WO2005085077A1 - 密封容器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

　本発明の目的は、密封容器において、レーザー溶接された溶接部がフランジを形成しない構成とすることで接触感の良い飲み口で液だれしにくい容器とすることであり、さらにポリマー材の不要化及び巻締部分における余分な材料の不要化を達成することである。また、容器の蓋部と胴部を同一原材料で構成することにより、リサイクルを容易とすることを目的とする。 　本発明に係る密封容器は、開口部９を有する容器本体１が、開口部を閉蓋する蓋部３によって密封された密封容器であって、容器本体の内壁面のうち少なくとも開口部の周縁部分の内壁面６が容器中身と接触しうるように、開口部の周縁部分２の外壁面若しくは開口部の端面１２と、蓋部の内壁面とがレーザー溶接された溶接部４，１４を有することを特徴とする。

Description

密封容器及びその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、食品飲料等の中身を密封性良く封入でき且つ接触感の良 、飲み口で 液だれの少な！/ヽ密封容器、特にレーザー溶接された溶接部を有する密封容器及び その製造方法に関する。

背景技術

[0002] 密封容器、例えば飲料用容器には、壜、缶、プラスチック容器等の各種容器が知ら れている。近年、そのハンドリング性の良さ等の利便性の観点から缶、プラスチック容 器が広く用いられるようになってきている。このうち缶は、容器価格の低さ、生産速度 の速さ、輸送効率の高さ等の理由により広く流通している。この缶は、通常、有底の 円筒形をした「胴部」と胴部の開口部を閉蓋する「蓋部」とからなる。この胴部と蓋部を 適切に接合して、食品飲料等の中身を密封する必要性から、缶はアルミニウムゃス チール等の金属製となって 、る。

[0003] この胴部と蓋部の接合は、胴部の端部と蓋部の端部を重ねてフランジ構造を形成 し、機械的に重畳させる卷締により行なわれる。この卷締工程は金属部材の機械的 変形を利用した工程のため、蓋部は一般に胴部よりも厚い部材力 なり、中身密封 用にスチレンブタジエンラバーやポリ塩ィ匕ビュルなどのポリマー材を備えて 、る。そ のため、ポリマー材が必要であり、金属材の使用量が多くなつてしまう。

[0004] そこで、これを解決するために、金属缶を対象にして、缶の密封をレーザー溶接で 行なう技術が開示されている (例えば特許文献 1一 3を参照。）。

[0005] ただし、プラスチック製飲料容器に関しては、卷締工程を実施することが困難であり 、プラスチック製の飲料用缶容器は流通していない。プラスチック製飲料容器におい て、最も流通している容器は PET (ポリエチレンテレフタレート）ボトルである。 PETボ トルにおいては、ボトル口部にキャップをねじ込む方式が密封方式として使用されて いる。しかし、このキャップが容器全体の中で大きなコストアップ要因となっている。さ らにキャップは主として PP (ポリプロピレン）製のため、リサイクルの障害となっている。 [0006] 特許文献 l :WO02Z42196 A2号公報

特許文献 2 :特開昭 63- 194885号公報

特許文献 3 :特開昭 61- 289932号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 金属製の缶の密封を行なうに際して行なわれる卷締方式によれば、ポリマー材の 使用と卷締部分における缶材料の余分な使用が必須でコストアップの要因となって いる。特許文献 1をはじめとするレーザー溶接された缶容器は、材料の使用量削減 やポリマー材の不要化を目的として検討され、従来の卷締の代わりにレーザー溶接 を試みるものである力 卷締方式を凌駕することはできな力つたため、実用化されて いない。

[0008] 一方、特許文献 1をはじめとするレーザー溶接された缶容器は、卷締はないものの フランジは依然として形成されているため、このフランジが飲みやすさを低下させ、液 だれを助長する。したがって、フランジによるデメリットは未解決のままである。

[0009] 本発明の目的は、密封容器にぉ ヽて、レーザー溶接された溶接部がフランジを形 成しな 、構成とすることで接触感の良 、飲み口で液だれしにく 、容器とすることであ り、さらにポリマー材の不要化及び卷締部分における余分な材料の不要化を達成す ることである。このとき、フランジを形成しない構成とすることで蓋自体の小型化を行な うことを目的とする。さらに、密封容器をプラスチック容器とした場合、従来の PETボト ルと比較して、充填速度と輸送効率を向上させると共に容器のリサイクル性を向上さ せることを目的とする。このとき、プラスチック容器は透光性を有するため、密封容器 を金属缶とは異なり内容物を目視可能とすることを目的とする。

課題を解決するための手段

[0010] 本発明者らは、ポリマー材を不要とし、且つ卷締部分における余分な材料の使用を 低減するため鋭意開発した結果、卷締部分のようなフランジを形成しな 、レーザー溶 接された溶接部を設けることで上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成さ せた。すなわち本発明に係る密封容器は、開口部を有する容器本体が、前記開口部 を閉蓋する蓋部によって密封された密封容器であって、前記容器本体の内壁面のう ち少なくとも前記開口部の周縁部分の内壁面が容器中身と接触しうるように、前記開 口部の周縁部分の外壁面と前記蓋部の内壁面とがレーザー溶接された溶接部を有 することを特徴とする。また本発明に係る別形態の密封容器は、開口部を有する容 器本体が、前記開口部を閉蓋する蓋部によって密封された密封容器であって、前記 容器本体の内壁面のうち少なくとも前記開口部の周縁部分の内壁面が容器中身と 接触しうるように、前記開口部の端面と前記蓋部の内壁面とがレーザー溶接された溶 接部を有することを特徴とする。ここで前記溶接部は、フランジを形成しない場合を含 む。本発明に係るこれらの密封容器を、レーザー溶接された溶接部がフランジを形 成しない構成とすれば、接触感の良い飲み口で液だれしにくい。また、ポリマー材も 不要で卷締部分がな 、ため余分な材料も不要である。さらに蓋自体を小型化できる

[0011] 本発明に係る密封容器では、前記蓋部の周縁部分の内壁面が前記容器本体の外 壁面と溶接されていない非溶接部を有する場合を含む。この非溶接部は、溶接箇所 を開蓋箇所とする場合に、指の引掛け部分若しくはつまみとなり、開蓋性が向上する

[0012] 本発明に係る密封容器では、前記蓋部は肉厚が 0. 2mm以上である場合を含む。

蓋部の肉厚を 0. 2mm以上として剛性を付与すれば、炭酸飲料の充填等の容器に 内圧が力かる場合においても、破裂することなく密封容器として利用可能である。ヒ 一トシール工法と異なり、レーザー溶接工法は蓋部の肉厚を 0. 2mm以上としても、 溶接が可能である。

[0013] 本発明に係る密封容器では、前記溶接部は、前記開口部の周縁に沿って、 2以上 の循環線状にレーザー溶接されている場合を含む。溶接部は接合面の全面を溶接 させても良いが、 2以上の循環線状にレーザー溶接されていることで、接合強度、シ ール性及び易開蓋性がバランス良く確保ができる。

[0014] 本発明に係る密封容器では、前記蓋部は内壁面側に前記開口部の開口径とほぼ 同じ内径を有する環状層を接合した多層構造を有し、且つ前記環状層が前記容器 本体にレーザー溶接されたままの状態で前記蓋部が前記環状層から剥離することに より、容器開封がなされる場合を含む。蓋部の容器本体への溶接部分と、開蓋時の 剥離部分を分けることで、高密封性と易開蓋性を同時に付与できる。

[0015] 本発明に係る密封容器では、前記容器本体及び前記蓋部が合成樹脂により形成 されていることが好ましい。充填速度と輸送効率並びに容器のリサイクル性が向上す る。さらに容器中身が目視可能となる。

[0016] 本発明に係る密封容器では、前記容器は飲料用容器である場合を含む。

[0017] 本発明に係る密封容器の製造方法は、開口部を有する容器本体が、前記開口部 を閉蓋する蓋部によって密封される密封容器の製造方法であって、前記容器本体の 内壁面のうち少なくとも前記開口部の周縁部分の内壁面が容器中身と接触しうるよう に、前記開口部の周縁部分の外壁面と前記蓋部の内壁面とを密着させて密着面を 形成した後、該密着面にレーザーを照射して溶接部を形成する工程を有することを 特徴とする。また、本発明に係る別形態の密封容器の製造方法は、開口部を有する 容器本体が、前記開口部を閉蓋する蓋部によって密封される密封容器の製造方法 であって、前記容器本体の内壁面のうち少なくとも前記開口部の周縁部分の内壁面 が容器中身と接触しうるように、前記開口部の端面と前記蓋部の内壁面とを密着させ て密着面を形成した後、該密着面にレーザーを照射して溶接部を形成する工程を有 することを特徴とする。このような工程を有することにより、接合はレーザーを接合面 に照射するのみでなされるため非常に簡易であり、しかも接合箇所である溶接部に はフランジが形成されることがな!、。

[0018] 本発明に係る密封容器の製造方法は、前記開口部の周縁部分の外壁面又は前記 蓋部の内壁面の少なくともいずれか一方、或いは前記開口部の端面又は前記蓋部 の内壁面の少なくともいずれか一方に、レーザー光の吸収部を設ける工程を有する ことが好ましい。特にレーザー光を吸収しない透明のプラスチックをレーザー溶接す る場合や、透明なプラスチックでなくてもレーザー光の波長に吸収帯を有さないブラ スチックをレーザー溶接する場合に好ましい。レーザーは一般に微細な領域のみに 照射が可能な特性を有する。接合部分に吸収部を設けることで、その部分のみにレ 一ザ一を作用させることができる。すなわち卷締ゃシートヒールと異なり、レーザーの 照射位置を適切に移動することにより、機械的な接触が複雑になるような輪郭、起伏 であっても容易に精度良く非接触で融着させることができ、密封化できる。 [0019] また、本発明に係る密封容器の製造方法は、前記開口部の周縁部分の外壁面又 は前記蓋部の内壁面の少なくともいずれか一方の部位、或いは前記開口部の端面 又は前記蓋部の内壁面の少なくともいずれか一方の部位に、レーザー光の吸収材 料が含有されていることが好ましい。上記の吸収部と同様に吸収材料が含有されて いる箇所にレーザーを作用させることができる。したがって、卷締ゃシートヒールと異 なり、レーザーの照射位置を適切に移動することにより、機械的な接触が複雑になる ような輪郭、起伏であっても容易に精度良く非接触で融着させることができ、密封ィ匕 できる。

[0020] さらに本発明に係る密封容器の製造方法では、前記溶接部へのレーザー照射は、 レーザー発振素子を固定し、容器中心軸を自転軸として前記容器本体及び前記蓋 部を自転させながら行なうか、或いは容器中心軸を回転軸としてレーザー発振素子 を前記容器本体及び前記蓋部の周りを回転させながら行なうことが好ましい。精度良 くレーザー溶接を行なうことができる。 発明の効果

[0021] 本発明の密封容器は、レーザー溶接された溶接部がフランジを形成していないの でフランジによる凹凸形状がなぐ飲み口の接触感が良ぐ液だれしにくい。金属缶 では必要であったポリマー材ゃフランジ部分の余分な材料を使用しなくて済む。また 蓋自体を小型化することができる。さらに密封容器をプラスチック容器とすれば、ねじ 込み式の蓋とする必要がないため、充填速度と輸送効率を向上させることができ、し 力も容器本体と蓋部を同一素材とできるため容器のリサイクル性を向上させることが できる。このとき、透光性を有するためガラス壜と同様に容器中身の目視が可能とな る。また、本発明の密封容器の製造方法によれば、接合はレーザーを接合面に照射 するのみでなされるため非常に簡易であり、し力も接合箇所にフランジが形成される ことがない。

図面の簡単な説明

[0022] [図 1]本実施形態に係る密封容器の一部縦断面概略図を示し、（a)は第 1形態、 (b) は第 2形態、（c)は第 3形態である。

[図 2]本実施形態に係る第 4形態の密封容器の一部縦断面概略図を示した。 [図 3]本実施形態に係る第 5形態の密封容器の一部縦断面概略図を示し、 (a) (b)は 密封時、（c)は開蓋時を示した。

[図 4]本実施形態に係る密封容器の各製造工程を示す概略工程図 (第 1製造形態） である。

[図 5]本実施形態に係る密封容器の各製造工程を示す概略工程図（第 2製造形態） である。

符号の説明

1, 11, 21, 31, 41, 61 容器本体

2, 22, 32 開口部の周縁部分

3. 13, 23, 33, 43, 62 蓋部

4. 14, 24， 34， 44 溶接部

5, 15， 25, 35 非溶接部

6, 16, 26, 36 開口部の周縁部分の内壁面

9, 19, 29, 39, 49 開口部

12 開口部の端面

27 つまみ

37 引掛け部分

38, 48 肩

47 つまみ

50 環状層

63a 蓋部搬送手段

63b 蓋部供給手段

64 蓋部配置手段

65 レーザー発生手段

66 密着部分

67 レーザー発生器回転手段

68 自転テーブル

69 ターンテープ/レ 70 不良容器排除手段

100, 200, 300, 400, 500 密封容器

発明を実施するための最良の形態

[0024] 以下本発明について実施形態を示して詳細に説明するが本発明はこれらの記載 に限定して解釈されない。まず、図 1一 3を参照しながら本実施形態に係る密封容器 を説明する。なお、同一部材'同一部位には同一符号を付した。

[0025] 図 1(a)に本実施形態に係る第 1形態の密封容器の一部縦断面概略図を示した。第 1形態に係る密封容器 100は、開口部 9を有する容器本体 1が、開口部 9を閉蓋する 蓋部 3によって密封された密封容器であって、容器本体 1の内壁面のうち少なくとも 開口部 9の周縁部分の内壁面 6が容器中身と接触しうるように、開口部 9の周縁部分 2の外壁面と蓋部 3の内壁面とがレーザー溶接された溶接部 4を有する。

[0026] 図 1(b)に本実施形態に係る第 2形態の密封容器の一部縦断面概略図を示した。第 2形態に係る密封容器 200は、開口部 19を有する容器本体 11が、開口部 19を閉蓋 する蓋部 13によって密封された密封容器であって、容器本体 11の内壁面のうち少 なくとも開口部 19の周縁部分の内壁面 16が容器中身と接触しうるように、開口部 19 の端面 12と蓋部 13の内壁面とがレーザー溶接された溶接部 14を有する。

[0027] 第 1形態の密封容器と第 2形態の密封容器とでは、容器本体でのレーザー溶接箇 所が異なる以外は同じ構成を有する。第 1形態の密封容器は溶接部 4の面積を大き く取れるので耐圧強度を大きくすることができる。

[0028] 容器本体 1, 11及び蓋部 3, 13は、レーザー溶接が可能である素材であればいか なる素材力も形成されていても良いが、容器中身によっても制限を受ける。例えば飲 料用容器であれば、中身の品質保持の観点から、容器中身に対して不活性であるこ とが必要である。さらに酸素等のガスノリア性を備えていることが好ましい。また炭酸 飲料を充填する場合には耐圧性を有する素材力 形成されていることが必要である 。このような観点力 容器本体 1, 11及び蓋部 3, 13は、アルミニウム又はスチール等 の金属材料若しくはプラスチック材料カゝら形成されて ヽることが好ま ヽ。容器本体 1 , 11及び蓋部 3, 13とは、リサイクル性の観点から同一素材で形成することが好まし い。特にプラスチック材料力 形成することが好ましぐレーザー溶接で高温まで加熱 しなくても溶接が可能である。レーザー溶接されたプラスチック製の密封容器とすれ ば、従来の PETボトルと比較して、充填速度と輸送効率が向上すると共に容器のリサ イタル性が向上する。このとき、プラスチック容器は透光性を有するため、金属缶と異 なって容器中身を目視することができる。さらに、缶構造と比較すると卷締できない形 状であっても密封化でき、卷締する場合よりも小さな蓋を用いて密封ィ匕できる。

[0029] 本発明のプラスチック容器を成形する際に使用する榭脂は、ポリエチレンテレフタレ 一ト榭脂（PET)、ポリブチレンテレフタレート榭脂、ポリエチレンナフタレート榭脂、ポ リエチレン榭脂、ポリプロピレン榭脂（PP)、シクロォレフィンコポリマ榭脂（COC、環 状ォレフイン共重合）、アイオノマ榭脂、ポリ 4ーメチルペンテン 1榭脂、ポリメタタリ ル酸メチル榭脂、ポリスチレン榭脂、エチレン ビニルアルコール共重合榭脂、アタリ 口-トリル榭脂、ポリ塩化ビニル榭脂、ポリ塩ィ匕ビユリデン榭脂、ポリアミド榭脂、ポリア ミドイミド榭脂、ポリアセタール榭脂、ポリカーボネート榭脂、ポリスルホン樹脂、又は、 4弗化工チレン榭脂、アクリロニトリル スチレン榭脂、アクリロニトリル ブタジエンース チレン榭脂を例示することができる。この中で、 PETが特に好ましい。なお、容器本 体 1, 11及び蓋部 3, 13をプラスチック製とする場合、その内表面若しくは外表面或 いはその両面に DLC (ダイヤモンドライクカーボン)膜、 Si含有 DLC膜、ポリマーライ クカーボン膜、 SiOx膜等のガスノ リア性薄膜をコーティングしたものを用いても良い 。飲料用プラスチック容器の場合、ガスノ リア性が高いほうが好ましいからである。さら に、ガスバリア性薄膜がレーザーを吸収する場合にはレーザーの受光部が発熱する 。したがって、レーザー光を吸収しない透明樹脂で容器を形成したとしても、ガスバリ ァ性薄膜を成膜することで、別途、吸収部を設けなくても溶接効率が良い。

[0030] 第 1形態の密封容器と第 2形態の密封容器において、（1)内壁面 6, 16が容器中 身と接触しうるようにすること、及び（2)開口部 9の周縁部分 2の外壁面或いは開口部 19の端面 12のいずれかが蓋部 3の内壁面とを接合することにより、溶接部 4, 14は フランジを形成しない。また、接合部分は容器本体と蓋部とを平面状に重ねて溶接し ているだけであるため、蓋自体を小型化できる。なお、本発明では、蓋部において容 器中身と接触しうる面を、蓋部の内壁面と表記することとした。

[0031] 上記接合構成を満たす限り、蓋部の形状及び容器本体の形状、特に開口部形状 は適宜変更が可能である。第 1形態の密封容器 100では、容器本体 1は容器内部に 向力つてその壁を折り返した形状を有し、開口部 9はその折り返し部の高さよりも低い 位置に形成している。容器本体 1をこのような形状とすることで、開蓋時には開口部 9 にストローを挿し易い形状となっている。蓋部 3は、開口部 9を密封しうるように少なく とも覆う大きさであるとともに、開口部 9を取り囲む容器本体 1の外壁面の形状に沿う ように形成されている。これにより、溶接部 4となる接合部分となる密着面が形成され る。

[0032] 容器本体 1, 11の開口部 9, 19の外縁部分は、容器中身の滞留を防止するため周 縁部分 2, 12までレーザー溶接されて 、ることが好ま U、。

[0033] 一方、第 1形態の密封容器と第 2形態の密封容器において、蓋部 3, 13の周縁部 分の内壁面が容器本体 1, 11の外壁面と溶接されていない非溶接部 5, 15を有して いても良い。図 1 (a)及び (b)では、未溶接部 5, 15を開封つまみとしている。非溶接 部 5, 15を設けることで、溶接箇所を開蓋箇所とする場合、開蓋の際に非溶接部 5, 15に指が引つ力かりやすぐ易開蓋性を付与できる。

[0034] なお、本実施形態に係る密封容器は、溶接部 4, 14を剥離させて開蓋させるタイプ の容器のほか、溶接部 4, 14を剥離させず、例えば開口部 9, 19とは別に、蓋部に設 けた注ぎ口をプルタグ等の開栓手段により密封を解除させるタイプの容器も包含する

[0035] 蓋部 3, 13は、肉厚が 0. 2mm以上であることが好ましぐより好ましくは 0. 3mm以 上とする。蓋部 3, 13力 . 2mm未満のシートである場合にはヒートシール工法により 容器本体と蓋部とが融着可能であり、溶接部 4, 14をレーザー溶接しなくても対応可 能である。し力し、蓋部 3, 13の肉厚が 0. 2mm以上である場合には、シートヒールェ 法は適用が難しくなり、また、接合面の形状が複雑な形状であればヒートシール工法 自体の適用が困難である。これに対して、レーザー溶接工法では、プラスチック等の 素材が透明である材質に対しては、レーザーが吸収されない限り発熱しない。したが つて、蓋部 3, 13の肉厚が 0. 2mm以上であってもレーザー溶接が可能である。蓋部 3, 13の肉厚が 0. 2mm以上の場合には、蓋部自体に剛性が付与されるので、密封 容器の強度、特に耐圧性が向上する。なお、容器本体 1, 11の肉厚は、剛性を付与 するために 0. 2mm以上とすることが好ましい。

[0036] 次に図 1(c)に本実施形態に係る第 3形態の密封容器の一部縦断面概略図を示し た。第 3形態に係る密封容器 300は、蓋部 23の端部に開蓋のためのつまみ 27を設 けている。容器本体 21から開口部 29に至るまで、截頭円錐状とすることで、飲みや すい飲み口としている。また、蓋部を小型化でき、蓋材料の使用量を低減できる。

[0037] 次に図 2に本実施形態に係る第 4形態の密封容器の一部縦断面概略図を示した。

第 4形態に係る密封容器 400は、溶接部 34が開口部 39の周縁に沿って、 2つの循 環線状にレーザー溶接されている。溶接部は接合面の全面を溶接させても良いが、 2つの循環線状にレーザー溶接されて 、ることで、接合強度及びシール性につ！、て は全面溶接の場合と同等としつつ、易開蓋性の向上させることができる。もちろん、 溶接部 34を 3以上の循環線状にレーザー溶接しても良い。

[0038] なお、本実施形態に係る密封容器にお!、て、非溶接部が輸送中に擦れて開蓋して しまわないように、図 2に示す密封容器 400のように容器本体に肩 38を設けて、非溶 接部 35をガードする構成としても良い。また、肩 38を設けた場合のように、非溶接部 35に指を引掛け難いときには、非溶接部 35に指をかけやすいようにするために非溶 接部 35の引掛け部分 37を、容器本体 31との外壁面力も離しても良い。

[0039] 第 1一 4形態の密封容器では、溶接部において剥離させて開蓋させる場合、容器 本体と蓋部との接合面にぉ 、て剥離する力、或 、は容器本体の壁内部にお 、て剥 離するか或いは蓋部の壁内部で剥離する。この剥離箇所は、レーザー吸収部を設け た箇所に対応するため制御可能である。剥離箇所を飲み口の端部とする場合には、 接触感触の良さの観点力も容器本体と蓋部との接合面において剥離させるか、或い は蓋部の壁内部で剥離させることが好ましい。

[0040] 次に図 3に本実施形態に係る第 5形態の密封容器の概略図を示した。（a)は側面 図、（b)は（a)を 90° 回転させたときの一部縦断面概略図、（c)は、開蓋時の一部縦 断面概略図である。第 5形態に係る密封容器 500は、蓋部 43の内壁面側に開口部 4 9の開口径とほぼ同じ内径を有する環状層 50を接合した多層構造を有する。環状層 50と容器本体 41の接合面がレーザー溶接されて溶接部 44を形成する。さら〖こ図 3 ( c)に示すように、環状層 50が容器本体 41にレーザー溶接されたままの状態で蓋部 43が環状層 50から剥離することにより、容器開封がなされる。蓋部 43の端部に設け たつまみ 47は、指を引掛け易くするものであり、肩 48は、容器の輸送中の擦れによる つまみ 47の引っ掛力りを防止する。第 5形態の密封容器では、蓋部 43の容器本体 4 1への溶接部分と、開蓋時の剥離部分をわけることで、高密封性と易開蓋性を同時 に付与できる。

[0041] 第 1一 5形態の密封容器では、溶接部がフランジとなっていない。また第 1一 4形態 の密封容器では、溶接部を剥離させて飲み口とするが感触の良 ヽ飲み口を提供で きる。また、フランジ近傍に容器中身が付着することもなぐ液だれが少ない。さらに 蓋部を小型化できるので蓋面積が小さくなり、炭酸飲料等の中身を入れたときに蓋部 全体に力かる総圧力（内側力もの圧力）は小さくなり、耐圧性が向上する。

[0042] 次に、本実施形態に係る密封容器の製造方法について図 4と図 5を参照しながら 説明する。まず、図 4に示す工程 (第 1製造形態）について説明する。まず、ステップ S1において、中身を充填済みの容器本体 61をコンベア等の搬送手段 (不図示）によ りレーザー溶接機に導入する。このとき、中身が発泡している場合には泡切りを行い

、炭酸ガスパージ若しくは窒素ガスパージを行なう。

[0043] 次にステップ S2において、蓋部搬送手段 63aによって蓋部 62が蓋部供給手段 63 bに搬送される。蓋部供給手段 63bは、蓋部 62を 1つの容器本体 61にっき一枚、開 口部まで供給する。

[0044] 次にステップ S3において、蓋部配置手段 64が、蓋部 62を容器本体 61の開口部に 重ねて接合面となる密着面を出させると共に、蓋部 62と容器本体 61の開口部とがず れないように適度の圧力を加える。例えば、容器本体に蓋部を密着させるため、蓋部 の上力 棒状の部材で蓋部を押さえる。容器本体は蓋部が押さえられることによって 間接的に押さえ込まれる。棒状の部材の押圧を圧力センサーで検出する。圧力セン サ一は蓋部検出用の近接センサーでも良いが、一般にプラスチックは磁気性の近接 センサーの感度が良くない。したがって、圧力センサー若しくはレーザー変位計が好 ましい。蓋部配置手段 64には、蓋部 62が容器本体 61の開口部に押さえ込まれる圧 力を検出する圧力センサー若しくはレーザー変位計の検出値を取り込ませることが 好ましい。 [0045] 次にステップ S4において、蓋部 62を合わせたまま容器本体 61をターンテーブル 6 9に載せる。ターンテーブル 69上の各容器本体 61及びその蓋部 62は、容器を軸中 心に自転させる自転テーブル 68によって自転させる。このとき、レーザー発生手段 6 5によって、容器本体 61と蓋部 62との密着部分 66にレーザーを照射する。レーザー はスポット状、線状、若しくはリング状に照射することが例示される。レーザー発生手 段 65と密着部分 66との位置関係によって適宜、レーザー照射形状が選択される。こ のとき、レーザー強度はレーザー出力をモニタリングすることによって監視することが 好ましい。また、レーザーのスポット位置は、光感受センサー若しくは赤外線センサー 等の温度センサーによって発光若しくは発熱をモニタリングすることによって監視する ことが好ましい。プラスチックの溶接は、光感受センサー若しくは温度センサーによつ て発光若しくは発熱をモニタリングすることによって監視することが好ま 、。 CCD等 の画像センサーを併用しても良 、。

[0046] レーザー発生手段 65に組み込まれるレーザー発振素子は、半導体レーザー、炭 酸ガスレーザー等のガスレーザー、 YAGレーザーが、例示され、レーザー溶接を行 なう容器本体及び蓋分の材質、レーザー照射移動速度、照射スポット形状等の各種 ノ ラメーターによって適宜選択する。プラスチック容器をレーザー溶接する場合には 、半導体レーザー（例えば出力 1W— 100W)が好ましい。

[0047] 第 1実施形態に係る密封容器 100を製造する場合には、容器本体の内壁面のうち 少なくとも開口部の周縁部分の内壁面が容器中身と接触しうるように、開口部の周縁 部分の外壁面と蓋部の内壁面とを密着させて密着面を形成した後、密着面にレーザ 一を照射して溶接部を形成する。

[0048] 一方、第 2実施形態に係る密封容器 200を製造する場合には、容器本体の内壁面 のうち少なくとも開口部の周縁部分の内壁面が容器中身と接触しうるように、開口部 の端面と蓋部の内壁面とを密着させて密着面を形成した後、密着面にレーザーを照 射して溶接部を形成する。

[0049] ここで、開口部の周縁部分の外壁面又は蓋部の内壁面の少なくともいずれか一方 、或いは開口部の端面と蓋部の内壁面の少なくともいずれか一方に、レーザー光の 吸収部を設ける工程を設けることが好ましい。吸収部に沿って機械的な接触が複雑 となるような輪郭や起伏であっても精度良くレーザー溶接することができる。レーザー 光は照射スポットを絞ることが可能であり、吸収部を設けたところが主として溶接され る力らである。吸収部はレーザー光の波長を吸収する有機顔料や無機顔料等の吸 収物質を所望の接合箇所に付着させて着色させるなどいかなる方法で形成しても良 い。レーザー光に対する吸収部の吸収程度によって、レーザー光の波長、レーザー パワー、レーザー走査速度を調整することが好ましい。この工程は、レーザー照射前 であればいつでも良ぐステップ S1以前、ステップ Sl、ステップ S2、ステップ S3又は ステップ S4のいずれに設けても良い。なお、この工程はレーザー光に対して吸収帯 を有さな 、材料を溶接する場合に有効であるため必須工程ではな ヽ。

[0050] また、開口部の周縁部分の外壁面又は蓋部の内壁面の少なくともいずれか一方の 部位、或いは開口部の端面又は蓋部の内壁面の少なくともいずれか一方の部位に、 レーザー光の吸収材料を含有させても良い。この工程は、レーザー照射前であれば いつでも良ぐステップ S1以前、ステップ Sl、ステップ S2、ステップ S3又はステップ S 4のいずれに設けても良い。例えば、蓋部及び Z又は容器本体を成形する場合に着 色顔料等のレーザーの吸収材料を含有させる。なお、この工程はレーザー光に対し て吸収帯を有さない材料を溶接する場合に有効であるため、顔料等を混合すること によって着色されたカラー容器をレーザー溶接する場合など、レーザー光を材料が 吸収する場合には必須工程ではない。一部のカラーボトルのようにレーザー光を接 合部分が吸収する場合にはレーザーを照射するのみでレーザー溶接できる。なお、 着色顔料等のレーザーの吸収材料の含有量によって、レーザー光の波長、レーザ 一パワー、レーザー走査速度を調整することが好ま 、。

[0051] 容器本体 61及び蓋部 62は自転テーブル 68によって自転するため、レーザーの照 射部分が容器本体 61の開口部に沿って移動し、 1周を終えることによって密封ィ匕が 終了する。溶接速度は接合しょうとする形状や材質などによる力 例えば、 8— 50cm Z秒である。このとき、レーザー溶接によって溶接箇所を正確にコントロールできる。 また、レーザーの出力及び波長が融着の程度を決定し、ヒートシールや超音波溶接 よりも精度よく溶接部を形成できる。

[0052] なお、 2周以上レーザーを照射させても良い。レーザーのスポットが数回通過し、或 いは図 2に示したように接合部位を複数持つことにより、溶接を確実に行なうことがで きる。さらに 2個以上のレーザー発振素子を設置して 1周させることにより、 2以上の循 環線状のレーザー溶接を行なっても良 、。

[0053] 次にステップ S 5において、レーザー溶接を終えて密封された密封容器は、ターン テーブル 69から降ろされる。

[0054] 次にステップ S6において、不良容器排除手段 70によって、密封不良の容器が排 除される。密封不良の判断は、上記モニタリングの結果と共に画像検査機 (不図示） の外観検査結果を基に行なうことが好まし 、。

[0055] 次に図 5に示す工程 (第 2製造形態）について説明する。図 4に示す工程と図 5に示 す工程とではステップ S4が異なるため、ステップ S4について説明する。

[0056] ステップ S4において、蓋部 62を合わせたまま容器本体 61をターンテーブル 69に 載せる。ターンテーブル 69上の各容器本体 61及びその蓋部 62は、ターンテーブル 上で静止する。このとき、レーザー発生手段 65によって、容器本体 61と蓋部 62との 密着部分 66にレーザーを照射する。レーザーはスポット状、線状、若しくはリング状 に照射することが例示される。レーザー発生手段 65と密着部分 66との位置関係によ つて適宜、レーザー照射形状が選択される。このとき、レーザー強度はレーザー出力 をモニタリングすることによって監視することが好ましい。また、レーザーのスポット位 置は、図 4の工程で説明した場合と同様にモニタリングすることによって監視すること が好まし!/ヽ。プラスチックの溶接も図 4の工程で説明した場合と同様にモニタリングす ることによって監視することが好ま 、。 CCD等の画像センサーを併用しても良 、。

[0057] レーザー発生手段 65に組み込まれるレーザー発振素子は、図 4の工程で説明した ものと同様のものが使用できる。

[0058] 第 1実施形態に係る密封容器 100を製造する場合には、容器本体の内壁面のうち 少なくとも開口部の周縁部分の内壁面が容器中身と接触しうるように、開口部の周縁 部分の外壁面と蓋部の内壁面とを密着させて密着面を形成した後、密着面にレーザ 一を照射して溶接部を形成する。

[0059] 一方、第 2実施形態に係る密封容器 200を製造する場合には、容器本体の内壁面 のうち少なくとも開口部の周縁部分の内壁面が容器中身と接触しうるように、開口部 の端面と蓋部の内壁面とを密着させて密着面を形成した後、密着面にレーザーを照 射して溶接部を形成する。

[0060] ここで、レーザー光の吸収部を設ける工程、及び Z又はレーザー光の吸収材料を 含有させる工程を図 4で説明した工程と同様に設けても良!ヽ。

[0061] レーザー発生手段 65がレーザー発生器回転手段 67によって、容器本体 61及び 蓋部 62を中心として回転するため、レーザーの照射部分が容器本体 61の開口部に 沿って移動し、レーザー発生手段 65がレーザー発生器回転手段 67によって 1周を 終えることによって密封ィ匕が終了する。溶接速度は接合しょうとする形状や材質など によるが、例えば、 8— 50cmZ秒である。このとき、レーザー溶接によって溶接箇所 を正確にコントロールできる。

[0062] なお、図 4の場合と同様に、 2周以上レーザーを照射させても良い。レーザーのスポ ットが数回通過し、或いは図 2に示したように接合部位を複数持つことにより、溶接を 確実に行なうことができる。さらに 2個以上のレーザー発振素子を設置して 1周させる ことにより、 2以上の循環線状のレーザー溶接を行なっても良い。

[0063] 図 5で示した工程では、レーザー発振素子が容器の周りを回転するロータリー式と なっているため、高速運転と複数接合箇所へのレーザー溶接（同時タイミング若しく は別タイミング、同一箇所への照射若しくは別箇所への照射）が可能となる。

[0064] 従来の金属缶の卷締工程においては、容器が適切に密封されたかどうかは卷締ェ 程が実際に行なわれている時点で判断することは困難である。そのため、製造開始 前の検査結果が良好であったにもかかわらず、卷締工程での密封不良が発生した 場合、実際の不良発生より時間がかなり経過した後、不良発見に至る。このような場 合、廃棄が必要となる容器数や、生産装置の停止時間が極めて大きくなる。一方、本 実施形態に係る図 4又は図 5に示した密封容器の製造方法によれば、溶接工程が適 切に実施されたカゝ否かを極めて短時間で検出しうるため、金属缶の卷締工程におけ る上記デメリットを受けない。

Claims

請求の範囲

[1] 開口部を有する容器本体が、前記開口部を閉蓋する蓋部によって密封された密封 容器であって、前記容器本体の内壁面のうち少なくとも前記開口部の周縁部分の内 壁面が容器中身と接触しうるように、前記開口部の周縁部分の外壁面と前記蓋部の 内壁面とがレーザー溶接された溶接部を有することを特徴とする密封容器。

[2] 開口部を有する容器本体が、前記開口部を閉蓋する蓋部によって密封された密封 容器であって、前記容器本体の内壁面のうち少なくとも前記開口部の周縁部分の内 壁面が容器中身と接触しうるように、前記開口部の端面と前記蓋部の内壁面とがレー ザ一溶接された溶接部を有することを特徴とする密封容器。

[3] 前記溶接部は、フランジを形成しないことを特徴とする請求項 1又は 2記載の密封 谷器。

[4] 前記蓋部の周縁部分の内壁面が前記容器本体の外壁面と溶接されて!、な ヽ非溶 接部を有することを特徴とする請求項 1、 2又は 3記載の密封容器。

[5] 前記蓋部は、肉厚が 0. 2mm以上であることを特徴とする請求項 1、 2、 3又は 4記 載の密封容器。

[6] 前記溶接部は、前記開口部の周縁に沿って、 2以上の循環線状にレーザー溶接さ れていることを特徴とする請求項 1、 2、 3、 4又は 5記載の密封容器。

[7] 前記蓋部は内壁面側に前記開口部の開口径とほぼ同じ内径を有する環状層を接 合した多層構造を有し、且つ前記環状層が前記容器本体にレーザー溶接されたまま の状態で前記蓋部が前記環状層から剥離することにより、容器開封がなされることを 特徴とする請求項 1、 2、 3、 4、 5又は 6記載の密封容器。

[8] 前記容器本体及び前記蓋部が合成樹脂により形成されていることを特徴とする請 求項 1、 2、 3、 4、 5、 6又は 7記載の密封容器。

[9] 前記容器は飲料用容器であることを特徴とする請求項 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7又は 8 記載の密封容器。

[10] 開口部を有する容器本体が、前記開口部を閉蓋する蓋部によって密封される密封 容器の製造方法であって、

前記容器本体の内壁面のうち少なくとも前記開口部の周縁部分の内壁面が容器中 身と接触しうるように、前記開口部の周縁部分の外壁面と前記蓋部の内壁面とを密 着させて密着面を形成した後、該密着面にレーザーを照射して溶接部を形成するェ 程を有することを特徴とする密封容器の製造方法。

[11] 開口部を有する容器本体が、前記開口部を閉蓋する蓋部によって密封される密封 容器の製造方法であって、

前記容器本体の内壁面のうち少なくとも前記開口部の周縁部分の内壁面が容器中 身と接触しうるように、前記開口部の端面と前記蓋部の内壁面とを密着させて密着面 を形成した後、該密着面にレーザーを照射して溶接部を形成する工程を有すること を特徴とする密封容器の製造方法。

[12] 前記開口部の周縁部分の外壁面又は前記蓋部の内壁面の少なくともいずれか一 方、或いは前記開口部の端面と前記蓋部の内壁面の少なくともいずれか一方に、レ 一ザ一光の吸収部を設ける工程を有することを特徴とする請求項 10又は 11記載の 密封容器の製造方法。

[13] 前記開口部の周縁部分の外壁面又は前記蓋部の内壁面の少なくともいずれか一 方の部位、或いは前記開口部の端面又は前記蓋部の内壁面の少なくともいずれか 一方の部位に、レーザー光の吸収材料が含有されていることを特徴とする請求項 10 、 11又は 12記載の密封容器の製造方法。

[14] 前記溶接部へのレーザー照射は、レーザー発振素子を固定し、容器中心軸を自 転軸として前記容器本体及び前記蓋部を自転させながら行なうか、或いは容器中心 軸を回転軸としてレーザー発振素子を前記容器本体及び前記蓋部の周りを回転さ せながら行なうことを特徴とする請求項 10、 11、 12又は 13記載の密封容器の製造 方法。