JP2023048796A - 容器 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂の使用量を低減し、かつ、強度を確保することができる容器を提供する。【解決手段】容器１は、樹脂により筒状に形成された内側胴部１１と、内側胴部１１と一体で構成されており内側胴部１１の一端を封鎖する内側底部１２と、を備えた内側容器１０と、少なくとも内側胴部１１の外周にヒートシール層を介して接着されて内側胴部１１と一体化した外側胴部２１を有し、紙を主体とする外装紙２０とを備える。内側容器１０と外装紙２０とが一体化されることにより強度を確保することができる。【選択図】図１

Description

本開示は、ボトル等の容器に関するものである。

近年、環境への負担軽減を目的として、脱プラスチックが要求されている。その対応策の１つとして、プラスチック製の容器を薄肉化して樹脂材料の使用量を低減することが行われている。

特許文献１には、プラスチック製の内側容器に、紙を主体とする外側容器が被せられてなる複合容器が記載されている。この特許文献１の構成によれば、内側容器を外側容器によって補強することができ、内側容器のプラスチック使用量を低減することができ、薄肉化、軽量化することができる。

特許５７４０９１９号公報

特許文献１の複合容器では、外側容器に設けられた切欠に突出した内側容器の膨出部によって、内側容器の外側容器からの抜け出しが阻止されるが、内側容器と外側容器とが接合されていなかった。したがって、外側容器によって内側容器が補強されているといっても内側容器だけに力が加わると内側容器が変形しやすいことに変わりはなく、外力の加わり方によっては簡単に内側容器が変形するおそれがあった。そして、内側容器が変形してしまうと、上記膨出部が切欠から外れて、内側容器が外側容器から抜け出してしまうおそれがあった。

本開示の課題は、樹脂の使用量を低減し、かつ、強度を確保することができる容器を提供することである。

本開示は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本開示の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。

第１の開示は、樹脂により筒状に形成された内側胴部（１１）と、前記内側胴部（１１）と一体で構成されており前記内側胴部（１１）の一端を封鎖する内側底部（１２）と、を備えた内側容器（１０）と、少なくとも前記内側胴部（１１）の外周にヒートシール層を介して接着されて前記内側胴部（１１）と一体化した外側胴部（２１）を有し、紙を主体とする外装紙（２０）と、を備える容器（１、１Ｂ、１Ｃ）である。

第２の開示は、第１の開示に記載の容器（１、１Ｂ、１Ｃ）において、前記外側胴部（２１）は、前記内側胴部（１１）の外周を覆う筒状に形成されていること、を特徴とする容器（１、１Ｂ、１Ｃ）である。

第３の開示は、第１の開示又は第２の開示に記載の容器（１、１Ｂ、１Ｃ）において、前記内側胴部（１１）の厚さは、１ｍｍ以下であり、かつ、前記外側胴部（２１）の厚さが０．０５ｍｍ以上０．８０ｍｍ以下であること、を特徴とする容器（１、１Ｂ、１Ｃ）である。

第４の開示は、第１の開示から第３の開示までのいずれかに記載の容器（１Ｂ、１Ｃ）において、外装紙（２０）は、前記内側底部（１２）の外周にヒートシール層を介して接着されて前記内側底部（１２）と一体化した外側底部（２２）を有すること、を特徴とする容器（１Ｂ、１Ｃ）である。

第５の開示は、第１の開示から第４の開示までのいずれかに記載の容器（１、１Ｂ、１Ｃ）において、前記内側容器（１０）は、前記内側底部（１２）と反対側の他端に前記内側胴部（１１）よりも外径が小さい内側口部（１４）と、前記内側胴部（１１）と前記内側口部（１４）との間を繋ぐ内側肩部（１３）と、を有し、前記外装紙（２０）は、前記内側肩部（１３）の外周にヒートシール層を介して接着されて前記内側肩部（１３）と一体化した外側肩部（２３）を有すること、を特徴とする容器（１、１Ｂ、１Ｃ）である。

第６の開示は、第１の開示から第５の開示までのいずれかに記載の容器（１、１Ｂ、１Ｃ）の製造方法であって、前記外装紙（２０）を成形型（１０１、１０２、１０３）内に配置する工程と、前記成形型内の前記外装紙（２０）の内側にプリフォーム（５０）を配置する工程と、前記プリフォーム（５０）内に気体を送りブロー成形を行い前記内側容器（１０）を成形し、かつ、前記内側容器（１０）と前記外装紙（２０）とをヒートシール層を介して接着する工程と、を備える容器（１、１Ｂ、１Ｃ）の製造方法である。

本開示によれば、樹脂の使用量を低減し、かつ、強度を確保することができる容器を提供することができる。

第１実施形態の容器１を示す側面図である。 容器１を図１中の矢印Ａ－Ａの位置で切断した断面図である。 本実施形態の容器１の製造方法のうちのブロー成形を説明する図である。 第２実施形態の容器１Ｂを示す側面図である。 容器１Ｂを図４中の矢印Ｂ－Ｂの位置で切断した断面図である。 第３実施形態の容器１Ｃを示す側面図である。 容器１Ｃを図６中の矢印Ｃ－Ｃの位置で切断した断面図である。 強度試験の状況を示す図である。 強度試験の結果を示す図である。

以下、本開示を実施するための最良の形態について図面等を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の容器１を示す側面図である。
図２は、容器１を図１中の矢印Ａ－Ａの位置で切断した断面図である。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張したり、省略したりして示している。
また、以下の説明では、具体的な数値、形状、材料等を示して説明を行うが、これらは、適宜変更することができる。
なお、本明細書及び特許請求の範囲において規定する具体的な数値には、一般的な誤差範囲は含むものとして扱うべきものである。すなわち、±１０％程度の差異は、実質的には違いがないものであって、本件の数値範囲をわずかに超えた範囲に数値が設定されているものは、実質的には、本件開示の範囲内のものと解釈すべきである。

本実施形態の容器１は、内側容器１０と、外装紙２０とを備えている。
内側容器１０は、ＰＥＴ（Polyethyleneterephthalate）、ＰＰ（polypropylene）、ＰＥ（Polyethylene）等、インジェクション・ブローで使用される各種材料を適宜使用して形成される。また、内側容器１０は、バイオＰＥＴ、バイオＰＥ、リサイクルＰＥＴ等を使用して形成してもよい。
本実施形態の内側容器１０は、内側胴部１１と、内側底部１２と、内側肩部１３と、内側口部１４とを有している。

内側胴部１１は、内側容器１０の中央付近に設けられ、内側容器１０の主要な部分を構成している。本実施形態の内側胴部１１は、円筒形状に構成されている。内側胴部１１の外側には、後述するように外装紙２０が接着されて配置されている。

内側底部１２は、内側容器１０の底部に設けられ内側胴部１１の一端を封鎖し、内側胴部１１に繋がって一体で設けられている。本実施形態の内側底部１２は、外部に露出している。

内側肩部１３は、内側容器１０の上方に設けられ、内側胴部１１と内側口部１４との間を繋いでおり、内側胴部１１及び内側口部１４と一体で設けられている。本実施形態の内側肩部１３は、略円錐台形状に構成されており、外部に露出している。

内側口部１４は、内側容器１０の上端に設けられ、内側底部１２と反対側の他端に内側胴部１１よりも外径が小さく構成されている。内側口部１４は、注出口１４ａとねじ部１４ｂとを備えている。
注出口１４ａは、容器１内の内容物を出し入れするための開口部である。
ねじ部１４ｂは、注出口１４ａを塞ぐ不図示の蓋を取り付けるために内側口部１４の外周に設けられている。なお、ねじ部１４ｂは、図１に示すように連続してらせん状に設けてもよいし、不連続で部分的に設けてもよい。

外装紙２０は、内側容器１０の外周にヒートシール層を介して接着されて内側容器１０と一体化されている。本実施形態では、外装紙２０は、内側胴部１１の外周を覆う筒状に形成され、内側胴部１１の外周に接着されて一体化した外側胴部２１により構成されている。外側胴部２１（外装紙２０）は、紙を主体としている。ここで、「紙を主体」とは、重量割合で、基材の紙の占める割合が５０％以上であることを指すものとする。

外側胴部２１（外装紙２０）には、例えば、薄紙ではコート紙、上質紙、マット紙、クラフト紙等を例示でき、厚紙ではコートボール、カード紙、アイボリー、カップ原紙等が例示できるが、その他の種類の紙を用いてもよい。
また、外側胴部２１（外装紙２０）には、耐水紙や耐油紙など機能性用紙を使ってもよいし、樹脂をラミネートした紙や、フィルムや紙をさらに貼り合わせた紙でもよい。
さらに、外側胴部２１（外装紙２０）には、合成パルプなどを混抄して、強度や伸長率向上、耐水性などの機能性付与を行った紙を用いてもよい。合成パルプとしては、例えば、ポリオレフィン多分岐繊維 ＳＷＰ（三井化学株式会社製）を挙げることができる。
外側胴部２１（外装紙２０）に使用する紙の坪量は、５０ｇ／ｍ^２以上６００ｇ／ｍ^２以下が好ましく、８０ｇ／ｍ^２以上２００／ｍ^２以下がより好ましい。
本実施形態の外側胴部２１は、図１に示すように接続部２１ａにより端部を重ねて接続することにより筒状に構成されており、この接続部２１ａの接合は、後述のヒートシール層により行われている。なお、外側胴部２１は、接続部２１ａを設けずに端部を突き合わせて構成してもよい。
外側胴部２１（外装紙２０）は、廃棄時に内側容器１０と分離可能としてもよく、簡易に分離させるためにミシン目やジッパー等が設けられていてもよい。

外側胴部２１（外装紙２０）は、ヒートシール層を介して内側容器１０に接着されており、内側容器１０と一体化されている。後述する製造工程において、ヒートシール層は、予め外側胴部２１（外装紙２０）の内面の全面、又は、一部に塗布しておくとよい。ヒートシール層とするヒートシール剤は、印刷や塗工により塗布され、印刷はオフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷等、どのような印刷方法を用いてもよい。また、ヒートシール剤は、ベタ印刷に限らず、パターン状に印刷してよく、パターンの形状や塗布面積や塗布量を変えることにより、接着力を弱めることができる。

ヒートシール層を含めた外側胴部２１（外装紙２０）の層構成の例を以下に例示する。なお、層構成は、外側胴部２１（外装紙２０）の外側から内側へ向けて順に並べて示している。
（層構成例１）
坪量２００（ｇ／ｍ^２）の紙（紙単体）／ヒートシール層
（層構成例２）
坪量２００（ｇ／ｍ^２）の紙／厚さ３０μｍのＰＥ／ヒートシール層
（層構成例３）
厚さ１５μｍのＰＥ／坪量２００（ｇ／ｍ^２）の紙／厚さ３０μｍのＰＥ／ヒートシール層
（層構成例４）
厚さ１５μｍのＰＥ／坪量２００（ｇ／ｍ^２）の紙／（接着性樹脂）／厚さ１０μｍのＥＶＯＨ（エチレン－ビニルアルコール共重合体）／（接着性樹脂）／厚さ３０μｍのＰＥ／ヒートシール層
（層構成例５）
厚さ１５μｍのＰＥ／坪量２００（ｇ／ｍ^２）の紙／（接着性樹脂）／厚さ１２μｍの透明蒸着フィルム／（接着性樹脂）／厚さ３０μｍのＰＥ／ヒートシール層

上記透明蒸着フィルムは、酸化アルミニウムや酸化ケイ素等を蒸着したＰＥＴフィルムであり、例えば、大日本印刷株式会社のＩＢ－ＦＩＬＭを用いることができる。
また、上記層構成例において、ＰＥの層は、紙にヒートシール材が浸透してしまうことを防止して、接着強度を高める機能を発揮する。

ヒートシール層に用いるヒートシール剤としては、例えば、ＥＶＡ（Ethylene-Vinyl Acetate）系、ＥＶＡ／塩素化ＰＰ（polypropylene）系、ポリエステル系、アクリル系等を挙げることができる。より具体的には、「セイカダイン１９００Ｗ（グラビアインキ 大日精化工業株式会社製 ＥＶＡ／塩素化ＰＰ系）」、「ＬＧ－ＨＴシール剤Ｐ（グラビアインキ 東京インキ株式会社製）等を例示することができ、これらを単体でも、他のインキと混ぜて用いてもよい。
なお、ヒートシール剤は、内側容器１０の材質と、成形条件に合わせて適宜選択するとよい。

なお、内側胴部１１の厚さは、１ｍｍ以下であり、かつ、外側胴部２１の厚さが０．０５ｍｍ以上０．８０ｍｍ以下であることが望ましい。外側胴部２１の厚さについては、どれだけ薄くてもある一定の強度向上の効果を得ることができる。また、外側胴部２１の厚さは、薄くても製造には問題なく、上記数値範囲であれば既存の薄紙を適宜選択して利用可能である。また、外側胴部２１の厚さが厚くなるにしたがい、強度向上の効果は高まるが、筒状に加工するための加工適性が悪くなってしまうことから、上記範囲であることが望ましい。
また、内側容器１０と外装紙２０とのヒートシールによる接着強度は、１［Ｎ／１５ｍｍ］以上が望ましい。

容器１の製造を行うには、先ずプリフォーム５０を射出成形により成形し、引き続きブロー成形を行うインジェクション・ブロー成形を利用することができる。
図３は、本実施形態の容器１の製造方法のうちのブロー成形を説明する図である。
図３に示すように、プリフォーム５０は、射出成形によって内側口部１４が成形されており、その他の部分は先端が閉じた略円筒形状に仮成形された状態となっている。胴部と肩部に対応する金型（成形型）１０１、１０２には、射出成形された直後のプリフォーム５０が取り付けられ、また、外側胴部２１（外装紙２０）がヒートシール剤を塗布された状態で配置される。底部側には、金型１０３が配置される。図３に示した状態で、プリフォーム５０が高温で軟化した状態で矢印方向から気体（本実施形態では、圧縮エアー）を吹き込んでプリフォーム５０内へ送り、各金型の形状に沿った形状に成形を行い、内側胴部１１と、内側底部１２と、内側肩部１３とを成形する。このとき、内側胴部１１は、加熱された状態で外側胴部２１の内面に塗布されたヒートシール層に押圧されることにより、ヒートシール層が溶融して内側胴部１１と外側胴部２１とが接着される。成形後は、所定の温度まで冷却して離型することにより、容器１が完成する。

なお、図３では、プリフォーム５０の開口部が「下向き」でブロー成形を行う例を挙げて説明したが、プリフォーム５０の開口部が「上向き」でブロー成形を行うようにしてもよい。

本実施形態の容器１では、上述したブロー成形により製造されることにより、内側容器１０と外装紙２０の境界部において、内側容器の表面と外装紙の表面とで段差が殆どなくなり、成形した内側容器に、後から外装紙を接着する場合に比して、意匠性が向上する。

以上説明したように、第１実施形態によれば、内側胴部１１と外側胴部２１とをヒートシール層によって接着して一体化した構成とした。また、外側胴部２１は、紙を主体として構成されている。よって、容器１は、樹脂の使用量を大幅に減らしながらも、外側胴部２１が一体化されていることから胴部に十分な強度を確保することができる。
容器強度の向上により、落下硬度などの耐久性の向上だけでは無く、注出口が付いている飲料容器等の場合、キャップを開ける際に、容器をしっかりと保持することで安定して固定でき、内容物をこぼしにくく安全に開封することが出来る。
また開封後の使用においても、容器剛度の高さから消費者がより安全に使用することができる。

また、内側胴部１１と外側胴部２１とを分離可能な接着状態とすることにより、プラスチックと紙とを分別して廃棄することができ、資源回収が可能である。
さらに、外側胴部２１が紙を主体としていることから、断熱性が高く、保冷機能や保温機能を高めることができる。
さらにまた、外側胴部２１が紙を主体としていることから、リサイクルを阻害する樹脂への着色を行わずに一定の遮光性付与を行うことができる。
さらにまた、外側胴部２１の紙にバリア紙を用いることで、バリア性能（酸素バリア性能、水蒸気バリア性能等）を向上させることができる。
さらにまた、外側胴部２１が紙を主体としていることから、紙に付与可能な様々な意匠性の付与が可能である。

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態の容器１Ｂを示す側面図である。
図５は、容器１Ｂを図４中の矢印Ｂ－Ｂの位置で切断した断面図である。
第２実施形態の容器１Ｂは、外側底部２２を備える他は、第１実施形態の容器１と同様な構成をしている。よって、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第２実施形態の外装紙２０は、外側胴部２１に加えて、外側底部２２を備えている。
外側底部２２は、内側底部１２の外面にヒートシール層を介して接着されて内側底部１２と一体化して構成されている。外側底部２２には、外側胴部２１と同様な材料を用いることができる。
外側底部２２は、紙を曲げるだけでは作製が困難な形状となるので、例えば、絞り加工を行って作製したり、切り込みを入れた紙のブランクを成形して作製したりするとよい。

第２実施形態の容器１Ｂは、第１実施形態の容器１と同様にして製造することができる。第２実施形態の容器１Ｂの製造工程のブロー成形を行うときに、外側底部２２を金型内に配置するとよい。このとき、外側胴部２１と外側底部２２とを予め一体化した状態にしておくと、金型内への配置を容易にすることができる。

以上説明したように、第２実施形態によれば、底部にも外側底部２２を一体で設けたので、第１実施形態の容器１と同様な効果を得ることができ、さらに、容器１Ｂの落下時等に床面等に衝突しやすい底部の強度を向上することができる。

（第３実施形態）
図６は、第３実施形態の容器１Ｃを示す側面図である。
図７は、容器１Ｃを図６中の矢印Ｃ－Ｃの位置で切断した断面図である。
第３実施形態の容器１Ｃは、外側肩部２３を備える他は、第２実施形態の容器１Ｂと同様な構成をしている。よって、前述した第１実施形態及び第２実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第３実施形態の外装紙２０は、外側胴部２１、外側底部２２に加えて、外側肩部２３を備えている。
外側肩部２３は、内側肩部１３の外面にヒートシール層を介して接着されて内側肩部１３と一体化して構成されている。外側肩部２３には、外側胴部２１及び外側底部２２と同様な材料を用いることができる。
外側肩部２３は、１枚の紙のブランクを接続部２３ａで接続することにより略円錐台形状に形成されている。なお、外側肩部２３は、接続部２３ａで接続する形態とせずに、端部を突き合わせて構成してもよい。

第３実施形態の容器１Ｃは、第１実施形態の容器１と同様にして製造することができる。第３実施形態の容器１Ｃの製造工程のブロー成形を行うときに、外側肩部２３を金型内に配置するとよい。このとき、外側胴部２１と外側底部２２と外側肩部２３とを予め一体化した状態にしておくと、金型内への配置を容易にすることができる。

以上説明したように、第３実施形態によれば、肩部にも外側肩部２３を一体で設けたので、第１実施形態の容器１、及び、第２実施形態の容器１Ｃと同様な効果をより良好な状態で実現することができる。

（実施例）
次に、実際に容器を作製して、外装紙２０を備えない容器と強度の比較を行った結果を示す。
図８は、強度試験の状況を示す図である。
強度試験は第１実施形態の容器１の形態について行った。より具体的には、図８に示すように、容器１を台５０１の上に横に倒して水平に設置し、壁５０２により内側底部１２を固定し、図８の紙面奥側の壁５０３により外側胴部２１を固定する。この状態で、テンシロン測定機の直径１０ｍｍの円柱状の接触子６００によって、高さ方向と横方向の中央部を下方に一定量押した際の荷重を押圧強度として測定した。この試験は、容器１を手で握った状態を再現している。接触子の押しスピードは、５０ｍｍ／ｍｉｎとした。

図９は、強度試験の結果を示す図である。
試験は、内側容器１０については、重量が異なる３種類を用意した。内側容器１０の形状は基本的にはいずれも同一であるが、重量の変化に応じて容器の厚さが異なっている。図９中には、内側胴部１１の厚さを示しており、これは、押圧強度を測定した箇所の実測（３つのサンプルの実測値の平均）を示している。外装紙２０（外側胴部２１）については、３種類の異なるものを用意した。図９中には、外装紙２０の厚さを示しており、これは、規格値を示している。また、ヒートシールの有無についても作り分け、合計８つの試料（試験用の容器）を用意した。
試験結果において、押圧強度（Ｎ）の数値が高いほど、容器として強度が高くなっている状態を表している。
いずれの容器についても、外装紙２０が設けられることにより、押圧強度は大幅に向上している。
また、内側容器１０と外装紙２０とをヒートシールによって接着することにより、押圧強度はさらに向上している。

（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本開示の範囲内である。

（１）各実施形態において、内側口部１４を備えたボトル形状の容器を例に挙げて説明した。これに限らず、例えば、内側口部１４のような形状を備えずに上方が開放したカップ状の容器であってもよい。

（２）各実施形態において、内側胴部１１及び外側胴部２１は、円筒形状に形成されている例を挙げて説明した。これに限らず、例えば、内側胴部１１及び外側胴部２１は、四角筒や六角筒等の多角筒形状であってもよいし、楕円形状であってもよく、ブロー成形で形状が作製可能であれば、どのような形状であってもよい。

（３）各実施形態において、外装紙の肩部と胴部との境界部、及び、胴部と底部との境界部は、それぞれの端部が突き合わせられて接合されている例を図示して説明した。これに限らず、例えば、一方が他方の外側へ重なる形態となっていてもよい。この場合には、胴部が一番外側に配置され、肩部と底部は内側で入り込むような状態で約１０ｍｍ程度オーバーラップする形態が望ましい。

なお、各実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本開示は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。

１、１Ｂ、１Ｃ 容器
１０ 内側容器
１１ 内側胴部
１２ 内側底部
１３ 内側肩部
１４ 内側口部
１４ａ 注出口
１４ｂ ねじ部
２０ 外装紙
２１ 外側胴部
２１ａ 接続部
２２ 外側底部
２３ 外側肩部
２３ａ 接続部
５０ プリフォーム
１０１ 金型
１０２ 金型
１０３ 金型

Claims (6)

1. 樹脂により筒状に形成された内側胴部と、
   前記内側胴部と一体で構成されており前記内側胴部の一端を封鎖する内側底部と、
   を備えた内側容器と、
   少なくとも前記内側胴部の外周にヒートシール層を介して接着されて前記内側胴部と一体化した外側胴部を有し、紙を主体とする外装紙と、
   を備える容器。
2. 請求項１に記載の容器において、
   前記外側胴部は、前記内側胴部の外周を覆う筒状に形成されていること、
   を特徴とする容器。
3. 請求項１又は請求項２に記載の容器において、
   前記内側胴部の厚さは、１ｍｍ以下であり、かつ、前記外側胴部の厚さが０．０５ｍｍ以上０．８０ｍｍ以下であること、
   を特徴とする容器。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載の容器において、
   外装紙は、前記内側底部の外周にヒートシール層を介して接着されて前記内側底部と一体化した外側底部を有すること、
   を特徴とする容器。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載の容器において、
   前記内側容器は、
   前記内側底部と反対側の他端に前記内側胴部よりも外径が小さい内側口部と、
   前記内側胴部と前記内側口部との間を繋ぐ内側肩部と、
   を有し、
   前記外装紙は、前記内側肩部の外周にヒートシール層を介して接着されて前記内側肩部と一体化した外側肩部を有すること、
   を特徴とする容器。
6. 請求項１から請求項５までのいずれかに記載の容器の製造方法であって、
   前記外装紙を成形型内に配置する工程と、
   前記成形型内の前記外装紙の内側にプリフォームを配置する工程と、
   前記プリフォーム内に気体を送りブロー成形を行い前記内側容器を成形し、かつ、前記内側容器と前記外装紙とをヒートシール層を介して接着する工程と、
   を備える容器の製造方法。

Images