JP4738590B2

JP4738590B2 - 容器のガスバリヤー性を向上させるキャップ構造

Info

Publication number: JP4738590B2
Application number: JP2000374121A
Authority: JP
Inventors: 忠義高島; 務松原; 良成牧野
Original assignee: Nihon Yamamura Glass Co Ltd
Current assignee: Nihon Yamamura Glass Co Ltd
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2000-12-08
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2020-12-08
Also published as: JP2002179126A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器のガスバリヤー性を向上させるキャップ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種飲料用の容器口部に装着されるキャップは、耐内容物性ならびに機械的強度に優れるという理由から、一般に、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン系の樹脂材料によって成形されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記オレフィン系の樹脂材料は、かなりのガスバリヤー性を有しているが、キャップを通してのガスの透過を完璧に抑えることは困難であることから、炭酸ガスが逃げ出すことで商品価値を逸する炭酸系の飲料や、酸素の影響を受けやすい飲料などでは、性状が短期間で変わってしまう点で問題があった。
【０００４】
本発明は上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、容器の内容物の性状を長期間にわたって良好に維持することが可能となる容器のガスバリヤー性を向上させるキャップ構造を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の容器のガスバリヤー性を向上させるキャップ構造は、容器口部に取り付けられるシェルと、前記容器口部の上端に外周縁が載接する天板及びこの天板に連設され容器口の内周面に密接する中足が設けられた容器口密封用のパッキンとを有するキャップにおいて、前記パッキンの天板の上面及び側面並びに該天板の下面の周縁部分に、ダイヤモンド状硬質炭素膜がコーティングによって設けられたものである（請求項１）。
【０００６】
上記の構成からなる容器のガスバリヤー性を向上させるキャップ構造では、容器の内容物の性状を長期間にわたって良好に維持することが可能となる。
【０００７】
また、ダイヤモンド状硬質炭素膜の厚みが０．１５μｍ以上であるのが望ましい（請求項２）。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に対応する実施例を、図を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第一実施例に係る容器のガスバリヤー性を向上させるキャップ構造（以下、ガスバリヤー構造という）Ｄの構成を概略的に示す縦断面図、図２は、前記ガスバリヤー構造Ｄの要部の構成を概略的に示す縦断面図である。
ガスバリヤー構造Ｄは、容器１の口部２に取り付けられるシェル３と、容器口密封用のパッキン４とからなるキャップ５を有する容器１のガスバリヤー性を向上させるためのものであり、前記パッキン４に、ダイヤモンド状硬質炭素膜６を設けてなる。
【００１１】
前記容器１は、例えば、ガラスびん等のびんやペットボトルなどであり、液体などの内容物を収容する容器本体１ａと、容器本体１ａの上方に一体的に設けられ、前記内容物の出入口部としての口部２とからなる。
【００１２】
前記口部２は、容器１の上端部の外周に形成された雄ねじ部２ａと、この雄ねじ部２ａの下方に周設される係止突条２ｂとを有している。
【００１３】
前記シェル３は、平面視がほぼ円形状の天壁３ａと、この天壁３ａの外周部から垂下したスカート壁３ｂとからなり、例えば、ＰＥやＰＰ等のオレフィン系の樹脂材料やスチレン系共重合体，熱可塑性エラストマーなどによって、例えばインジェクション成形されている。
【００１４】
前記スカート壁３ｂの外周部にはローレット溝３ｃが設けられており、スカート壁３ｂの内周部には前記容器口部２の雄ねじ部２ａに螺着される雌ねじ部３ｄが形成されている。また、スカート壁３ｂの下部には、破断可能なブリッジ３ｅが形成されており、このブリッジ３ｅを介してスカート壁３ｂの下部にタンパーエビデンスバンド（以下、ＴＥバンドという。）３ｆが連結されている。
【００１５】
また、前記ＴＥバンド３ｆの下端から内側斜め上方に向けて、係止部材３ｇが連設されており、この係止部材３ｇは、ＴＥバンド３ｆの内周面側に向けて弾性変形可能なように形成されている。
【００１６】
上記のように構成されたキャップ５では、係止部材３ｇがＴＥバンド３ｆの内周面側に向けて弾性変形可能であることから、この係止部材３ｇは、閉栓時には容器口部２の係止突条２ｂを容易に乗り越え、かつ、閉栓後には復元して係止突条２ｂの下部に係止するのであって、閉栓時におけるブリッジ３ｅの破断が確実に防止される。
【００１７】
前記パッキン４は、平面視がほぼ円形であり、前記容器１の口部２の上端に外周縁が載接する天板４ａと、この天板４ａの周縁部から下方に向けて連設され、かつ前記口部２の内周面に密接する中足４ｂとからなり、例えば、ＰＥやＰＰ等のオレフィン系の樹脂材料やスチレン系共重合体，熱可塑性エラストマーなどによって、例えばインジェクション成形等により成形されている。
【００１８】
ここで、容器口部２に密嵌されるパッキン４は、その天板４ａが開栓に伴ってシェル３の雌ねじ部３ｄの上端によって持ち上げられ、これに伴って中足４ｂが容器口部２から抜け出すように構成されている。
【００１９】
即ち、開栓に際して、先ずはキャップ５のシェル３の回転に伴って、係止突条２ｂに係止しているブリッジ３ｅが切断され、その切断後にパッキン４が容器口部２から抜けきって、ここで始めてパッキン４による容器１の気密が解除されるように構成しているのである。より詳しくは、前記ブリッジ３ｅが切断されパッキン４が持ち上がっても、中足４ｂが容器口部２内に嵌入している長さに相当する距離だけ持ち上がらない限り、気密漏れが生じることがなく、中足４ｂが容器口部２内に嵌入している長さ分だけ気密を長く保持できるのである。また、中足４ｂの長さを調整することによって、ブリッジ３ｅの切断後から気密解除までの時間をコントロールすることが可能である。さらに、中足４ｂの摩擦効果に基づくパッキン４のシェル３との共回り防止効果により、ブリッジ３ｅ切断（破断）前後において気密漏れを防止できる。
【００２０】
上記の構成より、ブリッジ３ｅが切断されない限りは容器１の気密が確実に保持されることから、ブリッジ３ｅの切断を伴わない例えば悪戯や不注意によるキャップの僅かな開栓（所謂ちょい回し）によるガス漏れや外気の吸い込み、或いは内容物の漏れ出しが確実に防止されるのである。
【００２１】
前記ダイヤモンド状硬質炭素膜６は、いわゆるＤＬＣ（ＤｉａｍｏｎｄＬｉｋｅＣａｒｂｏｎ）薄膜と呼ばれるもので、炭素元素から構成され、炭素元素同士の結合形態がダイヤモンド構造（ＳＰ³結合）とグラファイト構造（ＳＰ²結合）の両方からなり、また部分的に水素との結合を含んでおり、長距離秩序的には決まった結晶構造をもたないアモルファス構造となっている。
【００２２】
前記ダイヤモンド状硬質炭素膜６は、前記パッキン４の容器口部２の密封範囲にわたって設けられるのであり、前記パッキンの上面および下面のいずれか一方または両方に設けられる。
【００２３】
詳述すると、前記ダイヤモンド状硬質炭素膜６は、例えば、前記パッキン４の外面のうち、前記容器１の内容物と接触しない範囲や、容器１内の飲料（内容物）を飲むための飲み口となる容器口部２に接触しない範囲にコーティングすることで設けることができる。ダイヤモンド状硬質炭素膜６がコーティングされる具体的な範囲としては、例えば、図２に示すように、パッキン４の天板４ａの上面，側面および天板４ａの下面の周縁部分とすることができる。
【００２４】
前記ダイヤモンド状硬質炭素膜６を上記の範囲でコーティングした場合には、容器１の内容物とダイヤモンド状硬質炭素膜６との接触がおきないため、両者が接触して不都合が生じたりするおそれがない。
【００２５】
また、前記ダイヤモンド状硬質炭素膜６を、図３に示すように、前記パッキン４の天板４ａの下面と、中足４ｂ全体とにわたってコーティングしてもよい。
【００２６】
前記ダイヤモンド状硬質炭素膜６は、高真空中のアーク放電プラズマで炭化水素ガスを分解し、プラズマ中のイオンや励起分子を電気的に加速した状態でパッキン４にぶつけることによりダイヤモンド状硬質炭素膜６を形成するプラズマＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法や、フィラメントから生じる熱電子を利用して炭化水素ガスを分解し、パッキン４に加えられるバイアス電極によりダイヤモンド状硬質炭素膜６をパッキン４表面に堆積させるイオン蒸着法などによってコーティングすることができる。もちろん、上記の方法に限らず、その他の蒸着や塗布，吹き付けなどの方法を用いてダイヤモンド状硬質炭素膜６を形成するようにしてもよい。
【００２７】
前記プラズマＣＶＤ法では、真空装置部，ガス供給部，高周波電極部およびパッキン供給部からなるシステムによって前記ダイヤモンド状硬質炭素膜６の形成が行われる。
【００２８】
前記ダイヤモンド状硬質炭素膜６の厚みは、バリヤー性能が保証される０．１５μｍ以上とし、かつパッキン４の材質の変形に追随できる範囲で決定すればよい。
【００２９】
上記の構成からなるガスバリヤー構造Ｄでは、ダイヤモンド状硬質炭素膜６をパッキン４に設けており、これによって、ダイヤモンド状硬質炭素膜６を設けない場合に比べて、酸素の遮断性能は２００〜８００倍となり、炭酸ガスの遮断性能は７０〜１４０倍となる。すなわち、前記ガスバリヤー構造Ｄを容器１に適用することによって、前記容器口部２の密封範囲のガスバリヤー性が飛躍的に高くなり、これによってガスの透過が完璧なまでに抑止されることで、容器１の内容物の性状を長期間にわたって良好に維持することが可能となる。
【００３０】
前記ダイヤモンド状硬質炭素膜６は、生体に対する適合性が高く、アレルギー反応が起こりにくいと考えられているため、ダイヤモンド状硬質炭素膜６を用いるガスバリヤー構造Ｄは、内容物が飲料である容器１に設けても支障はない。
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
なお、前記ガスバリヤー構造Ｄの適用対象とする容器１は、前記シェル３が容器口部２に対して螺着される構造のものに限られない。すなわち、例えば、前記シェル３が、下部の内壁に突出部（図示せず）を有していて、この突出部が容器口部２の係止突条２ｂに係止されることによって、シェル３が容器口部２に着脱自在に取り付けられる構造のものでもよく、また、上記のような雌ねじ部３ｄや突出部を有さず、シェル３の内壁と容器口部２の外壁との摩擦によってシェル３が容器口部２に保持される構造のものであってもよい。
【００３５】
また、前記パッキン４は、中足４ｂを有していなくてもよく、平面視がほぼ円形状や矩形状となっているシート状に形成されていてもよい。
【００３６】
図５は、本発明の第二実施例に係るガスバリヤー構造Ｄ₂の構成を概略的に示す説明図である。なお、上記第一実施例に示したものと同一構造の部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
ガスバリヤー構造Ｄ₂は、第一実施例のガスバリヤー構造Ｄに比して、前記ダイヤモンド状硬質炭素膜６が、前記パッキン４のみでなく、容器１にも設けられている点で異なる。
【００３７】
前記ダイヤモンド状硬質炭素膜６は、容器１の外面（例えば、容器本体１ａの外面と容器口部２の外周面および上端）および内面（例えば、容器本体１ａの内面と容器口部２の内周面）のいずれか一方または両方に上述した方法によるコーティングによって設けてもよい。
【００３８】
また、前記シェル３に、前記ダイヤモンド状硬質炭素膜６を設けてもよい。この場合、前記ダイヤモンド状硬質炭素膜６は、シェル３の外面（例えば、天壁３ａの上面およびスカート壁３ｂの外周面）および内面（例えば、天壁３ａの下面およびスカート壁３ｂの内周面）のいずれか一方および両方に上述した方法によるコーティングによって設けてもよい。
【００３９】
なお、前記シェル３にダイヤモンド状硬質炭素膜６を設ける場合には、前記パッキン４にダイヤモンド状硬質炭素膜６を設けてもよいし、設けなくともよい。
【００４０】
【発明の効果】
上記の構成からなる本発明によれば、容器の内容物の性状を長期間維持することが可能となる容器のガスバリヤー性を向上させるキャップ構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例に係る容器のガスバリヤー性を向上させるキャップ構造の構成を概略的に示す説明図である。
【図２】上記実施例の要部の構成を概略的に示す縦断面図である。
【図３】上記実施例の変形例を概略的に示す縦断面図である。
【図４】上記実施例の別の変形例を概略的に示す縦断面図である。
【図５】本発明の第二実施例に係る容器のガスバリヤー性を向上させる容器構造の構成を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
２…容器口部、３…シェル、４…パッキン、５…キャップ、６…ダイヤモンド状硬質炭素膜、Ｄ…容器のガスバリヤー性を向上させるキャップ構造。

Claims

容器口部に取り付けられるシェルと、前記容器口部の上端に外周縁が載接する天板及びこの天板に連設され容器口の内周面に密接する中足が設けられた容器口密封用のパッキンとを有するキャップにおいて、前記パッキンの天板の上面及び側面並びに該天板の下面の周縁部分に、ダイヤモンド状硬質炭素膜がコーティングによって設けられたことを特徴とする容器のガスバリヤー性を向上させるキャップ構造。
ダイヤモンド状硬質炭素膜の厚みが０．１５μｍ以上である請求項１記載の容器のガスバリヤー性を向上させるキャップ構造。