(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の軸線の回りに４以上の偶数の曲面を配列してなる胴部を備えるプラスチック製容器であって、
前記各曲面の、前記軸線に沿う断面が波形であり、
前記各曲面の山部が隣接の曲面の谷部と同一の高さ位置となるよう配置され、
前記各曲面が前記軸線の回りに螺旋状に形成されており、
前記各曲面のねじれ角が、前記胴部の軸線方向中央部におけるもの（α２）よりも、前記胴部の軸線方向上部及び下部におけるもの（α１，α３）の方が大きいことを特徴とする、プラスチック製容器。
【請求項２】
前記曲面の数が６以上、１２以下であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック製容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飲料水、粘性状食品、液体又は顆粒状の調味料、中小の粒状の固形物等のボルト又は広口容器等の容器として用いられているプラスチック製容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
飲料水等のプラスチック製容器においては、内容物が充填された容器を箱詰め又はパレット上に多数配列し、それを多段に積み重ねて搬送や保管を行うことが一般的となっている。かかる場合、下段に配置された容器にはその自重や梱包資材の重量による大きな軸線方向（垂直方向）の圧縮荷重が作用し、容器の胴部が座屈を起こすおそれもあるため、この種の容器には座屈に対する強度の向上という課題が常にある。
【０００３】
また、容器に内容物を加熱した状態で充填し、蓋を閉めた後、常温に戻す場合があるが、この場合、容器内が減圧して（別言するならば、水平方向の外圧が胴部に作用して）、容器の胴部が変形するおそれがある。このため、従来から、減圧変形に対する容器の強度向上が求められている。
【０００４】
更に、プラスチック製容器は、資源節約や軽量化のために、容器に用いるプラスチックの重量の減量化という要請もある。
【０００５】
このような課題に対して、従来から種々の容器が提案、開発されている。例えば特公平７−５１２８号公報や特開平１１−２０８６３４号公報に記載の容器では、凹凸の模様を軸線方向に直列に一定のパターンで胴部に形成することで、上記課題を解決することが試みられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特公平７−５１２８号公報や特開平１１−２０８６３４号公報に記載の容器は一定の効果が認められるものの、未だ十分ではない。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、座屈強度及び減圧変形強度を更に向上することができ、その結果として、より減量化することのできる新規なプラスチック製容器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、所定の軸線の回りに４以上の偶数の曲面を配列してなる胴部を備えるプラスチック製容器であって、各曲面の、前記軸線に沿う断面が波形であり、各曲面の山部が隣接の曲面の谷部と同一の高さ位置となるよう配置され、各曲面が前記軸線の回りに螺旋状に形成されているものを特徴としている。この独特の形状は、座屈強度及び減圧変形強度を大いに向上させるものである。この効果を得るためには、曲面の数は６以上、１２以下であることが好ましい。
【０００９】
ここで、「各曲面の山部が隣接の曲面の谷部と同一の高さ位置となるように」とは、山部の最高点と谷部の最低点とが完全に同一の高さ位置となる場合のみならず、実質的に同一の高さ位置となる場合、すなわち、高さ方向において所定の幅の範囲内で山部の最高点と谷部の最低点とが配置される場合を含むものである。実質的に同一の高さ位置にあれば、容器の座屈強度向上及び減圧変形強度向上の効果が得られるからである。なお、山部の最高点と谷部の最低点との間の許容される高さ方向の幅は容器の容積によって異なり、その具体例については以下で述べる。
【００１０】
なお、本明細書において、曲面とは、胴部の表面形状を表す語であるが、容器は比較的薄肉であるので、胴部壁体をも意味するものである。
【００１１】
また、各曲面のねじれ角は、胴部の軸線方向中央部におけるもの（α2）よりも、胴部の軸線方向上部及び下部におけるもの（α1，α2）の方が大きいことが有効である。ここで、ねじれ角とは、曲面の中心線と水平面との角度をいう。このようにねじれ角に変化を持たせた理由は、容器の口頸部又は底部と胴部の曲面と境界部の応力集中を抑制するためである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明によるプラスチック製容器の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書において「上」や「下」等の向きを示す語は容器を水平面に縦置きとした状態での語として用いることとする。
【００１３】
図１及び図２に示すように、本発明による容器１０は、或る程度の剛性を有するプラスチックからなる縦長の有底筒状の一体成形品であり、底部１２と、胴部１４と、口頚部１６とから構成されている。口頚部１６は、その頂部中央に注出口１８が形成されている。注出口１８には、ねじ式の蓋（図示しない）が螺合されるようになっている。
【００１４】
胴部１４は本発明の要部である。胴部１４は、所定の軸線の回りに曲面２０を偶数、周方向に配列することにより構成されている。各曲面２０は、軸線に沿っての断面を見た場合、波形となっており、また、各曲面２０の山部が隣接の曲面２０の谷部と同一の高さ位置となるよう配置されている。曲面２０の数は４以上、１６以下、好ましくは６以上、１２以下であり、図示実施形態では８つとなっている。また、各曲面２０は、前記軸線（すなわち、胴部の中心の軸線）の回りに螺旋状に配置されている。
【００１５】
この形状をより詳細に説明する。まず、図３に示すように、胴部１４の水平断面の形状においては、偶数角の多角形となっている。角数は、好ましくは４以上も１４以下であり、より好ましくは６以上、１２以下である。角数を制限した理由については後述する。図示実施形態では八角形となっている。
【００１６】
また、この胴部１４には、胴部１４の高さ（軸線方向の全長）にもよるが、３箇所以上の基準となる高さ位置が定められている。図示実施形態では、６カ所が基準高さ位置とされ、互いに等間隔とされている。各基準高さ位置における水平断面の形状は、図３の（ａ）〜（ｆ）に示すように全て同一であり、短辺と長辺とを交互に組み合わせた形状となっている。
【００１７】
長辺は、短辺の１．２倍以上、２０倍以下が好ましく、図示実施形態の八角形の場合には、２〜３倍程度が最適である。図４の（ａ）は長辺が短辺の２．２７倍の場合を示している。図４において実線と二点鎖線とのずれ量が曲面の波高を表しているが、この図４の（ｂ）から理解されるように、倍率が小さいと（１．１６倍）、正多角形に近くなり、波形の曲面として胴部１４に現れなくなり、後述する本発明の効果が得られなくなる。一方、図４の（ｃ）に示すように、倍率が大きいと（１０．９５倍）、長辺のみからなる多角形（図４の場合は四角形）と変わらなくなり、また、曲面の凹凸も大きくなり、持ちにくいという問題点が生ずる。
【００１８】
今、図示実施形態において、最も高い位置の基準高さ位置を第１位置２２ａと称し、順次上から、第２位置２２ｂ、第３位置２２ｃ、第４位置２２ｄ、第５位置２２ｅ、最も低い基準高さ位置を第６位置２２ｆと称することとする。そして、奇数番の基準高さ位置（第１位置２２ａ、第３位置２２ｃ及び第５位置２２ｅ）における水平断面の多角形については、短辺を基準辺とし、偶数番の基準高さ位置（第２位置２２ｂ、第４位置２２ｄ及び第６位置２２ｆ）における水平断面の多角形については、長辺を基準辺とする。
【００１９】
このように定義付けした上で、まず、基準辺の中心点が軸線方向に一直線に整列するよう各基準高さ位置２２ａ〜２２ｆにおける多角形を配向する。そして、それぞれの辺を通るように滑らかに曲面で繋ぐと、図６の如き形状が得られる。この形状は、特開平１１−２０８６３４号公報に記載されている容器に相当するものである。
【００２０】
本発明においては、各基準高さ位置２２ａ〜２２ｆでの水平断面の多角形における基準辺は、同じ向きとされておらず、その中心を軸に水平方向に回転させて配置されている。回転させる量は、上側の基準高さ位置における多角形の基準辺を基準に、回転角θ／基準高さ位置間の距離Ｈ＝０．１〜２．０ｄｅｇ／ｍｍである。この回転量は、胴部１４の上部から中央部にかけて徐々に大きくしていき、中央部で最大になるようにする。そして、中央部から下部にかけて徐々に小さくすることが好適である。図示実施形態では、第１位置２２ａから第２位置２２ｂの間では、θ／Ｈ＝０．３２ｄｅｇ／ｍｍ、第２位置２２ｂから第３位置２２ｃの間では、θ／Ｈ＝０．５３ｄｅｇ／ｍｍ、第３位置２２ｃから第４位置２２ｄの間では、θ／Ｈ＝０．７５ｄｅｇ／ｍｍ、第４位置２２ｄから第５位置２２ｅの間では、θ／Ｈ＝０．５３ｄｅｇ／ｍｍ、第５位置２２ｅから第６位置２２ｆの間では、θ／Ｈ＝０．３２ｄｅｇ／ｍｍとされている。
【００２１】
このように各基準高さ位置２２ａ〜２２ｆにおける断面多角形を配向したならば、それぞれの辺を通るように滑らかに曲面で繋ぐ。この辺の繋ぎ合わせは、例えば三次元ＣＡＤのロフト機能を用いて行うことができる。ロフトとは、複数の二次元断面図形の外形を連続的に滑らかに結ぶ面を生成する方法をいう。この滑らかに曲面を繋ぐ手段として、数学的なスプライン補間による曲面を用いることもできる。
【００２２】
このようにして胴部１４を形成すると、胴部１４の中心軸線に沿っての断面が波形となり、隣合う曲面２０，２０間には波形の稜線２４が形成される。更に、或る曲面における山部（谷部）は、隣接の曲面における谷部（山部）と水平面において隣合う。また、各曲面２０は螺旋状となる。各基準高さ位置における断面多角形の回転量は前述したように上下と中央部で変化させているため、胴部１４の軸線方向の中央部における螺旋のねじれ角α2は、上部と下部のねじれ角α1，α3よりも小さなものとなる。
【００２３】
この容器１０に軸線方向（垂直方向）に圧縮荷重を作用させると、螺旋状で、軸線方向に対して傾斜している曲面２０により荷重が水平方向と垂直方向に分散され、胴部１４に生ずる応力は小さく抑制される。すなわち、座屈強度が向上する。なお、胴部１４の上部と下部において水平断面の多角形の回転量を小さくしている（曲面２０の螺旋のねじれ角αを大きくしている）理由は、回転量を大きくすると、口頚部１６又は底部１２と胴部１４との境界部に応力が集中するおそれがあるためである。そして、応力が最も大きくなる胴部１４の中央部においては、回転量が大きくなっているので、応力の抑制に役立っている。但し、曲面２０のねじれ角が４５度以下となると、曲面２０，２０間の稜線２４に大きなせん断力が作用することになるので、ねじれ角は４５度よりも大きくする必要がある。
【００２４】
また、容器１０の内部を減圧して、胴部１４に水平方向の外力を作用させると、曲面２０の一部がへこみ、そこに隣接する他の曲面２０の部分が膨れるような挙動を示す。この挙動は、曲面２０，２０間に形成された稜線２４を枢軸として両側の部分がヒンジの如く動くことで生じ、減圧変形に対する強度を高めることができる。従って、曲面２０の数が多く、胴部１４に稜線２４がはっきり出ないものでは、かかる効果が期待できず、曲面２０の数、すなわち水平断面の多角形の角数は１４以下であることが望ましいものとなる。
【００２５】
このように、図示実施形態の容器１０は座屈強度及び減圧変形強度が共に向上しているので、容器１０を薄肉化することも可能であり、かかる場合には容器１０の重量は減じられることになる。
【００２６】
本発明による容器１０は、樹脂製の単層体又は積層体で構成されることが好ましくは、その樹脂としては、エチレン系樹脂、プロピレン系樹脂、スチレン系樹脂、エステル系樹脂、ポリアミド系樹脂又はこれらの樹脂混合物を用いることができ、好ましくは、エチレン系樹脂としてエチレン系単独重合体、エチレン系共重合体、プロピレン系樹脂としてプロピレン系単独重合体、プロピレン系共重合体を用いることができ、特に好ましくは、ポリエチレン、少なくとも１種類のαオレフィン（好ましくは、炭素数が４ないし１０）を含むエチレン・αオレフィン共重合体、プロピレン・エチレン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体、金属として亜鉛（Ｚｎ）、ナトリウム（Ｎａ）、カルシウム（Ｃａ）の少なくとも１種類を含むエチレン・（メタ）アクリル酸共重合体の金属塩部分中和物（アイオノマー樹脂ということがある）、エチレン・（メタ）アクリル酸アルキルエステル共重合体、ポリスチレン、スチレン系共重合体が挙げられる。
【００２７】
好適な積層体としては、外界側から順に、外層、接着層、酸素ガスバリア層、接着層、再生利用する樹脂の層、内層からなるものがある。このような積層体では、外層及び内層用の樹脂としてプロピレン系共重合体（住友化学社製、商品名「ノーブレン」（結晶融点１３２℃、メルトインデックス１．４、密度０．９０ｇ／ｃｍ3））、酸素ガスバリア層用樹脂としてエチレン・酢酸ビニル共重合体鹸化物（クラレ社製、商品名「ＥＶＡＬ」銘柄ＥＰ−Ｆ１０１（結晶融点１８３℃、メルトインデックス１．３、エチレン含有率３２モル％、鹸化度９９％、密度１．１９ｇ／ｃｍ3））、接着層用樹脂としてマレイン酸グラフト変性したポリプロピレン（三井石油化学社製、商品名「ＡＤＭＥＲ」（結晶融点１１２℃、密度０．８９ｇ／ｃｍ3））、再生利用する樹脂としてこの容器本体１２の粉砕物からなる樹脂を用いることができる。
【００２８】
前記積層体からなる容器１０を製造するには、まず、環状多層ダイに溶融した各層用樹脂を導入し、ダイ内共押出し積層して筒状のパリソンを押し出し、次いで割金型にこのパリソンを導入し、金型を閉じてからブローピンをパリソン上端に刺し込み、圧縮空気を吹込むのである。この圧縮空気の吹込みにより、パリソンが膨らみ、金型内面に樹脂が押し付けられて容器１０が成形される。各層用樹脂導入についてより具体的に述べるならば、フルフライト型スクリュー装着の口径４０ｍｍ押出機をシリンダー温度２２０℃に設定して内層用樹脂及び外層用樹脂を導入し、フルフライト型スクリュー装着の口径２５ｍｍ押出機をシリンダー温度２１０℃に設定して酸素ガスバリア層用樹脂を導入し、フルフライト型スクリュー装着の口径２５ｍｍ押出機をシリンダー温度２００℃に設定して接着層用樹脂を導入し、３条バリア型スクリュー装着の口径４０ｍｍ押出機をシリンダー温度２００℃に設定して再生利用する樹脂を導入するのが好適である。
【００２９】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【００３０】
例えば、上記実施形態の容器は略円筒形となっているが、略円錐形や胴中央部が膨らんだ樽形等にも、適宜定めた基準高さ位置における水平断面の多角形の大きさを調整することで本発明を適用することができる。
【００３１】
また、上記実施形態では、胴部の全体を波形の曲面で構成しているが、胴部の一部、例えば下半分のみを波形の曲面で構成することとしてもよい。また、胴部の略中央に環状のリブを設けて、その上半分を波形で構成する態様とすることもできる。図５はその胴部上半分の構成の例を示す正面図であり、（ａ）は正面図の外縁が直線である態様、（ｂ）は外方に膨らんだ態様、（ｃ）は内方に凹んだ態様を示している。
【００３２】
更に、上記実施形態では、或る曲面２０の山部が隣接の曲面２０の谷部と同一の高さ位置に配置された構成が示されており、当該山部の最高点（容器中心軸線からの水平距離において最長点）と当該谷部の最低点（容器中心軸線からの水平距離において最短点）とが完全同一の高さ位置に配置される如く述べているが、当該山部の最高点と当該谷部の最低点とは高さ方向において所定の幅の範囲内に配置されて、実質的に同一の高さとなっていればよい。実質的に同一の高さ位置にあれば、容器の座屈強度向上及び減圧変形強度向上、ひいては容器薄肉化の効果が得られるからである。
【００３３】
なお、山部の最高点と谷部の最低点との間の許容される高さ方向の幅は容器の容積によって異なり、１０００ｃｍ3の容器の場合、その幅は４ｍｍまでの範囲内、３０００ｃｍ3の容器の場合、その幅は６ｍｍまでの範囲内であればよい。
【００３４】
【実施例】
次に、図１に示す本発明による容器（実施例）、曲面にねじれを加えていない図６に示す容器（比較例）、及び、図７に示す一般的な容器（参考例）を用いて、座屈強度と、減圧変形強度について評価した結果を述べる。
【００３５】
なお、実施例、比較例及び参考例の容器の材料は共に、外層及び内層用の樹脂としてプロピレン系共重合体（住友化学社製、商品名「ノーブレン」（結晶融点１３２℃、メルトインデックス１．４、密度０．９０ｇ／ｃｍ3））、酸素ガスバリア層用樹脂としてエチレン・酢酸ビニル共重合体鹸化物（クラレ社製、商品名「ＥＶＡＬ」銘柄ＥＰ−Ｆ１０１（結晶融点１８３℃、メルトインデックス１．３、エチレン含有率３２モル％、鹸化度９９％、密度１．１９ｇ／ｃｍ3））、接着層用樹脂としてマレイン酸グラフト変性したポリプロピレン（三井石油化学社製、商品名「ＡＤＭＥＲ」（結晶融点１１２℃、密度０．８９ｇ／ｃｍ3））、再生利用する樹脂としてこの容器の粉砕物からなる樹脂から形成された積層体である。この積層体の曲げ剛性は７００ＭＰａである。製造方法は上記方法による。また、３種の容器とも胴部の平均肉厚は０．７ｍｍ、高さは２７０ｍｍ、容積１０００ｃｍ3のものを用いた。
【００３６】
座屈強度の評価は、容器に１０００ｃｍ3の水を入れた後、蓋にて密封し、地面に垂直に立て、上から軸線方向に荷重を加え、容器の胴部が座屈を起こすか否かをみた。比較例の容器の強度を基準とした。
【００３７】
減圧による変形に対する強度については、容器に何も入れない状態で、蓋の天板部に孔を開け、ホースを用いてバルブ付きの真空ポンプと接続し、徐々に空気を抜いて容器内部を減圧し、容器が変形を起こすかどうかを見た。これも比較例の強度を基準とした。
【００３８】
その結果は次表の通りである。
【００３９】
【表１】
0004621376.tif 000002
【００４０】
この表から、実施例の容器は、比較例の容器よりも座屈強度、減圧変形強度が共に改善されていることが分かり、より詳細には、座屈強度は１０％、減圧変形強度は５％、それぞれ強度が大きくなった。
【００４１】
また、参考例の容器のように波形曲面を形成していない場合には、比較例の容器に対し、座屈強度が３０％、減圧変形強度が２０％、それぞれ強度が小さくなった。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明による容器は、座屈に対する強度及び減圧による変形に対する強度が共に向上する。従って、前記胴部壁体を薄肉化して減量化を図ることも可能となり、持ちやすさ等の取扱いも良くなり、省資源化にも役立つ。
勿論、従来品と同じ程度の強度でよいならば、相当の減量化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプラスチック製容器の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の容器を示す正面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）は、それぞれ、図２のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線及びＦ−Ｆ線に沿っての端面図であり、肉厚を省略して描いた図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、長辺と短辺の比率が異なる基準高さ位置における水平断面の多角形の形状を示す図である。
【図５】胴部の変形態様、特に胴部の上半分の態様を示す正面図であり、（ａ）は正面図における外縁が直線である態様、（ｂ）は外方に膨らんだ態様、（ｃ）は内方に凹んだ態様を示す図である。
【図６】比較例の容器を示す説明図である。
【図７】参考例の容器を示す正面図である。
【符号の説明】
１０…容器、１２…底部、１４…胴部、１６…口頚部、１８…注出口、２０…曲面、２２…基準高さ位置、２４…稜線。
【図１】
0004621376.tif 000003
【図２】
0004621376.tif 000004
【図３】
0004621376.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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