JP5652702B2 - Plastic bottle - Google Patents
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Description
本発明は、口部と、首部と、胴部と、底部とを備えたプラスチックボトルに関する。 The present invention relates to a plastic bottle including a mouth, a neck, a body, and a bottom.
従来、プラスチックボトルの充填方法としては、無菌充填方法(常温充填方法)とホット充填方法(高温充填方法)とが存在する。このうちホット充填方法は、古くから缶飲料の充填方法として用いられてきたものである。 Conventionally, as plastic bottle filling methods, there are an aseptic filling method (room temperature filling method) and a hot filling method (high temperature filling method). Of these, the hot filling method has been used for a long time as a filling method for canned beverages.
一般にホット充填用の容器は、耐熱性を有することが必要である。ホット充填においては、内容液の充填温度が高温であるため、充填後にボトルを常温まで冷却した際、内容液およびヘッドスペースの体積が減少し、ボトル内部の圧力が低下する。この結果、ホット充填品は、無菌充填品と比較してボトルの減圧による変形が大きくなる(図7参照)。このため、特にホット充填用の容器としてプラスチックボトルを用いる場合、ボトルをホット充填による熱と減圧吸収に耐えうるだけの肉厚に調整しなければならず、結果的にボトルを軽量化する事が難しいという問題がある。 Generally, a container for hot filling needs to have heat resistance. In hot filling, since the filling temperature of the content liquid is high, when the bottle is cooled to room temperature after filling, the volume of the content liquid and the head space decreases, and the pressure inside the bottle decreases. As a result, the hot-filled product is more deformed by the reduced pressure of the bottle than the aseptic-filled product (see FIG. 7). For this reason, especially when plastic bottles are used as containers for hot filling, the bottles must be adjusted to a thickness that can withstand the heat and vacuum absorption caused by hot filling, resulting in a lighter bottle. There is a problem that it is difficult.
これに対して、ホット充填後の減圧量を抑える為に、ホット充填後に液体窒素(LN2)を滴下する技術が開発されている(特許文献1)。 On the other hand, in order to suppress the amount of pressure reduction after hot filling, a technique of dropping liquid nitrogen (LN2) after hot filling has been developed (Patent Document 1).
ところで近年、ボトルに使用されるプラスチック材料の使用量を減らし、プラスチックボトルを更に軽量化することが望まれている。しかしながら、上述した液体窒素(LN2)を滴下する技術を、軽量化したプラスチックボトルに用いる場合、ホット充填による熱と充填直後の内圧上昇とにより、ボトルの底部が反転してしまうおそれがある(バックリングという)。 In recent years, it has been desired to reduce the amount of plastic material used for bottles and to further reduce the weight of plastic bottles. However, when the above-described technique of dropping liquid nitrogen (LN2) is used for a plastic bottle that has been reduced in weight, the bottom of the bottle may be inverted due to heat from hot filling and an increase in internal pressure immediately after filling (back). Called ring).
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、内容液をホット充填し、内部を陽圧とした場合であっても底部の反転(バックリング)を防止することが可能な、プラスチックボトルを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such points, and it is possible to prevent inversion (buckling) of the bottom even when the content liquid is hot-filled and the inside is positive pressure. The purpose is to provide plastic bottles.
本発明は、口部と、首部と、胴部と、底部とを備え、口部にはキャップが装着されたプラスチックボトルにおいて、底部は、中央に位置する中央部と、中央部から周縁部に放射状に延びる複数のペタロイド脚と、隣接する各ペタロイド脚間に形成された谷部とを有するペタロイド形状をもち、中央部は、環状面と、環状面から内方に引っ込む凹部とを有し、ボトル内部に内容液が60℃〜95℃の充填温度でホット充填され、液化ガスが添加され、凹部の底部とペタロイド脚の接地部との距離をt1、凹部の底部と環状面との距離をt2、凹部の直径をt3、胴部の最大直径をt4とした場合、0.20<t2/t1<0.60かつ0.10<t3/t4<0.40となり、ペタロイド脚の接地部における厚みが、0.03mm〜0.40mmであり、底面側から見たとき、各ペタロイド脚よりも各谷部の方が広いことを特徴とするプラスチックボトルである。 The present invention comprises a plastic bottle comprising a mouth, a neck, a body, and a bottom, and a cap is attached to the mouth . The bottom is a central part located in the center, and from the central part to the peripheral part. It has a petaloid shape having a plurality of petaloid legs extending radially and valleys formed between adjacent petaloid legs, and the central part has an annular surface and a recess recessed inwardly from the annular surface, The bottle is hot filled with the liquid content at a filling temperature of 60 ° C. to 95 ° C. , liquefied gas is added , the distance between the bottom of the recess and the ground contact portion of the petaloid leg is t1, and the distance between the bottom of the recess and the annular surface is When t2, the diameter of the concave portion is t3, and the maximum diameter of the trunk portion is t4, 0.20 <t2 / t1 <0.60 and 0.10 <t3 / t4 <0.40, and in the ground contact portion of the petaloid leg Thickness is 0.03mm to 0.40m , And the when viewed from the bottom, a plastic bottle, wherein the wider towards the valley than the petaloid feet.
本発明は、底部に5本〜9本のペタロイド脚を有することを特徴とするプラスチックボトルである。 The present invention is a plastic bottle having 5 to 9 petaloid legs at the bottom.
本発明は、凹部が底面から見て円形状からなることを特徴とするプラスチックボトルである。 The present invention is a plastic bottle characterized in that the recess has a circular shape when viewed from the bottom.
本発明は、凹部が垂直端面から見てドーム形状からなることを特徴とするプラスチックボトルである。 The present invention is the plastic bottle characterized in that the recess has a dome shape when viewed from the vertical end face.
本発明によれば、底部は、中央に位置する中央部と、中央部から周縁部に放射状に延びる複数のペタロイド脚とを有するペタロイド形状をもち、中央部は、環状面と、環状面から内方に引っ込む凹部とを有する。このことにより、内容液をホット充填し、液化ガスを添加することによりボトル内部を陽圧とした場合であっても、底部の変形を少なくすることができ、底部の反転(バックリング)を防止することができる。 According to the present invention, the bottom portion has a petaloid shape having a central portion located in the center and a plurality of petaloid legs extending radially from the central portion to the peripheral portion, and the central portion is formed from the annular surface and the annular surface. And a recess that is recessed. This makes it possible to reduce deformation of the bottom and prevent inversion (buckling) of the bottom even when the bottle is filled with hot liquid and liquefied gas is added to create a positive pressure inside the bottle. can do.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1乃至図6は本発明の一実施の形態を示す図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 6 show an embodiment of the present invention.
まず、図1乃至図6により本実施の形態によるプラスチックボトルの概要について説明する。なお、本明細書中、「上方」、「下方」とは、それぞれプラスチックボトル10を正立させた状態(図1および図2)における上方、下方のことをいう。
First, the outline of the plastic bottle according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the present specification, “upper” and “lower” refer to the upper and lower sides of the
図1乃至図4に示すように、プラスチックボトル10は、口部11と、口部11に連接する首部12と、首部12に連接する肩部13と、肩部13に連接する胴部20と、胴部20に連接する底部30とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
このうち胴部20は略円筒形状からなり、その表面は略平坦に構成されている。また、図1に示すように、プラスチックボトル10内部には、内容液15がホット充填され、内容液15上のヘッドスペース16内には、液化ガスが添加されている。さらに、口部11にはキャップ17が装着されている。
Among these, the trunk |
図2および図4に示すように、底部30はペタロイド形状をもっている。すなわち底部30は、中央に位置する中央部31と、中央部31から底部30の周縁部30bに向けて放射状に延びる複数(この場合は5本)のペタロイド脚32とを有している。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
図4に示すように、5本のペタロイド脚32は、底部30の周縁部30bに沿って周方向に等間隔に配置されている。ペタロイド脚32は、プラスチックボトル10を安定して正立させるためには5本以上設けることが好ましいが、成形性の観点等から、その上限は9本程度とすることが好ましい。また、バックリングを効果的に防止するために、ペタロイド脚32の本数を奇数本とすることが好ましく、とりわけ5本とすることが更に好ましい。
As shown in FIG. 4, the five
また図2および図4に示すように、各ペタロイド脚32は、各々円周状に延びる接地部32aと、接地部32aから中央部31側に向けて上方に延びる内側傾斜面32bと、接地部32aから周縁部30b側に向けて上方に延びる外側傾斜面32cとを有している。
As shown in FIGS. 2 and 4, each
一方、隣接する各ペタロイド脚32間には、谷部33が形成されている。各谷部33は、中央部31から周縁部30bに向かって上方へ延びる湾曲面からなっている。各谷部33は、中央部31から周縁部30bに向かう断面において、下方へ向けて湾曲する球面の一部を構成している(図2参照)。この場合、各谷部33は、ドーム状曲面の一部からなっていても良い。
On the other hand,
本実施の形態において、中央部31は、円形の環状面34と、この環状面34から内方(上方)に引っ込む凹部35とを有している。凹部35の形状は、底部30の耐圧性を高めるという観点から、底面から見て円形状であることが好ましい。更に、成形性を高めるという観点からは、凹部35の垂直端面形状(図2)がドーム形状であることが好ましい。このほか、凹部35の形状としては、円筒形状であっても良く、あるいは円筒に半球を連結した形状からなっていても良い。
In the present embodiment, the
このようなプラスチックボトル10のサイズは限定されるものではなく、どのようなサイズのボトルからなっていても良い。例えばプラスチックボトル10の容量が500mlである場合、胴部20の直径t4(図4および図5参照)を60mm乃至70mmとすることができる。また、プラスチックボトル10の容量が1000mlの場合は、胴部20の直径t4を70mm乃至90mmとし、1500mlの場合は、胴部20の直径t4を80mm乃至100mmとすることができる。
The size of the
図5において、凹部35の底部35aとペタロイド脚32の接地部32aとの距離をt1とし、凹部35の底部35aと環状面34との距離をt2とした場合、0.20<t2/t1<0.60となることが好ましい。なお、t2/t1≧0.60となる場合、底部30の凹凸が大きくなるため、ブロー成形時にペタロイド脚32の接地部32aに、過延伸による白化(薄肉化)が発生するおそれがある。他方、t2/t1≦0.20となる場合、凹部35の深さが浅いため、底部30のバックリングを防止する効果が得られにくい。
In FIG. 5, when the distance between the
また図5において、凹部35の直径をt3とし、胴部20の最大直径をt4とした場合、0.10<t3/t4<0.40となることが好ましい(図6(a)参照)。なお、t3/t4≧0.40となる場合、凹部35の曲率半径R1が大きくなる為底部30のバックリングを防止する効果が得られにくい(図6(b)参照)。更にペタロイド脚32の内側傾斜面32bが急になる為、ペタロイド脚32で成形不良による過延伸により白化(薄肉化)が発生するおそれがある。他方、t3/t4≦0.10となる場合、凹部の直径t3が短い為底部30のバックリングを防止する効果が得られにくい(図6(c)参照)。このため、0.20<t2/t1<0.60かつ0.10<t3/t4<0.40とすることが好ましい。
In FIG. 5, when the diameter of the
なおプラスチックボトル10のペタロイド脚32の接地部32aの肉厚は、0.03mm〜0.40mmとすることが可能である。このようにプラスチックボトル10の肉厚を薄くすることにより、プラスチックボトル10の軽量化を図ることができる。
The wall thickness of the
プラスチックボトル10は、合成樹脂材料を射出成形して製作したプリフォームを二軸延伸ブロー成形することにより作製することができる。なおプリフォームすなわちプラスチックボトル10の材料としては熱可塑性樹脂、特にPE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)を使用する事が好ましい。
The
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。 Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
まず、内部を洗浄した空のプラスチックボトル10内に、緑茶またはコーヒー等の内容液15を、例えば60℃〜95℃の温度で充填する(ホット充填)。
First, the
続いて、液体窒素等の液化不活性ガス(液化ガス)を内容液15上のヘッドスペース16内に充填し、キャップ17により閉栓する。次にプラスチックボトル10を例えば水平に傾けることにより、高温状態の内容液15をキャップ17の裏面に接触させ、これによりキャップ17の裏面やプラスチックボトル10の内部を殺菌する(転倒殺菌)。殺菌の方法は、内溶液15の種類によってはパストライザーと呼ばれる熱水シャワーにしても良い。閉栓直後、充填された不活性ガスまたは内容液15により、プラスチックボトル10の内部は陽圧となる。
Subsequently, a liquefied inert gas (liquefied gas) such as liquid nitrogen is filled into the
このようにプラスチックボトル10内部が陽圧となることにより、プラスチックボトル10の内方(上方)から外方(下方)へ力が作用し、底部30においては、概ね内方から外方へ向けて圧力が加わる。この場合、底部30の中央部31が外方へ向けて膨らむように作用する。
In this way, when the inside of the
本実施の形態においては、底部30の中央部31に、環状面34から内方に引っ込む凹部35を設けている。このことにより、閉栓したプラスチックボトル10の内部が陽圧となり、プラスチックボトル10の内方から外方へ力が作用した場合であっても、底部30の変形を抑えることができ、底部30のバックリングを防止することができる。
In the present embodiment, a
その後、プラスチックボトル10の温度は常温まで低下する。この際、内容液15及びヘッドスペース16の体積が減少する事によりプラスチックボトル10の内部の圧力は低下するが、依然として無圧(0kPa)乃至陽圧を保持する。この場合、底部30の変形は相対的に少なく抑えられており、底部30にバックリングが生じることはない。
Thereafter, the temperature of the
このように本実施の形態によれば、底部30の中央部31に、環状面34から内方に引っ込む凹部35を設けたので、ホット充填後に液体窒素(LN2)を滴下することにより、閉栓したプラスチックボトル10の内部が陽圧となった際、底部30の変形を少なくすることができ、底部30のバックリングを防止することができる。
As described above, according to the present embodiment, since the
また本実施の形態によれば、底部30のバックリングを防止することができるので、プラスチックボトル10を薄肉に形成することが可能となり、プラスチックボトル10を軽量化することができ、プラスチック材料の使用量を減らすことができる。
Further, according to the present embodiment, buckling of the
次に、本実施の形態における具体的実施例について説明する。 Next, specific examples in the present embodiment will be described.
(ブロー成形性および耐熱耐圧性の評価)
以下に挙げる5種類のプラスチックボトル(実施例1および比較例1〜4)について、それぞれブロー成形性および耐熱耐圧性について評価した。
(Evaluation of blow moldability and heat and pressure resistance)
The five types of plastic bottles (Example 1 and Comparative Examples 1 to 4) listed below were evaluated for blow moldability and heat and pressure resistance, respectively.
(実施例1)
図1乃至図5に示す構成からなる、500ml用のプラスチックボトル10(実施例1)を作製した。この場合、18gのプリフォームを二軸延伸ブロー成形することにより、プラスチックボトル10(実施例1)を作製した。実施例1において、凹部35の底部35aと環状面34との距離t2の、凹部35の底部35aとペタロイド脚32の接地部32aとの距離t1に対する比(t2/t1)は、0.50であった。また凹部35の直径t3の、胴部20の最大直径t4に対する比(t3/t4)は、0.30であった。このプラスチックボトル10(実施例1)は、従来一般に用いられるプラスチックボトルよりも薄肉化されたものである。
Example 1
A plastic bottle 10 (Example 1) for 500 ml having the configuration shown in FIGS. 1 to 5 was produced. In this case, the plastic bottle 10 (Example 1) was produced by carrying out biaxial stretch blow molding of 18g preform. In Example 1, the ratio (t2 / t1) of the distance t2 between the bottom 35a of the
(比較例1)
距離t2の距離t1に対する比(t2/t1)を0.20としたこと、以外は、実施例1と同様にして、実施例1と同じ重量および肉厚を有する500ml用のプラスチックボトル10(比較例1)を作製した。
(Comparative Example 1)
A 500 ml
(比較例2)
距離t2の距離t1に対する比(t2/t1)を0.60としたこと、以外は、実施例1と同様にして、実施例1と同じ重量および肉厚を有する500ml用のプラスチックボトル10(比較例2)を作製した。
(Comparative Example 2)
A 500 ml
(比較例3)
距離t3の距離t4に対する比(t3/t4)を0.10としたこと、以外は、実施例1と同様にして、実施例1と同じ重量および肉厚を有する500ml用のプラスチックボトル10(比較例3)を作製した。
(Comparative Example 3)
A 500 ml
(比較例4)
距離t3の距離t4に対する比(t3/t4)を0.40としたこと、以外は、実施例1と同様にして、実施例1と同じ重量および肉厚を有する500ml用のプラスチックボトル10(比較例4)を作製した。
(Comparative Example 4)
A 500 ml
次に、これら5種類のプラスチックボトル(実施例1および比較例1〜4)内に内容液を充填して閉栓した。この際、まず各プラスチックボトル内へ内容液を90℃の温度で充填し(ホット充填)、次いで、各プラスチックボトル内へ液体窒素(LN2)を滴下した。その後、各プラスチックボトルの口部にキャップを装着することにより、閉栓したプラスチックボトルを得た。 Next, the content liquid was filled in these five types of plastic bottles (Example 1 and Comparative Examples 1 to 4), and the bottles were closed. At this time, first, the content liquid was filled into each plastic bottle at a temperature of 90 ° C. (hot filling), and then liquid nitrogen (LN 2) was dropped into each plastic bottle. Thereafter, a cap was attached to the mouth of each plastic bottle to obtain a closed plastic bottle.
次に、各プラスチックボトルについて、(1)冷却後、常温となったときの中央部の深さ(距離t1´)、および(2)このときの内圧を測定した(表1参照)。 Next, with respect to each plastic bottle, (1) the depth (distance t1 ′) of the central portion when the temperature reached room temperature after cooling, and (2) the internal pressure at this time were measured (see Table 1).
この結果、実施例1のプラスチックボトル10は、冷却後に関しても陽圧を維持した状態(冷却後内圧>0kPa)で正立し(t1´>0mm)、かつブロー成形性は良好であった。一方、比較例1〜4のプラスチックボトル10は、冷却後に内圧が陰圧となり(冷却後内圧<0kPa)、転倒しやすくなってしまった(t1´<0mm)。更に比較例2、4のプラスチックボトル10のペタロイド脚32には、成形不良による過延伸により白化(薄肉化)が発生した。
As a result, the
結果として、0.20<t2/t1<0.60、かつ0.10<t3/t4<0.40とすることが好ましいといえる。 As a result, it can be said that 0.20 <t2 / t1 <0.60 and 0.10 <t3 / t4 <0.40 are preferable.
10 プラスチックボトル
11 口部
12 首部
13 肩部
15 内容液
16 ヘッドスペース
17 キャップ
20 胴部
30 底部
31 中央部
32 ペタロイド脚
33 谷部
34 環状面
35 凹部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
底部は、中央に位置する中央部と、中央部から周縁部に放射状に延びる複数のペタロイド脚と、隣接する各ペタロイド脚間に形成された谷部とを有するペタロイド形状をもち、
中央部は、環状面と、環状面から内方に引っ込む凹部とを有し、
ボトル内部に内容液が60℃〜95℃の充填温度でホット充填され、液化ガスが添加され、
凹部の底部とペタロイド脚の接地部との距離をt1、凹部の底部と環状面との距離をt2、凹部の直径をt3、胴部の最大直径をt4とした場合、0.20<t2/t1<0.60かつ0.10<t3/t4<0.40となり、
ペタロイド脚の接地部における厚みが、0.03mm〜0.40mmであり、
底面側から見たとき、各ペタロイド脚よりも各谷部の方が広いことを特徴とするプラスチックボトル。 In a plastic bottle with a mouth , a neck, a body, and a bottom, with a cap attached to the mouth ,
The bottom part has a petaloid shape having a central part located in the center, a plurality of petaloid legs extending radially from the central part to the peripheral part, and valleys formed between adjacent petaloid legs ,
The central portion has an annular surface and a recess recessed inward from the annular surface,
The content liquid is hot filled in the bottle at a filling temperature of 60 ° C. to 95 ° C. , liquefied gas is added ,
When the distance between the bottom of the recess and the ground contact portion of the petaloid leg is t1, the distance between the bottom of the recess and the annular surface is t2, the diameter of the recess is t3, and the maximum diameter of the body is t4, 0.20 <t2 / t1 <0.60 and 0.10 <t3 / t4 <0.40,
The thickness at the ground contact portion of the petaloid leg is 0.03 mm to 0.40 mm,
A plastic bottle characterized in that each valley is wider than each petaloid leg when viewed from the bottom side .
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