JP7058361B2 - 容器蓋の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属薄板製シェルと合成樹脂製ライナーとから構成された容器蓋、更に詳しくは円形状の天面壁及びこの天面壁の周縁から垂下する円筒形状のスカート壁を有する金属薄板製シェルと、シェルの天面壁に対して非接着状態である基層を有する合成樹脂製ライナーとから構成された容器蓋の製造方法に関する。

果汁或いは牛乳を含む飲料用容器に好適に適用される容器蓋として、下記特許文献１には、アルミニウム基合金薄板の如き金属薄板製のシェルと合成樹脂製ライナーとから構成された容器蓋が開示されている。シェルは円形状の天面壁及びこの天面壁の周縁から垂下する円筒形状のスカート壁を有する。ライナーは、ポリプロレンの如き比較的硬質の合成樹脂から形成された基層と、スチレン系エラストマーの如き比較的軟質の合成樹脂から形成された密封層とを有する。ライナーの基層はシェルの天面壁の内面に合成樹脂材料を供給しこれを型押成形することによって形成され、ライナーの密封層は基層の下面即ち露呈面に合成樹脂材料を供給しこれを型押成形することによって形成される。容器の口頸部を開封する際の容器蓋の開封操作、即ち開方向へ回転する際、に過剰の力を必要とすることを回避するために、ライナー、更に詳しくはその基層は、シェルの天面壁の内面に対して非接着状態である。シェルのスカート壁の上端部には周方向全体に渡って半径方向内側に没入された環状没入部が形成されている。シェルのスカート壁の上端部には、更に、環状没入部よりも下方において凹部と凸部とが周方向全体に渡って交互に繰り返すナールが形成されており、ナールにおける凹部の上端にはスリットが形成されていて凹部を規定する部分の上端縁は半径方向内側に変位されている。

特開２０１６－２６９６１号公報

上述した形態の容器蓋においては、シェルの天面壁に対してライナーが非接着状態である故に、シェルの搬送時等にシェルからライナーが離脱してしまうことを充分確実に防止することが必要である。そこで、上述したとおりの従来の容器蓋においては、環状没入部の最小内径域の内径をライナーの外径よりも小さく設定し、そしてまたナールにおける凹部を規定する部分の上端縁の内径をライナーの内径よりも小さく設定し、環状没入部及び／又はナールにおける凹部によってシェルからライナーが離脱してしまうことを防止せんとしている。しかしながら、容器蓋が倒立状態にある時にライナーの下面（倒立状態では上面）と環状没入部及びナールの凹部とが軸線方向に幾分離隔していることに起因して、容器蓋が正立状態或いは傾斜状態にされた時にシェルの天面壁の内面に対してライナーが傾動し、ライナーがシェルから偶発的に離脱されてしまう虞がある。また、容器の口頸部から容器蓋を開封して内容物の一部を消費した後、容器蓋を容器の口頸部に再度装着せしめてこれを密封すると、例えば内容物の発酵、腐敗が進行して密封した容器内の圧力が過剰に増大する場合がある。密封した容器内の圧力が過剰に増大すると、容器蓋が容器内の圧力に耐えられずに蓋飛びを引き起こし、周囲の人や物に損傷を与えたり、飛散した内容物で周囲を汚損したりする虞があった。

本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、シェルの天面壁の内面に対して非接着状態にあるライナーが偶発的にシェルから離脱してしまうこと、及び容器内の圧力が過剰に増大することが確実に防止される、新規且つ改良された容器蓋の製造方法を提供することである。

本発明者等は、鋭意検討及び実験の結果、シェルのスカート壁の上端部に形成されている環状没入部の最小内径域に周方向に間隔をおいて周方向に延びる弧状スリットを形成し、かかる弧状スリットを規定している上側切断縁は環状没入部の弧状スリット非形成部位における最小内径域よりも半径方向内側に変位されていて、上側切断縁の内径はライナーの外径よりも小さく且つ上側切断縁はライナーの外周縁部に設けられた自由端縁部分の下方に位置するように構成することによって、上記主たる技術的課題を達成することができることを見出した。

即ち、本発明によれば、上記主たる技術的課題を達成する容器蓋の製造方法として、金属薄板製シェルと合成樹脂製ライナーとから構成された容器蓋の製造方法において、
金属製薄板に所要機械加工を施して、円形状の天面壁及び該天面壁の周縁から垂下する円筒形状のスカート壁を有し、該スカート壁の上端部には周方向全体に渡って半径方向内側に没入された環状没入部が形成されているシェル前成形体を形成するシェル前成形体形成工程と、
該シェル前成形体形成工程の後に、該シェル前成形体の該天面壁の内面に合成樹脂材料を供給してこれを型押成形することによって該ライナーの基層を形成する基層形成工程と、
該基層形成工程の後に、該シェル前成形体に所要機械加工を施して該シェルを形成するシェル形成工程とを含み、
該基層形成工程の後にあっては、該ライナーの該基層は該天面壁の内面に対して非接着状態であり、
該シェル形成工程にあっては、該環状没入部の最小内径域に周方向に間隔をおいて周方向に延びる複数個の弧状スリットを形成し、該弧状スリットを規定する上側切断縁を該環状没入部の弧状スリット非形成部位における最小内径域よりも半径方向内側に変位させて、該上側切断縁の内径を該ライナーの外径よりも小さく且つ該上側切断縁を該ライナーの外周縁部に設けられた自由端縁部分の下方に位置させる、ことを特徴とする容器蓋の製造方法が提供される。

好ましくは、該弧状スリットの周方向長さは７乃至１２ｍｍであるのが好都合である。好適形態においては、容器の口頸部に装着するために該シェルの該天面壁と該スカート壁との境界領域が下方及び半径方向内側に変形されると、該弧状スリットを規定している該上側切断縁は該ライナーの外周縁部の下面乃至外側面に近接乃至当接されるのが好適である。該シェルの該スカート壁の上端部における該環状没入部よりも下方の部位には凹部と凸部とが周方向全体に渡って交互に繰り返すナールが形成されており、該ナールにおける該凹部には該弧状スリットよりも短いスリットが形成されている。該ライナーは、該環状没入部の最小内径域に該弧状スリットを形成した後に該基層の下面に合成樹脂材料を供給しこれを型押成形することによって形成された密封層を有し、該密封層の外周縁は該基層の外周縁よりも半径方向内側に位置し、該上側切断縁の内径は該密封層の外径よりも大きいのが望ましい。

本発明の容器蓋の製造方法によれば、環状没入部の最小内径域に形成された弧状スリットを規定する上側切断縁の内径がライナーの外径よりも小さく且つ上記上側切断縁はライナーの外周縁部に設けられた自由端縁部分の下方に位置することによって、ライナーがシェルから偶発的に離脱してしまうことが確実に防止される。加えて、本発明の容器蓋の製造方法によれば、上記弧状スリットが所謂ベントとして効果的に機能し、容器に収容されている内容物が異常発酵する等に起因して容器内の圧力が過剰に増大した時には、容器蓋のシェル及びライナーが変形されて弧状スリットを通して容器内の圧力が開放される。

本発明の製造方法に従って構成された容器蓋の好適実施形態を、一部（弧状スリットが形成された周方向位置）を断面で示す正面図。 本発明の製造方法に従って構成された容器蓋の好適実施形態を、一部（弧状スリットが形成されていない周方向位置）を断面で示す正面図。 図１に示す容器蓋を容器の口頸部に装着して口頸部を密封した状態を、一部（弧状スリットが形成された周方向位置）を断面で示す正面図。 図１に示す容器蓋を容器の口頸部に装着して口頸部を密封した状態を、一部（弧状スリットが形成されていない周方向位置）を断面で示す正面図。 図１に示す容器蓋の製造工程において形成されるシェル前成形体を、一部を断面で示す正面図。 図５に示すシェル前成形体に形成されたライナーの基層が収縮する前の状態を、一部を断面で示す正面図。 図５に示すシェル前成形体に形成されたライナーの基層が収縮した後の状態を、一部を断面で示す正面図。 図７に示す状態のシェル前成形体に適宜の機械加工を施した状態を、一部を断面で示す正面図。

以下、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

本発明の容器蓋の製造方法の好適様式について説明する前に、便宜上、本発明の製造方法に従って構成された容器蓋について説明する。図１及び図２を参照して説明すると、本発明の製造方法に従って構成された、全体を番号２で示す容器蓋は、金属薄板製シェル４と合成樹脂製ライナー６とから構成されている。

アルミニウム基合金薄板の如き適宜の金属薄板から形成することができるシェル４は、円形状の天面壁８及びこの天面壁８の周縁から垂下する円筒形状のスカート壁１０を有する。天面壁８とスカート壁１０との境界領域は横断面において円弧形状である。スカート壁１０の上端部には周方向全体に渡って半径方向内側に没入された環状没入部１２が形成されている。環状没入部１２については後に更に言及する。スカート壁１０の上端部における環状没入部１２よりも下方の部位には凹部１４と凸部１６とが周方向全体に渡って交互に繰り返すナール１８が形成されている。ナール１８における凹部１４の上端にはスリット２０が形成されていて、凹部１４を規定する部分の上端縁は半径方向内側に変位されている。スカート壁１０の下端部には周方向破断可能ライン２２が配設されていて、スカート壁１０は周方向破断可能ライン２２よりも上方の主部２４と周方向破断可能ライン２２よりも下方のテンパーエビデント裾部２６とに区画されている。図示の実施形態における周方向破断可能ライン２２は、周方向に間隔をおいて周方向に延びる複数個の裾部スリット２８とかかる裾部スリット２８間に残留せしめられた複数個の橋絡部３０とから構成されており、タンパーエビデント裾部２６は複数個の橋絡部３０を介して主部２４に接続されている。

環状没入部１２の最小内径域１３には周方向に間隔を置いて周方向に延びる複数個の弧状スリット３２が形成されている。そして、弧状スリット３２を規定している上側切断縁３４は環状没入部１２の弧状スリット３２が存在しない部位（弧状スリット非形成部位）における最小内径域１３よりも半径方向内側に変位されていて（図１と図２とを比較参照されたい）、上側切断縁３４の内径はライナー６の外径よりも小さく且つ上側切断縁３４はライナー６の外周縁部に設けられた後述する自由端縁部分４６の下方に位置することが重要である。弧状スリット３２の周方向長さは７乃至１２ｍｍであるのが好適である。弧状スリット３２は周方向に等角度間隔をおいて３個以上形成されているのが好ましい。

ライナー６は、ポリプロピレンの如き比較的硬質の合成樹脂から形成された基層３６と、スチレン系エラストマーの如き比較的軟質の合成樹脂から形成された密封層３８とを有する。基層３６はシェル４の天面壁８の内面に対して非接着状態であるが、密封層３８は基層３６の下面に対して接着状態である。ライナー６、即ち基層３６及び密封層３８の形成工程については後に言及する。

基層３６はシェル４の天面壁８の内面に沿って延在する円形状の薄肉中央部４０とシェル４の天面壁８の外周縁部内面及びスカート壁１０の上端部内面に沿って延在する円環形状の厚肉外周縁部４２を有する。薄肉中央部４０には半径方向外方に向かって厚さが漸次低減する（従って、下面が半径方向外方に向かって上方に傾斜して延びる）円環形状の厚さ変動領域４４が存在する。厚さ変動領域４４の外周縁は密封層３８の後述する環状突出部５２に近接してその半径方向内側に位置している。厚肉外周縁部４２の外周縁領域には下方に向かって漸次肉厚が低減する自由端縁部分４６が形成されている。図示の実施形態においては、自由端縁部分４６の下端即ち自由端縁はシェル４の上側切断縁３４の上方に近接して位置している。

密封層３８は基層３６の薄肉中央部４０に積層されている。即ち、密封層３８の外周縁は基層３６の外周縁よりも半径方向内側に位置すると共に、シェル４のスカート壁１０に設けられた弧状スリット３２を規定する上側切断縁３４よりも半径方向内側に位置する（換言すると、上側切断縁３４の内径は密封層３８の外径よりも大きい）。密封層３８は円形状の薄肉中央部４８と円環形状の厚肉外周縁部５０とを有する。厚肉外周縁部５０の半径方向内側領域には下方に突出する環状突出部５２が存在する。

後述する本発明の製造方法によって製造された容器蓋によれば、環状没入部１２の最小内径域１３に形成された弧状スリット３２を規定する上側切断縁３４の内径がライナー６（さらに詳しくはその基層３６）の外径よりも小さく且つ上記上側切断縁３４がライナー６の外周縁部（さらに詳しくは基層３６の厚肉外周縁部４２）に設けられた自由端縁部分４６の下方に位置することによって、ライナー６がシェル４から偶発的に離脱してしまうことが確実に防止される。

図１及び図２には、容器蓋２が適用される容器の口頸部５４が二点鎖線で図示されている。クロム酸処理鋼薄板、ブリキ薄板或いはアルミニウム基合金薄板の如き適宜の金属薄板から形成することができる、それ自体は周知の形態である容器の口頸部５４は、全体として略円筒形状であり、上方に向かって外径が漸次減少する上端部には外巻カール５６が形成されている。口頸部５４の主部外周面には雄螺条５８とかかる雄螺条５８の下方に位置する係止あご部６０とが形成されている。

容器の口頸部５４に容器蓋２を装着して口頸部５４を密封する際には、口頸部５４に容器蓋２を被嵌して下方に押圧し、ライナー６の密封層３８を口頸部５４の頂部に密接せしめた状態、更に詳しくは密封層３８の環状突出部５２の外周面及び環状突出部５２よりも半径方向外側に位置する厚肉外周縁部５０の半径方向外側領域の下面を口頸部５４の外巻カール５６の内周面上部乃至上面に密接した状態、を維持しながら、シェル４の天面壁８とスカート壁１０との境界領域を下方及び半径方向内側に変形、即ち図３及び図４に図示するとおりの形状に変形する。かくすると、ライナー６の密封層３８の環状突出部５２の外周面が外巻カール５６の内周面上部に密接されると共に環状突出部５２よりも半径方向外側に位置する厚肉外周縁部５０の半径方向外側領域の下面が外巻カール５６の上面乃至外周面に密接される。このとき更に、弧状スリット３２を規定している上側切断縁３４がライナー６の外周縁部の下面乃至外側面に近接乃至当接される。そして又、容器の口頸部５４に形成されている雄螺条５８に沿ってシェル４のスカート壁１０の主部２４を変形して雌螺条６２を形成し、シェル４のスカート壁１０におけるタンパーエビデント裾部２６の下端部を半径方向内方に変形して容器の口頸部５４における係止あご部６０に係止する。

後述する本発明の製造方法によって製造された容器蓋によれば、環状没入部１２の最小内径域１３に形成された弧状スリット３２が所謂ベントとして効果的に機能し、容器に収容されている内容物が異常発酵する等に起因して容器内の圧力が過剰に増大した時には、容器蓋２のシェル４及びライナー６が変形されて弧状スリット３２を通して容器内の圧力が開放される。

上記弧状スリット３２について更に具体的に説明すると、呼び径３８ｍｍの容器蓋において、弧状スリット３２は周方向に間隔をおいて３個形成されており、弧状スリット３２の周方向長さは７乃至１２ｍｍであるのが好適であり、弧状スリット３２は天面壁８の下面から１．５乃至２．５ｍｍ下方に位置するの好適である。そして、容器蓋を開封する際には、容器内の圧力は０．６乃至１．０ＭＰａで設定される所定値にて開放されるのが好ましい。弧状スリット３２の周方向長さが過小な場合には、容器内の圧力を所定値で開放することができず所謂蓋飛びが発生する虞があり、弧状スリット３２の周方向長さが過大な場合には、容器内の圧力を所定値より低い値で開放してしまう虞がある。

容器の内容物を消費するために口頸部５４を開封する際には、シェル４のスカート壁１０に指を掛けて容器蓋２を開方向、即ち図３及び図４において上方から見て反時計方向に回転する。この回転の初期段階においては、ライナー６、更に詳しくはその基層３６がシェル４の天面壁８の内面に対して非接着状態でありライナー６に対してシェル４のみ回転するため、過剰の力を必要とすることなく容易に口頸部５４に対して容器蓋２を回転せしめることができる。口頸部５４に対してシェル４が回転せしめられると、スカート壁１０の主部２４に形成されている雌螺条６２が口頸部５４の雄螺条５８に沿って移動する故に容器蓋２は口頸部５４に対して上方に移動される。この際には、シェル４が口頸部５４に対して上方に移動されると共に、ライナー６も、弧状スリット３２の上側切断縁３４によって厚肉外周縁部４２に設けられた自由端縁部分４６の外側面乃至下面が確実に支持されるため、傾動して脱落することなく口頸部５４に対して上方に移動されることとなる。このとき、環状没入部１２に弧状スリット３２を周方向に等角度間隔をおいて３つ形成した場合には、ライナー６がシェル４に対して半径方向のいずれの方向に傾動しても上側切断縁３４によって支持されるようにすることができる。

容器蓋２が口頸部５４に対して上方に移動される際、スカート壁１０のタンパーエビデント裾部２６はその下端部が口頸部５４の係止あご部６０に形成されている故に上方への移動が阻止され、スカート壁１０に形成されている周方向破断可能ライン２２における橋絡部３０に応力が生成されて橋絡部３０が破断される。しかる後においては、タンパーエビデント裾部２６を残して容器蓋２は回転と共に上方に移動して口頸部５４から離脱され、口頸部５４が開封される。

続いて、図５乃至図８を参照して、本発明の容器蓋の製造方法の好適様式として、上記容器蓋２の製造工程の好適様式について説明すると、次のとおりである。最初に、予め片面に弱接着剤が塗布されている金属製薄板に適宜の機械加工を施して図５に示すシェル前成形体６４を形成する（シェル前成形体形成工程）。弱接着剤はシェル前成形体６４の内面、即ち後にシェル４の内面となる側の面に塗布する。弱接着剤としてはポリプロピレン接着成分を含む塗料など、公知の成分を主とするものを使用できる。シェル前成形体６４のスカート壁１０´の外周面には環状没入部１２´のみが形成されており、弧状スリット３２´は形成されていない（´を付して示す番号は完成体であるシェル４において対応する各部の番号である。以下同じ）。次いで、図６に示すとおり、シェル前成形体６４の天面壁８´の内面（即ち、環状没入部が既に形成されているシェルの天面壁の内面）に合成樹脂材料を供給しこれを型押成形することによってライナー６の基層３６を形成する（基層形成工程）。更に詳しくは、基層３６は、シェル前成形体６４を倒立状態にして基台（図示していない）上に保持し、天面壁８´の中央部に軟化溶融状態の合成樹脂材料を供給し、かかる合成樹脂材料に所要形状の型押部材（図示していない）を所要圧力で押圧することによって形成される。基層３６がシェル前成形体６４の天面壁８´の内面に形成された直後にあっては、図６に明確に示すとおり、天面壁８´の内面に塗布されていた上記の弱接着剤によって基層３６は天面壁８´の内面に対して接着状態である。しかしながら、基層３６がシェル前成形体６４の天面壁８´の内面に形成されて所定程度時間が経過した後にあっては、図７に示すとおり、基層３６は冷却して収縮し、上記の弱接着剤が剥離する。これにより、基層３６は天面壁８´の内面に対して非接着状態となる。その後に、シェル前成形体６４に適宜の機械加工を施して図８に示すとおりのシェル４を形成する（シェル形成工程）。このとき、シェル前成形体６４の環状没入部１２´の没入端縁に弧状スリット３２´が形成される。しかる後（換言すると、環状没入部の没入端縁にスリットを形成した後）に、ライナー６の基層３６の下面に供給された合成樹脂材料を型押成形することによってライナー６の密封層３８を形成する（図１）。更に詳しくは、密封層３８は、基層３６が形成されたシェル４を倒立状態にして基台（図示していない）上に保持し、基層３６の中央部に軟化溶融状態の合成樹脂材料を供給し、かかる合成樹脂材料を所要形状の型押部材（図示していない）を所要押圧で押圧することによって形成される。

２：容器蓋
４：シェル
６：ライナー
８：天面壁
１０：スカート壁
１２：環状没入部
１３：最小内径域
３２：弧状スリット
３４：（スリットを規定している）上側切断縁
３６：基層
４６：（ライナーの）自由端縁部分

Claims (5)

1. 金属薄板製シェルと合成樹脂製ライナーとから構成された容器蓋の製造方法において、
   金属製薄板に所要機械加工を施して、円形状の天面壁及び該天面壁の周縁から垂下する円筒形状のスカート壁を有し、該スカート壁の上端部には周方向全体に渡って半径方向内側に没入された環状没入部が形成されているシェル前成形体を形成するシェル前成形体形成工程と、
   該シェル前成形体形成工程の後に、該シェル前成形体の該天面壁の内面に合成樹脂材料を供給してこれを型押成形することによって該ライナーの基層を形成する基層形成工程と、
   該基層形成工程の後に、該シェル前成形体に所要機械加工を施して該シェルを形成するシェル形成工程とを含み、
   該基層形成工程の後にあっては、該ライナーの該基層は該天面壁の内面に対して非接着状態であり、
   該シェル形成工程にあっては、該環状没入部の最小内径域に周方向に間隔をおいて周方向に延びる複数個の弧状スリットを形成し、該弧状スリットを規定する上側切断縁を該環状没入部の弧状スリット非形成部位における最小内径域よりも半径方向内側に変位させて、該上側切断縁の内径を該ライナーの外径よりも小さく且つ該上側切断縁を該ライナーの外周縁部に設けられた自由端縁部分の下方に位置させる、ことを特徴とする容器蓋の製造方法。
2. 該弧状スリットの周方向長さは７乃至１２ｍｍである、請求項１記載の容器蓋の製造方法。
3. 容器の口頸部に装着するために該シェルの該天面壁と該スカート壁との境界領域が下方及び半径方向内側に変形されると、該弧状スリットを規定している該上側切断縁は該ライナーの外周縁部の下面乃至外側面に近接乃至当接される、請求項１又は２に記載の容器蓋の製造方法。
4. 該シェルの該スカート壁の上端部における該環状没入部よりも下方の部位には凹部と凸部とが周方向全体に渡って交互に繰り返すナールが形成されており、該ナールにおける該凹部には該弧状スリットよりも短いスリットが形成されている、請求項１から３までのいずれかに記載の容器蓋の製造方法。
5. 該ライナーは、該環状没入部の最小内径域に該弧状スリットを形成した後に該基層の下面に合成樹脂材料を供給しこれを型押成形することによって形成された密封層を有し、該密封層の外周縁は該基層の外周縁よりも半径方向内側に位置し、該上側切断縁の内径は該密封層の外径よりも大きい、請求項１から４までのいずれかに記載の容器蓋の製造方法。

Images