JP7397315B2 - プラスチック容器 - Google Patents
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Description
本発明は、プラスチック容器に関する。
特許文献１には、プラスチック容器が開示されている。
特許文献１の容器は、バイアルなどの比較的小型の容器であることが想定されているが、容器を大型化すると、落下時に容器が損傷しやすくなるので、落下時の損傷を抑制することが要望される。
落下時の損傷を抑制するために、容器を構成する樹脂を柔軟性が高いものに変更したり、容器の底部の肉厚を薄くしたりすることが考えられるが、このような手段を採用すると、オートクレーブ滅菌や段積輸送時に容器が変形してしまう虞がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、変形が抑制できかつ落下時の破損が抑制される、プラスチック容器を提供するものである。
本発明によれば、プラスチック容器であって、前記プラスチック容器は、容器本体を備え、前記容器本体は、胴部と、口部を備え、前記口部は、前記胴部の上側に設けられ、前記容器本体は、下部平均肉厚／中央部平均肉厚によって定義される第１肉厚比が１．０４～１．５０であり、前記中央部平均肉厚は１ｍｍ以上であり、前記容器本体の全高をＨとすると、前記中央部平均肉厚は、前記容器本体の底面から０．３３Ｈ～０．４９Ｈの範囲内の複数の高さ位置での肉厚の平均によって算出され、前記下部平均肉厚は、前記容器本体の底面から０．０４Ｈ～０．２０Ｈの範囲内の複数の高さ位置での肉厚の平均によって算出される、プラスチック容器が提供される。
本発明者は鋭意検討を行ったところ、中央部平均肉厚を１ｍｍ以上にした上で、下部での肉厚を選択的に厚くすることによって、変形が抑制できかつ落下時の破損が抑制可能であることを見出し、本発明の完成に到った。
以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記記載のプラスチック容器であって、前記容器本体は、前記下部平均肉厚／胴部平均肉厚によって定義される第２肉厚比が１．０１～１．５０であり、前記胴部平均肉厚は、前記容器本体の底面から０．０４Ｈ～０．８２Ｈの範囲内の複数の高さ位置での肉厚の平均によって算出される、プラスチック容器である。
好ましくは、前記記載のプラスチック容器であって、前記容器本体は、内容量が５００ｍＬ以上である、プラスチック容器である。
好ましくは、前記記載のプラスチック容器であって、前記容器本体は、単層構成である、プラスチック容器である。
好ましくは、前記記載のプラスチック容器であって、前記容器本体の構成樹脂は、ポリオレフィンである、プラスチック容器である。
好ましくは、前記記載のプラスチック容器であって、前記容器本体の構成樹脂は、曲げ弾性率が１．８ＧＰａ以上である、プラスチック容器である。
好ましくは、前記記載のプラスチック容器であって、前記プラスチック容器は、オートクレーブ滅菌されるプラスチック容器である、プラスチック容器である。
好ましくは、前記記載のプラスチック容器であって、前記容器本体は、前記下部平均肉厚／胴部平均肉厚によって定義される第２肉厚比が１．０１～１．５０であり、前記胴部平均肉厚は、前記容器本体の底面から０．０４Ｈ～０．８２Ｈの範囲内の複数の高さ位置での肉厚の平均によって算出される、プラスチック容器である。
好ましくは、前記記載のプラスチック容器であって、前記容器本体は、内容量が５００ｍＬ以上である、プラスチック容器である。
好ましくは、前記記載のプラスチック容器であって、前記容器本体は、単層構成である、プラスチック容器である。
好ましくは、前記記載のプラスチック容器であって、前記容器本体の構成樹脂は、ポリオレフィンである、プラスチック容器である。
好ましくは、前記記載のプラスチック容器であって、前記容器本体の構成樹脂は、曲げ弾性率が１．８ＧＰａ以上である、プラスチック容器である。
好ましくは、前記記載のプラスチック容器であって、前記プラスチック容器は、オートクレーブ滅菌されるプラスチック容器である、プラスチック容器である。
以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴について独立して発明が成立する。
図１に示すように、本発明の一実施形態のプラスチック容器１は、容器本体３を備える。容器１は、好ましくは、消毒用エタノールのような医薬品が収容される医療容器である。容器１は、段積輸送されることが想定されている。
容器１は、一例では、オートクレーブ滅菌される用途に用いられる。オートクレーブ滅菌は、高圧蒸気による滅菌であり、一例では、１２１℃３０分での高圧蒸気による滅菌である。容器本体３の落下時の破損抑制方法としては、底部の肉厚を小さくして衝撃を吸収させる等の方法が考えられるが、底部の肉厚を小さくすると、オートクレーブ滅菌の際に容器本体３が変形しやすくなるという問題が発生する場合がある。一方、本実施形態では、容器１の下部の肉厚を大きくしているので、オートクレーブ滅菌の際の容器本体３の変形が抑制される。
容器本体３は、胴部７と、口部９を備える。口部９は、キャップ（不図示）を装着可能な係合部９ｄを備える。係合部９ｄは、ネジ式キャップの場合は雄ねじ部であり、打栓式キャップの場合は周方向に突出する環状突起である。口部９は、胴部７の上側に設けられている。口部９と胴部７の間にリング部８が設けられている。リング部８を設けることによって口部９近傍での容器本体３の強度が高められている。口部９は、略円筒形である。胴部７は、口部９よりも外接円径が大きい。リング部８は、口部９よりも外接円径が大きく、かつ胴部７の上端よりも外接円径が大きい。リング部８は不要な場合は省略可能である。内容物の全部又は大部分が胴部７内に収容され、内容物は口部９を通じて外部に吐出される。胴部７の断面の外形形状は、特に限定されず、円筒形状、楕円形状などが例示される。本実施形態では、胴部７の断面の外形形状は、楕円形状である。また、胴部７には、パネル面や凹部などの形状が設けられていない。容器本体３は、底面を載置面に載置して自立可能になっている。
図１に示すように、本実施形態では、胴部７は、容器本体３の全高をＨとすると、容器本体３の底面から０．９０Ｈの高さ位置まで延在している。胴部７は、０．０８Ｈ～０．７０Ｈの範囲において断面での外形形状が一定であり、０．７０Ｈ～０．９０Ｈの範囲で、０．９０Ｈに近づくほど断面での外形形状が相似的に小さくなっている。
容器本体３の全高Ｈは、例えば、２００～３００ｍｍであり、具体的には例えば、２００、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、２９０、３００ｍｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
容器本体３は、内容量が５００ｍＬ以上であることが好ましい。このような大容量の容器では、落下の際に破損しやすいので、落下時の破損抑制対策を行う必要性が特に大きい。内容量は、例えば５００～１５００ｍＬであり、好ましくは５００～１２００ｍＬであり、具体的には例えば、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１２００、１５００ｍＬであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
容器本体３は、単層構成でも多層構成でもよいが、単層構成であることが好ましい。多層構成の場合、接着成分が溶出し、内容物へ混入する虞があるが、単層構成ではそのような虞がない。また、単層構成である場合、多層構成に比べて、水蒸気バリア性が高くなりやすい。
容器本体３の構成樹脂は、ポリオレフィンであることが好ましく、ポリプロピレンであることが好ましい。ポリプロピレンとしては、プロピレンのホモポリマー、ランダム共重合体、ブロック共重合体が挙げられ、プロピレンのホモポリマーが好ましい。
容器本体３の構成樹脂は、曲げ弾性率が１．８ＧＰａ以上であることが好ましい。この場合に、容器本体３の変形及び破損が特に抑制されるからである。この曲げ弾性率は、例えば１．８～３．０ＧＰａであり、具体的には例えば、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、３．０ＧＰａであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。曲げ弾性率は、ＪＩＳ K７１７１に準拠して測定可能である。
容器本体３の構成樹脂は、２３℃でのシャルピー衝撃強度が１０ｋＪ／ｍ２以上であることが好ましい。この場合に、容器本体３の変形及び破損が特に抑制されるからである。このシャルピー衝撃強度は、例えば１０～２０ｋＪ／ｍ２であり、１０～１５ｋＪ／ｍ２が好ましく、具体的には例えば、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０ｋＪ／ｍ２であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。シャルピー衝撃強度は、ＪＩＳ K７１１１に準拠して測定可能である。
容器本体３の構成樹脂は、５℃でのシャルピー衝撃強度が５ｋＪ／ｍ２以下であることが好ましい。低温でのシャルピー衝撃強度を高めるには、容器本体３の構成樹脂として柔軟性が高いものを用いる必要があるが、その場合、段積輸送時やオートクレーブ滅菌時に容器本体３が変形しやすくなってしまう。そこで、容器本体３の構成樹脂としては、低温でのシャルピー衝撃強度が比較的低いものを用いた上で、後述するように、容器本体３の下部での肉厚を厚くすることによって、落下時の損傷を抑制することが好ましい。このシャルピー衝撃強度は、例えば１～５ｋＪ／ｍ２であり、具体的には例えば、１、２、３、４、５ｋＪ／ｍ２であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
容器本体３の構成樹脂は、２３０℃、２．１６ｋｇで測定したメルトフローレート（ＭＦＲ）が１ｇ／１０分以下であることが好ましい。この場合、容器本体３の変形及び破損が特に抑制されるからである。このＭＦＲは、例えば、０．１～１ｇ／１０分であり、具体的には例えば、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０ｇ／１０分であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。ＭＦＲは、ＪＩＳ K７２１０に準拠して測定可能である。
容器本体３は、ダイレクトブロー成形によって形成可能であり、この場合、容器本体３は、押出ヘッドから押し出された溶融状態の筒状のパリソンを一対の分割金型を用いてブロー成形することによって形成することができる。図２に示すように、胴部７の底部には、パリソンを一対の分割金型で押し潰して形成した喰切部７ｄが存在している。喰切部７ｄにおいてパリソンの対向する面同士が溶着されることよって容器本体３の底が閉じられている。喰切部７ｄは、細長い形状である。
容器本体３は、下部平均肉厚／中央部平均肉厚によって定義される第１肉厚比が１．０４～１．５０である。図１に示すように、下部平均肉厚は、容器本体３の底面から０．０４Ｈ～０．２０Ｈの範囲内の複数の高さ位置での肉厚の平均によって算出される。中央部平均肉厚は、容器本体３の底面から０．３３Ｈ～０．４９Ｈの範囲内の複数の高さ位置での肉厚の平均によって算出される。複数の高さ位置とは、例えば、上記範囲を４等分したときの両端とその間の３点の合計５つの測定点での高さ位置である。測定点は、例えば高さ１０ｍｍごとに配置することが好ましい。肉厚測定は、例えば、図２に示す底面図での、喰切部７ｄが延びる方向に平行な２つの外周位置ＰＬ－１，ＰＬ－２と、喰切部７ｄが延びる方向に垂直な２つの外周位置ＰＬ９０－１，ＰＬ９０－２において行い、４点の肉厚の平均値を各高さ位置での肉厚とする。
このように定義される第１肉厚比が１．０４～１．５０であるということは、容器本体３の底部近傍での肉厚が、容器本体３の胴部７の中央部近傍での肉厚よりも大きいということを意味している。容器本体３の全体に肉厚を増大させると、容器本体３の剛性は高まるが、容器本体３の重量増大が顕著になって落下時の容器本体３の損傷の虞が高まる場合がある。一方、本実施形態のように、容器本体３の底部近傍での肉厚のみを厚くすることによって容器本体３の重量増大を抑制しつつ底部の剛性を高めることが可能であり、容器本体３を最終廃棄する際の減容化も邪魔しない。第１肉厚比は、具体的には例えば、１．０４、１．０５、１．０８、１．１０、１．１５、１．２０、１．３０、１．４０、１．５０であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
中央部平均肉厚は、１ｍｍ以上であり、１．２ｍｍ以上が好ましい。中央部平均肉厚が小さすぎると、容器本体３の変形や落下時の損傷が起こりやすい。この肉厚は、例えば１～２ｍｍであり、具体的には例えば、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０ｍｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
容器本体３は、下部平均肉厚／胴部平均肉厚によって定義される第２肉厚比が１．０１～１．５０であることが好ましい。胴部平均肉厚は、容器本体３の底面から０．０４Ｈ～０．８２Ｈの範囲内の複数の高さ位置での肉厚の平均によって算出される。複数の高さ位置は、例えば、上記範囲を１９等分したときの両端とその間の１８点の合計２０つの測定点での高さ位置である。測定点は、例えば高さ１０ｍｍごとに配置することが好ましい。第２肉厚比は、具体的には例えば、１．０１、１．０３、１．０５、１．０８、１．１０、１．１５、１．２０、１．３０、１．４０、１．５０であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
胴部平均肉厚は、１ｍｍ以上であり、１．２ｍｍ以上が好ましい。胴部平均肉厚が小さすぎると、容器本体３の変形や落下時の損傷が起こりやすい。この肉厚は、例えば１～２ｍｍであり、具体的には例えば、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０ｍｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
１．容器本体３の作製
押出ヘッドから押し出された溶融状態の筒状のパリソンを一対の分割金型を用いてブロー成形することによって、図１～図２に示す形状（内容量１０００ｍＬ、全高Ｈ＝２４４ｍｍ）を有する容器本体３を作製した。パリソンは、表１～表２に示す材質で構成した。
押出ヘッドから押し出された溶融状態の筒状のパリソンを一対の分割金型を用いてブロー成形することによって、図１～図２に示す形状（内容量１０００ｍＬ、全高Ｈ＝２４４ｍｍ）を有する容器本体３を作製した。パリソンは、表１～表２に示す材質で構成した。
表１～表２中の材質の詳細は、以下の通りである。
ＥＡ９ＦＴＤ：プロピレンのホモポリマー、日本ポリプロ株式会社
４１０３Ｍ：プロピレンのホモポリマー、日本ポリプロ株式会社
ＦＬ４：プロピレンのホモポリマー、日本ポリプロ株式会社
ＥＣ９ＧＤ：プロピレンのブロック共重合体、日本ポリプロ株式会社
ＷＢ１４０：プロピレンのホモポリマー、ボレアリス社製
ＥＡ９ＦＴＤ：プロピレンのホモポリマー、日本ポリプロ株式会社
４１０３Ｍ：プロピレンのホモポリマー、日本ポリプロ株式会社
ＦＬ４：プロピレンのホモポリマー、日本ポリプロ株式会社
ＥＣ９ＧＤ：プロピレンのブロック共重合体、日本ポリプロ株式会社
ＷＢ１４０：プロピレンのホモポリマー、ボレアリス社製
実施例・比較例の容器本体は、パリソンの肉厚分布が表１～表２に示す値になるように作製した。これらの容器本体３は、同一の分割金型を用いて作製したので、その外形は同一である。表１～表２に示す肉厚は、外周位置ＰＬ－１，ＰＬ－２，ＰＬ９０－１，ＰＬ９０－２の４点の肉厚の平均値である。
２．試験
比較例及び実施例の容器について、落下試験、オートクレーブ滅菌試験、及び段積輸送試験を行った。その結果、表１～表２に示す。
比較例及び実施例の容器について、落下試験、オートクレーブ滅菌試験、及び段積輸送試験を行った。その結果、表１～表２に示す。
表１～表２に示すように、中央部平均肉厚が１ｍｍ以上であり、第１肉厚比が１．０４～１．５０である全ての実施例では、落下試験、オートクレーブ滅菌試験、段積輸送試験の全ての試験において良好な結果が得られた。一方、中央部平均肉厚が１ｍｍ未満であるか、第１肉厚比が１．０４未満である全ての比較例では、落下試験、オートクレーブ滅菌試験、段積輸送試験の少なくとも１つにおいて、結果が良好でなかった。
各試験の詳細は、以下の通りである。
＜落下試験＞
落下試験では、容器本体３内に水を満充填した後に口部９にキャップを装着して容器本体３を密閉したものをサンプルとした。２０℃環境下で、１ｍの高さからリノリウムの上にサンプルを落下させた。サンプルの底部を下側に向けた状態での落下（垂直落下）と、サンプルを水平にした状態での落下（水平落下）をそれぞれ５回ずつ行い、以下の基準で評価した。
○：１０サンプルについて上記試験を行い、割れが発生したサンプルがなかった。
△：１０サンプルについて上記試験を行い、１つのサンプルで割れが発生した。
×：１０サンプルについて上記試験を行い、２つ以上のサンプルで割れが発生した。
落下試験では、容器本体３内に水を満充填した後に口部９にキャップを装着して容器本体３を密閉したものをサンプルとした。２０℃環境下で、１ｍの高さからリノリウムの上にサンプルを落下させた。サンプルの底部を下側に向けた状態での落下（垂直落下）と、サンプルを水平にした状態での落下（水平落下）をそれぞれ５回ずつ行い、以下の基準で評価した。
○：１０サンプルについて上記試験を行い、割れが発生したサンプルがなかった。
△：１０サンプルについて上記試験を行い、１つのサンプルで割れが発生した。
×：１０サンプルについて上記試験を行い、２つ以上のサンプルで割れが発生した。
＜オートクレーブ滅菌試験＞
オートクレーブ滅菌試験では、容器本体３内に水を満充填した後に口部９にキャップを装着して容器本体３を密閉したものをサンプルとした。このサンプルに対して、１２１℃３０分間のオートクレーブ滅菌を行った後のサンプルの変形を目視で観察し、以下の基準で評価した。
○：１０サンプルについて上記試験を行い、変形が発生したサンプルがなかった。
△：１０サンプルについて上記試験を行い、１つのサンプルで変形が発生した。
×：１０サンプルについて上記試験を行い、２つ以上のサンプルで変形が発生した。
オートクレーブ滅菌試験では、容器本体３内に水を満充填した後に口部９にキャップを装着して容器本体３を密閉したものをサンプルとした。このサンプルに対して、１２１℃３０分間のオートクレーブ滅菌を行った後のサンプルの変形を目視で観察し、以下の基準で評価した。
○：１０サンプルについて上記試験を行い、変形が発生したサンプルがなかった。
△：１０サンプルについて上記試験を行い、１つのサンプルで変形が発生した。
×：１０サンプルについて上記試験を行い、２つ以上のサンプルで変形が発生した。
＜段積輸送試験＞
段積輸送試験では、容器本体３内に水を満充填した後に口部９にキャップを装着して容器本体３を密閉したものをサンプルとした。段ボールの中にサンプルを整列（１２個）した後に梱包したものを３段段積みした。その後、振動試験機にて輸送試験（ＪＩＳＺ０２３２）を行った後の、３段の段ボール内に入っている３６サンプルの変形を目視で観察し、以下の基準で評価した。
○：３６サンプルの中に変形したものがなかった。
△：３６サンプル中、変形が発生したサンプル数が１～３であった。
×：３６サンプル中、変形が発生したサンプル数が４以上であった。
段積輸送試験では、容器本体３内に水を満充填した後に口部９にキャップを装着して容器本体３を密閉したものをサンプルとした。段ボールの中にサンプルを整列（１２個）した後に梱包したものを３段段積みした。その後、振動試験機にて輸送試験（ＪＩＳＺ０２３２）を行った後の、３段の段ボール内に入っている３６サンプルの変形を目視で観察し、以下の基準で評価した。
○：３６サンプルの中に変形したものがなかった。
△：３６サンプル中、変形が発生したサンプル数が１～３であった。
×：３６サンプル中、変形が発生したサンプル数が４以上であった。
１ ：プラスチック容器
３ ：容器本体
７ ：胴部
７ｄ ：喰切部
８ ：リング部
９ ：口部
９ｄ ：係合部
３ ：容器本体
７ ：胴部
７ｄ ：喰切部
８ ：リング部
９ ：口部
９ｄ ：係合部
Claims (6)
- プラスチック容器であって、
前記プラスチック容器は、容器本体を備え、
前記容器本体は、ダイレクトブロー成形体であり、
前記容器本体は、内容量が５００ｍＬ以上であり、
前記容器本体は、胴部と、口部を備え、
前記口部は、前記胴部の上側に設けられ、
前記容器本体は、下部平均肉厚／中央部平均肉厚によって定義される第１肉厚比が１．０４～１．３０であり、
前記中央部平均肉厚は１ｍｍ以上であり、
前記容器本体の全高をＨとすると、
前記中央部平均肉厚は、前記容器本体の底面から０．３３Ｈ～０．４９Ｈの範囲内の複数の高さ位置での肉厚の平均によって算出され、
前記下部平均肉厚は、前記容器本体の底面から０．０４Ｈ～０．２０Ｈの範囲内の複数の高さ位置での肉厚の平均によって算出される、プラスチック容器。 - 請求項１に記載のプラスチック容器であって、
前記容器本体は、前記下部平均肉厚／胴部平均肉厚によって定義される第２肉厚比が１．０１～１．５０であり、
前記胴部平均肉厚は、前記容器本体の底面から０．０４Ｈ～０．８２Ｈの範囲内の複数の高さ位置での肉厚の平均によって算出される、プラスチック容器。 - 請求項１又は請求項２に記載のプラスチック容器であって、
前記容器本体は、単層構成である、プラスチック容器。 - 請求項３に記載のプラスチック容器であって、
前記容器本体の構成樹脂は、ポリオレフィンである、プラスチック容器。 - 請求項１～請求項４の何れか１つに記載のプラスチック容器であって、
前記容器本体の構成樹脂は、曲げ弾性率が１．８ＧＰａ以上である、プラスチック容器。 - 請求項１～請求項５の何れか１つに記載のプラスチック容器であって、
前記プラスチック容器は、オートクレーブ滅菌されるプラスチック容器である、プラスチック容器。
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