JP2023072320A - 容器、及び、容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成でヒケやソリの発生を抑制した容器を提供する。【解決手段】容器１０は、超臨界流体成形による成形体である容器である。容器１０は、容器１０の開口に設けられた開口端部であるフランジ３及び嵌合部４と、フランジ３及び嵌合部４に連なるように形成された側壁部２ａ，２ｂと、を備える。容器１０の開口端部は、側壁部２ａ，２ｂよりも肉厚となるフランジ３と、開口端部内において肉厚差を生じさせるフランジ３及び嵌合部４とを有する。容器１０の開口端部であるフランジ３及び嵌合部４の内部には、複数の独立気泡が形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、超臨界流体成形によって製造される容器、及び、超臨界流体成形による容器の製造方法に関する。

特許文献１には、カップ容器の一例が開示されている。このカップ容器では、フランジ部の外周下方に断面Ｕ字形の肉取り部を設け、これにより、フランジ部の接着面の変形を抑制し、ヒートシールの接着不良を防止している。

特開２０１４－２３７４７７号公報

射出成形により製造される成形品では、肉厚が変化する箇所にヒケやソリが生じてしまい、成形不良となることがある。これは、肉厚が薄い箇所に比べて肉厚が厚い箇所では固化の際に収縮量が大きくなるためであり、肉厚の薄い箇所と肉厚の厚い箇所とが隣接すると、その境界領域では収縮力がアンバランスになり、薄い箇所が厚い箇所の内部固化に引きずられることに起因している。特許文献１は、このようなヒケやソリの発生を抑制する構成の一例を開示しているが、構造が複雑であり、より簡易な構成でヒケやソリの発生を抑制することが望まれている。

本発明は、簡易な構成でヒケやソリの発生を抑制することができる容器、及び、容器の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、一側面として、超臨界流体成形による容器に関する。この容器は、容器の開口に設けられた開口端部と、開口端部に連なるように形成された側壁部と、を備える。開口端部は、側壁部よりも肉厚となる部分と、開口端部内において肉厚差を生じさせる部分との少なくとも一方を有する。開口端部の内部には、複数の独立気泡が形成されている。

この容器は、容器の開口に設けられた開口端部が、側壁部よりも肉厚となる部分と開口端部内において肉厚差を生じさせる部分との少なくとも一方を有する構成であるものの、開口端部の内部に複数の独立気泡が形成されるように構成されている。このように、開口端部の内部に空隙を形成して容積を減少させていることから、この容器では、肉厚部分の収縮率が低下し、肉厚部分の固化による引きずられ現象が低減する。これにより、この容器によれば、ヒケやソリの発生を抑制することができる。なお、ここでいう「独立気泡」とは、個々に独立して存在する気泡をいい、隣接する気泡と繋がっていない限りにおいては隣接する気泡と接している気泡も含むものである。

上記の容器において、複数の独立気泡のそれぞれは、各気泡の重心を通る最も長い辺を気泡長さとした場合に、１０μｍ以上３０００μｍ以下の気泡長さを有しており、複数の独立気泡の単位体積当たりの気泡数は、０．３個／ｍｍ^３以上８．５個／ｍｍ^３以下であることが好ましい。この場合、肉厚部分の内部固化による引きずられ現象をより確実に防止して、ヒケやソリの発生をより確実に抑制することができる。また、独立気泡が形成される開口端部の厚さが十分に薄く（例えば０．５ｍｍ程度以下で）光を透過可能な場合は、単位面積当たりの気泡数で規定することもでき、この場合、１０μｍ以上３０００μｍ以下の気泡長さを有する複数の独立気泡の単位面積当たりの気泡数は、０．１個／ｍｍ^２以上２．５個／ｍｍ^２以下であってもよい。一方、光を透過しない材料から形成される場合、開口端部を含む領域を切断して切断面に存在する単位面積当たりの気泡数を数えてもよく、この場合、１０μｍ以上３０００μｍ以下の気泡長さを有する複数の独立気泡の単位面積当たりの気泡数は、上記同様、０．１個／ｍｍ^２以上２．５個／ｍｍ^２以下であってもよい。なお、上述した気泡数の算出は、光学顕微鏡により測定されてもよく、また、得られた画像から直接算出してもよいし、得られた画像に二値化などの所定の画像処理などを施して算出してもよい。光学顕微鏡により観察を行う際は、開口端部が広がる方向に沿った断面画像を取得することが好ましいが、開口端部が広がる方向に垂直な方向の断面画像を取得してもよい。また、光学顕微鏡により観察を行う際は、観察可能な程度に容器を薄く切断することが好ましい。

上記の容器において、側壁部の厚さは０．２５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、且つ、側壁部の内部には独立気泡が設けられていないことが好ましい。このような薄肉の側壁部を有する容器であることにより、容器を構成するプラスチックの使用量の削減や容器自体の軽量化を図ることが可能となる。また、このような薄肉の側壁部を有する容器であっても、開口端部の内部に複数の独立気泡を設けることで開口端部に起因するヒケやソリの発生を抑制することができる。よって、このような容器によれば、プラスチック使用量の削減や容器の軽量化と、ヒケやソリの抑制との両立を図ることが可能となる。なお、ここでいう「独立気泡が形成されていない」とは、肉眼で確認できる独立した気泡が存在していない、又は、顕微鏡の拡大倍率を３５倍とした場合において確認できる単位面積当たりの気泡数が０．０１個／ｍｍ^２以下であることを意味する。一般的に、目視で確認できる気泡の気泡長さの下限値は２００μｍであるため、「肉眼で確認できる独立した気泡が存在していない」とは、２００μｍを超える気泡長さの気泡が存在しないことを意味する。また、独立気泡が形成されていないか否かを判断する点において、顕微鏡の拡大倍率を３５倍とした場合に確認することができる気泡の気泡長さは２００μｍを超えていてもよい。すなわち、顕微鏡で観察した際に２００μｍを超える気泡が確認されても、単位面積当たりの気泡数が０．０１個／ｍｍ^２以下であれば、独立気泡が形成されていないと判断される。

上記の容器において、開口端部の表層にはスキン層が形成されており、複数の独立気泡が表層には露出していないことが好ましい。この場合、外観の美感により優れた容器を提供することができる。

上記の容器において、開口端部は、容器の開口を覆う別の部材をヒートシール可能なように又は別の部材と嵌合可能なように構成されていてもよい。

本発明は、別の側面として、一端に開口を有する容器を超臨界流体成形によって製造する方法に関する。この製造方法は、（Ａ）樹脂材料及び超臨界流体を含む溶融樹脂組成物を調整する工程と、（Ｂ）溶融樹脂組成物を容器に対応する金型のキャビティ内に射出する工程と、（Ｃ）キャビティ内に射出された溶融樹脂組成物を保圧する工程と、を備える。射出する工程では、金型のゲートからキャビティ内に射出された溶融樹脂組成物の流動末端が容器の開口に設けられた開口端部となるように、射出成形を行う。

この超臨界流体成形による製造方法では、射出する工程において、金型のゲートからキャビティ内に射出された溶融樹脂組成物の流動末端が容器の開口を画定する開口端部となるように、射出成形を行っている。この製造方法によれば、所定圧で射出された溶融樹脂組成物が流動末端において圧力が低下し、溶融樹脂組成物中の気泡セルが成長して発泡し、流動末端に対応する開口端部内に独立気泡を容易に生じさせることができる。これにより、開口端部の容積を減少させて、開口端部に起因するヒケやソリの発生を抑制して容器を容易に製造することが可能となる。

本発明によれば、簡易な構成でヒケやソリの発生を抑制した容器、及び、容器の製造方法を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る容器を示す斜視図である。 図２は、図１に示す容器の断面図である。 図３は、図１に示す容器の底面を示す底面図である。 図４は、図１に示す容器を製造する方法を示す模式図である。 図５は、本開示の変形例に係る容器を示す図である。 図６Ａは、比較例（通常成形品）に係る容器を示す写真である。 図６Ｂは、実施例（超臨界流体成形品）に係る容器を示す写真である。 図７Ａは、超臨界流体成形によって製造された容器の流動末端部の写真であり、発泡度が大の状態を示す。 図７Ｂは、超臨界流体成形によって製造された容器の流動末端部の写真であり、発泡度が中の状態を示す。 図７Ｃは、超臨界流体成形によって製造された容器の流動末端部の写真であり、発泡度が小の状態を示す。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る超臨界流体成形によって製造される容器について詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いる場合があり、重複する説明は省略する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る容器を示す斜視図である。図１に示す容器１０は、超臨界流体成形による成形体である。図２は、容器１０の断面図である。図３は、容器１０の底面図である。容器１０は、平面視において、四隅が丸みを帯びている略長方形の形状を有している。容器１０は、例えば、デザートカップ、飲料カップ、又は、バターやマーガリン、クリームチーズなどを収容する薄肉容器として使用することができる。容器１０は、優れた強度（例えば、座屈強度及び落下耐性）を有することから、比較的大容量であってよい。容器１０の内容積は、例えば、２８０ｃｃ以上であり、２８０～４００ｃｃであってもよい。

容器１０は、底部１、一対の側壁部２ａ、一対の側壁部２ｂ、フランジ３（開口端部）、四隅に設けられた嵌合部４（開口端部）、及び、支持部５を備える。平面視において、側壁部２ａは容器１０の短辺をなし、他方、側壁部２ｂは容器１０の長辺をなしている。嵌合部４は、容器１０と嵌合する蓋（不図示）をガイドする役割を果たす。支持部５は、底部１の周縁部から下方に延びており、容器１０の強度を高める役割を果たす。

底部１は、平面視において、四隅が丸みを帯びている略長方形の形状を有している。底部１の短辺の長さ（図３における長さＬａ）は、例えば、３～１２ｃｍであり、５～１０ｃｍ又は６～８．５ｃｍであってもよい。底部１の長辺の長さ（図３における長さＬｂ）は、例えば、５～１５ｃｍであり、７～１２ｃｍ又は８～１０．５ｃｍであってもよい。また、底部１の厚さは、例えば、０．３～０．６ｍｍであり、０．４～０．５ｍｍであってもよい。底部１の厚さが０．３ｍｍ以上であることで、後膨れを抑制できる傾向にあるとともに落下耐性を確保することができる。他方、底部１の厚さが０．６ｍｍ以下であることで、軽量化が図られる。

側壁部２ａ，２ｂのそれぞれは、底部１の周縁から斜め上方に延びている部分であり、例えば、図１に示すように、底部１から遠ざかるにしたがって容器１０の開口が拡大するように傾斜している。なお、側壁部２ａ，２ｂは、底部１に対して実質的に鉛直方向に延びていてもよい。

側壁部２ａ，２ｂの厚さは、例えば、０．２５～０．４ｍｍであり、０．３～０．３５ｍｍであってもよい。側壁部２ａ，２ｂの厚さが０．２５ｍｍ以上であることで、落下耐性を確保することができる。他方、側壁部２ａ，２ｂの厚さが０．４ｍｍ以下であることで、軽量化が図られ、また使用するプラスチック量の低減を図ることができる。ここでは、側壁部２ａ，２ｂの全体が上記範囲の厚さを有する態様を例示したが、側壁部の一部が上記範囲の厚さを有する薄肉部であってもよい。プラスチック使用量削減の観点から、側壁部における薄肉部の面積割合は好ましくは５０％以上であり、より好ましくは７０％以上であり、更に好ましくは９０％以上である。なお、側壁部２ａ，２ｂは、後述するフランジ３や嵌合部４と異なり、内部発泡がされていない部分、即ち、独立気泡が内部に形成されていない部分となる。

フランジ３は、容器１０の開口を画定する開口端部であり、平面視において、四隅が丸みを帯びている略長方形の枠形状を有している。このようなフランジ３は、側壁部２ａ，２ｂに連なって形成されており、側壁部２ａ，２ｂよりも外側に突出するように構成されている。つまり、フランジ３は、内側から外側に向けて突出している部分（横方向の突出長さ）を有しているため、側壁部２ａ，２ｂよりも肉厚になるように形成される。なお、フランジ３の上下方向における厚さは、側壁部２ａ，２ｂの厚さ（内側から外側に向けた横方向における厚さ）と同じであってもよいし、それより薄くてもよいし、厚くてもよい。一方、フランジ３は、嵌合部４と共に内部発泡された部分、即ち、独立気泡が内部に形成された部分となる。詳細については後述する。また、フランジ３の上面からは、嵌合部４が上方に突出するように形成されている。なお、フランジ３の内側の上面はフラットな面であり、内容物を覆う各種のシートがヒートシールされるような構成であってもよい。

嵌合部４は、フランジ３と共に容器１０の開口を画定する開口端部であり、フランジ３の丸みを帯びた四隅に設けられている。嵌合部４は、フランジ３の上面の幅方向の略中央から上方に突出する壁部であり、容器１０に蓋（不図示）が嵌合される際に、蓋をガイドすると共に蓋との嵌合を行う部分である。嵌合部４は、平面視した際に、隅部が丸みを帯びるように一部曲線を含むように形成されている。嵌合部４は、フランジ３よりも薄肉となるように形成されており、フランジ３を含む開口端部において肉厚差を生じさせる部分となっている。４つの嵌合部４は、隣接する嵌合部４と互いに連続するように形成されていてもよい。なお、フランジ３及び嵌合部４の表層にはスキン層が形成されていてもよい。

支持部５は、底部１の周縁全周から下方に延びている部分である。支持部５は、容器１０の強度向上に寄与し、特に容器１０を押しつぶす力に対する強度（座屈強度）を向上させる。容器１０は、図３に示すように、支持部５を補強する複数のリブ７を更に備えてもよい。

このような容器１０では、後述する超臨界流体成形を用いた製造方法により、容器１０の開口に設けられたフランジ３及び嵌合部４からなる開口端部の内部に、複数の独立気泡（独立気泡群とも称す）が形成されている。一方、側壁部２ａ，２ｂには、このような独立気泡が形成されていない。独立気泡とは、個々に独立して存在する気泡をいい、隣接する気泡と繋がっていない限りにおいては隣接する気泡と接している気泡も含むものである。フランジ３や嵌合部４内に形成される独立気泡のそれぞれは、各気泡の重心を通る最も長い辺を気泡長さとした場合に、１０μｍ以上３０００μｍ以下の気泡長さを有している。そして、フランジ３や嵌合部４の開口端部における複数の独立気泡の単位体積当たりの気泡数は、例えば、０．３個／ｍｍ^３以上８．５個／ｍｍ^３以下であってもよい。図７Ａに、このような独立気泡の例を示す。図７Ａに示す画像は、フランジ３の部分（気泡部分）を顕微鏡の拡大倍率を３５倍として縦６．５ｍｍ×横８．５ｍｍ（面積５５．２５ｍｍ^２）の範囲で示すものである。図７Ａでは、着色剤を含まない容器を観察した際の気泡を示している。なお、フランジ３の気泡は、側壁部２ａ，２ｂ等の厚みとの関係に応じて、図７Ｂや図７Ｃに示すような発泡度の気泡部分としてもよい。

また、独立気泡が形成される開口端部の厚さが十分に薄く（例えば０．５ｍｍ程度以下）で光を透過可能な場合は、単位面積当たりの気泡数で規定することもでき、この場合、フランジ３や嵌合部４の開口端部における複数の独立気泡の単位面積当たりの気泡数は、０．１個／ｍｍ^２以上２．５個／ｍｍ^２以下であってもよい。一方、光を透過しない材料から形成される場合、開口端部を含む領域を切断して切断面に存在する単位面積当たりの気泡数を数えてもよく、この場合、フランジ３や嵌合部４の開口端部における複数の独立気泡の単位面積当たりの気泡数は、上記同様、０．１個／ｍｍ^２以上２．５個／ｍｍ^２以下であってもよい。上述した気泡数の算出は、光学顕微鏡により測定されてもよく、また、得られた画像から直接算出してもよいし、得られた画像に二値化などの所定の画像処理などを施して算出してもよい。光学顕微鏡により観察を行う際は、開口端部が広がる方向に沿った断面画像を取得することが好ましいが、開口端部が広がる方向に垂直な方向の断面画像でもよい。また、光学顕微鏡により観察を行う際は、観察可能な程度に容器を薄く切断することが好ましい。

なお、側壁部２ａ，２ｂにおいて独立気泡が形成されていないとは、肉眼で確認できる独立した気泡が存在していない、又は、上記同様に顕微鏡の拡大倍率を３５倍とした場合において確認できる単位面積当たりの気泡数が０．０１個／ｍｍ^２以下であることを意味する。一般的に、目視で確認できる気泡の気泡長さの下限値は２００μｍであるため、「肉眼で確認できる独立した気泡が存在していない」とは、２００μｍを超える気泡長さの気泡が存在しないことを意味する。また、独立気泡が形成されていないか否かを判断する点において、顕微鏡の拡大倍率を３５倍とした場合に確認することができる気泡の気泡長さは２００μｍを超えていてもよい。すなわち、顕微鏡で観察した際に２００μｍを超える気泡が側壁部２ａ，２ｂに確認されても、単位面積当たりの気泡数が０．０１個／ｍｍ^２以下であれば、側壁部２ａ，２ｂには独立気泡が形成されていないと判断される。

容器１０では、このような複数の独立気泡が開口端部に内在することにより、フランジ３の容積が減少し、独立気泡が形成されない側壁部２ａ，２ｂとの容積差が小さくなり、射出成形後の収縮の際に薄肉形状の側壁部２ａ，２ｂに生じ兼ねないヒケやソリ等を抑制することができる。また、上述した複数の独立気泡が内在してフランジ３の容積が減少することで、嵌合部４との容積差が小さくなり、射出成形後の収縮の際に薄肉形状の嵌合部４に生じ兼ねないヒケやソリ等も抑制することができる。嵌合部４にも独立気泡が形成されるものの、フランジ３と嵌合部４との両方に独立気泡が形成されることにより、両者の容積差の絶対値が小さくなることから、この領域においてもヒケやソリが抑制される。上述したようにフランジ３及び嵌合部４の開口端部に主に独立気泡を形成する方法については、以下の製造方法でより具体的に説明する。

次に、容器１０の製造方法について説明する。容器１０は以下の工程を経て製造される。
（Ａ）樹脂材料と超臨界流体とを含む溶融樹脂組成物を調製する工程。
（Ｂ）溶融樹脂組成物を金型のキャビティ内に射出する工程。
（Ｃ）上記（Ｂ）工程後、キャビティを保圧するとともに冷却する工程。
（Ｄ）容器を金型から回収する工程。
（Ａ）工程から（Ｄ）工程の一連の工程は、例えば、ＭｕＣｅｌｌ射出成形機（「ＭｕＣｅｌｌ」はＴｒｅｘｅｌ.Ｃｏ.Ｌｔｄの登録商標）を使用して実施できる（例えば、特許第６０８５７２９号や特許第６４３０６８４号を参照）。

［（Ａ）工程］
まず、樹脂材料と超臨界流体とを含む溶融樹脂組成物を調製する。樹脂材料として、熱可塑性樹脂が挙げられ、その具体例はポリプロピレン樹脂及びポリエチレン樹脂である。熱可塑性樹脂のメルトフローレートは、好ましくは１５ｇ／１０分以上であり、より好ましくは２０～４０ｇ／１０分であり、更に好ましくは２５～３６ｇ／１０分である。この値が１５ｇ／１０分以上であることで、ショートショットの発生を抑制できる傾向にあり、他方、４０ｇ／１０分以下であることで、落下耐性に優れる容器を製造できる傾向にある。なお、メルトフローレート（ＭＦＲ）は、ＪＩＳ Ｋ７２１０－１：２０１４に記載の方法に準拠し、温度２３０℃及び荷重２．１６ｋｇの条件で測定された値を意味する。ショートショットは、キャビティの流動末端にまで樹脂材料が至らない現象を意味する。

従来の射出成形で薄肉容器を成形するには、ショートショット防止のために流動性の高い（ＭＦＲの値が大きい）樹脂を選定する必要があった。しかし、流動性の高い樹脂材料は分子量が比較的小さく、強度が低い傾向にあるため、優れた落下耐性の薄肉容器を製造しにくかった。これに対し、本実施形態においては、ＭＦＲの値が比較的小さい樹脂材料であっても、超臨界流体と併用することで、溶融樹脂組成部の流動性を高めることができる。これにより、ショートショットの抑制と優れた強度（例えば、座屈強度及び落下耐性）を両立することができる。

超臨界流体として二酸化炭素を使用する場合、樹脂材料１００質量部に対して１～４質量部、好ましくは２～３質量部の超臨界状態の二酸化炭素を添加して溶融樹脂組成物を調製する。二酸化炭素の量が２質量部以上であることで、成形ショット毎の充填圧のばらつきを小さくできるとともに、二酸化炭素の添加による溶融樹脂組成物の粘度低下により、ショートショットの発生を抑制することができる。これに加え、超臨界状態の二酸化炭素に起因する発泡を例えば流動末端部（例えば、フランジ３や嵌合部４）で促すことで成形体の一部の内部に空隙を形成することができる。他方、二酸化炭素の量が３質量部以下であることで、発泡性が損なわれてしまい、均一な気泡層を形成できずムラができてしまったり、または、十分な軽量化を実現することができない場合がある。

超臨界流体として窒素を使用する場合、樹脂材料１００質量部に対して０．５～１．５質量部の超臨界状態の窒素を添加して溶融樹脂組成物を調製する。窒素の量が０．５質量部以上であることで、成形ショット毎の充填圧のばらつきを小さくできるとともに、窒素の添加による溶融樹脂組成物の粘度低下により、ショートショットの発生を抑制することができる。これに加え、超臨界状態の窒素に起因する発泡を促すことで成形体の内部に空隙を形成することができる。他方、窒素の量が１．５質量部以下であることで、発泡性が損なわれてしまい、均一な気泡層を形成できずムラができてしまったり、または、十分な軽量化を実現することができない場合がある。

溶融樹脂組成物の温度（スクリューシリンダ温度）は、樹脂材料の融点又はＭＦＲに応じて設定すればよい。ポリプロピレン樹脂を使用する場合、この温度は２１０～２５０℃程度であることが好ましい。ポリエチレン樹脂を使用する場合、この温度は２２０～２６０℃程度であることが好ましい。この温度が下限値以上であることで、キャビティ内において樹脂が流動しやすく、他方、上限値以下であることで、樹脂の焦げ付きを抑制できる傾向にある。

溶融樹脂組成物は、樹脂材料及び超臨界流体以外の成分を含んでもよい。すなわち、溶融樹脂組成物は、必要に応じて、例えば、フィラー、着色剤、スリップ剤、帯電防止剤などを更に含んでもよい。

［（Ｂ）工程］
（Ａ）工程で調製した溶融樹脂組成物を容器１０に対応する金型のゲート部を通じてキャビティ内に射出する。この際、図４に示すように、底部１及び支持部５に対応する側をゲート部とし、フランジ３及び嵌合部４に対応する側を流動末端部として、射出成形を行う。このような流動経路で溶融樹脂組成物をキャビティ内に導入すると、ゲート部側は所定の圧力を維持しやすい。一方、流動末端部となるフランジ３や嵌合部４では、後述する（Ｃ）工程で説明するように、圧力の低下が生じやすい。

（Ｂ）工程での溶融樹脂組成物の射出速度は、１００～４００ｍｍ／秒であることが好ましく、１５０～２００ｍｍ／秒であることがより好ましい。射出速度が１００ｍｍ／秒以上であることで、流動末端まで樹脂を到達させやすく、ショートショットの発生を抑制できる傾向がある。他方、射出速度が４００ｍｍ／秒以下であることで、成形体にバリ不良が発生することを抑制できる傾向にある。なお、本実施形態に係る容器の製造方法では、射出速度を多段的に設定してもよく、射出速度の初速を２５０～３５０ｍｍ／秒とし、二段目速度を５０～１５０ｍｍ／秒に減速してもよい。このように減速することで、金型の転写性を向上したり、成形途中での固化を防止したりすることができる。

［（Ｃ）工程］
（Ｃ）工程では、上記（Ｂ）工程後、キャビティを保圧すると共に冷却する。射出後にかける保圧の条件としては、保圧力が２０～５０ＭＰａであってもよく、一例として３０ＭＰａである。また、保圧時間は０．５～１．５秒であり、一例として１．０秒である。このような保圧により、ゲート部に近い、底部１、支持部５及び側壁部２ａ，２ｂ内では、超臨界流体である二酸化炭素や窒素等が発泡しない。一方、ゲート部から離れた流動末端部にあるフランジ３や嵌合部４では、保圧力の低下が生じやすく、超臨界流体である二酸化炭素や窒素等が発泡する。これにより、側壁部２ａ，２ｂ等には気泡が形成されないものの、開口端部であるフランジ３や嵌合部４の内部に複数の独立気泡が形成される。なお、保圧力と保圧時間の長さによって、発生する気泡の量や大きさを調整することができ、例えば、図７Ａ～図７Ｃに示すように、発泡度を変更することが可能である。

［（Ｄ）工程］
（Ｄ）工程では、上記（Ｃ）工程後、金型内の成形体の温度が３０～６０℃程度に下がった時点で、成形体（容器１０）を金型から回収する。これにより、容器１０を得ることができる。本実施形態においては、（Ｃ）工程で保圧を実施するため、容器１０には目視で確認できるような大きな空隙があまり形成されない。但し、容器１０のフランジ３及び嵌合部４に生じた気泡により外観の見栄えが悪くなる場合には、成形に用いる溶融樹脂組成物に着色剤を添加等することで対応することが可能である。

以上、本実施形態によれば、容器１０の開口に設けられた開口端部であるフランジ３や嵌合部４が、側壁部２ａ，２ｂよりも肉厚となる部分や、開口端部内において肉厚差を生じさせる部分を有する構成であるものの、開口端部の内部に複数の独立気泡が形成される。このように、開口端部の内部に空隙を形成して容積を減少させていることから、この容器では、肉厚部分の収縮率が低下し、肉厚部分の固化による引きずられ現象が低減する。これにより、容器１０によれば、ヒケやソリの発生を抑制することができる。

また、本実施形態に係る容器１０では、複数の独立気泡のそれぞれは、各気泡の重心を通る最も長い辺を気泡長さとした場合に、１０μｍ以上３０００μｍ以下の気泡長さを有しており、複数の独立気泡の単位体積当たりの気泡数は、０．３個／ｍｍ^３以上８．５個／ｍｍ^３以下であってもよい。この場合、肉厚部分の内部固化による引きずられ現象をより確実に防止して、ヒケやソリの発生をより確実に抑制することができる。また、独立気泡が形成される開口端部（フランジ３等）の厚さが十分に薄く（例えば０．５ｍｍ程度で）光を透過可能な場合は、単位面積当たりの気泡数で規定することもでき、この場合、１０μｍ以上３０００μｍ以下の気泡長さを有する複数の独立気泡の単位面積当たりの気泡数は、０．１個／ｍｍ^２以上２．５個／ｍｍ^２以下であってもよい。一方、光を透過しない材料から形成される場合、開口端部（フランジ３等）を含む領域を切断して切断面に存在する単位面積当たりの気泡数を数えてもよく、この場合、１０μｍ以上３０００μｍ以下の気泡長さを有する複数の独立気泡の単位面積当たりの気泡数は、上記同様、０．１個／ｍｍ^２以上２．５個／ｍｍ^２以下であってもよい。

また、本実施形態に係る容器１０では、側壁部２ａ，２ｂの厚さは０．２５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、且つ、側壁部２ａ，２ｂの内部には独立気泡が設けられていない。このような薄肉の側壁部２ａ，２ｂを有する容器であることにより、容器１０を構成するプラスチックの使用量の削減や容器自体の軽量化を図ることが可能となる。また、このような薄肉の側壁部２ａ，２ｂを有する容器であっても、開口端部の内部に複数の独立気泡を設けることで開口端部（フランジ３等）に起因するヒケやソリの発生を抑制することができる。よって、容器１０によれば、プラスチック使用量の削減や容器の軽量化と、ヒケやソリの抑制との両立を図ることが可能となる。

また、本実施形態に係る容器１０では、フランジ３及び嵌合部４の表層にはスキン層が形成されており、複数の独立気泡が表層には露出しないようになっている。これにより、外観の美感により優れた容器を提供することができる。

また、本実施形態に係る超臨界流体成形による製造方法では、射出する工程において、金型のゲートからキャビティ内に射出された溶融樹脂組成物の流動末端が容器１０の開口を画定する開口端部（フランジ３や嵌合部４）となるように、射出成形を行っている。この製造方法によれば、所定圧で射出された溶融樹脂組成物が流動末端において圧力が低下し、溶融樹脂組成物中の気泡セルが成長して発泡し、流動末端に対応する開口端部内に独立気泡を容易に生じさせることができる。これにより、開口端部であるフランジ３や嵌合部４の容積を減少させて、フランジ３等に起因するヒケやソリの発生を抑制して容器１０を容易に製造することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、フランジ３及び嵌合部４を設ける容器（例えば、マーガリン等に用いる容器）を例にとって説明したが、本発明の適用範囲はこれに限られない。例えば、図１～図３に示す構成の容器１０において、嵌合部４を有しない構成であってもよい。即ち、フランジ３の上面がフラットな面であり、フランジ３の上面の全体をヒートシール面とすることができる構成であってもよい。この場合も、フランジ３の内部に複数の独立気泡が形成されているため、フランジ３に起因するヒケやソリが側壁部２ａ，２ｂ等に生じることが抑制される。また、容器１０のフランジ３等の内部に気泡が形成されていることから、フランジ３に対してヒートシールを行う場合、ヒートシール時の熱が逃げやすくなり、ヒートシールした際の冷却時間を短縮することも可能となる。

また、例えば、図５に示す容器２０に本発明を適用してもよい。容器２０は、底部２１、側壁部２２、及び、嵌合部２３を備えている。容器２０の嵌合部２３には、蓋２４に嵌合させるためのネジ山またはアンダーカットが設けられており、嵌合部２３において肉厚差が生じるようになっている。このような嵌合部２３は、超臨界流体成形による射出成形の際に、上記同様に流動末端部として成形を行う。これにより、嵌合部２３の内部には複数の独立気泡が設けられることになる。

通常の射出成形であれば、嵌合部２３に形成されるネジ山等により、嵌合部２３内における肉厚差によりヒケ等が生じることになる。しかしながら、上述した実施形態と同様に、本実施形態に係る容器２０では嵌合部２３の内部を発泡させていることから嵌合部２３内における容量差が小さくなる。これにより、嵌合部２３に隣接する側壁部２２との容量差が小さくなる。このため、変形例に係る容器２０では、嵌合部２３においてヒケやソリの発生が抑制される。しかも、容器２０が超臨界流体成形により形成されているため、側壁部２２が薄肉形状であっても、側壁部２２の強度を十分なものとすることができる。なお、蓋２４は主に樹脂等で形成されることが多いため、内部発泡している嵌合部２３に蓋２４が嵌合した場合に嵌合部２３の強度が不十分となることが回避できる。

また、上記実施形態においては、超臨界流体として二酸化炭素又は窒素を使用する場合を例示したが、これらのガスに代えて、例えば、アルゴン又はヘリウムを使用してもよい。また、上記実施形態においては、内容物の例として、バターやマーガリンなどの乳製品を挙げたが、他の内容物であってもよい。他の内容物として、例えば、パフェアイス、プリン、かき氷、ヨーグルトなどのデザートが挙げられる。これらの内容物を収容する場合、容器の形状は内容物に適したものとすればよい。例えば、容器の底部の形状は略正方形や円形、楕円形であってもよい。また、側壁部は平板状でなくてもよく、ボウルの様に湾曲していてもよい。

以下、本発明について実施例及び比較例に基づいて説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例）
ＭｕＣｅｌｌ射出成形機（「ＭｕＣｅｌｌ」はＴｒｅｘｅｌ.Ｃｏ.Ｌｔｄの登録商標）を使用して超臨界流体成形によって図１に示す形状の容器を以下のようにして作製した。まず、以下に示す樹脂組成物を準備した。そして、１００質量部の樹脂組成物に対して２．５質量部の超臨界状態の二酸化炭素を添加して溶融樹脂組成物を調製した。

［樹脂組成物の組成］
・樹脂材料：ポリプロピレン（株式会社プライムポリマー製、Ｊ６６７ＴＧ（型番）、ＭＦＲ：３６ｇ／１０分） １００質量部
・着色剤：クリーム色 ５質量部

続いて、金型として２プレート金型（ホットランナー）を準備し、上述した射出成形機に設置した。そして、図４に示すように、射出された溶融樹脂組成物の流れが容器の底部等からフランジ等へとなるように射出成形を行い、その後の保圧を行った。容器の設計値及び成形条件は以下のとおりとした。
［容器の設計値］
・側壁部（短辺）の厚さ（内側から外側に向けた横方向）：０．３５０ｍｍ
・側壁部（長辺）の厚さ（内側から外側に向けた横方向）：０．３５０ｍｍ
・フランジの厚さ（上下方向）：０．３５０ｍｍ
・フランジの突出長さ（内側から外側に向けた横方向）：３．５５ｍｍ
・嵌合部の厚さ（内側から外側に向けた横方向）：０．３５０ｍｍ
・容器外側における支持部の長さ（短辺側）：４．５５ｍｍ
・容器外側における支持部の長さ（長辺側）：４．９３ｍｍ
［成形条件］
・スクリューシリンダー温度：２４０℃
・射出速度：２５０ｍｍ／秒
・保圧圧力：３０ＭＰａ
・保圧時間：１秒
・キャビティにおける最大流動長：９９ｍｍ

（比較例）
実施例と同様の構成の容器を通常の射出成形で作製した。より具体的には、比較例では、樹脂組成物に超臨界流体を混合していない点を除いては、実施例と同様の樹脂組成物を用いて、同様の容器の設計値、成形条件で成形を行った。

上述した実施例と比較例によって製造された容器におけるフランジや嵌合部に生じたヒケの状況について、図６Ａ及び図６Ｂに示す。図６Ａは、比較例（通常成形品）に係る容器を示す写真である。図６Ｂは、実施例（超臨界流体成形品）に係る容器を示す写真である。図６Ａに示すように、比較例に係る容器のフランジや嵌合部がある領域Ｓ１では、ヒケの発生が確認された。一方、図６Ｂに示すように、実施例に係る容器のフランジや嵌合部がある領域Ｓ２では、ヒケが発生していないことが確認できた。なお、実施例に係る容器におけるフランジ及び嵌合部の内側に存在する気泡は、図７Ａに示すような気泡であった。但し、図７Ａに示す容器の写真は、着色剤を含まないようにして実施例と同様の条件で作成した容器を観察した結果であり、厳密には実施例とは異なるが、独立気泡を観察しやすくするために着色剤を省いたものである。このように、フランジ等の肉厚差のある開口端部に内部空隙を設けることで、ヒケやソリの発生を抑制しつつ、側壁部等を薄くできることが確認できた。

２ａ，２ｂ，２２…側壁部、３…フランジ（開口端部）、４，２３…嵌合部（開口端部）、１０，２０…容器。

Claims (7)

1. 超臨界流体成形による成形体である容器であって、
   前記容器の開口に設けられた開口端部と、
   前記開口端部に連なるように形成された側壁部と、
   を備え、
   前記開口端部は、前記側壁部よりも肉厚となる部分と、前記開口端部内において肉厚差を生じさせる部分との少なくとも一方を有し、
   前記開口端部の内部には、複数の独立気泡が形成されている、容器。
2. 前記複数の独立気泡のそれぞれは、各気泡の重心を通る最も長い辺を気泡長さとした場合に、１０μｍ以上３０００μｍ以下の気泡長さを有しており、
   前記複数の独立気泡の単位体積当たりの気泡数は、０．３個／ｍｍ^３以上８．５個／ｍｍ^３以下である、
   請求項１に記載の容器。
3. 前記側壁部の厚さは０．２５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、且つ、前記側壁部の内部には独立気泡が形成されていない、
   請求項１又は２に記載の容器。
4. 前記開口端部の表層にはスキン層が形成されており、前記複数の独立気泡は前記表層には露出していない、
   請求項１～３の何れか一項に記載の容器。
5. 前記開口端部は、前記容器の前記開口を覆う別の部材をヒートシール可能なように又は前記別の部材と嵌合可能なように形成されている、
   請求項１～４の何れか一項に記載の容器。
6. 一端に開口を有する容器を超臨界流体成形によって製造する方法であって、
   （Ａ）樹脂材料及び超臨界流体を含む溶融樹脂組成物を調整する工程と、
   （Ｂ）前記溶融樹脂組成物を前記容器に対応する金型のキャビティ内に射出する工程と、
   （Ｃ）前記キャビティ内に射出された前記溶融樹脂組成物を保圧する工程と、
   を備え、
   前記射出する工程では、前記金型のゲートから前記キャビティ内に射出された前記溶融樹脂組成物の流動末端が前記容器の前記開口に設けられた開口端部となるように、射出成形を行う、容器の製造方法。
7. 前記保圧する工程では、前記開口端部である流動末端において圧力の低下によって前記溶融樹脂組成物が発泡する、
   請求項６に記載の容器の製造方法。
   

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