JP2015129023A - ポリマー容器用圧力補償基部 - Google Patents

Abstract

【課題】より向上した圧力補償基部を備えるポリマー容器を提供すること。
【解決手段】本発明は、チャンバを画定し、かつ一端において前記チャンバへの開口（６）を有する側壁（１）と、側壁から延びて、かつ第２端部を閉鎖する基部とを有するプラスチック容器（１）を提供する。基部は、支持構造を画定する外周部分と、支持構造から半径方向内側に離間され、容器の軸線に直交する平面と約８０°超の角度を形成する軸線方向内方に延びる周壁（２９）と、周壁の端部を閉鎖する屈曲圧力補償パネル（２８，１２８）とを有する。屈曲パネルは、容器の容積を変化させるように、容器の軸線に沿って可動である。
【選択図】 図１９

Description

本発明は、ホットフィル、殺菌（ｐａｓｔｅｕｒｉｚａｔｉｏｎ）およびレトルト用途において用いられるポリマー容器用の圧力補償基部（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ ｂａｓｅｓ）に関する。

ポリマー容器を形成するためのブロー成形法は当業において周知である。ブロー成形ポリマー容器は、炭酸清涼飲料、ならびにピーナッツバターおよびマヨネーズなどの低温充填食品のような多くの食品貯蔵用途において金属およびガラス容器の代わりとなっている。しかしながら、ポリエチレンテレフタレート（「ＰＥＴ」）容器のような特定の従来技術の容器は、容器が有意な収縮および変形を受けて容器を使用不能にするような９７°Ｃ（２０７°Ｆ）を上回る温度に容器が充填または加熱される場合の製品の貯蔵および加工の用途における金属およびガラス容器の代わりにはなっていない。

ガラスの代替へのさらなる進出は、低温殺菌、高温殺菌、およびレトルトのような食品加工用途において所望されている。低温殺菌としては、ビールおよび茶のような液体製品の殺菌が挙げられる。高温殺菌プロセスは、より遅い伝熱率を有し、１００°Ｃを超える温度を必要とするピクルスのような固体食品向けのものである。レトルトプロセスは、低酸製品を低温殺菌するためのものであり、１００°Ｃ〜１３０°Ｃの温度と、水を液体状態に維持するのに十分な圧力とを必要とする。

非常に多くの食品貯蔵用途において、ポリマー容器は高温の液体または固体物質で充填され、該容器は蓋をされ、次いで冷まされる。容器内部の体積変化を補償するためには、ドーム、胴部および底パネルを含む容器の側壁上の様々な位置に圧力補償フィーチャを提供することが知られている。圧力補償フィーチャは、圧力変化に応答して、必要に応じて体積を減少または増大させるように動く。特許文献１〜６は、底パネルの他の部分と比較した場合に軸線方向に最も内側の地点まで延びる中心に配置された略逆円錐形の上げ底部分（ｐｕｓｈ−ｕｐ ｓｅｃｔｉｏｎ）を有する、容器の底パネル上の体積補償フィーチャを開示している。前記上げ底部分は略Ｓ字型パネルによって起立リングに接続されている。Ｓ字型パネルは容器内の負圧を補償するために反転する。特許文献２は、Ｓ字型パネル上における複数の軸線方向に離間された周方向に延びる溝であって、壁の全厚を通って延在し、かつ該溝の反対側においてリブを形成する溝、または複数の周方向および軸線方向に離間されたくぼみをさらに開示している。前記底パネルは、前記容器の軸線を中心として対称的に配置されている。

特許文献７〜９は、静圧下では、底パネルは凸状である、すなわち軸線方向外方に延在し、容器内が特定の圧力に達すると、底パネルが凹状形態に飛び移る、すなわち軸線方向内方に延在する、ポリマー容器用の圧力補償基部を開示している。

特許文献１０は、ブロー成形容器を製造する方法および装置を開示している。２つの側型（ｓｉｄｅ ｍｏｌｄ）および基部型（ｂａｓｅ ｍｏｌｄ）を有する型アセンブリ内にパリソンが載せられる。前記パリソンを型アセンブリの表面と接触させて膨張させ、可動領域を有する底壁を備えた容器を形成する。前記可動領域は、支持面に対して下方に凸状であり、中心に配置されたくぼみを有する。前記膨張工程が完了した後、容器の軸線に沿って往復並進運動するように前記基部型内に装備されたロッドは、ロッド端部が前記可動領域のくぼみと係合して、前記可動領域を、支持面に対して容器の内部へと軸線方向内方に再配置するように、軸線方向内方に移動される。

特許文献１１は、圧力補償のための逆転可能な基部を有するプラスチック容器を開示している。圧力パネルは、容器に深く入り込んでおり（ｄｅｅｐｌｙ ｓｅｔ ｉｎｔｏ）、容器の内部容積を縮小し、かつホットフィルプロセスの間に生み出される真空力を補償するために、外側傾斜位置と、内側傾斜位置との間で可動である。前記圧力パネルは、容器の長手方向軸線に平行またはほぼ平行である内壁によって起立リングに接続されている。外側傾斜位置と内側傾斜位置との間の圧力パネルの移動を容易にするために、前記圧力パネルは、内壁と圧力パネルとの間に位置するヒンジ構造を備えることができる。前記圧力パネルはイニシエータ部分およびコントロール部分を有し得る。前記コントロール部分は、イニシエータ部分よりも、直立平面に対して、より急勾配の角度を有する。特許文献１１は、より小さな角度の傾斜およびより大きな角度の傾斜の領域を形成するように、溝付き領域（ｆｌｕｔｅｄ ｒｅｇｉｏｎｓ）に分割された圧力パネルをさらに開示している。

本発明のこれらおよび他の態様ならびに特質について、以下の図面および添付する明細書を参照して検討する。

米国特許出願公開第２００９／０２０２７６６号明細書 米国特許出願公開第２００９／０１５９５５６号明細書 米国特許第７，４５１，８８６号明細書 米国特許第７，１５０，３７２号明細書 米国特許第６，９４２，１１６号明細書 米国特許第６，５９５，３８０号明細書 米国特許第６，９８３，８５８号明細書 米国特許第６，８５７，５３１号明細書 米国特許第５，２３４，１２６号明細書 米国特許出願公開第２００６／０２３１９８５号明細書 米国特許出願公開第第２００８／００４７９６４号明細書

本発明の目的は、上記したポリマー容器用の圧力補償基部をより向上させたポリマー容器用の圧力補償基部を提供することにある。

本発明は、チャンバを画定し、かつ、一端において前記チャンバへの開口を有する側壁を有するプラスチック容器を提供する。前記側壁からは基部が延び、該基部は第２端部を閉鎖する。前記基部は、支持構造を画定する外周部分と、前記支持構造から半径方向内側に離間された軸線方向内方に延びる周壁とを有する。前記周壁は、前記容器の軸線に直交する平面と約８０°超の角度を形成する。前記基部はまた、前記周壁の端部を閉鎖する屈曲パネルを有する。前記屈曲パネルは、容器の容積を変化させるために、該パネルの中央部分が周壁の頂部より下方に位置する第１位置から前記中央部分が周壁の頂部より上方に位置する第２位置へ、前記容器の軸線に沿って可動である。前記屈曲パネルは、該パネル上に複数の周方向に離間された半径方向溝を有する。

瓶型容器の斜視図。 瓶型容器のための型穴上に載せられた予備成形物を示す側面図。 概して丸底の圧力緩和部分を有するヒンジ型基部の実施形態を示す下面図。 図３のヒンジ型基部の側断面図。 概して丸底の圧力緩和部分を有するヒンジ型基部の別の実施形態を示す下面図。 図５のヒンジ型基部の側断面図。 概して丸底の圧力緩和部分を有するヒンジ型基部の別の実施形態を示す下面図。 図７のヒンジ型基部の側断面図。 概して丸底の圧力緩和部分を有するヒンジ型基部の別の実施形態を示す下面図。 図９のヒンジ型基部の側断面図。 略正方形の圧力緩和部分を有するヒンジ型基部の実施形態を示す下面図。 図１１のヒンジ型基部の側断面図。 略正方形の圧力緩和部分を有するヒンジ型基部の別の実施形態を示す下面図。 図１３のヒンジ型基部の側断面図。 ８つの半径方向ヒンジと、２つの周方向ヒンジとを有する円形圧力緩和部分を有するヒンジ型基部を示す下面図。 図１５のヒンジ型基部の側断面図。 真空下の圧力条件下における線ａ−ａに沿って得られた図５の容器上のヒンジ基部の側面図。 静圧下の圧力条件下における線ａ−ａに沿って得られた図５の容器上のヒンジ基部の側面図。 陽圧下の圧力条件下における線ａ−ａに沿って得られた図５の容器上のヒンジ基部の側面図。 伸張ロッドがブロー型に部分的に挿入された状態にあるブローステーション（ｂｌｏｗ ｓｔａｔｉｏｎ）の断面における側面図。 ブロー型に完全に挿入されて、中間容器を過伸帳状態に引き伸ばしている伸張ロッドを有するブローステーションの断面における側面図。 伸張ロッドおよびプッシュアップ部材による底部容器の形成を示すブローテーションの断面における側面図。 後退位置にあるツーピースのプッシュアップ部材を備えた、開放状態にあるブロー型を有するブローステーションの断面における側面図。 ブロー型は閉鎖位置へ移動し、プッシュアップの第１部分は成形位置にあり、第２部分は後退位置にある状態のブローステーションの断面における側面図。 ブロー型は閉鎖位置にあり、プッシュアップの第１部分および第２部分は成形位置にある状態のブローステーションの断面における側面図。 プッシュアップの第１部分および第２部分が型穴に挿入された状態にある、開放位置に移るブロー型の側面図。 プッシュアップの第１部分は型穴に挿入されており、第２部分は後退位置にある状態の、開放位置にあるブロー型の側面図。 プッシュアップの第１部分および第２部分が後退位置にある状態で、開放位置に移動しているブロー型の側面図。 漸進型または波型の緩和速度を有する容器の基部の側断面図。 漸進型または波型の緩和速度を有する容器の基部の側断面図。 漸進型または波型の緩和速度を有する容器の基部の側断面図。 漸進型または波型の緩和速度を有する容器の基部の側断面図。 漸進型または波型の緩和速度を有する容器の基部の側断面図。 漸進型または波型の緩和速度を有する容器の基部の側断面図。 略正方形起立リング内に略円形圧力緩和部分を備えた波形または漸進的基部の下面図。 図３５の基部の側断面図。 略正方形起立リング内に略正方形圧力緩和部分を備えた波形または漸進的基部の下面図。 図３７の基部の側断面図。 基部が完全に反転された状態の真空下の圧力条件下における容器上の代表的な波形基部の側面図。 基部が部分的に反転された状態の真空下の圧力条件下における容器上の代表的な波形基部の側面図。 静圧条件下の圧力条件下における容器上の代表的な波形基部の側面図。 陽圧下の圧力条件下における容器上の代表的な波形基部の側面図。 容器が沸騰水で充填されて蓋をされた場合の、図５および図１７〜図１９に示した圧力補償パネルを有する容器の撓み曲線のプロットであって、Ｙ軸上にミリメートル（ｍｍ）でプロットされた静止位置から測定された圧力パネルの撓みの距離と、Ｘ軸上にヘクトパスカル（ｈＰａ）でプロットされた容器の内部圧力の量とを有するプロットを示す図。

本発明は多くの異なる形で具体化可能であるが、本開示は本発明の原理の例示と見なされるべきであり、本発明を例示する特定の実施形態に限定することは意図されていないという了解のもと、本発明の特定の実施形態が図面に示され、本願において詳細に記載される。

本発明は、依然として容器に高い透明性を与えるとともに、改善された熱的性質を有する、ポリマー容器用の、より好ましくは結晶性ポリマー容器用の圧力補償基部を提供する。適当な結晶性ポリマーとしては、例えば、ポリ（エチレンテレフタレート）のホモポリマーおよびフタル酸系コポリマー（ｐｈｔｈａｌｉｃ ｂａｓｅｄ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）（「ＰＥＴ」）、ポリオレフィン、ポリプロピレンおよびポリエチレンが挙げられる。適当なポリオレフィンとしては、オレフィンのホモポリマー、およびオレフィン、エーテル、エステル、アミドのコモノマーおよび当業者に周知の他のコモノマーとオレフィンのコポリマーが挙げられる。適当なポリエチレンとしては、エチレンのホモポリマーおよびコポリマーが挙げられ、また高密度、中密度および低密度ポリエチレンも挙げられる。

本発明の好ましい形態において、前記容器は、０．７２〜約０．８６の固有粘度を有するＰＥＴ樹脂から製造される。適当なＰＥＴ樹脂としては、イーストマン ケミカル カンパニー（Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）によって販売されているＰＡＲＡＳＴＡＲ樹脂、ウェルマン インコーポレイテッド（Ｗｅｌｌｍａｎ， Ｉｎｃ．）によって販売されているＰＥＴ樹脂、およびＭ＆Ｇポリマーズ（Ｍ＆Ｇ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）によって販売されているＣＬＥＡＲ ＴＵＦ樹脂を含むボトルグレードのＰＥＴ樹脂が挙げられる。本発明の結晶性ポリマー容器は、本発明から逸脱することなく、任意の幾何学的配置、形状または大きさを有することができ、円形、楕円形、多角形、不規則形である容器を含むことができる。適当な容器は、瓶型、缶型、カラフ、広口、および当業者に既知の他の型の容器であり得る。前記容器の適当なフィーチャとしては、圧力吸収フィーチャ、グリップ増強フィーチャ、肩部、バンパー、仕上げ、チャイム（ｃｈｉｍｅｓ）、起立リング、首部分、および当業者に公知の他のものが挙げられる。

図１は、略円筒状側壁２と、圧力補償底部４と、フランジ部分８によって囲まれた開放上部（ｏｐｅｎ ｔｏｐ）６とを有する缶１の形態にある本発明の１つの容器を示している。図２は、円錐頂部１４、フィニッシュ部分１６、肩部分１８、第１バンパー部分２０、側壁または胴部分２２、底部分２４、および第２バンパー部分２６を有する瓶型容器を形成するための型穴１０および予備成形物１２を示している。圧力補償底部４は、支持構造を形成し、かつ第１外径３を有する起立リング２７を有する（図３）。軸線方向内方に延びる直立壁２９は、水平支持線に対して約８０°超の、好ましくは約８０°〜約９０°の角度を形成する。直立壁２９の上端５４に架かっているのは、起立リング第１直径の約７０％〜約９５％、より好ましくは約８０％〜約９５％、最も好ましくは約８５％〜約９３％の第２直径７（図３）を有する圧力補償パネル２８である。本発明の容器は、食品産業および化学工業において一般に用いられ、例えば１１８．３ｍＬ〜３７８５．４ｍＬ（４ｏｚ〜１２８ｏｚ）を収容することができる容積を備える。しかしながら、本発明はこの容積範囲に限定されるものではない。

本発明の好ましい形態において、前記容器は、ブロー型ステーション（ｂｌｏｗ ｍｏｌｄ ｓｔａｔｉｏｎ）を備えた統合プラットホーム（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｐｌａｔｆｏｒｍ）上で形成される。統合プラットホームとは、予備成形物１２がブロー型穴に沿って形成されるという意味である。したがって、非統合プラットホームに必要とされるように、予備成形物を好ましい配向温度に再加熱する必要はない。さらに、非統合プラットホームでは、予備成形物は時間とともに含水量が増大することがあり、これは望ましくない。従って、総合システムの予備成形物は、形成され、冷却され、次いで所望の配向温度に再加熱され、よって多数の熱履歴を有する予備成形物とは異なり、単一の熱履歴を有する。本発明の好ましい形態において、予備成形物は、約３０ｐｐｍ未満の含水量を有する。

図２の本発明の好ましい形態において、単一の熱履歴の予備成形物１２は、ガラス転移温度（「Ｔｇ」）より高い温度、より好ましくは７３°Ｃ〜２５０°Ｃ、より好ましくは１５０°Ｃ〜２４０°Ｃ、好ましくは３０°Ｃ〜２３０°Ｃ、最も好ましくは３０°Ｃ〜２００°Ｃの範囲内、およびそれらの中の任意の範囲または範囲の組み合わせ内の温度を有するブローステーションのブロー型穴１０内に配置される。前記容器は、約２秒〜約２０秒、より好ましくは約２秒〜１５秒、より好ましくは約２秒〜約１２秒、より好ましくは４秒〜１２秒、最も好ましくは、約６秒〜約１２秒にわたって金前記型内に留まる。熱的安定性が高められたＰＥＴ容器を形成する好ましい方法のより詳細な説明について、図２３〜２８図および同時係属中の本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１２／５６４，８４５号を参照して以下に述べる。前記特許文献は参照により余すところなく本願に援用され、本願の一部分をなす。

本発明の好ましい形態において、前記容器は様々な厚さの側壁を有し、より好ましくは、圧力補償パネル２８の厚さは、側壁２（図１），２２（図２）の厚さより薄い。本発明の１つの好ましい形態において、圧力パネル２８の厚さは、側面パネル２，２２の厚さよりも約３０％〜約６０％薄い。基部領域の壁厚は変化し得るが、食品容器用途については、基部領域の壁の厚さは約０．３０５ｍｍ〜約０．４０６ｍｍ（約０．０１２”〜約０．０１６”）である。

本発明の好ましい形態において、圧力補償基部は、圧力下において漸進的に歪むこと（ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｌｙ ｙｉｅｌｄｉｎｇ）ができる。図３〜図１４は、ヒンジによって分割されたパネルをそれぞれ有する圧力補償基部４の様々な実施形態を示している。従って、この種の圧力補償基部は時にヒンジ型基部３０と称される。図２９〜図３２は、漸進的に歪む非対称（ａｓｓｙｍｅｔｒｉｃ）構造を有する圧力補償基部４の様々な実施形態を示している。この種の底部は時に波形基部（ｗａｖｅ ｂａｓｅ）と称され得る。本発明の好ましい形態では、前記ヒンジ型基部および波型基部の双方が圧力差を補償し、その結果、胴部分は、窪み、リブまたは他の圧力補償フィーチャのような圧力補償構造によって中断されない連続面を有する。本発明の別の好ましい形態において、本発明の圧力補償基部４は、容器の他のすべての表面が圧力補償フィーチャを含まないことを可能にする。

本発明の好ましい形態において、ヒンジ型基部３０は、溝３４によって分割された少なくとも２つのパネル３２と、中心に配置された上げ底部分３６とを有する。本発明は、例えば１〜１００本のヒンジを含む任意の数のヒンジを有することを企図する。前記ヒンジは、軸線方向、周方向、または弦に沿って（「弦方向（ｃｈｏｒｄａｌｌｙ）」）、およびこれらの任意の組み合わせを含む任意の方向の線に沿って延在し得る。また、前記溝は基部の軸線方向内方に、基部の軸線方向外方に延在し得る。溝は、好ましい形態では、反対側の壁面を中断することなく、基部の壁の厚さの一部分を通る溝として示されており、２つのパネルがそれに沿って屈曲し得る線を提供する。しかしながら、前記溝はまたパネルの全厚を通って延び、反対面で直立したリブを形成し得ることも考えられる。本発明は、すべての軸線方向内方に延びる溝を有する基部３０、すべての軸線方向外方に延びる溝を備えた側面、または軸線方向内方延びる溝と軸線方向外方に延びる溝の組み合わせを備えた側面を有することを企図する。

図３、図４、図１１、および図１２は、周方向に離間され、かつ半径方向に延びる８本のヒンジ３４と、８つのパネル３２とをそれぞれ有するヒンジ型の丸底容器および角底容器をそれぞれ示している。本発明の好ましい形態において、半径方向ヒンジは、互いからほぼ均等に離間されており、８本のヒンジの場合には、各ヒンジは４０度ずつ隣接するヒンジから離間されている。半径方向に延びるヒンジは、本発明の好ましい形態では、圧力補償パネルの直径を越えては延在せず、より好ましくは、直立壁に接することなく、直立壁に近接して開始し、上げ底部分３６の手前で終了する。前記溝の長さは、起立リング２７の第１直径３の約８５％〜約１００％である。前記溝は、好ましくは約０．７６２ｍｍ〜約２．０３ｍｍ（約０．０３０インチ〜約０．０８０インチ）、より好ましくは約０．８８９ｍｍ〜約１．６５ｍｍ（約０．０３５インチ〜約０．０６５インチ）、最も好ましくは約０．８８９ｍｍ〜約１．１４ｍｍ（０．０３５インチ〜約０．０４５インチ）の幅を有する。前記溝はまた、約１．１４ｍｍ〜約３．０５ｍｍ（約０．０４５インチ〜約０．１２０インチ）、より好ましくは約１．２７ｍｍ〜約２．５４ｍｍ（約０．０５０インチ〜約０．１００インチ）、最も好ましくは約１．４ｍｍ〜約２．０３ｍｍ（約０．０５５インチ〜約０．０８０インチ）の深さを有する。

図５、図６、図１３、および図１４は、周方向に離間され、かつ半径方向に延びる８本のヒンジ３４と、その半径方向に延びるヒンジの各々と該半径方向ヒンジの長さの中間部分に沿って交差する周方向に延びるヒンジ３８との組み合わせをそれぞれ有するヒンジ型の丸底容器および角底容器をそれぞれ示している。周方向ヒンジ３８は同心的に配置されており、起立リングの直径の約４５％〜約７５％の直径を有する。２本以上の周方向ヒンジ３８（図１５および図１６）を含む、互いから半径方向に離間された付加的な周方向ヒンジ３８を提供することが考えられる。同様に、図７〜図１０は類似しているが、８本の代わりに１２本の半径方向ヒンジを備えた構造を示している。

図４、図６、図８、図１０、図１２および図１４は、本発明の１つの好ましい形態において、容器が静圧にある場合、パネル３２は半径方向外側の端から半径方向内側の端へ軸線方向外方にテーパーをなす湾曲外面４０を有する。半径方向内側の端は、上げ底部分３６に近接して終了する。

図１７〜図１９は、容器内の様々な圧力条件下におけるヒンジ型基部を示している。図４３は、図５および図１７〜図１９に示した圧力補償パネルを有する容器について、容器が沸騰水で充填され、蓋をされた場合における撓み曲線のプロットを示しており、静止位置から測定された圧力パネルの撓み（ｄｅｆｔｅｃｔｉｏｎ）の距離はＹ軸上にミリメートル（ｍｍ）でプロットされており、容器の内部圧力の量はＸ軸上にヘクトパスカル（ｈＰａ）でプロットされている。図１７は、容器内の真空圧または負圧を補償するために完全に反転した圧力緩和パネル（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒｅｌｉｅｆ ｐａｎｅｌ）を示している。圧力補償パネルは多数のヒンジおよびパネル３２を有するため、前記パネルは、容器の内部と容器の外部との間の圧力差に応じて、漸進的に歪むか、または同時に歪むことができる。図１７〜図１９は歪み過程における終了点を示している。静圧または陽圧環境にある場合（図１８および図１９）には、パネル５２の中央部分３６は直立周壁２９の頂部５４よりも下方に位置し、真空状態下の場合（図１７）には、中央部分５２は周壁２９の頂部５４よりも上方に位置する。

本発明の好ましい形態において、前記容器が静圧にある場合（図１８）、水平線とパネル３２の底面との間に形成される角度αは、１５°〜４５°、より好ましくは１８°〜約３５°、最も好ましくは約２０°〜約３３°の範囲内にある。さらに、本発明の好ましい形態において、平均曲率半径を表わす線５０の間の角度β（パネル上の最高地点（軸線方向に最も内側の地点）と最下地点（軸線方向に最も外側の地点）との間に描かれた）は、５°〜約３０°、より好ましくは約１０°〜２５°、最も好ましくは約１０°〜約２０°の範囲内にある。

容器が真空（図１７）下にある場合、本発明の好ましい形態では、角度β’は角度βよりも２°〜１５°、より好ましくは２°〜約１０°だけ大きくなる。また、本発明の好ましい形態において、角度β’は、１０°〜約４５°、より好ましくは約１３°〜約３３°、最も好ましくは約１３°〜約２５°の範囲内にある。

容器が陽圧下（図１９）にある場合、角度α’は約２０°〜約５０°、より好ましくは約２３°〜約４５°、最も好ましくは約２５°〜約４０°になる。また、本発明の好ましい形態において、角度β”は、１５°〜約４０°、より好ましくは約１５°〜約３３°、最も好ましくは約１５°〜約３０°の範囲内にある。

容器が静圧下にある場合（図１８）、約６．３５ｃｍ〜約７．６２ｃｍ（約２．５００インチ〜約３．０００インチ）の起立リング２７の直径を有する容器について、支持表面から中心点３６までの距離Ａは、約４．５７ｍｍ〜約９．１４ｍｍ（約０．１８０インチ〜約０．３６０インチ）になる。したがって、起立リングの直径に対する距離Ａの比は、約７：１〜約１７：１になる。

容器が負圧下にある場合（図１７および図４３）、圧力補償パネルは、図４３に示すように撓む。
容器が陽圧下にある場合（図１９）、約６．８ｃｍ（２．６７８インチ）の起立リング直径を有する容器について、距離Ａ”は約１．２７ｍｍ〜約２．７９ｍｍ（約０．０５０インチ〜約０．１１０インチ）になる。したがって、（Ａ−Ａ”）／起立リング直径の比は約２７：１〜約３８：１になる。さらに、Ａ”とＡ’との間の差は、前記パネルの屈曲範囲を画定し、約６．８ｃｍ（２．６７８インチ）の起立リングの直径を有する容器については、起立リング直径に対する屈曲範囲の比が約４：１〜約６：１になるように、前記屈曲範囲は約１．１４ｃｍ〜約１．６３ｃｍ（０．４５０インチ〜約０．６４０インチ）になる。

本発明の１つの好ましい形態において、前記容器はブロー押出プロセス（ｂｌｏｗｎ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）で形成される。その場合、予備成形物がブロー型に挿入され、完成容器の軸線方向寸法よりも大きな軸線方向寸法を有し、かつ容器の上げ底部分を形成する中間容器に吹き込まれる。図２０〜図２２は、前記中間容器の所望形状を有する型穴７４を画定する壁７２を有する１つの好ましいブロー型ステーション７０を示している。プッシュアップ部材または金型インサート７６は、型穴７４の底壁を形成し、型穴（図２０および図２１）の外部の第１位置から軸線方向内方の第２位置（図２３）に型穴の軸線に沿って並進往復運動するように取り付けられている。プッシュアップ部材は、図３〜図１９を参照して上記で検討した所望の圧力補償基部を形成するのに必要な表面プロファイルを有する外面７７を有する。図２０〜図２２はまた、予備成形物のブロー型ステーション７０への運搬の間に、予備成形物の頂部を保持するためのキャリヤ７８も示している。

図２０〜図２２は、型穴の軸線に沿って並進往復運動するように取り付けられた伸張ロッド８０を示している。図２０に示す第１位置において、伸張ロッド８０は、最初に予備成形物の底部分８２と接触する。次に、前記予備成形物は型穴の内面と接触するように吹き込まれて、中間容器８４を形成する。伸張ロッド８０は第２位置に移動され、そこで伸帳ロッド８０は、過伸帳位置または過伸帳容器を画定するように、中間容器８４を軸線方向に完成容器の所望の軸線方向寸法を越えて伸帳させる。前記容器は、軸線方向に沿って、完成容器の軸線方向寸法よりも約１５ｍｍ〜４０ｍｍ、より好ましくは約２０ｍｍ〜約３５ｍｍ、最も好ましくは約２０ｍｍ〜約３０ｍｍ過剰に伸帳される（９６）。図２２は、中間容器を過剰伸帳時よりも小さな軸線方向寸法に伸帳させるために軸線方向内方に前進したプッシュアップ部材７６を示している。

図２３〜２８は、第１部分９８と第１部分９８の周りに同軸上に配置された第２部分１００とを有するツーピースのプッシュアップアセンブリ７６’を有する以外は、図２０〜図２２に関して検討したブローステーションとすべての点において同一であるブローステーションの第２実施形態を示している。図２３〜図２５は型を閉鎖する際の３つの連続した工程を示しており、図２６〜図２８は型を開放する際の３つの連続した工程を示している。

図２３は、互いから分離されて間隙１０２を形成する第１部分および第２部分１０１ａ，１０１ｂを有するブロー型を示している。第１部分および第２部分１０１ａ，１０１ｂは、開放位置から閉鎖位置へ往復並進運動（ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ ｍｏｖｅｍｅｎｔ）を行うように取り付けられている。図２３に示した開放位置にある場合には、完成した容器（図示せず）が型から取り外され、新たな予備成形物が挿入される。閉鎖位置にある場合には、容器をブロー成形するプロセスが行われる。

第１プッシュアップ部分および第２プッシュアップ部分９８，１００はまた、互いから独立して、後退位置から成形位置へ往復並進運動を行うように取り付けられている。本発明の好ましい形態において、プッシュアップ部分は、第１型部分および第２型部分１０１ａ，１０１ｂが移動する線に交わる線、さらにより好ましくは前記線に本質的に直交する線に沿って移動する。本発明の別の好ましい形態において、第１プッシュアップ部分および第２プッシュアップ部分９８，１００の双方は、軸線方向において、独立して型から離れたり、独立して型内に進入したりすることができる。すなわち、第１部分および第２の部分は、互いから独立して、型穴の内側の位置と型穴の外側の位置との間において往復並進運動を行うように取り付けられている。本発明の好ましい形態において、第１部分および第２部分９８，１００は、後退位置から成形位置へ、独立して軸線方向に型穴内へと移動させることができる。図２３は、後退位置にある第１部分および第２部分９８，１００を示しており、図２４は、第１部分９８は後退位置にある状態で、成形位置にある第２部分１００を示している。図２５は成形位置にある第１部分および第２部分９８，１００の双方を示している。

第１部分９８は、容器の底の１つの環状部分を形成するための表面９９を有し、第２部分１００は前記底部分の第２環状部分を形成するための表面１０１を有し、第２部分は、好ましくは第１部分の周りに同心的に配置されている。より好ましくは、第１部分９８は、図１〜図１９に関して上記で検討したフィーチャを備えた環状壁２９の軸線方向内方の底パネルの部分を形成するための表面９９を有する。第２部分１００は、起立リング２７から直立壁２９までの軸線方向内方の、直立壁２９を含む底パネルの部分を形成する。

本発明は型を閉鎖（図２３〜図２５）および開放（図２６〜図２８）するための３つの工程を提供する。図２３は、第１開放位置にある前記型の２つの部分１０１ａ，１０１ｂを示しており、２つのプッシュアップ部分９８，１００はそれらの後退位置にある。図２４は、軸線方向内方に成形位置へと移動した第１プッシュアップ部分９８と、その後退位置に留まっている第２プッシュアップ部分１００とを有する、矢印の方向に第２閉鎖位置へ移動した後の前記型の２つの部分１０１ａ，１０１ｂを示している。第２閉鎖位置では、起立リングおよび垂直壁が形成される。図２５は、それらの成形位置にある２つのプッシュアップ部分９８，１００を有する第３閉鎖位置にある前記型の２つの部分１０１ａ，１０１ｂを示している。第３閉鎖位置では、可撓性パネル壁が形成されて、完成容器が形成される。

図２６は、前記型の２つの部分１０１ａ，１０１ｂは開放位置に移動しており、２つのプッシュアップ部分９８，１００はそれらの成形位置にあることを示している。完成容器は、周囲条件に曝露され冷却し始める。図２７は次の工程を示しており、２つの型部分が開放位置にある間に、第１プッシュアップ部分９８はその後退位置に移動され、一方、第２プッシュアップ部分１００はその成形位置に留まって、完成容器への支持を提供し続ける。図２８は、開放位置にある２つの型部分を示しており、２つのプッシュアップ部分９８，１００は双方ともそれらの後退位置にある。したがって、図２８に示されるブローステーションの位置は、図２３に示したのと同一の位置である。完成容器が型から取り出され、新たな予備成形物が挿入されるのはこの時点であり、前記プロセスは繰り返される。

図２９図〜図３４は、側壁部分２９と、接触リング１１４と、接触リングから半径方向内側に離間された軸線方向内方に延びる圧力緩和部分１１６とを有する、波型基部１１０の６つの実施形態を示している。圧力緩和部分１１６の１つの部分は第１圧力下で歪み、圧力緩和部分の第２部分は第１圧力とは異なる第２圧力下で歪む（図３７〜図４０参照）ように、圧力緩和部分１１６は静的条件下では断面寸法において非対称である。本発明の１つの好ましい形態では、圧力緩和部分１１６は、第１のほぼ垂直に延びる壁１１８と、第１の半径方向内側に延びる丸味を帯びた移行部１２０と、第２のほぼ垂直に延びる壁１２２と、第２の半径方向内側に延びる丸味を帯びた移行部１２４と、第１移行パネル１２６と、第２移行パネル１２７と、中央上げ底部１２８とを有する。第１および第２移行パネル１２６，１２７は、中央上げ底部１２８を囲むほぼ環状形（ｔｏｒｏｉｄａｌ−ｓｈａｐｅｄ）のチャネル１２９を画定する。第２の丸味を帯びた移行部１２４は１８０°離間された部分１２４ａ，１２４ｂを有する。第１部分１２４ａの曲率半径は、非対称圧力緩和パネルを画定するために、部分１２４ｂの曲率半径とは異なる。したがって、最大値と最小値との間に曲率半径勾配が存在する。本発明の１つの好ましい形態において、最大曲率半径と最小曲率半径とは１２０°隔てられており、本発明の別の形態では１８０°隔てられている。図２９〜図３４は１８０°の実施形態を示している。最大値および最小値が１２０°隔てられている実施形態では、最小曲率から最大曲率へ移る１つの１２０°パネルと、最大曲率から最小曲率へ移る第２の１２０°部分と、曲率半径に変化がない最終的な第３の１２０°部分とが存在する。第１移行部１２０は、対向する丸味を帯びた部分１３０，１３２と、それらの部分の間に位置する直線部分１３４とを有する。

１８０°の実施形態において、曲率半径勾配により、第１移行パネルおよび第２移行パネル１２６，１２７は、圧力緩和部分１１６の形状を非対称にするように、少なくとも１つの寸法において異なる幾何学的配置を有する。１２０°の実施形態では、最小値から最大値に上方へ傾斜した表面を有する第１パネルと、最大値から最小値へ下方に傾斜した表面を備えた第２パネルと、全表面に対して一定の曲率半径を備えた本質的に平坦な第３パネルとの、３つの異なる形状のパネルが存在する。図２９および図３１は、互いとは異なるパネルの曲率半径を備えた、略凹面、または半円形の移行パネル１２６，１２７を有する。より具体的には、図２９および図３１では、第２移行パネル１２７は第１移行パネル１２６より軸線方向により深い形状を有し、従って、容器内の負圧下における歪みに対してはより大きな抵抗を示し、容器内の正圧下における歪みに対してはより小さい抵抗を示す。

本発明の別の好ましい形態では、圧力緩和パネルは、周壁の頂部に沿った様々な周方向に離間された地点で第２移行部からのパネルの傾きにおいて、最大値と最小値との間における傾斜角勾配を画定するように差を有するために、静的条件下において非対称である。図３０および図３４において、移行パネル１２６，１２７は第１脚部１３６および第２脚部１３８を有する。第１脚部は概して下方へ傾斜しており、直線に沿って内方に延びている。また第２の脚部は丸味を帯びている。下方に傾斜した線は、水平線（半径方向）と、約５度〜約４５度、より好ましくは約１０度〜約３０度の角度αを形成する。非対称性は、第１移行パネルおよび第２移行パネル１２６，１２７の各々の第１脚部の角度αが異なることに起因する。

本発明の好ましい形態において、第１パネルおよび第２パネル１２６，１２７の間の角度αの差は、約３度〜約３０度、より好ましくは約５度〜約２０度である。図２７の第１移行パネルおよび第２移行パネル１２６，１２７の角度αは、１５°および２７°である。

図３５および図３６は概して丸形を有する圧力緩和部分１１６を示しており、図３７および図３８は、略正方形を有する圧力緩和部分１１６を示している。図３５〜図３８の接触リングは、丸い頂点を備えた略正方形である。しかしながら、圧力緩和部分および接触リングの双方は、本発明の範囲から逸脱することなく、円形、楕円形、多角形、および不規則な他の形状を有し得ることが企図されることが理解されるはずである。

本発明の好ましい形態において、上げ底１２８は、概して、第１地点から、その第１地点から軸線方向内方に位置する第２時点へと軸線方向内方にテーパーをなすほぼ垂直に延びる壁１４２を有し、かつほぼ平坦な頂壁１４４を有する円錐台である。本発明の好ましい形態において、上げ底１２８の頂壁１４４は約１．５９ｃｍ〜約２．８６ｃｍ（約０．６２５インチ〜約１．１２５インチ）の範囲内にある距離１４６だけ、第２移行部１２６を越えて軸線方向内方に延在する。

図３９〜図４２は様々な圧力条件にある代表的な波形基部を示している。図３９は、容器内の真空または負圧に応答して、完全に反転した第１移行パネルおよび第２移行パネル１２６，１２７を示している。図４０は、上げ底部分の上面が軸線１４７と角度βをなすようにさせている反転し始めた第１移行パネル１２６を示している。図４１は、容器内の圧力が大気圧にあるときの基部を示している。図４２は、容器内の正圧に応答して、軸線方向外方に屈曲した基部を示している。

改善された気体または水蒸気透過率を必要とする容器については、その物質が容器の意図した使用に対して悪影響を有さないのであれば、バリア層またはコーティングを用いることができる。適当な１つのコーティング材は、プラズマ堆積のような技術を用いて、容器の表面上、好ましくは内面上に、堆積されたケイ素酸素コーティング（ＳｉＯｘ）である。他の適当なバリア材およびコーティングは当業者に周知である。

本発明はポリマー容器を形成する方法を提供し、前記方法は、（１）チャンバと、一端において前記チャンバへの開口とを有するブロー型を提供する工程と、前記ブロー型は開放位置と閉鎖位置との間を可動であり、前記開口内には前記チャンバを閉鎖するようにプッシュアップ部材が配置され、前記プッシュアップ部材は容器の底壁を画定するために前記チャンバ内に延在する表面を有することと、（２）前記ブロー型内に予備成形物を挿入する工程と、（３）前記予備成形物を前記チャンバに対して吹き込んで容器を形成する工程とを含む。前記容器は、基部と、前記基部は支持構造を画定する外周部分を有することと、前記支持構造から半径方向内側に離間され、水平線と約８０°超の角度を形成する軸線方向内方に延びる周壁と、前記周壁の端部を閉鎖する圧力補償パネルと、該圧力補償パネルは、容器の容積を変更するために、前記パネルの中央部分が周壁の頂部より下方に位置する第１位置から前記中央部分が周壁の頂部より上方に位置する第２位置に容器の軸線に沿って可動であることと、前記パネル上の複数の周方向に離間された半径方向溝とを有する。

本発明はまた、押出ブロー型からブロー成形容器を解放する方法も提供する。該方法は、（１）チャンバと、一端において前記チャンバへの開口とを有するブロー型を提供する工程と、前記ブロー型は、開放位置と閉鎖位置との間を可動であり、かつ前記チャンバ内に配置された容器を有することと、（２）ブロー型の底壁を形成するように前記開口内に配置され、かつ第１部分および第２部分を有するツーピースのプッシュアップアセンブリを提供する工程と、（３）ブロー型を開放位置に移動させる工程と、（４）第２部分が前記型内に残ったまま、第１部分を前記型から引き出す工程と、（５）前記型から第２部分を引き出す工程と、（６）前記チャンバから容器を取り出す工程とを含む。

前記より、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、多数の変更および改変が実施されてもよい。当然のことながら、本願に示した特定の装置に関して制限がないことが意図されるか、または推測される。もちろん、添付する特許請求の範囲によって、すべてのそのような変更を特許請求の範囲内に存するように包含することが意図される。

Claims (20)

1. プラスチック容器であって、
   チャンバを画定し、かつ、第１端部および第２端部と、第１端部において前記チャンバへの開口とを有する側壁と、
   前記側壁から延び、かつ、第２端部を閉鎖する基部と、を備え、前記基部は、支持構造を画定する外周部分と、前記支持構造から半径方向内側に離間されて、水平線と８０°超の角度を形成する軸線方向内方に延びる周壁と、軸線方向内方に延びる円錐台の形状にある中心に配置された上げ底部分と、前記周壁を囲み、前記周壁を前記上げ底部分に接続する環状形チャネルとを有し、前記環状形チャネルは、前記容器が静圧条件下にある場合に、前記容器の中心軸を中心として非対称である表面を有する、プラスチック容器。
2. 前記環状形チャネルの表面は、第１地点における第１曲率半径と、第１地点から周方向に離間された第２地点における第２曲率半径とを有する丸味を帯びた移行部を有し、第１曲率半径は、曲率半径勾配を画定するように、第２曲率半径とは異なっている、請求項１に記載の容器。
3. 第１地点は１２０°〜１８０°離間されている、請求項２に記載の容器。
4. 前記環状形チャネルの表面は、第１脚部と、第１脚部から周方向に離間された第２脚部とを有し、第１脚部は水平線と第１角度を形成し、第２脚部は水平線と第２角度を形成し、第１角度は第２角度とは異なり、それらの間に角度勾配を画定する、請求項１に記載の容器。
5. 第１角度と第２角度との間の最大差は、３０度未満である、請求項４に記載の容器。
6. 前記円錐台は、容器が潰れたときに、水平支持表面と様々な角度を形成する頂面を有する、請求項１に記載の容器。
7. ポリマー容器を形成する方法であって、該方法は、
   チャンバと、一端において前記チャンバへの開口とを有するブロー型を提供する工程と、前記ブロー型は開放位置と閉鎖位置との間を可動であり、前記開口内には前記チャンバを閉鎖するようにプッシュアップ部材が配置され、前記プッシュアップ部材は容器の底壁を画定するための前記チャンバ内に延在する表面を有することと、
   前記ブロー型内に予備成形物を挿入する工程と、
   前記予備成形物を前記チャンバに対して吹き込んで、基部を有する容器を形成する工程と、を含み、前記容器は、基部と、前記基部は支持構造を画定する外周部分と、前記支持構造から半径方向内側に離間され、水平線と８０°超の角度を形成する軸線方向内方に延びる周壁と、前記周壁の端部を閉鎖する圧力補償パネルとを有することと、該圧力補償パネルは、容器の容積を変化させるために、前記パネルの中央部分が周壁の頂部より下方に位置する第１位置から前記中央部分が周壁の頂部より上方に位置する第２位置へ前記容器の軸線に沿って可動であることと、前記パネル上の複数の周方向に離間された半径方向溝とを有する、方法。
8. 前記プッシュアップ部材は、相補的形状を有する第１部分および第２部分を備える、請求項７に記載の方法。
9. ブロー型を開放位置に移動させる工程と、
   第２部分が前記型内に残ったまま、第１部分を前記型から引く抜く工程と、
   前記型から第２部分を引き抜く工程と、
   前記チャンバから容器を取り出す工程と、をさらに含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記予備成形物をチャンバに対して吹き込む工程は、完成容器のそれよりも１５ｍｍ〜４０ｍｍだけ大きな軸線方向寸法を有する中間容器を形成することを含む、請求項７に記載の方法。
11. 前記プッシュアップを中間容器の底壁に対して軸線方向内方に移動させて、軸線方向寸法を減少させて完成容器を形成することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 押出ブロー型からブロー成形容器を解放する方法であって、
    チャンバと、一端において前記チャンバへの開口とを有するブロー型を提供する工程と、前記ブロー型は開放位置と閉鎖位置との間を可動であり、前記チャンバ内に配置された容器を有することと、
    前記ブロー型の底壁を形成するために前記開口内に配置され、かつ第１部分および第２部分を有するツーピースのプッシュアップアセンブリを提供する工程と、
    前記ブロー型を開放位置に移動させる工程と、
    第２部分が前記型内に残ったまま、第１部分を前記型から引く抜く工程と、
    前記型から第２部分を引き抜く工程と、
    前記チャンバから容器を取り出す工程と、を含む、方法。
13. 第１部分および第２部分は環状である、請求項１２に記載の方法。
14. 第２部分は第１部分の周りに同心的に配置されている、請求項１３に記載の方法。
15. 押出ブロー成形に使用されるブロー型であって、該ブロー型は、
    一端に開口を有するチャンバを画定する壁と、前記チャンバはそのチャンバ内でブロー成形される物品の形状を有することと、
    前記開口内に配置されるプッシュアップアセンブリと、を有し、前記プッシュアップアセンブリは、第１部分および第２部分を有し、第１部分は、第１部分が前記チャンバの内部の位置から前記チャンバの外部の位置に移動されることを可能にするために往復並進運動するように取り付けられており、第２部分は、第１部分の動作とは独立して、前記チャンバの内部の位置から前記チャンバの外部の位置に並進往復運動するように取り付けられており、第１部分および第２部分は、第１部分および第２部分の双方がチャンバの内部に配置されているときに前記開口を閉鎖する相補的形状を有する、ブロー型。
16. 前記開口は略円形の形状であり、第１部分および第２部分は略円形の形状であり、第１部分は、第２部分の周りに同心的に取り付けられている、請求項１５のブロー型。
17. 前記チャンバは底壁を有する容器の形状にあり、前記プッシュアップアセンブリは底壁を形成するための表面を有する、請求項１５に記載のブロー型。
18. 前記底壁は容器内の圧力変化に応答して屈曲することができる、請求項１７に記載のブロー型。
19. 前記底壁は複数の半径方向に延びる窪みを有しており、隣接する窪みの間にパネルを画定する、請求項１７に記載のブロー型。
20. 前記底壁は、前記窪みの周りに同軸上に配置された軸線方向内方に延びる直立壁さらに備える、請求項１８に記載のブロー型。