(57)【要約】 【課題】開栓操作が容易になる金属製キャップを提供する。【解決手段】天板部２とその周縁から垂下した筒部３とを備えた金属製キャップ１。天板部２および筒部３の外面に塗膜１２が形成され、この塗膜１２には、この塗膜１２の表面に凸部を形成することでこの表面を粗化する粗化粒子が含まれている。粗化粒子の平均粒径は１μｍ以上、１０μｍ未満である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
天板部（２）とその周縁から垂下した筒部（３）とを備えた金属製キャップであって、
前記天板部および筒部の外面に塗膜（１２）が形成され、
前記塗膜には、この塗膜の表面に凸部（１３）を形成することでこの表面を粗化する粗化粒子が含まれ、前記粗化粒子の平均粒径が１μｍ以上、１０μｍ未満であることを特徴とする金属製キャップ。
【請求項２】
前記粗化粒子の平均粒径が２μｍ以上、１０μｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載の金属製キャップ。
【請求項３】
容器（２０）と、その口元部（２１）に装着される金属製キャップとを備えた閉止装置であって、
前記金属製キャップは、請求項１または２に記載のものであることを特徴とする閉止装置。
【請求項４】
飲料が充填された容器と、その口元部に装着される金属製キャップとを備えた飲料入り閉止装置であって、
前記金属製キャップは、請求項１または２に記載のものであることを特徴とする飲料入り閉止装置。
【請求項５】
前記天板部および筒部の外面に塗膜（１２）が形成され、前記塗膜には、この塗膜の表面に凸部（１３）を形成することでこの表面を粗化する粗化粒子が含まれ、前記粗化粒子の平均粒径が１μｍ以上、１０μｍ未満である金属製キャップを製造する方法であって、
前記金属製キャップの外面形状に即した外面側金型（３１）と、前記金属製キャップの内面形状に即した内面側金型（３２）とを用い、
前記塗膜を形成した平板状の金属板（１４）を、前記塗膜を前記外面側金型に向けた状態で、前記外面側金型と内面側金型の間に挟み、前記外面側金型で押圧して前記内面側金型に沿って変形させることで前記筒部を形成することを特徴とする金属製キャップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器口元部を閉止する金属製キャップおよびその製造方法、このキャップを用いた閉止装置、ならびに飲料入り閉止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の金属製キャップとしては、円板状の天板部とその周縁から垂下した筒部とを有する金属製のキャップ本体と、天板部内面に設けられた略円板状のライナーとを備えたものが広く用いられている。（例えば、特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１９２００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、金属製キャップは、合成樹脂製キャップに比べ開栓しにくく、特に、表面が濡れている場合には、いっそう開栓がしにくくなる。このため、握力が弱い利用者、例えば高齢者や子供等には開栓操作が難しくなることがあった。
また、キャップ本体は、塗装が施された薄い平板状の金属板をキャップ形状に成型することで作製されるが、塗料によっては、筒部の成形に不具合が生じることがあった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、開栓操作が容易になり、かつ加工性にも優れた金属製キャップおよびその製造方法、このキャップを用いた閉止装置、ならびに飲料入り閉止装置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】
【０００５】
本発明の金属製キャップは、天板部とその周縁から垂下した筒部とを備えた金属製キャップであって、前記天板部および筒部の外面に塗膜が形成され、前記塗膜には、この塗膜の表面に凸部を形成することでこの表面を粗化する粗化粒子が含まれ、前記粗化粒子の平均粒径が１μｍ以上、１０μｍ未満であることを特徴とする。
前記粗化粒子の平均粒径は２μｍ以上、１０μｍ未満であることが好ましい。
【０００６】
本発明の閉止装置は、容器と、その口元部に装着される金属製キャップとを備えた閉止装置であって、前記金属製キャップが、上述のものであることを特徴とする。
本発明の飲料入り閉止装置は、飲料が充填された容器と、その口元部に装着される金属製キャップとを備えた飲料入り閉止装置であって、前記金属製キャップが、上述のものであることを特徴とする。
【０００７】
本発明の金属製キャップの製造方法は、前記天板部および筒部の外面に塗膜が形成され、前記塗膜には、この塗膜の表面に凸部を形成することでこの表面を粗化する粗化粒子が含まれ、前記粗化粒子の平均粒径が１μｍ以上、１０μｍ未満である金属製キャップを製造する方法であって、前記金属製キャップの外面形状に即した外面側金型と、前記金属製キャップの内面形状に即した内面側金型とを用い、前記塗膜を形成した平板状の金属板を、前記塗膜を前記外面側金型に向けた状態で、前記外面側金型と内面側金型の間に挟み、前記外面側金型で押圧して前記内面側金型に沿って変形させることで前記筒部を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、キャップ外面の塗膜に平均粒径１μｍ以上、１０μｍ未満の粗化粒子が添加されているので、塗膜表面を適度に粗化することにより滑りにくくし、キャップを開栓しやすくすることができる。さらに、加工性を良好にし、形成不良を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のキャップの一実施形態を用いた閉止装置を示す一部断面図である。
【図２】本発明のキャップの一例の表面状態を示す観察像である。
【図３】粗化粒子を使用していないキャップの一例の表面状態を示す観察像である。
【図４】本発明のキャップの製造方法の一例に使用可能な成型装置を示す概略構成図である。
【図５】キャップの製造工程を示す工程図である。
【図６】キャップの製造工程を示す工程図である。
【図７】実施例１における開栓角度（チャック回転角度）と摩擦抵抗の関係を示すグラフである。
【図８】実施例１における開栓角度と摩擦抵抗の関係を示すグラフである。
【図９】実施例１における開栓角度と摩擦抵抗の関係を示すグラフである。
【図１０】比較例１における開栓角度と摩擦抵抗の関係を示すグラフである。
【図１１】比較例１における開栓角度と摩擦抵抗の関係を示すグラフである。
【図１２】比較例１における開栓角度と摩擦抵抗の関係を示すグラフである。
【図１３】実施例１における開栓角度と摩擦抵抗の関係を示すグラフである。
【図１４】比較例１における開栓角度と摩擦抵抗の関係を示すグラフである。
【図１５】プレス加工性試験で得られた異常品を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の金属製キャップ（以下、単にキャップということがある）の一実施形態を用いた閉止装置を示すものである。
容器２０は、アルミニウム、アルミニウム合金、スチールなどの金属からなり、口元部２１にキャップ１が装着できるように構成されている。
キャップ１は、円板状の天板部２とその周縁から垂下した筒部３とを有するキャップ本体４と、天板部２内面に設けられた略円板状のライナー５とを備えている。
【００１１】
筒部３は、スコア６（弱化ライン）によって、主部８と、ブリッジ７によって主部８の下端に連結されたＴＥリング部９とに区画されている。筒部３には、キャップ１を容器２０の口元部２１に装着する際にネジ部１０が形成される。ネジ部１０は、口元部２１の雄ネジ２２に沿う形状となるように形成される。
ＴＥリング部９の下部は、口元部２１の膨出段部２３に沿って内方に湾曲した裾部１１とされ、開栓時に膨出段部２３に係止するようになっている。
【００１２】
キャップ本体４の外面、すなわち天板部２および筒部３の外面には、塗膜１２が形成されている。
塗膜１２は、キャップ１を把持して開栓する際に滑りにくくするもので、ベース樹脂に粗化粒子が添加された塗料を塗布して得られたものである。
ベース樹脂としては、金属製キャップ用の塗料として汎用のものを使用でき、例えばエポキシ・フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂を例示できる。これらは単独で使用してもよいし、２以上を併用してもよい。
【００１３】
粗化粒子は、特に限定されないが、例えば、無機材料からなる粒子であってもよいし、有機材料からなる粒子であってもよい。
無機材料としては、ガラス、シリカ、酸化アルミニウムなどが使用できる。有機材料としては、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカ−ボネ−ト樹脂などが使用できる。これらの材料は単独で使用してもよいし、２以上を併用してもよい。
【００１４】
粗化粒子の平均粒径は、１μｍ以上、１０μｍ未満とされる。この平均粒径は２μｍ以上、１０μｍ未満であることがさらに好ましい。
この平均粒径を１μｍ以上とすることによって、塗膜１２表面に十分な大きさの凸部を形成でき、この塗膜１２表面を十分に粗化することにより滑りにくくし、キャップ１の開栓性を高めることができる。
また、この平均粒径を１０μｍ未満とすることによって、加工性を良好にし、形成不良を防ぐことができる。
具体的には、平均粒径がこの範囲を上回ると、筒部を形成する際に、筒部に金型により大きな力が加えられ、シワや欠けが生じやすくなるが、平均粒径を上記範囲とすることで、筒部に加えられる力が軽減され、形成不良が起こりにくくなる。
なお、平均粒径はレーザ回折・散乱法などにより測定でき、例えば島津製作所社製の粒度分布測定装置ＳＡＬＤ−２０００Ｊを用いて測定することができる。
【００１５】
粗化粒子の添加量は、１質量％以上とすると開栓時に滑りが起こりにくくする効果を高めることができる。この添加量は、６質量％以下とすると、キャップ１の破損（亀裂等）が起こりにくくなる。このため、添加量は１〜６質量％とするのが好ましい。
図２は、キャップ１の一例の表面状態を示す画像である。図３は、粗化粒子を添加しないこと以外は図２に示すキャップ１と同様の構成のキャップの表面状態を示す画像である。
これらより、粗化粒子を使用したキャップ１では、粗化粒子の添加によって塗膜１２の表面に多数の凸部１３が形成され、この表面が粗化されていることがわかる。
【００１６】
塗膜１２は、成形前の平板状の金属板の外面に、ロールコート、コイルコート、スプレー塗装などにより塗布することで形成できる。塗膜１２は、キャップ状に成形した状態で形成してもよい。
【００１７】
ライナー５は、ポリプロピレンとゴムをブレンドしたもの、ポリエチレン、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）などの比較的軟質の合成樹脂材料を略円板状に成形してなるものである。
キャップ本体４はアルミニウム、アルミニウム合金、スチールなどの金属からなる。
なお、本発明では、キャップ本体が金属製であるキャップを「金属製キャップ」と呼ぶ。
【００１８】
以下、キャップ１の製造方法の一例を説明する。
図４は、本発明のキャップの製造方法の一例に使用できる成型装置を示すもので、この成型装置は、外面側金型３１と、内面側金型３２を備えている。
外面側金型３１は、円筒状の中央部材３１ａと、その外周に設けられた円筒状の外筒部材３１ｂとを有する。外筒部材３１ｂはキャップ１の筒部３の外面形状に即した内面形状を有する。
内面側金型３２は、円筒状の中央部材３２ａと、その外周に設けられた円筒状の外筒部材３２ｂとを有する。中央部材３２ａはキャップ１の内面形状に即した外面形状を有する。
外筒部材３１ｂ、３２ｂは、それぞれ中央部材３１ａ、３２ａに対して中心軸方向に相対移動可能である。
【００１９】
一方面に塗膜１２を形成したアルミニウム合金製の平板状の板材１４を、塗膜１２を外面側金型３１に向けた状態で、外面側金型３１と内面側金型３２との間に挟む。
図５、図６に示すように、中央部材３１ａ、３２ａに挟まれた円形部分１４ａ以外の部分（外周部分１４ｂ）の板材１４を外筒部材３１ｂで押圧して筒状に変形させて筒部４３とし、最後に周縁部４４を切除する。
これによって、板材１４を中央部材３２ａに沿うキャップ状、すなわち天板部４２と筒部４３を有する形状のキャップ本体４４に加工することができる。
得られたキャップ本体４４にライナー５を形成することにより未成形キャップが得られ、この未成形キャップを容器２０の口元部２１に装着してネジ部１０および裾部１１を形成することで、図１に示すものと同様のキャップが得られる。
【００２０】
キャップ１は、塗膜１２に添加された粗化粒子によって塗膜１２表面に凸部１３が形成されてこの表面が粗化されている。
粗化粒子は、粒径が小さすぎると開栓時の滑りが起こりやすくなり、大きすぎるとキャップ１の加工性が不十分となる。
キャップ１では、平均粒径が１μｍ以上であるものを使用するので、塗膜表面を適度に粗化することにより滑りにくくし、キャップを開栓しやすくすることができる。さらに、平均粒径が１０μｍ未満であるものを使用するので、加工性を良好にし、形成不良を防ぐことができる。
また、このキャップ１は、互いに接触したときの摩擦が小さいため、搬送コンベアの搬送体上で多数のキャップ１が密集することによるつまりや転倒が起こりにくい。
【００２１】
本発明のキャップは、金属製の容器に限らず、合成樹脂製の容器にも適用できるが、次に示すように、金属製容器に適用した場合にその特性を発揮する。
アルミニウム合金などの金属からなる容器２０では、強度確保の観点から雄ネジ２２および膨出段部２３を十分な高さにできないため、キャップ１と容器２０との係合が不十分になりやすく、キャップ１の開栓性能に悪影響が及ぶことがある。
これに対し、キャップ１では、上述のように、開栓時に滑りが生じにくくなるため、金属製の容器２０を用いた場合でも、優れた開栓性が得られる。
【００２２】
上記閉止装置は、炭酸飲料、果汁飲料、茶飲料、コーヒー飲料等の飲料を容器に充填することによって、飲料入り閉止装置とすることができる。
【実施例】
【００２３】
図１に示すキャップ１を次のようにして作製した。
（実施例１）
外面に塗膜１２を形成したアルミニウム合金製のキャップ本体４を有するキャップ１を作製した。塗料は、ベース樹脂（エポキシ・フェノール系樹脂）に、３．０質量％の粗化粒子を添加したものを使用した。キャップ１の外径は３８ｍｍとした。
粗化粒子は、シリカからなり、平均粒径３．９μｍであるものを使用した。
キャップ１を容量３００ｍｌの容器２０の口元部２１に装着した。
なお、平均粒径は島津製作所社製の粒度分布測定装置ＳＡＬＤ−２０００Ｊを用いて測定した（以下の各例においても同様）。
【００２４】
（比較例１）
粗化粒子を使用しないこと以外実施例１と同様にしてキャップを作製し、容器２０の口元部２１に装着した。
【００２５】
上記実施例および比較例のキャップを、次の試験に供した。
（１）開栓官能試験
１０人の女性パネラーに、実施例１および比較例１ともサンプルを３つずつ連続して開栓させ、開栓操作の容易さを評価させ、実施例１と比較例１のうちいずれが開栓しやすかったかを選択させた。サンプルは試験直前まで５℃に冷却しておき、結露した状態で試験を行った。結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表１に示すように、パネラー全員が実施例１の方が開栓しやすかったと評価した。
【００２８】
（２）開栓試験
実施例１および比較例１につき、自動トルクメータにより開栓時のトルクを測定した。サンプル数はそれぞれ１０とし、平均値を算出した。サンプルは試験直前まで５℃に冷却しておき、結露した状態で試験を行った。
結果を表２に示す。表中、１ｓｔトルクとは、開栓開始時のトルクをいい、２ｎｄトルクとは、ブリッジを破断させるときのトルクをいう。
表２より、実施例１と比較例１との開栓トルクの差は小さいことがわかる。
【００２９】
【表２】
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【００３０】
（３）滑り性試験
自動トルクメータ（京都技研工業株式会社製）を用いてキャップを開栓方向に回す際に、チャック圧を低く設定し（０．０３〜０．０５ＭＰａ）、チャックがキャップに対し滑りやすい状態で滑り出し時の抵抗を測定した。サンプルは試験直前まで５℃に冷却しておき、結露した状態で試験を行った。なお、一般的な開栓トルク測定時のチャック圧は約０．２０ＭＰａである。
図７〜図９に、実施例１における開栓角度（チャック回転角度）と摩擦抵抗の関係を示す。図７〜図９は、それぞれチャック圧０．０３ＭＰａ、０．０４ＭＰａ、０．０５ＭＰａの場合を示す。サンプル数は各チャック圧につき５とした。
図１０〜図１２に、比較例１における開栓角度と摩擦抵抗の関係を示す。図１０〜図１２は、それぞれチャック圧０．０３ＭＰａ、０．０４ＭＰａ、０．０５ＭＰａの場合を示す。サンプル数は各チャック圧につき５とした。
図１３は、図７〜図９に示す各チャック圧のデータの平均値を１つのグラフに表示したものである。
図１４は、図１０〜図１２に示す各チャック圧のデータの平均値を１つのグラフに表示したものである。
これらの図より、実施例１の方が摩擦抵抗が大きいことから、実施例１の方が、滑りが起こりにくいことが確認された。
【００３１】
以上の試験結果より、実施例１では、開栓トルクは比較例１と大差がないが、把持して開栓方向に回す際に比較的弱い力でも滑りが起こりにくく、開栓しやすいことがわかった。
【００３２】
（試験例１〜１４）
外面に塗膜１２を形成したアルミニウム合金製のキャップ本体４を有するキャップ１を作製した。塗料は、ベース樹脂（エポキシ・フェノール系樹脂）に、３．０質量％の粗化粒子を添加したものを使用した。
粗化粒子は、シリカからなり、表３に示す平均粒径を有するものを使用した。
それ以外の条件は実施例１に準じた。
【００３３】
（４）開栓官能試験
１０人の女性パネラーに、各試験例のサンプルを開栓させ、開栓操作の容易さを、「極めて開栓しやすい」、「開栓しやすい」、「普通」、「開栓しにくい」、「極めて開栓しにくい」のうちいずれかに評価させた。
「極めて開栓しやすい」という回答の数が５以下である場合を△とし、６〜９である場合を○とし、１０である場合（すなわち全員が「極めて開栓しやすい」と回答した場合）を◎とした。サンプルは試験直前まで５℃に冷却しておき、結露した状態で試験を行った。結果を表３に示す。
【００３４】
（５）プレス加工性
図４に示す成型装置を使用してプレス加工性を評価した。
一方面に塗膜１２を形成したアルミニウム合金製の平板状の板材１４を、塗膜１２を外面側金型３１に向けた状態で、外面側金型３１と内面側金型３２との間に挟み、図５、図６に示すように、外周部分１４ｂを外筒部材３１ｂで押圧して筒状に変形させた。
各試験例につき１０００個ずつ加工を行い、正常に加工できるかどうかを評価した。画像検査機を用いて、わずかでもシワや欠けが生じたサンプルを異常品として検出し、その発生割合を算出した。結果を表３に示す。
図１５は、顕著な異常が生じた例を示す写真である。ここに示す２つのキャップのいずれも筒部４３にシワが形成されている。左のキャップは、筒部４３の一部が欠けている。
【００３５】
【表３】
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【００３６】
表３より、平均粒径が１μｍ以上、１０μｍ未満の粗化粒子（特に平均粒径２μｍ以上、１０μｍ未満のもの）を使用した試験例では、開栓官能試験において良好な評価が得られ、しかもプレス加工において異常が発生しなかった。
これに対し、平均粒径が１０μｍ以上の粗化粒子を用いた場合は、開栓は容易であると評価されたものの、異常が多く発生した。これは、塗膜１２の影響により、筒部４３を形成する際に外筒部材３１ｂにより加えられる力が大きくなったためであると考えられる。
【００３７】
（実施例２〜４）
粗化粒子を含む塗料をアルミニウム合金板からなる試験片（基材）に塗布してサンプルを得た。
塗料は、実施例１で用いたものと同じベース樹脂に、２．５〜３．５質量％（表４参照）の粗化粒子を添加したものを使用した。粗化粒子としては、実施例１で用いたものと同じものを使用した。
【００３８】
（比較例２）
粗化粒子を使用しないこと以外は実施例２〜４と同様にしてサンプルを作製した。
【００３９】
上記実施例および比較例のサンプルを、次の試験に供した。
（６）滑り性試験
動摩擦係数は鋼球三点支持法により測定した。静摩擦係数は、ステンレス板上で荷重１５７ｇにて測定した。結果を表４に示す。
【００４０】
（７）鉛筆硬度試験
２５℃および８０℃の条件で測定を行った。結果を表４に示す。
【００４１】
（８）テーバー摩耗試験
摩耗輪としてはＣＳ−１０を使用し、荷重は１ｋｇとした。回転数１００回および２００回において、目視にて摩耗度合いを評価した。評価は次の１０段階で行った。
９：塗膜が削られているが、基材の露出なし。
７：回転方向に平均して塗膜が薄くなり基材が透けて見える。
５：塗膜が削れ、基材が５０〜６０％露出。
３：塗膜が削れ、基材が７０〜８０％露出。
１：塗膜が削れ、基材が９０％以上露出。
サンプル数は１０とし、それらの平均を算出した。結果を表４に示す。
【００４２】
（９）ブロッキング性試験
塗膜面積１０ｃｍ×１０ｃｍのサンプルを２枚重ねた。この際、一方のサンプルの塗膜形成面を他方のサンプルの塗膜が形成されていない面に当接させた。
これら２枚のサンプルを５０℃、１５分の予熱の後、５０℃で７．６ｋｇ／ｃｍ２で１０分間、圧着させた。
一方のサンプルを他方のサンプルから引き剥がし、その際の抵抗を測定した。この抵抗値は、２０ｃｍ２／ｇ以下であればブロッキングは起こりにくいということができる。結果を表４に示す。
【００４３】
【表４】
2011121609.tif 000006
【００４４】
表４より、滑り性試験の結果、粗化粒子を添加した実施例２〜４では、表面摩擦が大きくなることがわかった。
鉛筆硬度試験の結果、硬度に関しては、実施例２〜４は、粗化粒子を添加していない比較例２に比べ劣っていないことがわかった。
テーバー摩耗試験の結果より、実施例２〜４は、比較例２に対しほぼ遜色のない耐摩耗性を示したことがわかった。
ブロッキングに関しては、抵抗値が２０ｃｍ２／ｇ以下であればブロッキングは起こりにくいが、実施例２〜４はいずれもこの範囲であった。
【符号の説明】
【００４５】
１・・・キャップ、２・・・天板部、３・・・筒部、４・・・キャップ本体、１２・・・塗膜、１３・・・凸部、１４・・板材（金属板）、２０・・・容器、２１・・・口元部、３１・・・外面側金型、３２・・・内面側金型。
【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図２】
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【図３】
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【図１５】
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