JP2006206121A - キャップ及びキャップ付ボトル缶 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 キャップ2は、天板部41とこの天板部41の周縁部から垂下された周壁部42が形成されたキャップ本体4と、天板部41の内面41a側に配置されるライナ5とを有しており、ライナ5には、天板部41の内面41a側とボトル缶の内部空間とを区画する隔壁部5fが形成されると共に、天板部41の内面41aと対向される面に、隔壁部5fを内面41aから離間させる凹部5eが形成されており、この凹部5eの深さt2が、ボトル缶の内部空間からの内圧作用時の、隔壁部5fの天板部41側への変位量よりも大きくされている。
【選択図】 図2
Description
このボトル缶に使用されるキャップとしては、キャップ本体の内面にボトル缶との密封性を確保するためにライナが配置されたものが一般的である。
従来この種のキャップとして、熱可塑性樹脂で構成される円環状の支持層と、エラストマで構成される円板状の機能層とから形成されたシートタイプのライナが、キャップ天板部の内面に配置されたものが知られている(例えば、特許文献1の図6参照。)。
かかる構成とすることにより、この特許文献1に記載のキャップは、レトルト殺菌後の密封性、耐圧性や、開栓トルクの大きさの適正化等に配慮したものとされている。
次いでボトル缶は、レトルト殺菌された後に、カートンケースに梱包されてパレットに積み込まれる。
そして、カートンケース詰めされたボトル缶は、7日程度放置した後、カートンケース毎にいわゆる打検による缶内圧検査を行い、漏れ(いわゆるスローリーク)がないか確認が行われている。
なお、上述した液体窒素は、ボトル缶内側を高圧にし、へこみにくくすることによって、例えば、自動販売機の販売時における落下衝撃を受けてもボトル缶形状が崩れないようにするためのものである。
しかしながら、打検により缶内圧を的確に測定しようとした場合、支持層の厚みの割合がライナ全体の厚みに対して十分でない場合、エラストマで構成される機能層が円環状の支持層の内側開口部から天板部側に押し出されて、この機能層と天板部の径方向中央部の内面とが接触してしまう事態が生じ得る。
即ち、ライナの機能層が、天板部の径方向中央部の内面において接触されるため、キャップ本体が振動する際に振動の腹部となる天板部の中央近傍の振動が阻害されることになり、キャップ本体の振動音を正確に測定することが困難であるという問題があった。
また、請求項2記載のキャップは、前記天板部の径方向中央部に、天板部の外面側に向けて屹立形成された周壁を備える凸部が形成されていることを特徴とするものである。
また、請求項3記載のキャップは、前記天板部の径方向中央部に、天板部の内面側に向けて屹立形成された周壁を備える凹設部が形成されていることを特徴とするものである。
更に、請求項4記載のキャップ付ボトル缶は、請求項1から3のいずれかに記載のキャップが被着されてなることを特徴とするものである。
また、請求項2及び請求項3に係るキャップによれば、天板部の径方向中央部に凸部または凹設部を形成することによって、打検時に振動される部分がキャップの他の部分から分離され得るので、キャップの振動特性を一層向上させることができる。
また、請求項4に係るキャップ付ボトル缶によれば、良好な打検特性を備えたキャップ付ボトル缶を提供することができる。
図1は、キャップ2が、ボトル缶3の口金部3aに被着されたキャップ付ボトル缶1の要部を説明する部分断面図である。
キャップ2は、ボトル缶3の口金部3aに被せられ、図示しないキャッピング装置のネジ形成ローラーが天板部41から垂下された周壁部42に押し当てられた状態で口金部3aの周囲を回転されると共に口金部3aのおねじ部3bに沿って転動することにより、周壁部42にめねじ部42aが形成される。
また、周壁部42のフレア42bの下部がボトル缶3の口金部3aの膨出部3cの下部にすそ巻きされている。
これによりキャップ2は、口金部3aに被着される。
天板部41から垂下された周壁部42には、複数の凹所43aが凹設されたナール部43が形成されており、このナール部43にライナ5の周縁を係止させることによって、ライナ5は、天板部41の内面41a側から離脱しないように配置される。
また、底面5aと凹部底面5dとにより隔壁部5fが形成される。
ライナ5は、例えば、スチレン系エラストマ等からなる円板状のシートとリング状のシートとを貼り合わせることにより形成され、外径φAが28mm〜38mm、凹部5eの内径φBが10mm〜28mm、全体の厚さt1が0.5mm〜1.5mm、及び凹部5eの深さt2のt1に対する割合は55%〜95%とされる。
また、(φA−φB)の値は、10mm〜20mmとされている。
t1が1.5mmよりも大きいと、キャップ2に絞り加工を施してライナ5をキャップ2とボトル缶3との間で挟持させることが困難となる。
一方、t1が0.5mmよりも小さくライナ5の厚さが不足した場合、絞り加工によりライナ5が潰されてボトル缶3との間の密封性が保とうとしても、内容物を充填後にレトルト殺菌が行われてライナ5の弾性が失われると、密封性を保つことができなくなる。
また、(φA−φB)の値を10mm〜20mmとしたのは、10mmよりも小さいと、キャップ2の絞り加工が困難となる一方、20mmよりも大きいと、ライナ5とキャップ天板部41とが接触していない領域が狭くなるため、打検特性が低下するからである。
また、図1に示されるように、ライナ5がボトル缶3に被着された状態では、このライナ5の外縁がボトル缶3の口金部3aの上端部に回り込むことにより、キャップ2とボトル缶3とは良好にサイドシールされる。
しかしながら、本実施の形態においては、凹部5eの深さt2のt1に対する割合は55%〜95%とされているので、隔壁部5fが変形されたとしても、この隔壁部5fは内面41aと接触されることがない。
従って、打検時に、隔壁部5fが、天板部41の中央近傍の振動を阻害することがなく、キャップ2を自由振動させることができるので良好な打検特性を得ることができる。
この第2の実施形態のキャップ51においては、ライナ52が、スチレン系エラストマ等から形成され、ボトル缶の内部空間側に配置されたベース部材53と、このベース部材53の上面53bに設けられると共に、上面54bが天板部41の内面41aに沿って配置された熱可塑性樹脂からなるリング部材54とを貼り合わせて構成されている点が、第1の実施の形態と相違している。
ここで、ライナ52の全体の厚さt5は、0.5mm〜1.5mmとされている。
また、ベース部材53のボトル缶の内部空間側に臨む底面53aは受圧面とされ、この底面53aと上面53bとの間がベース部材53の隔壁部53cとされる。
また、(φC−φE)の値は、10mm〜20mmとされており、ベース部材53の上面53bと、リング部材54の内周面54aとにより、このライナ52の凹部52aが画成される。
なお、リング部材54の厚さt4の、ライナ52の全体の厚さt5に対する割合は、第1の実施形態と同様、55%〜95%とされる。
また、リング部材54の内径φEを10mm〜28mmとしたのは、φEが28mmよりも大きいと、ライナ52をキャップ51とボトル缶3との間で巻き締めることが困難となる一方、φEが10mmよりも小さいと、打検時に天板部41の振動を阻害するからである。
また、(φC−φE)の値を10mm〜20mmとしたのは、第1の実施の形態において(φA−φB)を10mm〜20mmとしたのと同様の理由による。
また、ライナ52を、柔軟なベース部材53と、強度の高いリング部材54とから形成しているので、落下衝撃に対する強度を一層向上させることができる。
この第2の実施形態のキャップ61においては、ライナ62が、スチレン系エラストマから形成され、ボトル缶の内部空間側に配置されたベース部材63と、このベース部材63の上面63bに設けられると共に、上面64aが天板部41の内面41aに沿って配置された高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等からなる樹脂部材64とから構成されている点が、第1の実施の形態と相違している。
また、ベース部材63のボトル缶の内部空間側に臨む底面63aは受圧面とされる。
また、樹脂部材64の底面64eと凹部底面64cとにより隔壁64fが形成されている。
第3の実施形態においては、この隔壁64fとベース部材63とにより、天板部41の内面41a側とボトル缶3の内部空間とを区画する隔壁部が構成される。
この樹脂部材64の外径φHは、ベース部材63の外径φGとほぼ等しい28mm〜38mmとされていると共に、凹部64dの内径φJは、10mm〜28mmとされている。
ここで、(φH−φJ)の値は、10mm〜20mmとされている。
また、隔壁64fの厚さt7は、0.05mm〜0.50mmとされている。
隔壁64fの厚さt7を0.05mm〜0.50としたのも同様の理由による。
また、(φH−φJ)の値を10mm〜20mmとしたのは、第1の実施の形態において(φA−φB)を10mm〜20mmとしたのと同様の理由による。
従って、この第3の実施の形態によれば、例え缶内圧がベース部材63の受圧面63aに作用したとしても、柔軟なベース部材63が、直接天板部41の内面41aに接触されることはないので、ベース部材63に比べて強度の高い樹脂部材64の凹部64dの深さを、従前の実施の形態よりも小さくすることが可能となる。
この第4の実施形態のキャップ71においては、天板部41の径方向中央部に、天板部の外面側に向けて屹立形成された周壁面41bと凸部上面41cとを備える凸部41dが形成されている点が第1の実施の形態と異なっている。
この凸部41dの内径φKは、8mm〜26mmとされており、後述するライナ72の凹部72eの内径φBよりも小さくされている。
また、この凸部41dの深さt9は、0.1mm〜2mmとされている。
また、底面72aと凹部底面72dとにより隔壁部72fが形成される。
ライナ72は、第1の実施形態のライナ5と同様に、スチレン系エラストマ等から構成され、外径φAが28mm〜38mm、凹部72eの内径φBが10mm〜28mmとされる。
また、(φA−φB)の値は、10mm〜20mmとされると共に、凹部72eの深さt10は0.25mm〜1.30mm、ライナ72全体の厚さt11は0.5mm〜1.5mmとされている。
ライナ72の全体の厚さt11を0.5mm〜1.5mmとしたのは、第1の実施形態においてt1を0.5mm〜1.5mmとしたのと同様の理由による。
従って、この第4の実施の形態においては、ライナ72の全体の厚さt11も、第1の実施の形態よりも小さくすることが可能となる。
また、キャップ71の打検時の振動特性は、このキャップ71とボトル缶との組み付け状態のバラツキ、キャップ本体4の材料特性のバラツキにより変動されるが、この第4の実施形態においては、天板部41に形成された凸部41dを打検時の振動部分として構成することにより、振動部分をキャップ71の他の部分から分離することができるので、前記組み付け状態のバラツキ、キャップ本体4の材料特性のバラツキによる影響を低減することができる。
この第5の実施形態のキャップ81においては、天板部41の径方向中央部に、天板部の内面側に向けて屹立形成された周壁面41eと凹設部底面41fとを備える凹設部41gが形成されている点が第3の実施の形態と異なっている。
この凹設部41gの内径φLは、8mm〜26mmとされており、ライナ62の凹部64dの内径φJよりも小さくされている。
また、凹設部41gのライナ62に対向される側の底面41hと、樹脂部材64の凹部底面64cとの間隔t12を、0.05mm〜0.50mmとしておけば、第3の実施の形態と同様に、エラストマに対して硬度の高い樹脂部材64が凹設部41gと接触されることはない。
また、キャップ81の打検時の振動特性は、このキャップ81とボトル缶との組み付け状態のバラツキ、キャップ本体4の材料特性のバラツキにより変動されるが、この第5の実施形態においては、天板部41に形成された凹設部41gを打検時の振動部分として構成することにより、振動部分をキャップ81の他の部分から分離することができるので、前記組み付け状態のバラツキ、キャップ本体4の材料特性のバラツキによる影響を低減することができる。
更に、第4の実施形態のように膨出空間を形成していないので、キャップ付ボトル缶全体の高さを小さくすることができると共に、カートンケース詰めの際に、カートンの天面とキャップ天面とが接触することがない。
なお、本検証に用いたキャップ51のベース部材53に用いたスチレン系エラストマは、スチレン/エチレン−ブテン/スチレンブロック共重合体からなるものであり、リング部材54に用いた熱可塑性樹脂は、高密度ポリエチレン(HDPE)からなるものであるが、これらに限定されるものでないことは言うまでもない。
<実施例1>t4のt5に対する割合:55%
<実施例2>t4のt5に対する割合:65%
<実施例3>t4のt5に対する割合:95%
<比較例1>t4のt5に対する割合:50%
<比較例2>t4のt5に対する割合:97%
ここで、作成したサンプルの缶内圧を0.04MPaから0.20MPaとしたのは、缶内圧が0.04MPaより小さくなると、搬送時の衝撃によりボトル缶が容易に変形してしまうと共に振動音が出にくくなるため固有周波数の判別が困難となる一方、缶内圧が0.20MPaより大きくなると、ベース部材53がリング部材54の内側開口部から押し出されて天板部41の内面41aと接触してしまい、打検時に固有周波数値を捉えることが困難となるからである。
(1)この検量線の傾きが、缶内圧が0.02MPa上昇する毎に、固有周波数が200Hz以上増加する場合を「合格」、
(2)検量線の傾きが、缶内圧を0.02MPa上昇させても、固有周波数の増加が200Hzに満たない場合、固有周波数が得られないものがあり、検量線を作成することができない場合を「不合格」
とした。
これに対し、比較例1及び比較例2のキャップ付ボトル缶は、上述した(1)の条件を満足することができず「不合格」となった。
具体的には、比較例1にあっては、缶内圧を上昇させるにつれてベース部材53の隔壁部53cが変形により天板部41の内面41aに接触されたため、缶内圧に対応したキャップの固有振動が得られず、適正な検量線を作成することができなかった。
また、比較例2にあっては、隔壁部53cの変形量が大きくなって天板部41の内面41aに接触したこと、あるいは、エラストマからなるベース部材53の厚さt3(図4参照)が薄いため、レトルト殺菌処理と同一の処理を行うと、ベース部材53の弾性力が低下すると共にヘッドスペースの窒素ガスが漏れて缶内圧が低下したことにより、適正な検量線を作成することができなかった。
以上の結果から、実施例1乃至3は、比較例1及び2よりも打検特性が優れていることが確認できた。
Claims (4)
- ボトル缶に被着され、
天板部とこの天板部の周縁部から垂下された周壁部が形成されたキャップ本体と、前記天板部の内面側に配置されるライナとを有するキャップであって、
前記ライナには、前記天板部の内面側と前記ボトル缶の内部空間とを区画する隔壁部が形成されると共に、前記天板部の内面と対向される面に、前記隔壁部を前記天板部の内面から離間させる凹部が形成されており、
この凹部の深さが、前記ボトル缶の内部空間からの内圧作用時の、前記隔壁部の前記天板部側への変位量よりも大きくされたことを特徴とするキャップ。 - 前記天板部の径方向中央部に、天板部の外面側に向けて屹立形成された周壁を備える凸部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のキャップ。
- 前記天板部の径方向中央部に、天板部の内面側に向けて屹立形成された周壁を備える凹設部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のキャップ。
- 請求項1から3のいずれかに記載のキャップが被着されてなるキャップ付ボトル缶。
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