JP7119489B2 - 被覆積層体、複合成形容器および複合成形容器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、被覆積層体、複合成形容器および複合成形容器の製造方法に関する。

従来から、ガスバリア性を付与したカップ状の容器として、例えば特許文献１に記載されているように、ガスバリア性樹脂層と熱可塑性樹脂層とを有する透明多層シートを熱可塑性樹脂層が外面側になるようにシート成形法によって容器形状に成形してなる容器内面部構成体と、該容器内面部構成体の外面側に熱可塑性樹脂層と接着性を有する熱可塑性樹脂を射出成形して容器内面部構成体と一体に形成した容器外面部構成体とからなる透明容器が知られている。

実開平７－４４７２４号公報

上記の特許文献１の例では、ガスバリア性樹脂層が容器の内面側、すなわち内容物側に位置する。この場合、容器内面部構成体と容器外面部構成体との接着性には問題がないものの、レトルト殺菌などで内容物が加熱された場合に、容器内面部構成体の表面に凹凸が生じて外観不良になる場合があった。これは、内容物の加熱時に容器内が高温高湿の雰囲気になることによって、例えばエチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）のような吸湿性のあるガスバリア性樹脂層が吸湿および膨潤するためである。

そこで、本発明は、射出成形容器とその内容物側を被覆する被覆積層体とを含む複合成形容器において、内容物の加熱時の高温高湿の容器内雰囲気が被覆積層体のバリア層に与える影響を低減することが可能な被覆積層体、複合成形容器、および複合成形容器の製造方法を提供することを目的とする。

本発明のある観点によれば、射出成形容器と、射出成形容器の内容物側を被覆する被覆積層体とを含む複合成形容器に用いられる被覆積層体は、少なくとも１層のバリア層と、バリア層に対して内容物側に形成される第１の基材層と、バリア層に対して射出成形容器側に形成される第２の基材層とを含み、第１の基材層が第２の基材層よりも厚く形成される。
本発明の別の観点によれば、射出成形容器と、射出成形容器の内容物側を被覆する上記の被覆積層体とを含む複合成形容器が提供される。
本発明の別の観点によれば、上記の複合成形容器の製造方法であって、被覆積層体を金型内に装着する工程と、金型内に射出成形容器を形成する樹脂材料を射出する工程とを含む複合成形容器の製造方法が提供される。
本発明のさらに別の観点によれば、上記の複合成形容器の製造方法であって、被覆積層体を、射出成形容器の内容物側に沿う形状に成形する工程と、成形された被覆積層体を金型内に配置する工程と、金型内に射出成形容器を形成する樹脂材料を射出する工程とを含む複合成形容器の製造方法が提供される。
上記の構成では、第２の基材層によって射出成形容器と被覆積層体の樹脂とを溶着するための必要最低限の厚みを確保する一方で、第１の基材層によってバリア層を内容物から十分に離隔させることができる。従って、上記の構成では、内容物の加熱時の高温高湿の容器内雰囲気がバリア層に与える影響が低減され、バリア層に含まれるＥＶＯＨなどの吸湿性があるガスバリア性樹脂が吸湿及び膨潤することによって生じる外観不良を防止することができる。

本発明では、射出成形容器とその内容物側を被覆する被覆積層体とを含む複合成形容器において、内容物の加熱時の高温高湿の容器内雰囲気が被覆積層体のバリア層に与える影響を低減することができる。

本発明の第１の実施形態に係る複合成形容器の断面図である。 図１に示される複合成形容器に含まれる被覆積層体の積層構造を示す模式的な断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る複合成形容器の製造方法について説明するための図である。 本発明の第２の実施形態に係る複合成形容器に含まれる被覆積層体の積層構造を示す模式的な断面図である。 本発明の実施形態において適用可能な構造の第１の例を示す断面図である。 本発明の実施形態において適用可能な構造の第２の例を示す断面図である。 本発明の実施形態において適用可能な構造の第３の例を示す断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る複合成形容器の断面図である。図１に示されるように、複合成形容器１０は、射出成形容器１１と、被覆積層体１２と、加飾ラベル１３とを含む。複合成形容器１０には、例えばヒートシールなどによって蓋体１４が接合される。以下、各部の構成についてさらに説明する。

射出成形容器１１は、例えばポリオレフィン系樹脂で形成され、複合成形容器１０に必要な機械的強度、耐熱性、および耐衝撃性などを発揮する。ポリオレフィン系樹脂としては、ホモポロプロピレン（ＨＰＰ）、ランダムポリプロピレン（ＲＰＰ）もしくはブロックポリプロピレンなどのポリプロピレン系樹脂、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）もしくは低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）などのポリエチレン系樹脂、ポリブチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、または直鎖状エチレン－α－オレフィン共重合体などが用いられる。射出成形容器１１は、後述するように金型内に上記のような樹脂材料を射出する、いわゆるインモールド射出成形によって形成される。図示された例において、射出成形容器１１は、底面部１１１、側面部１１２およびフランジ部１１３を含む形状に成形されているが、この例には限られず容器として利用可能な各種の形状に成形されうる。

被覆積層体１２は、例えばエチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）で形成されるバリア層と、例えばポリオレフィン系樹脂で形成される少なくとも２層の基材層とを含む積層体であり、射出成形容器１１の内容物側を被覆する。本実施形態において、被覆積層体１２は射出成形容器１１の底面部１１１、側面部１１２およびフランジ部１１３を含むほぼ全体を被覆し、フランジ部１１３において蓋体１４に接合される。被覆積層体１２は、後述するように金型内に予め装着または配置され、そこに射出成形容器１１の樹脂材料が射出されることによって射出成形容器１１の内容物側に接着される。後述するように、被覆積層体１２においてバリア層の両側にある基材層の厚さを調節することによって、本実施形態では内容物の加熱時の高温高湿の容器内雰囲気が被覆積層体１２のバリア層に与える影響を低減している。

加飾ラベル１３は、例えばポリプロピレン系樹脂で形成される印刷基材層や表面保護層などを含み、射出成形容器１１の内容物側とは反対側を少なくとも部分的に被覆する。本実施形態では被覆積層体１２によってガスバリア性が提供されるため、加飾ラベル１３は必ずしもバリア性を有さなくてもよく、従って射出成形容器１１を部分的に覆っていてもよい。例えば、加飾ラベル１３は、射出成形容器１１の底面部１１１および側面部１１２の平坦面だけを覆っていてもよい。加飾ラベル１３は、後述するように金型内で被覆積層体１２とは反対側に予め装着または配置され、そこに射出成形容器１１の樹脂材料が射出されることによって射出成形容器１１に接着される。なお、本実施形態において加飾ラベル１３は複合成形容器１０の意匠性を高めることを目的としており、ガスバリア性などの機能を提供するものではないため、省略することも可能である。

蓋体１４は、例えばＥＶＯＨで形成されるバリア層と、例えばポリオレフィン系樹脂で形成される基材層とを含むシート状、またはフィルム状の積層体であり、射出成形容器１１のフランジ部１１３で、射出成形容器１１の内容物側を被覆する被覆積層体１２に接合される。蓋体１４と被覆積層体１２との間は、例えばヒートシール、超音波シール、または接着剤を用いた接合など公知の各種の手法で接合される。いずれもバリア層を含む被覆積層体１２および蓋体１４が互いに接合されて内容物が収納される収納空間Ｓを密封することによって、内容物に対するガスバリア性を提供することができる。なお、他の例では、射出成形容器１１および被覆積層体１２と同様に構成された成形容器（射出成形容器でなくてもよい）および被覆積層体が蓋体１４の代わりに配置されてもよい。

図２は、図１に示される複合成形容器に含まれる被覆積層体の積層構造を示す模式的な断面図である。図２に示されるように、被覆積層体１２は、バリア層１２１と、バリア層１２１に対して内容物側（図中の上側）に形成される内容物側基材層１２２（第１の基材層）と、バリア層１２１に対して射出成形容器側（図中の下側）に形成される容器側基材層１２３（第２の基材層）とを含む。バリア層１２１は、例えばＥＶＯＨ、またはポリキシリレンジアミンジパミドなどのガスバリア性に優れる材料で形成される。図示された例では１層のバリア層１２１が形成されているが、２層以上のバリア層が形成されてもよい。バリア層１２１の両側には、接着層１２１Ａ，１２１Ｂが形成される。

内容物側基材層１２２は、第１の樹脂材料によって形成される樹脂層１２２Ａと、第２の樹脂材料によって形成される樹脂層１２２Ｂと、第３の樹脂材料によって形成される樹脂層１２２Ｃとを含む。容器側基材層１２３は、第１の樹脂材料によって形成される樹脂層１２３Ａと、第２の樹脂材料によって形成される樹脂層１２３Ｂとを含む。内容物側基材層１２２および容器側基材層１２３の各層を形成する第１の樹脂材料、第２の樹脂材料、および第３の樹脂材料は、ポリプロピレン系樹脂またはポリエチレン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂である。例えば、第１の樹脂材料として再生材料を用いてもよい。

本実施形態では、内容物側基材層１２２（第１の基材層）および容器側基材層１２３（第２の基材層）で同じ樹脂材料（第２の樹脂材料）によって形成される樹脂層１２２Ｂ，１２３Ｂについて、容器側基材層１２３に含まれる樹脂層１２３Ｂが内容物側基材層１２２に含まれる樹脂層１２２Ｂよりも薄く形成される。このような構成は、例えば、被覆積層体１２の各層を共押出によって形成するときに、内容物側基材層１２２側および容器側基材層１２３側にそれぞれ第２の樹脂材料を供給する経路のうち、容器側基材層１２３側の経路を絞り、容器側基材層１２３側に供給される第２の樹脂材料を内容物側基材層１２２側よりも少なくすることによって可能になる。

他の例では、第１の樹脂材料によって形成される樹脂層１２２Ａ，１２３Ａについて、容器側基材層１２３に含まれる樹脂層１２３Ａを内容物側基材層１２２に含まれる樹脂層１２２Ａよりも薄く成形してもよい。このような構成は、例えば、被覆積層体１２の各層を共押出によって形成するときに、内容物側基材層１２２側および容器側基材層１２３側にそれぞれ第１の樹脂材料を供給する経路のうち、容器側基材層１２３側の経路を絞り、容器側基材層１２３側に供給される第１の樹脂材料を内容物側基材層１２２側よりも少なくすることによって可能になる。

本実施形態では、内容物側基材層１２２（第１の基材層）が容器側基材層１２３（第２の基材層）よりも厚く形成される結果、バリア層１２１から内容物までの距離ｄ_１が、バリア層１２１から射出成形容器１１までの距離ｄ_２に比べて大きくなる。それゆえ、距離ｄ_２によって射出成形容器１１と被覆積層体１２の樹脂とを溶着するための必要最低限の厚みを確保する一方で、距離ｄ_１を大きくしてバリア層１２１を内容物から離隔させることが可能であり、従って内容物の加熱時の高温高湿の容器内雰囲気によってバリア層１２１に含まれるＥＶＯＨなどの吸湿性があるガスバリア性樹脂が吸湿および膨潤して被覆積層体１２の表面に凹凸が生じるのを防止することができる。

（複合成形容器の製造方法）
図３は、本発明の第１の実施形態に係る複合成形容器の製造方法について説明するための図である。図示されているように、複合成形容器１０は、シート状、またはフィルム状の被覆積層体１２を金型１５内に装着し、その上で金型１５内に射出成形容器１１を形成する樹脂材料１６を射出することによって製造される。あるいは、被覆積層体１２を真空成形、圧空成形、またはプレス成形などによって射出成形容器１１の内容物側に沿う形状に成形する工程が先に実行され、成形された被覆積層体１２を金型１５内に配置した上で、金型１５内に射出成形容器１１を形成する樹脂材料１６を射出してもよい。なお、図示されているように、複合成形容器１０が加飾ラベル１３を含む場合、加飾ラベル１３も樹脂材料１６を射出する前に金型１５内に装着または配置される。

（第２の実施形態）
次に、図４を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る複合成形容器は、被覆積層体２２の構成について第１の実施形態とは異なるものの、それ以外の構成および製造方法については第１の実施形態と同様であるため、以下では被覆積層体２２の構成について説明し、それ以外の重複した説明については省略する。

図４は、本発明の第２の実施形態に係る複合成形容器に含まれる被覆積層体の積層構造を示す模式的な断面図である。図４に示されるように、被覆積層体２２は、バリア層１２１と、バリア層１２１に対して内容物側（図中の上側）に形成される内容物側基材層２２２（第１の基材層）と、バリア層１２１に対して射出成形容器側（図中の下側）に形成される容器側基材層２２３（第２の基材層）とを含む。バリア層１２１は第１の実施形態と同様にガスバリア性に優れる材料で形成され、バリア層１２１の両側には接着層１２１Ａ，１２１Ｂが形成される。

内容物側基材層２２２は、第１の樹脂材料によって形成される樹脂層２２２Ａと、第２の樹脂材料によって形成される樹脂層２２２Ｂとを含む。容器側基材層２２３は、第１の樹脂材料によって形成される樹脂層２２３Ａと、第３の樹脂材料によって形成される樹脂層２２３Ｃとを含む。内容物側基材層２２２および容器側基材層２２３の各層を形成する第１の樹脂材料、第２の樹脂材料、および第３の樹脂材料は、ポリプロピレン系樹脂またはポリエチレン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂である。例えば、第１の樹脂材料として再生材料を用いてもよい。

本実施形態では、内容物側基材層２２２（第１の基材層）が第１の樹脂材料によって形成される樹脂層２２２Ａと、第２の樹脂材料によって形成される樹脂層２２２Ｂとを含むのに対して、容器側基材層２２３（第２の基材層）は第１の樹脂材料によって形成される樹脂層２２３Ａを含み、第２の樹脂材料によって形成される樹脂層を含まない。このような構成は、例えば、被覆積層体２２の各層を共押出によって形成するときに、内容物側基材層２２２側および容器側基材層２２３側にそれぞれ第２の樹脂材料を供給する経路のうち、容器側基材層２２３側の経路を遮断することによって、容器側基材層２２３側に第２の樹脂材料を供給しないことによって可能になる。

他の例では、内容物側基材層２２２が第１の樹脂材料によって形成される樹脂層２２２Ａと、第２の樹脂材料によって形成される樹脂層２２２Ｂとを含むのに対して、容器側基材層２２３が第１の樹脂材料によって形成される樹脂層を含まず、第２の樹脂材料によって形成される樹脂層を含んでもよい。このような構成は、例えば、被覆積層体２２の各層を共押出によって形成するときに、内容物側基材層２２２側および容器側基材層２２３側にそれぞれ第１の樹脂材料を供給する経路のうち、容器側基材層２２３側の経路を遮断することによって、容器側基材層２２３側に第１の樹脂材料を供給しないことによって可能になる。

本実施形態でも、内容物側基材層２２２（第１の基材層）が容器側基材層２２３（第２の基材層）よりも厚く形成される結果、バリア層１２１から内容物までの距離ｄ_１が、バリア層１２１から射出成形容器１１までの距離ｄ_２に比べて大きくなる。それゆえ、第１の実施形態と同様に、距離ｄ_２によって射出成形容器１１と被覆積層体２２の樹脂とを溶着するための必要最低限の厚みを確保する一方で、距離ｄ_１を大きくしてバリア層１２１を内容物から離隔させることが可能であり、従って内容物の加熱時の高温高湿の容器内雰囲気によってバリア層１２１に含まれるＥＶＯＨなどの吸湿性があるガスバリア性樹脂が吸湿および膨潤して被覆積層体２２の表面に凹凸が生じるのを防止することができる。

上記で説明した本発明の第１および第２の実施形態では、バリア層１２１に含まれるＥＶＯＨなどの吸湿性があるガスバリア性樹脂の吸湿および膨潤を防止する観点から、内容物側基材層１２２，２２２の厚みを２７０μｍ以上とすることが好ましい。この場合、バリア層１２１から内容物までの距離ｄ_１は２７０μｍよりも大きくなる。また、上記で説明した本発明の第１および第２の実施形態では、射出成形容器１１と被覆積層体１２，２２の樹脂とを十分に溶着させる観点から、容器側基材層１２３，２２３の厚みを６０μｍ以上とすることが好ましい。これによって、この場合、バリア層１２１から射出成形容器１１までの距離ｄ_２は６０μｍよりも大きくなる。

（適用可能な構造）
図５は、本発明の実施形態において適用可能な構造の第１の例を示す断面図である。図５（Ａ）に示すように、複合成形容器３０は、射出成形容器１１、被覆積層体３２、および加飾ラベル１３を含む。被覆積層体３２は表面層３２１および表面下層３２２を含み、表面層３２１に切り込み３２３が形成される。フランジ部１１３に形成された接合領域１１３Ａにおける表面層３２１と蓋体１４との接合強度は、被覆積層体３２における表面層３２１と表面下層３２２との層間接合強度よりも強い。これによって、図５（Ｂ）に示すように、開封時には接合領域１１３Ａで表面層３２１と表面下層３２２との間が層間剥離する。層間剥離した表面層３２１は切り込み３２３で破断し、それによって蓋体１４が被覆積層体３２および射出成形容器１１から分離される。

上記のような被覆積層体３２と蓋体１４との接合構造は、例えば特開昭６３－７８号公報などの文献に記載されている。切り込み３２３の代わりに、表面層３２１が薄く成形された部分、または表面層３２１が途切れた部分を形成してもよい。表面層３２１と表面下層３２２との層間接合強度を弱めることによって開封を容易にすることができる一方で、接合領域１１３Ａでの接合強度を強くすることによって耐内圧性を高めることができる。本発明の実施形態では、複合成形容器が射出成形容器と被覆積層体とを含んで構成されることによって、上記のような被覆積層体３２と蓋体１４との接合構造を採用することができる。例えば、第１の実施形態で上記の接合構造を採用した場合、被覆積層体１２の樹脂層１２２Ｃを表面層３２１とし、それ以外の層を表面下層３２２としてもよい。

図６は、本発明の実施形態において適用可能な構造の第２の例を示す断面図である。図６（Ａ）に示すように、複合成形容器４０は、射出成形容器１１、被覆積層体４２、および加飾ラベル１３を含む。被覆積層体４２は表面層４２１および表面下層４２２を含み、表面層４２１および表面下層４２２を形成する樹脂によって樹脂溜まり部４２３が形成される。一方、蓋体４４は、シール層４４１および外層４４２を含み、シール層４４１を形成する樹脂によって樹脂溜まり部４４３が形成される。被覆積層体４２の表面層４２１の凝集強度は、フランジ部１１３に形成された接合領域１１３Ａにおける表面層４２１と表面下層４２２との接合強度よりも弱く、また被覆積層体４２および蓋体４４の各層の間の層間接合強度、および被覆積層体４２と射出成形容器１１との間の接合強度よりも弱い。これによって、図６（Ｂ）に示すように、開封時には接合領域１１３Ａで表面層４２１が凝集破壊される。表面層４２１の凝集破壊は樹脂溜まり部４２３で途切れ、それによって蓋体４４が被覆積層体４２および射出成形容器１１から分離される。

上記のような被覆積層体４２と蓋体４４との接合構造は、例えば特許第５００１９６２号公報などの文献に記載されている。図７の第３の例に示すように、被覆積層体４２の表面層４２１ではなく蓋体４４のシール層４４１を凝集破壊させてもよい。表面層４２１またはシール層４４１の凝集強度を弱めることによって開封を容易にすることができる一方で、接合領域１１３Ａでの接合強度を強くすることによって耐内圧性を高めることができる。本発明の実施形態では、複合成形容器が射出成形容器と被覆積層体とを含んで構成されることによって、上記のような被覆積層体４２と蓋体４４との接合構造を採用することができる。例えば、第１の実施形態で上記の接合構造を採用した場合、被覆積層体１２の樹脂層１２２Ｃを表面層４２１とし、それ以外の層を表面下層４２２および基材層４２３としてもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、各種の変形例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１０，２０…複合成形容器、１１…射出成形容器、１２，２２…被覆積層体、１３…加飾ラベル、１４…蓋体、１５…金型、１６…樹脂材料、１２１…バリア層、１２２，２２２…内容物側基材層、１２３，２２３…容器側基材層。

Claims (9)

1. 射出成形容器と、前記射出成形容器の内容物側を被覆する被覆積層体とを含む複合成形容器に用いられる被覆積層体であって、
   少なくとも１層のバリア層と、
   前記バリア層に対して前記内容物側に形成される第１の基材層と、
   前記バリア層に対して前記射出成形容器側に形成される第２の基材層と
   を含み、
   前記第１の基材層が前記第２の基材層よりも厚く形成され、
   前記第１の基材層の厚みが２７０μｍ以上であることを特徴とする被覆積層体。
2. 前記第２の基材層の厚みが６０μｍ以上である、請求項１に記載の被覆積層体。
3. 射出成形容器と、前記射出成形容器の内容物側を被覆する被覆積層体とを含む複合成形容器に用いられる被覆積層体であって、
   少なくとも１層のバリア層と、
   前記バリア層に対して前記内容物側に形成される第１の基材層と、
   前記バリア層に対して前記射出成形容器側に形成される第２の基材層と
   を含み、
   前記第１の基材層が前記第２の基材層よりも厚く形成され、
   前記第２の基材層の厚みが６０μｍ以上であることを特徴とする被覆積層体。
4. 前記第１の基材層および前記第２の基材層は、同じ樹脂材料によって形成される樹脂層を含み、
   前記第２の基材層に含まれる前記樹脂層は、前記第１の基材層に含まれる前記樹脂層よりも薄く形成される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の被覆積層体。
5. 前記第１の基材層は、第１の樹脂材料によって形成される樹脂層と、第２の樹脂材料によって形成される樹脂層とを含み、
   前記第２の基材層は、前記第１の樹脂材料によって形成される樹脂層を含み、前記第２の樹脂材料によって形成される樹脂層を含まない、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の被覆積層体。
6. 前記射出成形容器の前記内容物側とは反対側を少なくとも部分的に被覆する加飾ラベルをさらに含む、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の被覆積層体。
7. 射出成形容器と、前記射出成形容器の内容物側を被覆する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の被覆積層体とを含む複合成形容器。
8. 請求項７に記載の複合成形容器の製造方法であって、
   前記被覆積層体を金型内に装着する工程と、
   前記金型内に前記射出成形容器を形成する樹脂材料を射出する工程と
   を含む複合成形容器の製造方法。
9. 請求項７に記載の複合成形容器の製造方法であって、
   前記被覆積層体を、前記射出成形容器の内容物側に沿う形状に成形する工程と、
   前記成形された被覆積層体を金型内に配置する工程と、
   前記金型内に前記射出成形容器を形成する樹脂材料を射出する工程と
   を含む複合成形容器の製造方法。

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