JP5501398B2 - 中栓付きキャップの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、中栓を有するキャップの製造方法に関するものであり、より詳細には中栓をキャップシェル内にスムーズに挿入可能で、挿入された中栓の離脱が確実に防止できるキャップの製造方法に関する。

一般に、アルミやブリキなどの金属製薄板を成形加工して得られる金属製キャップは、プラスチック製キャップに比してガスバリア性が格段に優れており、しかも容器口部にがっちりと螺子係合により固定することができるため、炭酸飲料等の容器用のキャップなどとして広く使用されている。
従来より、金属製キャップとして、金属製キャップシェル内に直接溶融樹脂を供給し、圧縮成形することによって、キャップシェル内にライナーの成形と配置を同時に行って成形されるワンピースのキャップ等が実用に供されている。

しかしながら、上記ワンピースタイプの金属製キャップにおいて、タンパーエビデントバンドを形成した場合、タンパーエビデントバンドをつなぐブリッジが破断されるよりも先にキャップの密封性が解除されてしまうことが生じると共に、このようなワンピースタイプの金属製キャップは、２ピースのキャップに比して開栓トルクが大きく、開封性に劣るという問題があった。

このような問題を解決するものとして、円形天面壁、及び該天面壁の周縁から垂下する円筒形スカート壁を有する金属薄板製本体と、金属薄板製補強部材と、合成樹脂製ライナーとを具備し、該補強部材は円形壁を有し、該ライナーは該円形壁の下面に配設されており、該本体の該スカート壁には半径方向内側に突出せしめられた内側突出部が形成されており、該内側突出部に該補強部材の自由端縁を係合せしめることによって、該補強部材の該円形壁が該本体の該天面壁の内面に対向して位置する状態に該補強部材が該本体内に拘束されている、ことを特徴とする容器蓋が提案されている（特許文献１）。
この容器蓋は、金属製パネル（補強部材）とライナーを一体化し、これを金属製のキャップシェル（本体）内に挿入する方法、或いは金属製パネルをキャップシェル内に挿入した後に溶融樹脂を供給し、これを型押し成形する方法によって成形されている。

特許第４５８５１２６号

上記容器蓋は、前述した従来の金属製キャップの問題を解決するものではあるが、下記の問題を有している。
すなわち、上記金属製パネルを金属製キャップシェルに配置するに際して、金属製パネルの挿入を容易にするために金属製パネルの外径を小さくすると、容器が減圧状態になったときに中栓が金属製キャップシェルから離脱して容器口部に残留したり、再封止できなくなったりし、或いはこのような中栓の離脱を防止するために、金属製パネルの外径を大きくすると、金属製パネルを金属製キャップシェル内の上部の所定位置に挿入する際に、金属製パネル或いは金属製キャップシェルが変形するおそれがある。
従って、本発明の目的は、キャップシェル内上部の所定位置に中栓（補強部材）を設置するに際して、中栓やキャップシェルの変形を生じることなく容易に挿入できると共に、容器が減圧状態になった場合にもキャップシェル上部の所定位置から離脱することのない外径の中栓を有するキャップの製造方法を提供することである。

本発明によれば、頂板部及びスカート部から成り、該スカート部にねじ形成領域が形成されて成るキャップシェルと、金属製パネル及び該金属製パネルの内面側に樹脂製ライナーを有する中栓、とから成る中栓付きキャップの製造方法において、前記金属製パネルをキャップシェル内に挿入した後に、該金属製パネルの外周縁部を押し拡げることにより、前記中栓が、スカート部上部の内側に形成される支持部によりキャップシェルから離脱不能でかつ支持部より上方の所定位置で上下移動可能に保持されることを特徴とする中栓付きキャップの製造方法が提供される。
また、本発明によれば、頂板部及びスカート部から成り、該スカート部にねじ形成領域が形成されて成るキャップシェルと、金属製パネル及び該金属製パネルの内面側に樹脂製ライナーを有する中栓、とから成る中栓付きキャップの製造方法において、前記金属製パネルのキャップシェル内への挿入と同時に該金属製パネルの外周縁部を押し拡げることにより、前記中栓が、スカート部上部の内側に形成される支持部によりキャップシェルから離脱不能でかつ支持部より上方の所定位置で上下移動可能に保持されることを特徴とする中栓付きキャップの製造方法が提供される。

本発明のキャップの製造方法によれば、
１．中栓が、金属製パネルの内面側に溶融樹脂を圧縮することにより樹脂製ライナーと金属製パネルを一体成形する際に、金属製パネルの外周縁部を押し拡げること、
２．金属製パネルのキャップシェル内への挿入と同時に金属製パネルを押し拡げること、
３．キャップシェルが金属から成り、前記スカート部上端部に、周方向に間隔をおいて複数個の開口が形成されており、該開口にはスカート部に刻設した切断線に沿った下方領域を半径方向内側に突出させることによって、前記支持部が形成されていること、
４．金属製パネルの外周縁部を押圧する押圧スリーブの先端面の形状は、押し拡げられた後の金属製パネルと該先端面とが当接する部分の金属製パネル形状と、同一形状に形成されていること、
が好適である。

本発明の中栓付きキャップの製造方法においては、金属製パネルを変形させることなく、キャップシェル内上部の所定位置に挿入・配置することができ、その後押し拡げて外径を大きくするので、たとえ容器内が減圧状態であっても、中栓がキャップシェル内の所定位置から離脱することがない。
また本発明の製造方法においては、金属製パネルのキャップシェル内への挿入と同時或いはライナーの成形と同時に金属製パネルの外径を大きくすることができるため、工程数が少なく生産性及び経済性にも優れている。
さらに本発明の製造方法によっては、金属製パネルの外周縁部を押圧する押圧スリーブの先端面の形状を押し拡げられた後の金属製パネルと該先端面とが当接する部分の金属製パネル形状と同一形状に形成することによって、金属製パネルの押し拡げられた後の形状を安定して形成することができる。
本発明の製造方法により得られる金属製パネルを有するキャップは、頂板部に別体の金属製パネルを有することから開栓に必要な開栓トルクを低減することができ、お年寄りや女性子供でも軽い力で容易に開栓することができる。
本発明の製造方法により得られる金属製パネルを有するキャップは、頂板部に金属製パネルを有することからガスバリア性に優れており、酸素透過による内容物の変質或いは炭酸飲料等のガスが容器外に逃げること等が有効に防止されている。

本発明の製造方法により成形される中栓を有する金属製キャップの一例を示す図である。 本発明の製造方法を説明するための図である。 図２Ｂに示す金属製キャップの要部を拡大して示す図である。 図１に示す金属製キャップが容器に適用された状態において、開封過程を説明する図である。 本発明の製造方法により成形される中栓付き樹脂製キャップの一例を示す図である。

本発明を添付図面に基づいて説明する。
本発明の製造方法により製造される中栓を有するキャップの一例を示す図１において、全体を１で表す金属製キャップは、金属製キャップシェル２と、金属製パネル３及びライナー４から成る中栓５から成っている。
金属製キャップシェル２は、概略的に言って、円形の頂板部２０及び略円筒形のスカート部２１からなり、スカート部２１は上方の主部と主部の下端に形成された弱化部２２を介して一体に形成された下方のタンパーエビデントバンド２３から成っている。
頂板部２０の中央部には、中栓５との位置決めのために、容器側に窪んだ凹部２４が形成されている。またスカート部２１の主部にはねじ形成領域がある。その上方には、周方向に間隔をおいて複数個の開口２５，２５・・・が形成されており、この開口２５，２５・・・を形成するにあたってスカート部２１に刻設した切断線２６，２６・・・に沿った下方領域２７，２７・・・が半径方向内側に突出しており、開口端縁２８（下方領域２７の上辺）が支持部となって金属製パネル３の外側端縁３３が係止され、金属製パネル３をキャップシェル２内に離脱不能に保持することができる。

中栓５を構成する金属製パネル３は、金属製の平板から成るものであるが、キャップシェル２の頂板部２０の形状と同様に、中央部３１が容器側に窪んでいる。すなわちこの同様の形状により金属製パネル３をキャップシェル２内に位置決めすることができ、後述するライナー４の形成及び金属製パネル３の押し拡げを容易に行うことができる。外周縁部３２は外側端縁３３が下方に向くように下方に湾曲した形状をしており、金属製パネル３の下面が内面となっている。
金属製パネル３は、外側端縁３３が、上述したとおり、キャップシェル２の開口２５の開口端縁（すなわち支持部）２８と係止することによって、キャップシェル２から離脱しないように支持されている。
また金属製パネル３の内面（容器側面）には、ライナー４が一体に形成されており、このライナー４は容器口部と当接するシール部４２及びインナーリング４１、インナーリング４１よりも内側に位置する薄肉部４３から成っている。

本発明においては、上述した基本構成を有する金属製キャップ１を製造するに際して、金属製パネル３をキャップシェル２内の所定位置に挿入した後に、該金属製パネル３の湾曲した外周縁部３２が、金属製パネル３の外径を大きくするために押し拡げられていることが重要な特徴である。
図２は、本発明の製造方法を説明するための図であり、成形台６０上に頂板部２０が載置され、スカート部２１の開口端縁が上方に向いた状態で設置された上記構成を有する金属製キャップシェル２内に金属製パネル３が挿入された状態を示している。図２（Ａ）から明らかなように、金属製キャップシェル２内に挿入された金属製パネル３の外径は金属製パネル３を支持する支持部２８の内径と同等或いは僅かに大きい外径を有しており、金属製パネル３は塑性変形することなく、金属製キャップシェル２内の所定位置に挿入される。

次いで、金属製パネル３上に供給された溶融樹脂（図示せず）を成形工具６で型押して金属製パネル３上にライナーを一体的に成形する。この成形工具６は、センターパンチ６１、センタープッシング６２及びロケーティングスリーブ６３から成っており、先ずロケーティングスリーブ６３によって溶融樹脂が外側にはみ出さない様にライナーの外周縁４４が規定され、センターパンチ６１及びセンタープッシング６２によって、前述したインナーリング４１、シール部４２及び薄肉部４３を有するライナー形状に成形される。
図２（Ｂ）から明らかなように、成形工具６が下降してライナー４の成形を行うと同時に、ロケーティングスリーブ６３が金属製パネル３の外周縁部３２を上方から押圧することによって湾曲部が押し拡げられる。即ち、外周縁部３２は、図２（Ｂ）に二点鎖線で示す押し拡げられる前の状態と実線で示す押し拡げられた後の状態となる。これにより、ライナー４が形成された金属製パネル３（中栓５）は金属製キャップシェル２の頂板部２０と支持部２８との間に確実に保持される。

更に、本発明の製造方法においては、図３から明らかなように金属製パネルの外周縁部を押圧する押圧スリーブの先端面の形状が、押し拡げられた後の金属製パネルと該先端面とが当接する部分の金属製パネル形状と同一形状に形成されているため、金属製パネルの押し拡げられた後の形状を安定して形成することができる。

図４（Ａ）は、図１に示した金属製キャップ１が金属製容器７に適用された状態を示す図である。図１に示した金属製キャップ１が、金属製容器７の口部に被せられた後、図示しないツールで頂板部２０とスカート部２１の境界領域のコーナー部を容器のカール部の外周面に押圧することによって、ライナー４のシール部４２が容器口部のカール部７１に密着し、図示しない別のツールによってスカート部２１のねじ形成領域に容器口部の螺子部７２と係合する螺子部２９が形成されると共に、タンパーエビデントバンド２３が容器口部のビード７３に係合するように賦形される。この状態において、金属製容器７は、ライナー４のインナーリング４１及びシール部４２によって確実に密封されている。この状態では外周端縁３３と支持部２８とは離隔している。

次いで、図４（Ｂ）に示すように、金属製キャップ１を開栓方向に旋回することにより、タンパーエビデントバンド２３を除いた金属製キャップシェル２は上昇し、キャップシェル２とタンパーエビデントバンド２３とをつなぐ弱化部２２が破断される。しかし容器口部に密着している別体の中栓は回転する必要がないので、開栓に必要な回転トルクを低くすることができ、この時点においても、金属製容器７はインナーリング４１及びシール部４２によって確実に密封されている。その後、金属製キャップシェル２の支持部２８が金属製パネル３の外側端縁３３と係止する。

図４（Ｃ）に示すように、更に金属製キャップ１の旋回を続けると、金属製パネル３の外周端縁３３は金属製キャップシェル２の支持部２８と確実に係止しているので、金属製キャップシェル２の所定位置から離脱することなく上昇して、タンパーエビデントバンドのみを容器口部に残して金属製キャップ１が容器口部から取外される。
従って本発明によって得られる金属製キャップにおいては、スカート部２１主部の下端とタンパーエビデントバンドとをつなぐ弱化部が破断され、一旦開封されたものであることを示す前に、容器の密封性が解除されてしまうことがない。

本発明の製造方法においては、上述した具体例に限定されず、種々の変更が可能である。
例えば、図２に示した製造方法では、ライナーの成形と同時に金属製パネルの外周縁部を押し拡げていたが、ライナーの成形はこのタイミングに限定されず、先に金属製パネルをキャップシェル内に挿入し、金属製パネルの外周縁部を押し拡げた後、溶融樹脂を供給してライナーを成形及び金属製パネルに一体化することもできるし、金属製パネルに予めライナーを形成して中栓を成形した後、中栓をキャップシェル内に挿入し、金属製パネルの外周縁部を押し拡げることも勿論できる。

また図１乃至４に示した例では、金属製キャップシェルに中栓を組み合わせていたが、樹脂製キャップシェルと中栓の組合せにおいても同様に製造することができる。
すなわち図５に示すように、樹脂製キャップシェル８は中央部に開口８１が形成された頂板部８２、内面に螺子部８３を有するスカート部８４から成り、スカート部８４は上方の主部と主部の下端に弱化部８５を介して一体的に成形されたタンパーエビデントバンド８６を有する。頂板部８２の開口８１の側端部の下面は半径方向内方に向かって下方に傾斜して、金属製パネル３の凹部と一致する形状をしており、金属製キャップシェルの中栓付きキャップの場合と同様にキャップシェルに対する中栓の位置決めをすることができる。樹脂製キャップシェルの中栓付きキャップは樹脂製キャップシェル８に、金属製パネル３に環状のライナー４が一体的に形成された中栓５を挿入して構成される。
金属製パネル３の外周端部にはカール部３５が形成されている。図５に示すように、このカール部３５の断面のカールの中心から内方側を環状スリーブ６４で押し拡げることによって、図１乃至４と同様に、中栓を効率的に設置することができる。

この態様においては、容器に装着された樹脂製キャップを開栓方向に旋回すると、キャップが螺子に沿って上昇し始める一方、タンパーエビデントバンドの内側にある係止手段が図示しない容器口部の被係止手段に係止しタンパーエビデントバンドが固定されるので、スカート部主部とタンパーエビデントバンドとをつなぐ弱化部８５が破断される。続いて、キャップシェル８が上昇し続けると、中栓５のカール部が螺子部８３の最上端面と係止することによって、中栓５がキャップシェル８と一緒に上昇してキャップシェル８から離脱することなく、容器口部から取り除かれる。
尚、この態様においては、キャップシェル８の頂板部８２に開口８１が形成され、中栓５がこの開口を覆うものであるが、勿論、開口のない頂板部であってもよいことは言うまでもない。更に螺子部の上方に中栓と係止し、中栓をキャップシェル内に保持するための環状突起等から成る支持部が別途形成されていても勿論よい。

図１に示した金属製キャップシェルにおいては、洗浄水を導入するための開口２５を利用して、この開口２５の下方領域２７を半径方向内側に突出させることによって、中栓５をキャップシェル２と係止させていたが、金属製キャップシェルにおいても上述した樹脂製キャップシェルの場合と同様に、螺子の上端面を利用しても良いし、螺子部の上方に半径方向内側に突出する環状突起を形成する等、中栓をキャップシェル内に保持するための支持部を別途形成してもよい。

金属製パネル３の外側端縁は、金属製パネルがアルミニウム板からなる場合は特にカール加工が施されている必要はないが、ティンフリースチール、ブリキ等の鋼板からなる場合には、発錆を防止する観点から端縁保護のためにカール加工が施されていることが望ましい。
また金属製パネルの中央部に形成される凹部は、図１に示したように金属製キャップシェルへの位置決めに有効であるが、他の手段により位置決めが可能であれば必ずしも形成する必要はない。
更にライナーは、金属製パネル上での溶融樹脂の型押しによる成形に限定されず、スピンライニング等従来公知の方法によって成形することができる。

本発明の中栓を有するキャップの製造方法は、キャップシェルに中栓を設置するに際して、中栓の変形を生じることなく容易にキャップシェル内に金属製パネルを挿入できると共に、キャップシェルから離脱することのない外径の中栓を用いることが可能であり、熱間充填等により容器内が減圧状態になる容器に用いられる中栓付きキャップの製造に好適に使用できる。
またライナー材の成形と同時に金属製パネルの外径を大きくすることができるため、工程数が少なく生産性及び経済性に優れていることから、大量生産が必要な汎用キャップに好適に使用できる。
更に、本発明方法により製造されるキャップは、頂板部に金属製パネルを有することから開栓に必要なトルクが小さく、ガスバリア性に優れており、酸素により影響が大きい内容物等を充填する容器に用いられるキャップの製造に好適に使用できる。

１ 金属製キャップ、２ 金属製キャップシェル、３ 金属製パネル、４ ライナー、５ 中栓、６ 成形工具、７ 金属製容器、８ 樹脂製キャップシェル、２８ 支持部（開口端縁）、３２ 外周縁部、３３ 外側端縁

Claims (5)

1. 頂板部及びスカート部から成り、該スカート部にねじ形成領域が形成されて成るキャップシェルと、金属製パネル及び該金属製パネルの内面側に樹脂製ライナーを有する中栓、とから成る中栓付きキャップの製造方法において、
   前記金属製パネルをキャップシェル内に挿入した後に、該金属製パネルの外周縁部を押し拡げることにより、前記中栓が、スカート部上部の内側に形成される支持部によりキャップシェルから離脱不能でかつ支持部より上方の所定位置で上下移動可能に保持されることを特徴とする中栓付きキャップの製造方法。
2. 前記中栓の、金属製パネルの内面側に溶融樹脂を圧縮し樹脂製ライナーと金属製パネルを一体成形する際に、金属製パネルの外周縁部を押し拡げる請求項１記載の製造方法。
3. 頂板部及びスカート部から成り、該スカート部にねじ形成領域が形成されて成るキャップシェルと、金属製パネル及び該金属製パネルの内面側に樹脂製ライナーを有する中栓、とから成る中栓付きキャップの製造方法において、
   前記金属製パネルのキャップシェル内への挿入と同時に該金属製パネルの外周縁部を押し拡げることにより、前記中栓が、スカート部上部の内側に形成される支持部によりキャップシェルから離脱不能でかつ支持部より上方の所定位置で上下移動可能に保持されることを特徴とする中栓付きキャップの製造方法。
4. 前記キャップシェルが金属から成り、前記スカート部上端部に、周方向に間隔をおいて複数個の開口が形成されており、該開口にはスカート部に刻設した切断線に沿った下方領域を半径方向内側に突出させることによって、前記支持部が形成されている請求項１乃至３の何れかに記載の製造方法。
5. 記金属製パネルの外周縁部を押圧する押圧スリーブの先端面の形状は、押し拡げられた後の金属製パネルと該先端面とが当接する部分の金属製パネル形状と、同一形状に形成されている請求項１乃至４の何れかに記載の中栓付きキャップの製造方法。

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