JP5294053B2

JP5294053B2 - 合成樹脂製丸型壜体

Info

Publication number: JP5294053B2
Application number: JP2008118005A
Authority: JP
Inventors: 孝典鈴木; 知之小澤
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2008-04-30
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2028-04-30
Also published as: JP2009262985A

Description

本発明は主として果汁炭酸飲料等の炭酸性飲料の用途に使用される合成樹脂製丸型壜体に関する。

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２〜３ガスボリューム（注）程度の微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、６０〜７０℃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６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、５つの脚片１０５ｆを突出形成した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１０４の平断面形状を円形状することにより肩部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。
特開平７−２６７２３５号公報

ここで、図６に示されるような円筒状の胴部を有する壜体は炭酸飲料等の内圧が大きく上昇する用途で、膨張変形することなく安心して使用できるものであるが、一方で意匠性の観点からは外観形状に変化がなく他社製品との差別化が難しいと云う問題がある。

それでも、果汁炭酸飲料等の微炭酸性飲料の用途では、６０〜７０℃程度の温水シャワーによる熱殺菌処理工程においても内圧の上昇が限定的であり、凹部が簡単に反転状に膨出変形して外観を著しく損なうような心配がないので、胴部の所定高さ範囲で周方向に凹凸形状を形成したり、胴部の中央高さ位置近傍で、胴径を縮径してウエスト部を形成する等して、外観形状に変化を持たせるような製品が出現してきている。

しかしながら、この種の形状に変化を持たせた壜体では反転状に膨出変形して外観を著しく損なうようなことがないものの、比較的小さな膨出状のクリープ変形（すなわち永久変形）によっても、目視による違和感等の評価基準は厳しく、たとえばウエスト部のウエストラインのシャープさが損なわれる、あるいは内容液のレベル、所謂、入り味線が低下し使用者に違和感を与えてしまう等の問題が指摘されている。

本発明は、果汁炭酸飲料等の炭酸性飲料の用途に使用され、胴部の中央高さ位置近傍にウエスト部を形成し、さらにウエスト部の下方に周方向に凹凸形状を形成した合成樹脂製の丸型壜体において、６０〜７０℃程度の温水シャワーによる熱殺菌処理工程での内圧の上昇による膨出状のクリープ変形を効果的抑制することを課題とするものである。

上記技術的課題を解決する本発明の手段に係る主たる構成は、
平断面の基本的な形状が円形の胴部を有し、内部が加圧状態になる用途に使用される合成樹脂製の丸型壜体において、
胴径を上方及び下方からテーパー状に縮径させて胴部の中央高さ位置近傍にウエスト部を形成し、
このウエスト部の下端部の所定高さ位置を頂点とした円弧状線分を多数、周期的に周方向に並列状に連結して波状の基線を形成し、
この基線を基端とし、基線に沿って波状に、また下方に向かって拡径テーパー状に形成される段差部を介してウエスト部の下端部から下方に向けて、所定の高さ範囲に膨出状に凸部を形成し、
前記所定の高さ範囲で胴壁が周方向に周期的な凹凸形状を有する構成とし、
この周方向に周期的な凹凸形状を有する所定の高さ範囲における平断面形状のうち、凸部の平断面形状を、段差部による一対の傾斜側辺とこの一対の傾斜側辺を連結し胴部の中心軸を中心とした所定の径の仮想円に重なる円弧線分により等脚台形状に形成する、と云うものである。

上記構成によれば、
ウエスト部の下端部の所定高さ位置を頂点とした円弧状線分を多数、周期的に周方向に並列状に連結した波状の基線を基端としウエスト部の下端部から下方に向けて、所定の高さ範囲に膨出状に凸部を形成する構成とすることにより、ウエスト部の下方において、胴壁を、上端が波状に変化し、周方向に周期的な凹凸を有する特徴的な形状とすることができる。

そして、基線を基端とし基線に沿って波状に形成される段差部を介して膨出状に凸部を形成する構成とすることにより、この波状に形成される段差部の、胴壁を屈曲状に折り曲げた形状の補強リブ的な作用効果により、６０〜７０℃程度の温水シャワーによる熱殺菌処理工程における内圧の上昇に起因する膨張状のクリープ変形を効果的に抑制することができ、膨張状のクリープ変形に伴なう、ウエストラインのシャープさが損なわれる等の外観の毀損や、内容積の増加に伴なう入り味線の低下による違和感を効果的に抑制することができる。

ここで、段差部を介することなく基線を基端として直接膨出状に凸部を形成するようにすると、段差部による補強リブ効果が期待できず、隣接する凸部の間の部分、すなわち凹凸形状の凹部部分が膨出状にクリープ変形し易く、ウエスト部の下端部が、全体的に膨張変形したように見え、ウエスト部のシャープさがなくなり、外観を損ねてしまうし、入り味線の低下も大きくなってしまう。
なお、上記構成において基線を構成する円弧状線分の曲率半径等の形状、並列させる個数、段差部の高さや傾斜角度等の形状、凹凸形状を形成する高さ範囲等は壜体の外観（意匠性）やウエスト部の径の膨出状のクリープ変形量等を考慮して決めることができる。

また、凸部の平断面形状を胴部の中心軸を中心とした所定の径の仮想円に重なる円弧線分を上底とした等脚台形状に形成することにより、凹凸形状が形成された領域の膨張状のクリープ変形をより効果的に抑制することができると共に、陥没変形にも強く、当該領域を手で掴持した際にも十分な面剛性を確保することができる。

本発明は、上記した構成となっており、主たる構成を有するものにあっては、以下に示す効果を奏する。
すなわち、周期的に周方向に並列状に連結した波状の基線を基端としウエスト部の下端部から下方に向けて、所定の高さ範囲に膨出状に凸部を形成する構成とすることにより、ウエスト部の下方において、胴壁を、上端が波状に変化し周方向に周期的な凹凸を有する特徴的な形状とすることができ、
そして凸部を、基線に沿って波状に形成される段差部を介して膨出状に凸部を形成する構成とすることにより、この波状に形成される段差部の、胴壁を屈曲状に折り曲げた形状の補強リブ的な作用効果により、６０〜７０℃程度の温水シャワーによる熱殺菌処理工程における内圧の上昇に起因する膨張状のクリープ変形を効果的に抑制することができ、膨張状のクリープ変形に伴なう、ウエストラインのシャープさが損なわれる等の外観の毀損や、内容積の増加に伴なう入り味線の低下による違和感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３は本発明の合成樹脂製丸型壜体の一実施例を示すものである。図１は正面図、図２は底面図、図３（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１中のＡ−Ａ線、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２０６ｍｍ、通称容量５００ｍｌで、胴部４の中央やや上の高さ位置に、幅広周溝状にウエスト部７が形成されている。
口筒部２は熱結晶化処理により白化しており、底部５は５つの脚片５ｆを突出形成したペタロイド状の形状としている。

ウエスト部７の上方では、胴部４は肩部３と共に球殻状の形状であり、またウエスト部７の下方で胴部は拡径領域を経て円筒状であり、周方向に凹凸形状が形成されている高さ範囲ｈ１を除いて、胴部７の平断面形状はウエスト７も含めて円形である。

そして、ウエスト部７の下端部の一定の高さ位置を頂点とした６ケの円弧状線分１１ｃを周期的に周方向に並列状に連結して波状の基線１１を形成し、この基線１１を基端とし、この基線１１に沿って波状に形成される段差部１２を介してウエスト部７の下端部から下方に向けた高さ範囲ｈ１に、胴壁を膨出状にして凸部１３を形成して、この高さ範囲ｈ１で胴壁が周方向に周期的な凹凸形状を有する形状としている。（図３（ａ）、（ｂ）参照）
なお本実施例では高さ範囲ｈ１の寸法は２５ｍｍであり、この高さ範囲ｈ１の下方では、隣接する円弧状線分１１ｃの両端部を接触させて縦方向に谷間を形成するようにしており、この谷間に沿って段差部１２も同様に谷間が形成されている。

また、凸部１３の平断面形状は、上記段差部１２による一対の傾斜側辺１５と、これら一対の傾斜側辺１５を連結し胴部４の中心軸を中心とした所定の径の仮想円Ｐに重なる円弧線分１６により等脚台形状に形成している。（図３（ａ）の平断面図参照）

図４、５は上記実施例の壜体の特徴を明確にするための比較例の壜体を示すものであり、図４は正面図、図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図４中のＣ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線に沿って示す平断面図である。
この比較例の壜体１は、高さ範囲ｈ２に周方向に形成される凹凸形状が相違している点を除いて図１に示される実施例の壜体と同様の形状をしている。

この、凹凸形状の相違点は次のようである。
すなわち、図１の壜体１では波状の基線１１を基端とし、この基線１１に沿って波状に形成される段差部１２を介してウエスト部７の下端部から下方に向けて、高さ範囲ｈ１に胴壁を膨出状にして凸部１３を形成しているのに対し、図４の比較例１の壜体１では基線１１を基端として実施例における段差部１２を介することなく直接、胴壁を膨出状にして凸部１３を形成している。（図５（ｂ）参照）

そして、上記のような凸部１３の形成様式により比較例１の壜体１において、凸部１３の平断面形状は、図５（ａ）に示されるように、その頂部が胴部４の中心軸を中心とした所定の径の仮想円Ｐに接する円弧状となっている。

次に、上記実施例、比較例の壜体１について果汁炭酸飲料の使用条件にあった、下に示す試験条件で耐熱圧試験を実施し、試験後における壜体１の外観あるいは変形態様を観察すると共に、クリープ状の膨出変形による内容積の増加を測定した。
［試験条件］
上記実施例、比較例の壜体１に、水に市販の果汁炭酸飲料を想定して２．５ガスボリュームになるようにクエン酸と重曹を添加した溶液を充填し（ヘッドスペ−ス１８ｍｌ）キャップで密封後、内容液の温度が最も低くなる底部５底面中央部の直上部分、所謂、コールドスポットにおける内容液の温度が６３℃で１０分間保持されるように壜体１の上方から高温の水を所定時間シャワー状にかけ、その後４０℃以下の冷水シャワーにて冷却する試験を実施した。

上記試験の結果、実施例の壜体１では内容積の増加は１１．７ｍｌであり、外観の評価結果は良好で、ウエスト部７近傍における膨出変形が十分小さくウエストラインのシャープさが損なわれることなく保持されていた。
また上記内容積の増加に起因する入り味線Ｌ（図１参照）の低下も抑制されものであり、使用者に違和感を与えない程度の範囲とすることができた。

一方、比較例の壜体１では内容積の増加は１２．８ｍｌで、実施例の壜体１との差は１ｍｌ程度であるが、特に波状の基線１１近傍でウエスト部７が膨張し、目視ではウエストラインのシャープさが損なわれてしまった。また、入り味線の低下も大きくなり、使用者に違和感を与えるものとなってしまった。
そして、上記実施例と比較例の試験結果を比較することにより、実施例で基線１１に沿って形成した段差部１２の膨出変形に対する補強リブ的な作用効果が発揮され、これにより熱応力下におけるクリープ変形が効果的に抑制できることが確認された。

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。
円弧状線分１１ｃの曲率半径等の形状、並列させる個数、段差部１２の高さや傾斜角度等の形状、凹凸形状を形成する高さ範囲ｈ１等は壜体の外観（意匠性）やウエスト部７の径の膨出状のクリープ変形量等を考慮して決めることができる。
因みに、実施例の壜体１では高さ範囲ｈ１を２５ｍｍとしたが、この高さ範囲ｈ１を８ｍｍ、１３．７ｍｍ、３６ｍｍとした壜体についても検討した結果、前述した試験における内容積の増加、特にウエスト部７のシャープさに係る外観評価、入り味線Ｌの低下について２５ｍｍの場合と大きな差異は見られなかった。

また、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、本願発明は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、底部形状としてはペタロイド形状の他にもたとえば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等とすることもできる。

以上説明したように本発明の合成樹脂製壜体は、ウエスト部の下方に周方向に凹凸の形状を形成して意匠性を高める共に、微炭酸飲料等の用途における熱シャワーによる殺菌工程での膨出状のクリープ変形を十分抑制するものであり、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。図１の壜体の底面図である。（ａ）は図１中のＡ−Ａ線に沿って示す平断面図、（ｂ）は図１中のＢ−Ｂ線に沿って示す縦断面図である。比較例の壜体を示す正面図である。（ａ）は図４中のＣ−Ｃ線に沿って示す平断面図、（ｂ）は図４中のＤ−Ｄ線に沿って示す縦断面図である。耐圧性の壜体の従来例を示す正面図である。

符号の説明

１；壜体
２；口筒部
３；肩部
４；胴部
５；底部
５ｆ；脚片
７；ウエスト部
１１；基線
１１ｃ；円弧状線分
１２；段差部
１３；凸部
１５；傾斜側辺
１６；円弧線分
ｈ１、ｈ２；高さ範囲
Ｌ；入り味線
１０１；壜体
１０２；口筒部
１０３；肩部
１０４；胴部
１０５；底部
１０５ｆ；脚片

Claims

平断面の基本的な形状が円形の胴部(4)を有し、内部が加圧状態になる用途に使用される丸型壜体であって、
胴径を上方及び下方からテーパー状に縮径させて胴部(4)の中央高さ位置近傍にウエスト部(7)を形成し、
該ウエスト部(7)の下端部の所定高さ位置を頂点とした円弧状線分を多数、周期的に周方向に並列状に連結して波状の基線(11)を形成し、
該基線(11)を基端とし、該基線(11)に沿って波状に、また下方に向かって拡径テーパー状に形成される段差部(12)を介して前記ウエスト部(7)の下端部から下方に向けて所定の高さ範囲(h1)に胴壁を膨出状にして凸部(13)を形成し、
前記所定の高さ範囲(h1)で胴壁が周方向に周期的な凹凸形状を有する構成とし、
前記高さ範囲(h1)における平断面形状のうち、凸部(13)の平断面形状を、段差部(12)による一対の傾斜側辺(15)と該一対の傾斜側辺(15)を連結し胴部(4)の中心軸を中心とした所定の径の仮想円(P)に重なる円弧線分(16)により等脚台形状に形成したことを特徴とする合成樹脂製丸型壜体。