JP2023173309A - プラスチックボトルおよび液体製品 - Google Patents

Abstract

【課題】胴部の一部に局所的なくびれが設けられた特徴的な外観を有するプラスチックボトルおよび液体製品を実現する。【解決手段】口部２、胴部３、および底部４を備えるプラスチックボトル１であって、胴部３が、口部２に連設されている上側部分３１と、底部４に連設されている下側部分３２と、上側部分３１と下側部分３２とを接続する接続部分３３と、を含み、上側部分３１および下側部分３２の少なくとも一方が、円筒状部分３２として形成され、接続部分３３が、円筒状部分３２に比べて縮径する部分として設けられ、接続部分３３のうち最も直径が小さい最小部分３３ｂにおける直径が、円筒状部分３２の接続部分３３に連設されている部分３２ａにおける直径の６５％以上７５％以下であり、垂直断面において、円筒状部分３２と接続部分３３とのなす角が、１３０°以上１５０°以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、プラスチックボトル、および、当該プラスチックボトルに液体が充填されている液体製品、に関する。

飲料、薬品、化粧品などの液体を流通、販売、保管などに供するための容器として、プラスチックボトルが汎用されている。これらの液体製品は、最終消費者向けに小売店で販売されることが多いため、内容物自体の付加価値が高いことはもちろんのこと、消費者に訴求しやすい外観であることも重要である。そのため、液体製品の外観を左右しうるプラスチックボトルの形状について、種々の検討が行われている。たとえば、特許文献１～３に示す各プラスチックボトルでは、内部が加圧状態になっても特徴的な外観が維持されるように、ボトルの形状などに工夫が加えられている。

特開２０１６－８８５２０号公報 特開平７－３００１２１号公報 特開２００７－６２８００号公報

しかし、特許文献１および２のプラスチックボトルでは、内圧に対する耐力が得られやすい略円筒状の構造を基本としており、くびれを有する外観を実現することはできなかった。また、特許文献３のプラスチックボトルでは、くびれを有する外観が志向されているものの、胴部が全体的に縮径した形状が実現されるにとどまり、局所的なくびれを実現するには至らなかった。

そこで、胴部の一部に局所的なくびれが設けられた特徴的な外観を有するプラスチックボトルおよび液体製品の実現が求められる。

本発明に係るプラスチックボトルは、口部、胴部、および底部を備えるプラスチックボトルであって、前記胴部が、口部に連設されている上側部分と、底部に連設されている下側部分と、前記上側部分と前記下側部分とを接続する接続部分と、を含み、前記上側部分および前記下側部分の少なくとも一方が、円筒状部分として形成され、前記接続部分が、前記円筒状部分に比べて縮径する部分として設けられ、前記接続部分のうち最も直径が小さい最小部分における直径が、前記円筒状部分の前記接続部分に連設されている部分における直径の６５％以上７５％以下であり、垂直断面において、前記円筒状部分と前記接続部分とのなす角が、１３０°以上１５０°以下であることを特徴とする。

また、本発明に係る液体製品は、口部、胴部、および底部を備え、前記胴部が、口部に連設されている上側部分と、底部に連設されている下側部分と、前記上側部分と前記下側部分とを接続する接続部分と、を含み、前記上側部分および前記下側部分の少なくとも一方が、円筒状部分として形成され、前記接続部分が、前記円筒状部分から連続的に縮径する部分として設けられ、前記接続部分のうち最も直径が小さい最小部分における直径が、前記円筒状部分における直径の６５％以上７５％以下であり、垂直断面において、前記円筒状部分と前記接続部分とのなす角が１３０°以上１５０°以下であるプラスチックボトルに、液体が充填されていることを特徴とする。

これらの構成によれば、胴部の一部である接続部分に局所的なくびれが設けられた特徴的な外観を有するプラスチックボトルおよび液体製品を実現できる。また、接続部分の耐圧性が比較的高いので、液体が充填される等の要因により内圧が発生した後においてもくびれが維持されやすい。

以下、本発明の好適な態様について説明する。ただし、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定されるわけではない。

本発明に係るプラスチックボトルは、一態様として、前記接続部分における肉厚が０．２５以上０．４５ｍｍ以下であることが好ましい。

この構成によれば、材料使用量の抑制と、接続部分に対する耐圧性の付与とを両立しうる。

本発明に係るプラスチックボトルは、一態様として、前記上側部分および前記下側部分のいずれか一方が、前記円筒状部分として形成され、他方が、水平方向および垂直方向の双方に曲率を有する形状で形成されていることが好ましい。

この構成によれば、上側部分に特徴的なデザインを付与するとともに、接続部分に耐圧性を付与できる。

本発明に係る液体製品は、一態様として、前記液体が炭酸飲料であり、前記プラスチックボトルの内圧が０．３ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下であることが好ましい。

この構成によれば、いわゆる強炭酸に分類される炭酸飲料製品において、接続部分に特徴的なくびれを有する外観を実現できる。

本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。

実施形態に係るプラスチックボトルの正面図である。 実施形態に係るプラスチックボトルの接続部分周辺の断面図である。

本発明に係るプラスチックボトルおよび充填製品の実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、本発明に係るプラスチックボトルを、主として炭酸飲料を充填して使用されるプラスチックボトル１（以下、単にボトル１という。）に適用した例について説明する。また、本発明に係る液体製品を、ボトル１に炭酸飲料が充填されている炭酸飲料製品（液体製品の例である。）に適用した例についても説明する。

〔ボトルの全体構成〕
ボトル１は、口部２、胴部３、および底部４を備える（図１）。口部２には、キャップ（不図示）を螺合可能な雄ねじ部分２１や、サポートリング２２などの、当分野におけるボトルの口部として公知の構造物が設けられている。また、底部４は、複数の溝４１を有するペタロイド状に形成されており、当分野において炭酸飲料用に使用されるボトルとして公知の構造を有する。すなわち、口部２および底部４としては、当分野において公知の構成を適用できる。したがって、これらの部分について以下では詳細な説明を省略する。

本実施形態では、サポートリング２２の下端を、口部２と胴部３との境界と定義する。また、底部４に設けられた溝４１の上端を、胴部３と底部４との境界と定義する。なお、本発明が属するプラスチックボトルの分野において、口部に連設されている部分を首部と称し、首部よりさらに下方（底部側）にある部分を胴部と称する場合があるが、本実施形態では首部と（狭義の）胴部とを区別せずに、一括して胴部３として扱っている。

以下の説明において方向を表す用語を用いるときは、特記しない限り、底部４を接地部分としてボトル１を設置した際の姿勢（すなわち、図１に示した姿勢である。）を基準として各用語を用いる。たとえば、垂直方向は図１紙面の上下方向であり、水平方向は図１紙面と直交する方向である。また、上下方向も、図１紙面の上下方向である。

ボトル１は、特に炭酸飲料の充填を志向して設計されているが、炭酸飲料以外の液体が収容されることを妨げるものではない。したがって、ボトル１に収容される液体は特に限定されず、たとえば、清涼飲料水（果実飲料、紅茶飲料、コーヒー飲料、茶系飲料、ミネラルウォーター、豆乳類、野菜飲料、スポーツ飲料、ココア飲料など）、アルコール飲料、乳飲料などの飲料、スープなどの液体食品、ソースや醤油などの液体調味料、薬品、化粧品などでありうる。

本実施形態に係るボトル１は、いわゆるペットボトルである。ボトル１は、二軸延伸ブロー成形などの延伸成形法によってプリフォームを延伸して得られる。本実施形態では、ボトル１はポリエチレンテレフタレート製であり、無色透明である。ボトル１の容量は特に限定されず、一般的に流通している２８０ｍＬ、３５０ｍＬ、５００ｍＬなど、２００ｍＬ～２Ｌ程度とすることができ、５００～２０００ｍＬであることが好ましい。以下の説明では、ボトル１の満注容量が１０３５ｍＬである場合を例として説明する。

ただし、ボトル１を構成する材料としては、ポリエチレンテレフタレートが代表的であるが、ポリエチレンやポリプロピレンなどであってもよい。任意の材料製のボトル１を、使用する材料製のプリフォームを原料として使用する延伸成形法によって得ることができる。なお、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの樹脂材料は、石油化学プロセス、使用済みのペットボトル等のリサイクルプロセス、植物由来原料に由来するプロセス、などから選択される供給源、またはこれらの供給源の組合せから供給されうる。

ボトル１は、従来のボトルに比べて薄肉のボトルであってもよい。具体的には、ボトル１の満注容量（ｍＬ単位）に対するボトル１の重量（ｇ単位）の比率が０．０２５ｇ／ｍＬ以上０．０５０ｇ／ｍＬ以下であることが好ましく、０．０３０ｇ／ｍＬ以上０．０４０ｇ／ｍＬ以下であることがより好ましい。満注容量に対する重量の比率が上記の範囲にあると、適切な強度を確保できる範囲で樹脂の使用量を十分に減らすことができ、ボトル１の省資源化および軽量化に資する。

本実施形態に係るボトル１は、重量が３５ｇである。また、前述のようにボトル１の満注容量が１０３５ｍＬであるので、ボトル１の満注容量に対するボトル１の重量の比率は０．０３４ｇ／ｍＬである。なお、この例のようにボトル１の重量が３１ｇ以上であると、ボトル１の肉厚を十分に確保しやすいため、強度および歩留まりの観点で良好である。また、ボトル１の重量が４１ｇ以下であると、省資源化の観点で好適である。ボトル１の重量は、３３ｇ以上であることがより好ましく、４０ｇ以上であることがさらに好ましい。

〔胴部の構成〕
胴部３は、口部２に連設されている上側部分３１と、底部４に連設されている下側部分３２と、上側部分３１と下側部分３２とを接続する接続部分３３と、を有する。上側部分３１は、概して、水平方向および垂直方向の双方に曲率を有する卵状の形状を有する。一方、下側部分３２は、水平断面が円形の円筒状部分として形成されている。以下では、下側部分３２を円筒状部分３２と称する。

前述の通り、上側部分３１は概して卵状に形成されているが、接続部分３３に連設されている部分には台座部分３１ａが設けられており、上側部分３１の主たる部分である卵状部分３１ｂが台座部分３１ａによって支持されているように見えるデザインが実現されている。上側部分３１の最大の直径は７９ｍｍであり、当該最大の直径は、上側部分３１の下端から２４．８ｍｍの位置に現れる。

本実施形態において、円筒状部分３２は、接続部分３３に連設されている第一部分３２ａと、第一部分３２ａと底部４との間に延在する第二部分３２ｂと、に区分される。第一部分３２ａおよび第二部分３２ｂはいずれも円筒状であるが、第一部分３２ａが第二部分３２ｂに比べてわずかに拡径して設けられている。具体的には、第一部分３２ａは直径８０ｍｍ、長さ４ｍｍの円筒状に形成されており、第二部分３２ｂは直径７７．８ｍｍ、長さ９６．２ｍｍの円筒状に形成されている。なお、第一部分３２ａおよび第二部分３２ｂの長さは、各部分の垂直方向の長さとして定義される。

接続部分３３は、円筒状部分３２に比べて縮径する部分として設けられている。より詳細には、接続部分３３は、円筒状部分３２に連設されている円錐台状部分３３ａと、上側部分３１と円錐台状部分３３ａとの間に延在する最小部分３３ｂと、に区分される。最小部分３３ｂは、接続部分３３において直径が最も小さい部分であり、直径５６ｍｍ、長さ３ｍｍの円筒状部分として形成されている。この例のように、最小部分３３ｂの長さが１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であると、ボトル１に炭酸飲料を充填した際の接続部分３３の変形が抑制されるため、好ましい。なお、最小部分３３ｂの長さは、最小部分３３ｂの垂直方向の長さとして定義される。

第一部分３２ａ（接続部分３３に連設されている部分である。）の直径が８０ｍｍであり、最小部分３３ｂの直径が５６ｍｍであるので、最小部分３３ｂの直径は第一部分３２ａの直径の７０％である。この例のように、第一部分３２ａの直径に対する最小部分３３ｂの直径の割合は、６５％以上７５％以下の範囲で設定される。

図２は、接続部分３３周辺の垂直断面を示す断面図である。当該垂直断面において、円筒状部分３２（第一部分３２ａ）と接続部分３３（円錐台状部分３３ａ）とのなす角θが、１４０°である。この例のように、円筒状部分３２と接続部分３３とのなす角θは、１３０°以上１５０°以下の範囲で設定される。なお、円筒状部分３２（第一部分３２ａ）と接続部分３３（円錐台状部分３３ａ）との接続部分には、半径８ｍｍの丸め加工が施されている。

なお、図２に示すように、本実施形態では、接続部分３３の上端側において拡径しはじめる位置を、上側部分３１と接続部分３３との境界と定義する。また、円筒状部分３２の上端側において拡径しはじめる位置を、円筒状部分３２と接続部分３３との境界と定義する。

ボトル１の肉厚は、底部４などの補強されている部分を除き、０．３５ｍｍである。特に、本実施形態では、胴部３（上側部分３１、円筒状部分３２、および接続部分３３）において、肉厚が０．３５ｍｍである。この例のように、ボトル１の肉厚が０．４５ｍｍ以下であると、ボトル１の重量、ひいては材料使用量を抑制できるため、好ましい。また、ボトル１の肉厚が０．２５ｍｍ以上であると、ボトル１（特に接続部分３３）の強度を高めやすい。

〔炭酸飲料製品の構成〕
本実施形態に係る炭酸飲料製品は、ボトル１に炭酸飲料が充填されたものである。炭酸飲料がボトル１に充填され、キャップ（不図示）により口部２が封止された状態で、当該炭酸飲料の流通、販売、保管等（以下、「流通等」と称する。）に供される。

ボトル１に炭酸飲料を充填して口部２を封止すると、ボトル１の内圧が上昇する。この内圧に起因してボトル１が変形する（膨らむ）場合があり、この変形は比較的強度が低い部分に集中することがある。本実施形態に係るボトル１の形状に鑑みると、卵状の上側部分３１および円筒状の円筒状部分３２が、いずれも比較的耐圧性が高い形状であるので、接続部分３３の耐圧性が相対的に低いといえる。したがってボトル１では、接続部分３３が、内圧上昇による変形が特に懸念される部分である。しかし本実施形態では、接続部分３３の特徴的な構造によって、ボトル１に炭酸飲料を充填した際の接続部分３３の変形が抑制されている。

第一に、円筒状部分３２と接続部分３３とのなす角θを１３０°以上１５０°以下にすることで、接続部分３３（円錐台状部分３３ａ）が、球面に近い形で円筒状部分３２の上端から上方に延びることになる。これによって、円錐台状部分３３ａにおいて球面に類する耐圧性が得られる。

第二に、第一部分３２ａの直径に対する最小部分３３ｂの直径の割合を６５％以上７５％以下にすることで、角θが１３０°以上１５０°以下である前提の下で、円錐台状部分３３ａの寸法を十分な大きさにすることができる。そして、円錐台状部分３３ａは、耐圧構造として機能する部分に他ならない。したがって、第一部分３２ａの直径に対する最小部分３３ｂの直径の割合を上記の範囲にすることによって、円錐台状部分３３ａにおいて、接続部分３３の変形を十分に抑制しうる水準の耐圧性を付与しうる。

第三に、最小部分３３ｂの長さを１ｍｍ以上１０ｍｍ以下にすることで、接続部分３３の上端に、強度が比較的強い部分を設けている。これによって、接続部分３３全体の耐圧性をさらに高めている。

以上の特徴によって、接続部分３３の耐圧性が高められているので、ボトル１に充填される炭酸飲料のガス圧が高い水準（たとえば２０℃での充填時において０．５ＭＰａ以上）であっても、接続部分３３の変形を抑制しうる。これによって、接続部分３３にくびれを有する特徴的なデザインが、炭酸飲料の充填後においても維持される。すなわち、流通等に供される炭酸飲料製品に、特徴的な外観を付与できる。

本実施形態に係る炭酸飲料製品では、ボトル１の内圧が０．４５ＭＰａである。この内圧は上記の充填時の値（０．５ＭＰａ）より小さいが、これは、流通等に供される間に炭酸ガスの一部が離脱するためである。この例のように、炭酸飲料製品におけるボトル１の内圧が０．３ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下である場合は、いわゆる強炭酸に分類される炭酸飲料が充填されており、ボトル１が変形しやすい条件にある。このような条件であっても、本実施形態に係るボトル１を適用すれば、ボトル１（特に接続部分３３）の変形を抑制できる。

なお、炭酸飲料製品におけるボトル１の内圧とは、ボトル１に炭酸飲料が充填された後にキャップにより口部２が封止され、その後一度も開封されていない炭酸飲料製品について２０℃において測定した内圧をいう。ボトル１が炭酸飲料の充填後一度も開封されていないことは、たとえばキャップのタンパーエビデンスリングが切断されていないことによって確認できる。

〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係るプラスチックボトルおよび液体製品のその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。

上記の実施形態では、胴部３のうち、上側部分３１が卵状に形成され、下側部分３２が円筒状に形成されている構成を例として説明した。しかし、本発明に係るプラスチックボトルは、上側部分および下側部分の少なくとも一方が円筒状部分として形成されていれば足る。したがって、上記の実施形態に加えて、上側部分のみが円筒状であってもよいし、上側部分および下側部分の双方が円筒状であってもよい。

上記の実施形態では、ボトル１に炭酸飲料が充填された炭酸飲料製品を例として説明し、ボトル１の内圧が０．４５ＭＰａである場合を例示した。しかし、本発明に係る液体製品において、プラスチックボトルに充填される液体は炭酸飲料に限定されず、その内圧も限定されない。

その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。

本発明は、たとえば炭酸飲料を充填するための容器に利用できる。

１ ：プラスチックボトル
２ ：口部
２１ ：雄ねじ部分
２２ ：サポートリング
３ ：胴部
３１ ：上側部分
３１ａ ：台座部分
３１ｂ ：卵状部分
３２ ：下側部分（円筒状部分）
３２ａ ：第一部分
３２ｂ ：第二部分
３３ ：接続部分
３３ａ ：円錐台状部分
３３ｂ ：最小部分
４ ：底部
４１ ：溝
θ ：円筒状部分と接続部分とのなす角

Claims (5)

1. 口部、胴部、および底部を備えるプラスチックボトルであって、
   前記胴部が、口部に連設されている上側部分と、底部に連設されている下側部分と、前記上側部分と前記下側部分とを接続する接続部分と、を含み、
   前記上側部分および前記下側部分の少なくとも一方が、円筒状部分として形成され、
   前記接続部分が、前記円筒状部分に比べて縮径する部分として設けられ、
   前記接続部分のうち最も直径が小さい最小部分における直径が、前記円筒状部分の前記接続部分に連設されている部分における直径の６５％以上７５％以下であり、
   垂直断面において、前記円筒状部分と前記接続部分とのなす角が、１３０°以上１５０°以下であるプラスチックボトル。
2. 前記接続部分における肉厚が０．２５ｍｍ以上０．４５ｍｍ以下である請求項１に記載のプラスチックボトル。
3. 前記上側部分および前記下側部分のいずれか一方が、前記円筒状部分として形成され、他方が、水平方向および垂直方向の双方に曲率を有する形状で形成されている請求項１または２に記載のプラスチックボトル。
4. 口部、胴部、および底部を備え、
   前記胴部が、口部に連設されている上側部分と、底部に連設されている下側部分と、前記上側部分と前記下側部分とを接続する接続部分と、を含み、
   前記上側部分および前記下側部分の少なくとも一方が、円筒状部分として形成され、
   前記接続部分が、前記円筒状部分から連続的に縮径する部分として設けられ、
   前記接続部分のうち最も直径が小さい最小部分における直径が、前記円筒状部分における直径の６５％以上７５％以下であり、
   垂直断面において、前記円筒状部分と前記接続部分とのなす角が１３０°以上１５０°以下であるプラスチックボトルに、液体が充填されている液体製品。
5. 前記液体が炭酸飲料であり、
   前記プラスチックボトルの内圧が０．３ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下である請求項４に記載の液体製品。
   

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