JPH05185494A

JPH05185494A - 再充填可能な合成樹脂製容器

Info

Publication number: JPH05185494A
Application number: JP20754492A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Takeuchi; 康司竹内
Original assignee: Nissei ASB Machine Co Ltd
Current assignee: Nissei ASB Machine Co Ltd
Priority date: 1991-07-12
Filing date: 1992-07-10
Publication date: 1993-07-27

Abstract

(57)【要約】【目的】繰り返し使用回数を増大できる再充填可能な
合成樹脂製容器を提供すること。【構成】ボトル１０の比較的厚肉に形成された底部１
６に保護層４０を設ける。この保護層４０は、厚肉立上
がり部２６と胴部１４の薄肉部１４ａとの境界に存在す
る肉厚変化部Ａを含む領域、好ましくはその底部１６の
全域にコーティング層として形成する。この保護層４０
は、洗浄剤例えば苛性ソーダと樹脂材料との接触を阻止
または遅らせることで、分子の分解を低減し、かつ機械
的強度の保障を行い得る補強層として作用する。底部１
６の厚肉部がその頂部３０にのみ存在する場合には、肉
厚移行部３２，薄肉接地部３４および薄肉立上がり部３
６を覆う全域に保護層４０を設けるとよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リフィーラブル−リタ
ーナブルボトル（以下、Ｒ−Ｒボトルという）と称され
る再充填可能な合成樹脂製容器に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｒ−Ｒボトルは、近年の資源のリサイク
ル化に対応して開発されたもので、使用済みボトルを回
収し、苛性ソーダなどのアルカリ薬品を用いた洗浄工程
を経た後、内容物を再度充填して同一ボトルを繰り返し
使用するものである。この際、Ｒ−Ｒボトルを繰り返し
使用する場合に、特にボトル底部側にクラックやクレー
ジングなどが生じる結果、所定の繰り返し使用回数に耐
えられないという問題が生じている。

【０００３】従来、Ｒ−Ｒボトルの底部側の機械的強度
を向上させる唯一の手段として、ボトル底部側の肉厚
を、その胴部の肉厚よりも厚肉に成形する成形技術が知
られている。この種の成形技術としては、特開昭64-581
5 号公報および特開平2-128826号公報に開示されたもの
がある。さらに、本件出願人は上記成形技術を改良する
ものとして、特願平3-126782号に開示した改良案を提案
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、二軸延伸吹込
成形されたボトルの底壁側に厚肉部を形成することは、
ボトルの一次成形品であるプリフォームの肉厚と、その
プリフォームの温調条件をコントロールすることによっ
て実現される。上述した３つの提案によれば、比較的再
現性よくボトル底部側に厚肉部を形成することはできる
が、厚肉によって底部側の機械的強度を保障するのみで
あり、繰り返し使用回数に耐えられる耐久性を保障する
もう１つの条件を欠いていた。その条件とは、回収後に
ボトルを苛性ソーダなどを用いて洗浄する際の耐薬品性
である。

【０００５】ところで、この種のボトルの成形材料とし
て用いられる例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）は、他の樹脂材料と同様にアルカリ類に対する耐薬
品性が低いが、ボトル底部に生ずるクラックまたはクレ
ージングは、この耐薬品性が欠落することのみによって
生ずるのではない。回収されたＲ−Ｒボトルは、そのボ
トル全体が苛性ソーダに浸されるが、本発明者の考察に
よれば、クラックまたはクレージングはボトル底部側の
ある領域に集中して生ずることが発見された。

【０００６】そこで、本発明の目的とするところは、特
にクラックなどが生じやすい容器底部側の保護を高める
ことで、繰り返し使用回数を増大できる再充填可能な合
成樹脂製容器を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、内容物の再充
填が可能な二軸延伸吹込成形された合成樹脂製容器にお
いて、少なくとも延伸率の相違による肉厚変化部を含む
底壁領域の外壁を被覆する保護層を形成したことを特徴
とする。

【０００８】

【作用】再充填可能な合成樹脂性容器の破損の原因には
２つあり、その１つは回収された容器を苛性ソーダなど
のアルカリ類に浸した際に、樹脂材料の分子が徐々に分
解し浸蝕が始まることである。他の１つは、容器の内容
物による自重、さらに内容物が炭酸などの場合には内圧
が作用し、これらの荷重が容器底部側に作用することで
ある。樹脂材料の分解および荷重作用が繰り返されるこ
とで、クラックまたはクレージングなどが発生し、これ
らが発達して容器の破壊につながる。樹脂材料の分子の
分解は容器全体で徐々に生ずるが、クラック，クレージ
ングなどは容器底部にのみ認められ、これらは特に上述
した荷重の応力集中が生ずる領域において顕著である。
容器底部は内圧，自重，接触等多くの応力が加り、その
底部の中で最も構造的に不安定な部分が、高延伸部と低
延伸又は未延伸部との境界である。この部分に応力集中
して最初にクラックが発生するのである。この応力集中
は、容器底部の肉厚変化部に発生し、この肉厚変化部は
容器の二軸延伸吹込途中における延伸率の相違によって
生ずる。

【０００９】この延伸率の相違に起因した肉厚変化部を
含む領域に相当する容器底部側の外壁に、これらを被覆
する保護層を設けることで、この保護層は二方向に作用
する。その１つは、アルカリ性の薬品の浸蝕を阻止また
は遅らせることで、容器の樹脂材料の分解を阻止または
遅らせることができる。さらに、この保護層は容器底部
側の補強層として機能し、特に荷重の集中する容器底部
の機械的強度を向上させることができる。なお、この保
護層は底部外壁に形成するだけで十分である。アルカリ
などの薬液は内壁にも接触するが、特に外壁は自然界に
さらされて劣化が激しく、荷重が作用することで生ずる
クラックなども外壁が伸ばされることで生ずるのであ
り、外壁のみを保護層で覆うことで十分な耐久性を保証
し得る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の１実施例を、図面を参照して
具体的に説明する。

【００１１】図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ、
いわゆるシャンペン底と称される底壁構造を持つＲ−Ｒ
ボトル１０を示している。各Ｒ−Ｒボトル１０は、共に
開口側のネック部１２と、これに続く筒状の胴部１４
と、この胴部１４の一端を閉鎖する底部１６を有し、か
つ、底部１６の外壁を覆う保護層４０を有している。

【００１２】図１（Ａ）の底壁構造としては、シャンペ
ン底の中心領域に厚肉頂部２０を有し、これに続く厚肉
傾斜部２２の最下端部に、糸尻状の厚肉接地部２４を有
している。さらに、この厚肉接地部２４より胴部１４側
に立ち上がる厚肉立上がり部２６を有している。この厚
肉立上がり部２６は、胴部１４を構成するほぼ均一肉厚
の薄肉部１４ａとの境界領域に、比較的急激な肉厚移行
を伴う肉厚変化部Ａ₁を有している。

【００１３】同図（Ｂ）に示すボトル１０の底壁構造
は、同図（Ａ）に示す底壁構造とほぼ似ており、その相
違点としては、同図（Ａ）の厚肉傾斜部２２に代えて、
ほぼ同一の曲率にて湾曲する厚肉湾曲部２８を有する点
である。この同図（Ｂ）に示す底壁構造においても、厚
肉立上がり部２６の上端側に、同図（Ａ）の肉厚変化部
Ａ₁よりも緩やかな肉厚変化部Ａ₂を有している。

【００１４】胴部１４の薄肉部１４ａと比較して厚い肉
厚を有する上記各部は、薄肉部１４ａより延伸率が低い
領域であり、延伸率の相違する境界に肉厚変化部Ａ₁，
Ａ₂が生じている。

【００１５】同図（Ａ），（Ｂ）に示す底壁構造が、詳
細を後述する特殊形状の延伸ロッドを用いて底壁全体を
厚肉に成形しているのに対し、同図（Ｃ）に示す底壁構
造では、厚肉部分はシャンペン底の中心領域でのほぼ未
延伸の厚肉頂部３０のみであり、比較的緩やかな肉厚変
化部Ａ₃となる肉厚移行部３２を介して糸尻状の薄肉接
地部３４が形成され、胴部１４側への立ち上がり部分も
薄肉部１４ａとほぼ同一肉厚の薄肉立上がり部３６とし
て構成されている。

【００１６】図１（Ａ）に示すボトル１０の成形方法の
一例を、図２を参照して説明する。

【００１７】このボトル１０の特徴的な底壁構造は、図
２（Ａ）に示すように、比較的低温度に温調された膨出
部６２を有する延伸ロッド６０を用いて成形される。す
なわち、型締めされたブローキャビティ型５０内に配置
されたプリフォーム１８は、延伸ロッド６０の縦軸駆動
による縦軸延伸と、ブローエアの吹込による横軸延伸と
により、二軸延伸吹込成形されてボトル１０が完成す
る。このとき、縦軸延伸初期から縦軸延伸終了間際に至
るまで、膨出部６２がプリフォーム１８の底部側内壁に
密着し、膨出部６２との接触領域を非接触領域より低温
度に温調している。従って、このように温調された底壁
側は延伸されにくく、同図（Ａ）に示すように、二軸延
伸の終了間際まで延伸ロッド６０の膨出部６２と接触し
ており、同図（Ｂ）に示すように最終的なブローエアに
より底壁がキャビティ面と接触して成形される。従っ
て、厚肉頂部２０から厚肉立上がり部２６に亘って、そ
の胴部１４側の薄肉部１４ａより厚い肉厚の底壁構造を
成形できる。

【００１８】一方、図１（Ｂ）に示すボトル１０の底壁
構造は、図３に示す成形方法により実現される。図３の
成形方法で用いられる延伸ロッド７０は、その先端部７
２の上方に係合縁７４を有しており、同図（Ａ）に示す
ように、縦軸延伸の終了間際まで先端部７２に密着した
領域を厚肉のまま延伸させることができる。そして、同
図（Ｂ）に示すように、最終的なブローエアの吹込によ
り底壁側の概略的な形状出しを行った後、同図（Ｃ）の
ように底型５２の上昇駆動により、底部１６側を湾曲状
に延伸させてボトル１０が完成する。

【００１９】図２または図３の成形方法を用いて成形さ
れる図１（Ａ），（Ｂ）に示す底壁構造によれば、底壁
の比較的広い領域に厚肉部を確保でき、内容物による自
重、さらに炭酸飲料の場合には内圧もが作用することで
クラックの生じやすい領域を、厚肉により機械的強度の
保障を行っている。このような厚肉部を確保しているこ
とから、肉厚変化部Ａ₁，Ａ₂がその接地部２４からの
立上がり部２６に生じている。この肉厚変化部Ａ₁，Ａ
₂は応力集中がしやすく、クラックまたはクレージング
が発達しやすい領域である。

【００２０】そこで本実施例では、この肉厚変化部
Ａ₁，Ａ₂を含むボトル１０の底部１６側に保護層４０
を形成している。この保護層４０としては、下記の２つ
の方式による形成方法を挙げることができる。その１つ
は保護層４０をコーティングにより形成するものであ
る。コーティング樹脂材料としては、各種の熱硬化性樹
脂，熱可塑性樹脂，紫外線硬化性樹脂を使用することが
できる。

【００２１】熱硬化性樹脂としては、ユリア系重合体、
メラミン系重合体、フェノール系重合体、エポキシ系重
合体、アルキド系重合体、ウレタン系重合体、不飽和ポ
リエステル系重合体などを例示することができる。

【００２２】熱可塑性樹脂としては、アクリル系重合
体、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体、エチレン／ビニ
ルアルコール共重合体などを例示することができる。

【００２３】紫外線硬化性樹脂としては、ウレタンアク
リレート系重合体、エポキシアクリレート系重合体、エ
ポキシメタクリレート系重合体、ポリエステルアクリレ
ート系重合体、塩素化ポリエステルアクリレート系重合
体、ポリブタジエンアクリレート系重合体、ポリスチリ
ルメタクリレート系重合体、ポリエーテルメタクリレー
ト系重合体などを例示することができる。紫外線硬化性
樹脂を用いる際には、希釈剤としても機能する光重合性
モノマーを必要に応じ用いることができる。このような
光重合性モノマーとしては、脂肪族，脂環式アクリレー
ト、芳香族アクリレート、官能基含有アクリレートなど
を例示することができる。

【００２４】上記樹脂のうち、耐薬品性、特に耐アルカ
リ性の点あるいは硬化処理の容易さなどを考慮すれば、
紫外線硬化性樹脂を好ましく用いることができる。

【００２５】他の保護層形成方法としては、熱収縮性の
シュリンクフィルムを用いる方法がある。このシュリン
クフィルムの樹脂材料としては、ポリエチレン、ポリ塩
化ビニル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステ
ル、ＥＶＡ（エチレン／酢酸ビニル共重合体）などがあ
る。

【００２６】保護層４０の形成材料の特性として望まれ
るものは、その１つは、ボトル回収後の洗浄工程に用い
られる苛性ソーダで代表される薬液に対する耐薬品性で
あり、特に耐アルカリ性の特性を有するものが望まれ
る。他の１つは、そのような薬液を含む液体に対するバ
リアー性である。保護層４０の耐アルカリ性および液体
に対するバリアー性が高ければ、苛性ソーダなどの洗浄
剤との接触により生ずる樹脂材料の分解はほとんど阻止
できるであろう。

【００２７】図１（Ａ）〜（Ｃ）に示した保護層４０の
形成は、上述したコーティング樹脂材料を用いており、
この保護層４０の形成は各コーティング材によって種々
の方法が考えられる。その一例としては、ボトル１０の
成形後に、コーティング樹脂材料を液状とした状態で、
ボトル１０の底部１６の所定領域にその液をディッピン
グ方法あるいはスプレー方法などによってコーティング
し、その後、樹脂の種類に応じて、自然乾燥、所定の硬
化温度で加熱あるいは特定波長の紫外線照射などの方法
で樹脂を硬化させることによって実現できる。

【００２８】シュリンクフィルムにより保護層４０を形
成する際には、チューブ状のシュリンクフィルムをボト
ル１０の底壁側に挿通させ、その後これを熱収縮させる
ことで実現できる。［実験例］次に、紫外線硬化性樹脂を用いて保護層を形
成したボトルサンプルに関するリサイクルテストの結果
について述べる。

【００２９】コーティング材としては、ウレタンアクリ
レート，反応性希釈剤（光重合性モノマー）および光重
合開始剤を含み、液の粘度が２１０ｃｐｓ（２５℃，Ｂ
型粘度計）の不揮発性組成物を用い、これを図１（Ａ）
に示すタイプのボトル底部にディッピング方法によって
コーティングし、ついで、高圧水銀ランプを用い、最長
で１秒程度の光照射を行い、保護層を形成した。このと
き得られた保護層の膜厚は平均で約６．５μｍであっ
た。

【００３０】このようにして得られた本願のボトルサン
プルおよび保護層を形成しない以外は前記ボトルサンプ
ルと同様な構成を有する比較用ボトルサンプルの両者に
ついて、洗浄工程を含む以下の工程によって繰返し使用
が可能な回数を求めた。洗浄工程は、２．５％の水酸化
ナトリウムを含むアルカリ洗浄液を５８℃に設定し、こ
の洗浄液中にボトルサンプルを１５分間浸漬し、その後
水洗処理することにより行われた。その後、ボトルサン
プルの内圧を７．５ｋｇ／ｃｍ²に設定して１５分間加
圧状態にした。

【００３１】以上の洗浄，加圧サイクルを、前記ボトル
サンプルおよび比較用ボトルサンプルについて繰り返し
行い、両サンプルの耐久性を比較した。

【００３２】その結果、保護層を形成しない比較用ボト
ルサンプルは２０サイクルで底部にストレスクラックを
生じ、２５サイクルで底部が破損した。

【００３３】これに対し、保護層を形成したボトルサン
プル本体では、２０サイクルを経過した時点でストレス
クラックを全く生ずることがなく、少なくとも３０サイ
クルまでストレスクラックの発生がなかった。この実験
結果より、保護層を形成することによりボトルの耐アル
カリ性および機械的強度を飛躍的に向上させることがで
き、したがって、繰り返しアルカリ洗浄工程を経る必要
のあるＲ−Ｒボトルに本願のボトルを好適に使用できる
ことが確認された。

【００３４】なお、図１（Ｃ）に示す底壁構造の場合に
は、シュリンクフィルムではなくコーティング層として
保護層４０を形成する方が好ましい。その理由は、図１
（Ｃ）に示す底壁構造では、底部１６における接地部３
４および立上がり部３６が薄肉であり、このような薄い
肉厚ではＲ−Ｒボトル１０として繰り返し使用される際
の機械的強度が不十分である。従って、保護層４０をこ
の接地部３４および立上がり部３６を覆うように形成す
ることが望ましく、その形成はコーティングにより比較
的容易に実現できるからである。

【００３５】本発明において、保護層は、該保護層を形
成すべきボトルの所定領域の表面を例えば紫外線を照射
する方法などによって改質し、保護層とボトルとの密着
性を高めることができる。

【００３６】また、本発明のボトルを所定サイクル使用
した後、再度コーティング処理を行って保護層を補強
し、その耐久性を高めることもできる。あるいは、本発
明のボトルを所定サイクル使用した後に、保護層を完全
に除去し、新たに保護層を形成することにより、さらに
リサイクルの回数を増やすこともできる。

【００３７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のでなはく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が
可能である。

【００３８】本発明が適用される容器の底壁構造として
は、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すものに限定されず、他の
シャンペン底構造のもののほか、例えば複数本の脚によ
る自立瓶構造のものであってもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
再充填可能な合成樹脂製容器の特に機械的強度の弱い肉
厚変化部を含む外壁領域に保護層を形成することで、洗
浄剤に起因した樹脂材料の分子の分解を、樹脂材料が洗
浄剤と接触することを阻止または遅らせることで低減
し、さらに、保護層により機械的強度を保障する補強層
として機能させることで、繰り返し使用回数を増大でき
るリフィーラブル−リターナブル容器を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ本発明が適用され
るボトルの底壁構造を示す概略断面図である。

【図２】（Ａ），（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す厚肉底壁
構造を有するボトルの成形方法を示す概略説明図であ
る。

【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１（Ｂ）に示す厚肉底壁
構造を有するボトルの成形方法を示す概略説明図であ
る。

【符号の説明】１０Ｒ−Ｒボトル１６底部２０厚肉頂部２２厚肉傾斜部２４厚肉接地部２６厚肉立上がり部２８厚肉湾曲部３０厚肉頂部３２肉厚移行部３４薄肉接地部３６薄肉立上がり部４０保護層Ａ₁〜Ａ₃ 肉厚変化部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内容物の再充填が可能な二軸延伸吹込成
形された合成樹脂製容器において、少なくとも延伸率の相違による肉厚変化部を含む底壁領
域の外壁を被覆する保護層を形成したことを特徴とする
合成樹脂製容器。