JP2020121738A - 外装材 - Google Patents
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Abstract
【課題】軽量であり、内部容器と外装材とが別体であり、耐荷重が500N超である、外装材を提供する。【解決手段】内部容器を収容可能な外装材であって、前記外装材は、プラスチック材料により形成されており、内部容器の全長と略等しい長さの外筒部と、該外筒部から内部容器の首部に向けて収束するように伸びた面状部とを有し、耐荷重500N超であることを特徴とする外装材。【選択図】図2b
Description
本願は、液体を充填したボトル等の容器を収納するための外装材に関する。
ビール等の炭酸飲料を料飲店や販売業者等へ、大容量で輸送する際に使用する容器として、液体が充填された内部容器と外装材とが一体となっているステンレス製の樽が使用されてきた。
上記のステンレス製の樽は、飲料製造メーカーで充填を行った後、保管や輸送に耐え得る強度を備え、且つ充填した液体の品質保持のための遮光性も有している利点があるが、重量が大きく、取り扱いづらいといった欠点もある。その中で、取り扱い時の負担を軽減するために、上記利点を損なうことなく、重量を軽量化することが求められている。
特許文献1には、内部容器と外装材とが一体となっているプラスチック製の容器が記載されている。
また、一部の市場において、内部容器を収容する外装材として、上部構造体とプラスチック段ボールからなる筒状体の組み合わせからなる輸入製品が用いられている。
重量を軽量化するためには、容器の材質をステンレスからプラスチックへ変更することで大幅な効果が見られる。また収容した液体の品質保持のため、特に、炭酸飲料を収容した場合においては、内部容器にガスバリア膜を形成することが必要となる。しかし、内部容器にガスバリア膜を形成するには、内部容器と外装材とが別体であることが必要であり、特許文献1に記載の容器では、ガスバリア膜を形成することが難しい。
また、図1に示すように、上記ステンレス製の樽10に液体を充填する際には、樽10の開口部を下へ向け、樽10の底部に上側から、クランプ20により荷重をかけながら、液体が充填される。このクランプ20により樽10には500Nを超える荷重がかかる。プラスチック製の容器を使用した場合においても、同じ設備により液体を充填できることが好ましい。よって、内部容器を収容する外装材には、この荷重に耐え得る強度が求められる。
しかしながら、上記の輸入製品は、内部容器の首部のリング部分を左右から挟んで固定する水平方向分割型の上部構造体と、筒状体のプラスチック段ボールとの組み合わせからなり、その耐荷重は500N程度で不十分であった。
上記に鑑み、本願は、軽量であり、内部容器と外装材とが別体であり、耐荷重が500N超である、外装材を提供することを課題とする。
上記課題を解決すべく、本願は、第1の形態として、内部容器を収容可能な外装材であって、前記外装材は、プラスチック材料により形成されており、内部容器の全長と略等しい長さの外筒部と、該外筒部から内部容器の首部に向けて収束するように伸びた面状部とを有し、耐荷重500N超であることを特徴とする外装材を開示する。
第1の形態において、前記面状部の上面および/または下面にリブを備えることが好ましい。
第1の形態において、前記面状部の形状が、平面または内部容器の肩部に沿った曲面であることが好ましい。
第1の形態において、前記リブが、円状リブおよび/または縦リブであることが好ましい。
第1の形態において、前記円状リブの数が、1〜3本であることが好ましい。
第1の形態において、前記縦リブの数が、6〜16本であることが好ましい。
第1の形態において、前記面状部が縮径方向端部にリング状部を備えており、該リング状部の垂直方向長さが2mm以上15mm以下であることが好ましい。
第1の形態において、前記外筒部が、円錐形状であることが好ましい。
第1の形態において、前記プラスチック材料の引張弾性率が、1200MPa以上であることが好ましい。
本願は、第2の形態として、内部容器、および、該内部容器を収容する第1の形態の外装材からなる、複合容器を開示する。
本願の外装材は、軽量であり、内部容器と外装材とが別体であり、耐荷重が500N超である。
<外装材200>
本開示の外装材200は、飲料等の液体を収容した内部容器100の全長と略等しい長さの外筒部220と、該外筒部220から内部容器100の首部に向けて収束するように伸びた面状部240とを有する。外筒部220が内部容器100の全長と略等しい長さであるため、図2aの内部容器100を収容した外装材200の正面図においては、内部容器100の全体を外装材200が覆って見える。外装材200は、内部容器100の底面や上面をも覆った形態でもよく、その場合は、外装材200に内部容器100を収容する際や、収容した内部容器100に液体を充填する際に、底面や上面を開閉できるとよい。
本開示の外装材200は、飲料等の液体を収容した内部容器100の全長と略等しい長さの外筒部220と、該外筒部220から内部容器100の首部に向けて収束するように伸びた面状部240とを有する。外筒部220が内部容器100の全長と略等しい長さであるため、図2aの内部容器100を収容した外装材200の正面図においては、内部容器100の全体を外装材200が覆って見える。外装材200は、内部容器100の底面や上面をも覆った形態でもよく、その場合は、外装材200に内部容器100を収容する際や、収容した内部容器100に液体を充填する際に、底面や上面を開閉できるとよい。
また、「略等しい」とは、外筒部220が内部容器100の全長(フタ、キャップなどを含んだ全長)と同じ、また好ましくは、外筒部220の上下方向それぞれに内部容器の全長の5%以下の余分な長さを有することをいう。
該余分な長さを有することにより、液体充填工程のクランプ20により荷重が負荷される際に内部容器100に荷重がかかることなく保護できる。また、外装材200を上下に複数段済みして重ねる場合の都合、および/または、上面および/または下面を開閉できるように覆う場合の都合なども考慮して、その長さが選定される。
なお、外装材200を上下方向に不必要に大きくしない観点から、外筒部220は、上下方向にそれぞれ内部容器の全長の5%以下の余分な長さを有することが好ましく、それぞれ4%以下の余分な長さを有することがより好ましい。なお、該余分な長さの下限としては、段積みする都合などの点から、0.5%以上が好ましく、1%以上がより好ましい。
該余分な長さを有することにより、液体充填工程のクランプ20により荷重が負荷される際に内部容器100に荷重がかかることなく保護できる。また、外装材200を上下に複数段済みして重ねる場合の都合、および/または、上面および/または下面を開閉できるように覆う場合の都合なども考慮して、その長さが選定される。
なお、外装材200を上下方向に不必要に大きくしない観点から、外筒部220は、上下方向にそれぞれ内部容器の全長の5%以下の余分な長さを有することが好ましく、それぞれ4%以下の余分な長さを有することがより好ましい。なお、該余分な長さの下限としては、段積みする都合などの点から、0.5%以上が好ましく、1%以上がより好ましい。
また、外装材200は、分割不能な一部材から構成される「一体型」でもよく、複数の部材から構成されるものであってもよい。強度の点から一体型が好ましく、外装材200の底部にしっかりと荷重がかかり、液体充填の場合も、内部容器100を収容した外装材200を複数重ねた場合も、容器が潰れることが防止される。
図2aは、本開示の外装材200の断面図および正面図である。左半分が断面図であり、右半分が正面図である。正面図では、内部容器100の外形を併せて示している。図2bは、外装材200の斜視図、図2cは、別角度からの斜視図である。なお、図2cでは、外装材200に内部容器100が収容された状態を示しており、内部容器100の首部120にストッパー300が係合されて、内部容器100と外装材200とが固定されている。
図2aに示した外装材200の下面は開口270となっている。該開口270から内部容器100が挿入される。内部容器100の首部120は、外装材200の面状部240の中心に形成された開口260より外装材200の上方向に露出される。首部120には、ストッパー300が係合され、外部容器200と内部容器100とが固定される。なお、ここでの「上方向」とは、図2aにおける紙面上方向である。
(外装材200の機能)
外装材200に収容した内部容器100に液体を充填する際には、図1において示したように、上側からクランプ20により荷重がかけられる。外装材200は該荷重から内部容器100を保護する機能を有している。
外装材200に収容した内部容器100に液体を充填する際には、図1において示したように、上側からクランプ20により荷重がかけられる。外装材200は該荷重から内部容器100を保護する機能を有している。
図1において示した設備により液体を充填する際に、圧力をかけて液体を充填しているため、内部容器100が破裂する可能性がある。本開示の外装材200は、収容した液体や、破裂した内部容器100の一部が周辺に飛散するのを防止する機能を有する。
外装材200は、内部容器100に搬送性を付与する機能を有している。この点から、図2bに示すように、外装材200には、持ち手290が形成されていることが好ましい。
また、例えば、ビールを充填した容器を、飲食店において保管する場合、限られたスペースに効率よく保管すべく、複数を重ねて段積みして保管できることが要望される。よって、内部容器100を収容した外装材200には、複数を重ねて保存できる強度と構造を備えていることが好ましい。本開示の外装材200は、少なくとも3段重ねできるような強度を備えていることが好ましい。また、図2bに示すように、外装材200は、段積みされる他の外装材200の下端部を保持する受け部280が形成されていることが好ましい。これにより、内部容器100を収容した外装材200を複数重ねて保存することが可能となる。このように、外装材200は、複数を重ねて保管した際においても、内部容器100を保護する機能を有する。
内部容器100が収容している液体の品質を保持するために、内部容器100は遮光されていることが好ましい。本開示の外装材200を形成するプラスチック材料に顔料を配合する等により、内部容器100を遮光する機能を有する。
(内部容器100)
図2aに示すように、本開示の外装材200は、内部容器100の全長と略等しい長さを有し、内部容器100を保護している。内部容器100の形状は、液体を充填できるのであれば、特に限定されないが、例えば、図2aにその外形が示されているような、ボトル形状を挙げることができる。
図2aに示すように、本開示の外装材200は、内部容器100の全長と略等しい長さを有し、内部容器100を保護している。内部容器100の形状は、液体を充填できるのであれば、特に限定されないが、例えば、図2aにその外形が示されているような、ボトル形状を挙げることができる。
ボトルは、首部、肩部、胴部、底部を備えている。内部容器100を外装材200に収容した際に、首部120は、外装材200の面状部240の中心に設けられた開口260から外装材200の上方向に露出される。外装材200と内部容器100との固定は、図2cに示したように、外装材200の上側に露出した内部容器100の首部120にストッパー300を係合させることにより、行うことができる。
ストッパー300の形状は、首部120を外装材200に固定できれば、特に限定されない。例えば、図2cに示したような、首部120に側面から係合して固定する英字のC字形状のストッパー300であってもよいし、左右から挟んで首部120を保持する形態であってもよいし、あるいは、リング状の弾性部材を首部120にはめ込んで固定する形態であってもよい。
内部容器100には液体が充填される。液体の種類は特に限定されず、例えば、ビール、ワイン、水、清涼飲料等が挙げられる。内部容器100は、従来のステンレス製の樽の代替として使用されるものであるので、大容量ボトルであることが好ましく、例えば、5〜30Lの容量を有している。使い勝手や輸送効率の点から、10〜20Lの容量が好ましい。
内部容器100の材料は、特に制限されないが、一般に、飲料や調味料用途に用いられているプラチックが好ましい。例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。
収容する液体の品質を保持するために、内部容器100にはガスバリア膜が形成されていることが好ましい。ガスバリア膜の組成は、特に限定されないが、例えば、炭素含有膜、アルミニウム含有膜、珪素含有膜等の無機膜が挙げられ、中でもガスバリア性、透明性の点からダイアモンド・ライク・カーボン膜、酸化珪素含有膜が好ましく、単独または2種類以上の混合物であってもよい。ガスバリア膜の形成方法は、特に限定されず、化学蒸着法等の従来公知の方法を採用することができる。
内部容器100にガスバリア膜を形成させることにより、プラスチック樹脂からなる内部容器100の厚みを低減できると共に、収容する液体の変質防止や、炭酸ガスや香味の低減防止が可能となる。
内部容器100にガスバリア膜を形成させることにより、プラスチック樹脂からなる内部容器100の厚みを低減できると共に、収容する液体の変質防止や、炭酸ガスや香味の低減防止が可能となる。
(プラスチック材料)
外装材200は、プラスチック材料により形成されている。これにより、外装材200を軽量化することができる。ただし、上記したように、液体充填時のクランプ20による荷重に耐えるため、および、内部容器100を収容した外装材200を複数重ねて保存するために、本開示の外装材200は、後述の特定の構造であることにより、耐荷重性を有する。
外装材200は、プラスチック材料により形成されている。これにより、外装材200を軽量化することができる。ただし、上記したように、液体充填時のクランプ20による荷重に耐えるため、および、内部容器100を収容した外装材200を複数重ねて保存するために、本開示の外装材200は、後述の特定の構造であることにより、耐荷重性を有する。
プラスチック材料の引張弾性率は、好ましくは1200MPa以上であり、より好ましくは1350MPa以上、さらに好ましくは2000MPa以上、さらに好ましくは2300MPa以上、さらに好ましくは6000MPa以上、特に好ましくは6200MPa以上である。
また、プラスチック材料の引張降伏応力は、好ましくは20MPa以上、より好ましくは25MPa以上、さらに好ましくは50MPa以上、さらに好ましくは60MPa以上、さらに好ましくは80MPa以上、特に好ましくは93MPa以上である。
プラスチック材料の引張弾性率、引張降伏応力の値が高いと、外装材200の耐荷重性が強まり、外装材200の厚みの低減や、外装材200の補強構造の軽減をすることができ、外装材200を軽量化できるため好ましい。
プラスチック材料の引張弾性率、引張降伏応力の値が高いと、外装材200の耐荷重性が強まり、外装材200の厚みの低減や、外装材200の補強構造の軽減をすることができ、外装材200を軽量化できるため好ましい。
プラスチック材料の具体例としては、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド等を挙げることができ、グラスファイバー等の無機剤を充填して用いることもできる。中でも、成形性、強度、価格のバランスの点からポリプロピレンの使用が好ましい。例えば、ポリプロピレンに無機剤を充填する場合は、充填後の材料全体を基準(100質量%)として、無機剤を5〜50質量%とすることが、成形性、強度、価格のバランスの点から好ましい。
(外筒部220)
外装材200は、外筒部220と面状部240とを有している。面状部240は、内部容器100を収容した際に、外筒部220から内部容器100の首部120に向けて収束するように形成された部材である。説明のために、面状部240が形成された位置から上側を上部外筒部224とし、下側を下部外筒部222とする。
外装材200は、外筒部220と面状部240とを有している。面状部240は、内部容器100を収容した際に、外筒部220から内部容器100の首部120に向けて収束するように形成された部材である。説明のために、面状部240が形成された位置から上側を上部外筒部224とし、下側を下部外筒部222とする。
外装材200は、内部容器100を保護する機能を有するため、少なくとも内部容器100の全長(図2aの内部容器100の紙面上下方向の長さ)を覆う長さを有していることが好ましい。外筒部220は、内部容器100の全長と略等しい長さを有していることが、不必要に外装材200を大きくしない点から好ましい。
外筒部220は、内部容器100を内部に収容すべく、内部容器100の胴部の外径よりも大きな内径を有している必要がある。なお、外筒部220は、内部容器100の胴部の外径に略等しい内径を有していることが、不必要に外装材200を大きくしない点から好ましく、また、内部容器100が外装材200内部にて、揺れ動くことを防ぐ点からも好ましい。外筒部220の水平断面形状は、円や多角形のいずれでもよい。
また、下部外筒部222の側面に垂直方向のリブを、円周方向に等間隔に複数本有すると、外装材200の強度向上の点で好ましい。当該リブは下部外筒部222の内面および/または外面に形成できるが、内部容器100との接触を避けるため外面に形成することが好ましい。
また、下部外筒部222の側面に垂直方向のリブを、円周方向に等間隔に複数本有すると、外装材200の強度向上の点で好ましい。当該リブは下部外筒部222の内面および/または外面に形成できるが、内部容器100との接触を避けるため外面に形成することが好ましい。
下部外筒部222には、図2aの紙面上方向に行くにしたがって径が小さくなるように、テーパーが形成されていることが好ましい。これにより、外装材200を製造する際における型抜きが容易となり、また、外装材200の強度(耐荷重性)を向上することできる。テーパーは、0.2度〜2.0度とすることが好ましい。
図2bに示すように、上部外筒部224には、上記したように、外装材200に搬送性を付与すべく、持ち手290が形成されていることが好ましく、また、重ねて保管する際において、下部外筒部222の下端部を保持することができる受け部280が形成されていることが好ましい。また、上部外筒部224の下端には、面状部240の上にたまった水を排出するための水抜き孔が形成されていることが好ましい。
(面状部240)
外装材200は、上記外筒部220から内部容器100の首部120に向けて収束するように伸びた面状部240を有している。面状部240は、外筒部220から径が収縮する方向に延び、収縮方向の端部が内部容器100の首部120に位置している。
外装材200は、上記外筒部220から内部容器100の首部120に向けて収束するように伸びた面状部240を有している。面状部240は、外筒部220から径が収縮する方向に延び、収縮方向の端部が内部容器100の首部120に位置している。
面状部240の中心には開口260が形成されており、該開口260は、内部容器100の首部120が通る大きさである必要があり、また、内部容器100の首部120を通した後、ストッパー300を係合した後は、該ストッパーが通らない大きさである必要がある。
面状部240の形状は、平面あるいは内部容器100の肩部に沿った曲面であることが好ましい。より具体的には、面状部240は、平面の場合は、内部容器100の首部120を通す開口260を中心に有する平面状の円盤である。該円盤は、その円盤の外周において外筒部220と接続している。
また、面状部240が肩部に沿った曲面の場合は、面状部240は、上底と下底を有さない略円錐台形状であり、上底の開口260に内部容器100の首部120が通され、下底の外周において外筒部220と接続している。また、略円錐台形状の側面は、内部容器100の肩部に沿った曲面を有している。図2aに、内部容器100の肩部に沿った曲面を有する面状部240を示した。面状部240が肩部に沿った曲面の場合は、面状部240にかかる荷重を分散させることができる。
面状部240は縮径方向端部にリング状部242を備えていることが好ましい。該リング状部242の垂直方向長さは、2mm以上15mm以下であることが好ましい。該リング状部242を形成することにより、外装材200に高い耐荷重性を付与することができる。
リング状部242の垂直方向長さは、外装材200の耐荷重性をより高くする観点から、4mm以上であることが好ましく、8mm以上であることがより好ましい。また、外装材200の軽量化の点から、12mm以下であることが好ましい。
リング状部242の垂直方向長さは、外装材200の耐荷重性をより高くする観点から、4mm以上であることが好ましく、8mm以上であることがより好ましい。また、外装材200の軽量化の点から、12mm以下であることが好ましい。
(リブ)
外装材200は、面状部240の上面または下面、あるいは、上面および下面の両方にリブを備えることが好ましい。これにより、外装材200により高い耐荷重性を付与できる。図2a〜図2cは、内部容器100の肩部に沿った曲面を有する面状部240の上面に、12本の縦リブ244を形成した形態を示している。
外装材200は、面状部240の上面または下面、あるいは、上面および下面の両方にリブを備えることが好ましい。これにより、外装材200により高い耐荷重性を付与できる。図2a〜図2cは、内部容器100の肩部に沿った曲面を有する面状部240の上面に、12本の縦リブ244を形成した形態を示している。
リブの形態としては、縦リブ、円状リブを挙げることができ、これらを組み合わせて形成することもできる。縦リブ244とは、図2bに示したように、外筒部220から面状部240の縮径方向端部(図2bでは、縮径方向端部のリング状部242)に渡って形成された壁である。縦リブ244の数は、特に限定されないが、耐荷重性の付与と、外装材200の軽量化の観点から、6本以上16本以下が好ましく、8本以上14本以下がより好ましい。
円状リブとは、面状部240に同心円状に形成した円筒状の壁である。円状リブの数も特に限定されないが、外装材200の軽量化の観点から、3本以下が好ましい。
本開示の外装材200の耐荷重は500N超であり、好ましくは1000N以上、より好ましくは1500N以上、さらに好ましくは2000N以上の耐荷重性を有する。
上記の耐荷重性とは、図1に示すような液体充填装置を用い、クランプ20による荷重が負荷された際において、外装材200が変形や損傷することなく形状を維持できることを意味する。また、耐荷重とは、外装材200が耐荷重性を示す負荷荷重をいう。耐荷重性を有するには、荷重が負荷された際の外装材200の最大応力が、外装材を構成する材料の引張降伏応力未満であることが条件であり、そのためには上述した構造の特徴によって外装材200の最大応力が小さくなるようにする必要がある。
上記の耐荷重性とは、図1に示すような液体充填装置を用い、クランプ20による荷重が負荷された際において、外装材200が変形や損傷することなく形状を維持できることを意味する。また、耐荷重とは、外装材200が耐荷重性を示す負荷荷重をいう。耐荷重性を有するには、荷重が負荷された際の外装材200の最大応力が、外装材を構成する材料の引張降伏応力未満であることが条件であり、そのためには上述した構造の特徴によって外装材200の最大応力が小さくなるようにする必要がある。
<外装材200の製造方法>
外装材200は、射出成形により製造することができる。射出成形により複数の部材を製造し、これらを接着及び/又は組立により外装材200を形成してもよいが、強度(耐荷重性)の点から、外装材200全体を、一度に射出成形により形成することが好ましい。
外装材200は、射出成形により製造することができる。射出成形により複数の部材を製造し、これらを接着及び/又は組立により外装材200を形成してもよいが、強度(耐荷重性)の点から、外装材200全体を、一度に射出成形により形成することが好ましい。
射出成形の際の型抜きをし易くする観点から、下部外筒部222は、上方向に行くに従って縮径するテーパーを形成することが好ましい。外装材200の厚み(外筒部220、面状部240、リブ244、リング状部242それぞれの厚み)は、耐荷重性の点から、好ましくは0.5mm以上、より好ましくは1mm以上であり、外装材200の軽量化の点から、好ましくは5mm以下、より好ましくは3mmである。
外装材200の重さは、外装材200の大きさにより様々であるが、5〜30Lの内部容器100を収容する外装材200の場合は、好ましくは0.5kg以上1.5kg以下であり、軽量かつ耐荷重が大きいことが好ましい。
<複合容器>
上記した内部容器100を収容した外装材200を、複合容器という。複合容器は、ビール、水、ワイン、清涼飲料水等を収容する大型容器として、使用することが可能である。液体充填時の耐荷重性を有しているので、従来ステンレス製の樽に使用されてきた液体充填装置をそのまま使用して、液体を充填することができる。
複合容器は、液体を充填した状態で、複数を重ねて長期間保管することが可能な強度を有している。このため、小さなスペースで多数の容器を保管することが可能である。
上記した内部容器100を収容した外装材200を、複合容器という。複合容器は、ビール、水、ワイン、清涼飲料水等を収容する大型容器として、使用することが可能である。液体充填時の耐荷重性を有しているので、従来ステンレス製の樽に使用されてきた液体充填装置をそのまま使用して、液体を充填することができる。
複合容器は、液体を充填した状態で、複数を重ねて長期間保管することが可能な強度を有している。このため、小さなスペースで多数の容器を保管することが可能である。
本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
(実施例1)
図2a〜図2cに示した形状の外装材であって、外筒部の最下部の直径が230mm、面状部に対応する位置の直径が220mm、高さが450mmであり、厚みが2.0mm(外筒部、面状部、リブ、リング状部の厚み)であり、面状部が内部容器の肩部に沿った曲面で、面状部の上面に縦リブを12本有し、面状部の縮径方向端部に有するリング状部の垂直方向長さが10mmである構造を一度に射出成形して、外装材を得た。
図2a〜図2cに示した形状の外装材であって、外筒部の最下部の直径が230mm、面状部に対応する位置の直径が220mm、高さが450mmであり、厚みが2.0mm(外筒部、面状部、リブ、リング状部の厚み)であり、面状部が内部容器の肩部に沿った曲面で、面状部の上面に縦リブを12本有し、面状部の縮径方向端部に有するリング状部の垂直方向長さが10mmである構造を一度に射出成形して、外装材を得た。
プラスチック材料としては、ポリプロピレン樹脂(実施例1−PP)、ポリカーボネート樹脂(実施例1−PC)、グラスファイバー30質量%充填のポリプロピレン樹脂(実施例1−PP+Gf30%)を使用して、それぞれ、上記形状の外装材を製造した。
PPは引張弾性率(E)が1450MPa、引張降伏応力(δ)が29MPaであり、PCは引張弾性率(E)が2300MPa、引張降伏応力(δ)が60MPaであり、PP+Gf30%は引張弾性率(E)が6200MPa、引張降伏応力(δ)が93MPaである。
PPは引張弾性率(E)が1450MPa、引張降伏応力(δ)が29MPaであり、PCは引張弾性率(E)が2300MPa、引張降伏応力(δ)が60MPaであり、PP+Gf30%は引張弾性率(E)が6200MPa、引張降伏応力(δ)が93MPaである。
(実施例2)
実施例1において、面状部の上側に、さらに、円状リブを2本形成し、リング状部の垂直方向長さを4mmとした以外は、実施例1と同様にして外装材を製造した。
プラスチック材料としては、PPを使用した場合を「実施例2−PP」、PCを使用した場合を「実施例2−PC」、PP+Gf30%を使用した場合を「実施例2−PP+Gf30%」とする。
実施例1において、面状部の上側に、さらに、円状リブを2本形成し、リング状部の垂直方向長さを4mmとした以外は、実施例1と同様にして外装材を製造した。
プラスチック材料としては、PPを使用した場合を「実施例2−PP」、PCを使用した場合を「実施例2−PC」、PP+Gf30%を使用した場合を「実施例2−PP+Gf30%」とする。
(実施例3)
実施例1において、面状部を平面状とし、該平面状リブの下側に縦リブを12本形成し、かつ、下側に円状リブを2本形成し、リング状部の垂直方向長さを4mmとした以外は、実施例1と同様にして外装材を製造した。なお、面状部の下面に形成した縦リブの下端は、内部容器の肩部の形状に沿ったものとした。
プラスチック材料としては、PPを使用した場合を「実施例3−PP」、PCを使用した場合を「実施例3−PC」、PP+Gf30%を使用した場合を「実施例3−PP+Gf30%」とする。
実施例1において、面状部を平面状とし、該平面状リブの下側に縦リブを12本形成し、かつ、下側に円状リブを2本形成し、リング状部の垂直方向長さを4mmとした以外は、実施例1と同様にして外装材を製造した。なお、面状部の下面に形成した縦リブの下端は、内部容器の肩部の形状に沿ったものとした。
プラスチック材料としては、PPを使用した場合を「実施例3−PP」、PCを使用した場合を「実施例3−PC」、PP+Gf30%を使用した場合を「実施例3−PP+Gf30%」とする。
(実施例4)
実施例1において、面状部を平面状とし、該平面状リブの下側に縦リブを12本形成し、リング状部の垂直方向長さを4mmとした以外は、実施例1と同様にして外装材を製造した。なお、面状部の下面に形成した縦リブの下端は、内部容器の肩部の形状に沿ったものとした。
プラスチック材料としては、PPを使用した場合を「実施例4−PP」、PCを使用した場合を「実施例4−PC」、PP+Gf30%を使用した場合を「実施例4−PP+Gf30%」とする。
実施例1において、面状部を平面状とし、該平面状リブの下側に縦リブを12本形成し、リング状部の垂直方向長さを4mmとした以外は、実施例1と同様にして外装材を製造した。なお、面状部の下面に形成した縦リブの下端は、内部容器の肩部の形状に沿ったものとした。
プラスチック材料としては、PPを使用した場合を「実施例4−PP」、PCを使用した場合を「実施例4−PC」、PP+Gf30%を使用した場合を「実施例4−PP+Gf30%」とする。
実施例1〜4の外装材の重量は、ポリプロピレン樹脂を用いた場合は約0.7kg、ポリカーボネート樹脂を用いた場合は約1.0kg、グラスファイバー30質量%充填のポリプロピレン樹脂を用いた場合は約1.0kgであった。
(評価方法)
上記にて作製した外装材に、図2aに示した形状を有する空の内部容器(胴部外径:210mm、全長:425mm)を収容し、ストッパーにて固定した。これを図1に示す液体充填装置に設置して、上側からクランプにより1000N、2000Nの荷重をかけた。
表1に結果を示した。上段が荷重を負荷した際の面状部の最大応力、下段が面状部の垂直変位量である。外装材の面状部付近が、荷重が最もかかり変形・損壊し易い箇所であるので、表1の使用可否の欄では、面状部の最大応力が、使用した各材料物性の引張降伏応力未満の場合を「可」とし、引張降伏応力以上の場合を「否」と表示した。
上記にて作製した外装材に、図2aに示した形状を有する空の内部容器(胴部外径:210mm、全長:425mm)を収容し、ストッパーにて固定した。これを図1に示す液体充填装置に設置して、上側からクランプにより1000N、2000Nの荷重をかけた。
表1に結果を示した。上段が荷重を負荷した際の面状部の最大応力、下段が面状部の垂直変位量である。外装材の面状部付近が、荷重が最もかかり変形・損壊し易い箇所であるので、表1の使用可否の欄では、面状部の最大応力が、使用した各材料物性の引張降伏応力未満の場合を「可」とし、引張降伏応力以上の場合を「否」と表示した。
実施例1の外装材の構造では、PP、PC、PP+Gf30%の材料の場合とも、耐荷重2000N以上であった。すなわち、成形性や価格の点で使用材料として好ましいPPの場合においても、十分な耐荷重性があり、有効な構造であることが解る。
実施例1に比べ円状リブが加わるがリング状部の垂直方向長さの短い実施例2の構造では、PC、PP+Gf30%の場合は耐荷重2000N以上、他に比べて引張弾性率の低いPPの場合は耐荷重1000N以上2000N未満であった。更に、面状部が平面状で縦リブを面状部の下面に形成した実施例3の構造では、引張弾性率の高いPP+Gf30%の場合に耐荷重2000N以上、PCの場合に耐荷重1000N以上、PPの場合に耐荷重1000N未満であった。実施例3に比べ円状リブのない実施例4の構造では、PCとPP+Gf30%の場合に耐荷重1000N以上であった。
実施例1に比べ円状リブが加わるがリング状部の垂直方向長さの短い実施例2の構造では、PC、PP+Gf30%の場合は耐荷重2000N以上、他に比べて引張弾性率の低いPPの場合は耐荷重1000N以上2000N未満であった。更に、面状部が平面状で縦リブを面状部の下面に形成した実施例3の構造では、引張弾性率の高いPP+Gf30%の場合に耐荷重2000N以上、PCの場合に耐荷重1000N以上、PPの場合に耐荷重1000N未満であった。実施例3に比べ円状リブのない実施例4の構造では、PCとPP+Gf30%の場合に耐荷重1000N以上であった。
10:樽
20:クランプ
100:内部容器
120:首部
200:外装材
220:外筒部
222:下部外筒部
224:上部外筒部
240:面状部
242:リング状部
244:縦リブ
270:開口
280:受け部
290:持ち手
300:ストッパー
20:クランプ
100:内部容器
120:首部
200:外装材
220:外筒部
222:下部外筒部
224:上部外筒部
240:面状部
242:リング状部
244:縦リブ
270:開口
280:受け部
290:持ち手
300:ストッパー
Claims (10)
- 内部容器を収容可能な外装材であって、
前記外装材は、プラスチック材料により形成されており、
内部容器の全長と略等しい長さの外筒部と、該外筒部から内部容器の首部に向けて収束するように伸びた面状部とを有し、
耐荷重500N超であることを特徴とする外装材。 - 前記面状部の上面および/または下面にリブを備える請求項1に記載の外装材。
- 前記面状部の形状が、平面または内部容器の肩部に沿った曲面である、請求項1または2に記載の外装材。
- 前記リブが、円状リブおよび/または縦リブである、請求項1〜3のいずれかに記載の外装材。
- 前記円状リブの数が、1〜3本である、請求項4に記載の外装材。
- 前記縦リブの数が、6〜16本である、請求項4に記載の外装材。
- 前記面状部が縮径方向端部にリング状部を備えており、該リング状部の垂直方向長さが2mm以上15mm以下である、請求項1〜6のいずれかに記載の外装材。
- 前記外筒部が、円錐形状である、請求項1〜7のいずれかに記載の外装材。
- 前記プラスチック材料の引張弾性率が、1200MPa以上である、請求項1〜8のいずれかに記載の外装材。
- 内部容器、および、該内部容器を収容する請求項1〜8の外装材からなる、複合容器。
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