(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1では、比較的小径の外気導入孔を形成しており、このような小径の外気導入孔を形成する場合は、刃部の回転軌跡の内側に形成される切除片は、内袋からスムーズに剥離されて、穴あけドリルに移行するので、切除片が容器本体に留まることがほとんどなかった。
【0005】
ところが、本発明者らが外気導入孔の直径を大きくして試験を行ったところ、切除片が穴あけドリルに移行せずに容器本体に留まる頻度が大幅に増大することが分かった。
【0006】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、穴あけドリルの刃部の回転軌跡の内側に形成される切除片が積層剥離容器の容器本体に留まる頻度を低減することを可能にする外気導入孔の形成方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明によれば、切込形成工程と、剥離工程を備える、積層剥離容器の容器本体の外気導入孔の形成方法であって、前記切込形成工程では、外殻と内袋が積層されて構成される容器本体の前記外殻に、環状の切り込みを形成して切除片を形成し、前記切り込みは、刃部を有する穴あけドリルを回転させながら、前記刃部を前記外殻に押し付けることによって形成し、前記剥離工程では、前記切り込みの内側の領域において剥離具を前記容器本体に当接させて剥離力を加えることによって、この領域において前記外殻を前記内袋から剥離させる、方法が提供される。
【0008】
本発明の方法は剥離工程を備えており、この工程では、環状の切り込みの内側の領域において剥離具を積層剥離容器の容器本体に当接させて剥離力を加えることによって、この領域において外殻を内袋から剥離させる。これによって、切除片が内袋から剥離されるので、切除片が容器本体に留まる頻度が低減される。
【0009】
以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
【0010】
好ましくは、前記穴あけドリルは、筒状であり、前記剥離具は、前記穴あけドリルの内部に配置される。
好ましくは、前記剥離具は、前記穴あけドリルと一体回転するように構成される。
好ましくは、前記剥離具は、前記切り込みの形成中に前記容器本体に当接させる。
好ましくは、前記穴あけドリルの先端は、前記剥離具の先端と同一面上に配置されるか、前記剥離具の先端よりも突出するように配置される。
好ましくは、前記穴あけドリルは、筒状の先端部を有し、平坦面及び切欠部が前記先端部に設けられ且つ前記切欠部の周方向の側面に刃部を有する。
本発明の別の観点によれば、筒状の穴あけドリルと、その内部に配置された剥離具を備え、前記穴あけドリルは、筒状の先端部を有し、平坦面及び切欠部が前記先端部に設けられ且つ前記切欠部の側面に刃部を有し、前記剥離具は、前記穴あけドリルと一体回転するように構成される、構造体が提供される。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴について独立して発明が成立する。
【0013】
1.積層剥離容器
図1〜
図2に示すように、本発明の一実施形態の積層剥離容器1は、容器本体3と、弁部材5を備える。容器本体3は、内容物を収容する収容部7と、収容部7から内容物を吐出する口部開口9gを有する口部9を備える。収容部7には、肩部8が設けられている。肩部8の曲率半径は、4mm以下であり、好ましくは1〜3mmである。
【0014】
図2に示すように、容器本体3は、収容部7及び口部9において、外殻12と内袋14を備える。内容物の減少に伴って内袋14が外殻12から離れることによって、内袋14が外殻12から離れて収縮する。
【0015】
ここで、外殻12は、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体及びその混合物などで構成される。外殻12は、複数層構成であってもよい。例えば、リプロ層の両側をバージン材で形成した層で挟んだ構成であってもよい。ここで、リプロ層とは、容器の成形時に出たバリをリサイクルして使用した層をいう。また、外殻12は、復元性が高くなるように、内袋14よりも肉厚に形成される。
【0016】
内袋14は、容器外面側に設けられたEVOH層と、EVOH層の容器内面側に設けられた内面層と、EVOH層と内面層の間に設けられた接着層を備える。EVOH層を設けることでガスバリア性、及び外殻12からの剥離性を向上させることができる。接着層は省略してもよい。
【0017】
EVOH層は、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)樹脂からなる層であり、エチレンと酢酸ビニル共重合物の加水分解により得られる。EVOH樹脂のエチレン含有量は、例えば25〜50mol%であり、酸素バリア性の観点から32mol%以下が好ましい。
【0018】
内面層は、積層剥離容器1の内容物に接触する層であり、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体及びその混合物などのポリオレフィンからなり、低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンからなることが好ましい。
【0019】
接着層は、EVOH層と内面層とを接着する機能を有する層であり、例えば上述したポリオレフィンにカルボキシル基を導入した酸変性ポリオレフィン(例:無水マレイン酸変性ポリエチレン)を添加したものや、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)である。接着層の一例は、低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンと、酸変性ポリエチレンの混合物である。
【0020】
口部9には、逆止弁付きのキャップと係合可能な係合部9dが設けられている。キャップは、打栓式で装着するものであってもよく、ネジ式で装着するものであってもよい。
【0021】
図1に示すように、収容部7には凹部7aが設けられており、凹部7aに外気導入孔15が設けられている。外気導入孔15は、外殻12にのみ設けられた貫通孔であり、外殻12と内袋14の間の中間空間21と、容器本体3の外部空間Sとを連通する。凹部7aは、収容部7をシュリンクフィルムで覆う際に弁部材5とシュリンクフィルムの干渉を避けるために設けられるものである。また、凹部7aがシュリンクフィルムで密閉されてしまわないよう、凹部7aから口部9の方向に延びる空気流通溝7bが設けられる。
【0022】
図2に示すように、弁部材5は、外気導入孔15に挿通され且つ外気導入孔15に対してスライド移動可能な軸部5aと、軸部5aの中間空間21側に設けられ且つ軸部5aよりも断面積が大きい蓋部5cと、軸部5aの外部空間S側に設けられ且つ弁部材5が中間空間21に入り込むことを防ぐ係止部5bを備える。
【0023】
蓋部5cは、外殻12を圧縮した際に外気導入孔15を実質的に閉塞させるように構成され、軸部5aに近づくにつれて断面積が小さくなる形状になっている。また、係止部5bは、外殻12が圧縮された後に復元する際に中間空間21に空気が導入可能なように構成される。外殻12を圧縮すると、中間空間21内の圧力が外圧よりも高くなって、中間空間21内の空気が外気導入孔15から外部に漏れ出す。この圧力差と空気の流れによって蓋部5cが外気導入孔15に向かって移動し、蓋部5cが外気導入孔15を閉塞する。蓋部5cが軸部5aに近づくにつれて断面積が小さくなる形状であるので、蓋部5cが容易に外気導入孔15に嵌って外気導入孔15を閉塞する。
【0024】
この状態で外殻12をさらに圧縮すると、中間空間21内の圧力が高まり、その結果、内袋14が圧縮されて、内袋14内の内容物が吐出される。また、外殻12への押圧力を解除すると、外殻12が自身の弾性によって復元しようとする。この際、蓋部5cが外気導入孔15から離れて、外気導入孔15の閉塞が解除されて、中間空間21内に外気が導入される。また、係止部5bが外気導入孔15を塞いでしまわないように、係止部5bには流通路5dが設けられており、係止部5bが外殻12に当接した状態でも、流通路5d及び外気導入孔15を通じて、外気が中間空間21内に導入可能になっている。
【0025】
なお、弁部材5としては、外気導入孔15を開閉可能な任意の構成のものを採用することができる。また、弁部材5を省略してもよい。
【0026】
2.積層剥離容器の製造方法
次に、本実施形態の積層剥離容器1の製造方法の一例を説明する。
まず、製造すべき容器本体3に対応する積層構造(一例は、容器内面側から順に、PE層/接着層/EVOH層/PP層/リプロ層/PP層の積層構造)を備えた溶融状態の積層パリソンを押出し、この溶融状態の積層パリソンをブロー成形用の分割金型にセットし、分割金型を閉じる。
次に、容器本体3の口部9側の開口部にブローノズルを挿入し、型締めを行った状態で分割金型のキャビティー内にエアーを吹き込む。次に、分割金型を開いて、ブロー成形品を取り出す。
【0027】
次に、積層剥離容器1の容器本体3の外殻12に外気導入孔15を形成する。外気導入孔15の形成は、保持工程、切込形成工程、剥離工程、吸引工程によって行うことができる。以下、各工程について詳細に説明する。なお、保持工程、切込形成工程、剥離工程、及び吸引工程のうちの少なくとも一つは、以下に示す方法以外の方法で実施してもよく、省略してもよい。
【0028】
<保持工程>
保持工程では、
図3〜
図6に示すように、容器本体3を保持治具4に保持させる。
【0029】
図3〜
図6に示すように、保持治具4は、一端4hに端部開口4aを有する筒部4bを備え、端部開口4aから容器本体3を口部9側から保持治具4内に挿入することによって容器本体3を保持治具4に保持する。また、筒部4bの側面には、穴あけドリル30を挿入するためのドリル開口4cが設けられている。筒部4bの内面には、ドリル開口4cに連通するように、容器本体3と筒部4bの密着面に沿って延びる通気溝4dが設けられている。通気溝4dは、好ましくは、容器本体3を保持治具4に保持したときに外気導入孔15を形成する領域に近接する位置に通気溝4dの端部4d1(
図6Bを参照)が配置されるように設けられる。また、通気溝4dは、好ましくは、容器本体3の周方向に沿って延びるように設けられる。さらに、通気溝4dは、好ましくは、容器本体3を囲むように設けられる。通気溝4dを設けることによって、ドリル開口4cを通じた吸引の際に、容器本体3からドリル開口4cに向かう方向の空気の流れが生じやすくなって、外気導入孔15の形成時に発生する切粉が速やかに排出される。通気溝4dには、容器本体3と保持治具4の間の隙間から外気が流れ込む。なお、保持治具4の外部と、通気溝4dを連結する連結溝を別途設けてもよい。この場合、吸引の際の通気溝4d内の空気の流れがよりスムーズになる。
【0030】
また、保持治具4には、口部保持部4eと収容部保持部4fが設けられている。口部保持部4eは、容器本体3の口部9を保持し、収容部保持部4fは、容器本体3の収容部7を保持する。口部保持部4eの内径は、口部9の外径とほぼ等しいため、口部9を口部保持部4eに挿入することによって口部9が保持される。収容部保持部4fは、一端4hに向かって径が大きくなっており、収容部7と略相補形状になっている。収容部7の外面が収容部保持部4fに当接して、収容部7が収容部保持部4fによって保持される。口部保持部4eと収容部保持部4fによって容器本体3を保持することによって、安定した状態で外気導入孔15を形成することが可能になり、外気導入孔15の形状のバラツキが低減される。
【0031】
さらに、保持治具4には、肩部当接部4gが設けられている。肩部当接部4gは、容器本体3の肩部8を当接させる。容器本体3は、肩部8が肩部当接部4gに当接するか、収容部7が収容部保持部4fに当接することによって高さ方向に位置決めされる。
【0032】
さらに、保持治具4には、係止片保持溝4iが設けられている。係止片保持溝4iには、係止片6が保持されている。容器本体3を保持治具4に保持させると、係止片6が容器本体3の空気流通溝7bに係合される。これによって、容器本体3が周方向に位置決めされる。
【0033】
<切込形成工程・剥離工程>
切込形成工程では、
図8〜
図12に示すように、外殻12の外気導入孔15を形成する位置に、環状(好ましくは、円状)の切り込み15bを形成して切除片15aを形成する(
図12を参照)。剥離工程では、環状の切り込み15bの内側の領域において剥離具40を容器本体3に当接させて剥離力を加えることによって、この領域において外殻12を内袋14から剥離させる。
【0034】
切り込み15bは、刃部30fを有する穴あけドリル30を回転させながら、刃部30fを外殻12に押し付けることによって形成することができる。
【0035】
図9〜
図11に示すように、穴あけドリル30は、剥離具40に回転不能に連結され、剥離具40が単軸移動及び回転が可能なスピンドル50に連結されている。このため、穴あけドリル30及び剥離具40を一体回転させながら、前進又は後退させることが可能になっている。また、穴あけドリル30、剥離具40、スピンドル50には、全長に渡って空洞30g,40g,50gが設けられており、スピンドル50の基端には、ロータリージョイントを介して吸排気装置に連結されている。このため、穴あけドリル30及び剥離具40の先端部30c,40cを通じて吸排気を行うことが可能になっており、切り込み形成時に発生する切粉を切り込み形成中に吸引できるので、切粉の飛散を抑制することができる。
【0036】
図9及び
図10に示すように、剥離具40は、基端40i側から順に、スピンドル固定部40a、穴あけドリル固定部40b、先端部40cを備える。スピンドル固定部40aにはスピンドル50が固定される。穴あけドリル固定部40bには穴あけドリル30が固定される。先端部40cは、断面C字状の筒状である。先端部40cには、平坦面40dと切欠部40eが設けられており、切欠部40eの周方向の側面が刃部40fとなっている。本実施形態では、先端部40cは、穴あけドリル30の先端部30cと同様の構造の平坦面、切欠部、刃部を有しているが、これは一例であり、先端部40cの形状は、容器本体3に対して剥離力を加えることができる任意の形状であってもよい。例えば、先端部30cが螺旋状になるように、平坦面40dの代わりに傾斜面を設けてもよい。
【0037】
剥離力とは、外殻12と内袋14を剥離させる作用を有する任意の力であり、回転力、押圧力、振動などが挙げられる。なお、本実施形態では、剥離具40は、切除片15aを剥離させる目的で設けられているが、剥離具40は、穴あけドリル30を装着せずに、単独で、穴あけドリルとして用いることができ、その場合、穴あけドリル30を用いる場合よりも小径の外気導入孔を形成することができる。
【0038】
図9及び
図11に示すように、穴あけドリル30は、本体部30a及び先端部30cを備える。本体部30aは、雌ねじ部30bが設けられている。穴あけドリル固定部40bを空洞30gに挿入した状態で、雌ねじ部30bに止めネジを螺合させて止めねじを穴あけドリル固定部40bに押しつけることによって、穴あけドリル30を剥離具40に固定することができる。止めねじは、穴あけドリル固定部40bに設けられた平坦面40hに押し付けられる。また、穴あけドリル30は、その基端30iを剥離具40の肩部40jに当接させることによって位置決めされる。
【0039】
先端部30cは、断面C字状の筒状である。先端部30cには、平坦面30dと切欠部30eが設けられており、切欠部30eの周方向の側面が刃部30fとなっている。
【0040】
平坦面30dの半径方向の幅Wは、0.1〜0.2mmが好ましく、0.12〜0.18mmがさらに好ましい。幅Wが小さすぎると穿孔時に内袋14が傷つきやすく、幅Wが大きすぎると刃部30fが外殻12に接触しにくくなるので、穿孔をスムーズに行いにくい。切欠部30eを設ける範囲は、60〜120度が好ましく、75〜105度がさらに好ましい。この範囲が大きすぎると穿孔時に内袋14が傷つきやすく、この範囲が小さすぎると穿孔をスムーズに行いにくい。
【0041】
また、先端部30cの内面には、先端に向かって広がるテーパー面30kが設けられている。これによって、穿孔時に発生する切除片15aが容器本体3側に残らず、穴あけドリル30側に移行しやすくなっている。
【0042】
穴あけドリル30を回転させながら平坦面30dを外殻12に押し付けると、平坦面30dが外殻12に少しめり込む。その結果、外殻12が部分的に切欠部30eに入り込んで、刃部30fが外殻12に接触して、外殻12が切り込まれる。
図12に示すように、平坦面30dが外殻12と内袋14の境界に到達すると、外殻12に環状の切り込み15b及び切除片15aが形成される。切除片15aは、切り込み15bによって形成される部位であり、これを除去することによって外気導入孔15が形成される。
図12の状態では、先端部30cは、外殻12を貫通し、外殻12に対して空回りする状態となっているが、先端部40cは、外殻12を貫通しておらず、先端部40cと切除片15aとが係合し、先端部40cの回転に伴って、切除片15aに回転力が加わるようになっている。そして、この回転力によって切除片15aが確実に内袋14から剥離される。
【0043】
平坦面30dが外殻12と内袋14の境界に到達した後に、平坦面30dを内袋14に対して押し付けると、内袋14は外殻12から剥離されて容器本体3の内側に向かって容易に変形するので、平坦面30dが内袋14にめり込むことがなく、内袋14には刃部30fが接触せず、内袋14が傷つけられることが抑制される。
【0044】
特許文献1のように穴あけドリル30の内径が4.5mm以下である場合には、切り込み15bの形成時に切除片15aに加わる力によって切除片15aが自然に内袋14から剥離されるために、穴あけドリル30の先端部30cからの吸引によって切除片15aを容易に吸着することができ、切除片15aが容器本体3側に残ることがほとんどなかった。しかし、穴あけドリル30の内径が4.5mmを超える場合(特に6mmを超える場合)には、特許文献1と同様の構成の穴あけドリルを用いた場合には、切除片15aの中央付近が内袋14をくっついたままになって、穴あけドリル30の先端部30cからの吸引では切除片15aを吸着することができず、、切除片15aが容器本体3側に残る頻度が大幅に増大した。
【0045】
本実施形態では、このような問題を解決するために、穴あけドリル30の内部に剥離具40を設け、剥離具40を切除片15aに当接させて剥離力を加えることによって、切除片15aが内袋14から剥離されるようにしている。先端部30c,40cは同様の構成であるが、先端部30cは周速度が先端部40cよりも小さいので、刃部40fの切断力が刃部30fよりも弱くなり、先端部30cの回転力が切除片15aに加えられる。また、刃部40fの切断力が刃部30fよりも弱いので、平坦面30d、40dが同一平面上にある場合には、通常は、切除片15aは、先端部40cの回転軌跡の内外で刃部40fによって分断されることがない。但し、平坦面40dを平坦面30dよりも突出させる等によって、刃部40fが先端部40cの回転軌跡の内外で切除片15aを分断するように構成してもよい。切除片15aが分断されていない方がその取り扱いが容易であるので、切除片15aは分断されないことが好ましい。
【0046】
本実施形態によれば、穴あけドリル30の先端部30cからの吸引によっては切除片15aを吸着できるようになり、切除片15aが容器本体3側に残る頻度が低減される。また、先端部30cが断面C字状であるので、先端部30cが切除片15aを吸着しても切除片15aが先端部30cを閉塞させることがなく、先端部30cを通じた切粉の吸引が継続可能になっている。
【0047】
切除片15aを先端部30cに吸着させた後は、穴あけドリル30及び剥離具40を後退させ、空洞40g内にエアーを吹き込むことによって、切除片15aを穴あけドリル30の先端から放出させることができる。
【0048】
<吸引工程>
吸引工程では、切り込み15bの形成時に発生する切粉を、ドリル開口4cを通じて吸引する。吸引工程では、好ましくは、保持治具4に吸引ヘッド51を密着させた状態で吸引が行われる。
【0049】
吸引ヘッド51は、穴あけドリル30を挿通可能なドリル挿通孔51aと、吸引ヘッド51内の空気及び切粉を吸引するための吸引孔51bを備える。吸引ヘッド51は、ドリル挿通孔51a及び吸引孔51bがドリル開口4cに連通するように保持治具4に密着される。切込形成工程は、ドリル挿通孔51aとドリル開口4cを貫通するように穴あけドリル30を挿入して切り込み15bを形成する。
【0050】
切粉の吸引は、吸引孔51bを通じて行う。吸引孔51bには、ホース52が連結されており、ホース52には、吸引装置が連結されている。これによって、吸引ヘッド51内の空気及び切粉を吸引することが可能になっている。
【0051】
ドリル挿通孔51aの内径は、スピンドル50の外径よりもわずかに大きい。このため、ドリル挿通孔51aの内周とスピンドル50の外周の間に隙間がある。
【0052】
保持治具4に通気溝4dがない場合には、吸引ヘッド51内の空気を吸引すると、ドリル挿通孔51aの内周とスピンドル50の外周の間に隙間から外気が吸引ヘッド51内に流入するために、容器本体3から吸引孔51bに向かう空気の流れが生じにくく、切粉を効率的に吸引することができない場合がある。
【0053】
本実施形態のように、保持治具4に通気溝4dを設けると、容器本体3から吸引孔51bに向かう空気の流れが生じやすくなって、切粉を効率的に吸引することができる。
【0054】
以上の工程で、外殻12への外気導入孔15の形成が完了する。この後に、内袋14を外殻12から予備剥離する予備剥離工程を必要に応じて行ったり、外気導入孔15に弁部材5を挿入したりして、積層剥離容器1の製造を完了する。
【0055】
3.その他実施形態
上記実施形態では、切込形成工程と剥離工程を同時に行っているが、これらの工程は同時に行わなくてもよい。例えば、剥離具40を有さない穴あけドリル30を用いて切除片15aを形成し、その後に、切除片15aに対して剥離工程を行ってもよい。
上記実施形態では、穴あけドリル30と剥離具40は一体回転させているが、穴あけドリル30と剥離具40の回転速度又は回転方向の少なくとも一方を異ならせてもよい。
剥離具40は、回転させる代わりに、容器本体3を押圧したり、容器本体3に振動を加えたりするように動作させてもよい。
上記実施形態では、穴あけドリル30の先端(平坦面30d)は、剥離具40の先端(平坦面40d)と同一面上に配置されているが、穴あけドリル30の先端が剥離具40の先端よりも突出するように配置してもよく、剥離具40の先端が穴あけドリル30の先端よりも突出するように配置してもよい。
上記実施形態では、外気導入孔15は、収容部7の側面に設けているが、外気導入孔15は、収容部7の底部に設けてもよく、口部9に設けてもよい。