KR20210077602A

KR20210077602A - 컵형상 용기

Info

Publication number: KR20210077602A
Application number: KR1020200173029A
Authority: KR
Inventors: 타다시 나에무라
Original assignee: 쇼와 덴코 패키징 가부시키가이샤
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2021-06-25
Also published as: CN112978005B; CN215476311U; CN112978005A; TWI859378B; TW202136121A

Abstract

[과제] 종이컵의 제조 설비를 이용하여 염가로 제조 가능하고, 내용물의 장기 보존성에 우수하고, 아셉틱 살균이나 레토르트 살균도 가능한 컵형상 용기로서, 보형성에 우수하고, 덮개재와의 열융착을 지장없이 행할 수 있는 것을 제공한다.
[해결 수단] 컵형상 용기(1)는, 동체용 블랭크(20A)의 양단 연부끼리를 겹쳐서 접합함에 의해 통형상으로 성형되고 상단 개구 연부에 바깥쪽으로 절곡된 플랜지부(23)를 가지고 있는 동체(2)와, 저체용 블랭크(30A)를 저부(31)와 수하부(32)가 형성되도록 성형하여 이루어지는 저체(3)로 이루어진다. 동체(2)의 하단부(2a)의 내면에 수하부(32)의 외면이 접합되어 있다. 동체용 블랭크(20A) 및 저체용 블랭크(30A)의 각각이, 금속박층(201, 301)과 금속박층(201, 301)의 양면에 적층된 열융착성 수지층(202, 302)으로 이루어지는 적층체(20, 30)로 형성되어 있다. 플랜지부(23)는, 동체(2)의 상단 개구 연부로부터 지름방향 바깥쪽으로 늘어나는 상면부(23a)와, 상면부(23a)의 선단부터 하향으로 접혀 지름방향 안쪽으로 늘어나는 하면부(23b)와, 하면부(23b)의 선단부터 상향으로 접혀 상면부(23a)와 하면부(23b) 사이를 지름방향 바깥쪽으로 늘어나는 중간 개재부(23c)를 갖는 것이고, 편평형상으로 성형되어 있다.

Description

컵형상 용기{CUP SHAPED CONTAINER}

본 발명은, 예를 들면 아이스크림이나 요구르트와 같은 식품이나 음료 등을 내용물로 하는 컵형상 용기에 관한 것이다.

예를 들면 아이스크림이나 요구르트 등의 반고형상(半固形狀) 유제품을 충전 포장하기 위한 용기로서, 종이제의 컵형상 용기, 즉 종이컵이 일반적으로 이용되고 있다.

종이컵은, 통상, 각각 소정 형상으로 커트된 종이제 블랭크로 이루어지는 동체(胴體)와 저체(底體)를 접합 일체화함에 의해 형성되어 있다. 보다 상세하게는, 동체는, 개략 선형(扇形)의 동체용 블랭크의 양단 연부끼리를 오버랩시켜서 접합함에 의해 통형상(筒狀)으로 성형함과 함께, 하단 개구 연부에 안쪽으로 접혀진 접힘부를 형성하고, 상단 개구 연부에 바깥쪽으로 컬된 플랜지부를 형성하여 이루어진다. 저체는, 개략 원형의 저체용 블랭크를 그 외주부에 수하부(垂下部)가 형성되도록 스커트 성형하여 이루어지는 단면 개략 역U형의 것이다. 그리고, 저체의 수하부가 동체의 접힘부에 둘러싸여 접합됨에 의해, 동체 및 저체가 일체화되어 있다.

동체용 및 저체용의 각 블랭크는, 예를 들면, 일반 원지, 내산지, 코트지 등으로 이루어지는 종이층과, 종이층의 편면 또는 양면에 적층된 폴리에틸렌 수지(PE)층을 갖는 적층체로 이루어진다(예를 들면 하기한 특허문헌 1 참조).

또한, 상기 각 블랭크의 재료로서, 종이층 및 폴리에틸렌 수지(PE)층에 더하여 알루미늄박 등으로 이루어지는 배리어층을 적층하여 이루어지는 적층체를 사용한 종이컵도 알려져 있다(예를 들면 하기한 특허문헌 2 참조).

그 밖에, 아이스크림, 요구르트 등의 용기로서, 폴리프로필렌 수지(PP) 등의 플라스틱 성형체로 이루어지는 것도 알려져 있다(예를 들면 하기한 특허문헌 3 참조).

일본 특개소58-30955호 공보 일본 특개2007-210639호 공보 일본 특개2007-176505호 공보

그렇지만, 종이컵은, 생산성에 우수하고, 염가로 제조하는 것이 가능한 반면, 배리어성이 낮고, 내용물의 장기 보존에는 적합하지 않았다.

알루미늄박 등의 배리어층이 부가된 종이컵인 경우, 내용물의 장기 보존성은 향상하지만, 종이층의 단면(端面)부터 물이 침입하기 쉽고, 레토르트 살균을 행할 수가 없었다.

또한, 플라스틱제의 용기인 경우, 제조 설비의 코스트가 높게 드는데다가, 내용물의 장기 보존에는 적합하지 않았다.

상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명자는, 동체용 블랭크 및 저체용 블랭크 각각의 재료로서, 금속박층과 그 양면 중 적어도 일방의 면에 적층된 열융착성 수지층으로 이루어지는 적층체를 사용한 컵형상 용기를 먼저 제안하였다(일본 특원2019-106125호).

상기 컵형상 용기에 의하면, 종이컵의 제조 설비를 이용하여 염가로 제조 가능하고, 내용물의 장기 보존성에 우수하고, 아셉틱 살균이나 레토르트 살균을 행할 수도 있다.

여기서, 상기한 컵형상 용기인 경우, 동체의 플랜지부가 충분한 강도를 갖지 않으면, 용기 전체의 보형성(保形性)이 불충분하게 되고, 또한, 플랜지부의 상면에 덮개재(蓋材)를 열융착할 때에도 지장이 생길 우려가 있다.

또한, 상기한 컵형상 용기인 경우, 용기로서 요구되는 강도나, 컵형상으로 성형하기 위한 성형성을 확보하기 위해, 동체용 블랭크 및 저체용 블랭크의 재료가 되는 적층체의 구성이 중요해진다고 생각된다.

본 발명의 목적은, 종이컵의 제조 설비를 이용하여 염가로 제조 가능하고, 내용물의 장기 보존성에 우수하고, 아셉틱 살균이나 레토르트 살균도 가능한 컵형상 용기로서, 보형성(保形性)에 우수하고, 덮개재와의 열융착을 지장없이 행할 수 있는 것을 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 또 하나의 목적은, 상기한 컵형상 용기로서, 그 재료 구성을 보다 적정화함에 의해, 강도나 성형성에 우수한 것을 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 상기한 목적을 달성하기 위해, 이하의 양태로 이루어진다.

1) 동체용 블랭크의 양단 연부(緣部)끼리를 겹쳐서 접합함에 의해 통형상으로 성형되어 있음과 함께 상단 개구 연부에 바깥쪽으로 절곡된 플랜지부를 가지고 있는 동체와, 저체용 블랭크를 저부(底部)와 저부의 외주 연부로부터 하방으로 늘어나는 수하부가 형성되도록 성형하여 이루어지는 단면 개략 역U형의 저체로 이루어지고, 동체의 하단부의 내면에 저체의 수하부의 외면이 접합됨에 의해 동체 및 저체가 일체화되어 있는 컵형상 용기로서,

동체용 블랭크가, 금속박층과 금속박층의 양면 중 적어도 동체의 내측이 되는 면에 적층된 열융착성 수지층으로 이루어지는 적층체로 형성된 것으로서, 동체용 블랭크의 양단 연부가 이들의 서로에 겹침면을 구성하고 있는 열융착성 수지층끼리를 열융착함에 의해 접합되어 있고,

저체용 블랭크가, 금속박층과 금속박층의 양면 중 적어도 저체의 상측이 되는 면에 적층된 열융착성 수지층으로 이루어지는 적층체로 형성된 것으로서, 동체의 하단부의 내면 및 저체의 수하부의 외면이 이들의 면을 구성하고 있는 열융착성 수지층끼리를 열융착함에 의해 접합되어 있고,

플랜지부가, 동체의 상단 개구 연부로부터 지름방향 바깥쪽으로 늘어나는 상면부와, 상면부의 선단부터 하향으로 접혀 지름방향 안쪽으로 늘어나는 하면부와, 하면부의 선단부터 상향으로 접혀 상면부와 하면부와의 사이를 지름방향 바깥쪽으로 늘어나는 중간 개재부를 갖는 것으로서, 편평형상으로 성형되어 있는, 컵형상 용기.

2) 플랜지부의 상면부, 하면부 및 중간 개재부가, 이들의 서로에 겹침면을 구성하고 있는 동체용 블랭크의 열융착성 수지층끼리를 열융착함에 의해 접합되어 있는, 상기 1)의 컵형상 용기.

3) 플랜지부의 중간 개재부의 지름방향 길이가, 하면부의 지름방향 길이의 0.5~1배인, 상기 1) 또는 2)의 컵형상 용기.

4) 플랜지부의 중간 개재부가, 평면에서 보아 플랜지부의 상면에서의 덮개재와의 실 영역과 전부 또는 일부가 겹쳐지도록 형성되어 있는, 상기 1)~3)의 어느 하나의 컵형상 용기.

5) 동체용 블랭크가, 금속박층의 양면 중 동체의 내측이 되는 면에 적층된 내측 열융착성 수지층과, 금속박층의 양면 중 동체의 외측이 되는 면에 적층된 외측 열융착성 수지층을 가지고 있고, 내측 열융착성 수지층의 두께가 30~120㎛이고, 외측 열융착성 수지층의 두께가 20~100㎛인, 상기 1)~4)의 어느 하나의 컵형상 용기.

6) 동체용 블랭크 및 저체용 블랭크의 각각을 형성하고 있는 적층체의 금속박층이, 인장강도 : 60~370㎫, 0.2% 내력(耐力) : 25~370㎫, 두께 : 40~200㎛의 알루미늄박으로 이루어지는, 상기 1)~5)의 어느 하나의 컵형상 용기.

7) 알루미늄박이, 질량비로 Si : 0.02~0.5%, Fe : 0.05~1.7%, Cu : 0.01~0.3%, Mn : 1.5% 이하, Mg : 100ppm 이하, Al : 95% 이상을 함유하고 있는, 상기 6)의 컵형상 용기.

8) 알루미늄박이, 가공 경화된 것인, 상기 6) 또는 7)의 컵형상 용기.

9) 동체용 블랭크의 양단 연부끼리를 겹쳐서 접합함에 의해 통형상으로 성형되어 있는 동체와, 저체용 블랭크를 저부와 저부의 외주 연부로부터 하방으로 늘어나는 수하부가 형성되도록 성형하여 이루어지는 단면 개략 역U형의 저체로 이루어지고, 동체의 하단부의 내면에 저체의 수하부의 외면이 접합됨에 의해 동체 및 저체가 일체화되어 있는 컵형상 용기에서,

동체용 블랭크 및 저체용 블랭크 각각의 재료로서 이용되는 적층체로서,

금속박층과, 금속박층의 양면 중 적어도 일방의 면에 적층된 열융착성 수지층으로 이루어지고,

상기 적층체는, 금속박층이, 인장강도 : 60~370㎫, 0.2% 내력 : 25~370㎫, 두께 : 40~200㎛의 알루미늄박으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 컵형상 용기용 적층체.

10) 알루미늄박이, 질량비로 Si : 0.02~0.5%, Fe : 0.05~1.7%, Cu : 0.01~0.3%, Mn : 1.5% 이하, Mg : 100ppm 이하, Al : 95% 이상을 함유하고 있는, 상기 9)의 컵형상 용기용 적층체.

11) 알루미늄박이, 가공 경화된 것인, 상기 9) 또는 10)의 컵형상 용기용 적층체.

12) 동체용 블랭크의 양단 연부끼리를 겹쳐서 접합함에 의해 통형상으로 성형되어 있는 동체와, 저체용 블랭크를 저부와 저부의 외주 연부로부터 하방으로 늘어나는 수하부가 형성되도록 성형하여 이루어지는 단면 개략 역U형의 저체로 이루어지고, 동체의 하단부의 내면에 저체의 수하부의 외면이 접합됨에 의해 동체 및 저체가 일체화되어 있는 컵형상 용기로서,

동체용 블랭크가, 금속박층과, 금속박층의 양면 중 적어도 동체의 내측이 되는 면에 적층된 열융착성 수지층으로 이루어지는 적층체로 형성된 것으로서, 이들의 서로에 겹침면을 구성하고 있는 열융착성 수지층끼리를 열융착함에 의해 접합되어 있고,

동체용 블랭크 및 저체용 블랭크 각각을 형성하고 있는 적층체가, 상기 9)~11)의 어느 하나의 컵형상 용기용 적층체로 이루어지는, 컵형상 용기.

상기 1)의 컵형상 용기에 의하면, 동체의 플랜지부가, 상면부, 하면부 및 중간 개재부로 이루어지는 3층 구조의 것이고, 그 강도가 높게 되어 있기 때문에, 용기 전체로서 우수한 보형성을 얻을 수 있고, 또한, 덮개재와의 열융착을 지장없이 행할 수 있다.

상기 2)~5)의 컵형상 용기에 의하면, 상기 1)의 컵형상 용기에 의한 상기 효과가 보다 한층 확실하게 이루어진다.

상기 6)의 컵형상 용기에 의하면, 동체용 블랭크 및 저체용 블랭크의 각각을 형성하고 있는 적층체의 금속박층이 상기한 인장 강도, 0.2% 내력 및 두께를 갖는 알루미늄박으로 이루어지기 때문에, 강도 및 성형성이 우수하다.

여기서, 「인장강도」 및 「0.2% 내력」은, JIS Z2241-2011에 규정된, 5호 시험편을 사용한, 압연 방향에 병행 방향의 인장 시험에 의한 것이다.

상기 7)의 컵형상 용기에 의하면, 금속박층과 열융착성 수지층과의 접착성이 향상하기 때문에, 디라미네이션의 발생이 억제된다.

상기 8)의 컵형상 용기에 의하면, 금속박층으로서 가공 경화된 상기 알루미늄박이 사용됨에 의해 강성이 보다 한층 높아지기 때문에, 그 동체에 홈 등의 변형이 발생하기 어렵고, 보형성이 우수하다.

상기 9)의 컵형상 용기용 적층체에 의하면, 금속박층이 상기한 인장 강도, 0.2% 내력 및 두께를 갖는 알루미늄박으로 이루어지기 때문에, 당해 적층체를 동체용 블랭크 및 저체용 블랭크의 재료로서 이용함에 의해, 강도 및 성형성에 우수한 컵형상 용기를 제조할 수 있다.

상기 10)의 컵형상 용기용 적층체에 의하면, 금속박층과 열융착성 수지층과의 접착성이 향상하기 때문에, 디라미네이션의 발생이 억제된다.

상기 11)의 컵형상 용기용 적층체에 의하면, 금속박층으로서 가공 경화된 상기 알루미늄박이 사용됨에 의해 강성이 보다 한층 높아지기 때문에, 당해 적층체를 재료로 하는 동체용 블랭크 및 저체용 블랭크에 의해 형성된 컵형상 용기는, 그 동체에 홈 등의 변형이 발생하기 어렵고, 보형성이 우수하다.

상기 12)의 컵형상 용기에 의하면, 동체용 블랭크 및 저체용 블랭크의 재료로서 상기 9)~11)의 어느 하나의 적층체가 이용됨에 의해, 강도 및 성형성에 우수한 것이 된다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 컵형상 용기의 사시도.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 수직 단면도로서, 당해 도면 중, 1점쇄선(A)으로 둘러싸인 부분은 1점쇄선(a)으로 둘러싸인 부분을 확대하여 도시한 것이고, 1점쇄선(B)으로 둘러싸인 부분은 1점쇄선(b)으로 둘러싸인 부분을 확대하여 도시한 것.
도 3의 (a)는 동체용 블랭크의 재료가 되는 적층체의 층 구조를 도시하는 확대 단면도, (b)는 저체용 블랭크의 재료가 되는 적층체의 층 구조를 도시하는 확대 단면도.
도 4는 상기 컵형상 용기에서의 동체의 오버랩부를 확대하여 도시하는 수평 단면도.
도 5는 상기 컵형상 용기에서의 동체의 플랜지부를 확대하여 도시하는 수직 단면도.
도 6의 (a)는 동체용 블랭크의 평면도, (b)는 동체용 블랭크로 성형된 동체의 사시도.
도 7의 (a)는 저체용 블랭크의 평면도, (b)는 저체용 블랭크로 성형된 저체의 사시도.
도 8은 상기 컵형상 용기에서의 동체의 플랜지부의 성형 공정을 순차적으로 도시하는 수직 단면도.
도 9는 상기 컵형상 용기의 제조 공정의 일부를 도시하는 수직 단면도.
도 10은 실시례 2의 컵형상 용기의 주요부를 도시하는 것으로, 도 5에 상당하는 수직 단면도.
도 11은 비교례 1의 컵형상 용기의 주요부를 도시하는 것으로, 도 5에 상당하는 수직 단면도.

이하, 본 발명의 실시 형태를, 도 1~도 11을 참조하여 설명한다.

또한, 이하의 설명에서, 「상하(上下)」는, 컵형상 용기, 동체 또는 저체에서의 상하(예를 들면 도 2, 5, 8~11의 각 상하)를 말하는 것으로 하고, 또한, 「내(內)」는, 컵형상 용기, 동체, 저체에서의 중심에 가까운 측(예를 들면 도 4의 위(上), 도 5, 8~11의 각 오른쪽)을 말하고, 「외(外)」는, 컵형상 용기, 동체, 저체에서의 중심으로부터 먼 측(예를 들면 도 4의 아래, 도 5, 8~11의 각 왼쪽)을 말하는 것으로 한다.

도 1 및 도 2는, 본 발명의 실시 형태의 컵형상 용기(1)의 전체 구성을 도시하는 것이고, 당해 용기(1)는, 동체용 블랭크(20A)로 성형된 동체(2)와, 저체용 블랭크(30A)로 성형된 저체(3)를 접합 일체화하여 이루어진다.

동체(2)는, 테이퍼 통형상(筒形狀)의 것으로, 도 6에 도시하는 바와 같이, 선형(扇形)을 한 동체용 블랭크(20A)의 양단 연부끼리를 오버랩시켜서 접합함에 의해 성형되어 있다. 따라서 몸통부(胴部)(2)에는, 그 높이 방향에 따라 늘어나는 오버랩부(21)가 존재한다. 동체용 블랭크(20A)의 양단 연부 중 동체(2)의 외측이 되는 단연부의 윗모서리부(上隅部)는, 원호형상으로 커트된 아르부(20c)로 되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 동체(2)의 오버랩부(21)의 상단부분의 두께를 얇게 할 수 있어, 후술하는 플랜지부(23)의 형성이 용이해진다.

동체(2)의 하단 개구 연부에는, 안쪽으로 접혀진 접힘부(22)가 형성되어 있다.

또한, 동체(2)의 상단 개구 연부에는, 바깥쪽으로 절곡된 플랜지부(23)가 마련되어 있다. 플랜지부(23)의 상세에 관해서는, 후술한다.

저체(3)는, 원형을 한 수평한 저부(31)와, 저부(31)의 외주 연부로부터 하방으로 늘어난 수하부(32)를 갖는 단면 개략 역U형의 것으로, 도 7에 도시하는 바와 같이, 원형의 저체용 블랭크(30A)를 그 외주부에 수하부(32)가 형성되도록 드로잉 성형하여 이루어진다.

그리고, 저체(3)의 수하부(32)의 외면이 동체(2)의 하단부(2a)의 내면에 접합됨과 함께, 동체(2)의 접힘부(22)가 수하부(32)의 내면에 접합됨에 의해, 동체(2) 및 저체(3)가 일체화되어 있다(도 2 및 도 9 참조).

또한, 도시는 생략했지만, 동체(2)의 하단 개구 연부에 접힘부(22)를 형성하지 않고, 동체(2)의 하단부(2a)의 내면에 저체(3)의 수하부(32)의 외면이 접합되는 것만의 연결 구조에 의해, 동체(2)와 저체(3)가 일체화된 구성으로 할 수도 있다. 이 구성에 의하면, 저체(3)의 성형시에 수하부(32)에 약간의 주름이 들어가 있는 경우에도, 공기 등을 혼입하는 일 없이, 동체(2)의 하단부(2a)와 저체(3)의 수하부(32)를 확실하게 실할 수 있다.

동체용 블랭크(20A)는, 도 3(a)에 도시하는 바와 같이, 금속박층(201)과, 금속박층(201)의 양면 중 동체(2)의 내측이 되는 면에 적층된 내측 열융착성 수지층(202)과, 금속박층(201)의 양면 중 동체(2)의 외측이 되는 면에 적층된 외측 열융착성 수지층(203)으로 이루어지는 적층체(20)로 형성되어 있고, 종이층을 갖지 않는다.

또한, 저체용 블랭크(30A)도, 도 3(b)에 도시하는 바와 같이, 금속박층(301)과, 금속박층(301)의 양면 중 저체(3)의 상측이 되는 면에 적층된 상측 열융착성 수지층(302)과, 금속박층(301)의 양면 중 저체(3)의 하측이 되는 면에 적층된 하측 열융착성 수지층(303)으로 이루어지는 적층체(30)로 형성되어 있고, 종이층을 갖지 않는다.

각 적층체(20, 30)의 두께는, 250㎛ 미만으로 하는 것이 바람직하고, 200㎛ 미만으로 하는 것이 보다 바람직하다. 각 적층체(20, 30)의 두께를 상기 범위로 함에 의해, 블랭크의 재료로서 두께 250~400㎛ 정도의 적층체를 사용하는 종이컵과 같이, 동체(2)의 플랜지부(23) 중 오버랩부(21)에 의해 구성되어 있는 부분의 단차가 너무 커지거나, 동체(2)의 하단부(2a) 및 접힘부(22)와 저체(3)의 수하부(31)와의 접합이 안정되지 않는다는 문제가 확실하게 회피된다.

금속박층(201, 301)은, 내용물을 가스, 수증기, 광 등으로부터 보호하기 위한 배리어층으로서 기능하는 것이다.

금속박층(201, 301)을 구성하는 금속박으로서는, 알루미늄박, 철박, 스테인리스강박, 구리박 등을 사용할 수 있는데, 알맞게는 알루미늄박이 이용된다. 알루미늄박인 경우, 순알루미늄박, 알루미늄 합금박의 어느 것이라도 좋고, 또한, 연질, 경질의 어느 것이라도 좋다.

금속박층(201, 301)의 알맞은 양태로서, 당해 층(201, 301)을 구성하는 금속박에는, 인장강도 : 60~370㎫(바람직하게는 70~200㎫), 0.2% 내력 : 25~370㎫(바람직하게는 30~200㎫), 두께 : 40~200㎛(바람직하게는 70~160㎛)의 알루미늄박이 이용된다. 알루미늄박의 인장강도 및 0.2% 내력을 상기 범위로 함으로써, 성형 가공성을 손상시키지 않는 범위에서 용기로서 요구되는 충분한 강도를 얻을 수 있다. 또한, 알루미늄박의 두께를 상기 범위로 함으로써, 충분한 배리어성과 성형 가공성을 얻을 수 있다.

상기 알루미늄박은, 바람직하게는, 질량비로 Si : 0.02~0.5%, Fe : 0.05~1.7%, Cu : 0.01~0.3%, Mn : 1.5% 이하, Mg : 100ppm 이하, Al : 95 질량% 이상을 함유하는 것으로 이루어진다. 특히, Mg의 함유량을 100ppm 이하(바람직하게는 10ppm 이하)로 함으로써, 금속박층과 열융착성 수지층과의 접착성이 높아져서, 디라미네이션의 발생이 효과적으로 억제된다.

구체적으로는, 예를 들면, JIS H4140에서 분류되는 A8000계(A8079H, A8021H 등), A1000계(A1060H, A1100H 등), A3000계(A3004H 등)의 알루미늄박이 이용된다.

또한, 상기 알루미늄박으로서, 바람직하게는, 가공 경화된 경질재(질별(質別) : H)가 이용된다. 이에 의해, 적층체(20, 30)의 강성이 보다 한층 높아지고, 용기의 동체에 홈 등의 변형이 생기기 어려워진다. 단, 상기 알루미늄박으로서, 연질재(질별 : O)를 이용해도 좋으며, 그 경우, 우수한 성형 가공성을 얻을 수 있다.

금속박층(201, 301)의 양면에는, 필요에 응하여, 화성 처리 등의 하지 처리를 행한다. 구체적으로는, 예를 들면, 탈지 처리를 행한 금속박의 표면에,

1)인산과,

크롬산과,

불화물의 금속염 및 불화물의 비금속염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 혼합물의 수용액

2)인산과,

아크릴계 수지, 키토산 유도체 수지 및 페놀계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 수지와,

크롬산 및 크롬(Ⅲ)염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 혼합물의 수용액

3)인산과,

크롬산 및 크롬(Ⅲ)염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물과,

상기 1)~3) 중의 어느 하나의 수용액을 도공(塗工)한 후, 건조함에 의해, 화성 처리를 시행하여, 피막을 형성한다.

상기 화성 처리에 의해 금속박층(201, 301) 표면에 형성되는 피막은, 크롬 부착량(편면당)을 0.1㎎/㎡~50㎎/㎡로 하는 것이 바람직하고, 특히, 2㎎/㎡~20㎎/㎡로 하는 것이 바람직하다.

금속박층(201, 301)의 두께는, 40~200㎛로 하는 것이 바람직하고, 80~160㎛로 하는 것이 보다 바람직하다. 금속박층(201, 301)의 두께를 상기 범위로 함에 의해, 충분한 배리어성과 성형 가공성을 얻을 수 있다.

열융착성 수지층(202, 203, 302, 303)은, 용기(1)의 내외면을 구성하는 것으로, 금속박층(201, 301)을 보호함과 함께, 적층체(20, 30)에 성형성을 부여하는 역할을 담당하는 것이고, 또한, 동체용 블랭크(20A)의 양단 연부끼리의 접합이나, 동체(2)의 하단부(2a) 및 접힘부(22)와 저체(3)의 수하부(32)와의 접합일 때에 열융착층으로서 기능하는 것이다.

열융착성 수지층(202, 203, 302, 303)은, 예를 들면, 열융착성을 갖는 폴리프로필렌(PP) 필름이나 폴리에틸렌(PE) 필름 등의 범용성 필름, 또는, 이들을 첩합한 복합 필름에 의해 구성되는데, 특히, 내열성이나 드로잉 성형성에 우수한 무연신(無延伸) 폴리프로필렌 필름(CPP)이 알맞다. 또한, 열융착성 수지층(202, 203, 302, 303)은, 상기 필름에 대신하여, 말레인산 변성 폴리에틸렌, 말레인산 변성 폴리프로필렌, 에틸렌-아세트산비닐, 에폭시 수지나 셀락 수지 등의 코트층에 의해 형성되어 있어도 좋다.

동체용 블랭크(20A)의 내측 열융착성 수지층(202)의 두께는, 30~120㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40~80㎛이고, 또한, 외측 열융착성 수지층(203)의 두께는, 20~100㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30~70㎛이다.

저체용 블랭크(30A)의 상측 열융착성 수지층(302)의 두께는, 30~120㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40~80㎛이고, 또한, 하측 열융착성 수지층(303)의 두께는, 20~100㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30~70㎛이다.

열융착성 수지층(202, 203, 302, 303)의 두께를 상기 범위로 함에 의해, 동체용 블랭크(20A)의 양단 연부끼리의 접합부나, 동체(2)의 하단부(2a) 및 접힘부(22)와 저체(3)의 수하부(32)와의 접합부에서 충분한 접착 강도를 얻을 수 있음과 함께, 동체(2)의 플랜지부(23) 상면 중 오버랩부(21)에 의해 구성되어 있는 부분의 단차를 완만하게 할 수 있고, 덮개재로 봉함(封緘)한 때의 밀봉성이 양호하게 된다. 또한, 동체용 블랭크(20A)의 내측 열융착성 수지층(202) 및 외측 열융착성 수지층(203)의 두께를 상기 범위로 함으로써, 플랜지부(23)의 강도를 높일 수 있다.

금속박층(201, 301)을 구성하는 금속박과, 열융착성 수지층(202, 203, 302, 303)을 구성하는 필름과의 적층은, 예를 들면, 접착제층(도시 생략)을 통하여 드라이 라미네이트법에 의해 행해진다. 접착제층에는, 예를 들면, 2액 경화형의 폴리에스테르-폴리우레탄계 접착제나 폴리에테르-폴리우레탄계 접착제가 이용된다.

상기한 접착제층의 존재에 의해, 예를 들면 동체(2)의 오버랩부(21)에서, 동체용 블랭크(20A)의 양단 연부의 열융착성 수지층(202, 203)이 열융착에 의해 감육(減肉)한 경우에도, 금속박층(201)끼리가 접촉하는 것이 회피되기 때문에, 실성(seal性)이 유지된다. 또한, 상기한 접착제층이 있으면, 열융착성 수지층(202, 203, 302, 303)을 투과하는 내용물이 용기(1)에 충전된 경우라도, 금속박층(201, 301)이 부식되어 내용물이 누출되는 것을 회피할 수 있다.

또한, 동체용 블랭크(20A)를 구성하는 적층체(20)와, 저체용 블랭크(30A)를 구성하는 적층체(30)는, 통상, 동일한 것이 이용되지만, 재질 및/또는 두께가 다른 것으로 하여도 좋다.

도 5에 상세하게 도시하는 바와 같이, 동체(2)의 플랜지부(23)는, 동체(2)의 상단 개구 연부로부터 지름방향 바깥쪽으로 늘어나는 상면부(23a)와, 상면부(23a)의 선단부터 하향으로 접혀 지름방향 안쪽으로 늘어나는 하면부(23b)와, 하면부(23b)의 선단부터 상향으로 접혀 상면부(23a)와 하면부(23b)의 사이를 지름방향 바깥쪽으로 늘어나는 중간 개재부(23c)를 갖는 것이고, 전체로서 편평형상으로 성형되어 있다. 즉, 플랜지부(23)는, 상면부(23a), 하면부(23b) 및 중간 개재부(23c)로 이루어지는 3층 구조의 것이다. 상기한 구성에 의해, 플랜지부(23)의 강도가 높아지고, 나아가서는 용기(1) 전체로서의 보형성이 높아지고, 또한, 용기(1)의 개구를 막는 덮개재(4)와의 열융착을 지장없이 행할 수 있다. 중간 개재부(23c)가 없는 경우, 플랜지부(23)의 두께가 얇아져서 필요한 강도를 얻을 수가 없는데다가, 플랜지부(23)가 수평으로 되지 않거나, 성형시에 휘여 물결치는 현상이 생기거나 할 우려가 있다. 또한, 플랜지부(23) 중 오버랩부(21)에 의해 구성되어 있는 부분은, 통상, 6층 구조가 되기 때문에, 동체용 블랭크(20A)에 상기 아르부(20c)를 마련함으로써, 층수를 줄이는 것이 가능해진다.

상면부(23a), 하면부(23b) 및 중간 개재부(23c)는, 이들의 서로에 겹침면을 구성하고 있는 동체용 블랭크(20A)의 열융착성 수지층(202, 203)끼리를 열융착함에 의해 접합되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 플랜지부(23)의 강도가 더욱 높아진다.

중간 개재부(23c)의 지름방향 길이(L1)는, 하면부(23b)의 지름방향 길이(L2)의 0.5~1배인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.7~1배이다(도 5, 10 참조). 중간 개재부(23c)의 지름방향 길이(L1)가 하면부(23b)의 지름방향 길이(L2)의 0.5배 미만이면, 플랜지부(23)의 강도를 높이는 효과가 충분히 얻어지지 않을 우려가 있고, 또한, 상면부(23a)와 하면부(23b)의 사이에 생기는 공극의 지름방향 길이가 길어지기 때문에, 플랜지부(23)의 지름방향 외측 부분이 성형시에 변형하여, 덮개재와의 실 폭이 좁아지고, 덮개재와의 실 강도가 불충분하게 될 우려가 있다. 또한, 상기 지름방향 길이(L1, L2)는, 아르가 붙은 접힘 부분을 포함하지 않고, 중간 개재부(23c) 및 하면부(23b)의 수평부분의 길이를 말하는 것으로 한다(도 5, 10 참조).

또한, 중간 개재부(23c)는, 그 적어도 일부가, 평면에서 보아 플랜지부(23)의 상면에서의 덮개재(4)와의 실 영역(231)과 겹쳐지도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 도 5, 10에 도시하는 바와 같이, 중간 개재부(23c)는, 그 전부가 평면에서 보아 실 영역(231)과 겹쳐지도록 형성되어 있다. 상기 구성에 의하면, 예를 들면 열판(S1, S2)을 이용한 히트 실에 의해, 플랜지부(23)와 덮개재(4)와의 열융착을 양호한 상태에서 확실하게 행할 수 있다.

다음에, 상기 적층체(20, 30)를 사용하여, 컵형상 용기(1)를 형성하는 방법의 한 예를 설명한다.

우선, 적층체(20)를 소정 사이즈의 선형으로 타발(打拔)하여, 동체용 블랭크(20A)를 형성한다(도 6(a) 참조).

또한, 적층체(30)를 소정 사이즈의 원형으로 타발하여, 저체용 블랭크(30A)를 형성하고(도 7(a) 참조), 이 블랭크(30A)를, 금형(도시 생략)을 이용하여 드로잉 성형 가공함에 의해, 저부(31) 및 수하부(32)로 이루어지는 횡단면 개략 역U형의 저체(3)를 성형한다(도 7(b) 참조). 얻어진 저체(3)에는, 주름이 생기지 않는다. 또한, 저체(3)의 외표면에서의 저부(31)와 수하부(32) 사이의 코너 부분은, 각(角)이 나와 있다.

그리고, 개략 원추대형의 금형(도시 생략)의 정상면(頂面)에, 저체(3)를 그 저부(31) 상면이 포개지도록 세트해 두고 나서, 상기 금형의 외주면에 동체용 블랭크(20A)를 휘감고, 그 양단 연부끼리를 오버랩시킨 후, 오버랩부(21)의 서로에 겹침면을 구성하고 있는 내측 열융착성 수지층(202) 및 외측 열융착성 수지층(203)을 열융착시킴에 의해, 테이퍼 통형상의 동체(2)를 성형한다(도 6(b) 참조). 오버랩부(21)의 열융착의 수단은, 열판을 이용한 히트 실 외에, 고주파 실이나 초음파 실 등이라도 좋다.

여기서, 히트 실은, 예를 들면, 내측 열융착성 수지층(202) 및 외측 열융착성 수지층(203)이 무연신 폴리프로필렌 필름(CPP)으로 이루어지는 경우, 실 온도 : 160~220℃, 하중 : 80~200㎏f, 실 시간 : 1~5초의 조건하에서 행해지는 것이 바람직하다. 또한, 내측 열융착성 수지층(202) 및 외측 열융착성 수지층(203)이 폴리에틸렌 필름(PE)으로 이루어지는 경우, 실 온도 : 140~220℃, 하중 : 80~200㎏f, 실 시간 : 1~5초의 조건하에서 행해지는 것이 바람직하다. 즉, 히트 실의 경우, 오버랩시킨 동체용 블랭크(20A)의 양단 연부의 양측에서, 열융착성 수지층(202, 203)을 구성하는 수지의 융점보다도 20~40℃ 높은 온도로 가열하면서 행하는 것이 바람직하다.

또한, 고주파 실은, 예를 들면, 출력 : 0.5~1.5㎾, 실 시간 : 3~5초, 코일과의 거리 : 0.5~15㎜, 하중 : 100~200㎏f의 조건하에서 행해지는 것이 바람직하다.

다음에, 도 9에 도시하는 바와 같이, 동체(2)의 하단 개구 연부를 내측으로 접어, 그 접힘부(22)를 원반형상의 회전 금형(도시 생략)에 의해 저체(3)의 수하부(32)에 꽉누른 후, 동체(2)의 하단부(2a) 및 접힘부(22)와 저체(3)의 수하부(32)와의 서로에 겹침면을 구성하고 있는 내측 열융착성 수지층(202)과 상측 열융착성 수지층(302) 및 하측 열융착성 수지층(303)을 열융착시킴에 의해, 동체(2)와 저체(3)를 접합 일체화시킨다. 이들의 열융착성 수지층(202, 302, 303)끼리의 열융착도, 통상, 열판 등을 이용한 히트 실에 의해 행하지만, 그 밖에, 고주파 실이나 초음파 실 등에 의해 행해도 좋다. 히트 실 및 고주파 실을 행하는 때의 알맞은 조건은, 동체(2)의 오버랩부(21)의 열융착의 경우와 같다.

또한, 도 8에 도시하는 바와 같이, 동체(2)의 상단 개구 연부를, 소정의 컬 성형 금형(도시 생략)을 이용하여 바깥쪽으로 컬시킨 후, 열판(도시 생략)을 이용하여 소정 온도로 가열하면서 상하 방향으로 소정 하중으로 가압하여 상면부(23a), 하면부(23b) 및 중간 개재부(23c)로 이루어지는 3층 구조의 편평형상으로 성형함에 의해, 플랜지부(23)를 형성한다. 여기서, 플랜지부(23) 형성시의 가열 온도는, 플랜지부(23)의 서로 겹치는 내측 열융착성 수지층(202) 및/또는 외측 열융착성 수지층(203)을 구성하는 수지를 연화시켜서 가압 성형하는 편이 상면부(23a), 하면부(23b) 및 중간 개재부(23c)의 밀착성이 올라서 강도가 높아지지만, 당해 수지의 융점을 초과하면 플랜지부(23)의 표면이 거칠어지기 때문에, 알맞게는, 당해 수지의 융점보다도 10~20℃ 낮은 온도, 즉, 120~150℃가 된다. 또한, 플랜지부(23) 형성시의 가압 하중은, 너무 낮으면 상기 3층 부분(23a, 23b, 23c)의 밀착성이 약해지는 반면, 너무 높으면 금속박층(201)을 구성하는 알루미늄박 등에의 데미지가 커지기 때문에, 알맞게는, 150~250㎏f가 된다.

이렇게 해서, 도 1 및 도 2에 도시하는 컵형상 용기(1)를 얻을 수 있다.

도 4를 참조하여, 컵형상 용기(1)의 동체(2)의 오버랩부(21)에서, 동체용 블랭크(20A)의 양단 연부의 서로 열융착된 내측 열융착성 수지층(202) 및 외측 열융착성 수지층(203)의 합계 두께(T1)가 8~150㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 16~80㎛가 된다. 상기 합계 두께(T1)가 8㎛ 미만이면, 오버랩부(21)의 실성이 불충분하게 될 우려가 있다. 한편, 상기 합계 두께(T1)가 150㎛를 초과하면, 오버랩부(21)의 배리어성이 손상될 우려가 있다.

또한, 동체(2)의 오버랩부(21)에서, 동체용 블랭크(20A)의 양단 연부의 금속박층(201, 201)끼리의 두께 방향에서 본 포개는 폭(W1)이 2~10㎜인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4~8㎜가 된다. 상기 포개는 폭(W1)이 2㎜ 미만이면, 오버랩부(21)의 배리어성이 손상될 우려가 있고, 또한, 실 폭이 너무 작아져서 실성이 불충분하게 될 우려가 있다. 한편, 상기 포개는 폭(W1)이 10㎜를 초과하면, 필요 이상으로 오버랩부(21)의 폭이 커져서 코스트 업에 이어지고, 또한, 오버랩부(21)의 내측 부분(동체용 블랭크(20A)의 일방의 단연부)과 외측 부분(동체용 블랭크(20A)의 타방의 단연부)에 걸리는 응력의 상위에 기인하여, 오버랩부(21)의 내측 부분에 주름이 들어가는 등의 외관 불량이 발생할 우려가 있다.

또한, 동체용 블랭크(20A)의 양단 연부끼리의 접합은, 상기한 바와 같은 오버랩의 양태로 하는 외에, 예를 들면, 당해 양단 연부끼리를 합장형상으로 포개어 접합하도록 하여도 좋고, 이 경우, 동체용 블랭크(20A)의 외측 열융착성 수지층(203)은 생략하는 것도 가능하다. 동체(2)의 합장부(合掌部)의 폭(포개는 값)은, 알맞게는 5~20㎜, 보다 알맞게는 10~18㎜가 된다. 상기 폭이 5㎜미만이면, 합장부의 실 작업이 곤란하게 될 우려가 있다. 한편, 상기 폭이 20㎜를 초과하면, 필요 이상으로 합장부의 폭이 커져서 코스트 업에 이어지고, 또한, 합장부를 동체(2)의 외면과 겹쳐지도록 일방의 측에 절곡하여 당해 외면에 접합할 때에 합장부에 주름이 들어가는 등의 외관 불량이 발생할 우려가 있다.

이 실시 형태의 컵형상 용기(1)에 의하면, 이하와 같은 효과가 이루어진다.

a) 동체용 블랭크(20A) 및 저체용 블랭크(30A)의 각각이, 금속박층(201, 301) 및 그 양면에 적층된 열융착성 수지층(202, 203, 302, 303)으로 이루어지는 적층체(20, 30)에 의해 형성되어 있기 때문에, 종이컵의 제조 설비를 이용하여 염가로 제조할 수 있다.

b) 각 블랭크(20A, 30A)의 재료가 되는 적층체(20, 30)가 금속박층(201, 301)을 가지고 있어서, 내용물의 장기 보존성이 우수하다.

c) 종이컵에 비하여 동체용 블랭크(20A)의 두께가 작아지기 때문에, 동체(2)의 플랜지부(23) 상면 중 오버랩부(21)에 의해 구성되어 있는 부분의 단차를 작게 할 수 있고, 따라서 용기(1)의 플랜지부(23) 상면에 덮개재(4)를 실할 때에 실 불량이 일어나기 어렵다. 또한, 아셉틱(무균) 충전을 행하는 경우에, 플랜지부(23) 상면의 상기 단차에 살균액이 남기 어려워진다.

d) 저체(3)가 저체용 블랭크(30A)를 드로잉 성형하여 이루어지기 때문에, 저체(3)에 주름이 발생하지 않고, 따라서 종래의 종이컵과 같이 저체(3)의 수하부(32)와 동체(2)의 하단부(2a) 및 접힘부(22)와의 접합 불량이 생기거나, 배리어성의 저하를 초래하거나 할 우려가 없다.

e) 종이컵에 비하여 동체용 블랭크(20A) 및 저체용 블랭크(30A)의 두께가 작아지기 때문에, 동체(2)의 하단부(2a) 및 접힘부(22)와 저체(3)의 수하부(32)를 안정적으로 접합할 수 있다.

f) 저체(3)의 외표면에서의 저부(31)와 수하부(32) 사이의 코너 부분에 각을 내기 때문에, 아셉틱(무균) 충전을 행하는 경우에, 컵형상 용기(1)의 저체(3) 상면과 동체(2) 내주면과의 경계 부분에 살균액이 남기 어려워진다.

g) 각 블랭크(20A, 30A)의 재료가 되는 적층체(20, 30)가 종이층을 갖지 않는 것이기 때문에, 레토르트 살균을 지장없이 행할 수 있다.

h) 동체(2)의 플랜지부(23)는, 상면부(23a), 하면부(23b) 및 중간 개재부(23c)로 이루어지는 3층 구조의 것이기 때문에, 그 강도가 높아져서, 나아가서는 용기(1) 전체로서의 보형성이 높게 되어 있고, 또한, 용기(1)의 개구를 막는 덮개재(4)와의 열융착을 지장없이 행할 수 있다.

i) 각 블랭크(20A, 30A)의 재료가 되는 적층체(20, 30)의 금속박층(201, 301)이, 소정 범위의 인장강도, 0.2% 내력 및 두께를 갖는 알루미늄박에 의해 구성되어 있기 때문에, 우수한 강도 및 성형성을 가지고 있다. 또한, 알루미늄박의 특정한 조성에 의해, 금속박층(201, 301)과 열융착성 수지층(202, 203, 302, 303)과의 접착성이 향상하고, 디라미네이션의 발생이 억제된다. 또한, 금속박(201, 301)층으로서 가공 경화된 알루미늄박을 이용하는 경우, 각 블랭크(20A, 30A)의 강성이 더욱 높아지기 때문에, 컵형상 용기(1)의 동체(2)에 홈 등의 변형이 발생하기 어렵고, 보형성이 우수하다.

[실시례]

다음에, 본 발명의 구체적 실시례에 관해 설명하는데, 본 발명은, 이들의 실시례로 한정되는 것이 아니다.

<실시례 1>

두께 100㎛의 알루미늄박(A8021H-O)의 화성 처리가 시행된 양면에, 각각 2액 경화형 우레탄계 접착제를 약 3g/㎡ 도포하여, 두께 30㎛의 무연신 폴리프로필렌 필름(CPP)을 드라이 라미네이트했다. 그리고, 접착제를 경화시키기 위해 소정의 에이징 처리를 행함에 의해, 적층체를 얻었다.

다음에, 얻어진 적층체를 소정 형상으로 타발하여, 동체용 블랭크 및 저체용 블랭크를 성형했다(도 6 및 도 7 참조).

그리고, 동체용 블랭크 및 저체용 블랭크를 이용하여, 전술한 실시 형태와 동일한 공정에 의해, 도 1 및 도 2에 도시하는 컵형상 용기를 제작하고, 이것을 실시례 1로 했다. 얻어진 컵형상 용기는, 두께 100㎛의 알루미늄박을 사용하고 있기 때문에, 산소나 수증기의 투과가 거의 없는, 배리어성의 양호한 용기이다.

또한, 컵형상 용기의 치수는 하기한 바와 같이 했다.

(컵형상 용기의 치수)

·컵형상 용기 상부의 개구부의 내경 : 65㎜

·컵형상 용기 하부의 내경 : 50㎜

·플랜지부의 폭 : 4㎜

·플랜지부의 중간 개재부의 지름방향 길이(L1) : 3.5㎜

·플랜지부의 하면부의 지름방향 길이(L2) : 3.8㎜

·컵형상 용기의 높이 : 95㎜

·컵형상 용기의 다리부(접힘부(22))의 높이 : 6㎜

·동체의 오버랩부의 폭(포개는 값) : 8㎜

<실시례 2>

도 10에 도시하는 바와 같이, 플랜지부(23)의 중간 개재부(23c)의 지름방향 길이(L1)를 2.5㎜(하면부(23b)의 지름방향 길이(L2)의 약 0.7배)로 하고, 그 외는 실시례 1과 같은 요령으로 컵형상 용기(1X)를 제작하고, 이것을 실시례 2로 했다.

<비교례 1>

도 11에 도시하는 바와 같이, 플랜지부(23)를, 중간 개재부를 가지지 않고, 상면부(23a) 및 하면부(23b)의 2층 구조로 되는 것으로 하고, 그 외는 실시례 1과 같은 요령으로 컵형상 용기(10)를 제작하고, 이것을 비교례 1로 했다.

<플랜지부의 실 적정(適正)의 검증>

양면에 화성 처리가 시행된 두께 12㎛의 알루미늄박(A8021H-O)의 일방의 면에, 2액 경화형 우레탄계 접착제를 약 3g/㎡ 도포하여, 두께 12㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(PET)을 드라이 라미네이트함과 함께, 당해 알루미늄박의 타방의 면에, 2액 경화형 우레탄계 접착제를 약 3g/㎡ 도포하여, 두께 30㎛의 PP 용기용 이지-필 필름(오카모토제, 상품명 : TP-9)를 드라이 라미네이트했다. 그리고, 접착제를 경화시키기 위해 소정의 에이징 처리를 행함에 의해, 적층체를 얻었다. 다음에, 얻어진 적층체를 소정 형상으로 타발하여, 탭 붙음 덮개재를 제작했다.

상기 실시례 1, 2 및 비교례 1의 컵형상 용기를 5개씩 준비하고, 각 용기의 플랜지부에 상기 덮개재를, 실 온도 190℃, 하중 120㎏f, 실 시간 1.5초의 실 조건으로 히트 실 했다.

뒤이어, 각 컵형상 용기를 지지대의 위에 45°의 각도로 기울인 상태에서 손(手)에 의해 고정하면서, 덮개재의 탭을 인장 시험기의 클램프에 끼워서 100㎜/min의 속도로 바로 위에 인장함에 의해 덮개재를 개봉하고, 그때의 플랜지부의 변형(솟아오름)의 정도를 측정했다.

실시례 1의 컵형상 용기인 경우, 플랜지부의 주연(周緣)이 수평면에 대해 1㎜ 이내가 솟아오르고 개봉했다. 실시례 2의 컵형상 용기에서는, 플랜지부의 주연이 수평면에 대해 3㎜ 이내가 솟아오르고 개봉했다. 이에 대해, 비교례 1의 컵형상 용기인 경우, 플랜지부의 주연이 수평면에 대해 5㎜ 이상 변형한 후에 개봉했지만, 플랜지부에 이어지는 동체의 상부도 변형했다.

<실시례 3~10 및 비교례 2~4>

이하의 표 1 및 표 2에 표시하는 실시례 3~10 및 비교례 2~4의 알루미늄박을 준비했다. 여기서, 표 1 중, 합금 번호는 JIS H4140에 규정된 것을 나타내고 있고, 각 성분의 함유량(질량비)을 나타내는 숫자 중 「0」은 검출 한계 이하인 것을 나타내고 있다. 또한, 표 2 중, 질별(質別)의 괄호 내는 JIS H0001에 규정된 질별 기호를 나타내고 있다.

[표 1]

[표 2]

<컵형상 용기용 적층체의 제작>

상기 실시례 3~10 및 비교례 2~4의 각 알루미늄박의 화성 처리가 시행된 양면에, 각각 2액 경화형 우레탄계 접착제를 약 3g/㎡ 도포하여, 두께 30㎛의 무연신 폴리프로필렌 필름(CPP)을 드라이 라미네이트했다.

그리고, 접착제를 경화시키기 위해 소정의 에이징 처리를 행함에 의해, 컵형상 용기용 적층체를 얻었다.

<컵형상 용기의 제작>

그리고, 얻어진 각 적층체를 소정 형상으로 타발하여, 실시례 1과 같은 요령으로, 동체용 블랭크 및 저체용 블랭크를 성형하고, 이들을 이용하여, 제1의 실시 형태와 동일한 공정에 의해, 컵형상 용기를 제작했다. 또한, 컵형상 용기는, 동체의 플랜지부를, 하방으로 접어 개략 수평한 2개 절첩의 편평형상으로 성형한 점을 제외하고, 도 1 및 도 2에 도시하는 컵형상 용기와 동일한 형태를 갖는 것으로 했다.

얻어진 컵형상 용기는, 두께 30~250㎛의 알루미늄박을 사용하고 있기 때문에, 산소나 수증기의 투과가 거의 없는, 배리어성의 양호한 용기이다.

또한, 컵형상 용기의 치수는 하기한 바와 같이 했다.

·컵형상 용기 상부의 개구부의 내경 : 65㎜

·컵형상 용기 하부의 내경 : 50㎜

·플랜지부의 폭 : 4㎜

·컵형상 용기의 높이 : 95㎜

·컵형상 용기의 다리부(접힘부(22))의 높이 : 6㎜

·동체의 오버랩부의 폭(포개는 값) : 8㎜

<컵형상 용기의 성형성·보형성 및 적층체의 라미네이트 강도의 검증>

상기 실시례 3~10 및 비교례 2~4의 알루미늄박을 사용한 적층체를 재료로 하여 형성한 각 컵형상 용기에 관해, 이하의 요령으로 성형성, 보형성 및 라미네이트 강도의 검증을 행했다.

우선, 컵형상 용기의 성형성에 관해서는, (1) 저체의 수하부의 표면에 성형에 수반하는 주름이 생기지 않았는지, (2) 동체의 2개로 꺾여진 편평형상의 플랜지부의 성형이 양호하게 행해져 있는지, (3) 동체의 접힘부 전체가 저체의 수하부 내면에 응하여 열융착되어 있는지의 3개의 항목을 육안으로 관찰했다.

그리고, 3개의 항목을 전부 충족시키고 있는 경우를 「○」로 하고, 하나라도 항목을 충족시키지 않는 경우를 「×」로 하는 판정 기준에 의거하여 평가했다.

보형성에 관해서는, 10명의 모니터에게, 200cc의 물을 넣고 대(臺)의 위에 놓은 각 컵형상 용기를, 대로부터 20cm의 높이까지 맨손으로 들어올리고, 10초간 유지한 후에 대에 되돌린 때의 각 컵형상 용기의 동체의 외관을 육안으로 관찰했다.

그리고, 각 용기의 동체에 홈이 발생한 모니터의 인원수가 0~1인(人)인 경우를 「○」로 하여, 2~4인인 경우를 「△」로 하여, 5인 이상인 경우를 「×」로 하는 판정 기준에 의거하여 평가했다.

라미네이트 강도에 관해서는, 우선, 상기 실시례 3~10 및 비교례 2~4의 각 알루미늄박을 사용하여 얻어진 각 컵형상 용기용 적층체로부터, 폭 15㎜×길이 150㎜의 시험체를 절출(切出)하고, 이 시험체의 길이 방향의 일단부터 10㎜ 안쪽으로 들어간 위치까지의 영역에서 알루미늄박과 일방의 CPP 필름과의 사이에서 박리시켰다.

뒤이어, 각 시험체에 대해, 오토클레이브에 120℃×30분의 조건으로 레토르트 처리를 시행하여, 레토르트 처리 후의 알루미늄박과 CPP 필름과의 사이의 박리 강도를, 이하의 방법으로 측정했다. 즉, JIS K6854-3(1999년)에 준거하여, 시마즈제작소제 스트로그라프(AGS-5kNX)를 사용하여, 일방의 척으로 알루미늄박의 일단부를 협착 고정하고, 타방의 척으로 상기 CPP 필름이 박리한 일단부를 협착 고정하고, 인장 속도 100㎜/분으로 T형 박리시킨 때의 박리 강도를 측정하고, 이 측정치가 안정된 시점에서의 값을 「라미네이트 강도(N/15㎜ 폭)」로 했다.

그리고, 측정 결과가 5N/15㎜보다 강한 경우를 「○」로 하여, 1~5N/㎜인 경우를 「△」로 하고, 1N/㎜ 미만의 경우를 「×」로 하는 판정 기준에 의거하여 평가했다.

각 항목에 관한 평가 결과를, 이하의 표 3에 정리하여 표시한다.

[표 3]

상기 표 3으로부터 분명한 바와 같이, 실시례 3~5, 7, 9, 10에서는, 모든 목에 관해 양호한 결과를 나타내고 있고, 또한, 실시례 6, 8도, 일부의 항목이「△」이지만, 대체로 양호한 결과를 나타내고 있다. 한편, 비교례 2~4의 경우, 적어도 어느 하나의 항목에서 불량인 결과를 나타내고 있다.

본 발명은, 예를 들면 유동상 식품이나 음료 등을 내용물로 하는 컵형상 용기로서 알맞게 사용할 수 있다.

1: 컵형상 용기
2: 동체
2a: 동체의 하단부
21: 오버랩부
23: 플랜지부
23a: 상면부
23b: 하면부
23c: 중간 개재부
231: 덮개재와의 실 영역
20A: 동체용 블랭크
20: 적층체
201: 금속박층
202: 내측 열융착성 수지층
203: 외측 열융착성 수지층
3: 저체
31: 저부
32: 수하부
30A: 저체용 블랭크
30: 적층체
301: 금속박층
302: 상측 열융착성 수지층
303: 하측 열융착성 수지층
L1: 중간 개재부의 지름방향 길이
L2: 하면부의 지름방향 길이

Claims

동체용 블랭크의 양단 연부끼리를 겹쳐서 접합함에 의해 통형상으로 성형되어 있음과 함께 상단 개구 연부에 바깥쪽으로 절곡된 플랜지부를 가지고 있는 동체와, 저체용 블랭크를 저부와 저부의 외주 연부로부터 하방으로 늘어나는 수하부가 형성되도록 성형하여 이루어지는 단면 개략 역U형의 저체로 이루어지고, 동체의 하단부의 내면에 저체의 수하부의 외면이 접합됨에 의해 동체 및 저체가 일체화되어 있는 컵형상 용기로서,
동체용 블랭크가, 금속박층과 금속박층의 양면 중 적어도 동체의 내측이 되는 면에 적층된 열융착성 수지층으로 이루어지는 적층체로 형성된 것으로서, 동체용 블랭크의 양단 연부가 이들의 서로에 겹침면을 구성하고 있는 열융착성 수지층끼리를 열융착함에 의해 접합되어 있고,
저체용 블랭크가, 금속박층과 금속박층의 양면 중 적어도 저체의 상측이 되는 면에 적층된 열융착성 수지층으로 이루어지는 적층체로 형성된 것으로서, 동체의 하단부의 내면 및 저체의 수하부의 외면이 이들의 면을 구성하고 있는 열융착성 수지층끼리를 열융착함에 의해 접합되어 있고,
상기 컵형상 용기는, 플랜지부가, 동체의 상단 개구 연부로부터 지름방향 바깥쪽으로 늘어나는 상면부와, 상면부의 선단부터 하향으로 접혀 지름방향 안쪽으로 늘어나는 하면부와, 하면부의 선단부터 상향으로 접혀 상면부와 하면부와의 사이를 지름방향 바깥쪽으로 늘어나는 중간 개재부를 갖는 것으로서, 편평형상으로 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 컵형상 용기.
제1항에 있어서,
플랜지부의 상면부, 하면부 및 중간 개재부가, 이들의 서로에 겹침면을 구성하고 있는 동체용 블랭크의 열융착성 수지층끼리를 열융착함에 의해 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 컵형상 용기.
제1항에 있어서,
플랜지부의 중간 개재부의 지름방향 길이가, 하면부의 지름방향 길이의 0.5~1배인 것을 특징으로 하는 컵형상 용기.
제1항에 있어서,
플랜지부의 중간 개재부가, 평면에서 보아 플랜지부의 상면에서의 덮개재와의 실 영역과 전부 또는 일부가 겹쳐지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컵형상 용기.
제1항에 있어서,
동체용 블랭크가, 금속박층의 양면 중 동체의 내측이 되는 면에 적층된 내측 열융착성 수지층과, 금속박층의 양면 중 동체의 외측이 되는 면에 적층된 외측 열융착성 수지층을 가지고 있고, 내측 열융착성 수지층의 두께가 30~120㎛이고, 외측 열융착성 수지층의 두께가 20~100㎛인 것을 특징으로 하는 컵형상 용기.
제1항에 있어서,
동체용 블랭크 및 저체용 블랭크의 각각을 형성하고 있는 적층체의 금속박층이, 인장강도 : 60~370㎫, 0.2% 내력 : 25~370㎫, 두께 : 40~200㎛의 알루미늄박으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 컵형상 용기.
제6항에 있어서,
알루미늄박이, 질량비로 Si : 0.02~0.5%, Fe : 0.05~1.7%, Cu : 0.01~0.3%, Mn : 1.5% 이하, Mg : 100ppm 이하, Al: 95% 이상을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 컵형상 용기.
제6항에 있어서,
알루미늄박이, 가공 경화된 것을 특징으로 하는 컵형상 용기.