JP2017210264A - 樹脂製ボトル、及び、プリフォーム - Google Patents

Abstract

【課題】軽量化に伴う樹脂製ボトルの製造工程における問題を回避しつつ軽量化を達成する。【解決手段】円筒状の口部の外周面に、高さ方向の上から順に、雄ネジ部と、ビードリングと、サポートリングと、が径方向（Ｒ）の外側に突出して形成されており、ビードリングとサポートリングとの間の周壁部（３）における高さ方向の一部には、周壁部（３）の外周面から径方向（Ｒ）の内側に窪み、周壁部（３）の肉厚より肉厚が薄くなった肉薄部（４０）が周方向（Ｃ）の全周にわたって形成されており、肉薄部（４０）には、第１肉薄部（４１）と、第１肉薄部（４１）より径方向（Ｒ）外側に突出している第２肉薄部（４２）と、が形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、円筒状の口部の外周面に、高さ方向の上から順に、雄ネジ部と、ビードリングと、サポートリングと、が径方向の外側に突出して形成されている樹脂製ボトル、及び、プリフォームに関する。

一般に、ペットボトル等のこの種の樹脂製ボトルは、樹脂を射出成形によってプリフォームに成形する射出成形工程と、搬送されたプリフォームをブロー成形により樹脂製ボトルに成形するブロー成形工程と、を経て製造される。そして、その後の樹脂製ボトルに飲料を充填する充填工程において、樹脂製ボトルは、一般的にグリッパと呼ばれる装置を用いて、口部のビードリングとサポートリングとの間と、サポートリングの下側の部分をグリップして搬送される。

近年、樹脂製ボトルに用いる樹脂の量を削減し、資源・コストを節約することが求められている。これに対し、単に全体の肉厚を薄くするだけでは強度上の問題が生じる。

このような問題に対し、国際公開第２００７／０３３７２２号公報（特許文献１）には、図５に示すように、ビードリング１０１とサポートリング１０２との間の領域１０３に、肉厚の薄い肉抜き部１０４を周方向に複数形成した樹脂製プリフォームの口部１００が開示されている。この口部１００では、肉抜き部１０４により軽量化と強度維持を図っている。

国際公開第２００７／０３３７２２号

しかし、特許文献１の口部１００では、軽量化のため肉抜き部１０４をビードリング１０１の下縁からサポートリング１０２の上縁という広い範囲で設けているため、グリッパがその肉抜き部１０４に入り込み、グリップが正確に行えないために、ボトル搬送時に樹脂製ボトルの姿勢がずれることがあり、場合によってはグリッパからグリッパへの樹脂製ボトルの受け渡しの時に樹脂製ボトルが落下するおそれがあった。また、これを回避するために、単に肉抜き部１０４の幅を狭めることも考えられるが、そうすると、十分に軽量化が達成されないこととなる。

そこで、本発明の目的は、軽量化に伴う樹脂製ボトルの製造工程における問題を回避しつつ軽量化を達成する樹脂製ボトル、及び、プリフォームを提供することにある。

本発明に係る樹脂製ボトルは、
円筒状の口部の外周面に、高さ方向の上から順に、雄ネジ部と、ビードリングと、サポートリングと、が径方向の外側に突出して形成されており、
前記ビードリングと前記サポートリングとの間の周壁部における前記ビードリングの下縁及び前記サポートリングの上縁からそれぞれ離れた位置に、前記周壁部の外周面から前記径方向の内側に窪み、前記周壁部の肉厚より肉厚が薄くなった肉薄部が周方向の全周にわたって形成されており、
前記肉薄部には、第１肉薄部と、前記第１肉薄部より前記径方向外側に突出している第２肉薄部と、が形成されている。

この構成では、ビードリングとサポートリングとの間の周壁部において、肉薄部をビードリングの下縁とサポートリングの上縁からそれぞれ離れた位置に設けてあるので、搬送工程において用いられるグリッパ等の一般的な装置においてグリップを行う治具が、ビードリングの下縁と肉薄部の上側の境界線との間の部分（図１でいう符号４の部分）と肉薄部の下側の境界線とサポートリングの下縁との間の部分（図１でいう符号５の部分）とに当接することとなり、搬送工程におけるグリップが正確にでき、樹脂製ボトルの姿勢がずれることなく安定して搬送することができる。

また、軽量化の点においても、肉薄部を周方向の全周に設けることで、肉薄部をビードリングの下縁とサポートリングの上縁からそれぞれ離れた位置に設けても、十分な軽量化が達成できる。一方、肉薄部を周方向の全周に設けると、射出成形工程において樹脂をプリフォームの金型に流し込むときに、金型のその肉薄部に対応する部分が樹脂の流し込みを阻害する虞があるが、この構成では、肉薄部が第１肉薄部とそれよりは肉厚の第２肉薄部とを有する深さが複数段のものとなっており、これにより、第２肉薄部に当たる部分が射出成形工程において樹脂を流し込むときの通り道となるから、成形性の低下を効果的に抑制できる。そして、このような第１肉薄部より肉厚の厚い第２肉薄部を設けてはいるが、第２肉薄部は周壁部よりは肉薄であるため、第２肉薄部の深さの分だけ軽量化することが可能となる。

このように、この構成によれば、軽量化に伴う樹脂製ボトルの製造工程における問題を効果的に回避しつつ、軽量化を達成することができる。

以下、本発明の樹脂製ボトルの好適な態様について説明する。但し、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定される訳ではない。

１つの態様として、前記肉薄部は、複数の前記第１肉薄部と複数の前記第２肉薄部とを備え、前記第１肉薄部と前記第２肉薄部とが前記周方向に交互に形成されていると好適である。

この構成によれば、肉薄部の全周に第２肉薄部を満遍なく配置させることができるので、射出成形工程における成形性の低下を一層効果的に抑制できる。

１つの態様として、前記肉薄部が、横断面視において、前記第１肉薄部と前記第２肉薄部とが波形状に形成されていると好適である。

この構成によれば、肉薄部を波形状に形成することで、肉薄部における応力の集中を効果的に回避できて、口部の強度を効果的に高めることができる。

１つの態様として、前記雄ネジ部は、前記外周面の二周分の長さで形成されていると好適である。

例えば炭酸飲料を充填する場合には、充填・閉栓後の流通過程において、例えば４０〜５０℃等の高圧環境下に置かれた場合、内部で炭酸が抜けてボトル内の内圧が上昇するとともにボトルが膨張し、さらに高温のため樹脂が変形しやすくなる。その結果、口部においても変形・膨張が発生し、最悪の場合キャップがずれて密封性が損なわれてしまうおそれがある。そこで、この構成によれば、雄ネジ部を外周面の二周分の長さとしてある。つまり、雄ネジ部は、キャップと係合させるためのものではあるが、同時に、口部の変形を抑制する補強部材としても機能するところ、その雄ネジ部を外周面の二周分の長さで設けることで、口部の変形・膨張を効果的に抑制することができる。

１つの態様として、前記雄ネジ部の一部には、前記径方向の一部について前記雄ネジ部を前記径方向内側に切り欠いた切欠き部が形成されていると好適である。

この構成によれば、雄ネジ部の一部を切り欠いて軽量化を図りながらも、その雄ネジ部の径方向のすべてを切り欠くことなく、一部分については残すという構造とするため、雄ネジ部の径方向のすべてを切り欠く場合に比べ、口部の強度を高めることができる。これにより、ブロー成形工程における口部固定に伴う口部の変形・膨張を効果的に抑制することができる。

本発明に係るプリフォームは、
円筒状の口部の外周面に、高さ方向の上から順に、雄ネジ部と、ビードリングと、サポートリングと、が径方向の外側に突出して形成されており、
前記ビードリングと前記サポートリングとの間の周壁部における前記ビードリングの下縁及び前記サポートリングの上縁からそれぞれ離れた位置に、前記周壁部の外周面から前記径方向の内側に窪み、前記周壁部の肉厚より肉厚が薄くなった肉薄部が周方向の全周にわたって形成されており、
前記肉薄部には、第１肉薄部と、前記第１肉薄部より前記径方向外側に突出している第２肉薄部と、が形成されている。

樹脂ボトルの口部の正面図 図１のＩＩ−ＩＩ断面図 図１における肉薄部の拡大図 樹脂ボトルの口部の平面図 従来例の口部の正面図

本発明に係る樹脂製ボトル、及び、プリフォームの実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る樹脂製ボトルは、円筒状の口部１の外周面に、高さ方向Ｈの上から順に、雄ネジ部１０と、ビードリング２０と、サポートリング３０と、が径方向Ｒの外側に突出して形成されており、ビードリング２０とサポートリング３０との間の周壁部３におけるビードリング２０の下縁とサポートリング３０の上縁からそれぞれ離れた位置に、周壁部３の外周面から径方向Ｒの内側に窪み、周壁部３の肉厚より肉厚が薄い肉薄部４０が周方向Ｃの全周にわたって形成されており、肉薄部４０には、第１肉薄部４１と、第１肉薄部４１より径方向Ｒの外側に突出しており、第１肉薄部４１より肉厚である第２肉薄部４２と、が形成されている。これにより、軽量化に伴う樹脂製ボトルの製造工程における問題を効果的に回避しつつ、軽量化を達成することができる。以下、本実施形態の樹脂製ボトル、及び、プリフォームについて、詳細に説明する。

本実施形態の樹脂製ボトル、及び、プリフォームは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂を主材料としている。樹脂製ボトルの容量は特に限定されず、一般的に流通している２００ミリリットル〜２リットル程度とすることができる。また、樹脂製ボトルに充填させる液体は特に限定されず、例えば、飲料水、炭酸飲料、茶、果汁、コーヒー、ココア、清涼飲料水、アルコール飲料、乳飲料、スープなどの飲料や、ソースや醤油などの液体調味料などが挙げられる。なお、本実施形態における樹脂製ボトルは、後述するように、その口部１は、特に炭酸飲料を充填するのに適した形状となっている。

また、本実施形態の樹脂製ボトル、及び、プリフォームは、一般的にグリッパと呼ばれる装置を用いて、口部のビードリングとサポートリングとの間と、サポートリングの下側の部分をグリップして搬送される飲料を充填する充填工程において好適に用いることができる。

以下では、この樹脂製ボトル、及び、この樹脂製ボトルを製造するためのプリフォームの特徴である口部１について説明する。なお、樹脂製ボトル、及び、プリフォームの他の部分については一般的な樹脂製ボトル、及び、プリフォームと同様の形状でよく、特に説明しない。ここで、以下、高さ方向Ｈ、径方向Ｒ、周方向Ｃというときは、口部１を円筒に見立てたときのその高さ方向、径方向、周方向にそれぞれ相当する。

図１に示すように、本実施形態の樹脂製ボトル、及び、プリフォームの口部１は、一般的な樹脂製ボトル、及び、プリフォームにおける口部と同様に円筒状の形状であり、その外周面に、高さ方向Ｈの上から順に、雄ネジ部１０と、ビードリング２０と、サポートリング３０と、が径方向Ｒの外側に突出して形成されている。より詳しくは、口部１は、高さ方向Ｈの上側に位置する円筒部２と、円筒部２の下側に位置し、円筒部２より肉厚な周壁部３とに分けられ、円筒部２の外周面に雄ネジ部１０が形成され、円筒部２と周壁部３との境界部分にビードリング２０が形成され、周壁部３の下縁にサポートリング３０が形成された形状となっている。

図１〜３に示すように、口部１において、ビードリング２０とサポートリング３０との間の周壁部３におけるビードリング２０の下縁とサポートリング３０の上縁からそれぞれ離れた位置に、周壁部３の外周面から径方向Ｒの内側に窪み、周壁部３の肉厚より肉厚が薄くなった肉薄部４０が周方向Ｃの全周にわたって形成されている。

一般に、プリフォームをグリップして搬送する搬送工程において、周壁部３に当たる部分がグリップされて搬送されるが、本実施形態では、周壁部３に設けた肉薄部４０をビードリング２０の下縁とサポートリング３０の上縁からそれぞれ離れた位置に設けてあるので、搬送工程において用いられるグリッパ等の一般的な装置においてグリップを行う治具が、ビードリング２０の下縁と肉薄部４０の上側の境界線４３との間の部分４と肉薄部４０の下側の境界線４３とサポートリング３０の下縁との間の部分５とに当接することとなる。その結果、グリップにおいて治具がその肉薄部４０に入り込むことが効果的に回避され、正確なグリップが可能となり、樹脂製ボトルの姿勢がずれることなく安定して搬送することができる。

さらに、肉薄部４０にはそれぞれ肉厚が異なる第１肉薄部４１と第２肉薄部４２との２段階の肉薄部が形成されている。そして、図２に示すように、第２肉薄部４２は、第１肉薄部４１より径方向Ｒの外側に突出しているが周壁部３の外周面より径方向Ｒの内側に窪んだ状態となっている。より具体的には、肉薄部４０は、それぞれ同一形状のより肉厚の薄い複数の第１肉薄部４１と、それぞれ同一形状のより肉厚の厚い複数の第２肉薄部４２とを有し、第１肉薄部４１と第２肉薄部４２とが周方向Ｃに交互に形成されており、そして、全体が横断面視で線対称な形状となっている。また、図２に示すように、横断面視において、肉薄部４０が第１肉薄部４１と第２肉薄部４２とをそれぞれ頂点とする波形状に形成されている。なお、図１〜図３では、本実施形態の樹脂製ボトル、及び、プリフォームの口部１にそれぞれ１２個の第１肉薄部４１と第２肉薄部４２とが設けられたものを示している。しかし、あくまでもこれは例示であり、この数に限定されず、どのような数であってもよいが、例えば、口部１に８個〜１８個の第１肉薄部４１と第２肉薄部４２が設けられていると好適であり、これによれば、グリップにおいて治具がその肉薄部４０に入り込むことが効果的に回避され、樹脂製ボトルの搬送が安定する。

これにより、射出成形工程において第２肉薄部４２に当たる部分が樹脂を流し込むときの通り道となり、樹脂の流れが阻害されるのを効果的に抑制し、成形性の低下を回避できる。さらに、第２肉薄部４２は、第１肉薄部４１より径方向Ｒの外側に突出しているが周壁部３の外周面より径方向Ｒの内側に窪んだ状態となっているので、窪んでいる分だけ軽量化を達成できる。また、第１肉薄部４１と第２肉薄部４２とを周方向Ｃに交互に形成することで、肉薄部４０の全周に第２肉薄部４２を満遍なく配置させるので、射出成形工程における成形性の低下を一層効果的に抑制できる。肉薄部４０が波形状に形成されているため、肉薄部４０における応力の集中を回避できて強度が効果的に高められている。

また、図３を用いて、肉薄部４０の具体的形状についてさらに説明すると、第１肉薄部４１は、高さ方向Ｈと平行ではなく、高さ方向Ｈに対して斜めに延びたものとなっている。また、周方向Ｃに延びる肉薄部４０と周壁部３との境界線４３は、第１肉薄部４１に対応する位置を谷部とし、第２肉薄部４２の中央部分に対応する位置を山部とする波形状に形成されている。また、肉薄部４０と周壁部３との境界部分は角のないなだらかな形状になっている。これらの形状により、応力集中を防いで強度を高めてある。

次に、図１に示すように、雄ネジ部１０は、円筒部２の外周面のおよそ二周分の長さで形成されている。完全ネジ部の長さでいうと、およそ６９０度で形成されている。このように、二周分の長さで形成することにより、口部１の変形・膨張を効果的に抑制することができる。このように口部１の変形・膨張を抑制してあるので、炭酸飲料を充填した場合の炭酸ガスによる内圧の上昇にも対応でき、炭酸飲料を充填するのに適したものとなっている。

また、雄ネジ部１０の一部には、高さ方向Ｈに連なる、径方向Ｒの一部について雄ネジ部１０を径方向Ｒの内側に切り欠いた切欠き部１１が形成されている。この切欠き部１１により軽量化を図ることができるが、同時に、この切欠き部１１はガス抜きのためのいわゆるベントスロットとしても機能する。そして、図４に示すように、この切欠き部１１は雄ネジ部１０の径方向Ｒの全域には形成されていないので（つまり、径方向Ｒの一部を残して切欠き部１１が形成されている）、口部１の強度を高めることができる。その結果、ブロー成形工程における口部１の固定に伴う口部１の変形・膨張を効果的に抑制することができる。

以上のように、本実施形態における樹脂製ボトル、及び、プリフォームでは、その口部１の各部で軽量化を図りつつ、それに伴う樹脂製ボトルの製造工程における問題を効果的に回避することができる。

〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係る樹脂製ボトル、及び、プリフォームのその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）上記の実施形態で示した肉薄部４０の形状はあくまでも例示であり、本発明の実施形態はこれに限定されない。少なくとも第２肉薄部４２が第１肉薄部４１より径方向Ｒの外側に突出しているが周壁部３の外周面より径方向Ｒの内側に窪んだ状態となっていればよく、第１肉薄部４１や第２肉薄部４２の数や寸法、第１肉薄部４１と第２肉薄部４２との間の境界部分の形状など、肉薄部４０の形状は適宜変更すればよい。

（２）上記の実施形態で示した雄ネジ部１０の形状もあくまでも例示であり、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、雄ネジ部１０の長さは必要に応じて二周分より長くしても短くしてもよく、また、切欠き部１１の形状やその有無も適宜変更できる。

（３）その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。従って、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。

本発明は、例えば液体を内部に充填させる樹脂製ボトルやプリフォームの口部構造に利用することができる。

１ 口部
３ 周壁部
１０ 雄ネジ部
１１ 切欠き部
２０ ビードリング
３０ サポートリング
４０ 肉薄部
４１ 第１肉薄部
４２ 第２肉薄部
Ｒ 径方向
Ｃ 周方向

Claims (6)

1. 円筒状の口部の外周面に、高さ方向の上から順に、雄ネジ部と、ビードリングと、サポートリングと、が径方向の外側に突出して形成されており、
   前記ビードリングと前記サポートリングとの間の周壁部における前記ビードリングの下縁及び前記サポートリングの上縁からそれぞれ離れた位置に、前記周壁部の外周面から前記径方向の内側に窪み、前記周壁部の肉厚より肉厚が薄くなった肉薄部が周方向の全周にわたって形成されており、
   前記肉薄部には、第１肉薄部と、前記第１肉薄部より前記径方向外側に突出している第２肉薄部と、が形成されている樹脂製ボトル。
2. 前記肉薄部は、複数の前記第１肉薄部と複数の前記第２肉薄部とを備え、前記第１肉薄部と前記第２肉薄部とが前記周方向に交互に形成されている請求項１に記載の樹脂製ボトル。
3. 前記肉薄部が、横断面視において、前記第１肉薄部と前記第２肉薄部とが波形状に形成されている請求項２に記載の樹脂製ボトル。
4. 前記雄ネジ部は、前記外周面の二周分の長さで形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂製ボトル。
5. 前記雄ネジ部の一部には、前記径方向の一部について前記雄ネジ部を前記径方向内側に切り欠いた切欠き部が形成されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂製ボトル。
6. 円筒状の口部の外周面に、高さ方向の上から順に、雄ネジ部と、ビードリングと、サポートリングと、が径方向の外側に突出して形成されており、
   前記ビードリングと前記サポートリングとの間の周壁部における前記ビードリングの下縁及び前記サポートリングの上縁からそれぞれ離れた位置に、前記周壁部の外周面から前記径方向の内側に窪み、前記周壁部の肉厚より肉厚が薄くなった肉薄部が周方向の全周にわたって形成されており、
   前記肉薄部には、第１肉薄部と、前記第１肉薄部より前記径方向外側に突出している第２肉薄部と、が形成されているプリフォーム。

Images