JP4727162B2 - 内圧開放特性を有する容器蓋 - Google Patents

Description

本発明は、内圧開放特性を有する容器蓋、更に詳しくは容器内圧が過剰に上昇すると局部的に変形して容器内圧を自動的に開放することができる容器蓋に関する。

下記特許文献１に開示されている如く、天然果汁を含有する果汁飲料或いは炭酸飲料等を収容する容器のための容器蓋として、金属薄板製蓋本体を具備する容器蓋が広く実用に供されている。蓋本体は円形天面壁とこの天面壁から垂下する円筒形状のスカート壁とを有する。通常、天面壁の内面には合成樹脂製ライナーが配設されている。蓋本体のスカート壁の上部には凹部と凸部とが交互に繰り返す凹凸形状部が形成されている。そしてまた、通常、スカート壁には周方向に延びる周方向破断ラインが形成されており、スカート壁は周方向破断ラインよりも上方の主部と周方向破断ラインよりも下方のタンパーエビデント裾部とに区画されている。タンパーエビデント裾部には、通常、軸線方向に延びる軸線方向破断ラインが形成されている。

上記容器蓋は、上面が開放された円筒形状の口頸部を有する金属薄板、ガラス或いは合成樹脂製容器に適用される。容器の口頸部の外周面には雄螺条とこの雄螺条の下方に位置する係止突条が形成されている。容器の口頸部に容器蓋を装着して口頸部を密封する際には、口頸部に容器蓋を被嵌し、スカート壁の主部における、凹凸形状部の下方部分に口頸部の雄螺条に対応する雌螺条を形成すると共に、スカート壁のタンパーエビデント裾部を半径方向内側に変形せしめて口頸部の係止突条に係止せしめる。

容器の口頸部を開封する際には容器蓋を開方向に回転せしめて、周方向破断ラインを一部を残して破断せしめると共に軸線方向破断ラインを破断せしめてタンパーエビデント裾部を無端環状から有端帯状に開放し、かくして口頸部の係止突条に対するタンパーエビデント裾部の係止を解除する。更に、容器蓋を開方向に回転せしめて口頸部の雄螺条に対する雌螺条の螺合を解除して口頸部から容器蓋を離脱せしめる。而して、容器内に比較的高い圧力が存在する場合には、口頸部の雄螺条に対する容器蓋の雌螺条の螺合がある程度解除された時点で容器の内圧が解放されることが重要である。さもなくば、口頸部の雄螺条に対する容器蓋の雌螺条の螺合がある程度解除された時に、容器の比較的高い内圧によって容器蓋が偶発的に飛翔されてしまって、消費者を損傷せしめてしまう虞がある。そこで、通常、スカート壁に形成されている凹凸形状部における凹部に周方向に延びるスリットを形成し、口頸部の雄螺条に対する容器蓋の雌螺条の螺合がある程度解除された時点でスリットを通して容器の内圧が開放されるように構成している。

下記特許文献１に開示されている容器蓋においては、更に、容器の口頸部に容器蓋が所要とおりに装着されている状態、或いは一旦容器の口頸部から離脱せしめた容器蓋を再び容器の口頸部に装着して口頸部を一時的に密封した状態において、容器内が過剰に加熱される或いは容器の内容物が腐敗する等に起因して容器の内圧が過剰に上昇した場合には、容器蓋の偶発的飛翔等を回避するために、容器蓋が局部的に変形されて容器の内圧が開放されるようにせしめることを意図して、凹凸形状部における少なくとも１個のスリットを他の通常のスリットよりも長くせしめることが開示されている。
特開２００３−１５５０５２号公報

然るに、本発明者等の経験によれば、上記特許文献１に開示されている容器蓋においては、容器の口頸部に容器蓋が所要とおりに装着されている状態、或いは一旦容器の口頸部から離脱せしめた容器蓋を再び容器の口頸部に装着して口頸部を一時的に密封した状態において容器の内圧が過剰に上昇しても、容器蓋が充分確実に変形されず容器の内圧が充分確実に開放されない、という問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、容器の口頸部に容器蓋が所要とおりに装着されている状態、或いは一旦容器の口頸部から離脱せしめた容器蓋を再び容器の口頸部に装着して口頸部を一時的に密封した状態において容器の内圧が過剰に上昇すると、容器蓋が所要とおりに変形されて容器の内圧が確実に開放される、新規且つ改良された容器蓋を提供することである。

本発明者等は、鋭意検討及び実験の結果、上記特許文献１に開示されている容器蓋においては、（１）容器蓋の変形を生成せしめるための比較的長いスリットが、剛性が比較的大きい凹凸形状部に形成されていること、（２）容器の内圧を開放せしめるためには天面壁の一部が上方に変形して口頸部の密封が解除されることが必要であるが、容器蓋の変形を生成せしめるための比較的長いスリットが天面壁から下方に比較的離隔して形成されている故に、天面壁の上方への変形が生成され難い、ことに起因して、容器の内圧が充分確実に開放されないことを認識した。そして、かかる認識に基づき、凹凸形状部よりも上方に所要長さのスリット（即ち金属薄板を切断することによって形成される切溝）を形成することによって、上記主たる技術的課題を達成することができることを見出した。

即ち、本発明によれば、口頸部の呼び径が３８ｍｍである容器に被嵌される容器蓋であり、
天面壁及び該天面壁の周縁から垂下するスカート壁を有する金属薄板製蓋本体を具備し、該スカート壁の上部には凹部と凸部とが周方向全体に渡って交互に繰り返す凹凸形状部が形成される容器蓋において、
該凹凸形状部における該凹部には周方向に延びるスリットが形成されており、
該スカート壁には、該凹凸形状部よりも上方に位置し且つ周方向に延びる少なくとも１個のスリットから構成された内圧開放手段が配設されており、該内圧開放手段を構成する該スリットの周方向長さＷｓは７乃至１４ｍｍである、
ことを特徴とする容器蓋が提供される。

好ましくは、該内圧開放手段を構成する該スリットは該天面壁の上面外周縁から１．０乃至３．０ｍｍであるＨｓ下方に位置せしめられている。

本発明の容器蓋においては、剛性が比較的大きい凹凸形状部ではなくその上方で、天面壁の上面外周縁に近接した位置に形成された所要長さのスリットから内圧開放手段が構成されている故に、容器の口頸部に容器蓋が所要とおりに装着されている状態、或いは一旦容器の口頸部から離脱せしめた容器蓋を再び容器の口頸部に装着して口頸部を一時的に密封した状態において容器の内圧が過剰に上昇すると、容器蓋が所要とおりに変形されて容器の内圧が確実に開放される。

以下、本発明に従って構成された容器蓋を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

図１を参照して説明すると、全体を番号２で示す容器蓋は、金属薄板製蓋本体４と合成樹脂製ライナー６とから構成されている。厚さが０．２２乃至０．２６ｍｍ程度のアルミニウム基合金薄板から形成されているのが好都合である蓋本体４は円形天面壁８とこの天面壁８の周縁から垂下する円筒形スカート壁１０とを有する。天面壁８の中央部には没入部１１が設けられている。スカート壁１０の下部には周方向に延びる破断ライン１２が形成されており、スカート壁１０は破断ライン１２よりも上方の主部１４と破断ライン１２よりも下方のタンパーエビデント裾部１６とに区画されている。スカート壁１０の下部には半径方向外方に若干膨出せしめられた環状膨出部１８が形成されており、環状膨出部１８の軸線方向中央部には周方向に適宜の間隔をおいて周方向に延びる複数個のスリット２０が形成されており、上記破断ライン１２はかかる複数個のスリット２０とスリット２０間に残留せしめられている複数個の橋絡部２２とによって規定されている。

スカート壁１０の主部１４における軸線方向における略中央部には環状溝２４が形成されている。スカート壁１０の主部１４における環状溝２４から下方の領域は後に雌螺条が形成される螺条部２５であり、環状溝２４は螺条部２５に雌螺条を形成する際に雌螺条形成工具を位置付けるのに利用される。スカート壁１０の主部１４における環状溝２４よりも上方の領域には、指を掛けて容器蓋２を回転せしめる際の滑りを防止するための、凹部２６と凸部２８とが交互に繰り返す凹凸形状部が形成されている。図示の実施形態の容器蓋２においては、凹部２６の夫々の周方向幅Ｗaは凸部２８の各々の周方向幅Ｗｂと実質上同一にせしめられている。また、図示の実施形態の容器蓋２においては、凹部２６の上端には、周方向に延びるスリット３０が形成されている。

本発明の容器蓋においては、スカート壁１０には、凹凸形状部よりも上方に位置し且つ周方向に延びる少なくとも１個のスリットから構成された内圧開放手段３１が配設されているのが重要である。図示の実施形態の容器蓋においては、内圧開放手段３１はスカート壁１０に形成された１個のスリットである。内圧開放手段３１を構成するスリットの周方向長さＷｓは７乃至１４ｍｍであることが重要である。好ましくは、スリットは天面壁８の上面外周縁から１．０乃至３．０ｍｍであるＨｓ下方に位置せしめられている。特に、Ｈｓは１．５乃至２．５ｍｍであるのが好ましい。

軟質ポリエチレンの如き適宜の合成樹脂から成形することができるライナー６は、蓋本体４の天面壁８の内面に配設されている。かかるライナー６は、天面壁８の内面の所要位置に合成樹脂素材を供給して所要形状に型押成形することによって配設することができる。この場合、ライナー６の周縁部は天面壁８の内面に対して非接着乃至弱接着状態であるのが、耐衝撃性の点で好ましい。所望ならば、別個に形成したライナーを天面壁８の内面に少なくとも部分的に接着せしめることもできる。図示のライナー６は比較的肉厚の環状周縁部７と、比較的肉薄の中央円形部９と、環状周縁部７と中央円形部９との境界から下方に延出する環状延出壁１３とを有する。

図２には、容器蓋２が適用される容器の口頸部３２も図示されている。図示の容器はアルミニウム基合金薄板から形成されており、略円筒形状の口頸部３２を有する。口頸部３２の上端部は上方に向かって半径方向内方に傾斜せしめられた円錐台筒形状であり、上端には外巻きカール３４が形成されている。口頸部３２は軸線方向中間部には雄螺条３６が形成され、かかる雄螺条３６の下方には半径方向外方に膨出せしめられた環状係止あご部３８が形成されている。本発明に従って構成された容器蓋２は、図示の形態の口頸部３２を有する容器に限られることなく、金属薄板、ガラス或いは適宜の合成樹脂から形成された他の形態の口頸部を有する容器にも適用することができることは多言するまでもない。

図１と共に図２を参照して説明を続けると、口頸部３２に容器蓋２を装着して口頸部３２を密封する際には、口頸部３２に容器蓋２を被嵌して容器蓋２を下方に所要圧力で押圧し、ライナー６の周縁部を口頸部３２の上端に形成されているカール３４に密接せしめる。そして、蓋本体４の天面壁８とスカート壁１０との境界領域を下方及び半径方向内方に変形せしめて没入部４０を形成し、スカート壁１０の主部１４における螺条部２５に、口頸部３２の雄螺条３６に対応せしめて雌螺条４２を形成し、そしてまたタンパーエビデント裾部１６の下部を半径方向内側に変位せしめて口頸部３２の環状係止あご部３８に係止せしめる。その後、口頸部３２を容器蓋２によって密封された容器はレトルト処理（加熱殺菌処理）、清浄処理等の適宜の処理が施される。

容器蓋２によって密封されている容器の口頸部３２を開封する際には、容器蓋２を開方向、即ち図２において上方から見て反時計方向に回転せしめる。かくすると、スカート壁１０に形成されている雌螺条４２が口頸部３２に形成されている雄螺条３６に沿って移動、従って回転と共に上昇せんとする。しかしながら、タンパーエビデント裾部１６は環状係止あご部３８に係止されている故に上昇が阻止され、従って破断ライン１２、更に詳しくはその橋絡部２２に相当な応力が生成され、橋絡部２２が破断されてタンパーエビデント裾部１６がスカート壁１０の主部１４から分離される。しかる後においては、容器蓋２はタンパーエビデント裾部１６を除いて回転と共に上昇せしめられて口頸部３２から離脱され、かくして口頸部３２が開封される。一旦開封した口頸部３２を一時的に再び密封することが望まれる場合には、口頸部３２から離脱せしめた容器蓋２を再び口頸部３２に被嵌せしめて閉方向、即ち図２において上方から見て時計方向に回転せしめ、容器蓋２の雌螺条４２を口頸部３２の雄螺条３６に螺合せしめればよい。雌螺条４２を雄螺条３６に充分に螺合せしめると、ライナー６の周縁部が口頸部３２のカール３４に密接せしめられ、口頸部３２が密封される。

容器内に収容されている内容物が例えば天然果汁を含む果汁飲料である場合、上述したとおりにして口頸部３２を一旦開封して内容物を大気に晒した後に容器蓋２によって口頸部を再び密封した時に、天然果汁の醗酵現象等によって容器内圧が異常に上昇することがある。また、口頸部３２を一旦開封する前においても、容器に収容されている内容物が炭酸飲料である場合には、日光を浴びる等によって著しく加熱されると、容器内圧が異常に上昇することがある。本発明に従って構成された容器蓋２においては、容器内圧が過剰に上昇して所定値を越えると、図３に図示する如く、過剰に上昇した容器内圧に起因して蓋本体４が内圧開放手段３１であるスリットを中心として変形され、かかる変形によってライナー６による密封作用が局部的に毀損されてスリット３０及び３１を介して容器内圧が開放される。上述されたように構成された容器蓋においては、内圧開放手段３１の周方向長さＷｓが過剰に長い場合には、容器蓋２を容器の口頸部３２に装着する際、或いは容器内圧が過剰に上昇する前、例えばレトルト処理（加熱殺菌処理）の際に蓋本体４が内圧開放手段３１であるスリットを中心として変形してしまって、容器内圧が開放されてしまう傾向、換言すれば、口頸部３２の密封が維持されていなければならない状況下において口頸部３２が開封されてしまう傾向があり、内圧開放手段３１の周方向長さＷｓが過剰に短い場合には、容器蓋２を容器の口頸部３２に所要とおりに装着せしめている状態、或いは容器蓋２を一旦容器の口頸部３２から離脱せしめて再び容器の口頸部３２に装着し一次的に容器の口頸部３２を密封した状態において、容器の内圧が過剰に上昇しても、容器蓋２が必ずしも十分確実に変形されず容器の内圧が十分確実に開放されない傾向がある。また、スリットが天面壁８の上面外周縁から十分下方に位置せしめられていない場合には、 容器蓋２を容器の口頸部３２に装着する際、或いは容器内圧が過剰に上昇する前、例えばレトルト処理（加熱殺菌処理）の際に蓋本体４が内圧開放手段３１であるスリットを中心として変形してしまって、容器内圧が開放されてしまう傾向、換言すれば、口頸部３２の密封が維持されていなければならない状況下において口頸部３２が開封されてしまう傾向があり、スリットが天面壁８の上面外周縁から過剰に下方に位置せしめられている場合には、容器蓋２を容器の口頸部３２に所要とおりに装着せしめている状態、或いは容器蓋２を一旦容器の口頸部３２から離脱せしめて再び容器の口頸部３２に装着し一次的に容器の口頸部３２を密封した状態において、容器の内圧が過剰に上昇しても、容器蓋２が必ずしも十分確実に変形されず容器の内圧が十分確実に開放されない傾向がある。

以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。

本実施例１においては、０．２５ｍｍのアルミニウム基合金薄板から容器蓋の蓋本体を形成して、図１乃至図３に図示するとおりの形態の容器蓋を５個製作した。容器蓋のスカート壁の径は３８．４ｍｍであった。容器蓋のスカート壁に配設されている内圧開放手段は周方向長さＷｓが７ｍｍであるスリットから構成された。スリットは天面壁の上面外周縁から２．１ｍｍであるＨｓ下方に位置せしめた。

図２に図示するとおりの口頸部を有し、口頸部の呼び径が３８ｍｍで呼び容積が２００ｍｌである、両面に熱可塑性樹脂被膜を施したクロム酸処理鋼薄板製容器（東洋製罐株式会社製）に、７５℃の水を１９０ｍｌ充填し、次いで口頸部に上記容器蓋を被嵌して上述されたとおりにして口頸部に容器蓋を装着して口頸部を密封した。そして、容器蓋によって口頸部が密封された容器を１２３℃で２０分間レトルト処理（加熱殺菌処理）をして、その後２３℃の室温で３日間放置した。

しかる後において、内圧上昇装置を使って、容器の口頸部に容器蓋が所要とおりに装着されている状態でおいて、容器の内圧を上昇せしめた。かかる内圧上昇装置は、窒素ガスを流通せしめる流通路を備えた挿通針と、かかる窒素ガスの圧力を検出する圧力検出器と、窒素ガスの流量を制御する制御バルブとを有する。かように構成された内圧上昇装置の挿通針を、上述されたようにして準備された容器の底部に挿通せしめて、流通路を介して容器内に窒素ガスを流入せしめて、容器内の内圧が５ｐｓｉ／ｓｅｃで上昇するようにした。そして、過剰に上昇した容器の内圧に起因して蓋本体が内圧開放手段であるスリットを中心として変形が開始され、容器の内圧が開放される時の容器の内圧を内圧上昇装置の圧力検出器で測定した。かような内圧上昇試験を、試験サンプルである５個全ての容器蓋について実施した。その測定結果は下記表１に示すとおりであった。本実施例１においては、容器の内圧が開放される時における容器の内圧の測定結果は、試験サンプル5個の夫々について０．６５、０．６８、０．６４、０．６９及び０．６４Ｍｐａであり、いずれの試験サンプルにおいても内圧の測定結果は、下限値（レトルト処理の際において容器内圧が達することがない値）の０．３Ｍｐａよりは大きく、それ故にレトルト処理（加熱殺菌処理）の際に蓋本体が内圧開放手段であるスリットを中心として変形してしまうことはなかった。また、いずれの試験サンプルにおいても内圧の測定結果は、上限値（容器蓋が飛翔する可能性のある値）よりも小さく、それ故に開栓の際に容器蓋が飛翔することはなかった。上述されたように実施例１においては、いずれの試験サンプルにおいても実用上充分満足できる結果が得られた。

容器蓋のスカート壁に配設されている内圧開放手段は周方向長さＷｓが１４ｍｍであるスリットから構成したこと、を除いては上記実施例１と同一の試験サンプルを５個製作した。

上述したように構成された試験サンプルである容器蓋を用いて実施例１と同様な条件で内圧上昇試験を行った。その測定結果は下記表１に示すとおりであった。本実施例２においては、容器の内圧が開放される時における容器の内圧の測定結果は、試験サンプル5個の夫々について０．３２、０．３５、０．３１、０．３３及び０．３３Ｍｐａであり、いずれの試験サンプルにおいても内圧の測定結果は、下限値（レトルト処理の際において容器内圧が達することがない値）の０．３Ｍｐａよりは大きく、それ故にレトルト処理（加熱殺菌処理）の際に蓋本体が内圧開放手段であるスリットを中心として変形してしまうことはなかった。また、いずれの試験サンプルにおいても内圧の測定結果は、上限値（容器蓋が飛翔する可能性のある値）よりも小さく、それ故に開栓の際に容器蓋が飛翔することはなかった。上述されたように実施例２においては、いずれの試験サンプルにおいても実用上充分満足できる結果が得られた。

〔比較例１〕
容器蓋のスカート壁に内圧開放手段を設けなかったことを、を除いては上記実施例１と同一の試験サンプルを５個製作した。

上述したように構成された試験サンプルである容器蓋を用いて実施例１と同様な条件で内圧上昇試験を行った。その測定結果は下記表１に示すとおりであった。本比較例１においては、容器の内圧が開放される時における容器の内圧の測定結果は、試験サンプル5個の夫々について０．９２、０．８７、０．８８、０．９０及び０．９４Ｍｐａであり、いずれの試験サンプルにおいても内圧の測定結果は、下限値（レトルト処理の際において容器内圧が達することがない値）の０．３Ｍｐａよりは大きく、又内圧開放手段が設けられていないが故に、レトルト処理（加熱殺菌処理）の際に蓋本体が変形してしまうことはなかった。しかしながら、いずれの試験サンプルにおいても内圧の測定結果は、上限値（容器蓋が飛翔する可能性のある値）よりも大きく、それ故に開栓の前に容器蓋が飛翔した。上述されたように比較例１においては、いずれの試験サンプルにおいても実用上問題を有する結果が得られた。

〔比較例２〕
容器蓋のスカート壁に配設されている内圧開放手段は周方向長さＷｓが５ｍｍであるスリットから構成したこと、を除いては上記実施例１と同一の試験サンプルを５個製作した。

上述したように構成された試験サンプルである容器蓋を用いて実施例１と同様な条件で内圧上昇試験を行った。その測定結果は下記表１に示すとおりであった。本比較例２においては、容器の内圧が開放される時における容器の内圧の測定結果は、試験サンプル5個の夫々について０．７８、０．７５、０．７７、０．８０及び０．７７Ｍｐａであり、いずれの試験サンプルにおいても内圧の測定結果は、下限値（レトルト処理の際において容器内圧が達することがない値）の０．３Ｍｐａよりは大きく、それ故にレトルト処理（加熱殺菌処理）の際に蓋本体が内圧開放手段であるスリットを中心として変形してしまうことはなかったが、いずれの試験サンプルにおいても内圧の測定結果は、上限値（容器蓋が飛翔する可能性のある値）よりも大きく、それ故に開栓の前或いは開栓の際に容器蓋が飛翔した。上述されたように比較例１においては、いずれの試験サンプルにおいても実用上問題を有する結果が得られた。

〔比較例３〕
容器蓋のスカート壁に配設されている内圧開放手段は周方向長さＷｓが１８ｍｍであるスリットから構成したこと、を除いては上記実施例１と同一の試験サンプルを５個製作した。

上述したように構成された試験サンプルである容器蓋を用いて実施例１と同様な条件で内圧上昇試験を進行した。その測定結果は下記表１に示すとおりであった。本比較例３おいては、レトルト処理（熱殺菌処理）の際に容器の内圧により蓋本体が内圧開放手段であるスリットを中心として変形してしまい、これによりレトルト処理後の内圧上昇試験は行うことが不可能であった。上述されたように比較例３おいては、いずれの試験サンプルにおいても実用上問題を有する結果が得られた。

実用性（○：実用上満足 ×：実用上問題有）
問題点（Ａ：問題無 Ｂ：レトルト処理の際に蓋本体がスリットを中心として変形
Ｃ：容器蓋が飛翔）

本発明に従って構成された容器蓋を、容器の口頸部に装着する前の状態で、一部を断面で示す正面図。 図１に示す容器蓋を、容器の口頸部に装着した状態で、一部を断面で示す正面図。 容器内圧が過剰に上昇した時に、図１に示す容器蓋における蓋本体が内圧開放手段であるスリットを中心として変形して容器内圧が開放される状態で、一部を断面図で示す正面図。

符号の説明

２：容器蓋
４：蓋本体
６：ライナー
８：天面壁
１０：スカート壁
２６：凹部
２８：凸部
３１：内圧開放手段
３２：口頸部

Claims (2)

1. 口頸部の呼び径が３８ｍｍである容器に被嵌される容器蓋であり、
   天面壁及び該天面壁の周縁から垂下するスカート壁を有する金属薄板製蓋本体を具備し、該スカート壁の上部には凹部と凸部とが周方向全体に渡って交互に繰り返す凹凸形状部が形成される容器蓋において、
   該凹凸形状部における該凹部には周方向に延びるスリットが形成されており、
   該スカート壁には、該凹凸形状部よりも上方に位置し且つ周方向に延びる少なくとも１個のスリットから構成された内圧開放手段が配設されており、該内圧開放手段を構成する該スリットの周方向長さＷｓは７乃至１４ｍｍである、
   ことを特徴とする容器蓋。
2. 該内圧開放手段を構成する該スリットは該天面壁の上面外周縁から１．０乃至３．０ｍｍであるＨｓ下方に位置せしめられている、請求項１記載の容器蓋。

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