JP2015077991A - フィルムインサートされた蓋および該蓋を備えた容器 - Google Patents

Abstract

【課題】
蓋に高いバリア性を与えると共に、蓋の内面と容器本体の口先と融着しないで、再封時においても密封性の高い蓋を得ること。
【解決手段】
容器注出口（２１）を封鎖する天板（３１）部と、天板部周縁から垂下している筒状側壁（３２）とからなる蓋（３）において、天板部内面にコンタクトリング（３１１）を設けられており、前記コンタクトリング内面を含む天板部内面全体にバリア性フィルム（４）が一体に融着されていることを特徴とするフィルムインサートされた蓋とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、注出容器の蓋に関する。
本発明に係る蓋は、フィルムをインサートした蓋で、その保存性をさらに高めた蓋、及び容器に関する。

注出容器の蓋は、従来、主にプラスチック単体の成形品で作られていた。形状が複雑な蓋であっても、プラスチックはその成形性の高さによって、また、成形金型の工夫で対応できていた。しかしながら、その蓋を成形する樹脂は、必ずしも内容物や外気に対して、バリア性が高いものではなかった。その為、長期保存性が必要な場合には、バリア性の高い金属箔や高バリア性樹脂層を含有するフィルムを、中蓋として注出容器の口先に融着したり、キャップ内面、または外面に融着するなどして、対応してきた。

例えば、特許文献１では、金属箔の両面に熱可塑性樹脂フィルムを接着して成るガスバリヤー性能を有する多層フィルムの中蓋と、熱可塑性樹脂で形成された外蓋とからなる蓋で容器を密封する方法において、中蓋と容器との間の熱溶着力が０．６〜２．５ｋｇ／１５ｍｍ幅であり、かつ中蓋と外蓋との間の熱溶着力が中蓋と容器との間の熱溶着力より低い材料を用いて、所定形状に打ち抜かれた中蓋を射出金型内にインサートして外蓋を成形し、ついでこの中蓋と外蓋とが一体となった蓋を容器口部に取り付けて高周波誘導加熱により容器と中蓋とを熱溶着することを特徴とする容器の密封方法を提案している。
この場合、中蓋を容器口先から外すきっかけになる手段がなく、外蓋から中蓋が外れた状態で、容器口先に融着している熱溶着力が０．６〜２．５ｋｇ／１５ｍｍ幅で、高い溶着力があるので、きっかけがない限り、外すことは難しい。しかも、中蓋に外すきっかけを設けることは設計上難しい問題がある。
さらに、この中蓋は、融着部を剥離して開封される。その為、一度剥離して開封した場合、再度外蓋を閉めても、中蓋が無い状態になるので、著しくバリア性が低下することは避けられない問題があった。もし、中蓋を再度嵌め込んでも、融着部を外した融着表面はきれいに外れないので、表面が凸凹したりして、わずかな隙間が生じ、密封性の低下は免れなく、再封時における密封性の低い問題があった。
また、このような外蓋の内面に融着させたフィルムは、容器口先に融着させる為、内容物に接する内側に使用する材料が、融着性が高い低分子量や低温で溶融する材料にならざるを得ない。
その為、内容物に対する付着性が高く、中蓋を外す時に、容器口先近傍を汚したり、手を汚すなどのトラブルが生じ易い問題もあった。

逆に、金属箔の両面に熱可塑性樹脂フィルムを接着して成るガスバリヤー性能を有する多層フィルムの中蓋と、熱可塑性樹脂で形成された外蓋とからなる蓋で容器を密封する方法において、中蓋と容器との間の熱溶着力が０．６〜２．５ｋｇ／１５ｍｍ幅であり、かつ中蓋と外蓋との間の熱溶着力が中蓋と容器との間の熱溶着力より大きい材料を用いて、所定形状に打ち抜かれた中蓋を射出金型内にインサートして外蓋を成形し、ついでこの中蓋と外蓋とが一体となった蓋を容器口部に取り付けて高周波誘導加熱により容器と中蓋とを熱溶着することを特徴とする容器の密封方法も提案している。
この中蓋では、容器口先と中蓋との間の閉める圧力で、クリープが生じ、外蓋が変形し、閉める毎に容器口先と中蓋との位置が変化する。その為、一度開封されると、中蓋に対し口元のネジをきつくなるように、前より大きい角度に回わし、位置が変化しないと密封できないが、逆に、中蓋と容器との回転角度位置が変化してしまうので、中蓋と容器口先間の密封性が不完全になり低下し、再封時における密封性の低い問題が発生していた。
さらに、インサートフィルムの内層は内容物に対する付着性が高く、中蓋を外す時に内容物の液ダレにより、容器口先近傍を汚したり、手を汚すなどのトラブルが生じ易い問題もある。

通常の外蓋には、図３に示すように、外蓋には通常、インナーリング３７が設けてある。ここで、外蓋にバリア性フィルムを融着するのに、内側に融着する場合、インナーリング３７近傍にバリア性フィルムを配置させると射出成形樹脂が流れなくなってしまう。そのため、インナーリング３７部にバリア性フィルムを配置することができないので、バリア性フィルムは、インナーリングを避けて配置せざるを得ない。しかも、インナーリングは外蓋の天板全周に及び、大きな面積を占め、さらにその外側にも配置することができないので、バリヤ性の付与が大きく制限される。しかもインナーリング部の非付着性も与えられないので、内容物の液ダレなどによる容器口先近傍を汚したり、手を汚すなどの問題も残った。
さらに、通常の外蓋にバリア性フィルムを外側に融着した場合、図４に示すように、インナーリング３７やコンタクトリング３１１部分は、バリア性の材料が使われていないので、外蓋の断面を内容物の成分などが浸透し易く、バリア性がやや不十分である。それと共に、蓋の内面に非付着性も与えられないので、内容物の液ダレなどによる容器口先近傍の汚染や、手を汚すなどの問題もあった。

特開平６−２４４０６号公報

上記問題に鑑みて、蓋に高いバリア性を与えると共に、蓋の内面と容器本体口先と融着しないで、再封時においても密封性の高い蓋を得ることが本発明の課題である。

本発明の請求項１の蓋は、容器注出口を封鎖する天板部と、天板部周縁から垂下している筒状側壁とからなる蓋において、天板部内面にコンタクトリングを設けられており、前記コンタクトリング内面を含む天板部内面全体にバリア性フィルムが一体に融着されていることを特徴とするフィルムインサートされた蓋である。

本発明の請求項２の蓋は、コンタクトリング先端が鈍角の断面を有することを特徴とする請求項１に記載のフィルムインサートされた蓋である。

本発明の請求項３の蓋は、天板部外面高さが、筒状側壁上端高さよりも低くなっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルムインサートされた蓋である。

本発明の請求項４の蓋は、天板部厚みが、筒状側壁の厚みに対し、薄肉であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフィルムインサートされた蓋である。

本発明の請求項５の蓋は、フィルムは天板部内面に融着させると共に、フィルム接液面が、低吸着性・低溶出性の樹脂層で構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフィルムインサートされた蓋である。

本発明の請求項６の蓋は、低吸着・低溶出性の樹脂がポリエチレンテレフタレート樹脂及びポリエチレンナフタレート樹脂であることを特徴とする請求項５に記載のフィルムインサートされた蓋である。

本発明の請求項７の容器は、請求項１〜６のいずれかに記載のフィルムインサートされた蓋を備えたことを特徴とする容器である。

本発明の蓋は、内容物が接する全面にバリア性フィルムを配置し、容器口先に接する部分には鈍角のコンタクトリングが設けられているので、高いバリア性が得られると共に、内容物との非吸着性も得ることができる。
しかも、天板部厚みが、筒状側壁に対し薄肉であることにより、蓋を閉めた状態で、天板部が変形し、常に天板部が容器口先に対し一定の圧力をもった密封性を維持することができる。又同時に、圧力変形した蓋天面が開栓時に戻る事により、蓋のバージン性を天面の変形目視と感触で確認する事が可能となる。

本発明の容器外観図と、蓋の断面図と、その詳細拡大図である。 本発明の蓋を容器に嵌合した断面図である。 従来の蓋でバリア性フィルムを内面にインサート成形した蓋と容器の嵌合断面図である。 従来の蓋でバリア性フィルムを外面にインサート成形した蓋と容器の嵌合断面図である。

以下、本発明の容器１の実施形態例について、図を用いて詳細に説明する。
実施形態例に使用される容器は、図１−１に示すように、通常のボトルで、容器本体２はガラス製であるが、プラスチック製の射出延伸ブロー成形したボトルや、通常のダイレクトブローボトルなどであってもかまわない。この容器は、容器口元のねじに螺合可能な蓋３が使用される。
蓋３は、図１−２に示すように、天板部３１と、天板部周囲から垂直に下降する筒状側壁３２から構成されている。
筒状側壁３２内壁には内ネジ３３が設けられ、容器本体２と螺合できるようになっている。また、筒状側壁３２の外側には、容易に開閉できるようにローレット３６が切ってある。
そして、天板部３１は、筒状側壁３２の上端よりも一段低い位置に設けられ、かつ、筒状側壁３２の厚みよりも薄くできている。さらに、天板部３１の内面側には、多層のバリアフィルム４が融着されている。
天板部３１の内側にはコンタクトリング３１１が形成されている。このコンタクトリング３１１は、図１−３で示すように、先端角度３１２が鈍角になっている。そして、コンタクトリング３１１は、容器本体の口先２２全周囲に当接し、内容物を確実に流出防止する突起になっている。

図２は、本発明の蓋３を容器本体２に螺合している状態を、断面図で示したものである。ここで、破線で示す位置は、蓋３が容器本体２に接した当接状態を示し、実線は、充分、保管できる状態に螺合している保管状態の位置を示している。
すなわち、容器本体２の口先２２が螺合することによって、蓋３のコンタクトリング３１１を押して液止めしている。この時、コンタクトリング３１１が押され、上方に変形し、そのことで、コンタクトリング３１１が設けられている天板部３１中央が外側に押されたように変形することを示している。
それを図２−２で拡大して示したが、コンタクトリング３１１が押された為に、保管状態の天板部３１０は、当接状態の天板部３１位置から外側に移動し、保管状態のバリア性フィルム４０も、当接状態のバリア性フィルム４位置から外側に移動している。
この移動は、元に戻ろうとする力が働くので、コンタクトリング３１１は常に容器本体の口先を押す力が発生し、容器の内外を遮断している。

ここで、天板部３１外面高さが、筒状側壁上端３５の高さよりも低く設定されているので、充填初期に蓋３を閉めた時に、天板部３１が外側に膨んでも、天板部３１は筒状側壁上端３５よりも高くならないようになっている。このことによって、充填ラインのキャッピングマシンの蓋３を掴んでいるチャックの変更をする必要がない。
また、キャップを下にして容器１を立てることが可能になる。
しかも、天板部３１外面高さが、筒状側壁上端３５高さよりも低いので、天板部３１が薄く、弱い力でも蓋３が支障なく密封されやすい。

従来の樹脂単体成形の蓋では、通常、コンタクトリング３１１の部分は、先端の断面を６０度近傍の角度で、鋭角にしていた。しかも、高さが均一になるよう工夫し、均一に面当たりして、確実に内外の流通を遮断できるようにしていた。
特にコンタクトリング３１１の先端角度３１２をできる限り鋭角にすることによって、コンタクトリング３１１の先端がつぶれやすくしている。そのことで、わずかな容器本体２の口先２２の接面と、コンタクトリング３１１自身の先端角度３１２の頂点を結んだ当接する面との、互いに当接する面における平面性、傾き、などのわずかなズレを修復可能にし、かつ、小さな力で大きな当接圧力を生み、確実に当接している全周囲で容器内外を遮断し、漏れを防いでいる。

しかしながら、バリア性フィルム４は、バリア性の層を含んだフィルムで、少なくとも、融着層、バリア層、非吸着層の３層以上のフィルムになっているので、鋭角の細い形状に合わせ、形状を完全に転写するように成形することができない。

すなわち、バリア性フィルム４を構成する各層は、下記のようなものである。
まず、バリア層は、内容物の中の水分や油脂成分、香り成分などの浸透による流出、または外部の酸素などの流入を阻止するもので、アルミニウムなどの金属箔やポリエチレンテレフタレートフィルムにアルミニウムや酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化インジウム、酸化錫、酸化ジルコニウム等の無機物の蒸着層を形成したバリア層でも良い。また、エチレン・酢酸共重合樹脂を鹸化したポリビニルアルコール系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリロニトリル系樹脂などのバリア性フィルムなどでも良い。これらは、一定の剛性があり、極端な変形に対して抵抗が発生する。

蓋３と融着する融着層は、バリア層の外側に設けられ、高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体（ＥＭＭＡ）等が挙げられる。
これらは単体または２種以上を混合して使用しても、多層化しても良く、樹脂およびこれらをフィルム化したシートを使用しても良い。厚みとしては１５〜１００μｍが望ましく、３０〜５０μｍがより好ましい。

バリア層の内側に設ける層は、内容物に接する面をもつので、バリア層を内容物から保護する目的がある。また、内容物に対し低吸着・低溶出性のあるフィルムが好ましい。吸着性があると、内容物は蓋３内面に多量に付着してしまうので、蓋３を開けた時、蓋内面のネジ部に付着したりして、長期には腐敗などによる菌の増殖、また、蓋の開閉で手を汚す恐れも生じる。低吸着・低溶出性フィルムとしては、２軸延伸したポリエチレンテレフタレートフィルムやポリエチレンナフタレートフィルムなどが使用できる。
これら融着層、バリア層、低吸着・低溶出性層のフィルムを接着する方法としては、例え
ば、ウエットラミネーション方法、ドライラミネーション方法、ノンソルベントドライラミネーション方法、ホットメルトラミネーション方法、エクストルージョンラミネーション方法、及び該エクストルージョンラミネーション方法を利用したサンドイッチラミネーション方法などの公知の方法を使用することができる。

この蓋３は、バリア性フィルムを射出成形金型中に入れて、樹脂を金型中に射出することにより、製造することができる。蓋３を成形する射出成形樹脂は、バリア性フィルム４の融着層と融着することができる樹脂である他に、容器本体２とは違った材料であることが好ましい。それは、螺嵌する時、互いを削りあったりしないで、スムースに開閉できるようにする為である。
また、内容物が付着しても、変化しにくい材料であることも必要である。そのため、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン・ポリプロピレン共重合体、ポリメチルペンテン樹脂などのポリオレフィン系樹脂、アクリロニトリル樹脂、アクリロニトリル・スチレン樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂などで、内容物によって選択する必要がある。

ところで、蓋の成形金型にバリア性フィルム４を入れて射出成形するのに、断面の先端角度が鋭角のコンタクトリング３１１を内側に設けた場合、バリア性フィルム４は、バリア層が形状を維持する性質が高く、これによって、コンタクトリング３１１の先端角度３１２が鋭角状態であると、充分に形状を変形しその形状に沿って鋭角形状を再現することが難しい。そこで、射出成形樹脂がバリア性フィルム４を突き破って、先端に成形樹脂が流れ出てしまう恐れがある。
さもなくば、バリア性フィルム４がそのコンタクトリング３１１の形状の再現を得ずに、先端が丸まった状態で、未充填のまま固化してしまう恐れもある。しかも、それは、ゲートからの位置による差や、わずかな金型の加工の差、フィルムの部分的な延伸強度の差などから、コンタクトリング３１１の高さが部分的に一定にならない問題が発生する。この場合、コンタクトリング３１１の高いところだけが当接し、低いところが当接しないので、密封性が損なわれた状態に陥る問題があった。
しかし、コンタクトリング３１１の先端角度３１２を鈍角にすると、バリア性フィルム４は射出成形によって先端角度３１２の先までは伸びるので、尖った形状が再現できるようになった。
これは、バリア性フィルム４が、射出成形樹脂の熱で１．４倍程度は伸びる余裕があるが、それ以上は伸び得ない為である。

蓋３内面にコンタクトリング３１１がない場合、容器本体２の口先２２は平面であり、蓋３の当接面も平面だと、平面同士になるので、非常に高い圧力で押し合わないと、口先２２の全周において封鎖することができない。
その為、バリア性フィルム４が、鋭角でなくても、尖った先端を確保する必要がある。そこで、本発明者が試したところ、フィルムインサート成形の蓋の場合、通常のコンタクトリングではなく、先端が鈍角にしたコンタクトリング３１１が、密封するのに効果があることが判明したのである。

蓋３の天板部３１が、筒状側壁３２よりも薄くしたことは、内容物をホット充填した場合より、保存性能の効果を生む。
ホット充填は、常温では粘度の高い液体で、非常に充填しにくい内容物であるが、高温では粘度が下がり、充填しやすくなる内容物や、菌の増殖を押さえるよう、高温で充填する必要がある充填に使用される。例えば、ジャム、甘酒、蜂蜜、栗の砂糖煮、ソース、トマトや魚・肉などの煮物、日本酒などを内容物にした充填においてである。
内容物をホット充填し、充填された内容物が冷却された場合、充填物そのものも体積を下げるが、充填物内部に入り込んだ空気や口元近傍の空気や蒸気などの気体も体積を急激に
下げる。
この時、充填物の体積が縮んだ分、容器１内部は陰圧になる。陰圧になった容器１に嵌められた蓋３は、この陰圧の力で、天板部３１が内側に引き寄せられる。この時、コンタクトリング３１１が口先に当接していれば、陰圧により天板部３１が内側に引き寄せられるので、確実に陰圧で容器の密封性が確保され、保存性能が担保される。

本発明のフィルムインサートされた蓋および該蓋を備えた容器は、以上のようなもので、内容物が接する全面にバリア性フィルム４を配置し、容器口先に接する部分には鈍角のコンタクトリング３１１が設けられているので、高いバリア性が得られると共に、バリア性フィルムの選択により、内容物との低吸着・低溶出性も得ることができる。
しかも、天板部厚みが、筒状側壁に対し薄肉であることにより、蓋を閉めた状態で、天板部が変形し、常に天板部が内圧の変化に応じ、密封性を維持することができるなどメリットが大きい。

１・・・・・・・・・容器
２・・・・・・・・・容器本体
２１・・・・・・・・注出口
２２・・・・・・・・口先
２２０・・・・・・・口先位置（螺合時）
２３・・・・・・・・ネジ山部（注出口）
２４・・・・・・・・ネジ谷部（注出口）
３・・・・・・・・・蓋
３１・・・・・・・・天板部（当接状態）
３１０・・・・・・・天板部（保管状態）
３１１・・・・・・・コンタクトリング
３１２・・・・・・・先端角度
３２・・・・・・・・筒状側壁
３３・・・・・・・・ネジ山部（蓋）
３４・・・・・・・・ネジ谷部（蓋）
３５・・・・・・・・筒状側壁上端
３６・・・・・・・・ローレット
３７・・・・・・・・インナーリング
４・・・・・・・・・バリア性フィルム（当接状態）
４０・・・・・・・・バリア性フィルム（保管状態）

Claims (7)

1. 容器注出口を封鎖する天板部と、天板部周縁から垂下している筒状側壁とからなる蓋において、天板部内面にコンタクトリングを設けられており、前記コンタクトリング内面を含む天板部内面全体にバリア性フィルムが一体に融着されていることを特徴とするフィルムインサートされた蓋。
2. コンタクトリング先端が鈍角の断面を有することを特徴とする請求項１に記載のフィルムインサートされた蓋。
3. 天板部外面高さが、筒状側壁上端高さよりも低くなっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルムインサートされた蓋。
4. 天板部厚みが、筒状側壁の厚みに対し、薄肉であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフィルムインサートされた蓋。
5. フィルムは天板部内面に融着させると共に、フィルム接液面が、低吸着・低溶出性の樹脂層で構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフィルムインサートされた蓋。
6. 低吸着・低溶出性の樹脂がポリエチレンテレフタレート樹脂またはポリエチレンナフタレート樹脂であることを特徴とする請求項５に記載のフィルムインサートされた蓋。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のフィルムインサートされた蓋を備えたことを特徴とする容器。