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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-08-08
(54)【発明の名称】多層ボトル
(51)【国際特許分類】
B65D 1/02 20060101AFI20240801BHJP
B29C 49/22 20060101ALI20240801BHJP
【ＦＩ】
B65D1/02 111
B29C49/22
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024506673
(86)(22)【出願日】2022-08-12
(85)【翻訳文提出日】2024-02-02
(86)【国際出願番号】 US2022040210
(87)【国際公開番号】W WO2023018963
(87)【国際公開日】2023-02-16
(31)【優先権主張番号】17/445,049
(32)【優先日】2021-08-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】591235706
【氏名又は名称】ペプシコ・インク
(74)【代理人】
【識別番号】100106518
【弁理士】
【氏名又は名称】松谷 道子
(74)【代理人】
【識別番号】100131808
【弁理士】
【氏名又は名称】柳橋 泰雄
(72)【発明者】
【氏名】バット，アドバイト
(72)【発明者】
【氏名】デシュパンデ，ギリシュ
(72)【発明者】
【氏名】ハーシャフト，ブライアン
(72)【発明者】
【氏名】マケルビ，デイビッド
(72)【発明者】
【氏名】ヤン，シーヨン
【テーマコード（参考）】
3E033
4F208
【Ｆターム（参考）】
3E033AA02
3E033BA15
3E033BA18
3E033BB08
3E033CA20
3E033DA03
3E033DB01
3E033DD01
3E033DE05
3E033FA03
3E033GA02
4F208AA24
4F208AG03
4F208AG07
4F208AG22
4F208AG26
4F208AG28
4F208AH55
4F208AR12
4F208LA08
4F208LB01
4F208LG03
4F208LG06
4F208LG25
(57)【要約】
多層飲料容器は、外側層と、中央層と、内側層と、を有する多層壁を含む。少なくとも内側層は、ホットフィル飲料が容器の内側に充填されて冷却した後の、飲料容器の密封された内部容積の変化に適応するために、内向きに曲がるように構成されている。外側層及び内側層は、互いに層間剥離してこの体積変化に適応し、これは、外側層がその元の形状を保持することを可能にする。中央層は、層の互いに対する層間剥離を促進するように機能する。容器の内部容積の容積変化に対応する空間が壁層の間に形成される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
飲料ボトルであって、積層壁を備え、前記積層壁が、
外側層と、
内側層と、
中間層と、を備え、前記外側層及び前記内側層が、同じ材料で形成されており、
前記中間層が、バリア層であり、
前記外側層が、前記内側層よりも厚い、飲料ボトル。
【請求項2】
前記中間層が、前記外側層及び前記内側層とは異なる材料を含む、請求項１に記載の飲料ボトル。
【請求項3】
前記外側層及び前記内側層が、ＰＥＴを含む、請求項２に記載の飲料ボトル。
【請求項4】
前記外側層の厚さが、前記内側層の厚さの２～５倍である、請求項１に記載の飲料ボトル。
【請求項5】
前記外側層が、前記ボトルの肩部から前記ボトルの基部まで前記内側層よりも厚い、請求項１に記載の飲料ボトル。
【請求項6】
前記中間層の厚さが、前記内側層の前記厚さの０．２５～０．７５倍である、請求項１に記載の飲料ボトル。
【請求項7】
前記外側層と中央層との間に空間を形成して、周囲圧力と等しくすることを可能にする通気孔を前記外側層に備えている、請求項１に記載の飲料ボトル。
【請求項8】
前記通気孔が、２ｍｍの最小開口寸法を有する、請求項７に記載の飲料ボトル。
【請求項9】
前記通気孔が、楕円形形状を有する、請求項７に記載の飲料ボトル。
【請求項10】
前記外側層に複数の通気孔を更に備え、前記通気孔が、前記飲料ボトルの外周の周りに均一に離間されている、請求項７に記載の飲料ボトル。
【請求項11】
前記中間層が、前記ボトルの基部又は首部内へ延在していない、請求項１に記載の飲料ボトル。
【請求項12】
前記外側層が、滑らかな外面で形成されている、請求項１に記載の飲料ボトル。
【請求項13】
前記飲料ボトルの本体の外周の周りに配設された水平リブを更に備え、前記リブが、前記積層壁の厚くなったセクションである、請求項１に記載の飲料ボトル。
【請求項14】
高温飲料を飲料ボトルに充填する方法であって、前記方法が、前記飲料ボトルに充填する前に前記飲料ボトルの内部に周囲圧力と比較して負の圧力を印加して、前記飲料ボトルの中間層と外側層との間に層間剥離を開始させることと、
前記飲料ボトルに高温飲料を充填することと、
前記飲料ボトルを密封することと、
前記飲料の体積が低減するように前記飲料を冷却することであって、前記中間層が収縮して、前記低減した体積に適合し、前記外側層がその元の形状を維持する、冷却することと、を含む、方法。
【請求項15】
前記負の圧力を印加することが、前記外側層の通気孔を通して、前記外側層と前記中間層との間の体積に空気を吸引し、前記体積が、前記飲料が冷却された後の体積の前記低減に等しい、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
飲料ボトル用のプリフォームであって、積層壁を備え、前記積層壁が、
外側層と、
内側層と、
中間層と、を備え、前記外側層及び前記内側層が、同じ材料で形成されており、
前記中間層が、バリア層であり、
前記外側層が、前記内側層よりも厚い、プリフォーム。
【請求項17】
前記中間層が、前記外側層及び前記内側層とは異なる材料を含む、請求項１６に記載のプリフォーム。
【請求項18】
前記外側層及び前記内側層が、ＰＥＴを含む、請求項１６に記載のプリフォーム。
【請求項19】
前記外側層の厚さが、前記内側層の厚さの２～５倍である、請求項１６に記載のプリフォーム。
【請求項20】
前記中間層の厚さが、前記内側層の厚さの０．１～０．３５倍である、請求項１６に記載のプリフォーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
記載される実施形態は、概して、複数の材料層から構築されている飲料容器に関する。
【発明の概要】
【0002】
飲料ボトルの一実施形態は、積層壁を含み、積層壁は、外側層と、内側層と、中間層と、を有し、外側層及び内側層は、同じ材料で形成されている。中間層は、バリア層であり、外側層は、内側層よりも厚い。
【0003】
飲料ボトルに高温飲料を充填する方法の一実施形態は、飲料ボトルを充填する前に飲料ボトルの内部に周囲圧力と比較して負の圧力を印加して、飲料ボトルの中間層と外側層との間に層間剥離を開始させることと、飲料ボトルに高温飲料を充填すること、飲料ボトルを密封することと、飲料の体積が低減するように飲料を冷却することであって、中間層が収縮して、低減した体積に適合し、外側層がその元の形状を維持する、密封することと、を含む。
【0004】
飲料ボトルのためのプリフォームの一実施形態は、積層壁を含み、積層壁は、外側層と、内側層と、中間層と、を有し、外側層及び内側層は、同じ材料で形成されている。中間層は、バリア層であり、外側層は、内側層よりも厚い。
【図面の簡単な説明】
【0005】
添付図面は、本発明に組み込まれ、本明細書の一部を形成し、本発明の実施形態を例示し、説明と一緒に、更に本発明の原理を説明し、かつ当業者が本発明を作製し、使用することを可能にする役割を果たす。
【図1】飲料容器の壁構造を示す、一実施形態による飲料容器の正面図である。
【図2】飲料容器の壁構造を示す、一実施形態による充填済み構成にある飲料容器の正面図である。
【図3】一実施形態による飲料容器の壁セクションの厚さのプロットである。
【図5】飲料容器の壁構造を示す、一実施形態による飲料容器の正面図である。
【図6】一実施形態による飲料容器のためのプリフォームの正面図である。
【図8A】一実施形態による充填プロセス中の飲料容器の正面図である。
【図8B】一実施形態による充填プロセス中の飲料容器の正面図である。
【図8C】一実施形態による充填プロセス中の飲料容器の正面図である。
【図8D】一実施形態による充填プロセス中の飲料容器の正面図である。
【図8E】一実施形態による充填プロセス中の飲料容器の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0006】
以降、添付図面に例示されるような本発明の実施形態を参照して、本発明を詳細に説明する。「１つの実施形態」、「一実施形態」、「例示的な実施形態」などの言及は、記載された実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含み得るが、全ての実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を必ずしも含むわけではないことを示す。更に、このような句は、必ずしも同じ実施形態に言及するものではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性がある実施形態と関連して記載される場合、明確に記載されているかどうかに関わりなく、他の実施形態と関連するこのような特徴、構造、又は特性への影響は、当業者の知見内であるものとする。
【0007】
ポリエチレンテレフタレート（Polyethylene terephthalate、「ＰＥＴ」）などの材料から作製された、ボトルなどのプラスチック飲料容器は、飲料産業において、飲料を包装するために広く使用されている。ＰＥＴボトルは、他のプラスチック材料、及びガラス又はアルミニウムなどの材料から作製されたボトルに対する低コスト及び軽量の代替物である。多くの飲料は、上昇した温度でボトルに充填される。この慣行は、「ホットフィル」として一般的に知られており、飲料の汚染を防止するために使用される。これは、飲料が、追加の滅菌を必要とせずに、ボトルに充填されることを可能にする。ボトルは、充填され、蓋を被せられた後、飲料は、上昇した充填温度から冷却される。飲料は、冷却し、それと併せてボトル内の空気が対応して冷却すると、体積が熱収縮を起こす。
【0008】
ボトルは、飲料が冷却する間密封されているので、ボトルは、閉じ込められた飲料及び空気の体積のこの収縮に適応しなければならない。結果として生じる力に耐えるための十分な構造強度を有するボトルを設計することは可能であるが、これには、かなりの追加の材料（すなわち、壁厚）及び追加コストが必要になり得、ボトル内に相当な負の圧力をもたらし得る。したがって、厚くした壁を使用せずに体積のこの収縮に適応するために、ボトルの壁は、ボトルの内部の容積がその内容物の体積の低減とともに低減するように変形してもよい。
【0009】
一部のボトルは、ボトル内容物の熱収縮に付随する体積の内部低減に適応するように、内側に曲がるように設計されている、可動壁及びパネルを用いて設計することができる。しかしながら、これには、ボトルの視覚的及び触覚的具体化において望ましくない中断部及び不規則表面が必要になり得る。このような表面構造はまた、一部のユーザが（例えば、再閉鎖可能な注ぎ口を通して）ボトルから飲むことを容易にするために行うことを望み得るユーザによるボトルの圧搾を難しくするか又は扱いにくくし得る。
【0010】
しかしながら、本明細書に記載される実施形態は、体積の変化に抵抗せずに、ボトルの内容物の熱収縮によって生じるホットフィルされたボトルの内部容積の低減に適応する。得られたボトルは、外部の移動可能な壁及びパネルを必要とせず、飲料の熱収縮に起因して外部形状を変化させない。例えば、ボトルは、多層壁構造を含むことができ、ボトル壁のプラスチック内側層のうちの１つ以上は、ボトル壁のプラスチック外側層から離れて、独立して移動して、ボトルの内部容積の変化に適応することができる。換言すれば、外側層と内側層との間に空間が存在してもよい。内側層は、収縮するか又は曲がることによって変形し、外側層から引き離れて、ボトルの内部容積が変化するが、外側層は、その形状を維持する。したがって、ボトルの外形は、その内容物の熱収縮の間中、一定のままであるが、内側層は、熱収縮に適応するように、収縮するか又は曲がる。内側層のこの収縮はまた、密封されたボトルの内側に形成される望ましくない負の圧力の形成も低減する。
【0011】
本明細書に記載される実施形態は、ボトルの内側層及び外側層の分離を容易にし得るので、内側層は、体積の低減に適応することができ、一方で、外側層は、その形状及び構造的完全性（例えば、頂部負荷に耐える能力）を保持することができる。例えば、内側層は外側層よりも薄くすることができるので、内側層は、外側層がこのような変形に抵抗している間に変形して、内側層を分離させて外側層から剥離させることができる。いくつかの実施形態は、層の間に空気が入って、層の分離を更に容易にすることを可能にするために、外側層は貫通するが、内側層は貫通しない空気入口孔を含み得る。また、いくつかの実施形態では、充填前にボトル内に負の圧力を印加して、外側層から内側層を予め引き離すことができるので、後の熱収縮による分離をより容易にすることができる。
【0012】
図１及び図２は、充填前（図１）、並びにホットフィル充填、キャッピング、及び冷却プロセス後（図２）の飲料容器（ボトル１００）を示す。ボトル１００は、首部１０１と、基部１０３と、を有する本体１０２を含むことができる。いくつかの実施形態では、本体１０２は、円筒形である。本体１０２は、肩部１０８において、首部１０１に合うように狭くなっている。首部１０１は、開口部１０６を有し、また、図１に示されるように、首部１０１の外部に配設されたねじ山１０５を有し得る。図２に示されるように、ボトル１００は、開口部１０６を閉じるために首部１０１のねじ山１０５にねじ込まれるキャップ１０７によって閉じられ得る。キャップ１０７による開口部１０６の閉鎖は、キャップ１０７に配置された適切な密封要素の使用を通じた気密であり得る。基部１０３は、本体１０２の首部１０１の反対側に配設され、本体１０２の他端を閉鎖し、それによって、キャップ１０７が首部１０１に存在するときに、密封されたボトル１００を形成する。
【0013】
図１及び図２は、外側層１１２、中央層又は中間層１１４、及び内側層１１６を含むボトル１００の多層壁１１０の一部分を示す断面挿入図を含む。外側層１１２は、多層壁１１０の最外層であり、かつ多層壁１１０の外面を形成する。中央層１１４は、外側層１１２の内側に配設され、内側層１１６は、中央層１１４の内側に配設されている。中央層１１４は、外側層１１２から内側層１１６を分離する。図１に示されるように、中央層１１４及び内側層１１６は、充填プロセスが開始する前には外側層１１２の形状に沿っている。下で詳細に説明されるように、これらの層は、一緒に成型されて、多層壁１１０を単一の一体型構造体として形成する。いくつかの実施形態では、ボトル１００は、（その層の全てを含む）多層壁１１０を含む単一のプリフォーム２００をブロー成型することによって形成される。
【0014】
いくつかの実施形態では、図１及び図２に示されるように、多層壁１１０は、３つの層だけを有する。これは、層の数を最小にし、したがって、製造の複雑さを軽減するが、それでも、ボトル１００のこれらの実施形態が、下で論じる利点を達成することを可能にする。いくつかの実施形態では、３つを超える層の多層壁１１０が存在し得る。これらの実施形態では、多層壁１１０の層の数は、任意の所望の奇数であり得る。例えば、多層壁１１０の実施形態は、３つ、５つ、又は７つの異なる層を含み得る。図１及び図２に示されるように３つ以上の層を備えた多層壁１１０の実施形態では、追加の中間層１１４を存在させることができるが、単一の外側層１１２が常に存在する。中間層１１４は、以下、３つの多層壁１１０について論じるときには中央層１１４と称される。
【0015】
いくつかの実施形態では、上で論じた多層壁１１０の中央層１１４は、ボトル１００の首部の終端部内へ、又はボトル１００の基部１０３内へ延在していない。換言すれば、中央層１１４は、首部の終端部と基部１０３との間に配設されている。例えば、中央層１１４は、基部１０３から首部１０１までのボトル１００の高さに延在し得る。多層壁１１０の中央層１１４は、ボトル１００の高さＨの一部分に沿ってだけ延在し得る。例えば、多層壁１１０の中央層１１４は、基部１０３から延在し得、肩部１０８で止まり得る。図４に示されるように、例えば、多層壁１１０の中央層１１４は、開口部１０６の下方の０．０１Ｈ～０．１Ｈで止まり得る。これらの実施形態では、首部１０１の残部は、外側層１１２及び内側層１１６を有する多層壁１１０から構築することができる。外側層１１２及び内側層１１６が（例えば、首部１０１及び基部１０３において）中央層１１４によって分離されていない場合、これらの層は、統合して、外側層１１２及び内側層１１６が同じ材料で形成される実施形態における単層を形成し得る。これらの実施形態のうちのいくつかでは、多層壁１１０の中央層１１４は、基部１０３内へ延在していない。多層壁１１０の構造をこのように限定することは、リサイクル中にボトル１００のこれらの実施形態から中央層１１４を取り除くことがより容易であるので、ボトル１００のリサイクル可能性を高めることができる。この特徴は、異なるリサイクルプロセスを異なる材料に使用することを可能にするので、中央層１１４が外側層１１２及び内側層１１６とは異なる材料から形成されているときに有用である。
【0016】
多層壁１１０のいくつかの実施形態では、外側層１１２は、中央層１１４又は内側層１１６よりも厚い。この追加の厚さは、外側層１１２が、ボトル１００の十分な構造的完全性（例えば、頂部負荷強度と称され得る、軸方向ボトルの軸方向における強度）を確実にするために必要な構造的支持体の大部分又は実質的に全てを提供することを可能にする。例えば、本明細書で論じられるように外側層１１２が厚いボトル１００の実施形態では、中央層１１４及び内側層１１６は、ボトル１００の構造的完全性に殆ど又は全く貢献を提供し得ない。
【0017】
図３に示されるように、いくつかの実施形態では、外側層１１２は、内側層１１６よりも２～５倍厚くなり得る。すなわち、外側層１１２の平均厚さは、内側層１１６の平均厚さよりも２～５倍厚くなり得る。この厚さの差は、ボトルの高さの大部分にわたって延在し得る。例えば、いくつかの実施形態では基部１０３から首部１０１までであり、又はいくつかの実施形態では基部１０３と首部１０１との間の距離の少なくとも８０％である。同時に、中央層１１４は、内側層１１６の厚さの０．２５～０．９倍であり得る。すなわち、中央層１１４の平均厚さは、中央層１１４の範囲にわたって、内側層１１６の平均厚さの０．２５～０．９倍であり得る。いくつかの実施形態では、外側層１１２は、内側層１１６よりも４倍厚い。いくつかの実施形態では、外側層１１２は、内側層１１６よりも３倍厚い。
【0018】
多層壁１１０のいくつかの実施形態では、多層壁１１０の範囲にわたって、外側層１１２、中央層１１４、及び内側層１１６の厚さは、±１０％の厚などの好適な製造公差の範囲内で一定である。他の実施形態では、外側層１１２、中央層１１４、及び内側層１１６の厚さは、ボトル１００の高さＨに沿った異なる場所で変化させることができる。図３には、高さによって変化する外側層１１２、中央層１１４、及び内側層１１６の厚さのプロットの一例が示されている。図３に示されるように、層の厚さは、相対的（例えば、外側層１１２と内側層１１６とを比較して）にも絶対的にも、ボトル１００の高さに沿って僅かに変化するが、外側層１１２の厚さは、内側層１１６の厚さよりも数倍厚いままである。
【0019】
外側層１１２、中央層１１４、及び内側層１１６は、プラスチック材料から作製され得る。好適な材料としては、ＰＥＴ、ナイロン、ポリグリコール酸（polyglycolic acid、「ＰＧＡ」）、及び高密度ポリエチレン（high-density polyethylene、「ＨＤＰＥ」）が挙げられ得る。いくつかの実施形態では、外側層１１２及び内側層１１６は同じ材料から作製され得るが、中央層１１４は異なる材料から作製され得る。いくつかの実施形態では、中央層１１４の材料は、ナイロン又はＨＤＰＥなどのガスバリア材料であり得る。いくつかの実施形態では、中央層１１４の材料は、外側層１１２及び内側層１１６の材料の接着性と比較して、外側層１１２及び内側層１１６の材料に対して比較的低い接着性を有するという理由で選択され得る。例えば、外側層１１２及び内側層１１６はＰＥＴから作製され得、中央層１１４はナイロンから作製され得る。ナイロンは、例えば、ナイロン－ＭＸＤ６であり得る。いくつかの実施形態では、外側層１１２、中央層１１４、及び内側層１１６のために選択される材料は、実質的に透過的又は透明であり得る。他の実施形態では、外側層１１２、中央層１１４、及び内側層１１６のために選択される材料は、好適な添加剤の使用を通じて着色又は染色することができ、したがって、不透明であり得る（すなわち、材料は、光を透過させない）。いくつかの実施形態では、外側層１１２、中央層１１４、及び内側層１１６の材料特性を改良するために、上で論じた材料のいずれかに添加剤が添加され得る。
【0020】
具体的には、外側層１１２、中央層１１４、及び内側層１１６の接着性をもたらす添加剤（例えば、滑性添加剤）を添加して、所望に応じて層間剥離を制御することができる。
【0021】
図１に示されるように、ボトル１００が充填される前に、外側層１１２、中央層１１４、及び内側層１１６は、一緒に積層されて、互いに接触している。図２に示されるように、ボトル１００に高温飲料１０が充填された後に、開口部１０６には、キャップ１０７が被せられる。飲料１０が冷却するにつれて、飲料１０と、ボトル１００に閉じ込められた任意の残りの空気の両方が熱収縮を起こす。キャップ１０７により、内側層１１６によって画定された内部容積１０４内にいかなる新しい物質も導入され得ず、したがって、内部容積１０４が飲料１０とともに収縮する。その際に、中央層１１４及び内側層１１６が外側層１１２から引き離されて（１）一緒の中央層１１４及び内側層１１６と（２）外側層１１２との間に空間１１８を作成し、一方で、内側層１１６は、密封されたままである。これは、中央層１１４及び内側層１１６が内向きに変形して、内部容積１０４内の体積の低減に適応することを可能にするが、外側層１１２は、変形しないままであり、その構造的完全性が維持される。
【0022】
いくつかの実施形態では、図２に示されるように、中央層１１４と外側層１１２の間に空間１１８が形成され、したがって、中央層１１４と内側層１１６との間にはいかなる空間も形成されない。冷却後の内部容積１０４の容積変化は、初期の内部容積１０４の１％～５％であるように決定されている。飲料１０の冷却後に、空間１１８の体積は、容積変化に等し、したがって、初期の内部容積１０４の１％～５％の範囲である。これは、内部容積１０４の内部圧力が周囲圧力に近くなる又はほぼ等しくなるのを補助し、これは、密封されたボトル１００を開くときの難しさを低減する。例えば、層間剥離が完了した後の内部容積１０４の内部圧力は、１４．０絶対ポンド／平方インチ（pound per square inch absolute、「ｐｓｉａ」）～１４．７ｐｓｉａの範囲であり得る。いくつかの態様では、内部容積１０４の最終的な内部圧力は、１４．４ｐｓｉａである。
【0023】
外側層１１２からの中央層１１４及び内側層１１６のこの意図的な分離又は層間剥離は、ボトル１００が、外側層１１２から収縮するか又は曲がることを必要とせずに、飲料１０の体積変化に適合することを可能にする。これは、体積変化に適合又は抵抗するためにリブ、パネル、又は他の特徴などの構造的特徴とともに設計する必要がないので、外側層１１２が滑らかな外面を有することを可能にする。外側層１１２の滑らかな外面は、ボトル１００から飲むユーザの視覚的及び触覚的エクスペリエンスを向上させる。上記実施形態の別の利点は、得られるボトル１００が消費者によって「圧搾可能」であり、圧搾中の消費者の手におけるボトル１００の審美性及び感触が、圧搾され得る通常のプラスチックボトルのものと比較すると改善されることである。これは、いくつかのプラスチックホットフィルボトルの変形を抑制又は制御するために使用される同じリブ、パネル、及び他の構造もまた、圧搾からの変形に抵抗する傾向があり、ユーザが圧搾するためのボトルを硬質及び扱いにくくし、しばしば、圧搾中に亀裂又はカサカサという音及び感触をもたらす。本明細書に記載されるボトル１００の実施形態は、滑らかな外部を有し、最小限の亀裂及びしわを有するか、又は亀裂及びしわがなく、かつ圧搾に対するより低い抵抗を有する。外側層１１２の滑らかな外面の別の利点は、高められたラベルの性能及び外観である。滑らかな外面は、ラベルの貼付をより容易にし、更には、それらの最終的な外観を向上させる。
【0024】
多層壁１１０の層の層間剥離を制御してボトル１００の周りの空間１１８の均一な分布を確実にすることはまた、美観的な利点も提供することができる。いくつかの実施形態では、中央層１１４の材料は、外側層１１２及び内側層１１６の材料とは異なる。中央層１１４のこの異なる材料は、それが外側層１１２及び内側層１１６の材料に対して低い接着性を有するという理由で選択され得る。これは、層が一緒に十分に接着している材料で作製されている場合よりも、層がより容易に分離又は層間剥離するので、層間剥離を向上させる。いくつかの実施形態では、外側層１１２及び内側層１１６は、同じ材料（例えば、ＰＥＴ）から作製され得る。これらの実施形態では、中央層１１４は、ＰＥＴとの比較的低い接着性を有するナイロン材料から作製され得る。これは、多層壁１１０の層の層間剥離を向上させる。いくつかの実施形態では、中央層１１４はまた、ガスバリアとして機能する材料からも形成され得、これは、中央層１１４が、ガスがそこを通過することを抑制することを意味する。これは、ボトル１００の外部の周囲大気からの酸素などのガスを含むガスが飲料１０に到達することを抑制し、これは、飲料１０の腐敗を低減する。いくつかの実施形態では、外側層１１２、中央層１１４、及び内側層１１６はまた、更に層間剥離を促進するために層の間の接着性を低減させる添加剤又は表面処理も含み得る。
【0025】
外側層１１２、中央層１１４、及び内側層１１６の相対的厚さもまた、層の層間剥離に影響を及ぼし得る。上で論じたように、いくつかの実施形態では、外側層１１２は、内側層１１６よりも２～５倍厚くなり得、内側層１１６は、中央層１１４よりも厚い。したがって、外側層１１２は、中央層１１４及び内側層１１６よりもはるかに剛性であり、内部容積１０４内に負の圧力が存在するときに内向きに曲がることに抵抗する。中央層１１４及び内側層１１６が外側層１１２よりもはるかに薄いので、これらの層は、外側層１１２よりも容易に変形して内向きに曲がり、したがって、外側層１１２から層間剥離する。低減された壁厚は、変形に対する層の抵抗に対してより直接的に対応するので、これは特に、比較的同程度の材料強度を有するプラスチックが、外側層１１２、中央層１１４、及び内側層１１６に使用された場合に当てはまる。
【0026】
図３に示されるように、外側層１１２、中央層１１４、及び内側層１１６の相対的厚さはまた、ボトル１００の異なる領域における層間剥離を増加又は減少させるように変化させることもできる。外側層１１２は、中央層１１４及び内側層１１６に対してより曲がらないため、層間剥離は、外側層１１２が中央層１１４及び内側層１１６よりも比較的厚いときに増加する。低減した相対的な曲がりは、外側層１１２から中央層１１４及び内側層１１６を分離する力を増加させ、したがって、層間剥離を増加させる。逆に、外側層１１２が中央層１１４及び内側層１１６に対してより曲がるため、層間剥離は、外側層１１２をより薄くした場合に減少する。この効果は、ボトル１００の全体を通して層間剥離に影響を及ぼすために使用することができる。例えば、多層壁１１０の曲線のような構造的特徴のため、試験が、多層壁１１０の一部分が均一に層間剥離していないことを示す場合は、その特定の一部分において外側層１１２を中央層１１４及び内側層１１６と比較してより厚くして、層間剥離を向上させることができる。
【0027】
いくつかの実施形態では、例えば図４に示されるように、ボトル１００は、冷却する飲料の負の圧力によって生じる層に応力を集中させるように作用する構造的特徴である、応力集中部１３０を含み得る。特定の領域に応力を集中させることは、層間剥離の開始を補助することができ、したがって、ボトル１００の層間剥離性能を向上させる。図４に示されるように、応力集中部１３０は、多層壁１１０の周方向くぼみ又は内向きの曲線とすることができる。図４の実施形態では、応力集中部１３０は、多層壁１１０の鋭い三角形形状のくぼみである。応力集中部１３０のこの実施形態の比較的鋭い先端は、応力集中部１３０の最内点に応力を集中させるのを補助し、これは、層間剥離を向上させることができる。応力集中部１３０の他の実施形態は、長方形又は円形の断面形状に形成することができる。いくつかの実施形態では、ボトル１００の湾曲のため、必然的に基部１０３の近くにおいて層間剥離応力がより高いので、応力集中部１３０は、基部１０３の近くに形成される。応力集中部１３０を基部１０３の近くに配置することはまた、応力集中部１３０の視覚的な影響も低減することができる。
【0028】
上で論じたように、空間１１８は、多層壁１１０の層間剥離によって形成されて、冷却する飲料１０によって生じる内部容積１０４の低減を補償する。空間１１８は、通気孔１２０を貫通する外側層１１２を通して、周囲大気圧と等しくすることができる。図５に示されるように、通気孔１２０は、外側層１１２を貫通しているが、中央層１１４又は内側層１１６を貫通していない。空間１１８は、内側層１１６及び中央層１１４が外側層１１２から引き離されるときに通気孔１２０を通って空気が流入することによって周囲大気と等しくすることができる。この等化は、周囲大気が空間１１８へと流れ込むことを可能にすることにより、空間１１８をより容易に形成することを可能にすることによって、層間剥離を向上させる。通気孔１２０は、ボトル１００上の任意の位置に配設することができる。いくつかの実施形態では、通気孔１２０は、飲料１０が冷却して多層壁１１０の層間剥離が完了したときにラベルで覆うことができる場所に位置決めすることができる。これは、通気孔１２０によって生じる視覚的錯乱を低減することができる。いくつかの実施形態では、通気孔１２０は、基部１０３に最も近いボトル１００の１／３である、ボトル１００の下１／３に位置決めすることができる。いくつかの実施形態では、通気孔１２０は、応力集中部１３０に隣接して配置して、応力集中部１３０に形成された空間１１８の均圧化を向上させることによって層間剥離性能を更に向上させることができる。通気孔１２０が応力集中部１３０に隣接していることは、応力集中部１３０において層間剥離が開始した時点で、層間剥離が広がるのを補助することができる。例えば、中央層１１４及び内側層１１６は、最初に応力集中部１３０において層間剥離し得、その層間剥離が通気孔１２０に到達すると、外側層１１２と中央層１１４との間の領域が大気に開口して、空気が外側層１１２と中央層１１４との間の空間に通気することを可能にし、それによって、層間剥離が更に広がるのを促進する。
【0029】
いくつかの実施形態では、通気孔１２０は、円形である。いくつかの実施形態では、通気孔１２０は、楕円形である。これらの実施形態のいずれかでは、通気孔１２０は、２ミリメートル以上の直径又は長軸及び短軸（すなわち、最小開口寸法）を有することができる。
【0030】
いくつかの実施形態では、外側層１１２に配設された、１つを超える通気孔１２０が存在し得る。複数の通気孔１２０は、ボトル１００の外周の周りに均等に離間され得る。各通気孔１２０は、基部１０３から同じ距離に存在し得るか、又は基部１０３から異なる距離に位置決めされ得る。
【0031】
上で論じたボトル１００の実施形態は、下で説明するように、ボトルプリフォームを使用して製造され得る。図６は、ボトル１００を製造するために使用することができるプリフォーム２００を示す。図７の断面図に見られるように、プリフォーム２００は、上で論じた外側層１１２、中央層１１４、及び内側層１１６を有する多層壁１１０を含む。相対的な層厚、層材料、及び層構造を含む、上で論じた多層壁１１０の様々な特徴は、同様にプリフォーム２００にも当てはまる。しかしながら、外側層１１２、中央層１１４、及び内側層１１６の厚さの実際の比率は、下で論じる吹き込みプロセスによって生じる壁厚の変化により、ボトル１００の最終的な比率とは異なり得る。例えば、いくつかの実施形態では、外側層１１２と内側層１１６との厚さの比率は、２：１～５：１であり得る。中央層１１４と内側層１１６との厚さの比率は、０．１：１～０．３５：１であり得る。プリフォーム２００の層はまた、互いに向かって、又は互いから離れて物理的に偏らせて、ボトル１００の多層壁１１０の形成を向上させ得る。
【0032】
プリフォーム２００の実施形態は、いくつかの異なる方法を使用して製造され得る。単一のプリフォーム方法では、外側層１１２、中央層１１４、及び内側層１１６のプラスチック材料は、プリフォーム金型に同時に注入される。多段のプリフォーム方法では、外側層１１２、中央層１１４、及び内側層１１６は、別個のプリフォーム金型を使用して製造される。例えば、外側層１１２を第１の成型ステップで製造することができ、中央層１１４及び内側層１１６を別個の成型ステップで製造することができる。次いで、中央層１１４及び内側層１１６を外側層１１２に挿入して、プリフォーム２００を形成する。
【0033】
ボトル１００は、プリフォーム２００を適切な形状の雌型金型に挿入し、プリフォーム２００を延伸させ、そして、プリフォーム２００に加熱空気を吹き込んで、金型に対してボトル１００を形成することによって、プリフォーム２００から形成される。プリフォーム２００の軸方向長さＬの変化を用いて、多層壁１１０の層間剥離を更に制御することができることを発見した。ボトル１００を形成するために軸方向にあまり拡張させる必要がない、より長い軸方向長さＬを有するプリフォーム２００の実施形態は、多層壁１１０のより簡単な層間剥離をもたらす。逆のことが、より短い軸方向長さＬを有するプリフォーム２００の実施形態に当てはまる。したがって、軸方向長さＬの選択もまた、多層壁１１０の層間剥離に影響を及ぼすために使用することができる。この影響は、より長い軸方向長さＬを有するプリフォーム２００が、結果として生じる多層壁１１０の吹き込みプロセス中に誘導される応力がより小さく、その結果、層間剥離がより容易になるために生じる。より短い軸方向長さＬを有するプリフォーム２００は、誘導される応力がより大きくなり、したがって、多層壁１１０の層間剥離があまり効率的でない。
【0034】
プリフォーム２００をボトル１００に膨張させた後に、通気孔１２０が外側層１１２に形成される。いくつかの実施形態では、通気孔１２０は、好適なレーザドリルを外側層１１２に適用して、通気孔１２０を外側層１１２内へ溶け込ませることによって形成される。この製造方法のいくつかの実施形態では、レーザドリルのビーム２１０の角度は、外側層１１２に対して垂直であり得る（すなわち、外側層１１２が垂直である場合、ビーム２１０は、外側層に向かって水平である）。ビーム２１０はまた、外側層１１２に任意の所望の非垂直な角度で接触し得る。いくつかの実施形態では、図５に示されるように、ビーム２１０は、外側層１１２に対して垂直～垂直から４５度上方又は下方の角度を形成し得る。図５に示されるようにビーム２１０を上方に角度付けすることは、外側層１１２の溶融材料が通気孔１２０からより容易に除去することを可能にし、これは、通気孔１２０が再固化した材料で目詰まりするのを最小限に抑えることにより、この形成ステップの成功率を向上させることによって、生産効率及び品質を向上させる。いくつかの実施形態では、溶融材料はまた、（例えば、ヒートガンを使用することにより）孔領域に熱を印加することによって、又は孔が形成された後に塗布される化学エッチング剤を使用することによって、通気孔１２０から除去することもできる。これらの技術は、上で論じた傾斜技術の代わりに、又はそれに加えて使用することができる。通気孔１２０を形成する他の実施形態は、外側層１１２に通気孔１２０を作成するために、標準的なドリルを使用して達成することができる。
【0035】
図８Ａ～図８Ｅを参照しながら、ボトル１００を充填する方法を論じる。図８Ａは、高温飲料１０を充填する準備ができたボトル１００を示す。この方法のステップは全て、ボトリング機器を使用するボトリングラインで実行され得る。ボトル１００は、上で論じた任意の実施形態に従って構築され得、断面挿入図に示されるように、多層壁１１０を含む。ボトル１００に高温飲料１０を充填する前に、層間剥離を制御する他の方法がボトル１００に適用され得る。例えば、多層壁１１０の層を物理的に分離することによる層間剥離の手動の開始を使用して、層間剥離に必要とされる力を低減することによって、充填中のボトル１００の層間剥離を向上させることができる。層間剥離の手動の開始の一例は、充填する前に外側層１１２に鋭い力で衝撃を与えることであり得る。衝撃によって外側層１１２に生じる振動及び偏向は、多層壁１１０の層を互いに分離又は層間剥離させ始める。充填する前に事前層間剥離させる方法の別の例は、多層壁１１０を高湿度の大気に曝露することである。高湿度は、多層壁１１０の層間の接着性を低減して、層間剥離を開始させることができる。図８Ｂには、充填する前に事前層間剥離させる別の例が示されている。ここでは、周囲大気と比較して負の圧力が、ボトル１００の内部容積１０４に印加され得る。図８Ｂでは、例えば、負の圧力は、内部容積１０４から空気が吸引されるホース２０５を受容するように改良されたキャップ１０７によって表される。この負の圧力は、多層壁１１０の初期の層間剥離を生じさせて、多層壁１１０の層を完全に層間剥離させるために必要な力を低減することによってボトル１００の充填中の層間剥離の成功を向上させる。代替的に、ホース２０５を通して充填する前に、内部容積１０４に正の圧力が印加され得る。この正の圧力は、充填する前に層を分離するのを補助する半径方向の応力を多層壁１１０の層に生じさせ、それによって、層間剥離を向上させる。多くの既存のボトル充填ラインは、ボトル１００のねじ山１０５に取り付けるように構成され、かつ充填プロセス中に正の圧力又は負の圧力を印加することができる、継手及び／又はキャップ１０７を既に含んでいる。したがって、この事前層間剥離ステップは、充填する前にボトル１００が充填ラインにある間に適用することができる。
【0036】
図８Ｃは、図８Ｂに関して論じられる事前層間剥離ステップが完了した後のボトル１００を示す。図８Ｃでは、多層壁１１０の層は、事前層間剥離ステップが完了した後に再度互いに接触している。しかしながら、上で論じた事前層間剥離ステップは、ボトル１００の少なくとも一部を通る空間１１８の形成をもたらし得ることが理解されるべきである。したがって、事前層間剥離プロセスのため、中央層１１４及び内側層１１６は、外側層１１２の形状にほぼ沿うだけでよい。図８Ｄは、密封する前に高温飲料１０が充填されたボトル１００を示す。挿入図に示されるように、高温飲料１０がボトル１００に密封されておらず、冷却されていないので、この時点で、多層壁１１０の層はまだ接触している。
【0037】
ボトル１００を充填した後に、図８Ｅに示されるように、キャップ１０７がねじ山１０５に固定される。次いで、高温飲料１０を冷却し、その結果、内部容積１０４が収縮する。内部容積１０４内の得られた負の圧力は、中央層１１４及び内側層１１６が外側層１１２から層間剥離し、内向きに曲がることを引き起こし、低減された内部容積１０４を補償する。外側層１１２は、中央層１１４及び内側層１１６の収縮のため、飲料１０の冷却後に内向きに曲がらず、その設計された外形を保持する。中央層１１４及び内側層１１６の内向きの収縮によって、外側層１１２と中央層１１４との間に空間１１８が形成される。空間１１８に通気して周囲大気と等しくすることは、１つ以上の通気孔１２０を通して達成される。
【0038】
本開示の幅広さ及び範囲は、上述の例示的な実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、特許請求の範囲、及びそれらの等価物に従ってのみ定義されるべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】
【国際調査報告】