JP6431582B2 - キャップ付容器 - Google Patents
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Description
このようなライナ付キャップは、キャップ付容器を開栓する過程において、開栓始めは、容器の口金部の開口端部にライナの軟質層が密接し、ライナの摺動層とキャップ本体の天面部の内面とが摺動することにより、キャップ本体が開栓することから、飛躍的に開栓時のトルクを下げることが可能となっている。
摺動層を部分的にキャップ本体の天面部に接着することにしているので、キャップを容器に巻き締めた状態において、その接着部分によって開栓時の抵抗を高めることができる。そして、ライナと天面部との接着面積を増減することにより、その抵抗の大きさを微調整することが可能であり、摺動層と天面部とが摺動を開始するために要するトルクのピーク値の大きさを容易に調整することができる。
また、本発明のキャップ付容器において、前記摺動層は前記天面部に接着されていないものとすることができる。
本発明のキャップ付容器において、前記キャップの開栓時初期において前記摺動層と前記天面部とが摺動を開始する際のトルクのピーク値が40N・cm以上100N・cm以下とされるとよい。
開栓時初期において、摺動層と天面部とが摺動を開始するために要するトルクのピーク値が40N・cm以上であれば、僅かな抵抗によってキャップが回転することを防止することができる。一方、摺動層と天面部とが摺動を開始する際のトルクのピーク値が100N・cmを超えると、使用者がキャップの開栓時初期において抵抗を重たく感じることがあるので、トルクのピーク値は、100N・cm以下とすることが望ましい。
本実施形態のキャップ付容器は、図1及び図2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2(本発明でいう、容器)と、このボトル缶2の口金部21に装着されて密栓するピルファープルーフキャップ(PPキャップとも称す。)となるライナ付キャップ3とからなる、キャップ付ボトル缶1とされる。
ナール凹部11及びフック部13は、円筒部42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42の外周面に凹凸表面が形成され、開栓時にライナ付キャップ3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の上端面15は、図3に示すように、少なくともライナ5を構成する摺動層51の厚さ分だけ天面部41の内面から離れた位置に形成されている。そして、各フック部13により構成される内接円C(図4)は、ライナ5の摺動層51の外径より小さく設定されており、この摺動層51がフック部13の上端面15と天面部41の内面との間に配置されることにより、ライナ5がキャップ本体4に取り付けられる。
なお、開口部12は、ライナ付キャップ3がブリッジ43aを破断しつつ回転操作された際、ボトル缶2の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。また、ライナ5の厚みやライナ5を構成する摺動層51の外径、密封層52の外径等は、キャップ本体4の寸法に応じて決定される。
(塗装工程)
まず、キャップ本体4を形成する板材40の内外面を塗装する。通常、キャップ本体4の内面側とされる表面にサイズコート及びトップコートを施し、外面側とされる表面にサイズコートを必要に応じて印刷し、次にトップコート(ツヤニス)を塗布する。これらの厚さは、一般に1〜10μmであり、各々は150〜200℃で8〜12分間焼付け乾燥される。
そして、この塗装された板材40に、潤滑剤を塗布してプレスでカップ状に打ち抜くことによりキャップ本体4の天面部41と円筒部42とを形成する。なお、ナール凹部11やフック部13等は、後述する工程において加工される。
次に、天面部41の内面に接着防止措置を施す。接着防止措置は、例えば、不揮発性有機液体(グリセリン又はシリコーンオイル等)を塗布したり、レーザー照射により板材40の塗装面を変質させてマスキングを形成したりすることにより行われる。また、塗装工程において、板材40の塗装面にマスキング用インキ(ラッカー)を塗布することにより予め接着防止措置を施しておくことも可能である。
そして、これら接着防止措置を施すに際し、図7に示すように、天面部41の内面の全面に接着防止措置を施すのではなくて、内面の一部について未処理部分62を残しておく。なお、符号61は、接着防止措置が施された部分を示す。
そして、接着防止措置が施されたキャップ本体4に、樹脂のモールド成形により摺動層51を形成する(インシェルモールド)。摺動層51の成形は、キャップ本体4を開口端部が上向きとなるように載置した状態で行われる。
まず、天面部41の内面側中央に押出機から押し出され溶融したポリエチレン等の硬質樹脂の一定量を供給し、直ちに冷却された金型M1で押圧して摺動層51を成形する。この際、天面部41の内面側中央に供給(滴下)された樹脂は、金型M1で押圧されることにより放射状に拡がって成形され、摺動層51が形成される。また、天面部41の内面には、一部の未処理部分62を除いて接着防止措置が施されていることから、摺動層51は、未処理部分62のみが天面部41の内面に接着状態とされ、その他の部分は非接着状態のままでキャップ本体4内部に成形される。
次に、天面部41の内面上に摺動層51を形成した状態で、円筒部42の周方向に沿って切り込みを形成し、その切り込みの下方部分を半径方向内方に押し込むことによって切り込みを開き、半径方向内方に山形(V字状)に突出させたフック部13を形成する。この際、切り込みが開くことにより、開口部12が形成される。そして、フック部13が形成されることにより、摺動層51がキャップ本体4から抜けることなく、キャップ本体4に係止される。
なお、フック部13及び開口部12を形成する際に、ナール凹部11及びブリッジ43a等の加工も施される。
そして、密封層52は、キャップ本体4内に摺動層51が形成された状態で、モールド成形用の金型M2をキャップ本体4内に挿入し、エラストマー樹脂等を樹脂成形することにより形成される。
モールド成形用の金型M2の外径は、フック部13の内接円C(図4参照)よりも小さく設定されており、フック部13の先端が、金型M2を挿入する際の金型M2のガイドの役割を果たすことにより、金型M2のセンタリング(位置決め)が行われる。
また、押出機から押し出され溶融したエラストマー等の軟質樹脂の一定量を、キャップ本体4に支持される摺動層51の中央に供給(滴下)し、直ちに冷却された金型M2で押圧することにより密封層52を成形することにより、摺動層51と密封層52とからなるライナ5が形成される。そして、ライナ5は、未処理部分62によりキャップ本体4内に部分的に接着状態に設けられ、本発明のライナ付キャップ3が形成される。
この際、密封層52は、摺動層51に対し同軸でかつ小径の円形に形成されるとともに、ボトル缶2の口金部21に密着する外周部54が、中心部55よりも厚く形成される。
ライナ付キャップ3のキャッピング加工は、プレッシャーブロック、ネジローラー、スカートローラー等からなるキャッピング装置を用いて行われる。すなわち、口金部21に被せたキャップ本体4の天面部41を、図2に二点鎖線で示すように、プレッシャーブロックPでボトル缶2の底部の方向に押圧し、この状態でプレッシャーブロックPによる絞り加工を行うことでライナ付キャップ3の肩部に段差部48を形成する。
また、キャップ本体4と接触する側に硬質で滑性のある摺動層51を設け、ボトル缶2と接する側に軟質な密封層52を設けていることから、開栓時はライナ5を摺動層51とキャップ本体4との間で滑らせることができ、少ない力で開栓することができるとともに、開栓前は密封層52により良好に密封状態を維持することができる。
また、そのライナ5と天面部41との接着力は、摺動層51と天面部41との間の静止摩擦力よりも小さく、開栓時に天面部41から剥離される程度の強度で接着することとしているので、キャップ付ボトル缶1の開栓時に開栓を阻害するような大きな抵抗となることが防止できる。
実施例として、摺動層の一部をキャップ本体の天面部に接着したライナ付キャップを作製し、従来例として、摺動層と天面部との全面を非接着状態に設けたライナ付キャップを作製した。
そして、これら従来例及び実施例のライナ付キャップを用いて、表1に示す従来例1、実施例1〜4及び比較例1のキャップ付ボトル缶を作製し、それぞれについてキャップ開栓の官能試験を実施した。なお、各キャップ付ボトル缶の内圧は600kPaに設定した。
従来例1は、摺動層と天面部との全面を非接着状態に設けたライナ付キャップを用いたキャップ付ボトル缶である。また、実施例1〜4及び比較例1は、摺動層の一部をキャップ本体の天面部に接着したライナ付キャップを用いたキャップ付ボトル缶であり、各キャップ付ボトル缶は、摺動層と天面部との接着部分の接着面積を変化させて摺動層と天面部の摺動開始のトルクのピーク値を調整したものである。各キャップ付ボトル缶の摺動開始のトルクのピーク値は、表1に示すとおりであった。
このように、摺動層と天面部とが摺動を開始するために要するトルクのピーク値が40N・cm以上であれば、使用者の違和感を緩和することができる。また、摺動層と天面部とが摺動を開始する際のトルクのピーク値が100N・cm以下の場合であれば、ライナ付キャップの開栓時初期において、使用者が抵抗を重たく感じることを回避できる。
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3〜10秒で、キャップを閉栓位置(0°)から360°回転させることにより行った。
結果を、図8に示す。図8は、ライナ付キャップの回転角度とその回転角度におけるトルクとをプロットした開栓トルクチャートである。
そして、図8に示される結果より明らかなように、摺動層の一部を天面部に接着することにより摺動開始のトルクのピーク値を40N・cm以上100N・cm以下の範囲で調整することができる。
例えば、上記実施形態においては、キャップ付ボトル缶及びボトル缶に装着されるライナ付キャップについて説明を行ったが、本発明でいう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。
また、上記実施形態では、キャップ本体4の天面部41の内面に型押成形することによりライナ5を形成するインシェルモールドを採用し、天面部41の内面に未処理部分62を設けることで摺動層51の成形と同時に天面部41とライナ5とを接着状態に設ける構成としたが、これ以外にも、予めシートにより成形したライナを、キャップ本体4内に挿入する際に、部分的に接着剤を用いて天面部41に接着する構成とすることも可能である。
さらに、摺動層51と天面部41とが摺動を開始する際のトルク(ファーストトルク)のピーク値は、上記実施形態のようにライナ5と天面部41とを接着状態に設ける構成の他、段差部48の大きさや、ねじ部23,46の押し込み量、ピルファープループ部47の押し込み量を制御することによっても調整することが可能である。
2 ボトル缶(容器)
3 ライナ付キャップ
4 キャップ本体
5 ライナ
11 ナール凹部
12 開口部
13 フック部
15 上端面
21 口金部
22 膨出部
23 ボトル側ねじ部
24 カール部
40 板材
41 天面部
42 円筒部
43 スリット
43a ブリッジ
44 筒上部
45 筒下部
46 キャップ側ねじ部
47 ピルファープルーフ部
48 段差部
51 摺動層
52 密封層
54 外周部
55 中心部
Claims (5)
- 容器と、該容器の口金部に装着されて密栓するキャップとを備えるキャップ付容器であって、前記キャップは、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備え、前記ライナは、前記天面部の内面側に配置され該天面部と摺動する摺動層と、前記摺動層に積層され該摺動層よりも軟質で前記容器と接触する密封層とを有し、前記キャップは前記ライナを前記口金部に圧接した状態で該口金部に巻き締められて装着されており、
前記摺動層と前記天面部との摺動開始の際のトルクのピーク値発生位置は、前記キャップの閉栓位置から10°以内であることを特徴とするキャップ付容器。 - 前記キャップにより前記容器を密栓した状態において、前記摺動層の一部が前記天面部と接着状態に設けられていることを特徴とする請求項1記載のキャップ付容器。
- 前記ライナと前記天面部との接着力は、前記摺動層と前記天面部との間の静止摩擦力よりも小さいことを特徴とする請求項2記載のキャップ付容器。
- 前記摺動層は前記天面部に接着されていないことを特徴とする請求項1記載のキャップ付容器。
- 前記トルクのピーク値が40N・cm以上100N・cm以下とされていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項記載のキャップ付容器。
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