JP5804709B2 - 合成樹脂製ボトル - Google Patents

Description

本発明は、胴部に、その周方向に沿い、且つ、内側に膨出する環状リブを、底部から口部までの間の上下に夫々所定間隔を隔てて複数本形成してある合成樹脂製ボトルに関する。

例えば、ペットボトルなどの合成樹脂製ボトルは、成形が容易で大量生産に適しており、また機械的強度が高く軽量であるなど、優れた特性を有していることから、各種の液体を充填する容器として広い分野で利用されている。
その中で近年、飲料の充填方式は充填後に加熱殺菌を行わない、無菌充填方式が主流となりつつある。加えて無菌充填用容器については、省資源化・環境負荷低減に伴い、容器の軽量化・薄肉化が積極的に進められている。軽量化に際して特許文献１のように容器のウエスト部に凹部を有するものや、特許文献２のように容器の胴部の内側にバネ性の環状リブを全周にわたって保持させることで搬送や積付け時のプレッシャーによる永久変形をなくし、容器強度を確保する工夫がなされている。

合成樹脂製ボトルの容量について、市場の要求に合わせて多くの種類が存在している。例えば、容量の大きいものとしては２Ｌ程度の容器が使用されている。合成樹脂製ボトルの形状については、従来から、冷蔵庫収納性や持ちやすさを考慮して、横断面形状が略長方形のものや略正方形のものが採用されている。

特開２００５−２４７３９３号公報 特開２０１０−１０５６７７号公報

一方で、従来の大容量軽量化・薄肉化容器については、胴部に複数本の環状リブを上下に並設して、強度確保を行うことが採られ、しかも、環状リブは内側に膨出する膨出度が大きいほど強度確保し易いために、膨出度の大きな環状リブを底部近くから上方に多数設けることが採用されている。
しかし、その合成樹脂製ボトルに液体を充填する時に、口部を通して上から注入する液体の種類によっては泡立ちの増大することが懸念される。
つまり、注入される液体は、初期段階で合成樹脂製ボトルの底部内の中心部に当たった後、中心部から底面に流れ、胴部内面に沿って上昇して内側に膨出する環状リブに当たって、流体に空気が巻き込まれる乱流となり、泡立ちが増大することが懸念される。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、容器を強化しながら液体充填時の泡立ちを減少できる合成樹脂製ボトルを提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、胴部に、その周方向に沿い、且つ、内側に膨出する環状リブを、底部から口部までの間の上下に夫々所定間隔を隔てて複数本形成してある合成樹脂製ボトルであって、複数本の前記環状リブの内、少なくとも前記底部に最も近い環状リブの膨出度を、上部に配設した物よりも小さく設定し、前記底部に最も近い環状リブの膨出度を１．０ｍｍ〜３．６ｍｍとしてあるところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、口部からボトル内に注入される液体は、合成樹脂製ボトルの底部内の中心部に当たった後、中心部から底面に流れ、胴部内面に沿って上昇するが、その上昇する流体が、底部に最も近い位置で内側に膨出する環状リブに最初に接触する。そこで、その環状リブを上部に配設した物よりも膨出度を小さく設定してあるために、大きな乱流とはならず、泡立ちが抑制される。
従って、複数本の環状リブにより胴部の補強を行って強度を高く維持しながら、液体の充填時には泡立ち少なく充填できる合成樹脂製ボトルを提供できる。

本発明の第２の特徴構成は、複数本の前記環状リブは、内側への膨出度の大きい環状リブを複数本並べた第１環状リブ群を、前記胴部における上下中間部よりも口部側に形成し、前記第１環状リブ群よりも膨出度の小さい複数の環状リブを並べた第２環状リブ群を、前記上下中間部よりも前記底部側に形成し、前記第２環状リブ群の中で、最も前記底部に近い前記環状リブを他の物よりも膨出度を小さくしてあるところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、一般的に、胴部における上下中間部よりも口部側は、ボトルを把持することが多く、そこに、内側への膨出度の大きい環状リブを複数本並べた第１環状リブ群を形成することにより、把持による変形を抑えながら、上下中間部よりも底部側に前記第１環状リブ群よりも膨出度の小さい複数の環状リブを並べた第２環状リブ群を形成することにより、液体充填時の乱流を抑制でき、更に、前記第２環状リブ群の中で、最も前記底部に近い前記環状リブを他の物よりも膨出度を小さくしてある事により、液体注入時の初期段階における泡立ちを極力抑えることができる。

本発明の第３の特徴構成は、前記底部の中央に、内側に膨出する突出部を設け、その突出部を滑らかな突曲面に形成してあるところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、ボトル中央部には内側に膨出する突出部が設けられているので、底部の補強を大きくできながら、ボトルへの液体注入時に注入液体はボトル底部の中央部に流下する。この時、流下する液体を突出部の滑らかな突曲面に受止められ、スムーズに胴部周部に案内される。
従って、液体注入時の泡立ちが抑えられ、液体が外部に泡と共に流出するのを防止して適切な充填作業が行える。

本発明の第４の特徴構成は、前記突出部から前記胴部の周部にかけて放射状に延出する複数の放射リブを、断面形状が略半円形状に前記底部の内側に膨出させてあるところにある。

本発明の第４の特徴構成によれば、突出部から胴部の周部にかけて放射状に延出する複数の放射リブにより、ボトルの垂直荷重強度が上がり、しかも、ボトルへの液体注入時に、ボトル底部内に流下する液体は、断面形状が略半円形状に底部の内側に膨出させて突出部から放射状に延出する複数の放射リブにより、胴部の周部に案内され、乱流となることを防止しながら充填でき、より泡立ちの少ない液体充填作業が行える。

斜視図である。 縦断端面図である。 要部の作用を示す縦断端面図である。 比較例の要部の作用を示す縦断端面図である。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１・２は、本実施形態に係る耐泡立ち性を有する合成樹脂製ボトルの一形態を示す概観図であり、図１は斜視図、図２は縦断端面図である。
図１に示した耐泡立ち性を有する容器は、口部１と口部１から拡径した肩部２と、胴部３と、底部４とが順に連接されており、胴部３の側面には全周連続した複数本の環状リブ５が内側に膨出させて設けられており、胴部３の高さ方向における中央部にはウエスト部６が付与されている。
また、図１及び図２は、容器中央に容器を熱と圧縮空気によって形状をつくりだすブロー成形において、縦軸方向に容器を広げるためのストレッジロッドが容器と直接触れる略半球状に内側に膨出する突出部７が設けられており、突出部７から容器側面にかけて放射状に延出する放射リブ８が８本設けられている。

口部１は中身を注ぎやすいように通常、２〜４ｃｍの直径で形成されており、また肩部２は、胴径の大きい胴部３につながるように胴部３の上端部に向かって拡径させて錐体形状をしている。なお、図１に示した容器の肩部２は曲線で形成されているが、複数のカット面から形成されていても良い。胴部３のウエスト部６より上の部分または、胴部３全体はその外側にロールラベルまたはシュリンクラベル等の商品表示ラベルが装着される。
また、ウエスト部６は主として消費者に把持される箇所であり、図１に示すように、容器の上下方向における中間部のウエスト部６が胴細に絞られた形状としてつかみやすいようにすることが好ましいが、同一径の寸胴としても良い。
複数本の前記環状リブ５は、内側への膨出度の大きい環状リブ５を複数本並べた第１環状リブ群９を、胴部３における上下中間部よりも口部１側に形成し、第１環状リブ群９よりも膨出度の小さい複数の環状リブ５を並べた第２環状リブ群１０を、胴部３の上下中間部よりも底部４側に形成してある。
尚、底部４は、容器の底面及び底面からの立ち上がりの部分までを含めている。

図１の合成樹脂製ボトルの材質は、ポリエステル（ＰＥＴ）樹脂が好ましいが、必要に応じて他の熱可塑性樹脂を用いても良い。また、合成樹脂製ボトルは、例えば２８０ｍｌ〜２Ｌの容器を対象とし、横断面略角型又は丸型（不図示）のいずれでも良いが、合成樹脂製ボトルは、例えば２Ｌ容量とする場合には、容器高さが３００〜３１５ｍｍ、胴径が８５〜１０５ｍｍである。このときボトルの質量は、３５〜６０ｇ/本である。本発明は、軽量化が求められる容器として、４０ｇ/本以下である場合に好適である。

図１、図２のボトルの底部４には、底部４中心部の突出部７から容器側面に向かって放射リブ８が付与されているが、放射リブ８の主な目的は、耐垂直荷重強度であり、リブの膨出度が大きければその効果も増す。一方で強度の高い断面角形形状の大きい膨出度の放射リブ８の場合、底部４形状の凹凸度合いは激しく、充填時の泡立ちの増大を招いてしまう。そこで、放射リブ８の膨出度は、２．１ｍｍよりも小さく、好ましくは断面半円形の１．０〜１．５ｍｍであり、上記条件であれば耐泡立ち性と容器強度の双方を確保できることが確認できている。

図３に示すように突出部７は、充填される液体が最初に接触する箇所となる。そのため形状は、突出部７に当たった流体が突出部７から底面全体へ均一に流れることが好ましい。比較例としての図４のように突出部７の頂点が火山型の形状であると、火口部に液体が接触した際に側面方向へ液が激しく飛び散ることで泡立ちが増大することを確認できている。したがって、突出部７の形状は滑らかな突曲面が適しており、好ましくは断面半円形かつ円直径が１８ｍｍ、頂点高さ８．５ｍｍ以上、１１．５ｍｍ未満である。

図１の合成樹脂製ボトルには、胴部３に複数の全周連続した環状リブ５を有しているが、これは、周方向における特定箇所での応力集中を避けるためである。一方、前項で述べたが、充填時の泡立ちについては充填液をいかに容器底面全体へ均一に流すかが重要となる。

第２環状リブ群１０の中で、底部４に最も近い胴部３最下段の環状リブ５Ａが、たとえば図４に示すように、内側への膨出度の大きい環状リブ５Ａの場合は、底面中央から側面へと到達した液体は、胴部３内壁面を上昇し、胴部３最下段の環状リブ５に達すると、その環状リブ５の影響で再び容器中央部への流れができてしまう。そして、そのように中央部へ集まる液と充填液が接触することで、乱流をつくり空気を巻き込んで泡が発生する。図４に示すような胴部３最下段の環状リブ５Ａの膨出度が３．７ｍｍの場合は、放射リブ８や突出部７の形状を工夫しても巻き込みによる泡の発生量が多いことが確認できている。よって、胴部３最下段の環状リブ５Ａの膨出度は、図３に示すように、３．７ｍｍより小さい値とし、好ましくは１．０〜３．６ｍｍとする。

以下に本発明を実施例により詳しく説明するが、本発明はこれらによって制限されるものではない。実施例として例えば図１〜３に図示した容器（２Ｌ容量）の形状とした。すなわち図１は、容器高さ３０９.３ｍｍ、胴部３最大胴径９１．２ｍｍ×１０５.９ｍｍ、ボトル質量３６．８ｇ、放射リブ８を１ｍｍの断面略半円形、突出部７をφ１８の高さ８．５ｍｍとして、胴部３最下段の環状リブ５Ａの膨出度を１ｍｍとした。これに対して図４は、容器高さ３０９．８ｍｍ、胴部３最大胴径９２．２ｍｍ×１０６．０ｍｍ、ボトル質量３６．２ｇ、放射リブ８を２．１ｍｍの断面角形、突出部７をφ１８の高さ１１．５ｍｍとして、胴部３最下段の環状リブ５Ａの膨出度を３．７ｍｍとした。これらの容器に市販品無菌充填ウーロン茶を単一のフィラーで２Ｌ充填し、その際の泡最上面から瓶口までの高さの差を比較した。このとき、図４は−５ｍｍとなり、瓶口よりも泡のほうが高い位置にきてしまったのに対して、図３の形状では、３３ｍｍと泡立ちの発生量を大幅に低減することが可能であった。

次に図３および４の容器に対して垂直方向の変位量と垂直荷重の値を比較した。図４は、変位１８ｍｍ、座屈強度７６０Ｎであり、図３は１７．２ｍｍ、７３０Ｎとなった。以上の結果から図３は図４とほぼ同等の容器強度を確保し、かつ耐泡立ち性に優れた容器であるといえる。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉 前記環状リブ５の内で、底部４に最も近い環状リブ５Ａ以外に、その環状リブ５Ａの上側に隣接する環状リブ５も内側への膨出度を小さくして、その他の環状リブ５を、膨出度の大きな物にしてもよい。
〈２〉 第１環状リブ群９と第２環状リブ群１０との２種類以外に、１種類の環状リブ群や、３種類以上の環状リブ群を設けても良いが、底部に最も近い環状リブ５を他の環状リブ５よりも膨出度を小さくしてあればよい。
〈３〉 前記環状リブ５は、胴部３の周方向に全周に亘るリング状に形成した物以外に、一部に不連続な部分があっても良い。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

３ 胴部
４ 底部
５ 環状リブ
５Ａ 環状リブ
７ 突出部
８ 放射リブ
９ 第１環状リブ群
１０ 第２環状リブ群

Claims (4)

1. 胴部に、その周方向に沿い、且つ、内側に膨出する環状リブを、底部から口部までの間の上下に夫々所定間隔を隔てて複数本形成してある合成樹脂製ボトルであって、
   複数本の前記環状リブの内、少なくとも前記底部に最も近い環状リブの膨出度を、上部に配設した物よりも小さく設定し、
   前記底部に最も近い環状リブの膨出度を１．０ｍｍ〜３．６ｍｍとしてある合成樹脂製ボトル。
2. 複数本の前記環状リブは、内側への膨出度の大きい環状リブを複数本並べた第１環状リブ群を、前記胴部における上下中間部よりも口部側に形成し、
   前記第１環状リブ群よりも膨出度の小さい複数の環状リブを並べた第２環状リブ群を、前記上下中間部よりも前記底部側に形成し、
   前記第２環状リブ群の中で、最も前記底部に近い前記環状リブを他の物よりも膨出度を小さくしてある請求項１に記載の合成樹脂製ボトル。
3. 前記底部の中央に、内側に膨出する突出部を設け、その突出部を滑らかな突曲面に形成してある請求項１又は２に記載の合成樹脂製ボトル。
4. 前記突出部から前記胴部の周部にかけて放射状に延出する複数の放射リブを、断面形状が略半円形状に前記底部の内側に膨出させてある請求項３に記載の合成樹脂製ボトル。

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