JP6085165B2 - 容器の開口部を封止するためのキャップ用のパッキン、ならびにそれを具備する蓋体および密閉容器 - Google Patents

Description

本発明は、キャップ用のパッキンに関する。より具体的には、密閉容器の容器本体の開口部を封止するためのキャップの内部に具備され、容器内の内容物がもれることを防止するパッキンに関する。

開口部を有する密閉容器本体は蓋体により密閉される。通常、蓋体の内部にはパッキンが具備されて、パッキンは蓋体と容器本体との合わせ面に配置される。パッキンは、密閉容器の内容物が漏れ出すことを防止するとともに、内容物の品質を維持する。

パッキンには弾性（柔軟性）が必要であるためゴム素材であることが多いが、熱可塑性エラストマー素材も提案されている（特許文献１〜４参照）。熱可塑性エラストマーに、種々の添加物を加えることでパッキンに必要な特性を得ている。そのため、これらの添加剤が添加されたパッキンは、容器の内容物に衛生が求められる場合には好ましくない場合があり、例えば食品または飲料容器の蓋体のパッキンとしては好ましくない場合がある。

そのため、衛生が求められる内容物の密閉容器の蓋体のパッキンを、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）や線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を主成分とするものが知られている。しかしながら、これらのパッキン材は熱処理されることで劣化し、密閉性が低下することがある。

一方で、密閉容器の内容物は、容器内に密閉された状態で加熱されて殺菌処理されることがある。従来のパッキンでは、この加熱処理をした際に、内容物を容器内に留めることができず、漏れ出してしまうおそれがあった。

特開２００６−２７３３８４号公報 特開２０１０−１２６６５５号公報 特開平１０−１２００１５号公報 特開２０００−２４８１５９号公報

本発明は、容器内に密閉された内容物を加熱したとしても、内容物が漏れ出すことを防止できるパッキンを提供することを目的とする。本発明者は、パッキンを発泡樹脂とすることで弾性を付与し、添加剤を添加せずとも十分な弾性を有するパッキンを提供することを検討した。しかしながら、発泡樹脂からなるパッキンでは、加熱処理された密閉容器の内容物を十分に留めることができなかった。そこで、発泡樹脂からなるパッキンの表面状態（表面）を調整するなどして本発明とした。

すなわち本発明の第一は、以下のパッキンに関する。
［１］容器本体の開口部を密閉するための蓋体の内部に具備されるパッキンであって、
融点１０５℃以上のポリオレフィンを含む樹脂発泡体を含み、
少なくとも一方の面の表面の中心線平均粗さＲａが３．８μｍ以下であって、最大高さＲｍａｘが３６．６μｍ以下である、パッキン。
［２］前記ポリオレフィンのショア硬度は６０〜９５である、［１］に記載のパッキン。
［３］前記樹脂発泡体に積層された他のフィルムをさらに含み、前記他のフィルムの外表面の中心線平均粗さＲａが３．８μｍ以下であって、最大高さＲｍａｘが３６．６μｍ以下である、［１］または［２］に記載のパッキン。
［４］前記パッキンの厚みは０．５〜５ｍｍである、［１］〜［３］のいずれかに記載のパッキン。
［５］前記ポリオレフィンはエチレン単独重合体またはエチレン共重合体である、［１］〜［４］のいずれかに記載のパッキン。
［６］前記容器は食品または衛生食品の容器である、［１］〜［５］のいずれかに記載のパッキン。

本発明の第二は、以下の蓋体などに関する。
［７］容器本体の開口部を密閉するための蓋体であって、［１］〜［６］のいずれか一項に記載のパッキンを内部に具備する蓋体。
［８］開口部を有する容器本体と、前記開口部を密閉する［７］に記載の蓋体と、を具備する密閉容器。

本発明のパッキンを蓋体の内部に配置することで、密閉容器の蓋体を提供することができる。そのような蓋体で密閉された密閉容器の内容物を加熱しても、開口部から内容物が漏れ出すことが防止される。

密閉容器の開口部の状態を示す図である。 発泡成形体を製造するための、ダイスを装着した溶融押出機を示す図である。

１．パッキンについて
本発明のパッキンは、ポリオレフィンを含む樹脂発泡体を含む。パッキンは樹脂発泡体からなるシートであってもよいし、樹脂発泡体からなるシートと他のフィルムとの積層体であってもよい。

ポリオレフィンの例には、ポリエチレン、Ｃ３〜Ｃ１０のα-オレフィンのポリマーなどが含まれるが、通常はポリエチレンである。ポリオレフィンは、ポリエチレンの単独重合体であってもよいが、ポリエチレンと、ポリプロピレン、ブテン−１，ヘキセン−１から選ばれるコモノマーとのポリエチレン系共重合体であることが好ましい。ポリエチレン系共重合体におけるコモノマーの含有量は、ポリエチレン系共重合体の融点や結晶化度に影響を与える。結晶化度は、ポリエチレン系共重合体の硬度に影響を与える。したがって、ポリエチレン系共重合体におけるコモノマーの含有量は、所望の融点やショア硬度が得られるように設定されることが好ましい。

ポリオレフィンの融点は１０５℃以上である。密閉容器の内容物を加熱処理（例えば、レトルト処理）することがあるので、パッキンにも耐熱性が求められる。ポリオレフィンの融点の上限は特に限定されないが、１３０℃以下であることが好ましい。

ポリオレフィンのショア硬度は６０〜９５であることが好ましい。ショア硬度は、ＪＩＳ Ｋ ７２１５に準じて測定されるショアＡ硬度を意味する。ショア硬度が高すぎるとパッキンの封止性が十分に得られず、ショア硬度が低すぎるとパッキンの耐熱性や耐久性が十分に得られない。

ポリオレフィンを含む樹脂発泡体のみかけ密度は、０．１２〜０．８０であることが好ましい。

本発明のパッキンは、パッキンの少なくとも一方の面の表面平滑性が高いという構成を有する。少なくとも一方の面とは、パッキンを具備する蓋体で密閉容器を密閉したときに、容器本体と接触する部分を含む面（容器の内容物と対向する面）を意味する。パッキンの少なくとも一方の面の表面の中心線平均粗さＲａは３．７μｍ以下であり、３．０μｍ以下であることが好ましい。また、パッキンの少なくとも一方の面の表面の最大高さＲｍａｘが３６．６μｍ以下であり、３０．０μｍ以下であることが好ましい。中心線平均粗さＲａおよび最大高さＲｍａｘは、いずれもＪＩＳ Ｂ ０６０１に準じて測定すればよい。

パッキンの厚みは０．５〜５ｍｍであることが好ましく、０．７〜３．０ｍｍであることがより好ましい。パッキンの厚みが薄すぎると、密閉性が十分に得られない。パッキンの厚みのうち、樹脂発泡体の厚みが０．５〜５ｍｍであればよい。

パッキンは、樹脂発泡体からなるシートであってもよいが、他のフィルムとの積層体であってもよい。他のフィルムの厚みは、１０〜６０μｍであればよい。他のフィルムの例には、ポリプロピレン延伸フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））フィルム、低密度ポリエチレンフィルムなどが含まれる。これらのフィルムは、樹脂発泡体からなるシートに接着層を介してはりあわされる。またパッキンは、樹脂発泡体からなるシートと、その表面に溶融樹脂または溶液樹脂を流延して成膜したフィルムとを有していてもよい。

パッキンが他のフィルムとの積層体である場合には、樹脂発泡体からなるシートの表面および他のフィルムの表面のいずれかの表面平滑性が高ければよい（Ｒａ≦３．８μｍ以下、Ｒｍａｘ≦３６．６μｍ）が、他のフィルムの表面の表面平滑性が高いことが好ましい。

２．パッキンの製造方法について
本発明のパッキンの製造方法は、発泡シートを成形する工程と、前記発泡シートを打ち抜いて所望の形状のパッキンとする工程とを含む。また、前記発泡シートにフィルムを積層する工程を有していてもよい。

発泡シートの成形は、ポリオレフィン樹脂を溶融させるステップと、溶融樹脂に発泡剤を注入して溶解させるステップと、発泡剤を溶解する溶融樹脂をダイスを通して吐出するステップと、を含む。これらは、ダイスを装着した溶融押出機（図２参照）によって行えばよい。ダイスは、通常はサーキュラーダイスである。

押出機の種類には、一軸押出機、二軸押出機、押出機を直列につないだタンデム押出機などがあるが、通常は、タンデム化されていないシングルの押出機でよい。

押出機の樹脂供給部６（ホッパー）にポリオレフィン樹脂８を供給し、押出機１内の加熱されたシリンダ部におけるスクリューの回転により、供給された樹脂混合物を溶融する。押出機の温度は、溶融した樹脂混合物が押出に耐えうる溶融粘度となるように設定すればよいが、具体的には８０℃以上２６０℃以下とすることが好ましい。押出機のスクリューは、注入する発泡剤の性質に応じて最適なものを用いればよい。スクリューの形状は、二酸化炭素や窒素等の発泡剤を供給する部分で、樹脂を溶融できる構造であればよく、特に制限されない。

溶融したオレフィン樹脂に、発泡剤ボンベ１４内の発泡剤を発泡剤供給部９を通じて注入して、溶解させる。注入した発泡剤の全てを、溶融したオレフィン樹脂に溶解させることが好ましい。溶解しない発泡剤が残存すると、得られる発泡体に大きな気泡が形成され、発泡セルを微細化しにくかったり、樹脂混合物に溶解していない発泡剤がダイスから噴出したりするなどの問題が発生することがある。

発泡剤は、超臨界流体として、溶融したオレフィン樹脂に注入されるか；または溶融したオレフィン樹脂に注入された発泡ガスを、濾過工程に至るまでに超臨界流体とすることが好ましい。超臨界流体とは、ある物質の臨界温度以上であって、かつ臨界圧力以上の状態にある流体であり、気体と液体の中間の物理的性質を示す。超臨界流体の発泡剤は、通常の気体と比較して、溶融したオレフィン樹脂に対する溶解度が高い。

発泡剤を溶解した溶融樹脂組成物を、必要に応じてフィルターに通して濾過して、異物、変性ポリマーを除去してもよい（濾過工程）。

発泡剤を溶解した溶融オレフィン樹脂は、加熱された流路（押出機のバレル内や連結部内等）内を通してダイス４に導かれる。ダイス４へ溶融樹脂組成物を一定に供給するために、ギアポンプを設けてもよい。ダイス４に導かれた溶融樹脂は、ダイス４内部で必要な幅に拡幅され、ダイス４から吐出される。

押出機１における圧力は、ダイス４の直前までの間、溶融樹脂組成物から発泡剤が発泡しないように高圧力に維持される。押出機１における圧力が、ダイス４の直前までの間に低下するとダイス４内で発泡剤が発泡し、発泡セルが成長し大きくなるため、発泡セルの微細化にとって好ましくない。押出機１における溶融樹脂組成物の圧力を、ダイス４の直前まで高く維持するため、ダイス４の直前部分に、圧力調整弁を設けることが好ましい。

押出機１内において発泡剤を溶解した溶融樹脂は、ダイス４から吐出されて成形され、それと同時に溶解された発泡剤が発泡する。溶融樹脂は、吐出直後に急冷固化される。ダイス４で発泡剤を適切に発泡させるには、ダイス４内部の圧力損出が極力少ない方が好ましく、またダイス４内部での圧力を９〜２０ＭＰａ以上にすることが好ましい。

ダイス４から吐出されてシート状またはフィルム状に成形された発泡体５は、一方向または二方向に延伸処理されてもよい。ダイス４から吐出された発泡体５は実質的に非晶無配向であるが、延伸処理により配向性を付与することができる。延伸処理は、公知の技術である逐次二軸延伸や、チューブラー法や、テンター法による同時二軸延伸を用いて行なうことができる。

また、サーキュラーダイスから押出された発泡体を、マンドレルを介して引きとる場合に、マンドレル径をダイス出口径よりも大きくすることで横延伸を生じさせ、かつ引取速度を上げていくことにより、実質的には縦延伸を行うこととなる。

ダイスから吐出されてシート状またはフィルム状に成形された発泡体は、必要に応じてプレス（面プレス）されてもよい。面プレスは、ダイスから吐出された加熱状態の発泡体をロールでプレスすることで行ってもよいし；ダイスから吐出された発泡体を一端冷却し、冷却後の発泡体を再加温してからロールでプレスしたり、プレートでプレスしたりしてもよい。これにより、発泡体のシート表面を平滑化することができ、パッキンの表面平滑性を前述の範囲（Ｒａ≦３．８μｍ以下、Ｒｍａｘ≦３６．６μｍ）に設定することができる。

また、成形された発泡体には、他のフィルムが積層されてもよい。他のフィルムを積層するには、成形された発泡体に接着剤を介して他のフィルムを貼りつけても（ドライラミネート）よいし、成形された発泡体に他のフィルムを押出ラミネートしてもよい。成形された発泡体に、表面平滑性が高いフィルムを積層することにより、パッキンの表面平滑性を前述の範囲（Ｒａ≦３．８μｍ以下、Ｒｍａｘ≦３６．６μｍ）に設定することができる。

発泡体に積層されるフィルムの材質は特に限定されないが、耐熱性に優れる樹脂が好ましく、具体的には延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好ましい。ＯＰＰやＰＥＴからなるフィルムは、前述のようにロール処理やプレートでプレスすることにより表面平滑性を向上させることができる。

接着剤は、高圧法低密度ポリエチレンや石油樹脂などでありうる。

成形された発泡体またはそれを含む積層体は、打ち抜き工程を経て所望の大きさに裁断されてパッキンとされうる。

３．蓋体および密閉容器について
本発明の密閉容器は、容器本体と蓋体とを有する。容器本体は開口部を有し、開口部を蓋体で密閉される。図１には密閉容器の例が示され、容器本体２０と、蓋体３０と、蓋体３０の内部に具備されるパッキン４０とが示される。パッキン４０は蓋体３０に固定されて一体化されていてもよいが、分離されて別個の部材として用いられてもよい。

容器本体２０には、内容物を充填したり取り出したりするための開口部がある。蓋体３０は、容器本体２０の開口部に、着脱自在に合わさって該容器本体２０を密閉する、ねじ込みタイプの蓋体である。パッキン４０は、容器本体２０の内部を気密状態に維持するパッキンであり、通常は蓋体３０の内部に具備されている。

パッキン４０は、容器本体２０の開口部の周壁突端２０ａに接する表面の平滑性が高い（Ｒａ≦３．８μｍ以下、Ｒｍａｘ≦３６．６μｍ）ことを特徴とする。このように、パッキン４０の平滑性を高くすると、蓋体３０と容器本体２０の周壁突端２０ａとでパッキン４０が挟みこまれることで、高い気密性を保持することができる。

容器本体２０や蓋体３０の材質は特に限定されず、樹脂製であっても、ガラス製であっても、他の材質であってもよいが；内容物を加熱処理することができるように一定の耐熱性が求められる。

密閉容器に密閉される内容物は特に限定されないが、衛生が求められる物品、例えば食品、飲料、医薬品、化粧品などのサニタリー品などでありうる。好ましくは、食品または飲料である。

密閉容器に収容された食品または飲料は、６０℃〜９５℃で加熱殺菌処理されることがある。本発明のパッキンを具備する蓋体で密閉容器を密閉すれば、加熱によって内容物が容器から漏れ出すことが防止できる。

実施例１
（発泡体の製造）
ポリエチレン（融点：１１８℃、密度：９３４ｋｇ/ｍ^３、ＭＦＲ：６．０ｇ/１０ｍｉｎ）を用意した。溶融押し出し機にてポリエチレンを溶融し、発泡剤である炭酸ガスを、樹脂１ｋｇに１．６ｋｇ供給して溶融させた。溶融押し出し条件は、樹脂温度：１５５℃、樹脂圧力：８ＭＰａとした。溶融押し出し機の装備したダイス（サーキュラーダイス）から樹脂を押し出して、発泡倍率２倍の発泡シート（厚み２ｍｍ）を得た。

得られた発泡シートに、延伸ポリプロピレン（以下ＯＰＰ）フィルムを押出しラミネートして、厚み２０μｍの表層フィルムを形成し、パッキン原反シートとした。

実施例２
押出しラミネートする表層フィルムをＯＰＰから厚み１２μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に代えて、実施例１と同様にしてパッキン原反シートを調製した。

比較例１
ポリエチレン発泡シートに表層フィルムをラミネートせずに、発泡シートをそのまま用いた以外は、実施例１と同様にしてパッキン原反シートを調製した。

実施例１および２、比較例１で得られたパッキン原反シートの厚み、表面平滑性（ＲａおよびＲｍａｘ）、発泡層の密度を、表１に示す。

（密閉性評価）
実施例１および２、比較例１で得られたパッキン原反シートを所定の形状に切り出して、パッキンとした。パッキンを、キャップ（３０PPSTD）に装填して、パッキン付きキャップを得た。原反シートが積層体である場合には、ＯＰＰまたはＰＥＴフィルム面を、内容物側に配置した。７２０ｍｌのワイン瓶に８０℃の水を入れ、パッキン付きキャップをビン口に被せ、キャップシーラー（ＯＣＩＭ社製スーパーエルメティカ）にて打栓圧２０ｋｇにて閉栓した。７２時間常温で放置し、バキュームゲージにて減圧値を測定し、減圧が３５ｃｍＨｇ以上の場合評価○、３５ｃｍＨｇを下回る場合評価×とした。

本発明のパッキンによれば、密閉容器に収容された内容物を容器内に密閉することができ、内容物を加熱処理したとしても漏れ出すことを防止することができる。

１ 押出機
４ ダイス
５ 発泡体
６ 樹脂供給部（ホッパー）
８ ポリオレフィン樹脂
９ 発泡剤供給部
１４ 発泡剤ボンベ
２０ 容器本体
２０ａ 開口部の周壁突端
３０ 蓋体
４０ パッキン

Claims (7)

1. 容器本体の開口部を密閉するための蓋体の内部に具備されるパッキンであって、
   融点１０５℃以上のポリオレフィンを含む樹脂発泡体と、
   前記樹脂発泡体に積層された他のフィルムとを含み、
   前記他のフィルムの外表面の中心線平均粗さＲａが３．８μｍ以下であって、最大高さＲｍａｘが３６．６μｍ以下である、パッキン。
2. 前記ポリオレフィンのショア硬度は６０〜９５である、請求項１に記載のパッキン。
3. 前記パッキンの厚みは０．５〜５ｍｍである、請求項１または２に記載のパッキン。
4. 前記ポリオレフィンはエチレン単独重合体またはエチレン共重合体である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のパッキン。
5. 前記容器は食品または衛生食品の容器である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のパッキン。
6. 容器本体の開口部を密閉するための蓋体であって、請求項１〜５のいずれか一項に記載のパッキンを内部に具備する蓋体。
7. 開口部を有する容器本体と、前記開口部を密閉する請求項６に記載の蓋体と、を具備する密閉容器。

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