JP7656493B2 - 包装容器の製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、包装容器の製造方法および製造装置に関する。

包装容器としては、軟質フィルムからなる可撓性の筒状部材と、硬質の底板部材とを備えた容器がある。底板部材は、筒状部材の内側に嵌入されて筒状部材に溶着される（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００２－１０４４４８号公報

前記容器を製造するには、例えば、次の方法をとることができる。筒状部材を、底部を上にした逆立姿勢として、筒状部材内に底板部材を投入する。次いで、筒状部材を、底部を下にした正立姿勢とする。底板部材は、自重により筒状部材内で落下し、筒状部材の底部に配置される。底板部材を、ヒートシールなどにより筒状部材に固定する。

しかしながら、前記製造方法では、可撓性の筒状部材がわずかに変形しただけで、変形箇所において底板部材の移動が規制されることがある。そのため、逆立姿勢から正立姿勢にした筒状部材内で底板部材が引っ掛かり、底板部材を底部に配置できない場合がある。そのため、前記製造方法では、容器の製造が難しくなる可能性があった。

本発明の一態様は、可撓性の容器本体と硬質の底板とを備えた包装容器の製造が容易となる包装容器の製造方法および製造装置を提供する。

本発明の一態様は、可撓性の筒状の容器本体と、前記容器本体の第１端の開口を閉止する底板とを備えた包装容器を製造する包装容器の製造方法であって、前記容器本体内に前記底板を投入する第１工程と、前記容器本体の前記第１端とは反対の第２端から前記容器本体内に気体を送入して前記底板に前記気体の送入圧力を加えることによって前記底板を前記第１端に配置する第２工程と、前記底板の外周縁を前記容器本体に接合することによって前記第１端の開口を閉止する第３工程と、を有する包装容器の製造方法を提供する。

前記第２工程において、前記第２端に、送入孔を有するノズルを設置し、前記送入孔を通して前記容器本体に前記気体を送入することが好ましい。

前記底板は、厚さ方向に対称となる形状を有することが好ましい。

本発明の他の態様は、可撓性の筒状の容器本体と、前記容器本体の第１端の開口を閉止する底板とを備えた包装容器を製造する包装容器の製造装置であって、基体と、前記容器本体を保持するホルダと、前記容器本体に気体を送入するための送入孔を有し、前記容器本体の前記第１端とは反対の第２端に設置可能なノズルと、を備え、前記ホルダは、前記容器本体を、前記第１端が前記第２端より低く位置する姿勢で保持する第１形態と、前記容器本体を、前記第１端が前記第２端より高く位置する姿勢で保持する第２形態と、を切り替え可能である、包装容器の製造装置を提供する。

本発明の一態様によれば、可撓性を有する容器本体と非可撓性の底板とを備えた包装容器の製造が容易となる包装容器の製造方法および製造装置を提供する。

（Ａ）実施形態の包装容器の製造方法によって作製された包装容器の一例の断面図である。（Ｂ）容器本体の一部の断面図である。 包装容器の一例の分解斜視図である。 （Ａ）底板の斜視図である。（Ｂ）底板の斜視図である。 実施形態の包装容器の製造装置の斜視図である。 実施形態の包装容器の製造装置の正面図である。 （Ａ）ノズルの斜視図である。（Ｂ）ノズルの斜視図である。 実施形態の包装容器の製造方法の工程図である。 前図に続く工程図である。 前図に続く工程図である。 前図に続く工程図である。 前図に続く工程図である。 前図に続く工程図である。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。
［包装容器］
図１（Ａ）は、実施形態の包装容器の製造方法によって作製された包装容器の一例である包装容器１０の断面図である。図１（Ｂ）は、容器本体１の一部の断面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ部分の拡大図である。図２は、包装容器１０の分解斜視図である。図３（Ａ）は、底板２の斜視図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）とは反対の面から見た底板２の斜視図である。

図１（Ａ）に示すように、包装容器１０は、容器本体１と、底板２とを備える。容器本体１は、口部３と、肩部４と、胴部５とを備える。包装容器１０の説明においては、図１（Ａ）に即して構成要素の位置関係を説明する。ここに規定する位置関係は、包装容器１０の使用時の姿勢を限定しない。

口部３は、円筒状に形成されている。口部３の外周面には、ネジ部６が形成されている。口部３の上端３ａは容器本体１の第２端である。口部３の上端３ａの開口を上端開口（第２端の開口）３ｂという。口部３には、ネジ部６に螺合するネジ部を有するキャップ（図示略）を装着することができる。キャップは、上端開口３ｂを閉止することができる。

肩部４は、口部３の下端から拡径しつつ下降する。胴部５は、肩部４の下端から下方に延出する。胴部５は、円筒状に形成されている。胴部５の下端５ａは、容器本体１の第１端である。胴部５の下端５ａの開口を下端開口（第１端の開口）５ｂという。

容器本体１のうち少なくとも胴部５は、可撓性を有する。胴部５は、例えば、フィルムで形成されている。
図１（Ｂ）に示すように、胴部５は、例えば、シーラント層１ａと、バリア層１ｂと、基材層１ｃとを備える積層フィルムで形成されている。シーラント層１ａは、容器本体１の最内層である。バリア層１ｂは、シーラント層１ａの外周面に設けられる。基材層１ｃは、バリア層１ｂの外周面に設けられる。本実施形態では、基材層１ｃが最外層であるが、基材層１ｃの外側に、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂で形成された最外層が設けられてもよい。

シーラント層１ａを構成する材料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂が好ましい。バリア層１ｂは、例えば、アルミニウムなどで形成される金属層を含む。バリア層１ｂは、アルミニウム箔またはアルミニウム蒸着フィルムであってよい。基材層１ｃを構成する材料としては、例えば、ナイロン（脂肪族ポリアミド）を挙げることができる。

図１（Ａ）に示すように、容器本体１は、自立性を有する。容器本体１は、内容物を充填した状態で自立可能であることが好ましい。容器本体１は、例えば、一体的に形成されている。容器本体１は、少なくとも胴部５が可撓性を有するため、包装容器１０を廃棄する際に、胴部５を折りたたむことなどによって減容化することができる。

図２に示すように、底板２は、容器本体１とは別体である。底板２は、容器本体１の下端開口（第１端の開口）５ｂを閉止する。底板２の外周縁２ａは、ヒートシールなどによって容器本体１の内周面に接合される。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、底板２は、基板１１と、補強リブ１２とを備える。基板１１は、円板状に形成されている。基板１１の一方の面を第１面１１ａという。基板１１の他方の面を第２面１１ｂという。図１（Ａ）において、第１面１１ａは基板１１の上面である。第２面１１ｂは基板１１の下面である。

補強リブ１２は、複数の主リブ１３と、周縁リブ１４とを備える。複数の主リブ１３は、基板１１の中央から径方向の外方に向けて放射状に延出する。主リブ１３は、基板１１の両面に突出する。すなわち、主リブ１３は、第１リブ１３ａと、第２リブ１３ｂとを備える。図１（Ａ）において、第１リブ１３ａは、基板１１の第１面１１ａから上方に突出する。第２リブ１３ｂは、基板１１の第２面１１ｂから下方に突出する。第１リブ１３ａおよび第２リブ１３ｂの断面形状（長さ方向に直交する断面の形状）は、例えば、矩形状である。

第１リブ１３ａと第２リブ１３ｂとは同形である。第１面１１ａからの第１リブ１３ａの突出高さと、第２面１１ｂからの第２リブ１３ｂの突出高さとは等しい。複数の第１リブ１３ａは、第１面１１ａの中心に対してｎ回対称（ｎは２以上の整数）の回転対称となる位置にある。第２リブ１３ｂは、第１リブ１３ａと同じ形状である。本実施形態では、第１リブ１３ａおよび第２リブ１３ｂの数は、それぞれ６である。６つの第１リブ１３ａは、６回対称の回転対称となる位置にある。６つの第２リブ１３ｂは、６回対称の回転対称となる位置にある。

周縁リブ１４は、基板１１の周縁に沿って形成されている。周縁リブ１４は、基板１１の全周にわたる円形状とされている。周縁リブ１４は、基板１１の両面に突出する。すなわち、周縁リブ１４は、第１リブ１４ａと、第２リブ１４ｂとを備える。図１（Ａ）において、第１リブ１４ａは、基板１１の第１面１１ａから上方に突出する。第２リブ１４ｂは、基板１１の第２面１１ｂから下方に突出する。第１リブ１４ａおよび第２リブ１４ｂの断面形状（長さ方向に直交する断面の形状）は、例えば、矩形状である。第１リブ１４ａと第２リブ１４ｂとは同じ形状である。第１面１１ａからの第１リブ１４ａの突出高さと、第２面１１ｂからの第２リブ１４ｂの突出高さとは等しい。

第１リブ１３ａの形状と、第２リブ１３ｂの形状とは同じである。第１リブ１４ａの形状と、第２リブ１４ｂの形状とは同じである。そのため、底板２は、厚さ方向に対称な形状を有する。

底板２は、非可撓性である。底板２は、例えば、硬質の樹脂で形成されている。底板２を構成する材料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル系樹脂などが挙げられる。底板２は、例えば、射出成形などによって作製することができる。

［製造装置］
図４は、包装容器の製造装置２０の斜視図である。図５は、製造装置２０の正面図である。図６（Ａ）は、ノズル２３の斜視図である。図６（Ｂ）は、ノズル２３の斜視図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）とは反対の面から見たノズル２３の斜視図である。

図４および図５に示すように、製造装置２０は、基体２１と、ホルダ２２と、ノズル２３（図９参照）とを備える。製造装置２０の説明においては、図５に実線で示す形態に即して構成要素の位置関係を説明する。基台２５に対する背板２６の延出方向は上方である。図５における紙面手前方向は前方である。ここに規定する位置関係は、製造装置２０の使用時の姿勢を限定しない。

基体２１は、基台２５と、背板２６と、連結機構２７とを備える。基台２５は、前後方向に延びる長板状に形成されている。基台２５は、前部が湾曲凸状（例えば、半円形状）となっている。背板２６は、基台２５の後端部の上面から上方に延出する。背板２６は、厚さ方向を前後方向に向けた姿勢とされている。

ホルダ２２は、底板３１と、主板３２と、上板３３とを備える。主板３２は、矩形状（詳しくは、長方形状）とされている。図５に実線で示す形態では、主板３２は、背板２６の前方に位置する。主板３２は、背板２６と平行である。
底板３１は、主板３２の一端部に設けられている。底板３１は、主板３２に対して垂直であり、前方に突出する。底板３１は、前部が湾曲凸状（例えば、半円形状）となっている。図５に実線で示す形態では、底板３１は基台２５の上方に位置する。

上板３３は、主板３２の他端部に設けられている。上板３３は、主板３２に対して垂直であり、前方に突出する。上板３３の前端には、保持凹部３４が形成されている。保持凹部３４は、上板３３の前端から後方に向けて凹状に形成されている。保持凹部３４の幅は、包装容器１０の口部３の外径より大きく、かつ胴部５の外径より小さい。保持凹部３４には、包装容器１０の口部３が挿入される。ホルダ２２は、包装容器１０を保持できる（図８参照）。

連結機構２７は、ホルダ２２を回動可能に背板２６に連結する。連結機構２７は、固定部２８と、回動軸部２９と、を備える。固定部２８は、主板３２の背面の長さ方向の中央に固定されている。図５に示すように、回動軸部２９は、前後方向に沿う中心軸の周りに回動可能となるようにホルダ２２を支持する。

ホルダ２２は、例えば、図５に実線で示す第１形態Ｐ１と、仮想線で示す第２形態Ｐ２とを切り替え可能である。第１形態Ｐ１をとるホルダ２２に保持された容器本体１は、下端５ａが上端３ａより低く位置する姿勢となる（図８参照）。第１形態Ｐ１をとるホルダ２２に保持された容器本体１は、例えば、口部３が上向きとなる正立姿勢となる。第２形態Ｐ２をとるホルダ２２に保持された容器本体１は、下端５ａが上端３ａより高く位置する姿勢となる。

図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、ノズル２３は、主部２３ａと、縮径部２３ｂとを備える。主部２３ａは、円柱状とされている。主部２３ａの外径は、包装容器１０の口部３の上端３ａの内径より大きい。縮径部２３ｂは、主部２３ａの一端から突出する。縮径部２３ｂは、円錐台形状とされている。縮径部２３ｂは、主部２３ａからの突出方向に徐々に外径が小さくなるテーパ状とされている。

ノズル２３には、中心軸に沿って送入孔３５が形成されている。送入孔３５は、ノズル２３を貫通する。送入孔３５は、気体が流通可能である。
ノズル２３の外周面の一部には、複数の通気溝３６が形成されている。通気溝３６は、主部２３ａの外周面から縮径部２３ｂの外周面にかけて形成されている。複数の通気溝３６は、ノズル２３の周方向に間隔をおいて形成されている。

［包装容器の製造方法］
図１（Ａ）に示す包装容器１０を製造する方法の一例を図７～図１３を参照して説明する。この製造方法は、次に示す第１～第３工程を有する。

（第１工程）
図７に示すように、容器本体１を逆立姿勢とする。逆立姿勢は、容器本体１の下端５ａが上端３ａに比べて高く位置する姿勢である。容器本体１内に、下端開口５ｂを通して底板２を投入する。底板２は、容器本体１内に落下する。

（第２工程）
容器本体１をホルダ２２に保持させる。容器本体１をホルダ２２に保持させるときのホルダ２２は、第１形態Ｐ１であってもよいし、第２形態Ｐ２であってもよい（図５参照）。
図８に示すように、必要に応じてホルダ２２を連結機構２７によって回動させる。ホルダ２２は第１形態Ｐ１となる。容器本体１は正立姿勢となる。

容器本体１は可撓性であるため変形しやすい。容器本体１が変形すると、変形箇所において容器本体１の内周面形状が非円形となり、底板２の移動が規制されることがある。また、容器本体１の内周面の滑り特性によっては、容器本体１の内周面と底板２との摩擦によって底板２の移動が規制されることがある。底板２は、自重により容器本体１内で下端５ａまで落下するのが好ましいが、容器本体１の内周面に移動規制され、下端５ａまで落下しないことがある。本実施形態では、底板２は、胴部５の軸方向の中央に留まっている。

図９に示すように、口部３の上端３ａにノズル２３を設置する。ノズル２３の縮径部２３ｂの一部は口部３の上端開口３ｂに挿入される。

図１０および図１１に示すように、ノズル２３の送入孔３５に接続された送気管３７を用いて、送入孔３５を通して容器本体１に空気を送る。空気は、上端開口３ｂを通過して容器本体１内に送入される。気体は、例えば空気である。容器本体１内に上から送入された空気は、底板２に下向きの送入圧力を加える。底板２は落下し、容器本体１の下端５ａに配置される。空気の送入圧力によって、底板２は、容器本体１の中心軸に垂直な姿勢となる。

図９に示すように、容器本体１に送入された空気によって容器本体１の内圧が高まると、容器本体１に挿入された空気の一部は、通気溝３６を通して外部に放出される。そのため、容器本体１の内圧上昇は抑制される。

（第３工程）
図１２は、包装容器１０およびヒートシール装置１００を示す概念図である。図１２に示すように、ヒートシール装置１００は、容器本体１を外周側から加熱するヒータ１０１を備える。ヒータ１０１は容器本体１の下端部を全周にわたって加熱する。底板２の外周縁２ａは、容器本体１の内周面にヒートシールによって全周にわたって接合される。容器本体１の下端開口５ｂは底板２によって閉止される。これにより、図１（Ａ）に示す包装容器１０を得る。

［実施形態の製造方法および製造装置が奏する効果］
図１１に示すように、前記製造方法では、第２工程において、上端３ａから容器本体１内に空気を送入して底板２に送入圧力を加える。そのため、底板２が容器本体１内の高い位置に留まっている場合でも、空気の送入圧力によって底板２を容器本体１の下端５ａに配置することができる。したがって、第３工程において底板２を容器本体１に対して正確な位置に接合することができる。よって、包装容器１０の製造は容易となる。

第２工程においては、上端３ａにノズル２３を設置し、ノズル２３の送入孔３５を通して容器本体１に空気を送入する。そのため、容器本体１に空気を確実かつ容易に送り込むことができる。よって、包装容器１０の製造は容易となる。

底板２は、厚さ方向に対称となる形状を有する。そのため、底板２は、第１面１１ａが上向きの姿勢でもよいし（図１（Ａ）参照）、第１面１１ａが下向きの姿勢でもよい。底板２の向きに制約がないため、底板２の向きを合わせるための工程は必要ない。製造における工程数を少なくできるため、包装容器１０の製造は容易となる。

図８に示す製造装置２０は、ホルダ２２と、ノズル２３（図９参照）とを備えるため、ホルダ２２によって容器本体１を保持し、ノズル２３を用いて上端３ａから容器本体１内に空気を送入して底板２に送入圧力を加えることができる。そのため、底板２が容器本体１内の高い位置に留まっている場合でも、空気の送入圧力によって底板２を容器本体１の下端５ａに配置することができる。したがって、底板２を容器本体１に対して正確な位置に接合することができる。よって、包装容器１０の製造は容易となる。

本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、図１（Ａ）に示す包装容器１０の胴部５は円筒状であるが、容器本体の形状は特に限定されない。容器本体は、三角筒、四角筒、五角筒などの角筒状でもよい。図１（Ａ）に示す包装容器１０では、底板２は容器本体１の内周面に接合されているが、底板と容器本体との接合構造は特に限定されない。

前記製造方法の第３工程では、ヒートシール（熱溶着）によって底板２と容器本体１とを接合するが、底板と容器本体とを接合する方法は特に限定されない。底板と容器本体とは、超音波溶着、高周波溶着、レーザー溶着などにより溶着されてもよい。底板と容器本体とは、接着剤により接合してもよい。

包装容器に収容される内容物の性状は特に限定されない。内容物は、例えば、液体、固体、粉体、粒体、これらのうち２以上の混合物などであってよい。内容物の種類としては、特に限定されず、飲料品、食料品、調味料、化粧品、医薬品、洗剤、接着剤、家庭用品、工業製品などが挙げられる。容器本体には、印刷などによって表示を形成してもよい。

１…容器本体、２…底板、２ａ…外周縁、３ａ…上端（第２端）、３ｂ…上端開口（第２端の開口）、５ａ…下端（第１端）、５ｂ…下端開口（第１端の開口）、１０…包装容器、２０…製造装置、２１…基体、２２…ホルダ、２３…ノズル、３５…送入孔、Ｐ１…第１形態、Ｐ２…第２形態。

Claims (4)

1. 可撓性の筒状の容器本体と、前記容器本体の第１端の開口を閉止する底板とを備えた包装容器を製造する包装容器の製造方法であって、
   前記第１端を上にした逆立姿勢とした前記容器本体内に前記底板を投入し、前記底板の自重により前記容器本体内に落下させる第１工程と、
   前記第１端を下にした正立姿勢とした前記容器本体の前記第１端とは反対の第２端から前記容器本体内に気体を送入して前記底板に前記気体の送入圧力を加えることによって前記底板を落下させて前記底板を前記第１端に配置する第２工程と、
   前記底板の外周縁を前記容器本体に接合することによって前記第１端の開口を閉止する第３工程と、
   を有する包装容器の製造方法。
2. 前記第２工程において、前記第２端に、送入孔を有するノズルを設置し、前記送入孔を通して前記容器本体に前記気体を送入する、請求項１記載の包装容器の製造方法。
3. 前記底板は、厚さ方向に対称となる形状を有する、請求項１または２に記載の包装容器の製造方法。
4. 可撓性の筒状の容器本体と、前記容器本体の第１端の開口を閉止する底板とを備えた包装容器を製造する包装容器の製造装置であって、
   基体と、
   前記容器本体を保持するホルダと、
   前記容器本体に気体を送入するための送入孔を有し、前記容器本体の前記第１端とは反対の第２端に設置可能なノズルと、を備え、
   前記ホルダは、
   前記容器本体を、前記第１端が前記第２端より低く位置する姿勢で保持する第１形態と、
   前記容器本体を、前記第１端が前記第２端より高く位置する姿勢で保持する第２形態と、
   を切り替え可能であり、
   前記第１形態では、前記第１端を下にした正立姿勢とした前記容器本体の前記第２端から前記容器本体内に前記気体を送入して前記底板に前記気体の送入圧力を加えることによって前記底板を落下させて前記底板を前記第１端に配置し、
   前記第２形態では、前記第１端を上にした逆立姿勢とした前記容器本体内に投入した前記底板が自重により前記容器本体内に落下した状態とした前記容器本体を前記ホルダに保持させる、包装容器の製造装置。

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