JP2011042397A - プラスチック容器 - Google Patents

Abstract

【課題】強度上の問題を生じることのない薄肉化したプラスチック容器を提供する。
【解決手段】プラスチック容器１０は胴部１と、底部３と、底部３の周縁３ａに設けられた糸尻部２とを備えている。底部５は内方へ突出する中央部９と、外方へ突出する環状突部８とを有している。底部５の中央部９内面に断面円弧状の内側突起部１１が設けられ、底部５の外面にリング状の外側突起部１２が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラスチック容器に関し、更に詳細には、軽量かつ薄肉であっても落下強度に優れるプラスチック容器に関する。

近年、飲料物や固形物を収容する為の容器としてプラスチック容器が広く使用されている。プラスチック容器は、他のガラス容器や金属容器に比較して軽量であり成形性に優れるといった多くの利点を有するが、更なる軽量化した容器の希求がある。

プラスチック容器は、射出成形やブロー成形によって所望の形状に成形される。例えば、射出成形によって截頭錐体形状のプラスチック容器を成形する場合、溶融樹脂を金型に流し込み、樹脂を冷却固化させることにより、所望の形状の容器を形成できる。容器を軽量化するためには、射出成形機の金型に流し込む樹脂量を減らして容器を薄肉化することにより実現できる。

特開２００６−３１５７２６号公報

しかしながら、容器を薄肉化すると、機械的強度に劣るという問題があった。とりわけ、プラスチック容器内に、内容物を収納した状態では容器重量が増加しているため、内容物を収納した状態で容器が落下すると、容器が破損する場合があった。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、軽量かつ薄肉であっても落下強度に優れるプラスチック容器を提供することにある。

本発明は、胴部と、底部と、底部周縁に設けられた糸尻部とを備え、底部は内方へ突出する中央部と、中央部と周縁との間に位置し外方へ突出する環状突部とを有し、底部中央部内面に、内方へ突出するとともに断面円弧状の内側突起部を設け、底部外面に、リング状の外側突起部を設けたことを特徴とするプラスチック容器である。

本発明は、胴部と、底部と、底部周縁に設けられた糸尻部とを備え、底部は外方へ突出する中央部を有し、底部中央部内面に、内方へ突出するとともに断面円弧状の内側突起部を設け、底部外面に、リング状の外側突起部を設けたことを特徴とするプラスチック容器である。

本発明は、外側突起部は、内側突起部周縁より内側に対応する位置に設けられていることを特徴とするプラスチック容器である。

本発明は、胴部は隙間をもって巻付けてなるラベルと、ラベル表面に射出された射出樹脂とからなり、胴部内面に、複数のスタックリブを円周方向に沿って設け、少なくとも１つのスタックリブはラベルの隙間上に配置されていることを特徴とするプラスチック容器である。

以上のように本発明によれば、底部中央部内面に断面円弧状の内側突起部を設け、底部外面にリング状の外側突起部を設けたことにより、内容物の重量が加わる底部の機械的強度を上昇させることができる。このため使用に耐えうる薄肉化したプラスチック容器を提供することができる。

図１は本発明によるプラスチック容器の第１の実施の形態を示す底部の拡大図。 図２は本発明によるプラスチック容器の第１の実施の形態を示す全体図。 図３は本発明によるプラスチック容器の第１の実施の形態を示す上面図。 図４はインモールドラベルとスタックリブとの位置関係を示す図。 図５は底部と胴部との間の交差部分を示す図。 図６は本発明によるプラスチック容器の第２の実施の形態を示す底部の拡大図。 図７は本発明によるプラスチック容器の第２の実施の形態を示す全体図。 図８は本発明によるプラスチック容器の第２の実施の形態を示す上面図。 図９は本発明によるプラスチック容器の第３の実施の形態を示す全体図。

第１の実施の形態
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図５は本発明によるプラスチック容器の第１の実施の形態を示す図である。

図１乃至図５に示すように、プラスチック容器１０は胴部１と、胴部１の下方に連結された底部３と、底部３の周縁３ａに設けられた糸尻部２とを備えている。

また胴部１の上端にはフランジ４が設けられ、底部３は内方へ突出する中央部９と、中央部９と底部周縁３ａとの間に位置するとともに、外方へ突出する環状突部８とを有している。

さらに、底部３の中央部９内面に、内方へ突出するとともに断面円弧状の内側突起部１１（直径３〜３０ｍｍ、厚み０．３〜２ｍｍ）が設けられている。この内側突起部１１は、断面円弧状をなし、全体として山形の形状をもっている。また底部３外面に、内側突起部１１の周縁１１ａより内側（中央部９寄り）に対応する位置にリング状の外側突起部（幅３〜３０ｍｍ）１２が設けられている。

ところで、プラスチック容器１０の胴部１は隙間１６ａをもって巻付けられた帯状のプラスチック製ラベル１６と、このラベル１６表面に射出された射出樹脂１７とからなっている（図４参照）。またプラスチック容器１０の他の部分、すなわち底部３、糸尻部２およびフランジ４は、いずれも射出樹脂１７からなっている。

さらに胴部１内面には、複数、例えば６個のスタックリブ１５が円周方向に沿って所定間隙をおいて配置されている。上記のように胴部１はラベル１６と射出樹脂１７とからなり、ラベル１６の隙間１６ａはラベル１６の存在しない比較的強度が低下した部分である。そこで６個のスタックリブ１５のうち、一つのスタックリブ１５をラベル１６の隙間１６ａ上に配置することにより、胴部１の機械的強度を向上させることができる。

次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。

本発明のプラスチック容器１０は、底部３が外方に突出する環状突部８を有しているため、落下時の衝撃の際、胴部１と底部３との交点部分（底部周縁）３ａに応力が集中することはない。

また底部３は内方へ突出する中央部９と、外方へ突出する環状突部８とを有するため、より一層、容器が変形を受けた際の糸足部の歪みが抑制される。その結果、容器の落下強度が向上する。

このように底部３の内方へ突出する中央部９と、外方へ突出する環状突出部８とが連続して形成されているため、底部３の表面積が、比較的大きくなり、容器１０を落下させた際の胴部１と底部３との交点部分３ａに発生する歪みをより抑制できる。

また図５に示すように、胴部１と底部３との交点部分３ａにおいて、胴部１と底部３とのなす角θが鈍角となるように、底部３が形成されている。底部３の周縁３ａに容器下向きの曲率を持たせるように底部３を凸形状とすることにより、容器底部に働く重力方向の応力が、容器側面部の内側方向に分散されて歪みの発生が抑制される。

本発明のプラスチック容器１０は、図５に示すように、糸尻部２が、下端が薄く底部３方向に向かって徐々に厚くなるようにテーパー形成されてなることが好ましい。このように、糸尻部２をテーパー形状とすることにより、容器下向きの曲率を持たせるように底部３を凸形状としつつ、金型離型性を向上させることができる。すなわち、糸尻部２がテーパー形状となっていないと、容器成形時に金型から容器を離型する際に、金型に糸尻部２が引っ掛かってしまう場合がある。テーパーは、糸尻部２の容器内側の側面の傾斜ｒが１〜２°となる程度が好ましい。

本発明のプラスチック容器１０は、その胴部１が上方が薄く、糸尻部２方向に向かって徐々に厚くなるようにテーパー形成されている。このように胴部１上方（容器上側）を薄く、糸尻部２方向に向かって徐々に厚くなるようにテーパー形成することにより、容器１０の落下強度がより一層向上するばかりでなく、射出成型時の樹脂の流動性が良好となるため、成形性が向上する。

また、本発明のプラスチック容器１０は、図２に示すように、全高さをＡとし、糸尻部２の高さをＢとした場合に、下記式：
０．１０≧Ｂ／Ａ≧０．０２
を満足するように、糸尻部２の高さが調整されている。例えば、全高さを１１０ｍｍとした場合、糸尻部２の高さを０．２２ｍｍ以上とする。容器落下時に床面と先ず接触する部分である糸尻部２の高さを、上記の範囲とすることにより、容器落下時に発生した糸尻部２の歪みが抑制される。糸尻部２の高さが上記範囲よりも短いと、発生歪みを緩和する効果が期待できない。また、糸尻部２の高さが低すぎるため、底部３の中央部９と環状突部８を小さな曲率でしか形成できないため、衝撃強度の向上が期待できなくなる。

一方、上記のように容器成型時の金型離型性を考慮して、糸尻部２はテーパー形状となっているため、糸尻部２の高さを高くすると底部周縁３ａ付近の糸尻部２の肉厚が厚くなる。本発明においては、糸尻部２の高さが上記範囲を超えると、底部周縁３ａ付近の糸尻部２の肉厚が厚くなり過ぎて容器重量が増えるため好ましくなく、また容器成形性の観点からも好ましくない。

さらにプラスチック容器１０の底部３の中央部９内面に、内方へ突出するとともに断面円弧状の内側突起部１１が設けられ、底部３の外面に内側突起部１１の周縁１１ａより内側に対応する位置にリング状の外側突起部１２が設けられている。そしてこれら内側突起部１１と外側突起部１２とにより、底部３の機械的強度をより向上させることができる。プラスチック容器１０を薄肉化していくと、容器１０内の内容物の重量は底部３に加わるため、底部３の機械的強度上昇が求められているが、内側突起部１１と外側突起部１２とにより薄肉化した底部３の機械的強度を高めることにより、容器１０全体としての機械的強度も上昇する。

本発明のプラスチック容器１０の胴部１は、ラベル１６と、ラベル１６表面に射出された射出樹脂１７とからなり、ラベル１６がインモールドラベル形成されたものであることが好ましい。ここで、インモールドラベル成形とは、ブローまたは射出成形時に金型に予めヒートシール層をもつラベルをセットしておき、成形時の樹脂のもつ熱でラベルのヒートシール層を成形品上面に融着させることにより、成形と同時にラベリングを行う成形方法である。このような形成方法によりラベルを容器に貼着することで、容器を成形した後に後加工によりラベルを貼着する場合と比較して生産性に優れ、安価な容器を提供することができる。また、ラベルとして、後述するバリアー性のフィルムを使用すると、インモールドラベル成形された容器はバリアー性を有する。

本発明のプラスチック容器１０に用いる射出樹脂１７は、射出成形が可能な樹脂であれば特に限定はされず、例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂などを好適に使用することができ、これらの中から容器に収納される内容物や、収納、密封後の加熱処理の有無など使用条件に応じて適するものを適宜選択して使用することができる。本発明においては、ポリスチレン、ポリプロピレン、またはポリエチレンからなる樹脂を用いることが好ましい。

例えば、ホット充填や、充填、密封後のレトルト処理、或いは、ホットウォーマー加熱などの耐熱性を必要とする場合は、ポリプロピレン系樹脂が適しており、内容物が牛乳、特別牛乳、殺菌山羊乳、部分脱脂乳、脱脂乳、加工乳、クリームの場合は、ポリエチレン系樹脂を使用し、デザート食品の場合は、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂のほかポリスチレン系樹脂も使用可能である。

これらの樹脂は、３０〜１００ｇ／１０分のメルトフローレートを有する、比較的流動性の高い樹脂を使用することが好ましい。本発明のプラスチック容器においては、このような溶融時粘度の低い樹脂を使用することにより、薄肉の容器を容易に射出成形できる。

メルトフローレートの大きい樹脂は、一般的に樹脂の機械的強度に劣るが、本発明のプラスチック容器においては、上記構成を有するため、落下強度に優れ容器が破損することがない。なお、メルトフローレートは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠した試験方法により、測定した値を意味する。本発明においては、ポリエチレン樹脂として、旭化成ケミカルズ（株）のサンテックＪ３００（メルトフローレート４２ｇ／１０分）や、ポロプロピレン樹脂として、三井化学（株）のＪ７０７Ｇ（メルトフローレート３０ｇ／１０分）、Ｊ７０９ＺＡ（メルトフローレート６５ｇ／１０分）、Ｊ６７９（メルトフローレート９０ｇ／１０分）等を好適に使用できる。

上記ポリプロピレン系樹脂は、剛性、耐熱性があり、食品に対する安全性にも優れ、且つ低温時の耐衝撃性も共重合などにより改質できることから各種の内容物や使用条件に対して汎用することができる。

ポリプロピレン系樹脂としては、プロピレン単独のポリマーの他、例えばプロピレンとエチレンもしくはエチレンとブテン−１とのランダム共重合体や、エチレンをブロック状に共重合させたプロピレン−エチレンのブロック共重合体、更には、ポリプロピレンに他のポリマーやエラストマーなどをブレンドしたポリプロピレン系ブレンド樹脂などを使用することができる。

このようなポリプロピレン系樹脂には、必要な場合、ソルビトール系などの透明核剤を添加して透明性を向上させることもできる。

ポリエチレン系樹脂としては、高密度、中密度、低密度ポリエチレンを使用することができ、エチレン単独のポリマーのほか、エチレンとブテン −１、４−メチルペンテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１などの高級α−オレフィンとの共重合体も使用することができる。

プラスチック容器１０の胴部１を構成するインモールドラベル１６としては、特に限定されるものではないが、一般に、印刷基材層、ガスバリヤー層、射出樹脂との接着層から構成されるラベルを好適に使用できる。これら各層は、それぞれ独立して製膜し接着剤を介して貼合（ドライラミネーション）するか、または、その一部もしくは全層を溶融押出（ＥＣ、共押出）することで形成することもできる。また、用途・目的に応じて印刷基材層を省略することもできる。

印刷基材としてのフィルムは、一般に印刷可能なものであれば特に限定されず、例えば、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ナイロンフィルム等が適宜使用できる。

ガスバリヤー層としては、アルミ箔（７〜２５μｍ）、または、金属もしくは金属酸化物を蒸着等によりプラスチックフィルム等に積層した、たとえば酸化珪素蒸着プラスチックフィルム、酸化アルミ蒸着プラスチックフィルム、アルミ蒸着プラスチックフィルムや、その他、ポリアクリロニトリル系樹脂、ＥＶＯＨ（エチレン酢酸ビニル共重合体ケン化物）、ＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）フィルム、 ＰＶＤＣコート二軸延伸プラスチックフィルム等が挙げられ、所望の性能に応じて適宜選択され得る。

接着層としては、射出樹脂と接着するものであれば特に限定されないが、通常、射出樹脂と同材質のプラスチックや、ＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニル共重合体）を含有するポリエチレン等接着性を有する樹脂、又はそれら樹脂が共押し出し加工、あるいは、コーティング加工されたプラスチックフィルム等が好適に使用できる。

なお、上記各層は常法に従い、ドライラミネーション法、押出ラミネーション法、押出コーティング法その他のコーティング法によって形成される。

透明性を有するガスバリヤー層としては、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ＭＸＤ６（ポリメタキシリレンアジパミド）などのガスバリヤー性樹脂を製膜 したフィルムや、ポリ塩化ビニリデンの塗布液を透明な基材フィルムに塗布して塗膜層を形成したポリ塩化ビニリデンコートフィルム、そして、アルミナ、シリカ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ＩＴＯなどの無機酸化物を透明な基材フィルムに蒸着した無機酸化物の蒸着フィルムなどを使用することができる。

不透明なガスバリヤー層としては、アルミニウムなどの金属箔や、アルミニウムなどの金属を基材フィルムに蒸着した金属蒸着フィルムを使用することができる。

また、容器１０のガスバリヤー性を更に向上させるためには、容器１０の胴部１だけではなく、容器１０の底部３にもガスバリヤー層を設けた底部用ラベルを別に用意してインモールド成形することができ、それにより一層ガスバリヤー性を向上させることができる。

容器本体を構成する樹脂としてポリプロピレンを用いた場合の、容器側面部および／または底部に使用するインモールドラベルの一例として、以下の層構成からなるフィルムを用いてもよい。なお、下記の層構成は、最外層から最内層に向けて順に記載したものである。
（１）延伸ポリプロピレンフィルム（３０μｍ）／ポリエチレンテレフタレートフィルム（印刷基材）（１２μｍ）／アルミ箔（７μｍ）／ヒートシール層を有する延伸ポリプロピレンフィルム（３０μｍ）
（２）延伸ポリプロピレンフィルム（印刷基材）（３０μｍ）／アルミ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム（１２μｍ）／ヒートシール層を有する延伸ポリプロピレンフィルム（３０μｍ）
（３）延伸ポリプロピレンフィルム（３０μｍ）／ポリエチレンテレフタレートフィルム（印刷基材）（１２μｍ）／アルミナ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム（１２μｍ）／ヒートシール層を有する延伸ポリプロピレンフィルム（３０μｍ）
（４）延伸ポリプロピレンフィルム（印刷基材）（３０μｍ）／アルミ箔（７μｍ）／ヒートシール層を有する延伸ポリプロピレンフィルム（３０μｍ）
（５）延伸ポリプロピレンフィルム（印刷基材）（３０μｍ）／酸化ケイ素蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム（１２μｍ）／ヒートシール層を有する延伸ポリプロピレンフィルム（３０μｍ）
（６）延伸ポリプロピレンフィルム（印刷基材）（３０μｍ）／ヒートシール層を有する延伸ポリプロピレンフィルム（３０μｍ）
（７）延伸ポリプロピレンフィルム（印刷基材）（６０μｍ）／ヒートシール剤
（８）合成紙（８０μｍ）／ヒートシール剤

上記のような層構成を有するラベルを金型に予めセットし、溶融樹脂を金型内に射出することにより、容器本体とラベルとが一体化したインモールドラベル容器を成形することができる。

第２の実施の形態
次に図６乃至図８により、本発明の第２の実施の形態について説明する。

図６乃至図８に示す第２の実施の形態は、底部３の外面に設けられたリング状の外側突起部１２の位置が異なるのみであり、他の構成は図１乃至図５に示す第１の実施の形態と略同一である。

図６乃至図８に示す第２の実施の形態において、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図６乃至図８に示すように、プラスチック容器１０の底部３は内方へ突出する中央部９と、中央部９と底部周縁３ａとの間に位置するとともに、外方へ突出する環状突部８とを有している。

さらに、底部３の中央部９内面に、内方へ突出するとともに断面円弧状の内側突起部１１が設けられている。また底部３外面に、内側突起部１１の周縁１１ａ近傍に対応する位置にリング状の外側突起部１２が設けられている。

すなわち図６乃至図８に示すように、リング状の外側突起部１２を、内側突起部１１の周縁１１ａに対応する位置に配置してもよい。

第３の実施の形態
次に図９により本発明の第３の実施の形態について説明する。

上記各実施の形態において、プラスチック容器１０の底部３が内方へ突出する中央部９と、中央部９と底部周縁３ａとの間に位置する環状突部８とを有する例について示したが、底部３は外方へ突出する中央部９を有していてもよい。

すなわち、図９において、プラスチック容器１０は胴部１と、胴部１の下方に連結された底部３と、底部３の周縁に設けられた糸尻部２とを備えている。

また胴部１の上端にはフランジ４が設けられ、底部３は外方へ突出する中央部９を有している。

さらに、底部３の中央部９内面に、内方へ突出するとともに断面円弧状の内側突起部１１が設けられている。また底部３外面に、内側突起部１１の周縁１１ａ近傍であって、周縁１１ａより内側（中央部９寄り）に対応する位置にリング状の外側突起部１２が設けられている。

次に本発明の具体的実施例について、以下説明する。

まず図１乃至図５に示す第１の実施の形態においてスタックリブがラベルの隙間に位置していない容器１と、第１の実施の形態においてスタックリブがラベルの隙間に位置している容器２と、図６乃至図８に示す第２の実施の形態において、スタックリブがラベルの隙間に位置していない容器３を準備した。同時に、内側突起部の形状がφ５、０．４ｍｍ厚となっており、かつ外側突起部がない比較例としての容器を準備した。

容器１−３および比較例において、内側突起部の形状のうち、φ２０、φ１０、φ５は内側突起部１１の周縁１１ａの直径を示し、０．８ｍｍ厚、１．５ｍｍ厚、０．４ｍｍ厚は内側突起部の最大厚みを示す。

また容器１−３において、外側突起部の形状、φ１０は外側突起部１２の配置位置を示す。

各容器１−３および比較例の形状は以下の表１に示す通りである。

なお、容器１−３および比較例の成形条件は次の通りである。
樹脂：メルトフローレート１００ｇ／１０分のポリプロピレン（ＰＭＤ８１Ｍ サンアロマー株式会社製）
成形：樹脂温度２３０℃
充填時間０．１８秒 最大充填圧力１７５ＭＰａ

次に容器１−３および比較例に対して落下試験を行った。その結果を表２に示す。

考察
（容器１）
内側突起部（直径Φ２０．０、厚み０．８ｍｍ）を設け、かつ直径Φ１０の位置に、１ｍｍ巾、０．５ｍｍ厚のリング状外側突起部を設けると、最低割れ高さが７０ｃｍとなり、割れ平均高さは１１０ｃｍに向上し、５０ｃｍ落下（正立落下）で割れるものが無くなった。容器の割れ方は、底面部で割れなくなる。容器重量は９．８ｇとなり、通常の容器に対して５ｇの軽量化に成功した。

（容器２）
容器１の形状に加え、インモールドラベルの合せ目をスタックリブの位置にくるようにインモールドラベル成形した。最低割れ高さは９０ｃｍとなり、割れ平均高さは１２０ｃｍまで向上した。５０ｃｍ落下（正立落下）で割れるものが無くなった。容器の割れ方は、底面部で割れなくなる。容器重量は９．８ｇとなり通常の容器に対して５ｇの軽量化に成功した。

（容器３）
内側突起部（直径Φ１０．０、厚み０．８ｍｍ）を設け、かつ直径Φ１０の位置に、１ｍｍ巾、０．５ｍｍ厚のリング状外側突出部を設けると、最低割れ高さおよび割れ高さ平均は、若干低下した。５０ｃｍ落下（正立落下）で割れるものが、わずかにみられた。また容器重量は９．８ｇとなり、通常の容器に対して５ｇの軽量化に成功した。

（比較例）
内側突起部（直径φ５．０、厚み０．４ｍｍ）を設け、かつリング状外側突出部を設けない場合、５０ｃｍ落下（正立落下）で割れるものが多くみられた。最低割れ高さおよび割れ高さ平均はいずれも低下した。

１ 胴部
２ 糸尻部
３ 底部
３ａ 周縁
４ フランジ
５ 底部
８ 環状突部
９ 中央部
１０ プラスチック容器
１１ 内側突起部
１１ 周縁
１２ リング状外側突起部
１５ スタックリブ
１６ ラベル
１６ａ 隙間
１７ 射出樹脂

Claims (4)

1. 胴部と、
   底部と、
   底部周縁に設けられた糸尻部とを備え、
   底部は内方へ突出する中央部と、中央部と周縁との間に位置し外方へ突出する環状突部とを有し、
   底部中央部内面に、内方へ突出するとともに断面円弧状の内側突起部を設け、
   底部外面に、リング状の外側突起部を設けたことを特徴とするプラスチック容器。
2. 胴部と、
   底部と、
   底部周縁に設けられた糸尻部とを備え、
   底部は外方へ突出する中央部を有し、
   底部中央部内面に、内方へ突出するとともに断面円弧状の内側突起部を設け、
   底部外面に、リング状の外側突起部を設けたことを特徴とするプラスチック容器。
3. 外側突起部は、内側突起部周縁より内側に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか記載のプラスチック容器。
4. 胴部は隙間をもって巻付けてなるラベルと、ラベル表面に射出された射出樹脂とからなり、
   胴部内面に、複数のスタックリブを円周方向に沿って設け、少なくとも１つのスタックリブはラベルの隙間上に配置されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか記載のプラスチック容器。

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