JPH0343342A - 耐圧自立瓶体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば炭酸飲料や清涼飲料水等を充てんする
のに好適な飽和ポリエステル樹脂製の二軸延伸成形され
た耐圧自立瓶体に関するもので、更に評言すれば瓶体に
自立機能を与えると共に、安定した走行性を付与し、高
い耐内圧強度を有し、かつ胴部への変形を底部中央に凸
部を設けることにより緩和し、前記胴部のクリープ変形
及び入味線の低下を防ぐ等の効果を促す耐圧自立瓶体に
関するものである。

〔従来の技術〕

合成樹脂製瓶体を炭酸飲料等の加圧液体用容器として用
いる場合にはいくつかの問題点がある。特に、合成樹脂
製瓶体は、このような加圧液体によって発生する内圧の
ために、瓶体の特徴である薄い可とう性の壁内が変化し
易いという問題がある。

従来、この問題は半球状の底部を用いて瓶体にかかる圧
力をできるだけ均等に分散させて変形を防止することに
よって解決されている。しかしながら、このような半球
状の底部は本質的に不安定であり、瓶体を自立させるた
めに半球状底部にペースカップが取付けられている。し
かし、その方法は製造コストを増加し、また、ペースカ
ップの接合状態に依存する多様な垂直度等の問題がある
。

したがって、ペースカップを接合する必要の無い加圧液
体用として有用な耐圧自立型の合成樹脂製瓶体を製造す
ることが試みられている。

このような瓶体のデザインに関しては、多くの提案がな
されているが、−船釣には、底部中央から膨出された複
数の安定化脚を有する底部か、あるいはシャンペンタイ
プの底部のいずれかである（例えば、特公昭４８−５７
０８号、同５９−４０６９３号、同６１−９１７０号、
及び特開昭６３−２０２４２４号各公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、これら従来の瓶体は、いずれも最終的に
満足できるものではない。すなわち、これらは炭酸飲料
等の加圧液体を充てん後に、瓶体材料のクリープによる
変形（特に胴部）入味線の低下などの問題点がある。

すなわち、加圧瓶体の場合は内部応力が高いという特性
から第２図に示すごとく、底部２の中央部５は半球状と
するものが一般的である。

すなわち、第２図は、瓶体の耐圧性を考慮した従来の一
般的な自立型瓶体の底部構造の縦断面図であって、符号
１は胴部、２は底部、４は脚部、５は中央部を意味する
。

この第２図に示した底部２は中央部５を半球状にしであ
るため内圧が集中して作用することが少ないが、その分
胴部ｌに内圧がかかるため胴部１に著しい変形、すなわ
ち体積の増加を生じ、その結果入味線の低下を大きくし
ているといえる。

このような瓶体は、射出成形、あるいは押出成形された
プリフォームをブロー成形されてつくられる。すなわち
、プリフォームを加熱し、所望の瓶体の形状に対応する
成形用金型内にセットし、それをプリフォームの首部か
ら挿入したストレッチロッドで延伸し、同時あるいは直
接にブロー成形する。ストレッチロッドは、プリフォー
ムを成形用金型の全長まで延伸するので、プリフォーム
の底部は成形用金型の底部に衝突する。この段階で成形
用金型の底部に接触する材料は凍結されるので、瓶体が
ブロー成形されるとき、底部２中心の周りの材料は配向
されずに残り（わずかには配向することがある）相対的
に弱くなる。第２図に示したような瓶体では、この非配
向材料の領域は底部２の脚部４に十分に内部まで延在す
るので、底部２の構造は強度が低下し、前記の加圧液体
を充てん後クリープ変形を受けるようになる。更に、瓶
体底部２の非配向材料から配向材料への遷移はかなり急
激であり、そのために遷移が起きる箇所は強度的に弱い
点が発生し、また底部２の応力クラックなどに対する抵
抗が低減する。これらの問題は明らかに底部２を厚くす
ることによって解決することが可能であるが、それには
、材料の必要量が増加し、またその結果瓶体重量も増加
する。したがって、従来のペースカップ付き瓶体よりも
ワンピース原体は、優れたものにしている利点が希薄に
なる。

また、従来のワンピース原体は、胴部１に対する底部２
の接地径が小さい複数の脚部によって点あるいは面で支
えられているため極めて不安定で、中身を充てんするコ
ンベアライン上で転倒し易いという問題を生じている。

本発明は、上記した従来の瓶体における問題点を解消す
べく創案されたものであり、合成樹脂製瓶体の胴部クリ
ープ変形及び入味線の低下を防ぎ、走行安定性を向上さ
せる二軸延伸成形された耐圧自立瓶体を提供することを
目的としたものである。

更に、本発明の目的は、耐内容物性、耐薬品性、耐衝撃
性、耐浸透性等に低れた物性を発揮すると共にｍ械的に
充分な硬度が発揮でき、しかも焼却時に低い発熱罪で燃
焼しかつ全くを毒ガスを発生しない飽和ポリエステル樹
脂を使用して２軸延伸戊形した耐圧自立瓶体を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明を概説すれば、本発明は耐圧自立瓶体に関する発
明であって、飽和ポリエステル樹脂製の二軸延伸成形さ
れた瓶体であって、上☆ｉＡｉが開放口縁部とされてい
る口頸部と該口頸部に連続する肩部と前記肩部に連続す
る横断面円形の胴部の下方開放部を閉塞する底部を有す
る自立型瓶体において、少なくとも前記口頸部以下の部
分は二軸延伸されており、かつ前記底部は、下方に膨出
した凹形を基本とし、その中央部は環状の水平部分を下
端部とする環状凸形となっており、かつ該環状凸形部分
の少なくとも一部は肉厚が底部残部と比べて大きくなっ
ており、更に、前記凹形部分から下方に膨出した形状で
あって、その先端が平坦な底面となって瓶体の接地面を
なしているほぼ三角錐台形状の脚部が、前記環状の水平
部分から複数個放射状に設けられていることを特徴とす
る。

本発明によれば、瓶体の形状に対応した形状を有する成
形用金型に、成形プリフォームをセットし、プリフォー
ムを成形用金型の全長にわたって延伸してプリフォーム
の底を成形用金型の底部表面に衝突させた後、あるいは
衝突と同時若しくは衝突前に、ブロー成形して形成され
て戊り、横断面円形胴部と該胴部の下方開放部を閉塞す
る底部とを有する飽和ポリエステル樹脂製瓶体において
、底部が上記した形状を有しており、そのためプリフォ
ームは、ブロー成形されたときに瓶体底部の中央部にあ
る環状凸形部の材料が、底部の残部の配向材料部と比べ
て、少なくとも一部が相対的に肉厚となるように構成さ
れており、それをブロー成形して成る耐圧自立瓶体が提
供される。

以下、本発明を添付図面に基づいて具体的に説明する。

第１図は、本発明瓶体の１例の縦断面図である。第１図
においては、符号１は胴部、２は底部、３は環状凸形部
、４は脚部、６は谷線部、８は平坦な底面、９は水平部
分、１１は口頸部、１２は肩部、ａは９の高さ、ｂは接
地径、Ｃは胴径を意味する。

第１図に示したように、本発明の耐圧自立瓶体は、上端
が開放口縁部とされている口Ｍ　ｎ１１、それに連続す
る肩部１２、肩部に連続する胴部１、胴部の下方開放部
を閉塞する底部２を有しており、材質、二軸延伸は従来
のものと同じであるが、その底部２の構造が、谷線部６
でボされるような下方に膨出した凹形を県木とし、その
中央部は環状の水平部分９を下端部とし、頂部が閉塞さ
れた環状凸形部３の形状となっており、更に、谷線部６
は、水平部分９から複数本放射状に存在し、その両側の
谷線部６で挟まれて形成される架空の面を底辺とし、門
形部分が下方に膨出した形状で、かつその先り；（（が
平坦な底面８となって瓶体の倍地面をなしている、はぼ
三角錐台形状の脚部４が、同じく９から複数明放Ｉ・千
秋に設けられた形状となっている。

そして、該環状凸形部３は、その少なくとも一部の肉厚
が、底部２の残りの部分の肉厚よりも大きくなっており
、その形状は第１図に示したように頂部が平坦であって
も、その代りにドーム状であってもよい。更に、その大
きさは異なっていてもよく、その例を第３−１図〜第３
−３図に縦断面図として示す。なお符号１〜４は第１図
と同義である。

次に、本発明の瓶体における脚部４の形状及び個数は種
々あるが、個数は瓶体の自立安定性の面から３〜７が好
ましい。その例を第４−１図〜第４−５図に示す。すな
わち、第４−１図〜第４−５図は、本発明の瓶体の底部
の例を示す底面図であって、符号７は脚部の面傾斜側面
部を意味し、他は第１図と同義である。谷線部６は、脚
部４が底部２の周辺部でお互いに離間されるように略棗
状をなしている。

最後に、本発明の瓶体において、底部の構造の基本の形
である凹形の形状、すなわち谷線部６の形状は、第１図
に示したような完全な弧状でなくてもよく、直線と円弧
の組合せであってもよく、その例を第５図に示す。すな
わち第５図は、本発明の原体における谷線部の１例を示
す縦断面図であって、各符号は第１図と同義である。

第５図に示したように、各谷線部６は、点へから点Ｂま
で下向きにかつ内側に延びる第一の直線部と、点Ｂから
点Ｃまで延びる円弧部と、点Ｃから点Ｇ及び点Ｇから点
りまで延びる直線部及び水平部分９とからなる。また脚
部４はそれぞれ点Ａから点Ｅまで延びる異なる２つの稜
線部と点Ｅから点Ｆまでの接地面となる直線部すなわち
平坦な底面８と点Ｆから点Ｇまで上向きにかつ内側へ延
びて谷線部６の第２の直線部下端点Ｇと出合う直線部と
からなる。中央の環状凸形部３は、弧状部よりＧとＤで
表される水平部分９の点りで谷線部６と接合している。

本発明の原体においては、環状凸形部３が応力集中緩和
に役立っている。その様子を第６図に模式図として示す
。すなわち第６図は、第４＝１図中のｘ−Ｘ線に沿って
切断矢視した縦断面により応力集中緩和の状態を示す模
式図であって、符号３及び９は第１図と同義である。

第６図に点線で示したように、環状凸形部３は、外圧に
よりわずかに外側に湾曲突出することによって周方向へ
の応力集中、すなわちクリープ変形を緩和させている。

そして、３における前記肉厚の大きい部分は配向しない
か又は底部２の残部と比べて配向外が少なくなる。

該３の部分対残部の肉厚比は、好ましくは１．２：１〜
２０：１、より好ましくは１．２：１〜１５：１の範囲
内である。この比が小さすぎると、内圧に対する抵抗が
不十分である。一方、この比があまりに大きいことは実
用上必要ないし、コスト高になるので経済的ではない。

環状凸形部３の側壁の拡開角は好ましくは６０°以下、
より好ましくは４５°、更に好ましくは３０°より小さ
くする。この拡開角を小さくすると内圧に対する底部の
抵抗が増大する。また、環状凸形部３の直径は底部２全
体の直径に対して好ましくは２〜３５％、より好ましく
は２〜３０％、更により好ましくは５〜２０％である。

環状凸形部３の直径は小さすぎても大きすぎても内圧に
対する補強の効果が小さくなる。

したがって、この環状凸形部３を設けることによって、
胴部１への内圧を緩和しクリープ変形による入味線の低
下を防ぐ効果を促すことも確Ｓ忍されている。

また、本発明による原体は、水平部分９の高さａ（第１
図参！’、１’（）、すなわち、水平部分９から組体接
地面までの垂線の長さａによって、原体の軸方向へのク
リープ変形を緩和し、かつ脚部４の成形性を向上させよ
うとするものである。

この水平部分９の高さａは、組体全体の高さに対して好
ましくは１〜１０％、より好ましくは１．２〜５％、更
により好ましくは１．５〜３％である。これは小さすぎ
ると、内圧により原体の軸方向へ変形が生じ易く、逆に
大きすぎると成形が困難となる傾向がある。

更にまた、本発明の原体の接地径ｂ（第１図参照）を大
きくすることによって充てんラインコンベア上で転倒す
るという問題が低減されることを実験によって確認した
。なお、本発明における接地径すとは、第１図に示した
ように、接地面である平坦な底面８の内側でなく外側の
径、すなわち最大径を意味する。

そして、充てんラインコンベア走行時の安定性を得るた
め、接地径すは好ましくは７５％以上、より好ましくは
、８５％以上、更により好ましくは、９０％以上である
。これは小さ丁ぎると重心が高くなり不安定となる。し
がしながら、この接地径すは、最大胴径と同等までが、
成形性及び耐圧性等の点で仔ましい。

〔実施例］ 以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例に限亡されない。

実施例１ 使用樹脂　日本ユニペット父ポリエチレンデレフタレー
ト樹脂（ＩＶ＝０．７５） プリフォーム　ハスキー（ＩＩＵｓＫＹ）社製射出成形
機　４２ｇプリフォーム ブロー金型　１１ボトル（詳細は第７図の本発明ボトル
及び第８図の対照ボトルに 示す） 成形条件　ブロー成形機　クルツブ　コーホブラスト　
（Ｋｒｕｐｐ　Ｃｏｒｐｏｐｌａｓｔ）社ＬＢ−０１ ブロー成形温度　約８５℃ ブロー成形圧力　約４０ｂａｒ （１）クリープテスト 得られたボトルに、各々１１の水をいれ炭酸ガスボリュ
ームで約４．３　ｖｏｌになるよう炭酸水素す）　ＩＪ
ウム及びクエン酸を混合し、３８℃の恒温槽に保管し２
８日後までの経時的変化を以下の寸法変化によって評価
した。なお基準値は、内容物売てん後のボトルの各測定
値を０量目の基準値とし、各経時変化ごとに計算値を求
めた。

２−１　　胴径Ｃ（第１図に示す） ２−２　満杯容量 ２−３　入味線 −４ａ （２）重量分布 第７図に示すＺ−Ｚ線より上部と下部の重量、及び全体
重量を測定した。その結果を表１に示す。

（３）走行安定性テスト 第７図に示す組体において、接地径の先なる３種類の組
体について自社製作した充てんコンベア機を用いて転倒
数と接地径の相関を見る試験を行った。コンベア速度は
２６ｍ／Ｍｉｎとした。表２に示す結果は、各５回の合
計を示す。

以上の（１）の結果を第９図、第１０図、第１１図、第
１２図の各グラフ及びその相当するデータを表３〜表６
に示し、試験瓶体の状態を第１２−１図〜第１２−３図
に模式図として示す。また（２）、　（３）の結果を表
１〜表６に示す。

なお、第７図は本発明の組体の１実施例の詳細図、第８
図は従来の一般的な対照瓶体の詳細図、第９図は対比試
験結果を、経時変化（日、横軸）と胴径ｃ（ｍｍ、縦軸
）との関係で示すグラフ、表３はその相当するデータ、
第１０図は経時変化（日、横呻）と満杯容量変化本（％
、縦軸）との関係を示すグラフ、表４はその相当するデ
ータ、第１２−１図はその模式図、第１１図は経時変化
（日、横軸）と入味線変化率（％、縦軸）との関係を示
すグラフ、表５はその相当するデータ、第１２−２図は
その模式図、第１２図は経時変化（日、横軸〉と水平部
分の高さａ（ｍｍ、縦軸）との関係で示すグラフ、表６
はその相当するデータ、第１２−３図はその模式図であ
る。

表 表 実施例２ 使用樹脂　日本ユニペット製ポリエチレンテレフタレー
ト樹口旨（ＩＶ＝０．７５） プリフォーム　ハスキー社製射出成形機　４２ｇプリフ
ォーム ブロー金型　ｉｆボトル（詳細は第１３図の本発明ボト
ル及び第８図の対！！Ｇボトルに示す） 成形条件　ブロー成形機　タルツブ　コーホブラスト社
１、Ｂ−０１ ブロー成形温度　約８５℃ ブロー成形圧力　約／１ｏｂａｒ これらに対して、実施例１に示したと同様な対比試験を
行った。それらの各結果を、第１４図〜第１７図、その
相当するデータを表７〜表１Ｏに示し、表１１に重量分
布を示す。第１３１７Ｊはその詳細図である。

なお、第１４図及び表７は、胴径Ｃの経１１１変化、第
１５図及び表８は満杯容爪の経１１１変化、第１６図及
び表９は大味線の経時変化、第１７図及び表 は水平部分の高さ ａの経時変化を 示す。

表 ■ これらの各結果から分かるように、各実地例に示したボ
トルは炭酸飲料水等の内圧の高い場合においても、底部
２の中央に環状凸形部を設けることによって胴部への内
圧を緩和し、クリープ変形をも緩和し、それによって入
味線の低下をＩＦ条δ戎することが３忍められた。

また、ａについても、小さずぎるものはクリープ変形に
より自立存続が不可能となり、また大きすぎるものは成
形が極めて困難なものとなった。よって、ａの限定につ
いて優位性があるといえる。また、接地径についてｂ走
行安定性において優位性が明らかに３．Σめられた。

〔発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明による抗体の底
部の構造は、底部が内圧に対して充分な耐久性を持ち、
更に、脚部が底部の周端部に等間隔で複数本形成されて
いるため安定した自立性を保持することができ、また瓶
体全体が飽和ポリエステル樹脂によって成形されている
ため、異種材料で成形されているペースカップ及び接着
剤を分離するプロセスを不必要とすることでリサイクル
可能等の効果が得られる。また更に、底部の中央に環状
凸形部を設けること及びその下端の水平部分から瓶体接
地面へ下ろした垂線の長さａを設けることによって、既
存のワンピース抗体と比較して実質的に改良されたクリ
ープによる変形（特に胴部）及びそれに伴う入味線の低
下を緩和し、成形性を向上させるという特性を有する二
軸延伸成形された耐圧自立瓶体を提供することができた
。

また、接地径を限定することによって充てんラインコン
ベア走行時の安定性を得るという′１ｊ？性を有する耐
圧自立瓶体を提供することもできる。

更にまた本発明は瓶体全体に要する樹脂材料を少量とす
ることができる等の多くの優れた効果を発揮するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明瓶体の１例の縦断面図、第２図は従来の
一般的な自立型瓶体の底部構造の縦断面図、第３−１図
〜第３−３図は本発明瓶体における環状凸形部の例を示
す縦断面図、第４１図〜第４−５図は本発明瓶体におけ
る底部の例を示す底面図、第５図は本発明瓶体のおける
谷線部の例を示す縦断面図、第６図は第４１図中のｘ−
Ｘ線に沿って切断矢視した縦断面により応力集中緩和の
状□を示す模式図、第７図は本発朗抗体の１実施例の詳
細図、第８図は従来の一般的な対称瓶体の詳細図、第９
図、第１０図、第１１図及び第１２図は、第７図及び第
８図に示した抗体の対比試験の結果を示すグラフ、第１
２−１図、第１２−２図及び第１２３図は上記対比試験
の結果を示す模式図、第１３図は本発明瓶体の他の実施
例の詳細図、第１４図、第１５図、第１６図及び第１７
図は、第１３図及び第８図に示した抗体の対比試験の結
果を示すグラフである。 １：胴部、２：底部、３：環状凸形部、４：脚部、５：
中央部、６：谷線部、７：脚部の両傾斜側面部、８：平
坦な底面、９：水平部分、１１：口頸部、１２：肩部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、飽和ポリエステル樹脂製の二軸延伸成形された瓶体
   であって、上端が開放口縁部とされている口頸部と該口
   頸部に連続する肩部と前記肩部に連続する横断面円形の
   胴部の下方開放部を閉塞する底部を有する自立型瓶体に
   おいて、少なくとも前記口頸部以下の部分は二軸延伸さ
   れており、かつ前記底部は、下方に膨出した凹形を基本
   とし、その中央部は環状の水平部分を下端部とする環状
   凸形となっており、かつ該環状凸形部分の少なくとも一
   部は肉厚が底部残部と比べて大きくなっており、更に、
   前記凹形部分から下方に膨出した形状であって、その先
   端が平坦な底面となって瓶体の接地面をなしているほぼ
   三角錐台形状の脚部が、前記環状の水平部分から複数個
   放射状に設けられていることを特徴とする耐圧自立瓶体
   。