JP6739159B2

JP6739159B2 - 合成樹脂製容器およびその製造方法

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Publication number: JP6739159B2
Application number: JP2015213342A
Authority: JP
Inventors: 雄一奥山; 一彦清水
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2020-08-12
Anticipated expiration: 2035-10-29
Also published as: EP3369668A1; EP3369668A4; EP3369668B1; US20190077535A1; WO2017072997A1; CA3003117C; JP2017081612A; CA3003117A1; US10625897B2

Description

本発明は、筒状の口部と、一端が底部により閉塞された筒状の胴部と、胴部の他端を口部に連ねる肩部とを備えたボトル形状の合成樹脂製容器およびその製造方法に関する。

従来から、醤油等の調味液や飲料、化粧料、シャンプー、液体洗剤等の種々の内容液を収容する容器として、筒状の口部と、一端が底部により閉塞された筒状の胴部と、胴部の他端を口部に連ねる肩部とを備えたボトル形状の合成樹脂製容器（例えばＰＥＴボトル）が多く用いられている。

このような合成樹脂製容器は、熱可塑性樹脂により有底筒状に形成されたプリフォームを、加圧エアを用いてブロー成形することにより製造されるのが一般的である。例えば特許文献１には、有底筒状のプリフォームを、加圧エアを用いて二軸延伸ブロー成形することにより、その肩部、胴部および底部に対応する部分を軸方向および径方向に延伸させて所定のボトル形状に成形してなる合成樹脂製容器が記載されている。

特開２００８−５６３０５号公報

上記ボトル形状の合成樹脂製容器では、多くの場合、その肩部は、例えば略円錐台形状など、口部の軸心に対して傾斜した形状とされる。

しかしながら、二軸延伸ブロー成形により成形される合成樹脂製容器では、口部の軸心に対する肩部の傾斜角度を増加させると、その傾斜角度の増加に伴ってブロー成形時におけるプリフォームの肩部に対応する部分の縦方向の延伸倍率が高くなるので、容器を口部の軸方向に対して肩部を大きく傾斜させた形状とすると、結晶化度が同等であっても成形後の肩部に収縮が生じ易くなる。特に、口部の軸心に対して肩部を１２０°よりも大きい角度で傾斜させた形状とすると、成形後における肩部の収縮が大きくなって、容器の内容量が低下したり容器に変形が生じたりするなどの問題が生じるおそれがあった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、口部の軸心に対して肩部を１２０°よりも大きい角度で傾斜させた形状としつつ肩部の収縮を抑制して内容量の低下や変形を防止することができる合成樹脂製容器およびその製造方法を提供することにある。

本発明の合成樹脂製容器の製造方法は、熱可塑性樹脂により有底筒状に形成されたプリフォームに、所定温度にまで加熱した液体を所定圧力で供給することにより当該プリフォームを液体ブロー成形して、筒状の口部と、一端が底部により閉塞された筒状の胴部と、前記胴部の他端を前記口部に連ねる肩部と、を備えたボトル形状の合成樹脂製容器を製造する合成樹脂製容器の製造方法であって、前記肩部が前記口部の軸心に対して１２０°よりも大きい角度で傾斜し、且つ、前記肩部の縦方向の結晶配向度が１未満である前記合成樹脂製容器を製造することを特徴とする。

本発明の合成樹脂製容器の製造方法は、上記構成において、前記口部を略円筒状に形成し、前記胴部を前記口部よりも大径の略円筒状に形成し、前記肩部を略円錐台形状に形成する構成とすることができる。

本発明の合成樹脂製容器の製造方法は、上記構成において、前記合成樹脂製容器がポリエチレンテレフタレート製である構成とすることができる。

本発明によれば、口部の軸心に対して肩部を１２０°よりも大きい角度で傾斜させた形状としつつ肩部の収縮を抑制して内容量の低下や変形を防止することができる合成樹脂製容器およびその製造方法を提供することができる。

本発明の一実施の形態である合成樹脂製容器の一例を示す正面図である。試験片の切り出し部位及び口部の軸心に対する肩部の傾斜角度を示す説明図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施の形態である合成樹脂製容器およびその製造方法をより具体的に例示説明する。

本発明の合成樹脂製容器は、筒状の口部と、一端が底部により閉塞された筒状の胴部と、胴部の他端を口部に連ねる肩部と、を備えたボトル形状の合成樹脂製容器であって、肩部が口部の軸心に対して１２０°よりも大きい角度で傾斜し、且つ、肩部の縦方向の結晶配向度が１未満であることを特徴とする合成樹脂製容器である。本発明の合成樹脂製容器は、例えば飲料や醤油等の調味液、化粧料、シャンプー、液体洗剤等の種々の内容液を収容する容器として使用することができる。本発明の一実施の形態である合成樹脂製容器１を図１に示す。

図１に示す合成樹脂製容器１は、例えば果汁飲料やお茶等の飲料を収容する用途に用いられる内容量５００ｍｌのものであり、略円筒状に形成された口部２と、一端が底部３により閉塞された略円筒状の胴部４と、胴部４の他端を口部２に連ねる肩部５と、を備えたボトル形状となっている。

この合成樹脂製容器１は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製とすることができる。つまり、合成樹脂製容器１はペットボトルに構成することができる。

口部２は、当該口部２を閉塞するためのキャップ（不図示）が装着可能な構成となっている。図示する場合では、口部２の外周面にはねじ山２ａが設けられており、当該ねじ山２ａにキャップをねじ結合させることで口部２を閉塞することができるようになっている。また、口部２の下方部にはネックリング６が一体に設けられている。

なお、口部２はねじ山２ａを備えた構成に限らず、ねじ山２ａに替えて環状突起を備え、アンダーカット形状を備えたキャップが打栓によって固定される構成とすることもできる。この場合、口部２は、筒状であれば円筒状に限らず、例えば角筒状や楕円筒状などの種々の形状に形成することもできる。

胴部４は口部２よりも大径の略円筒状に形成されており、その軸心は口部２の軸心Ｏと一致している。図示する場合では、胴部４は外周面に凹凸がない略円筒状に形成されるが、胴部４は例えば、キャップにより口部２を閉塞した後に合成樹脂製容器１の内部に生じる減圧を吸収するための複数の減圧吸収パネルや剛性を高めるための環状凹リブなどの種々の凹凸形状を備えた構成とすることもできる。

肩部５は、口部２の側から胴部４の側に向けて徐々に径方向外側に向けて拡径する略円錐台形状に形成されて口部２の軸心Ｏに対して傾斜しており、その上端において口部２の下端に一体に連なるとともに下端において胴部４の上端に一体に連なっている。

この合成樹脂製容器１は、本発明の一実施の形態である合成樹脂製容器の製造方法、すなわち熱可塑性樹脂（ポリエチレンテレフタレート）により有底筒状（略試験管状）に形成されたプリフォーム（不図示）を液体ブロー成形することにより製造されたものとすることができる。

より具体的には、合成樹脂製容器１は、熱可塑性樹脂により有底筒状に形成されたプリフォームを、延伸性を発現する所定温度にまで加熱し、当該加熱後のプリフォームに所定温度にまで加熱した液体を所定圧力で供給して二軸延伸ブロー成形することにより製造することができる。この場合、液体ブロー成形時に加圧媒体として用いられる液体として最終的に製品として合成樹脂製容器１に収容される飲料等の内容液を用いることにより、成形後の合成樹脂製容器１への内容液の充填工程を省略して、その製造工程や製造装置の構成を簡略化することができる。

図２に示すように、この合成樹脂製容器１では、肩部５は、口部２の軸心Ｏに対して１２０°よりも大きい角度αで傾斜している。図示する場合では、口部２の軸心Ｏに対して肩部５が傾斜する角度αは１５０°となっている。なお、図示するように、肩部５が口部２と胴部４との間において径方向外側に向けて突出するように僅かに湾曲する形状となっている場合には、口部２の軸心Ｏに対する肩部５の角度αは、肩部５の縦方向の各部位が軸心Ｏに対して成す角度の平均値とすることができる。

また、この合成樹脂製容器１では、肩部５の縦方向（Machine Direction：ＭＤ方向）の結晶配向度は１未満となっている。図示する場合では、肩部５の縦方向の結晶配向度は０．８４３となっている。

上記した肩部５の結晶配向度は、肩部５の一部を試験片５ａ（図２参照）として切り出し、この試験片５ａの容器内面側の縦方向（ＭＤ方向）におけるＩＲスペクトルを赤外全反射吸収測定法により測定し、得られたＩＲスペクトルのうち、波数ｖ１＝１３４０ｃｍ^-1付近の吸光度を吸光度Ａ１、波数ｖ２＝１４１０ｃｍ^-1付近の吸光度を吸光度Ａ２とし、Ａ１／Ａ２の計算式により算出したものである。上記した赤外全反射吸収測定法においては、試験片５ａにその縦方向（ＭＤ方向）に対して垂直な方向から、偏光板を通した赤外光（垂直偏光（偏光板０°））を入射角度３０°で当て、内部反射エレメントとして屈折率４．０のゲルマニウム（Ｇｅ）を使用して測定を行うとともに、測定器としてパーキンエルマー社製の「ＦＴ−ＩＲｓｙｓｔｅｍ２０００」を用いた。なお、結晶配向度の肩部５における縦方向とは、口部２の軸心Ｏを中心とした周方向に直交し、且つ、肩部５の外面に沿う方向である。

このように、本発明のボトル形状の合成樹脂製容器１では、肩部５を口部２の軸心Ｏに対して１２０°よりも大きい角度で傾斜させつつ肩部５の縦方向の結晶配向度を１未満とするようにしたので、この合成樹脂製容器１を二軸延伸ブロー成形により成形されるものとしても、口部２の軸心Ｏに対して肩部５を１２０°よりも大きい角度で傾斜させつつ、成形後に肩部５が収縮することを抑制することができる。これにより、成形後に合成樹脂製容器１の内容量が低下したり合成樹脂製容器１に変形が生じたりすることを防止することができる。

本発明の実施例１〜３として、ボトル形状の合成樹脂製容器において、口部の軸心に対する肩部の角度αを１４０°、肩部の縦方向の結晶配向度を０．７９９としたもの（実施例１）、口部の軸心に対する肩部の角度αを１４５°、肩部の縦方向の結晶配向度を０．７８８としたもの（実施例２）及び口部の軸心に対する肩部の角度αを１５０°、肩部の縦方向の結晶配向度を０．８４３としたもの（実施例３）を用意した。これらの実施例１〜３の合成樹脂製容器は、何れも、熱可塑性樹脂により有底筒状に形成されたプリフォームを液体ブロー成形して形成されたものとした。

また、本発明の比較例１〜６として、ボトル形状の合成樹脂製容器において、口部の軸心に対する肩部の角度αを１４０°、肩部の縦方向の結晶配向度を１．２６４としたもの（比較例１）、口部の軸心に対する肩部の角度αを１４５°、肩部の縦方向の結晶配向度を１．３２７としたもの（比較例２）、口部の軸心に対する肩部の角度αを１５０°、肩部の縦方向の結晶配向度を１．２４０としたもの（比較例３）、口部の軸心に対する肩部の角度αを９５°、肩部の縦方向の結晶配向度を０．５２０としたもの（比較例４）、口部の軸心に対する肩部の角度αを１００°、肩部の縦方向の結晶配向度を０．２６５としたもの（比較例５）、口部の軸心に対する肩部の角度αを１１５°、肩部の縦方向の結晶配向度を０．５１６としたもの（比較例６）、口部の軸心に対する肩部の角度αを１２０°、肩部の縦方向の結晶配向度を０．３５３としたもの（比較例７）、口部の軸心に対する肩部の角度αを９５°、肩部の縦方向の結晶配向度を０．２６４としたもの（比較例８）及び口部の軸心に対する肩部の角度αを１００°、肩部の縦方向の結晶配向度を０．２１０としたもの（比較例９）を用意した。比較例１〜７の合成樹脂製容器は、何れも、熱可塑性樹脂により有底筒状に形成されたプリフォームをエアブロー成形して形成されたものとし、比較例８、９の合成樹脂製容器は、熱可塑性樹脂により有底筒状に形成されたプリフォームを液体ブロー成形して形成されたものとした。

これら実施例１〜３の合成樹脂製容器及び比較例１〜９の合成樹脂製容器の１２個の容器について、その成形から所定期間経過後（経時変化）における肩部の収縮の有無を判定した。なお、肩部の収縮の有無は、エスアイアイナノテクノロジー社製の熱機械分析装置「ＥＸＳＴＡＲ６０００」を用いて測定した肩部の収縮開始温度が８４．５℃以上の場合を収縮「なし」、８４．５℃未満の場合を収縮「あり」として判定した。その判定結果を表１に示す。

表１に示すように、口部の軸心に対する肩部の角度αが１２０°よりも大きく、且つ、肩部の縦方向の結晶配向度が１未満である実施例１〜３の合成樹脂製容器は、何れも、その肩部に収縮は生じなかった。

これに対し、口部の軸心に対する肩部の角度αが１２０°よりも大きく、且つ、肩部の縦方向の結晶配向度が１以上である比較例１〜３の合成樹脂製容器は、何れも、その肩部に収縮が生じており、その内容量の低下や変形を生じさせるおそれがあるものであった。

この結果から、本願発明の合成樹脂製容器のように、肩部の縦方向の結晶配向度を１未満とすることにより、口部の軸心に対して肩部を１２０°よりも大きい角度で傾斜させても、肩部の収縮を抑制して内容量の低下や変形を防止することができることが確認できた。

一方、熱可塑性樹脂により有底筒状に形成されたプリフォームをエアブロー成形して形成された比較例１〜７の合成樹脂製容器では、その肩部の角度αが１２０°以下の場合には、肩部の縦方向の結晶配向度は１未満となるが、肩部の角度αを１２０°よりも大きくすると肩部の縦方向の結晶配向度が１以上となって、当該肩部に収縮が生じることが解る。

これに対して、熱可塑性樹脂により有底筒状に形成されたプリフォームを液体ブロー成形して形成された実施例１〜３及び比較例８、９の合成樹脂製容器では、その肩部の角度αが１２０°以下の場合だけでなく、肩部の角度αを１２０°よりも大きくしても肩部の縦方向の結晶配向度が１未満に維持されて、当該肩部に収縮が生じることが防止されることが解る。

この結果から、合成樹脂製容器を、熱可塑性樹脂により有底筒状に形成されたプリフォームを液体ブロー成形して形成されたものとすることにより、口部の軸心に対する肩部の角度αが１２０°よりも大きく、且つ、肩部の縦方向の結晶配向度が１未満である本発明の合成樹脂製容器を容易に製造可能であることが解った。

本発明は前記実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、前記実施の形態においては、本発明の合成樹脂製容器１として図１に示す形状のものを例示したが、筒状の口部と、一端が底部により閉塞された筒状の胴部と、胴部の他端を口部に連ねる肩部と、を備えたボトル形状であれば、合成樹脂製容器の形状、内容量ないし大きさは種々変更可能である。

特に、上記実施の形態においては、口部２の軸心Ｏに対する肩部５の角度αを１５０°としているが、角度αは１２０°よりも大きい角度であれば種々の角度に設定することができる。

また、前記実施の形態においては、肩部５の縦方向の結晶配向度を０．８４３としているが、これに限らず、当該結晶配向度は１未満であれば種々変更可能である。なお、肩部５の結晶配向度は、プリフォームの形状や二軸延伸ブロー成形におけるプリフォームの縦方向および横方向への延伸倍率、プリフォームの加熱温度、供給する液体の温度、成形型の温度、ブロータイム等の条件を種々変更することにより上記範囲に設定することができる。

さらに、前記実施の形態においては、肩部５は略円錐台形状とされているが、これに限らず、例えば口部２と胴部４との間において径方向外側に向けて突出するように湾曲する略ドーム状に形成することもできる。この場合においても、口部２の軸心Ｏに対する肩部５の角度αは、略ドーム状の肩部５の縦方向の各部位が軸心Ｏに対して成す角度の平均値とすることができる。

さらに、前記実施の形態においては、本発明の合成樹脂製容器１をポリエチレンテレフタレート製のものとしたが、これに限らず、他の合成樹脂材料により形成されたものとすることもできる。

さらに、本発明の合成樹脂製容器は、プリフォームを液体ブロー成形して形成されるものに限らず、プリフォームをエアブロー成形して形成されるものやパリソンをダイレクトブロー成形して形成されるものにも適用することができる。

１合成樹脂製容器
２口部
２ａねじ山
３底部
４胴部
５肩部
６ネック部
α 角度

Claims

熱可塑性樹脂により有底筒状に形成されたプリフォームに、所定温度にまで加熱した液体を所定圧力で供給することにより当該プリフォームを液体ブロー成形して、筒状の口部と、一端が底部により閉塞された筒状の胴部と、前記胴部の他端を前記口部に連ねる肩部と、を備えたボトル形状の合成樹脂製容器を製造する合成樹脂製容器の製造方法であって、
前記肩部が前記口部の軸心に対して１２０°よりも大きい角度で傾斜し、且つ、前記肩部の縦方向の結晶配向度が１未満である前記合成樹脂製容器を製造することを特徴とする合成樹脂製容器の製造方法。
前記口部を略円筒状に形成し、前記胴部を前記口部よりも大径の略円筒状に形成し、前記肩部を略円錐台形状に形成する、請求項１に記載の合成樹脂製容器の製造方法。
前記合成樹脂製容器がポリエチレンテレフタレート製である、請求項１または２に記載の合成樹脂製容器の製造方法。