KR20050111592A

KR20050111592A - 합성수지제 보틀형 용기

Info

Publication number: KR20050111592A
Application number: KR1020057015108A
Authority: KR
Inventors: 도모유키 오자와; 다카오 이이즈카; 쇼지 다나베
Original assignee: 가부시키가이샤 요시노 고교쇼
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2005-11-25
Also published as: US7296701B2; JP4679038B2; KR100713681B1; CA2517760A1; WO2004076298A1; CA2517760C; JP2004262500A; US20060289379A1; CN1753815A; CN100431927C

Abstract

합성수지제 보틀형 용기(1)는 몸통부(3)의 외표면을 따라 연장되는 고리 형상 홈(10)을 갖고, 상기 고리 형상 홈(10)은 홈 저벽(11)과, 홈 저벽(11)으로부터 몸통부(3)의 외표면에 접속되는 홈 측벽(12a, 12b)에 의해 한정된다. 고리 형상 홈(10)의 홈 측벽(12a, 12b)은 몸통부(3)의 중심축선(A)을 포함하는 종단면 내에서 대략 직선 형상으로 연장된다. 고리 형상 홈(10) 중 적어도 한쪽의 홈 측벽(12a, 12b)은, 용기(1)의 종단면 내에서 몸통부(3)의 중심축선(A)과 직교하는 기준선(L)에 대하여 20°이하의 경사 각도(α, β)를 갖는다.

Description

합성수지제 보틀형 용기{SYNTHETIC RESIN BOTTLE-SHAPED VESSEL}

본 발명은 몸통부의 표면을 따라 연장되는 고리 형상 홈(annular groove)을 갖는 합성수지제 보틀형(bottle-shaped) 용기에 관한 것이다.

일반적으로, 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하, 「PET」라고 함) 등의 합성수지로 이루어지는 보틀형 용기는 몸통부 두께가 얇기 때문에, 용기의 내압 저하 시에 몸통부가 타원형으로 변형하여 외관이 손상될 뿐만 아니라, 몸통부의 변형에 따라 용기의 자립 안정성이 저하되는 경향을 나타낸다. 이러한 점에서 합성수지제 보틀형 용기는 용기를 그 저면(底面)으로 활주시켜 반송하는 충전 라인이나, 다수개의 용기를 수납·배출 가능한 자동판매기 등에 대한 적성(適性)에 대해서, 유리나 알루미늄 등으로 이루어지는 보틀형 용기와 대비하여 보다 개선의 여지가 있다.

종래부터 이러한 문제를 해소하기 위해, 합성수지제 보틀형 용기에 있어서, 몸통부의 외표면에 1개 또는 복수개의 고리 형상 홈을 형성하고, 상기 홈부를 이용한 보틀 종방향의 수축 변형에 의해 용기의 내압 저하에 대한 감압(減壓) 흡수 능력을 높여 감압 강도나 좌굴(座屈) 강도를 보상하는 기술이 알려져 있다. 예를 들어 일본국 공개특허평9-272523호 공보에는, 고리 형상 홈의 홈 바닥을 용기의 중심축선과 직교하는 면내에서 다각형 형상으로 배치하여 감압 강도를 향상시킨 합성수지제 보틀형 용기가 개시되어 있다. 그러나, 이 경우에는 폭이 좁은 홈 바닥에 의해 형성되는 다각형의 코너부가 빔(beam)으로 되어, 홈부를 이용한 보틀 종방향의 수축을 방해하는 동시에, 블로(blow) 성형 등에서 비교적 엄격한 제조 관리가 필요하게 된다.

따라서, 엄격한 제조 관리를 필요로 하지 않으며, 몸통부의 외표면에서의 고리 형상 홈이 보다 간단한 형상을 가짐에도 불구하고, 용기의 내압 저하에 따른 보틀 몸통부의 타원 변형을 효과적으로 억제하는 동시에 필요한 감압 강도나 좌굴 강도를 충분히 발현할 수 있는 수지 보틀이 요망된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PET 보틀을 나타내는 정면도.

도 2의 (a) 및 (b)는 각각 도 1의 영역(R)을 나타내는 확대도.

도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 PET 보틀을 나타내는 정면도.

도 5는 도 4의 PET 보틀의 변형예를 나타내는 정면도.

도 6은 참고예의 PET 보틀을 나타내는 정면도.

본 발명은 이러한 요망을 만족시키는 합성수지제 보틀형 용기를 제안하는 것을 과제로 하는 것이다.

이 과제의 해결 수단으로서, 본 발명은 몸통부의 외표면을 따라 고리 형상 홈을 갖고, 상기 고리 형상 홈이 홈 저벽(底壁)과, 상기 홈 저벽으로부터 몸통부의 외표면에 접속되는 홈 측벽에 의해 한정되는 합성수지제 보틀형 용기에 있어서, 상기 고리 형상 홈의 적어도 한쪽의 홈 측벽이 몸통부의 중심축선을 포함하는 종단면 내에서 대략 직선 형상으로 연장되고, 또한 상기 종단면 내에서 상기 중심축선과 직교하는 기준선에 대하여 0°이상 20°이하의 범위 내의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 상기 구성에 의하면, 고리 형상 홈이 비교적 용이한 제조 관리에 의해 실현 가능한 간단한 형상을 가짐에도 불구하고, 열 충전 후의 냉각 등에 의한 용기 내압의 저하 시에 고리 형상 홈을 이용한 원활한 용기의 중심축선 방향의 수축을 달성할 수 있고, 또한 수축 상태가 과도하게 진행된 경우에도, 고리 형상 홈의 상하단이 접하는 상태로 되기 때문에, 상기 상태 이후의 좌굴 강도 저하가 생기지 않게 되어, 몸통부의 타원 변형을 억제하는 동시에 필요한 좌굴 강도를 확보하면서 감압 강도를 향상시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 고리 형상 홈의 서로 대향하는 측벽이 상기 종단면 내에서 직선 형상으로 연장될 경우, 이들 홈 측벽이 상기 기준선에 대하여 이루는 각도의 합을 30° 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 고리 형상 홈은 그 홈 폭이 홈 깊이보다도 작은 구성으로 하는 것이 바람직하다.

도 1에 있어서, 참조부호 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에틸렌테레프탈레이트제 보틀형 용기(이하, 「PET 보틀」이라고 함)를 나타낸다. PET 보틀(1)은 입구부(2), 몸통부(3) 및 저부(4)가 차례로 접속되고, 저부(4)에 있어서 지지면 상에서 자립 가능하게 되어 있다. 몸통부(3)는 입구부(2)와의 사이를 접속하는 어깨부(3a)를 갖고, 그 외표면을 따라 원주방향으로 연장되는 4개의 고리 형상 홈(10)이 보틀(1) 또는 몸통부(3)의 중심축선(A)에 대하여 본 예에서는 직각으로 교차하는 면내에 배치되어 있다. 몸통부(3)는 전체적으로 대략 원통형 형상의 몸통벽을 갖는다.

본 실시예에 있어서, 고리 형상 홈(10)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 그 홈 저벽(11)으로부터 입구부(2)를 향하여 몸통부(3)(어깨부(3a))의 외표면에 접속되는 홈 측벽(12a)과, 홈 저벽(11)으로부터 저부(4)를 향하여 몸통부(3)의 외표면에 접속되는 홈 측벽(12b)을 구비한다. 홈 저벽(11)은 중심축선(A)과 직교하는 보틀(1)의 횡단면 내에서 대략 원형의 윤곽 형상을 한정한다. 홈 측벽(12a, 12b)은, 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 보틀(1)의 중심축선(A)을 포함하는 종단면 내에서 보틀 축선(A)과 직교하는 기준선(L)에 대하여 각각 0°이상 20°이하의 범위 내에 포함되는 소정의 각도 α 및 β에 의해 직선 형상으로 연장된다.

즉, 도 2의 (a)에서 상측에 도시되어 있는 고리 형상 홈(10)은 서로 대향하는 홈 측벽(12a, 12b)이 상기 기준선(L)에 대하여 각각 소정의 각도 α(0°＜α≤20°) 및 β(0°＜p≤20°)를 이루는 반면, 도 2의 (a)에서 하측에 도시되어 있는 고리 형상 홈(10)은 상측의 홈 측벽(12a)이 기준선(L)과 평행하고(α=0°), 하측의 홈 측벽(12b)이 기준선(L)에 대하여 경사져 있다(β＞0°). 또한, 도시는 생략했지만, 고리 형상 홈(10)의 홈 측벽(12a, 12b)은 모두 기준선(L)과 평행하게 연장시킬 수도 있다(α=O°, β=0°).

환언하면, 고리 형상 홈(10)은, 그 홈 측벽(12a, 12b)이 기준선(L)에 대하여 이루는 각도 α 및 β에 관하여,

0°≤α≤20° …(1)

0°≤β≤20° …(2)

중 적어도 한쪽의 조건을 충족시키는 것이면 된다.

이러한 구성에 의하면, 고리 형상 홈(10)이 비교적 용이한 제조 관리에 의해 실현 가능한 간단한 형상을 가짐에도 불구하고, 열 충전 후의 내압 저하 시에 고리 형상 홈(10)을 이용한 원활한 보틀 종방향의 수축을 달성할 수 있고, 또한 수축 상태가 과도하게 진행된 경우에도, 고리 형상 홈(10)의 상하단이 접하는 상태로 되기 때문에, 상기 상태 이후의 좌굴 강도 저하가 생기지 않게 되어, 보틀 몸통부(3)의 타원 변형을 억제하는 동시에 필요한 좌굴 강도를 확보하면서 감압 강도를 향상시킬 수 있다.

몸통부(3)의 외표면을 따라 연장되는 고리 형상 홈(10)은, 상기 (1) 및 (2)의 조건에 더하여, 서로 대향하는 홈 측벽(12a, 12b)이 기준선(L)에 대하여 이루는 각도 α 및 β의 합이 30°이하인 것, 즉,

α+β≤30° …(3)

의 조건을 충족시키는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 고리 형상 홈(10)을 이용한 원활한 보틀 종방향의 수축이 더 생기기 쉬워져, 몸통부(3)의 감압 강도를 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 고리 형상 홈(10)은, 상기 식 (1) 및 (2)의 조건에 더하여, 또는 상기 식 (1), (2) 및 (3)의 조건에 더하여, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 그 홈 폭 W가 홈 깊이 D보다도 작은 것, 즉,

W＜D …(4)

의 조건을 충족시키는 것이 바람직하다. 상기 식 (1)∼(4)의 모든 조건을 충족시킬 경우에는, 고리 형상 홈(10)을 이용한 원활한 보틀 종방향의 수축이 더 생기기 쉬워져, 몸통부(3)의 감압 강도를 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 PET 보틀(1)의 다른 실시예를 나타내는 것으로서, 본 예에서는 몸통부(3)의 외표면을 따라 3개의 고리 형상 홈(10)이 설치되어 있다. 도 4는 PET 보틀(1)의 또 다른 실시예를 나타내는 것으로서, 본 예에서는 몸통부(3)의 외표면을 따라 5개의 고리 형상 홈(10)이 설치되어 있다. 도 3 및 도 4의 실시예에 있어서, 고리 형상 홈(10)은 각각 보틀 축선(A)에 대하여 직교하는 면내에 배치되어 있고, 몸통부(3)는 전체가 대략 원형 단면 형상인 몸통벽을 갖는다. 도 5는 도 4에 나타낸 PET 보틀(1)의 변형예를 나타내는 것으로서, 본 예에서는 몸통부(3)가 고리 형상 홈(10)의 상호간에 위치하는 영역에서 다각형 단면 형상의 몸통벽(6)을 갖는다.

다음으로, 감압 강도 및 좌굴 강도에 관한 본 발명의 작용 효과를 확인하기 위해 행한 비교 실험에 대해서 설명한다. 이 실험에는, 테스트 샘플로서, 상기 식 (1)∼(4)의 모든 조건을 충족시키는 도 1의 실시예에 따른 PET 보틀(1)과, 이것에 의거한 구성을 갖지만 고리 형상 홈이 본 발명의 조건을 만족시키지 않는 종래 구조의 PET 보틀(참조예)을 사용했다. 모든 샘플의 보틀 중량을 23g, 몸통부(어깨부)의 평균 두께를 0.53㎜로 했다.

도 6은 참조예로서의 PET 보틀(20)의 정면도로서, 도 1에 나타낸 것과 동일한 부분은 동일한 참조부호로 나타내고, 그 설명을 생략한다. 이 PET 보틀(20)은 몸통부(3)의 외표면을 따라 4개의 고리 형상 홈(14)이 설치되어 있고, 각 고리 형상 홈(14)은 보틀의 종단면 내에서 내벽이 몸통부(3)(어깨부(3a))를 향하여 만곡(灣曲)하여 접속되는 반원 단면 형상의 고리 형상 홈이다.

상기 샘플 1, 20을 사용하여 감압 강도를 비교한 바, 본 발명에 따른 PET 보틀(1)의 감압 강도는 약 709.1×133㎩인 것에 대하여, 참조예의 PET 보틀(20)에서의 감압 강도는 약 952.0×133㎩이었다. 이 결과로부터, 본 발명이 종래 구조와 대비하여 감압 강도가 우수한 것이 명확하다. 본 발명에 따른 PET 보틀(1)은, 약 70℃∼100℃에 가까운 고온의 내용물을 충전한 후의 PET 보틀(1)의 내압 저하 시에도, 보틀(1)에 유의한 타원 변형이 발생하지 않고, 오로지 고리 형상 홈(10)을 이용한 보틀 종방향의 수축에 의해서만 감압을 흡수할 수 있기 때문에, 내용물의 충전 상태에서도 PET 보틀(1)이 좌굴하지 않고 안정적으로 자립되어, 충전 라인이나 자동판매기 등으로의 사용이 충분히 가능한 것이 확인되었다. 이것에 대하여, 참조예의 PET 보틀(20)에서는 이러한 우수한 효과가 달성되지 않았다.

또한, 상기 샘플 1, 20을 사용하여 좌굴 강도를 비교한 바, 본 발명에 따른 PET 보틀(1)에서는 좌굴 강도가 51.2㎏인 것에 대하여, 참조예의 PET 보틀(20)에서는 좌굴 강도가 55.5㎏이었다. 본 발명은 종래 구조와 대비하여 좌굴 강도에서 약간 뒤떨어지는 것이지만, 본 발명에서 달성되는 좌굴 강도값이면, 내용물의 충전 상태에서도 PET 보틀(1)이 좌굴하지 않고 안정적으로 자립되어, 충전 라인이나 자동판매기 등으로의 실용적인 적용도 충분히 가능하다.

상술한 바로부터 명확히 알 수 있듯이, 본 발명은 엄격한 제조 관리를 필요로 하지 않으며, 몸통부 외표면에서의 고리 형상 홈이 보다 간단한 형상을 가짐에도 불구하고, 용기의 내압 저하에 따른 보틀 몸통부의 타원 변형을 효과적으로 억제하는 동시에 필요한 감압 강도나 좌굴 강도를 충분히 발현할 수 있는 수지 보틀을 제안하는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않아, 다양한 변형 형태에 의해 실시할 수 있다. 예를 들어 몸통부(3)의 외표면을 따라 설치되는 고리 형상 홈은, 그 전체가 본 발명의 조건을 충족시키는 것일 필요는 없어, 도 6에 나타낸 바와 같은 종래 구조의 고리 형상 홈(20)을 혼재시킬 수 있다.

또한, 고리 형상 홈(10)은 보틀(1)의 중심축선(A)에 대하여 직교하는 기준선에 대한 각도 α 및 β로 정의할 수 있기 때문에, 도시한 실시예에 나타낸 바와 같이, 보틀의 중심축선(A)에 대하여 직교하는 면내에 배치된 고리 형상 홈에 한정되는 것이 아니라, 보틀 축선(A)에 대하여 직각 이외의 각도로 교차하는 면내에 배치한 X자 형상의 고리 형상 홈이나, 중심축선(A)을 따라 상하로 맥동(脈動)하는 파형(波形)의 고리 형상 홈일 수도 있다. 또한, 수지 보틀을 구성하는 합성수지도 폴리에틸렌테레프탈레이트에 한정되지 않아, 다양한 수지를 사용할 수 있다.

Claims

몸통부의 외표면을 따라 연장되는 고리 형상 홈(annular groove)을 갖고, 상기 고리 형상 홈이 홈 저벽(底壁)과, 상기 홈 저벽으로부터 몸통부의 외표면에 접속되는 홈 측벽에 의해 한정되는 합성수지제 보틀형(bottle-shaped) 용기로서,

상기 고리 형상 홈의 적어도 한쪽의 홈 측벽이 몸통부의 중심축선을 포함하는 종단면 내에서 대략 직선 형상으로 연장되고, 또한 상기 종단면 내에서 상기 중심축선과 직교하는 기준선에 대하여 20°이하의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 합성수지제 보틀형 용기.
제 1 항에 있어서,

상기 고리 형상 홈은 서로 대향하는 홈 측벽이 상기 종단면 내에서 대략 직선 형상으로 연장되고, 또한 상기 홈 측벽이 상기 기준선에 대하여 이루는 각도의 합이 30°이하인 것을 특징으로 하는 합성수지제 보틀형 용기.
제 1 항에 있어서,

상기 고리 형상 홈은 그 홈 폭이 홈 깊이보다도 작은 것을 특징으로 하는 합성수지제 보틀형 용기.
제 1 항에 있어서,

상기 고리 형상 홈은 서로 대향하는 홈 측벽이 상기 종단면 내에서 대략 직선 형상으로 연장되고, 또한 상기 홈 측벽이 상기 기준선에 대하여 이루는 각도의 합이 30°이하이며, 그 홈 폭이 홈 깊이보다도 작은 것을 특징으로 하는 합성수지제 보틀형 용기.