JP2010247834A - 減圧吸収パネルを備えた包装用容器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、螺旋パネルの長所である容器の捻れ変形による減圧吸収能を維持しつつ、自販機のコラムの中において、柱部が螺旋パネルにはまり込んでボトルが斜めに向きを変え詰まりを起しやすくしている問題を解決することにある。
【解決手段】本発明の減圧吸収パネルを備えた包装用容器は、螺旋減圧吸収パネルの柱中部の傾斜が、柱上部または柱下部の少なくとも一方の傾斜より小さい形状とした。
また、柱中部に柱幅が最小となる箇所を備え、上下少なくとも一方に行くに従って柱幅が広がる形状とするようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は各種飲用の容器として用いられる合成樹脂製の瓶体の構造に関する。

各種飲用の容器として、ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと記す。）樹脂製等の合成樹脂製壜体は、各種飲料用の容器として現在広く利用されているところである。この種の壜体では材料コスト低減のために胴壁の薄肉化が求められるが、それに伴う壜体としての剛性と強度の低下を十分に防止し、また壜体内の圧力変動による胴壁の変形をいかに吸収するかが壜体の形状設計における大きな課題となっている。

その課題を解決するものとして複数の螺旋パネル(傾斜パネルとも呼ばれる。)を周方向に設けた螺旋パネル型プラスチックボトルが知られている（例えば、特許文献１参照）。果汁飲料、ウーロン茶、コーヒー、紅茶等の飲料の充填・密封後に生じるプラスチックボトル内の減圧は、上記螺旋パネルの径方向内方への変形及び周方向への捻れ変形と、上記螺旋パネル間の傾斜柱部の周方向へ捻れ変形によって効果的に減圧吸収される。この複数の螺旋パネルを周方向に設けた螺旋型プラスチックボトルは図１（ｂ）における従来例に模式的に示すように、減圧度が大きくなると捻じり状の縮径変形に際して、略平行四辺形形状となる上記螺旋パネルにおいて長対角線方向に引張り力が作用し、傾斜パネルの角部に大きな応力集中が起こる。その際、長対角線が大きく傾斜していると、傾斜パネル角部においての応力集中の影響が横隣の柱部にまで及び、陥没や座屈などの変形を生じやすいという問題があった。その対策として図７に示されるように円筒形状をした胴部に、複数の一定方向に傾斜した傾斜パネルを周囲を段部で囲うようにして、陥没状に周方向に並列形成すること、隣接する傾斜パネル間を傾斜した柱部とすること、傾斜パネルの、上下計４つの角部の中の少なくとも応力が集中する鋭角の角部において段部の基端部に隣接させて凹溝を形成することことが提案されている。この凹溝を形成することにより、応力集中する角部近傍における柱部を含む周縁壁部の局部的な座屈変形をより効果的に抑制することができるとしている。しかし、この発明は凹溝によって変形が抑制される反面、本来の捻れ変形による減圧吸収効果が減少されてしまうという欠点がある。

また、一般的に螺旋パネルを備えたボトルでは減圧吸収パネルの柱部が傾斜しているため、自販機のコラムの中にボトルが投入され転がり落ちボトル同士が重なる際、ボトルとのクリアランスが大きいコラム（特許文献１の図３〜５を参照）の中でボトルは不規則に向きを変え、傾斜した柱部と減圧吸収パネルがはまり込むように位置した場合（特に柱部と、前述の長対角線部が重なってはまり込むように位置した場合）、そのままボトルはコラム内で大きく斜めに向きを変えたまま重なってしまうので、詰まり（斜め詰まり）などの悪影響を及ぼしてしまう問題があった。

本発明の課題は、螺旋パネルの長所である容器の捻れ変形による減圧吸収能を維持しつつ、自販機のコラムの中において、柱部が螺旋パネルにはまり込んでボトルが斜めに向きを変え詰まりを起しやすくしている問題を解決することにある。

本発明の減圧吸収パネルを備えた包装用容器は、減圧吸収パネル柱中部の傾斜が、柱上部または柱下部の少なくとも一方の傾斜より小さい形状とした。
また、柱中部に柱幅が最小となる箇所を備え、上下少なくとも一方に行くに従って柱幅が広がる形状とするようにした。

更に、本発明の減圧吸収パネルを備えた包装用容器は、上記の柱部に複数の稜線を備えた形状とするようにした。
また、本発明の減圧吸収機能を備えた包装用容器は、上記構成において隣合う柱部同士が上下少なくとも一方の端部を互いに結合するための結合部を備えた構成とした。
更に、上記構成に加え、上方と下方において容器断面の径が最大となる周面は環状形態であって、その境界部は円に近い略多角形状に形成されるようにした。

本発明の螺旋型プラスチックボトルは、螺旋パネルの柱中部の傾斜が、柱上部または柱下部の少なくとも一方の傾斜より小さいため、容器の捻れ変形による減圧吸収を可能にしたまま、減圧変形時の螺旋パネル角部応力集中による影響を柱部に及ばせ難くすることができる。また、本発明の螺旋型プラスチックボトルを自販機に適用した場合は、柱中部の傾斜を小さくしているため自動販売機のコラムの中でボトル同士が大きく斜め向きに重なることを抑え、自販機詰まりを抑えることができる。
また、柱中部に柱幅が最小となる箇所があって、上下少なくとも一方に行くに従って柱幅が広がる形状とすることで、柱部の上端部または下端部で柱幅が広くなり強度が増す。そのことによってボトルの座屈変形しやすい柱部上端または下端を補強することができる。
本発明の減圧吸収パネルを備えた包装用容器は、上記の柱部として複数の稜線をもうける形状とするようにしているため、柱部の強度が増加され、ボトルの柱部の座屈変形をより防止できる。
また、この作用効果は隣合う柱部同士が上下少なくとも一方の端部において互いに結合するための結合部を備えた構成とすることにより、柱部の上または下が環状に接続されるので、容器減圧時の捻れ変形の際、柱部の上方または下方の周方向について効果的に補強することができる。

また、上記構成に加え、上方と下方において容器断面の径が最大となる周面は環状形態であって、その境界部は円に近い略多角形状に形成されるようにしたことにより、自販機内で横積みされた場合上下の容器が接触する部分はほぼ円周面同士の接触となり、落下に際し安定したスムーズな動きが保証される。

本発明の螺旋型プラスチックボトルと従来型ボトルを示した図である。 本発明の螺旋型プラスチックボトル形状を説明する切断端面図である。 本発明の減圧吸収パネル形状を展開図で示したものである。 本発明の螺旋型プラスチックボトルと従来型ボトルとの減圧吸収時の変形形態を対比して解析した図である。 本発明の螺旋型プラスチックボトル形状の異なる形態を説明する図である。 本発明の螺旋型プラスチックボトル形状の更に異なる形態を説明する図である。 本発明の螺旋型プラスチックボトルのさらに異なる減圧吸収パネル形状を展開図で示したものである。 減圧吸収時の応力形態を考慮した従来の螺旋型プラスチックボトル形状を示した図である。

以下、本発明の実施の形態について、図２と図３を参照しながら詳細に説明する。２は減圧吸収パネル部、２ａは螺旋パネル本体、３はパネルの柱部、４は柱部に設けられた稜線である。この実施形態例の螺旋型プラスチックボトルは、素材がＰＥＴであり、６つの螺旋パネル本体２ａが周方向に並べて設けられている。螺旋パネルの柱部３は、柱中部の傾斜が、柱上部（柱中部より上方）及び柱下部（柱中部より下方）の傾斜より小さい形状とした。
ここで、柱部の傾斜とは、柱幅の中間を繋いだ線（仮想線。なお、繋いだ線が曲線の場合はその接線）の容器鉛直方向（図２においては螺旋型プラスチックボトル１の中心線を柱部３に投影した線の方向）に対する傾きのことで、図２においては後述する稜線４の中央稜線である峯稜線９の傾きのことである。
また、柱中部とは、柱部の高さに対し、１／７〜６／７乃至３／７〜４／７の域であり、柱部の高さとは柱部３両隣の螺旋パネル本体２ａの上端から下端までの高さで、図２における高さＨである。図２においては、柱中部は概ね切断位置Ｂ−Ｂ乃至切断位置Ｃ−Ｃの部分で、柱高さで下から３／１０〜７／１０の域である。なお、螺旋パネル本体の上端または下端が柱部の左右で異なる場合は、左右の平均を柱部の上端または下端として柱部高さを決めればよい。
なお、柱部の高さは容器全高に対し４／９〜７／９の範囲を占めていると、自販機の斜め詰まり影響が著しいこの範囲において発明効果が発揮され、かつ、減圧吸収能も十分に確保できる。

上記の構造を採用したことにより、このボトルにおける減圧吸収は、図１に示す本発明の螺旋パネル本体２ａそれぞれが、対角部仮想傾斜線を中心に撓み曲がることで進んでいくが、柱部３は傾斜の小さい柱中部が備わった構造のため螺旋パネル本体２ａの対角部仮想傾斜線の傾斜も、柱部が一様に傾斜しているものに比べ少なくてすむ。よって、柱部３の上端または下端が対角部仮想傾斜線の延長上にさしかかる領域を狭めることができるので、螺旋パネル本体２ａ上下角部の応力集中による影響を柱部３に及ばせ難くすることができる。
この現象を図４を参照しながら検証する。図は従来の螺旋パネル型ボトルと本発明の上記実施形態品についての変形前と減圧変形後の状態を示し、変形を解析したものであり、その上段イ〜二が従来の螺旋パネル型ボトル、下段Ａ〜Ｄが本発明の上記実施形態品である。図中イは従来の螺旋パネル型ボトルの外観を斜視図で示したもので、ロは変形前の本来形状である。減圧変形は応力集中部である略平行四辺形の螺旋パネル本体２ａの長対角線の角部が陥没し、その変形が折り返すようにして柱部中央にまで及んでいる。柱部はボトル形状を維持する骨格としての役割を担うものであり、この部分の変形は減圧状態のボトルが常圧に戻ったときにも形状復帰がしにくい。これに対し本発明の実施形態品での減圧変形は応力集中部である略平行四辺形の螺旋パネル本体２ａの長対角線の角部の陥没に留まり、柱部はその脇が撓むだけで、柱部の幅中央にまで陥没変形は生じていない。そのため、ボトル形状は維持され、圧力回復時には形状復帰がスムーズである。

また、柱部３は柱上部および柱下部の傾斜によって、従来の螺旋型減圧吸収パネルを備えたボトルと同様にボトルの捻れによる減圧吸収能も十分に発現できる。
また、柱中部の柱幅は、柱部３の高さほぼ中央近傍の域で最も狭く、そのままほぼ一様の柱幅で上下に向かう。そしてＢ−Ｂ切断位置、Ｃ−Ｃ切断位置に近づくに従って幅が徐々に広がっていき、柱上部及び柱下部では明瞭に柱幅が広がる。柱部３の上端部と下端部は座屈変形しやすい箇所であるが、柱部３をこのような構造にしたことで、強度を高めることができる。
これらの構造とその効果は、例えば、図６に示したような柱上部及び柱下部での傾斜が著しい形態のボトルに対しても、柱中部の傾斜緩和により上記の効果を奏する。なお、このボトル１は柱部３の断面が凸形状ではなくパネル部２と同様に稜線４の間で凹形状となって形成されたものである。

また、図２に示すように本実施形態では柱部３の中央部の峯稜線９とそれを中心として左右に１本ずつの段稜線を配置した３本の稜線４を形成した。この稜線４が骨格となって、柱部３はさらに補強される。
また、隣接する柱部３同士が上下端部において互いに結合するように結合部１０が備えられている。この構造により、柱部の上と下を環状に接続し、容器減圧時の捻れ変形の際、柱部の上方及び下方についての周方向の強度を補強することができる。減圧吸収パネル部２の下端では上記の複数の稜線４が略等間隔で容器断面の径が最大となる底側環状部６に当接し、略正１８角形を形成する。また容器断面の径が上方で最大となる肩部環状部５には稜線４の延長線としてデザイン化された稜線７が当接し、ここでも略正１８角形が形成される。この様な容器形状としたことにより、自動販売機内で横積みされた場合上下の容器が接触する部分は肩部環状部５と底側環状部６となり、若干位置ズレしてもその境界部が円形に近い略正１８角形となっているので、自販機内に投入され、斜め詰まりを起こさず安定して横に積み重ねられたボトル同士はほぼ円周面同士の接触となり、自販機からボトルが１本ずつ払い出されるときの小落下に際し安定したスムーズな動きが保証される。

図５に示した本発明に係る螺旋型プラスチックボトル形状の異なる形態を説明する。この実施形態において、柱部３の傾斜、柱幅、稜線４、結合部１０については、上記の実施形態と同様である。前の実施形態と異なるところは減圧吸収パネル部２より上側のボトル肩部形状であり、結果としてボトルの高さ寸法に対して減圧吸収パネル部２の占める割合が大きくなっている。６つの螺旋パネル本体２ａが備わった減圧吸収パネル部２の下端では６本の柱部３それぞれに備わる３本の稜線４が容器断面の径が最大となる底側環状部６では略等間隔になって当接し、略正１８角形を形成している点は先の実施形態と同様であるが、容器断面の径が上方で最大となる肩部環状部５は減圧吸収パネル部２の上端部と環状溝部８を介して接している。この環状溝部８には柱部３の複数の稜線４が略等間隔で当接し、略正１８角形を形成している。また、上記の肩部環状部５には稜線４の延長線としてデザイン化された稜線７が当接し、ここでも略正１８角形が形成される。この様な容器形状としたことにより、上記の実施形態と同様に自動販売機内で横積みされた場合上下の容器が接触する部分は肩部環状部５と底側環状部６となり、若干位置ズレしてもその境界部が円形に近い略正１８角形となっているので、ほぼ円周面同士の接触となり、自販機からボトルが１本ずつ払い出されるときの小落下に際し安定したスムーズな動きが保証される効果を奏する。

なお、本発明は上記の実施形態に限らず、逸脱しない範囲で変更が可能である。例えば図７のパネル展開図に示す４形態のように、柱中部の傾斜は、柱上部または柱下部のうち、どちらか一方に対してだけが少なくなっていてもよい。また、減圧吸収能をより高めるためには、柱中部の傾斜している向き（右上がりか、あるいは、左上がりか）は、柱上部，柱下部の傾斜している向きと同じ向きであるのが好ましいが、減圧性能を満たす範囲で変更可能であり、例えば、柱上部または柱下部の少なくとも一方が傾斜していれば、柱中部は傾斜していなくてもよいし、さらにまた、柱中部の傾斜が柱上部または柱下部の少なくとも一方より小さければ、傾斜している向きが逆転していてもよい。また、柱幅も、一定でもよいし、柱中部から上方または下方のどちらか一方に向かうに従って広がるよう形成してもよい。また、素材もＰＥＴに限らず、熱可塑性樹脂であれば適用可能である。

本発明の減圧吸収パネルを備えた包装用容器は、容器を減圧状態で使用ずるものに活用が見込まれる。たとえば殺菌を必要とする果汁飲料、ウーロン茶、コーヒー、紅茶等の内容液を８５℃程度の高温で充填後、密封する所謂高温充填向け用途に使用が見込まれ、その後常温以下に冷却されたときの容器減圧状態の際に効果を発揮する。本発明の合成樹脂製包装用容器は、減圧吸収機能が十分に発揮され、横荷重に対する高剛性化、高強度化を樹脂量を増やすことなく達成したものであり、搬送ライン、積重保管、自販機等、横荷重に対する変形が問題となる場所で、安心して使用できる容器として幅広い用途展開が期待される。

１ 螺旋パネル型ボトル ２ 減圧吸収パネル部
２ａ 螺旋パネル本体 ３ 柱部
４ 稜線 ５ 肩部環状部
６ 底側環状部 ７ 延長線としてデザイン化された稜線
８ 環状溝部 ９ 峯稜線
１０ 結合部

特開２０００−１４２６５４号公報 「プラスチックボトル」 平成１２年５月２３日公開 特開２００７−２６９３５９号公報 「合成樹脂製丸形ボトル」 平成１９年１０月１８日公開

Claims (5)

1. 螺旋減圧吸収パネルの柱中部の傾斜が、柱上部または柱下部の少なくとも一方の傾斜より小さい形状としたことを特徴とする減圧吸収パネルを備えた包装用容器。
2. 柱中部に柱幅が最小となる箇所を備え、上下少なくとも一方に行くに従って柱幅が広がる形状とするようにした請求項１に記載の減圧吸収パネルを備えた包装用容器。
3. 上記の柱部に複数の稜線を備えた形状とするようにした請求項１または２に記載の減圧吸収パネルを備えた包装用容器。
4. 隣合う柱部同士が上下少なくとも一方の端部を互いに結合するための結合部を備えた構成とした請求項１乃至３のいずれかに記載の減圧吸収機能を備えた包装用容器。
5. 上方と下方において容器断面の径が最大となる周面は環状形態であって、その境界部は円に近い略多角形状に形成されるようにした請求項１乃至４のいずれかに記載の減圧吸収機能を備えた包装用容器。