JP6880386B2

JP6880386B2 - 積層剥離容器

Info

Publication number: JP6880386B2
Application number: JP2016193508A
Authority: JP
Inventors: 洋輔室屋
Original assignee: Kyoraku Co Ltd
Current assignee: Kyoraku Co Ltd
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2036-09-30
Also published as: JP2018052580A

Description

本発明は、積層剥離容器に関するものである。

従来、外殻と内袋とを有し且つ内容物の減少に伴って内袋が収縮する容器本体と、外殻と内袋の間の中間空間と容器本体の外部空間との間の空気の出入りを調節する逆止弁とを備える積層剥離容器が知られている（例えば、特許文献１〜２参照）。

特許文献１に開示される積層剥離容器では、容器本体の口部に取り付けるキャップに弁が内蔵されている。特許文献２に開示される積層剥離容器では、外殻の胴部の内側に弁が設けられている。

特開２０１３−３５５５７号公報特開平４−２６７７２７号公報

しかしながら、上記のように弁を設ける構成は、内容物の吐出性及び外殻の復元性に優れるものの、弁が動作不良を起こすおそれがあった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、弁を設けない場合にも内容物の吐出性及び外殻の復元性を確保した積層剥離容器を提供することを目的とする。

本発明によれば、外殻、内袋及び内袋に収容される内容物を吐出するキャップを有し、前記内袋に収容される内容物の減少に伴って前記内袋が収縮する積層剥離容器であって、前記外殻には空気導入孔が形成されるとともに、フィルタが前記空気導入孔を塞ぐように設けられており、下記の式で表される前記フィルタを介したエア漏れ量が０．５ｍｌ／秒〜２．４ｍｌ／秒となるよう、フィルタのガーレ秒数、フィルタの面積及びキャップの吐出圧力の組み合わせが選択される、積層剥離容器が提供される。

本発明によれば、エア漏れ量が０．５ｍｌ／秒〜２．４ｍｌ／秒であるフィルタを設けたことから、弁を設けない場合にも、内容物の吐出性及び外殻の復元性を確保することが可能である。

ここで、ガーレ秒数（秒）は、一定体積（ここでは１００ｍｌ）の空気がフィルタを通過するのに要する秒数で表される、エアの通りやすさを表す指標である。また、フィルタの面積は、フィルタを設ける空気導入孔の面積のことを指し、吐出圧力は、内袋の内容物をキャップから吐出するときの圧力である。

以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。

好ましくは、前記フィルタのガーレ秒数が２．５秒〜１０秒である。

好ましくは、前記フィルタは、空気を透過し水を遮断する疎水性フィルタである。

好ましくは、前記疎水性フィルタは、疎水性の微多孔膜と不織布を積層したものである。

好ましくは、前記疎水性フィルタは、前記外殻と前記不織布が接触する向きに超音波溶着される。

本発明の一実施形態の積層剥離容器の構造を示す斜視図である。図１に示す積層剥離容器の概略断面図である。図１に示す積層剥離容器のキャップを示す正面図である。外層及び内層の層構成を示す断面図である。大気導入孔近傍を拡大して示す要部概略斜視図である。大気導入孔近傍を拡大して示す要部概略断面図である。疎水性フィルタの一例を示す概略断面図である。疎水性フィルタの取り付け部に形成されるリブの例を示す要部概略断面図である。積層剥離容器の使用方法を示す図である。

以下、本発明を適用した積層剥離容器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特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。

図１及び図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２を主体とするものであり、容器本体２は、内容物を収容する収容部３と、収容部３から内容物を吐出する口部４を備えている。また、積層剥離容器１は、図３に示すように、口部４に取り付けられるキャップ２３を備え、積層剥離容器１の使用時には、キャップ２３の吐出口２４から内容物が吐出される（図９参照）。また、図２に示すように、容器本体２は、収容部３及び口部４において、外殻である外層１１と内袋である内層１２を備えており、内容物の減少に伴って内層１２が収縮する。

外層１１と内層１２は、多層パリソンとしてブロー成形に供され、一体に接合された状態で成形されるが、その使用形態としては、例えば使用前に予め外層１１から内層１２を剥離しておき、内層１２が外層１１に接するまで内容物を充填する。内容物を押し出すことで、円滑に内層１２が収縮する。あるいは、内層１２が外層１１に接合された状態のままとし、内容物の排出に伴って内層１２が外層１１から剥離して収縮するようにしてもよい。

容器本体２の層構成についてさらに説明すると、容器本体２は、前記の通り、外層１１と内層１２を備え、外層１１は、復元性が高くなるように、内層１２よりも肉厚に形成されている。

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る。

外層１１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を含んで形成することができる。これによって、外殻である外層１１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。

なお、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外層１１を構成してもよい。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により外層１１を構成することができる。

内層１２は、容器外面側に設けられたＥＶＯＨ層１３ａと、ＥＶＯＨ層１２ａの容器内面側に設けられた内面層１２ｂと、ＥＶＯＨ層１２ａと内面層１２ｂの間に設けられた接着層１２ｃを備える。ＥＶＯＨ層１２ａ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１２ａ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１２ａ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１２ａ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１２ａに含有させることにより、ＥＶＯＨ層１２ａの酸素バリア性をさらに向上させることができる。

内面層１２ｂ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１２ｂ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１２ｃは、ＥＶＯＨ層１２ａと内面層１２ｂ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１２ｃ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。

容器本体２の層構成は以上の通りであり、容器本体２においては、口部４に雄ネジ部が設けられており、雄ネジ部には、図３に示す、雌ねじを有するキャップ２３（蓋）が取り付けられる。キャップ２３は、図示しない逆止弁を内蔵しており、内層１２内の内容物を吐出させることはできるが、内層１２内に外気を取り込むことはできないこうせいとなっている。インナーリングを有するキャップを用いれば、インナーリングの外面が口部４の当接面に当接することによって内容物の漏れ出しが防がれる。

また、収容部３の肩部においては、外層１１に凹部７ａが形成され、ここに大気導入孔１５が穿設されている。大気導入孔１５は、外層１１にのみ設けられた貫通孔であり、内層１２には到達していない。そして、この大気導入孔１５から空気が導入されることで、外殻である外層１１と内袋である内層１２の間に中間空間２１が形成される。すなわち、中間空間２１と外部空間Ｓは、この大気導入孔１５によって互いに連通されることになる。

本実施形態の積層剥離容器（積層剥離容器）においては、図５及び図６に示すように、大気導入孔１５を塞ぐ形で疎水性フィルタＦが貼り付けられており、これにより大気導入孔１５から水が侵入するのを防止するようにしている。

積層剥離容器は、例えば食品用途の容器において、内容物を高温で充填するいわゆるホットパックの後、冷却にシャワー冷却を採用することが多い。シャワー冷却は、水をシャワーで散布して容器を冷却する方法であるが、ホットパック後にシャワー冷却を行うと、外層１１と内層１２の間が陰圧となり、大気導入孔１５から水を吸い込んでしまうおそれがある。

前記疎水性フィルタＦは水をはじく性質があり、これを貼り付けることで、大気導入孔１５からの水の侵入を防止することができる。疎水性フィルタＦとしては、スクイズによる吐出の後、外層を復元させるために大気導入孔１５から外層１１と内層１２の間に空気を入れなければならず、エアを通過させることが可能なフィルタを用いることが必要である。

そこで、本願では、適切な疎水性フィルタＦを選択するため、大気導入孔１５に疎水性フィルタＦを貼り付けた状態での、フィルタＦを介したエア漏れ量が考慮される。エア漏れ量は、疎水性フィルタＦの面積及びキャップの吐出圧力に比例するものと仮定でき、下記の式で算出される量である。

ここで、ガーレ秒数（秒）とは、ＪＩＳ−Ｌ１０９６に準拠した「ガーレ通気度」に基づくものであり、一定体積（ここでは１００ｍｌ）の空気がフィルタを通過するのに要する秒数で表されるものである。ガーレ通気度は、一定圧力差のもとで一定体積の空気が一定面積のフィルタを通過するのに要する秒数で表され、その値が小さいほど、空気を通しやすいことを意味する。また、フィルタの面積は、フィルタを設ける空気導入孔の面積（有効面積）のことを指し、吐出圧力は、内袋の内容物をキャップから吐出するときの圧力である。

そして、本願では、上記エア漏れ量が、０．５ｍｌ／秒〜２．４ｍｌ／秒となるよう、（Ａ）フィルタのガーレ秒数、（Ｂ）フィルタの面積及び（Ｃ）キャップの吐出圧力の組み合わせが選択される。エア漏れ量をこの範囲の値とすることで、積層剥離容器１のスクイズにより内容物を少量だけ吐出する性能（以下、吐出性とする）と、スクイズ後に外層１１が復元する性能（復元性）をともに良好なものとすることができる。

上記（Ａ）〜（Ｃ）の具体的な組み合わせとしては、例えば、フィルタの面積を約２８ｍｍ^２（空気導入孔１５の直径を６ｍｍ）、吐出圧力を１．５〜２．５ｋＰａである積層剥離容器１を用い、ガーレ秒数が約４秒である疎水性フィルタＦを用いることで、エア漏れ量を上記の値とすることができる。また、フィルタの面積が約２８ｍｍ^２、吐出圧力を１．５〜２．５ｋＰａの積層剥離容器１に疎水性フィルタＦを用いる場合、疎水性フィルタＦのガーレ秒数は、好ましくは２．５秒〜１０秒であり、より好ましくは、３秒〜７秒であり、さらに好ましくは、３．５秒〜４．５秒である。このガーレ秒数は、具体的には例えば、２．５、３、３．５、４、４．５、５、５．５、６、６．５、７、７．５、８、８．５、９、９．５、１０秒であり、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。

さらに、吐出圧力が１．５ｋＰａよりも小さくなるような逆止弁を有するキャップを用いる場合には、ガーレ秒数が上記より小さい疎水性フィルタＦを用いることも可能であり、例えば、ガーレ秒数を１．０秒〜２．５秒とすることができる。

このような疎水性フィルタＦとしては、図７に示すように、疎水性のフッ素樹脂微多孔膜（PTFE；ポリテトラフルオロエチレン）Ｆ１とPET不織布Ｆ２の２層構成を有する通気膜を用いることができる。この２層構造の疎水性フィルタＦの厚みは、約2mmとされる。

図７に示す疎水性フィルタＦにおいて、不織布Ｆ２は、微多孔膜Ｆ１に裏打ちされることにより、これを補強するものである。

疎水性フィルタＦは、接着や熱溶着により積層剥離容器の大気導入孔１５が形成された部分に取り付けてもよいが、例えば熱溶着では、積層剥離容器を構成する外層１１が溶けてしまうおそれがあることから適用が難しい。また、高周波溶着では、熱源となる金属フィルムが必要であり、やはり疎水性フィルタＦの取り付けに適用することは難しい。

このような観点から、疎水性フィルタＦは、超音波溶着により積層剥離容器に取り付けることが好ましい。超音波溶着では、疎水性フィルタＦの背面にホーンを当接させ、超音波振動と加圧力を加えることで、瞬時に溶着することができる。

ここで、疎水性フィルタＦは、不織布Ｆ２側を貼り付け面とし、外層１１と不織布Ｆ２が接触するよう貼り付けることが好ましい。これは、超音波により溶融した樹脂が不織布Ｆ２に浸透し、溶着強度が向上するからである。

なお、前記超音波溶着の際に、積層剥離容器の溶着部が柔らかいため凹みやすく、ホーンを均一に当接させることが難しい場合がある。このような場合には、積層剥離容器内にエアを吹き込み、内圧をかけることで形状を保持するようにすれば、ホーンの当接、及び超音波溶着を円滑に行うことができる。

また、超音波溶着に際しては、積層剥離容器（外層１１）の取り付け部分にリブを形成しておくことが好ましい。図８は、外層１１にリブＲを形成し、疎水性フィルタＦを超音波溶着する様子を示すものである。リブＲは、例えば円形の疎水性フィルタＦを取り付ける場合、大気導入孔１５の周囲に、疎水性フィルタＦの直径よりの少々小さな径をもって円形に形成すればよい。リブＲの高さとしては、０．１５ｍｍ以上とすることが好ましく、例えば０．２５ｍｍ程度とすることが好ましい。リブＲを設けることで、エネルギーダイレクターとして機能し、安定的な超音波溶着が可能になる。なお、リブの断面は、図８（ａ）に示すような三角形状とすることが好ましく、また、図８（ｂ）に示すような半円形状とすることもできる。これらの形状は、リブの根本に向けて、漸次断面積が広くなる形状であるといえる。

さらに、疎水性フィルタＦの超音波溶着の際に、内層１２が外層１１に接していると、超音波振動により内層１２に穴が開いてしまう可能性がある。したがって、超音波溶着に際しては、疎水性フィルタＦの取り付け部近傍において、内層１２を外層１１から逃がしておくことが好ましい。

次に、積層剥離容器１の使用時の動作原理を説明する。

図１４（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層１１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、内層１２と外層１１の間に実質的に隙間がない状態であるので、外層１１に加えた圧縮力は、そのまま内層１２の圧縮力となり、内層１２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、内層１２内の内容物を吐出させることはできるが、内層１２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層１１へ加えていた圧縮力を除くと、外層１１が自身の復元力によって元の形状に戻ろうとするが、内層１２はしぼんだままで層１１だけが膨張することになる。そして、図１４（ｄ）に示すように、内層１２と外層１１の間の中間空間２１内が減圧状態となり、外層１１に形成された大気導入孔１５を通じて中間空間２１内に外気が導入される。なお、大気導入孔１５には疎水性フィルタＦが取り付けられているが、本実施形態の疎水性フィルタＦは、外気と中間空間２１内の圧力差により外気を十分に通すことができる通気度となっており、外層１１を良好に復元させることができる。

次に、図１４（ｅ）に示すように、再度、外層１１の側面を握って圧縮した場合、疎水性フィルタＦが外層１１を圧縮した際に中間空間２１内の空気をすぐには流出しない通気度となっていることから、中間空間２１内の圧力が高まり、外層１１に加えた圧縮力は中間空間２１を介して内層１２に伝達され、この力によって内層１２が圧縮されて内容物が吐出される。

次に、図１４（ｆ）に示すように、内容物の吐出後に外層１１へ加えていた圧縮力を除くと、外層１１は、大気導入孔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。この際も、疎水性フィルタＦが適切な通気度となっていることから、外層１１を良好に復元させることができる。

以上、本発明を適用した実施形態について説明してきたが、本発明がこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能であることは言うまでもない。

以下、本発明をさらに詳しく説明するため試験例を挙げる。しかし、本発明はこれら試験例等になんら限定されるものではない。なお、以下に示す試験において、積層剥離容器１は、キャップ２３の吐出口２４から吐出される内容物の吐出圧力が１．５〜２．５ｋＰａとなるもの、また、フィルタＦの有効面積が約２８ｍｍ^２（空気導入孔１５の直径が６ｍｍ）であるものを用いる。吐出圧力は、内層１２内に圧力ロガーを固定することで計測が可能である。試験は、吐出性と復元性の２つの項目について、以下の４つのガーレ秒数を有する疎水性フィルタＦ（通気膜）を大気導入孔１５に取り付けて評価した。
（サンプル１）１．５秒
（サンプル２）４秒
（サンプル３）１２秒
（サンプル４）３５秒

＜吐出性試験＞
吐出性試験は、少量吐出の性能を評価する試験であり、１ｍｌ／１秒で内容物を吐出したときに吐出可能であるかを試験した。

試験結果を表１に示す。試験は４つの通気度のボトルについて各２回ずつ行い、以下の基準に従って評価した。
○：途切れず吐出可能であった。
×：束で吐出するのは不可能であった。

＜復元性試験＞
復元性試験は、スクイズ後の容器（外層１１）の復元性能を評価する試験であり、内容物（水）を１５ｍｌずつ吐出して、容器が復元するまでの時間を試験した。

試験結果を表１に示す。試験は４つの通気度のボトルについて各３回ずつ行い、以下の基準に従って評価した。
○：平均して３０秒以内に復元した
△：平均して３０秒〜６０秒で復元した
×：平均して６０秒以上経っても復元しなかった。

表１の試験結果に示すように、吐出性は通気度が小さいほど良好であり、復元性は通気度が大きいほど良好であった。そして、以上の吐出性試験と復元性試験の結果から、キャップ２３の吐出口２４から吐出される内容物の吐出圧力１．５〜２．５ｋＰａ、フィルタＦの有効面積が約２８ｍｍ^２（空気導入孔１５の直径が６ｍｍ）である積層剥離容器１を用いる場合には、疎水性フィルタＦは、ガーレ秒数が２．５〜２０秒とすると、吐出性及び復元性の両方が優れ、２．５〜１０秒の場合に、吐出性及び復元性の両方がより優れることが実証された。

また、詳細な説明は省略するが、吐出圧力が１．５ｋＰａより小さくなるような逆止弁を有するキャップ２３を用いた場合には、ガーレ秒数が１．５〜２．５秒のフィルタＦを用いても、好適な吐出性及び復元性を有する積層剥離容器１が得られることが示された。

１積層剥離容器
３容器本体
７収容部
９口部
１１外層
１２内層
１５大気導入孔
２３キャップ
Ｆ疎水性フィルタ

Claims

外殻、内袋及び内袋に収容される内容物を吐出するキャップを有し、前記内袋に収容される内容物の減少に伴って前記内袋が収縮する積層剥離容器の製造方法であって、
前記外殻に凹部を形成するとともに、当該凹部に空気導入孔を穿設して、当該空気導入孔の周囲にリブを形成し、
疎水性フィルタを前記凹部内に配置するとともに、前記空気導入孔を塞ぎ、且つ前記リブと接触するよう超音波溶着し、
前記リブは、前記超音波溶着の際にエネルギーダイレクターとして機能し、
前記疎水性フィルタは、疎水性の微多孔膜と不織布を積層したものであり、
前記疎水性フィルタは、前記外殻と前記不織布が接触する向きに超音波溶着される、積層剥離容器の製造方法。
前記疎水性フィルタのガーレ秒数が２．５秒〜１０秒である、請求項１に記載の積層剥離容器の製造方法。