包装容器の製造方法
【課題】他の容器への内容物の詰め替えを容易に行うことができ、かつ、廃棄が容易に行える包装容器を効率的に製造できる製造方法を提供する。
【解決手段】まず、筒形状の容器本体５１０の開放端に、漏斗５２０及び側壁５２３を有する漏斗５０８パーツを嵌め込む。次に、漏斗パーツ５０８の側壁５２３と容器本体５１０の側壁５１７の重なり部分との間に所定間隔を空けて、コイル５５４ａ及び５５４ｂを配置する。図示しない電源装置からコイル５５４ａ及び５５４ｂへと高周波電流を所定時間だけ供給することにより、側壁５１７を構成する金属層が誘電加熱される。金属層の内面側に設けられた熱可塑性樹脂層が溶融・固化することによって、漏斗パーツ５０８が容器本体５１０に溶着される。
【解決手段】まず、筒形状の容器本体５１０の開放端に、漏斗５２０及び側壁５２３を有する漏斗５０８パーツを嵌め込む。次に、漏斗パーツ５０８の側壁５２３と容器本体５１０の側壁５１７の重なり部分との間に所定間隔を空けて、コイル５５４ａ及び５５４ｂを配置する。図示しない電源装置からコイル５５４ａ及び５５４ｂへと高周波電流を所定時間だけ供給することにより、側壁５１７を構成する金属層が誘電加熱される。金属層の内面側に設けられた熱可塑性樹脂層が溶融・固化することによって、漏斗パーツ５０８が容器本体５１０に溶着される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包装容器の製造方法に関し、より特定的には、筒形状の容器本体の開口部に嵌め込まれた漏斗パーツとを備える包装容器の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インスタントコーヒー等の粉末状の食品は、保存時の密閉性を保持できるように、一般に、キャップ付き瓶のような密閉性の高い包装容器に充填した状態で販売される。また、内容物を再充填して保存容器を再利用する目的で、内容物を簡易に包装した詰め替え用パッケージも知られている。このような詰め替え用パッケージの包装容器としては、例えばパウチやガゼット袋等が知られているが、近年では、省資源化や廃棄の容易性の面から、紙を主体とする材料で作製したカップ状の包装容器（以下、「カップ容器」という）が好まれる場合がある。
【０００３】
また、特許文献１〜３には、軽量で廃棄が容易な紙製のカップ容器を補強するために、カップ容器の開口部に樹脂製の補強リングを取り付けた構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭６３−２４４６４号公報
【特許文献２】特開平８−５８７６４号公報
【特許文献３】特開２００２−２６４９１８号公報
【特許文献４】特許第２８９５５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
詰め替え用パッケージとしてカップ容器を用いた場合、保存容器への内容物の再充填は、例えば、開封したカップ容器の開口部を保存容器の開口部に宛がい、内容物を徐々に保存容器内へと流し込むことによって行う。しかしながら、この詰め替え作業時には、内容物がこぼれて手や周囲を汚してしまう場合があり、使い勝手が良いとは言えなかった。
【０００６】
そこで、詰め替え用パッケージを構成するカップ容器に、内容物の詰め替えをしやすくするための何らかの部品を設けることが考えられる。この場合、カップ容器とこれに取り付ける部品の形状や大きさに応じた最適な取り付け方法が求められる。
【０００７】
それ故に、本発明は、他の容器への内容物の詰め替えを容易に行うことができ、かつ、廃棄が容易に行える包装容器を効率的に製造できる製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、内容物を他の容器に移し替えるために用いられ、開放端と底部と側壁とを有する筒形状の容器本体と、開放端に向かって径が狭まる漏斗及び漏斗の外面を取り囲む筒形状の側壁を含む漏斗パーツとを備える包装容器の製造方法に関するものである。
【０００９】
本発明に係る製造方法では、最内面に設けられた熱可塑性樹脂層と、熱可塑性樹脂層より外方側に設けられた金属層とを有する容器本体に漏斗パーツを挿入し、漏斗パーツの側壁と包装容器の側壁との重なり部分との間に所定の隙間を空けてコイルを配置し、漏斗パーツの側壁を包装容器の側壁に押圧しながら、コイルに高周波電流を供給して金属層の一部を誘電加熱し、熱可塑性樹脂層と漏斗パーツの側壁とを溶着させる。
【００１０】
あるいは、最内面に熱可塑性樹脂層を有する容器本体に漏斗パーツを挿入し、漏斗パーツの側壁と包装容器の側壁との重なり部分に沿って超音波ホーンの端面を当接させ、漏斗パーツの側壁を包装容器の側壁に押圧しながら、超音波ホーンを発振させて、熱可塑性樹脂層と漏斗パーツの側壁とを溶着させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高周波溶着または超音波溶着を利用するため、容器本体内面の熱可塑性樹脂層を介して、容器本体と漏斗パーツとを高速かつ容易に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るパッケージの概略構成を示す斜視図
【図２】図１に示されるパッケージの分解斜視図
【図３】図１に示されるＩＩＩ−ＩＩＩラインの断面図
【図４】図２に示されるメンブレンの平面図
【図５】図４に示されるＶ−Ｖラインの断面図
【図６】本発明に係るパッケージの使用状態を示す斜視図
【図７】図６に示されるＶＩＩ−ＶＩＩラインの断面図
【図８】本発明の第１の実施形態に係る製造方法で使用される高周波溶着装置の概略構成を示す図
【図９】図８に示されるＡ5−Ａ5’ラインから見た図
【図１０】図９に示されるＢ5−Ｂ5’ラインの断面図
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る製造方法の一工程を説明するための断面図
【図１２】図１１に示されるＣ5部分の拡大図
【図１３】図１１に続く工程を説明するための断面図
【図１４】図１３に続く工程を説明するための断面図
【図１５】図１４に続く工程を説明するための断面図
【図１６】漏斗パーツと容器本体の溶着箇所を示す断面図
【図１７】本発明の第２の実施形態に係る製造方法を説明するための模式図
【図１８】図１７に示されるＤ5−Ｄ5’ラインの断面図
【図１９】本発明の第３の実施形態に係る製造方法を説明するための図
【図２０】図１９に示されるＥ5−Ｅ5’ラインの断面図
【図２１】本発明の第４の実施形態に係る製造方法を説明するための模式図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（基本構成）
まず、図１〜７を参照しながら、本発明に係るパッケージの基本的な構成を説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るパッケージの概略構成を示す斜視図であり、図２は、図１に示されるパッケージの分解斜視図である。また、図３は、図１に示されるＩＩＩ−ＩＩＩラインの断面図である。
【００１５】
パッケージ１は、粉粒状または液状の材料を包装し、他の保存容器に内容物を再充填するための詰め替え用パッケージとして使用されるものであり、包装容器２と、包装容器２の内部に充填される内容物５と、包装容器２の開放端１１を封止するメンブレン３とを備える。更に、包装容器２には、メンブレン３を保護するために、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）等で形成したオーバーキャップ４が取り付けられている。内容物５は、流動性を有するものであれば特に限定されず、本発明に係る包装容器２は粉状、粒状、液状等の様々な材料に適用できる。
【００１６】
包装容器２は、一端が開放された筒形状の容器本体１０と、容器本体１０の内部に収納された漏斗２０を含む漏斗パーツ８とを備える。
【００１７】
容器本体１０は、側壁１７と底部１６と開放端１１とを有する。本実施形態では、容器本体１０は、矩形形状のシート材料を丸めて部分的に重ね合わせ、重なり部分を貼り合わせることによって筒状に形成されている。容器本体１０の底部１８は、円形状の底板１９と、底板１９の外周部を挟み込んで保持する折り返し部１８とによって構成されている。一方、容器本体１０の開放端１１には、側壁１７の一部を外方に折り曲げて環状に巻き込むことによって、カーリング１２が形成されている。
【００１８】
容器本体１０の形成材料は特に限定されないが、容器の軽量化や廃棄の容易さ、省資源化を考慮して、紙を主体とする材料を用いることが好ましい。一例として、食品の包装用途では、容器本体１０の内面となる側から順に、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、アルミニウム箔、紙を積層して形成され、高いガスバリア性（特に、酸素、水蒸気、芳香成分等の内容物由来の揮発成分を遮断する性質）を有するシート材料を利用できる。
【００１９】
漏斗パーツ８は、一方端に向かって径の狭まる部分を有する漏斗と、これに一体化された部材からなる部品のことをいう。図１〜３に例示した漏斗パーツ８は、漏斗２０と、漏斗パーツ８の広口部分に接続される円筒形状の側壁２２とを備え、容器本体１０の開放端１１から内部へと挿入され、収納容器１０に嵌め込まれている。後述するように、漏斗２０は、他の容器への内容物５の詰め替えを容易にするために設けられているものであり、開放端１１に向かって径が狭まるように配置されている。漏斗２０のテーパー角αは、内容物の流動性に応じて適宜設定されるが、内容物が粉体の場合には、少なくとも２０°〜４５°、より好ましくは２０°に設定される。
【００２０】
漏斗パーツ８は、例えば、ＨＤＰＥやＰＰ等の樹脂材料によって一体成型しても良いし、紙や樹脂、紙混合樹脂等を用いて別個に形成した漏斗２０及び側壁２２を互いに接続して構成しても良い。樹脂や紙混合樹脂を用いる場合、漏斗パーツ８は、例えば射出成形によって成形しても良い。漏斗２０や漏斗パーツ８の形状や取り付け方法は、図１〜３の例に限らず、様々なバリエーションがある。
【００２１】
図４は、図２に示されるメンブレンの平面図であり、図５は、図４に示されるＶ−Ｖラインの断面図である。
【００２２】
メンブレン３は、包装容器２に材料を充填した後に、包装容器２の開放端１１を封止するために用いられるものであり、包装容器２の用途に応じて、単一の層よりなるシート材料または複数層を積層したシート材料を利用できる。包装容器２の内容物が食品等の場合には、ガスバリア性を有する材料でメンブレン３を形成することが好ましい。
【００２３】
具体的には、メンブレン３は、図５に示されるように、包装容器２にシールされるシーラント層３１と、シーラント層３１上に積層された樹脂層３２と、接着剤層３３を介して樹脂層３２上に張り合わされた金属箔層３４とから構成される。一例として、シーラント層３１をポリエチレンで形成し、樹脂層３２をポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）で形成し、金属箔層３４はアルミニウムで形成しても良い。メンブレン３を構成する層の積層数や積層方法は特に限定されず、任意で良い。
【００２４】
メンブレン３には、外部からの押圧によって張力が所定の大きさを超えたときに破断するように、中心から放射状に延びる６本の切断線３０が形成されている。切断線３０は、図４及び５に示されるように、メンブレン３の厚み方向においては、シーラント層３１及び樹脂層３２のみを切断し、かつ、メンブレン３の延伸方向においては、破線を描くように形成されている。
【００２５】
切断線３０は、メンブレン３の破断強度を調整するためのものであり、メンブレン３に加えられる押圧力に応じて、数やライン形状、切断箇所の長さ及び深さを任意に設定することができる。切断線３０の理想的な数としては、中心から放射状に３〜１０本の範囲で設けるのが望ましい。切断線３０は、直線状でも良いし曲線状でも良い。また、メンブレン３の延伸方向において、切断線３０は必ずしも破線状のミシン目である必要はなく、実線を描くように形成しても良い。
【００２６】
図６は、本発明に係るパッケージの使用状態を示す斜視図であり、図７は、図６に示されるＶＩＩ−ＶＩＩラインの断面図である。より特定的には、図６及び７において、（ａ）は、メンブレンの破断前の状態を示し、（ｂ）は、メンブレンの破断後の状態を示す。
【００２７】
パッケージ１内の内容物５を他の容器７に再充填する際には、まず、図６（ａ）及び７（ａ）に示すように、オーバーキャップを取り外した包装容器２を倒立させ、メンブレン３を保存容器７の開口部に当接させる。このとき、漏斗２０の狭口側の開口部が保存容器７の開口の範囲内に配置するため、包装容器２の中心を保存容器７の中心とを合わせる。
【００２８】
次に、パッケージ１の底部を図の矢印方向に押下する。このとき、メンブレン３は、包装容器２の押圧に伴って、漏斗２０及び容器７の開口部から押圧力を受けるが、メンブレン３の張力が所定の破断強度を上回ると、図６（ｂ）及び７（ｂ）に示すように、メンブレン３が破断する。メンブレン３が破断すると、包装容器２に加えられた押圧力に従って、漏斗２０は容器７の内部へと挿入され、破断したメンブレン３は、漏斗２０と側壁２２とで挟まれた空間内に折り込まれる。この結果、漏斗２０の外方側の開口部が大きく開いた状態となるので、内容物５は、重力に従って、漏斗２０のテーパーに沿って容器７の内部に流入する。
【００２９】
以上説明したように、本発明に係る包装容器２及びこれを用いたパッケージ１によれば、メンブレン３と容器７の開口部とを突き合わせて、包装容器２を保存容器７に向かって押圧することにより、メンブレン３の破断とほぼ同時に漏斗２０の開口部が保存容器７内に挿入される。包装容器２内の内容物５は漏斗２０によって保存容器７の内部に誘導されるため、詰め替え作業時に内容物５が飛散したりこぼれたりするのを防止できる。よって、本実施形態に係る包装容器２及びパッケージ１によれば、内容物の詰め替えを容易に行うことが可能となる。
【００３０】
以下、本発明の第１〜第４の実施形態に係る包装容器の製造方法を説明する。尚、以下の説明では、本発明の特徴である漏斗パーツと容器本体との接合方法を中心に説明する。
【００３１】
（第１の実施形態）
図８は、本発明の第１の実施形態に係る製造方法で使用される高周波溶着装置の概略構成を示す図であり、より特定的には、（ａ）は、正面図であり、（ｂ）は、背面図である。図９は、図８に示されるＡ5−Ａ5’ラインから見た図であり、図１０は、図９に示されるＢ5−Ｂ5’ラインの断面図である。
【００３２】
高周波溶着装置５５１は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）によって形成された円弧状の一対の枠部材５５２ａ及び５５２ｂと、コイル５５４ａ及び５５４ｂと、コイル５５４ａ及び５５４ｂに取り付けられる一対の取り付け具５５５ａ及び５５５ｂとを備える。
【００３３】
コイル５５４ａ及び５５４ｂは、銅管の曲げ加工により形成され、枠部材５５２ａ及び５５２ｂの底部に形成された溝５５２ａ及び５５３ｂの内部に収納されている。図８（ｂ）にしめすように、コイル５５４ａ及び５５４ｂの一端同士は、フレキシブルな導電体５５７及び導管５５７によって接続されている。コイル５５４ａ及び５５４ｂには、図示しない電源装置から高周波電源が供給される。また、コイル５５４ａ及び５５４ｂは、その中空内部を循環する冷却水によって冷却されている。
【００３４】
高周波溶着装置５５１は、取り付け具５５５ａ及び５５５ｂを介して図示しない移動機構に取り付けられ、移動機構の動作に従って、上下方向（図８及び１０における上下方向）に昇降自在である。また、枠部材５５２ａ及び５５２ｂ（及びこれに収納されたコイル５５４ａ及び５５４ｂ）は、図８及び９の実線及び二点鎖線で示すように、移動機構の動作に従って、互いに近づく方向及び遠ざかる方向に開閉自在である。
【００３５】
図１１は、本発明の第１の実施形態に係る製造方法の一工程を説明するための断面図であり、図１２は、図１１に示されるＣ5部分の拡大図である。図１３は、図１１に続く工程を説明するための断面図であり、図１４は、図１３に続く工程を説明するための断面図であり、図１５は、図１４に続く工程を説明するための断面図である。
【００３６】
まず、図１１に示すように、カップ成形機等で成型した容器本体５１０の開放端５１１に、インジェクション成形等で成型した漏斗パーツ５０８を挿入する。
【００３７】
容器本体５１０は、紙を主体とするシート材料により形成され、開放端５１１と側壁５１７と底部とを有する円筒形状を有している。側壁５１７の最内面にはポリエチレン等の熱可塑性樹脂層が設けられ、熱可塑性樹脂層の外方側にはアルミニウム箔等の金属層が設けられている。
【００３８】
一方、漏斗パーツ５０８は、一端に向かって径の狭まる漏斗５２０と、漏斗５２０の広口側の開口部に接続され、漏斗５２０の外面を取り囲む円筒形状の側壁５２３とを有する。更に、図１２に示すように、側壁５２３の外面のうち、漏斗５２０の狭口側部分に凸条５２４ａ〜５２４ｃが設けられると共に、漏斗５２０の広口側部分に凸条５２５ａ及び５２５ｂが設けられている。凸条５２４ａ〜５２４ｃ、５２５ａ及び５２５ｂの各々は、側壁５２３の外面から突出して、側壁５２３の全周に渡って周方向に延びるように、側壁５２３と一体成型されている。また、凸条５２４ａ〜５２４ｃ、５２５ａ及び５２５ｂの最外径は、容器本体５１０の内径より大きく設定されている。したがって、図１１に示した工程では、凸条５２４ａ〜５２４ｃ、５２５ａ及び５２５ｂの各々によって、容器本体５１０の側壁５１７を外方に押し広げながら、容器本体５１０に漏斗パーツ５０８を嵌め込む。
【００３９】
次に、図１３に示すように、漏斗パーツ５０８を容器本体５１０に嵌め込んだワークを円筒形状のアンビル５５６に挿入した後、高周波溶着装置５５１を容器本体５１０の開放端に向けて降下させ、図１４に示すように、漏斗５２０の外面と側壁５２３の内面とで挟まれた空間にコイル５５４ａ及び５５４ｂを挿入する。コイル５５４ａ及び５５４ｂの垂直位置が、漏斗パーツ５０８の側壁５２３に形成された凸条５２４ａ〜５２４ｃの垂直位置とほぼ同じとなるまで、高周波溶着装置５５１を降下させる。
【００４０】
次に、枠部材５５２ａ及び５５２ｂを互いに遠ざかる方向（図１４に示す矢印の方向）に水平移動させ、図１５に示すように枠部材５５２ａ及び５５２ｂとアンビル５５６との間に、漏斗パーツ５０８の側壁５２３と容器本体５１０の側壁５１７との重なり部分を挟み込む。このとき、コイル５５４ａ及び５５４ｂは、枠部材５５２ａ及び５５２ｂを介して、側壁５１７及び５２３の重なり部分から所定距離だけ離れた位置に配置される。
【００４１】
次に、図示しない電源装置からコイル５５４ａ及び５５４ｂへと高周波電流を所定時間だけ供給して、容器本体５１０の側壁５１７を構成する金属層を誘電加熱する。
【００４２】
図１６は、漏斗パーツと容器本体の溶着箇所を示す断面図である。
【００４３】
金属層の内部加熱によって、その内面側（側壁５１７の最内面）に設けられた熱可塑性樹脂層が溶融する。上述したように、凸条５２４ａ〜５２４ｃは、容器本体５１０の側壁５１７を押し広げるように押圧しているため、溶融した樹脂が凸条５２４ａ〜５２４ｃの外面にまで広がった状態で固化する。この結果、図１６に示すように、凸条５２４ａ〜５２４ｃが熱可塑性樹脂層に食い込んだ状態で、漏斗パーツ５０８の側壁５２３が容器本体５１０の側壁５１７に接合される。
【００４４】
尚、図１６において、凸条５２５ａ及び５２５ｂは、側壁５１７に溶着されていないが、これらの最外径と側壁５１７の内径との差によって、側壁５１７の内面を押し広げた状態が維持されている。このように凸条５２５ａ及び５２５ｂと側壁５１７の内面との密着状態が保たれることによって、漏斗パーツ５０８の側壁５２３と容器本体５１０との間に内容物が入り込むことを防止できる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態に係る製造方法では、高周波溶着によって、漏斗パーツ５０８と容器本体５１０とを高速かつ確実に接合することができるので、包装容器を効率的に製造することが可能となる。
【００４６】
（第２の実施形態）
図１７は、本発明の第２の実施形態に係る製造方法を説明するための模式図であり、図１８は、図１７に示されるＤ5−Ｄ5’ラインの断面図である。
【００４７】
本実施形態では、第１の実施形態で説明したものと同一構成の容器本体５１０と漏斗パーツ５０８を、容器本体５１０の外面に配置されるリング状のコイル５５９を用いた高周波溶着により接合する。より具体的には、容器本体５１０に漏斗パーツ５０８を嵌合させた後、容器本体５１０をコイル５５９の内部に挿入して、側壁５１７及び５２３の重なり部分を取り囲むようにコイル５５９の位置を調整する。その後、第１の実施形態と同様に、図示しない電源装置からコイル５５９へと高周波電流を所定時間だけ供給することによって、漏斗パーツ５０８の側壁５２３と容器本体５１０の側壁５１７とを溶着する。
【００４８】
本実施形態では、立てた容器本体５１０に対してコイル５５９を上下させる操作、または、所定位置に保持されるコイル５５９に対して容器本体を上下させる操作を行うだけで、容器本体５１０に対するコイル５５９の位置決めができるので、高周波溶着装置の機構をシンプルに構成することができる。また、本実施形態では、容器本体５１０のほぼ全周を同時に溶着することができるので、十分な強度での接合を効率的に行うことができる。更に、容器本体５１０や漏斗パーツ５０８に、高周波溶着装置やアンビルが接触しないため、包装容器を傷つける虞もない。
【００４９】
尚、本実施形態では、説明を簡略化するために、コイル５５９のみを図示しているが、第１の実施形態と同様にコイル５５９を内蔵した枠部材と、漏斗パーツ５０８に挿入されるアンビルとを用いても良い。すなわち、枠部材とアンビルとの間に、漏斗パーツ５０８の側壁５２３と容器本体５１０の側壁５１７との重なり部分挟み込んだ状態で、コイル５５９に高周波電流を供給して溶着を行っても良い。
【００５０】
（第３の実施形態）
図１９は、本発明の第３の実施形態に係る製造方法を説明するための図であり、図２０は、図１９に示されるＥ5−Ｅ5’ラインの断面図である。
【００５１】
本実施形態では、第１の実施形態と同一構成の容器本体５１０と漏斗パーツ５０８とを超音波ホーン５６０を用いた超音波溶着により接合する。
【００５２】
超音波ホーン５６０は、容器本体５１０の外面と同一曲率の曲面よりなる端面５６３を有し、容器本体５１０の周方向に沿って外面の一部に当接することができる。端面５６３上の最も振動子側の位置Ｔ1から端面５６３の先端の位置Ｔ0までの距離ｄは、位置Ｔ0〜Ｔ1の範囲内で溶着に有効な超音波振幅が得られるように決定される。例えば、位置Ｔ1の端面５６３上で最大振幅が得られる条件下で、位置Ｔ0の端面５６３上で溶着に最低限必要な振幅が得られるように距離ｄの値を設定することができる。したがって、超音波ホーン５６０の端面５６３と容器本体５１０外面との接触範囲（容器本体５１０の中心軸Ｚを中心とする角度θで表す）は、距離ｄと容器本体５１０の半径ｒとを用いて求めることができる。
【００５３】
容器本体５１０と漏斗パーツ５０８とを接合する際には、まず、容器本体５１０の開放端５１６に漏斗パーツ５０８を嵌め込んだワークをアンビル５６２に取り付ける。次に、図１９及び２０に示すように、漏斗パーツ５０８の側壁５２３と容器本体５１０の側壁５１７との重なり部分に沿って超音波ホーン５６０の端面５６３を当接させる。そして、超音波ホーン５６０とアンビル５６２との間で、漏斗パーツ５０８の側壁５２３を容器本体５１０の側壁５１７に押圧しながら、超音波ホーン５６０を所定時間だけ発振させる。超音波振動によって、側壁５１７及び５２３の界面にある熱可塑性樹脂層（側壁５１７の最内面）が溶融し、漏斗パーツ５０８の一部と容器本体５１０の一部とが接合される。その後、超音波ホーン５６０を例えば二点鎖線で示した位置に移動させて、再度超音波ホーン５６０を発振させることによって、漏斗パーツ５０８の一部と容器本体５１０の一部とを接合することができる。このように、超音波ホーン５６０の端面５６３と容器本体５１０の外面との接触位置を変えながら、超音波ホーン５６０を間欠的に複数回発振させることで、漏斗パーツ５０８と容器本体５１０とを必要な強度で接合することができる。
【００５４】
尚、漏斗パーツ５０８と容器本体５１０とを複数回に渡って超音波溶着する場合、超音波ホーン５６０を移動させる代わりに、ワークを容器本体５１０の中心軸Ｚ軸周りに回転させることによって、超音波ホーン５６０と容器本体５１０との接触箇所を変更しても良い。
【００５５】
また、複数の超音波ホーンを容器本体５１０の周方向に並べて配置し、これらの超音波ホーンを所定の順序で発振させることで、複数箇所を連続して超音波溶着しても良い。例えば、図１９及び２０に超音波ホーン５６０（実線）に加えて、二点鎖線で示した位置に２台目の超音波ホーンを配置し、これらの間で振動干渉が生じないように逐次発振を行えば、漏斗パーツ５０８を容器本体５１０に効率的に接合することができる。
【００５６】
本実施形態のように超音波振動によって内部加熱する場合には、容器本体や漏斗に発熱体となる金属層が不要となるので、省資源化や廃棄が容易な包装容器を効率的に製造できる。
【００５７】
（第４の実施形態）
図２１は、本発明の第４の実施形態に係る製造方法を説明するための模式図である。
【００５８】
本実施形態では、直列に配置した２台の超音波ホーン５６４及び５６５を用いて、容器本体５１０の全周に渡って超音波溶着を行う。
【００５９】
より具体的には、容器本体５１０の開放端５１６に漏斗パーツ５０８を嵌め込んだワークを図示しないアンビルに取り付ける。次に、漏斗パーツ５０８及び容器本体５１０の側壁同士の重なり部分を超音波ホーン５６４の端面に当接させたまま、ワークを容器本体５１０の中心軸Ｚの周りに回転させながら、超音波ホーン５６４及び５６５の整列方向（図のブロック矢印で示す方向）に移動させる。超音波ホーン５６４及び５６５は、ワークが当接している間連続して発振し、容器本体５１０との接触箇所を超音波溶着する。
【００６０】
本実施形態によれば、容器本体５１０の全周に渡って連続して漏斗パーツ５０８の溶着を行うことができるので、高速かつ十分な接合強度を有する包装容器を製造することができる。
【００６１】
（その他の変形例）
上記の第１〜第４の各実施形態では、漏斗パーツ（凸条）の外径と容器本体の内径との寸法差によって、漏斗パーツが容器本体を押し広げるように押圧する例を示したが、アンビル等を用いて漏斗パーツと容器本体の側壁同士を圧着できる場合は、凸条や両者の寸法差をなくしても良い。
【００６２】
また、上記の第１〜第４の各実施形態では、漏斗パーツの側壁に設けられた凸条が側壁の全周に渡って形成されている例を説明したが、複数の凸条が間欠的に形成されていても良い。
【００６３】
更に、上記の第１〜第４の各実施形態では、樹脂製の漏斗パーツを紙製の容器本体に溶着する例を説明したが、漏斗パーツも紙を主体とする材料で構成した場合でも、本発明に係る接合方法を同様に適用できる。
【００６４】
更に、上記の第１〜第４の各実施形態において、アンビルを用いずに容器本体と漏斗パーツとを溶着しても良い。また、アンビルの形状は特に限定されず、複数のパーツから構成されるアンビルを使用しても良い。
【００６５】
更に、上記の第１〜第４の各実施形態において、漏斗パーツの側壁にフランジを更に設け、漏斗パーツのフランジを容器本体のフランジ上に重ね合わせた状態で両者を溶着しても良い。この場合、漏斗パーツのフランジ部の下面に凸条を設けておけば、溶着しやすくなるので好ましい。
【００６６】
更に、上記の第３及び第４の実施形態では、容器本体の外側に超音波ホーンを当接させる接合方法を説明したが、漏斗パーツの側壁の内面側に超音波ホーンを当接させても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、インスタントコーヒーや粉ミルク等の食品や、複写機やレーザープリンター用のトナーなど、粉状・顆粒状・液状の流動性を有する材料を他の容器に移し替えるための包装容器として利用できる。
【符号の説明】
【００６８】
１ パッケージ
２ 包装容器
３ メンブレン
５ 粉体
７ 容器
８ 漏斗パーツ
１０ 容器本体
１１ 開放端
１７ 側壁
２０ 漏斗
５０８ 漏斗パーツ
５１０ 容器本体
５１１ 開放端
５１７ 側壁
５２０ 漏斗
５２３ 側壁
５２４ 凸条
５５４、５５９ コイル
５６０、５６４、５６５ 超音波ホーン
５６３ 端面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包装容器の製造方法に関し、より特定的には、筒形状の容器本体の開口部に嵌め込まれた漏斗パーツとを備える包装容器の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インスタントコーヒー等の粉末状の食品は、保存時の密閉性を保持できるように、一般に、キャップ付き瓶のような密閉性の高い包装容器に充填した状態で販売される。また、内容物を再充填して保存容器を再利用する目的で、内容物を簡易に包装した詰め替え用パッケージも知られている。このような詰め替え用パッケージの包装容器としては、例えばパウチやガゼット袋等が知られているが、近年では、省資源化や廃棄の容易性の面から、紙を主体とする材料で作製したカップ状の包装容器（以下、「カップ容器」という）が好まれる場合がある。
【０００３】
また、特許文献１〜３には、軽量で廃棄が容易な紙製のカップ容器を補強するために、カップ容器の開口部に樹脂製の補強リングを取り付けた構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭６３−２４４６４号公報
【特許文献２】特開平８−５８７６４号公報
【特許文献３】特開２００２−２６４９１８号公報
【特許文献４】特許第２８９５５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
詰め替え用パッケージとしてカップ容器を用いた場合、保存容器への内容物の再充填は、例えば、開封したカップ容器の開口部を保存容器の開口部に宛がい、内容物を徐々に保存容器内へと流し込むことによって行う。しかしながら、この詰め替え作業時には、内容物がこぼれて手や周囲を汚してしまう場合があり、使い勝手が良いとは言えなかった。
【０００６】
そこで、詰め替え用パッケージを構成するカップ容器に、内容物の詰め替えをしやすくするための何らかの部品を設けることが考えられる。この場合、カップ容器とこれに取り付ける部品の形状や大きさに応じた最適な取り付け方法が求められる。
【０００７】
それ故に、本発明は、他の容器への内容物の詰め替えを容易に行うことができ、かつ、廃棄が容易に行える包装容器を効率的に製造できる製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、内容物を他の容器に移し替えるために用いられ、開放端と底部と側壁とを有する筒形状の容器本体と、開放端に向かって径が狭まる漏斗及び漏斗の外面を取り囲む筒形状の側壁を含む漏斗パーツとを備える包装容器の製造方法に関するものである。
【０００９】
本発明に係る製造方法では、最内面に設けられた熱可塑性樹脂層と、熱可塑性樹脂層より外方側に設けられた金属層とを有する容器本体に漏斗パーツを挿入し、漏斗パーツの側壁と包装容器の側壁との重なり部分との間に所定の隙間を空けてコイルを配置し、漏斗パーツの側壁を包装容器の側壁に押圧しながら、コイルに高周波電流を供給して金属層の一部を誘電加熱し、熱可塑性樹脂層と漏斗パーツの側壁とを溶着させる。
【００１０】
あるいは、最内面に熱可塑性樹脂層を有する容器本体に漏斗パーツを挿入し、漏斗パーツの側壁と包装容器の側壁との重なり部分に沿って超音波ホーンの端面を当接させ、漏斗パーツの側壁を包装容器の側壁に押圧しながら、超音波ホーンを発振させて、熱可塑性樹脂層と漏斗パーツの側壁とを溶着させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高周波溶着または超音波溶着を利用するため、容器本体内面の熱可塑性樹脂層を介して、容器本体と漏斗パーツとを高速かつ容易に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るパッケージの概略構成を示す斜視図
【図２】図１に示されるパッケージの分解斜視図
【図３】図１に示されるＩＩＩ−ＩＩＩラインの断面図
【図４】図２に示されるメンブレンの平面図
【図５】図４に示されるＶ−Ｖラインの断面図
【図６】本発明に係るパッケージの使用状態を示す斜視図
【図７】図６に示されるＶＩＩ−ＶＩＩラインの断面図
【図８】本発明の第１の実施形態に係る製造方法で使用される高周波溶着装置の概略構成を示す図
【図９】図８に示されるＡ5−Ａ5’ラインから見た図
【図１０】図９に示されるＢ5−Ｂ5’ラインの断面図
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る製造方法の一工程を説明するための断面図
【図１２】図１１に示されるＣ5部分の拡大図
【図１３】図１１に続く工程を説明するための断面図
【図１４】図１３に続く工程を説明するための断面図
【図１５】図１４に続く工程を説明するための断面図
【図１６】漏斗パーツと容器本体の溶着箇所を示す断面図
【図１７】本発明の第２の実施形態に係る製造方法を説明するための模式図
【図１８】図１７に示されるＤ5−Ｄ5’ラインの断面図
【図１９】本発明の第３の実施形態に係る製造方法を説明するための図
【図２０】図１９に示されるＥ5−Ｅ5’ラインの断面図
【図２１】本発明の第４の実施形態に係る製造方法を説明するための模式図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（基本構成）
まず、図１〜７を参照しながら、本発明に係るパッケージの基本的な構成を説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るパッケージの概略構成を示す斜視図であり、図２は、図１に示されるパッケージの分解斜視図である。また、図３は、図１に示されるＩＩＩ−ＩＩＩラインの断面図である。
【００１５】
パッケージ１は、粉粒状または液状の材料を包装し、他の保存容器に内容物を再充填するための詰め替え用パッケージとして使用されるものであり、包装容器２と、包装容器２の内部に充填される内容物５と、包装容器２の開放端１１を封止するメンブレン３とを備える。更に、包装容器２には、メンブレン３を保護するために、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）等で形成したオーバーキャップ４が取り付けられている。内容物５は、流動性を有するものであれば特に限定されず、本発明に係る包装容器２は粉状、粒状、液状等の様々な材料に適用できる。
【００１６】
包装容器２は、一端が開放された筒形状の容器本体１０と、容器本体１０の内部に収納された漏斗２０を含む漏斗パーツ８とを備える。
【００１７】
容器本体１０は、側壁１７と底部１６と開放端１１とを有する。本実施形態では、容器本体１０は、矩形形状のシート材料を丸めて部分的に重ね合わせ、重なり部分を貼り合わせることによって筒状に形成されている。容器本体１０の底部１８は、円形状の底板１９と、底板１９の外周部を挟み込んで保持する折り返し部１８とによって構成されている。一方、容器本体１０の開放端１１には、側壁１７の一部を外方に折り曲げて環状に巻き込むことによって、カーリング１２が形成されている。
【００１８】
容器本体１０の形成材料は特に限定されないが、容器の軽量化や廃棄の容易さ、省資源化を考慮して、紙を主体とする材料を用いることが好ましい。一例として、食品の包装用途では、容器本体１０の内面となる側から順に、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、アルミニウム箔、紙を積層して形成され、高いガスバリア性（特に、酸素、水蒸気、芳香成分等の内容物由来の揮発成分を遮断する性質）を有するシート材料を利用できる。
【００１９】
漏斗パーツ８は、一方端に向かって径の狭まる部分を有する漏斗と、これに一体化された部材からなる部品のことをいう。図１〜３に例示した漏斗パーツ８は、漏斗２０と、漏斗パーツ８の広口部分に接続される円筒形状の側壁２２とを備え、容器本体１０の開放端１１から内部へと挿入され、収納容器１０に嵌め込まれている。後述するように、漏斗２０は、他の容器への内容物５の詰め替えを容易にするために設けられているものであり、開放端１１に向かって径が狭まるように配置されている。漏斗２０のテーパー角αは、内容物の流動性に応じて適宜設定されるが、内容物が粉体の場合には、少なくとも２０°〜４５°、より好ましくは２０°に設定される。
【００２０】
漏斗パーツ８は、例えば、ＨＤＰＥやＰＰ等の樹脂材料によって一体成型しても良いし、紙や樹脂、紙混合樹脂等を用いて別個に形成した漏斗２０及び側壁２２を互いに接続して構成しても良い。樹脂や紙混合樹脂を用いる場合、漏斗パーツ８は、例えば射出成形によって成形しても良い。漏斗２０や漏斗パーツ８の形状や取り付け方法は、図１〜３の例に限らず、様々なバリエーションがある。
【００２１】
図４は、図２に示されるメンブレンの平面図であり、図５は、図４に示されるＶ−Ｖラインの断面図である。
【００２２】
メンブレン３は、包装容器２に材料を充填した後に、包装容器２の開放端１１を封止するために用いられるものであり、包装容器２の用途に応じて、単一の層よりなるシート材料または複数層を積層したシート材料を利用できる。包装容器２の内容物が食品等の場合には、ガスバリア性を有する材料でメンブレン３を形成することが好ましい。
【００２３】
具体的には、メンブレン３は、図５に示されるように、包装容器２にシールされるシーラント層３１と、シーラント層３１上に積層された樹脂層３２と、接着剤層３３を介して樹脂層３２上に張り合わされた金属箔層３４とから構成される。一例として、シーラント層３１をポリエチレンで形成し、樹脂層３２をポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）で形成し、金属箔層３４はアルミニウムで形成しても良い。メンブレン３を構成する層の積層数や積層方法は特に限定されず、任意で良い。
【００２４】
メンブレン３には、外部からの押圧によって張力が所定の大きさを超えたときに破断するように、中心から放射状に延びる６本の切断線３０が形成されている。切断線３０は、図４及び５に示されるように、メンブレン３の厚み方向においては、シーラント層３１及び樹脂層３２のみを切断し、かつ、メンブレン３の延伸方向においては、破線を描くように形成されている。
【００２５】
切断線３０は、メンブレン３の破断強度を調整するためのものであり、メンブレン３に加えられる押圧力に応じて、数やライン形状、切断箇所の長さ及び深さを任意に設定することができる。切断線３０の理想的な数としては、中心から放射状に３〜１０本の範囲で設けるのが望ましい。切断線３０は、直線状でも良いし曲線状でも良い。また、メンブレン３の延伸方向において、切断線３０は必ずしも破線状のミシン目である必要はなく、実線を描くように形成しても良い。
【００２６】
図６は、本発明に係るパッケージの使用状態を示す斜視図であり、図７は、図６に示されるＶＩＩ−ＶＩＩラインの断面図である。より特定的には、図６及び７において、（ａ）は、メンブレンの破断前の状態を示し、（ｂ）は、メンブレンの破断後の状態を示す。
【００２７】
パッケージ１内の内容物５を他の容器７に再充填する際には、まず、図６（ａ）及び７（ａ）に示すように、オーバーキャップを取り外した包装容器２を倒立させ、メンブレン３を保存容器７の開口部に当接させる。このとき、漏斗２０の狭口側の開口部が保存容器７の開口の範囲内に配置するため、包装容器２の中心を保存容器７の中心とを合わせる。
【００２８】
次に、パッケージ１の底部を図の矢印方向に押下する。このとき、メンブレン３は、包装容器２の押圧に伴って、漏斗２０及び容器７の開口部から押圧力を受けるが、メンブレン３の張力が所定の破断強度を上回ると、図６（ｂ）及び７（ｂ）に示すように、メンブレン３が破断する。メンブレン３が破断すると、包装容器２に加えられた押圧力に従って、漏斗２０は容器７の内部へと挿入され、破断したメンブレン３は、漏斗２０と側壁２２とで挟まれた空間内に折り込まれる。この結果、漏斗２０の外方側の開口部が大きく開いた状態となるので、内容物５は、重力に従って、漏斗２０のテーパーに沿って容器７の内部に流入する。
【００２９】
以上説明したように、本発明に係る包装容器２及びこれを用いたパッケージ１によれば、メンブレン３と容器７の開口部とを突き合わせて、包装容器２を保存容器７に向かって押圧することにより、メンブレン３の破断とほぼ同時に漏斗２０の開口部が保存容器７内に挿入される。包装容器２内の内容物５は漏斗２０によって保存容器７の内部に誘導されるため、詰め替え作業時に内容物５が飛散したりこぼれたりするのを防止できる。よって、本実施形態に係る包装容器２及びパッケージ１によれば、内容物の詰め替えを容易に行うことが可能となる。
【００３０】
以下、本発明の第１〜第４の実施形態に係る包装容器の製造方法を説明する。尚、以下の説明では、本発明の特徴である漏斗パーツと容器本体との接合方法を中心に説明する。
【００３１】
（第１の実施形態）
図８は、本発明の第１の実施形態に係る製造方法で使用される高周波溶着装置の概略構成を示す図であり、より特定的には、（ａ）は、正面図であり、（ｂ）は、背面図である。図９は、図８に示されるＡ5−Ａ5’ラインから見た図であり、図１０は、図９に示されるＢ5−Ｂ5’ラインの断面図である。
【００３２】
高周波溶着装置５５１は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）によって形成された円弧状の一対の枠部材５５２ａ及び５５２ｂと、コイル５５４ａ及び５５４ｂと、コイル５５４ａ及び５５４ｂに取り付けられる一対の取り付け具５５５ａ及び５５５ｂとを備える。
【００３３】
コイル５５４ａ及び５５４ｂは、銅管の曲げ加工により形成され、枠部材５５２ａ及び５５２ｂの底部に形成された溝５５２ａ及び５５３ｂの内部に収納されている。図８（ｂ）にしめすように、コイル５５４ａ及び５５４ｂの一端同士は、フレキシブルな導電体５５７及び導管５５７によって接続されている。コイル５５４ａ及び５５４ｂには、図示しない電源装置から高周波電源が供給される。また、コイル５５４ａ及び５５４ｂは、その中空内部を循環する冷却水によって冷却されている。
【００３４】
高周波溶着装置５５１は、取り付け具５５５ａ及び５５５ｂを介して図示しない移動機構に取り付けられ、移動機構の動作に従って、上下方向（図８及び１０における上下方向）に昇降自在である。また、枠部材５５２ａ及び５５２ｂ（及びこれに収納されたコイル５５４ａ及び５５４ｂ）は、図８及び９の実線及び二点鎖線で示すように、移動機構の動作に従って、互いに近づく方向及び遠ざかる方向に開閉自在である。
【００３５】
図１１は、本発明の第１の実施形態に係る製造方法の一工程を説明するための断面図であり、図１２は、図１１に示されるＣ5部分の拡大図である。図１３は、図１１に続く工程を説明するための断面図であり、図１４は、図１３に続く工程を説明するための断面図であり、図１５は、図１４に続く工程を説明するための断面図である。
【００３６】
まず、図１１に示すように、カップ成形機等で成型した容器本体５１０の開放端５１１に、インジェクション成形等で成型した漏斗パーツ５０８を挿入する。
【００３７】
容器本体５１０は、紙を主体とするシート材料により形成され、開放端５１１と側壁５１７と底部とを有する円筒形状を有している。側壁５１７の最内面にはポリエチレン等の熱可塑性樹脂層が設けられ、熱可塑性樹脂層の外方側にはアルミニウム箔等の金属層が設けられている。
【００３８】
一方、漏斗パーツ５０８は、一端に向かって径の狭まる漏斗５２０と、漏斗５２０の広口側の開口部に接続され、漏斗５２０の外面を取り囲む円筒形状の側壁５２３とを有する。更に、図１２に示すように、側壁５２３の外面のうち、漏斗５２０の狭口側部分に凸条５２４ａ〜５２４ｃが設けられると共に、漏斗５２０の広口側部分に凸条５２５ａ及び５２５ｂが設けられている。凸条５２４ａ〜５２４ｃ、５２５ａ及び５２５ｂの各々は、側壁５２３の外面から突出して、側壁５２３の全周に渡って周方向に延びるように、側壁５２３と一体成型されている。また、凸条５２４ａ〜５２４ｃ、５２５ａ及び５２５ｂの最外径は、容器本体５１０の内径より大きく設定されている。したがって、図１１に示した工程では、凸条５２４ａ〜５２４ｃ、５２５ａ及び５２５ｂの各々によって、容器本体５１０の側壁５１７を外方に押し広げながら、容器本体５１０に漏斗パーツ５０８を嵌め込む。
【００３９】
次に、図１３に示すように、漏斗パーツ５０８を容器本体５１０に嵌め込んだワークを円筒形状のアンビル５５６に挿入した後、高周波溶着装置５５１を容器本体５１０の開放端に向けて降下させ、図１４に示すように、漏斗５２０の外面と側壁５２３の内面とで挟まれた空間にコイル５５４ａ及び５５４ｂを挿入する。コイル５５４ａ及び５５４ｂの垂直位置が、漏斗パーツ５０８の側壁５２３に形成された凸条５２４ａ〜５２４ｃの垂直位置とほぼ同じとなるまで、高周波溶着装置５５１を降下させる。
【００４０】
次に、枠部材５５２ａ及び５５２ｂを互いに遠ざかる方向（図１４に示す矢印の方向）に水平移動させ、図１５に示すように枠部材５５２ａ及び５５２ｂとアンビル５５６との間に、漏斗パーツ５０８の側壁５２３と容器本体５１０の側壁５１７との重なり部分を挟み込む。このとき、コイル５５４ａ及び５５４ｂは、枠部材５５２ａ及び５５２ｂを介して、側壁５１７及び５２３の重なり部分から所定距離だけ離れた位置に配置される。
【００４１】
次に、図示しない電源装置からコイル５５４ａ及び５５４ｂへと高周波電流を所定時間だけ供給して、容器本体５１０の側壁５１７を構成する金属層を誘電加熱する。
【００４２】
図１６は、漏斗パーツと容器本体の溶着箇所を示す断面図である。
【００４３】
金属層の内部加熱によって、その内面側（側壁５１７の最内面）に設けられた熱可塑性樹脂層が溶融する。上述したように、凸条５２４ａ〜５２４ｃは、容器本体５１０の側壁５１７を押し広げるように押圧しているため、溶融した樹脂が凸条５２４ａ〜５２４ｃの外面にまで広がった状態で固化する。この結果、図１６に示すように、凸条５２４ａ〜５２４ｃが熱可塑性樹脂層に食い込んだ状態で、漏斗パーツ５０８の側壁５２３が容器本体５１０の側壁５１７に接合される。
【００４４】
尚、図１６において、凸条５２５ａ及び５２５ｂは、側壁５１７に溶着されていないが、これらの最外径と側壁５１７の内径との差によって、側壁５１７の内面を押し広げた状態が維持されている。このように凸条５２５ａ及び５２５ｂと側壁５１７の内面との密着状態が保たれることによって、漏斗パーツ５０８の側壁５２３と容器本体５１０との間に内容物が入り込むことを防止できる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態に係る製造方法では、高周波溶着によって、漏斗パーツ５０８と容器本体５１０とを高速かつ確実に接合することができるので、包装容器を効率的に製造することが可能となる。
【００４６】
（第２の実施形態）
図１７は、本発明の第２の実施形態に係る製造方法を説明するための模式図であり、図１８は、図１７に示されるＤ5−Ｄ5’ラインの断面図である。
【００４７】
本実施形態では、第１の実施形態で説明したものと同一構成の容器本体５１０と漏斗パーツ５０８を、容器本体５１０の外面に配置されるリング状のコイル５５９を用いた高周波溶着により接合する。より具体的には、容器本体５１０に漏斗パーツ５０８を嵌合させた後、容器本体５１０をコイル５５９の内部に挿入して、側壁５１７及び５２３の重なり部分を取り囲むようにコイル５５９の位置を調整する。その後、第１の実施形態と同様に、図示しない電源装置からコイル５５９へと高周波電流を所定時間だけ供給することによって、漏斗パーツ５０８の側壁５２３と容器本体５１０の側壁５１７とを溶着する。
【００４８】
本実施形態では、立てた容器本体５１０に対してコイル５５９を上下させる操作、または、所定位置に保持されるコイル５５９に対して容器本体を上下させる操作を行うだけで、容器本体５１０に対するコイル５５９の位置決めができるので、高周波溶着装置の機構をシンプルに構成することができる。また、本実施形態では、容器本体５１０のほぼ全周を同時に溶着することができるので、十分な強度での接合を効率的に行うことができる。更に、容器本体５１０や漏斗パーツ５０８に、高周波溶着装置やアンビルが接触しないため、包装容器を傷つける虞もない。
【００４９】
尚、本実施形態では、説明を簡略化するために、コイル５５９のみを図示しているが、第１の実施形態と同様にコイル５５９を内蔵した枠部材と、漏斗パーツ５０８に挿入されるアンビルとを用いても良い。すなわち、枠部材とアンビルとの間に、漏斗パーツ５０８の側壁５２３と容器本体５１０の側壁５１７との重なり部分挟み込んだ状態で、コイル５５９に高周波電流を供給して溶着を行っても良い。
【００５０】
（第３の実施形態）
図１９は、本発明の第３の実施形態に係る製造方法を説明するための図であり、図２０は、図１９に示されるＥ5−Ｅ5’ラインの断面図である。
【００５１】
本実施形態では、第１の実施形態と同一構成の容器本体５１０と漏斗パーツ５０８とを超音波ホーン５６０を用いた超音波溶着により接合する。
【００５２】
超音波ホーン５６０は、容器本体５１０の外面と同一曲率の曲面よりなる端面５６３を有し、容器本体５１０の周方向に沿って外面の一部に当接することができる。端面５６３上の最も振動子側の位置Ｔ1から端面５６３の先端の位置Ｔ0までの距離ｄは、位置Ｔ0〜Ｔ1の範囲内で溶着に有効な超音波振幅が得られるように決定される。例えば、位置Ｔ1の端面５６３上で最大振幅が得られる条件下で、位置Ｔ0の端面５６３上で溶着に最低限必要な振幅が得られるように距離ｄの値を設定することができる。したがって、超音波ホーン５６０の端面５６３と容器本体５１０外面との接触範囲（容器本体５１０の中心軸Ｚを中心とする角度θで表す）は、距離ｄと容器本体５１０の半径ｒとを用いて求めることができる。
【００５３】
容器本体５１０と漏斗パーツ５０８とを接合する際には、まず、容器本体５１０の開放端５１６に漏斗パーツ５０８を嵌め込んだワークをアンビル５６２に取り付ける。次に、図１９及び２０に示すように、漏斗パーツ５０８の側壁５２３と容器本体５１０の側壁５１７との重なり部分に沿って超音波ホーン５６０の端面５６３を当接させる。そして、超音波ホーン５６０とアンビル５６２との間で、漏斗パーツ５０８の側壁５２３を容器本体５１０の側壁５１７に押圧しながら、超音波ホーン５６０を所定時間だけ発振させる。超音波振動によって、側壁５１７及び５２３の界面にある熱可塑性樹脂層（側壁５１７の最内面）が溶融し、漏斗パーツ５０８の一部と容器本体５１０の一部とが接合される。その後、超音波ホーン５６０を例えば二点鎖線で示した位置に移動させて、再度超音波ホーン５６０を発振させることによって、漏斗パーツ５０８の一部と容器本体５１０の一部とを接合することができる。このように、超音波ホーン５６０の端面５６３と容器本体５１０の外面との接触位置を変えながら、超音波ホーン５６０を間欠的に複数回発振させることで、漏斗パーツ５０８と容器本体５１０とを必要な強度で接合することができる。
【００５４】
尚、漏斗パーツ５０８と容器本体５１０とを複数回に渡って超音波溶着する場合、超音波ホーン５６０を移動させる代わりに、ワークを容器本体５１０の中心軸Ｚ軸周りに回転させることによって、超音波ホーン５６０と容器本体５１０との接触箇所を変更しても良い。
【００５５】
また、複数の超音波ホーンを容器本体５１０の周方向に並べて配置し、これらの超音波ホーンを所定の順序で発振させることで、複数箇所を連続して超音波溶着しても良い。例えば、図１９及び２０に超音波ホーン５６０（実線）に加えて、二点鎖線で示した位置に２台目の超音波ホーンを配置し、これらの間で振動干渉が生じないように逐次発振を行えば、漏斗パーツ５０８を容器本体５１０に効率的に接合することができる。
【００５６】
本実施形態のように超音波振動によって内部加熱する場合には、容器本体や漏斗に発熱体となる金属層が不要となるので、省資源化や廃棄が容易な包装容器を効率的に製造できる。
【００５７】
（第４の実施形態）
図２１は、本発明の第４の実施形態に係る製造方法を説明するための模式図である。
【００５８】
本実施形態では、直列に配置した２台の超音波ホーン５６４及び５６５を用いて、容器本体５１０の全周に渡って超音波溶着を行う。
【００５９】
より具体的には、容器本体５１０の開放端５１６に漏斗パーツ５０８を嵌め込んだワークを図示しないアンビルに取り付ける。次に、漏斗パーツ５０８及び容器本体５１０の側壁同士の重なり部分を超音波ホーン５６４の端面に当接させたまま、ワークを容器本体５１０の中心軸Ｚの周りに回転させながら、超音波ホーン５６４及び５６５の整列方向（図のブロック矢印で示す方向）に移動させる。超音波ホーン５６４及び５６５は、ワークが当接している間連続して発振し、容器本体５１０との接触箇所を超音波溶着する。
【００６０】
本実施形態によれば、容器本体５１０の全周に渡って連続して漏斗パーツ５０８の溶着を行うことができるので、高速かつ十分な接合強度を有する包装容器を製造することができる。
【００６１】
（その他の変形例）
上記の第１〜第４の各実施形態では、漏斗パーツ（凸条）の外径と容器本体の内径との寸法差によって、漏斗パーツが容器本体を押し広げるように押圧する例を示したが、アンビル等を用いて漏斗パーツと容器本体の側壁同士を圧着できる場合は、凸条や両者の寸法差をなくしても良い。
【００６２】
また、上記の第１〜第４の各実施形態では、漏斗パーツの側壁に設けられた凸条が側壁の全周に渡って形成されている例を説明したが、複数の凸条が間欠的に形成されていても良い。
【００６３】
更に、上記の第１〜第４の各実施形態では、樹脂製の漏斗パーツを紙製の容器本体に溶着する例を説明したが、漏斗パーツも紙を主体とする材料で構成した場合でも、本発明に係る接合方法を同様に適用できる。
【００６４】
更に、上記の第１〜第４の各実施形態において、アンビルを用いずに容器本体と漏斗パーツとを溶着しても良い。また、アンビルの形状は特に限定されず、複数のパーツから構成されるアンビルを使用しても良い。
【００６５】
更に、上記の第１〜第４の各実施形態において、漏斗パーツの側壁にフランジを更に設け、漏斗パーツのフランジを容器本体のフランジ上に重ね合わせた状態で両者を溶着しても良い。この場合、漏斗パーツのフランジ部の下面に凸条を設けておけば、溶着しやすくなるので好ましい。
【００６６】
更に、上記の第３及び第４の実施形態では、容器本体の外側に超音波ホーンを当接させる接合方法を説明したが、漏斗パーツの側壁の内面側に超音波ホーンを当接させても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、インスタントコーヒーや粉ミルク等の食品や、複写機やレーザープリンター用のトナーなど、粉状・顆粒状・液状の流動性を有する材料を他の容器に移し替えるための包装容器として利用できる。
【符号の説明】
【００６８】
１ パッケージ
２ 包装容器
３ メンブレン
５ 粉体
７ 容器
８ 漏斗パーツ
１０ 容器本体
１１ 開放端
１７ 側壁
２０ 漏斗
５０８ 漏斗パーツ
５１０ 容器本体
５１１ 開放端
５１７ 側壁
５２０ 漏斗
５２３ 側壁
５２４ 凸条
５５４、５５９ コイル
５６０、５６４、５６５ 超音波ホーン
５６３ 端面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容物を他の容器に移し替えるために用いられ、開放端と底部と側壁とを有する筒形状の容器本体と、前記開放端に向かって径が狭まる漏斗及び前記漏斗の外面を取り囲む筒形状の側壁を含む漏斗パーツとを備える包装容器の製造方法であって、
最内面に設けられた熱可塑性樹脂層と、熱可塑性樹脂層より外方側に設けられた金属層とを有する前記容器本体に前記漏斗パーツを挿入し、
前記漏斗パーツの側壁と前記包装容器の側壁との重なり部分との間に所定の隙間を空けてコイルを配置し、
前記漏斗パーツの側壁を前記包装容器の側壁に押圧しながら、前記コイルに高周波電流を供給して前記金属層の一部を誘電加熱し、前記熱可塑性樹脂層と前記漏斗パーツの側壁とを溶着させる、包装容器の製造方法。
【請求項２】
前記コイルを前記漏斗の外面と前記側壁の内面とで挟まれる空間に挿入する、請求項１に記載の包装容器の製造方法。
【請求項３】
前記コイルを前記容器本体の外面を取り囲むように配置する、請求項１に記載の包装容器の製造方法。
【請求項４】
前記漏斗パーツは、その側壁の外面から突出して全周に渡って周方向に延び、前記重なり部分に配置される凸条を更に含み、
前記凸条の外径は、前記重なり部分における前記容器本体の内径より大きく設定されており、
前記凸条で前記容器本体の側壁を外方に押し広げた状態で前記漏斗パーツを前記容器本体に挿入する、請求項１〜３のいずれかに記載の包装容器の製造方法。
【請求項５】
内容物を他の容器に移し替えるために、開放端と底部と側壁とを有する筒形状の容器本体と、前記開放端に向かって径が狭まる漏斗及び前記漏斗の外面を取り囲む筒形状の側壁を含む漏斗パーツとを備える包装容器の製造方法であって、
最内面に熱可塑性樹脂層を有する容器本体に前記漏斗パーツを挿入し、
前記漏斗パーツの側壁と前記包装容器の側壁との重なり部分に沿って超音波ホーンの端面を当接させ、
前記漏斗パーツの側壁を前記包装容器の側壁に押圧しながら、前記超音波ホーンを発振させて、前記熱可塑性樹脂層と前記漏斗パーツの側壁とを溶着させる、包装容器の製造方法。
【請求項６】
前記超音波ホーンは、前記容器本体の周方向において、前記容器本体の外面の一部のみに接する端面を有し、
前記超音波ホーンの端面と前記容器本体の外面との接触位置を変えながら、前記超音波ホーンを間欠的に複数回発振させることによって、前記熱可塑性樹脂層と前記漏斗パーツの側壁とを溶着させる、請求項５に記載の包装容器の製造方法。
【請求項７】
前記超音波ホーンは、前記容器本体の周方向において、前記容器本体の外面の一部にのみ沿う端面を有し、
複数の前記超音波ホーンを前記容器本体の周方向に並べて配置し、所定の順序で前記超音波ホーンを発振させることによって、前記熱可塑性樹脂層と前記漏斗パーツの側壁とを溶着させる、請求項５に記載の包装容器の製造方法。
【請求項８】
複数の前記超音波ホーンを所定方向に並べて配置し、前記超音波ホーンの端面に当接した状態で前記容器本体を中心軸周りに回転させながら前記所定方向に移動させることによって、前記熱可塑性樹脂層と前記漏斗パーツの側壁とを溶着させる、請求項５に記載の包装容器の製造方法。
【請求項９】
前記漏斗パーツは、その側壁の外面から突出して全周に渡って周方向に延び、前記重なり部分に配置される凸条を更に含み、
前記凸条の外径は、前記重なり部分における前記容器本体の内径より大きく設定されており、
前記凸条で前記容器本体の側壁を外方に押し広げた状態で前記漏斗パーツを前記容器本体に挿入する、請求項５〜８のいずれかに記載の包装容器の製造方法。
【請求項１】
内容物を他の容器に移し替えるために用いられ、開放端と底部と側壁とを有する筒形状の容器本体と、前記開放端に向かって径が狭まる漏斗及び前記漏斗の外面を取り囲む筒形状の側壁を含む漏斗パーツとを備える包装容器の製造方法であって、
最内面に設けられた熱可塑性樹脂層と、熱可塑性樹脂層より外方側に設けられた金属層とを有する前記容器本体に前記漏斗パーツを挿入し、
前記漏斗パーツの側壁と前記包装容器の側壁との重なり部分との間に所定の隙間を空けてコイルを配置し、
前記漏斗パーツの側壁を前記包装容器の側壁に押圧しながら、前記コイルに高周波電流を供給して前記金属層の一部を誘電加熱し、前記熱可塑性樹脂層と前記漏斗パーツの側壁とを溶着させる、包装容器の製造方法。
【請求項２】
前記コイルを前記漏斗の外面と前記側壁の内面とで挟まれる空間に挿入する、請求項１に記載の包装容器の製造方法。
【請求項３】
前記コイルを前記容器本体の外面を取り囲むように配置する、請求項１に記載の包装容器の製造方法。
【請求項４】
前記漏斗パーツは、その側壁の外面から突出して全周に渡って周方向に延び、前記重なり部分に配置される凸条を更に含み、
前記凸条の外径は、前記重なり部分における前記容器本体の内径より大きく設定されており、
前記凸条で前記容器本体の側壁を外方に押し広げた状態で前記漏斗パーツを前記容器本体に挿入する、請求項１〜３のいずれかに記載の包装容器の製造方法。
【請求項５】
内容物を他の容器に移し替えるために、開放端と底部と側壁とを有する筒形状の容器本体と、前記開放端に向かって径が狭まる漏斗及び前記漏斗の外面を取り囲む筒形状の側壁を含む漏斗パーツとを備える包装容器の製造方法であって、
最内面に熱可塑性樹脂層を有する容器本体に前記漏斗パーツを挿入し、
前記漏斗パーツの側壁と前記包装容器の側壁との重なり部分に沿って超音波ホーンの端面を当接させ、
前記漏斗パーツの側壁を前記包装容器の側壁に押圧しながら、前記超音波ホーンを発振させて、前記熱可塑性樹脂層と前記漏斗パーツの側壁とを溶着させる、包装容器の製造方法。
【請求項６】
前記超音波ホーンは、前記容器本体の周方向において、前記容器本体の外面の一部のみに接する端面を有し、
前記超音波ホーンの端面と前記容器本体の外面との接触位置を変えながら、前記超音波ホーンを間欠的に複数回発振させることによって、前記熱可塑性樹脂層と前記漏斗パーツの側壁とを溶着させる、請求項５に記載の包装容器の製造方法。
【請求項７】
前記超音波ホーンは、前記容器本体の周方向において、前記容器本体の外面の一部にのみ沿う端面を有し、
複数の前記超音波ホーンを前記容器本体の周方向に並べて配置し、所定の順序で前記超音波ホーンを発振させることによって、前記熱可塑性樹脂層と前記漏斗パーツの側壁とを溶着させる、請求項５に記載の包装容器の製造方法。
【請求項８】
複数の前記超音波ホーンを所定方向に並べて配置し、前記超音波ホーンの端面に当接した状態で前記容器本体を中心軸周りに回転させながら前記所定方向に移動させることによって、前記熱可塑性樹脂層と前記漏斗パーツの側壁とを溶着させる、請求項５に記載の包装容器の製造方法。
【請求項９】
前記漏斗パーツは、その側壁の外面から突出して全周に渡って周方向に延び、前記重なり部分に配置される凸条を更に含み、
前記凸条の外径は、前記重なり部分における前記容器本体の内径より大きく設定されており、
前記凸条で前記容器本体の側壁を外方に押し広げた状態で前記漏斗パーツを前記容器本体に挿入する、請求項５〜８のいずれかに記載の包装容器の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００９−２７９９３１（Ｐ２００９−２７９９３１Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０４３７６（Ｐ２００９−１０４３７６）
【出願日】平成２１年４月２２日（２００９．４．２２）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２２日（２００９．４．２２）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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