JP2018030630A - プラスチックボトル、及び充填体 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量性と、底部の外力に対する高い強度とを併有した大型のプラスチックボトル、及び充填体を提供する。【解決手段】ＰＥＴボトルの底部４０に、ＰＥＴボトルの内側に向けて湾曲する中空半球状のドーム４３を有し、底部４０は、外周側に位置する底壁４２からドーム４３の周端に向けて、ドーム４３の傾斜よりも大で延びる環状の立ち上がり部４５を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、プラスチックボトル、及び充填体に関し、より詳細には、軽量化されたプラスチックボトル、及び充填体の構造に関する。

飲料等が充填される容器として、プラスチックボトル、中でも、ＰＥＴ（PolyEthylene Terephthalate）ボトルが多く用いられる。ＰＥＴボトルは底部が接地面となり、変形がそこに生じると、載置された際の安定性が低下してしまう。したがって、ＰＥＴボトルの底部は、変形の生じないような強度を持つ構造とされる。

特許文献１には、底部が、外周縁部に位置する接地部と、接地部からボトル径方向の内側より連なり上方に向けて延びるテーパー周壁部と、テーパー周壁部から延びる中央底面壁と、を備える底部形状において、扁平ボトルの長径部でのテーパー周壁部は、接地部から中央底面壁に向いボトル径方向の内側に向けて傾斜するように延在すると共に、ボトル軸と直交する線に対してテーパー周壁部の傾斜角度が３０度より大きく９０度未満であり、扁平ボトルの短径部でのテーパー周壁部には、ボトル軸を中心として対面にそれぞれ２個以上のリブが放射状に延設している、ことを特徴とする合成樹脂製扁平ボトルの底部形状が開示されている。

特開２０１５−１２７２１４号公報

特許文献１の合成樹脂製扁平ボトルの底部形状によれば、底面壁が十分に補強されることによって、内容物を熱充填しても底面壁の一部が接地部の配設位置に到達したり接地部よりも下方に突出したりして、接地安定性の不具合を招く、底落ちを防止することができ、優れた接地安定性を得ることができるとされている。

しかしながら、特許文献１には、熱充填の際における底面壁の変形についての記載がなされているに過ぎず、充填後の圧力変化や、外部からボトルにかかる大きな圧力による底部の変形についての記載が一切なされていない。

昨今では、省資源化や、輸送時の環境負荷低減等の観点から原料の使用量を削減することによるＰＥＴボトルの軽量化が取り組まれている。そして、ＰＥＴボトルは、軽量化されるほど肉厚が薄くなって、その強度が低下する傾向がある。したがって、軽量化されたＰＥＴボトルであるほどその強度を維持する条件がより厳しくなる。しかしながら、特許文献１には、ＰＥＴボトル１の軽量化についての記載が一切ない。

更に、備蓄用としての需要や、生活の多様化の影響等を受け、大型のＰＥＴボトルの市場規模が拡大している。大型のＰＥＴボトルでは、充填される大容量の中身によって重量が増加する。このような重量のある中身が充填された大型のＰＥＴボトルが仮に落下してしまうと、底部には、大きな圧力がかかり、より変形が生じやすい。

そこで本発明の目的は、軽量性と、底部の外力に対する高い強度とを併有した大型のプラスチックボトル、及び充填体を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、プラスチックボトルの底部に、前記プラスチックボトルの内側に向けて湾曲する中空半球状のドームを有するプラスチックボトルにおいて、前記底部は、外周側に位置する底壁から前記ドームの周端に向けて、前記ドームの傾斜よりも大で延びる環状の立ち上がり部を有することを特徴とする。

更に、前記立ち上がり部の傾斜の角度が３０°以上、６５°以下であることを特徴とする。

更に、前記ドームは、放射状に延びて前記ドームの傾斜とは異なるリブを更に有し、前記リブは、前記ドームの周端の側でより緩傾斜であることを特徴とする。

更に、前記底部の肉厚が０．１０ ｍｍ以上、０．３５ ｍｍ以下であることを特徴とする。

更に、前記立ち上がり部の軸方向の距離が４ ｍｍ以上、９ ｍｍ以下であることを特徴とする。

更に、前記ドームの傾斜の角度が８°以上、１８°以下であることを特徴とする。

更に、前記プラスチックボトルの内容積が６８０ ｍｌ以上、２５００ ｍｌ以下であることを特徴とする。

更に、本発明に係る充填体は、上述のプラスチックボトルと、充填される液体とによって構成されることを特徴とする。

本発明によれば、プラスチックボトルの底部に、プラスチックボトルの内側に向けて湾曲する中空半球状のドームを有するプラスチックボトルにおいて、底部は、外周側に位置する底壁からドームの周端に向けて、ドームの傾斜よりも大で延びる環状の立ち上がり部を有するので、軽量性と、底部の外力に対する高い強度とを併有した大型のプラスチックボトルを提供することができる。

更に、立ち上がり部の傾斜の角度が３０°以上、６５°以下である構成によれば、軽量性と、底部の外力に対するより高い強度とを併有した大型のプラスチックボトルを提供することができる。

更に、ドームは、放射状に延びてドームの傾斜とは異なるリブを更に有し、リブは、ドームの周端の側でより緩傾斜である構成によれば、軽量性と、底部の外力に対するより高い強度とを併有した大型のプラスチックボトルを提供することができる。

更に、底部の肉厚が０．１０ ｍｍ以上、０．３５ ｍｍ以下である構成によれば、軽量性と、底部の外力に対するより高い強度とを併有した大型のプラスチックボトルを提供することができる。

更に、立ち上がり部の軸方向の距離が４ ｍｍ以上、９ ｍｍ以下である構成によれば、軽量性と、底部の外力に対するより高い強度とを併有した大型のプラスチックボトルを提供することができる。

更に、ドームの傾斜の角度が８°以上、１８°以下である構成によれば、軽量性と、底部の外力に対するより高い強度とを併有した大型のプラスチックボトルを提供することができる。

更に、プラスチックボトルの内容積が６８０ ｍｌ以上、２５００ ｍｌ以下である構成によれば、軽量性と、底部の外力に対する高い強度とを併有した大型のプラスチックボトルを提供することができる。

更に、本発明に係る充填体は、上述のプラスチックボトルと、充填される液体とによって構成されるので、軽量性と、底部の外力に対するより高い強度とを併有した大型のプラスチックボトルが用いられた充填体を提供することができる。

本実施形態に係るプラスチックボトルの一例としてのＰＥＴボトルが示された正面図である。 ＰＥＴボトルの上面図である。 ＰＥＴボトルの底面図である。 ＰＥＴボトルの底部が拡大された正面図である。 変形例に係るＰＥＴボトルが示された正面図である。 比較例１、及び比較例２のＰＥＴボトルの正面図である。 比較例１、及び比較例２のＰＥＴボトルの底面図である。

以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態の詳細を説明する。まず、本実施形態に係るプラスチックボトルの構成を詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るプラスチックボトルの一例としてのＰＥＴボトル１が示された正面図であり、図２はＰＥＴボトル１の上面図である。ＰＥＴボトル１は、その軸方向に、口部１０と、肩部２０と、胴部３０と、底部４０とを順次有する。そして、例示されたＰＥＴボトル１は、胴部３０に、複数の壁部３１、及びＰＥＴボトル１の周方向で隣り合う壁部３１をつなぐコーナー部３２を有する略四角筒状のいわゆる角ボトルである。

なお、以下では、説明の便宜上、ＰＥＴボトル１の軸方向が上下に延びるように正立された図１の状態において容器内への中身の充填が行われる口部１０を上とする。ＰＥＴボトル１は、底部４０から口部１０までの全高Ｈ１を有して形成されている。

口部１０は、中身の充填口、及び注出口となり、口部１０に、図示せぬ蓋が取り付けられることによってＰＥＴボトル１が密閉される。口部１０は、高温での中身の充填に必要な耐熱性を有するようにいわゆる結晶化装置での加熱によって白く着色されるまで結晶化されていても良い。

肩部２０は、その上側が口部１０に連なり、一方で、その下側が胴部３０に連なる。肩部２０は、軸方向の上側から下側に向かってＰＥＴボトル１の径方向に広がる角錐台筒状に構成される。

ＰＥＴボトル１は、肩部２０と胴部３０との間を周方向に延びる稜線２１を有する。稜線２１は、ＰＥＴボトル１の軸方向の荷重を吸収する機能を有する。稜線２１は、軸方向にうねっており、コーナー部３２において最も胴部３０の側に位置する。コーナー部３２の上の領域における肩部２０はそのままでは、軸方向の荷重によって屈曲しやすい。しかしながら、稜線２１が、コーナー部３２において最も胴部３０の側に位置する構成によって屈曲しやすい箇所に荷重が集中せずに分散し、ＰＥＴボトル１の座屈強度が高まる。

肩部２０には、平板状の複数のカット面が形成されている。そして、これらのカット面の境となる辺が主に、軸方向に延びることによって、ＰＥＴボトル１の軸方向の荷重に対する支柱として機能している。

壁部３１の上には、稜線２１を底辺とした軸方向に長い二等辺三角形の領域がＰＥＴボトル１の外側に向けて突出する稜線２２によって形成されている。更に、二等辺三角形の領域の内側ではＰＥＴボトル１の内側に向けて突出する３本の稜線２３によって３つの三角形のパネルが形成されている。壁部３１の上の領域における肩部２０は、このように構成されることによって、ＰＥＴボトル１の軸方向、及び径方向の荷重に対する強度が高まるとともに、ＰＥＴボトル１の内部の圧力が変化した際にもいびつに変形することなくその形状が維持される。

更に、肩部２０は、ＰＥＴボトル１の外側に向けて突出し、コーナー部３２における周方向の中心を起点に軸方向に延びる稜線２４を有する。この稜線２４は、押された際に、ＰＥＴボトル１の内側に凹みやすい。更に、この稜線２４の口部１０の側と、稜線２１における壁部３１とコーナー部３２との境との間にもＰＥＴボトル１の外側に向けて突出する稜線２５が形成されている。したがって、コーナー部３２の上の領域の肩部２０には、中心角を二分する稜線２４を有する扇形の沈みパネル２６が形成されている。稜線２５は、稜線２４が押された際の変形が扇形の外の領域に波及することを防止する。

胴部３０には、ＰＥＴボトル１の中身の情報や、意匠性を高めるための模様等が印刷されたシュリンクラベルやロールラベル等のラベルが包装される。加熱収縮によって装着されるシュリンクラベルには熱収縮性の良い二軸延伸ポリスチレンフィルム等が用いられる。シュリンクラベルは、ＰＥＴボトル１とは材料が異なるため、ＰＥＴボトル１の使用後に再資源化される際には分離される。シュリンクラベルは主に、コーナー部３２に引っかかって装着されているため、コーナー部３２での引っかかりが取り除かれることではがしやすくなる。稜線２４が押されると、コーナー部３２の付近において、ＰＥＴボトル１とラベルとの間に隙間ができてラベルがつかみやすくなるとともにコーナー部３２の引っかかりが部分的に取り除かれ、ラベルを容易にはがすことができる。

図１等に例示の肩部２０に形成されている複数のカット面は平板状に形成されており、ＰＥＴボトル１の外側や内側には湾曲していない。しかしながら、肩部２０、特に扇形の沈みパネル２６は、ＰＥＴボトル１の外側に湾曲するように構成されていると、ＰＥＴボトル１と、ラベルとの間により広い隙間ができて、ラベルをより容易にはがすことができる。

肩部２０は、上述された構成には限定されないものの、ＰＥＴボトル１の強度や形状の維持機能、ラベルのはがしやすさ等の点で稜線２１や、稜線２４を有する構成であることが好ましい。

胴部３０は、壁部３１、及びコーナー部３２からなる角筒部としての上側角筒部５０ｕ、及び下側角筒部５０ｄと、上側角筒部５０ｕ、及び下側角筒部５０ｄを軸方向に分断し、軸方向に直交する横断面が円形の円筒部６０とを有する。

図３はＰＥＴボトル１の底面図である。図１や、図２、図３等に例示の上側角筒部５０ｕ、及び下側角筒部５０ｄは各々、互いに同一の形状からなる４つの壁部３１と、４つのコーナー部３２とを有している。コーナー部３２は径方向の外側に湾曲している。上側角筒部５０ｕ、及び下側角筒部５０ｄはいずれも、上下で径方向の寸法が同一で、全体として略正四角筒の形状を有している。上側角筒部５０ｕ、及び下側角筒部５０ｄは、外側に湾曲するコーナー部３２を有することによって円筒に近い形状となり、その座屈強度が向上される。

上側角筒部５０ｕ、及び下側角筒部５０ｄはいずれも、対角距離Ｄ１、及び対面距離Ｄ２を有して構成される。対角距離Ｄ１は、対面距離Ｄ２よりも大である。対角距離Ｄ１は例えば８４．５ ｍｍとされ、対面距離Ｄ２は例えば７７．１ ｍｍとされる。上側角筒部５０ｕ、及び下側角筒部５０ｄの対面距離Ｄ２が同一に形成されることによって上側角筒部５０ｕ、及び下側角筒部５０ｄの各々の壁部３１が接地部位となって軸方向が水平の横向きでＰＥＴボトル１を安定して置くことができる。

上側角筒部５０ｕ、及び下側角筒部５０ｄは、径方向の内側に向かってくぼんで壁部３１、及びコーナー部３２を周方向に横切る複数の環状の周溝５１を有する。周溝５１は、水平方向の断面形状が略角丸正方形とされており、鉛直方向の断面形状が平らな底面を有する略テーパ状とされている。ただし、周溝５１の鉛直断面の形状は円弧状やＶ字状とされていても良い。周溝５１は、径方向の荷重に耐える強度である側壁強度を高める機能を有する。そして、上側角筒部５０ｕの側壁強度が高まることで、上側角筒部５０ｕへのラベルの取り付けやすさが向上する。更に、周溝５１は、軸方向の荷重に対してクッションの役割を果たし、胴部３０の座屈を防止する機能を有する。

周溝５１の深さは壁部３１では略一定とされている。一方で、コーナー部３２では周方向の中心で深さが最小となるように周溝５１が形成されている。そして、周溝５１の深さは、壁部３１と、コーナー部３２とでは異なり、コーナー部３２より、壁部３１での深さが大である。

このように構成される周溝５１は、壁部３１では、側壁強度を高め、かつ軸方向の荷重に対する座屈を防止し、コーナー部３２では、軸方向の荷重に対する圧縮変形量を小さくする機能を有する。壁部３１において側壁強度が高まるため、ＰＥＴボトル１を安定して横向きで積載することができる。そして、周溝５１は、コーナー部３２への荷重の集中を防いで胴部３０の座屈強度を高める機能を有する。更に、周溝５１は、径方向において、ＰＥＴボトル１の中心からの距離があるコーナー部３２での深さが小であるため凹凸の激しい形状とはならずに賦形性が良好である。

周溝５１は、周方向に一定の幅で形成されていても良いものの、壁部３１の周方向における中心での幅が最大となるように形成されている。周溝５１の幅は、大きすぎると、軸方向の荷重に対する強度が低下するとともに、圧縮変形量が増大してしまう。したがって、周溝５１は、コーナー部３２より壁部３１での幅が大とされている。周溝５１は、このように構成されることよって胴部３０の剛性を高める機能を有する。更に、周溝５１は、深さが大である壁部３１での幅が大であるため凹凸の激しい形状とはならずに賦形性が良好である。

上側角筒部５０ｕには、軸方向の上側から順に４本の周溝５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、及び５１ｄが形成されている。下側角筒部５０ｄには、軸方向の上側から順に２本の周溝５１ｅ、及び５１ｆが形成されている。周溝５１は、その深さ、及び幅の寸法の異なる３種類のものから構成されている。周溝５１ａと周溝５１ｆ、周溝５１ｂと周溝５１ｃ、及び周溝５１ｄと周溝５１ｅとがそれぞれ同じ寸法とされている。そして、周溝５１の深さは、周溝５１ｄ＞周溝５１ａ＞周溝５１ｂとされ、周溝５１の幅は、周溝５１ｄ＞周溝５１ａ＞周溝５１ｂとされている。

周溝５１ａや、周溝５１ｄによって、各溝の付近のみにとどまらず、周溝５１ａと、周溝５１ｄとの間の領域まで、すなわち上側角筒部５０ｕの側壁強度が高められる。したがって、周溝５１ｂ、及び周溝５１ｃの深さ、及び幅の寸法を小とすることができる。そして、上側角筒部５０ｕの凹凸が抑えられるため、例えば、シュリンクラベルが装着された際の外観不良が生じにくくなり、製造効率や、ラベルによるディスプレイ効果（宣伝効果）を向上させることができる。

なお、ここでは、上側角筒部５０ｕに、４本の周溝５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、及び５１ｄが形成されており、下側角筒部５０ｄに、２本の周溝５１ｅ、及び５１ｆが形成されている例が示された。しかしながら、その数は特に限定されるものではなく、上側角筒部５０ｕや、下側角筒部５０ｄの上下方向の幅や、溝の深さ、幅等によって適宜設計されるものである。更に、すべての周溝５１の深さや幅が同一に設計されていても良い。

円筒部６０は、くびれ部６１を有する。くびれ部６１は、胴部３０が径方向に絞られてなる。くびれ部６１は、胴回りが短いため握りやすい。したがって、くびれ部６１は把持部として機能し、ＰＥＴボトル１を持ちやすくすることができる。

くびれ部６１は、軸方向に延びるリブ６２を有する。リブ６２は、ＰＥＴボトル１の外側に向けて突出している。リブ６２は、ＰＥＴボトル１の軸方向、及び径方向の双方の荷重に対する支柱としての機能を有する。リブ６２は、くびれ部６１の周方向に複数配置される。複数のリブ６２が配置されたくびれ部６１は、強度が向上して変形しにくくなり、ＰＥＴボトル１を持ちやすくすることができる。更に、リブ６２は、握られた指にかかり、ＰＥＴボトル１を持ちやすくすることができる。

くびれ部６１の上端では、隣り合うリブ６２が上辺６３によって接続されている。上辺６３は上側に向かって円弧状に湾曲している。同様に、くびれ部６１の下端では、隣り合うリブ６２が下辺６４によって接続されている。下辺６４は下側に向かって円弧状に湾曲している。上辺６３、及び下辺６４が形成されることによって円筒部６０は変形しにくくなり、ＰＥＴボトル１を持ちやすくすることができる。更に、湾曲した上辺６３、及び下辺６４は、ＰＥＴボトル１の軸方向の荷重を吸収し、座屈強度を高めることができる。そして、隣り合う２本のリブ６２を対辺とし、この対辺と、上辺６３と、下辺６４とによって長円状のパネル６５が形成されている。したがって、くびれ部６１は、径方向の内側に湾曲したパネル６５が周方向に複数連なって筒状に構成されている。

なお、上辺６３よりも上側の領域、及び下辺６４よりも下側の領域は上下同径の円筒状である。

リブ６２を含めてパネル６５は、上辺６３、及び下辺６４を起点として軸方向の中心に向かって径を縮小するように曲面状にそがれた形状を有している。そして、リブ６２は、くびれ部６１の軸方向に直交する任意の横断面において径方向の中心からの距離が最大となるように構成される。すなわち、くびれ部６１の横断面は、リブ６２を頂点とした多角形となる。このように構成されるＰＥＴボトル１は、軽量性と、外力に対する高い強度とを併有し、かつ持ちやすい。

なお、くびれ部６１の横断面に形成される多角形の辺は、径方向の内側に向かって湾曲した曲線状であっても良く、直線状であっても良く、外側に向かって湾曲した曲線状であっても良い。しかしながら、くびれ部６１の横断面の辺が内側に湾曲しているとＰＥＴボトル１がより持ちやすくなる。

図１等に例示されるようにリブ６２は、周方向へのねじれを有していることが好ましい。リブ６２がねじれを有していることによって握られた指に更にかかりやすくなり、ＰＥＴボトル１がより持ちやすくなる。更に、リブ６２がねじれを有していることによって軸方向の荷重が周方向に分散され、ＰＥＴボトル１の座屈強度を高めることができる。

リブ６２は、鉛直線Ｌに対して角度θｔの傾きを有している。角度θｔは、大きすぎると、リブ６２の支柱としての機能が薄れる。したがって、角度θｔは、持ちやすさを有しながらＰＥＴボトル１の強度を保つ観点で、０°以上、６０°以下であることが好ましい。更に、持ちやすさをより向上させる観点において角度θｔは、２０°以上、４０°以下であることがより好ましい。一方で、座屈強度をより向上させる観点において角度θｔは、０°以上、３５°以下であることがより好ましい。

なお、リブ６２のねじれは、なくても構わず、反時計回りであっても良いものの、図１等に例示されるように時計回りであるとより持ちやすくて良い。

パネル６５の個数が少なすぎるとＰＥＴボトル１の座屈強度が不足しやすくなってしまう。一方で、パネル６５の個数が多すぎるとＰＥＴボトル１の持ちやすさが低下してしまう。したがって、ＰＥＴボトル１の強度を保ちながら持ちやすさを高める観点からパネル６５の個数は、５以上、１２以下であることが好ましく、６以上、８以下であることがより好ましい。図１等に例示されるＰＥＴボトル１のパネル６５は６つで構成されている。

パネル６５が奇数で構成されると、くびれ部６１の径方向の両端においてリブ６２と、パネル６５の面とが対向することになる。一方で、パネル６５が偶数であると、パネル６５の面同士が対向することとなる。パネル６５の面同士が対向すると、くびれ部６１の直径方向の長さがより短くなって持ちやすくなる。したがって、パネル６５は偶数で構成されることが好ましい。

なお、ＰＥＴボトル１への荷重に対する応力がくびれ部６１の特定の箇所に集中すること、及び持ちやすさが低下することを防止する観点から複数のパネル６５は同一形状とされることが好ましい。

更に、ＰＥＴボトル１の軽量性が問題とならない場合においてはパネル６５が軸方向に２分割で構成されていても構わない。

くびれ部６１の軸方向の距離Ｈ２は、第二指から第五指までの手の幅に基づいて設計されると良い。手の平全体がくびれ部６１を覆うことによってＰＥＴボトル１を安定して持つことができる。くびれ部６１の軸方向の距離Ｈ２が短すぎるとくびれ部６１から指がはみ出てＰＥＴボトル１の持ちやすさが低下してしまう。一方で、くびれ部６１の軸方向の距離Ｈ２が長すぎるとＰＥＴボトル１の強度を保つのが難しくなる。したがって、ＰＥＴボトル１の持ちやすさを有しながら強度を保つ観点で、くびれ部６１は、軸方向の距離Ｈ２が５０ ｍｍ以上、１００ ｍｍ以下であることが好ましく、５５ ｍｍ以上、８５ ｍｍ以下であることがより好ましい。

ＰＥＴボトル１は、くびれ部６１の軸方向の距離Ｈ２を充分に有して構成される。このように構成されるくびれ部６１は、把持部として取り扱われるように誘導するための強い手がかりを示している。したがって、ＰＥＴボトル１は、説明なしで、くびれ部６１を把持部として取り扱うことができるように構成されている。

ＰＥＴボトル１の全高Ｈ１に対するくびれ部６１の軸方向の距離Ｈ２の比の値（Ｈ２／Ｈ１）が小さすぎると把持部が小さくなってＰＥＴボトル１が持ちづらくなってしまう。一方で、Ｈ２／Ｈ１が大きすぎると上側角筒部５０ｕが小さくなってラベルを表示する面積が狭くなってしまう。更に、Ｈ２／Ｈ１が大きすぎると、ＰＥＴボトル１の強度を保つことが難しくなってしまう。したがって、くびれ部６１は、ＰＥＴボトル１の全高Ｈ１に対するくびれ部６１の軸方向の距離Ｈ２の比の値（Ｈ２／Ｈ１）が０．１５以上、０．４５以下であることが好ましい。

くびれ部６１は、円筒部６０と同径の最大胴径Ｄ３に対して最小胴径Ｄ４となるように径が絞られて形成されている。ブロー成形によってＰＥＴボトル１が形成される際にくびれ部６１は、ＰＥＴボトル１の径方向のより内側とされることによってその肉厚をより厚くすることができる。くびれ部６１は、厚肉であるほど強度が高まり、その構造を維持することができる。そして、くびれ部６１の肉厚は０．１５ ｍｍ以上、０．５０ ｍｍ以下であることが好ましい。

くびれ部６１の最大胴径Ｄ３に対する最小胴径Ｄ４の比の値（Ｄ４／Ｄ３）は、０．６５以上、０．９５以下であることが好ましく、０．７０以上、０．８５以下であることがより好ましい。このような構成とされることで、ＰＥＴボトル１の持ちやすさを向上させることができるとともに座屈強度を効果的に高めることができる。最大胴径Ｄ３に対する最小胴径Ｄ４の比の値（Ｄ４／Ｄ３）が大きすぎるとＰＥＴボトル１の持ちやすさが向上されにくくなってしまう。一方で、最大胴径Ｄ３に対する最小胴径Ｄ４の比の値（Ｄ４／Ｄ３）が小さすぎるとＰＥＴボトル１の軸方向の荷重に対する応力が最小胴径Ｄ４の付近に集中しすぎてしまって充分な座屈強度が得られない。

ＰＥＴボトル１は、径の絞られたくびれ部６１と、軸方向に延びるリブ６２とを有することで、座屈強度を充分に確保しながら持ちやすさを向上するように構成される。

くびれ部６１の最大胴径Ｄ３と、上側角筒部５０ｕ、及び下側角筒部５０ｄの対面距離Ｄ２との大小関係に制限はない。しかしながら、ＰＥＴボトル１の積載効率等の観点から円筒部６０は、上側角筒部５０ｕ、及び下側角筒部５０ｄの内接円であることが好ましい。すなわち、対面距離Ｄ２と、最大胴径Ｄ３とが同じ長さを有していることが好ましい。

上側角筒部５０ｕ、及び下側角筒部５０ｄに対する円筒部６０の軸方向の位置は図１等に示された構成には限定されない。例えば、円筒部６０は、図１等に示された位置よりも上側角筒部５０ｕの側に配置されていても良い。このように構成されることによって、ラベルの貼りつけられる面積が狭くなるものの、中身がより注出しやすくなる。

上側角筒部５０ｕ、及び下側角筒部５０ｄと、円筒部６０とはそれぞれ、径方向にくぼんで周方向に延びる連接溝７０、及び連接溝７５を介して接続されることが好ましい。連接溝７０、及び連接溝７５は、軸方向の荷重をクッションとして受け止め、連接部分の屈曲を防ぐ機能を有する。更に、連接溝７０、及び連接溝７５は、連接部分の付近の側壁強度を高める機能を有する。連接溝７０、及び連接溝７５は、水平方向の断面形状が円形とされており、鉛直方向の断面形状が平らな底面を有する略テーパ状とされている。連接溝７０、及び連接溝７５は、鉛直方向の断面形状が円弧状やＶ字状とされていても良い。

連接溝７０、及び連接溝７５は、その深さが浅すぎると、側壁強度を高めにくくなってしまう。一方で、連接溝７０、及び連接溝７５は、その深さが深すぎると、ＰＥＴボトル１の成形時の賦形性が低下しやすくなってしまう。連接溝７０、及び連接溝７５の深さは、最大胴径Ｄ３に対する比の値が０．００５以上、０．０７以下であることが好ましく、０．０３であることがより好ましい。

連接溝７０、及び連接溝７５の幅が広すぎると、側壁強度を高めにくくなってしまう。一方で、連接溝７０、及び連接溝７５の幅が狭すぎると、ＰＥＴボトル１の成形時の賦形性が低下しやすくなってしまう。連接溝７０、及び連接溝７５の幅は、連接溝７０、及び連接溝７５の深さに対する比の値が０．５以上、５．０以下であることが好ましい。

なお、連接溝７０の上側角筒部５０ｕの側、及び連接溝７５の下側角筒部５０ｄの側における面の傾斜が一様なので、この面が、コーナー部３２において、ちょうど面取りしたような形状となっている。したがって、屈曲しやすいコーナー部３２に軸方向の荷重が集中せずに分散し、ＰＥＴボトル１の座屈強度が高まる。

図４は、ＰＥＴボトル１の底部４０が拡大された正面図である。底部４０は、胴部３０の下側角筒部５０ｄの下側に連なる。底部４０は、コーナー部４１と、底壁４２と、ドーム４３とを有している。コーナー部４１は、ＰＥＴボトル１の軸方向の下側、及び径方向の外側に向かって湾曲している。略平板環状の底壁４２は、胴部３０に対して垂直方向に延び、ＰＥＴボトル１の接地面となる。ドーム４３は、ＰＥＴボトル１の内側（軸方向の上側）に向けて湾曲する中空半球状に形成されている。ドーム４３は、ＰＥＴボトル１の中身の温度や、内部の圧力の変化による変形を防ぐ機能を有する。

ドーム４３は、接地面に対して傾斜を有する。ドーム４３の周端における傾斜の角度θｄが小さすぎると変形を防ぐことが難しくなってしまう。一方で、ドーム４３の傾斜の角度θｄが大きすぎるとＰＥＴボトル１の成形時の賦形性が低下しやすくなる。したがって、圧力等を効果的に分散して変形を防止し、かつ賦形性を良好とする観点で、ドーム４３の傾斜の角度θｄが８°以上、１８°以下であることが好ましい。

ドーム４３は、リブ４４を更に有する。図３に例示されるリブ４４は４つであり、それぞれが、底面視で、中心から壁部３１の方に向かって、すなわち上側角筒部５０ｕ、及び下側角筒部５０ｄの対面の方向に放射状に延びている。リブ４４は、ドーム４３を補強する機能を有する。リブ４４は、ドーム４３とは傾斜の角度を異ならせることで形成することができる。このとき、ドーム４３の周端の側でより急傾斜でリブ４４を形成すると、過延伸による白化や、ＰＥＴボトル１の賦形性の低下が起こりやすくなってしまう。したがって、リブ４４は、ドーム４３の周端の側でより緩傾斜であることが好ましい。

このように、底部４０は、正面視で、山状のドーム４３と谷状のリブ４４とがそれぞれ、４方向に形成されている。特に、山状のドーム４３が、ＰＥＴボトル１の対角の方向に放射状に延びている。これによって、ＰＥＴボトル１がブロー成形される際に薄肉となりやすい対角の方向にも樹脂が充分に行きわたる。更に、例示された底部４０は、リブ４４を有する構成でありながら、ドーム４３の中心には、ゲートの受け部が設けられる領域を有している。これによって、ＰＥＴボトル１がブロー成形される際に芯ずれが生じにくい。したがって、底部４０は、このように構成されることによって、底壁４２や、ドーム４３、及びリブ４４の肉厚にむらを生じにくくすることができる。

底部４０は、外周側に位置する底壁４２からドーム４３の周端に向けて、ドーム４３の傾斜よりも大で延びる環状の立ち上がり部４５を有する。立ち上がり部４５は、ＰＥＴボトル１の外部から大きな圧力がかかった際に底部４０が、接地面よりも出っ張ってしまうことを防ぐ機能を有する。例えば、充填システムの中を搬送されるＰＥＴボトル１が他のＰＥＴボトル１と衝突する等して圧力がかかり、底部４０が出っ張ってしまった場合には、ＰＥＴボトル１が軸方向に伸びてしまって詰まりの原因となる。これは、ＰＥＴボトル１が軽量化されてその肉厚が薄くなるほど対策の必要の度合いが上がる。

底部４０は、薄肉になりすぎると、ＰＥＴボトル１の内部の圧力が変化した際等にその構造を維持することが難しくなる。一方で、厚肉になりすぎると、ＰＥＴボトル１の軽量化が妨げられてしまう。したがって、ＰＥＴボトル１の軽量化を実現しつつ底部４０の構造を維持する観点で、底部４０の肉厚は０．１０ ｍｍ以上、０．３５ ｍｍ以下であることが好ましい。

底部４０が出っ張ってしまう原因の一つとして、ドーム４３の周端の付近が屈曲することによって接地面よりも出っ張るように反転することがある。しかしながら、立ち上がり部４５は、傾斜が大であることによって、圧力がかかった際の変形方向を軸方向から径方向へと分散させる。更に、立ち上がり部４５は、接地面から軸方向の距離が長くなることによって、仮に変形したとしても接地面よりも出っ張らない範囲に止める。そして、立ち上がり部４５は、ドーム４３と傾斜が不連続となることによって強度を高める。立ち上がり部４５は、これらの機能を有することによって、底部４０が出っ張ってしまうことを効果的に防ぐ。

ここで、立ち上がり部４５の傾斜の角度θｒが大きすぎると、過延伸による白化や、ＰＥＴボトル１の賦形性の低下が起こりやすくなってしまう。したがって、立ち上がり部４５の傾斜の角度θｒは３０°以上、６５°以下であることが好ましい。

更に、立ち上がり部４５の軸方向の距離Ｈ３が大きすぎると逆に、立ち上がり部４５が屈曲点となってしまう。したがって、立ち上がり部４５の軸方向の距離Ｈ３は４ ｍｍ以上、９ ｍｍ以下であることが好ましい。

なお、ＰＥＴボトル１は、立ち上がり部４５を有することによって、ドーム４３の形状の設計自由度が高まり、例えばリブ４４を有していなくても良い。しかしながら、底部４０は、図３等に例示されるような正面視で、山状のドーム４３と谷状のリブ４４とがそれぞれ、４方向に形成される構成であることが、賦形性を良好とすること、及び底部４０の反転を防止することができる点でより好ましい。この構成では特に、肉厚にむらを生じにくくすることができるためＰＥＴボトル１の軽量化が図られてより薄肉となった場合にも上述された効果が存分に発揮される。したがって、このような構成によれば、軽量性と、底部４０の外力に対する高い強度とを併有した大型のＰＥＴボトル１を提供することができる。

ここで、ドーム４３から底壁４２に架けて径方向に放射状に延びる溝等が設けられることでドーム４３の形状維持機能を高めることもできる。しかしながら、充填システムとして多用されている底部４０が吸引されて搬送される方式には底壁４２に隙間を有するＰＥＴボトル１を適用することができない。

これに対し、底壁４２が平面で構成され、軸方向の上側に向かってくぼんだ溝等を有していないＰＥＴボトル１は底部４０が吸引されて搬送される方式にも適用可能であり、高い汎用性を有している。したがって、ＰＥＴボトル１は、軽量性、及び高い汎用性を併有しつつ、底部４０の構造を維持することができる。

なお、底部４０は、図３等の例示に限らず、熱によって変形しやすい状態で陽圧化しても下側に変形しにくく構成されていれば良い。これによって、ＰＥＴボトル１の満注容量が増え、内圧の変化がより大となることを防止することができる。ドーム４３は、熱によって仮に変形したとしても少なくともＰＥＴボトル１の接地面よりも高く維持されるように設計される。これによって、底部４０が、底壁４２より外側（下側）に突出することが防止され、ＰＥＴボトル１のがたつきや、転倒を防止することができる。

以上のように、ＰＥＴボトル１は、口部１０と、肩部２０と、胴部３０と、底部４０とを有し、胴部３０は、複数の壁部３１、及び周方向で隣り合う壁部３１をつなぐコーナー部３２からなる上側角筒部５０ｕ、及び下側角筒部５０ｄと、上側角筒部５０ｕ、及び下側角筒部５０ｄを軸方向に分断し、軸方向に直交する横断面が円形の円筒部６０とを有し、円筒部６０は、胴部３０が径方向に絞られてなるくびれ部６１を有し、くびれ部６１は、径方向の外側に凸で軸方向に延びるリブ６２を有し、リブ６２は、くびれ部６１の任意の横断面において径方向の中心からの距離が最大となるように構成される。このような構成によれば、軽量性と、外力に対する高い強度とを併有し、かつ持ちやすい大型で角型のＰＥＴボトル１を提供することができる。

更に、ＰＥＴボトル１の底部４０に、ＰＥＴボトル１の内側に向けて湾曲する中空半球状のドーム４３を有し、底部４０は、外周側に位置する底壁４２からドーム４３の周端に向けて、ドーム４３の傾斜よりも大で延びる環状の立ち上がり部４５を有する。このような構成によれば、軽量性と、底部４０の外力に対する高い強度とを併有した大型のＰＥＴボトル１を提供することができる。

更に、肩部２０と胴部３０との間を周方向に延びる稜線２１を有し、稜線２１は、コーナー部３２において最も胴部３０の側に位置する。このような構成によれば、軽量性と、肩部２０における高い強度とを併有したＰＥＴボトル１を提供することができる。

本実施形態に係るＰＥＴボトル１にはサイズによる限定はなく、種々のサイズに対して適用することができる。しかしながら、より大型のボトルであると、本実施形態に係るＰＥＴボトル１の構成による効果がより発揮されて好ましい。例えば、ＰＥＴボトル１の内容積が６８０ ｍｌ以上、２５００ ｍｌ以下であることが好ましく、９００ ｍｌから２０００ ｍｌであることがより好ましい。ＰＥＴボトル１の全高Ｈ１は１９０ ｍｍ以上、３２０ ｍｍ以下であっても良く、胴部３０の対面距離Ｄ２は６５ ｍｍ以上、１００ ｍｍ以下であっても良い。

更に、本実施形態に係るＰＥＴボトル１は軽量化ボトルを対象として好適に用いることができる。ＰＥＴボトル１の質量は例えば、１０００ ｍｌに対しては２０ ｇ以上、３０ ｇ未満、２０００ ｍｌに対しては２５ ｇ以上、３５ ｇ未満であると良い。そして、特に、軽量性を有し、内圧の変化の吸収量を高めながらＰＥＴボトル１の強度を保つ観点から、ＰＥＴボトル１の内容積に対する質量の比の値が０．０１２５ ｇ／ｍｌ以上、０．０３００ ｇ／ｍｌ以下であることが好ましい。

ＰＥＴボトル１が例示されたプラスチックボトルの材料としては、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンや、エチレン−ビニルアルコール共重合体、植物等を原料としたポリ乳酸等のブロー成形が可能な種々のプラスチックを用いることができる。しかしながら、プラスチックボトルは、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、特に、ポリエチレンテレフタレートが主成分とされることが好ましい。なお、上述された樹脂には、成形品の品質を損なわない範囲で種々の添加剤、例えば着色剤、紫外線吸収剤、離型剤、滑剤、核剤、酸化防止剤、帯電防止剤を配合することができる。

ＰＥＴボトル１を構成するエチレンテレフタレート系熱可塑性樹脂としては、エステル反復部分の大部分、一般に７０モル％以上をエチレンテレフタレート単位が占めるものであり、ガラス転移点（Ｔｇ）が５０℃以上、９０℃以下であり、融点（Ｔｍ）が２００℃以上、２７５℃以下の範囲にあるものが好適である。エチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルとして、ポリエチレンテレフタレートが耐圧性等の点で特に優れているものの、エチレンテレフタレート単位以外に、イソフタル酸や、ナフタレンジカルボン酸等の二塩基酸と、プロピレングリコール等のジオールからなるエステル単位を少量含む共重合ポリエステルも使用することができる。

ポリエチレンテレフタレートは熱可塑性の合成樹脂の中では生産量が最も多い。そして、ポリエチレンテレフタレート樹脂は、耐熱性、耐寒性や、耐薬品性、耐摩耗性に優れる等の種々の特性を有する。更に、ポリエチレンテレフタレート樹脂はその原料に占める石油の割合が他のプラスチックと比べて低く、リサイクルも可能である。このように、ポリエチレンテレフタレートを主成分とする構成によれば、生産量の多い材料を用いることができ、その優れた種々の特性を活用することができる。

ポリエチレンテレフタレートは、エチレングリコール（エタン−１，２−ジオール）と、精製テレフタル酸との縮合重合によって得られる。ポリエチレンテレフタレートの重合触媒として、ゲルマニウム化合物、チタン化合物、及びアルミニウム化合物の少なくとも一つが用いられることが好ましい。これらの触媒が用いられることによって、アンチモン化合物が用いられるよりも、高い透明性を有し、耐熱性に優れた容器を形成することができる。

上述された材料が射出成形されたプリフォームがブロー成形されることによってプラスチックボトルを作製することができる。そして、材料として、ポリエチレンテレフタレートが用いられることによって、本実施形態に係るプラスチックボトルの一例としてのＰＥＴボトル１が作製される。そして、ＰＥＴボトル１と、充填される液体とによって充填体が構成される。充填体は、ＰＥＴボトル１の口部１０から飲料や調味料等の液体が充填され、口部１０に装着される図示せぬ蓋によって密封されることによって製造される。

次に、変形例に係るプラスチックボトルの構成を詳細に説明する。図５は、変形例に係るＰＥＴボトル１００が示された正面図である。ＰＥＴボトル１００は、ＰＥＴボトル１のリブ６２とは異なるリブ１６２を有する以外はＰＥＴボトル１と同様の構成である。すなわち、ＰＥＴボトル１００は、その軸方向に、口部１０と、肩部２０と、胴部１３０と、底部４０とを順次有する。更に、胴部１３０は、上側角筒部５０ｕ、及び下側角筒部５０ｄと、上側角筒部５０ｕ、及び下側角筒部５０ｄを軸方向に分断し、軸方向に直交する横断面が円形の円筒部１６０とを有する。そして、円筒部１６０は、くびれ部１６１を有する。

くびれ部１６１は、軸方向に延びるリブ１６２を有する。リブ１６２は、ＰＥＴボトル１００の外側に向けて突出している。リブ１６２は、ＰＥＴボトル１００の軸方向、及び径方向の双方の荷重に対する支柱としての機能を有する。リブ１６２は、くびれ部１６１の周方向に複数配置される。複数のリブ１６２が配置されたくびれ部１６１は、強度が向上して変形しにくくなり、ＰＥＴボトル１００を持ちやすくすることができる。更に、リブ１６２は、握られた指にかかり、ＰＥＴボトル１００を持ちやすくすることができる。

くびれ部１６１の上端、及び下端では、隣り合うリブ１６２を接続するＰＥＴボトル１の上辺６３、及び下辺６４に相当する構成を有していない。しかしながら、リブ１６２を有するＰＥＴボトル１００は、軽量性と、外力に対する高い強度とを併有し、かつ持ちやすく、ＰＥＴボトル１と同様の効果を奏する。

なお、本実施形態に係るＰＥＴボトル１では、底部４０以外については上述されたものとは異なる構成とされても良い。

以下に、実施例を示して、本開示を更に詳細、かつ具体的に説明する。しかしながら、本開示は、以下の実施例に限定されるものではない。

＜材料、及び製造方法＞
［実施例１］
２４ ｇのポリエチレンテレフタレート製で満注容量が９５０ ｍｌの図１等に示されるＰＥＴボトル１が用いられた。ＰＥＴボトル１には９２０ ｍｌの水が充填された。実施例１に係るＰＥＴボトル１は、底部４０が、外周側に位置する底壁４２からドーム４３の周端に向けて、ドーム４３の傾斜よりも大で延びる環状の立ち上がり部４５を有する等といった本実施形態に係る特徴を有していた。

［比較例１］
比較例１では、図６の正面図、及び図７の底面図で示されるＰＥＴボトル２００が用いられた以外は実施例１と同様であった。ＰＥＴボトル２００の底部２４０には、底壁２４２に直接連結してドーム２４３が形成されていた。ＰＥＴボトル２００は、ＰＥＴボトル１の立ち上がり部４５に相当する構成を有していなかった。したがって、比較例１に係る充填体は、本実施形態に係る特徴を有していなかった。

［比較例２］
比較例２では、２８ ｇであること以外は比較例１と同様であった。したがって、比較例２に係る充填体は、本実施形態に係る特徴を有していなかった。

＜評価方法＞
（軽量性）
実施例１、並びに比較例１、及び比較例２の各ＰＥＴボトルの質量によって軽量化が達成できているか否かが判定された。軽量化の判定には、２４ ｇより大か、以下かが閾値として設定された。表１には、各ＰＥＴボトルにおける軽量性の評価の結果が示され、○：軽量性あり、×：軽量性なし、で表記されている。

（耐圧性能試験）
実施例１、並びに比較例１、及び比較例２の各充填体の耐圧性能が測定された。口部１０に、穿孔針が差し込まれた上で水が更に注入され、各ＰＥＴボトルの底が接地面より凸になった時点での注入量が耐圧性能の指標とされた。耐圧性能の判定には、３０ ｍｌ以上か、未満かが閾値として設定された。表１には、各充填体における耐圧性能の評価の結果が示され、○：耐圧性能あり、×：耐圧性能不足、で表記されている。

（落下耐久性能試験）
実施例１、並びに比較例１、及び比較例２の各充填体の落下耐久性能が測定された。各ＰＥＴボトルは、その軸方向が水平の状態で５０ ｃｍの高さから落下された。各ＰＥＴボトルが１０本ずつ落下され、底が反転するか否かが判定された。落下耐久性能の判定には、１本でも反転したものがあるか否かが閾値として設定された。表１には、各ＰＥＴボトルにおける落下耐久性能の評価の結果が示され、○：落下耐久性能あり、×：落下耐久性能なし、で表記されている。

（総合評価）
上述された軽量性、耐圧性能試験、及び落下耐久性能試験に基づいて、実施例１、並びに比較例１、及び比較例２の各ＰＥＴボトル（各充填体）の総合評価がなされた。表１には、総合評価の結果が示されている。総合評価は、○：良好、×：適性なし、で表記されている。

上述された実施例から以下の点が導き出された。実施例１に係るＰＥＴボトル１（充填体）では、軽量性を有して構成されていながら、底部４０が圧力によって変形することが防止された。

一方で、比較例１では、軽量化されていたものの、底部２４０の強度が不足し、圧力に伴う出っ張りを抑えられなかった。これは、比較例２のように軽量化がやや不足する場合にも同様であった。

以上の実施例の結果から、本実施形態に係るＰＥＴボトル１、及び充填体では、軽量化されてもなお、底部４０は、強度を充分に有し、形状維持機能を充分に有していることが示された。したがって、本実施形態では、軽量性と、底部４０の外力に対する高い強度とを併有した大型のＰＥＴボトル１、及び充填体を提供することができることが示された。

本開示は、内容物として液体が充填される種々のプラスチックボトルに好適に利用することができる。しかしながら、本開示は、上述された実施形態や実施例に限定されるものではない。本開示のプラスチックボトルは、例えば、水、緑茶、ウーロン茶、紅茶、コーヒー、果汁、清涼飲料等の各種非炭酸飲料、あるいはしょうゆ、ソース、みりん等の調味料、食用油、酒類を含む食品等、洗剤、シャンプー、化粧品、医薬品、その他のあらゆる内容物の収容に有用である。特に、本開示のプラスチックボトルは、底部４０の強度が優れるため、大量の内容物によって重量の増大する大型ボトルでの使用に適している。更に、本開示のプラスチックボトルは、角型には限らず、丸型のプラスチックボトルに利用することもできる。

１、１００ ＰＥＴボトル（プラスチックボトル）
４０ 底部
４２ 底壁
４３ ドーム
４４ リブ
４５ 立ち上がり部
Ｈ３ 立ち上がり部４５の軸方向の距離
θｄ ドーム４３の傾斜の角度
θｒ 立ち上がり部４５の傾斜の角度

Claims (8)

1. プラスチックボトルの底部に、前記プラスチックボトルの内側に向けて湾曲する中空半球状のドームを有するプラスチックボトルにおいて、
   前記底部は、
   外周側に位置する底壁から前記ドームの周端に向けて、前記ドームの傾斜よりも大で延びる環状の立ち上がり部
   を有することを特徴とする
   プラスチックボトル。
2. 前記立ち上がり部の傾斜の角度が３０°以上、６５°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ボトル。
3. 前記ドームは、
   放射状に延びて前記ドームの傾斜とは異なるリブ
   を更に有し、
   前記リブは、前記ドームの周端の側でより緩傾斜であることを特徴とする
   請求項１乃至２のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。
4. 前記底部の肉厚が０．１０ ｍｍ以上、０．３５ ｍｍ以下であることを特徴とする
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。
5. 前記立ち上がり部の軸方向の距離が４ ｍｍ以上、９ ｍｍ以下であることを特徴とする
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。
6. 前記ドームの傾斜の角度が８°以上、１８°以下であることを特徴とする
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。
7. 前記プラスチックボトルの内容積が６８０ ｍｌ以上、２５００ ｍｌ以下であることを特徴とする
   請求項１乃至６のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載のプラスチックボトルと、
   充填される液体と
   によって構成されることを特徴とする
   充填体。

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