JP2008230635A - キャップ及びボトル - Google Patents

Abstract

【課題】 キャップ及びボトルにおいて、低圧域での内圧開放や開放圧のばらつきを低減すること。
【解決手段】 上方に配された天面部４と、該天面部４の周縁から略垂下されてなる円筒部５とを備えボトル本体の口金部を密栓するキャップ１であって、円筒部５が、天面部４近傍であって一部の非形成領域を除いて周方向に複数並べて形成されたナール凹部１２と、ナール凹部１２に開口形成され開栓時に内圧を開放するナールスリット１２ａと、非形成領域に形成されボトル本体の口金部を密栓した状態で所定の内圧になると開口する弱化ライン１３ａとを有し、弱化ライン１３ａの周方向中央近傍に周囲よりも弱化加工された開口基点部１７が形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、飲料用等のボトルにおける口部を密栓するキャップ及びこれを被着したボトルに関する。

従来、スチールやアルミニウム合金等の金属製ボトルにおける口金部に被着されるキャップにおいて、例えば特許文献１では、一旦開栓された後に内容物の腐敗・発酵等によって内圧が上昇した際に内部のガスを放出させるスリット状の弱化部がキャップ上端部近傍に形成されたものが提案されている。このいわゆる防爆機能を有するキャップでは、内圧が所定以上に上昇した際に、弱化部が隙間をひろげるよう変形し内部のガスを外部に排出することで、内圧を低下させ容器（ボトル）の破裂を防いでいる。この特許文献１に記載のキャップでは、弱化部であるナール部排気孔を有するナール凹部と同じ高さ位置に非ナール部が設けられ、該非ナール部にも弱化部である非ナール部排気孔が形成されている。

特許第３７２３２００号公報

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
特許文献１に記載の従来のキャップでは、非ナール部排気孔が形成されているが、このような非ナール部排気孔を有するキャップでは、非ナール部排気孔の上下開口端部の曲げ加工や下部ビード加工による補強策など、軸方向には相応の加工を施してキャップとしての基本性能維持を図っている。しかしながら、この従来のキャップにおいて、意図している防爆性能は、キャップ個体差（孔部加工状態や材料圧延方向の孔部位置関係など）やキャッピング影響（絞り加工量や状態・ネジかしめ開始との孔部位置関係など）により、内圧開放値がばらつき易いという不安定さがあった。特に、低圧域での内圧開放や開放圧のばらつきが大きくなる不都合があった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、特に低圧域での内圧開放や開放圧のばらつきを低減することができるキャップ及びこれを装着したボトルを提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明のキャップは、上方に配された天面部と、該天面部の周縁から略垂下されてなる円筒部とを備えボトルの口部を密栓するキャップであって、前記円筒部が、前記天面部近傍であって一部の非形成領域を除いて周方向に複数並べて形成されたナール凹部と、前記ナール凹部に開口形成され開栓時に内圧を開放する線状の第１の弱化部と、前記非形成領域に形成され前記ボトルの口部を密栓した状態で所定の内圧になると開口する線状の第２の弱化部とを有し、前記第２の弱化部の周方向中央近傍に周囲よりも弱化加工された開口基点部が形成されていることを特徴とする。

このキャップでは、第２の弱化部の周方向中央近傍に周囲よりも弱化加工された開口基点部が形成されているので、異常内圧の開放時に第２の弱化部内でさらに局所的又は部分的な弱化部とされた開口基点部が開口の基点になって第２の弱化部が開口して内圧を開放する。したがって、第２の弱化部内に内圧開放を誘発させるために局所的又は部分的に低剛性化された開口基点部を設けることで、より低圧域での内圧開放や開放圧のばらつきを低減することができる。

また、第２の発明のキャップは、第１の発明のキャップにおいて、前記開口基点部が、薄肉加工されて形成されていることを特徴とする。すなわち、このキャップでは、薄肉加工されて開口基点部が形成されているので、薄肉化により容易にかつ多様な形状で低剛性な開口基点部を得ることができる。

さらに、第３の発明のキャップは、第１又は第２の発明のキャップにおいて、前記開口基点部が、前記円筒部の内側に形成された凹部であることを特徴とする。すなわち、このキャップでは、円筒部の内側に凹部とされた開口基点部が形成されているので、開口基点部が所定の異常内圧でより高精度に開口し易く、さらに内圧開放のばらつきを低減することができる。

また、第４の発明のキャップは、第１又は第２の発明のキャップにおいて、前記開口基点部が、前記円筒部の外側に形成された凹部であることを特徴とする。すなわち、このキャップでは、加工のし易い円筒部の外側に凹部とされた開口基点部が形成されるので、成形し易く高い生産性を得ることができる。

また、第５の発明のキャップは、第１の発明のキャップにおいて、前記開口基点部が、スリット加工されて形成されていることを特徴とする。すなわち、このキャップでは、スリット加工で開口基点部が形成されているので、スリット（切り込み）によって容易にかつ明確に弱化加工された開口基点部を得ることができる。

第６の発明のボトルは、ボトル本体と、該ボトル本体の口部に被着されるキャップとを備え、前記キャップが、第１から第５の発明のいずれか一つのキャップであることを特徴とする。すなわち、このボトルでは、上記第１から第５の発明いずれか一つのキャップを備えているので、開放圧力の低減及び開放圧力のばらつきの低減を図ることができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るキャップ及びボトルによれば、第２の弱化部の周方向中央近傍に周囲よりも弱化加工された開口基点部が形成されているので、異常内圧の開放時に開口基点部が開口の基点になって第２の弱化部が開口して内圧を開放することで、より低圧域での内圧開放や開放圧のばらつきを低減することができる。

以下、本発明に係るキャップ及びボトルの第１実施形態を、図１から図４を参照しながら説明する。

本実施形態のキャップ１は、図１、図２及び図４の（ａ）に示すように、例えば直径３８ｍｍ口径のアルミニウム又はアルミニウム合金製（金属製）ボトル本体２の口金部（口部）３に被着されて密栓するピルファープルーフキャップ（以下、ＰＰキャップとも称す）となるものである。このキャップ１は、アルミニウム又はアルミニウム合金板材をカップ状に成形したもので、上方に配された天面部４と、該天面部４の周縁から略垂下されてなる円筒部５とを備えている。

上記円筒部５は、周方向に断続的に形成されたスリット６を介して上下に分割された筒上部７と筒下部８とを有し、隣接するスリット６間に形成される複数のブリッジ６ａによって筒上部７と筒下部８とを連結した形状としたものである。
図２に示すように、このキャップ１が被着されるボトル本体２の口金部３には、ねじ山３ａ及び膨出部３ｂが形成されており、ここに被せられたキャップ１はねじ山３ａ、膨出部３ｂ等の形状に沿うように塑性変形される。これによって、キャップ１がＰＰキャップ１０として口金部３に被着され、ボトル本体２を密封状態とすることで、ボトル１００が得られる。

上記円筒部５は、天面部４近傍であって一部の非形成領域１１を除いて周方向に複数並べて形成されたナール凹部１２と、ナール凹部１２に開口形成され開栓時に内圧を開放するナールスリット（線状の第１の弱化部）１２ａと、非形成領域１１に形成されていると共にナールスリット１２ａよりも下方側に配されボトル本体２の口金部３を密栓した状態で所定の内圧（例えば、６ｋｇｆ／ｃｍ^２）になると開口する弱化ライン（線状の第２の弱化部）１３ａとを有している。

上記ナール凹部１２は、開栓時にＰＰキャップ１０と把持する指との間の摩擦抵抗を増大させるものであり、これにより手を滑らせることなく容易に開栓可能とするものである。
上記ナールスリット１２ａは、ナール凹部１２の上端部にナール凹部１２の幅と同じ長さに周方向に形成されている。このナールスリット１２ａは、ＰＰキャップ１０がブリッジ６ａを破断しつつ上方に回転操作された際、ボトル本体２内のガスを外部に放出するためのベントホールである。

上記弱化ライン１３ａは、非形成領域１１に形成された凹部１３の下端に形成され、周方向に延在しナールスリット１２ａよりも長いロングスリットである。本実施形態の弱化ライン１３ａは、例えば長さ１２ｍｍのロングスリットである。なお、弱化ライン１３ａは、スリットタイプ以外に例えば線状溝形状としたスコアタイプでも構わない。
また、弱化ライン１３ａとナールスリット１２ａとの高さ位置間隔は、０．５ｍｍから２．０ｍｍの範囲内に設定されている。
この弱化ライン１３ａは、内容物が発酵する等してボトル本体２の内圧が過剰に上昇した際に、所定の内圧開放値（例えば、５〜６ｋｇｆ／ｃｍ^２）で開口して内部のガスを放出する、いわゆる防爆機能の役目を果たすものである。

この弱化ライン１３ａの周方向中央近傍であって弱化ライン１３ａ上の凹部１３には、周囲よりも弱化加工された開口基点部１７が形成されている。
この開口基点部１７は、スコア加工によって円筒部５の軸線に沿って弱化ライン１３ａから天面部４に向けて１本の線状溝形状に薄肉化されて形成されている。また、開口基点部１７は、円筒部５の内側に形成されている。

次に、口金部３に上記キャップ１を被着させてなるＰＰキャップ１０及び該ＰＰキャップ１０により密閉されたボトル１００を、図１及び図２を参照しながら説明する。

本実施形態のボトル１００は、飲料等の液体が充填されアルミニウム又はアルミニウム合金からなるボトル本体２と、該ボトル本体２の口金部３に被着されたＰＰキャップ１０（キャップ１）とを備えている。ＰＰキャップ１０は、ねじ山３ａの外形に沿うねじ部１４を筒上部７に形成すると共に膨出部３ｂの下部に沿うピルファープルーフ部１５を筒下部８に形成することにより、ボトル本体２の口金部３に被着したものである。なお、ＰＰキャップ１０の天面部４内側にはライナー１６が設けられ、該ライナー１６によってボトル本体２の開口部がシールされている。

上記ボトル本体２において、上記ＰＰキャップ１０を開栓するために回転させると、ねじ部１４が形成された筒上部７がボトル本体２のねじ山３ａに沿って上方へ持ち上がりながら回転する。一方、ピルファープルーフ部１５が形成された筒下部８はボトル本体２の膨出部３ｂに係止され、筒上部７と一体に持ち上がらずに回転する。

この際、上方向に引っ張る力と周方向に引っ張る力（摩擦力）とを加えられた各ブリッジ６ａが単独に順次破断していく。そして、全ブリッジ６ａが破断した際に、ＰＰキャップ１０の筒上部７と筒下部８とが分断される。この後、筒上部７をねじ山３ａに対してさらに回転させることにより、ボトル本体２からＰＰキャップ１０の筒上部７が外れて開栓させることができる。一方、ＰＰキャップ１０の筒下部８は、リング状のピルファープルーフ部１５としてボトル本体２側に残される。

また、このようにＰＰキャップ１０（キャップ１）により密封されたボトル本体２を初めて開栓する際、天面部４内側のライナー１６と口金部３との間を経て、ボトル本体２内のガスが開口したナールスリット１２ａから外部に放出される。
さらに、ＰＰキャップ１０が一旦開栓されて内容物が大気と接触し、その状態で長時間高温下に曝された際に内容物が発酵すると共にボトル本体２の内圧が過剰に上昇した場合、弱化ライン１３ａが、所定の内圧開放値で開口基点部１７を基点に開口して内部のガスを放出し内圧を開放させる。これにより、缶内圧の異常上昇によるキャップ飛び等を防ぐことができる。

このように本実施形態では、弱化ライン１３ａの周方向中央近傍に周囲よりも弱化加工された開口基点部１７が形成されているので、異常内圧の開放時に弱化ライン１３ａ内でさらに局所的又は部分的な弱化部とされた開口基点部１７が開口の基点になって弱化ライン１３ａが開口して内圧を開放する。したがって、弱化ライン１３ａ内に内圧開放を誘発させるために局所的又は部分的に低剛性化された開口基点部１７を設けることで、より低圧域での内圧開放や開放圧のばらつきを低減することができる。

また、薄肉加工されて開口基点部１７が形成されているので、薄肉化により容易にかつ多様な形状で低剛性な開口基点部１７を得ることができる。さらに、円筒部５の内側に凹部とされた開口基点部１７が形成されているので、開口基点部１７が所定の異常内圧でより高精度に開口し易く、さらに内圧開放のばらつきを低減することができる。

本実施形態の他の例１として、図３に示すように、開口基点部１７を円筒部５の外側に形成しても構わない。この場合、加工のし易い円筒部５の外側に凹部とされた開口基点部１７が形成されるので、成形し易く高い生産性を得ることができる。
また、本実施形態の他の例２として、図４の（ｂ）に示すように、開口基点部１７を弱化ライン１３ａの周方向中央近傍に３本形成しても構わない。さらに、本実施形態の他の例３として、図４の（ｃ）に示すように、開口基点部１７をＶ字状に形成しても構わない。なお、図４の（ｂ）（ｃ）のいずれの場合も、開口基点部１７を円筒部５の内側及び外側の少なくとも一方に形成することができる。

次に、本発明に係るキャップの第２実施形態から第４実施形態について、図５から図７を参照して以下に説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、開口基点部１７がスコア加工によって弱化加工された線状溝形状であるのに対し、第２実施形態のキャップでは、図５に示すように、開口基点部２７がディンプル加工によって弱化加工され、円柱状に薄肉化されている点である。すなわち、第２実施形態では、例えばディンプルタイプ押し型で弱化加工されたものであって、弱化ライン１３ａから円筒部５の軸線に沿って外側に凸部円柱状に薄肉化された開口基点部２７を凹部１３に有している。

また、第３実施形態と第２実施形態との異なる点は、第２実施形態では、開口基点部２７がディンプル加工によって弱化加工されているのに対し、第３実施形態のキャップでは、図６に示すように、開口基点部３７がデボス加工によって弱化加工され、半球状に薄肉化されている点である。すなわち、第３実施形態では、例えばデボスタイプ押し型で弱化加工されたものであって、弱化ライン１３ａから凹部半球状に薄肉化された開口基点部３７を凹部１３に有している。

これら第２実施形態及び第３実施形態によっても、ディンプル加工及びデボス加工によって弱化加工された開口基点部２７、３７を有しているので、第１実施形態と同様に、従来に比べて、より低圧域での内圧開放や開放圧のばらつきを低減することができる。

第４実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、開口基点部１７がスコア加工によって弱化加工された線状溝形状であるのに対し、第４実施形態のキャップでは、図７に示すように、開口基点部４７がスリット（切り込み）加工によって弱化加工されたスリット状とされている点である。すなわち、第４実施形態では、弱化ライン１３ａから円筒部５の軸線に沿って凹部１３上にスリット加工された１本の縦スリット状開口基点部４７を有している。この開口基点部４７のスリット加工位置は、図１及び図４ａに示す開口基点部と同位置である。

この第４実施形態では、スリット加工で開口基点部４７が形成されているので、スリット加工によって容易にかつ明確に弱化加工された開口基点部４７を得ることができる。したがって、第４実施形態においても、縦スリット状の開口基点部４７が内圧開放を誘発させることで、従来に比べて、より低圧域での内圧開放や開放圧のばらつきを低減することができる。

なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本発明は、上述したようにアルミニウム製又はアルミニウム合金製のキャップに好適であるが、樹脂製のキャップに適用しても構わない。

次に、本発明に係るキャップ及びボトル本体を実際に作製して、内圧開放値について評価した。

評価サンプルとしては、開口基点部が形成されていない従来品（評価サンプル１）、円筒部５の内側にスコア加工により開口基点部を１本、３本、Ｖ字状にそれぞれ形成したもの（評価サンプル２〜４）、円筒部５の外側にスコア加工により開口基点部を１本、３本にそれぞれ形成したもの（評価サンプル５、６）、ディンプル加工により開口基点部を形成したもの（評価サンプル７）、デボス加工により開口基点部を形成したもの（評価サンプル８）、スリット加工により縦スリット状に１本の開口基点部を形成したもの（評価サンプル９）を用意し、評価した。

上記スコア加工は、加工深度を０．１５ｍｍとした。また、上記ディンプル加工は、φ０．６ｍｍの円柱状のディンプル押し型を用い、加工深度を０．３ｍｍとした。さらに、上記デボス加工は、φ０．６ｍｍの半球状のデボス押し型を用い、加工深度を０．３ｍｍとした。また、上記スリット加工は、スリット幅を０．５ｍｍとした。
内圧開放値の評価は、ボトル本体２の底部より毎分２ｋｇｆ／ｃｍ^２で加圧し、弱化ライン１３ａより内圧を開放した際の値（単位：ｋｇｆ／ｃｍ^２）を測定し、その平均(ave)及び標準偏差(σ)を算出した。また、評価サンプル数は、各２０とした。この評価結果を、以下の表１に示す。

この結果からわかるように、本実施例の評価サンプル２〜９はいずれも従来品である評価サンプル１よりも内圧開放値の平均値が低いと共に、ばらつきも大幅に低減されている。

本発明に係るキャップ及びボトルの第１実施形態において、キャップを示す斜視図である。 第１実施形態において、キャッピング状態におけるキャップ及びボトルを示す図１のＡ−Ａ線断面図である。 第１実施形態の他の例において、キャッピング状態におけるキャップ及びボトルを示す断面図である。 第１実施形態において、開口基点部が１本、３本及びＶ字状の場合のキャップをそれぞれ示す側面図である。 本発明に係るキャップ及びボトルの第２実施形態において、キャップを示す斜視図である。 本発明に係るキャップ及びボトルの第３実施形態において、キャップを示す斜視図である。 本発明に係るキャップ及びボトルの第４実施形態において、スリット状の開口基点部を示す要部断面図である。

符号の説明

１…ピルファープルーフ用キャップ、２…ボトル本体、３…口金部（口部）、３ａ…ねじ山、３ｂ…膨出部、４…天面部、５…円筒部、６ａ…ブリッジ、７…筒上部、８…筒下部、１０…ＰＰキャップ、１２…ナール凹部、１２ａ…ナールスリット（第１の弱化部）、１３ａ…弱化ライン（第２の弱化部）、１４…ねじ部、１５…ピルファープルーフ部、１７、２７、３７、４７…開口基点部、１００…ボトル

Claims (6)

1. 上方に配された天面部と、該天面部の周縁から略垂下されてなる円筒部とを備えボトルの口部を密栓するキャップであって、
   前記円筒部が、前記天面部近傍であって一部の非形成領域を除いて周方向に複数並べて形成されたナール凹部と、
   前記ナール凹部に開口形成され開栓時に内圧を開放する線状の第１の弱化部と、
   前記非形成領域に形成され前記ボトルの口部を密栓した状態で所定の内圧になると開口する線状の第２の弱化部とを有し、
   前記第２の弱化部の周方向中央近傍に周囲よりも弱化加工された開口基点部が形成されていることを特徴とするキャップ。
2. 請求項１に記載のキャップにおいて、
   前記開口基点部が、薄肉加工されて形成されていることを特徴とするキャップ。
3. 請求項１又は２に記載のキャップにおいて、
   前記開口基点部が、前記円筒部の内側に形成された凹部であることを特徴とするキャップ。
4. 請求項１又は２に記載のキャップにおいて、
   前記開口基点部が、前記円筒部の外側に形成された凹部であることを特徴とするキャップ。
5. 請求項１に記載のキャップにおいて、
   前記開口基点部が、スリット加工されて形成されていることを特徴とするキャップ。
6. ボトル本体と、該ボトル本体の口部に被着されるキャップとを備え、
   前記キャップが、請求項１から５のいずれか一項に記載のキャップであることを特徴とするボトル。

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