(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-05
(45)【発行日】2024-01-16
(54)【発明の名称】合成樹脂製容器
(51)【国際特許分類】
B65D 1/02 20060101AFI20240109BHJP
B65D 1/42 20060101ALI20240109BHJP
【FI】
B65D1/02 230
B65D1/42
(21)【出願番号】P 2019192488
(22)【出願日】2019-10-23
【審査請求日】2022-09-09
(73)【特許権者】
【識別番号】313005282
【氏名又は名称】東洋製罐株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002354
【氏名又は名称】弁理士法人平和国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】安川 大樹
(72)【発明者】
【氏名】石井 玲太
【審査官】佐藤 正宗
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2015/0136727(US,A1)
【文献】特開2017-159956(JP,A)
【文献】特開昭62-235041(JP,A)
【文献】特開2012-096798(JP,A)
【文献】特開平08-104313(JP,A)
【文献】特表2017-537850(JP,A)
【文献】特開2016-108048(JP,A)
【文献】特開2015-171913(JP,A)
【文献】実開平01-170605(JP,U)
【文献】特開2013-079096(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B65D 1/02
B65D 1/42
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
中央に位置する陥没部と、前記陥没部の周囲に設けられた接地部とを有する底部を備えた合成樹脂製容器であって、
前記接地部は、下方に向かって徐々に縮径する容器外方に凸の湾曲面からなるヒール部と、前記陥没部側から径方向外側に向かって下向きに傾斜する傾斜面部との間に、周方向に沿って延在し、
前記接地部と交差する複数の凹溝が放射状に形成され、
前記傾斜面部と前記陥没部との間に、前記傾斜面部側に位置する第一段差面と、前記第一段差面よりも上方に位置する第二段差面とを含む環状段差部が設けられ、
前記凹溝の溝底部が、前記環状段差部の前記第一段差面と面一に連なるように形成された
ことを特徴とする合成樹脂製容器。
【請求項2】
中央に位置する陥没部と、前記陥没部の周囲に設けられた接地部とを有する底部を備えた合成樹脂製容器であって、
前記接地部は、下方に向かって徐々に縮径する容器外方に凸の湾曲面からなるヒール部と、前記陥没部側から径方向外側に向かって下向きに傾斜する傾斜面部との間に、周方向に沿って延在し、
前記接地部と交差する複数の凹溝が放射状に形成され、
前記傾斜面部と前記陥没部との間に、前記傾斜面部側に位置する第一段差面と、前記第一段差面よりも上方に位置する第二段差面とを含む環状段差部が設けられ、
前記接地部及び前記第一段差面の間は、湾曲面によってなめらかに接続されて
おり、
縦断面形状において、
前記傾斜面部のうち前記第一段差面側の円弧状の断面と、前記第一段差面の断面とは、接するように接続しており、
前記傾斜面部のうち前記接地部側の円弧状の断面と、前記接地部の断面とは、接するように接続されており、
前記第一段差面、前記第二段差面は、中心軸に直交する平面上に位置する
ことを特徴とする合成樹脂製容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、縦圧縮強度を向上させた合成樹脂製容器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ポリエチレンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂を用いて有底筒状のプリフォームを形成し、次いで、このプリフォームを二軸延伸ブロー成形などによってボトル状に成形してなる合成樹脂製の容器が、各種飲料品、各種調味料等を内容物とする容器として広い分野で利用されている。
【0003】
また、このような合成樹脂製容器を利用した飲料用等のボトルの販売形態も多様化しており、冬場の寒い時期に、店頭のホットウォーマーに陳列されて、内容物を適温に温めて加温販売されることも、一般的な販売形態として見慣れたものになってきている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、特許文献1に開示された容器は、中央に位置する陥没部と、この陥没部の周囲に設けられた接地部とを有する底部を備えている。このような底部形状は、加温販売に供される容器に限らず、この種の合成樹脂製容器において、よく知られた形状であり、陥没部の周囲に設けられた接地部が、比較的薄肉に成形される傾向にある。
【0006】
すなわち、ブロー成形に際しては、一般に、ブロー成形型にセットされたプリフォームが、延伸ロッドにより軸方向に延伸されるとともに、ブローエアーにより軸方向及び周方向に延伸され、延伸された部位にブロー成形型の内面形状が賦形されることによって、所定の容器形状に成形される。このとき、延伸されたプリフォームの底部側は、底部中央に位置する陥没部を賦形する部位に先に接触し、その後、さらに延伸されながら当該部位の周囲に順次接触していくことによって、底部形状が賦形される。このため、陥没部に対して、その周囲に設けられた接地部がより延伸された状態となり、その分薄肉に成形され易い。
【0007】
本発明者らの検討によれば、特許文献1が開示する容器にあっては、ホットウォーマーに陳列できるように全高を低くしながらも、所定の容量が確保できるように胴径を大きくしているが、胴径が大きくなるほど、接地部が薄肉に成形される傾向が強くなるという知見が得られた。そして、例えば、内容物を充填密封して市場に供給するに際し、輸送、保管時に箱積み状態とされたときに加わる積圧によって、軸方向に圧縮されると、接地部を起点とする座屈変形が生じてしまう場合があることが見出された。
【0008】
本発明は、上記したような事情に鑑みてなされたものであり、中央に位置する陥没部と、この陥没部の周囲に設けられた接地部とを有する底部を備えた合成樹脂製容器であって、軸方向に圧縮されたときに、接地部を起点とする座屈変形が生じてしまうのを抑制することによって、縦圧縮強度(軸荷重強度)を向上させた合成樹脂製容器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明に係る合成樹脂製容器は、中央に位置する陥没部と、前記陥没部の周囲に設けられた接地部とを有する底部を備えた合成樹脂製容器であって、前記接地部は、下方に向かって徐々に縮径する容器外方に凸の湾曲面からなるヒール部と、前記陥没部側から径方向外側に向かって下向きに傾斜する傾斜面部との間に、周方向に沿って延在し、前記接地部と交差する複数の凹溝が放射状に形成され、前記傾斜面部と前記陥没部との間に、前記傾斜面部側に位置する第一段差面と、前記第一段差面よりも上方に位置する第二段差面とを含む環状段差部が設けられ、前記凹溝の溝底部が、前記環状段差部の前記第一段差面と面一に連なるように形成された構成としてある。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、中央に位置する陥没部と、この陥没部の周囲に設けられた接地部とを有する底部を備えた合成樹脂製容器において、軸方向に圧縮されたときに、接地部を起点とする座屈変形が生じてしまうのを抑制することによって、縦圧縮強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1】本発明の実施形態に係る合成樹脂製容器の概略を示す正面図である。
【
図2】本発明の実施形態に係る合成樹脂製容器の概略を示す底面図である。
【
図3】本発明の実施形態に係る合成樹脂製容器の概略を示す斜視図である。
【
図6】
図4に示された端面と
図5に示された端面とを重ねて示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【0013】
図1は、本実施形態に係る合成樹脂製容器の概略を示す正面図であり、
図2は、同底面図、
図3は、斜め下方から斜視して示す同斜視図である。
【0014】
これらの図に示す容器1は、口部2、肩部3、胴部4、及び底部5を備えており、胴部4が概ね円筒状に形成された、一般に、丸形ボトルと称される容器形状を有している。
【0015】
また、これらの図に示す容器1は、容量が約527mL、高さHが約171.5mm、胴径Dが約73mmであり、加温販売に適するように、店頭のホットウォーマーに陳列することを考慮して、全高を低くしながらも、所定の容量が確保できるようにしてある。
【0016】
このような容器1は、熱可塑性樹脂を使用して射出成形や圧縮成形などにより有底筒状のプリフォームを成形し、このプリフォームを二軸延伸ブロー成形などにより所定の容器形状に成形することによって製造される。
【0017】
使用する熱可塑性樹脂としては、ブロー成形が可能な任意の樹脂を使用することができる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート,ポリブチレンテレフタレート,ポリエチレンナフタレート,非晶ポリアリレート,ポリ乳酸,ポリエチレンフラノエート又はこれらの共重合体などの熱可塑性ポリエステルが使用でき、特に、ポリエチレンテレフタレートなどのエチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルが、好適に使用される。これらの樹脂は二種以上混合してもよく、他の樹脂をブレンドしてもよい。ポリカーボネート,アクリロニトリル樹脂,ポリプロピレン,プロピレン-エチレン共重合体,ポリエチレンなども使用できる。プリフォームは、単層に成形するに限らず、容器1に求められる特性に応じて、ガスバリヤー層などを含む多層に成形することもできる。
【0018】
口部2は、内容物の注ぎ口となる円筒状の部位である。かかる口部2の開口端側の側面には、図示しない蓋体を取り付けるためのねじ山が設けられている。
肩部3は、口部2の下端に連接し、胴部4に向かって拡径して口部2と胴部4との間をつなぐ部位である。図示する例において、肩部3は、概ね円錐台状に形成されている。
胴部4は、容器1の高さ方向の大半を占める部位であり、上端が肩部3に連接し、下端が底部5に連接している。
【0019】
ここで、高さ方向とは、口部2を上にして容器1を水平面に正立させたときに、水平面に直交する方向をいうものとし、この状態(
図1に示す状態)で容器1の上下左右及び縦横の方向を規定するものとする。
また、
図1に、符号Cで中心軸を示しているが、特に断りのない限り、中心軸Cを含む面で切断した断面を縦断面というものとする。
【0020】
胴部4には、容器内の圧力変化に応じて変形することで、容器内の圧力を調整する六面の圧力調整パネル40が、周方向に沿って所定の間隔で配設されている。圧力調整パネル40の具体的な構成は特に限定されず、容器内の圧力が減少するにつれて容器内方に変形する一方で、容器内の圧力が増加するにつれて容器外方に変形することにより、容器内の圧力変化を吸収し、これによって、容器1の不均一な変形を抑止できるように構成されていればよい。
【0021】
また、胴部4には、例えば、横方向(高さ方向に直交する方向)からの荷重に対する耐荷重強度を高めるために、その上端側と下端側のそれぞれに、周方向に沿って環状に延在する周溝部41,42を設けるなどしているが、胴部4の具体的構成も図示する例には限定されない。
【0022】
本実施形態において、底部5は、中央に位置する陥没部50と、かかる陥没部50の周囲に設けられた接地部51とを有している。
【0023】
陥没部50は、底部5の中央部が、容器内方に概ね円錐台状に窪んだ部位として形成することができる。図示する例において、陥没部50の側面には、陥没部50の剛性を高めるために、容器外方に突出する八つの補強リブ50aが放射状に設けられているが、容器1の自立を損ねてしまうような陥没部50の変形を抑止することができれば、図示する例には限定されない。
【0024】
陥没部50の周囲に設けられた接地部51は、容器1を水平面に正立させたときに、当該水平面に接触する部位であり、下方に向かって徐々に縮径する容器外方に凸の湾曲面からなるヒール部52と、陥没部50側から径方向外側に向かって下向きに傾斜する傾斜面部53との間に、周方向に沿って延在するように設けられている。
【0025】
このようにして接地部51を設けるにあたっては、
図4に示すように、少なくとも接地部51に連なるヒール部52の下端側の端縁部52aは、縦断面が、中心O
1から軸方向に沿って下した垂線VL
1が接地部51を通る容器外方に凸の円弧状に形成されているのが好ましい。一方、傾斜面部53の接地部51側の端縁部53aは、縦断面が、中心O
2から軸方向に沿って下した垂線VL
2が接地部51を通り、かつ、ヒール部52の下端側の端縁部52aを形成する円弧の曲率半径よりも曲率半径が小さい容器外方に凸の円弧状に形成されているのが好ましい。
なお、
図4は、
図2のA-A端面図であり、端面にあらわれる肉厚を省略して、底部5の要部端面を拡大して示している。
【0026】
接地部51の幅(接地幅)や外径(接地径)は、容器1を安定に自立させることができるように適宜設計することができる。図示する例では、垂線VL
1と垂線VL
2とが離れており、垂線VL
1が傾斜面部53側の接地部51の端縁を通り、垂線VL
2がヒール部52側の接地部51の端縁を通るように設計されている(
図4参照)。換言すれば、端縁部53aを形成する円弧の中心O
2から下した垂線VL
2と端縁部52aを形成する円弧との交点と、端縁部52aを形成する円弧の中心O
1から下した垂線VL
1と端縁部53aを形成する円弧との交点とが、中心軸Cに直交する同一平面上に位置し、これらの交点において、端縁部52a,53aに滑らかに連接するように、接地部51が形成されている。
【0027】
したがって、垂線VL1と垂線VL2との離間距離が、設計上の接地部51の幅となる。垂線VL1と垂線VL2とは、必要に応じてより離れるように設計してもよいが、垂線VL1と垂線VL2との離間距離は、4mm以下であるのが好ましく、より好ましくは3mm以下である。
また、垂線VL1と垂線VL2とが重なるように設計してもよい。この場合には、ヒール部52と傾斜面部53との境界線上に接地部51が設けられることになる。
【0028】
また、図示する例にあっては、周方向に沿って等間隔に配設された八つの凹溝55が、周方向に沿って延在する接地部51と交差するように、放射状に形成されている。凹溝55は、接地部51及びその周辺を容器内方に部分的に隆起させるようにして形成することができる。凹溝55の溝底部55aは、径方向に長い矩形状に形成することができ、ヒール部52、接地部51、傾斜面部53に連なる側壁部55bが、溝底部55aの幅方向両端縁から幅方向外側に斜めに立ち上がるように形成することができる。
なお、図示する例では、八つの凹溝55を配設しているが、これに限定されない。凹溝55の配設数は、必要に応じて、例えば、4~16とすることができる。凹溝55の溝底部55aの幅は、例えば、1~18mmとすることができる。
【0029】
中央に位置する陥没部50と、この陥没部50の周囲に設けられた接地部51とを有する底部5を備える容器1にあっては、軸方向に圧縮されると、接地部51を起点とする座屈変形が生じてしまう場合がある。そのような場合の対策として、本実施形態によれば、周方向に沿って延在するように接地部51を設けるとともに、接地部51と交差する複数の凹溝55を放射状に形成することにより、接地部51に応力が加わると、凹溝55において復元可能な適度な撓み変形が生じ、これによって応力を吸収できるようにしている。その結果、接地部51を起点とする座屈変形を抑止することができ、容器1の縦圧縮強度が向上する。
【0030】
また、加温販売に供される際には、加温によって内容物やヘッドスペースの空気が膨張して容器内の圧力が増加する。これによって、接地部51が容器外方に不均一に膨出するように変形してしまうと、容器1の自立安定性を損ねてしまうが、本実施形態によれば、そのような不具合も有効に回避することができる。
【0031】
これらの効果をより有効に発揮させる上で、傾斜面部53と陥没部50との間には、傾斜面部53側に位置する第一段差面54aと、第一段差面54aよりも上方に位置する第二段差面54bとを含む環状段差部54を設けることができる。第一段差面54aと第二段差面54bとは、それぞれ中心軸Cに直交する平面上にあるのが好ましく、応力集中を避けるために、縦断面が容器外方に凸の円弧状の連接部54cを介して、第一段差面54aと第二段差面54bとが連接しているのが好ましい。
【0032】
傾斜面部53の接地部51側の端縁部53aは、縦断面が容器外方に凸の円弧状に形成されているのが好ましいのは前述した通りであるが、それ以外の部分53bは、縦断面が容器内方に凸の円弧状に形成されているのが好ましい。そして、縦断面において、傾斜面部53と第一段差面54aとの交点における当該円弧の接線が、第一段差面54a上にあるように、傾斜面部53と第一段差面54aとが滑らかに連続するように形成されているのが好ましい。同様に、傾斜面部53の接地部51側の端縁部53aと、それ以外の部分53bとは、縦断面における両者の交点において、それぞれに接する接線が一致するように滑らかに連続するように形成されているのが好ましい。
なお、端縁部53aがなす円弧を径方向内側に延長した仮想線と、それ以外の部分53bがなす円弧を径方向外側に延長した仮想線とを、それぞれ
図4に鎖線で示す。
【0033】
このようにして、傾斜面部53と陥没部50との間に、環状段差部54を設けた場合には、
図5及び
図6に示すように、凹溝55の溝底部55aは、環状段差部54の第一段差面54aと面一に連なるように形成することができる。
なお、
図5は、
図2のB-B端面図であり、
図4と同様に、端面にあらわれる肉厚を省略して、底部5の要部端面を拡大して示している。
図6は、
図4に示された端面と
図5に示された端面とを重ねて示す説明図である。
【実施例】
【0034】
以下、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。
【0035】
ポリエチレンテレフタレート系樹脂を用い、重量約24gのプリフォームを射出成形した。成形したプリフォームを加熱して軟化させた後、ブロー成形型にセットして、二軸延伸ブロー成形により
図1~
図6に示す容器形状となるように、容器1を作成した。
容器1の容量は、約527mL、高さHは、約171.5mm、胴径Dは、約73mmであり、プリフォームの重量から算出した容器1の平均肉厚は、約0.3mmであった。 また、プリフォームの重量から算出した容器1の平均肉厚は、約0.23mmであった。
【0036】
得られた容器1に、約85℃の水を内容物として、これを約515mL充填し、口部2に図示しない蓋体を取り付けて密封した。ヘッドスペースの容積は、約12mLであった。
このようにして内容物が充填密封された容器1に対して、上方から軸方向下方に向けて押圧子を押しつけて、圧縮速度50mm/minで圧縮したところ、約270Nを超えたあたりから、接地部51に変形が認められたが、変形を確認した後、荷重を解除すると元の形状に復元した。
また、座屈が生じるまで容器1を圧縮したところ、口部2と肩部3との連接部付近が陥没するように座屈した。そのときの荷重は、約484Nであった。
【0037】
[比較例1]
図7に示すように、接地幅wが約4mm、接地径dが約56mmとなるように全周にわたって平坦に接地部51Cを設けた以外は、実施例1と同様の容器を作成し、実施例1と同様に圧縮強度試験を実施した。
なお、
図7は、実施例1の
図4に示した端面に相当する部位を示す、比較例2の要部拡大端面図である。
【0038】
実施例1と同様にして内容物を充填密封した条件での縦圧縮強度は、約283Nであり、接地部と胴部の下端側に設けた周溝部が同時に座屈した。
【0039】
[比較例2]
図8に示すように、接地部51C及びその周辺を容器内方に部分的に隆起させてなる凹溝55Cを実施例1と同様の溝幅で設け、八つの凹溝55Cを周方向に沿って等間隔に配設した以外は、比較例1と同様の容器を作成した。
なお、
図8は、実施例1の
図4、
図5にそれぞれ示した端面に相当する部位を
図6と同様に重ねて示す、比較例2の要部拡大断面図である。
【0040】
実施例1と同様にして内容物を充填密封した条件で、圧縮強度試験を実施したところ、約270Nを超えたあたりから変形がはじまり、変形を確認した後、荷重を解除するとある程度復元した。しかし、復元後の接地部を観察すると、変形によって生じたと思われるシワ状の痕跡が認められ、実施例1のように、完全には復元しなかった。
【0041】
以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。
【0042】
例えば、前述した実施形態では、加温販売に適した例を示したが、これに限定されない。この種の合成樹脂製容器において、軸方向に圧縮されたときに座屈が生じる箇所は、容器形状によっても異なるが、本発明は、中央に位置する陥没部と、この陥没部の周囲に設けられた接地部とを有する底部を備えた合成樹脂製容器において、軸方向に圧縮されたときに、接地部を起点とする座屈変形が生じてしまう場合の対策として、有効に適用することができる。
【符号の説明】
【0043】
1 容器
5 底部
50 陥没部
51 接地部
52 ヒール部
53 傾斜面部
54 環状段差部
54a 第一段差面
54b 第二段差面
55 凹溝
55a 溝底部