JP6403392B2 - 合成樹脂製ボトル - Google Patents

Description

本発明は、合成樹脂製ボトルに関し、とくに加熱充填後の冷却時の減圧によって変形しにくい形状を有する押出ブロー成形ボトルに関するものである。

ボトル形状の合成樹脂製容器は、飲料、調味料など食品用容器として広く利用されており、食品用容器に充填する際には、加熱殺菌のために内容液を８５℃程度に加熱して充填し、密封してから冷却する加熱充填が行われることがある。
この加熱充填工程では、冷却後に内容液の体積が減ることによりボトル内に負圧が発生する。
ブロー成形などによる薄肉のボトルでは、胴部が当該減圧によって変形することがあり、減圧による胴部の変形を防ぐために従来より胴部形状に種々の工夫が提案されている。

減圧に耐える胴部形状として、例えば、上胴部４と下胴部５が環状の凹溝を形成するウェストリブ６を介して連続し、下胴部（パネル部）５には、平坦面部１ａの周方向に互いに離間する複数の陥没部１２からなる減圧吸収パネルを設け、ボトル内が減圧したときに、陥没部１２の陥没パネル面１３が凹んで負圧を吸収し胴部の変形を防ぐボトルが従来より知られている（特許文献１参照）。

特開平６−７２４２３号公報

上記特許文献１記載の形状のボトルは、一般的に材料としてＰＥＴを使用した二軸延伸ブローにより成形される場合が多い。その場合は、二軸延伸ブロー成形による延伸配向によって耐熱性を付与することができる。
しかしながら、押出ブロー成形によって成形されるオレフィン系の合成樹脂製ボトルにおいては、ガラス転移点が比較的低いため、上記特許文献１記載のボトル形状では、加熱充填時の熱により減圧吸収パネル付近の胴部が膨らんだままになって形状を保つことができず、結果として減圧吸収パネルの効果を発揮することができないという問題があった。

本発明は、上記問題を解決することを課題とし、加熱充填後の冷却時における容器内の減圧によって変形しにくい胴部形状を有する合成樹脂製ボトルを提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するため、合成樹脂製ボトルとして、底部と、底部の接地縁外周から上方に延出した胴部と、胴部上部に設けられ注出口を形成する口部とを有し、胴部は、底部に連設し、周方向複数個所に凹設された減圧吸収パネルを有する下胴部と、下胴部上端に連設され、底部と口部を結ぶ軸方向に垂直な容器断面積を減ずる内方にくびれた面を形成するウェスト部と、下端がウェスト部に連設し上端で口部に連続する上胴部とからなり、ウェスト部の軸方向に垂直な断面形状が、１２〜１６の辺からなる辺部によって角部が形成される略多角形状であり、ウェスト部の軸方向の断面形状は、内方にくびれた湾曲凹部を形成し、ウェスト部は、辺に対応する複数の湾曲面からなる多面体形状をなし、角部に対応して、隣接する湾曲面により形成される柱状角部を形成することによって、加熱充填後の冷却時の減圧によるウェスト部およびウェスト部に近接する減圧吸収パネル付近の変形を防止することを特徴とするオレフィン系の合成樹脂製ボトルであるという構成を採用する。

合成樹脂製ボトルの実施形態として、押出ブロー成形により成形されたことを特徴とする構成を採用する。

本発明の合成樹脂製ボトルは、減圧吸収パネルを有する下胴部に連設するウェスト部の軸方向に垂直な断面形状を、複数の辺からなる辺部によって角部が形成される略多角形状としたから、ウェスト部の形状が当該辺部に対応する複数の面からなる略多面体形状となり、当該角部に対応する柱状角部が形成されてウェスト部が補強され、加熱充填後の冷却時の減圧によるウェスト部およびウェスト部に近接する減圧吸収パネル付近の変形を防ぐことができた。

実施例ボトルを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 実施例ボトルを示す図であり、（ａ）は下面図、（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ線断面矢視図である。 比較例ボトルを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は図（ａ）のＹ−Ｙ線断面矢視図である。 実施例ボトルと比較例ボトルの減圧強度を測定した実験結果を示すグラフである。 実施例ボトルの接地面からの同一高さ毎における胴部周方向の肉厚の測定結果を示すグラフである。 比較例ボトルの接地面からの同一高さ毎における胴部周方向の肉厚の測定結果を示すグラフである。

次に、本発明の合成樹脂製ボトルについて、実施例を示した図面を参照して説明する。

図１、２において、Ａは本実施例のオレフィン系合成樹脂製ボトルであり、１は底部、２は底部１の外周縁から上方に延出した胴部、３は胴部２の上部に設けられた口部である。
本実施例の合成樹脂製ボトルＡは、ポリプロピレンを主原料とする約４６ｇを押出ブーロー成形法により成形しているが、本発明はこれに限定されるものではない。

底部１には、接地縁５から底部中央に向かって底上げされた底面６が形成され、図２（ａ）に示すように、底面６にはピンチオフ７が形成されている。
ピンチオフ７は、ブロー成形金型のパーティングラインに重なる方向に形成されている。

底部１の接地縁５の外周側から上方に胴部２が立ち上がって延出しており、胴部２は、底部１に連設する下胴部１０と、下胴部１０上端に連設されるウェスト部１１と、下端がウェスト部１１に連設し上端で口部３に連設する上胴部１２とからなっている。
下胴部１０には、接地縁５の外周から所定高さに設けられた補強下横溝１４を経て、わずかに上方に向かって内側に傾斜する平坦面部１５の周方向６箇所に、減圧吸収パネル１６が凹設されている。

減圧吸収パネル１６は、上下に縦長の略長方形状の凹面を形成し、上端と下端はそれぞれウェスト部１１と補強下横溝１４になだらかな弧状を描いて近接している。
減圧吸収パネル１６が、実施例ボトルＡ内の減圧に伴い内方に均等に凹み、負圧を吸収するとともに、減圧吸収パネル１６相互の間の平坦面部１５が柱形状に形成された柱状補強部１７をなし、下胴部１０を補強している。

ウェスト部１１は、下胴部１０と上胴部１２を連設し、その軸方向の断面形状は、軸方向に垂直な容器断面積を減ずるように内方にくびれ、湾曲した凹部を形成している。
ここで、軸方向とは、底部１中央と口部３中央とを結ぶボトル全体の軸線方向をいう。
図２（ｂ）に示すように、ウェスト部１１の軸方向に垂直な断面形状は、複数の辺２１からなる辺部によって角部２２が形成される略多角形状を呈している。
辺２１は、実施例のように必ずしも直線に限定されないが、隣り合う辺２１によって角部２２が形成される程度の直線に近似する形状である必要がある。

ウェスト部１１は、断面図上の辺２１に対応する複数の湾曲面２３からなる多面体形状をなし、角部２２に対応して、隣接する湾曲面２３により形成される柱状角部２４を形成する。
柱状角部２４は、ウェスト部１１自体を補強するとともに、ウェスト部１１と平坦面部１５との境界付近をも補強し、減圧吸収パネル１６の上端が延びてきている下胴部１０の上端付近の変形を防ぐ役割を果たす。
なお、湾曲面２３（辺２１）の数は特段限定されないが、好ましくは４〜１６であり、実施例では１２である。

ウェスト部１１の上端は上胴部１２に連設し、上胴部１２には複数の補強上横溝３１が形成され、上部はなだらかに湾曲した肩部３２を経て口部３に連設している。
実施例では、補強上横溝３１が３つ設けられ、肩部３２は複数の肩湾曲面３３からなる多面体形状をなしているが、上胴部１２は、このような形状である必要はなく、適宜の形状を採用し得る。
口部３には、図示しないキャップが装着可能となっている。
次に、本実施例の作用効果を説明するために、比較例ボトルとの比較実験結果について説明する。

図３に示すように、Ｂは比較例ボトルであり、実施例と同じくポリプロピレンを主材料として押出ブロー成形法により成形し、使用材料の重量も実施例と同一の４６ｇである。
胴部２ａが、減圧吸収パネル１６ａを有する下胴部１０ａと、軸方向断面形状が内方にくびれて湾曲凹部となっているウェスト部１１ａと、口部３ａに連設する上胴部１２ａとを具えている点は実施例ボトルＡと同じである（以下、実施例と同一名称部位は実施例の符号に添え字ａを付加して示す）。

比較例ボトルＢのウェスト部１１ａは、下胴部１０ａの平坦面部１５ａと連続した環状に形成されており、図３（ｂ）に示すように、軸方向に垂直な断面形状は円形状になっている。
肩部３２ａも実施例のように多面体形状ではなく、環状に形成されているが、その他の部位は実施例と格別の差異はない。

実験は、ボトルがどの程度減圧されたときに変形するのかについて、実施例ボトルＡ、比較例ボトルＢのそれぞれの減圧強度を測定した。
その実験結果が表１，表２であり、その実験結果をグラフ化したものが図４である。
実施例ボトルＡ、比較例ボトルＢともに、８５℃のお湯を充填して密封した後室温まで冷却して実験を行った。

表１，２について説明すると、開蓋して容器内を大気圧状態にしたときを１回目として、実施例ボトルＡは１７回目まで、比較例ボトルＢは１９回目まで、順次吸収容量の欄に記載された容量だけ水を吸引排出した。
そのときのボトル内の負圧を測ったものが減圧度であり、そのときのウェスト１１，１１ａの最小径、最大径の差を測定したものが楕円度である。

図４は、これらの表の各回目の吸収容量の累計と減圧度をプロットしたものである。
実施例も比較例も、吸収容量が小さい内は吸収容量の増大にほぼ比例して減圧度が大きくなるが、吸収容量が大きくなると吸収容量が増えても減圧度が高くならない状態が発現する。
吸収容量が増えても減圧度が高まらないのは、減圧吸収パネル１６，１６ａが機能しなくなったからであり、減圧吸収パネル１６，１６ａ周辺の胴部１０，１０ａが変形を起こしたことによるものである。

図４をみれば明らかなように、実施例は比較例より大きな吸収容量においても減圧度が高まっており、より大きな吸収容量、減圧度まで変形に耐えて減圧吸収パネル１６が機能していることを示している。
表１，表２と対応して見れば、それぞれの表に太枠で囲った１２回目、８回目の吸引でほぼ変形が始まっていると見られ、そのときの楕円度がともに５ｍｍ前後と略一致していることも、この推測を裏付けている。
このときの実施例の減圧度は−１０．００ｋＰａであるのに対して比較例は−７．２０ｋＰａであり、実施例が比較例に比べて約４割程度大きな負圧に耐えていることがわかる。

次に、上記実験結果の妥当性を検証するために、実施例と比較例の胴部２，２ａの肉厚を測定した。
図２（ａ）に示す周方向位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、すなわち、Ｂ−Ｄ方向がピンチオフ７の長手方向（パーティングライン方向）に一致するように、下方から見てＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを右回りに配置した周方向４個所における肉厚を、底部１の接地縁５からの高さ毎に測定した。
その結果を、図５，図６に示す。

図５，６からわかるように、実施例と比較例は、接地縁５，５ａからの各高さにわたって胴部２，２ａの肉厚はほぼ同じであり、高さが１２０ｍｍ、および１３０ｍｍのウェスト部１１，１１ａ（表３，表４の太枠で囲った部位）では、両者とも約０．７ｍｍ前後の肉厚でほぼ一致していた。
すなわち、この測定結果から、上記実験結果における実施例と比較例の減圧強度の差が、ウェスト部１１，１１ａの形状の差異に基づくものであることがわかる。

このように、本発明の実施例ボトルＡは、ウェスト部１１を複数の湾曲面２３からなる多面体形状としたことによって、ウェスト部１１の周方向の偏肉を抑えるとともに、柱状角部２４がウェスト部１１とウェスト部１１付近の平坦面部１５を補強しているので、ウェスト部１１およびウェスト部１１に近接する減圧吸収パネル１６付近の変形を防ぐことができ、加熱充填後の冷却時の減圧にも耐えることができる。
また、求められる耐圧強度が同じであれば、より薄肉のボトルとすることができ、コストの面でも有益である。

本発明は、ウェスト部を多面体形状としたことによって高い減圧強度を有するから、比較的薄肉のボトルとして広く利用することができ、とくに加熱充填する飲料や調味料など食品用ボトルとして好適に利用できる。

Ａ 実施例ボトル
Ｂ 比較例ボトル
１，１ａ 底部
２，２ａ 胴部
３，３ａ 口部
５，５ａ 接地縁
６，６ａ 底面
７，７ａ ピンチオフ
１０，１０ａ 下胴部
１１，１１ａ ウェスト部
１２，１２ａ 上胴部
１４，１４ａ 補強下横溝
１５，１５ａ 平坦面部
１６，１６ａ 減圧吸収パネル
１７，１７ａ 柱状補強部
２１ 辺
２２ 角部
２３ 湾曲面
２４ 柱状角部
３１，３１ａ 補強上横溝
３２，３２ａ 肩部
３３ 肩湾曲面

Claims (2)

1. 底部と、底部の接地縁外周から上方に延出した胴部と、胴部上部に設けられ注出口を形成する口部とを有し、
   胴部は、底部に連設し、周方向複数個所に凹設された減圧吸収パネルを有する下胴部と、下胴部上端に連設され、底部と口部を結ぶ軸方向に垂直な容器断面積を減ずる内方にくびれた面を形成するウェスト部と、下端がウェスト部に連設し上端で口部に連続する上胴部とからなり、
   ウェスト部の軸方向に垂直な断面形状が、１２〜１６の辺からなる辺部によって角部が形成される略多角形状であり、
   ウェスト部の軸方向の断面形状は、内方にくびれた湾曲凹部を形成し、ウェスト部は、辺に対応する複数の湾曲面からなる多面体形状をなし、角部に対応して、隣接する湾曲面により形成される柱状角部を形成することによって、加熱充填後の冷却時の減圧によるウェスト部およびウェスト部に近接する減圧吸収パネル付近の変形を防止することを特徴とするオレフィン系の合成樹脂製ボトル。
2. 押出ブロー成形により成形されたことを特徴とする請求項１記載の合成樹脂製ボトル。

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