JP2001192047A

JP2001192047A - プラスチックキャップ及びそれを使用した高温充填ボトル詰の密封部殺菌方法

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Publication number: JP2001192047A
Application number: JP2000002747A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Ikegami; 裕夫池上; Sumio Takeishi; 澄夫武石
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2000-01-11
Filing date: 2000-01-11
Publication date: 2001-07-17
Anticipated expiration: 2020-01-11
Also published as: JP4462391B2

Abstract

(57)【要約】【課題】３面シール構造の耐熱性プラスチックキャッ
プにおいて、過酷な熱処理過程でも高い密封性が確保で
き、且つ転倒殺菌でボトル口部先端まで確実に殺菌でき
る高い転倒殺菌効果を得る。【解決手段】プラスチックボトルのボトル口先端部１
６の外側面と接触する外側面シール部１１、頂面と接触
する天面シール部１２及び内側面に接触する内側面シー
ル部１３を有し、内側面シール部１３とボトル口先端部
の内側面との間にクリアランス１５を形成し、殺菌時の
ボトル口先端部の縮径によって、ボトル口先端部の内側
面シールを可能とする。外側面シール部、天面シール
部、及び内側面シール部の少なくとも一つのシール部が
ライナー１０によって構成し、他のシール部をキャップ
シェルと同一材料で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックキャ
ップ、特に高温充填用プラスチックボトルに用いられる
耐熱用のプラスチックキャップ、及び該耐熱用のプラス
チックキャップを用いた高温充填ボトル詰の密封部殺菌
方法、並びに密封性を高めたプラスチックキャップに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高温充填ラインは、図４に示すよ
うな（ア）〜（ク）の工程からなり、フィラーで耐熱ポ
リエステルボトル５０に内容液を高温充填後、キャッパ
ーでプラスチックキャップ５１を装着し、その後ボトル
を転倒等させて、ヘッドスペースに面しているボトル口
内側面及びキャップ内面に熱い内容液を接触させること
によってキャップ内面及びボトル口部内面の殺菌（以
下、転倒殺菌という）を行っている。その後、パストラ
イザーの中を通過する間に温水シャワー、次いで冷却水
シャワーにより常温近くまで冷却している。このような
高温充填ラインにおいて、耐熱ポリエステルボトルは、
高温充填〜パストライザ工程を経ることによって、ボト
ル口先端部が熱影響により、内径方向に変形して、ボト
ル口先端部が縮径する。

【０００３】一方、このようなボトルに使用される耐熱
用プラスチックキャップは、一般に図５に示すようなも
のが使用されている。該キャップ５２は、天壁内面にボ
トル口の外周面及び頂面に接触するライナー５３が形成
された２ピース構造となっており、インナーリングは有
していない。従って、このキャップは、ボトル口外周面
と頂面との２か所でのシール構造となっている。しかし
ながら、このキャップは転倒殺菌効果は得られるもの
の、上記のようにボトル口５４が熱履歴により内径方向
に変形（内倒れ）すると、図５（ｂ）に示すように、ボ
トル口外周面との接触が弱くなり、密封性の低下を招く
欠点がある。

【０００４】また、図６に示すようにインナーリング５
６を有する１ピース構造のキャップ５５も使用されてい
る。この場合は、ボトル口５４の内側面、頂面、外周面
での３か所でのシール構造となっており、上記３個所で
密封性を保持している。このキャップは、熱履歴でボト
ル口が内径方向に変形すると、インナーリング５６がボ
トル口の内側面と部分的に接触状態を保っており、転倒
殺菌において、インナーリング内側面からボトル口頂面
接触部に到る部分に加熱された内容液が侵入できず、該
部の殺菌ができず、転倒殺菌効果が得られないという欠
点がある。特に、インナーリング５６の先端部が接触し
た部分的な接触状態の場合は空隙部５７が形成されるた
め、インナーリング５６及び空隙部５７を介してボトル
口５４の内側面を殺菌しなければならず、殺菌温度に達
するまで昇温させるのに時間がかかり、あるいは殺菌不
足となる。さらに、インナーリングを有するプラスチッ
クキャップは、前記のように３か所でのシール構造とな
っているため、シール性の高いキャップとして常温充填
用にも広く使用されているが、該キャップの場合は、シ
ール部が全てキャップシェルと同一材料で構成されてい
るため、個々のシール部の密封性はライナーで構成され
ているシール部よりも劣り、特に高密封性が要求される
場合は未だ満足するものではなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、過
酷な熱処理過程中の密封性の低下を招く恐れがなく、且
つ高い転倒殺菌効果が得られる耐熱用プラスチックキャ
ップ及びそれを使用した高温ボトル詰の密封部殺菌方
法、並びに密封性をより向上させたプラスチックキャッ
プを提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決する本
発明の耐熱用のプラスチックキャップは、プラスチック
ボトルのボトル口先端部の外側面、天面及び内側面をそ
れぞれシールする外側面シール部、天面シール部及び内
側面シール部を有する耐熱用のプラスチックキャップで
あって、前記内側面シール部は少なくとも殺菌前は前記
ボトル口先端部の内側面とクリアランスを形成し、その
後熱影響による前記ボトル口先端部の縮径によって、少
なくとも前記内側面シール部でボトル口先端部の内側面
シールが可能であるように形成されていることを特徴と
するものである。

【０００７】前記外側面シール部、天面シール部、及び
内側面シール部の少なくとも一つ以上のシール部がライ
ナーによって構成することが望ましい。例えば、前記外
側面シール部、天面シール部、及び内側面シール部と全
てのシール部をライナーで構成することは、密封性の向
上の点でより望ましいが、外側面シール部、天面シール
部をライナーで構成し、内側面シール部をキャップシェ
ルと同一材料で形成しても良い。また、他の形態とし
て、ライナーを有さないで、全てのシール部ともキャッ
プシェルと同一材料で構成することも可能である。

【０００８】また、上記耐熱用のプラスチックキャップ
を使用した本発明の高温充填ボトルの密封部殺菌方法
は、プラスチックボトルのボトル口先端部の外側面と接
触する外側面シール部、頂面と接触する天面シール部及
び内側面に接触する内側面シール部を有する耐熱用のプ
ラスチックキャップを用いて、該キャップを内側面シー
ル部をプラスチックボトルのボトル口先端部の内面とク
リアランスを形成するようにキャッピングし、殺菌時に
前記クリアランスに内容物を供給して少なくともクリア
ランス部内の表面を殺菌すると共に、ボトル口先端部を
縮径させて、前記内側面シール部によってボトル口先端
部の内面をシールすることを特徴とする。

【０００９】さらに、本発明のプラスチックキャップ
は、ボトル口先端部の外側面に対面するアウターリング
とボトル口先端部内側面に対面するインナーリング及び
天壁内面とで、ボトル口先端部が嵌合する環状シール溝
を形成し、該環状シール溝にライナーが形成された構成
を採用することによって、密封性を高めることができ
た。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を詳細に
説明する。図１は、本発明の耐熱用プラスチックキャッ
プの一実施形態を示している。この耐熱用プラスチック
キャップ１は、スカート壁２と天壁３とからなるキャッ
プシェルと一体に、インナーリング４及び該インナーリ
ングと対向してボトル頂部が嵌合する環状シール溝６を
形成するアウターリング５がポリプロピレン等の耐熱性
樹脂で成形されている。前記環状シール溝６がプラスチ
ックボトル口先端部に嵌合することによって、プラスチ
ックボトルのボトル口先端部１６の外側面をシールする
外側面シール部１１、頂面と接触する天面シール部１２
及び内側面に接触する内側面シール部１３を構成する。
本実施形態は、外側面シール部、天面シール部及び内側
面シール部が共にキャップシェルと同一材料で構成され
ている１ピース型である。

【００１１】前記環状シール溝６は、外側面シール部１
１及び天面シール部１２が、ボトルに嵌合した状態でボ
トル口先端の外周面及び天面に密着するように形成され
ているが、内側面シール部１３はボトル口先端の内側面
と接触してなく、所定幅のクリアランス１５を有するよ
うに形成されている。該クリアランス１５の幅は、転倒
殺菌時に内容液がボトル口部先端まで達することがで
き、且つ熱変形でボトル口が縮径した際、ボトル口先端
内側面が前記内側面シール部と密着してシールができる
ような寸法関係で形成されている。また、クリアランス
１５は、ボトル口先端内面角部に対向する部分まで延
び、ボトル口先端内面角部まで確実に殺菌できるように
なっている。なお、図において、１７は該耐熱プラスチ
ックキャップをボトル口先端部にキャッピングしたとき
の嵌合代となる部分を表している。

【００１２】本実施形態の耐熱用プラスチックキャップ
は、以上のように構成され、ボトルへの高温充填後のキ
ャッピング工程を経て、図４に示すように、転倒殺菌工
程で転倒させることによって、熱い内容液がヘッドスペ
ース部に達し、ボトル口内面及びキャップ内面に接触し
て該部を熱殺菌する。その際、ボトル口先端内面と環状
シール溝６の内側面シール部１３との間には、上記のよ
うにクリアランス１５が存在するので、熱い内容液はボ
トル口先端内面角部まで達し、従来インナーリングを有
するキャップでは殺菌が不可能であったボトル口先端内
面角部及び内側面シール部が良好に殺菌できる。なお、
外側面シール部は図１（ａ）に示すように嵌合代１７を
もってきつく嵌合され、天面シール部と共に十分な密封
性が確保されているので、転倒殺菌開始時に内側面シー
ル部にクリアランスがあっても外部に液漏れが生じるこ
とはない。

【００１３】そして、転倒殺菌工程、パストライザ工程
を経て、ボトル口先端が縮径することによって、前記ク
リアランス１５が消えてボトル口内面と内側面シール部
１３が密着し、内側面シールが達成される。以上のよう
に、本実施形態のキャップによれば、ボトル口先端内面
角部及び内側面シール部の高い転倒殺菌効果が得られ、
且つ密封性は少なくともキャップ内側面シール部でボト
ル口先端部の内側面シールが可能で、従来のインナーリ
ングを有する１ピース型のキャップと同等の密封性が得
られる。

【００１４】図２は、本発明の耐熱用プラスチックキャ
ップの他の実施形態を示している。前記実施形態と共通
する部分は、同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
この実施形態における耐熱用プラスチックキャップ２０
の環状シール溝６には、プラスチックボトルのボトル口
先端部１６の外側面をシールする外側面シール部１１、
頂面と接触する天面シール部１２及び内側面に接触する
内側面シール部１３の３面シール部を構成する断面略コ
字状のライナー２１が形成され、２ピース構造となって
いる。

【００１５】ライナー２１は、例えばポリエチレン系、
エチレン−酢酸重合体等の樹脂に、密封性、開栓性向上
のために滑剤等をブレンドした材料が用いられ、環状シ
ール溝にライナー材料を供給して型成形することによっ
て形成する。前記ライナー２１において、外側面シール
部１１及び天面シール部１２は、ボトルに嵌合した状態
でボトル口先端の外周面及び天面に密着するように形成
されているが、内側面シール部１３はボトル口先端の内
側面と接触してなく、前記実施例と同様な寸法関係で所
定幅のクリアランス１５を有するように形成されてい
る。

【００１６】本実施形態の耐熱用プラスチックキャップ
は、以上のように構成され、ボトル口先端内面とライナ
ー２１の内側面シール部との間には、上記のようにクリ
アランス１５が存在するので、熱い内容液はボトル口先
端内面角部まで達し、ボトル口先端内面角部及び内側面
シール部も良好に殺菌できる。そして、転倒殺菌工程、
パストライザ工程を経て、ボトル口先端が縮径すること
によって、同図（ｂ）に示すように、前記クリアランス
１５が消えてボトル口内面と内側面シール部が密着し、
内側面シールが達成される。本実施形態では、特にコ字
型のライナーによって、外側面シール部、天面シール
部、及び内側面シール部が構成されているので、通常の
シェルキャップと同一材料によるインナーリングを有す
る１ピースの３面シール構造よりも高い密封性が得られ
る。

【００１７】図３（ａ）〜（ｅ）は、本発明の耐熱用プ
ラスチックキャップのさらに他の実施形態をそれぞれ示
している。前記実施形態と共通する部分は、同一符号を
付し、詳細な説明は省略する。（ａ）に示す耐熱用プラ
スチックキャップ２３は、外側面シール部と天面シール
部がライナー２４で構成され、内側面シール面はキャッ
プシェルと同一材料であるインナーリング４で構成され
ている。（ｂ）に示す耐熱用プラスチックキャップ２６
は、外側面シール部と天面シール部がキャップシェルと
同一材料で構成され、内側面シールがリング状のライナ
ー２７で構成されている。（ａ）、（ｂ）の実施形態に
示すように、必ずしも３か所のシール部全てをライナー
で構成しなくても、キャップシェルと同一材料で構成す
るよりは、密封性の向上が図られる。なお、図示されて
いないが、シール部を部分的にライナーで構成する他の
実施形態として、外側面シール部のみ、天面シール部の
み、天面シール部と内側面シール部、内側面シール部と
外側面シール部を、それぞれライナーで構成することも
できる。

【００１８】（ｃ）に示す耐熱用プラスチックキャップ
３０は、外側面シール部、天面シール部及び内側面シー
ル部が共にライナー３１で構成されているが、該ライナ
ー３１は、インナーリング３２の下端を越えてキャップ
天壁内面全体を被っている。従って、この実施形態は、
シール部より内側のキャップ内面全体がライナー３１で
構成されているので成形し易い構造となっている。
（ｄ）に示す耐熱用プラスチックキャップ３５は、キャ
ップシェル天壁３６を下方に凹ませた天壁３７を形成す
ることで内側面シール壁３８を構成している。そして、
環状シール溝６からキャップ天壁内面には、外側面シー
ル部、天面シール部及び内側面シール部が共にライナー
３９で構成されている。（ｅ）に示す耐熱用プラスチッ
クキャップ４０は、インナーリング４の周方向に数個
所、環状シール溝と天壁内面とを繋ぐ穴が形成され、該
穴を通して環状シール溝にライナー材料を供給してライ
ナー４１を一体成形したものである。従って、（ｃ）〜
（ｅ）の実施形態によれば、ライナーがキャップ内面か
ら環状シール溝まで繋がっているで、ライナーの成形が
より容易である。

【００１９】以上、本発明の耐熱用プラスチックキャッ
プの種々の実施形態を示したが、本発明は上記実施形態
に限らず、３面シール部を有する点、少なくとも転倒殺
菌時までは内側面シール部とボトル口先端内側面との間
にクリアランスがある点の条件を満たす範囲で種々の設
計変更が可能である。例えば、上記実施形態では、アウ
ターリングをスカート壁と別に構成しているが、スカー
ト壁がアウターリングを兼ねるように構成しても良い。

【００２０】以上は、耐熱用プラスチックキャップの実
施形態であるが、図１に示す実施形態のキャップを除き
他の実施形態のものは、外側面シール部、天面シール
部、内側面シール部の３面シール部を有するキャップに
おいて、該３面シール部のうち少なくとも１か所のシー
ル部はライナーで構成されている。ライナーは一般にキ
ャップの材質に比べ、剛性が小さく、復元性の大きい材
質が用いられるので、上記のように構成することによっ
て、従来の３面シール部を有するプラスチックキャップ
と比較して、密封性が向上するキャップが得られる。従
って、高温充填用に使用されないキャップの場合は、上
記実施形態で示す内側面シール部とボトル先端部内側面
との間のクリアランスを無くし、逆に嵌合代部を形成す
ることによって、常温充填用に供される高密封性のプラ
スチックキャップを得ることができる。このようなキャ
ップは、無菌充填用ボトルのキャップとして、製造コス
トを低減させるのには好適である。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明の耐熱用プラスチ
ックキャップ及びそれを使用した高温充填ボトル詰の密
封部殺菌方法によれば、過酷な熱処理過程中の密封性の
低下を招く恐れがなく、高い密封性が確保でき、且つ従
来の３面シール部構造では不足であった、ボトル口部先
端までのシール部が殺菌ができ、高い転倒殺菌効果が得
られる。より詳述すれば、本発明のキャップにおける内
側面シール部は殺菌前は前記ボトル口先端部の内側面と
クリアランスを形成しているので、従来のインナーリン
グ付き１ピースキャップより高い転倒殺菌効果が得ら
れ、図５に示す従来の２ピースキャップと同等の転倒殺
菌効果が得られる。また、熱殺菌中の密封性について
は、従来の２ピースキャップではボトル先端部の熱変形
により密封性が低下するのに対し、本発明ではボトル先
端部の熱変形で内側面シール部による高い密封性が得ら
れる。さらに、従来のインナーリング付き１ピースキャ
ップでは、嵌合代＋ボトル口部の縮径の影響でボトル口
部の内面接触部に変形が起こるが、本発明ではクリアラ
ンスがあることから、ボトル口部の変形が抑えられ、開
栓時への密封保持低下の影響がでない。

【００２２】さらに、請求項６のプラスチックキャップ
によれば、複雑な密封構造を採用することなく密封性を
より向上さることができる常温充填ボトル詰用のキャッ
プを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る耐熱用プラスチックキ
ャップを、ボトルに装着した状態での要部断面図であ
り、（ａ）は転倒殺菌前の状態、（ｂ）は転倒殺菌後の
状態を示す。

【図２】本発明の他の実施形態に係る耐熱用プラスチッ
クキャップを、ボトルに装着した状態での要部断面図で
あり、（ａ）は転倒殺菌前の状態、（ｂ）は転倒殺菌後
の状態を示す。

【図３】（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ本発明の他の実施
形態に係る耐熱用プラスチックキャップのボトルに装着
した転倒殺菌前の状態の要部断面図である。

【図４】高温充填ラインの工程を示す模式図である。

【図５】従来の耐熱用プラスチックキャップを、ボトル
に装着した状態での要部断面図であり、（ａ）は転倒殺
菌前の状態、（ｂ）は転倒殺菌後の状態を示す。

【図６】従来の耐熱用プラスチックキャップを、ボトル
に装着した状態での要部断面図であり、（ａ）は転倒殺
菌前の状態、（ｂ）は転倒殺菌後の状態を示す。

【符号の説明】

１，２０，２３，２６，３０，３５，４０耐熱用プラ
スチックキャップ２スカート壁３天壁４インナーリング５アウターリ
ング６環状シール溝１０，２４，２７，３１，３９，４１ライナー１２外側面シール部１２天面シー
ル部１３内側面シール部１５クリアラ
ンス１６ボトル口先端部１７嵌合代

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチックボトルのボトル口先端部の
外側面、天面及び内側面をそれぞれシールする外側面シ
ール部、天面シール部及び内側面シール部を有する耐熱
用のプラスチックキャップであって、前記内側面シール
部は少なくとも殺菌前は前記ボトル口先端部の内側面と
クリアランスを形成し、その後熱影響による前記ボトル
口先端部の縮径によって、少なくとも前記内側面シール
部でボトル口先端部の内側面シールが可能であるように
形成されていることを特徴とする耐熱用のプラスチック
キャップ。
【請求項２】前記外側面シール部、天面シール部、及
び内側面シール部の少なくとも一つのシール部がライナ
ーによって構成され、他のシール部がキャップシェルと
同一材料で構成されていることを特徴とする請求項１の
プラスチックキャップ。
【請求項３】前記外側面シール部、天面シール部、及
び内側面シール部がライナーで構成されていることを特
徴とする請求項２のプラスチックキャップ。
【請求項４】前記外側面シール部、天面シール部及び
内側面シール部が共にキャップシェルと同一材料で構成
されている請求項１のプラスチックキャップ。
【請求項５】プラスチックボトルのボトル口先端部の
外側面と接触する外側面シール部、頂面と接触する天面
シール部及び内側面に接触する内側面シール部を有する
耐熱用のプラスチックキャップを用いて、該キャップを
内側面シール部をプラスチックボトルのボトル口先端部
の内面とクリアランスを形成するようにキャッピング
し、殺菌時に前記クリアランスに内容物を供給して少な
くともクリアランス部内の表面を殺菌すると共に、ボト
ル口先端部を収縮させて、前記内側面シール部によって
ボトル口先端部の内面をシールすることを特徴とする高
温充填ボトル詰の密封部殺菌方法。
【請求項６】ボトル口先端部の外側面に対面するアウ
ターリングとボトル口先端部内側面に対面するインナー
リング及び天壁内面とで、ボトル口先端部が嵌合する環
状シール溝を形成し、該環状シール溝にライナーが設け
られ、該ライナーで外側面シール部、天面シール部、及
び内側面シール部の少なくとも一つのシール部が構成さ
れていることを特徴とするプラスチックキャップ。