JP4984870B2 - 合成樹脂製ビンの口筒部構造 - Google Patents

Description

本発明は、充填時に内圧がかかる炭酸飲料や、お茶、果実飲料など高温と共に内圧もかかる虞のある内容液を充填する合成樹脂製ビンの口筒部構造に関し、より詳しくは、口筒部の外周壁に設けたネジ山の頂部の一部を面落とし形状に切り欠き、この切欠部を内圧のガス抜き通路とした合成樹脂製ビンの口筒部構造に関する。

通常、ぺットボトルと呼称されるポリエチレンテレフタレート製のボトルなどの炭酸飲料を充填する合成樹脂製ビンは、その口筒部の外周壁に設けられたネジ山に、ベントスロットと呼ばれるガス抜き通路となる凹溝が設けられている。このガス抜きの凹溝は、ぺットボトル内の炭酸飲料により異常な内圧が生じた場合に、キャップとの間に出来た隙間から異常な内圧を逃がして、口筒部からキャップが飛んだり、炭酸飲料が噴き出るのを防ぐためのものである。このようなぺットボトルは、図７、８に示すように、口筒部５０の外周壁５１に設けられたネジ山５２に、ガス抜き凹溝５３が設けられている。このガス抜き凹溝５３は、ほぼ逆台形をなして４箇所有り、その溝底５４が、外周壁５１と同一のつら面にあり、しかも、二方向分断開閉金型にて成形する際の利便性から金型を開くのに都合の良い場所に配置してある。

従来、ガス抜き凹溝を設けなくても良いとされたホットパックのお茶や果実飲料などのぺットボトルであっても、消費者はこれらお茶や果実飲料を飲み残した場合、ぺットボトルにキャップを螺着して保管するし、また冬場に店頭での加熱販売もあり、異常な内圧が生じる虞がある。このような傾向から、ぺットボトルの口筒部のネジ山に、内圧逃がしのガス抜き凹溝を設けなければならないケースが増加している。また、果汁入りの炭酸飲料の場合、熱水シャワー内で殺菌を行なわなければならない。したがって、図７、８に示す炭酸飲料用のぺットボトルの口筒部５０であっても、耐熱性を付与するための熱結晶化操作が行われる。しかしながら、現状のぺットボトルは軽量化を目的として、口筒部５０が薄く形成される傾向にあるため、ネジ山５２にある４箇所のガス抜き凹溝５３を起点として、長方形気味に変形して楕円形状になり、口筒部５０の内径が最大径と最小径との差で最大０．２ｍｍに達しているものも見られ、シール性や外観性などに不都合が発生する原因となっている。このような不都合を解消した口筒部構造として、下記のものが知られている。
特開２００４−０４３０２４号公報 特開２００４−１３１１７４号公報

特許文献１のぺットボトルの口筒部構造は、図９に示すように、口筒部５０の外周壁５１に設けられたネジ山５２に、その円周３６０度の範囲内に４個以上のガス抜き凹溝５５が設けられ、これら４個以上のガス抜き凹溝５５の溝底５６の最大深さｄを、ネジ山高さｈの２０％ないし８０％としたものである。これにより、成形時の樹脂の流れを確保出来、熱結晶化のための熱処理時に口筒部５０の変形を押さえ、且つシール性不良や外観性不良などの不都合の発生を防ぐことが出来る。

また、特許文献２のぺットボトルの口筒部構造は、図１０に示すように、口筒部５０の外周壁５１に設けられたネジ山５２にガス抜き凹溝（ベントスロット）５７が設けられ、このガス抜き凹溝５７は、ほぼ逆台形をなして４箇所有り、その溝底５８は残留させたネジ山５２の一部、すなわち、ネジ山５２の高さＨ１の１／４ないし１／２の高さＨ２を残したものである。なお、特許文献２の口筒部構造は、図７、８に示す４箇所のガス抜き凹溝５３の溝底５４を外周壁５１のつら面まで掘らないで、ネジ山５２の高さｈの１／４ないし１／２を残したものである、と言える。これにより、成形時の樹脂流れを確保出来、熱結晶化のための熱処理時に口筒部５０の変形を押さえ、且つシール性不良や外観性不良などの不都合の発生を防ぐことが出来る。

ところが、上記特許文献１記載のぺットボトルの口筒部構造では、ガス抜き凹溝５５の溝底５６の最大深さｄをネジ山高さｈの２０％ないし８０％と規定し、これらガス抜き凹溝５５はほぼ等間隔に設けるのが望ましいと記載されているだけであるから、このガス抜き凹溝５５の形状によっては、ガス抜き凹溝５５の溝面が金型を開く際、金型側面と当たり、二方向分断開閉金型では構造的に型抜きができず成形できないことも起こり得る。

また、上記特許文献２記載のぺットボトルの口筒部構造は、図７、８に示す４箇所のガス抜き凹溝５３を、ネジ山５２の高さｈの１／４ないし１／２を残したものと言えるから、４箇所のガス抜き凹溝５７を起点として、長方形気味に変形して楕円形状になる虞を拭い去ることが出来ず、シール性や外観性などに不都合が発生することになる。

そこで、本発明の目的は、ねじ山にガス抜き通路があり、口筒部が軽量化のために薄くても、熱結晶化時に異常変形がなくシール性や外観性に不都合がないぺットボトルの口筒部構造を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであって、下記の構成からなることを特徴とするものである。
すなわち、本発明によれば、合成樹脂製ビンの口筒部の外周壁に設けたネジ山の頂部の少なくとも一部を、前記口筒部の軸方向の上方から見たネジ山の形状を正多角形の面落とし形状に切り欠き、該切欠部を前記口筒部の軸方向に抜けるガス抜き通路としたことを特徴とする合成樹脂製ビンの口筒部構造が提供される。

本発明の合成樹脂製ビンの口筒部構造は、口筒部のネジ山に面落とし形状の切欠部を設け、その切欠部をガス抜き通路としたから、熱結晶化する際の変形の起点が無くなり、変形量を減らし、さらに、このネジ山の切欠部により口筒部に螺合するキャップのネジ山との接触面積が減り、その分キャップの開閉トルクを減少させることができる。したがって、口筒部が軽量化のために薄く、且つねじ山にガス抜きのための切欠部があっても、熱結晶化時に変形が少なく、シール性や外観性に不都合が生じず、合成樹脂製ビンの異常な内圧を切欠部により支障なくガス抜き出来、キャップの開閉も容易である。

また、本発明の合成樹脂製ビンの口筒部構造は、口筒部のネジ山に設けた面落とし形状の切欠部でねじ山を正多角形にして、その切欠部をガス抜き通路としたから、熱結晶化する際の変形の起点が無く、且つ変形を均等に分散してその変形量を減らす。したがって、上記効果に加えて、より一層熱結晶化時の変形を減らすことが出来る。

以下に、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は本発明の実施形態である合成樹脂製ビンのプリフォームの側面図、図２は図１のプリフォームから成形した合成樹脂製ビンの側面図、図３は合成樹脂製ビンの口筒部の側面図、図４は合成樹脂製ビンの口筒部の平面図、図５は図４に示す口筒部のネジ山の９０度分を拡大した平面図、図６は合成樹脂製ビンの口筒部におけるネジ山の展開図である。図面において、合成樹脂製ビンの口筒部構造１は、合成樹脂製ビン２の口筒部３の外周壁４に設けたネジ山５の頂部の少なくとも一部を、面落とし形状に切り欠き、該切欠部６を口筒部３の軸方向に抜けるガス抜き通路としたものである。

前記合成樹脂製ビン２としては、その口筒部３にキャップを螺合して螺着出来るものであれば良く、通常、充填する内容液が高温であったり、その上内圧がかかる虞のある場合に好ましく用いられる。したがって、この合成樹脂製ビン２は、耐熱性と耐圧性に優れていることが求められる。そして、本発明の対象は、合成樹脂製ビン２の口筒部３の構造であるから、図２に示す合成樹脂製ビンそれ自体は勿論のこと、この合成樹脂製ビンを作製する過程の図１に示す合成樹脂製ビンのプリフォーム２ａにも及ぶ。また、口筒部３に螺着するキャップのネジ山にもガス抜き通路を設けても良く、このようにすることで、本発明の合成樹脂製ビンの口筒部構造１は、合成樹脂製ビン２に異常な内圧が生じている場合、より一層ガス抜きをスムーズにすることが出来る。なお、キャップも、本発明の合成樹脂製ビン２の口筒部３に螺合して螺着出来れものであれば、特に限定がない。また、合成樹脂製ビン２の材質は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの熱可塑性樹脂で、熱処理により熱結晶化するものであれば、特に限定はない。

上記した合成樹脂製ビン２は、以下のようにして作製される。
まず、図１の合成樹脂製ビンのプリフォーム２ａを、キャビティー金型（図示せず）及び口筒部３の二方向分断開閉金型を使用して、射出成形または圧縮成形してから、二方向分断開閉金型を含む成形金型より取り出される。次にプリフォーム２ａの成形過程で、熱処理して口筒部３を熱結晶化する。そして、口筒部３より下のプリフォーム２ａをブロー金型に挿入してブロー成形し、図２の合成樹脂製ビン２とするものである。

そして、この合成樹脂製ビン２の口筒部３には、既述のとおり、その外周壁４にネジ山５が有り、その下方にはビードリング１０及びネックリング１１がある。これらを含んだ口筒部３は、耐熱性が要求されるので、熱処理が施され熱結晶化している。ネジ山５は、この例では１条ネジであり、図６に示すように、ネジ始端部１２、ネジ中間部１３及びネジ終端部１４からなり、ネジ始端部１２及びネジ終端部１４を除いて２回り（完全ネジ部）と９０度（不完全ネジ部）の長さがある。すなわち、ネジ山５のネジ中間部１３は、２回り×３６０度／回り＋９０度＝８１０度にわたり、口筒部３の外周壁４に巻回されている。

このネジ山５のネジ中間部１３には、前記口筒部の軸方向の上方から見たネジ山の形状を正多角形の面落とし形状に切り欠いた切欠部６が複数設けられている。この実施例（図４）では、正１２角形になるようにネジ山５のネジ中間部１３が面落とし形状に切り欠かれている。したがって、切欠部６は最低でも１２個あり、正１２角形であるからそれぞれの切欠部６は平面から見て同形となる。そして、正１２角形であるから、３６０度／１２＝３０度となり、ネジ中間部１３は、上述のとおり８１０度の長さがあるから、切欠部６は８１０度／３０度＝２７個がネジ中間部１３に設けられていることになる。このため、切欠部６は、３０度ごとに設けてあるから、合成樹脂製ビン２の口筒部３を上方から見ると、完全に正１２角形に見えるから、切欠部６がネジ山５ごとに垂直線上に並んだ状態であり、これらの切欠部６群が直線状のガス抜き通路を構成することになる。

なお、切欠部６の数量は、特に限定がないが、変形量の分散化及びガス抜き通路としての機能の観点から、少なくとも６個以上あるのが望ましいと言える。さらに、ネジ山５に設けた切欠部６は、多角形であれば良く、例えば、３０度と４５度とを交互に繰り返したりして、必ずしも正多角形でなくても良い。要はネジ山５頂部の一部を前記口筒部の軸方向の上方から見たネジ山の形状を正多角形の面落とし形状に切り欠くことが重要であり、ネジ山５を越え外壁面４まで切り欠いたり、凹状に切り欠いたりしなければ良いのである。すなわち、切欠部６を外壁面４まで切り欠けば、熱結晶化時の変形が大きくなり過ぎるし、凹状に切り欠けば、アンダーカット部が生ずることにつながり、これがあると二方向分断開閉金型で成形する際、開閉出来ない虞があるからである。

さらに、切欠部６のガス抜き通路としての機能は、断面積と配置が重要である。断面積は、ネジ山５の頂部をどれだけ面落とし形状に切り欠くかにより決まる。その意味で、上記のように、正１２角形となるように切欠部６を設けてあると、断面積がガス抜き通路としての機能を充分果たすだけの広さとなり、同時に変形の分散化も図れてシール性を充分に確保できる。一方、切欠部６の配置は、ネジ山５ごとに垂直線上に並んだ状態であるのが、ガス抜き通路として最も効率が良い。

次に、上記構成になる合成樹脂製ビンの口筒部構造１の作用について詳述する。
まず、合成樹脂製ビンのプリフォーム２ａの段階で、口筒部３を熱処理して熱結晶化する。その際、合成樹脂製ビンの口筒部構造１は、ネジ山５に切欠部６を、口筒部３の軸心７とで成す角度がほぼ３０度間隔で２７個設けてある。これを上方から見ると、ネジ山５が正１２角形になって見え、切欠部６はネジ山５ごとに垂直線上に並んだ状態である。このため、熱結晶化による変形を１２角に均等に分散出来て、個々の変形量を減らし、軽量化のために口筒部３が薄くても、シール性や外観性に不都合が生ずることが無くなる。

一方、合成樹脂製ビン２に内容液が充填され、何らかの事情により合成樹脂製ビン２の内圧が異常に上昇しても、上述のとおり、充分なシール性が確保されているから、内容液が噴き出すようなことが無い。さらに、異常な内圧が有る状態で、合成樹脂製ビン２の口筒部３からキャップを螺脱する際、ネジ山５ごと且つ３０度ごとに垂直線上に並んだ状態の切欠部６群により、ガス抜き通路を構成しているから、異常な内圧は直ちに抜け、キャップが飛んだり、内容液が噴き出したりすることを防ぐことが出来る。

次に、本発明の効果を実証するための実験結果を以下に示す。

〈実験例１〉
この実験に供した合成樹脂製ビンの口筒部構造は、実施例１のネジ山の８１０度にわたるネジ中間部に、切欠部を３０度ごとに連続して２７個設けたものである。この口筒部を熱処理して熱結晶させ白化させた後、約φ２０．６ｍｍとなった口筒部の内径の真円度を測定した。実験数は２０であり、その平均値と最大値とを求めた。

〈比較例１〉
この実験に供した合成樹脂製ビンの口筒部構造は、図７、８に示す従来例の形状であり、形状以外はすべて実験例１と同じ条件で測定を行い、その平均値と最大値を求めた。
実験の結果を表１に示す。（以下余白）

表１に示すように、本発明に係る実施例１は、従来例である比較例１に比べて、平均値で約半分であり、最大値でも４割減らすことが出来たから、本発明の効果は充分に実証され、シール性を充分満足することも出来る。

以上、本発明の実施例１を説明したが、具体的な構成はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での変更は適宜可能であることは理解されるべきである。

本発明の合成樹脂製ビンの口筒部構造は、口筒部が軽量化のために薄く、しかも異常な内圧がかかる虞があるため、ねじ山にガス抜き通路があるのにシール性や外観性に不都合を起こさないで、耐熱性を付与するための熱結晶化をする必要があるような場合に、極めて高い利用価値がある。

実施例１に示した実施形態である合成樹脂製ビンのプリフォームの側面図である。 図１のプリフォームから成形した合成樹脂製ビンの側面図である。 実施例１に示した合成樹脂製ビンの口筒部の側面図である。 実施例１に示した合成樹脂製ビンの口筒部の平面図である。 図４に示す口筒部のネジ山の９０度分を拡大した平面図である。 実施例１に示した合成樹脂製ビンの口筒部におけるネジ山の展開図である。 従来例を示す側面図である。 従来例を示す平面図である。 特許文献１に示された従来例の平面図である。 特許文献２に示された従来例の平面図である。

符号の説明

１ 合成樹脂製ビンの口筒部構造
２ 合成樹脂製ビン
２ａ 合成樹脂製ビンのプリフォーム
３，５０ 口筒部
４，５１ 外周壁
５，５２ ネジ山
６ 切欠部
１０ ビ−ドリング
１１ ネックリング
１２ ネジ始端部
１３ ネジ中間部
１４ ネジ終端部
５３，５５，５７ ガス抜き凹溝
５４，５６，５８ 溝底
ｄ 最大深さ
ｈ，Ｈ１，Ｈ２ ネジ山高さ

Claims (1)

1. 合成樹脂製ビンの口筒部の外周壁に設けたネジ山の頂部の少なくとも一部を、前記口筒部の軸方向の上方から見たネジ山の形状を正多角形の面落とし形状に切り欠き、該切欠部を前記口筒部の軸方向に抜けるガス抜き通路としたことを特徴とする合成樹脂製ビンの口筒部構造。

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