JP6958190B2

JP6958190B2 - 軽量ｐｅｔボトル

Info

Publication number: JP6958190B2
Application number: JP2017188696A
Authority: JP
Inventors: 量哉広瀬
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2037-09-28
Also published as: JP2019064601A

Description

本発明は、軽量ＰＥＴボトル等のプラスチック製容器で、特に軽量の容器ではあるが座屈強度を向上させた軽量ＰＥＴボトルに関する。

軽量ＰＥＴボトルを自動販売機で販売するとき、軽量ＰＥＴボトルは横積みにされるため、横方向の荷重による変形が少ないこと（側壁強度が強いこと）が望ましい。軽量ＰＥＴボトルを横に倒し荷重を加えたとき、軽量ＰＥＴボトルが圧縮されると同時に底面部が反転して飛び出て、軽量ＰＥＴボトルは大きく変形する。この対策として、底面部に放射状の溝を設けて底部の強度を向上させることが有効であった。

座屈強度を評価するために軽量ＰＥＴボトルに垂直下方の荷重を加えたとき、まず軽量ＰＥＴボトルのヒール部が弾性変形し、肩部が潰れるように座屈していた。

特開２０１５−２０２８８０号公報

このことから軽量ＰＥＴボトルの底面部の放射状の溝を設けることが有効であるが、軽量ＰＥＴボトルの底面部の放射状の溝が軽量ＰＥＴボトルのヒール部に達していると、溝が最初に変形するため、座屈強度が弱くなる傾向にあった。このような座屈強度の強化が課題であった。

このため請求項１に記載の発明は、口部、肩部、胴部、ヒール部、底面部から構成される軽量ＰＥＴボトルであり、ヒール部と底面部の境界は、軽量ＰＥＴボトルの接地面であり、接地面より、軽量ＰＥＴボトルの中心側を底面部とし、接地面より外側で口部に向かって立ち上がっている部分をヒール部とし、底面部は、皿状に凹んだ皿状部とその中央の更に凹んだ中心部とから構成されたものであり、底面部の皿状部には、放射状溝が中心部に向かって設けられており、放射状溝は中心部分と終端部とから構成され、中心部分は中心部より斜め下方に下降し、終端部は接地面に平行に延び、終端部の終端は接地面より外方で、ヒール部の下方に開口する軽量ＰＥＴボトルを提供する。

本発明は、口部、肩部、胴部、ヒール部、底面部から構成される軽量ＰＥＴボトルであり、ヒール部と底面部の境界は、軽量ＰＥＴボトルの接地面であり、接地面より、軽量ＰＥＴボトルの中心側を底面部とし、接地面より外側で口部に向かって立ち上がっている部分をヒール部とし、底面部は、皿状に凹んだ皿状部とその中央の更に凹んだ中心部とから構成されたものであり、底面部の皿状部には、放射状溝が中心部に向かって設けられており、放射状溝は中心部分と終端部とから構成され、中心部分は中心部より斜め下方に下降し、終端部は接地面に平行に延び、終端部の終端は接地面より外方で、ヒール部の下方に開口することを特徴とするので、側壁強度や座屈強度の強化が可能になった。

また、本発明は、軽量ＰＥＴボトルとは、ボトルの内容量(ml)／ボトルの胴部重量(g)の値が５０以上であることを特徴とする。このような軽量なＰＥＴボトルであっても、上記構成とすることで、座屈、側壁強度に、効果を有することとなる。

（a）は、実施例軽量ＰＥＴボトルの正面図、（ｂ）は、（ｃ）のＡ−Ａ線の底面部及びヒール部の断面図、同（ｃ）は、底面図である。図１の本発明の実施例の底面図付近の説明斜視図である。（a）は、比較例１の軽量ＰＥＴボトルの正面図、（ｂ）は、（ｃ）のＢ―Ｂ線の底面部及びヒール部の断面図、（ｃ）は、底面図である。図３の比較例１の底面図付近の説明斜視図である。（a）は、比較例２の軽量ＰＥＴボトルの正面図、（ｂ）は、（ｃ）のＣ―Ｃ線の底面部及びヒール部の断面図、（ｃ）は、底面図である。図５の比較例２の底面図付近の説明斜視図である。

以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態について詳述する。図１は、本発明の実施例の軽量ＰＥＴボトルであり、図１（a）は、実施例軽量ＰＥＴボトルの正面図、同（ｂ）は、同（ｃ）のＡ−Ａ線の底面部及びヒール部の断面図、同（ｃ）は、底面図である。同様に図２は図１の本発明の実施例の底面図付近の説明斜視図である。

図１（a）により説明すると、本発明の実施例の軽量ＰＥＴボトル１０は、上方から口部１２、肩部１４、胴部１６、ヒール部１８、底面部２０から構成されている。ヒール部１８と底面部２０の境界については、軽量ＰＥＴボトルの接地面２０Ｇ（図１（ｂ）参照）より、軽量ＰＥＴボトルの中心側を底面部２０とし、接地面２０Ｇより外側で口部に向かって立ち上がっている部分をヒール部１８とする。底面部２０は、皿状に凹んだ皿状部２０Ｄとその中心部分の更に凹んだ中心部２０Ｃとから構成されている。底面部２０の皿状部２０Ｄには、放射状溝２２が中心部２０Ｃに接続するように設けられている。

各放射状溝２２の中心部分２２Ｃは、凹んで設けられており、皿状部２０Ｄの中心部２０Ｃに接続している。中心部分２２Ｃは中心部２０Ｃより、斜め下方に下降して、終端部２２Ｅで接地面２０Ｇと平行になっている。なお、放射状溝２２は、接地面２０Ｇ付近で終了しており、ヒール部１８に向かって、上方には立ち上がって設けられていない。

なお本実施例では、放射状溝２２は、中心部分２２Cより放射状に６本設けられている。

放射状溝２２の形状については、多角形の頂点から中心点に向かって放射状溝が設けられたものであれば良い。多角形の各数に応じて３本、４本、５本、６本、７本、８本またはそれ以上であっても良い。また放射状溝は等間隔でなくとも良い。更に円周部分から中心点に向かって、規則的に又は不規則的に設けられたものでも良い。

図３は、本発明の比較例１の軽量ＰＥＴボトルであり、図３（a）は、比較例１の軽量ＰＥＴボトルの正面図、同（ｂ）は、同（ｃ）のＢ―Ｂ線の底面部及びヒール部の断面図、同（ｃ）は、底面図である。同様に図４は図３の比較例１の底面図付近の説明斜視図である。なお、比較例１の軽量ＰＥＴボトルは、基本的な構成は本発明の実施例の軽量ＰＥＴボトルと同じであるので、符号は流用する（軽量ＰＥＴボトル１０、口部１２、肩部１４、胴部１６、ヒール部１８、底面部２０）。そして、ヒール部１８と底面部２０の境界については、軽量ＰＥＴボトルの接地面２０Ｇである。底面部２０は、皿状に凹んだ皿状部２０Ｄとその中心部分の更に凹んだ中心部２０Ｃとから構成されている。

ここで底面部２０の皿状部２０Ｄには、放射状溝３２が中心部２０Ｃに接続している。しかし放射状溝３２の終端部３２Ｅは皿状部２０Ｄの内側部分で留まっており、接地面２０Ｇよりはるか内側である。

放射状溝３２の中心部分３２Ｃは、前記皿状部２０Ｄの中心部２０Ｃより、斜め下方に下降して、終端部３２Ｅとなっている。

図５は、本発明の比較例２の軽量ＰＥＴボトルであり、図５（a）は、比較例２の軽量ＰＥＴボトルの正面図、同（ｂ）は、同（ｃ）のＣ―Ｃ線の底面部及びヒール部の断面図、同（ｃ）は、底面図である。同様に図６は図５の比較例２の底面図付近の説明斜視図である。なお、比較例２の軽量ＰＥＴボトルは、基本的な構成は本発明の実施例の軽量ＰＥＴボトルと同じであるので、符号は流用する（軽量ＰＥＴボトル１０、口部１２、肩部１４、胴部１６、ヒール部１８、底面部２０）。そして、ヒール部１８と底面部２０の境界については、軽量ＰＥＴボトルの接地面２０Ｇである。底面部２０は、皿状に凹んだ皿状部２０Ｄとその中心部分の更に凹んだ中心部２０Ｃとから構成されている。

ここで底面部２０の皿状部２０Ｄには、放射状溝４２が中心部２０Ｃに接続している。しかし放射状溝４２の終端部４２Ｅは、接地面２０Ｇを超えて、ヒール部１８まで立ち上がっている。

放射状溝４２の中心部分４２Ｃは、前記皿状部２０Ｄの中心部２０Ｃより、斜め下方に下降して、接地面２０Ｇを超えて上方に立ち上がり、終端部４２Ｅとなっている。

本発明における軽量ＰＥＴボトルとは、ボトルの内容量(ml)／ボトルの胴部重量(g)が50以上のことを言う。

軽量ＰＥＴボトルの具体的な例は表１に記載されている。このような具体的な例から、軽量ＰＥＴボトルは、上記の基準による。

図１と図２の実施例、図３と図４の比較例１、図５と図６の比較例２について、それぞれ評価結果の概要は、表２の結果になった。

表２の側壁強度の詳細は、表３の通りである。

側壁強度は、軽量ＰＥＴボトルを自動販売機で販売するとき、容器は横積みにされるため、横方向の荷重による変形が少ないこと（側壁強度が強いこと）が望ましい。

そこで軽量ＰＥＴボトルに水を充填し閉栓してボトルを横にして荷重を加え、荷重39.2N時の変形量を測定した。今回は変形量9mm以下を合格とした。

座屈強度の測定には、ＡｇｒＴｏｐＷａｖｅ社製のテスター、ＴＯＰＬＯＡＤＴＥＳＴＥＲＭＯＤＥＬＮＯ．Ｃ５０６−０２−０００１を用いた。

軽量ＰＥＴボトルに横荷重を加えると軽量ＰＥＴボトル内の水圧が上昇し、これにより軽量ＰＥＴボトル底面部に内側の圧力が加わる。このとき比較例１はボトル底面部が反転する（底が出っ張る）ため、胴径の変形量が大きくなってしまう。

実施例及び比較例２はボトル底面部に溝があるため、ボトル底面部が反転することが無く、胴部の変形量が比較的小さい。

表２の座屈強度の詳細は、表４、表５、表６の通りである。本明細書にいう座屈は、いずれも塑性変形してしまい元に戻らないといういわゆる塑性座屈のことである。

軽量ＰＥＴボトルに水を充填し閉栓して、垂直荷重を加えた。座屈強度の測定には、ＡｇｒＴｏｐＷａｖｅ社製のテスター、ＴＯＰＬＯＡＤＴＥＳＴＥＲＭＯＤＥＬＮＯ．Ｃ５０６−０２−０００１を用いた。軽量ＰＥＴボトルに垂直荷重を加えると軽量ＰＥＴボトルのヒール部が圧縮変形し始める。

比較例２はヒール部に溝が設けられているため、垂直荷重を加えたときにまずヒール部の溝が折れ、ここがピーク座屈となる。つまり、実施例や比較例１に比べて早く座屈してしまう。ボトル胴部に円周状の深い溝を設け、垂直荷重を加えたときにヒールより先に円周状の深い溝が先に潰れるようにすることで荷重に耐性をもたせる方法もあるが、この方法では、ボトルにラベルを装着したときに、円周状の深い溝の箇所が変形する。そのため、円周状の深い溝の箇所でラベルがしわになったり、ラベルに凹みが生じるため見栄えが良くない。

この発明は上述の例に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内であらゆる形態を取ることができる。例えば本実施の形態では放射状溝が６本であるが、３本、４本、５本、７本、またはそれ以上であっても良い。また放射状溝は等間隔でなくとも良い。

本発明は軽量ＰＥＴボトルであれば、大きさにかかわりなく応用可能である。

１０軽量ＰＥＴボトル
１２口部
１４肩部
１６胴部
１８ヒール部
２０底面部
２０Ｇ接地面
２０Ｄ皿状部
２０Ｃ中心部
２２放射状溝
２２Ｃ中心部分
２２Ｅ終端部
３２放射状溝
３２Ｃ中心部分
３２Ｅ終端部
４２放射状溝
４２Ｃ中心部分
４２Ｅ終端部

Claims

口部、肩部、胴部、ヒール部、底面部から構成される軽量ＰＥＴボトルであり、ヒール部と底面部の境界は、軽量ＰＥＴボトルの接地面であり、接地面より、軽量ＰＥＴボトルの中心側を底面部とし、接地面より外側で口部に向かって立ち上がっている部分をヒール部とし、底面部は、皿状に凹んだ皿状部とその中央の更に凹んだ中心部とから構成されたものであり、底面部の皿状部には、放射状溝が中心部に向かって設けられており、放射状溝は中心部分と終端部とから構成され、中心部分は中心部より斜め下方に下降し、終端部は接地面に平行に延び、終端部の終端は接地面より外方で、ヒール部の下方に開口することを特徴とする軽量ＰＥＴボトル。
軽量ＰＥＴボトルとは、ボトルの内容量(ml)／ボトルの胴部重量(g)の値が５０以上である請求項１に記載の軽量ＰＥＴボトル。