JP5057302B2 - 合成樹脂製壜体 - Google Patents

Description

本発明は、ペットボトルに代表される２軸延伸ブロー成形した合成樹脂製壜体の底部の形状に関するものである。

ペットボトル等の２軸延伸ブロー成形した合成樹脂製壜体は水、スポーツ飲料水、お茶、ジュース等の飲料用として幅広く使用されている。
図４は従来の丸型のペットボトルの底部の形状の一例であり、（ａ）は底面図、（ｂ）は図４（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿って示す縦断面図である。
この種の壜体の底部１０５の形状をみると、近年においては安定した起立性を確保する目的のため、底部１０５の底面の周縁部に環状に接地部１０８を形成し、この接地部１０８の内側中央部分に底面の壁を内方に窪ませて、平面形状が円形状の頂部１１０ｔと該頂部１１０ｔの周縁部と前記接地部１０８を連結する傾斜周壁１１０ｓからなる底上げ部１０９を形成した形状の底部１０５が多く採用されている。この底上げ部１０９の壜体内部への突出の程度により、容器内圧や充填圧力、耐熱性等に起因する底部の変形状態が実使用上で問題となることを防止している。

また、たとえば特許文献１にその記載があるように、上記底上げ部１０９に放射状をなす複数の突条リブ１１１を壜体外部に突出するように形成することにより、この底上げ部１０９の剛性を高くして、耐圧性、耐熱性を向上させて底部１０５の変形を防ぐようにすることができ、殺菌のために内容液を８０〜９５℃程度の高温で充填する、所謂高温充填の用途にも安心して使用することができる。

図５は２軸延伸ブロー成形工程の概略説明図であり、加熱した試験管状のプリフォームＰをブロー成形金型５１内に固定し、延伸ロッド５２で縦延伸すると共に、ブローエアＢＡを吹き込んで横方向にも延伸し、金型５１に密着させる。そして延伸工程では、プリフォームＰの底部は延伸ロッド５２の先端部に接した状態、あるいはこの先端部と底金型５１ｂの底ブッシュ部５１ａに挟持された状態にある。このため、ペットボトルでは他の部分が薄肉で延伸結晶化しているのに対して、底部の特に頂部１１０ｔの大部分は未延伸あるいは低延伸状態となる場合がある。この時、頂部は比較的厚肉に形成され、配向結晶化の程度も極く低い状態となることが多い。

そして、図５に例示されるように底ブッシュ部５１ａの先端が平坦な形状であっても、図４で示されているように従来のペットボトルの底上げ部１０９の頂部１１０ｔは、受皿状の形状（図４（ｂ）参照）となってしまう場合がある。この頂部の直径Ｄ１は１５〜３０ｍｍ程度であることが一般的である。
なお、図５中のリブ形成部５１ｒは上述した突条リブ１１１を形成するための金型部分である。
特公昭６３−１７７０３号公報

一方、２軸延伸ブロー成形方法の一つに、ペットボトルの耐熱性を向上するためのダブルブロー成形法と云う成形方法がある。（たとえば特許文献２参照）この方法は、予め所望形状に成形されているプリフォームを一次中間成形品に２軸延伸ブロー成形する一次ブロー成形工程と、この一次中間成形品を加熱して熱収縮させて二次中間成形品に成形する工程と、最後にこの二次中間成形品を最終製品である容器にブロー成形する二次ブロー成形工程とから成っており、一次中間成形品を加熱して熱収縮させることにより、延伸により進行した配向結晶化の程度を低下させることなく、一次中間成形品内に生じている残留歪を消滅させて耐熱性の高い壜体を得ることができる。
特公平７−６７７３２号公報

ところで、この種の壜体では内容液の充填ラインで壜体内部での液はね、この液はねに起因する泡立ちの問題があり、この泡立ちを抑制することは充填ラインにおける重要な課題としてあり、壜体の形状の面では、底部の形状がこの泡立ちの大きな要因の一つと考えられている。

そこで、本発明は２軸延伸部ブロー成形した合成樹脂製壜体において、底部の形状により内容液の充填時の泡立ちを効果的に抑制することを技術的な課題とするものであり、充填ライン適正に優れた壜体を提供することを目的とする。

上記技術的課題を解決する請求項１または２記載の発明の手段は、
内溶液充填時の泡立ちの抑制が可能な２軸延伸ブロー成形された合成樹脂製壜体であること、
底部の底面の周縁部に起立のための環状の接地部を形成し、この接地部の内側中央部分に底面の壁を内方に窪ませて、平面形状が円形状の頂部及びこの頂部の周縁部と接地部を連結する傾斜周壁からなる底上げ部を形成した壜体であること、
頂部内に、傾斜周壁よりも壜体外部に突出して頂部の中心から所定の半径の仮想円の周上を基端として接地部に向けて、放射状をなす複数の突条リブを形成すること、
仮想円の直径ｄを頂部の直径Ｄの７０％以下の範囲にすると共に隣接する突条リブの基端同士が仮想円の周上で互いに隙間なく近接するように構成すること、
にある。

本願発明者らは、内容液の充填時における底部の形状と泡立ちの関係を検討する中で、底部の特に底上げ部の頂部の形状により、さらに言及すると図４（ｂ）に示した従来例の底部１０５のように頂部１１０ｔにおいて受け皿状の形状になると、泡立ちが顕著になること、また、前述のダブルブロー成形法によりボトルを成形した場合には、より頂部が受け皿形状になり易い傾向がある（以下、受け皿状化と記載することがある。）こと、
を見出し上記請求項１記載の発明に至った。

そこで、請求項１または２記載の上記構成の基本的な考え方は、受け皿状化を抑制する為に、頂部に至る突条リブを形成するというものであり、請求項１または２記載の上記構成に沿って、突条リブを複数底上げ部の頂部内を基端として接地部に向けて放射状に形成し、さらにこれら突条リブの基端に内接するような仮想円の直径ｄが、頂部の直径Ｄの７０％以下の範囲、より好ましくは５０％以下の範囲となるようにすることにより、頂部の延伸量が向上されること、及び突条リブが形成されていない頂部の面積（中央部）を小さくすることにより、形状的に受け皿形状が形成され難くなっている可能性が原因として考えられる。

また、前述したようにダブルブロー成形法の場合には、通常の２軸延伸ブロー成形法に比較して頂部の受け皿状化が顕著になる場合があるが、この場合にも突条リブを頂部の中心により近い位置から形成することにより、この受け皿状化を抑制することが可能となる。

なお、内容液はノズル先端から壜体の口筒部を介して壜体内部に噴出されるが、ここで、底上げ部の頂部が受け皿状であると、流体が受け皿状の湾曲面の形状に従って壜体の斜め上方中心軸方向に液はねする傾向が顕著となり、この方向への液はねにより頂部が平坦な場合や、逆に上方に凸の形状の場合に比較して気泡の発生が顕著になるものと推察される。

請求項３記載の発明の手段は、請求項１または２記載の発明において、仮想円の径を、内容液の充填ラインにおける充填ノズルからの流下流体の径より小さく設定することにある。

請求項３記載の上記構成により、流下流体の周縁部が頂部の突条リブが形成された部分に衝突するので壜体の斜め上方中心軸方向への液はねを十分抑制することができる。

請求項４記載の発明の手段は、請求項１、２または３記載の発明において、突条リブの形成数を４〜１２ケとすること、にある。

底上げ部の頂部を等方的に延伸変形させるために突条リブの形成数は４ケ以上にすることが好ましく、また形成数が多すぎると、頂部中心近傍では隣接する突条リブの間隔が狭くなり、十分な延伸効果を付与できないので１２ケ以下とするのが好ましい。

本発明は上記した構成であり、以下に示す効果を奏する。
請求項１または２記載の発明にあっては、従来受け皿状化が顕著で、泡立ちの問題が深刻であったダブルブロー成形法であっても、受け皿状化の問題を効果的に解消することができる。

また、突条リブを従来よりも頂部の中心に近い位置から形成することにより、頂部の周縁部の相当部分における延伸量が向上されることにより、配向結晶化の程度が高まり、さらに突条リブのリブ形状から生じる補強効果が発揮され、壜体底部で頂部に発生する受け皿状化の問題を効果的に解消することができる。

請求項３記載の発明にあっては、流下流体の周縁部が頂部の突条リブが形成された部分に衝突するので壜体の斜め上方中心軸方向への液はねを十分抑制することができる。

請求項４記載の発明にあっては、突条リブの形成数を４ケ以上とすることにより頂部における延伸変形を等方的に達成でき、１２ケ以下とすることにより頂部の中心近傍での突条リブ間の間隔を適度に開けて延伸効果を十分発揮させることができる。

以下本発明の実施の形態を一実施例に沿って図面を参照しながら説明する。
図１〜図３は本発明の合成樹脂製壜体の一実施例を示すものである。図１は壜体１の全体正面図、図２は底面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿った底部５の縦断面図である。この壜体１はペット樹脂製の２軸延伸ブロー成形品であり、口筒部２、肩部３、胴部４、底部５を有し、通称容量が１リッターの角形壜体である。

底部５は側周面に相当するヒール部７を有し、底面の周縁には環状に接地部８が形成され、この接地部８の内側に底面の壁を内方に窪ませて、平面形状が円形状の頂部１０ｔとこの頂部１０ｔの周縁部と接地部を連結する傾斜周壁１０ｓからなる底上げ部９が形成されている。また、頂部１０ｔの中心から半径が２．５ｍｍ（直径ｄが５ｍｍ）の仮想円Ｃの円周上の位置から、接地部８の方向に向けて、そして壜体１外部に突出するように６ケの突条リブ１１が放射状に形成されている。

ここで、頂部１０ｔの直径Ｄは２０ｍｍであり、この仮想円Ｃの直径ｄはこの直径Ｄの２５％であるが、このように突条リブ１１を形成することにより、頂部１０ｔにおいて、頂部１０ｔの中心近傍の直径が５ｍｍ範囲と云う狭い領域に限定された部分を除き、頂部１０ｔの周縁部の大半の部分の延伸量が向上され、さらに、延伸結晶化の効果と突条リブ１１のリブとしての補強効果が発揮され、頂部の受け皿状化（図４（ｂ）参照）はなく、充填ラインにおける泡立ちの問題を安定して抑制することができた。

なお、図４にも例示されている従来の壜体では、頂部１１０ｔの径Ｄ１は、上記実施例と同様に２０ｍｍであるが、突条リブ１１１はこの頂部１１０ｔの外側、傾斜周壁１１０ｓのみに形成されているので、図４（ｂ）にあるように受け皿状化が顕著になってしまう。

以上、本願発明の合成樹脂製壜体についてその実施の形態と作用効果を一実施例に沿って説明したが、本願の作用効果は、この実施例に限定されるものではなく、壜体の容量や、丸型あるいは角形等の壜体形状によらず、底部に底上げ部を有する２軸延伸ブロー成形壜体について一般的に発揮されるものである。
また、底上げ部、及び頂部の平面形状は円形だけでなく、楕円形状や多角形状のもの等にも適用することができる。

以上説明したように、本発明の合成樹脂製壜体（２軸延伸ブロー成形壜体）は底部における内容液の充填の際の泡立ちを安定して抑制するものであり、充填ライン適正の優れた壜体として幅広い使用が期待される。

本発明の壜体の一実施例を示す全体正面図である。 図１の壜体の底面図である。 図２中のＡ−Ａ線に沿って示す底部の縦断面図である。 従来の壜体の底部の形状の一例で、（ａ）は底面図、（ｂ）は（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿って示す縦断面図である。 ２軸延伸ブロー成形工程の概略説明図である。

符号の説明

１ ；壜体
２ ；口筒部
３ ；肩部
４ ；胴部
５ ；底部
７ ；ヒール部
８ ；接地部
９ ；底上げ部
１０ｔ；頂部
１０ｓ；傾斜周壁
１１；突条リブ
１０５；底部
１０７；ヒール部
１０８；接地部
１０９；底上げ部
１１０ｔ；頂部
１１０ｓ；傾斜周壁
１１１；突条リブ
５１；ブロー成形金型
５１ａ；底ブッシュ
５１ｂ；底部金型
５１ａ；底ブッシュ部
５１ｒ；リブ形成部
５２；延伸ロッド
Ｐ ；プリフォーム
ＢＡ；ブローエア
Ｃ ；仮想円
Ｄ、Ｄ１；（頂部の）直径
ｄ ；（仮想円の）直径

Claims (4)

1. 内溶液充填時の泡立ちの抑制が可能な２軸延伸ブロー成形された合成樹脂製壜体であって、
   底部（５）の底面の周縁部に起立のための環状の接地部（８）を形成し、該接地部（８）の内側中央部分に前記底面の壁を内方に窪ませて、平面形状が円形状の頂部（１０ｔ）及び該頂部（１０ｔ）の周縁部と前記接地部（８）を連結する傾斜周壁（１０ｓ）からなる底上げ部（９）を形成した壜体の、前記頂部（１０ｔ）に、前記傾斜周壁（１０ｓ）よりも壜体外部に突出して前記頂部（１０ｔ）の中心から所定の半径の仮想円（Ｃ）の周上を基端として前記接地部（８）に向けて、放射状をなす複数の突条リブ(１１)を形成し、前記仮想円（Ｃ）の直径ｄを前記頂部（１０ｔ）直径Ｄの７０％以下の範囲にすると共に隣接する前記突条リブ(１１)の基端同士が前記仮想円（Ｃ）の周上で互いに隙間なく近接するように構成したことを特徴とする合成樹脂製壜体。
2. 仮想円（Ｃ）の直径ｄが前記頂部（１０ｔ）の直径Ｄの５０％以下の範囲となるように構成した請求項１記載の合成樹脂製壜体。
3. 仮想円（Ｃ）の径（ｄ）を、内容液の充填ラインにおける充填ノズルからの流下流体の径より小さく設定した請求項１または２記載の合成樹脂製壜体。
4. 突条リブ(１１)の形成数を４〜１２ケとした請求項１、２または３記載の合成樹脂製壜体。

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