JP7185840B2 - 複合容器 - Google Patents
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Description
また、通常、日本酒などの酒が充填される瓶には凹凸構造が設けられていないため、凹凸構造が設けられた容器本体を備える複合容器に酒を充填した場合、消費者が内容液を誤認してしまうおそれがあるとの知見を得た。
本発明の複合容器10Aは、後記する複合プリフォーム70のブロー成形品であり、図1に示すように、内側に位置する容器本体10と、容器本体10の外側に密着して設けられた熱収縮性プラスチック製部材40と、を備えている。
容器本体10は、口部11と、口部11下方に設けられた首部13と、首部13下方に設けられた肩部12と、肩部12下方に設けられた胴部20と、胴部20下方に設けられた底部30とを備えている。なお、本明細書中、「上」および「下」とは、それぞれ複合容器10Aを正立させた状態(図1)における上方および下方のことをいう。
また、本発明の複合容器10Aが備える容器本体10は、胴部20等にパネルまたは溝などの凹凸構造を備えてないことをその特徴とする。
複合容器10Aが備えるプラスチック製部材40は、熱収縮性を有し、容器本体10に密着して設けられているが、容器本体10が凹凸構造を備えていないことにより、その外観を良好なものとすることができる。また、内容液が酒などである場合に、消費者がその内容液を誤認してしまうことを防止することができる。
本発明において、容器本体10の満注容量とは、23℃の水を容器本体10の口部11の上限まで注いだときの容量を指す。
例えば、中間層を、ナイロンMXD-6、ナイロンMXD-6+脂肪酸塩、ポリグリコール酸(PGA)、エチレンビニルアルコール共重合体(EVOH)またはPEN等のガスバリア性および遮光性を有する樹脂を含んでなる層として、3層以上からなる容器本体10とすることができる。
熱収縮性プラスチック製部材40は、容器本体10の外側に密着して設けられており、容器本体10に対して容易に移動または回転しない状態で取付けられている。また、図2に示すように、熱収縮性プラスチック製部材40は、容器本体10を取り囲むようにその周方向全域にわたって設けられており、略円形状の水平断面を有している。また、熱収縮性プラスチック製部材40は、単層構造を有するものであっても、多層構造を有するものであってもよい。
また、この熱圧着された部分は、ねじられていることがより好ましい。これにより、経時的に熱圧着された部分が剥離してしまうことを防止することができる。また、このようなねじり部を、ブロー成形前の熱収縮性プラスチック製部材40aに設けておくことにより、ブロー成形する際に、熱圧着した部分の破損を防止することができる。
また、樹脂材料は、上記した樹脂を構成する2以上のモノマー単位が重合した共重合体を含んでいても良い。さらに、樹脂材料は上記した樹脂を2種以上を含んでなるものであってよい。
このような材料としては、PE、PP、MXD-6、PGA、EVOHおよびPEN等が挙げられる。また、これらの材料に脂肪酸塩等の酸素吸収材を混ぜ、そのガスバリア性をより向上させてもよい。
なお、熱収縮性プラスチック製部材40が多層からなる場合は、ガスバリア性を有する材料からなる層を備えていてもよい。
一実施形態において、図3に示すように、複合プリフォーム70は、プリフォーム10aと、プリフォーム10aの外側を取り囲むように設けられた、熱収縮性プラスチック製部材40aとを備える。
プリフォーム10aに対し、2軸延伸ブロー成形を施すことにより、上記複合容器10Aが備える容器本体10を得ることができる。
プリフォーム10aは、図3に示すように、口部11aと、口部11aに連結された胴部20aと、胴部20aに連結された底部30aとを備えている。このうち口部11aは、上述した容器本体10の口部11に対応するものであり、口部11と略同一の形状を有している。また、胴部20aは、上述した容器本体10の首部13、肩部12および胴部20に対応するものであり、略円筒形状を有している。底部30aは、上述した容器本体10の底部30に対応するものであり、略半球形状を有している。
熱収縮性プラスチック製部材40aは、プリフォーム10aに接着されることなく、その外側を取り囲むように設けられ、プリフォーム10aに対して移動または回転しないほどに密着されているか、または自重で落下しない程度に密着されている。
プラスチック製部材40aが熱収縮性を有することにより、ブロー成形の際、プリフォーム10aに対するずれであったり、容器本体10とプラスチック製部材40との間に気泡が生じてしまうことを防止することができ、外観が良好な複合容器10Aを得ることができる。
通常、熱収縮性のプラスチック製部材40aにより、プリフォーム10aの底部30aを覆うことは困難であった。しかしながら、このような構成とすることにより、ブロー成形後、容器本体10の底部を熱収縮性のプラスチック製部材40で覆うことが可能となり、ガスバリア性など、複合容器10Aの底部に様々な機能を付与することができる。
熱収縮性プラスチック製部材40aがねじり部80を備えることにより、底部形成することができるだけではなく、ブロー成形後に複合容器10Aが備える容器本体10と熱収縮性プラスチック製部材40との間に気泡が発生してしまうことを防止することができると共に、ブロー成形時に加わる力によって、熱圧着した部分が剥がれてしまったりなど、破損してしまうことを防止することができる。
本発明の複合容器10Aの製造方法は、
プリフォーム10aおよび熱収縮性プラスチック製部材40aを準備する工程と、
プリフォーム10aを熱収縮性プラスチック製部材40aの他端から嵌め込む工程と、
プリフォーム10aおよび熱収縮性プラスチック製部材40aを加熱し、熱収縮性プラスチック製部材40aを熱収縮させ、複合プリフォーム70を得る工程と、
複合プリフォーム70を加熱する工程と、
ブロー成形金型内において、複合プリフォーム70に対し、ブロー成形を施すことにより、プリフォーム10aおよび熱収縮性プラスチック製部材40aを一体として膨張させる工程と、
を含んでなる。
また、本発明の複合容器10Aの製造方法は、熱圧着した熱収縮性プラスチック製部材40aの余白部をねじり,ねじり部80を形成する工程をさらに含んでいてもよい。
さらに、本発明の複合容器10Aの製造方法は、熱収縮性プラスチック製部材40aまたは熱収縮性プラスチック製部材40に対し、画像や文字などの印刷を施す工程を含んでいてもよい。
プリフォーム10aは、樹脂材料などを従来公知の装置を使用して射出成形することにより作製することができる。
一実施形態において、樹脂材料の溶融物に不活性ガス(窒素ガス、アルゴンガス)を混ぜることで、0.5~100μmの発泡セル径を持つ発泡プリフォームとすることができる。この発泡プリフォームをブロー成形することにより製造された容器本体10は、その遮光性が顕著に改善されている。
なお、プリフォーム10aは市販されるものを使用してもよい。
一実施形態において、熱収縮性プラスチック製部材40aは、押出成形工程を含んでなる方法により作製することができる。
より詳細には、まず、上記した樹脂材料や着色剤などを含む樹脂組成物を、押出装置内で加熱溶融し、溶融した樹脂材料などをリングダイより連続的に押し出し、冷却することにより、未延伸の押出チューブ1に成形する(図6(a)参照)。
次いで、この未延伸の押出チューブの一端を溶着または接着することによって、押出チューブの一端を閉鎖する。
さらに、この一端が閉鎖された押出チューブ1を、押出チューブ1の外径よりも大きい内径を有する金型2内に配置する(図6(b)参照)。
次いで、押出チューブ1の他端にブロー装置3を配置(装着)する(図6(c)参照)。このとき、ブロー装置3は、押出チューブ1と、これらの間からエアが漏れないよう密着させることが好ましい。
続いて、押出チューブ1、金型2およびブロー装置3を、この配置のまま加熱炉4に送り込み、加熱炉4の内部で70~150℃に加熱する(図6(d)参照)。加熱炉4としては、その内部を均一な温度にするために、熱風循環式加熱炉を用いても良い。あるいは押出チューブ1、金型2およびブロー装置3を、加熱した液体中を通過させることにより、これらを加熱しても良い。
次に、押出チューブ1、金型2およびブロー装置3を、加熱炉4から取り出し、ブロー装置3から押出チューブ1内にエアを噴出することにより、押出チューブ1の内面を加圧延伸する。これにより、押出チューブ1は、膨張し、金型2の内面形状に沿って拡径される(図6(e)参照)。
その後、ブロー装置3からエアを噴出した状態のまま、押出チューブ1を冷水中で冷却し、押出チューブを金型2から取り出す(図6(f)参照)。これを所望の大きさにカットすることにより熱収縮性プラスチック製部材40aが得られる(図6(g)参照)。
なお、多層構造の熱収縮性プラスチック製部材40aは、上記樹脂組成物と共に、ガスバリア性樹脂などを含む樹脂組成物を共押し出しすることにより作製することができる。
余白部の長さは、3mm以上であることが好ましく、5mm以上、20mm以下であることがより好ましい。
余白部の長さを上記数値範囲とすることにより、プラスチック製部材40a(40)の一端の熱圧着をより容易に行うことができる。また、過度に余白部を設けることが防止でき、使用する材料を減らすことができ、コストダウンを図ることができる。
なお、本発明において、熱収縮性プラスチック製部材40aの長さとは、図8に示されるように、熱収縮前の長さXをいう。また、プリフォーム10aの胴部20aおよび底部30aの長さの和とは、図9に示される長さYをいう。
本発明の複合プリフォーム70の製造方法は、熱収縮性プラスチック製部材40aの一端からプリフォーム10aを嵌め込む工程を含んでなる。
これにより、ブロー成形時において、プリフォーム10aの温度を高めるために、熱収縮性プラスチック製部材40aを過度に加熱してしまうおそれが少なくなり、熱収縮性プラスチック製部材40a表面が溶融してしまい、外観を損なってしまうことを防止することができる。
プリフォーム10a表面の予備加熱温度は、特に限定されるものではないが、40℃以上、90℃以下に加熱することが好ましく、50℃以上、70℃以下に加熱することがより好ましい。加熱温度を上記数値範囲とすることにより、熱収縮性プラスチック製部材40aの過度の加熱を防止することができる。
本発明の複合プリフォーム70の製造方法は、プリフォーム10aおよび熱収縮性プラスチック製部材40aを加熱し、熱収縮性プラスチック製部材40aを熱収縮させ、プリフォーム10aに密着させ、複合プリフォーム70を得る工程を含む。
一実施形態において、複合プリフォーム70は、近赤外線照射装置51によって加熱される(図10(a)参照)。なお、これに限定されるものではなく、温風やマイクロウェーブなどにより加熱してもよい。
このとき、複合プリフォーム70は、口部11aを下に向けた状態で回転しながら、加熱装置51によって周方向に均などに加熱される。
この加熱工程におけるプリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aの加熱温度は、例えば90℃~130℃とすることができる。
加熱された複合プリフォーム70は、ブロー成形金型50に送られる(図10(b)参照)。
一実施形態において、ブロー成形金型50は、互いに分割された一対の胴部金型50a、50bと、底部金型50cとからなる(図10(b)参照)。図10(b)において、一対の胴部金型50a、50b間は互いに開いており、底部金型50cは上方に上がっている。この状態で一対の胴部金型50a、50b間に、複合プリフォーム70が挿入される。
具体的には、まず、複合プリフォーム70を、製造しようとする容量の複合容器10Aより大きくなるようにブロー成形し、次いで、この複合容器10Aを加熱することにより、自由収縮させる。そして、この収縮させた複合容器10Aをブロー成形することにより、所望の容量の複合容器10Aを得ることができる。このようなブロー成形により複合容器10Aを製造することにより、複合容器10Aの強度および耐熱性を向上させることができる。
図11に示す製造装置100は、上述した複合容器10Aを製造する装置である。この複合容器10Aの製造装置100は、成形ユニット101と、プラスチック製部材装着ユニット102と、加熱ユニット103と、ブロー成形ユニット104とを備えている。
これら成形ユニット101と、プラスチック製部材装着ユニット102と、加熱ユニット103と、ブロー成形ユニット104とは、製造装置100内で互いに一体化されている。
本装置を用いることにより、複合プリフォーム70および複合容器10Aの製造を同一装置内において行うことができる。
プラスチック製部材装着ユニット102は、1つのプリフォーム10aに対して1つのプラスチック製部材40aを装着するが、これに限らず、1つのプリフォーム10aに対して複数のプラスチック製部材40aを重ねて装着するものであっても良い。
本発明の複合容器10Aの製造方法は、プリフォーム10aの嵌め込みを行った熱収縮性プラスチック製部材40aの一端とは反対の端(他端)を熱圧着する工程を含んでいてもよい。
プリフォーム10aの底部30aの形状に沿って、熱収縮性プラスチック製部材40aの熱圧着を行う場合、図12に示すような形状を有する一対の圧着器具90A、Bにより挟み込むことにより行うことができる。この圧着器具の材質は特に限定されず、金属製や耐熱性の樹脂製のものを使用することができる。
また、圧着器具の表面は、平坦なものであってもよく、一部または全体に凹凸形状を有するものであっても良い。
また、圧着器具は、その表面に加熱機構を有していてもよい。これにより、圧着強度をより高めることができる。圧着器具表面の加熱温度は、例えば、100℃以上、250℃以下とすることが好ましい。
圧着部のカットは、図3および4に示すように、直線状に行ってもよく、プリフォーム10aの底部の形状に沿った形状に行ってもよい(図示せず)。
本発明の複合容器10Aの製造方法は、熱圧着した部分をねじり、図5に示すねじり部80を形成させる工程を含んでいてもよい。
本発明の方法が、熱圧着工程に加えて、ねじり部形成工程を含むことにより、ブロー成形後の熱収縮性プラスチック製部材40の底部を形成できることに加えて、複合容器10Aが備える容器本体10と熱収縮性プラスチック製部材40との間に気泡が発生してしまうことを防止することができる。また、ブロー成形の際に、熱収縮性プラスチック製部材40aの熱圧着した部分の剥がれや、破損を防止することができる。
また、プリフォーム10aおよび熱収縮性プラスチック製部材40aを保持する保持部および回転部を含む回転装置などを用いて機械的に行うことができる。
また、これらを組み合わせた方法により行ってもよく、具体的には、熱圧着した部分をペンチなどの器具を用いて挟み、プリフォーム10aおよび熱収縮性プラスチック製部材40aを回転部により回転させることによっても、ねじり部80を形成することができる。
具体的には、圧着器具に回転機構を設け、プリフォーム10aおよび熱収縮性プラスチック製部材40aを保持部に固定し、圧着器具を回転させることにより行うことができる。また、圧着器具を保持部として利用し、回転部によりプリフォーム10aおよび熱収縮性プラスチック製部材40aを回転させることによっても行うことができる。
本発明の複合容器10Aの製造方法は、熱収縮性プラスチック製部材40aまたは熱収縮性プラスチック製部材40に対し、画像や文字などの印刷を施す工程を含んでいてもよい。
該印刷は、例えばインクジェット法、シルク印刷、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、熱転写法、ホットスタンプ(箔押し)などの印刷法により行うことができる。
例えば、インクジェット法を用いる場合、熱収縮性プラスチック製部材40aにUV硬化型インクを塗布し、これにUV照射を行い、硬化することにより、熱収縮性プラスチック製部材40aに画像や文字などの印刷を施すことができる。
熱収縮性プラスチック製部材40aに対する印刷は、プリフォーム10aに嵌め込む前であっても後であってもよく、熱収縮性プラスチック製部材40aの熱収縮前であっても後であってもよい。
本発明の複合容器10Aに充填される内容液は特に限定されるものではないが、本発明の複合容器10Aが備える容器本体10は、内圧変化による変形を効果的に防止することができるため、日本酒やワインなどの酒、醤油などの調味料といった、加熱充填される内容液や炭酸水などの炭酸飲料などを充填するのに特に適している。
(プリフォーム10aを準備する工程)
射出成形機を使用して、図9に示す、単層構造を有する、PET製のプリフォーム10aを製造した。このプリフォーム10aの重量は40gであり、その長さYは、90mmであった。
ポリエチレンを含む樹脂組成物を加熱溶融し、リング状のダイから押出した。次いで、押出されたチューブ内面を加圧、またはチューブ外面を内面より陰圧とし拡径を行い、単層構造を有する熱収縮性プラスチック製部材40aを製造した。図8に示す、単層構造を有する、熱収縮性プラスチック製部材40aの長さXは、100mmであった。
次いで、手作業により、プリフォーム10aを、熱収縮性プラスチック製部材40aの一端から嵌め込んだ。
嵌め込み後、温風ドライヤーを用いて、プリフォーム10aおよび熱収縮性プラスチック製部材40aを100℃まで加熱し、熱収縮性プラスチック製部材40aを熱収縮させた。次いで、100℃に加熱した金属板を用いて余白部80aを300N/cm2の圧力で挟み込み熱圧着し、複合プリフォーム70を得た。
上記のようにして得られた複合プリフォーム70を近赤外線ヒーターを用いて、100℃まで加熱した。
複合プリフォーム70を加熱後、図10bに表されるブロー成形金型に搬送した。このブロー成形金型内において、複合プリフォーム70をブロー成形し、複合容器10Aを得た。複合容器10Aが備える容器本体10の重量は40g、容量は300mLであった。
製造後の複合容器10Aの外観を目視により評価したところ、容器本体10とプラスチック製部材40との間に気泡は存在せず、また、圧着部の剥がれや破損は見られず、プラスチック製部材40により容器本体10の底部30が完全に覆われていた。
作製したプリフォーム10aの重量を28gに変更した以外は、実施例1と同様にして複合容器10Aを製造した。複合容器10Aが備える容器本体10の重量は28gであり、容量は300mLであった。
製造後の複合容器10Aの外観を目視により評価したところ、容器本体10とプラスチック製部材40との間に気泡は存在せず、また、圧着部の剥がれや破損は見られず、プラスチック製部材40により容器本体10の底部30が完全に覆われていた。
作製したプリフォーム10aの重量を28g、容量を200mLに変更した以外は、実施例1と同様にして複合容器10Aを製造した。複合容器10Aが備える容器本体10の重量は28gであり、容量は200mLであった。
製造後の複合容器10Aの外観を目視により評価したところ、容器本体10とプラスチック製部材40との間に気泡は存在せず、また、圧着部の剥がれや破損は見られず、プラスチック製部材40により容器本体10の底部30が完全に覆われていた。
作製したプリフォーム10aの重量を22g、容量を400mLに変更した以外は、実施例1と同様にして複合容器10Aを製造した。複合容器10Aが備える容器本体10の重量は22gであり、容量は400mLであった。
製造後の複合容器10Aの外観を目視により評価したところ、容器本体10とプラスチック製部材40との間に気泡は存在せず、また、圧着部の剥がれや破損は見られず、プラスチック製部材40により容器本体10の底部30が完全に覆われていた。
作製したプリフォーム10aの重量を15g、容量を200mLに変更した以外は、実施例1と同様にして複合容器10Aを製造した。複合容器10Aが備える容器本体10の重量は15gであり、容量は200mLであった。
製造後の複合容器10Aの外観を目視により評価したところ、容器本体10とプラスチック製部材40との間に気泡は存在せず、また、圧着部の剥がれや破損は見られず、プラスチック製部材40により容器本体10の底部30が完全に覆われていた。
作製したプリフォーム10aの重量を34g、容量を200mLに変更した以外は、実施例1と同様にして複合容器10Aを製造した。複合容器10Aが備える容器本体10の重量は34gであり、容量は200mLであった。
製造後の複合容器10Aの外観を目視により評価したところ、ボトルの変形が顕著に見られ、自立することが出来なかった。
上記実施例および比較例において得られた複合容器10Aに、70℃の日本酒を空寸が20mlとなるように充填した後、キャッピングし、5℃、湿度40%の環境に3日間静置した。
3日間静置後の複合容器10Aの形状の変化を目視により確認し、以下の評価基準により評価した。
(評価基準)
A:複合容器10Aの変形が見られず、容器本体10が高い剛性を有していることが確認できた。
B:複合容器10Aの変形が多少見られたが、実用上問題のない程度であった。
C:複合容器10Aの変形が大きく見られた。
D:複合容器10Aの成形が出来なかった。
Claims (3)
- 口部と、前記口部下方に設けられた首部と、前記首部下方に設けられた肩部と、前記肩部下方に設けられた胴部と、前記胴部下方に設けられた底部と、を備え、凹凸構造を備えない、容器本体と、
前記容器本体の外側に密着して設けられた熱収縮性プラスチック製部材と、を備え、
前記容器本体の満注容量が、180ml以上、480ml以下であり、
前記容器本体の満注容量に対する重量の比率(重量/満注容量)が、0.10g/ml以上、0.15g/ml以下であることを特徴とする、複合容器。 - 前記容器本体の平均厚さが、500μm以上、1000μm以下である、請求項1に記載の複合容器。
- 前記熱収縮性プラスチック製部材の下端が圧着されている、請求項1または2に記載の複合容器。
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