JP7385994B2 - 二重構造容器 - Google Patents

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Description

本発明は、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
この種の二重構造容器では、内容物の品質保持のために、内容器のガスバリア性を確保するとともに、内容器内に内容物が残留しないようにして、内容物を使い切ることができるようにすることが望ましい。
本発明者らは、この種の二重構造容器において、内容器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べく鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
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、容器胴部における前記外容器の膨出部に通気孔が穿設されているとともに、容器胴部における前記外容器の厚みが300~700μmであり、前記内容器が、内容物と接触する内面層と、ガスバリア層とを有し、容器胴部における前記内容器の厚みが30~80μm、かつ、前記ガスバリア層の厚みが10~40μmであり、前記通気孔を穿設する際に加工具が押し当てられたときの押圧力によって、前記外容器から前記内容器が剥離され、前記内容器が貫通していない構成としてある。
本発明に係る二重構造容器によれば、内容器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。 図1のA-A端面図である。 本発明の実施形態に係る二重構造容器の容器胴部の要部拡大端面図である。
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正面図、図2は、同側面図であり、図3は、図1のA-A端面図、図4は、図3において鎖線で囲む部分を拡大して示す要部拡大端面図である。
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。
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、円筒状の口部2と、高さ方向に直交する断面が概ね楕円形状の胴部3とを含み、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。
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、JIS K7113-2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、リーマなどの工具が食付き難くなってしまう虞がある。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虞がある。
内容器11は、内容物と接触する内面層11a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11bとを有し、内面層11aとガスバリア層11b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11a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11b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11b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11b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。
さらに、外容器10に通気孔10hを穿設する際には、リーマなどの加工具が押し当てられたときの押圧力によって、外容器10から内容器11を剥離させながら加工することができるが、内容器11の厚みが上記範囲を超えると、外容器10から内容器11が剥離し難くなって、内容器11も一緒に貫通してしまう虞があり加工性に劣ってしまう。ガスバリア層11bの厚みが上記範囲を超えた場合も同様である。
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]
図1等に示す容器形状となるように、ダイレクトブロー成形によって、内容量200mL、高さ140mmの二重構造容器を成形した。
その際、容器胴部の側面(図2にあらわれる面)に、パーティングラインが位置するようにした。
また、外容器10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300μmとなるように成形した。内容器11は、低密度ポリエチレンを用いた内面層11a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11b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容器11の厚みが65μm、ガスバリア層11bの厚みが15μmとなるように成形した。
ここで、容器胴部における外容器10と内容器11のそれぞれの厚みは、パーティングラインから略90°ずれた、背面(図1にあらわれる面とは反対側の面)側の幅方向中央部の肉厚を、正立させたときの接地面から20mm上方に位置する部位と110mm上方に位置する部位との間で、高さ方向に沿って10mm毎に10点測定した値の平均値として求めた。ガスバリア層11bの厚みは、正立させたときの接地面から120mm上方に位置する部位におる内容器11の厚みと、内容器11に含まれるガスバリア層11bとの肉厚の比率を求め、上記のようにして求めた内容器11の厚みに、かかる比率を乗じた値として求めた。
成形後、口部2に切削加工を施して形状を整えるとともに、外容器10に通気孔10hを穿設した。そして、通気孔10hに逆止弁を取り付けた。口部2には、逆止弁機構を備えた吐出キャップを取り付けて、水を内容物として収容した。
このような実施例1について、以下の項目を評価した。その結果を表1に示す。
(1)加工性
口部2に切削加工を施す際、又は通気孔10hを穿設する際に、切削不良、ヒゲ、バリ、切削屑残り、内容器11の貫通が発生した場合に、評価結果を×とした。これらの問題が発生しなかった場合を○とした。
(2)残液量
容器胴部を手で圧搾して内容物を吐出させる操作を繰り返し行い、内容物として収容した水を可能な限り吐出させた。その後、容器内に残った水の重量を測定し、g単位で小数点以下を四捨五入した。3g(小さじ2分の1に相当)以下を○、4~18g(小さじ2分の1~大さじ1に相当)を△、19g以上を×とした。
(3)ガスバリア性
空容器内に窒素ガスを充填密封し、室温30℃、相対湿度80%の環境下で、3週間保管後の容器内の酸素濃度をガスクロマトグラフィーにより測定し、その結果から酸素透過度を算出した。酸素透過度が22cc/(m2・day・atm)以下を○、22cc/(m2・day・atm)を超えるものを×とした。
(4)復元性
容器胴部を手で圧搾して内容物を吐出させた後、外容器10が元の形状に復元するまでに要する時間を計測した。内容物を吐出させて手を離した直後から5秒以内に元の形状に復元した場合を○、元の形状に復元するまでに5秒より長い時間を要した場合を△、元の形状に完全には復元しない場合を×とした。
(5)操作性
外容器10の厚みが500μm(特許請求の範囲に記載する範囲の中央値)の容器を基準とし、容器胴部を手で圧搾して内容物を吐出させる操作を行った際に、基準とする容器と同等以下の力で圧搾できたと感じた場合を○、やや固いと感じた場合を△、圧搾し難いと感じた場合を×とした。
Figure 0007385994000001
[実施例2]
外容器10の厚みが400μm、内容器11の厚みが65μm、ガスバリア層11bの厚みが15μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表1に示す。
[実施例3]
外容器10の厚みが500μm、内容器11の厚みが65μm、ガスバリア層11bの厚みが15μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表1に示す。
[実施例4]
外容器10の厚みが520μm、内容器11の厚みが65μm、ガスバリア層11bの厚みが15μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表1に示す。
[実施例5]
外容器10の厚みが600μm、内容器11の厚みが65μm、ガスバリア層11bの厚みが15μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表1に示す。
[実施例6]
外容器10の厚みが700μm、内容器11の厚みが65μm、ガスバリア層11bの厚みが15μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表1に示す。
[実施例7]
外容器10の厚みが520μm、内容器11の厚みが30μm、ガスバリア層11bの厚みが15μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表2に示す。
Figure 0007385994000002
[実施例8]
外容器10の厚みが520μm、内容器11の厚みが40μm、ガスバリア層11bの厚みが15μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表2に示す。
[実施例9]
外容器10の厚みが520μm、内容器11の厚みが50μm、ガスバリア層11bの厚みが15μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表2に示す。
[実施例10]
外容器10の厚みが520μm、内容器11の厚みが60μm、ガスバリア層11bの厚みが15μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表2に示す。
[実施例11]
外容器10の厚みが520μm、内容器11の厚みが70μm、ガスバリア層11bの厚みが15μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表2に示す。
[実施例12]
外容器10の厚みが520μm、内容器11の厚みが80μm、ガスバリア層11bの厚みが15μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表2に示す。
[実施例13]
外容器10の厚みが520μm、内容器11の厚みが65μm、ガスバリア層11bの厚みが10μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表3に示す。
Figure 0007385994000003
[実施例14]
外容器10の厚みが520μm、内容器11の厚みが65μm、ガスバリア層11bの厚みが20μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表3に示す。
[実施例15]
外容器10の厚みが520μm、内容器11の厚みが65μm、ガスバリア層11bの厚みが30μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表3に示す。
[実施例16]
外容器10の厚みが520μm、内容器11の厚みが65μm、ガスバリア層11bの厚みが40μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表3に示す。
比較例1
外容器10の厚みが250μm、内容器11の厚みが65μm、ガスバリア層11bの厚みが15μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表3に示す。
比較例2
外容器10の厚みが750μm、内容器11の厚みが65μm、ガスバリア層11bの厚みが15μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表3に示す。
比較例3
外容器10の厚みが520μm、内容器11の厚みが25μm、ガスバリア層11bの厚みが15μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表4に示す。
なお、比較例1~3では、加工性、復元性、操作性に好ましからざる結果がみられるものもあるが、残液性、ガスバリア性については良好な結果が得られており、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できていることが確認できた。
Figure 0007385994000004
[比較例
外容器10の厚みが520μm、内容器11の厚みが85μm、ガスバリア層11bの厚みが15μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表4に示す。
[比較例
外容器10の厚みが520μm、内容器11の厚みが65μm、ガスバリア層11bの厚みが5μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表4に示す。
[比較例
外容器10の厚みが520μm、内容器11の厚みが65μm、ガスバリア層11bの厚みが45μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表4に示す。
[比較例
外容器10の厚みが250μm、内容器11の厚みが25μm、ガスバリア層11bの厚みが5μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表4に示す。
[比較例
外容器10の厚みが750μm、内容器11の厚みが85μm、ガスバリア層11bの厚みが45μmとなるように成形した以外は、実施例1と同様にして成形された二重構造容器について、同様に評価した。その結果を表4に示す。
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
2 口部
3 胴部
10 外容器
10h 通気孔
11 内容器
11a 内面層
11b ガスバリア層

Claims (2)

  1. 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、
    容器胴部における前記外容器の膨出部に通気孔が穿設されているとともに、容器胴部における前記外容器の厚みが300~700μmであり、
    前記内容器が、内容物と接触する内面層と、ガスバリア層とを有し、
    容器胴部における前記内容器の厚みが30~80μm、かつ、前記ガスバリア層の厚みが10~40μmであり、
    前記通気孔を穿設する際に加工具が押し当てられたときの押圧力によって、前記外容器から前記内容器が剥離され、前記内容器が貫通していないことを特徴とする二重構造容器。
  2. 容器胴部における前記内容器の厚みが30~70μm、かつ、前記ガスバリア層の厚みが10~20μmである請求項1に記載の二重構造容器。
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