JP4730716B2

JP4730716B2 - 合成樹脂製壜体

Info

Publication number: JP4730716B2
Application number: JP2005251311A
Authority: JP
Inventors: 隆之小林; 高田　　誠; 高雄飯塚
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2005-08-31
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2025-08-31
Also published as: JP2007062800A

Description

本発明は炭酸成分等により内部が加圧状態となる用途に使用される合成樹脂製壜体に関する。

従来より、ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと記す。）樹脂製等の合成樹脂製壜体は、各種飲料用の容器として広く利用されている。
この中でたとえば２ガスボリューム（注）程度の炭酸ガス成分を含む果汁炭酸飲料向け用途に使用される壜体では、６５〜７０℃程度の温水シャワーで壜体を加熱して熱殺菌処理をするので、高温で炭酸により内部が相当の加圧状態となる。
（注）清涼飲料業界では、標準状態（１気圧，０℃）において、飲料に溶けている炭酸ガスの体積の飲料の体積に対しての比を表したものを、ガスボリュ−ムと呼んでおり、飲料中の炭酸ガスの含有量を表す単位としている。

たとえば、特許文献１には、底部を複数の脚を突出して、所謂ペタロイド状の形状とした炭酸飲料用の所謂耐圧ＰＥＴボトルについての記載がある。図４にこのような耐圧ＰＥＴボトルの代表的な一例を示すが、この壜体１０１は口筒部１０２、肩部１０３、円筒状の胴部１０４、ペタロイド状形状の底部１０５から成る。この壜体１０１では、ペタロイド状形状を有する底部１０５の加圧状態における変形が抑制されることは勿論のこと、肩部１０３および胴部１０３の平断面形状を円形状すると共に、縦断面形状も壜体１０１内側に向かって凹むような部分が無いので、肩部１０３および胴部１０４で内圧の上昇による膨出状の変形が抑制される。

耐圧ボトルに適した底部形状としては、ペタロイド形状の他にも底面中央部を大きく壜体内部に向かって窪ませたシャンパンボトル状の形状とすることもでき、また、胴部は円筒状の他にもビヤ樽状に胴部の中央高さ位置を外側に向かって凸状に膨らませた形状とすることもできる。

上記したように、内部が加圧状態となる用途に使用される壜体の胴部の平断面形状はその膨出状の変形を抑えるために基本的には円形状にする必要がある。また、縦断面においても、胴壁を内側に向かって凹むような湾曲状の形状にすると、内圧によりこの湾曲部分の一部が外側に反転状に膨出変形する等して外観が損なわれたり、壜体をベルトコンベアで並列状に生産ライン上を移動させる等の工程でトラブルが発生してしまう。

このため、胴部の形状は円筒状、あるいはビア樽状の形状に限定されてしまい、たとえば胴部の中央高さ位置の径を縮径してウエスト部を形成したような形状の壜体は使用できず、製品設計上、大きな制約があった。

本発明は、胴部の略中央高さ位置に向けて縮径する等の形状を有する壜体の加圧状態における変形を抑制することを課題とし、内部が加圧状態になる用途に今までにない形状の合成樹脂製壜体を提供することを目的とする。

上記技術的課題を解決する請求項１記載の発明の手段は、
内部が加圧状態になる用途に使用され、耐圧性の底部を有する丸型壜体であって、
胴部に、所定の高さ範囲の上端および下端から中央高さ位置に向かって緩やかに縮径すると共に、平断面形状が円形状から楕円形状まで徐々に変化する縮径部を形成すること、
この縮径部における胴壁の肉厚を厚くして、加圧状態における胴部の膨出状の変形を抑制可能に構成すること、
にある。

請求項１記載の基本的な技術思想は、縦断面において胴壁を内側に向かって凹むような湾曲状の形状を有するという、加圧状態では変形し易い形状を、縮径部の肉厚を厚くして補って、加圧状態における変形を抑制しようとしたものである。
すなわち、請求項１記載の上記構成によれば、縮径部の胴壁を肉厚にすることにより、内圧の上昇によるこの縮径部に係る変形を抑制することができる。
また、この縮径部を利用することにより、掴持性に優れた壜体として商品性を向上させることができる。

用途によって内圧がどの程度まで上昇するかは予測可能であり、また、所定の内圧により壜体がどのような態様で、どの程度変形するかも、簡単な実験や、構造計算シミュレーションにより可能であるので、縮径部の肉厚をどの程度まで厚くするかは比較的容易に決めることができる。
また、合成樹脂製壜体は多くの場合ブロー成形で形成され、縮径部を容易に肉厚とすることができるが、縮径部の肉厚が所定の厚さになるように、パリソンやプリフォームの段階で肉厚分布を予め調整しておくこともできる。
また同じ周長を有する形状の中では円形状の場合の断面積が最も大きくなるので、内圧が上昇した際には縮径部で楕円状の平断面形状を円形状に向かって変形させて、内圧の上昇の一部を吸収させることができる。

請求項２記載の発明の手段は、請求項１記載の発明において、胴部の上端部と下端部を短円筒状とすること、にある。

請求項２記載の上記構成により、胴部の上端部と下端部に短円筒状の部分を配設することにより、この部分は内圧の上昇によってもほとんど変形をしないので、縮径部がたとえ若干変形したとしても外観を大きく損なうこともなく、生産ライン上を移動させる等の工程でのトラブルも防止することができる。

請求項３記載の発明の手段は、請求項１または２記載の発明において、縮径部の胴壁にリブを配設すること、にある。

請求項３記載の上記構成により、リブにより縮径部において胴壁の剛性を大きくして、加圧状態における変形をより確実に抑制することができる。
なお、リブの形状としては外観や剛性の向上効果を考慮して、溝状リブ、凸条状リブ、横リブ、縦リブ、周状リブ等の形状を選択することができる。

請求項４記載の発明の手段は、請求項１、２または３記載の発明において、縮径部の胴壁の平均肉厚を０．４ｍｍ以上とすること、にある。

請求項４記載の上記構成により、通常、ブロー成形壜体の胴壁の肉厚は略０．２５ｍｍ程度、また果汁炭酸飲料向けの用途では温水シャワー時の内圧の上昇は２００〜３００ｋＰａ程度であるが、縮径部の胴壁の平均肉厚を０．４ｍｍ以上とすることにより、この程度の加圧状態では変形を十分に抑制することができる。

請求項５記載の発明の手段は、請求項１、２、３または３記載の発明において、底部をペタロイド状の形状とすること、にある。

請求項５記載の上記構成により、底部の形状をペタロイド状の形状とすることにより、加圧状態であって、より安定した接地性、そして起立性を得ることができる。

本発明は、上記した構成となっているので、以下に示す効果を奏する。
請求項１記載の発明にあっては、縮径部の胴壁を肉厚にすることにより、内圧の上昇による縮径部の変形を抑制することができる。
また内圧が上昇した際には縮径部で楕円状の平断面形状を円形状に向かって変形させて、内圧の上昇の一部を吸収させることができる。

請求項２記載の発明にあっては、胴部の上端部と下端部に短円筒状の部分を配設することにより、縮径部がたとえ若干変形したとしても外観を大きく損なうこともなく、生産ライン上を移動させる等の工程でのトラブルも防止することができる。

請求項３記載の発明にあっては、内圧が上昇した際には縮径部で楕円状の平断面形状を円形状に向かって変形させて、内圧の上昇の一部を吸収させることができる。

請求項３記載の発明にあっては、リブにより縮径部の胴壁の剛性を大きくして、加圧状態における変形をより確実に抑制することができる。

請求項４記載の発明にあっては、縮径部の胴壁の平均肉厚を０．４ｍｍ以上とすることにより、果汁炭酸飲料向けの用途での加圧状態における変形を十分に抑制することができる。

請求項５記載の発明にあっては、底部の形状をペタロイド状の形状とすることにより、加圧状態であっても、より安定した接地性、そして起立性を得ることができる。

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１〜図３は本発明の合成樹脂製壜体の一実施例を示すものである。図１は正面図、図２（ａ）は図１中のＡ−ＡおよびＣ−Ｃ線に沿って示す平断面図であり、図２（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿って示す平断面図である。
この壜体１はＰＥＴ樹脂製の二軸延伸ブロー成形品であり、口筒部２、肩部３、胴部４、底部５から成り、全高さが２０７ｍｍ、通称容量３５０ｍｌで、胴部４の略中央高さ位置に、くびれ状にウエスト部７ｗが形成されている。また、口筒部２は熱結晶化処理により白化しており、また底部５はペタロイド状の形状としている。

胴部４の上端部と下端部には、平断面形状が円形（図２（ａ）参照）の短円筒状の上短円筒部８ｔと下短円筒部８ｂが配設されている。そして上短円筒部８ｔと下短円筒部８ｂの間には、上端および下端から中央高さ位置のウエスト部７ｗにかけて緩やかに縮径する形状とした縮径部７が形成されている。
図２（ｂ）に示したようにウエスト部７ｗの平断面形状は円形からわずかに扁平にした楕円状であり、縮径部７では上端および下端からウエスト部７ｗに至るまで緩やかに縮径すると共に、円形状から楕円形状まで徐々にその平断面形状を変化させるようにしている。
なお、上短円筒部８ｔと下短円筒部８ｂの径は６２ｍｍであり、ウエスト部７ｗでは短径Ｄｓが４２ｍｍ、長径Ｄｌが４５ｍｍである。

図３は、下に横向けに描いた壜体１のそれぞれの高さ位置における肉厚の平均値をプロットしたグラフである。
このグラフから判るように、上短円筒部８ｔ、縮径部７、および下短円筒部８ｂの平均肉厚はそれぞれ０．３ｍｍ、０．５５ｍｍ、０．５ｍｍである。

次に、上記実施例の壜体１について果汁炭酸飲料の使用条件にあった耐圧試験を実施し、試験中における壜体１の変形態様を観察すると共に、試験直後、壜体高さ、上下の短円筒部（８ｔ、８ｂ）の径、ウエスト部７ｗの径等の変形量を測定した。
（１）試験条件
上記実施例の壜体１に市販の約２ガスボリュームの果汁炭酸飲料を充填し（ヘッドスペ−ス１８ｍｌ）キャップで密封後、内容液に６５℃１０分間以上の熱殺菌ができるよう、６７℃の水を壜体１の上方からシャワ−状に約３５分間かけ、その後４０℃以下の冷水シャワ−にて冷却する試験を実施した。
（２）試験結果
試験直後の内圧は２００ｋＰａ程度であり、ウエスト部７ｗの短径Ｄｓが３．１％拡大し、長径Ｄｌが１．６％縮小して楕円形状が円形状に近づくように変形した。
また、上円筒部８ｔの径の変形は１．３％、上円筒部８ｔに比較して肉厚の下円筒部８ｂの径の変形は０．２％であり、壜体高さは０．７％程度高くなった。

上記、試験結果から、ウエスト部７ｗは楕円形状から円形状に若干膨出状に変形したように見えるが、大きく縮径した部分であり、外観的に目立つことなく実用上問題の無いものであった。また、上円筒部８ｔと下円筒部８ｂの変形は極く限定されたものであり、ライン適性は問題なく、本願発明の構成の作用効果が確認された。

また、ウエスト部７ｗの平断面形状が楕円状から円形状にむかって変形することが確認され、これにより断面積が大きくなりその分加圧状態が緩和される。
なお、上記のように縮径部の平断面形状を楕円形状にすると加圧状態を緩和することができるが、一方、楕円形状を扁平にし過ぎると加圧状態で円形状に近づいた際の変形が外観上目立つようになってしまうので、壜体のデザイン、掴持性と共に、加圧状態における変形態様を考慮してこの部分の平断面形状を決める必要がある。

以上、実施例に沿って本発明の実施の形態、およびその作用効果を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。
本願発明において壜体の大きさは特に限定されるものではなく、ＰＥＴ樹脂製以外の合成樹脂製壜体にも一般的に適用できるものである。
また、縮径部の胴壁の剛性を大きくして加圧状態における変形をより効果的に抑制するために、この縮径部の胴壁にさまざまな態様で溝状、あるいは凸条状等のリブを配設することもできる。

以上説明したように本発明の合成樹脂製壜体は、胴部がくびれた今までにない耐圧用途向けの壜体であり、デザイン面で、あるいは掴持性に、優れた壜体であり、果汁炭酸飲料等の分野での幅広い用途展開が期待される。

本発明の壜体の一実施例を示す正面図である。（ａ）は図１中のＡ−ＡおよびＣ−Ｃ線に沿って示す平断面図であり、（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿って示す平断面図である。図１の壜体の肉厚分布を示すグラフである。耐圧性の壜体の従来例を示す全体正面図である。

符号の説明

１；壜体
２；口筒部
３；肩部
４；胴部
５；底部
７；縮径部
７ｗ；ウエスト部
８ｔ；上短円筒部
８ｂ；下短円筒部
短径；Ｄｓ
長径；Ｄｌ
１０１；壜体
１０２；口筒部
１０３；肩部
１０４；胴部
１０５；底部

Claims

内部が加圧状態になる用途に使用され、耐圧性の底部(5)を有する丸型壜体であって、胴部(4)に、所定の高さ範囲の上端および下端から中央高さ位置に向かって緩やかに縮径すると共に、平断面形状が円形状から楕円形状まで徐々に変化する縮径部(7)を形成し、該縮径部(7)における胴壁の肉厚を厚くして、加圧状態における胴部(4)の膨出状の変形を抑制可能に構成したことを特徴とする合成樹脂壜体。
胴部(4)の上端部と下端部を短円筒状とした請求項１記載の合成樹脂壜体。
縮径部(7)の胴壁に剛性向上のためのリブを配設するようにした請求項１または２記載の合成樹脂壜体。
縮径部(7)の胴壁の平均肉厚を０．４ｍｍ以上とした請求項１、２または３記載の合成樹脂壜体。
底部(5)をペタロイド状の形状とした請求項１、２、３または４記載の合成樹脂壜体。