JP2012091860A

JP2012091860A - ボトル

Info

Publication number: JP2012091860A
Application number: JP2010267385A
Authority: JP
Inventors: Tadakazu Nakayama; 忠和中山; Takao Iizuka; 高雄飯塚; Goro Kurihara; 吾郎栗原; Hiroaki Imai; 宏明今井
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2012-05-17
Also published as: EP2623427B1; CN103153797B; KR20140125279A; EP2623427A1; US20130180998A1; CA2811710C; KR101818078B1; EP2623427A4; AU2011309311B2; AU2011309311A1; WO2012043362A1; TWI527737B; CN103153797A; CA2811710A1; TW201221433A; US9650207B2

Abstract

【課題】ボトル内の減圧吸収性能を向上させることができるボトルを提供する。
【解決手段】底部１４の底壁部１９が、外周縁部に位置する接地部１８と、接地部１８に径方向の内側から連なり上方に向けて延びる立ち上がり周壁部２１と、立ち上がり周壁部２１の上端部から径方向の内側に向けて突出する可動壁部２２と、可動壁部２２の径方向の内端部から上方に向けて延びる陥没周壁部２３と、を備え、可動壁部２２は、立ち上がり周壁部２１との接続部分を中心に陥没周壁部２３とともに上方に向けて移動自在に配設され、可動壁部２２には、複数のリブ２６がボトル軸を中心に放射状に配設されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、ボトルに関する。

従来から、合成樹脂材料で有底筒状に形成されたボトルとして、例えば下記特許文献１に示されるように、底部の底壁部が、外周縁部に位置する接地部と、該接地部にボトル径方向の内側から連なり上方に向けて延びる立ち上がり周壁部と、該立ち上がり周壁部の上端部からボトル径方向の内側に向けて突出する可動壁部と、該可動壁部のボトル径方向の内端部から上方に向けて延びる陥没周壁部と、を備え、可動壁部が陥没周壁部を上方に向けて移動させるように、立ち上がり周壁部との接続部分を中心に回動することにより、ボトル内の減圧を吸収する構成が知られている。

国際公開第２０１０／０６１７５８号パンフレット

しかしながら、前記従来のボトルでは、ボトル内の減圧吸収性能を向上させることに対して改善の余地があった。

そこで、本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ボトル内の減圧吸収性能を向上させることができるボトルを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係るボトルは、合成樹脂材料で形成された有底筒状のボトルであって、底部の底壁部が、外周縁部に位置する接地部と、該接地部にボトル径方向の内側から連なり上方に向けて延びる立ち上がり周壁部と、該立ち上がり周壁部の上端部からボトル径方向の内側に向けて突出する可動壁部と、該可動壁部のボトル径方向の内端部から上方に向けて延びる陥没周壁部と、を備え、前記可動壁部は、前記立ち上がり周壁部との接続部分を中心に前記陥没周壁部とともに上方に向けて移動自在に配設され、前記可動壁部には、複数のリブがボトル軸を中心に放射状に配設されていることを特徴としている。

このような特徴により、底壁部の可動壁部に複数のリブを形成することで、可動壁部の表面積を増加させることができる。これにより、可動壁部における受圧面積を増加できるため、可動壁部がボトルの内圧変化に速やかに対応して変形する。したがって、ボトルの減圧吸収性能を向上させることができる。
しかも、ボトル軸を中心にして放射状にリブを配設することで、可動壁部の全域を均等に変形させることが可能になり、減圧吸収性能をより高めることができる。

また、前記リブは、それぞれボトル径方向に沿って断続的に延在していてもよい。

この場合、ボトル径方向に沿って断続的にリブを形成することで、リブの表面積を効果的に増加させることができる。これにより、可動壁部における受圧面積をさらに増加できる。さらに、ボトルの内圧変化に応じて可動壁部を柔軟に変形させることができる。

また、本発明に係るボトルは、前記リブは、上方に向けて窪んだ凹形状に形成されていることが好ましい。

この場合、リブが減圧時における可動壁部の変形方向である上方に向けて窪んだ凹形状に形成されているので、可動壁部の内圧変化に応じて可動壁部を確実に変形させることができる。

また、本発明に係るボトルは、前記可動壁部のうち、前記ボトル軸回りの周方向で隣接する前記リブ同士の間に位置する部分の最外周における周長に対する、前記リブの前記周方向における幅の割合が、０．１２以上となっていることが好ましい。

この場合、ボトル減圧時に、可動壁部に局所的に大きな応力が作用する部分が生じ（例えば、放射状に形成された複数のリブのうちの一つ、又はその近傍に生じる）、この応力が直近のリブに伝播することで、可動壁部が全周に亘って反転変形するものと考えられる。したがって、可動壁部のうち、ボトル軸回りの周方向で隣接するリブ同士の間に位置する部分の可動壁部における最外周の周長に対する、リブの周方向における幅の割合が、０．１２以上となっていることで、周方向で隣接するリブ間の距離を比較的近くできる。これにより、局所的な応力を直近のリブに確実に伝播させることができるため、可動壁部を全周に亘って確実に反転変形させることができ、減圧吸収性能を確実に発揮させることができる。

本発明に係るボトルによれば、ボトル内の減圧吸収性能を向上させることができる。

本発明の実施形態におけるボトルの側面図である。本発明の実施形態におけるボトル底面図である。図２のＡ−Ａ線である。ボトル底面の拡大図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態に係るボトルを説明する。
本実施形態に係るボトル１は、図１〜図３に示されるように、口部１１、肩部１２、胴部１３および底部１４を備え、これら１１〜１４が、それぞれの中心軸線を共通軸上に位置させた状態で、この順に連設された概略構成となっている。

以下、前記共通軸をボトル軸Ｏといい、ボトル軸Ｏ方向に沿って口部１１側を上側、底部１４側を下側といい、また、ボトル軸Ｏに直交する方向を径方向といい、ボトル軸Ｏを中心に周回する方向を周方向という。
なお、ボトル１は、射出成形により有底筒状に形成されたプリフォームが、ブロー成形されて形成され、合成樹脂材料で一体に形成されている。また、口部１１には、図示されないキャップが装着される。さらに、口部１１、肩部１２、胴部１３および底部１４はそれぞれ、ボトル軸Ｏに直交する横断面視形状が円形状となっている。

肩部１２と胴部１３との接続部分には、第１環状凹溝１６が全周に亘って連続して形成されている。
胴部１３は筒状に形成され、ボトル軸Ｏ方向の両端部同士の間は、これら両端部より小径に形成されている。胴部１３には、ボトル軸Ｏ方向に間隔をあけて複数の第２環状凹溝１５が全周に亘って連続して形成されている。

胴部１３と底部１４との接続部分には、第３環状凹溝２０が全周に亘って連続して形成されている。
底部１４は、上端開口部が胴部１３の下端開口部に接続されたヒール部１７と、ヒール部１７の下端開口部を閉塞し、かつ外周縁部が接地部１８とされた底壁部１９と、を備えるカップ状に形成されている。
ヒール部１７には、第３環状凹溝２０と同じ深さの第４環状凹溝３１が全周に亘って連続して形成されている。

さらに、本実施形態では、ヒール部１７の外周面、および胴部１３の下端部の外周面に凹凸部１７ａが形成されている。これにより、充填工程において、ボトル１を多数本連立させて搬送している際に、隣り合うボトル１のヒール部１７の外周面同士、および胴部１３の下端部の外周面同士が互いに密接し合い滑り難くなることが抑えられ、いわゆるブロッキングの発生が抑制される。なお、図示の例では、第３環状凹溝２０の表面および第４環状凹溝３１の表面にも凹凸部１７ａが形成されている。

底壁部１９は、図３に示すように、接地部１８に径方向内側から連なり上方に向けて延びる立ち上がり周壁部２１と、立ち上がり周壁部２１の上端部から径方向の内側に向けて突出する環状の可動壁部２２と、可動壁部２２の径方向の内端部から上方に向けて延びる陥没周壁部２３と、を備えている。

立ち上がり周壁部２１は、下方から上方に向かうに従い漸次縮径している。
可動壁部２２は、下方に向けて突の曲面状に形成されるとともに、径方向の外側から内側に向かうに従い漸次下方に向けて延在している。この可動壁部２２と立ち上がり周壁部２１とは上方に向けて突の曲面部２５を介して連結されている。そして、可動壁部２２は、陥没周壁部２３を上方に向けて移動させるように、曲面部（立ち上がり周壁部２１との接続部分）２５を中心に回動自在となっている。なお、可動壁部２２の高低差Ｈ（陥没周壁部２３との接続部分近傍から曲面部２５までのボトル軸Ｏ方向における長さ）は、可動壁部２２の直径Ｄの５％以上に設定されている（Ｈ／Ｄ≧０．０５）。これにより、可動壁部２２を移動（回動）させ易くすることができるとともに、移動量を大きく確保することができる。

可動壁部２２には、複数のリブ２６がボトル軸Ｏを中心に放射状に配設されている。すなわち、各リブ２６は、周方向に沿って等間隔に配設されている。図示の例では、リブ２６は、上方に向けて曲面状に窪んだ複数の凹部２６ａが径方向に沿って断続的に、かつ真直ぐ延在して構成されている。これにより、リブ２６は、周方向に沿う縦断面視形状が波形状に形成される。
各凹部２６ａは、それぞれ同形同大に形成され、径方向に沿って等間隔に配置されている。そして、複数のリブ２６各々において、複数の凹部２６ａが配設されている径方向に沿う各位置は同じになっている。なお、各リブ２６において、複数の凹部２６ａのうち、最も径方向の外側に位置する凹部２６ａは、曲面部２５に径方向の内側から近接し、最も径方向内側に位置する凹部２６ａは、陥没周壁部２３に径方向外側から近接している。

陥没周壁部２３は、ボトル軸Ｏと同軸に配設されるとともに、上方から下方に向かうに従い漸次拡径している。陥没周壁部２３の上端部には、ボトル軸Ｏと同軸に配置された円板状の頂壁２４が接続されており、陥没周壁部２３および頂壁２４の全体で有頂筒状をなしている。なお、陥没周壁部２３は、横断面視円形状に形成されている。また、陥没周壁部２３は、径方向の内側に向けて突の曲面状に形成された湾曲壁部２３ａの上端が頂壁２４に、湾曲壁部２３ａの下端が屈曲部２３ｂを介して傾斜壁部２３ｃに連接されて構成されている。傾斜壁部２３ｃは、上方から下方に向かうに従い漸次拡径し、その下端が環状の可動壁部２２の径方向における内端部に連接されている。

そして、本実施形態では、ヒール部１７のうち、接地部１８に径方向の外側から連なるヒール下端部２７は、該ヒール下端部２７に上方から連なる上ヒール部２８より小径に形成されている。なお、上ヒール部２８は、胴部１３のボトル軸Ｏ方向両端部とともに、ボトル１の最大外径部となっている。

さらに本実施形態では、ヒール下端部２７と上ヒール部２８との連結部分２９は、上方から下方に向かうに従い漸次縮径されている。また、この連結部分の縦断面視形状は、上方から下方に向けて直線状に延在している。

このように構成されたボトル１内が減圧すると、底壁部１９の曲面部２５を中心にして可動壁部２２が上方に向かって回動することで、可動壁部２２は、陥没周壁部２３を上方に向けて持ち上げるように移動する。すなわち、減圧時にボトル１の底壁部１９を積極的に変形させることで、胴部１３等の変形を伴うことなく、ボトル１の内圧変化（減圧）を吸収することができる。この場合、立ち上がり周壁部２１と可動壁部２２との接続部分を、上方に向けて突の曲面部２５に形成することで、立ち上がり周壁部２１の上端部を中心にして可動壁部２２を移動（回動）させ易くすることができる。そのため、ボトル１の内圧変化に応じて可動壁部２２を柔軟に変形させることができる。

特に、本実施形態では、底壁部１９の可動壁部２２に複数のリブ２６を形成することで、可動壁部２２の表面積を増加させることができる。これにより、可動壁部２２における受圧面積を増加できるため、可動壁部２２がボトル１の内圧変化に速やかに対応して変形する。したがって、ボトル１の減圧吸収性能を向上させることができる。
しかも、本実施形態のリブ２６は、ボトル軸Ｏを中心にして放射状に配設されているため、可動壁部２２の全域を均等に変形させることが可能になる。これにより、減圧吸収性能をより高めることができる。

さらに、本実施形態のリブ２６は、複数の凹部２６ａを径方向に沿って断続的に延在させて構成されているため、リブ２６の表面積を効果的に増加させることができる。これにより、可動壁部２２の受圧面積をさらに増加できる。さらに、ボトル１の内圧変化に応じて可動壁部２２を柔軟に変形させることができる。

また、リブ２６（凹部２６ａ）が減圧時における可動壁部２２の変形方向である上方に向けて窪んだ凹形状に形成されているので、可動壁部２２の内圧変化に応じて可動壁部２２を確実に変形させることができる。

ここで、本願発明者は、図４に示すように、可動壁部２２のうち、周方向で隣接するリブ２６同士の中心間に位置する部分の最外周（曲面部２５との連接部）における周長Ｔに対する、リブ２６の周方向における幅Ｗ（凹部２６ａの直径）の割合（以下、リブ幅比率Ｋ＝Ｗ／Ｔという）を変化させ、それぞれの条件において減圧強度（ｋＰａ）と吸収容量（ｍｌ）との関係がどのように変化するかを解析した。
また、本解析における凹部２６ａは全て同形同大の半球状としている。なお、リブ２６が径方向で連続的に形成されている場合は、その周方向の幅をリブ幅Ｗとする。径方向で連続的に設けられたリブ２６の場合は、前記リブ幅Ｗを一定としている。

本解析において、リブ幅比率Ｋの変更は、リブ２６の幅Ｗは変化させずに、可動壁部２２に放射状に形成されたリブ２６の本数、すなわち隣接するリブ２６の中心間における周長Ｔを変化させることで行った。具体的な条件は、以下の実施例１〜３、および比較例１，２の通りである。なお、本解析に用いたボトルは、上述した実施形態と同様の構成で、内容量が５００ｍｌのボトル１である。
＜実施例１＞リブ８本（リブ幅比率Ｋ＝０．１３２）
＜実施例２＞リブ１２本（リブ幅比率Ｋ＝０．１９８）
＜実施例３＞リブ２４本（リブ幅比率Ｋ＝０．３９６）
＜比較例１＞リブ６本（リブ幅比率Ｋ＝０．０９９）
＜比較例２＞リブ７本（リブ幅比率Ｋ＝０．１１６）

まず、実施例１〜３及び比較例１，２の何れの場合においても、ボトル１内を減圧していくと、減圧強度の増加に伴って減圧吸収容量が徐々に増加することが確認できた。これは、ボトル１内の減圧によって、可動壁部２２が少なくとも部分的に立ち上がり周壁部２１の上端部を中心にして回動することで、可動壁部２２が陥没周壁部２３を上方に向けて持ち上げるように移動したためと考えられる。

その後、さらに減圧強度を増加させると、実施例１〜３の場合には、減圧強度の増加途中で減圧吸収容量が急激に増加したことが確認された。これは、ボトル減圧時に、可動壁部２２に局所的に大きな応力が作用する部分が生じ（例えば、放射状に形成された複数のリブ２６のうちの一つ、又はその近傍に生じる）、この応力が直近のリブ２６に伝播することで、可動壁部２２が全周に亘って反転変形するものと考えられる。このように、実施例１〜３では、可動壁部２２の全体が反転変形することで可動壁部２２の上方への移動量が急増し、これに追従して陥没周壁部２３がさらに上方に移動したため、上述したような結果が得られたと考えられる。

一方、比較例１，２の場合には、可動壁部２２の全体が反転変形せず、減圧吸収容量の急増は確認できなかった。なお、この場合には、可動壁部２２が反転変形するよりも前に、ボトル１の胴部１３等が変形してしまうことも考えられる。

以上のことから、可動壁部２２の反転変形による減圧吸収性能を確実に発揮させるためには、リブ２６の本数が比較的多いこと、すなわち周方向で隣接するリブ２６間の距離が比較的近いことが好ましい。具体的に、可動壁部２３のうち、周方向で隣接するリブ２６同士の中心間に位置する部分の最外周（曲面部２５との連接部）における周長Ｔに対する、リブ２６の周方向における幅Ｗ（凹部２６ａの直径）の割合が０．１２以上になっていることが好ましい（リブ幅比率Ｋ≧０．１２）。
この構成によれば、周方向で隣接するリブ２６間の距離を比較的近くできるので、局所的な応力を直近のリブ２６に確実に伝播させることができるため、可動壁部２２を全周に亘って確実に反転変形させることができ、減圧吸収性能を確実に発揮させることができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

例えば、前記実施形態では、リブ２６を放射状に断続的に延在させたが、これに限らず、連続的に延在させてもよいし、湾曲して延在させてもよい。
また、リブ２６（凹部２６ａ）の形状は、円形に限らず、矩形状等、適宜設計変更が可能である。さらに凹部２６ａの大きさを変更しても構わない。この場合、凹部２６ａを径方向内方側から径方向外方側に向かうにつれて、漸次大きくなるように配置する等、適宜変更可能である。
また、立ち上がり周壁部２１は、例えばボトル軸Ｏ方向に沿って平行に延在させる等、適宜変更してもよい。
また、可動壁部２２は、例えばボトル径方向に沿って平行に突出させる等、適宜変更してもよい。
さらに、陥没周壁部２３は、例えばボトル軸Ｏ方向に沿って平行に延在させる等、適宜変更してもよい。
さらに、凹凸部１７ａを形成しなくてもよい。

また、ボトル１を形成する合成樹脂材料は、例えばポリエチレンテレフタレートや、ポリエチレンナフタレート、非晶性ポリエステル等、またはこれらのブレンド材料等、適宜変更してもよい。
さらに、ボトル１は単層構造体に限らず中間層を有する積層構造体としてもよい。この中間層としては、例えばガスバリア性を有する樹脂材料からなる層、再生材からなる層、若しくは酸素吸収性を有する樹脂材料からなる層等が挙げられる。
また、前記実施形態では、肩部１２、胴部１３および底部１４のそれぞれのボトル軸Ｏに直交する横断面視形状を円形状としたが、これに限らず例えば、多角形状にする等適宜変更してもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記変形例を適宜組み合わせてもよい。

１…ボトル
１４…底部
１８…接地部
１９…底壁部
２１…立ち上がり周壁部
２２…可動壁部
２３…陥没周壁部
２５…曲面部
２６…リブ

Claims

合成樹脂材料で形成された有底筒状のボトルであって、
底部の底壁部が、
外周縁部に位置する接地部と、
該接地部にボトル径方向の内側から連なり上方に向けて延びる立ち上がり周壁部と、
該立ち上がり周壁部の上端部からボトル径方向の内側に向けて突出する可動壁部と、
該可動壁部のボトル径方向の内端部から上方に向けて延びる陥没周壁部と、を備え、
前記可動壁部は、前記立ち上がり周壁部との接続部分を中心に前記陥没周壁部とともに上方に向けて移動自在に配設され、
前記可動壁部には、複数のリブがボトル軸を中心に放射状に配設されていることを特徴とするボトル。
前記リブは、それぞれボトル径方向に沿って断続的に延在していることを特徴とする請求項１記載のボトル。
前記リブは、上方に向けて窪んだ凹形状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のボトル。
前記可動壁部のうち、前記ボトル軸回りの周方向で隣接する前記リブ同士の間に位置する部分の最外周における周長に対する、前記リブの前記周方向における幅の割合が、０．１２以上となっていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のボトル。