(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）上端及び下端が内側に折り返されたスリーブを成形型内に装填し、
（ｂ）前記スリーブ内において、樹脂製の多層シートを先端拡張法によってカップ状に変形させて収容容器を成形し、成形時に加えられた熱によって前記スリーブの上端及び下端と収容容器とを一体的に融着させ、
（ｃ）該収容容器に食品を充填し、
（ｄ）前記収容容器を蓋体で密閉するとともに、
（ｅ）前記スリーブの内側に折り返されて前記収容容器と接触する面は、カップ状に変形させたときの前記多層シートの最外層を構成する樹脂に対して相溶性を有する樹脂によって形成されることを特徴とする包装容器の製造方法。
【請求項２】
前記スリーブは、前記相溶性を有する樹脂のフィルムによって外側表面が被覆された筒体を、上端及び下端において折り返すことによって形成される請求項１に記載の包装容器の製造方法。
【請求項３】
（ａ）カップ状に変形させたときの前記多層シートの最外層を構成する樹脂、及び前記スリーブの内側に折り返されて前記収容容器と接触する面を形成する樹脂はポリプロピレンであるとともに、
（ｂ）前記多層シートはエチレンビニルアルコール共重合体層を有する請求項１に記載の包装容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、包装容器の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、食品、例えば液体食品を収容する包装容器としては、びん、紙容器、金属缶等が使用され、これら包装容器に所定量の液体食品が充填（じゅうてん）され、密閉されて市販されている。
このうち、びんは衝撃に弱く割れやすいので自動販売機等で販売するには適さない。また、紙容器は衝撃を受けても割れることがないので自動販売機等で販売するには適しているが、柔軟性が高いので開封時などに変形すると、紙容器に収容された液体食品が注出口から溢（あふ）れ出してしまう。
【０００３】
一方、金属缶は衝撃に強く剛性があるので自動販売機等で販売するには適している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の金属缶においては、廃棄された空き缶を潰（つぶ）すのが困難であるだけでなく、アルミ缶とスチール缶とを分別して回収するのが煩わしい。
そして、自動販売機において液体食品を加熱して販売する場合、誘電加熱によって金属缶を加熱することができないので、高温の空気によって間接的に加熱することになる。したがって、液体食品を十分な温度に加熱するまでに長い時間が必要となってしまう。さらに、断熱性が低いので自動販売機から取り出した直後に金属缶を持つのが困難であるとともに、金属缶の中の液体食品が短い時間で冷却されてしまう。
【０００５】
本発明は、前記従来の金属缶の問題点を解決して、廃棄された後に容易に回収することができ、誘電加熱によって液体食品を加熱することができ、しかも、断熱性が高い包装容器の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の包装容器の製造方法においては、上端及び下端が内側に折り返されたスリーブを成形型内に装填（そうてん）し、前記スリーブ内において、樹脂製の多層シートを先端拡張法によってカップ状に変形させて収容容器を成形し、成形時に加えられた熱によって前記スリーブの上端及び下端と収容容器とを一体的に融着させる。
【０００７】
そして、該収容容器に食品を充填し、前記収容容器を蓋（ふた）体で密閉する。
また、前記スリーブの内側に折り返されて前記収容容器と接触する面は、カップ状に変形させたときの前記多層シートの最外層を構成する樹脂に対して相溶性を有する樹脂によって形成される。
【０００８】
本発明の他の包装容器の製造方法においては、前記スリーブは、前記相溶性を有する樹脂のフィルムによって外側表面が被覆された筒体を、上端及び下端において折り返すことによって形成される。
本発明の更に他の包装容器の製造方法においては、カップ状に変形させたときの前記多層シートの最外層を構成する樹脂、及び前記スリーブの内側に折り返されて前記収容容器と接触する面を形成する樹脂はポリプロピレンである。
【０００９】
また、前記多層シートはエチレンビニルアルコール共重合体層を有する。
【００１０】
【作用及び発明の効果】
本発明によれば、前記のように包装容器の製造方法においては、上端及び下端が内側に折り返されたスリーブを成形型内に装填し、前記スリーブ内において、樹脂製の多層シートを先端拡張法によってカップ状に変形させて収容容器を成形し、成形時に加えられた熱によって前記スリーブの上端及び下端と収容容器とを一体的に融着させる。
【００１１】
そして、該収容容器に食品を充填し、前記収容容器を蓋体で密閉する。
また、前記スリーブの内側に折り返されて前記収容容器と接触する面は、カップ状に変形させたときの前記多層シートの最外層を構成する樹脂に対して相溶性を有する樹脂によって形成される。
したがって、前記スリーブと収容容器との間に熱活性接着剤等を配設したり、スリーブの内側に熱活性接着剤等を塗布したりする必要がなくなるので、スリーブの保管、取扱い等が容易になる。
【００１２】
そして、前記スリーブにおける上端と下端との間においては、前記相溶性を有する樹脂以外の材料、例えば、紙材料と収容容器の最外層とが接触するので、該収容容器とスリーブとは融着されず、分離している。したがって、前記包装容器に加熱状態の液体食品を充填すると、冷却後に発生する減圧現象を収容容器だけが変形することによって吸収するので、スリーブが変形するのを防止することができる。その結果、前記スリーブの強度を包装容器の輸送時、又は包装容器の使用時に要求される最小値に設定することができ、薄肉化してコストを低くすることができる。
【００１３】
また、廃棄された包装容器を潰すのが容易になるだけでなく、包装容器の回収が容易になる。
そして、自動販売機において食品を加熱して販売する場合、誘電加熱によって包装容器を加熱することができるので、食品を十分な温度に加熱するまでに必要な時間を短くすることができる。さらに、紙材料によって断熱性を高くすることができるので、自動販売機から取り出した直後に包装容器を持つのが容易になるとともに、包装容器の中の食品が短い時間で冷却されるのを防止することができる。そして、先端拡張法による成形時に多層シートに加えられた熱が成形型に逃げるのを防止することができる。
【００１４】
また、前記先端拡張法においては、多層シートを融点以上に加熱した後に成形するので、食品を充填する前に収容容器を滅菌する必要がなくなる。そして、レトルト時に収容容器が分子配向効果によって収縮したり変形したりすることがない。さらに、前記先端拡張法を使用すると、収容容器の厚さを調整するのが容易になる。
【００１５】
本発明の他の包装容器の製造方法においては、前記スリーブは、前記相溶性を有する樹脂のフィルムによって外側表面が被覆された筒体を、上端及び下端において折り返すことによって形成される。
通常、包装容器の外側表面には装飾用及び保護用のフィルムが被覆されるが、該装飾用及び保護用のフィルムと前記相溶性を有する樹脂のフィルムとを兼用することができる。したがって、製造工程を少なくすることができ、コストを低減することができる。
【００１６】
本発明の更に他の包装容器の製造方法においては、カップ状に変形させたときの前記多層シートの最外層を構成する樹脂、及び前記スリーブの内側に折り返されて前記収容容器と接触する面を形成する樹脂はポリプロピレンである。
また、前記多層シートはエチレンビニルアルコール共重合体層を有する。
この場合、該エチレンビニルアルコール共重合体の融点がポリプロピレンの融点より高いので、エチレンビニルアルコール共重合体層によって多層シートが支えられる。したがって、前記多層シートを高温に加熱することが可能になる。また、収容容器は大きな熱量を保持した状態で成形されるので、収容容器とスリーブとの融着性を向上させることができる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施例における包装容器の部分断面図、図２は本発明の実施例における包装容器の分解斜視図、図３は本発明の実施例における包装容器の斜視図、図４は本発明の実施例におけるフランジ部の近傍の断面図、図５は本発明の実施例における底壁の近傍の断面図である。
【００１８】
図において、１１は透明でガスバリヤ性の高い熱可塑性材料から成り、食品としての液体食品を収容する収容容器であり、上端が開口したカップ状の形状を有する。前記収容容器１１は、共押出成形法、ブローンフィルム成形法等によって成形された樹脂製の多層シートを、先端拡張法（メルトフェーズ圧空成形法）によってカップ状に変形させることにより成形され、断面が筒状の有底胴部１１ａ及び該有底胴部１１ａの上端に径方向外方に延びるフランジ部１１ｂから成る。
【００１９】
本実施例においては、前記収容容器１１の外径を約５３〔ｍｍ〕に、高さを約１３５〔ｍｍ〕にした。
前記先端拡張法においては、多層シートを融点以上の約１８０〔℃〕に加熱した後に成形するため、液体食品を充填する前に収容容器１１を滅菌する必要がなくなる。また、レトルト時に収容容器１１が分子配向効果によって収縮したり変形したりすることがない。さらに、収容容器１１の厚さを調整するのが容易になる。
【００２０】
前記多層シートの外側表面の少なくとも一方をポリプロピレン（以下「ＰＰ」という。）層にするとともに、エチレンビニルアルコール共重合体（以下「ＥＶＯＨ」という。）層を使用していて、例えば、以下のような層構造を有する。
ＰＰ層／接着層／ＥＶＯＨ層／接着層／再生ＰＰ層
また、これに代えて、
ＰＰ層／再生ＰＰ層／接着層／ＥＶＯＨ層／接着層／再生ＰＰ層／ＰＰ層
ＰＰ層／ＥＶＯＨ層／ＰＰ層
ＰＰ層／再生ＰＰ層／接着層／ＥＶＯＨ層／接着層／ＡＰＥＴ層
のような層構造にすることもできる。このように、層構造にＥＶＯＨを使用しているので、多層シートのガスバリヤ性を高くすることができる。本実施例においては、多層シートの厚さを２．５〔ｍｍ〕とし、ＥＶＯＨ層の比率を１４〔％〕とした。なお、前記ＰＰ層は、多層シートをカップ状に変形させたときの最外層になる。
【００２１】
そして、前記収容容器１１の外側には収容容器１１より剛性及び断熱性が高い紙材料で形成されたスリーブ１２が配設される。本実施例においては、収容容器１１の有底胴部１１ａとスリーブ１２とを合わせた厚さを約１５０〔μｍ〕に、収容容器１１の底壁の厚さを３５０〔μｍ〕にする。
前記スリーブ１２は筒状の形状を有し、前記収容容器１１を保持するとともに、該収容容器１１に収容された液体食品と外気との間で熱の移動がないように断熱する。そして、前記スリーブ１２の強度を大きくするために、上端及び下端が内側に折り返され、かつ、下端は包装容器の中心側に向けて湾曲させられる。
【００２２】
前記収容容器１１とスリーブ１２とは二重構造を有する。この場合、スリーブ１２を形成し、次に、該スリーブ１２内において前記収容容器１１を先端拡張法によって成形し、続いて、液体食品を充填した後、収容容器１１を蓋体１３で密閉する。前記スリーブ１２は収容容器１１の強度を補強するための構造材としても機能するので、収容容器１１をその分薄くすることができ、先端拡張法による加工が容易になる。
【００２３】
前記スリーブ１２の外側にはあらかじめフィルム１６が被覆され、該フィルム１６の裏面には所定の文字や絵などが裏印刷によって描かれる。したがって、包装容器の美観を良くすることができるとともに、スリーブ１２の耐水性を高くすることができる。
前記フィルム１６は、カップ状に変形させたときの前記多層シートの最外層を構成する樹脂に対して相溶性を有する樹脂により形成される。本実施例において、前記最外層を構成する樹脂はＰＰであるので、フィルム１６はＰＰフィルムから成る。
【００２４】
そして、前記スリーブ１２は、あらかじめ前記フィルム１６が被覆された用紙を設定された幅に裁断し、裁断した用紙を図示しないマンドレルに何層かスパイラル状に巻き付け、各層の用紙間を互いに糊（のり）付けすることによって筒体にされる。
なお、前記スリーブ１２内に収容容器１１を成形した後、熱収縮法によって前記フィルム１６の表面に延伸ＰＰフィルムを更に被覆することもできる。
【００２５】
このように、包装容器を樹脂及び紙材料によって形成することができるので、廃棄された包装容器を潰すのが容易になるだけでなく、包装容器の回収が容易になる。
また、自動販売機において液体食品を加熱して販売する場合、誘電加熱によって包装容器を加熱することができるので、液体食品を十分な温度に加熱するまでに必要な時間を短くすることができる。そして、紙材料によって断熱性を高くすることができるので、自動販売機から取り出した直後に包装容器を持つのが容易になるとともに、包装容器の中の液体食品が短い時間で冷却されるのを防止することができる。さらに、先端拡張法による成形時に、多層シートに加えられた熱が成形型に逃げるのを防止することができる。
【００２６】
ところで、前記多層シートは先端拡張法によって成形されるので、融点以上の約１８０〔℃〕に加熱される。また、カップ状に変形させたときの前記多層シートの最外層はＰＰ層又は再生ＰＰ層であり、一方、スリーブ１２の上端及び下端は内側に折り返されるので、ＰＰフィルムから成る前記フィルム１６と前記多層シートの最外層とが接触することになる。したがって、収容容器１１の成形時に加えられた熱によって収容容器１１とスリーブ１２とが融着される。
【００２７】
この場合、成形した後の収容容器１１が十分に厚くされると、該収容容器１１は相当量の熱を保持したままフィルム１６と接触することになる。したがって、該フィルム１６に十分な熱が加えられ、表面が熱活性化されるので、収容容器１１とスリーブ１２との融着性を向上させることができる。
このように、スリーブ１２の上端及び下端において内側に折り返されて収容容器１１と接触する面を、カップ状に変形させたときの前記多層シートの最外層を構成する樹脂に対して相溶性を有する樹脂により形成することによって、収容容器１１を成形する際に、該収容容器１１とスリーブ１２の上端及び下端とを一体的に融着することができる。したがって、収容容器１１とスリーブ１２との間に熱活性接着剤等を配設したり、スリーブ１２の内側に熱活性接着剤等を塗布したりする必要がない。
【００２８】
さらに、スリーブ１２の保管、取扱い等が容易になる。
そして、本実施例のように、ＰＰ層間にＥＶＯＨ層を挟持した構造を有する多層シートを収容容器１１の材料として使用した場合には、ＥＶＯＨの融点がＰＰの融点より高いのでＥＶＯＨ層によって多層シートが支えられる。したがって、多層シートを一層高温になるまで加熱することが可能になる。また、収容容器１１は、一層大きな熱量を保持した状態で成形されるので、該収容容器１１とスリーブ１２との融着性を向上させることができる。
【００２９】
なお、先端拡張法においては、収容容器１１を成形する際に雄型と雌型とによって多層シートを挟持するようになっているので、前記フランジ部１１ｂの近傍を厚く成形することは容易である。この場合、フランジ部１１ｂの近傍は相当量の熱を保持したままフィルム１６と接触することになる。したがって、該フィルム１６に十分な熱が加えられるので、収容容器１１とスリーブ１２との融着性を向上させることができる。
【００３０】
また、スリーブ１２によって補強されない収容容器１１の底壁は、有底胴部１１ａより厚くされる。さらに、スリーブ１２の下端は径方向内方に湾曲させられるので、収容容器１１の底壁と有底胴部１１ａとの間の角部が薄肉化するのを防止することができる。この場合、該角部の近傍は相当量の熱を保持したままフィルム１６と接触することになる。したがって、フィルム１６に十分な熱が加えられので、収容容器１１とスリーブ１２との融着性を向上させることができる。
【００３１】
このように、収容容器１１におけるスリーブ１２の上端及び下端に対応する部分を厚くすることによって、収容容器１１とスリーブ１２との融着性を向上させることができるので、包装容器の剛性を高くすることができるだけでなく、耐久性を向上させることができる。
そして、スリーブ１２における上端と下端との間においては、紙材料と収容容器１１の最外層とが接触するので、該収容容器１１とスリーブ１２とは融着されず、分離している。したがって、前記包装容器に加熱状態の液体食品を充填すると、冷却後に発生する減圧現象を収容容器１１だけが変形することによって吸収するので、スリーブ１２が変形するのを防止することができる。その結果、スリーブ１２の強度を包装容器の輸送時、又は包装容器の使用時に要求される最小値に設定することができ、薄肉化してコストを低くすることができる。
【００３２】
また、収容容器１１を構成する多層シートを以下のような層構造にすることもできる。
ポリスチレン（以下「ＰＳ」という。）層／
ポリエチレン（以下「ＰＥ」という。）層
ＰＳ層／ＥＶＯＨ層／ＰＥ層
この場合、カップ状に変形させたときの多層シートの最外層をＰＥ層にするとともに、フィルム１６をＰＥによって形成する。
【００３３】
さらに、カップ状に変形させたときの前記多層シートの最外層をＡＰＥＴ層にするとともに、フィルム１６をＰＥＴにすることもできる。
そして、前記収容容器１１に液体食品が充填された後、前記フランジ部１１ｂの上側表面に蓋体１３が固定され、収容容器１１が密閉される。前記蓋体１３は透明でガスバリヤ性の高い樹脂製フィルムから成り、ヒートシール、超音波シール等の融着手段によって前記フランジ部１１ｂに溶着される。この場合、前記樹脂製フィルムは透明であるので、収容容器１１に収容された液体食品を透視することができる。
【００３４】
前記樹脂製フィルムは、共押出成形法、ブローンフィルム成形法等によって３０〜５０〔μｍ〕の厚さに成形される。そして、共押出成形法によって成形された樹脂製フィルムは、例えば、以下のような層構造を有する。
ＰＰ層／接着層／ＥＶＯＨ層／接着層／ＰＰ層
さらに、蓋体１３は透明でガスバリヤ性の高い樹脂製プレートで形成することもできる。この場合、該樹脂製プレートは熱プレス法、射出成形法等によって成形される。
【００３５】
ところで、前記蓋体１３の所定箇所には、収容容器１１に収容された液体食品を注出するための注出口１３ａが形成され、該注出口１３ａはプルタブ１５によって密閉される。該プルタブ１５は、ガスバリヤ性、剛性及び引張強度の高い材料から成り、着色することができる。
また、プルタブ１５は、例えば、以下のような層構造を有する。
【００３６】
二軸延伸ＰＰ層／ピーラブル接着層
このように、包装容器に金属を使用しないので、廃棄された包装容器を潰すのが容易になるだけでなく、回収も容易になる。
そして、収容容器１１が樹脂製であり、スリーブ１２が非金属材料製であるので、自動販売機において液体食品を加熱して販売する場合、誘電加熱によって加熱することができる。したがって、液体食品を十分な温度に加熱するまでに必要な時間を短くすることができる。
【００３７】
さらに、スリーブ１２は断熱性が高いので自動販売機から取り出した直後に包装容器を手で持つことが容易になるとともに、包装容器の中の液体食品が短い時間で冷却されるのを防止することができる。
次に、先端拡張法について説明する。
図６は本発明の実施例における包装容器の成形方法の第１工程図、図７は本発明の実施例における包装容器の成形方法の第２工程図、図８は本発明の実施例における包装容器の成形方法の第３工程図である。
【００３８】
図において、１２はスリーブ、２１は多層シート、３５は雌型、４１は先端拡張プラグである。該先端拡張プラグ４１は、前記雌型３５と対向させて配設され、該雌型３５に向けて開口する有底筒状の拡張カム５１、前記先端拡張プラグ４１の中央において昇降自在に配設されたロッド５３、及び該ロッド５３の先端部の支点５４を軸として揺動自在に取り付けられたカムブレード５５を有する。該カムブレード５５は前記ロッド５３の周縁に沿って複数個配設され、前記支点５４より上方のカム従動片部５５ａ及び下方の拡張片部５５ｂから成る。また、前記雌型３５内には、あらかじめスリーブ１２が装填される。
【００３９】
前記拡張カム５１の内周には、下方になるに従って径方向内方に迫り出すカム面５１ａが形成される。したがって、図７に示すように、前記ロッド５３を下降させると、前記カムブレード５５のカム従動片部５５ａが前記拡張カム５１に沿って移動し、徐々に径方向内方に位置するようになるのでカムブレード５５が揺動させられる。一方、前記拡張片部５５ｂは前記カムブレード５５の揺動に伴って先端が径方向外方に移動させられる。この間、前記雌型３５に形成された穴５８を介して雌型３５内を真空引きする。
【００４０】
このようにして、図８に示すように、肉厚バランスが良好で、底壁及び有底胴部１１ａ（図２）の厚さが小さくかつ均一な収容容器１１が成形され、該収容容器１１とスリーブ１２とが融着させられる。しかも、収容容器１１を軽量にすることができるとともに、気密性を高くすることができる。
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形することが可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における包装容器の部分断面図である。
【図２】本発明の実施例における包装容器の分解斜視図である。
【図３】本発明の実施例における包装容器の斜視図である。
【図４】本発明の実施例におけるフランジ部の近傍の断面図である。
【図５】本発明の実施例における底壁の近傍の断面図である。
【図６】本発明の実施例における包装容器の成形方法の第１工程図である。
【図７】本発明の実施例における包装容器の成形方法の第２工程図である。
【図８】本発明の実施例における包装容器の成形方法の第３工程図である。
【符号の説明】
１１    収容容器
１２    スリーブ
１６    フィルム
２１    多層シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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