CN1514793A - 合成树脂制瓶体 - Google Patents

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Abstract

一种刚性树脂制瓶体，其不形成变形板壁，在因热填充或蒸馏处理所引起的减压状态下，能防止在筒部上发生局部地凹陷变形，从而使抑制减压引起的变形，并且使瓶体具有较高的纵弯强度，而且使瓶体具有良好的外观设计。该瓶体中，通过对其筒部(2)的壁的面刚性的设定，使其能耐住350mmHg(46.7kPa)的内部的减压而不引起筒部(2)的一部分的壁面的凹陷变形。

Description

合成树脂制瓶体
技术领域
本发明涉及热填充内装物用的合成树脂，特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂制的热填充用的二轴延伸吹塑成形瓶体。
背景技术
由于二轴延伸吹塑成形的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(以下称为PET)制瓶体，因PET具有的优良的特性，可以薄壁且均一地成形，所以是经济的，此外由于耐内装物性或机械强度上优良，并且外观也良好，所以作为液体容器在多方面被利用。
该PET制瓶体，虽然与薄壁无关地具有良好的机械强度，但是由于作为瓶体的主体部分的筒部是薄壁的，所以因瓶体内发生的减压，筒部的一部分不当地凹陷变形，存在着使作为商品的瓶体的外观显著劣化这样的问题。
特别是近年来，在85～90℃左右的温度下热填充饮料的用途不断推广，因此在热填充后，因为在瓶体冷却的阶段成为很大的减压状态，故对可以抑制这种减压引起的变形的瓶体的需求越来越高。
此外，在需要填充内装物后，加上例如121℃的加热30分钟这样的蒸馏杀菌的用途中，要求具有形成瓶体的树脂的耐热性，且可以适应更加严酷的减压状态的能力的瓶体。
为了解决该PET制瓶体中的减压变形这样的问题，例如如实开昭57-199511号公报中所公开的，提出了各种在筒部设置多个容易凹状凹陷变形的变形板壁，通过该变形板壁处的一定形态的凹陷变形来吸收瓶体内发生的负压，因此在筒部的其他部分不发生不当的凹陷变形，防止筒部的外观形状的劣化的瓶体。
但是，因为上述的现有技术中的变形板壁，预先以稍微向内单纯地凹陷的形态成形，以使瓶体内发生的减压容易引起的凹陷变形，故存在着对于与发生的减压相对应的凹陷变形的程度而言，可以吸收的减压程度不够这样的问题。
此外，由于变形板壁由使筒部的一部分凹陷变形而形成，且沿着筒部的圆周方向等间隔地并列设置，以便在筒部的一部分上不偏斜地产生减压变形，所以存在着设置该变形板壁致使筒部的纵弯强度降低这样的问题。
而且，因为变形板壁纵长地凹陷设置，故因观看瓶体的角度的不同，有时设置变形板壁的筒部部分与其他筒部部分相比看上去较瘪，因此存在着瓶体的外观体裁有时看上去较瘪这样的问题。
进而，发生减压的瓶体几乎没有例外都是加热填充内装物的瓶体，虽然因为在加热填充内装物并密封的当初，瓶体内成为加压状态，故变形板壁除了吸收减压外相反还要求吸收加压的能力，但是由于变形板壁是单纯地弯曲凹陷的形状，所以不能进行用于吸收加压用的凸出变形，因此无法实现充分的吸收加压，并且如果加压程度大，则变形板壁不是弹性鼓出变形，而是翻转凸出变形而成为永久变形状态，存在着这样的问题。
实际中，伴随着这样的很多问题，在成为特别严酷的减压状态的面向85～90℃左右的热填充的用途中，几乎所有场合，仍在采用前述变形板壁的瓶体。
发明内容
因此，本发明的目的在于，解决上述现有技术中的问题，找出不形成变形板壁，而能在因热填充，或蒸馏处理后发生的减压状态下，使筒体的局部不发生凹陷变形等不良变形的筒部的结构，从而得到减压引起的变形被抑制，并保持较高的瓶体的纵弯强度，而且使瓶体具有良好的外观设计。
为了解决上述技术课题，本发明技术方案1的树脂制瓶体，具有一定刚性，由两轴延伸吹塑成形而成，对其筒部(2)的壁的面刚性进行设定，使该瓶体至少能耐住350mmHg(46.7kPa)的内部的减压而不引起筒部(2)的一部分的壁面的凹陷变形。
根据本发明的技术方案1的树脂制瓶体，不设现有技术中所看到的那种，使筒部的壁面的一部分凹陷变形的，变形板壁，而是通过提高筒部的壁的面刚性来对抗起因于在热填充工序中发生的、由至少350mmHg(46.7kPa)的减压状态所引起的对壁面的横向压力。
而且，该结构靠筒部的壁的面刚性，来抑制减压状态下的变形，可以解决起因于变形板壁的采用的，凹陷变形性的不足、纵弯强度不足、外观的劣化、加压状态下的翻转永久变形的发生等问题，并且可以得到与历来的瓶体不同的，没有变形板壁的面目一新的外观设计良好的瓶体。
再者，虽然本发明的合成树脂制瓶体，特别是PET制的两轴延伸吹塑成形瓶体，但是根据需要，在不损及PET类的树脂材料的本质的范围内，为了例如提高耐热性或密闭性等在PET中掺混或作为中间层叠层聚萘二甲酸乙二酯树脂、MXD 6尼龙树脂等。
本发明技术方案2的树脂制瓶体，在技术方案1所述的合成树脂制瓶体的基础上，其中，筒部(2)为圆筒状。
根据本发明技术方案2的树脂制瓶体，通过把筒部取为圆筒状，在筒部的整个面上壁面向外成为凸状，能以较高的面刚性构成整个筒部。
本发明技术方案3的树脂制瓶体，在技术方案1所述的合成树脂制瓶体的基础上，其中，筒部(2)为至少有8个角的正多边形。
根据本发明技术方案3的树脂制瓶体，虽然筒部的形状不仅是圆筒状，也可以使用正多边形状，但是因为在角数小于7的正多边形中，配置于筒部的周围的平面状的，各自的壁板面的横向宽度变大，容易发生减压引起的凹陷变形，故取为具有8个以上的角的正多边形的筒状。
本发明技术方案4的树脂制瓶体，在技术方案2或3所述的合成树脂制瓶体的基础上，其中，在筒部(2)上沿圆周设置两条以上的槽状的环形肋(5)，该环形肋(5)当中，最上部的环形肋(5)形成于筒部(2)的上端部与呈大致圆锥台筒状的形状的肩部(4)的边界附近，最下位的环形肋(5)形成于筒部(2)的下端部，并且邻接的环形肋(5)间的距离H取为0.2D～0.6D的范围，这里D表示圆筒状筒部的直径或正多边形筒状筒部的对角线的长度。
根据本发明技术方案4的树脂制瓶体，通过在作为筒部的上端部的，与大致圆锥台筒状的肩部的边界附近形成最上位的环形肋，可以有效地抑制在该边界附近容易发生的凹陷状的变形。
此外，通过包括筒部的上端部和下端部的环形肋在内，在筒部形成多条环形肋，筒部的壁的面刚性被增强。
而且，为了对抗因减压发生的横向的推压所需的环形肋间的间隔，虽然也依存于筒部的壁厚，但是通过取为0.6D以下的间隔，在与具有历来的变形板壁的热填充瓶同等的壁厚下，可以实现筒部的面刚性的增强，此外在不足0.2D时，环形肋过于接近，没有光滑的外表面的部分，在粘贴标签，或用收缩薄膜覆盖的场合，也不适于明确地表示商品名，或进行外表装饰。
本发明技术方案5的树脂制瓶体，在技术方案4所述的合成树脂制瓶体的基础上，其中，环形肋(5)间的距离为0.3D～0.45D。
根据本发明技术方案5的树脂制瓶体，根据瓶体的壁厚，能以实现较薄的壁厚，在同等的壁厚下可以对抗更严酷的减压状态，也就是对抗更高的热填充温度，环形肋的条数也可以设定得少些，使外观形状也变得更好。
本发明技术方案6的树脂制瓶体，在技术方案1、2、3、4或5中任意一个所述的合成树脂制瓶体的基础上，其中，除口部(3)外的部分的最小壁厚为300μm以上。
根据本发明技术方案6的树脂制瓶体，虽然通过加大壁厚，可以增强面刚性，但是因为型坯的生产率、材料的成本提高、瓶体的重量增加等自然是有限度的，最小壁厚为300μm以上，最好是平均壁厚为350～650μm的范围。最小壁厚不足300μm时，难以确保对抗减压的面刚性。
附图说明
图1是本发明的合成树脂制瓶体的第1实施例的总体主视图。
图2是图1中所示的第1实施例的比较例的总体主视图。
图3是本发明的合成树脂制瓶体的第2实施例的总体主视图。
图4是本发明的合成树脂制瓶体的第3实施例的总体主视图。
图5是本发明的合成树脂制瓶体的第4实施例的总体主视图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施形态。
图1示出本发明的合成树脂制瓶体的第1实施例，是通常的两轴延伸吹塑成形的200ml用的PET制瓶体的总体主视图，在制成圆筒形状的筒部2的上端，经由制成圆锥台筒状的肩部4立起地连接设置短圆筒形状的口筒3，在筒部2的下端形成底部，筒部2的圆筒形状的直径为54mm，总高度为140mm，筒部2的平均壁厚为350μm，最小壁厚为300μm。
在筒部2上等间隔地形成共计4条断面大致制成U字形的槽状的环形肋5，其中最上部的环形肋5形成于筒部2的上端部的与肩部4的交界附近，此外最下部的环形肋5形成于筒部2的下端部的与底部7的交界附近，邻接的环形肋5间的距离H为24mm(0.44D)。
图2是与第1实施例相比，把环形肋5的条数设为3条，等间隔地形成的比较例，距离H为36mm(0.67D)。
就上述第1实施例，和比较例的瓶体1实施热填充试验，观察冷却到室温的时刻的瓶体1的变形时，第1实施例的瓶体1中跨越整个瓶体看不到壁面凹陷变形的部分，但是在比较例的瓶体1中在筒部2的一部分发生显著的凹陷变形。
此外，关于第1实施例的瓶体1，虽然还实施了95℃下的热填充试验，但是与87℃下的试验同样，看不到壁面凹陷变形的部分。
关于上述第1实施例和比较例的瓶体1，实施用真空泵把密封了口部3的瓶体1的内部缓慢减压，把筒部2的壁面的一部分急剧地凹陷变形的时刻的减压度取为减压强度(mmHg(kPa))，对这样的减压强度进行测定，第1实施例的瓶体1的减压强度为360mmHg(48.0kPa)，比较例的瓶体1的减压强度为310mmHg(41.3kPa)。
根据前述的，第1实施例的实验结果可以看出，如果环形肋5间的距离H为0.43D，则在与历来的所使用的瓶体同等的350μm的平均壁厚下，可以得到可以适应至少350mmHg(46.7kPa)以上的减压状态的面刚性，可以充分抑由89～95℃左右的热填充工序的减压引起的凹陷变形。
接下来，对适用于加热食品的实施在121℃的条件下大约30分钟的热处理，在这种用途中用通过所谓“双重吹塑”的(参照特公平4-56734号公报)成形方法所成形的高耐热性的PET制瓶体。
详述上述双重吹塑成形法，其由把预先成形为想要的形状的型坯两轴延伸吹塑成形成一次中间成形品的一次吹塑成形工序、加热该一次中间成形品使之热收缩成形成二次中间成形品的工序、以及最后把该二次中间成形品吹塑成形成瓶体的二次吹塑成形工序组成，通过加热一次中间成形品并使之热收缩，消除一次中间成形品中产生的残留变形，可以得到促进结晶化的耐热性极高的瓶体。
图3是本发明的合成树脂制瓶体的第2实施例，该瓶体1能适应在121℃的条件下大约30分钟的热处理所实施的蒸馏处理，其由一次模温180℃，加热温度230℃，二次模温140℃的条件所成形而成，瓶体1的形状与第1实施例相比进一步增强了面刚性，把平均壁厚取为400μm，等间隔地形成5条环形肋5，这里，环形肋5间的距离H为18mm(0.33D)。
关于该第2实施例的瓶体1，填充内装物后，在121℃的条件下实施大约30分钟的热处理所实施的蒸馏处理后，冷却到室温，观察变形，未观察到凹陷变形。此外，该瓶体1的减压强度为525mmHg(70.0kPa)，对于这种高温处理后的减压也是，通过适当设定环形肋5间的距离H，在作为瓶体可以容许的壁厚的范围内，可以确保面刚性。
再者，本实施例的形状，当然，也可以适用于通过双重吹塑或通常的两轴延伸吹塑成形所成形的85～95℃左右的热填充用瓶子，不是作为加热处理用瓶体所限定的形状。
图4是本发明的合成树脂制瓶体的第3实施例，是平均壁厚350μm，筒部2为正12边形的筒状，对角线长度为54mm，等间隔地圆周设置5条环形肋5，未看到由87℃的热填充的减压引起的凹陷变形。
再者，虽然在第1实施例、第2实施例、第3实施例中等间隔地形成环形肋5，但是没有必要一定是等间隔，在不是等间隔的场合最宽的环形肋5间的距离H如果是0.2D～0.6D，更好是0.3D～0.45D，则可以实现本发明的目的。
图5是本发明的合成树脂制瓶体的第4实施例，该瓶体是在筒部2的上端部、下端部圆周设置环形肋5，在这两条环形肋5间的部分上螺旋状地形成与作为环形肋5的变形例同一断面结构的螺旋形肋6，具有崭新的外形设计。
没有必要一定像这样分别形成环形肋5，在可以增强面刚性的范围内，也可以象本第4实施例那样，采用螺旋形肋6。此时，环形肋5间的距离H只要考虑图5中所示的那样的距离H1、H2、H3等就可以了，在本实施例中其中最宽的距离H1为27mm(0.5D)。
本第4实施例的筒部2的直径D为54mm，平均壁厚为350μm，未看到由87℃的热填充的减压引起的凹陷变形。
再者，环形肋5，在前述每个实施例中，为了实现适当的面刚性，最好是宽度1mm以上，深度1mm以上。
此外，虽然对各实施例中使用200ml PET制瓶体进行了确认，但是本发明中，只要是满足各要件的瓶体，不用说其容量未特别限定。
本发明，由于取为上述的构成，所以收到以下所示的效果。
根据本发明的技术方案1的瓶体，其具有靠筒部的壁的面刚性来抑制起因于减压状态下的变形的结构，可以适应采用变形板壁的瓶体中发生的凹陷变形性的不足、纵弯强度不足、外观的劣化、加压状态下的翻转永久变形的发生等问题，并且可以得到与历来不同的，没有变形板壁的面目一新的良好外观设计。
根据本发明的技术方案2的瓶体，通过把筒部取为圆筒状，在筒部的整个面上壁面向外成为凸状，能以较高的面刚性构成整个筒部。
根据本发明的技术方案3的瓶体，通过把筒部设为具有至少8个角的正多边形的筒状，可以得到不使面刚性降低过大，且具有正多边形的筒状的筒部的良好外观设计性。
根据本发明的技术方案4或5的瓶体，通过在筒部上圆周设置两条以上的环形肋，把邻接的环形肋间的距离H设定在一定范围内，能在与历来的瓶体大致同等的壁厚的范围内，使筒部的面刚性增大到可以耐由热填充工序引起的减压的程度。
根据本发明的技术方案6的瓶体，通过把壁厚设为最小壁厚300μm以上，可以确保适当的面刚性。进而，通过把其平均壁厚设定成350～650μm的范围，可以既维持型坯的生产率，抑制材料成本提高和瓶体的重量，又确保适当的面刚性。

Claims (6)

1.一种树脂制瓶体，具有一定刚性，由两轴延伸吹塑成形而成，对其筒部(2)的壁的面刚性进行设定，使该瓶体至少能耐住350mmHg(46.7kPa)的内部的减压而不引起筒部(2)的一部分的壁面的凹陷变形。
2.如权利要求1所述的合成树脂制瓶体，其中，筒部(2)为圆筒状。
3.如权利要求1所述的合成树脂制瓶体，其中，筒部(2)为至少有8个角的正多边形。
4.如权利要求2或3所述的合成树脂制瓶体，其中，在筒部(2)上沿圆周设置两条以上的槽状的环形肋(5)，该环形肋(5)当中，最上部的环形肋(5)形成于筒部(2)的上端部与呈大致圆锥台筒状的形状的肩部(4)的边界附近，最下位的环形肋(5)形成于筒部(2)的下端部，并且邻接的环形肋(5)间的距离H取为0.2D～0.6D的范围，这里D表示圆筒状筒部的直径或正多边形筒状筒部的对角线的长度。
5.如权利要求4所述的合成树脂制瓶体，其中，环形肋(5)间的距离为0.3D～0.45D。
6.如权利要求1、2、3、4或5中任意一个所述的合成树脂制瓶体，其中，除口部(3)外的部分的最小壁厚为300μm以上。
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