JP5229552B2 - 合成樹脂製丸形壜体 - Google Patents

Description

本発明は円筒状の胴部を有する合成樹脂製丸形壜体に関するものである。

従来より、ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと記す。）樹脂製の２軸延伸ブロー成形壜体（ペットボトル）に代表される合成樹脂製壜体が知られている。そして、殺菌を必要とするたとえば果汁飲料、お茶等のペットボトルへの充填方法として、所謂、高温充填と呼ばれる方法があるが、これは９０℃前後の温度で内容液を壜体に充填し、キャップをして密封後、冷却するものであり、冷却後には壜体内がかなりの減圧状態となる。

このため、上記のような高温充填を伴う用途については、胴部に減圧吸収パネルを形成し、減圧に伴なう壜体の周壁の減容変形を、壜体がいびつに変形した感じを与えることなく、目立たないように吸収（緩和）する機能、所謂、減圧吸収機能を発揮するようにした所謂、耐熱ボトルが多く用いられている。（特許文献１参照）

一方、図３に示される壜体１０１はＰＥＴ樹脂製の２軸延伸ブロー成形された丸形壜体であるが、この壜体１０１では上記のように減圧吸収パネルを形成することなく、周壁を比較的肉厚とし、さらに円筒状の胴部１０４に多数の周溝リブ１１２を周設して胴部１０４の周壁の面剛性を高めることにより、減圧に伴なう陥没変形を抑制するようにしている。
特開２００３−６３５１６号公報

しかしながら、図３に示される減圧吸収パネルを採用しない壜体１０１では減圧度が−２００ｍｍＨＧ以上にも達する高減圧となる用途では、テーパー筒状に形成される肩部１０３の周壁の面剛性が不足し、当該部分で陥没変形が発生してしまうと云う、問題がある。
また、省資源、材料費削減の点から壜体の軽量化、すなわち周壁の薄肉化を進めると、上記したような肩部における面剛性の不足問題がより深刻になり、さらに製品製造ライン、積重状態での保管及び運搬、自動販売機内におけるトラブルの原因となるため、この肩部の形状面の改良による面剛性の向上が要請されている。

そこで、本発明は上記した合成樹脂製の丸形壜体におけるテーパー状の肩部の周壁の面剛性を大きくすることを課題とし、全体として十分な面剛性を有し、製造ラインや自動販売機等でのトラブルがなく、また高い減圧度となる用途にも安心して使用できる合成樹脂製丸型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本発明の手段のうち、主たる構成は、
円筒状の胴部の上端に、上方に向けて縮径するテーパー状の肩部を介して口筒部を起立設し、円筒状の胴部の周壁の面剛性の強化のために、胴部の上端から下端にかけての部分に多数の周溝リブを周設した合成樹脂製丸形壜体において、
肩部において、胴部の直径の７０〜９８％の範囲の直径を有する高さ範囲に溝状周リブを周設する、と云うものである。

上記構成により、肩部において、胴部の直径の７０〜９８％の範囲の直径を有する高さ範囲に溝状周リブを周設することにより、−２００ｍｍＨＧ程度の高い減圧状態における陥没変形や、製造ラインや自動販売機内で作用する押圧力による変形を効果的に抑制することができる。

一方、胴部の直径の７０％未満の位置、すなわち肩部の相当上部の領域に溝状周リブを周設しても下方の領域で発生する減圧や押圧力による変形を効果的に抑制することができず、また、９８％を越えた位置、すなわち肩部の下端と胴部上端の境界直近部分に周設すると、溝状周リブによる肩部全体の面剛性を高くする効果が損なわれてしまう。

本発明の他の構成は、上記主たる構成に加えて、溝状周リブの形状を底壁と一対の側壁からなる形状とし、この一対の側壁のうち、下位に位置する側壁の胴部の中心軸方向に対する開き角度を９０°とする、と云うものである。

製品の保管や運搬では、壜体を多数積重した状態とするため、壜体の垂直方向からの荷重に対する座屈強度（以下、単に座屈強度と略記する場合がある。）が要求されるが、上記のように肩部に溝状周リブを周設すると、一般的には溝状周リブが変形の起点となりこの座屈強度が低下する。
そこで、上記構成はこの座屈強度の低下を抑制するためのものであり、下位に位置する側壁の胴部の中心軸方向に対する開き角度を９０°とすることにより、肩部の垂直座屈強度の低下を効果的に抑制することができる。

本発明のさらに他の構成は、上記構成に加えて、一対の側壁のなす開き角度を９０°±３０°の範囲とする、と云うものである。

一対の側壁のなす開き角度が大きすぎると面剛性を高くする効果が小さくなり、小さすぎると座屈強度が大きく低下してしまい、上記構成によりこの両側壁の開き角度を９０°±３０°の範囲とすることにより、座屈強度の低下を一定程度に抑制しながら肩部の面剛性を大きくすることができる。

本発明は、上記した構成としたので、以下に示す効果を奏する。
すなわち本発明の主たる構成を有するものにあっては、肩部における溝状周リブの周設位置を、胴部の径の７０〜９８％の直径を有する高さ範囲とすることにより、−２００ｍｍＨＧ程度の高い減圧状態における陥没変形や、製造ラインや自動販売機内で作用する押圧力による変形を効果的に抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態を、実施例に沿って図面を参照しながら説明する。
図１、図２は、本発明による丸形壜体の一実施例を示すものであり、図１は全体正面図、図２は肩部近傍の縦断面図である。
この壜体１はＰＥＴ樹脂製の２軸延伸ブロー成形による丸形壜体で、円筒状の胴部４の上端にテーパー状の肩部３を介して口筒部２を起立設すると共に、胴部４の下端には底部５を有する。またこの壜体１の全高さは１５６ｍｍ、胴部の直径は６４ｍｍ、容量は４１５ｍｌである。

円筒状の胴部４の周壁には５ケの周溝リブ１２が形成されており、周壁の面剛性を大きくすると共に、内容液の充填時に作用する垂直方向からの荷重に対する強度である垂直座屈強度を大きくする構造としている。

肩部３のテーパー状の周壁には１ケの溝状周リブ１１が周設されている。図２は図１に示した壜体１の肩部３近傍を拡大した縦断面図であり、この溝状周リブ１１の肩部３への配設態様を説明するためのものである。
図２中、ｈ０、ｈｂ、ｈｔとｈ１、ｈ２はそれぞれ高さ位置を示し、高さ位置ｈ０は円筒状の胴部４の上端部で、胴部４の直径Ｄ０は６４ｍｍである、また高さ位置ｈｂでの直径Ｄｂと高さ位置ｈｔでの直径Ｄｔはそれぞれ、直径Ｄ０の９８％と７０％である。

そして、この溝状周リブ１１は底壁１１ｂと一対の側壁１１ｓから構成され、この溝状周リブ１１の下端と上端がそれぞれ上記の高さ位置ｈｂとｈｔの間の高さ範囲Ｈになるようにしている。
本実施例では、溝状周リブ１１の下端と上端の高さ位置ｈ１、ｈ２における肩部３の周壁の直径はそれぞれ、直径Ｄ０の９４％と８６％である。

また、側壁１１ｓのうち下位の側壁１１ｓｂを水平方向に形成して胴部４の中心軸Ａｘとの開き角度Ａを９０°としている。さらに上位の側壁１１ｓｔを垂直方向に形成し、両側壁１１ｓｂ、１１ｓｔの開き角度Ｂを９０°にしている。

ここで、図３は前述した従来例の丸形壜体の全体正面図であり、上記実施例の壜体の比較例となるものである。この壜体１０１は、肩部３の周壁に形成した溝状周リブ１１がないことを除いて、図１に示す壜体１と同じ形状のＰＥＴ樹脂製の２軸延伸ブロー成形による丸形壜体である。

次に、図１の実施例の壜体１と図３の比較例の壜体１０１について、肩部３、１０３の面剛性を評価する試験を実施した。
ここで、図４はこの試験方法の概略説明図であるが、この図にあるように、内容液を充填後、口筒部２をキャップでシールし、斜めの姿勢で壜体１を支持した状態で、肩部３と胴部４の境界領域に先端が球形の治具Ｊｇで押圧し、当該部分が陥没変形する直前の荷重により両壜体の肩部の面剛性を評価する。
なお、上記評価方法は、減圧試験で陥没変形が発生する領域や、製造ラインや自動販売機等での押圧力の作用態様を考慮したものである。

上記試験方法による面剛性の試験結果は、実施例の壜体１では６４Ｎ、比較例の壜体１０１では５０Ｎであり、実施例の壜体１では溝状周リブ１１の形成により肩部３の面剛性を２８％大きくすることができた。
そして、このような肩部３の面剛性の向上により、本実施例の壜体１は、−２００ｍｍＨＧ程度の高い減圧状態における陥没変形を効果的に抑制することができ、また製造ラインや自動販売機等でトラブルなく使用できるものとすることができた。
また、溝状周リブ１１において側壁１１ｓに係る開き角度Ａ、Ｂを適切に設定ことにより、溝状周リブ１１の形成に伴なう垂直方向の荷重に対する座屈強度の低下を抑制することができ、積重状態での保管や運搬についても実用上問題のないものとすることができた。

以上、実施例に沿って本発明の実施の形態を説明したが、本発明の作用効果はこれら実施例に限定されものではない。
たとえば、溝状周リブを配設する高さ位置、あるいは溝状周リブの開き角度等の形状は、壜体の大きさ、肩部の傾斜角度、必要とされる面剛性と座屈強度のバランス等を考慮しながら、胴部の直径の７０〜９８％の範囲の径を有する高さ範囲と云う要件下、適宜に選択することができる。

本発明の合成樹脂製丸形壜体は、肩部の適切な位置に溝状周リブを周設することにより、高い減圧状態となる用途にも安心して使用でき、また製造ラインや自動販売機内で作用する押圧力による変形も効果的に抑制することができるものであり、丸形ボトル分野での幅広い用途展開が期待される。

本発明の丸形壜体の一実施例を示す全体正面図である。 図１に示した丸形壜体の肩部近傍の縦断面図である。 丸形壜体の従来例（比較例）を示す全体正面図である。 肩部の面剛性の測定方法についての概略説明図である。

符号の説明

１ ；壜体
２ ；口筒部
３ ；肩部
４ ；胴部
５ ；底部
１１；（肩部の）溝状周リブ
１１ｂ；（溝状周リブの）底壁
１１ｓ（１１ｓｂ、１１ｓｔ）；（溝状周リブの）側壁
１２；周溝リブ
１０１；壜体
１０２；口筒部
１０３；肩部
１０４；胴部
１０５；底部
１１２；（胴部の）周溝リブ
Ａ、Ｂ；開き角度
Ａｘ；中心軸
Ｈ ；高さ範囲
ｈ０、ｈｂ、ｈｔ；高さ位置
ｈ１、ｈ２；高さ位置
Ｄ０、Ｄｂ、Ｄｔ；直径
Ｊｇ；試験治具

Claims (3)

1. 円筒状の胴部(4)の上端に、上方に向けて縮径するテーパー状の肩部(3)を介して口筒部(2)を起立設し、前記円筒状の胴部(4)の周壁の面剛性の強化のために、該胴部(4)の上端から下端にかけての部分に多数の周溝リブ(12)を周設した壜体であって、
   前記肩部(3)において、前記胴部(4)の直径の７０〜９８％の範囲の直径を有する高さ範囲(H)に溝状周リブ(11)を周設したことを特徴とする合成樹脂製丸形壜体。
2. 溝状周リブ(11)の形状を底壁(11b)と一対の側壁(11s)からなる形状とし、該一対の側壁(11s)のうち、下位に位置する側壁(11sb)の胴部(4)の中心軸方向に対する開き角度(A)を９０°とした請求項１記載の合成樹脂製丸形壜体。
3. 一対の側壁(11s)のなす開き角度(B)を９０°±３０°の範囲とした請求項２記載の合成樹脂製丸形壜体。
   

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