JPH05246416A - 合成樹脂製自立壜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐内圧特性を確保しながらも、ストレスクラ
ックを低減できる合成樹脂製の自立壜を提供すること。 【構成】 自立壜３０の底部３４には、一方の側壁部３
２から中心３４ａを経て変化点４２に至る区間に、半径
Ｒの半球状部分３６が形成される。壜を自立させるため
の脚部４０は、中心３４ａの円周方向にて等中心角度毎
に例えば５個設けられている。この各脚部４０は、変化
点４２にて半球状部分３６と連結され、変化点４２より
半径方向外側に向け、かつ、斜め下方に傾斜する傾斜部
４４を有し、その最下点に接地部４６を有する。底部３
４において、未延伸または低延伸のため厚肉となる厚肉
部５０は、中心３４ａより変化点４２を越えた長さの所
定半径を持つほぼ円形エリアに形成される。傾斜部４４
の途中から接地部４６を経て側壁部３２至る領域は、高
度に二軸配向された薄肉部５２となる。この厚肉部５０
と薄肉部５２との間には、肉厚が徐々に移向する肉厚移
行部５４が形成され、この肉厚移行部５４は傾斜部４４
の途中位置に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、二軸延伸吹込成形され
た合成樹脂性の自立壜に関し、特にその底部構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば炭酸飲料などを内容物とする合成
樹脂性容器の底部構造としては、耐内圧性を確保するた
めに、下向き凸の半球形状のものが最も優れている。し
かし、このような半球形状を底部とするボトルは、ベー
スキャップと称されるキャップを底部に装着しなけれ
ば、自立壜として機能することができない。

【０００３】そこで、従来よりボトル底部に偶数本或い
は奇数本の脚部を供えたボトル構造が提案されている。
その代表的な底部構造が、例えば実公平３−５５３７５
公報の第１図に示されている。すなわちこのようなボト
ルは図５に示す底部構造を持つ。なお、上記公報の第１
図には底部の肉厚が開示されていないので、図５は肉厚
を無視してその形状のみを模式的に示している。図５に
示すボトルは、中空筒状の側壁部１２の一端を閉鎖する
底部１４を有する。この底部１４は、例えば一定の半径
Ｒにて湾曲する球面状部分１６を有し、さらにこの球面
状部分１６より斜め下方に延在する例えば奇数本の脚部
２０が、中心１８に対してほぼ等中心角度毎に設けられ
ている。この脚部２０は、底部１４の中心１８よりも所
定距離離れた変化点２２にて球面状部分１６と連結さ
れ、この変化点２２より半径方向外側に向けて斜め下方
に伸びる傾斜部２４を有する。そして、この傾斜部２４
の最下点が接地部２６として構成される。このようなボ
トル底部構造によれば、例えば奇数本の脚部２０によ
り、ボトル１０を自立させることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等の実験によ
れば、図５に示すような底部構造を有するボトル１０
は、その底部１４にストレスクラックが発生し易いこと
がわかった。このストレスクラックの要因として第一に
挙げられるものは、このボトル１０に内容物を充填する
ボトリングラインに沿ってボトル１０を搬送する際、搬
送路上に塗られている潤滑剤が、応力亀裂を助長するも
のと考えられる。第二に、夏期における温度上昇或いは
湿度等の環境の変化が、ストレスクラックに影響するも
のと考えられる。第三に、内容物を充填後ボトル１０に
キャッピングを行うとき、上方からの座屈荷重が加わる
ことも原因と考えられる。そして、本発明者等のさらな
る研究によれば、このようなストレスクラックは底部１
４における形状の変化点２２において顕著に発生するこ
とが確認された。これは、変化点２２に応力集中が生ず
るものと考えられる。このようにストレスクラックが発
生したボトル１０は、そのクラックが伝播して内容物が
漏れるという問題を生じ、ボトル１０の商品価値をなく
してしまう。

【０００５】本発明者等はまた、図６に示す底部構造を
持つボトルを成形し、このボトルが破裂する時の内圧を
測定するバーストテストを実施してみた。図６に示す構
造は、底部１４における形状の変化点２２を、底部１４
の中心１８に配置したものである。

【０００６】しかしながら、図６の構造を持つボトルを
バーストテストした結果、図５に示す底部構造を有する
ボトルよりも、耐圧性がさらに低下することが判明し
た。すなわち、図５に示すボトルの場合は、２０ｋｇ／
ｃｍ² 以上の内圧をかけてもバーストしないのに対し、
図６に示すボトルの場合には、規格値である１０ｋｇ／
ｃｍ² さえもクリアすることが不可能であった。

【０００７】このように、耐内圧性を確保するためには
図５の底部構造が優れているが、ストレスクラックの発
生を防止できる対策がなかった。

【０００８】そこで、本発明の目的とするところは、耐
内圧性を確保しながらも、ストレスクラックの発生しに
くい底部を有する合成樹脂性自立壜を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、二軸延伸吹込
成形された合成樹脂製の自立壜において、底部の中心よ
り所定距離離れた点を底部形状の変化点とし、この変化
点より半径方向外向きに斜め下方に延在する傾斜部を経
て接地部に至る、前記底部にほぼ等中心角度毎に設けら
れた３個以上の脚部を有し、前記中心より前記変化点を
越えた長さの所定半径を持つ内側のほぼ円形領域が、未
延伸または低延伸の厚肉部で構成され、少なくとも前記
接地部を含む外側領域が延伸された薄肉部で構成され、
前記厚肉部と薄肉部とを結ぶ肉厚移行部が前記傾斜部の
途中に形成されていることを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明によれば、底部における形状の変化点を
底部の中心より所定距離離れた点に形成することで耐内
圧性を高めている。しかも、この変化点における肉厚
は、二軸延伸吹込成形工程時に未延伸或いは低延伸とな
ることから比較的肉厚が残存する厚肉部として形成され
る。従って、たとえこの形状の変化点に応力集中があっ
たとしても、その肉厚を確保することによりストレスク
ラックの発生を防止している。最も分子構造的に不安定
な部分は、未延伸ゆえに非晶質である部分から、比較的
延伸された配向結晶化部分に至る肉厚の移行部である。
これらのことを考慮しないと、この肉厚移行部と形状の
変化点とが一致した場合に、ストレスクラックが最も発
生しやすくなってしまう。本発明では、このような分子
構造的に不安定な肉厚移行部を、底部における形状の変
化点よりも半径方向外側、すなわち脚部における傾斜部
の途中に形成することで、耐圧性を確保し、かつストレ
スクラックの発生を低減している。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を適用した自立壜の一実施例に
ついて図面を参照して具体的に説明する。

【００１２】図１及び図２において、本実施例に係る自
立壜３０は、中空筒状の側壁部３２の一端を閉鎖する底
部３４を有する。この底部３４は、下向き凸の半球状部
分３６を有する。この半球状部分３６にはさらに、底部
３４の中心３４ａの円周方向で、等中心角度毎に３個以
上、例えば５個の脚部４０が連結されている。この脚部
４０と半球状部分３６との連結点は、底部３４の中心３
４ａより所定距離、好ましくは３ｍｍ以上離れた点であ
り、この点が底部３４における形状の変化点４２となっ
ている。各脚部４０は、この変化点４２より半径方向外
側に向けてかつ斜め下方に伸びる傾斜部４４を有する。
この傾斜部４４の最下点は、側壁部３２の最大直径より
も小さな直径を持つ位置となっており、この最下点が接
地部４６となる。つまり、底部３４の形状は、脚部４０
を含む一断面を見ると、一方の側壁部３２より中心３４
ａを越えた反対側の変化点４２に亘って半球状部分３６
が形成され、中心３４ａより変化点４２まで上向きに湾
曲上昇した形状が、変化点４２を境に斜め下方に折り返
され、この変化点４２から他方の側壁３２に亘って脚部
４０が構成されている。

【００１３】次に、図１を参照して底部１４における肉
厚について説明する。

【００１４】この種の自立壜３０は二軸延伸吹込成形に
より成形され、この工程は周知のごとく、プリフォーム
の底壁を縦軸方向に向けて延伸する延伸ロッドと、プリ
フォーム内に導入される吹込エアとを用いて行われる。
従って、延伸ロッドが接触または非接触により縦軸方向
に延伸ガイドされる底部中心領域は、未延伸またはほと
んど延伸されない領域となる。それゆえ、自立壜３０の
底部３４の中心領域３８は、他の延伸された部分の肉厚
に比べ、比較的厚い肉厚の厚肉部５０として形成される
ことになる。この厚肉部５０は、底部３４の中心３４ａ
の周りにほぼ円形のエリアとして形成されるが、本実施
例ではこの厚肉部５０を、変化点４２よりも半径方向外
側に至るエリア、すなわち傾斜部４４の途中位置まで形
成している。一方、傾斜部４４の下端側から接地部４６
及びさらにその外側の側壁部３２は、二軸延伸吹込成形
工程にて二軸方向に配向されており、この結果薄肉部５
２として形成される。中心側の厚肉部５０とその外側の
薄肉部５２との間には、厚肉部５０の肉厚より薄肉部５
２の肉厚に至るまで比較的徐々に肉厚が変化する肉厚移
行部５４として形成される。本実施例では、この肉厚移
行部５４は変化点２２の半径方向外側、すなわち傾斜部
４４の途中位置に形成されている。

【００１５】次に、このような自立壜３０の底部３４の
密度について説明する。

【００１６】厚肉部５０の密度は、その領域が未延伸ま
たは低延伸であるゆえ低く、１．３５ｇ／ｃｍ³ 以下で
あり、特にその中心３４ａの密度は１．３４５ｇ／ｃｍ
³ 以下となる。一方、肉厚移行部５４は、非晶質状態か
ら結晶状態に移向する領域であるため、二軸配向された
側壁部３２等と比べて密度が低く、その密度は１．３５
以上１．３６ｇ／ｃｍ³ 以下となる。特に、肉厚移行部
５４の密度は、１．３５ｇ／ｃｍ³ 台となることが多
い。薄肉部５２は比較的高い二軸配向度が得られるた
め、その密度は肉厚移行部５４の密度よりさらに高くな
り、通常１．３６ｇ／ｃｍ³ 以上となっている。

【００１７】本実施例の自立壜３０の底部構造によれ
ば、その底部３４に形状の変化点４２を有するが、この
変化点４２は中心３４ａより所定距離離れた位置に存在
する。さらに、脚部４０以外の底部構造は例えば一定の
半径Ｒの半球状部分３６として構成されるため、比較的
高い耐内圧性を確保することができた。この自立壜３０
に内圧をかけ、そのボトルの壁を破裂させるバーストテ
ストを行ったところ、内圧が２０ｋｇ／ｃｍ² 以上の高
い耐内圧性を確保することが確認できた。特に、この耐
内圧性は、中心３４ａから変化点４２に至る距離を３ｍ
ｍ以上とすると良好であることがわかった。

【００１８】さらに、このような自立壜３０を、その内
容物を充填するためのボトリングラインに沿って搬送
し、その際その搬送ライン上に潤滑剤が塗布形成されて
いたとしても、その後の内容物を充填してもストレスク
ラックが発生しにくいことが判明した。その理由は、本
実施例の自立壜３０では、分子構造的に不安定な肉厚移
行部５４の位置と、底部３４において最も応力集中が生
じやすい形状の変化点４２との位置が一致していないか
らであり、この応力集中が生ずる変化点４２を厚肉部５
０として構成することで補強が成されているからであ
る。

【００１９】このように、本実施例に係る自立壜３０で
は、中心３４ａより変化点４２を越えた長さの所定半径
を持つほぼ円形領域を厚肉部５０で構成することで、耐
内圧性を確保しながら、ストレスクラックの発生を十分
低減することができた。

【００２０】このように、本実施例の自立壜３０では、
厚肉部５０が従来のボトルよりも半径方向外側に拡大さ
れている。このような底部構造を持つ自立壜３０を成形
する方法としては、延伸ロッドの下降速度を早くした
り、延伸ロッドの下降開始から一次吹込エアの導入ま
でのタイミングを遅らせることによって達成される。

【００２１】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が
可能である。

【００２２】図３および図４は、底部３０における中心
領域３８の形状の変形例を示している。図３に示すもの
は、中心領域３８が下向き凸の半球状部分の一部でな
く、縦軸に対してほぼ垂直な平坦部６０として構成され
ている。さらに、変化点４２から接地部４６に至る傾斜
部４４は、それぞれ傾斜角度の異なる第１の傾斜部４４
ａおよび第２の傾斜部４４ｂで構成されている。図３に
示す実施例の場合にも、厚肉部５０の領域は、平坦部６
０およびその外側の第１の傾斜部４４ａの途中領域まで
伸びている。

【００２３】一方、図４に示すものは、その中心領域３
８は、図３の場合と同様に平坦部６２で構成されている
が、さらにこの平坦部６２は、ボトルの内側に突出した
位置に形成され、そのため半球状部分３６と平坦部６２
との境に段差部６４が形成されている。図４に示す構造
の場合にも、厚肉部５０は平坦部６２の領域に加えて、
その外側の傾斜部４４の途中位置まで伸びている。

【００２４】この他、傾斜部４４としては、必ずしも平
面にて傾斜するものに限らず、所定の曲率にて湾曲しな
がら傾斜するものであってもよい。球面状部分３６を異
なる複数の曲率を用いて滑らかに接続して構成してもよ
い。さらに、上記各実施例は本発明を複数本の脚部４０
を有する自立壜に適用した例を示したが、偶数本の脚部
４０を有する自立壜に同様に適用することもできる。な
お、偶数本の脚部を有する自立壜の場合には、脚部を含
んで切断した底部の断面構造が左右対称の形状となる。
偶数本の脚部を有する自立壜は、奇数本の脚部を有する
自立壜に比べて耐圧性の点で劣るが、その分肉厚設定を
考慮することで、所定の耐圧性を確保しかつストレスク
ラックを低減できるボトルを実現できる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、自
立壜底部における未延伸または低延伸の厚肉部を、底部
中心より形状の変化点を越えた長さの所定半径を持つほ
ぼ円形領域まで延在させることで、応力集中の生じやす
い変化点の肉厚を厚くすることで強化でき、しかも物質
構造的に最も不安定な肉厚移行部を、応力集中の生じな
い位置に設定することで、耐内圧性を確保しながらも、
ストレスクラックの発生を低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を奇数本の脚部を有する自立壜に適用し
た一実施例であり、その底部における断面構造を示す断
面図である。

【図２】図１に示す自立壜の底面図である。

【図３】底部中心領域を平坦部で構成した変形例を示す
断面図である。

【図４】底部中心領域における平坦部をボトル内側に突
出させた変形例を示す断面図である。

【図５】従来の自立壜の底部を模式的に示す断面図であ
る。

【図６】底部における形状の変化点を底部中心に設定し
た底部構造を模式的に示す断面図である。

【符号の説明】

３０ 自立壜 ３２ 側壁部 ３４ 底部 ３４ａ 中心 ３６ 半球状部分 ４０ 脚部 ４２ 変化点 ４４ 傾斜部 ４６ 接地部 ５０ 厚肉部 ５２ 薄肉部 ５４ 肉厚移行部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二軸延伸吹込成形された合成樹脂製の自
   立壜において、 底部の中心より所定距離離れた点を底部形状の変化点と
   し、この変化点より半径方向外向きに斜め下方に延在す
   る傾斜部を経て接地部に至る、前記底部にほぼ等中心角
   度毎に設けられた３個以上の脚部を有し、前記中心より
   前記変化点を越えた長さの所定半径を持つ内側のほぼ円
   形領域が、未延伸または低延伸の厚肉部で構成され、少
   なくとも前記接地部を含む外側領域が延伸された薄肉部
   で構成され、前記厚肉部と薄肉部とを結ぶ肉厚移行部が
   前記傾斜部の途中に形成されていることを特徴とする合
   成樹脂製自立壜。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記変化点は底部中心から３ｍｍ以上離れていることを
   特徴とする合成樹脂製自立壜。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、 前記肉厚部の密度は１．３５ｇ／ｃｍ³ 以下であり、前
   記肉厚移行部の密度が１．３５以上１．３６ｇ／ｃｍ³
   以下であり、前記薄肉部の密度は前記肉厚移行部の密度
   より高いことを特徴とする合成樹脂製自立壜。