(57)【要約】【課題】耐久性に優れたシール部材、及び耐久性に優れたシール部材を備えた充填装置を提供する。【解決手段】容器への発泡性溶液の充填の際に、容器の開口端部と当接して容器を密閉するシール部材２０において、シール部材２０は、開口端部に対応する環状の凹部２４を有する。さらに、容器へ発泡性溶液を充填する充填装置は、容器の開口端部に対応する環状の凹部２４を有するシール部材２０を備える。【選択図】図２
2015034013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器への発泡性溶液の充填の際に、前記容器の開口端部と当接して前記容器を密閉するシール部材において、
前記シール部材は、前記開口端部に対応する環状の凹部を有することを特徴とする、シール部材。
【請求項２】
前記発泡性溶液は、炭酸ガス入り飲料であることを特徴とする、請求項１に記載のシール部材。
【請求項３】
前記凹部の幅は、前記開口端部の厚みの幅の１．２〜５．０倍であることを特徴とする、請求項１乃至２のいずれか１項に記載のシール部材。
【請求項４】
前記凹部の深さは、３０μｍ以上２．０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシール部材。
【請求項５】
前記シール部材は、エチレン−プロピレン共重合体からなるゴム、アクリロニトリル系共重合体ゴム、シリコンゴム、フッ素系ゴムのいずれか、又はこれらの組み合わせからなることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシール部材。
【請求項６】
前記容器は、ポリエチレンテレフタレートからなることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシール部材。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシール部材を備え、前記容器へ前記発泡性溶液を充填する充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充填装置、及び充填装置の充填口のシール部材に関し、より詳細には、発泡性溶液の充填装置と容器とを密閉するシール部材、及びそのシール部材を備える充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭酸ガス入り飲料を容器に充填する装置として回転式充填装置が用いられる。回転式充填装置が備える充填バルブを通して充填液である炭酸飲料が容器に充填される。回転式充填装置に保持された容器への炭酸飲料の充填に先行して容器内の空気が炭酸ガスで置換される。
【０００３】
炭酸ガスは、大気圧よりも高い圧力で容器に吹き込まれる必要があるため、容器の内部と外気とが遮断されるように容器の口部（開口部）がシール（密閉）される必要がある。このため、例えば特許文献１にも記載されているように、通常は、充填バルブの下部に、シール部材としてのゴム製のびん口パッキンが設けられ、これが、容器の口部に当接して、炭酸ガスの圧力に耐えられる力で容器をシールしている。そして、容器内が炭酸ガスで充満された後に、内容物である炭酸飲料が充填される。この時点においても、炭酸ガスの圧力があるため、シールは継続される。そして、炭酸飲料の充填終了後に、充填バルブが備える弁が開くことによって容器のヘッドスペースにある炭酸ガスが開放されて容器内が大気圧とされる。この時点でシールが解除される。
【０００４】
一方で、炭酸飲料などの飲料の充填装置としては回転式が一般的である。回転式充填装置の充填バルブは回転する円板の外周部に設けられており、円板がほぼ１回転する間に、充填バルブから容器内への炭酸飲料の充填が行われる。充填バルブと共に回転する容器内へと充填される液体の炭酸飲料は遠心力の影響を受けて円板の半径方向外方側に振られる。このため、液体が、容器の中心には落下せず、円板の半径方向外方側に振れて落下する。
【０００５】
炭酸飲料の充填に用いられる容器には、その底部が、炭酸ガスの圧力によって変形しないように底部周辺に凹凸が設けられている。この凹凸の部分に炭酸飲料が落下すると、液体が舞い上がって空気を巻き込むことで大きな発泡が生じる。大きな発泡が生じた状態で所定量の炭酸飲料が充填されると、容器から泡が吹きこぼれ、充填不足などが引き起こされる。発泡の発生を抑えるためには、炭酸飲料の充填流量を下げたり、充填装置の回転速度を落としたりする必要があり、生産能力が低下してしまう。
【０００６】
容器内に充填される炭酸飲料が容器の底部周辺の凹凸の部分に直接当たって発泡が発生することを防止する充填装置が各種提案されている（特許文献２乃至特許文献４）。
【０００７】
特許文献２の回転式充填装置では、充填バルブ、又は充填バルブの下端にあるノズルを円板の回転中心側へ傾斜させることでノズルから吐出される炭酸飲料が、円板の遠心力と釣り合うように制御されて、容器の中心に落下するようにしている。さらに、特許文献２の第３実施形態、特許文献３のロータリー式充填装置、及び特許文献４の回転式充填装置では、鉛直方向に延びる充填バルブに対して容器が傾斜するようにしている。これらの装置においてはいずれも、容器の口部が、充填バルブの下部に設けられているびん口パッキンに当接している。
【０００８】
容器の口部がビン口パッキンに繰り返し当接することは、びん口パッキンへの負荷になり、びん口パッキンの耐用期間が短くなる。このため、びん口パッキンに容器の口部を当てる必要がないようにする対応策も考えられている。特許文献５では、容器のネックリング部に、充填バルブのシールパッキンを当接させ、シールしながら、炭酸ガスの吹き込み、内容物の充填を行う方法が提案されている。しかしながら、この方法ではシールが完全ではなく、ガス抜けが生じて充填に支障を来すことがあり、ほとんど採用されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１６０３４０号公報
【特許文献２】特開２００６−２４８５４７号公報
【特許文献３】特開２００８−２６５８５１号公報
【特許文献４】特開２０１２−０７１８５７号公報
【特許文献５】特開２０１０−０４２８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
発泡性溶液を確実に容器に充填するためには、容器のビン口に、例えばゴムからなるシール部材を当接して、接触する部分から気体が漏れない力で保持する必要がある。
【００１１】
しかしながら、例えば、ポリエチレンテレフタレートからなる容器が用いられる場合には、射出成型で形成された容器のビン口は比較的固く、接触するシール部材のゴムが充填回数を重ねるにしたがって摩耗する傾向にある。さらに、ポリエチレンテレフタレート樹脂の使用量は減少傾向にあり、このことで、ビン口天面の面積が小さくなり、シール部材のゴムに当たる力が相対的に強くなることによって摩耗量がますます多くなる。
【００１２】
さらに、発泡性溶液の場合には、容器の底部の構造に起因して、発泡性溶液が中央部に落下するように容器や充填バルブが傾けられるため、シール部材とビン口とが平行に当接せず、シール部材の摩耗が助長されることもある。
【００１３】
これらは、シール部材の交換の頻度を高めることになり、生産効率を落とすこととなる。したがって、ポリエチレンテレフタレート製などの容器への発泡性溶液の充填に際して、ビン口に当接するシール部材の摩耗を抑制して、シール部材の交換時期の長期化を図る必要がある。
そこで本発明の目的は、耐久性に優れたシール部材、及び耐久性に優れたシール部材を備えた充填装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明のシール部材は、容器への発泡性溶液の充填の際に、前記容器の開口端部と当接して前記容器を密閉するシール部材において、
前記シール部材は、前記開口端部に対応する環状の凹部を有することを特徴とする。
【００１５】
さらに、前記発泡性溶液は、炭酸ガス入り飲料であることを特徴とする。
【００１６】
さらに、前記凹部の幅は、前記開口端部の厚みの幅の１．２〜５．０倍であることを特徴とする。
【００１７】
さらに、前記凹部の深さは、３０μｍ以上２．０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１８】
さらに、前記シール部材は、エチレン−プロピレン共重合体からなるゴム、アクリロニトリル系共重合体ゴム、シリコンゴム、フッ素系ゴムのいずれか、又はこれらの組み合わせからなることを特徴とする。
【００１９】
さらに、前記容器は、ポリエチレンテレフタレートからなることを特徴とする。
【００２０】
本発明の充填装置は、上述のシール部材を備え、前記容器へ前記発泡性溶液を充填する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のシール部材によれば、容器への発泡性溶液の充填の際に、容器の開口端部と当接して容器を密閉するシール部材において、シール部材は、開口端部に対応する環状の凹部を有する。
【００２２】
このため、開口端部のシール部材との当接時の滑りが抑制されるので、開口端部の当接するシール部材が摩耗していくのを軽減することができ、シール部材の交換時期を延長することができる。
【００２３】
さらに、本発明のシール部材によれば、発泡性溶液は、炭酸ガス入り飲料であることを特徴とする。
【００２４】
このため、容器への炭酸ガス入り飲料の充填の際において、開口端部のシール部材との当接時の滑りが抑制されるので、開口端部の当接するシール部材が摩耗していくのを軽減することができ、シール部材の交換時期を延長することができる。したがって、炭酸ガス入り飲料の生産性を向上することができる。
【００２５】
さらに、本発明のシール部材によれば、凹部の幅は、開口端部の厚みの幅の１．２〜５．０倍である。
【００２６】
このため、開口端部のシール部材と当接する位置の精度を向上し、開口端部のシール部材との当接時の滑りがより抑制されるので、開口端部の当接するシール部材が摩耗していくのをより軽減することができ、シール部材の交換時期をより延長することができる。
【００２７】
さらに、本発明のシール部材によれば、凹部の深さは、３０μｍ以上２．０ｍｍ以下である。
【００２８】
このため、開口端部のシール部材との当接時の滑りがより抑制されるので、開口端部の当接するシール部材が摩耗していくのをより軽減することができ、シール部材の交換時期をより延長することができる。
【００２９】
さらに、本発明のシール部材によれば、シール部材は、エチレン−プロピレン共重合体からなるゴム、アクリロニトリル系共重合体ゴム、シリコンゴム、フッ素系ゴムのいずれか、又はこれらの組み合わせからなる。
【００３０】
このため、高いシール性を実現できるとともに、開口端部の当接する部分のゴムが摩耗していくのをより軽減することができ、シール部材の交換時期をより延長することができる。
【００３１】
さらに、本発明のシール部材によれば、容器は、ポリエチレンテレフタレートからなる。
【００３２】
このため、広く用いられているポリエチレンテレフタレートからなる容器の開口端部の当接する部分のゴムが摩耗していくのをより軽減することができ、シール部材の交換時期をより延長することができる。
【００３３】
本発明の充填装置によれば、上述のシール部材を備え、容器へ発泡性溶液を充填する。
【００３４】
このため、開口端部の当接するシール部材が摩耗していくのを軽減することができ、シール部材の交換時期を延長することができる充填装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態に係るシール部材としてのビン口パッキンが適用される発泡性溶液の充填装置における充填バルブの一例が示された要部断面図である。
【図２】本実施形態に係るビン口パッキンの斜視図である。
【図３】本実施形態に係るビン口パッキンの平面図である。
【図４】本実施形態に係るビン口パッキンの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態の詳細を説明する。図１は本実施形態に係るシール部材としてのビン口パッキン２０が適用される発泡性溶液の充填装置における充填バルブ１の一例が示された要部断面図である。図１に示された充填バルブ１は、例えば回転式の炭酸ガス入り飲料用の充填装置に備えられる。充填装置は、充填バルブ１と、容器保持機構２と、充填液である発泡性溶液としての炭酸ガス入り飲料を貯留する図示せぬタンクと、図示せぬ回転体となどから構成される。充填バルブ１は、回転体の外周部に、周方向にあらかじめ定められた間隔で複数設けられる。そして、充填バルブ１に対応して、それぞれの下方に、容器保持機構２がそれぞれ配置される。図１では、容器１００への充填状態が示されている。まず、充填バルブ１の構成について説明する。
【００３７】
充填バルブ１には、充填バルブ１の縦方向に貫通する貫通孔１０が形成されている。貫通孔１０の上端側はタンクと接続されており、貫通孔１０には、タンクから供給される炭酸ガス入り飲料が流入する。貫通孔１０の中には、貫通孔１０と同様に、縦方向に延びる柱状の注入弁１１が設けられる。注入弁１１の上端は、注入弁１１を上下方向に動かす装置、例えばエアシリンダに連結されている。貫通孔１０の内で、注入弁１１より外周の部分に環状の炭酸ガス入り飲料の液通路１２が形成される。
【００３８】
貫通孔１０には、下方へ向かって次第に、その断面が縮小した漏斗部１３が形成される。一方で、注入弁１１の下端には、下方に向かって次第に、その断面が縮小した凸錐面状のシール面１４が形成される。漏斗部１３とシール面１４とは液バルブ１５を構成する。エアシリンダが注入弁１１を持ち上げることによって液バルブ１５が開口され、注入弁１１が下がることによって、漏斗部１３とシール面１４とが密着して液バルブ１５が閉鎖される。
【００３９】
漏斗部１３の下方には、漏斗部１３に連通して充填バルブ１の下端で開口するノズル１６が形成されている。
【００４０】
充填バルブ１には、貫通孔１０とは別に、ノズル１６に隣接して、充填バルブ１の下端で開口する炭酸ガス通路１７が形成されている。ノズル１６と、炭酸ガス通路１７とで充填装置の充填口を構成する。炭酸ガス通路１７は、タンクのヘッドスペースあるいは大気のいずれかに通じており、図示せぬ切り替え弁によって連通先が切り替えられる。
【００４１】
充填バルブ１の下端で開口するノズル１６及び炭酸ガス通路１７の外方を取り囲む位置には、パッキン保持具１８によって充填バルブ１に、シール部材としてのビン口パッキン２０が取り付けられる。なお、ビン口パッキン２０は周方向には回動することが可能である。取り付けられたビン口パッキン２０は充填バルブ１の下端側に、容器１００のビン口１０１の開口端部１０２との当接部２１を露出する。ビン口パッキン２０は、容器１００への炭酸ガス入り飲料の充填の際に、容器１００のビン口１０１の開口端部１０２と当接して容器１００の内部と外気とが遮断されるように密閉する。
【００４２】
したがって、ビン口パッキン２０にはシール性が求められる。すなわち、ビン口パッキン２０には、流体（液体及び気体）を通しにくい気密性を有し、かつ接する部材との密着性に優れる材料が好適に用いられる。さらに、ビン口パッキン２０の材料としては、密閉すべき流体の圧力によって変形しない強度も必要とされる。ビン口パッキン２０は、柔軟性や弾性を有することが好ましい。例えば、ビン口パッキン２０には、弾性限界が大の材料として合成ゴムなどが用いられる。さらに、ビン口パッキン２０には、気密性が確保されるのであれば、弾性と粘性とを兼ね備えるゴムスポンジなどの発泡体が用いられても良い。
【００４３】
ビン口パッキン２０に用いられるゴムの種類としては、エチレン−プロピレン共重合体からなるゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体からなるゴム、水素添加アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、シリコンゴム、フッ素系ゴムなどが好ましい。さらに、上述されたゴムの組み合わせがビン口パッキン２０に用いられても良い。なお、ビン口パッキン２０の本体と当接部２１との材質が異なるものであっても構わない。ビン口パッキン２０は例えば、上述されたゴムに、硫黄や過酸化物のような加硫剤、カーボンや亜鉛華などの充填剤、及び酸化防止剤などの添加剤が適量加えられた後に金型に充填されて加熱、及び加圧されることで成形される。なお、本実施形態のビン口パッキン２０は配合剤や加硫の条件を問わない。
【００４４】
ここで、シリコンゴムやフッ素系ゴムは耐摩耗性に優れている。その一方で、シリコンゴムやフッ素系ゴムは滑りやすく、容器１００に充填される炭酸ガス圧に耐えられる力を加えて容器１００をビン口パッキン２０に当接させることが非常に難しい。しかしながら、本実施形態のように、ビン口１０１の当接するビン口パッキン２０の部分に後述する凹部２４が形成されることでシリコンゴムやフッ素系ゴムの滑りが抑制される。したがって、本実施形態では、シリコンゴムやフッ素系ゴムが用いられたビン口パッキン２０においても炭酸ガス入り飲料を良好に充填することができる。このように、本実施形態が、シリコンゴムやフッ素系ゴムに適用されることによってより耐摩耗性に優れるビン口パッキン２０を提供することができる。
【００４５】
次に、本実施形態に係るビン口パッキン２０の詳細について説明する。ビン口パッキン２０の構成が図に示されており、図２が斜視図であり、図３が平面図であり、図４が図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。なお、これらの図は、図１において下方を向く面が天面を向いた状態で示されている。
【００４６】
ビン口パッキン２０は環状に形成されており、最内周には軸方向に、柱状の孔２２が形成されている。炭酸ガス入り飲料が容器１００に充填される際には孔２２を軸方向に通過する。そして、孔２２の径方向外方においてビン口パッキン２０は内周側と外周側とで軸方向の厚さが異なる２段の構造を有している。ビン口パッキン２０の外周側には、内周側よりも厚みの小さいつば部２３が形成されている。ビン口パッキン２０の充填バルブ１への取り付けの際にはつば部２３が、パッキン保持具１８によって固定される。
【００４７】
そして、本実施形態に係るビン口パッキン２０は、当接する容器１００の開口端部１０２に対応する環状の凹部２４を有する。すなわち、ビン口パッキン２０の内周側の当接部２１に対し開口端部１０２の当接する部分に同心円状の凹部２４が形成される。なお、ここでの環状とは、開口端部１０２の形状に対応していれば良く、真円には限らず、楕円形や四角形、五角形などの多角形などであっても良い。凹部２４の断面形状は、例えば図４に示されるような角型とされる。しかしながら、凹部２４の断面形状は、例えば円弧状とされても曲線状とされても構わない。さらに、凹部２４の側面と、当接部２１の表面との間の角（エッジ）が面取りされていても構わない。
【００４８】
凹部２４は、ビン口パッキン２０を加硫成形する金型に凸部を設けることによってビン口パッキン２０の成形段階で形成することができる。この作製方法によれば、高い加工精度を容易に実現することができ、あらかじめ定められた断面形状、寸法、及び表面粗さの凹部を容易に形成することができる。さらに、容易に、凹部２４を平滑な面に形成することができるため、ビン口パッキン２０の摩耗をより抑制することができる。そして、摩耗損傷したパッキンの細片が生じにくい。凹部２４が、この作製方法によって形成されたことは、例えばレーザ顕微鏡、光学顕微鏡等で表面性状を測定することで確認できる。
【００４９】
なお、凹部２４の表面粗さは、国際規格ＩＳＯ（International Organization for Standardization）２５１７８に準拠した三次元表面性状パラメータの算術平均高さＳａ値が、０．３０μｍ以下であることが好ましい。さらに、凹部２４の表面粗さは、Ｓａ値が、０．２０μｍ以下であることがより好ましい。
【００５０】
一方で、ビン口パッキン２０の成形品の平たんな当接部２１を切削加工することによっても凹部２４を形成することができる。切削加工方法としては、例えばレーザ加工や、金属刃による切削加工などを挙げることができる。この方法によれば、いかなる既製品に対しても、本実施形態に係る凹部２４を適用することができる。
【００５１】
図４には、凹部２４と、ビン口１０１との寸法が示されている。凹部２４の幅Ｗは、当接されるビン口１０１（開口端部１０２）の厚みの幅ｔの１．２倍未満では繰り返し使用時の摩耗が逆に大きくなり好ましくない。したがって、凹部２４の幅Ｗは、ビン口１０１の厚みの幅ｔの１．２倍以上であることが好ましい。一方で、凹部２４の幅Ｗは、ビン口１０１の厚みの幅ｔの５．０倍より大では繰り返し使用時の摩耗抑制効果が少ない。したがって、凹部２４の幅Ｗは、ビン口１０１の厚みの幅ｔの１．２〜５．０倍が繰り返し使用時の摩耗抑制効果が高くより好ましい。
【００５２】
凹部２４の深さｄは３０μｍ未満では、繰り返し使用時の摩耗抑制効果が低く好ましくない。したがって、凹部２４の深さｄは３０μｍ以上であることが好ましい。一方で、凹部２４の深さｄは２．０ｍｍより深くても、繰り返し使用時の摩耗抑制効果に大差はない。したがって、凹部２４の深さｄは、３０μｍ以上２．０ｍｍ以下であることが繰り返し使用時の摩耗抑制効果が高くより好ましい。凹部２４の深さｄがこの範囲とされることで、開口端部１０２の個体差による形状のばらつきにも充分に対応が可能となり、摩耗抑制効果が発揮される。
【００５３】
本実施形態に係るビン口パッキン２０は充填される容器を選ばない。本実施形態に係るビン口パッキン２０は、広く用いられているポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：PolyEthylene Terephthalate）からなる容器１００に対して特に好適である。本実施形態に係るビン口パッキン２０が、射出成型で形成された比較的固いビン口１０１に対する繰り返し使用時の高い摩耗抑制効果を有しているからである。なお、本実施形態に係るビン口パッキン２０は、上述されたＰＥＴボトルに限定されるものではなく、例えば金属製のボトル缶やガラスビンからなる容器１００に対しても好適である。
【００５４】
さらに、本実施形態に係るビン口パッキン２０では、ビン口１０１の寸法や形状などに対応して形成することが可能である。したがって、本実施形態に係るビン口パッキン２０は、容器１００の容量やビン口１０１の大きさ、当接するビン口１０１の幅を選ばない。そして、低環境負荷や原料費削減などの観点からビン口１０１天面の面積が小さく形成された容器１００に対しても本実施形態に係るビン口パッキン２０は返し使用時の優れた摩耗抑制効果を奏する。さらに、本実施形態に係るビン口パッキン２０は、容器の個体差も吸収する効果を有している。
【００５５】
次に、充填バルブ１から容器１００への発泡性溶液、例えば炭酸ガス入り飲料の充填方法、及び本実施形態に係るビン口パッキン２０の作用について説明する。
【００５６】
容器１００に充填される炭酸ガス入り飲料は図示せぬタンクに、炭酸ガスによって加圧されて貯留されている。このタンクから液通路１２に、炭酸ガス入り飲料は導入される。
【００５７】
容器保持機構２が容器１００を上昇させて、充填バルブ１の下部のビン口パッキン２０に、容器１００のビン口１０１の開口端部１０２を当接させる。炭酸ガス通路１７の連通先が弁の切り替えによって、大気からタンクのヘッドスペース（上部の空間）に切り替わる。タンクから炭酸ガス通路１７を経て炭酸ガスが容器に導入される。この際には、炭酸ガスの圧力以上の力でビン口パッキン２０に開口端部１０２を押し当てる必要がある。
【００５８】
容器１００に炭酸ガスが充満したところで、エアシリンダが、液通路１２の下部にある注入弁１１を上昇させる。注入弁１１が上昇すると、注入弁１１のシール面１４と、貫通孔１０の漏斗部１３とが離間し、液バルブ１５が開く。炭酸ガス入り飲料は、ノズル１６から自然落下して容器１００に充填される。
【００５９】
炭酸ガス入り飲料が、あらかじめ定められた充填量に達したところでエアシリンダが注入弁１１を下降させる。注入弁１１が下降すると、注入弁１１のシール面１４と、貫通孔１０の漏斗部１３とが密着し、液バルブ１５が閉じる。
【００６０】
次に、炭酸ガス通路１７の連通先が弁の切り替えによって、タンクのヘッドスペースから大気に切り替わる。炭酸ガス通路１７が大気と繋がることで容器１００のヘッドスペースが大気圧となり、炭酸ガス入り飲料の充填が完了する。
【００６１】
このように、容器１００への炭酸ガス入り飲料の充填の過程において炭酸ガスの圧力に耐えられる力で、ビン口パッキン２０とビン口１０１の開口端部１０２とが当接されている。ビン口１０１の開口端部１０２の当たる部分のゴムは、充填回数を重ねることで摩耗していく。そして、所定の充填回数でパッキンが交換されている。さらに、凹部２４が設けられていない場合には開口端部１０２の当接する位置にばらつきが生じやすいため当接部２１の表面にランダムな凹凸が形成されやすくなる。ランダムな凹凸は気体の抜け道になるため、より強い圧力で容器１００をビン口パッキン２０に当接することが必要となり、より摩耗が進みやすくなる。
【００６２】
しかしながら、本実施形態に係るビン口パッキン２０は、当接部２１に凹部２４を有することによって、開口端部１０２の当接部２１（凹部２４）との当接時の滑りが抑制され、当接部２１（凹部２４）の摩耗が軽減されるように構成されている。したがって、本実施形態に係るビン口パッキン２０では充填回数を重ねてもその摩耗が抑制される。そして、ビン口パッキン２０が交換されるまでの充填回数を増やすことができる。さらに、本実施形態に係るビン口パッキン２０では、凹部２４を有することによって、開口端部１０２の当接する位置の精度（再現性）が高まっているため当接部２１の表面にランダムな凹凸が形成されない。したがって、確実に、容器１００の内部と外気とが遮断されるように密閉することができるとともに、より摩耗を抑制することができる。
【００６３】
ところで、例えば回転式の炭酸ガス入り飲料用の充填装置の場合には、回転体がほぼ１回転する間に、回転体の外周部に設けられた充填バルブ１を通して容器１００への炭酸ガス入り飲料の充填が行われる。このため、容器１００内に落下する炭酸ガス入り飲料は、遠心力によって回転体の外方に振れて、容器１００の底部における中心部には落下しない。
【００６４】
一方で、炭酸ガス入り飲料の充填用の容器１００には、その底部が、ガス圧力によって変形しないように底部の周縁部に凹凸が設けられている。炭酸ガス入り飲料が周縁部に落下すると、その凹凸部分に衝突した炭酸ガス入り飲料は舞い上がって空気を巻き込み、大きな発泡が生じることに伴って充填速度が低下する場合がある。
【００６５】
そこで、炭酸ガス入り飲料が、容器１００の底部における中心部に落下するように、充填時の充填バルブ１や容器１００の体勢について種々の対策が取られている。例えば、容器１００のビン口１０１が回転体の回転中心側に向けて傾けられたり、図１にも示されるように、ノズル１６の吐出口（下端）が回転中心側を向くように充填バルブ１が傾けられたり、容器１００の底部が回転外方を向くように充填バルブ１と容器１００とが傾けられたりされている。
【００６６】
充填バルブ１と容器１００との両方が傾けられている場合には、パッキンとビン口１０１の開口端部１０２との当接の状態が通常の場合と大差はない。一方で、充填バルブ１と容器１００とのいずれかが傾けられる場合には、パッキンとビン口１０１の開口端部１０２との当接が一様ではなく、片圧になりやすいため、パッキンが摩耗しやすくなる。さらに、パッキンとビン口１０１の開口端部１０２との当接が一様でない場合には、当接時や加圧時に、開口端部１０２の滑りが生じやすくなり、開口端部１０２がずれて当接する頻度が高まる。
【００６７】
しかしながら本実施形態に係るビン口パッキン２０は、当接部２１に凹部２４を有することによってビン口パッキン２０の当接する位置が一意的に決まるように構成されている。したがって、本実施形態に係るビン口パッキン２０では、パッキンとビン口１０１の開口端部１０２との当接が一様でない場合でも、当接時や加圧時に、開口端部１０２の滑りが生じにくく、開口端部１０２がずれることなく当接する。そして、本実施形態に係るビン口パッキン２０では、ずれによる摩耗が生じにくくなるため、パッキンの摩耗が抑制される。さらに、本実施形態に係るビン口パッキン２０は、当接する位置が一意的に決まるように構成されているため、たとえ当接時にずれて当接していたとしても、加圧時に、凹部２４に当接するようにずれが修正される効果もある。
【００６８】
以上に述べられたように、ビン口パッキン２０のビン口１０１（開口端部１０２）が当接する部分があらかじめ凹状とされる本実施形態に係るビン口パッキン２０によれば繰り返し使用時の摩耗が抑制される。したがって、本実施形態によれば、耐久性に優れたビン口パッキン２０を提供することができる。そして、本実施形態によれば、ビン口パッキン２０の交換時期を延長することができる。したがって、ビン口パッキン２０の交換頻度を下げることによって容器入り飲料の生産効率を上げることができる。さらに、本実施形態によれば、摩耗損傷したパッキンの材料（ゴム）が炭酸入り飲料に混入することを抑制し、容器入り飲料の安全性を向上させることができる。
【実施例】
【００６９】
以下に、実施例及び比較例を示して本発明をさらに詳細かつ具体的に説明する。しかしながら、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００７０】
［実施例１］
（材料）
充填用の容器として、重量が２３ｇで、容量が５００ｍｌのポリエチレンテレフタレート製のボトルが用いられた。
ビン口パッキンには、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体に、有機過酸化物と、カーボンブラックと必要な添加剤とが配合されたゴムが用いられた。
ビン口と当接するゴム製ビン口パッキンの面に、内径が２０．０ｍｍで、外径が２６．４ｍｍの幅で、深さが１．０ｍｍとなるように断面形状が角形の凹部が設けられた。凹部は、ビン口パッキンを加熱、加圧成形する金型に凸部を設けることによってビン口パッキンの成形と同時に形成した。なお、この幅は、ビン口天面の幅の２．０倍に相等する。
（方法）
ビン口パッキンにビン口を当接させた充填が５万回行われ、ビン口パッキンの表面形状の観察によってその摩耗の度合いが検証された。摩耗の度合いは、ビン口と当接したゴム製ビン口パッキンの面の充填前後での深さ方向の変化量によって評価された。なお、深さの計測には白色干渉計が用いられた。白色干渉計は、サブミクロンの精度で高さの測定が可能である。
（結果）
アクリロニトリル−ブタジエン共重合体のゴム製ビン口パッキンの面に凹部が設けられた実施例１でのビン口パッキンの摩耗は１０μｍにとどまった。
【００７１】
［比較例１］
（材料）
ゴム製ビン口パッキンの面に凹部が設けられていない点以外は実施例１と同様であった。
（方法）
実施例１と同様であった。
（結果）
アクリロニトリル−ブタジエン共重合体のゴム製ビン口パッキンの面に凹部がない比較例１ではビン口の天面が当接した部分に深さが４０μｍの円形の摩耗が観察された。
【００７２】
［実施例２］
（材料）
ビン口パッキンとして、フッ素系ゴムに、有機過酸化物と必要な添加剤とが配合されたゴムが用いられた点以外は実施例１と同様であった。
（方法）
実施例１と同様であった。
（結果）
フッ素系ゴムのゴム製ビン口パッキンの面に凹部が設けられた実施例２でのビン口パッキンの摩耗は５μｍにとどまった。
【００７３】
［比較例２］
（材料）
ゴム製ビン口パッキンの面に凹部が設けられていない点以外は実施例２と同様であった。
（方法）
実施例１と同様であった。
（結果）
フッ素系ゴムのビン口パッキンの面に凹部がない比較例２ではビン口の天面が当接した部分に深さが２０μｍの円形の摩耗が観察された。
【００７４】
［実施例３］
（材料）
深さが１００μｍとなるように断面形状が角形の凹部が設けられた点以外は実施例１と同様であった。
（方法）
実施例１と同様であった。
（結果）
深さが１００μｍの凹部が設けられた実施例３でのビン口パッキンの摩耗は１２μｍにとどまった。
【００７５】
［実施例４］
（材料）
内径が１８．０ｍｍで、外径が２７．６ｍｍの幅（これはビン口天面の３．０倍の幅に相当する）で、２．０ｍｍの深さの凹部を設けられた点以外は実施例１と同様であった。
（方法）
実施例１と同様であった。
（結果）
内径が１８．０ｍｍで、外径が２７．６ｍｍの幅で、２．０ｍｍの深さの凹部が設けられた実施例４でのビン口パッキンの摩耗は１１μｍにとどまった。
【００７６】
［比較例３］
（材料）
深さが２０μｍの凹部が設けられた点以外は実施例１と同様であった。
（方法）
実施例１と同様であった。
（結果）
深さが２０μｍの凹部が設けられた比較例３では深さが３８μｍの摩耗が観察された。
【００７７】
［比較例４］
（材料）
内径が２１．０ｍｍで、外径が２４．０ｍｍの幅（これはビン口天面の１．０倍の幅に相当する）で深さが２．０ｍｍの凹部が設けられた点以外は実施例１と同様であった。
（方法）
実施例１と同様であった。
（結果）
内径が２１．０ｍｍで、外径が２４．０ｍｍの幅（これはビン口天面の１．０倍の幅に相当する）で深さが２．０ｍｍの凹部が設けられた比較例４では深さが３６μｍの摩耗が観察された。
【００７８】
上述された実施例から以下の点が導き出された。
実施例１と比較例１との結果から、ゴム製ビン口パッキンの面に凹部が設けられることによって摩耗の深さが４０μｍから１０μｍに抑制された。
実施例２と比較例２との結果から、フッ素系ゴムにおいてもゴム製ビン口パッキンの面に凹部が設けられることによって摩耗の深さが２０μｍから５μｍに抑制された。
アクリロニトリル−ブタジエン共重合体のゴム製ビン口パッキンの面に凹部が設けられることによって顕著な摩耗の抑制効果が表れた。一方で、滑りやすいフッ素系ゴムのゴム製ビン口パッキンの面においても凹部が設けられることによって摩耗の抑制効果が表れた。したがって、ゴムの種類によらず、ビン口パッキンの面に凹部が設けられることによって摩耗が抑制された。
【００７９】
実施例１及び実施例２の結果から、ビン口天面の２．０倍の幅の凹部が設けられることによって摩耗が抑制された。さらに、実施例４と比較例４との結果から、凹部の幅が、ビン口天面の１．０倍から３．０倍へと変更されることによって摩耗の深さが３６μｍから１１μｍに抑制された。
したがって、凹部の幅は、ビン口天面の幅の１．０倍より大であることが好ましく、２．０倍〜３．０倍であることがより好ましい。
【００８０】
実施例２の結果から、深さが１．０ｍｍの凹部が設けられることによって摩耗が抑制された。さらに、実施例４の結果から、深さが２．０ｍｍの凹部が設けられることによって摩耗が抑制された。さらに、実施例１と実施例３と比較例３との結果から、凹部の深さが、２０μｍから１００μｍ、又は１．０ｍｍへと変更されることによって摩耗の深さが３８μｍから１２μｍ、又は１０μｍに抑制された。
したがって、凹部の深さは、２０μｍより大であることが好ましく、１００μｍ〜２．０ｍｍであることがより好ましい。
【００８１】
上述された実施例から、本実施形態に係るシール部材は、その構成によって、繰り返し当接されるビン口による摩耗を抑制し、耐久性に優れるものであることが示された。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本開示は、無菌ＰＥＴボトル充填システムに好適に利用することができる。しかしながら、本開示は、上述された実施形態及び実施例に限定されるものではなく、例えば金属製のボトル缶やガラスビン用の充填装置も含めた、あらゆる充填装置に適用することができる。さらに、本開示は、充填される充填液についても、炭酸ガス入り飲料に限定されるものではなく、例えば炭酸ガス含有化粧水のような飲料以外の溶液も含めた、あらゆる発泡性溶液の充填に適用することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１  充填バルブ
２０  ビン口パッキン
２１  当接部
２４  凹部
１００  容器
１０１  ビン口
１０２  開口端部
ｄ  凹部の深さ
ｔ  ビン口の厚みの幅
Ｗ  凹部の幅
【図１】
2015034013.tif 000003
【図２】
2015034013.tif 000004
【図３】
2015034013.tif 000005
【図４】
2015034013.tif 000006