JP6299848B2 - ブロー成形プラスチックボトルおよびブロー成形プラスチックボトルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、主として飲食品等の内容液を収容するブロー成形プラスチックボトルおよびブロー成形プラスチックボトルの製造方法に関する。

近時、飲食品等の内容液を収容するボトルとして、プラスチック製のものが一般化してきており、このようなプラスチックボトルには内容液が収容される。

このような内容液を収容するプラスチックボトルは、金型内にプリフォームを挿入し、ブロー成形することにより製造される。

ところで、プラスチックボトル内には飲食品等の内容液が収納されるが、内容液が高温のとき、プラスチックボトルを把持することがむずかしい場合がある。他方、内容液が低温の場合、プラスチックボトルに結露が生じ見栄えが悪くなる。

特許第４２３９１６５号 特許第４２５１３５１号 特許第４２５１３５２号

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、内容液が高温の場合であっても容易に把持することができ、内容液が低温の場合であっても結露して見栄えが悪くなりにくい、ブロー成形プラスチックボトルおよびブロー成形プラスチックボトルの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、ブロー成形プラスチックボトルにおいて、予め金型内に挿着された表面部材と、金型内の表面部材内側に挿入されたプリフォームをブロー成形して得られ、口部と、肩部と、胴部と、底部とを有するボトル本体とを備え、表面部材はボトル本体の外面に設けられていることを特徴とするブロー成形プラスチックボトルである。

本発明は、表面部材はボトル本体の外面に接着することなく接触した状態で設けられていることを特徴とするブロー成形プラスチックボトルである。

本発明は、表面部材とボトル本体との間に空気層が形成されていることを特徴とするブロー成形プラスチックボトルである。

本発明は、表面部材はボトル本体の肩部、胴部または底部の外面に設けられていることを特徴とするブロー成形プラスチックボトルである。

本発明は、ボトル本体および表面部材の胴部に、水平方向に溝が形成されていることを特徴とするブロー成形プラスチックボトルである。

本発明は、表面部材とボトル本体との間に中間部材が介在されていることを特徴とするブロー成形プラスチックボトルである。

本発明は、ブロー成形プラスチックボトルの製造方法において、金型内に表面部材を挿着する工程と、金型内の表面部材内側にプリフォームを挿入し、このプリフォームをブロー成形することにより、口部と、肩部と、胴部と、底部とを有するボトル本体を成形する工程とを備え、表面部材はボトル本体の外面に設けられていることを特徴とするブロー成形プラスチックボトルの製造方法である。

本発明は、表面部材はボトル本体の外面に接着することなく接触した状態で設けられていることを特徴とするブロー成形プラスチックボトルの製造方法である。

本発明は、表面部材とボトル本体との間に空気層が形成されていることを特徴とするブロー成形プラスチックボトルの製造方法である。

本発明は、表面部材はボトル本体の肩部、胴部または底部の外面に設けられていることを特徴とするブロー成形プラスチックボトルの製造方法である。

本発明は、ボトル本体および表面部材の胴部に、水平方向に溝が形成されていることを特徴とするブロー成形プラスチックボトルの製造方法である。

本発明は、ブロー成形プラスチックボトルの製造方法において、金型内に表面部材を挿着するとともに、金型内の表面部材内側に中間部材を挿着する工程と、金型内の中間部材の内側にプリフォームを挿入し、このプリフォームをブロー成形することにより、口部と、肩部と、胴部と、底部とを有するボトル本体を成形する工程とを備え、表面部材とボトル本体との間に中間部材が介在されることを特徴とするブロー成形プラスチックボトルの製造方法である。

本発明によれば、ブロー成形プラスチックボトルは、表面部材と、表面部材の内側に設けられプリフォームをブロー成形してなるボトル本体とを備え、表面部材はボトル本体の外面に設けられている。このため内容液が高温であっても表面部材に直接熱が伝わることはなく、表面部材を容易に把持することができる。また内容液が低温であっても、表面部材あるいはボトル本体表面に結露が発生しにくい。

図１は、本発明の一実施の形態によるブロー成形プラスチックボトルを示す正面図。 図２は、本発明の一実施の形態によるブロー成形プラスチックボトルを示す底面図。 図３は、本発明の一実施の形態によるブロー成形プラスチックボトルの水平断面図。 図４（ａ）〜（ｅ）は、図１に示すブロー成形プラスチックボトルの製造方法を示す図。 図５は、ブロー成形プラスチックボトルの経過時間と表面温度の関係を示す図。 図６は、ブロー成形プラスチックボトルの変形例を示す図。 図７（ａ）〜（ｅ）は、図６に示すブロー成形プラスチックボトルの製造方法を示す図。 図８は、ブロー成形プラスチックボトルの他の変形例を示す図。 図９は、図８に示すブロー成形プラスチックボトルの水平断面図。 図１０（ａ）〜（ｅ）は、図８に示すブロー成形プラスチックボトルの製造方法を示す図。

実施の形態
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。図１乃至図５は本発明の一実施の形態を示す図である。

まず、図１乃至図３により、本実施の形態によるブロー成形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」および「下」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）における上方および下方のことをいう。

図１乃至図３に示すブロー成形プラスチックボトル１０Ａは、後述する金型５０内に予め挿着された表面部材４０と、表面部材４０内側に挿入されたプリフォーム１０ａをブロー成形して得られたプラスチックボトル本体（ボトル本体）１０とを備えている。このうち、ボトル本体１０は、上述のように射出成形により得られるプリフォーム１０ａを準備し、このプリフォーム１０ａに対して金型５０内で二軸延伸ブロー成形を施すことにより作製される（図４（ａ）〜（ｅ））。このようなプラスチックボトル本体１０は、例えば４５０ｍｌ〜６５０ｍｌの容積をもつボトルからなっている。

プラスチックボトル本体１０は、口部１１と、口部１１下方に設けられた肩部１２と、肩部１２下方に設けられた胴部２０と、胴部２０下方に設けられた底部３０とを備えている。

他方、表面部材４０は、プラスチックボトル本体１０を準備し、このプラスチックボトル本体１０の胴部２０の中央部で水平方向に切断することにより得られる。また表面部材４０はプラスチックボトル本体１０外面に接着されることなく、接触した状態で取付けられている。

次にプラスチックボトル本体１０について詳述する。プラスチックボトル本体１０の胴部２０は、全体として円筒形状を有しており、その上下方向中央部に位置する中央水平方向溝２１を介して上半部２０Ａと下半部２０Ｂとに区画されている。これら上半部２０Ａと下半部２０Ｂとには、それぞれ複数の水平方向溝２２〜２４が形成されている。

また、複数の水平方向溝２２〜２４は、少なくとも２種類の深さの水平方向溝を含んでいる。具体的には、水平方向溝２２〜２４は、最大の深さをもつ第１水平方向溝２２と、中間の深さをもつ第２水平方向溝２３と、最小の深さをもつ第３水平方向溝２４とを含んでいる。なお、中央水平方向溝２１の深さは、第１水平方向溝２２の深さと同一である。

これら水平方向溝２１〜２４は、それぞれ胴部２０の円周方向全周に延びており、その上下方向の幅は、それぞれ円周方向全周にわたって均一である。

一方、胴部２０のうち、水平方向溝２１〜２４が形成されていない領域は、円筒面２５からなっている。すなわち、各水平方向溝２１〜２４同士の間には、円筒面２５が形成されている。このように、胴部２０は、各水平方向溝２１〜２４および円筒面２５のみから構成されている。

この水平方向溝２１〜２４が形成されていない領域（円筒面２５）は、肩部１２の直下から底部３０の直上まで均一の径を有している。これにより、プラスチックボトル本体１０を自動販売機内で横向きに収納した際、隣接する他のプラスチックボトル本体１０に対して広い面積で接触させることができるので、自動販売機内で胴部２０が変形することを防止することができる。

一方、図２に示すように、底部３０は、中央に位置する円形状の凹部３１と、この凹部３１から放射状に延びる放射状リブ３２とを有している。なお、図２において、放射状リブ３２の本数は７本であるが、これに限らず、例えば５本〜１１本の範囲で設定しても良い。このように放射状リブ３２を配置したことにより、底部３０の強度を高め、底部３０に変形が生じにくいようになっている。

また胴部２０の円筒面２５におけるプラスチックボトル本体１０の厚みは、これに限定されるものではないが、例えば５０μｍ〜２５０μｍ程度に薄くすることができる。さらに、プラスチックボトル本体１０の重量についても、これに限定されるものではないが、１０ｇ〜２０ｇとすることができる。このようにプラスチックボトル本体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。

このようなプラスチックボトル本体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１０ａ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１０ａ、すなわちプラスチックボトル本体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。

また、プラスチックボトル本体１０は、２層以上の多層成形ボトルとして形成することもできる。すなわち押し出し成形または射出成形により、例えば、中間層をＭＸＤ６、ＭＸＤ６＋脂肪酸塩、ＰＧＡ（ポリグリコール酸）、ＥＶＯＨ（エチレンビニルアルコール共重合体）又はＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等のガスバリア性及び遮光性を有する樹脂（中間層）として３層以上からなるプリフォーム１０ａを押出成形後、ブロー成形することによりガスバリア性及び遮光性を有する多層ボトルとして形成しても良い。なお、このような中間層は、プラスチックボトル本体１０のうち少なくとも胴部２０内に設けることが好ましい。また底部３０において、底部３０の中央部を除く領域に中間層を設けることが好ましい。ケース落下等の衝撃を受けた際この部分がデラミ（層間剥離）を起こすおそれがあるからである。ガスバリア性及び遮光性を有する為に、多層にするだけでなく熱可塑性樹脂同士をブレンドしたブレンドボトルを形成しても良い。

次に表面部材４０について説明する。表面部材４０は上述のようにプリフォーム１０ａをブロー成形することにより得られるプラスチックボトル本体１０を準備し、このプラスチックボトル本体１０の胴部２０の中央部を水平方向に切断することにより得られるため、表面部材４０は略円筒状の胴部と底部とを有する。

表面部材４０はプラスチックボトル本体１０の外面に接着されることなく取付けられ、表面部材４０とプラスチックボトル本体１０との間に空気層４３が形成されている。このため内容液が高温であっても表面部材４０に直接熱が伝わることはなく、表面部材を容易に把持することができる。また内容液が低温であっても、表面部材あるいはボトル本体表面に結露が発生することはない。

なお、表面部材４０はプラスチックボトル本体１０の胴部２０および底部３０に対応しているが、プラスチックボトル本体１０の胴部２０に対応してもよく、底部３０に対応してもよく、肩部１２に対応して形成されていてもよい。

次に図４（ａ）〜（ｅ）により、ブロー成形プラスチックボトル１０Ａの製造方法について説明する。

ブロー成形プラスチックボトル１０Ａは、ブロー成形金型５０を用いて成形される。この場合、ブロー成形金型５０は互いに分割された一対の胴部金型５０ａ、５０ｂと、底部金型５０ｃとからなる（図４（ａ）参照）。

次に図４（ｂ）に示すように、底部金型５０ｃに表面部材４０が吸着され、底部金型５０ｃに吸着された表面部材４０が、一対の胴部金型５０ａ、５０ｂ間に挿着される。図４（ｂ）において、一対の胴部金型５０ａ、５０ｂ間は互いに開いている。

この状態で一対の胴部金型５０ａ、５０ｂ間に、プリフォーム１０ａが下方から挿入される（図４（ｃ）参照）。

次に図４（ｄ）に示すように、一対の胴部金型５０ａ、５０ｂが閉鎖され、一対の胴部金型５０ａ、５０ｂおよび底部金型５０ｃにより密閉されたブロー成形金型５０が構成される。次にプリフォーム１０ａ内に空気が圧入され、プリフォーム１０ａに対してブロー成形が施される。

このことによりブロー成形金型５０内でプリフォーム１０ａからプラスチックボトル本体１０が得られる。この間、ブロー成形金型５０は所定温度まで加熱される。

ブロー成形金型５０内では、プラスチックボトル本体１０の外面が表面部材４０の内面へ押付けられる。この場合、表面部材４０はプラスチックボトル本体１０の外面に接着することなく、接触した状態で取付けられ、表面部材４０とプラスチックボトル本体１０との間に空気層４３が形成されている（図３参照）。

このようにして、プラスチックボトル本体１０と、プラスチックボトル本体１０の外面に設けられた表面部材４０とを備えたブロー成形プラスチックボトル１０Ａが得られる。

次に図４（ｅ）に示すように、一対の胴部金型５０ａ、５０ｂおよび底部金型５０ｃが互いに離れ、ブロー成形金型５０内からブロー成形プラスチックボトル１０Ａが取出される。

実施例
（試験Ａ）
次に本発明の具体的実施例について説明する。まず本発明によるプラスチックボトル本体１０と表面部材４０とを有するブロー成形プラスチックボトル（二重ボトル）１０Ａを準備するとともに（図１参照）、表面部材のない比較例としてのプラスチックボトル本体（一重ボトル）を準備した。

次に本発明によるブロー成形プラスチックボトルと、比較例としてのプラスチックボトル本体の双方に、ボトル空寸法が２０ｍｌとなるよう２５℃の水を充てんし、５℃の環境下で２４時間冷却した。

冷却された本発明による二重ボトルと比較例としての一重ボトルを２５℃４０％ＲＨ環境下におき、放置した後に結露を確認した。

その結果、本発明によるブロー成形プラスチックボトル（二重ボトル）では、表面部材４０の表面、および表面部材４０の内側に位置するプラスチックボトル本体１０の部分（プラスチックボトル本体１０の下方部分）の表面の双方に結露は生じにくく、表面部材４０およびその内側のプラスチックボトル本体１０の部分を通して、外方から内容液を確認することができた。

すなわち、本発明によるブロー成形プラスチックボトル１０Ａにおいて、表面部材４０とプラスチックボトル本体１０との間に空気層４３が形成されているため、プラスチックボトル本体１０表面と内容液との間の温度差を小さいが、表面部材４０とプラスチックボトル本体１０の間隙から水分の流入が殆どないため、プラスチックボトル本体１０の表面に結露が生じにくい。また空気層４３により表面部材４０の表面とプラスチックボトル本体１０の表面との間の温度差を大きくすることができ、このため表面部材４０の表面に結露が生じにくい。

他方、比較例によるプラスチックボトル本体（一重ボトル）では、その表面全域に結露が生じ内容液を確認することはできなかった。

（試験Ｂ）
本発明による二重ボトルおよび比較例としての一重ボトルの双方に、ボトル空寸量が２０ｍｌとなるように２５℃の水を充てんし、−２０℃の環境下で２４時間冷却を行った。

冷却された二重ボトルおよび一重ボトルの双方を２０℃環境下に晒し、経時的に表面温度をサーモグラフィで計測した。また、中が完全に氷解する経過時間を計測した。結果を表１および図５に示す。

表１および図５に示すように本発明によるブロー成形プラスチックボトル（二重ボトル）のうち、表面部材４０の表面、すなわち二重部分の表面では、その表面温度は最初から大きく低下することはなく、略一定となっている。これは表面部材４０とプラスチックボトル本体１０との間に空気層４３が形成され、この空気層４３が断熱効果を発揮するからである。

また本発明によるブロー成形プラスチックボトル（二重ボトル）のうち表面部材４０がない上方部分表面、すなわち一重部分の表面では、その表面温度は最初大きく低下し（−２０℃近傍）、時間の経過とともに室温近くまで上昇している。

他方、比較例としてのプラスチックボトル本体（一重ボトル）では、二重ボトルの一重部分と同一の挙動、すなわちその表面温度は最初大きく低下し（−２０℃近傍）、時間の経過とともに室温近くまで上昇している。

本発明の変形例
次に図６および図７（ａ）〜（ｅ）により本発明の変形例について説明する。

図６および図７（ａ）〜（ｅ）に示す変形例は、表面部材４０として胴部と底部とを有するものではなく、円筒状の表面部材４０を用いたものである。この表面部材４０は図６に示すように、プラスチックボトル本体１０の胴部２０のうち中央部分から下方部分まで延びているが、底部３０まで達していない。図６および図７（ａ）〜（ｅ）において他の構成は、図１乃至図５に示す実施の形態と略同一である。

図６および図７（ａ）〜（ｅ）に示す変形例において、図１乃至図５に示す実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

次に表面部材４０について説明する。表面部材４０はプリフォーム１０ａをブロー成形することにより得られるプラスチックボトル本体１０を準備し、このプラスチックボトル本体１０の胴部を２箇所、水平方向に切断することにより得られるため、表面部材４０は略円筒状の胴部を有する。

表面部材４０はプラスチックボトル本体１０の外面に接着されることなく取付けられ、表面部材４０とプラスチックボトル本体１０との間に空気層４３が形成されている。

次に図７（ａ）〜（ｅ）により、ブロー成形プラスチックボトル１０Ａの製造方法について説明する。

ブロー成形プラスチックボトル１０Ａは、ブロー形成金型５０を用いて成形される。この場合、ブロー成形金型５０は互いに分割された一対の胴部金型５０ａ、５０ｂと、底部金型５０ｃとからなる（図７（ａ）参照）。

次に図７（ｂ）に示すように、一方の胴部金型５０ａ内面に表面部材４０が吸着される。図７（ｂ）において、一対の胴部金型５０ａ、５０ｂ間は互いに開いている。

この状態で一対の胴部金型５０ａ、５０ｂ間に、プリフォーム１０ａが下方から挿入される（図７（ｃ）参照）。

次に図７（ｄ）に示すように、一対の胴部金型５０ａ、５０ｂが閉鎖され、一対の胴部金型５０ａ、５０ｂおよび底部金型５０ｃにより密閉されたブロー成形金型５０が構成される。次にプリフォーム１０ａ内に空気が圧入され、プリフォーム１０ａに対してブロー成形が施される。

このことによりブロー成形金型５０内でプリフォーム１０ａからプラスチックボトル本体１０が得られる。この間、ブロー成形金型５０は所定温度まで加熱される。

ブロー成形金型５０内では、プラスチックボトル本体１０の外面が表面部材４０の内面へ押付けられる。この場合、表面部材４０はプラスチックボトル本体１０の外面に接着することなく、接触した状態で取付けられ、表面部材４０とプラスチックボトル本体１０との間に空気層４３が形成されている（図３参照）。

このようにして、プラスチックボトル本体１０と、プラスチックボトル本体１０の外面に設けられた表面部材４０とを備えたブロー成形プラスチックボトル１０Ａが得られる。

次に図７（ｅ）に示すように、一対の胴部金型５０ａ、５０ｂおよび底部金型５０ｃが互いに離れ、ブロー成形金型５０内からブロー成形プラスチックボトル１０Ａが取出される。

本発明の他の変形例
次に図８乃至図１０（ａ）〜（ｅ）により、本発明の他の変形例について説明する。図８乃至図１０（ａ）〜（ｅ）に示す変形例は、表面部材４０とプラスチックボトル本体１０との間に円筒状のシュリンクラベルからなる中間部分４１を介在させたものである。図８乃至図１０（ａ）〜（ｅ）に示すように、中間部材４１によりプラスチックボトル本体１０の外面を内側に押圧させて収縮させ、このことにより中間部材４１により収縮されたプラスチックボトル本体１０と、中間部材４１との間に、比較的大きな空間４５が形成されている（図９参照）。

図８乃至図１０（ａ）〜（ｅ）において、他の構成は図１乃至図５に示す実施の形態と略同一である。

図８乃至図１０（ａ）〜（ｅ）に示す他の変形例において、図１乃至図５に示す実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

次に表面部材４０および中間部材４１について説明する。表面部材４０は上述のようにプリフォーム１０ａをブロー成形することにより得られるプラスチックボトル本体１０を準備し、このプラスチックボトル本体１０の胴部２０の中央部を水平方向に切断することにより得られるため、表面部材４０は略円筒状の胴部と底部とを有する。

また中間部材４１はシュリンクラベルからなり、加熱されて収縮して、プラスチックボトル本体１０を押圧する。

表面部材４０はプラスチックボトル本体１０の外面に接着されることなく取付けられ、表面部材４０と中間部材４１により収縮されたプラスチックボトル本体１０との間に空間４５が形成されている。

この場合、プラスチックボトル本体１０は中間部材４１により収縮されるため、表面部材４０とプラスチックボトル本体１０との間に、比較的大きな空間４５を確実に形成することができる（図９参照）。

図１０（ａ）〜（ｅ）により、ブロー成形プラスチックボトル１０Ａの製造方法について説明する。

ブロー成形プラスチックボトル１０Ａは、ブロー成形金型５０を用いて成形される。この場合、ブロー成形金型５０は互いに分割された一対の胴部金型５０ａ、５０ｂと、底部金型５０ｃとからなる（図１０（ａ）参照）。

次に図１０（ｂ）に示すように、底部金型５０ｃに表面部材４０が吸着され、底部金型５０ｃに吸着された表面部材４０が、一対の胴部金型５０ａ、５０ｂ間に挿着される。この場合、表面部材４０内面にシュリンクラベルからなる中間部材４１が貼り付けられている。図１０（ｂ）において、一対の胴部金型５０ａ、５０ｂ間は互いに開いている。

この状態で一対の胴部金型５０ａ、５０ｂ間に、プリフォーム１０ａが下方から挿入される（図１０（ｃ）参照）。

次に図１０（ｄ）に示すように、一対の胴部金型５０ａ、５０ｂが閉鎖され、一対の胴部金型５０ａ、５０ｂおよび底部金型５０ｃにより密閉されたブロー成形金型５０が構成される。次にプリフォーム１０ａ内に空気が圧入され、プリフォーム１０ａに対してブロー成形が施される。

このことによりブロー成形金型５０内でプリフォーム１０ａからプラスチックボトル本体１０が得られる。この間、ブロー成形金型５０は所定温度まで加熱される。

ブロー成形金型５０内では、プラスチックボトル本体１０の外面が表面部材４０の内面へ押付けられる。この場合、表面部材４０はプラスチックボトル本体１０の外面に接着することなく、接触した状態で取付けられる。

このようにして、プラスチックボトル本体１０と、プラスチックボトル本体１０の外面に設けられた表面部材４０と、表面部材４０とプラスチックボトル本体１０との間に介在された中間部材４１とを備えたブロー成形プラスチックボトル１０Ａが得られる。

次に図１０（ｅ）に示すように、一対の胴部金型５０ａ、５０ｂおよび底部金型５０ｃが互いに離れ、ブロー成形金型５０内からブロー成形プラスチックボトル１０Ａが取出される。

１０ プラスチックボトル
１０Ａ プラスチックボトル本体
１０ａ プリフォーム
１１ 口部
１２ 肩部
２０ 胴部
２０Ａ 上半部
２０Ｂ 下半部
３０ 底部
４０ 表面部材
４１ 中間部材
４３ 空気層
４５ 空間
５０ ブロー成形金型
５０ａ、５０ｂ 胴部金型
５０ｃ 底部金型

Claims (2)

1. ブロー成形プラスチックボトルにおいて、
   表面部材と、
   表面部材内側に配置され、口部と、肩部と、胴部と、底部とを有するボトル本体とを備え、
   表面部材はボトル本体の外面に設けられ、
   表面部材とボトル本体との間に中間部材が介在され、
   表面部材とボトル本体はプラスチック製となっており、表面部材と中間部材との間は、互いに接着することなく、接触した状態となっており、
   表面部材と中間部材との間に他の材料が介在されることなく、空気層が形成され、表面部材はボトル本体の胴部と底部を一体に覆い、
   中間部材は表面部材とボトル本体との間に介在されたシュリンクフィルムからなり、このシュリンクフィルムによりボトル本体を収縮させることを特徴とするブロー成形プラスチックボトル。
2. ボトル本体、中間部材および表面部材の胴部に、水平方向に溝が形成されていることを特徴とする請求項１記載のブロー成形プラスチックボトル。

Images