(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料用瓶の瓶口に挿入されるコルク材製の栓部と、前記瓶口に覆い被さる傘部とを有する傘付きコルク栓において、
前記栓部は適度の粒度のコルク粒を圧搾形成してなり、
前記傘部には栓部を固定する凹部を形成し、前記栓部には前記傘部との接合面に凹孔を形成し、
前記傘部の前記凹部内には、前記栓部の凹孔内に挿入される中空のステム部、前記ステム部の一端から半径方向外側に伸びるフランジ状の座部及び前記座部の表面から前記傘部に向かって突出する凸部を有するシャフトの前記座部を装着して前記座部と前記傘部とを接着剤で接合し、
前記シャフトの前記ステム部を前記栓部の前記凹孔内に挿入して両者を接着剤で接合して一体化したことを特徴とする傘付きコルク栓。
【請求項２】
前記シャフトの前記座部の外周縁に前記傘部の前記凹部の側面に接触するヒダを設けたことを特徴とする請求項１に記載の傘付きコルク栓。
【請求項３】
前記シャフトの前記ステム部の外周に軸方向に伸びるリブを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の傘付きコルク栓。
【請求項４】
前記凸部は半径方向に放射状に伸びるものが、複数個円周方向に隔てて形成されることを特徴とする請求項１ないし３に記載の傘付きコルク栓。
【請求項５】
前記傘部の材質が金属であることを特徴とする請求項１ないし４に記載の傘付きコルク栓。
【請求項６】
前記傘部の前記凹部の中心部に凸部が形成されている請求項１ないし５のいずれかに記載の傘付きコルク栓。
【請求項７】
前記栓部の表面処理において、適度の粒度に精製したコルク粒を圧搾形成して形成された栓部の表面に、二液性付加反応硬化型液状シリコーンおよび二液性反応型液状エポキシ樹脂のいずれか一つを塗布した後これを加熱してその表面に皮膜を形成せしめたことを特徴とする請求項１ないし６に記載の傘付きコルク栓。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイン、洋酒、焼酎、あるいは清涼飲料水などを収納する飲料用瓶の密封栓に関し、具体的には瓶口内に挿入される栓部が天然木質材であるコルク材で形成され傘部が栓部と異なる材質で形成された瓶用のコルク栓に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、繰り返して開栓と閉栓が行なわれる飲み切り型でない飲料用瓶の栓においては、廉価な一般品にあっては、栓の全体がポリエチレン等の合成樹脂で形成された樹脂製傘部付き瓶栓（図示していない）が用いられており、高級品にあっては、図面に基づいて説明すれば、図７に示されるように、ガラス、金属材或いは硬質合成樹脂材によりステム部２を備えた飾り頭部１を形成し、そのステム部２にコルク材からなる筒状の栓部３を一体的に組付け装着した飾り栓、などが用いられていた。
【０００３】
しかしながら、前述の栓全体がポリエチレン等の合成樹脂材で形成された一般的な樹脂製傘部付き瓶栓にあっては、その材料である合成樹脂材がコルク材に比べて反発弾性に劣るので密封性能を確保しようとすればどうしても瓶口との接触抵抗を大きく設定しなければならず、結果として栓の着脱に支障を来し、また繰り返しての着脱操作により密着性が低下し、内容液の滲みあるいは漏れなどの栓材として憂慮すべき事態を引き起こしてしまう虞があった。
【０００４】
また、前記後者の図７に示されるようなガラス、金属材あるいは硬質合成樹脂材とコルク材とを組み合わせて形成された高級な飾り頭部付コルク栓にあっては、複雑形状のステム部２を持つ飾り頭部１の形成に製造コストが大幅に嵩み、コルク材の筒状栓部３を飾り頭部１のステム部２へ組み付けるのにも手間が掛かり、しかも、その組み付け後の密封力においても栓部３とステム部２との接触面が瓶の内部から外部へ通じる取付け構造となっているため、繰り返しの着脱操作により該接触面における反発弾性が失われて密封性能が弱まる虞があった。
【０００５】
コルクを粒状にし、これに接着剤を混合して圧搾成形する圧搾コルクの製造技術が確立したため、この技術を利用して図８に示されるような構造のコルク栓が開発された。このコルク栓は、瓶口に挿入されるコルク製の円柱状の胴部５と、瓶口を覆うコルク製の傘部６とを接着剤７を介して接合した構造になっている。しかしながら、このような構造では、弾性に富むが脆いコルク材の性質上どうしても強度不足は否めず、栓の開・閉操作において、めくれ、折れなどの形状破損の不安が残る。そこで、栓全体の剛性を上げるためにコルクの粒度を小さくしたり、結合材（コルク粒の接着剤）の混合量を増量させるなどすると、良好な反発弾性及び応力緩和しない性質を失ってしまい、コルク材の特性がほとんど発揮されないものとなってしまう。
【０００６】
このような種々の欠点を除き、充分な反発弾力性と強度をもって繰り返しての使用が可能で、いつまでも良好な密封力を発揮するコルク栓を提供するために、例えば特開平１１−２２７８１０には、胴部と傘部とを有する圧搾コルク栓において、傘部と胴部が向き合う面部に凹穴を削設し、ここに化学反応型接着剤を充填し硬化形成せしめる方法が開示されている。また、特開平１１−２２７８０９や特開２０００−１８５７４７には、胴部と傘部が一体に成形されている圧搾コルク栓において、傘部の頂面から深穴を削設してこの深穴に化学反応型接着剤を充填し硬化形成せしめる方法や、密封部の内部に空洞部を設ける方法が開示されている。しかし、これらの方法は傘部がコルク材のコルク栓に限られており、上記のように傘部にコルク材とは異なった材質のものを用いた飾り頭部付コルク栓にはこれらの方法は使用できない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、栓部にはコルク材を用い、傘部に栓部の材料とは異なった材質のものを用いた傘部付きコルク栓においても、栓部が充分な反発弾力性を有しかつ十分な接合強度で接合されていて、繰り返しての使用が可能でいつまでも良好な密封力を発揮できる傘付きコルク栓を提供することを目的としている。
本発明は、更に、コルク材に比較して強度の強い材料でできた部材を介在させて栓部を傘部に接合させ、それによって、材質の異なる傘部と栓部が強固に接着された傘付きコルク栓を提供することをも目的としている。
【０００８】
【課題を解決しようとする手段】
本発明は、飲料用瓶の瓶口に挿入されるコルク材製の栓部と、前記瓶口に覆い被さる傘部とを有する傘付きコルク栓において、前記栓部は適度の粒度のコルク粒を圧搾形成してなり、前記傘部には栓部を固定する凹部を形成し、前記栓部には前記傘部との接合面に凹孔を形成し、前記傘部の前記凹部内には、前記栓部の凹孔内に挿入される中空のステム部、前記ステム部の一端から半径方向外側に伸びるフランジ状の座部及び前記座部の表面から前記傘部に向かって突出する凸部を有するシャフトの前記座部を装着して前記座部と前記傘部とを接着剤で接合し、前記シャフトの前記ステム部を前記栓部の前記凹孔内に挿入して両者を接着剤で接合して一体化して構成されている。
【０００９】
本発明によれば、この接着剤の硬化後は傘部に接合された座部を有するシャフトの繋り接合作用と、強固な中芯としての効果とによって強い一体的補強作用が発揮されている。また、中芯としての効果により、脆い天然コルク材を用いながら回動、起こし等繰り返されるコルク栓の苛酷な開・閉操作に負けない強い構造体を形成している。
【００１０】
上記傘付きコルク栓において、前記シャフトの前記座部の外周縁に前記傘部の前記凹部の側部に接触するヒダを設けてもよく、前記シャフトの前記ステム部の外周に軸方向に伸びるリブを設けてもよい。また、前記シャフトの座部へ凸部を設けてもよく、更に、前記傘部の材質を金属にしてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明による傘付きコルク栓の実施形態について説明する。
図１において、ワイン、洋酒、焼酎、または清涼飲料水などの瓶容器（図示せず）の瓶口を封鎖する、本実施形態による傘付きコルク栓１０が示されている。このコルク栓１０は、瓶口内に圧挿入される栓部１１と、前記瓶口の上部に覆い被さる傘部２１と、栓部１１と傘部２１とを互いに連結する機能を有するシャフト３１とを備え、図１に示されるような位置関係で配置されている。栓部１１は、公知の方法により、適度の粒度に精製したコルク粒を圧搾成形してつくられている。栓部１１の中心には、一端面（図１で下面であって傘部に向く面）１２から他端１３側に向かって軸方向（図１で上下方向）に伸びる凹孔１４が形成されている。この凹孔１４は、栓部１１をコルク粒を圧搾して成形する場合には、成形と同時に形成することができる。また、凹孔１４の深さ（軸方向長さ）は、栓部１１の軸方向長さに応じて所望の寸法に決められる。更に、凹孔１４は、図１に示されるように、所定の深さまで同じ径にして底部を半球面状にしてもよいし、或いは、図示しないが、全体として先細の錐状（円錐、角錐等）に形成してもよい。栓部１１の他端１３外周には瓶口への挿入を容易にするために面取り部１５が形成されているが、この面取り部は必須ではない。
【００１２】
傘部２１の一方の面（図１で上面）２３には、栓部１１及びシャフト３１を固定する嵌め込み用の凹部２４が所定の深さに形成されている。この凹部は平面形状が円形に形成されている。この凹部は、傘部２１が金属でできている場合には切削等の方法で形成してもよいが、合成樹脂材で作られている場合には傘部の成形と同時に成形できる。もちろん、傘部が金属でできていても鋳造、ダイキャスト等により成形される場合には傘部の成形と同時に凹部を成形することができる。この凹部２４の深さｄ１は、後述するシャフトの座部の厚さより深く、栓部１１の一端が凹部内に入り得る深さにするのが好ましい。
【００１３】
シャフト３１は、この実施形態では合成樹脂材料で形成されていて、全体として図２ないし４に示されるような形状になっている。すなわち、シャフト３１は、軸方向（図１及び図２で上下方向）に伸びる中空のステム部３２と、ステム部３２の一端（図２で下端）から半径方向外側に伸びるフランジ状の座部３５とを有し、それらは一体的に形成されている。ステム部３２の横断面形状は、この実施形態では図３に示されるように円環状に形成されていて、その肉厚はコルク栓の大きさに応じて、また後述するように栓部の反発弾性を補助するように決定することができる。また、ステム部の軸方向長さは栓部の長さに基づいて決定される。座部３５の平面形状は、図３及び図４に示されるように、円環状になっている。
【００１４】
上記のような栓部１１、傘部２１及びシャフト３１を傘付きコルク栓１０に組み立てて一体化するには、栓部１１の凹孔１４内及び傘部２１の凹部２４内に接着剤４１を適当量充填し、凹孔１４内にシャフト２１のステム部３２を挿入した後凹部２４内にシャフトの座部３５を挿入するか、或いは傘部の凹部内にまずシャフトの座部を挿入した後栓部１１の凹孔１４内にシャフト３１のステム部３２を挿入して、傘部２１と栓部１１とをシャフト３１を介して組み合わせ、接着剤４１を硬化させることによって栓部１１及び傘部２１を一体的に固定させる。これにより、この接着剤の硬化後は傘部２１に接合された座部３５を有するシャフトの繋り接合作用と、強固な中芯としての効果とによって強い一体的補強作用が発揮される。このため、実測では、トルクメーターにおいてのねじり強度５０ｋｇｆ−ｃｍ以上を確保できる。
また、上記のような中芯としての効果により、脆い天然コルク材を用いながら回動、起こし等繰り返されるコルク栓の苛酷な開・閉操作に負けない強い構造体を形成している。ここではコルク栓の開閉操作を１００回以上行なっても問題がでないことが確認された。
なお、傘部２１の凹部２４の中心部に、破線で示されるように断面円形の凸部２５を形成してもよい。このようにすると、この凸部がシャフト３１のステム部３２の空洞部内に入るので、ステム部の内側と凸部との間に接着剤を介在させることができ、傘部とシャフトとの接合強度を増加できる。
【００１５】
弾性に富んで圧縮永久歪の少ないコルク材の特性は反発質量が前記凹孔１４の存在によって少なからず減じられるが、孔内にある中空のステム部３２によってその反発弾性が確保され充分な反発弾性をもって長期間良好な密封力を約束する。液漏洩テストでは、５０℃×５日間で密閉しても液漏れを起こしていない。
このシャフト３１と硬化した接着剤４１は栓部１１の芯材となるため栓部１１の圧縮性が適度に抑えられ開・閉操作性も容易となり、当然強度も高まるものとなる。
【００１６】
上記の場合において、シャフト３１の凹孔１４内への装着においては、その凹孔１４へ接着剤４１と共にステム部３２を挿入し固定を図るが、適度の空間形成と確実な固定を行うために前記ステム部３２の外側面（凹孔１４と接する面）に軸方向に伸びるリブ３３を設けると効果がある。このリブ３３の突起係合作用により接着剤４１の溜り空隙となってその固着を助け、かつ強固な噛み合い結合をもって擦れ強度を飛躍的に向上させる。また、このリブ３３はステム部３２の外周に複数個（この実施形態では４個）均等に配置することにより凹孔１４の周面へそれぞれが線接触し、もって栓部１１の偏心を防ぎ正規位置へ導く働きもなす。
なお、これらのリブ３３は、ステム部３２の外周に螺旋状に形成しても良い。この場合、螺旋状リブは１条でも複数条でもよい。
【００１７】
次に、シャフト３１の凹部２４内への接合にあっては、前記シャフト３１の座部３５が凹部２４の底面に載置されその間に介在する接着剤４１の硬化によって傘部２１と一体化するが、この組付け時前記座部３５は栓部１１によって押付けられるとその間に在る接着剤４１を他の空隙部へ溢れさせるので、この接着剤４１の溢れ出しを防ぐために前記座部３５の外周縁に前記凹部２４の側面に接触するヒダ３６を設ければ、該ヒダ３６が流れる接着剤４１を堰止めて凹部２４の外周部からの溢れ出しを防ぎ、傘部２１と栓部１１の繋ぎ目はきれいに保たれる。
また、前記座部３５の固着を有効になさしめるために、座部３５の表面の傘部２１側及び栓部１１側のいずれか片側または両側には、図２ないし図４に示すような、座部の表面から突出しかつ円周方向に伸びる凸部３７を半径方向に隔てた位置に設けてもよく、該凸部３７が作り出す小空隙によって接着剤４１の強度と接着力を増加することができる。なお、凸部３７は半径方向に放射状に伸びるものを複数個円周方向に隔てて形成してもよい。
【００１８】
前記栓部１１に配した凹孔１４へ充填せしめる接着剤４１においては、硬化すると硬度と剛性を増し、水、溶剤、熱、菌類などに強く、最も苛酷な実用条件のもとで高強度の永久結合を与える化学反応型の接着剤が望ましい。
その種類としてはウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などが適しており、求められる強度、接着力及び収容する飲料の種類によって選択する。
このとき、コルク粒へ混合しこれを結合せしめるために用いた接着剤と同種の接着剤を用いれば、ワレ・ヒビ等の僅かな隙間には勿論、コルク粒子間の接着剤にまで該接着剤４１が浸透して結合を見るので好ましいものとなる。
【００１９】
また、前記シャフト３１と栓部１１の凹孔１４との間に設ける隙間あるいは前記リブ３３については、接着剤４１の量、及び凹孔１４の孔寸法のバラツキによる接着剤４１のハミダシ、充填不足などを調整し適性なる接着剤量を確保せしめることができるので有利な構造となる。この隙間とリブ３３は接着剤４１の塗布量の７％のバラツキを吸収する。
【００２０】
一方、接着剤４１の粘度については、充填作業性から見てチューブ入りのボンドに見られるような液だれしない半練り状態が好ましく、この粘度状態にあると前記栓部１１の凹孔１４に対して挿入されるステム部３２の表面に沿ってきれいに拡り、また座部３５に被せる嵌め込み用凹部２４への接着剤４１も作業中の偏りを防いで均一な厚みでの接着硬化を実現することができる。
【００２１】
次に、シャフト３１の材質は、ＡＢＳあるいはポリプロピレン、ポリオキシメチレン、ナイロン、ポリエチレン等の合成樹脂材を用いて形成されるのが造形的にも強度においても、更には反発弾性においても他の成形材より優位性を持っており好ましい材料となっている。
【００２２】
前記傘部２１とシャフト３１とをともに合成樹脂材で形成する場合、その接着剤４１としてフェノール、尿素、メラミン、エポキシ、ポリエステルなどの硬化樹脂剤を用いれば強力で永久的な固着力が得られるものとなる。
この他、傘部２１は、磁器、陶器、木材（コルクを含む）、ガラス、あるいは金属などで形成することが可能であり、適宜それぞれの材質に適したシャフトおよび接着剤を選択して用いるが、前記傘部２１を金属で形成する場合は、シャフト３１をＡＢＳ合成樹脂材で形成し、接着剤４１にエポキシ樹脂を用いることにより、ガラスや木材を傘部に用いた場合より強固な接着強度が得られる。
【００２３】
尚、栓部１１あるいは場合によっては傘部２１をも形成するコルク粒においては、その粒度を１ｍｍ〜１２ｍｍ程度の粒度に分布させて製粒するかあるいは種々な粒度を混在させ、要求される性能と用途に応じて任意に選択する。
【００２４】
上記の如くして形成される栓部１１に対して表面処理を行なうのは滑り性とか断臭性などを向上せしめるのに有効な方法となり、この実施形態では前記栓部１１に二液性付加反応硬化型液状シリコーンおよび二液性反応型液状エポキシ樹脂のいずれか一つを塗布した後、これを加熱することでその表面に図５に示すように薄いが強固な皮膜５１が形成される。
本発明で用いる液状シリコーンとしては、二液性の付加反応硬化型シリコーンを用いており、これはシリコーンを形成する二個の物質の分子が直接結合して硬化形成されるものであって、栓部１１の表面にしっかりとした皮膜５１を形成する好適な材料となっている。ここで言うシリコーンとは、広義に、シリコーン樹脂、シリコーンゴム及びシリコーン油を指し、その特徴的な性質としては耐熱耐寒性に優れ、撥水性に富み、耐水・耐薬品、滑り性に優れるなどコルク栓の表面材としての特性を備えている。
また、液状の二液性反応型エポキシ樹脂としては、エポキシ基を二個有する化合物に二官能性化合物を反応させ架橋結合せしめるもので、不溶不融性の樹脂が形成され、耐薬品性に優れ電気絶縁性が良好で、形成された塗膜は密着性が良いことで、これもコルク栓の表面材としての特性を備えている。
こうして表面へ皮膜５１が形成されるとその滑り性は飛躍的に高まり、更に該栓部１１を外方から完全に被覆するものとなって内成分（コルクや接着剤等の成分）の溶出とか表面剥離の発生を許さず、外方からの飲料物の浸透をも一切受け付けないものとなる。
【００２５】
上記実施形態では、傘部２１の凹部２４の平面形状を円形で、かつシャフトの座部３５の平面形状及びシャフトのステム部３２の横断面形状を円環状で示したが、必ずしもこの形状に限られることなく、多角形状、楕円形又は長円形等の非円形の形状にしてもよい。この場合、栓部１１の凹孔１４の横断面形状も、ステム部の横断面形状に合った形状にし、傘部２１の中央の凸部２５（凸部が形成されている場合）及びステム部３２の空洞部の横断面形状も非円形にする。このようにシャフトの座部の平面形状及びステム部の横断面形状を非円形にすることにより、栓部１１とシャフト３１との間及びシャフト３１と傘部２１との間の相対回転が、接着剤の接着力のみによらず形状的効果により阻止されるため、傘部２１に加えるトルクを栓部１１に効果的に伝えることができ、コルク栓１０を瓶口から抜くとき或いははめるときにコルク栓を回しながら引き抜き或いは押し込むので、効果的である。
【００２６】
更に、上記実施形態では傘部２１を一部品で形成した例を示したが、図６に示されるコルク栓１０ａように、傘部２１ａをコア部分２２ａと外周の化粧表面部分２８ａとで構成してもよい。このようにすることにより、コア部分２２ａは成形し易く安価な材料で作り、表面部分２８ａを高級感のある材料で作ることができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の傘付きコルク栓は引っ張りあるいは捩り物性に優位性を持たないコルク材を用いながら高い剛性を保ち、打栓・抜栓においても栓折れとか千切れを防ぎ、装着不備を一掃する。その栓の外表面部は圧縮性が高く応力緩和性の少ないコルク粒を基材としており、さらに栓中に剛性の有る中空のシャフト３１を配置せしめているので適当な反発弾性をもって長期間良好な密封力を約束する。
また、この中空構造のコルク栓は重量的に大いに有利であって、コルク材の節約にも貢献する。
また、栓部１１の表面へ皮膜５１を形成することで、良好な滑り性が得られ、かつ内容物は着臭と変味から完全に護られるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す断面図である。
【図２】図１に在るシャフトを示す一部を断面とした側面図である。
【図３】図２の線Ａ−Ａに沿って見た断面図であって半分を示す図である。
【図４】図２の線Ｂ−Ｂに沿って見た底面図であって半分を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明の更に別の実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明を用いない従来の栓構造を示す断面図である。
【図８】本発明を用いない従来の他の栓構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ  傘付きコルク栓
１１  栓部                        １４  凹孔
２１、２１ａ  傘部                ２４、２４ａ  凹部
３１  シャフト                    ３２  ステム部
３５  座部
４１  接着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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