(57)【要約】【課題】高温物充填工程、特に窒素を添加する高温物充填工程中に、変形に対して高められた抵抗を呈する、改良された高温物充填タイプの容器、及びそうした容器を製造する改良された工程を提供する。【解決手段】窒素を添加する高温物充填工程に特に有効に使用される、改良された高温物充填タイプの容器であって、フィニッシュ部分と、本体部分と、水平面上に容器を支持するため、押し上げ領域及び押し上げ領域のまわりに位置する鐘部を有するベース部分と、を具備した容器である。容器は、有利には、窒素の添加工程による積極的な加圧によって生じるであろう変形に対して容器を保護するため、本体部分と鐘部との間の領域に補強されたかかと部分を具備している。かかと部分は、略凸状であって、少なくとも２つの半径領域から形成され、下部の半径領域は、上部の半径領域に比べて小さな半径を有している。加えて、かかと部分の下部領域は好ましくは、本体部分及びかかと部分の上部部分の平均側壁厚に対して厚みの増した側壁によって補強される。このような容器の製造方法も開示される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック製の高温物充填タイプの容器であって、
フィニッシュ部分と、
本体部分と、
ベース部分であって、前記ベース部分は、前記容器を水平面上に支持するため、押し上げ領域と、前記押し上げ領域を中心として向けられた鐘部とを形成し、前記ベース部分は、前記鐘部と前記本体部分との間に配置された、略凸状のかかと部分をさらに備え、前記かかと部分は、第１の側壁厚を有する第１の領域と、前記第１の側壁厚に比べて薄い第２の側壁厚を有する第２の領域とを具備しているような上記ベース部分と、
を備えていることを特徴とするプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項２】
前記第１の領域は、前記鐘部に近接した、前記かかと部分の下端を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項３】
前記第１の領域は、前記かかと部分の外面に沿って第１の距離だけ延在し、前記第１の距離は少なくとも約０．１５インチであることを特徴とする請求項２に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項４】
前記第１の距離は、少なくとも約０．２０インチであることを特徴とする請求項３に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項５】
前記第１の領域は、前記かかと部分の全周のまわりに、前記かかと部分の外側に沿って少なくとも最小距離だけ延在し、前記最小距離は少なくとも約０．１５インチであることを特徴とする請求項２に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項６】
前記最小距離は、少なくとも０．２０インチであることを特徴とする請求項５に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項７】
前記第１の側壁厚は、少なくとも０．０２５インチであることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項８】
前記第１の側壁厚は、少なくとも０．０３０インチであることを特徴とする請求項７に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項９】
前記略凸状のかかと部分は、第１の半径を有する第１半径の下部部分と、前記第１の半径に比べて大きい第２の半径を有する第２半径の上部部分とを具備していることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項１０】
前記第１半径の下部部分が前記第２半径の上部部分と交差する移行領域をさらに備え、前記移行領域にて前記かかと部分と交差し、前記鐘部の最も外側の縁部と交差する線は、前記容器の長手軸線に対して角度Φを形成し、前記角度Φは約３０゜〜約４２．５゜の範囲内であることを特徴とする請求項９に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項１１】
前記角度Φは、約３５゜〜約４０゜の範囲内であることを特徴とする請求項１０に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項１２】
前記第１半径の下部部分は、約０．０５インチ〜約０．１インチの範囲内の半径を有していることを特徴とする請求項９に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項１３】
前記第２半径の上部部分は、約１インチ〜約３インチの範囲内の半径を有していることを特徴とする請求項９に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項１４】
前記押し上げ領域は、環状の段差リングを備え、該段差リングは、複数の底部段差と、円周方向に延びた複数の凹状の上部段差とに区分され、前記底部段差の最も内側の延長線の接線をなし、前記鐘部の最も内側に交差する線は、前記容器の長手軸線に対して角度βを形成し、前記角度βは約３０゜〜約４２．５゜の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項１５】
前記角度βは、約３５゜〜約４０゜の範囲内であることを特徴とする請求項１４に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項１６】
プラスチック製の高温物充填タイプの容器であって、
フィニッシュ部分と、
平均側壁厚を有する本体部分と、
ベース部分であって、前記ベース部分は、前記容器を水平面上に支持するため、押し上げ領域と、前記押し上げ領域を中心として向けられた鐘部とを形成し、前記ベース部分は、前記鐘部と前記本体部分との間に配置された、略凸状のかかと部分をさらに備え、前記かかと部分は、第１の側壁厚を有する第１の領域を備え、前記第１の側壁厚は、前記本体部分の前記平均側壁厚に比べて厚くなっているような上記ベース部分と、
を備えていることを特徴とするプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項１７】
前記第１の領域は、前記鐘部に近接した、前記かかと部分の下端を含んでいることを特徴とする請求項１６に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項１８】
前記第１の領域は、前記かかと部分の外面に沿って第１の距離だけ延在し、前記第１の距離は少なくとも約０．１５インチであることを特徴とする請求項１７に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項１９】
前記第１の距離は、少なくとも約０．２０インチであることを特徴とする請求項１８に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項２０】
前記第１の領域は、前記かかと部分の全周のまわりに、前記かかと部分の外側に沿って少なくとも最小距離だけ延在し、前記最小距離は少なくとも約０．１５インチであることを特徴とする請求項１７に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項２１】
前記最小距離は、少なくとも０．２０インチであることを特徴とする請求項２０に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項２２】
前記第１の側壁厚は、少なくとも０．０２５インチであることを特徴とする請求項１６に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項２３】
前記第１の側壁厚は、少なくとも０．０３０インチであることを特徴とする請求項２２に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項２４】
前記略凸状のかかと部分は、第１の半径を有する第１半径の下部部分と、前記第１の半径に比べて大きい第２の半径を有する第２半径の上部部分とを具備していることを特徴とする請求項１６に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項２５】
前記第１半径の下部部分が前記第２半径の上部部分と交差する移行領域をさらに備え、前記移行領域にて前記かかと部分と交差し、前記鐘部の最も外側の縁部と交差する線は、前記容器の長手軸線に対して角度Φを形成し、前記角度Φは約３０゜〜約４２．５゜の範囲内であることを特徴とする請求項２４に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項２６】
前記角度Φは、約３５゜〜約４０゜の範囲内であることを特徴とする請求項２５に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項２７】
前記第１半径の下部部分は、約０．０５インチ〜約０．１インチの範囲内の半径を有していることを特徴とする請求項２４に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項２８】
前記第２半径の上部部分は、約１インチ〜約３インチの範囲内の半径を有していることを特徴とする請求項２４に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項２９】
前記押し上げ領域は、環状の段差リングを備え、該段差リングは、複数の底部段差と、円周方向に延びた複数の凹状の上部段差とに区分され、前記底部段差の最も内側の延長線の接線をなし、前記鐘部の最も内側に交差する線は、前記容器の長手軸線に対して角度βを形成し、前記角度βは約３０゜〜約４２．５゜の範囲内であることを特徴とする請求項１６に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項３０】
前記角度βは、約３５゜〜約４０゜の範囲内であることを特徴とする請求項２９に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項３１】
プラスチック製の高温物充填タイプの容器であって、
フィニッシュ部分と、
本体部分と、
ベース部分であって、前記ベース部分は、前記容器を水平面上に支持するため、押し上げ領域と、前記押し上げ領域を中心として向けられた鐘部とを形成し、前記ベース部分は、前記鐘部と前記本体部分との間に配置された、略凸状のかかと部分をさらに備え、前記かかと部分は、第１の半径を有する第１半径の下部部分と、前記第１の半径に比べて大きい第２の半径を有する第２半径の上部部分とを有し、前記第１半径の下部部分が前記第２半径の上部部分と交差する移行領域をさらに備え、前記移行領域にて前記かかと部分と交差し、前記鐘部の最も外側の縁部と交差する線は、前記容器の長手軸線に対して角度Φを形成し、前記角度Φは約３０゜〜約４２．５゜の範囲内であるような上記ベース部分と、
を備えていることを特徴とするプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項３２】
前記角度Φは、約３５゜〜約４０゜の範囲内であることを特徴とする請求項３１に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項３３】
前記第１半径の下部部分は、約０．０５インチ〜約０．１インチの範囲内の半径を有していることを特徴とする請求項３１に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項３４】
前記第２半径の上部部分は、約１インチ〜約３インチの範囲内の半径を有していることを特徴とする請求項３１に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項３５】
プラスチック製の高温物充填タイプの容器であって、
フィニッシュ部分と、
本体部分と、
ベース部分であって、前記ベース部分は、前記容器を水平面上に支持するため、押し上げ領域と、前記押し上げ領域を中心として向けられた鐘部とを形成し、前記押し上げ領域は、環状の段差リングを備え、該段差リングは、複数の底部段差と、円周方向に延びた複数の凹状の上部段差とに区分され、前記ベース部分は、前記鐘部と前記本体部分との間に配置された、略凸状のかかと部分をさらに備え、前記かかと部分は、第１の半径を有する第１半径の下部部分と、前記第１の半径に比べて大きい第２の半径を有する第２半径の上部部分とを有し、
前記押し上げ領域は、環状の段差リングを備え、該段差リングは、複数の底部段差と、円周方向に延びた複数の凹状の上部段差とに区分され、前記底部段差の最も内側の延長線の接線をなし、前記鐘部の最も内側に交差する線は、前記容器の長手軸線に対して角度βを形成し、前記角度βは約３０゜〜約４２．５゜の範囲内である、
ことを特徴とするプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項３６】
前記角度βは、約３５゜〜約４０゜の範囲内であることを特徴とする請求項３５に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項３７】
前記第１半径の下部部分は、約０．０５インチ〜約０．１インチの範囲内の半径を有していることを特徴とする請求項３５に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器。
【請求項３８】
プラスチック製の高温物充填タイプの容器の製造方法であって、
開いた端部と閉じた端部とを有するプレフォームを提供する段階であって、前記プレフォームは、第１の壁厚を有する第１の壁部分と、前記第１の壁厚に比べて厚い第２の壁厚を有する第２の壁部分とを有し、前記第２の壁部分は前記閉じた端部に近接しているような、上記段階と、
前記プレフォームを、プラスチック製の高温物充填タイプの容器に吹き込み成形する段階であって、該容器は、本体部分と、鐘部を含むベース部分と、押し上げ領域と、前記本体部分を前記ベース部分に結合する略凸状のかかと部分とを具備し、前記プラスチック製の高温物充填タイプの容器における前記略凸状のかかと部分を形成するために、前記第２の壁部分の材料を利用するような、前記吹き込み成形する段階と、
を備えていることを特徴とするプラスチック製の高温物充填タイプの容器の製造方法。
【請求項３９】
前記吹き込み成形する段階は、第１の側壁厚を有する第１の領域と、前記第１の側壁厚に比べて薄い第２の側壁厚を有する第２の領域とを具備してなる、かかと部分を作るように実行されることを特徴とする請求項３８に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器の製造方法。
【請求項４０】
前記第１の領域は、前記鐘部に近接した、前記かかと部分の下端を含んでいることを特徴とする請求項３９に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器の製造方法。
【請求項４１】
前記第１の領域は、前記かかと部分の外面に沿って第１の距離だけ延在し、前記第１の距離は少なくとも約０．１５インチであることを特徴とする請求項４０に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器の製造方法。
【請求項４２】
前記第１の距離は、少なくとも約０．２０インチであることを特徴とする請求項４１に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器の製造方法。
【請求項４３】
前記第１の領域は、前記かかと部分の全周のまわりに、前記かかと部分の外側に沿って少なくとも最小距離だけ延在し、前記最小距離は少なくとも約０．１５インチであることを特徴とする請求項３９に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器の製造方法。
【請求項４４】
前記最小距離は、少なくとも０．２０インチであることを特徴とする請求項４３に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器の製造方法。
【請求項４５】
前記第１の側壁厚は、少なくとも０．０２５インチであることを特徴とする請求項３９に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器の製造方法。
【請求項４６】
前記第１の側壁厚は、少なくとも０．０３０インチであることを特徴とする請求項４５に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器の製造方法。
【請求項４７】
前記略凸状のかかと部分は、第１の半径を有する第１半径の下部部分と、前記第１の半径に比べて大きい第２の半径を有する第２半径の上部部分とを具備していることを特徴とする請求項３８に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器の製造方法。
【請求項４８】
前記第１半径の下部部分が前記第２半径の上部部分と交差する移行領域をさらに備え、前記移行領域にて前記かかと部分と交差し、前記鐘部の最も外側の縁部と交差する線は、前記容器の長手軸線に対して角度Φを形成し、前記角度Φは約３０゜〜約４２．５゜の範囲内であることを特徴とする請求項４７に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器の製造方法。
【請求項４９】
前記角度Φは、約３５゜〜約４０゜の範囲内であることを特徴とする請求項４８に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器の製造方法。
【請求項５０】
前記第１半径の下部部分は、約０．０５インチ〜約０．１インチの範囲内の半径を有していることを特徴とする請求項４７に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器の製造方法。
【請求項５１】
前記第２半径の上部部分は、約１インチ〜約３インチの範囲内の半径を有していることを特徴とする請求項４７に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器の製造方法。
【請求項５２】
前記吹き込み成形の段階は、前記押し上げ領域に環状の段差リングを与え、該段差リングは、複数の底部段差と、円周方向に延びた複数の凹状の上部段差とに区分され、前記底部段差の最も内側の延長線の接線をなし、前記鐘部の最も内側に交差する線は、前記容器の長手軸線に対して角度βを形成し、前記角度βは約３０゜〜約４２．５゜の範囲内であるように実行されることを特徴とする請求項４７に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器の製造方法。
【請求項５３】
前記角度βは、約３５゜〜約４０゜の範囲内であることを特徴とする請求項５２に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器の製造方法。
【請求項５４】
前記第１の壁厚は、前記第２の壁厚の約４０％〜約９０％の範囲内であることを特徴とする請求項３８に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器の製造方法。
【請求項５５】
前記第１の壁厚は、約０．０８インチ〜約０．２０インチの範囲内であることを特徴とする請求項３８に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器の製造方法。
【請求項５６】
前記第２の壁厚は、約０．１５インチ〜約０．２５インチの範囲内であることを特徴とする請求項３８に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器の製造方法。
【請求項５７】
前記第２の壁厚は、前記プレフォームの全長に対して、約１５％〜約３０％の範囲内の長さにわたって延びていることを特徴とする請求項３８に記載のプラスチック製の高温物充填タイプの容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、吹き込み成形工程を介してプラスチック製の容器を製造する分野に関する。より詳しくは、改良された高温物充填タイプのプラスチック製の容器であって、窒素添加タイプの高温物充填工程中及び工程後に、容器に加わる著しい熱及び圧力の応力の結果による変形に対して改良された抵抗を呈するような該容器、及びそうした容器を製造するための工程及び材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
二軸延伸されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から作られた容器は、炭酸飲料、無炭酸飲料、及びその他の液体を包装するために世界中で広く使用されている。二軸延伸されたＰＥＴは、良好な機械的強度、良好な外観、及び空気中の酸素に対して液体中に含有されるガスに有効な障壁を形成し、従って酸化に対して良好な保護を提供する。
【０００３】
果汁などの腐敗しやすい食品及び飲料製品は、代表的に、特別にデザインされたＰＥＴ容器内に可変圧力条件の下で、１８０〜１９０゜Ｆなどの昇温した温度にて充填され、これは従来、高温物充填工程と称される。この工程に使用することを意図した容器のデザインは、高温物充填タイプの容器と称される。充填後には、容器は蓋の適用によって密封され、容器に出入りする物質移動を防止する。容器の中の製品が冷えると、製品によって占められる体積は減少し、それにより、容器の側壁に内方への力を働かせるような、容器内の分体積が誘引される。
【０００４】
高温物充填タイプの容器のデザインは、冷却中のこの収縮を管理する必要性によって大いに影響を受ける。代表的に、収縮に適応するため、最も一般的には、製品が冷えると内方に偏向するようにデザインされた、１又は複数の凹面の真空パネル領域を容器の側壁にモールド成形する。真空パネル領域への変形を実質的に制限することによって、容器の他の部分への不要な歪が防がれる。そうした容器の製造においては、堅固さを維持するようにデザインされた容器の側壁の領域には、モールド成形工程中に比較的多くのプラスチック材料が流れ、屈曲するようにデザインされた領域には、比較的少ない材料が流れることが、しばしば望ましい。プラスチック材料の最適な分配は、容器に所望の強度及び可撓性の特性を確保しつつ、材料の無駄を回避する。
【０００５】
現在開発中のひとつのタイプの高温物充填技術は、窒素添加タイプの高温物充填工程として知られている。窒素添加タイプの高温物充填工程は、高温物充填工程中に、液体窒素の添加を容器に注入することを伴う。液体窒素は気化して、蓋を適用した後の容器を、代表的には２０〜２５ｐｓｉのオーダーである、初期の昇圧圧力に加圧する。容器が冷えると、容器の内外の間のこの圧力差は減少して、内部がわずかに過大圧力になる。高温物充填工程に固有の熱と関連して、初期の加圧とその後の圧力調節は、容器の壁に大きな応力を加える。従来の高温物充填工程とは異なり、圧力はポジティブであるから、容器に加わる応力は、窒素の添加が用いられない高温物充填工程中において通常加わる応力とは異なる。従来の高温物充填工程において良好に働いていた従来の容器のデザインは、窒素添加工程に固有の過剰加圧の下では、不用意に変形及び／又は破損する傾向がある。
【０００６】
代表的には、吹き込み成形されるＰＥＴ容器は、ネジの付いたフィニッシュ部分と、首部分と、本体部分と、ベース部分とを具備し、該ベース部分は、シャンパンタイプのベース、足付きベース、または、足付きベースのいくつかの特性を有する変形シャンパンタイプのベースであって、本体部分をベース部分に結合するかかと部分として知られている。発明者が判断したところによれば、窒素を添加する高温物充填工程中に、容器の側壁、特にかかと部分に加わる熱及び応力は、容器のかかと部分及び側壁の不用意な永久的変形を引き起こす助けになる。そうした容器のデザインにおいては、ベース部分の直径は、通常は、平坦面上に容器を支持する安定した接触リングを提供するのに必要な程度に制限されている。ベース部分のサイズを最小化することで、材料は節約される。同時に、本体部分の直径は、容器に必要な総容積を与えるために、最大化する必要がある。本体部分の側壁の直径と、ベース部分の接触リングの外径との間の差が大きくなるほど、かかと部分の傾斜は急峻になる。発明者が判断したところによれば、かかと部分、特にかかと部分の下端の傾斜は、窒素添加工程の結果として、容器内の過大圧力の環境の結果として生じる変形量にとって重要である。
【０００７】
プレフォームからある種のタイプのプラスチック製の容器を形成する場合には、モールド成形中に、容器のベース、通常は足付きベースに流れるようにデザインされた、追加的な材料を提供するため、プレフォームの閉じた端部へ向けて厚みの増した側壁部分を有するようなプレフォームを利用することが知られている。しかしながら、この手順は、高温物充填タイプの容器又は窒素添加タイプの高温物充填容器の製造においては知られておらず、これらは別の技術分野の容器製造とみなされており、というのは、そうした容器には異なるデザインの要求条件及び特性があるためである。
この技術分野には、高温物充填工程、特に窒素を添加する高温物充填工程中に、変形に対して高められた抵抗を呈する、改良された高温物充填タイプの容器、及びそうした容器を製造する改良された工程を求めるニーズが存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の目的は、高温物充填工程、特に窒素を添加する高温物充填工程中に、変形に対して高められた抵抗を呈する、改良された高温物充填タイプの容器、及びそうした容器を製造する改良された工程を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上述の及びその他の目的を達成するため、本発明の第１の観点によって構成されるプラスチック製の高温物充填タイプの容器は、フィニッシュ部分と、本体部分と、ベース部分であって、ベース部分は、容器を水平面上に支持するため、押し上げ領域と、押し上げ領域を中心として向けられた鐘部とを形成し、ベース部分は、鐘部と本体部分との間に配置された、略凸状のかかと部分をさらに備え、かかと部分は、第１の側壁厚を有する第１の領域と、第１の側壁厚に比べて薄い第２の側壁厚を有する第２の領域とを具備しているような上記ベース部分と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の観点によれば、プラスチック製の高温物充填タイプの容器は、フィニッシュ部分と、平均側壁厚を有する本体部分と、ベース部分であって、ベース部分は、容器を水平面上に支持するため、押し上げ領域と、押し上げ領域を中心として向けられた鐘部とを形成し、ベース部分は、鐘部と本体部分との間に配置された、略凸状のかかと部分をさらに備え、かかと部分は、第１の側壁厚を有する第１の領域を備え、第１の側壁厚は、本体部分の平均側壁厚に比べて厚くなっているような上記ベース部分と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第３の観点によれば、プラスチック製の高温物充填タイプの容器は、フィニッシュ部分と、本体部分と、ベース部分であって、ベース部分は、容器を水平面上に支持するため、押し上げ領域と、押し上げ領域を中心として向けられた鐘部とを形成し、ベース部分は、鐘部と本体部分との間に配置された、略凸状のかかと部分をさらに備え、かかと部分は、第１の半径を有する第１半径の下部部分と、第１の半径に比べて大きい第２の半径を有する第２半径の上部部分とを有し、第１半径の下部部分が第２半径の上部部分と交差する移行領域をさらに備え、移行領域にてかかと部分と交差し、鐘部の最も外側の縁部と交差する線は、容器の長手軸線に対して角度Φを形成し、角度Φは約３０゜〜約４２．５゜の範囲内であるような上記ベース部分と、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第４の観点によれば、プラスチック製の高温物充填タイプの容器は、フィニッシュ部分と、本体部分と、ベース部分であって、ベース部分は、容器を水平面上に支持するため、押し上げ領域と、押し上げ領域を中心として向けられた鐘部とを形成し、押し上げ領域は、環状の段差リングを備え、該段差リングは、複数の底部段差と、円周方向に延びた複数の凹状の上部段差とに区分され、ベース部分は、鐘部と本体部分との間に配置された、略凸状のかかと部分をさらに備え、かかと部分は、第１の半径を有する第１半径の下部部分と、第１の半径に比べて大きい第２の半径を有する第２半径の上部部分とを有し、押し上げ領域は、環状の段差リングを備え、該段差リングは、複数の底部段差と、円周方向に延びた複数の凹状の上部段差とに区分され、底部段差の最も内側の延長線の接線をなし、鐘部の最も内側に交差する線は、容器の長手軸線に対して角度βを形成し、角度βは約３０゜〜約４２．５゜の範囲内である、ことを特徴とする。
【００１３】
本発明の第１の観点によるプラスチック製の高温物充填タイプの容器の製造方法は、開いた端部と閉じた端部とを有するプレフォームを提供する段階であって、プレフォームは、第１の壁厚を有する第１の壁部分と、第１の壁厚に比べて厚い第２の壁厚を有する第２の壁部分とを有し、第２の壁部分は閉じた端部に近接しているような、上記段階と、プレフォームを、プラスチック製の高温物充填タイプの容器に吹き込み成形する段階であって、該容器は、本体部分と、鐘部を含むベース部分と、押し上げ領域と、本体部分をベース部分に結合する略凸状のかかと部分とを具備し、プラスチック製の高温物充填タイプの容器における略凸状のかかと部分を形成するために、第２の壁部分の材料を利用するような、吹き込み成形する段階と、を備えていることを特徴とする。
【００１４】
本発明を特徴付ける、これらの及び様々なその他の利点及び新規な特徴は、特に特許請求の範囲において指摘される。しかしながら、本発明を良く理解するためには、有利には、本発明の好ましい実施形態を例示している添付図面を参照すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
添付図面を参照すると、同一の参照符号は対応する構造を示していて、特に、図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態に従って構成された、モールド成形されたポリマー製の高温物充填タイプの容器１０は、側壁１８を備えてなる本体部分１２を具備している。容器１０はさらに、在来のネジタイプのプラスチック製の蓋が取り付けられる、ネジ付きフィニッシュ部分１４を具備し、及び、略凸状のかかと部分によって本体部分１２に結合された、変形シャンパンタイプのベース部分１６を具備している。
【００１６】
以下に述べるかかと部分１７の詳細を除けば、ベース部分１６は、Ｃｈｅｎｇによる米国特許第６，６３４，５１７号に開示されたベース部分と略同一であるので、この文献の全文をここで参照によって引用する。Ｃｈｅｎｇの特許は、高温物充填タイプの容器や窒素添加に関するものではなく、この特許で提案されたデザインには難点があり、むしろ低温殺菌を行うプラスチック製のビール瓶に関するものであることに留意されたい。
【００１７】
図３及び図４に最も良く示されるように、ベース部分１６は、下にある水平面に対して容器１０を支持するため、環状の接触リング２２ないし鐘部を形成した下端２０を具備している。ベース部分１６はさらに、環状の接触リング２２内に、半径方向内方に直ちに同軸的に形成された、環状の段差リング２４を具備するように形成されている。環状の段差リング２４は、図３に最も良く示されるように、環状の段差リング２４の半径方向の最も外側の境界にあるひとつの位置から、最も近く半径方向の最も内側の位置に延びる平面内において、半径方向の長さないし厚みＬSを有する。
【００１８】
図３及び図４を見ると、ベース部分１６はさらに、中央の押し上げ領域２６を具備し、該領域は、環状の接触リング２２に対して高さＨpだけ持ち上げられ、半径Ｒoを有している。押し上げ領域２６は、図４に最も良く示されるように、略円形の形状を有し、いくつかの逸脱を備えている。半径Ｒoは、後述するように、リブ３０などの他の要素と接触せずに、押し上げ領域２６の内部に完全に合致する最も大きな円を形成する半径として計算される。
【００１９】
図３及び図４に最も良く示されるように、ベース部分１６はさらに、中央の押し上げ領域２６と環状の接触リング２２との間に介在する、略凹状の移行領域２８を形成するような形状になっている。移行領域２８は、図３に示すように、メジアン半径ＲRTにて凹状に屈曲している。この曲率は、デザインによって、または、製造の変動によって、わずかに変化することを理解されたい。
【００２０】
複数の一体的にモールド成形された半径方向に延びるリブ３０は、それぞれ長さＬRと最大深さＤRとを有し、凹状の移行領域２８内において、規則的な角度間隔にて隔てられている。好ましい実施形態においては、それぞれのリブ３０は、約３０゜である角度αの範囲の幅を有している。好ましくは、半径方向に延在するリブの長さＬRを、半径長さＬSによって割った比率は、約１．０〜約４．０の範囲内である。より好ましくは、半径方向に延在するリブの長さＬRを、半径長さＬSによって割った比率は、約２．５〜約３．０の範囲内である。最も好ましくは、この比率は約２．７である。好ましくは、最大深さＤRは、前記半径方向に延びるリブの長さＬRの約０．０５〜約０．２５の範囲内であり、より好ましくは、前記半径方向に延びるリブの長さＬRの約０．１〜約０．１８である。最も好ましくは、最大深さＤRは、前記半径方向に延びるリブの長さＬRの約０．１３である。
【００２１】
再び図３及び図４を見ると、環状の段差リング２４はさらに、複数の底部段差３２と、複数の凹状の円周方向に延びた上部段差３４とに区分され、該上部段差は、環状の段差リング２４の周囲において底部段差３２と交互になっている。好ましい実施形態においては、それぞれの上部段差３４は、リブ３０のひとつに対して半径方向に実質的に整列され、従って、それぞれの底部段差３６は、２つのリブ３０の間にある凹状の移行領域２８の部分に整列される。図３及び図４に最も良く示されるように、それぞれの上部段差３４は、環状の段差リング２４が環状の接触リング２２と境界をなす箇所から上方へ凹状に屈曲し、環状の段差リング２４のリブ３０との内側の境界まで、下方への凹状の屈曲を続けるように形成される。逆に、それぞれの底部段差３２は、環状の段差リング２４が環状の接触リング２２と境界をなす箇所から下方へ凸状に屈曲し、環状の段差リング２４における凹状の移行領域２８との内側の境界まで、上方への凸状の屈曲を続けるように形成される。リブと段差リングの構造の組合せは、接触面ないし領域に沿って局所的な応力箇所を生み出して、加圧下及び外部荷重の下でシャンパンタイプのベース部分１６の下部部分全体の安定性を著しく高めることが見い出された。これにより、容器は、窒素添加の高温物充填工程によって引き起こされる高圧及び高温に耐えられるようになる。
【００２２】
図３に示されるように、環状の段差リング２４は、上部段差３４の最も上の箇所から底部段差３２の最も下の箇所までの距離として計算される、深さＤSを有している。好ましくは、この深さＤSの、環状の段差リング２４の長さＬSに対する比率は、約０．２〜約０．５である。より好ましくは、この比率は約０．３〜約０．５の範囲内であり、最も好ましくは約０．３９である。また、リブ３０の凸状の外径を移行部分２８の凹状の内径で割った比の値ＲRT／ＲRBは、好ましくは約０．６〜約１．０の範囲内である。より好ましくは、この範囲は約０．７５〜０．９であり、最も好ましくは、比率は約０．８２である。
【００２３】
環状の段差リング２４におけるそれぞれの上部段差３４は、曲率半径ＲSTを有し、それぞれの底部段差３２は同様に凸の曲率半径ＲSBを有する。好ましくは、ＲSB／ＲSTの比の値は、約０．５〜約１．０の範囲内であり、より好ましくはこの比の値は、約０．６５〜約０．８５の範囲内である。最も好ましくは、比率は約０．７５である。加えて、押し上げ領域２６の半径をベース部分１６の全体の半径で割った比の値ＲC／ＲBは、好ましくは約０．１５〜約０．２５の範囲内であり、最も好ましくは約０．１９である。
【００２４】
モールド成形されたプラスチック製の容器におけるシャンパンタイプのベース又は変形シャンパンタイプのベースの接触直径は、高圧状態下及び容器の充填中の両方において、ベースの安定性の性能の主要なファクターである。与えられた接触半径において、押し上げ高さと全体的なベースの高さとの間に適切な関係を有するベースをデザインすることは、過去には、極めて重要だが、困難なことであった。この関係を定めるには、所望の材料の分配、及び接触箇所、及びベース全体の応力及び荷重の分配に注意を払う必要がある。本発明の別の特に有利な特徴は、モールド成形された高温物充填タイプのプラスチック製の容器において、シャンパンタイプベースのベース部分の最適な相対的寸法を決定するための独特で有益な方法論が生み出されていることである。好ましくは、最適な相対的寸法は、実質的に以下の公式によって決定され選択される。
【数１】
2008522919.tif 000003
【００２５】
ここで、
Ｈｐは、中央の押し上げ領域の高さである。
Ｐは、プレフォームインデックスであって、プレフォームの厚みＴPに、プレフォームの中間半径ＲPを掛けた値に等しい。
Ｈｂは、ベース部分の高さである。
Ｒｂは、ベース部分の最大の外径である。
Ｒｃは、環状の接触リングの半径である。
Ｔｃは、環状の接触リングの領域におけるモールド成形された材料の厚みである。
Ｒｏは、中央の押し上げ領域の半径である。
さらに、比率Ｒc／Ｒbが、約０．６５〜約０．７４の範囲内であるとき、及びＴcが、約０．０６〜約０．０９の範囲内であるとき、この方法論は特に有効であることが見い出された。
【００２６】
ベース部分１６の好ましい構造に関する追加的な詳細、及び特に容器１０のかかと部分１７については、図５に示しており、以下に説明する。図５に示すように、かかと部分１７は、略凸状に外側に面していて、好ましくは、第１の側壁厚を有する第１の領域４０と、第１の側壁厚に比べて薄い第２の側壁厚を有する第２の領域４２とを具備するように構成されている。また、第１の側壁厚は好ましくは、容器１０の本体部分１２の平均厚に比べて厚くなっている。第１の領域４０は好ましくは、接触リング又は鐘部２２に近接したかかと部分１７の下端を含み、好ましくはかかと部分１７の外面に沿って、第１の距離Ｈziだけ延在している。第１の距離Ｈziは、好ましくは少なくとも０．１５インチである。より好ましくは、距離Ｈziは少なくとも０．２０インチであり、さらに好ましくは０．２５インチである。距離Ｈziは好ましくは、第１の領域４０がかかと部分１７の全周のまわりに延びる最小距離とみなされるけれども、変形例の実施形態においては、第１の領域４０は、１つを越える平面又は他とは異なる方向において、かかと部分１７の構造的な安定性を最適化するために、不規則な距離だけ延びるように構築できる。
【００２７】
好ましくは、第１の側壁厚は、少なくとも０．０２５インチであり、より好ましくは、少なくとも０．０３０インチである。第１の側壁厚は、最大０．０７０インチの厚みのプロトタイプで試験したため、これらの値よりも実質的に大きい場合がある。厚みが大きくなるほど、かかと部分１７に与えられる寸法的な安定性は高まるが、トレードオフとして、厚みが大きければ材料のコストは上昇する。
【００２８】
さらに図５に示すように、略凸状のかかと部分１７は好ましくは、少なくとも２つの半径部分から構成され、第１の半径ＲH1を有する第１半径の下部部分４４と、第２の半径ＲH2を有する第２半径の上部部分４６とを具備している。第２の半径ＲH2は好ましくは、第１の半径ＲH1に比べて大きい。移行領域４８は、第１半径の下部部分４４と第２半径の上部部分４６とが交差する箇所に位置している。移行領域４８は好ましくは、滑らかで、上部及び下部の部分４６，４４の継ぎ目がぼかされ、移行領域４８はカジュアルな観察者にとって目に見えない。
【００２９】
図５に示すように、接触リングないし鐘部２２は、半径Ｒciを有する最も内側の縁部と、半径Ｒcoを有する最も外側の縁部とを有する。本発明の有利な観点によれば、移行領域４８にてかかと部分１７と交差し、鐘部ないし接触リング２２の最も外側の縁部と交差する線は、前記容器の長手軸線に対して角度Φを形成し、角度Φは好ましくは約３０゜〜約４２．５゜の範囲内である。より好ましくは、角度Φは、約３５゜〜約４０゜の範囲内である。この角度は、窒素添加の高温物充填工程に固有である過大圧力中に、容器１０の下部部分の寸法的な安定性を決定する上で重要であることが見い出された。
好ましくは、第１半径の下部部分４４が有する半径ＲH1は、好ましくは約０．０５インチ〜約０．１インチの範囲内であり、より好ましくは、約０．０６〜約０．０８インチの範囲内である。第２半径の上部部分４６の半径ＲH2は、好ましくは約１インチ〜約３インチの範囲内であり、より好ましくは、約１．５インチ〜約２．０インチの範囲内である。
【００３０】
加えて、押し上げ領域の底部段差３２の最も内側の延長線の接線をなし、鐘部２２の最も内側の縁部に交差する線が、容器１０の長手軸線に対して角度βを形成し、角度βは約３０゜〜約４２．５゜の範囲内であるとき、寸法的な安定性が得られることが発見された。より好ましくは、角度βは約３５゜〜約４０゜の範囲内である。
本発明の好ましい実施形態による高温物充填タイプのプラスチック製の容器の製造方法は、好ましくは、プレフォーム５０を提供する第１の段階を備え、該プレフォームは、図２及び図６に最も良く示されるように、ネジ付きの開いた端部５２と、閉じた端部５４とを有している。プレフォーム５０はさらに好ましくは、第１の壁厚Ｔ1を有する第１の壁部分５６と、第１の壁厚Ｔ1に比べて厚い第２の壁厚Ｔ2を有する第２の壁部分５８とを有する。第２の壁部分５８は好ましくは、図６に示すように、プレフォーム５０の閉じた端部５４に近接している。好ましくは、第１の壁厚Ｔ1は、約０．０８インチ〜約０．２０インチの範囲内であり、第２の壁厚Ｔ2は、約０．１５インチ〜約０．２５インチの範囲内である。パーセンテージを基礎とすれば、第１の壁厚Ｔ1は、第２の壁厚Ｔ2の約４０％〜９０％の範囲内である。第２の壁厚Ｔ2は好ましくは、プレフォーム５０の全長Ｌpに対して約１５％〜約３０％の範囲内の長手方向の距離Ｌ2にわたって延びている。
【００３１】
好ましい方法はさらに、プレフォーム５０を、上述したタイプの高温物充填タイプのプラスチック製の容器１０に吹き込み成形する段階を含んでいる。好ましくは及び有利には、吹き込み成形段階は、厚みの増した第２の壁部分５８の材料が使用されて、容器１０の略凸状のかかと部分１７が形成されるように実行される。より詳しくは、厚みの増した第２の壁部分５８の材料は、かかと部分１７における第１の領域４０の壁厚を増やして作り出すように意図している。
【００３２】
しかしながら、本発明の多数の特性及び利点について、構造の詳細と発明の機能と併せて上述したけれども、開示は単に例示的であって、特許請求の範囲に表現された広義の用語によって指示される本発明の原理の全範囲において、特に形状やサイズ、及び部分の構成の詳細を変更することができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施形態によって構成された容器を示した側立面図である。
【図２】図２は、本発明の好ましい実施形態による方法において使用されるプレフォームを示した側立面図である。
【図３】図３は、本発明の好ましい実施形態に従って構成された、容器のベース部分の詳細及び寸法を示した模式図である。
【図４】図４は、好ましい実施形態に従って構成された容器を示した底面図である。
【図５】図５は、図３に示した容器のベース部分の詳細な特徴と、本発明の実施形態に従って形成された容器のかかと部分の詳細とを示した模式図である。
【図６】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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