JP3657632B2 - ベースカップ及びその製造方法とベースカップ付きボトル容器 - Google Patents
ベースカップ及びその製造方法とベースカップ付きボトル容器 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ボトル本体の半球殻状の底部に取り付けられるベースカップ及びその製造方法と、該ベースカップ付きのボトル容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略称する）製のボトル容器には、ボトル本体の底部を半球殻状にして耐圧性を向上させたものがある。このボトル本体には底部が半球殻状をなすがゆえに自立性がないので、ボトル本体の底部に有底筒状をなすベースカップを接合することによって、ボトル本体に自立性を付与している。
【０００３】
特公平５−３６３１０号公報にも、従来のこの種のボトル容器が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のボトル容器にあっては、ボトル本体がＰＥＴ製であるのに対して、ベースカップはポリエチレン（以下、ＰＥと略称する）製であった。そのため、ボトル容器を溶解して資源の再利用をする場合には、溶解前に両者を分離する必要があるが、これは現実問題として極めて困難であった。
【０００５】
又、ＰＥ製のベースカップは射出成形で製造しているが、射出成形法の場合には薄肉化に限度があり、そのため重量が重くなるという欠点があった。
ここで、ベースカップもＰＥＴ製であれば、ボトル本体とベースカップを分離することなく一緒に溶解して再利用することができるので便利である。しかしながら、ＰＥＴを射出成形してベースカップを製造しても、使用に耐えられる強度を得ることができなかった。
【０００６】
本発明はこのような従来の技術の問題点に鑑みてなされたものであり、軽量ながら強度も十分にあり、再生利用が容易なベースカップ及びその製造方法と該ベースカップ付きのボトル容器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
〈本発明の要旨〉本発明は、底部と周壁部とを備えて有底筒状をなし、ボトル本体の半球殻状に突出した底部に取り付けられてボトル本体の脚体となるベースカップにおいて、前記ベースカップは、加熱したポリエチレンテレフタレート製のシートを上型および下型の型閉じにより押えつつ、当該下型から突き出した、成形すべき有底筒状のベースカップの外形とほぼ同形状同寸法の成形面を有する雌型の上端部によって延伸せしめ、さらに前記雌型内に侵入させたプラグ及び加圧空気で延伸させて形成したものであることを特徴とするベースカップである（請求項１に対応）。
【０００８】
又、本発明は、前記ベースカップにおいて、ベースカップの底部に、前記ボトル本体の半球殻状の底部に当接する凹球面部と、この凹球面部の外側を取り囲む接地部とを備え、凹球面部の外縁と接地部の内縁とが、接地部に対してほぼ直角に起立する環状の起立壁部によって接続されていることを特徴とするベースカップである（請求項１に対応）。
【０００９】
又、本発明は、前記ベースカップにおいて、前記起立壁部には、径方向に凹凸する凹部と凸部が周方向に交互に形成されていることを特徴とするベースカップである（請求項１に対応）。ここで、凹部及び凸部の断面形状は四角形でもよいし、円弧形でもよいし、三角形でもよい。
【００１０】
又、本発明は、上記いずれかのベースカップにおいて、ベースカップの周壁部の上部には、ボトル本体に取り付けたときにボトル本体の上方から落下供給される液体をボトル本体の底部表面に沿ってベースカップ内に導く液入口が設けられ、ベースカップの底部には、ベースカップ内に侵入した液体を排出する排出口が設けられていることを特徴とするベースカップである（請求項１に対応）。
【００１１】
又、本発明は、上記ベースカップにおいて、ベースカップの周壁部の上縁部に、径方向に凹凸する凹部と凸部が周方向に交互に形成されていて、この凸部の上縁が前記液入口となっていることを特徴とするベースカップである（請求項１に対応）。ここで、凹部及び凸部の断面形状は四角形でもよいし、円弧形でもよいし、三角形でもよい。
【００１２】
尚、ベースカップの周壁部の上部に孔を開けて、この孔を液入口としても構わない。又、本発明は、前記ベースカップにおいて、ヒートセット処理が施されていることを特徴とするベースカップである（請求項２に対応）
【００１３】
又、本発明は、加熱軟化したポリエチレンテレフタレート製のシートをその型閉じにより押える上型および下型と、この下型内に配置され成形すべき有底筒状のベースカップの外形とほぼ同形状同寸法の成形面を有する雌型と、この雌型内に侵入可能なプラグとを用い、加熱軟化したポリエチレンテレフタレート製のシートを前記プラグで前記雌型内に押入し、前記シートを雌型の成形面に密接させて所望形状のベースカップに成形するベースカップの製造方法において、加熱軟化したシートを上型および下型の型閉じによりこれら上型および下型で押えつつ、当該下型から突き出した前記雌型の上端部で延伸せしめる第一の工程と、この第一の工程にて前記雌型の上端部で延伸せしめたシートを、これに次いで、型閉じ状態のまま前記プラグで前記雌型内に延伸せしめる第二の工程と、この第二の工程にて前記プラグで延伸せしめたシートを、これに次いで、型閉じ状態のまま加圧空気で延伸せしめて前記雌型の成形面に密着させる第三の工程と、を備えたことを特徴とするベースカップの製造方法である（請求項３に対応）。
【００１４】
ここで、シートを雌型で突き出すとは、あくまでシートと雌型との相対的な動きによるものであり、実際に雌型を移動させる場合のみならず、雌型を固定したままシートを移動させる場合も含むものである。
【００１５】
シートを雌型で突き出すタイミングは、プラグによりシートを延伸させる前であっても後であっても、あるいは同時であっても構わない。
【００１６】
更に、本発明は、半球殻状に突出した底部を有するポリエチレンテレフタレート製のボトル本体と、このボトル本体の底部に取り付けられた前記いずれかのベースカップとを備えたことを特徴とするボトル容器である（請求項４に対応）。
【００１７】
〈本発明の利用可能性〉
本発明は、ジュースや炭酸飲料等の液体食品を収容する容器の分野に利用可能である。
【００１８】
【作用】
〈本発明の作用〉
ベースカップをボトル本体と同じ材質のポリエチレンテレフタレート製にしたことにより、ボトル容器の再生利用が容易になる。
【００１９】
ヒートセットを施すと、ベースカップの耐熱性が向上し、加熱滅菌処理や結露防止加温処理を行う場合に都合がよい。
ベースカップの起立壁部を接地部に対してほぼ直角に起立させると、起立壁部の座屈に対する強度を高めることができる。
【００２０】
起立壁部に凹部と凸部を設けると、起立壁部の座屈に対する強度を更に高めることができる。
ベースカップに液入口と排出口を設けると、加熱滅菌処理や結露防止加温処理を行う場合に、熱湯等をボトル本体の底部に導き入れた後に排出することができ、ボトル本体の底部を確実に加熱あるいは加温することができる。
【００２１】
ベースカップを熱成形法で製造するにあたって、加熱軟化したＰＥＴシートを上型および下型の型閉じによりこれら上型および下型で押えつつ、当該下型から突き出した前記雌型の上端部で延伸せしめる第一の工程と、この第一の工程にて前記雌型の上端部で延伸せしめたシートを、これに次いで、型閉じ状態のまま前記プラグで前記雌型内に延伸せしめる第二の工程と、この第二の工程にて前記プラグで延伸せしめたシートを、これに次いで、型閉じ状態のまま加圧空気で延伸せしめて前記雌型の成形面に密着させる第三の工程と、を備えると、延伸倍率の向上及び適正な密度上昇を得ることができ、ベースカップの強度を上げることができるとともに、耐熱性及び透明性を上げることができる。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図１から図１４の図面に基いて説明する。
〔ベースカップ付きボトル容器〕
図３はベースカップ付きボトル容器１の一部破断正面図である。ボトル容器１はボトル本体１０とキャップ２０とベースカップ３０を備えている。
【００２３】
ボトル本体１０はＰＥＴ製で、２軸延伸ブロー成形法により製造されたものである。ボトル本体１０の口筒部１１にキャップ２０が螺合されている。ボトル本体１０は耐圧性を上げるために底部１２が半球殻状に突出している。この底部１２と直胴部１３との間には環状の掛止凸部１４が形成されている。
【００２４】
〔ベースカップ〕
ベースカップ３０は前記ボトル本体１０の底部１２に接合固定されている。図１はベースカップ３０の縦断面図（図２のＩ−Ｉ断面図）であり、図２は同平面図である。
【００２５】
ベースカップ３０はＰＥＴ製のシートを熱成形により延伸させて形成されたもので、底部３１と周壁部４０とを備えた有底筒状をなしている。底部３１はその最外縁部に環状の接地面部（接地部）３３を備え、接地面部３３の外縁が周壁部４０の下縁に連なっている。又、底部３１の中央は円形の中央底面部３４になっており、中央底面部３４は接地面部３３よりも若干上位に位置している。
【００２６】
中央底面部３４の外周縁には上方に進むに従って若干拡径するテーパ壁部３５が連なり、テーパ壁部３５の上縁には凹球殻状に形成された凹球面部３６が連なり、凹球面部３６の外周縁は起立壁部３７を介して前記接地面部３３の内周縁に連なっている。
【００２７】
凹球面部３６の内面は、球殻状をなす前記ボトル本体１０の底部１２の外面にほぼ面当接するように、所定の曲率半径の凹球状に形成されている。
起立壁部３７は接地面部３３に対してほぼ直角をなすように配されており、上方に進むに従ってほんの僅か縮径するテーパがかかっている。図２に示すように、起立壁部３７は径方向に略矩形に凹凸する凹部３７ａと凸部３７ｂとが周方向に交互に形成されている。この構造により起立壁部３７の座屈に対する強度を高めている。
【００２８】
底部３１には、中央底面部３４に２つ、接地面部３６に３つ、合計５つの排出口３８が開口している。
周壁部４０は上方に進むに従って漸次拡径する筒状をなしており、その上縁部に大径部４１を有している。図２に示すように、大径部４１は、径方向に略矩形に凹凸する凹部４１ａと凸部４１ｂとが周方向に交互に形成されている。
【００２９】
このベースカップ３０は次のようにしてボトル本体１０に取り付けられている。即ち、ボトル本体１０の掛止凸部１４の下縁をベースカップ３０の大径部４１の上縁にほぼ突き当て、ボトル本体１０の底部１２とベースカップ３０の凹球面部３６とを超音波接合あるいはホットメルト材によって接合している。
【００３０】
このようにボトル容器１は、ボトル本体１０とベースカップ３０がいずれもＰＥＴ製であるので、再生利用が容易である。
【００３１】
このボトル容器１では、ベースカップ３０の大径部４１の凹部４１ａの上縁がボトル本体１０の外面にほぼ当接し、大径部４１の凸部４１ｂの上縁とボトル本体１０の外面との間に隙間が形成される。この隙間は液入口４２となる。
【００３２】
前記液入口４２と排出口３８は、ボトル本体１０に充填された内溶液を加熱滅菌処理する時や、内溶液充填後におけるボトル本体１０の結露防止加温処理をする時に、有効に機能する。以下、これについて説明する。
【００３３】
〔加熱滅菌処理及び結露防止加温処理〕
ボトル本体１０に果汁分や乳成分、その他の成分を混合した炭酸飲料を充填する場合に、ボトル本体１０内に内容物を充填した後、ボトル本体１０の外表面に熱湯をシャワー状に供給し、その熱で内容物を加熱滅菌することが行われる。
【００３４】
又、ボトル本体１０に炭酸水を充填する場合には一般に低温充填で行うが、充填後にボトル本体１０の外表面に結露が生じないように、充填後にボトル本体１０の外表面に温水をシャワー状に供給して暖めることが行われる。
【００３５】
このような場合に、ベースカップ３０で覆われた部分であるボトル本体１０の底部１２が加熱あるいは加温されないと、低温の内溶液がボトル本体１０の底部１２内に留まることとなり、滅菌や加温が不完全になる。完全な滅菌や加温を達成するためには、ボトル本体１０の底部１２も加熱あるいは加温して内溶液に対流を生じさせる必要がある。
【００３６】
本ボトル容器１においては、次のようにしてボトル本体１０の底部１２の加熱あるいは加温が達成される。
ボトル容器１０の上方から熱湯あるいは温水（以下、熱湯とする）をシャワー状に供給すると、この熱湯がボトル本体１０の外表面を伝わって下方に流れていき、ボトル本体１０の直胴部１３の下端に達する。更に、熱湯はボトル本体１０の外表面を伝わりながら掛止凸部１４を乗り越えて液入口４２からベースカップ３０内に侵入し、底部１２の外表面を伝わって下方へと流れていく。
【００３７】
底部１２を伝わる熱湯の殆どは、ベースカップ３０の起立壁部３７に突き当たるとこの起立壁部３７を伝わって接地面部３３の上に落下し、接地面部３３に設けられた排出口３８からベースカップ３０の外へ排出される。
【００３８】
底部１２を伝わる熱湯の一部は、ボトル本体１０の底部１２とベースカップ３０の凹球面部３６との間に生じた隙間を通って、ボトル本体１０の底部１２の最下点まで流れていき、ベースカップ３０の中央底面部３４の上に落下し、中央底面部３４に設けられた排出口３８からベースカップ３０の外へ排出される。
【００３９】
このように、このベースカップ付きボトル容器１では、ボトル本体１０の底部１２についても加熱あるいは加温をすることができるので、内溶液の加熱滅菌処理や結露防止加温処理を確実に達成することができる。
【００４０】
〔ベースカップの第一の製造方法〕
次に、前記ベースカップ３０の第一の製造方法について図４から図９の図面にしたがって説明する。
【００４１】
ベースカップ３０は、厚さ１．０ｍｍのＰＥＴ製のシートを雌型を用いて熱成形することにより製造する。
初めに、製造装置について説明する。雌型５０の内面は成形すべきベースカップ３０の外形と同形状及び同寸法の成形面５１になっている。雌型５０は多数の排気孔５２を有している。尚、図では図示の都合上、排気孔５２を１つだけ描いている。
【００４２】
雌型５０は下型５５に固定されており、雌型５０の上端部５３は下型５５の押え部５６から所定寸法だけ突き出ている。下型５５には雌型５０の排気孔５２に連通する排気孔５７が設けられており、排気孔５７は図示しない吸引装置に接続されていて、雌型５０内の空気を吸引することができるようになっている。
【００４３】
上型６０は昇降可能に設置されており、下型５５と協働して型閉じ及び型開き可能になっている。上型６０の押え部６１の内径は雌型５０の上端部５３の外径よりも大径で、型閉じした時に上型６０の内面と雌型５０の外面との間に所定寸法の隙間が形成されるようになっている。この隙間は型閉じ時にＰＥＴシート９０の延伸を可能ならしめるものである。
【００４４】
上型６０にはプラグ６２が昇降可能に設置されているとともに、給気孔６３が設けられている。給気孔６３は図示しない給気装置に接続されていて、上型６０内に加圧空気を供給できるようになっている。
【００４５】
下型５５と上型６０との間には、ＰＥＴシート９０を緊張状態に挟持するクランプ装置６５が昇降可能に設置されるとともに、ＰＥＴシート９０を加熱軟化するためのヒータ７０が退避可能に設置されている。
【００４６】
次に、ベースカップ３０の製造工程を順に説明する。
〈１．軟化工程〉 図４に示すように、型開き状態の下型５５と上型６０の間に、クランプ装置６５で緊張状態に挟持したＰＥＴシート９０をセットし、ヒータ７０でＰＥＴシート９０を所定温度（例えば、７０〜９０゜Ｃ）に加熱して軟化する。軟化完了後、ヒータ７０を下型５５と上型６０の間から退避させる。
【００４７】
〈２．第一延伸工程〉
上型６０を下降させ、図５に示すように押え部６１がＰＥＴシート９０にほぼ当接する状態になったならば、クランプ装置６５を上型６０と同期して下降する。
【００４８】
ＰＥＴシート９０が雌型５０の上端部５３に当接した後も、図６のように上型６０の押え部６１が最終的に下型５５の押え部５６の上に突き当たり型閉じするまで、上型６０及びクランプ装置６５を下降させる。
【００４９】
ＰＥＴシート９０が雌型５０の上端部５３に当接した後、押え部６１と押え部５６が当接するまでの間に、ＰＥＴシート９０は雌型５０によって突き出されて延伸される。その結果、ＰＥＴシート９０は配向され、密度の上昇が生じる。これが第一延伸工程である。
【００５０】
尚、雌型５０の上端部５３の角部を円弧状に面取りするのが好ましい。そのようにすると、上端部５３においてＰＥＴシート９０の滑りが良くなり、延伸効果を上げることができる。
【００５１】
〈３．第二延伸工程〉
次に、図７に示すように、型閉じ状態でプラグ６２を下降し、ＰＥＴシート９０を延伸させながら雌型５０内に押入する。これが第二延伸工程であり、第二延伸工程においてもＰＥＴシート９０は配向され、密度の上昇が生じる。
【００５２】
〈４．最終延伸工程〉この後、上型６０の給気孔６３から加圧空気を供給するとともに、雌型５０の排気孔５２及び下型５５の排気孔５７から雌型５０内の空気を排気することにより、図８に示すように、ＰＥＴシート９０を延伸させながら雌型５０の成形面５１に密接させる。これが最終延伸工程であり、最終延伸工程においてもＰＥＴシート９０は配向され、密度の上昇が生じる。
【００５３】
この最終延伸工程の遂行により、ＰＥＴシート９０がベースカップ３０に成形されることとなる。
【００５４】
〈５．ヒートセット工程〉
最終延伸工程終了後、加圧空気の供給と雌型５０内の排気を続行しながら、若しくは、加圧空気の供給と雌型５０内の排気を停止して、雌型５０を図示しないバンドヒータ等で加熱してヒートセットを行う。ヒートセットは、例えば、１１０〜１３５゜Ｃ程度の温度で約５秒間固定することにより達成される。
【００５５】
〈６．型開き工程〉
加圧空気の供給、及び、雌型５０内の排気を停止し、図９に示すように上型６０及びクランプ装置６５を上昇させることにより、雌型５０からＰＥＴシート９０を取り出す。
【００５６】
〈７．仕上げ工程〉
クランプ装置６５からＰＥＴシート９０を取り外し、ＰＥＴシート９０からベースカップ３０の部分を切断し、打ち抜き装置を用いてベースカップ３０の接地面部３３及び中央底面部３４に排出口３８を穿孔する。
【００５７】
〈従来のシート材の熱成形法との比較〉
ところで、従来の雌型を用いたシート材の熱成形法には前記第一延伸工程がない。即ち、従来の熱成形法では、図１５に示すように、雌型５０の上端部５３と下型５５の押え部５６がほぼ面一になっていて、型閉じ状態では、シート材９０と雌型５０の上端部５３と下型５５の押え部５６と上型６０の押え部６１がほぼ一平面上に配されるようになっている。
【００５８】
従来法では、この型閉じの時点ではシート材は延伸されておらず、この型閉じの後にプラグ６２を下降させて初めてシート材９０を延伸させるようになっているので、プラグ６２の下降前にシート材９０を積極的に延伸させる第一延伸工程は存在しないのである。
【００５９】
表１は、本実施例の熱成形法で製造したベースカップと、従来の熱成形法で製造したベースカップとを、肉厚、密度、白化現象の有無について比較したデータである。尚、どちらの場合も、厚さ１．０ｍｍ、密度１．３３ｇ／ｃｍ3のＰＥＴシートを素材とし、ベースカップの形状は図１及び図２に示すのと同一であり、各部の寸法は図１４に示すのと同一にした。肉厚、密度、及び白化現象の有無の測定位置は図１４のＡからＩとした。
【００６０】
又、本実施例の製造法を実施するにあっては、雌型５０の上端部５３を下型５５の押え部５６よりも１５ｍｍ突出させることにより面倍率を約３倍とした。これに対して従来の熱成形法の場合には面倍率は約２．６６倍である。
【００６１】
ここで、面倍率とは、ＰＥＴシート９０のうち型閉じ時に下型５５及び上型６０の内部に収容された部分の、延伸成形前の該部分の（一方の面の）表面積に対する延伸成形後の該部分の（同じ一方の面の）表面積の比率をいう。即ち、延伸前後における成形部分の面積増加率である。
【００６２】
【表１】
【００６３】
尚、「白化現象の有無」の欄の記号の意味は次のとおりである。
○ 明らかに白化現象を生じた。
△ 準白化現象（完全な白化ではなく、青白い程度）を生じた。
× 白化現象が生じなかった。
【００６４】
表１から明らかなように、従来法で製造したベースカップよりも、前述本実施例の製造方法で製造したベースカップ３０の方が、全体的に極めて延伸倍率が高く、薄肉にでき、又、配向も十分に行われて密度の上昇も大きく剛性等の強度が高まる。更に、本実施例の製造方法で製造したベースカップ３０の方が、透明性もよく、白化現象も極めて起こりにくい。
【００６５】
ところで、実施例のベースカップにおいても、測定位置Ｇに対応する凹球面部３６と測定位置Ｉに対応する中央底面部３４については、肉厚から見て延伸倍率が低くなっており、密度の上昇も小さくなっている。
【００６６】
しかしながら、凹球面部３６について言えば、凹球面部３６は超音波接合あるいはホットメルト材によってボトル本体１０の底部１２を接合する部位であるので、接着性の点からすると延伸されていない方が接着し易く、そういう点では好ましい結果と言える。
【００６７】
又、本実施例の場合も中央底面部３４と凹球面部３６については白化現象が見られるが、これら部分では白化現象に伴い硬度が上昇する。
【００６８】
又、従来法のように延伸倍率が低く適正な密度上昇が得られない状態でヒートセットを行うと、収縮が大きく形状の維持が難しく、透明性が損なわれたりした。しかしながら、本実施例のように延伸倍率が大きく適正な密度上昇があると、ヒートセットを行っても変形することがなく、透明性も損なわれにくく、ヒートセットにより耐熱性を付与することができる。
【００６９】
ところで、前記加熱滅菌処理の際、ベースカップ３０の起立壁部３７は、高温下においてボトル本体１０及び内溶液の重量が荷重として加わるという、極めて苛酷な条件の下に置かれる。そのため、従来のようにこの起立壁部３７が未延伸であると、強度不足によりこの起立壁部３７が座屈を起こし、中央底面部３３が接地面部３３よりも下方に突出して、ベースカップ３０の座りが悪くなるという問題が生じる。
【００７０】
しかしながら、本実施例のように起立壁部３７について延伸倍率が大きく密度の上昇が得られると、起立壁部３７の強度も上昇し、加熱滅菌処理時の苛酷な条件下でも座屈することはない。
【００７１】
しかも、本実施例のベースカップ３０では、この起立壁部３７は、接地面部３３に対してほぼ直角に起立しており、凹部３７ａと凸部３７ｂにより補強されているので、構造的にも座屈に対する強度が非常に大きい。
【００７２】
尚、本実施例の製造方法において、延伸時にＰＥＴシート９０を滑り易くして延伸効果を上げるために、雌型５０を加温したり、雌型５０の成形面５１に特殊な表面処理を施して滑性を高めることも可能である。
【００７３】
〔ベースカップの第二の製造方法〕
次に、ベースカップの第二の製造方法を図１０及び図１１を参照して説明する。第二の製造方法に用いる製造装置では、雌型５０がアクチュエータ（エアシリンダや油圧シリンダ等）８０によって下型５５に対して昇降可能にされていて、アクチュエータ８０が下動した状態では、雌型５０の上端部５３と下型５５の押え面５６とが面一になっている。この点が第一の製造方法に用いる製造装置と相違している。
【００７４】
軟化工程については第一の製造方法と同じであるので説明を省略する。軟化工程の後、上型６０とクランプ装置６５を同期して下降せさ、図１０に示すように、上型６０の押え部６１を下型５５の押え部５６に突き当てて型閉じする。
【００７５】
第一の製造方法では型閉じの進行に伴い雌型によってＰＥＴシート９０が突き上げられ延伸されるようになっているが、この第二の製造方法の場合には、型閉じ時には雌型５０が下型５５から突き出ていないので、ＰＥＴシート９０は延伸されない。
【００７６】
第二の製造方法では、図１１に示すように、前記型閉じの後にアクチュエータ８０による雌型５０の上昇によって、ＰＥＴシート９０を突き上げるようにしている。これが第二の製造方法における第一延伸工程であり、これによって、ＰＥＴシート９０は延伸され、配向され、密度が上昇する。
【００７７】
この後、図１２に示すようにプラグ６２が下降して第二延伸工程となる。この第二延伸工程以降の各工程については、第一の製造方法となんら変わるところがないので、その説明を省略する。
【００７８】
この第二の製造方法によっても、第一の製造方法と同様に、従来法で製造するよりも優れた物性を備えたベースカップ３０を製造することができる。
【００７９】
〔第二の製造方法の変形例〕
尚、前記第二の製造方法で用いた製造装置を使って、次のように熱成形することも可能である。つまり、図１０の型閉じの状態から、雌型５０をアクチュエータ８０で突き上げるよりも前に、図１３に示すようにプラグ６２でＰＥＴシート９０を雌型５０内に押入する。そして、その後で雌型５０をアクチュエータ８０で上方に突き上げて図１２の状態にする。
【００８０】
このようにすると、第一延伸工程と第二延伸工程の前後が逆になるが、従来法よりも延伸工程が１つ増えることに変わりはなく、延伸倍率を上げるという作用、効果を得ることができ、従来法で製造するよりも優れた物性を備えたベースカップ３０を製造することができる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ボトル本体とベースカップの両方をＰＥＴ製にできるので、ボトル容器の再生利用が容易になるという優れた効果が奏される。
【００８２】
更に、このベースカップにヒートセット処理を施すと、耐熱性が向上する。
ベースカップの底部に設けた起立壁部を接地部に対してほぼ起立させたことにより、起立壁部の座屈に対する強度が大きくなるという優れた効果が奏される。
【００８３】
起立壁部に凹部と凸部を設けた場合には、起立壁部の座屈に対する強度を更に大きくすることができる。
ベースカップに液入口と排出口を設けると、加熱滅菌処理や結露防止加温処理を行う場合に、ボトル本体の底部を加熱あるいは加温することができ、前記各処理を確実に遂行することができるという効果がある。
【００８４】
ベースカップを熱成形法で製造するにあたって、加熱軟化したＰＥＴシートを上型および下型の型閉じによりこれら上型および下型で押えつつ、当該下型から突き出した前記雌型の上端部で延伸せしめる第一の工程と、この第一の工程にて前記雌型の上端部で延伸せしめたシートを、これに次いで、型閉じ状態のまま前記プラグで前記雌型内に延伸せしめる第二の工程と、この第二の工程にて前記プラグで延伸せしめたシートを、これに次いで、型閉じ状態のまま加圧空気で延伸せしめて前記雌型の成形面に密着させる第三の工程と、を備えるようにすると、延伸倍率の向上及び適正な密度上昇を得ることができ、ベースカップの強度を上げることができるとともに、耐熱性及び透明性を上げることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のベースカップの縦断面図である。
【図２】本発明の実施例のベースカップの平面図である。
【図３】本発明の実施例のベースカップ付きボトル容器の一部破断正面図である。
【図４】本発明によるベースカップの第一の製造方法の説明図であり、軟化工程を示す図である。
【図５】本発明によるベースカップの第一の製造方法の説明図であり、型閉じ途中を示す図である。
【図６】本発明によるベースカップの第一の製造方法の説明図であり、第一延伸工程を示す図である。
【図７】本発明によるベースカップの第一の製造方法の説明図であり、第二延伸工程を示す図である。
【図８】本発明によるベースカップの第一の製造方法の説明図であり、最終延伸工程を示す図である。
【図９】本発明によるベースカップの第一の製造方法の説明図であり、型開き工程を示す図である。
【図１０】本発明によるベースカップの第二の製造方法の説明図であり、型閉じ状態を示す図である。
【図１１】本発明によるベースカップの第二の製造方法の説明図であり、第一延伸工程を示す図である。
【図１２】本発明によるベースカップの第二の製造方法の説明図であり、第二延伸工程を示す図である。
【図１３】本発明によるベースカップの第二の製造方法の変形例の説明図である。
【図１４】本発明の実施例のベースカップの実際の寸法例を示す図である。
【図１５】従来法によるシートの熱成形法を示す図である。
【符号の説明】
１ ボトル容器
１０ ボトル本体
１２ 底部
３０ ベースカップ
３１ 底部
３３ 接地面部（接地部）
３６ 凹球面部
３７ 起立壁部
３７ａ 凹部
３７ｂ 凸部
３８ 排出口
４１ 大径部（上縁部）
４１ａ 凹部
４１ｂ 凸部
４２ 液入口
５０ 雌型
５１ 成形面
６２ プラグ
９０ ＰＥＴ製シート
【産業上の利用分野】
本発明は、ボトル本体の半球殻状の底部に取り付けられるベースカップ及びその製造方法と、該ベースカップ付きのボトル容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略称する）製のボトル容器には、ボトル本体の底部を半球殻状にして耐圧性を向上させたものがある。このボトル本体には底部が半球殻状をなすがゆえに自立性がないので、ボトル本体の底部に有底筒状をなすベースカップを接合することによって、ボトル本体に自立性を付与している。
【０００３】
特公平５−３６３１０号公報にも、従来のこの種のボトル容器が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のボトル容器にあっては、ボトル本体がＰＥＴ製であるのに対して、ベースカップはポリエチレン（以下、ＰＥと略称する）製であった。そのため、ボトル容器を溶解して資源の再利用をする場合には、溶解前に両者を分離する必要があるが、これは現実問題として極めて困難であった。
【０００５】
又、ＰＥ製のベースカップは射出成形で製造しているが、射出成形法の場合には薄肉化に限度があり、そのため重量が重くなるという欠点があった。
ここで、ベースカップもＰＥＴ製であれば、ボトル本体とベースカップを分離することなく一緒に溶解して再利用することができるので便利である。しかしながら、ＰＥＴを射出成形してベースカップを製造しても、使用に耐えられる強度を得ることができなかった。
【０００６】
本発明はこのような従来の技術の問題点に鑑みてなされたものであり、軽量ながら強度も十分にあり、再生利用が容易なベースカップ及びその製造方法と該ベースカップ付きのボトル容器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
〈本発明の要旨〉本発明は、底部と周壁部とを備えて有底筒状をなし、ボトル本体の半球殻状に突出した底部に取り付けられてボトル本体の脚体となるベースカップにおいて、前記ベースカップは、加熱したポリエチレンテレフタレート製のシートを上型および下型の型閉じにより押えつつ、当該下型から突き出した、成形すべき有底筒状のベースカップの外形とほぼ同形状同寸法の成形面を有する雌型の上端部によって延伸せしめ、さらに前記雌型内に侵入させたプラグ及び加圧空気で延伸させて形成したものであることを特徴とするベースカップである（請求項１に対応）。
【０００８】
又、本発明は、前記ベースカップにおいて、ベースカップの底部に、前記ボトル本体の半球殻状の底部に当接する凹球面部と、この凹球面部の外側を取り囲む接地部とを備え、凹球面部の外縁と接地部の内縁とが、接地部に対してほぼ直角に起立する環状の起立壁部によって接続されていることを特徴とするベースカップである（請求項１に対応）。
【０００９】
又、本発明は、前記ベースカップにおいて、前記起立壁部には、径方向に凹凸する凹部と凸部が周方向に交互に形成されていることを特徴とするベースカップである（請求項１に対応）。ここで、凹部及び凸部の断面形状は四角形でもよいし、円弧形でもよいし、三角形でもよい。
【００１０】
又、本発明は、上記いずれかのベースカップにおいて、ベースカップの周壁部の上部には、ボトル本体に取り付けたときにボトル本体の上方から落下供給される液体をボトル本体の底部表面に沿ってベースカップ内に導く液入口が設けられ、ベースカップの底部には、ベースカップ内に侵入した液体を排出する排出口が設けられていることを特徴とするベースカップである（請求項１に対応）。
【００１１】
又、本発明は、上記ベースカップにおいて、ベースカップの周壁部の上縁部に、径方向に凹凸する凹部と凸部が周方向に交互に形成されていて、この凸部の上縁が前記液入口となっていることを特徴とするベースカップである（請求項１に対応）。ここで、凹部及び凸部の断面形状は四角形でもよいし、円弧形でもよいし、三角形でもよい。
【００１２】
尚、ベースカップの周壁部の上部に孔を開けて、この孔を液入口としても構わない。又、本発明は、前記ベースカップにおいて、ヒートセット処理が施されていることを特徴とするベースカップである（請求項２に対応）
【００１３】
又、本発明は、加熱軟化したポリエチレンテレフタレート製のシートをその型閉じにより押える上型および下型と、この下型内に配置され成形すべき有底筒状のベースカップの外形とほぼ同形状同寸法の成形面を有する雌型と、この雌型内に侵入可能なプラグとを用い、加熱軟化したポリエチレンテレフタレート製のシートを前記プラグで前記雌型内に押入し、前記シートを雌型の成形面に密接させて所望形状のベースカップに成形するベースカップの製造方法において、加熱軟化したシートを上型および下型の型閉じによりこれら上型および下型で押えつつ、当該下型から突き出した前記雌型の上端部で延伸せしめる第一の工程と、この第一の工程にて前記雌型の上端部で延伸せしめたシートを、これに次いで、型閉じ状態のまま前記プラグで前記雌型内に延伸せしめる第二の工程と、この第二の工程にて前記プラグで延伸せしめたシートを、これに次いで、型閉じ状態のまま加圧空気で延伸せしめて前記雌型の成形面に密着させる第三の工程と、を備えたことを特徴とするベースカップの製造方法である（請求項３に対応）。
【００１４】
ここで、シートを雌型で突き出すとは、あくまでシートと雌型との相対的な動きによるものであり、実際に雌型を移動させる場合のみならず、雌型を固定したままシートを移動させる場合も含むものである。
【００１５】
シートを雌型で突き出すタイミングは、プラグによりシートを延伸させる前であっても後であっても、あるいは同時であっても構わない。
【００１６】
更に、本発明は、半球殻状に突出した底部を有するポリエチレンテレフタレート製のボトル本体と、このボトル本体の底部に取り付けられた前記いずれかのベースカップとを備えたことを特徴とするボトル容器である（請求項４に対応）。
【００１７】
〈本発明の利用可能性〉
本発明は、ジュースや炭酸飲料等の液体食品を収容する容器の分野に利用可能である。
【００１８】
【作用】
〈本発明の作用〉
ベースカップをボトル本体と同じ材質のポリエチレンテレフタレート製にしたことにより、ボトル容器の再生利用が容易になる。
【００１９】
ヒートセットを施すと、ベースカップの耐熱性が向上し、加熱滅菌処理や結露防止加温処理を行う場合に都合がよい。
ベースカップの起立壁部を接地部に対してほぼ直角に起立させると、起立壁部の座屈に対する強度を高めることができる。
【００２０】
起立壁部に凹部と凸部を設けると、起立壁部の座屈に対する強度を更に高めることができる。
ベースカップに液入口と排出口を設けると、加熱滅菌処理や結露防止加温処理を行う場合に、熱湯等をボトル本体の底部に導き入れた後に排出することができ、ボトル本体の底部を確実に加熱あるいは加温することができる。
【００２１】
ベースカップを熱成形法で製造するにあたって、加熱軟化したＰＥＴシートを上型および下型の型閉じによりこれら上型および下型で押えつつ、当該下型から突き出した前記雌型の上端部で延伸せしめる第一の工程と、この第一の工程にて前記雌型の上端部で延伸せしめたシートを、これに次いで、型閉じ状態のまま前記プラグで前記雌型内に延伸せしめる第二の工程と、この第二の工程にて前記プラグで延伸せしめたシートを、これに次いで、型閉じ状態のまま加圧空気で延伸せしめて前記雌型の成形面に密着させる第三の工程と、を備えると、延伸倍率の向上及び適正な密度上昇を得ることができ、ベースカップの強度を上げることができるとともに、耐熱性及び透明性を上げることができる。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図１から図１４の図面に基いて説明する。
〔ベースカップ付きボトル容器〕
図３はベースカップ付きボトル容器１の一部破断正面図である。ボトル容器１はボトル本体１０とキャップ２０とベースカップ３０を備えている。
【００２３】
ボトル本体１０はＰＥＴ製で、２軸延伸ブロー成形法により製造されたものである。ボトル本体１０の口筒部１１にキャップ２０が螺合されている。ボトル本体１０は耐圧性を上げるために底部１２が半球殻状に突出している。この底部１２と直胴部１３との間には環状の掛止凸部１４が形成されている。
【００２４】
〔ベースカップ〕
ベースカップ３０は前記ボトル本体１０の底部１２に接合固定されている。図１はベースカップ３０の縦断面図（図２のＩ−Ｉ断面図）であり、図２は同平面図である。
【００２５】
ベースカップ３０はＰＥＴ製のシートを熱成形により延伸させて形成されたもので、底部３１と周壁部４０とを備えた有底筒状をなしている。底部３１はその最外縁部に環状の接地面部（接地部）３３を備え、接地面部３３の外縁が周壁部４０の下縁に連なっている。又、底部３１の中央は円形の中央底面部３４になっており、中央底面部３４は接地面部３３よりも若干上位に位置している。
【００２６】
中央底面部３４の外周縁には上方に進むに従って若干拡径するテーパ壁部３５が連なり、テーパ壁部３５の上縁には凹球殻状に形成された凹球面部３６が連なり、凹球面部３６の外周縁は起立壁部３７を介して前記接地面部３３の内周縁に連なっている。
【００２７】
凹球面部３６の内面は、球殻状をなす前記ボトル本体１０の底部１２の外面にほぼ面当接するように、所定の曲率半径の凹球状に形成されている。
起立壁部３７は接地面部３３に対してほぼ直角をなすように配されており、上方に進むに従ってほんの僅か縮径するテーパがかかっている。図２に示すように、起立壁部３７は径方向に略矩形に凹凸する凹部３７ａと凸部３７ｂとが周方向に交互に形成されている。この構造により起立壁部３７の座屈に対する強度を高めている。
【００２８】
底部３１には、中央底面部３４に２つ、接地面部３６に３つ、合計５つの排出口３８が開口している。
周壁部４０は上方に進むに従って漸次拡径する筒状をなしており、その上縁部に大径部４１を有している。図２に示すように、大径部４１は、径方向に略矩形に凹凸する凹部４１ａと凸部４１ｂとが周方向に交互に形成されている。
【００２９】
このベースカップ３０は次のようにしてボトル本体１０に取り付けられている。即ち、ボトル本体１０の掛止凸部１４の下縁をベースカップ３０の大径部４１の上縁にほぼ突き当て、ボトル本体１０の底部１２とベースカップ３０の凹球面部３６とを超音波接合あるいはホットメルト材によって接合している。
【００３０】
このようにボトル容器１は、ボトル本体１０とベースカップ３０がいずれもＰＥＴ製であるので、再生利用が容易である。
【００３１】
このボトル容器１では、ベースカップ３０の大径部４１の凹部４１ａの上縁がボトル本体１０の外面にほぼ当接し、大径部４１の凸部４１ｂの上縁とボトル本体１０の外面との間に隙間が形成される。この隙間は液入口４２となる。
【００３２】
前記液入口４２と排出口３８は、ボトル本体１０に充填された内溶液を加熱滅菌処理する時や、内溶液充填後におけるボトル本体１０の結露防止加温処理をする時に、有効に機能する。以下、これについて説明する。
【００３３】
〔加熱滅菌処理及び結露防止加温処理〕
ボトル本体１０に果汁分や乳成分、その他の成分を混合した炭酸飲料を充填する場合に、ボトル本体１０内に内容物を充填した後、ボトル本体１０の外表面に熱湯をシャワー状に供給し、その熱で内容物を加熱滅菌することが行われる。
【００３４】
又、ボトル本体１０に炭酸水を充填する場合には一般に低温充填で行うが、充填後にボトル本体１０の外表面に結露が生じないように、充填後にボトル本体１０の外表面に温水をシャワー状に供給して暖めることが行われる。
【００３５】
このような場合に、ベースカップ３０で覆われた部分であるボトル本体１０の底部１２が加熱あるいは加温されないと、低温の内溶液がボトル本体１０の底部１２内に留まることとなり、滅菌や加温が不完全になる。完全な滅菌や加温を達成するためには、ボトル本体１０の底部１２も加熱あるいは加温して内溶液に対流を生じさせる必要がある。
【００３６】
本ボトル容器１においては、次のようにしてボトル本体１０の底部１２の加熱あるいは加温が達成される。
ボトル容器１０の上方から熱湯あるいは温水（以下、熱湯とする）をシャワー状に供給すると、この熱湯がボトル本体１０の外表面を伝わって下方に流れていき、ボトル本体１０の直胴部１３の下端に達する。更に、熱湯はボトル本体１０の外表面を伝わりながら掛止凸部１４を乗り越えて液入口４２からベースカップ３０内に侵入し、底部１２の外表面を伝わって下方へと流れていく。
【００３７】
底部１２を伝わる熱湯の殆どは、ベースカップ３０の起立壁部３７に突き当たるとこの起立壁部３７を伝わって接地面部３３の上に落下し、接地面部３３に設けられた排出口３８からベースカップ３０の外へ排出される。
【００３８】
底部１２を伝わる熱湯の一部は、ボトル本体１０の底部１２とベースカップ３０の凹球面部３６との間に生じた隙間を通って、ボトル本体１０の底部１２の最下点まで流れていき、ベースカップ３０の中央底面部３４の上に落下し、中央底面部３４に設けられた排出口３８からベースカップ３０の外へ排出される。
【００３９】
このように、このベースカップ付きボトル容器１では、ボトル本体１０の底部１２についても加熱あるいは加温をすることができるので、内溶液の加熱滅菌処理や結露防止加温処理を確実に達成することができる。
【００４０】
〔ベースカップの第一の製造方法〕
次に、前記ベースカップ３０の第一の製造方法について図４から図９の図面にしたがって説明する。
【００４１】
ベースカップ３０は、厚さ１．０ｍｍのＰＥＴ製のシートを雌型を用いて熱成形することにより製造する。
初めに、製造装置について説明する。雌型５０の内面は成形すべきベースカップ３０の外形と同形状及び同寸法の成形面５１になっている。雌型５０は多数の排気孔５２を有している。尚、図では図示の都合上、排気孔５２を１つだけ描いている。
【００４２】
雌型５０は下型５５に固定されており、雌型５０の上端部５３は下型５５の押え部５６から所定寸法だけ突き出ている。下型５５には雌型５０の排気孔５２に連通する排気孔５７が設けられており、排気孔５７は図示しない吸引装置に接続されていて、雌型５０内の空気を吸引することができるようになっている。
【００４３】
上型６０は昇降可能に設置されており、下型５５と協働して型閉じ及び型開き可能になっている。上型６０の押え部６１の内径は雌型５０の上端部５３の外径よりも大径で、型閉じした時に上型６０の内面と雌型５０の外面との間に所定寸法の隙間が形成されるようになっている。この隙間は型閉じ時にＰＥＴシート９０の延伸を可能ならしめるものである。
【００４４】
上型６０にはプラグ６２が昇降可能に設置されているとともに、給気孔６３が設けられている。給気孔６３は図示しない給気装置に接続されていて、上型６０内に加圧空気を供給できるようになっている。
【００４５】
下型５５と上型６０との間には、ＰＥＴシート９０を緊張状態に挟持するクランプ装置６５が昇降可能に設置されるとともに、ＰＥＴシート９０を加熱軟化するためのヒータ７０が退避可能に設置されている。
【００４６】
次に、ベースカップ３０の製造工程を順に説明する。
〈１．軟化工程〉 図４に示すように、型開き状態の下型５５と上型６０の間に、クランプ装置６５で緊張状態に挟持したＰＥＴシート９０をセットし、ヒータ７０でＰＥＴシート９０を所定温度（例えば、７０〜９０゜Ｃ）に加熱して軟化する。軟化完了後、ヒータ７０を下型５５と上型６０の間から退避させる。
【００４７】
〈２．第一延伸工程〉
上型６０を下降させ、図５に示すように押え部６１がＰＥＴシート９０にほぼ当接する状態になったならば、クランプ装置６５を上型６０と同期して下降する。
【００４８】
ＰＥＴシート９０が雌型５０の上端部５３に当接した後も、図６のように上型６０の押え部６１が最終的に下型５５の押え部５６の上に突き当たり型閉じするまで、上型６０及びクランプ装置６５を下降させる。
【００４９】
ＰＥＴシート９０が雌型５０の上端部５３に当接した後、押え部６１と押え部５６が当接するまでの間に、ＰＥＴシート９０は雌型５０によって突き出されて延伸される。その結果、ＰＥＴシート９０は配向され、密度の上昇が生じる。これが第一延伸工程である。
【００５０】
尚、雌型５０の上端部５３の角部を円弧状に面取りするのが好ましい。そのようにすると、上端部５３においてＰＥＴシート９０の滑りが良くなり、延伸効果を上げることができる。
【００５１】
〈３．第二延伸工程〉
次に、図７に示すように、型閉じ状態でプラグ６２を下降し、ＰＥＴシート９０を延伸させながら雌型５０内に押入する。これが第二延伸工程であり、第二延伸工程においてもＰＥＴシート９０は配向され、密度の上昇が生じる。
【００５２】
〈４．最終延伸工程〉この後、上型６０の給気孔６３から加圧空気を供給するとともに、雌型５０の排気孔５２及び下型５５の排気孔５７から雌型５０内の空気を排気することにより、図８に示すように、ＰＥＴシート９０を延伸させながら雌型５０の成形面５１に密接させる。これが最終延伸工程であり、最終延伸工程においてもＰＥＴシート９０は配向され、密度の上昇が生じる。
【００５３】
この最終延伸工程の遂行により、ＰＥＴシート９０がベースカップ３０に成形されることとなる。
【００５４】
〈５．ヒートセット工程〉
最終延伸工程終了後、加圧空気の供給と雌型５０内の排気を続行しながら、若しくは、加圧空気の供給と雌型５０内の排気を停止して、雌型５０を図示しないバンドヒータ等で加熱してヒートセットを行う。ヒートセットは、例えば、１１０〜１３５゜Ｃ程度の温度で約５秒間固定することにより達成される。
【００５５】
〈６．型開き工程〉
加圧空気の供給、及び、雌型５０内の排気を停止し、図９に示すように上型６０及びクランプ装置６５を上昇させることにより、雌型５０からＰＥＴシート９０を取り出す。
【００５６】
〈７．仕上げ工程〉
クランプ装置６５からＰＥＴシート９０を取り外し、ＰＥＴシート９０からベースカップ３０の部分を切断し、打ち抜き装置を用いてベースカップ３０の接地面部３３及び中央底面部３４に排出口３８を穿孔する。
【００５７】
〈従来のシート材の熱成形法との比較〉
ところで、従来の雌型を用いたシート材の熱成形法には前記第一延伸工程がない。即ち、従来の熱成形法では、図１５に示すように、雌型５０の上端部５３と下型５５の押え部５６がほぼ面一になっていて、型閉じ状態では、シート材９０と雌型５０の上端部５３と下型５５の押え部５６と上型６０の押え部６１がほぼ一平面上に配されるようになっている。
【００５８】
従来法では、この型閉じの時点ではシート材は延伸されておらず、この型閉じの後にプラグ６２を下降させて初めてシート材９０を延伸させるようになっているので、プラグ６２の下降前にシート材９０を積極的に延伸させる第一延伸工程は存在しないのである。
【００５９】
表１は、本実施例の熱成形法で製造したベースカップと、従来の熱成形法で製造したベースカップとを、肉厚、密度、白化現象の有無について比較したデータである。尚、どちらの場合も、厚さ１．０ｍｍ、密度１．３３ｇ／ｃｍ3のＰＥＴシートを素材とし、ベースカップの形状は図１及び図２に示すのと同一であり、各部の寸法は図１４に示すのと同一にした。肉厚、密度、及び白化現象の有無の測定位置は図１４のＡからＩとした。
【００６０】
又、本実施例の製造法を実施するにあっては、雌型５０の上端部５３を下型５５の押え部５６よりも１５ｍｍ突出させることにより面倍率を約３倍とした。これに対して従来の熱成形法の場合には面倍率は約２．６６倍である。
【００６１】
ここで、面倍率とは、ＰＥＴシート９０のうち型閉じ時に下型５５及び上型６０の内部に収容された部分の、延伸成形前の該部分の（一方の面の）表面積に対する延伸成形後の該部分の（同じ一方の面の）表面積の比率をいう。即ち、延伸前後における成形部分の面積増加率である。
【００６２】
【表１】
尚、「白化現象の有無」の欄の記号の意味は次のとおりである。
○ 明らかに白化現象を生じた。
△ 準白化現象（完全な白化ではなく、青白い程度）を生じた。
× 白化現象が生じなかった。
【００６４】
表１から明らかなように、従来法で製造したベースカップよりも、前述本実施例の製造方法で製造したベースカップ３０の方が、全体的に極めて延伸倍率が高く、薄肉にでき、又、配向も十分に行われて密度の上昇も大きく剛性等の強度が高まる。更に、本実施例の製造方法で製造したベースカップ３０の方が、透明性もよく、白化現象も極めて起こりにくい。
【００６５】
ところで、実施例のベースカップにおいても、測定位置Ｇに対応する凹球面部３６と測定位置Ｉに対応する中央底面部３４については、肉厚から見て延伸倍率が低くなっており、密度の上昇も小さくなっている。
【００６６】
しかしながら、凹球面部３６について言えば、凹球面部３６は超音波接合あるいはホットメルト材によってボトル本体１０の底部１２を接合する部位であるので、接着性の点からすると延伸されていない方が接着し易く、そういう点では好ましい結果と言える。
【００６７】
又、本実施例の場合も中央底面部３４と凹球面部３６については白化現象が見られるが、これら部分では白化現象に伴い硬度が上昇する。
【００６８】
又、従来法のように延伸倍率が低く適正な密度上昇が得られない状態でヒートセットを行うと、収縮が大きく形状の維持が難しく、透明性が損なわれたりした。しかしながら、本実施例のように延伸倍率が大きく適正な密度上昇があると、ヒートセットを行っても変形することがなく、透明性も損なわれにくく、ヒートセットにより耐熱性を付与することができる。
【００６９】
ところで、前記加熱滅菌処理の際、ベースカップ３０の起立壁部３７は、高温下においてボトル本体１０及び内溶液の重量が荷重として加わるという、極めて苛酷な条件の下に置かれる。そのため、従来のようにこの起立壁部３７が未延伸であると、強度不足によりこの起立壁部３７が座屈を起こし、中央底面部３３が接地面部３３よりも下方に突出して、ベースカップ３０の座りが悪くなるという問題が生じる。
【００７０】
しかしながら、本実施例のように起立壁部３７について延伸倍率が大きく密度の上昇が得られると、起立壁部３７の強度も上昇し、加熱滅菌処理時の苛酷な条件下でも座屈することはない。
【００７１】
しかも、本実施例のベースカップ３０では、この起立壁部３７は、接地面部３３に対してほぼ直角に起立しており、凹部３７ａと凸部３７ｂにより補強されているので、構造的にも座屈に対する強度が非常に大きい。
【００７２】
尚、本実施例の製造方法において、延伸時にＰＥＴシート９０を滑り易くして延伸効果を上げるために、雌型５０を加温したり、雌型５０の成形面５１に特殊な表面処理を施して滑性を高めることも可能である。
【００７３】
〔ベースカップの第二の製造方法〕
次に、ベースカップの第二の製造方法を図１０及び図１１を参照して説明する。第二の製造方法に用いる製造装置では、雌型５０がアクチュエータ（エアシリンダや油圧シリンダ等）８０によって下型５５に対して昇降可能にされていて、アクチュエータ８０が下動した状態では、雌型５０の上端部５３と下型５５の押え面５６とが面一になっている。この点が第一の製造方法に用いる製造装置と相違している。
【００７４】
軟化工程については第一の製造方法と同じであるので説明を省略する。軟化工程の後、上型６０とクランプ装置６５を同期して下降せさ、図１０に示すように、上型６０の押え部６１を下型５５の押え部５６に突き当てて型閉じする。
【００７５】
第一の製造方法では型閉じの進行に伴い雌型によってＰＥＴシート９０が突き上げられ延伸されるようになっているが、この第二の製造方法の場合には、型閉じ時には雌型５０が下型５５から突き出ていないので、ＰＥＴシート９０は延伸されない。
【００７６】
第二の製造方法では、図１１に示すように、前記型閉じの後にアクチュエータ８０による雌型５０の上昇によって、ＰＥＴシート９０を突き上げるようにしている。これが第二の製造方法における第一延伸工程であり、これによって、ＰＥＴシート９０は延伸され、配向され、密度が上昇する。
【００７７】
この後、図１２に示すようにプラグ６２が下降して第二延伸工程となる。この第二延伸工程以降の各工程については、第一の製造方法となんら変わるところがないので、その説明を省略する。
【００７８】
この第二の製造方法によっても、第一の製造方法と同様に、従来法で製造するよりも優れた物性を備えたベースカップ３０を製造することができる。
【００７９】
〔第二の製造方法の変形例〕
尚、前記第二の製造方法で用いた製造装置を使って、次のように熱成形することも可能である。つまり、図１０の型閉じの状態から、雌型５０をアクチュエータ８０で突き上げるよりも前に、図１３に示すようにプラグ６２でＰＥＴシート９０を雌型５０内に押入する。そして、その後で雌型５０をアクチュエータ８０で上方に突き上げて図１２の状態にする。
【００８０】
このようにすると、第一延伸工程と第二延伸工程の前後が逆になるが、従来法よりも延伸工程が１つ増えることに変わりはなく、延伸倍率を上げるという作用、効果を得ることができ、従来法で製造するよりも優れた物性を備えたベースカップ３０を製造することができる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ボトル本体とベースカップの両方をＰＥＴ製にできるので、ボトル容器の再生利用が容易になるという優れた効果が奏される。
【００８２】
更に、このベースカップにヒートセット処理を施すと、耐熱性が向上する。
ベースカップの底部に設けた起立壁部を接地部に対してほぼ起立させたことにより、起立壁部の座屈に対する強度が大きくなるという優れた効果が奏される。
【００８３】
起立壁部に凹部と凸部を設けた場合には、起立壁部の座屈に対する強度を更に大きくすることができる。
ベースカップに液入口と排出口を設けると、加熱滅菌処理や結露防止加温処理を行う場合に、ボトル本体の底部を加熱あるいは加温することができ、前記各処理を確実に遂行することができるという効果がある。
【００８４】
ベースカップを熱成形法で製造するにあたって、加熱軟化したＰＥＴシートを上型および下型の型閉じによりこれら上型および下型で押えつつ、当該下型から突き出した前記雌型の上端部で延伸せしめる第一の工程と、この第一の工程にて前記雌型の上端部で延伸せしめたシートを、これに次いで、型閉じ状態のまま前記プラグで前記雌型内に延伸せしめる第二の工程と、この第二の工程にて前記プラグで延伸せしめたシートを、これに次いで、型閉じ状態のまま加圧空気で延伸せしめて前記雌型の成形面に密着させる第三の工程と、を備えるようにすると、延伸倍率の向上及び適正な密度上昇を得ることができ、ベースカップの強度を上げることができるとともに、耐熱性及び透明性を上げることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のベースカップの縦断面図である。
【図２】本発明の実施例のベースカップの平面図である。
【図３】本発明の実施例のベースカップ付きボトル容器の一部破断正面図である。
【図４】本発明によるベースカップの第一の製造方法の説明図であり、軟化工程を示す図である。
【図５】本発明によるベースカップの第一の製造方法の説明図であり、型閉じ途中を示す図である。
【図６】本発明によるベースカップの第一の製造方法の説明図であり、第一延伸工程を示す図である。
【図７】本発明によるベースカップの第一の製造方法の説明図であり、第二延伸工程を示す図である。
【図８】本発明によるベースカップの第一の製造方法の説明図であり、最終延伸工程を示す図である。
【図９】本発明によるベースカップの第一の製造方法の説明図であり、型開き工程を示す図である。
【図１０】本発明によるベースカップの第二の製造方法の説明図であり、型閉じ状態を示す図である。
【図１１】本発明によるベースカップの第二の製造方法の説明図であり、第一延伸工程を示す図である。
【図１２】本発明によるベースカップの第二の製造方法の説明図であり、第二延伸工程を示す図である。
【図１３】本発明によるベースカップの第二の製造方法の変形例の説明図である。
【図１４】本発明の実施例のベースカップの実際の寸法例を示す図である。
【図１５】従来法によるシートの熱成形法を示す図である。
【符号の説明】
１ ボトル容器
１０ ボトル本体
１２ 底部
３０ ベースカップ
３１ 底部
３３ 接地面部（接地部）
３６ 凹球面部
３７ 起立壁部
３７ａ 凹部
３７ｂ 凸部
３８ 排出口
４１ 大径部（上縁部）
４１ａ 凹部
４１ｂ 凸部
４２ 液入口
５０ 雌型
５１ 成形面
６２ プラグ
９０ ＰＥＴ製シート
Claims (4)
- 底部と周壁部とを備えて有底筒状をなし、ボトル本体の半球殻状に突出した底部に取り付けられてボトル本体の脚体となるベースカップにおいて、
前記ベースカップは、加熱したポリエチレンテレフタレート製のシートを上型および下型の型閉じにより押えつつ、当該下型から突き出した、成形すべき有底筒状のベースカップの外形とほぼ同形状同寸法の成形面を有する雌型の上端部によって延伸せしめ、さらに前記雌型内に侵入させたプラグ及び加圧空気で延伸させて形成したものであり、
前記ベースカップの底部に、前記ボトル本体の半球殻状の底部に当接する凹球面部と、この凹球面部の外側を取り囲む接地部とを設け、凹球面部の外縁と接地部の内縁とを、接地部に対してほぼ直角に起立する環状の起立壁部によって接続すると共に、当該起立壁部に、径方向に凹凸する凹部と凸部を周方向に交互に形成し、また、
前記ベースカップの周壁部の上縁部に、径方向に凹凸する凹部と凸部を周方向に交互に形成して、前記ベースカップをボトル本体に取り付けたときにボトル本体の上方から落下供給される液体をボトル本体の底部表面に沿ってベースカップ内に導く液入口を設けると共に、前記ベースカップの底部に、ベースカップ内に侵入した液体を排出する排出口を設けていることを特徴とするベースカップ。 - 請求項１に記載のベースカップにおいて、ヒートセット処理が施されていることを特徴とするベースカップ。
- 加熱軟化したポリエチレンテレフタレート製のシートをその型閉じにより押える上型および下型と、この下型内に配置され成形すべき有底筒状のベースカップの外形とほぼ同形状同寸法の成形面を有する雌型と、この雌型内に侵入可能なプラグとを用い、加熱軟化したポリエチレンテレフタレート製のシートを前記プラグで前記雌型内に押入し、前記シートを雌型の成形面に密接させて所望形状のベースカップに成形するベースカップの製造方法において、
加熱軟化したシートを上型および下型の型閉じによりこれら上型および下型で押えつつ、当該下型から突き出した前記雌型の上端部で延伸せしめる第一の工程と、
この第一の工程にて前記雌型の上端部で延伸せしめたシートを、これに次いで、型閉じ状態のまま前記プラグで前記雌型内に延伸せしめる第二の工程と、
この第二の工程にて前記プラグで延伸せしめたシートを、これに次いで、型閉じ状態のまま加圧空気で延伸せしめて前記雌型の成形面に密着させる第三の工程と、
を備えたことを特徴とするベースカップの製造方法。 - 半球殻状に突出した底部を有するポリエチレンテレフタレート製のボトル本体と、このボトル本体の底部に取り付けられた請求項１又は２に記載のベースカップ、とを備えたことを特徴とするボトル容器。
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- 1994-06-27 JP JP14508394A patent/JP3657632B2/ja not_active Expired - Fee Related
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