれがある。
【００２２】
しかしながら、カール部５の外周壁５２に、係合部としての凸部５５が形成されているので、キャップ材６がボトル缶１の口金部２に被着されると、図４に示すように、カール部５の凸部５５がライナー６７に食い込んで係合するので、カール部５及びライナー６７間の接触面積が確実に増大し、キャップ材６のライナー６７とカール部５間の密封性を良好に保つことができる。
【００２３】
従って、殺菌処理等によってボトル缶１の内圧が上昇してライナー６７が持ち上がることがあっても、それに拘わることなくボトル缶１とキャップ６間の密封性を安定した良好な状態に維持することができる。
また、カール部５に凸部５５を形成すると、その分だけカール部５自体の強度が上がるので、キャップ材６の被着をより的確に行うこともできる。しかも、ライナー６７は、スチレンエラストマーからなっていてレトルト処理に対する耐久性を充分有するので、ライナー６７自体がレトルト処理の際、加熱によって密封性を損なうというおそれもない。
【００２４】
図５（ａ）、（ｂ）は、この発明の第２の実施の形態に係るキャップ付きボトル缶を示している。この場合は、カール部５の外周壁５２に凸部５５が複数段に亘って設けられ、キャップ材６がボトル缶１の口金部２に被着されたとき、複数の凸部５５がライナー６７にそれぞれ互いに食い込んで係合するようにしている。
【００２５】
従って、この実施形態によれば、ライナー６７とカール部５間の接触面積をより増大できるので、前述した実施形態に比較すると、密封性をより高めることができ、密封性に対する信頼性が高まる。
なお、凸部５５の山高さＨ及び幅Ｗ並びに段数は、適宜選定されるが、それらを種々変えた場合の内容物の漏れ試験結果を以下の表１に示す。
【００２６】
【表１】

【００２７】
上記表１に示すように、従来では、カール部５に何も設けられていないことから、漏れ数が１００缶あたり１０缶にも達していた。この実施形態の試験１（Ｗ＝０．２ｍｍ、Ｈ＝０．１ｍｍ、１段）においては３缶の漏れ、試験２（Ｗ＝０．３ｍｍ、Ｈ＝０．２ｍｍ、１段）においては１缶の漏れ、試験３においては（Ｗ＝０．３ｍｍ、Ｈ＝０．２ｍｍ、２段）漏れ無しという結果となった。
従って、表１から明らかなように、上記Ｗ、Ｈの寸法及び段数を考慮することで、漏れを解消することができ、カール部とライナー間の密封性が良好となることが理解できよう。
【００２８】
なお、上記表中、漏れ数（リーク試験）は、５℃でかつガス水がＧＶ２．７からなる充填物を用い、これを総容量４１０ｍｌ用のボトル缶１に４００ｍｌ入れて室温より高い４０℃で保管開始し、それから三週間経過したところで常温（２０℃）まで戻した後、卓上Ｂ検にてボトル缶１の内圧を推定し、そのときの内圧が正常時には１．３ｋｇ／ｃｍ^２（１２．７×１０^４Ｐａ）であるべきところ、０．８ｋｇ／ｃｍ^２（７．８×１０^４Ｐａ）以下になったときに漏れと判断した。上記卓上Ｂ検とは、缶胴に圧子を押し込んでその押し込み程度からボトル缶１の内圧を推定するものであり、他の検査方法を採用して漏れ検査を行ってもよいのは勿論である。
【００２９】
上記実施の形態において、カール部５の外周に凸部５５が缶軸方向に沿って複数段に設けられた例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば螺旋状に形成してもよい。
また、係合部として、カール部５の一部を突出させる凸部５５が設けられた例を示したが、凸部５５の代わりに凹部を形成し、キャップ材６を口金部２に被着したとき、ライナー６７が自身の弾性力により前記凹部に食い込むことで接触面積を増大させて密封性を高めることもでき、従って、凸部と凹部とのいずれかからなる係合部を設けることでも、この発明を達成することができる。
更に、カール部に係合部のみが設けられた例を示したが、凸部５５と対応するよう、例えばライナー６７に図３（ｂ）の破線にて示すような凹部６８（又は図示しない凸部）、或いは図５（ａ）の破線にて示すような凹部６８（又は図示しない凸部）からなるシール係合部を設けてもよい。このようなシール係合部は、カール部に係合部が設けられていないときに単独で形成してもよく、要は、キャップ材６がボトル缶１の口金部２に被着されたとき、カール部５との間の接触面積を増大し得るように係合すればよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、口金部にキャップを被着したとき、口金部のカール部に形成された係合部がキャップのシール材に係合して、カール部及びシール材間の接触面積が増大するように構成したので、シール材との間の密封性を良好に保つことができるという効果が得られる。
【００３１】
請求項２に係る発明によれば、口金部にキャップを被着されると、シール材との間の密封性を簡単かつ確実に高めることができるという効果が得られる。
【００３２】
請求項３に係る発明によれば、ボトル缶の口金部に被着されたとき、シール材及びカール部間の接触面積が増大するように構成したので、カール部との間の密封性を良好に保つことができるという効果が得られる。
【００３３】
請求項４に係る発明によれば、キャップがボトル缶口金部のカール部との間の密封性を簡単かつ確実に高めることができるという効果が得られる。
【００３４】
請求項５に係る発明によれば、殺菌処理等に拘わることなく、キャップとボトル缶両者の密封性が良好となり、密封性に対する信頼性を高めることができる効果が得られる。
【００３５】
請求項６に係る発明によれば、口金部の開口端にカール部の外周に配置される凸部又は凹部を設けた後、カール部を形成するようにしたので、カール部にキャップとの接触面積を増大できる凸部又は凹部を確実に形成することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係るキャップ付きボトル缶を示すであって、ボトル缶のカール部の要部を示す拡大断面図である。
【図２】ボトル缶に係合部を形成する説明図である。
【図３】キャップを示す説明図であり、（ａ）は全体断面図、（ｂ）は図（ａ）のＰ部分の拡大図である。
【図４】ボトル缶の口金部にキャップを被着した状態の説明図である。
【図５】この発明の第２の実施の形態に係るキャップ付きボトル缶を示す図であって、（ａ）はキャップが被着される前の状態を示す要部の説明図、（ｂ）はキャップが被着された要部を示す説明図である。
【図６】ボトル缶の口金部に設けられたカール部を示す説明図である。
【図７】ボトル缶の口金部にキャップが被着された状態を示す説明図である。
【図８】キャップを示す半断面図である。
【図９】ボトル缶の口金部にキャッピング装置によってキャップを被着するときの説明図である。
【図１０】同じくキャッピング装置がキャップを被着するときの図であって、（ａ）キャップをボトル缶に押さえ付けた状態を示す説明図、（ｂ）はキャップに段差部及び雌ねじを形成する説明図である。
【図１１】ボトル缶の内圧上昇によってキャップの天面部が膨らんだときの状態を示す従来の説明図である。
【符号の説明】
１ボトル缶
２口金部
５カール部
５５係合部としての凸部
６キャップ（キャップ材）
６７シール材（ライナー）
６８シール係合部としての凹部

Claims

口金部に、その開口端を外側に折り返すことによってカール部が形成されたボトル缶において、
前記カール部の外周面に、該カール部を含む前記口金部に被着されるキャップのシール材に係合する係合部が形成されていることを特徴とするボトル缶。
請求項１記載のボトル缶において、
前記係合部が、凸部又は凹部であることを特徴とするボトル缶。
ボトル缶の口金部に被着され、その内側にシール材を有するキャップにおいて、
前記シール材に、前記口金部と係合するシール係合部が設けられていることを特徴とするキャップ。
請求項３記載のキャップにおいて、
前記シール係合部が、凹部又は凸部であることを特徴とするキャップ。
請求項１又は２記載のボトル缶と、請求項３又は４記載のキャップとを備えてなることを特徴とするキャップ付きボトル缶。
ボトル缶の口金部にねじ部を形成すると共に、前記口金部の開口端を内側から外側に折り返してカール部を形成するボトル缶の製造方法において、
前記口金部の開口端に前記カール部の外周に配置される凸部又は凹部を形成し、その後前記カール部を形成することを特徴とするボトル缶の製造方法。