JP7406066B2 - 積層剥離容器の容器本体の外気導入孔の形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、内容物の減少に伴って内袋が収縮する積層剥離容器の容器本体に外気導入孔を形成する方法に関する。

特許文献１には、内容物の減少に伴って内袋が収縮する積層剥離容器の容器本体に外気導入孔を形成する方法が開示されている。具体的には、穴あけドリルの刃部を外殻に押し付けることによって外気導入孔を形成している。

特開２０１９－８１５７４号公報

特許文献１では、吸引ヘッドに吸引装置を連結し、この吸引装置を作動させることによって穴あけドリルの周囲の切子を吸引除去すると共に、穴あけドリルの全長に渡って延びる空洞に吸排気装置を連結し、この吸排気装置を作動させることによって、穴あけドリルの先端部に切除片を保持させている。

吸引装置及び吸排気装置による吸引力には若干の変動があるので、特許文献１の構成では、穴あけドリルの周囲と穴あけドリルの空洞内の圧力差が変動してしまい、その結果、切除片が保持されなかたり、切除片が穴あけドリルの空洞内の奥深くまで入り込んでしまったりする場合がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、切除片を安定して穴あけドリルに保持可能な、外気導入孔の形成方法を提供するものである。

本発明によれば、保持工程と、切込形成工程を備える、積層剥離容器の容器本体の外気導入孔の形成方法であって、前記保持工程では、外殻と内袋が積層されて構成される容器本体を保持治具に保持させ、前記切込形成工程では、吸引ヘッドを用いて減圧空間を形成した状態で、前記減圧空間内で穴あけドリルを用いて、前記外殻に環状の切り込みを形成して切除片を形成し、前記吸引ヘッドは、前記吸引ヘッド内の空気及び前記切粉を吸引するための吸引孔を備え、前記吸引によって前記減圧空間を形成するように構成され、前記穴あけドリルは、刃部を有する先端部と、前記先端部にまで到達する空洞と、前記空洞を前記減圧空間に連通させる連通孔を備え、前記切り込みは、前記容器本体を前記保持治具に保持させ、且つ前記先端部及び前記連通孔を前記減圧空間内に配置した状態で、前記穴あけドリルを回転させながら前記刃部を前記外殻に押し付けることによって形成する、方法が提供される。

本発明では、先端部及び連通孔を減圧空間内に配置した状態で切除片を形成している。このような構成では、穴あけドリルの空洞内の圧力は、減圧空間内の圧力に連動して変化するので、吸引ヘッドに装着された吸引装置の吸引力が変動したとしても、穴あけドリルの周囲と穴あけドリルの空洞内の圧力差はほとんど又は全く変動しないので、切除片を安定して穴あけドリルの先端部に保持可能である。

以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。

好ましくは、前記記載の方法であって、前記保持治具は、一端に端部開口を有する筒部を備え、前記端部開口から前記容器本体を前記保持治具内に挿入することによって前記容器本体を前記保持治具に保持し、前記保持治具は、前記穴あけドリルを挿入するためのドリル開口を前記筒部の側面に備え、前記ドリル開口を通じて前記穴あけドリルを挿入して前記切り込みを形成する、方法である。
好ましくは、前記記載の方法であって、前記吸引ヘッドは、前記穴あけドリルを挿通可能なドリル挿通孔を備え、前記吸引ヘッドは、前記ドリル挿通孔及び前記吸引孔が前記ドリル開口に連通するように密着され、前記ドリル挿通孔及び前記ドリル開口を通じて前記穴あけドリルを挿入して前記切り込みを形成する、方法である。
好ましくは、前記記載の方法であって、前記連通孔の直径は、２．７～３．５ｍｍである、方法である。
好ましくは、前記記載の方法であって、前記空洞は、前記穴あけドリルの後端にまで到達するように設けられ、放出工程を備え、前記放出工程では、前記吸引ヘッドによる吸引を行いながら、前記後端から前記空洞内にエアーを吹き込むことによって前記先端部に保持された切除片を放出させる、方法である。

本発明の一実施形態の積層剥離容器１の容器本体３のみを示す正面図である。 図１の容器本体３に弁部材５を装着した状態の、Ａ－Ａ断面に対応する断面図である。 保持治具４に容器本体３を保持させる直前の状態を示す断面図（図２と同じ断面）である。 保持治具４に容器本体３を保持させた状態を示す断面図である。 図５Ａは、保持治具４の断面図（図３と同じ断面）、図５Ｂは、図５Ａ中のＢ－Ｂ断面図、図５Ｃは、図５Ａ中の矢印Ｃ方向から見た図である。 図６Ａは、図５Ａの右側面図、図６Ｂは、図５Ａ中のＤ－Ｄ断面図である。 係止片保持溝４ｉに係止片６を保持した状態を示し、図７Ａは、図５Ａに対応する断面図であり、図７Ｂは、図６Ａに対応する右側面図である。 容器本体３に穴あけドリル３０を当接させた状態を示す断面図である。 図８中の領域Ａの拡大図である。 穴あけドリル３０を示し、図１０Ａは斜視図、図１０Ｂは図１０Ａの先端部３０ｃ近傍の拡大図、図１０Ｃは図１０Ａの平面図、図１０Ｄは図１０Ｃ中のＡ－Ａ断面図である。 図９中の領域Ａに対応する部位の拡大図であり、穴あけドリル３０によって切り込み１５ｂが形成された状態を示す。

以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴について独立して発明が成立する。

１．積層剥離容器
図１～図２に示すように、本発明の一実施形態の積層剥離容器１は、容器本体３と、弁部材５を備える。容器本体３は、内容物を収容する収容部７と、収容部７から内容物を吐出する口部開口９ｇを有する口部９を備える。収容部７には、肩部８が設けられている。肩部８の曲率半径は、４ｍｍ以下であり、好ましくは１～３ｍｍである。

図２に示すように、容器本体３は、収容部７及び口部９において、外殻１２と内袋１４を備える。内容物の減少に伴って内袋１４が外殻１２から離れることによって、内袋１４が収縮する。

外殻１２は、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－プロピレン共重合体などのポリオレフィンで構成される。外殻１２は、復元性が高くなるように、内袋１４よりも肉厚に形成されることが好ましい。

内袋１４は、容器外面側に設けられたＥＶＯＨ層と、ＥＶＯＨ層の容器内面側に設けられた内面層と、ＥＶＯＨ層と内面層の間に設けられた接着層を備える。ＥＶＯＨ層を設けることでガスバリア性、及び外殻１２からの剥離性を向上させることができる。接着層は省略してもよい。

ＥＶＯＨ層は、エチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）樹脂からなる層であり、エチレンと酢酸ビニル共重合物の加水分解により得られる。内面層は、積層剥離容器１の内容物に接触する層であり、例えば、上述したポリオレフィンで構成される。接着層は、ＥＶＯＨ層と内面層とを接着する機能を有する層である。

口部９には、逆止弁付きのキャップと係合可能な係合部９ｄが設けられている。キャップは、打栓式で装着するものであってもよく、ネジ式で装着するものであってもよい。

図１に示すように、収容部７には凹部７ａが設けられており、凹部７ａに外気導入孔１５が設けられている。外気導入孔１５は、外殻１２にのみ設けられた貫通孔であり、外殻１２と内袋１４の間の中間空間２１と、容器本体３の外部空間Ｓとを連通する。凹部７ａは、収容部７をシュリンクフィルムで覆う際に弁部材５とシュリンクフィルムの干渉を避けるために設けられるものである。また、凹部７ａがシュリンクフィルムで密閉されてしまわないよう、凹部７ａから口部９の方向に延びる空気流通溝７ｂが設けられる。

弁部材５は、外殻１２と内袋１４の間の中間空間２１への空気の出入りを調整する機能を有する。

２．積層剥離容器の製造方法
次に、本実施形態の積層剥離容器１の製造方法の一例を説明する。
まず、製造すべき容器本体３に対応する積層構造を備えた溶融状態の積層パリソンを押出し、この溶融状態の積層パリソンをブロー成形用の分割金型にセットし、分割金型を閉じる。
次に、容器本体３の口部９側の開口部にブローノズルを挿入し、型締めを行った状態で分割金型のキャビティー内にエアーを吹き込む。次に、分割金型を開いて、ブロー成形品を取り出す。

次に、積層剥離容器１の容器本体３の外殻１２に外気導入孔１５を形成する。外気導入孔１５の形成は、保持工程、切込形成工程、放出工程によって行うことができる。以下、各工程について詳細に説明する。なお、保持工程、切込形成工程、及び放出工程のうちの少なくとも一つは、以下に示す方法以外の方法で実施してもよく、省略してもよい。

＜保持工程＞
保持工程では、図３～図７に示すように、容器本体３を保持治具４に保持させる。

図３～図７に示すように、保持治具４は、一端４ｈに端部開口４ａを有する筒部４ｂを備え、端部開口４ａから容器本体３を口部９側から保持治具４内に挿入することによって容器本体３を保持治具４に保持する。また、筒部４ｂの側面には、穴あけドリル３０を挿入するためのドリル開口４ｃが設けられている。筒部４ｂの内面には、ドリル開口４ｃに連通するように、容器本体３と筒部４ｂの密着面に沿って延びる通気溝４ｄが設けられている。通気溝４ｄは、好ましくは、容器本体３を保持治具４に保持したときに外気導入孔１５を形成する領域に近接する位置に通気溝４ｄの端部４ｄ１（図６Ｂを参照）が配置されるように設けられる。また、通気溝４ｄは、好ましくは、容器本体３の周方向に沿って延びるように設けられる。さらに、通気溝４ｄは、好ましくは、容器本体３を囲むように設けられる。通気溝４ｄを設けることによって、ドリル開口４ｃを通じた吸引の際に、容器本体３からドリル開口４ｃに向かう方向の空気の流れが生じやすくなって、外気導入孔１５の形成時に発生する切粉が速やかに排出される。通気溝４ｄには、容器本体３と保持治具４の間の隙間から外気が流れ込む。なお、保持治具４の外部と、通気溝４ｄを連結する連結溝を別途設けてもよい。この場合、吸引の際の通気溝４ｄ内の空気の流れがよりスムーズになる。

図４に示すように、保持治具４には、口部保持部４ｅと収容部保持部４ｆが設けられている。口部保持部４ｅは、容器本体３の口部９を保持し、収容部保持部４ｆは、容器本体３の収容部７を保持する。口部保持部４ｅの内径は、口部９の外径とほぼ等しいため、口部９を口部保持部４ｅに挿入することによって口部９が保持される。収容部保持部４ｆは、一端４ｈに向かって径が大きくなっており、収容部７と略相補形状になっている。収容部７の外面が収容部保持部４ｆに当接して、収容部７が収容部保持部４ｆによって保持される。口部保持部４ｅと収容部保持部４ｆによって容器本体３を保持することによって、安定した状態で外気導入孔１５を形成することが可能になり、外気導入孔１５の形状のバラツキが低減される。

さらに、保持治具４には、肩部当接部４ｇが設けられている。肩部当接部４ｇは、容器本体３の肩部８を当接させる。容器本体３は、肩部８が肩部当接部４ｇに当接するか、収容部７が収容部保持部４ｆに当接することによって高さ方向に位置決めされる。

さらに、保持治具４には、係止片保持溝４ｉが設けられている。係止片保持溝４ｉには、係止片６が保持されている。容器本体３を保持治具４に保持させると、係止片６が容器本体３の空気流通溝７ｂに係合される。これによって、容器本体３が周方向に位置決めされる。

＜切込形成工程＞
切込形成工程では、図８～図１１に示すように、吸引ヘッド５１を用いて減圧空間５１ｃを形成した状態で、減圧空間５１ｃ内で穴あけドリル３０を用いて、外殻１２の外気導入孔１５を形成する位置に、環状（好ましくは、円状）の切り込み１５ｂを形成して切除片１５ａを形成する（図１１を参照）。

図９に示すように、吸引ヘッド５１は、穴あけドリル３０を挿通可能なドリル挿通孔５１ａと、吸引ヘッド５１内の空気及び切粉を吸引するための吸引孔５１ｂを備える。吸引ヘッド５１は、ドリル挿通孔５１ａ及び吸引孔５１ｂがドリル開口４ｃに連通するように保持治具４に密着される。切込形成工程では、ドリル挿通孔５１ａとドリル開口４ｃを通じて穴あけドリル３０を挿入して切り込み１５ｂを形成する。

切粉の吸引は、吸引孔５１ｂを通じて行う。吸引孔５１ｂには、ホース５２が連結されており、ホース５２には、吸引装置が連結されている。これによって、吸引ヘッド５１内の空気及び切粉を吸引することが可能になっている。

吸引ヘッド５１での吸引によって減圧空間５１ｃが形成される。本実施形態では、吸引ヘッド５１がドリル開口４ｃに密着しているので、減圧空間５１ｃは、吸引ヘッド５１内の空間とドリル開口４ｃ内の空間にまたがって形成される。

図１０に示すように、穴あけドリル３０は、刃部３０ｆを有する先端部３０ｃと、先端部３０ｃにまで到達する空洞３０ｇと、空洞３０ｇを減圧空間５１ｃに連通させる連通孔３０ｈと、スピンドル固定部３０ｂを備える。

先端部３０ｃは、断面Ｃ字状の筒状である。図１０Ｂに示すように、先端部３０ｃには、平坦面３０ｄと切欠部３０ｅが設けられており、切欠部３０ｅの周方向の側面が刃部３０ｆとなっている。

平坦面３０ｄの半径方向の幅Ｗは、０．１～０．２ｍｍが好ましく、０．１２～０．１８ｍｍがさらに好ましい。幅Ｗが小さすぎると穿孔時に内袋１４が傷つきやすく、幅Ｗが大きすぎると刃部３０ｆが外殻１２に接触しにくくなるので、穿孔をスムーズに行いにくい。切欠部３０ｅを設ける範囲は、３０～２７０度以上が好ましく、４５～１８０度がさらに好ましく、６０～１２０度が好ましく、７５～１０５度がさらに好ましい。この範囲が大きすぎると穿孔時に内袋１４が傷つきやすく、この範囲が小さすぎると穿孔をスムーズに行いにくい。この範囲は、具体的には例えば、３０、４５、６０、７５、９０、１０５、１２０、１３５、１５０、１６５、１８０、１９５、２１０、２２５、２４０、２５５、２７０度であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

また、先端部３０ｃの内面には、先端に向かって広がるテーパー面３０ｋが設けられている。これによって、穿孔時に発生する切除片１５ａが容器本体３側に残らず、穴あけドリル３０側に移行しやすくなっている。

連通孔３０ｈは、穴あけドリル３０の側面に設けられた貫通孔である。連通孔３０ｈは、先端部３０ｃの近傍に設けられている。連通孔３０ｈを介して空洞３０ｇと減圧空間５１ｃが連通されるので、減圧空間５１ｃが形成されると空洞３０ｇも減圧される。

切り込み１５ｂは、図９に示すように、容器本体３を保持治具４に保持させ、且つ先端部３０ｃ及び連通孔３０ｈを減圧空間５１ｃ内に配置した状態で、穴あけドリル３０を回転させながら刃部３０ｆを外殻１２に押し付けることによって形成することができる。

穴あけドリル３０は、スピンドル固定部３０ｂにおいて、単軸移動及び回転が可能なスピンドル５０に連結されている。このため、穴あけドリル３０を回転させながら、前進又は後退させることが可能になっている。

穴あけドリル３０を回転させながら平坦面３０ｄを外殻１２に押し付けると、平坦面３０ｄが外殻１２に少しめり込む。その結果、外殻１２が部分的に切欠部３０ｅに入り込んで、刃部３０ｆが外殻１２に接触して、外殻１２が切り込まれる。図１１に示すように、平坦面３０ｄが外殻１２と内袋１４の境界に到達すると、外殻１２に環状の切り込み１５ｂ及び切除片１５ａが形成される。切除片１５ａは、切り込み１５ｂによって形成される部位であり、これを除去することによって外気導入孔１５が形成される。

切除片１５ａは、空洞３０ｇの減圧による吸引力と、切除片１５ａと先端部３０ｃの内面の間の摩擦力によって先端部３０ｃに保持される。本実施形態の構成では、空洞３０ｇ内の圧力は、減圧空間５１ｃ内の圧力に連動して変化するので、吸引ヘッド５１に装着された吸引装置の吸引力が変動したとしても、穴あけドリル３０の周囲と穴あけドリル３０の空洞３０ｇ内の圧力差はほとんど又は全く変動しないので、切除片１５ａを安定して先端部３０ｃに保持可能である。

連通孔３０ｈの直径は、例えば２．５～４．０ｍｍであり、２．７～３．５ｍｍが好ましい。この直径が小さすぎると、空洞３０ｇ内の減圧度が不十分で、切除片１５ａの保持が不十分になりやすい。一方、この直径が大きすぎると、空洞３０ｇ内の減圧度が高くなりすぎて切除片１５ａが空洞３０ｇ内の奥深くに入り込みやすく、放出工程で切除片１５ａを放出させにくくなる。この直径は、具体的には例えば、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３．０、３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７、３．８、３．９、４．０ｍｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

＜放出工程＞
切込形成工程の後、穴あけドリル３０を後退させ、空洞３０ｇ内にエアーを吹き込むことによって、先端部３０ｃに保持された切除片１５ａを穴あけドリル３０の先端から放出させることができる。放出した切除片１５ａは、吸引ヘッド５１を通じて吸引することができる。

空洞３０ｇは、穴あけドリル３０の後端３０ｉにまで到達しており（つまり、空洞３０ｇは、穴あけドリル３０の全長に渡って設けられており）、エアーは、後端３０ｉから吹き込まれる。これによって、吸引ヘッド５１による吸引を行いながら、穴あけドリル３０から切除片１５ａを放出させることが可能になる。この場合、スピンドル５０の全長に渡って延びる空洞５０ｇを設け、スピンドル５０の後端には、ロータリージョイントを介して吹込装置を連結し、この吹込装置からエアーを吹き込むことが好ましい。

以上の工程で、外殻１２への外気導入孔１５の形成が完了する。この後に、内袋１４を外殻１２から予備剥離する予備剥離工程を必要に応じて行ったり、外気導入孔１５に弁部材５を挿入したりして、積層剥離容器１の製造を完了する。

３．その他の実施形態
・上記実施形態では、ドリル開口４ｃを有する筒状の保持治具４を用いたが、保持治具４は、容器本体３が保持可能なものであれば別の構成ものであってもよい。
・上記実施形態では、吸引ヘッド５１を保持治具４に密着させているが、吸引ヘッド５１を容器本体３に直接密着させてもよい。また、切子の除去及び切除片１５ａの保持に十分な程度に減圧空間５１ｃが形成可能であれば、吸引ヘッド５１と、容器本体３又は保持治具４の間に隙間があってもよい。

図８～図９に示す構成の装置を用いて、直径４．４ｍｍの外気導入孔１５を形成した。実施例１～３では、穴あけドリル３０の連通孔３０ｈの直径は、それぞれ、２．５ｍｍ、３．０ｍｍ、４．０ｍｍとした。

実施例１では、先端部３０ｃでの切除片１５ａの保持が若干弱かった。一方、実施例３では、切除片１５ａが先端部３０ｃ内に若干深く入りすぎる場合があった。実施例２では、切除片１５ａが先端部３０ｃに適切に保持され、空洞３０ｇ内にエアーを吹き込むことによって切除片１５ａを先端部３０ｃからスムーズに放出させることができた。この結果から、連通孔３０ｈの直径は、２．７～３．５ｍｍが好ましいことが分かった。

１ ：積層剥離容器
３ ：容器本体
４ ：保持治具
４ａ ：端部開口
４ｂ ：筒部
４ｃ ：ドリル開口
４ｄ ：通気溝
４ｄ１ ：端部
４ｅ ：口部保持部
４ｆ ：収容部保持部
４ｇ ：肩部当接部
４ｈ ：一端
４ｉ ：係止片保持溝
５ ：弁部材
６ ：係止片
７ ：収容部
７ａ ：凹部
７ｂ ：空気流通溝
８ ：肩部
９ ：口部
９ｄ ：係合部
９ｇ ：口部開口
１２ ：外殻
１４ ：内袋
１５ ：外気導入孔
１５ａ ：切除片
１５ｂ ：切り込み
２１ ：中間空間
３０ ：ドリル
３０ｂ ：スピンドル固定部
３０ｃ ：先端部
３０ｄ ：平坦面
３０ｅ ：切欠部
３０ｆ ：刃部
３０ｇ ：空洞
３０ｈ ：連通孔
３０ｉ ：後端
３０ｋ ：テーパー面
５０ ：スピンドル
５１ ：吸引ヘッド
５１ａ ：ドリル挿通孔
５１ｂ ：吸引孔
５１ｃ ：減圧空間
５２ ：ホース
Ａ ：領域
Ｓ ：外部空間

Claims (5)

1. 保持工程と、切込形成工程を備える、積層剥離容器の容器本体の外気導入孔の形成方法であって、
   前記保持工程では、外殻と内袋が積層されて構成される容器本体を保持治具に保持させ、
   前記切込形成工程では、吸引ヘッドを用いて減圧空間を形成した状態で、前記減圧空間内で穴あけドリルを用いて、前記外殻に環状の切り込みを形成して切除片を形成し、
   前記吸引ヘッドは、前記吸引ヘッド内の空気及び切粉を吸引するための吸引孔を備え、前記吸引によって前記減圧空間を形成するように構成され、
   前記穴あけドリルは、刃部を有する先端部と、前記先端部にまで到達する空洞と、前記空洞を前記減圧空間に連通させる連通孔を備え、
   前記切り込みは、前記容器本体を前記保持治具に保持させ、且つ前記先端部及び前記連通孔を前記減圧空間内に配置した状態で、前記穴あけドリルを回転させながら前記刃部を前記外殻に押し付けることによって形成する、方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、
   前記保持治具は、一端に端部開口を有する筒部を備え、
   前記端部開口から前記容器本体を前記保持治具内に挿入することによって前記容器本体を前記保持治具に保持し、
   前記保持治具は、前記穴あけドリルを挿入するためのドリル開口を前記筒部の側面に備え、
   前記ドリル開口を通じて前記穴あけドリルを挿入して前記切り込みを形成する、方法。
3. 請求項２に記載の方法であって、
   前記吸引ヘッドは、前記穴あけドリルを挿通可能なドリル挿通孔を備え、
   前記吸引ヘッドは、前記ドリル挿通孔及び前記吸引孔が前記ドリル開口に連通するように密着され、
   前記ドリル挿通孔及び前記ドリル開口を通じて前記穴あけドリルを挿入して前記切り込みを形成する、方法。
4. 請求項１～請求項３の何れか１つに記載の方法であって、
   前記連通孔の直径は、２．７～３．５ｍｍである、方法。
5. 請求項１～請求項４の何れか１つに記載の方法であって、
   前記空洞は、前記穴あけドリルの後端にまで到達するように設けられ、
   放出工程を備え、
   前記放出工程では、前記吸引ヘッドによる吸引を行いながら、前記後端から前記空洞内にエアーを吹き込むことによって前記先端部に保持された切除片を放出させる、方法。