JP2013151979A

JP2013151979A - アルミ蓋材および容器

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Publication number: JP2013151979A
Application number: JP2012013075A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Umeyama; 浩梅山
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2012-01-25
Filing date: 2012-01-25
Publication date: 2013-08-08
Anticipated expiration: 2032-01-25
Also published as: JP5953770B2

Abstract

【課題】輸送や搬送により変形しにくく、かつ密封後の容器の変形を好適に防ぐことができるアルミ蓋材を提供する。
【解決手段】アルミ層と、アルミ層の一方の面に形成されたシーラント層とを備え、シーラント層が設けられた側の接合面が容器に接合されることにより容器を密封するアルミ蓋材１は、接合面と反対側の面に向かって突出する膨出部３０と、膨出部３０に形成されたリブ３１とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、アルミ蓋材、より詳しくは、加熱殺菌された内容物が充填された容器を密封するためのアルミ蓋材および当該アルミ蓋材により密封された容器に関する。

紙製の容器に内容物としての飲料が充填されたカップ飲料が、広く流通されて消費されている。カップ飲料においては、充填される飲料が殺菌を必要とする場合、例えば５０℃以上の高温に加熱された状態で充填されることがある。ここで、充填された飲料が完全に冷めないうちに容器を蓋材で密封すると、飲料が冷めるに伴って容器内に残存した空気等の気体が収縮し、容器内が減圧される。その結果、容器がへこむように変形されるため、外観が悪くなるという問題がある。

この問題を解決する従来技術として、特許文献１には、膨出部を設けた蓋材で容器を密封することが記載されている。このようにすると、膨出部が容器内部に向かって突出するように反転することで、気体が収縮した分の容積を吸収して容器の変形を防ぐことができる。蓋材の材質としては、アルミ箔が例示されている。

実開昭６３−１３４９０８号公報

発明者は、アルミ箔を用いて特許文献１に記載のような膨出部を有する蓋材を形成し、カップ飲料の大量製造を試行するにあたり、以下の課題を見出した。
すなわち、アルミ箔は弾性に乏しい材料であるため、蓋材の輸送時や密封工程における搬送時に膨出部に外力が作用してしまうと、容易に変形してしまい、元の形状には復帰しにくい。したがって、容器に取り付けられる前に膨出部の一部または全部が反転してしまうと、気体が収縮した分の容積を吸収する効果が損なわれ、容器の変形を十分に防ぐことができないことがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、輸送や搬送により変形しにくく、かつ密封後の容器の変形を好適に防ぐことができるアルミ蓋材を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、加熱された内容物を充填後早期に密封しても変形しにくい容器を提供することである。

本発明の第一の態様は、アルミ層と、前記アルミ層の一方の面に形成されたシーラント層とを備え、前記シーラント層が設けられた側の接合面が容器に接合されることにより前記容器を密封するアルミ蓋材であって、前記接合面と反対側の面に向かって突出する膨出部と、前記膨出部に形成されたリブとを備えることを特徴とする。

前記リブは、前記膨出部の中央部に形成された第一リブと、前記第一リブの周囲に形成された第二リブとを有し、前記第一リブは、吸着保持可能な程度の比較的平坦な領域を有するように構成されてもよい。

本発明の第二の態様は、紙または樹脂で形成され、内容物が高温の状態で充填される容器本体と、本発明のアルミ蓋材とを備え、前記内容物が充填された状態で前記容器本体が前記アルミ蓋材により密封されていることを特徴とする。

本発明のアルミ蓋材によれば、輸送や搬送により変形しにくく、かつ密封後の容器の変形を好適に防ぐことができる。
また、本発明の容器によれば、加熱された内容物を充填後早期に密封しても変形しにくい容器とすることができる。

本発明の第一実施形態のアルミ蓋材を示す斜視図である。同アルミ蓋材の層構成を示す図である。同アルミ蓋材の厚さ方向における断面図である。同アルミ蓋材が容器に接合された状態を示す斜視図である。容器密封後に同アルミ蓋材の膨出部が反転した状態を示す斜視図である。膨出部が反転した同アルミ蓋材を示す断面図である。本発明の第二実施形態のアルミ蓋材を示す斜視図である。同アルミ蓋材の厚さ方向における断面図である。本発明の変形例のアルミ蓋材を示す斜視図である。

本発明の第一実施形態について、図１から図６を参照して説明する。
図１は、本実施形態のアルミ蓋材１を示す斜視図であり、図２は、アルミ蓋材１の層構成を示す図である。図３は、アルミ蓋材１の厚さ方向における断面図であり、層構成を省略して示している。アルミ蓋材１は、紙製、樹脂製等の比較的剛性の低い容器を密封するのに用いられる蓋材であり、周縁部に設けられ、容器に接合される接合部１０と、容器に接合された後に容器の変形を防止する膨出部３０とを備えている。

図２に示すように、アルミ蓋材１は、アルミニウム箔からなる基材としてのアルミ層２の一方の面に樹脂からなるシーラント層３が、他方の面に樹脂からなる保護層４が一体に積層されて形成されている。アルミ層２の厚さは適宜設定できるが、例えば７〜５０マイクロメートル（μｍ）程度が好ましい。

シーラント層３は、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等の耐熱性を有する樹脂等で形成されており、公知のヒートシールにより、容器に接合される。したがって、アルミ蓋材１のうち、シーラント層３が形成された側の面が、容器に接合される面となる。以後の説明において、この面を「接合面」と称することがある。

保護層４は、二軸延伸のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で、例えば７〜２０μｍ程度の厚さに形成されている。保護層４が設けられた面は、アルミ蓋材１が容器に接合されたときに、アルミ層２を保護するとともに、容器と一体となって製品の外観の一部を構成する。保護層４は、例えばナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン等の他の材料で形成されてもよく、耐熱性の高いものが好ましい。
以後の説明において、保護層４が設けられた側の面を「上面」と称することがある。

図１に示すように、アルミ蓋材１は、平面視略円形に形成されており、略環状の接合部１０が所定幅で周縁に形成されている。接合部１０の接合面がヒートシールで容器に接合されることにより、アルミ蓋材１が容器を密封するように取り付けられる。
接合部１０には、周方向外側に突出する取っ手１１が形成されており、密封された容器を開封する際のきっかけとなる。取っ手１１の数や形状には特に制限はなく、必ずしも設けられなくてもよい。

図３に示すように、接合部１０からは、壁部２０が接合面側に突出するように立ち上がっている。壁部２０は、上面側の端部２０Ａおよび接合面側の端部２０Ｂが平面視略円形に形成されており、かつ接合面側の端部が形成する略円形の径方向寸法が上面側の端部が形成する略円形の径方向寸法よりも小さくなるように形成されている。
また、上面側の端部２０Ａの厚さ方向における断面形状が曲線状とされているため、アルミ蓋材１の成型時に接合部１０に皺が発生することを防止することができる。接合部１０の皺を防止することで、アルミ蓋材１による容器の密封性が向上する。端部２０Ａが直線状である場合に接合部１０に発生する皺は、端部２０Ａを上面側に引き伸ばすように成型することで軽減あるいは消失させることが可能である。

アルミ蓋材１は、壁部２０の接合面側の端部から上面側に折り返されており、平面視における中央部に、上面に向かってドーム状に突出する膨出部３０が形成されている。膨出部３０は、後述するように、容器に取り付けられた後に容器の内圧の低下によって接合面側に反転し、容器の変形を防止する。

膨出部３０の突出高さｈ１は、壁部の高さｈ２よりも小さく設定されており、膨出部３０が接合部１０よりも上面側に突出しないようにされている。また、膨出部３０には、容器に接合されるまでの間における変形を防ぐためのリブ３１が設けられている。本実施形態のリブ３１は、膨出部３０の平面視において、中心から放射状に広がるように所定幅で８本形成されている。

上述のように、接合部１０、壁部２０、および膨出部３０を有して形成されたアルミ蓋材１は、図２に示す三層構造の材料を、例えば公知の深絞り成型により成型加工した後に所望の形状に打ち抜くことにより大量に製造することができる。

上記のように構成されたアルミ蓋材１の使用時の作用について、容器内に加熱された飲料（内容物）を充填する場合を例にとり説明する。

まず紙または樹脂からなる容器（容器本体）に、殺菌等の目的で高温（５０℃以上、例えば７０℃）の飲料が充填される。飲料は、高温に加熱されてから容器に充填されてもよいし、容器に充填されてから高温に加熱されてもよい。

充填された飲料が十分冷める前に、アルミ蓋材１が搬送され、接合部１０の接合面が容器の開口の縁に接触する。接合部１０の略環状の接合面が全周にわたり開口の縁と接触した状態でヒートシールが行われると、図４に示すように接合部１０が容器５０に接合されて、容器５０の開口がアルミ蓋材１により密封される。

容器５０内の飲料が冷める、あるいは保存等のために容器５０が冷却される等により飲料の温度が低下すると、容器５０内の空間のうち、飲料が充填された後の残りの空間であるヘッドスペースに存在する空気や不活性ガス等の気体が収縮して体積が減少する。ここで、容器５０は、アルミ蓋材１により密封されているため、外部から容器５０内に気体が流入することはなく、気体の収縮により容器５０内の圧力は減少する。

容器５０の剛性が上記減圧に耐えられない程度であると、容器５０が大気圧により変形するため、製品としての外観が損なわれて商品価値の低下につながる。ここで、アルミ蓋材１の剛性を容器５０よりも低くしておくと、図５および図６に示すように、容器５０が変形するよりも先に膨出部３０が接合面側に突出するように反転する。この反転により、容器５０内の有効容積が減少して気体の収縮による体積減少分を吸収する。その結果、容器５０内の圧力の低下が抑制されて容器５０の変形が防止される。

高温の飲料を充填した容器５０をアルミ蓋材で密封した上述のような飲料製品を大量に製造する場合、大量に製造されたアルミ蓋材は、一般に厚さ方向に積み重ねられて製造ライン等まで搬送される。この過程で、膨出部３０は種々の外力を受けることがあり、当該外力により膨出部３０の一部または全部が容器への接合前に接合面側に突出するように変形してしまうと、気体の収縮による体積減少分を吸収する作用が低下してしまう。
本実施形態のアルミ蓋材１では、膨出部３０にリブ３１が設けられて剛性が高められているため、搬送時等に膨出部３０に外力が作用しても接合面側に反転するような変形が起きにくく、接合時まで膨出部３０の形状が好適に保持される。

以上説明したように、本実施形態のアルミ蓋材１によれば、膨出部３０にリブ３1が設けられているため輸送や搬送等により変形しにくく、容器５０の密封時まで膨出部３０の形状が好適に保持され、容器５０の密封後の変形を好適に抑制することができる。

また、膨出部３０の突出高さｈ１が、壁部２０の高さｈ２以下に設定されているため、アルミ蓋材１の上面側にある物体は、膨出部３０よりも接合部１０に先に接触しやすい。したがって、膨出部に外力が作用する頻度を抑えて膨出部の変形をさらに抑制するとともに、アルミ蓋材の厚さ方向の寸法を抑えて、容器内のヘッドスペースが少ない場合でも、内容物に触れにくくすることができる。

本発明のアルミ蓋材において、膨出部の容積は、気体の収縮前後において想定される体積の変化量を吸収して容器の変形を抑制できるように適宜設定すればよい。例えば、ヘッドスペースを３０ミリリットル（ｍｌ）、飲料の充填温度を７０℃、輸送および保管時における最低温度を１０℃と設定すると、ヘッドスペースに存在する気体の収縮前後における体積の変化量ｘは、ボイルシャルルの法則により、
３０／（２７３＋７０）＝（３０＋ｘ）／（２７３＋１０）
ｘ＝５．２
となる。したがって、この場合は、膨出部の容積を２〜３ｍｌ程度に設定することで、容器の変形を好適に抑制することができ、２．６ｍｌ以上に設定することで、確実に変形を防止することができる。
すなわち、膨出部の容積が２ｍｌの場合、気体の体積の変化量ｘ：５．２ｍｌ＞膨出部の反転による容積の変化量：２×２＝４ｍｌとなる。両者の差分が１．２ｍｌ程度であれば、容器５０全体の強度により外観を損なうような変形が起こることはまずなく、変形が起こるとしても容器５０の底部が少しへこむ程度で当該差分を吸収できるため、充分本発明の目的を達する。
また、充填される内容物がヘッドスペースに存在する気体の一部（例えば酸素）または全部を溶解あるいは吸収しやすい等の特性を有する場合は、溶解あるいは吸収される気体の体積も考慮して膨出部の容積を設定するのが好ましい。

また、本実施形態では、リブ３１が上面側に突出している例を説明したが、リブは接合面側に突出するように形成されてもよい。ただし、リブを上面側に突出させると、膨出部の容積を増加させることができ、気体の体積変化の吸収効果が大きくなるため好ましい。

次に、本発明の第二実施形態について、図７および図８を参照して説明する。本実施形態のアルミ蓋材６１と第一実施形態のアルミ蓋材１とは、リブの態様が異なっている。なお、以降の説明において、既に説明したものと共通する構成等については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図７は、アルミ蓋材６１を示す斜視図であり、図８は、アルミ蓋材６１の厚さ方向における断面図である。図７および図８に示すように、アルミ蓋材６１の膨出部６２においては、平面視における中央部に略円形の第一リブ６３が設けられ、第一リブ６３の周囲に、８本の線状の第二リブ６４が放射状に形成されている。

本実施形態の第一リブ６３および第二リブ６４も、第一実施形態のリブ３１と同様に、容器５０への接合前における膨出部６２の変形を抑制するため、本実施形態のアルミ蓋材６１においても、上述のアルミ蓋材１と同様に、容器の密封時まで膨出部の形状が好適に保持され、容器の密封後の変形を好適に抑制することができる。

さらに、膨出部６２に形成されるリブが、略円形の第一リブ６３を有しているため、膨出部６２に所定の大きさの比較的平坦な領域が確保される。したがって、第一リブ６３の上面に吸着パッド等を接触させ、アルミ蓋材６１を吸着保持して搬送することができる。したがって、容器の密封工程においてアルミ蓋材を効率よく搬送し、内容物が充填密封された容器の製造効率を向上することができる。

本実施形態では、膨出部に形成するリブの一部を略円形の第一リブとする例を説明したが、第一リブの形状は略円形には限定されず、所定の大きさの比較的平坦な領域が確保されれば、多角形や波状の曲線からなる形状等の他の形状とされてもよい。さらに、膨出部の中央部を除いた領域にのみリブを形成することで、所定の大きさの比較的平坦な領域を確保してもよい。

なお、本発明において、「比較的平坦な領域」とは、吸着パッド等による吸着保持を妨げるような凹凸が存在しないことを意味し、完全な平坦に限らず、曲率半径の小さい球面や緩やかな曲面等も含まれる。また、確保する比較的平坦な領域の大きさは、実際に使用される吸着パッド等の大きさに鑑みて適宜決定すればよいが、この領域が大きすぎると、当該領域については実質的にリブで補強されていない状態になるため、必要最小限の大きさに設定するのが好ましい。

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。

例えば、上述の各実施形態では、リブの形状として、直線状のものと、略円形のものを示したが、リブの形状はこれには限られず、例えば図９に示すように環状等の曲線状のリブ６５でもよく、膨出部の変形を抑制できるものであれば特に制限はない。図９に示す変形例のアルミ蓋材７１では、環状のリブを同心状に複数設けており、このようにすると、密封後に内容物の温度が低下した際に、リブ６５が折れ目として機能することで膨出部がスムーズに反転するという利点がある。

また、本発明のアルミ蓋材において、保護層は必須の構成ではない。したがって、アルミ層およびシーラント層からなる２層構造の材料でアルミ蓋材が形成されてもよい。

また、本発明の容器において、充填される内容物は飲料等の液体には限定されず、固体であってもよい。固体でも高温の状態で充填されれば、容器内の気体の温度も上昇し、密封後に内容物の温度が低下することで同様の現象が発生するからである。

１、６１、７１アルミ蓋材
２アルミ層
３シーラント層
３０、６２膨出部
３１、６５リブ
５０容器（容器本体）
６３第一リブ
６４第二リブ

Claims

アルミ層と、前記アルミ層の一方の面に形成されたシーラント層とを備え、前記シーラント層が設けられた側の接合面が容器に接合されることにより前記容器を密封するアルミ蓋材であって、
前記接合面と反対側の面に向かって突出する膨出部と、
前記膨出部に形成されたリブと、
を備えることを特徴とするアルミ蓋材。
前記リブは、前記膨出部の中央部に形成された第一リブと、前記第一リブの周囲に形成された第二リブとを有し、
前記第一リブは、吸着保持可能な程度の比較的平坦な領域を有することを特徴とする請求項１に記載のアルミ蓋材。
紙または樹脂で形成され、内容物が高温の状態で充填される容器本体と、
請求項１または２に記載のアルミ蓋材と、
を備え、
前記内容物が充填された状態で前記容器本体が前記アルミ蓋材により密封されていることを特徴とする容器。