JP6043621B2 - プラスチックボトル - Google Patents
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Description
一般に、薄肉で軽量化された詰め替え用のプラスチックボトルとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)や、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等の材料がブロー成形法等により成形されたものが挙げられる。
従来、こうした問題に対して、プラスチックボトルの胴部の断面形状を工夫したり、胴部にリブ、ディンプル等を形成して、プラスチックボトルの剛性を高める試みがなされている。
例えば、胴部と底部の境界に、その周りに沿って伸延するとともに横向きに開口する少なくとも1つの環状溝を設け、この環状溝の直下に、環状溝に隣接する上縁を有し底部の接地面縁部から該上縁に至るまでの間でオーバーハング状の側壁を形成して容器の位置決め用冶具を適合させる凹部を設けた合成樹脂製容器が提案されている(例えば、特許文献1)。
そこで、本発明は、落下しても破損しにくいプラスチックボトルを目的とする。
液体が収容されたプラスチックボトルを落下させると、落下した際に対象物に接触した部分以外の箇所で破損を生じる場合がある。
例えば、プラスチックボトルを底部から落下させると、肩部が破損することがあった。肩部においては、プラスチックボトルをブロー成形する際に肉厚が不均一になりやすい。このため、プラスチックボトルが対象物に衝突すると、内容液が衝撃を受けてプラスチックボトル内を移動し、内容液を媒体として、プラスチックボトルにおける剛性の弱い肩部に作用するためと考えられる。
本発明者らは、鋭意検討した結果、底部近傍を特定の形状とすることで、落下した際の衝撃を緩和して、プラスチックボトルを破損しにくくできる(耐落下性能を高められる)ことを見出し、本発明を完成させるに至った。
前記胴部は、横断面が多角形状とされ、該多角形状を形成する各辺は、内方に膨出する曲線とされていることが好ましく、前記底部は、底面視多角形状とされ、該多角形状を形成する各辺は、内方に膨出する曲線とされていることが好ましい。
プラスチックボトル1は、図1に示す正立状態で、上から順に注出部10と、肩部20と、胴部30と、接続部40と、底部50とを備え、注出部10と、肩部20と、胴部30と、接続部40と、底部50とが一体に成形されたものである。
注出部10は、キャップ(不図示)が装着される部材である。例えば、キャップが注出部10に螺合するものである場合には、注出部10の外周にネジ部が形成される。
肩部20は、底部50に向かい漸次拡幅する8つの肩部パネル24が連接されて形成され、肩部パネル24同士の境界には、稜線(肩部稜線)22が形成されている。
図1(d)に示すように、肩部20における水平方向の断面(即ち、横断面)は、八角形状とされ、この八角形状の各頂部(肩部頂)21には、曲線の隅切が形成されている。肩部頂21は、肩部稜線22で形成されている。
肩部20においては、横断面の八角形状を形成する各辺(肩部辺)23が肩部パネル24で形成され、肩部辺23は、直線とされている。
胴部30は、上端から下端に掛けて同一幅のパネル(胴部パネル)34が、角筒をなすように連接されて形成され、胴部パネル34同士の境界には、稜線(胴部稜線)32が形成されている。胴部パネル34は、プラスチックボトル1の内方に膨出するように湾曲している。
図1(e)に示すように、胴部30における横断面は、八角形状とされ、この八角形状の各頂部(胴部頂)31には、曲線の隅切が形成されている。胴部30において、横断面の八角形状を形成する各辺(胴部辺)33は、胴部パネル34で形成されており、胴部辺33は、内方に膨出する曲線とされている。即ち、胴部30の横断面は、各々の胴部頂31が外方に突出する八角形状とされている。
上側胴部37には、その周方向に延び、胴部30を周回する5本の凹条(胴部凹条)36が形成されている。本実施形態において、胴部凹条36は、正面視直線とされている。胴部凹条36が形成されていることで、胴部30の剛性が高められ、例えば、胴部30を把持した際に胴部30が過度に変形するのを抑制して、内容液が溢れ出るのを防止できる。
接続部40は、底部50に向かい漸次縮幅する8つのパネル(接続部パネル)44が連接されて形成され、接続部パネル44同士の境界には、稜線(接続部稜線)42が形成されている。接続部パネル44は、プラスチックボトル1の内方に膨出するように湾曲している。
図1(f)に示すように、接続部40における横断面は、八角形状とされ、この八角形状の各頂部(接続部頂)41には、曲線の隅切が形成されている。接続部40において、横断面の八角形状を形成する各辺(接続部辺)43は、接続部パネル44で形成されており、接続部辺43は、内方に膨出する曲線とされている。即ち、接続部40の横断面は、各々の接続部頂41が外方に突出する八角形状とされている。
なお、本実施形態においては、任意の肩部稜線22と、この肩部稜線22の下端に連接された胴部稜線32と、この胴部稜線32の下端に連接された接続部稜線42と、この接続部稜線42の下端に位置する底部頂51とで一の稜線が形成されている。
本実施形態において、胴部30の横断面と接続部40の横断面と底部50の底面視形状とは、相似形とされている。本稿における相似形は、目視で相似であると認識できる形状である。
プラスチックボトル1の材質としては、弾性率(ヤング率)500MPa〜3500MPaのものが好ましい。
肩部20における肉厚は、例えば、0.05〜2mmとされる。
胴部30における肉厚は、例えば、0.05〜0.2mmとされる。
接続部40における肉厚は、例えば、0.05〜0.2mmとされる。
底部50における肉厚は、例えば、0.05〜2mmとされる。
内容量が500mLである場合、プラスチックボトル1の高さH1は、例えば、150〜250mmとされる。
内容量が500mLである場合、プラスチックボトル1の最大幅(対向する胴部頂31同士の距離)W1は、例えば、50〜65mmとされる。
胴部凹条36の幅w1は、特に限定されず、例えば、2〜6mmとされる。
胴部凹条36同士の距離(ピッチ)p1は、特に限定されず、例えば、10〜30mmとされる。
胴部辺33の曲率半径R33は、例えば、15〜70mmが好ましく、20〜50mmがより好ましい。上記下限値未満では、ブロー成形後の金型からの離型性が低下するおそれがあり、上記上限値超では、落下時の衝撃を緩和する効果が低下して、耐落下性能が低下するおそれがある。
接続部頂41の曲率半径R41は、例えば、4〜12mmが好ましく、8〜11mmがより好ましい。上記下限値未満では、落下時の衝撃を緩和する効果が低下して、耐落下性能が低下するおそれがあり、上記上限値超では、復元性が低下するおそれがある。復元性とは、保管中、輸送中、使用中等に受ける外力による変形、内容液を充填した際に生じる変形から、復元する機能をいう。
接続部辺43の曲率半径R43は、例えば、15〜70mmが好ましく、20〜50mmがより好ましい。上記下限値未満では、ブロー成形後の金型からの離型性が低下するおそれがあり、上記上限値超では、落下時の衝撃を緩和する効果が低下して、耐落下性能が低下するおそれがある。
底部辺53の曲率半径R53は、例えば、15〜70mmが好ましく、20〜50mmがより好ましい。上記下限値未満ではブロー成形の適性が低下するおそれがあり、上記上限値超では、落下時の衝撃を緩和する効果が低下して、耐落下性能が低下するおそれがある。
プラスチックボトル1を正立状態とし、注出部10から任意の量の内容液を充填し、注出部10にキャップを装着して、製品とする。
内容液としては、流動性を有するものであれば特に限定されず、例えば、液体洗浄剤や液体調味料、液体油等が挙げられる。
上述の実施形態では、接続部40の横断面が八角形状とされているが、本発明はこれに限定されず、接続部40の横断面が四角形状、五角形状、六角形状等、八角形状以外の多角形状であってもよい。接続部40の横断面は、四〜十二角形状が好ましく、六〜十角形状がより好ましい。上記範囲内であれば、耐落下性能をより高められる。
上述の実施形態では、肩部辺23が直線とされているが、本発明はこれに限定されず、肩部辺23が外方に膨出する曲線でもよいし、接続部辺43と同様に内方に膨出する曲線でもよい。
<衝撃力の測定>
衝撃力の測定には、デジタルフォースゲージ装置(ZP−1000N、株式会社イマダ製)を用いた。
各例のプラスチックボトルに水400mLを充填し、これを下記条件Iの保管温度で一晩保管した。一晩保管されたプラスチックボトルについて、下記条件Iの落下姿勢で下記の落下高さから、デジタルフォースゲージ装置に設置された測定用平板に落下させた。平板に加わる最大荷重を測定し、これを衝撃力とした。測定環境の温度は、下記条件Iに示す通りであった。
保管温度:5℃、落下姿勢:正立状態、落下試験の環境温度:5℃、落下高さ:60cm。
各例のプラスチックボトルに水400mLを充填し、これを上記条件Iの保管温度で一晩保管した。一晩保管されたプラスチックボトルについて、条件Iの落下姿勢で上記の落下高さから、鋼板の床面に5回落下させた。これらの操作を3本のボトルに対して行い、落下させたプラスチックボトルの状態を目視で確認した。表中には、破損が見られたプラスチックボトルの本数を記載した。
下記仕様に従い、図1のプラスチックボトル1と同様のプラスチックボトルをブロー成形により作製した。得られたプラスチックボトルについて、衝撃力及び耐落下性能を評価し、その結果を表中に示す。
材質:ポリプロピレン。
平均肉厚:0.24mm。
質量:8.64g。
肩部の横断面:各辺が直線の八角形状(以下、八角形I)。
胴部の横断面:各辺が内方に膨出する八角形状(以下、八角形II)。
胴部頂の曲率半径R31:8mm。
胴部辺の曲率半径R33:30.6mm。
胴部凹条:正面視直線の凹条(以下、水平凹条)×5本、幅=5.2mm、ピッチ=13.5mm、深さ=1.5mm。
接続部の横断面:八角形II。
正面視における接続部の曲率半径R40:10mm。
接続部頂の曲率半径R41:8mm。
接続部辺の曲率半径R43:32mm。
底部の底面視形状:八角形II。
底部頂の曲率半径R51:6mm。
底部辺の曲率半径R53:32mm。
下記仕様に従い、図2のプラスチックボトル100と同様のプラスチックボトルをブロー成形により作製した。得られたプラスチックボトルについて、衝撃力及び耐落下性能を評価し、その結果を表中に示す。
以下、プラスチックボトル100について、図面を参照して説明するが、図1と同様の構成については、同じ符号を付して、その説明を省略する。
図2のプラスチックボトル100は、注出部10と肩部20と胴部130と接続部140と底部150とを備える。
胴部130は、上側胴部137と下側胴部138とを備える。上側胴部137は、プラスチックボトル1の上側胴部37と同様であり、下側胴部138は、横断面が八角形状とされ、該八角形状の各辺が直線とされている(図2(e)参照)。
接続部140は、底部150に向かい漸次縮幅する8つのパネル(接続部パネル)144が連接されて形成され、接続部パネル144同士の境界には、稜線(接続部稜線)142が形成されている。
図2(f)に示すように、接続部140における横断面は、八角形状とされ、この八角形状の各頂部(接続部頂)141には、曲線の隅切が形成されている。接続部140において、横断面の八角形状を形成する各辺(接続部辺)143は、接続部パネル144で形成されており、接続部辺143は、直線とされている。
図2(c)に示すように、底部150は、底面視八角形状とされ、この八角形状の各頂部(底部頂)151には、曲線の隅切が形成されている。底部150において、横断面の八角形状を形成する各辺(底部辺)153は、直線とされている。
プラスチックボトル100において、下側胴部138の横断面と接続部140の横断面と底部150の底面視形状とは、相似形とされている。
材質:ポリプロピレン。
平均肉厚:0.24mm。
質量:8.64g。
肩部の横断面:八角形I。
上側胴部の横断面:八角形II。
上側胴部の胴部頂の曲率半径R31:8mm。
上側胴部の胴部辺の曲率半径R33:30.6mm。
下側胴部の横断面:八角形I。
胴部凹条:水平凹条×5本、幅=5.2mm、ピッチ=13.5mm、深さ=1.5mm。
接続部の横断面:八角形I。
接続部頂の曲率半径R141:8mm。
正面視における接続部の曲率半径R140:10mm。
底部の底面視形状:八角形I。
底部頂の曲率半径R151:6mm。
なお、便宜上、表中における胴部の横断面を「八角形II」と記載した。
下記仕様に従い、図3のプラスチックボトル200と同様のプラスチックボトルをブロー成形により作製した。得られたプラスチックボトルについて、衝撃力及び耐落下性能を評価し、その結果を表中に示す。
以下、プラスチックボトル200について、図面を参照して説明するが、図1〜2と同様の構成については、同じ符号を付して、その説明を省略する。
図3のプラスチックボトル200は、注出部10と肩部20と胴部230と接続部240と底部250とを備える。
胴部230は、上側胴部237と下側胴部238とを備え、上側胴部237は、8つの胴部パネルが角筒をなすように連接されたものである。上側胴部237の横断面は、プラスチックボトル1の上側胴部37の横断面と同様である(図3(e)参照)。下側胴部238は、横断面が円形とされている(図3(e)参照)。
上側胴部237には、波型の胴部凹条236が6本形成されている。
図3(f)に示すように接続部240の横断面は円形とされ、接続部240は、底部250に向かい漸次縮径している。接続部240と胴部230との境界には、周方向に延びる凹条(接続部凹条)246が形成されている。
図3(c)に示すように、底部250は、底面視円形とされている。
プラスチックボトル200において、下側胴部238の横断面と接続部240の横断面と底部250の底面視形状とは、相似形とされている。
材質:ポリプロピレン。
平均肉厚:0.24mm。
質量:8.64g。
肩部の横断面:八角形I。
上側胴部の横断面:八角形II。
上側胴部の胴部頂の曲率半径R31:8mm。
上側胴部の胴部辺の曲率半径R33:30.6mm。
下側胴部の横断面:円形。
胴部凹条:正面視波型の凹条(以下、波型凹条)×6本、幅=5.2mm、ピッチ=11.5mm、深さ=1.5mm。
接続部の横断面:円形。
正面視における接続部の曲率半径R240:10mm。
接続部凹条:水平凹条×1本、幅=5.2mm、深さ=1.5mm。
底部の底面視形状:円形。
なお、便宜上、表中における胴部の横断面を「八角形II」と記載した。
下記仕様に従い、図4のプラスチックボトル300と同様のプラスチックボトルをブロー成形により作製した。得られたプラスチックボトルについて、衝撃力及び耐落下性能を評価し、その結果を表中に示す。
以下、プラスチックボトル300について、図面を参照して説明するが、図1〜3と同様の構成については、同じ符号を付して、その説明を省略する。
図4のプラスチックボトル300は、注出部10と肩部20と胴部330と接続部140と底部150とを備え、胴部330は、上側胴部237と下側胴部138とを備える。
材質:ポリプロピレン。
平均肉厚:0.24mm。
質量:8.64g。
肩部の横断面:八角形I。
上側胴部の横断面:八角形II。
上側胴部の胴部頂の曲率半径R31:8mm。
上側胴部の胴部辺の曲率半径R33:30.6mm。
下側胴部の横断面:八角形I。
胴部凹条:波型凹条×6本、幅=5.2mm、ピッチ=13.5mm、深さ=1.5mm。
接続部の横断面:八角形I。
接続部頂の曲率半径R141:8mm。
正面視における接続部の曲率半径R140:10mm。
底部の底面視形状:八角形I。
底部頂の曲率半径R151:6mm。
なお、便宜上、表中における胴部の横断面を「八角形II」と記載した。
下記仕様に従い、図5のプラスチックボトル400と同様のプラスチックボトルをブロー成形により作製した。得られたプラスチックボトルについて、衝撃力及び耐落下性能を評価し、その結果を表中に示す。
以下、プラスチックボトル400について、図面を参照して説明するが、図1〜4と同様の構成については、同じ符号を付して、その説明を省略する。
図5のプラスチックボトル400は、注出部10と肩部20と胴部230と接続部440と底部250とを備える。
胴部230の下端には、底部250に向かい漸次縮径する接続部440が連接されている。プラスチックボトル400は、プラスチックボトル200における接続部凹条246が形成されていないものである。
材質:ポリプロピレン。
平均肉厚:0.24mm。
質量:8.64g。
肩部の横断面:八角形I。
上側胴部の横断面:八角形II。
上側胴部の胴部頂の曲率半径R31:8mm。
上側胴部の胴部辺の曲率半径R33:30.6mm。
下側胴部の横断面:円形。
胴部凹条:波型凹条×6本、幅=5.2mm、ピッチ=11.5mm、深さ=1.5mm。
接続部の横断面:円形。
正面視における接続部の曲率半径R440:10mm。
底部の底面視形状:円形。
なお、便宜上、表中における胴部の横断面を「八角形II」と記載した。
下記仕様に従い、図6のプラスチックボトル500と同様のプラスチックボトルをブロー成形により作製した。得られたプラスチックボトルについて、衝撃力及び耐落下性能を評価し、その結果を表中に示す。
以下、プラスチックボトル500について、図面を参照して説明するが、図1〜5と同様の構成については、同じ符号を付して、その説明を省略する。
図6のプラスチックボトル500は、注出部10と肩部20と胴部530と接続部540と底部150とを備える。
胴部530は、8つの胴部パネル534が角筒をなすように連接され、胴部パネル534同士の境界には、胴部稜線532が形成されている。
図6(e)に示すように、胴部530における横断面は、八角形状とされ、この八角形状の頂部(胴部頂)531には、曲線の隅切が形成されている。胴部530において、横断面の八角形状を形成する各辺(胴部辺)533は、胴部パネル534で形成されており、胴部辺533は、直線とされている。
接続部540は、底部150に向かい漸次縮幅する8つの接続部パネル544が連接されて形成され、底部150に向かい漸次縮径している。接続部パネル544同士の境界には、接続部稜線542が形成されている。
図6(f)に示すように、接続部540における横断面は八角形状とされ、この八角形状の頂部(接続部頂)541には、曲線の隅切が形成されている。接続部540において、横断面の八角形状を形成する各辺(接続部辺)543は、接続部パネル544で形成されており、接続部辺543は、直線とされている。
接続部540と胴部530との境界には、周方向に延びる接続部凹条546が形成されている。
プラスチックボトル500において、肩部20の横断面と、胴部530の横断面と、接続部540の横断面と、底部150の底面視形状とは、相似形とされている。
材質:ポリプロピレン。
平均肉厚:0.24mm。
質量:8.64g。
肩部の横断面:八角形I。
胴部の横断面:八角形I。
胴部の胴部頂の曲率半径R531:8mm。
胴部凹条:水平凹条×5本、幅=5.2mm、ピッチ=13.5mm、深さ=1.5mm。
接続部の横断面:八角形I。
接続部頂の曲率半径R541:8mm。
正面視における接続部の曲率半径R540:10mm。
接続部凹条:水平凹条×1本、幅=5.2mm、深さ=1.5mm。
底部の底面視形状:八角形I。
底部頂の曲率半径R151:6mm。
これに対し、接続部の横断面を八角形I又は円形とした比較例1〜5は、いずれも衝撃力が実施例1よりも高くなっていた。即ち、実施例1は、比較例1〜5に比べて破損する確率が低くなっていた。
比較例2、5の結果から、接続部凹条を形成しても、落下時の衝撃力を十分に緩和できなかった。
比較例2においては、条件Iにおける耐落下性能の評価で、1本に肩部の亀裂が認められた。
以上の結果から、本発明を適用することで、耐落下性能を高められることが判った。
10 注出部
30 胴部
33 胴部辺
40 接続部
43 接続部辺
50 底部
53 底部辺
Claims (3)
- 上端に設けられ内容液を注出する注出部と、胴部と、底部とを備え、これらが一体に成形されてなるプラスチックボトルにおいて、
前記胴部と前記底部との間には、前記胴部の下端から前記底部に向かい横断面積が漸次縮小する接続部が設けられ、
前記接続部の横断面は、多角形状とされ、
該多角形状の各辺は、内方に膨出する曲線とされていることを特徴とするプラスチックボトル。 - 前記胴部は、横断面が多角形状とされ、該多角形状を形成する各辺は、内方に膨出する曲線とされていることを特徴とする請求項1に記載のプラスチックボトル。
- 前記底部は、底面視多角形状とされ、該多角形状を形成する各辺は、内方に膨出する曲線とされていることを特徴とする請求項1又は2に記載のプラスチックボトル。
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