JP7748919B2 - ボトル - Google Patents

Description

本発明は、ボトルに関する。

従来から、合成樹脂材料で有底筒状に形成されたボトルとして、例えば下記特許文献１に示されるように、底部が、外周縁部に接地部が位置する底壁部と、接地部の外周縁から上方に向けて延び、かつ径方向の外側に向けて突の曲面状に形成された筒状のヒール部と、を備えた構成が知られている。

特許第５３４９７８０号公報

ボトル重量の軽量化を図ると、ボトルに上下方向の大きな圧縮荷重が加えられたときに、ヒール部の下端部が、接地面との間で径方向の内側に向けて巻き込まれるように、底部が変形しやすくなるおそれがあり、この場合、底壁部のうち、接地部より径方向の内側に位置する部分に、例えば径方向等に延びる折れが生じやすくなり、いわゆる充填座屈強度を確保することが困難になる。

本発明は、充填座屈強度を向上させることができるボトルを提供する。

本発明の一態様に係るボトルは、合成樹脂材料で形成された有底筒状のボトルであって、底部が、外周縁部に接地部が位置する底壁部と、前記接地部の外周縁から上方に向かうに従い径方向の外側に向けて延び、かつ径方向の外側に向けて突の曲面状に形成された筒状のヒール部と、を備え、前記底部には、前記接地部のうち、前記接地部の内周縁から径方向の外側に離れた部分から前記接地部の外周縁を跨いで前記ヒール部の下端部に至る複数の凹部が、周方向に等間隔をあけて設けられ、前記凹部の底面は、下方から見て径方向に延びる矩形状を呈し、周方向で互いに隣り合う前記凹部の底面のうち、前記ヒール部に位置する上端部同士の周方向の間隔をＡとし、前記凹部の底面の上端部の周方向の大きさをＢとしたときに、１．０＜Ａ／Ｂ＜３．２を満たす。

底部に、接地部のうち、接地部の内周縁から径方向の外側に離れた部分から接地部の外周縁を跨いでヒール部の下端部に至る複数の凹部が、周方向に等間隔をあけて設けられているので、ボトルに上下方向の大きな圧縮荷重が加えられたときに、ヒール部の下端部が、接地面との間で径方向の内側に向けて巻き込まれるように、底部が変形しても、ヒール部および接地部を周方向の全長にわたってばらつき少なく変形させることができる。これにより、ボトルに上下方向の大きな圧縮荷重が加えられたときに、底壁部のうち、接地部より径方向の内側に位置する部分に、例えば径方向等に延びる折れを生じにくくすることが可能になり、ボトル内圧が上昇することと相俟って、充填座屈強度を確実に向上させることができる。
前述のＡ／Ｂが１．０より大きく、かつ３．２より小さくなっているので、充填座屈強度を確実に向上させることができる。
前述のＡ／Ｂが１．０以下になると、接地部のうち、周方向で互いに隣り合う凹部同士の間に位置して接地面に当接する当接部分の幅が狭くなり、ボトルに上下方向の大きな圧縮荷重が加えられたときに、当接部分に応力が集中しやすくなり、充填座屈強度を確保することが困難になる。
前述のＡ／Ｂが３．２以上になると、凹部の幅が狭くなり、ボトルに上下方向の大きな圧縮荷重が加えられたときに、接地部のうち、凹部が位置する部分に応力が集中しやすくなり、充填座屈強度を確保することが困難になる。

前記凹部の周方向の大きさは、前記ヒール部側から前記接地部側に向かうに従い狭く、若しくは広くなり、前記凹部の底面の上端部の周方向の大きさをＢとし、前記凹部の底面のうち、前記接地部に位置する下端部の周方向の大きさをＣとしたときに、０．６＜Ｃ／Ｂ＜１．２を満たしてもよい。

前述のＣ／Ｂが０．６より大きく、かつ１．２より小さくなっているので、充填座屈強度を確実に向上させることができる。
前述のＣ／Ｂが０．６以下になると、凹部のうち、接地部に位置する部分の周方向の大きさが狭くなり、ボトルに上下方向の大きな圧縮荷重が加えられたときに、接地部のうち、凹部が位置する部分に応力が集中しやすくなり、充填座屈強度を確保することが困難になる。
前述のＣ／Ｂが１．２以上になると、凹部のうち、接地部に位置する部分の周方向の大きさが広くなり、接地部のうち、周方向で互いに隣り合う凹部同士の間に位置して接地面に当接する当接部分の幅が狭くなるので、ボトルに上下方向の大きな圧縮荷重が加えられたときに、当接部分に応力が集中しやすくなり、充填座屈強度を確保することが困難になる。
特に、前述のＣ／Ｂが０．６より大きく、かつ１．２より小さくなっていることに加え、前述のＡ／Ｂが１．０より大きく、かつ３．２より小さくなっていることから、ヒール部および接地部を確実に周方向の全長にわたってばらつき少なく変形させることができる。

上下方向に沿う縦断面視において、前記凹部の底面のうち、前記ヒール部に位置する部分は、上方に向かうに従い径方向の外側に向けて延び、かつ径方向の外側に向けて突の曲線状を呈し、前記ヒール部の外周面に段差無く連なってもよい。

上下方向に沿う縦断面視において、凹部の底面のうち、ヒール部に位置する部分が、上方に向かうに従い径方向の外側に向けて延び、かつ径方向の外側に向けて突の曲線状を呈し、ヒール部の外周面に段差無く連なっているので、ボトルに上下方向の大きな圧縮荷重が加えられたときに、凹部の底面の上端部とヒール部の外周面との接続部分に応力が集中するのを抑制することができる。

本発明の一態様によれば、充填座屈強度を向上させることができる。

一実施形態として示したボトルの側面図である。 図１のボトルの底部の半縦断面図である。 図１のボトルの底面図である。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係るボトルを説明する。
本実施形態に係るボトル１は、図１に示されるように、口部１１、肩部１２、胴部１３および底部１４を備え、これら１１～１４が、それぞれの中心軸線を共通軸上に位置させた状態で、この順に連設された概略構成となっている。ボトル１の内容積は、例えば３００ｍｌ以上２０００ｍｌ以下の内容物が充填される大きさとなっている。

以下、前記共通軸をボトル軸Ｏといい、ボトル軸Ｏ方向に沿って口部１１側を上側、底部１４側を下側といい、ボトル軸Ｏに沿う方向を上下方向といい、また、上下方向から見てボトル軸Ｏに交差する方向を径方向といい、ボトル軸Ｏ回りに周回する方向を周方向という。
なお、ボトル１は、射出成形により有底筒状に形成されたプリフォームが、ブロー成形されて形成され、合成樹脂材料で一体に形成されている。口部１１には、図示しないキャップが装着される。口部１１、肩部１２、胴部１３および底部１４はそれぞれ、ボトル軸Ｏに直交する横断面視形状が円形状となっている。

胴部１３には、上下方向に長い長方形状のパネル部１３ａが、周方向に間隔をあけて複数形成されている。胴部１３において、パネル部１３ａより下方に位置する下端部に、全周にわたって連続して延びる環状溝１５が形成されている。環状溝１５は、径方向の内側に向けて窪む凹曲面状に形成されている。なお、環状溝１５は、胴部１３のうち、下端部以外の部分に形成してもよい。胴部１３の下端部の外径は、例えば５５ｍｍ以上１１０ｍｍ以下となっている。図示の例では、胴部１３の下端部の外径は、約８２ｍｍとなっている。

図２に示されるように、底部１４は、外周縁部に接地部１８が位置する底壁部１９と、接地部１８の外周縁１８ｂから上方に向かうに従い径方向の外側に向けて延び、かつ径方向の外側に向けて突の曲面状に形成された筒状のヒール部１７と、を備えている。

接地部１８は、径方向に幅を有し、全周にわたって連続して延びている。
ヒール部１７の上端開口縁が、胴部１３の下端開口縁に接続されている。ヒール部１７の上端部は、胴部１３における環状溝１５の上下一対の開口周縁部のうち、下側に位置する開口周縁部１５ａと上下方向に段差無く連なっている。ヒール部１７の下端開口縁が、底壁部１９の外周縁、つまり接地部１８の外周縁１８ｂに接続されている。ヒール部１７の下端部は、径方向の外側を向く斜め下方に突の曲面状に形成されている。底壁部１９において、接地部１８より径方向の内側に位置する部分は、上方に向けて窪んだ陥没部１６となっている。

そして、本実施形態では、底部１４に、接地部１８のうち、接地部１８の内周縁１８ａから径方向の外側に離れた部分から接地部１８の外周縁１８ｂを跨いでヒール部１７の下端部に至る複数の凹部２１が周方向に等間隔をあけて設けられている。

凹部２１の上端部は、ヒール部１７の上端部より下方に位置している。
図３に示されるように、凹部２１の底面２２は、下方から見て径方向に延びる矩形状を呈する。すなわち、凹部２１の底面２２は、下方から見て、矩形状を画成する４辺のうち、２辺が、周方向の両端部に位置して径方向に延び、残りの２辺が、径方向の両端部に位置して周方向に延びる向きに設けられている。凹部２１の底面２２は、下方から見て径方向に長い長方形状を呈する。
なお、凹部２１の底面２２は、下方から見て径方向に延びる正方形状を呈してもよいし、周方向に長い長方形状を呈してもよい。

周方向で互いに隣り合う凹部２１の底面２２のうち、ヒール部１７に位置する上端部同士の周方向の間隔をＡとし、凹部２１の底面２２の上端部の周方向の大きさをＢとしたときに、１．０＜Ａ／Ｂ＜３．２、好ましくは２．０＜Ａ／Ｂ＜３．０を満たしている。
前述の間隔Ａは、３．０ｍｍ以上９．０ｍｍ以下、好ましくは４．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下となっている。前述の大きさＢは、２．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下、好ましくは２．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下となっている。

凹部２１の周方向の大きさは、ヒール部１７側から接地部１８側に向かうに従い狭く、若しくは広くなり、凹部２１の底面２２の上端部の周方向の大きさをＢとし、凹部２１の底面２２のうち、接地部１８に位置する下端部の周方向の大きさをＣとしたときに、０．６＜Ｃ／Ｂ＜１．２、好ましくは０．８＜Ｃ／Ｂ＜１．０を満たている。
前述の大きさＣは、１．６ｍｍ以上４．８ｍｍ以下、好ましくは２．０ｍｍ以上３．２ｍｍ以下となっている。図示の例では、凹部２１の周方向の大きさは、ヒール部１７側から接地部１８側に向かうに従い狭くなっている。凹部２１の下端部は、接地部１８における径方向の中央部に位置している。前述の大きさＣは、凹部２１の底面２２のうち、接地部１８における径方向の中央部に位置する部分のものとなっている。

図２に示されるように、上下方向に沿う縦断面視において、凹部２１の底面２２のうち、ヒール部１７に位置する部分は、上方に向かうに従い径方向の外側に向けて延び、かつ径方向の外側に向けて突の曲線状を呈し、ヒール部１７の外周面に段差無く連なっている。凹部２１の底面２２のうち、ヒール部１７に位置する部分は、径方向の外側を向く斜め下方に突の曲面状に形成されている。
上下方向に沿う縦断面視において、ヒール部１７の下端部の外周面の曲率半径（約６ｍｍ）は、凹部２１の底面２２のうち、ヒール部１７に位置する部分の曲率半径（約８ｍｍ）より小さくなっている。
凹部２１の底面２２のうち、接地部１８に位置する部分における径方向の内端部は、接地部１８の下面に段差無く連なっている。

凹部２１は、２０個以上、好ましくは２４個以上３２個以下設けられている。
複数の凹部２１は、互いに同じ形状で同じ大きさに形成されている。なお、複数の凹部２１のうち、一部の凹部２１の形状および大きさを、他の凹部２１の形状および大きさと異ならせてもよい。

以上説明したように、本実施形態によるボトル１によれば、底部１４に、接地部１８のうち、接地部１８の内周縁１８ａから径方向の外側に離れた部分から接地部１８の外周縁１８ｂを跨いでヒール部１７の下端部に至る複数の凹部２１が、周方向に等間隔をあけて設けられているので、ボトル１に上下方向の大きな圧縮荷重が加えられたときに、ヒール部１７の下端部が、接地面との間で径方向の内側に向けて巻き込まれるように、底部１４が変形しても、ヒール部１７および接地部１８を周方向の全長にわたってばらつき少なく変形させることができる。これにより、ボトル１に上下方向の大きな圧縮荷重が加えられたときに、底壁部１９のうち、接地部１８より径方向の内側に位置する部分に、例えば径方向等に延びる折れを生じにくくすることが可能になり、ボトル内圧が上昇することと相俟って、充填座屈強度を確実に向上させることができる。

前述のＡ／Ｂが１．０より大きく、かつ３．２より小さくなっているので、充填座屈強度を確実に向上させることができる。
前述のＣ／Ｂが０．６より大きく、かつ１．２より小さくなっているので、充填座屈強度を確実に向上させることができる。
特に、前述のＣ／Ｂが０．６より大きく、かつ１．２より小さくなっていることに加え、前述のＡ／Ｂが１．０より大きく、かつ３．２より小さくなっていることから、ヒール部１７および接地部１８を確実に周方向の全長にわたってばらつき少なく変形させることができる。

上下方向に沿う縦断面視において、凹部２１の底面２２のうち、ヒール部１７に位置する部分が、上方に向かうに従い径方向の外側に向けて延び、かつ径方向の外側に向けて突の曲線状を呈し、ヒール部１７の外周面に段差無く連なっているので、ボトル１に上下方向の大きな圧縮荷重が加えられたときに、凹部２１の底面２２の上端部とヒール部１７の外周面との接続部分に応力が集中するのを抑制することができる。

次に、以上説明した作用効果の検証試験について説明する。

前述のＡ／Ｂを異ならせた複数種のボトルをモデル化し、上下方向に圧縮荷重を加えたときにそれぞれのボトルの各部に生ずる応力を数値解析し、底壁部のうち、接地部より径方向の内側に位置する部分に、例えば径方向等に延びる折れを生じさせる上下方向の圧縮荷重を算出した。
その結果、前述のＡ／Ｂが１．０以下の比較例１のボトルでは、接地部のうち、周方向で互いに隣り合う凹部同士の間に位置して接地面に当接する部分を起点に、前述の折れが生ずることが確認された。
前述のＡ／Ｂが３．２以上の比較例２のボトルでは、接地部のうち、凹部が位置する部分を起点に、前述の折れが生ずることが確認された。
そして、前述のＡ／Ｂが、１．０より大きく、かつ３．２より小さいボトル１では、比較例１、２のボトルにおいて前述の折れを生じさせた上下方向の圧縮荷重が加えられても、前述の折れが生じないことが確認された。

なお、本発明の技術範囲は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、凹部２１の周方向の大きさは、全長にわたって同じであってもよい。
凹部２１の底面２２は、上方に向かうに従い径方向の外側に向けて直線状に延びてもよい。

ボトル１を形成する合成樹脂材料は、例えばポリエチレンテレフタレートや、ポリエチレンナフタレート、非晶性ポリエステル等、またはこれらのブレンド材料等、適宜変更してもよい。
ボトル１は、単層構造体に限らず中間層を有する積層構造体としてもよい。この中間層としては、例えばガスバリア性を有する樹脂材料からなる層、再生材からなる層、若しくは酸素吸収性を有する樹脂材料からなる層等が挙げられる。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記実施形態および前記変形例を適宜組み合わせてもよい。

１ ボトル
１４ 底部
１７ ヒール部
１８ 接地部
１８ａ 接地部の内周縁
１８ｂ 接地部の外周縁
１９ 底壁部
２１ 凹部
２２ 凹部の底面

Claims (3)

1. 合成樹脂材料で形成された有底筒状のボトルであって、
   底部が、外周縁部に接地部が位置する底壁部と、前記接地部の外周縁から上方に向かうに従い径方向の外側に向けて延び、かつ径方向の外側に向けて突の曲面状に形成された筒状のヒール部と、を備え、
   前記底部には、前記接地部のうち、前記接地部の内周縁から径方向の外側に離れた部分から前記接地部の外周縁を跨いで前記ヒール部の下端部に至る複数の凹部が、周方向に等間隔をあけて設けられ、
   前記凹部の底面は、下方から見て径方向に延びる矩形状を呈し、
   周方向で互いに隣り合う前記凹部の底面のうち、前記ヒール部に位置する上端部同士の周方向の間隔をＡとし、前記凹部の底面の上端部の周方向の大きさをＢとしたときに、１．０＜Ａ／Ｂ＜３．２を満たす、ボトル。
2. 前記凹部の周方向の大きさは、前記ヒール部側から前記接地部側に向かうに従い狭く、若しくは広くなり、
   前記凹部の底面の上端部の周方向の大きさをＢとし、前記凹部の底面のうち、前記接地部に位置する下端部の周方向の大きさをＣとしたときに、０．６＜Ｃ／Ｂ＜１．２を満たす、請求項１に記載のボトル。
3. 上下方向に沿う縦断面視において、前記凹部の底面のうち、前記ヒール部に位置する部分は、上方に向かうに従い径方向の外側に向けて延び、かつ径方向の外側に向けて突の曲線状を呈し、前記ヒール部の外周面に段差無く連なっている、請求項１または２に記載のボトル。