JP4613521B2 - 容器及び容器への充填方法 - Google Patents

Description

本発明は、蓋部材と、前記蓋部材を胴部材に固着した容器及び前記容器への充填方法に関し、特に、前記容器に、果汁飲料、炭酸飲料、コーヒー飲料、茶類飲料、ビール、食用油、調味料等の内容物を充填した際に、容器内の残存酸素量を低減した容器及び容器への充填方法に関する。

従来、果汁飲料、炭酸飲料、コーヒー飲料、茶類飲料、ビール、食用油、調味料等の内容物を充填する容器として、容器本体の開口端部にイージーオープン蓋を巻き締めた金属容器等が使用されており、前記蓋の摘みタブによって開口部を規定しているスコアを破断して開口部を形成しているが、開口後の再封鎖が不可能であるという問題があり、本出願人は、前記問題を解決するため、注ぎ部分とキャップ部分を一体的に形成し、易破断部を設けた開封が容易で、且つ開封後の再封鎖が可能な容器の封鎖構造を提案した（特許文献１、２）。

前記した特許文献１、２に記載の容器の封鎖構造は、内容物充填後の密封性の保証、生産性、耐久性、タンパーエビデント性、開封性、開封後の再封鎖等に優れているものの、図４に示すように、内容物の充填の点から封鎖構造（１０）と胴部材（２０）を別部材とし、胴部材（２０）に内容物を充填後、封鎖構造を備える蓋部材（１０）を、前記胴部材の開口端部に巻き締めて固着して充填密封した容器（１）とするのが好ましい。

しかしながら、この場合、注ぎ部分（１１）とキャップ部分（１２）を一体的に形成した蓋部材（１０）を用いているため、図４に示すように、充填密封後の容器内のヘッドスペース（Ｓ）が大きくなり、容器内の残存酸素量を少なく維持することができず、充填した内容物の酸化劣化、フレーバーの低下を招く恐れがある。
同様の問題が特許文献３に記載された開口容易蓋においても懸念され、開口部内面側にプラスチゾルが塗布されており、このため、前記開口部からの充填は実際上不可能である。
従って、充填密封後の容器内のヘッドスペースが大きくなり、容器内の残存酸素量を少なく維持することができず、充填した内容物の酸化劣化、フレーバーの低下を招く恐れがある。

更に、一般に缶詰の巻き締め部は密封性が非常に優れているという定評があるが、巻き締め部内に封じ込められているシーリングコンパウンドには、精密な検出手段によれば極僅かではあるがガスの透過が認められる。このガス透過は通常問題にならない程微量であるが、近年、缶詰の内容物が多様化しており、なかにはガス透過によってフレーバーが変化しやすいものもある。例えば茶類飲料（緑茶、ウーロン茶等）やビールの類では酸素によるフレーバー低下が比較的顕著であると言われている。このようなことからも、ガス透過を極力少なく抑えられる容器は強く要望されている。
また、消費者が蓋部材を開封した際に、飲料等の内容物の液面が低く見えることから、内容量、或いは内容物に対して不信感を抱く恐れがある。

国際特許出願ＰＣＴ／ＪＰ０２／１３５３７明細書 特願２００３−１８５９７８号明細書 特開２００１−２０６３６８号明細書

本発明は、前記従来の問題を解決し、内容物の充填密封後における容器内の残存酸素量および巻き締め部からのガス透過の低減を可能にして内容物の酸化劣化、フレーバーの低下を防止し、また、消費者が内容量、或いは内容物に対する不信感を抱くことが無い容器、及び容器への充填方法を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成する請求項１記載の発明は、注ぎ部を有する蓋部材と胴部材とを固着することによって充填密封される容器への充填方法おいて、反転状態の蓋部材と正立状態の胴部材にそれぞれ充填し、前記蓋部材を反転させて胴部材を固着させ、容器の内容積Ａ、蓋部材により形成される容積Ｂ、及び充填される内容物の容量Ｃとの関係が、Ａ−Ｃ＜Ｂとなるように内容物を充填する容器への充填方法である。

本発明の容器によれば、内容物の充填密封後における容器内の残存酸素量および巻き締め部からのガス透過の低減を可能にして内容物の酸化劣化、フレーバーの低下が防止される。
また、消費者が蓋部材を開封した際に、内容量、或いは内容物に対する不信感を抱くことが無い容器とすることができる。
また、内容物充填後の密封性の保証、生産性、耐久性、タンパーエビデント性、開封性、開封後の再封鎖等にも優れた容器とすることができる。
さらに、本発明の容器への充填方法によれば、前記のような容器を容易に製造することができる。

以下添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態における容器の断面図で、図２は、本発明の実施の形態における容器の蓋部材の拡大断面図である。
この容器１は、アルミニウム、ぶりき、或いはティンフリースチール等の金属板から成り、注ぎ部を有する蓋部材１０を胴部材２０に固着し、飲料等の内容物が充填密封されている。
そして、内容物の充填密封は、容器１の内容積Ａ、蓋部材１０により形成される容積Ｂ、及び充填される内容物の容量Ｃとの関係が、Ａ−Ｃ＜Ｂとなるように行われる。
充填、密封後の容器１をこのような構成にすることにより、容器１における蓋部材１０内にも内容物が充填されるため、容器内の残存酸素量が低減される。本容器１を通常の保管姿勢すなわち接地部２１を下方にして置いたとき、容器１の内容積Ａ、蓋部材１０により形成される容積Ｂ、及び充填される内容物の容量Ｃとの関係が、Ａ−Ｃ＜Ｂとなるように内容物を充填密封されているので、巻き締め部１９の接合部内面１９ａは常に内容液に浸る形になる。前述したように、巻き締め部からは極微量ながらガス透過が認められるが、巻き締め部の接合部内面１９ａが液体中に浸かっている場合のガス透過量は、巻き締め部の接合部内面１９ａが気体中にある場合よりもはるかに少ない。

これは、次に記す理由によると考えられる。ガス透過量は透過媒体であるシーリングコンパウンドから見て外側と内側のガスの濃度勾配の大きさに依存し、これが小さい程ガス透過量は少なくなる。巻き締め部の接合部内面１９ａが気体中にある場合には外気からシーリングコンパウンドを透過してきたガス（酸素)は接合部内面１９ａに接している気体中に急速に拡散して内外のガス濃度勾配は常に大きい状態が維持されガス透過量は比較的大となる。
一方、巻き締め部の接合部内面１９ａが液体中に浸かっている場合は、同様に透過してきたガスは接合部内面１９ａに接している液体が静置されている限り、気体のときに比べはるかに拡散し難いのでガスの濃度勾配は低い状態となり、結果としてガス透過量は小さくなる。
このため、容器１は静置状態において従来技術を上回るガス遮断性を有し、内容物の酸化劣化、フレーバーの低下が防止される。
また、消費者が蓋部材を開封した際に、内容物が口元近くまで入って見えるので内容量、或いは内容物に対する不信感を抱くことも無い。

容器１は、蓋部材１０をノズル部分１１とキャップ部分１２を連続して一体的に形成した構成とし、缶体等から成る胴部材２０に前記蓋部材１０を巻き締め部１９を介して固着した構成とするのが好ましい。
前記蓋部材１０は、内壁１３、内壁１３の上端部から下方に折り返してなる中間壁１４、及び中間壁１４の下端部から上方に折り返して空隙１５を形成すると共に外壁１６を連続して一体形成し、前記内壁１３及び中間壁１４をノズル部分１１、外壁１６をキャップ部分１２とする。

また、前記ノズル部分１１とキャップ部分１２にねじ部１７を設け、キャップ部分１２（外壁１６）の側面下方には薄肉のスコア部１８を設け、飲料等の内容物を注出する開封に際して、キャップ部分１２（外壁１６）を指によって空隙１５を潰すようにスコア部１８を径方向に押圧して破断し、前記キャップ部分１２を回転させてノズル部分１１から離脱させことが好ましい。
容器１をこのような構成にすることにより、内容物充填後の密封性の保証、生産性、耐久性、タンパーエビデント性、開封性、及び開封後の再封鎖に優れた容器とすることができる。

図３は、本発明の容器への充填方法の第1の例を示す参考図である。図３を用いて胴部材２０と蓋部材１０とを係合する方法について説明する。
本例では、正立状態の缶体等から成る胴部材２０の上方部、或いはその近傍まで内容物を充填する一方、反転状態の蓋部材１０の上方部、或いは近傍まで内容物を充填し、前記蓋部材１０を反転させて胴部材２０の上端部に係合し、巻き締め等によって固着するものである。図３において曲線３０は蓋部材１０が胴部材２０の上端部に係合するまでの移動軌跡である。蓋部材１０は、初期は胴部材２０と合体する予定地点ｇよりも下方に位置するａ地点にあって，該蓋内部に内容物を所定量満たして上方を向いて水平方向に移動する。移動にしたがい曲線３０は有限な曲率半径Ｒを持ち、蓋部材１０は上方へ移動する。このときの蓋部材１０および該蓋内部に満たされた内容物には次に示す２つの成分からなる加速度が作用する。
Ｉ：重力加速度
Ｊ：遠心力に伴って生ずる加速度
そして、Ｉは常に鉛直下方を向き、大きさは一定であり、Ｊは曲線のカーブの外向き法線方向に働き、大きさは移動速度をＶとしたときＶ２／Ｒになる。
蓋部材１０および該蓋内部に満たされた内容物に作用する加速度はＩとＪの合成、すなわちベクトルの和であり、この合成された加速度Ｉ+Ｊの向きと反対方向に、蓋部材１０の開放側を常に向けるように自転しながら移動すれば、移動中に内容物がこぼれることは無い。

図３において例示した曲線３０は、蓋部材１０が移動するに従い曲率半径Ｒが小さくなるように設定されており、蓋が垂直に上昇する瞬間のｄ地点を通過すると、その後は水平方向にはこれまでと逆向きに移動しながらｅ地点、ｆ地点を経て上昇し、さらにｇ地点においてはａ地点のときと逆向きに水平移動する。
このような軌跡において、一定速度Ｖで移動した場合の蓋部材１０に作用する合成加速度を図示し、その向きに合わせて蓋部材１０の自転状態を設定すると、丁度ｇ地点において重力と反対向きに合成加速度を生じさせ、蓋部材１０に内容物を満たしたまま反転させられる。この地点において、一定内容量を満たした胴部材２０と合体させ、そのまま巻き締め操作に入れば、前記蓋部材内の内容物のこぼれを生じないで胴部材２０への係合が可能となる。

曲線３０の形状は、上述した技術思想に従えば、実施する装置規模や容器寸法、稼動速度等によって様々に設定可能である。好ましい例としては、曲線上の任意の点における曲率半径Ｒが、出発地点ａからの道程Ｌのｎ乗に反比例する形のものであり、Rおよびｘ座標、ｙ座標は次式で示される。
式中τは任意の点における曲線の法線と図中の垂線とのなす角、ｋは曲線の大きさを決める定数である。
なお、ｎ＝１とした場合の曲線はクロソイド曲線として知られており、曲率半径の変化がスムースに設定できる特徴がある。

蓋部材１０を曲線３０に沿って移動させる手段としては、部分的に曲線３０をもつコンベアを用いる方法や、数値制御による多関節ロボットなどを用いる方法が例示される。

本発明の容器への充填方法の第２の例は、正立状態の缶体等から成る胴部材２０の上方部、或いはその近傍まで内容物を充填する一方、反転状態の蓋部材１０の上方部、或いは近傍まで内容物を充填し、蓋部材１０に充填された内容物が外部に流動しないかもしくは流動し難い状態において前記蓋部材１０を反転させて胴部材２０の上端部に係合し、巻き締め等によって固着するものである。蓋部材１０に充填された内容物が流動しないかもしくは流動し難い状態を得る手段としては、
１．内容物を凍結させる。
２．内容物を予め濃縮もしくは乾燥等の手段によって流動性を失わせる。
３．内容物中に混在すべき固形物部分（例えば果肉など）のみを蓋部材に充填する。
等が例示される。これらはいずれも蓋部材１０と胴部材２０が係合し、巻き締め等によって固着した後に，蓋部材１０と胴部材２０に充填されていたそれぞれの内容物が混合して均質な内容物となり、飲用等が可能になる。

以上に例示した方法によれば、前記した容器１の内容積Ａ、蓋部材１０により形成される容積Ｂ、及び充填される内容物の容量Ｃとの関係を、Ａ−Ｃ＜Ｂとなるように容易に内容物の充填、密封が可能となる。
なお、蓋部材１０と胴部材２０の固着手段は例示したような巻き締めに限定されず、接着法、ヒートシール法、溶接法、摩擦圧接法、等でもよい。

本発明の容器によれば、内容物の充填密封後における容器内の残存酸素量および巻き締め部からのガス透過の低減を可能にして内容物の酸化劣化、フレーバーの低下が防止される。
また、消費者が蓋部材を開封した際に、内容量、或いは内容物に対する不信感を抱くことが無い容器とすることができる。
また、内容物充填後の密封性の保証、生産性、耐久性、タンパーエビデント性、開封性、及び開封後の再封鎖に優れた容器とすることができる。
さらに、本発明の容器への充填方法によれば、前記のような容器を容易に製造することができる。

本発明の容器の断面図である。 本発明の容器における蓋部材の拡大断面図である。 本発明の容器への充填方法の一例を示す参考図である。 従来の容器の断面図である。

符号の説明

１ 容器
１０ 蓋部材
１１ ノズル部分
１２ キャップ部分
１３ 内壁
１４ 中間壁
１５ 空隙
１６ 外壁
１７ ねじ部
１８ スコア部
１９ 巻き締め部
２０ 胴部材
２１ 接地部
３０ 曲線

Claims (1)

1. 注ぎ部を有する蓋部材と胴部材とを固着することによって充填密封される容器への充填方法において、反転状態の蓋部材と正立状態の胴部材にそれぞれ内容物を充填し、前記蓋部材を反転させて胴部材を固着させ、容器の内容積Ａ、蓋部材により形成される容積Ｂ、及び充填される内容物の容量Ｃとの関係が、Ａ−Ｃ＜Ｂとなるように内容物を充填することを特徴とする容器への充填方法。

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