JP6880569B2 - 合成樹脂製容器 - Google Patents

Description

本発明は、容器形状の不定形な永久変形を抑止することができる合成樹脂製容器に関し、特に、肩部と胴部との境界領域における不定形な永久変形を抑止することができる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。

この種の合成樹脂製容器にあっては、従前より、その軽量化や、使用樹脂量の削減による低コスト化のために、可能な限り容器を薄肉に成形する試みがなされているが、近年にあっては、このような薄肉化の要求が益々厳しくなってきている。そして、容器の薄肉化が進むほど、耐荷重強度が低下してしまい、外部から加わる荷重によって、容器形状が不定形状に永久変形して外観不良となってしまうという傾向が見受けられる。

このため、例えば、特許文献１では、容器肩部と容器胴部の境界に、容器胴部を周回し、その表面より突出する環状凸部を設け、この環状凸部の両側にそれに沿う環状の細溝をそれぞれ配設することで、強度の改善を図ったボトル型容器が提案されている。

特開２００３−１０４３４３号公報

しかしながら、特許文献１では、単に容器の強度を高めて、容器が変形しないようにしているに過ぎない。このため、さらなる薄肉化の要求には十分に応えることができず、また、想定した以上の荷重が加わったときには、容器形状の不定形な永久変形が避けられない。

そこで、本発明者らは、外部から加わる荷重による変形を許容し、変形した容器が元の形状に復元できるようにすることで、容器形状の不定形な永久変形を避けるべく鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、外部からの荷重に対し、その変形を許容しつつ、変形後に元の形状に復元できるようにすることで、容器形状の不定形な永久変形を抑止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、円錐台状に形成された前記肩部に、複数の線溝が放射状に形成されているとともに、隣接する前記線溝の間に、始端側から終端側に向かって徐々に膨出して、少なくとも終端側が水平面によって切り取った断面が円弧状に膨出する凸条が、両側部に位置する前記線溝に沿って、前記線溝を母線とする錐面から膨出して形成されており、前記肩部と前記胴部との境界領域に位置する前記凸条の終端に、前記凸条の長手方向に直交する幅方向中央部を鉛直面で切り取った断面が円弧状の膨出部が、前記胴部の上端側の周面よりも容器外方に膨出して形成されている構成としてある。

本発明によれば、外部からの荷重に対し、その変形を許容しつつ、変形後に元の形状に復元することで、特に、肩部と胴部との境界領域における不定形な永久変形を抑止することができる。

本発明に係る合成樹脂製容器の一実施形態の概略を示す正面図である。 本発明に係る合成樹脂製容器の一実施形態の概略を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ端面図である。 図１のＢ−Ｂ端面図である。 図２のＣ−Ｃ端面図とＤ−Ｄ端面図とを重ねて示す端面図である。

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が円筒状に形成された、一般に、丸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は円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、胴部４は、肩部３の下端に連接する円筒状の上胴部４ａと、上胴部４ａよりも外径が大きい円筒状に形成されて底部５に連接する下胴部４ｂとを有し、上胴部４ａと下胴部４ｂとの間には、径方向内方に絞り込まれたウェスト部４０を有している。

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、肩部３には、複数の線溝３０が放射状（容器１の軸心Ｏを中心とする放射状）に形成されており、かかる線溝３０は、肩部３の傾斜方向に沿って線状に延在している。

また、隣接する線溝３０の間には、始端側から終端側に向かって徐々に膨出して、少なくとも終端側が円弧状に膨出する凸条３１が、両側部に位置する線溝３０に沿って形成されている。換言すれば、隣接する凸条３１の交線として線溝３０が形成されており、図示する例では、線溝３０を介して隣接する複数の凸条３１が、線溝３０を母線とする錐面から放射状に膨出して形成されていると言い換えることもできる。

なお、図３は、図１のＡ−Ａ端面図であり、図１のＡ−Ａ線を含む水平面によって肩部３を切り取った断面にあらわれる端面を示している。また、図４は、図１のＢ−Ｂ端面図であり、図１のＢ−Ｂ線を含む水平面によって肩部３を切り取った断面にあらわれる端面を示している。これらの端面図では、容器１の肉厚を省略している。

このような線溝３０と凸条３１とを肩部３に形成するにあたり、線溝３０と凸条３１は、肩部３の傾斜方向に沿って延在して胴部４の上端に達し、肩部３と胴部４との境界領域に、それらの終端が位置するように形成する。そして、凸条３１の終端には、凸条３１の長手方向に直交する幅方向中央部を鉛直面で切り取った断面（鉛直断面）が円弧状の膨出部３２を、胴部４の上端側の周面よりも容器外方に膨出するように形成する。

図示する例において、線溝３０と凸条３１の始端は、口部２と肩部３との境界領域に位置するように形成しているが、線溝３０と凸条３１の始端の位置は、必要に応じて口部２から離れた位置にすることもできる。

なお、図５は、図２のＣ−Ｃ端面図とＤ−Ｄ端面図とを重ねて示す端面図であり、図２のＣ−Ｃ線を含む鉛直面によって肩部３を切り取った断面にあらわれる端面と、Ｄ−Ｄ線を含む鉛直面によって肩部３を切り取った断面にあらわれる端面とを重ねて示している。図３及び図４と同様に、図５にあっても容器１の肉厚を省略している。

このような線溝３０と凸条３１とを肩部３に形成することで、肩部３と胴部４との境界領域における耐荷重強度が、凸条３１が形成された部分で強くなる一方で、線溝３０近傍（線溝３０とその両側に位置する凸条３１との境界部分）では相対的に弱くなり、かかる領域には、耐荷重強度の強い部分と弱い部分とが周方向に沿って交互に配設されることになる。

このため、肩部３と胴部４との境界領域に荷重が加わると、荷重が加わった部分が容器内方に押し込まれるように変形するが、このとき、耐荷重強度が弱い線溝３０近傍が優先的に弾性変形し、その間に位置する凸条３１、特に、膨出部３２は、さほど大きくは変形せずに容器内方に押し込まれる。そして、その際に、線溝３０近傍は、膨出部３２を押し戻すようにして、その周囲を伴って元の形状に戻ろうとする復元力を発揮する。これにより、容器内方に押し込まれるように変形した部分は、荷重が解消されると元の形状に復元することができ、その結果として、容器１の不定形な永久変形を抑止することができる。

このとき、線溝３０と凸条３１は、肩部３の傾斜方向に沿って延在して胴部４の上端に達するように形成されているのは前述した通りであるが、線溝３０が胴部４の上端に達することで、荷重が加わった部分が無理なく変形するように、その変形を促すことができる。これとともに、凸条３１が胴部４の上端に達することで、その形状変化の復元が良好になされるようにすることができる。
このような復元力が発揮できれば、線溝３０と凸条３１の終端は、胴部４の上端から多少離れていてもよい。

このような復元力がより良好に発揮されるようにする上で、隣接する線溝３０のなす角度θは、１１．２５〜３０°であるのが好ましい。
１１．２５°に満たないと、線溝３０の配列数が多くなり過ぎて、前述したような復元力を良好に発揮できなくなってしまう傾向がみられる。一方、３０°を超えてしまうと、凸条３１の長手方向に直交する幅が長すぎて変形し易くなり、前述したような復元力を良好に発揮できなくなってしまう傾向がみられる。

また、複数の線溝３０を放射状に形成するにあたり、図示する例では、それぞれの線溝３０を等角度間隔で形成しているが、必要に応じて間隔を異ならせてもよい。この場合、隣接する線溝３０の間隔が周方向に沿って交互に疎密となるようにしてもよく、いくつかの線溝３０が密に形成されている部分と、疎に形成されている部分とを混在させてもよい。さらに、隣接する線溝３０のなす角度θを周方向に沿って周期的に変化させてもよいが、いずれの態様にあっても、容器１の全体的な形状とのバランスを考慮して、容器１の軸心Ｏを対称軸とする回転対称な配置で線溝３０が形成されるように、隣接する線溝３０のなす角度θを適宜調整するのが好ましい。

また、凸条３１は、円弧状に形成された終端側の水平断面の最大曲率半径が、３〜１０ｍｍとなるようにするのが好ましく、円弧状に形成された当該水平断面の曲率半径が、始端から終端に向かって徐々に大きくなるようにするのが好ましい。
３ｍｍに満たないと、前述の角度範囲で線溝３０を配列するのが困難になってしまう。一方、１０ｍｍを超えてしまうと、凸条３１の膨出量が少なく、前述したような復元力を良好に発揮できなくなってしまう傾向がみられる。

また、凸条３１の終端に形成される膨出部３２は、その鉛直断面を曲率半径４〜８ｍｍの円弧状に形成するのが好ましく、胴部４の上端側の周面に対する膨出部３２の水平方向頂部の高さｈは、０．３〜０．８ｍｍであるのが好ましい。
そして、いずれもその下限値に満たないと、前述したような復元力を良好に発揮できなくなってしまう傾向がみられる。一方、いずれもその上限値を超えてしまうと、荷重が加わったときに膨出部３２が変形し易くなり、前述したような復元力を良好に発揮できなくなってしまう傾向がみられる。

また、膨出部３２の水平方向頂部を通る水平線（図１のＡ−Ａ線に相当）に沿った線溝３０と当該水平方向頂部との高低差ｈ_０は、０．５〜１．０ｍｍであるのが好ましい。
０．５ｍｍに満たないと、凸条３１の膨出量が少なく、前述したような復元力を良好に発揮できなくなってしまう傾向がみられる。一方、１．０ｍｍを超えてしまうと、凸条３１の円弧状に形成された終端側の水平断面の最大曲率半径を前述した範囲とするのが困難となってしまう。

また、肩部３の上端から下端までの水平距離Ｌと高さＨとの比Ｌ／Ｈは、０．８５以上であるのが好ましい。

また、肩部３は、その傾斜方向に沿って容器外方に凸となるように全体的に湾曲するように形成することができる。この場合、荷重が加わった部分が無理なく変形して、元の形状に良好に復元できるように、肩部３の傾斜方向に沿って線状に延在する線溝３０の曲率半径は、５０ｍｍ以上とするのが好ましい。

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、丸形ボトルと称される容器形状を有する容器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、本発明が適用される容器形状は、図示するものには限定されない。本発明は、口部２、肩部３、胴部４、及び底部５を備える合成樹脂製容器において、その肩部３を特定の形状にすることに技術的な意義があり、それ以外の部位の具体的な形状については、必要に応じて適宜変更することができる。

すなわち、本発明は、肩部３に、複数の線溝３０が放射状に形成されているとともに、隣接する線溝３０の間に、始端側から終端側に向かって徐々に膨出して、少なくとも終端側が円弧状に膨出する凸条３１が線溝３０に沿って形成されており、肩部３と胴部４との境界領域に位置する凸条３１の終端に、鉛直断面が円弧状の膨出部３２が、胴部４の上端側の周面よりも容器外方に膨出して形成されていれば、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。

以上のような本発明は、各種飲料品、各種調味料等を内容物とする合成樹脂製容器として広く利用することができる。

１ 容器
２ 口部
３ 肩部
３０ 線溝
３１ 凸条
３２ 膨出部
４ 胴部
５ 底部

Claims (6)

1. 口部、肩部、胴部、及び底部を備え、
   円錐台状に形成された前記肩部に、複数の線溝が放射状に形成されているとともに、隣接する前記線溝の間に、始端側から終端側に向かって徐々に膨出して、少なくとも終端側が水平面によって切り取った断面が円弧状に膨出する凸条が、両側部に位置する前記線溝に沿って、前記線溝を母線とする錐面から膨出して形成されており、
   前記肩部と前記胴部との境界領域に位置する前記凸条の終端に、前記凸条の長手方向に直交する幅方向中央部を鉛直面で切り取った断面が円弧状の膨出部が、前記胴部の上端側の周面よりも容器外方に膨出して形成されていることを特徴とする合成樹脂製容器。
2. 前記線溝と前記凸条が、前記肩部の傾斜方向に沿って延在して前記胴部の上端に達している請求項１に記載の合成樹脂製容器。
3. 隣接する前記線溝のなす角度は、１１．２５〜３０°である請求項１又は２に記載の合成樹脂製容器。
4. 前記凸条は、始端側から終端側に向かって、水平断面の曲率半径が徐々に大きくなるように円弧状に膨出する請求項１〜３のいずれかに記載の合成樹脂製容器。
5. 前記膨出部は、前記凸条の長手方向に直交する幅方向中央部を鉛直面で切り取った断面が曲率半径４〜８ｍｍの円弧状に形成され、前記胴部の上端側の周面に対する水平方向頂部の高さが、０．３〜０．８ｍｍである請求項１〜４のいずれかに記載の合成樹脂製容器。
6. 前記膨出部の水平方向頂部を通る水平線に沿った線溝と当該水平方向頂部との高低差は、０．５〜１．０ｍｍである請求項１〜５のいずれかに記載の合成樹脂製容器。

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