JPH04173538A - 耐圧耐熱性二軸延伸ブロー成形合成樹脂ボトル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、たとえは炭酸飲料等の内圧か加わる耐圧製の
容器に関し、特に内容物の加熱殺菌時の耐圧耐熱性を高
めな耐圧耐熱容器及びその製造方法に関する。

本発明は、優れた耐圧耐熱性を有する合成樹脂製ボトル
に関する。

［従来技術の間払点］ 従来使用されている合成樹脂製ボトルは優れた諸性能を
有するが耐圧耐熱性、特に耐内圧性が良好でなく、保存
中に弱腰にクラックが発生したり、ボトルの高さが変化
したりする欠点がある０本発明者はこの点について種々
研究した結果ボトルの首部から拡がって肩部と結合する
部分の壁部の変曲部位の応力が最も大きく、この部分に
クラックが発生したり、形状の変化が発生してボトル高
さの変化がおこる事がわかった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明者はこの首部から拡がって肩部と結合する部分の
壁部の変曲部分の以上に就いて研究した結果、この部分
を特殊な構造にする事により上記の問題を解決して本発
明を完成した。

［課題を解決するための手段と作用］ 本発明は、 「　１．　首部、肩部、胴部および底部とを有する容器
において首部から拡がって肩部と結合する器壁の変曲部
の円弧の中心と円弧状に張り出した肩部の円弧の中心と
を結ぶ直線が肩部の器壁と交差する点にひいな器壁の接
線と水平線とのなす角度が４０゜〜６５゛であり、且つ
円弧状に張り出しな脚部の膨出部とネックリングの下面
と首部の接点とを結ぶ直線と垂直線とのなす角度が３５
゜以下である形状の肩部を有する耐圧耐熱性二軸延伸ブ
ロー成形合成樹脂ボトル。

２、　首部の垂直部分と底中央部分に熱結晶化させた熱
結晶化部を設けた、請求項１に記載された耐圧耐熱性二
軸延伸ブロー成形合成樹脂ボトル。

３、　容器の底中央部および首部の垂直部分に、２０〜
５０％熱結晶化させた熱結晶化部を設けるとともに、該
熱結晶化部以外の領鴨のうち、下底円弧部から上肩部に
いたる肩部、胴部および底部を結晶化度１０〜４０％に
延伸配向結晶化させてなる、請求項１または２に記載さ
れた耐圧耐熱性二軸延伸ブロー成形合成樹脂ボトル。

４゜　熱結晶化した底中央部の周辺の弱腰が延伸配向結
晶化され、熱結晶化した底中央部に段差を介して直接接
続されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載さ
れた耐圧耐熱性二軸延伸ブロー成形合成樹脂ボトル。

５、　首部、肩部、胴部および半球殻状に突出した形状
の底部とからなる請求項１ないし４のいずれか１項に記
載された合成樹脂ボトルの下部に別個のベースカップが
装着された耐圧耐熱性二軸延伸ブロー成形合成樹脂ボト
ルであって、ベースカップ上端の開口内周面は、装着部
におけるボトルの外周より大きく、ベースカップ上端の
内周上に２点以上の突起をほぼ均一に分布配設し、ボト
ルには装着部に、前記ベースカップの突起と嵌合する凹
部を設け、ベースカップの突起とボトルの凹部か嵌合し
てベースカップがボトルに装着されており、ベースカッ
プ上端の開口内周とボトル装着部の外周との間には連続
した熱湯の侵入間隙を配置し、ベースカップとボトルの
下部の本体との間には熱湯用通路を設け、ベースカップ
にはその底壁の一部にボトルの底部外周面に接触してホ
ットメルトにより接着されている支え壁部分を配置して
支え壁部分に囲まれた底壁部分を設置し、底壁部分とベ
ースカップの脚部に外部に連絡する熱湯排出口を設けて
なる、耐圧耐熱性二軸延伸ブロー成形合成樹脂ボトル。

７、　嵌合してベースカップとボトルを結合する、突起
がボトルに凹部かベースカップに配設された請求項５に
記載された耐圧耐熱性合成樹脂ボトル。

８、　ボトルの主用途がガス含有飲料用である請求項１
ないし７のいずれか１項に記載された耐圧耐熱性合成樹
脂ボトル。」 に関する。

［作　用］ 成形物の歪は成形物を構成する構造の変曲部位に多く残
る傾向があることはよく知られている。

本発明者は、合成樹脂製のボトルが保存中にクラッキン
グか発生したり、形状が変化する原因について研究した
。その結果、ボトルの首部と肩部の連結する部分、即ち
壁膜の変曲部分にストレスクラッキングが発生すること
がわかった。変曲部分の形状を研究した結果、このスト
レスクラッキングの発生は変曲部分の形状によりもたら
されることがわかった。また形状の変化は、一定の変化
か行われると停止して安定することか判明し、この安定
状態は、変曲部の形状が安定形状になることにより得ら
れることもわかった。

そして更に研究した結果、首部から拡がって肩部と結合
する器壁の変曲部の円弧の中心と円弧状に張り出した肩
部の円弧の中心とを結ぶ直線が器壁と交差する点にひい
た器壁の接線と水平線とのなす角度が４０゛〜６５°で
あり、且つ円弧状に張り出した肩部の膨出部とネックリ
ングの下面と首部の接点とを結ぶ直線と垂直線とのなす
角度が３５°以下であると変曲部の形状は安定し変化せ
ず、保存中にストレスクラッキングが発生しないことを
見出した。

何故これらの部分の上記の値がこの特定の範囲にあると
変形や、ストレスクラッキングか発生しないのかその理
由について本発明者は、この範囲にあることにより成形
時に変曲部に生じる歪を極小にすることができるので、
ストレスクラッキングの発生を防止できると考えている
。つまり、ボトルは内容物を充填して放置するとストレ
スクラッキングを発生しつつ次第に変形し、前記の部分
における角度が夫々上記の範囲に入ると、変形が停止し
て安定することから理解されるように安定した状態は位
置のエネルギーが最も小さい。したがって、予めこのよ
うな形状に成形すれば最もクラックや変形が発生する変
曲部分の歪を最少にすることができ、前記欠点を解決で
きるのである。

本発明は首部から拡がって肩部と結合する器壁の変曲部
の円弧の中心と円弧状に張り出した肩部の円弧の中心と
を結ぶ直線が器壁と交差する点にひいた器壁の接線と水
平線とのなす角度が４０゜〜６５°であり、且つ円弧状
に張り出した肩部の膨出部とネックリングの下面と首部
の接点とを結ぶ直線と垂直線とのなす角度か３５°以下
でなければならないところに１つの特徴をかある。この
２つの角度の一方がこの範囲から外れると他方か範囲内
にあっても本発明の効果は奏されない。比較試験の項で
具体的に説明するが、一方の接線のみが条件を満たすボ
トルを放置すると一方の接線が条件を満たすまでボトル
の形状は変化する。このことから本発明の特徴の１つで
ある前記の部位の特定の角度の一方が範囲から外れると
ボトルは安定なエネルギー順位以上の不安定な状態にあ
ることが理解される。　わかりやすく説明すると、前記
の首部から拡がって肩部と結合する器壁の変曲部の円弧
の中心と円弧状に張り出した肩部の円弧の中心とを結ぶ
直線が器壁と交差する点にひいた器壁の接線と水平線と
のなす角度が本発明の範囲より小さくなり、円弧状に張
り出した肩部の膨土部とネックリングの下面と首部の接
点とを結ぶ直線と垂直線夏のなす角度か本発明の範囲よ
り大きくなると、ボトルの肩部は横方向に張ったいわゆ
る「イカリ肩」になり、本発明の範囲になるといわゆる
「ナデ肩」になる。

そして「イカリ肩Ｊから「ナデ肩」になるに従いエネル
ギー順位は低くなる。このことはボトルを放置すると「
イカリ肩」から「ナデ肩」に変化して安定することから
も明らかである。

従来のボトルの変曲部は、前記の本発明者による新規な
解明がなかったため、先に説明した首部から拡がって肩
部と結合する器壁の変曲部の円弧の中心と円弧状に張り
出しな肩部の円弧の中心とを結ぶ直線が器壁と交差する
点にひいた器壁の接線と水平線とのなす角度が２５゜〜
３０°であり、且つ円弧状に張り出した肩部の膨出部と
ネックリンクの下面と首部の接点とを結ぶ直線と垂直線
とのなす角度が３５゜〜４０°であって、この部分に発
生する歪が非常に大きく、本発明の角度になり安定する
までストレスクラッキングを発生しつつ安定な状態に向
かって変形していたのである。

そして、このような形状の不安定性は、ストレスクラッ
キングの発生の他、形状の変化をもたらす、ボトルはよ
りエネルギー準位の低い安定な形状に変化して行く、ボ
トルの形状変化の最も目立つものは高さの変化である。

同じ高さであるはすのボトルを店頭に陳列したとき、高
さがまちまちであっては、商品化価値がない。このこと
は、変化したボトルだけでなく、その−群のボトルの商
品価値のないことであり、重大な間払である。本発明の
ボトルは前記の特定の肩部の形状となしたので形状もエ
ネルギー的に安定した形状であり形状変化は発生しない
。

このことは比較試験の項で具体的に説明する。

そして前記の部位の特定の角度の一方か本発明の範囲か
ら外れると歪みは大きくなり、ストレスクラッキングの
発生と形状変化が防止できない。

また、本発明者はボトルの底部の欠点をも解決した０本
発明によりボトルの首部と肩部の機能は非常に良好とな
るがボトルの底部には首部や肩部とは別に耐熱性と耐圧
性に問題があるため、本発明による首部と肩部の機能の
非常に優れたボトルも底部の欠点により充分な機能を発
揮できない場合もある。そこでボトルの底部の欠点をも
解決して優れた性能の首部と肩部及び底部からなるボト
ルを発明した。

二軸延伸ブロー成形容器は壁膜が充分延伸されるので配
向結晶し、耐熱耐圧強度は大きくなるが、首部と底中心
部は延伸されないので配向結晶しない。そのため、従来
は予じめプリフォームの、ボトルを成形したとき首部と
底中心部分になる箇所を熱結晶化しておくことにより強
度を付与している。ところか、従来は熱結晶した底部中
心部と延伸配向結晶した底部壁膜との間に、底部中心か
ら徐々に膜厚を減じた中間部を設けて膜厚の急激な変化
を防止していた。ところが、この中間部は延伸も少く、
熱結晶化もされていないので、耐熱耐圧性に劣る欠点が
あった０本発明者は強度改善のため底部中央部の熱結晶
化部の近辺を充分に延伸したところ、熱結晶化した底部
中心付近から壁膜はたたちに延伸され底部中心の熱結晶
化した領域と延伸配向結晶した底部壁膜とか直接結合し
た構造となり、この部分の膜厚が薄くなり底部中心と配
向結晶化した壁膜の連結部に膜厚の急激な変化による段
差が発生したが、この膜厚の急激な変化は予想に反して
ボトル底部の強度に全く影響がなかった。こうしてボト
ルの強度は充分大きくなった。

更に、本発明者はボトルの自立性の問題も解決した。従
来より、ボトルの強度を大きくする場合底部を半球殻状
とし自立性を与えるためにベースカップを装着すること
が行われている。ベースカップとボトルの底部はホット
メルト接着剤で接合されるが、殺菌シャワーの熱により
ホットメルト接合部が緩む傾向がある。接合部が緩むと
ボトルに内容物が充填されており重量か大きいのでボト
ルはベースカップから傾く、このような状態になっては
ボトルの自立性か無くなるため店頭に陳列することがで
きず商品価値はない０本発明のボトルは前記のように非
常に優れた性能を有するので自立性を良好にすることが
実用上強く望まれる。

そこで本発明者は自立性をも改善して実用される優れた
ボトルを提供したのである。

本発明は特に、殺菌シャワーの効果を大きくし、併せて
シャワーの温度に耐えるため、ボトルの下部に別個のベ
ースカップを装着しベースカップ上端の内周面は、装着
部におけるボトルの外周より大きく、ベースカップ上端
の内周上に２点以上の突起をほぼ均一に分布配設し、ボ
トルには装着部に、前記ベースカップの突起と嵌合する
凹部を設け、ベースカップの突起とボトルの凹部か嵌合
してベースカップかボトルに装着されており、ベースカ
ップ上端の内周とボトル装着部の外周との間には連続し
た熱湯の侵入を可能にする間隙を配置し、ベースカップ
にはその底壁の一部にボトルの底部外周面に接触してホ
ットメルトにより接着されている支え壁部分を配設して
支え壁部分に囲まれた底室部分を設置し、ベースカップ
とボトルの下部の本体との間には熱湯用通路を設け、ベ
ースカップ脚部に外部に連絡する排出口を設けた。

ボトル底部と支え壁に囲まれた底室１８には実質的にシ
ャワーが侵入しないのと、この室にゴミ、虫等が入ると
外部からボトルを見たときこれらのゴミ、虫等がボトル
の中に存在するように見え商品価値を減するのでここに
は通孔を設けないほうか好適である。

ボトルとベースカップに設ける嵌合凹所と嵌合凸部はど
ちらに凹所を設け、どちらに凸部を設けてもよい。

このような構造により、ボトルとベース力・ツブの組み
付けか強固になるなめ互いに保持しあい殺菌シャワー時
にホットメルト部が緩まず、ボトルのベースカップから
の仰きが防止される。

本発明のボトルは特に耐内圧性が良好であるので、カス
含有飲料に適している。

〔実施例〕

次に実施例をあげて本発明を説明する。

第１図は本発明の実施例を示す本発明のボトルの正面図
である。１はポリエチレンテレフタレート樹脂により二
軸延伸ブロー成形されたボトルである。２は脚部であり
３は首部である。４は半球殻状の底部であり５は装着さ
れたベースカップである。このベースカップによりボ“
トルの自立性が与えられる。

６は首部から肩部に連結する円弧状の変曲部であり、７
はこの変曲部の円弧の中心である。９は円弧状に張り出
した肩部円弧の中心である。この７と９を結んだ直！！
２５が肩部の器壁と交差する点８に引いた器壁の接線１
０と水平線とは４７゜の角度をなしている。

１４は半球殻状の肩部の円弧の鼓膜土部であり、いわゆ
る最も肩の張った部分である。１１はサポートリング１
３の下面が首部３と接する点である。

１１と１４を結んだ直ｆｌｉ１２が垂直線１５と２８°
の角をなしている。この二つの角度は本発明者の解明し
た安定範囲にあることがわかる。

第２図は、本発明のボトルの底部を示す断面図である。

１６は熱結晶化した底部中心であり、膜厚ｔ１の厚い膜
である。１７は底部壁膜であり、壁膜は底部中心の周縁
からすぐに充分延伸されてｔ２の厚みの薄膜状となり厚
膜が急激に変化して段差１８が発生している。

第３図は本発明のボトルの下部にベースカップを装着し
た状態を示す。第３図（ロ）において５はベースカップ
て・あり、１９はベースカップの開口附近に設けた嵌合
凹所である。２０はボトル底部を支える支え壁であって
、ボトルの底部とホ・ントメルト接着剤で接合されてボ
トルを支える。２１はボトル壁に設けた嵌合凸部で、ベ
ースカップを挿着したとき、ベースカップの嵌合凹所と
嵌合し、ベースカップをボトルに結合する。この結合に
より支え壁とボトル底部の結合も固定し、両者の相乗効
果によってシャワー時にボトルとベースカップの結合が
ゆるます、姿勢が安定する。

この結合したベースカップとボトル壁部の間隙からシャ
ワーがボトルの壁をっないながら侵入する。そしてベー
スカップの脚部に設けた通孔２２から外へ流出する。前
述したようにボトル底部と支え壁に囲まれた底室２３に
も通孔を設けてもよいが、ここには実質的にシャワーが
侵入しないのと、この室にゴミ、虫等が入るとボトルの
中に存在するように見えるので、通孔を設ける必要はな
い。この実施例ではボトルに嵌合凸部を設け、ベースカ
ップに嵌合凹部を設けているが第３図（イ）のように逆
にボトルに嵌合凹所を設け、ベースカップに嵌合凸部を
設けてもよい。

第４図は従来のボトルの正面図である。６は首部と肩部
の弧状連結変曲部であり、７は円弧の中心である。１４
は半球殻状の肩部の円弧状に膨出した力所である。接Ｋ
１１ｏは水平線と３０°の角をなし、一方１２はこの部
分サポートリング１３の下面と首部の接点１１とを結ぶ
直線であり、下方に引いた垂直線１５と３７°の角をな
している。

そしていずれの角も本発明の構成要件である特定の角度
の範囲外にあることが理解される。

〔比較試験〕

つぎに比較試験をあげて本発明の詳細な説明する。

本発明は第１図に示す、首部から拡かって肩部と結合す
る器壁の変曲部に引いた接線と水平線とのなす角度が４
７°であり、且つ円弧状に張り出した肩部の変曲部とネ
ックリングの下面と首部の接点とを結ぶ直線とこの点か
ら下方に引いた垂直線とのなす角度が２８°である形状
の肩部を有する、ポリエチレンテレフタレート樹脂５０
ｇ使用した内容積１．５ｊのボトルである。

従来例は第４図に示した、首部から拡がって肩部と結合
する器壁の変曲部に引いた接線と水平線とのなす角度が
３０°であり、且つ円弧状に張り出した肩部の変曲部と
ネックリングの下面と首部の接点とを結ぶ直線とこの点
から下方に引いた垂直線とのなす角度が３７°である形
状の肩部を有する、ポリエチレンテレフタレート樹脂５
０ｇ使用した内容積１．５ｊのボトルである。

夫々、１００個のボトルに水とＣＯ２カス４Ｇ。

■を充填し、４０℃、９ＯＲ，Ｃ，Ｈの恒温槽中に保存
し３ｙ月、６ケ月、１２ヶ月毎に肉眼で観察した。

比較試験の結果を表１と表２に示す 表　　　１ ストレスクラッキングの発生したボトルの本数〔註〕　
肉眼で見えるクララキンクが発生した場合その量に関係
なくすべてクラッキング発生とカウントした。

表　　　２ 高さの変化したボトルの本数 〔註〕　高さか少しでも変化した場合すべて変化ありと
カウントした。

〈評　価ン 本発明のボトルは１２月後もストレスクラッキングの発
生と高さの変化か全くないが、従来剥土は多数のボトル
にこの欠陥が発生した。このようなボトルは商品価値が
ないばかりでなく、このような欠陥を生じる可能性のあ
るボトルは全て、信頼性がないのでいつストレスクラッ
キングや形状の変化が発生するかわからす、実用上問題
かある。

〔効　果〕

比較試験から明らかなように、本発明のボトルはストレ
スクラッキングの発生がなく、形状が安定し変化しない
ので、高さの変化もないことが理解される。この２つの
効果は、ボトルの性能として極めて望ましい優れた効果
であって、本発明が優れていることを示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のボトルの正面図である。 第２図は、本発明のボトルの底部弱腰の一部断面図であ
る。 第３図は、本発明のボトルの底部の正面断面図である。 第４図は、従来のボトルの正面図である。 １　：　ボトル ２　：　肩部 ３　：　首部 ４　：　半球殻状底部 ５　：　ベースカップ ６　：　円弧状変曲部 ７　：　変曲部の円弧の中心 ８　：　交点 ９　：　肩部円弧の中心 １０　：　接線 １１　：　接点 １２　：　直線 １３　：　サポートリング １４　：　肩部膨出部 １５　：　垂直線 １６　：　底部中心 １７　：　底部壁膜 １８　：　段差 １９　：　嵌合凹部 ２０　：　支え壁 ２１　：　嵌合凸部 ２２　：　通孔 ２３　：　底室 ２４　：　直線 特許出願人　　　東洋製罐株式会社 第３ （イノ 手続補正書く自発） 平成３年１０月７３日 特許庁長官　　　　深　沢　　亘　殿 １、事件の表示 平成２年特許願第２８４３９４号 ２、発明の名称 耐圧耐熱性二軸延伸フロー成形合成樹脂ボトル３−補正
をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所　東京都千代田区内幸町１丁目３番１号名称　東洋
製罐株式会社 一＝＼、 代表者　　高　　碕　　芳　　部　　　　　　ニ　　　
−〜。 ４、代　理　人　〒１０７（電話３５８２−７２１１）
−”　−’　−住所　東京都港区赤坂４丁目１３番５号
　　、７−二、ノ ５、　補正の対象 明細書 ６、　補正の内容 （１）　明細書１７頁８行目、「２５」を「２４」と補
正する。 （２）　明細書２０頁１５行〜１６行目、「水とＣＯ２
ガス４Ｇ、ＶＪを「４ガスボリユーム（Ｇ。 ■）の炭酸水」と補正する。 （３）　明細書２２頁２行目、「１２月」を「１２ケ月
」と補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、首部、肩部、胴部および底部とを有する容器におい
   て首部から拡がって肩部と結合する器壁の変曲部の円弧
   の中心と円弧状に張り出した肩部の円弧・の中心とを結
   ぶ直線が肩部の器壁と交差する点にひいた器壁の接線と
   水平線とのなす角度が４０゜〜６５゜であり、且つ円弧
   状に張り出した肩部の膨出部とネックリングの下面と首
   部の接点とを結ぶ直線と垂直線とのなす角度が３５゜以
   下である形状の肩部を有する耐圧耐熱性二軸延伸ブロー
   成形合成樹脂ボトル。 ２、首部の垂直部分と底中央部分に熱結晶化させた熱結
   晶化部を設けた、請求項１に記載された耐圧耐熱性二軸
   延伸ブロー成形合成樹脂ボトル。 ３、容器の底中央部および首部の垂直部分に、２０〜５
   ０％熱結晶化させた熱結晶化部を設けるとともに、該熱
   結晶化部以外の領域のうち、下底円弧部から上肩部にい
   たる肩部、胴部および底部を結晶化度１０〜４０％に延
   伸配向結晶化させてなる、請求項１または２に記載され
   た耐圧耐熱性二軸延伸ブロー成形合成樹脂ボトル。 ４、熱結晶化した底中央部の周辺の器膜が延伸配向結晶
   化され、熱結晶化した底中央部に段差を介して直接接続
   されている、請求項１ないし３のいずれか１項に記載さ
   れた耐圧耐熱性二軸延伸ブロー成形合成樹脂ボトル。 ５、首部、肩部、胴部および半球殻状に突出した形状の
   底部とからなる請求項１ないし４のいずれか１項に記載
   された合成樹脂ボトルの下部に別個のベースカップが装
   着された耐圧耐熱性二軸延伸ブロー成形合成樹脂ボトル
   であって、ベースカップ上端の開口内周面は、装着部に
   おけるボトルの外周より大きく、ベースカップ上端の内
   周上に２点以上の突起をほぼ均一に分布配設し、ボトル
   には装着部に、前記ベースカップの突起と嵌合する凹部
   を設け、ベースカップの突起とボトルの凹部が嵌合して
   ベースカップがボトルに装着されており、ベースカップ
   上端の開口内周とボトル装着部の外周との間には連続し
   た熱湯の侵入間隙を配置し、ベースカップとボトルの下
   部の本体との間には熱湯用通路を設け、ベースカップに
   はその底壁の一部にボトルの底部外周面に接触してホッ
   トメルトにより接着されている支え壁部分を配置して支
   え壁部分に囲まれた底壁部分を設置し、ベースカップの
   脚部に外部に連絡する熱湯排出口を設けてなる、耐圧耐
   熱性二軸延伸ブロー成形合成樹脂ボトル。 ６、支え壁とボトル底部が密着している請求項５に記載
   された耐圧耐熱性二軸延伸ブロー成形合成樹脂ボトル。 ７、嵌合してベースカップとボトルを結合する、突起が
   ボトルに凹部がベースカップに配設された請求項５に記
   載された耐圧耐熱性合成樹脂ボトル ８、ボトルの主用途がガス含有飲料用である請求項１な
   いし７のいずれか１項に記載された耐圧耐熱性合成樹脂
   ボトル