JP4887045B2 - プラスチックボトル - Google Patents

Description

本発明は、プラスチックボトルに関し、詳しくは、容器の胴部に複数の減圧吸収パネルを備えたプラスチックボトルに関する。

ポリエステル製のプラスチックボトル内に高温の内容物を充填して密栓した後、冷却すると内容物の密度変化によってボトル内が減圧状態になるため、従来から、容器の胴部に減圧吸収パネルを設けてボトルの変形を防止することが行われてきている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−７５４０８号公報

しかし、従来のボトルは、高温の内容物を充填して密栓した直後にはボトル内が陽圧状態と熱とにより、減圧吸収パネルがボトル胴部表面より突出変形する。その後、内容物の温度低下による密度変化によりボトル内が減圧状態となるため、突出した減圧吸収パネルはボトル胴部表面より凹んで凹状態になる。このため、減圧吸収パネルが突出した状態から凹状態への可動量が大きい程、減圧吸収能力が高く、ボトル内への高温内容物充填時の陽圧と冷却後の減圧とを緩和することができる。

しかしながら、この可動量が大き過ぎると、減圧時に全ての減圧吸収パネルが凹状態にならない。すなわち、陽圧時にボトル胴部表面より突出した減圧吸収パネルはそのままの状態で保持されてしまい、製品の外観不良となってしまう。

そこで、従来は、この減圧吸収パネルの突出を発生させないように、減圧吸収パネルを略平面乃至は凹面、あるいは減圧吸収パネル中央に凹面を設けていたが、この方法では減圧吸収パネルの可動量が減少する。すなわち、減圧吸収量が低下するため、従来の減圧吸収パネルだけでは十分な減圧吸収量を確保できず、ボトルの変形によりボトル強度が低下することがあった。

そこで本発明は、陽圧時には過剰な突出を抑制し、減圧時には元の状態に復元してから更にボトル内側に凹んで減圧を吸収する構造の減圧吸収パネルを備えたプラスチックボトルを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明のプラスチックボトルは、ボトルの胴部に複数の減圧吸収パネルを備えたプラスチックボトルにおいて、前記減圧吸収パネルを、筒状の胴部表面から傾斜してボトル内側に陥没する周縁部と、該周縁部に囲まれたパネル部とで形成し、該パネル部は、径方向外側に向かって平面視円弧状に膨出する凸状曲面と、該凸状曲面の上部及び下部に位置して縦方向に対しては前記周縁部からボトル内側に傾斜して前記凸状曲面に接続するとともに、径方向外側に向かって平面視円弧状に膨出する凸状復元面と、前記凸状曲面と前記凸状復元面との境界において周方向に形成されてパネル部の突出を抑制するための変曲点として作用する境界線と、からなることを特徴とし、特に、前記凸状曲面及び凸状復元面の肉厚を０．２０〜０．４５ｍｍに設定し、さらには、凸状曲面及び凸状復元面における周方向の曲率を、ボトル胴部表面の周方向の曲率より小さくしたことを特徴としている。

本発明のプラスチックボトルによれば、高温の内容物、例えば、加熱殺菌された７０℃前後のタレ等の調味料をボトルに充填して密栓したとき、ボトル内が陽圧となる。このとき、パネル部全体がボトル外側に膨出してボトル内の陽圧が吸収されるが、前記凸状曲面と凸状復元面との境界線が変曲点となって過剰なパネル部の突出が抑制される。

その後、内容物の温度が低下すると、弾性復元機能を備えた凸状復元面の復元作用によって、該凸状復元面がボトル内側に凹むとともにパネル部全体が周縁部を支点としてボトル内側に引き込まれて元の状態に復元する。

さらに、内容物の温度が低下して常温となったとき、ボトル内は負圧となるが、周方向に対して円弧状に膨出した形状を有するパネル部全体が周縁部を支点としてボトル内側に引き込まれて平坦乃至は凹曲面に変形し、ボトル内の減圧が吸収される。このため、従来のボトルで発生していたような減圧吸収パネルの突出変形やボトル全体の偏平化が防止され、良好な外観形状が維持される。

図１は本発明の一形態例を示すプラスチックボトルの正面図、図２は減圧吸収パネル部分を断面で示す側面図、図３は図１のIII−III線断面図、図４は図１のIV−IV線断面図である。

このプラスチックボトル１１は、ポリエチレンテレフタレートを周知の方法で２軸延伸ブロー成形した、いわゆるＰＥＴボトルであって、円筒状の胴部１２の上半部には周方向の凹溝１３が上下ほぼ等間隔に設けられている。また、胴部１２の下半部には、上下方向に長い略長方形状の６個の減圧吸収パネル１４が周方向に等間隔で設けられている。減圧吸収パネル１４は、胴部表面１５から傾斜してボトル内側に陥没する周縁部１６と、この周縁部１６に囲まれた略長円形状のパネル部１７とで形成されている。また、胴部１２の底部近傍には、周方向の凹溝１８が設けられている。

図２、図３及び図４に示すように、パネル部１７は凸状曲面１７ａと凸状復元面１７ｂとで形成されている。凸状曲面１７ａは、ボトルの周方向に対してボトル外側に向かって円弧状に膨出する曲面となっており、その両側縁が前記周縁部１６と接続している。この凸状曲面１７ａの上部及び下部に前記凸状復元面１７ｂが設けられている。凸状復元面１７ｂは、ボトルの縦方向（軸芯方向）に対しては、前記周縁部１６からボトル内側に傾斜して前記凸状曲面１７ａに接続するとともに、周方向に対してはボトル外側に円弧状に膨出する曲面となっており、前記凸状曲面１７ａと凸状復元面１７ｂとの境界線１７ｃが変曲点となって過剰なパネル部の突出を抑制できるようになっている。

前記パネル部１７の肉厚は、０．２０〜０．４５ｍｍの範囲、好ましくは０．２５〜０．３５ｍｍの範囲に設定されている。本発明のプラスチックボトルは、パネル部１７が前記肉厚に設定されるとともに、凸状曲面１７ａの上部及び下部に弾性復元機能を備えた凸状復元面１７ｂが設けられていることを特徴とするものであって、パネル部１７の肉厚が０．２０ｍｍ未満では耐圧強度等が不十分となり、逆に０．４５ｍｍを超えると、パネルを可動させるためには高い減圧が必要となり、ボトル内減圧は緩和されない。

なお、凸状曲面１７ａ及び凸状復元面１７ｂの周方向の曲率は、胴部表面１５の曲率以下であれば任意に設定でき、周縁部１６によるボトル内側へのパネル部１７の凹み（深さ）は１ｍｍ乃至数ｍｍに設定すればよい。

このようなパネル部１７を有する減圧吸収パネル１４は、内容物を高温充填して密栓したとき、ボトル内が陽圧で高温状態となっているため、凸状曲面１７ａと凸状復元面１７ｂとからなるパネル部全体が弾性変形しながらボトル外側に膨らむことにより、ボトル内の陽圧が吸収される。このとき、前記凸状曲面１７ａと凸状復元面１７ｂとの境界線１７ｃが変曲点となって過剰なパネル部１７の突出を抑制する。

また、高温充填した内容物の冷却による密度変化に対しては、凸状曲面１７ａの上部及び下部に位置する凸状復元面１７ｂの復元作用によって、該凸状復元面１７ｂがボトル内側に凹むとともに凸状曲面１７ａがボトル内側に凹むことにより、パネル部１７が元の状態に復元する。さらに、内容物の温度が低下して常温となったとき、ボトル内は負圧となるが、周方向に対して円弧状に膨出した形状を有するパネル部１７の全体が周縁部１６を支点としてボトル内側に引き込まれて平坦乃至は凹曲面に変形し、ボトル内の減圧が吸収される。

これにより、高温で内容物を充填して密栓したときのボトル内の陽圧及び熱による減圧吸収パネル１４の突出変形や冷却後にボトル内が負圧となることによるプラスチックボトル１１の変形も確実に防止することができる。

なお、減圧吸収パネル１４の設置数や大きさは任意であり、プラスチックボトル１１の容量や、高温充填した内容物の冷却による密度変化の状況等に応じて適宜選択することができる。通常は、減圧吸収パネル１４の総表面積がボトルの表面積全体の１／３程度となるように設定し、上下それぞれの凸状復元面１７ｂの縦方向の長さＡが凸状曲面１７ａの縦方向の長さＢの１／３程度となるように設定することが好ましい。

容量が１リットルの２軸延伸ポリエステル製ボトルにおいて、本発明の減圧吸収パネル１４を備えた実施例ボトルと、パネル部１７を平面とした比較例ボトルとを使用して比較した。なお、両ボトルの重量はそれぞれ３５ｇであり、パネル部１７以外の形状は全て同一とした。前記実施例ボトルとしては、筒状の胴部表面から傾斜してボトル内側に陥没する周縁部１６と、該周縁部１６に囲まれたパネル部１７とで形成し、該パネル部１７は周方向に対してはボトル外側に円弧状に膨出する凸状曲面１７ａと、該凸状曲面１７ａの上部及び下部に位置して縦方向に対しては前記周縁部１６からボトル内側に傾斜して前記凸状曲面１７ａに接続するとともに、周方向に対してはボトル外側に円弧状に膨出する凸状復元面１７ｂからなり、パネル部１７の肉厚が０．２５ｍｍ〜０．３ｍｍの分布を持ったものを使用した。

まず、高温充填した内容物が冷却されて体積が縮小したときのボトル内圧の変化を測定した。測定は、１０７０ｍｌの内容物が１０２０ｍになり、体積が５０ｍｌ減少した場合について行った。その結果、実施例ボトルの内圧が−１４．５ｋｐａに減圧したのに対し、比較例ボトルの内圧は−２２．５ｋｐａに減圧した。この結果から、減圧時の減圧吸収パネルが、比較例ボトルでは平面から凹面に変形するのに対し、実施例ボトルでは周方向に対して円弧状に膨出した形状を有するパネル部全体が周縁部を支点としてボトル内側に引き込まれて凹むことにより、減圧吸収能力が向上したといえる。

また、７２℃の温水を充填して密栓した後、常温に冷却してから両ボトルの垂直荷重強度を測定した。その結果、実施例ボトルは２６０Ｎの強度を有していたのに対し、比較例ボトルは２００Ｎであった。さらに、冷却後の減圧吸収パネルの状態を目視で観察したが、両ボトル共に、突出変形は認められなかった。

本発明の一形態例を示すプラスチックボトルの正面図である。 減圧吸収パネル部分を断面で示す側面図である。 図１のIII−III線断面図である。 図１のIV−IV線断面図である。

符号の説明

１１…プラスチックボトル、１２…胴部、１３…凹溝、１４…減圧吸収パネル、１５…胴部表面、１６…周縁部、１７…パネル部、１７ａ…凸状曲面、１７ｂ…凸状復元面、１７ｃ…境界線、１８…凹溝

Claims (3)

1. ボトルの胴部に複数の減圧吸収パネルを備えたプラスチックボトルにおいて、
   前記減圧吸収パネルを、筒状の胴部表面から傾斜してボトル内側に陥没する周縁部と、該周縁部に囲まれたパネル部とで形成し、
   該パネル部は、
   径方向外側に向かって平面視円弧状に膨出する凸状曲面と、
   該凸状曲面の上部及び下部に位置して縦方向に対しては前記周縁部からボトル内側に傾斜して前記凸状曲面に接続するとともに、径方向外側に向かって平面視円弧状に膨出する凸状復元面と、
   前記凸状曲面と前記凸状復元面との境界において周方向に形成されてパネル部の突出を抑制するための変曲点として作用する境界線と、
   からなることを特徴とするプラスチックボトル。
2. 前記凸状曲面及び凸状復元面の肉厚を、０．２０〜０．４５ｍｍに設定したことを特徴とする請求項１記載のプラスチックボトル。
3. 前記凸状曲面及び凸状復元面の周方向の曲率を、ボトル胴部表面の周方向の曲率より小さくしたことを特徴とする請求項１又は２記載のプラスチックボトル

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