JP2015217982A

JP2015217982A - パッキン一体型キャップ及びその製造方法

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Publication number: JP2015217982A
Application number: JP2014105145A
Authority: JP
Inventors: 憲彦福添; Norihiko Fukuzoe
Original assignee: Taisei Kako Co Ltd
Current assignee: Taisei Kako Co Ltd
Priority date: 2014-05-21
Filing date: 2014-05-21
Publication date: 2015-12-07

Abstract

【課題】パッキン下面の環状のシール部を位置ずれや変形することなく的確に成形可能なパッキン一体型キャップ並びにその製造方法を提供する。
【解決手段】天板部５とスカート部６とを有するキャップ本体７と、天板部５の下面に一体的に設けられたパッキン８とを備え、キャップ本体７は、パッキン８をインサート部材とする射出成形法によって成形されたパッキン一体型キャップにおいて、パッキン８は、キャップ本体７に比して軟質の樹脂材により射出成形され、パッキン８の下面の外周縁部近傍にはボトル口部３の開口端部に接触する環状のシール部１０，１１が突設され、パッキン８の下面中央部には、キャップ本体７の射出成形時にパッキン８がその板面方向に位置ずれすることを阻止するべく金型に係合する係合凸部１２が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボトル容器の口部を密封するパッキン一体型キャップ及びその製造方法に関し、特に医薬品等を収容する広口ボトル用のキャップとして好適に用いることができるものに関する。

下記の特許文献１及び２には、炭酸飲料ボトルなどの口部封止用のパッキン一体型キャップが開示されている。この従来のパッキン一体型キャップは、内周面にネジ部が形成されたキャップ本体の頂部の内面にパッキンが一体成形されているものである。

特許文献１に記載のものではネジ部内径をパッキン外径よりも大きくしておき、キャップ本体の内部に軟質材料からなるパッキン（中栓）を二色成形することにより成形されている。しかし、広口ボトルなどに用いる場合には、キャップ外径を可能な限り小径にすることが求められることがあるが、特許文献１に記載のキャップではパッキンをキャップ本体の内部に二色成形するためにネジ部内径をパッキンよりも大きくしているため、これに伴ってキャップ外径も大きくなってしまう。なお、特許文献１に記載のキャップでは、ボトル口部の内周面に嵌合する比較的軸方向に長い円筒脚部がパッキンに一体成形されている。また、パッキンの中央部には、射出時の樹脂流れを良好にするための膨出部が形成されている。

一方、特許文献２に記載のものでは、パッキンを一次成形した後、該パッキンをインサート部材とする二次成形によってキャップ本体を射出成形するものであるため、キャップ本体の内周面のネジ部内径をパッキン外径よりも小さくすることができ、これによりキャップ外径を可及的に小さくすることができる。また、特許文献２に記載のキャップは、ボトルの吐出口が比較的小径のノズル構造となっていて、該小径の吐出口（開口部）の内周面に嵌合する突起部（７）をパッキンとは別に成形しておいて、パッキン中央部の貫通孔内にインサートして、これをインサート部材とする二次成形によってキャップ本体を射出成形している。

実用新案登録第３１０２５０３号公報実用新案登録第２５８９８８５号公報

広口ボトル用のパッキン一体型キャップとしては、パッキンの下面の外周縁部近傍に、口部の開口端部に気密状に接触する環状のシール部を突設させておくことが好ましく、該シール部の形状並びに位置を広口ボトルの口部の開口端部形状に正確に合わせることが求められる。

しかし、本願発明者らが、広口ボトル用にパッキンをインサート部材とする二色成形若しくはインサート成形によるキャップ本体の射出成形を試みたところ、キャップ本体を構成する樹脂材料が射出初期段階で不定方向に偏って流動し、キャップ本体並びにパッキンの肉厚に比して口径が大きいことにも起因して、上記樹脂材料の偏った流動によってパッキンが二次成形金型内で不定方向に位置ずれしてしまうという問題が生じた。パッキンの僅かな位置ずれであっても、上記シール部とボトル口部との接触状態の不良を招き、容器の気密性に支障をきたす虞がある。特許文献１の膨出部も特許文献２の突起部のいずれもなだらかな山状に***するものであるから、この問題は上記従来の特許文献１及び２に開示された構造でも生じ得るものであり、また、特許文献１及び２のいずれにも、一次成形するパッキン下面の外周縁部近傍に設けた環状のシール部の位置や形状がキャップ本体の二次成形によって影響を受けるという課題の認識はない。

さらに加えて、広口ボトルの場合には、口部側が比較的変形し易く、真円率が小さくなる傾向があるため、かかる傾向を有する広口ボトルにおける気密性をより向上するために、上記シール部として、ボトル口部の開口端部の内縁部に形成されたテーパー部にのみ内嵌する軸方向に短寸の筒状脚部を一体形成しておくことが好ましく、該筒状脚部は、広口ボトルの口部の変形に合わせて変形し易い構造とすることが好ましいが、上記のようにキャップ本体の射出成形時にパッキンの位置ずれを生じると、変形容易に構成された筒状脚部がキャップ本体の射出成形時に変形乃至芯ずれした状態で成形されてしまうという問題をも生じる。

そこで、本発明は、パッキン下面の環状のシール部を位置ずれや変形することなく的確に成形可能なパッキン一体型キャップ並びにその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、次の技術的手段を講じた。

すなわち、本発明は、ボトルの口部に装着されるキャップであって、略円盤状の天板部と該天板部の外周縁部から軸方向下方に延設されたスカート部とを有するキャップ本体と、前記天板部の下面に一体的に設けられた略円盤状のパッキンとを備え、前記キャップ本体は、前記パッキンをインサート部材とする射出成形法によって成形されたパッキン一体型キャップにおいて、前記パッキンは、前記キャップ本体に比して軟質の樹脂材により射出成形され、前記パッキンの下面の外周縁部近傍には前記口部の開口端部に接触する環状のシール部が突設され、該シール部の径方向内方で前記パッキンの下面には、前記キャップ本体の射出成形時に前記パッキンがその板面方向に位置ずれすることを阻止するべく金型に係合する係合凸部が設けられていることを特徴とするものである。

また、本発明は、ボトルの口部に装着されるキャップであって、略円盤状の天板部と該天板部の外周縁部から軸方向下方に延設されたスカート部とを有するキャップ本体と、前記天板部の下面に一体的に設けられた略円盤状のパッキンとを備えるパッキン一体型キャップの製造方法において、前記キャップ本体よりも軟質の樹脂材によって前記パッキンを射出成形する工程と、該パッキンをインサート部材として前記キャップ本体を射出成形する工程とを有し、前記パッキンの射出成形時に、パッキンの下面の外周縁部近傍に前記口部の開口端部に接触する環状のシール部を一体成形するとともに、該シール部の径方向内方でパッキンの下面に係合凸部を一体成形し、前記キャップ本体の射出成形時に、前記係合凸部を金型に係合させることによってパッキンがその板面方向に位置ずれすることを阻止することを特徴とするものである。

かかる本発明のパッキン一体型キャップ及びその製造方法によれば、キャップ本体の射出成形時に、パッキンの下面に設けた係合凸部がパッキンを保持する金型に係合することによってパッキンがその板面方向に位置ずれすることを阻止でき、これにより環状シール部の芯出しを正確に行うことができて、特に広口ボトルの口部に装着した場合の気密性を確実に確保することができる。

なお、本発明において、パッキンをインサート部材とする射出成形法には、パッキンを一次成形した直後にキャップ本体を二次成形する二色成形法と、パッキンを一旦離型して冷却固化した後に該パッキンをキャップ本体用の射出成形型にインサートして成形するインサート成形法とを含む。

上記本発明において、前記係合凸部は軸方向に沿う外周面を有しており、該外周面が前記金型に板面方向に係合するものであってよい。より好ましくは、係合凸部は、パッキンの中央部に形成された柱状部とすることができ、また、平面視十字形などの適宜の形状乃至構造であってもよいが、後述する脚部よりも剛性の高い形状乃至構造とすることが好ましい。

また、前記シール部は、前記口部の開口端部の内縁部に形成されたテーパー部にのみ内嵌する筒状脚部を含むことができる。これによれば、特に広口ボトルにおける気密性をより一層向上させることができる。なお、筒状脚部の先端に、ボトル口部の内面に気密的に嵌合しない延長部が存在していても良い。

また、前記係合凸部の突出高さを前記筒状脚部の突出高さよりも低くすることができる。これによれば、係合凸部の冷却に伴う歪み量などを最小限に抑えて成形品質の一層の向上を図ることができる。

本発明によれば、特に広口ボトル用のパッキン一体型キャップの装着時の気密性を確実に確保することができる。

本発明の一実施形態に係るパッキン一体型キャップを広口ボトルの口部に装着した状態を示す縦断面図である。同キャップを成形するための二色成形機の概略縦断面図であり、左側はパッキンの一次成形用金型を示し、右側はキャップ本体の二次成形用金型を示す。本発明の別の実施形態に係るパッキン一体型キャップを広口ボトルの口部に装着した状態を示す縦断面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るパッキン一体型キャップ１を広口ボトル２の口部３に装着した状態を示す。広口ボトル２は、上方に向けて開口する口部３を有し、該口部３の内径（直径）は５０ｍｍ以上の大口径とされており、口部３の肉厚は３〜４ｍｍ程度とされている。口部３の外周面にはネジ部が設けられている。口部３の開口端部の上面（口上面）は平坦面とされている。また、口部３の開口端部の内縁部には、全周にわたってテーパー部４が形成されている。このテーパー部４は、口部３の軸方向下方に至るにしたがって徐々に小径となるテーパー面により構成されている。

キャップ１は、略円盤状の天板部５と該天板部５の外周縁部から軸方向下方に延設されたスカート部６とを有するキャップ本体７と、天板部７の下面に一体的に設けられた略円盤状のパッキン８とを備えており、キャップ本体７は、パッキン８をインサート部材とする二色成形法によって成形されている。

キャップ本体７は、ポリプロピレンや高密度ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂材からなる。キャップ本体の天板部５は、全体にわたってほぼ均一な肉厚（板厚）を有し、その肉厚は２〜３ｍｍとされている。スカート部６はほぼ円筒状に形成され、その内周面には、上記ボトル口部３のネジ部に螺合するネジ部９が形成されている。

パッキン８は、低密度ポリエチレンや熱可塑性エラストマーなどの比較的軟質の樹脂材からなり、全体にわたってほぼ均一な肉厚（板厚）を有し、その肉厚は２ｍｍ程度とされている。またパッキン８の外径は、上記ネジ部９の内径よりも大きい。パッキン８の下面の外周縁部近傍には、ボトル口部３の開口端部に接触する環状のシール部が突設されている。本実施形態では、シール部は、ボトル口部３の口上面に圧接される断面山形状の***部１０と、該***部１０の径方向内側に設けられた筒状脚部１１とにより構成されている。該筒状脚部１１は、ボトル口部３の上記テーパー部４にのみ内嵌する程度の突出高さであり、その外周面は、軸方向下方に至るにしたがって徐々に小径となるテーパー面とされている。なお、密封性をより高めるために、筒状脚部１１の外周面のテーパー角を、上記テーパー部４のテーパー角よりも僅かに大きくしておくことができる。

パッキン８の下面中央部には、キャップ本体の射出成形時にパッキン８がその板面方向に位置ずれすることを阻止するべく金型に係合する係合凸部１２が一体的に成形されている。本実施形態では、係合凸部１２は中実の円柱状に形成されており、軸方向に沿う外周面を有する。また、係合凸部１２は、上記筒状脚部１１よりも突出高さが低くなるように成形されている。

図２は、キャップ１を成形するための２色成形機の概略構成を示しており、回転台１３上に設置された複数のコア型１４（金型）と、一次成形側のパッキン成形用の射出型１５と、二次成形側のキャップ本体成形用の射出型１６とから主構成されている。各コア型１４は、回転台１３を回転することによって順次いずれかの射出型１５，１６に対応する位置に移動する。射出ゲートは、図示例では各射出型１５，１６の中央部に配置されているが、外周部に配置したトンネルゲート構造であってもよい。また、図示例では、射出ゲートはキャップ本体及びパッキンの上面側に配置されており、キャップ本体及びパッキンの上面はほぼ平坦面とされていて、射出された溶融樹脂が径方向中央部から径方向外周側に円滑に流動するようになっている。射出型１６の射出ゲートは、上記係合凸部１２の上方に配置されており、溶融樹脂がどの方向に流動しても、それに伴ってパッキン８に作用する板面方向の外力を係合凸部１２で支持して、当該外力が筒状脚部１１に作用することを防止する。

キャップ１の射出成形工程について説明すると、図２左側の一次成形側でパッキン８を射出成形する。その後型開きするが、この際コア型１４にパッキン８を保持させておくために、射出型１５側に突き出しピンなどを備えておくことができる。

次に回転台１３を回転させて、成形済みパッキン８を保持させたコア型１４を二次成形側の射出型１６に対応する位置に移動して型閉めして、パッキン８をインサート部材としてキャップ本体７の射出成形（二色成形）を行う。この射出初期段階で、図２の右側に矢印で示すように、キャップ本体７を構成する溶融樹脂材料が不定方向に偏って流動し、その流体の粘性抵抗によってパッキン８に比較的大きな板面方向の外力が作用することがある。特に、パッキン８を構成する樹脂材料の融点よりもキャップ本体７を構成する樹脂材料の融点の方が高い場合、パッキン８を構成する樹脂材料の再溶融を防止するためにキャップ本体の樹脂材料の射出温度をできるだけ低くすると粘度が増し、より大きな外力がパッキン８に作用してしまう。しかし、本実施形態では、パッキン８の下面の係合凸部１２の外周面がコア型１４に板面方向に係合して、比較的強い外力がパッキン８に作用してもパッキン８の位置ずれが生じることを阻止し、これにより筒状脚部１１の変形を阻止するとともに***部１０の軸芯がスカート部６の軸芯からずれてしまうことを阻止することができる。そして、キャップ本体の射出成形後に型開きして、コア型１４からキャップ１を無理抜き或いはねじ抜きによって離型する。

図３は本発明の別の実施形態を示しており、本実施形態では脚部を設けておらず、係合凸部１２’が若干小径のピン形状に成形されている点を除き上記実施形態と同様である。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更できる。例えば、係合凸部は、パッキン下面の適宜の位置に設けることができ、また、複数の係合凸部をパッキンの下面に設けてもよい。また、キャップ本体成形用の金型とパッキン成形用の金型とを別個独立に設置し、パッキンを射出成形した後に離型して、これをキャップ本体用の金型にインサートしてキャップ本体を射出成形することもできる。

１キャップ
２ボトル
３口部
４テーパー部
５天板部
６スカート部
７キャップ本体
８パッキン
９ネジ部
１０シール部（***部）
１１シール部（筒状脚部）
１２係合凸部
１４コア型（金型）

Claims

ボトルの口部に装着されるキャップであって、略円盤状の天板部と該天板部の外周縁部から軸方向下方に延設されたスカート部とを有するキャップ本体と、前記天板部の下面に一体的に設けられた略円盤状のパッキンとを備え、前記キャップ本体は、前記パッキンをインサート部材とする射出成形法によって成形されたパッキン一体型キャップにおいて、
前記パッキンは、前記キャップ本体に比して軟質の樹脂材により射出成形され、前記パッキンの下面の外周縁部近傍には前記口部の開口端部に接触する環状のシール部が突設され、該シール部の径方向内方で前記パッキンの下面には、前記キャップ本体の射出成形時に前記パッキンがその板面方向に位置ずれすることを阻止するべく金型に係合する係合凸部が設けられていることを特徴とするパッキン一体型キャップ。
前記係合凸部は軸方向に沿う外周面を有しており、該外周面が前記金型に板面方向に係合することを特徴とする請求項１に記載のパッキン一体型キャップ。
前記シール部は、前記口部の開口端部の内縁部に形成されたテーパー部にのみ内嵌する筒状脚部を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のパッキン一体型キャップ。
前記係合凸部の突出高さは、前記筒状脚部の突出高さよりも低いことを特徴とする請求項３に記載のパッキン一体型キャップ。
ボトルの口部に装着されるキャップであって、略円盤状の天板部と該天板部の外周縁部から軸方向下方に延設されたスカート部とを有するキャップ本体と、前記天板部の下面に一体的に設けられた略円盤状のパッキンとを備えるパッキン一体型キャップの製造方法において、
前記キャップ本体よりも軟質の樹脂材によって前記パッキンを射出成形する工程と、該パッキンをインサート部材として前記キャップ本体を射出成形する工程とを有し、
前記パッキンの射出成形時に、パッキンの下面の外周縁部近傍に前記口部の開口端部に接触する環状のシール部を一体成形するとともに、該シール部の径方向内方でパッキンの下面に係合凸部を一体成形し、
前記キャップ本体の射出成形時に、前記係合凸部を金型に係合させることによってパッキンがその板面方向に位置ずれすることを阻止する
ことを特徴とするパッキン一体型キャップの製造方法。
前記係合凸部は軸方向に沿う外周面を有しており、該外周面が前記金型に板面方向に係合することを特徴とする請求項５に記載のパッキン一体型キャップの製造方法。
前記シール部は、前記口部の開口端部の内縁部に形成されたテーパー部にのみ内嵌する筒状脚部を含むことを特徴とする請求項５又は６に記載のパッキン一体型キャップの製造方法。
前記係合凸部の突出高さを、前記筒状脚部の突出高さよりも低くすることを特徴とする請求項７に記載のパッキン一体型キャップの製造方法。