JP2000246790A - 炭酸飲料用ボトルおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
ネ用ボトルと同等の構造を持つポリエチレンテレフタレ
ート樹脂製の炭酸飲料用ボトルと、その製造方法を提供
する。 【解決手段】 2軸延伸ブロー成形用金型の金型本体5
に、狭窄部に対応して互いに接近・離隔自在の移動金型
6a,6bを設け、これらを離隔させた状態でポリエチ
レンテレフタレート樹脂製のパリソンを金型本体5内に
挿入し、延伸ロッド81により軸方向に延伸させるとと
もに1次ブローを行った後、移動金型6a,6bを接近
させてより高圧の2次ブローを行うことで、狭窄部の寸
法をパリソン外径よりも小さくしてもパリソンと金型と
が干渉することを防止し、しかも縦および横方向に充分
な伸び率を得て、狭窄部の平均肉厚を0.8〜2.5m
mとすることによって、実用に供し得る強度を有するP
ET製のラムネ用ボトルを得る。
Description
その製造方法に関し、更に詳しくは、施栓のための部材
としてボトル内部に収容されるガラス玉等の球状栓部材
を用いる、いわゆるラムネ用のボトルとその製造方法に
関する。
のについては、旧来より独特の構造のボトルが用いられ
ることが多い。そのボトル構造は、ボトル上部と下部と
が狭窄部を介して連通し、ボトル上部内にはガラス玉か
らなる球状の栓部材が収容されるとともに、その栓部材
のボトル下部への落下を狭窄部によって阻止する構造と
なっている。ボトルの施栓は、ボトル内の炭酸の圧力に
よりガラス玉等の球状栓部材がボトル上端開口部に対し
て押しつけられることによって行われる。
は、従来、ガラス製のものが用いられていたが、コスト
や取扱い等の点から、近年は主として塩化ビニル樹脂製
のものが用いられている。塩化ビニル樹脂により上記の
ような狭窄部を有するラムネ用のボトルを成形する方法
としては、通常、ダイレクトブロー成形法が採用されて
いる。
樹脂は安価で強度面などで優れた性質を示すが、焼却す
ると塩化水素ガスを発生するため、廃棄物となったとき
の処理や処分が問題となる。そのため、最近において
は、塩化ビニル樹脂は飲料水用のボトル等の用途には次
第に使われなくなってきており、このような用途にはポ
リエチレンテレフタレート(PET)樹脂が多用されて
いる。
狭窄部を有するラムネ用のボトルについては、従来技術
ではPETによって成形することができない。すなわ
ち、PET樹脂は、その可塑状態に加熱した状態での強
度をはじめとする材料上の特性に起因して、ボトル状に
成形する際にダイレクトブロー成形法を採用すると割れ
てしまうため、一般に2軸延伸ブロー成形法が採用され
る。ここで、2軸延伸ブロー成形法においては、成形品
の形状や寸法、あるいは肉厚等に応じてパリソンの形状
および寸法が最適に設定されるのであるが、ラムネ用の
ボトルのようにボトルの中間部分に狭窄部を有する場
合、その狭窄部の寸法がパリソンの外径寸法よりも小さ
い場合には、パリソンが成形前に金型の狭窄部に対応す
る部分により押しつぶされるため、実質的に成形不能と
なる。ここで、内容量が200〜250cc程度の通常
に市販されているラムネ用ボトルを成形する場合、その
パリソンの外径寸法は、概ね25mm弱程度とされ、ラ
ムネ用ボトルに使用されるガラス玉等の球状栓部材の外
径寸法は一般に16.5mm程度であるため、ボトルの
狭窄部の内径寸法はそれ以下とする必要がある。従っ
て、2軸延伸ブロー成形法を用いてPETでラムネ用ボ
トルを成形することはできない。
法よりも小さくすることが考えられるが、その場合、パ
リソンの肉厚は最適なブロー成形を行うためにはさほど
変更することはできずに制約がある関係上、所要の樹脂
量を確保するためにはパリソン長さを長くせざるを得な
いことになる。パリソン長さを長くすると、延伸ロッド
によりパリソンを延伸する際の伸び率が小さくなり、所
要の強度を得ることができず、結局、このような対策に
よってもPET樹脂を用いてラムネ用ボトルを成形する
ことはできない。
ボトルは、ボトル中間に狭窄部を有してなる伝統的な構
造を有する塩化ビニル樹脂製のものか、あるいは、塩化
ビニル樹脂が忌避される場合には、その材質をPETと
し、ラムネ用ボトルとしてガラス玉等の球状栓部材を用
いるものの、その底部への落下を阻止するための狭窄部
を持たない構造のボトルが用いられている。しかし、狭
窄部を有さないボトルとガラス玉等の球状栓部材との組
み合わせは、ボトル内に内容物を収容した後に施栓のた
めに球状栓部材を上端開口部にまで移動させるべくボト
ルを倒立させる際、球状栓部材がボトル底面から開口部
にまで移動するのに要する時間が、それが狭窄部に位置
している伝統的な構造のものに比して長くなる分だけ、
内容物の流出が多くなるという問題がある。
もので、塩化ビニル樹脂を用いずに狭窄部を有する伝統
的なラムネ用ボトルと同等の構造を持つ炭酸飲料用ボト
ルとその製造方法の提供を目的としている。
め、本発明の炭酸飲料用ボトルは、上端に形成された開
口部から所定寸法の位置に狭窄部が形成され、その狭窄
部を介してボトル上部と下部とが相互に連通していると
ともに、その狭窄部の内面寸法は、ボトル上部内に収容
されて当該ボトル内部の圧力により開口部を施栓するた
めの球状栓部材を通過させない寸法である炭酸飲料用ボ
トルにおいて、その材質がポリエチレンテレフタレート
であり、かつ、2軸延伸ブロー成形法による成形体であ
って、上記狭窄部の平均肉厚が0.8〜2.5mmの範
囲であることによって特徴づけられる(請求項1)。
のより具体的な構造として、上記狭窄部が、ボトル壁体
の互いに対向する2箇所が外側から内側に向けて迫り出
すことによって形成されているとともに、その迫り出し
部には、更に内面側に突出する複数のリブ状の突起が形
成された構造を好適に採用することができる(請求項
2)。
トルの製造方法は、請求項1または2に記載の炭酸飲料
用ボトルを製造する方法であって、上記狭窄部の位置に
対応して金型本体部内部へと向けて前進・後退可能な互
いに対向する一対の移動金型を有するブロー成形金型を
用い、その各移動金型を後退させた状態で、所要温度に
加熱されたパリソンを当該ブロー成形金型内で延伸ロッ
ドにより延伸させた後、所定の圧力のもとにエアを吹き
込む1次ブロー工程と、その1次ブロー工程後に上記各
移動金型を前進させた状態で、1次ブロー工程よりも高
い圧力のもとにエアを吹き込む2次ブロー工程を含むこ
とによって特徴づけられる。
下を阻止するための狭窄部を有するボトルを、ポリエチ
レンテレフタレート樹脂を用いて成形する方法を鋭意研
究した結果としてなされたものであり、請求項3に係る
発明の方法を用いることにより、中間部に球状栓部材の
落下を阻止するための狭窄部を有してなるボトルをPE
T樹脂を用いて成形することにはじめて成功した。
用ボトルは、PET樹脂を2軸延伸ブロー成形法により
成形し、狭窄部の平均肉厚を0.8〜2.5mmとす
る。この構成により、ラムネをはじめとする炭酸飲料の
収容時にその内圧が4kg/cm2 程度を越えても、狭
窄部が充分に耐えて実用に供することが可能で、しかも
再現性良く効率的に2軸延伸ブロー成形を行うことがで
きる。狭窄部の平均肉厚が0.8mm未満であると、炭
酸飲料の収容時に狭窄部の膨張量が大きく、強度が得ら
れない等の不具合が生じる。また、平均肉厚が2.5m
mを越えると、材料コストが高くつくばかりでなく、再
現性良く最適条件下で効率的な2軸延伸ブロー成形を行
うことが困難となる。
ル壁体を外側から内側に向けて迫り出させて狭窄部を形
成し、その迫り出し部に更に内側に向けて突出する複数
のリブ状の突起を形成すれば、炭酸飲料の収容時におけ
る内圧による膨張により狭窄部が変形し、開栓時に球状
栓部材が狭窄部を通過してボトル底面まで落下するとい
った不具合をより一層確実に防止することができる。
料用ボトルの実用化を可能にするのが、請求項3に係る
発明の炭酸飲料用ボトルの製造方法である。この製造方
法においては、2軸延伸ブロー成形法によって狭窄部を
有するボトルの成形を可能とすべく、狭窄部に対応する
位置に互いに対向して金型本体内部に向けて前進・後退
可能な、つまり互いに接近・離隔可能な一対の移動金型
を設けて、延伸ロッドによる延伸工程および1次ブロー
工程においては移動金型を離隔させておくことにより、
得ようとするボトルの成形に最適な形状・寸法のパリソ
ンを用いても金型によって押しつぶされることを防止す
るとともに、その軸方向への延伸率を最適化することを
可能としている。そして、2次ブロー工程では移動金型
を接近させ、1次ブロー工程よりも高いブロー圧力を用
いることにより、所要寸法の狭窄部を得る。
の高さ方向並びに直径方向への伸び率をいずれも2以上
として、なおかつ、ラムネ用ボトルとして常用されてい
る内容量200〜250cc程度、直径16.5mm程
度の球状栓部材を落下させない狭窄部を有するボトルを
PET樹脂により製造することが可能となる。
好適な実施の形態について説明する。図1は本発明の実
施の形態のボトル本体1の成形品の正面図であり、図2
はその左側面図、図3は図2のA−A断面図である。ま
た、図4には、ボトル本体1に対して施栓用パッキン3
およびパッキン押さえ2を組み込むとともに球状栓部材
4により施栓した状態を要部断面図で示す。
形品であり、その先端に開口部11が形成され、その開
口部の外周にはパッキン押さえ2を装着するための雄ね
じ12が形成されている。また、開口部11の直下の内
周面には、施栓用パッキン3を載せるための段部13が
形成されている。
2/3の高さの位置に狭窄部14が形成されている。こ
の狭窄部14によって、ボトル本体1が互いに連通する
ボトル上部1aとボトル下部1bに分割され、ボトル上
部1a内にガラス玉からなる球状栓部材4が収容され
る。この狭窄部14は、ボトル本体1の壁体の側面が互
いに対向する2箇所において外側から内側へと迫り出す
ことによって形成され、また、この狭窄部14には、図
3に示すように、互いに対向する迫り出し部にそれぞれ
2箇所ずつ更に内側に突出したリブ状の突起14aが形
成されている。この狭窄部14のボトル内面側の寸法
は、ボトル上部1a内に収容された球状栓部材4を通過
させない寸法である。なお、ボトル上部1aの壁体に
は、内容物の飲用時にボトルを傾斜させたとき、球状栓
部材4がボトル内を転がって開口部11にまで至るのを
防止するための窪み15が形成されている。
軸延伸ブロー成形法によって成形されるが、図中PLで
示すラインよりも上方部分がインジェクション成形法に
よる成形領域であり、それよりも上方部分がブロー成形
領域であって、そのブロー成形領域内に位置する狭窄部
14の平均肉厚は0.8〜2.5mmの範囲であり、よ
り好ましくは1.0〜2.0mm程度である。また、狭
窄部14を除くブロー成形領域の平均肉厚は、特に限定
されるものではではなく、通常のPETボトルと同等で
よく、例えばボトルの底部近傍が0.8〜2.0mm程
度、その他の部分が0.3〜0.8mm程度である。
押さえ2を外した状態でボトル本体1内に挿入される。
その状態でボトル本体1内に炭酸飲料を注入するととも
に、パッキン3およびパッキン押さえ2を装着し、開口
部11が下方を向くようにボトルを傾斜させることによ
り球状栓部材4を開口部11にまで落下させることによ
って、図4に示すように、球状栓部材4がボトル内の炭
酸の圧力によってパッキン3に押しつけられて施栓状態
となる。
製造方法について述べる。まず、PET樹脂により、イ
ンジェクション成形法にて図5に示すようなパリソンを
成形する。このインジェクション成形によって、図1に
示したラインPLより上方部分、つまり開口部11、雄
ねじ部12および段部13等の最終的な形状が成形され
る。また、このパリソンのブロー成形領域における外径
寸法Dは、ブロー成形後のボトル本体1の狭窄部14の
最小寸法である突起14aの形成位置における幅寸法
(図3におけるW)よりも大きい。
ロー成形法によって、図1〜図3に示したボトル本体1
の成形を行う。図6はその2軸延伸ブロー成形に用いる
金型構造を示す要部縦断面図であり、図7はその一方の
移動金型6aの詳細構造を示す拡大図で、図8はそのA
−A断面図である。
成形用金型5a,5bと底面成形用金型5cによって構
成されている。各側面成形用金型5a,5bには、それ
ぞれ移動金型6a,6bが取り付けられている。各移動
金型6a,6bは、それぞれ側面形成用金型5a,5b
に固着されたガイド部材51a,51bに摺動自在に支
承されて、互いに対向して接近・離隔する方向に移動可
能となっている。
設けられた駆動機構7a,7bの駆動によって変位が与
えられる。駆動機構7a,7bは、鉛直方向に向くガイ
ド71a,71bに対して摺動自在に支持され、シリン
ダ等の直動型のアクチュエータ(図示せず)により鉛直
方向に変位が与えられるロッド72a,72bと、その
各ロッド72a,72bの下端部に固着された斜面カム
73a,73bを主体として構成されている。各移動金
型6a,6bとガイド部材51aとの間には、図7,図
8に示すように、それぞれ圧縮コイルばね61が介在し
ており、この圧縮コイルばね61によって各移動金型6
a,6bは互いに離隔するむきに付勢される。また、各
移動金型6a,6bには、軸62の回りに回動自在のロ
ーラ63が設けられており、圧縮コイルばね61の付勢
力によってこのローラ62が常に斜面カム73a,73
bの斜面に対して押しつけられた状態となる。このよう
な構成により、駆動機構7a,7bのアクチュエータを
駆動して斜面カム73a,73bを鉛直方向に移動させ
ることによって、各移動金型6a,6bは互いに接近・
離隔する方向に変位する。
られており、そのブローコア8の中心を延伸ロッド81
が貫通している。図5に示したパリソンは、その雄ねじ
部11の外周をブローコア8に把持された状態で、ブロ
ー成形に必要な温度にまで加熱された後に金型本体5内
に挿入される。このパリソンの加熱に際して、狭窄部1
4を含むボトル各部の平均肉厚が前記した範囲に収まる
ように、パリソン各部の温度分布が設定される。このパ
リソンの金型本体5内への挿入に際しては、各斜面カム
73a,73bを上昇させることにより各移動金型6
a,6bを後退(離隔)させた状態とする。これによ
り、パリソンの外周面が移動金型6a,6bに当接する
ことはない。
6bを後退(離隔)させたまま、パリソンの開口部11
から延伸ロッド81を挿入してパリソンを軸方向に延伸
させるとともに、その内部に所定の圧力のもとにエアを
吹き込む1次ブロー工程を行った後、各斜面カム73
a,73bを下降指せることにより各移動金型6a,6
bを前進(接近)させ、その状態でより高圧のエアを吹
き込む2次ブロー工程を行う。このような工程の採用に
より、ボトル本体1の狭窄部14における最小寸法Wが
パリソンの外径Dよりも小さくても、成形に支障を来す
ことなく、再現性よく良質な成形品を得ることができ
る。
法Dを約25mm、狭窄部14の最小寸法Wを11mm
として、パリソンを移動金型6a,6bに接触させるこ
となく金型本体5内に収容するとともに、延伸ロッド8
1による縦延伸倍率を2.2とし、1次ブロー工程にお
けるブロー圧力を10kg/cm2 、2次ブロー工程に
おけるブロー圧力を40kg/cm2 にて横延伸倍率を
2.8として、狭窄部14の平均肉厚が1.5mm程
度、ボトル底部近傍の平均肉厚が1.2mm程度、その
他のボトル壁体の平均肉厚が0.5mm程度のPETボ
トルを、再現性良く正確に成形することができた。
ガラス玉からなる球状栓部材4をボトル上部1a内に収
容し、開口部11にパッキン3およびパッキン押さえ2
を装着して内部に炭酸飲料を充填し、球状栓部材4によ
り施栓したところ、炭酸による内圧が4kg/cm2 を
越えても充分に耐える強度を有し、また、その内圧によ
る膨張によっても、狭窄部14が塑性変形して開栓後に
球状栓部材4が落下するといった不具合も全く生じるこ
とがなかった。
成形用の金型構造については特に上記した実施の形態で
述べた構造に限定されることはなく、特に、移動金型6
a,6bの駆動機構7については、他の任意の公知の機
構を採用し得ることは勿論である。
した実施の形態の形状に限定されることはなく、内側に
突出させるリブ状の突起14aの数並びに位置は任意と
することができ、更に、本発明においては、リブ状の突
起14aを設けなくとも狭窄部14の平均肉厚を0.8
〜2.5mmとすることにより所要の強度が得られるの
であるが、リブ状の突起14aの形成により強度をより
一層高くすることができる。
伸ブロー成形法における金型本体に互いに接近・離隔す
る向きに移動可能な移動金型を設け、その移動金型を離
隔させた状態で延伸ロッドによりパリソンを軸方向に延
伸させるとともにエアを吹き込んで1次ブローを行い、
その後、移動金型を接近させてエアを吹き込んで2次ブ
ローを行うという成形方法により、ボトルの中間部に球
状栓部材を通過させない狭窄部を有した構造のいわゆる
ラムネ用のボトルを、ポリエチレンテレフタレート樹脂
によって成形することが可能となった。また、そのポリ
エチレンテレフタレートからなるボトルの狭窄部の平均
肉厚を0.8〜2.5mmとすることにより、炭酸飲料
の充填により内圧が4kg/cm2 を越える場合におい
ても充分に耐える強度を有する実用的なPET製のラム
ネ用ボトルが得られる。
に、内側に向けて突出するリブ状の突起を設けると、炭
酸飲料の充填時における内圧による変形量を抑制するこ
とができ、内圧による塑性変形によって球状栓部材がボ
トル底部まで落下することをより一層確実に防止するこ
とが可能となる。
ある。
トルの施栓状態を示す要部断面図である。
ブロー成形に用いたパリソンの構造を示す部分断面図で
ある。
ブロー成形工程に用いた金型の構造を示す縦断面図であ
る。
大断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 上端に形成された開口部から所定寸法の
位置に狭窄部が形成され、その狭窄部を介してボトル上
部と下部とが相互に連通しているとともに、その狭窄部
の内面寸法は、ボトル上部内に収容されて当該ボトル内
部の圧力により開口部を施栓するための球状栓部材を落
下させない寸法である炭酸飲料用ボトルにおいて、その
材質がポリエチレンテレフタレートであり、かつ、2軸
延伸ブロー成形法による成形体であって、上記狭窄部の
平均肉厚が0.8〜2.5mmの範囲であることを特徴
とする炭酸飲料用ボトル。 - 【請求項2】 上記狭窄部が、ボトル壁体の互いに対向
する2箇所が外側から内側に向けて迫り出すことによっ
て形成されているとともに、その迫り出し部には、更に
内側に突出する複数のリブ状の突起が形成されているこ
とを特徴とする請求項1に記載の炭酸飲料用ボトル。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の炭酸飲料用ボ
トルの製造方法であって、上記狭窄部の位置に対応して
金型本体部内部へと向けて前進・後退可能な互いに対向
する一対の移動金型を有するブロー成形金型を用い、そ
の各移動金型を後退させた状態で、所要温度に加熱され
たパリソンを当該ブロー成形金型内で延伸ロッドにより
延伸させた後、所定の圧力のもとにエアを吹き込む1次
ブロー工程と、その1次ブロー工程後に上記各移動金型
を前進させた状態で、1次ブロー工程よりも高い圧力の
もとにエアを吹き込む2次ブロー工程を含むことを特徴
とする炭酸飲料用ボトルの製造方法。
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