JP2002370721A

JP2002370721A - 合成樹脂製ボトル

Info

Publication number: JP2002370721A
Application number: JP2001178461A
Authority: JP
Inventors: Takashi Shimizu; 孝志清水; Masayoshi Kaneda; 正義兼田
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2002-12-24

Abstract

(57)【要約】【課題】ボトル肉厚を薄くして目付量を減らしても、
内容物のホットパック及び液体窒素添加による内圧変化
を吸収できて不均一変形が発生せず、かつ、一度のブロ
ー成形で安価に製造できる合成樹脂製ボトルを得る。【解決手段】内容物をホットパック後、液体窒素を充
填して密封するホットパック・液体窒素充填用の合成樹
脂製ボトルであり、ボトルの体積膨張率１〜１０％を許
容でき、冷却後は元の形状に復元できるように、ボトル
胴部２に、ボトルの内圧変化に追従して可逆可能なダイ
ヤカット状凹凸８またはビード状凹凸を有し、且つ底部
９を凹ドーム形状又はぺタロイド形状にする。合成樹脂
製ボトルは、充填温度９５℃で、熱収縮を発生しない程
度の耐熱ボトルであることが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合成樹脂製ボト
ル、特にホットパック充填が可能な合成樹脂製ボトルに
関する。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂製ボトル、例えばＰＥＴボトル
にホットパックした場合、密封冷却後に、ヘッドスペー
スの水蒸気の凝縮、酸素の内容物への溶解、液体自体の
収縮で、ボトル内が減圧になり、胴壁が不均−に変形す
る傾向がある。胴壁が不均−に変形した場合には、商品
価値を失う。よって、従来はそれを防止するために、ボ
トル胴部に、パネルと剛性のある肉厚の梁を設けること
によって、均一に減圧変形するようにしている。そのた
め、容器の目付量（樹脂使用量）を減らすことに、限界
があった。

【０００３】近年はコストと省資源の観点から、目付量
を減らした薄いボトルが要求されている。合成樹脂製ボ
トルの製造方法も進歩しつつあり、耐圧性に加え、耐熱
性も有する合成樹脂製ボトルが出現してきた。この耐熱
圧合成樹脂製ボトルにホットパック後に液体窒素を添加
することで、冷却後も陽圧が保たれるのであれば、減圧
（不均−）変形が無くなるため、梁やパネルを設ける必
要もないし、目付量を大幅に減らした薄いボトルが使え
る。従って材料コストが少なくて済み、且つ省資源が実
現出来る。

【０００４】液体窒素充填して陽圧化する場合は、耐熱
性に加え、耐圧性も有するボトルに、液体窒素を封入す
る必要がある。なぜならば、耐熱性や耐圧性がないボト
ルであると、熱間充填中に熱収縮で液面が上昇して、液
体窒素が充填出来なかったり、熱と圧力の為に永久変形
が残ったりする。そのため、従来このような充填目的の
合成樹脂製ボトルの製造方法として、２回のブロー成形
とヒ−トセット等を行うことによって、耐熱性と耐圧性
をもたせることが行われている。しかし、この場合は、
複雑な製造技術が要求され、工程のコストも相当かかる
等の問題点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑み創案されたものであって、ボトル肉厚を薄くして目
付量を減らしても、内容物のホットパック及び液体窒素
添加による内圧変化を吸収できて不均一変形が発生しな
い耐熱性と耐圧性があり、薄肉合成樹脂製ボトルのホッ
トパック・液体窒素充填への適用を可能にし、かつ、従
来の一般の合成樹脂製ボトルと同様に一度のブロー成形
で安価に製造できる合成樹脂製ボトルを提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の合成樹脂製ボトルは、ボトル胴部にダイヤカット状
凹凸を有し、且つ底形状が凹ドーム形状又はぺタロイド
形状であることを特徴とする。該合成樹脂製ボトルは、
内容物をホットパック後、液体窒素を充填して密封する
ホットパック・液体窒素充填用の合成樹脂製ボトルとし
て適用できる。前記ダイヤカット状凹凸は、ボトルの体
積膨張率１〜１０％、望ましくは３〜１０％許容でき、
冷却後は元の形状に復元できるように、その凹凸度合い
・大きさなどを設計する。そして、前記合成樹脂製ボト
ルは、高温充填（充填温度８０〜９５℃）で、熱収縮を
発生しない程度の耐熱ボトルであることが望ましい。

【０００７】上記課題を解決する本発明の他の合成樹脂
製ボトルは、内容物をホットパック後、液体窒素を充填
して密封するホットパック・液体窒素充填用の合成樹脂
製ボトルであって、ボトル胴部にボトルの体積膨張率１
〜１０％、望ましくは３〜１０％許容できるビード状凹
凸を有し、底形状が凹ドーム形状又はぺタロイド形状で
あり、胴部及び底部の板厚が０．１〜０．５ｍｍである
ことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を詳細に
説明する図１は本発明の実施形態に係るＰＥＴボトル１
を示している。本実施形態にかかるＰＥＴボトル１は、
ブロー成形によって成形され、胴部２のほぼ中央部に可
逆的に変形可能な凹凸部３を形成してある。該凹凸部３
は、同一形状の菱形や六角形等の多角形状又は円弧状等
の構成単位４同士が、接する境界稜線５及び境界稜線同
士が交わる交叉部６を有し、該境界稜線及び交叉部は構
成単位面に比べて相対的にボトル外側に凸となっている
と共に、構成単位面は対向する交叉部間でくぼんだ部分
を有し、構成単位面の隣り合ったボトル軸方向配列及び
周方向配列が位相差をなし、且周方向にも高さ方向にも
凸部−凹部−凸部−凹部の繰り返しで配列されている
（以下、この凹凸模様をダイヤカット状凹凸と称す
る）。上記実施形態のダイヤカット状凹凸８は、構成単
位が菱形の四辺形の中凹部に折り目７を形成して、最小
構成単位面を二等辺三角形状にしてある。

【０００９】一方、本実施形態に係る合成樹脂製ボトル
の底部９は、ペタロイド形状に形成して、耐圧性を向上
させてある。このように、底部をペタロイド形状にする
ことによって、薄肉であっても耐圧性が飛躍的に向上
し、炭酸飲料等高内圧になる内容物の充填にも適用でき
る。しかしながら、底部形状はペタロイド形状に限ら
ず、図３に示す実施形態の合成樹脂製ボトル１０の底部
１２のように凹ドーム形状にしてもよい。凹ドーム形状
にすることよって、耐圧性が向上するが、その際薄肉で
あっても内圧３Ｋｇ／ｃｍ²までは底部が外方に反転し
ないように設計することが望ましい。それによりホット
パック直後でも底部が出っ張らず、ボトルが安定搬送で
きる。

【００１０】本実施形態の合成樹脂製ボトルは、以上の
ように、ボトル胴部にダイヤカット状凹凸を形成するこ
とによって、該ダイヤカット状凹凸８が内圧の変化に追
従して、自然に膨らんだり、窪んだり、もとの状態に戻
ることができるので、内圧変化を容易に吸収することが
できる。そして、その吸収度あるいは復元度は、凹凸部
３の範囲、構成単位の面積、直径方向の凹凸度合い、胴
部壁の厚さを選択することによって任意に調整すること
ができる。本発明者の実験によれば、前記ダイヤカット
状凹凸は、液体窒素を充填して内部を陽圧化することに
より強度を持たせて目付量を減らすようにした合成樹脂
製ボトルの場合、冷却後にボトルの不均一変形をなくす
るためには、体積膨張率が１％〜１０％の範囲で自由に
膨張・復元できるように、上記構成単位の面積、直径方
向の凹凸度合い、胴部壁の厚さを選択すればよいことが
判明した。

【００１１】以上のような胴部へのダイヤカット状凹凸
の形成は、金属缶の場合であると雄型と雌型が必要であ
り、且それが正確に整合するように両型の精密な表面仕
上げが要求され、しかもその位置合わせ、タイミング調
整が必要である等、高価な金型と熟練を必要とする。し
かしながら、合成樹脂製ボトルの場合は、ブロー成形に
よりボトルを成形でき雌型のみで成形できるので、金型
コストを安くでき、且つ成形時に雄型と雌型の正確な位
置合わせ、タイミング調整等不要であるので、熟練を要
せずして容易に製造できる。したがって、合成樹脂製ボ
トルにダイヤカット状凹凸を形成することは、製造コス
トを増大させずに薄肉の耐圧、耐熱ボトルを製造できる
点で、非常に有効な手段である。特に、８０〜９５℃の
高温充填でも、熱収縮を発生しない薄肉の耐熱ボトルを
得るのに有効である。

【００１２】以上のように、ダイヤカット状凹凸の構成
単位の面積、直径方向の凹凸度合いを選択することによ
って、ボトルの肉厚を薄く（即ち、目付量を少なく）し
ても、内容物充填後に液体窒素を入れて密封すると、液
体窒素の気化膨張を胴部のダイヤカット状凹凸８が膨ら
むことで吸収し、ある一定の低い内圧で安定する。この
とき、このダイヤカット状凹凸の構成単位はほぼ丸に近
い形状になる。次に、内容物が冷却してボトル内が減圧
状態と成ろうとすると内圧の減少を、ダイヤカット状凹
凸が元に戻る事で吸収し、減圧にならず、元のボトル形
状に復帰する。

【００１３】したがって、冷却後に不均一変形すること
を効果的に防止することができ、従来のような肉厚の梁
を設ける必要がなく全体を薄肉に形成できるので、目付
け量を減らすことができる。また、従来のような２回の
ブロー成形やヒートセットなどの複雑な工程を必要とす
ることなく、薄肉の耐圧・耐熱ボトルを製造できるの
で、製造コストの低減を図ることができる。また、胴部
にダイヤカット状凹凸を設けることによって、飲用時に
は、通常の炭酸飲料等シリンダーボトルと違い、凹凸部
がある程度の剛性を持っている為、掴み易い利点もあ
る。

【００１４】図４は、本発明の他の実施形態を示してい
る。本実施形態の合成樹脂製ボトル１５では胴部にダイ
ヤカット状凹凸を設ける代わりに、多数の周方向ビード
状凹凸（本実施形態では環状ビード状凹凸）１６を形成
している。該ビード状凹凸は、容器の体積膨張率１〜１
０％を許容でき、内圧上昇に伴ってその範囲で膨張変形
し、冷却したときは元の状態に復帰できる可逆的に変形
可能性を有し、用途（充填する内容物）に応じてビード
状凹凸の深さ、大きさ、数が決定される。底部１７は、
本実施形態では凹ドーム状に形成してあるが、図１に示
す実施形態と同様に、ペタロイド形状に形成してもよ
い。

【００１５】上記構成により、ホット充填後液体窒素を
添加してボトルを密封した時点の最大内圧発生時にはビ
ード状凹凸が外側に膨らむことによってボトル内容積を
膨張させ、一方、内溶液が冷えてヘッドスペースの水蒸
気の凝縮、酸素の内容物への溶解、液体自体の収縮で、
ボトル内が減圧になると、ビード状凹凸が元の状態に復
元し内圧減少分を吸収するので、不均一変形が生じな
い。

【００１６】

【実施例】容量５００ｍｌの耐熱・耐圧ＰＥＴボトルの
場合、従来の目付量は３０グラムであるが、本実施例で
は目付量２８グラムで図１に示すように胴部中間部にダ
イヤカット状凹凸を形成した容量５００ｍｌの耐熱・耐
圧ＰＥＴボトルを製造した。該ボトルの各部の具体的な
寸法は、胴部半径ｒ＝３４ｍｍ、底部から首部までの高
さＨ＝１８７．５ｍｍ、胴部厚みｔ＝０．３４ｍｍであ
る。また、該ボトル胴部に形成したダイヤカット状凹凸
の具体的寸法は次の通りである。構成単位面周方向対角線長さＷ：１７．７９ｍｍ軸方向最大長さＬ：１７．７９ｍｍ曲率半径Ｒ：０．２ｍｍ胴部周方向構成単位面数ｎ：１２窪み部最大深さｄ：１．１７ｍｍ

【００１７】上記ＰＥＴボトルに、温度８５℃の内容物
を５００ｍｌ充填し、次いで０．３ｍＬの液体窒素を流
下充填して密封した。なお、ヘッドスペースは、３０ｍ
Ｌであった。そのようにして得られた壜詰は、密封直後
の内圧（初期内圧）が０．２ＭＰａであった。そして、
パストライザー通過させた後、内容物が冷却した常温状
態での内圧は０．０２ＭＰａであった。

【００１８】このようにして得られた壜詰は、ホットパ
ックであるにも関わらず、冷却後負圧とならず、内圧が
０．２ＭＰａから０．０２Ｍｐａと変遷しただけであっ
た。即ち、ホットパックされた微陽圧のＰＥＴボトル詰
を得ることができた。そして、ホットパックから常温状
態になるまでのボトル外形を観察した結果、密封直後の
内圧０．２ＭＰａのときはダイヤカット状凹凸が外側に
膨らんで観察されたが、常温になると膨らみが元の状態
のダイヤカット状凹凸に復元し、ボトル胴部及び底部に
不均一な変形は観察されなかった。以上の結果より、本
実施例によれば、ホットパック用合成樹脂製ボトルの目
付量を従来よりも５〜８％程度削減することができるこ
とが確認された。

【００１９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、耐熱ボ
トルの胴部に可逆的に変形可能なダイヤカット状凹凸ま
たはビード状凹凸を有することによって、ボトルの目付
量を少なくしても、内容物充填後に液体窒素を入れて密
封すると、液体窒素の気化膨張を胴部の前記凹凸が膨ら
む事で吸収し、ある一定の低い陽圧で安定することがで
き、次に内容物が冷却時のボトル内圧の減少を、前記凹
凸がもとに戻る事で吸収し、減圧にならずもとのボトル
形状に復帰するので、内容物のホットパック及び液体窒
素添加による内圧変化を吸収できて不均一変形が発生し
ない。したがって、本発明によれば、従来合成樹脂製ボ
トルの場合肉厚ボトルにしか適用できなかったホットパ
ックを薄肉合成樹脂製ボトルに適用可能となり、ボトル
の省資源とコスト低下を図ることができる。しかも、従
来の一般の合成樹脂製ボトルと同様に一度のブロー成形
でできるので、複雑な工程を経ることなく安価に製造で
きる。また飲用時には、通常の炭酸飲料などのシリンダ
ーボトルと違い、凹凸部がある程度の剛性を持っている
ため掴み易いという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態にかかる合成樹脂製ボトルの
正面図である。

【図２】図１のＩ−Ｉ断面図である。

【図３】本発明の他の実施形態にかかる合成樹脂製ボト
ルの正面図である。

【図４】本発明のさらに他の実施形態にかかる合成樹脂
製ボトルの正面図である。

【符号の説明】

１、１０、１５ＰＥＴボトル２胴部３凹凸部４構成単位５境界稜線６交叉部７折り目８ダイヤカッ
ト状凹凸９、１２、１７底部１６周方向ビー
ド状凹凸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3E033 AA02 BA18 CA02 CA05 CA08 DA03 DC03 DD06 EA01 EA04 EA05 FA03 GA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボトル胴部にダイヤカット状凹凸を有
し、且つ底形状が凹ドーム形状又はぺタロイド形状であ
ることを特徴とする合成樹脂製ボトル。
【請求項２】前記合成樹脂製ボトルは、内容物をホッ
トパック後、液体窒素を充填して密封するホットパック
・液体窒素充填用の合成樹脂製ボトルであることを特徴
とする請求項１に記載の合成樹脂製ボトル。
【請求項３】前記ダイヤカット状凹凸は、ボトルの体
積膨張率１〜１０％を許容でき、冷却後は元の形状に復
元できることを特徴とする請求項２に記載の合成樹脂製
ボトル。
【請求項４】前記合成樹脂製ボトルは、高温充填で熱
収縮を発生しない耐熱ボトルであることを特徴とする請
求項１、２又は３に記載の合成樹脂製ボトル。
【請求項５】内容物をホットパック後、液体窒素を充
填して密封するホットパック・液体窒素充填用の合成樹
脂製ボトルであって、ボトル胴部に最大体積膨張率１０
％を許容できるビード状凹凸を有し、底形状が凹ドーム
形状又はぺタロイド形状であり、胴部及び底部の板厚が
０．１〜０．５ｍｍであることを特徴とする合成樹脂製
ボトル。