JP2017071192A - 収納容器の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】コストを削減して歩留まりを向上できる収納容器の製造方法を提供する。【解決手段】金属を含有する酸素吸収層12を有した樹脂シート100により形成されるとともに、上面に開口部4を開口して内容物を収納する収納部2と開口部4の周縁から突出した環状のフランジ部3とを備えた収納容器1の製造方法において、樹脂シート100を押圧して薄肉の環状の溝部30を凹設する溝部形成工程と、溝部形成工程の後に、真空成形または圧空成形または真空圧空成形により溝部30よりも内周側に収納部2を形成する収納部形成工程と、溝部30上を環状に切断して切断面と開口部4との間にフランジ部3を形成する切断工程と、を備えた。【選択図】図12

Description

本発明は、酸素吸収層を有した樹脂シートから成る収納容器の製造方法に関する。
従来の収納容器は特許文献1に開示されている。この収納容器は鉄粉を含有する酸素吸収層の両面に基材層を積層した樹脂シートから形成され、上面に開口部を開口して内容物を収納する収納部と開口部の周縁から外側に突出した環状のフランジ部とを備えている。フランジ部の外周側の端部には内周部よりも薄肉の薄肉部が樹脂シートを押圧して形成されている。
開口部を介して内容物を収納部に収納した後に、ガスバリア性を有するフィルムによって開口部をシールする。内容物の収納時に収納部内に残存した酸素や外部から樹脂シートの外表面の基材層を介して透過してきた酸素は酸素吸収層によって吸収される。これにより、酸素による内容物の品質劣化を防止することができる。また、薄肉部によりフランジ部の外周側の端面で鉄粉が視認されにくくなり、収納容器の美観を向上させることができる。
上記構成の収納容器は収納部形成工程と切断工程とを順に行って形成される。収納部形成工程では、第1金型及び第2金型が使用される。第1金型には平坦面上に収納部の外面形状を有した凹部が設けられる。第2金型には凹部に進入する凸部と、第1金型の平坦面に対向して凸部を囲む環状の突起部とが設けられる。
収納部形成工程において樹脂シートを第1金型の平坦面と第2金型の突起部との間に挟んで薄肉の環状の溝部を形成するのと同時に第2金型の凸部が凹部内に進入する。そして、第1金型の表面に樹脂シートが真空引きされる。これにより、溝部よりも内周側に収納部が形成される。その後、切断工程では切断刃で溝部上を環状に切断することにより切断面と開口部との間にフランジ部が形成され、フランジ部の外周部には溝部によって薄肉部が形成される。
特許第3838289号公報(第4頁、第5頁、第2図、第4図)
しかしながら、上記従来の収納容器の製造方法によると、第1金型及び第2金型によって収納部の形成と同時に樹脂シート上に溝部を形成する。このため、収納容器の機種によって樹脂シート全体の厚みや酸素吸収層の厚みが異なる場合に、薄肉部を最適な厚みに調整できない。したがって、金型を収納容器の機種毎に設ける必要があり、収納容器のコストが大きくなる問題があった。また、凸部により凹部内に押し込まれて引き伸ばされている樹脂シート上に溝部を形成するため薄肉部内の酸素吸収層の厚みが安定せず、収納容器の歩留りが低下する問題もあった。
本発明は、コストを削減して歩留まりを向上できる収納容器の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、金属を含有する酸素吸収層を有した樹脂シートにより形成されるとともに、上面に開口部を開口して内容物を収納する収納部と前記開口部の周縁から突出した環状のフランジ部とを備えた収納容器の製造方法において、
前記樹脂シートを押圧して薄肉の環状の溝部を凹設する溝部形成工程と、
前記溝部形成工程の後に、真空成形または圧空成形または真空圧空成形により前記溝部よりも内周側に前記収納部を形成する収納部形成工程と、
前記溝部上を環状に切断して切断面と前記開口部との間に前記フランジ部を形成する切断工程と、
を備えたことを特徴としている。
この構成によると、溝部形成工程で樹脂シートに溝部が形成された後に、収納部形成工程で真空成形または圧空成形または真空圧空成形により収納部が形成される。その後に、切断工程で溝部上を環状に切断することによりフランジ部を有する収納容器が形成される。
また本発明は、上記構成の収納容器の製造方法において、平坦面上に前記収納部の外面形状の第1凹部を形成した第1金型と、前記平坦面に直交する方向に進退して前記平坦面に対向する環状の突起部を有する第2金型と、前記平坦面に直交する方向に進退して第1凹部内に進入する凸部を有する第3金型とを備え、前記溝部形成工程において前記平坦面と前記突起部との間に前記樹脂シートが挟まれて前記溝部が形成され、前記収納部形成工程において前記凸部が第1凹部内に進入した後に第1金型の表面に前記樹脂シートが密着すると好ましい。
また本発明は、上記構成の収納容器の製造方法において、第1金型が前記突起部に対向した前記平坦面上に周方向に形成される複数の第2凹部を有し、前記溝部形成工程において、前記フランジ部の内周部の厚み以下の厚みを有する第1薄肉部を第2凹部により形成するとともに、隣接する第1薄肉部間に第1薄肉部よりも薄肉の第2薄肉部を形成すると好ましい。
また本発明は、上記構成の収納容器の製造方法において、第2凹部が前記突起部の内周端よりも内周側に延びて形成されると好ましい。
本発明によると、酸素吸収層を有した樹脂シートを溝部形成工程で押圧して薄肉の環状の溝部を凹設した後に、収納部形成工程で真空成形または圧空成形または真空圧空成形により溝部よりも内周側に収納部を形成する。その後に、切断工程で溝部上を環状に切断して切断面と開口部との間にフランジ部を形成する。これにより、溝部形成工程で溝部により形成される薄肉部分の厚みを容易に可変させることができる。また、金型のキャビティ等に押し込まれて引き伸ばされる前の樹脂シートに溝部を形成するため、酸素吸収層の厚みを安定して形成することができる。したがって、収納容器のコストを削減して歩留りを向上させることができる。
本発明の実施形態の収納容器の斜視図 本発明の実施形態の収納容器の正面の一部断面図 本発明の実施形態の収納容器の底面図 本発明の実施形態の収納容器のフランジ部の外周側端部の周方向に沿った断面図 本発明の実施形態の収納容器の第1薄肉部のフランジ部の径方向に沿った断面図 本発明の実施形態の収納容器の第2薄肉部のフランジ部の径方向に沿った断面図 本発明の実施形態の収納容器に用いられる樹脂シートの断面図 本発明の実施形態の収納容器の製造工程を示す図 本発明の実施形態の収納容器の製造工程を示す側面図 本発明の実施形態の収納容器の製造工程で用いられる第1金型、第2金型及び第3金型の側面断面図 本発明の実施形態の収納容器の製造工程で用いられる第1金型の底面図 本発明の実施形態の収納容器の溝部形成工程を示す側面断面図 本発明の実施形態の収納容器の収納部形成工程を示す側面断面図
以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図1は本発明の一実施形態の収納容器1の斜視図を示している。収納容器1は樹脂シート100(図7参照)により形成され、収納部2及びフランジ部3を有する。収納容器1の水平断面形状は円形に形成され、収納容器1の上面の直径は約83mmに形成されている。なお、収納容器1の水平断面形状は円形に限定されず、楕円形や略多角形等でもよい。
収納部2は上面に開口部4を開口し、内部に内容物(不図示)を収納する。開口部4の直径は約72mmに形成されている。内容物には特に限定はないが、例えば食品、飲料、医薬品等が挙げられる。
フランジ部3は開口部4の周縁から外側に突出して環状に形成され、開口部4を囲む。なお、環状は円形に限定されず、楕円形や略多角形等でもよい。フランジ部3の外周側の端部には内周部32の上面よりも下方に配される段差部31が設けられる。段差部31は第1薄肉部31a(図2参照)、第2薄肉部31b(図2参照)によって内周部32よりも薄肉に形成される。
収納容器1は収納部2に内容物を収納した後に蓋部20の周縁部をフランジ部3の内周部32の上面に熱接着して密閉される。その後に、収納容器1に対してボイル殺菌またはレトルト殺菌を行ってもよい。内容物の収納時に収納部2内に残存した酸素は酸素吸収層12(図7参照)により吸収される。また、収納部2の外部から基材層16(図7参照)を透過した酸素はバリア層14(図7参照)により収納部2の内部への侵入を遮断される。これにより、酸素による内容物の酸化が抑制され、内容物の品質劣化が防止される。
蓋部20は表面側から順に基材層、印刷層、バリア層、接着層を積層した樹脂シートにより形成される。基材層として、印刷可能であれば特に限定されないが、例えばポリエチレンテレフタレートやポリプロピレンやナイロンが用いられる。バリア層として、例えば有機酸化物または無機酸化物が蒸着されたポリエチレンテレフタレートフィルムやナイロンフィルムやアルミニウム箔が用いられ、性能に応じて適宜選択される。接着層として、収納容器1に接着するものであれば特に限定されないが、例えばポリオレフィン系のイージーピールフィルムの多層フィルムが用いられる。
図2は収納容器1の正面の一部断面図を示し、図3は収納容器1の底面図を示している。収納部2の底面には上方に向けて窪んだ窪み部8が形成されている。フランジ部3の外周側の端部の段差部31には複数の第1薄肉部31aと、第1薄肉部31aよりも薄肉の複数の第2薄肉部31bとがフランジ部3の周方向に交互に設けられている。
図4は段差部31の周方向に沿った断面図を示している。図5及び図6は第1薄肉部31a及び第2薄肉部31bの径方向に沿った断面図をそれぞれ示している。
第1薄肉部31aはフランジ部3の周方向に所定の周期P(本実施形態では約2mm)で配置されている。第1薄肉部31aの厚さT1はフランジ部3の内周部32の厚さT3よりも小さくなっている。すなわち、第1薄肉部31aは内周部32よりも薄肉に形成されている。本実施形態では、第1薄肉部31aの厚さT1、周方向の幅W1及び径方向の幅L1はそれぞれ約0.5mm、1mm、1.2mmになっている。なお、第1薄肉部31aは周方向に間隔をあけて形成されればよく、第1薄肉部31aの配置間隔は等間隔でなくてもよい。
第2薄肉部31bは隣接する第1薄肉部31a間に設けられる。第2薄肉部31bの厚さT2は第1薄肉部31aの厚さT1より小さくなっている。すなわち、第2薄肉部31bは第1薄肉部31aよりも薄肉に形成されている。本実施形態では、第2薄肉部31bの厚さT2、周方向の幅W2及び径方向の幅L2はそれぞれ約0.2mm、1mm、1.2mmになっている。
第2薄肉部31bはフランジ部3の下端部に配される。第1薄肉部31aは内周部32の下面32bよりも下方に突出し、内周部32の下端部には第1薄肉部31aから内周部32内に延びる延設部32cが設けられている。すなわち、第1薄肉部31aの下部を内周部32と第2薄肉部31bとの境界よりも内周側に延設している。これにより、内周部32と第1薄肉部31aとの境界部分において第1薄肉部31aと略同じ厚みを確保することができ、境界部分における樹脂シート100(図7参照)の後述する層間剥離を防止することができる。なお、本実施形態では延設部32cの径方向の幅L3は約0.3mmになっている。
図7は、収納容器1を形成する樹脂シート100の断面図を示している。樹脂シート100は基材層11、酸素吸収層12、接着層13、バリア層14、接着層15、基材層16が収納部2の内側から外側に向かって順に積層される。
基材層11は例えば厚さ約250μmのポリプロピレンフィルムにより形成される。基材層16は例えば厚さ約450μmのポリプロピレンフィルムにより形成される。樹脂シート100の表面部及び裏面部の主成分がポリプロピレンであるため、収納容器1の耐熱性を向上させることができる。酸素吸収層12は例えば厚さ約150μmのポリプロピレンフィルムにより形成され、粒状の金属(例えば鉄)等を主成分とする脱酸素剤組成物を含有する。基材層11と酸素吸収層12とは共押出し等により積層される。なお、酸素吸収層12を2層以上設けてもよい。
バリア層14は例えば厚さ約100μmのエチレンビニルアルコール共重合体(EVOH、株式会社クラレ製)により形成され、酸素の収納部2の内部への侵入を遮断する。バリア層14はEVOHに限定されず、ナイロンやポリ塩化ビニルデンのようにバリア性を有するものであればよい。酸素吸収層12とバリア層14とは接着層13により接着される。基材層16とバリア層14とは接着層15により接着される。接着層13、15は例えば厚さ約25μmに形成される。
これにより、本実施形態の樹脂シート100の厚みは約1mmになっている。本実施形態では第1薄肉部31a及び第2薄肉部31bの厚みT1、T2をそれぞれ0.5mm、0.2mmにしている。このため、第1薄肉部31a内の酸素吸収層12の厚みは約75μmであり、接着層13、15の厚みは約12.5μmである。また、第2薄肉部31b内の酸素吸収層12の厚みは約30μmであり、接着層13、15の厚みは約5μmである。
段差部31の厚みは小さい方が酸素吸収層12を薄くできるため金属をより目立たなくすることができる。しかしながら、段差部31の厚みが非常に小さくなると、接着層13、15が薄くなりすぎて接着強度が得られない。これにより、バリア層14と酸素吸収層12との間やバリア層14と基材層16との間で層間剥離が生じる。
また、段差部31の厚みが非常に小さくなると外周端面が鋭利になるため、使用者の手指等の裂傷の虞がある。このため、段差部31に第2薄肉部31bよりも厚肉の複数の第1薄肉部31aを間隔をあけて設けることにより、樹脂シート100の層間剥離を防止するとともに裂傷の虞を回避することができる。
なお、第2薄肉部31bの周方向の幅W2は2mm以下にするとよい。これにより、第2薄肉部31bの外周端面による裂傷を防止することができる。また、第1薄肉部31aの周方向の幅W1が第1薄肉部31aの周期Pの1/4未満であると、層間剥離を防止しにくくなる。一方、幅W1が周期Pの1/2を超えると、第1薄肉部31aの端面で露出する金属が視認され易くなる。このため、幅W1を周期Pの1/4以上1/2以下にすると、樹脂シート100の層間剥離を防止しながら収納容器1の美観を向上できるため望ましい。
また、第2薄肉部31bの厚みT2が内周部32の厚みT3の20%以下であると、段差部31の外周側の端面での酸素吸収層12の金属の視認をより確実に防止することができるため望ましい。
図8は収納容器1の製造工程を示す図である。収納容器1は溝部形成工程、収納部形成工程及び切断工程を順に行って形成される。
図9は収納容器1の製造装置200の側面図を示している。製造装置200により溝部形成工程、収納部形成工程及び切断工程が順に行われる。
製造装置200は樹脂シート100を搬送するローラ70、80を有している。ローラ70は加工前のロール状の樹脂シート100が取り付けられ、ローラ80は収納容器1が打抜かれた加工後の樹脂シート100(スクラップ)を巻き取る。ローラ80が図中、反時計回りに回転するとともにローラ70が図中、時計回りに回転することにより、樹脂シート100が矢印DRの方向に引き出される。
ローラ70、80間には成形部50、打抜き部60が配される。成形部50は樹脂シート100の引出し方向(矢印DR)の上流側に上部ヒータ54及び下部ヒータ55を配置し、下流側に第1金型51、第2金型52(図10参照)及び第3金型53を配置する。成形部50によって溝部形成工程及び収納部形成工程が行われる。
上部ヒータ54及び下部ヒータ55は平板状に形成され、上部ヒータ54と下部ヒータ55との間には所定の隙間が設けられる。ローラ70から引き出された樹脂シート100がこの隙間に進入することにより、樹脂シート100の上下面が加熱される。
第1金型51は樹脂シート100の上方に配され、第2金型52及び第3金型53は樹脂シート100の下方に配される。
打抜き部60は切断刃(不図示)を有し、樹脂シート100を上方から切断する。打抜き部60によって切断工程が行われる。
図10は第1金型51、第2金型52及び第3金型53の側面断面図を示している。図11は第1金型51の底面図を示している。第1金型51は平坦面51c上に形成された第1凹部51a及び複数の第2凹部51bを有する。第1凹部51aは収納容器1の収納部2の外面形状を有する。複数の第2凹部51bは後述の突起部52aに対向する位置で第1凹部51aの外周の周方向に所定の周期(本実施形態では約2mm)で配される。また、第2凹部51bの外周側の端部には真空ポンプ(不図示)に連通する複数の排気口(不図示)が設けられる。
第2金型52は第1金型51の平坦面51c及び第2凹部51bに対向する平面視環状の突起部52aを有する。第2金型52は昇降可能に構成され、平坦面51cに直交する方向に進退する。また、第1金型51の第2凹部51bの内周端は突起部52aの内周端よりも内周側に配される。
また、第2金型52は突起部52aの径方向の外側に平面視環状の押圧部52dを有する。押圧部52dは昇降可能に構成され、平坦面51cに直交する方向に進退する。
第3金型53は凸部53aを有する。凸部53aは上部及び下部がそれぞれ円錐台形状及び円柱形状に形成され、押圧部52dに対して昇降して平坦面51cに直交する方向に進退する。凸部53aが上昇すると第1凹部51a内に進入し、下降すると第1凹部51aから退避する。
なお、第1金型51及び第3金型53にはそれぞれ複数(本実施形態では5行×5列の25個)の第1凹部51a及び凸部53aが設けられ、同時に複数の収納容器1を成形できる。
ローラ70から矢印DRの方向へ引き出された樹脂シート100の上下面を上部ヒータ54及び下部ヒータ55により約155℃〜170℃に加熱し、溝部形成工程が行われる。
図12は溝部形成工程を示す側面断面図である。溝部形成工程では第2金型52が第1金型51に接近する方向(上方)に移動して突起部52aと平坦面51cとの間に樹脂シート100を挟む。この時、押圧部52dは上方に移動して樹脂シート100を第1金型51の平坦面51cに押し付ける。そして、突起部52aが樹脂シート100を押圧することにより薄肉の環状の溝部30(不図示)が樹脂シート100上に凹設される。この時、第2凹部51bにより第1薄肉部31aが形成され、隣接する第1薄肉部31a間に第2薄肉部31bが形成される。
第2凹部51bの内周端が突起部52aの内周端よりも内周側に配されるため、図5に示すようにフランジ部3の内周部32(延設部32c)は第2凹部51bにより第1薄肉部31aから延びて厚肉に形成される。これにより、段差部31と内周部32との境界が全周にわたって第2薄肉部31bの厚みで形成されることを防止し、所定周期で第1薄肉部31aと略同じ厚みが確保される。
溝部形成工程の完了後所定時間(本実施形態では、約1秒間)経過後に、収納部形成工程が行われる。図13は収納部形成工程を示す側面断面図である。収納部形成工程では凸部53aが上方に移動して第1凹部51a内に進入し、樹脂シート100が第1凹部51a内に押し込まれる。そして、真空ポンプによって排気口(不図示)から吸引して樹脂シート100を第1金型51の表面に真空引きし、溝部30よりも内周側に収納部2が形成される。
切断工程では、打抜き部60の切断刃により溝部30上で樹脂シート100が環状に切断される。これにより、切断面35(図2参照)と開口部4との間にフランジ部3が形成され、収納容器1が形成される。形成された複数の収納容器1は開口部4を下方にして積み重ねられる。
この時、図5に示すように、切断刃が降下して矢印Eの方向にフランジ部3が切断される。このため、段差部31が一点鎖線Dで示すようにフランジ部3の上面の方向に折れ曲がる場合がある。段差部31はフランジ部3の上面よりも下方に形成されるため、切断工程で上方に折れ曲がってもフランジ部3の上面から突出しない。これにより、蓋部20(図1参照)を熱接着する際に蓋部20と段差部31との干渉を防止し、蓋部20の熱接着不良を防止できる。
本実施形態によると、酸素吸収層12を有した樹脂シート100を溝部形成工程で押圧して薄肉の環状の溝部30を凹設した後に、収納部形成工程で真空成形により溝部30よりも内周側に収納部2を形成する。その後に、切断工程で溝部30上を環状に切断して切断面35と開口部4との間にフランジ部3を形成する。これにより、溝部形成工程で溝部30により形成される第1薄肉部31a及び第2薄肉部31bの厚みを容易に可変させることができる。また、第1金型51の第1凹部51aに押し込まれて引き伸ばされる前の樹脂シート100に溝部30を形成するため、酸素吸収層12の厚みを安定して形成することができる。したがって、収納容器1のコストを削減して歩留りを向上させることができる。
また、溝部形成工程において第1金型51の平坦面51cと第2金型52の突起部52aとの間に樹脂シート100が挟まれて溝部30が形成される。そして、収納部形成工程において第3金型53の凸部53aが第1凹部51a内に進入した後に第1金型51の表面に樹脂シート100が真空引きされる。これにより、収納容器1を容易に形成することができる。
また、溝部形成工程において、フランジ部3の内周部32よりも薄肉の第1薄肉部31aを第2凹部51bにより形成するとともに、隣接する第1薄肉部31a間に第1薄肉部31aよりも薄肉の第2薄肉部31bを形成する。これにより、段差部31の層間剥離を防止するとともに段差部31の端面による裂傷を防止することができる。なお、第1薄肉部31aの厚みT1は内周部32の厚みT3と同じでもよい。
また、第2凹部51bの内周端が突起部52aの内周端よりも内周側に配されるので、内周部32と第1薄肉部31aとの境界が所定周期で第1薄肉部31aと略同じ厚みが確保される。このため、該境界部分から発生する層間剥離を防止することができる。
なお、収納部形成工程において、圧空成形や真空圧空成形により収納部2を形成してもよい。この場合、第3金型53側から第1金型51に向けて圧縮空気を送出して樹脂シート100を第1金型51の表面に密着させる。
本発明は、酸素吸収層を有した樹脂シートから成る収納容器に利用することができる。
1 収納容器
2 収納部
3 フランジ部
4 開口部
11、16 基材層
12 酸素吸収層
13、15 接着層
14 バリア層
20 蓋部
30 溝部
31 段差部
31a 第1薄肉部
31b 第2薄肉部
32 内周部
35 切断面
50 成形部
51 第1金型
51a 第1凹部
51b 第2凹部
51c 平坦面
52 第2金型
52a 突起部
53 第3金型
53a 凸部
53b 押圧部
54 上部ヒータ
55 下部ヒータ
60 打抜き部
70、80 ローラ
100 樹脂シート
200 製造装置

Claims (4)

  1. 金属を含有する酸素吸収層を有した樹脂シートにより形成されるとともに、上面に開口部を開口して内容物を収納する収納部と前記開口部の周縁から突出した環状のフランジ部とを備えた収納容器の製造方法において、
    前記樹脂シートを押圧して薄肉の環状の溝部を凹設する溝部形成工程と、
    前記溝部形成工程の後に、真空成形または圧空成形または真空圧空成形により前記溝部よりも内周側に前記収納部を形成する収納部形成工程と、
    前記溝部上を環状に切断して切断面と前記開口部との間に前記フランジ部を形成する切断工程と、
    を備えたことを特徴とする収納容器の製造方法。
  2. 平坦面上に前記収納部の外面形状の第1凹部を形成した第1金型と、前記平坦面に直交する方向に進退して前記平坦面に対向する環状の突起部を有する第2金型と、前記平坦面に直交する方向に進退して第1凹部内に進入する凸部を有する第3金型とを備え、
    前記溝部形成工程において前記平坦面と前記突起部との間に前記樹脂シートが挟まれて前記溝部が形成され、前記収納部形成工程において前記凸部が第1凹部内に進入した後に第1金型の表面に前記樹脂シートが密着することを特徴とする請求項1に記載の収納容器の製造方法。
  3. 第1金型が前記突起部に対向した前記平坦面上に周方向に形成される複数の第2凹部を有し、
    前記溝部形成工程において、前記フランジ部の内周部の厚み以下の厚みを有する第1薄肉部を第2凹部により形成するとともに、隣接する第1薄肉部間に第1薄肉部よりも薄肉の第2薄肉部を形成したことを特徴とする請求項2に記載の収納容器の製造方法。
  4. 第2凹部の内周端が前記突起部の内周端よりも内周側に配されることを特徴とする請求項3に記載の収納容器の製造方法。
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