JP4285066B2 - プラスチック容器のキャップ取付構造およびノズルの結晶化方法並びにノズルの内径規制用コアチャック - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック容器のキャップ取付構造に関し、特にいたずら防止用のバンドを備えたキャップの取付構造およびノズルの内径規制用コアチャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のいたずら防止（Ｔａｍｐｅｒ Ｅｖｉｄｅｎｃｅ）用のＴＥキャップの取付構造として、ノズルに対するキャップ本体の螺合完了位置で、キャップ本体の下端に切り離し可能に連接されたバンドがノズル外周に設けられたバンド移動規制部に係合すると共に、キャップ本体の天壁部から突出するインナーリングがノズル内周に密接し、螺合完了位置からキャップ本体の開栓方向への回転操作の過程で、所定の回転角度でもってバンドがキャップ本体から切り離され、その後、ノズル内周に接触するインナーリングがノズルから抜き出されるように構成されたものが知られている。
【０００３】
ノズル内周面は先端まで同一径の円筒面となっており、開栓時にはインナーリングを一定のシール面圧を保ちながらノズル先端まで移動させ、バンドが破断する前にインナーリングからリークが発生しないように構成していた。
このようなＴＥキャップは、たとえば、特許文献１に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のＴＥキャップの取付構造では、インナーリングおよびノズル内周面の寸法精度のばらつき等によってシール面圧が低下し、バンドが破断する前にインナーリングからリークが発生するおそれがあった。特に、低温下ではインナーリングが硬くなると共に収縮する傾向となるので、寸法ばらつきの影響がでやすく、リークが発生しやすくなる。
【０００５】
また、ノズルおよびインナーリングが精度よく成形されていたとしても、容器が耐熱容器で高温のシャワー等で内容物を加熱殺菌する場合には、熱によってインナーリングがノズルの内径になじんでしまい、やはりリークが発生しやすくなる。
【０００６】
さらに、容器がＰＥＴボトル等の耐熱容器の場合、ノズルは白化（結晶化）処理によって耐熱性が高められているが、結晶化処理の際に収縮してノズル内径寸法が大きく変化する。そこで、従来からノズル内に内径規制用コアチャックを挿入し、収縮するノズルの内周形状および寸法の安定化が図られているものの（たとえば、特許文献２参照）、寸法ばらつきが生じやすい。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−４０４４７号公報
【特許文献２】
特許第３０４４３４６号公報
【０００８】
本発明は上記した従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、バンドが切離される前にインナーリングとノズル内周との間のリークが生じないように確実に密封することができる構造のプラスチック容器のキャップ取付構造およびノズル成形に用いる内径規制用コアチャックを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にあっては、ノズルに対するキャップ本体の螺合完了位置で、キャップ本体の下端に切り離し可能に連接されたバンドがノズル外周に設けられたバンド移動規制部に係合すると共に、前記キャップ本体の天壁部から突出するインナーリングがノズル内周に密接し、螺合完了位置からキャップ本体の開栓方向への回転操作の過程で、所定の回転角度でもって前記バンドがキャップ本体から切り離され、その後、ノズル内周に接触するインナーリングがノズルから抜き出される構成のプラスチック容器のキャップ取付構造において、前記インナーリングが密接するノズル先端部内周面を、先端側が小径となる形状としたことを特徴とする。
ノズルは結晶化されたノズルで、ノズル先端部がノズル先端部に続く基準径部よりも小径に収縮している構造となっていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のノズル結晶化方法は、プラスチック容器またはプラスチック容器のノズルを結晶化するもので、ノズル先端部を基準径部よりも収縮させてテーパ形状に成形することを特徴とする。
また、本発明のノズルの内径規制用コアチャックは、プラスチック容器またはプラスチック容器成形用のプリフォームのノズルを結晶化させる際にノズル内に挿入してノズル内径を規制するもので、前記ノズル内に挿入されるコア本体外周のノズル先端部対応部位の外径を基準径に対して小径にしたことを特徴とする。
【００１１】
また、前記ノズル内に挿入されるコア本体外周のノズル先端部対応部位に、冷却時にノズル側からコア側への熱伝導を規制する断熱部を設けたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
図１及び図２は、本発明の実施の形態に係るプラスチック容器のキャップ取付構造を示している。
すなわち、ノズル１０に対するキャップ本体２０の螺合完了位置で、キャップ本体２０の下端に切り離し可能に連接されたバンド３０がノズル１０外周に設けられたバンド移動規制部１２に係合すると共に、キャップ本体２０の天壁部２２から突出するインナーリング２３がノズル１０内周に密接している。
【００１３】
そして、螺合完了位置からキャップ本体２０の開栓方向への回転操作の過程で、所定の回転角度でもってバンド３０がキャップ本体２０から切り離され、その後、ノズル１０内周に接触するインナーリング２３がノズル１０から抜き出される構成となっている。
ノズル１０は円筒形状で、容器本体１の肩部２から上方に突出した構成となっている。ノズル１０の外周には雄ねじ１１が形成されると共に、この雄ねじ１１の下方位置にバンド移動規制部１２が設けられている。
【００１４】
一方、インナーリング２３が嵌合するノズル先端部１３の内周面は、先端に向かって徐々に小径となるテーパ面１４となっている。このテーパ面１４の下端はノズル１０の中心軸と平行の円筒形状の基準径部１５の基準内周面１５ａの上端と段差無く連続的につながり、テーパ面１４の上端はノズル１０の円弧形状に丸めた先端角部１６の下縁に段差無く連続的につながっている。テーパ面１４は直線的に傾斜するもので、基準内周面１５ａに対して所定角度αだけ内側に倒れた構成となっている。
【００１５】
図示例では、テーパ面１４の長さは、ノズル１０の先端から雄ねじ１１が形成されていないねじ無し領域を含め、雄ねじ１１の一巻き程度の長さに設定されている。
プラスチック容器の材料としては種々の材料が適用可能であるが、本実施の形態ではＰＥＴ容器の例で、ノズル１０は耐熱性を高めるために結晶化されており、後述する結晶化の過程でノズル先端部１３を内倒れ形状に成形したものである。すなわち、ノズル先端部１３の結晶化度合いがノズル先端部１３に続く基準径部１５よりも進んで小径に収縮した構造となっている。
図示例では、ノズル先端部１３のテーパ面１４が直線的に傾斜しているが、曲線的に傾斜していてもよいし、段階的に内径が小さくなるような段差を有するような形状でもよい。
【００１６】
キャップ本体２０は、ノズル１０外周の雄ねじ１１が係合する雌ねじ２４が設けられた円筒形状の側壁部２１と、この側壁部２１の上端を閉塞する天壁部２２とを備え、側壁部２１の下端に連接部としてのブリッジ部３１を介して前記バンド３０が連接されている。バンド３０にはバンド移動規制部１２に下方から係合する係止片３２が設けられている。
バンド移動規制部１２は半径方向に張り出す環状の凸部によって構成されるもので、螺合完了位置で係止片３２がバンド移動規制部１２を乗り越えてその下側面に係合し、バンド３０の回転方向の移動は許容し、ノズル先端側への移動を規制するようになっている。
【００１７】
インナーリング２３はキャップ本体２０の天壁部２２から所定寸法下方に向けて垂下するもので、その下端部外周に、ノズル先端部１３内周面に所定の絞め代でもって密封状態で接触する断面山形状に隆起する先端シール部２３ａが設けられている。この先端シール部２３ａは、ノズル先端部１３のテーパ面１４上に接触する。先端シール部２３ａの接触位置は螺合完了位置で最も深い位置にあるが、図示例では、接触位置はテーパ面１４の中途位置である。
【００１８】
なお、キャップ本体２０の天壁部２２には、インナーリング２３の他に、ノズル先端面１３ａに軸方向に係合されるコンタクトリング２５と、ノズル先端部１３の外周面１３ｂに係合するアウターリング２６と、が設けられている。
アウターリング２６はインナーリング２３よりも短く、ノズル先端部１３の外周面１３ｂに密封接触している。コンタクトリング２５はインナーリング２３とアウターリング２６の間に位置し、ノズル１０の先端面に軸方向に接触している。
このインナーリング２３，コンタクトリング２５およびアウターリング２６は天壁部２２に一体成形されているが、インナーリング２３，コンタクトリング２５およびアウターリング２６をキャップ本体２０とは別体構成のライナーとして成形し、キャップ本体２０の天壁部２２に組み付けるツーピース構成のものにも適用可能である。
【００１９】
本発明では、図１および図２に示すように、インナーリング２３が接触するノズル先端部１３のテーパ面１４が、先端に向かって徐々に内側に傾斜するテーパ形状となっているので、開栓方向に回転するにつれてインナーリング２３の先端シール部２３ａはテーパ面１４上を螺旋状に摺動しながらノズル先端側に移動し、シール面圧が徐々に増大していく。したがって、多少の寸法ばらつきがあったとしてもばらつきが吸収されて確実にシールされる。
そして、図３に示すように、ブレーク角Ｂに達すると、バンド３０を連接するブリッジ部３１が切れる。さらにインナーリング２３の先端シール部２３ａがノズル１０の先端角部１６に達してテーパ面１４から外れた時点でリークする（リーク角Ｌ）。したがって、ＬＢ角度（Ｌ−Ｂ）が必ずプラスになる。
【００２０】
実験によれば、ノズル先端部１３の先端面１３ａから１．０［ｍｍ］の位置の内径（ａ）から２．５［ｍｍ］の位置の内径ｂを引いた差（ａ−ｂ）を口内径開き度とすると、口内径開き度が−０．０３［ｍｍ］以下のものについて、リーク発生率が０であった。
【００２１】
次に、上記テーパ構造のノズルの結晶化方法について説明する。
プラスチック容器１は、図４（Ａ）に示すようなプリフォーム１００から成形される。プリフォーム１００は、有底筒状の本体部１０１と、本体部１０１の開口端に設けられるノズル１０とを備えており、本体部１０１をブロー成形によって所定形状に膨らませる。ノズル１０はプリフォーム１００の成形の段階で成形されている。
プリフォーム１００のノズル１０は、成形段階では未結晶で耐熱性に乏しいので、白化装置によって結晶化処理を施す。この結晶化の段階で密度が高くなって収縮するので、収縮の進行度合いを変えることにより、ノズル先端部１３の収縮量を大きくして内周面をテーパ形状とすることができる。この実施の形態では、内径規制用コアチャック２００によって収縮の進行度合いを変えている。
【００２２】
図４（Ｂ），（Ｃ）に、結晶化処理工程を示している。
ノズル１０の結晶化処理は、プリフォーム１００の本体部１０１を断熱部材１１０で覆い、ヒータ１２０によってノズル１０を加熱して結晶化を進行させる（図４（Ｂ）参照）。
次に、不図示の冷却装置のヘッド３００に取り付けられるコアチャック２００を、プリフォーム１００のノズル１０内に挿入して冷却し、寸法，形状を安定化させる（図４（Ｃ）参照）。
【００２３】
コアチャック２００は、図５（Ａ）及び図６に詳細に示すように、プリフォーム１００のノズル１０内に挿入されるコア本体２１０と、コア本体２１０に続くフランジ部２２０と、フランジ部２２０に対してコア本体２１０と反対側に同軸的に延びる取付軸部２３０と、から構成されている。コア本体２１０の先端部には、プリフォーム１００の本体部１０１内に挿入される小径の先端凸部２４０が設けられている。また、コアチャック２００の内部には軸方向に延びる穴２５０が設けられ、穴２５０の一端は取付軸部２３０の端面に開口し、他端はコア本体２１０と先端凸部２４０の境界付近まで延びている。また、コア本体２１０には、ノズル内に挿入した際の、プリフォーム１００内部と外部空間との空気置換用穴２６０が設けられている。
【００２４】
コア本体２１０のノズル先端部対応部位は、図５（Ｂ）に誇張して示すように、コア本体２１の基準径部２１１に対して一段小径の段差部２１２が設けられている。段差部２１２はコア本体２１０のフランジ部２２０との付け根部に位置するもので、コアチャック２００の中心軸線と平行の所定幅の底部ストレート部２１２ａと、この底部ストレート部２１２ａと基準径部２１１との境界のテーパ状段部２１２ｂとを備えた構成となっている。また、この基準径部２１１に対して反フランジ部２２０側は、基準径部２１１に対して一段小径とした逃がし部２１３となっている。
基準径部２１１はノズル１０の雄ねじ１１が形成される範囲にほぼ対応して設けられ、コアチャック２００の中心軸線と平行のストレート形状となっている。
【００２５】
このようなコアチャック２００を用いることにより、図４（Ｄ）に示すように、ノズル１０の雄ねじ１１が形成される部分はコア本体２１０の基準径部２１１の外周によって内径の収縮が規制され、ノズル先端部１３は段差部２１２の底部ストレート部２１２ａまで収縮し、先端に向かって徐々に内側に傾斜するテーパ形状となる。
ノズル１０からコアチャック２００を抜き取る際には、小径となったノズル先端部１３は、基準径部２１１との段差を乗り越えるために、基準径部２１１との嵌合代分だけ押し広げる必要があるがテーパ状段部２１２ｂを通じて押し広げられるので、スムースに段差を乗り越える。さらに、基準径部２１１の長さは短く、基準径部２１１に続く逃がし部２１３が小径となっているので、スムースに抜き取ることができる。
【００２６】
コア本体２１０のノズル先端部対応部の形状としては、逆段差形状の他に、図５（Ｃ）に示すような逆テーパ形状としてもよいし、図５（Ｄ）に示すような逆テーパ山形状としてもよいし、その他種々の形状をとることが可能である。
図５（Ｃ）の逆テーパ形状は、図５（Ｂ）の段差部２１２の代わりに、基準径部２１１からフランジ部２２０に向けて徐々に小径となる逆テーパ部２２２を設けたものである。
図５（Ｄ）に示す例は、逆テーパ部２２２を設けた点は図５（Ｃ）と同じで、基準径部２２１をごく狭くして、逃がし部２１３との境界を逃がし部２１３に向けて徐々に小径となるテーパ状段部２２４とし、全体として逆テーパ山形状としたものである。
【００２７】
図５（Ｅ）乃至（Ｉ）には、コアチャックの他の実施の形態を示している。
コアチャックの基本的な構成は図５（Ａ）と同じなので、同一の構成部分には同一の符号を付して説明を省略するものとし、異なる点のみを説明する。
すなわち、このコアチャックは、コア本体２１０外周のノズル先端部対応部位に、冷却時にノズル１０側からコアチャック２００側への熱伝導を規制する断熱部４００を設けたものである。
断熱部４００は、ポリエーテルエーテルケトン樹脂などの断熱材４０１を填め込んだ部分であり、図５（Ｅ），（Ｆ）に示す例では、断熱部４００はコアチャック２００の中心軸線と平行のストレート形状に成形されている。この断熱部４００の外径は、断熱部４００に隣接する基準径部２１１と同一径に成形されている。
【００２８】
このようなコアチャック２００を用いれば、加熱によって収縮するノズル１０の内周面はコア本体２１０の基準径部２１１の外周によって内径の収縮が規制されるが、断熱部４００に接するノズル先端部１３は冷却が遅れて収縮し続ける。断熱部４００の径は基準径部２１１と同一径なので、外見上はノズル先端部１３は基準径に規制されているように見えるが、実際は収縮しており、嵌合代が増大してノズル先端部１３の断熱部４００に対する締め付け力が増大している。この状態のノズル１０からコア本体２１０を抜き取ると、ノズル先端部１３がテーパ形状となる。
【００２９】
断熱部４００の外周形状としては、ストレート形状の他に、図５（Ｇ）に示すように、フランジ部２２０側に向けて（ノズル先端側）徐々に径が大きくなるように傾斜するテーパ部４１０としてもよいし、図５（Ｈ）に示すように、基準径部２１１側をストレート部４１１とし、フランジ部２２０側をテーパ部４１０としてもよい。
このように断熱部４００をフランジ部２００側（ノズル先端側）の径が大きいテーパ形状とすることにより、ノズル先端部１３の傾きを調整することができる。
また、図５（Ｉ）に示すように、断熱部４００を、段付き形状とし、先端側の大径部４２０と、基準径部２１１側の基準径と同一径の小径部４２１との段付き形状としてもよい。
上記図５（Ｇ），（Ｈ）および（Ｉ）に示すような断熱部４００の外周形状とすることにより、図５（Ｅ），（Ｆ）に示す例で、角度αが必要以上に大きいような場合に、角度αを所望の角度に調整することができる。
【００３０】
なお、上記実施の形態では、収縮の進行度合いの違いによってノズル先端部の内周形状をテーパ形状とする例を示したが、内外径を金型で抑えることによってテーパ形状としてもよい。
また、結晶化しないノズルの場合には、成形金型で内周形状をテーパ形状に成形することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば次のような効果を得ることができる。
請求項１に記載の発明によれば、螺合完了位置からキャップ本体の開栓方向への回転操作の過程で、所定の回転角度でもってバンドがキャップ本体から切り離され、その後、ノズル内周に接触するインナーリングがノズルから抜き出される構成のプラスチック容器のキャップ取付構造において、インナーリングが密接するノズル先端部内周面を、先端側が小径となる形状としたので、寸法精度のばらつきや経年変化あるいは加熱殺菌時のインナーリングのなじみ等によってシール面圧が低下したとしても、開栓方向に回転するにつれてインナーリングとノズル先端部内周面の嵌合代が大きくなるので、ブレーク角度に達する前にインナーリングのシール部からリークすることを防止することができる。
【００３２】
請求項２に記載のノズルによれば、ノズル先端部がノズル先端部に続く基準径部よりも小径に収縮する構造となっているので、結晶化と同時にノズル先端部を成形することができる。
請求項３に記載の発明によれば、ノズル先端部の収縮の進行度合いをノズル先端部に続く基準径部よりも進めることにより、ノズル先端部を基準径部よりも収縮させてテーパ形状に成形することができる。
請求項３に記載のノズルの内径規制用コアチャックによれば、コア外周のノズル先端部対応部位の外径を基準径に対して小径にしたので、結晶化の収縮過程でノズル先端部の収縮量が大きくなって小径に成形することができる。
【００３３】
請求項４に記載のノズルの内径規制用コアチャックによれば、コア外周のノズル先端部対応部位に、冷却時にノズル側からコア側への熱伝導を規制する断熱部を設けたので、結晶化の冷却工程で、断熱部と接するノズル先端部の冷却を遅らせて結晶化を進行させ基準径よりも収縮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１（Ａ）は本発明の実施の形態に係るプラスチック容器のキャップ取付構造の螺合完了状態を示す要部拡大図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のインナーリング嵌合部の部分拡大断面図、同図（Ｃ）は同図（Ｂ）の開栓途中のインナーリング嵌合部の部分拡大断面図である。
【図２】 図２（Ａ）は図１のキャップ取付構造が適用されるプラスチック容器の一例を示す正面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のキャップとノズルの嵌合部の一部破断拡大正面図、同図（Ｃ）は同図（Ａ）の容器のノズルの部分拡大断面図である。
【図３】 図３（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明のキャップ取付構造の開栓工程を示す説明図である。
【図４】 図４（Ａ）は図２に示すプラスチック容器のプリフォームの一例を示す部分破断正面図、同図（Ｂ），（Ｃ）は同図（Ａ）のプリフォームのノズル結晶化工程の説明図、同図（Ｄ）はノズル先端部の変形状態を示す部分拡大断面説明図である。
【図５】 図５（Ａ）乃至（Ｄ）は図４に示すノズル結晶化工程に用いるコアチャックを示すもので、同図（Ａ）はコアチャックの全体構成を示す正面図、同図（Ｂ）はノズル内に挿入されるコア本体の外周面形状を誇張して示す図、同図（Ｃ），（Ｄ）は同図（Ｂ）の変形例を示す図、図５（Ｅ）乃至（Ｉ）はコアチャックの他の構成例を示すもので、同図（Ｅ）はコアチャックの全体構成を示す正面図、同図（Ｆ）はノズル内に挿入されるコア本体の外周面形状の基本構成を示す図、同図（Ｇ）乃至（Ｉ）は同図（Ｆ）の断熱部の変形例を示す図である。
【図６】 図６（Ａ）は図５（Ａ）に示すコアチャックのより詳細な構成を示す図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の平面図、同図（Ｃ）は同図（Ａ）の底面の端面図、同図（Ｄ）は同図（Ａ）の要部断面図、同図（Ｅ）は同図（Ａ）のコア本体の半正面図である。
【符号の説明】
１０ ノズル
１１ 雄ねじ、１２ バンド移動規制部、１３ ノズル先端部
１４ テーパ面、１５ 基準径部、１６ 先端角部
２０ キャップ本体
２１ 側壁部、２２ 天壁部、
２３ インナーリング
２３ａ 先端シール部
３０ バンド、３１ ブリッジ部、３２ 係止片
Ｌ リーク角度
Ｂ ブレーク角度
１００ プリフォーム
１０１ 本体部
１２０ ヒータ
２００ コアチャック
２１０ コア本体、２２０ フランジ部、２３０ 取付軸部、
２４０ 先端凸部、２５０ 穴、２６０ 空気置換用穴
２１２ 段差部
２１２ａ 底部ストレート部、２１２ｂ テーパ状段部
２１３ 逃がし部
４００ 断熱部
４１０ テーパ部、４１１ ストレート部
４２０ 大径部、４２１ 小径部

Claims (5)

1. ノズルに対するキャップ本体の螺合完了位置で、キャップ本体の下端に切り離し可能に連接されたバンドがノズル外周に設けられたバンド移動規制部に係合すると共に、前記キャップ本体の天壁部から突出するインナーリングがノズル内周に密接し、
   螺合完了位置からキャップ本体の開栓方向への回転操作の過程で、所定の回転角度でもって前記バンドがキャップ本体から切り離され、その後、ノズル内周に接触するインナーリングがノズルから抜き出される構成のプラスチック容器のキャップ取付構造において、
   前記インナーリングが密接するノズル先端部内周面を、先端側が小径となる形状としたことを特徴とするプラスチック容器のキャップ取付構造。
2. ノズルは結晶化されたノズルで、ノズル先端部がノズル先端部に続く基準径部よりも小径に収縮している構造となっている請求項１に記載のプラスチック容器のキャップ取付構造。
3. プラスチック容器またはプラスチック容器成形用のプリフォームのノズルを結晶化するノズル結晶化方法において、
   ノズル先端部の収縮の進行度合いをノズル先端部に続く基準径部よりも進めることにより、ノズル先端部を基準径部よりも収縮させてテーパ形状に成形することを特徴とするノズルの結晶化方法。
4. プラスチック容器またはプラスチック容器成形用のプリフォームのノズルを結晶化させる際にノズル内に挿入してノズル内径を規制するノズルの内径規制用コアチャックにおいて、
   前記ノズル内に挿入されるコア本体外周のノズル先端部対応部位の外径を基準径に対して小径にしたことを特徴とするノズルの内径規制用コアチャック。
5. プラスチック容器またはプラスチック容器成形用のプリフォームのノズルを結晶化させる際にノズル内に挿入してノズル内径を規制するノズルの内径規制用コアチャックにおいて、
   前記ノズル内に挿入されるコア本体外周のノズル先端部対応部位に、冷却時にノズル側からコア側への熱伝導を規制する断熱部を設けたことを特徴とするノズルの内径規制用コアチャック。

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