JP4714332B2

JP4714332B2 - 合成樹脂製キャップ

Info

Publication number: JP4714332B2
Application number: JP2000338888A
Authority: JP
Inventors: 裕児叶野; 善弘貝塚
Original assignee: Nippon Closures Co Ltd
Current assignee: Nippon Closures Co Ltd
Priority date: 2000-11-07
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2020-11-07
Also published as: JP2002145312A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂製キャップ、特に別部材のライナー付き合成樹脂キャップのライナー構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ボトル詰め飲料において消費者の嗜好の多様化により、例えば果汁飲料では無炭酸果汁飲料から、微炭酸果汁飲料、炭酸果汁飲料まで種々の飲料が提供されるようになってきており、これらの内容物の多様化に対応して、キャップは内容物の変化に対応する密封性能が求められている。例えば、前記の微炭酸果汁飲料や炭酸果汁飲料等の場合は、内容物を低温充填した後、殺菌のために温水シャワーがかけられる。このため、内容液の温度上昇による炭酸の溶解度減少による内圧上昇が起こるので、容器及びキャップは耐熱耐圧性が求められる。耐熱耐圧用合成樹脂キャップとして、従来キャップシェル天面内部にライナーを有する２ピースキャップが用いられている。耐熱耐圧用合成樹脂キャップの密封性を高める手段として、キャップシェルの天壁内面からスカート壁と小隙間をおいて垂下形成されたライナー保持リングに接触係合する外側環状垂下壁をライナーに形成し、該外側環状垂下壁と容器口部外側縁との係合により、サイドシール部を形成して密封性を持たせるようにしたものが知られている。
【０００３】
耐熱耐圧充填用キャップの場合、高シール性が要求され、耐圧機能とリーク角度の増大を両立しなければならない。特に炭酸果汁飲料等の場合は、より高い耐圧機能とリーク角度が求められ、その要求を満たすには、シール径を小さくし、且つシール高さを高く（即ち、リーク角度を大きく）して、広い接触面積でシール部を強く当ててシールを強くしなければならない。その結果、開栓するのに高トルクを必要とし、開栓し難いという問題点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
外側環状垂下壁を有するライナー付きキャップにおいて、より高い密封性を得るためには、前記のように外側環状垂下壁の内径をできるだけ小さくして、高嵌合代を得るようにすればよいが、嵌合代を大きくとればとる程、嵌合がきつくなって大きな開栓トルクを要する問題があると共に、キャップ螺合時にボトル口頂部外周部がライナーの外側環状垂下壁を削りながらあるいはめくりながらシールするといういわゆる外側環状垂下壁の噛み込み現象が起き易くなり、それらが発生するとサイドシールが機能しなくなるという問題点もある。
【０００５】
そこで、本発明は、従来の耐熱耐圧キャップの上記問題点を解消しようとするものであり、特に耐熱耐圧キャップとして、高耐熱耐圧を要する内容物充填であっても、開栓トルクを従来と比べて減少させることができ、しかも高い耐圧機能を維持することができ、且つキャッピング時のライナーの外側環状垂下壁の噛み込み現象が発生しにくいライナー付き合成樹脂キャップを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記問題点を解決するために種々実験を重ねた結果、外側環状垂下壁を有するキャップにおいて、サイドーシールを構成する外側環状垂下壁は、必ずしもその軸方向全長において、嵌合代を設けてなくても外側環状垂下壁の下方部で十分な嵌合代を設ければ、十分な密封性が確保でき、且つリーク角度も従来と同様に維持することができ、しかも螺合時の噛み込みもなく、且つ開栓トルクを低減できることを知見し、本発明に到達したものである。
【０００７】
即ち、上記目的を達成する本発明の合成樹脂キャップは、天壁内面に外側環状垂下壁を有するライナーを備えてなる合成樹脂キャップにおいて、前記外側環状垂下壁の内側天面部近くに、環状凹部を設けたことを特徴とするものである。前記外側環状垂下壁の外周部下端が内側に傾斜していると共に、内周部下端が内方に膨出し、該膨出部が螺合時に容器口部との嵌合代となりサイドーシール部を形成する。膨出部で嵌合代を形成することによって、螺合時に噛み込み現象を発生させることなく、容器口部にスムーズに螺合することができ、且つ開栓時の抵抗が少なく開栓トルクを減少させ、開けやすくなる。
【０００８】
前記環状凹部深さは、外側環状垂下壁の最小内径部から０.０５〜１.００ｍｍの範囲内にあるのが望ましく、その範囲外では環状凹部の効果が薄い。環状凹部が０.０５以下であると、環状凹部による開栓トルクの減少効果が少なく、またライナー厚さの構造上の制限から１.００ｍｍ以上にすることは困難であると共に、１.００ｍｍ以上であるとライナー成形時の型抜きが困難であるので、上記範囲が望ましい。また、前記天壁内面外周部には、下方に延びる環状のライナー保持リングが形成され、前記ライナーの外側環状垂下壁が前記ライナー保持リング内周面に形成されていることによって、環状垂下壁に環状凹部を有していてもライナー成形の際の型抜きを容易に行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る合成樹脂キャップの一部断面正面図であり、同図（ｂ）はボトルに装着した状態での合成樹脂キャップの一部断面正面図である。また、図２（ａ）は、図１（ａ）におけるキャップの密封部の構造を示す要部拡大図であり、図２（ｂ）は、図１（ｂ）の要部拡大図である。図中、１は合成樹脂で一体成形されたキャップシェルであり、天壁２、スカート壁３及びタンパーエビデントバンド４から構成されている。天壁の内面にはスカート壁内周面と僅かな隙間を介してライナー保持リング５が形成され、該ライナー保持リングの下端は内側に傾斜した傾斜部６となっている。なお、７はスカート壁内周面に形成された嵌合ねじ、８はスカート壁とタンパーエビデントバンドとの間に形成された弱化線、９はタンパーエピデントバンド内周面に突出形成されたフラップ片、１０はカール部であり、開栓時に螺合を解いてキャップが上昇する際に、フラップ片９がボトル口３０の顎部下に係合してタンパーエビデントバンド４の上昇を阻止することにより、弱化部が破断されてタンパーエビデント機能を発揮する。
【００１０】
１５はライナーであり、キャップシェル１の天壁内面のライナー保持リング５の内側に溶融ペレット状態で供給して、天壁面及びライナー保持リング内面を一方の成形型としてコア成形型とにより直接成形することにより形成されている。本実施形態では、ライナー保持リング５の下方部が内側に傾斜している傾斜部６となっているため、ライナー成形時に成形型のアウタースリーブが傾斜部６に保持され、ライナーの成形を良好に行うことができる。ライナー１５は、容器口部と接触するシール部１６が、中央部１７よりも肉厚に形成されている。シール部は、ボトル口天面と接触する天面シール部１８と、ボトル口頂部の外周面と接触するサイドシール部からなり、サイドシール部は前記キャップシェルのライナー保持リング５内周面に形成された外側環状垂下壁２０により形成されている。
【００１１】
天面シール部１８は、ボトル口３０に密栓状態で、図２（ｂ）に示すように、ボトル口天面が天面シール部内に食い込んで所定厚さの天面シール嵌合代２５を形成するように、所定厚さに形成されている。一方、サイドシール部を形成する外側環状垂下壁２０は、天面シール部１８の近くに環状凹部２１を有し、その下部にボトル装着時のサイドシール嵌合代２６を形成する内方に膨出した膨出部２３を有している。環状凹部２１の深さは、その最深部でボトル口頂部外周面との嵌合代が零あるいは若干存在する程度に形成するのが望ましい。サイドシール嵌合代２６の厚さｔは、適用する内容物によって相違するが、０.０５〜１.００ｍｍ範囲が望ましい。従って、前記環状凹部２１の最深部の深さｓは、外側環状垂下壁２０の最小内径部から０.０５〜１.００ｍｍ範囲に形成するのが望ましい。
【００１２】
本実施形態の合成樹脂キャップは、以上のように構成され、ボトル口３０に螺合時には、ボトル口天面３１の外周アール部が膨出部２３に突き当たるが、外側環状垂下壁の根元部に環状凹部２１が形成されていることに加えて、外側環状垂下壁２０が変形可能なライナー保持リング５の内周面に形成されているため、嵌合代部２６が容易に圧縮されると共に外方に弾性変形する。従って、高嵌合代を取っていても外側環状垂下壁２０の噛み込みは起らず、スムーズに螺合することができる。螺合終了時の密栓状態では、図２（ｂ）に拡大して示すように、外側環状垂下壁２０の下端部でサイドシール部となるサイドシール嵌合代２６が形成されると共に、天面部では天面シール嵌合代２５が形成される。
【００１３】
このような構造のキャップにおいて、開栓時のシールブレークは、サイドシール嵌合代がなくなった状態で起るが、本実施形態のキャップにおいては、外側環状垂下壁２０の下端部でサイドシール部が形成されているため、従来のライナーの外側環状垂下壁内周面全体がサイドシール嵌合代となっているキャップの場合と同等のリーク角度を維持することができる。従って、加熱・高内圧状態においても密封性を維持でき、しかも閉栓及び開栓トルクを必要以上に高くすることもなく、またライナーの成形も良好に行うことができる。一方、開栓に際しては、外側環状垂下壁の基部は凹部となっており、下部のみでサイドシール嵌合代が形成されているため、従来の外側環状垂下壁内周面全体が嵌合代となっている場合と比べて、低い開栓トルクで開封することができ、耐熱耐圧充填用として用いられる場合であっても容易に開栓できる。さらに、ライナー保持リング５に環状凹部２１を有する外側環状垂下壁２０を設けたことにより、ライナー成形の際の型抜きを容易に行うことができる。
【００１４】
【実施例】
実施例
図１及び図２に示す合成樹脂キャップにおいて、ライナーの外側環状垂下壁の環状凹部の深さｓを０.１５ｍｍにし且つ環状凹部の嵌合代の高さを０.０５ｍｍ（即ち、サイドシール嵌合代の高さｔが０．２ｍｍ）とし、サイドシール嵌合代最大部（即ち、外側環状垂下壁最小内径部）から容器ボトル天面までの高さｈ（即ち、シールブレーク高さ）を１.０ｍｍとなるようにライナーを形成した。得られた合成樹脂キャップを５℃の炭酸水を充填し、且つボトル内圧が２.５ｖｏｌとなるように設定したプラスチックボトルに螺合して試料ボトル５本を製造した。得られたボトルをテスト用パストライザーにて、温水シャワーを温水温度とシャワー時間が４０℃−５分、５０℃−５分、７２℃−１５分、５０℃−５分、４０℃−５分、３０℃−３分の順に連続して行い、その後、室温５℃の部屋に１日保管したものを、それぞれのボトルについて密封状態、開栓時のトルク、及びリーク角度をそれぞれ測定した。測定結果は表１に示す通りであった。なお、表１において、開栓トルクは初期開栓トルクを表し、リーク角度は完全に巻締した角度から炭酸ガスが洩れ出すまでの角度を表している。
【００１５】
【表１】

【００１６】
比較例
比較例として、図３に示す合成樹脂キャップ４０を採用した。比較例の合成樹脂キャップ４０は、本発明の上記実施例に示す合成樹脂キャップと比較して、ライナー４１の外側環状垂下壁４２の形状が相違するのみで他の形状は全て実施例と同様の構造となっているので、同様な部分については実施形態と同じ符号を付してある。比較例の合成樹脂キャップの外側環状垂下壁４２は、実施例のような環状凹部を有してなく、図示のように内周面が天面シール部からストレートに形成され、ボトル口に螺合したときサイドーシール嵌合代４３が外側環状垂下壁縦方向全長にわたってできるように形成されている。該サイドシール嵌合代の高さｔは実施例の場合と同様に、０.２ｍｍとなるように形成されている。このように形成された比較例の合成樹脂キャップを前記実施例と同様な条件でボトル口に螺合して、試料ボトル５本を製造した。得られたボトルを実施例と同様な条件で処理してからその密封状態、開栓時のトルク、及びリーク角度をそれぞれ測定した。測定結果は実施例と対比して表１に示してある。
【００１７】
その結果、表１に示すように、実施例の場合は螺合時の外側環状垂下壁の噛み込み現象は全く発生せず、全て良好に密封することができ、また、高耐圧耐熱用キャップとして満足する結果が得られた。これに対し、比較例の場合は、螺合時に外側環状垂下壁の噛み込み現象が発生したものがあった。また、開栓トルクは、実施例の場合は、平均値が１８kgf・cmであり、容易に開栓できたのに対し、比較例の場合、正常に密封できたものの平均値が２０kgf・cmであり、実施例のものと比べて高トルクを必要とし、開けにくかった。また、リーク角度については、比較例と比べて若干の改善が認められた。以上の結果から明らかのように、本実施例のライナーの外側環状垂下壁の形状が、耐熱耐圧キャップに採用して非常に有効であることが確認された。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の合成樹脂キャップによれば、簡単な構成により、高耐熱耐圧を要する内容物充填であっても、耐圧機能とリーク角度を大きく維持することができて高密封性を確保することができると共に、キャッピング時のライナーの外側環状垂下壁の噛み込み現象が発生することなく良好にキャッピングすることができ、しかも開封時に高トルクを必要とすることなく、容易に開栓することができるライナー付き合成樹脂キャップを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の実施形態に係る合成樹脂キャップの一部断面正面図であり、（ｂ）はボトルに装着した状態での合成樹脂キャップの一部断面正面図である。
【図２】（ａ）は、図１（ａ）におけるキャップの密封部の構造を示す要部拡大図であり、（ｂ）は、図１（ｂ）の要部拡大図である。
【図３】比較例の合成樹脂キャップにおける図２（ｂ）相当図である。
【符号の説明】
１キャップシェル２天壁
３スカート壁４タンパーエビデントバンド
５ライナー保持リング６嵌合ねじ
１０ライナー１１シール部
１３天面シール部１５外側環状垂下壁
１６シール部１８天面シール部
１９傾斜面２０外側環状垂下壁
２１環状凹部２３膨出部
２５天面シール嵌合代２６サイドシール嵌合代

Claims

天壁内面に外側環状垂下壁を有するライナーを備えてなる耐熱耐圧用の合成樹脂キャップにおいて、前記天壁内面外周部には、下方に延びる環状のライナー保持リングが形成され、前記ライナーは前記環状保持リング内面及び前記天壁内面を一方の成形型として直接成形により形成され、前記外側環状垂下壁の内側天面部近くに環状凹部を設け、該環状凹部の最深部はボトル口頂部外周面と密着するように形成されてなり、前記外側環状垂下壁の外周部下端が内側に傾斜していると共に、内周部下端が内方に膨出し、前記外側環状垂下壁が前記ライナー保持リング内周面に形成されていることを特徴とする合成樹脂キャップ。
前記環状凹部深さが、外側環状垂下壁の最小内径部から０.０５〜１.００ｍｍの範囲内にある請求項１に記載の合成樹脂キャップ。