JPH04501693A - プラスチックブロー成形ボトル及びプラスチックボトル作製方法． - 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】 プラスチック製のボトル及びそれに類似する容器技　術　分　野 本発明は、プラスチック製のボトル及びそれに類似する容器に関するものであり 、更に詳しくは、圧力をかけられた内容物が封入されるようなプラスチック製の ボトル及びそれに類似する容器に関するものである。

背　景　技　術 従来、飲物等のさまざまな液体を圧力をがげて封入するための容器には、回収可 能なガラス製のボトルが使用されてきた。

一般に、かかる回収可能なガラス製ボトルの重量は、運搬される全荷重の９０％ はどを占める。一方、回収不能なガラス製ボトルを使用した場合にはその重量を 全荷重の約５５％まで小さくすることができる。さらに近年、ＰＥＴをブロー成 形する等の方法により、プラスチックでボトルを成形することが行われているが 、この場合には、ボトル等容器の重量を全荷重の約１１％にまで抑えることがで きる。この結果、運送及び流通にがかるコストをかなり低減化することができる 。

大容量のボトルには、たとえ飲料を炭酸飲料等のように圧力をかけて封入する場 合でなくても、その側壁には内容物の重量に耐えうるよう相当な強度が要求され る。また、炭酸飲料等内容物に圧力をかげつつボトル内に封入する場合に、ボト ル【よかなりの強さの内圧に耐えうるものでなければならない。例えば、二酸化 炭素を２．５容僅％含むビールでは、気温６０°Ｆ（１６℃）下で、容器の側壁 に対しおよそ３／２［バールコの圧力が及ぼされる。この圧力は、９０°Ｆ（３ ２℃）では３［バール］にまで達する。一般に、容器の内圧に対抗するのに適し た理想的な形状は球形である。しかし、球形容器はひとまとめに梱包・整理する には好ましくないため、従来は、ドーム状の両端部を有する円筒状のボトルが使 用されていた。プラスチックボトルをこのような形状に成形することにより、内 容物による荷重に対し、それが内容物のｆＩｉそのものによるものか内容物によ る加圧によるものかに関わりなく、対抗できるようにしている。

ブロー成形により作製されたボトルとしては、さらに、内部に隔壁を有するもの が知られている。この隔壁により、ボトル内部は２つの独立した区画部分に分け られている。このボトルでは、２種類の液体をそれぞれの区画部分に別々に封入 することができ、ボトルから出すときには２種類の液体を同時に出すことかでき る。かかるボトルの例としては、アメリカ合衆国特許第４，０７０，１４０号、 第４．２１７．３２８号、及びフランス特許第１．２５８，７９２号で開示され ているものかある。

発　明　の　開　示 本発明によるブロー成形によりプラスチックで作製されたボトルまたは類似容器 は、蓋部材に係合するための首部と、側壁と、底部と、さらに当該側壁に取りイ づけられボトル内部を横切るように延びる内部スパイダ一部（放射状部）とを備 え、ボトルの少なくとも当該側壁と当該スパイダ一部の材料が２軸配向されてい る。

このプラスチック製ボトルまたはプラスチック製の類似容器は、まず最初に射出 成形によりプリフォーム（予備成形タブレット）、を成形し、かかるプリフォー ムを金型キャビティ内に挿入し吹き込み成形１７て、ボトルの少なくとも側壁と スパイダ一部とを２軸延伸させることによって作製することが好ましい。

ここで、ボトルＬよ通常、延伸・ブロー成形技術で成形される。

すなわち、射出成形されたプリフォームをまずボトルの軸方向の最終的な長さに なるまでその方向に延伸する。次に、このプリフォームにブロー成形を施しその 軸を横切る方向の寸法がその最終寸法になるまで膨張させ、ボトルを作製するの である。

ここで、プリフォームの軸方向の延伸は、プリフォームの軸方向における上端部 即ちボトルの首部を形成するための部分を金璽内で保持したまま、その首部から プリフォーム内に挿入した二以上の押しつけ棒をプリフォーム底部に押しつげて 、これを首部と反対の方向へ押すことにより行う。押しつけ棒の本数は、スパイ ダ一部によりボトル内に形成された区画部分の数の半分で良い、しかし、押しつ け棒とボトル内の区画部分とが同数であるのが好ましい。したがって、例えばス パイダーが十字状である場合には、４つの押しつけ棒をプリフォームの各区画部 分の底部に押しつげるのが好ましい。

プリフォームな一軸方向に延伸するもう一つの方法としては、首部を金型内に保 持したまま底部の外側をつかんでそれを首部の反対側、すなわち下方向に引っ張 るという方法がある。この方法を実行する−の方法としては、プリフォームの底 部を吸引カップ内にはめ込み、その吸引カップを首部の反対側の方向へ移動させ て、プリフォームな一軸方向へ延伸するものである。

また、この代わりに、プリフォームの外側につまみ部を形成しても良い。この場 合には、首部を押さえたまま、このつまみ部をつかむためのつかみ手段によりつ まみ部をつかんでプリフォームな一軸方向に延伸させる。

プリフォームを一軸方向に延伸させる更に別の方法としては、キャビティ内部に プリフォームまたはパリソンの首部が形成された金型であってキャビティ長さが プリフォームの最終的な一軸方向の長さとほぼ等しくキャビティ幅がボトルの最 終的な幅に比べかなり小さいようなものを利用するという方法がある。

プリフォームまたはパリソンをこの金型キャビティ内に挿入し第一のブロー（吹 き込み）工程を行う。すなわち、プリフォームまたはパリソンをこの第一の狭い 金型内でふくらませることによりこれをその最終的な軸方向長さまで一軸方向に 延伸させる。ついで、プリフォームをこの金型より取り出し第二の（最終）金型 に入れて、第二の（最終）ブロー（吹き込み）工程を行い、最終的な幅を有する までふくらませるのである。

ここで、プリフォームは射出成形直後まだ熱いうちにブロー成形することが好ま しい。かかる熱いプリフォームに対しては、ブロー成形する前に、まず状態調節 （コンディショニング）工程を施すや　この状態調節工程により、プリフォーム 全体を一定の高温度に均一化する。本発明の典型的な例としては、この温度は８ ５℃から１００℃の間である。この状態調節工程の一部として、二以上の状態調 節（コンディショニング）棒をプリフォームの首部からその内部へ挿入する工程 がある。ここでも前述と同様に、状態調節棒の数は、プリフォームひいてはボト ルの区画部分品数の半分でもよいが、同数であることが好ましい。

各状態調節棒は、従来のブロー成形技術で用いられるものであり、一般的には加 熱バイブで作製されているものである。

内部スパイダーは、ボトルの首部から底部までその全長にわたって延びるように 形成することができる。この場合内部スパイダーは、飲料等を従来の充填装置を 使ってボトルに充填することができるように、首部内には形成しないことが好ま しい。

また、内部スパイダーをボトルまたは他の容器の全長のうちの一部のみにわたっ て延びるようにしても良い、この場合、内部スパイダーをボトル底部の控え壁と してその強度を強化しこれを支えるために使用する場合には、スパイダーをボト ルの底部に向かってのみ延びるように形成すれば良い、一方、内部スパイダーを ボトルの上端部付近領域の控え壁としてその強度を強化するためにのみ使用すれ ば足りる場合には、スパイダーをボトルの上端部に向かフてのみ延びるように形 成すれば良い、このように内部スパイダーをボトルの全長のうちの一部のみにわ たって延びるように形成した場合には、ボトル内部における各区画部分間の流通 性が高められる。

ボトルの首部は、ネジ蓋やねじ切り蓋のように外した後回びはめることができる ような蓋と保合可能なように形成しても良い。また、クラウンキャップ（栓）や リングプルタイプの蓋（環を引っ張るととれる蓋）のように一度しか使用できな いような蓋と保合可能なように形成しても良い、かかる一度限りしか使用できな いタイプの蓋としては、開封帯でボトルの首部を熱的にまたは粘着的に密封した もので良い。一般にこのボトルの蓋の形状は従来の構造と同一であるため、従来 型の飲料等を充填し蓋をかぶせる装置を使用することが可能である。

内部スパイダーの形状は、ボトル内部を大体放射状に横切るように延びる複数の 平坦ウェブ状部材がボトルの長手方向に延びる中心軸上で互いに接合されている ような形状であることが好ましい。本発明の典型的な例としては、スパイダーは 、３．４．６玄たは８枚の、互いに等角度をおいて放射状に離間したウェブから 形成されている。スパイダーの別の形状としては、中心がほぼ平坦な１枚のウェ ブを２以上のウェブに分割した後ボトルの側壁に接合させたものがある。この場 合には、スパイダーの断面形状は、２つの”Ｙ”の文字を背中合わせに並べたよ うな形状になる。

スパイダーを構成する部材は、その厚みがボトルの長手方向に延びる中心軸付近 でもつとも厚く部材の先端に近づくにしたがって薄くなるような形状であること が好ましい。また、スパイダーを構成する部材は、各部材の中心領域で最も薄く なりボトル側壁に近づくにしたがって再び厚くなっていくような形状であっても 良い、かかる形状は、プリフォームの成形形状により決定される。そして、この 形状はブロ一工程中においてボトルの伸びる状態を制御したり、スパイダーの各 部材を構成する物質の二軸配向の状態を制御したりする機能を有する。

本発明のボトルは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）か、ポリプロピレン か、０ＰＶＣ（配向性ポリ塩化ビニル）か、ポリカーボネートか、ナイロンか、 または、ＰＥＴとナイロンとエチレンビニル／アルコール　共重合体とからなる 多層材料のいずれからでも作製することができる。ここでボトルの材料は、ボト ルに何を入れるかに大きく左右される。ボトルに入れる内容物がボトル内に侵入 した酸素に反応しやすいものである場合には当然、酸素透過性が悪い材料を選択 する必要があり、例えば多層材料が好ましい。

本発明においては、ボトル及び他の容器の内部に形成される内部スパイダーは二 軸配向しているため、内容物により生じる張力に抗して側壁が外側べ変形するの を阻止する役目を果たす。

したがって、内部スパイダーは第一に、ボトルを補強してボトルが内圧に対抗す るのを助ける役目をする。ここで、この内圧とは、内容物の重量自体によるもの 、及び、内容物が加圧されていることによるもののいずれをも含む。第二に、内 部スパイダーは、この方がより重要な点であるが、プラスチックボトルがドーム 状両端部を有する円筒状ではないにもかかわらず飲料等の充填により発生する内 圧に十分対抗できる程度の強度を該ボトルに付与する役割を果たす。たとえば、 内部スパイダーをボトルの下部方向へ延ばし、ボトルの底部と結合しているよう に成形゛した場合には、そのボトルは略平坦状がまたは幾分くぼんだ形状であっ ても加圧された内容物により発生する内圧に十分対抗することができるようにな る。このような形状のボトルは、安定性が良い、また、内部スパイダーはボトル の側壁の撓え壁としてこれを補強することになるため、ボトルの形状を例えば多 面体状とすることも可能である。この場合にはスパイダーは、ボトル側壁を構成 する各パネルの中央部が、または、ボトル側壁の長手方向に延びる各コーナー（ 角部）に接合させるのが好ましい、このようにして、略正方形状の断面を有する ボトルや、略直方体状のボトルを作製することができる。かかる形状のボトルは 、流通業者及び最終消費者がその運送及びその後の貯蔵段階において達成可能な うちの最も高い詰め込み密度で、その整理・梱包をすることができるものである 。かがるボトルの形状は、運送及び貯蔵段階における空間体積使用効率を２０％ 以上高めることになる。更に、ボトル側壁を内側へ湾曲した形状にすることもで とる。

図　面　の　簡　単　な　説　明 本発明によるプラスチック類のボトルまたはプラスチック類のボトル類似容器に 特有ないくつかの実施例を、添付図面を参照して以下説明する。ここで、 第１図は、ボトルの製造方法を示す説明図であり、第２図は、プリフォームの側 面図であり、第３図は、プリフォームの横断面図であり、第２図及び第３図に示 された射出成形されたプリフォームｌ第４図は、最終的に作製されるボトルの第 １の実施例の側面図であり、 第５図は、この最終的に作製されるボトルの第１の実施例の平面図であり、 第６図は、この最終的に作製されるボトルの第１の実施例の横断面図であり、 第７Ａ図及び第７Ｂ図は、第２の実施例の側面図、及び横断面図であり、 第８Ａ図及び第８Ｂ図は、第３の実施例の側面図、及び横断面図であり、 第８図は、第４実施例の長手方向断面図であり、第１０図は、第５実施例の斜視 図であってその一部が切り欠いであるものであり、 第１１図は、第６実施例の横断面図であり、第１２図は、第８実施例の四分円形 部分を拡大して示した横断面図であり、 第１３図は、第６実施例の変形例の横断面図であり、第１４図は、第６実施例の 長手方向断面図であり、第１５図及び第１６図は、第６実施例の上端部の別の形 状を示す半径方向断面図であり、 第１７図、第１８図及び第１９図は、ブロー成形ボトルの更に別の三つの実施例 の横断面図である。

発明を実施するための最良の形態 一部から抜ぎ出される。次に、このプリフォームはブローステは、従来型の射出 成形機２により作製されたものである。このプリフォーム１は、本体形成部５と 首部３とを有している。この首部３には、　（不図示の）ねじ蓋と保合可能な雄 ネジ４が成形されている。本体形成部５の内部には、横断面形状が十字形の内部 スパイダー６が配置されている。射出成形されたプリフォーム１は、これが形状 を自ら維持できるのに十分な程度まで冷やされるとただちに、状態調節（コンデ ィショニング）ステーション７に移送する。状態調節ステーション７は、外側に ある加熱されている状態調節ボット８と加熱バイブからなる４本の状態調節棒９ を備えている。これら状態調節棒９ば、射出成形されたプリフォーム１の首部３ から、十字形スパイダー６の各構成部材とプリフォームの側壁５との間に形成さ れた内部空洞部中に挿入される。プリフォーム１は、全体の温度が完全に均一に なるまで状態調節ステーション７内に保持される。なお、この温度は、例えば９ ０℃である。プラスチック材料を射出成形した場合、成形品は、一般的に何首℃ といった温度になるので、この状態調節ステーション７では、プリフオーム１全 体がある温度に均一にならされるまで冷やされるのである。このプリフォーム１ は次に、軸方向延伸ステーション１７に移送され、ここで、４本の延伸棒１８が プリフォーム１内にその首部３から挿入される。この延伸棒１８は、プリフォー ム１の軸に沿って下方向に移動され、この結果プリフォームは最終成形されるボ トルの長さに対応する長さまで延伸される。プリフォーム１のかかる軸方向への 延伸が終了すると、延伸棒１８がプリフォージョン２８に移送され、ここで金型 空洞内に挿入されプリフォーム内部に空気等が吹き込まれることによってプリフ ォームがふくらませられて所望の形状のボトルが作製される。

第１の実施例のボトルは、第４．５、及び６図に示されているように、はぼ直方 体状で、横断面形状が正方形である。かがるボトル１０は、本体部１１と横断面 形状が円形の首部１２と底部１３とからなる。ボトル本体部の側壁は、複数の平 坦なパネル１４が複数の面取りされた角部１５で結合されて形成されている。十 字形状のスパイダー１６が各パネル１４にその中央部分で接合されている。側壁 たるパネル１４の厚さは、スパイダーとの接合部分から離れるにしたがって薄く なり、面取り領域１５において最も薄くなる。スパイダー１６を構成する各ブレ ード部（平坦部）は、その中心部で最も薄く、パネル１−８との接合部分及びボ トル１０の長手方向に延びる中心軸上において最も厚くなる。

プリフォーム１に対して上述のような延伸・ブロー成形を行なうと、ボトル５の 側壁とスパイダー６とある程度だが底部を形成する材料は二軸配向するため、そ の引張強さがかなり大きくなると共に、透過性が低くなる。このように、側壁１ １、スパイダー１６、そしである程度だが底部１３の材料は二軸配向している６ 本実施例においては、プリフォーム１はＰＥＴを射出成形したものであり、この 場合は透明なボトルが作製できる。

ボトルについての下記の実施例は、全て上記第１実施例と同様な技術を用いて製 造されるものである。

第７図じ示された第２の実施例のボトルは、横断面が大体正方形状をしている。

かかるボ）・ル２０は、横断面が円形の首部２２と、ボトル本体部においてその 横断面形状がほぼ正方形である側壁２１と、底部２３とからなる。十字状に区切 られた内部スパイダー２６がボトル２０の対角線上に延びている。

第８図に示された第３の実施例のボトル３０は、円筒状首部：３２を有している 。この円筒状首部３２は、内ｆｌＡに向かって湾曲した内的部３４を介して六角 形状本体部３１に到っている。

ボトル３０内部には、θつのブレード（平坦部）を有する内部スパイダー・−３ Ｇが六角形状本体部３１の各頂点部へ延びるように形成されている。

第９図に示された第４の実施例のボトル４０もまた、略正方形状の本体部４１と ほぼ円筒形状の首部４２とを備えている。

断面十字形状の内部スパイダ＝−４６も形成されているが、円筒状首部４２の上 端部分およびボトル底部４３付近までは達しないように形成されている。円筒状 首部４２の形状は従来型のネジＭ４７に係合するよう形成されている。

第２実施例に類似する第５実施例が第１０図に示されている。

図の一部が切り欠かれているため、ボトル５０の内部構造が示されＣおリスバイ ダー５８とネジ蓋５７が示されている。

本発明の第６実施例のボトル６０は、第１Ｊ図乃至第１４図に示されている。ボ トル６０は、はぼ円筒状の本体部６１と首部６２を備えている。この首部６２に は、これを本体部θ１に結合させるため内側に向かって湾曲した内的部θ４が形 成されている。ボトルθＯには内部スパイダー６６が形成されている。

第１４図に示されるように、このスパイダーは首部の上端部までは達しないよ〉 に形成されている。また、このスパイダ・−は第１１図及び１３図に示されるよ うに３つまたは４つのブレード（平坦部）を持つよう形成されている。第１５図 及び第１８図には、本体部６１を１部６２と結合するための円曲部分６４の別の 形状が示されている。なお、第１４．１５．１６図においては、図を明瞭にすべ く首部６２のうち蓋と係合する部分は削除しである。

第１２図ぽ、ボトル６０の断面のうちの四分内部分の厚さの様子を示す図である 。これによると、内部スパイダー８６を構成するウェブ状部材の厚さはその中心 部から外側に向かってうずくなっている。そして、スパイダ一部材の厚さの半分 の値についてみてみると、本発明の典型的な例としては、中心付近のそれはボト ル側壁厚さの２倍であり、また側壁付近のそれは側壁厚さの約１゜３倍である。

第１７．１８．１９図には、本発明の第６実施例におけるブロー成形ボトルの別 の形状が示されている。第１７図には、側壁ｅ１のうち内部スパイダーと接合さ れていない部分がどのように外側に向かって弓なりに湾曲しているかについての 典型的な様子が示されている。このような弓なりに曲がる形状は、形材を側壁に 挿入してブロー成形を行って第１８図で示されるような横断面が正方形のボトル を作製する場合にも、生かされる。

また、かかる弓なり形状を利用して、装飾的な効果が得られると共に、第１８図 に示されるように８つのブレードを持つスパイダー６８を利用して上下方向に延 びる溝の付いたボトルを作製することもできる。

補正書の翻訳文の提出書 （特許法第１８４条の８） 平成３年５月１５日　団

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ボトル蓋と係合するような形状を有する首部（１２）と、側壁（１１）と、 底部（１３）と、該側壁（１１）に接合されボトル（１０）内部を横切るように 延びる内部スパイダー部（１６）とを備え、該ボトルのうち少なくとも該側壁（ １１）と該スパイダー（１６）の材料が二軸配向している、ブロー成形されたプ ラスチック製のボトルまたは類似容器。 ２．最初にプリフォームを射出成形し、ついで射出成形された該プリフォームを 金型空洞内でブロー成形することによりボトル（１０）の少なくとも側壁（１１ ）とスパイダー（１６）とを二軸延伸させて作製した、請求の範囲１記載のプラ スチック製ボトル。 ３．前記射出成形されたプリフォームをまずその最終的な軸方向の長さになるま で軸方向に延伸し、ついでその最終的な横方向の寸法になるまでブロー成形する 延伸・ブロー技術により作製された、請求の範囲２記載のプラスチック製ボトル 。 ４．前記内部スパイダーが前記首部（１２）から前記底部（１３）まで前記ボト ル（１０）のほぼ全長にわたって延びているが、該首部（１２）部分には設げら れていない、請求の範囲１乃至３記載のプラスチック製ボトル。 ５．前記内部スパイダー（１６）が前記ポトル（１０）または前記類似容器の全 長のうちの一部のみにわたって延びる、請求の範囲１乃至３記載のプラスチック 製ボトル。 ６．前記内部スパイダー（１６）の形状が、前記ボトル（１０）内部でほぼ放射 状に延びる複数の平坦なウェブ状部材が該ボトル（１０）の長手方向に延びる中 心軸上において互いに接合されているような形状である、請求の範囲１乃至５記 載のプラスチック製ボトル。 ７．前記スパイダーを構成する部材が先細り状で、前記ポトルの長手方向に延び る軸付近で最も厚い、請求の範囲１乃至６記載のプラスチック製ボトル。 ８．ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）か、ポリプロピレンか、ＯＰＶＣ（ 配向性ポリ塩化ビニル）か、ポリカーボネートか、ナイロンか、または、ＰＥＴ とナイロンとエチレンビニル／アルコール共重合体とからなる多層材料のいずれ かからなる、請求の範囲１乃至７記載のプラスチック製ボトル。 ９．内部スパイダー（６）がその内部を横切るように延びるプリフォーム（１） を射出成形し、複数の押しつけ棒（１８）を該プリフォーム（１）内にその首部 （２）から挿入しこれをプリフォームの底部に押しつけて首部（２）と反対の方 向へ押してプリフォーム（１）をその軸方向に延伸し、ついで該軸方向へ延伸さ れたプリフォーム（１）を金型内でブロー成形することにより、ボトル側壁とス パイダー（６）を形成するプラスチック材料を二軸方向へ延伸させる、請求の範 囲１乃至８記載のプラスチック製ボトルを作製する方法。 １０．前記射出成形プリフォーム（１）を、その内部に首部（２）を通して挿入 した複数の状感調節棒（９）によって状態調節した後に、前記軸方向の延伸を行 う、請求の範囲９記載の方法。