JP2006315738A - プラスチックボトル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱状態で充填された内容物が冷却されたときに生じる減圧による不正変形を防止できるプラスチックボトル及びその製造方法を提供する。
【解決手段】ブロー成形により形成され、口部３、肩部４、パネル面７が形成された胴部５、底部６を備える。パネル面７からボトル１外方に膨出して形成された膨出部８を備える状態で、内容物が加熱状態で充填され、キャッピングされた後、該内容物が冷却されたときに、膨出部８が外部からの機械的押し込み力により、不可逆にボトル内方に凹入せしめられて形成されている凹入部１０を備える。凹入部１０の形成により内容積が２〜１５％の範囲で減少される。凹入部１０は、少なくともボトル１軸線に対して相対向する１対のパネル面７，７に形成されている。凹入部１０は、ボトル１を把持する際の指掛かり部となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プラスチックボトル及びその製造方法に関するものである。

従来、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチックからなるプリフォームを二軸延伸ブロー成形してなるプラスチックボトルが知られている。前記プラスチックボトルは、機械的強度、透明性等に優れ、また、ガラス容器に比して割れにくく軽量であるので、種々の用途に用いられており、飲料充填用ボトルや食品調味料用ボトルとしても広く用いられている。

前記プラスチックボトルを例えば緑茶、烏龍茶等の茶飲料や、果汁飲料等の飲料充填用ボトルとして用いる場合、前記茶飲料、果汁飲料等の内容物を８０℃以上、例えば８５℃前後の温度に加熱した状態で充填し、直ちにキャッピングすること（以下、ホットパック充填と略記する）が行われている。前記ホットパック充填では、前記内容物を前記温度に加熱した状態で充填するので、該内容物の熱により、ボトルやキャップ内面を殺菌することができる。

ところで、前記ホットパック充填では、前記キャッピング後、内容物を常温（例えば２５〜３０℃）に冷却するが、このように冷却すると、前記内容物と、前記プラスチックボトル内部における該内容物の上方空間部分（以下、ヘッドスペースと略記する）とが収縮し、ボトル内部が減圧状態となるため、ボトルが外圧を受けて不正変形するという問題がある。前記問題は、ポリエチレンテレフタレート樹脂製ボトル（以下、ペットボトルと略記する）のような薄肉のプラスチックボトルの場合に特に著しい。

前記問題を解決するために、ボトル胴部に複数の柱部（縦リブ）により相互に隔てられた複数のパネル面を設け、ボトル内部が減圧状態になったときには、該パネル面がボトル内方へ湾曲変形して、ボトルの内容積を減少させるようにしたプラスチックボトルが知られている（例えば特許文献１参照）。前記パネル面を設けたプラスチックボトルによれば、該パネル面がボトル内方へ湾曲変形して、ボトルの内容積を減少させることにより、前記減圧をある程度吸収することができる。

しかしながら、前記プラスチックボトルでは、容量によっては前記パネル面の面積が制限されるために前記減圧を吸収できる量に限界があり、流通過程や販売過程において不測の外力が作用すると、前記不正変形が生じることがあるという不都合がある。また、前記プラスチックボトルでは、一旦開封するとボトル内部が常圧に戻るため、前記パネル面が原状に復帰し、ボトルを把持したときの力の入れ具合によってボトル内方にへこんだり、へこみが原状に復帰したりして、該プラスチックボトルの把持に不安定感が生じグリップ性が悪くなるという不都合もある。

特に、大容量のプラスチックボトルでは、前記パネル面の面積を十分に大きくすることができるが、このようなパネル面をボトル内方へ湾曲変形自在とするためには、可撓性を付与しなければならず、該プラスチックボトルに内容物を充填したときに、該プラスチックボトルを把持しにくくなるという不都合がある。

また、前記ホットパック充填後、内容物の冷却によりボトル内部が減圧状態になったときの不正変形の問題を解決するために、前記胴部の強度を増加したり、或いは耐熱性を高めることが考えられる。しかし、前記胴部の強度を増加するには、ボトルの目付量を増大する必要があり、コスト増が避けられない。また、耐熱性を高めるには、熱処理時間を伸ばす等のために生産性のある程度の低下が避けられない。
特開２００５−７５４０８号公報

本発明は、かかる不都合を解消して、加熱状態で充填された内容物が冷却されたときに生じる減圧による不正変形を防止することができるプラスチックボトルを提供することを目的とする。

また、本発明の目的は、前記プラスチックボトルの製造方法を提供することにもある。

かかる目的を達成するために、本発明のプラスチックボトルは、ブロー成形により形成され、口部と、該口部に連なる肩部と、該肩部に連なりパネル面が形成された胴部と、該胴部に連なる底部とを備えるプラスチックボトルにおいて、前記パネル面からボトル外方に膨出して形成された膨出部を備える状態で、内容物が加熱状態で充填され、キャッピングされた後、該内容物が冷却されたときに、該膨出部が外部からの押し込み力により不可逆にボトル内方に凹入せしめられて形成されている凹入部を備えることを特徴とする。

本発明のプラスチックボトルは、まず、前記パネル面からボトル外方に膨出して形成された前記膨出部を備える状態で、内容物が加熱状態で充填され、キャッピングされる。次いで、前記内容物が冷却されると、前記内容物とヘッドスペースとが収縮し、ボトル内部が減圧状態となるが、このときに前記膨出部に外部からの押し込み力を作用させ、該膨出部をボトル内方に凹入せしめて前記凹入部を形成する。この結果、前記プラスチックボトルの内容積が減少せしめられるので、前記減圧を吸収することができる。

前記凹入部の形成は不可逆であり、該凹入部は前記押し込み力が解除されても、或いは前記内容物が充填されたプラスチックボトルが開封されても、前記膨出部の形状に復帰することがないので、前記胴部に強度を付与することができる。

従って、本発明のプラスチックボトルによれば、加熱状態で充填された内容物が冷却されたときに生じる減圧を確実に吸収することができ、しかも目付量を増大させたり耐熱性を高めることなく、前記胴部に強度を付与して、該減圧による不正変形を防止することができる。

また、本発明のプラスチックボトルによれば、前述のように前記胴部に強度が付与されているので、該胴部を安定に把持することができる。

本発明のプラスチックボトルは、前記ブロー成形により前記パネル面に前記膨出部が形成されて、該膨出部を備える状態とされたものであってもよい。また、本発明のプラスチックボトルは、前記ブロー成形により前記パネル面からボトル内方に凹入する凹入部が形成された後、該凹入部に押し出し力またはボトル内部を加圧することによる押し出し力を作用させて、該凹入部をボトル外方に反転させることにより前記膨出部が形成されて、該膨出部を備える状態とされたものであってもよい。

本発明のプラスチックボトルは、前記凹入部の形成により内容積が２〜１５％の範囲で減少されることが好ましい。

本発明のプラスチックボトルでは、前記凹入部の形成による内容積の減少が２％未満では、加熱状態で充填された内容物が冷却されたときに生じる減圧を吸収できないことがある。また、前記凹入部の形成による内容積の減少が１５％を超えると、前記プラスチックボトル内部が正圧になり、該凹入部の形成が困難になる虞れがある。

また、前記プラスチックボトルにおいて、前記凹入部は、少なくともボトル軸線に対して相対向する１対のパネル面に形成されていればよい。このようにすることにより、前記凹入部の形成による内容積の減少量を容易に調整することができる。

また、前記プラスチックボトルにおいて、前記凹入部は、前記プラスチックボトルを把持する際の指掛かり部となることができ、該プラスチックボトルをより安定に把持することができる。

前記プラスチックボトルは、ブロー成形により、口部と、該口部に連なる肩部と、該肩部に連なりパネル面が形成された胴部と、該胴部に接続して接地部を構成する底部とを備えると共に、該パネル面にボトル外方に膨出して形成された膨出部を備えるプラスチックボトルを形成する工程と、該プラスチックボトルに内容物を加熱状態で充填し、キャッピングした後、該内容物を冷却する工程と、該膨出部を外部からの押し込み力により不可逆にボトル内方に凹入せしめて凹入部を形成することにより、ボトルの内容積を低減する工程とを備える製造方法により製造することができる。

また、前記プラスチックボトルは、ブロー成形により、口部と、該口部に連なる肩部と、該肩部に連なりパネル面が形成された胴部と、該胴部に接続して接地部を構成する底部とを備えると共に、該パネル面にボトル内方に凹入して形成された凹入部を備えるプラスチックボトルを形成する工程と、該凹入部を押し出し力またはボトル内部を加圧することによる押し出し力によりボトル外方に膨出せしめて該パネル面に該押し出し力を解除しても形状を保持する膨出部を形成する工程と、該パネル面に該膨出部が形成された該プラスチックボトルに内容物を加熱状態で充填し、キャッピングした後、該内容物を冷却する工程と、該膨出部を外部からの押し込み力により不可逆にボトル内方に凹入せしめて凹入部を形成することにより、ボトルの内容積を低減する工程とを備える製造方法により製造することもできる。

前記ブロー成形により、前記パネル面にボトル内方に凹入して形成された凹入部を備えるプラスチックボトルを形成するときには、該凹入部は元々ボトル内方に凹入して形成されているため、凹入した状態の方がより安定な状態となっている。従って、該凹入部を一旦ボトル外方に膨出せしめて形成された膨出部を、前記内容物が前記範囲の温度に冷却されたときにボトル内方に凹入せしめて、再び凹入部を形成することにより、該凹入部をより安定で前記膨出部の形状に復帰しにくいものとすることができる。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本実施形態の第１の態様に用いられるプラスチックボトルの正面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。また、図３は本実施形態の第２の態様に用いられるプラスチックボトルの正面図であり、図４は、本実施形態の第３の態様に用いられるプラスチックボトルの正面図である。

図１に示すプラスチックボトル１は、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂製プリフォーム（図示せず）のブロー成形により形成されたペットボトルであり、外周側に雄ねじ部２を備える口部３と、口部３に連なる肩部４と、肩部４に連なる胴部５と、胴部５に連なる底部６とを備え、胴部５の横断面が図２に示すように略正方形状となっている角形ボトルである。

ペットボトル１は、例えば、緑茶、烏龍茶等の茶飲料や、果汁飲料等のホットパック充填用に用いられるものであり、口部３は白化結晶化せしめられることにより、耐熱性が付与されている。

また、胴部５の略正方形状の横断面の各頂点に当たる部分には、ペットボトル１の軸方向に延在する柱部（縦リブ）５ａが配設されており、柱部５ａ，５ａ間にパネル面７が段差部７ａを介して、柱部５ａよりもペットボトル１の内方側に形成されている。柱部５ａ，５ａにより相互に隔てられた各パネル面７は、ペットボトル１の外方に膨出して形成された半球状の膨出部８を１個ずつ備えており、膨出部８の周囲には円形のリブ９が形成されている。

尚、底部６の中央部にはペットボトル１の内方に没入する凹部６ａが形成されており、凹部６ａの周囲を接地部６ｂとして、ペットボトル１を自立可能にしている。

ペットボトル１は、内容物がホットパック充填された後、膨出部８に外力を作用させて図２に仮想線示する凹入部１０を形成する用途等に供することができる。

内容物がホットパック充填された後、膨出部８に外力を作用させて凹入部１０を形成する場合には、まず、図１に示すように、各パネル面７に膨出部８が形成されている状態で、前記茶飲料、果汁飲料等の内容物が前述のように例えば８７℃に加熱された状態で充填され、口部３の雄ねじ部２に図示しないプラスチックキャップが螺着されることによりキャッピングされる。

次に、冷却工程で前記内容物が冷却されると、該内容物自体と、ヘッドスペースとが収縮し、ペットボトル１内に減圧が発生する。前記減圧が発生すると、ペットボトル１は外圧を受けて不正変形するおそれがある。

そこで、ペットボトル１では、前記内容物の冷却後、膨出部８に外方から機械的押し込み力を作用させて、膨出部８をペットボトル１の内方に不可逆に凹入させ、図２に仮想線示する凹入部１０を形成する。凹入部１０を形成すると、ペットボトル１の内容積が減少するので、前記減圧を吸収することができる。この結果、ペットボトル１は、前記外圧による不正変形を防止することができる。

このとき、凹入部１０の形成によるペットボトル１の内容積の減少は、前記内容物とヘッドスペースとの収縮に見合う量とすることが好ましい。即ち、前記内容物とヘッドスペースとの収縮は、通常はペットボトル１の内容積の２〜１５％の範囲であるので、凹入部１０の形成によるペットボトル１の内容積の減少もまた、図１に示す状態のペットボトル１の内容積の２〜１５％の範囲とすることが好ましい。

また、凹入部１０は、前記のように不可逆に形成されているので、前記機械的押し込み力を解除し、或いは前記プラスチックキャップを外してペットボトル１を開封しても、膨出部８の形状に復帰することはない。従って、凹入部１０の形成により、胴部５に強度を付与して前記不正変形の防止に寄与することができ、しかも凹入部１０を指掛かり部として利用することによりペットボトル１のグリップ性を改善してペットボトル１を安定して把持することができる。本実施形態のペットボトル１は、グリップ性が改善されるため、５００ｍｌ以上のボトルに特に適している。

ペットボトル１において、膨出部８は周囲に円形のリブ９を備えていなくてもよいが、円形のリブ９を備えることにより、膨出部８がペットボトル１の内方に凹入せしめられて凹入部１０を形成したときに、凹入部１０の膨出部８形状への復帰を阻害して、凹入部１０の形成を確実に不可逆にすることができる。ペットボトル１では、リブ９は１つだけ設けられているが、凹入部１０の膨出部８形状への復帰を阻害するために、複数のリブ９が設けられていてもよい。

また、ペットボトル１では、パネル面７にペットボトル１の軸方向に延在する縦リブ、またはペットボトル１の周方向に延在する横リブが設けられていてもよい。前記縦リブまたは横リブを形成することにより、胴部５にさらに強度を付与することができる。

また、図１に示すペットボトル１では、各パネル面７が膨出部８を１個ずつ備えているが、図３に示すように、各パネル面７は複数（図３では２個）の膨出部８を備えていてもよい。

また、図１に示すペットボトル１では半球状の膨出部８を備えているが、膨出部８の形状は半球状に限定されるものではなく、平面形状としては円形状、楕円形状、長円形状、正方形状、長方形状、またはこれらを組み合わせた形状等であってもよく、断面形状としては円弧状、円弧の頂上を平らにした形状、台形状、長方形状、またはこれらを組み合わせた形状等であってもよい。また、膨出部８の表面には、放射状、クロスハッチ状、階段状等のリブまたは稜部が設けられていてもよい。

このような膨出部８として、例えば、図４に示す膨出部８ａを挙げることができる。図４に示す膨出部８ａは、平面形状が円形状であり、断面形状が台形状であって、表面に放射状の８本の稜部を設けたものである。

また、図１に示すペットボトル１は、胴部５の横断面が図２に示すように略正方形状となっているが、胴部５の横断面の形状は前記正方形状に限定されるものではなく、長方形状、或いは六角形状、八角形状等の多角形状であってもよく、さらに円形状、楕円形状であってもよい。膨出部８は、その平面形状、断面形状、その周囲のリブ形状などを適切に設定することにより、凹入部１０の形成を確実に不可逆にする形状とすることができる。

本実施形態では、各パネル面７に備えられている膨出部８を全てペットボトル１の内方に凹入させて凹入部１０を形成するものとして説明しているが、凹入部１０は少なくともペットボトル１の軸線に対して相対向する１対のパネル面７，７に形成されていればよく、このようにすることにより、凹入部１０の形成による内容積の減少量を容易に調整することができる。また、ペットボトル１の軸線に対して相対向する１対のパネル面７，７に凹入部１０，１０を形成することにより、ペットボトル１を把持する際に、凹入部１０，１０を指掛かり部として利用することができ、好都合である。特に、胴部５の横断面形状が長方形状である場合には、長辺となる１対のパネル面７，７に凹入部１０，１０を形成することにより、ペットボトル１を把持しやすくなる。

また、本実施形態では、膨出部８は、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂製プリフォームのブロー成形により形成されるものとして説明している。しかし、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂製プリフォームのブロー成形により、パネル面７に凹入部１０を備えるペットボトル１を形成した後、凹入部１０に機械的押し出し力またはボトル内部を加圧することによる押し出し力を作用させて、凹入部１０をペットボトル１の外方に反転させ、ペットボトル１の外方に膨出する膨出部８を形成するようにしてもよい。

また、本実施形態では、プラスチックボトル１がポリエチレンテレフタレート樹脂からなるペットボトル１であるものとして説明しているが、ボトルを構成するプラスチックはポリエチレンテレフタレート樹脂に限定されるものではなく、ホットパック充填用ボトルに用いられるプラスチックであればどのようなものであってもよい。

さらに、本実施形態では、ペットボトル１に内容物がホットパック充填された後、膨出部８に外力を作用させて凹入部１０を形成するものとして説明している。しかし、ペットボトル１は、内容物を充填しないうちに膨出部８に外力を作用させてペットボトル１の内方に不可逆に凹入させ、図２に仮想線示する凹入部１０を形成した状態として、グリップ性が求められる用途等に用いることもできる。

内容物を充填しないうちに凹入部１０を形成する場合には、ペットボトル１は空である。従って、前記押し込み力は、ペットボトル１の外方からの機械的押し込み力のみであってもよいが、補助的にペットボトル１の内部を減圧することにより生じる吸引力を用いてもよい。凹入部１０は、前記のように不可逆に形成されているので、前記機械的押し込み力または吸引力を解除しても、膨出部８の形状に復帰することはない。従って、凹入部１０の形成により、胴部５に強度を付与することができる。

内容物を充填しないうちに凹入部１０を形成したペットボトル１は、凹入部１０が形成された状態で、前記茶飲料、果汁飲料等の内容物を例えば常温でアセプティック充填して使用することができる。このとき、ペットボトル１は、凹入部１０の形成により胴部５に強度が付与されているので、外圧による不正変形を防止することができる。

本発明のプラスチックボトルの一態様を示す正面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。 本発明のプラスチックボトルの他の態様を示す正面図。 本発明のプラスチックボトルの他の態様を示す正面図。

符号の説明

１…プラスチックボトル、 ３…口部、 ４…肩部、 ５…胴部、 ６…底部、 ７…パネル面、 ８…膨出部、 １０…凹入部。

Claims (6)

1. ブロー成形により形成され、口部と、該口部に連なる肩部と、該肩部に連なりパネル面が形成された胴部と、該胴部に連なる底部とを備えるプラスチックボトルにおいて、
   該パネル面からボトル外方に膨出して形成された膨出部を備える状態で、内容物が加熱状態で充填され、キャッピングされた後、該内容物が冷却されたときに、該膨出部が外部からの押し込み力により、不可逆にボトル内方に凹入せしめられて形成されている凹入部を備えることを特徴とするプラスチックボトル。
2. 前記凹入部の形成により内容積が２〜１５％の範囲で減少されることを特徴とする請求項１記載のプラスチックボトル。
3. 前記凹入部は、少なくともボトル軸線に対して相対向する１対のパネル面に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のプラスチックボトル。
4. 前記凹入部は、ボトルを把持する際の指掛かり部となることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のプラスチックボトル。
5. ブロー成形により、口部と、該口部に連なる肩部と、該肩部に連なりパネル面が形成された胴部と、該胴部に接続して接地部を構成する底部とを備えると共に、該パネル面にボトル外方に膨出して形成された膨出部を備えるプラスチックボトルを形成する工程と、
   該プラスチックボトルに内容物を加熱状態で充填し、キャッピングした後、該内容物を冷却する工程と、
   該膨出部を外部からの押し込み力により不可逆にボトル内方に凹入せしめて凹入部を形成することにより、ボトルの内容積を低減する工程とを備えることを特徴とするプラスチックボトルの製造方法。
6. ブロー成形により、口部と、該口部に連なる肩部と、該肩部に連なりパネル面が形成された胴部と、該胴部に接続して接地部を構成する底部とを備えると共に、該パネル面にボトル内方に凹入して形成された凹入部を備えるプラスチックボトルを形成する工程と、
   該凹入部を機械的押し出し力またはボトル内部を加圧することによる押し出し力によりボトル外方に膨出せしめて該パネル面に該押し出し力を解除しても形状を保持する膨出部を形成する工程と、
   該パネル面に該膨出部が形成された該プラスチックボトルに内容物を加熱状態で充填し、キャッピングした後、該内容物を冷却する工程と、
   該膨出部を外部からの押し込み力により不可逆にボトル内方に凹入せしめて凹入部を形成することにより、ボトルの内容積を低減する工程とを備えることを特徴とするプラスチックボトルの製造方法。

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