JP2018062367A - プラスチック製ボトル - Google Patents

Abstract

【課題】ボトルの減圧変形及び座屈変形を防止でき、しかも自立時の垂直度を維持できるプラスチック製ボトルを提供する。【解決手段】プラスチック製ボトル１は、円筒状口部２、円錐台状肩部３、円筒状胴部４、ボトル１内に膨出する凹部７を有する底部５を備える。円筒状胴部４は、複数の第１の周溝状リブ８ａと、第２の周溝状リブ９ａとを備え、第１及び第２の周溝状リブ８ａ，９ａは、複数個の頂部１１ａ，１３ａと、頂部１１ａ，１３ａと同数の辺部１２ａ，１４ａとからなる正多角形状であり、第１の周溝状リブ８ａは第２の周溝状リブ９ａよりも多数の頂部１１ａを備え、頂部１１ａ，１１ｂ，１１ｃは互いに円筒状胴部４の円周上の異なる位置にあり、頂部１３ａ，１３ｂ，１３ｃは互いに円筒状胴部４の円周上の異なる位置にある。【選択図】 図１

Description

本発明は、プラスチック製ボトルに関する。

従来、飲料、調味料等の容器として、有底円筒状のプラスチック製ボトルが用いられている。前記プラスチック製ボトルは、円筒状口部と、該円筒状口部に連接する円錐台状肩部と、該円錐台状肩部に連接する円筒状胴部と、該円筒状胴部に連接し内周側でボトル内に膨出する凹部を有する底部とを備えている。このようなプラスチック製ボトルは、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂等の射出成形により得られたプリフォームのブロー成形により製造されており、前記底部の内周側に凹部が形成されていることにより自立することができる。

前記プラスチック製ボトルは、高温で殺菌された内容物をそのままの温度で充填し、密封した場合、内容物が冷却されるに従ってボトル内部が減圧された状態となり、変形が生じることがあるという問題がある。前記問題を解決するために、円筒状胴部の円周方向に沿って形成された周溝状リブを軸方向に沿って複数形成したプラスチック製ボトルが知られている。

前記プラスチック製ボトルでは、前記周溝状リブの前記円筒状胴部の表面に対する深さが深いほど、前記減圧による変形に対する効果が大きいとされている。一方、前記プラスチック製ボトルは、前記周溝状リブが深いと、空ボトル又は内容物が充填されたボトル（以下、充填ボトルと略記することがある）が前記底部により自立している状態で垂直方向に荷重が掛かった際に、該周溝状リブの部分が縦垂直方向にたわみ易いため垂直方向の寸法変化が生じやすいという問題がある。

前記垂直方向に荷重がかかる状況としては、充填ボトルが前記底部により自立している状態で所定本数ずつダンボール箱に箱詰めされ、複数の該ダンボール箱が垂直方向に積み重ねられる場合等が考えられる。また、充填前の空ボトルの場合には、保管時にはパレットにて複数段積み重ねられた状態で保管される際に下段近傍のボトルに荷重がかかる。

前記減圧による変形を生じるという問題と、前記垂直方向の寸法変化が生じやすいという問題とを同時に解決する手段として、前記周溝状リブを、周方向の断面形状において平面視したときに、正多角形としたプラスチック製ボトルが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、前記周溝状リブを、周方向の断面形状において平面視したときに、前記円筒状胴部の曲率半径より小さな曲率半径を備える複数の頂部と、該円筒状胴部の曲率半径より大きな曲率半径を備え、各頂部間を連絡する該頂部と同数の辺部とからなる丸みを帯びた正多角形状としたプラスチック製ボトルが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献１又は特許文献２に記載のプラスチック製ボトルによれば、前記周溝状リブにより前記減圧による変形を防止することができる一方、前記正多角形の頂角又は前記丸みを帯びた正多角形状の頂部が梁として作用することにより前記垂直方向の寸法変化を防止することができるとされている。

特許第３６８２５５９号公報 特許第４５７３１９３号公報

しかしながら、前記プラスチック製ボトルでは、目付量を減量して軽量化すると、空ボトル又は充填ボトルが前記底部により自立している状態で前述のように垂直方向に荷重が掛かった際に、前記周溝状リブの円周方向の一部に偏った変形が生じ垂直度が損なわれるという不都合がある。

本発明は、かかる不都合を解消して、ボトル内部の減圧に伴う変形及び垂直方向に荷重が掛かった際の垂直方向の寸法変化を防止することができ、しかも自立時の垂直度を維持することができるプラスチック製ボトルを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明のプラスチック製ボトルは、円筒状口部と、該円筒状口部に連接する円錐台状肩部と、該円錐台状肩部に連接する円筒状胴部と、該円筒状胴部に連接し内周側でボトル内に膨出する凹部を有する底部とを備えるプラスチック製ボトルであって、該円筒状胴部は、該底部に連接する部分に円周方向に沿って互いに平行に形成された複数の第１の周溝状リブと、該第１の周溝状リブの上方に円周方向に沿って互いに平行に形成された複数の第２の周溝状リブとを備え、該第１及び第２の周溝状リブは、周方向の断面形状において平面視したときに、該円筒状胴部の曲率半径より小さな曲率半径を備える複数個の頂部と、該円筒状胴部の曲率半径より大きな曲率半径を備え、各頂部間を連絡する該頂部と同数の辺部とからなる正多角形状であり、該第１の周溝状リブは該第２の周溝状リブよりも多数の該頂部を備え、１つの第１の周溝状リブの頂部は他の第１の周溝状リブの頂部に対して該円筒状胴部の円周上の異なる位置にあり、１つの第２の周溝状リブの頂部は他の第２の周溝状リブの頂部に対して該円筒状胴部の円周上の異なる位置にあることを特徴とする。

本発明のプラスチック製ボトルは、前記第１及び第２の周溝状リブを備えることにより、高温の内容物が充填された後、冷却されるに従ってボトル内部が減圧されたときに、前記円筒状胴部が変形することを防止することができる。また、前記第１及び第２の周溝状リブが前記正多角形状であり、前記円筒状胴部の曲率半径より小さな曲率半径を備える複数個の頂部を備えているので、空ボトル又は充填ボトルが前記底部により自立している状態で垂直方向に荷重が掛かったときに該頂部が梁として作用することにより、該周溝状リブの部分での垂直方向の変形量を小さくすることができる。

ところで、前述のように、円筒状口部と、円錐台状肩部と、円筒状胴部と、内周側でボトル内に膨出する凹部を有する底部とを備えるプラスチック製ボトルでは、目付量を減量して軽量化すると、空ボトル又は充填ボトルが該底部により自立している状態で垂直方向に荷重が掛かった際に、垂直度が損なわれるという問題がある。

本発明者らは、軽量化したプラスチック製ボトルにおいて、垂直方向の荷重により垂直度が損なわれる現象と、ボトル内部が減圧されることによる変形とについて検討した。この結果、本発明者らは、垂直度については前記プラスチック製ボトルの前記円筒状胴部における底部近傍の強度が重要であり、減圧による変形については該円筒状胴部における中央部の強度が重要であることを見出した。

そこで、本発明のプラスチック製ボトルでは、底部に連接する部分に形成された第１の周溝状リブは、その上方に形成された第２の周溝状リブよりも多数の頂部を備えることにより、前記円筒状胴部の底部近傍において垂直方向の荷重に対する強度を確保し、垂直度を維持することができる。

また、本発明のプラスチック製ボトルでは、１つの第１の周溝状リブの頂部は他の第１の周溝状リブの頂部に対して前記円筒状胴部の円周上の異なる位置にあるので、垂直方向の荷重が該円筒状胴部の円周上の一方向に偏ることを避けることができ、確実に垂直度を維持することができる。

一方、第２の周溝状リブは、第１の周溝状リブの上方に形成されていることにより、前記円筒状胴部の中央部近傍に位置しており、第１の周溝状リブよりも頂部が少ないことにより相対的に辺部の長さが長くなり、ボトル内部の減圧による変形を確実に防止することができる。また、第２の周溝状リブは前記頂部を備え、１つの第２の周溝状リブの頂部は他の第２の周溝状リブの頂部に対して前記円筒状胴部の円周上の異なる位置にあるので、第１の周溝状リブと同様に垂直度を維持する効果を得ることができる。

この結果、本発明のプラスチック製ボトルによれば、ボトル内部の減圧に伴う変形及び垂直方向に荷重が掛かった際の座屈変形を防止することができ、しかも自立時の垂直度を維持することができる。

また、本発明のプラスチック製ボトルにおいて、前記第１及び第２の周溝状リブは奇数個の前記頂部を備えることが好ましい。前記第１及び第２の周溝状リブは奇数個の前記頂部を備えるので、各頂部に対して前記辺部が対向することとなり、相対向する部分が互いに異なる形状であることにより、ボトル内部の減圧により前記円筒状胴部が平面視楕円形に変形することを確実に防止することができる。

本発明のプラスチック製ボトルでは、例えば、前記第１の周溝状リブは５個の前記頂部を備え、前記第２の周溝状リブは３個の前記頂部を備えることができる。

本発明のプラスチック製ボトルの構成を示す正面図。 図１のII−II線断面図。 図１のIII−III線断面図。 Ａは第１の周溝状リブにおける頂部の配置を模式的に示す説明図、Ｂは第２の周溝状リブにおける頂部の配置を模式的に示す説明図、Ｃは第１の周溝状リブと第２の周溝状リブとの組合せにおける頂部の配置を模式的に示す説明図。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。

図１に示すように、本実施形態のプラスチック製ボトル（以下、ボトルと略記する）１は、円筒状口部２と、円筒状口部２に連接する円錐台状肩部３と、円錐台状肩部３に連接する円筒状胴部４と、円筒状胴部４に連接する底部５とを備えている。円筒状口部２は、抽出口を備える開閉蓋（図示せず）を装着する周状突起６ａ，６ｂを外周面に備え、底部５は内周側でボトル１内に膨出する凹部７を備えており、ボトル１は底部５により自立可能とされている。

円筒状胴部４は、底部５に連接する部分に円周方向に沿って互いに平行に形成された３本の第１の周溝状リブ８ａ，８ｂ，８ｃと、第１の周溝状リブ８ａの上方に円周方向に沿って互いに平行に形成された３本の第２の周溝状リブ９ａ，９ｂ，９ｃとを備え、さらに第２の周溝状リブ９ａの上方に円周方向に沿って互いに平行に形成された複数の第３の周溝状リブ１０を備えている。

第１の周溝状リブ８ａ，８ｂ，８ｃは、第１の周溝状リブ８ａを例として図２に示すように、周方向の断面形状において平面視したときに、５個の頂部１１ａと、各頂部１１ａ間を連絡する５個の辺部１２ａとからなる丸みを帯びた正五角形状となっている。ここで、頂部１１ａは円筒状胴部４の曲率半径より小さな曲率半径を備え、辺部１２ａは円筒状胴部４の曲率半径より大きな曲率半径を備えている。

また、第１の周溝状リブ８ｂ，８ｃは、図示しないが、第１の周溝状リブ８ａと同様に、５個の頂部１１ｂ，１１ｃと、各頂部１１ｂ，１１ｃ間を連絡する５個の辺部１２ｂ，１２ｃとからなる丸みを帯びた正五角形状となっている。

次に、第２の周溝状リブ９ａ，９ｂ，９ｃは、第２の周溝状リブ９ａを例として図３に示すように、周方向の断面形状において平面視したときに、３個の頂部１３ａと、各頂部１３ａ間を連絡する３個の辺部１４ａとからなる丸みを帯びた正三角形状となっている。ここで、頂部１３ａは円筒状胴部４の曲率半径より小さな曲率半径を備え、辺部１４ａは円筒状胴部４の曲率半径より大きな曲率半径を備えている。

また、第２の周溝状リブ９ｂ，９ｃは、図示しないが、第２の周溝状リブ９ａと同様に、３個の頂部１３ｂ，１３ｃと、各頂部１３ｂ，１３ｃ間を連絡する３個の辺部１４ｂ，１４ｃとからなる丸みを帯びた正三角形状となっている。

次に、第３の周溝状リブ１０は周方向の断面形状において平面視したときに円形となっており、本実施形態のボトル１は７本の第３の周溝状リブ１０を備えている。

図４Ａに示すように、第１の周溝状リブ８ａ，８ｂ，８ｃは、頂部１１ａ，１１ｂ，１１ｃが互いに円筒状胴部４の円周上の異なる位置となるように配置されている。尚、図４Ａでは第１の周溝状リブ８ａ，８ｂ，８ｃの断面形状を模式的に正五角形として示している。この場合、各頂部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ間の角度αは、次式（１）によって求めることができる。

α＝（３６０／Ｎ）／ｎ ・・・（１）
式（１）中、Ｎは正多角形状の頂点の数であり、ｎは周溝状リブの本数である。第１の周溝状リブ８ａ，８ｂ，８ｃの場合、式（１）からα＝２４°となる。

また、図４Ｂに示すように、第２の周溝状リブ９ａ，９ｂ，９ｃも、頂部１３ａ，１３ｂ，１３ｃが互いに円筒状胴部４の円周上の異なる位置となるように配置されており、この場合、各頂部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ間の角度αは、式（１）からα＝４０°となる。尚、図４Ｂでは第２の周溝状リブ９ａ，９ｂ，９ｃの断面形状を模式的に正三角形として示している。

また、図４Ｃに示すように、第１の周溝状リブ８ａ，８ｂ，８ｃの各頂部１１ａ，１１ｂ，１１ｃと、第２の周溝状リブ９ａ，９ｂ，９ｃの各頂部１３ａ，１３ｂ，１３ｃとは、その一部が円筒状胴部４の円周上の同一の位置となっていてもよい。図４Ｃでは、第１の周溝状リブ８ａの頂部１１ａの１つと、第２の周溝状リブ９ａの頂部１３ａの１つとが、円筒状胴部４の円周上の同一の位置となっている。

本実施形態のボトル１は、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂の射出成形により得られた目付量２４．０ｇのプリフォームをブロー成形により二軸延伸することにより得ることができ、１０７５．７４ミリリットルの全満容量を備えている。

本実施形態のボトル１によれば、第１の周溝状リブ８ａ，８ｂ，８ｃ、第２の周溝状リブ９ａ，９ｂ，９ｃ及び第３の周溝状リブ１０を備えることにより、高温の内容物が充填された後、冷却されるに従ってボトル１内部が減圧されたときに、円筒状胴部４の周方向の断面形状が平面視楕円形に変形することを防止することができる。

また、本実施形態のボトル１によれば、空ボトル又は充填ボトルが底部５により自立している状態で垂直方向に荷重が掛かったときに、第１の周溝状リブ８ａ，８ｂ，８ｃの頂部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ及び第２の周溝状リブ９ａ，９ｂ，９ｃの頂部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ梁として作用することにより、第１の周溝状リブ８ａ，８ｂ，８ｃ及び第２の周溝状リブ９ａ，９ｂ，９ｃの部分での高さ方向の変形量を小さくすることができる。

さらに、本実施形態のボトル１によれば、第１の周溝状リブ８ａ，８ｂ，８ｃは、第２の周溝状リブ９ａ，９ｂ，９ｃよりも多数の頂部１１ａ，１１ｂ，１１ｃを備えることにより、円筒状胴部４の底部５近傍において垂直方向の荷重に対する強度を確保し、垂直度を維持することができる。

また、本実施形態のボトル１では、第１の周溝状リブ８ａ，８ｂ，８ｃの頂部１１ａ，１１ｂ，１１ｃが互いに円筒状胴部４の円周上の異なる位置にあるので、垂直方向の荷重が円筒状胴部４の円周上の一方向に偏ることを避けることができ、確実に垂直度を維持することができる。

一方、第２の周溝状リブ９ａ，９ｂ，９ｃは、第１の周溝状リブ８ａの上方に形成されていることにより、円筒状胴部４の中央部近傍に位置しており、第１の周溝状リブ８あ、８ｂ、８ｃよりも頂部１３ａ，１３ｂ，１３ｃが少ないことにより相対的に辺部１４ａ，１４ｂ，１４ｃの長さが長くなっている。この結果、前述のようにボトル１内部が減圧されたときに、円筒状胴部４の周方向の断面形状が平面視楕円形に変形することを確実に防止することができる。

また、第２の周溝状リブ９ａ，９ｂ，９ｃは頂部１３ａ，１３ｂ，１３ｃが互いに円筒状胴部４の円周上の異なる位置にあるので、第１の周溝状リブ８ａ，８ｂ，８ｃと同様にボトル１の垂直度を維持する効果を得ることができる。

この結果、本実施形態のボトル１によれば、ボトル１内部の減圧に伴う変形及び垂直方向に荷重が掛かった際の高さ方向の変形量を小さくすることができ、しかも自立時の垂直度を維持することができる。

次に、実施例として、バルク梱包でのパレット積載による空ボトルの長期保管を想定し最下段ボトルが受ける荷重に安全率を乗じた値とほぼ同等の荷重である一本当たり２Ｋｇのウエイトを口部に積載した状態で４０℃の環境で１週間保管後の垂直度変化を測定した。

前記垂直度の測定は、ボトル１を回転台上に自立状態で固定し、該回転台を回転させながら、接地面から２２４ｍｍの高さの位置である円筒状胴部４の上端部（円錐台状肩部３との連接部）の側方に配置したレーザー変位センサーにより、円筒状胴部４の上端部と該センサーとの距離を測定し、該距離の最大値と最小値との差を垂直度として求めることにより行った。

また、比較例として、第１の周溝状リブ８ａ，８ｂ，８ｃ及び第２の周溝状リブ９ａ，９ｂ，９ｃの位置を入れ替えて、底部に連接する部分に第２の周溝状リブ９ａ，９ｂ，９ｃを、その上部の胴部中央近傍に第１の周溝状リブ８ａ，８ｂ，８ｃを配置したボトルについて、本実施形態のボトル１と同一条件で垂直度を測定した。結果を表１に示す。

表１から、本実施形態のボトル１によれば、自立状態における垂直度の維持について、優れた性能を得ることができることが明らかである。

１…プラスチック製ボトル、 ２…円筒状口部、 ３…円錐台状肩部、 ４…円筒状胴部、 ５…底部、 ７…凹部、 ８ａ，８ｂ，８ｃ…第１の周溝状リブ、 ９ａ，９ｂ，９ｃ…第２の周溝状リブ、 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ…第１の周溝状リブの頂部、 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ…第１の周溝状リブの辺部、 １３ａ，１３ｂ，１３ｃ…第２の周溝状リブの頂部、 １４ａ，１４ｂ，１４ｃ…第２の周溝状リブの辺部。

Claims (3)

1. 円筒状口部と、該円筒状口部に連接する円錐台状肩部と、該円錐台状肩部に連接する円筒状胴部と、該円筒状胴部に連接し内周側でボトル内に膨出する凹部を有する底部とを備えるプラスチック製ボトルであって、
   該円筒状胴部は、該底部に連接する部分に円周方向に沿って互いに平行に形成された複数の第１の周溝状リブと、該第１の周溝状リブの上方に円周方向に沿って互いに平行に形成された複数の第２の周溝状リブとを備え、
   該第１及び第２の周溝状リブは、周方向の断面形状において平面視したときに、該円筒状胴部の曲率半径より小さな曲率半径を備える複数個の頂部と、該円筒状胴部の曲率半径より大きな曲率半径を備え、各頂部間を連絡する該頂部と同数の辺部とからなる正多角形状であり、
   該第１の周溝状リブは該第２の周溝状リブよりも多数の該頂部を備え、１つの第１の周溝状リブの頂部は他の第１の周溝状リブの頂部に対して該円筒状胴部の円周上の異なる位置にあり、１つの第２の周溝状リブの頂部は他の第２の周溝状リブの頂部に対して該円筒状胴部の円周上の異なる位置にあることを特徴とするプラスチック製ボトル。
2. 請求項１記載のプラスチック製ボトルにおいて、前記第１及び第２の周溝状リブは奇数個の前記頂部を備えることを特徴とするプラスチック製ボトル。
3. 請求項１又は請求項２記載のプラスチック製ボトルにおいて、前記第１の周溝状リブは５個の前記頂部を備え、前記第２の周溝状リブは３個の前記頂部を備えることを特徴とするプラスチック製ボトル。