JP7369547B2

JP7369547B2 - 二重構造容器

Info

Publication number: JP7369547B2
Application number: JP2019106403A
Authority: JP
Inventors: 圭介森; 夏生桝屋; 条本田; 美子村屋; 大介竹内
Original assignee: Mebius Packaging Co Ltd
Current assignee: Mebius Packaging Co Ltd
Priority date: 2019-06-06
Filing date: 2019-06-06
Publication date: 2023-10-26
Anticipated expiration: 2039-06-06
Also published as: JP2020200053A

Description

本発明は、弾性変形可能な外容器と、内容物の減少に伴って収縮変形する内容器とからなる二重構造容器に関する。

従来、弾性変形可能な外容器と、内容物の減少に伴って収縮変形する内容器とからなる二重構造とされた容器が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような二重構造容器にあっては、一般に、逆止弁機能を備えた吐出キャップが用いられ、容器本体を圧搾して内容物を吐出させた後に、内容器への空気の流入を遮断することによって、内容物の品質保持を可能にしている。

特開２０１８－１８８１７８号公報

ところで、この種の二重構造容器では、容器本体を圧搾して内容物を吐出させた後に、外容器に穿設された通気孔から、外容器と内容器の間に空気が流入することによって、外容器が弾性変形により元の形状に復元するようにしている。例えば、特許文献１では、外層体（２）の口部（１１）に外気導入孔（１４）を設けている（カッコ内の符号は特許文献１の符号を援用する）。

しかしながら、この種の二重構造容器を製造する過程で、外容器に通気口を穿設するには、通常、切削工具を用いて外容器を切削するが、その際、外容器と内容器とが積層された状態で、外容器だけを切削しなければならない。このため、切削工具の送り速度やストローク量を厳密に調整する必要があり、そのような調整が十分になされないと、通気孔が穿設できなかったり、外容器だけでなく、内容器も一緒に切削されて共穴になってしまったりするという不具合が生じてしまう。

本発明は、弾性変形可能な外容器と、内容物の減少に伴って収縮変形する内容器とからなる二重構造容器であって、その製造過程で、外容器に通気口を穿設する際に、内容器も一緒に切削されてしまうことがないようにしつつ、外容器に通気口を穿設することを可能にする構造を備えた二重構造容器の提供を目的とする。

本発明に係る二重構造容器は、圧搾して内容物を吐出させるに際し、弾性変形により元の形状に復元可能な外容器と、内容物の減少に伴って収縮変形するとともに、前記外容器から剥離可能な内容器とを備える二重構造容器であって、容器胴部に、容器内方に窪んだ面からドーム状に膨出してなるドーム状膨出部が設けられており、前記容器胴部における前記外容器の厚みが、３００～７００μｍであり、前記容器胴部における前記内容器の厚みが、３０～８０μｍであり、前記ドーム状膨出部の頂部又はその近傍に、通気孔が穿設されている構成としてある。

本発明によれば、容器内方に窪んだ面からドーム状に膨出してなるドーム状膨出部を設け、かかるドーム状膨出部に通気孔が穿設されるようにすることで、外容器に通気口を穿設する際に、内容器が一緒に切削されてしてしまうのを有効に回避しつつ、外容器に通気孔を穿設することができる。

本発明の実施形態に係る二重構造容器の概略を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る二重構造容器の概略を示す正面図である。本発明の実施形態に係る二重構造容器の概略を示す側面図である。本発明の実施形態に係る二重構造容器の変形例の概略を示す正面図である。本発明の実施形態に係る二重構造容器の変形例の概略を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施形態に係る二重構造容器の概略を示す斜視図、図２は、同正面図、図３は、同側面図であり、図２では、容器１の要部を切り欠いて、その断面を示している。
これらの図に示す容器１は、圧搾して内容物を吐出させるに際し、弾性変形により元の形状に復元可能な外容器１０と、内容物の減少に伴って収縮変形するとともに、外容器１０から剥離可能な内容器１１とを備える二重構造容器として形成されている。
なお、図２では、容器１の要部を切り欠いた断面にあらわれる外容器１０、内容器１１について、これらの肉厚を誇張して描写している。

容器１は、例えば、ダイレクトブロー成形によって、外容器１０を形成する層と、内容器１１を形成する層とを、相溶性の低い樹脂どうしで界面を形成するように共押出してなる筒状の積層パリソンを、所望の容器形状に成形するなどして製造することができる。図示する例では、高さ方向の大半を占める胴部３が円筒状に形成され、胴部３の上方が口部２に連続するように窄められたボトル状に成形されているが、容器１の具体的な形状は特に限定されない。

ここで、本発明にあっては、口部２を上にして容器１を水平面に正立させたときに、水平面に直交する方向を高さ方向というものとし、この状態で容器１の上下左右及び縦横の方向を規定する。

外容器１０には、通気孔１０ｈが穿設されている。かかる通気孔１０ｈには、容器１を圧搾する際に、通気孔１０ｈを閉塞して空気の流通を遮断し、かつ、外容器１０が弾性変形により元の形状に復元する際には、通気孔１０ｈを開放して空気の流通を許容するように構成された、図示しない逆止弁が取り付けられる。

また、容器１は、吐出口を開閉する逆止弁機構を備えた、図示しない吐出キャップが口部２に取り付けられて使用される。かかる吐出キャップは、吐出口側を下にして容器１を圧搾することによって、吐出口が開放されて内容物を吐出させることができ、容器１を圧搾する力を弱めると、吐出口が閉塞して内容器１１への空気の流入が遮断されて、内容物と空気との接触を低減することを可能にするものであれば、その具体的な構成は特に限定されない。例えば、特願２０１８－２０２４４７に記載の吐出キャップを利用することができる。

このような容器１にあっては、圧搾して所定量の内容部を吐出させた後に、容器１を圧搾する力を弱めると、外容器１０は、弾性変形によって元の形状に復元していくが、その際、吐出キャップが備える逆止弁機構によって、内容器１１への空気の流入が遮断される。このため、内容器１１は、内容物を吐出させた分だけ容積が減少したまま、外容器１０の弾性変形に追随できずに、外容器１０に穿設した通気孔１０ｈから空気が流入しつつ、外容器１０が元の形状に復元していく過程で、外容器１０から剥離していく。外容器１０から内容器１１が剥離した後も、容器１を圧搾する際には、図示しない逆止弁によって通気孔１０ｈが閉塞され、外容器１１との間に流入した空気を介して内容器１１が押圧されるため、内容物を少量ずつ繰り返し吐出させることができる。

また、このような容器１を製造する過程で、外容器１０に通気口１０ｈを穿設するには、切削工具を用いて外容器１０を切削することによって穿設することができる。その際、外容器１０と内容器１１とが積層された状態で、外容器１０だけを切削しなければならず、内容器１１も一緒に切削されて、共穴になることを避けつつ、外容器１０に通気口１０ｈを穿設することが求められる。

このため、本実施形態にあっては、容器内方に窪んだ面１０ｓからドーム状に膨出してなるドーム状膨出部１０ｄを胴部３に設け、このドーム状膨出部１０ｄに、通気孔１０ｈが穿設されるようにしている。このようにすることで、外容器１０に通気口１０ｈを穿設する際に、内容器１１も一緒に切削されないようにすることができるが、その理由は次のように考えられる。

まず、外容器１０に通気口１０ｈを穿設する際に、ドーム状膨出部１０ｄに切削工具を押し当てると、その押圧力によって、ドーム状膨出部１０ｄが容器内方に向かって撓むように弾性変形し、外容器１０と内容器１１との界面にせん断応力が作用して、外容器１０からの内容器１１の剥離が促される。そして、その状態で外容器１０の切削が進むと、貫通後に押圧力が解除された貫通孔の周りの部位が弾性的に押し戻されるときに、当該部位から内容器１１が剥離し易くなるとともに、切削工具の先端が内容器１１に接触しても、内容器１１が剥離しながら逃げて、切削工具が食い付き難くなる。

その結果、本実施形態によれば、外容器１０から内容器１１を剥離させながら、外容器１０に通気孔１０ｈを穿設することが可能となり、切削工具の送り速度やストローク量を厳密に調整しなくても、内容器１１を一緒に切削してしまわないようにしつつ、外容器１０に通気孔１０ｈを穿設することができる。
なお、通気口１０ｈを穿設するために用いる切削工具としては、外容器１０を貫通した後の内容器１１への食い付きをより有効に抑制する上で、先端側が球状とされ、刃が先端まで延びていないボールエンドミルを利用するのが好ましい。このような切削工具をドーム状膨出部１０ｄに押し当てるにあたっては、ドーム状膨出部１０ｄの頂部を狙って押し当てるのが好ましいが、切削工具を押し当てる位置、すなわち、通気孔１０ｈが穿設される位置は、ドーム状膨出部１０ｄの頂部から多少のずれがあってもよい。通気孔１０ｈは、ドーム状膨出部１０ｄの頂部又はその近傍に穿設されているのが好ましい。

本実施形態において、ドーム状膨出部１０ｄの具体的な形状は、特に限定されないが、ドーム状膨出部１０ｄを球面状、又は楕円面状に形成すると、切削工具を押し当てたときにドーム状膨出部１０ｄとともに、その周囲の面１０ｓも一緒に撓み易くなって上述した効果がより有効に発揮されるため好ましい。
また、この種の容器にあっては、図示する例のように高さ方向に長いものが多く、周方向の曲率が高さ方向の曲率と比較して大きくなる。このため、切削工具を押し当てたときにドーム状膨出部１０ｄとともに、その周囲の面１０ｓも一緒に撓み易くなるようにする上で、ドーム状膨出部１０ｄを楕円面状に形成する場合には、その長軸方向が容器１の周方向（高さ方向に直交する方向）に一致するように形成するのがより好ましい（図４及び図５参照）。
なお、図４では、図２と同様に、容器１の要部を切り欠いて、その断面を示しており、かかる断面にあらわれる外容器１０、内容器１１の肉厚を誇張して描写している。

ここで、球面状とは、（ｘ^２／ａ^２）＋（ｙ^２／ｂ^２）＋（ｚ^２／ｃ^２）＝１、ａ＝ｂ＝ｃで表される二次曲面（球面）をＸＹ平面に平行な面（但し、ｚ＞０）で切り取った二次曲面、又は概ねそのような二次曲面と見做せる曲面を含む形状をいうものとし、楕円面状とは、（ｘ^２／ａ^２）＋（ｙ^２／ｂ^２）＋（ｚ^２／ｃ^２）＝１、ａ≠ｂ≠ｃで表される二次曲面（楕円面）をＸＹ平面に平行な面（但し、ｚ＞０）で切り取った二次曲面、又は概ねそのような二次曲面と見做せる曲面を含む形状をいうものとする。

また、容器１は、一般に、内容物を充填密封するとともに、商品名、内容物表示、装飾デザインなどを印刷したシュリンクラベル、シールラベルなどのラベルが装着されて市場に供される。
本実施形態では、このようなラベルを容器１に装着するに際し、ドーム状膨出部１０ｄがラベルの装着に影響を及ぼさないように、容器１の外表面を容器内方に面状に窪ませて、その窪んだ面１０ｓにドーム状膨出部１０ｄを設けている。これらの各部の寸法は、ドーム状膨出部１０ｄの頂部が、容器１の外表面よりも容器外方に突出しない程度に適宜設定することで、ラベル装着後の外観を損ねてしまわないようにするのが好ましく、ドーム状膨出部１０ｄの周囲に残る面１０ｓには、多少の湾曲があってもよい。
また、シュリンクラベルを装着する場合には、ドーム状膨出部１０ｄに穿設された通気口１０ｈへの空気の流入が妨げられないように、例えば、外容器１０の外表面に凹溝を刻設するなどして、シュリンクラベルとの間に空気導入路が形成されるようにするのが好ましい。このとき、シュリンクラベルの装着範囲に応じて、ドーム状膨出部１０ｄを設ける面１０ｓの位置をできるだけシュリンクラベルの端縁に近づけるのが好ましく、これによって、空気導入路が形成される距離を短くすることができる。

また、容器内方に窪んだ面１０ｓにドーム状膨出部１０ｄを設けるにあたり、当該面１０ｓは方形状とするのが好ましく、その中央部にドーム状膨出部１０ｄが設けられるようにするのが好ましい。外容器１０に用いる樹脂の引張弾性率などの諸条件によっても異なるが、当該面１０ｓが、例えば、円形状である場合や、ドーム状膨出部１０ｄが当該面１０ｓの中央から離れた位置にあり、当該面１０ｓの周縁にドーム状膨出部１０ｄの周縁が近接し過ぎている場合には、ドーム状膨出部１０ｄに切削工具を押し当てたときに、ドーム状膨出部１０ｄが弾性変形しないまま、容器１が全体的に撓んでしまい易くなる傾向がある。特に、高さ方向に沿った当該面１０ｓの周縁からドーム状膨出部１０ｄの周縁までの距離が十分に確保されていないと、そのような傾向が強くなる。

切削工具を押し当てたときの押圧力によって、ドーム状膨出部１０ｄを優先的に弾性変形させるには、ドーム状膨出部１０ｄの高さ方向に沿った周縁間の最大距離Ｌ_０が、通気口１０ｈの直径Ｄの３～５倍であるのが好ましい。
また、通気口１０ｈの直径Ｄは４～６ｍｍであるのが好ましい。通気口１０ｈの直径Ｄが４ｍｍに満たないと、それに応じて細くなる切削工具が内容器１１を突き破ってしまう虞があり、６ｍｍを超えると、切削屑が増加するだけでなく、切削屑が通気口１０ｈから外容器１０と内容器１１との間に入り込んでしまい易く、切削屑が入り込むことによる不具合が生じる虞がある。
さらに、例えば、ドーム状膨出部１０ｄが設けられる容器内方に窪んだ面１０ｓを方形状とする場合には、その上縁及び下縁が高さ方向に直交するように容器内方に窪ませるとともに、高さ方向に沿った当該面１０ｓの上縁からドーム状膨出部１０ｄの周縁までの最短距離Ｌ_１と、当該面１０ｓの下縁からドーム状膨出部１０ｄの周縁までの最短距離Ｌ_２は、それぞれ４～１０ｍｍとするのが好ましく、Ｌ_１＝Ｌ_２であるのが好ましい。
当該最短距離Ｌ_１，Ｌ_２が４ｍｍに満たない場合には、前述したように、ドーム状膨出部１０ｄの頂部に切削工具を押し当てたときに、ドーム状膨出部１０ｄの頂部側が弾性変形しないまま、容器１が全体的に撓んでしまい易くなる傾向がある。当該最短距離Ｌ_１，Ｌ_２が１０ｍｍを超える場合には、容器１に占める面積が多くなり、容器１の美観性を損なってしまうこともあり得る。

また、ドーム状膨出部１０ｄに切削工具を押し当てたときに、切削工具の位置ずれを抑制し、かつ、切削工具の食い付きを良好ならしめるために、ドーム状膨出部１０ｄに平坦面部１０ｐを設け、かかる平坦面部１０ｐの中央部に通気孔１０ｈが穿設されるようにするのが好ましい。

本実施形態において、外容器１０には、例えば、ポリプロピレン、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、エチレン－ポリプロピレン共重合体等のポリオレフィン系樹脂、又はこれらの混合物などを用いることができる。これらの中でも、ポリプロピレンを用いるのが好ましい。
外容器１０は、単層構成に限られず、多層構成としてもよい。例えば、最外層と最内層とをバージン材により形成し、これらの間に、容器製造時に発生したバリなどのスクラップ樹脂を含むリプロ層を配した多層構成とすることもできる。

外容器１０が弾性変形により元の形状に復元可能とするには、引張弾性率が２５０～９００ＭＰａであるのが好ましく、３００～５５０ＭＰａであるのがより好ましい。
なお、引張弾性率は、例えば、ＪＩＳＫ７１１３－２に準拠して、サンプル形状２号を３分の１に縮小したダンベル形状にサンプルを打ち抜き、テンシロン万能試験機（エー・アンド・デイ社製：ＲＴＧ－１３１０）を使用し、引っ張り速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で測定することによって求めることができる。

また、容器１を圧搾する際の操作性を良好にしつつ、弾性変形による復元性を確保するために、胴部３における外容器１０の厚みは、３００～７００μｍであるのが好ましく、より好ましくは５００～６００μｍである。
上記範囲に満たないと、復元性に劣ってしまうことに加え、剛性が低下して撓み易くなってしまうため、外容器１０に通気孔１０ｈを穿設する際に、切削工具が食付き難くなってしまう傾向がある。一方、上記範囲を超えると、操作性に劣ってしまうことに加え、外容器１０に通気孔１０ｈを穿設する際の切削屑が増加して不良の原因となってしまう傾向がある。

内容器１１は、内容物と接触する内面層と、例えば、エチレン－ビニルアルコール共重合体などからなるガスバリア層とを有し、内面層とガスバリア層との間には、必要に応じて接着層を介在させてもよい。
内面層には、例えば、ポリプロピレン、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、エチレン－ポリプロピレン共重合体等のポリオレフィン系樹脂、又はこれらの混合物などを用いることができる。これらの中でも、低密度ポリエチレンが好ましい。

前述したようにして、容器１を圧搾して内容物を吐出させるに際し、外容器１０から剥離した内容器１１は、内容物の減少に伴って、袋状に撓みながら収縮変形する。
また、内容器１１が収縮変形する際に、内容物の流動を妨げるように内容器１１が撓んでしまうと、内容器１１内に内容物が残留し、内容物を使い切ることができなくなってしまうため好ましくない。

このような不具合を解消するために、本発明者らが検討したところ、内容物の残留量と内容器１１の厚みとの間には相関があり、内容器１１の厚みを薄くすることで、内容物の残留量を低減できるが、そうすると、ガスバリア性が損なわれてしまうことが判明した。一方、ガスバリア層の厚みとガスバリア性との間には相関があるものの、内容物の残存量とガスバリア層の厚みとの間には相関が認められなかった。

本実施形態では、このような知見に基づいて、胴部２における内容器１１の厚みを３０～８０μｍ、好ましくは３０～７０μｍとし、かつ、ガスバリア層の厚みを１０～４０μｍ、好ましくは１０～２０μｍとしてある。このようにすることで、内容器１１のガスバリア性を損なうことなく、内容物の残存量を低減させることが可能になる。

以下、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。

［実施例１～３、比較例１］
ダイレクトブロー成形によって、内容量２００ｍＬ、高さ１４０ｍｍとなるように外容器と内容器とを備える二重構造容器を作成した。その際、容器内方に窪んだ方形状の面からドーム状に膨出してなるドーム状膨出部を容器胴部に設けた。
外容器は、ポリプロピレンを用いて単層に形成し、容器胴部における厚みが５００μｍとなるように成形した。内容器は、低密度ポリエチレンを用いた内面層と、エチレン－ビニルアルコール共重合体を用いたガスバリア層との間に接着層を介在させた三層に形成し、容器胴部における内面器の厚みが６５μｍ、ガスバリア層の厚みが１５μｍとなるように成形した。
実施例１～３のそれぞれにおけるドーム状膨出部の形状等を表１に示すが、表１に示す条件以外は全て同一となるように成形した。
比較例１については、容器内方に窪んだ方形状の面のみ設け、ドーム状膨出部は設けなかった。

［評価］
ボールエンドミルの回転数が６０００ｒｐｍ以下、送り比（送り速度を回転数で除した値）が３～５％となるように切削条件を制御しつつ、ボールエンドミルの先端をドーム状膨出部に押し当てて、通気孔を穿孔した。このとき、内容器を切削することなく外容器にのみ通気口が穿設された場合に、その評価を〇とし、外容器に通気孔が穿設できない場合、又は外容器だけでなく内容器も一緒に切削されて共穴になった場合の評価を×として、表１に併せて示す。

以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。

１容器
１０外容器
１０ｄドーム状膨出部
１０ｈ通気孔
１０ｐ平坦面部
１０ｓ容器内方に窪んだ面
１１内容器

Claims

圧搾して内容物を吐出させるに際し、弾性変形により元の形状に復元可能な外容器と、内容物の減少に伴って収縮変形するとともに、前記外容器から剥離可能な内容器とを備える二重構造容器であって、
容器胴部に、容器内方に窪んだ面からドーム状に膨出してなるドーム状膨出部が設けられており、
前記容器胴部における前記外容器の厚みが、３００～７００μｍであり、
前記容器胴部における前記内容器の厚みが、３０～８０μｍであり、
前記ドーム状膨出部の頂部又はその近傍に、通気孔が穿設されていることを特徴とする二重構造容器。
前記ドーム状膨出部が、球面状、又は楕円面状に形成されている請求項１に記載の二重構造容器。
前記ドーム状膨出部が、長軸方向が周方向に一致する楕円面状に形成されている請求項１に記載の二重構造容器。
前記ドーム状膨出部に平坦面部が設けられており、前記平坦面部の中央部に前記通気孔が穿設されている請求項１～３のいずれか一項に記載の二重構造容器。