JPH0335192B2 - - Google Patents

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JPH0335192B2
JPH0335192B2 JP59132969A JP13296984A JPH0335192B2 JP H0335192 B2 JPH0335192 B2 JP H0335192B2 JP 59132969 A JP59132969 A JP 59132969A JP 13296984 A JP13296984 A JP 13296984A JP H0335192 B2 JPH0335192 B2 JP H0335192B2
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JP
Japan
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heat
sealing
resin
lid
sealed
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59132969A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS6121360A (en
Inventor
Minoru Mihashi
Takashi Shimizu
Hiroshi Kumagai
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Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Original Assignee
Toyo Seikan Kaisha Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Seikan Kaisha Ltd filed Critical Toyo Seikan Kaisha Ltd
Priority to JP59132969A priority Critical patent/JPS6121360A/en
Publication of JPS6121360A publication Critical patent/JPS6121360A/en
Publication of JPH0335192B2 publication Critical patent/JPH0335192B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

発明の分野 本発明は、内圧ヒートシール包装体及びその製
造方法に関するもので、より詳細には、圧力を有
する内容物を充填した容器に対して、ヒートシー
ル強度に優れしかも経時的に密封信頼性のあるヒ
ートシールを形成させた包装体及び該包装体を得
る方法に関する。本発明は更に外観特性に優れ、
高い商品価値を有する内圧ヒートシール包装体及
びその製造方法にも関する。 従来の技術及び発明の技術的課題 従来、単層或いは複層(積層)のプラスチツク
フイルム乃至はシートを、真空成形、圧空成形、
プラグアシスト成形、プレス成形、張出し成形等
の手段でフランジを備えたカツプの形に成形し、
この容器本体のフランジと蓋体との間にヒートシ
ールによる密封部を形成させた容器は、種々の食
品類等を保存するための容器として広く用いられ
るに至つている。このフランジと蓋体とのヒート
シール形式にも種々のものがあり、例えばオレフ
イン樹脂等のヒートシール性樹脂をフランジ外面
及び蓋体内面の構成材とし、両者のヒートシール
強度を1〜4Kg/1.5cmの範囲にしたものや、蓋
体内面材として、オレフイン樹脂、ワツクス類及
び粘着付与剤の組成物を用いて両者のヒートシー
ル強度を易開封性(ピーラブル)接着と呼ばれる
500g/1.5cm乃至1.5Kg/1.5cmの範囲に調節した
もの等が知られている。 これらのヒートシール容器は、容器内部が常圧
或いは減圧となるような内容物に対してはほぼ満
足し得る結果を示すとしても、ビール、炭酸飲料
等の容器や窒素充填包装体のように内圧が発生す
る容器の用途に対しては、前者のヒートシール形
式の容器でも尚シール強度の高さやシール強度の
バラツキ等の点で未だ十分満足し得るものではな
い。 即ち、この内圧包装体の製造においては、ヒー
トシールすべき界面において常に流体の移動があ
り、この流体の移動を封じ込めてヒートシールを
行わねばならず、また流体の封じ込めができたと
しても、溶融状態にあるヒートシール性樹脂に対
して、常にヒートシール界面に沿つた剪断力が作
用するため、強固なヒートシールによる結合を形
成させることが困難となる。 かくして、内圧包装体の場合、そのシール強度
は常圧包装体のそれよりもかなり低くなり、また
形成されるヒートシール部は経時により容易に密
封破壊や漏洩等のトラブルを生じることになる。 さらに、そのヒートシール部のシール強度を高
める目的で、ヒートシール部周縁部を補強する樹
脂製リングが用いられるが、この場合ではシール
部の温度低下が阻害されると同時にシール部を直
接冷却する事ができないために、シール後短時間
のうちにシールに必要な圧力を解除すると、シー
ル部の樹脂が十分に冷却固化されていないので、
安定したシール強度が得られないことになる。 発明の目的 従つて、本発明の目的は、圧力を有する内容物
を充填した容器に対して、ヒートシール蓋による
密封を確実に且つ強固に行つた内圧ヒートシール
包装体及びその製法を提供するにある。 本発明の他の目的は、上記内容物を有する容器
と蓋との組立体に対して、シール強度に優れしか
も経時的にも密封信頼性に優れたヒートシールを
行つた包装体及びその製造方法を提供するにあ
る。 本発明の他の目的は、外観特性に優れた内圧ヒ
ートシール包装体及びその製造方法を提供するに
ある。 本発明の更に他の目的は、内圧包装体を高生産
速度で製造し得る方法を提供するにある。 発明の構成 本発明によれば、周状側壁部、該側壁部の下端
に連なる底部及び該側壁部の上端に連なるヒート
シール用周状部を備え且つ少なくとも容器内面及
び該周状部のヒートシールすべき面が結晶性プロ
ピレン系樹脂で構成されている容器本体と、金属
箔及び結晶性プロピレン系樹脂のヒートシーラン
ト層の積層体から成る蓋体と、容器本体の周状部
と蓋体との間に形成されたヒートシールによる密
封部とから成り、該密封部のヒートシール部にお
ける結晶性プロピレン系樹脂は、下記式 Rc=C1/C2×100 式中、C1は前記結晶性プロピレン系樹脂の差動
熱量計でのフアーストランにおける融解熱量
cal/gを表わし、C2は同じ樹脂のセカンドラン
における融解熱量cal/gを表わす。なお、測定
の昇温速度は10deg/min、またフアーストラン
後、セカンドランに至る降温速度は2.50deg/
minとする。 で定義される融解熱量比(Rc)が95%以下、特
に望ましくは90%以下となる結晶状態に抑制され
ていることを特徴とする内圧ヒートシール包装体
が提供される。 本発明によればまた、周状側壁部、該側壁部の
下端に連なる底部及び該側壁部の上端に連なるヒ
ートシール用フランジを備え且つ少なくとも容器
内面及びフランジのヒートシールすべき面が結晶
性プロピレン系樹脂で構成されている容器本体
に、自生圧力を有する内容物を充填し、該フラン
ジ部を、金属箔及び結晶性プロピレン系樹脂のヒ
ートシーラント層の積層体から成る蓋体と係合さ
せ、該フランジ部と蓋体とを加圧下に高周波誘導
加熱し、ヒートシール用の結晶性プロピレン系樹
脂がヒートシール温度に達する直前乃至直後に蓋
体の上面を冷却媒体と接触させ、ヒートシール部
における結晶性プロピレン系樹脂は、前記式で定
義される融解熱量比(Rc)が95%以下、特に望
ましくは90%以下となる結晶状態になるように、
蓋体の熱伝導により、加圧下に過冷却、固化する
ことを特徴とする内圧ヒートシール包装体の製造
方法が提供される。 本発明によれば、容器本体フランジのヒートシ
ール用結晶性プロピレン系樹脂は、前記式で定義
される融解熱量比(Rc)が95%以下、特に望ま
しくは90%以下となる結晶状態に抑制されている
ものであることを特徴とする方法が提供される。 発明の好適態様 本発明を添付図面に示す具体例に基づき以下に
詳細に説明する。 包装体の構造 本発明方法に用いる容器の一例を示す第1図に
おいて、この容器本体1は、熱可塑性樹脂から成
る無継目の一体構造のものとして形成されてお
り、周状側壁部2、この周状側壁部の下端に連な
る底部3及び側壁部の上端に連なるヒートシール
用フランジ4から成つている。 このカツプ状容器本体1は、例えば、円板状の
プラスチツク素材の周囲端縁部を環状の把持具で
把持し、成形用ポンチ(プランジヤ)を押込んで
張出成形を行うことにより形成されており、前記
フランジ4は素材の厚みとほぼ同じ厚みである
が、周状側壁部2は、ポンチの押込み寸法に対応
して軸方向に延伸されて薄肉化されており、且つ
軸方向に分子配向されている。 この具体例においては、容器壁は、第2図の断
面図に示す通り、分子配向可能な結晶性プロピレ
ン系樹脂から成る内表面層5及び外表面層6とガ
スバリヤー性熱可塑性樹脂、例えばエチレンビニ
ルアルコール共重合体、塩化ビニリデン系樹脂、
ハイニトリル樹脂、ナイロン系樹脂から成る中間
層7とを備えており、これら内外表面層と中間層
とは、これら両者に熱接着性を示す樹脂、例え
ば、酸変性オレフイン系樹脂、コポリエステル系
接着剤樹脂、エポキシ変性熱可塑性接着剤樹脂等
から成る接着剤層8及び9を介して接合されてい
てもよい。 一方、第3−A図及び第3−B図において、こ
の容器本体1のフランジ部4に係合されるべき蓋
体10は、ヒートシール性積層体11とそのヒー
トシールに用いられる周縁部を補強する樹脂製リ
ング12とから成つており、該樹脂製リング12
は積層体11の周縁部上面に接着されている。こ
の具体例において、蓋体10の形状は、図に示す
様にそのヒートシールすべき面の位置、巾や該樹
脂製リング12の補強性等によつて変える事がで
きる。 更に、蓋体10の積層体11は、第4図の拡大
断面図に示す通り、蓋体にガスバリアー性と耐圧
強度とを与える金属箔基質13と、その下方の面
に施されたヒートシール性プロピレン系樹脂層1
4と、他方の面に施された樹脂保護被覆層15と
から成つている。ヒートシール性樹脂層14は、
容器本体1のフランジ上面となる樹脂層5と同種
のものとして組合されている。樹脂保護被覆層1
5は、ヒートシール性樹脂と同種のものであつて
も、異種のものであつてもよい。 ヒートシール 本発明によれば、この容器本体1に、ビール、
発泡酒、コーラ、炭酸入果汁飲料、その他の炭酸
飲料等の自生圧力を有する内容物、或いは窒素と
果汁或いは他の内容物との組合せを充填し、容器
本体1のフランジ部4と、蓋体10のヒートシー
ル性樹脂層14とを係合させる。 次いで、フランジ部4と蓋体10とを加圧し、
蓋体10の金属箔の導電性を利用して、この両者
の組立体を加圧下に高周波誘導加熱する。誘導加
熱により、金属箔基質13に隣接するヒートシー
ル性樹脂層14、或いは更に該樹脂層14に接す
るフランジ部の樹脂層5が加熱されてヒートシー
ル界面での樹脂相互の融着が生じる。 本発明においては、容器フランジ部4と蓋体1
0との間に、圧力に耐える強靭なヒートシールに
よる密封構造を形成させるという見地から、フラ
ンジ部4のヒートシール面となる樹脂層5及び蓋
体のヒートシール性樹脂層14として、結晶性プ
ロピレン系樹脂を使用することが重要となる。 本発明においては、このヒートシール部におけ
る結晶性プロピレン系樹脂がヒートシール温度に
達する直前乃至直後に蓋体の上面を冷却媒体と接
触させ、ヒートシール部における結晶性プロピレ
ン系樹脂を、前記式で定義される融解熱量比
(Rc)が95%以下、特に望ましくは90%以下とな
る結晶状態となるように蓋体の熱伝導により、加
圧下に過冷却、固化する。 第5図は、内面及びヒートシール面がポリプロ
ピレン製の容器本体1に温度5℃のビールを充填
し、ポリプロピレンのヒートシール層を備えた第
3−B図に示される形状の蓋体10をフランジ部
4に係合させ、両者を加圧、嵌合した後、この係
合部を高周波誘導加熱し、次いで加熱を止めたと
きの係合部ヒートシール樹脂層の温度(T℃)と
時間(t秒)との関係を示す線図であり、曲線A
は昇温曲線、曲線Bは放冷による降温曲線、曲線
Cは蓋体10の上面を加熱停止後直ちに温度5℃
の冷水と接触させたときの降温曲線を示す。 この結果によると、曲線Aに示すように、ヒー
トシール性樹脂の温度は、極めて短時間、例えば
1秒以内に設定されたヒートシール最適温度(T
m)、例えば200℃の温度に達するが、誘導加熱電
流を遮断し、これを放冷した場合には、樹脂層の
温度は曲線Bに示す通り、1乃至2秒の短時間の
うちに、樹脂の融点乃至軟化点よりも低い温度に
低下するとしても、シール部分の周囲が第3−A
図乃至第3−B図で示されるように樹脂性リング
によつて覆われているために、放冷では容易にそ
のシール部分の温度が低下せず、尚100乃至120℃
程度の高い放冷温度(Ts)に比較的長い時間保
持されることが明らかである。 これに対して、本発明に従い、誘導加熱電流を
遮断後、直ちに蓋上面を冷却水と接触させる場合
には、蓋体10の金属箔の優れた熱伝導性によつ
て、樹脂層の温度は、曲線Cに示す通り1乃至2
秒の短時間の内に曲線Bの場合の放冷温度(Ts)
よりも低い温度に低下させられることが明らかで
ある。 第6−A図乃至6−B図は、差動走査熱量計を
用いて測定したヒートシール部のフランジ部のポ
リプロピレンの融解曲線である。 ここで第6−A図は第5図の曲線Bに従つて冷
却されたヒートシール部のフランジ部のポリプロ
ピレンの融解曲線で、曲線−1は昇温速度10de
g/minで測定したフアーストランの融解曲線を
表わし、曲線−2はフアーストラン後、降温速度
2.50deg/minで降温された後、やはり10deg/
minの昇温速度で測定したセカンドランの融解曲
線を表わしており、各々の融解曲線より求めた融
解熱量をそれぞれC1、C2とした時の融解熱量比
(Rc=C1/C1×100)は96%の値を示す。 一方、第6−B図は第5図の曲線Cに従つて急
冷されたヒートシール部のフランジ部のポリプロ
ピレンについて、第6−A図と同様に測定して求
めた融解曲線で、この時の融解熱量比(Rc)は
88%と、第6−A図より求めた値よりも小さいも
のである。 このようにして製造された内圧包装体のヒート
シール部の強度及び密封信頼性について試験を行
うと、第5図の曲線Bの冷却履歴を有し、且つ第
6−A図の曲線1及び2より求めた融解熱量比
(96%)を有するヒートシール部は、8Kg/1.5cm
のシール強度を示し、一方、室温で経時させた場
合、1乃至15日の間に密封破壊及び漏洩を生じる
のに対して、第5図の曲線Cの冷却履歴を有し、
且つ第6−B図の曲線−1及び2より求めた融解
熱量比(88%)を有するヒートシール部は14Kg/
1.5cmの大きなシール強度を示し、室温で経時さ
せた場合、1ケ月経過後においても密封破壊や漏
洩を生じない。 本発明においては、上述した事実から明らかな
通り、ヒートシール部における結晶性プロピレン
系樹脂を、下記式 Rc=C1/C2×100 式中、C1は前記結晶性プロピレン系樹脂の差動
熱量計でのフアーストランにおける融解熱量
cal/gを表わし、C2は同じ樹脂のセカンドラン
における融解熱量cal/gを表わす。なお、測定
の昇温速度は10deg/min、またフアーストラン
後、セカンドランに至る降温速度は2.50deg/
minとする。 で定義される融解熱量比(Rc)が95%以下、特
に望ましくは90%以下となる結晶状態に維持する
ことにより、ヒートシール部を介して、内外に大
きな圧力差があり、従つてこの部分を介して気体
が流れている条件下でも、強固なヒートシールに
よる密封が可能となり、しかもこのヒートシール
部は、絶えず圧力が作用している状態において
も、経時的に優れた密封性が維持されるものであ
る。 一般的に言つて、結晶性樹脂の融解熱量は、該
樹脂の結晶化の程度に依存し、結晶化の程度が低
い程小さい値を示すが、その変化の範囲は左程大
きいものではない。本発明において、ヒートシー
ル部における結晶性プロピレン系樹脂の結晶状態
をその融解熱量で規定しているのは、結晶性プロ
ピレン系樹脂の融解熱量が内圧ヒートシール包装
体のヒートシール強度の増大及び経時漏洩防止に
臨界的な影響を及ぼすというためであり、更に実
際に、上記樹脂のヒートシールには熱の譲受が重
大な影響を及ぼすということにもよる。例えば、
ポリプロピレン樹脂の場合、温度60乃至70℃の領
域に結晶化速度のかなり大きい結晶化温度域があ
り、第5図の曲線Bの放冷の場合には、この結晶
化時の発熱と、第3−A及び3−B図を具体例と
したヒートシール部を補強する樹脂製リングによ
り、シール部の温度の低下が阻害され、その結果
としてプロピレン系樹脂の結晶化がより高度に生
じていると同時に、冷却固化が十分に行なわれて
いないためにシール強度は低く、しかも密封信頼
性も得られないと思われる。これに対して、本発
明に従い、蓋体13の上面を冷却媒体と接触させ
ると、蓋体を構成する金属箔からの大きい熱伝導
により、ヒートシール部の樹脂が結晶化温度域よ
りも低い温度に過冷却され、樹脂層の結晶化が前
述したように抑制されると同時に、加圧下に急速
に樹脂の固化が行われ、樹脂の内圧による流動
や、ヒートシール界面での発泡が防止されること
により、高いシール強度と経時密封信頼性とが得
られるのである。 すなわち、ヒートシール部における結晶性プロ
ピレン系樹脂の結晶状態を規定する事によつて、
安定で高いヒートシール強度を得る事ができるの
である。 上述した具体例では、ヒートシール部の樹脂が
ヒートシール温度に達する直後に、蓋体上面と冷
却媒体との接触を行わせているが、蓋体上面と冷
却媒体との接触時期をより早めて、ヒートシール
部の樹脂がヒートシール温度に達する直前に両者
の接触を行わせることができる。尚、この直前及
び直後とは、誘導加熱時の昇温速度によつても相
違するが、誘導加熱停止時を基準として±0.5秒
以内、特に±0.1秒以内の時点であることが望ま
しい。加熱開始時点から蓋体上面を冷却媒体と接
触させておくことも可能ではあろうが、この場合
には、ヒートシール部の樹脂の昇温が遅くなり、
また熱エネルギーも無駄になるという不利益があ
る。 本発明において、冷却媒体としては、気体、液
体又は固体の任意の冷却媒体を使用でき、例えば
冷風吹付、液体窒素ガス吹付、フレオンガス付、
冷水吹付、冷水浸漬乃至は流水接触等の他、これ
らの冷媒や、フレオン、ブライン等で冷却された
冷却盤を蓋体上面と接触させることにより、急冷
を行うことができる。これらの冷却手段の内でも
水冷方式が特に望ましい。即ち、水は他の媒体に
比して、潜熱及び顕熱が大であり、冷却効率の点
で特に優れている。 本発明において、高周波誘導加熱及び急冷の工
程を通して、蓋体とフランジ部との加圧を行う
が、この加圧の程度はシール部を通してのガスの
通過を封じ込めるに足るものであり、内容物の圧
力の程度によつても相違するが、一般にこの圧力
は1乃至10Kg/cm2、特に3乃至8Kg/cm2のオーダ
であるのがよい。 本発明においては、高周波誘導加熱により樹脂
がヒートシール温度に達すると直ちに、蓋上面を
冷却媒体と接触させることにより、自然放冷を行
う場合に比して、全体としてのヒートシールに要
する時間を1/2乃至1/3に短縮することがで
き、この短縮時間に相当する分だけ生産速度を向
上させることが可能である。 更に、金属箔と樹脂との積層体から成る蓋体を
容器フランジ部にヒートシールさせる場合に生じ
る問題は、蓋体上面におけるフローマーク発生の
問題である。このフローマークとは、蓋体上面の
内ヒートシール部分よりも内側に蓋体中央部の上
面とは異なり、肉眼ではつきり識別できるリング
状の模様を言う。このフローマークの発生の理由
は未だ解明されるに至つていないが、ヒートシー
ル部に近接する樹脂層が、ヒートシール時の温度
の拡散により、溶融するか、或いは溶融しないに
しても結晶化の程度が進むことがその原因と考え
られる。本発明によれば、ヒートシール部の樹脂
がヒートシール温度に達するや否や、蓋体上面を
冷却媒体と接触させることにより、このフローマ
ークの発生が顕著に抑制され、その結果として、
内圧包装体の商品価値を高めることが可能となる
のである。 本発明を実施するのに適した装置の概略配置を
示す第7図において、自生圧力を有する内容物1
6を充填した容器本体1と第3−B図に示した蓋
体10との組立体をフランジ部4の部分で支持す
るホルダー17が設けられる。このホルダー17
の下方には加熱冷却ヘツド18に対してホルダー
17を昇降動させるための流体シリンダー25が
設けられている。 加熱冷却ヘツド18が機械24に固定されてい
て、このヘツド18は蓋体10の補強リング12
と係合し得る高周波誘導加熱コイル19を有して
おり、且つその中央部には冷却媒体流出用ノズル
20が設けられている。 ノズル20は常閉型の電磁弁21及び冷媒入路
22に接続される。また、加熱コイル19とノズ
ル20の間には冷媒出路23が設けられている。
ヒートシールに際して、容器1−蓋体10組立体
をホルダー17に支持させ、流体シリンダー25
を作動させる。これによりホルダー17が上昇
し、加熱コイル19とホルダー17との間で蓋体
10とフランジ部4とが一定の圧力で加圧され
る。 この状態で加熱コイル19に、一定の設定時間
通電を行い、ヒートシール樹脂層の所定温度への
加熱を行う。 加熱コイル19への通電遮断と同時に、電磁弁
21が作動し、水のような冷却媒体が通路22及
びノズル20を経て、蓋体10の上面に供給さ
れ、前に詳述した急冷が行なわれると同時に過剰
の冷却媒体は通路23を経て外へ排出される。こ
こで電磁弁21の作動が断となり、冷却媒体の供
給が遮断される。次いで、エアシリンダー25の
作動を停止し、これに伴なつてホルダー17が下
降してヒートシール操作が完了する。 また、第8図は、第3−A図に示した蓋体10
を用いた場合の装置の概略図であるが、そのヒー
トシール操作は同様に行なわれる。 容器本体の構成 本発明において、容器本体は、前述した張り出
し成形(プラグ・アンド・リングフオーミング)、
プラグアシスト成形、圧空成形等の固相圧成形法
で形成され、しかも容器の側壁部は少なくとも容
器軸方向に分子配向されていることが、自生圧力
を有する内容物に対して十分な耐圧性を付与し、
且つ器壁に透明性を付与するために望ましい。勿
論、器壁に分子配向を付与することにより、器壁
を通してのガス透過をも小さいレベルに抑制する
ことが可能となる。 本発明において、容器本体は結晶ポリプロピレ
ンの単層から成るものでよいのは勿論であるが、
結晶性プロピレン系樹脂から成る内外表面層とガ
スバリヤー性熱可塑性樹脂中間層とから成る積層
構造とすることにより、内容物中に含まれる炭酸
ガス等の器壁を通しての透過を著しく小さいレベ
ルに抑制することが可能となる。 結晶性プロピレン系樹脂としては、アイソタク
テイツク・ホモポリプロピレンの他に、結晶性で
あるという条件を満足する範囲内で、プロピレン
−エチレン共重合体、プロピレン−ブテン−1共
重合体、プロピレン−エチレン−ブテン−1共重
合体、或いはこれらの2種以上のブレンド物を用
いることができる。耐圧性を保持させるという目
的には、用いるプロピレン系樹脂は、その融解指
数が0.1乃至10g/10分、特に0.3乃至5g/10分
であることが重要である。 本発明において、包装体の製造に用いる容器本
体のフランジにおけるヒートシール用結晶性プロ
ピレン系樹脂を前記式で定義される融解熱量比
(Rc)が95%以下、特に望ましくは90%以下とな
る結晶状態に抑制すると、ヒートシール作業性の
点でも、またヒートシール部の強度の点でも顕著
な利点が達成されることがわかつた。 即ち、このようなプロピレン系樹脂から成るヒ
ートシール面は、比較的小さい融解熱量で融解
し、短時間の内に融着が行われるという作業上顕
著な利点をもたらす。更に、ヒートシールに要す
る熱量が少なくてよいことから、樹脂の熱劣化が
防止されると共に、冷却も短時間に行われ、ヒー
トシール強度も向上するという効果も得られる。 本発明の効果を次の例で具体的に説明する。 実施例 1 ポリプロピレン(PP)/無水マレイン酸変性
ポリプロピレン(ADH)/エチレン−ビニルア
ルコール共重合体(EVOH)/無水マレイン酸
変性ポリプロピレン/ポリプロピレンの対称層構
成を有し、重量構成比がPP/ADH/EVOH=
92/4/4である厚み3.7mmの積層シートから成
形され、開口部にフランジを有する第1図に示す
形状のカツプ(フランジ部内径70mm、同外径75
mm、高さ156mm、胴厚0.5〜1.0mm)と、エチレン
−プロピレンランダムコポリマー(20μm)/ウ
レタン系接着剤/軟質アルミニウム(150μ
m)/無水マレイン酸変性ポリプロピレン+エチ
レン・プロピレンランダムコポリマー(15μ
m)/エチレン・プロピレンブロツクコポリマー
(70μm)の層構成を有する積層フイルムから打
抜加工した直径75mmで凹状円形の蓋材について、
そのヒートシールすべき周縁部外面にエチレン・
プロピレンブロツクコポリマーから成る樹脂製リ
ングを仮接着させた第3図−Bに示す蓋体(リン
グ内径65mm、リング外径76mm、リング高さ10mm)
を得た。 前記カツプに約5℃のビールを充填し、その開
口フランジ部に前記蓋体を嵌合させた後、第7図
に示す装置を用いて、設定の出力、加熱時間、シ
ール圧力下で、高周波誘導加熱による熱融着を行
なつた。その高周波誘導加熱後、シール圧力を保
持した状態で、第7図に示す冷却装置を用いて、
水を媒体として蓋体上面シール部付近を1秒間冷
却し、その後圧力を解放する事によつてシール操
作を終了した。 このようにして得たサンプルについて、その充
填直後に瞬間耐圧試験及びシール強度(Tピール
強度)試験を行なつた結果、第1表に示されるよ
うに平均値として瞬間耐圧強度は6.0Kg/cm2、シ
ール強度は14Kg/1.5cmで、各々の値のサンプル
間のバラツキも小さく、安定で高いシール強度を
得た。さらに、各々の試験における破壊個所を観
察したところ、どちらの試験においてもその破壊
はシール部内周に沿つた蓋材の破断、もしくは、
蓋体内面材の凝集破壊によるもので、シール部の
シール不良は観察されなかつた。また、15℃にお
いて1.5Kg/cm2の内圧を示すように調整した重ソ
ウ・クエン酸水溶液を同様に充填し、15℃におけ
る保存試験を行なつた結果、充填後1ケ月を経過
しても漏洩に至るサンプルはなく、しかもシール
部における蓋材とフランジ部の剥離、蓋材内部で
の剥離、発泡等も観察されず、高い経時密封信頼
性を得た。 なお、瞬間耐圧強度及びシール強度試験で用い
たものと同様に、約5℃のビールを充填したサン
プルについて、そのシール部のフランジ部上面の
ポリプロピレンを剥り取り、その融解熱量を差動
熱量計を用いて、昇温速度10deg/minの条件
で、50℃から200℃までの温度範囲で測定したと
ころ、そのフアーストランとセカンドランの融解
熱量比は88%であつた。ここで、セカンドランは
フアーストラン直後に、250deg/minの降温速
度で50℃まで降温させた後に測定した。 実施例 2 実施例1に記したカツプ及び蓋体について、カ
ツプに約5℃のビールを充填し、その開口フラン
ジ部に蓋体を嵌合させた後、蓋体上面に冷却媒体
として霧状の水を散布し、実施例1と同様に熱融
着を行なつた。加熱後、シール圧力を保持した状
態で1秒間放冷した後、圧力を解放し、シール操
作を終了したが、この時のシール条件は実施例1
と比較して、そのシールに要する熱量が約10%多
く必要とした。 このようにして得たサンプルについて、実施例
1と同様の試験を行なつた結果、第1表に示され
るように実施例1とほぼ同等の安定で高いシール
強度と、経時密封信頼性とが得られた。 また、実施例1と同様に、シール後のシール部
におけるフランジ部上面のポリプロピレンの融解
熱量を同じ測定条件で測定した結果、その融解熱
量比は89%であつた。 比較例 1 実施例1に記したカツプ及び蓋体について、カ
ツプに約5℃のビールを充填し、その開口フラン
ジ部に蓋体を嵌合させた後、第7図に示す装置を
用いて、実施例1と同じシール条件下で高周波誘
導加熱による熱融着を行なつた。 その高周波誘導加熱後、シール圧力を保持した
状態で蓋体上面シール部付近への水を媒体とした
冷却操作を行なわずに、1秒間放冷し、その後圧
力を解放して、シール操作を終了した。 このようにして得たサンプルは、その充填直後
に内容物の圧力によつて、そのシール界面で剥離
が生じ、全て漏洩に至つた。 これは、加熱後1秒間放冷という冷却条件で
は、熱融着したシール部分のポリプロピレン系樹
脂が十分に冷却固化されていないためと思われ
る。なお、実施例1と同様に、シール後のシール
部におけるフランジ部上面のポリプロピレンの融
解熱量を測定した結果、その融解熱量比は98%で
あつた。 比較例 2 実施例1に記したカツプ及び蓋体について、比
較例1と同様に約5℃のビールを充填し、その嵌
合部のシール操作を行なつたが、熱融着後の放冷
時間を2秒とした。 このようにして得たサンプルは、比較例1のよ
うに充填直後に漏洩する事はなかつたが、実施例
1と同様の試験を行なつた結果、第1表に示され
るように、平均値として瞬間耐圧強度は3.7Kg/
cm2、シール強度は8.2Kg/1.5cmと実施例1に対し
て各々の値は低く、しかもその各々の値のバラツ
キが大きい事から、シール強度は低く不安定であ
つた。更に各々の試験における破壊個所は、シー
ル部での蓋材とフランジ部の剥離である事が観察
された。 また、実施例1と同じ15℃における保存試験で
は、全てのサンプルについて、シール後1日乃至
10日の経時でシール部での蓋材とフランジ部の剥
離、蓋材内部での剥離及び発泡が観察され、更に
約2週間の経時で全て漏洩に至つた。 これらのサンプルには、全てそのシール操作終
了後、蓋体上面シール部付近に5〜10mm程度の幅
の環状の模様が観察されたが、これは、シール時
の熱によつて蓋体上面の樹脂が溶融した根跡と思
われる。この様な模様は、その商品価値を低下さ
せる恐れがあるが、実施例1及び実施例2では観
察されなかつた。なお、実施例1と同様に、シー
ル後のシール部におけるフランジ部上面のポリプ
ロピレンの融解熱量比を測定した結果、その融解
熱量比は96%であつた。 実施例 3 実施例1に記した積層シートから成形され、開
口部にフランジを有する第1図に示す形状のカツ
プ(フランジ部内径70mm、同外径77.5mm、高さ
156mm、胴厚0.5〜1.0mm)と、同じく実施例1に
記した積層フイルムから打抜いた直径76.5mmの円
形の蓋材について、そのヒートシールすべき周縁
部外面にエチレン・プロピレンブロツクコポリマ
ーから成る樹脂製リングを仮接着させた第3図−
Aに示す形状の蓋体(リング内径70mm、リング外
径79mm、リング厚み3mm)を得た。 前記カツプに約5℃のビールを充填し、前記蓋
体を嵌合させた後、第8図に示す装置を用いて、
設定の出力、加熱時間、シール圧力下で高周波誘
導加熱による熱融着を行なつた。 その高周波誘導加熱後、シール圧力を保持した
状態で第8図に示す冷却装置を用いて、水を媒体
として蓋体上面シール部付近を1秒間冷却し、そ
の後圧力を解放する事によつてシール操作を終了
した。 このようにして得たサンプルについて、実施例
1と同様の試験を行なつた結果、第2表に示され
るように実施例1とほぼ同等の安定で高いシール
強度と、経時密封信頼性とが得られた。 なお、本実施例に用いたカツプのシール部に相
当するフランジ部上面のポリプロピレンの融解熱
量を実施例1と同様に測定した結果、融解熱量比
で表わすと、シール前が91%、シール後が86%で
あつた。 実施例 4 実施例3に記したカツプについて、そのヒート
シールに用いられるフランジ部上面に一定圧力下
で熱板と冷却板を交互に接触させ、フランジ部上
面のポリプロピレンを溶融させた直後に急冷・固
化させるという加工を施した。 前述の加工を施したカツプと実施例3に記した
蓋体について、実施例3と同様に、約5℃のビー
ルを充填し、その嵌合部のシール操作を行なつた
が、この時シール条件は、実施例3と比較して、
そのシールに要する熱量が約20%少ないものであ
つた。また、加熱後の冷却操作は実施例3と同様
に行なつた。 このようにして得たサンプルの評価結果は第2
表に示されているように、実施例3とほぼ同等の
安定で高いシール強度と経時密封信頼性を得てい
るが、実施例3と比較してそのシールに要する熱
量を少なくできる事は、加熱時間の短縮、シール
部付近の樹脂の熱劣化防止等の利点がある。 なお、本実施例に用いたカツプのシール部に相
当するフランジ部上面のポリプロピレンの融解熱
量を実施例1と同様に測定した結果、融解熱量比
で表わすと、シール前、シール後ともに86%であ
つた。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an internal pressure heat-sealed package and a method for manufacturing the same, and more particularly, it relates to an internal pressure heat-sealed package and a method for manufacturing the same. The present invention relates to a heat-sealed package and a method for obtaining the package. The present invention further has excellent appearance characteristics,
The present invention also relates to an internal pressure heat-sealed package having high commercial value and a method for manufacturing the same. Prior Art and Technical Problems of the Invention Conventionally, single-layer or multi-layer (laminated) plastic films or sheets have been processed by vacuum forming, pressure forming,
Formed into a cup shape with a flange using plug assist molding, press molding, stretch molding, etc.
Containers in which a heat-sealed seal is formed between the flange of the container body and the lid have come to be widely used as containers for storing various foods and the like. There are various types of heat-sealing between the flange and the lid. For example, heat-sealing resin such as olefin resin is used as the material for the outer surface of the flange and the inner surface of the lid, and the heat-sealing strength of both is 1 to 4 kg/1.5. cm range, and a composition of olefin resin, waxes, and tackifier is used as the inner material of the lid to improve the heat seal strength of both, which is called easy-to-peel adhesion.
Those adjusted to a range of 500g/1.5cm to 1.5Kg/1.5cm are known. Although these heat-sealed containers show almost satisfactory results for contents where the inside of the container is at normal pressure or reduced pressure, they do not work well when the internal pressure is high, such as containers for beer, carbonated drinks, etc., or nitrogen-filled packaging. Even the former heat-seal type container is still not fully satisfactory in terms of high sealing strength, variation in sealing strength, etc., for applications in which containers are used. That is, in the production of this internal pressure package, there is always fluid movement at the interface to be heat-sealed, and heat sealing must be performed while sealing this fluid movement, and even if the fluid can be contained, melting Since shearing force along the heat-sealing interface always acts on the heat-sealable resin in this state, it becomes difficult to form a strong heat-sealing bond. Thus, in the case of an internal pressure package, the seal strength is considerably lower than that of a normal pressure package, and the heat-sealed portion that is formed easily causes problems such as seal breakage and leakage over time. Furthermore, in order to increase the sealing strength of the heat-sealed part, a resin ring is used to reinforce the periphery of the heat-sealed part, but in this case, it inhibits the temperature drop in the sealed part and at the same time directly cools the sealed part. If the pressure required for sealing is released within a short period of time after sealing, the resin in the sealing part will not be sufficiently cooled and solidified.
Stable seal strength cannot be obtained. OBJECTS OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an internal pressure heat-sealing package that can reliably and firmly seal a container filled with a pressurized content with a heat-seal lid, and a method for manufacturing the same. be. Another object of the present invention is to provide a package in which heat-sealing is performed on an assembly of a container and a lid having the above-mentioned contents, which has excellent sealing strength and sealing reliability over time, and a method for manufacturing the same. is to provide. Another object of the present invention is to provide an internal pressure heat-sealed package with excellent appearance characteristics and a method for manufacturing the same. Yet another object of the present invention is to provide a method for producing internal pressure packages at high production rates. Structure of the Invention According to the present invention, the apparatus includes a circumferential side wall part, a bottom part continuous to the lower end of the side wall part, and a heat sealing circumferential part continuous to the upper end of the side wall part, and heat sealing of at least the inner surface of the container and the circumferential part. A container body whose surface is made of crystalline propylene resin, a lid made of a laminate of metal foil and a heat sealant layer of crystalline propylene resin, and a peripheral part of the container body and the lid. The crystalline propylene-based resin in the heat-sealed portion of the sealed portion is expressed by the following formula Rc=C 1 /C 2 ×100 where C 1 is the crystalline propylene resin. Heat of fusion in the first strand using a differential calorimeter for resins
cal/g, and C 2 represents the heat of fusion cal/g of the same resin in the second run. The heating rate for measurement was 10deg/min, and the cooling rate from first run to second run was 2.50deg/min.
Let it be min. Provided is an internal pressure heat seal package characterized in that the heat of fusion ratio (Rc) defined by is suppressed to a crystalline state of 95% or less, particularly preferably 90% or less. According to the present invention, the present invention also includes a circumferential side wall, a bottom connected to the lower end of the side wall, and a heat-sealing flange connected to the upper end of the side wall, and at least the inner surface of the container and the surface of the flange to be heat-sealed are made of crystalline propylene. A container body made of a base resin is filled with contents having an autogenous pressure, and the flange portion is engaged with a lid body made of a laminate of a heat sealant layer of a metal foil and a crystalline propylene resin, The flange portion and the lid are subjected to high-frequency induction heating under pressure, and the upper surface of the lid is brought into contact with a cooling medium just before or immediately after the crystalline propylene resin for heat sealing reaches the heat sealing temperature. The crystalline propylene resin is in a crystalline state with a heat of fusion ratio (Rc) defined by the above formula of 95% or less, particularly preferably 90% or less.
Provided is a method for producing an internal pressure heat-sealed package characterized by supercooling and solidifying under pressure due to heat conduction of the lid. According to the present invention, the crystalline propylene resin for heat sealing the container body flange is suppressed to a crystalline state in which the heat of fusion ratio (Rc) defined by the above formula is 95% or less, particularly preferably 90% or less. A method is provided, characterized in that: Preferred Embodiments of the Invention The present invention will be described in detail below based on specific examples shown in the accompanying drawings. Structure of the Packaging Body In FIG. 1 showing an example of the container used in the method of the present invention, the container body 1 is formed as a seamless integral structure made of thermoplastic resin. It consists of a bottom part 3 continuous to the lower end of the circumferential side wall part and a heat sealing flange 4 continuous to the upper end of the side wall part. The cup-shaped container body 1 is formed, for example, by gripping the peripheral edge of a disc-shaped plastic material with an annular gripper and pushing a molding punch (plunger) into it to perform stretch molding. , the flange 4 has approximately the same thickness as the material, but the circumferential side wall 2 is thinned by being stretched in the axial direction in accordance with the indentation dimension of the punch, and has molecules oriented in the axial direction. ing. In this specific example, as shown in the cross-sectional view of FIG. Vinyl alcohol copolymer, vinylidene chloride resin,
The intermediate layer 7 is made of a high nitrile resin or a nylon resin, and these inner and outer surface layers and the intermediate layer are bonded to a resin that exhibits thermal adhesive properties, such as an acid-modified olefin resin or a copolyester adhesive. They may be bonded via adhesive layers 8 and 9 made of adhesive resin, epoxy-modified thermoplastic adhesive resin, or the like. On the other hand, in FIGS. 3-A and 3-B, the lid 10 to be engaged with the flange portion 4 of the container body 1 has a heat-sealable laminate 11 and a peripheral portion used for heat sealing. It consists of a reinforcing resin ring 12, and the resin ring 12
is adhered to the upper surface of the periphery of the laminate 11. In this specific example, the shape of the lid 10 can be changed depending on the position of the surface to be heat-sealed, the width, the reinforcing properties of the resin ring 12, etc., as shown in the figure. Furthermore, as shown in the enlarged sectional view of FIG. 4, the laminate 11 of the lid 10 includes a metal foil substrate 13 that provides gas barrier properties and pressure resistance to the lid, and a heat seal applied to the lower surface of the metal foil substrate 13. Polypropylene resin layer 1
4 and a resin protective coating layer 15 applied to the other surface. The heat-sealable resin layer 14 is
It is combined as the same type of resin layer 5 that forms the upper surface of the flange of the container body 1. Resin protective coating layer 1
5 may be of the same type as the heat-sealable resin or may be of a different type. Heat sealing According to the present invention, beer,
It is filled with contents having autogenous pressure such as low-malt beer, cola, carbonated fruit juice drinks, and other carbonated drinks, or a combination of nitrogen and fruit juice or other contents, and the flange portion 4 of the container body 1 and the lid body are filled. 10 heat-sealable resin layers 14 are engaged with each other. Next, the flange portion 4 and the lid body 10 are pressurized,
Utilizing the conductivity of the metal foil of the lid 10, the assembly of both is heated by high frequency induction under pressure. By induction heating, the heat-sealing resin layer 14 adjacent to the metal foil substrate 13 or the resin layer 5 at the flange portion in contact with the resin layer 14 is heated, and the resins are fused together at the heat-sealing interface. In the present invention, the container flange portion 4 and the lid body 1
From the standpoint of forming a strong heat-sealed sealing structure that can withstand pressure between It is important to use a type resin. In the present invention, the top surface of the lid is brought into contact with a cooling medium just before or immediately after the crystalline propylene resin in the heat seal part reaches the heat seal temperature, and the crystalline propylene resin in the heat seal part is It is supercooled and solidified under pressure by heat conduction through the lid so that the defined heat of fusion ratio (Rc) becomes a crystalline state of 95% or less, particularly preferably 90% or less. FIG. 5 shows a container body 1 whose inner surface and heat-sealing surface are made of polypropylene, filled with beer at a temperature of 5° C., and a lid body 10 having the shape shown in FIG. After engaging the part 4 and pressurizing and fitting the two, the engaging part is heated by high frequency induction, and then the temperature (T°C) of the heat sealing resin layer of the engaging part when the heating is stopped and the time ( t seconds) is a diagram showing the relationship between curve A
is a temperature increase curve, curve B is a temperature decrease curve due to cooling, and curve C is a temperature increase curve of 5° C. immediately after heating the top surface of the lid 10 is stopped.
The temperature drop curve is shown when the sample is brought into contact with cold water. According to this result, as shown in curve A, the temperature of the heat-sealable resin is set at the optimum heat-sealing temperature (T
m), for example, the temperature reaches 200°C, but when the induction heating current is cut off and the temperature is allowed to cool, the temperature of the resin layer decreases within a short period of 1 to 2 seconds, as shown in curve B. Even if the temperature drops to lower than the melting point or softening point of the resin, the temperature around the seal part
As shown in Figures 3-B, since it is covered with a resin ring, the temperature of the sealed part does not drop easily when left to cool;
It is clear that the cooling temperature (Ts) is kept at a relatively high temperature for a relatively long time. On the other hand, according to the present invention, when the top surface of the lid is brought into contact with cooling water immediately after cutting off the induction heating current, the temperature of the resin layer is reduced due to the excellent thermal conductivity of the metal foil of the lid body 10. , 1 to 2 as shown in curve C
Cooling temperature (Ts) for curve B within a short period of seconds
It is clear that the temperature can be lowered to below. Figures 6-A and 6-B are melting curves of polypropylene in the flange portion of the heat-sealed portion measured using a differential scanning calorimeter. Here, Figure 6-A is a melting curve of polypropylene at the flange part of the heat-sealed part cooled according to curve B in Figure 5, and curve-1 is a heating rate of 10 de.
It represents the melting curve of the first strand measured in g/min, and curve-2 shows the cooling rate after the first strand.
After the temperature was lowered at 2.50deg/min, it also decreased by 10deg/min.
It shows the melting curve of the second run measured at a heating rate of min, and the heat of fusion ratio (Rc=C 1 / C 1 × 100) indicates a value of 96%. On the other hand, Figure 6-B is a melting curve obtained by measuring the polypropylene of the flange part of the heat-sealed part that was rapidly cooled according to curve C in Figure 5 in the same manner as in Figure 6-A. The heat of fusion ratio (Rc) is
88%, which is smaller than the value obtained from Figure 6-A. When testing the strength and sealing reliability of the heat-sealed portion of the internal pressure package manufactured in this way, it was found that it had a cooling history of curve B in Figure 5, and curves 1 and 2 in Figure 6-A. The heat-sealed part with the heat of fusion ratio (96%) calculated from
On the other hand, when aged at room temperature, seal failure and leakage occur within 1 to 15 days, whereas it has a cooling history of curve C in Figure 5,
In addition, the heat-sealed part with the heat of fusion ratio (88%) determined from curves 1 and 2 in Figure 6-B is 14 kg/
It exhibits a large seal strength of 1.5cm, and when left at room temperature, no seal failure or leakage occurs even after one month. In the present invention, as is clear from the above facts, the crystalline propylene resin in the heat-sealed portion is expressed by the following formula Rc=C 1 /C 2 ×100, where C 1 is the differential resistance of the crystalline propylene resin. Heat of fusion in the first strand in a calorimeter
cal/g, and C 2 represents the heat of fusion cal/g of the same resin in the second run. The heating rate for measurement was 10deg/min, and the cooling rate from first run to second run was 2.50deg/min.
Let it be min. By maintaining the crystalline state in which the ratio of heat of fusion (Rc) defined by A strong heat-seal seal is possible even under conditions where gas is flowing through the seal, and this heat-seal part maintains excellent sealing performance over time even under constant pressure. It is something that Generally speaking, the heat of fusion of a crystalline resin depends on the degree of crystallization of the resin, and the lower the degree of crystallization, the smaller the value, but the range of change is not so large. In the present invention, the crystalline state of the crystalline propylene-based resin in the heat-sealed portion is defined by its heat of fusion. This is because it has a critical effect on leakage prevention, and it is also because heat transfer actually has a significant effect on the heat sealing of the resin. for example,
In the case of polypropylene resin, there is a crystallization temperature range in the temperature range of 60 to 70°C where the crystallization rate is quite high. The resin ring reinforcing the heat sealing part shown in Figures -A and 3-B prevents the temperature of the sealing part from decreasing, and as a result, crystallization of the propylene resin occurs to a higher degree. At the same time, it seems that the sealing strength is low and the sealing reliability is not achieved because the cooling and solidification are not sufficiently performed. On the other hand, according to the present invention, when the top surface of the lid 13 is brought into contact with the cooling medium, the resin in the heat-sealed portion is heated to a temperature lower than the crystallization temperature range due to large heat conduction from the metal foil constituting the lid. The crystallization of the resin layer is suppressed as described above, and at the same time, the resin is rapidly solidified under pressure, preventing flow due to internal pressure of the resin and foaming at the heat seal interface. As a result, high sealing strength and sealing reliability over time can be obtained. In other words, by regulating the crystalline state of the crystalline propylene resin in the heat-sealed part,
It is possible to obtain stable and high heat seal strength. In the specific example described above, the top surface of the lid comes into contact with the cooling medium immediately after the resin in the heat-sealing part reaches the heat-sealing temperature, but it is possible to bring the top surface of the lid into contact with the cooling medium earlier. , the contact between the two can be made immediately before the resin in the heat-sealing portion reaches the heat-sealing temperature. Note that immediately before and immediately after this differ depending on the temperature increase rate during induction heating, but it is desirable that it is within ±0.5 seconds, particularly within ±0.1 seconds, based on the time when induction heating is stopped. It may be possible to keep the top surface of the lid in contact with the cooling medium from the start of heating, but in this case, the temperature of the resin in the heat-sealed part will rise slowly,
There is also the disadvantage that heat energy is wasted. In the present invention, any gas, liquid or solid cooling medium can be used as the cooling medium, such as cold air blowing, liquid nitrogen gas blowing, freon gas blowing,
In addition to cold water spraying, cold water immersion, or contact with running water, rapid cooling can be performed by bringing a cooling plate cooled with these refrigerants, Freon, brine, etc. into contact with the top surface of the lid. Among these cooling means, water cooling is particularly desirable. That is, water has large latent heat and sensible heat compared to other media, and is particularly excellent in terms of cooling efficiency. In the present invention, the lid body and the flange are pressurized through the process of high-frequency induction heating and rapid cooling, and the degree of pressurization is sufficient to contain the passage of gas through the sealing part, and the content is Generally, this pressure should be on the order of 1 to 10 kg/cm 2 , particularly 3 to 8 kg/cm 2 , although it also varies depending on the degree of pressure. In the present invention, by bringing the top surface of the lid into contact with the cooling medium as soon as the resin reaches the heat sealing temperature by high-frequency induction heating, the time required for heat sealing as a whole is reduced compared to when cooling naturally. The time can be shortened to 1/2 to 1/3, and the production speed can be improved by an amount corresponding to this shortened time. Furthermore, a problem that arises when a lid made of a laminate of metal foil and resin is heat-sealed to a container flange is the occurrence of flow marks on the top surface of the lid. The flow mark refers to a ring-shaped pattern on the top surface of the lid inside the inner heat-sealed portion, which is different from the top surface of the central portion of the lid and can be easily identified with the naked eye. The reason for the occurrence of flow marks has not yet been elucidated, but the resin layer close to the heat-sealed portion may melt due to the diffusion of temperature during heat-sealing, or even if it does not melt, it may crystallize. This is thought to be due to the increasing degree of According to the present invention, by bringing the top surface of the lid into contact with the cooling medium as soon as the resin in the heat-sealing portion reaches the heat-sealing temperature, the generation of flow marks is significantly suppressed, and as a result,
This makes it possible to increase the commercial value of the internal pressure package. In FIG. 7, which shows a schematic arrangement of an apparatus suitable for carrying out the invention, a content 1 having an autogenous pressure is shown.
A holder 17 is provided which supports the assembly of the container body 1 filled with 6 and the lid 10 shown in FIG. 3-B at the flange portion 4. This holder 17
A fluid cylinder 25 for moving the holder 17 up and down relative to the heating and cooling head 18 is provided below. A heating and cooling head 18 is fixed to the machine 24, and this head 18 is attached to the reinforcing ring 12 of the lid 10.
It has a high-frequency induction heating coil 19 that can be engaged with the cooling medium, and a cooling medium outlet nozzle 20 is provided in the center thereof. The nozzle 20 is connected to a normally closed solenoid valve 21 and a refrigerant inlet path 22 . Further, a refrigerant outlet path 23 is provided between the heating coil 19 and the nozzle 20.
During heat sealing, the container 1-lid 10 assembly is supported by the holder 17, and the fluid cylinder 25 is
Activate. As a result, the holder 17 rises, and the lid 10 and the flange portion 4 are pressurized with a constant pressure between the heating coil 19 and the holder 17. In this state, the heating coil 19 is energized for a predetermined set time to heat the heat-sealing resin layer to a predetermined temperature. At the same time as the heating coil 19 is de-energized, the electromagnetic valve 21 is activated, and a cooling medium such as water is supplied to the upper surface of the lid 10 through the passage 22 and the nozzle 20, thereby performing the rapid cooling described in detail above. At the same time, excess cooling medium is discharged to the outside via passage 23. At this point, the operation of the solenoid valve 21 is cut off, and the supply of the cooling medium is cut off. Next, the operation of the air cylinder 25 is stopped, and the holder 17 is lowered accordingly, completing the heat sealing operation. Moreover, FIG. 8 shows the lid body 10 shown in FIG. 3-A.
1 is a schematic diagram of an apparatus in which a heat sealing operation is performed in the same manner. Structure of the container body In the present invention, the container body is formed by the above-mentioned overhang molding (plug and ring forming),
The container is formed by solid phase pressure forming such as plug assist molding and pressure forming, and the side wall of the container has molecules oriented at least in the axial direction of the container, which provides sufficient pressure resistance against the contents that have autogenous pressure. grant,
It is also desirable for imparting transparency to the vessel wall. Of course, by imparting molecular orientation to the vessel wall, gas permeation through the vessel wall can also be suppressed to a small level. In the present invention, it goes without saying that the container body may be made of a single layer of crystalline polypropylene;
By adopting a laminated structure consisting of inner and outer surface layers made of crystalline propylene resin and an intermediate layer of gas barrier thermoplastic resin, the permeation of carbon dioxide gas contained in the contents through the container wall is suppressed to a significantly small level. It becomes possible to do so. In addition to isotactic homopolypropylene, crystalline propylene-based resins include propylene-ethylene copolymer, propylene-butene-1 copolymer, and propylene-ethylene copolymer within the range that satisfies the condition of crystallinity. -Butene-1 copolymer or a blend of two or more thereof can be used. For the purpose of maintaining pressure resistance, it is important that the propylene resin used has a melting index of 0.1 to 10 g/10 minutes, particularly 0.3 to 5 g/10 minutes. In the present invention, the crystalline propylene resin for heat sealing in the flange of the container main body used for manufacturing the package is a crystalline resin having a heat of fusion ratio (Rc) defined by the above formula of 95% or less, particularly preferably 90% or less. It has been found that when the heat-sealing condition is suppressed, significant advantages are achieved both in terms of heat-sealing workability and in terms of the strength of the heat-sealed portion. That is, the heat-sealing surface made of such a propylene-based resin melts with a relatively small amount of heat of fusion, and brings about a remarkable operational advantage in that fusion can be performed within a short period of time. Furthermore, since only a small amount of heat is required for heat-sealing, thermal deterioration of the resin is prevented, cooling is performed in a short time, and heat-sealing strength is also improved. The effects of the present invention will be specifically explained using the following example. Example 1 It has a symmetrical layer structure of polypropylene (PP)/maleic anhydride-modified polypropylene (ADH)/ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH)/maleic anhydride-modified polypropylene/polypropylene, and the weight composition ratio is PP/ADH. /EVOH=
The cup is molded from a 3.7 mm thick laminated sheet of 92/4/4 and has a flange at the opening as shown in Figure 1 (the flange has an inner diameter of 70 mm and an outer diameter of 75 mm).
mm, height 156 mm, body thickness 0.5-1.0 mm), ethylene-propylene random copolymer (20 μm)/urethane adhesive/soft aluminum (150 μm)
m)/Maleic anhydride modified polypropylene + ethylene/propylene random copolymer (15μ
Regarding the concave circular lid material with a diameter of 75 mm punched from a laminated film having a layer structure of m) / ethylene propylene block copolymer (70 μm),
Ethylene is applied to the outer surface of the periphery to be heat-sealed.
The lid shown in Figure 3-B has a resin ring made of propylene block copolymer temporarily attached (ring inner diameter 65 mm, ring outer diameter 76 mm, ring height 10 mm).
I got it. After filling the cup with beer at a temperature of approximately 5°C and fitting the lid to the opening flange thereof, high-frequency heating is performed using the apparatus shown in Fig. 7 under the set output, heating time, and sealing pressure. Thermal fusion was performed using induction heating. After the high frequency induction heating, while maintaining the sealing pressure, using the cooling device shown in Figure 7,
The sealing operation was completed by cooling the vicinity of the sealing portion on the top surface of the lid body for 1 second using water as a medium, and then releasing the pressure. Immediately after filling the sample thus obtained, we conducted an instantaneous pressure test and a seal strength (T-peel strength) test.As shown in Table 1, the average instantaneous pressure resistance was 6.0Kg/cm. 2. The seal strength was 14Kg/1.5cm, and the variation between samples was small, resulting in a stable and high seal strength. Furthermore, when we observed the fracture locations in each test, we found that in both tests, the fracture occurred due to a rupture of the lid material along the inner circumference of the seal part, or
This was due to cohesive failure of the inner surface material of the lid, and no seal failure was observed in the seal portion. In addition, as a result of similarly filling a heavy sodium citric acid aqueous solution adjusted to exhibit an internal pressure of 1.5 kg/cm 2 at 15°C and conducting a storage test at 15°C, it was found that even after one month had passed after filling, There were no samples that resulted in leakage, and no peeling between the lid material and the flange at the sealing part, peeling inside the lid material, or foaming was observed, demonstrating high sealing reliability over time. In addition, similar to those used in the instantaneous compressive strength and seal strength tests, for samples filled with beer at approximately 5°C, the polypropylene on the top surface of the flange of the seal part was peeled off, and the heat of fusion was measured using a differential calorimeter. When measured in the temperature range from 50° C. to 200° C. using a heating rate of 10 deg/min, the ratio of heat of fusion between first run and second run was 88%. Here, the second run was measured immediately after the first run, after lowering the temperature to 50° C. at a cooling rate of 250 deg/min. Example 2 Regarding the cup and lid described in Example 1, after filling the cup with beer at a temperature of about 5°C and fitting the lid into the opening flange, a mist was applied to the top of the lid as a cooling medium. Water was sprayed and heat fusion was carried out in the same manner as in Example 1. After heating, the sealing pressure was maintained and allowed to cool for 1 second, then the pressure was released and the sealing operation was completed, but the sealing conditions at this time were the same as in Example 1.
The amount of heat required for sealing was approximately 10% higher than that for the conventional method. The samples obtained in this way were subjected to the same tests as in Example 1, and as shown in Table 1, they showed stable and high sealing strength and sealing reliability over time that were almost the same as in Example 1. Obtained. Further, as in Example 1, the heat of fusion of the polypropylene on the upper surface of the flange in the sealed portion after sealing was measured under the same measurement conditions, and the heat of fusion ratio was 89%. Comparative Example 1 Regarding the cup and lid described in Example 1, after filling the cup with beer at about 5°C and fitting the lid into the opening flange, using the apparatus shown in FIG. 7, Thermal fusion was carried out by high frequency induction heating under the same sealing conditions as in Example 1. After the high-frequency induction heating, the sealing pressure is maintained and the area near the top seal part of the lid body is left to cool for one second without using water as a medium, and then the pressure is released to complete the sealing operation. did. Immediately after filling the samples thus obtained, peeling occurred at the seal interface due to the pressure of the contents, resulting in leakage. This seems to be because the polypropylene resin in the heat-sealed seal portion was not sufficiently cooled and solidified under the cooling conditions of leaving it to cool for 1 second after heating. As in Example 1, the heat of fusion of the polypropylene on the upper surface of the flange in the sealed portion after sealing was measured, and the heat of fusion ratio was 98%. Comparative Example 2 The cup and lid described in Example 1 were filled with beer at approximately 5°C in the same manner as in Comparative Example 1, and the fitting portion was sealed, but after heat fusion, the cup and lid were left to cool. The time was set to 2 seconds. The sample obtained in this way did not leak immediately after filling as in Comparative Example 1, but as a result of conducting the same test as in Example 1, the average value The instantaneous compressive strength is 3.7Kg/
cm 2 and seal strength were 8.2 Kg/1.5 cm, which were lower than those of Example 1, and furthermore, because the variations in each value were large, the seal strength was low and unstable. Furthermore, it was observed that the failure point in each test was separation of the lid material and flange part at the seal part. In addition, in the same storage test at 15°C as in Example 1, all samples were stored for 1 day or more after sealing.
After 10 days, peeling between the lid and the flange at the sealing part, as well as peeling and foaming inside the lid, were observed, and after about 2 weeks, all of them had leaked. In all of these samples, after the sealing operation was completed, an annular pattern with a width of about 5 to 10 mm was observed near the sealing part on the top surface of the lid, but this was due to the heat generated during sealing on the top surface of the lid. It seems to be the traces of melted resin. Although such a pattern may reduce its commercial value, it was not observed in Examples 1 and 2. As in Example 1, the heat of fusion ratio of the polypropylene on the upper surface of the flange in the sealed portion after sealing was measured, and the heat of fusion ratio was 96%. Example 3 A cup molded from the laminated sheet described in Example 1 and having a flange at the opening and the shape shown in Fig. 1 (flange inner diameter 70 mm, outer diameter 77.5 mm, height
156 mm, body thickness 0.5 to 1.0 mm) and a circular lid member with a diameter of 76.5 mm punched from the laminated film described in Example 1, the outer surface of the periphery to be heat-sealed was made of ethylene-propylene block copolymer. Figure 3 with the resin ring temporarily attached.
A lid body having the shape shown in A (ring inner diameter 70 mm, ring outer diameter 79 mm, ring thickness 3 mm) was obtained. After filling the cup with beer at about 5°C and fitting the lid, using the apparatus shown in FIG.
Thermal fusion was performed using high-frequency induction heating under the set output, heating time, and sealing pressure. After the high-frequency induction heating, while maintaining the sealing pressure, the area around the top seal of the lid is cooled for one second using water as a medium using the cooling device shown in Figure 8, and then the pressure is released to seal the area. The operation has ended. The samples obtained in this way were subjected to the same tests as in Example 1, and as shown in Table 2, they exhibited stable and high sealing strength and sealing reliability over time that were almost the same as in Example 1. Obtained. The heat of fusion of the polypropylene on the top surface of the flange part corresponding to the seal part of the cup used in this example was measured in the same manner as in Example 1. When expressed as a heat of fusion ratio, the value was 91% before sealing and 91% after sealing. It was 86%. Example 4 Regarding the cup described in Example 3, a hot plate and a cooling plate were alternately brought into contact with the upper surface of the flange used for heat sealing under constant pressure, and immediately after melting the polypropylene on the upper surface of the flange, quenching was performed. It was processed to solidify it. The cup processed as described above and the lid described in Example 3 were filled with beer at approximately 5°C in the same manner as in Example 3, and the fitting portion was sealed. Compared to Example 3, the conditions are as follows:
The amount of heat required for sealing was approximately 20% lower. Further, the cooling operation after heating was performed in the same manner as in Example 3. The evaluation results of the samples obtained in this way are the second
As shown in the table, the stable and high sealing strength and sealing reliability over time are almost the same as in Example 3, but the fact that the amount of heat required for the seal can be reduced compared to Example 3 is that This has advantages such as shortening heating time and preventing thermal deterioration of the resin near the sealing part. The heat of fusion of the polypropylene on the top surface of the flange part corresponding to the seal part of the cup used in this example was measured in the same manner as in Example 1. When expressed as a heat of fusion ratio, it was 86% both before and after sealing. It was hot.

【表】【table】

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に用いる容器の側面断面図、第
2図は容器の断面構造を示す拡大断面図、第3−
A図及び第3−B図は本発明に用いる蓋体の2例
を示す側面断面図、第4図は蓋体の断面構造を示
す拡大断面図、第5図はヒートシール時における
シール部温度と時間の経過との関係を示す線図、
第6−A図及び第6−B図は差動走査熱量計によ
るヒートシールフランジ部のポリプロピレンの融
解曲線であつて、第6−A図は第5図の曲線Bに
従つて冷却されたもの、第6−B図は第5図の曲
線Cに従つて冷却されたものを示し、第7図及び
第8図は本発明の方法を実施するのに使用される
装置の2例を示す側面配置図。 1……容器本体、2……周状側壁部、3……底
部、4……ヒートシール用フランジ、5……内表
面層、6……外表面層、7……中間層、8……接
着剤層、9……接着剤層、10……蓋体、11…
…ヒートシール性積層体、12……樹脂製リン
グ、13……金属箔基質、14……ヒートシール
性樹脂層、15……樹脂保護被覆層、16……自
生圧力を有する内容物、17……ホルダー、18
……加熱冷却ヘツド、19……高周波誘導加熱コ
イル、20……冷却媒体流出用ノズル、21……
常閉型電磁弁、22……冷媒入路、23……冷媒
出路、24……シール機械、25……流体シリン
ダー。
Fig. 1 is a side sectional view of a container used in the present invention, Fig. 2 is an enlarged sectional view showing the cross-sectional structure of the container, and Fig. 3-
Figures A and 3-B are side sectional views showing two examples of the lid body used in the present invention, Figure 4 is an enlarged sectional view showing the cross-sectional structure of the lid body, and Figure 5 is the seal temperature during heat sealing. A diagram showing the relationship between and over time,
Figures 6-A and 6-B are melting curves of polypropylene in the heat-sealed flange section measured by a differential scanning calorimeter, and Figure 6-A is the melting curve of polypropylene cooled according to curve B in Figure 5. , FIG. 6-B shows cooling according to curve C of FIG. layout drawing. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Container body, 2... Circumferential side wall part, 3... Bottom, 4... Heat sealing flange, 5... Inner surface layer, 6... Outer surface layer, 7... Intermediate layer, 8... Adhesive layer, 9... Adhesive layer, 10... Lid, 11...
...Heat sealable laminate, 12...Resin ring, 13...Metal foil substrate, 14...Heat sealable resin layer, 15...Resin protective coating layer, 16...Contents having autogenous pressure, 17... ...Holder, 18
... Heating and cooling head, 19 ... High frequency induction heating coil, 20 ... Cooling medium outflow nozzle, 21 ...
Normally closed solenoid valve, 22... Refrigerant inlet, 23... Refrigerant outlet, 24... Seal machine, 25... Fluid cylinder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 周状側壁部、該側壁部の下端に連なる底部及
び該側壁部の上端に連なるヒートシール用周状部
を備え且つ少なくとも容器内面及び該周状部のヒ
ートシールすべき面が結晶性プロピレン系樹脂で
構成されている容器本体と、金属箔及び結晶性プ
ロピレン系樹脂のヒートシーラント層の積層体か
ら成る蓋体と、容器本体の周状部と蓋体との間に
形成されたヒートシールによる密封部とから成
り、該密封部のヒートシール部における結晶性プ
ロピレン系樹脂は、下記式 Rc=C1/C2×100 式中、C1は前記結晶性プロピレン系樹脂の差動
熱量計でのフアーストランにおける融解熱量
cal/gを表わし、C2は同じ樹脂のセカンドラン
における融解熱量cal/gを表わす。 で定義される融解熱量比(Rc)が95%以下とな
る結晶状態に抑制されいることを特徴とする内圧
ヒートシール包装体。 2 周状側壁部、該側壁部の下端に連なる底部及
び該側壁部の上端に連なるヒートシール用フラン
ジを備え且つ少なくとも容器内面及びフランジの
ヒートシールすべき面が結晶性プロピレン系樹脂
で構成されている容器本体に、自生圧力を有する
内容物を充填し、該フランジ部を、金属箔及び結
晶性プロピレン系樹脂のヒートシーラント層の積
層体から成る蓋体と係合させ、該フランジ部と蓋
体とを加圧下に高周波誘導加熱し、ヒートシール
部の結晶性プロピレン系樹脂がヒートシール温度
に達する直前乃至直後に蓋体の上面を冷却媒体と
接触させ、ヒートシール部における結晶性プロピ
レン系樹脂は、前記式で定義される融解熱量比
(Rc)が95%以下となる結晶状態になるように、
蓋体の熱伝導により、加圧下に過冷却、固化する
ことを特徴とする内圧ヒートシール包装体の製造
方法。 3 容器本体フランジのヒートシール用結晶性プ
ロピレン系樹脂は、前記式で定義される融解熱量
比(Rc)が95%以下となる結晶状態に抑制され
ているものである特許請求の範囲第2項記載の方
法。
[Scope of Claims] 1. A container comprising a circumferential side wall, a bottom portion continuous to the lower end of the side wall, and a heat-sealing circumferential portion continuous to the upper end of the side wall, and at least the inner surface of the container and the circumferential portion should be heat-sealed. A container body whose surface is made of crystalline propylene resin, a lid made of a laminate of metal foil and a heat sealant layer of crystalline propylene resin, and a space between the circumferential part of the container body and the lid. The crystalline propylene resin in the heat sealed portion of the sealed portion is expressed by the following formula: Rc=C 1 /C 2 ×100 where C 1 is the crystalline propylene resin. Heat of fusion in the first strand in a differential calorimeter
cal/g, and C 2 represents the heat of fusion cal/g of the same resin in the second run. An internal pressure heat-sealed package characterized by being suppressed to a crystalline state with a heat of fusion ratio (Rc) defined as 95% or less. 2. A container comprising a circumferential side wall, a bottom connected to the lower end of the side wall, and a heat-sealing flange connected to the upper end of the side wall, and at least the inner surface of the container and the surface of the flange to be heat-sealed are made of crystalline propylene resin. The flange portion is engaged with a lid body made of a laminate of metal foil and a heat sealant layer of crystalline propylene resin, and the flange portion and the lid body are filled with a content having a self-generating pressure. The crystalline propylene resin in the heat-sealed part is brought into contact with a cooling medium just before or after the crystalline propylene-based resin in the heat-sealed part reaches the heat-sealed temperature, and the crystalline propylene-based resin in the heat-sealed part is , so that the crystalline state is such that the heat of fusion ratio (Rc) defined by the above formula is 95% or less,
A method for producing an internal pressure heat-sealed package characterized by supercooling and solidifying under pressure due to heat conduction of the lid. 3. The crystalline propylene resin for heat sealing the container body flange is suppressed to a crystalline state in which the heat of fusion ratio (Rc) defined by the above formula is 95% or less. Claim 2 Method described.
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