JP5632895B2 - プラスチックボトル取付用把手および把手付プラスチックボトル - Google Patents
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Description
図1に本発明の一実施形態のボトル取付用把手100Aの斜視図を示す。図示したように、ボトルに取り付けた状態においては、握り部10が略垂直となるように配置される。握り部10の上端よりも少し下側に前方向に突出するように上部支持腕22が設けられている。握り部10の下端には前方向に突出するように下部支持腕24が設けられている。ボトルのブロー成形の際において、ボトル本体が、これら上部支持腕22および下部支持腕24に絡み付くことによって、ボトル本体と把手100Aとが一体化される。
図1に示した形態においては、上部支持腕22が握り部10から分岐する位置よりも握り部10の上方に、上方延設部40が形成されている。上方延設部40は、把手付ボトルを把手を掴んで持ち上げた場合、把手が矢印X1の方向に外れてしまわないようにするためのストッパーの役割を担っており、従来から設けられている補強部材である。
本発明のボトル取付用把手における握り部10は、少なくとも一部にくびれ部50を備えていることが好ましい。くびれ部50とは、握り部10の断面積が減少することにより細くなっている部分をいう。図3(a)に握り部10のA−A線の断面図、(b)にB−B線の断面図を示す。後で詳細に説明するが、図示した実施形態においては、握り部10は、前方板12および後方板14とをリブ16が連結する構造となっている。
本発明のボトル取付用把手の上部支持腕22および下部支持腕24の先端部分には、上方に突出するように係合部62、64が形成されていることが好ましい。係合部62、64の形状は特に限定されず、上部支持腕22および下部支持腕24の各上面から略垂直方向上向きに突出した形状であればよい。係合部62、64は、両方とも上向きであることが好ましい。
図1〜図3に示した本発明のボトル用把手の実施形態100Aについて説明する。ボトル用把手の実施形態100Aにおける握り部10は、前方に配置された前方板12および後方に配置された後方板14とをリブ16が連結して構成されている。握り部10の上下方向中央部よりも上側には、くびれ部50が形成されている。くびれ部50は、図3(b)に断面図を示したように、前方板12および後方板14の双方が、左右方向に長さを減少させることにより形成される。特に、後方板14の長さは、大きく減少しており、これにより、後方板14は前方板12に比べて大きくくびれている。
図4(a)に本発明のボトル用把手の他の実施形態100Bの左側面図、(b)に他の実施形態100Cの左側面図を示した。実施形態100B、100Cにおいては、上方延設部40が形成されていない。上部支持腕の上面板22aは、後方に真っ直ぐのびそのまま下方に湾曲し、把手10の後方板14と連結している。実施形態100Bと100Cとでは、握り部10上方の角部E1、E2のRが異なっている。実施形態100B(E1)ではR5となっており、実施形態100C(E2)ではR8.8となっている。Rを大きくすることにより、樹脂使用量を減らして、把手の質量を減少できるとう利点がある。
本発明のボトル用把手100A〜100Cは、通常、射出成形により製造される。射出成形は、可動型および固定型とから構成され、両型が把手の左右方向中央部から分割できる射出成形型を用いて行われる。実施形態で示したボトル用把手100A〜100Cは、握り部10、上部支持腕22および下部支持腕24が、断面H字形状となっている。これにより、射出成形型の分割方向および把手の抜き方向に対して抵抗となるいわゆるアンダーカット部が生じないので、両型を分割して把手を取り出す工程が容易になるという利点がある。断面をH字形状としないで十分な強度を得ようとすると、その分、厚さを大きく取る必要が生じ、厚さを大きく取ると、把手を射出成形するときの冷却過程における収縮により、特に係合部62、64の上方先端面に凹み(いわゆる「ヒケ」)が生じやすくなる。このように断面H字形状にすることにより、このようなヒケが生じにくく、かつ生じたヒケが目立たないという利点がある。
本発明の把手付ボトル200は、ボトル本体210および本発明の把手100を備えて構成される。図5に本発明の把手付ボトル200の背面図、図6に側面図、図7に正面図を示した。また、図8には、図6におけるA−A線断面図(図8(a))およびB−B線断面図(図8(b))を示した。把手100は、ボトル本体210に形成された把手取付用凹部230に取り付られている。本発明の把手付ボトル200の内容量は、1.5リットル以上、好ましくは1.6リットル以上、より好ましくは1.7リットル以上であって、2.7リットル以下、好ましくは2.5リットル以下、より好ましくは2.0リットル以下、さらに好ましくは1.9リットル以下であり、最も好ましくは1.8リットルである。
把手100の支持腕22、24の先端には上方に突出した係合部62、64が形成されている。本発明のボトル本体210をブロー成形した時に、把手取付用凹部230の壁面が上下の支持腕22、24の先端部を覆うと共に、その先端から上方に突出した係合部62、64に絡み付くようにして、把手取付用凹部230に把手体100が取り付けられる。このようにして、嵌合形状を複雑なものとすることにより、嵌合強度を高くすることができる。
(ボトル本体210)
ボトル本体210は、図6に示すように上下方向中央付近にくびれ211が形成されている。このくびれ211によりボトル本体210は補強されると共に、ボトル本体上部210Aとボトル本体下部210Bに略二分されている。なお、図示した形態においては、くびれ211は把手取付用凹部230の下部により一部分断されているが、周方向に連続した形態とすることもできる。また、該くびれ211の形成は任意であり、形成しなくてもよい。
図9に、図5のI−I断面図を示した。ブロー成形により取り付けられたボトル本体210および把手100の関係を示している。ボトル本体210をブロー成形したときに、把手取付用凹部230の壁面が上下の支持腕22、24の先端部を覆うと共に、その先端から上方に突出した係合部62、64に絡み付くようにして把手取付用凹部230に把手100が取り付けられる。
本発明の把手付ボトル200は、ボトル全体の質量が54g以上73g以下、好ましくは55g以上70g以下、さらに好ましくは56g以上68g以下の範囲である。従来、1.5リットルないし2.0リットルという大容量の把手付ボトルにおいては、種々の強度が必要とされることから、軽量化して樹脂使用量を減らすことは難しかったのであるが、本発明はこのような限界を超えて軽量化を実現したものである。
本発明の把手付ボトル200のボトル本体下部210Bの平均肉厚は、0.22mm以上0.40mm以下である。従来は、ボトル本体下部210Bの横方向の剛性、つまり、十分な耐ラインプレッシャー強度を付与するためには、ボトル本体下部210Bの平均肉厚を少なくとも0.41mmから0.6mm程度と厚くする必要があった。特に、コンベア上において隣り合ったボトルと接触する部分であるボトルの底面付近においては、特に肉厚を厚くする必要があり、0.5mm以上の平均肉厚を必要としていた。本発明においては、耐ラインプレッシャー強度を十分なものとしつつ、ボトル本体下部210Bの平均肉厚を約半分程度に薄くすることに成功したものであり、これにより、把手付ボトル200全体の軽量化、そして、使用樹脂量の大幅な減少に成功したものである。なお、ボトルの内容量を例えば1.7リットルないし1.9リットルとした場合は、ボトル本体下部210Bの平均肉厚は、0.24mm以上0.39mm以下とすることが好ましい。また、ボトルの内容量を1.8リットルとした場合には、ボトル本体下部210Bの平均肉厚は、0.25mm以上0.38mm以下とすることが好ましい。
本発明の把手付ボトル200の23℃における耐ラインプレッシャー強度は、少なくとも40Nであることが好ましく、50N以上であることがより好ましく、70N以上であることがさらに好ましい。このような耐ラインプレッシャー強度を備えることによって、ライン上での搬送中等においてボトルに凹み等の変形が生じるのを防ぐことができる。
本発明の把手付ボトル200の、充填後の23℃における座屈強度は少なくとも392Nであることが好ましい。座屈強度(垂直荷重強度)の測定は、以下の手順で行った。すなわち、把手付ボトル200に常温水(23±2℃)をボトルの内容量に合わせて1.5リットルないし2.0リットル充填し、キャップをする。そして、ボトルキャップの天面から垂直下方向に100mm/分の速度にて、該ボトルを圧縮する。そして、該ボトルが座屈した時の荷重(N)を座屈強度(垂直荷重強度)とした。このような座屈強度を備えることによって、把手付ボトルに垂直方向の力が加わったときに、把手付ボトルが座屈変形してしまうのを防止することができる。
本発明の把手付ボトル200の製造方法の好適な例について、図17を参照しつつ説明する。本発明の把手付ボトル200は、あらかじめ把手100をボトル本体210とは別体で、射出成形等の方法により成形しておき、ボトル本体210のブロー成形の工程において、両者を一体化することにより製造される。
図1、図2および図3に示した上方延設部40を形成したボトル取付用把手100Aを、射出成形により作製した。図2および図3に示した各寸法は、上方延設部40の高さL1が2mm、上下方向の全長L2が94.6mm、上部支持腕22の係合部62の高さL3が4.3mm、下部支持腕24の係合部64の高さL4が3mm、係合部62、64の厚さL5が3mmである。また、左右方向の最大幅W1が20mm、くびれ部50の後方板14の左右方向の幅W2が4mm、くびれ部50の前方板12の左右方向の幅W3が10mm、凹凸18部分の左右方向の幅W4が14mm、握り部の前後方向の厚みW5が7.6mmである。作製したボトル取付用把手100Aの質量は、11.3gであった。
図4(a)に左側面図を示したボトル取付用把手100Bを、射出成形により作製した。ボトル取付用把手100Bは、上方延設部40が形成されてなく、上部支持腕22の上面がフラットとなっている。上方延設部40を形成していないので、L1が0である以外は、各寸法は実施例1の把手100Aと同様である。なお、角部E1はR5である。作製したボトル取付用把手100Bの質量は、10.8gであった。
図4(b)に左側面図を示したボトル取付用把手100Cを、射出成形により作製した。ボトル取付用把手100Cは、上方延設部40が形成されてなく、上部支持腕22の上面がフラットとなっている。角部E2がR8.8である以外は、各寸法は実施例2の把手100Bと同様である。作製したボトル取付用把手100Cの質量は、10.7gであった。
図19(a)に示した従来のボトル取付用把手110を射出成形により作製した。図19(a)に示した各寸法は、上方延設部40の高さL1が16.4mm、上下方向の全長L2が94.6mm、上部支持腕22の係合部62の高さL3が4.3mm、下部支持腕24の係合部64の高さL4が3mm、係合部62、64の厚さL5が3mmである。また、左右方向の幅W1が20mmであり、くびれ部は形成されていない。握り部10の前後方向の厚みW5は7.6mmである。作製した従来のボトル取付用把手110の質量は、14.5gであった。なお、L1〜L6、W1およびW5は、図2および図3と同様の位置を示している。
比較例1と同じ把手110を用いて、図19(b)に示した従来のボトルであって、高さ300mm、直胴部の外径103.5mm、内容積1865ml、コンタクトポイントの外径106mmでコンタクトポイントにリブの無い、把手付ボトルをブロー成形により作製した。
上記の実施例1および比較例1で作製した把手付ボトルに対して以下の評価を行った。
作製した把手付ボトルに23℃の常温水を1.8リットル充填しキャップをした。そして、該ボトルを横倒して固定し、ボトルキャップ天面から125mmの位置を500mm/分の速度で引っ張った。そして、把手が外れた時の荷重(N)を測定し、これを嵌合強度とした。結果を表1に示す。
作製した把手付ボトルに23℃の常温水を1.8リットル充填しキャップをした。該ボトルを垂直に立てた状態で、床面からボトル底面までの高さ(H)が90cmの状態から、ボトルを落下させた。把手の外れ、把手の割れ、ボトルの割れ等の不具合が生じなかった場合は、同じボトルを使用して高さ(H)を120cmとして、同様の落下試験を行った。さらに不具合が生じなかった場合は、高さ(H)を150cm、そしてさらに180cmとして落下試験を繰返して行った。各高さにおいて、ボトルに不具合が生じた場合は、その時点で試験を終了させた。結果を表2に示す。
上記の実施例1および比較例2で作製した充填用把手付ボトルに対して以下の評価を行った。
(座屈強度)
作製した把手付ボトルに23℃の常温水を1.8リットル充填しキャップをした。そして、ボトルキャップの天面から垂直下方向に100mm/分の速度にて、ボトルを圧縮した。そして、ボトルが座屈した時の荷重(N)を測定し、これを座屈強度(垂直荷重強度)とした。
作製した把手付ボトルを三本用意して、それぞれに23℃の常温水を1.8リットル充填した。互いに平行に対向させて配置した支持板と押圧板との間に、これら三本のボトルを鉛直に立てて一列に並べた。このとき、隣接するボトルのコンタクトポイント同士が接触するように並べた。そして、一列に並べた両端のボトルの側面にそれぞれ支持板と押圧板とを当接させた状態で押圧板を支持板方向へと押圧してゆき、中央のボトルの壁面(コンタクトポイント)に座屈変形(潰れ)が生じたたきの押圧板の押圧力(N)を測定し、これを中央のボトルの耐ラインプレッシャー強度とした。
10 握り部
22 上部支持腕
24 下部支持腕
40 上方延設部
62、64 係合部
210 ボトル本体
210A ボトル本体上部
210B ボトル本体下部
214B リブ
230 把手取付用凹部
Claims (9)
- 握り部、該握り部の上下部から前方向に突出する上部支持腕および下部支持腕を備えて構成され、該上部支持腕および下部支持腕を介してプラスチックボトルに取り付けるための把手であって、
前記握り部は、前方板と後方板とをリブで連結した構造であり、且つ、後方板の一部にくびれ部を備え、
前記くびれ部が前記握り部の左右方向から中心に向かって細くなって形成されており、且つ、該くびれ部において、後方板の左右方向の幅が前方板の左右方向の幅より小さいものとされ、
前記上部支持腕は、前記握り部から分岐する位置より前記握り部の上方に延設された上方延設部を備えていないか、あるいは備えていたとしても、前記上部支持腕の上面を水平とした場合に、該上面から前記上方延設部の頭頂部までの高さが15mm以下であり、
把手の質量が12g以下であることを特徴とする、1.5リットル以上2.0リットル以下のプラスチックボトル取付用把手。 - 前記上部支持腕および前記下部支持腕の先端に上方に突出するように形成された係合部を備えている、請求項1に記載のプラスチックボトル取付用把手。
- プラスチックボトル本体、該ボトル本体の上部側面に形成された把手取付用凹部、および、前記把手取付用凹部内に取り付けられた請求項1又は請求項2に記載のプラスチックボトル取付用把手、を備えて構成され、前記ボトル本体下部の胴部の最大外径部分(コンタクトポイント)に沿ってリブを設けたことを特徴とする1.5リットル以上2.0リットル以下の把手付プラスチックボトル。
- 前記リブが凹形状、多角形タイプ、またはコンタクトエリアとエッジの組み合わせ、のいずれかである請求項3に記載の把手付プラスチックボトル。
- 前記把手付プラスチックボトル全体の質量が54g以上73g以下であり、前記下部支持腕が取り付けられた部分より下側のプラスチックボトル本体下部の平均肉厚が0.22mm以上0.40mm以下である、請求項3または4に記載の把手付プラスチックボトル。
- 23℃における耐ラインプレッシャー強度が、少なくとも40Nである請求項5に記載の把手付プラスチックボトル。
- 前記プラスチックボトル本体の把手取付用凹部内に、補強手段が形成されている、請求項3〜6のいずれかに記載の把手付プラスチックボトル。
- 充填後の23℃における座屈強度(垂直荷重強度)が、少なくとも392Nである請求項7に記載の把手付プラスチックボトル。
- 前記把手の23℃における嵌合強度が、少なくとも245Nである請求項3〜8のいずれかに記載の把手付プラスチックボトル。
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