JP2009166863A

JP2009166863A - 飲料・食品等の密封用容器

Info

Publication number: JP2009166863A
Application number: JP2008006090A
Authority: JP
Inventors: Masaki Takeuchi; 雅規竹内
Original assignee: Showa Denko Packaging Co Ltd
Current assignee: Resonac Packaging Corp
Priority date: 2008-01-15
Filing date: 2008-01-15
Publication date: 2009-07-30

Abstract

【課題】アルミニウム箔と合成樹脂被覆層との複合材を用いた密封用容器で、開封またはオーバーキャップの装着に必要な強度を有し、フランジ縁で手や口を切るおそれがなく、しかも合成樹脂容器用充填シール機との兼用が可能なフランジ構造を備えせしめる。
【解決手段】飲料・食品等の密封用容器は、テーパー付きコップ状容器（A）が、厚さ１２０μmのアルミニウム箔芯層（１）とその内面に形成せられた厚さ２００μのフィルムよりなる未延伸ポリプロピレン被覆層（２）とその外面に形成せられた厚さ３０μのフィルムよりなる未延伸ポリプロピレン被覆層（３）よりなる複合材（４）を冷間多段深絞り成形することにより得られたものであり、フランジ（５）の周縁部（５a）が下側に折り返されてフランジ基部（５b）とで二重構造となされた巾５ｍｍのフランジ（６）を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、コーヒ、紅茶、スープ、デザートのような飲料・食品等の密封容器に関する。

なお、この明細書において、フランジ基部とは、折り返し前のフランジ全体のうち容器外周側の略半分をいい、フランジ周縁部とは、その残りの略半分をいうものとする。

上記密封容器として合成樹脂容器があるが、内容物の風味保持のためには、下記特許文献１に示されているようなアルミニウム箔層とこれの両面合成樹脂被覆層とよりなる複合材製容器の方が優れている。

しかしながら、上記複合材製容器の場合は、合成樹脂容器に比べ材料厚さが薄くてフランジの強度が弱いため、ヒートシールした蓋を開封する際に、フランジも一緒に持ち上がろうとして開封できなかったり、飲料容器の場合には、アルミニウム箔製の蓋をストローで突き刺して飲むので、蓋の天面に埃等が附着しないように、メーカーが蓋に合成樹脂製のオーバーキャップを装着する際、フランジが曲がって容器の口に嵌め被せることができないという問題があった。

そこで、複合材のアルミニウム箔または合成樹脂被覆層を厚くすると、製造コストが増加するし、厚さが増加すると、強度が増したフランジの縁で手や口を切るというおそれもある。

この問題を解決するためには、下記特許文献２に示されているように、容器のフランジにカール縁を形成すればよい。
特開２００５−１５３８９４号公報特開２００７−１１２５０１号公報

フランジにカール縁を形成すれば、フランジの端で手や口を切るというおそれはなくなるが、下面に熱封緘材層を有するアルミニウム箔製の蓋との熱封緘に必要なフランジ幅を考えると、合成樹脂容器のフランジよりカール縁分余分に大きくなるため、合成樹脂容器用充填シール機との兼用が困難となる。なぜなら、合成樹脂容器用充填シール機は上下成形金型面がフラットであるため、フランジにカール縁があるとフランジのフラット部分の上下各面とこれに対向する上下各成形金型のフラット面間に隙間が生じてシール不良が発生するからである。

本発明は、アルミニウム箔とこれの両面合成樹脂被覆層との複合材を用いた密封用容器で、開封またはオーバーキャップの装着に必要な強度を有し、フランジ縁で手や口を切るおそれがなく、しかも合成樹脂容器用充填シール機との兼用が可能なフランジ構造を備えた密封用容器を提供することにある。

請求項１の発明による飲料・食品等の密封用容器は、テーパー付きコップ状容器が、アルミニウム箔芯層とその両面に形成せられた合成樹脂被覆層とよりなる複合材で形成せられたものであり、フランジ周縁部が下側に折り返されてフランジ基部とで二重構造となされているものである。

請求項２の発明は、請求項１記載の飲料・食品等の密封用容器において、複合材の厚さが０．１〜０．８ｍｍであるものである。

請求項３の発明は、請求項１記載の飲料・食品等の密封用容器において、下側に折り返されたフランジ周縁部が折り返す前のフランジ下面幅の１／３以上でかつ容器の外周面に丁度達する長さ以下であるものである。

請求項４の発明は、請求項１記載の飲料・食品等の密封用容器において、フランジ基部上面から折り返されたフランジ周縁部先端下縁までの垂直距離が複合材の厚さの２〜５倍であるものである。

請求項２の発明において、複合材の厚さを０．１〜０．８ｍｍに限定したのは、０．１ｍｍより薄いと容器全体の強度が不足し、０．８ｍｍを超えても効果上変わらず、コストアップになるだけであるからであり、この範囲のうち、より好ましい厚さは０．２〜０．６ｍｍである。

請求項３の発明において、下側に折り返されたフランジ周縁部を折り返す前のフランジ下面幅の１／３以上でかつ容器の外周面に丁度達する長さ以下に限定したのは、１／３未満の長さであると、二重構造のフランジの上面に蓋をヒートシールする際に、二重部分の長さが短か過ぎ、二重部分と一重部分との間の圧力の加わり方が異なるためにシール不良が発生し、逆に下側に折り返されたフランジ周縁部の長さが容器の外周面に丁度達する長さを超えると、先端が下方に折れ曲がって充填シール機のフランジ受けへの納まりが悪くなるからである。

請求項４の発明において、二重構造のフランジ上面から折り返されたフランジ周縁部先端下縁までの垂直距離を複合材の２〜５倍に限定したのは、２倍未満であると、二重構造のフランジの上下層間に隙間がなく、複合材そのものの厚さ未満の薄さになるため、フランジの平坦部または折り返し端部に材料亀裂の生じるおそれがあり、５倍を超えると、折り返されたフランジ周縁部が不必要に立った状態になるため、蓋をフランジにヒートシールするさい、圧力の加わり方が不均一になってシール不良の原因となるし、オーバーキャップをフランジに引掛けて装着する場合、下側に折り返されたフランジ周縁部の横断面傾斜角度が大き過ぎ、装着不良の原因となるからである。

平坦なフランジを備えたテーパ付きコップ状容器は、特許文献１に開示され
ている方法で製造される。すなわち、アルミニウム箔芯層とその両面に形成せられた合成樹脂被覆層とよりなる積層シートを深絞り成形してフランジを備えたテーパ付きコップ状容器を形成するに当たり、その深絞り成形工程が、ブランクを有底ストレート円筒状に成形する有底ストレート円筒体成形工程と、この工程の後に続く有底ストレート円筒体を有底テーパ付き円筒状に成形する有底テーパ付き円筒体成形工程よりなる多段工程となされている。そして、有底ストレート円筒体成形工程は、ブランクを有底ストレート円筒状に成形する第１段の工程と、第１段の工程で得られた有底ストレート円筒体にさらに深絞りを施す１段または複数段の工程よりなる。有底テーパ付き円筒体成形工程において、円筒体に付けるテーパ角度は１〜５゜であり、絞り率は８０％以上である。

テーパ付きコップ状容器のフランジ周縁部を下側に折り返して二重構造とするには、まず、水平フランジの周縁部が下側にほぼ直角に折れ曲がった垂直折り曲げフランジ周縁部を有するテーパ付きコップ状容器を用意する必要があるが、これには、つぎの２つの方法がある。１つは、二重構造のフランジを得るための所定幅よりやや大きめの水平フランジを有するテーパ付きコップ状容器を成形した後、水平フランジの周縁を縁切りして所定幅の水平フランジとなす第１工程と、この所定幅の水平フランジの周縁部を下側にほぼ直角に折り曲げて垂直折り曲げフランジ周縁部となす第２工程との２工程よりなる第１の方法であり、他の１つは、最初から垂直折り曲げフランジ周縁部を有するテーパ付きコップ状容器を成形する第２の方法である。第２の方法は、成形時の材料伸びの不均一さがあるため、垂直折り曲げフランジ周縁部の垂直長さに不均一さが生じるという問題があるので、第１の方法の方が好ましい。

上記のようにして得られたテーパ付きコップ状容器の垂直折り曲げフランジ周縁部を内方傾斜状折り曲げ用成形金型で内方傾斜状に折り曲げ、最後に内方傾斜状フランジ周縁部を加圧用成形金型で水平フランジ基部側に加圧して二重構造のフランジを得る。

本発明の飲料・食品等の密封用容器よれば、テーパー付きコップ状容器が、アルミニウム箔芯層とその両面に形成せられた合成樹脂被覆層とよりなる複合材で形成せられたものであり、フランジ周縁部が下側に折り返されてフランジが二重構造となされているから、開封またはオーバーキャップの装着に必要な強度を有し、フランジ縁で手や口を切るおそれがなく、しかも合成樹脂容器用充填シール機を兼用できる利点がある。

本発明をどのように実施するかを具体的に説明するために、以下に実施例を示す。

図１〜図３に示す本発明による飲料・食品等の密封用容器は、テーパー付きコップ状容器（A）が、厚さ１２０μmのアルミニウム箔芯層（１）とその内面に形成せられた厚さ２００μmのフィルムよりなる未延伸ポリプロピレン被覆層（２）とその外面に形成せられた厚さ３０μmのフィルムよりなる未延伸ポリプロピレン被覆層（３）よりなる複合材（４）（図３参照）を冷間多段深絞り成形することにより得られたものであり、フランジ（５）の周縁部（５a）が下側に折り返されてフランジ基部（５b）とで二重構造となされた巾５ｍｍのフランジ（６）を備えている。

上記において、下側に折り返されたフランジ周縁部（５a）は、折り返す前のフランジ（５）の幅の１／２より小さい長さである。また、フランジ基部（５b）の上面から折り返された実線で示すフランジ周縁部（５a）の先端下縁までの垂直距離（L₁）が複合材（４）の厚さの約２．４倍の０．８５mmである。実線で示すフランジ周縁部（５a）は水平状態になるように折り返されているが、鎖線で示すフランジ周縁部（５a）は元の状態に戻ろうとするため、若干内方傾斜状態になり、その結果、フランジ基部（５b）の上面から折り返されたフランジ周縁部（５a）の先端下縁までの垂直距離（L₂）が複合材（４）の厚さの約４．３倍の１．５mmである。なお、図４はオーバーキャップ（B）を二重構造のフランジ（６）に引掛けて装着した状態を示す。図３および図４中、（３１）は下面に熱封緘材層を有するアルミニウム製の蓋である。

テーパ付きコップ状容器（A）のフランジ周縁部（５a）を下側に折り返して二重構造フランジ（６）とするために、垂直折り曲げフランジ周縁部（５a）を有するテーパ付きコップ状容器（A）を用意するには、上記第１の方法を採用する。

まず、二重構造のフランジを得るための所定幅よりやや大きめの水平フランジ（７）を有するテーパ付きコップ状容器（A）を成形した後、図５および図６に示す縁切り用成形金型（C）を用いて水平フランジ（７）の所定幅よりやや大きい部分（７a）を縁切りする。縁切り用成形金型（C）は、折り返す前の所定幅の水平フランジの周縁と等しい上端周縁を有するパンチ（８）、ダイス（９）、ダイス（９）に密に嵌め入れられた上下動自在な頂壁付き円筒状フランジ押さえ（１０）およびフランジ押さえ（１０）の頂壁を貫通し、上下動調節自在な垂直棒状容器押さえ（１１）とよりなり、フランジ押さえ（１０）の上端周囲には、上型ダイセット（１２）の円形孔（１３）に密に嵌められてスプリング（１４）で受けられている環状張り出し部（１５）が設けられている。

この縁切り用成形金型（C）はつぎのようにして用いられる。まず、パンチ（８）上にこれと中心を合わせてコップ状容器（A）を逆様に置き、容器押さえ（１１）を降下せしめ、コップ状容器（A）の底を上からパンチ（８）に動かないように押さえつける。このさいコップ状容器（A）の水平フランジ（７）の所定幅よりやや大きい部分（７a）がパンチ（８）の円形縁よりはみ出す。つぎに、ダイス（９）およびフランジ押さえ（１０）をともに降下させ、前記水平フランジ（７）をパンチ（８）に押さえつけ、フランジ押さえ（１０）の周囲にあるダイス（９）をさらに降下させ、これによりパンチ（８）の円形縁よりはみ出している水平フランジ（７）の所定幅よりやや大きい部分（７a）を縁切りし、所定幅の水平フランジ（５）となす。このさい、フランジ押さえ（１０）はスプリング（１４）を圧縮し、ばね力により所定幅の水平フランジ（５）をパンチ（８）上に保持する。

つぎに、図７および図８に示す垂直折り曲げ用成形金型（D）を用い、所定幅の水平フランジ（5）を垂直に折り曲げる。垂直折り曲げ用成形金型（D）は、ダイス（１６）、ダイス（１６）に上下動自在に密に嵌め入れられ、下端がガススプリング（１７）で受けられかつ二重構造フランジ（６）の周縁と等しい上端周縁を有するフランジ押さえ（１８）、頂壁付き円筒状パンチ（１９）およびパンチ（１９）の頂壁を貫通し、上下動調節自在な垂直棒状容器押さえ（２０）とよりなり、パンチ（１９）の先端部外径は水平フランジ（５）の厚さ分ダイス（１６）の先端部内径より小さく、同先端部内径はコップ状容器（A）の口部外径にほぼ等しい。

この垂直折り曲げ用成形金型（D）は、つぎのようにして用いられる。まず、フランジ押さえ（１８）上にこれと中心を合わせてコップ状容器（A）を逆様に置き、容器押さえ（２０）を降下せしめ、コップ状容器（A）の底を上からフランジ押さえ（１８）に動かないように押さえつける。このさいコップ状容器（A）の二重構造フランジ（６）の幅より大きい部分がフランジ押さえ（１８）の円形縁よりはみ出してダイス（１６）の上端面にのる。つぎに、パンチ（１９）を降下させその先端部をガススプリング（１７）のばね力に抗してフランジ押さえ（１８）を押し下げることにより、ダイス（１６）内に入れ、パンチ（１９）の先端円形縁よりはみ出している所定幅の水平フランジ（５）の周縁部（５a）をまず垂直に折り曲げるのである。

以上のようにして得られた垂直折り曲げフランジ周縁部（５a）を図９および図１０に示す内方傾斜状折り曲げ用成形金型（E）を用いて内方傾斜状に折り曲げる。内方傾斜状折り曲げ用成形金型（E）は、二重構造フランジ（６）の周縁とほぼ等しい径の上端周縁を有するパンチ（2０）、頂壁付き円筒状ダイス（２１）およびダイス（２１）の頂壁を貫通し、上下動調節自在な垂直棒状容器押さえ（２２）とよりなり、円筒状ダイス（２１）の先端部内周面には、下端から上に向かって相対的に緩い傾斜面（２３）、パンチ（１９）の先端部の径にほぼ等しい内径を有する垂直面（２４）および相対的に急な傾斜面（２５）が形成せられている。具体的な傾斜角度としては、垂直面（２４）を基準として、緩い傾斜面（２３）の角度（θ_１）が３〜１５゜の範囲から選ばれるが、ここでは１０゜である。３゜未満では、垂直折り曲げフランジ周縁部（５a）が垂直面（２４）に円滑に案内されず、１５゜を超えると、傾斜面（２３）に突き当たってこれが同様に円滑に案内されない。好ましくは、７〜１０゜である。急な傾斜面（２５）の角度（θ_２）は２０〜６０゜の範囲から選ばれるが、ここでは４５゜である。２０゜未満では、折り曲げ成形が過酷となり、垂直折り曲げフランジ周縁部（５a）が破損するおそれがあり、６０゜を超えると、折り曲げ成形が弱く、次工程の加圧成形に無理が生じるおそれがある。好ましくは、３０〜５０゜である。急な傾斜面（２５）の上はこれに続く水平面（２６）を介してコップ状容器（A）の口部外周面と等しいダイス（２１）の内周面となっている。

この内方傾斜状折り曲げ用成形金型（E）は、つぎのようにして用いられる。まず、パンチ（２０）上にこれと中心を合わせてコップ状容器（A）を逆様に置き、容器押さえ（２２）を降下せしめ、コップ状容器（A）の底を上からパンチ（２０）に動かないように押さえつける。このさいコップ状容器（A）の垂直折り曲げフランジ周縁部（５a）の外周面がパンチ（２０）の先端外周面とほぼ同じ垂直面上にある。

つぎに、パンチ（２２）を降下しその先端部が降下したダイス（２１）の垂直面（２４）内に入ると、垂直折り曲げフランジ周縁部（５a）が前記垂直面（２４）の上に続く急な傾斜面（２５）に圧迫されてこれに沿い、内方傾斜状に折れ曲がる。

内方傾斜状折曲フランジ周縁部（５a）を図１１および図１２に示す加圧用成形金型（F）を用いて加圧し、フランジ基部（５b）とで二重構造フランジ（６）となす。加圧用成形金型（F）は、二重構造フランジ（６）の周縁より大きい径の上端周縁を有するパンチ（２７）、頂壁付き円筒状ダイス（２８）およびダイス（２８）の頂壁を貫通し、上下動調節自在な垂直棒状容器押さえ（２９）とよりなり、円筒状ダイス（２８）の先端部内周面には、二重構造フランジ（６）の上下高さより低い高さ（H）である０．６５mmでかつ二重構造フランジ（６）の周縁より若干大きい幅を有する下向き段部（3０）が形成せられ、しかも、加圧時のダイス（２８）の下面と、パンチ（２７）の上面との間に０．２mmの隙間（S）が生じるようになされている。

下向き段部（3０）を二重構造フランジ（６）の上下高さより低い高さでかつ二重構造フランジ（６）の周縁より若干大きい幅となしたのは、二重構造フランジ（６）の外径寸法にばらつきがなく真円度を確保することにより、オーバキャップを確実に装着し得るようにするとともに、加圧時のダイス（２８）の下面とパンチ（２７）の上面との間に隙間があっても内方傾斜状フランジ周縁部（５a）を充分に加圧可能としたためである。加圧時のダイスの下面とパンチ（２７）の上面との間の隙間（S）が生じるようになされているのは、ダイス（２８）とパンチ（２７）が接触して破損しないようにしたためである。この隙間（S）と段部（3０）の高さ（H）の合計は、複合材（４）の厚さの２〜５倍の範囲から選ばれたものである。なぜなら、この隙間（S）と段部（3０）の高さ（H）の合計が、複合材（４）の厚さの２倍未満であると、二重構造のフランジ（６）の上下層間に隙間がなく、複合材（４）そのものの厚さ未満の薄さになるため、フランジ基部（５a）の平坦部または折り返し周縁部（５b）に材料亀裂の生じるおそれがあり、５倍を超えると、折り返されたフランジ周縁部（５b）が不必要に立った状態になるため、蓋（３１）をフランジ基部（５a）にヒートシールするさい、圧力の加わり方が不均一になってシール不良の原因となるし、オーバーキャップ（８）を、二重構造のフランジ（６）に引掛けて装着する場合、下側に折り返されたフランジ周縁部（５b）の横断面傾斜角度が大き過ぎ、装着不良の原因となるからである。

この加圧用成形金型（F）は、つぎのようにして用いられる。まず、パンチ（２７）上にこれと中心を合わせてコップ状容器（A）を逆様に置き、容器押さえ（２９）を降下せしめ、コップ状容器（A）の底を上からパンチ（２７）に動かないように押さえつける。つぎに、ダイス（２８）を降下し、コップ状容器（A）の内方傾斜状折曲フランジ周縁部（５a）を降下したダイス（２８）の下向き段部（3０）内に入れ、これを下向き段部（3０）の水平面でフランジ基部（５b）に向けて加圧すると、フランジ基部（５b）とで二重構造のフランジ（６）が得られる。このコップ状容器（A）を加圧用成形金型（F）から取り出すと、本発明による飲料・食品等の密封用容器となる。

本発明による飲料・食品等の密封用容器の一部を切り欠いた平面図である。図１の容器の一部を切り欠いた正面図である。図１の容器の要部拡大詳細縦断面図である。オーバーキャップをフランジに引掛けて装着した状態を示す図１の容器の部分拡大縦断面図である。縁切り用成形金型の縦断面図である。フランジの縁切りをした状態を示す図５の縁切り用成形金型の要部拡大縦断面図である。垂直折り曲げ用成形金型の縦断面図である。フランジを垂直に折り曲げた状態を示す図７の垂直折り曲げ用成形金型の要部拡大縦断面図である。内方傾斜状折り曲げ用成形金型の縦断面図である。フランジを内方傾斜状に折り曲げた状態を示す図９の内方傾斜状折り曲げ用成形金型の要部拡大縦断面図である。加圧用成形金型の縦断面図である。内方傾斜状折曲フランジ周縁部をフランジ基部に向けて加圧し、二重構造のフランジフランジとなした状態を示す図１１の加圧用成形金型の要部拡大縦断面図である。

符号の説明

（１）アルミニウム箔芯層
（２）（３）合成樹脂被覆層(未延伸ポリプロピレン被覆層)
（４）複合材
（５）フランジ
（５a）フランジの周縁部
（５b）フランジ基部
（６）二重構造のフランジ
（A）テーパー付きコップ状容器
（L₁）（L₂）フランジ基部上面から折り返されたフランジ周縁部先端下縁までの垂直距離

Claims

テーパー付きコップ状容器が、アルミニウム箔芯層とその両面に形成せられた合成樹脂被覆層とよりなる複合材で形成せられたものであり、フランジ周縁部が下側に折り返されてフランジ基部とで二重構造となされている飲料・食品等の密封用容器。
複合材の厚さが０．１〜０．８ｍｍである請求項１記載の飲料・食品等の密封用容器。
下側に折り返されたフランジ周縁部が折り返す前のフランジ下面幅の１／３以上でかつ容器の外周面に丁度達する長さ以下である請求項１記載の飲料・食品等の密封用容器。
フランジ基部上面から折り返されたフランジ周縁部先端下縁までの垂直距離が複合材の厚さの２〜５倍である請求項１記載の飲料・食品等の密封用容器。