JP3853405B2

JP3853405B2 - パウチインモールド容器及びその製造方法

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Publication number: JP3853405B2
Application number: JP26205095A
Authority: JP
Inventors: 正浩吉川; 則和篠木; 聡大曽根
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1995-09-18
Filing date: 1995-09-18
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2015-09-18
Also published as: JPH0977041A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
インジェクション容器は、成形の自由度（複雑な形の成形も概ね可能である）や、剛度のあるしっかりした容器を成形できるという特徴を有する。その為、各種の内容物を包装する容器として利用されている。しかしながら、インジェクション容器として用いられる樹脂は、その種類により違いはあるが、それぞれ単体での成形品の気体遮断性（ガスバリア性ともいう、以下バリア又はバリア性という）は、良くない。そのため、内容物によっては、長期間の保存又は使用に耐えないことがある。インジェクション容器により優れた気体遮断性を持たせる技術が望まれていた。
【０００２】
【従来の技術】
図７〜図９は、従来の各種インサートインジェクション法による成形品の説明図である。
インジェクション成形において、金型内に別の材料を挿入した後に、金型を閉合し、溶融樹脂を前記金型内に圧入し、前記挿入物と一体化する方法は、インサートインジェクションとして知られている。
インサートインジェクションを行う目的には、種々のものがあるが、包装用途としては、加飾の目的で利用されることが多い（図７）。例えば、紙或いは合成紙、フィルム等のインサートシートに絵柄や文字を印刷し、成形工程において射出樹脂が接触する面に、前記射出成形樹脂と同一の素材からなる層を設ける。次に前記インサートシートを所定のサイズに断裁し又は打ち抜き（ii）、前記金型内に装着し、雄型サイドから溶融樹脂を射出して、成形容器表面に加飾する。前記紙或いは合成紙、フィルム等はインサートラベルＬとも言われ、表示や風合いの表現として使われるが、このインサートラベルＬの材質に、アルミ箔あるいはアルミやシリカを蒸着したフィルム等のバリア層を積層し、且つ、該インサートラベルＬの面積を大きくすれば、成形した容器のバリア性は、かなり改良はされるけれども、前記インサートラベルの挿入されない繋ぎ部ＮＬが存在するので完全なバリア容器とは言えない。
【０００３】
又、成形容器の壁厚と略均等の厚さのブランクＬを作製し、その内面または／及び表面に射出樹脂と同じ樹脂の層を設け、金型内に挿入し、前記ブランクの合わせ部分に溶融樹脂を圧入し、容器に形成する方法等が知られている（図８）。後者の場合にも、前記ブランクＬの構成の中に、バリア素材を積層すれば、挿入されたブランクＬの部位のバリアは良いが、ブランク接合部ＮＬは、射出樹脂のみであり、バリア性に劣る。
【０００４】
特殊な方法としては、バリア性を有するプラスチックシートを用いて、所定のインジェクション成形の形に真空成形ＶＭして、金型に装着し、雄型又は、雌型から溶融樹脂Ｃを射出圧入して、前記成形品と一体化する方法がある（図９）。しかし、この方法では、浅い形状においての利用としては、良いが、深い形状では真空成形が難しく、仮に真空成形できても、その絞り比の大きい部分のバリア性は低下する欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
インジェクション成形による容器であって、剛性を持ちながらバリア性、加飾性に優れた容器およびその製造方法に関する技術を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
インジェクション成形法により成形する容器において、前記容器にフレキシブル包材を製袋したパウチが一体成形されているパウチインモールド容器であって、その製造工程としては、フレキシブル包材を予め製袋して得られたパウチを射出成形機の成形型に装着し、型締めした後にコアとなるプラスチック樹脂を溶融射出して、前記コア材が前記パウチに溶融接着してなるパウチインモールド容器およびその製造方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
射出成形容器として一般に使用される樹脂としては、その加工性のよさ、経済性等の点からポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂或いはポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体やアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン３者共重合体（ＡＢＳ）等のポリスチレン系樹脂が主流となっている。しかしながら、これらの汎用性の樹脂を用いた成形容器の欠点としては、バリア性（ガス遮断性）に劣ることであり、食品等の長期保存用の包装材料としては、使用出来ないケースが多かった。
【０００８】
図１は本発明によるパウチインモールド容器の構造について説明したものであり、図２は、本発明におけるパウチを成形型に装着しやすくする方法について示した図であり、図３および図４はパウチインモールド容器の成形部における金型とパウチ、射出樹脂の位置関係を示す模式図である。
本発明は、パウチの材質によってバリア性の優れた包装材料を得られることに注目し、該パウチのバリア性と射出容器の特性としての剛性とを結合させることによって、所期の目的を充たす容器を得ることができることに想到したものである。
即ち、バリア性のよいパウチＰと射出成形品Ｘとを一体化することにより、剛性のあるパウチインモールド容器Ｈを得ることができるのである。
例えば、バリア性を有するパウチインモールド容器の製造法としては、バリア性を有する包装材を最終成形容器Ｈの形に賦型しうるように製袋をしてパウチＰを得（図２）、射出成形金型（雄型）ＭＭに前記パウチを装着し、雌型ＭＷと閉合し型締めして射出成形をすることにより（図３）、前記パウチＰと射出樹脂Ｘとが溶融接着して、所期のバリア性を有するパウチインモールド容器Ｈを得ることができるのである。
【０００９】
更に詳細に説明する。本発明において使用するパウチの材質としての条件は、製袋可能であること、射出樹脂と溶融接合可能なこと、必要とするバリア性または加飾性を有することである。
積層の方法としては、フレキシブルパッケージの製造技術により容易に加工しうる材質であることが望ましく、ラミネート方法としては、ドライラミネーション法、、ポリエチレンによるサンドイッチラミネーション法等のいずれでもよくその方法は特に限定するものではない。
本発明においては、パウチを射出樹脂層に内接する図１（ii) か外接する図１（iii ) 、いずれでもよいが、前記内接するか外接するかにより、該パウチの材質の設計は次のようにする。
バリアパウチと呼ばれるもののフィルム構成は基本的に、
Ｎ／Ｂ／Ｓ
のように表すことができる（Ｎ：内層、Ｂ：バリア層、Ｓ：外層）。
本発明においては、容器を形成するための射出樹脂をＸとすると、
▲１▼パウチを内接する場合は、Ｓ＝Ｘ、又はＳはＸと溶融接合可能な素材とする。
▲２▼パウチを外接する場合は、Ｎ＝Ｘ、又はＮはＸと溶融接合可能な素材とする。
▲３▼パウチを射出樹脂の中間に挟持する場合は、Ｎ＝Ｓ＝Ｘとし、パウチの内層、外装ともにＸと溶融接合可能な同素材とする。
又、製袋の際のシール方式を封筒貼とする場合には、前記内層Ｎと外層Ｓとは同材質とする。
射出樹脂Ｘ及びパウチの内層Ｎ、外層Ｓの材質については、後に述べるが、
バリア層Ｂとして用いられる材料としては、アルミ箔、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ＥＶＯＨ（エチレン−酢酸ビニル共重合体の鹸化物）、ポリ塩化ビニリデン等の延伸、未延伸フィルム等、又は、前記の各種フィルムにポリ塩化ビニリデン等のバリア剤を塗布乾燥させたバリアコートフィルム、或いは、前記の各種のフィルムにアルミ又は酸化ケイ素等の無機物を蒸着した各種の蒸着フィルム等である。
前記射出樹脂及びバリア層を含め透明なパウチを用いることにより、透明或いは半透明なパウチインモールド容器が得られ、このような容器であれば、容器の外から内容物の減量、変色等を視認することができる。
加飾性を目的とする場合は、前記パウチのいずれかの素材フィルムに印刷をするか着色する等の技法を用いればよく、インサート工程や成形工程は、バリア性を目的とする場合と同じである。
【００１０】
本発明における容器製造上の重要な点は、パウチ外面又は内面と射出樹脂Ｘとが、射出成形時に溶融接着することであり、そのためにパウチの表面材料Ｓ又は内面材料Ｎが特定される。本発明においては、前述のとおり、バリアパウチを内接するか或いは外接するかまたはパウチを射出樹脂の間に挟持するが、前記内接する場合に用いるパウチＰの構成としては、その表面材料Ｓは射出成形樹脂Ｘと熱融着しうる材料を用いることが必要要件である。
逆に、前記外接する場合に用いるパウチの構成は、その内面材料Ｎは射出成形樹脂Ｘと熱融接着しうる材料を用いることが必要要件である。
又、パウチを射出樹脂の間に挟持する場合には、バウチの内面材料、外面材料ともに、射出成形樹脂Ｘと熱融接着しうる材料を用いる。
【００１１】
例えば、射出樹脂をポリプロピレン樹脂とし、バリアパウチを容器に内接する場合の該パウチの材質構成例としては、低密度ポリエチレン（EC）／アルミ箔／Dl／ポリプロピレンフィルム（CPP ）のような構成とする。｛略号以下同じ、 EC:イクストルージョンコーティング、Dl: ドライラミネーション、CPP:キャストポリプロピレン｝。
パウチとして製袋加工のしやすい低密度ポリエチレンを内層とし、バリア層としてアルミ箔を用い、外層にCPP を設けたのは、射出樹脂PPと溶融接着させるため、延伸しないキャストPPを用いたが、製袋する場合に、ヒートシール方式の製袋機械を用いると、シールバーに前記CPP が溶融粘着することがあるので、インパルス方式の製袋方法を採用する等して対策する。
因みに、インパルスシールとは、常時冷却されたニクロムリボンをフィルムに圧着したのち、瞬間的に大容量の電流を流し、その発熱によってシールを行い、リボンが冷却してからフィルムから離す方法であため、シールバーにフィルムが粘着することなく熱接着ができるシール方法である。
パウチの表面材料Ｎが射出樹脂Ｘと同材質のフィルムであれば、未延伸のものを用いるために、前記パウチの製袋は相応の方法により行う。
又、バリアパウチＰを容器に外接させる場合（図４）には、このような制限を受けることなく設計し得る。例えば、射出樹脂をポリプロピレン樹脂とすると、バリアパウチとしては、CPP ／Dl／アルミ箔／Dl／２軸延伸ポリエステルフィルムのような構成でよい。前記ポリエステルフィルムは耐熱性にすぐれており、ヒートシール方式の製袋機械で製袋することができる。
【００１２】
図５はパウチの形態の例を示したものであり、パウチの形態は、変形のシール型を製作することによって種々の形に製袋することができる。
本発明における、インサートパウチの形態について説明する。前記パウチが、インジェクション成形される容器の全壁面を覆って内接または外接するように最終の容器形態に対応する袋の形を求める。
容器の形態と袋の形との関係は、次のような関係である。
立方体、直方体────三方シール、ピロー、底ガゼット、ガゼットピロー
円筒 ────────二方シール＋円形シール
三角錐────────三角袋
四角錐台───────台形シール
その他────────特殊シール型によるシール
パウチを構成するラミネート材の積層の方法としては、フレキシブルパッケージの製造技術により容易に加工しうるが、本発明に用いるラミネート材としては柔らかさがあり、型に馴染みやすい積層材が好ましい。
【００１３】
図６は本発明に依るパウチインモールド容器を成形するために成形金型に適した袋の形にする例を示す。前記成形金型に適した袋の形とするために、追加シールＳＫをすると共に、パウチの余剰部、例えば図２（ii）におけるＴの部分を、カットオフし、略直方体の形状とし（iii ）として、成形機の押す型に装着し、図６（iii ) のような、成形容器Ｈに内接させる。得られたパウチを雄型に装着するがこの際金型に密着させるために、若干の加熱をしながら加圧すると最終仕上がりに良い結果を及ぼす。
射出成形品の肉厚としては、比較的厚いものに好適に利用し得る。
射出成形機械は、例えば、２色成形機械等が最適である。複数の雄型を保持するベッドが回転（あるいは往復）する構造を有する成形機において、ある雄型に該パウチを装着し、熱圧により賦型して型締めし、射出成形をするが、この成形サイクルの間に、次のパウチを雄型に装着し、前記の工程を経て、成形のために、雌型の位置まで回転（あるいは移動）させ、次の成形工程へと進む。
本発明において使用し得る射出成形用の樹脂としては、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、メチルメタクリレート、アクリルニトリルースチレン共重合体、、アクリルニトリルーブタジエン−スチレン３者共重合体等である。
【００１４】
本発明のパウチインモールド容器を、その目的通りに、且つ、良好な外観に仕上げるとともに、成形のサイクルを向上させるために、例えば、２色成形機等を用い、前の成形が行われている間に、次の成形のための、インサートパウチを、遊休の雄型に装着し、熱風を該インサートパウチに吹きかけて加熱し、より好ましくは、プレスして雄型に馴染ませ、更に雄型から真空で吸引することにより、インサートパウチのシール部を含めた反発力を減少させることにより、射出成形の際に、容器内面に無理なく密着させることができる。
そして、この雄型を回転させて、雌型と相対させ、型を閉合、型締めして、射出成形のサイクルに入る。前記熱風の温度は、インサートパウチの材質により設定されるべきで、その程度は、インサートパウチが軟化し、雄型又は雌型に馴染む程度でよく、過剰な加熱は、逆に雄型や雌型へのスティッキング現象を起こし、製品不良の原因となる。
例えば、LDPE₃₀／PET₁₂／ Al₇／ CPP₆₀のような構成のパウチの場合であれば、 100〜 180℃程度に加熱した空気を 2〜 7秒間パウチ全面に吹きかけ、雄型に設けた真空孔により該パウチを雄型に吸引し、次の成形工程にうつる。
【００１５】
インサートパウチは、成形容器の側面全面に存在させることにより、完璧なバリア容器となるが、そのために、容器の端部より、僅か3mm 程度以下の範囲で突出するサイズのパウチとする場合もある。
【００１６】
次に成形について述べる。前述のように、本発明においては、バリアパウチを容器に内接するか又は外接するか２つの方法がある。
外観の仕上がりのよさが必要な場合には、パウチは容器に内接させるが、工場内での保管用に用いられるような、機能として積載可能でバリア性が付与された容器であればよい場合には、パウチは外接すればよい。外接方式の場合には、製袋工程での煩わしさがない。用途による使い分けが可能である。
溶融樹脂の金型内での流れに対し、パウチのシール部や、余剰部の折り方によって仕上がりに影響する、射出樹脂、即ちメルトの流れ方向を確認して、パウチの折り込み方としては前記メルトに逆らわないことがポイントである。メルトフローに逆らわない折り込みとするのがよい。
インサートの位置決めも重要、例えば、本発明のインサートは、パウチであるが、金型（雄型）に装着するのに、該雄型と前記インサートパウチのサイズが近い程、成形する際のずれ等による外観不良の原因が減少するから、作業性に支障の無い範囲で成るべく金型に密着するサイズのパウチとすることが好ましい。パウチを金型に密着させる程、パウチと金型との間の滑りが生産性及び製品としての仕上がりに重要なファクターとして影響する。特にパウチの綺麗なライニングのためには、滑り性の良好な内面とする必要がある。
【００１７】
本発明による容器（以下、容器本体という）のふたとしては、前記容器本体の開口部に平行なフランジ部を設け、該フランジにヒートシール可能な接着剤を設けたシール蓋をヒートシールすることによる密封が可能である。
別の方法としては、蓋においても、容器本体と同じ方法によって成形した、言わば『パウチインモールド蓋』を容器本体の開口部に重合し、成形容器同士を接合する方法（例えば、高周波等）により密封することもできる。更に、これらの容器又は蓋に注出口を設けてもよい。
以上のような方法により得られたパウチインモールド容器は、射出成形独特の剛性のある容器となり、該容器に内接して一体化されたバリアパウチにより、ガス遮断性に優れた容器となるのである。
【００１８】
【実施例】
図４は、本実施例により成形したパウチインモールド容器と、用いたパウチの形態を示す。
射出樹脂はポリプロピレン (PP) とし、パウチを構成するフィルムの材質構成としては、LDPE₃₀／PET₁₂／ Al₇／ CPP₆₀とした。
製袋は、前記仕様のLDPE面を内面としてピロータイプの製袋をした。シール方式としてはインパルスシールにより行った。容器の形状に対して余剰部を追加シールＳＫを行うと同時にカットオフした。パウチ表面に積層するポリプロピレンフィルムは、未延伸フィルムであり、射出工程において、射出される溶融ポリプロピレン樹脂の熱により該ポリプロピレンフィルムの表面が溶解し、前記溶融ポリプロピレン樹脂と融着、パウチと射出樹脂とを一体化した。
射出成形時の樹脂温は、 200℃前後、前記ポリプロピレンはナチュラル( 無着色品を使用した。)
『バリア性の評価テスト』
１）測定サンプルは、単体成形品（比較）、本発明品とも同一形状の直方体で、その内寸法は、70mm×130mm ×170mm であり、成形品壁厚は2.5mm である。成形品材質は次の通りである。また、前記容器の開口部には、ピンホールのない
PET¹²／ AL²⁰／DL／CPP⁴⁰
のフィルムをヒートシールにより密封してサンプルとした。
単体成形品( 比較) ：ポリプロピレン射出成形品。
本発明品：前記の通りで、パウチは、容器内面にインサートした。
２）酸素透過度および水蒸気透過度の測定は、下記の条件にて行った。

３）測定の結果は次表の通りであった。

酸素透過度において、顕著なバリア効果が認められた。また、水蒸気透過度については、いずれも、極めて低い透過度を示し、実用上問題のない容器であると考えられる。
【００１９】
【発明の効果】
バリア性の無い射出容器に、任意のバリア性を付与することができるようになったので、長期保存性の必要な内容物に利用できるようになった。パウチに印刷あるいは着色すれば、容器の加飾効果も得られる。
インサートするパウチにより、バリア性は得られるので、成形樹脂としては、成形性のよいもの、安価な材料を選択できる等のメリットがある。
本発明のパウチインモールド容器は、深い容器や、シャープなエッジを有する形状の容器等に利用した場合に特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパウチインモールド容器の構造を説明する模式図。
【図２】〜
【図４】本発明によるパウチインモールド容器の製造法の説明図。
【図５】パウチの形態を示す図。
【図６】本発明によるパウチインモールド容器の実施例を示す模式図。
【図７】〜
【９】従来のインサート成形技術を示す図。
【符号の説明】
Ｈパウチインモールド容器
Ｐパウチ
Ｓパウチのシール部
ＳＫ追加シール部
ＭＭ金型（雄型）
ＭＷ金型（雌型）
Ｔ容器形状にとってパウチの余剰部
Ｎパウチ内面層
Ｂパウチバリア層
Ｓパウチの表面層
Ｘ射出樹脂
Ｌインサートラベル
ＮＬインサート成形品のラベル欠如部
ＶＭインサート用真空成形品

Claims

インジェクション成形法により成形される容器であって、前記容器の全壁面を覆うようにフレキシブル包材を製袋したパウチが内接して、一体成形されており、
かつ、前記のフレキシブル包材が、外層として射出樹脂と熱融着可能な材質の未延伸ポリプロピレンフィルム層と、中間層としてバリア層と、内層として低密度ポリエチレン層とを順次積層する積層フィルムからなり、かつ、パウチ表面に積層する未延伸ポリプロピレンフィルムは、射出される溶融ポリプロピレン樹脂の熱により該未延伸ポリプロピレンフィルムの表面が溶解し、前記溶融ポリプロピレン樹脂と融着、パウチと射出樹脂とを一体化してなることを特徴とするパウチインモールド容器。
外層として射出樹脂と熱融着可能な材質の未延伸ポリプロピレンフィルム層と、中間層としてバリア層と、内層として低密度ポリエチレン層とを順次積層するフレキシブル包材を用いてパウチを製袋し、前記のパウチを射出成形機の雄型成形型に装着し、雌型と相対させ、型締めした後にコアとなる溶融ポリプロピレン樹脂を溶融射出して、前記パウチ外面に溶融接着することを特徴とするパウチインモールド容器の製造方法。
インジェクション成形法により成形される容器であって、前記容器の全壁面を覆うようにフレキシブル包材を製袋したパウチが外接して一体成形されており、
かつ、前記のフレキシブル包材が、外層として耐熱性の延伸フィルム層と、中間層としてバリア層と、内層として射出樹脂と熱融着可能な材質の未延伸ポリプロピレンフィルム層とを順次積層する積層フィルムからなり、かつ、パウチ内面に積層するポリプロピレンフィルムは、射出される溶融ポリプロピレン樹脂の熱により該ポリプロピレンフィルムの表面が溶解し、前記溶融ポリプロピレン樹脂と融着、パウチと射出樹脂とを一体化してなることを特徴とするパウチインモールド容器。
外層の耐熱性の延伸フィルム層と、中間層としてバリア層と、内層として射出樹脂と熱融着可能な材質の未延伸ポリプロピレンフィルム層とを順次積層するフレキシブル包材を用い、予め前記のフレキシブル包材をシールしてパウチを製袋し、前記のパウチを射出成形機の雌型成形型に装着し、雄型と相対させ、型締めした後にコアとなる溶融ポリプロピレン樹脂を溶融射出して、前記パウチ内面に溶融接着することを特徴とするパウチインモールド容器の製造方法。