JP2011230823A

JP2011230823A - 合成樹脂製丸形壜体

Info

Publication number: JP2011230823A
Application number: JP2010105205A
Authority: JP
Inventors: Toshimasa Tanaka; 敏正田中
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2011-11-17
Anticipated expiration: 2030-04-30
Also published as: JP5553212B2

Abstract

【課題】内容液を凍結させて使用する壜体における、凍結の進行に伴う頸部から肩部にかけての部分での完全な凍結に起因する、胴部での限度を超えた膨出変形の問題を解消するための壜体形状を創出し、凍結しても安全に保存および使用ができ、外観的にも問題のない合成樹脂製丸形壜体を提供する。
【解決手段】円筒状の口筒部２、テーパー筒状の肩部３、円筒状の胴部４、そして底部５を有する合成樹脂製丸形壜体１において、肩部の周壁に、正面から見た形状が逆Ｖ字状の溝状凹部１６を複数、周方向に沿って並列状に陥没形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は合成樹脂製壜体、特に水を主成分とした内容液を凍結させて使用する合成樹脂製丸形壜体に関する。

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水、スポーツ飲料水、お茶、ジュース等の飲料用として幅広く使用されており、夏季等においては冷凍庫で内容液を凍結させた状態のものを徐々に解かしながら飲用に供する等の使用のされ方もしている。たとえば、特許文献１にはこのような内容液を凍結させて使用する壜体についての記載がある。

特開２００５−１８７０５３号公報

水を凍結した場合にはその体積が略１．０９倍となるので、キャップで密封した壜体では凍結に伴う体積増加により内圧が上昇して壜体が破損する恐れがあるし、破損まで至らなくとも壜体が大きく膨出変形してしまい、外観不良にもなるし、使用者に不安感を与えてしまう。また、外装されているシュリンクフィルムに皺が発生したり、さらには破断してしまうこともある。

このような凍結に伴う体積増加については、まず充填した液面上にヘッドスペースを大きく取ることである程度対応することが可能であるが、それでも壜体の頸部から肩部にかけての部分はその径が細いため、他の部分よりも先駆けて完全に凍結していまい、ヘッドスペースを密封したような状態になり（以下、当該凍結部分を凍結栓部と記す。）、ヘッドスペースを利用して凍結に伴う体積増加を吸収することができなくなり、胴部の周壁が許容範囲を超えて膨張変形してしまうと云う問題がある。

本発明は、内容液を凍結させて使用する壜体における、凍結の進行に伴う頸部から肩部にかけての部分での完全な凍結に起因する、胴部での限度を超えた膨出変形の問題を解消するための壜体形状を創出することを課題として、凍結しても安全に保存および使用ができ、外観的にも問題のない合成樹脂製丸形壜体を提供することを目的とするものである。

上記技術的課題を解決する手段のうち、本発明の主たる手段は、
円筒状の口筒部、テーパー筒状の肩部、円筒状の胴部、そして底部を有する合成樹脂製丸形壜体において、
肩部の周壁に、正面から見た形状が逆Ｖ字状の溝状凹部を複数、周方向に沿って並列状に陥没形成する、と云うものである。

所定量のヘッドスペースを残して水分を主成分とする内容液を充填し、キャップで密封した状態で、冷凍庫等で冷却すると他の部分に先駆けて壜体の頸部から肩部にかけての部分が完全に凍結して凍結栓部が形成される。
そして、胴部でさらなる凍結が進行するとその体積増加により凍結栓部を上方に押上げる力（以下、押上力と記す場合がある。）が作用する。

そこで、上記主たる構成によれば、凍結の進行に伴う上記の押上力が、正面から見た形状が逆Ｖ字状の溝状凹部の底部に作用し、溝状凹部を形成する周壁が壜体の外側に向かって膨出状に変形し、この膨出変形に伴って、溝状凹部の下で逆Ｖ字の両翼の間に位置する三角形状の領域（以下、三角領域と記す。）の周壁が、この三角領域の底辺部を起部として頂部が壜体の外側に向かって変位するように変形する。
そして、上記三角領域の周壁の変形により、肩部が部分的に膨出状に変形し、その結果、肩部の容量が増加し、その分、胴部での凍結の進行による体積増加を吸収することができ、凍結に伴う胴部の膨出変形を効果的に抑制することが可能となる。

なお、逆Ｖ字状であると云う範疇の中で、溝状凹部の配設個数や、溝深さ、溝幅、Ｖ字の両翼のなす角度、溝の断面形状等の形状は特に限定されるものではなく外観や、体積増加の吸収効果等を考慮して適宜設定できるものである。
また、胴部の形状は単純な円筒状あってもいいし、胴部の周壁に減圧吸収機能を発揮させるために減圧吸収パネルを配設するもの、あるいは剛性や座屈強度を強化するために多数の周溝を配設するものであってもよい。

本発明の他の構成は、上記主たる構成において、溝状凹部を３ケ、等中心角度に配設する、と云うものである。

前述したように、溝状凹部の配設個数は特に限定されるものではないが、上記構成により溝状凹部を３ケ、等中心角度に配設することにより、平面図でみると肩部の形状が３角形状となり、これにより凍結の進行に伴う肩部の歪な変形を抑制することができる。また、一つの溝状凹部を大きな範囲で形成することができるので、肩部の周壁の膨出変形を大きくすることができ、容量の増分を大きくすることが可能となる。

本発明は上記した構成であり、以下に示す効果を奏する。
本発明の主たる構成を有する合成樹脂製丸形壜体にあっては、凍結の進行に伴う押上力が、正面から見た形状が逆Ｖ字状の溝状凹部の底部に作用し、溝状凹部を形成する周壁が壜体の外側に向かって膨出状に拡径変形し、この拡径変形に伴って、溝状凹部の下で逆Ｖ字の両翼の間に位置する三角領域の周壁が三角形の底辺部分を起部として頂部が壜体の外側に向かって変位するように変形する。
そして、上記三角領域の周壁の変形により、肩部は膨出状に変形しその結果肩部の容量が増加し、その分、胴部での凍結の進行による体積増加を吸収することができ、凍結に伴う胴部の限度を超える膨出変形を効果的に抑制することができる。

本発明の壜体の一実施例を示す正面図である。図１の壜体の平面図である。図１中のＡ−Ａ線に沿って示す平断面図である。図１及び図２中のＢ−Ｂ線に沿って示す肩部近傍の周壁の縦断面図比較例の壜体を示す正面図である。

以下、本発明の実施の形態を実施例に沿って図面を参照しながら説明する。
図１〜４は本発明の合成樹脂製丸形壜体の一実施例を説明するためのものであり、図１は正面図、図２は平面図、図３は図１中のＡ−Ａ線に沿って示す平断面図、図４は図１、２中のＢ−Ｂ線に沿って示す肩部近傍の周壁の縦断面図である。

この壜体１は２軸延伸ブロー成形の通称の内容量が５００ｍｌのＰＥＴボトルで、円筒状の口筒部２、頸部２ｎ、テーパー筒状の肩部３、円筒状の胴部４及び底部５を有する。胴部４の周壁には周囲を段部１１で囲うようにして縦長矩形状の６ケの減圧吸収パネル１２が周方向に並列状に配設されており、隣接する減圧吸収パネル１２の間には壜体１の剛性や座屈強度を担う柱部１３が残存形成されている。
また、減圧吸収パネル１２の上下には周溝６ａ、６ｂ、６ｃが配設されている。

肩部３の形状は全体としてテーパー筒状であるが、図１中のＡ−Ａ線の高さ位置で傾斜の程度が変化し、正面から見ると図１に見られるように若干角張った印象を与えている。
肩部３の周壁には、周方向に沿って等中心角度位置に並列状に３ケの溝状凹部１６が陥没形成されており、隣接する溝状凹部１６の間には肩柱部１７が残存形成されている。この溝状凹部１６の正面形状は図１に見られるように逆Ｖ字状であり、この逆Ｖ字の左右中心位置における溝の縦断面形状は図４中の右側部分に示されている。また、この縦断面形状で最も凹んだ部分である底部１６ｂの延設方向を図１中一点鎖線で示されている。

そして、図１中には、後述する肩部３の周壁の変形態様の説明のため、逆Ｖ字状の溝状凹部１６の両翼の間に位置する三角領域ＴＡをクロスハッチにより示すと共に、底辺部ＴＡｂと頂部ＴＡｐを示している。

次に図５は、肩部３に溝状凹部１６が形成されていない点を除いて、図１に示される実施例の壜体１と同様な形状をした比較例の壜体３１の正面図である。
そして、実施例の壜体１と上記比較例の壜体３１について、図１、５中の液面Ｌｓの高さまで２０℃の水を充填し、（図１、５中、ＨＳで示した領域がヘッドスペースとなる。）キャップで密閉し、正立状態で冷凍庫内に入れて中の水を凍結させる実験を行い、凍結の進行状態と壜体の変形態様を観察する凍結試験を実施した。

上記凍結試験の結果、比較例の壜体３１では、まず頸部２ｎから肩部３にかけての図５中、クロスハッチで示した領域近傍で全平断面に亘って凍結が進行して凍結栓部Ｆｐが形成され、ヘッドスペースＨｓが密閉状態となった。
このため、その後、主として胴部４で凍結が進行する際には、胴部４での体積増加を吸収するために凍結栓部Ｆｐの上方に存在するヘッドスペースＨＳを利用することができず、胴部４の減圧吸収パネル１２が膨出状に変形し、胴部４が全体としてビア樽状に膨出変形してしまった。

一方、実施例の壜体１では、比較例の壜体３１と同様に、まず図４中、クロスハッチで示した領域近傍で全平断面に亘って凍結が進行して凍結栓部Ｆｐが形成され密閉状態となるが、肩部３の周壁に配設した逆Ｖ字状の溝状凹部１６の作用により肩部３の周壁の一部が膨出状に変形し、肩部３の容量が増加し、その分、胴部４での凍結の進行による体積増加を吸収することができ、凍結に伴う胴部の膨出変形を効果的に抑制することができた。

ここで、図１、４を参照しながら上記肩部３の周壁の膨出状の変形に係るメカニズムについて概略的に説明する。
図４に示されるように、凍結栓部ＦｐによりヘッドスペースＨｓが密閉された後に、胴部４で内容液の凍結が進行すると、胴部４での体積増加に起因して凍結栓部Ｆｐに押上力が作用し（図４中の黒塗り矢印の方向）、溝状凹部１６には図４中に示した白抜き矢印の方向に力が作用し、その結果、溝状凹部１６を形成する周壁が、図４中二点鎖線で示されるように膨出変形する。

そして、上記溝状凹部１６の膨出変形に伴い、溝状凹部１６の下で、逆Ｖ字の両翼の間に位置する三角領域ＴＡ（図１参照）が、図４中に示されるように底辺部ＴＡｂを基端としてその頂部ＴＡｐが壜体１の外側に向かって変位するように変形する。

ここで、上記溝状凹部１６の膨出変形による肩部３の容量の増分は、それほど大きくすることはできないが、この溝状凹部１６の膨出変形を介して三角領域ＴＡを大きく変形することができ、肩部３全体として容量の増分を大きくすることが可能となる。そして、この三角領域ＴＡの変形は逆Ｖ字状の溝状凹部１６で区画される領域に限定されるので、外観を損なうことなく容量を増加させることが可能で、減圧吸収機能を十分発揮させることができる。

以上、実施例に沿って本願発明の実施形態とその作用効果について説明したが、本願発明はこの実施例に限定されるものではない。
たとえば、壜体の容量は上記実施例のように５００ｍｌに限定されるものではなく、より小型、あるいは大型の壜体とすることができる。また、上記実施例では胴部に減圧吸収パネルを配設した例を示したが、単純な円筒状、周リブを多数配設した円筒状とすることもできる。

また、逆Ｖ字状であると云う範疇の中で、溝状凹部の配設個数や、溝深さ、溝幅、Ｖ字の両翼のなす角度、溝の断面形状等の形状は特に限定されるものではなく外観や、三角領域の変形性等を考慮して適宜設定できるものである。

以上説明したように本発明の合成樹脂製丸形壜体は、肩部に配設した逆Ｖ字状の溝状凹部に胴部での凍結の進行に伴う押上力を作用させ、肩部を膨張変形させて内容液の凍結による体積増加を吸収できるようにしたものであり、水を主成分とした内容液を凍結して使用する分野でさらに幅広い使用が期待される。

１；壜体
２；口筒部
３；肩部
４；胴部
５；底部
６ａ、６ｂ、６ｃ；周溝
１１；段部
１２；減圧吸収パネル
１３；柱部
１６；溝状凹部
１６ｂ；底部
１７；肩柱部
３１；壜体
Ｆｐ；凍結栓部
Ｈｓ；ヘッドスペース
Ｌｓ；液面
ＴＡ；三角領域
ＴＡｂ；底辺部
ＴＡｐ；頂部

Claims

円筒状の口筒部(2)、テーパー筒状の肩部(3)、円筒状の胴部(4)、そして底部(5)を有する丸形壜体において、前記肩部(3)の周壁に、正面から見た形状が逆Ｖ字状の溝状凹部(16)を複数、周方向に沿って並列状に陥没形成したことを特徴とする合成樹脂製丸形壜体。
溝状凹部(16)を３ケ、等中心角度に配設した請求項１記載の合成樹脂製丸形壜体。