(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器本体の口部に一体に形成され、キャップを位置決めするキャップストッパーの厚みを確定するキャップストッパーの厚み決定法であって、
上記容器本体の材質を変更する際に、容器材質変更後において上記キャップストッパーの穴空きを防止するための上記キャップストッパーの最小厚みを、以下の関係式
Ｄ＝ＤＬ−定数×(Ｅ２−Ｅ１）
Ｄ：容器材質変更後において上記キャップストッパーの穴空きを防止す
るための上記キャップストッパーの最小厚み
ＤＬ：容器材質変更前において上記キャップストッパーの穴空きが生じる
上記キャップストッパーの最大厚み
Ｅ２：容器材質変更後の上記容器本体の材の破壊に要するエネルギー
Ｅ１：容器材質変更前の上記容器本体の材の破壊に要するエネルギー
を充たすようにして確定するキャップストッパーの厚み決定法。
【請求項２】
容器材質変更前または容器材質変更後における上記容器本体の材質が高密度ポリエチレン,ポリプロピレン,ポリエチレンテレフタレートのいずれか１つである請求項１のキャップストッパーの厚み決定法。
【請求項３】
上記キャップの材質が高密度ポリエチレンまたはポリプロピレンである請求項１または２のキャップストッパーの厚み決定法。
【請求項４】
上記定数は０.０００３である請求項１乃至３のいずれか１つのキャップストッパーの厚み決定法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャップのリブ及び容器本体の口部に一体に形成されたキャップストッパーにより、キャップを位置合わせする、スクリューキャップを用いた容器において、キャップストッパーの厚み決定法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
キャップのリブ及び容器本体の口部に一体に形成されたキャップストッパーを備えたスクリューキャップを用いた容器において、その容器本体の口部にキャップをねじり込むことにより、その容器本体のキャップストッパーと、キャップのリブとを接触させて、キャップの位置合わせを行う。上記キャップストッパーとキャップのリブ各２個を有する場合、キャップが容器本体に対して１８０°回転した時には、キャップストッパーとキャップのリブとの間にクリアランスがあるので、キャップストッパーがリブに接触せず、３６０°回転した時に、キャップストッパーがリブに接触して位置合わせが行われる。しかし、成形不良により、上記クリアランスが小さくなり過ぎると１８０°回転した時にも、キャップストッパーがリブに接触して、キャップストッパーが変形し、破断して、キャップストッパーに穴空きが生じることがある。この穴空きとは、キャップストッパーに穴や裂傷等の欠陥が生じ、その欠陥から容器本体の内容物が流出する状態を意味する。このような穴空きを防ぐには容器本体の材を高強度な材に変更することが考えられるが、この場合、容器材質変更後のキャップストッパーの適切な厚みを再度選定しなければならない。上記キャップストッパーの厚みは、材料使用量の最小化のためにできるだけ薄い方が好ましい。
【０００３】
従来、キャップストッパーの厚み決定法としては、容器材質変更後のキャップストッパーに対して試行錯誤を繰り返して、可能な限り薄くかつ穴空きが生じないような厚みを求めるものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記キャップストッパーの厚み決定法では、容器材質変更後のキャップストッパーの適切な厚みを試行錯誤で選定するために、金型を改造し、キャップを成形する等の多大な労力を要するという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、容器材質変更後のキャップストッパーの適切な厚みを容易に確定して、労力を節減できるキャップストッパーの厚み決定法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明のキャップストッパーの厚み決定法は、容器本体の口部に一体に形成され、キャップを位置決めするキャップストッパーの厚みを確定するキャップストッパーの厚み決定法であって、上記容器本体の材質を変更する際に、容器材質変更後において上記キャップストッパーの穴空きを防止するための上記キャップストッパーの最小厚みを、以下の関係式
Ｄ＝ＤＬ−定数×(Ｅ２−Ｅ１）
Ｄ：容器材質変更後において上記キャップストッパーの穴空きを防止す
るための上記キャップストッパーの最小厚み
ＤＬ：容器材質変更前において上記キャップストッパーの穴空きが生じる
上記キャップストッパーの最大厚み
Ｅ２：容器材質変更後の上記容器本体の材の破壊に要するエネルギー
Ｅ１：容器材質変更前の上記容器本体の材の破壊に要するエネルギー
を充たすようにして確定する。
ここで、上記定数とは、例えば次のような値である。容器材質変更前のある容器本体の材の破壊に要するエネルギーＥと、その容器本体のキャップストッパーの穴空きが生じる臨界肉厚つまり最小肉厚Ｔとの関係を一次式Ｔ＝ＲＥ＋Ｂで近似した場合であって、かつ、容器材質変更後のある容器本体の材の破壊に要するエネルギーＥ´と、その容器本体のキャップストッパーの穴空きが生じる最小肉厚Ｔ´との関係を一次式Ｔ´＝Ｒ´Ｅ´＋Ｂ´で近似した場合であって、かつ、Ｒ＝Ｒ´である場合、上記Ｒに相当する値である。ここで、Ｂ,Ｂ´は定数項である。
【０００７】
上記請求項１の発明のキャップストッパーの厚み決定法によれば、上記ボト本体の材質を変更する場合、容器材質変更後においてキャップストッパーの厚みが上記関係式を充たしていると、容器本体の口部にキャップをねじ込んでいる途中にキャップのリブがキャップストッパーを押圧あるいは変形しても、キャップストッパーに穴空きが生じないことが分った。したがって、上記関係式によって穴空きが生じないキャップストッパーの厚みを容易に確定できるから、労力を節減することができる。
【０００８】
また、請求項２の発明のキャップストッパーの厚み決定法は、容器材質変更前または容器材質変更後における上記容器本体の材質が高密度ポリエチレン(以後、ＨＤＰＥという),ポリプロピレン(以後、ＰＰという),ポリエチレンテレフタレート(以後、ＰＥＴという)のいずれか１つである。
【０００９】
上記請求項２の発明のキャップストッパーの厚み決定法によれば、上記容器材質変更前または容器材質変更後における容器本体の材質がＨＤＰＥ,ＰＰ,ＰＥＴであると、式(１)が最も完全に適用できることが分った。
【００１０】
また、請求項３の発明のキャップストッパーの厚み決定法は、請求項１または２のキャップストッパーの厚み決定法において、上記キャップの材質がＨＤＰＥまたはＰＰである。
【００１１】
上記請求項３の発明のキャップストッパーの厚み決定法によれば、上記キャップの材質がＨＤＰＥまたはＰＰであると、式(１)が最も完全に適用できることが分った。
【００１２】
また、請求項４の発明のキャップストッパーの厚み決定法は、請求項１乃至３のいずれか１つのキャップストッパーの厚み決定法において、上記定数は０.０００３である。
【００１３】
上記請求項４の発明のキャップストッパーの厚み決定法によれば、上記定数が０.０００３であると、式(１)で穴あきが生じない最も薄い肉厚を選定できることが分った。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のキャップストッパーの厚み決定法を実施の形態により詳細に説明する。キャップストッパーを有する容器としては、例えばボトル、キャップ付スタンディングパウチ等が挙げられる。
【００１５】
図１(ａ)に、本発明の実施の一形態のキャップストッパーの厚み決定法が適用される容器本体としてのボトル本体の一部及びキャップの正面図を示し、図１(ｂ)に上記ボトル本体の一部及びキャップの側面図を示している。
【００１６】
図１(ｂ)に示すように、ボトル本体１は、口部３に一体に形成され、キャップ２を位置決めするキャップストッパー４Ａ,４Ｂを有している。このキャップストッパー４Ａ,４Ｂは正面側と背面側とに夫々位置している。一方、上記キャップ２は、キャップストッパー４Ａ,４Ｂに係合するリブ５Ａ,５Ｂを内周面に有すると共に、ヒンジ６で回動自在に取り付けられた開閉蓋７を有している。このようなボトル本体１とキャップ２との取付はキャッピングマシーンを用いて行っている。上記キャップ２がボトル本体１に取り付けられる様子を以下に説明する。
【００１７】
まず、図１(ａ),(ｂ)に示すように、キャップ２のヒンジ６がボトル本体１の背面側に位置するように、ボトル本体１の口部３にキャップ２を乗せる。そして、上記キャッピングマシーンが、図３(ａ),(ｂ)に示すように、キャップ２をボトル本体１に対して３６０°回転させると、キャップ２のリブ５Ａ,５Ｂがキャップストッパー４Ａ,４Ｂと係合し、キャップ２がボトル本体１に対して位置決めされて、開閉蓋７がボトル本体１の背面側に向って回動するようになる。
【００１８】
ところで、上記キャップ２が、図２(ａ),(ｂ)に示すように、ボトル本体１に対して１８０°回転した時に、キャップ２のリブ５Ａ,５Ｂがキャップストッパー４Ａ,４Ｂに接触しないように、リブ５Ａ,５Ｂとキャップストッパー４Ａ,４Ｂとの間にクリアランスＣを設けている。しかし、上記クリアランスＣが製造ばらつきで所望の大きさにならない場合に、キャップ２のリブ５Ａ,５Ｂがキャップストッパー４Ａ,４Ｂに衝突しまうことがある。このとき、上記キャップストッパー４Ａ,４Ｂの肉厚が薄いと、押圧あるいは変形により、図４(ａ),(ｂ)に示すように、キャップストッパー４Ａに穴空きが生じてしまう。
【００１９】
表１に、上記キャップストッパー４Ａ,４Ｂの厚みと穴空きとの関係を調べた実験結果を示す。この実験には、ボトル材質がＨＤＰＥ,ＰＰ,ＰＥＴのボトル本体１を用い、キャップ材質がＰＰ,ＨＤＰＥのキャップ２を用いている。また、上記キャッピングマシーンの機械的な回転トルクでキャップ２の位置決めを行うためには、キャップストッパー４Ａ,４Ｂとリブ５Ａ,５Ｂとの接触面積を少なくとも１ｍｍ2以上に設定する必要があり、さらに、その回転トルクを止めるためには、リブ５Ａ,５Ｂの肉厚を少なくとも１ｍｍ以上に設定する必要がある。望ましくは、上記接触面積は１.５ｍｍ2以上、リブ５Ａ,５Ｂの肉厚は２ｍｍ以上である。そのため、この実験では、上記接触面積が１.５ｍｍ2、リブ５Ａ,５Ｂの肉厚が２ｍｍであるボトル本体１,キャップ２を使用している。
【００２０】
【表１】
0004266499.tif 000002
【００２１】
表１において、○は穴空きが生じなかったことを意味し、×は穴空きが生じたことを意味し、さらに、−は実験を行っていないことを意味する。
【００２２】
上記穴空きが生じたか否かの判定は、キャッピングマシーンによりキャップ２が取り付けられた１００本のボトル本体１を調べて、１００本のボトル本体１の全てにおいてキャップストッパー４Ａ,４Ｂに穴空きが生じなかった場合を○とし、１００本のボトル本体１のうち１本でもキャップストッパー４Ａ,４Ｂに穴空きが生じた場合を×としている。例えば、表１に示すように、ボトル材質がＰＰ、かつ、キャップ材質がＰＰのキャップの場合、キャップストッパー４Ａ,４Ｂの厚みが０.５ｍｍでは穴空きが発生せず、キャップストッパー４Ａ,４Ｂの厚みが０.４mmで穴空きが発生している。
【００２３】
このような穴空きの現象を考察すると、キャップストッパー４Ａ,４Ｂがキャップ２のリブ５Ａ,５Ｂによって押圧され、変形させられて、最終的に、キャップストッパー４Ａ,４Ｂが破壊されている。この破壊に要するエネルギーは、材料の引張り破断強度と、その時の破断伸びとの積で表わす。上記材料の引張り破断強度と、その時の破断伸びとをＡＳＴＭＤ６３８に基づいて測定する。下の表２に、ボトル材質がＨＤＰＥ,ＰＰ,ＰＥＴのボトル本体１の破壊に要するエネルギーを示している。
【００２４】
【表２】
（ボトル本体）
0004266499.tif 000003
【００２５】
また、上記ボトル本体１の破壊に要するエネルギーと、穴空きが生じないキャップストッパー４Ａ,４Ｂの最小厚み、いわゆる穴空き臨界肉厚との関係を調べ、その結果を図５に示している。上記ＨＤＰＥ,ＰＰ,ＰＥＴのボトル本体１にＰＰのキャップ２を取り付ける場合、上記ボトル本体１の破壊に要するエネルギーをｘとし、穴空き臨界肉厚をｙとすると、そのｙとｘのとの関係は、ｙ＝−０.０００３ｘ＋０.９９５で表わされる。また、上記ＨＤＰＥ,ＰＰ,ＰＥＴのボトル本体１にＨＤＰＥのキャップ２を取り付る場合は、ｙとｘとの関係は、ｙ＝−０.０００３ｘ＋０.７９５で表わされる。このように、上記キャップ２の材質がＰＰ,ＨＤＰＥのどちらであっても、ボトル本体１の破壊に要するエネルギーと穴空き臨界肉厚との関係を示す一次式の傾きは同じになっている。したがって、ボトル材質を変更する際、ボトル材質変更後において穴空きを防止するキャップストッパー４Ａ,４Ｂの最小厚み(穴空き臨界肉厚)を以下(１)の関係式からもとめることができる。
【００２６】
Ｄ＝ＤＨ−０.０００３［ｍｍ／（ｋｇｆ/ｃｍ2）］×(Ｅ２−Ｅ１）  ……(１)
Ｄ：ボトル材質変更後においてキャップストッパー４Ａ,４Ｂの穴空き
が生じないキャップストッパー４Ａ,４Ｂの最小厚み(穴空き臨界肉
厚；ｍｍ)
ＤＨ：ボトル材質変更前においてキャップストッパー４Ａ,４Ｂの穴空き
が生じないキャップストッパー４Ａ,４Ｂの最小厚み(ｍｍ)
Ｅ２：ボトル材質変更後のボトル本体１の材の破壊に要するエネルギー(
ｋｇｆ/ｃｍ2)
Ｅ１：ボトル材質変更前のボトル本体１の材の破壊に要するエネルギー(
ｋｇｆ/ｃｍ2)
ここで、上記ボトル材質変更前においてキャップストッパー４Ａ,４Ｂの穴空きが生じないキャップストッパー４Ａ,４Ｂの最小厚みの極限値は、ボトル材質変更前においてキャップストッパー４Ａ,４Ｂの穴空きが生じるキャップストッパー４Ａ,４Ｂの最大厚みの極限値に等しくなるので、ＤＨをＤＬ(ボトル材質変更前においてキャップストッパー４Ａ,４Ｂの穴空きが生じるキャップストッパー４Ａ,４Ｂの最大厚み)に置き換えてもよく、以下(２)の関係式を得ることができる。但し、上記ＤＬは、ボトル材質変更後において１００本のボトル本体１のうち１本以上に穴あきが生じるキャップストッパー４Ａ,４Ｂの最大厚みを意味する。なお、上記Ｄ、ＤＬの具体的な位置、関係については図４（ａ）を参照のこと。
【００２７】
Ｄ＝ＤＬ−０.０００３［ｍｍ／（ｋｇｆ/ｃｍ2）］×(Ｅ２−Ｅ１）  ……(２)
したがって、上記ボト本体１の材質を変更する場合、ＤＬ,Ｅ１およびＥ２を実験で求め、それらを関係式(２)に代入することにより、ボトル材質変更後のキャップストッパー４Ａ,４Ｂの適切な厚み、つまりボトル材質変更後において穴あきを防止するためのキャップストッパー４Ａ,４Ｂの厚みが容易に求まるので、労力を節減することができる。
【００２８】
上記実施の形態では、ボトル本体は２つのキャップストッパー４Ａ,４Ｂを有していたが、ボトル本体は２つ以上のキャップストッパーを有してもよい。また、上記ボトル本体１の材質はＨＤＰＥ,ＰＰ,ＰＥＴ以外の材質でもよく、キャップ２の材質もＨＤＰＥ,ＰＰ以外の材質でもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明のキャップストッパーの厚み決定法は、容器本体の材質を変更する場合、容器材質変更後のキャップストッパーの厚みが以下の関係式(１)を充たしていると、回転しているキャップのリブがキャップストッパーを押圧あるいは変形させても、キャップストッパーに穴空きが生じないことが分った。したがって、以下の関係式(１)によって穴空きが生じないキャップストッパーの厚みを容易に確定できるから、労力を節減することができる。
【００３０】
Ｄ＝ＤＬ−定数×(Ｅ１−Ｅ２）      ―（１）
Ｄ：容器材質変更後において上記キャップストッパーの穴空きを防止す
るための上記キャップストッパーの最小厚み(ｍｍ)
ＤＬ：容器材質変更前において上記キャップストッパーの穴空きが生じる
上記キャップストッパーの最大厚み(ｍｍ)
Ｅ１：容器材質変更後の容器本体の材の破壊に要するエネルギー(ｋｇｆ/
ｃｍ2)
Ｅ２：容器材質変更前の容器本体の材の破壊に要するエネルギー(ｋｇｆ/
ｃｍ2)
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１(ａ)は本発明の実施の一形態のキャップストッパーの厚み決定法が適用されるボトル本体の口部にキャップを乗せた状態の正面図であり、図１(ｂ)は上記状態の側面図である。
【図２】  図２(ａ)は上記ボトル本体に対してキャップをねじ込んでいる途中の状態の正面図であり、図２(ｂ)は上記状態の側面図である。
【図３】  図３(ａ)は上記ボトル本体に対してキャップが位置決めされた状態の正面図であり、図３(ｂ)は上記状態の側面図である。
【図４】  図４(ａ)は上記ボトル本体の上面図であり、図４(ｂ)は上記ボトル本体の正面図である。
【図５】  図５は上記ボトル本体１の破壊に要するエネルギーと、穴空きが生じないキャップストッパーの最小厚み(穴空き臨界肉厚)との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  ボトル本体
２  キャップ
３  口部
４Ａ,４Ｂ  キャップストッパー
【図１】
0004266499.tif 000004
【図２】
0004266499.tif 000005
【図３】
0004266499.tif 000006
【図４】
0004266499.tif 000007
【図５】
0004266499.tif 000008