JP3343151B2

JP3343151B2 - 自立瓶

Info

Publication number: JP3343151B2
Application number: JP8140293A
Authority: JP
Inventors: 伸一上原; 要一土屋; 健比田井
Original assignee: Nissei ASB Machine Co Ltd
Current assignee: Nissei ASB Machine Co Ltd
Priority date: 1993-03-15
Filing date: 1993-03-15
Publication date: 2002-11-11
Anticipated expiration: 2017-11-11
Also published as: JPH06270929A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自立瓶に関し、特に、
容器自体とこれを自立させるための脚部とが一体成形さ
れている自立瓶の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、二軸延伸ブロー成形容器と称さ
れる合成樹脂製の薄肉の容器（以下、成形品という）
は、例えば射出成形によって得られた有底パリソンをブ
ロー型のキャビティ内に位置させ、容器の軸方向に縦軸
延伸させると共に、内部に吹き込んだ気体の圧力によっ
て軸方向と直角な方向に膨張させることが行われる。

【０００３】ところで、二軸延伸ブロー成形される容器
には、自立瓶と称される容器がある。この容器の構成の
一つとして、二軸延伸ブロー成形によって底部を半球形
状に設定された容器本体と、この本体を自立させるため
に底部に装着されるベースカップとを有する構成があ
る。

【０００４】容器本体の底部を半球形状としているの
は、充填された中身、例えば、炭酸等の充填物からの気
化ガスによる内圧を底部内面に均等に作用させるためで
ある。また、脚部は、容器本体を支えるため、あるい
は、装飾的な意味合いで着色するような場合のために、
容器本体とは別材質のもので構成されることがあり、例
えば、容器本体がポリ・エチレン・テレフタレート（Ｐ
ＥＴ）によって形成されている場合には、ＰＥＴとは異
なる材質を用いられることがある。

【０００５】しかしながら、材質の異なる部品を用いた
容器、所謂、自立瓶では、リサイクルを行ううえで部品
毎の仕分けが必要になる。従って、リサイクルする際に
簡単に再処理工程を実行することが困難であるととも
に、再処理すべき部品の点数が多くなるという問題があ
った。

【０００６】そこで、従来では、複数の部品で構成する
ことなく、容器本体と脚部とを一体成形によって、所
謂、ワンピース瓶として形成することが実用化されてい
る。

【０００７】すなわち、図５は、上述したワンピース瓶
１００を示しており、このワンピース瓶１００は、接地
部をなす脚部１２０が、底部１１０の周方向にて等間隔
で放射状に複数本、例えば、奇数本形成されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種、自
立瓶に要求される機械的特性として、耐内圧性がある。
この耐内圧性に関する具体的な特性値としては、例え
ば、充填される中身を炭酸とした場合、１０．５ｋｇ／
ｃｍ²以上が必要とされている。この値は、当然のこと
であるが、輸送中での衝撃による発泡および外気温が上
昇した場合の発泡による内圧上昇を見込んだ安全率を考
慮して設定されている。

【０００９】しかしながら、このような機械的特性とい
う観点で自立瓶を検討すると、次のような問題があっ
た。

【００１０】すなわち、自立瓶をブロー成形する場合に
は、縦軸延伸に用いられるストレッチロッドと接触する
ことで瓶の底部中央位置が冷却され、所謂、未延伸部分
となる。従って、このような未延伸部が存在している
と、その部分での配向性が低いことを理由に機械的強度
が得にくい。しかしながら、容器本体と脚部とを別体で
構成した、所謂、ツーピース瓶の場合には、容器本体の
底部が半球形状をなしているので未延伸による肉厚が十
分厚ければ、底部から破裂するという事態はさほど起こ
らないのが現状である。

【００１１】一方、ワンピース瓶の場合には、次の理由
によって、底部での破裂を起こす危険が考えられる。

【００１２】すなわち、奇数本の脚部を有する瓶では、
図６において符号Ｐで示すように、底部の中心位置から
脚部に向け移行する境界の形状反転点Ｐが存在してい
る。この反転点Ｐは、上述したストレッチロッドとの関
係で延伸率が低く、所謂、未延伸部に存在している。

【００１３】このような未延伸による強度が比較的低い
位置である反転点Ｐは、内圧による応力集中が発生しや
すい。

【００１４】一方、上述した形状反転点Ｐを有する脚部
は、瓶の中心に向けて形成されているので、底部中心で
は、全ての脚部に発生する応力集中を担うことになる。

【００１５】しかしながら、底部中心は、上述した形状
反転点Ｐよりも亀裂が生じやすく、この亀裂の存在によ
って底部が破裂しやすくなることがある。

【００１６】すなわち、有底パリソン底部には、射出成
形時に形成されるゲート部があるが、このゲート部は、
シア熱（射出ゲートを通過する材料中に発生する剪断方
向の力による熱）の発生による微結晶部分や歪が多く存
在しており、所謂、安定した分子構造を呈していない不
均質部分である。

【００１７】この分子構造に関し、形状反転点Ｐでは、
非晶構造、所謂、アモルファスであるために、比較的安
定した構造を呈している。一方、底部中心は不均質部分
であるため、微視的には応力集中が生じやすい場所とい
え、その周囲にひび（クレイズ）や亀裂（クラック）が
発生しやすくなる。

【００１８】このような底部に位置するゲート部での欠
陥は、１ステージ方式に限らず、射出成形部と最終ブロ
ー成形部とが別の基台上に設置された、所謂、２ステー
ジ方式の場合のパリソンでもいえる。

【００１９】また、この種、ブロー成形により自立瓶を
成形する場合には、射出成形されたパリソンに残ってい
るゲートを除去する場合がある。すなわち、図７に示す
ように、射出成形後、まだ柔らかい状態のゲートをニッ
パ１３０等によって押しつぶした後に裁断して除去する
場合がある。なお、図７中、二点鎖線で示すニッパ１３
０および符号１４０は、裁断時の状態および除去された
ゲートをそれぞれ示している。

【００２０】しかしながら、ニッパ１３０の刃の形式に
もよるが、押し潰されたゲートの根元までが完全に除去
されてゲート痕跡が全くなくなるようにすることは困難
であり、往々にしてゲートの根元が、図８に示すよう
に、エッジ状あるいはリング状に残り、所謂、ゲート痕
跡１５０となる。なお、図９は、図８において符号Ｘで
示した方向からみたゲート痕跡１５０の状態を示してい
る。特に、所謂、２ステージ方式では、射出成形後、ゲ
ートを除去した際のゲート痕跡を完全になくすための処
理時間を設けることが可能であるものの、１ステージ方
式では、同じ基台上での成形品の搬送サイクル時間が限
定されている関係上、ゲート痕跡を完全になくすことは
困難である。

【００２１】ところで、ゲート痕跡１５０、特に、痕跡
として存在するエッジは、瓶底部の表面から僅かに突出
した形状をなし、比較的熱容量が小さくなっているので
早期に冷えて固化しやすい。従って、ブロー成形時での
ブロー圧力によって瓶底部がキャビティ面に加圧された
場合、固化したエッジが、これよりも熱容量が大きくて
ブロー成形時には未だある程度の柔らかさを残している
底部の肉部内に埋没することがある。本来ならば、埋没
したゲート痕跡１５０と底部１１０の肉部とは一体化さ
れることが理想であるが、上述したように、お互いの熱
容量の違いによって固化速度が異なるので一体化するこ
とが困難である。従って、エッジは、図１０（Ａ）ある
いは（Ｂ）に示すように、押し潰された際に底部との間
で未接着な状態のままで底部表面に残存することがあ
る。このため、最終ブロー成形後には、図１０（Ｃ）あ
るいは（Ｄ）に示すように、底部とエッジとの間の未接
着部分が割れ目１６０と同じ状態をなし、この周りに応
力集中が発生すると、亀裂が生じてしまう場合がある。
当然のことではあるが、未接着部分が存在している底部
の肉厚は、底部の他の部分に比較して薄くなっているの
で、内圧が作用した場合の耐久性も低くなる。なお、図
１０において、（Ｃ）は（Ａ）に示したゲート痕跡の変
形後を、また、（Ｄ）は（Ｂ）に示したゲート痕跡の変
形後をそれぞれ示している。

【００２２】このような問題は、上述したようにゲート
の裁断を行う自立瓶では特に顕著であるほか、ゲートレ
ス構造あるいはゲート付きのものであっても、所謂、ゲ
ート痕が残っている底部を有する自立瓶に対しても同じ
ようにいえることである。

【００２３】そこで、本発明の目的とするところは、上
記した従来の自立瓶における問題に鑑み、耐内圧性をも
たせて、特に、底部の破裂などを引起こすことがない構
造を備えた自立瓶を提供することにある。

【００２４】また、本発明の別の目的とするところは、
底部に耐内圧性をもたせるにあたり、底部の肉厚の減少
を抑えることができる構造を備えた自立瓶を提供するこ
とにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
発明は、下向き凸の略半球形状の底部の周方向にて等間
隔となる３箇所以上の箇所に、下方に向け放射状に突出
する脚部を有する自立瓶において、縦軸中心線上の底部
頂部の周縁領域に周方向にて上向きに窪む周リブを設
け、前記周リブの外縁は、前記略半球形状の底部と接続
され、かつ前記底部から前記脚部へ移行する形状反転点
よりも底部中心側にあり、前記脚部の接地端からの前記
周リブの外縁の高さをＨ１とし、前記底部頂部の高さを
Ｈ２としたとき、前記底部頂部が前記周リブの外縁より
も下向きに突出した膨出部とされて、Ｈ２＜Ｈ１の関係
が成立することを特徴としている（図２及び図３参
照）。

【００２６】請求項２記載の発明は、底部にゲート痕跡
を有する有底パリソンを二軸延伸ブロー成形して形成さ
れ、下向き凸の略半球形状の底部の周方向にて等間隔と
なる３箇所以上の箇所に、下方に向け放射状に突出する
脚部を有する自立瓶において、下向き凸の前記底部の頂
部領域に、該頂部領域の中心部が周縁部よりも下方に膨
出することで形成された膨出部を設け、この膨出部の半
径をｒとし、前記周縁部からの突出高さをｈとし、前記
パリソン底部に残存するゲート痕跡の半径をｒ１、そ
の突出高さをｈ1 としたとき、ｒ＞ｒ１でかつｈ＞ｈ1 の関係に設定されていることを特徴としている。

【００２７】

【００２８】

【作用】自立瓶、特に、形状が反転する部分を有する自
立瓶では、射出成形時での微結晶部分や歪が多く存在し
ている底部ゲート部の周囲に応力集中が発生しやすく、
亀裂やひび割れが生じやすくなる。

【００２９】また、これとは別に底部の耐内圧性を確保
できなくなる要因の一つに肉厚の変化がある。底部表面
に残存するゲート痕跡がブロー圧により押し潰されるこ
とによって、底部との間で未接着部分を生じることがあ
り、この部分が成形後に割れ目をなすことがある。従っ
て、割れ目があるとその部分の肉厚も薄くなり、この部
分に応力集中が発生しやすいことで亀裂が生じやすくな
る。

【００３０】そこで、本発明では、ゲート痕跡よりも外
側で、かつ、反転点よりも内側に今一つの形状反転部を
なす周リブを形成している。これにより、不均一部分で
機械的強度が低くなりがちな底部中央、特に、ゲート周
囲での応力集中を分散させることができる。特に、ゲー
ト痕跡及びその周囲は、シア熱による微結晶や歪がある
ことで亀裂が発生しやすく、応力集中が発生することは
底部の破裂という点で好ましくないが、上述した応力集
中の分散によって、底部の破裂を未然に防止することが
できる。

【００３１】また本発明では、有底パリソンに残存する
ゲート痕跡によって底部の肉厚が薄くなってしまうのを
防止することができる。すなわち、ゲート痕跡は、押し
潰されて倒れた状態の時、底部との間で未接着部分が残
存することがあり、この未接着部分が底部の割れ目に相
当することになる。そこで、本発明では、底部中央に膨
出部を形成している。この膨出部は、ゲート痕跡を収容
できる容積をもつ形状寸法を設定されたキャビティ面に
よって形成されることで、ブロー成形時に、ゲート痕跡
を膨出部の形状に倣って付形させることができる。この
ため、ゲート痕跡は、底部の一部として常に一定した形
に形状出しされることになるので、ゲート痕跡が押し潰
されることがない。

【００３２】

【実施例】以下、図面において本発明の詳細を説明す
る。

【００３３】図１は、本発明による自立瓶の底部を成形
するために用いられる型を示す断面図である。

【００３４】すなわち、本発明による自立瓶を形成する
ためのブロー型１０は、複数の半径Ｓ１、Ｓ２によっ
て、瓶胴部および底部にそれぞれ対向するキャビティ面
１０Ａ、１０Ｂが形成されている。これは、仮に、自立
瓶の底部が瓶胴部半径まで膨張した場合においても、図
１において符号１０Ｃで示すキャビテイ面で成形される
脚部の接地面よりも下方に底部が到達しないようにする
ためである。このような半径の設定により、底部が内圧
によってあるいは落下衝撃力を受けた際に変形した場合
であっても、底部が脚部の接地面から下方に飛出すこと
がない。従って、底部が飛出した場合に生じる自立瓶の
自立性の悪化、所謂、自立安定性の悪化を防ぐことがで
きる。

【００３５】一方、成形品である自立瓶の底部に対面す
るキャビテイ面１０Ｂには、リング状の突起１０Ｄが形
成されている。リング状突起１０Ｄは、本実施例の特徴
的な構成であり、自立瓶での応力拡散のために設けられ
ている。

【００３６】すなわち、リング状突起１０Ｄは、自立瓶
の底部に対向するキャビテイ面からキャビティ面内方に
向けて、例えば１ｍｍ以上、好ましくは、１〜２ｍｍ程
度の高さを設定されて形成されている。

【００３７】そして、リング状突起１０Ｄの形成位置
は、反転点Ｐおよびゲート痕跡との間で次のような関係
を設定されている。なお、次に挙げる位置関係におい
て、底部とは、成形される自立瓶での呼称を意味し、図
１では、底部に対向するキャビティ面１０Ｂが相当して
いる。

【００３８】いま、底部の中心位置（符号Ｌで示す中心
線と交差する位置）からリング状突起１０Ｄの内側まで
の半径をＲとし、底部の中心位置から脚部成形用のキャ
ビティ面１０Ｃに向け移行する境界の形状反転点Ｐまで
の半径をＲ１とし、そして、底部に残存するゲート痕跡
の半径をＲ２としたとき、Ｒ２＜Ｒ≦Ｒ１の関係を設定されている。

【００３９】従って、リング状突起１０Ｄは、ゲート痕
跡の位置よりも底部中心から外側で、かつ、反転位置Ｐ
よりも底部中心に片寄った位置で、例えば、自立瓶内の
内方に向け突出させてある。

【００４０】本実施例は以上のような構成であるから、
図１に示したブロー型１０を用いて成形された自立瓶
は、図２に示す底部２０の形状を有する。

【００４１】すなわち、自立瓶の底部２０は、ストレッ
チロッド（図示されず）およびブロー圧力による縦軸お
よび横軸の二軸方向の延伸により、ブロー型１０のキャ
ビテイ面１０Ａ、１０Ｂおよび１０Ｃにそれぞれ接触す
ることになる。自立瓶は、ストレッチロッドにより縦軸
方向に延伸されながらブロー圧によって側壁に対向する
キャビテイ面１０Ａに接触することで側壁部が成形さ
れ、そして、脚部に対向するキャビテイ面１０Ｃよりも
先に底部に対向するキャビティ面１０Ｂに接触すること
で底部が未延伸状態での肉厚を設定される。

【００４２】一方、底部２０がこれに対向するキャビテ
ィ面１０Ｂに接触すると、キャビティ面１０Ｂに形成さ
れているリング状突起１０Ｄにより、底部の一部、つま
り、図２において、二転鎖線で示すゲート痕跡よりも外
側の位置で、しかも、反転点Ｐよりも内側の位置で空間
内に向け突出する周リブ２２が形成される。

【００４３】この周リブ２２は、底部２０に残っている
ゲート痕跡の周囲近傍で変形部を構成しており、応力集
中が発生する部分である。従って、底部２０では、応力
集中が分散されることになる。このため、ゲート痕跡が
存在している箇所では、この部分に応力集中が発生した
場合にひび割れや亀裂を生じやすいが、応力集中を分散
することで、ゲート痕跡周囲での応力集中を弱めること
ができ、これによって、ひび割れや亀裂の発生を抑える
ことができる。なお、周リブ２２を形成することで底部
での応力集中を分散する作用は、形状反転点Ｐにも影響
し、この部分での応力集中も軽減されることになる。し
かも、周リブ２２は、底部での曲げモーメントに対して
も効果を発揮するので、この点からも底部の破裂を効率
良く回避することができる。

【００４４】一方、図３に示すように、本実施例では、
図１０において説明したように、ゲート痕跡が成形時に
用いられるブロー圧力によって押し潰される場合の問
題、つまり、ゲート痕跡が底部の肉部内に埋没する際、
未接着部分が割れ目状になって底部の肉厚が薄くなると
ともにその部分への応力集中を招くという問題を解決す
るための構造が設けられている。

【００４５】すなわち、図３は、上述した構造を示すブ
ロー型１０の断面図であり、この構造は、自立瓶の底部
に対向するキャビティ面１０Ｂに形成された凹部１０Ｅ
によって構成されている。この凹部１０Ｅは、自立瓶の
底部２０において、下向き凸に形成される頂部領域で、
中心部が周縁部よりも下方に膨出する膨出部２４を形成
するために設けられている。

【００４６】そして、凹部１０Ｅは、パリソン３０の底
部中心位置から、図中、二点鎖線で示すパリソン３０の
ゲート痕跡の半径をｒ１とし、凹部１０Ｅの半径をｒと
した場合、ｒ＞ｒ１の関係を設定され、ゲート痕跡より
も外側に凹部１０Ｅの外周部が位置している。

【００４７】また、図３において、凹部１０Ｅの深さ
（ｈ）は、ゲート痕跡を収容できる空間容積を得られる
ようにパリソン３０のゲート痕跡の突出高さ（ｈ１）に
対してｈ＞ｈ１の関係を設定されている。

【００４８】なお、この凹部１０Ｅは、その深さ（ｈ）
に関して、自立瓶の膨出部２４が、図３に示す底部の半
径Ｓ２を逸脱しない程度の寸法に設定されることが好ま
しい。これは、自立瓶の底部が飛出した場合の自立安定
性を悪化させないためである。さらに、図４において、
凹部１０Ｅの外周部から連続する側壁面１０Ｆは、立ち
上がる角度を略直角に近い角度に設定されることが好ま
しい。これは、ブロー成形された場合に、凹部１０Ｅの
内部に収容されているゲート痕跡のエッジ部が凹部１０
Ｅによって押し潰されることがないようにするためであ
る。

【００４９】このような構造からなる凹部１０Ｅは、外
周部がゲート痕跡よりも外側に位置しているので、ゲー
ト痕跡を自立瓶の底部として形状出しすることができ
る。つまり、図３において二点鎖線で示すように、パリ
ソン先端部に残存しているゲート痕跡は、凹部１０Ｅに
位置した後、従来のようにキャビティ面で押し潰される
のではなく、凹部１０Ｅの形状に倣って付形されること
になる。従ってパリソン３０のゲート痕跡の形状が、カ
ッティングによって区々になっても、自立瓶にブロー成
形した後のゲート痕跡は、図３において実線で示すよう
に、一定した形状の底部の一部として形状出しされるこ
とになる。このため、ゲート痕跡は、底部との間で未接
着部分を生じないので、底部での肉厚の変化、つまり、
薄くなる事態が回避される。

【００５０】このようなゲート痕跡を底部の形状出しに
用いる場合には、比較的、変形のための熱保有量が残っ
ているホットパリソン方式が効果的である。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
周リブを設けることで、自立瓶の底部での応力集中部を
複数に分散することができる。従って、微結晶部分でし
かも歪によりひび割れや亀裂が生じやすいゲート痕跡お
よびその周囲への応力集中を抑えることができる。

【００５２】また、本発明によれば、ゲート痕跡が押し
潰されて底部との間に未接着部分が生じるのを防止する
ことで未接着部分が割れ目として残るのを避けて、この
部分への応力集中を防止することができる。すなわち、
底部には、下向き凸の頂部領域に、ゲート痕跡を収容で
きる容積をもつキャビティ面によって成形された膨出部
が設けられている。従って、ゲート痕跡は、ブロー成形
される際に、膨出部を形成するためのキャビティ面に倣
って付形されることになる。このため、一定形状の底部
の一部として形状出しされるゲート痕跡は、キャビティ
面によって押し潰されることがないので、底部との未接
着部、つまり、割れ目を残すことがない。これにより、
亀裂も発生しないのでこの部分への応力集中を回避する
ことができる。

【００５３】このように、底部での応力集中箇所の分散
および応力集中が発生しやすい亀裂の発生を防止するこ
とによって、未延伸部に相当する底部での強度を向上さ
せて耐内圧性を確保することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による自立瓶を形成するために用いられ
るブロー型の底部構造を示す断面図である。

【図２】図１に示したブロー型により成形される自立瓶
の底部構造を示す断面図である。

【図３】本発明による自立瓶の底部の他の部分を成形す
るために用いられるブロー型の底部構造を示す断面図で
ある。

【図４】図３に示した自立瓶の他の部分の一部構造を説
明するための図３相当の断面図である。

【図５】自立瓶の一例を示す斜視図である。

【図６】図５中、符号Ｚで示す部分の構造を示す断面図
である。

【図７】自立瓶の成形に用いられるパリソンのゲート痕
跡を除去するための構造を示す模式図である。

【図８】図７に示したパリソンの底部構造、特にゲート
痕跡の構造を示す模式的な断面図である。

【図９】図８中、符号Ｘで示す方向の矢視図である。

【図１０】図８に示したゲート痕跡の成形時での状態を
示す断面図であり、（Ａ）および（Ｂ）は成形前に残存
するゲート痕跡の形態を示し、（Ｃ）および（Ｄ）は
（Ａ）および（Ｂ）に示した形態のゲート痕跡が成形さ
れた後の形態を示している。

【符号の説明】

１０自立瓶を成形するためのブロー型１０Ａ自立瓶の側壁に対向するキャビティ面１０Ｂ自立瓶の底部に対向するキャビティ面１０Ｃ自立瓶の脚部に対向するキャビティ面１０Ｄ自立瓶の周リブを形成するための周状突起１０Ｅ自立瓶の膨出部を形成するための凹部２０自立瓶２２周リブ２４膨出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭48−9880（ＪＰ，Ａ) 実開昭59−178214（ＪＰ，Ｕ) 実開平６−39716（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 49/02 B65D 1/00 B65D 1/02 B65D 1/42

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】下向き凸の略半球形状の底部の周方向に
て等間隔となる３箇所以上の箇所に、下方に向け放射状
に突出する脚部を有する自立瓶において、縦軸中心線上の底部頂部の周縁領域に周方向にて上向き
に窪む周リブを設け、前記周リブの外縁は、前記略半球形状の底部と接続さ
れ、かつ前記底部から前記脚部へ移行する形状反転点よ
りも底部中心側にあり、前記脚部の接地端からの前記周リブの外縁の高さをＨ１
とし、前記底部頂部の高さをＨ２としたとき、前記底部
頂部が前記周リブの外縁よりも下向きに突出した膨出部
とされて、Ｈ２＜Ｈ１の関係が成立することを特徴とす
る自立瓶。
【請求項２】底部にゲート痕跡を有する有底パリソン
を二軸延伸ブロー成形して形成され、下向き凸の略半球
形状の底部の周方向にて等間隔となる３箇所以上の箇所
に、下方に向け放射状に突出する脚部を有する自立瓶に
おいて、下向き凸の前記底部の頂部領域に、該頂部領域の中心部
が周縁部よりも下方に膨出することで形成された膨出部
を設け、この膨出部の半径をｒとし、前記周縁部からの
突出高さをｈとし、前記パリソン底部に残存するゲート
痕跡の半径をｒ１、その突出高さをｈ1としたとき、ｒ＞ｒ１でかつｈ＞ｈ1 の関係に設定されていることを特徴とする自立瓶。