JP2008545594A - 口部を有する選択的に膨張させられるプラスチック・フィルム容器 - Google Patents

Abstract

栓を設ける口部と、複数枚のプラスチック・フィルムのパネルとを含む容器である。各パネルは対向する一対の長手方向の辺を有し、各辺は隣接するパネルの長手方向の辺に接合されて外側に延びる継ぎ目を形成する。パネルは全体で筒状構造を形成する。筒状構造の第１の端部は口部に封止される。筒状構造の反対側の第２の端部は隣接パネルを接合する継ぎ目によって密閉される。筒状構造の第２の端部に隣接する各パネルの第１の部分は、各パネルの第１の部分が平坦ではないように膨張される。第１の端部と第２の端部との間の各パネルの第２の部分は、各パネルの第２の部分がほぼ平坦であるようにほぼ膨張されないままに留められる。

Description

この国で製造される何十億ポンドものプラスチック製品やパッケージは毎年多くの関心を引き起こしている。プラスチックの製造のすべての段階で資源が消費され、廃棄物が産出される。プラスチックは有限で再生不能の石油や天然ガスの原料から製造される。ボトルまたはジャーのようなプラスチック容器を製造するために必要なプラスチックの量を削減することには多くの利点がある。

プラスチック容器の製造に使用されるプラスチックの量は容器の壁を薄くすることによって節減可能であるが、それによって容器に構造的な問題が生ずることがある。壁が薄ければ容器の酸素透過性も増す。これは内容、特に食品を保護し、保存する容器の能力に悪影響を及ぼす。

優れた酸素遮断が可能な極めて薄い壁を持った容器を製造する可能性を与えるプラスチック・フィルムから容器を製造可能である。しかし、プラスチック・フィルムから容器を製造するには多くの構造的難問が生ずる。

容器は栓を設ける口部と、プラスチック・フィルムの複数枚のパネルとを含んでいる。各パネルは対向する一対の長手方向の辺を有し、各々の辺は隣接するパネルの長手方向の辺に接合されて外側に延びる継ぎ目を形成する。パネルは全体で筒状構造を形成する。筒状構造の第１の端部は口部で封止される。筒状構造の反対側の第２の端部は隣接パネルを接合する継ぎ目によって密閉される。筒状構造の第２の端部に隣接する各パネルの第１の部分を、パネルの第１の部分が平坦ではないように膨張させる。第１の端部と第２の端部との間の各パネルの第２の部分は、各パネルの第２の部分が平坦であるようにほぼ膨張されないままに留められる。

本発明は主としてプラスチック・フィルムから製造され、それによって容器のプラスチックの量を大幅に削減する容器を提供する。フィルムは優れた酸素遮断を提供するように選択される。その容器の構造は、充填した時に安定し、人目を引きつけるグラフィック処理に適している。

本明細書で用いられるフィルムとはパッケージ用に適した薄く、概して可撓性のプラスチック・シートのことを言う。フィルムは気体（例えば酸素または二酸化炭素）や水蒸気をどの程度透過するかによって分類可能な有機ポリマー製のものでよい。気体の透過性を大幅に制限するこれらの有機ポリマーは気体遮断性ポリマーまたは高バリア性ポリマーと呼ばれる。高バリア性ポリマーを使用することは、酸素や湿気からの保護を必要とするある種の食品や飲料のパッケージには極めて重要である。塩化ビニリデンをベースにしたポリマー（ＰＶＤＣ）やコポリマーは、本発明で使用するためのフィルム用の適切な高バリア性ポリマーの例である。パッケージに使用される塩化ビニリデンをベースにしたポリマーの、おそらくは最も知られている例は市販のＳａｒａｎ（登録商標）製品である。エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）コポリマーのような他の高バリア性ポリマーを使用してもよい。しかし、ＥＶＯＨコポリマーには塩化ビニリデンをベースにしたポリマーが備えている防湿性が欠如しており、したがって本発明で使用するにはＥＶＯＨコポリマーを付加的な防湿性ポリマーと組み合わせて使用してもよい。ＰＶＤＣやＥＶＯＨのような気体に対する高バリア性ポリマーからなるパッケージは、ビールやジュースのようなある種のパッケージされた酸素高感受性製品を、環境酸素から保護するには不適切であることがある。酸素遮断性を高めるために、修飾された有機ポリマーを本発明で使用してもよい。修飾には有機ポリマーのフッ化または硫化のような有機ポリマーの化学的修飾を含めることができる。

本発明に使用されるフィルムは、所望の特性の組合せが得られるように選択された幾つかの成分のフィルムの積層である。例えば、図１に示されるように、積層フィルム１０はシートを接合する良好な接合特性を得るように選択されたフィルム層１２を含む。含まれる別のフィルム層１４はおそらくは不透明の積層内に配置される高バリア層である。含まれる別のフィルム層１６は、容器の外面を形成し、保護表面及び人目を引く表面を生成する「オーバーラップ」層である。

図３から６は本発明を具現する容器、より具体的にはボトルを示している。図３、４は部分的に組み立てられたボトル１００ａを示し、図５、６は完全に組み立てられた同じボトル１００ｂを示している。口部１０２は容器のかなり剛性の開口を形成する。口部が再密閉可能な栓、または使い捨ての栓を形成してもよい。口部は容器を開閉可能にしてもよく、かつ容器の内容に届くための安定した開口を形成してもよい。口部は多様な材料のどれを使用してもよく、多様な手段のどれで製造してもよい。

容器１００のボデーはプラスチック・フィルムの複数枚のパネルから、図３から６に示された実施形態では４枚のパネル１１０、１１２、１１４、１１６から形成される。各パネル１１０は対向する一対の長手方向の辺１０６、１０８を有している。各パネルの各長手方向の辺は例えばプラスチック溶接によって隣接のパネルの長手方向の辺に接合され、外側に延びる継ぎ目１０４を形成する。パネル１１０、１１２、１１４、１１６は全体で筒状構造を形成する。筒状構造の第１の端部は例えばプラスチック溶接によって口部１０２に封止される。筒状構造の反対側の第２の端部は、隣接のパネルを接合する継ぎ目１１８によって密封される。

筒状構造の第２の端部に隣接する各パネル１１０の第１の部分１２０は例えば熱成形によって膨張させられる。熱成形は容器を鋳型内に配置し、容器に熱風のような加熱流体を充填して、パネルが鋳型を満たすように選択的にパネルを膨張させることによって実行させる。容器に適宜の流体製品を満たす場合、熱成形を達成するために、加熱された製品が使用される。

膨張の結果、各パネル１１０ｂの第１の部分１２０ｂは平坦ではなくなる。しかし、第１の端部と第２の端部との間の各パネル１１０ｂの第２の部分１２２は、ほぼ膨張されない状態に留まるので、各パネルの第２の部分は膨張行程の前のようにほぼ平坦な状態に留まる。二点鎖線１２６は下の第１の部分１２０と上の第２の部分１２２との間の基本境界を示している。二点鎖線１２６は膨張行程で根本的に変化していないことが見られる。「ほぼ膨張されない」という用語は、例えば鋳型がやや大きすぎたり、プラスチック・フィルム・アセンブリがやや小さすぎる場合のように、膨張されないボトルの鋳型及びアセンブリの公差によりフィルムはわずかに膨張するが、プラスチック・フィルムが意図的に膨張させられることはないという意味である。

膨張前に、容器１００ａの底部の周縁を形成する折曲部１２４ａはほぼ方形でよい。膨張後は、周縁を形成する折曲部１２４ｂは楕円またはその他の何らかの丸みをおびた形状となるであろう。膨張によって座屈しにくい容器の底部が形成される。膨張によって外側に延びる継ぎ目１０４が最小になる傾向があり、それ故、平坦面上に立てるのに一層適した容器の底部が得られる。

図７、８に示した別の実施形態では、容器３００は、３枚のプラスチック・フィルムのパネル３１０、３１２、３１４で構成されている。この実施形態では容器は、口部３０２の反対端にある容器の各パネル３２０の第１の部分が膨張して、ほぼ円筒形の底面を形成するように膨張する。図１０に見られるように、膨張されない容器の破線によって示されるほぼ三角形の周縁をほぼ円形の周縁となるように形成してもよい。容器は口部３０２の近傍に各パネル３２４の第３の部分を含み、各パネルの第３の部分は平坦ではないように膨張させられる。それによって容器３００にほぼ半球の頭部が得られる。第３の部分３２４の膨張によって口部３０２の近傍のより安定した構造が得られ、口部を容器の底部に位置合わせすることが補助される。各パネルの第１の部分３２０と第３の部分３２４との間の各パネル３２２の第２の部分はほぼ膨張されない状態に留まる。膨張されない第２の部分は、容器の膨張する第１と第３の部分の形状により、容器のほぼ円筒形の部分を形成する。膨張されない第２の部分はほぼ平坦な状態に留まり、容器の膨張された部分によって円筒形の構造内に保持されているにすぎないことが理解されよう。

口部３０２は筒状構造の第１の端部に封止される円筒形の底部３０４を含んでいてもよく、口部の残りの部分３０６は筒状構造から離れて延びている。口部に用いられる「円筒形の底部」という用語は、円筒形の底部の形式の口部の封止面（すなわち「底面」）が好ましくは（必ずしも不可欠ではないが）口部の軸とほぼ平行であり、しかしその周囲に鋭い鋭角の外隅部を含んでいないことを意味している。むしろ、周囲は好ましくは平滑で、好ましくは凸曲面を備えている。周囲が平滑な曲線を備えることは、ウェブ材料を口部の底部に封止しやすくすることを意図したものである。円筒形底部の口部の封止領域の断面形状は好ましくは円形であるが楕円形でもよく、またはその他の湾曲した形状を有していてもよい。口部は挿入しやすくし、あるいはその他の理由から（軸方向に）やや先細であってよいことを理解されたい。あるいは、円筒形底部の口部の封止面領域が平滑な曲線を備えている代わりに、円筒形底部の口部の封止面が角度をなす交差部分を含んでいてもよい。一般に、３面容器で用いることができるような約６０°以上の交差角が適合する。例えば円筒形底部の形式の口部の底部は（横断面が）三角形の形状を有することができよう。

膨張によって膨張領域のパネル１１０のフィルムが薄くなる傾向がある。この薄化によってパネルの一部または全部を形成するために使用されるプラスチック・フィルムの積層シートの積層内の酸素遮断材の効果が低下することがある。パネルを選択的に膨張させることによって、酸素遮断材の効果損を許容レベルまで制御できる。

図９、１０に示されるように、容器２００を形成するプラスチック・フィルムのパネル２１０の１つまたは幾つかに印刷物を付与してもよい。図２に示されるように、容器を形成するプラスチック・フィルムのパネルは積層内に印刷物３０を含む積層シート２０でよく、透明層２６が印刷物の保護層を形成する。不透明な酸素遮断層２４と結合層２２とは印刷物３０の下にあってもよい。印刷物３２は、積層シート２０の透明層２６の内表面に鏡像として印刷されたものでよい。寸法上重要な印刷物２３０は、ほぼ膨張されず、ほぼ平坦な状態に留まって、バーコードのような重要な印刷物の歪みを最小限にするパネル２１０ｂの第２の部分２２２内に配置すればよい。重要ではない印刷物２３４は、完成した容器２００ｂで膨張させられるパネル２１０ｂの第１の部分２２０内に配置してもよい。膨張させられる容器部分内の印刷物は歪むことが理解されよう。膨張しない印刷物２２０ａは、膨張する印刷物２２０ｂの明らかな歪みを軽減するための補償歪みを備えて作製されてもよい。

本発明を具現する容器は再密閉可能な栓を含むことがある口部を設けることによって製造されることもある。各パネルの各長手方向の辺を隣接するパネルの長手方向の辺に接合して外側に延びる継ぎ目を形成するように複数枚のプラスチック・フィルムのパネルを接合することによって筒状構造を形成する。筒状構造の第１の端部を口部に封止する。口部は円筒形の底部を含んでいてもよく、口部の残りの部分が筒状構造から外側に延びるように、筒状構造の第１の端部を円筒形底部に封止してもよい。筒状構造の第１の端部とは反対側の第２の端部は隣接のパネルを接合する継ぎ目を形成することによって密封される。

筒状構造の第２の端部に隣接する各パネルの第１の端部は、少なくとも容器のパネルを鋳型内に拘束し、容器に加熱流体を投入してパネルのプラスチック・フィルムが膨張して鋳型を満たすように膨張させる。鋳型は、膨張後は各パネルの第１の部分が平坦ではなく、一方、第１の端部と第２の端部との間の各パネルの第２の部分はほぼ膨張せず、各パネルの第２の部分がほぼ平坦になる。筒状構造の第１の端部の近傍の各パネルの第３の部分は、各パネルの第３の部分が平坦ではないように膨張されてもよい。

酸素遮断材を含む複数の層は、容器を形成するために使用されるプラスチック・フィルムを形成するように積層される。プラスチック・フィルムの複数枚のパネルの少なくとも１枚の上の積層内に印刷物を貼着してもよい。印刷物はパネルの第２の部分内に貼着される、寸法上重要な印刷物を含んでいてもよい。印刷物は、積層シートの透明層の内表面上の鏡像として貼着されてもよい。

ある例示的実施形態を記載し、添付図面に図示したが、このような実施形態は広義の発明を説明するだけであり、限定するものではないこと、ならびに、当業者には様々な他の修正が可能であるので、本発明は図示し、記載した特定の構造及び構成に限定されないことを理解されたい。

本発明の実施形態で使用できる積層フィルムの斜視図である。 本発明の実施形態で使用できる、印刷物を含む別の積層フィルムの斜視図である。 製造の中間段階の容器の斜視図である。 図３に示された容器の底面図である。 本発明を実施するための完成した図３の容器の斜視図である。 図５の容器の底面図である。 本発明を実施した別の容器の斜視図である。 図７の容器の底面図である。 製造の中間段階の別の容器の斜視図である。 本発明を実施するための図９の容器の斜視図である。

Claims (20)

1. 口部と、
   プラスチック・フィルムの複数枚のパネルであって、各パネルは対向する一対の長手方向の辺を有し、各パネルの各長手方向の辺は隣接するパネルの長手方向の辺に接合されて外側に延びる継ぎ目を形成し、前記パネルは全体で筒状構造を形成し、前記筒状構造の第１の端部は前記口部に封止され、前記筒状構造の反対側の第２の端部は隣接パネルを接合する継ぎ目によって密閉され、前記筒状構造の前記第２の端部に隣接する前記各パネルの第１の部分は、その部分が平坦ではないように膨張され、前記第１の端部と前記第２の端部との間の前記各パネルの第２の部分は、その部分がほぼ平坦であるようにほぼ膨張されないままに留められるパネルと
   を備える容器。
2. 前記プラスチック・フィルムは積層内に酸素遮断材を含む積層シートである請求項１に記載の容器。
3. 前記プラスチック・フィルムの複数枚のパネルの少なくとも１枚は、前記積層内に印刷物を含む積層シートである請求項１に記載の容器。
4. 前記印刷物は、前記パネルの前記第２の部分内に寸法上重要な印刷物を含む請求項３に記載の容器。
5. 前記印刷物は前記積層シートの透明層の内表面上の鏡像として印刷される請求項３に記載の容器。
6. 前記口部は円筒形の底部を含み、前記筒状構造の前記第１の端部は、前記口部の残りの部分が前記筒状構造から離れて延びるように前記円筒形の底部に封止される請求項１に記載の容器。
7. 前記筒状構造の前記第１の端部に隣接する前記各パネルの第３の部分は、前記各パネルの前記第３の部分が平坦になるように膨張させられる請求項１に記載の容器。
8. 容器の製造方法であって、
   口部を準備するステップと、
   プラスチック・フィルムの複数枚のパネルを接合することによって筒状構造を形成するステップであり、前記各パネルは対向する一対の長手方向の辺を有し、各パネルの各長手方向の辺は隣接するパネルの長手方向の辺に接合されて外側に延びる継ぎ目を形成するステップと、
   前記筒状構造の第１の端部を前記口部に封止するステップと、
   前記筒状構造の第１の端部の反対側の第２の端部を密閉するステップであり、前記第２の端部は隣接のパネルを接合する継ぎ目によって密閉されるステップと、
   前記筒状構造の前記第２の端部に隣接する前記各パネルの第１の部分を、前記各パネルの前記第１の部分が平坦ではないように膨張させ、前記第１の端部と前記第２の端部との間の前記各パネルの第２の部分は、前記各パネルの前記第２の部分がほぼ平坦であるようにほぼ膨張されないままに留められるステップと、
   を含む方法。
9. 酸素遮断材を含む複数の層を積層した前記プラスチック・フィルムを形成するステップをさらに含む請求項８に記載の方法。
10. 前記プラスチック・フィルムの複数枚のパネルの少なくとも１枚の上の前記積層内に印刷物を貼着するステップをさらに含む請求項８に記載の方法。
11. 前記印刷物は、前記パネルの前記第２の部分内に貼着される寸法上重要な印刷物を含む請求項１０に記載の方法。
12. 前記印刷物は前記積載シートの透明層の内表面に鏡像として貼着される請求項１０に記載の方法。
13. 前記口部は円筒形の底部を含み、前記筒状構造の前記第１の端部は、前記口部の残りの部分が前記筒状構造から離れて延びるように前記円筒形の底部に封止される請求項８に記載の方法。
14. 前記筒状構造の前記第１の端部に隣接する前記各パネルの第３の部分を膨張させて、前記各パネルの前記第３の部分が平坦になるようにするステップをさらに含む請求項８に記載の方法。
15. 容器に開口を形成するための口部手段と、
    前記口部に封止される筒状構造を形成されるパネル手段であり、前記パネル手段の第１の部分は、前記パネル手段の前記第１の部分が平坦ではないように膨張され、前記パネル手段の第２の部分は、前記パネル手段の前記第２の部分がほぼ平坦であるようにほぼ膨張されないままに留められるパネル手段と
    を備える容器。
16. 前記パネル手段は酸素遮断材を含む請求項１５に記載の容器。
17. 前記パネル手段は積層内に印刷物を含む請求項１５に記載の容器。
18. 前記印刷物は前記パネル手段の前記第２の部分内に寸法上重要な印刷物を含む請求項１７に記載の容器。
19. 前記口部手段は前記パネル手段に封止された円筒形底部を含む請求項１５に記載の容器。
20. 前記口部に隣接する前記パネル手段の第３の部分は、前記パネル手段の前記第３の部分が平坦ではないように膨張させられる請求項１５に記載の容器。

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