JP5961927B2 - レーザ溶着密封容器及びその製造方法 - Google Patents
レーザ溶着密封容器及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5961927B2 JP5961927B2 JP2011135505A JP2011135505A JP5961927B2 JP 5961927 B2 JP5961927 B2 JP 5961927B2 JP 2011135505 A JP2011135505 A JP 2011135505A JP 2011135505 A JP2011135505 A JP 2011135505A JP 5961927 B2 JP5961927 B2 JP 5961927B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- container
- laser
- lid
- flange portion
- sealed container
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
- B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
- B29C66/54—Joining several hollow-preforms, e.g. half-shells, to form hollow articles, e.g. for making balls, containers; Joining several hollow-preforms, e.g. half-cylinders, to form tubular articles
- B29C66/542—Joining several hollow-preforms, e.g. half-shells, to form hollow articles, e.g. for making balls, containers; Joining several hollow-preforms, e.g. half-cylinders, to form tubular articles joining hollow covers or hollow bottoms to open ends of container bodies
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
- B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
- B29C65/16—Laser beams
- B29C65/1603—Laser beams characterised by the type of electromagnetic radiation
- B29C65/1612—Infrared [IR] radiation, e.g. by infrared lasers
- B29C65/1616—Near infrared radiation [NIR], e.g. by YAG lasers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
- B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
- B29C65/16—Laser beams
- B29C65/1629—Laser beams characterised by the way of heating the interface
- B29C65/1635—Laser beams characterised by the way of heating the interface at least passing through one of the parts to be joined, i.e. laser transmission welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
- B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
- B29C65/16—Laser beams
- B29C65/1629—Laser beams characterised by the way of heating the interface
- B29C65/1654—Laser beams characterised by the way of heating the interface scanning at least one of the parts to be joined
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
- B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
- B29C65/16—Laser beams
- B29C65/1677—Laser beams making use of an absorber or impact modifier
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/78—Means for handling the parts to be joined, e.g. for making containers or hollow articles, e.g. means for handling sheets, plates, web-like materials, tubular articles, hollow articles or elements to be joined therewith; Means for discharging the joined articles from the joining apparatus
- B29C65/7841—Holding or clamping means for handling purposes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
- B29C66/05—Particular design of joint configurations
- B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
- B29C66/13—Single flanged joints; Fin-type joints; Single hem joints; Edge joints; Interpenetrating fingered joints; Other specific particular designs of joint cross-sections not provided for in groups B29C66/11 - B29C66/12
- B29C66/131—Single flanged joints, i.e. one of the parts to be joined being rigid and flanged in the joint area
- B29C66/1312—Single flange to flange joints, the parts to be joined being rigid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
- B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
- B29C66/54—Joining several hollow-preforms, e.g. half-shells, to form hollow articles, e.g. for making balls, containers; Joining several hollow-preforms, e.g. half-cylinders, to form tubular articles
- B29C66/545—Joining several hollow-preforms, e.g. half-shells, to form hollow articles, e.g. for making balls, containers; Joining several hollow-preforms, e.g. half-cylinders, to form tubular articles one hollow-preform being placed inside the other
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
- B29C66/65—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles with a relative motion between the article and the welding tool
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
- B29C66/723—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being multi-layered
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
- B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
- B29C66/832—Reciprocating joining or pressing tools
- B29C66/8322—Joining or pressing tools reciprocating along one axis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
- B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
- B29C65/16—Laser beams
- B29C65/1603—Laser beams characterised by the type of electromagnetic radiation
- B29C65/1606—Ultraviolet [UV] radiation, e.g. by ultraviolet excimer lasers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
- B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
- B29C65/16—Laser beams
- B29C65/1603—Laser beams characterised by the type of electromagnetic radiation
- B29C65/1609—Visible light radiation, e.g. by visible light lasers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
- B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
- B29C65/16—Laser beams
- B29C65/1603—Laser beams characterised by the type of electromagnetic radiation
- B29C65/1612—Infrared [IR] radiation, e.g. by infrared lasers
- B29C65/1619—Mid infrared radiation [MIR], e.g. by CO or CO2 lasers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/71—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
- B29C66/723—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being multi-layered
- B29C66/7232—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being multi-layered comprising a non-plastics layer
- B29C66/72321—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being multi-layered comprising a non-plastics layer consisting of metals or their alloys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2705/00—Use of metals, their alloys or their compounds, for preformed parts, e.g. for inserts
- B29K2705/02—Aluminium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/712—Containers; Packaging elements or accessories, Packages
Description
またヒートシールバーを用いるヒートシール方式においては、溶着部分にある程度の面積が必要であると共に、溶着面が平面状であることが必要である。また溶着部分の外面からシール面に熱が伝導する必要があることから、厚肉の容器では熱の伝導に時間がかかり、生産性が低下するため、肉厚に制約があり、形状の自由度が低いという問題がある。
一方、容器及び蓋材等の溶着方法としては、レーザによる溶着も知られており、例えば、下記特許文献1には、容器本体に底蓋及び上蓋をレーザ溶着により溶着して一体化することが提案されている。
このようなレーザ溶着による包装体の部材の溶着においては、ヒートシールバーによりヒートシール性樹脂を溶着させる場合に比して、レーザを照射した後すぐ溶着されるため、溶着に要する時間が短縮されている。また、レーザ溶着による容器及び蓋材の密封方法においては、レーザの照射方向によって、容器側壁部の外面側、内面側、或いはフランジ部等種々の溶着箇所を選択することができ、形状に制約を受けることなく確実に溶着を行うことが可能である。
しかしながら、レーザ溶着に際しては、溶着すべき容器及び蓋の界面を充分に密着させる必要があることから、一般に容器の開口部外周にフランジ部を形成し、このフランジ部で蓋を密着すべく、フランジ部及び蓋を加圧装置で密着させている。
この加圧装置は一般に、容器を下方から支持固定する支持台及び蓋を上方から押圧する加圧板等の押圧具から成っており、そのため、下方からレーザ照射する場合には受け台が、上方から照射する場合には押圧具が邪魔になり、何れの場合においてもレーザを容器フランジ部下面又は蓋上面に垂直に入射させることが難しく、レーザの発熱効率の低下或いは溶着位置のずれが生じてしまうのである。
本発明のレーザ溶着密封容器においては、レーザ照射面の密封容器の水平方向に対する傾斜角度βが25乃至60度であること、が好適である。
本発明のレーザ溶着密封容器の製造方法においては、前記フランジ部付容器が側壁部にスタック部を有し、該スタック部で容器を下方から支持する支持台、及び少なくとも容器フランジ部及び蓋フランジ部に対応する部分を上方から押圧固定する押圧具によって、容器フランジ部及び蓋が互いに密着するように押圧された状態で、レーザ照射すること、が好適である。
また溶着界面(容器の水平方向と実質的に同方向)に対するレーザ照射面の傾斜角度を制御することにより、レーザ発振器の位置を自由に変えることもでき、生産性にも優れている。
更に本発明の密封容器の製造方法においては、容器のフランジ部下面の外周端又は蓋の上面の外周端の何れか一方に傾斜面を形成するだけでよいため、密封容器の外観や性能に影響を与えることもない。
更にまた本発明の密封容器は、加圧装置を用いて容器及び蓋を確実に密着固定できることから溶着性に優れている。また容器のフランジ部上面で溶着されていることから、内容物の付着による溶着不良のおそれもなく、レーザ溶着を確実に行うことができる。
図1及び図2において、全体を1で示す容器は、胴部2及び底部3から成り、開口部周縁に容器フランジ部4を有するフランジ部付カップ型容器(以下、単に「カップ型容器」ということがある)であり、胴部2の外面には複数個の同型のカップ型容器1同士をスタッキングするためのスタック部5が胴部外面に形成されており、スタッキングの際、下方に位置する容器フランジ部4の上面内縁が係合してスタッキングされる。
またこの態様においては、容器部側からレーザ照射することから、容器フランジ部4の下面の外周端が、下方に行くに従って外径が減少する傾斜面を形成するように、環状に切り取られており、容器1の水平方向(図2の点線H)と角度βをなす環状の傾斜面(レーザ照射面)6が形成されている。
また、全体を10で示す蓋は、落とし蓋形状の成形蓋であり、底面11の周縁から上方に延びる側壁部12、及び側壁部12の上端から容器フランジ部4を覆う蓋フランジ部13から成っている。また図示していないが、蓋体10の底面11には易開封性蓋によって密封された開口が形成されている。
図1及び図2に示した具体例においては、容器フランジ部4の下面に形成された傾斜面6は、容器フランジ部4の外周端から下方に行くに従って外径が減少するように形成されているが、容器フランジ部4の長さ及び厚み、或いは傾斜面の角度、溶着箇所等によっては、図3に示すように、容器フランジ部4外周端にフランジ部の厚みを残して傾斜面を形成することもできる。
すなわち、図4及び図5に示されるように、加圧板22の外周端よりも外側に位置する蓋フランジ部13の上面の外周端が、上方に行くに従って蓋フランジ部13の外径が減少する傾斜面14を形成するように環状に切り取られており、密封容器の水平方向(図5の点線H)と角度βをなす環状の傾斜面14が形成されている。
また上述した図3と同様に、蓋フランジ部13の長さ及び厚み、傾斜面14の角度、溶着箇所、加圧板の外径等によっては、図6に示すように、蓋フランジ部13外周端にフランジ部の厚みを残して傾斜面14を形成することもできる。
尚、上記傾斜面14(レーザ照射面)の容器1の水平方向に対する傾斜角度βは、容器フランジ部4及び蓋10の厚みや長さ等によって一概に規定できないが、25乃至60度の範囲にあることが好適である。上記範囲よりも傾斜角度が小さい場合には、傾斜面14を設けるメリットが少なく、また上記範囲よりも傾斜面14が大きい場合には、溶着箇所までの距離が長くなり、不要に蓋フランジ部13の長さが長くなるおそれがある。
また図に示した具体例では、容器1にスタック部5が形成されており、このスタック部5で支持台21により支持されているが、このスタック部5がない場合には、容器フランジ部4の下面で支持台21により支持することができる。
本発明の密封容器を構成する容器1及び蓋10は、レーザ照射により発熱して両者を溶着して密封するものであることから、少なくとも溶着部分のレーザの入射側においてレーザを透過可能な透明或いは半透明であることが必要であると共に、レーザを熱に変換するために溶着部分の界面近傍に発熱部が設けられていることが必要である。
すなわち、上述した図1乃至3の態様においては、容器フランジ部4がレーザを透過可能な透明或いは半透明の樹脂から成り、蓋フランジ部13に発熱部が設けられていることが望ましく、同様に図4乃至6の態様においては、蓋フランジ部13がレーザを透過可能な樹脂から成り、容器フランジ部4に発熱部が形成されていることが望ましい。
また、容器1及び蓋10の溶着される部分のそれぞれの樹脂が、同種の樹脂であることが溶着性の点で好適である。
尚、レーザ透過率は、同一の熱可塑性樹脂であっても、層の厚みによって異なるものであり、本発明においては、後述する容器或いは蓋が採りうる厚みの範囲内において70%以上の透過率を有することを意味するものである。
発熱部は、容器1或いは蓋10の何れか一方に形成されていればよいが、容器1及び蓋10の界面付近に形成されていることが溶着効率の点から好ましい。発熱部を構成し得るものとしては、金属箔や金属板等の金属、黒色等の着色塗料から成る塗膜、或いは鉄粉等の酸素吸収剤やカーボンブラック等を含有した樹脂、或いは溶着部自体をレーザ照射により自己発熱可能なポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等を挙げることができるが、生産性等の点から熱可塑性樹脂から成る着色層とすることが好適である。
また容器或いは蓋の何れか一方を樹脂被覆金属板から成形し、組み合わせる他方の部材を、レーザを透過可能な樹脂から成るものとすることもできる。
このような非晶性ポリエステル樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレートを酸変性或いはジオール変性した非晶性共重合ポリエステルを用いることが好ましく、またレーザ吸収剤としては、レーザを吸収し発熱し得る限り従来公知のレーザ吸収剤を使用でき、これに限定されないが、食用竹炭、食用備長炭、カーボンブラック、鉄粉やアルミニウム粉等の金属粉、或いは顔料等を挙げることができる。
また上記シール材は、非晶性ポリエステル樹脂及びレーザ吸収剤を、溶剤に溶解した溶解液の状態で結晶性ポリエステル樹脂の溶着面に施すことが、非晶性ポリエステル樹脂の非晶性を保持する上で好ましく、また作業性の点でも好ましいことから、生産性を向上することも可能になる。
レーザを透過可能な層以外は、容器1及び蓋10の積層構造、形態、或いは用途によって適宜設定することができ、一概に規定することができないが、例えば、容器1がレーザを透過可能なオレフィン系樹脂の単層から成り、蓋10が内面側から順に、オレフィン系樹脂(レーザ透過溶着部)/着色剤含有オレフィン系樹脂(発熱部)/オレフィン系樹脂(外層)の積層体から成り、容器側からレーザ照射するような場合は、容器1の厚みは200乃至1500μmの範囲であり、蓋10の溶着部の厚みは、5乃至500μm、発熱部の厚みは10乃至500μm、外層の厚みは10乃至500μmの範囲あることが好ましい。また容器が内面側から順に、オレフィン系樹脂(レーザ透過溶着部)/着色剤含有オレフィン系樹脂(発熱部)/オレフィン系樹脂(外層)の積層体から成り、蓋10がレーザを透過可能尚レフィン系樹脂から成り、蓋側からレーザ照射するような場合は、容器1の溶着部の厚みは、5乃至500μm、発熱部の厚みは10乃至500μm、外層の厚みは10乃至500μmの範囲であり、蓋10の溶着部の厚みは200乃至1500μmの範囲にあることが好ましい。
本発明の密封容器に用いる容器1及び蓋10は、フィルム及びシート状の積層材料から真空成形、圧空成形、プラグアシスト成形等の熱成形によって成形されたカップ或いはトレイ等の形状、或いは押出成形、射出成形、圧縮成形、中空真空成形、二軸延伸ブロー成形等で成形されたものであってもよいが、傾斜面を形成する観点から、フランジ部付の容器であることが重要である。
また蓋10は、容器フランジ部4で溶着し得る限り、上述した蓋フランジ部13を有する成形蓋に限定されるものではなく、平面状のシートであっても勿論よい。
本発明においては、上述したように、容器フランジ部4下面の外周端又は蓋フランジ部13の上面の外周端の何れか一方に、レーザを受けるレーザ照射面が形成されていることが重要な特徴であり、かかる容器1及び蓋10を密封するに際して、レーザ照射面(傾斜面)の密封容器の水平方向に対する傾斜角度がβ度であるとき、レーザの密封容器の水平方向に対する照射角度が、実質的に(α=90−β)度となるように照射することが必要である。
すなわち、レーザの照射面に対する入射角度が垂直に近いほど、レーザの反射や屈折を低減することができ、効率的にレーザを溶着箇所に到達することができ、レーザの発熱効率を上げることができる。また前述した通り、レーザの屈折を低減することによって、レーザ溶着の箇所が所期の場所からずれることも防止することができる。
容器1及び蓋10の密封に際しては、レーザを照射する際、容器フランジ部4上面及び当該部位に当接する蓋フランジ部13下面が密着していることが重要であり、前述した通り、支持台21及び加圧板22のような押圧具から成る加圧装置を用いて容器フランジ部4及び蓋フランジ部13を密着させることが好ましい。
また前述した通り、フランジ部付容器の胴部外面にスタック部5が形成されている場合には、支持台21はこのスタック部5で容器1を下方から支持し、加圧板22のような押圧具によって、少なくとも容器フランジ部4及び当該部位に当接する蓋フランジ部13の部分を上方から押圧固定して、容器フランジ部4上面及び蓋フランジ部13の下面が互いに密着するように押圧された状態で、レーザ照射する。
レーザ発振器の出力は20乃至150W、特に30乃至100Wの範囲にあることが好ましく、またレーザの波長は200nm乃至20μm、特に400nm乃至9μmの範囲にあることが好ましい。これは商業的には樹脂の透過性とレーザを吸収して発熱する物質の性質、およびレーザ発振器の出力、値段、安全性により決まる。
本発明においては、レーザのスポット径が0.2乃至3mm、特に0.5乃至2mmの範囲にあることが包装体の密閉性の点から好ましい。
またレーザの焦点距離は10乃至200mm、特に50乃至150mmの範囲にあることが、溶着による密閉性を確保しつつ、樹脂の劣化を防止する上で好ましい。
またレーザの掃引速度は、50乃至800mm/秒、特に100乃至750mm/秒の範囲にあることが、溶着による密閉性を確保しつつ、樹脂の劣化を防止する上で好ましい。
レーザ発振器:イエナオプティック社製
半導体(GaAs)レーザ
波長808±3nm
最大出力140W
レーザ照射条件:出力110W、130W
スポット径1.5mm
照射時間0.3秒
受け台を3.5回転/秒で回転させ、1.05回転分
(1回転+重なり部分)照射した。
照射線速度709mm/秒
加圧条件:336N/容器
容器及び成形蓋のレーザ溶着後における密封容器(n=3)のそれぞれの密封性を、密封軟包装袋、容器の試験方法であるJIS Z0238に基づき破裂強さ試験で評価した。
尚、加圧は0.2MPaまで行い、破裂しないサンプルの破裂強さは0.2MPa以上とした。
[容器]
ポリプロピレン樹脂(プライムポリプロJ706WB、株式会社プライムポリマー製)を射出成形し、フランジ部外径67mm、開口部径62mm、高さ30mm、底部外径55mm、フランジ部厚み1mm、満注内容量80ml、及びフランジ部下面の外周端に、容器の水平方向に対する傾斜角度(β)が45度のレーザ照射面を形成した図1に示すフランジ部付カップ型容器を成形した。
[成形蓋]
容器と同様のポリプロピレン樹脂にカーボンブラックを1000ppm添加し、射出成形により、厚さ0.3mm、側壁部の高さ5mm、フランジ部の長さ2.5mmの図1に示す落とし蓋形状の成形蓋を成形した。
[試験方法]
前記容器の胴部外面に形成したスタック部を支持台で支え、成形蓋を加圧板で押さえつけ、容器フランジ部下面の斜め方向からレーザ照射角度(α)45度でレーザ照射し、容器と成形蓋の溶着を行った。
尚、この時の前記レーザ照射面に対するレーザ入射角度は0度である。
容器フランジ部下面の外周端に形成するレーザ照射面の傾斜角度(β)を25度、レーザ照射角度(α)を65度とした以外は、実施例1と同様に試験、評価を行った。
容器フランジ部下面の外周端に形成するレーザ照射面の傾斜角度(β)を60度、レーザ照射角度α)を30度とした以外は、実施例1と同様に試験、評価を行った。
容器フランジ部下面の外周端をフラット形状とし、前記レーザ照射面の傾斜角度(β)を0度とした以外は、実施例1と同様に試験、評価を行った。
尚、この時の前記レーザ照射面に対するレーザ入射角度は45度である。
(1)実施例1乃至3
レーザ出力110W、130Wにおいて、いずれの密封容器も破裂強さ(MPa)は0.2以上であった。
(2)比較例1
レーザ出力110Wにおいて、いずれの密封容器も破裂強さ(MPa)は0.109、また、レーザ出力130Wにおいて、いずれの密封容器も破裂強さ(MPa)0.112であった。
(3)この結果から、レーザを受けるレーザ照射面を密封容器の水平方向に対して傾斜させ、前記レーザ照射面へのレーザ入射角度を0度とすることにより、前記レーザ照射面でレーザが反射或いは屈折することが有効に防止され、入射されたレーザが溶着界面に効率よく到達して、レーザ出力に対する発熱効率が向上することが判る。
またレーザの反射又は屈折量が少ないため、入射されたレーザが溶着界面に効率よく到達して、レーザ出力に対する発熱効率が向上されており、エネルギー損失が少なく経済性に優れていると共に、溶着界面に対するレーザ照射面の傾斜角度を制御することにより、レーザ発振器の位置を自由に変えることもでき、生産性にも優れている。更に容器フランジ部或いは蓋の外周端に傾斜面を形成するという簡単な構造で高い効果を得ることもできることから、汎用容器に好適に利用することができる。
Claims (4)
- フランジ部付容器及び該フランジ部付容器の開口部を覆う蓋とから成り、前記蓋がフランジ部にレーザ溶着されているレーザ溶着密封容器において、
前記容器のフランジ部下面の外周端又は蓋の上面の外周端の何れか一方に、入射角度が実質的に0度となるようにレーザを受けるレーザ照射面が形成されており、該レーザ照射面が密封容器の水平方向に対して傾斜していることを特徴とするレーザ溶着密封容器。 - 前記レーザ照射面の密封容器の水平方向に対する傾斜角度βが25乃至60度である請求項1記載のレーザ溶着密封容器。
- フランジ部付容器及び該フランジ部付容器の開口部を覆う蓋を、フランジ部でレーザ溶着により一体的に密封して成る密封容器の製造方法において、
前記容器のフランジ部下面の外周端又は蓋の上面の外周端の何れか一方に、レーザを受けるレーザ照射面が形成され、該レーザ照射面の密封容器の水平方向に対する傾斜角度βが25乃至60度であり、レーザの密封容器の水平方向に対する照射角度αが実質的に(α=90−β)度となるように照射することを特徴とするレーザ溶着密封容器の製造方法。 - 前記フランジ部付容器が側壁部にスタック部を有し、該スタック部で容器を下方から支持する支持台、及び少なくとも容器フランジ部及び蓋フランジ部に対応する部分を上方から押圧固定する押圧具によって、容器フランジ部及び蓋が互いに密着するように押圧された状態で、レーザ照射する請求項3記載のレーザ溶着密封容器の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011135505A JP5961927B2 (ja) | 2011-06-17 | 2011-06-17 | レーザ溶着密封容器及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011135505A JP5961927B2 (ja) | 2011-06-17 | 2011-06-17 | レーザ溶着密封容器及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013001432A JP2013001432A (ja) | 2013-01-07 |
JP5961927B2 true JP5961927B2 (ja) | 2016-08-03 |
Family
ID=47670396
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011135505A Expired - Fee Related JP5961927B2 (ja) | 2011-06-17 | 2011-06-17 | レーザ溶着密封容器及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5961927B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013101224A1 (de) * | 2013-02-07 | 2014-08-07 | Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh | Vorrichtung zum Lasertransmissionsschweißen, Verfahren zum Lasertransmissionsschweißen und ein damit hergestellter mit Folie verschlossener Behälter |
CN105849001B (zh) | 2013-12-06 | 2018-04-20 | 东洋制罐株式会社 | 容器密封设备及容器密封系统 |
JP5783238B2 (ja) * | 2013-12-20 | 2015-09-24 | 東洋製罐株式会社 | 容器の密封装置 |
EP3085635A4 (en) * | 2013-12-18 | 2017-07-26 | Toyo Seikan Co., Ltd. | Molded lid and method for fitting said lid onto container, and sealing method |
JP2020117268A (ja) * | 2019-01-23 | 2020-08-06 | 株式会社ダイゾー | 蓋体およびそれを用いた加圧製品 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3961737B2 (ja) * | 2000-02-29 | 2007-08-22 | 株式会社小糸製作所 | 車両用灯具およびその製造方法 |
EP1270183A1 (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-02 | Nokia Corporation | Housing construction |
FI118379B (fi) * | 2004-02-25 | 2007-10-31 | Stora Enso Oyj | Menetelmä paperin tai kartongin saumaamiseksi |
JP4833713B2 (ja) * | 2006-03-29 | 2011-12-07 | 麒麟麦酒株式会社 | 密封容器の製造方法 |
JP4899923B2 (ja) * | 2007-02-23 | 2012-03-21 | 東洋製罐株式会社 | 熱可塑性樹脂から成る層を有する部材の溶着方法及び蓋付熱可塑性樹脂容器 |
JP2008221684A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Ito Yoshihiko | 複数の樹脂材料のレーザー溶着方法 |
JP5516406B2 (ja) * | 2008-08-29 | 2014-06-11 | 東洋製罐株式会社 | レーザ溶着密封包装体及びその密封方法 |
-
2011
- 2011-06-17 JP JP2011135505A patent/JP5961927B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013001432A (ja) | 2013-01-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6024152B2 (ja) | 容器及び蓋のレーザ溶着による密封方法 | |
JP5961927B2 (ja) | レーザ溶着密封容器及びその製造方法 | |
JP4899923B2 (ja) | 熱可塑性樹脂から成る層を有する部材の溶着方法及び蓋付熱可塑性樹脂容器 | |
JP5359703B2 (ja) | 密封容器及びその製造方法 | |
JP5516406B2 (ja) | レーザ溶着密封包装体及びその密封方法 | |
JP5812225B1 (ja) | 成形蓋及びこの蓋の容器への嵌合方法並びに密封方法 | |
JP5927762B2 (ja) | レーザ溶着密封包装体及びその製造方法 | |
JP5736704B2 (ja) | リシール性を有する密封容器 | |
JP5659653B2 (ja) | 包装済食品の製造方法 | |
JP5750882B2 (ja) | 密封容器及びその製造方法 | |
JP2016141474A (ja) | 包装体の製造方法、包装体の製造装置、および、受け体 | |
JP6645097B2 (ja) | 密封包装体 | |
JP6756113B2 (ja) | 蓋付容器 | |
JP2014088215A (ja) | カップ型紙容器 | |
JP2014005012A (ja) | 電子レンジ加熱用紙カップ | |
JP2014148347A (ja) | 液体用紙容器とその充填方法 | |
JP5555991B2 (ja) | 容器 | |
JP6604123B2 (ja) | 密封容器 | |
WO2021130872A1 (ja) | 包装容器、並びにその製造方法及びリサイクル方法 | |
JP6953686B2 (ja) | 包装容器 | |
JP2016033028A (ja) | 円筒形飲料用紙容器およびその製造方法 | |
JP2021160759A5 (ja) | ||
JP2019051975A (ja) | 蓋付容器 | |
JP2011001117A (ja) | 合成樹脂製リング付紙容器及びその製造方法 | |
JP2014040250A (ja) | 液体用紙容器の飲み口構造 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20130513 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20130523 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140520 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150213 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150217 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150406 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151027 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151202 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160531 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160613 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5961927 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |