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JPH0343121B2 - - Google Patents
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JPH0343121B2 - - Google Patents

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JPH0343121B2
JPH0343121B2 JP60041232A JP4123285A JPH0343121B2 JP H0343121 B2 JPH0343121 B2 JP H0343121B2 JP 60041232 A JP60041232 A JP 60041232A JP 4123285 A JP4123285 A JP 4123285A JP H0343121 B2 JPH0343121 B2 JP H0343121B2
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JP
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heat
container
resin
sealing
lid
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Tadahiko Kuzura
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Toyo Seikan Kaisha Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は、ヒートシール容器の製造方法に関す
るもので、より詳細には包装容器の開口端部とヒ
ートシール蓋との高周波誘導加熱によるヒートシ
ールを効率良く且つ円滑に行うための改良に関す
る。 従来の技術及び発明の技術的課題 金属罐は、ほぼ完全な密封性、ガスバリヤー性
を有し且つ形態保持性に優れた包装容器として長
年使用されてきたが、近年廃棄処理が困難なこと
から所謂罐公害の問題を生じるに至つている。 この金属罐に代わるものとして、近年プラスチ
ツクを構成素材とした各種包装用立体容器が広く
使用されるに至つている。しかしながら、プラス
チツク製の立体容器では、罐のような巻締による
蓋体との密封が困難であることから、容器開口端
部と蓋体との密封は、ヒートシール（熱封緘）に
より一般に行われている。ヒートシール操作は高
周波誘導加熱により行うことが、ヒートシール時
間の短縮、樹脂類の熱劣化防止及び作業性等の点
で有利であり、このためにヒートシール蓋として
は、金属箔から成る基体にヒートシール性樹脂内
面材を積層したものが使用されているが、容器開
口端側からの加熱ができないために、ヒートシー
ルに未だ比較的長時間を必要としたり、或いはヒ
ートシールの確実さや一様性に欠けるという欠点
を生じる。 また、プラスチツク製の透明立体容器の場合、
蓋体も透明であることが要求されることが多い。
このような透明プラスチツク製蓋体のヒートシー
ルには高周波誘導加熱を利用することが不可能で
あるため、従来のヒートバーによるヒートシール
を行わねばならず、ヒートシールに長時間を必要
とした。 発明の目的 従つて、本発明の目的は、上述した従来のヒー
トシール法における上記欠点が解消され、容器開
口端部と蓋材との間で、高周波誘導加熱により、
比較的短時間の内に確実なヒートシールによる密
封構造が導入される方法を提供するにある。 本発明の他の目的は、ヒートシールされるべき
容器開口端部或いは蓋材周辺において、高周波誘
導加熱に必要な効率的な発熱と、ヒートシール面
への優れた熱伝導性とが維持されるヒートシール
方法を提供するにある。 発明の構成 本発明によれば、包装容器と蓋材とのヒートシ
ールに際して、少なくともヒートシールされるべ
き容器開口端部又はヒートシールされるべき蓋材
の周辺部のいずれか一方、或いは両方として、ア
スペクト比（ｌ／ｄ）が２以上の金属繊維と熱可
塑性樹脂との複合物から形成されたものを用い、
前記蓋材と前記包装容器の開口端部とを重ね合せ
た状態で、高周波誘導加熱に付することを特徴と
するヒートシール容器の製造方法が提供される。 発明の特徴及び作用効果 本発明は、アスペクト比が一定の範囲、即ち２
以上の範囲にある金属繊維を熱可塑性樹脂中に配
合したもので、包装容器のヒートシールされるべ
き開口端部又は蓋体周辺部を形成させ、これを高
周波誘導加熱によるヒートシールに用いると、こ
の金属繊維が誘導加熱の際の極めて効率的な発熱
体となり、しかもヒートシール面への良好な熱伝
導状態も得られるという知見に基づくものであ
る。 一般に、交番電磁場中に金属のような 導体を
置くと、電磁誘導作用によりウズ電流が流れ、ウ
ズ電流損で発熱する。また、金属が磁性体の場合
には、これに更に磁気ヒステリシス損失が加わつ
て一層強く発熱する。このウズ電流は金属の表面
部分で優先的に発生し、かくして発熱も金属の表
面部分で顕著に生ずる。 本発明においては、アスペクト比が２以上の金
属繊維を用いるため、単位重量当りの表面積、即
比表面積が著しく増大し、樹脂中への配合量を一
定にして比較した場合、誘導加熱による発熱を著
しく増大させてヒートシールするべき容器開口端
部或いは蓋材周辺部の加熱を効率良く行い得ると
いう利点がある。 また、金属繊維を配合した熱可塑性樹脂の電気
伝導性は金属繊維のアスペクト比によつて大きく
かわる。即ち、アスペクト比が大きいほど金属繊
維間の接触点が多くなるため、樹脂中への配合量
を一定にして比較した場合、電気伝導性が極めて
良好となる。 従つて、アスペクト比の大きい金属繊維を用い
た場合、配合量を少くして、且つ高周波誘導加熱
【表】 上記式から、アスペクト比の大きい金属繊維を
樹脂中に配合すると、比較的少ない配合量で、熱
伝導率の大巾な向上が可能となるという事実が明
白である。 かくして、本発明に従い、金属繊維を配合した
樹脂複合物で容器のヒートシールすべき開口端部
又は蓋体の周辺部を形成させると、誘導加熱によ
り、ヒートシール面を容器開口端部側から、迅速
にしかも効率よく加熱することが可能となるので
ある。 しかも、樹脂中に配合された金属繊維は、配合
組成物の剛性、寸法安定性及び耐熱性を高めると
いう付加的な利点をもたらす。この利点により、
本発明方法によるヒートシール容器では、密封上
最も重要な開口端部に容器の形態保持上必要な剛
性、寸法安定性や更に耐熱性が付与されるもので
ある。 本発明をその実施の態様について以下に詳細に
説明する。 発明の実施の態様 本発明において、金属繊維としては、溶融紡糸
法、伸展法、押出法、切削法、びびり振動切削法
等のそれ自体公知の任意の方法で得られる金属繊
維が使用される。繊維を構成する金属の種類は、
鋼、鋳鉄、ステンレススチール、黄銅、銅、アル
ミニウム等の任意のものであつてもよく、式ｌ／
ｄ（式中ｌは金属繊維の長さ、ｄは金属繊維の径）
で定義されるアスペクト比は、２以上、一層好適
には10乃至5000の範囲にあることが、本発明の目
的に関して重要である。 即ち、配合する金属繊維の量を比較的低い範囲
の一定値とし、且つ金属繊維のアスペクト比を変
化させた場合、配合樹脂組成物の熱伝導率は或る
基準のアスペクト比を越えると、急激に大きくな
る傾向を示す。これは、充填した金属繊維のアス
ペクト比が或る基準値を越えるとマトリツクス内
でほぼ均一に接触し、安定した熱の伝導路を形成
するためと考えられる。 金属繊維の好適なものは、径が１乃至1000μ
ｍ、特に５乃至100μｍであり、そのステーブル
長は0.1乃至1000mm、特に0.5乃至100mmのもので
ある。 金属繊維を配合する樹脂は熱成形可能でヒート
シール可能な熱可塑性樹脂であれは、特に制限な
しに使用可能であり、例えば、低−、中−または
高−密度ポリエチレン、結晶性ポリプロピレン、
結晶性エチレン−プロピレン共重合体、プロピレ
ン−ブテン−共重合体、イオン架橋オレフイン共
重合体等のオレフイン系樹脂；ポリスチレン、ス
チレン−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジ
エン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン系
樹脂；ポリカーボネート；ポリエステル；ポリア
ミド；アクリル系樹脂；ポリアセタール樹脂等が
使用される。これらの内でも、経済性及び製造の
容易さの点では、オレフイン系樹脂が好ましく、
レトルト殺菌性の点ではポリプロピレンが最も望
ましい。 熱可塑性樹脂への金属繊維の配合量は、金属繊
維のアスペクト比や径によつても相違するが、樹
脂を基準にして１乃至60容積％、特に５乃至40容
積％の範囲内にあるのが望ましい。即ち、この範
囲を下廻ると熱伝導性での顕著な改善が期待され
ず、一方上記範囲を越えると、容器への熱成形性
が悪くなり、容器の機械的性質等も低下するよう
になる。 樹脂と金属繊維との混合は、両者をドライブレ
ンドし、必要によりこの混合物を樹脂の溶融条件
下に混練することにより容易に行われる。混練操
作は、例えばロール、ニーダー、ペレタイザー等
を用いて行つてもよいし、また押出機、射出機等
のシリンダー内で行うこともできる。 本発明方法に用いる容器本体は、ヒートシール
すべき開口端部のみが金属繊維配合樹脂複合物か
ら形成されていてもよいし、またこの開口端部を
含めて容器本体全体が金属繊維配合樹脂複合物か
ら形成されていてもよい。 前者の場合、例えばプラスチツクを構成素材と
するそれ自体公知の容器本体に対して、前述した
金属繊維配合樹脂複合物を、ヒートシール用フラ
ンジの形で設ける。或いは、このようなフランジ
が形成されている容器の場合には、フランジ上に
ヒートシーラント層として設ける。この場合容器
本体はプラスチツク単独から成る容器であつても
よいし、またプラスチツクと紙及び／又は金属箔
とから成る複合容器であつてもよい。 また、後者の場合容器本体の成形は、金属繊維
配合樹脂を用いる点を除けば、それ自体公知の手
段で製造できる。また、容器自体の構成も、金属
繊維配合樹脂組成物の単層容器であつてもよい
し、また金属繊維配合樹脂組成物の層と、他の樹
脂層及び／又は金属箔層との積層容器であつても
よい。 例えば、容器の成形は、前記組成物をパリソン
の形に溶融押出し次いでこれをボトル形状にブロ
ー成形することによつても行い得るし、また直接
容器形状のキヤビテイを備えた金型内に射出する
ことによつても行い得る。更に、上記組成物のシ
ートを作成し、このシートを真空成形、圧空成
形、プラグアシスト成形、張出し成形等に付する
ことによつて、カツプ状のフランジ付有底容器と
することができる。また、押出或いは射出によ
り、一旦パイプ或いは有底プリフオームを形成
し、このパイプ或いは有底プリフオームを、樹脂
の延伸温度において、軸方向の引張延伸と周方向
への膨脹延伸とに付することにより、樹脂マトリ
ツクスが二軸方向に分子配向された容器を得るこ
ともできる。更にまた、前記組成物をパイプの形
に溶融押出し、これを所定寸法に裁断し、両開口
密封形の容器胴とすることができる。 本発明方法に用いる蓋体は、ヒートシールすべ
き周辺部のみが金属繊維配合樹脂複合物から形成
されていてもよいし、また蓋体全体が金属繊維配
合樹脂複合物から形成されていてもよい。このよ
うな金属繊維配合樹脂複合物から成るヒートシー
ル部が設けられた蓋体を用いる場合、容器本体の
フランジ部等のヒートシール部は金属繊維配合樹
脂複合物から形成されている必要はない。 本発明に用いる容器の一例を示す第１図及び第
２図において、この容器１はプラスチツクシート
の絞り成形で形成されたカツプ状の容器であり、
無継目の胴部２、胴部の下端に継目なしに連なる
底部３及び胴部の上端に設けられたフランジ部４
から成つている。フランジ部４の上面には、金属
繊維配合樹脂組成物の層５が、ヒートシールの目
的のために、リング状に設けられている。この層
５は、第２図の拡大断面図に示す通り、熱可塑性
樹脂から成るマトリツクス６と、このマトリツク
ス中に分散された金属繊維ステーブル７とから成
つている。 この容器の密封に使用される蓋体を示す第３図
において、この蓋体８は金属箔基体９、金属箔基
体の外面側にウレタン系接着剤のような適当な接
着剤（図示せず）を介して貼合された二軸延伸ポ
リエステルフイルムのような保護樹脂層１０及び
金属箔基体の内面側に施されたオレフイン樹脂フ
イルムのようなヒートシール性樹脂内面材層１１
から成つている。図示していないが、この蓋体に
は、例えば特開昭57−194958号公報に示すような
それ自体公知の易開封性機構が設けられていても
よい。 容器本体１と蓋体８とのヒートシールによる密
封を説明するための第４図において、容器本体１
と蓋体８とは、容器本体１の開口端に位置する金
属繊維配合樹脂層５と蓋体８のヒートシーラント
内面材層１１とが対面するように重ね合される。
容器本体１のフランジ部４の下面側及び蓋体８の
周縁部とは、高周波誘導加熱コイル１２を備えた
下方支持部材１４及び上方押圧部材１５で押圧下
保持される。次いで高周波誘導加熱コイル１２へ
の通電が行われ、金属繊維７及び金属箔９に夫々
ウズ電流が発生して、樹脂マトリツクス６及びヒ
ートシール性樹脂層１１の加熱が効率良く行わ
れ、その結果として、容器本体と蓋とのヒートシ
ールが全面にわたつて一様に且つ短時間の内に効
率良く行われることになる。尚、ヒートシール後
のフランジ部や蓋体の冷却は、冷風或いは冷水を
吹付けるか、或いは前述した部材１４，１５に冷
却機構（図示せず）を設けることにより容易に行
うことができる。 容器本体のヒートシールすべき部分のみを金属
繊維配合樹脂組成物で形成する代りに、第５図に
示す通り、容器全体を金属繊維配合樹脂組成物６
で形成し得ることが理解されるべきである。 本発明の容器の製造に用いる好適な積層体を示
す第６図において、この積層体１６は、金属繊維
配合樹脂組成物から成る基体層１７と、その両方
の面に施された金属繊維末配合の保護樹脂層１８
及び１９とから成る。保護樹脂層１８及び１９
は、基体層１７を構成する樹脂層に対し、熱接着
性を有する樹脂であることが好ましく、最も好適
には基体層１７を構成する樹脂層と同種である。 保護樹脂層１８及び１９は、基体層１７の厚み
の1/100乃至1/5の厚みでしかも最終容器の形で３
乃至400μｍ、特に５乃至100μｍの厚みを有する
ことが、優れた熱伝導性を損わずに、金属腐食及
び金属溶出を防止する点で望ましい。 この種の積層体は、金属繊維配合樹脂組成物と
金属繊維末配合の樹脂とを、多層多重ダイスを通
して共押出することにより容易に形成され、この
積層体を用いることにより、第６図の断面形状を
有するボトル等の中空成形容器、パイプ状容器胴
及び有底カツプ状容器が得られる。また、別法と
して金属繊維末配合の樹脂フイルム間に金属繊維
配合樹脂溶融物を押出し、所謂サンドイツチラミ
ネーシヨンによつても、真空成形等に用いる積層
シートが容易に得られる。 本発明のこの積層構造の容器においては、金属
繊維の外面への露出が有効に防止され、外観特性
や腐食防止の点で顕著な利点が達成され、更に表
面の平滑性、ヒートシール性、衛生的特性等も向
上する。特に保護樹脂層１８及び１９として、二
酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、硫酸バリウム、
炭酸カルシウム等の顔料を配合すると、金属繊維
配合層が隠蔽されて、外観特性が一層向上すると
いう利点がある。 本発明に用いる蓋体の他の例を示す第７図にお
いて、この蓋体２０はガスバリヤー層２１、外面
保護樹脂層２２、内面保護樹脂層２３及び金属繊
維配合樹脂組成物から成るヒートシール用リング
２４から成つている。この様な蓋体を使用する場
合、容器本体としては第８図に示すようなフラン
ジ部に金属繊維配合樹脂組成物から成るリングが
設けられていないものが使用でき、ガスバリヤー
層２５、外面保護樹脂層２６、内面保護樹脂層２
７から成つている。 本発明方法において、ヒートシール時の条件
は、それ自体公知の条件であつてもよい。例え
ば、高周波誘導加熱の電源としては、10KHz乃至
50MHzの高周波を使用することができ、ヒートシ
ール時の圧力は、0.5乃至５Kg／cm2の範囲でよく、
またヒートシール面の加熱温度は、樹脂の融点以
上、その熱劣化温度以下の温度であればよい。本
発明によれば、ヒートシール面を間に挾んで、そ
の上下からの効率の良い加熱が可能であり、これ
によりヒートシール時間を著しく短縮し、生産速
度を向上させ得ると共に、ヒートシール樹脂等の
熱劣化をも低減させ得るものである。 本発明を次の例で説明する。 実施例 １ 融点160℃、密度0.90ｇ／cm3、MI10ｇ／10min、
のポリプロピレンを用い射出成形法により開口部
内径65mm、外径70mm、高さ50mmで第１図に示すよ
うな形状のカツプ容器を作製した。 次に、前記ポリプロピレンに密度7.8ｇ／cm3、
平均径60μｍ、平均長さ３mmの鋼繊維が15vol％配
合された複合材料を用い、射出成形法により内径
65mm、外径70mm、厚さ２mmのリングを成形した。
このリングを第４図に示すものと同様の高周波誘
導加熱コイルを用い、前記ポリプロピレン製カツ
プ容器のフランジ部に熱融着させた。 一方、前記ポリプロピレンを用い、射出成形法
により外径が70mmで第３図に示すような形状の単
層の落し蓋を成形した。 このようにして得られた容器本体にワインゼリ
ーを充填し、前記蓋材を第４図に示すような高周
波誘導加熱コイルを備えたシーラーを用い、加熱
時間0.3秒、押圧時間0.8秒（加熱時間0.3秒を含
む）、押圧力２Kg／cm2でヒートシールした。得ら
れたワインゼリー充填容器を115℃で30分間熱水
式レトルト殺菌処理を行つたところ、シール部の
剥離は全く認められず、シールは完全であつた。 比較例 １ 実施例１において鋼繊維充填ポリプロピレンか
ら成るリングをフランジ部に熱融着させなかつた
場合、高周波誘導加熱によるヒートシールを行う
ことが不可能であつた。また、ヒートバー式のシ
ーラーでヒートシールした場合、レトルト殺菌に
よりシート部の剥離が生じない程度のヒートシー
ル強度を得るのに必要な加熱押圧時間は３秒であ
り、ヒートシールに長時間を必要とした。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に用いられる金属繊維配合熱
可塑性樹脂から成るフランジ部を有する成形容器
の断面図であり、第２図は、第１図のフランジ部
の拡大断面図であり、第３図は、本発明に用いら
れる蓋体の断面図であり、第４図は、本発明のヒ
ートシールによる密封を説明するための説明図で
あり、第５図は、本発明に用いられる他の具体例
の容器の断面図であり、第６図は、本発明に用い
られるさらに他の具体例の容器の一部拡大断面斜
視図であり、第７図は、本発明に用いられる他の
具体例の蓋体の断面図であり、第８図は、第７図
の蓋体と共に用いられる本発明の具体例の容器の
断面図である。 引照数字１は容器本体、２は無継目の胴部、３
は底部、４はフランジ部、５は金属繊維配合樹脂
組成物層、６はマトリツクス樹脂、７は金属繊
維、８は蓋体、９は金属箔基体、１０は保護樹脂
層、１１はヒートシール性樹脂内面材層、１２は
高周波誘導加熱コイル、１４は下方支持部材、１
５は上方押圧部材、１７は基体層、１８及び１９
は保護樹脂層、２１及び２５はガスバリヤー層、
２２及び２６は外面保護樹脂層、２３及び２７は
内面保護樹脂層、２４は金属繊維配合樹脂リング
を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 包装容器と蓋材とのヒートシールに際して、
    少なくともヒートシールされるべき容器開口端部
    又はヒートシールされるべき蓋材の周辺部のいず
    れか一方或いは両方として、アスペクト比（ｌ／
    ｄ）が２以上の金属繊維と熱可塑性樹脂との複合
    物から形成されたものを用い、前記蓋材と前記包
    装容器の開口端部とを重ね合せた状態で、高周波
    誘導加熱に付することを特徴とするヒートシール
    容器の製造方法。
JP60041232A 1985-03-04 1985-03-04 ヒ−トシ−ル容器の製造方法 Granted JPS61203302A (ja)

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WO1998038243A1 (en) * 1997-02-28 1998-09-03 Johnson Robert Harlan Jr High efficiency heating agents
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