WO2022163118A1 - プリフォーム積層体および積層容器 - Google Patents

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WO2022163118A1
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史哉 甘利
忠宣 跡部
忠壮 谷口
聡 和田
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Nissha株式会社
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Abstract

【課題】層間にタグが適切な状態でインサートされている積層容器の製造に適したプリフォーム積層体、および、当該積層体を二軸延伸ブロー成形して製造される積層容器を提供すること。 【解決手段】プリフォーム積層体100では、二軸延伸ブロー成形が施されずにそのまま積層容器1の容器口部4として残る内層用口部114と外層用口部124との間に、RFIDタグ30がインサートされている。容器口部4は、延伸ブロー成形のための高温、高圧に晒されることがなく、延伸ブロー成形時の加熱、加圧、延伸に起因するRFIDタグ30の破損、破断、変形などの弊害を確実に回避できる。また、RFIDタグ30に製品情報を担持させることで省力化、偽造防止効果が期待できる。

Description

プリフォーム積層体および積層容器
 本発明は、大小のプリフォームを、同軸に重ね合わせた状態で同時に二軸延伸ブロー成形して製造される積層容器に関する。更に詳しくは、層間にタグがインサートされた構成のプリフォーム積層体、および、当該積層体を二軸延伸ブロー成形して製造される積層容器に関する。
 積層容器は飲料用ボトルなどとして広く用いられている。特許文献1には、容器胴部における層間に、加飾ラベル等の中間層体がインサートされた構成の積層容器が提案されている。この積層容器では、大小のプリフォームの間にラベル等の中間層体が挿入された積層プリフォームを製造し、積層プリフォームを加熱して二軸延伸ブロー成形を施して、層間にラベル等がインサートされた構成の積層容器を製造している。
特開2019-42995号公報
 大小のプリフォームを、ラベル等を挟み、同軸に重ね合わせた構成のプリフォーム積層体に、二軸延伸ブロー成形を施して、積層容器を製造する場合には次のような課題がある。
 タグがインサートされているプリフォーム積層体は、外側からヒーターによって、二軸延伸ブロー成形に適した温度となるように加熱される。プリフォーム加熱工程において、重ね合わせたプリフォームの間にインサートされているタグも熱に晒される。タグが熱によるダメージを受け、熱変形、劣化するおそれがある。ICタグ等のように、電子回路、配線が実装されているタグをインサートしようとすると、これらの損傷、断線のおそれがある。
 また、プリフォーム積層体の二軸延伸ブロー成形時には、タグは、ブローエアによる高圧に晒され、プリフォームと共に二軸方向に延伸される。タグが高圧に耐えられず、また、プリフォームの延伸に追従できずに、破損、破断するおそれがある。
 プリフォームと共に延伸されないように、タグをプリフォームに密着しないようにインサートすると、延伸ブロー成形工程においてタグに位置ずれが生じやすいという問題が生じる。タグを、十分に延伸性のある樹脂素材等から形成しておくことも考えられるが、実装されている電子部品、配線の損傷、切断を確実に回避することが困難である。
 さらに、プリフォーム加熱工程においては、プリフォームの各部分を均一に加熱する必要がある。インサートされているタグによって部分的に熱が遮断、反射され、例えば、タグの内側に位置するプリフォームの部分に必要な熱量を与えられないおそれがある。加熱状態にばらつきが生じると、二軸延伸ブローを適切に行うことができない、樹脂が結晶化するなどの弊害が生じる。
 本発明の目的は、このような点に鑑みて、層間にタグが適切な状態でインサートされている積層容器の製造に適したプリフォーム積層体、および、当該プリフォーム積層体を延伸ブロー成形して製造される積層容器を提供することにある。
 上記の課題を解決するために、本発明は、
 筒状の容器胴部、容器胴部の下端を封鎖する容器底部および容器胴部の上端に形成された容器口部を備えたプラスチック製の積層容器を延伸ブロー成形により形成するためのプリフォーム積層体であって、
 積層容器の内層を形成するための内層用プリフォームと、
 積層容器の外層を形成するための外層用プリフォームと、
 タグと、
を備えており、
 外層用プリフォームの内側に内層用プリフォームが配置されており、
 内層用プリフォームは、延伸ブロー成形が施されて積層容器における底部内層部分および胴部内層部分を形成する内層用底部および内層用胴部と、延伸ブローされずにそのまま積層容器における口部内層部分として残る内層用口部とを備えており、
 外層用プリフォームは、延伸ブロー成形が施されて積層容器における底部外層部分および胴部外層部分を形成する外層用底部および外層用胴部と、延伸ブロー成形されずにそのまま積層容器における口部外層部分として残る外層用口部とを備えており、
 タグは、外層用口部と内層用口部との間に配置されていることを特徴としている。
 本発明のプリフォーム積層体では、延伸ブロー成形が施されずにそのまま積層容器の口部として残る口部内層部分と口部外層部分との間に、タグがインサートされている。プリフォーム積層体の口部内層部分および口部外層部分は、加熱、加圧、延伸されることがないので、タグに破損、破断、変形などの弊害が発生することを確実に回避できる。また、タグは内外層で保護されているため、内容物と直接に接触することがなく、外部からの偽造を防止することができる。
 本発明において、内層用プリフォームの内層用口部の外周面と外層用プリフォームの外層用口部の内周面との間に収納用隙間を形成しておき、ここにタグを収納することができる。タグが、内層用プリフォームの内層用口部の外周面あるいは外層用プリフォームの外層用口部の内周面に干渉して損傷することを回避できる。
 本発明において、タグとして、RFIDタグまたはICタグを用いることができる。また、タグとして、LEDが実装されたフレキシブルプリント基板を備えたLEDタグを用いることができる。
 本発明において、外層用プリフォームの外層用口部の外周面に、収納用隙間に連通する外部連通口を開口させておくことができる。例えば、タグとして、LEDが実装されたフレキシブルプリント基板を備えたLEDタグを用いる場合等において、外部からLEDに電力供給を行う配線を通すために、外部連通口を利用できる。
 ここで、容器口部にキャップが装着される積層容器の製造に用いるプリフォーム積層体においては、外層用プリフォームの外層用口部の外周面に、雄ねじ部と、この雄ねじ部と外層用胴部との間に位置する円環状のサポートリングとが形成される。この場合、外部連通口を介して引き出される配線等とキャップが干渉しないように、外部連通口を、サポートリングに対して雄ねじ部の側に隣接した位置に配置すればよい。
 また、内層用プリフォームと外層用プリフォームを重ね合わせてプリフォーム積層体を構成する際に、双方のプリフォームが同軸状態に位置決めされるように、内層用プリフォームの内層用底部の外周面には、当該内層用プリフォームの中心軸線の方向に延びる突起を形成しておき、外層用プリフォームの外層用底部の中心には、当該外層用プリフォームの中心軸線の方向に外層用底部を貫通して延びる貫通穴を形成しておけばよい。突起を貫通穴に差し通すことで、重ね合わせた内層用プリフォームと外層用プリフォームとが同軸状態に位置決めされる。
 次に、本発明は、上記構成のプリフォーム積層体を延伸ブロー成形して得られる積層容器に関する。本発明の積層容器は、積層された容器内層体と容器外層体の間にタグが配置されている延伸ブロー成形品であり、
 筒状の容器胴部、容器胴部の下端を封鎖する容器底部および容器胴部の上端に形成された容器口部を備えており、
 容器内層体は、延伸ブロー成形が施されて容器底部および容器胴部の内層部分を形成している底部内層部分および胴部内層部分と、延伸ブロー成形が施されずに容器口部の内層部分を形成している口部内層部分とを備えており、
 容器外層体は、延伸ブロー成形が施されて容器底部および容器胴部の外層部分を形成している底部外層部分および胴部外層部分と、延伸ブロー成形が施されずに容器口部の外層部分を形成している口部外層部分とを備えており、
 タグは、口部内層部分と口部外層部分との間に配置されていることを特徴としている。
 本発明の積層容器においては、延伸ブロー成形が施されずにそのまま口部として残る口部内層部分と口部外層部分との間に、タグが配置されている。プリフォーム積層体を延伸ブロー成形する際に、口部内層部分および口部外層部分は、高温、高圧に晒されることがなく、また、延伸ブローされることがない。延伸ブロー成形のための加熱、加圧、延伸により、タグに破損、破断、変形などの弊害が発生することを回避できる。よって、適切な状態でタグがインサートされた積層容器が得られる。
 ここで、口部内層部分の外周面と口部外層部分の内周面との間に収納用隙間を形成し、タグを収納用隙間に収納することができる。
 また、口部外層部分の外周面には、収納用隙間に連通する外部連通口を開口させておくことができる。
 さらに、口部外層部分の外周面には、雄ねじ部と、この雄ねじ部と胴部外層部分との間に位置する円環状のサポートリングとが形成されている場合には、外部連通口は、サポートリングに対して雄ねじ部の側に隣接した位置に開口させておくことができる。
 なお、本発明において、タグは、ICタグ、RFIDタグ等のような電子情報担持タグ、無線通信タグ、LEDが実装されたフレキシブルプリント基板を備えたLEDタグの他、各種の能動素子、受動素子、各種回路が実装されたフレキシブルプリント基板を備えたタグ、例えば、タッチセンサ、圧力センサ、温度センサ、液面センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、振動素子などが搭載されたタグであってもよい。また、タグは、これらに限定されるものではなく、例えば、商品情報、一次元コード、二次元コード等が印刷されたラベル、装飾用ラベルであってもよい。
(A)は本発明の実施の形態1に係る積層容器を示す説明図であり、(B)はその容器口部の部分拡大断面図である。 (A)はプリフォーム積層体を示す縦断面図であり、(B1)および(B2)はプリフォーム積層体の内層用プリフォームを示す側面図および縦断面図であり、(C1)および(C2)はプリフォーム積層体の外層用プリフォームを示す側面図および縦断面図である。 (A)はプリフォーム積層体を用いて積層容器を延伸ブロー成形する工程を示す説明図であり、(B)は各工程における内層用プリフォーム、外層用プリフォーム、プリフォーム積層体および積層容器を示す説明図である。 (A)は本発明の実施の形態2に係る積層容器を示す説明図であり、(B)はLEDタグを示す説明図である。 (A)はプリフォーム積層体の一例を示す説明図であり、(B)はその口部の部分拡大断面図である。 (A)はプリフォーム積層体を用いて積層容器を延伸ブロー成形する工程を示す説明図であり、(B)は各工程における内層用プリフォーム、外層用プリフォーム、プリフォーム積層体および積層容器を示す説明図である。 実施の形態2に係る積層容器の別の例を示す説明図である。
[実施の形態1]
 以下に、図1、図2および図3を参照して、本発明の実施の形態1に係る積層容器、プリフォーム積層体、および積層容器の製造工程を説明する。
(積層容器)
 図1(A)は実施の形態1に係る積層容器を示す説明図であり、図1(B)は図1(A)のB-B線で切断した部分を示す部分拡大断面図である。積層容器1は、熱可塑性樹脂からなる二軸延伸ブロー成形品であり、容器底部2と、筒状の容器胴部3と、この容器胴部3の上端に形成された細い円筒状の容器口部4とを備えている。容器口部4の外周面にはキャップ(図示せず)装着用の雄ねじ部5が形成され、雄ねじ部5と容器胴部3の上端ネック部分との間には、円環状のサポートリング6が形成されている。
 積層容器1は、容器内層体10が容器外層体20の内側に密着状態に積層された2層構造をしている。勿論、3層以上の積層構造であってもよく、その場合には、容器内外方向において隣接する2つの層のうちの内側の層が容器内層体に該当し、外側の層が容器外層体に該当する。
 容器内層体10は、延伸ブロー成形が施されて容器底部2および容器胴部3の内層部分を形成している底部内層部分12および胴部内層部分13と、延伸ブロー成形が施されずに容器口部4の内層部分を形成している口部内層部分14とを備えている。同様に、容器外層体20は、延伸ブロー成形が施されて容器底部2および容器胴部3の外層部分を形成している底部外層部分22および胴部外層部分23と、延伸ブロー成形が施されずに容器口部4の外層部分を形成している口部外層部分24とを備えている。口部外層部分24の外周面に、雄ねじ部5およびサポートリング6が一体形成されている。
 積層容器1において、容器口部4を構成している口部内層部分14と口部外層部分24との間に、矩形輪郭をしたシート状のRFIDタグ30がインサートされている。RFIDタグ30は、フレキシブルプリント配線基板31に、メモリチップ32、銅箔、導電ペースト等の導電性材料から形成されるアンテナパターン33等が実装されている。
 口部内層部分14の外周面と口部外層部分24の内周面との間に、タグ収納用隙間7が形成されている。本例では、容器外層体20の口部内層部分14の外周面に、RFIDタグ30を収納可能な深さおよび大きさの矩形状の凹部が形成されている。この凹部と口部外層部分24の外周面との間がタグ収納用隙間7となっている。このタグ収納用隙間7に、RFIDタグ30が収納されている。凹部を、口部外層部分24の内周面に形成することもでき、口部内層部分14および口部外層部分24の双方に形成することもできる。
 なお、延伸ブロー成形が施されない容器口部4と、延伸ブロー成形が施される容器胴部3との間の境界は明確に規定されるものではない。容器口部4のサポートリング6の下側に隣接する部分から容器胴部3に向かうにつれて、延伸倍率が徐々に増加する状態で延伸ブロー成形が施されている。本願明細書において、延伸ブロー成形が施されていない容器口部4は、口部天面からサポートリング6の下面までの範囲を意味する。
 この構成の積層容器1は、例えば、飲料、薬液等の内容物が充填されキャップされた状態で提供される。容器口部4にインサートされているRFIDタグ30に、内容物に関する情報、取り扱い履歴などの各種情報を担持させることができる。担持情報は、外部から、無線通信により読み出して確認することができる。また、書き換え可能なRFIDタグ30を用いれば、必要に応じて、担持情報の更新、書き換えを行うことができる。担持情報の書き換えを禁止するためのロック機能を利用することで、担持情報のセキュリティが担保される。
 RFIDタグ30は、延伸ブロー成形が施されない容器口部4にインサートされている。容器胴部3、容器底部2にインサートされている場合とは異なり、延伸ブロー成形のための高熱、高圧、延伸に晒されることがないので、これらに起因する破損、変形、位置ずれなどの弊害が発生しない。よって、RFIDタグ30が適切な状態でインサートされた積層容器1を得ることができる。また、容器の外周面に、RFIDタグ30などの情報担持タグが配置されている場合には、悪戯、改ざん等が行われやすいという問題がある。本例の積層容器1では、RFIDタグ30が容器口部4の層間にインサートされているので、悪戯、改ざん等が行われ難い。さらに、容器口部4は容器胴部3、容器底部2に比べて剛性、強度が高く変形しにくいので、容器口部4が大きく変形してRFIDタグ30が破損するおそれも殆どない。これに加えて、容器口部4は、キャップを装着することで覆われて保護および補強されるので、容器口部4にインサートされているRFIDタグの安全性が担保される。
 昨今、世界規模での感染症など未曽有の危機に直面し、医療市場などでは深刻な人手不足となっている。また、社会的にも少子高齢化で若年労働者が減少しており、業務の自動化や効率化、換言すると“デジタル化”が喫緊の課題になっている。これらに対応する容器として積層容器1を用いることができる。
 また、昨今のプラスチックごみ問題で、包装容器のラベルも課題となっている。RFIDタグ30に情報を担持させることで、ラベルレス化を促進でき、これにより、プラスチック使用量削減、二酸化炭素の削減に寄与できる。
 さらに、ワンウェイ容器からリユース容器を利用する循環型システムへの移行も検討されている。RFIDタグ30に、包装容器の履歴を担持させることも可能である。
 一方、海外では日本ブランドのコピーが横行している。例えば、プリンターのインク、化粧品、アルコール類である。これらの包装容器にRFIDタグ30をインサートして所定情報を担持させることで、偽造防止にも効果が期待できる。
 上記構成の積層容器1は、図1(A)において想像線で示す大小の外層用プリフォーム120および内層用プリフォーム110が重ね合わされた構成のプリフォーム積層体100を二軸延伸ブロー成形することによって得られる。以下に、積層容器1を二軸延伸ブロー成形するために用いるのに適したプリフォーム積層体100を説明する。
(プリフォーム積層体)
 図2(A)はプリフォーム積層体100を示す縦断面図である。図2(B1)および(B2)は、プリフォーム積層体100の内層用プリフォーム110を示す側面図および縦断面図である。図2(C1)および(C2)は、プリフォーム積層体100の外層用プリフォーム120を示す側面図および縦断面図である。
 プリフォーム積層体100は、積層容器1の容器内層体10となる内層用プリフォーム110と、積層容器1の容器外層体20となる外層用プリフォーム120と、RFIDタグ30とを備えている。内層用プリフォーム110および外層用プリフォーム120は熱可塑性樹脂の射出成形品であり、内層用プリフォーム110は、全体として、外層用プリフォーム120よりも一回り小さい。
 内層用プリフォーム110は、延伸ブロー成形が施されて積層容器1の容器内層体10における底部内層部分12および胴部内層部分13となる内層用底部112および内層用胴部113と、延伸ブロー成形されずにそのまま容器内層体10における口部内層部分14として残る内層用口部114とを備えている。外層用プリフォーム120は、延伸ブロー成形が施されて積層容器1の容器外層体20における底部外層部分22および胴部外層部分23となる外層用底部122および外層用胴部123と、延伸ブロー成形されずにそのまま容器外層体20における口部外層部分24として残る外層用口部124とを備えている。外層用口部124の外周面には、雄ねじ部105およびサポートリング106が形成されている。これらは、積層容器1の雄ねじ部5、サポートリング6としてそのまま残る部分である。
 外層用プリフォーム120の外層用口部124の開口端から内層用プリフォーム110が挿入され、これらが同軸に重ね合わされた構成のプリフォーム積層体100が得られる。RFIDタグ30は、内層用プリフォーム110の内層用口部114と外層用プリフォーム120の外層用口部124との間に配置される。RFIDタグ30の配置部分は、延伸ブロー成形が施されず、そのまま、積層容器1の容器口部4を構成する口部内層部分14および口部外層部分24として残る部分である。
 ここで、内層用口部114の外周面と外層用口部124の内周面との間に、タグ収納用隙間107が形成されている。本例では、内層用口部114の外周面に、RFIDタグ30を収納可能な深さおよび大きさの矩形状の凹部117が形成されている。この凹部117と外層用口部124の内周面との間に、タグ収納用隙間107が形成され、ここに、RFIDタグ30が収納されている。タグ収納用隙間107はそのまま積層容器1のタグ収納用隙間7として残る部分である。内層用プリフォーム110の内層用口部114の凹部117の底面部分に、RFIDタグ230が接着剤等によって貼り付けられて、凹部117内に位置決めされた状態で配置される。凹部117に対応する外層用プリフォーム120の外層用口部124の内周面の部位に、RFIDタグ30が接着剤等によって貼り付けられていてもよい。
 内層用プリフォーム110の内層用口部114の上端開口縁には、外方に広がる円環状の係合用フランジ119が形成されている。係合用フランジ119を、外層用プリフォーム120の外層用口部124の口部天面に突き当てることで、双方のプリフォームの中心軸線の方向の位置決めが行われる。また、外層用プリフォーム120の外層用口部124から内層用プリフォーム110が抜け出ることを防止するために、外層用プリフォーム120の外層用口部124と、内層用プリフォーム110の内層用口部114との間に、重ね合わせ状態を維持するための機械的係合部が形成されている。例えば、RFID30が配置されているタグ収納用隙間107以外の部分において、外層用口部124の内周面に、内層用口部114の外周面が密着した状態で嵌め込み固定されるように、これらの部分の寸法が設定されている。一方、内層用プリフォーム110の内層用胴部113の外径は、外層用プリフォーム120の外層用胴部123の内径よりも一回り小さい。これにより、プリフォーム積層体100において、内層用プリフォーム110の内層用底部112および内層用胴部113と、外層用プリフォーム120の外層用底部122および外層用胴部123の間には、所定幅の隙間層130が形成されている。
(積層容器の製造工程)
 図3(A)は、プリフォーム積層体100を用いて積層容器1を延伸ブロー成形する工程を示す説明図であり、図3(B)は各工程における内層用プリフォーム110、外層用プリフォーム120、プリフォーム積層体100および積層容器1を示す説明図である。
 まず、熱可塑性樹脂素材から射出成形により内層用プリフォーム110を製造する(ステップST1)。これとは別個に、熱可塑性樹脂素材から射出成形により外層用プリフォーム120を製造する(ステップST2)。内層用プリフォーム110の内層用口部114の外周面において、当該外周面に形成されている凹部117の底面部分に、RFIDタグ30を位置決めして接着する(ステップST3:RFIDタグ装着工程)。
 内層用プリフォーム110を、外層用プリフォーム120の外層用口部124の開口端から挿入して同軸となるように位置決めして重ね合わせる(ステップST4:重ね合わせ工程)。内層用プリフォーム110、外層用プリフォーム120を同軸に重ね合わせると、プリフォーム積層体100が得られる。
 外層用プリフォーム120に挿入された内層用プリフォーム110は、その係合用フランジ119が外層用プリフォーム120の外層用口部124の口部天面に係合して、中心軸線の方向の位置決めが行われる。また、外層用口部124に内層用口部114が嵌り込むことで、外層用プリフォーム120に対して内層用プリフォーム110が同軸となるように位置決めされ、外層用プリフォーム120から内層用プリフォーム110が抜け出ることが防止される。また、内層用胴部113、内層用底部112と、外層用胴部123、外層用底部122との間には、所定幅の隙間層130が形成される。
 次に、プリフォーム積層体100を延伸ブロー成形に適した温度、本例では二軸延伸ブロー成形に適した温度に加熱する(ステップST5:加熱工程)。例えば、プリフォーム積層体100を外側からヒーター等で加熱する。プリフォーム積層体100の口部は遮蔽板等によって覆い隠すことで熱が遮断される。口部にインサートされているRFIDタグ30が高温に晒されて、熱変形等の損傷を受けることがない。
 プリフォーム積層体100では、内層用プリフォーム110の内層用底部112および内層用胴部113と、外層用プリフォーム120の外層用底部122および外層用胴部123との間には、所定幅の隙間層130が形成されている。これにより、加熱工程(ステップST5)においては、内層用胴部113の外周面と外層用胴部123の内周面との間に接触する部分が無い状態で外側から加熱される。したがって、胴部113、123の各部は、均一に加熱され、ブロー成形に適した温度状態が効率良く形成される。
 加熱後のプリフォーム積層体100を、ブロー成形金型(図示せず)に入れて型閉めを行い、二軸延伸ブロー成形を施す。これにより、内層用プリフォーム110が内側の容器内層体10に成形され、外層用プリフォーム120が外側の容器外層体20に成形される(ステップST6:ブロー成形工程)。
 このブロー成形工程においては、プリフォーム積層体100の隙間層130が圧し潰されながら(隙間層130から空気が押し出されながら)、内層用底部112および内層用胴部113、並びに、外層用底部122および外層用胴部123が、同時に二軸延伸ブローされる。隙間層130内の空気は、例えば、内層用口部114と外層用口部124の間に形成されている連通路(図示せず)を介して外部に排出される。また、図示は省略するが、型閉め状態のブロー成形金型のキャビティ内において、内側の内層用プリフォーム110の内部に供給されるブローエアおよび中心軸線の方向に差し込まれる延伸ロッドによって、内層用プリフォーム110、外層用プリフォーム120が、延伸されながら2軸方向に膨張する。これにより、内層用プリフォーム110の内層用底部112および内層用胴部113と、外層用プリフォーム120の外層用底部122および外層用胴部123とが、それぞれ相互に密着して一体化する。
 このようにして、容器内層体10と容器外層体20とが密着して一体化した2層構造の積層容器1が得られる。積層容器1はブロー成形金型から取り出されて所定の場所に回収される(ステップST7:取出し・回収工程)。
 積層容器1において、その容器底部2および容器胴部3は、内層用プリフォーム110、外層用プリフォーム120を2軸延伸ブロー成形することによって形成された部分である。積層容器1の容器口部4は、RFIDタグ30がインサートされている内層用プリフォーム110の内層用口部114と外層用プリフォーム120の外層用口部124とが、そのまま重なった状態で残っている部分である。すなわち、プリフォーム積層体100の口部は、不図示のブロー成形金型の部位によって把持される部分であり、延伸ブロー成形が施されることなくそのままの形状で残る。よって、容器口部4に配置されているRFIDタグ30は、高圧エアーに晒されることがなく、また、延伸されることもない。よって、ブロー成形工程において、RFIDタグ30に破損、断線等の弊害が生じることがない。
 なお、積層容器1における容器内層体10および容器外層体20の結合強度を高めるためには、内層用プリフォーム110の外周面の一部あるいは全体に、接着剤または粘着剤を塗布しておけばよい。例えば、図3において想像線で示すように、重ね合わせ工程(ステップST4)の前に、内層用プリフォーム110の外周面に接着剤、粘着剤等の薬剤を塗布する塗布工程(ステップST8)を行う。
 また、図3の加熱工程(ステップST5)において、外側から各プリフォーム110、120を加熱する場合に、内側の内層用プリフォーム110を適切な温度に加熱することが困難な場合がある。この場合には、図3において想像線で示すように、重ね合わせ工程(ステップST4)に先立って、内側に位置する内層用プリフォーム110を予備加熱する予備加熱工程(ステップST9)を行えばよい。
[実施の形態2]
 以下に、図4~図6を参照して、本発明を適用した実施の形態2に係る積層容器、プリフォーム積層体、および積層容器の製造工程を説明する。
(積層容器)
 図4(A)は実施の形態2に係る積層容器を示す説明図である。積層容器200は、熱可塑性樹脂からなる2軸延伸ブロー成形品であり、容器底部202、筒状の容器胴部203と、この容器胴部203の上端に形成された細い円筒状の容器口部204とを備えている。容器口部204の外周面にはキャップ(図示せず)装着用の雄ねじ部205が形成され、雄ねじ部205と容器胴部203の上端ネック部分との間には、円環状のサポートリング206が形成されている。
 積層容器200は、容器内層体210が容器外層体220の内側に積層された2層構造をしている。勿論、3層以上の積層構造であってもよく、その場合には、容器内外方向において隣接する2つの層のうちの内側の層が容器内層体に該当し、外側の層が容器外層体に該当する。
 容器内層体210は、延伸ブロー成形が施されて容器底部202および容器胴部203の内層部分を形成している底部内層部分212および胴部内層部分213と、延伸ブロー成形が施されずに容器口部204の内層部分を形成している口部内層部分214とを備えている。同様に、容器外層体220は、延伸ブロー成形が施されて容器底部202および容器胴部203の外層部分を形成している底部外層部分222および胴部外層部分223と、延伸ブローが施されずに容器口部204の外層部分を形成している口部外層部分224とを備えている。口部外層部分224の外周面に、雄ねじ部205およびサポートリング206が一体形成されている。積層容器200において、容器口部204を構成している口部内層部分214と口部外層部分224との間に、矩形輪郭のシート状のLEDタグ230がインサートされている。
 図4(B)はLEDタグ230の一例を示す説明図である。LEDタグ230は、フレキシブルプリント配線基板にLEDおよび電気回路が実装されたものであり、PET、ポリイミド等からなる絶縁性のベースフィルム231と、この表面等に実装されたLED232および銅箔、導電ペースト等の導電性材料から形成される回路部分233を備えている。本例では、ベースフィルム231に、LED232をオンオフするための静電容量センサ234(タッチセンサ)も実装されている。
 矩形のベースフィルム231の一部からは、給電用配線が印刷された細長い配線基板235が延びている。配線基板235の先端にはコネクタ236が取り付けられている。コネクタ236は、所定電圧の直流電流を供給可能なアダプタ(図示せず)に接続可能である。例えば、ベースフィルム231の厚さは約125μmであり、この表面に実装されている回路部分233、静電容量センサ234の厚さは約10μmであり、LED232の厚さは約500μmである。
 口部内層部分214の外周面と口部外層部分224の内周面との間に、タグ収納用隙間207が形成されている。容器内層体210の口部内層部分214の外周面に、LEDタグ230を収納可能な深さおよび大きさの矩形状の凹部が形成されている。この凹部と口部外層部分224の内周面との間がタグ収納用隙間207となっている。このタグ収納用隙間207に、LEDタグ230が収納されている。
 また、容器外層体220の口部外層部分224の外周面には、タグ収納用隙間207に連通する外部連通口208が開口している。外部連通口208は、口部外層部分224におけるサポートリング206の上側に隣接した位置に開口している。タグ収納用隙間207に収納されているLEDタグ230から延びる細長い給電用の配線基板235は、外部連通口208から外部に引き出されている。
 この構成の積層容器200は、例えば、飲料等の内容物が充填されキャップされた状態で提供される。キャップ(図示せず)とサポートリング206の間からは、容器口部204にインサートされているLEDタグ230の給電用の配線基板235が引き出されている。配線基板235の先端のコネクタ236に直流電源を接続し、キャップの上から、またはキャップを外した状態で、容器口部204の外周面におけるLEDタグ230に対応する部分に触れると、静電容量センサ234によってLED232がオンして所定の発光色で点灯する。例えば、積層容器200に装飾効果等を与えることができる。
 上記構成の積層容器200は、図4(A)において想像線で示すように、大小の外層用プリフォーム320、内層用プリフォーム310が重ね合わされた構成のプリフォーム積層体300を延伸ブロー成形することによって得られる。
(プリフォーム積層体)
 図5(A)はプリフォーム積層体を示す説明図であり、図5(B)はその口部の部分拡大断面図である。本例のプリフォーム積層体300は、積層容器200の容器内層体210となる内層用プリフォーム310と、積層容器200の容器外層体220となる外層用プリフォーム320と、LEDタグ230とを備えている。内層用プリフォーム310および外層用プリフォーム320は熱可塑性樹脂の射出成形品であり、内層用プリフォーム310は、全体として、外層用プリフォーム320よりも一回り小さい。
 内層用プリフォーム310は、延伸ブロー成形が施されて積層容器200の容器内層体210における底部内層部分212および胴部内層部分213となる内層用底部312および内層用胴部313と、延伸ブロー成形されずにそのまま容器内層体210における口部内層部分214として残る内層用口部314とを備えている。外層用プリフォーム320は、延伸ブロー成形が施されて積層容器200の容器外層体220における底部外層部分222および胴部外層部分223となる外層用底部322および外層用胴部323と、延伸ブロー成形されずにそのまま容器外層体220における口部外層部分224として残る外層用口部324とを備えている。外層用口部324の外周面には、雄ねじ部305およびサポートリング306が形成されている。これらは、積層容器200の雄ねじ部205、サポートリング206としてそのまま残る部分である。
 外層用プリフォーム320に内層用プリフォーム310が挿入されて、外層用底部322および外層用胴部323の内側に、内層用底部312および内層用胴部313が同軸に配置され、外層用口部324の内側に内層用口部314が同軸に配置された状態が形成されている。
 LEDタグ230は、内層用プリフォーム310の内層用口部314と外層用プリフォーム320の外層用口部324との間に配置されている。LEDタグ230の配置部分は、延伸ブロー成形が施されず、そのまま、積層容器200の容器口部204を構成する口部内層部分214および口部外層部分224として残る部分である。
 内層用口部314の外周面と外層用口部324の内周面との間に、タグ収納用隙間307が形成されている。本例では、内層用口部314の外周面に、LEDタグ230を収納可能な深さおよび大きさの矩形状の凹部317が形成されている。この凹部317と外層用口部324の内周面との間に、タグ収納用隙間307が形成されており、ここに、LEDタグ230が収納されている。また、外層用プリフォーム320の外層用口部324の外周面には、タグ収納用隙間307に連通する外部連通口308が開口している。外部連通口308は、外層用口部324におけるサポートリング306の上側に隣接した位置に開口している。タグ収納用隙間307に収納されているLEDタグ230から延びる細長い給電用の配線基板235は、外部連通口308から外部に引き出されている。タグ収納用隙間307、外部連通口308は、そのまま、積層容器200のタグ収納用隙間207、外部連通口208として残る部分である。
 ここで、内層用プリフォーム310の内層用底部312の外周面の中心には、当該内層用プリフォーム310の中心軸線の方向に延びる位置決めの突起318が形成されている。この突起318は、例えば、内層用プリフォーム310を射出成形する際にできたゲート跡をそのまま残したものである。外層用プリフォーム320の外層用底部322の中心には、当該外層用プリフォーム320の中心軸線の方向に外層用底部322を貫通して延びる貫通穴328が形成されている。位置決め用の突起318が、貫通穴328に差し通されて、内層用プリフォーム310と外層用プリフォーム320が同軸となるように位置決めされている。また、内層用プリフォーム310の内層用口部314の上端開口縁には、外方に広がる円環状の係合用フランジ319が形成されている。係合用フランジ319を、外層用プリフォーム320の外層用口部324の上端縁に突き当てることで、双方のプリフォーム310、320の中心軸線の方向の位置決めが行われる。
 さらに、外層用プリフォーム320の外層用口部324から内層用プリフォーム310が抜け出ることを防止するために、外層用プリフォーム320の外層用口部324と、内層用プリフォーム310の内層用口部314との間に、重ね合わせ状態を維持するための機械的係合部が形成されている。例えば、タグ収納用隙間307以外の部分においては、外層用口部324の内周面に、内層用口部314の外周面が密着した状態で嵌め込み固定されるように、これらの部分の寸法が設定されている。
(積層容器の製造工程)
 図6(A)は、プリフォーム積層体300を用いて積層容器200を延伸ブロー成形する工程を示す説明図である。図6(B)は各工程における内層用プリフォーム310、外層用プリフォーム320、プリフォーム積層体300および積層容器200を示す説明図である。
 熱可塑性樹脂素材から射出成形により内層用プリフォーム310を製造する(ステップST11)。これとは別個に、熱可塑性樹脂素材から射出成形により外層用プリフォーム320を製造する(ステップST12)。外層用プリフォーム320の外層用口部324の内周面において、内層用口部314の凹部317に対応する内周面部位に、LEDタグ230を取り付け、そこから引き出されている給電用の配線基板235を外部連通口308から外側に引き出した状態にする(ステップST13:LEDタグ装着工程)。
 内層用プリフォーム310を、外層用プリフォーム320の外層用口部324の開口端から挿入して同軸となるように位置決めして重ね合わせる(ステップST14:重ね合わせ工程)。内層用プリフォーム310、外層用プリフォーム320を同軸に重ね合わせて、プリフォーム積層体300が得られる。
 外層用プリフォーム320に挿入された内層用プリフォーム310は、その係合用フランジ319が外層用プリフォーム320の外層用口部324の口部天面に係合して、中心軸線の方向の位置決めが行われる。また、この状態において、内層用プリフォーム310の突起318は、外層用プリフォーム320の貫通穴328に差し通されて、外層用プリフォーム320の外側に突出した状態になる。突起318を貫通穴328に差し通すことで、内層用プリフォーム310は外層用プリフォーム320に対して、同軸に挿入された状態に位置決めされる。
 一方、内層用プリフォーム310の内層用胴部313の外径は、外層用プリフォーム320の外層用胴部123の内径よりも一回り小さい。これにより、内層用胴部313と外層用胴部323との間には、所定幅の隙間層330が形成される。
 次に、プリフォーム積層体300を延伸ブロー成形に適した温度、本例では二軸延伸ブロー成形に適した温度に加熱する(ステップST15:加熱工程)。例えば、プリフォーム積層体300を外側からヒーター等で加熱する。プリフォーム積層体300の口部は遮蔽板等によって覆い隠すことで熱が遮断される。口部にインサートされているLEDタグ230が高温に晒されて、熱変形等の損傷を受けることがない。
 プリフォーム積層体300では、内層用プリフォーム310の内層用底部312および内層用胴部313と、外層用プリフォーム320の外層用底部322および外層用胴部323との間には、所定幅の隙間層330が形成されている。これにより、加熱工程(ステップST15)においては、内層用胴部313の外周面と外層用胴部323の内周面との間に接触する部分が無い状態で外側から加熱される。したがって、胴部313、323の各部は、均一に加熱され、ブロー成形に適した温度状態が効率良く形成される。
 加熱後のプリフォーム積層体300を、ブロー成形金型(図示せず)に入れて型閉めを行い、二軸延伸ブロー成形を施す。これにより、内層用プリフォーム310が内側の容器内層体210に成形され、外層用プリフォーム320が外側の容器外層体220に成形される(ステップST16:ブロー成形工程)。
 ブロー成形工程においては、プリフォーム積層体300の隙間層330が圧し潰されながら(隙間層330から空気が押し出されながら)、内層用底部312および内層用胴部313、並びに、外層用底部322および外層用胴部323が、同時に2軸延伸ブローされる。隙間層330内の空気は、タグ収納用隙間307および外部連通口308を通って速やかに外部に排出される。また、隙間層330の空気は、外層用底部322の貫通穴328を通って外部に排出される。図示は省略するが、型閉め状態のブロー成形金型のキャビティ内において、内側の内層用プリフォーム310の内部に供給されるブローエアおよび中心軸線の方向に差し込まれる延伸ロッドによって、内層用プリフォーム310、外層用プリフォーム320が、延伸されながら2軸方向に膨張する。これにより、内層用プリフォーム310の内層用底部312および内層用胴部313と、外層用プリフォーム320の外層用底部322および外層用胴部323とが、それぞれ相互に密着して一体化する。
 ブロー成形工程において、内層用プリフォーム310の内層用底部312の突起318は、延伸ロッドによってブロー成形金型の底型(図示せず)の側に押し付けられて潰される。これにより、延伸ブロー成形された2層構造の積層容器200の容器底部202において、圧し潰された突起部分318Aによって、底部内層部分212と底部外層部分222とが上下(両側)から挟まれて固定された状態になる。これにより、容器内層体210と容器外層体220の底部分の結合強度が高くなっている。
 このようにして、容器内層体210と容器外層体220とが密着して一体化した2層構造の積層容器200が得られる。積層容器200はブロー成形金型から取り出されて所定の場所に回収される(ステップST17:取出し・回収工程)。
 積層容器200において、その容器底部202および容器胴部203は、内層用プリフォーム310、外層用プリフォーム320を2軸延伸ブロー成形することによって形成された部分である。積層容器200の容器口部204は、LEDタグ230がインサートされている内層用プリフォーム310の内層用口部314と外層用プリフォーム320の外層用口部324とが、そのまま重なった状態で残っている部分である。すなわち、プリフォーム積層体300の口部は、不図示のブロー成形金型の部位によって把持される部分であり、延伸ブロー成形が施されることなくそのままの形状で残る。容器口部204に配置されているLEDタグ230は、高圧エアーに晒されることがなく、また、延伸されることもない。よって、延伸ブロー工程において、LEDタグ230に破損、断線等の弊害が生じることがない。
 なお、積層容器200における容器内層体210および容器外層体220の結合強度を高めるためには、内層用プリフォーム310の外周面の一部あるいは全体に、接着剤または粘着剤を塗布しておけばよい。例えば、図6において想像線で示すように、重ね合わせ工程(ステップST14)の前に、内層用プリフォーム310の外周面に接着剤、粘着剤等の薬剤を塗布する塗布工程(ステップST18)を行う。
 また、図6の加熱工程(ステップST15)において、外側から各プリフォーム310、320を加熱する場合に、内側の内層用プリフォーム310を適切な温度に加熱することが困難な場合がある。この場合には、図6において想像線で示すように、重ね合わせ工程(ステップST14)に先立って、内側に位置する内層用プリフォーム310を予備加熱する予備加熱工程(ステップST19)を行えばよい。
(積層容器の別の例)
 図7は積層容器の別の例を示す説明図である。図7に示す積層容器200Aの全体構成は上記の積層容器200と同一であるので、対応する部位には同一の符号を付し、それらの説明を省略する。本例の積層容器200Aにおいても、口部内層部分214の外周面と口部外層部分224の内周面との間に、タグ収納用隙間207Aが形成されている。容器内層体210の口部内層部分214の外周面に、LEDタグ230を収納可能な深さおよび大きさの矩形状の凹部214bが形成されている。この凹部214bと口部外層部分224の外周面との間がタグ収納用隙間207Aであり、ここに、LEDタグ230が収納されている。
 また、凹部214bに対峙する口部外層部分224の口部天面224aの部位には、一定幅および一定深さの天面凹部が形成されている。口部外層部分224の口部天面224aには、口部内層部分214の口部天面を規定している円環状のフランジ219の下面が上側から当接している。これら天面凹部とフランジ219の下面との間に、タグ収納用隙間207Aを外部に連通する外部連通口208Aが形成されている。タグ収納用隙間207Aに収納したLEDタグ230から引き出されている配線基板235は、外部連通口208Aを通って外部に引き出されている。
 例えば、容器口部204に被せるキャップとして、ヒンジ付きキャップが知られている。図7において想像線により模式的に示すように、ヒンジ付きキャップ400は、容器口部204に螺合する雌ねじ部が内周面に形成されているキャップ円筒部410と、このキャップ円筒部410の上端開口を開閉可能に封鎖しているキャップ蓋部420とを備えており、キャップ蓋部420はヒンジ部430を介してキャップ円筒部410に繋がっている。キャップ円筒部410の上端には、その中心部分に小径の内容物の注ぎ口が開口しており、キャップ蓋部420によって封鎖されている。例えば、キャップ蓋部420にボタン電池440などの電源を埋め込んでおき、ここに、コネクタ236を介して、配線基板235を接続しておくこともできる。このようにすれば、外部電源を必要とすることなくLEDタグ230を点灯させることができる。キャップ円筒部410の側に、電池電源を埋め込んでおくこともできる。
1 積層容器
2 容器底部
3 容器胴部
4 容器口部
5 雄ねじ部
6 サポートリング
7 タグ収納用隙間
10 容器内層体
12 底部内層部分
13 胴部内層部分
14 口部内層部分
20 容器外層体
22 底部外層部分
23 胴部外層部分
24 口部外層部分
30 RFIDタグ
31 フレキシブルプリント配線基板
32 メモリチップ
33 アンテナパターン
100 プリフォーム積層体
105 雄ねじ部
106 サポートリング
107 タグ収納用隙間
110 内層用プリフォーム
112 内層用底部
113 内層用胴部
114 内層用口部
117 凹部
119 係合用フランジ
120 外層用プリフォーム
122 外層用底部
123 外層用胴部
124 外層用口部
130 隙間層
200 積層容器
200A 積層容器
202 容器底部
203 容器胴部
204 容器口部
205 雄ねじ部
206 サポートリング
207 タグ収納用隙間
207A タグ収納用隙間
208 外部連通口
208A 外部連通口
210 容器内層体
212 底部内層部分
213 胴部内層部分
214 口部内層部分
214b 凹部
219 係合用フランジ
220 容器外層体
222 底部外層部分
223 胴部外層部分
224 口部外層部分
224a 口部天面
230 LEDタグ
231 ベースフィルム
232 LED
233 回路部分
234 静電容量センサ
235 配線基板
236 コネクタ
300 プリフォーム積層体
305 雄ねじ部
306 サポートリング
307 タグ収納用隙間
308 外部連通口
310 内層用プリフォーム
312 内層用底部
313 内層用胴部
314 内層用口部
317 凹部
318 突起
318A 突起部分
319 係合用フランジ
320 外層用プリフォーム
322 外層用底部
323 外層用胴部
324 外層用口部
328 貫通穴
330 隙間層
400 キャップ
410 キャップ円筒部
420 キャップ蓋部
430 ヒンジ部
440 ボタン電池

Claims (13)

  1.  筒状の容器胴部、前記容器胴部の下端を封鎖する容器底部および前記容器胴部の上端に形成された容器口部を備えた積層容器を二軸延伸ブロー成形により形成するためのプリフォーム積層体であって、
     前記積層容器の内層を形成するための内層用プリフォームと、
     前記積層容器の外層を形成するための外層用プリフォームと、
     タグと、
    を備えており、
     前記外層用プリフォームの内側に前記内層用プリフォームが配置されており、
     前記内層用プリフォームは、二軸延伸ブロー成形が施されて前記積層容器における底部内層部分および胴部内層部分を形成する内層用底部および内層用胴部と、二軸延伸ブロー成形されずにそのまま前記積層容器における口部内層部分として残る内層用口部とを備えており、
     前記外層用プリフォームは、二軸延伸ブロー成形が施されて前記積層容器における底部外層部分および胴部外層部分を形成する外層用底部および外層用胴部と、二軸延伸ブロー成形されずにそのまま前記積層容器における口部外層部分として残る外層用口部とを備えており、
     前記タグは、前記外層用口部と前記内層用口部との間に配置されていることを特徴とするプリフォーム積層体。
  2.  前記内層用プリフォームの前記内層用口部の外周面と前記外層用プリフォームの前記外層用口部の内周面との間には、収納用隙間が形成されており、
     前記タグは前記収納用隙間に収納されている請求項1に記載のプリフォーム積層体。
  3.  前記外層用プリフォームの前記外層用口部の外周面には、前記収納用隙間に連通する外部連通口が開口している請求項2に記載のプリフォーム積層体。
  4.  前記外層用プリフォームの前記外層用口部の前記外周面には、雄ねじ部と、前記雄ねじ部と前記外層用胴部との間に位置する円環状のサポートリングとが形成されており、
     前記外部連通口は、前記サポートリングに対して前記雄ねじ部の側に隣接した位置に開口している請求項3に記載のプリフォーム積層体。
  5.  前記タグは、RFIDタグまたはICタグである請求項1ないし4のうちのいずれか一つの項に記載のプリフォーム積層体。
  6.  前記タグは、LEDが実装されたフレキシブルプリント基板を備えたLEDタグであり、
     前記LEDタグは、LED給電用の配線基板を備えており、
     前記配線基板は、前記外部連通口から外部に引き出されている請求項3または4に記載のプリフォーム積層体。
  7.  前記内層用プリフォームの前記内層用底部の外周面には、当該内層用プリフォームの中心軸線の方向に延びる突起が形成され、
     前記外層用プリフォームの前記外層用底部の中心には、当該外層用プリフォームの中心軸線の方向に前記外層用底部を貫通して延びる貫通穴が形成されており、
     前記突起が、前記貫通穴に差し通されて、前記内層用プリフォームと前記外層用プリフォームが同軸となるように位置決めされている請求項1ないし6のうちのいずれか一つの項に記載のプリフォーム積層体。
  8.  積層された容器内層体と容器外層体の間にタグが配置されている二軸延伸ブロー成形品である積層容器であって、
     筒状の容器胴部、前記容器胴部の下端を封鎖する容器底部および前記容器胴部の上端に形成された容器口部を備えており、
     前記容器内層体は、二軸延伸ブロー成形が施されて前記容器底部および前記容器胴部の内層部分を形成している底部内層部分および胴部内層部分と、二軸延伸ブロー成形が施されずに前記容器口部の内層部分を形成している口部内層部分とを備えており、
     前記容器外層体は、二軸延伸ブロー成形が施されて前記容器底部および前記容器胴部の外層部分を形成している底部外層部分および胴部外層部分と、二軸延伸ブロー成形が施されずに前記容器口部の外層部分を形成している口部外層部分とを備えており、
     前記タグは、前記口部内層部分と前記口部外層部分との間に配置されていることを特徴とする積層容器。
  9.  前記口部内層部分の外周面と前記口部外層部分の内周面との間には、収納用隙間が形成されており、
     前記タグは、前記収納用隙間に収納されている請求項8に記載の積層容器。
  10.  前記口部外層部分の前記外周面には、前記収納用隙間に連通する外部連通口が開口している請求項9に記載の積層容器。
  11.  前記口部外層部分の前記外周面には、雄ねじ部と、この雄ねじ部と前記胴部外層部分との間に位置する円環状のサポートリングとが形成されており、
     前記外部連通口は、前記サポートリングに対して前記雄ねじ部の側に隣接した位置に開口している請求項10に記載の積層容器。
  12.  前記タグは、RFIDタグまたはICタグである請求項8ないし11のうちのいずれか一つの項に記載の積層容器。
  13.  前記タグは、LEDが実装されたフレキシブルプリント基板を備えたLEDタグであり、
     前記LEDタグはLED給電用の配線基板を備えており、
     前記配線基板は、前記外部連通口から外部に引き出されている請求項10または11に記載の積層容器。
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