(57)【要約】【課題】本発明は、ガスバリア性を必要とするパッケージが包装体の内圧変化に伴う開封時以前に破裂や変形を防止し、安全性と意匠性を初期状態のまま長期間維持することが可能なガス透過弁およびそのガス透過弁を備えた容器を提供することを目的とする。【解決手段】容器注出口部またはその一部分に設けられて、その注出口部を閉じているダイヤフラムを有し、そのダイヤフラムのいずれかの面に酸化珪素などのガスバリア性無機酸化物薄膜が形成されており、容器内圧変化に応じて容器外側ないし容器内側に凸状に反転可能であって、その反転時の歪によって前記ガスバリア性無機酸化物薄膜のガスバリア性が変化してガス透過可能となることを特徴とするガス透過弁およびそのガス透過弁を備えた容器である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器注出口部またはその一部分に設けられて、その注出口部を閉じているダイヤフラムを有し、そのダイヤフラムのいずれかの面に酸化珪素などのガスバリア性無機酸化物薄膜が形成されており、容器内圧変化に応じて容器外側ないし容器内側に凸状に反転可能であって、その反転時の歪によって前記ガスバリア性無機酸化物薄膜のガスバリア性が変化してガス透過可能となることを特徴とするガス透過弁。
【請求項２】
前記ダイヤフラムが、プラスチックシートからなることを特徴とする請求項１記載のガス透過弁。
【請求項３】
前記プラスチックシートの厚さが、０．２〜０．３ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項２記載のガス透過弁。
【請求項４】
前記ダイヤフラムが、真空成形もしくは射出成形によって成形されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス透過弁。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス透過弁を備えたことを特徴とする容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包装体の内圧変化に伴う破裂や変形を防止し、安全性と意匠性を初期状態のまま長期間維持することが可能なダイヤフラムからなるガス透過弁およびそのガス透過弁を備えた容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品包材は酸素を遮断する機能を有することが求められる一方で、焙煎したてのコーヒー豆や発酵を止めていない日本酒のように、炭酸ガスを排出して内圧が高まることに対して対応する必要がある。この場合、甚だしい場合は破裂する危険がある。また、ヘッドスペース中の酸素を取り込み酸化物を生成する酵素入りの内容物では、ヘッドスペース中の酸素が消費されて、パッケージ内圧は大気圧よりも低くなり、特にプラスチック容器では胴部が変形することになる。このように、パッケージとしては変形防止のためにバリア性を敢えて低下させなければならない面があった。
【０００３】
これらの諸問題を解決するためにいろいろな方策がとられているが、どれもさまざまな問題を抱えており、完全に解決することができていない。例えば、焙煎したコーヒー豆に使う調圧バルブは、大気が逆流しやすく鮮度保持には最適とは言えない。
【０００４】
ここ近年、プラスチックにセラミックの薄膜をコーティングする技術が知られてきている。これらのほとんどは単一の材料からなる基材に成膜を行い、バリア性を向上させているものであり、最近はフィルムのみならず容器形状の構造体にも成膜することができるようになった。この技術を利用することにより、容器のガスバリア性を使用途中に変更できる包装材料を、安価でしかも包材の破壊なしに実現できるようになった。
【０００５】
通常はガスバリア性が求められる商品が、内圧の増加や減少により容器を変形させたり破裂を引き起こす場合は、ガスバリア性の低下を最小限に押さえながらも、容器内部の圧力調整を行う必要が生じる。その調整では、内圧を完全に大気圧と同じレベルにするのではなく、容器内部の反応を抑えながら変形を防止することが求められる。従ってシール部分の機構的な開閉によるガス圧調整では、返って大量の大気を呼び込むことになり、その後の内容物保護に支障を来す。また、食品包装材として使用されている圧力調整機構には、パッケージを破壊する形式のものが多い。
【０００６】
以下に、特許文献を記す
【特許文献１】特開平６−３２９１７９
【特許文献２】特開平２００１−３５４２７６  例えば、特許文献１又は２などで、電子レンジで加熱されて内圧の高まったパッケージの破裂防止のために、予め穴を開けたフィルムの外側に別のフィルムを貼り合わせ、一定の内圧に達するとシールが剥がれる構造が提案されている。これらは中身を取り出す直前にパッケージを破壊する提案であり、この方法をそのまま長期保存途中でのガス抜き方法に使用することは出来ない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ガスバリア性を必要とするパッケージが開封時以前に破裂や変形を防止する必要が生じた場合に、パッケージを破壊せずに適度なガス透過性を付与できる方法が求められている
。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するために、ガスバリア性を必要とするパッケージが包装体の内圧変化に伴う開封時以前に破裂や変形を防止し、安全性と意匠性を初期状態のまま長期間維持することが可能なガス透過弁およびそのガス透過弁を備えた容器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、すなわち、
請求項１に係る発明は、容器注出口部またはその一部分に設けられて、その注出口部を閉じているダイヤフラムを有し、そのダイヤフラムのいずれかの面に酸化珪素などのガスバリア性無機酸化物薄膜が形成されており、容器内圧変化に応じて容器外側ないし容器内側に凸状に反転可能であって、その反転時の歪によって前記ガスバリア性無機酸化物薄膜のガスバリア性が変化してガス透過可能となることを特徴とするガス透過弁である。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記ダイヤフラムが、プラスチックシートからなることを特徴とする請求項１記載のガス透過弁である。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記プラスチックシートの厚さが、０．２〜０．３ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項２記載のガス透過弁である。
【００１２】
請求項４に係る発明は、前記ダイヤフラムが、真空成形もしくは射出成形によって成形されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス透過弁である。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス透過弁を備えたことを特徴とする容器である。
【発明の効果】
【００１４】
ガスバリア性を必要とするパッケージが包装体の内圧変化に伴う開封時以前に破裂や変形を防止し、安全性と変形による外観不良をなくすことで意匠性とを初期状態のまま長期間維持することが可能なガス透過弁およびそのガス透過弁を備えた容器を提供することが可能となった。
【００１５】
また、ガス透過弁のダイヤフラム反転するときのパッケージ圧力と、内容物が劣化しながら放出するガスの圧力を一致させることが出来れば、ガス透過弁は有効期限を示すインジケータとしての機能を果たすことも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい一例としての実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明のダイヤフラムからなるガス透過弁を備えた容器の一例を示す断面図である。図２は、図１に示すダイヤフラムからなるガス透過弁を備えた容器において、容器内圧が上昇して、そのダイヤフラムが容器外側に凸状に反転し、ガス透過可能となる説明図である。また、図３は、図１に示すダイヤフラムからなるガス透過弁を備えた容器において、容器内圧が下降して、そのダイヤフラムが容器内側に凸状に反転し、ガス透過可能となる説明図である。
【００１７】
図１（ａ）に示すように、本発明の一実施例としてのガス透過弁を備えた容器１０は、容器本体１１の注出口部１３を閉じているダイヤフラム１４からなるガス透過弁を備えた一体成形されてなるボトル容器である。そして、図１に示したダイヤフラム１４の一部（Ａ）の断面を拡大して図１（ｂ）に示すように、そのダイヤフラム１４からなるガス透過
弁は、プラスチックシート基材１４ａの容器内面側に酸化珪素などのガスバリア性無機酸化物薄膜１４ｂが形成されており、容器内圧変化に応じて容器外側ないし容器内側に凸状に反転可能であって、その反転時の歪によって上記ガスバリア性無機酸化物薄膜のガスバリア性が変化してガス透過可能となることを特徴とするものである。
【００１８】
図２に示すように、本発明のダイヤフラム２４からなるガス透過弁を備えた容器２０において、容器内圧ｐが上昇して、そのダイヤフラム２４が容器外側に凸状に反転し、そのダイヤフラム２４の容器内面側に設けた酸化珪素などのガスバリア性無機酸化物薄膜が、その反転時の歪によって上記ガスバリア性無機酸化物薄膜にクラックなどが発生し、ガスバリア性が変化してガス透過可能となるなるものである。
【００１９】
また、図３に示すように、本発明の一実施例としてのダイヤフラム３４からなるガス透過弁を備えた容器３０において、容器内圧ｐが下降して、そのダイヤフラム３４が容器内側に凸状に反転し、そのダイヤフラムの容器内面側に設けた酸化珪素などのガスバリア性無機酸化物薄膜が、その反転時の歪によって上記ガスバリア性無機酸化物薄膜にクラックなどが発生し、ガスバリア性が変化してガス透過可能となるものである。
【００２０】
本発明のダイヤフラムからなるガス透過弁を備えた容器において、上記のように容器内圧変化に応じて容器外側ないし内側に凸状に反転し、その反転時の歪によって前記ガスバリア性無機酸化物薄膜のガスバリア性が変化してガス透過可能となることで、ガスバリア性を必要とするパッケージが包装体の内圧変化に伴う開封時以前に破裂や変形を防止し、安全性と変形による外観不良をなくすことで意匠性とを初期状態のまま長期間維持することが可能となる。また、ガス透過弁のダイヤフラム反転するときのパッケージ圧力と、内容物が劣化しながら放出するガスの圧力を一致させることが出来れば、ガス透過弁は有効期限を示すインジケータとしての機能を果たすことも可能である。
【００２１】
本発明のガス透過弁は、上述したように、ガスバリア性無機酸化物薄膜を有するダイヤフラムからなるガス透過弁を備えた容器の内容物が反応によって大気圧と比べて内圧が変化した場合、ガスバリア性無機酸化物薄膜の一部に歪みを起こしてバリア性を低下させることにある。ダイヤフラムを構成するプラスチックシート基材へのガスバリア性無機酸化物薄膜の形成過程において、基材と薄膜との界面における密着強度を処方によって制御することが可能である。したがって、ガスバリア性は得られるが大きな歪みに弱い処方にしておくことで、パッケージの変形による歪みでガス透過性が高くなる。そして、変形による歪みが大きくなるように圧力差によって瞬時に大きく変位するダイヤフラム構造にしておくことで、その部分でのガスバリア性は確実に低下することになる。この場合、低下したガス透過性の値は、基材のガス透過性とガスバリア性無機酸化物薄膜のガス透過性の中間を示すことになり、その後の内容物保存性能と圧力調整の速度を考慮して設計される。
【００２２】
本発明のガス透過弁を備えた容器としては、袋状、カップ状、ボトル状容器など種々の形態の容器が挙げられる。本発明のガス透過弁を製袋したフィルムに貼り付けて使用することが可能であり、その場合、例えば、コーヒー豆など二酸化炭素放出して、内圧上昇に対する内容物を包装する袋として最適である。また、樹脂を積層した紙容器に対しても、同じような加工が可能であり、カップ状容器に使用する場合は、蓋に用いる軟包材にガス透過弁を貼り付けることが可能である。
【００２３】
また、本発明のガス透過弁を容器本体と一体成形されたボトルの場合は、容器内圧が上昇もしくは内圧降下する内容物のいずれにも対処することが可能である。上記の本発明のガス透過弁は、真空成形もしくは射出成形などにより成形される。
【００２４】
ダイヤフラムを構成するプラスチックシート基材へのガスバリア性無機酸化物薄膜の成
膜方法としては、プラズマＣＶＤ法による酸化珪素などの無機酸化物薄膜が有用である。この方法では成膜ガスの処方などで、基材界面との密着強度が調整可能であり、膜の歪みに対する追従性を変えることでダイヤフラムの変形と併せて、ガス透過性を調整することが可能である。
【００２５】
ダイヤフラムを構成するプラスチックシート基材への酸化珪素などの無機酸化物薄膜のは、容器の内面側でも外面側でもよく、いずれかの面に設けられる。また、容器のバキューム変形を防止する場合、酸素の消費で内容物が劣化する懸念があるものについては、容器全面に酸化珪素などのガスバリア性無機酸化物薄膜を形成することもできる。
【００２６】
プラズマＣＶＤ法で酸化珪素薄膜を成膜するために使用できる原料ガスについては、主ガスとしてヘキサ・メチル・ジ・シロキサン（ＨＭＤＳＯ）の他、トリ・メチル・シロキサンなどを用いることが可能で、これにより酸化珪素薄膜の成膜が可能になる。また、反応ガスとしては、酸素の他、オゾン、二酸化炭素などを用いることが可能である。
【００２７】
以下に、本発明の具体的な実施例について説明する。
【実施例１】
【００２８】
形状の一部が表裏の圧力差で反転可能な外に凸形状のダイヤフラムからなる、満水量５５０ｍｌ入り３０ｇの高密度ポリエチレン製中空容器を成形した。ダイヤフラム部分の厚さは０．２〜０．３ｍｍの厚さに設定した。このダイヤフラム部分の内面に酸化珪素被膜を施して、酵素入り浴用剤を５００ｍｌ充填した。２週間後、ダイヤフラムが内側に反転し、１カ月経過後容器外観に変化は見られなかった。
【実施例２】
【００２９】
厚さ０．２ｍｍのポリエステルシートを、初期は内側に凸であり０．０２Ｐａの内圧が掛かると外に反転するダイヤフラムを真空成形で加工した。この内面に酸化珪素皮膜を施し、ガスバリア性のある外層ポリエステル製のフィルムに溶着して縦１４０ｍｍ、横１００ｍｍの大きさに製袋し、焙煎直後のコーヒー豆を５０ｇ充填した。１週間後に包装が膨らみダイヤフラムが反転したが、３週間後までほぼそのままの状態を保持した。破袋は見られなかった。
【実施例３】
【００３０】
本発明の比較例として、実施例１でダイヤフラムを除いた容器を、酸化珪素膜のないまま酵素入り浴用剤を５００ｍｌ充填した。２週間後、容器胴部が内側に大きく変形していた。
【実施例４】
【００３１】
本発明の比較例として、実施例１で用いたフィルムで同じ寸法に製袋して、焙煎直後のコーヒー豆を５０ｇ充填した。１０日後に内圧で包装が破裂した。
【００３２】
上記の実施例１及び２で得られた本発明のダイヤフラムからなるガス透過弁を備えた容器は、いずれも、破裂や変形を防止し、安全性と変形による外観不良をなくすことで意匠性とを初期状態のまま長期間維持することが可能であった。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のダイヤフラムからなるガス透過弁を備えた容器の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示すダイヤフラムからなるガス透過弁を備えた容器において、容器内圧が上昇して、そのダイヤフラムが容器外側に凸状に反転し、ガス透過可能となる説明図である。
【図３】図１に示すダイヤフラムからなるガス透過弁を備えた容器において、容器内圧が下降して、そのダイヤフラムが容器内側に凸状に反転し、ガス透過可能となる説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０、２０、３０・・・ダイヤフラムからなるガス透過弁を備えた容器
１１・・・容器本体
１２・・・容器裾部
１３・・・注出口部
１４、２４、３４・・・ダイヤフラムからなるガス透過弁
１４ａ・・・ダイヤフラムを構成するプラスチックシート基材層
１４ｂ・・・ガスバリア性無機酸化物薄膜層
ｐ・・・容器内圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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