以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴について独立して発明が成立する。
図1〜図2に示すように、本発明の一実施形態の積層剥離容器1は、容器本体3と、弁部材5を備える。容器本体3は、内容物を収容する収容部7と、収容部7から内容物を吐出する口部9を備える。
図3に示すように、 容器本体3は、収容部7及び口部9において、外層11と内層13を備えており、外層11によって外殻12が構成され、内層13によって内袋14が構成される。内容物の減少に伴って内層13が外層11から剥離することによって、内袋14が外殻12から剥離して収縮する。
図4に示すように、口部9は、雄ネジ部9dが設けられている。雄ネジ部9dには、雌ねじを有するキャップやポンプなどが取り付けられる。図4には、インナーリング25を有するキャップ23の一部を図示している。インナーリング25の外径は、口部9の内径と略同じであり、インナーリング25の外面が口部9の当接面9aに当接することによって内容物の漏れ出しが防がれる。本実施形態では、口部9の先端には拡径部9bが設けられており、拡径部9bでの内径は、当接部9eでの内径よりも大きくなっているため、インナーリング25の外面は、拡径部9bには接触しないようになっている。口部9に拡径部9bがない場合は、口部9の内径が製造時のバラツキによってわずかでも小さくなった場合にはインナーリング25が外層11と内層13の間に入り込んでしまうという不具合が生じる場合があったが、口部9に拡径部9bがある場合は、口部9の内径が若干ばらついてもそのような不具合が生じない。
また、口部9は、当接部9eよりも収容部7に近い位置に、内層13のズレ落ちを抑制する内層支持部9cを備える。内層支持部9cは、口部9にくびれを設けることによって形成される。口部9に拡径部9bを設けた場合であっても、インナーリング25と内層13との摩擦によって内層13が外層11から剥離してしまう場合がある。本実施形態では、このような場合でも、内層支持部9cによって内層13のズレ落ちが抑制されるので、内袋14が外殻12内に脱落してしまうことを抑制することができる。
図3〜図5に示すように、収容部7は、前記収容部の長手方向に向かって断面形状が略一定である胴部19と、胴部19と口部9の間を繋ぐ肩部17を備える。肩部17には、折り曲げ部22が設けられている。折り曲げ部22は、図3に示す折り曲げ角度αが140度以下であり且つ容器内面側の曲率半径が4mm以下である部分である。折り曲げ部22が無い場合、内層13と外層11の間の剥離が胴部19から口部9にまで広がって、口部9においても内層13と外層11が剥離されてしまう場合がある。しかし、口部9において、内層13と外層11が剥離すると内袋14が外殻12内に脱落してしまう原因になるので、口部9での内層13と外層11の剥離は望ましくない。本実施形態では、折り曲げ部22が設けられているので、内層13と外層11の間の剥離が胴部19から折り曲げ部22まで広がると、図5に示すように内層13が折り曲げ部22で折れ曲がってしまい、内層13を外層11から剥離する力が折り曲げ部22の上側の部分に伝達されず、その結果、折り曲げ部22よりも上側の部分での内層13と外層11の間の剥離が抑制される。なお、図3〜図5では、肩部17に折り曲げ部22を設けているが、折り曲げ部22は、肩部17と胴部19の境界に設けてもよい。
折り曲げ角度αの下限は、特に規定されないが、製造の容易さを考慮すると90度以上であることが好ましい。曲率半径の下限も特に規定されないが、製造の容易さを考慮すると0.2mm以上であることが好ましい。また、口部9での内層13と外層11の剥離をより確実に防ぐべく、折り曲げ角度αは120度以下であることが好ましく、曲率半径は、2mm以下であることが好ましい。折り曲げ角度αは、具体的には例えば、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140度であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。曲率半径は、具体的には例えば、0.2、0.4、0.6、0.8、1、1.2、1.4、1.6、1.8、2mmであり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
図4に示すように、折り曲げ部22は、容器中心軸Cから折り曲げ部22での容器内面までの距離L2が、容器中心軸Cから口部9での容器内面までの距離L1の1.3倍以上になる位置に設けられる。本実施形態の積層剥離容器1は、ブロー成形によって形成されるものであり、L2/L1が大きいほど折り曲げ部22でのブロー比が大きくなって肉厚が薄くなるので、L2/L1≧1.3とすることによって、折り曲げ部22での内層13の肉厚が十分に薄くなり、折り曲げ部22において内層13がより折れ曲がりやすくなり、口部9での内層13と外層11の剥離がより確実に防止される。L2/L1は、例えば1.3〜3であり、1.4〜2が好ましい。L2/L1は、具体的には例えば、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.5、3であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
一例では、口部9での肉厚は0.45〜0.50mmであり、折り曲げ部22での肉厚は、0.25〜0.30mmであり、胴部19での肉厚は、0.15〜0.20mmである。このように、折り曲げ部22の肉厚が口部9での肉厚よりも十分に小さいことによって折り曲げ部22がその機能を効果的に発揮する。
ところで、図4に示すように、収容部7には、外殻12と内袋14の間の中間空間21と、容器本体3の外部空間Sとの間の空気の出入りを調節する弁部材5が設けられている。外殻12には、収容部7において中間空間21と外部空間Sを連通する外気導入孔15が設けられている。外気導入孔15は、外殻12にのみ設けられた貫通孔であり、内袋14には到達していない。図4及び図8に示すように、弁部材5は、外気導入孔15内に配置される軸部5aと、外気導入孔15を閉塞可能な形状を有し且つ中間空間21に配置される蓋部5cと、軸部5aの外部空間S側に設けられ且つ弁部材5が外殻12の内側に入り込むことを防ぐ係止部5bを備える。軸部5aの直径は、外気導入孔15の直径よりも小さく、蓋部5cの直径は、外気導入孔15の直径よりも大きい。係止部5bは、一対の基部5b1と、基部5b1の間に設けられたブリッジ部5b2を備える。軸部5aは、ブリッジ部5b2に設けられる。
蓋部5cは、外殻12を圧縮した際に外気導入孔15を閉塞させるように構成され、軸部5aに近づくにつれて断面積が小さくなるようにテーパー面5dを備える。図8(c)に示すテーパー面5dの傾斜角度βは、軸部5aが延びる方向Dに対して15〜45度であることが好ましく、20〜35度がさらに好ましい。傾斜角度βが大きすぎるとエアー漏れが生じやすく、小さすぎると弁部材5が長くなってしまうからである。
また、係止部5bは、図8(d)に示すように、外気導入孔15に装着した状態で、基部5b1が当接面5eで外殻12に当接し且つブリッジ部5b2が撓むように構成される。このような構成によれば、ブリッジ部5b2には矢印FOで示すように容器から離れる方向の復元力が生じ、これによって蓋部5cに同じ方向の付勢力が働いて、蓋部5cが外殻12に押し付けられる。
この状態では、蓋部5cは外殻12に軽く押し付けられているだけであるが、外殻12を圧縮すると、中間空間21内の圧力が外圧よりも高くなって、この圧力差によって蓋部5cが外気導入孔15に対してさらに強く押し付けられて、蓋部5cが外気導入孔15を閉塞する。蓋部5cにはテーパー面5dが設けられているので、蓋部5cが容易に外気導入孔15に嵌って外気導入孔15を閉塞する。
この状態で外殻12をさらに圧縮すると、中間空間21内の圧力が高まり、その結果、内袋14が圧縮されて、内袋14内の内容物が吐出される。また、外殻12への圧縮力を解除すると、外殻12が自身の弾性によって復元しようとする。外殻12の復元に伴って中間空間21内が減圧されることによって、図8(e)に示すように、蓋部5cに対して容器内側方向の力FIが加わる。これによって、ブリッジ部5b2の撓みが大きくなると共に蓋部5cと外殻12との間に隙間Zが形成され、ブリッジ部5b2と外殻12の間の通路5f、外気導入孔15、隙間Zを通って中間空間21内に外気が導入される。
弁部材5は、蓋部5cが外気導入孔15を押し広げながら、蓋部5cを中間空間21内に挿入することによって容器本体3に装着することができる。そのため、蓋部5cの先端は、先細り形状になっていることが好ましい。このような弁部材5は、容器本体3の外側から蓋部5cを中間空間21内に押し込むだけで装着可能なので、生産性に優れている。また、弁部材5は、図8(a)に示すパーティングラインLに沿って矢印X方向に分割する簡易な構成の分割金型を用いて射出成形などによって成形可能であるので、生産性に優れている。
収容部7は、弁部材5を取り付けた後にシュリンクフィルムで覆われる。この際に、弁部材5がシュリンクフィルムに干渉しないように、弁部材5は、収容部7に設けられた弁部材取付凹部7aに装着される。また、弁部材取付凹部7aがシュリンクフィルムで密閉されてしまわないように弁部材取付凹部7aから口部9の方向に延びる空気流通溝7bが設けられる。
弁部材取付凹部7aは、外殻12の肩部17に設けられる。肩部17は、傾斜面となっており、弁部材取付凹部7a内には、平坦領域FRが設けられる。平坦領域FRは、肩部17の傾斜面と略平行になるように設けられるので、平坦領域FRも傾斜面になっている。外気導入孔15は、弁部材取付凹部7a内の平坦領域FRに設けられるので、外気導入孔15は、傾斜面に設けられる。外気導入孔15が例えば胴部19の垂直面に設けられると、一旦剥離した内袋14が弁部材5に接触して弁部材5の移動を妨げる恐れがあるが、本実施形態では、外気導入孔15が傾斜面に設けられているので、そのような恐れがなく、弁部材5のスムーズな移動が確保される。なお、傾斜面の傾斜角度は特に限定されないが、45〜89度が好ましく、55〜85度がより好ましく、60〜80度がさらに好ましい。
また、図1(c)に示すように、弁部材取付凹部7a内の平坦領域FRは、外気導入孔15の周囲3mm以上(好ましくは3.5mm又は4mm以上)の幅Wに渡って設けられる。例えば、外気導入孔15がφ4mmで、外気導入孔15を平坦領域FRの中心に形成する場合、弁部材取付凹部7aはφ10mm以上とする。平坦領域FRの幅Wの上限は、特に規定されないが、平坦領域FRの幅Wが大きくなるに伴って弁部材取付凹部7aの面積が大きくなり、その結果、外殻12とシュリンクフィルムの間の隙間の面積も広くなるので、幅Wは、大きすぎないことが好ましく、上限は、例えば10mmである。従って、幅Wは、例えば、3〜10mmであり、具体的には例えば、3、3.5、4、4.5、5、6、7、8、9、10mmであり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
また、本発明者による実験によれば、外殻12の外表面側での平坦領域FRが広いほど、外殻12の内表面の曲率半径が大きくなり、外殻の外表面側に外気導入孔15の周囲3mm以上の範囲に渡って平坦領域FRが設けられる場合には、外殻12の内表面の曲率半径が十分に大きくなり、その結果が外殻12と弁部材5との間の密着性が向上することが分かった。外殻12の内表面の曲率半径は、外気導入孔15の周囲2mmの範囲内で200mm以上であることが好ましく、250mm以上、又は300mm以上であることがさらに好ましい。曲率半径がこのような値である場合、外殻12の内表面が実質的に平坦となり、外殻12と弁部材5との間の密着性が良好であるからである。
図1(b)に示すように、収容部7の底面29には、中央凹領域29aと、その周囲に設けられる周縁領域29bが設けられ、中央凹領域29aには、底面29から突出する底シール突出部27が設けられる。図6(a)〜(b)に示すように、底シール突出部27は、外層11と内層13を備える円筒状の積層パリソンを用いたブロー成形における、積層パリソンのシール部である。底シール突出部27は、底面29側から順にはベース部27dと、薄肉部27aと、薄肉部27aよりも肉厚が大きい厚肉部27bを備える。
ブロー成形の直後は、底シール突出部27は、図6(a)に示すように、周縁領域29bによって規定される面Pに対して略垂直に立っている状態であるが、この状態では、容器に衝撃が加わったときに、溶着部27cにおける内層13同士が分離されやすく、耐衝撃性が不十分である。そこで、本実施形態では、ブロー成形後に底シール突出部27に熱風を吹き付けることによって薄肉部27aを軟化させて図6(b)に示すように、薄肉部27aにおいて底シール突出部27を折り曲げている。このように、単に、底シール突出部27を折り曲げるという単純な工程によって底シール突出部27の耐衝撃性を向上させている。また、図6(b)に示すように、底シール突出部27は、折り曲げられた状態で周縁領域29bによって規定される面Pから突出しないようになっている。これによって、積層剥離容器1を立てた時に、底シール突出部27が面Pからはみ出して積層剥離容器1がグラグラすることが防止される。
なお、ベース部27dは、薄肉部27aよりも底面29側に設けられ且つ薄肉部27aよりも肉厚の部分であり、ベース部27dは、なくてもよいが、ベース部27d上に薄肉部27aを設けることによって底シール突出部27の耐衝撃性をさらに向上させることができる。
また、図1(b)に示すように、底面29の凹領域は、底シール突出部27の長手方向において底面29全体を横切るように設けられる。つまり、中央凹領域29aと周縁凹領域29cがつながっている。このような構成によって、底シール突出部27を折り曲げやすくなっている。
次に、容器本体3の層構成についてさらに詳細に説明する。容器本体3は、外層11と内層13を備える。外層11は、復元性が高くなるように、内層13よりも肉厚に形成される。
外層11は、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体及びその混合物などで構成される。外層11は、単層又は複数層構成であり、その最内層と最外層の少なくとも一方に滑剤を含有することが好ましい。外層11が単層構成の場合、その単層が最内層であり且つ最外層であるので、その層に滑剤を含有させればよい。外層11が2層構成の場合、容器内面側の層が最内層となり、容器外面側の層が最外層となるので、その少なくとも一方に滑剤を含有させればよい。外層11が3層以上で構成される場合、最も容器内面側の層が最内層であり、最も容器外面側の層が最外層となる。外層11は、図7に示すように、最内層11bと最外層11aの間にリプロ層11cを備えることが好ましい。リプロ層とは、容器の成形時にでたバリをリサイクルして使用した層をいう。外層11が複数層構成の場合、その最内層と最外層の両方に滑剤を含有することが好ましい。
滑剤としては、一般に滑剤として市販されているものを使用することができ、炭化水素系、脂肪酸系、脂肪族アマイド系、金属石鹸系の何れであってもよく、2種以上を併用してもよい。炭化水素系滑剤としては、流動パラフィン、パラフィンワックス、合成ポリエチレンワックスなどが挙げられる。脂肪酸系滑剤としては、ステアリン酸やステアリルアルコールなどが挙げられる。脂肪族アマイド系滑剤としては、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミドの脂肪酸アミドや、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミドのアルキレン脂肪酸アミドなどが挙げられる。金属石鹸系滑剤としては、ステアリン酸金属塩などが挙げられる。
外層11の最内層は、内層13に接触する層であり、外層11の最内層に滑剤を含有させることによって外層11と内層13の間の剥離性を向上させて、積層剥離容器の内容物の吐出性を向上させることができる。一方、外層11の最外層は、ブロー成形の際に金型に接触する層であり、外層11の最外層に滑剤を含有させることによって離型性を向上させることができる。
外層11の最内層と最外層の一方又は両方は、プロピレンと別のモノマーとの間のランダム共重合体で形成することができる。これによって、外殻12の形状復元性・透明性・耐熱性を向上させることができる。
ランダム共重合体は、プロピレン以外のモノマーの含有量が、50mol%よりも小さいものであり、5〜35mol%が好ましい。この含有量は、具体的には例えば、5、10、15、20、25、30mol%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。プロピレンと共重合されるモノマーとしては、ポリプロピレンのホモポリマーに比べた場合のランダム共重合体の耐衝撃性を向上させるものであればよく、エチレンが特に好ましい。プロピレンとエチレンのランダム共重合体の場合、エチレンの含有量は、5〜30mol%が好ましく、具体的には例えば、5、10、15、20、25、30mol%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。ランダム共重合体の重量平均分子量は、10〜50万が好ましく、10〜30万がさらに好ましい。この重量平均分子量は、具体的には例えば、10、15、20、25、30、35、40、45、50万であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
また、ランダム共重合体の引張弾性率は、400〜1600MPaが好ましく、1000〜1600MPaが好ましい。引張弾性率がこのような範囲の場合に、形状復元性が特に良好であるからである。引張弾性率は、具体的には例えば、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600Mpaであり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
尚、容器が過度に硬いと、容器の使用感が悪くなるため、ランダム共重合体に、例えば、直鎖状低密度ポリエチレンなどの柔軟材料を混合して使用してもよい。ただし、ランダム共重合体に対して混合する材料は、ランダム共重合体の有効な特性を大きく阻害することのなきよう、混合物全体に対して50重量%未満となるように混合することが好ましい。例えば、ランダム共重合体と直鎖状低密度ポリエチレンとを85:15の重量割合で混合した材料を使用することができる。
図7に示すように、内層13は、容器外面側に設けられたEVOH層13aと、EVOH層13aの容器内面側に設けられた内面層13bと、EVOH層13aと内面層13bの間に設けられた接着層13cを備える。EVOH層13aを設けることでガスバリア性、及び外層11からの剥離性を向上させることができる。
EVOH層13aは、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)樹脂からなる層であり、エチレンと酢酸ビニル共重合物の加水分解により得られる。EVOH樹脂のエチレン含有量は、例えば25〜50mol%であり、酸素バリア性の観点から32mol%以下が好ましい。エチレン含有量の下限は、特に規定されないが、エチレン含有量が少ないほどEVOH層13aの柔軟性が低下しやすいので25mol%以上が好ましい。また、EVOH層13aは、酸素吸収剤を含有することが好ましい。酸素吸収剤をEVOH層13aに含有させることにより、EVOH層13aの酸素バリア性をさらに向上させることができる。
EVOH樹脂の融点は、外層11を構成する樹脂の融点よりも高いことが好ましい。加熱式の穿孔装置を用いて外層11に外気導入孔15を形成する場合に、EVOH樹脂の融点を外層11を構成する樹脂の融点よりも高くすることによって、外層11に外気導入孔15を形成する際に、孔が内層13にまで到達することを防ぐことができる。この観点から、(EVOHの融点)−(外層11を構成する樹脂の融点)の差は大きい方がよく、15℃以上であることが好ましく、30℃以上であることが特に好ましい。この融点の差は、例えば5〜50℃であり、具体的には例えば、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50℃であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
内面層13bは、積層剥離容器1の内容物に接触する層であり、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体及びその混合物などのポリオレフィンからなり、低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンからなることが好ましい。内面層13bを構成する樹脂の引張弾性率は、50〜300MPaが好ましく、70〜200MPaが好ましい。引張弾性率がこのような範囲の場合に、内面層13bが特に柔軟であるからである。引張弾性率は、具体的には例えば、具体的には例えば、50、100、150、200、250、300Mpaであり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
接着層13cは、EVOH層13aと内面層13bとを接着する機能を有する層であり、例えば上述したポリオレフィンにカルボキシル基を導入した酸変性ポリオレフィン(例:無水マレイン酸変性ポリエチレン)を添加したものや、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)である。接着層13cの一例は、低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンと、酸変性ポリエチレンの混合物である。
次に、本実施形態の積層剥離容器1の製造方法の一例を説明する。
まず、図9(a)に示すように、製造すべき容器本体3に対応する積層構造(一例は、容器内面側から順に、PE層/接着層/EVOH層/PP層/リプロ層/PP層の積層構造)を備えた溶融状態の積層パリソンを押出し、この溶融状態の積層パリソンをブロー成形用の分割金型にセットし、分割金型を閉じる。
次に、図9(b)に示すように、容器本体3の口部9側の開口部にブローノズルを挿入し、型締めを行った状態で分割金型のキャビティー内にエアーを吹き込む。
次に、図9(c)に示すように、分割金型を開いて、ブロー成形品を取り出す。分割金型は、弁部材取付凹部7a、空気流通溝7b、底シール突出部27などの容器本体3の各種形状がブロー成形品に形成されるようなキャビティー形状を有する。また、分割金型には、底シール突出部27の下側にピンチオフ部が設けられており、底シール突出部27の下側の部分に下バリが形成されるので、これを除去する。以上の工程によって、外殻12と内袋14とを有する容器本体3が形成される(容器本体形成工程)。
次に、図9(d)に示すように、取り出した容器本体3を整列させる。
次に、図10(a)〜(c)に示すように、穿孔装置2を用いて、容器本体3の外殻12に外気導入孔15を形成する(外気導入孔形成工程)。以下、この工程について詳細に説明する。
まず、図10(a)に示すように、容器本体3を穿孔装置2に近接した位置にセットする。穿孔装置2は、本体部31と先端部32を有する穴あけドリル30と、伝達ベルト2bを通じて穴あけドリル30を回転駆動するモーター2cを備える。穿孔装置2は、サーボモータの回転によって穿孔装置2を単軸移動させるサーボシリンダ(図示せず)によって支持されており、図10(a)の矢印X1方向及び図10(c)の矢印X2方向に移動可能に構成されている。このような構成によって、穴あけドリル30を回転させながら、その先端部32を容器本体3の外殻12に押し付けることが可能になっている。また、穿孔装置2の位置と移動速度をサーボモータによって制御することによって、タクトタイムを短縮することが可能になっている。
穴あけドリル30には、本体部31から先端部32に渡って延びる空洞33が設けられており(図11〜図12を参照)、空洞33に連通する通気パイプ2eが連結されている。通気パイプ2eは、図示しない吸排気装置に連結されている。これによって、穴あけドリル30内部からのエアー吸引及び穴あけドリル30内部へのエアーの吹込が可能になっている。
穴あけドリル30の先端部32は、図11〜図12に示すように、断面C字状の筒状である。先端部32には、平坦面34と切欠部37が設けられており、切欠部37の側面が刃部38となっている。先端部32の側面32aは、図11に示すように、平坦面34に対して垂直になっていてもよく、図12に示すように、平坦面34に近づくにつれて中心に向かって傾斜するテーパー面になっていてもよい。後者の場合、形成される外気導入孔15の縁が外側に向かって拡がるテーパー面となるので、弁部材5を挿入しやすいという利点がある。
平坦面34の半径方向の幅Wは、0.1〜0.2mmが好ましく、0.12〜0.18mmがさらに好ましい。幅Wが小さすぎると穿孔時に内袋14が傷つきやすく、幅Wが大きすぎると刃部38が外殻12に接触しにくくなるので、穿孔をスムーズに行いにくい。切欠部37を設ける範囲は、60〜120度が好ましく、75〜105度がさらに好ましい。この範囲が大きすぎると穿孔時に内袋14が傷つきやすく、この範囲が小さすぎると穿孔をスムーズに行いにくい。刃部38における外接面P1に対する傾斜面P2の角度αは、30〜65度が好ましく、40〜55度がさらに好ましい。角度αが小さすぎると穿孔時に内袋14が傷つきやすく、角度αが大きすぎると穿孔をスムーズに行いにくい。
また、先端部32の内面35には、先端に向かって広がるテーパー面36が設けられている。これによって、穿孔時に発生する切除片15a(図10(c)を参照)が容器本体3側に残らず、内面35側に移行しやすくなっている。平坦面34に対するテーパー面36の角度は、95〜110度が好ましく、95〜105度がさらに好ましい。言い換えると、図11(e)に示すように、穴あけドリル30の回転軸に平行な方向Xに対するテーパー面36の角度βは、5〜20度が好ましく、5〜15度がさらに好ましい。さらに、内面35には深さ0.05〜0.1mmで幅0.1〜0.2mmの凹形又はV形の略環状の溝39を、平坦面34に垂直な方向(穴あけドリル30の回転軸に平行な方向X)に0.2〜1mmピッチで施すことが好ましく、この場合、切除片15aがさらに内面35に移行しやすくなる。溝39のピッチは、さらに好ましくは、0.3〜0.7mmである。また、内面35にはブラスト処理が施すことが好ましく、切除片15aがさらに内面35に移行しやすくなる。
次に、図10(b)に示すように、穴あけドリル30を回転させながら平坦面34を外殻12に押し付ける。この際に、平坦面34が外殻12に少しめり込む。その結果、外殻12が部分的に切欠部37に入り込んで、刃部38が外殻12に接触して、外殻12が切り込まれる。平坦面34が外殻12と内袋14の境界に到達すると、外殻12が円形にくり抜かれて丸穴状の外気導入孔15が形成される。この際、穴あけドリル30の内部のエアーを吸引することによって、外殻12がくり抜かれて形成される切除片15aが、穴あけドリル30の空洞33内に吸引される。
平坦面34が外殻12と内袋14の境界に到達した後に、平坦面34を内袋14に対して押し付けると、内袋14は外殻12から剥離されて容器本体3の内側に向かって容易に変形するので、平坦面34が内袋14にめり込むことがなく、内袋14には刃部38が接触せず、内袋14が傷つけられることが抑制される。
本実施形態では、穴あけドリル30は加熱せずに用いており、これによって外気導入孔15の縁が溶融されず、縁がシャープに形成されるという利点がある。また、穴あけドリル30と外殻12との摩擦によって発生する熱による影響を抑制するために、穴あけドリル30は、熱伝導率が高い(例:20℃で35W/(m・℃)以上)材質で形成することが好ましい。なお、穿孔をより容易にするために、穴あけドリル30を加熱してもよい。この場合、穴あけドリル30の熱によって内袋14が溶融しないように、内袋14の最外層を構成する樹脂の融点は、外殻12の最内層を構成する樹脂の融点よりも高いことが好ましい。
次に、図10(c)に示すように、穿孔装置2を矢印X2方向に後退させ、穴あけドリル30の空洞33内にエアーを吹き込むことによって、切除片15aを穴あけドリル30の先端から放出させる。
以上の工程で、外殻12への外気導入孔15の形成が完了する。
次に、図10(d)に示すように、ブロアー43を用いて、外気導入孔15を通じて外殻12と内袋14の間にエアーを吹き込むことによって内袋14を外殻12から予備剥離させる(予備剥離工程)。また、外気導入孔15を通じたエアー漏れが無いようにしつつ、規定量のエアーを吹き込むことによって、内袋14の予備剥離の制御が容易になる。予備剥離は、収容部7の全体に対して行ってもよく、収容部7の一部に対して行ってもよいが、予備剥離されていない部位では内袋14のピンホールの有無のチェックができないので、収容部7の略全体において、内袋14を外殻12から予備剥離させることが好ましい。なお、エアーは、別の方法で外殻12と内袋14の間に吹き込んでもよい。例えば、図10(d)に示す上部筒状部41において外殻12に設けた開口部を通じて外殻12と内袋14の間にエアーを吹き込むことができる。
次に、図13(a)に示すように、底シール突出部27に熱風を当てて薄肉部27aを軟化させて、底シール突出部27を折り曲げる。
次に、図13(b)〜(c)に示すように、挿入具42を矢印X1方向で示すように移動させて挿入具42を外気導入孔15から挿入する。そして、挿入具42で内袋14を容器本体3の内側に押し込むことによって内袋14を外殻12から離間させる(内袋離間工程)。この方法によれば、内袋14を局所的に外殻12から大きく離間させることができる。
挿入具42は、図14に示すように、先端が丸まっており、且つ外気導入孔15を押し広げることなく外気導入孔15に挿入可能な形状を有する棒状の部材である。つまり、挿入具42の直径は、外気導入孔15の直径と略同一であるか、又は外気導入孔15の直径よりも小さいことが好ましい。挿入具42を図14(a)の矢印X1方向に移動させながら外気導入孔15に挿入することによって、図14(b)に示すように、外気導入孔15の近傍において内袋14を外殻12から離間させることができる。内袋14は、復元力が小さいので、一旦、図14(b)に示すような状態になると、挿入具42を抜いても、図14(a)の状態には戻らない。また、図14(a)に示すように、外殻12と内袋14の間には、予備剥離工程によって隙間45が形成されているので、挿入具42を内袋14に押し当てると、挿入具42からの負荷は、図14(a)の矢印Fで示すように広い範囲に分散されて内袋14に伝わることに加えて、内袋14は、容器本体3の内側に向かって容易に変形されるので、内袋14に傷が入ることがない。一方、図14(c)に示すように、事前に予備剥離工程が行われずに外殻12と内袋14が密着している状態で挿入具42が内袋14に押し当てられると、挿入具42からの負荷Fが図14(c)に示すように分散せずに内袋14に加わることに加えて、内袋14が外殻12から剥離されにくいので、図14(d)に示すように、挿入具42が内袋14を貫通したり、内袋14に傷をつけてしまう場合がある。従って、内袋離間工程の前に予備剥離工程を行うことが重要である。
次に、図13(d)〜(e)に示すように、ロボットアーム44で弁部材5を吸着した状態でロボットアーム44を矢印X1方向に移動させて弁部材5を外気導入孔15内に押し込むことによって、弁部材5を外殻12に装着する(弁部材装着工程)。具体的には、図15(a)〜(b)に示すように、外殻12の外側から、弁部材5の蓋部5cを外気導入孔15に押し込んで挿通させることによって弁部材5を外殻12に装着する。蓋部5cは、外気導入孔15よりも直径が大きいので、蓋部5cが外気導入孔15を押し広げながら外気導入孔15を通過する。そして、蓋部5cが外気導入孔15を通過した直後に蓋部5cが容器本体3の内側に向かって勢いよく移動する。この際に蓋部5cが内袋14に衝突すると内袋14に傷がつく恐れがあるが、本実施形態では、内袋離間工程において内袋14が予め外殻12から離間されているので、蓋部5cは、ほとんど又は全く内袋14に接触せず、内袋14が傷つくことがない。一方、図15(c)〜(d)に示すように、内袋離間工程を行わずに内袋14が外殻12に隣接している場合には、蓋部5cが外気導入孔15を通過した直後に勢いよく容器本体3の内部に向かって移動して内袋14に衝突して内袋14を損傷させる。従って、弁部材装着工程の前に内袋離間工程を行うことが重要である。なお、本実施形態では、外気導入孔15の縁と弁部材5の間の隙間を弁部材5の移動によって開閉することによって、弁部材5が外気導入孔15を開閉するように構成されているが、弁部材5自体に貫通孔と開閉可能な弁を設けて、この弁の働きによって貫通孔を開閉することによって、外気導入孔15を開閉するように構成してもよい。このような構成の弁部材5を用いる場合でも、弁部材5を外殻12の外側から外気導入孔15に押し込む際に内袋14を傷つけてしまう場合があるという問題が存在しているので、本実施形態と同様に、弁部材装着工程の前に予備剥離工程と内袋離間工程を行うことによって内袋14が傷つくことを防ぐことができる。
次に、図13(f)に示すように、上部筒状部41をカットする。
次に、図13(g)に示すように、内袋14内にエアーを吹き込むことによって、内袋14を膨らませる。
次に、図13(h)に示すように、内袋14内に内容物を充填する。
次に、図13(i)に示すように、口部9にキャップ23を装着する。
次に、図13(j)に示すように、収容部7をシュリンクフィルムで覆い、製品が完成する。
ここで示した各種工程の順序は、適宜入れ替え可能である。例えば、熱風曲げ工程は、外気導入孔開通工程の前や、内層予備剥離工程の前に行ってもよい。また、上部筒状部41をカットする工程は、外気導入孔15に弁部材5を挿入する前に行ってもよい。
次に、製造した製品の使用時の動作原理を説明する。
図16(a)〜(c)に示すように、内容物が充填された製品を傾けた状態で外殻12の側面を握って圧縮して内容物を吐出させる。使用開始時は、内袋14と外殻12の間に実質的に隙間がない状態であるので、外殻12に加えた圧縮力は、そのまま内袋14の圧縮力となり、内袋14が圧縮されて内容物が吐出される。
キャップ23は、図示しない逆止弁を内蔵しており、内袋14内の内容物を吐出させることはできるが、内袋14内に外気を取り込むことはできない。そのため、内容物の吐出後に外殻12へ加えていた圧縮力を除くと、外殻12が自身の復元力によって元の形状に戻ろうとするが、内袋14はしぼんだままで外殻12だけが膨張することになる。そして、図16(d)に示すように、内袋14と外殻12の間の中間空間21内が減圧状態となり、外殻12に形成された外気導入孔15を通じて中間空間21内に外気が導入される。中間空間21が減圧状態になっている場合、蓋部5cは、外気導入孔15に押し付けられないので、外気の導入を妨げない。また、図8(e)に示すように、係止部5bの基部5b1が外殻12に接触した状態でも外気の導入が妨げられないように、係止部5bのブリッジ部5b2と外殻12の間には通路5fが設けられる。
次に、図16(e)に示すように、再度、外殻12の側面を握って圧縮した場合、蓋部5cが外気導入孔15を閉塞することによって、中間空間21内の圧力が高まり、外殻12に加えた圧縮力は中間空間21を介して内袋14に伝達され、この力によって内袋14が圧縮されて内容物が吐出される。
次に、図16(f)に示すように、内容物の吐出後に外殻12へ加えていた圧縮力を除くと、外殻12は、外気導入孔15から中間空間21に外気を導入しながら、自身の復元力によって元の形状に復元される。