JP4960604B2

JP4960604B2 - 酸素吸収性を有する容器蓋

Info

Publication number: JP4960604B2
Application number: JP2005158035A
Authority: JP
Inventors: 潤高橋; 裕昭菊地
Original assignee: Japan Crown Cork Co Ltd
Current assignee: Nippon Closures Co Ltd
Priority date: 2005-05-30
Filing date: 2005-05-30
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2025-05-30
Also published as: JP2006327678A

Description

本発明は、酸素吸収性を有する容器蓋に関するものであり、より詳細には、容器蓋の頂板部の内面に酸素吸収性を有するライナー材が設けられている容器蓋に関する。

飲料等の内容物が充填されたボトル等の容器の口部に容器蓋を締結した包装容器では、容器内部に必ずヘッドスペース（内容物と容器蓋の頂板部内面との間に形成される空間）が存在しているため、このようなヘッドスペース中の残存酸素による内容物劣化を防止する必要がある。このような残存酸素による内容物劣化を防止するための手段としては、一般に、容器蓋の頂板部内面に酸素吸収剤を含有するライナー材（以下、酸素吸収性ライナー材と呼ぶことがある）を設けるという手段が採用されている（特許文献１，２参照）。
特開平６−４０４６３号公報特開２００３−２２１０７６号公報

しかしながら、上記のような酸素吸収性ライナー材を設けるという手段では、酸素吸収性と同時にガスバリアー性を確保することが困難であるという問題がある。例えば、容器内容物が炭酸飲料の如き発泡性飲料である場合には、容器口部の上端とライナー材との密着部からの炭酸ガスの抜け（ガスロス）を防止する必要があるが、酸素吸収性ライナー材を設けた場合には、ガスロスが大きくなってしまい、残存酸素による内容物劣化を防止できたとしても、ガスロスによる内容物の品質低下を防止することが困難である。

即ち、酸素吸収性ライナー材は、熱可塑性樹脂中に酸素吸収剤を分散させた樹脂組成物により形成されるが、酸素吸収剤の酸素吸収機能を十分に発揮させるために、マトリックスとなる熱可塑性樹脂として、酸素透過性の大きい樹脂を用いる必要がある。このため、このような酸素吸収性ライナー材を用いた場合には、炭酸ガスの抜けを防止することが困難となってしまうのである。勿論、マトリックスとなる熱可塑性樹脂として、ガス遮断性に優れたものを使用することも考えられるが、この場合には、該熱可塑性樹脂がバリアーとして働くため、残存酸素と酸素吸収剤との接触が抑制されてしまい、酸素吸収機能が十分に発揮せず、ガスロスによる品質低下を防止できたとしても、残存酸素による内容物劣化を防止することが困難となってしまうのである。

従って本発明の目的は、ガスロスなどによる内容物の品質低下を有効に防止することが可能であると同時に、ヘッドスペース中の残存酸素による内容物劣化を有効に抑制することが可能な容器蓋を提供することにある。

本発明によれば、頂板部と頂板部周縁から降下したスカート部とを備え、該頂板部の内面にはライナー材が設けられている炭酸飲料容器用容器蓋において、
前記ライナー材は、酸素透過係数が１．０×１０^−１０cc.cm/cm².sec.cmHg（２５℃）未満の酸素バリアー性ブチル系熱可塑性エラストマーから形成されたシール部と、酸素透過係数が１．０×１０^−１０cc.cm/cm².sec.cmHg（２５℃）以上の酸素透過性オレフィン系熱可塑性樹脂中に酸素吸収剤が分散された樹脂組成物から形成された酸素吸収部とを有し、該ライナー材の少なくともリング状の周縁部が前記シール部となっており、該ライナー材の該リング状の周縁部に囲まれた中央部分に前記酸素吸収部が形成されており、
前記シール部には、酸素吸収剤が分散されていることを特徴とする炭酸飲料容器用容器蓋が提供される。

本発明の炭酸飲料容器用容器蓋においては、
１．前記ライナー材は、前記シール部形成用のブチル系熱可塑性エラストマーによって形成されたシール性基体を有し、該シール性基体のリング状周縁部が前記シール部となっており、該シール性基体の前記中央部分に、前記樹脂組成物からなる層が積層されて前記酸素吸収部が形成されていること、
が好ましい。

本発明においては、容器蓋の頂板部内面に設けるライナー材に、シール部と酸素吸収部とを設けて機能分離させたことが重要な特徴であり、これにより、酸素吸収剤による酸素吸収機能を十分に発揮させ、ヘッドスペース中の残存酸素を有効に吸収させ、残存酸素による内容物劣化を有効に回避すると同時に、ガスバリアー性を高め、ガスロスによる品質低下をも抑制することが可能となったものである。

即ち、本発明の容器蓋においては、ライナー材は材質的に完全に機能分離されており、容器内のヘッドスペースに対面する部分のライナー材中央部分は、酸素透過性の高い熱可塑性樹脂（酸素透過係数が一定値以上のオレフィン系樹脂）中に酸素吸収剤が分散された樹脂組成物から形成された酸素吸収部となっているため、ヘッドスペース内の残存酸素は、速やかに酸素吸収剤によって吸収され、残存酸素による内容物劣化を有効に防止することができる。しかも、容器口部上端に密着するライナー材のリング状周縁部（即ち、シール部）は、酸素バリアー性（高い酸素透過係数が一定値未満）のブチル系熱可塑性エラストマーから形成されているため、炭酸飲料からの炭酸ガスの抜け（ガスロス）をも有効に防止することができる。

本発明を、以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の容器蓋の半断面側面を容器口部と共に示す図であり、
図２は、図１の容器蓋に設けられているライナー材の平面図であり、
図３は、図１の容器蓋に設けられるライナー材の他の例を示す側断面図であり、
図４は、本発明の範囲外である参考例の容器蓋の半断面側面を容器口部と共に示す図である。

図１及び図２を参照して、この容器蓋は、大まかに言って、キャップシェル１と、ライナー材３とから形成されている。キャップシェル１は、それ自体公知の形状を有するものであってよく、プラスチック製及び金属製の何れでもよいが、この例では、プラスチック製のものが示されている。

即ち、プラスチック製のキャップシェル１は、頂板部５と、頂板部５の周縁部から垂下しているスカート状側壁７とから成っており、頂板部５の内面には、上記のライナー材３が設けられている。

また、スカート状側壁７の内面には、螺条１３が形成されており、この螺条１３は、容器口部壁５０の外面に形成されている螺条５１と係合する。即ち、スカート状側壁７を閉栓方向に旋回し、螺条１３と容器口部壁５０の外面の螺条５１とを螺子係合することにより、このキャップシェル１は、容器口部壁５０に装着され、容器口部５０の上端がライナー材３の周縁部（後述するシール部２０）に密着することにより、容器口部５０が密封されることとなる。

尚、このプラスチック製のキャップシェル１の場合には、頂板部５からスカート状側壁７にかかる部分に環状突片１５を形成し、この突片１５の先端内面部分までライナー材３が形成されており、その部分のライナー材３が容器口部５０の上方外周部分に密接するように構成されていることが好ましい。即ち、容器内に充填されている内容液６０が炭酸飲料であるため、そのガス圧によって頂板部５が上方に膨らんでしまう（所謂ドーミング）ことがある。このようなドーミングを生じると、容器口部５０の上面とライナー材３の間に隙間が生じて密封性が損なわれてしまう恐れがあるが、上記のような突片１５を設けて、ライナー材３を容器口部５０の上方外周部分に密接よりドーミングによる密封性の低下を有効に回避することができる。

ところで、図１から明らかな通り、容器内に充填された内容液６０の液面と頂板部５の内面（ライナー材３の内面）との間には、必ず、ヘッドスペース（図１においてＡで示す）が形成される。このヘッドスペースＡ内に酸素が残存していると、容器内容液６０の酸化劣化を生じてしまう。また、容器内容液６０が炭酸飲料であるため、発生した炭酸ガスが外部に漏洩してしまうと（即ち、ガスロス）、内容液６０の品質低下を生じてしまう。本発明では、ライナー材３に、機能分離させて酸素吸収性とガスバリアー性とを持たせることにより、ヘッドスペースＡ内の残存酸素を吸収して容器内容液６０の酸化劣化を防止し、同時にガスロスを防止し、ガスロスによる内容液６０の品質低下を回避するものである。

即ち、図１と共に図２を参照して、このライナー材３は、実質上円板形状のシール性基体３１と、このシール性基体３１の中央部分に積層された酸素吸収性層３３とからなっており、容器口部５０の上端面に密着する部分が、上記シール性基体３１のリング状周縁部がシール部Ｘ（図２参照）となっている。また、このシール部Ｘで囲まれる領域では、シール性基体３１は薄肉に形成され、この部分に酸素吸収性層３３が積層されており、容器内のヘッドスペースＡに対面する部分が、この酸素吸収性層３３から形成された酸素吸収部Ｙとなっている。

本発明において、シール部Ｘを形成するシール性基体３１は、酸素透過係数が１．０×１０^−１０cc.cm/cm².sec.cmHg（２５℃）未満の酸素バリアー性を有するブチル系熱可塑性エラストマーから形成されており、このため、シール部Ｘは、優れたガス遮断性を示し、ガスロスを有効に防止することができる。

尚、上記のような酸素バリアー性のブチル系熱可塑性エラストマーからなるシール性基体３１により形成されているシール部Ｘの厚みは、通常、０．５０乃至１．００ｍｍ程度であるのがよく、以下に述べる酸素吸収性層３３が積層される部分のシール性基体３１の厚みは、通常、０．２５ｍｍ以下である。

また、容器内のヘッドスペースＡに対面する酸素吸収部Ｙを形成する酸素吸収性層３３は、酸素透過係数が１．０×１０^−１０cc.cm/cm².sec.cmHg（２５℃）以上の酸素透過性の熱可塑性樹脂（具体的にはオレフィン系樹脂）中に酸素吸収剤が分散された樹脂組成物から形成されるものであり、このような酸素透過性の高い熱可塑性樹脂中に酸素吸収剤が分散されていることにより、ヘッドスペースＡ内の残存酸素が速やかに酸素吸収性層３３中に浸透し、酸素吸収剤によって速やかに吸収され、残存酸素による容器内容液６０の酸化劣化を有効に防止することができるのである。例えば、酸素吸収剤を酸素バリアー性の高い熱可塑性樹脂中に配合させた場合には、酸素が遮断されるため、酸素吸収剤による残存酸素の吸収性が低下してしまうこととなる。

上記のような酸素透過性のオレフィン系樹脂としては、例えばポリエチレン、アイソタクティックポリプロピレン、プロピレン−エチレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、イオン架橋オレフィン系共重合体などを例示することができる。

また、酸素吸収剤としては、種々のものが知られているが、容器内容液への溶出を生じないようなもの、例えば、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、亜硫酸塩及び炭酸塩；アスコルビン酸、エリソルビン酸、エルカ酸及びこれらの塩類；トコフェロール、或いはトコフェロールと電子供与物質との組み合わせ；多価フェノールを骨格内に有する高分子化合物（例えば多価フェノール含有フェノール・アルデヒド樹脂；グルコース、フラクトース、ガラクトース、マルトーズ、セロピオース等の糖類と、電子供与物質（特に塩基性物質或いはグルコースオキシターゼ等の糖類酸化酵素）との組み合わせなどを好適に使用することができ、特に好適には、亜硫酸ナトリウム、アスコルビン酸、トコフェロールが使用される。このような酸素吸収剤は、その種類によっても異なるが、通常、上記の酸素透過性熱可塑性樹脂１００重量部当り、５乃至２５重量部の量で配合されているのがよい。

酸素吸収部Ｙを形成する上記のような酸素吸収性層３３の厚みや大きさ（径）は、容器蓋を装着する容器口部の大きさやヘッドスペースＡの容積に応じて、所定の酸素吸収性が確保されるように選択されればよいが、一般的には、その厚みは１．００乃至２．００ｍｍ程度に設定される。

尚、上記のライナー材３は、例えばキャップシェル１を成形した後、インシェルモールドにより、シール性基体形成用樹脂の溶融物を頂板部５の内面に滴下した後、これを押し広げてシール性基体３１を形成した後、再度のインシェルモールドにより、酸素吸収性層用の樹脂組成物の溶融物をシール性基体３１上に滴下して押し広げることにより形成される。勿論、共射出成形等により、シール性基体３１と酸素吸収性層３３とからなるライナー材３を所定形状に成形し、これを接着剤等により頂板部５の内面に貼り付けてもよい。

また、上記のような容器蓋において、ライナー材３は、シール性基体３１の中央部に酸素吸収性層３３が積層された構造を有しているが、このような態様に限定されず、例えば図３に示されているように、酸素吸収性層用の樹脂組成物を用いて円板形状の酸素吸収部Ｙを形成し、その周囲に環状のシール部Ｘを、シール性基体形成用のブチル系熱可塑性エラストマーで形成した構成とすることもできる。このようなライナー材３を備えた容器蓋は、前述した共射出等の成形手段によりライナー材３を形成し、これを頂板部５の内面に接着固定することにより作製される。

以上のように、本発明においては、ライナー材３が材料的にシール部Ｘと酸素吸収部Ｙとに機能分離されている。また、図４には、本発明の範囲外の例であり、ライナー材３が形状的に酸素吸収部Ｙとに機能分離された例が示されている。

図４の例においては、キャップシェル１は、図１に示す例と全く同様であり、ライナー材３のみが、図１の例と異なっており、ライナー材３は、その全体が、酸素透過係数が１．０×１０^−１０cc.cm/cm².sec.cmHg（２５℃）未満の酸素バリアー性を有し、且つショアＤ硬度が２０〜６０の熱可塑性樹脂エラストマー中に前述した酸素吸収剤を分散した樹脂組成物から形成されている。このような熱可塑性樹脂エラストマーとしては、例えば、ＳＢＳエラストマー、ＳＩＳエラストマー、ＳＥＢＳエラストマー、ＳＥＰＳエラストマーなどのスチレン系エラストマーが使用されている。

即ち、図４においては、シール部Ｘ及び酸素吸収部Ｙが全く同一材料で形成されている。従って、容器口部壁５０の上端面と密着するリング状のシール部では、ライナー材が高酸素バリアー性を示し、且つ柔軟性が高く、容器口部壁５０との密着性も高いことから炭酸ガスの漏洩を有効に防止することができ、ガスロスによる内容液６０の品質低下を有効に回避することができる。

一方、この例では、酸素吸収部Ｙもシール部Ｘと同様の材料で形成されているため、この酸素吸収部Ｙは、シール部Ｘに比して厚肉に形成されていなければならない。即ち、マトリックスとなる樹脂が高い酸素遮断性を有しているため、ヘッドスペースＡ内の残存酸素を迅速に酸素吸収剤により吸収させるため、酸素吸収部Ｙの厚みを、シール部Ｘよりも厚くするわけである。従って、シール部Ｘの厚みは、前述した図１のシール性基体３１の周縁部の厚みと同じ程度に設定されていてよいが、この酸素吸収部Ｙは、そのシール部Ｘよりも厚く、例えばシール部Ｘの厚みの２．０倍以上、特に２．０乃至３．０倍程度の厚みを有していることが好ましい。

図４の例の容器蓋におけるライナー材３は、図１の容器蓋のライナー材３と同様の手段で成形できるが、特に同じ材料でシール部Ｘと酸素吸収性層Ｙとが形成されていることから、酸素吸収機能の点では図１の例よりも劣るが、その製造が容易であるという利点がある。

尚、上述した図１〜図４の例において、キャップシェル１は、先にも述べたように、プラスチック製及び金属製の何れで形成されていてもよい。例えば、例えば、低−、中−または高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、熱可塑性ポリエステル、ポリアミド、スチレン系樹脂、ΑΒＳ樹脂等を用いての射出成形、圧縮成形等の一体成形によりキャップシェル１を製造することができし、アルミニウムや表面処理鋼板等の金属材料の打ち抜き、曲げ加工当によってキャップシェルを成形することもできる。

本発明の容器蓋は、ヘッドスペースの残存酸素による酸化劣化が有効に抑制され、また、炭酸ガスの漏洩（ガスロス）による内容物の品質低下が有効に抑制されるため、例えばビール等の発泡性アルコール飲料や、シャンペン等の発泡性果実飲料用の容器蓋として極めて有用である。

以下の例において、キャップシェルとして、内径が２８．０ｍｍでキャップハイトが２０．１ｍｍのポリプロピレン製螺子キャップを用いた。

上記のキャップシェルの頂板部内面に、インシェルモールドにより、以下のライナー材を設けた。

ライナー材１：（従来のキャップライナー）
酸素透過係数が３２×１０^−１０cc.cm/cm².sec.cmHg（２５℃）のスチレン系熱可塑性エラストマーからなるライナー材。
ライナー材２：
酸素透過係数が１２×１０^−１０cc.cm/cm².sec.cmHg（２５℃）のスチレン系熱可塑性エラストマーに酸素吸収剤を８重量％を配合したエラストマーからなるライナー材。
ライナー材３：
酸素透過係数０．９×１０^−１０cc.cm/cm².sec.cmHg（２５℃）のブチル系熱可塑性エラストマーに酸素吸収剤を８重量％を配合したエラストマーからなるライナー材。

上記１乃至３のライナー付キャップにおいて、内容物からの炭酸ガスの放出量（ガスロス量）を測定した。測定はジーエルサイエンス社製炭酸ガス透過度測定機ＧＰＭ−２５０を使用し、環境温度２３℃で行った。その結果を表１に記載する。

上記１乃至３のライナー付キャップにおいて、ライナー材の酸素吸収能力を測定した。キャップを密封し、保管湿度１００％ＲＨ、保管温度は５、２３、４０℃の３通り、１Ｗ、２Ｗ、４Ｗ、２Ｍ、３Ｍの５通りのサンプルで測定した。測定はジーエルサイエンス社製ガスクロマトグラフ「ＧＣ−３２０」を使用した。
測定方法はアルミパウチにテストキャップのスカート状側壁を取り除いた頂板部（ライナー含む）を６個と水（１ｃｃ：酸素吸収トリガー）を入れ、ヒートシールして密封する。パウチにシリンジを刺せるセプタムを２カ所接着しておき、１カ所からシリンジで空気１００ｃｃを注入する。アルミパウチごと、上記経時保管を開始し、経時取り出し後、もう１カ所のセプタムより、パウチ内空気をシリンジで抜き、測定器に打ち込み、酸素濃度を求める。
スタート時に測定した酸素濃度から、測定値を差し引き、パウチ内に入れたキャップ個数、経時日数で割り、１日当たり、キャップ１個当たりの酸素吸収能力を求めた。その結果を表１に記載する。

本発明の容器蓋の半断面側面を容器口部と共に示す図。図１の容器蓋に設けられているライナー材の平面図。図１の容器蓋に設けられるライナー材の他の例を示す側断面図。本発明の範囲外である参考例の容器蓋の半断面側面を容器口部と共に示す図。

符号の説明

１：キャップシェル
３：ライナー材
３１：シール性基体
３３：酸素吸収性層
Ａ：ヘッドスペース
Ｘ：シール部
Ｙ：酸素吸収部

Claims

頂板部と頂板部周縁から降下したスカート部とを備え、該頂板部の内面にはライナー材が設けられている炭酸飲料容器用容器蓋において、
前記ライナー材は、酸素透過係数が１．０×１０^−１０cc.cm/cm².sec.cmHg（２５℃）未満の酸素バリアー性ブチル系熱可塑性エラストマーから形成されたシール部と、酸素透過係数が１．０×１０^−１０cc.cm/cm².sec.cmHg（２５℃）以上の酸素透過性オレフィン系熱可塑性樹脂中に酸素吸収剤が分散された樹脂組成物から形成された酸素吸収部とを有し、該ライナー材の少なくともリング状の周縁部が前記シール部となっており、該ライナー材の該リング状の周縁部に囲まれた中央部分に前記酸素吸収部が形成されており、
前記シール部には、酸素吸収剤が分散されていることを特徴とする炭酸飲料容器用容器蓋。
前記ライナー材は、前記シール部形成用のブチル系熱可塑性エラストマーによって形成されたシール性基体を有し、該シール性基体のリング状周縁部が前記シール部となっており、該シール性基体の前記中央部分に、前記樹脂組成物からなる層が積層されて前記酸素吸収部が形成されている請求項１に記載の炭酸飲料容器用容器蓋。