JP4932411B2 - レトルト用キャップ、閉止装置および飲料入り閉止装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器口元部を閉止するレトルト用キャップ、このキャップを用いた閉止装置および飲料入り閉止装置に関する。

図４および図５は、従来のキャップの一例を示すもので、ここに示すキャップ３１は、天板部２と、その周縁から垂下した筒部３とからなるキャップ本体４と、天板部２の内面に設けられたライナー３５とを備えている。
キャップ本体４は、アルミニウムやスチールなどの金属から構成されている。ライナー３５は、軟質の合成樹脂で構成することができる。
キャップ３１が装着される容器２０は、アルミニウムやスチールなどの金属から構成されている。
図６は、ネジ部１０等の形成が行われる前の状態のキャップ３１（未成形キャップ）を示すものである。
キャップ３１を口元部２１に装着するには、未成形のキャップ３１を口元部２１に被せ、天板部２に下方への荷重（トップ荷重）を与えつつ、側方からの押圧により筒部３にネジ部１０および裾部１１を形成する。
この種のキャップとしては、例えば特許文献１に開示されたものがある。
特開２００４−１７５３８８号公報

穀類を用いた飲料（例えば麦茶）、ミルクを含む飲料（例えばミルクコーヒー、ミルクティー）などは、レトルト殺菌処理が必要とされる。レトルト殺菌処理は、１００℃以上（例えば１１０℃以上）での加熱処理である。
このため、上記キャップ３１および容器２０をこの種の飲料に適用する場合には、この飲料を容器２０に充填しキャップ３１を装着して、レトルト釜内でレトルト殺菌処理を行う。

レトルト殺菌処理では高温となり容器２０内の圧力が高くなるため、キャップ３１には高い密封性が要求される。
密封性を高めるには、キャップ３１を口元部２１に装着する際に天板部２に与えるトップ荷重と、ネジ部１０形成のために筒部３に与える荷重を大きくすることが有効であるが、その場合には、容器２０に変形が生じて密封性能に悪影響が及んだり、開栓トルクが大きくなり開栓しにくくなるおそれがある。
また、キャップには、落下などにより衝撃が加えられた場合でも、密封を維持できることが要望されている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、密封性が良好であり、しかも開栓しやすいレトルト用キャップ、このレトルト用キャップを用いた閉止装置および飲料入り閉止装置を提供することを目的とする。

本発明は、容器の口元部に装着されてレトルト殺菌処理に供されるレトルト用キャップであって、天板部とその周縁から垂下する筒部とを有するキャップ本体と、このキャップ本体内に設けられたライナーとを備え、前記ライナー下面には、前記容器の開口端部の内面側に当接する内側シール突起と、前記開口端部の外面側に当接する外側シール突起とが形成され、前記ライナーの表面硬度（デュロメータＤ）が３６〜６５であり、前記ライナーの外周部分が、前記天板部に対し非接着となっており、この非接着部の内周縁は、前記内側シール突起よりも内側に達しており、前記開口端部は、頂部を含む断面円弧状部分と、その外縁から垂下する直線垂下部分とを有し、前記外側シール突起の内面が、下方に向かって径が大きくなるように傾斜する直線部分を有し、前記内側シール突起の外面が、下方に向かって径が小さくなるように傾斜し、前記外側シール突起は、前記天板部の周縁部が前記開口端部の断面円弧状部分に沿う形状となることで、前記内側シール突起に比べて広い範囲で前記開口端部に当接するレトルト用キャップを提供する。
前記外側シール突起の内面は、前記外側シール突起の基部から先端に至る範囲で前記開口端部に当接することが好ましい。
前記外側シール突起は、前記内側シール突起に比べて突出寸法が大きいことが好ましい。
前記ライナーの外周部分に相当する位置の天板部内面には、前記ライナーを天板部に対し非接着とするアルキッド樹脂からなる非接着層が形成されていることが好ましい。
前記キャップ本体は、外径が３０ｍｍ以上としてよい。

本発明は、容器と、その口元部に装着されるレトルト用キャップとを備えた閉止装置であって、前記キャップが前述のものである閉止装置を提供する。
本発明は、飲料が充填された容器と、その口元部に装着されるレトルト用キャップとを備えた飲料入り閉止装置であって、前記キャップが前述のものである飲料入り閉止装置を提供する。

本発明のキャップでは、ライナーに高硬度材料（表面硬度（デュロメータＤ）３６〜６５）が用いられている。
一般に、ライナーの硬度が高いと、衝撃によりキャップ本体や口元部が変形した際などに、ライナーと口元部との接触が不十分となり、密封性が低下することがある。また、高温条件下で容器内圧が高くなった場合の密封性が不十分となることがある。
これに対し、本発明のキャップでは、非接着部が内側シール突起よりも内側に達するように形成されている。このため、ライナーは、口元部に当接する部分を含む十分に広い範囲が天板部に対し非接着になる。
よって、ライナーの柔軟性が低いにもかかわらず、ライナーが口元部の形状に合わせて移動し、十分な面積での接触が維持され、密封性が高められる。
したがって、レトルト殺菌処理などにより高温となり容器内の圧力が高くなった場合や、大きな衝撃が加えられた場合においても、内容液の漏れが生じることがない。
また、ライナーに高硬度材料が用いられているため、ライナーと口元部との摩擦が小さくなり、開栓トルクが低くなる。したがって、開栓が容易になる。

以下、本発明に係るキャップの一例について、図面を参照して説明する。
図１および図２は、本発明の閉止装置の一例を示すもので、この閉止装置は、容器２０と、その口元部２１に装着されるキャップ１とから構成されている。
容器２０は、アルミニウム、アルミニウム合金、スチール等の金属で構成することができる。口元部２１は、キャップ１が装着される筒状の部分であり、その外面には雄ネジ２２と膨出段部２３が形成されている。
口元部２１の開口端部は、外方に湾曲して形成されたカール部２４となっている。カール部２４は、口元部２１の最小径部２４ａから頂部２４ｂを経て端縁部２４ｃに至る部分をいう（図２を参照）。

キャップ１は、天板部２とその周縁から垂下した筒部３とを有するキャップ本体４と、天板部２内面に設けられたライナー５とを備えている。
天板部２の周縁部２ａは、ライナー５に接する部分のカール部２４に沿う断面略円弧状に形成されている。

筒部３は、水平スコア６（弱化ライン）によって、水平スコア６より上部の主部８と、ブリッジ７を介して主部８の下端に連結されたタンパーエビデンスリング部９（ＴＥリング部９）とに区画されている。
筒部３には、キャップ１を口元部２１に装着する際に、雄ネジ２２に沿うネジ部１０が形成される。筒部３の上部には、キャップ１内のガスを外部に排出する複数の排気孔１４が形成されている。
ＴＥリング部９の下部は、膨出段部２３に沿って内方に湾曲した裾部１１とされ、開栓時に膨出段部２３に係止するようになっている。

キャップ本体４は、アルミニウム、アルミニウム合金、スチール等の金属で構成することができる。
キャップ本体４の外径は、特に限定されないが、３０ｍｍ以上（例えば３５ｍｍ以上）であってよい。
一般に、径が大きいキャップ（例えば径が３０ｍｍ以上のもの）は、径が小さいものに比べて密封性が低くなる傾向があるが、本発明によれば、径が大きいものでも十分な密封性が得られる。

ライナー５は、天板部２内面（下面）に設けられており、略円板状の基部５ａと、基部５ａの下面から下方に突出して形成された環状の内側シール突起１２と、基部５ａの下面から下方に突出して形成された環状の外側シール突起１３とを備えている。
基部５ａの中央の円形領域は薄肉に形成されている。

図３は、ネジ部１０等の形成を行う前のキャップ１（未成形キャップ）を示すものである。
内側シール突起１２は、断面略台形状とされ、外面１２ａの少なくともカール部２４に当接する部分は、下方に向かって径が小さくなるように傾斜している。外面１２ａは、カール部２４の頂部２４ｂより内面側の領域に当接するように形成されている。

図示例では、内側シール突起１２の内面１２ｂは、このキャップ１の中心軸Ｃに沿って形成されているが、中心軸Ｃに対し傾斜していてもよい。内側シール突起１２の下面１２ｃはほぼ水平な面に沿って形成することができる。
内側シール突起１２の高さＨ１（内側シール突起１２と外側シール突起１３との間の基部１５からの高さ）は、０．５〜２ｍｍが好ましい。

外側シール突起１３は、断面略台形状とされ、内面１３ａの少なくともカール部２４に当接する部分は、下方に向かって径が大きくなるように傾斜している。内面１３ａは、カール部２４の頂部２４ｂよりも外面側の領域に当接するように形成されている。
図示例では、外側シール突起１３の外面１３ｂは中心軸Ｃに沿って形成されているが、中心軸Ｃに対し傾斜していてもよい。外側シール突起１３の下面１３ｃはほぼ水平な面に沿って形成することができる。

外側シール突起１３の突出高さＨ２（内側シール突起１２と外側シール突起１３との間の基部１５からの高さ）は、０．５〜２ｍｍが好ましい。
図示例では、外側シール突起１３は内側シール突起１２より高く形成されているが、内側シール突起１２と同じ高さであってもよいし、内側シール突起１２より低くてもよい。

ライナー５は、表面硬度（デュロメータＤ）（ＪＩＳ Ｋ ７２１５に準拠）が３６〜６５（好ましくは３６〜５１）である。
ライナー５の表面硬度が低すぎる場合には、開栓トルクが大きくなる。また、耐衝撃性が低下する。また、ライナー５が変形しやすくなるため、ライナー５の成形時に、非接着部１７（非接着層１６（後述）が形成された部分）が反りにより天板部２から離れ、位置ずれしやすくなる。
一方、表面硬度が高すぎる場合には、キャップ１を口元部２１に装着する際に、口元部２１の形状に合わせて天板部２およびライナー５を変形させることが難しくなるため、ライナー５と口元部２１との接触が不十分となり、初期密封性が低下する。
表面硬度を上記範囲とすることによって、開栓を容易にし、耐衝撃性を高め、しかも十分な初期密封性を得ることができる。

ライナー５の材料としては、例えば、ポリプロピレン系樹脂またはポリエチレン系樹脂と、熱可塑性エラストマとを含む樹脂組成物が使用できる。これら成分の配合比の調整により、表面硬度を調節できる。

図２および図３に示すように、天板部２の外周部分の内面（下面）には、非接着層１６が形成されている。非接着層１６は、天板部２の周方向に沿う環状に形成されている。
非接着層１６は、キャップ本体４およびライナー５に接着しにくい合成樹脂材料からなり、非接着層１６が形成された部分のライナー５は天板部２に接着していない。この部分のライナー５を非接着部１７という。
非接着部１７は、わずかな力が加えられると容易に剥離する程度の弱い粘着性により非接着層１６を介してキャップ本体４に付着していることが好ましい。
非接着層１６の材料は、キャップ本体４内面の塗膜やライナー５の材料に応じて、これらに接着しにくいものを選択すればよい。例えば、アルキッド樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂などが使用できる。非接着層１６は、印刷などにより形成することができる。

非接着層１６の内周縁１６ａは、内側シール突起１２よりも内側に達している。すなわち、内周縁１６ａは、内側シール突起１２よりも天板部２の中心に近い位置にあり、これによって、非接着部１７の内周縁は、内側シール突起１２より内側に達している。
非接着層１６の内径は内側シール突起１２の内径よりも小さくなっている。
内周縁１６ａと内側シール突起１２との距離、すなわち図３に示す距離Ａ１は、３ｍｍ以下（好ましくは２ｍｍ以下）、例えば０．１〜２ｍｍとすることができる。
内周縁１６ａと、カール部２４の頂部２４ｂとの距離、すなわち図２に示す距離Ａ２は、５ｍｍ以下（好ましくは３ｍｍ以下）、例えば０．５〜３ｍｍとすることができる。

図３に示すように、非接着層１６の外周縁１６ｂは、ライナー５の外周縁５ｂより径方向外方に位置しており、これによって、ライナー５は、外周縁５ｂを含む部分がキャップ本体４に対し非接着となっている。非接着層１６の外径は、ライナー５の外径より大きくてもよいし、ライナー５の外径と同じであってもよい。
非接着層１６が形成されていない内周部分のライナー５は、天板部２に接着している。

ライナー５の外周部分が非接着部１７とされているため、落下などによりキャップ１に衝撃が加えられ、キャップ本体４が変形した場合に、ライナー５がこれに追随せず、カール部２４に応じた形状が維持される。このため、ライナー５とカール部２４との十分な接触が確保され、十分な密封が維持される。
なお、図示例では、非接着層１６によって、ライナー５の外周部分がキャップ本体４に対し非接着となっているが、この外周部分がキャップ本体４に非接着となっていればよく、非接着層１６は形成されていなくてもよい。

次に、キャップ１を口元部２１に装着する操作について説明する。
図３に示す未成形のキャップ１を口元部２１に被せる。この際、内側シール突起１２の外面１２ａと外側シール突起１３の内面１３ａがカール部２４に当接する位置にキャップ１を配置する。
次いで、天板部２に下方への荷重（トップ荷重）を与えつつ、キャップ装着装置のネジ部形成ローラ（図示略）で筒部３を内方に押圧することによって、雄ネジ２２に沿う形状のネジ部１０を形成する。この際、上記トップ荷重によって天板部２の周縁部２ａはカール部２４に沿って曲げ変形する。
さらに、裾部形成ローラ（図示略）によってＴＥリング部９の下部を内方に押圧し湾曲させて裾部１１を形成し、図１および図２に示すキャップ１を得る。

穀類を用いた飲料（例えば麦茶）、ミルクを含む飲料（例えばミルクコーヒー、ミルクティー）などは、レトルト殺菌処理が必要とされる。このため、キャップ１および容器２０をこの種の飲料に適用する場合には、この飲料を容器２０に充填しキャップ１を装着して、レトルト釜内でレトルト殺菌処理を行う。レトルト殺菌処理は、１００℃以上（例えば１１０℃以上）での加熱処理である。

上述のように、キャップ１では、ライナー５に高硬度材料（表面硬度（デュロメータＤ）３６〜６５）が用いられている。
一般に、ライナーの硬度が高いと、衝撃によりキャップ本体４や口元部２１が変形した際などに、ライナーと口元部との接触が不十分となり、密封性が低下することがある。また、高温条件下で容器内圧が高くなった場合の密封性が不十分となることがある。
これに対し、キャップ１では、非接着部１７が内側シール突起１２よりも内側に達するように形成されている。このため、ライナー５は、口元部２１に当接する部分を含む十分に広い範囲が天板部２に対し非接着になる。
よって、ライナー５の柔軟性が低いにもかかわらず、ライナー５が口元部２１（カール部２４）の形状に合わせて移動し、十分な面積での接触が維持され、密封性が高められる。
したがって、レトルト殺菌処理などにより高温となり容器２０内の圧力が高くなった場合や、大きな衝撃が加えられた場合においても、内容液の漏れが生じることがない。

また、ライナー５に高硬度材料が用いられているため、ライナー５と口元部２１との摩擦が小さくなり、開栓トルクが低くなる。したがって、開栓が容易になる。

一般に、ライナーは、その材料の物性によっては、成形時に収縮に伴って反りが生じ、周縁部がキャップ本体から離れることがあるが、キャップ１では、ライナー５が高硬度材料からなるため、ライナー５の剛性が高く、成形の際に反りが生じにくい。
このため、ライナー５の位置ずれが起こらず、装着が容易となる。また、高い密封性が得られる。

次に、キャップ１の開栓操作について説明する。
キャップ１を開栓方向に回すと、キャップ１が上昇し、ライナー５がカール部２４から離れ、容器２０の密封が解除される。
キャップ開栓の過程では、ＴＥリング部９の裾部１１が膨出段部２３に係止することから、主部８は回転に従って上昇する一方、ＴＥリング部９は上方への移動が阻止される。このため、ブリッジ７に引張力が作用し、これらブリッジ７が破断し、主部８がＴＥリング部９から切り離される。

上記閉止装置は、上述の飲料に限らず、それ以外の飲料、例えば果汁飲料、茶飲料、コーヒー飲料、炭酸飲料等に適用することもできる。
飲料を容器２０に充填し、口元部２１にキャップ１を装着することによって、飲料入り閉止装置が得られる。

（試験例１〜７）
図１に示すキャップ１を作製し、その密封性能を以下に示すようにして調べた。
（１）キャップ１
ライナー５には、ポリプロピレン系樹脂と、熱可塑性エラストマとを含む樹脂組成物を使用した。これら成分の配合比の調整によって表面硬度を表１のとおりとした。ライナー５の外径は３５．２ｍｍとした。
天板部２の内面（下面）に、環状の非接着層１６を形成することによって、ライナー５の外周部分を非接着部１７とした。
非接着部１７の内径は、２８ｍｍとした。
内側シール突起１２は、未成形の状態（図３を参照）において次のとおりとした。
内径：２９ｍｍ、外径：３０．５ｍｍ、高さＨ１：１．５ｍｍ、下面１２ｃの幅：０．５ｍｍ。
外側シール突起１３は、未成形の状態において次のとおりとした。
高さＨ２：１．７ｍｍ、
下面１３ｃの幅：０．４ｍｍ。
キャップ１の外径は約３８ｍｍとした。
（２）容器２０
容器２０としては、容量４００ｍｌのものを用いた。

（ライナーの表面硬度）
ライナー５の表面硬度は、ＪＩＳ Ｋ ７２１５に準拠し、デュロメータＤを測定した。結果を表１に示す。

（装着性試験）
図３に示す未成形のキャップ１を口元部２１に被せ、天板部２に下方への荷重（トップ荷重）を与えつつ、キャップ装着装置のネジ部形成ローラ（図示略）で筒部３を内方に押圧することによって、雄ネジ２２に沿う形状のネジ部１０を形成した。この際、上記トップ荷重によって天板部２の周縁部２ａをカール部２４に沿って曲げ変形させた。
裾部形成ローラ（図示略）によってＴＥリング部９の下部を内方に押圧し湾曲させて裾部１１を形成し、図１および図２に示すキャップ１を得た。
上記トップ荷重による天板部２の曲げ変形が十分かどうかを目視にて確認した。天板部２が十分にカール部２４に沿う形状になった場合を◎と評価し、不十分であった場合を△または×とした。結果を表１に示す。

（開栓性試験）
装着性試験で口元部２１に装着したキャップ１の開栓トルクを測定した。試験は、５℃または６０℃の温度下で実施した。結果を表１に示す。

（耐衝撃性試験）
４００ｍｌの水を容器２０内に入れ、上記装着性試験に準じて、口元部２１にキャップ１を装着した。
未開栓のまま、倒立状態で３０ｃｍの高さから落下させて鋼製の台に衝突させることによってキャップ１に衝撃を与えた。前記台の衝突面は、水平面から１０度傾斜した斜面とした。
容器２０を横倒しにして内容液漏れが生じるかどうかを調べ、１０個のサンプルのうち内容液漏れが生じたものの数を調べた。結果を表１に示す。

表１より、ライナー５の表面硬度が３６〜６５であるものは、装着性、開栓性、耐衝撃性とも優れていることがわかる。

（試験例８〜１２）
非接着部１７の内径を表２に示すとおりとしたキャップ１を作製した。ライナー５の表面硬度は５１とした。その他の条件は試験例１〜７と同様とした。
試験例１〜７と同様にして、４００ｍｌの水を容器２０内に入れ、口元部２１にキャップ１を装着し、上述の耐衝撃性試験に供した。

表２より、非接着部１７が内側シール突起１２より内側に達している試験例８、９では、衝撃が加えられた場合でも密封性が良好であったことがわかる。

（レトルト処理試験）
図４および図５に示すように、内側シール突起１２および外側シール突起１３を形成しないこと以外は試験例８と同様のキャップを作製した（比較例１）。
上記装着性試験に準じて、試験例８、９のキャップ１を、４００ｍｌの水を充填した容器２０の口元部２１に装着した。同様にして、比較例１のキャップを口元部２１に装着した。
これらを、レトルト釜内でレトルト殺菌処理に供した。レトルト殺菌処理条件は、温度１２６℃、２３分とした。
比較例１では、１０個のサンプルのうち１つで内容液漏れが生じたのに対し、試験例８、９では、内容液漏れは起こらなかった。
この結果から、試験例８、９では、高温、高圧条件の処理でも密封が維持されたことがわかる。

本発明のキャップの一例を用いた閉止装置を示す一部断面図である。 図１に示すキャップの要部を示す断面図である。 図１に示すキャップの成形前の状態を示す断面図である。 従来のキャップの一例を用いた閉止装置を示す一部断面図である。 図４に示すキャップの要部を示す断面図である。 図４に示すキャップの成形前の状態を示す断面図である。

符号の説明

１…キャップ、２…天板部、３…筒部、４…キャップ本体、５…ライナー、１２…内側シール突起、１３…外側シール突起、１６…非接着層、１７…非接着部、２４…カール部（開口端部）。

Claims (7)

1. 容器の口元部に装着されてレトルト殺菌処理に供されるレトルト用キャップであって、
   天板部とその周縁から垂下する筒部とを有するキャップ本体と、このキャップ本体内に設けられたライナーとを備え、
   前記ライナー下面には、前記容器の開口端部の内面側に当接する内側シール突起と、前記開口端部の外面側に当接する外側シール突起とが形成され、
   前記ライナーの表面硬度（デュロメータＤ）が３６〜６５であり、
   前記ライナーの外周部分が、前記天板部に対し非接着となっており、この非接着部の内周縁は、前記内側シール突起よりも内側に達しており、
   前記開口端部は、頂部を含む断面円弧状部分と、その外縁から垂下する直線垂下部分とを有し、
   前記外側シール突起の内面が、下方に向かって径が大きくなるように傾斜する直線部分を有し、
   前記内側シール突起の外面が、下方に向かって径が小さくなるように傾斜し、
   前記外側シール突起は、前記天板部の周縁部が前記開口端部の断面円弧状部分に沿う形状となることで、前記内側シール突起に比べて広い範囲で前記開口端部に当接することを特徴とするレトルト用キャップ。
2. 前記外側シール突起の内面は、前記外側シール突起の基部から先端に至る範囲で前記開口端部に当接することを特徴とする請求項１に記載のレトルト用キャップ。
3. 前記外側シール突起は、前記内側シール突起に比べて突出寸法が大きいことを特徴とする請求項１または２に記載のレトルト用キャップ。
4. 前記ライナーの外周部分に相当する位置の天板部内面には、前記ライナーを天板部に対し非接着とするアルキッド樹脂からなる非接着層が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載のレトルト用キャップ。
5. 前記キャップ本体は、外径が３０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載のレトルト用キャップ。
6. 容器と、その口元部に装着されるレトルト用キャップとを備えた閉止装置であって、
   前記キャップは、請求項１〜５のうちいずれか１項に記載されたものであることを特徴とする閉止装置。
7. 飲料が充填された容器と、その口元部に装着されるレトルト用キャップとを備えた飲料入り閉止装置であって、
   前記キャップは、請求項１〜５のうちいずれか１項に記載されたものであることを特徴とする飲料入り閉止装置。

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