JP2016222264A - 二重容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 不要部分を切断除去する際に内袋が剥がれてしまうことがなく、信頼性の高い二重容器を製造可能とする。【解決手段】 外殻と内袋とを有し、内袋に収容される内容物の減少に伴って内袋が収縮する二重容器をブロー成形により成形した後、不要部分を除去する。この時、不要部分はレーザにより切断除去する。内袋の切断部分における厚さが１５０μｍ以下である場合に適用して効果が大きい。なお、レーザによる切断の際、レーザ照射による形成される樹脂だれ（溶融樹脂片）は、二重容器の口部におけるキャップのインナーリング当接面より外側に位置するように形成する。【選択図】 図４

Description

本発明は、二重容器の製造方法に関するものであり、特に、不要部分を切断除去する際の切断方法の改良に関するものである。

従来、外殻と内袋とを有し且つ内容物の減少に伴って内袋が収縮する容器本体と、外殻と内袋の間の中間空間と容器本体の外部空間との間の空気の出入りを調節する逆止弁とを備える二重容器（いわゆる積層剥離容器）が知られている（例えば、特許文献１〜２参照）。

特許文献１に開示される積層剥離容器では、容器本体の口部に取り付けるキャップに弁が内蔵されている。特許文献２に開示される積層剥離容器では、外殻の胴部の内側に弁が設けられている。

特開２０１３−３５５５７号公報 特開平４−２６７７２７号公報

ところで、二重容器は、積層パリソンを溶融した状態で押し出し、これをブロー成形することにより製造され、ブロー成形後に不要部分を切断除去することで製品として完成する。この不要部分の切断は、刃物を用いて行うのが一般的であるが、内袋の厚さが薄い場合には、切断時に内袋が外殻から剥がれてしまうという現象が見られることがわかってきた。内袋が外殻から剥がれてしまうと、口部おいて内袋と外殻の間に隙間が生ずることになり、ここから充填物が侵入する等の不都合が生ずるおそれがある。

本発明は、このような従来の事情に鑑みてなされたものであり、不要部分を切断除去する際に内袋が剥がれてしまうことがなく、信頼性の高い二重容器を製造することが可能な二重容器の製造方法を提供することを目的とするものである。

前述の目的を達成するために、本発明の二重容器の製造方法は、外殻と内袋とを有し、内袋に収容される内容物の減少に伴って前記内袋が収縮する二重容器をブロー成形により成形した後、不要部分を除去する二重容器の製造方法であって、前記不要部分をレーザにより切断除去することを特徴とする。

レーザで切断することで、内袋が剥がれてしまうリスクが大幅に低減される。また、レーザによる切断では、切断箇所が高温になるため、溶けた内袋が外殻に融着し、口部先端における内袋のずれを防止することができる等、付加的な効果も得られる。

本発明によれば、ブロー成形後の切断工程において、内袋が外殻から剥がれてしまうという現象を大幅に低減することができ、内袋と外殻の間に隙間のない信頼性の高い二重容器を製造することが可能である。

二重容器の一例を示す概略断面図である。 外層及び内層の層構成を示す概略断面図である。 二重容器の成形工程を示す図である。 二重容器の不要部分の切断除去工程を示す図である。 切断端部を拡大して示す概略断面図である。

以下、本発明を適用した二重容器の製造方法について、図面を参照して説明する。

本発明の製造方法により製造される二重容器１は、いわゆ積層剥離容器であり、例えば図１に示すように、内容物を収容する収容部２と、収容部２から内容物を吐出する口部３を備えてなるものであり、収容部２及び口部３において、外殻である外層１１と内袋である内層１２を備えており、内容物の減少に伴って内層１２が収縮するという構成を有するものである。

外層１１と内層１２は、多層パリソンとしてブロー成形に供され、一体に接合された状態で成形されるが、その使用形態としては、例えば使用前に予め外層１１から内層１２を剥離しておき、内層１２が外層１１に接するまで内容物を充填する。内容物を押し出すことで、円滑に内層１２が収縮する。あるいは、内層１２が外層１１に接合された状態のままとし、内容物の排出に伴って内層１２が外層１１から剥離して収縮するようにしてもよい。

二重容器１の層構成についてさらに説明すると、二重容器１は、、それぞれ図２に示すような多層構造を有する外層１１と内層１２を備え、外層１１は、復元性が高くなるように、内層１２よりも肉厚に形成されている。

外層１１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及びその混合物などで構成される。外層１１は、単層又は複数層構成であり、その最内層と最外層の少なくとも一方に滑剤を含有することが好ましい。外層１１が単層構成の場合、その単層が最内層であり且つ最外層であるので、その層に滑剤を含有させればよい。外層１１が２層構成の場合、容器内面側の層が最内層となり、容器外面側の層が最外層となるので、その少なくとも一方に滑剤を含有させればよい。外層１１が３層以上で構成される場合、最も容器内面側の層が最内層であり、最も容器外面側の層が最外層となる。外層１１は、最内層１１ｂと最外層１１ａの間にリプロ層１１ｃを備えることが好ましい。リプロ層とは、容器の成形時にでたバリをリサイクルして使用した層をいう。外層１１が複数層構成の場合、その最内層と最外層の両方に滑剤を含有することが好ましい。

滑剤としては、一般に滑剤として市販されているものを使用することができ、炭化水素系、脂肪酸系、脂肪族アマイド系、金属石鹸系の何れであってもよく、２種以上を併用してもよい。炭化水素系滑剤としては、流動パラフィン、パラフィンワックス、合成ポリエチレンワックスなどが挙げられる。脂肪酸系滑剤としては、ステアリン酸やステアリルアルコールなどが挙げられる。脂肪族アマイド系滑剤としては、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミドの脂肪酸アミドや、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミドのアルキレン脂肪酸アミドなどが挙げられる。金属石鹸系滑剤としては、ステアリン酸金属塩などが挙げられる。

外層１１の最内層は、内層１２に接触する層であり、外層１１の最内層に滑剤を含有させることによって外層１１と内層１３の間の剥離性を向上させることができる。一方、外層１１の最外層は、ブロー成形の際に金型に接触する層であり、外層１１の最外層に滑剤を含有させることによって離型性を向上させることができる。

外層１１の最内層と最外層の一方又は両方は、プロピレンと別のモノマーとの間のランダム共重合体で形成することができる。これによって、外殻である外層１１の形状復元性・透明性・耐熱性を向上させることができる。

ランダム共重合体は、プロピレン以外のモノマーの含有量が、５０ｍｏｌ％よりも小さいものであり、５〜３５ｍｏｌ％が好ましい。この含有量は、具体的には例えば、５、１０、１５、２０、２５、３０ｍｏｌ％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。プロピレンと共重合されるモノマーとしては、ポリプロピレンのホモポリマーに比べた場合のランダム共重合体の耐衝撃性を向上させるものであればよく、エチレンが特に好ましい。プロピレンとエチレンのランダム共重合体の場合、エチレンの含有量は、５〜３０ｍｏｌ％が好ましく、具体的には例えば、５、１０、１５、２０、２５、３０ｍｏｌ％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。ランダム共重合体の重量平均分子量は、１０〜５０万が好ましく、１０〜３０万がさらに好ましい。この重量平均分子量は、具体的には例えば、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０万であり、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、ランダム共重合体の引張弾性率は、４００〜１６００ＭＰａが好ましく、１０００〜１６００ＭＰａが好ましい。引張弾性率がこのような範囲の場合に、形状復元性が特に良好であるからである。引張弾性率は、具体的には例えば、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００Ｍｐａ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。

なお、容器が過度に硬いと、容器の使用感が悪くなるため、ランダム共重合体に、例えば、直鎖状低密度ポリエチレンなどの柔軟材料を混合して外層１１を構成してもよい。ただし、ランダム共重合体に対して混合する材料は、ランダム共重合体の有効な特性を大きく阻害することのなきよう、混合物全体に対して５０重量％未満となるように混合することが好ましい。例えば、ランダム共重合体と直鎖状低密度ポリエチレンとを８５：１５の重量割合で混合した材料により外層１１を構成することができる。

内層１２は、容器外面側に設けられたＥＶＯＨ層１３ａと、ＥＶＯＨ層１２ａの容器内面側に設けられた内面層１２ｂと、ＥＶＯＨ層１２ａと内面層１２ｂの間に設けられた接着層１２ｃを備える。ＥＶＯＨ層１２ａを設けることでガスバリア性、及び外層１１からの剥離性を向上させることができる。

ＥＶＯＨ層１２ａ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。ＥＶＯＨ樹脂のエチレン含有量は、例えば２５〜５０ｍｏｌ％であり、酸素バリア性の観点から３２ｍｏｌ％以下が好ましい。エチレン含有量の下限は、特に規定されないが、エチレン含有量が少ないほどＥＶＯＨ層１２ａの柔軟性が低下しやすいので２５ｍｏｌ％以上が好ましい。また、ＥＶＯＨ層１２ａは、酸素吸収剤を含有することが好ましい。酸素吸収剤をＥＶＯＨ層１２ａに含有させることにより、ＥＶＯＨ層１２ａの酸素バリア性をさらに向上させることができる。

ＥＶＯＨ樹脂の融点は、外層１１を構成するランダム共重合体の融点よりも高いことが好ましい。外気導入孔１５は、加熱式の穿孔装置を用いて外層１１に形成することが好ましいが、ＥＶＯＨ樹脂の融点をランダム共重合体の融点よりも高くすることによって、外層１１に外気導入孔１５を形成する際に、孔が内層１３にまで到達することを防ぐ。この観点から、（ＥＶＯＨの融点）−（ランダム共重合体層の融点）の差は大きい方がよく、１５℃以上であることが好ましく、３０℃以上であることが特に好ましい。この融点の差は、例えば５〜５０℃であり、具体的には例えば、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０℃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。

内面層１２ｂは、二重容器１の内容物に接触する層であり、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及びその混合物などのポリオレフィンからなり、低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンからなることが好ましい。内面層１２ｂを構成する樹脂の引張弾性率は、５０〜３００ＭＰａが好ましく、７０〜２００ＭＰａが好ましい。引張弾性率がこのような範囲の場合に、内面層１３ｂが特に柔軟であるからである。引張弾性率は、具体的には例えば、具体的には例えば、５０、１００、１５０、２００、２５０、３００Ｍｐａ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。

接着層１２ｃは、ＥＶＯＨ層１２ａと内面層１２ｂとを接着する機能を有する層であり、例えば上述したポリオレフィンにカルボキシル基を導入した酸変性ポリオレフィン（例：無水マレイン酸変性ポリエチレン）を添加したものや、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）である。接着層１２ｃの一例は、低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンと、酸変性ポリエチレンの混合物である。

また、二重容器１には、図示は省略するが、大気導入孔が穿設されており、この大気導入孔から空気が導入されることで、外殻である外層１１と内袋である内層１２の間に中間空間が形成される。すなわち、中間空間と外部空間は、大気導入孔によって互いに連通されることになる。なお、大気導入孔は、外層１１にのみ設けられた貫通孔であり、内層１２には到達していない。大気導入孔の形成位置は任意であり、収容部２や口部３の任意の位置に形成することができる。あるいは、底部に形成されるピンチオフ部において、外層１１を剥離することにより大気導入孔を形成することもできる。さらに、大気導入孔には、弁部材を設置することも可能である。

二重容器１では、外層１１の側面を握って圧縮して内容物を吐出させる。使用開始時は、内層１２と外層１１の間に実質的に隙間がない状態であるので、外層１１に加えた圧縮力は、そのまま内層１２の圧縮力となり、内層１２が圧縮されて内容物が吐出される。内容物の吐出後に外層１１へ加えていた圧縮力を除くと、外層１１が自身の復元力によって元の形状に戻ろうとするが、内層１２はしぼんだままで外層１１だけが膨張することになる。そして、内層１２と外層１１の間の中間空間内が減圧状態となり、外層１１に形成された外気導入孔を通じて中間空間内に外気が導入される。再度、外層１１の側面を握って圧縮した場合、中間空間内の圧力が高まり、外層１１に加えた圧縮力は中間空間を介して内層１２に伝達され、この力によって内層１２が圧縮されて内容物が吐出される。

次に、前述の構成を有する二重容器１の製造方法について説明する。

積層剥離容器である二重容器１を製造するには、先ず、図３（ａ）に示すように、製造すべき二重容器１に対応する積層構造を備えた溶融状態の積層パリソン２１をダイヘッド２２から押出し、この溶融状態の積層パリソン２１をブロー成形用の分割金型２３，２４にセットし、分割金型２３，２４を閉じる。

次に、図３（ｂ）に示すように、二重容器１の口部３側の開口部にブローノズル２５を挿入し、型締めを行った状態で分割金型２３，２４のキャビティー内にエアーを吹き込む。

次に、図３（ｃ）に示すように、分割金型２３，２４を開いて、ブロー成形品（積層剥離容器である二重容器１）を取り出す。分割金型２３，２４は、ブロー成形品の各部の形状が所定の形状となるようなキャビティー形状を有する。また、分割金型２３，２４には、底シール部の下側にピンチオフ部が設けられており、底シール部の下側に形成される下バリを除去する。以上の工程によって、外層１１と内層１２とを有する二重容器１が形成される（容器本体形成工程）。

次に、図３（ｄ）に示すように、取り出した二重容器１を整列させる。この段階では、二重容器１の口部３には、当該口３を延長する形で上部筒状体３１がいわゆるバリとして残存しており、この部分を不要部分として切断により除去する必要がある。

この上部筒状体３１の切断は、これまで刃物を用いた切断により行われてきたが、内層１２が薄い場合、切断に伴って内層１２が外層１１から剥がれてしまうという現象が起こることがわかってきた。本発明者らが検討したところ、特に、内層１２の厚さが１５０μｍ以下である場合に、この現象の発生が顕著であることがわかった。

そこで、本発明では、この上部筒状体３１の切断除去をレーザを用いた切断により行うこととする。図４に示すように、切断箇所に焦点が一致するようにレーザ光Ｌを照射することで、樹脂製の上部筒状体３１が切断除去される。なお、レーザ光Ｌを１方向から照射する場合、二重容器１を回転させるか、あるいはレーザ光Ｌの光源を二重容器１の周囲を回転させることで、上部筒状体３１を全周にわたり切断することが可能である。

使用するレーザ光は、二重容器１を構成する樹脂積層体を切断し得るものであれば如何なるものであってもよく、エキシマレーザ等のガスレーザや、固体レーザ、色素レーザ等を使用することができ、例えば炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザ等が好適である。これらレーザ光を照射することで、照射部分が瞬時に高温に加熱され、樹脂積層体が溶融・蒸発して切断される。

前記レーザによる切断では、物理的な力が内層１２に加わることがないので、内層１２が外層１１から剥がれてしまうことはない。また、レーザが照射された部分の近傍において、内層１２や外層１１が一部溶融し、その結果、内層１２と外層１１とが疑似的に融着された状態となる。これにより、口部３の先端における内層１２の位置ずれを防止することができ、例えば打栓キャップを取り付ける際に有効である。打栓キャップを取り付ける際には、摩擦により内層１２がずれ易い。

なお、レーザによる切断では、図５に拡大して示すように、切断後、切断位置（口部３の内径側）に樹脂だれと称される溶融樹脂片３２が形成されることがある。この溶融樹脂片３２が口部３の内側に形成されて例えばキャップのインナーリングと干渉すると、キャップの装着に支障をきたすおそれがある。したがって、口部３の形状を工夫したり、レーザの照射条件を適正なものとすることで、口部３のインナーリング当接面３ａよりも溶融樹脂片３２が外側に位置するようにする。これにより、溶融樹脂片３２がキャップのインナーリングと接触することがなくなり、インナーリングを有するキャップの装着に支障をきたすことがなくなる。

以上、本発明を適用した実施形態について説明してきたが、本発明がこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能であることは言うまでもない。

１ 二重容器
２ 収容部
３ 口部
１１ 外層
１２ 内層
３１ 上部筒状体

Claims (3)

1. 外殻と内袋とを有し、内袋に収容される内容物の減少に伴って前記内袋が収縮する二重容器をブロー成形により成形した後、不要部分を除去する二重容器の製造方法であって、前記不要部分をレーザにより切断除去することを特徴とする二重容器の製造方法。
2. 前記内袋の切断部分における厚さが１５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の二重容器の製造方法。
3. レーザ照射による樹脂だれにより形成される溶融樹脂片は、二重容器の口部におけるキャップのインナーリング当接面より外側に位置するように形成することを特徴とする請求項１または２記載の二重容器の製造方法。

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