JP7230407B2

JP7230407B2 - 合成樹脂製容器

Info

Publication number: JP7230407B2
Application number: JP2018186991A
Authority: JP
Inventors: 秀彦勝田; 大樹安川
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Priority date: 2018-10-01
Filing date: 2018-10-01
Publication date: 2023-03-01
Anticipated expiration: 2038-10-01
Also published as: JP2020055592A

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。

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。

そこで、本発明者らは、特許文献３において、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を提案した。

特開平１０－２６４９１７号公報特開２００８－７１４７号公報特開２０１８－２２９３号公報

本発明らは、さらなる耐圧性能の向上を図るべく、内圧による容器胴部の膨らみをより有効に抑制することができるように鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。

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、前記胴部の上端側及び下端側に対して徐々に縮径された最小胴径部を有する角筒状に形成された部位を含むとともに、前記胴部の角筒状に形成された部位に、周方向に沿って形成された複数の凹溝部が設けられており、前記胴部の角筒状に形成された部位の横断面形状が、基本形状とする多角形状の角部が面取りされた頂部を有する形状とされ、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の面取りされた前記頂部と同数の頂部を有する形状とされ、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頂部の間に位置する関係にあり、前記凹溝部が、前記胴部の各角部を横断するように凹陥して、高さ方向に直交する方向に帯状に延在する溝底部を有し、かつ、前記凹溝部のそれぞれの前記溝底部を高さ方向に沿って連ねる仮想線が、前記胴部の輪郭と平行となるように、高さ方向に沿って湾曲している構成としてある。

本発明によれば、容器胴部の横断面形状が多角形状とされた容器形状を有しながらも、内圧による胴部の膨らみによる変形が有効に抑制された合成樹脂製容器が提供される。

本発明の第一実施形態に係る合成樹脂製容器の概略を示す斜視図である。本発明の第一実施形態に係る合成樹脂製容器の概略を示す正面図である。本発明の第一実施形態に係る合成樹脂製容器の概略を正面に対して斜め４５°の方向から示す斜め側面図である。本発明の第一実施形態に係る合成樹脂製容器の概略を示す平面図である。本発明の第一実施形態に係る合成樹脂製容器の概略を示す底面図である。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端面図とを重ねて示す説明図である。図２のＣ－Ｃ端面図である。図３のＤ－Ｄ端面図である。本発明の第二実施形態に係る合成樹脂製容器の概略を示す斜視図である。本発明の第二実施形態に係る合成樹脂製容器の概略を示す正面図である。本発明の第二実施形態に係る合成樹脂製容器の概略を正面に対して斜め２２．５°の方向から示す斜め側面図である。本発明の第二実施形態に係る合成樹脂製容器の概略を示す平面図である。本発明の第二実施形態に係る合成樹脂製容器の概略を示す底面図である。図１２のＥ－Ｅ端面図である。図１３のＦ－Ｆ端面図である。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８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。

［第一実施形態］
まず、本発明の第一実施形態にについて説明する。
図１は、本実施形態に係る合成樹脂製容器について、その斜め上方から斜視して示す斜視図、図２は、正面図、図３は、正面に対して斜め４５°の方向から示す斜め側面図、図４は、平面図、図５は、底面図である。
また、図６は、図２のＡ－Ａ端面図、図７は、図２のＢ－Ｂ端面図、図８は、図２のＡ－Ａ端面図と図２のＢ－Ｂ端面図とを重ねて示す説明図、図９は、図２のＣ－Ｃ端面図、図１０は、図３のＤ－Ｄ端面図であり、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、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、複数の脚部５０が中心軸周りに回転対称に、かつ、均等な間隔で放射状に配設した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の横断面形状（高さ方向に直交する断面の形状）は、角部がＲ面取りされた正方形状とされている。
また、胴部４は、その上端側及び下端側に対して、高さ方向中央に向かって徐々に縮径し、その輪郭が、高さ方向に沿って容器内方側に凸となるように緩やかに湾曲した角筒状に形成されており、胴部４の高さ方向中央部が、最も縮径された最小胴径部Ｄ_ｍｉｎとなっている。そして、このような角筒状に形成された胴部４には、周方向に沿って形成された凹溝部４０が設けられており、図示する例では、最小胴径部Ｄ_ｍｉｎに設けられた凹溝部４０と、その上方に設けられた二つ凹溝部４０と、その下方に設けられた二つの凹溝部４０とが、高さ方向に沿って等間隔に設けられている。

図８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６参照）と、凹溝部４０が形成された部位の横断面形状（図７参照）とを重ねて示すが、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。
なお、図６、図７、図８では、説明の都合上、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の縮尺を変えている。

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。

例えば、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場合には、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するが、このとき、元の形状が正方形状と認識できる範囲で、凹溝部４０が形成された部位の横断面形状の各辺を、図示するように湾曲させてもよい。さらに、凹溝部４０が形成された部位の横断面形状の各角部は、Ｃ面取り状に面取りしたり、Ｒ面取りした頂点をさらに直線状に面取りしたりして、胴部４の側面と面一な面を含むように形成してもよい。

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頂部の間に位置するように、好ましくは、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（図８参照）。

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帯状に延在する溝底部を有しているが、図１０に一点鎖線で示すように、各凹溝部４０の溝底部を高さ方向に沿って連ねる仮想線が、胴部４の輪郭と概ね平行となるように、高さ方向に沿って緩やかに湾曲しているのが好ましい。

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１８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１９参照）。

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８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。

そして、胴部４が、略同一径とされた胴部４の上端側及び下端側に対して徐々に縮径された最小胴径部Ｄ_ｍｉｎを有する角筒状に形成されているとともに、少なくとも最小縮径部Ｄ_ｍｉｎに凹溝部４０を設けることで、胴部４の膨らみによる変形をより有効に抑制することができる。
このとき、最小胴径部Ｄ_ｍｉｎは、正面視したときの横幅Ｗ_０が、胴部４の上端側及び下端側の最大胴径部の横幅Ｗに対して、６０～９９％に縮径しているのが好ましい。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
図１１は、本実施形態に係る合成樹脂製容器について、その斜め上方から斜視して示す斜視図、図１２は、正面図、図１３は、正面に対して斜め２２．５°の方向から示す斜め側面図、図１４は、平面図、図１５は、底面図である。
また、図１６は、図１２のＥ－Ｅ端面図、図１７は、図１３のＦ－Ｆ端面図であり、これらの端面図では、容器１の肉厚を省略している。

本実施形態における容器１は、胴部４の横断面形状を八角形とした以外は、第一実施形態と共通の構成を備えており、共通する構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

本実施形態にあっても、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ことができる。そして、胴部４が、略同一径とされた胴部４の上端側及び下端側に対して徐々に縮径された最小胴径部Ｄ_ｍｉｎを有する角筒状に形成されているとともに、少なくとも最小縮径部Ｄ_ｍｉｎに凹溝部４０を設けることで、胴部４の膨らみによる変形をより有効に抑制することができる。

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］
第一実施形態として図１などに示す容器１に、２２℃の温度条件下において容器内の圧力が０．２７ＭＰａとなるように炭酸水を充填、密封した。
炭酸水を充填、密封する前の容器１の高さＨは２０６ｍｍであり、凹溝部４０を設けた最小胴径部Ｄ_ｍｉｎの横幅Ｗ_０は５５．３４ｍｍ、対角幅Ｄ_０は６３．７０ｍｍであり、最大胴径部の横幅Ｗは５９．８０ｍｍであった。
また、最大胴径部の横幅Ｗに対する最小胴径部Ｄ_ｍｉｎの横幅Ｗ_０の縮径率は９３％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時間静置した後に測定したところ、最小胴径部Ｄ_ｍｉｎの横幅Ｗ_０は５５．４８ｍｍ、対角幅Ｄ_０は６３．８６ｍｍに、最大胴径部の横幅Ｗは６０．２８ｍｍに変化しており、最小胴径部Ｄ_ｍｉｎの横幅Ｗ_０は０．２５％、対角幅Ｄ_０は０．２５％増大したものの、最大胴径部の横幅Ｗに対する最小胴径部Ｄ_ｍｉｎの横幅Ｗ_０の縮径率は９２％であり、元の容器形状を概ね維持していた。

［実施例２］
恒温槽の設定温度を設定温度３７℃にした以外は実施例１と同様にして、２４時間静置後の寸法を測定したところ、最小胴径部Ｄ_ｍｉｎの横幅Ｗ_０は５５．５３ｍｍ、対角幅Ｄ_０は６３．９２ｍｍに、最大胴径部の横幅Ｗは６０．６１ｍｍに変化しており、最小胴径部Ｄ_ｍｉｎの横幅Ｗ_０は０．３４％、対角幅Ｄ_０は０．３５％増大したものの、最大胴径部の横幅Ｗに対する最小胴径部Ｄ_ｍｉｎの横幅Ｗ_０の縮径率は９２％であり、元の容器形状を概ね維持していた。

［実施例３］
第二実施形態として図１０などに示す容器１に、２２℃の温度条件下において容器内の圧力が０．２７ＭＰａとなるように炭酸水を充填、密封した。
炭酸水を充填、密封する前の容器１の高さＨは２０６ｍｍであり、凹溝部４０を設けた最小胴径部Ｄ_ｍｉｎの横幅Ｗ_０は５５．４３ｍｍ、対角幅Ｄ_０は５１．６８ｍｍであり、最大胴径部の横幅Ｗは６０．１３ｍｍであった。
また、最大胴径部の横幅Ｗに対する最小胴径部Ｄ_ｍｉｎの横幅Ｗ_０の縮径率は９２％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時間静置した後に測定したところ、最小胴径部Ｄ_ｍｉｎの横幅Ｗ_０は５５．７１ｍｍ、対角幅Ｄ_０は５３．２３ｍｍに、最大胴径部の横幅Ｗは６３．３６ｍｍに変化しており、最小胴径部の横幅Ｗ_０は０．５１％、対角幅Ｄ_０は３．００％増大したものの、最大胴径部の横幅Ｗに対する最小胴径部Ｄ_ｍｉｎの横幅Ｗ_０の縮径率は８８％であり、元の容器形状を概ね維持していた。
［実施例４］
恒温槽の設定温度を設定温度３７℃にした以外は実施例３と同様にして、２４時間静置後の寸法を測定したところ、最小胴径部Ｄ_ｍｉｎの横幅Ｗ_０は５５．８６ｍｍ、対角幅Ｄ_０は５４．１９ｍｍに、最大胴径部の横幅Ｗは６３．６７ｍｍに変化しており、最小胴径部Ｄ_ｍｉｎの横幅Ｗ_０は０．７８％、対角幅Ｄ_０は４．８６％増大したものの、最大胴径部の横幅Ｗに対する最小胴径部Ｄ_ｍｉｎの横幅Ｗ_０の縮径率は８８％であり、元の容器形状を概ね維持していた。

［比較例１］
胴部４が縮径せず、その輪郭が高さ方向に沿って直線状になるようにした以外は実施例１と同様の容器を用いて、２２℃の温度条件下において容器内の圧力が０．２７ＭＰａとなるように炭酸水を充填、密封した。
炭酸水を充填、密封する前の容器１の高さＨは２０６ｍｍであり、胴部の横幅は６０．３９ｍｍ、対角幅は７１．０８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時間静置した後に測定したところ、胴部の横幅は６１．０１ｍｍ、対角幅は７１．２２ｍｍに変化しており、胴部の横幅は１．０２％、対角幅は０．２０％増大していた。

［比較例２］
恒温槽の設定温度を設定温度３７℃にした以外は比較例１と同様にして、２４時間静置後の寸法を測定したところ、胴部の横幅は６１．２８ｍｍ、対角幅は７１．２４ｍｍに変化しており、胴部の横幅は１．４７％、対角幅は０．２３％増大していた。

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、五つの凹溝部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、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、少なくとも最小胴径部Ｄ_ｍｉｎに凹溝部４０が設けられていればよい。

また、前述した実施形態では、胴部４の高さ方向中央部が最小胴径部Ｄ_ｍｉｎとなるようにしているが、これに限定されない。

また、前述した第一実施形態では、胴部４の横断面形状を正方形状とし、前述した第二実施形態では、胴部４の横断面形状を八角形状としているが、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、本発明に係る合成樹脂製容器は、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
Ｄ_ｍｉｎ最小胴径部

Claims

口部、肩部、胴部、及び底部を備え、
前記胴部が、前記胴部の上端側及び下端側に対して徐々に縮径された最小胴径部を有する角筒状に形成された部位を含むとともに、前記胴部の角筒状に形成された部位に、周方向に沿って形成された複数の凹溝部が設けられており、
前記胴部の角筒状に形成された部位の横断面形状が、基本形状とする多角形状の角部が面取りされた頂部を有する形状とされ、
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の面取りされた前記頂部と同数の頂部を有する形状とされ、
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頂部の間に位置する関係にあり、
前記凹溝部が、前記胴部の各角部を横断するように凹陥して、高さ方向に直交する方向に帯状に延在する溝底部を有し、かつ、前記凹溝部のそれぞれの前記溝底部を高さ方向に沿って連ねる仮想線が、前記胴部の輪郭と平行となるように、高さ方向に沿って湾曲していることを特徴とする合成樹脂製容器。