專利名稱：密封容器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及密封容器，其能夠密封良好地封入食品飲料等內(nèi)容物并且在接觸感良好的飲用口處使液體滴落少，特別涉及具有被激光焊接的焊接部的密封容器及其制造方法。
背景技術(shù)：
對于密封容器，例如在飲料用容器中已知有瓶、罐、塑料容器等各種容器。近年來，從處理性優(yōu)良等便利性觀點出發(fā)而廣泛使用罐和塑料容器。其中罐由于容器價格低、生產(chǎn)速度快、輸送效率高等原因而更加廣為流通。該罐通常由做成有底圓筒形的“筒部”和封閉筒部的開口部的“蓋部”構(gòu)成。由于需要使該筒部和蓋部適當(dāng)接合來對食品飲料等內(nèi)容物進(jìn)行密封，罐通常為鋁或鋼等金屬制的。
該筒部和蓋部的接合，通過使筒部的端部和蓋部的端部重疊而形成凸緣結(jié)構(gòu)并通過機械重疊卷接來進(jìn)行。該卷接工序利用金屬部件的機械變形，因此蓋部通常由比筒部厚的部件構(gòu)成，并且為了密封內(nèi)容物而具有苯乙烯-丁二烯橡膠或聚氯乙烯等聚合物材料。因而，聚合物材料是必需的，而且金屬材料的使用量增多。
因此，為了解決該問題提出了以金屬罐為對象通過激光焊接來進(jìn)行罐的密封的技術(shù)(例如參照專利文獻(xiàn)1～3)。
但是，對于塑料制飲料容器實施卷接工序是困難的，因此塑料制的飲料用罐容器沒有流通。在塑料制飲料容器中，最流通的容器是PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)瓶。在PET瓶上，使用在瓶口部旋合蓋子的方式作為密封方式。但是，該蓋子在容器整體中，成為成本大大上升的重要因素。并且由于蓋子主要為PP(聚丙烯)制，所以成為回收的障礙。
專利文獻(xiàn)1WO02/42196A2號公報專利文獻(xiàn)2日本特開昭63-194885號公報專利文獻(xiàn)3日本特開昭61-289932號公報如果在對金屬制的罐進(jìn)行密封時使用卷接方法，則聚合物材料的使用和卷接部分的罐材料的余量都是必須的，從而成為成本上升的重要原因。以專利文獻(xiàn)1為代表的激光焊接的罐容器，就是以減少材料的使用量和省去聚合物材料為目的進(jìn)行研究，試驗激光焊接以便取代現(xiàn)有的卷接，但是由于未能超越卷接方式而沒有實用化。
另外，以專利文獻(xiàn)1為代表的激光焊接的罐容器，雖然不卷接，但是仍然形成凸緣，由于該凸緣而不利于飲用，并助長液體滴落。因而仍未解決凸緣造成的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于，使密封容器中被激光焊接的焊接部不形成凸緣的結(jié)構(gòu)，從而獲得在接觸感良好的飲用口處液體難以滴落的容器，進(jìn)而能夠達(dá)成省去聚合物材料以及卷接部分的余量材料。此時，由于采取不形成凸緣的結(jié)構(gòu)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)蓋自身的小型化。另外，當(dāng)密封容器為塑料容器時，與現(xiàn)有的PET瓶相比，能夠提高填充速度和輸送效率并且提高容器的回收性。此時，由于塑料容器具有透光性，所以使密封容器與金屬罐不同，能夠看到內(nèi)容物。
本發(fā)明人為了省去聚合物材料并且減少使用卷接部分的余量材料而進(jìn)行了銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過設(shè)置不形成卷接部分那樣的凸緣的被激光焊接的焊接部就能解決所述問題，從而完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明的密封容器，其具有開口部的容器主體由封閉所述開口部的蓋部進(jìn)行密封，其特征在于，具有以所述容器主體的內(nèi)壁面中至少所述開口部的周緣部分的內(nèi)壁面可與容器內(nèi)容物接觸的方式，激光焊接所述開口部的周緣部分的外壁面和所述蓋部的內(nèi)壁面的焊接部。另外，本發(fā)明的另一方式的密封容器，其具有開口部的容器主體由封閉所述開口部的蓋部進(jìn)行密封，其特征在于，具有以所述容器主體的內(nèi)壁面中至少所述開口部的周緣部分的內(nèi)壁面可與容器內(nèi)容物接觸的方式，激光焊接所述開口部的端面和所述蓋部的內(nèi)壁面的焊接部。這里所述焊接部包括不形成凸緣的情況。如果使本發(fā)明的這些密封容器的被激光焊接的焊接部成為不形成凸緣的結(jié)構(gòu)，則在接觸感良好的飲用口處使液體難以滴落。并且既不需要聚合物材料，又由于沒有卷接部分也不需要余量的材料。能夠使蓋自身小型化。
在本發(fā)明的密封容器中，包括具有所述蓋部的周緣部分的內(nèi)壁面不與所述容器主體的外壁面進(jìn)行焊接的非焊接部的情況。在焊接部位是開蓋部位時，該非焊接部成為手指的勾掛部分或者把手，從而提高開蓋性。
在本發(fā)明的密封容器中，包括所述蓋部壁厚為0.2mm以上的情況。如果取蓋部的壁厚為0.2mm以上來賦予剛性，則即使在對填充碳酸飲料等的容器施加內(nèi)壓的情況下，也能夠作為密封容器加以利用而不會破裂。與熱密封工藝不同，激光焊接工藝即使取蓋部的壁厚為0.2mm以上時也能夠進(jìn)行焊接。
在本發(fā)明的密封容器中，包括所述焊接部沿著所述開口部的周緣激光焊接為兩個以上的循環(huán)線狀的情況。焊接部可以焊接接合面的整個面，但是通過激光焊接成兩個以上的循環(huán)線狀，能夠平衡良好地確保接合強度、密封性和易開蓋性。
在本發(fā)明的密封容器中，包括這樣的情況所述蓋部具有在內(nèi)壁面?zhèn)冉雍狭谁h(huán)狀層的多層結(jié)構(gòu)，該環(huán)狀層具有與所述開口部的開口直徑大致相同的內(nèi)徑，并且，在保持所述環(huán)狀層被激光焊接在所述容器主體上的狀態(tài)下，通過使所述蓋部從所述環(huán)狀層剝離，使容器開封。通過將蓋部對容器主體的焊接部分和開蓋時的剝離部分分開，從而能夠同時賦予高密封性和易開蓋性。
在本發(fā)明的密封容器中，優(yōu)選所述容器主體和所述蓋部由合成樹脂形成。能夠提高填充速度和輸送效率以及容器的回收性。并且能夠看到容器內(nèi)容物。
在本發(fā)明的密封容器中，包括所述容器為飲料用容器的情況。
本發(fā)明的密封容器的制造方法，用于制造具有開口部的容器主體由封閉所述開口部的蓋部進(jìn)行密封的密封容器，其特征在于，具有以所述容器主體的內(nèi)壁面中至少所述開口部的周緣部分的內(nèi)壁面可與容器內(nèi)容物接觸的方式，在所述開口部的周緣部分的外壁面和所述蓋部的內(nèi)壁面密接而形成密接面后，對該密接面照射激光來形成焊接部的工序。另外，本發(fā)明另一方式的密封容器的制造方法，用于制造具有開口部的容器主體由封閉所述開口部的蓋部進(jìn)行密封的密封容器，其特征在于，具有以所述容器主體的內(nèi)壁面中至少所述開口部的周緣部分的內(nèi)壁面可與容器內(nèi)容物接觸的方式，在所述開口部的端面和所述蓋部的內(nèi)壁面密接而形成密接面后，對該密接面照射激光來形成焊接部的工序。由于具有這樣的工序，僅通過對接合面照射激光就能夠接合，因此非常簡易，并且在作為接合部位的焊接部上不形成凸緣。
本發(fā)明的密封容器的制造方法，優(yōu)選具有在所述開口部的周緣部分的外壁面或所述蓋部的內(nèi)壁面中的至少任何一方或者所述開口部的端面或所述蓋部的內(nèi)壁面的至少任何一方上設(shè)置激光的吸收部的工序。特別優(yōu)選對不吸收激光的透明的塑料進(jìn)行激光焊接的情況或?qū)Σ皇峭该鞯乃芰弦矝]有對激光波長的吸收頻帶的塑料進(jìn)行焊接的情況。激光通常具有僅能夠?qū)ξ⑿^(qū)域進(jìn)行照射的特性。通過在接合部分上設(shè)置吸收部，能夠僅對該部分作用激光。即，與卷接和熱密封不同，通過適當(dāng)?shù)匾苿蛹す獾恼丈湮恢?，即使是具有機械接觸復(fù)雜的輪廓和起伏，也能夠容易且高精度地進(jìn)行非接觸溶接和密封。
本發(fā)明的密封容器的制造方法，優(yōu)選在所述開口部的周緣部分的外壁面或所述蓋部的內(nèi)壁面的至少任何一方的部位或者所述開口部的端面或所述蓋部的內(nèi)壁面的至少任何一方的部位上含有激光的吸收材料。能夠與上述吸收部同樣地使激光作用于含有吸收材料的部位。因此，與卷接和熱密封不同，通過適當(dāng)?shù)匾苿蛹す獾恼丈湮恢?，即使在具有機械接觸復(fù)雜的輪廓和起伏的情況下，也能夠容易且高精度地進(jìn)行非接觸熔接和密封。
在本發(fā)明的密封容器的制造方法中，優(yōu)選使對所述焊接部的激光照射在使激光振蕩元件固定并使所述容器主體和所述蓋部以容器中心軸為自轉(zhuǎn)軸自轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行，或者在使激光振蕩元件以容器中心軸為旋轉(zhuǎn)軸繞所述容器主體和所述蓋部旋轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行。能夠進(jìn)行精度良好的激光焊接。
本發(fā)明的密封容器由于被激光焊接的焊接部不形成凸緣，所以沒有因凸緣導(dǎo)致的凹凸形狀，飲用口的接觸感良好，液體難以滴落。在金屬罐中可以不必使用聚合物材料或凸緣部分的余量材料。另外能夠使蓋自身小型化。另外，如果使密封容器為塑料容器，則由于不必要旋合式的蓋，所以而能夠提高填充速度和輸送效率，并且能夠使容器主體和蓋部為相同材料，因此能夠提高容器的回收性。此時，由于具有透光性，所以能夠與玻璃瓶同樣地看到容器內(nèi)容物。另外，按照本發(fā)明的密封容器的制造方法，僅對接合面照射激光就能夠接合，因此非常簡易，并且在接合部位不形成凸緣。


圖1是表示本實施方式的密封容器的局部縱剖面簡圖，(a)為第一方式，(b)為第二方式，(c)為第三方式。
圖2表示本實施方式的第四方式的密封容器的局部縱剖面簡圖。
圖3表示本實施方式的第五方式的密封容器的局部縱剖面簡圖，(a)(b)表示密封時，(c)表示開蓋時。
圖4是表示本實施方式的密封容器的各制造工序的簡要工序圖(第一制造方式)。
圖5是表示本實施方式的密封容器的各制造工序的簡要工序圖(第二制造方式)。
標(biāo)號說明1、11、21、31、41、61 容器主體；2、22、32 開口部的周緣部分；3、13、23、33、43、62 蓋部；4、14、24、34、44 焊接部；5、15、25、35 非焊接部；6、16、26、36 開口部的周緣部分的內(nèi)壁面；
9、19、29、39、49 開口部12 開口部的端面；27 把手；37 勾掛部分；38、48 臺肩；47 把手；50 環(huán)狀層；63a 蓋部搬運裝置；63b 蓋部供給裝置；64 蓋部配置裝置；65 激光發(fā)生裝置；66 密接部分；67 激光發(fā)生器旋轉(zhuǎn)裝置；68 自轉(zhuǎn)臺；69 轉(zhuǎn)臺；70 不合格容器排出裝置；100、200、300、400、500 密封容器具體實施方式
下面針對本發(fā)明示出實施方式并詳細(xì)地進(jìn)行說明，但本發(fā)明不能被解釋為限定于這些敘述。首先參照圖1～3對本實施方式的密封容器進(jìn)行說明。另外對同一部件/同一部位標(biāo)以相同標(biāo)號。
圖1(a)表示本實施方式的第一方式的密封容器的局部縱剖面簡圖。第一方式的密封容器100，其具有開口部9的容器主體1由封閉開口部9的蓋部3進(jìn)行密封，其特征在于，具有以容器主體1的內(nèi)壁面中至少開口部9的周緣部分的內(nèi)壁面6可與容器內(nèi)容物接觸的方式，激光焊接開口部9的周緣部分2的外壁面和蓋部3的內(nèi)壁面的焊接部4。
圖1(b)表示本實施方式第二方式的密封容器的局部縱剖面簡圖。第二方式的密封容器200，其具有開口部19的容器主體11由封閉開口部19的蓋部13進(jìn)行密封，其特征在于，具有以容器主體11的內(nèi)壁面中至少開口部19的周緣部分的內(nèi)壁面16可與容器內(nèi)容物接觸的方式，激光焊接開口部19的端面12和蓋部13的內(nèi)壁面的焊接部14。
在第一方式的密封容器和第二方式的密封容器中，除了容器主體上的激光焊接部位不同以外具有相同的結(jié)構(gòu)。第一方式的密封容器將焊接部4的面積取得較大，因而可以使耐壓強度增大。
容器主體1、11和蓋部3、13只要是能夠進(jìn)行激光焊接的材料，則也可以由以下的材料形成，但是也受到容器內(nèi)容物的限制。例如，如果是飲料用容器，則從保持內(nèi)容物的質(zhì)量的觀點出發(fā)，需要相對于容器內(nèi)容物為非活性材料。進(jìn)而優(yōu)選具有氧氣等的阻氣性的材料。另外在填充碳酸飲料的情況下需要由具有耐壓性的材料形成。從這樣的觀點出發(fā)，優(yōu)選容器主體1、11和蓋部3、13由鋁或鋼等金屬材料或者塑料材料形成。容器主體1、11和蓋部3、13從回收性觀點出發(fā)優(yōu)選以相同材料形成。特別是優(yōu)選由塑料材料形成，采用激光焊接，即使不加熱到高溫也能夠進(jìn)行焊接。如果是激光焊接成的塑料制的密封容器，與現(xiàn)有的PET瓶相比，能夠在提高填充速度和輸送效率的同時提高容器的回收性。此時，由于塑料容器具有透光性，所以與金屬罐不同，能夠看到容器內(nèi)容物。另外若對罐結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，則即使是不能夠卷接的形狀也能夠進(jìn)行密封，與卷接的情況相比能夠使用較小的蓋進(jìn)行密封。
在成形本發(fā)明的塑料容器時使用的樹脂例如是聚對苯二甲酸乙酯樹脂(PET)、聚對苯二甲酸丁酯樹脂、聚對苯二甲酸萘酯樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂(PP)、環(huán)烯烴共聚物樹脂(COC、環(huán)狀烯烴共聚)、離聚物樹脂、聚-4-甲基戊烯-1樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、乙烯-乙烯醇共聚樹脂、丙烯腈樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚偏二氯乙烯樹脂、聚酰胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚甲醛樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚砜樹脂，或者，四氟乙烯樹脂、丙烯腈-苯乙烯樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂等。其中特別優(yōu)選PET。另外，當(dāng)容器主體1、11和蓋部3、13為塑料制時，也可以使用在其內(nèi)表面或外表面或者其兩面上涂布DLC(類金剛石碳)膜、含硅DLC膜、類聚合物碳膜、SiOX膜等阻氣性薄膜。這是因為，在飲料用塑料容器的情況下優(yōu)選阻氣性高者。另外，在阻氣性薄膜吸收激光的情況下，激光的受光部會發(fā)熱。因此，即使由不吸收激光的透明樹脂形成容器，通過形成阻氣性薄膜而即使不另設(shè)吸收部，焊接效率也良好。
在第一方式的密封容器和第二方式的密封容器中，(1)內(nèi)壁面6、16可與容器內(nèi)容物接觸，以及(2)開口部9的周緣部分2的外壁面或者開口部19的端面12任何一方與蓋部3的內(nèi)壁面接合，從而使焊接部4、14不形成凸緣。另外，接合部分僅通過使容器主體和蓋部重疊成平面狀來進(jìn)行焊接，因此能夠使蓋自身小型化。另外，在本發(fā)明中，將蓋部可與容器內(nèi)容物接觸的面標(biāo)記為蓋部的內(nèi)壁面。
只要滿足上述接合結(jié)構(gòu)，蓋部的形狀和容器主體的形狀，特別是開口部形狀可以適當(dāng)變更。在第一方式的密封容器100中，容器主體1具有使其壁朝向容器內(nèi)部折返的形狀，開口部9形成于比其折返部的高度低的位置。通過使容器主體1具有這樣的形狀，就成為在開蓋時使吸管易于插入開口部9的形狀。蓋部3至少具有能夠覆蓋開口部9的大小以密封開口部9，同時形成為沿著包圍開口部9的容器主體1的外壁面的形狀。由此，形成作為焊接部4的接合部分的密接面。
為了防止容器內(nèi)容物的滯留，優(yōu)選把容器主體1、11的開口部9、19的外緣部分激光焊接成直到周緣部分2、12。
另一方面，在第一方式的密封容器和第二方式的密封容器中，也可以具有蓋部3、13的周緣部分的內(nèi)壁面不與容器主體1、11的外壁面焊接的非焊接部5、15。在圖1(a)和(b)中，將未焊接部5、15作為開封把手。通過設(shè)置非焊接部5、15，在將焊接部位作為開蓋部位的情況下，在開蓋時易于將手指勾掛于非焊接部5、15，可以賦予易開蓋性。
另外，在本實施方式的密封容器中，除了使焊接部4、14剝離來進(jìn)行開蓋的類型的容器之外，也包括不使焊接部4、14剝離而通過拉環(huán)等開啟裝置對例如與開口部9、19分開設(shè)置在蓋部上的按壓漏斗解除密封的類型的容器。
蓋部3、13優(yōu)選壁厚為0.2mm以上，更優(yōu)選為0.3mm以上。在蓋部3、13為不足0.2mm的薄片的情況下，能夠通過熱密封工藝使容器主體和蓋部熔融接合，即使不對焊接部4、14進(jìn)行激光焊接也能夠應(yīng)對。但是，在蓋部3、13的壁厚為0.2mm以上的情況下則難以使用熱密封工藝，另外當(dāng)接合面形狀為復(fù)雜的形狀時，則其難以使用熱密封工藝。與此相對，對于塑料等透明的材料采用激光焊接工藝，只要不吸收激光就不會發(fā)熱。因此，即使蓋部3、13的壁厚為0.2mm以上也能夠進(jìn)行激光焊接。在蓋部3、13的壁厚為0.2mm以上的情況下能夠?qū)ιw部自身賦予剛性，因此能夠提高密封容器的強度，特別是能夠提高耐壓性。另外，為了獲得剛性，容器主體1、11的壁厚優(yōu)選為0.2mm以上。
下面在圖1(c)中表示本實施方式的第三方式的密封容器的局部縱剖面簡圖。第三方式的密封容器300在蓋部23的端部設(shè)置用于開蓋的把手27。從容器主體21一直到開口部29成為截頭圓錐狀，從而形成易于飲用的飲用口。另外，能夠使蓋部小型化而減少蓋材料的使用量。
下面在圖2中表示本實施方式的第四方式的密封容器的局部縱剖面簡圖。第四方式的密封容器400使焊接部34沿著開口部39的周緣被激光焊接為兩個循環(huán)線狀。焊接部也可以被焊接成整個接合面，但是通過激光焊接為兩個循環(huán)線狀，對于接合強度和密封性而言，與整個面焊接的情況同等，并且能夠提高易開蓋性。當(dāng)然，也可以將焊接部34激光焊接為三個以上的循環(huán)線狀。
另外，在本實施方式的密封容器中，為防止非焊接部在輸送中摩擦造成開蓋，所以也可以采用如圖2所示的密封容器400那樣的結(jié)構(gòu)，在容器主體上設(shè)置臺肩38來保護(hù)非焊接部35。另外，在設(shè)置臺肩38的情況下，當(dāng)手指難以勾掛非焊接部35時，為了使手指易于勾掛非焊接部35，也可以使非焊接部35的勾掛部分37離開與容器主體31接觸的外壁面。
在第一至四方式的密封容器中，在剝離焊接部來進(jìn)行開蓋的情況下，通過在容器主體和蓋部的接合面上進(jìn)行剝離或者在容器主體的壁內(nèi)部進(jìn)行剝離或者在蓋部的壁內(nèi)部進(jìn)行剝離。該剝離部位由于與設(shè)置激光吸收部的部位對應(yīng)而能夠進(jìn)行控制。在將剝離部位作為飲用口的端部的情況下，從使接觸感覺良好的觀點出發(fā)，優(yōu)選在容器主體和蓋部的接合面上進(jìn)行剝離或者在蓋部的壁內(nèi)部進(jìn)行剝離。
下面在圖3中表示本實施方式的第五方式的密封容器的簡圖。(a)為側(cè)面圖，(b)為使(a)旋轉(zhuǎn)90度時的局部縱剖面簡圖，(c)為開蓋時的局部縱剖面簡圖。第五方式的密封容器500具有多層結(jié)構(gòu)，在該多層結(jié)構(gòu)中，具有與開口部49的開口直徑大致相同的內(nèi)徑的環(huán)狀層50接合在蓋部43的內(nèi)壁側(cè)上。環(huán)狀層50和容器主體41的接合面被激光焊接而形成焊接部44。另外，如圖3(c)所示，在保持環(huán)狀層50激光焊接于容器主體41上的狀態(tài)下，使蓋部43從環(huán)狀層50剝離，從而打開容器。設(shè)置于蓋部43的端部的把手47是使手指易于勾掛的結(jié)構(gòu)，臺肩48用于防止在容器輸送中由于摩擦而對把手47的勾掛。在第五方式的密封容器中，通過使蓋部43向容器主體41上的焊接部分和開蓋時的剝離部分分開而能夠同時賦予高密封性和易開蓋性。
在第一至第五方式的密封容器中，焊接部沒有凸緣。另外在第一至第四方式的密封容器中，能夠提供在剝離焊接部后具有良好接觸感覺的飲用口。另外，也不會在凸緣附近附著容器內(nèi)容物，液體滴落少。另外，由于可以使蓋部小型化而能夠減小蓋面積，從而減小在注入了碳酸飲料等內(nèi)容物時施加于蓋部整體的總壓力(來自內(nèi)側(cè)的壓力)，提高耐壓性。
下面參照圖4和圖5對本實施方式的密封容器的制造方法進(jìn)行說明。首先，對圖4所示工序(第一制造方式)進(jìn)行說明。首先在步驟S1中，將內(nèi)容物填充完畢的容器主體61由傳送器等搬運裝置(未圖示)導(dǎo)入激光焊接機。此時，在內(nèi)容物起泡的情況下進(jìn)行除泡，實施碳酸氣清除或氮氣清除。
接下來在步驟S2中，由蓋部搬運裝置63a將蓋部62搬運至蓋部供給裝置63b。蓋部供給裝置63b將一個蓋部62供給至一個容器主體61的開口部。
下面在步驟S3中，蓋部配置裝置64使蓋部62與容器主體61的開口部重疊而形成作為接合面的密接面，并且施加適度壓力以避免蓋部62與容器主體61錯開。例如為了使蓋部與容器主體密接而用棒狀部件從蓋部的上方按壓蓋部。通過對蓋部的按壓而間接地壓住容器主體。使用壓力傳感器檢測棒狀部件的按壓。壓力傳感器可以是蓋部檢測用的近接傳感器，但是通常塑料對磁性的近接傳感器的靈敏度不良。因此，優(yōu)選壓力傳感器或者激光位移計。優(yōu)選在蓋部配置裝置64中加入壓力傳感器或者激光位移計的檢測值，該壓力傳感器或者激光位移計對蓋部62被按壓入容器主體61的開口部的壓力進(jìn)行檢測。
下面在步驟S4中，將保持配合了蓋部62的容器主體61載置于轉(zhuǎn)臺69上。轉(zhuǎn)臺69上的各容器主體61及其蓋部62，因以容器為軸中心自轉(zhuǎn)的自轉(zhuǎn)臺68而進(jìn)行自轉(zhuǎn)。此時，由激光發(fā)生裝置65對容器主體61與蓋部62的密接部分66照射激光。激光可以示例出點狀、線狀或者環(huán)狀形式照射。根據(jù)激光發(fā)生裝置65與密接部分66的位置關(guān)系來適當(dāng)選擇激光照射形狀。此時，激光強度優(yōu)選通過檢查對激光功率進(jìn)行監(jiān)視。另外，激光的點位置優(yōu)選由感光傳感器或者紅外線傳感器等溫度傳感器通過檢查發(fā)光或者發(fā)熱進(jìn)行監(jiān)視。塑料的焊接優(yōu)選由感光傳感器或者紅外線傳感器通過檢查發(fā)光或者發(fā)熱進(jìn)行監(jiān)視。也可以一并使用CCD等圖像傳感器。
裝入激光發(fā)生裝置65的激光振蕩元件，例如是半導(dǎo)體激光器、二氧化碳?xì)怏w激光器等氣體激光器、YAG激光器，根據(jù)進(jìn)行激光焊接的容器主體和蓋的材質(zhì)、激光照射移動速度、照射點形狀等各種參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)選擇。在對塑料容器進(jìn)行激光焊接的情況下優(yōu)選半導(dǎo)體激光器(例如功率1W～100W)。
在制造第一實施方式的密封容器100時，以容器主體的內(nèi)壁面中至少開口部的周緣部分的內(nèi)壁面可與容器內(nèi)容物接觸的方式，在開口部的周緣部分的外壁面和蓋部的內(nèi)壁面密接而形成密接面后，對密接面照射激光來形成焊接部。
另一方面，在制造第二實施方式的密封容器200時，以容器主體的內(nèi)壁面中至少開口部的周緣部分的內(nèi)壁面可與容器內(nèi)容物接觸的方式，在開口部的端面和蓋部的內(nèi)壁面密接而形成密接面后，對密接面照射激光來形成焊接部。
這里，優(yōu)選具有在開口部的周緣部分的外壁面或蓋部的內(nèi)壁面的至少任何一方或者開口部的端面和蓋部的內(nèi)壁面的至少任何一方上設(shè)置激光的吸收部的工序。即使對于沿著吸收部的機械接觸是復(fù)雜的輪廓和起伏，也能夠進(jìn)行精度良好的激光焊接。能夠收縮激光的照射點，主要對設(shè)置吸收部的位置進(jìn)行焊接。吸收部可以通過將吸收激光的波長的有機顏料或無機顏料等吸收物質(zhì)附著于所需的接合部位來進(jìn)行著色等任何方法形成。優(yōu)選根據(jù)吸收部對激光的吸收程度，對激光的波長、激光功率、激光掃描速度進(jìn)行調(diào)整。該工序如果是在激光照射前則可以在任何時間進(jìn)行，可以設(shè)置于步驟S1之前、或在步驟S1、步驟S2、步驟S3和步驟S4中的任一步驟。該工序在焊接對激光不具有吸收頻帶的材料時有效，所以并非必需工序。
另外，也可以在開口部的周緣部分的外壁面或蓋部的內(nèi)壁面中至少任何一方的部位或者開口部的端面或蓋部的內(nèi)壁面中至少一方的部位中含有激光的吸收材料。該工序如果是在激光照射前，則可以在任何時間進(jìn)行，可以設(shè)置于步驟S1之前、或在步驟S1、步驟S2、步驟S3和步驟S4中的任一步驟。例如在成形蓋部和/或容器主體時含有著色顏料等激光吸收材料。另外，該工序由于在焊接對激光不具有吸收頻帶的材料時有效，所以在對用混合顏料等進(jìn)行著色的彩色容器進(jìn)行激光焊接的場合等材料吸收激光的情況下并非必需工序。能夠像一部分彩色瓶那樣僅在接合部分吸收激光的情況下照射激光來進(jìn)行激光焊接。另外，優(yōu)選根據(jù)著色顏料等激光吸收材料的含有量，對激光的波長、激光功率、激光掃描速度進(jìn)行調(diào)整。
由于容器主體61和蓋部62因自轉(zhuǎn)臺68進(jìn)行自轉(zhuǎn)，所以激光器的照射部分沿著容器主體61的開口部移動，旋轉(zhuǎn)一圈后完成密封。焊接速度決定于所需的焊接形狀和材質(zhì)等，例如為8～50cm/秒。此時，用激光焊接能夠準(zhǔn)確地控制焊接部位。另外，激光的輸出和波長能夠決定熔接的程度，比熱密封和超聲波焊接精度更高地形成焊接部。
另外也可以進(jìn)行兩圈以上的激光照射。通過使激光點通過數(shù)次，或者如圖2所示那樣具有多個接合部位，能夠可靠地進(jìn)行焊接。另外，也可以通過設(shè)置兩個以上的激光振蕩元件進(jìn)行一圈照射，從而進(jìn)行兩個以上的循環(huán)線狀的激光焊接。
下面在步驟S5中，將經(jīng)激光焊接結(jié)束而完成密封的密封容器從轉(zhuǎn)臺69取下。
下面在步驟S6中，由不合格容器排除裝置70排除密封不合格的容器。密封不合格的判斷優(yōu)選根據(jù)上述檢查的結(jié)果和圖像檢查機(未圖示)的外觀檢查結(jié)果來進(jìn)行。
下面對圖5所示的工序(第二制造方式)進(jìn)行說明。由于在圖4所示的工序和圖5所示的工序中步驟S4不同，所以對步驟S4進(jìn)行說明。
在步驟S4中，將保持配合了蓋部62的容器主體61載置于轉(zhuǎn)臺69上。轉(zhuǎn)臺69上的各容器主體61及其蓋部62在轉(zhuǎn)臺上靜止。此時由激光發(fā)生裝置65對容器主體61和蓋部62的密接部分66照射激光。激光例如照射為點狀、線狀或環(huán)狀。根據(jù)激光發(fā)生裝置65與密接部分66的位置關(guān)系適當(dāng)?shù)剡x擇激光照射形狀。此時激光強度優(yōu)選通過檢查激光輸出進(jìn)行監(jiān)視。另外，激光的點位置與圖4的工序中說明的情況同樣地優(yōu)選通過檢查進(jìn)行監(jiān)視。塑料的焊接也與圖4的工序中說明的情況同樣地通過檢查進(jìn)行監(jiān)視。也可以一并使用CCD等圖像傳感器。
裝入激光發(fā)生裝置65的激光振蕩元件可以使用與圖4的工序中說明的相同的振蕩元件。
在制造第一實施方式的密封容器100時，以容器主體的內(nèi)壁面中至少開口部的周緣部分的內(nèi)壁面可與容器內(nèi)容物接觸的方式，在開口部的周緣部分的外壁面與蓋部的內(nèi)壁面密接而形成密接面后，對密接面照射激光而形成焊接部。
另外，在制造第二實施方式的密封容器200時，以容器主體的內(nèi)壁面中至少開口部的周緣部分的內(nèi)壁面可與容器內(nèi)容物接觸的方式，在開口部的端面與蓋部的內(nèi)壁面密接而形成密接面后，對密接面照射激光而形成焊接部。
這里，可以與圖4中說明的工序同樣地設(shè)有設(shè)置激光的吸收部的工序和/或使其含有激光的吸收材料的工序。
激光發(fā)生裝置65通過激光發(fā)生器旋轉(zhuǎn)裝置67以容器主體61和蓋部62為中心旋轉(zhuǎn)，因此能夠使激光器的照射部分沿著容器主體61的開口部移動，通過激光發(fā)生器旋轉(zhuǎn)裝置67使激光發(fā)生裝置65繞完一周而完成密封。焊接速度決定于所需接合的形狀和材質(zhì)等，例如為8～50cm/秒。此時，用激光焊接能夠準(zhǔn)確地控制焊接部位。
另外與圖4的情況同樣，也可以進(jìn)行兩圈以上的激光照射。通過使激光點通過數(shù)次，或者如圖2所示那樣具有多個接合部位，能夠可靠地進(jìn)行焊接。另外也可以通過設(shè)置兩個以上的激光振蕩元件進(jìn)行一圈照射，從而進(jìn)行兩個以上的循環(huán)線狀的激光焊接。
在圖5所示的工序中，激光振蕩元件為繞容器旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)式，因此能夠進(jìn)行高速運轉(zhuǎn)和對多個接合部位進(jìn)行激光焊接(同時定時或分別定時，對相同部位照射或?qū)Σ煌课徽丈?。
在現(xiàn)有的金屬罐的卷接工序中，難以通過實際進(jìn)行卷接工序的時刻判斷容器是否已適當(dāng)密封。因此盡管制造開始前的檢查結(jié)果良好，但在卷接工序中發(fā)生密封不合格的情況下，要在實際的不合格發(fā)生后經(jīng)過相當(dāng)?shù)臅r間后才最終發(fā)現(xiàn)不合格。此時導(dǎo)致需要廢棄的容器數(shù)量或者生產(chǎn)裝置的停止時間大大增加。另一方面，根據(jù)本實施方式的圖4或圖5所示的密封容器的制造方法，能夠在極短的時間內(nèi)檢測出焊接工序是否被恰當(dāng)?shù)貙嵤瑥亩朔私饘俟薜木斫庸ば虻纳鲜鋈秉c。
權(quán)利要求
1.密封容器，其具有開口部的容器主體由封閉所述開口部的蓋部進(jìn)行密封，其特征在于，所述密封容器具有以所述容器主體的內(nèi)壁面中至少所述開口部的周緣部分的內(nèi)壁面可與容器內(nèi)容物接觸的方式，激光焊接所述開口部的周緣部分的外壁面和所述蓋部的內(nèi)壁面的焊接部。
2.密封容器，其具有開口部的容器主體由封閉所述開口部的蓋部進(jìn)行密封，其特征在于，所述密封容器具有以所述容器主體的內(nèi)壁面中至少所述開口部的周緣部分的內(nèi)壁面可與容器內(nèi)容物接觸的方式，激光焊接所述開口部的端面和所述蓋部的內(nèi)壁面的焊接部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的密封容器，其特征在于，所述焊接部不形成凸緣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的密封容器，其特征在于，所述密封容器還具有所述蓋部的周緣部分的內(nèi)壁面不與所述容器主體的外壁面進(jìn)行焊接的非焊接部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的密封容器，其特征在于，所述蓋部壁厚為0.2mm以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的密封容器，其特征在于，所述焊接部沿著所述開口部的周緣被激光焊接成兩個以上的循環(huán)線狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的密封容器，其特征在于，所述蓋部具有在內(nèi)壁面?zhèn)冉雍狭谁h(huán)狀層的多層結(jié)構(gòu)，其中所述環(huán)狀層具有與所述開口部的開口直徑大致相同的內(nèi)徑，并且，在保持所述環(huán)狀層被激光焊接在所述容器主體上的狀態(tài)下，通過使所述蓋部從所述環(huán)狀層剝離，使容器開封。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述的密封容器，其特征在于，所述容器主體和所述蓋部由合成樹脂形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的密封容器，其特征在于，所述容器為飲料用容器。
10.密封容器的制造方法，所述制造方法用于制造具有開口部的容器主體由封閉所述開口部的蓋部進(jìn)行密封的密封容器，其特征在于，所述密封容器的制造方法具有以所述容器主體的內(nèi)壁面中至少所述開口部的周緣部分的內(nèi)壁面可與容器內(nèi)容物接觸的方式，在所述開口部的周緣部分的外壁面和所述蓋部的內(nèi)壁面密接而形成密接面后，對該密接面照射激光來形成焊接部的工序。
11.密封容器的制造方法，所述制造方法用于制造具有開口部的容器主體由封閉所述開口部的蓋部進(jìn)行密封的密封容器，其特征在于，所述密封容器的制造方法具有以所述容器主體的內(nèi)壁面中至少所述開口部的周緣部分的內(nèi)壁面可與容器內(nèi)容物接觸的方式，在所述開口部的端面和所述蓋部的內(nèi)壁面密接而形成密接面后，對該密接面照射激光來形成焊接部的工序。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的密封容器的制造方法，其特征在于，所述制造方法具有在所述開口部的周緣部分的外壁面或所述蓋部的內(nèi)壁面中的至少任何一方或者所述開口部的端面和所述蓋部的內(nèi)壁面中的至少任何一方上設(shè)置激光的吸收部的工序。
13.根據(jù)權(quán)利要求10、11或12所述的密封容器的制造方法，其特征在于，在所述開口部的周緣部分的外壁面或所述蓋部的內(nèi)壁面的至少任何一方的部位或者所述開口部的端面或所述蓋部的內(nèi)壁面的至少任何一方的部位上含有激光的吸收材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求10、11、12或13所述的密封容器的制造方法，其特征在于，使對所述焊接部的激光照射在使激光振蕩元件固定并使所述容器主體和所述蓋部以容器中心軸為自轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行，或者在使激光振蕩元件以容器中心軸為旋轉(zhuǎn)軸繞所述容器主體和所述蓋部旋轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行。
全文摘要
一種密封容器及其制造方法。本發(fā)明的目的在于，采取密封容器中激光焊接的焊接部不形成凸緣的結(jié)構(gòu)，從而獲得在接觸感良好的飲用口處液體難以滴落的容器，進(jìn)而能夠省去聚合物材料以及卷接部分的余量材料。另外的目的在于使用相同的原材料來構(gòu)成容器的蓋部和筒部，從而容易回收。本發(fā)明的密封容器，其具有開口部(9)的容器主體(1)由封閉開口部的蓋部(3)進(jìn)行密封，其特征在于，具有以容器主體的內(nèi)壁面中至少開口部的周緣部分的內(nèi)壁面(6)可與容器內(nèi)容物接觸的方式，激光焊接有開口部的周緣部分(2)的外壁面或者開口部的端面(12)和蓋部的內(nèi)壁面的焊接部(4、14)。
文檔編號B65D77/20GK1926025SQ20058000691
公開日2007年3月7日 申請日期2005年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月3日
發(fā)明者中谷正樹, 白倉昌 申請人:麒麟麥酒株式會社