JP7432464B2

JP7432464B2 - 容器

Info

Publication number: JP7432464B2
Application number: JP2020129335A
Authority: JP
Inventors: 季和橋本; 康宏中野
Original assignee: Idemitsu Unitech Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Unitech Co Ltd
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2024-02-16
Anticipated expiration: 2040-07-30
Also published as: JP2022026055A

Description

本発明は、容器に関する。

樹脂シートで形成され、内部空間を形成するカップ状の凹部および凹部の周縁部に形成されるフランジ部を含む容器本体と、樹脂フィルムで形成され、フランジ部に位置する接合領域で容器本体に接合される蓋体とを有する容器が知られている。このような容器に関する技術は、例えば特許文献１および特許文献２のように種々提案されている。

特許第５００１９６２号公報特開昭６３－０００７８号公報

上記のような容器を例えば落下させた場合、フランジ部に衝撃が加わることによって容器本体に割れが発生する場合がある。特に、容器に惣菜などの内容物を収納して氷点下のような低温条件下で保管および輸送する場合、樹脂材料のガラス転移温度（ポリプロピレンの場合、約０℃）を下回る温度で衝撃が加えられ、塑性的な挙動によって容器本体に割れが発生する可能性が高い。

フランジ部への衝撃に対して容器本体の割れを防止するために、フランジ部を厚くすることも考えられる。しかしながら、フランジ部を厚くするためには材料である樹脂シートを厚くする必要があり、結果として凹部も含めた全体が厚くなる結果、容器の単価が上昇してしまう。また、樹脂シートの材料処方を変更することによって割れを防止することも考えられるが、剛性や耐熱性などといった容器本体に要求される性能を満たしつつ割れを防止する処方は容易ではない。

そこで、本発明は、樹脂シートの厚みや材料処方に依存することなく、容器本体のフランジ部に衝撃が加わった場合に容器本体に割れが発生するのを防止することが可能な容器を提供することを目的とする。

［１］凹部および凹部の周縁部に形成されるフランジ部を含む容器本体と、凹部の開口を覆い、フランジ部に形成される接合領域で容器本体に接合される蓋体とを備え、フランジ部の周方向の少なくとも一部の区間において、フランジ部の内縁から接合領域の内縁までの第１の距離が、フランジ部の内縁からフランジ部の外縁までの第２の距離の３０％以上である容器。
［２］区間は合計でフランジ部の全周の２０％以上である、［１］に記載の容器。
［３］第１の距離が、第２の距離の５０％以上である、［１］または［２］に記載の容器。
［４］接合領域の内縁は、フランジ部の周方向に沿って非直線状に形成される、［１］から［３］のいずれか１項に記載の容器。
［５］接合領域の内縁は、ローレットシールによって形成される、［４］に記載の容器。
［６］接合領域の内縁は、穴あきシールによって形成される、［４］に記載の容器。
［７］接合領域の内縁は、丸められた断面形状のシール盤を用いて形成される、［４］に記載の容器。
［８］低温条件下での保管用または輸送用である、［１］から［７］のいずれか１項に記載の容器。

上記の構成によれば、フランジ部の外縁付近に力が加えられた場合の剛体的な挙動を利用して、接合領域の内縁付近に作用する力を小さくすることができる。従って、樹脂シートの厚みや材料処方に依存することなく、容器本体のフランジ部に衝撃が加わった場合に容器本体に割れが発生するのを防止することができる。

本発明の一実施形態に係る容器の斜視図である。図１に示す容器の平面図である。図２に示す容器のIII－III線に沿った断面図である。参考例を示す断面図である。本発明の一実施形態において適用可能な接合領域の例を示すフランジ部の拡大平面図である。本発明の一実施形態において適用可能な接合領域の例を示すフランジ部の拡大平面図である。本発明の一実施形態において適用可能な接合領域の例を示すフランジ部の拡大平面図である。

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した説明を省略する。

図１は本発明の一実施形態に係る容器の斜視図であり、図２は図１に示す容器の平面図である。図示されるように、容器１００は、容器本体１１０と、蓋体１３０とを含む。容器本体１１０は、カップ状の凹部１１１と、凹部１１１の周縁部に形成されるフランジ部１１２とを含む。蓋体１３０は、凹部１１１の開口を覆うフィルム状の部材であり、フランジ部１１２に形成される接合領域１４０でヒートシールまたは超音波シールなどを用いて容器本体１１０に接合される。これによって、凹部１１１と蓋体１３０との間に内部空間ＳＰが形成される。

容器本体１１０は、例えば樹脂組成物で形成される単層のシートまたは多層の積層体を、真空成形または圧空成形などによって凹部１１１およびフランジ部１１２を含む形状に成形したものである。具体的には、例えば、容器本体１１０は、オレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、およびポリエステル系樹脂からなる群の少なくともいずれかを含む樹脂組成物で形成される基材層と、オレフィン系樹脂で形成される表面層とを含む積層体で形成されてもよい。この場合、積層体の基材層は、例えばオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、およびポリエステル系樹脂からなる群の少なくともいずれかを含む樹脂で形成される。オレフィン系樹脂としては、ポリプロピレン、およびポリエチレンが例示される。ポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が例示される。基材層および表面下層との間では、例えば剛性が異なる。基材層には、剛性を向上させるためにタルクなどの無機フィラーが添加されてもよい。

一方、容器本体１１０を形成する積層体の表面層は、オレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、およびポリエステル系樹脂からなる群の少なくともいずれかを含む樹脂組成物で形成される。具体的には、例えば、表面層はエチレン－アクリル酸エステル－無水マレイン酸共重合体またはスチレングラフトプロピレン樹脂の少なくともいずれかを、ポリプロピレン系樹脂にブレンドして得られた樹脂組成物で形成される。この場合、エチレン－アクリル酸エステル－無水マレイン酸共重合体またはスチレングラフトプロピレン樹脂は、ポリプロピレン系樹脂１００質量部に対して、好ましくは１０質量部から５０質量部、特に好ましくは１５質量部から４０質量部程度、添加すればよい。なお、容器本体１１０の平面形状は矩形として例示されているが、円形などの他の形状であってもよい。

蓋体１３０は、例えば樹脂組成物で形成される単層または多層のフィルムで形成される。具体的には、例えば、蓋体１３０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、または二軸延伸ナイロンフィルム（Ｏ－Ｎｙ）などで形成される外層と、ランダムポリプロピレン（ＲＰＰ）、ブロックポリプロピレン（ＢＰＰ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、またはポリエチレンなどの樹脂組成物で形成されるシール層とを含むフィルム状の積層体で形成されてもよい。他の例では、蓋体をフィルムではなく容器本体１１０と同様の成形体としてもよい。

図３は、図２に示す容器のIII－III線に沿った断面図である。図示された例において、容器本体１１０は、基材層１１４Ａおよび表面層１１４Ｂを含む積層体を、真空成形または圧空成形などによって凹部１１１およびフランジ部１１２を含む形状に成形したものである。基材層１１４Ａは、容器本体１１０の外側に位置し、容器本体１１０の形状の保持に必要とされる剛性を発揮する。基材層１１４Ａは、例えば剛性が異なる複数の層を含んでもよい。表面層１１４Ｂは、容器本体１１０の内側、すなわち内部空間ＳＰに面する側に位置し、フランジ部１１２に形成される接合領域１４０に面する。他の実施形態において、容器本体１１０を形成する積層体は接着層やガスバリア層などの追加の層を含んでもよい。蓋体１３０は、外層１３１Ａおよびシール層１３１Ｂを含むフィルム状の積層体からなる。外層１３１Ａは、蓋体１３０の表側、すなわち容器本体１１０に面しない側に位置し、蓋体１３０に必要とされる柔軟性や引張強度を発揮する。シール層１３１Ｂは、蓋体１３０の裏側、すなわち容器本体１１０に向けられる側に位置し、フランジ部１１２に形成される接合領域１４０に面する。他の実施形態では、蓋体１３０を形成する積層体にも追加の層が含まれてもよい。

また、本実施形態では、図３に示されるように、容器本体１１０のフランジ部１１２の周方向の少なくとも一部の区間において、フランジ部１１２の内縁から接合領域１４０の内縁までの距離ｒ_１が、フランジ部１１２の内縁からフランジ部１１２の外縁までの距離ｒ_２の３０％以上である。つまり、この区間において、フランジ部１１２の内縁側の少なくとも３０％の領域には接合領域１４０が形成されず、接合領域１４０はフランジ部１１２の外縁側の残りの領域、具体的には７０％よりも小さい領域に形成される。距離ｒ_１は距離ｒ_２の４０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、６５％以上であることがさらに好ましい。上限値は容器本体１１０と蓋体１３０とのシール強度を維持する観点から、通常９８％である。ここで、フランジ部１１２の内縁は、容器本体１１０の表面層１１４Ｂ側において平坦なフランジ部１１２が形成される領域の内側、すなわち凹部１１１側の縁である。つまり、容器本体１１０の形状が平坦なフランジ部１１２から凹部１１１へと変化する形状変化点がフランジ部１１２の内縁になる。一方、フランジ部１１２の外縁は、同じく容器本体１１０の表面層１１４Ｂ側において平坦なフランジ部１１２が形成される領域の外側、すなわち凹部１１１とは反対側の縁である。図示された例ではフランジ部１１２の外側にスカート部が形成されるため、内側と同様に形状変化点がフランジ部１１２の外縁になるが、スカート部が形成されない場合には、フランジ部１１２の外側の終端がフランジ部１１２の外縁になる。また、上述の一部の区間とは容器の形状によらず、好ましくはフランジ部１１２の周方向の２０％以上、より好ましくは４０％以上、さらに好ましくは６０％以上、特に好ましくは８０％以上の区間である。上限は１００％であり、フランジ部１１２の全周にわたって上記のように接合領域１４０が形成されてもよい。

本実施形態では、上記のように接合領域１４０が形成されることによって、例えば図４に示す参考例の場合に比べて、フランジ部１１２の外縁付近に力Ｆ_１が加えられた場合に接合領域１４０の内縁付近に作用する力Ｆ_２を小さくすることができる。ここで、力Ｆ_１は例えば容器１００を落下させたときのフランジ部１１２への衝撃によって生じる力であり、力Ｆ_２は力Ｆ_１が蓋体１３０に伝わるときの反作用として生じ、フランジ部１１２に割れを生じさせる可能性がある力である。力Ｆ_１が作用したときのフランジ部１１２の挙動は剛体的な挙動と弾性体的な挙動の両方を含むが、剛体的な挙動に着目した場合、力Ｆ_１が加わるフランジ部１１２の外縁を力点Ｐ_１、力Ｆ_２が生じる接合領域１４０の内縁を作用点Ｐ_２、フランジ部１１２の内縁を支点Ｐ_３とする梃子の原理が成り立つ。なお、フランジ部１１２の内縁が支点Ｐ_３になるのは、フランジ部１１２から凹部１１１への形状変化によって容器本体１１０の力Ｆ_１に対する剛性が上がるため、支点Ｐ_３よりも内側の凹部１１１は力Ｆ_１による変位がほとんど生じない固定点とみなせるためである。梃子の原理に従って支点Ｐ_３回りのモーメントのつりあいを仮定した場合、Ｆ_１ｒ_２＝Ｆ_２ｒ_１であるため、Ｆ_２＝Ｆ_１・（ｒ_２／ｒ_１）になる。従って、ｒ_２／ｒ_１がより小さい図３の例の方が、同じ力Ｆ_１に対して生じる力Ｆ_２は小さくなる。

具体的には、フランジ部１１２の内縁から接合領域１４０の内縁までの距離ｒ_１がフランジ部１１２の内縁からフランジ部１１２の外縁までの距離ｒ_２の３０％である場合、ｒ_１＝０．３ｒ_２よりｒ_２／ｒ_１＝３．３、すなわちＦ_２＝３．３Ｆ_１になる。距離ｒ_１が同じ距離ｒ_２に対して大きくなるほどＦ_２は小さくなり、距離ｒ_１が距離ｒ_２の５０％である場合にはＦ_２＝２．０Ｆ_１、距離ｒ１が距離ｒ_２の８０％である場合にはＦ_２＝１．２５Ｆ_１になる。従って、距離ｒ_１は、容器本体１１０と蓋体１３０との間で機能的に十分な接合強度が得られる限りにおいて、より大きい方が好ましい。

なお、接合領域１４０の外縁は、図示された例ではフランジ部１１２の外縁と一致しているが、この例には限られず、例えば接合領域１４０の外縁がフランジ部１１２の外縁よりも内側、すなわち凹部１１１側にあってもよい。また、接合領域は、必ずしも図示された例のように内縁から外縁まで一様に形成される帯状の領域でなくてもよく、例えば複数の細幅の接合領域が間隔をおいて並行して形成されてもよい。この場合、最も内側に位置する接合領域の内縁が、上記で説明された接合領域の内縁として特定される。このような接合領域の配置は、フランジ部１１２において容器本体１１０と蓋体１３０との間が固定されていない部分が多くなる結果として、衝撃に対してフランジ部１１２がより弾性体的な挙動をとり、割れが生じにくくなるという点で有利でありうる。

上記のように接合領域１４０がフランジ部１１２の外縁側に形成されるのは、フランジ部１１２の周方向の一部の区間であればよく、必ずしも図１や図２に示されたようにフランジ部１１２の周方向の全部の区間について上記のように接合領域１４０が形成されなくてもよい。例えば、容器１００の平面形状が図１や図２に示されたような矩形状であり、矩形に長辺と短辺とがある場合は、短辺で相対的に割れが生じやすいため、短辺の区間のみで上記のように接合領域１４０が形成されてもよい。この場合、上記のように接合領域１４０が形成される区間の合計はフランジ部１１２の全周の少なくとも２０％以上になる。これらの区間以外では、接合領域１４０がフランジ部１１２の内縁側の領域に形成されてもよい。なお、既に述べたように容器本体１１０の平面形状は矩形に限られず円形などの他の形状であってもよく、容器本体１１０の平面形状に関わらず、上記のように接合領域１４０が形成されるのは好ましくはフランジ部１１２の周方向の２０％以上、より好ましくは４０％以上、さらに好ましくは６０％以上、特に好ましくは８０％以上の区間であり、上限は１００％である。また、全体として接合領域１４０がフランジ部１１２の外縁側に形成される区間であっても、その一部において、フランジ部１１２の外縁側に形成される帯状の接合領域１４０から離れて、フランジ部１１２の内縁側にスポット状の接合領域１４０が形成されてもよい。

図５から図７は、本発明の一実施形態において適用可能な接合領域の例を示すフランジ部の拡大平面図である。本実施形態では、これらの例を適用することによって接合領域１４０の内縁がフランジ部１１２の周方向に沿って非直線状に形成されてもよい。なお、これらの例を適用せず、接合領域１４０の内縁を直線状に形成した場合であっても、上述のように力Ｆ_２が小さくなることによって割れを防止する効果が得られる。

図５の例では、接合領域１４０Ａの内縁１４１に接する部分がローレットシールによって形成される。ローレットシールは、四角錘状の凸部が配列されたシール盤を用いて形成される。接合領域１４０Ａのうち、シール盤に形成される凸部の頂点に対応する領域では接合強度が相対的に高く、凸部の斜面および凸部の谷間に対応する領域では接合強度が相対的に低いため、接合領域１４０Ａの内縁１４１でフランジ部１１２の周方向について接合強度が不均一になる。これによって、接合領域１４０Ａの内縁１４１の一部で上述のような力Ｆ_２によって微細な割れが生じたとしても、割れが内縁１４１に沿って直線状に伝播しにくく、例えばフランジ部１１２を貫通して容器１００の機能を損なうような大きな割れにつながることを防止できる。なお、接合領域１４０Ａの内縁１４１に接する部分以外では上記のようなローレットシールによる効果は発生しないため、例えば容器１００の密封性を高めるために接合領域１４０Ａの外縁側はローレットシールではない通常のシールで形成されてもよい。

図６の例では、接合領域１４０Ｂの内縁１４１に接する部分が穴あきシールによって形成される。穴あきシールは、例えば特開２０２０－０５５５９１号公報に記載されているように、接合領域１４０Ｂに互いに孤立した複数の非接合領域を配列したシールである。穴あきシールの場合、非接合領域が存在することによって、接合領域１４０Ｂの内縁１４１の平面形状が直線状にならず、非接合領域の部分が凹んだ形状になる。これによって、図５の例と同様に、接合領域１４０Ｂの内縁１４１の一部で微細な割れが生じたとしても、割れが内縁１４１に沿って直線状に伝播して大きな割れにつながることを防止できる。図６の例でも、接合領域１４０Ｂの外縁側は穴あきシールではない通常のシールで形成されてもよい。

図７の例では、接合領域１４０Ｃの内縁１４１に接する部分が、例えば特許第５００１９６２号公報に記載されたような丸められた断面形状のシール盤を用いて形成される。この場合、シール時の押圧によって樹脂が押し出されることによって、接合領域１４０Ｃの内縁１４１に不規則な凹凸形状が生じる。なお、このようにして形成された接合領域１４０Ｃを指す一般的な名称はないが、縦断面において樹脂が押し出されていること、および図７に示したような平面形状において不規則な凹凸形状が生じていることによって、丸められた断面形状のシール盤を用いて形成された接合領域１４０Ｃを識別することができる。これによって、図５の例と同様に、接合領域１４０Ｃの内縁１４１の一部で微細な割れが生じたとしても、割れが内縁１４１に沿って直線状に伝播して大きな割れにつながることを防止できる。

以上で説明したように、本実施形態に係る容器１００では、フランジ部１１２の外縁付近に力Ｆ_１が加えられた場合の剛体的な挙動を利用して、接合領域１４０の内縁付近に作用する力Ｆ_２を小さくすることができる。従って、樹脂シートの厚みや材料処方に依存することなく、容器本体１１０のフランジ部１１２に衝撃が加わった場合に容器本体１１０に割れが発生するのを防止することができる。既に述べたように、例えば氷点下のような低温条件下では樹脂材料が塑性的な挙動をしやすいため、例えば低温条件下での保管用または輸送用に、本実施形態に係る容器を有利に用いることができる。

次に、本発明の実施例として、低温条件下での落下試験を行った結果について説明する。試験では、上記で図１および図２を参照して説明したような平面形状が矩形の容器を３個用意し、段ボール箱に格納して－２０℃条件下で約４０時間保管した。その後、箱ごと落下させて、容器に割れが発生するか否かを検証した。なお、試験は、ヤマト包装技術研究所（https://www.yamato-pti.co.jp/test/drop.html）が規定する落下試験方法に従って実施した。具体的には、落下の高さは８０ｃｍ（非常に大きな外力が加わる場合を想定したレベルＩで、箱の総重量が１０ｋｇ未満の場合）とし、落下回数は計１０回（箱の底面に接する角１回、底面と右側面とに接する稜１回、底面と正面とに接する稜１回、正面と右側面とに接する稜１回、箱の６面すべてについて各１回）とした。試験は実施例および比較例のそれぞれについて３箱ずつ実施し、フランジ部に非貫通の割れが生じたもの、フランジ部を貫通する割れが生じたもの、および凹部に割れた生じたものの数を記録した。実施例では、容器の平面形状の短辺部において、図３に示した例でｒ_１＝６．５ｍｍ、ｒ_２＝８．５ｍｍとなる（距離ｒ_１は距離ｒ_２の７６％）ような接合領域を形成し、接合領域の内縁はローレットシール（シール温度２２０℃）で形成した。一方、比較例では、容器の平面形状の短辺部において図４に示した例でｒ_１＝２．０ｍｍ、ｒ_２＝８．５ｍｍとなる（距離ｒ_１は距離ｒ_２の２４％）ような接合領域を形成し、接合領域の内縁は通常のシール（シール温度１９０℃）で形成した。なお、実施例、比較例とも容器本体および蓋材の材料は共通である。これらの例において、容器本体はいずれもポリプロピレンを主成分とする基材層および表面層を含む積層体で形成され、蓋体はＰＥＴフィルムで形成される外層、ナイロンフィルムで形成される中間層、およびポリプロピレンを主成分とするシール層を含む３層の積層体で形成される。試験の結果を表１に示す。

表１に示されるように、実施例ではフランジ部および凹部ともに割れは発生しなかった。一方、比較例では、凹部では割れが発生しなかったものの、フランジ部では割れが発生し、割れがフランジ部を貫通する場合も多くあった。これらの割れは、いずれも接合領域の内縁に沿って発生していた。上記の結果から、本発明の実施形態に係る容器では、落下の衝撃によって容器本体のフランジ部で接合領域の内縁に沿って発生する割れを有効に防止できることがわかる。

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、本発明はこれらの例に限定されない。本発明の属する技術の分野の当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更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。

１００…容器、１１０…容器本体、１１１…凹部、１１２…フランジ部、１１４Ａ…基材層、１１４Ｂ…表面層、１３０…蓋体、１３１Ａ…外層、１３１Ｂ…シール層、１４０，１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃ…接合領域、１４１…内縁、Ｆ_１…力、Ｆ_２…力、ＳＰ…内部空間、ｒ_１…距離、ｒ_２…距離。

Claims

凹部および前記凹部の周縁部に形成されるフランジ部を含む容器本体と、
前記凹部の開口を覆い、前記フランジ部に形成される接合領域で前記容器本体に接合される蓋体とを備え、
前記フランジ部の周方向の少なくとも一部の区間において、前記フランジ部の内縁から前記接合領域の内縁までの第１の距離が、前記フランジ部の内縁から前記フランジ部の外縁までの第２の距離の３０％以上であり、
前記接合領域の内縁で前記フランジ部の周方向について接合強度が不均一であり、
前記区間が前記フランジ部の全周の４０％以上である容器。
前記接合領域の内縁は、ローレットシールによって形成される、請求項１に記載の容器。
凹部および前記凹部の周縁部に形成されるフランジ部を含む容器本体と、
前記凹部の開口を覆い、前記フランジ部に形成される接合領域で前記容器本体に接合される蓋体とを備え、
前記フランジ部の周方向の少なくとも一部の区間において、前記フランジ部の内縁から前記接合領域の内縁までの第１の距離が、前記フランジ部の内縁から前記フランジ部の外縁までの第２の距離の３０％以上であり、
前記接合領域の内縁に接する部分が、前記接合領域に互いに孤立した複数の非接合領域を配列したシールによって形成され、
前記区間が前記フランジ部の全周の４０％以上である容器。
前記接合領域の内縁は、穴あきシールによって形成される、請求項３に記載の容器。
凹部および前記凹部の周縁部に形成されるフランジ部を含む容器本体と、
前記凹部の開口を覆い、前記フランジ部に形成される接合領域で前記容器本体に接合される蓋体とを備え、
前記フランジ部の周方向の少なくとも一部の区間において、前記フランジ部の内縁から前記接合領域の内縁までの第１の距離が、前記フランジ部の内縁から前記フランジ部の外縁までの第２の距離の３０％以上であり、
前記接合領域の内縁に不規則な凹凸形状が生じており、
前記区間が前記フランジ部の全周の４０％以上である容器。
前記接合領域の内縁は、丸められた断面形状のシール盤を用いて形成される、請求項５に記載の容器。
前記第１の距離が、前記第２の距離の５０％以上である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の容器。
前記接合領域の内縁は、前記フランジ部の周方向に沿って非直線状に形成される、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の容器。
低温条件下での保管用または輸送用である、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の容器。