JP5644029B2 - 樹脂製ボトル及び飲料入り樹脂製ボトル - Google Patents

Description

本発明は、いわゆるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）ボトル等の樹脂製ボトル及び飲料を充填した飲料入り樹脂製ボトルに関する。

この種の飲料入り樹脂製ボトルは、経時により中味液が外部に透過することによりボトル内部が減圧になり、ボトル胴部が楕円状に変形することがあった。このようなボトルの変形が生じると、自動販売機で販売する場合には、自動販売機内で飲料入りボトルを保持しているストッパーをすり抜けて、一度に複数のボトルが排出する多本出現象が発生するおそれがある。
これに対して、減圧によるボトルの変形を防止するため、特許文献１には、ボトル胴部に減圧吸収パネルを設けることが開示されている。

特開２００３−１１９４２号公報

しかし、減圧吸収パネルを設けた樹脂製ボトルは、樹脂材の使用量が多くなると共に座屈強度が弱い為、立て積み（上下に積み上げる）に弱く、座屈するおそれがあった。
一方、近年、環境負荷低減や樹脂量低減によるコストダウンを目的とし、ボトルの軽量化が盛んに行われている。
ボトルの軽量化を図る為、胴部に周方向の溝を設けたものがあるが、この種のボトルでは、背景技術で記載したように、ボトル内部に減圧が生じるとボトル胴部が楕円変形し易いという不都合がある。

そこで、本発明は、樹脂材使用量を少なくして軽量化を図ることができると共に座屈強度が高く且つボトル内部に減圧が生じた場合に胴部の楕円変形を防止できる樹脂製ボトル及び飲料入り樹脂製ボトルの提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、胴部には周方向に連続した横溝を上下に複数形成した上横溝部と、上横溝部の下に形成してあり、鼓状を成すように周面全体が上下方向で円弧状にボトルの内方に凹んだ面のみから成る湾曲凹部と、湾曲凹部の下で且つ湾曲凹部と底部との間に周方向に連続した横溝を形成した下横溝部とが形成してあり、湾曲凹部はボトル内が減圧したときに変形することを特徴とする樹脂製ボトルである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、湾曲凹部は、その上下寸法が、底からネックリングまでの高さに対して２０％〜４０％の領域に形成してあることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、湾曲凹部は、最大凹み寸法が胴部の最大外径に対して７０％〜９０％であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、湾曲凹部は、上下に連続した２つの円孤から構成されており、上円弧は下円弧よりも円弧径を小さくしてあることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、上円弧の径は下円弧の径の７〜２０％であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の樹脂製ボトルに飲料を充填した飲料入り樹脂製ボトルである。

請求項１に記載の発明によれば、上横溝部と鼓状の湾曲凹部とを備える構成により、容器内部が減圧したときには、湾曲凹部が変形するが、鼓状の円弧面としてあるので面全体が対象形状の均当な変形を行う。
湾曲凹部のみ変形するので、上横溝部の外径（胴部の最大外径）に影響を与えることがなく、自動販売機で販売する場合でも、従来のような胴部全体に楕円状の変形等が生じて胴部の最大外径が変化することがないので、多本出現象を防止できる。
また、従来のような減圧パネルを設けていないので、樹脂材使用量を少なくして軽量化を図ることができると共に座屈強度を高くできる。

胴部には湾曲凹部を挟む上下に各横溝部を形成しているので、更に座屈強度を高めることができると共に軽量化を図ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができると共に、湾曲凹部の上下の寸法が、底からネックリングまでの高さの２０〜４０％の範囲である場合には、樹脂製ボトル内に減圧が生じた場合に湾曲凹部が容易に変形できるので、減圧吸収に優れる。２０％よりも小さいと減圧に対して湾曲凹部が変形し難くなり、４０％よりも多いと座屈強度が低下し上積みできなくなる恐れがある。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の効果を得ることができると共に、湾曲凹部は、最大凹み寸法が胴部の最大外径に対して７０％〜９０％としているので、樹脂製ボトル内に減圧が生じた場合に湾曲凹部が変形しても最大外径に与える影響が少ないと共に座屈強度の低下を防止できる。最大凹み寸法が胴部の最大外径に対して９０％よりも大きいと、変形により胴部の最大外径よりも突出するおそれがあり、７０％よりも小さいと座屈強度が著しく低下するからである。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明と同様の効果を奏すると共に、上の円弧径を下の円弧径よりも小さくすることにより、樹脂製ボトルを持つときに、指を上円弧部にかけたときに上横溝部の下端部にかけ易くて樹脂製ボトルを持つことができるから、樹脂製ボトルを持ちやすい。特に、下円弧部から指を滑らせて上円弧部に移動したときに指を上横溝部に当て易い。

請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明と同様の効果を得ることができると共に、上円弧部の円弧径が指の太さに近い円弧径となるから、上円弧部に指が収まりやすく、充填されている飲料を飲むときに更に樹脂製ボトルを持ちやすい。

請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５のいずれか一項に記載の効果を得ることができる飲料入り樹脂製ボトルを提供できる。

本発明の実施の形態にかかる樹脂製ボトルの正面図である。 図１に示す樹脂製ボトルにおいて、ボトルに減圧が生じたときの状態を示す樹脂製ボトルの正面図である。 図２の縦断面を半分にして示す断面図である。 座屈強度試験による強度の測定方法を説明する正面図である。 （ａ）は横圧縮強度試験による強度の測定方法を説明する正面図であり、（ｂ）は測定位置を示すボトルの側面図である。 比較例品１にかかる樹脂製ボトルの正面図である。 比較例品２にかかる樹脂製ボトルの正面図である。

以下に、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。第１実施の形態にかかる樹脂製ボトル１は、飲料充填容量５００ｍｌのボトルであり、アセプティック充填（常温充填）用のＰＥＴボトルであるが、ホットパック充填（加熱殺菌充填）用の耐熱樹脂製ボトルであってもよい。
樹脂製ボトル１は、底部３と、胴部５と、肩部７と、口部９とから構成されている。口部９はネックリング６の上に位置している。尚、符号１０はキャップである。

胴部５には、上横溝部１１と、上横溝部１１の下に位置する湾曲凹部１３と、湾曲凹部１３の下に位置する下横溝部１５とが設けてある。
上横溝部１１には、胴部５の周方向に連続した横溝１４が上下に所定間隔Ｅをあけて複数形成してあり、本実施の形態では３つの横溝１４が形成されている。所定間隔Ｅは約９ｍｍであり、この部分は帯状のリング１２になっている。
上横溝部１１と湾曲凹部１３との間は胴部５の最大外径部２０であり、最大外径Ｇは６７．５ｍｍである

湾曲凹部１３は鼓状を成しており、周面全体が上下方向でボトルの内方に円弧状に凹んでいる。湾曲凹部１３は、胴部全体の底からネックリングまでの高さＨに対して２０％〜４０％の領域に形成してあり、本実施の形態では、約３０％である。尚、高さＨは１８４．５７ｍｍであり、湾曲凹部１３の上下方向の寸法Ｊは、５６ｍｍである。
湾曲凹部１３は、最大凹み位置１７での外径が胴部の最大外径Ｇに対して７０％〜９０％である。湾曲凹部１３の最大凹み位置１７での外径Ｆは５３ｍｍである。

湾曲凹部１３は、上下に連続した２つの円孤部から構成されており、上円弧部２３の円弧径Ｒ１は下円弧部２５の下円弧径Ｒ２よりも円弧径を小さくしてある。上円弧径Ｒ１は下円弧径Ｒ２の７〜２０％である。本実施の形態では、上円弧径Ｒ１は１４．１４ｍｍであり、下円弧径Ｒ２は１１１．５６ｍｍである。
最大凹み位置１７は、上円弧部２３と下円弧部２５との境目になっている。

下横溝部１５は、上横溝部１１と同様に胴部５の周方向に連続した横溝１４が上下に所定間隔Ｅをあけて形成してあり、本実施の形態では２つ形成されている。所定間隔Ｅは、上横溝と同様に約９ｍｍである。所定間隔Ｅの部分は、胴部５の最大外径部２２であり、最大外径Ｇは上にある最大外径部２０と同じ寸法Ｇである。
底部３は、底の中心から半径方向に放射状に複数の溝１９が形成されている。
本実施の形態にかかる樹脂製ボトル１は、肉厚が約０．２０であり、重量は約１８ｇである。

次に、本実施の形態にかかる樹脂製ボトル１の作用効果を説明する。
本実施の形態に係る樹脂製ボトル１を減圧した実験を行ったところ、湾曲凹部１３のみが変形するが、湾曲凹部１３には均等な形の凹み２１が４箇所に生じた。減圧実験では、中身液（飲料）量を１０ｍｌ抜いて減圧にした。図２は樹脂製ボトル１減圧したときの外形を描いたものであり、図３はその状態の断面を示しているが、図２及び図３から明らかなように、減圧により形成された凹み２１は湾曲部１３において胴部の周囲に均等に形成されており、模様のように見える。したがって、樹脂製ボトルに減圧が生じても、従来のように樹脂製ボトルの胴部５に楕円状の変形や極部的な陥没がないので、外観が良い。特に、一般消費者に製品不良をイメージさせることがない。

即ち、本実施の形態にかかる樹脂製ボトル１によれば、湾曲凹部１３は鼓状の円弧面としてあるので、内圧は湾曲凹部１３の外周面全体に均等に作用することができ、これにより対象形状の均当な変形を行うことができる。

湾曲凹部１３が変形により減圧を吸収するので、その他の個所、即ち、上横溝部１１や下横溝部１３の変形を防止できる。従って、樹脂製ボトル１の最大外径Ｇを形成している個所には減圧が生じても変形がないので、自動販売機で従来生じていた多本出現象を防止できる。
また、本実施の形態にかかる樹脂製ボトル１によれば、従来のような減圧パネルを設けていないので、樹脂材使用量を少なくして軽量化を図ることができると共に座屈強度を高くできる。

胴部５には湾曲凹部１３を挟むように、上横溝部１１と下横溝部１５を形成しているので、更に座屈強度を高め、上積みにも耐えることができると共に軽量化を図ることができる。

湾曲凹部１３において、上円弧部２３を下円弧部２５よりも小さくしているので、樹脂製ボトル１を持つときに、指を上円弧部２３に配置して上横溝部１１の下端部（最大外径部２０）に指をかけ易く、樹脂製ボトルを持ちやすい。特に、下円弧部２５から指を滑らせて上円弧部２３に移動したときに指を最大外径部２０の下面に当て易い。
上円弧部２３の円弧径を下円弧部の円弧径の７〜２０％としているので、上円弧部２３の円弧径Ｒ１が指の太さに近い円弧径となるから、上円弧部２３に指が収まりやすく、充填されている飲料を飲むときに樹脂製ボトルの重量がかかっても樹脂製ボトルを持ちやすくできる。

本実施の形態にかかる樹脂製ボトル１と、図６に示す比較品１と、図７に示す比較品２とについて、横圧縮強度試験及び座屈強度試験を行ったので、その結果を下記表１〜表６に示す。比較品１は、商品名「十六茶」５００ｍｌ（アサヒ飲料株式会社製）であり、重量は２３ｇであった。比較品２は商品名「白州の天然水」５２０ｍｌ（日本コカ・コーラ株式会社製）であり、重量は１８ｇであった。

表において、「充填直後」とは、本実施例品及び比較例品１は飲料を充填直後の製品について測定し、比較例品２は市販品をそのまま用いて測定したものである。
「長時間経過後」は、中身液（飲料）量を１０ｍｌ抜いて減圧にしたものである。

（横圧縮強度試験）
各樹脂製ボトルを４℃に保存し、圧縮試験機にてボトル横方向に５８．８Ｎ（ニュートン）の荷重をかけた時のボトル凹み変形量（ｍｍ）を測定した。横圧縮試験機は、図５に示すように、治具３１に樹脂製ボトルを横に載置して、錘３３を載せて測定した。錘３３の巾Ｗ１は１５０ｍｍであり、底からＷ２の間隔をあけて載置した。Ｗ２は２０．５ｍｍである。
測定箇所は、図５（ｂ）に示すように、樹脂製ボトルを製造するときにできるパーティングラインに対向する位置（ＰＬ／／）と、パーティングラインに直角な位置（ＰＬ⊥）の２カ所でおこなった。

（座屈強度試験）
常温保存した飲料入り樹脂製ボトルを、図４に示すように、圧縮試験機にてボトル縦方向に荷重をかけ、２００Ｎ荷重をかけたときの変位量と、座屈したときの荷重（強度）及び変位量を測定した。
横圧縮強度試験及び座屈強度試験は、各状態の樹脂製ボトルについて、５回行いその平均をとった。
表１及び表２は本実施例品であり、表３及び表４は比較例品１であり、表５及び表６は比較例品２である。

横圧縮強度試験について、各平均値を比較すると、本実施例品は充填直後の変位量がＰＬ／／で、３．２８ｍｍであり、ＰＬ⊥で３．５３ｍｍであった。これに対して、比較例品１では、ＰＬ／／が、４．７３ｍｍであり、ＰＬ⊥が３．８３ｍｍであり、比較例品２ではＰＬ／／が４．１１ｍｍであり、ＰＬ⊥が４．３３ｍｍであった。この結果、ＰＬ／／及びＰＬ⊥のいずれの位置の測定においても、本実施例品は比較例品１及び２よりも変位量が少なく、横圧縮強度に対して強いことが明らかである。

同様に、長時間経過後につても平均値を比較すると、ＰＬ／／及びＰＬ⊥共に本実施例品の方が、比較例品１及び２に比較して、一部を除き変位量が少なかった。即ち、比較例品１のＰＬ／／（表３参照）は６．４３ｍｍであり、比較例品２のＰＬ／／（表５参照）は７．４１ｍｍであり、本実施例品のＰＬ／／は４．９８ｍｍ（表１参照）であることから、ＰＬ／／では本実施例品の方が、比較例品１及び２に比較して変位量が少なかった。

座屈強度について、各平均値で比較すると、表２に示すように、充填直後において本実施例品は４００．５６Ｎであり、比較例品１（表４参照）は２４６．８９Ｎであり、比較例品２（表６参照）は４３６．９８Ｎであるから、本実施例品は比較例品１よりはその座屈強度が２倍近い強度を得ることができた。一方、比較例品２よりも座屈強度の値が小さかったが、略同等な範囲であった。

座屈強度において、長時間経過後の平均値について比較すると、本実施例品は、表２から明らかなように、３９３．７９Ｎであり、比較例品１（表４参照）は２０３．１６Ｎであり、比較例品２（表６参照）は３２４．６６Ｎであり、減圧状態における座屈強度については、本実施例品は比較例品１及び２のいずれのものよりも優れていることが明かである。
以上のように、本実施例品は横圧縮強度及び座屈強度について、比較例品１及び２に比較して総合的に優れていることが明らかである。

１ 樹脂製ボトル
５ 胴部
１１ 上横溝部
１３ 湾曲凹部
１４ 横溝
１５ 下横溝部
２３ 上円弧部
２５ 下円弧部

Claims (6)

1. 胴部には周方向に連続した横溝を上下に複数形成した上横溝部と、上横溝部の下に形成してあり、鼓状を成すように周面全体が上下方向で円弧状にボトルの内方に凹んだ面のみから成る湾曲凹部と、湾曲凹部の下で且つ湾曲凹部と底部との間に周方向に連続した横溝を形成した下横溝部とが形成してあり、湾曲凹部はボトル内が減圧したときに変形することを特徴とする樹脂製ボトル。
2. 湾曲凹部は、その上下寸法が、底からネックリングまでの高さに対して２０％〜４０％の領域に形成してあることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製ボトル。
3. 湾曲凹部は、最大凹み寸法が胴部の最大外径に対して７０％〜９０％であることを特徴とする請求項２に記載の樹脂製ボトル。
4. 湾曲凹部は、上下に連続した２つの円孤から構成されており、上円弧は下円弧よりも円弧径を小さくしてあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂製ボトル。
5. 上円弧の径は下円弧の径の７〜２０％であることを特徴とする請求項４に記載の樹脂製ボトル。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の樹脂製ボトルに飲料を充填した飲料入り樹脂製ボトル。

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