JP6163367B2 - 合成樹脂製キャップ、閉止装置、および飲料入り閉止装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器口元部を閉止する合成樹脂製キャップ、これを用いた閉止装置、および飲料入り閉止装置に関する。

合成樹脂製キャップ（以下、単にキャップという）としては、天板部とその周縁から垂下した筒部とを備え、天板部の内面に、容器口元部に嵌入される円筒状の内側シール突起が突出形成されたものが広く用いられている（例えば特許文献１を参照）。

特開２００２−２１１６０５号公報

キャップをいったん開栓した後に再度閉栓（以下、再栓という）した際には、内容液の発酵などにより容器内圧が高くなることがある。この場合には、キャップが容器から外れやすくなることがあった。
このため、再栓後に容器内圧が高くなった際に、容器内のガスを外部に排出し、容器内圧を低くすることができる技術が要望されていた。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、容器内圧が過度に上昇するのを防ぐことができる合成樹脂製キャップ、閉止装置、および飲料入り閉止装置を提供することを目的とする。

本発明は、容器の口元部に装着される合成樹脂製キャップであって、天板部とその周縁から垂下した筒部とを備え、前記天板部の内面に、前記口元部内に嵌入される内側シール突起と、前記内側シール突起の外側の外側突起とが形成され、前記内側シール突起は、前記口元部の内面に押圧状態で当接可能であり、前記外側突起の内面に、前記口元部の外面に押圧状態で当接する１または複数の当接凸部が形成され、この合成樹脂製キャップを前記口元部に装着した状態において、前記外側突起の内面のうち前記当接凸部が形成されていない部分の少なくとも一部は、前記口元部の外面から離間する合成樹脂製キャップを提供する。
前記複数の当接凸部は、前記外側突起の周方向に間隔をおいて形成されていることがこのましい。
前記当接凸部は、凸状円柱面をなすストレート部と、前記ストレート部の、前記外側突起の突出方向側に形成された、略球面をなす湾曲部と、を有することが好ましい。
前記ストレート部の中心軸方向は、前記外側突起の突出方向に行くに従って前記筒部の中心軸に近づく方向に傾斜していることが好ましい。
前記天板部と外側突起との連接部分の内面側に、前記口元部の開口端面の外周縁部に当接可能な厚肉壁部が形成されている構造を採用できる。

本発明は、容器と、その口元部に装着される合成樹脂製キャップとを備えた閉止装置であって、前記合成樹脂製キャップは、前述のものである閉止装置を提供する。
本発明は、飲料が充填された容器と、その口元部に装着される合成樹脂製キャップとを備えた飲料入り閉止装置であって、前記合成樹脂製キャップは、前述のものである飲料入り閉止装置を提供する。

本発明によれば、外側突起の内面に、口元部の外面に当接する１または複数の当接凸部が形成され、外側突起の内面のうち当接凸部が形成されていない部分の少なくとも一部は、口元部の外面から離間する。
このため、容器の内圧上昇による天板部の膨出変形の影響によって、口元部内面に対する内側シール突起の接触圧が低下すると、容器内のガスは、当接凸部が形成されていない部分の外側突起内面と口元部外面との隙間を通って外部に排出される。
よって、容器の内圧が過度に上昇するのを防ぐことができる。従って、キャップの開栓時に容器の内圧によりキャップが外れる、いわゆるキャップ飛びを防ぐことができる。

本発明の合成樹脂製キャップの第１の実施形態を示す断面図である。 図１に示す合成樹脂製キャップを示す拡大断面図である。 図１に示す合成樹脂製キャップの外側突起を示す図である。 （Ａ）は図１に示す合成樹脂製キャップの断面図であって、（Ｂ）におけるＡ１−Ａ１断面図である。（Ｂ）は外側突起と当接凸部を示す一部断面状態の下面図である。（Ｃ）は外側突起と当接凸部を示す拡大下面図である。 図１に示す合成樹脂製キャップを示す一部断面状態の斜視図である。 図１に示す合成樹脂製キャップおよび容器を示す断面図である。 図１に示す合成樹脂製キャップおよび容器を示す断面図である。 図１に示す合成樹脂製キャップおよび容器を示す断面図である。 本発明の合成樹脂製キャップの第２の実施形態および容器を示す断面図である。 図９に示す合成樹脂製キャップおよび容器を示す拡大断面図である。 図９に示す合成樹脂製キャップおよび容器を示す断面図である。

図１〜図６は、本発明の合成樹脂製キャップの第１実施形態およびこれを用いた閉止装置を示すものである。
図６に示すように、この閉止装置は、容器２０と、その口元部２１に装着される合成樹脂製キャップ１（以下、単にキャップ１という）とを備えている。
以下の説明において、上下方向とは図６における上下方向であり、キャップ１および容器２０の中心軸に沿う方向（軸方向）である。上方向は高さ方向ともいう。上下方向に垂直な面を水平面という。径方向とは、キャップ１および容器２０の径方向である。

図６に示すように、容器２０は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの合成樹脂からなり、飲料が充てんされる容器本体（図示略）と、その上部に形成された円筒状の口元部２１とを有する。
口元部２１の外面２１ｃには雄ネジ２２と、係止段部２３とが形成されている。係止段部２３は径方向外方に突出する環状突起であり、雄ネジ２２の下方に形成されている。
内面２１ａおよび外面２１ｃは、容器２０の軸方向に沿う面である。開口端面２１ｂは容器２０の軸方向に垂直な面である。

キャップ１は、円形の天板部２と、その周縁から垂下した筒部３とを備えている。
筒部３は、スコア６（弱化部）によって、主部８と、ブリッジ７によって主部８に連結されたタンパーエビデンスリング部（ＴＥリング部）９とに区画されている。
主部８の内周面には、容器２０の雄ネジ２２に螺合するネジ部１０が形成されている。ネジ部１０は、１条または複数条の螺旋状に形成された突条である。

図１および図６に示すように、天板部２には、容器２０の口元部２１に嵌入して口元部２１の内面２１ａに当接する円筒状の内側シール突起１２と、口元部２１の開口端面２１ｂに当接する環状の開口端シール突起１３と、円筒状の外側突起１４とが形成されている。

内側シール突起１２は、天板部２の内面２ａ（下面）から下方に延出して形成されている。
内側シール突起１２の外面には、基端部１２ｃから略下方に離れた位置に、容器内面２１ａに当接する環状の当接凸部１２ａが形成されている。
当接凸部１２ａの断面形状は、略円弧形、略楕円弧形などとすることができる。図示例では、当接凸部１２ａが形成された部分は、内側シール突起１２の基端近傍の部分より厚く形成されている。

図７に示すように、内側シール突起１２が口元部２１内に嵌入すると、当接凸部１２ａの最大外径部１２ｂは、開口端面２１ｂより低い位置（開口端面２１ｂから容器本体側に離れた位置）で全周にわたって内面２１ａに隙間なく当接し、容器２０を密封（シール）できる。

図２に示すように、最大外径部１２ｂの外径（キャップ１を口元部２１に装着していない状態での外径）は、口元部２１内径より若干大きいことが好ましい。これによって、内側シール突起１２は、わずかに内方に弾性的に曲げ変形した状態で内面２１ａに当接するため、十分な押圧力で内面２１ａに当接する。
最大外径部１２ｂの外径Ｄ１と口元部２１の内径Ｄ２との差Ｄ３は、小さすぎれば前記押圧力が小さくなって密封性に影響が及ぶため０．１ｍｍ以上（好ましくは０．２ｍｍ以上）が好適である。
差Ｄ３は、大きくなりすぎると前記押圧力が大きくなって高温時に口元部２１が変形しやすくなるため、０．５ｍｍ以下（好ましくは０．３５ｍｍ以下）が好適である。差Ｄ３がこの範囲であれば、キャップ１を口元部２１に装着する際に、内側シール突起１２を口元部２１に嵌入する際の抵抗を小さくでき、キャップ１の斜め被り（キャップ１が傾いた状態で巻締められる）や巻締め不足を防止できる。

内側シール突起１２の最大外径部１２ｂ（外径が最大となる部位）の高さ位置は、最大外径部１２ｂと開口端シール突起１３下端（突出端）との高低差Ｈ１が１〜４ｍｍ（好ましくは１．５〜３ｍｍ）となるように設定するのが好適である。
高低差Ｈ１を前記範囲とすることで、十分なタンパーエビデンス性を確保し、かつ密封性能を高めることができる。

開口端シール突起１３は、天板部２の内面２ａ（下面）から下方に突出して形成されている。開口端シール突起１３の断面形状は、例えば半円形、円弧形、楕円弧形などとすることができる。
開口端シール突起１３は、内側シール突起１２の外周側に、内側シール突起１２から離間して形成することができる。

図１〜図３に示すように、外側突起１４は、天板部２の内面２ａ（下面）から下方に延出して形成されている。
外側突起１４は、開口端シール突起１３の外周側に、開口端シール突起１３から離間して形成することができる。
図示例では、外側突起１４の内面１４ａは、大部分がキャップ１の軸方向に沿って形成されており、前記軸方向にほぼ一定の内径を有する。
内面１４ａの内径（キャップ１を口元部２１に装着していない状態での内径）は、口元部２１の外径より大きくてもよいし、これより小さくてもよい。また、内面１４ａの内径は口元部２１の外径にほぼ等しくてもよい。

外側突起１４の先端面１４ｂは、内面１４ａの下端から外面１４ｃの下端までの領域であり、下方に行くに従って徐々に拡径する傾斜面とされている。先端面１４ｂは、ほぼ一定の角度で傾斜していることが望ましい。

外側突起１４の外面１４ｃは、先端に向けて徐々に外径が小さくなるように傾斜する傾斜面となっている。外面１４ｃは、ほぼ一定の角度で傾斜していることが望ましい。
外側突起１４は、先端に向けて徐々に厚さを減じるように形成することができる。

外側突起１４は、先端が径方向内方および外方に移動するような若干の曲げ変形が可能であることが好ましい。これによって、口元部２１に拡径方向の変形が起きた場合でも、それに応じた外側突起１４の変形が可能となるため、キャップ１の巻締め性の悪化が起きにくくなる。

外側突起１４の内面１４ａには、口元部２１の外面２１ｃに当接する１または複数の当接凸部１５が形成されている。
図３に示すように、当接凸部１５は、外側突起１４の基端部１４ｄ内面から直線状に形成されたストレート部１５ａと、ストレート部１５ａの下縁部１５ｃから外方に向けて略円弧状に湾曲して形成された湾曲部１５ｂとを有する。

図４（Ｂ）および図４（Ｃ）に示すように、当接凸部１５の外面は略円弧状の横断面形状を有することが好ましい。当接凸部１５の横断面とは、例えば水平面における断面である。

図３に示すように、ストレート部１５ａ外面は、例えば凸状円柱面であり、その中心軸方向は、外側突起１４の先端方向（突出方向）に行くに従って徐々にキャップ１の中心軸（筒部３の中心軸）に近づく方向に傾斜していることが好ましい。
湾曲部１５ｂ外面は、略球面をなすことが好ましい。

ストレート部１５ａの軸方向（キャップ１の軸方向）に対する角度α１は、外面１４ｃの軸方向に対する角度α２以下であることが好ましい。これによって、金型からの取出しが容易になるため、製造しやすさの点で好ましい。

図４（Ａ）〜図４（Ｃ）および図５に示すように、図示例では、当接凸部１５は複数（図示例では１２）形成されており、これらは周方向に間隔をおいて形成されている。図５に示す例では、複数の当接凸部１５は周方向にほぼ等間隔ごとに形成されている。
当接凸部１５の数は、４〜２４が好ましく、５〜１５がさらに好適である。これら複数の当接凸部１５は、キャップ１の中心軸を中心とする軸回りの回転対称形になるように配置することが好ましい。図５の例では、当接凸部１５は、周方向に約３０度ごとに形成されている。

図３に示すように、湾曲部１５ｂは、内径寸法が最も小さくなる部位である最小内径部１５ｄを有する。
キャップ１を口元部２１に巻締めていない状態において、最小内径部１５ｄの内径は、口元部２１の外径より小さいことが好ましい。これによって、当接凸部１５は、外側突起１４がわずかに外方に弾性的に曲げ変形した状態で、十分な押圧力で外面２１ｃに当接する。

当接凸部１５は、湾曲部１５ｂで外面２１ｃに当接するため、外面２１ｃに対する接触面積が小さくなることから、接触部分およびその周囲に多量の水が溜まることがなく、衛生性の点で好ましい。
また、湾曲部１５ｂは十分な強度を有するため、当接凸部１５が押圧力により変形するのを防ぐことができる。このため、当接凸部１５の変形によって外側突起１４と外面２１ｃとの隙間が小さくなるのを回避できる。

最小内径部１５ｄの内径Ｄ４と口元部２１の外径Ｄ５との差Ｄ６は、０．０１ｍｍ以上が好ましい。これによって、口元部２１の外方変形を防止できる。差Ｄ６は、例えば０．１ｍｍ以下とすることができる。
最小内径部１５ｄは、キャップ１を口元部２１に巻締めたときに、開口端面２１ｂより低い位置（開口端面２１ｂから容器本体側に離れた位置）で外面２１ｃに当接することが好ましい。

当接凸部１５の内面１４ａからの突出寸法Ｄ７は、例えば０．１ｍｍ以上（好ましくは０．２ｍｍ以上）とすることができる。これによって、当接凸部１５がない位置における外側突起１４の内面１４ａと口元部２１の外面２１ｃとの隙間を大きくし、この隙間を通したガス排出を容易にすることができる。
突出寸法Ｄ７は、例えば１ｍｍ以下としてよい。突出寸法Ｄ７をこの範囲とすることによって、巻締めトルクの上昇を抑制できる。

図２に示すように、当接凸部１５の最小内径部１５ｄの高さ位置は、内側シール突起１２の最大外径部１２ｂより高い位置にあることが望ましい。
最小内径部１５ｄの高さ位置は、最小内径部１５ｄと開口端シール突起１３下端（突出端）との高低差Ｈ２が２ｍｍ以下（好ましくは１．５ｍｍ以下）となるように設定するのが好適である。
高低差Ｈ２が大きすぎれば、当接凸部１５の内方押圧力が不十分となることがあるが、高低差Ｈ２をこの範囲とすることで、当接凸部１５の内方押圧力を高め、口元部２１の変形を阻止することができる。
高低差Ｈ２は、例えば０．５ｍｍ以上（好ましくは１．５ｍｍ以上）とすることができる。

ＴＥリング部９の内周面には、開栓時に容器２０の係止段部２３に係止してＴＥリング部９の移動を阻止する係止突起である係止突起１１が形成されている。係止突起１１は、ＴＥリング部９の内周面から内方に突出して形成されている。

キャップ１は、ポリプロピレン、高密度ポリエチレンなどの合成樹脂材料で構成することができる。特に、耐熱性に優れたポリプロピレンが好ましい。

次に、キャップ１の使用方法を説明する。
図７に示すように、内溶液を充填した容器２０の口元部２１に、キャップ１を装着する際には、内側シール突起１２を容器口元部２１内に挿入する。
内側シール突起１２は、最大外径部１２ｂにおいて口元部２１の内面２１ａを外方に押圧しつつ、内面２１ａに当接する。これによって容器２０が密封される。

外側突起１４の内面に形成された当接凸部１５は、最小内径部１５ｄにおいて外面２１ｃを内方に押圧しつつ、外面２１ｃに当接する。
このため、内側シール突起１２の押圧力によって口元部２１が外方変形するのを防ぐことができる。

図４（Ｃ）に示すように、外側突起１４の内面１４ａのうち、当接凸部１５が形成されていない部分の少なくとも一部は、外面２１ｃには当接せず、内面１４ａと外面２１ｃとの間には隙間１６が形成される。
外側突起１４の内面１４ａは、当接凸部１５が形成されていない部分の少なくとも一部において外面２１ｃから離間していればよい。例えば、内面１４ａのうち当接凸部１５の近傍範囲のみが外面２１ｃから離間し、他の部分は外面２１ｃに接していてもよい。なお、当接凸部１５が形成されていない部分の全域が外面２１ｃから離れていてもよい。
図示例では、当接凸部１５が形成されていない部分の内面１４ａのうち、当接凸部１５の近傍範囲の領域１４ｅは外面２１ｃから離間し、他の領域の一部は外面２１ｃに当接している。

図６に示すように、ＴＥリング部９に設けられたタブ１１は、雄ネジ２２の直下に設けられた環状の膨出段部２３を乗り越え、膨出段部２３の下方に達する。

口元部２１に装着されたキャップ１を開栓方向に回すと、回転に従ってキャップ１は上昇する。
係止突起１１が係止段部２３の下端に達した状態でキャップ１をさらに開栓方向に回すと、主部８は回転に従って上昇する一方、係止突起１１が係止段部２３に係止するためＴＥリング部９の上方移動は阻止される。
その結果、主部８とＴＥリング部９とを連結しているブリッジ７に引張力が作用し、ブリッジ７が破断し、ＴＥリング部９が主部８から切り離される。
これによって、キャップ１が開栓されたことが明示される。

図８に示すように、キャップ１をいったん開栓した後に再度閉栓した際には、内容液の発酵などにより容器２０の内圧が高くなる（例えば０．４ＭＰａ以上となる）ことがある。
容器２０の内圧により天板部２に上方への力が加えられ、膨出変形（いわゆるドーミング）によって天板部２の一部が傾斜すると、内側シール突起１２の内方変位、および開口端シール突起１３の上方変位が起こりやすくなる。

上述のように、当接凸部１５が形成されていない部分では、外側突起１４の内面１４ａと外面２１ｃとの間には隙間１６がある（図４（Ｃ）参照）。
このため、容器２０の内圧上昇による天板部２の膨出変形の影響によって、内面２１ａに対する内側シール突起１２の接触圧が低下し、開口端面２１ｂに対する開口端シール突起１３の接触圧が低下すると、容器２０内のガスは、内側シール突起１２と内面２１ａとの隙間、開口端シール突起１３と開口端面２１ｂとの隙間を経て、隙間１６を通って外部に排出される。
この際、天板部２の膨出変形の影響によって、外側突起１４による内方押圧力が大きくなることがあるが、内面１４ａと外面２１ｃとの間には隙間１６があるため、外側突起１４がガス排出の妨げとなることはない。
このため、容器２０の内圧が過度に上昇するのを防ぐことができる。従って、キャップ１の開栓時に容器２０の内圧によりキャップ１が外れる、いわゆるキャップ飛びを防ぐことができる。

また、キャップ１では、当接凸部１５によって、外側突起１４の内面１４ａと口元部２１の外面２１ｃとの間に隙間１６が確保されるため、水が排出されやすいことから、キャップ装着装置（キャッパー）による巻き締めの際に、内面１４ａと外面２１ｃとの間の水の層を原因として摩擦が低減し、巻き締めが過剰となるのを防止できる。

次に、本発明の合成樹脂製キャップの第２実施形態を説明する。
図９および図１０は、本発明の合成樹脂製キャップの第２実施形態を示すもので、ここに示すキャップ３１は、図１等に示すキャップ１と同様に、外側突起２４の内面２４ａに、口元部２１の外面２１ｃに当接する１または複数の当接凸部２５が形成されている。
当接凸部２５が複数ある場合には、これらは周方向に間隔をおいて形成することができる。

当接凸部２５は、例えば凸状円柱面をなすストレート部２５ａと、略球面をなす湾曲部２５ｂとを有する形状としてよい。
外側突起２４の内面２４ａのうち、当接凸部２５が形成されていない部分の少なくとも一部は、外面２１ｃには当接せず、内面２４ａと外面２１ｃとの間には隙間が形成される（図４（Ｃ）参照）。

天板部２と外側突起２４との連接部分の内面側には、下方に向けてテーパー状に拡がる内面２６ａを有する厚肉壁部２６が形成されている。
厚肉壁部２６は、天板部２の内面２ａから外側突起２４の内面２４ａにかけて形成された厚肉部分である。
厚肉壁部２６の内面２６ａは、下方に行くほど拡径するように一定角度で傾斜する傾斜面であり、開口端面２１ｂの外周縁部２１ｄに当接可能に形成される。

キャップ３１は、キャップ装着装置（キャッパー）により口元部２１に巻き締められる（これを第１の閉栓という）。
この第１の閉栓では、巻締め力が大きいため、キャップ３１は、内側シール突起１２、開口端シール突起１３だけでなく、厚肉壁部２６においても口元部２１に当接するため、密封性能を高めることができる。

キャップ３１をいったん開栓した後に、使用者が再度閉栓する際には（これを第２の閉栓という）、第１の閉栓に比べて巻締め力が小さくなることが多いため、厚肉壁部２６は、外周縁部２１ｄに弱い押圧状態で当接するか、または外周縁部２１ｄに当接しない状態となりやすい。

図１１に示すように、内容液の発酵などにより容器２０の内圧が高くなると、容器２０内のガスは、内側シール突起１２と内面２１ａとの隙間、開口端シール突起１３と開口端面２１ｂとの隙間、厚肉壁部２６と外周縁部２１ｄとの隙間、外側突起２４と外面２１ｃとの隙間を通って、容易に外部に排出される。
よって、容器２０の内圧が過度に上昇するのを防ぐことができる。従って、キャップ１の開栓時に容器２０の内圧によりキャップ１が外れる、いわゆるキャップ飛びを防ぐことができる。
このように、キャップ３１は、厚肉壁部２６を有するため、第１の閉栓の際には高い密封性能が得られ、かつ第２の閉栓の際には良好なガス排出性能を示す。

図６等に示す閉止装置は、果汁飲料、茶飲料、コーヒー飲料等の飲料を容器２０に充填し、口元部２１にキャップ１を装着することによって、飲料が充填された飲料入り閉止装置とすることができる。

本発明は、図示した例のみに限定されない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で、数量、構成、位置、材料などを変更することができる。
例えば、外側突起は、当接凸部が十分な押圧力で口元部外面に当接することができれば、その形状は円筒形に限らない。例えば、外側突起は、円状に配列された複数の平面視円弧状の突起で構成してもよい。
当接凸部の形状は、十分な押圧力で口元部外面に当接することができれば、図示例に限定されない。例えば、半球形、直方体形、円錐台形などとしてよい。

１ キャップ（合成樹脂製キャップ）
２ 天板部
２ａ 天板部の内面
３ 筒部
１２ 内側シール突起
１４ 外側突起
１４ａ 内面
１５ 当接凸部
１６ 隙間
２０ 容器
２１ 口元部
２１ａ 内面
２１ｃ 外面
２１ｄ 外周縁部２１ｄ
２６ 厚肉壁部

Claims (6)

1. 容器の口元部に装着される合成樹脂製キャップであって、
   天板部とその周縁から垂下した筒部とを備え、
   前記天板部の内面に、前記口元部内に嵌入される内側シール突起と、前記内側シール突起の外側の外側突起とが形成され、
   前記内側シール突起は、前記口元部の内面に押圧状態で当接可能であり、
   前記外側突起の内面に、前記口元部の外面に押圧状態で当接する１または複数の当接凸部が形成され、
   この合成樹脂製キャップを前記口元部に装着した状態において、前記外側突起の内面のうち前記当接凸部が形成されていない部分の少なくとも一部は、前記口元部の外面から離間し、
   前記当接凸部は、凸状円柱面をなすストレート部と、
   前記ストレート部の、前記外側突起の突出方向側に形成された、略球面をなす湾曲部と、を有することを特徴とする合成樹脂製キャップ。
2. 前記複数の当接凸部は、前記外側突起の周方向に間隔をおいて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の合成樹脂製キャップ。
3. 前記ストレート部の中心軸方向は、前記外側突起の突出方向に行くに従って前記筒部の中心軸に近づく方向に傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載の合成樹脂製キャップ。
4. 前記天板部と外側突起との連接部分の内面側に、前記口元部の開口端面の外周縁部に当接可能な厚肉壁部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の合成樹脂製キャップ。
5. 飲料が充てんされる容器と、その口元部に装着される合成樹脂製キャップとを備えた閉止装置であって、
   前記合成樹脂製キャップは、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載のものであることを特徴とする閉止装置。
6. 飲料が充填された容器と、その口元部に装着される合成樹脂製キャップとを備えた飲料入り閉止装置であって、
   前記合成樹脂製キャップは、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載のものであることを特徴とする飲料入り閉止装置。

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