JP2545529B2 - 容器の成形打抜き方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は容器の改良された製造方法に関するものであ
る。さらに詳しくいえば、本発明は、食品や医薬品など
の易剥離性包装体用に用いられる密封性に優れた容器を
寸法精度よく製造することができる容器の成形打抜き方
法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、食品類を主とする物品の包装には、包装の連続
化や、包装コストを低下させるために、シート状熱可塑
性樹脂を用い、これを真空あるいは圧空などの熱成形手
段により成形して、複数の容器を成形し、成形品シート
から容器を打ち抜き加工により得て、その後この容器に
物品を充填したのち、蓋材フイルムでヒートシールし、
密封する方法がとられている。この方法は、単なる包装
の効率化に加えて、シートから一貫して包装体が得られ
るために、汚染を防止しやすい点からも注目されてい
る。

このような物品の包装に用いられる容器は、これま
で、熱可塑性樹脂シートを成形温度に加熱し、雌型と押
え型により挟持して、必要に応じてプラグを用いること
により、真空または圧空などの差圧を利用して成形する
熱成形方法によって成形されている。なかでもこの熱成
形と同時に多数の成形容器を打抜く方法は、容器の肉厚
精度やフランジ部の形状精度などに優れるという長所を
有している。

しかしながら、このような従来の方法は打抜き時のシ
ート温度が比較的高く、また打抜きを一段で行っている
ので、打抜きによるフランジ部端部の変形や打抜きヒゲ
の発生などの欠点を有していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は成形打抜き時に容器フランジ部端面の変形や
打抜きヒゲの発生のない容器の成形打抜き方法を提供す
ることを目的とする。

出願人は先に、従来のように容器フランジ部にヒート
シールした蓋材をヒートシール部から剥離開封するので
はなく、ヒートシールをより強くして密封性を向上させ
るとともに、剥離を適度な層間接着力をもたせた多層容
器本体の層間で行い、剥離時に多層容器のフランジ部最
内層を蓋材と共に剥離させるための環状の切り込みをフ
ランジ面の内周部に設けた易開封性容器の多層容器を提
案した。しかしながら、このような多層容器にあって
は、第３図に示すように、打抜き刃による一段打抜きで
は容器内面側の易剥離層の容器フランジ部端面に変形が
生じ、フランジ部端面からの剥離性が悪化するおそれが
あった。

本発明はこのようなフランジ部に切り込みを設けた易
剥離性包装体用多層容器であっても、剥離層端部の巻き
込みを起こすことがなく、また切り込みを寸法精度よく
設けることができる成形打抜き方法の提供を目的とする
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本発明は、加熱された熱可塑性樹脂シート
をフランジ付容器成形型のところまで移送し、熱可塑性
樹脂シートをシート押えにより成形型に押し付け、熱可
塑性樹脂シートを熱成形し、熱成形した熱可塑性樹脂シ
ートから打抜刃によりフランジ付容器を打ち抜いてフラ
ンジ付容器を製造するにあたり、熱可塑性樹脂シートの
シート押えの前、シート押えと同時またはシート押え後
に、打抜刃を加熱された熱可塑性樹脂シートのシート厚
みの途中まで切り込ませ、次いで熱成形を行い、熱成形
が終了した後、打抜刃でフランジ付容器を完全に打抜く
ことを特徴とする容器の成形打抜き方法を提供するもの
である。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明で用いる熱可塑性樹脂シートは熱成形できるも
のであれば特に制限されないが、易開封性容器とするた
めには、層間の剥離強度が適度になるような樹脂の組み
合わせからなる多層構造を有する多層シートが好ましく
用いられる。多層シートに用いられる樹脂としてはポリ
オレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系
樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹
脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体、熱可塑性エ
ラストマーなど、あるいはこれらの混合物、さらには各
種の添加剤あるいは無機充填剤を５〜70重量％配合した
樹脂などがある。例えば、ポリプロピレンとポリエチレ
ンの混合樹脂とポリプロピレン、ポリスチレンとエチレ
ン−酢酸ビニル共重合体、無機充填剤含有ポリオレフィ
ンとポリエチレンテレフタレートなどを例示することが
できる。なかでも、レトルト処理用として好ましいもの
として、例えば、ポリプロピレン系樹脂とポリエチレン
系樹脂との混合物樹脂層と、高密度ポリエチレン樹脂層
とを組み合わせたシートが好適である。

この混合物樹脂層に用いられるポリプロピレン系樹脂
としては、高結晶性のプロピレン単独重合体のほかに、
エチレン、ブテン−１、ペンテン−１、３−メチルブテ
ン−１、４−メチルペンテン−１、オクテン−１などの
α−オレフィンとのランダム共重合体や、これらの混合
物であってもよい。前記共重合体においては、共重合モ
ノマーの割合が10モル％以下のものが好ましい。また、
これらのポリプロピレン系樹脂は、メルトインデックス
が0.1〜20の範囲にあるものが好適である。

一方、該混合物樹脂層に用いられるポリエチレン系樹
脂としては、低密度（高圧法低密度ポリエチレン、直鎖
状低密度ポリエチレンなど）、中密度および高密度ポリ
エチレンのいずれも使用することができ、また、エチレ
ン単独重合体のほかに、プロピレンや、ブテン−１、ペ
ンテン−１、３−メチルブテン−１、４−メチルペンテ
ン−１、オクテン−１などのα−オレフィンまたは酢酸
ビニルとの結晶性、低結晶性ないし非結晶性ランダムま
たはブロック共重合体、あるいはこれらの混合物なども
使用することができる。前記重合体においては、共重合
モノマーの割合は10モル％以下のものが好ましい。ま
た、これらのポリエチレン系樹脂は、メルトインデック
ス（MI）が0.02から50の範囲にあり、かつ密度が0.850
〜0.980g/cm³の範囲にあるものが好適である。

前記のポリプロピレン系樹脂とポリエチレン系樹脂と
の割合は、好ましくは重量基準で50:50ないし97:3、さ
らに好ましくは60:40ないし95:5の範囲で選ばれる。

さらに、この樹脂混合物には、所望に応じ、その相溶
性を改善するために第３の樹脂成分を配合することがで
きる。このような第３樹脂成分としては、例えば不飽和
カルボン酸またはその誘導体により変性された変性ポリ
オレフィン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン
−アクリレート共重合体、エチレン−プロピレンゴム、
エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム、ポリブテン、ポ
リイソブチレン、ポリブタジエン系ゴム、アクリロニト
ル−ブタジエンゴム、イオン架橋オレフィン共重合体
（アイオノマー）などが挙げられ、これらはそれぞれ単
独で用いてもよいし、２種以上組み合わせてもよい。こ
れらの第３成分はポリプロピレン系樹脂100重量部あた
り、30重量部以下の量で用いることが好ましい。

本発明で好ましく用いられる多層シートのもう一つの
層の高密度ポリエチレン樹脂層に用いられる高密度ポリ
エチレン樹脂としては、エチレン単独重合体のほかに、
プロピレンや、ブテン−１、ペンテン−１、３−メチル
ブテン−１、４−メチルペンテン−１などのα−オレフ
ィンとの共重合体などが挙げられる。

この共重合体においては、共重合モノマーの割合は10
モル％以下のものが好ましい。この高密度ポリエチレン
樹脂は、密度が0.940〜0.975g/cm³の範囲にあるものが
好ましく、また、密度や分子量分布の異なるものの混合
物であってもよい。

これらの樹脂層はそのまま用いてもよいが、通常ガス
バリヤー性の向上や、容器の変形を少なくする目的で、
他の材料を用いた３層以上の多層体として用いてもよ
い。他の材料としては、例えばエチレン−ビニルアルコ
ール共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ナイロン、ポリエ
チレンテレフタレートなどの樹脂層やアルミ蒸着層など
のガスバリヤー性に優れたものが挙げられる。これら他
の材料からなる層は、１層のみとしてもよいし、２層以
上からなる多層体であってもよく、また、無機充填剤10
〜80重量％を含有する樹脂層を設けたものであってもよ
い。

多層シートの作成方法としては、通常の共押出成形法
の他、ラミネート加工に慣用されている方法、例えばエ
キストルージョンラミネート、ホットメルトラミネー
ト、ドライラミネート、ウエットラミネートなどの方法
を用いることができる。

該混合物樹脂層、高密度ポリエチレン樹脂層の厚さ
は、通常、10〜1000μｍ、好ましくは20〜500μｍの範
囲にあることが好ましい。

本発明方法は、１）熱可塑性樹脂シートを加熱し、
２）熱可塑性樹脂シートを型のところまで移送し、３）
シート押さえにより熱可塑性樹脂シートを成形型に押し
付け、４）３）のシート押さえの前、シート押さえと同
時またはシート押さえ後に打抜き刃をシートに切り込ま
せ、５）成形型と押え型により真空成形または圧空成形
などの熱成形によりフランジ付容器を形成し、６）次い
で必要ならば熱処理したのち、容器を完全に打抜くこと
により、容器を製造する。

上記４）の工程においては、シート押さえ前、シート
押さえと同時またはシート押さえ後に打抜き刃により、
通常シート厚の1/20〜9/10、好ましくは1/10〜8/10のと
ころまで打抜き刃を切り込ませる。シートが多層シート
の場合には剥離層の厚み以上のところまで切り込ませる
ことが好ましい。またこのシート途中までの切り込み形
成は、熱成形前、シート温度が高いときに行うことが好
ましい。

熱可塑性樹脂シートが多層シートでフランジ面内側内
周部に環状の切り込みを形成する必要がある場合には、
この成形打抜き工程のいずれかの段階、すなわち、シー
ト押さえ前、シート押さえと同時、熱成形と同時、熱成
形後等に環状の切り込み刃を用いて環状の切り込みを形
成する。好ましくはシート押さえに環状切り込み刃を一
体に形成して、シート押さえと同時に切り込みを形成す
ることが好ましい。

次に、本発明方法を添付図面に従って説明すると、第
１図および第２図は本発明の成形打抜き方法の工程の一
例の途中段階を示す部分断面図で、第１図は本発明方法
において、打抜き刃によりシート厚みの途中まで切り込
ませている状態を示すものであり、第２図は打抜き刃に
より容器を完全に打抜いた状態を示すものである。

第１図および第２図において、１は熱可塑性樹脂から
なる多層シートであり、この多層シートは加熱部で成形
可能な温度に加熱されたのち、成形部に移送されてき
て、環状切り込み刃２を有するシート押さえ３で固定さ
れ、環状切り込みが形成される。その後、打抜き刃４に
より多層シート厚みの途中まで切り込みが形成される。
このとき成形可能な温度に加熱された多層シート１は、
通常シート押さえ３により押さえられた後、真空法また
は圧空法などの差圧手段によって金型５に密着されて第
２図に示すような容器に成形される。その後打抜き刃４
により容器フランジ部外周が完全に打抜かれる。

打抜き刃４、シート押え３および環状切り込み刃２は
それぞれ独立して作動することができるし、また同時
に、あるいは連動して作動することもできる。また、環
状切り込み形成時期についてへ特に制限はなく、容器成
形前（シート押え時）、容器成形後、容器成形後の熱処
理後（特にPETなどに有効）、容器打抜き時のいずれの
時期においても切り込みを設けることができる。

さらに、環状切り込み刃２の温度については、常温、
冷却、加熱のいずれでもよいが、樹脂の種類、切り込み
の形成時期や設ける切り込みの深さなどによって適宜選
ばれる。また、この切り込みの形成においては、さらに
超音波加工、レーザー加工、せん断力によるずれによる
方法、またはこれらを組み合わせた方法など、種々の方
法を用いることができる。

環状切り込みは、蓋材を剥がすときに最内層を蓋材と
ともに容易に切断できるものであればよく、最内層に接
する層まで切り込まれていても、最内層の一部だけ切り
込まれていてもよい。また、環状の切り込みは、全周に
わたってつけてもよいし、一部は残しておいてもよい。
剥離部分を残して開封後蓋材が容器から分離しないよう
にする場合には、そこの部分だけ切り込みを入れないよ
うにする。

本発明においては容器成形前に打抜き刃をシート厚み
の途中まで切り込ませておいて、次いで容器成形後シー
ト温度が低くなった状態で完全に打ち抜くので、打抜き
によるフランジ部の変形や打抜きヒゲの発生がなくな
る。

このようにして作成されたフランジ付多層容器の層構
成は、該フランジ部において、蓋材と容器が環状に難剥
離性にヒートシールされ、この接着力が多層容器本体の
層間接着力より大きければどのようなものであってもよ
く、蓋材のシーラント層樹脂により適宜選定すればよ
い。例えばポリエチレン系シーラント層の場合、高密度
ポリエチレン層を容器の最内層とする。なお、本発明で
得られた容器にあっては、容器に剥離層を有する限り、
容器最内層の内側に必要に応じて、シール層など他の層
を有していてもよい。このシール法としては、従来プラ
スチックフイルムの熱接合に慣用されている方法、例え
ばヒートシール法、インパルスシール法、高周波接合
法、超音波接合法などを採用することができる。

多層容器の最内層とこれに接する層の層間剥離強度は
通常、剥離強度1.5kg/15mm以下（引張速度300mm/min、
以下同じ）、好ましくは1.3kg/15mm以下であることが望
ましい。

なお、容器の形状については特に制限はないが、通常
は円や四角などであり、カップ状であってもトレー状で
あってもよい。

該フランジ付多層容器を用いて易剥離性包装体を作成
するには、該容器に内容物を充填したのち、蓋材をフラ
ンジ面にヒートシールすることが行われる。この蓋材は
単層フイルムであっても多層フイルムであってもいずれ
でもよく、特に制限はない。多層フイルムを用いた場合
について説明すると、プラスチックの単層フイルム、多
層フイルム、紙、アルミ箔、またはこれらの複合材料な
どからなる基材に、ポリエチレン、ポリプロピレン、エ
チレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体などからなる容器の最内層に対して易ヒート
シール性を有する樹脂からなるシーラント層を積層した
ものが好適である。容器のフランジ部内層と蓋材のシー
ル部との剥離強度は前記の容器層間の剥離強度より大き
く、通常2.0kg/15mm以上、好ましくは2.5kg/15mm以上で
あることが望ましい。

次に、本発明方法で得られた多層容器を用いて作成し
た易剥離性包装体の剥離性開封部の一例の断面図を第４
図に示す。Ａは多層構造を有する多層容器で、22は多層
容器の最内層、21はこれに接する層である。Ｂは容器の
蓋材で、多層容器の最内層22と易ヒートシール性を有す
るシーラント層23と基材24を有するものである。25はヒ
ートシール部で、容器と蓋材は容器開口フランジ部で環
状に難剥離ヒートシールされている。26は切り込みで、
多層容器の最内層22の環状ヒートシール部の内側に設け
られている。また、蓋材の外縁は多層容器より外側には
み出でており、蓋をあける際につまみやすいようにつま
み部27を形成している。ヒートシール部の最内端と切り
込みの間には間隔ｔが設けられ、内側からの剥離強度が
強められており、レトルト処理等にも耐え得る密封とな
っている。

この包装体を開封する場合には、次に示す動作により
簡単に開封することができる。

例えば、第４図において、つまみ部27を上方にもちあ
げると多層容器Ａの最内層22とこれに接する層21の間で
剥離し、切り込み26のところまで最内層が蓋材とともに
剥離する。以後引き続いて層21、層22間で剥離が進行
し、蓋材が剥される。この場合第３図に示すように端部
が変形していると、応力集中点が容器本体と蓋材との強
固にヒートシールされた端部に生じ、剥離層間端部から
の剥離がしにくくなる。

これに対して、本発明方法で得られる容器は、端部の
巻き込み変形がなく、したがって、蓋材と多層容器が難
剥離ヒートシールされていても容易に開封できる。ま
た、シール面から剥離する従来法に比べて、シール端部
の不完全シールによるノッチ効果、シール条件の差、夾
雑物の影響などがなく、開封力の安定が図れる。また、
ヒートシールの剥離強度を高くしても剥離が可能となる
ため、ボイル、レトルト処理に耐える耐熱性が良好な容
器となる。また、切り込みの深さを制御することによっ
て、すなわち最内層の一部だけに切り込みを設けること
によって内側（非開封側）からの剥離強度を高くするこ
とができる。

〔実施例〕

次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの例によってなんら限定されるものでは
ない。

実施例 共押出成形により４種６層の多層シート（厚み0.8m
m）を成形した。

a:b:c:d:c:b＝50:350:20:30:20:350（μｍ） a:高密度ポリエチレン〔出光石油化学（株）、出光ポリ
エチレン440M、密度0.96g/cm³、MI0.9g/10分、分子量分
布小〕 b:ポリプロピレン樹脂〔出光石油化学（株）、出光ポリ
プロＥ−100G、MI0.6g/10分〕80重量部と低密度ポリエ
チレン樹脂〔東洋曹達工業（株）、ペトロセン172、密
度0.92g/cm³、MI0.3g/10分〕20重量部との混合物 c:無水マレイン酸変性ポリプロピレン〔出光石油化学
（株）、出光ポリタックE100〕 d:エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物〔（株）クラ
レ、エバールEP−F101、エチレン含有率32モル％、MI1.
3g/10分〕 この多層シートを成形可能な温度に加熱して金型上に
挿入し、シート押えの下降−環状切り込み刃による60μ
ｍの環状切り込みの形成、打抜き刃による200μｍの深
さまでの切り込み形成、圧空法によるフランジ付容器の
成形、打ち抜き刃による完全打抜きの順で成形打抜き加
工を行い、第６図に示すような60mmΦ×40mm（高さ）の
フランジ付容器を作成した。

このようにして得られた多層容器にはフランジ部の端
部に変形や、打抜きヒゲの発生は見られず、剥離層端部
の巻き込み等も見られなかった。またフランジの厚さ、
環状刃の寸法精度に優れていた。

次に、該フランジ部に蓋材e:f:g〔配向ナイロン（ON
Y）：ポリ塩化ビニリデン（PVDC）、直鎖状低密度ポリ
エチレン（LLDPE）＝15:20:40（μｍ）〕を直鎖状低密
度ポリエチレン面をシール層として、温度175℃、圧力4
kg、1.5秒、２度打ちシール条件でヒートシールを行っ
た。この密封容器のフランジ部の剥離試験をJIS K6854
に準じて行った。また、この容器に水を充填材した場合
の120℃、30分のレトルト処理後の剥離試験を行った。
結果を表に示す。なおレトルト処理後において破損もな
かった。

また、この密封容器は層間剥離性が良好で、開封時容
易に剥離することができた。

実施例２ 高密度ポリエチレンを出光ポリエチレン530B〔出光石
油化学（株）、MI0.3g/10分、密度0.957g/cm³、分子量
分布大〕に変えた以外は実施例１と同様に行って容器を
得た。結果を表に示す。

〔発明の効果〕 本発明方法によれば、フランジ部端部に変形や、打抜
きヒゲの発生がない寸法精度に優れた容器を製造でき
る。特にフランジ部に易開封性層を形成するための多層
シートの成形において、剥離層端部の巻き込み等もない
容器を製造することができる。またフランジの厚さ、環
状切り込みの位置や深さなどの寸法精度が良好な易剥離
包装体用容器も容易に製造することができる。

また、この容器を用いて作成した包装体は、シール強
度が高く、前述の寸法精度により密封性に優れ、開封が
容易で、開封力が安定している上に、剥離面の外観が良
好であり、しかも耐熱性が良好で、ボイルやレトルト処
理が可能であるなど、優れた特徴を有しており、特にレ
トルト食品やボイル食品などの食品包装体として好適で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の成形打抜き方法の工程の
一例の途中段階を示す部分断面図で、第３図は一段打抜
きにより打ち抜いた多層容器の部分断面図であり、第４
図および第５図は、それぞれ本発明方法で得られた代表
的な容器を用いて作成された包装体の剥離性開封部の異
なった例の部分断面図である。 符号の説明 1.熱可塑性樹脂多層シート 4.打抜き刃

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱された熱可塑性樹脂シートをフランジ
   付容器成形型のところまで移送し、熱可塑性樹脂シート
   をシート押えにより成形型に押し付け、熱可塑性樹脂シ
   ートを熱成形し、熱成形した熱可塑性樹脂シートから打
   抜刃によりフランジ付容器を打ち抜いてフランジ付容器
   を製造するにあたり、熱可塑性樹脂シートのシート押え
   の前、シート押えと同時またはシート押え後に、打抜刃
   を加熱された熱可塑性樹脂シートのシート厚みの途中ま
   で切り込ませ、次いで熱成形を行い、熱成形が終了した
   後、打抜刃でフランジ付容器を完全に打抜くことを特徴
   とする容器の成形打抜き方法。
2. 【請求項２】熱可塑性樹脂シートが易剥離層を有する多
   層シートである特許請求の範囲第１項記載の容器の成形
   打抜き方法。
3. 【請求項３】熱成形の際に容器のフランジ面の内側内周
   部に環状の切り込みを形成する特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の容器の成形打抜き方法。