JP5667098B2 - ガラスびん - Google Patents

Description

本発明は、落としたときに割れにくいガラスびん、また、万一ガラスびんが割れたときでも、割れたことを容易に発見できるシュリンクラベル付きのガラスびんに関する。

胴部にシュリンクラベルを被覆したガラスびんは、胴部に割れが発生して内溶液が漏れ出した場合、漏れた液がシュリンクラベルの内側に留まり、発見しにくいという難点がある。特に、内容量が５０〜１００ｍｌ、又はびん高さが１００〜１３０ｍｍ程度の小型のガラスびんは、包装箱から店頭に並べる作業において、一度に複数のびんを掴んで行われることが多く、そのためびんを落下させ、割れが発生する可能性が高い。
このような場合、びんが割れているのにも関わらず陳列され、消費者が購入後まで気づかないおそれがある。
したがって、シュリンクラベル付きのガラスびんは割れを容易に発見できるものでなくてはならない。びんの割れを容易に発見できるシュリンクラベル付きガラスびんは、例えば下記の特許文献１，２などに開示されている。

特許文献１は、びん胴部に多数の縦溝を形成しておき、胴部を覆ったシュリンクラベルの縦溝の位置の上下に、縦溝と外部を連通する連通孔を設けたものである。びん割れが発生してびん胴部外面に内溶液が漏れ出すと、その内溶液が上記連通孔からシュリンクラベルの外部に流れ出し、びん割れを発見しやすい構成となっている。

特許文献２は、びん胴部に凹凸を多数形成して梨地模様などとすることで縦方向及び横方向に連続する凹部を形成し、該胴部をシュリンクラベルで被覆し、びん割れが発生してびん胴部外面に内溶液が漏れ出すと、その内溶液がシュリンクラベル下端から、又はシュリンクラベルの下端近傍に設けた連通孔から外部に流れ出し、びん割れを発見しやすい構成となっている。

特許第４０３０９７６号公報 特許第４８２７５３８号公報

上記特許文献１のガラスびんは、漏れ出した内溶液が、縦溝と外部を連通する連通孔から外部に出てくる構成であるため、シュリンクラベルに形成した連通孔が確実に全ての縦溝の位置に来るように位置合わせをしなければならず、シュリンクラベルを装着する工程が煩雑になる。連通孔の位置が合っていないものは期待した効果が出ず、シュリンクラベルを剥がして再び装着し直さなければならない。連通孔を非常に細かいピッチで設ければ位置合わせは不要となるが、シュリンクラベルの連通孔を設けた部分が脆弱になり、流通過程で切断されてしまい見栄えがきわめて悪くなるという問題がある。
また、縦溝を胴部の外面全周に設けるため胴部の強度が低下し、胴部の肉厚を厚くしなければならないという問題もある。

上記特許文献２のガラスびんは、シュリンクラベルの位置合わせが不要で、シュリンクラベルが流通段階で切断してしまうおそれもなく、凹凸は微細なものでよいのでガラスびん胴部の強度低下も少ないが、びん割れが発生したときに外部に流れ出す内溶液の量が比較的少ないという問題がある。

本発明は、ガラスびんが落下したときに割れにくくすること、及び、上記特許文献２のシュリンクラベル付きガラスびんを更に改良し、びん割れが発生したときに外部に流れ出す内溶液の量を比較的多くしてびん割れを発見しやすくすることを課題とするものである。

〔請求項１〕
本発明は、ガラスびん胴部の下部に、その上の一般胴部よりも径の大きな拡径胴部を形成し、該拡径胴部と一般胴部の間が環状の段差部となり、前記一般胴部の外面の全部又は下端を含む一部に、少なくとも縦方向に連続する凹部を有する凹凸面を形成し、前記一般胴部と拡径胴部の全部又は一部をシュリンクラベルで被覆し、前記段差部において前記シュリンクラベルとガラスびん外面との間にガラスびん全周に亘って隙間が形成され、前記シュリンクラベルの前記段差部を覆う部分に貫通孔を設け、前記貫通孔と前記隙間とが連通することを特徴とするシュリンクラベル付きのガラスびんである。

本発明は、拡径胴部と一般胴部の間が環状の段差部となっているので、図８に示すように、段差部においてびん外面とシュリンクラベルの間に隙間が生じる。また、シュリンクラベルの段差部を覆う部分に貫通孔を設けたので、貫通孔から空気がシュリンクラベルとびん外面の凹部の間に出入り自由になっている。

ガラスびんが割れると、内溶液が胴部外面の凹部とシュリンクラベルの間に漏れ出す。漏れ出した内溶液は、毛細管現象と重力の作用で、胴部外面とシュリンクラベルの間の凹部を下方に降下していくが、このとき、シュリンクラベルの貫通孔で、空気がシュリンクラベルとびん外面の凹部の間に出入り自由になっているので、内溶液の降下が抵抗なく促進され、比較的多量の内溶液が降下し、段差部から貫通孔を通ってシュリンクラベル外部に流れ出す。段差部におけるびん外面とシュリンクラベルの間の隙間は、びん全周に亘っているので、シュリンクラベルの位置合わせは不要である。また、内溶液の降下が抵抗なく促進されるので、びん外面の凹凸面における凹凸の深さ又は高さを小さくすることができる。

凹凸面は、びん外面に溝や多数の小突起を設けることで形成してもよいし、槌目模様や、不定形な微細凹凸を組み合わせた梨地模様など、種々の態様とすることができる。少なくとも縦方向に連続する凹部とは、びん外面に流出した内溶液が凹部を伝わって下方に流れることができる態様であればよい。しかし、凹部は縦方向及び横方向に連続するものであるほうが、内溶液の降下が一層促進され、より好ましい。凹部が縦方向及び横方向に連続する凹凸面は、格子状の溝、多数の小突起、槌目模様、梨地模様などである。

また本発明は、ガラスびんが落下したときに割れにくい構造となっている。
図１は、ガラスびん落下によるびん破損を実験した結果で、ガラスびん１に破損オリジン（開始点）を×印で表したものである。外面ヒンジ破損は、びん周壁に外側が引張、内側が圧縮となる曲げ力が作用したことによる破損である。図１で明らかなように、破損オリジンの多くは胴部の下部になっている。

図２は外面ヒンジ破損の説明図である。ガラスびん１が落下すると、びん胴部が径方向に押し潰されると共に、共に落下した内溶液の動圧が加わり、両側のＡ点に大きなヒンジ応力が発生する。

図３はガラスびん１が口部から落下した場合の説明図である。
口部が衝突した後に胴部が衝突した際、口部から胴部の衝突個所までの距離Ｌが長く、底部はガラス量が多く重いため、矢印に示すような強いモーメントが発生する。したがって、口部から落下した場合は破損しやすい。

図４はガラスびん１が裾部から落下した場合の説明図である。
裾部で衝突後、肩部が衝突した際、口部側は底部側よりガラス容積が小さく、支点から衝突個所までの距離Ｌも短いため、図３の場合に比べてモーメントは小さく、ガラスびんは破損しにくい。

図５は、胴部上端までの高さが８０ｍｍのガラスびんに衝撃（０．５Ｊ）が加わった場合の、衝撃高さとヒンジ応力の関係を示している。最大応力は１７７ＭＰａで、胴部の下側及び上側はヒンジ応力が小さくなっている。

本発明は、ガラスびん胴部の下部に、その上の一般胴部よりも径の大きな拡径胴部を形成したので、ガラスびんが落下したときに、胴部中央で衝突することがなく、下方の拡径胴部又は上方の胴部上端ないし肩部で衝突する。そして、図５から明らかなように、胴部下方及び上端部付近での衝突は、ヒンジ応力が小さいため、ガラスびんは割れにくい。
更に、拡径胴部を形成したことにより、ガラスびん製造過程や運搬過程において、びんどうしの接触によるすり傷が一般胴部に付きにくくなる。ガラスびんの強度はこのすり傷によって大きく低下するから、この点でも本発明のガラスびんは割れにくくなっている。

〔請求項２〕
また本発明は、前記拡径胴部の上端の高さが１５ｍｍ以下である請求項１に記載のシュリンクラベル付きのガラスびんである。

拡径胴部の上端の高さを１５ｍｍ以下にすると、びんが落下したときの衝撃高さが１５ｍｍ以下になる。図５から分かるように、衝撃高さが１５ｍｍ以下になると、ヒンジ応力が最大応力（１７７ＭＰａ）の約３０％減（約１２０ＭＰａ）となり、ガラスびんが非常に割れにくくなる。なお、ヒンジ応力が最大応力の約３０％減となるための拡径胴部の上端の高さは、ガラスびんの大きさ（高さ）にほとんど関係せずに約１５ｍｍである。
なお、拡径胴部の上端の高さの好ましい範囲は１０ｍｍ〜１５ｍｍである。１０ｍｍ未満の高さで衝撃を受けると、底部の厚いガラスでびん全体の変形を抑制するため、ヒンジ応力はさらに小さくなる。しかし、衝撃を受けた際、びん全体が変形することで衝撃エネルギ−を吸収するが、衝撃位置が１０ｍｍ未満ではびん全体の変形が少なくなる分、衝撃部に衝突エネルギ−が集中し、衝撃点での破損が増えるおそれがある。

〔請求項３〕
また本発明は、前記拡径胴部の下方に、該拡径胴部よりも小さい径の下側胴部を設けた請求項１又は２に記載のシュリンクラベル付きのガラスびんである。

このように、拡径胴部の下方に、該拡径胴部よりも小さい径の下側胴部を設けても差し支えない。

〔請求項４〕
また本発明は、前記段差部が環状溝となっている請求項１〜３のいずれかに記載のシュリンクラベル付きのガラスびんである。

図１４，１５に示すように、段差部１８を環状溝にすることで、シュリンクラベルと段差部（環状溝）との隙間が大きくなり、びん割れのときに内溶液がシュリンクラベルの貫通孔から流出しやすくなる。
なお、段差部１８の断面形状は、図９に示すように直線状（ａ）、外側に凸の曲線状（ｂ）、外側に凹の曲線状（ｃ）などとすることができる。

〔請求項５〕
また本発明は、ガラスびん胴部の下部に、環状溝を形成し、該環状溝よりも上の胴部外面の全部又は環状溝上端を含む一部に、少なくとも縦方向に連続する凹部を有する凹凸面を形成し、前記環状溝、及びその上下の胴部の全部又は一部をシュリンクラベルで被覆し、前記環状溝において前記シュリンクラベルとガラスびん外面との間にガラスびん全周に亘って隙間が形成され、前記シュリンクラベルの前記環状溝を覆う部分に貫通孔を設け、前記貫通孔と前記隙間とが連通することを特徴とするシュリンクラベル付きのガラスびんである。

前記請求項４の発明と同様に、シュリンクラベルと環状溝との隙間が大きくなり、びん割れのときに内溶液がシュリンクラベルの貫通孔から流出しやすくなり、びん割れを発見しやすい。なお、環状溝の上下の胴部の径を同じにすることによって、びんが割れにくくなる効果はなくなる。

また本発明のガラスびんは、ガラスびんの胴部の下部に、その上の一般胴部よりも径の大きな拡径胴部を形成し、該拡径胴部と一般胴部の間が環状の段差部となっており、前記拡径胴部の上端の高さが１５ｍｍ以下であることができる。

このようにすることで、前記請求項１の発明と同様に、ガラスびん胴部の下部に、その上の一般胴部よりも径の大きな拡径胴部を形成したので、ガラスびんが落下したときに、胴部中央で衝突することがなく、下方の拡径胴部又は上方の胴部上端ないし肩部で衝突する。そして、図５から明らかなように、胴部下方及び上端部付近での衝突は、ヒンジ応力が小さいため、ガラスびんは割れにくい。
また、拡径胴部の上端の高さが１５ｍｍ以下のため、ヒンジ応力が最大応力（１７７ＭＰａ）の約３０％減（約１２０ＭＰａ）となり、ガラスびんが非常に割れにくくなる。
なお、拡径胴部の上端の高さの好ましい範囲は１０ｍｍ〜１５ｍｍである。

本発明は、内容量が５０〜１００ｍｌ、又はびん高さが１００〜１３０ｍｍ程度の小型の飲料用ガラスびんに好適に適用できる。

本発明のシュリンクラベルつきのガラスびんは、シュリンクラベルの位置合わせが不要で、シュリンクラベルが流通段階で切断してしまうおそれもなく、凹凸は微細なものでよいのでガラス量も少なくてよい。また、びん割れが発生したときにシュリンクラベル外部に流れ出す内溶液の量が比較的多いので、びん割れを容易に発見することができる。

また、本発明のガラスびんは、落下したときの衝撃によるヒンジ応力が小さいので、落下したときにびん割れが起こりにくい。

ガラスびんの落下による破損オリジンの説明図である。 外面ヒンジ破損の説明図である。 ガラスびん１が口部から落下した場合の説明図である。 ガラスびん１が裾部から落下した場合の説明図である。 衝撃高さとヒンジ応力の関係の説明図である。 ガラスびん１ａの側面図である。 ガラスびん１ａ落下時の衝撃位置の説明図である。 ガラスびん１ａの要部断面図である。 ガラスびん１ａの段差部の態様の断面説明図である。 ガラスびん１ａの要部寸法の説明図である。 ガラスびん１ｂの側面図である。 ガラスびん１ｂの要部寸法の説明図である。 ガラスびん１ｃの側面図である。 ガラスびん１ｃの要部断面図である。 ガラスびん１ｃの環状溝の態様の断面説明図である。

図６〜１０は、本発明実施形態のガラスびん１ａに関する。図６において、右側がシュリンクラベル３の付いたガラスびん、左側がシュリンクラベルの付いていないガラスびんである。ガラスびん１ａは小型の飲料用びんで、上から口部１１、ビード１２、首部１３、肩部１４、胴部１５、裾部１６、底部１７を有する。口部１１はキャップを螺合するためのねじを有する。首部１３はビード１２及び胴部１５よりも径が小さく、首部下端から胴部上端にかけて徐々に径が増加する肩部１４になっている。胴部１５の下部は、その上の一般胴部１５ａよりも径の大きな拡径胴部１５ｂとなっており、一般胴部１５ａと拡径胴部１５ｂの間が環状の段差部１８になっている。一般胴部１５ａ及び拡径胴部１５ｂは直胴（円筒形）である。拡径胴部１５ｂ下端から底部１７にかけて徐々に径が減少する裾部１６になっている。あるいは一般胴部１５ａの上端径は、拡径胴部１５ｂと同一径でも良い。

一般胴部１５ａは、その下端から所定高さまで、外面が凹凸面２になっている。凹凸面は微細な突起である凸部２ａを多数形成したもので、凸部２ａ以外の部分が凹部２ｂとなっている（図８）。

一般胴部と拡径胴部の全部、及び肩部と裾部の一部がシュリンクラベル３で被覆されている。段差部１８の断面形状は、図９の（ａ）直線状（ｂ）外側凸の曲線状（ｃ）外側凹の直線状など、シュリンクラベル３との間に隙間４が形成されるものであればどのような形状でもよい。シュリンクラベル３の、段差部１８を覆う部分に、所定間隔で貫通孔３１が全周に亘って設けられている。貫通孔の形状は、本実施形態の長方形に限らず、正方形、菱形、円形、楕円形、ミシン目（シュリンクラベルの収縮により広がる）など、自由である。

ガラスびん１ａが割れると、内溶液が一般胴部外面の凹部２ｂとシュリンクラベル３の間に漏れ出す。漏れ出した内溶液は、毛細管現象と重力の作用で、胴部外面とシュリンクラベルの間の凹部２ｂを下方に降下し、図８に示すように、段差部１８の隙間４から貫通孔３１を通ってシュリンクラベル３の外部に流れ出す。このとき、凹部２ｂが縦方向及び横方向に連続しているので、内溶液の移動に伴って、空気がシュリンクラベルの貫通孔３１から凹部に自由に出入りし、内溶液の降下が抵抗なく促進され、比較的多量の内溶液がシュリンクラベルの外部に流れ出す。

ガラスびん１ａは、落下の衝撃で割れにくくなっている。図７から明らかなように、落下により衝撃を受ける部分は、拡径胴部１５ｂの上端付近又は一般胴部１５ａの上端付近であるが、図５に示されるように、これらの部分に衝撃が加わったときのヒンジ応力は比較的小さい。また、拡径胴部を形成したことにより、ガラスびん製造過程や運搬過程でのびんどうしの接触によるすり傷が、最も割れやすい一般胴部につきにくくなるので、この点からもガラスびん１ａは割れにくくなっている。

図１０において、一般胴部１５ａと拡径胴部１５ｂの半径の差ａは０．２〜０．５ｍｍが好ましい。拡径胴部１５ｂの上端の高さｈは１０〜１５ｍｍが好ましい。

図１１，１２は、本発明実施形態のガラスびん１ｂに関する。図１１において、右側がシュリンクラベル３の付いたガラスびん、左側がシュリンクラベルの付いていないガラスびんである。ガラスびん１ｂは小型の飲料用びんで、上から口部、ビード、首部、肩部、胴部、裾部、底部を有する基本形状は、前記ガラスびん１ａと同じである。胴部１５の下部は、その上の一般胴部１５ａよりも径の大きな拡径胴部１５ｂとなっており、拡径胴部１５ｂの下方に、一般胴部１５ａと同じ径の下側胴部１５ｃが形成されている。
一般胴部１５ａと拡径胴部１５ｂの間が環状の段差部１８になっており、拡径胴部１５ｂと下側胴部１５ｃの間も環状の段差部１８になっている。一般胴部１５ａ、拡径胴部１５ｂ及び下側胴部１５ｃは直胴（円筒形）である。あるいは一般胴部１５ａの上端径は、拡径胴部１５ｂと同一径でも良い。

一般胴部１５ａは、その下端から所定高さまで、外面が凹凸面２になっている。凹凸面は微細な突起である凸部２ａを多数形成したもので、凸部２ａ以外の部分が凹部２ｂとなっている。

一般胴部、拡径胴部及び下側胴部の全部、及び肩部と裾部の一部がシュリンクラベル３で被覆されている。一般胴部１５ａと拡径胴部１５ｂの間の段差部１８の断面形状は、シュリンクラベル３との間に隙間が形成されるものであればどのような形状でもよい。シュリンクラベル３の、段差部１８を覆う部分に、所定間隔で貫通孔３１が全周に亘って設けられている。拡径胴部１５ｂと下側胴部１５ｃの間の段差部１８の断面形状は全く自由である。

図１２において、一般胴部１５ａと拡径胴部１５ｂの半径の差ａは０．２〜０．５ｍｍが好ましい。拡径胴部１５ｂの上端の高さｈは１０〜１５ｍｍが好ましい。拡径胴部１５ｂの幅ｂは４〜６ｍｍが好ましい。段差部１８の幅は０．５〜２ｍｍが好ましい。

ガラスびん１ｂは、びん割れが発生したときに、前記ガラスびん１ａと全く同じ作用により、内溶液が貫通孔１８から流れ出し、びん割れを容易に発見することができる。

ガラスびん１ｂは、前記ガラスびん１ａと全く同じ作用により、落下したときにびんが割れにくい。

図１３〜１５は、本発明実施形態のガラスびん１ｃに関する。図１３において、右側がシュリンクラベル３の付いたガラスびん、左側がシュリンクラベルの付いていないガラスびんである。ガラスびん１ｃは小型の飲料用びんで、上から口部、ビード、首部、肩部、胴部、裾部、底部を有する基本形状は、前記ガラスびん１ａと同じである。胴部１５の下部は、その上の一般胴部１５ａよりも径の大きな拡径胴部１５ｂとなっており、一般胴部１５ａと拡径胴部１５ｂの間が段差部である環状溝１８ａになっている。一般胴部１５ａ及び拡径胴部１５ｂは直胴（円筒形）である。あるいは一般胴部１５ａの上端径は、拡径胴部１５ｂと同一径でも良い。

一般胴部１５ａは、その下端から所定高さまでの外面が凹凸面２になっている。凹凸面は微細な突起である凸部２ａを多数形成したもので、凸部２ａ以外の部分が凹部２ｂとなっている（図１４）。

一般胴部と拡径胴部の全部、及び肩部と裾部の一部がシュリンクラベル３で被覆されている。環状溝１８ａの断面形状は、図１５の（ａ）円弧状（ｂ）台形状（ｃ）三角形状など、どのような形状でもよい。シュリンクラベル３の、環状溝１８ａを覆う部分に、所定間隔で貫通孔３１が全周に亘って設けられている。

ガラスびん１ｃが割れると、内溶液が一般胴部外面の凹部２ｂとシュリンクラベル３の間にしみ出す。しみ出した内溶液は、毛細管現象と重力の作用で、胴部外面とシュリンクラベルの間の凹部２ｂを下方に降下し、図１４に示すように、環状溝１８ａから貫通孔３１を通ってシュリンクラベル３の外部に流れ出す。このとき、凹部２ｂが縦方向及び横方向に連続しているので、内溶液の移動に伴って、空気がシュリンクラベルの貫通孔３１から凹部に自由に出入りし、内溶液の降下が抵抗なく促進され、比較的多量の内溶液が流れ出す。したがって、びん割れを容易に発見することができる。

ガラスびん１ｃは、前記ガラスびん１ａと全く同じ作用により、落下したときにびんが割れにくい。

図１５において、一般胴部１５ａと拡径胴部１５ｂの半径の差ａは０．２〜０．５ｍｍが好ましい。ａ＝０、すわなち、環状溝１８ａの下が拡径胴部ではなく一般胴部と同じ径である場合、びん割れ時に貫通孔１８から比較的多量の内溶液が流れ出し、びん割れを容易に発見することができる作用効果は変わらないが、落下時に割れにくい効果はなくなる。拡径胴部１５ｂの上端の高さｈは１０〜１５ｍｍが好ましい。環状溝１８ａの幅ｃは１〜４ｍｍが好ましい。環状溝１８ａの深さｄは０．５〜１．５ｍｍが好ましい。

１ ガラスびん
１ａ ガラスびん
１ｂ ガラスびん
１ｃ ガラスびん
１１ 口部
１２ ビード
１３ 首部
１４ 肩部
１５ 胴部
１５ａ 一般胴部
１５ｂ 拡径胴部
１５ｃ 下側胴部
１６ 裾部
１７ 底部
１８ 段差部
１８ａ 環状溝
２ 凹凸面
２ａ 凸部
２ｂ 凹部
３ シュリンクラベル
３１ 貫通孔
４ 隙間

Claims (5)

1. ガラスびん胴部の下部に、その上の一般胴部よりも径の大きな拡径胴部を形成し、該拡径胴部と一般胴部の間が環状の段差部となり、前記一般胴部の外面の全部又は下端を含む一部に、少なくとも縦方向に連続する凹部を有する凹凸面を形成し、前記一般胴部と拡径胴部の全部又は一部をシュリンクラベルで被覆し、前記段差部において前記シュリンクラベルとガラスびん外面との間にガラスびん全周に亘って隙間が形成され、前記シュリンクラベルの前記段差部を覆う部分に貫通孔を設け、前記貫通孔と前記隙間とが連通することを特徴とするシュリンクラベル付きのガラスびん。
2. 前記拡径胴部の上端の高さが１５ｍｍ以下である請求項１に記載のシュリンクラベル付きのガラスびん。
3. 前記拡径胴部の下方に、該拡径胴部よりも小さい径の下側胴部を設けた請求項１又は２に記載のシュリンクラベル付きのガラスびん。
4. 前記段差部が環状溝となっている請求項１〜３のいずれかに記載のシュリンクラベル付きのガラスびん。
5. ガラスびん胴部の下部に、環状溝を形成し、該環状溝よりも上の胴部外面の全部又は環状溝上端を含む一部に、少なくとも縦方向に連続する凹部を有する凹凸面を形成し、前記環状溝、及びその上下の胴部の全部又は一部をシュリンクラベルで被覆し、前記環状溝において前記シュリンクラベルとガラスびん外面との間にガラスびん全周に亘って隙間が形成され、前記シュリンクラベルの前記環状溝を覆う部分に貫通孔を設け、前記貫通孔と前記隙間とが連通することを特徴とするシュリンクラベル付きのガラスびん。

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