JP2018144862A - アセプティック充填用ボトル - Google Patents

Abstract

【課題】アセプティック充填用ボトルにおいて、冷凍保存によっても底部のバックリングを抑制する。【解決手段】アセプティック充填用ボトルにおける底部（６）は、設置面に対して接地させる接地部（１０）と、接地部（１０）から径方向内側に向かうにつれてボトル内側に突入する中央部と、中央部における中心部に設けられた、中央部よりさらにボトル内側に突入するドーム部（１３）と、ドーム部（１３）から放射状に延びる凹状溝部（１４）と、を有する。中央部のドーム部側周縁部におけるボトル内側への突入高さ（Ｄ１）が、接地部（１０）から胴部と底部（６）との境界までの高さの半分（Ｄ２）より高くなる状態で形成されており、凹状溝部（１４）の、接地部（１０）の径方向における中央位置に対応する位置の深さ（Ｄ３）が５．０ｍｍ〜１０．０ｍｍである。【選択図】図３

Description

本発明は、口部と肩部と胴部と底部とを備えるアセプティック充填用ボトルに関する。

プラスチックボトルに対する液体の充填方法として、無菌状態で液体をボトル内に充填するアセプティック（無菌）充填方法がある。このアセプティック充填方法によれば、プラスチックボトルが高温にさらされずに済む。このため、アセプティック充填方法で充填するプラスチックボトル（以下、アセプティック充填用ボトルと称する）は、耐熱性が低くてもよく、このため厚みが薄く軽量なボトルとすることができる。

しかし、厚みを薄くし軽量なボトルとすると、その分強度が低下する問題がある。このため、例えば内部に炭酸飲料水を充填した場合、内部で炭酸が抜けることにより内圧が上昇して、底部が反転（バックリング）が生じるおそれがある。バックリングが生じるとボトルを自立させることができなくなるため、商品として流通させることができない。そして、この問題に対し、特開２０１２−１４０１５６号公報（特許文献１）には、底部における中央部の中心に内側に引っ込むドーム状の凹部を設けることで、底部のバックリングを抑制するボトルが提案されている。

特開２０１２−１４０１５６号公報

内容物を充填したプラスチックボトルは常温又は冷蔵して保存されるのみならず、内容物を加温したり凍結させて、加温保存や冷凍保存される場合がある。しかし、加温保存や冷凍保存する場合、加温や凍結により内容物が膨張するため、これにより底部のバックリングが生じてしまう問題がある。また、特許文献１のような構造を採用した場合、軽量化が難しい問題もあった。

そこで、加温保存や冷凍保存によっても、底部のバックリングを抑制できるアセプティック充填用ボトルの実現が望まれる。

本発明に係るアセプティック充填用ボトルは、
口部と肩部と胴部と底部とを備えるアセプティック充填用ボトルであって、
前記底部は、設置面に対して接地させる接地部と、前記接地部から径方向内側に向かうにつれてボトル内側に突入する中央部と、前記中央部における中心部に設けられた、前記中央部よりさらにボトル内側に突入するドーム部と、前記ドーム部から放射状に延びる凹状溝部と、を有し、
前記中央部の前記ドーム部側周縁部におけるボトル内側への突入高さが、前記接地部から前記胴部と前記底部との境界までの高さの半分より高くなる状態で形成されており、
前記凹状溝部の、前記接地部の径方向における中央位置に対応する位置の深さが５．０ｍｍ〜１０．０ｍｍである。

発明者は、中央部をその中心だけボトル内側に突入させたドーム状とするのでなく、その中心のドーム状の形状を保ったまま、ドーム状部分の周縁部から接地部にかけての中央部の全体についても径方向内側に向かうにつれてボトル内側に突入する構成にすることで、ボトル底部の強度を一層強化できることを見出した。そして、発明者はさらに、中央部の最大突入高さ、即ち、ドーム状部分の周縁部におけるボトル内側への突入高さを、底部の高さの半分よりも高くなるようにすることで、強度の強化の効果をさらに高められることも見出した。

そして、この構成によれば、発明者の見出した構造、即ち、中央部を接地部から径方向内側に向かうにつれてボトル内側に突入する形状とするとともに、ドーム状部分の周縁部におけるボトル内側への突入高さを、底部の高さ（即ち、胴部と底部との境界までの高さ）の半分より高くなる状態で形成してあるから、底部の強度を効果的に高めることができる。これにより、冷凍保存における底部のバックリングを効果的に抑制できる。

そして、中心部から放射状に形成されている凹状溝部により底部の強度を補強することができ、その凹状溝部の接地部の径方向における中央位置に対応する位置の深さが５．０ｍｍ〜１０．０ｍｍであるので、底部の強度を一層補強することができ、冷凍により膨張しやすい内容物であっても、底部のバックリングを効果的に抑制できる。さらに、この深さにすることで、容器を加温した場合でも、底部のバックリングを抑制することができる。

以下、本発明に係るアセプティック充填用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、前記中央部が弧状に形成されていると好適である。

この構成によれば、ボトル内側に突入させる中央部の形状を弧状に形成することにより、中央部が接地部からドーム部側周縁部にかけて直線状で形成されているのに比べ、中央部にかかる圧力が均一化されるので底部の強度を一層効果的に高めることができる。これにより、冷凍保存における底部のバックリングを一層効果的に抑制できる。

１つの態様として、前記凹状溝部が前記ドーム部から前記接地部より径方向外側の周縁部まで延びていると好適である。

この構成によれば、底部の強度を補強する凹状溝部がドーム部から周縁部まで長く形成されているから、底部の強度を一層補強することができる。

１つの態様として前記胴部には、その周面を周回する少なくとも一つの凹状リブが形成されていると好適である。

この構成によれば、冷凍保存における内容物の体積膨張を、胴部に設けた凹状リブによりある程度吸収することができるから、体積膨張により適部に加わる力を低減することができて、冷凍保存における底部のバックリングを効果的に抑制できる。

アセプティック充填用ボトルの正面図 アセプティック充填用ボトルにおける底部の底面図 図２におけるIII−III断面図 図２におけるIV−IV断面図

本発明に係るアセプティック充填用ボトルの実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態に係るアセプティック充填用ボトル１は、口部２と肩部４と胴部５と底部６とを備える。底部６は、設置面に対して接地させる接地部１０と、接地部１０から底部６における中心部に向かうにつれて本体内側に突入する中央部１２と、中央部１２における中心部に設けられた、中央部１２よりさらにボトル内側に突入するドーム部１３と、ドーム部１３から放射状に延びる凹状溝部１４と、を有している。中央部１２は、中央部１２のドーム部側周縁部１２ａにおけるボトル内側への突入高さＤ１が、接地部１０から胴部５と底部６との境界までの高さの半分Ｄ２より高くなる状態で形成されている。そして、凹状溝部１４の、接地部１０の径方向における中央位置に対応する位置の深さＤ３が５．０ｍｍ〜１０．０ｍｍである。これにより、冷凍保存における底部のバックリングを効果的に抑制できる。以下、本実施形態に係るアセプティック充填用ボトル１について詳細に説明する。

本実施形態に係るアセプティック充填用ボトル（以下、単にボトルと称する）１は、図１に示すように、液体の注ぎ口としての口部２と、液体を充填するボトル本体部３とを備える。ボトル本体部３は、肩部４と胴部５と底部６とを備えて構成される。肩部４は口部２と連続する底面方向に向かうにつれて徐々に拡径する部位であり、様々な形状の多角形のパネルを組み合わせた形状をしている。胴部４は肩部３と連続する筒状の部位である。底部５は、ボトル本体部３のうち、ボトル本体部３の周面が底面にかけて徐々に縮径する部位である。つまり、本実施形態では、胴部５と底部６との境界の位置は、ボトル本体部３が底面にかけて縮径し始める高さ方向の位置となる。

ここで、本実施形態に係るボトル１は、無菌状態で液体をボトル内に充填するアセプティック（無菌）充填方法に用いるボトルである。アセプティック充填方法によれば、プラスチックボトルが高温にさらされずに済むため、ボトル１は、耐熱性が低くてもよく、このため厚みが薄く軽量なボトルとしてある。ボトル１は、例えば、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、二軸延伸ブロー成型等の延伸成形法によって一体的に成型することができる。

本実施形態に係るボトル１は、後述するように、充填された液体を冷凍した場合の充填物膨張に耐えうるように構成したものであるため、ボトル１に充填させる内容物としては、例えばミネラルウォータ、茶、清涼飲料水、又は果汁等、冷凍して保存することのある非炭酸飲料が特に好適である。ただし、その他にも、例えば、炭酸飲料やソース等の食品にも好適に使用することができる。

胴部５は直胴型であり、胴部５にはその周面を周回する凹状リブ７が複数形成されている。凹状リブ７は径方向（ボトル１の中心軸Ｘに向かう方向であって、水平方向に沿う方向）内側に凹の形状であり、各凹状リブ７のそれぞれの幅及び深さは全周にわたって略一定に形成されている。これら凹状リブ７はボトル１の側面強度を補強する補強リブとして機能するとともに、冷凍保存時における内容液の体積膨張をボトル１の垂直上方向への延伸により吸収する部位としても機能する。

なお、凹状リブ７は、少なくとも胴部５のいずれかの位置に１本形成していればよく、好ましくは、胴部５に２本以上形成していればよい。より好ましくは、胴部下部には少なくとも１本形成され、胴部上部には複数形成されているとよい。なお、胴部下部と胴部上部にそれぞれ少なくとも１本形成されていれば、冷凍保存時における内溶液の体積膨張をボトル１の垂直上方向に延伸しやすくなるので、ボトル１は傾きなくまっすぐ自立でき、かつ、ボトルの変形や破裂もない。また、図１に示すように、凹状リブ７は径方向の内側に凹の形状で、凹の形状が全周にわたって形成されていればよい。

図１〜４に示すように、底部６は、机などの設置面に対して接地させる環状の接地部１０を有し、さらに、接地部１０に対して径方向外側の部位である周縁部１１と、接地部１０に対して径方向内側の部位である中央部１２と、中央部１２における中心部に設けられた、中央部１２よりさらにボトル内側に突入するドーム部１３を有する。中央部１２は、接地部１０から径方向内側に向かうにつれてボトル１の内側（図１における上方）に突入する形状に形成されており、接地部１０からドーム部１３にかけて弧状に形成されている。さらに、図３に示すように、中央部１２は、中央部１２のドーム部側周縁部１２ａにおけるボトル内側への突入高さＤ１が、接地部１０から胴部５と底部６との境界６ａまでの高さの半分Ｄ２より高くなる状態で形成されている。また、ドーム部１３は、縦断面視において台形状となる形状で形成されている。

底部６には、ドーム部１３から周縁部１１まで延びる複数の（本実施形態では８本）の凹状溝部１４がドーム部１３から放射状に等間隔で形成されている。この凹状溝部１４により底部６の強度を補強してある。この凹状溝部１４により接地部１０、周縁部１１、及び中央部１２が周方向（ボトル１の中心軸Ｘを周回する方向）に複数に（本実施形態では８つに）分断された状態となる。図４に示すように、各凹状溝部１４の周縁部１１側の端部１４ａは胴部５と底部６との境界６ａまで延びている。また、凹状溝部１４は、その接地部１０の径方向における中央位置に対応する位置の深さＤ３が５．０ｍｍ〜１０．０ｍｍであると好適である（本実施形態では６．６ｍｍ）。１０．０ｍｍ以上であると、深くなりすぎてボトル１の外観を損ねたり、他の部位の設計変更の必要が生じる虞があるからである。

このようにボトル１において、底部６の中心部にドーム部１３を形成するだけでなく、ドーム部１３から接地部１０にかけての中央部１２の全体についても径方向内側に向かうにつれてボトル内側に突入する構成にすること、ドーム部側周縁部１３ａにおけるボトル内側への突入高さを、底部６の高さの半分よりも高くなるようにすること、接地部１０からドーム部側周縁部１３にかけて弧状に形成することで、底部６の強度を効果的に高めてある。さらに、ドーム部１３から周縁部１１まで延ばしてある凹状溝部１４により底部６の強度を補強してある。これにより、冷凍保存による内容物の体積膨張による底部６のバックリングを抑制できる強度を確保してある。

以下の表１に、従来のボトルと本実施形態に係るボトル１とについて３回テストした結果を比較したものを示す。従来のボトルは、本実施形態に係るボトル１と異なり、図３に示す深さＤ３（凹状溝部１４の、接地部１０の径方向における中央位置に対応する位置の深さ）に対応する部分の深さが５ｍｍ以下となっている。

表１から明らかなように、本実施形態に係るボトル１の方が充填量６５０ｍｌと大容量ボトルにおいて安定しており、これは底部６のバックリングが抑制されていることを意味する。このように、本実施形態に係るボトル１では、冷凍保存（さらには加温保存）による内容物の体積膨張による底部６のバックリングを抑制できる強度が確保できていることがわかる。

〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係るアセプティック充填用ボトル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）上記の実施形態では、胴部５が直胴型で構成された例を説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、胴部５が直胴部に加え、くびれ部等を備えた構成としても良い。

（２）上記の実施形態において、各凹状溝部１４の間に、さらに、接地部１０から周縁部１１にかけて、凹状溝部１４より小さい凹状小溝部を形成してもよい。これにより、さらに底部の強度を補強できる。

（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、例えばアセプティック充填方法で内容液を充填するプラスチックボトルに利用することができる。

１ アセプティック充填用ボトル
２ 口部
４ 肩部
５ 胴部
６ 底部
７ 凹状リブ
１０ 接地部
１１ 周縁部
１２ 中央部
１３ ドーム部
１４ 凹状溝部
Ｄ１ 中央部のドーム部側周縁部におけるボトル内側への突入高さ
Ｄ２ 接地部から胴部と底部との境界までの高さの半分の高さ
Ｄ３ 凹状溝部の、接地部の径方向における中央位置に対応する位置の高さ

Claims (4)

1. 口部と肩部と胴部と底部とを備えるアセプティック充填用ボトルであって、
   前記底部は、設置面に対して接地させる接地部と、前記接地部から径方向内側に向かうにつれてボトル内側に突入する中央部と、前記中央部における中心部に設けられた、前記中央部よりさらにボトル内側に突入するドーム部と、前記ドーム部から放射状に延びる凹状溝部と、を有し、
   前記中央部の前記ドーム部側周縁部におけるボトル内側への突入高さが、前記接地部から前記胴部と前記底部との境界までの高さの半分より高くなる状態で形成されており、
   前記凹状溝部の、前記接地部の径方向における中央位置に対応する位置の深さが５．０ｍｍ〜１０．０ｍｍであるアセプティック充填用ボトル。
2. 前記中央部が弧状に形成されている請求項１に記載のアセプティック充填用ボトル。
3. 前記凹状溝部が前記ドーム部から前記接地部より径方向外側の周縁部まで延びている請求項１又は２に記載のアセプティック充填用ボトル。
4. 前記胴部には、その周面を周回する少なくとも一つの凹状リブが形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のアセプティック充填用ボトル。

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