JP4842699B2

JP4842699B2 - プラスチックボトル

Info

Publication number: JP4842699B2
Application number: JP2006130122A
Authority: JP
Inventors: 秀貴串島
Original assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Current assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Priority date: 2006-05-09
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2026-05-09
Also published as: JP2007302268A

Description

本発明は、飲料や液体調味料、酒類などの各種液体の包装容器として使用される、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂を延伸ブロー成形してなる瓶型のプラスチックボトル（以下、ボトルと略称する）に関する。

液体をボトルに充填し包装する工程において、充填前後のボトルの搬送ラインでは多数のボトルを搬送コンベア上に密集して立たせ、ボトル同士を互いに押し合わせつつ搬送している。そのため、搬送中にボトル同士の接触やコンベア両側のラインガイドとの接触を通じてボトルに横方向の押圧力（ラインプレッシャー）が加わり、ボトルの壁面に潰れ変形を生じさせ、ボトルの外観品質を低下させることがある。とりわけ、図６に示されるような、液体充填時の重量が大きく、容量が１．８リットルの把手付きのボトルでは、ボトルに加わるラインプレッシャーも大きくなって変形を生じさせやすい。

このような搬送ライン上でのボトルの変形を防止するため従来は、搬送ベルト上を滑走中に隣接ボトルが接して押圧力が加わるボトル胴部の最大外径部分（コンタクトポイント）の肉厚を厚くし、或いは図６（Ａ）に示されるようにコンタクトポイントＣＰに沿った壁面に凹状又は凸状のリブＲを周設してボトルを成形し、ボトル胴部の押圧力が加わる部分の剛性を局所的に高めて潰れ変形が生じ難いようにしていた（例えば特許文献１参照）。

特許第２５４５０３７号公報

しかしながら、前者の如くボトル全体を薄肉にしてコンタクトポイントの肉厚を他の部分よりも厚く成形した場合は、ラインプレッシャーに対する強度は増すものの、コンタクトポイント以外の部分の肉厚は相対的に薄くなり、減圧強度や座屈強度といったボトルの他の物性が低下することになる。コンタクトポイントを含めたボトルの壁面全体を肉厚にしたのでは、ボトルの重量が増して成形コストが高くなってしまう。
また、後者の如くコンタクトポイントに沿って単にリブを周設しただけでは、ラインプレッシャーに対する十分な剛性が得られない。しかも、コンタクトポイントの大きさや形状によってはリブとその周囲の壁面部分の肉厚が不均一となり、ボトルの成形性（型忠実性）が損なわれて成形が困難な場合もある。

本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑み、ボトル壁面の肉厚を厚くすることなく、コンタクトポイントの剛性を高め、ラインプレッシャーを受けてボトルが変形するのを防止することを課題とする。

前記課題を解決するため本発明は、横断面円形状の胴部を有するボトルにおいて、ボトル胴部の適所を外周側に膨出させて最大外径部分となる環状膨出部を形成するとともに、この環状膨出部を、ボトル中心方向へ凹んだ湾曲凹面であって、周方向の長さが長い長辺凹面部と短い短辺凹面部とが交互に全周に亘り連なった多角形状に設けたことを特徴とする。

前記構成のボトルは、環状膨出部をその縦断面が略台形状となるように形成するとともに、この環状膨出部に設けた長辺凹面部の中央縦断面における当該凹面部の上下の傾斜壁面がなす交差角度（Ａ）が、短辺凹面部の中央縦断面における当該凹面部の上下の傾斜壁面がなす交差角度（Ｂ）よりも小さく（Ａ＜Ｂ）なるように設定し形成することが好ましい。

本発明のボトルは、横断面円形状のボトルの胴部の内で、最大外径部分であるコンタクトポイントの部分のみが、周方向に沿って長辺凹面部と短辺凹面部が交互に連なった横断面多角形状となる。両凹面部は湾曲凹面となってボトル内方へ凹み、その隣接凹面部と交わる両側端がボトル外方へ突き出た角部となり、かかる角部そのものが補強として機能し、これに加えて角部を挟んで周方向に連続した湾曲凹面が凹状リブと同様な補強として機能するため、コンタクトポイントの機械的強度が高まり、肉厚を厚くしなくてもコンタクトポイントの剛性を高めることができる。
また、コンタクトポイントとなる環状膨出部を縦断面略台形状に形成することにより、ブロー成形時の延伸が円滑に行われ、コンタクトポイント全周に亘って均一な肉厚に成形することができる。そして、前記環状膨出部に長辺凹面部と短辺凹面部を形成することにより、それぞれの凹面部と上下の傾斜壁面との境に角部が形成され、これが潰れ変形に対して補強として機能するため、コンタクトポイントの機械的強度が更に高まることになる。このとき、長辺凹面部の中央縦断面における当該凹面部の上下の傾斜壁面がなす交差角度を、短辺凹面部の中央縦断面における当該凹面部の上下の傾斜壁面がなす交差角度よりも小さく設定することにより、例えば容量が１．８リットルの把手付きボトルのような大容量のボトルに対しても効果的に潰れ変形の発生を防止できる。

本発明のボトルによれば、コンタクトポイントの壁面を長辺凹面部と短辺凹面部を交互に配して横断面多角形状に設けてあるので、コンタクトポイントの剛性が高くなり、ボトル搬送中のラインプレッシャーに対する強度を向上させ、ボトルを潰れ変形の生じ難い構造とすることができる。

本発明の好適な一実施形態を図面を参照して説明する。
図１及び図２は本発明の一実施形態のボトルの側面と上面の外観図、図３は図１のボトルのコンタクトポイントの横断拡大端面図、図４は図１のボトルの長辺凹面部と短辺凹面部の中央縦断拡大端面図である。

図示した形態は、ポリエチレンテレフタレートからなるパリソンをブロー成形して形成される、容量１．８リットルの把手付きボトルに本発明を適用したものである。このボトル１は、円形の底部２から胴部３を中空円筒状に立ち上げ、胴部３の上半部をなだらかな先窄まり状としてその先端にキャップ（図示せず）が装着される口部４を設け、当該胴部上半部の側面に把手５を一体に取り付けるとともに、ボトル１の下部と中間部の二箇所にボトル１の最大外径部分となる環状膨出部６を形成し、該環状膨出部６をコンタクトポイントＣＰとして多角断面形状に形成してある。

より詳しくは、ボトル１の上下二箇所のコンタクトポイントＣＰは、ボトル胴部から外周側に膨出させた環状膨出部６によって形成するとともに、この環状膨出部６に周方向の辺の長さが長い長辺凹面部７と、同じく辺の長さが短い短辺凹面部８とを、周方向に沿って交互にボトル全周に亘って連ねた形状に設けてある。
長辺凹面部７と短辺凹面部８は、図３に示されるように、所定の曲率半径Ｒ１、Ｒ２の鉛直軸廻りの円弧に沿うボトル１の中心方向へ凹んだ略々矩形の湾曲凹面によって形成され、隣接する凹面部７、８同士が交わるその両側端がボトル外方へ突き出て角部となり、各角部がボトル全周に亘り最大外径円Ｃの円周上に位置している。なお、凹面部７、８の湾曲凹面は、図４に示されるように、縦方向に対しても所定の曲率半径でボトル１の中心方向へ凹んだ湾曲凹面とすることができるが、同図中破線で示すようなフラットな面としてもよい。

本形態では、短辺凹面部８の辺の長さを長辺凹面部７の辺の１／４程度の長さに設定し、ボトル１の中心Ｏと互いに隣接する両凹面部のそれぞれの中心とを結んだ線分の交差角度αが１５°となるように両凹面部を１２個づつ最大外径円Ｃに沿って交互に配し、且つ各角部を最大外径円Ｃの円周上に配して、コンタクトポイントＣＰの周壁横断面を最大外径円Ｃに内接する２４角形に設けてある。
長辺凹面部７を形成する湾曲凹面の曲率半径Ｒ１は、ボトル１の最大外径φの１〜５倍の範囲で適宜設定できるが、要求されるボトルの強度と外観形状のかねあいから最大外径の３倍程度に設定するのが好ましい。
また短辺凹面部８を形成する湾曲凹面の曲率半径Ｒ２は、その周方向の長さ（短辺幅）８Ｗの３〜１０倍の範囲で適宜設定できるが、要求されるボトルの強度と外観形状のかねあいから短辺幅８Ｗの５倍程度に設定するのが好ましい。

また、長辺凹面部７と短辺凹面部８は、その上下の傾斜壁面とそれぞれ所定の角度で接続するように形状してある。すなわち、コンタクトポイントＣＰを形成する環状膨出部６は縦断面略台形状に形成されており、これによって両凹面部７、８の上下に傾斜壁面７ａ、７ｂ及び８ａ、８ｂが形成されている。
短辺凹面部８の中央縦断面における上方傾斜壁面８ａには、僅かに凹んだ窪みが設けられ、これによって潰れ変形に対する補強が図られている。この結果、図４に示されるように、長辺凹面部７の中央縦断面における凹面部の上方の傾斜壁面７ａと下方の傾斜壁面７ｂがなす交差角度をＡとし（同図（Ａ））、短辺凹面部８の中央縦断面における凹面部の上方の傾斜壁面８ａと下方の傾斜壁面８ｂがなす交差角度をＢとしたとき（同図（Ｂ））、長辺凹面部７の交差角度Ａを短辺凹面部８の交差角度Ｂよりも小さく（Ａ＜Ｂ）設定してある。

本形態では、長辺凹面部７及び短辺凹面部８における下方傾斜壁面７ｂ、８ｂとボトル胴部の垂直壁との傾斜角度βを一定の４３°に設定し、また、長辺凹面部７の中央縦断面における上方傾斜壁面７ａとボトル胴部の垂直壁との傾斜角度Ａ１を６０°、短辺凹面部８の中央縦断面における上方傾斜壁面８ａとボトル胴部の垂直側壁との傾斜角度Ｂ１を３５°にそれぞれ設定してある。この結果、前記交差角度Ａを７３°、交差角度Ｂを９８°に設定し、Ａ＜Ｂとなっている。

このようにコンタクトポイントＣＰとなる環状膨出部６に長辺凹面部７と短辺凹面部８を交互に連設した本形態のボトル１は、ボトル胴部の壁面全体が均一の肉厚に成形され、また、コンタクトポイントＣＰの剛性が極めて高くなる。このことは、以下に述べる実施例により確認された。

前記形態のボトル１を肉厚を変えて複数個成形し、それぞれについてラインプレッシャーに対する強度を測定した。
なお、ボトル１の各部の成形寸法は、底部２の外径が１０６ｍｍ、ボトル１の底部２から口部４までの高さが３００ｍｍ、図３に示すボトルの最大外径φが１１１ｍｍ、長辺凹面部７はその横幅を２３ｍｍ、高さを１２．５ｍｍ、短辺凹面部８はその横幅を５．７ｍｍ、高さを４．７ｍｍ程度に設定し、両凹面部両側端の角部が最大外径円Ｃの円周上に位置するように形成した。長辺凹面部７を形成する湾曲凹面の曲率半径Ｒ１は３００ｍｍ、短辺凹面部８を形成する湾曲凹面の曲率半径Ｒ２は２５ｍｍとし、交差角度Ａを７３°、交差角度Ｂを９８°に設定した。

ラインプレッシャーに対する強度の測定は次のように行った。すなわち、同一仕様のボトル１を三本用意してそれぞれに１．８リットルの水を充填し、これらを鉛直に立てて平行に対向配置した支持板と押圧板の間に一列に立て並べる。このとき、隣接するボトルのコンタクトポイントＣＰ同士を接触させておく。そして、一列に並べた両端のボトル１、１の側面にそれぞれ支持板と押圧板を当接させた状態で押圧板を支持板方向へと押圧してゆき、中央部のボトル１の壁面（コンタクトポイントＣＰ）に変形が生じたときの押圧板の押圧力を測定し、これを測定したボトル１の耐ラインプレッシャー強度とした。

本形態のボトル１について、肉厚をそれぞれ０．２７ｍｍ、０．２７８ｍｍ、０．２８１ｍｍ、０．２９６ｍｍ、０．３１ｍｍ、０．３２ｍｍ、０．３２１ｍｍとした７種類のボトルを成形し、それぞれについて前記の如く強度測定を行った。その結果を図５に示す。なお、ボトル１の肉厚はコンタクトポントＣＰの長辺凹面部７の中央部分で測定したものである。

比較例として、従来の同容量のボトルであって、図６（Ａ）に示したコンタクトポイントＣＰに凹状のリブＲを設けたボトルと、同図（Ｂ）に示したコンタクトポイントＣＰに何ら加工が施されていないボトルについても、それぞれ肉厚を変えて成形し、上記と同様の強度測定を行った。肉厚の測定はコンタクトポントＣＰの中央部分を切断して行った。
図６（Ａ）のボトルは、肉厚をそれぞれ０．２６４ｍｍ、０．２７８ｍｍ、０．２８３ｍｍ、０．３０３ｍｍ、０．３３５ｍｍとした５種類について強度測定を行った。その結果を図５中に比較例１として示す。
また、図６（Ｂ）のボトルは、肉厚をそれぞれ０．３１１ｍｍ、０．３２８ｍｍ、０．３４６ｍｍ、０．３５５ｍｍ、０．３５６ｍｍ、０．３７６ｍｍ、０．３７８ｍｍ、０．３７９ｍｍ、０．３８２ｍｍ、０．４０７ｍｍ、０．４２ｍｍ、０．４３６ｍｍとした１２種類について強度測定を行った。その結果を図５中に比較例２として示す。

測定結果から明らかなように、本形態のボトル１は、従来のボトルと比べてラインプレッシャーに対する強度が極めて大きく、コンタクトポイントＣＰの剛性が高くなって搬送ライン上での変形を生じ難いものであることが確認された。

なお、図示した形態では、ボトル１の下部と中間部の二箇所のコンタクトポイントＣＰをともに長辺凹面部７と短辺凹面部８を交互に配した多角形状に設けたが、ラインプレッシャーによる変形が生じやすいボトル１の下部のコンタクトポイントＣＰのみを多角形状に設けてもよい。また、コンタクトポイントＣＰは、ボトル１の容量や必要とされる強度などに応じて、長辺凹面部７と短辺凹面部８を適宜な数配置して、任意の多角形状に設けることが可能である。

本発明の一実施形態のボトルの側面外観図である。図１のボトルの上面外観図である。図１のボトルのコンタクトポイントの横断拡大端面図である。（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ図１のボトルの長辺凹面部と短辺凹面部の中央縦断拡大端面図である。図１のボトルと従来のボトルのラインプレッシャーに対する強度の測定結果を示したグラフである。（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来の把手付きボトルの側面外観図である。

符号の説明

１ボトル、２底部、３胴部、４口部、５把手、６環状膨出部、７長辺凹面部、８短辺凹面部、７ａ，８ａ上方傾斜壁面、７ｂ、８ｂ下方傾斜壁面、ＣＰコンタクトポント

Claims

横断面円形状の胴部を有するプラスチックボトルにおいて、
ボトル胴部の適所を外周側に膨出させて最大外径部分となる環状膨出部を形成するとともに、この環状膨出部を、ボトル中心方向へ凹んだ湾曲凹面であって、周方向の長さが長い長辺凹面部と短い短辺凹面部とが交互に全周に亘り連なった多角形状に設けたことを特徴とするプラスチックボトル。
環状膨出部をその縦断面が略台形状となるように形成するとともに、この環状膨出部に設けた長辺凹面部の中央縦断面における当該凹面部の上下の傾斜壁面がなす交差角度（Ａ）が、短辺凹面部の中央縦断面における当該凹面部の上下の傾斜壁面がなす交差角度（Ｂ）よりも小さく（Ａ＜Ｂ）なるように形成したことを特徴とする請求項１に記載のプラスチックボトル。