JP2010036943A - プラスチックボトル - Google Patents

Abstract

【課題】軽量化するために肉厚を薄くした場合であっても、座屈強度および側壁強度を高めることが可能なプラスチックボトルを提供する。
【解決手段】プラスチックボトル１０は、底部１３と、胴部１２と、口部１１と、口部１１と胴部１２との間に設けられた肩部１４とを備えている。胴部１２外周に胴部１２の周方向に延びる複数の凹部環Ｃ₁〜Ｃ₃が多段に形成され、各凹部環Ｃ₁〜Ｃ₃は胴部１２の周方向に連続して配置された複数の円形凹部１５を含んでいる。ある凹部環Ｃ₁〜Ｃ₃に含まれる円形凹部１５は、隣接する凹部環Ｃ₁〜Ｃ₃に含まれる円形凹部１５に対して互い違いに配置されている。プラスチックボトル１０の縦方向または横方向から荷重が加わった際、胴部１２の第１の領域１２ａの特定の箇所に応力が集中しないので、座屈強度および側壁強度をともに向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、底部と、胴部と、口部と、口部と胴部との間に設けられた肩部とを備えたプラスチックボトルに係り、とりわけ座屈強度および側壁強度がともに優れたプラスチックボトルに関する。

従来より、図４に示すような形状のプラスチックボトル１０１が知られている。このプラスチックボトル１０１は、口部と、上方から下方に向けて漸次径が太くなる肩部と、肩部に連続する胴部と、胴部に連続する底部とを有している。このうち胴部は、それぞれ全周にわたり形成された複数の環状溝１０２を有している。また胴部には、周方向に所定間隔を空けて複数の減圧パネル１０３が設けられている。

近年、このようなプラスチックボトルに用いるプラスチック材料を減らし、プラスチックボトルを軽量化することが求められている。
特開２００６−３２７６３８号公報 特開２００５−８１５７号公報

しかしながら、プラスチックボトルを軽量化しようとすると、必然的にプラスチックボトルの各部の肉厚が薄くなるため、プラスチックボトルの強度が劣化してしまう。具体的には以下のような問題が生じる。

一般に、内容液を充填したプラスチックボトルは、複数個まとめて段ボール箱に収容され、この段ボール箱は倉庫内で互いに積み上げられて保管される。この際、プラスチックボトルには鉛直方向下方に荷重が加わる。しかしながら、上述したように軽量化を図るためにプラスチックボトルの肉厚を薄くした場合、鉛直方向の荷重に対するプラスチックボトルの強度（以下、座屈強度ともいう）が弱くなってしまう。

図４に示す従来形状のプラスチックボトル１０１においては、鉛直方向の荷重を加えたときに環状溝１０２部分へ応力が集中しやすく、この環状溝１０２からプラスチックボトルが破壊される（座屈するという）ことが多い。このように座屈強度が弱いプラスチックボトルを保管する場合、例えばプラスチックボトルを収容した段ボール箱の段積み数を減らす等の対策が必要となるため、保管効率が悪くなる。

また別の問題として、プラスチックボトルに内容液が充填された状態の商品ボトルを自動販売機で販売する場合、プラスチックボトルには横方向の荷重が加わる。横方向の荷重に対するプラスチックボトルの強度（以下、側壁強度ともいう）が弱いと、自動販売機内でプラスチックボトルが潰れて変形してしまう。この場合、自動販売機内でプラスチックボトルが詰まるおそれがある。

これに対して、図４に示す従来のプラスチックボトル１０１には、側壁強度を高めて横方向の荷重に耐えられるように複数の環状溝１０２を設けている。しかしながら、上述したように環状溝１０２によって、プラスチックボトル１０１の座屈強度はむしろ弱められることになる。このように、プラスチックボトル１０１の座屈強度を高めることと、プラスチックボトル１０１の側壁強度を高めることとを両立させることは難しい。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、軽量化するために肉厚を薄くした場合であっても、座屈強度および側壁強度を両方とも高めることができるプラスチックボトルを提供することを目的とする。

本発明は、プラスチックボトルにおいて、底部と、胴部と、口部と、口部と胴部との間に設けられた肩部とを備え、胴部外周に胴部の周方向に延びる複数の凹部環が多段に形成され、各凹部環は胴部の周方向に連続して配置された複数の円形凹部を含み、ある凹部環に含まれる円形凹部は、隣接する凹部環に含まれる円形凹部に対して互い違いに配置されていることを特徴とするプラスチックボトルである。

本発明は、胴部は、複数の凹部環が形成された第１の領域と、第１の領域の上方に形成され、周方向に等間隔に減圧吸収パネルが設けられた第２の領域と、第２の領域の上方に形成され、全周に環状溝が設けられた第３の領域とを有することを特徴とするプラスチックボトルである。

本発明は、各円形凹部は、円形状の底面と、この底面を取り囲む擂鉢状の側壁とを有することを特徴とするプラスチックボトルである。

本発明は、プラスチックボトルにおいて、底部と、胴部と、口部と、口部と胴部との間に設けられた肩部とを備え、胴部外周に胴部の周方向に延びる複数の凸部環が多段に形成され、各凸部環は胴部の周方向に連続して配置された複数の円形凸部を含み、ある凸部環に含まれる円形凸部は、隣接する凸部環に含まれる円形凸部に対して互い違いに配置されていることを特徴とするプラスチックボトルである。

以上のように本発明によれば、胴部外周に胴部の周方向に延びる複数の凹部環が多段に形成され、各凹部環は胴部の周方向に連続して配置された複数の円形凹部を含み、ある凹部環に含まれる円形凹部は、隣接する凹部環に含まれる円形凹部に対して互い違いに配置されている。あるいは、胴部外周に胴部の周方向に延びる複数の凸部環が多段に形成され、各凸部環は胴部の周方向に連続して配置された複数の円形凸部を含み、ある凸部環に含まれる円形凸部は、隣接する凸部環に含まれる円形凸部に対して互い違いに配置されている。すなわち胴部のうち複数の凹部環が形成された領域（第１の領域）においては、どの垂直断面または水平断面をとっても、縦方向全体または横方向全体に凹部または凸部が設けられることがない。これにより、プラスチックボトルの縦方向または横方向から荷重が加わった際、特定の箇所に応力が集中することがなく、破壊が伝播することがない。このことにより、プラスチックボトルの座屈強度および側壁強度をいずれも向上させることができる。

また本発明によれば、胴部は、複数の凹部環が形成された第１の領域と、第１の領域の上方に形成され、周方向に等間隔に減圧吸収パネルが設けられた第２の領域と、第２の領域の上方に形成され、全周に環状溝が設けられた第３の領域とを有するので、プラスチックボトルの胴部のうち鉛直方向の荷重に対して最も弱い領域である、第１の領域の座屈強度および側壁強度を選択的に向上させることができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態によるプラスチックボトルを示す正面図であり、図２は、本実施の形態によるプラスチックボトルの円形凹部を示す拡大正面図（図１のII部拡大図）であり、図３は、本実施の形態によるプラスチックボトルの円形凹部を示す水平断面図（図２のIII−III線断面図）である。

まず、図１により本実施の形態によるプラスチックボトルの概要について説明する。

図１に示すプラスチックボトル１０は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなるプリフォームを二軸延伸ブロー成形することにより作製されるものである。このプラスチックボトル１０は、底部１３と、底部１３に連続する胴部１２と、外周にねじ部１６が設けられた口部１１と、口部１１と胴部１２との間に設けられ、口部１１側から胴部１２側へ径が徐々に太くなる肩部１４とを備えている。また口部１１のうちねじ部１６下方には、環状のフランジ部１７が設けられている。

図１に示すように、胴部１２は、後述する複数の凹部環Ｃ₁〜Ｃ₃が形成された第１の領域（下部領域）１２ａと、第１の領域１２ａの上方に形成され、周方向に等間隔に減圧吸収パネル２１が設けられた第２の領域（中間領域）１２ｂと、第２の領域１２ｂの上方に形成され、全周に環状溝２５が設けられた第３の領域（上部領域）１２ｃとを有している。

このうち第１の領域１２ａには多数の円形凹部１５が稠密に形成されている。これら各円形凹部１５間にはそれぞれ凸部２０が形成されている。

すなわち図１に示すように、胴部１２の第１の領域１２ａ外周に、胴部１２の周方向に延びる複数の凹部環Ｃ₁〜Ｃ₃が多段（図１においては３段）に形成されている。各凹部環Ｃ₁〜Ｃ₃は、それぞれ胴部１２の全周にわたって延びている。また各凹部環Ｃ₁〜Ｃ₃は、それぞれ胴部１２の周方向に連続して配置された複数の円形凹部１５を含んでいる。各凹部環Ｃ₁〜Ｃ₃における複数の円形凹部１５は、各凹部環Ｃ₁〜Ｃ₃の全周にわたり互いに等間隔をあけて配置されている。

また図１に示すように、ある凹部環Ｃ₁〜Ｃ₃に含まれる円形凹部１５は、隣接する凹部環Ｃ₁〜Ｃ₃に含まれる円形凹部１５に対して互い違いに配置されている。例えば、凹部環Ｃ₂に含まれる円形凹部１５と、凹部環Ｃ₁に含まれる円形凹部１５とがそれぞれ互い違いに配置され、かつ凹部環Ｃ₂に含まれる円形凹部１５と、凹部環Ｃ₃に含まれる円形凹部１５とがそれぞれ互い違いに配置されている。この場合、凹部環Ｃ₂に含まれる円形凹部１５の下端は、凹部環Ｃ₁に含まれる円形凹部１５の上端より下方に位置し、かつ凹部環Ｃ₂に含まれる円形凹部１５の上端は、凹部環Ｃ₃に含まれる円形凹部１５の下端より上方に位置している。

一方、胴部１２の第２の領域１２ｂには、６つの縦長形状の減圧吸収パネル２１が設けられている。これらの減圧吸収パネル２１は、上述したように互いに周方向に等間隔に配置されている。また各減圧吸収パネル２１は、それぞれ平坦なパネル面２１ａと、パネル面２１ａから外方へ突出し、減圧吸収パネル２１の左端から右端にかけて水平方向に延びる２つのリブ２１ｂとを有している。

各減圧吸収パネル２１は減圧吸収機能を有している。すなわち、プラスチックボトル１０に内容液を充填して閉栓した後、プラスチックボトル１０が冷却された場合、あるいは、内容液がプラスチックボトル１０中の酸素を吸収する場合、プラスチックボトル１０の内部が減圧される。この際、減圧吸収パネル２１は、プラスチックボトル１０の内方へ変形することにより、プラスチックボトル１０内の減圧分を吸収する役割を果たす。

さらに、胴部１２の第３の領域１２ｃには、２本の環状溝２５が形成されている。各環状溝２５は、胴部１２の全周にわたって設けられており、プラスチックボトル１０に水平方向の荷重が加わる場合に胴部１２の強度を増加する役割を果たす。

次に図２乃至図３により、上述した各円形凹部１５の構成について説明する。

図２に示すように、各円形凹部１５は、円形状の底面１５ａと、この底面１５ａを取り囲む擂鉢状の側壁１５ｂとを有している。このうち底面１５ａは、平坦面形状を有し、直線状の垂直断面（縦方向断面）形状と直線状の水平断面（横方向断面）形状とを有している（図３参照）。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。

まずＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなるプリフォームを二軸延伸ブロー成形することにより、図１に示すプラスチックボトル１０を作製する。次に、プラスチックボトル１０内に内容液を充填し、その後図示しないキャップによりプラスチックボトル１０の口部１１を密栓する。

次に、図１に示すプラスチックボトル１０に対して上方から鉛直方向の荷重を付加する場合を想定する。このような状況としては、例えば、複数のプラスチックボトル１０が段ボール箱に収容され、この段ボール箱が互いに積み重ねられている場合等が挙げられる。

この場合、プラスチックボトル１０に対する鉛直方向の荷重は、口部１１から肩部１４、次いで肩部１４から胴部１２へと伝達される。この場合、上述したように、胴部１２の第１の領域１２ａにおいて、胴部１２の第１の領域１２ａ外周には、胴部１２の周方向に延びる複数の凹部環Ｃ₁〜Ｃ₃が多段に形成され、各凹部環Ｃ₁〜Ｃ₃は、胴部１２の周方向に連続して配置された複数の円形凹部１５を含んでいる。また、ある凹部環Ｃ₁〜Ｃ₃に含まれる円形凹部１５は、隣接する凹部環Ｃ₁〜Ｃ₃に含まれる円形凹部１５に対して互い違いに配置されている。

すなわち胴部１２の第１の領域１２ａにおいては、どの水平断面をとっても、全周にわたり凹部となる箇所、あるいは全周にわたり凸部となる箇所が存在しない。したがって、胴部１２に鉛直方向の荷重が加わった場合、第１の領域１２ａの特定の箇所に応力が集中することがない。これにより、プラスチックボトル１０の座屈強度が高められ、とりわけ、胴部１２のうち鉛直方向に荷重を加えた際に最も破壊されやすい箇所である、第１の領域１２ａの変形を効果的に防止することができる。

次に、図１に示すプラスチックボトル１０に対して側方から水平方向の荷重を付加する場合を想定する。このような状況としては、例えば、多数のプラスチックボトル１０が自動販売機内に収容されている場合等が挙げられる。

この場合、プラスチックボトル１０に対する水平方向の荷重は、主に胴部１２に付加される。本実施の形態において、上述したように、胴部１２の第１の領域１２ａに多数の円形凹部１５が稠密に形成され、また、ある凹部環Ｃ₁〜Ｃ₃に含まれる円形凹部１５は、隣接する凹部環Ｃ₁〜Ｃ₃に含まれる円形凹部１５に対して互い違いに配置されている。すなわち胴部１２の第１の領域１２ａのどの垂直断面をとっても、縦方向全体にわたり凹部となる箇所、あるいは縦方向全体にわたり凸部となる箇所が存在しない。したがって、胴部１２に水平方向の荷重が加わった場合、第１の領域１２ａの特定の箇所に応力が集中しない。このことにより、プラスチックボトル１０の側壁強度が高められ、胴部１２の第１の領域１２ａの変形を防止することができる。

このように本実施の形態によれば、胴部１２の第１の領域１２ａのどの垂直断面または水平断面をとっても、縦方向全体または横方向全体に凹部または凸部となる箇所が存在しない。このため、プラスチックボトル１０に対して縦方向または横方向から荷重が加わった際、胴部１２の第１の領域１２ａの特定の箇所に応力が集中することがなく、破壊が伝播することがない。これによりプラスチックボトル１０の座屈強度および側壁強度をいずれも向上させることができる。

また、とりわけ本実施の形態によれば、図１に示すように、胴部１２に減圧吸収パネル２１および環状溝２５が設けられたプラスチックボトル１０であっても、それ以外の特に補強したい箇所（例えば上述した第１の領域１２ａ）に重点的に多数の円形凹部１５を配置することができるので、プラスチックボトル１０の座屈強度および側壁強度を効果的に高めることができる。

なお、本実施の形態において、円形凹部１５に代えて、胴部１２から外方に向けて突出する円形凸部を用いても良い。この場合、プラスチックボトル１０の胴部１２外周に胴部１２の周方向に延びる複数の凸部環が多段に形成され、各凸部環は胴部１２の周方向に連続して配置された複数の円形凸部を含んでいる。またある凸部環に含まれる円形凸部は、隣接する凸部環に含まれる円形凸部に対して互い違いに配置される。さらに、各円形凸部間には、それぞれ凹部が形成される。

また本実施の形態において、円形凹部１５は、胴部１２のうち第１の領域１２ａのみに形成されているが、これに限られるものではない。例えば、第２の領域１２ｂに減圧吸収パネル２１を設けず、第３の領域１２ｃに環状溝２５を設けず、かつ胴部１２全体（第１の領域１２ａ、第２の領域１２ｂ、および第３の領域１２ｃ）に多数の円形凹部１５を形成しても良い。

あるいは、胴部１２のうち、第１の領域１２ａのほか、座屈強度および側壁強度を高めたい他の箇所に多数の円形凹部１５を形成しても良い。例えば、第３の領域１２ｃに環状溝２５を設けず、他方、第２の領域１２ｂに減圧吸収パネル２１を設けるとともに、胴部１２の第１の領域１２ａおよび第３の領域１２ｃに多数の円形凹部１５を形成しても良い。

本発明の一実施の形態によるプラスチックボトルを示す正面図。 本発明の一実施の形態によるプラスチックボトルの円形凹部を示す拡大正面図。 本発明の一実施の形態によるプラスチックボトルの円形凹部を示す水平断面図。 従来の一般的なプラスチックボトルを示す正面図。

符号の説明

１０ プラスチックボトル
１１ 口部
１２ 胴部
１２ａ 第１の領域
１２ｂ 第２の領域
１２ｃ 第３の領域
１３ 底部
１４ 肩部
１５ 円形凹部
１５ａ 底面
１５ｂ 側壁
２０ 凸部
２１ 減圧吸収パネル
２５ 環状溝
Ｃ₁〜Ｃ₃ 凹部環

Claims (4)

1. プラスチックボトルにおいて、
   底部と、胴部と、口部と、口部と胴部との間に設けられた肩部とを備え、
   胴部外周に胴部の周方向に延びる複数の凹部環が多段に形成され、各凹部環は胴部の周方向に連続して配置された複数の円形凹部を含み、
   ある凹部環に含まれる円形凹部は、隣接する凹部環に含まれる円形凹部に対して互い違いに配置されていることを特徴とするプラスチックボトル。
2. 胴部は、複数の凹部環が形成された第１の領域と、第１の領域の上方に形成され、周方向に等間隔に減圧吸収パネルが設けられた第２の領域と、第２の領域の上方に形成され、全周に環状溝が設けられた第３の領域とを有することを特徴とする請求項１記載のプラスチックボトル。
3. 各円形凹部は、円形状の底面と、この底面を取り囲む擂鉢状の側壁とを有することを特徴とする請求項１または２記載のプラスチックボトル。
4. プラスチックボトルにおいて、
   底部と、胴部と、口部と、口部と胴部との間に設けられた肩部とを備え、
   胴部外周に胴部の周方向に延びる複数の凸部環が多段に形成され、各凸部環は胴部の周方向に連続して配置された複数の円形凸部を含み、
   ある凸部環に含まれる円形凸部は、隣接する凸部環に含まれる円形凸部に対して互い違いに配置されていることを特徴とするプラスチックボトル。

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