JP2013203430A - キャップ及びキャップ付容器 - Google Patents

Abstract

【課題】内圧が過度に上昇した際に、その圧力を確実に外部に排出してキャップの飛び出しを防止することができるキャップ及びキャップ付容器を提供する。
【解決手段】キャップ１は、円筒部５の天面部４近傍に、周方向に複数並べられたナール凹部１１と、開栓時に内圧を開放する開口部１２を形成するとともに半径方向内方に突出してライナ２を係止する複数のフック部１３と、周方向に沿うスリット部１４とが形成されており、ナール凹部１１のうち一つのナール凹部１１ａは、スリット部１４の中間位置と１８０°対向する位置に配置され、一つのナール凹部１１ａとスリット部１４の中間位置とを結ぶ直線Ｌ１に直交し円筒部５の軸心Ｃを通る直線Ｌ２を境界として円筒部５を二分割に区画してなるそれぞれの半円筒部領域５１，５２においては、スリット部１４側よりも一つのナール凹部１１ａ側の半円筒部領域５１にフック部１３が多く形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、飲料用等のキャップが螺着されるねじを有する容器を密栓するキャップ及びこれを装着したキャップ付容器に関する。

スチールやアルミニウム合金等からなるボトル缶やガラスビン等の容器に装着されるキャップとして、金属製のキャップ本体と、そのキャップ本体の天板部内面に設けられたライナとを備えたものが知られており、キャップの閉止時に、このライナが容器の口金部の頂部に当接し、内部を密封し得るようになされている。また、ライナは、キャップ本体に設けられた係止手段により係止される。例えば特許文献１には、ライナをキャップ本体に係止する係止手段として、キャップ本体の天板部近傍の側部に、内側に突出形成された屈曲部（フック部）を設けたものが開示されている。また、この種キャップには、ライナを係止するフック状に設けられた係止手段の開口部が、開栓時に容器内の圧力を外部へ排出するベントホールとして機能するものが知られている。

また、特許文献２に示されるように、容器が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過剰に上昇した際には、容器内部のガスを放出して内圧を低下させることで、容器の破裂を防止する、いわゆる防爆機能を有するものが知られている。特許文献２では、キャップ本体の側部にスリット状の弱化部が形成されており、内圧が所定値以上に上昇した際に、弱化部（スリット部）が開口して内部のガスが外部に排出されるようになっている。これにより、容器の内圧を低下させ、破裂を防ぐことができる。

特開２００７‐３０９２７号公報 特許第４７５３３１５号公報

ところで、防爆機能を有するキャップであっても、使用者がキャップを把持し回転させる際に手指でスリット部を塞いでしまうことがあり、この場合には、スリット部から容器内部のガスをスムーズに外部へ排出することができず、速やかに内圧を低下させることができない。そのため、開栓と同時にねじ部の嵌合力が低くなった状態で、キャップが内圧によって内側から押されることによって、キャップが勢いよく飛び出してしまうおそれがあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、内圧が過度に上昇した際に、その圧力を確実に外部に排出してキャップの飛び出しを防止することができるキャップ及びキャップ付容器を提供することを目的とする。

開栓時のキャップの飛び出しを防止するためには、開栓を開始してからより短時間で内部の圧力を低下させることが必要である。そこで、スリット部を長く設けることで、スリット部からのベント性能を向上させることが考えられるが、そうした場合、スリット部とベントホールとは周方向に並んで設けられるため、ベントホールの数が少なくなり、開栓時のベント性能の低下が懸念される。また、スリット部を長くすることによるキャップの強度低下も懸念される。

また、ライナの係止手段（フック部）の開口部が、ベントホールとして機能するタイプのキャップにおいては、ベントホールの数を増やせば開栓時のベント性能は向上するが、係止手段の数も増加するため、ライナ装着時に必要な押込み力が増加してライナに過度な衝撃が加わることとなり、ライナに割れが発生する等の問題が生じるおそれがある。また、キャップ本体の側部の円周上に、係止手段を極端に不均一に配置すると、ライナが開栓時に外れるおそれがある。このような検討の結果、本発明は、以下の解決手段とした。

本発明は、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るキャップ本体と、前記天面部の内面に設けたライナとを有し、容器を密栓するキャップであって、前記円筒部の前記天面部近傍に、周方向に複数並べられたナール凹部と、開栓時に内圧を開放する開口部を形成するとともに半径方向内方に突出して前記ライナを係止する複数のフック部と、周方向に沿うスリット部とが形成されており、前記ナール凹部のうち一つのナール凹部は、前記スリット部の中間位置と１８０°対向する位置に配置され、前記一つのナール凹部と前記スリット部の中間位置とを結ぶ直線に直交し前記円筒部の軸心を通る直線を境界として前記円筒部を二分割に区画してなるそれぞれの半円筒部領域においては、スリット部側よりも前記一つのナール凹部側の半円筒部領域に前記フック部が多く形成されていることを特徴とする。

一般に、キャップを開栓する際には、キャップの１８０°離間した対向部に親指と中指の二本の指を同時に接触させた状態で開栓操作する。そのため、親指でスリット部を塞いでしまうことが想定されるが、その場合でも、スリット部に対向する位置をナール凹部とし、その周辺に開口部を有するフック部を配置することで、中指はその一つのナール凹部に接触し、フック部が必要以上に塞がれることがない。このため、開栓時にベント性能が著しく低下することが防止でき、キャップの飛び出しを防止することができる。
この場合、開口部を有しないナール凹部と開口部を有するフック部とを円筒部の周方向に混在させて設けることで、キャップに必要な強度を確保しつつも、必要なベント性能が得られるようにしている。

本発明において、前記フック部は、１２〜１６個設けられているとよい。
フック部の数が少ないと、開栓時に必要なベント性能が確保できない。また、フック部の数が多いと、開栓時のベント性能は向上するが、ライナの装着性を阻害する他、装着時に過度な衝撃が加わることによりライナに割れ等が生じるおそれがある。したがって、フック部は、１２〜１６個設けることが好ましい。

また、本発明のキャップ付容器は、容器と、該容器に装着されるキャップとを備え、前記キャップが、上記本発明のキャップであることを特徴とする。

本発明によれば、内圧が過度に上昇した際に、その圧力を確実に外部に排出して、キャップの飛び出しを防止することができる。

本発明の一実施形態のキャップを示す部分断面図である。 図１に示すキャップのＡ矢視図である。 図１に示すキャップの背面図である。 図２に示すキャップの要部拡大図である。 図１に示すキャップの要部断面図である。 キャップが取り付けられたボトル缶を示す部分断面図である。 実施例における各サンプルを説明する平面図である。

以下、本発明に係るキャップ及びキャップ付容器の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
本実施形態のキャップ１は、図６に示すように、例えば３８ｍｍ口径のアルミニウム又はアルミニウム合金製（金属製）のボトル缶３（本発明でいう、容器）の口金部３１に装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、図１から図３に示すように、天面部４と、その天面部４の周縁から略垂下されてなる円筒部５とを備えるキャップ本体６と、そのキャップ本体６の内面に設けたライナ２とを有する。

キャップ本体６の円筒部５は、その下端部に周方向に断続的に形成されたスリット７を介して上下に分割された筒上部８と筒下部９とを有し、隣接するスリット７間に形成される複数のブリッジ７ａによって筒上部８と筒下部９とを連結した形状としたものである。
そして、図６に示すように、このキャップ１が装着されるボトル缶３の口金部３１には、その下端部に半径方向外方に突出する膨出部３２が形成され、その上方にボトル側ねじ部３３、ボトル側ねじ部３３の上方に開口端部を丸めてなるカール部３４が形成されている。口金部３１に被せられたキャップ１は、膨出部３２、ボトル側ねじ部３３、カール部３４の形状に沿うように、例えば、ねじ部形成ローラ（図示略）で円筒部５を内方に押圧することにより塑性変形される。キャップ側ねじ部１０が形成され口金部３１に装着されたキャップ１は、円筒部５の下端部が、膨出部３２の下面に係止され、ライナ２がカール部３４に圧接されて、ボトル缶３を密封状態としてキャップ付ボトル缶（本発明でいう、キャップ付容器）とされる。

キャップ１の円筒部５は、天面部４近傍に、周方向に複数並べられたナール凹部１１と、開栓時に内圧を開放する開口部１２を有するとともにライナ２を係止する複数のフック部１３と、所定の内圧（例えば、６００ｋＰａ）になると開口する周方向に沿うスリット部１４とが形成されている。

ナール凹部１１及びフック部１３は、円筒部５の外周面において凹形状をなしており、これらが間隔をあけて配置されることにより円筒部５の外周面に凹凸表面が形成され、開栓時にキャップ１を把持する指との間の摩擦抵抗を増大させることができる。これにより、手を滑らせることなく把持することが可能となり、容易に開栓することができる。

また、フック部１３は、周方向に沿って形成した切り込みより下方部分を半径方向内方に押し込むことにより形成されており、図４に示すように、半径方向内方に山形（Ｖ字状）に突出形成されている。また、切り込みが開くことにより、開口部１２が形成される。なお、切り込みは、少なくともライナ２の厚さ分だけ天面部４の内面から離れた位置に形成され、ライナ２は、切り込みにより形成されるフック部１３の上端と、天面部４の内面との間に挟持される。
また、開口部１２は、キャップ１がブリッジ７ａを破断しつつ回転操作された際、ボトル缶３内部のガスを外部に放出するためのベントホールとして機能する。

スリット部１４は、円筒部５の周方向に沿って線状に設けられる。このスリット部１４は、内容物が発酵する等してボトル缶３の内圧が過剰に上昇した際に、所定の内圧開放置（例えば、６００ｋＰａ）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。

そして、これらナール凹部１１、フック部１３、スリット部１４は、円筒部５の概ね同じ高さ位置に設けられる。ナール凹部１１のうち一つのナール凹部１１ａは、図２に示すように、スリット部１４の中間位置と１８０°対向する位置に配置される。この一つのナール凹部１１ａとスリット部１４の中間位置とを結ぶ直線Ｌ１に直交し円筒部５の軸心Ｃを通る直線Ｌ２を境界として円筒部５を二分割に区画してなる半円筒部領域５１，５２においては、スリット部１４側の半円筒部領域５２よりも一つのナール凹部１１ａ側の半円筒部領域５１にフック部１３が多く形成されている。図２に示す例では、一つのナール凹部１１ａ側の半円筒部領域５１に８個のフック部１３が形成され、スリット部１４側の半円筒部領域５２に６個のフック部１３が形成されている。

なお、フック部１３は、１つのキャップ１に１２〜１６個設けることが好ましい。フック部１３の数が少ないと、開栓時に必要なベント性能が確保できなくなる。また、フック部１３の数が多いと、開栓時のベント性能は向上するが、ライナの装着性を阻害する他、装着時に過度な衝撃が加わることによりライナに割れ等が生じるおそれがあるためである。さらに、キャップ１を口金部３１に取り付ける際（キャッピング時）の変形が生じ易くなり、安定した落下強度が得られない等、キャップ１に必要な強度を確保することができなくなる。

ライナ２は、閉止時に口金部３１に当接し、ボトル缶３の内部を密封し得るように形成される。例えば、図５に示すように、エラストマーで構成されシール機能を有する密封層２１と、その密封層２１よりも高い硬度を有し、天面部４の内面と摺動する摺動層２２とが積層されたものを用いることができる。
ライナ２のキャップ本体６への取り付けは、キャップ本体６を開口端部が上向きとなるように載置した状態で、上方からライナ２を挿入することにより行われる。この際、ライナ２の外周がフック部１３に当接するが、さらにライナ２を下向きに押し込むことで、ライナ２の外周がフック部１３を乗り越えて組み付けられる。

このように構成されたキャップ付ボトル缶において、キャップ１を開栓するために回転させると、キャップ側ねじ部１０が形成された筒上部８がボトル缶３のボトル側ねじ部３３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が形成された筒下部９はボトル缶３の膨出部３２に係止され、筒上部８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７ａが単独に順次破断していく。そして、各ブリッジ７ａが破断した際に、キャップ１の筒上部８と筒下部９とが分断される。その後、筒上部８を口金部３１のボトル側ねじ部３３に対してさらに回転させることにより、ボトル缶３からキャップ１の筒上部８が外れて開栓させることができる。一方、キャップ１の筒下部９は、リング状のピルファープルーフ部としてボトル缶３に残される。

このようにキャップ１により密封されたボトル缶３を初めて開栓する際には、ボトル缶３の内部のガスが天面部４の内側のライナ２と口金部３１との間を経て、フック部１３の開口部１２から外部に放出される。
また、キャップ１が一旦開栓され、再度装着し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は、円筒部５に形成されたスリット部１４が、所定の内圧開放値で開口して内部のガスを速やかに放出して内圧を開放させる。これにより、内圧の異常上昇によるキャップ１の飛び出し等を防ぐことができる。

さらに、一般に、キャップ１を開栓する際には、キャップ１の１８０°離間した対向部に親指と中指の二本の指を同時に接触させた状態で開栓操作するが、親指でスリット部１４を塞いでしまった場合でも、スリット部１４に対向する位置にナール凹部１１を配置し、その周辺に開口部１２を有するフック部１３を配置しているので、フック部１３が必要以上に塞がれることを避けることができる。このため、開栓時にベント性能が著しく低下することが防止でき、キャップ１の飛び出しを確実に防止することができる。

また、開口部を有しないナール凹部１１と、開口部１２を有するフック部１３とを、円筒部５の周方向に混在させて設けることで、キャップ１を口金部３１に取り付ける際（キャッピング時）の変形が生じ難く、安定した落下強度が得られる等、キャップ１に必要な強度を確保しつつも、必要なベント性能を得ることができる。

次に、図７（１）〜（８）に示すように、ナール凹部１１、フック部１３、スリット部１４の構成を違えたキャップのサンプルを複数作製し、それぞれのサンプルついてベント性能評価及びライナ装着性評価を行った。各サンプルの条件については、表１の「ベント・タイプ」の欄にまとめた。

サンプル（１）のキャップは、スリット部を設けずに、ナール凹部１１とフック部１３とを等間隔で交互に配置して作製した。サンプル（２）〜（８）のキャップについては、スリット部１４を設け、そのスリット部１４の全長は、いずれも１０．０〜１３．０ｍｍとした。また、各サンプル（１）〜（８）に設けたフック部１３の開口部１２（切り込み）の長さは、１．０〜２．５ｍｍとした。
サンプル（２）は、スリット部１４の中間位置と１８０°対向する位置にフック部１３を配置し、スリット部１４の形成部を除いて、ナール凹部１１とフック部１３とを等間隔で交互に配置して作製した。また、サンプル（３）〜（７）は、スリット部１４の中間位置と１８０°対向する位置にナール凹部１１を配置し、スリット部１４側の半円筒部領域５２よりも、対向する一つのナール凹部１１側の半円筒部領域５１に、フック部１３の設置数が多くなるように設定した。また、サンプル（８）は、ナール凹部を設けずに、スリット部１４及びフック部１３を配置したものである。

ベント性能評価は、図７（１）〜（８）に示すキャップを装着したキャップ付ボトル缶を３個ずつ作製し、これらのボトル缶について、スリット部１４と、そのスリット部１４と対向する一つのナール凹部１１ａとが設置された円筒部側面を把持して開栓を行い、この際の「開栓開始から降圧開始までの所要時間」及び「降圧開始から内圧半減（至３００ｋＰａ）までの所要時間」の測定を行った。
なお、各キャップ付ボトル缶の内圧は６００ｋＰａに設定し、キャップの開栓は、所要時間３３０〜３５０ｍｓでキャップを閉栓位置から１８０°回転させることにより行った。

ライナ装着性評価は、引張圧縮試験機によってライナをキャップ内側に押し込み、静的な押込み荷重を負荷することにより、ライナ装着時にライナに負荷される最大荷重を測定して行った。ライナを押し込むヘッドの降下速度は、２ｍｍ／ｍｉｎとし、各条件のサンプル毎に５個ずつ測定した。
これらの結果を、表１に示す。なお、表１に示す結果は、同条件のサンプルにおける複数サンプルの平均値である。

表１に示される結果より明らかなように、スリット部１４を設けることで、「開栓開始から降圧開始までの所要時間」、「降圧開始から内圧半減までの所要時間」のいずれをも顕著に短くすることができる。そして、開口部を有するフック部の数を増やすことで、さらにこれらの所要時間を短くすることができる。
一方で、フック部の数を増やし過ぎると、「ライナ装着時の最大荷重」が大きくなり、ライナの装着性を阻害するため好ましくない。
そのため、フック部の数はベント性能とライナ装着性のバランスがとれる１２〜１６個が好ましい（サンプル（３）〜（５））。この範囲であれば、「ライナ装着時の最大荷重」を１００Ｎ以下にできてライナの装着性を阻害することなく、内圧低減に要する所要時間が短くでき、ボトル缶内部の圧力を速やかに開放することができる。なお、サンプル（６）のキャップは、「ライナ装着時の最大荷重」が１００Ｎよりも若干高い値となっているが、この程度であれば実用上は使用可能と考えられる。

なお、本発明は上記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。
上記実施形態では、ボトル缶に装着されるキャップ及びキャップ付ボトル缶について説明を行ったが、本発明でいうキャップ及びキャップ付容器の容器は、ボトル缶に限定されるものではなく、ボトル缶の他、ガラスビンやＰＥＴボトル等の容器も含まれる。

１ キャップ
２ ライナ
３ ボトル缶（容器）
４ 天面部
５ 円筒部
６ キャップ本体
７ スリット
７ａ ブリッジ
８ 筒上部
９ 筒下部
１０ キャップ側ねじ部
１１ ナール凹部
１２ 開口部
１３ フック部
１４ スリット部
２１ 密封層
２２ 摺動層
３１ 口金部
３２ 膨出部
３３ ボトル側ねじ部
３４ カール部
５１，５２ 半円筒部領域

Claims (3)

1. 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るキャップ本体と、前記天面部の内面に設けたライナとを有し、容器を密栓するキャップであって、前記円筒部の前記天面部近傍に、周方向に複数並べられたナール凹部と、開栓時に内圧を開放する開口部を形成するとともに半径方向内方に突出して前記ライナを係止する複数のフック部と、周方向に沿うスリット部とが形成されており、前記ナール凹部のうち一つのナール凹部は、前記スリット部の中間位置と１８０°対向する位置に配置され、前記一つのナール凹部と前記スリット部の中間位置とを結ぶ直線に直交し前記円筒部の軸心を通る直線を境界として前記円筒部を二分割に区画してなるそれぞれの半円筒部領域においては、スリット部側よりも前記一つのナール凹部側の半円筒部領域に前記フック部が多く形成されていることを特徴とするキャップ。
2. 前記フック部は、１２〜１６個設けられていることを特徴とする請求項１記載のキャップ。
3. 容器と、該容器に装着されるキャップとを備え、前記キャップが請求項１又は２に記載のキャップであることを特徴とするキャップ付容器。

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