JP2013538760A - プラスチックボトルの底部構造 - Google Patents

Abstract

本発明は、プラスチックボトルの底部、特に加圧された飲料用のプラスチックボトルの底部に関する。底部は、好ましくはボトルの側壁（２）と一体化した環状ヒール部（６）と、ヒール部（６）に包囲され、かつヒール部（６）と一体化した凹部（７）とを有する。凹部（７）は、星形に配置され剛性を増強する補強要素を有する。補強要素は、凹部（７）の凸領域（９）により形成される。凹部（７）と凸領域（９）とは、実質的に同じ壁厚を有する。

Description

本発明は、プラスチックボトルの底部、特に加圧された飲料用のプラスチックボトルの底部に関する。底部は、好ましくはボトルの側壁と一体化した環状ヒール部と、ヒール部に包囲され、かつヒール部と一体化した凹部とを有する。凹部は、星形に配置され剛性を増強する補強要素を有する。

本発明はさらに、加圧された飲料用のプラスチックボトルに関する。このプラスチックボトルは、好ましくはボトルの側壁と一体化した環状ヒール部を有する底部を含む。

上記種類の底部は、たとえば、ＤＥ−ＯＳ１８０１３６８に記載されている。
プラスチックボトルは、特定の設計条件を満たす場合に限り、加圧された飲料等の収納および貯蔵に適する。この目的でプラスチックボトルを使用するときに生じる主な問題の１つは、ボトルの底部中央部分が底部の周縁から外側へ歪むまたは膨らむ傾向があるため、ボトルの位置安定性を損なうことである。ボトルの底部を、シャンパンボトル型の底部または花弁状の底部のように設計することが知られている。シャンパンボトル型の底部が内側へ湾曲しているため、外側へ歪むことなく、特定の内部圧力に耐えることができる。このようなシャンパンボトル型の底部はガラス瓶において特に一般的である。加圧された飲料用のプラスチックボトルの適合性は、決定的に底部の壁厚に依存する。底部の壁が薄過ぎると、ボトル構造に柔軟性があり過ぎるとなり、ボトル底部の過剰な膨らみを防ぐことができなくなる。底部の壁が厚過ぎると、材料消費、製造コストおよびボトルの重さが大きくなり過ぎる。従来型のシャンパンボトル型の底部は、飲料の特定のＣＯ_２濃度的観点から、もはや経済的に使用することができない。花弁状の底部は側壁上に延在するくびれを含み、それらのくびれの間に、湾曲した花弁状の領域が形成されている。花弁状の底部は、底部の壁が比較的薄くても高内部圧力に耐えられるため、特にプラスチックボトルにおいて非常に一般的である。位置安定性が弱く、特に静的安定限界角が小さいという欠点があるため、このようなボトルの転倒危険性がシャンパン底部を有する同等のボトルよりも大きくなる。ボトルの外観も、側壁上に延在する花弁状の領域により損なわれる。

プラスチックボトルで使用するために、シャンパン底部の強度または剛性を向上させる、さまざまな試みがなされている。たとえば、ＤＥ−ＯＳ１８０１３６８は、ボトルの凹み底部に、補強リブを星形に配置することを提案している。しかしながら、補強リブを形成する材料が底部に加えられるため、結果的に過剰な材料が消費され、よってボトルの重さが大きくなる。また、このようなボトル底部の製造は普通のシャンパンボトル底部の製造よりもはるかに複雑である。

本発明の目的は、プラスチックボトルの底部を改良し、軽量かつ材料消費の面で経済的でありながら、高圧飲料の貯蔵に適するプラスチックボトルを提供することにある。製造が、簡単に、安価で、かつ短周期で自動化されて行われる。さらに、ボトルが魅力的で高品質な外観を有する。特に、ボトルの底部がボトルの設計に制限を課すことはない。

この目的は、冒頭で述べた種類の底部により実質的に達成される。この底部において、補強要素が凹部の凸領域により形成され、凹部と凸領域とが実質的に均一の壁厚を有する。この底部がシャンパンボトル型の底部の形状に基づき、底部の凹部が本発明が提案した要素により補強されるため、普通のシャンパンボトル型の底部に比べて材料の消費が増加しないまたはわずかしか増加しない。本発明により提供された補強要素は、底部における凹部の凸領域から形成されているだけであるため、材料の厚みが増加することはない。驚くべきことに、そのような補強部分が非常に薄い底部壁の場合でも非常に頑丈な構造をもたらし、非常に高い瓶内圧でも底部において外側への歪みが起きないことは分かった。

このような底部であるため、プラスチックボトルは従来確立された方法を用いて簡単に製造され得る。特に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から作られるボトルは、好ましくはＰＥＴ予成形品と呼ばれる射出成形の予成形品から製造される。ＰＥＴ予成形品からＰＥＴボトルを製造するプロセスは、以下のステップを含む。まず、予成形品を加熱する。すなわち、温度プロファイルが、所望の壁厚分布に応じて、予成形品に適用される。たとえば、赤外線輻射加熱器を使用してもよい。その後、予成形品を３つの部分からなる金型に固定し、予成形品の中にマンドレルを挿入し、予成形品を最終のボトル長さに伸ばす。このようにして得られた円筒状予成形品に、圧縮空気を吹込み、最終形状に形成する。その後、金型を冷却して、ボトルをガラス転移温度より低い温度に下げる。最後に、金型を開き、完成品のボトルが排出される。

本発明に係る底部を得るために、底部領域に合わせて金型を調整する必要があるが、基本的なプロセスは同じままであり、追加の処理ステップが必要としない。上記製造プロセスを用いて、凸領域を含め、凹部を実質的に均一の壁厚になるように簡単に製造することができる。「実質的に」という用語は、製造プロセスによって、壁厚がわずかに変化してもよいということを意味する。たとえば、金型に予成型品を押込むときに、隣接する領域に比べて材料が凸領域でより多く伸ばされ、これらの領域において底部が少し薄くてもよい。

好ましくは、凸領域が縦長形状を有する。すなわち、凸領域の径方向伸びが周方向伸びより大きい。よって、底部が特に安定する。

本発明の好ましい展開例によれば、凸領域は、周方向で互いに離間している。凸部は、特に周方向に均等に配置される。ボトルの直径に応じて、このような領域としては、領域３，４，５，７，８，９，１０，１１または１２が考えられる。

底部の凹部を補強することに加えて、凸領域はまたボトルの接触領域としての役割を果たしている。この目的のために、凸領域を、接触領域に平行するまたは接触領域を形成する部分を含むように設計することが好ましい。接触領域に平行する部分は、たとえば接触領域から突出した隆起などを含んでもよい。

上述の突出補強領域の部分により形成された接触領域の代わりにまたはそれに加えて、ボトルを底部のヒール部により通常通りに置くことも可能である。この場合、底部の環状ヒール部は底部の接触領域を含む。このようにして、シャンパンボトル型の底部を有する従来のボトルと同様に、ボトルの底部は、底部のヒール部に沿って床面に接触する。よって、たとえばシャンパンボトル型のようなボトルに対して審美的要求および高品質のボトル設計を考案することができるようになり、側壁を自由な設計で底部まで延在させることができ、補強要素などが見えなくなる。

好ましい展開例によれば、凸領域が、横方向および内側径方向に沿って、接触領域に平行するまたは接触領域を形成する部分に隣接する湾曲部を含むと、良い補強特性を得ることができる。

凸領域を、中央凹領域を包囲するようにすれば、底部の安定性がさらに改善され得る。
底部を、特にヒール部の隣りにまたは凸領域とヒール部との間に、少なくとも１つの環状溝を有するようにすれば、底部の安定性がさらに好ましく改善され得る。

底部を、凸領域と中央凹領域との間に、少なくとも１つの環状溝を有するようにすれば、底部の安定性がさらに好ましく改善され得る。

底部を、凸領域と中央凹領域との間に、環状溝を有するようにすれば、底部の安定性がさらに好ましく改善され得る。

好ましくは、凸領域が、ヒール部と中央凹領域との間の径方向間隔に実質的に対応する径方向伸びを有する。よって、最大の補強が得られる。

上述したように、本発明に係る底部は、主に飲料のＣＯ_２含量に依存する高内圧に適する。１つの有利な展開例では、底部は、２０℃の温度で最大５ｇ／ＬのＣＯ_２濃度の瓶内圧に耐えるように設計される。

高コスト効率および軽量であって、少ない材料を必要とする設計を得るために、ボトルの壁を薄くすることは重要である。しかし、安定性上の理由で壁厚を無制限に減らすことができない。この点に関する好ましい実施形態では、環状ヒール部および／または凹部は、１．９５ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍの平均壁厚を有し、凹部は、いずれの箇所においても１．９５ｍｍ、好ましくは１．５ｍｍ、好ましくは１ｍｍの壁厚を越えない。

プラスチックボトルを示す側面図である。 ボトルの底面図である。 図２のＩＩＩ-ＩＩＩ線に沿った断面図である。

以下の図面において線図により示された実施形態を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。

図１は、プラスチックボトル、特に側壁２と、側壁２と一体化した底部３とを含むペットボトル１を示している。ボトルネック４が図面に示されない雄ねじを有し、ねじ蓋５がボトルネック４にねじ込まれる。

図２は、底部３の底面図である。底部３は環状ヒール部６を含む。ボトルは、環状ヒール部６を介して支持面と接触する。ヒール部６と凹部７との間には、環状溝８が設けられている。凹部７は、外側へ突出するドーム状、すなわち、凸状の領域９を含む。凸領域９の各々は、接触領域に平行する部分１０と、接触領域に平行するように形成された部分１０に横方向で隣接する湾曲部１１と、接触領域に平行するように形成された部分１０に径方向で隣接する湾曲部１２とを含む。別の環状溝１４が、凸領域９と中央凹領域１３との間に設けられている。

図３の断面図は、凸領域９の各々の湾曲、および底部３の壁厚または材料厚さが全体に亘って実質的に同様であることをよく示している。

本発明のさまざまな実施形態を実施するために、上記説明において開示された本発明の特徴、特許請求の範囲および図面は、個別で関連してもよく、組合わせで関連してもよい。

Claims (16)

1. プラスチックボトルの底部、特に加圧された飲料用のプラスチックボトルの底部であって、
   好ましくはボトルの側壁（２）と一体化した環状ヒール部（６）と、
   ヒール部（６）に包囲され、かつヒール部（６）と一体化した凹部（７）とを有し、
   凹部（７）は、星形に配置され剛性を増強する補強要素を有し、
   補強要素は、凹部（７）の凸領域（９）により形成され、
   凹部（７）と凸領域（９）とは、実質的に同じ壁厚を有することを特徴とする、プラスチックボトルの底部。
2. 凸領域（９）は、互いに離間して周方向に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の底部。
3. 凸領域（９）は、接触領域に平行するまたは接触領域を形成する部分（１０）を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の底部。
4. 環状ヒール部（６）は、底部の接触領域を含むことを特徴とする、請求項１、２または３に記載の底部。
5. 凸領域（９）は、横方向および内側径方向に沿って、接触領域に平行するまたは接触領域を形成する部分（１０）にそれぞれ隣接する湾曲部（１１、１２）を含むことを特徴とする、請求項３または４に記載の底部。
6. 凸領域（９）は、中央凹領域（１３）を包囲することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の底部。
7. 底部は、特にヒール部（６）の隣りにまたは凸領域とヒール部（６）との間に、少なくとも１つの環状溝（８）を有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の底部。
8. 底部は、凸領域（９）と中央凹領域（１３）との間に、少なくとも１つの環状溝（１４）を有することを特徴とする、請求項６または７に記載の底部。
9. 凸領域（９）は、ヒール部（６）と中央凹領域（１３）との間の径方向間隔に実質的に対応する径方向伸びを有することを特徴とする、請求項６、７または８に記載の底部。
10. 凸領域（９）は縦長形状を有し、径方向伸びは周方向伸びより長いことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の底部。
11. 環状ヒール部（６）および／または凹部（７）は、１．９５ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍ以下の平均壁厚を有し、特にいずれの箇所においても１．９５ｍｍ、好ましくは１．５ｍｍ、好ましくは１ｍｍの壁厚を越えないことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の底部。
12. 底部は、２０℃の温度で最大５ｇ／ＬのＣＯ_２濃度の瓶内圧に耐えるように設計されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の底部。
13. 環状ヒール部（６）および／または凹部（７）は、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）を含むまたはポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）からなることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の底部。
14. 加圧された飲料用のプラスチックボトルであって、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の底部を有し、その環状ヒール部（６）が好ましくはボトルの側壁（２）と一体化している、加圧された飲料用のプラスチックボトル。
15. プラスチックボトルおよび底部は、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）を含むまたはポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）からなることを特徴とする、請求項１４に記載のプラスチックボトル。
16. プラスチックボトルは、射出成形の予成形品を金型に対して吹込むことにより、射出成形の予成形品から作られることを特徴とする、請求項１４または１５に記載のプラスチックボトル。

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