(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
スチールやアルミニウム合金等からなるねじ付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の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、このライナがねじ付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、このようなライナ付キャップをねじ付容器に装着したキャップ付容器は、ねじ付容器の口金部にライナ付キャップを被せて圧力を加えながら、ネジローラとスカートローラとを使用して、ネジの成形を行うとともにキャップ本体の裾部を口金部の膨出部に巻き付けることにより、製造される。なお、キャップ本体は、一方が閉じた円筒形とされ、裾部(スカート部)の円周上にブリッジ部(ミシン目)が形成されている。
そして、このようなキャップ付容器の開栓は、ライナ付キャップを回転させるライナ付キャップを口金部のねじのリード角に沿って持ち上げることによってなされる。このとき、膨出部に巻き付いたキャップ本体の裾部におけるブリッジ部より下の部分(ピルファープルーフ部)が切断され、開封が明示される構造になっている。
【0003】
また、このようなライナ付キャップにおいては、従来、キャップ本体の天面部内面に熱した樹脂塊を落下させ、成形金型で型押形成することで、所定の形状のライナを形成するインシェルモールドタイプの金属キャップが主流であった。しかし、このライナ付キャップは、キャップ本体の天面部とライナを接着させているので、開栓時に容器の口金部とライナとが擦れ合ってトルクが非常に高くなり、開栓し難くなることが問題であった。
【0004】
そこで、特許文献1のように、キャップ本体の天面部(天板部)近傍の側部に、内側に突出形成されたフック部(屈曲部)を設けて、シート状に成形したライナをキャップ本体に係止することが行われている。この場合、ライナは天面部の内面(天面)に接着せずに、フック部と天面部の内面との間に配置されることにより、キャップ本体に取り付けられるようになっている。また、特許文献1では、ライナは、ポリプロピレン等の硬質シートからなる摺動層と、エラストマー等の樹脂からなる軟質層とから形成されることが記載されている。
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密封層が密接し、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でキャップ本体が開栓し、飛躍的に開栓トルクを下げることが可能となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところが、特許文献1に記載されるようなライナ付キャップにおいては、キャップ付容器の開栓初期においても開栓トルクが低く、使用者が開栓済みの容器ではないかという違和感を覚える可能性があった。
なお、開栓トルクには、開栓時の回転を始めるときの第1トルクと、キャップ本体のピルファープルーフ部がブリッジ部から切断されるときの第2トルクとがあり、これらの開栓トルクをコントロールすることは簡単ではない。
【0007】
この点、特許文献2には、キャップ開栓時の開栓トルクをコントロールすることを目的としたねじ付容器(キャップ付容器)が提案されている。特許文献2に記載のねじ付容器においては、キャップ本体のピルファープルーフ部が圧着される口金部の膨出部に、少なくとも一部を内側に歪ませた部分を設けることが記載されている。そして、螺着状態のライナ付キャップを回転させて開栓開始する際に、膨出部の歪んでいる部分に圧着されているピルファープルーフ部の部分が半径方向に広げられて高い抵抗を生じさせることにより、第1トルクを高められることが記載されている。
【0008】
しかし、このように膨出部の一部を歪ませる構成においては、膨出部の歪み部分に当接するピルファープルーフ部が、歪み部に圧着成形されていない場合は、必要な抵抗を得ることができない。このため、キャッピング条件によっては効果が発揮されないという不具合があった。
【0009】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、容器開栓時の開栓トルクを比較的低い状態で維持しつつも、開栓時初期の開栓トルクを高めることができる
キャップ付容器
の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明
のキャプ付容器の製造方法は、
ねじ付容器の雄ねじ部が形成された
口金部に、キャップ本体の天面部の内面にライナを有するライナ付キャップを螺着状態に装着
したキャップ付容器を製造する方法であって、前記口金部
に、前記ライナと接する口唇部と、該口唇部の下方に形成された前記雄ねじ部と、該雄ねじ部の下方に膨出して形成され前記キャップ本体の円筒部の裾部が圧着される膨出部とを備え
る前記口金部の前記雄ねじ部の下端部に位置するねじ終わり部に径方向外方に突出する凸部
を設け
ておき、前記ねじ付容器と前記ライナ付キャップとのキャッピング時に、前記円筒部に前記雄ねじ部に倣うように該雄ねじ部の形状を転写して雌ねじ部を成形するとともに、前記凸部に倣うように該凸部の形状を転写して凹部を成形し、前記キャップ付容器を製造することを特徴とする。
【0011】
雄ねじ部のねじ終わり部に凸部を形成することで、雄ねじ部に沿ってライナ付キャップをキャッピングした際に、ライナ付キャップにも雄ねじ部及び凸部の形状が雌ねじ部及び凹部として転写される。そして、キャップ開栓時においては、ライナ付キャップに転写された凹部が、口金部に設けられた凸部を乗り越えて回転する際の抵抗となるので、開栓時初期の開栓トルクを高めることができる。また、凸部の形状を制御することで、開栓トルクの微調整を容易に行うことができる。
一方、ライナ付キャップには、凹部として転写されるので、口金部の凸部を乗り越えた後は、ライナ付キャップの凹部及び雌ねじ部のねじ終わり部は口金部の凸部よりも上方に移動しているから、その後の開栓過程において抵抗となることはない。
また、このようにねじを有するねじ付ボトル缶は、一度開栓した後に、再度ライナ付キャップを被せて閉栓することができるものであるが、凸部が形成されたねじ付容器においては、開栓した後にライナ付キャップを口金部の上方からねじ込んで閉栓する際にも、閉栓の最後の段階で口金部の凸部にライナ付キャップの凹部が嵌められる際に、使用者に引っ掛かりを感じさせることができる。このように、使用者に閉栓を認識させることができるので、不完全な閉栓による内容物の漏れを防止することができる。
また、本発明の
キャップ付容器の製造方法において、前記ねじ終わり部は、前記雄ねじ部の終端から該雄ねじ部に沿って周方向に90°までの範囲とされる。
【0012】
本発明の
キャップ付容器の製造方法において、前記凸部は、前記雄ねじ部のねじ山又はねじ谷のいずれにも設けることができる。
雄ねじ部のねじ山に凸部を設ける場合においても、ねじ谷に凸部を設ける場合においても、開栓時初期の開栓トルクの向上と、使用者への閉栓を認識させるという同様の効果を得ることができる。なお、ねじ谷に凸部を設ける場合は、その凸部の突出高さをねじ山の突出高さ以下の高さに設けておくことにより、外観面で凸部を目立ち難くすることができるとともに、使用者が凸部に触れた際に違和感を生じさせ難くすることができる。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、容器開栓時の開栓トルクを比較的低い状態で維持しつつも、開栓時初期の開栓トルクを高めることができる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明に係る
キャップ付容器
の製造方法の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
本実施形態の
製造方法により製造されるキャップ付容器は、
図1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のねじ付ボトル缶2(本発明でいう、ねじ付容器)と、このねじ付ボトル缶2の雄ねじ部32が形成された口金部23に螺着状態に装着されて、ねじ付ボトル缶2を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。)となるアルミニウム又はアルミニウム合金製のライナ付キャップ3とからなる、キャップ付ボトル缶1とされる。
【0017】
ねじ付ボトル缶2は、
図2に示すように、アルミニウム又はアルミニウム合金の薄板金属からなり、有底円筒状の胴部20に、上方に向けて漸次縮径する肩部21が形成され、その肩部21の上端に小径の首部22が形成され、この首部22の上端に口金部23が形成されている。そして、口金部23は、ライナ付キャップ3のライナ5と接する口唇部31と、その口唇部31の下方に形成された雄ねじ部32と、雄ねじ部32の下方に膨出して形成されライナ付キャップ3の円筒部42の裾部(ピルファープルーフ部)が圧着される膨出部33とを備え、雄ねじ部32の下端部に位置するねじ終わり部32eのねじ谷36に径方向外方に突出する凸部37が設けられている。
【0018】
なお、ねじ終わり部32eについて説明しておくと、
図3に示すように、雄ねじ部32には、ねじ山35の高さが所定の寸法になるまでの間に高さが漸次大きくなる不完全ねじ部35sが存在している。不完全ねじ部35sは、ねじ山35の高さが基準高さの半分未満とされる部分であり、この不完全ねじ部35sに対してねじ山35の高さが基準高さの半分以上とされる部分が完全ねじ部とされる。そして、ねじ終わり部32eは、この雄ねじ部32の不完全ねじ部35sを含めて終端Eからその雄ねじ部32に沿って周方向に90°までの範囲θとされる。なお、雄ねじ部32の終端Eとは、不完全ねじ部35sの終端であって、ねじ山35としての変位が0となる位置を示す。また、本実施形態では、不完全ねじ部35sと完全ねじ部との境界部Bのねじ谷36に凸部37が設けられている。
【0019】
また、雄ねじ部32に形成される凸部37は、
図4に示すように、ねじ成形ツール90により雄ねじ部32の成形と同時に成形される。
ねじ成形ツール90は、中子90Aと外子90Bとを有しており、これら中子90A及び外子90Bには、その外周面に雄ねじ部32を形成するためのねじ形成用凸部91A,91B及びねじ形成用凹部92A,92Bが螺旋状に、かつ互いに対応する形状でそれぞれに形成されている。なお、中子90Aのねじ形成用凸部91Aは右ねじ状に形成され(以下、右ねじ状凸部91Aという)、外子90Bのねじ形成用凸部91Bは左ねじ状に形成される(以下、左ねじ状凸部91Bという)。また、中子90Aには、ねじ形成用凹部92Aの雄ねじ部32のねじ終わり部32eを形成する部分に、凸部37を成形する凸部成形部95が設けられる。
【0020】
そして、これら中子90A及び外子90Bが相互に近接して互いの凹凸部間に口金部23を挟み込み、その軸心回りに回転することにより、口金部23に雄ねじ部32及び凸部37が形成される。なお、このようにしてねじ成形加工した後に、口金部23の開口端部に対してカーリング加工を施して、その開口端部を丸めてなる口唇部31(カール部)を形成することにより、ねじ付ボトル缶2が製造される。
【0021】
一方、このねじ付ボトル缶2に被せられるライナ付キャップ3は、アルミニウム又はアルミニウム合金の薄板金属をカップ状に成形したものをねじ付ボトル缶2に装着しており、装着前のライナ付キャップ3は、
図5に示すように、天面部41と、その天面部41の周縁から略垂下されてなる円筒部42とを備えるキャップ本体4と、そのキャップ本体4の内面に設けられたライナ5とを有する。
【0022】
このライナ付キャップ3を構成するライナ5は、キャップ本体4の天面部41の内面側に配置され、ボトル缶2のライナ付キャップ3による閉止時において口金部23に当接し、ねじ付ボトル缶2の内部を密封し得るように形成されている。また、ライナ5は、キャップ本体4の天面部41の内面と摺動する摺動層51と、摺動層51よりも軟質でねじ付ボトル缶2の口金部23(口唇部31)と接触してシール機能を有する密封層52とを有する多層構造とされる。
【0023】
また、キャップ本体4を成形する板材は、内外面を塗装した塗装板が使用される。なお、内外面のトップコートには、必要に応じて各種滑剤添加タイプを使用する。例えば、天面部41の内面には、エポキシフェノール等の樹脂に滑剤が添加された塗料が焼付けられている。
【0024】
また、キャップ本体4の円筒部42は、その下端面に周方向に断続的に形成されたスリット43を介して上下に分割された筒上部44と筒下部45とを有し、隣接するスリット43間に形成される複数のブリッジ43aによって筒上部44と筒下部45とを連結した形状とされている。
【0025】
なお、キャップ本体4の円筒部42は、
図5に示すように、筒上部44の天面部41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5を係止する複数のフック部13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。
【0026】
また、フック部13は、円筒部42の周方向に沿って形成した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形成されており、
図5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。そして、切り込みが開くことにより、開口部12が形成されている。
また、フック部13の上端面15は、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、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。
【0027】
また、上述したように、ライナ5は、キャップ本体4の天面部41の内面側に配置される。そして、ライナ5は、キャップ本体4の天面部41の内面と摺動する摺動層51と、摺動層51に直接又はバリア層等の中間層を介して積層され、摺動層51よりも軟質でボトル缶2の口金部23と接触し、シール機能を有する密封層52とから構成される多層構造とされる。
【0028】
摺動層51は、ポリプロピレン等により円盤状に形成され、摺動層51の外径は、キャップ本体4の寸法に応じて決定される。
また、密封層52は、摺動層51よりも軟質のエラストマー樹脂等により形成され、少なくともねじ付ボトル缶2の口金部23に当接可能なように、摺動層51に対し同軸で、かつ摺動層51より小径の円環状又は円盤状に形成されている。なお、本実施形態のライナ5においては、密封層52は円盤状に形成されており、ねじ付ボトル缶2の口金部23に密接する外周部が、中心部よりも厚く形成されている。
【0029】
そして、このように形成されるライナ付キャップ3をねじ付ボトル缶2にキャッピングしてキャップ付ボトル缶1を製造するには、例えば
図6に示すように、キャッピングマシン80により加工が行われる。
まず、ライナ付キャップ3をねじ付ボトル缶2の口金部23に被せた後、パッド81により天面部41をねじ付ボトル缶2の底部の方向に押し付けると同時に、ブロック82により天面部41の周縁部を肩絞りする。また、この状態で、キャッピングロール83によって円筒部42の側方の上から一定の荷重を加えながら、円筒部42を口金部23の雄ねじ部32に押し付けて、雄ねじ部32に沿って円筒部42に雌ねじ部46を形成するとともに、スカートローラ84で膨出部33に円筒部42の筒下部45(裾部)を巻き付けることにより、膨出部33の形状に沿うように塑性変形され、キャッピング加工が行われる。
【0030】
この際、キャッピングロール83によって、円筒部42を内方に押圧することにより、キャップ本体4の円筒部42に、雄ねじ部32に倣うように雄ねじ部32の形状が転写されて雌ねじ部46が成形されるとともに、図示は省略するが凸部37に倣うように凹部47が成形され、口金部23に螺着した状態とされる。また、円筒部42の筒下部45が膨出部33の下面に巻き付けられることにより、ライナ5が口唇部31に圧接され、ライナ5によってねじ付ボトル缶2の開口部がシールされ、ねじ付ボトル缶2が密封状態とされる。
【0031】
このようにして形成されるキャップ付ボトル缶1を開栓する場合について、
図7を用いて説明する。
ねじ付ボトル缶2に装着されたライナ付キャップ3を緩めるように回転すると、初めにライナ5の摺動層51とキャップ本体4の天面部41とが摺動を開始する。この摺動層51と天面部41とが摺動してライナ付キャップ3が回転を始めるときの開栓トルクのピーク値は、第1トルク(ファーストトルク)とも言われる。
そして、ライナ付キャップ3をさらに回転させると、雌ねじ部46が形成された筒上部44がねじ付ボトル缶2の雄ねじ部32に沿って上方へ持ち上がりながら回転する。一方、筒下部45はねじ付ボトル缶2の膨出部33に係止され、筒上部44と一体に持ち上がらずに回転する。この際、上方に引っ張る力と、周方向に引っ張る力(摩擦力)とを加えられた各ブリッジ43aが単独に順次破断していき、ライナ付キャップ3の開栓時における最大トルクが生じる。この最大トルクは、第1トルクに対して第2トルク(セカンドトルク)とも言われる。そして、各ブリッジ43aが破断した際に、ライナ付キャップ3の筒上部44と筒下部45とが分断され、ライナ付キャップ3の筒下部45はピルファープルーフ部としてねじ付ボトル缶2の膨出部33に帯状に残される。一方、ライナ付キャップ3の筒上部44を雄ねじ部32に対してさらに回転させることにより、ねじ付ボトル缶2からライナ付キャップ3の筒上部44が外れて開栓させることができる。
【0032】
また、このキャップ付ボトル缶1の開栓時においては、ライナ付キャップ3に設けられた凹部47が、雄ねじ部32に設けられた凸部37を乗り越えて回転する際の抵抗となるので、開栓時初期の開栓トルク(第1トルク)を高めることができる。また、閉栓トルクは、凸部37の形状を制御することにより、容易に微調整することができる。
一方、ライナ付キャップ3に設けられる形状は凹部47であるとともに、雌ねじ部46の下端部に凹部47が設けられていることから、凹部47が凸部37を乗り越えた後は、凹部47及び雌ねじ部46のねじ終わり部は凸部37よりも上方に移動しているから、凹部47が雄ねじ部32と雌ねじ部46との噛み合わせを阻害することはない。また、ライナ付キャップ3が、回転に伴って凸部37から離れる方向(上方)に移動するから、凸部37がその後の開栓過程において抵抗となることもない。
このため、キャップ付ボトル缶1の開栓過程において、凸部37と凹部47とは、互いの接触により開栓時初期の開栓トルクを高めることのみに作用し、凹部47が凸部37を乗り越えた後の開栓過程においては、凸部37及び凹部47の形状が抵抗となることはない。したがって、ライナ付キャップ3を円滑に回転させてキャップ付ボトル缶1を開栓することができる。
【0033】
また、その外したライナ付キャップ3を再度シールするために口金部23に被せると、ライナ付キャップ3の雌ねじ部46の下端部が口金部23のテーパ部38上を滑りながら下降し、雄ねじ部32の上端部に設置される。ライナ付キャップ3を右に回転させることにより、雌ねじ部46の下端部を雄ねじ部32の上端部に位置するねじ山35を伝って、ねじ谷36の入り口まで案内する。そして、さらにライナ付キャップ3を回転することにより、ねじ谷36に沿って雌ねじ部46のねじ条を進入させてねじ込むことができる。
【0034】
この際、雌ねじ部46の下端部にはねじ条の一部を窪ませた凹部47が設けられており、雄ねじ部32の下端部にねじ谷36の一部を径方向外方に突出させた凸部37が設けられていることから、ライナ付キャップ3をねじ込んで閉栓する際に、閉栓の最後の段階で口金部23の凸部37に凹部47が嵌められることにより、使用者に引っ掛かりを感じさせることができる。したがって、使用者に閉栓を認識させることができるので、不完全な閉栓による内容物の漏れを防止することができる。
また、ライナ付キャップ3に設けられる形状は凹部47であるとともに、雌ねじ部46の下端部に凹部47が設けられていることから、ライナ付キャップ3の閉栓過程(ねじ込みの過程)の初期から最後までの間の大部分において、凹部47は、雄ねじ部32のねじ谷36へのねじ条の進入を阻害することや、ねじ谷36とねじ条との噛み合わせに際し抵抗となるものではない。凹部47は、閉栓過程の最後の段階でねじ終わり部32eの凸部37に嵌められる際に抵抗となるだけである。
【0035】
なお、上記実施形態においては、凸部37を雄ねじ部32のねじ谷36に設けることとしていたが、凸部を雄ねじ部32のねじ山35に設ける構成とすることもできる。
雄ねじ部32のねじ山35に凸部を設ける場合においても、ねじ谷36に凸部37を設ける場合においても、開栓時初期の開栓トルクの向上と、使用者への閉栓を認識させるという同様の効果を得ることができる。なお、上記実施形態のように、ねじ谷36に凸部37を設ける場合は、その凸部37の突出高さをねじ山35の突出高さ以下の高さに設けておくことにより、外観面で凸部37を目立ち難くすることができるとともに、使用者が凸部37に触れた際に違和感を生じさせ難くすることができる。
【実施例】
【0036】
次に、本実施形態のキャップ付ボトル缶について、その効果を確認するために実験を行った。
実施例として、雄ねじ部の下端部に位置するねじ終わり部のねじ谷に径方向外方に突出する凸部を形成したねじ付ボトル缶を用いて、このねじ付ボトル缶にライナ付キャップをキャッピングすることにより、ライナ付キャップに凹部が転写されたキャップ付ボトル缶を製作した。また、従来例として、雄ねじ部に凸部を形成しないねじ付ボトル缶を用いて、このねじ付ボトル缶にライナ付キャップをキャッピングしたキャップ付ボトル缶を製作した。なお、各キャップ付ボトル缶の内圧は、0.1MPaに設定した。
【0037】
そして、各キャップ付ボトル缶について、ライナ付キャップの開栓時に生じる開栓トルクを確認した。ライナ付キャップの開栓は、ライナ付キャップを閉栓位置から開栓位置まで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(開栓角度)と、その回転角度における開栓トルクとをプロットした開栓トルクチャートである。
【0038】
図8において、符号Fで示す開栓角度の始めに現れる開栓トルクのピーク値は、摺動層と天面部とが摺動を開始する際の第1トルクである。また、符号Sで示す摺動開始時の第1トルクの次に現れる開栓トルクのピーク値は、キャップ本体の筒上部と筒下部との間のブリッジが破断される際の第2トルクであり、ライナ付キャップを開栓する際に要する開栓トルクとしては、最も大きな値となる。
そして、
図8に示される実施例と従来例の結果より明らかなように、ねじ付ボトル缶の雄ねじ部に凸部を設けるとともに、ライナ付キャップに凸部に対応する凹部を設けることにより、第1トルクの値を高くすることができる。
【0039】
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。