JP2011157135A - 耐熱容器及び耐熱容器の製造方法並びに最終ブロー型 - Google Patents

Abstract

【課題】容器の把持性を向上させた、耐熱容器、内容物入りの耐熱容器及び耐熱容器の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明にかかる耐熱容器１０は、合成樹脂製の容器の胴部１８に、第１の凹部２８ａ及び第２の凹部２８ｂと、把持部２６と、を有する。第１の凹部の底部２８０ａは、第２の凹部の底部２８０ｂと対向して形成されている。耐熱容器１０に充填された高温内容物が冷却されて容器内部が減圧された際に、第１の凹部の底部２８０ａの容器内側面２８４ａは、第２の凹部の底部２８０ｂの容器内側面２８４ｂに接触する。
【選択図】図５

Description

本発明は、耐熱容器、内容物入りの耐熱容器及び耐熱容器の製造方法に関する。

従来、二軸延伸ブロー成形されたポリエチレンテレフタレート製の容器、いわゆるＰＥＴボトルは、透明性が高く、丈夫であることなどから、多彩な内容物を充填する容器として採用されている。このようなＰＥＴボトルの内、特に１．５Ｌ以上の内容量をもつ中型・大型容器においては、その取り扱いを容易にするために、容器の胴部に把手を配置することが求められていた。しかしながら、このような把手付きの容器は、リサイクル性を向上させるため、容器の一部に把持部を一体形成することが提案されていた（例えば、特許文献１参照）。

また、ＰＥＴボトルは、加熱殺菌された果汁飲料などの高温内容物を充填するため、耐熱性の向上が提案されていた（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、このような耐熱性を有するＰＥＴボトルは、容器の胴部に大きな減圧吸収パネルが配置されているため、胴部に把持部を形成させることができなかった。したがって、これまで、良好な把持性と高い耐熱性とを兼ね備えたポリエチレンテレフタレート製の耐熱容器は、提案されていない。

特開平８−３２３８４５号公報 特開平１０−２８６８７４号公報

本発明の目的は、容器の把持性を向上させた、耐熱容器、内容物入りの耐熱容器及び耐熱容器の製造方法を提供することにある。

本発明にかかる耐熱容器は、合成樹脂製の容器の胴部に、容器内側に陥没して形成された対向する第１の凹部及び第２の凹部と、該第１の凹部と第２の凹部との間を連結する把持部と、を有する合成樹脂製の耐熱容器であって、
前記第１の凹部及び前記第２の凹部は、
容器内側へ向かって傾斜して形成された環状の側壁部と、
前記側壁部の容器内側の端部に形成された底部と、
を有し、
前記容器に充填された高温内容物が冷却されて前記容器の内部が減圧された際に、前記第１の凹部の底部の容器内側面は、前記第２の凹部の底部の容器内側面に接触することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、容器に充填された高温内容物が冷却されることで発生する容器内部の減圧を、２つの凹部の容器内側への変形によって吸収することができる。したがって、容器の他の部分の好ましくない変形を防止し、容器を把持するためにもともと容器内側に陥没して設けられた凹部が変形することで容器全体の外観を損うことが無い。

本発明にかかる内容物入りの耐熱容器は、本発明にかかる耐熱容器に内容物が充填され、前記第１の凹部の底部の容器内側面と、前記第２の凹部の底部の容器内側面とが接触していることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、２つの凹部の底部の容器内側面同士が接触するため、消費者が容器を把持した際に凹部の変形がなく、しっかりと安定した把持感を得ることができる。

本発明にかかる耐熱容器の製造方法は、合成樹脂製の容器の胴部に、該胴部の容器内側に陥没して形成された対向する第１の凹部及び第２の凹部と、該第１の凹部と第２の凹部との間を連結する把持部と、を有する耐熱容器の製造方法であって、
プリフォームを該耐熱容器よりも大きな１次ブロー成形品にブロー成形する１次ブロー成形工程と、
前記１次ブロー成形品を熱処理して収縮させる熱処理工程と、
収縮した１次ブロー成形品を最終ブロー型内で再度ブロー成形する最終ブロー成形工程と、
を有し、
前記最終ブロー成形工程は、
前記最終ブロー型の型閉じ移動中に、前記収縮した１次ブロー成形品の胴部を前記最終ブロー型で押しながら変形させ、
変形した前記収縮した１次ブロー成形品の胴部を、ブロー成形中に、一対の押圧部材を互いに近接する方向に移動して前記第１の凹部と前記第２の凹部を成形することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、熱処理工程で１次ブロー成形品を収縮させることで容器の応力ひずみを減少させた耐熱容器を成形することができると共に、収縮した１次ブロー成形品は、熱処理工程で与えられた熱量を有しているため、比較的深い凹部を容易に成形することができる。また、２つの凹部が形成される１次ブロー成形品の胴部は、最終容器の胴部の外径よりも大きく形成された後、最終ブロー型で押しながら変形させるため、十分に薄肉化されている。したがって、最終容器の胴部に比較的深い凹部を形成しても、凹部の周囲の容器壁部の肉厚が極端に薄くなることを防止できる。

図１は、本発明の一実施の形態にかかる耐熱容器を示す右側面図である。 本発明の一実施の形態にかかる耐熱容器を示す平面図である。 本発明の一実施の形態にかかる耐熱容器を示す正面図である。 本発明の一実施の形態にかかる耐熱容器を示す背面図である。 本発明の一実施の形態にかかる耐熱容器を示す概略横断面図（図１のＡ−Ａ’線断面図）である。 本発明の一実施の形態にかかるプリフォーム、１次ブロー成形品、中間容器及び耐熱容器の胴部外形を比較する概略横断面図である。 本発明の一実施の形態にかかる耐熱容器の成形工程を説明する図である。 本発明の一実施の形態にかかる耐熱容器の成形工程を説明する図である。 本発明の一実施の形態にかかる耐熱容器の成形工程を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態にかかる耐熱容器を示す右側面図である。図２は、本発明の一実施の形態にかかる耐熱容器を示す平面図である。図３は、本発明の一実施の形態にかかる耐熱容器を示す正面図である。図４は、本発明の一実施の形態にかかる耐熱容器を示す背面図である。図５は、本発明の一実施の形態にかかる耐熱容器を示す概略横断面図（図１のＡ−Ａ’断面図）である。図６は、本発明の一実施の形態にかかるプリフォーム、１次ブロー成形品、中間容器及び耐熱容器の胴部外形を比較する概略横断面図である。図７〜図９は、本発明の一実施の形態にかかる耐熱容器の成形工程を説明する図である。

（耐熱容器）
まず、本発明の一実施の形態にかかる耐熱容器について説明する。

図１〜図５に示すように、本発明の一実施の形態にかかる耐熱容器１０は、二軸延伸ブロー成形された合成樹脂、例えばポリエチレンテレフタレート製であって、開口しキャップを受け入れるためのネック部１２と、薄肉筒状の胴部１８と、該ネック部１２と該胴部１８とを拡径して接続する肩部１６と、自立可能な底部１４と、底部１４と胴部１８とを拡径して接続するヒール部２０と、を有する。

胴部１８の外形は、図２及び図５に示すように、長辺側に容器側壁２２ａ，２２ｂと、短辺側にラベル部２４及び把持部２６とを有する略長方形である。胴部１８には、容器側壁２２ａ，２２ｂに連続し、かつ、耐熱容器１０の内側に陥没して形成された対向する第１の凹部２８ａ及び第２の凹部２８ｂと、該第１の凹部２８ａと第２の凹部２８ｂとの間を連結する把持部２６と、を有する。凹部２８ａ、２８ｂとほぼ同じ高さの位置に形成されたラベル部２４と把持部２６は、短辺側から長辺側へと連続する複数の横溝２４２、２６２が形成され、耐熱容器１０の減圧によってほとんど変形しない。また、凹部２８ａ、２８ｂの下方であって、ヒール部２０の上方の胴部１８には、ぐるりと全周に渡って連続する横溝２２２が２本形成されている。

ラベル部２４は、図５に示すように、耐熱容器１０の正面にある短辺側から長辺側へと屈曲して連続した略Ｃ字状の横断面を有し、容器側壁２２ａ，２２ｂより容器内側へ１段窪んで形成され、商品名などを表示するラベルが貼り付けられる。短辺側から長辺側へ延びるラベル部２４と、第１の凹部２８ａ及び第２の凹部２８ｂとの間には、縦リブ２３ａ，２３ｂが形成されている。

縦リブ２３ａ，２３ｂは、ラベル部２４と第１の凹部２８ａ及び第２の凹部２８ｂと略同じ高さに渡って形成されている。縦リブ２３ａ，２３ｂは、図１及び図５に示すように、その上下にある容器側壁２２ａ，２２ｂに接続し、かつ、容器側壁２２ａ，２２ｂの外形とほぼ同じ外形である。

把持部２６は、耐熱容器１０の背面にある短辺側に形成され、肩部１６から胴部１８の下方に向けて第１の凹部２８ａ及び第２の凹部２８ｂとほぼ同じ高さに渡って形成されている。把持部２６は、胴部１８の短辺側において把持部２６の上下に形成された胴部１８の外径とほぼ同じ外径を有し、長辺側において容器側壁２２ａ，２２ｂよりも耐熱容器１０の内側に窪んで形成され、消費者が把持する際に握り易い形状を有する。また、把持部２６が胴部１８の短辺方向に細く形成されることで、第１の凹部２８ａと第２の凹部２８ｂをブロー成形した際に、把持部２６が極端に薄肉化することを防止し、かつ、賦形性を向上させることができる。

第１の凹部２８ａと第２の凹部２８ｂは、高温内容物を充填した際に、いわゆる減圧吸収パネルとして機能する。第１の凹部２８ａと第２の凹部２８ｂは、容器側壁２２ａ，２２ｂから耐熱容器１０の内側へ向かって傾斜して形成された環状の第１の凹部の側壁部２８２ａ及び第２の凹部の側壁部２８２ｂと、該第１の凹部の側壁部２８２ａ及び該第２の凹部の側壁部２８２ｂの耐熱容器１０の内側の端部に形成された第１の凹部の底部２８０ａ及び第２の凹部の底部２８０ｂと、を有する。第１の凹部の底部２８０ａは、第２の凹部の底部２８０ｂと対向して形成され、耐熱容器１０に充填された高温内容物が冷却されて耐熱容器１０の内部が減圧された際に、第１の凹部の底部２８０ａの容器内側面２８４ａは、第２の凹部の底部２８０ｂの容器内側面２８４ｂに接触する。したがって、内容物が充填されていない状態において、第１の凹部の底部２８０ａの容器内側面２８４ａと、第２の凹部の底部２８０ｂの容器内側面２８４ｂとの隙間は、ごくわずかであり、例えば０．５ｍｍ〜２ｍｍに形成されている。容器内側面２８４ａと容器内側面２８４ｂとの隙間は、耐熱容器１０の内容量、高温内容物の充填量、高温内容物の温度などによって適宜設定される。

図１〜図５に示す耐熱容器１０には、ネック部１２の中心を通って縦方向に延びる中心軸Ｏと、中心軸Ｏを通って胴部１８の長辺側の最大径となる長軸Ｌと、中心軸Ｏを通って長軸Ｌと直交する短軸Ｓと、を示す。短軸Ｓは、胴部１８の短辺側の最大径となる。第１の凹部の底部２８０ａ及び第２の凹部の底部２８０ｂにおける中心軸Ｏ側の端部は、胴部１８の長辺側の最大径の５０％以下の範囲にある。通常、このような把持用の凹部は、賦形性をよくするため、胴部の中心軸Ｏからなるべく遠ざけた位置に形成されるが、本発明の耐熱容器１０の成形方法においては、凹部の賦形性に優れるため、中心軸Ｏ付近に第１の凹部２８ａ及び第２の凹部２８ｂを配置して形成することができる。

（内容物入りの耐熱容器）
次に、本発明の一実施の形態にかかる内容物入りの耐熱容器について説明する。

本発明の一実施の形態にかかる内容物入りの耐熱容器は、前記耐熱容器１０に内容物が充填されたもので、高温内容物が冷却され、耐熱容器１０の内部が減圧状態にある。したがって、横溝２２２、２４２、２６２で補強されていない第１の凹部２８ａ及び第２の凹部２８ｂがさらに耐熱容器１０の内方へ変形している。第１の凹部２８ａ及び第２の凹部２８ｂが内方へ変形することによって、第１の凹部の底部２８０ａの容器内側面２８４ａと、第２の凹部の底部２８０ｂの容器内側面２８４ｂと、が接触している。また、縦リブ２３ａ，２３ｂが形成されていることで、第１の凹部２８ａ及び第２の凹部２８ｂのみに変形を集中させ、胴部１８全体が楕円形に変形することを防止できる。

例えば、市場で消費者が内容物入りの耐熱容器を右手で把持する場合、第１の凹部２８ａには親指を入れ、第２の凹部２８ｂは他の４指を入れて、把持部２６を握るが、その際に、第１の凹部２８ａ及び第２の凹部２８ｂが耐熱容器１０の内方へ変形しないので、しっかりと安定した把持感を与えることができる。また、第１の凹部２８ａ及び第２の凹部２８ｂが深く形成されるため、消費者は比較的重い内容物入りの耐熱容器であっても確実に指を入れることができるので把持しやすい。

（耐熱容器の成形方法）
本発明の一実施の形態にかかる耐熱容器１０の成形方法について、図６〜図９を用いて説明する。

本発明の一実施の形態にかかる耐熱容器１０の製造方法は、図６に示すように、プリフォーム４０を該耐熱容器１０よりも大きな１次ブロー成形品４２にブロー成形する１次ブロー成形工程と、１次ブロー成形品４２を熱処理して収縮させる熱処理工程と、収縮した１次ブロー成形品（以下、中間容器という）４４を最終ブロー型内で再度ブロー成形する最終ブロー成形工程と、を有する。

（プリフォーム成形工程）
まず、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂を射出成形してプリフォーム４０を得る。プリフォーム４０は、耐熱容器１０と同じ形状のネック部１２と、該ネック部１２に接続する円筒状の胴部と、該胴部を閉塞する底部と、を有する。図６に示されるプリフォーム４０は、プリフォーム４０の胴部の外形を示す。

（１次ブロー成形工程）
次に、プリフォーム４０を図示せぬ赤外線ヒータなどの加熱装置によって延伸適温（例えば、１００〜１２０℃）に加熱した後、図示せぬ割型の１次ブロー型及び１次底型内に配置する。１次ブロー型は、最終成形品である耐熱容器１０よりも大きなキャビティを有している。１次ブロー型内に配置されたプリフォーム４０を、周知の方法例えば、図示せぬ延伸ロッドによりプリフォーム４０の縦軸方向に延伸し、高圧エアにより周方向にブローして、薄肉の１次ブロー成形品４２が二軸延伸ブロー成形される。１次ブロー成形品４２は、耐熱容器１０のネック部１２の中心軸Ｏを通る短軸Ｓ及び長軸Ｌよりも大きな直径の円筒状の胴部を有する。なお、図６に示される１次ブロー成形品４２は、１次ブロー成形品４２の胴部の外形を示す。１次ブロー成形品４２内の高圧エアを脱気すると共に、１次ブロー型を型開きして、１次ブロー成形品４２を取り出す。

（熱処理工程）
次に、１次ブロー成形品４２を、１次ブロー型及び１次底型と同じキャビティ形状を有した熱処理型及び熱処理底型内に配置し、型締めする。１次ブロー成形品４２内に高圧エアを導入し、熱処理型のキャビティ面に１次ブロー成形品４２を確実に接触させる。このときの高圧エアは、１次ブロー成形品４２の熱収縮に抗して熱処理型に１次ブロー成形品４２を接触維持させる程度の圧力で有り、例えば０．５ＭＰａ〜２．５ＭＰａである。熱処理型は、１次ブロー成形品４２の結晶化が促進する温度（例えば、１５０〜２２０℃）に加熱されている。所定時間例えば、２〜１０秒程度熱処理をした後、１次ブロー成形品４２内の高圧エアを脱気すると共に、熱処理型を型開きすると、１次ブロー成形品４２は急激に収縮して中間容器４４になる。この収縮は、１次ブロー成形品４２の胴部に、二軸延伸ブロー成形された際に配向の不十分な箇所が歪部分として残っており、熱処理型から受けた熱によって歪部分が収縮変形するためである。そして、この収縮変形することによって、歪部分がなくなりもしくは減少するが、高度に配向された部分は維持されるものと推測される。また、１次ブロー成形品４２は、熱処理型による加熱によって結晶化が進行する。このため、収縮後の1次ブロー成形品４２、つまり中間容器４４及び耐熱容器１０の胴部の樹脂は、密度が高くなる。中間容器４４は、最終成形品である耐熱容器１０の少なくとも長軸Ｌよりも小さな外形を有する。中間容器４４の外形が長軸Ｌよりも大きいと、図７〜９に示す最終ブロー型５０ａ，５０ｂを型締めする際に中間容器４４を挟み込んでしまうためである。また、中間容器４４を、最終ブロー成形工程へ移動する途中で、中間容器４４の側方に配置した複数の赤外線ヒータによって加熱して、二次熱処理工程を実施してもよい。二次熱処理工程は、中間容器４４の結晶化を促進する程度の温度であって、中間容器４４がさらに収縮しない程度の温度に加熱することが好ましい。

（最終ブロー成形工程）
最後に、図７〜図９に示すように、中間容器４４を最終ブロー型５０ａ，５０ｂ及び図示せぬ最終底型内に配置して、中間容器４４内に再度高圧エアを導入し、耐熱容器１０を得る。

図７に示すように、最終ブロー型５０ａ、５０ｂは、耐熱容器１０の長軸Ｌをパーティング面とした１対の割型であり、最終ブロー型５０ａは耐熱容器１０の右半分を形成するブローキャビティ５２ａを有し、最終ブロー型５０ｂは耐熱容器１０の左半分を形成するブローキャビティ５２ｂを有している。最終ブロー型５０ａ、５０ｂは、図示せぬ型締め駆動装置に取り付けられた型締板６０ａ，６０ｂに固定されている。型締板６０ａ，６０ｂには押圧装置５５ａ，５５ｂが設けられている。押圧装置５５ａ，５５ｂは、型締板６０ａ，６０ｂ内に配置されたシリンダ５６ａ，５６ｂと、シリンダ５６ａ，５６ｂ内を摺動して耐熱容器の短軸Ｓと並行に進退するピストン５８ａ，５８ｂと、ピストン５８ａ，５８ｂからブローキャビティ５２ａ，５２ｂに向かって延びるピストンロッド５９ａ，５９ｂと、ピストンロッド５９ａ，５９ｂの先端に固定された押圧部材５４ａ，５４ｂと、を有する。押圧部材５４ａ，５４ｂは、型開き状態において後退し、その先端は、ブローキャビティ５２ａ，５２ｂとほぼ同じ面であってほとんど突出せずに配置されている。

図８に示すように、型締板６０ａ，６０ｂを移動させて、最終ブロー型５０ａ、５０ｂを型締めすると、その最終ブロー型５０ａ、５０ｂの型閉じ移動中に、収縮した１次ブロー成形品４２すなわち中間容器４４の胴部を最終ブロー型５０ａ、５０ｂで押しながら変形させる。このように最終ブロー型５０ａ、５０ｂで中間容器４４の胴部を変形させることで、中間容器４４は耐熱容器１０の長軸Ｌ方向に広がるように押しつぶされ、耐熱容器１０の形状に近づくことができる。したがって、従来のようにプリフォームから直接横断面長方形の胴部を有する容器をブロー成形した場合に比べて、耐熱容器１０の短辺、つまり耐熱容器１０のラベル部２４及び把持部２６の肉厚が厚くなり、肉厚分布が良好となる。

さらに、図９に示すように、最終ブロー型５０ａ、５０ｂで押すことで変形した中間容器４４の胴部を、ブロー成形中に、一対の押圧部材５４ａ，５４ｂを互いに近接する方向に例えば２０ｍｍ程度移動して第１の凹部２８ａと第２の凹部２８ｂを成形する。より詳細には、最終ブロー型５０ａ、５０ｂ内の中間容器４４内に２次ブローエアよりも低圧の１次ブローエアを導入し、耐熱容器１０のおおよその形状に膨らませた状態で、ピストン５８ａ，５８ｂを駆動して、押圧部材５４ａ，５４ｂを互いに近接する方向に移動させる。押圧部材５４ａ，５４ｂが所定位置まで移動した後、高圧の２次ブローエアを導入して、耐熱容器１０を成形する。中間容器４４は熱処理工程及び二次熱処理工程において加熱されているので、従来のようにプリフォームから直接容器にブロー成形する場合に比べて、最終ブロー成形工程の成形が容易である。

こうして得られた本発明の一実施の形態にかかる耐熱容器１０は、従来の1回ブロー成形の耐熱容器に比べて１次ブロー成形品４２で大きく配向され、さらに熱処理工程によって結晶化が進行することによって耐熱性を大きく向上させることができる。なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の実施の形態に変更可能である。例えば、上記説明においては、１次ブロー型と熱処理型とを別々の金型を用いたが、１次ブロー型を内蔵ヒータによって加熱しておくことで、１次ブロー型で熱処理工程を行なってもよい。その場合、１次ブロー型とは別に設けられた熱処理型は必ずしも必要ではない。

１０ 耐熱容器
１２ ネック部
１４ 底部
１６ 肩部
１８ 胴部
２０ ヒール部
２２ａ，２２ｂ 容器側壁
２３ａ，２３ｂ 縦リブ
２４ ラベル部
２６ 把持部
２８ａ 第１の凹部
２８ｂ 第２の凹部
４０ プリフォーム
４２ １次ブロー成形品
４４ 中間容器
５０ａ，５０ｂ 最終ブロー型
５４ａ，５４ｂ 押圧部材
２８０ａ 第１の凹部の底部
２８０ｂ 第２の凹部の底部
２８４ａ、２８４ｂ 容器内側面
Ｏ 中心軸
Ｌ 長軸
Ｓ 短軸

Claims (3)

1. 合成樹脂製の容器の胴部に、容器内側に陥没して形成された対向する第１の凹部及び第２の凹部と、該第１の凹部と第２の凹部との間を連結する把持部と、を有する合成樹脂製の耐熱容器であって、
   前記第１の凹部及び前記第２の凹部は、
   容器内側へ向かって傾斜して形成された環状の側壁部と、
   前記側壁部の容器内側の端部に形成された底部と、
   を有し、
   前記容器に充填された高温内容物が冷却されて前記容器の内部が減圧された際に、前記第１の凹部の底部の容器内側面は、前記第２の凹部の底部の容器内側面に接触することを特徴とする耐熱容器。
2. 請求項１に記載の耐熱容器に内容物が充填され、前記第１の凹部の底部の容器内側面と、前記第２の凹部の底部の容器内側面とが接触していることを特徴とする内容物入りの耐熱容器。
3. 合成樹脂製の容器の胴部に、該胴部の容器内側に陥没して形成された対向する第１の凹部及び第２の凹部と、該第１の凹部と第２の凹部との間を連結する把持部と、を有する耐熱容器の製造方法であって、
   プリフォームを該耐熱容器よりも大きな１次ブロー成形品にブロー成形する１次ブロー成形工程と、
   前記１次ブロー成形品を熱処理して収縮させる熱処理工程と、
   収縮した１次ブロー成形品を最終ブロー型内で再度ブロー成形する最終ブロー成形工程と、
   を有し、
   前記最終ブロー成形工程は、
   前記最終ブロー型の型閉じ移動中に、前記収縮した１次ブロー成形品の胴部を前記最終ブロー型で押しながら変形させ、
   変形した前記収縮した１次ブロー成形品の胴部を、ブロー成形中に、一対の押圧部材を互いに近接する方向に移動して前記第１の凹部と前記第２の凹部を成形することを特徴とする耐熱容器の製造方法。

Images