JP2013154907A

JP2013154907A - ボトル

Info

Publication number: JP2013154907A
Application number: JP2012016775A
Authority: JP
Inventors: Chukichi Oshino; 忠吉押野; Hiromichi Saito; 浩通斉藤; Hirohisa Yamazaki; 浩久山崎; Takuya Nishimura; 拓也西村
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2013-08-15
Also published as: WO2013114760A1; CN104066651A; CA2862775A1; EP2813437B1; EP2813437A4; KR20140125368A; EP2813437A1; AU2012368515B2; US20150008210A1; CA2862775C; AU2012368515A1; US10214313B2

Abstract

【課題】周溝を形成したことによる座屈強度の低下を抑える。
【解決手段】胴部１３に、全周にわたって連続して延びる周溝１５が上下方向に間隔をあけて複数形成され、それぞれの周溝１５は、胴部１３の側面視で上下方向に屈曲しながら周方向に沿って周期的に延びる波形状を呈し、上下方向で隣り合う周溝１５の各位相が互いにずれている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボトルに関するものである。

合成樹脂材料で有底筒状に形成されたボトルとして、従来から、胴部に、全周にわたって連続して延びる周溝を上下方向に間隔をあけて複数形成することによって、胴部のボトル径方向の剛性を高めた構成が知られている。
この種のボトルとして、近年では、例えば下記特許文献１に示されるような、複数の周溝が、胴部の側面視で上下方向に屈曲しながら周方向に沿って周期的に延びる互いに同形同大の波形状を呈する構成が提案されている。

特許第３５１５８４８号公報

しかしながら、前記従来のボトルでは、周溝を形成したことにより、座屈強度が低下するおそれがあった。

そこで、本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、周溝を形成したことによる座屈強度の低下を抑えることができるボトルを提供することである。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のボトルは、合成樹脂材料で有底筒状に形成されたボトルであって、胴部に、全周にわたって連続して延びる周溝が上下方向に間隔をあけて複数形成され、それぞれの周溝は、胴部の側面視で上下方向に屈曲しながら周方向に沿って周期的に延びる波形状を呈し、上下方向で隣り合う周溝の各位相が互いにずれていることを特徴とする。

この発明によれば、胴部に複数の周溝が形成されているので、胴部のボトル径方向の剛性を高めることができる。
また、周溝が胴部の側面視で波形状を呈し、かつ上下方向で隣り合う周溝の各位相が互いにずれているので、ボトルに圧縮方向の軸力が加えられたときに、胴部が、周溝の溝幅を全周にわたって狭めるように圧縮変形するのを抑制することが可能になり、周溝を形成したことによる座屈強度の低下を抑えることができる。

ここで、前記それぞれの周溝は互いに同形同大に形成されてもよい。
この場合、前述の作用効果が確実に奏功される。

また、上下方向で隣り合う周溝の各頂部の周方向の位置が、互いにずらされてもよい。

この場合、上下方向で隣り合う周溝の各頂部の周方向の位置が、互いにずらされているので、胴部のうち、上下方向で互いに隣り合う周溝同士の間に位置する部分で、上下方向の大きさが過度に狭くなる部分が生ずるのを防ぐことが可能になり、胴部に応力が集中する箇所を生じさせ難くすることができる。

また、底部の底壁部は、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環状の可動壁部と、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、前記陥没周壁部を上下方向に移動させるように、前記立ち上がり周壁部との接続部分を中心に回動自在に配設されてもよい。

この場合、可動壁部が、陥没周壁部を上下方向に移動させるように、立ち上がり周壁部との接続部分を中心に回動自在に配設されているので、ボトル内圧が変動したときに、可動壁部を回動させることで、その内圧変動を吸収させることができる。

本発明に係るボトルによれば、周溝を形成したことによる座屈強度の低下を抑えることができる。

本発明に係る一実施形態として示したボトルの側面図である。図１に示すボトルの底面図である。図２に示すボトルのＡ−Ａ線矢視断面図である。図３のボトルの減圧状態を示す概略図である。本発明に係る第２実施形態として示したボトルの側面図である。本発明に係る第３実施形態として示したボトルの側面図である。本発明に係る第４実施形態として示したボトルの側面図である。本発明に係る比較例として示したボトルの側面図である。

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に示すように、口部１１、肩部１２、胴部１３および底部１４を備え、これらがそれぞれの中心軸線を共通軸上に位置した状態でこの順に連設された概略構成とされている。

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側を下側という。また、ボトル軸Ｏに直交する方向をボトル径方向といい、ボトル軸Ｏ回りに周回する方向を周方向という。
なお、ボトル１は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螺着される。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されている。

肩部１２には、その外周面に沿ってボトル軸Ｏ方向に延びる縦溝１２ａが、周方向に間隔をあけて複数形成されている。
胴部１３は筒状に形成されるとともに、ボトル軸Ｏ方向の両端部同士の間の中間部がこれら両端部より小径に形成されている。胴部１３のボトル軸Ｏ方向の両端部にはそれぞれ、全周にわたって連続して延びる細溝１６が、ボトル軸Ｏ方向に間隔をあけて複数形成されている。

胴部１３には、全周にわたって連続して延びる周溝１５がボトル軸Ｏ方向に間隔をあけて複数形成されている。図示の例では、周溝１５は、細溝１６よりも溝幅が広くなっている。複数の周溝１５は、胴部１３の前記中間部におけるボトル軸Ｏ方向の全域にわたって、ボトル軸Ｏ方向に間隔をあけて配置されている。
それぞれの周溝１５は、胴部１３の側面視でボトル軸Ｏ方向に屈曲しながら周方向に沿って周期的に延びる互いに同形同大の波形状を呈している。図示の例では、各周溝１５は、４回の周期で胴部１３を１周している。すなわち、周溝１５は、ボトル軸Ｏを中心とする９０°の角度範囲で１回の周期となるように形成されている。
さらに、ボトル軸Ｏ方向で隣り合う周溝１５同士は、全周にわたってボトル軸Ｏ方向に互いに離間している。すなわち、ボトル軸Ｏ方向で隣り合う周溝１５は、一方の周溝１５が位置するボトル軸Ｏ方向の領域と、他方の周溝１５が位置するボトル軸Ｏ方向の領域と、が重複しないように胴部１３に配置されている。

そして本実施形態では、ボトル軸Ｏ方向で隣り合う周溝１５の各位相が互いにずれている。
さらに本実施形態では、ボトル軸Ｏ方向で隣り合う周溝１５の各頂部１５ａ、１５ｂの周方向の位置が互いにずらされている。これにより、ボトル軸Ｏ方向で隣り合う周溝１５同士のうち、一方の周溝１５における頂部１５ａ、１５ｂが、他方の周溝１５において、周方向で隣り合う頂部１５ａ、１５ｂ同士の間に位置する中間部１５ｃが位置する周方向領域の範囲内に位置している。図示の例では、ボトル軸Ｏ方向で隣り合う各周溝１５は、ボトル軸Ｏを中心に１１．２５°周方向の位置が互いにずらされて胴部１３に配置されている。
なお図示の例では、頂部１５ａ、１５ｂとして、胴部１３の側面視で、上方に向けて突の曲線を呈する形態（以下、上頂部という）１５ａと、下方に向けて突の曲線を呈する形態（以下、下頂部１５ｂという）と、がある。

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。
底壁部１９は、図２および図３に示すように、接地部１８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２１と、立ち上がり周壁部２１の上端部からボトル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２３と、を備えていて、可動壁部２２は、陥没周壁部２３をボトル軸Ｏ方向に移動させるように、後述する曲面部（立ち上がり周壁部２１との接続部分）２５を中心に回動自在に配設されている。

可動壁部２２は、ボトル軸Ｏと同軸に配設されるとともに、下方に向けて突の曲面状に形成されている。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。
陥没周壁部２３は、ボトル軸Ｏと同軸に配設されており、可動壁部２２のボトル径方向の内端部に連設されて下方から上方に向かうに従い漸次縮径されている。また、陥没周壁部２３は、有頂筒状に形成されており、ボトル軸Ｏに直交する頂壁２４を備えている。

可動壁部２２には、上方に向けて窪んだ環状凹部３０が全周にわたって連続的に延設されている。環状凹部３０は、可動壁部２２において、ボトル径方向の中央からボトル径方向の内側にずれた位置に配置されている。
環状凹部３０は、上方に向けて突の曲面状に形成された突端部３４と、この突端部３４にボトル径方向の外側から連なる外側湾曲壁３２と、突端部３４にボトル径方向の内側から連なる内側湾曲壁３５と、により画成されている。

外側湾曲壁３２は、ボトル径方向の内側から外側に向かうに従い漸次下方に向けて延在するとともに、下方に向けて突の曲面状に形成されている。外側湾曲壁３２の上端部は、突端部３４におけるボトル径方向の外端部に連なっている。
内側湾曲壁３５は、ボトル径方向の内側から外側に向かうに従い漸次上方に向けて延在しており、下方に向けて突の曲面状に形成されている。内側湾曲壁３５の上端部は、突端部３４におけるボトル径方向の内端部に連なっている。
環状凹部３０は、下方から上方に向かうに従い漸次ボトル径方向の大きさが小さくなっている。

なお本実施形態では、可動壁部２２、曲面部２５、および突端部３４それぞれの曲率半径はこの順に小さくなっている。
また、環状凹部３０の突端部３４は、曲面部２５の上端部よりも下方に位置している。環状凹部３０は、突端部３４、外側湾曲壁３２および内側湾曲壁３５の全体が、外側湾曲壁３２のボトル径方向の外端部、および内側湾曲壁３５のボトル径方向の内端部（陥没周壁部２３との接続部分）の表面形状に倣って延びる仮想線Ｌよりも上方に位置している。さらに、曲面部２５と突端部３４との間のボトル径方向に沿う距離Ｄ１は、突端部３４と陥没周壁部２３の頂壁２４の外周縁との間のボトル径方向に沿う距離Ｄ２よりも長くなっている。

そして、可動壁部２２のうち、突端部３４よりもボトル径方向の外側に位置する部分、具体的には外側湾曲壁３２よりもボトル径方向の外側に位置する部分（以下、外側壁部５１という）は、陥没周壁部２３および可動壁部２２の内側湾曲壁３５（以下、まとめて内側壁部５２という）よりも薄肉に形成されている。

前述したボトル１は二軸延伸ブロー成形により形成される。すなわち、まず射出成形によって合成樹脂材料からなる有底筒状のプリフォームを形成しておき、次に、このプリフォームをキャビティ内にセットした後、プリフォーム内に空気を吹き込むことにより、プリフォームをボトル軸Ｏ方向およびボトル径方向の双方向に沿って延伸させつつ膨張させることで、キャビティの内面に倣った有底筒状のボトル１が形成される。

ここで、プリフォームを二軸延伸ブロー成形する過程において、合成樹脂材料の流れの勢いが、キャビティの内面のうち環状凹部３０の突端部３４を形成する部分に到達したときに弱められることで、外側壁部５１を形成する合成樹脂材料が、内側壁部５２を形成する合成樹脂材料と比べて延伸される。
これにより、外側壁部５１が内側壁部５２よりも薄肉に形成され、ボトル１の内圧変動時に、外側壁部５１を、例えば図４に示されるように、当初の下方に膨出した曲面形状から平面形状になるように変形させ易くなり、この内圧変動が効果的に吸収される。

また、内側湾曲壁３５が、ボトル径方向の内側から外側に向かうに従い漸次上方に向けて延在しているので、前述のように二軸延伸ブロー成形する過程において、合成樹脂材料の流れの勢いが、キャビティの内面のうち環状凹部３０の突端部３４を形成する部分に到達したときに効果的に弱められる。
さらに、外側湾曲壁３２が、ボトル径方向の内側から外側に向かうに従い漸次下方に向けて延在しているので、前述のように二軸延伸ブロー成形する過程において、キャビティの内面のうち環状凹部３０の突端部３４を形成する部分を通過した合成樹脂材料が、ボトル径方向の外側に向けて抵抗少なくスムーズに流動する。

以上説明したように、本実施形態によるボトル１によれば、胴部１３に複数の周溝１５が形成されているので、胴部１３のボトル径方向の剛性を高めることができる。
また、周溝１５が胴部１３の側面視で波形状を呈し、かつボトル軸Ｏ方向で隣り合う周溝１５の各位相が互いにずれているので、ボトル１に圧縮方向の軸力が加えられたときに、胴部１３が、周溝１５の溝幅を全周にわたって狭めるように圧縮変形するのを抑制することが可能になり、周溝１５を形成したことによる座屈強度の低下を抑えることができる。
さらに、ボトル軸Ｏ方向で隣り合う周溝１５の各頂部１５ａ、１５ｂの周方向の位置が、互いにずらされているので、胴部１３のうち、ボトル軸Ｏ方向で互いに隣り合う周溝１５同士の間に位置する部分で、ボトル軸Ｏ方向の大きさが過度に狭くなる部分が生ずるのを防ぐことが可能になり、胴部１３に応力が集中する箇所を生じさせ難くすることができる。
また、可動壁部２２が、陥没周壁部２３をボトル軸Ｏ方向に移動させるように、曲面部２５を中心に回動自在に配設されているので、ボトル内圧が変動したときに、可動壁部２２を回動させることで、その内圧変動を吸収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変更等も含まれる。

例えば、前述した実施形態では、肩部１２に複数の縦溝１２ａを形成したが、これに代えて例えば、図５〜図７に示されるように、ボトル径方向の内方に向けて窪むとともに、上方から下方に向かうに従い漸次周方向の一方側から他方側に向けて延びるパネル面部１２ｂを、肩部１２に周方向に間隔をあけて複数形成してもよい。
ボトル軸Ｏ方向で互いに隣り合う周溝１５同士の周方向のずれ量は、前記実施形態に限らず適宜変更してもよい。

例えば、図６に示されるボトル３のように、ボトル軸Ｏ方向で隣り合う周溝１５同士のうち、一方の周溝１５における頂部１５ａ、１５ｂが位置する周方向位置と、他方の周溝１５における中間部１５ｃの中央が位置する周方向位置と、を互いに一致させてもよい。図示の例では、ボトル軸Ｏ方向で隣り合う各周溝１５が、ボトル軸Ｏを中心に２２．５°周方向の位置が互いにずらされて胴部１３に配置されている。
また、図７に示されるボトル４のように、ボトル軸Ｏ方向で隣り合う周溝１５同士のうち、一方の周溝１５における上頂部１５ａが位置する周方向位置と、他方の周溝１５における下頂部１５ｂが位置する周方向位置と、を互いに一致させてもよい。図示の例では、ボトル軸Ｏ方向で隣り合う各周溝１５が、ボトル軸Ｏを中心に４５°周方向の位置が互いにずらされて胴部１３に配置されている。
さらに、ボトル軸Ｏ方向で隣り合う周溝１５を、一方の周溝１５が位置するボトル軸Ｏ方向の領域と、他方の周溝１５が位置するボトル軸Ｏ方向の領域と、を一部重複させてもよい。
複数の周溝１５は、互いに異なる形状としてもよいし、互いに異なる大きさとしてもよい。

底部１４は、前記実施形態に限らず適宜変更してもよい。
例えば、可動壁部２２、陥没周壁部２３および環状凹部３０は配設しなくてもよいし、また、環状凹部３０は、全周にわたって断続的に点在または延在させる構成でも構わない。
環状凹部３０は、ボトル径方向に間隔をあけて複数形成しても構わない。
環状凹部３０の断面形状は、例えば円形状、矩形状等、適宜変更が可能である。さらに、環状凹部３０の大きさは適宜変更しても構わない。
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たり、ボトル軸Ｏに対して傾斜するように延在させたりする等、適宜変更してもよい。
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。

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。
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。
前述した実施形態では、肩部１２、胴部１３および底部１４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。
前述した実施形態では、外側湾曲壁３２および内側湾曲壁３５を仮想線Ｌよりも上方に位置させる場合について説明したが、これに限られない。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前述した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、前述した変形例を適宜組み合わせてもよい。

次に、以上説明した作用効果の検証試験について説明する。

実施例１として図１に示したボトル１を採用し、実施例２として図５に示したボトル２を採用し、実施例３として図６に示したボトル３を採用し、実施例４として図７に示したボトル４を採用し、比較例として、図８に示されるような、周溝１５が、全周にわたって連続して真直ぐ延びるボトル１００を採用した。
なお、実施例２のボトル２では、ボトル軸Ｏ方向で隣り合う各周溝１５が、実施例１のボトル１と同様に、ボトル軸Ｏを中心に１１．２５°周方向の位置を互いにずらして胴部１３に配置されている。また比較例のボトル１００では、肩部１２に、縦溝１２ａやパネル面部１２ｂを形成するのに代えて、肩部１２のボトル軸Ｏ方向の中央部に、全周にわたって延びる段部１０１を配設し、また胴部１３のボトル軸Ｏ方向の両端部に環状溝１０２を各別に形成した。
そして、それぞれのボトルについて、内容物を充填した状態での座屈強度を測定した。
その結果、実施例１のボトル１では９４９．７２Ｎであり、実施例２のボトル２では１００５．５９Ｎであり、実施例３のボトル３では１０３０．７０Ｎであり、実施例４のボトル４では１１１０．３９Ｎであり、比較例のボトル１００では１５１．８８Ｎであり、実施例１〜４のボトル１〜４では、比較例のボトル１００と比べて座屈強度が向上されたことが確認された。

１〜４ボトル
１３胴部
１４底部
１５周溝
１５ａ、１５ｂ頂部
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（立ち上がり周壁部との接続部分）

Claims

合成樹脂材料で有底筒状に形成されたボトルであって、
胴部に、全周にわたって連続して延びる周溝が上下方向に間隔をあけて複数形成され、
それぞれの周溝は、胴部の側面視で上下方向に屈曲しながら周方向に沿って周期的に延びる波形状を呈し、
上下方向で隣り合う周溝の各位相が互いにずれていることを特徴とするボトル。
請求項１に記載のボトルにおいて、
前記それぞれの周溝は互いに同形同大に形成されていることを特徴とするボトル。
請求項１または２に記載のボトルにおいて、
上下方向で隣り合う周溝の各頂部の周方向の位置が、互いにずらされていることを特徴とするボトル。
請求項１から３のいずれか１項に記載のボトルにおいて、
前記底部の底壁部は、
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環状の可動壁部と、
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、前記陥没周壁部を上下方向に移動させるように、前記立ち上がり周壁部との接続部分を中心に回動自在に配設されていることを特徴とするボトル。