JP7158181B2 - 角形ボトル - Google Patents

Description

本発明は、角形ボトルに関するものである。

従来から、例えば下記特許文献１に示されるように、口部、肩部、胴部、および底部が、ボトル軸方向に沿って上方から下方に向けてこの順に連設され、ボトル軸に交差する横断面視で角形状を呈する角形ボトルが知られている。

特開２０１６－２２２３４４号公報

しかしながら、前記従来の角形ボトルでは、加熱された内容物を充填する、いわゆる熱充填した後に、口部にキャップを装着した状態で内容物が冷却するのに伴い、ボトル内が減圧したときに、胴部が例えば平行四辺形状などの異形状に変形するおそれがある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、熱充填に起因して胴部が異形状に変形するのを抑制することができる角形ボトルを提供することを目的とする。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の角形ボトルは、口部、肩部、胴部、および底部が、ボトル軸方向に沿って上方から下方に向けてこの順に連設され、前記肩部、および前記胴部は、パネル面部とコーナ面部とがボトル軸回りの周方向に交互に連設された構成とされ、前記コーナ面部は、全域にわたって平滑に形成され、複数の前記コーナ面部それぞれにおいて、最も周方向の幅が広く、かつ径方向の内側に位置する拡幅部は、前記胴部のうち、上下方向の中央部より上方に位置する上部に位置し、前記拡幅部は、前記上部にのみ設けられ、前記コーナ面部のうち前記拡幅部よりも下方に位置する部分における周方向の幅は、前記拡幅部の周方向の幅よりも小さく、前記ボトル軸方向と直交する断面における前記拡幅部の形状は、直線状である。

この発明によれば、コーナ面部が、全域にわたって平滑に形成されているので、コーナ面部の剛性を高めることが可能になり、ボトル内の減圧時に、パネル面部の変形に追従して、コーナ面部が変形するのを抑制することができる。したがって、ボトル内の減圧時に、パネル面部の変形が周方向に伝播するのを抑制することが可能になり、胴部が異形状に変形するのを抑制することができる。
また、コーナ面部が、全域にわたって平滑に形成されていることから、コーナ面部に代えて例えば角部を有する構成と比べて、座屈強度を向上させることができる。
また、複数のコーナ面部それぞれにおいて、最も周方向の幅が広く、かつ径方向の内側に位置する拡幅部が、胴部のうち、上下方向の中央部より上方に位置する上部に位置しているので、胴部に位置するパネル面部において、例えば内容物の自重などに起因して変形しにくい下部の周長が、変形しやすい上部の周長と比べて長くなり、パネル面部の下部も変形しやすくすることができる。これにより、各パネル面部を、上下方向の全長にわたって偏り少なく変形させることが可能になり、胴部が異形状に変形するのを確実に抑制することができる。

ここで、前記胴部に位置する前記パネル面部は、全域にわたって平滑に形成されてもよい。

この場合、胴部に位置するパネル面部が、全域にわたって平滑に形成されているので、このパネル面部に、例えば減圧吸収用の凹凸部、若しくは周溝などが形成されている場合と比べて、座屈強度を向上させることができるとともに、胴部にラベルを配設する場合に、ラベルにしわが生ずるのを抑制することができる。

また、前記肩部は、径方向の外側に向けて突の曲面状に形成され、前記胴部に段差なく滑らかに連なってもよい。

この場合、肩部が、径方向の外側に向けて突の曲面状に形成され、胴部に段差なく滑らかに連なっているので、角形ボトルに上下方向の圧縮力が加えられたときに、肩部と胴部との接続部分で座屈が生ずるのを抑制することができる。

また、前記コーナ面部のうち、少なくとも前記胴部の上部に位置する部分は、上下方向に前記拡幅部に向かうに従い漸次、径方向の内側に向けて延び、前記コーナ面部のうち、少なくとも前記胴部の上部に位置する部分における周方向の幅は、上下方向に前記拡幅部に向かうに従い漸次、広くなってもよい。

この場合、コーナ面部のうち、少なくとも胴部の上部に位置する部分が、上下方向に拡幅部に向かうに従い漸次、径方向の内側に向けて延び、コーナ面部のうち、少なくとも胴部の上部に位置する部分における周方向の幅が、上下方向に拡幅部に向かうに従い漸次、広くなっているので、角形ボトルに上下方向の圧縮力が加えられたときに、拡幅部が位置する胴部の上部に、応力が集中する箇所が生ずるのを抑制することが可能になり、座屈強度を確実に高めることができる。

また、前記パネル面部と前記コーナ面部とは、区画稜線部を介して周方向に交互に連設され、前記区画稜線部のうち、前記胴部の上部に位置する部分の少なくとも一部は、径方向の外側から見て、周方向の外側に向けて突の曲線状を呈するとともに、その頂部が前記拡幅部を画成してもよい。

この場合、区画稜線部のうち、胴部の上部に位置する部分の少なくとも一部が、径方向の外側から見て、周方向の外側に向けて突の曲線状を呈するとともに、その頂部が拡幅部を画成するので、角形ボトルに上下方向の圧縮力が加えられたときに、拡幅部が位置する胴部の上部に、応力が集中する箇所が生ずるのを確実に抑制することが可能になり、座屈強度をより一層確実に高めることができる。

本発明によれば、熱充填に起因して胴部が異形状に変形するのを抑制することができる。

本発明に係る一実施形態として示した角形ボトルの上面図である。 図１に示す角形ボトルのＩＩ矢視図である。 図１に示す角形ボトルのＩＩＩ矢視図である。 図２および図３に示す角形ボトルのＩＶ－ＩＶ線矢視断面図である。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る角形ボトル１について説明する。
角形ボトル１は、図２および図３に示されるように、口部１１、肩部１２、胴部１３、および底部１４が、ボトル軸Ｏ方向に沿って上方から下方に向けてこの順に連設されて構成されている。
以下、ボトル軸Ｏ方向から見た平面視において、ボトル軸Ｏに交差する方向を径方向といい、ボトル軸Ｏ回りに周回する方向を周方向という。

角形ボトル１は、例えば、内層側の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）と、外層側のエチレンビニルアルコール共重合体樹脂（ＥＶＯＨ）と、が積層された積層体となっている。角形ボトル１の内容量は、１５００ｍｌ以下、好ましくは３００ｍｌ以上１０００ｍｌ以下となっている。図示の例では、角形ボトル１の内容量は、例えば約８５０ｍｌとなっている。角形ボトル１は、例えば、押出成形などによって二重（内外）に組み合わされた積層パリソンを形成し、この積層パリソンをブロー成形することで形成される（押出ブロー成形）。
なお、角形ボトル１は、単層構造であってもよく、また、射出成形により形成したプリフォームを二軸延伸ブロー成形して形成してもよい。

図１から図４に示されるように、肩部１２、胴部１３、および底部１４は、パネル面部１５とコーナ面部１６とが周方向に交互に連設された構成とされている。パネル面部１５は、コーナ面部１６よりも周方向に沿う幅が広くなっている。パネル面部１５とコーナ面部１６とは、区画稜線部１７を介して周方向に交互に連設されている。

パネル面部１５およびコーナ面部１６はそれぞれ４つ備えられている。４つのパネル面部１５の幅は、同じ上下方向の位置で互いに同じになっている。４つのパネル面部１５は、周方向に等間隔をあけて配置されている。４つのコーナ面部１６の幅は、同じ上下方向の位置で互いに同じになっている。４つのコーナ面部１６は、周方向に等間隔をあけて配置されている。
パネル面部１５は、胴部１３に位置する部分を含む全域にわたって平滑に形成されている。つまり、パネル面部１５は、肩部１２の上端部から胴部１３を介して底部１４にわたって上下方向に連続して延びている。コーナ面部１６も、胴部１３に位置する部分を含む全域にわたって平滑に形成されている。つまり、コーナ面部１６は、肩部１２の上端部から胴部１３を介して底部１４にわたって上下方向に連続して延びている。胴部１３に位置するパネル面部１５は、上下方向の全長にわたってほぼ真直ぐ延びている。

そして、本実施形態では、複数のコーナ面部１６それぞれにおいて、最も周方向の幅が広く、かつ径方向の内側に位置する拡幅部１６ａが、胴部１３のうち、上下方向の中央部より上方に位置する上部に位置している。
図示の例では、拡幅部１６ａは、胴部１３の上端縁から下方に、胴部１３の全長の約１／３離れて位置している。なお、拡幅部１６ａは、胴部１３の上端部に位置してもよい。

拡幅部１６ａの幅は、胴部１３に位置するパネル面部１５において、最も幅の狭い部分における幅の半分未満となっている。拡幅部１６ａの幅は、胴部１３に位置するコーナ面部１６において、最も幅の狭い部分における幅の２倍以上５倍以下となっている。図示の例では、胴部１３に位置するコーナ面部１６において、最も幅の狭い部分は、胴部１３の下部に位置する下端部１６ｂとなっている。なお、コーナ面部１６の下端部１６ｂの幅は、肩部１２の上端部に位置するコーナ面部１６の上端部の幅より広くなっている。

コーナ面部１６のうち、少なくとも胴部１３の上部に位置する部分は、上下方向に拡幅部１６ａに向かうに従い漸次、径方向の内側に向けて延びている。図示の例では、胴部１３に位置するコーナ面部１６は、胴部１３の下部に位置する下端部１６ｂを除く全域にわたって、上下方向に拡幅部１６ａに向かうに従い漸次、径方向の内側に向けて延びている。コーナ面部１６のうち、胴部１３の上部に位置する部分、すなわち、少なくとも拡幅部１６ａを含み、かつ肩部１２に連なる部分は、上下方向に沿う縦断面視で、径方向の内側に向けて窪む曲線状を呈する。

ここで、肩部１２は、径方向の外側に向けて突の曲面状に形成され、胴部１３に段差なく滑らかに連なっている。これにより、コーナ面部１６のうち、肩部１２の下部から胴部１３の上部にわたる部分は、上下方向に沿う縦断面視で、径方向の外側に向けて突の曲線と、径方向の内側に向けて窪む曲線と、が上方から下方に向けてこの順に連ねられた波形状を呈する。

コーナ面部１６のうち、少なくとも胴部１３の上部に位置する部分における周方向の幅は、上下方向に拡幅部１６ａに向かうに従い漸次、広くなっている。図示の例では、コーナ面部１６の周方向の幅は、下端部１６ｂを除き、肩部１２に位置する部分を含む全域にわたって、上下方向に拡幅部１６ａに向かうに従い漸次、広くなっている。コーナ面部１６の下端部１６ｂの周方向の幅は、全域にわたって同等になっている。

コーナ面部１６のうち、拡幅部１６ａより上方に位置する部分の周方向の幅の、下方に向かうに従い漸次、広くなる割合が、胴部１３の上端部および肩部１２に位置する上部１６ｅと、胴部１３の上端部より下方で、かつ拡幅部１６ａより上方に位置する上中間部１６ｄと、で異なっている。上中間部１６ｄの前記割合は、上部１６ｅの前記割合より大きい。上中間部１６ｄの上下方向の長さは、上部１６ｅの上下方向の長さより短い。
コーナ面部１６のうち、下端部１６ｂより上方に位置し、かつ拡幅部１６ａよりも下方に位置する下中間部１６ｃの周方向の幅は、上方に向かうに従い漸次、ほぼ同じ割合で広くなっている。下中間部１６ｃの一部は、胴部１３における上下方向の中央部に位置している。

区画稜線部１７のうち、胴部１３の上部に位置する部分の少なくとも一部（以下、膨出部という）１７ａは、径方向の外側から見て、コーナ面部１６の幅を広げるように周方向の外側に向けて突となる曲線状を呈するとともに、その頂部が拡幅部１６ａを画成している。膨出部１７ａは、胴部１３における上下方向の中央部から上部にわたって配設されている。膨出部１７ａは、コーナ面部１６における下中間部１６ｃ、拡幅部１６ａ、および上中間部１６ｄを画成している。
区画稜線部１７のうち、コーナ面部１６の上部１６ｅを画成する部分と、膨出部１７ａと、の接続部分は、径方向の外側から見て、周方向の内側に向けて窪む凹曲線状を呈する。

以上説明したように、本実施形態による角形ボトル１によれば、コーナ面部１６が、全域にわたって平滑に形成されているので、コーナ面部１６の剛性を高めることが可能になり、ボトル内の減圧時に、パネル面部１５の変形に追従して、コーナ面部１６が変形するのを抑制することができる。したがって、ボトル内の減圧時に、パネル面部１５の変形が周方向に伝播するのを抑制することが可能になり、胴部１３が異形状に変形するのを抑制することができる。
また、コーナ面部１６が、全域にわたって平滑に形成されていることから、コーナ面部１６に代えて例えば角部を有する構成と比べて、座屈強度を向上させることができる。本実施形態では、コーナ面部１６が、肩部１２の上端部から胴部１３を介して底部１４にわたって上下方向に連続して延びているので、角形ボトル１全体の座屈強度を確実に向上させることができる。

また、複数のコーナ面部１６それぞれにおいて、最も周方向の幅が広く、かつ径方向の内側に位置する拡幅部１６ａが、胴部１３のうち、上下方向の中央部より上方に位置する上部に位置しているので、胴部１３に位置するパネル面部１５において、例えば内容物の自重などに起因して変形しにくい下部の周長が、変形しやすい上部の周長と比べて長くなり、パネル面部１５の下部も変形しやすくすることができる。これにより、各パネル面部１５を、上下方向の全長にわたって偏り少なく変形させることが可能になり、胴部１３が異形状に変形するのを確実に抑制することができる。

また、胴部１３に位置するパネル面部１５が、全域にわたって平滑に形成されているので、このパネル面部１５に、例えば減圧吸収用の凹凸部、若しくは周溝などが形成されている場合と比べて、座屈強度を向上させることができるとともに、胴部１３にラベルを配設する場合に、ラベルにしわが生ずるのを抑制することができる。
また、肩部１２が、径方向の外側に向けて突の曲面状に形成され、胴部１３に段差なく滑らかに連なっているので、角形ボトル１に上下方向の圧縮力が加えられたときに、肩部１２と胴部１３との接続部分で座屈が生ずるのを抑制することができる。

また、コーナ面部１６のうち、少なくとも胴部１３の上部に位置する部分が、上下方向に拡幅部１６ａに向かうに従い漸次、径方向の内側に向けて延び、コーナ面部１６のうち、少なくとも胴部１３の上部に位置する部分における周方向の幅が、上下方向に拡幅部１６ａに向かうに従い漸次、広くなっているので、角形ボトル１に上下方向の圧縮力が加えられたときに、拡幅部１６ａが位置する胴部１３の上部に、応力が集中する箇所が生ずるのを抑制することが可能になり、座屈強度を確実に高めることができる。

また、区画稜線部１７のうち、胴部１３の上部に位置する部分の少なくとも一部が、径方向の外側から見て、周方向の外側に向けて突の曲線状を呈するとともに、その頂部が拡幅部１６ａを画成するので、角形ボトル１に上下方向の圧縮力が加えられたときに、拡幅部１６ａが位置する胴部１３の上部に、応力が集中する箇所が生ずるのを確実に抑制することが可能になり、座屈強度をより一層確実に高めることができる。

次に、以上説明した作用効果の検証試験について説明する。

実施例１として、図１から図４に示す角形ボトル１を採用した。
比較例１として、実施例１の角形ボトル１において、コーナ面部１６を有さず、パネル面部１５が区画稜線部１７を介して周方向に連結され、かつ胴部１３に位置するパネル面部１５に減圧吸収用の凹凸部を形成した構成を採用した。
比較例２として、実施例１の角形ボトル１において、コーナ面部１６を有さず、パネル面部１５が区画稜線部１７を介して周方向に連結された構成を採用した。
比較例３として、実施例１の角形ボトル１において、コーナ面部１６が拡幅部１６ａを有さず、かつ胴部１３に位置するパネル面部１５に減圧吸収用の凹凸部を形成した構成を採用した。

そして、各角形ボトルを、ボトル軸Ｏ方向に圧縮して座屈したときの荷重、つまり座屈強度を測定した。
その結果、実施例１では４９９Ｎ、比較例１では３９６Ｎ、比較例２では４２４Ｎ、比較例３では４６３Ｎであることが確認された。

また、各角形ボトルに、約８５℃の水をヘッドスペースが約５０ｍｌとなる程度まで充填した後、口部にキャップを装着した状態で、水が２３℃になるまで冷却したときに、胴部が変形したか否かを確認した。
その結果、実施例１、比較例１、比較例３では、胴部が変形しないことが確認され、比較例２では、胴部が異形状に変形したことが確認された。

本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば前記実施形態では、胴部１３に位置するパネル面部１５が、全域にわたって平滑に形成された構成を示したが、胴部１３に位置するパネル面部１５に、例えば減圧吸収用の凹凸部などを形成してもよい。
また、肩部１２は、上方に向かうに従い漸次、径方向の内側に向けて直線状に延びるとともに、胴部１３に段差なく滑らかに連なってもよい。
また、胴部１３に位置するコーナ面部１６は、拡幅部１６ａを除く全域にわたって上下方向に真直ぐ延びてもよい。

また、角形ボトル１を形成する合成樹脂材料は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、およびポリエチレンナフタレートなどのポリエステル、または、ポリエチレン、およびポリプロピレンなどのポリオレフィン、または、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）などを採用してもよい。このうち、ポリエチレンとしては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、および直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）などが挙げられる。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１ 角形ボトル
１１ 口部
１２ 肩部
１３ 胴部
１４ 底部
１５ パネル面部
１６ コーナ面部
１６ａ 拡幅部
１７ 区画稜線部
１７ａ 膨出部
Ｏ ボトル軸

Claims (5)

1. 口部、肩部、胴部、および底部が、ボトル軸方向に沿って上方から下方に向けてこの順に連設され、
   前記肩部、および前記胴部は、パネル面部とコーナ面部とがボトル軸回りの周方向に交互に連設された構成とされ、
   前記コーナ面部は、全域にわたって平滑に形成され、
   複数の前記コーナ面部それぞれにおいて、最も周方向の幅が広く、かつ径方向の内側に位置する拡幅部は、前記胴部のうち、上下方向の中央部より上方に位置する上部に位置し、
   前記拡幅部は、前記上部にのみ設けられ、
   前記コーナ面部のうち前記拡幅部よりも下方に位置する部分における周方向の幅は、前記拡幅部の周方向の幅よりも小さく、
   前記ボトル軸方向と直交する断面における前記拡幅部の形状は、直線状である角形ボトル。
2. 前記胴部に位置する前記パネル面部は、全域にわたって平滑に形成されている請求項１に記載の角形ボトル。
3. 前記肩部は、径方向の外側に向けて突の曲面状に形成され、前記胴部に段差なく滑らかに連なっている請求項１または２に記載の角形ボトル。
4. 前記コーナ面部のうち、少なくとも前記胴部の上部に位置する部分は、上下方向に前記拡幅部に向かうに従い漸次、径方向の内側に向けて延び、
   前記コーナ面部のうち、少なくとも前記胴部の上部に位置する部分における周方向の幅は、上下方向に前記拡幅部に向かうに従い漸次、広くなっている請求項１から３のいずれか１項に記載の角形ボトル。
5. 前記パネル面部と前記コーナ面部とは、区画稜線部を介して周方向に交互に連設され、
   前記区画稜線部のうち、前記胴部の上部に位置する部分の少なくとも一部は、径方向の外側から見て、周方向の外側に向けて突の曲線状を呈するとともに、その頂部が前記拡幅部を画成する請求項１から４のいずれか１項に記載の角形ボトル。

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