JP6041182B2 - 熱充填ボトル - Google Patents

Description

本発明は、合成樹脂製の熱充填ボトル、特には減圧吸収機能及びスクイズ機能を備えた小型の熱充填ボトルに関する。

合成樹脂製のボトルに内容液を充填する時に加熱した状態で行う充填方式がある。このような加熱充填を行うと、内容液が温度低下して室温に戻ったときにボトル内が減圧状態となり、ボトル壁面が内側に変形し外観を損ねてしまうことがある。

このような問題に対し、例えば、ボトル壁面の肉厚を減圧に耐えることのできる程度に厚く形成してボトル自体の剛性を高めた耐圧ボトルタイプは、上記のような減圧変形を防止するための一手段である。

またボトル内に減圧が生じたときに、特定の部分のみに変形を生じさせ、ボトル全体としての外観を維持しようとする技術として、ボトルの胴部に撓み変形可能なパネル（減圧吸収パネル）を配置して圧力減少を吸収するタイプ（例えば、特許文献１参照）や二次曲線によりなるボトルの胴部に波線状の条部を形成して減圧を吸収するタイプ（例えば、特許文献２参照）などがある。

登録実用新案第３０５０５８７号公報 特開２００３−４０２３０号公報

しかし、上記耐圧ボトルタイプでは、肉厚を厚く形成する必要があるため、材料の使用量低減による低コスト化が難しいという問題がある。また耐圧ボトルはスクイズ性に乏しく容易に変形しないため、果汁、調味料など一滴ずつ滴下して注出するようなボトルに使用した場合には、注出時にボトル全体を上下に振って注出する必要があり、内容液が必要以上に注出されたり、目的する場所以外の場所に注出されたりするといった問題がある。

また特許文献１に記載された発明は、容積１００ｍｌ以上の比較的大型のボトルの場合にはパネルが有効に機能して減圧吸収を行うことができるが、容積１００ｍｌ以下の小型ボトルの場合にはパネルを配置するためのスペースを胴部に確保することが難しいという問題がある。また小型ボトルの胴部にパネル用のスペースを確保できた場合であっても、パネルの面積が狭い場合には有効な減圧吸収効果を得難いという問題がある。

また特許文献２に記載された発明では、減圧吸収時に、条部及び条部に隣接して配置された山形区分及び谷形区分（共に胴部表面を構成）が、胴部の内方に撓み変形することにより、減圧を分散吸収する構成であるため、ボトルの外観を大きく損ねるという問題がある。

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、熱充填用の合成樹脂製ボトル、特には減圧吸収機能及びスクイズ機能を同時に備える熱充填ボトルを創出することを課題とする。

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、
胴部に周設された第１周溝と第２周溝を備えてスクイズ変形可能であり且つ積層された合成樹脂がダイレクトブロー成形された耐熱性を有する熱充填ボトルであって、
第１周溝は、胴部のいずれかの高さ位置に、上下に対向して配置される上縁部及び下縁部と、上縁部と下縁部との間の奥部側の位置に配置された第１溝底とを有し且つ上縁部及び下縁部を最も肉薄にして断面凹形状に形成され、
第１周溝が弾性変形する際には、第１溝底が復元力を保持した状態で、上縁部と下縁部との対向間隔が第１溝底の溝幅よりも狭くなるものであり、
第２周溝は、上縁部近傍の上部位置及び下縁部近傍の下部位置に断面凹形状が連続して周設されたものであり、第２周溝の溝底の溝深さが第１周溝の溝深さよりも浅く形成されていることを特徴とする、と云うものである。

上記構成からなる熱充填ボトルでは、熱充填後の冷却によりボトル内が減圧状態になった場合には、第１周溝を構成する上縁部と下縁部とが、その対向間隔を接近させる縦方向（溝幅方向ともいう）に変形することによりボトル内の減圧の吸収を達成する。また胴部を押圧した場合には、押圧方向への圧縮変形と押圧方向と直交する方向への膨出変形を同時に作用させてスクイズ性を達成する。
また、第１周溝の上下に第２周溝を連続してそれぞれ隣接配置することにより、周溝全体をいわゆる蛇腹状とすることができる。胴部を両側から挟んで周溝部分を押圧すると、最も肉薄な上縁部及び下縁部が最初に動き出す起点となり、一方の両押圧位置では、上下に位置する第１周溝の上縁部と下縁部との対向間隔（溝幅）が互いに接近する閉方向への変形（圧縮変形）を達成し、両押圧位置と中心角が周方向に略９０度ずれる他方の両直交位置では、上下に位置する第１周溝の上縁部と下縁部との対向間隔が互いに離れる開方向への変形（膨出変形）を達成する（図９参照）。これにより、胴部の押圧方向への圧縮変形と押圧方向と直交する方向への膨出変形を同時に作用させて優れたスクイズ性を達成する。

また本発明の他の構成は、上記記載の発明において、第１周溝を、胴径が最大となる高さ位置に形成した、と云うものである。

胴径が最大となる高さ位置は、ダイレクトブロー成形の特性上、胴部の肉厚寸法が薄く形成される位置であり、この高さ位置に第１周溝を形成すると、金型の凸部によって延伸させられる第１周溝の上縁部及び下縁部は最も肉薄に形成される部位となる。この最も肉薄な上縁部及び下縁部は、減圧時や押圧時には最初に動き出す起点となるため、第１周溝が円滑に弾性変形して確実な減圧吸収機能及びスクイズ機能を達成する。

第１周溝の周設位置は、胴径が最大となる高さ位置であればよく、胴部の形状が円筒状のように一定の径寸法である場合には胴部上のいずれの高さ位置でもよい。また胴部の形状がいわゆる卵形状のように胴径が高さ位置により異なる場合には胴径が最大となる高さ位置がよい。さらに瓢箪型のように胴部が２以上の最大径を有する場合には、いずれかの一つの最大径の高さ位置に第１周溝を形成してもよいし、対応する複数の高さ位置に第１周溝をそれぞれ形成してもよい。

また、第１周溝の上下に第２周溝を連続してそれぞれ隣接配置することにより、周溝全体をいわゆる蛇腹状とすることができる。胴部を両側から挟んで周溝部分を押圧すると、最も肉薄な上縁部及び下縁部が最初に動き出す起点となり、一方の両押圧位置では、上下に位置する第１周溝の上縁部と下縁部との対向間隔（溝幅）が互いに接近する閉方向への変形（圧縮変形）を達成し、両押圧位置と中心角が周方向に略９０度ずれる他方の両直交位置では、上下に位置する第１周溝の上縁部と下縁部との対向間隔が互いに離れる開方向への変形（膨出変形）を達成する（図９参照）。これにより、胴部の押圧方向への圧縮変形と押圧方向と直交する方向への膨出変形を同時に作用させて優れたスクイズ性を達成する。

また本発明の他の構成は、上記いずれかに記載の発明において、ボトル本体を、ＰＰ（ポリプロピレン）、またはＰＰ（ポリプロピレン）を主体とする積層体で形成した、と云うものである。

上記構成では、耐熱性を与えると共に、胴壁の肉厚寸法を比較的薄く形成しても折り曲げなどに強く弾性に富んだボトルを達成する。また積層体とすることにより、例えばガスバリア性の向上を達成する。

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。
本発明の主たる構成においては、減圧状態になると、第１周溝の上縁部と第１下縁との対向間隔が縮小することによりボトル内の減圧吸収を行うので、ボトルの外観を大きく損ねることがない。しかも第１溝部の溝幅が縮小することにより減圧を吸収できるため、減圧吸収パネルを設置する必要がなく、特にパネルの設置するスペースの確保が難しい小型ボトルに好適である。また胴径が最大となる胴部の高さ位置に形成することにより、周長が長く減圧吸収できる容積が大きくなるため、効率良い減圧吸収が可能となる。このため、多数の周溝を形成する必要がなく、胴部の座屈強度が必要以上に強化されるのを防止してスクイズ性を高めることができる。

また、上縁部近傍の上部位置及び下縁部近傍の下部位置に、断面凹形状からなる第２周溝を連続してそれぞれ周設したので、第１周溝の上下に設けた第２周溝が比較的高い剛性を発揮することから、逆に上縁部及び下縁部が起点となって第１周溝が動き易くなり、胴部全体の弾性変形を容易とすることができる。すなわち、胴部を両側方向から押圧すると、周溝は最も肉薄な第１周溝の上縁部及び下縁部が起点となり、押圧位置においては縦方向に圧縮変形して溝幅が狭くなり、押圧位置と直交する位置においては縦方向に膨出変形して溝幅が拡大する。このため、胴部は押圧方向には圧縮変形し、押圧方向と直交する方向には膨出変形しやすくなるため、胴部全体を比較的小さな力で容易にスクイズさせることが可能となる。したがって、果汁、調味料等を一滴ずつ滴下するのに適したボトルとすることができる。また胴部全体に弾性を付与することができるため、押圧時に胴部表面に元に戻り難い凹みが形成されることが防止され、ボトルの外観上の品位を維持することができる。

また、第１周溝を、胴径が最大となる高さ位置に形成した構成にあっては、第１周溝は、最も肉薄な上縁部及び下縁部が起点となって弾性変形することにより、より円滑且つ確実な減圧吸収及びスクイズが可能になる。

また、ボトル本体を、ＰＰ（ポリプロピレン）で形成した構成にあっては、ポリプロピレンは耐熱温度が１３０〜１６５℃と高く、高温の熱充填用のボトルに適する。またポリプロピレンは折り曲げなどに強く弾性に優れているため、胴部をポリプロピレンで適度な肉厚寸法で形成することにより、減圧吸収機能と適度な弾性でスクイズするボトルとすることができる。また胴部を強く押圧した指を離したときには、凹状に陥没変形した胴部表面が、変形前の元に状態に容易に復帰できるようになる。また例えばポリプロピレン層を主体とし、一部の層にＥＶＯＨ層を備えた積層体からなる合成樹脂で形成することにより、ボトル本体のガスバリア性を高めることができる。

本発明の参考例として熱充填前の熱充填ボトルの状態を示し、左半分は正面図、右半分はその半断面図である。 本発明の参考例として熱充填後で減圧後の熱充填ボトルの状態を示し、左半分は正面図、右半分はその半断面図である。 参考例における熱充填前の周溝の状態を示す拡大断面図である。 参考例における減圧後の周溝の状態を示す拡大断面図である。 本発明の実施例として熱充填前の熱充填ボトルの状態を示し、左半分は正面図、右半分はその半断面図である。 本発明の実施例として熱充填後で減圧後の熱充填ボトルの状態を示し、左半分は正面図、右半分はその半断面図である。 実施例における熱充填前の周溝の状態を示す拡大断面図である。 実施例における減圧後の周溝の状態を示す拡大断面図である。 実施例の熱充填ボトルについてスクイズ性を説明するための図である。

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。
図１は本発明の参考例として熱充填前の熱充填ボトルの状態を示し、左半分は正面図、右半分はその半断面図、図２は本発明の参考例として熱充填後で減圧後の熱充填ボトルの状態を示し、左半分は正面図、右半分はその半断面図、図３は参考例における熱充填前の周溝の状態を示す拡大断面図、図４は参考例における減圧後の周溝の状態を示す拡大断面図である。なお、図１乃至図４では内容液を省略して示している。

図１乃至図４に参考例として示す熱充填ボトルは、口筒部２、肩部３及び略円筒形状からなる胴部４及び底部５を有して構成されるボトル本体１と、口筒部２の周囲に螺合して内容液を密封するキャップ１０、口筒部２の内縁に圧入されて内容液を注出する注出部材１１とを有して構成される。

ボトル本体１は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）をダイレクトブロー成形することにより形成されている。また例えば内層及び外層をポリプロピレン（ＰＰ）とし、中間層をＥＶＯＨとした三層構造の合成樹脂をダイレクトブロー成形することにより形成されている。ＥＶＯＨを設けた構成は、ボトル本体１のガスバリア性を向上させることができる点で好ましい。また口筒部２の外周面には雄ネジ突条が形成され、ボトル本体１の胴部４には周溝６を構成する第１周溝７が一つ周設されている。

この参考例に示すボトル本体１は、容積が約８０ｍｌであり、その重量は８ｇ以上１０ｇ以下の小型のボトル本体である。容積が７０ｍｌ以上９０ｍｌ以下の範囲内にある小型のボトル本体１の場合、重量が１０ｇ以上となると、胴部４の肉厚寸法が厚くなって硬くなり過ぎてスクイズ性が低下しやすくなる。また８ｇ以下の場合には胴部４の肉厚寸法が薄くなり過ぎて弾性が失われてスクイズ性が低下する。このため、容積が７０ｍｌ以上９０ｍｌ以下の範囲内にあるボトル本体１の重量は８ｇ以上１０ｇ以下が好ましい。

第１周溝７の形成位置は、胴径が最大となる胴部４のいずれかの高さ位置であればよい。例えば、図１に示すような胴部４が一定の胴径からなる円筒形状である場合には、第１周溝７をいずれの高さ位置に形成してもよい。また胴部４が、口筒部２側の胴径及び底部５側の胴径よりも中央部の胴径の方が大きい、いわゆる略卵形状である場合には、第１周溝７は最大の胴径となる中央部に形成される。
このように、第１周溝７を胴径が最大となる胴部４に形成することにより、第１周溝７の周長を最大として減圧吸収を行うための容量を大きくすることができるため、減圧吸収の効率性を高めることができる。

図１及び図３に示すように、第１周溝７は断面凹形状であり、胴部表面に縦方向に対向して配置される上端側に上縁部７ａを有し、下端側に下縁部７ｂを有して構成される。そして、上縁部７ａと下縁部７ｂとの間に、胴部４の奥部方向（ボトル本体１の内方）に凹状に窪む第１溝底７ｃが形成されている。

第１周溝７からなる周溝６全体の肉厚寸法は、胴部４の他の部分の肉厚寸法よりも肉薄で形成されている。すなわち、胴径が最大となる高さ位置は、ダイレクトブロー成形時にパリソンが最初に金型に当たり、胴部４の肉厚寸法が薄く形成される位置である。そして、この高さ位置に第１周溝７を形成すると、パリソンは金型内の第１周溝７を形成するための凸部によって延伸させられ、第１周溝７を構成する上縁部７ａ及び下縁部７ｂが最も肉薄に形成されることになる。そして、この最も肉薄な上縁部７ａ及び下縁部７ｂは最も動き易い部分でもあるため、減圧時や押圧時には動き出しの起点となって第１周溝７の円滑な弾性変形を助長し、確実な減圧吸収及びスクイズが可能となる。

注出部材１１は合成樹脂材料により射出成形されて形成されており、天面の中心部にはボトル本体１の内外を連通する注出孔１１ａが形成されている。図示しない内容液は、この注出孔１１ａを通じて注出される。なお、注出孔１１ａは、内容液を一滴ずつ注出することができる程度の径寸法で形成されている。

キャップ１０は合成樹脂材料により射出成形され、その内周面には口筒部２の外周面に形成された雄ネジ突条に螺合する雌ネジ突条が形成されている。

図１及び図３に示すように、熱充填前の状態では、上縁部７ａと下縁部７ｂとの対向間隔（溝幅）Ｗ１は大きく離れており、第１周溝７の第１溝底７ｃがボトル本体１の外部から視認可能に現出状態にある。

高温加熱処理された内容液は、口筒部２を介してボトル本体１内に充填され、その後にキャップ１０が口筒部２に螺着されて密封される。そして、熱充填された熱充填ボトルを放置すると、時間の経過とともに内容液が冷却されて徐々に常温に近づくが、この過程においてボトル本体１内が減圧状態に至る。
熱充填後冷却後の状態（減圧状態ともいう）に至る過程では、図２及び図４に示すように、第１周溝７の上縁部７ａと下縁部７ｂとが起点となって最初に動き出して互いに接近乃至は接触する縦方向に圧縮変形させられるため、両者の対向間隔（溝幅）がＷ２（＜Ｗ１）に狭まって減圧吸収効果が発揮される。この状態では、第１周溝７の第１溝底７ｃは外側から視認不能な状態となるが、胴部４の表面に凹凸が形成されることがないため、ボトル本体１の外観を大きく損ねることがない。なお、第１溝底７ｃは縦方向に多少変形するが、完全に押し潰れた状態には至っておらず、復元力を保持した状態にある。

この状態からキャップ１０を外すと、減圧状態が開放されてボトル本体１内は通常の圧力状態（１気圧）に戻るので、第１周溝７の上縁部７ａと下縁部７ｂとの間が離れる縦方向に膨出変形して対向間隔（溝幅）は元のＷ１に復元し、熱充填前の図１及び図３に示す状態となる。

図５は本発明の実施例として熱充填前の熱充填ボトルの状態を示し、左半分は正面図、右半分はその半断面図、図６は本発明の実施例として熱充填後で減圧後の熱充填ボトルの状態を示し、左半分は正面図、右半分はその半断面図、図７は実施例における熱充填前の周溝の状態を示す拡大断面図、図８は実施例における減圧後の周溝の状態を示す拡大断面図、図９は実施例の熱充填ボトルについてスクイズ性を説明するための図である。なお、図５乃至図９においても内容液を省略して示している。

図５乃至図９に実施例として示す熱充填ボトルが、参考例と異なる点は周溝６の構成にあり、その他の構成及び効果は参考例と同様である。よって、以下においては主として異なる点について説明する。

実施例に示す熱充填ボトルでは、周溝６が、胴径が最大となる胴部４上に形成された第１周溝７と、この第１周溝７の上下近傍の位置に縦方向にそれぞれ連続して隣接形成された第２周溝８，８とにより蛇腹状に構成されている。

第１周溝７は参考例同様の断面凹形状であり、胴部表面に露出される上端側が上縁部７ａであり、下端側が下縁部７ｂである。そして、上縁部７ａと下縁部７ｂとの間に、奥部方向（ボトル本体１の内方）に凹状に窪む第１溝底７ｃが形成されている。

上下に位置する各第２周溝８も断面略凹形状であり、第１周溝７側に内縁部８ａが設けられ、第１周溝７とは逆側に外縁部８ｂが設けられている。そして、内縁部８ａと外縁部８ｂとの間に奥部方向（ボトル本体１の内方）に凹状に窪む第２溝底８ｃが設けられている。

図７に示すように、第２溝底８ｃの溝深さｄ２は、第１溝底７ｃの溝深さｄ１よりも浅く（ｄ１＞ｄ２）、第１周溝７の縦方向の変位量に比較して第２周溝８の縦方向の変位量は小さくなるので上下の第２周溝８，８自体が有する減圧吸収量は第１周溝７に比較して少ない。しかしながら、第１周溝７の上下に設けた第２周溝８，８は第１周溝７に比較して高い剛性を発揮することから、逆に上縁部７ａ及び下縁部７ｂが起点となって第１周溝７の動きを容易とし、ボトル全体のスクイズ性を高めることができる。

また周溝６の肉厚寸法は、胴部４の他の部分よりも肉薄で形成されている。特に、第１周溝７を構成する上縁部７ａと下縁部７ｂは最も肉薄で形成されているため、参考例同様に上縁部７ａと下縁部７ｂの部分は胴部４の他の部分に比較して動き易い状態にある。このため、減圧時や押圧時にはこの上縁部７ａと下縁部７ｂが動き出しの起点となって第１周溝７の円滑な弾性変形を助長し、確実な減圧吸収及びスクイズが可能となる。

図５及び図７に示すように、熱充填前の状態では、上縁部７ａと下縁部７ｂとの対向間隔（溝幅）Ｗ１は離れており、第１周溝７の第１溝底７ｃはボトル本体１の外部から視認可能な現出状態にある。

熱充填された熱充填ボトルを放置し、ボトル本体１内が減圧状態に至る過程では、図６及び図８に示すように、第１周溝７の上縁部７ａと下縁部７ｂとが起点となって最初に動き出し、互いに接近乃至は接触する縦方向に圧縮変形させられるため、両者の対向間隔（溝幅）がＷ２（＜Ｗ１）に狭まって減圧吸収効果が発揮される。

そして、この状態からキャップ１０を外して減圧状態から通常の圧力状態（１気圧）に戻すと、第１周溝７の上縁部７ａと下縁部７ｂとの伸びが元の状態に復帰して、この間が縦方向に膨出変形して対向間隔（溝幅）は元のＷ１に復元し、熱充填前の図５及び図７に示す状態となる。

図９に示すように、指Ｆ１，Ｆ２によって周溝６を含む胴部４を両側から挟んで白抜き矢印方向にそれぞれ押圧して押し込むと、指Ｆ１，Ｆ２と接する両押圧位置では、第１周溝７の上縁部７ａと下縁部７ｂとが最初に動き出して両者の対向間隔（溝幅）を狭める方向（矢印方向）に圧縮変形する。同時に、両押圧位置と周方向に略９０度ずれた交差位置（図９の正面位置及び背面位置に相当）においても、第１周溝７の上縁部７ａと下縁部７ｂとが最初に動き出して両者の対向間隔（溝幅）を互いに広げる方向（黒矢印方向）に膨出変形する。

そして、実施例に示す熱充填ボトルでは、特に蛇腹状に形成された周溝６が大きな弾性を発揮し、胴部４を比較的小さな力で容易にスクイズ変形させることが可能となっている。このため、胴部４を押圧するたびに、内容液が一滴ずつ滴下されるボトルとすることができる。

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、上記においては、スクイズ変形を実施例の場合について説明したが、参考例の熱充填ボトルにおいても上縁部７ａと下縁部７ｂとの間の対向間隔（溝幅）がＷ１にある開状態では第１周溝７が大きな弾性を有する状態にあり、スクイズ機能を発揮するので、内容液を一滴ずつ滴下して注出するボトルとして利用することが可能である。

本発明の熱充填ボトルは、果汁、調味料など一滴ずつ滴下して注出するボトル分野における用途展開をさらに広い領域で図ることができる。

１ ；ボトル本体
２ ；口筒部
３ ；肩部
４ ；胴部
５ ；底部
６ ； 周溝
７ ；第１周溝
７ａ ；上縁部
７ｂ ；下縁部
７ｃ ；第１溝底
８ ；第２周溝
８ａ ；内縁部
８ｂ ；外縁部
８ｃ ； 第２溝底
１０ ；キャップ
１１ ；注出部材
１１ａ；注出孔

Claims (4)

1. 胴部（４）に周設された第１周溝（７）と第２周溝（８）を備えてスクイズ変形可能であり且つ積層された合成樹脂がダイレクトブロー成形された耐熱性を有する熱充填ボトルであって、 前記第１周溝（７）は、胴部（４）のいずれかの高さ位置に、上下に対向して配置される上縁部（７ａ）及び下縁部（７ｂ）と、前記上縁部（７ａ）と前記下縁部（７ｂ）との間の奥部側の位置に配置された第１溝底（７ｃ）とを有し且つ前記上縁部（７ａ）及び前記下縁部（７ｂ）を最も肉薄にして断面凹形状に形成され、前記第１周溝（７）が弾性変形する際には、前記第１溝底（７ｃ）が復元力を保持した状態で、前記上縁部（７ａ）と前記下縁部（７ｂ）との対向間隔が前記第１溝底（７ｃ）の溝幅よりも狭くなるものであり、 前記第２周溝（８）は、前記上縁部（７ａ）近傍の上部位置及び前記下縁部（７ｂ）近傍の下部位置に断面凹形状が連続して周設されたものであり、前記第２周溝（８）の溝底（８ｃ）の溝深さ（ｄ２）が前記第１周溝（７）の溝深さ（ｄ１）よりも浅く形成されていることを特徴とする熱充填ボトル。
2. 内部が減圧状態に至ると、第１周溝（７）は、第１溝底（７ｃ）が復元力を保持した状態で、上縁部（７ａ）と下縁部（７ｂ）との対向間隔が前記第１溝底（７ｃ）の対向間隔よりも狭い溝幅（Ｗ２）に圧縮変形し、
   前記減圧状態を開放すると、前記上縁部（７ａ）と前記下縁部（７ｂ）との間が離れる方向に変形してその対向間隔が元の溝幅（Ｗ１）に復元変形する請求項１記載の熱充填ボトル。
3. 第１周溝（７）を、胴径が最大となる高さ位置に形成した請求項１または２記載の熱充填ボトル。
4. ボトル本体（１）を、ＰＰ（ポリプロピレン）、またはＰＰ（ポリプロピレン）を主体とする積層体で形成した請求項１乃至３のいずれか一項に記載の熱充填ボトル。

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