JP6363010B2 - 合成樹脂製ボトル - Google Patents

Description

本発明は、筒状の胴部の上端部に上方に向けて縮径するテーパ筒状の肩部を介して口筒部が立設された合成樹脂製ボトルに関し、特に、シンプルなボトル形状を維持しつつ、減圧吸収機能を向上させようとするものである。

従来、この種の合成樹脂製ボトルとして、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂製等の２軸延伸ブロー成形によるボトルや、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂製等のダイレクトブロー成形によるボトルなどが、飲料用、食品用、化粧料等の様々な分野で使用されている。

また、このような合成樹脂製ボトルとして、内容物の冷却に伴って容器内が減圧した際に、ボトルの歪な変形（局所的な陥没変形など）を生じないようにするために、減圧吸収面を設けた耐熱ボトルが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−２４１２０７号公報

前述したような耐熱ボトルにおいては、シンプルなボトル形状を維持しつつ、減圧吸収機能を向上させることが求められる。具体的には、ボトル内に付与する負圧を強くしていったときにボトルの歪な変形を生じない限界の減圧圧力を表す減圧強度を高めることと、同じくボトル内に付与する負圧を強くしていったときにボトルの歪な変形を生じない限界の体積変化量（吸収容量）を高めることが求められる。

本発明は、前記の課題を解決するために開発されたもので、シンプルなボトル形状を維持しつつ、減圧吸収機能、すなわち、減圧強度及び限界の体積変化量を向上できる合成樹脂製ボトルを提供することを目的とする。

すなわち、本発明の要旨構成は以下のとおりである。
１．筒状の胴部の上端部に上方に向けて縮径するテーパ筒状の肩部を介して口筒部が立設された合成樹脂製ボトルにおいて、
肩部上部と胴部下部の間の領域は、複数の減圧吸収面と複数の柱部とを周方向に交互に配置することで、横断面において複数の柱部を頂点とする略多角形状をなすように形成されており、
各柱部は、横断面においてボトル軸心を中心とする円弧状をなしており、また、
各柱部は、肩部上部と胴部上端部の間の領域が、縦断面において外側に凸となるなだらかな曲線状をなしており、
各減圧吸収面は、肩部下端部領域及び胴部上端部領域が、縦断面において外側に凸となるなだらかな曲線状をなす面を含み、また、
各減圧吸収面は、胴部上端部と胴部下部の間の領域が、縦断面において直線状をなす面を含み、
各減圧吸収面において、前記肩部下端部領域及び胴部上端部領域の面と、前記胴部上端部と胴部下部の間の領域の面とがなだらかに連なっていることを特徴とする合成樹脂製ボトル。

２．前記各減圧吸収面は、肩部下端部領域及び胴部上端部領域が、横断面において直線状をなすと共に縦断面において外側に凸となるなだらかな曲線状をなす曲面として形成されており、また、
前記各減圧吸収面は、胴部上端部と胴部下部の間の領域が、横断面において直線状をなすと共に縦断面において直線状をなす平面として形成されており、
前記各減圧吸収面において、前記肩部下端部領域及び胴部上端部領域の曲面と、前記胴部上端部と胴部下部の間の領域の平面とがなだらかに連なっている、前記１の合成樹脂製ボトル。

３．前記各減圧吸収面は、肩部下端部領域及び胴部上端部領域が、横断面において内側に凹んだなだらかな曲線状をなす凹面として形成されており、該凹面は縦断面において外側に凸となるなだらかな曲線状をなしており、また、
前記各減圧吸収面は、胴部上端部と胴部下部の間の領域が、横断面において内側に凹んだなだらかな曲線状をなす凹面として形成されており、該凹面は縦断面において直線状をなしており、
前記各減圧吸収面において、前記肩部下端部領域及び胴部上端部領域の凹面と、前記胴部上端部と胴部下部の間の領域の凹面とがなだらかに連なっている、前記１の合成樹脂製ボトル。

４．前記各減圧吸収面の肩部下端部領域、胴部上端部領域及び胴部上端部と胴部下部の間の領域における凹面には、該凹面の周方向中央部に、横断面において内側に凹む凹溝が形成されている、前記３の合成樹脂製ボトル。

５．前記肩部上部と胴部下部の間の領域は、横断面において６つの前記柱部を頂点とする略正６角形状をなすように形成されている、前記１〜４のいずれかの合成樹脂製ボトル。

本発明によれば、肩部上部と胴部下部の間の領域は、複数の減圧吸収面と複数の柱部とを周方向に交互に配置することで、横断面において複数の柱部を頂点とする略多角形状をなすように形成されており、各柱部は、横断面においてボトル軸心を中心とする円弧状をなしているという構成によってシンプルなボトル形状を維持することができる。

また、本発明によれば、各柱部は、肩部上部と胴部上端部の間の領域が、縦断面において外側に凸となるなだらかな曲線状をなしており、各減圧吸収面は、肩部下端部領域及び胴部上端部領域が、縦断面において外側に凸となるなだらかな曲線状をなす面を含み、また、各減圧吸収面は、胴部上端部と胴部下部の間の領域が、縦断面において直線状をなす面を含み、各減圧吸収面において、前記肩部下端部領域及び胴部上端部領域の面と、前記胴部上端部と胴部下部の間の領域の面とがなだらかに連なっているという構成により、各減圧吸収面を肩部下端部領域及び胴部上端部領域において分断されないより大きな減圧吸収面として機能させることができるため、減圧強度及び限界の体積変化量を向上させることができる。

したがって、本発明によれば、シンプルなボトル形状を維持しつつ、減圧吸収機能、すなわち、減圧強度及び限界の体積変化量を向上できる合成樹脂製ボトルを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る合成樹脂製ボトルの側面図である。 図１に示す合成樹脂製ボトルの変形例の側面図である。 図２のＸ−Ｘ断面図である。 図１に示す合成樹脂製ボトルの他の変形例の側面図である。 比較例としての合成樹脂製ボトルの側面図である。 他の比較例としての合成樹脂製ボトルの側面図である。 図６のＹ−Ｙ断面図である。 更なる他の比較例としての合成樹脂製ボトルの側面図である。 図１、図２及び図４に示す合成樹脂製ボトルについて減圧強度及び限界の体積変化量を測定した結果を示すグラフである。 図５、図６及び図８に示す合成樹脂製ボトルについて減圧強度及び限界の体積変化量を測定した結果を示すグラフである。

以下、図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態に係る合成樹脂製ボトルについて詳細に例示説明する。
なお、本明細書において、上下方向とは、合成樹脂製ボトルの正立状態を基準とし、上方とは例えば図１における上方を意味し、下方とはその反対方向を意味するものとする。

図１に示すように、本実施形態に係る合成樹脂製ボトル１は、筒状の胴部２を備えている。胴部２の上端部には、上方に向けて縮径するテーパ筒状の肩部３を介して円筒状の口筒部４が立設されている。胴部２の下端部には、底部５が連設されている。

なお、本実施形態では、合成樹脂製ボトル１は、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂単体のダイレクトブロー成形によって形成されている。しかしながら、これに代えて、例えば、ガスバリア性樹脂層等を積層した積層ボトルとしてもよく、この場合にはダイレクトブロー成形によって形成することが好ましいが、２軸延伸ブロー成形によって形成することも可能である。

特に、ダイレクトブロー成形によって、外側から内側に向けて、ＰＰ樹脂層／接着層／エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）共重合樹脂層／接着層／ＰＰ樹脂層からなる積層ボトルとした場合には、ガスバリア性を良好に発揮することができ、内容物の酸化による品質の低下を長期間安定して抑制することができる。ここに、接着層としては、ＰＥ系樹脂或いはＰＰ系樹脂等のポリオレフィン樹脂に極性基を導入した樹脂（市販品としては三井化学社製の「アドマー」等がある）の使用が好ましい。また、必要に応じて再生材層等の他の層を加えて積層することもできる。

胴部２は、本例では、肩部下端部と胴部下部との間の領域Ａが、上方に向けて僅かに拡径している。なお、胴部２の前記領域Ａは、上下方向に径寸法が変化しない筒状をなしていてもよい。胴部２の下部領域Ｂは、内側に凹んだ周溝６を有する短円筒部２ａとして形成されている。

また、肩部上部と胴部下部の間の領域Ｃは、複数の減圧吸収面７と複数の柱部８とを周方向に交互に配置することで、横断面（すなわち、ボトル軸心Ｏに直交する断面）において複数の柱部８を頂点とする略多角形状をなすように形成されている。より具体的には、本例では、前記肩部上部と胴部下部の間の領域Ｃは、横断面において６つの柱部８を頂点とする略正６角形状をなすように形成されている。ここに、各柱部８は、横断面においてボトル軸心Ｏを中心とする円弧状をなしている。

また、各柱部８は、肩部上部と胴部上端部の間の領域Ｆが、縦断面において外側に凸となるなだらかな曲線状をなしている。各減圧吸収面７は、肩部下端部領域Ｈ及び胴部上端部領域Ｇが、縦断面において外側に凸となるなだらかな曲線状をなす面を含んでおり、また、各減圧吸収面７は、胴部上端部と胴部下部の間の領域Ｄが、縦断面において直線状をなす面を含んでいる。

より具体的には、本例では、各減圧吸収面７は、肩部下端部領域Ｈ及び胴部上端部領域Ｇが、横断面において直線状をなすと共に縦断面において外側に凸となるなだらかな曲線状をなす曲面として形成されており、また、各減圧吸収面７は、胴部上端部と胴部下部の間の領域Ｄが、横断面において直線状をなすと共に縦断面において直線状をなす平面として形成されており、各減圧吸収面７において、前記肩部下端部領域Ｈ及び胴部上端部領域Ｇの曲面と、前記胴部上端部と胴部下部の間の領域Ｄの平面とがなだらかに連なっている。

かかる構成になる本実施形態に係る合成樹脂製ボトル１によれば、肩部上部と胴部下部の間の領域Ｃは、複数の減圧吸収面７と複数の柱部８とを周方向に交互に配置することで、横断面において複数の柱部８を頂点とする略多角形状をなすように形成されており、各柱部８は、横断面においてボトル軸心Ｏを中心とする円弧状をなしているという構成によってシンプルなボトル形状を維持することができる。

また、合成樹脂製ボトル１によれば、各柱部８は、肩部上部と胴部上端部の間の領域Ｆが、縦断面において外側に凸となるなだらかな曲線状をなしており、各減圧吸収面７は、肩部下端部領域Ｈ及び胴部上端部領域Ｇが、縦断面において外側に凸となるなだらかな曲線状をなす面を含み、また、各減圧吸収面７は、胴部上端部と胴部下部の間の領域Ｄが、縦断面において直線状をなす面を含み、各減圧吸収面７において、前記肩部下端部領域Ｈ及び胴部上端部領域Ｇの面と、前記胴部上端部と胴部下部の間の領域Ｄの面とがなだらかに連なっているという構成により、各減圧吸収面７を肩部下端部領域Ｈ及び胴部上端部領域Ｇにおいて分断されないより大きな減圧吸収面７として機能させることができるため、減圧強度及び限界の体積変化量を向上させることができる。

また、本例のように、各減圧吸収面７は、肩部下端部領域Ｈ及び胴部上端部領域Ｇが、横断面において直線状をなすと共に縦断面において外側に凸となるなだらかな曲線状をなす曲面として形成されており、また、各減圧吸収面７は、胴部上端部と胴部下部の間の領域Ｄが、横断面において直線状をなすと共に縦断面において直線状をなす平面として形成されており、各減圧吸収面７において、前記肩部下端部領域Ｈ及び胴部上端部領域Ｇの曲面と、前記胴部上端部と胴部下部の間の領域Ｄの平面とがなだらかに連なっているという構成とした場合には、減圧強度及び限界の体積変化量をより確実に向上させることができる。

次に、前述した本実施形態に係る合成樹脂製ボトル１の変形例について、図２〜図３を用いて説明する。
図２〜図３に示すように、本変形例に係る合成樹脂製ボトル１’は、各減圧吸収面７’の形状が異なる他は、図１を用いて説明した例の場合と同一の構成になっている。

すなわち、本変形例では、各減圧吸収面７’は、肩部下端部領域Ｈ及び胴部上端部領域Ｇが、横断面において内側に凹んだなだらかな曲線状をなす凹面として形成されており、該凹面は縦断面において外側に凸となるなだらかな曲線状をなしており、また、各減圧吸収面７’は、胴部上端部と胴部下部の間の領域Ｄが、横断面において内側に凹んだなだらかな曲線状をなす凹面として形成されており、該凹面は縦断面において直線状をなしている。そして、各減圧吸収面７’において、前記肩部下端部領域Ｈ及び胴部上端部領域Ｇの凹面と、前記胴部上端部と胴部下部の間の領域Ｄの凹面とがなだらかに連なっている。

かかる構成によれば、各減圧吸収面７’に凹面を形成したことで、このような凹面を設けない場合よりも、減圧時に減圧吸収面７’が内側に変形し易くなるため、減圧強度及び限界の体積変化量を大幅に向上させることができる。また、本変形例によれば、肩部下端部領域Ｈ及び胴部上端部領域Ｇで分断されない大きな凹面を形成することができるため、減圧強度及び限界の体積変化量をより一層、向上することができる。

次に、前述した本実施形態に係る合成樹脂製ボトル１の他の変形例について、図４を用いて説明する。
図４に示すように、本変形例に係る合成樹脂製ボトル１”は、各減圧吸収面７”の形状が異なる他は、図２〜図３を用いて説明した例の場合と同一の構成になっている。

すなわち、本変形例では、各減圧吸収面７”の肩部下端部領域Ｈ、胴部上端部領域Ｇ及び胴部上端部と胴部下部の間の領域Ｄにおける凹面には、該凹面の周方向中央部に、横断面において内側に凹む凹溝９が形成されている。

かかる構成によれば、凹溝９の付加によって合成樹脂製ボトル１”の周長が延び、減圧時に減圧吸収面７”がより変形しやすくなるため、減圧強度及び限界の体積変化量の更なる向上が可能となる。また、本変形例によれば、各減圧吸収面７”に、肩部下端部領域Ｈ及び胴部上端部領域Ｇで分断されない大きな凹面及び凹溝９を形成することができるため、減圧強度及び限界の体積変化量をより一層、向上することができる。

前述したところは本発明の一実施形態を示したにすぎず、特許請求の範囲において、種々の変更を加えてもよいことは言うまでもない。

本発明の発明例１〜３として、それぞれ、図１〜図４に示した構成になる合成樹脂製ボトルについて解析データを製作した。また、比較例１〜３として、それぞれ、図５〜図８に示す構成になる合成樹脂製ボトルについて解析データを製作した。

比較例１の構成は、図５に示すように、各柱部１０及び各減圧吸収面１１が、肩部上部と肩部下端部の間の領域Ｅにおいては、縦断面において内側に凹んだなだらかな曲線状をなしている点を除いては、図１に示した構成と同一になっている。

比較例２の構成は、図６〜図７に示すように、各減圧吸収面１１’が、胴部上端部と胴部下部の間の領域Ｄにおいては、横断面において内側に凹んだなだらかな曲線状をなす凹面として形成されており、該凹面が縦断面において直線状をなしている点を除いては、図５に示した構成（比較例１）と同一になっている。

比較例３の構成は、図８に示すように、凹溝１２が形成されている点を除いては、図６〜図７に示した構成（比較例１）と同一になっている。すなわち、比較例３においては、各減圧吸収面７”の胴部上端部と胴部下部の間の領域Ｄにおける凹面には、該凹面の周方向中央部に、横断面において内側に凹む凹溝１２が形成されている。

発明例１〜３及び比較例１〜３は、いずれも、ＰＰ樹脂単体のダイレクトブロー成形によるものとし、ボトル内容量は２００ｍｌ、ボトル重量は１４ｇとした。そして、空の状態の各例について、付与する減圧圧力をボトルに歪な変形が生じる（具体的には、６本の柱部８，１２のいずれかの下部において屈曲が生じる）まで増加させながら、体積変化量（吸収容量）の変化を解析するシミュレーションを実施した。その結果を図９〜図１０及び以下の表１に示す。

図９〜図１０及び表１から明らかなように、図１の構成になる発明例１では、図５の構成になる比較例１に対し、減圧強度は６．３１ｋＰａから６．３６ｋＰａに、限界の体積変化量は８．２９ｍｌから９．０１ｍｌに、それぞれ増加した。これは、減圧吸収面７を肩部下端部領域Ｈ及び胴部上端部領域Ｇにおいて分断されないより大きな減圧吸収面７として機能させることができたためと考えられる。

また、減圧吸収面７’に凹面を付与した図２〜図３の構成になる発明例２では、発明例１と比較して、減圧強度は６．３６ｋＰａから７．２１ｋＰａに、限界の体積変化量は９．０１ｍｌから１８．２９ｍｌに、それぞれ大幅に増加した。これは、減圧吸収面７’に凹面を形成したことで、減圧時に減圧吸収面７’が内側に変形しやすくなったためであると考えられる。また、この発明例２は、比較例２と比べると、減圧強度は７．０４ｋＰａから７．２１ｋＰａに、限界の体積変化量は１２．２５ｍｌから１８．２９ｍｌに、それぞれ増加しており、特に、限界の体積変化量については大幅に増加している。これは、肩部下端部領域Ｈ及び胴部上端部領域Ｇで分断されない大きな凹面を形成することができたためであると考えられる。

また、凹面に凹溝９付与した図４の構成になる発明例３では、発明例２と比較して、減圧強度は７．２１ｋＰａから７．５２ｋＰａに、限界の体積変化量は１８．２９ｍｌから１８．６６ｍｌに、それぞれ大幅に増加した。これは、減圧吸収面７”に凹溝９を形成したことで、ボトルの周長が延び、減圧時に減圧吸収面７”がより変形しやすくなったためであると考えられる。また、この発明例３は、比較例３と比べると、減圧強度は７．６３ｋＰａから７．５２ｋＰａに、限界の体積変化量は１２．５０ｍｌから１８．６６ｍｌに、それぞれ増加しており、特に、限界の体積変化量については大幅に増加している。これは、肩部下端部領域Ｈ及び胴部上端部領域Ｇで分断されない大きな凹溝９を形成することができたためであると考えられる。

以上の結果により、本発明によれば、減圧強度及び限界の体積変化量を向上できることが確認された。

１，１’，１” 合成樹脂製ボトル
２ 胴部
２ａ 短円筒部
３ 肩部
４ 口筒部
５ 底部
６ 周溝
７，７’，７” 減圧吸収面
８ 柱部
９ 凹溝
１０ 柱部
１１，１１’，１１” 減圧吸収面
１２ 凹溝
Ａ 肩部下端部と胴部下部との間の領域
Ｂ 胴部の下部領域
Ｃ 肩部上部と胴部下部の間の領域
Ｄ 胴部上端部と胴部下部の間の領域
Ｅ 肩部上部と肩部下端部の間の領域
Ｆ 肩部上部と胴部上端部の間の領域
Ｇ 胴部上端部領域
Ｈ 肩部下端部領域
Ｏ ボトル軸心

Claims (5)

1. 筒状の胴部の上端部に上方に向けて縮径するテーパ筒状の肩部を介して口筒部が立設された合成樹脂製ボトルにおいて、
   肩部上部と胴部下部の間の領域は、複数の減圧吸収面と複数の柱部とを周方向に交互に配置することで、横断面において複数の柱部を頂点とする略多角形状をなすように形成されており、
   各柱部は、横断面においてボトル軸心を中心とする円弧状をなしており、また、
   各柱部は、肩部上部と胴部上端部の間の領域が、縦断面において外側に凸となるなだらかな曲線状をなしており、
   各減圧吸収面は、肩部下端部領域及び胴部上端部領域が、縦断面において外側に凸となるなだらかな曲線状をなす面を含み、また、
   各減圧吸収面は、胴部上端部と胴部下部の間の領域が、縦断面において直線状をなす面を含み、
   各減圧吸収面において、前記肩部下端部領域及び胴部上端部領域の面と、前記胴部上端部と胴部下部の間の領域の面とがなだらかに連なっていることを特徴とする合成樹脂製ボトル。
2. 前記各減圧吸収面は、肩部下端部領域及び胴部上端部領域が、横断面において直線状をなすと共に縦断面において外側に凸となるなだらかな曲線状をなす曲面として形成されており、また、
   前記各減圧吸収面は、胴部上端部と胴部下部の間の領域が、横断面において直線状をなすと共に縦断面において直線状をなす平面として形成されており、
   前記各減圧吸収面において、前記肩部下端部領域及び胴部上端部領域の曲面と、前記胴部上端部と胴部下部の間の領域の平面とがなだらかに連なっている、請求項１に記載の合成樹脂製ボトル。
3. 前記各減圧吸収面は、肩部下端部領域及び胴部上端部領域が、横断面において内側に凹んだなだらかな曲線状をなす凹面として形成されており、該凹面は縦断面において外側に凸となるなだらかな曲線状をなしており、また、
   前記各減圧吸収面は、胴部上端部と胴部下部の間の領域が、横断面において内側に凹んだなだらかな曲線状をなす凹面として形成されており、該凹面は縦断面において直線状をなしており、
   前記各減圧吸収面において、前記肩部下端部領域及び胴部上端部領域の凹面と、前記胴部上端部と胴部下部の間の領域の凹面とがなだらかに連なっている、請求項１に記載の合成樹脂製ボトル。
4. 前記各減圧吸収面の肩部下端部領域、胴部上端部領域及び胴部上端部と胴部下部の間の領域における凹面には、該凹面の周方向中央部に、横断面において内側に凹む凹溝が形成されている、請求項３に記載の合成樹脂製ボトル。
5. 前記肩部上部と胴部下部の間の領域は、横断面において６つの前記柱部を頂点とする略正６角形状をなすように形成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の合成樹脂製ボトル。

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