JP3168983U - 角型プラスチックボトル - Google Patents

Abstract

【課題】高い軸方向の圧縮強度を有する角型プラスチックボトルを提供する。【解決手段】角型プラスチックボトル１００は、熱可塑性合成樹脂をボトル状に成形し、口部１０と、口部から拡径した肩部２０と、胴部３０と、底部４０とが順に連接された形状とする。さらに、胴部が複数の平坦壁部３１ａと平坦壁部同士をつなぐコーナー部３２ａ，３２ｂとを有する角型のプラスチックボトルとし、胴部が少なくとも１本の周溝３３ａ〜３３ｅを備え、かつ、周溝に連接する少なくとも１つの凹部３４ａ〜３４ｃを有する。【選択図】図１

Description

本考案は、いわゆる角型のプラスチックボトルに関する。

飲料用プラスチックボトルは、複数本を並列に起立させた状態でカートンに包装され、そのカートンが積み重ねられた状態で保管又は輸送される。このとき、ボトルの軸方向（以降、単に「軸方向」という。）に荷重がかかる為、軸方向の圧縮強度が弱いとボトルの胴部などの弱い部分において折れ曲がる事故が発生する場合がある。また、キャッピングのときにも軸方向に荷重がかかるため、同様の問題が懸念される。特に角型プラスチックボトルは丸型プラスチックボトルと比較して軸方向の圧縮強度が得られにくい。

角型プラスチックボトルにおいて軸方向の圧縮強度を高めるために、胴部に周溝を形成し、周溝の深さをパネル壁部では均一深さとし、隅角部ではパネル壁部での深さの０〜４／５倍の深さに形成し、周溝の幅を胴部全周にわたって同一幅に形成する技術がある（例えば、特許文献１を参照。）。

実公平７−５１４６０号公報

しかし、特許文献１に記載の技術のように、周溝で軸方向の圧縮強度を高めようとしても、周溝に応力が集中しやすく、その結果、周溝又はその近傍にて折れ曲がりやすいことがわかった。また近年、ボトルの樹脂量を減らして、軽量化かつ省資源化の要求が高まっており、軸方向の圧縮強度をより高めることが求められている。

そこで本考案の目的は、高い軸方向の圧縮強度を有する角型プラスチックボトルを提供することである。

本考案に係る角型プラスチックボトルは、熱可塑性合成樹脂をボトル状に成形して得られ、口部と、該口部から拡径した肩部と、胴部と、底部とが順に連接された形状を有し、かつ、前記胴部が複数の平坦壁部と該平坦壁部同士をつなぐコーナー部とを有する角型のプラスチックボトルにおいて、前記胴部が少なくとも１本の周溝を有し、かつ、前記周溝に連接する少なくとも１つの凹部を有することを特徴とする。

本考案に係る角型プラスチックボトルでは、前記胴部が、前記平坦壁部の水平方向の中央に前記凹部を有し、かつ、該凹部は垂直線に対して線対称の形状を有していることが好ましい。周溝及びその近傍に発生しやすい応力がより広い範囲で均一に分散しやすくなる。

本考案に係る角型プラスチックボトルでは、前記胴部が、前記周溝を複数本有し、かつ、上側の周溝の深さが下側の周溝の深さよりも浅いことが好ましい。上側の周溝及びその近傍に発生しやすい応力が下側の周溝側に分散し、ボトル全体に応力分散しやすくなる。

本考案に係る角型プラスチックボトルは、前記胴部が、前記周溝を複数本有し、かつ、該周溝の２本以上にそれぞれ前記凹部を連接し、該凹部が上下方向に並んでいることが好ましい。周溝及びその近傍に発生しやすい応力を上下方向に均一に分散しやすくなる。

本考案は、角型プラスチックボトルにおいて、高い軸方向の圧縮強度を付与することができる。

本実施形態に係るプラスチックボトルの一例の概略形状を示す正面図である。 本実施形態に係るプラスチックボトルの一例の概略形状を示す平面図である。 本実施形態に係るプラスチックボトルの一例の概略形状を示す斜視図である。 比較例１のプラスチックボトルの概略形状を示す斜視図である。 実施例１のプラスチックボトルの概略形状を示す斜視図である。 参考例１のプラスチックボトルの概略形状を示す斜視図である。

次に本考案について実施形態を示して詳細に説明するが本考案はこれらの記載に限定して解釈されない。本考案の効果を奏する限り、実施形態は種々の変形をしてもよい。

図１〜図３に示すように、本実施形態に係る角型プラスチックボトル１００は、熱可塑性合成樹脂をボトル状に成形して得られ、口部１０と、口部１０から拡径した肩部２０と、胴部３０と、底部４０とが順に連接された形状を有し、かつ、胴部３０が複数の平坦壁部３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと平坦壁部（３１ａ〜３１ｄ）同士をつなぐコーナー部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄとを有する角型のプラスチックボトルにおいて、胴部３０が少なくとも１本の周溝３３を有し、かつ、周溝３３に連接する少なくとも１つの凹部３４を有する。

プラスチックボトル１００は、熱可塑性合成樹脂をボトル状に成形して得られる。より具体的には、まず、プリフォームを射出成型によって製造し、次にプリフォームをブロー成形することによってプラスチックボトル１００を製造する。熱可塑性合成樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、シクロオレフィンコポリマー樹脂（ＣＯＣ、環状オレフィン共重合）、アイオノマ樹脂、ポリ‐４‐メチルペンテン−１樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリスチレン樹脂、エチレン‐ビニルアルコール共重合樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、又は、４弗化エチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン樹脂、アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン樹脂を例示することができる。この中で、ＰＥＴが特に好ましい。プラスチックボトル１００は、例えば１５０ｍｌ〜２０００ｍｌの容量とすることが好ましい。角型プラスチックボトルの場合、容量を５００ｍｌとするときの樹脂量は、例えば５〜３０ｇである。軽量化する場合には、例えば２３ｇ未満の樹脂量とする。

プラスチックボトル１００は、口部１０、肩部２０、胴部３０及び底部４０が順に連接された形状を有する。図２では、プラスチックボトル１００が、図１の胴部３０が互いに隣接する４つの平坦壁部（３１ａ〜３１ｄ）同士をつなぐコーナー部（３２ａ〜３２ｄ）を有することによって、四角柱状の角型ボトルであることを図示している。なお、本考案は、四角柱状の角型ボトルに限定されず、五角柱などの多角柱状であってもよい。口部１０は中身の飲料を注ぎやすいように通常、１．５〜４ｃｍの直径で形成されており、キャップ（不図示）が装着されることによってボトルの密閉がなされる。なお、図４を除き、口部１０のネジ山、サポートリングなどの詳細な構造の図示は省略した。また、肩部２０は、胴部３０につながるように胴部３０に向かって胴径を拡径させて錐体形状をしている。なお、図１に示したボトルの肩部２０は複数のカット面から形成されているが、曲面で形成されていてもよい。胴部３０は、主として消費者に把持される箇所であり、胴部３０には、その外側にシュリンクラベル又はロールラベル等の商品表示ラベルが装着される（ラベルは不図示）。底部４０は、胴部３０とほぼ同じ胴径にて連接されている。

周溝３３は、胴部３０を周回しており、図１に示したプラスチックボトル１００では、５本の周溝（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ）を略等間隔で設けている。周溝３３は少なくとも１本必要である。溝の深さは、例えば、０．５〜４ｍｍ、好ましくは０．８〜２．５ｍｍであり、溝の幅は、例えば、２．０〜１０．０ｍｍ、好ましくは３．０〜８．０ｍｍであり、ボトルの大きさに応じて適宜変更することができる。

なお、図１に示したプラスチックボトル１００は、周溝３３とは別に、周溝３３よりも幅が大きい凹の環状リブ３６を有する。環状リブ３６の底には、さらに凹の二段底リブ３７が設けられている。環状リブ３６及び二段底リブ３７は、主として、横方向の圧縮強度の向上を目的として設けているが、縦方向の圧縮強度の向上にも寄与するので周溝３３の一種として把握してもよい。

胴部３０に周溝３３を設けることで軸方向の圧縮強度を高めることができる。しかし、ボトルに縦荷重がかかったとき、周溝３３がボトルの変形を抑制するため、周溝３３及びその近傍に応力が集中する。例えば、図４に示すようにボトル高さ：２０７．０ｍｍ、満容量：５２０ｍｌ（製品５００ｍｌ用）、胴部の角型の一辺の長さ：６０．５ｍｍ、胴部の対角径：７１．４ｍｍ、樹脂量：２０．５ｇのＰＥＴボトル（比較例１のボトル。）に深さ２．５ｍｍ、リブの側面が為す角度（以降、リブ角度という。）６０°の周溝を５本、環状リブを１本設けた場合、応力解析によれば、周溝のそれぞれに同様の応力集中が生じるのではなく、図４の枠５０で囲んだ部分、すなわち、上２本の周溝に応力集中が生ずる。そして縦荷重が増していくと、上２本の周溝を設けた、特に平坦壁部において外側に飛び出すように変形する。そこで、図１のプラスチックボトル１００のように、周溝３３に連接する凹部３４を設ける。前述のように周溝３３に応力集中が起きやすいところ、周溝３３に連接された凹部３４が応力集中を緩和するため、縦方向の圧縮強度が増す。その結果、凹部３４を設けることで外側に飛び出す変形が抑制される。

凹部３４は、周溝３３に少なくとも１つ連接させればよいが、１つの周溝３３に複数の凹部３４を連接させることが好ましい。例えば、横断面が四角形の角型ボトルの場合、平坦壁部は四つあるので、それぞれの平坦壁部（３１ａ〜３１ｄ）と重なる位置に凹部３４を設けることが好ましい。特定の平坦壁部での応力集中を緩和することができる。

図１に示すように、胴部３０が、平坦壁部（３１ａ〜３１ｄ）の水平方向の中央に凹部３４を有し、かつ、凹部３４は垂直線に対して線対称の形状を有していることが好ましい。特定箇所での応力集中を緩和し、応力分散がされやすい。図１では、平坦壁部の水平の中央部に山形の凹部３４を設けており、応力分散に寄与している。凹部３４の形状は、山形の他、半円形、半楕円形、四角形などである。

さらに図１に示すように、胴部３０が、周溝３３を複数本有し、かつ、周溝３３の２本以上にそれぞれ凹部３４を連接し、凹部３４が上下方向に並んでいることが好ましい。例えば、図５に示すようにボトル高さ：２０７．０ｍｍ、満容量：５２０ｍｌ（製品５００ｍｌ用）、胴部の角型の一辺の長さ：６０．５ｍｍ、胴部の対角径：７１．４ｍｍ、樹脂量：２０．５ｇのＰＥＴボトル（実施例１のボトル。）に深さ１．２ｍｍ、リブ角度９０°の周溝３３（３３ａ〜３３ｅ）を５本、環状リブを１本設け、上３本の周溝のそれぞれの上側の平坦壁部の箇所に山形の凹部を上下方向に３つ並ぶように設けた場合、応力解析によれば、図５の枠５０ａで囲んだ部分において、周溝部分及びその近傍だけでなく、凹部を含んで応力が分散した。また、図４では、底部に応力が生じていなかったが、図５では、底部に応力が生じており、ボトル全体で応力が緩和されていることがわかった。

図１又は図５では、周溝３３の上側に凹部３４を連接した形態を示したが、下側に連接してもよい。この場合、例えば、凹部は逆三角形の形状とすることができる。

本実施形態に係る角型プラスチックボトルでは、胴部３０が、周溝３３を複数本有し、かつ、上側の周溝の深さが下側の周溝の深さよりも浅いことが好ましい。例えば、図１を参照して説明すると、上側２本の周溝（３３ａ、３３ｂ）の深さを、下側３本の周溝（３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ）の深さよりも浅くする。こうすることによって、縦荷重がかかったときに、上側２本の周溝と比較して、下側３本の周溝が変形しやすいため、上側２本の周溝付近における応力集中が緩和され、かつ、底部での弱い応力集中が起きる。すなわちボトル全体で応力がさらに緩和されやすくなる。

周溝の深さの影響を調べるために、例えば、図６に示すようにボトル高さ：２０７．０ｍｍ、満容量：５２０ｍｌ（製品５００ｍｌ用）、胴部の角型の一辺の長さ：６０．５ｍｍ、胴部の対角径：７１．４ｍｍ、樹脂量：２０．５ｇのＰＥＴボトルに深さ０．８ｍｍ、リブ角度９０°の周溝（上２本の周溝）と深さ１．２ｍｍ、リブ角度９０°の周溝（環状リブを除く下３本の周溝）とを設け、応力解析を行った。ここでは、凹部の影響を除外するために設けていない。よって、参考例１とする。比較例１では、枠５０で示した部分に応力集中が起きたが、参考例１では、胴部のうち枠５０ａで示した部分と枠５０ｂで示した底部に応力集中が起きた。ただし、枠５０で示した部分と枠５０ａで示した部分とを比較すると、枠５０ａで示した部分の方が応力集中の度合いが小さく、その低下した分が枠５０ｂで示した底部に移ったと推定された。

本実施形態に係るプラスチックボトルは、図１に示すように、環状リブ３６の下側に、凹部パネル３５を設けてもよい。凹部パネルとは、減圧吸収パネル又は座屈荷重吸収パネルなどと称されるものである。

実施例１と比較例１とのボトルについて、内容液充填後に座屈強度試験を行った。垂直下方に荷重を加え、３ｍｍ変位させたとき、実施例１では、反力が１８５Ｎであったのに対し、比較例１では、１１４．５Ｎであった。３ｍｍ変位のときの外観は、実施例１よりも比較例１の方が、変形が大きかった。よって、実施例１は比較例１よりも軸方向の圧縮強度が強いことが確認できた。

本考案に係る角型プラスチックボトルは、飲料製品の容器として好適に使用される。

１００，プラスチックボトル
１０，口部
２０，肩部
３０，胴部
３１（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ），平坦壁部
３２（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ），コーナー部
３４（３４ａ，３４ｂ，３４ｃ），凹部
３５，凹部パネル
３６，環状リブ
３７，二段底リブ
４０，底部
５０，５０ａ，５０ｂ，領域を示す枠
Ｘ，ボトル主軸

Claims (4)

1. 熱可塑性合成樹脂をボトル状に成形して得られ、口部と、該口部から拡径した肩部と、胴部と、底部とが順に連接された形状を有し、かつ、前記胴部が複数の平坦壁部と該平坦壁部同士をつなぐコーナー部とを有する角型のプラスチックボトルにおいて、前記胴部が少なくとも１本の周溝を有し、かつ、前記周溝に連接する少なくとも１つの凹部を有することを特徴とする角型プラスチックボトル。
2. 前記胴部が、前記平坦壁部の水平方向の中央に前記凹部を有し、かつ、該凹部は垂直線に対して線対称の形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の角型プラスチックボトル。
3. 前記胴部が、前記周溝を複数本有し、かつ、上側の周溝の深さが下側の周溝の深さよりも浅いことを特徴とする請求項１又は２に記載の角型プラスチックボトル。
4. 前記胴部が、前記周溝を複数本有し、かつ、該周溝の２本以上にそれぞれ前記凹部を連接し、該凹部が上下方向に並んでいることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の角型プラスチックボトル。