JP6801272B2 - 合成樹脂製容器 - Google Patents

Description

本発明は、内容物を充填、密封した後の容器内が陽圧になる炭酸飲料用などの用途に利用可能な合成樹脂製容器に関する。

従来、ポリエチレンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂を用いて有底筒状のプリフォームを形成し、次いで、このプリフォームを二軸延伸ブロー成形などによってボトル状に成形してなる合成樹脂製の容器が、各種飲料品、各種調味料等を内容物とする容器として広い分野で一般的に利用されている。

そして、この種の合成樹脂製容器にあっては、角形ボトルと称される角筒状の容器形状を有するものと、丸形ボトルと称される円筒状の容器形状を有するものとに大別されるが、その用途によっては、適用可能な容器形状が限定されていた。例えば、炭酸飲料用の用途に利用される容器にあっては、内容物を充填・密封した後の容器内が炭酸ガスによって陽圧になるため、圧力を均等に分散させて形状が著しく不均一に変形してしまわないように、通常、その容器形状は円筒状とされている（例えば、特許文献１参照）。

一方、角筒状の容器形状を有する角形ボトルは、搬送のために箱詰めする際の収納効率がよく、また、店頭に陳列する際のスペース効率もよいなどの利点がある。このため、角形ボトルを炭酸飲料用の用途に利用できるように、例えば、特許文献２では、角筒状に形成された容器胴部に、円環状の補強リブを形成することで、内圧による容器胴部の膨らみを抑制しようとする試みがなされている。

特開平１０−２６４９１７号公報 特開２００８−７１４７号公報

しかしながら、特許文献２のように、円環状の補強リブを形成しただけでは、内圧による容器胴部の膨らみを十分には抑制することができなかった。
一般に、容器胴部には、内容物が充填・密封された後に、内容物を表示するラベルが巻き付けられて市場に供される。このため、内圧による容器胴部の膨らみを十分に抑制できていないと、カートンへの収納が困難なだけでなく、輸送時の振動でラベルが擦れ合うなどして破損してしまうというような問題がある。

また、この種の合成樹脂製容器の利用が広い分野でより一般的なものとなってきた近年の状況下にあっては、他の商品との差別化を図り、商品訴求力を高めることが求められている。従来、適用可能な容器形状が限定されていた炭酸飲料などを内容物とする容器に、角筒状の容器形状を適用できれば、デザインの多様化により商品訴求力を高めることも可能となる。

本発明は、上記したような事情に鑑みてなされたものであり、角筒状の容器形状を有しながらも、内圧による容器胴部の膨らみを十分に抑制することができる合成樹脂製容器の提供を目的とする。

本発明に係る合成樹脂製容器は、口部、肩部、胴部、及び底部を備え、前記胴部が、横断面形状が多角形状の角筒状に形成されているとともに、周方向に沿って形成された一以上の凹溝部を有し、前記凹溝部が形成された部位の横断面形状が、前記胴部の角筒状に形成された部位の横断面形状に相似し、かつ、前記凹溝部が形成された部位の横断面形状と、前記胴部の角筒状に形成された部位の横断面形状とを同一平面上で重ねたときに、前記凹溝部が形成された部位の横断面形状の各頂部が、前記胴部の角筒状に形成された部位の横断面形状の各辺に内接するように、前記凹溝部が形成されている構成としてある。

本発明によれば、内容物を充填、密封した後に容器内が陽圧になった際に、胴部の膨らみによる変形を有効に抑制することができる角筒状の容器形状を有する合成樹脂製容器が提供される。

本発明に係る合成樹脂製容器の実施形態の概略を示す斜視図である。 本発明に係る合成樹脂製容器の実施形態の概略を示す正面図である。 図２のＡ−Ａ端面図である。 図２のＢ−Ｂ端面図である。 図２のＡ−Ａ端面図と図２のＢ−Ｂ端面図とを同一平面上で重ねた説明図である。 本発明に係る合成樹脂製容器の実施形態の変形例の概略を示す斜視図である。 本発明に係る合成樹脂製容器の実施形態の変形例について、その横断面形状を図５に対応させて示す説明図である。 従来例の容器胴部の横断面形状を示す説明図である。 他の従来例の容器胴部の横断面形状を図５に対応させて示す説明図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

本発明に係る合成樹脂製容器の一実施形態として、その斜視図を図１に示し、その正面図を図２に示す。
また、図２のＡ−Ａ線を含む水平面によって容器１を切り取った断面にあらわれる端面を図３に示し、図２のＢ−Ｂ線を含む水平面によって容器１を切り取った断面にあらわれる端面を図４に示す。
なお、これらの端面図では、容器１の肉厚を省略している。

容器１は、口部２、肩部３、胴部４、及び底部５を備えており、本発明の一実施形態として図示する容器１は、胴部４が角筒状に形成された、一般に、角形ボトルと称される容器形状を有している。

このような容器１は、熱可塑性樹脂を使用して射出成形や圧縮成形などにより有底筒状のプリフォームを成形し、このプリフォームを二軸延伸ブロー成形などにより所定の容器形状に成形することによって製造される。

容器１を製造するにあたり、使用する熱可塑性樹脂としては、ブロー成形が可能な任意の樹脂を使用することができる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート，ポリエチレンナフタレート，非晶ポリアリレート，ポリ乳酸又はこれらの共重合体などの熱可塑性ポリエステル，これらの樹脂あるいは他の樹脂とブレンドされたものなどが好適である。特に、ポリエチレンテレフタレートなどのエチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルが、好適に使用される。また、ポリカーボネート，アクリロニトリル樹脂，ポリプロピレン，プロピレン−エチレン共重合体，ポリエチレンなども使用することができる。

口部２は、内容物の取り出し口となる円筒状の部位であり、かかる口部２には、容器内を密封する図示しない蓋体が取り付けられる。
また、口部２の下端は、胴部４に向かって拡径して口部２と胴部４との間をつなぐ肩部３に連接しており、図示する例において、肩部３は角錐台状に形成されている。

胴部４は、容器１の高さ方向の大半を占める部位であり、上端が肩部３に連接し、下端が底部５に連接している。図示する例において、底部５は、容器内が陽圧になっても自立安定性が損なわれないように、一般に、ペタロイド形状と称される形状とされているが、内容物を充填・密封した後も容器１が自立可能であれば、底部５の形状は、特に限定されない。

ここで、高さ方向とは、口部２を上にして容器１を水平面に正立させたときに、水平面に直交する方向をいうものとし、この状態で容器１の上下左右及び縦横の方向を規定するものとする。

本実施形態において、胴部４は、横断面形状（高さ方向に直交する断面の形状）が正方形状とされ、角部がＲ面取りされた角筒状に形成されている。
また、胴部４は、その周方向に沿って形成された凹溝部４０を有しており、図示する例では、六つの凹溝部４０が高さ方向に沿って等間隔で並設されている。

図５に、本実施形態における容器１の胴部４の角筒状に形成された部位の横断面形状（図３参照）と、凹溝部４０が形成された部位の横断面形状（図４参照）とを重ねて示すように、胴部４に形成された凹溝部４０は、当該凹溝部４０が形成された部位の横断面形状が、胴部４の角筒状に形成された部位の横断面形状に相似するように形成される。

ここで、「相似する」とは、数学における狭義の「相似」のみを意味するものではなく、互いの形状が類似していることも意味するものとする。したがって、凹溝部４０が形成された部位の横断面形状は、胴部４の角筒状に形成された部位の横断面形状と、同数の辺、同数の頂部を有する同様の多角形状と認識できる程度に類似していればよい。
本実施形態では、胴部４の角筒状に形成された部位の横断面形状が正方形状となることから、凹溝部４０が形成された部位の横断面形状も正方形状となるように、凹溝部４０が形成されている。

さらに、凹溝部４０を形成するにあたっては、上述したことに加え、凹溝部４０が形成された部位の横断面形状と、胴部４の角筒状に形成された部位の横断面形状とを同一平面上で重ねたときに、凹溝部４０が形成された部位の横断面形状の各頂部が、胴部４の角筒状に形成された部位の横断面形状の各辺に内接するように、凹溝部４０を形成する（図５参照）。

このようにして形成された凹溝部４０は、胴部４の各角部を横断するように凹陥してなり、高さ方向に直交する方向に延在する溝底部を有している。そして、かかる溝底部は、胴部４の側面で頂部を形成する正方形状に配設されている。

なお、図１〜図５に示す例において、凹溝部４０が形成された部位の横断面形状は、胴部４の角筒状に形成された部位の横断面形状に対して、数学における狭義の相似（縮小相似）の関係にあり、凹溝部４０の頂部は、胴部４の側面の横幅方向中央部に位置し、胴部４の角筒状に形成された部位の角部と同様にＲ面取り（曲率半径を縮小したＲ面取り）されている。また、凹溝部４０の溝底部は、凹溝部４０が形成された部位の横断面形状の各辺が直線状となるように、平面状に形成されている。

本実施形態によれば、角筒状の容器形状を有する容器１の胴部４に、このような凹溝部４０を形成することで、容器内が陽圧になっても、胴部４の膨らみによる変形を有効に抑制することができる。その理由について、従来例と対比しつつ説明する。

胴部の横断面形状が正方形状とされた角形ボトルは、容器内が陽圧になると、図８に示すように、胴部の側面には、容器外方に膨らむように変形させようとする力が作用するとともに、胴部の角部には、当該角部を容器内方に引き込むように変形させようとする力が作用する。その結果、これらの力の作用によって、角形ボトルは、胴部の横断面形状が円形状となるように変形する。

また、特許文献２のように、横断面形状が正方形状とされた角形ボトルの胴部に、円環状の補強リブを形成すると、円環状の補強リブが形成された部位の横断面形状は円形状となる。このため、容器内が陽圧になったときに、円環状の補強リブが形成された部位は、補強リブ全体に均等に内圧（力）が作用するため容器外方に膨らみ難くなる。一方、横断面形状が正方形状の胴部においては、容器外方に膨らむように変形させる内圧（力）が作用すると、側面は容易に膨らんで変形し、角部は容器内方に引き込むように変形するため、角形ボトルの胴部の角形を維持できなくなってしまう（図９参照）。

一方、本実施形態にあっては、容器内が陽圧になると、凹溝部４０が形成された部位には、その溝底部に容器外方に膨らむように変形させる力が作用するとともに、凹溝部４０の頂部には、容器内方に引き込むように変形させる力が作用する。そして、図５に、それぞれの力の向きを矢印で示すように、これらの力の作用によって、胴部４の角部を容器内方に引き込むように変形させる力と、胴部４の側面を容器外方に膨らむように変形させる力の両方が相殺され、その結果、胴部４の膨らみによる変形を抑制できる。

このように、本実施形態にあっては、容器内が陽圧になったときに、凹溝部４０が形成された部位に作用する力によって、胴部４の角筒状に形成された部位に作用する力が相殺されることで、胴部４の膨らみによる変形を抑制する。
したがって、胴部４の角筒状に形成された部位の横断面形状と、凹溝部４０が形成された部位の横断面形状とは、同数の辺、同数の頂部を有する同様の多角形状と認識できる程度に類似していればよいのは前述した通りであるが、凹溝部４０が形成された部位の横断面形状は、胴部４の角筒状に形成された部位に作用する力をより有効に相殺できるように適宜変更することができる。

例えば、図６及び図７に本実施形態の変形例を示すが、図７に示すように、凹溝部４０の頂部は、胴部４の側面と面一な面を含むように直線状に面取りされていてもよく、凹溝部４０が形成された部位の横断面形状の各辺が、容器外方に凸となる円弧状となるように、凹溝部４０の溝底部を湾曲させてもよい。

なお、図７は、図６に示す本実施形態の変形例において、図５に対応させて、容器１の胴部４の角筒状に形成された部位の横断面形状と、凹溝部４０が形成された部位の横断面形状とを重ねて示す説明図である。

また、特に図示しないが、凹溝部４０が形成された部位の横断面形状の各辺が直線状となるように、凹溝部４０の溝底部を平面状に形成するとともに、凹溝部４０の頂部をＣ面取り状に面取りしてもよく、凹溝部４０の頂部は、Ｒ面取りした頂点をさらに直線状に面取りするなどして、胴部４の側面と面一な面を含むように形成することもできる。

また、胴部４の側面を容器外方に膨らむように変形させようとする力を相殺して、胴部４の側面の膨らみを抑制する上で、凹溝部４０の頂部が胴部４の側面の横幅方向中央部に位置するように、凹溝部４０を形成するのが好ましいが、これに限定されない。

また、図示する例では、同様に形成された六つの凹溝部４０を高さ方向に沿って等間隔に並設しているが、凹溝部４０を形成する位置に応じて、例えば、凹溝部４０の溝幅を異ならせたり、並設する間隔を異ならせたりしてもよい。さらに、凹溝部４０の数は限定されず、胴部４の膨らみによる変形を抑制できれば、胴部４には、一以上の凹溝部４０が形成されていればよい。
要するに、凹溝部４０を並設する間隔、凹溝部４０の溝幅、凹溝部４０の数などは、胴部４の膨らみによる変形を抑制できるように、容器１の容量や大きさなどに応じて適宜変更することができる。

以下、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。

［実施例１］
図１及び図２に示す容器１に、２２℃の温度条件下において容器内の圧力が０．２４ＭＰａとなるように炭酸水を充填、密封した。
なお、炭酸水を充填、密封する前の容器１の高さＨは２０６ｍｍ、横幅Ｗ６０ｍｍ、対角幅Ｄ６７ｍｍであり、対角幅Ｄと横幅Ｗとの比（Ｄ／Ｗ）は、１．１２であった。

炭酸水を充填、密封した容器１を設定温度２２℃の恒温槽に２４時間静置した後に、容器１における胴部４の最大横幅Ｗ１、最大対角幅Ｄ１を測定した。測定値から求めた横幅変化率［（（Ｗ１−Ｗ）／Ｗ）×１００％］、対角幅変化率［（（Ｄ１−Ｄ）／Ｄ）×１００％］、最大対角幅Ｄ１と最大横幅Ｗ１との比（Ｄ１／Ｗ１）を表１に示す。

［実施例２］
炭酸水を充填、密封した容器１を設定温度３７℃の恒温槽に２４時間静置した。その後、実施例１と同様に、横幅変化率［（（Ｗ１−Ｗ）／Ｗ）×１００％］、対角幅変化率［（（Ｄ１−Ｄ）／Ｄ）×１００％］、最大対角幅Ｄ１と最大横幅Ｗ１との比（Ｄ１／Ｗ１）を求めた。その結果を表１に示す。

［実施例３］
図６に示す容器１を用いた以外は、実施例１と同様にして、容器１を設定温度２２℃の恒温槽に２４時間静置した後の横幅変化率［（（Ｗ１−Ｗ）／Ｗ）×１００％］、対角幅変化率［（（Ｄ１−Ｄ）／Ｄ）×１００％］、最大対角幅Ｄ１と最大横幅Ｗ１との比（Ｄ１／Ｗ１）を求めた。その結果を表１に示す

［実施例４］
図６に示す容器１を用いた以外は、実施例２と同様にして、容器１を設定温度３７℃の恒温槽に２４時間静置した後の横幅変化率［（（Ｗ１−Ｗ）／Ｗ）×１００％］、対角幅変化率［（（Ｄ１−Ｄ）／Ｄ）×１００％］、最大対角幅Ｄ１と最大横幅Ｗ１との比（Ｄ１／Ｗ１）を求めた。その結果を表１に示す。

なお、実施例３及び４で用いた容器１は、凹溝部４０が形成された部位の横断面形状を図７に示すようにした以外は、実施例１及び２と同様であり、高さＨ２０６ｍｍ、横幅Ｗ６０ｍｍ、対角幅Ｄ６７ｍｍであり、対角幅Ｄと横幅Ｗとの比（Ｄ／Ｗ）は、１．１２であった。

［比較例１］
凹溝部４０に代えて円環状の補強リブを形成し、当該補強リブが形成された部位の横断面形状を図９に示すような円形状とした容器を用いた以外は、実施例１と同様にして、設定温度２２℃の恒温槽に２４時間静置した後の当該容器の横幅変化率［（（Ｗ１−Ｗ）／Ｗ）×１００％］、対角幅変化率［（（Ｄ１−Ｄ）／Ｄ）×１００％］、最大対角幅Ｄ１と最大横幅Ｗ１との比（Ｄ１／Ｗ１）を求めた。その結果を表１に示す。

［比較例２］
凹溝部４０に代えて円環状の補強リブを形成し、当該補強リブが形成された部位の横断面形状を図９に示すような円形状とした容器を用いた以外は、実施例２と同様にして、設定温度３７℃の恒温槽に２４時間静置した後の当該容器の横幅変化率［（（Ｗ１−Ｗ）／Ｗ）×１００％］、対角幅変化率［（（Ｄ１−Ｄ）／Ｄ）×１００％］、最大対角幅Ｄ１と最大横幅Ｗ１との比（Ｄ１／Ｗ１）を求めた。その結果を表１に示す。

なお、比較例１及び２で用いた容器は、凹溝部４０に代えて円環状の補強リブを形成し、当該補強リブが形成された部位の横断面形状を図９に示すような円形状とした以外は、実施例１及び２と同様であり、高さＨ２０６ｍｍ、横幅Ｗ６０ｍｍ、対角幅Ｄ６７ｍｍであり、対角幅Ｄと横幅Ｗとの比（Ｄ／Ｗ）は、１．１２であった。

これらの対比から、実施例１〜４では、容器内が陽圧になった際の横幅変化率が小さく、炭酸水を充填、密封する前と比べて対角幅と横幅との比に差が認められないか僅差であり、胴部４の膨らみによる変形を有効に抑制できていることが確認できた。

以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。

例えば、前述した実施形態では、胴部４が、横断面形状が正方形状の角筒状に形成されている容器１を図示して説明しているが、図示する例は、本発明の一実施形態を示しているに過ぎず、胴部４は、横断面形状がｎ角形状（ただし、ｎは３〜１２）の角筒状に形成することができる。
また、炭酸飲料用の用途の他にも、例えば、窒素ガスなどが内容物とともに封入されて容器内が陽圧になる用途にも利用可能であるのはいうまでもない。

本発明は、胴部４が、横断面形状が多角形状の角筒状に形成されているとともに、周方向に沿って形成された一以上の凹溝部４０を有し、凹溝部４０が形成された部位の横断面形状が、胴部４の角筒状に形成された部位の横断面形状に相似し、かつ、凹溝部４０が形成された部位の横断面形状と、胴部４の角筒状に形成された部位の横断面形状とを同一平面上で重ねたときに、凹溝部４０が形成された部位の横断面形状の各頂部が、胴部４の角筒状に形成された部位の横断面形状の各辺に内接するように、凹溝部４０が形成されていれば、これ以外の細部の構成は、前述した実施形態に限定されることなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態で説明した細部の構成を適宜取捨選択して組み合わせることもできる。

本発明に係る合成樹脂製容器は、内容物を充填、密封した後の容器内が陽圧になる炭酸飲料用などの用途に利用できる。

１ 容器
２ 口部
３ 肩部
４ 胴部
４０ 凹溝部
５ 底部

Claims (6)

1. 口部、肩部、胴部、及び底部を備え、
   前記胴部が、横断面形状が多角形状の角筒状に形成されているとともに、周方向に沿って形成された一以上の凹溝部を有し、
   前記凹溝部が形成された部位の横断面形状が、前記胴部の角筒状に形成された部位の横断面形状に相似し、かつ、前記凹溝部が形成された部位の横断面形状と、前記胴部の角筒状に形成された部位の横断面形状とを同一平面上で重ねたときに、前記凹溝部が形成された部位の横断面形状の各頂部が、前記胴部の角筒状に形成された部位の横断面形状の各辺に内接するように、前記凹溝部が形成されていることを特徴とする合成樹脂製容器。
2. 前記凹溝部の頂部が、前記胴部の側面の横幅方向中央部に位置する請求項１に記載の合成樹脂製容器。
3. 前記凹溝部が形成された部位の横断面形状の各辺が、直線状、又は容器外方に凸となる円弧状となるように、前記凹溝部が形成されている請求項１又は２に記載の合成樹脂製容器。
4. 前記凹溝部の頂部が、前記胴部の側面と面一な面を含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の合成樹脂製容器。
5. 前記凹溝部の頂部が、Ｒ面取り、又は直線状、若しくはＣ面取り状に面取りされている請求項１〜４のいずれか一項に記載の合成樹脂製容器。
6. 前記胴部が、横断面形状がｎ角形状（ただし、ｎは３〜１２）の角筒状に形成されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の合成樹脂製容器。