JP6510357B2

JP6510357B2 - 合成樹脂製容器

Info

Publication number: JP6510357B2
Application number: JP2015151354A
Authority: JP
Inventors: 茂富山; 富山　　茂; 啓太田中
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 2015-07-30
Filing date: 2015-07-30
Publication date: 2019-05-08
Anticipated expiration: 2035-07-30
Also published as: JP2017030779A

Description

本発明は、押出ブロー成形によって形成される合成樹脂製容器に関する。

食品や飲料、化粧料あるいは薬剤等を内容物として充填する容器においては、軽量で取扱が容易であること、またコスト的にも安価であることから、押出ブロー成形によって形成される合成樹脂製容器が多用されている。

ところで、容器内が減圧されることがあっても容器の歪な変形を防止する技術として、容器の胴部に減圧吸収パネルを設けることが知られている。例えば特許文献１には、胴部の下側部分に減圧吸収パネルを設けたＰＥＴ製の容器が示されている。このような容器によれば、容器内が減圧されることがあっても減圧吸収パネルが容器の内側に変位するため、容器の歪な変形を防止することができる。

特開２００５−３４３４７４号公報

ところで従来、減圧吸収パネル付きの容器を押出ブロー成形によって安定的に形成することは困難であって、特許文献１に示す如き従前の減圧吸収パネル付き容器は、通常、二軸延伸ブロー成形によって形成されている。押出ブロー成形によれば、多層構造の容器を形成することが技術的に容易であり、且つ安価であるため、遮光性やバリア性を有する容器の形成に有利である。しかし二軸延伸ブロー成形では、ブロー成形を行うに先だって射出成形などで予めプリフォームを形成しておく必要があり、また、多層のプリフォームを安定的にブロー成形することが難しいことから、容器を賦形した後にコーティングを施すなどの後工程が必要になることがある。このため、減圧吸収パネル付きの容器を安価な押出ブロー成形で形成することが望まれていた。更に特許文献１では、胴部の下側部分に設けた減圧吸収パネルの形状に着目して容器の変形防止を図っているものの、胴部の上側部分（ラベル装着部分）に設ける環状溝の位置や形状、数などの最適な条件については未だ検討の余地が残されていた。

本発明は、容器の変形を防止することができる合成樹脂製容器として、押出ブロー成形によって形成される容器を提供することを目的とし、特に胴部の上側部分に設ける環状溝の最適化を図ることによって減圧時における容器の歪な変形を防止することを目的とする。

本発明は、円筒状をなす胴部と該胴部に連結するとともに上方へ向けて縮径する肩部とを有し、押出ブロー成形によって形成される合成樹脂製容器であって、
前記胴部は、該胴部の軸線方向中間部分に設けられる環状凸リブと、該環状凸リブよりも下方に設けられる減圧吸収パネルと、該環状凸リブよりも上方に設けられ、前記肩部との連結部の外周面及び該環状凸リブの外周面よりも小径の外周面を備える段差部とを有し、
前記段差部は、該段差部の軸線方向中央よりも下方において少なくとも１つの環状溝を有し、
前記減圧吸収パネルは、軸線方向に延在する複数の柱部と、周方向に延在して隣り合う該柱部の上端部同士及び下端部同士を連結する梁部とによって取り囲まれるものであり、
前記柱部の上端部同士を連結する梁部は、前記環状凸リブの下方において該環状凸リブに隣接して設けられる合成樹脂製容器である。

前記環状溝は、前記環状凸リブに隣接して設けられる最下環状溝であることが好ましい。

前記段差部は、前記最下環状溝の上方に１つ又は２つの他の環状溝を有することが好ましい。

前記最下環状溝は、前記他の環状溝よりも溝の深さが深いことが好ましい。

前記最下環状溝は、前記他の環状溝よりも溝の幅が狭いことが好ましい。

本発明者らが検討を重ねたところ、胴部の軸線方向中間部分に設けられる環状凸リブの上方においては、肩部との連結部の外周面及び環状凸リブの外周面よりも小径になる外周面を備える段差部を設け、この段差部に、段差部の軸線方向中央よりも下方において少なくとも１つの環状溝を設けることによって、容器の減圧吸収量が増えるとともに座屈強度が増すことを見出した。すなわち、環状溝を上述した位置に設けることで、容器の歪な変形をより有効に防止することができる。

環状溝を環状凸リブに隣接して設けて最下環状溝とする場合は、減圧吸収量が最大になり且つ座屈強度が増すので、容器の歪な変形の防止に特に有効である。

段差部には更に他の環状溝を設けることも可能であり、この場合の他の環状溝の数は１つ又は２つとすることが好適である。

また最下環状溝は、他の環状溝よりも溝の深さが深く、また他の環状溝よりも溝の幅が狭いことが好適である。

本発明に従う合成樹脂製容器の一実施形態を示す側面図、及び最下環状溝と他の環状溝の部分拡大図である。（ａ）は図１に示す合成樹脂製容器の平面図であり、（ｂ）は図１のＡ−Ａに沿う断面での胴部の外形図である。（ａ）は、段差部における環状溝の位置と空座屈強度との関係を、環状溝の溝深さに応じて示した図であり、（ｂ）は、段差部における環状溝の位置と吸収容量との関係を、環状溝の溝深さに応じて示した図である。段差部に設ける溝の数と空座屈強度及び吸収容量との関係を示した図である。他の環状溝の溝深さと空座屈強度及び吸収容量との関係を示した図である。（ａ）は、他の環状溝の溝深さを１．５ｍｍとした状態での最下環状溝の溝深さと空座屈強度との関係を示した図であり、（ｂ）は、他の環状溝の溝深さを（ａ）と同様にした状態での最下環状溝の溝深さと吸収容量との関係を示した図である。（ａ）は、最下環状溝の溝深さを３ｍｍ、他の環状溝の溝深さを１．５ｍｍとした状態で、他の環状溝の数と空座屈強度及び吸収容量との関係を示した図であり、（ｂ）は、最下環状溝の溝深さ及び他の環状溝の溝深さを（ａ）と同様にした状態で段差部を丸棒で横から押圧し、その際の丸棒の変位量と荷重との関係を、他の環状溝の数に応じて示した図である。

以下、図面を参照して、本発明である合成樹脂製容器の一実施形態について説明する。なお、本明細書、特許請求の範囲、要約書における「上」、「下」の関係は、合成樹脂製容器を正立姿勢にした状態（図１に示す状態）での位置をいう。

図１において、符号１は合成樹脂製容器である。合成樹脂製容器１（以下、容器１という）は、押出ブロー成形（ダイレクトブロー成形ともいう）により形成されるものである。押出ブロー成形の一例としては、例えば円筒状のパリソンを押出機よりダイスを介して押出し、次いで、このパリソンを型締め方向に垂直に二分割された割金型により型締めして挟み込むことにより、この割金型の底辺に配設したピンチオフ部で溶融樹脂の下部を切断するとともに熱溶着シールする一方、上部ではパリソンカッターで溶融樹脂の上部を切断することで有底筒体のパリソンを形成し、しかる後、割金型の頂部よりエアノズルを挿入してブローエアをパリソンに吹き込む方法が挙げられる。また容器１は多層構造であって、容器の外側から内側に向かって、バージン材のポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、変性ポリオレフィン樹脂（三井化学株式会社製「アドマー」（登録商標））、エチレンビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ）、変性ポリオレフィン樹脂（同上）、再生材を含むポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、バージン材のポリプロピレン樹脂（ＰＰ）の順で層構成されている。

容器１は、中央部が上方に向けて湾曲する底部２と、底部２の外縁部に連結する円筒状の胴部３と、胴部３の上端に連結するとともに上方へ向けて縮径する肩部４と、肩部４の上端に連結するとともに胴部３よりも小径になる円筒状の口部５とを備えている。口部５の外周面には、フランジ状のネックリング６と、図示を省略する注出キャップを抜け止め保持するための係止リング７とが設けられている。

胴部３は、中心軸線Ｍに沿う方向での胴部３の中間部分に環状凸リブ８を備えている。

また環状凸リブ８の下方には、容器１内が減圧された際に内側に変位する減圧吸収パネル９を設けている。本実施形態の減圧吸収パネル９は、図２（ｂ）に示すように周方向に等角度で６つ設けられている。また隣り合う減圧吸収パネル９の間には、容器１の強度を増すための柱部１０を設けている。

そして環状凸リブ８の上方には、胴部３と肩部４との連結部１１よりも下方において、段差部１２を設けている。段差部１２の外周面は、環状凸リブ８の外周面及び連結部１１の外周面よりも小径になっている。なお、連結部１１の外周面の直径は環状凸リブ８の外周面の直径と同一であり、且つ胴部３での最大径である。また、図示は省略するが、段差部１２の外周面にはラベルを装着することができる。

段差部１２には、中心軸線Ｍに沿う方向での段差部１２の中央よりも下方において、少なくとも１つの環状溝１３を設けている。本実施形態の環状溝１３は、図１の部分拡大図に示すように断面形状が台形状になっている。なお環状溝１３は、Ｖ字状の断面形状であってもよい。また、本実施形態の環状溝１３は、環状凸リブ８に隣接して（段差部１２の最も下方に）設けている。以下、環状凸リブ８に隣接する環状溝１３を最下環状溝１３と称する。

また段差部１２には、最下環状溝１３の上方に、１つ又は２つの他の環状溝１４を設けてもよい（本実施形態では２つ設けている）。本実施形態の他の環状溝１４は、図１の部分拡大図に示すように断面形状が半円状になっている。

ここで、最下環状溝１３（環状溝１３）と他の環状溝１４との関係は、最下環状溝１３の溝幅（外側の溝幅）をｗ１、溝深さ（段差部１２からの溝深さ）をｄ１とし、他の環状溝１４の溝幅をｗ２、溝深さ（段差部１２からの溝深さ）をｄ２と規定する場合、ｗ１＜ｗ２とすることが好適であり、またｄ１＞ｄ２とすることが好適である。

次に、最下環状溝１３（環状溝１３）と他の環状溝１４の関係を上述したように導いた検討結果について説明する。

図３は、段差部１２に設ける環状溝１３の最適な位置について検討した結果を示す。ここで図３（ａ）は、段差部１２における環状溝１３の位置と容器１の空座屈強度（容器１に内容物が充填されていない状態での座屈強度）との関係を、環状溝１３の溝深さに応じて示した図である。また図３（ｂ）は、段差部１２における環状溝１３の位置と吸収容量（容器１内が減圧されたときに吸収できる容量）との関係を、環状溝１３の溝深さに応じて示した図である。空座屈強度については、図３（ａ）に示すように溝深さによって多少傾向が異なるものの、総じて環状溝１３が段差部１２の下方に位置するにつれて増していくことが分かる。また、吸収容量については、図３（ｂ）に示すように溝の深さにかかわらず、環状溝１３が段差部１２の下方に位置するにつれて増えていくことが分かる。特に、段差部１２の中央よりも下方に位置する場合は勾配が急になる傾向が認められ、吸収容量の増加が顕著になっていることが分かる。このように、環状溝１３が段差部１２の軸線方向中央よりも下方に位置することで、空座屈強度を増加させ、また吸収容量を増やすことができるため、容器の歪な変形を有効に防止することができる。

図４は、段差部１２に設ける溝の数（環状溝１３及び他の環状溝１４の合計数）について検討した結果を示す。なお、段差部１２に設ける溝は軸線方向に均等となる配置で設けている。図４に示すように吸収容量は、溝の数が増えるに従って増加していくことが分かる。一方、空座屈強度は、溝の数が増えるに従って増加していくものの、溝の数が２つの時をピークとして減少する傾向が認められる。両者のバランスを考慮すると、段差部１２に設ける環状溝１３及び他の環状溝１４の合計数は、１〜３つにすることが好ましい。

図５は、他の環状溝１４の最適な溝深さについて検討した結果を示す。ここでは、段差部１２に設ける他の環状溝１４の数を２つにした状態で、両方の溝の深さを同じように変化させている。図５に示すように、吸収容量は溝の数が増えるに従って増加していくことが分かる。一方、空座屈強度は、溝の深さが１．５ｍｍの時をピークとして減少する傾向が認められる。

図３〜図５に示す検討の結果を踏まえ、図６に示す検討では、環状溝１３については環状凸リブ８に隣接させて最下環状溝１３とし、また他の環状溝１４については溝の深さが１．５ｍｍで且つ２つとした状態で、最下環状溝１３の最適な溝深さについて確認を行った。図６（ａ）に示すように空座屈強度は、最下環状溝１３の溝深さを深くすることで増加し、少なくとも１．５ｍｍを越える（他の環状溝１４の深さよりも深くなる）と略一定になり、３ｍｍを越えると減少することが分かる。一方、吸収容量は、図６（ｂ）に示すように最下環状溝１３の溝深さが深くなるに従い、増加することが分かる。これらの結果から、最下環状溝１３の溝の深さを少なくとも他の環状溝１４の深さよりも深くすることによって、高い空座屈強度と吸収容量が得られることが分かる。一方、空座屈強度の低下を考慮すると、最下環状溝１３の溝の深さは３ｍｍ以下が好ましいことが分かる。

最後に、最下環状溝１３の溝深さを３ｍｍとし、他の環状溝１４の溝の深さを１．５ｍｍとした状態で、他の環状溝１４の数を変えて検討を行った。図７に示す検討では、最下環状溝１３の溝幅ｗ１は他の環状溝１４の溝幅ｗ２よりも狭くしている。図７（ａ）に示すように、空座屈強度及び吸収容量とも、他の環状溝１４の数が２つの時がピークとなっている。また、図７（ｂ）に示すように、段差部１２の軸線方向中央を直径２０ｍｍの丸棒によって両側から押す場合の結果から、他の環状溝１４の数が増えるに従って、丸棒の変位量を同じにするにはより強い荷重が必要になる（他の環状溝１４の数が増えるに従って段差部１２の剛性が増す）ことが分かる。これらの結果から、少なくとも最下環状溝１３の溝の深さを他の環状溝１４の溝の深さよりも深くし、また最下環状溝１３の溝幅を他の環状溝１４の溝幅よりも狭くした状態においては、他の環状溝１４の数を２つにすることが好適であることが分かる。

本発明に従う合成樹脂製容器は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に従う範囲で種々の変更が可能である。例えば上述した減圧吸収パネル９の数や大きさ、形状などは適宜変更することができる。また最下環状溝１３の溝深さ及び他の環状溝１４の溝の深さも、検討に用いた寸法だけに限定されるものではない。更に、容器１を形成する層の種類や並び順も適宜変更することができる。

１：合成樹脂製容器（容器）
２：底部
３：胴部
４：肩部
５：口部
６：ネックリング
７：係止リング
８：環状凸リブ
９：減圧吸収パネル
１０：柱部
１１：連結部
１２：段差部
１３：環状溝（最下環状溝）
１４：他の環状溝
Ｍ：中心軸線
ｄ１：環状溝（最下環状溝）の溝深さ
ｄ２：他の環状溝の溝深さ
ｗ１：環状溝（最下環状溝）の溝幅
ｗ２：他の環状溝の溝幅

Claims

円筒状をなす胴部と該胴部に連結するとともに上方へ向けて縮径する肩部とを有し、押出ブロー成形によって形成される合成樹脂製容器であって、
前記胴部は、該胴部の軸線方向中間部分に設けられる環状凸リブと、該環状凸リブよりも下方に設けられる減圧吸収パネルと、該環状凸リブよりも上方に設けられ、前記肩部との連結部の外周面及び該環状凸リブの外周面よりも小径の外周面を備える段差部とを有し、
前記段差部は、該段差部の軸線方向中央よりも下方において少なくとも１つの環状溝を有し、
前記減圧吸収パネルは、軸線方向に延在する複数の柱部と、周方向に延在して隣り合う該柱部の上端部同士及び下端部同士を連結する梁部とによって取り囲まれるものであり、
前記柱部の上端部同士を連結する梁部は、前記環状凸リブの下方において該環状凸リブに隣接して設けられる合成樹脂製容器。
前記環状溝は、前記環状凸リブに隣接して設けられる最下環状溝である請求項１に記載の合成樹脂製容器。
前記段差部は、前記最下環状溝の上方に１つ又は２つの他の環状溝を有する請求項２に記載の合成樹脂製容器。
前記最下環状溝は、前記他の環状溝よりも溝の深さが深い請求項３に記載の合成樹脂製容器。
前記最下環状溝は、前記他の環状溝よりも溝の幅が狭い請求項３又は４に記載の合成樹脂製容器。