JP6122274B2 - シール盤、シール方法、シール装置、および容器の製造方法 - Google Patents

シール盤、シール方法、シール装置、および容器の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、ヒートシールするシール盤、シール方法、シール装置、および容器の製造方法に関する。
食品類の包装形態としては、容器の内部に食品類の収納部と、容器本体の開口部周縁にフランジ部を設けた容器本体とフィルム状の蓋材を備える構成とする蓋付き容器が広く用いられている。
このような蓋付き容器は、容器の内部に収納される食品類を安全に保存するという観点から、高い密封性が必要とされるとともに、蓋材を開封する場合にあっては、当該蓋材を容器本体から簡便に剥離可能とする、密封性と易開封性との相反する特性を同時に具備する必要がある。
このような密封性と易開封性とを備えた容器として、容器本体と蓋材との構成樹脂からなる樹脂溜まりを形成する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の容器は、容器本体の表面層と蓋材のシール層とのうちの少なくともいずれか一方が凝集破壊して蓋材を開封可能とし、ヒートシールするシール部の内周縁に、容器本体の表面層、当該表面層に隣接する表下層および蓋材のシール層の構成樹脂からコブ状に樹脂溜まり部を形成する。
特開２００６−２０６１２８号公報
ところで、近年の容器の軽量化、リサイクル性などの観点から、容器の薄肉化が望まれているが、上記特許文献１に記載の容器の製造方法では、薄肉の容器の場合には十分な樹脂溜まりを形成できず、得られた容器について高い密封性が得られない場合がある。
本発明は、薄肉の部材でもヒートシールによる樹脂溜まりを形成でき、高い密封性が得られるシール盤、シール方法、シール装置、および容器の製造方法を提供することを目的とする。
本発明においてシール盤とは、被シール面に圧力、温度を掛けて溶接する盤状の器具をいう。被シール物は、特に限定されないが、例えば、容器と蓋材との溶接に用いることができる。
本発明のシール盤は、基盤部とその一方の面に環状形状のシール部を設けたシール盤であって、前記シール部は、前記環状形状の内周縁に被ヒートシール面に向けて凸形状に形成された凸曲面と、当該凸曲面の頂点から連続して設けられ、外周縁に向かって傾斜した平面である斜面とを備え、前記凸曲面の曲率半径Ｒは、前記環状形状の内周縁から外周縁までを距離Ｈとしたとき、０．５５Ｈ以上０．７５Ｈ以下であることを特徴とする。
本発明では、シール部の凸曲面の曲率半径Ｒを０．５５Ｈ以上０．７５Ｈ以下としているため、薄肉の部材をヒートシールする場合でも、広い面積に渡って樹脂を流動させることでシール部の内周縁に対応するヒートシール部分に樹脂溜まりを形成でき、密封性の高いヒートシールが得られる。
ここで、曲率半径Ｒが０．５Ｈ以下では、薄肉の部材をヒートシールする場合、樹脂溜まりを形成できず、ヒートシールの高い密封性が得られないため、上記範囲に設定される。
そして、本発明では、前記凸曲面の曲率半径Ｒは、０．５５Ｈ以上０．７５Ｈ以下としている。
本発明では、凸曲面の曲率半径Ｒを０．５５Ｈ以上０．７５Ｈ以下とすることで、薄肉の部材でも広い面積に渡って樹脂を流動させることで確実に樹脂溜まりを形成でき、密封性の高いヒートシールが確実に得られる。
ここで、曲率半径Ｒが０．５５Ｈより小さいと十分な樹脂溜まりが形成できないおそれがあり、曲率半径Ｒが０．７５Ｈより大きいと蓋材を傷めるおそれがあり、安全なシールができない（例えば、過大なシール圧力が必要となる）という不都合を生じるため、上記範囲に設定される。
また、本発明では、前記斜面は、前記被ヒートシール面に対して２°以上２０°以下に傾斜して設けられている構成とすることが好ましい。
本発明では、斜面を被ヒートシール面に対して２°以上２０°以下で傾斜させることで、開封側への樹脂だまりを形成させにくくするという特有の作用効果を奏する。
ここで、傾斜角が２°より小さいと内周縁側に選択的に樹脂だまりを形成するのが難しくなるという不都合を生じ、傾斜角が２０°より大きくなるとシールバーの先端が鋭くなり、蓋材を傷めやすくなるという不都合を生じるため、２°以上２０°以下に設定することが好ましく、より好ましくは３°以上１５°以下、さらに好ましくは６°以上１０°以下と設定する。
さらに、本発明では、前記シール部は、外周側に開封開始端形成部を備えている構成とすることが好ましい。
本発明では、開封開始端形成部をシール部に設けることで、ヒートシールの形成時に開封開始端を一動作で形成でき、ヒートシールの開封性を容易に向上できる。
そして、本発明では、前記開封開始端形成部は、外周側に向けて尖状に形成されている構成とすることが好ましい。
ここで、尖状とは、本発明の環状形状の環の外側に設けられた形状であれば、特に限定されるものではなく、円形状、多角形状などが挙げられる。また、当該尖状は、本発明の環状形状の環と隣接して設けられていてもよく、環と離間して設けられていてもよい。
本発明では、開封開始端形成部を外周側に向けて尖状に形成することで、開封開始端の尖状の部分から開封されることとなり、ヒートシールの開封性をより向上できる。
本発明のシール方法は、開口部の周縁にフランジ部を配設する容器本体と蓋材とを、前記フランジ部でヒートシールするシール方法であって、本発明のシール盤を、前記蓋材を介して前記フランジ部に押圧してヒートシールすることを特徴とする。
この発明では、本発明のシール盤を用いてヒートシールするので、薄肉に形成した容器本体と蓋材とのヒートシールでも、当該ヒートシールの開口部側に樹脂溜まりを形成でき、開口部の密封性を向上できる。
そして、本発明では、前記容器本体は、表面層と当該表面層に隣接する表下層との少なくとも二層を備え、前記蓋材は、シーラント層と基材層との少なくとも二層を備え、前記表下層の溶融温度よりも高い温度でヒートシールする構成とすることが好ましい。
本発明では、容器本体の表下層の溶融温度より高い温度でヒートシールすることで、薄肉の容器本体および蓋材でも、良好な樹脂溜まりを形成でき、ヒートとシールの高い密封性が得られる。
また、本発明では、前記シール盤の押圧力は、０．９８Ｐａ以上７．８４５Ｐａ以下（１０ｋｇ／ｃｍ２以上８０ｋｇ／ｃｍ２以下）である構成とすることが好ましい。
本発明では、シール盤を上記所定の押圧力で押圧することで、薄肉の容器本体および蓋材でも、良好な樹脂溜まりを形成でき、ヒートとシールの高い密封性が得られる。
ここで、押圧力が０．９８Ｐａより弱いと十分な大きさの樹脂溜まりができないおそれがあり、押圧力が７．８４５Ｐａより大きくなっても形成される樹脂溜まりの大きさに大差はなく、押圧エネルギーが増大してしまう不都合があるため、上記範囲に設定される。
さらに、本発明では、前記フランジ部の厚さ寸法は、２００μｍ以上２０００μｍ以下である構成とすることが好ましい。
本発明では、フランジ部の厚さ寸法が２００μｍ以上２０００μｍ以下の薄肉の容器本体でも、十分な大きさの樹脂溜まりを形成でき、高い密封性が得られる。
ここで、フランジ部の厚さ寸法が２００μｍより薄くなると容器としての剛性が下がるという不都合を生じるおそれがあり、２０００μｍより厚くなると薄肉容器とは言い難いという不都合を生じるおそれがあることから、２００μｍ以上２０００μｍ以下に設定することが好ましくは、より好ましくは２５０μｍ以上１５００μｍ以下、特に好ましくは３００μｍ以上１２００μｍ以下とする。
本発明のシール装置は、本発明のシール盤を備えていることを特徴とする。
本発明では、本発明のシール盤を備えているので、薄肉の部材をヒートシールする場合でも、十分な樹脂溜まりを形成でき、高い密封性が得られる。
本発明の容器の製造方法は、開口部の周縁にフランジ部を配設する容器本体と蓋材とを備えた容器を製造する製造方法であって、前記容器本体のフランジ部と前記蓋体とを、本発明のシール方法によりヒートシールすることを特徴とする。
本発明では、本発明のシート方法により、開口部の周縁にフランジ部を配設する容器本体と蓋材とをヒートシールするので、薄肉に形成した容器本体と蓋材とのヒートシールでも、当該ヒートシールの開口部側に十分な樹脂溜まりを形成でき、開口部の密封性を向上できる。
本発明のシール盤の一実施形態における環状シール盤の断面図。 前記環状シール盤の部分拡大図。 前記環状シール盤によるヒートシールの状態を示した部分断面図。 前記環状シール盤により得られた易開封性容器を示した図であって、（Ａ）は蓋材で密封された状態、（Ｂ）は開封開始部から蓋材を開封した状態を示す概略図。 前記易開封性容器の開封開始部の部分断面図。 前記易開封性容器が初期開封された状態を示した部分断面図。 前記易開封性容器が完全に開封された状態を示した部分断面図。 他の実施形態の易開封性容器におけるシール部の平面概念図。 さらに他の実施形態の易開封性容器におけるシール部の平面概念図。 さらに他の実施形態の易開封性容器が初期開封された状態を示した部分断面図。 図１０に示す易開封性容器が完全に開封された状態を示した部分断面図。 試験例１で実施した開封強度およびシール強度の測定位置を示す模式図。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態では、本発明のシール盤として包装容器の製造時のヒートシールに用いる構成を例示するが、この限りではない。
［シール盤の構成］
図１〜３において、１はシール盤としての環状シール盤で、環状シール盤１は、環状のシール部１Ａと、基盤部１Ｂとを備えている。環状シール盤１を構成する材料は特に限定されないが、例えば、アルミ、鉄、銅等の伝熱性を有する金属、またはこれらの合金から適宜選択することができる。基盤部１Ｂの厚みや形状は特に限定されず、シール装置に合わせて、適宜変更したものを好適に用いることができる。
環状形状のシール部１Ａは、円型、楕円型、多角型、ひょうたん型、涙型、星形、各種キャラクター形状など、目的とするヒートシールする形状に合わせて、適宜変更することができる。
シール部１Ａは、内周縁にＲ加工が施され、外周縁が環状シール盤１の先端（図２の先端１３）より遅れてヒートシールする部材に当接するように形成されている。具体的には、易開封性容器２０の容器本体２１にヒートシールされる蓋材２２に当たるようにされている。詳細には、環状シール盤１は、境界Ａ（環状シール盤１の先端１３でもある）を介して、外周縁側には、断面が傾斜状となる斜面である傾斜面部１１が、また、内周縁側には、Ｒ加工されて被ヒートシール面となる水平面Ｙに向けて凸形状となる断面が凸曲面状の曲面部１２が連続して形成されている。
そして、環状シール盤１に内周縁側に形成される曲面部１２に施されるＲ加工としては環状シール盤１の幅Ｈによって異なるが、曲率半径Ｒが０．５Ｈより大きい値、好ましくは０．５５Ｈ以上０．７５Ｈ以下、より好ましくは０．６０Ｈ以上０．７３Ｈ以下、さらに好ましくは０．６５Ｈ以上０．７０Ｈ以下とする。かかる曲率半径Ｒが０．５Ｈ以下となると、詳細は後述するが、容器本体２１の表下層２１２の厚さ寸法が１００μｍより薄い構成では、図５に示すような樹脂溜まり部６がヒートシールした部分の曲面部１２側、例えば容器本体２１の内周縁側の開口部２４側に選択的に形成することができなくなり、樹脂溜まり部６によるヒートシール部分の高密封性が得られなくなるという不都合を生じる。なお、曲率半径Ｒが０．７５Ｈより大きくなるとシールバーの先端が鋭くなり、蓋材２２を傷めやすくなるという不都合を生じるおそれがあるため、上記範囲に設定されることが好ましい。
ここで、環状シール盤１に対して、これら傾斜面部１１および曲面部１２は、境界Ａが環状シール盤１の断面幅方向に対して外側寄り（外周縁寄り）となるように形成されることが好ましい。境界Ａが環状シール盤１の断面幅方向に対して外側であれば、環状シール盤１の内周縁側に曲面部１２、当該環状シール盤１の外周縁側に傾斜面部１１が形成されていることも相俟って、ヒートシールに際して環状シール盤１の外周縁側より先端１３が先に蓋材２２と接すること（環状シール盤１の外周縁が先端１３より蓋材２２に遅れて接すること）が確実になされ、曲面部１２により押される面積が広くなって、容器本体２１の内周縁側の開口部２４側に対して、薄肉の容器本体２１でも十分な大きさの樹脂溜まり部６が、内側に選択的に形成されることになる。
また、先端１３の内周側を曲面部１２とし、外周側を傾斜面部１１として、先端１３の位置における曲面部１２の接面が水平面Ｙとなるように形成されることが好ましい。
なお、幅Ｈは、特に限定されないが、例えば０．８ｍｍ以上３．０ｍｍ以下、さらに好ましくは０．９ｍｍ以上２．５ｍｍ以下、特に好ましくは１ｍｍ以上２ｍｍ以下を好適に用いている。
また、環状シール盤１の外周縁側に形成される傾斜面部１１における、図２のように、被ヒートシール面となる水平面Ｙに対して内周縁から外周縁に向かって形成されることとなる角度（θ）は環状シール盤１の幅である距離Ｈによって異なるが、２°以上２０°以下、好ましくは３°以上１５°以下、より好ましくは６°以上１０°以下と設定することが好ましい。
この傾斜面部１１の角度が２°より小さいと、ヒートシール時に押圧した場合であっても、樹脂溜まり部６がヒートシールした部分の外周縁近傍にも形成され易くなり、得られた易開封性容器２０の開封時におけるヒートシール部分の外側で抵抗が大きくなり、易開封性容器２０の開封を円滑に行うことが困難となる。一方、傾斜面部１１の角度が２０°を超えると、境界Ａの周辺がなだらかでなく尖ってしまい、ヒートシール時もしくは開封時に蓋材２２が切断されてしまう場合があり、易開封性が損なわれるおそれがある。
なお、環状シール盤１は、周状のヒートシール部分を一体的に形成させるため、前記した傾斜面部１１と曲面部１２を環状に連続して形成した環状シール盤（シールリング）としてもよく、また、易開封性容器２０の開封開始部４に対応する部位に対してのみ、当該傾斜面部１１と曲面部１２を形成した環状シール盤（シールリング）としてもよい。
［環状シール盤によるヒートシール］
次に、上記環状シール盤によるヒートシールする動作を説明する。
ヒートシールする動作としては、図４に示す易開封性容器２０を製造する工程を例示する。
（易開封性容器の構成）
ここで、上記環状シール盤１によるヒートシールにて製造される易開封性容器２０の構成について、図面を参照して説明する。
図４は、本実施形態の環状シール盤１を用いて製造される易開封性容器２０の一態様を示した概略図であり、図４（Ａ）は蓋材２２で密封された状態、図４（Ｂ）は開封開始部４から蓋材２２を開封した状態をそれぞれ示している。また、図５は、図４の開封開始部４の断面図である。
易開封性容器２０は、容器本体２１と蓋材２２とを備え、容器本体２１の開口部２４に対して蓋材２２が載置して、容器本体２１の開口部２４の周縁に配設されたフランジ部２５と蓋材２２とをヒートシールして、環状のヒートシール部２６（図５に示す環状シール盤１で形成されるヒートシール部２６２と環状シール盤１ａで形成されるヒートシール部２６１）が形成され、図４（Ａ）に示すように、易開封性容器２０の内部が密封状態とされる。
一方、密封状態の易開封性容器２０を開封するには、図４（Ｂ）に示すように（図６，７参照）、易開封性容器２０の隅角に設けられた開封開始部４において蓋材２２を上部（図４（Ｂ）の矢印方向）に引き上げるようにすれば、易開封性容器２０が簡便に開封される。
容器本体２１は、表面層２１１、表下層２１２、基材層２１３の３層がこれらの順で積層された多層シートから、加熱により所定の深さを有する略長方形のトレー形状に形成された積層体である。
この容器本体２１は、略長方形状の開口部２４を有し、当該開口部２４の周縁には、外側に張り出すようにフランジ部２５が配設されている。
ここで、本実施形態においては、後記する図６に示すが、容器本体２１の表面層２１１が凝集破壊される凝集剥離により開封される。
表面層２１１を構成可能な樹脂は、例えば、エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸共重合体やスチレングラフトプロピレン樹脂の少なくとも一つを、ポリプロピレン系樹脂にブレンドして得られた樹脂組成物が挙げられる。この場合にあっては、エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸共重合体やスチレングラフトプロピレン樹脂は、ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対して、好ましくは１０重量部以上５０重量部以下、特に好ましくは１５重量部以上４０重量部以下で添加するようにすればよい。
また、容器本体２１を構成する表下層２１２は、表面層２１１の下に、当該表面層２１１に隣接されて配される層であり、構成材料としては、例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂等のオレフィン系樹脂やポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル系樹脂等の材料、およびこれらのブレンド材料を用いることができる。
表下層２１２は、厚さ寸法が３５μｍ以上１００μｍ以下であり、１６５℃における損失正接tanδの値が０．１８以上０．５０以下であることが好ましい。
ここで、厚さ寸法が３５μｍより薄くなるとヒートシールの縁に樹脂溜まりを形成しづらくなるという不都合があり、１００μｍより厚くなると製膜時のコスト増加という不都合を生じるおそれがあるため、厚さ寸法は３５μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは４０μｍ以上９５μｍ以下、より好ましくは４５μｍ以上９０μｍ以下に設定されることが好ましい。また、１６５℃における損失正接tanδの値が０．１８より小さくなるとヒートシールの縁に脂溜まりを形成しづらくなるという不都合があり、０．５０より大きくなると共押出成形などの方法により多層シートの外観異常が発生し、好適に多層シートを製造できないという不都合を生じるおそれがあるため、１６５℃における損失正接tanδの値が０．１８以上０．５０以下、好ましくは１．１９以上０．４５以下、より好ましくは０．２０以上０．４０以下に設定されることが好ましい。
ここで、tanδの値は、例えば、ポリプロピレンを主成分として、ポリエチレンやエラストマーの配合比を変えたり、ホモポリプロピレンとランダムポリプロピレンとの配合割合を変えたり、するなどにより変更することができる。
より具体的には、ホモポリプロピレンの少なくとも一部をランダムポリプロピレンに変更するなどして、ホモポリプロピレンに対するランダムポリプロピレンの配合割合を多くすることで、tanδの値を上げることができる。また、ポリプロピレンよりもtanδの値が高いポリエチレンやエラストマーを添加することで、tanδの値を上げることができる。さらに、通常のポリプロピレンよりも立体規則性の高いホモポリプロピレンを用いることでtanδの値を下げることができる。
さらに、容器本体２１を構成する基材層２１３は、容器本体２１の外部に現れる層であり、構成材料としては、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂等のオレフィン系樹脂やポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル系樹脂等の材料、およびこれらのブレンド材料の単層または積層体や、また、ガスバリアー性を付与すべく、例えばエチレンビニルアルコール共重合体、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）等の樹脂材料やアルミ蒸着等で形成されたガスバリアー層を形成する樹脂等を使用することができる。
また、容器本体２１のフランジ部２５の厚さ寸法は、好ましくは２００μｍ以上２０００μｍ以下、より好ましくは２５０μｍ以上１５００μｍ以下、特に好ましくは３００μｍ以上１２００μｍ以下とする。
ここで、フランジ部の厚さ寸法が２００μｍより薄くなると容器としての剛性が下がるという不都合を生じるおそれがあり、２０００μｍより厚くなると薄肉容器とは言い難く、多くの材料が必要となって製造コスト（原料費）が上がるという不都合を生じるおそれがあることから、上記範囲に設定される。
また、蓋材２２は、易開封性容器２０の外部に現れる基材層としての外層３２と、容器本体２１の表面層２１１とヒートシールされるシーラント層であるシール層３１からなる積層体である。
容器本体２１の表面層２１１とヒートシールされる蓋材２２のシール層３１は、容器本体２１の表面層２１１が凝集破壊して剥離する開封態様で、当該表面層２１１を構成する樹脂として前記した樹脂組成物を採用する場合にあっては、ランダムポリプロピレン（ＲＰＰ）やブロックポリプロピレン（ＢＰＰ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、ポリエチレン等を使用することができる。
また、蓋材２２を構成する外層３２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、二軸延伸ナイロンフィルム（Ｏ−Ｎｙ）などを使用することができる。
なお、このような表面層２１１を容器本体２１に、またシール層３１を蓋材２２に採用して両者をヒートシールした場合にあっては、両層２１１，３１が融着する一方、開封の際には、応力に対して弱い容器本体２１の表面層２１１が凝集剥離して、開封が良好に行われることになる。
そして、環状シール盤１によりヒートシールされた易開封性容器２０は、図５に示すように、フランジ部２５上に有るヒートシール部２６の内周縁近傍Ｘ（図５参照）に、容器本体２１の表下層２１２、表面層２１１および蓋材２２のシール層３１が、容器本体２１の開口部２４方向に押し出されるようにして、コブ状の樹脂溜まり部６が形成されている。
図５に示すように、樹脂溜まり部６は、容器本体２１の表面層２１１の樹脂溜まり６１、表下層２１２の樹脂溜まり６２、および蓋材２２のシール層３１の樹脂溜まり６３が集まって形成されている。容器本体２１の表面層２１１が凝集剥離される開封形態の易開封性容器２０にこのような樹脂溜まり部６を形成させることにより、包装容器として高い密封性を備えた上で、凝集剥離による開封形態を採用して易開封性を良好な状態で維持でき、当該樹脂溜まり部６における蓋材２２と容器本体２１のフランジ部２５との切断が簡便に行われるとともに、内圧による応力がかかる向きと凝集破壊による開封しやすい向きを異ならせることにより、密封性の向上を実現することとなる。
そして、易開封性容器２０のフランジ部２５上面にある環状のヒートシール部２６の内周縁近傍Ｘの全周に樹脂溜まり部６が設けられ、易開封性容器２０の開封開始部４にある環状のヒートシール部２６の外周縁はフラット、若しくは、内周縁近傍Ｘにある樹脂溜まり部６より小さい樹脂溜まりしかない。なお、容器本体２１の開封開始部４以外の部分には、前記環状のヒートシール部２６の外周縁全周にも、内周縁近傍Ｘにある前記樹脂溜まり部６と略同じ大きさの図示しない樹脂溜まり部がある易開封性容器２０では、高密封性、易開封性、および、開封開始部４以外からの蓋材２２の開封防止性に優れる点で好ましい。
（易開封性容器の製造）
次に、上記環状シール盤１を用いて、上記易開封性容器２０を製造する動作について図面を参照して説明する。
易開封性容器２０を製造するにあって、図５に示すような環状シール盤１，１ａを備えたシール装置１０を用いる。容器本体２１のフランジ部２５と蓋材２２とを融着して易開封性容器２０を密封状態とするには、容器本体２１のフランジ部２５に蓋材２２を重ね合わせ、この蓋材２２の上面から、シール装置１０の加熱状態の環状シール盤１を押圧することによりヒートシールが実施されるのであるが、前記したような、開封開始部４のヒートシール部２６の内周縁近傍Ｘにコブ状の樹脂溜まり部６を形成するには、例えば、下記のような方法を用いればよい。
容器本体２１のフランジ部２５と蓋材２２とのヒートシールは、図１に示すように、容器本体２１のフランジ部２５に蓋材２２を重ね合わせ、当該蓋材２２の上部から、加熱状態の環状シール盤１を図１中の矢印方向に押圧することにより実施され、これにより、容器本体２１のフランジ部２５に現れた表面層２１１と蓋材２２のシール層３１が融着される。
より詳細には、図３に示すように、まず、環状シール盤１における傾斜面部１１と曲面部１２との境界Ａに対応する先端１３が蓋材２２に接する。その後、当該境界Ａの内周縁側に形成された曲面部１２が蓋材２２の内側に向かって、また、境界Ａの外周縁側に形成された傾斜面部１１が蓋材２２の外側に向かって押圧していく。これにより、容器本体２１の表面層２１１と当該表面層２１１と隣接する表下層２１２の樹脂成分は、前記の境界Ａの下部から容器本体２１の内側に押し出され、フランジ部２５の環状シール盤１の内周縁が接する位置の近傍、すなわち、容器本体２１のヒートシール部２６の内周縁近傍Ｘに盛り上がったコブ状の樹脂溜まり６１，６２を形成し、また、蓋材２２のシール層３１も追随して樹脂溜まり６３を形成して、これらが樹脂溜まり部６を形成した状態で、容器本体２１のフランジ部２５に現れた表面層２１１と、蓋材２２のシール層３１とがヒートシールされ、両者が融着されることになる。
ここで、シール条件として、シール温度としては、ヒートシールされる材料の種類などにより適宜決定すればよいが、表下層２１２の溶融温度よりも高い温度、一般に、１６０℃以上２４０℃以下程度、より好ましくは１８０℃以上２２０℃以下とすればよい。
同様に、シール圧力は、好ましくは０．９８Ｐａ以上７．８４５Ｐａ以下（１０ｋｇ／ｃｍ２以上８０ｋｇ／ｃｍ２以下）程度、より好ましくは１．９６Ｐａ以上６．８６Ｐａ以下（２０ｋｇ／ｃｍ２以上７０ｋｇ／ｃｍ２以下）、さらに好ましくは２５Ｐａ以上６０Ｐａ以下とすればよい。ここで、押圧力が０．９８Ｐａより弱いと十分な大きさの樹脂溜まりができないおそれがあり、押圧力が７．８４５Ｐａより大きくなっても形成される樹脂溜まりの大きさに大差はなく、押圧エネルギーが増大してしまう不都合があるため、上記範囲に設定される。
なお、環状シール盤１によるヒートシールのみでは、外周縁側から夾雑物が入りやすくなるおそれがある。そのようなことを防止するために、この場合には、環状シール盤１により、前述したコブ状の樹脂溜まり部６を形成しながら、蓋材２２のシール層３１をフランジ部２５の表面層２１１にヒートシールした後に、他の環状シール盤１ａ（図５参照）を用いて、樹脂溜まり部６に、この環状シール盤１ａが当たらず、かつ、環状シール盤１の外周側の図示しない樹脂溜まり部に当たるように押圧して、容器本体２１の表面層２１１と蓋材２２のシール層３１をヒートシールするようにすればよい。この他の環状シール盤１ａを用いることにより、外周縁側から夾雑物が入り込むことを防止できる。
なお、前記した他の環状シール盤１ａのシール面は平滑でも良いが、易開封性を損なわないために、ローレットなどの部分接着が可能な面にしても構わない。
（易開封性容器の開封動作）
図６は、易開封性容器２０が初期開封された状態を示した断面図であり、図７は、当該易開封性容器２０が完全に開封された状態を示した断面図である。
なお、ここでいう「初期開封された状態」とは、凝集剥離された剥離面が樹脂溜まり部６まで達していない状態を指す。
前記のようにして、容器本体２１のフランジ部２５と蓋材２２とを本実施形態の環状シール盤１によりヒートシールして得られた易開封性容器２０を開封開始部４から開封するために、図６に示すように、蓋材２２に対して図６の矢印方向に力Ｆがかかった場合には、容器本体２１の表面層２１１の凝集剥離が進行する。
また、この凝集剥離が樹脂溜まり部６に達したところにおいては、表面層２１１の凝集剥離は、当該表面層２１１と隣接する表下層２１２に形成された樹脂溜まり６２の形状に沿って進行されることになる。
そして、表面層２１１の凝集剥離が、ヒートシール部２６の切断位置にもなる内周縁近傍Ｘにまで達したら、蓋材２２のシール層３１に形成された樹脂溜まり６３の形状に追随するようにして、容器本体２１の表面層２１１の樹脂溜まり６１が切断されることにより、易開封性容器２０における容器本体２１と蓋材２２との開封が容易に行われることになる。
［本実施形態の効果］
前記したような実施形態によれば、次のような効果を奏することができる。
上記実施形態では、シール部１Ａの曲面部１２の曲率半径Ｒを０．５Ｈより大きくしているため、薄肉の容器本体２１に蓋材２２をヒートシールする場合でも、広い面積に渡って樹脂を流動させることでシール部１Ａの内周縁に対応するヒートシール部２６の内周縁近傍Ｘに選択的に樹脂溜まり部６を形成でき、逆に外周縁近傍には形成されないようにでき、密封性の高いヒートシールが得られるとともに、開封時には樹脂溜まりによる開封性が損なわれることを防止でき、容易に開封できる。
すなわち、易開封性容器２０が、開口部２４の周縁にフランジ部２５を配設する容器本体２１と、この容器本体２１のフランジ部２５と蓋材２２が環状にヒートシールされてなるので、高い密封性が維持されるとともに、容器本体２１の表面層２１１が凝集破壊することで、蓋材２２が開封可能とされるため、容器本体２１の表面層２１１とこの表面層２１１に隣接する表下層２１２とを界面剥離させる態様と比較して、初期開封強度も安定し、開封がスムースに進行される。また、開封時に、樹脂溜まり部６にある表面層２１１が伸びて、易開封性容器２０の開封外観が悪くなるという問題の発生を防止することができる。
そして、形成される樹脂溜まり部６は、フランジ部２５のヒートシール部２６の内周縁近傍Ｘには、容器本体２１の表面層２１１、この表面層２１１に隣接する表下層２１２、および蓋材２２のシール層３１の構成樹脂からなるコブ状に形成されているので、高密封性を確保できる。
特に、曲面部１２の曲率半径Ｒを０．５５Ｈ以上０．７５Ｈ以下とすることで、薄肉の容器本体２１でも確実に樹脂溜まり部６を形成でき、密封性の高いヒートシールが確実に得られる。
また、傾斜面部１１をフランジ部２５に重ねられた蓋材２２の被ヒートシール面である表面に対して２°以上２０°以下、より好ましくは３°以上１５°以下、さらに好ましくは６°以上１０°以下で傾斜して設けることで、開封時に表面層の剥離性を損なわないという特有の作用効果を奏する。
そして、表下層２１２の厚さ寸法を３５μｍ以上１００μｍ以下で、１６５℃における損失正接tanδの値を０．１８以上０．５０以下としているので、薄肉の多層シートを用いて容器本体２１を形成しても、ヒートシールしたときに表下層２１２の樹脂が良好に流れて樹脂溜まりを形成でき、ヒートシールの高い密封性が得られる。
特に、上記シール部１Ａを有する環状シール盤１による押圧力を０．９８Ｐａ以上７．８４５Ｐａ以下（１０ｋｇ／ｃｍ２以上８０ｋｇ／ｃｍ２以下）としているので、薄肉の容器本体２１でも、良好な樹脂溜まり部６を形成でき、ヒートとシールの高い密封性が得られる。
そして、製造に際しては環状シール盤１の位置決め等も厳密でないため、生産性も良好であり、高品質の易開封性容器２０を低コストで提供することができる。
［実施形態の変形］
なお、以上説明した態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を備え、目的および効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造および形状等は、本発明の目的および効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状等としても問題はない。本発明は前記した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形や改良は、本発明に含まれるものである。
本発明のシール盤としては、容器本体２１に蓋材２２をヒートシールする構成に限らず、例えば多層シートをヒートシールして製袋するなど、ヒートシールにより樹脂溜まりを形成させる各種用途に利用することができる。
そして、曲面部１２の形状として、先端１３における曲面部１２の接面が水平面Ｙとなるように形成したが、傾斜面部１１が接面となって曲面部１２と傾斜面部１１とが連続するように、先端１３の位置では曲面部１２となっている形状としたり、先端１３の位置で曲面部１２に接する接面が水平面Ｙに対して傾斜面部１１と反対に傾斜するように曲面部１２を形成したりしてもよい。なお、本実施形態の先端１３の位置で曲面部１２の接面が水平面Ｙとなるように形成することで、高密封性、易開封性および、開封開始部４以外からの蓋材２２の開封防止性に優れる易開封性容器２０を製造することができる点で好ましい。
そして、本発明では、包装容器として、凝集剥離を前提とせず、界面剥離する構成などとしてもよい。
界面剥離する構成では、例えば図８，９に示すように、ヒートシール部２６２の外周に外方に尖状に突出する開封開始部２６３を形成するように、環状シール盤１に開封開始部形成部を形成してもよい。このように開封開始部形成部により開封開始部２６３を設けることにより、界面剥離でも尖った開封開始部２６３の先端から容易に開封できる。
また、容器本体２１の表面層２１１が凝集剥離する易開封性容器２０のヒートシールを例示したが、蓋材２２のシール層３１が凝集剥離する構成としてもよい。すなわち、図１０および図１１に示すように、易開封性容器２０ａは、シール層３１を構成する材料として、スチレングラフトプロピレン樹脂、接着性ポリオレフィン樹脂などを使用する。
また、容器本体２１の表面層２１１としては、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂やこれらのブレンド系を使用すればよい。
このようなシール層３１を蓋材２２に、表面層２１１を容器本体２１に採用して両者をヒートシールした場合にあっては、両層２１１，３１が融着する一方、開封の際には、応力に対して弱い蓋材２２のシール層３１が凝集破壊して、開封が良好に行われる。
この図１０および図１１に示す実施形態の易開封性容器２０ａを開封開始部４から開封するには、図１０に示すように、蓋材２２に対して図１０の矢印方向に力Ｆがかかるようにすると、蓋材２２のシール層３１の凝集剥離が進行していくことになる。そして、開封が樹脂溜まり部６に達したところにおいては、当該シール層３１の凝集剥離は、当該シール層３１とヒートシールされた容器本体２１の表面層２１１に形成された樹脂溜まり６１の形状に沿って進行されることになる。
蓋材２２のシール層３１の凝集剥離がヒートシール部２６の切断位置にもなる内周縁近傍Ｘにまで達した後は、シール層３１の樹脂溜まり６３が切断されることにより、易開封性容器２０ａにおける容器本体２１と蓋材２２との開封が容易に行われることになる。
さらに、開封に際し、容器本体２１の表面層２１１と蓋材２２のシール層３１の両層が凝集破壊されて開封される場合も含む。さらに、容器本体２１の表面層２１１と、表下層２１２が同一部材である場合でも、前記同一部材が蓋材２２のシール層３１とヒートシール可能で、蓋材２２を開封する際に、蓋材２２のシール層３１が凝集破壊する場合は、前述した本発明の効果が期待できるため、本発明に含まれる。
また、凝集剥離される容器本体２１の表面層２１１や蓋材２２のシール層３１の構成材料も、前記した実施形態で示した例のほか、例えば、表面層２１１はポリプロピレンとエチレン・メタクリル酸共重合体やエチレン・テトラシクロドデセン共重合体のブレンド系、シール層３１は飽和共重合ポリエステル系樹脂を使用することができる。
そして、上記実施形態の容器本体２１の層構成（表面層２１１／表下層２１２／基材層２１３）に限らず、例えば以下に示す層構成としてもよい。
すなわち、
（ａ）表面層２１１／表下層２１２
（ｂ）表面層２１１／表下層２１２／基材層２１３／バリア層
（ｃ）表面層２１１／表下層２１２／基材層２１３／バリア層／基材層２１３
（ｄ）表面層２１１／表下層２１２／基材層２１３／バリア層／基材層２１３／表下層２１２
（ｅ）表面層２１１／表下層２１２／基材層２１３／バリア層／基材層２１３／表下層２１２／表面層２１１
（ｆ）表面層２１１／表下層２１２／基材層２１３／接着層／バリア層／接着層／基材層２２３／表下層２１２
などの構成が挙げられる。上記（ｄ）〜（ｆ）の構造のように、層構成中に複数の基材層が繰り返し設けられていてもよい。このうち、断面対象構造となる上記（ｅ）の構造が製膜安定性という理由から好適である。
同様に、蓋材２２の層構成（外層３２／シール層３１）に限らず、外層３２／バリア層／シール層３１、あるいは第１外層３２／第２外層３２／シール層３１の構成などが挙げられる。
また、表下層２１２は、厚さ寸法が３５μｍ以上１００μｍ以下であり、１６５℃における損失正接tanδの値が０．１８以上０．３５以下に限られるものではなく、適宜設定される。
その他、本発明の実施における具体的な構造および形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
次に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例等の記載内容に何ら制約されるものではない。
上記実施形態の環状シール盤１におけるＲ加工（曲面部１２）を異なる形状で形成したものを用い、下記の材料および方法により、全体形状を図４、また、開封開始部４の断面構成を図５に示す易開封性容器２０を製造し、ヒートシールについて比較検討した。
［実施例１］
（環状シール盤の仕様）
シール幅： ３ｍｍ
傾斜角度θ（傾斜面部１１）： ６°
Ｒ加工（曲面部１２）： ０．５５Ｈ（１．６５ｍｍＲ）
（試験体：易開封性容器２０）
（容器本体２１）
共押出成形により、以下の表面層２１１／表下層２１２／基材層２１３からなる、厚さが６００μｍの積層体を成形した。この積層体を用いて、プラグアシスト真空成形により、１３０ｍｍ×１５０ｍｍ×３０ｍｍのフランジ付の容器本体２１を成形した。なお、この容器本体２１は、開口部２４に対して幅１５ｍｍのフランジ部２５を有し、略長方形のトレー状となるように形成されている。
表面層２１１：ポリプロピレン（７０質量％）＋エチレンアクリル酸エステル−無水マレイン酸共重合体（３０質量％） （２０μｍ）
表下層２１２：ポリプロピレン（８０質量％）＋ポリエチレン（２０質量％） （１００μｍ）
基材層２１３：ポリプロピレン（１５０μｍ）／接着性樹脂（５μｍ）／エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）（３０μｍ）／接着性樹脂（５μｍ）／ポリプロピレン（３００μｍ）の積層体
（蓋材２２）
シール層３１：ポリエチレン（６０μｍ）
外層３２：ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）（１２μｍ）／ポリアミド（ナイロン）（１５μｍ）（ＰＥＴ／Ｎｙ／ＰＥの順）
上記得られた容器本体２１の開口部２４周縁のフランジ部２５に対して、上記蓋材２２を載置して、下記のシール条件を用い、また、環状シール盤１としては、図２に示したように、傾斜面部１１と曲面部１２が全周に形成された環状シール盤（シールリング）の曲面部１２の曲率半径Ｒの大きさが下記の形状のものを使用して、蓋材２２を容器本体２１のフランジ部２５に対してヒートシールして、易開封性容器２０を製造した。
なお、この構成の容器本体２１と蓋材２２を使用すると、開封時は、容器本体２１の表面層２１１の凝集破壊により剥離が進行する凝集剥離が行われる。
（シール条件）
シール温度： ２００℃
シール圧力： ２００ｋｇ／個
時間： ２．０秒
ヒートシールの回数： １回
［実施例２］
実施例１において、Ｒ加工（曲面部１２）を０．６０Ｈ（１．８ｍｍＲ）とした以外は、実施例１と同様な方法を用いて、易開封性容器２０を製造した。
［実施例３］
実施例１において、Ｒ加工（曲面部１２）を０．７０Ｈ（２．１ｍｍＲ）とした以外は、実施例１と同様な方法を用いて、易開封性容器２０を製造した。
［実施例４］
実施例１において、Ｒ加工（曲面部１２）を０．７５Ｈ（２．２５ｍｍＲ）とした以外は、実施例１と同様な方法を用いて、易開封性容器２０を製造した。
［比較例１］
実施例１において、Ｒ加工（曲面部１２）を０．３０Ｈ（０．９ｍｍＲ）とした以外は、実施例１と同様な方法を用いて、易開封性容器を製造した。
［比較例２］
実施例１において、Ｒ加工（曲面部１２）を０．４０Ｈ（１．２ｍｍＲ）とした以外は、実施例１と同様な方法を用いて、易開封性容器を製造した。
［比較例３］
実施例１において、Ｒ加工（曲面部１２）を０．８５Ｈ（２．２５ｍｍＲ）とした以外は、実施例１と同様な方法を用いて、易開封性容器を製造した。
［試験例１］
前記のようにして得られた実施例１〜４および比較例１〜３の開封強度、開封時の開封外感、および、内圧強度を下記の基準にて比較・評価した。結果を表１に示す。
（開封性）
図１２（Ａ）に示すように、容器の隅角（開封開始部）を１５ｍｍ幅に切断して試験サンプルとし、当該サンプルを、フランジ部の外側（フランジ部の外周縁側）から内側（容器本体の開口部側）（図１２（Ａ）の矢印方向）へオートグラフ引張試験機を用いて、１３５°剥離で３００ｍｍ／ｍｉｎの条件で測定した。試験は、ｎ＝６で行った。
また、実施例４については、開封開始部でない任意の位置（非開封部）についてもサンプルを作成して、同様に測定した。開封強度の評価は、以下の３段階で評価した。なお、開封外観の基準は、開封時に蓋材または容器本体に突起物があり見た目が悪いものを開封外観の悪いものとし、開封時に突起物等のないものを開封外観良好とした。その結果を、以下の表１に示す。
◎：開封が軽く、開封外観も良好である。
○：開封が軽いが、開封外観がやや悪い。
×：開封できない。フィルムが破れる。
（内圧強度）
易開封性容器に加圧空気を１．０±０．２リットル／ｍｉｎで注入し、当該容器が破裂したときの圧力（ＭＰａ）を測定した。試験は、破裂強度試験機（株式会社サン科学製）を用い、ｎ＝５で行った。内圧強度の評価は、以下の４段階で評価した。その結果を、以下の表１に示す。
◎：内圧強度が非常に高い。（０．０８ＭＰａ以上）
○：内圧強度が高い。（０．０４〜０．０８ＭＰａ）
△：内圧強度がやや低い。（０．０１５〜０．０４ＭＰａ）
×：内圧強度が低い。（０．０１５ＭＰａ以下）
（結果）
Figure 0006122274
表１に示すように、実施例１〜実施例４の易開封性容器は、開封強度が適度であり、易開封性に優れるとともに、また、フランジ部の内側から外側（図１２（Ｂ）の矢印方向）へのシール強度も大きく、また、内圧強度も高く、高密封性を備えていた。
従って、実施例１〜実施例４の易開封性容器は、易開封性と高密封性を兼ね備えた容器であることが確認できた。更には、実施例１〜実施例４の易開封性容器の開封外観も、概ね良好であった。
一方、ヒートシール部の内周縁近傍にコブ状の樹脂溜まり部６が形成されない比較例１，２は、良好な開封外観を示すものの、シール強度が高くなく高い密封性が得られなかった。また、比較例３では、高い内圧強度が得られ、高密封性が得られるものの、開封時に蓋材が破れて易開封性が得られなかった。
従って、比較例で得られた易開封性容器は、易開封性と高密封性を兼ね備えたものではなく、実施例で得られた、高密封性と易開封性を兼ね備えた実施例１〜４の易開封性容器と比較すると劣るものであった。
本発明のシール盤は、当該シール盤によりシールされた易開封性容器が高密封性と易開封性を併せ持つので、例えば、レトルト食品等の各種食品や薬品、化粧品等に包装容器として広く利用することができる易開封性容器を提供するものである。
１ シール盤である環状シール盤
１Ａ シール部
１０ シール装置
１１ 斜面としての傾斜面部
１２ 曲面である曲面部
２０，２０ａ 容器である易開封性容器
２１ 容器本体
２２ 蓋材
２４ 開口部
２５ フランジ部
３１ シーラント層としてのシール層
３２ 基材層としての外層
２１１ 表面層
２１２ 表下層

Claims (10)

  1. 基盤部とその一方の面に環状形状のシール部を設けたシール盤であって、
    前記シール部は、前記環状形状の内周縁に被ヒートシール面に向けて凸形状に形成された凸曲面と、当該凸曲面の頂点から連続して設けられ、外周縁に向かって傾斜した平面である斜面とを備え、
    前記凸曲面の曲率半径Ｒは、前記環状形状の内周縁から外周縁までを距離Ｈとしたとき、０．５５Ｈ以上０．７５Ｈ以下である
    ことを特徴とするシール盤。
  2. 請求項１に記載のシール盤において、
    前記斜面は、前記被ヒートシール面に対して２°以上２０°以下に傾斜して設けられている
    ことを特徴とするシール盤。
  3. 請求項１または請求項２に記載のシール盤において、
    前記シール部は、外周側に開封開始端形成部を備えている
    ことを特徴とするシール盤。
  4. 請求項３に記載のシール盤において、
    前記開封開始端形成部は、外周側に向けて尖状に形成されている
    ことを特徴とするシール盤。
  5. 開口部の周縁にフランジ部を配設する容器本体と蓋材とを、前記フランジ部でヒートシールするシール方法であって、
    請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のシール盤を、前記蓋材を介して前記フランジ部に押圧してヒートシールする
    ことを特徴とするシール方法。
  6. 請求項５に記載のシール方法であって、
    前記容器本体は、表面層と当該表面層に隣接する表下層との少なくとも二層を備え、
    前記蓋材は、シーラント層と基材層との少なくとも二層を備え、
    前記表下層の溶融温度よりも高い温度でヒートシールする
    ことを特徴とするシール方法。
  7. 請求項５または請求項６に記載のシール方法であって、
    前記シール盤の押圧力は、０．９８Ｐａ以上７．８４５Ｐａ以下（１０ｋｇ／ｃｍ２以上８０ｋｇ／ｃｍ２以下）である
    ことを特徴とするシール方法。
  8. 請求項５から請求項７までのいずれか一項に記載のシール方法であって、
    前記フランジ部の厚さ寸法は、２００μｍ以上２０００μｍ以下である
    ことを特徴とするシール方法。
  9. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のシール盤を備えている
    ことを特徴とするシール装置。
  10. 開口部の周縁にフランジ部を配設する容器本体と蓋材とを備えた容器を製造する製造方法であって、
    前記容器本体のフランジ部と前記蓋体とを、請求項５から請求項８までのいずれか一項に記載のシール方法によりヒートシールする
    ことを特徴とする容器の製造方法。
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