JP4098797B2 - 合成樹脂製容器蓋 - Google Patents

Description

本発明は、合成樹脂から一体に形成された合成樹脂製容器蓋、更に詳しくは円形天面壁とこの天面壁の周縁から垂下する円筒形スカート壁とを具備し、天面壁の内面には下方に延出する筒状シール片が形成されている形態の合成樹脂製容器蓋に関する。

飲料用容器のための容器蓋として、ポリプロピレン、ポリエチレンの如き適宜の合成樹脂から全体が一体に形成された合成樹脂製容器蓋が提案され、実用に供されている。かかる容器蓋は、円形天面壁とこの天面壁の周縁から垂下する円筒形スカート壁とを具備し、天面壁の内面には下方に延出する筒状シール片が形成されている。下記特許文献１の図３に開示されている容器蓋においては、天面壁の内面には、下方に延出する２個の筒状片、即ち外側筒状片及び内側筒状シール片が形成されている。天面壁の内面には、更に、外側筒状片の基部に隣接する環状シール突条が形成されている。スカート壁の内周面には雌螺条が形成されている。かような容器蓋は口頸部の外周面に雄螺条が形成されている容器に装着される。容器蓋の雌螺条を口頸部の雄螺条に螺合せしめて、口頸部に容器蓋を装着すると、内側筒状シール片が口頸部の内周面に密接せしめられ、そしてまた環状シール突条が口頸部における外周面と頂面との境界領域に密接せしめられる。外側筒状片は口頸部の外周面に密接ではなくて比較的弱く接触せしめられ、口頸部における外周面と頂面との境界領域に対する環状シール突条の密接を助成する。
特開平１０−３５６９９号公報

而して、上述した形態の従来の容器蓋には、次のとおりの解決すべき問題が存在する。上述した形態の従来の容器蓋においては、容器の口頸部に容器蓋を装着すると口頸部が充分確実に密封され、口頸部を開封する際には過剰トルクを必要とすることなく適切なトルクを容器蓋に加えて容器蓋を回転せしめることによって口頸部から容器蓋を離脱せしめることができる、という基本的要件が充分確実に充足されることが必要である。加えて、口頸部を開封する際に、容器蓋を所要回転角度以上に渡って回転せしめた後に口頸部の密封が解除されることも重要である。この点について更に詳述すると、通常、容器蓋のスカート壁には周方向に延在する弱化ラインが形成されており、スカート壁は弱化ラインよりも上方の主部と弱化ラインよりも下方のタンパーエビデント裾部とに区画されており、上記雌螺条は主部の内周面に形成されており、タンパーエビデント裾部の内周面には適宜の形態でよい係止手段が形成されている。容器の口頸部に容器蓋が装着されると、係止手段は口頸部の外周面に形成されている係止あご部に係止せしめられる。容器の口頸部を開封するために容器蓋を開方向に回転せしめると、弱化ラインが少なくとも部分的に破断され、これによって係止あご部に対する係止手段の係止が解除され、口頸部から容器蓋を離脱することが許容される。容器蓋を開方向に回転せしめる際には、弱化ラインが少なくとも部分的に破断された後に口頸部の密封が解除されることが重要である。弱化ラインが少なくとも部分的に破断される前に口頸部の密封が解除されてしまう場合には、容器蓋が徒されて開方向に回転せしめられ口頸部の密封は解除されたが弱化ラインは破断されない、従って容器蓋が徒されて口頸部の密封が解除されてしまったことの根拠が残留しない、という事態が発生する。然るに、上述した形態の従来の容器蓋においては、容器蓋及び／又は口頸部の製作公差或いは容器蓋及び／又は口頸部が受けた熱変化等に起因して、容器蓋が所定回転角度迄回転せしめられる前に口頸部の密封が解除されてしまう傾向があり、そしてまた上述した基本的要件を充足することができなくなることもある。

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、容器の口頸部に容器蓋を装着すると口頸部が充分確実に密封され、且つ口頸部を開封する際には過剰トルクを必要とすることなく適切なトルクを容器蓋に加えて容器蓋を回転せしめることによって口頸部から容器蓋を離脱せしめることができると共に、口頸部を開封する際には容器蓋を所要回転角度以上に渡って回転せしめた後に口頸部の密封が解除される、新規且つ改良された合成樹脂製容器蓋を提供することである。

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として、円形天面壁と、該天面壁の周縁から垂下する円筒形スカート壁とを具備する、合成樹脂から一体に形成された合成樹脂製容器蓋において、
該天面壁の内面には、下方に延出する外側筒状シール片、下方に延出する内側筒状シール片、及び該外側筒状シール片と該内側筒状シール片との間に位置する、下方に膨出せしめられた環状シール突条が形成されており、
容器の口頸部に容器蓋を装着すると、該外側筒状シール片の内周面が口頸部の外周面に密接せしめられ、該内側筒状シール片の外周面が口頸部の内周面に密接せしめられ、該環状シール突条が口頸部の頂面に密接せしめられ、
容器の口頸部に容器蓋を装着する前の状態において、該内側筒状シール片の外周面の、口頸部の内周面に密接せしめられる部分における最大外径Ｄ３は口頸部の被密接内周面の内径Ｄ４よりも大きく、０．２５ｍｍ≦（Ｄ３−Ｄ４）≦１．５０ｍｍであり、
該内側筒状シール片の外周面は、容器蓋の中心軸線に対して５乃至２５度である傾斜角度θ１をなして下方に向かって半径方向外方に傾斜して延出し、次いで該中心軸線に対して５乃至３０度である傾斜角度θ２をなして下方に向かって半径方向内方に傾斜して延出しており、
該内側筒状シール片の内周面の上部は、該中心軸線に対して７乃至３０度で且つ該傾斜角度θ１よりも大きい傾斜角度θ３をなして下方に向かって半径方向外方に傾斜して延出しており、
該内側筒状シール片の肉厚は下方に向かって漸次減少せしめられており、
該外側筒状シール片の内周面は、該中心軸線に対して傾斜角度θ６をなして下方に向かって半径方向外方に傾斜して延出し、次いで下方に向かって半径方向外方に円弧状に延出している、
ことを特徴とする容器蓋が提供される。

本発明の容器蓋は、それに限定されるものではないが、ポリエチレンテレフタレートの如き適宜の合成樹脂から形成された容器に、無菌乃至減菌状態で常温の内容物を充填する（所謂アセプティック充填）場合に、特に好都合に使用することができる。当業者には周知の如く、常温の内容物が充填される合成樹脂製容器は、通常、口頸部が加熱されて結晶化されることがなく、口頸部の寸法精度が相当高い。

該外側筒状シール片の外周面は該中心軸線を中心軸線とする円筒形状であるのが好ましい。また、該内側筒状シール片の内周面の下部は該中心軸線を中心軸線とする円筒形状であるのが好ましい。好適には、該内側筒状シール片の外周面は該天面壁の内面から２．５０乃至３．５０ｍｍである長さＬ１だけ下方に離隔した位置において該最大外径Ｄ３を有する。

（Ｄ３−Ｄ４）が過小になると、口頸部の密封が不充分になる傾向があると共に、口頸部を開封する際に容器蓋を所要回転角度に渡って回転せしめられる前に口頸部の密封が解除される傾向が発生する。他方、（Ｄ３−Ｄ４）が過大になると、口頸部を開封する際に容器蓋に加えなければならないトルクが過剰になってしまう傾向がある。外側筒状シール片の内周面が、中心軸線に対して傾斜角度θ６をなして下方に向かって半径方向外方に傾斜して延出し、次いで下方に向かって半径方向外方に円弧状に延出していることに起因して、口頸部に対する容器蓋の装着を充分容易に遂行することができ、容器蓋の装着不良が発生する虞は実質上皆無である。

本発明の容器蓋においては、容器の口頸部に容器蓋を装着すると口頸部が充分確実に密封され、且つ口頸部を開封する際には過剰トルクを必要とすることなく適切なトルクを容器蓋に加えて容器蓋を回転せしめることによって口頸部から容器蓋を離脱せしめることができると共に、口頸部を開封する際には容器蓋を所要回転角度以上に渡って回転せしめた後に口頸部の密封が解除される。

以下、本発明に従って構成された合成樹脂製容器蓋の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

図１を参照して説明すると、本発明に従って構成された全体を番号１０２で示す容器蓋は、無菌乃至減菌状態において常温の内容物が充填される容器（アセプティック充填が適用される容器）の口頸部に好都合に適用されるものであり、ポリプロピレン又はポリエチレンの如き適宜の合成樹脂から全体が一体に形成されている。かかる容器蓋１０２は、円形天面壁１０４とこの天面壁１０４の周縁から垂下するスカート壁１０６とを具備している。スカート壁１０６には周方向に延びる破断可能ライン１０８が形成されており、スカート壁１０６は破断可能ライン１０８よりも上方の主部１１０と破断可能ライン１０８よりも下方のタンパーエビデント裾部１１２とに区画されている。スカート壁１０６の内周面には下方を向いた環状肩面１１４が形成されており、そしてかかる環状肩面１１４から下方に延びる突条１１６が周方向に適宜の間隔をおいて複数個形成されている。上記破断可能ライン１０８は、突条１１６の軸線方向中間部において、スカート壁１０６の外周面から切断刃（図示していない）を作用せしめ、突条１１６の少なくとも一部を残留せしめてスカート壁１０６を切断することによって形成されている。突条１１６の各々の切断されることなく残留せしめられた部分が所謂橋絡部１１８を構成し、タンパーエビデント裾部１１２は橋絡部１１８を介してスカート壁１０６の主部１１０に接続されている。

スカート壁１０６の主部１１０の外周面には、その下端部近傍に、下方に向かって外径が漸次増大する円錐台形状部１２０が形成されている。タンパーエビデント裾部１１２の外周面も、下方に向かって外径が漸次増大する円錐台形状にせしめられている。主部１１０の外周面における円錐台形状部１２０の上方に位置する部分には、そこに掛けられる指の滑りを防止するための凹凸形状１２２が形成されている。スカート壁１０６の主部１１０の内周面には雌螺条１２４が形成されている。かかる雌螺条１２４には、周方向に適宜の間隔をおいて軸線方向に延びる切欠１２６が形成されている。かかる切欠１２６は容器の口頸部が開封される際の所謂通気路を構成する。

タンパーエビデント裾部１１２の内周面には係止手段１２８が形成されている。図示の実施形態における係止手段１２８は、周方向に間隔をおいて配設された複数個、例えば８個、の突出片１３０から構成されている。突出片１３０の各々は、タンパーエビデント裾部１１２の内周面に接続されている基縁から半径方向内方に向かって上方に傾斜して突出せしめられている。所望ならば、他の適宜の形態の突出片、突条又は突起等から係止手段を構成することもできる。

天面壁１０４の内面には、外側筒状シール片１３２、内側筒状シール片１３４、及び外側筒状シール片１３２と内側筒状シール片１３４との間に配設された環状シール突条１３６が形成されていることが重要である。

図１と共に図２を参照して説明を続けると、天面壁１０４の中央部、即ち内側筒状シール片１３４よりも半径方向内側の部分は、比較的大きい肉厚Ｔ３を有する。内側筒状シール片１３４の外周面基部に接続して形成されている環状シール突条１３６よりも半径方向外方の部分における天面壁１０４の肉厚Ｔ３−Ａは上記肉厚Ｔ３よりも幾分小さい。肉厚Ｔ３は１．１０乃至１．８０ｍｍでよく、肉厚Ｔ３−Ａは０．９０乃至１．７０ｍｍでよい。

容器蓋１０２における内側筒状シール片１３４は、天面壁１０４の内面から下方に延出している。内側筒状シール片１３４の外周面は、天面壁１０４の内面から容器蓋１０２の中心軸線１３８（図１）と実質上平行に幾分かの長さに渡って垂下した後に、上記中心軸線１３８に対して傾斜角度θ１をなして下方に向かって半径方向外方（図２において左方）に傾斜して延出し、次いで上記中心軸線１３８に対して傾斜角度θ２をなして下方に向かって半径方向内方（図２において右方）に傾斜して延出している。従って、内側筒状シール片１３４の外周面には傾斜方向が逆転する屈折部１４０が存在する。上記傾斜角度θ１は５乃至２５度程度であるのが好適であり、上記傾斜角度θ２は５乃至３０度程度であるのが好適である。図２に図示する断面図において、内側筒状シール片１３４の外周面における上端部は実質上直線状に延び、屈折部１４０を含む主部は曲率半径が比較的大きい凸形状（かかる凸形状部分の傾斜角度θ１及びθ２は各部位における接線と上記中心軸線１３８とがなす角度である）であり、下端部は略円弧状に延びている。内側筒状シール片１３４の外周面は上述したとおりの形態である故に、内側筒状シール片１３４は屈曲部１４０において最大外径Ｄ３を有する。図２を参照することによって理解される如く、内側筒状シール片１３４の屈曲部１４０は容器の口頸部１５０の内周面１６２に密接せしめられ、従って上記最大外径Ｄ３は、内側筒状シール片１３４の、容器の口頸部１５０に密接せしめられる部分の最大外径である。かかる最大外径Ｄ３を有する部位は天面壁１０４の内面から２．５０乃至３．５０ｍｍである長さＬ１だけ下方に離隔した位置であるのが好適である。

内側筒状シール片１３４の内周面の上部は、上記中心軸線１３８に対して傾斜角度θ３をなして下方に向かって半径方向外方に傾斜して延出しており、内側筒状シール片１３４の内周面の下部は、上記中心軸線１３８を中心軸線とする円筒形状である。傾斜角度θ３は７乃至３０度程度でよい。内側筒状シール片１３４の外周面及び内周面が上述したとおりに形成されている故に、図２を参照することによって明確に理解される如く、内側筒状シール片１３４の肉厚は下方に向かって漸次減少せしめられている。

容器蓋１０２における外側筒状シール片１３２も、天面壁１０４の内面から下方に延出せしめられている。外側筒状シール片１３２の延出長さは内側筒状シール片１３４の延出長さよりも短く、外側筒状シール片１３２の延出長さは内側筒状シール片１３４の延出長さの略３分の１程度である。アセプティック充填が適用される容器の場合、容器を所要形状に成形した後に口頸部を加熱して結晶化する必要がなく、それ故に口頸部の寸法精度は比較的高い。それ故に、本発明者等の経験によれば、口頸部の密封に関する必要条件は、基本的には、内側筒状シール片１３４による密封で充分である。外側筒状シール片１３２は、口頸部に容器蓋１０２を装着する際の容器蓋１０２の位置付け或いは外部からの菌の進入防止に寄与する。かような見地から、外側筒状シール片１３２の内周面は、上記中心軸線１３８に対して傾斜角度θ６をなして下方に向かって半径方向外方に傾斜して直線状に延出し、次いで下方に向かって半径方向外方に円弧状に延出している。上記傾斜角度θ６は１０乃至２５度程度でよい。図２を参照することによって理解される如く、容器の口頸部１５０に容器蓋１０２が所要とおりに装着されると、環状シール突条１３６が口頸部１５０の頂面１５６に密接せしめられ、外側筒状シール片１３２は図２に番号１３２Ａで示す部位から下方の部分が、口頸部１５０の外周面１５８に密接せしめられる。従って、外側筒状シール片１３２の内周面における番号１３２Ａで示す部位における内径が、口頸部１５０の外周面１５８に密接せしめられる部分における最小内径Ｄ１である。外側筒状シール片１３２の外周面は上記中心軸線１３８を中心軸線とする円筒形状である。

環状シール突条１３６は、内側筒状シール片１３４の外周面基部に接続して形成されており、全体として略矩形状であり外周面下端部は曲率半径が小さい円弧状である横断面形状を有する。環状シール突条１３６の突出量は、内側筒状シール片１３４及び外側筒状シール片１３２の延出長さと比べると相当小さく、内側筒状シール片１３４及び外側筒状シール片１３２は半径方向内方及び外方に撓む比較的大きな可撓性を有するが、環状シール突条１３６は実質上撓み性を有しない。

図１及び図２には、容器蓋１０２が適用される容器の口頸部の一部も二点鎖線で図示されている。ポリエチレンテレフタレートの如き適宜の合成樹脂から形成することができる容器は略円筒形状の口頸部１５０を備えている。口頸部１５０の外周面には雄螺条１５２とこの雄螺条１５２の下方に位置する環状係止あご部１５４（図１）が形成されている。雄螺条１５２よりも上方に位置する上端部は、実質上水平に延在する環状頂面１５６及び実質上鉛直に延在する円筒状外周面１５８を有する。口頸部１５０の内周面１６２は実質上鉛直に延在する円筒状である。かような容器の口頸部１５０に容器蓋１０２を装着して口頸部１５０を密封する際には、口頸部１５０に容器蓋１０２を被嵌して閉方向、即ち図１及び図２において上方から見て時計方向に回転せしめ、口頸部１５０の雄螺条１５２に容器蓋１０２の雌螺条１２４を螺合せしめる。所要トルクで容器蓋１０２を閉方向に回転せしめて図１及び図２に図示する状態にせしめると、内側筒状シール片１３４は口頸部１５０内に進入せしめられ、内側筒状シール片１３４の屈折部１４０の外周面が口頸部１５０の円筒状内周面１６２に密接せしめられる。環状シール突条１３６は口頸部１５０の環状頂面１５６に密接せしめられ、外側筒状シール片１３２はその内周面が口頸部１５０の円筒状外周面１５８に密接せしめられる。容器蓋１０２のタンパーエビデント裾部１１２に形成されている係止手段１２８は半径方向外方に弾性的に変形して口頸部１５０の環状あご部１５４を通過し、次いで弾性的に復元して環状あご部１５４の下面に係止せしめられる。

図２を参照することによって明確に理解されるとおり、本発明に従って構成された容器蓋１０２においては、容器の口頸部１５０に容器蓋１０２を装着する前の状態において、外側筒状シール片１３２の上記最小内径Ｄ１は、外側筒状シール片１３２が密接せしめられる口頸部１５０の外周面１５８の外径Ｄ２よりも小さく、０．０５ｍｍ≦（Ｄ２−Ｄ１）≦０．６０ｍｍであり、そしてまた内側筒状シール片１３４の上記最大内径Ｄ３は、内側筒状シール片１３４が密接せしめられる口頸部１５０の内周面１６２の内径Ｄ４よりも大きく、０．２５ｍｍ≦（Ｄ３−Ｄ４）≦１．５０ｍｍであることが望ましい。本発明者等の経験によれば、（Ｄ２−Ｄ１）及び（Ｄ３−Ｄ４）が過小になると、口頸部１５０の密封が不充分になる傾向があると共に、口頸部１５０を開封する際に容器蓋１０２を所要回転角度に渡って回転せしめられる前に口頸部１５０の密封が解除される傾向が発生する。他方、（Ｄ２−Ｄ１）及び（Ｄ３−Ｄ４）が過大になると、口頸部１５０に容器蓋１０２を装着する際及び口頸部１５０から容器蓋１０２を離脱する際に容器蓋１０２に加えなければならないトルクが過剰になってしまう傾向がある。

容器の口頸部１５０を開封する際には、容器蓋１０２を開方向、即ち図１及び図２において上方から見て反時計方向に回転せしめる。かくすると、タンパーエビデント裾部１１２は、その内周面に形成されている係止手段１２８が口頸部１５０の外周面に形成さている環状あご部１５４の下面に係止せしめられている故に、上昇が阻止されるが、容器蓋１０２のその他の部分は回転よって雄螺条１５２と雌螺条１２４との螺合が解除されるのに応じて上昇せしめられる。従って、スカート壁１０６に形成されている破断可能ライン１０８、更に詳しくはその橋絡部１１８に相当な応力が生成されて橋絡部１１８が破断され、タンパーエビデント裾部１１２がスカート壁１０６の主部１１０から分離される。次いで、容器蓋１０２の、タンパーエビデント裾部１１２以外の部分は回転と共に上方に自由に移動せしめられ、口頸部１５０から離脱せしめられる。

上述した容器蓋１０２においては、容器の口頸部１５０を開封する際には、容器蓋１０２）のスカート壁１０６に形成されている破断可能ライン１０８における全ての橋絡部１１８が破断され、タンパーエビデント裾部１１２がスカート壁１０６の主部１１０から完全に分離され、タンパーエビデント裾部１１２は口頸部１５０から離脱されることなく口頸部１５０に残留せしめられるが、所望ならば、破断可能ライン１０８における橋絡部１１８のうちの少なくとも１個を破断されることなく維持される強橋絡部にせしめると共に、タンパーエビデント裾部１１２に軸線方向に延びる破断可能ライン（図示していない）を形成し、口頸部１５０を開封する際には軸線方向に延びる破断可能ラインが破断されてタンパーエビデント裾部１１２が無端環状から有端帯状に展開され、破断されることなく維持されている強橋絡部を介してスカート壁１０６の主部１１０に接続され続けるタンパーエビデント裾部１１２も口頸部１５０から離脱されるようになすこともできる。

本発明に従って構成された容器蓋の好適実施形態を、一部を側面図で一部を断面図で示す図。 図１の容器蓋の一部を拡大して示す拡大部分断面図。

符号の説明

１０２：容器蓋
１０４：天面壁
１０６：スカート壁
１３２：外側筒状シール片
１３４：内側筒状シール片
１３６：環状シール突条
１５０：容器の口頸部

Claims (4)

1. 円形天面壁と、該天面壁の周縁から垂下する円筒形スカート壁とを具備する、合成樹脂から一体に形成された合成樹脂製容器蓋において、
   該天面壁の内面には、下方に延出する外側筒状シール片、下方に延出する内側筒状シール片、及び該外側筒状シール片と該内側筒状シール片との間に位置する、下方に膨出せしめられた環状シール突条が形成されており、
   容器の口頸部に容器蓋を装着すると、該外側筒状シール片の内周面が口頸部の外周面に密接せしめられ、該内側筒状シール片の外周面が口頸部の内周面に密接せしめられ、該環状シール突条が口頸部の頂面に密接せしめられ、
   容器の口頸部に容器蓋を装着する前の状態において、該内側筒状シール片の外周面の、口頸部の内周面に密接せしめられる部分における最大外径Ｄ３は口頸部の被密接内周面の内径Ｄ４よりも大きく、０．２５ｍｍ≦（Ｄ３−Ｄ４）≦１．５０ｍｍであり、
   該内側筒状シール片の外周面は、容器蓋の中心軸線に対して５乃至２５度である傾斜角度θ１をなして下方に向かって半径方向外方に傾斜して延出し、次いで該中心軸線に対して５乃至３０度である傾斜角度θ２をなして下方に向かって半径方向内方に傾斜して延出しており、
   該内側筒状シール片の内周面の上部は、該中心軸線に対して７乃至３０度で且つ該傾斜角度θ１よりも大きい傾斜角度θ３をなして下方に向かって半径方向外方に傾斜して延出しており、
   該内側筒状シール片の肉厚は下方に向かって漸次減少せしめられており、
   該外側筒状シール片の内周面は、該中心軸線に対して傾斜角度θ６をなして下方に向かって半径方向外方に傾斜して延出し、次いで下方に向かって半径方向外方に円弧状に延出している、
   ことを特徴とする容器蓋。
2. 該外側筒状シール片の外周面は該中心軸線を中心軸線とする円筒形状である、請求項１記載の容器蓋。
3. 該内側筒状シール片の内周面の下部は該中心軸線を中心軸線とする円筒形状である、請求項１又は２記載の容器蓋。
4. 該内側筒状シール片の外周面は該天面壁の内面から２．５０乃至３．５０ｍｍである長さＬ１だけ下方に離隔した位置において該最大外径Ｄ３を有する、請求項1から３までのいずれかに記載の容器蓋。

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