JP2021142982A - 多重容器 - Google Patents
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Abstract
Description
図2に示されるように、従来の多重容器では、リサイクル性や生産効率性の観点から、使用する樹脂は同種であって、高温充填にも耐え得るように固有粘度(Intrinsic Viscosity:IV)が比較的低い樹脂を用いて製造される。そのため、従来の多重容器の成形後に発生する熱収縮量は、内容器の熱収縮量が外容器よりも大きくなり易い。これは、内容器には、外容器よりも大きな残留歪みが存在し得るためである。内容器の残留歪みが外容器よりも大きくなる要因としては、内容器の方が外容器よりも幾何学的に延伸倍率が高いことが挙げられる。また、この要因としては、ヒートセットによって残留歪みを緩和する際、外容器がブロー金型に接しているのに対して内容器はブロー金型に接していないため、ヒートセットによる残留歪みの緩和効果が外容器よりも小さいことが挙げられる。更に、この要因としては、ヒートセット時に内容器の方が外容器よりも熱結晶化が促進され難いため、内容器の方が結晶化度は低く耐熱性も低くなることが挙げられる。
以上のように、本実施形態に係る多重容器1では、外容器10及び内容器20が、同種の樹脂を用いて成形され、図2に示されるような特性を有するように構成される。これにより、本実施形態に係る多重容器1では、外容器10の熱収縮量と内容器20の熱収縮量との差を、略同等若しくは内容器20の方が若干小さくなるように縮めることができる。そのため、本実施形態に係る多重容器1では、外容器10と内容器20との熱収縮量の差が縮まることで、高温充填後の熱収縮により形成される空隙Aの空隙量が小さくなる。これは、空隙Aが負圧状態となったときに、外気の導入量を少量に制御することができることを意味する。よって、本実施形態1の多重容器1は、高温充填工程後の冷却工程において散水される冷却水が空隙A内に吸い込まれることが防止され、空隙A内に水が浸入した不良品の発生を抑止する効果を奏することができる。
上述の実施形態において、多重容器1は、外容器10が多重容器1の外郭を構成し、内容器20が内容物を収容する容器である。しかしながら、多重容器1は、外容器10が多重容器1の外郭を構成し、内容器20が内容物を収容する容器に限定されない。すなわち、多重容器1は、多重容器1の外郭を構成する容器が外容器10の更に外側に設けられたり、内容物を収容する容器が内容器20の更に内側に設けられたりしてよい。このように、多重容器1は、外容器10及び内容器20が、互いに隣接して剥離可能に積層されると共に、互いの間に空隙Aを形成する積層体として機能すればよく、当然ながら、複数の空隙Aを形成可能な三重以上の多重構造を有する容器であってよい。
―プリフォームの成形―
実施例1で使用したPET樹脂により、外容器となるプリフォーム及び内容器となるプリフォームを、既存の射出成形機で射出成型して作製した。同様に、比較例1〜3で使用するPET樹脂により、外容器及び内容器のプリフォームをそれぞれ射出成型して作製した。
―多重容器の成形―
実施例1の外容器となるプリフォームに内容器となるプリフォームを挿入して重ねた状態で100〜110℃に加熱した後、外容器のプリフォームと内容器のプリフォームとを同時に延伸ブロー成形して多重容器1を得た。同様に、比較例1〜3についても外容器となるプリフォーム及び内容器となるプリフォームを同時に延伸ブロー成形して多重容器を得た。作製した実施例1及び比較例1〜3の多重容器は、それぞれ満注容量(容器内に収容可能な最大液量)を約460mlとした。
作製した多重容器に、内容物として75℃に加熱した温水を400g充填し、口部にキャップを打栓した後、正立姿勢で5分間保持した。使用するキャップは、外気導入孔に外気が導入可能な外気導入部と、外気導入時に外気導入部を開放して外気導入後に外気導入部を閉塞する逆止弁を備えたキャップを使用した。
次に、温水が充填された多重容器の上部から20℃の冷却水をシャワーで散水して3分間冷却した。シャワーから噴出される冷却水の水量は、冷却後の内容物(水)の液温が50℃になるように設定した。この時点以降、内容物の液温が低下しても多重容器の熱収縮は確認されなかった。
図3は、実施例1及び比較例1〜3の多重容器の諸特性、測定結果及び評価結果を示す表である。また、実施例1及び比較例1〜3の特性(固有粘度、収縮率、収縮量、空隙率、空隙量)は、以下の方法により測定、算出した。
ブロー成形後の多重容器のうち、熱結晶化していない非延伸部である口部近傍を一部切り出し、150℃で4時間乾燥させた後、0.3g秤量した。これに1,1,2,2−テトラクロロエタンとフェノールの重量比が50:50の混合溶媒を加えて1.00g/dlの濃度に調整し、120℃で20分間攪拌して完全に溶解させた。溶解後の溶液を室温まで冷却した後、30℃に温調された相対粘度計(Y501、Viscotek社製)を用いて相対粘度を求め、固有粘度を算出した。
外容器のPET樹脂ペレットの固有粘度:0.85
内容器のPET樹脂ペレットの固有粘度:0.74
また、図3に示されるように、比較例1〜3で使用した外容器のポリエステル樹脂ペレット(PET樹脂)の固有粘度及び内容器のポリエステル樹脂ペレット(PET樹脂)の固有粘度は以下の通りであった。
(比較例1)
外容器のPET樹脂ペレットの固有粘度:0.85
内容器のPET樹脂ペレットの固有粘度:0.85
(比較例2)
外容器のPET樹脂ペレットの固有粘度:0.74
内容器のPET樹脂ペレットの固有粘度:0.74
(比較例3)
外容器のPET樹脂ペレットの固有粘度:0.74
内容器のPET樹脂ペレットの固有粘度:0.85
(実施例1)
外容器の固有粘度:0.75
内容器の固有粘度:0.65
(比較例1)
外容器の固有粘度:0.75
内容器の固有粘度:0.75
(比較例2)
外容器の固有粘度:0.65
内容器の固有粘度:0.65
(比較例3)
外容器の固有粘度:0.65
内容器の固有粘度:0.75
(内容器の収縮率)
ブロー成形後の多重容器(以下、「収縮前容器」という)の内容器と、熱収縮方法により熱収縮させた熱収縮後の多重容器(以下、「収縮後容器」という)にそれぞれ20℃の水を満注容量(g)注入して、熱収縮前後の容量をそれぞれ測定した。測定した内容量(g)を体積(cc)に変換し、熱収縮前後の体積変化から内容器の収縮率(%)を求めた。なお、収縮後容器については、充填時に使用したキャップを外してから満注容量(g)を測定した。
(実施例1)
内容器の収縮率5%
(比較例1)
内容器の収縮率10%
(比較例2)
内容器の収縮率4%
(比較例3)
内容器の収縮率9%
(外容器の収縮率)
収縮前容器については、内容物として20℃の水を400g注入してキャップをし、この状態で浸漬液となる水を所定量入れた容器に浸漬させ、アルキメデス法により体積(cc)を測定した。測定に際し、容器内には水が注入されており、外容器は所定の厚みを有するため、水圧による収縮は無視できるものとした。また、容器厚みは約300μmと体積が無視できる程薄いため、容器厚みも含めた体積を外容器の内容量(g)として代替した。
収縮後容器については、上述した熱収縮方法により温水が充填された容器を室温まで冷却し、収縮前容器と同様、キャップした状態で浸漬液となる水を所定量入れた容器に浸漬させ、アルキメデス法により体積(cc)を測定した。
得られた収縮前後の外容器の体積変化から外容器の収縮率(%)を求めた。
(実施例1)
外容器の収縮率3%
(比較例1)
外容器の収縮率4%
(比較例2)
外容器の収縮率0%
(比較例3)
外容器の収縮率0%
内容器の収縮率と外容器の収縮率から外容器と内容器との収縮率の差を、下記数式1より求めた。
数式1:「収縮率(%)の差」=「内容器の収縮率(%)」−「外容器の収縮率(%)」
(実施例1)
収縮率の差:2%
(比較例1)
収縮率の差:6%
(比較例2)
収縮率の差:4%
(比較例3)
収縮率の差:9%
空隙量(cc)は、下記数式2より求めた。
数式2:「空隙量(cc)」=「内容器の収縮量(cc)」−「外容器の収縮量(cc)」
また、多重容器の空隙率(%)は、下記数式3より求めた。
数式3:「空隙率(%)」=「空隙量(cc)」/「収縮前容器の内容器の満注容量(cc)」×100
(実施例1)
空隙量:9cc、空隙率:1.95%
(比較例1)
空隙量:26cc、空隙率:5.65%
(比較例2)
空隙量:18cc、空隙率:3.91%
(比較例3)
空隙量:40cc、空隙率:8.96%
上記した実施例1の多重容器の空隙及び比較例1〜3の多重容器の空隙に水の浸入の有無を評価した。評価方法は、上述した熱収縮方法により高温充填工程と冷却工程を経た多重容器に対し、目視による官能評価を実施した。その評価結果を図3に示す。
―判断基準―
○:空隙内に冷却水の浸入が確認されない(製品として提供可能な良品)
×:空隙内に冷却水の浸入が確認された(製品として提供不可な不良品)
2 容器本体
3 口部
4 肩部
5 胴部
6 底部
10 外容器
11 外気導入孔
20 内容器
21 注出口
A 空隙
A1 外気導入路
S 収容空間
Z 中心軸
Claims (7)
- 内容物を収容する内容器と、前記内容器を内包すると共に前記内容器との間に形成される空隙に外気を導入する外気導入孔を有する外容器とが剥離可能に積層された容器本体を含む多重容器であって、
前記外容器及び前記内容器は、ポリエステル系樹脂を用いて成形され、前記外容器の樹脂の固有粘度は、前記内容器の樹脂の固有粘度よりも大きい、
多重容器。 - 前記外容器の成形に用いられる樹脂の固有粘度は、0.78以上0.88以下であり、
前記内容器の成形に用いられる樹脂の固有粘度は、0.68以上0.78以下である、
請求項1に記載の多重容器。 - 成形された前記外容器の樹脂の固有粘度は、0.75以上0.85以下であり、
成形された前記内容器の樹脂の固有粘度は、0.65以上0.75以下である、
請求項1又は2に記載の多重容器。 - 前記外容器は、スクイズ操作により押圧されると内方に撓んで変形し、スクイズ操作の停止により押圧が解除されると押圧前の原形に復元し、
前記内容器は、前記外容器のスクイズ操作により前記内容物が注出されると、前記内容物の減少に伴い収縮する、
請求項1〜3の何れか1項に記載の多重容器。 - 前記外気導入孔から導入される前記外気を前記空隙へと導く外気導入路が設けられ、
前記外気は、前記空隙が負圧状態となったときに、前記外気導入孔から前記外気導入路を通じて前記空隙に導入される、
請求項1〜4の何れか1項に記載の多重容器。 - 前記容器本体は、充填される常温以上の高温の前記内容物に対する耐熱性を有する、
請求項1〜5の何れか1項に記載の多重容器。 - 前記外気導入孔は、前記容器本体の口部に備えられ、
前記容器本体の口部が熱結晶化されている、
請求項1〜6の何れか1項に記載の多重容器。
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- 2020-03-10 JP JP2020040733A patent/JP2021142982A/ja active Pending
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