JP3114810B2

JP3114810B2 - 耐圧自立瓶体

Info

Publication number: JP3114810B2
Application number: JP16988189A
Authority: JP
Inventors: 紀弘清水; 浩次古川; 盛一坂輪; 勝義田中
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1989-07-03
Filing date: 1989-07-03
Publication date: 2000-12-04
Anticipated expiration: 2015-12-04
Also published as: JPH0343342A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えば炭酸飲料や清涼飲料水等を充てんす
るのに好適な飽和ポリエステル樹脂製の二軸延伸成形さ
れた耐圧自立瓶体に関するもので、更に詳言すれば瓶体
に自立機能を与えると共に、安定した走行性を付与し、
高い耐内圧強度を有し、かつ胴部への変形を底部中央に
凸部を設けることにより緩和し、前記胴部のクリープ変
形及び入味線の低下を防ぐ等の効果を促す耐圧自立瓶体
に関するものである。

〔従来の技術〕

合成樹脂製瓶体を炭酸飲料等の加圧液体用容器として
用いる場合にはいくつかの問題点がある。特に、合成樹
脂製瓶体は、このような加圧液体によって発生する内圧
のために、瓶体の特徴である薄い可とう性の壁肉が変化
し易いという問題がある。

従来、この問題は半球状の底部を用いて瓶体にかかる
圧力をできるだけ均等に分散させて変形を防止すること
によって解決されている。しかしながら、このような半
球状の底部は本質的に不安定であり、瓶体を自立させる
ために半球状底部にベースカップが取付けられている。
しかし、その方法は製造コストを増加し、また、ベース
カップの接合状態に依存する多様な垂直度等の問題があ
る。

したがって、ベースカップを接合する必要の無い加圧
液体用として有用な耐圧自立型の合成樹脂製瓶体を製造
することが試みられている。

このような瓶体のデザインに関しては、多くの提案が
なされているが、一般的には、底部中央から膨出された
複数の安定化脚を有する底部か、あるいはシャンペンタ
イプの底部のいずれかである（例えば、特公昭48−5708
号、同59−40693号、同61−9170号、及び特開昭63−202
424号各公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、これら従来の瓶体は、いずれも最終的
に満足できるものではない。すなわち、これらは炭酸飲
料等の加圧液体を充てん後に、瓶体材料のクリープによ
る変形（特に胴部）、入味線の低下などの問題点があ
る。

すなわち、加圧瓶体の場合は内部応力が高いという特
性から第２図に示すごとく、底部２の中央部５は半球状
とするものが一般的である。すなわち、第２図は、瓶体
の耐圧性を考慮した従来の一般的な自立型瓶体の底部構
造の縦断面図であって、符号１は胴部、２は底部、４は
脚部、５は中央部を意味する。

この第２図に示した底部２は中央部５を半球状にして
あるため内圧が集中して作用することが少ないが、その
分胴部１に内圧がかかるため胴部１に著しい変形、すな
わち体積１の増加を生じ、その結果入味線の低下を大き
くしているといえる。

このような瓶体は、射出成形、あるいは押出成形され
たプリフォームをブロー成形されてつくられる。すなわ
ち、プリフォームを加熱し、所望の瓶体の形状に対応す
る成形用金型内にセットし、それをプリフォームの首部
から挿入したストレッチロッドで延伸し、同時あるいは
直接にブロー成形する。ストレッチロッドは、プリフォ
ームを成形用金型の全長まで延伸するので、プリフォー
ムの底部は成形用金型の底部に衝突する。この段階で成
形用金型の底部に接触する材料は凍結されるので、瓶体
がブロー成形されるとき、底部２中心の周りの材料は配
向されずに残り（わずかには配向することがある）、相
対的に弱くなる。第２図に示したような瓶体では、この
非配向材料の領域は底部２の脚部４に十分に内部まで延
在するので、底部２の構造は強度が低下し、前記の加圧
液体を充てん後クリープ変形を受けるようになる。更
に、瓶体底部２の非配向材料から配向材料への遷移はか
なり急激であり、そのために遷移が起きる箇所は強度的
に弱い点が発生し、また底部２の応力クラックなどに対
する抵抗が低減する。これらの問題は明らかに底部２を
厚くすることによって解決することが可能であるが、そ
れには、材料の必要量が増加し、またその結果瓶体重量
も増加する。したがって、従来のベースカップ付き瓶体
よりもワンピース瓶体は、優れたものにしている利点が
希薄になる。

また、従来のワンピース瓶体は、胴部１に対する底部
２の接地径が小さい複数の脚部によって点あるいは面で
支えられているため極めて不安定で、中身を充てんする
コンベアライン上で転倒し易いという問題を生じてい
る。

本発明は、上記した従来の瓶体における問題点を解消
すべく創案されたものであり、合成樹脂製瓶体の胴部ク
リープ変形及び入味線の低下を防ぎ、走行安定性を向上
させる二軸延伸成形された耐圧自立瓶体を提供すること
を目的としたものである。

更に、本発明の目的は、耐内容物性、耐薬品性、耐衝
撃性、耐浸透性等に優れた物性を発揮すると共に機械的
に充分な硬度が発揮でき、しかも焼却時に低い発熱量で
燃焼しかつ全く有毒ガスを発生しない飽和ポリエステル
樹脂を使用して２軸延伸成形した耐圧自立瓶耐を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明を概説すれば、本発明は耐圧自立瓶体に関する
発明であって、飽和ポリエステル樹脂製の二軸延伸成形
された瓶体であって、上端が開放口縁部とされている口
頸部と該口頸部に連続する肩部と前記肩部に連続する横
断面円形の胴部の下方開放部を閉塞する底部を有する自
立型瓶体において、少なくとも前記口頸部以下の部分は
二軸延伸されており、かつ前記底部は、下方に膨出した
凹形を基本とし、その中央部は環状の水平部分を下端部
とする頂部が閉塞された環状凸形となっており、該環状
の水平部分９の高さａは瓶全体の高さに対して１〜10％
であり、かつ該環状凸形部分の少なくとも一部は肉厚が
底部残部と比べて大きくなっており、該環状凸形部３の
直径は底部全体の直径に対して２〜35％であり、水平部
分から複数本放射状に存在する谷線部は底部の凹型の形
状を構成し、更に、前記凹形部分から下方に膨出した形
状であって、その先端がゆるやかに内方上昇傾斜する底
面となって、その一部が接地面をなしているほぼ三角錐
台形状の脚部が、前記環状の水平部分から複数個放射状
に設けられ、該脚部の接地面の外側の接地径ｂが最大胴
径の75％以上であることを特徴とする。

本発明によれば、瓶体の形状に対応した形状を有する
成形用金型に、成形プリフォームをセットし、プリフォ
ームを成形用金型の全長にわたって延伸してプリフォー
ムの底を成形用金型の底部表面に衝突させた後、あるい
は衝突と同時若しくは衝突前に、ブロー成形して形成さ
れて成り、横断面円形胴部と該胴部の下方開放部を閉塞
する底部とを有する飽和ポリエステル樹脂製瓶体におい
て、底部が上記した形状を有しており、そのためプリフ
ォームは、ブロー成形されたときに瓶体底部の中央部に
ある環状凸形部の材料が、底部の残部の配向材料部と比
べて、少なくとも一部が相対的に肉厚となるように構成
されており、それをブロー成形して成る耐圧自立瓶体が
提供される。

以下、本発明を添付図面に基づいて具体的に説明す
る。

第１図は、本発明瓶体の１例の縦断面図である。第１
図においては、符号１は胴部、２は底部、３は環状凸形
部、４は脚部、６は谷線部、８はゆるやかに内方上昇傾
斜する底面、９は水平部分、11は口頸部、12は肩部、ａ
は９の高さ、ｂは接地径、ｃは胴径を意味する。

第１図に示したように、本発明の耐圧自立瓶体は、上
端が開放口縁部とされている口頸部11、それに連続する
肩部12、肩部に連続する胴部１、胴部の下方開放部を閉
塞する底部２を有しており、材質、二軸延伸は従来のも
のと同じであるが、その底部２の構造が、谷線部６で示
されるような下方に膨出した凹形を基本とし、その中央
部は環状の水平部分９を下端部とし、頂部が閉塞された
環状凸形部３の形状となっており、更に、谷線部６は、
水平部分９から複数本放射状に存在し、その両側の谷線
部６で挟まれて形成される架空の面を底辺とし、凹形部
分が下方に膨出した形状で、かつその先端がゆるやかに
内方上昇傾斜する底面８となって、その一部が接地面を
なしている、ほぼ三角錐台形状の脚部４が、同じく９か
ら複数個放射状に設けられた形状となっている。そし
て、該環状凸形部３は、その少なくとも一部の肉厚が、
底部２の残りの部分の肉厚よりも大きくなっており、そ
の形状は第１図に示したように頂部が平坦であっても、
その代りにドーム状であってもよい。更に、その大きさ
は異なっていてもよく、その例を第３−１図〜第３−３
図に縦断面図として示す。なお符号１〜４は第１図と同
義である。

次に、本発明の瓶体における脚部４の形状及び個数は
種々あるが、個数は瓶体の自立安定性の面から３〜７が
好ましい。その例を第４−１図〜第４−５図に示す。す
なわち、第４−１図〜第４−５図は、本発明の瓶体の底
部の例を示す底面図であって、符号７は脚部の両傾斜側
面図を意味し、他は第１図と同義である。谷線部６は、
脚部４が底部２の周辺部でお互いに離間されるように略
帯状をなしている。

最後に、本発明の瓶体において、底部の構造の基本の
形である凹形の形状、すなわち谷線部６の形状は、第１
図に示したような完全な弧状でなくてもよく、直線と円
弧の組合せであってもよく、その例を第５図に示す。す
なわち第５図は、本発明の瓶体における谷線部の１例を
示す縦断面図であって、各符号は第１図と同義である。

第５図に示したように、谷線部６は、点Ａから点Ｂま
で下向きにかつ内側に延びる第一の直線部と、点Ｂから
点Ｃまで延びる円弧部と、点Ｃから点Ｄまで延びる直線
部からなる。水平部分９は、点Ｄから点Ｇまで延びる直
線部分からなる。また脚部４はそれぞれ点Ａから点Ｅま
で延びる異なる２つの稜線部と点Ｅから点Ｆまでのその
一部が接地面となる直線部すなわち、ゆるやかに内方上
昇傾斜する底面８と点Ｆから点Ｄまで上向きにかつ内側
に延びて水平部分９の最外点Ｄと結合する。中央の環状
凸形部は、弧状部よりＧとＤで表される水平部分９の点
Ｇと接合している。

本発明の瓶体においては、環状凸形部３が応力集中緩
和に役立っている。その様子を第６図に模式図として示
す。すなわち第６図は、第４−１図中のＸ−Ｘ線に沿っ
て切断矢視した縦断面により応力集中緩和の状態を示す
模式図であって、符号３及び９は第１図と同様である。

第６図に点線で示したように、環状凸形部３は、外圧
によりわずかに外側に湾曲突出ることによって周方向へ
の応力集中、すなわちクリープ変形を緩和させている。

そして、３における前記肉厚の大きい部分は配向しな
いか又は底部２の残部と比べて配向性が少なくなる。

該３の部分対残部の肉厚比は、好ましくは1.2:1〜20:
1、より好しくは1.2:1〜15:1の範囲内である。この比が
小さすぎると、内圧に対する抵抗が不十分である。一
方、この比があまりに大きいことは実用上必要ないし、
コスト高になるので経済的ではない。環状凸形部３の側
壁の拡開角は好ましくは60゜以下、より好ましくは45
゜、更に好ましくは30゜より小さくする。この拡開角を
小さくすると内圧に対する底部の抵抗が増大する。ま
た、環状凸形部３の直径は底部２全体の直径に対して好
ましくは２〜35％、より好ましくは２〜30％、更により
好ましくは５〜20％である。環状凸形部３の直径は小さ
すぎても大きすぎても内圧に対する補強の効果が小さく
なる。

したがって、この環状凸形部３を設けることによっ
て、胴部１への内圧を緩和しクリープ変形による入味線
の低下を防ぐ効果を促すことも確認されている。

また、本発明による瓶体は、水平部分９の高さａ（第
１図参照）、すなわち、水平部分９から瓶体接地面まで
の垂線の長さａによって、瓶体の軸方向へのクリープ変
形を緩和し、かつ脚部４の成形性を向上させようとする
ものである。

この水平部分９の高さａは、瓶体全体の高さに対して
好ましくは１〜10％、より好ましくは1.2〜５％、更に
より好ましくは1.5〜３％である。これは小さすぎる
と、内圧により瓶体の軸方向へ変形が生じ易く、逆に大
きすぎると成形が困難となる傾向がある。

更にまた、本発明の瓶体の接地径ｂ（第１図参照）を
大きくすることによって充てんラインコンベア上で転倒
するという問題が低減されることを実験によって確認し
た。なお、本発明における接地径ｂとは、第１図に示し
たように、接地面であるゆるやかに内方上昇傾斜する底
面８の内側でなく外側の径、すなわち最大径を意味す
る。

そして、充てんラインコンベア走行時の安定性を得る
ため、接地径ｂは好ましくは75％以上、より好ましく
は、85％以上、更により好ましくは、90％以上である。
これは小さすぎると重心が高くなり不安定となる。しか
しながら、この接地径ｂは、最大胴径と同等までが、成
形性及び耐圧性等の点で好ましい。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されない。

実施例１使用樹脂日本ユニペット製ポリエチレンテレフタレー
ト樹脂（IV＝0.75）プリフォームハスキー（HUSKY）社製射出成形機 42g
プリフォームブロー金型１ボトル（詳細は第７図の本発明ボトル
及び第８図の対照ボトルに示す）成形条件ブロー成形機クルップコーポプラスト
（Krupp Corpoplast）社LB−01 ブロー成形温度約85℃ ブロー成形圧力約40bar （１）クリープテスト得られたボトルに、各々１の水をいれ炭酸ガスボリ
ュームで約4.3volになるよう炭酸水素ナトリウム及びク
エン酸を混合し、38℃の恒温槽に保管し28日後までの経
時的変化を以下の寸法変化によって評価した。なお基準
値は、内容物充てん後のボトルの各測定値を０日目の基
準値とし、各経時変化ごとに計算値を求めた。

２−１胴径ｃ（第１図に示す）２−２満杯容量２−３入味線２−４ａ（２）重量分布第７図に示すＺ−Ｚ線より上部と下部の重量、及び全
体重量を測定した。その結果を表１に示す。

（３）走行安定性テスト第７図に示す瓶体において、接地径の異なる３種類の
瓶体について自社製作した充てんコンベア機を用いて転
倒数と接地径の相関を見る試験を行った。コンベア速度
は26m/Minとした。表２に示す結果は、各５回の合計を
示す。

以上の（１）の結果を第９図、第10図、第11図、第12
図の各グラフ及びその相当するデータを表３〜表６に示
し、試験瓶体の状態を第12−１〜第12−３図に模式図と
して示す。また（２），（３）の結果を表１〜表６に示
す。

なお、第７図は本発明の瓶体の１実施例の詳細図、第
８図は従来の一般的な対照瓶体の詳細図、第９図は対比
試験結果を、経時変化（日、横軸）と胴径ｃ（mm、縦
軸）との関係で示すグラフ、表３はその相当するデー
タ、第10図は経時変化（日、横軸）と満杯容量変化率
（％、縦軸）との関係を示すグラフ、表４はその相当す
るデータ、第12−１図はその模式図、第11図は経時変化
（日、横軸）と入味線変化率（％、縦軸）との関係を示
すグラフ、表５はその相当するデータ、第12−２図はそ
の模式図、第12図は経時変化（日、横軸）と水平部分の
高さａ（mm、縦軸）との関係で示すグラフ、表６はその
相当するデータ、第12−３図はその模式図である。

実施例２使用樹脂日本ユニペット製ポリエチレンテレフタレー
ト樹脂（IV＝0.75）プリフォームハスキー社製射出成形機 42gプリフォ
ームブロー金型１ボトル（詳細は第13図の本発明ボトル
及び第８図の対照ボトルに示す）成形条件ブロー成形機クルップコーポプラスト社
LB−01 ブロー成形温度約85℃ ブロー成形圧力約40bar これらに対して、実施例１に示したと同様な対比試験
を行った。それらの各結果を、第14図〜第17図、その相
当するデータを表７〜表10に示し、表11に重量分布を示
す。第13図はその詳細図である。

なお、第14図及び表７は、胴径ｃの経時変化、第15図
及び表８は満杯容量の経時変化、第16図及び表９は入味
線の経時変化、第17図及び表10は水平部分の高さａの経
時変化を示す。

これらの各結果から分かるように、各実施例に示した
ボトルは炭酸飲料水等の内圧の高い場合においても、底
部２の中央に環状凸形部を設けることによって胴部への
内圧を緩和し、クリープ変形をも緩和し、それによって
入味線の低下を軽減することが認められた。

また、ａについても、小さすぎるものはクリープ変形
により自立存続が不可能となり、また大きすぎるものは
成形が極めて困難なものとなった。よって、ａの限定に
ついて優位性があるといえる。また、接地径についても
走行安定性において優位性が明らかに認められた。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明による瓶体の
底部の構造は、底部が内圧に対して充分な耐久性を持
ち、更に、脚部が底部の周端部に等間隔で複数本形成さ
れているため安定した自立性を保持することができ、ま
た瓶体全体が飽和ポリエステル樹脂によって成形されて
いるため、異種材料で成形されているベースカップ及び
結着剤を分離するプロセスを不必要とすることでリサイ
クル可能等の効果が得られる。また更に、底部の中央に
環状凸形部を設けること及びその下端の水平部分から瓶
体接地面へ下ろした垂線の長さａを設けることによっ
て、既存のワンピース瓶体と比較して実質的に改良され
たクリープによる変形（特に胴部）及びそれに伴う入味
線の低下を緩和し、成形性を向上させるという特性を有
する二軸延伸成形された耐圧自立瓶体を提供することが
できた。

また、接地径を限定することによって充てんラインコ
ンベア走行時の安定性を得るという特性を有する耐圧自
立瓶体を提供することもできる。

更にまた本発明は瓶体全体に要する樹脂材料を少量と
することができる等の多くの優れた効果を発揮するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明瓶体の１例の縦断面図、第２図は従来の
一般的な自立型瓶体の底部構造の縦断面図、第３−１図
〜第３−３図は本発明瓶体における環状凸形部の例を示
す縦断面図、第４−１図〜第４−５図は本発明瓶体にお
ける底部の例を示す底面図、第５図は本発明瓶体のおけ
る谷線部の例を示す縦断面図、第６図は第４−１図中の
Ｘ−Ｘ線に沿って切断矢視した縦断面により応力集中緩
和の状態を示す模式図、第７図は本発明瓶体の１実施例
の詳細図、第８図は従来の一般的な対称瓶体の詳細図、
第９図，第10図，第11図及び第12図は、第７図及び第８
図に示した瓶体の対比試験の結果を示すグラフ、第12−
１図，第12−２図及び第12−３図は上記対比試験の結果
を示す模式図、第13図は本発明瓶体の他の実施例の詳細
図，第14図，第15図，第16図及び第17図は、第13図及び
第８図に示した瓶体の対比試験の結果を示すグラフであ
る。 1:胴部、2:底部、3:環状凸形部、4:脚部、5:中央部、6:
谷線部、7:脚部の両傾斜側面部、8:ゆるやかに内方上昇
傾斜する底面、9:水平部分、11:口頸部、12:肩部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂輪盛一東京都町田市旭町３丁目５番１号電気化学工業株式会社総合研究所内 (72)発明者田中勝義東京都町田市旭町３丁目５番１号電気化学工業株式会社総合研究所内 (56)参考文献特開昭57−77536（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−202424（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−235041（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−146137（ＪＰ，Ａ) 実開昭53−131952（ＪＰ，Ｕ) 実開昭57−9514（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65C 1/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】飽和ポリエステル樹脂製の二軸延伸成形さ
れた瓶体であって、上端が開放口縁部とされている口頸
部と該口頸部に連続する肩部と前記肩部に連続する横断
面円形の胴部の下方開放部を閉塞する底部を有する自立
型瓶体において、少なくとも前記口頸部以下の部分は二
軸延伸されており、かつ前記底部は、下方に膨出した凹
形を基本とし、その中央部は環状の水平部分を下端部と
する頂部が閉塞された環状凸形となっており、該環状の
水平部分９の高さａは瓶全体の高さに対して１〜10％で
あり、かつ該環状凸形部分の少なくとも一部は肉厚が底
部残部と比べて大きくなっており、該環状凸形部３の直
径は底部全体の直径に対して２〜35％であり、水平部分
から複数本放射状に存在する谷線部は底部の凹型の形状
を構成し、更に、前記凹形部分から下方に膨出した形状
であって、その先端がゆるやかに内方上昇傾斜する底面
となって、その一部が接地面をなしているほぼ三角錐台
形状の脚部が、前記環状の水平部分から複数個放射状に
設けられ、該脚部の接地面の外側の接地径ｂが最大胴径
の75％以上であることを特徴とする耐圧自立瓶体。