JP2019094128A - プラスチックボトル - Google Patents

Abstract

【課題】高い耐圧性を有し、かつ、ガラス瓶のような底部を備えるプラスチックボトルを提供する。【解決手段】環状の胴部、及び、底部、を有する耐圧性プラスチックボトルであって、前記底部は環状の底接地部、該底接地部と前記胴部とを結ぶ環状の外壁面、及び、該底接地部と前記底部の中心とを結ぶ内壁面を備え、前記底接地部において前記外壁面および前記内壁面が接続してボトル下方向に凸である凸部を形成し、前記凸部の内壁角度が４０度以上７０度以下であり、前記胴部の直径に対する前記底接地部の直径の比率が０．５以上０．８以下であり、前記胴部の厚みに対する前記底接地部の厚みの比率が１．６以上４．５以下であり、前記底接地部の半径に対する前記底部の高さの比率が０．３５以上である。【選択図】図１

Description

本願は耐圧性プラスチックボトルに関する。

近年、飲料等を充填するプラスチックボトルには、軽量化と耐圧性とが強く求められている。
例えば、炭酸飲料等の自生圧力を有する内容物を充填する場合、炭酸ガスによる容器の内圧増加に耐えるため、花弁状に外方へ突出した脚部を半球状の底部に有するペタロイド形状を備えた耐圧性プラスチックボトルを適用することが主流となっている。そのため、現在では、ペタロイド形状の底部を有するプラスチックボトルには炭酸飲料が充填されているというイメージを抱かせるまでになった。
ペタロイド形状を有するプラスチックボトルは、例えば特許文献１に記載されている。

一方で、アルコール飲料や調味料を充填するプラスチックボトルにも耐圧性が求められている。
例えば、アルコール飲料や調味料を充填する際に、５０℃以上の高温で液体を充填することがあり、放冷後にプラスチックボトルの内部が減圧されるため、プラスチックボトルの胴部等に凹みが生じないように、高温液体の充填とともに液体窒素や窒素ガス等を注入し、内部圧力を高めておく方法が取られている。そのため、上記用途においても高い内部圧力に耐えうる、耐圧性プラスチックボトルが望まれている。

特開２０１０−２４１４７７号公報 特開昭５５−１６３１３７号公報 特開昭５４−１６２８３号公報 特許６１４３２１３号公報 特開平１−９９９４９号公報

一般的には、耐圧性プラスチックボトルの底部形状には、ペタロイド形状が多用されている。
しかしながら、アルコール飲料、中でもワインや日本酒等では、長年ガラス瓶が多用されてきたためガラス瓶によるブランドイメージや、高級感、高品質感が消費者に浸透しており、プラスチックボトルを使用した場合においてもガラス瓶と同様な形状・美観性が求められていた。
そのため、アルコール飲料等の用途の耐圧性プラスチックボトルには、明らかに脚部が見てとれるペタロイド形状を用いることは適さず、ガラス瓶の外観の特徴の一つである丸みを帯びた底部と円状に接地する丸底を備える必要があった。

このような形状を備えたプラスチックボトルは、例えば次の文献に記載されている。
特許文献２には、胴径に対する接地径の比である縮径比率（接地径／胴径）が０．４〜０．９５である丸底のプラスチックボトルが開示されており、これにより容器内部が陽圧になっても、底部のバックリング（凹凸反転）が起きず、接地部が変形せず正立できることが記載されている。
特許文献３には、底中央部（中央凹入部）と、丸底（凸出したかかと部分の最低点が共通の平面内に位置して連続した支持環）と、底中央部（中央凹入部）から接地部（凸出したかかと部）に向かって放射状に延びる複数のリブからなるプラスチックボトルが開示されており、これにより内部圧力による底中央部の反転、内壁部の外方せり出し・彎曲を防止できることが記載されている。
特許文献４には、接地部の凸部内壁面側の曲率半径１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下、内壁角度２０度以上７０度以下、接地部の厚み０．３５ｍｍ超０．８０ｍｍ以下とする丸底のプラスチックボトルが開示されており、これにより内圧による底部変形が起き難い耐圧性が付与されることが記載されている。
特許文献５には、容器内部側に突出する側断面略逆Ｕ字形の複数のリブが、底中央部（凹陥部）から放射状に接地部（接面部）を通り外壁部（側壁端部）まで通っている丸底のプラスチックボトルが開示されており、これにより底部の面剛性を高められることが記載されている。

しかしながら、特許文献２〜５に記載のプラスチックボトルはさらに耐圧性を高める余地があった。例えば、特許文献３には、底中心（凹入部分）から接地部（側壁の端部）に向かってボトル（壁）の厚みを半分程度まで漸次減少させ、接地部の内壁側（曲線ＪＥＦ、曲線Ｊ’ＥＦの近傍）で厚みを薄くするため、同文献３のプラスチックボトルでは、軽量薄肉化を進めると耐圧が不十分となり、接地部および接地部の内壁側が膨らみ、正立することはできない。
また、特許文献５では、ボトルの外側からリブが見えてしまい、ワインや日本酒等のガラス瓶の底部の外観と異なりイメージにそぐわない。

そこで、本願ではペタロイド形状のような脚部を設けずとも高い耐圧性を有し、かつ、ガラス瓶のような底部を備えるプラスチックボトルを提供することを課題とする。

本発明者らは鋭意検討の結果、プラスチックボトルを所定の形状とすることにより、耐圧性を高められることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、上記課題を解決するための本発明の１つの態様は、
環状の胴部、及び、底部、を有する耐圧性プラスチックボトルであって、前記底部は環状の底接地部、該底接地部と前記胴部とを結ぶ環状の外壁面、及び、該底接地部と前記底部の中心とを結ぶ内壁面を備え、前記外壁面は前記胴部から前記底接地部に向けて下方に縮径し、前記内壁面は前記底部の中心から前記底接地部に向けて下方に拡径し、前記底接地部において前記外壁面および前記内壁面が接続してボトル下方向に凸である凸部を形成し、前記凸部の内壁角度が４０度以上７０度以下であり、前記胴部の直径に対する前記底接地部の直径の比率が０．５以上０．８以下であり、前記胴部の厚みに対する前記底接地部の厚みの比率が１．６以上４．５以下であり、前記底接地部の半径に対する前記底部の高さの比率が０．３５以上である、耐圧性プラスチックボトルである。

ここで、「胴部」とは、ボトル胴部に強度付与のためのリブやパネルが付与された形状を含む意味である。「環状」とは、プラスチックボトルの中心軸に直交する断面が閉じた周形状であることを意味し、例えば円形状、楕円形状、略多角形状等の形状を含む。
「底接地部」とは、プラスチックボトルの底部を下にして水平面上に設置した状態において、プラスチックボトルと該水平面とが接する箇所をいい、環状の部位である。
「底部の中心」とは、プラスチックボトルの中心軸と底部との交点をいう。
「ボトル下方向」とは、プラスチックボトルの底部を下にして水平面上に設置した状態における、鉛直下方向をいう。なお、ボトル上方向はその逆方向をいう。また、「縮径方向」とは、ボトル胴部からボトルの中心軸に水平に向かう方向をいい、拡径方向とは、ボトルの中心軸からボトル胴部に水平に向かう方向をいう。
「外壁面」は、胴部から底接地部に向けて下方に縮径する環状の部位である。
「内壁面」は、底部の中心から底接地部に向けて下方に拡径する部位である。
なお、本明細書において、ボトル外側の面（外気と接する面）を外面、ボトル内側の面（飲料等の内容物と接する面）を「内面」という。

図３に示すように、底接地部（５１）は、縮径方向端部（５３２）と拡径方向端部（５２２）を有して水平面Ｐと接地しており、縮径方向端部（５３２）、拡径方向端部（５２２）の中心位置を接地点とする。なお、底接地部（５１）を微視的に見れば、縮径方向端部（５３２）と拡径方向端部（５２２）を備えた所定の面において、水平面Ｐと接していると言えるが、目視した場合、縮径方向端部（５３２）と拡径方向端部（５２２）とが一致しており、図２において、凸部５７と水平面Ｐとが点接触しているように見える場合がある。本発明は、このような点接触しているように見える形態をも含む。
「内壁角度」とは、凸部（５７）を構成する所定の内壁面（５３）と水平面（Ｐ）とが形成する角度をいい、後に説明する内壁角度αおよび内壁角度α´を含む意味である。
「胴部の直径」とは、プラスチックボトルの中心軸に直交する胴部の断面形状が円形である場合は直径である。胴部の断面形状が楕円形である場合は長径、略多角形である場合は最長の対角線長さである。
「底接地部の半径」とは、図２に示すように、プラスチックボトルの底部（５０）を下にして水平面（Ｐ）上に配置した状態において、プラスチックボトルの中心軸（Ｘ）と水平面（Ｐ）との交点（Ｐ１）から、底接地部における接地点までの距離（ｒ）をいう。
「底接地部の直径」とは、底接地部の半径の２倍の長さである。
「胴部の厚み」とは、胴部のボトル上下方向の長さを３等分し、上から３分の２の高さ位置おいて、周方向９０度毎４点の肉厚の平均値をいう。なお、底接地部の厚み、胴部の厚みを含む、上記プラスチックボトルの厚みは磁気式厚さ計（ＯＬＹＭＰＵＳ社製ＭＡＧＮＡ−ＭＩＫＥ）や、断面のノギス測定等で測定することが出来る。

また、前記プラスチックボトルは、プラスチックボトルの中心軸を通る縦断面において、前記内壁面に少なくとも１つの変曲点を有することが好ましく、また、前記底部の中心から前記底接地部に向かって延びる放射状のリブを少なくとも１つ備えることが好ましい。

ここで「放射状のリブ」とは、図７に示したように、底部に凹凸形状を設けた場合に、ボトル下方向に凸となる部位に含まれる凸面５３ａと、該凸となる部位に対して凹となる部位に含まれる凹面５３ｂと、を接続する部位（５３ｃ）であり、プラスチックボトルの底部の耐圧性を向上させるための部位である。「放射状」とは、底部の中心から底接地部に向かって延びることを意味する。また、「前記底部の中心から前記底接地部に向かって延びる」とは、底部の中心から底接地部に向かう方向に延びることを意味し、例えば、底部の中心と底接地部との間において、底部の中心から底接地部に向かう方向に延びる形態、底部の中心から底部の中心と底接地部との間まで延びる形態、底部の中心から底接地部まで延びる形態、底部の中心から底接地部を超えて外壁面の一部若しくは全部まで延びる形態を含む。

さらに、前記プラスチックボトルはガスバリア性薄膜を有することが好ましく、また、前記プラスチックボトルの容積が７２０ｍｌ以上であることが好ましい。

本発明のプラスチックボトルによれば、ガラス瓶のように丸底の底部形状を備えつつ、高い耐圧性を実現することができる。よって、アルコール飲料等の容器にガラス瓶に代えて、本発明のプラスチックボトルを採用したとしても、ガラス瓶の持つ高級感や高品質感というブランドイメージを損なうことが無い。また、本発明のプラスチックボトルは、プラスチックを材料としているため、ガラス瓶よりも軽量で取り扱いが容易であり、プラスチック使用量を低減したボトル軽量化にも適応可能な耐圧性ボトルを提供できる。
更には、原料成分が特殊な又は強度向上のための樹脂でなくとも、汎用のポリエチレンテレフタレートで高い耐圧性が得られ、またボトル成形に熱固定工程や長い冷却時間を設けない汎用のブロー成形条件であっても高い耐圧性が得られるので、安価かつ生産効率よく製造できる。

水平面上に配置した、本発明の一実施形態のプラスチックボトル１００全体を示す正面図である。 図１のプラスチックボトル１００の中心軸を含む縦断面において、底部５０付近を拡大した拡大断面図である。 底接地部における凸部の内壁角度αおよび外壁角度βを算出する方法を説明した図である。 内壁面側および外壁面側の曲率半径を説明する図である。 端点５３４と点５３６との間に変曲点がある場合の底接地部における凸部の内壁角度αおよび内壁角度α´を算出する方法を説明した図である。 底部５０の内壁面５３に変曲点Ｑ３、Ｑ４を有する形態を説明する図である。上側の図は、図２と同様の拡大断面図であり、下側の図は、ボトルの底面図である。なお、上側図と下側図とで対応する箇所を破線で結んでいる。 底部５０がリブ５３ｃを備える形態を説明する図であり、（ａ）プラスチックボトル１００の中心軸Ｘを含む縦断面において、底部５０付近を拡大した拡大断面図、（ｂ）プラスチックボトル１００の底面図である。（ｃ）（ｂ）の破線Ｃにおける内壁面５３の部分断面図である。 底部５０が変曲点Ｑとリブ５３ｃとを備える形態を説明する図であり、（ａ）プラスチックボトル１００の中心軸Ｘを含む縦断面において、底部５０付近を拡大した拡大断面図、（ｂ）プラスチックボトル１００の底面図である。（ｃ）底部５０の斜視図に陰影を付した図である。（ｄ）変曲点ＱがＶ字型形状であるプラスチックボトル１００の底面図である。 底飛び出しおよび直立傾きを説明するための図である。

以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし本発明は該実施形態に限定されるものではない。なお、以下に示す図は構成を概略的に示したものであり、各構成要素の大きさや形状を正確に示すものではない。

＜プラスチックボトル１００＞
図１は、本発明の一実施形態に係るプラスチックボトル１００の全体を示す正面図である。図１に示したプラスチックボトル１００は、開口部１０、首部２０、肩部３０、胴部４０、及び底部５０から構成されている。また、図１にはプラスチックボトル１００の中心軸Ｘ、及び、水平面Ｐを記載した。中心軸Ｘとは、胴部４０の断面図の中心を通る鉛直方向の軸をいう。

また、ボトル下方向とは、プラスチックボトルの底部を下にして水平面上に設置した状態における、鉛直下方向をいい、図１における紙面下方向をいう。ボトル上方向とは、その逆方向をいう。
また、縮径方向とは、ボトル胴部４０からボトルの中心軸Ｘに水平に向かう方向をいい、拡径方向とは、ボトルの中心軸Ｘからボトル胴部４０に水平に向かう方向をいう。

開口部１０は、液体等の内容物の注入出口を有し、公知のキャップと係合する凹凸を有している。首部２０は開口部１０と肩部３０とをつなぐ部位であり、略円筒状に形成されている。肩部３０は首部２０と胴部４０とをつなぐ部位であり、胴部に向けて拡径する部位を有している。

（胴部４０）
胴部４０は、肩部３０と底部５０とをつなぐ環状の部位である。ここで「環状」とは、プラスチックボトル１００の中心軸Ｘに直交する断面が円形、楕円形、略多角形等である形状を含む意味である。ただし、本発明においては、ワイン等のガラス瓶の形状をイメージさせる観点および高耐圧性の観点から、円形であることが好ましい。すなわち、胴部形状は円筒状に成形されていることが好ましい。
胴部４０の直径は６０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下が好ましく、例えば容積が７２０ｍＬの場合は６５ｍｍ以上７５ｍｍ以下が好ましく、容積が１５００ｍＬの場合は９０ｍｍ以上１１０ｍｍ以下が好ましい。 ここで、「胴部４０の直径」とは、プラスチックボトル１００の中心軸Ｘに直交する断面における胴部４０の直径であり、胴部４０の断面形状が円形である場合は直径であり、楕円形である場合は長径長さ、略多角形である場合は最長の対角線長さである。ここで胴部の直径とは、例えば、胴部４０と底部５０との境界におけるプラスチックボトル１００の中心軸Ｘに直交する断面の直径から得ることができる。「胴部４０と底部５０との境界」とは、胴部４０から底接地部５１に向けて下方に縮径し始める環状の部位である。なお、胴部４０と肩部３０との境界も同様に、胴部４０から開口部１０若しくは首部２０に向けて上方に縮径し始める環状の部位である。
胴部の厚みは０．２０ｍｍ以上０．６０ｍｍ以下が好ましい。首部、肩部の厚みは特に限定されないが、首部は０．３０ｍｍ以上０．７０ｍｍ以下、肩部は０．２０ｍｍ以上０．６０ｍｍ以下が好ましい。プラスチックボトルの軽量化の観点で、所要の耐圧性を満足できる範囲で薄い方が望ましい。

胴部４０には、強度を付与するために、リブ、パネルなどの補強加工を施してもよいが、好ましい形態としては、胴部４０は、リブ、パネル等を有しない円柱状とすることが好ましい。胴部４０を円柱状とすることにより、以下に示す底部５０のシンプルな形状と相まって、高級感のある意匠を提供することが可能となり、特に、ワイン等の高級な飲料を充填するためのボトルとして好適なものとなる。

（底部５０）
図２にプラスチックボトル１００の中心軸Ｘを含む縦断面において、底部５０付近を拡大した拡大図を示した。底部５０は環状の底接地部５１、底接地部５１と胴部４０とを結ぶ環状の外壁面５２、及び、底接地部５１と底部５０の中心５５（以下において、「底中心５５」ということがある。）とを結ぶ内壁面５３を備えている。底接地部５１は、プラスチックボトル１００の底部５０を下にして水平面Ｐ上に静置した状態において、プラスチックボトル１００と水平面Ｐとが接する箇所であり、環状の部位である。図３に示すように、底接地部５１は、縮径方向端部５３２と拡径方向端部５２２を有して水平面Ｐと接地しており、縮径方向端部５３２、および、拡径方向端部５２２の中心位置を接地点とする。

外壁面５２は、胴部４０から底接地部５１に向けて下方に縮径する環状の部位である。
また、内壁面５３は、底中心５５から底接地部５１に向けて下方に拡径する部位であり、下方向に開口部を有する略椀状の部位である。なお、底中心５５とは、プラスチックボトル１００の中心軸Ｘと底部５０との交点をいう。

外壁面５２および内壁面５３は、底接地部５１において接続して、ボトル下方向に凸である凸部５７を形成する。凸部５７は、上記した底接地部５１を含む環状の部位である。
凸部５７は、内壁面５３側の曲率半径が１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。曲率半径を１．０ｍｍ以上とすることにより金型形状に対し忠実性高く安定した形状に成形でき、生産歩留まりも良好となる。また、３．０ｍｍ以下とすること十分な耐圧性が得られる。
図４に、上記内壁面５３側の曲率半径の測定方法を示す。
内壁面５３側の曲率半径とは、接地点よりも内壁面側における凸部５７の曲率半径をいう。具体的には、図４に示したように、内壁面側の曲率半径の円弧が、ボトル内壁面と正接に繋がる端点５３４を設定した場合、縮径方向端部５３２、および、端点５３４を含む円弧の半径をいう。
また、外壁面５２側の曲率半径とは、接地点よりも外壁面側における凸部５７の曲率半径をいう。具体的には、図４に示したように、外壁面側の曲率半径の円弧が、ボトル内壁面と正接に繋がる端点５２４を設定した場合、拡径方向端部５２２、および、端点５２４を含む円弧の半径をいう。

また、凸部５７の内壁角度は４０度以上７０度以下であることが好ましく、下限は４５度以上がより好ましい。また、内壁角度の上限は６５度以下であることがより好ましい。
内壁面５３が水平面に対し立ち上がるように形成されると、内壁面５３および底接地部５１の耐圧性が増すと共に、底接地部５３に対して垂直方向に押し出す力が、容器内の圧力（内圧）の垂直下方向の分力のみとなって分散軽減し、底飛び出しが抑制される。また、内壁角度を７０度以下とすることにより、プラスチックボトルの成形加工性が良好となり、ボトルを軽量化しても、底接地部５１において成形性を阻害することなく耐圧に必要な厚みで成形できる。よって、ボトル底部５０がこのような内壁角度を備える凸部５７を有することにより、プラスチックボトル１００の内部圧力に対する耐圧性、特に凸部５７の内壁面５３側の耐圧性を向上させることができる。
なお、上記の「内壁角度」とは、後に説明する内壁角度αおよび内壁角度α´を含む意味である。

凸部５７の内壁角度の測定方法について図３を用いて説明する。
プラスチックボトルの底部５０を下にして水平面Ｐ上に直立した状態のプラスチックボトルの中心軸Ｘを含む縦断面において、内壁面側の所定の曲率半径の円弧が、ボトル内壁面と正接に繋がる端点５３４と、該端点５３４から縮径方向２．５ｍｍに位置する内壁面の点５３６とを結ぶ直線Ｌ２と、水平面Ｐとから形成される角度αを測定し、これを内壁角度αとした。

図３では、凸部５７の内壁面５３において、端点５３４と点５３６との間に、変曲点がない形態を一例として示した。この形態では、当該両点間が略直線構造となっている。
また、端点５３４と点５３６との間に、変曲点がある形態を、一例として図５に示した。
図５において、端点５３４と点５３６との間に、変曲点がある場合は、該端点５３４から縮径方向１．０ｍｍに位置する内壁面の点５３６’とを結ぶ直線Ｌ２’と、水平面Ｐとから形成される角度α´を測定し、これを内壁角度α´とした。これにより、端点５３４と点５３６との間に変曲点がある場合においても、内壁面５３が水平面Ｐに対し立ち上がるように形成されているか否かが判る。

また、凸部５７の外壁角度βは、３０度以上８５度以下であることが好ましく、下限は４０度以上がより好ましく、上限は８０度以下がより好ましい。
凸部５７の外壁角度βとは、図３に示すように、プラスチックボトルの底部５０を下にして水平面Ｐ上に直立した状態のプラスチックボトルの中心軸Ｘを含む縦断面において、外壁面側の曲率半径の円弧が、ボトル内壁面と正接に繋がる端点５２４と、該端点５２４から拡径方向に２．５ｍｍに位置する外壁面の点５２６とを結ぶ直線Ｌ１と、水平面Ｐから形成される角度βである。外壁角度βがこのような範囲であることで、底接地部が過延伸にならず肉厚を確保でき、十分な底部強度を得ることが出来る。また、外壁角度βが大きいほどプラスチックボトルの底接地部５１の耐圧性が増す傾向にあるが、所望の耐圧性を満足する範囲で外壁角度βを低くすることで丸味を帯びた底部外観を得ることができる。
プラスチックボトルの形状は、市販の輪郭形状測定機、例えばミツトヨ社製コントレーサＣＶ−３０００（条件：触針径２５μｍ、走査速度０．１ｍｍ／秒）等で測定することが出来る。

本発明において、内壁面５３の厚みは均等であることが好ましい。これにより、高い圧力がかかったとしても、内壁面５３に均等に圧力が分散することができる。
また、本発明において、底接地部５１の厚みは０．３５ｍｍ超１．５０ｍｍ以下が好ましい。底接地部５１の厚みが０．３５ｍｍ超であることにより、底接地部５１の強度が向上しプラスチックボトルの耐圧性を向上させると共に、底部の成形安定性を確保することができる。底接地部５１の厚みが１．５０ｍｍ以下であることにより、冷却不足によるボトル変形の発生を抑制できたり、胴部が引き伸ばされ過ぎて白化してしまう現象を防止できたりし、また軽量化にも有効である。プラスチックボトル１００の容積が７２０ｍＬの場合、底接地部５１の厚みの下限は０．３８ｍｍ以上がより好ましく、上限は１．２０ｍｍ以下がより好ましく、０．７０ｍｍ以下が更に好ましく、０．６０ｍｍ以下が更に好ましい。プラスチックボトル１００の容積が１５００ｍＬの場合、底接地部５１の厚みの下限は０．６０ｍｍ以上がより好ましく、上限は１．１０ｍｍ以下が好ましく、１．０５ｍｍ以下が更に好ましい。

プラスチックボトル１００は、胴部４０の厚みに対する底接地部５１の厚みの比率を１．６以上４．５以下とすることが好ましく、１．６以上４．０以下とすることがより好ましく、１．８以上３．０以下とすることが更に好ましい。このように胴部厚みに対する底接地部の厚みの比率を大きくすることによって、プラスチックボトルの軽量性と底部耐圧性（特に、凸部の耐圧性）とを兼備することが可能となる。
なお、胴部厚みとは、胴部４０の長さを３等分し、胴部４０の上から３分の２の高さ位置おいて、周方向９０度毎４点の肉厚の平均値をいう。なお、上記した底接地部５１の厚み、胴部４０厚みを含む、プラスチックボトルの厚みは、磁気式厚さ計ＯＬＹＭＰＵＳ社製ＭＡＧＮＡ−ＭＩＫＥ等や、断面のノギス測定で測定することが出来る。

次に、底接地部５１の半径に対する底部５０の高さの比率について図２を用いて説明する。底接地部の半径とは、プラスチックボトル１００の底部５０を下にして水平面Ｐ上に配置した状態において、プラスチックボトル１００の中心軸Ｘと水平面Ｐとの交点Ｐ１から、底接地部５１における接地点までの距離ｒをいう。また、底高さとは、同様の状態における、プラスチックボトルの中心軸Ｘと水平面Ｐとの交点Ｐ１から底中心５５の外面までの距離ｈをいう。

本発明のプラスチックボトル１００においては、底接地部５１の半径ｒに対する底部５０の高さｈの比率（ｈ／ｒ）は、下限が０．３５以上であることが好ましく、０．４０以上がより好ましく、上限が０．５以下であることがより好ましい。
ｈ／ｒが０．３５以上により、内壁面５３の延伸配向が強まり耐圧性が増す。また底接地部５１が厚肉になり過ぎることがないので、厚肉による冷却不足に起因する正立性悪化の虞がなくなる。また、ｈ／ｒが０．５０以下により、内壁面５３が必要以上に底中心５５に向かって引き伸ばされて薄肉化し過ぎることが抑制される。このような構造にすることによって、プラスチックボトル１００の耐圧性をさらに向上させることができ、また正立安定性を増すことができる。

また、本発明のプラスチックボトル１００は胴部４０の直径に対する底接地部５１の直径（２ｒ）の比率（縮径比）が０．５以上０．８以下であることが好ましい。下限は０．６以上がより好ましく、０．６５以上がさらに好ましい。これにより、底中心５５付近の耐圧性が高まる。

本発明のプラスチックボトル１００の底部５０の形状は、中心軸Ｘを通る縦断面において内壁面５３に少なくとも１つの変曲点を有することが好ましい。以下、この形状を重ね餅型と呼称することがある。一方、プラスチックボトル１００の中心軸Ｘを通る縦断面において、底部５０の内壁面５３が、変曲点を一つも有していない形状を椀型と呼称する。
底部５０が重ね餅型形状であることにより、ペットボトル１００の耐圧性を向上させることができ、軽量なボトルにおいても効果的である。

ここで、重ね餅型について、図６を用いて説明する。図６の上側図はプラスチックボトル１００の中心軸Ｘを含む縦断面において、底部５０付近を拡大した拡大断面図であり、図６の下側図はプラスチックボトル１００の底面図である。なお、上側図と下側図とで対応する箇所を破線で結んでいる。図６の下側図の底部５０の底面図において、最も外側にある円Ｑ１は胴部４０の表面であり、その１つ内側にある円Ｑ２は底接地部５１を表している。さらに内側の円Ｑ３、Ｑ４は、中心軸Ｘを含む縦断面における内壁面５３の変曲点を表している。

図示した形態では、二つの変曲点Ｑ３、Ｑ４を有しているが、本願のプラスチックボトル１００では、少なくとも１つの変曲点を有していればよい。
また、変曲点の曲率半径は、１ｍｍ以上１５ｍｍ以下が好ましい。より好ましくは５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。

また、本発明のプラスチックボトル１００においては、底中心５５から底接地部５１に向かって延びる放射状のリブ５３ｃを少なくとも１つ備えることが好ましい。これにより、プラスチックボトル１００の耐圧性をさらに向上させることができる。

「放射状のリブ」とは、底部５０に凹凸形状を設けた場合に、ボトル下方向に凸となる部位に含まれる凸面５３ａ及び該凸となる部位に対して凹となる部位に含まれる凹面５３ｂを接続する放射状の部位（リブ５３ｃ）であり、プラスチックボトルの底部の耐圧性を向上させるための部位である。「放射状」とは、底中心５５から底接地部５１に向かって延びることを意味する。以下、図７を用いてリブ５３ｃを備える形態について詳しく説明する。

図７は本発明のリブ５３ｃを設けた底部の１つの実施形態を説明する図であり、（ａ）はプラスチックボトル１００の中心軸Ｘを含む縦断面において、底部５０付近を拡大した拡大断面図、（ｂ）はプラスチックボトル１００の底面図である。図７（ａ）、（ｂ）に示したとおり、底部５０の内壁面５３は底中心５５から底接地部５１に向かって放射状に延びる凸面５３ａ、凹面５３ｂ、並びに、凸面５３ａ及び凹面５３ｂを接続する部位であるリブ５３ｃを備えている。すなわち、図７（ａ）、（ｂ）は、内壁面５３が周方向に連続する凹凸形状を備えている形態を示している。

リブ５３ｃの幅や形状、長さ、高低差は特に限定されない。例えば、底面図では、直線状、略三角形状、略台形状、花弁状、柳葉状等で表される。ここで、高低差とは、図７（ａ）に示した通り、凸面５３ａ又は凹面５３ｂの法線方向（垂直方向）におけるリブ５３ｃの長さｈ_Ｌである。本発明においては、耐圧性の向上及び外観の美観性を考慮して、高低差ｈ_Ｌの最大値が１．０〜５．０ｍｍ程度であることが好ましい。
また、放射状のリブ５３ｃは、底中心５５から底接地部５１に向かって延びていることが好ましい。これは、底中心５５から底接地部５１に向かう方向に延びることを意味し、例えば、底中心５５と底接地部５１との間において、底中心５５から底接地部５１に向かう方向に延びる形態、底中心５５から底中心５５と底接地部５１との間まで延びる形態、底中心５５から底接地部５１まで延びる形態、底中心５５から底接地部５１を超えて外壁面５２の一部若しくは全部まで延びる形態を含む。プラスチックボトル１００の外観の美観性を高める観点からは、底接地部５１及び外壁面５２にはリブ５３ｃが形成されていないことが好ましい。また、底接地部５１の底飛び出しの防止、底接地部５１の内壁側近傍の膨張・突出の防止の観点から、底中心５５から底接地部５１の際（きわ）まで延びる形態が好ましい。底飛び出しについては後段で詳細に説明する。

内壁面５３はリブ５３ｃを少なくとも１つ備えることで耐圧性が向上する。好ましくは、リブ５３ｃを２つ以上、より好ましくは６つ以上である。リブ５３ｃの数を増加させるほど底部５０の耐圧性は向上する。しかしながら、底部５０の外観の美観性や成形性の観点からリブの数は１８以下であることが好ましく、１２以下がより好ましい。
リブ５３ｃを設ける間隔は等間隔であっても良く、リブ５３ｃ毎に異なる間隔で設けても良いが、底部にかかる内圧を分散させる観点から等間隔が好ましい。図７は、１２個のリブ５３ｃを等間隔に配設し、水平方向に３０度毎間隔に配設した例図である。

図７（ｃ）は、図７（ｂ）の破線Ｃにおける内壁面５３の部分断面図（破線Ｃ部分における底中心５５から底接地部５１に向かう方向に直交する断面図）である。凸面５３ａとリブ５３ｃとがなす曲率半径Ｃ１は特に限定されないが、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下が好ましい。より好ましくは１．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。
同様に、凹面５３ｂとリブ５３ｃとがなす曲率半径Ｃ２も特に限定されないが、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下が好ましい。より好ましくは１．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。

さらに本発明のプラスチックボトル１００においては、底部５０の形状が重ね餅型であり、かつ、底中心から底接地部に向けて延びる放射状のリブ５３ｃを備えた形態であることがより好ましい。これにより、プラスチックボトル１００の耐圧性が相乗的に向上する。また、製造時に生じる「底落ち」と呼ばれる現象も効果的に抑制することができる。
図８に、その一実施形態を示した。図８の（ａ）はプラスチックボトル１００の中心軸Ｘを含む縦断面において、底部５０付近を拡大した拡大断面図であり、（ｂ）はプラスチックボトル１００の底面図である。図８（ｂ）に示したＱ５、Ｑ６は変曲点である。また、図８（ｃ）に底部５０の斜視図に陰影を付した図を示した。
重ね餅型と放射状のリブの設計組合せにより、ボトル成形するとＱ５、Ｑ６は円状の他、底中心に向かってＵ字やＶ字の形状に観察されることがある。変曲点ＱがＶ字型形状であるプラスチックボトル１００の底面図を図８（ｄ）に示した。

ここで、「底落ち」とは、プラスチックボトル１００を製造する際に起き、底高さｈが設計時に目的としていた高さよりも低くなる現象である。これは、製造時に底中心付近に樹脂溜まりが生じるとその個所の蓄熱が大きく、ブロー延伸後のプラスチックボトルを金型から引き抜いた放冷時に、その熱量により熱収縮が起こるために生じる現象である。底落ちが生じると、本来であれば底部の内壁面が上方に湾曲し所定の底高さを有するべきところ、底中心が下方に不定形、不均等に落ちるため、外観を損ねる。
例えば、特許文献２では、底部の中央部分と内壁（内周台錐部分）との接続が滑らかな凸の曲線で為された椀型であるため、ボトルの容積や胴径が大きくなるほど、底部中央部の樹脂厚みが増大し、樹脂溜まりが発生しやすくなり、底落ちが発生する。
また、底落ちの防止のためにブロー延伸後に長い冷却時間を設定したり、容器内をエアで冷やす内部冷却工程を設けたりする方法があるが、その場合は生産速度（成形サイクル）を増大できず、生産性、経済性が低下してしまう。

（耐圧性）
本発明のプラスチックボトル１００は、底部５０が上記した好ましい形態を備えることによって、耐圧性を備える。具体的には、プラスチックボトル１００に内容物を充填し、高い内圧で保管しても、充填直後の底中心５５、内壁面５３、及び底接地部５１のボトル下方向への飛び出しが好ましくは１．０ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下とすることができる。
ここで、底接地部５１のボトル下方向への飛び出しを「底飛び出し」といい、底飛び出しが起こると、プラスチックボトル１００に傾きが生じる。本発明のプラスチックボトル１００は上記した好ましい形態を備えることにより、底飛び出しが生じたとしてもこのプラスチックボトル１００の傾き（直立傾き）を好ましくは０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以下とすることができる。
底飛び出し、および、直立傾きの評価方法を、図９を用いて説明する。（Ａ）が加圧前の状態を示し、（Ｂ）が加圧後のボトルの底部が飛び出し傾いた場合の状態を示す（図中ではキャップを省略している。）。
底飛び出しは、まず、（Ａ）に示すように、直立したボトル１００の胴部に水平線Ｌ３を一周描き、この水平線Ｌ３の高さを基準位置Ｐ２に設定する。次いでボトル内部に所定のゲージ圧を加圧した後、該水平線Ｌ３が基準位置Ｐ２からどの程度変位したかを測定する。具体的には、胴部周方向の９０度毎４箇所において、上記水平線Ｌ３が基準位置Ｐ２から垂直上方向に変位した距離（ｍｍ）を計測し平均して算出する。
また、直立傾きは、上記底飛び出しの測定における加圧後の水平線Ｌ３の基準位置Ｐ２からの最大高さと最小高さの差を測定した。具体的には、上記水平線Ｌ３が基準位置Ｐ２から垂直上方向に変位した距離（ｍｍ）の最大変位距離と最小変位距離を計測し、その差（ｍｍ）を算出する。

（材料）
プラスチックボトル１００の熱可塑性樹脂原料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンまたはこれらの混合物、あるいは、環状ポリオレフィン、ポリプロピレン等が好ましく用いられる。また、熱可塑性樹脂を単層で用いても複層で用いても良い。汎用性、経済性の点からポリエチレンテレフタレートを単層で使用することが好ましい。

プラルチックボトル１００は、ガスバリア性薄膜を設けてガスバリア性を付与することができる。ガスバリア性薄膜としては、例えば、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）から構成される薄膜や無機薄膜を挙げることができる。無機薄膜としては、例えば、ダイアモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）膜や、ＳｉＣ、ＳｉＯ、ＳｉＮ、ＳｉＯＣ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯＮＣ等のＳｉ含有膜が挙げられ、これらは公知の化学蒸着法を用いて形成できる。

（ガスバリア性）
本発明のプラスチックボトル１００がガスバリア性薄膜を備える場合、温度２３℃、相対湿度５０％における酸素透過率（ＯＴＲ：Ｏｘｙｇｅｎ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｒａｔｅ）が０．０２ｃｃ／ｐｋｇ／２４ｈ／ａｔｍ・ａｉｒ以下が好ましい。より好ましくは０．０１５ｃｃ／ｐｋｇ／２４ｈ／ａｔｍ・ａｉｒ以下であり、さらに好ましくは０．０１０ｃｃ／ｐｋｇ／２４ｈ／ａｔｍ・ａｉｒ以下である。例えば、炭酸飲料やアルコール飲料等の用途にはより低い酸素透過率、すなわち高いガスバリア性を備えることが適している。
プラスチックボトル１００の酸素透過率が０．０２ｃｃ／ｐｋｇ／２４ｈ／ａｔｍ・ａｉｒ以下であることにより、内容物の酸化、腐食、腐敗、炭酸等のガス抜け、及び、香味抜けの抑制することができる。
また、プラスチックボトル１００は高い耐圧性を備えるため、プラスチックボトルが膨張したり変形したりすることでガスバリア性薄膜が劣化する可能性が著しく低く、高い内圧を保持したまま、上気した内容物の酸化等を抑制することができる。

（容積）
本発明のプラスチックボトル１００は、大容量であっても高い耐圧性を備えることができる。例えば容積が７２０ｍＬ以上、１０００ｍＬ以上、１５００ｍＬ以上であっても、好適に適用できる。

（重量）
プラスチックボトルは、一般に、容積に対して全体の重量、すなわち使用する樹脂の重量が大きいほど、全体的にプラスチックボトルの厚みが増加し耐圧性が高まる。しかしながら、環境資源の観点や、輸送・保管に要する省エネルギーの観点から、世界的にプラスチックボトルの軽量化が進められており、軽量でありかつ高耐圧性を備えるプラスチックボトルが求められている。
本発明のプラスチックボトル１００は、容積（ｍＬ）に対する重量（ｇ）の比が０．０１以上０．０８以下であることが好ましく、上限が０．０６以下であることがより好ましく、０．０５以下であることがさらに好ましい形態である。これにより、軽量でありかつ高耐圧性を実現することができる。

（製造方法）
プラスチックボトル１００の製造方法は、インジェクションブロー成形、ダイレクトブロー成形等の公知の方法を採用することができる。中でも、上記のような熱可塑性樹脂を射出成型して試験管状のプリフォームを作製し、これをガラス転移温度以上、昇温時結晶化温度未満に加熱して、ブロー成形型内で高圧流体を吹き込むことによる、インジェクションブロー成形（二軸延伸ブロー成形）により製造する方法が好ましい。
２軸延伸ブロー成形による延伸倍率は、特に限定されないが、上記した底接地部５１の厚みとなるように、延伸倍率を設定することが好ましく、また、胴部４０の厚みに対する底接地部５１の厚みの比率が上記した範囲となるように延伸倍率を設定することが好ましい。
例えば、２軸延伸ブロー成形による延伸倍率は、上記した底接地部５１の厚みとなったときに、面倍率が７〜１２倍となるようにプリフォームの肉厚や形状を設定することが挙げられる。

このように、本発明のプラスチックボトル１００の製造方法は公知の方法によって行うことができる。一方で、特許文献２では、底部の分子配向を強めるために、底部を予め加熱してブロー延伸したり、ブロー延伸後に高温でヒートセット（熱固定）したり、ボトル底部中央部を下方向から上方向に延伸棒等で延伸する方法で行っているため、冷却時間が長くなったり、製造工程が増えたりする等、生産性の低下、製造費用の増大が生じるため望ましくない。

以下に、実施例および比較例を用いて説明するが、本発明は、以下の実施例により限定されるものではない。

ポリエチレンテレフタレート（固有粘度ＩＶ値０．８）を用いて、２軸延伸ブロー成形により実施例１〜７、及び、比較例１〜２に係る１５００ｍＬ液体用プラスチックボトルを作製した。その結果を表１に示した。
実施例１〜７、比較例２は、端点５３４から縮径方向２．５ｍｍに位置する内壁面の点５３６との間に変曲点が存在するため、内壁角度αと異なる内壁角度α´を有した。比較例１は、内壁角度αを有した。重ね餅型と放射状リブを組み合わせた形状である実施例４〜７については、内壁面のうち凸面の内壁角度を測定した。
なお、内壁角度、底部の高さは、ミツトヨ社製コントレーサＣＶ−３０００（条件：触針径２５μｍ、走査速度０．１ｍｍ／秒）を用いて測定した。胴部、および、底接地部の厚みは、ＯＬＹＭＰＵＳ製磁気式厚さ計ＭＡＧＮＡ−ＭＩＫＥ８５００を用いて測定した。

各実施例及び比較例により得られたプラスチックボトルを用いて、耐圧性試験、及び、落下試験を行った。その結果を表１に併せて示した。

＜耐圧試験＞
耐圧性試験は、内容物を注入して保管状態で発生するクリープ変形を評価する観点で次の方法で行った。
プラスチックボトルに５０℃の水を１５００ｍＬ注入し、また窒素ガスを充填してボトル内圧を所定のゲージ圧としてキャップで密封し、４０℃３日間保管した後、２３℃下で放冷し、直立傾きが１ｍｍ以内であった条件のゲージ圧を耐圧（ｋＰａ）として評価した。

＜落下試験＞
落下試験の方法は、次のとおりである。
プラスチックボトルに水１５００ｍＬを充填しキャップで密封した後、０．９ｍの高さからコンクリート板に底部より垂直に落下させ、底部の割れの有無を調べた。

実施例１〜７のプラスチックボトルは耐圧性試験の評価結果が良好であり、高い耐圧性を有していた。また、不定形、不均等な底落ちはなく、ボトルの外観は良好であった。また、落下による底部の割れがなく、耐衝撃性を有していることが分かった。実施例４、５、７のプラスチックボトルに関しては、底高さの設計値と実測値との差が１．０ｍｍであり、実施例６のプラスチックボトルに関しては、該差が０．５ｍｍであり、実施例１〜３に比べより良好な外観を示した。
一方で、比較例１、２のプラスチックボトルは、耐圧値が低かった。

１０ 開口部
２０ 首部
３０ 肩部
４０ 胴部
５０ 底部
５１ 底接地部
５２ 外壁面
５３ 内壁面
５３ａ 凸面
５３ｂ 凹面
５３ｃ リブ
５５ 底中心（底部の中心）
５７ 凸部
１００ プラスチックボトル

Claims (5)

1. 環状の胴部、及び、底部、を有する耐圧性プラスチックボトルであって、
   前記底部は環状の底接地部、該底接地部と前記胴部とを結ぶ環状の外壁面、及び、該底接地部と前記底部の中心とを結ぶ内壁面を備え、
   前記外壁面は前記胴部から前記底接地部に向けて下方に縮径し、前記内壁面は前記底部の中心から前記底接地部に向けて下方に拡径し、前記底接地部において前記外壁面および前記内壁面が接続してボトル下方向に凸である凸部を形成し、
   前記凸部の内壁角度が４０度以上７０度以下であり、
   前記胴部の直径に対する前記底接地部の直径の比率が０．５以上０．８以下であり、
   前記胴部の厚みに対する前記底接地部の厚みの比率が１．６以上４．５以下であり、
   前記底接地部の半径に対する前記底部の高さの比率が０．３５以上である、
   耐圧性プラスチックボトル。
2. 前記プラスチックボトルの中心軸を通る縦断面において、前記内壁面に少なくとも１つの変曲点を有する、請求項１に記載のプラスチックボトル。
3. 前記底部の中心から前記底接地部に向かって延びる放射状のリブを少なくとも１つ備える、請求項１又は２に記載のプラスチックボトル。
4. ガスバリア性薄膜を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。
5. 容積が７２０ｍｌ以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。