JP2014105002A

JP2014105002A - ボトル

Info

Publication number: JP2014105002A
Application number: JP2012259711A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Imai; 宏明今井; Hiromichi Saito; 浩通斉藤
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2014-06-09
Anticipated expiration: 2032-11-28
Also published as: JP6473284B2

Abstract

【課題】所望の減圧吸収性能を具備させることができるボトルを提供する。
【解決手段】筒状の胴部１３に、その径方向の内側に向けて窪み、かつ全周に亘って延設された周溝１５がボトル軸Ｏ方向に間隔をあけて複数形成されたボトル１であって、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波形状を呈し、胴部１３の側面視において、周溝１５のうち、山側頂部１５ａ及び谷側頂部１５ｂ間を連結する連結部１５ｃの周方向に対する傾斜角度が１５°以上になっていることを特徴とする。
【選択図】図１

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、筒状の胴部に、その径方向の内側に向けて窪み、かつ全周に亘って連続して延びる周溝がボトル軸方向に間隔をあけて複数形成された構成が知られている。
この構成によれば、ボトルの径方向の剛性を高めることができるので、例えば胴部にラインプレッシャーが作用したとき、あるいはボトルに密封された内容物の温度が低下してボトル内が減圧した場合等に、胴部の変形を抑えるようになっている。

特開２００４−２６２５００号公報

しかしながら、上述した従来のボトルでは、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、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、所望の減圧吸収性能を具備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、筒状の胴部に、その径方向の内側に向けて窪み、かつ全周に亘って延設された周溝がボトル軸方向に間隔をあけて複数形成されたボトルであって、前記周溝は、前記胴部の側面視でボトル軸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、前記胴部の側面視において、前記周溝のうち、山側及び谷側の頂部間を連結する連結部の周方向に対する傾斜角度が１５°以上になっていることを特徴としている。

このような特徴により、周溝がボトル軸方向に屈曲しながら延びる波形状を呈しているため、ボトル減圧時において、胴部のうち、周溝間に位置する部分に径方向の内側に向けて作用する応力が、周方向に広がるのを周溝（連結部）によって抑制できる。そのため、胴部の不正変形を抑制し、胴部を周方向の全体に亘って均等に変形させながらボトルの内圧変化（減圧）を吸収できる。その結果、所望の減圧吸収性能を具備させることができる。
また、周溝が波形状を呈しているので、従来のように周溝を周方向に沿って形成したストレート形状に比べてデザイン性も向上させることができる。

また、前記傾斜角度が２０°以上５５°以下になっていてもよい。
この場合、傾斜角度を２０°以上にすることで、上述した作用効果を確実に奏功させることができる。
一方、傾斜角度を５５°以下にすることで、ボトル減圧時において、胴部のうち、周溝間に位置する部分に径方向の内側に向けて作用する応力が、連結部を伝ってボトル軸方向に広がるのを抑制でき、胴部の不正変形を抑制できる。

また、ボトル軸方向で隣接する前記周溝の位相が互いにずれていてもよい。
この場合、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亘って狭めるように圧縮変形するのを抑制でき、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。

また、前記胴部は、ボトル軸方向の外側から内側に向かうに従い漸次縮径していてもよい。
この場合、胴部がボトル軸方向の全体に亘って同径とされた、いわゆるストレートボトルに比べて減圧強度の低い絞りボトルであっても、所望の減圧吸収性能を具備させることができる。

本発明に係るボトルによれば、所望の減圧吸収性能を具備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。ボトルの周溝を示す拡大側面図である。実施形態の他の構成を示すボトルの側面図である。傾斜角度と減圧強度との関係を示すグラフである。実施形態の他の構成を示すボトルの側面図である。実施形態の他の構成を示すボトルの側面図である。実施形態の他の構成を示すボトルの側面図である。従来の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、上述した共通軸をボトル軸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回りに周回する方向を周方向という。
なお、このボトル１は、合成樹脂材料で一体に形成され、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る。また、口部１１には、図示しないキャップが装着される。さらに、口部１１、肩部１２、胴部１３及び底部１４はそれぞれ、径方向に沿う横断面視形状が円形状となっている。

胴部１３は筒状に形成され、そのボトル軸Ｏ方向の両端部には、環状凹溝１６が全周に亘って連続して形成されている。

また、胴部１３のうち、ボトル軸Ｏ方向の両端部同士の間に位置する中間部１３ａには、径方向の内側に向けて窪み、かつ全周に亘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４本）。これら周溝１５は、中間部１３ａにおいてボトル軸Ｏ方向の全域に亘って、ボトル軸Ｏ方向に均等に配置されている。

各周溝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。具体的に、各周溝１５は、上方に向けて突の山側の頂部１５ａ（以下、山側頂部１５ａという）、下方に向けて突の谷側の頂部１５ｂ（以下、谷側頂部１５ｂという）が周方向に沿って交互に位置するとともに、これら山側頂部１５ａ及び谷側頂部１５ｂ間が連結部１５ｃにより連結されている。なお、図示の例では、山側頂部１５ａ及び谷側頂部１５ｂは、それぞれ曲線となっており、各頂部１５ａ，１５ｂ間を連結する連結部１５ｃは直線になっている。

また、ボトル軸Ｏ方向で隣接する各周溝１５の位相は、同位相になっている。すなわち、ボトル軸Ｏ方向で隣接する各周溝１５間において、上述した山側頂部１５ａ同士及び谷側頂部１５ｂ同士はそれぞれ周方向に沿う位置が同等（ボトル軸Ｏ方向で重なる位置）になっており、ボトル軸Ｏ方向の距離が全周に亘って等しくなっている。
また、図２に示すように、胴部１３の側面視において、周溝１５のうち、連結部１５ｃの周方向に対する傾斜角度θ、具体的には周方向のうち、ボトル軸Ｏ方向に沿う周溝１５の中央部を通る第１仮想線Ｌ１と、連結部１５ｃにおける溝幅の中央部を通る第２仮想線Ｌ２と、のなす角度は１５°以上６０°以下の範囲になっていることが好ましい。これについては、後に詳述する。なお、図２においては、図面を分かり易くするため、図１に示す周溝１５に対して縮尺を異ならせてある。

本実施形態によれば、周溝１５がボトル軸Ｏ方向に屈曲しながら延びる波形状を呈しているため、ボトル１減圧時において、胴部１３のうち、周溝１５間に位置する部分に径方向の内側に向けて作用する応力が、周方向に広がるのを周溝１５（連結部１５ｃ）によって抑制できる。そのため、胴部１３の不正変形を抑制し、胴部１３を周方向の全体に亘って均等に変形させながらボトル１の内圧変化（減圧）を吸収できる。その結果、所望の減圧吸収性能を具備させることができる。
また、周溝１５が波形状を呈しているので、図８に示すように周溝１５を周方向に沿って形成したストレート形状に比べてデザイン性も向上させることができる。

ここで、本願発明者は、上述した作用効果を確認するため、周溝１５（連結部１５ｃ）の傾斜角度θと減圧強度（ｋＰａ）との関係を検証した。なお、本検証では、減圧時に底部１４が実質的に変形しないような構成とし、胴部１３のみの減圧強度を解析により検証した。また、本検証ではサンプルボトルを密封状態で減圧したきに、不正変形した時点での圧力を減圧強度として読み取った。

次に、本検証で用いたサンプルボトル（実施例１〜４、比較例１，２）について説明する。各実施例では、周溝１５における径方向の深さＤや、振幅Ａ（ボトル軸Ｏ方向に沿う山側頂部１５ａにおける溝幅の中央部と、谷側頂部１５ｂにおける溝幅の中央部と、の間の長さ（図２参照））、ボトル軸Ｏ方向で隣接する周溝１５の位相をそれぞれ異ならせている。なお、以下に示す各図では、上述した図１と対応する構成については同一の符号を付して説明を省略する。

実施例１，２，４は、上述した図１に示すボトル１であって、周溝１５が波形状を呈するととともに、ボトル軸Ｏ方向で隣接する周溝１５の位相が同位相とされたものである。
実施例３は、図３に示すボトル１であって、周溝１５が波形状を呈するとともに、ボトル軸Ｏ方向で隣接する周溝１５の位相が逆位相とされたものである。すなわち、ボトル軸Ｏ方向で隣接する各周溝１５間において、山側頂部１５ａ及び谷側頂部１５ｂの周方向に沿う位置が同等になっている。
また、比較例１，２は、図８に示すボトルであって、周溝１５を周方向に沿って形成したストレート形状のものである。

上述した各実施例、及び比較例の具体的な条件は、以下の通りである。
実施例１：周溝１５の深さＤ＝１．５ｍｍ、振幅Ａ＝４ｍｍ、同位相
実施例２：周溝１５の深さＤ＝１．５ｍｍ、振幅Ａ＝６ｍｍ、同位相
実施例３：周溝１５の深さＤ＝１．５ｍｍ、振幅Ａ＝４ｍｍ、逆位相
実施例４：周溝１５の深さＤ＝２．０ｍｍ、振幅Ａ＝４ｍｍ、同位相
比較例１：周溝１５の深さＤ＝１．５ｍｍ
比較例２：周溝１５の深さＤ＝２．０ｍｍ

図４に示すように、傾斜角度に対する減圧強度の関係は、振幅Ａや位相、深さＤの変化に関わらず同じような傾向になっていることが分かる。具体的には、各実施例ともに所定の角度までは傾斜角度θが大きくなるに従い減圧強度が高くなっている。
これは、上述したように実施例では周溝１５が波形状を呈しているため、ボトル１減圧時に胴部１３に作用する応力が周方向に広がるのを連結部１５ｃによって抑制し、胴部１３を周方向の全体に亘って均等に変形させることができたためと考えられる。なお、各実施例ともに、傾斜角度が１５°以上の角度範囲で減圧強度が各比較例以上となり、３５°以上４５°以下の角度範囲で最大になることが確認された。

一方、各実施例ともに、傾斜角度θが大きくなり過ぎると、減圧強度が除々に低くなっていることが分かる。
これは、傾斜角度θが大きくなると、ボトル１減圧時に胴部１３に作用する応力が、連結部１５ｃを伝ってボトル軸Ｏ方向に広がり易くなるためであると考えられる。なお、少なくとも実施例１，３，４については、傾斜角度が６０°以下の範囲までは、減圧強度が比較例２以上になることが確認された。

以上の結果から、傾斜角度θは１５°以上６０°以下になっていることが好ましく、２０°以上５５°以下になっていることが減圧強度を確実に向上させる上ではより好ましい。すなわち、傾斜角度θを２０°以上にすることで、ボトル１減圧時において、胴部１３のうち、周溝１５間に位置する部分に径方向の内側に向けて作用する応力が、周方向に広がるのを連結部１５ｃによって確実に抑制できる。
一方、傾斜角度θを５５°以下にすることで、ボトル１減圧時において、胴部１３のうち、周溝１５間に位置する部分に径方向の内側に向けて作用する応力が、連結部１５ｃを伝ってボトル軸Ｏ方向に広がるのを確実に抑制できる。その結果、胴部１３の不正変形を抑制し、所望の減圧吸収性能を具備させることができる。

なお、比較例では、周溝１５が周方向に沿ってストレートに形成されているため、ボトル１減圧時に胴部１３のうち周溝１５間に作用する応力が、周方向に広がり易い。この場合、胴部１３のうち、周方向に沿う一部分が径方向の内側に向けて局所的に縮径変形すると、その周方向の両側に位置する部分は、径方向の外側に向けて拡径変形する一方、径方向で対向する部分は径方向の内側に縮径変形する。その結果、胴部１３が径方向に沿う断面視で楕円形状等の不正変形が生じ易いものと考えられる。

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、上述した実施形態では、山側頂部１５ａ、及び谷側頂部１５ｂが曲線となった正弦波形状に周溝１５を形成した場合について説明したが、これに限らず、図５に示すように、周溝１５を三角波形状に形成しても構わない。

また、上述した実施形態では、ボトル軸Ｏ方向で隣接する周溝１５同士が同位相（図１参照）または逆位相（図３参照）の場合について説明したが、これに限らず、図６に示すように、同位相と逆位相との間で位相をずらして形成しても構わない。
図３、図６に示すように、ボトル軸Ｏ方向で隣接する周溝１５同士の位相を互いにずらすことで、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の溝幅を全周に亘って狭めるように圧縮変形するのを抑制でき、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、周溝１５の本数や深さ、振幅Ａ等は、適宜設計変更が可能である。

また、上述した実施形態では、肩部１２、胴部１３及び底部１４のそれぞれの径方向に沿う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。さらに、上述した実施形態では、胴部１３の外径がボトル軸Ｏ方向の全体に亘って同径である場合について説明したが、これに限らず、ボトル軸Ｏ方向に沿って異なるように形成しても構わない。
例えば、図７に示すように、胴部１３がボトル軸Ｏ方向の外側から内側に向かうに従い漸次縮径した、いわゆる絞りボトルを採用しても構わない。
この場合、胴部１３がボトル軸Ｏ方向の全体に亘って同径とされた、いわゆるストレートボトル（図１参照）に比べて減圧強度の低い絞りボトルであっても、所望の減圧吸収性能を具備させることができる。

また、上述した山側頂部１５ａ及び谷側頂部１５ｂを直線状の連結部１５ｃにより連結する構成について説明したが、これに限らず、連結部１５ｃを曲線状とする等、周溝１５の波形状は適宜設計変更が可能である。何れにしても、図２に示すように、周方向のうち、ボトル軸Ｏ方向に沿う周溝１５の中央部を通る第１仮想線Ｌ１と、この第１仮想線Ｌ１及び第２仮想線Ｌ２の交点を通る接線と、のなす傾斜角度θが１５°以上であれば構わない。

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。

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

１…ボトル１３…胴部１５…周溝１５ａ…山側頂部（頂部）１５ｂ…谷側頂部（頂部）１５ｃ…連結部Ｏ…ボトル軸

Claims

筒状の胴部に、その径方向の内側に向けて窪み、かつ全周に亘って延設された周溝がボトル軸方向に間隔をあけて複数形成されたボトルであって、
前記周溝は、前記胴部の側面視でボトル軸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、
前記胴部の側面視において、前記周溝のうち、山側及び谷側の頂部間を連結する連結部の周方向に対する傾斜角度が１５°以上になっていることを特徴とするボトル。
前記傾斜角度が２０°以上５５°以下になっていることを特徴とする請求項１記載のボトル。
ボトル軸方向で隣接する前記周溝の位相が互いにず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。
前記胴部は、ボトル軸方向の外側から内側に向かうに従い漸次縮径し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。