JP7439382B2 - 合成樹脂製容器 - Google Patents

Description

本発明は、合成樹脂製容器に関し、特に、軸方向の荷重に対する座屈強度が高められた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利用されている。

また、このような合成樹脂製容器にあっては、市場の要求に応えるべく多種多様の容器形状とされたものが知られている。例えば、特許文献１には、容器胴部に周方向に沿って凹溝部（ウェスト）を延設することによって、当該凹溝部に手指を掛けて容器を安定に把持できるようにした容器が開示されている。

特開２０１１－２５１７１１号公報

ところで、この種の容器にあっては、内容物を充填密封して市場に供給するに際し、例えば、輸送、保管時に箱積み状態とされたときの積圧により、軸方向に荷重が加わったりしても、そのような荷重に耐えて、座屈変形してしまわないようにすることが望まれる。このため、特許文献１では、軸方向の荷重に対する座屈強度を高めるために、容器胴部（上部胴部）に、所定の縦断面形状とされた横溝を、上下に間隔をあけて複数設けるようにしている。

しかしながら、特許文献１のように、複数の横溝を容器胴部に設けるとすると、市場の要求に応じて容器形状をデザインする上で、その自由度が損なわれてしまう。

そこで、本発明者らは、容器胴部に周方向に沿って凹溝部を延設し、当該凹溝部に手指を掛けて容器を安定に把持できるようにした容器について、かかる容器が、軸方向の荷重によって、どのようにして座屈変形するかについて検討した。本発明者らが検討した容器の一例を図５に示す。本発明者らの検討によれば、このような容器１００にあっては、軸方向の荷重によって、凹溝部１０５が圧縮されて、凹溝部１０５の最深部に比べて周長（周方向に沿った長さ）が長い、凹溝部１０５の上方側の溝面と下方側の溝面とが、周方向に押し縮められるように変形するにつれて、図６に示すように、凹溝部１０５の溝面に撓みによるシワが発生し、このシワを起点に座屈が進行するという知見が得られた。

本発明者らは、このような知見に基づいて、さらなる検討を重ねた結果、上記の如き容器にあっては、凹溝部の溝面を撓み難くして、当該溝面におけるシワの発生を抑制することで、軸方向の荷重に対する座屈強度を高めることができることを見出し、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、円筒状に形成された胴部を備え、前記胴部は、周方向に沿って延設された凹溝部によって、上胴部と下胴部とに分けられ、前記凹溝部は、前記胴部に対して同心状に縮径するとともに、縦断面円弧状の溝底部と、前記上胴部の下端縁にＲ面取り部を介して連接する上側傾斜面と、前記下胴部の上端縁にＲ面取り部を介して連接する下側傾斜面とを含み、前記上側傾斜面と前記溝底部とが連接する位置に周方向に沿って円環状に条設された第一突条部と、前記下側傾斜面と前記溝底部とが連接する位置に周方向に沿って円環状に条設された第二突条部とが、前記凹溝部内に所定の間隔を以て平行に条設されている構成としてある。

本発明によれば、軸方向の荷重に対する座屈強度が高められた合成樹脂製容器を提供することができる。

本発明の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。 図２のＡ－Ａ端面図である。 本発明の実施形態に係る合成樹脂製容器の要部拡大端面図である。 比較例の概略を示す正面図である。 図５に示す容器が、軸方向の荷重により変形した状態を示す説明図である。

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。

図１は、本実施形態に係る合成樹脂製容器の概略を示す斜視図、図２は、同正面図であり、図３は、図２のＡ－Ａ端面図、図４は、図３において鎖線で囲む部分を拡大して示す要部拡大端面図である。
なお、図３、図４に示す端面図では、容器１の肉厚を省略している。

本実施形態において、容器１は、口部２、胴部３、及び底部４を備えており、胴部３が概ね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、内容物の注ぎ口となる円筒状の部位である。かかる口部２の開口端側の側面には、図示しない蓋体を取り付けるためのねじ山が設けられている。
また、胴部３は、容器１の高さ方向の大半を占める部位であり、周方向に沿って延設された凹溝部５によって、口部２側に位置する上胴部３ａと、底部４側に位置する下胴部３ｂとに分けられている。

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であって、軸方向に一致する方向をいうものとし、図２に示す状態で容器１の上下左右及び縦横の方向を規定するものとする。

図示する例において、上胴部３ａは、上方側が縮径して口部２に連続するように形成されている。
下胴部３ｂは、胴径Ｄが高さ方向に沿ってほぼ一定となるように形成されているとともに、下胴部３ｂの周面には、内容物を充填密封する際の内圧変化を吸収して、容器１の不均等な変形を抑制するために、内圧に応じて変形可能な複数（図示する例では八つ）の内圧調整パネルＰが、周方向に沿って均等に設けられている。

胴部３を上胴部３ａと下胴部３ｂとに分ける凹溝部５は、縦断面円弧状の溝底部５ｃを含み、上側傾斜面５ａが、上胴部３ａの下端縁にＲ面取り部５ｄを介して連接し、下側傾斜面５ｂが、下胴部３ｂの上端縁にＲ面取り部５ｅを介して連接するように設けられている。換言すれば、図示する例において、凹溝部５は、高さ方向に沿って上から順に連接された、Ｒ面取り部５ｄ、上側傾斜面５ａ、溝底部５ｃ、下側傾斜面５ｂ、Ｒ面取り部５ｅからなっている。

このような凹溝部５を周方向に沿って延設することで、容器１を把持する際に、当該凹溝部５に手指（例えば、親指と人差し指）を掛けて、容器１を安定に把持することができる。その際、手指の収まりが良くなるように、上側傾斜面５ａ及び下側傾斜面５ｂの軸方向に対する傾斜角度α，β（図４参照）は、１４～４５°であるのが好ましい。
なお、上側傾斜面５ａ及び下側傾斜面５ｂは、図示するように、縦断面が直線状となるように形成するに限らず、手指の収まりを損なわない範囲で縦断面が曲線状となるように形成してもよい。

また、図示する例では、上側傾斜面５ａと溝底部５ｃとが連接する位置（溝底部５ｃの最深部に対して上方）に、第一突条部６を周方向に沿って条設するとともに、下側傾斜面５ｂと溝底部５ｃとが連接する位置（溝底部５ｃの最深部に対して下方）に、第二突条部７を周方向に沿って条設してある。

前述したように、図５に示す容器１００にあっては、軸方向の荷重によって、凹溝部１０５が圧縮されて、凹溝部１０５の最深部に比べて周長が長い、凹溝部１０５の上方側の溝面と下方側の溝面とが、周方向に押し縮められるように変形するにつれて、凹溝部１０５の溝面に撓みによるシワが発生し、このシワを起点に座屈が進行する。
これに対して、本実施形態によれば、図５に示す容器１００と同様にして設けられた凹溝部５内に、溝底部５ｃの最深部に対して上方に位置する第一突条部６と、溝底部５ｃの最深部に対して下方に位置する第二突条部７とを、所定の間隔を以て周方向に沿って平行に条設することによって、凹溝部５の溝面を撓み難くして、シワの発生を抑制することができ、その結果、軸方向の荷重に対する座屈強度を高めることができる。

図示する例では、容器外方に突出する突条として、第一突条部６と第二突条部７とを設けているが、凹溝部５の溝面を撓み難くすることができれば、これらは、容器内方に突出する突条として設けることもできる。

第一突条部６と第二突条部７とを凹溝部５内に平行に条設するにあたり、第一突条部６と第二突条部７との離間距離ｄは、凹溝部５の溝幅Ｗの１５～５４％とするのが好ましい。このようにすることで、より有効に、凹溝部５の溝面を撓み難くすることができる。さらに、凹溝部５の溝面を撓み難くする上で、第一突条部６と第二突条部７とは、凹溝部５の最深部に対して等間隔となるように条設するのが好ましく、第一突条部６の幅ｗ_１、及び第二突条部７の幅ｗ_２は、２～５ｍｍであるのが好ましく、第一突条部６の突出高さｈ_１、及び第二突条部７の突出高さｈ_２は、０．３～１．２ｍｍであるのが好ましい。
また、凹溝部５の溝幅Ｗは、平均的な人の手の大きさを考慮して、指一本分程度の幅とするのが好ましく、例えば、１８～３５ｍｍとすることができる。

また、第一突条部６と第二突条部７とを凹溝部５内に平行に条設することに加えて、縦断面円弧状の溝底部５ｃを含むように凹溝部５を設けることで、荷重が解除されたときに、軸方向に圧縮された凹溝部５が、弾性的に元の形状に復元し易くなるようにすることができる。このとき、弾性的な復元性が、より有効に発揮されるように、溝底部５ｃの縦断面における曲率半径は、７～１７ｍｍであるのが好ましい。

また、図示する例では、容器１の高さ方向中央部に対して上方寄りの位置に凹溝部５を延設しているが、凹溝部５を延設する位置は、当該凹溝部５に手指を掛けて、容器１をバランス良く安定して把持できれば特に限定されない。

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］
図１～図４に示す容器１について、容器１の高さＨ：約２３０ｍｍ、胴部３の最大胴径Ｄ：約８０ｍｍ、凹溝部５の溝幅Ｗ：約２８ｍｍ、第一突条部６の幅ｗ_１：約２．７ｍｍ、第一突条部６の突出高さｈ_１：約０．７ｍｍ、第二突条部７の幅ｗ_２：約２．７ｍｍ、第二突条部７の突出高さｈ_２：約０．７ｍｍ、第一突条部６と第二突条部７との離間距離ｄ：約７ｍｍ、溝底部５ｃの縦断面における曲率半径：約９ｍｍとなるように、重量約２７ｇのポリエチレンテレフタレート製プリフォームを用いてブロー成形した。

得られた容器１に、約８００ｍＬの水を充填密封して、軸方向の荷重を加えていったところ、荷重が増加しても凹溝部５の変形は抑制されており、荷重約１０３７Ｎ、圧縮量約１１．２ｍｍで上胴部３ａの上方側が座屈するまで、凹溝部５に著しい変形は認められなかった。
また、容器１が座屈する手前で荷重を解除したところ、容器１は元の形状に復元し、凹溝部５に変形した痕跡は認められなかった。

［比較例］
図５に示す容器１００について、第一突条部６と第二突条部７を設けなかった以外は、実施例と同様にしてブロー成形した。

得られた容器１００に、約８００ｍＬの水を充填密封して、軸方向の荷重を加えていったところ、荷重を加えた初期から凹溝部１０５の変形が進み、荷重約２２０Ｎで、図６に示すようなシワが凹溝部１０５の溝面に発生し、荷重約３００Ｎで、凹溝部１０５から座屈した。
また、容器１００が座屈する手前で荷重を解除したところ、凹溝部１０５の溝面にシワが残ってしまい、元の形状には復元しなかった。

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、図示する例は、本発明に係る合成樹脂製容器の一例であり、縦断面円弧状の溝底部５ｃを含む凹溝部５が、胴部３に周方向に沿って延設され、凹溝部５内に、溝底部５ｃの最深部に対して上方に位置する第一突条部と、溝底部５ｃの最深部に対して下方に位置する第二突条部とが、所定の間隔を以て周方向に沿って平行に条設されていれば、これ以外の細部の構成は、図示する例に限定されることなく適宜変更することができる。

１ 容器
２ 口部
３ 胴部
３ａ 上胴部
３ｂ 下胴部
４ 底部
５ 凹溝部
５ａ 上側傾斜面
５ｂ 下側傾斜面
５ｃ 溝底部
６ 第一突条部
７ 第二突条部

Claims (3)

1. 円筒状に形成された胴部を備え、
   前記胴部は、周方向に沿って延設された凹溝部によって、上胴部と下胴部とに分けられ、
   前記凹溝部は、前記胴部に対して同心状に縮径するとともに、縦断面円弧状の溝底部と、前記上胴部の下端縁にＲ面取り部を介して連接する上側傾斜面と、前記下胴部の上端縁にＲ面取り部を介して連接する下側傾斜面とを含み、
   前記上側傾斜面と前記溝底部とが連接する位置に周方向に沿って円環状に条設された第一突条部と、前記下側傾斜面と前記溝底部とが連接する位置に周方向に沿って円環状に条設された第二突条部とが、前記凹溝部内に所定の間隔を以て平行に条設されていることを特徴とする合成樹脂製容器。
2. 前記第一突条部と前記第二突条部との離間距離が、前記凹溝部の溝幅の１５～５４％である請求項１に記載の合成樹脂製容器。
3. 前記溝底部の縦断面における曲率半径が、７～１７ｍｍである請求項１又は２に記載の合成樹脂製容器。
   

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