JP6433292B2 - 合成樹脂製丸形壜体 - Google Patents

Description

本発明は、合成樹脂製丸形壜体に関する。

ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと記す。）樹脂製の２軸延伸ブロー成形による合成樹脂製壜体は飲料用等に幅広く使用されている。例えば以下の特許文献１に記載の合成樹脂製壜体は、図３に示すように丸形のＰＥＴ樹脂製の壜体（所謂ペットボトル）１０１であり、最上端に設けられた口筒部１０２と、この口筒部１０２の下端から下方に向かって拡径する略テーパー筒状の肩部１０３と、肩部１０３の下端に設けられた円筒状の胴部１０４及びこの胴部１０４の下端に形成された底部１０５とを有して構成され、胴部１０４の周壁には６ケの減圧吸収パネル１０６が壜体１０１の内側に向かって陥没形成されている。また胴部１０４の上端と下端の領域には周溝１０７Ａ，１０７Ｂが夫々配設されている。

減圧吸収パネル１０６は略平板状であり、壜体１０１内が減圧状態になった際には、容易に内側に陥没状に変形することにより、外観上において、壜体がいびつに変形した感じを与えることなく、すなわち目立たないように減圧状態を吸収（緩和）する機能（以下、減圧吸収機能と記す。）を発揮することが可能となっている。また壜体としての剛性は、主として隣接する減圧吸収パネル１０６間に残存形成される柱部１０８と周溝１０７Ａ、周溝１０７Ｂが担う構成である。

特開２０１０−３０６７１号公報

この種の壜体は、従来より、省資源、包装に係るコストの低減の観点から薄肉化による軽量化が要請されているが、この薄肉化にも壜体の剛性、座屈強度そして壜体の成形性の点からおのずと限界がある。薄肉化が行き過ぎると内容液の充填後のライン上でプレッシャーを受けた時や箱詰時、または壜体を多数詰めた箱の運搬、移動工程、あるいは自動販売機内に収容する工程等において、壜体同士が衝突したときに最大外径で形成されている肩部、ヒール部や胴部に潰れが生じることがある。壜体にはシュリンクラベル等が装着されるので、この壜体の一部に潰れが生じると、商品イメージが損なわれるばかりか、充填工程においてはトラブル発生の原因となる可能性が懸念される。

特に、壜体の搬送中や自動販売機に詰める作業において、壜体同士が衝突して横方向から荷重（横荷重）を受けると、略テーパー筒状の肩部１０３とその下に位置する胴部上端壁部１０４ａとの境目部分が陥没変形しやすい。

この点、上記特許文献１では、胴部上端壁部１０４ａの上端の側壁面に、略円弧状の凹リブ１０９を周設することにより、この胴部上端壁部１０４ａの強度を高めるようにしている。

しかし、今後も壜体１０１の軽量薄肉化は増々進む傾向にあるが、上記従来の胴部上端壁部１０４ａの側壁面に凹リブ１０９を周設する構成では、壜体１０１の強度、特に壜体１０１の側壁面の面剛性強度を十分に確保することが困難となってきている。

本発明は、上記した従来技術における問題点を解消すべく、軽量薄肉化された壜体において、肩部の下端と胴部上端壁部との境目部分における面剛性強度を十分に大きくすることを可能とする合成樹脂製丸形壜体を創出することを課題とするものである。

上記課題を解決するための手段のうち、本発明の主たる構成は、
口筒部と、テーパー筒状の肩部と、円筒状の胴部と、底部とを有する丸形壜体であって、
肩部に、この肩部の下端を底辺とすると共に２つの斜辺が折り目のみで形成された複数の二等辺三角形が周設されており、
二等辺三角形の２つの斜辺（３ａ，３ｂ）に挟まれた領域内で且つ胴部の上端に設けた上部円筒部の側壁と前記肩部の下端との境界部分に形成された二等辺三角形の底辺（３ｃ）の位置に段差部が周設され、段差部の断面形状を所定の曲率半径を有して形成される凹状としたことを特徴とする、と云うものである。

本発明の主たる構成では、段差部がリブとして機能することから、胴部の上部である胴部上端壁部の面剛性強度を高めることが可能となり、特に横荷重に強い壜体とすることができる。
また肩部に２つの斜辺を折り目とする複数の二等辺三角形を周設することにより、肩部自体の面剛性強度を高めることができる。
さらに段差部を所定の曲率半径を有して形成される凹状、すなわち湾曲形状とすることにより、凹リブとして機能するため、横荷重だけでなく縦荷重にも強い壜体とすることができる。

また本発明の他の構成は、上記構成に、段差部（９）の曲率半径（Ｒ）を１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とした、との構成を加えたものである。

上記構成では、横荷重に対して十分な面剛性強度を確保することができると共に、大きな縦荷重を受けたときにも肩部が上部円筒部内に陥没変形し難くすることができる。

また本発明の他の構成は、段差部の平面形状を、底部側から口筒部側に向かって突出する凸円弧状とした、との構成を加えたものである。

上記構成では、段差部に縦壁を持たせることが可能となり、個々の段差部の強度を高めることが可能となる。

また本発明の他の構成は、上部円筒部に周溝を周設し、段差部を周溝よりも上側に位置する胴部上端壁部の上端に形成した、との構成を加えたものである。

上記構成では、シュリンクラベル等が取り付けられる胴部上端壁部の潰れを抑制することができるようになるため、商品イメージの毀損防止及び充填工程におけるトラブル発生を回避することが可能となる。

また本発明の他の構成は、胴部上端壁部に、複数の周溝リブを配置した、との構成を加えたものである。

上記構成では、胴部上端壁部の面剛性強度を更に向上させることができる。

また本発明の他の構成は、少なくとも胴部上端壁部を最大外径寸法で形成した、との構成を加えたものである。

上記構成では、充填後のライン上でプレッシャーを受けた時や箱詰時、または壜体を多数詰めた箱の運搬、移動工程、あるいは自動販売機内に収容する工程等においては、強化されている胴部上端壁部を先に衝突させることが可能となり、その他の部分が陥没変形することを抑制することができる。

本発明は、上記した構成となっているので、以下に示す効果を奏する。
軽量薄肉化された壜体の、肩部の下端と胴部上端壁部との境目部分における面剛性強度を十分に大きくすることができる。これにより、充填後のライン工程や、運搬・移動工程、あるいは自動販売機内に収容する工程等において肩部の下端と胴部上端壁部との境目部分が変形することを抑制することができる。

本発明による合成樹脂製丸形壜体の実施例を示す正面図である。 合成樹脂製丸形壜体の要部を拡大して示す半断面図である。 従来例を示す合成樹脂製丸形壜体の正面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、以下の説明において、横荷重とは壜体の中心を通る容器軸Ｏに対して垂直方向から作用する荷重を意味し、縦荷重とは容器軸Ｏに沿う方向に作用する荷重を意味する。
図１に本発明の実施例として示す合成樹脂製丸形壜体１（以下、単に壜体１という。）はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂製の２軸延伸ブロー成形品（ペットボトル）である。

壜体１の上端には、口筒部２が形成され、口筒部２の下端には肩部３が形成されている。そして、肩部３の下端に略円筒状の胴部４が連設され、この胴部４の下端に底部５が形成されている。この壜体１は、例えば全高さ２０６ｍｍ、最大外径６８ｍｍで、内容量５００ｍｌ、重量２２ｇを有する軽量薄肉化された丸形壜体であり、高温殺菌処理した内容液を熱充填するための耐熱ＰＥＴボトルとして使用されるものである。

口筒部２の外周面には雄ネジ２ａとその下部にネックリング２ｂが刻設されており、雄ネジ２ａには図示しないキャップが螺着可能となっている。

図２に示すように、肩部３は、ネックリング２ｂの下端から下方に拡径する略テーパー筒状であり、その外周面に肩部３の下端を底辺３ｃとする略二等辺三角形状からなる複数の折り目３Ａを周設することで肩部３の面剛性強度の強化が図られている。

図１に示すように、胴部４は、上から下に向かって順に上部円筒部４Ａ、中間円筒部４Ｂ及び下部円筒部４Ｃの３つの領域に分けられており、上部円筒部４Ａと下部円筒部４Ｃとは最大外径寸法φを有して形成されている。シュリンラベル等が取り付けられる上部円筒部４Ａには上下に周溝７ａ，７ｂが、また下部円筒部４Ｃの上下には周溝７ｃ，７ｄが夫々周設されている。周溝７ａ，７ｂ，７ｃ及び７ｄは凹リブで形成されており、壜体１全体の面剛性強度が強化されている。また上部円筒部４Ａの最上部、すなわち周溝７ａよりも上側の位置には胴部上端壁部４ａが設けられており、この胴部上端壁部４ａには複数の周溝リブ１０（図２参照）が周設されており、胴部上端壁部４ａの面剛性強度の強化が図られている。

上部円筒部４Ａの上端の側壁と肩部３との境界部分、すなわち胴部上端壁部４ａの側壁と肩部３の下端の位置には段差部９が形成されている。
本実施例に示す段差部９は、底部５側から口筒部２側に向かって突出する凸円弧状の平面形状を有し、且つ所定の曲率半径Ｒを有して壜体１の内部方向に陥没形成された凹状の断面形状を有する構成である。このような段差部９は、肩部３に形成された折り目３Ａの下部位置、すなわち二等辺三角形の二つの斜辺３ａ，３ｂに挟まれた領域内で且つ底辺３ｃの位置に夫々形成されている。この位置に段差部９を配置することにより、肩部３と胴部上端壁部４ａとの境目部分の面剛性強度を十分に大きくすることができ、壜体１に大きな横荷重が作用しても、従来のように肩部３と胴部上端壁部４ａとの境目部分に陥没変形が生じることを抑制することが可能となる。

ここで、段差部９の曲率半径Ｒが１０ｍｍよりも大きい場合には横荷重に対して十分な面剛性強度を確保することができず、また１ｍｍ未満の場合には縦荷重を受けたときに段差部９が座屈変形して肩部３が上部円筒部４Ａ内に陥没変形する虞がある。このため、段差部９の曲率半径Ｒは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲が好ましい。

中間円筒部４Ｂの側壁には、周方向に縦長長円状の６ケの減圧吸収パネル６が周方向に並列状に陥没形成されている。周方向に互いに隣接する減圧吸収パネル６間には、壜体１の剛性や座屈強度を担う６ケの柱部８が縦方向に残存形成されている。この減圧吸収パネル６は、高温殺菌処理した内容液を熱充填した後の冷却中において、壜体１内に発生する減圧を陥没変形により効果的に吸収する。

上部円筒部４Ａ及び下部円筒部４Ｃを最大外径寸法φで形成したことにより、充填後のライン上でプレッシャーを受けた時や箱詰時、または壜体を多数詰めた箱の運搬、移動工程、あるいは自動販売機内に収容する工程等においては、上部円筒部４Ａ同士や下部円筒部４Ｃ同士が衝突し合うように促すことができる。これにより、例えば中間円筒部４Ｂに設けられた減圧吸収パネル６の衝突による変形を防止することが可能となる。

ここで、上記本発明の壜体１と従来形状の壜体（従来品）（図３参照）について、胴部上端壁部に対して面圧縮したときの降伏点を測定したのでその結果を示す。
降伏点の測定は、上記本発明の壜体１と従来品に８７℃の内容液を充填してキャップで封止し、室温まで冷却した状態にして行う。そして、所定の圧縮治具の先端を、それぞれの壜体の胴部上端壁部に１０ｍｍ／ｍｉｎの圧縮スピードで荷重する。このとき、各壜体の胴部上端壁部が陥没変形したときの荷重を降伏点とする。

測定の結果、上記従来品の降伏点は３４．０［Ｎ］であったが、上記本発明の壜体１の降伏点は４３．７［Ｎ］であった。この結果により、本発明の壜体１の方が従来品に比較して面剛性強度を約２８．５％程度強化できることが確認された。

以上、実施例に沿って本発明の構成とその作用効果について説明したが、本発明の実施の形態は上記実施例に限定されるものではない。

例えば、上記実施例では、上部円筒部４Ａと下部円筒部４Ｃとが共に最大外径寸法φを有する構成を示して説明したが、本発明の実施の形態は上記実施例に限定されるものではなく、少なくとも上部円筒部４Ａが最大外径寸法φを有する構成であればよい。

このように、少なくとも胴部上端壁部４ａを最大外径寸法φとすることにより、壜体１同士が衝突しても、面剛性強度が十分確保された部分である肩部３と胴部上端壁部４ａとの境目部分の変形を抑制できる。これにより胴部上端壁部４ａに取り付けられたシュリンラベル等の変形による商品イメージの毀損や充填工程におけるトラブルの発生を効果的に防止することが可能となる。

また上記実施例では上部円筒部４Ａに周溝リブ１０を備えた胴部上端壁部４ａ及び周溝７ａ，７ｂを有する構成を示して説明したが、上部円筒部４が周溝リブ１０のみを有する構成であっても良いし、あるいは周溝７ａ，７ｂのみを有する構成であっても良い。更に周溝７ａ，７ｂの本数は２本に限られるものではなく、１本でもよいし、３本以上であっても良い。

本発明は、テーパー筒状の肩部から円筒状に胴部に連続する形状を有する合成樹脂製丸形壜体の分野における用途展開を更に広い領域で図ることができる。

１ ： 合成樹脂製丸形壜体（壜体）
２ ： 口筒部
３ ： 肩部
３Ａ ： 折り目
３ａ，３ｂ ： 斜辺
３ｃ ： 底辺
４ ： 胴部
４Ａ ： 上部円筒部
４Ｂ ： 中間円筒部
４Ｃ ： 下部円筒部
４ａ ： 胴部上端壁部
５ ： 底部
６ ： 減圧吸収パネル
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ ： 周溝
８ ： 柱部
９ ： 段差部
１０ ： 周溝リブ

Claims (6)

1. 口筒部（２）と、テーパー筒状の肩部（３）と、円筒状の胴部（４）と、底部（５）とを有する丸形壜体であって、
   前記肩部（３）に、該肩部（３）の下端を底辺（３ｃ）とすると共に２つの斜辺（３ａ，３ｂ）が折り目（３Ａ）のみで形成された複数の二等辺三角形が周設されており、
   前記二等辺三角形の２つの斜辺（３ａ，３ｂ）に挟まれた領域内で且つ前記胴部（４）の上端に設けた上部円筒部（４Ａ）の側壁と前記肩部（３）の下端との境界部分に形成された前記二等辺三角形の底辺（３ｃ）の位置に段差部（９）が周設され、該段差部（９）の断面形状を所定の曲率半径（Ｒ）を有して形成される凹状としたことを特徴とする合成樹脂製丸形壜体。
2. 段差部（９）の曲率半径（Ｒ）を１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とした請求項１記載の合成樹脂製丸形壜体。
3. 段差部（９）の平面形状を、底部（５）側から口筒部（２）側に向かって突出する凸円弧状とした請求項１又は２に記載の合成樹脂製丸形壜体。
4. 上部円筒部（４Ａ）に周溝（７ａ）を周設し、段差部（９）を前記周溝（７ａ）よりも上側に位置する胴部上端壁部（４ａ）の上端に形成した請求項１乃至３のいずれか一項に記載の合成樹脂製丸形壜体。
5. 胴部上端壁部（４ａ）に、複数の周溝リブ（１０）を配置した請求項４記載の合成樹脂製丸形壜体。
6. 少なくとも胴部上端壁部（４ａ）を最大外径寸法（φ）で形成した請求項４又は５記載の合成樹脂製丸形壜体。

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