JP3872546B2 - ワンピース型プラスチックキャップ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワンピース型プラスチックキャップに関するもので、より詳細には、シールブレークに先立ってブリッジブレークが確実に行われ、これにより内容物が密封されていたことの保証が行われるワンピース型プラスチックキャップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
天面及び天面の周縁から垂下するスカートをプラスチックで一体に成形して成り、該スカートの内周面に容器への締結機構を設けたプラスチックキャップは、ライナーやパッキングを用いることなしに、容器口との間の密封を行えることから、種々のびん詰め製品に対するキャップとして広く使用されている。
【０００３】
ワンピース型プラスチックキャップの密封構造についても種々の提案が既になされており、例えば、特公平６−３３０９８号公報には、天面及び天面の周縁から垂下するスカートをプラスチックで一体に成形して成り、該スカートの内周面に容器への締結機構を設けたプラスチックキャップにおいて、該天面とスカートとの内側コーナ部乃至その近傍に、容器口の上縁乃至外周縁と実質上ぴったり係合する受け座と、該受け座から溝を介して位置し且つ該受け座の面よりも微小間隔だけ突出した少なくとも１個のシール用突起部とを設け、該シール用突起部の圧縮変形に伴う圧力で密封が行われることを特徴とするプラスチックキャップが記載されている。
【０００４】
また、容器口部の密封にインナーリングを用いることも既に知られており、例えば、特公平５−４７４６４号公報には、ワンピース構造ではないが、蓋本体、及び蓋本体の天板の内側に形成された、容器口部の内面をシールするための、開口部の方に向かって、即ち下方に向かって全体的に円錐台形状に拡開した環状突起部を備えるライナーよりなる容器蓋であって、前記環状突起部は、基部が半径方向外方に断面直線的に斜め下方に延び、先端部が半径方向内側に向かって斜め下方に延びる外側面、及び全体として半径方向外方に断面直線的に斜め下方に延びる内側面を有しており、内側面は基部の外側面よりも軸方向に対して大きな角度を形成して、半径方向外方に斜め下方に延びていることを特徴とする容器蓋が記載されている。
【０００５】
更に、ピルファープルーフ型（タンパーエビデント型）プラスチックキャップにおいて、ブリッジが切れた後、密封が解除されるようにするような提案も既にあり、例えば、実開平６−６９１５２号公報には、蓋天板及びこの蓋天板の周縁から垂下する周壁から構成され、該周壁の内周面に、容器口部の外周面に形成された容器ねじ部と螺合するキャップねじ部を有する蓋本体と、容器口部に対して前記蓋本体と一体的に装着され、複数のブリッジを備えたピルファープルーフバンドと、閉栓時に、前記容器口部を密封するよう前記周壁の内周面に設けられた密封用パッキングとからなり、開栓時に、前記キャップねじ部が容器ねじ部に沿って移動しても、前記密封用パッキングが前記周壁の内周面に沿ってスライドするが、少なくとも前記ブリッジが切れると同時に該パッキングによる密封を解除するように、前記密封用パッキングを前記容器口部を上方に持ち上げうるパッキング案内部を有することを特徴とする合成樹脂製ピルファープルーフキャップが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述した第１の従来技術のプラスチックキャップは、シール部の微少な押圧変形に伴う圧力で高い持続密封圧が得られ、また、開封時には迅速にガス抜きが行われて、開封時における内容物の吹出しやキャップの飛出しの問題が解消されるという利点はあるが、タンパーエビデント型プラスチックキャップのこれを適用しようとすると、ブリッジの切断に先立って、わずかな開栓角度の旋回で、密封解除が行われるため、容器の開封が行われていないという保証機能が失われることになる。
【０００７】
一方、第２の従来技術では、蓋本体とは別個にライナーを設けるものであるが、この場合には、インシェルモールド等の手段で蓋とは別のライナーを形成する工程が必要となり、工程数が多く、また、キャップのコストが高くなるという欠点がある。加えて、本発明らの研究によると、ライナー材のような柔軟な材料を用いた場合には、容器口部とインナーリングとの間でキャップの広い回転角度に亘って確実な密封状態を形成させることが困難であることが分かった。
【０００８】
また、第３の従来技術も、蓋本体とは別個にパッキングを必要とするものであって、やはりキャップのコスト低減という目的にはそぐわないものであり、また、パッキングの移動によりシールブレークを遅らせるという着想には目を見張るべきものがあるが、原理上自生圧力を有する内容物には適用できないという問題がある。
【０００９】
従って、本発明の目的は、従来技術における上記の問題点を解消し、容器に対する確実な密封が可能であると共に、シールブレークに先立ってブリッジブレークが確実に行われ、これにより内容物が密封されていたことの保証が行われるワンピース型プラスチックキャップを提供するにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、製造が容易であり、しかもインナーリングとビン口部との加圧密封状態が、開栓時において、キャップの軸方向の変位がかなり大きくなる場合にも尚維持されるワンピース型プラスチックキャップを提供するにある。本発明の更に他の目的は、上記の性能に加えて、持続性に優れた密封性能、特に耐圧密封性及び減圧密封性を有するワンピース型プラスチックキャップを提供するにある。
本発明の別の目的は、シールブレーク角度を大きくすることが可能となるワンピース型のタンパーエビデント性プラスチックキャップを提供するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、天面部と、ビン首部に係合するねじを内面に備えたスカート部と、天面部の内側に形成されたビン口と係合するインナーリングとを備え且つ前記スカート部の下端には、破断可能なブリッジを介して、開栓に際してビン首部に係止される周状バンドが連結されているワンピース型プラスチックキャップにおいて、前記インナーリングはビン口内面との面シールを可能にするに十分な天面に垂直な軸方向寸法を有し、前記インナーリングの外周面は付け根或いは付け根の立ち上がり部から径外方向及び軸方向に延びているテーパー角度１０゜乃至６０゜のテーパー面となっており、前記インナーリングの先端部はビン口の内径よりも小さい最先端を有すると共に、最先端に向けて外径が次第に減少するビン口とのガイド面を有し、且つインナーリングの付け根は、ビン口内径よりも大きくないという条件下に、ビン口内径とほぼ等しい外径を有し、前記インナーリングは、付け根から先端に向けて、その水平断面における厚みが次第に減少するように設けられ、前記インナーリングがキャップ締まり角度に相当する軸方向変位の０．３乃至１．０倍の軸方向寸法を有し、さらに前記インナーリングがガイド面以外の部分で０．５乃至２．０ｍｍの厚みを有しており、前記キャップは弾性率が１．０×１０ ４ 乃至２．０×１０ ４ ｋｇ／ｃｍ ２ の範囲の樹脂から成ることを特徴とするプラスチックキャップが提供される。
【００１２】
本発明のワンピース型プラスチックキャップは、基本的には、天面部と、ビン首部に係合するねじを内面に備えたスカート部と、天面部の内側に形成されたビン口と係合するインナーリングとを備え、しかも前記スカート部の下端には、破断可能なブリッジを介して、開栓に際してビン首部に係止される周状バンドが連結されている。
【００１３】
このタイプのワンピース型プラスチックキャップでは、周状バンドがスカート部から切り離されていないということを明示することにより、内容物が密封状態に維持されているという保証を与えるものである。
【００１４】
本発明では、このインナーリングをビン口内面との面シールを可能にするに十分な軸方向（本明細書においては天面に垂直な方向を軸方向と呼ぶ）寸法を有するようにしたこと、また、インナーリングの外周面を、その付け根或いは付け根の立ち上がり部から径外方向及び軸方向に延びているテーパー角度１０゜乃至６０゜のテーパー面となるようにしたこと、インナーリングの先端部を、ビン口の内径よりも小さい最先端を有すると共に、最先端に向けて外径が次第に減少するビン口のガイド面を有するようにしたこと、インナーリングの付け根を、ビン口内径よりも大きくないという条件下に、ビン口内径とほぼ等しい外径を有するようにしたこと、キャップを弾性率が１．０×１０4 乃至２．０×１０4 ｋｇ／ｃｍ2 の範囲の樹脂から形成したことに顕著な特徴を有するものである。
【００１５】
先ず、従来のワンピース型プラスチックキャップでは、インナーリングとビン口部との接触がワンポイント接触であるが、本発明では、インナーリングをビン口内面と面接触可能としていることが重要である。即ち、ビンの口部の中でも、口部内面は最も損傷を受けにくい部分であり、最も平滑な状態に維持されている。かくして、インナーリングの外周面と口部内面との間に加圧面接触を可能にすれば、開栓時にキャップが軸方向に変位した場合にも、密封状態が維持されることが期待される。
【００１６】
本発明では、この加圧状態での面接触を可能にするために、インナーリングの付け根を、ビン口内径よりも大きくないという条件下に、ビン口内径とほぼ等しい外径を有するようにすると共に、インナーリングの外周面を付け根から径外方向及び軸方向に延びているテーパー面とし、しかもこのテーパ面のテーパー角度（２θ）も一定の範囲、即ち１０゜乃至６０゜の角度とした。これにより、インナーリングの外周面には加圧力が発生し、密封状態が維持される。
【００１７】
本発明者らは、添付図面図２及び図５に示すポリプロピレン製キャップ（詳細は後述する試験例参照）について、有限要素法による数値解析を行い、キャップとビンとの距離（天面に垂直な軸方向距離）とキャップの各部における接触荷重との関係を調べた。図１はその結果である。
【００１８】
図１には、移動距離（ｍｍ）を横軸及び接触荷重（ｋｇｆ）を縦軸として、結果がプロットされており、ここで接触荷重は、天面に平行な径方向（Ｘ）は外方側を正として、天面に垂直な軸方向（Ｙ）は天面側を正として示している。尚、曲線１はインナーリングのＸ方向接触荷重、曲線２はインナーリングのＹ方向接触荷重、曲線３はビン口頂部受け座のＸ方向接触荷重、曲線４はビン口頂部受け座のＹ方向接触荷重、曲線５はシール用突起部のＸ方向接触荷重、曲線６はシール用突起部のＹ方向接触荷重、曲線７はビン口外周部受け座のＸ方向接触荷重、曲線８はビン口外周部受け座のＸ方向接触荷重をそれぞれ示している。また、解析は、Ｙ軸方向の変位が３．５６ｍｍの範囲、終了時の垂直荷重が８０ｋｇｆの範囲で行っている。
【００１９】
図１の結果によると、インナーリングの外周面には広いＹ軸方向の移動距離（約１乃至３ｍｍ）にわたって、径内方向向きの約１０ｋｇｆの接触荷重が発生しており、加圧面接触が可能となるという驚くべき事実が明らかとなる。更に、この例では、最終的には、ビン口部がビン口頂部受け座及びビン口外周部受け座、並びにこれらの受け座間のシール用突起部に接触して、ビン口部とシール用突起部との間で耐圧力の大きな密封が行われることも了解される。
【００２０】
図１の解析では、各部分の歪みの範囲は、それほど大きくなく、弾性変形の範囲（線形範囲）、具体的には１０％以内に設定されており、閉栓時、密封時及び開栓時の何れの段階においても、上記の変位と接触荷重との関係が維持されるものである。
【００２１】
本発明において、インナーリングとビン口内面との間で面シールを可能にするためには、キャップの構成プラスチックが比較的高弾性率を有する必要があり、一般に１×１０4 乃至２×１０4 ｋｇ／ｃｍ2 、特に１．２×１０4 乃至１．６×１０4 ｋｇ／ｃｍ2 の弾性率を有するべきである。弾性率が上記範囲よりも低い場合、インナーリングが塑性変形を生じやすく、有効な接触荷重を発生させることが困難となる傾向があり、一方上記範囲よりも高いと、ビン口内へのインナーリングの円滑な挿入が困難となったり、シール部の破損を生じる傾向がある。
【００２２】
また、本発明では、インナーリングの先端部を、ビン口の内径よりも小さい最先端を有すると共に、最先端に向けて外径が次第に減少するビン口のガイド面を有するように構成したので、閉栓に際してインナーリングのビン口内への挿入や開栓に際してのインナーリングのビン口外への抜き出しが円滑に行われることになる。
【００２３】
タンパーエビデント型プラスチックキャップの開栓に際しては、キャップの開栓角度に応じてブリッジブレークとシールブレーク（リーク）とが生じる。今、開栓開始位置を基準として、ブリッジブレークが生じる角度をＢ及びシールブレーク角度をＬとする。ブリッジブレークは、ブリッジを構成する樹脂が或る限界（破断伸び）まで引き延ばされてから破断するので、角度Ｂをブリッジの伸びに相当する角度よりも小さくすることは困難である。一方、ライナーやパッキング付きのキャップとは異なり、ワンピース型のキャップでは、ビン口部と比較的剛性のある天面のシール部とが係合しているため、角度Ｌを十分に大きくとることが困難であり、このため、Ｂ−Ｌの値は、通常正の値となり、ブリッジブレークに先立ってシールブレークが生じるようになる。これに対して、本発明によれば、インナーリングとビン口内面との間に面シールを可能にしたので、角度Ｌを十分に大きくとることが可能となり、Ｂ−Ｌの値をマイナスの値に保つことが可能となる。後述する試験例を参照されたい。本発明のキャップでは、実際、Ｂ−Ｌの値がマイナスの値となり、シールブレークに先立ってブリッジブレークが確実に行われ、これにより内容物が密封されていたことの保証が行われる
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明において、インナーリングは、付け根から先端に向けて、その水平断面における厚みが実質上等しいか或いはこの厚みが次第に減少するように設けられているのが好ましく、一般に、ガイド面以外の部分で０．５乃至２．０ｍｍ、特に０．８乃至１．５ｍｍの厚みを有するのが、面シールを円滑に行う見地から好ましい。
【００２５】
また、インナーリングはビン口内面との面シールを可能にするだけの軸方向寸法を有するが、具体的には、キャップの締まり角度、即ち開栓開始位置からキャップとビン口とのネジの係合が外れる位置までの角度に対応する軸方向変位の０．３乃至１．３倍、特に０．５乃至１．０倍の軸方向寸法を有することが好ましい。即ち、この軸方向寸法が余りにも大きくなると、閉栓時の挿入や開栓時の抜き出しが困難となり、一方余りにも小さいと有効な面シールを行うことが困難となる。
【００２６】
更に、インナーリングのガイド面は、インナーリングの内面に対して１０゜乃至６０゜、特に２０゜乃至５０゜のテーパー角度（２θ）を有していることが、インナーリングのビン口内面への挿入を容易にする上で好適である。
【００２７】
本発明のキャップでは、天面部の内面には、インナーリングの外方に、ビン口の頂部乃至外周部と係合する密封用の小突起が形成されていることが耐圧密封性及び持続密封性の点で好ましい。即ち、本発明のキャップでは、インナーリングとビン口内面との間で加圧面シールが可能となっていることは、既に指摘したとおりであるが、インナーリングの外方の天面部内面に密封用の小突起を形成させ、閉栓時に、ビン口の頂部乃至外周部をこれに係合させると、インナーリングとビン口内面との接触荷重に比して大きな接触荷重が確保され、耐圧密封性及び減圧密封性等の持続密封性を一層向上させることができる（図１の曲線５及び６参照）。
【００２８】
スカート部外面にキャップ把持用のローレット溝を設けておくと、開栓トルクが大きい場合にも、開栓操作を容易に行うことができる。
【００２９】
本発明のキャップでは、周状バンドとスカート部下端とを周状切断面で分離し、且つブリッジを周状切断面よりも内側に位置せしめて、スカート部下端と周状バンドとを連結するようにするのが、ブリッジブレークの角度Ｂを小さくするために好ましい。即ち、周状バンドとスカート部下端とを周状切断面で分離することにより、ブリッジのフリーな部分の長さを最も短くし、開栓時のブリッジの伸びを短く抑制することができる。また、ブリッジを周状切断面よりも内側に位置せしめることにより、ブリッジの水平断面積を小さくして、スカート部下端と周状バンドとを連結することが可能となり、ブリッジのブレークが小さい荷重で可能となるようにしている。
この態様において、周状切断面は少なくとも１個の連結部を介して設けられ、連結部の近傍の周状バンド部には２本の軸方向に延びるスリットと該２本のスリットを横切る１本の周方向に延びるスリットとが設けられている。
【００３０】
周状バンドは、径内方向且つ斜め方向に延びる可撓性フィンやラチェットを多数周状に配置し、或いは更にフィンの下方に小間隔だけ離間して設けた補助ビードとを備えていることが、開栓に際して、周状バンドの連れ回りを防止して、ブリッジの破断を確実に行うために、好適である。
【００３１】
ラチェットのように剛性のある連れ回り防止機構を設ける場合、スカート部の下端には、周状切断面の内側に位置し且つ周状切断面よりも周状バンド側に小間隔だけ延びているストッパーを形成し、閉栓に際しては、このストッパーとブリッジとが係合してキャップの旋回が行われるようにするのが、閉栓時におけるブリッジの保護のために好ましい。即ち、ストッパーとブリッジとは、長さ方向（軸方向）の広い面積にわたって接触しながら、閉栓操作が行われるので、ブリッジの軸方向の破断応力が比較的小さい場合にも、ブリッジの保護が行われ、ブリッジの破断が抑制されることになる。
【００３２】
本発明の特に好適なキャップでは、天面部のインナーリングの外方には、ビン口部の頂部及び外周部と実質上ぴったり係合する受け座と、該受け座から溝を介して位置し且つ該受け座の面よりも微小間隔だけ突出した少なくとも１個のシール用突起部とを設ける。このキャップでは、閉栓操作の終期に近い段階で、ビン口コーナ部とシール用突起部とが先ず係合し、この突起部が押圧される。突起部の両側に位置する溝は突起部の圧縮変形を許容し、突起部の内、受け座を含む面から内方に突出した部分の体積が溝に押し出された状態（この状態では受け座とビン口頂部とが、また受け座とビン口外周とが実質上ぴったり係合している）で、密封が完了する。更に、突起部は、受け座が過度の変形を抑制するため、常に微小間隔だけしか圧縮変形しない。そのため、塑性変形しにくく、経時変化に伴う密封圧の低下が著しく小さく、密封時は勿論のこと、リシール時にも高い密封圧が保証される。かくして、このキャップでは、持続性に優れた密封性能、特に耐圧密封性及び減圧密封性が得られる。
【００３３】
この態様のキャップにおいて、シール用突起部がほぼ台形状の断面形状を有し且つ溝がほぼ倒立台形状の断面形状を有することが、突起部の圧縮変形を円滑に行わせるために好適である。また、同様な見地から、上記台形状突起部乃至溝のテーパー角度が８０゜乃至１００°の範囲にあることが好ましい。
【００３４】
また、シール用突起部の上面が容器口部のシールすべき面と補完関係にある表面を有することが、面でのシールを可能にするために好適である。
【００３５】
シール用突起部が受け座の面よりも３乃至１０００μｍ内方に突出していること、シール用突起部の先端の巾寸法が５乃至５００μｍの範囲にあることが、シール用突起部の塑性変形を防止しながら、確実な耐圧密封及び減圧密封を可能にするために好ましい。
【００３６】
本発明のこの態様のキャップでは、ビン口部の外周部と係合する受け座が、天面部に軸方向且つ径内方向に突出して設けられたアウターリングの内周面で形成されているのがよく、この場合には、ビン口部の外径寸法に誤差があっても、アウターリングが径外方向に広がり、ビン口部の位置決めを確実に且つ円滑にできるという利点をもたらす。
【００３７】
本発明のワンピース型プラスチックキャップは、前述した範囲の弾性率を有するものであればよく、種々のプラスチックを使用でき、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−ブテン１共重合体等のオレフィン系樹脂；アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン（ＡＢＳ）樹脂；耐衝撃性スチレン樹脂；アクリル樹脂；ナイロン系樹脂などの任意の樹脂から形成されるが、密封性能及び成形性の点では高密度ポリエチレン、ポリプロピレン系樹脂からなることが好ましい。
【００３８】
キャップの成形は、キャップ形状に対応する形状の金型を使用し、上記樹脂の射出成形により或いは圧縮成形により容易に行うことができる。
【００３９】
【実施例】
本発明を次の実施例により、具体的に説明する。
図２は本発明の一実施例のプラスチックキャップの一部断面側面図であり、図３は図２のプラスチックキャップの要部の拡大断面図であり、図４は図２のプラスチックキャップをビンに閉栓した状態を示す一部断面側面図であり、図５は試験例に用いた図２のキャップの寸法を示す説明図であり、図６は図２の実施例のキャップの一変形を示す一部断面側面図であり、図７は図２の実施例のキャップの他の変形を示す一部断面側面図であり、図８は他の実施例のプラスチックキャップの一部断面側面図であり、図９は更に他の実施例のプラスチックキャップを示す一部断面側面図であり、図１０は図９のキャップをビンに閉栓した状態を示す一部断面側面図である。
【００４０】
実施例１
図２において、このプラスチックキャップ１は、容器口部の形状にあわせてほぼ円筒形状をしており、天面部２と天面の周縁部から垂下したスカート部３とから一体に形成されている。天面部２の内面４にはインナーリング５及び密封乃至密封補助機構６が形成されている。スカート部３の内面にはビン首部のネジと係合するネジ７が形成されており、スカート部３の外面にはキャップの把持を容易にするためのローレット溝８が形成されている。スカート部３の下端９には、破断可能なブリッジ１０を介して、開栓明示用の周状バンド１１が連結されている。周状バンド１１には、径内方向且つ斜め方向に延びる可撓性フィン１２を多数周状に配置して設けており、これにより、開栓に際して、周状バンドの連れ回りを防止して、ブリッジの破断を確実に行うようになっている。
【００４１】
図２のキャップの要部を示す図３において、インナーリング５の外周面は、付け根部２０、ほぼ垂直な立ち上がり部２１、シール面となるべきテーパー面２２、最大外径部２６、ガイド面２３及び最先端２４からなっており、最先端２４より内方にはテーパ状の内周面２５が形成されている。
【００４２】
シール面となるべきテーパー面２２は、天面に垂直な方向（図において下方向））に且つ径外方向（図において右方向）に傾斜して延びており、ビン口内面との面シールを可能にするに十分な寸法を有している。このテーパー面２２のテーパー角度（２θ）は、一般に１０゜乃至６０゜、特に２０゜乃至５０゜の範囲となっている。
【００４３】
インナーリングの付け根２０を、ビン口内径（ＤI ）よりも大きくないという条件下に、ビン口内径（ＤI ）とほぼ等しい外径を有するようにすると共に、この具体例では、ビン口内面への挿入及び抜き出しを容易にするように、ほぼ垂直の立ち上がり部２１を形成している。
【００４４】
また、インナーリング５の先端に、ビン口の内径（ＤI ）よりも小さい最先端２４を形成すると共に、テーパー状外周面２２の最大外径部２６から最先端２４に向けて外径が次第に減少するビン口のガイド面２３を形成して、ビン口内面へのインナーリング５の挿入を容易にしている。
【００４５】
この具体例において、インナーリング５の内周面２４のテーパー角度（２α）はテーパー状外周面２２のテーパー角度（２θ）と同一であり、従って、立ち上がり部２１におけるインナーリングの厚みは先端に向けて厚みが減少しているが、テーパ状外周面２２におけるインナーリングの厚み（ｔ）は先端に向けて一定であり、インナーリングのテーパー状外周面２２の変形を可能にすると共に、テーパー状外周面２２における接触荷重が一定になるようにしている。勿論、インナーリング５の内周面２４のテーパー角度（２α）をテーパー状外周面２２のテーパー角度（２θ）よりもやや大きくして、テーパ状外周面２２におけるインナーリングの厚み（ｔ）を先端に向けてやや減少するようにすることもある。
【００４６】
図３において、天面部２のインナーリング５の外方には持続密封機構６が形成されており、この密封機構６は、ビン口部の頂部と実質上ぴったり係合する受け座３０と、ビン口部の外周部と実質上ぴったり係合する受け座３１と、該受け座３０、３１から溝３２、３３を介して位置し且つ該受け座を通るビンの面よりも微小間隔だけ突出した少なくとも１個のシール用突起部３４とからなっている。
【００４７】
この具体例において、シール用突起部３４がほぼ台形状を有し且つ溝３２、３３もほぼ倒立台形状の断面形状を有することが了解されよう。また、この態様のキャップでは、ビン口部の外周部と係合する受け座３１が、天面部の外周から天面の垂直方向且つ径内方向にテーパー状に突出して設けられたアウターリング３５の内周面で形成されていることも了解されよう。
【００４８】
再び、図２に戻って、この実施例のキャップでは、周状バンド１１とスカート部下端９とを周状切断面１３で分離し、且つブリッジ１０を周状切断面１３よりも内側に位置せしめて、連結部とブリッジ１０でスカート部下端９と周状バンド１１とを連結し、ブリッジブレークの角度Ｂを小さくするようにしている。
【００４９】
図２の具体例では、周状切断面１３は、連結部１４（スカート部下端９と周状バンド１１との接続部）を残して形成されており、周状バンド１１には、周状切断面１３の端部乃至その近傍から途中まで軸方向下方に延びる第１の小間隔の軸方向スリット乃至弱化線１５、周状切断面から小間隔をおいて平行に延び且つ軸方向スリット１５と交差する小間隔の周方向スリット乃至弱化線１６、周方向スリット乃至弱化線１６から周状バンドの途中まで軸方向下方に延び且つ第１のの軸方向スリットとは周方向に間隔おいて設けられている第２の小間隔の軸方向スリット乃至弱化線１７、及び第２の軸方向スリット乃至弱化線１７の下方に形成された小間隔の連結部１８がそれぞれ形成されている。これらの各機構により、キャップを取り外すとき、後述するように、周状バンド１１も同時に取り外すことが可能となっている。
【００５０】
図２のキャップをビン口に閉栓した状態を示す図４において、ビン口４０は、内周面４１と、頂部４２と、外周面４３とを備えており、外周面の下方には、キャップ締結用のネジ４４、周状バンド固定用のあご４５及びサポートリング４６がそれぞれ設けられている。
【００５１】
閉栓に際して、ビン口のネジ４４と、キャップのネジ７とが係合し、キャップ１の旋回による閉栓工程が進行する。
【００５２】
閉栓の進行に伴い、ビン口の頂部４２がキャップインナーリング５のガイド面２３（図３）と係合し、キャップインナーリング５が、そのガイド面２３に続いて外周面２２がビン口内面４１に沿って案内され、ビン口内に導入される。
【００５３】
閉栓工程の終期において、ビン口４０のコーナー部は、シール用突起部３４（図３）と係合して、耐圧密封性及び減圧密封性等の持続密封性に優れた密封を形成させることができる。この際、キャップの頂部受け座３０と外周部受け座３１は、ビン口４０を保持して、適切な密封圧が得れるように作用する。勿論、キャップインナーリング５の外周面２２とビン口内面４１との間にも適切な面シールが行われる。また、キャップのフィン１２は、ビン口１のあご４５の下に食い込んでビン口と係合している。
【００５４】
開栓に際して、キャップ１を閉栓方向と逆方向に旋回させる。周状バンド１１は、フィン１２と補助ビードにより、ビン首部に旋回不能に固定されているので、キャップの旋回による剪断力はブリッジ１０に作用し、ブリッジブレーク角度Ｂに達すると、ブリッジ１０の剪断が先ず生じる。このブリッジ１０の剪断後も、キャップインナーリング５の外周面２２とビン口内面４１との間の面シールが維持されるが、リーク角度Ｌに達すると、リークが生じる。尚、ビンコーナー部とシール用突起部３４とのシールは、ブリッジブレーク角度Ｂ内で解除される。更にキャップ１の旋回を進めることにより、キャップ１のネジ７とビン口４０のネジ４４との係合状態が解除され、キャップはビン口から離脱可能となる。
【００５５】
図２の実施例のキャップの場合、スカート部の下端９と周状バンド１１との接続部１４は開栓時には切断不能であるが、スリット乃至弱化線１５、１６及び１７の間隔が広がるので、周状バンド１１がビンのあご部に係止された状態で、スカート部３の上方への持ち上げが可能となるが、変位が一定以上になると、接続部１８が破断し、スカート部３と共に周状バンド１１がビン４０から取り外されることになる。
【００５６】
［試験例］
以下のキャップ及びボトルを試料として用いて、開栓性試験等を行った。
【００５７】
（１）キャップ：
図２及び図３に示す構造及び形状を有し、且つ図５に示す寸法を有するキャップを用いた。
θ＝１４゜
α＝１４゜
キャップ外径 ２９．９ｍｍ
インナーリング５の付け根部２０の径 ２０．２ｍｍ
インナーリング５の最大外径部２６の径 ２１．０５ｍｍ
インナーリング５の高さ方向寸法 ４ｍｍ
ガイド面の高さ １ｍｍ
ネジピッチ ３．１７５ｍｍ／３６０度
ブリッジの個数 ２２個
シール用突起部の突出寸法 ０．１５ｍｍ
キャップの成形は、レジンとして白色ポリプロピレン組成物（弾性係数１．６×１０4 ｋｇ／ｍｍ2 ）を使用し、目付量＝３．０８ ｇで成形した。
【００５８】
（２）ボトル
内容積１．５ Ｌのポリエチレンテレフタレート製のボトルであって、口部が熱結晶化され、ボトルの口部内径が２０．６ｍｍ（±０．２５ｍｍ）のものを使用した。
【００５９】
１） ホットパック充填試験
以下のとおりにしてホットパック充填ボトルを用意した。
（１）８７℃の温水を、ヘッドスペース４ｍｌが残るようにボトルに充填し、キャッピングした。
（２）キャッピングは、アルコア２０１−１ＳＡキャッパーを用いて、以下の条件により行った。
ヘッドプレッシャー＝１５Ｋｇｆ
スタティクトルク ＝１５Ｋｇｆ・ｃｍ
ヘッド回転数 ＝２３０ｒｐｍ
（３）キャッピング直後、３０秒横倒し（６０℃−１５分）の後、（３０℃−１５分）シャワー冷却した。
上記のホットパック充填ボトルを以下の試験項目で評価した。
【００６０】
（１）開栓性試験（開栓トルク、ブリッジブレーク＆リーク角度）（ｎ＝５）
ホットパック充填後、ボトルを、５℃、室温、４０℃の温度区で正立にて保管し、１日後、１週間後、２週間後その温度区から取り出し、室温にて２０秒以内に開栓トルク、締まり角度、ブリッジブレーク＆リーク角度を測定した。
【００６１】
締まり角度は、開栓開始位置から、キャップとビン口とのネジの螺合が解除されるまでの角度であるが、表には、この角度から１回転に相当する３６０度を差し引いて示した。
ブリッジブレーク角度（Ｂ）は、開栓開始位置からブリッジが切断開始されるまでの角度で示した。
リーク角度（Ｌ）は、開栓開始位置からリークが開始されるまでの角度で示した。
【００６２】
試験数（Ｎ）を５とし、試験結果を下記表１に示す。
【００６３】
【表１】
【００６４】
（２）倒立落下衝撃試験（ｎ＝１０）
ホットパック充填１日後、１０°傾斜の鉄塊に６０ｃｍの高さから充填ボトルを倒立落下した。室温区に３日放置した後、４０℃温度区に１日、さらに５℃温度区に１日放置した後、液面の低下の有無を確認する。
試験結果は、試験した１０個全てのボトルについて、液面の低下がみられないというものであった。
【００６５】
（３）瞬間耐圧試験（ｎ＝１０）
昇圧は１秒に５ｐｓｉの速度で行った。その後、１２８ｐｓｉで１分間放置し、その際のボトルの液漏れを観察し、さらに昇圧し１７５ｐｓｉで１分間放置してキャップ飛びのないことを確認した。
試験結果は、試験した１０個全てのボトルについて、液漏れも、キャップ飛びも確認されなかった。
【００６６】
（４）ヒートサイクル試験（ｎ＝１０）
充填ボトルに対して、［４０℃−１週間→５℃−１週間］、の操作を２サイクル繰り返し行い、１５℃にてボトル内の減圧値を測定した。上記の操作を行わなかった充填ボトルの減圧値と比較した。
試験結果は、試験した１０個全てのボトルについて、減圧値の低下が観測されず、液漏れは確認されなかった。
【００６７】
２）：コールドフィル充填試験
以下のとおりにしてコールドフィル充填ボトルを用意した。
（１）ボトルに常温の水を充填した後、炭酸ガス置換を行い、キャッピングした。その後、充填ボトルを下記の要領で熱処理した。
（２）キャッピング条件は、上記ホットパック充填と同一条件で行った。
（３）熱処理（シャワー）条件
（４２℃−１３分）→（６０℃−１０分）→（８０℃−１４分）→
（７７℃−９分）→（６０℃−１０分）→（４２℃−１２分）→
（３０℃−５分）
上記のコールドフィル充填ボトルを以下の試験項目で評価した。
【００６８】
（１）開栓トルク試験（開栓トルク、締まり角度）（ｎ＝５）
コールドフィル充填後、ボトルを、５℃、室温、４０℃の温度区で正立にて保管し、１日後、１週間後、２週間後その温度区から取り出し、室温にて２０秒以内に開栓トルク、締まり角度を測定した。
【００６９】
試験結果を下記表２に示す。
【００７０】
【表２】
【００７１】
（２）倒立落下衝撃試験（ｎ＝７）
コールドフィル充填１日後、１０°傾斜の鉄塊に６０ｃｍの高さから倒立落下した。室温区に３日放置した後、４０℃温度区に１日、５℃温度区に１日放置した後、液面の低下の有無を確認した。
試験結果は、試験した７個全てのボトルについて、液面の低下がみられないというものであった。
【００７２】
（３）瞬間耐圧試験（ｎ＝７）
ＳＳＴ試験器にて１００ｐｓｉをかけ３０秒保持し液漏れの有無を確認した。試験結果は、試験した７個全てのボトルについて、液漏れは確認されなかった。
【００７３】
３）コンピューターによる解析
上記キャップについて、コンピューターによる有限要素法による数値解析を行った結果、図１に示す結果が得られた。
【００７４】
実施例１のキャップ（図２）の変形を示す図６において、周状バンド１１に形成されたビン首部への固定機構１２が図２のものと相違しており、他は図２のものと共通である。この具体例のキャップでは、固定機構１２が上向き且つ中心向きの周状フック５０として、付け根５１を介して周状バンド１１の内面に形成されており、この周状フック５０の内径側先端から付け根の途中までには、切り欠き溝５２が形成されていて、ビン口あご部４５（図４参照）への係合を容易にしている。この形状のキャップは、周状フック５０が下向きとなった状態で成形を行い、成形後、周状フック５０を上向きに反転させることにより得られ、この際切り欠き溝５２は、周状フックの反転を容易にする作用をも有する。
【００７５】
実施例１のキャップ（図２）の他の変形を示す図７において、周状バンド１１に形成されたビン首部への固定機構１５が図２のものと相違しており、他は図２のものと共通である。この具体例のキャップでは、固定機構１２が径中心向きの可撓性フィン５３として、周状バンド１１の内面に形成されており、この周状フィン５３の下方には小さい溝５４を介して、内向きビード５５が形成されている。フィン５３には、内周側先端から付け根の途中に至る切り欠き溝５６が形成されていて、閉栓時におけるフィン５３の上方への曲げを容易にしている。このフィン５３は、ビン口あご部４５（図４参照）へ係合して固定を行う。尚、内向きビード５５は、開栓時において、周状フィン５３が下向き方向への過度の曲げを阻止する作用を行っている。
【００７６】
実施例２
本発明の他の実施例のキャップを示す図８において、インナーリング５の構造及び他の密封部６の構造は、図２の場合と同様であるが、キャップ１のネジ７には、間隔をおいて軸方向に、切り欠き部１９が形成されており、ビン口内周４１とインナーリング５との間にリークが発生した場合には、キャップとビン口とのネジ同士が係合している場合にも、速やかにガス抜きが行われるようになっており、これによりキャップの飛翔が防止される。
【００７７】
図８に示す具体例において、周状切断面１３は全周にわたって設けられ、環状切断面となっている。周状バンド１１には径内方向に延びる可撓性ラチェット５７を多数周状に配置して備え、開栓時にビン口部に設けたラチェット（図示せず）と係止するようになっている。このラチェット５７は、図示するように径外方向の付け根でも上端部でも、周状バンド１１に固定されている。
【００７８】
このキャップでは、閉栓時に、周状バンド内方のラチェット５７がビン口部のラチェットを乗り越えるように回動する。この際のブリッジ１０の破断を防止するために、スカート部の下端９には、周状切断面１３の内側に位置し且つ周状切断面１３よりも周状バンド１１側に小間隔だけ延びているストッパー５８を形成し、閉栓に際してはストッパー５８とブリッジ１０とが係合してキャップの旋回が行われるようにする。
【００７９】
周状切断面１３の内周側端縁とストッパー５８との間には、溝５９が形成されていて、ストッパー５８にある程度の柔軟性を与えている。ストッパー５９は、閉栓時にブリッジ１０と係合する垂直係合部６０と、開栓時に切断されたブリッジ１０の切断端縁と係合する傾斜部６１とを備えており、これにより、開栓時に、切断されたブリッジ端縁を介して周状バンド１１を下に押し下げて、周状バンド１１が切り離されていることを明瞭にし、タンパーエビデント性を一層向上させるようになっている。
【００８０】
実施例３
本発明の他の実施例のタンパーエビデント型プラスチックキャップを示す図９及び図１０において、この例では、持続密封機構６として、ビン口頂部と係合する断面が台形状のシール用突起を、インナーリング５よりも外側の天面部内面４に備えたものを用いた。インナーリング５、ブリッジ１０及び周状バンド１１の構成は、実施例１のものと同様である。図示していないが、台形状のシール用突起６の内周側及び外周側には、ビン口頂部と実質上ぴったり係合する受け座を溝を介して設けてもよいことは図２の場合と同様である。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、インナーリングを特定の形状及び寸法で設けると共に、キャップのプラスチックの材質を特定のものとすることにより、従来技術における種々の問題点を解消し、容器に対する確実な密封が可能であると共に、シールブレークに先立ってブリッジブレークが確実に行われ、これにより内容物が密封されていたことの保証が行われるワンピース型プラスチックキャップを提供することができた。
【００８２】
また、インナーリングに加えて、ビン口頂部乃至外周部と係合する小さなシール用突起部を形成することにより、上記の性能に加えて、持続性に優れた密封性能、特に耐圧密封性及び減圧密封性が得られた。
更に、ブリッジ及び周状バンドを、特定の関係に設けることにより、シールブレーク角度を大きくすると共に、ブリッジブレーク角度を小さくすることが可能となるワンピース型のタンパーエビデント性プラスチックキャップを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】移動距離（ｍｍ）を横軸及びキャップの各部の接触荷重（ｋｇｆ）を縦軸として、有限要素法による数値解析結果をプロットしたグラフである。
【図２】本発明の一実施例のプラスチックキャップの一部断面側面図である。
【図３】図２のプラスチックキャップの要部の拡大断面図である。
【図４】図２のプラスチックキャップをビンに閉栓した状態を示す一部断面側面図である。
【図５】試験例に用いた図２のキャップの寸法を示す説明図である。
【図６】図２の実施例のキャップの一変形を示す一部断面側面図である。
【図７】図２の実施例のキャップの他の変形を示す一部断面側面図である。
【図８】本発明の他の実施例のキャップの一部断面側面図である。
【図９】本発明の更に他の実施例のプラスチックキャップを示す一部断面側面図である。
【図１０】図９のキャップをビンに閉栓した状態を示す一部断面側面図である。
【符号の説明】
１ プラスチックキャップ
２ 天面部
３ スカート部
４ 内面４
５ インナーリング
６ 密封補助機構６
７ ネジ
８ ローレット溝
９ 下端
１０ ブリッジ
１１ 周状バンド
１２ 片状のラチェット
１３ 環状切断面
１４ 連結部
１５ 第１の軸方向スリット乃至弱化線
１６ 周方向スリット乃至弱化線
１７ 第２の軸方向スリット乃至弱化線
１８ 連結部
１９ ガス抜き溝
２０ 付け根部
２１ 立ち上がり部
２２ テーパー状外周面
２３ ガイド面
２４ 最先端
２５ 内周面
２６ 最大外径部
３０，３１ 受け座
３２、３３ 溝
３４ シール用突起部
３５ アウターリング
４０ ビン口
４１ 内周面
４２ 頂部
４３ 外周面
４４ キャップ締結用のネジ
４５ 周状バンド固定用のあご
４６ サポートリング
５０ 周状フック
５１ 付け根
５２ 切り欠き溝
５３ 周状フィン
５４ 溝
５５ ビード
５６ 切り欠き溝
５７ ラチェット
５８ ストッパー
５９ 溝
６０ 垂直係合部
６１ 傾斜係合部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワンピース型プラスチックキャップに関するもので、より詳細には、シールブレークに先立ってブリッジブレークが確実に行われ、これにより内容物が密封されていたことの保証が行われるワンピース型プラスチックキャップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
天面及び天面の周縁から垂下するスカートをプラスチックで一体に成形して成り、該スカートの内周面に容器への締結機構を設けたプラスチックキャップは、ライナーやパッキングを用いることなしに、容器口との間の密封を行えることから、種々のびん詰め製品に対するキャップとして広く使用されている。
【０００３】
ワンピース型プラスチックキャップの密封構造についても種々の提案が既になされており、例えば、特公平６−３３０９８号公報には、天面及び天面の周縁から垂下するスカートをプラスチックで一体に成形して成り、該スカートの内周面に容器への締結機構を設けたプラスチックキャップにおいて、該天面とスカートとの内側コーナ部乃至その近傍に、容器口の上縁乃至外周縁と実質上ぴったり係合する受け座と、該受け座から溝を介して位置し且つ該受け座の面よりも微小間隔だけ突出した少なくとも１個のシール用突起部とを設け、該シール用突起部の圧縮変形に伴う圧力で密封が行われることを特徴とするプラスチックキャップが記載されている。
【０００４】
また、容器口部の密封にインナーリングを用いることも既に知られており、例えば、特公平５−４７４６４号公報には、ワンピース構造ではないが、蓋本体、及び蓋本体の天板の内側に形成された、容器口部の内面をシールするための、開口部の方に向かって、即ち下方に向かって全体的に円錐台形状に拡開した環状突起部を備えるライナーよりなる容器蓋であって、前記環状突起部は、基部が半径方向外方に断面直線的に斜め下方に延び、先端部が半径方向内側に向かって斜め下方に延びる外側面、及び全体として半径方向外方に断面直線的に斜め下方に延びる内側面を有しており、内側面は基部の外側面よりも軸方向に対して大きな角度を形成して、半径方向外方に斜め下方に延びていることを特徴とする容器蓋が記載されている。
【０００５】
更に、ピルファープルーフ型（タンパーエビデント型）プラスチックキャップにおいて、ブリッジが切れた後、密封が解除されるようにするような提案も既にあり、例えば、実開平６−６９１５２号公報には、蓋天板及びこの蓋天板の周縁から垂下する周壁から構成され、該周壁の内周面に、容器口部の外周面に形成された容器ねじ部と螺合するキャップねじ部を有する蓋本体と、容器口部に対して前記蓋本体と一体的に装着され、複数のブリッジを備えたピルファープルーフバンドと、閉栓時に、前記容器口部を密封するよう前記周壁の内周面に設けられた密封用パッキングとからなり、開栓時に、前記キャップねじ部が容器ねじ部に沿って移動しても、前記密封用パッキングが前記周壁の内周面に沿ってスライドするが、少なくとも前記ブリッジが切れると同時に該パッキングによる密封を解除するように、前記密封用パッキングを前記容器口部を上方に持ち上げうるパッキング案内部を有することを特徴とする合成樹脂製ピルファープルーフキャップが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述した第１の従来技術のプラスチックキャップは、シール部の微少な押圧変形に伴う圧力で高い持続密封圧が得られ、また、開封時には迅速にガス抜きが行われて、開封時における内容物の吹出しやキャップの飛出しの問題が解消されるという利点はあるが、タンパーエビデント型プラスチックキャップのこれを適用しようとすると、ブリッジの切断に先立って、わずかな開栓角度の旋回で、密封解除が行われるため、容器の開封が行われていないという保証機能が失われることになる。
【０００７】
一方、第２の従来技術では、蓋本体とは別個にライナーを設けるものであるが、この場合には、インシェルモールド等の手段で蓋とは別のライナーを形成する工程が必要となり、工程数が多く、また、キャップのコストが高くなるという欠点がある。加えて、本発明らの研究によると、ライナー材のような柔軟な材料を用いた場合には、容器口部とインナーリングとの間でキャップの広い回転角度に亘って確実な密封状態を形成させることが困難であることが分かった。
【０００８】
また、第３の従来技術も、蓋本体とは別個にパッキングを必要とするものであって、やはりキャップのコスト低減という目的にはそぐわないものであり、また、パッキングの移動によりシールブレークを遅らせるという着想には目を見張るべきものがあるが、原理上自生圧力を有する内容物には適用できないという問題がある。
【０００９】
従って、本発明の目的は、従来技術における上記の問題点を解消し、容器に対する確実な密封が可能であると共に、シールブレークに先立ってブリッジブレークが確実に行われ、これにより内容物が密封されていたことの保証が行われるワンピース型プラスチックキャップを提供するにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、製造が容易であり、しかもインナーリングとビン口部との加圧密封状態が、開栓時において、キャップの軸方向の変位がかなり大きくなる場合にも尚維持されるワンピース型プラスチックキャップを提供するにある。本発明の更に他の目的は、上記の性能に加えて、持続性に優れた密封性能、特に耐圧密封性及び減圧密封性を有するワンピース型プラスチックキャップを提供するにある。
本発明の別の目的は、シールブレーク角度を大きくすることが可能となるワンピース型のタンパーエビデント性プラスチックキャップを提供するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、天面部と、ビン首部に係合するねじを内面に備えたスカート部と、天面部の内側に形成されたビン口と係合するインナーリングとを備え且つ前記スカート部の下端には、破断可能なブリッジを介して、開栓に際してビン首部に係止される周状バンドが連結されているワンピース型プラスチックキャップにおいて、前記インナーリングはビン口内面との面シールを可能にするに十分な天面に垂直な軸方向寸法を有し、前記インナーリングの外周面は付け根或いは付け根の立ち上がり部から径外方向及び軸方向に延びているテーパー角度１０゜乃至６０゜のテーパー面となっており、前記インナーリングの先端部はビン口の内径よりも小さい最先端を有すると共に、最先端に向けて外径が次第に減少するビン口とのガイド面を有し、且つインナーリングの付け根は、ビン口内径よりも大きくないという条件下に、ビン口内径とほぼ等しい外径を有し、前記インナーリングは、付け根から先端に向けて、その水平断面における厚みが次第に減少するように設けられ、前記インナーリングがキャップ締まり角度に相当する軸方向変位の０．３乃至１．０倍の軸方向寸法を有し、さらに前記インナーリングがガイド面以外の部分で０．５乃至２．０ｍｍの厚みを有しており、前記キャップは弾性率が１．０×１０ ４ 乃至２．０×１０ ４ ｋｇ／ｃｍ ２ の範囲の樹脂から成ることを特徴とするプラスチックキャップが提供される。
【００１２】
本発明のワンピース型プラスチックキャップは、基本的には、天面部と、ビン首部に係合するねじを内面に備えたスカート部と、天面部の内側に形成されたビン口と係合するインナーリングとを備え、しかも前記スカート部の下端には、破断可能なブリッジを介して、開栓に際してビン首部に係止される周状バンドが連結されている。
【００１３】
このタイプのワンピース型プラスチックキャップでは、周状バンドがスカート部から切り離されていないということを明示することにより、内容物が密封状態に維持されているという保証を与えるものである。
【００１４】
本発明では、このインナーリングをビン口内面との面シールを可能にするに十分な軸方向（本明細書においては天面に垂直な方向を軸方向と呼ぶ）寸法を有するようにしたこと、また、インナーリングの外周面を、その付け根或いは付け根の立ち上がり部から径外方向及び軸方向に延びているテーパー角度１０゜乃至６０゜のテーパー面となるようにしたこと、インナーリングの先端部を、ビン口の内径よりも小さい最先端を有すると共に、最先端に向けて外径が次第に減少するビン口のガイド面を有するようにしたこと、インナーリングの付け根を、ビン口内径よりも大きくないという条件下に、ビン口内径とほぼ等しい外径を有するようにしたこと、キャップを弾性率が１．０×１０4 乃至２．０×１０4 ｋｇ／ｃｍ2 の範囲の樹脂から形成したことに顕著な特徴を有するものである。
【００１５】
先ず、従来のワンピース型プラスチックキャップでは、インナーリングとビン口部との接触がワンポイント接触であるが、本発明では、インナーリングをビン口内面と面接触可能としていることが重要である。即ち、ビンの口部の中でも、口部内面は最も損傷を受けにくい部分であり、最も平滑な状態に維持されている。かくして、インナーリングの外周面と口部内面との間に加圧面接触を可能にすれば、開栓時にキャップが軸方向に変位した場合にも、密封状態が維持されることが期待される。
【００１６】
本発明では、この加圧状態での面接触を可能にするために、インナーリングの付け根を、ビン口内径よりも大きくないという条件下に、ビン口内径とほぼ等しい外径を有するようにすると共に、インナーリングの外周面を付け根から径外方向及び軸方向に延びているテーパー面とし、しかもこのテーパ面のテーパー角度（２θ）も一定の範囲、即ち１０゜乃至６０゜の角度とした。これにより、インナーリングの外周面には加圧力が発生し、密封状態が維持される。
【００１７】
本発明者らは、添付図面図２及び図５に示すポリプロピレン製キャップ（詳細は後述する試験例参照）について、有限要素法による数値解析を行い、キャップとビンとの距離（天面に垂直な軸方向距離）とキャップの各部における接触荷重との関係を調べた。図１はその結果である。
【００１８】
図１には、移動距離（ｍｍ）を横軸及び接触荷重（ｋｇｆ）を縦軸として、結果がプロットされており、ここで接触荷重は、天面に平行な径方向（Ｘ）は外方側を正として、天面に垂直な軸方向（Ｙ）は天面側を正として示している。尚、曲線１はインナーリングのＸ方向接触荷重、曲線２はインナーリングのＹ方向接触荷重、曲線３はビン口頂部受け座のＸ方向接触荷重、曲線４はビン口頂部受け座のＹ方向接触荷重、曲線５はシール用突起部のＸ方向接触荷重、曲線６はシール用突起部のＹ方向接触荷重、曲線７はビン口外周部受け座のＸ方向接触荷重、曲線８はビン口外周部受け座のＸ方向接触荷重をそれぞれ示している。また、解析は、Ｙ軸方向の変位が３．５６ｍｍの範囲、終了時の垂直荷重が８０ｋｇｆの範囲で行っている。
【００１９】
図１の結果によると、インナーリングの外周面には広いＹ軸方向の移動距離（約１乃至３ｍｍ）にわたって、径内方向向きの約１０ｋｇｆの接触荷重が発生しており、加圧面接触が可能となるという驚くべき事実が明らかとなる。更に、この例では、最終的には、ビン口部がビン口頂部受け座及びビン口外周部受け座、並びにこれらの受け座間のシール用突起部に接触して、ビン口部とシール用突起部との間で耐圧力の大きな密封が行われることも了解される。
【００２０】
図１の解析では、各部分の歪みの範囲は、それほど大きくなく、弾性変形の範囲（線形範囲）、具体的には１０％以内に設定されており、閉栓時、密封時及び開栓時の何れの段階においても、上記の変位と接触荷重との関係が維持されるものである。
【００２１】
本発明において、インナーリングとビン口内面との間で面シールを可能にするためには、キャップの構成プラスチックが比較的高弾性率を有する必要があり、一般に１×１０4 乃至２×１０4 ｋｇ／ｃｍ2 、特に１．２×１０4 乃至１．６×１０4 ｋｇ／ｃｍ2 の弾性率を有するべきである。弾性率が上記範囲よりも低い場合、インナーリングが塑性変形を生じやすく、有効な接触荷重を発生させることが困難となる傾向があり、一方上記範囲よりも高いと、ビン口内へのインナーリングの円滑な挿入が困難となったり、シール部の破損を生じる傾向がある。
【００２２】
また、本発明では、インナーリングの先端部を、ビン口の内径よりも小さい最先端を有すると共に、最先端に向けて外径が次第に減少するビン口のガイド面を有するように構成したので、閉栓に際してインナーリングのビン口内への挿入や開栓に際してのインナーリングのビン口外への抜き出しが円滑に行われることになる。
【００２３】
タンパーエビデント型プラスチックキャップの開栓に際しては、キャップの開栓角度に応じてブリッジブレークとシールブレーク（リーク）とが生じる。今、開栓開始位置を基準として、ブリッジブレークが生じる角度をＢ及びシールブレーク角度をＬとする。ブリッジブレークは、ブリッジを構成する樹脂が或る限界（破断伸び）まで引き延ばされてから破断するので、角度Ｂをブリッジの伸びに相当する角度よりも小さくすることは困難である。一方、ライナーやパッキング付きのキャップとは異なり、ワンピース型のキャップでは、ビン口部と比較的剛性のある天面のシール部とが係合しているため、角度Ｌを十分に大きくとることが困難であり、このため、Ｂ−Ｌの値は、通常正の値となり、ブリッジブレークに先立ってシールブレークが生じるようになる。これに対して、本発明によれば、インナーリングとビン口内面との間に面シールを可能にしたので、角度Ｌを十分に大きくとることが可能となり、Ｂ−Ｌの値をマイナスの値に保つことが可能となる。後述する試験例を参照されたい。本発明のキャップでは、実際、Ｂ−Ｌの値がマイナスの値となり、シールブレークに先立ってブリッジブレークが確実に行われ、これにより内容物が密封されていたことの保証が行われる
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明において、インナーリングは、付け根から先端に向けて、その水平断面における厚みが実質上等しいか或いはこの厚みが次第に減少するように設けられているのが好ましく、一般に、ガイド面以外の部分で０．５乃至２．０ｍｍ、特に０．８乃至１．５ｍｍの厚みを有するのが、面シールを円滑に行う見地から好ましい。
【００２５】
また、インナーリングはビン口内面との面シールを可能にするだけの軸方向寸法を有するが、具体的には、キャップの締まり角度、即ち開栓開始位置からキャップとビン口とのネジの係合が外れる位置までの角度に対応する軸方向変位の０．３乃至１．３倍、特に０．５乃至１．０倍の軸方向寸法を有することが好ましい。即ち、この軸方向寸法が余りにも大きくなると、閉栓時の挿入や開栓時の抜き出しが困難となり、一方余りにも小さいと有効な面シールを行うことが困難となる。
【００２６】
更に、インナーリングのガイド面は、インナーリングの内面に対して１０゜乃至６０゜、特に２０゜乃至５０゜のテーパー角度（２θ）を有していることが、インナーリングのビン口内面への挿入を容易にする上で好適である。
【００２７】
本発明のキャップでは、天面部の内面には、インナーリングの外方に、ビン口の頂部乃至外周部と係合する密封用の小突起が形成されていることが耐圧密封性及び持続密封性の点で好ましい。即ち、本発明のキャップでは、インナーリングとビン口内面との間で加圧面シールが可能となっていることは、既に指摘したとおりであるが、インナーリングの外方の天面部内面に密封用の小突起を形成させ、閉栓時に、ビン口の頂部乃至外周部をこれに係合させると、インナーリングとビン口内面との接触荷重に比して大きな接触荷重が確保され、耐圧密封性及び減圧密封性等の持続密封性を一層向上させることができる（図１の曲線５及び６参照）。
【００２８】
スカート部外面にキャップ把持用のローレット溝を設けておくと、開栓トルクが大きい場合にも、開栓操作を容易に行うことができる。
【００２９】
本発明のキャップでは、周状バンドとスカート部下端とを周状切断面で分離し、且つブリッジを周状切断面よりも内側に位置せしめて、スカート部下端と周状バンドとを連結するようにするのが、ブリッジブレークの角度Ｂを小さくするために好ましい。即ち、周状バンドとスカート部下端とを周状切断面で分離することにより、ブリッジのフリーな部分の長さを最も短くし、開栓時のブリッジの伸びを短く抑制することができる。また、ブリッジを周状切断面よりも内側に位置せしめることにより、ブリッジの水平断面積を小さくして、スカート部下端と周状バンドとを連結することが可能となり、ブリッジのブレークが小さい荷重で可能となるようにしている。
この態様において、周状切断面は少なくとも１個の連結部を介して設けられ、連結部の近傍の周状バンド部には２本の軸方向に延びるスリットと該２本のスリットを横切る１本の周方向に延びるスリットとが設けられている。
【００３０】
周状バンドは、径内方向且つ斜め方向に延びる可撓性フィンやラチェットを多数周状に配置し、或いは更にフィンの下方に小間隔だけ離間して設けた補助ビードとを備えていることが、開栓に際して、周状バンドの連れ回りを防止して、ブリッジの破断を確実に行うために、好適である。
【００３１】
ラチェットのように剛性のある連れ回り防止機構を設ける場合、スカート部の下端には、周状切断面の内側に位置し且つ周状切断面よりも周状バンド側に小間隔だけ延びているストッパーを形成し、閉栓に際しては、このストッパーとブリッジとが係合してキャップの旋回が行われるようにするのが、閉栓時におけるブリッジの保護のために好ましい。即ち、ストッパーとブリッジとは、長さ方向（軸方向）の広い面積にわたって接触しながら、閉栓操作が行われるので、ブリッジの軸方向の破断応力が比較的小さい場合にも、ブリッジの保護が行われ、ブリッジの破断が抑制されることになる。
【００３２】
本発明の特に好適なキャップでは、天面部のインナーリングの外方には、ビン口部の頂部及び外周部と実質上ぴったり係合する受け座と、該受け座から溝を介して位置し且つ該受け座の面よりも微小間隔だけ突出した少なくとも１個のシール用突起部とを設ける。このキャップでは、閉栓操作の終期に近い段階で、ビン口コーナ部とシール用突起部とが先ず係合し、この突起部が押圧される。突起部の両側に位置する溝は突起部の圧縮変形を許容し、突起部の内、受け座を含む面から内方に突出した部分の体積が溝に押し出された状態（この状態では受け座とビン口頂部とが、また受け座とビン口外周とが実質上ぴったり係合している）で、密封が完了する。更に、突起部は、受け座が過度の変形を抑制するため、常に微小間隔だけしか圧縮変形しない。そのため、塑性変形しにくく、経時変化に伴う密封圧の低下が著しく小さく、密封時は勿論のこと、リシール時にも高い密封圧が保証される。かくして、このキャップでは、持続性に優れた密封性能、特に耐圧密封性及び減圧密封性が得られる。
【００３３】
この態様のキャップにおいて、シール用突起部がほぼ台形状の断面形状を有し且つ溝がほぼ倒立台形状の断面形状を有することが、突起部の圧縮変形を円滑に行わせるために好適である。また、同様な見地から、上記台形状突起部乃至溝のテーパー角度が８０゜乃至１００°の範囲にあることが好ましい。
【００３４】
また、シール用突起部の上面が容器口部のシールすべき面と補完関係にある表面を有することが、面でのシールを可能にするために好適である。
【００３５】
シール用突起部が受け座の面よりも３乃至１０００μｍ内方に突出していること、シール用突起部の先端の巾寸法が５乃至５００μｍの範囲にあることが、シール用突起部の塑性変形を防止しながら、確実な耐圧密封及び減圧密封を可能にするために好ましい。
【００３６】
本発明のこの態様のキャップでは、ビン口部の外周部と係合する受け座が、天面部に軸方向且つ径内方向に突出して設けられたアウターリングの内周面で形成されているのがよく、この場合には、ビン口部の外径寸法に誤差があっても、アウターリングが径外方向に広がり、ビン口部の位置決めを確実に且つ円滑にできるという利点をもたらす。
【００３７】
本発明のワンピース型プラスチックキャップは、前述した範囲の弾性率を有するものであればよく、種々のプラスチックを使用でき、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−ブテン１共重合体等のオレフィン系樹脂；アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン（ＡＢＳ）樹脂；耐衝撃性スチレン樹脂；アクリル樹脂；ナイロン系樹脂などの任意の樹脂から形成されるが、密封性能及び成形性の点では高密度ポリエチレン、ポリプロピレン系樹脂からなることが好ましい。
【００３８】
キャップの成形は、キャップ形状に対応する形状の金型を使用し、上記樹脂の射出成形により或いは圧縮成形により容易に行うことができる。
【００３９】
【実施例】
本発明を次の実施例により、具体的に説明する。
図２は本発明の一実施例のプラスチックキャップの一部断面側面図であり、図３は図２のプラスチックキャップの要部の拡大断面図であり、図４は図２のプラスチックキャップをビンに閉栓した状態を示す一部断面側面図であり、図５は試験例に用いた図２のキャップの寸法を示す説明図であり、図６は図２の実施例のキャップの一変形を示す一部断面側面図であり、図７は図２の実施例のキャップの他の変形を示す一部断面側面図であり、図８は他の実施例のプラスチックキャップの一部断面側面図であり、図９は更に他の実施例のプラスチックキャップを示す一部断面側面図であり、図１０は図９のキャップをビンに閉栓した状態を示す一部断面側面図である。
【００４０】
実施例１
図２において、このプラスチックキャップ１は、容器口部の形状にあわせてほぼ円筒形状をしており、天面部２と天面の周縁部から垂下したスカート部３とから一体に形成されている。天面部２の内面４にはインナーリング５及び密封乃至密封補助機構６が形成されている。スカート部３の内面にはビン首部のネジと係合するネジ７が形成されており、スカート部３の外面にはキャップの把持を容易にするためのローレット溝８が形成されている。スカート部３の下端９には、破断可能なブリッジ１０を介して、開栓明示用の周状バンド１１が連結されている。周状バンド１１には、径内方向且つ斜め方向に延びる可撓性フィン１２を多数周状に配置して設けており、これにより、開栓に際して、周状バンドの連れ回りを防止して、ブリッジの破断を確実に行うようになっている。
【００４１】
図２のキャップの要部を示す図３において、インナーリング５の外周面は、付け根部２０、ほぼ垂直な立ち上がり部２１、シール面となるべきテーパー面２２、最大外径部２６、ガイド面２３及び最先端２４からなっており、最先端２４より内方にはテーパ状の内周面２５が形成されている。
【００４２】
シール面となるべきテーパー面２２は、天面に垂直な方向（図において下方向））に且つ径外方向（図において右方向）に傾斜して延びており、ビン口内面との面シールを可能にするに十分な寸法を有している。このテーパー面２２のテーパー角度（２θ）は、一般に１０゜乃至６０゜、特に２０゜乃至５０゜の範囲となっている。
【００４３】
インナーリングの付け根２０を、ビン口内径（ＤI ）よりも大きくないという条件下に、ビン口内径（ＤI ）とほぼ等しい外径を有するようにすると共に、この具体例では、ビン口内面への挿入及び抜き出しを容易にするように、ほぼ垂直の立ち上がり部２１を形成している。
【００４４】
また、インナーリング５の先端に、ビン口の内径（ＤI ）よりも小さい最先端２４を形成すると共に、テーパー状外周面２２の最大外径部２６から最先端２４に向けて外径が次第に減少するビン口のガイド面２３を形成して、ビン口内面へのインナーリング５の挿入を容易にしている。
【００４５】
この具体例において、インナーリング５の内周面２４のテーパー角度（２α）はテーパー状外周面２２のテーパー角度（２θ）と同一であり、従って、立ち上がり部２１におけるインナーリングの厚みは先端に向けて厚みが減少しているが、テーパ状外周面２２におけるインナーリングの厚み（ｔ）は先端に向けて一定であり、インナーリングのテーパー状外周面２２の変形を可能にすると共に、テーパー状外周面２２における接触荷重が一定になるようにしている。勿論、インナーリング５の内周面２４のテーパー角度（２α）をテーパー状外周面２２のテーパー角度（２θ）よりもやや大きくして、テーパ状外周面２２におけるインナーリングの厚み（ｔ）を先端に向けてやや減少するようにすることもある。
【００４６】
図３において、天面部２のインナーリング５の外方には持続密封機構６が形成されており、この密封機構６は、ビン口部の頂部と実質上ぴったり係合する受け座３０と、ビン口部の外周部と実質上ぴったり係合する受け座３１と、該受け座３０、３１から溝３２、３３を介して位置し且つ該受け座を通るビンの面よりも微小間隔だけ突出した少なくとも１個のシール用突起部３４とからなっている。
【００４７】
この具体例において、シール用突起部３４がほぼ台形状を有し且つ溝３２、３３もほぼ倒立台形状の断面形状を有することが了解されよう。また、この態様のキャップでは、ビン口部の外周部と係合する受け座３１が、天面部の外周から天面の垂直方向且つ径内方向にテーパー状に突出して設けられたアウターリング３５の内周面で形成されていることも了解されよう。
【００４８】
再び、図２に戻って、この実施例のキャップでは、周状バンド１１とスカート部下端９とを周状切断面１３で分離し、且つブリッジ１０を周状切断面１３よりも内側に位置せしめて、連結部とブリッジ１０でスカート部下端９と周状バンド１１とを連結し、ブリッジブレークの角度Ｂを小さくするようにしている。
【００４９】
図２の具体例では、周状切断面１３は、連結部１４（スカート部下端９と周状バンド１１との接続部）を残して形成されており、周状バンド１１には、周状切断面１３の端部乃至その近傍から途中まで軸方向下方に延びる第１の小間隔の軸方向スリット乃至弱化線１５、周状切断面から小間隔をおいて平行に延び且つ軸方向スリット１５と交差する小間隔の周方向スリット乃至弱化線１６、周方向スリット乃至弱化線１６から周状バンドの途中まで軸方向下方に延び且つ第１のの軸方向スリットとは周方向に間隔おいて設けられている第２の小間隔の軸方向スリット乃至弱化線１７、及び第２の軸方向スリット乃至弱化線１７の下方に形成された小間隔の連結部１８がそれぞれ形成されている。これらの各機構により、キャップを取り外すとき、後述するように、周状バンド１１も同時に取り外すことが可能となっている。
【００５０】
図２のキャップをビン口に閉栓した状態を示す図４において、ビン口４０は、内周面４１と、頂部４２と、外周面４３とを備えており、外周面の下方には、キャップ締結用のネジ４４、周状バンド固定用のあご４５及びサポートリング４６がそれぞれ設けられている。
【００５１】
閉栓に際して、ビン口のネジ４４と、キャップのネジ７とが係合し、キャップ１の旋回による閉栓工程が進行する。
【００５２】
閉栓の進行に伴い、ビン口の頂部４２がキャップインナーリング５のガイド面２３（図３）と係合し、キャップインナーリング５が、そのガイド面２３に続いて外周面２２がビン口内面４１に沿って案内され、ビン口内に導入される。
【００５３】
閉栓工程の終期において、ビン口４０のコーナー部は、シール用突起部３４（図３）と係合して、耐圧密封性及び減圧密封性等の持続密封性に優れた密封を形成させることができる。この際、キャップの頂部受け座３０と外周部受け座３１は、ビン口４０を保持して、適切な密封圧が得れるように作用する。勿論、キャップインナーリング５の外周面２２とビン口内面４１との間にも適切な面シールが行われる。また、キャップのフィン１２は、ビン口１のあご４５の下に食い込んでビン口と係合している。
【００５４】
開栓に際して、キャップ１を閉栓方向と逆方向に旋回させる。周状バンド１１は、フィン１２と補助ビードにより、ビン首部に旋回不能に固定されているので、キャップの旋回による剪断力はブリッジ１０に作用し、ブリッジブレーク角度Ｂに達すると、ブリッジ１０の剪断が先ず生じる。このブリッジ１０の剪断後も、キャップインナーリング５の外周面２２とビン口内面４１との間の面シールが維持されるが、リーク角度Ｌに達すると、リークが生じる。尚、ビンコーナー部とシール用突起部３４とのシールは、ブリッジブレーク角度Ｂ内で解除される。更にキャップ１の旋回を進めることにより、キャップ１のネジ７とビン口４０のネジ４４との係合状態が解除され、キャップはビン口から離脱可能となる。
【００５５】
図２の実施例のキャップの場合、スカート部の下端９と周状バンド１１との接続部１４は開栓時には切断不能であるが、スリット乃至弱化線１５、１６及び１７の間隔が広がるので、周状バンド１１がビンのあご部に係止された状態で、スカート部３の上方への持ち上げが可能となるが、変位が一定以上になると、接続部１８が破断し、スカート部３と共に周状バンド１１がビン４０から取り外されることになる。
【００５６】
［試験例］
以下のキャップ及びボトルを試料として用いて、開栓性試験等を行った。
【００５７】
（１）キャップ：
図２及び図３に示す構造及び形状を有し、且つ図５に示す寸法を有するキャップを用いた。
θ＝１４゜
α＝１４゜
キャップ外径 ２９．９ｍｍ
インナーリング５の付け根部２０の径 ２０．２ｍｍ
インナーリング５の最大外径部２６の径 ２１．０５ｍｍ
インナーリング５の高さ方向寸法 ４ｍｍ
ガイド面の高さ １ｍｍ
ネジピッチ ３．１７５ｍｍ／３６０度
ブリッジの個数 ２２個
シール用突起部の突出寸法 ０．１５ｍｍ
キャップの成形は、レジンとして白色ポリプロピレン組成物（弾性係数１．６×１０4 ｋｇ／ｍｍ2 ）を使用し、目付量＝３．０８ ｇで成形した。
【００５８】
（２）ボトル
内容積１．５ Ｌのポリエチレンテレフタレート製のボトルであって、口部が熱結晶化され、ボトルの口部内径が２０．６ｍｍ（±０．２５ｍｍ）のものを使用した。
【００５９】
１） ホットパック充填試験
以下のとおりにしてホットパック充填ボトルを用意した。
（１）８７℃の温水を、ヘッドスペース４ｍｌが残るようにボトルに充填し、キャッピングした。
（２）キャッピングは、アルコア２０１−１ＳＡキャッパーを用いて、以下の条件により行った。
ヘッドプレッシャー＝１５Ｋｇｆ
スタティクトルク ＝１５Ｋｇｆ・ｃｍ
ヘッド回転数 ＝２３０ｒｐｍ
（３）キャッピング直後、３０秒横倒し（６０℃−１５分）の後、（３０℃−１５分）シャワー冷却した。
上記のホットパック充填ボトルを以下の試験項目で評価した。
【００６０】
（１）開栓性試験（開栓トルク、ブリッジブレーク＆リーク角度）（ｎ＝５）
ホットパック充填後、ボトルを、５℃、室温、４０℃の温度区で正立にて保管し、１日後、１週間後、２週間後その温度区から取り出し、室温にて２０秒以内に開栓トルク、締まり角度、ブリッジブレーク＆リーク角度を測定した。
【００６１】
締まり角度は、開栓開始位置から、キャップとビン口とのネジの螺合が解除されるまでの角度であるが、表には、この角度から１回転に相当する３６０度を差し引いて示した。
ブリッジブレーク角度（Ｂ）は、開栓開始位置からブリッジが切断開始されるまでの角度で示した。
リーク角度（Ｌ）は、開栓開始位置からリークが開始されるまでの角度で示した。
【００６２】
試験数（Ｎ）を５とし、試験結果を下記表１に示す。
【００６３】
【表１】
（２）倒立落下衝撃試験（ｎ＝１０）
ホットパック充填１日後、１０°傾斜の鉄塊に６０ｃｍの高さから充填ボトルを倒立落下した。室温区に３日放置した後、４０℃温度区に１日、さらに５℃温度区に１日放置した後、液面の低下の有無を確認する。
試験結果は、試験した１０個全てのボトルについて、液面の低下がみられないというものであった。
【００６５】
（３）瞬間耐圧試験（ｎ＝１０）
昇圧は１秒に５ｐｓｉの速度で行った。その後、１２８ｐｓｉで１分間放置し、その際のボトルの液漏れを観察し、さらに昇圧し１７５ｐｓｉで１分間放置してキャップ飛びのないことを確認した。
試験結果は、試験した１０個全てのボトルについて、液漏れも、キャップ飛びも確認されなかった。
【００６６】
（４）ヒートサイクル試験（ｎ＝１０）
充填ボトルに対して、［４０℃−１週間→５℃−１週間］、の操作を２サイクル繰り返し行い、１５℃にてボトル内の減圧値を測定した。上記の操作を行わなかった充填ボトルの減圧値と比較した。
試験結果は、試験した１０個全てのボトルについて、減圧値の低下が観測されず、液漏れは確認されなかった。
【００６７】
２）：コールドフィル充填試験
以下のとおりにしてコールドフィル充填ボトルを用意した。
（１）ボトルに常温の水を充填した後、炭酸ガス置換を行い、キャッピングした。その後、充填ボトルを下記の要領で熱処理した。
（２）キャッピング条件は、上記ホットパック充填と同一条件で行った。
（３）熱処理（シャワー）条件
（４２℃−１３分）→（６０℃−１０分）→（８０℃−１４分）→
（７７℃−９分）→（６０℃−１０分）→（４２℃−１２分）→
（３０℃−５分）
上記のコールドフィル充填ボトルを以下の試験項目で評価した。
【００６８】
（１）開栓トルク試験（開栓トルク、締まり角度）（ｎ＝５）
コールドフィル充填後、ボトルを、５℃、室温、４０℃の温度区で正立にて保管し、１日後、１週間後、２週間後その温度区から取り出し、室温にて２０秒以内に開栓トルク、締まり角度を測定した。
【００６９】
試験結果を下記表２に示す。
【００７０】
【表２】
（２）倒立落下衝撃試験（ｎ＝７）
コールドフィル充填１日後、１０°傾斜の鉄塊に６０ｃｍの高さから倒立落下した。室温区に３日放置した後、４０℃温度区に１日、５℃温度区に１日放置した後、液面の低下の有無を確認した。
試験結果は、試験した７個全てのボトルについて、液面の低下がみられないというものであった。
【００７２】
（３）瞬間耐圧試験（ｎ＝７）
ＳＳＴ試験器にて１００ｐｓｉをかけ３０秒保持し液漏れの有無を確認した。試験結果は、試験した７個全てのボトルについて、液漏れは確認されなかった。
【００７３】
３）コンピューターによる解析
上記キャップについて、コンピューターによる有限要素法による数値解析を行った結果、図１に示す結果が得られた。
【００７４】
実施例１のキャップ（図２）の変形を示す図６において、周状バンド１１に形成されたビン首部への固定機構１２が図２のものと相違しており、他は図２のものと共通である。この具体例のキャップでは、固定機構１２が上向き且つ中心向きの周状フック５０として、付け根５１を介して周状バンド１１の内面に形成されており、この周状フック５０の内径側先端から付け根の途中までには、切り欠き溝５２が形成されていて、ビン口あご部４５（図４参照）への係合を容易にしている。この形状のキャップは、周状フック５０が下向きとなった状態で成形を行い、成形後、周状フック５０を上向きに反転させることにより得られ、この際切り欠き溝５２は、周状フックの反転を容易にする作用をも有する。
【００７５】
実施例１のキャップ（図２）の他の変形を示す図７において、周状バンド１１に形成されたビン首部への固定機構１５が図２のものと相違しており、他は図２のものと共通である。この具体例のキャップでは、固定機構１２が径中心向きの可撓性フィン５３として、周状バンド１１の内面に形成されており、この周状フィン５３の下方には小さい溝５４を介して、内向きビード５５が形成されている。フィン５３には、内周側先端から付け根の途中に至る切り欠き溝５６が形成されていて、閉栓時におけるフィン５３の上方への曲げを容易にしている。このフィン５３は、ビン口あご部４５（図４参照）へ係合して固定を行う。尚、内向きビード５５は、開栓時において、周状フィン５３が下向き方向への過度の曲げを阻止する作用を行っている。
【００７６】
実施例２
本発明の他の実施例のキャップを示す図８において、インナーリング５の構造及び他の密封部６の構造は、図２の場合と同様であるが、キャップ１のネジ７には、間隔をおいて軸方向に、切り欠き部１９が形成されており、ビン口内周４１とインナーリング５との間にリークが発生した場合には、キャップとビン口とのネジ同士が係合している場合にも、速やかにガス抜きが行われるようになっており、これによりキャップの飛翔が防止される。
【００７７】
図８に示す具体例において、周状切断面１３は全周にわたって設けられ、環状切断面となっている。周状バンド１１には径内方向に延びる可撓性ラチェット５７を多数周状に配置して備え、開栓時にビン口部に設けたラチェット（図示せず）と係止するようになっている。このラチェット５７は、図示するように径外方向の付け根でも上端部でも、周状バンド１１に固定されている。
【００７８】
このキャップでは、閉栓時に、周状バンド内方のラチェット５７がビン口部のラチェットを乗り越えるように回動する。この際のブリッジ１０の破断を防止するために、スカート部の下端９には、周状切断面１３の内側に位置し且つ周状切断面１３よりも周状バンド１１側に小間隔だけ延びているストッパー５８を形成し、閉栓に際してはストッパー５８とブリッジ１０とが係合してキャップの旋回が行われるようにする。
【００７９】
周状切断面１３の内周側端縁とストッパー５８との間には、溝５９が形成されていて、ストッパー５８にある程度の柔軟性を与えている。ストッパー５９は、閉栓時にブリッジ１０と係合する垂直係合部６０と、開栓時に切断されたブリッジ１０の切断端縁と係合する傾斜部６１とを備えており、これにより、開栓時に、切断されたブリッジ端縁を介して周状バンド１１を下に押し下げて、周状バンド１１が切り離されていることを明瞭にし、タンパーエビデント性を一層向上させるようになっている。
【００８０】
実施例３
本発明の他の実施例のタンパーエビデント型プラスチックキャップを示す図９及び図１０において、この例では、持続密封機構６として、ビン口頂部と係合する断面が台形状のシール用突起を、インナーリング５よりも外側の天面部内面４に備えたものを用いた。インナーリング５、ブリッジ１０及び周状バンド１１の構成は、実施例１のものと同様である。図示していないが、台形状のシール用突起６の内周側及び外周側には、ビン口頂部と実質上ぴったり係合する受け座を溝を介して設けてもよいことは図２の場合と同様である。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、インナーリングを特定の形状及び寸法で設けると共に、キャップのプラスチックの材質を特定のものとすることにより、従来技術における種々の問題点を解消し、容器に対する確実な密封が可能であると共に、シールブレークに先立ってブリッジブレークが確実に行われ、これにより内容物が密封されていたことの保証が行われるワンピース型プラスチックキャップを提供することができた。
【００８２】
また、インナーリングに加えて、ビン口頂部乃至外周部と係合する小さなシール用突起部を形成することにより、上記の性能に加えて、持続性に優れた密封性能、特に耐圧密封性及び減圧密封性が得られた。
更に、ブリッジ及び周状バンドを、特定の関係に設けることにより、シールブレーク角度を大きくすると共に、ブリッジブレーク角度を小さくすることが可能となるワンピース型のタンパーエビデント性プラスチックキャップを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】移動距離（ｍｍ）を横軸及びキャップの各部の接触荷重（ｋｇｆ）を縦軸として、有限要素法による数値解析結果をプロットしたグラフである。
【図２】本発明の一実施例のプラスチックキャップの一部断面側面図である。
【図３】図２のプラスチックキャップの要部の拡大断面図である。
【図４】図２のプラスチックキャップをビンに閉栓した状態を示す一部断面側面図である。
【図５】試験例に用いた図２のキャップの寸法を示す説明図である。
【図６】図２の実施例のキャップの一変形を示す一部断面側面図である。
【図７】図２の実施例のキャップの他の変形を示す一部断面側面図である。
【図８】本発明の他の実施例のキャップの一部断面側面図である。
【図９】本発明の更に他の実施例のプラスチックキャップを示す一部断面側面図である。
【図１０】図９のキャップをビンに閉栓した状態を示す一部断面側面図である。
【符号の説明】
１ プラスチックキャップ
２ 天面部
３ スカート部
４ 内面４
５ インナーリング
６ 密封補助機構６
７ ネジ
８ ローレット溝
９ 下端
１０ ブリッジ
１１ 周状バンド
１２ 片状のラチェット
１３ 環状切断面
１４ 連結部
１５ 第１の軸方向スリット乃至弱化線
１６ 周方向スリット乃至弱化線
１７ 第２の軸方向スリット乃至弱化線
１８ 連結部
１９ ガス抜き溝
２０ 付け根部
２１ 立ち上がり部
２２ テーパー状外周面
２３ ガイド面
２４ 最先端
２５ 内周面
２６ 最大外径部
３０，３１ 受け座
３２、３３ 溝
３４ シール用突起部
３５ アウターリング
４０ ビン口
４１ 内周面
４２ 頂部
４３ 外周面
４４ キャップ締結用のネジ
４５ 周状バンド固定用のあご
４６ サポートリング
５０ 周状フック
５１ 付け根
５２ 切り欠き溝
５３ 周状フィン
５４ 溝
５５ ビード
５６ 切り欠き溝
５７ ラチェット
５８ ストッパー
５９ 溝
６０ 垂直係合部
６１ 傾斜係合部
Claims (5)
- 天面部と、ビン首部に係合するねじを内面に備えたスカート部と、天面部の内側に形成されたビン口と係合するインナーリングとを備え且つ前記スカート部の下端には、破断可能なブリッジを介して、開栓に際してビン首部に係止される周状バンドが連結されているワンピース型プラスチックキャップにおいて、前記インナーリングはビン口内面との面シールを可能にするに十分な天面に垂直な軸方向寸法を有し、前記インナーリングの外周面は付け根或いは付け根の立ち上がり部から径外方向及び軸方向に延びているテーパー角度１０゜乃至６０゜のテーパー面となっており、前記インナーリングの先端部はビン口の内径よりも小さい最先端を有すると共に、最先端に向けて外径が次第に減少するビン口とのガイド面を有し、且つインナーリングの付け根は、ビン口内径よりも大きくないという条件下に、ビン口内径とほぼ等しい外径を有し、
前記インナーリングは、付け根から先端に向けて、その水平断面における厚みが次第に減少するように設けられ、前記インナーリングがキャップ締まり角度に相当する軸方向変位の０．３乃至１．０倍の軸方向寸法を有し、さらに前記インナーリングがガイド面以外の部分で０．５乃至２．０ｍｍの厚みを有しており、
前記キャップは弾性率が１．０×１０ ４ 乃至２．０×１０ ４ ｋｇ／ｃｍ ２ の範囲の樹脂から成ることを特徴とするプラスチックキャップ。 - 天面部の内面には、インナーリングの外方に、ビン口の頂部乃至外周部と係合する密封用の小突起が形成されている請求項１記載のプラスチックキャップ。
- 前記天面部のインナーリングの外方には、ビン口部の頂部及び外周部と実質上ぴったり係合する受け座と、該受け座から溝を介して位置し且つ該受け座を通るビン口面よりも微小間隔だけ突出した少なくとも１個のシール用突起部とを設けてなる請求項１記載のプラスチックキャップ。
- ビン口部の外周部と係合する受け座が、天面部に軸方向に突出して設けられたアウターリングの内周面で形成されている請求項３記載のプラスチックキャップ。
- 前記インナーリングの外周面は、付け根部から先端に向かって、ほぼ垂直な立ち上がり部、シール面となるべきテーパー面、最大外径部、ガイド面及び最先端からなっており、最先端より内方にはテーパー状の内周面が形成されている請求項１乃至４のいずれかに１項記載のプラスチックキャップ。
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