JP5733607B2 - Plastic bottle - Google Patents
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Description
本発明は、口部と、首部と、胴部と、底部とを備えたプラスチックボトルに関する。 The present invention relates to a plastic bottle including a mouth, a neck, a body, and a bottom.
従来、プラスチックボトルの充填方法としては、アセプティック充填方法(常温無菌充填方法)とホット充填方法(高温充填方法)とが存在する。 Conventionally, as plastic bottle filling methods, there are an aseptic filling method (room temperature aseptic filling method) and a hot filling method (high temperature filling method).
このうちアセプティック充填方法は、無菌環境下でプラスチックボトル内を薬剤で滅菌し、次に滅菌されたプラスチックボトル内に常温で清涼飲料を充填する手法である。このようなアセプティック充填方法を用いる場合、プラスチックボトルはその製造工程で高温に晒されることがないため、一般に耐熱性が低いものを用いる事も可能である。 Of these, the aseptic filling method is a technique in which a plastic bottle is sterilized with a drug in an aseptic environment, and then a soft drink is filled into the sterilized plastic bottle at room temperature. When such an aseptic filling method is used, the plastic bottle is not exposed to a high temperature in the manufacturing process, and therefore it is generally possible to use a plastic bottle having low heat resistance.
ところで近年、ボトルに使用されるプラスチック材料の使用量を減らし、プラスチックボトルを更に軽量化することが望まれている。しかしながら、軽量化したプラスチックボトル内に常温で清涼飲料を充填し、液体窒素(LN2)を滴下した場合、充填直後の内圧上昇により、ボトルの底部が反転してしまうおそれがある(バックリングという)。 In recent years, it has been desired to reduce the amount of plastic material used for bottles and to further reduce the weight of plastic bottles. However, when a soft drink is filled in a lighter plastic bottle at room temperature and liquid nitrogen (LN2) is dropped, the bottom of the bottle may be inverted due to an increase in internal pressure immediately after filling (referred to as buckling). .
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、内容液をアセプティック充填し、充填直後にボトル内圧が上昇した場合であっても、底部の反転(バックリング)を防止することが可能な、プラスチックボトルを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such points, and it is possible to prevent reversal (buckling) of the bottom even when the content liquid is filled aseptically and the bottle internal pressure increases immediately after filling. The aim is to provide a possible plastic bottle.
本発明は、口部と、首部と、胴部と、底部とを備え、口部にはキャップが装着されたプラスチックボトルにおいて、底部は、中央に位置する中央部と、中央部から周縁部に放射状に延びる複数のペタロイド脚と、隣接する各ペタロイド脚間に形成された谷部とを有するペタロイド形状をもち、中央部は、環状面と、環状面から内方に引っ込む凹部とを有し、ボトル内部に内容液が10℃〜40℃の充填温度でアセプティック充填され、液化ガスが添加され、凹部の底部とペタロイド脚の接地部との距離をt1、凹部の底部と環状面との距離をt2、凹部の直径をt3、胴部の最大直径をt4とした場合、0.10<t2/t1<0.50かつ0.15<t3/t4<0.35となり、ペタロイド脚の接地部における厚みが、0.03mm〜0.25mmであり、底面側から見たとき、各ペタロイド脚よりも各谷部の方が広いことを特徴とするプラスチックボトルである。 The present invention comprises a plastic bottle comprising a mouth, a neck, a body, and a bottom, and a cap is attached to the mouth . The bottom is a central part located in the center, and from the central part to the peripheral part. It has a petaloid shape having a plurality of petaloid legs extending radially and valleys formed between adjacent petaloid legs, and the central part has an annular surface and a recess recessed inwardly from the annular surface, The bottle is filled with aseptic liquid at a filling temperature of 10 ° C. to 40 ° C. , liquefied gas is added , the distance between the bottom of the recess and the ground contact portion of the petaloid leg is t1, and the distance between the bottom of the recess and the annular surface is When t2, the diameter of the concave portion is t3, and the maximum diameter of the body portion is t4, 0.10 <t2 / t1 <0.50 and 0.15 <t3 / t4 <0.35, and the petaloid leg at the ground contact portion Thickness is 0.03mm-0 Is 25 mm, when viewed from the bottom, a plastic bottle, wherein the wider towards the valley than the petaloid feet.
本発明は、底部は、5本〜9本のペタロイド脚を有することを特徴とするプラスチックボトルである。 The present invention is a plastic bottle characterized in that the bottom portion has 5 to 9 petaloid legs.
本発明は、凹部は、底面から見て円形状からなることを特徴とするプラスチックボトルである。 The present invention is the plastic bottle characterized in that the recess has a circular shape when viewed from the bottom.
本発明は、凹部は、垂直端面から見てドーム形状からなることを特徴とするプラスチックボトルである。 The present invention is the plastic bottle characterized in that the recess has a dome shape when viewed from the vertical end face.
本発明によれば、底部は、中央に位置する中央部と、中央部から周縁部に放射状に延びる複数のペタロイド脚とを有するペタロイド形状をもち、中央部は、環状面と、環状面から内方に引っ込む凹部とを有する。このことにより、ボトル内部を陽圧とした場合であっても、底部の変形を少なくすることができ、底部の反転(バックリング)を防止することができる。 According to the present invention, the bottom portion has a petaloid shape having a central portion located in the center and a plurality of petaloid legs extending radially from the central portion to the peripheral portion, and the central portion is formed from the annular surface and the annular surface. And a recess that is recessed. Accordingly, even when the inside of the bottle is set to a positive pressure, deformation of the bottom can be reduced, and inversion (buckling) of the bottom can be prevented.
また、ボトルの軽量化を進めていった場合、ペタロイド底は、丸底より凹凸が激しい為、脚先が薄肉化し、荷重が掛かった際にペタロイド脚の脚先が潰れやすくなってしまう。この場合、ボトルが水平状態を保てなくなり、荷崩れを引き起こしてしまう。本発明によれば、底部の中央部に凹部を設けたことにより、底中心部の未延伸部を減らし応力を緩和させる他、底中心部に樹脂が溜まらなくなるので、その分ペタロイド脚の脚先に樹脂が溜まるようになる。これにより、ペタロイド脚の脚先が潰れる不具合を防止することができる。 Moreover, when the weight reduction of the bottle is promoted, the petaloid bottom is more uneven than the round bottom, so that the leg tip is thinned and the leg tip of the petaloid leg tends to be crushed when a load is applied. In this case, the bottle cannot be kept in a horizontal state, causing load collapse. According to the present invention, by providing a recess at the center of the bottom, the unstretched portion at the center of the bottom is reduced to relieve stress, and the resin does not accumulate in the center of the bottom. Resin will accumulate. Thereby, the malfunction which the leg tip of a petaloid leg collapses can be prevented.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1乃至図6は本発明の一実施の形態を示す図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 6 show an embodiment of the present invention.
まず、図1乃至図6により本実施の形態による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、「上方」、「下方」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および図2)における上方、下方のことをいう。
First, the outline of the plastic bottle according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the present specification, “upper” and “lower” refer to the upper and lower sides of the
図1乃至図4に示すように、プラスチックボトル10は、口部11と、口部11に連接する首部12と、首部12に連接する肩部13と、肩部13に連接する胴部20と、胴部20に連接する底部30とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
このうち胴部20は略円筒形状からなり、その表面は略平坦に構成されている。また、図1に示すように、プラスチックボトル10内部には、内容液15がアセプティック充填(常温無菌充填)され、内容液15上のヘッドスペース16内には、液化ガスが添加されている。さらに、口部11にはキャップ17が装着されている。
Among these, the trunk |
図2および図4に示すように、底部30はペタロイド形状をもっている。すなわち底部30は、中央に位置する中央部31と、中央部31から底部30の周縁部30bに向けて放射状に延びる複数(この場合は5本)のペタロイド脚32とを有している。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
図4に示すように、5本のペタロイド脚32は、底部30の周縁部30bに沿って周方向に等間隔に配置されている。ペタロイド脚32は、プラスチックボトル10を安定して正立させるためには5本以上設けることが好ましいが、成形性の観点等から、その上限は9本程度とすることが好ましい。また、バックリングを効果的に防止するために、ペタロイド脚32の本数を奇数本とすることが好ましく、とりわけ5本とすることが更に好ましい。
As shown in FIG. 4, the five
また図2および図4に示すように、各ペタロイド脚32は、各々円周状に延びる接地部32aと、接地部32aから中央部31側に向けて上方に延びる内側傾斜面32bと、接地部32aから周縁部30b側に向けて上方に延びる外側傾斜面32cとを有している。
As shown in FIGS. 2 and 4, each
一方、隣接する各ペタロイド脚32間には、谷部33が形成されている。各谷部33は、中央部31から周縁部30bに向かって上方へ延びる湾曲面からなっている。各谷部33は、中央部31から周縁部30bに向かう断面において、下方へ向けて湾曲する球面の一部を構成している(図2参照)。この場合、各谷部33は、ドーム状曲面の一部からなっていても良い。
On the other hand,
本実施の形態において、中央部31は、円形の環状面34と、この環状面34から内方(上方)に引っ込む凹部35とを有している。凹部35の形状は、底部30の耐圧性を高めるという観点から、底面から見て円形状であることが好ましい。更に、成形性を高めるという観点からは、凹部35の垂直端面形状(図2)がドーム形状であることが好ましい。
In the present embodiment, the
図2および図5に示すように、凹部35は、全体的に滑らかな曲面からなっており、凹部35内にて底中心部の中心に凸部を設けず、滑らかな曲面になっている。このことにより、ボトル内部を陽圧とした場合に、凹部35が反転し難い構造となっている。
As shown in FIG. 2 and FIG. 5, the
このほか、凹部35の形状としては、円筒形状であっても良く、あるいは円筒に半球を連結した形状からなっていても良い。
In addition, the shape of the
このようなプラスチックボトル10のサイズは限定されるものではなく、どのようなサイズのボトルからなっていても良い。例えばプラスチックボトル10の容量が500mlである場合、胴部20の直径t4(図4および図5参照)を60mm乃至70mmとすることができる。また、プラスチックボトル10の容量が1000mlの場合は、胴部20の直径t4を70mm乃至90mmとし、1500mlの場合は、胴部20の直径t4を80mm乃至100mmとすることができる。
The size of the
図5において、凹部35の底部35aとペタロイド脚32の接地部32aとの距離をt1とし、凹部35の底部35aと環状面34との距離をt2とした場合、0.10<t2/t1<0.50となることが好ましい。なお、t2/t1≧0.50となる場合、底部30の凹凸が大きくなるため、ブロー成形時にペタロイド脚32の接地部32aに、過延伸による白化(薄肉化)が発生するおそれがある。他方、t2/t1≦0.10となる場合、凹部35の深さが浅いため、底部30のバックリングを防止する効果が得られにくい。
In FIG. 5, when the distance between the
また図5において、凹部35の直径をt3とし、胴部20の最大直径をt4とした場合、0.15<t3/t4<0.35となることが好ましい(図6(a)参照)。なお、t3/t4≧0.35となる場合、凹部35の曲率半径R1が大きくなる為底部30のバックリングを防止する効果が得られにくい(図6(b)参照)。更にペタロイド脚32の内側傾斜面32bが急になる為、ペタロイド脚32で成形不良による過延伸により白化(薄肉化)が発生するおそれがある。他方、t3/t4≦0.15となる場合、凹部の直径t3が短い為、底部30のバックリングを防止する効果が得られにくい(図6(c)参照)。このため、0.10<t2/t1<0.50かつ0.15<t3/t4<0.35とすることが好ましい。
In FIG. 5, when the diameter of the
なおプラスチックボトル10のペタロイド脚32の接地部32aの肉厚は、0.03mm〜0.25mmとすることが可能である。このようにプラスチックボトル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。
The wall thickness of the
プラスチックボトル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。なおプリフォームすなわちプラスチックボトル10の主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)、PLA(ポリ乳酸)等を使用する事が好ましい。
The
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。 Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
まず、空のプラスチックボトル10の内部に薬剤(殺菌液)が投入され、その後薬剤を洗浄液により洗浄し、さらに乾燥気体により乾燥してプラスチックボトル10内を無菌に保持する。薬剤としては、過酸化水素や過酢酸、洗浄液として水、乾燥気体としては、空気を使用する事が好ましい。また、プラスチックボトル10内を無菌にする方法としては、薬剤による方法だけではなく電子線(EB)照射による方法を用いても良い。次いで、プラスチックボトル10には、図示しない無菌充填機内で滅菌された内容液15が、例えば10℃〜40℃の温度で充填される。なお内容液15としては、例えばミネラルウォーターや緑茶、混合茶等の茶飲料や、コーヒー等のミルク入り飲料を挙げることができる。
First, a medicine (sterilizing liquid) is put into the empty
続いて、液体窒素等の液化不活性ガス(液化ガス)を無菌化させ、この無菌化した液化不活性ガス(液化ガス)を内容液15上のヘッドスペース16内に充填し、キャップ17により閉栓する。液化不活性ガス(液化ガス)を無菌化させる方法としては、目の細かいフィルターを通過させる方法が好ましい。フィルターの材質としては、樹脂製及び金属製のものを用いることが好ましく、特に樹脂としてはポリオレフィン製やポリイミド製ものを用いることが好ましく、金属としてはステンレス製のものを用いることが好ましい。また、フィルターの目の細かさとしては0.01μm〜1μmのものを採用することが好ましい。この間、各工程は無菌雰囲気下で行われる。閉栓直後、充填された不活性ガスまたは内容液15により、プラスチックボトル10の内部は陽圧となる。
Subsequently, liquefied inert gas (liquefied gas) such as liquid nitrogen is sterilized, and the sterilized liquefied inert gas (liquefied gas) is filled in the
このようにプラスチックボトル10内部が陽圧となることにより、プラスチックボトル10の内方(上方)から外方(下方)へ力が作用し、底部30においては、概ね内方から外方へ向けて圧力が加わる。この場合、底部30の中央部31が外方へ向けて膨らむように作用する。
In this way, when the inside of the
本実施の形態においては、底部30の中央部31に、環状面34から内方に引っ込む凹部35を設けている。このことにより、閉栓したプラスチックボトル10の内部が陽圧となり、プラスチックボトル10の内方から外方へ力が作用した場合であっても、底部30の変形を抑えることができ、底部30のバックリングを防止することができる。
In the present embodiment, a
このように本実施の形態によれば、底部30の中央部31に、環状面34から内方に引っ込む凹部35を設けたので、アセプティック充填後に液体窒素(LN2)を滴下することにより、閉栓したプラスチックボトル10の内部が陽圧となった際、底部30の変形を少なくすることができ、底部30のバックリングを防止することができる。
As described above, according to the present embodiment, since the
また本実施の形態によれば、底部30のバックリングを防止することができるので、プラスチックボトル10を薄肉に形成することが可能となり、プラスチックボトル10を軽量化することができ、プラスチック材料の使用量を減らすことができる。
Further, according to the present embodiment, buckling of the
次に、本実施の形態における具体的実施例について説明する。 Next, specific examples in the present embodiment will be described.
(ブロー成形性および耐圧性の評価)
以下に挙げる6種類のプラスチックボトル(実施例1および比較例1〜5)について、それぞれブロー成形性および耐圧性について評価した。
(Evaluation of blow moldability and pressure resistance)
The following 6 types of plastic bottles (Example 1 and Comparative Examples 1 to 5) were evaluated for blow moldability and pressure resistance, respectively.
(実施例1)
図1乃至図5に示す構成からなる、500ml用のプラスチックボトル10(実施例1)を作製した。この場合、18gのプリフォームを二軸延伸ブロー成形することにより、プラスチックボトル10(実施例1)を作製した。実施例1において、凹部35の底部35aと環状面34との距離t2の、凹部35の底部35aとペタロイド脚32の接地部32aとの距離t1に対する比(t2/t1)は、0.30であった。また凹部35の直径t3の、胴部20の最大直径t4に対する比(t3/t4)は、0.25であった。このプラスチックボトル10(実施例1)は、従来一般に用いられるプラスチックボトルよりも薄肉化されたものである。
Example 1
A plastic bottle 10 (Example 1) for 500 ml having the configuration shown in FIGS. 1 to 5 was produced. In this case, the plastic bottle 10 (Example 1) was produced by carrying out biaxial stretch blow molding of 18g preform. In Example 1, the ratio (t2 / t1) of the distance t2 between the bottom 35a of the
(比較例1)
距離t2の距離t1に対する比(t2/t1)を0.10としたこと、以外は、実施例1と同様にして、実施例1と同じ重量および肉厚を有する500ml用のプラスチックボトル10(比較例1)を作製した。
(Comparative Example 1)
A 500 ml
(比較例2)
距離t2の距離t1に対する比(t2/t1)を0.50としたこと、以外は、実施例1と同様にして、実施例1と同じ重量および肉厚を有する500ml用のプラスチックボトル10(比較例2)を作製した。
(Comparative Example 2)
A 500 ml
(比較例3)
距離t3の距離t4に対する比(t3/t4)を0.15としたこと、以外は、実施例1と同様にして、実施例1と同じ重量および肉厚を有する500ml用のプラスチックボトル10(比較例3)を作製した。
(Comparative Example 3)
A 500 ml
(比較例4)
距離t3の距離t4に対する比(t3/t4)を0.35としたこと、以外は、実施例1と同様にして、実施例1と同じ重量および肉厚を有する500ml用のプラスチックボトル10(比較例4)を作製した。
(Comparative Example 4)
A 500 ml
(比較例5)
図7に示す構成からなる、500ml用のプラスチックボトル50(比較例5)を作製した。この場合、28gのプリフォームを二軸延伸ブロー成形することにより、プラスチックボトル50(比較例5)を作製した。
(Comparative Example 5)
A plastic bottle 50 (Comparative Example 5) for 500 ml having the configuration shown in FIG. 7 was produced. In this case, a plastic bottle 50 (Comparative Example 5) was produced by biaxially stretching blow molding a 28 g preform.
これら6種類のプラスチックボトル(実施例1および比較例1〜5)のうち、比較例2、4に係るプラスチックボトルは、ブロー成形時にペタロイド脚先の成形不良(過延伸による白化)が発生した。それ以外の実施例1、比較例1、3、5に係るプラスチックボトルは、良好なブロー成形性を有していた。 Among these six types of plastic bottles (Example 1 and Comparative Examples 1 to 5), the plastic bottles according to Comparative Examples 2 and 4 had molding defects (whitening due to overstretching) of the petaloid leg tips during blow molding. Other plastic bottles according to Example 1 and Comparative Examples 1, 3, and 5 had good blow moldability.
次に、比較例2、4を除いた4種類のプラスチックボトル(実施例1および比較例1、3、5)に薬剤(殺菌液)を投入し無菌状態にした後、無菌雰囲気下で緑茶を充填した。この際、緑茶の温度は30℃であった。次いで、各プラスチックボトル内へ無菌化した液体窒素(LN2)を滴下した。その後、各プラスチックボトルの口部にキャップを装着することにより、閉栓したプラスチックボトルを得た。 Next, after putting chemicals (bactericidal solution) into four types of plastic bottles (Example 1 and Comparative Examples 1, 3, 5) excluding Comparative Examples 2 and 4 and sterilizing them, green tea was added in an aseptic atmosphere. Filled. At this time, the temperature of the green tea was 30 ° C. Next, sterilized liquid nitrogen (LN2) was dropped into each plastic bottle. Thereafter, a cap was attached to the mouth of each plastic bottle to obtain a closed plastic bottle.
次に、各プラスチックボトルについて、中央部の深さ(距離t1´)及びボトル内圧を測定した(表1参照)。 Next, about each plastic bottle, the depth (distance t1 ') of the center part and the bottle internal pressure were measured (refer Table 1).
この結果、実施例1のプラスチックボトル10は、正立し(t1´>0mm)、かつブロー成形性は良好であり、28gの重量を有するプラスチックボトル50(比較例5)と同等程度の性能を有していた。一方、比較例1、3のプラスチックボトルは、転倒しやすくなってしまった(t1´<0mm)。
As a result, the
結果として、0.10<t2/t1<0.50、かつ0.15<t3/t4<0.35とすることが好ましいといえる。 As a result, it can be said that it is preferable to satisfy 0.10 <t2 / t1 <0.50 and 0.15 <t3 / t4 <0.35.
10 プラスチックボトル
11 口部
12 首部
13 肩部
15 内容液
16 ヘッドスペース
17 キャップ
20 胴部
30 底部
31 中央部
32 ペタロイド脚
33 谷部
34 環状面
35 凹部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
底部は、中央に位置する中央部と、中央部から周縁部に放射状に延びる複数のペタロイド脚と、隣接する各ペタロイド脚間に形成された谷部とを有するペタロイド形状をもち、
中央部は、環状面と、環状面から内方に引っ込む凹部とを有し、
ボトル内部に内容液が10℃〜40℃の充填温度でアセプティック充填され、液化ガスが添加され、
凹部の底部とペタロイド脚の接地部との距離をt1、凹部の底部と環状面との距離をt2、凹部の直径をt3、胴部の最大直径をt4とした場合、0.10<t2/t1<0.50かつ0.15<t3/t4<0.35となり、
ペタロイド脚の接地部における厚みが、0.03mm〜0.25mmであり、
底面側から見たとき、各ペタロイド脚よりも各谷部の方が広いことを特徴とするプラスチックボトル。 In a plastic bottle with a mouth , a neck, a body, and a bottom, with a cap attached to the mouth ,
The bottom part has a petaloid shape having a central part located in the center, a plurality of petaloid legs extending radially from the central part to the peripheral part, and valleys formed between adjacent petaloid legs ,
The central portion has an annular surface and a recess recessed inward from the annular surface,
The content liquid is aseptically filled at a filling temperature of 10 ° C. to 40 ° C. inside the bottle, liquefied gas is added ,
When the distance between the bottom of the recess and the ground contact part of the petaloid leg is t1, the distance between the bottom of the recess and the annular surface is t2, the diameter of the recess is t3, and the maximum diameter of the body is t4, 0.10 <t2 / t1 <0.50 and 0.15 <t3 / t4 <0.35,
The thickness at the ground contact portion of the petaloid leg is 0.03 mm to 0.25 mm,
A plastic bottle characterized in that each valley is wider than each petaloid leg when viewed from the bottom side .
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