JP6351492B2 - 合成樹脂ボトル - Google Patents

Description

本発明は、合成樹脂製容器に使用される、打栓によりキャップを装着可能なボトルに関し、とくに、キャップとの密封性に優れる口部構造を有する合成樹脂ボトルに関するものである。

開閉可能なキャップが打栓によってボトルの口部に装着された合成樹脂製容器は、調味料等の各種液注出容器として広く利用されている。
キャップをボトル口部に打栓装着した合成樹脂製容器の従来技術として、外周に環状に突出した係合突条を有する口部をキャップの嵌合溝に嵌入し、口部の前記係合突条がキャップ側の縮径突条に係合するとともに、嵌合溝が口部を挟持してキャップを口部に装着固定する口部構造を有する液注出容器がよく知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２２５８３６号公報

図６（ａ）に示すように、上記特許文献１の液注出容器は、ボトルＡａとキャップの中栓Ｂａ、中栓Ｂａに螺合するキャップの上蓋Ｃａとからなり、打栓によってボトルＡａに中栓Ｂａが嵌合固定されることによって、キャップがボトルＡａに装着されている。
ボトルＡａは、胴部１０１の上部に肩部１０２が形成され、肩部１０２の上端には略円筒状の口部１０３が立設されている。
図６（ｂ）に示すように、口部１０３の上端部には、外周に突出する係合突条１０４が設けられており、係合突条１０４は、天面１０５と同一平面に形成された上面と、上面の外縁に接続する湾曲面１１０と、湾曲面１１０に続いて外周面を形成する傾斜面１０６および円筒面１０７と、円筒面１０７に続いて係合突条１０４の下端面を形成する下端係合部１０８とを有している。
天面１０５と傾斜面１０６とが交差する上端角部ａ１では、丸め付けされた湾曲面１１０が形成され、傾斜面１０６と円筒面１０７とが交差する部位には、中央角部ｂが環状に形成されている。

一方、中栓Ｂａには、口部１０３を嵌合する嵌合筒部１２０が設けられ、嵌合筒部１２０は、口部１０３の内周側に嵌入する内筒１２１の外周面と、外筒１２２の内周面とにより形成される嵌合溝１２３を具えている。
１２５は内容液を案内する注出筒であり、内筒１２１の上部内周側で連設している。
外筒１２２の内周面の下端部には、内方に突出する縮径突条１２４が設けられ、口部１０３が嵌合溝１２３に嵌合したときには、縮径突条１２４が係合突条１０４の下端係合部１０８に係合して、キャップがボトルＡａから脱落しないように装着固定されるとともに、内筒１２１の外周面と外筒１２２の内周面が口部１０３を挟持している。

しかしながら、上記特許文献１記載の液注出容器のボトルＡａは、ＰＥＴ等の２軸延伸ブロー成形によれば、打栓に耐える安定した口部形状が得られるものの、ダイレクトブロー成形による場合には、係合突条１０４を設ける口部１０３先端の肉厚部位において、図６（ｂ）に示すように、内周面１１２にヒケを生じ、わずかな凹部１１１が発生することがあった。
このような材料のヒケによって凹部１１１が発生すると、口部１０３は主として内周面１１２が内筒１２１の外周面と密接することによってキャップとのシールを達成しているため、凹部１１１によってシール圧が低下して内容液が漏出するような場合があった。

ダイレクトブロー成形によれば、ＥＶＯＨ等のガスバリア性材料と積層したボトルを容易に製造できる利点があるが、このような口部構造における成形上の問題から、熱充填等の内圧が高まる容器のボトルとして使用することは困難だった。
そのためにダイレクトブロー成形ボトルの口部形状を変えると、２軸延伸ブロー成形等による通常のＰＥＴボトルに使用される打栓キャップを、そのままダイレクトブロー成形ボトルに併用することができなかった。

本発明は、上記問題を解決することを課題とし、ダイレクトブロー成形に際して口部におけるヒケの発生を防止してシール性を高めるとともに、２軸延伸ブロー成形等による通常のＰＥＴボトルに使用される打栓キャップが装着可能な合成樹脂ボトルを提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するため、合成樹脂ボトルとして、打栓によってキャップの嵌合溝に嵌入装着される筒状の口部を具えたダイレクトブロー成形法により成形された合成樹脂ボトルであって、口部外周には、複数の突出環と１つの係合環が口部の軸方向に並列して環状に突設され、複数の突出環より下方に配置された係合環は、キャップの嵌合溝内に突出する縮径突条と係合する位置に配置されており、隣り合う突出環との間、および突出環と係合環との間に環状溝が設けられた口部構造を有することを特徴とする構成を採用する。

合成樹脂ボトルの具体的実施形態として、複数の突出環および係合環は、それぞれ外周面に下方に向けて拡径する傾斜面と該傾斜面の大径部側に連続する円筒面とを有することを特徴とする構成、または、複数の突出環が、口部の最も先端側の第１突出環とその下方の第２突出環とからなり、第１突出環の円筒面より第２突出環の円筒面の径の方が大きく、第２突出環の円筒面は係合環の円筒面よりわずかに小さい径であるか、ないしは同一径であることを特徴とする構成、さらに、上面が口部先端の天面と同一平面をなす第１突出環における、傾斜面に接続する上面外縁の上端角部は、複数の突出環と１つの係合環に代えて、キャップとの単一の係合部として形成され、天面と同一平面をなす上面から湾曲面を経て傾斜面とその下方の円筒面とが形成される係合突条とした場合の、上面と傾斜面とが交差する上端角部に比較して、径方向高さが低く形成され、第１突出環の傾斜面は前記係合突条の傾斜面と微小隙間を有するように形成されていることを特徴とする構成を採用する。

本発明の合成樹脂ボトルは、口部外周に複数の突出環と１つの係合環が口部の軸方向に並列して環状に突設され、係合環がキャップの縮径突条と係合する位置に配置されているので、口部がキャップの嵌合溝に嵌合したとき、複数の突出環と係合環が嵌合溝内面と３点以上で圧接してキャップを口部に確実に係合するとともに、口部内周面を嵌合溝内面にしっかり圧接して高いシール圧を確保することができる。
また、複数の突出環と１つの係合環の間には環状溝が設けられるので、従来例の係合突条のように肉厚部が連続せず、環状溝の分だけ肉抜きされているので、口部内周面にヒケが発生せず、ダイレクトブロー成形によってもシール性を低下させることがない。そのため、従来例で用いられる通常のＰＥＴボトル用打栓キャップをそのまま使用できる。

本発明の実施例である合成樹脂ボトルの要部斜視図である。 実施例合成樹脂ボトルにキャップを装着した要部の側面断面図である。 （ａ）は実施例合成樹脂ボトルの上面図、（ｂ）は実施例合成樹脂ボトルの正面半断面図である。 図３（ｂ）の要部Ｇの拡大図である。 打栓前の閉蓋した状態のキャップの側面断面図である。 従来例の合成樹脂ボトルを示す図であり、（ａ）はキャップを装着した要部の側面半断面図であり、（ｂ）はヒケを生じたボトル要部の断面拡大図である。

次に、本発明の合成樹脂ボトルについて、実施例を示した図面を参照して説明する。

図１〜５において、Ａは合成樹脂ボトル、Ｃは合成樹脂ボトルＡに装着されるキャップである。
キャップＣは、キャップ本体Ｃ１、およびキャップ本体Ｃ１にヒンジＣ２を介して連設された上蓋Ｃ３とからなっている。

図１〜３に示すように、合成樹脂ボトルＡは、図示しない底部を具えた胴部１と、胴部１に連設して上方に縮径する肩部２と、肩部２の上部に立設する円筒状の口部３とからなる。
口部３の外周には、下部にネックリング５が突設され、上部には先端側から第１突出環７、第２突出環８、係合環９が、それぞれ口部３の軸方向に並列して環状に突出し、キャップＣとの係合部を形成している。
口部３の上端には平坦な天面１０が形成され、第１突出環の上面と同一平面を形成している。
係合環９の下面には、後述するキャップＣの縮径突条６０に係合する下端係合部１１が、口部３の軸方向に略垂直な面に形成されている。

図４に示すように、第１突出環７，第２突出環８、係合環９は、外周面に下方に向かって拡径する円錐面状のそれぞれ第１傾斜面２１、第２傾斜面２３、係合傾斜面２５を有し、各傾斜面の大径部側に連続して、それぞれ第１円筒面２２，第２円筒面２４，係合円筒面２６を有している。
第１突出環７と第２突出環８との間には第１環状溝１２が、第２突出環８と係合環９との間には第２環状溝１３が形成される。
なお、第１傾斜面２１、第２傾斜面２３、係合傾斜面２５を設けることで、キャップＣを打栓する際、キャップ本体Ｃ１の下端部が各傾斜面に沿って拡径するため、打栓し易くなる。

本実施例では、第１環状溝１２および第２環状溝１３の深さは、それぞれの底面における口部３の肉厚が、係合環９より下方の口部３の基部１４における肉厚より小さくなるように設定されている。
また、本実施例の口部３の内径は２７ｍｍ程度であるが、下端係合部１１から天面１０までの高さ、すなわち第１，２突出環７，８と係合環９が設けられた係合部全体の高さ約４．５ｍｍに対して、第１環状溝１２および第２環状溝１３の（軸方向の）幅はそれぞれ約１ｍｍ前後である。
そして、第１、２突出環７，８は、約０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度の（軸方向の）幅を有し、係合環９は、縮径突条６０との係合強度を得るため、約１ｍｍ以上の（軸方向の）幅を有することが望ましく、とくに、第１突出環７、第２突出環８、係合環９の順で、徐々に（軸方向の幅を）肉厚にするとバランスがとれ、キャップとの嵌合状態が良好となる。

第４図中の想像線（２点鎖線）は、従来例で示した２軸延伸ブロー成形等により単一の係合突条が設けられた通常のＰＥＴボトルの口部構造を示しており、従来例について図６を参照して説明した前記用語、および前記符号を使用して説明する。
係合環９の下端係合部１１と係合円筒面２６とは、従来例の係合突条１０４のそれぞれ下端係合部１０８，円筒面１０７とほぼ一致した形状をなしている。
第２突出環８の第２傾斜面２３および第２円筒面２４は、実施例では、従来例のそれぞれ傾斜面１０６，円筒面１０７よりわずかに小さい径となっているが、従来例と同一の径でもよい。
第２傾斜面２３と第２円筒面２４とが交差する部位は、従来例の中央角部ｂの軸方向の高さと略一致している。

第１突出環７は、上面を天面１０と共有しており、その上面と第１傾斜面２１が交差して接続する上端角部ａの径方向高さは、従来例の係合突条１０４の上端角部ａ１の径方向高さより微少高さｈだけ低く形成され、第１傾斜面２１は、従来例の傾斜面１０６に対して微小隙間ｓを有するように径方向高さが低く形成されている。
係合部が単一の係合突条１０４からなる２軸延伸ブロー成形された通常のＰＥＴボトルでは、従来例のように上端角部ａ１付近に湾曲面１１０を容易に形成することができるため、キャップの打栓をスムーズに進めることができるのに対して、ダイレクトブロー成形による場合には、第１突出環７にこの微小隙間ｓを設けないと、上端角部ａ付近の外縁部形状が鋭利になりやすく、キャップを打栓したときに尖った外縁部がキャップの下端部や嵌合溝５１の内面に引っかかり、打栓が困難になる場合があるため、微小隙間ｓを設けることが望ましい。

なお、実施例では、突出環を２つ設けているが、必ずしも２つに限定されず、所定の強度が確保されれば３つ以上設けられても良い。
また、各環状溝の深さや幅は、実施例に限定されず、ヒケを生じないだけの肉抜きとシール性の確保、および係合強度が得られる範囲で適宜設定できる。

図５に示すように、キャップ本体Ｃ１は、口部３が嵌入する環状の嵌合溝５１を具え、注出筒５２に連設した嵌合筒部５０を有している。
キャップ本体Ｃ１の嵌合溝５１は、内周側で注出筒５２に連設する内筒５４の外周面と、内筒５４の上部で連設する上壁５５の下面と、上壁５５の外周側から垂設される外筒５６の内周面とによって形成されている。
嵌合溝５１の上面を形成する上壁５５の下面は、内周側の平坦な頂面５８と外周側の角部傾斜面５９とが形成され、外筒５６内周面の下端部には、内方に突出した縮径突条６０が設けられている。

次に、本実施例の使用態様と作用効果について説明する。
キャップＣが打栓工程で上部から押圧され、縮径突条６０が第１突出環７、第２突出環８、係合環９を乗り越えて係合環９の下端係合部１１に係合し、嵌合溝５１に口部３が嵌合して、合成樹脂ボトルＡに装着される（図２参照）。
このとき、第１傾斜面２１，第２傾斜面２３，係合傾斜面２５の各傾斜面は、縮径突条６０を案内して口部３への嵌合を容易にする。
また、第１突出環７の上面と第１傾斜面２１が交差する上端角部ａの径方向高さが、従来例の係合突条１０４の上端角部ａ１の径方向高さより微少高さｈだけ低く形成され、第１傾斜面２１が従来例の傾斜面１０６に対して微小隙間ｓを有するように径方向高さが低く形成されているから、容易に打栓工程を進めることができる。

また、第１傾斜面２１、第２傾斜面２３は嵌合溝５１の角部傾斜面５９に圧接し、第１円筒面２２，第２円筒面２４，係合円筒面２６の各円筒面は、外筒５６をわずかに外方に押し広げて拡径し、キャップＣの縮径突条６０に係合する下端係合部１１とともにキャップＣを口部３に確実に係合する。
本実施例では、第１、第２の突出環７，８および係合環９が３点で外筒５６内周面と圧接し、従来例の単一の肉厚部からなる係合突条１０４より柔軟性をもって接触圧が３点にバランスよく配分され、キャップＣを口部３に確実に係合するとともに、口部内周面１５を内筒５４の外周面にしっかり圧接して必要なシール圧を確保することができる。

そして、本実施例の第１突出環７、第２突出環８、係合環９からなる係合部は、従来例の係合突条１０４のように肉厚部が連続せず、第１環状溝１２，第２環状溝１３の分だけ肉抜きされているので、内周面１５にヒケが生じない。
そのため、口部３の内周面１５が内筒５４の外周面に確実に圧接し、ダイレクトブロー成形法によって成形された合成樹脂ボトルであっても、シール性を低下させることがない。
そのため、本実施例の合成樹脂ボトルは、従来例の単一の係合突条１０４からなるＰＥＴボトル等に嵌合するキャップを使用することができ、ボトルに応じて使い分けなどをする必要がないから部品管理が容易となり、合成樹脂容器を効率的で低コストに製造することができる。

次の表１は、同一の打栓キャップを、本実施例の２つの突出環と係合環とからなる係合部を有する合成樹脂ボトルに嵌合した場合と、１つの突出環と係合環とからなり環状溝が１つだけの係合部を有する合成樹脂ボトルに嵌合した場合との性能を、実験により比較したものである。

キャップ回転トルクとは、キャップに回転力を与えたときにキャップが回転を始めるときのトルクを言い、ボトル口部とキャップとの密着力を示すものであり、その値の大小からシール圧力の大きさを予測できる。
打栓力は、打栓時に要する押圧力を示し、離脱力は、嵌合したキャップを口部から引きはがすときに必要な力を示す。
とくに、熱充填する容器に必要なキャップ回転トルクの基準値は、１５０Ｎ・ｃｍ以上であり、突出環が１つのダイレクトブロー成形の合成樹脂ボトルでは、１２８Ｎ・ｃｍと基準値を下回っている。

一方、２つの突出環を有する本実施例では、キャップ回転トルクは１９３Ｎ・ｃｍと基準値を大きく上回り、熱充填可能な高いシール性能を有することがわかる。
したがって、本実施例では、合成樹脂ボトルＡに対してキャップが容易に回転しないため、口部３と液密に嵌合している内筒５４外周面とのシール性を保持することができ、６５度以上の高温充填にも充分対応可能な構造となっている。
また、キャップの離脱力も突出環が１つのものが２０Ｎであるのに対して、２つの突出環を有する本実施例は、３３Ｎと上回っており、キャップが脱落しにくくなっている。
このように、ダイレクトブロー成形でヒケを生じないように環状溝を形成しても、突出環が１つだけでは必要なシール圧を得ることができないが、本実施例のように突出環を２つ形成すれば、キャップとの高い嵌合力を得られ、同時に高い密着力、高いシール圧が確保されることがわかる。
この実験結果から、口部係合部の突出環は、少なくとも２つ以上必要であることがわかる。

本実施例の合成樹脂ボトルは、ダイレクトブロー成形によっても通常のＰＥＴボトルに使用される打栓キャップが装着可能であり、シール性が高くＥＶＯＨ等のガスバリア性材料と積層することも容易であるから、各種飲料や食品容器として広く利用可能であり、とくに熱充填を必要とする調味料等の容器として好適に利用できる。

Ａ、Ａａ ボトル
Ｂａ 中栓
Ｃａ 上蓋
Ｃ キャップ
Ｃ１ キャップ本体
Ｃ２ ヒンジ
Ｃ３ 上蓋
ａ，ａ１ 上端角部
ｂ 中央角部
ｈ 微小高さ
ｓ 微小隙間
１，１０１ 胴部
２，１０２ 肩部
３，１０３ 口部
５，１０９ ネックリング
７ 第１突出環
８ 第２突出環
９ 係合環
１０，１０５ 天面
１１，１０８ 下端係合部
１２ 第１環状溝
１３ 第２環状溝
１４ 口部基部
１５，１１２ 内周面
２１ 第１傾斜面
２２ 第１円筒面
２３ 第２傾斜面
２４ 第２円筒面
２５ 係合傾斜面
２６ 係合円筒面
５０，１２０ 嵌合筒部
５１，１２３ 嵌合溝
５２，１２５ 注出筒
５４，１２１ 内筒
５５ 上壁
５６，１２２ 外筒
５８ 頂面
５９ 角部傾斜面
６０，１２４ 縮径突条
１０４ 係合突条
１０６ 傾斜面
１０７ 円筒面
１１０ 湾曲面
１１１ 凹部

Claims (4)

1. 打栓によってキャップの嵌合溝に嵌入装着される筒状の口部を具えたダイレクトブロー成形法により成形された合成樹脂ボトルであって、
   口部外周には、複数の突出環と１つの係合環が口部の軸方向に並列して環状に突設され、複数の突出環より下方に配置された係合環は、キャップの嵌合溝内に突出する縮径突条と係合する位置に配置されており、
   隣り合う突出環との間、および突出環と係合環との間に環状溝が設けられた口部構造を有することを特徴とする合成樹脂ボトル。
2. 複数の突出環および係合環は、それぞれ外周面に下方に向けて拡径する傾斜面と該傾斜面の大径部側に連続する円筒面とを有することを特徴とする請求項１記載の合成樹脂ボトル。
3. 複数の突出環が、口部の最も先端側の第１突出環とその下方の第２突出環とからなり、第１突出環の円筒面より第２突出環の円筒面の径の方が大きく、第２突出環の円筒面は係合環の円筒面よりわずかに小さい径であるか、ないしは同一径であることを特徴とする請求項２記載の合成樹脂ボトル。
4. 上面が口部先端の天面と同一平面をなす第１突出環における、傾斜面に接続する上面外縁の上端角部は、複数の突出環と１つの係合環に代えて、キャップとの単一の係合部として形成され、天面と同一平面をなす上面から湾曲面を経て傾斜面とその下方の円筒面とが形成される係合突条とした場合の、上面と傾斜面とが交差する上端角部に比較して、径方向高さが低く形成され、第１突出環の傾斜面は前記係合突条の傾斜面と微小隙間を有するように形成されていることを特徴とする請求項２または３記載の合成樹脂ボトル。

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