JP5118478B2 - プラスチックボトル - Google Patents

Description

本発明は、清涼飲料等の液体を貯留するプラスチックボトルに関し、使用する樹脂量を最小限化し、かつ、持ち易いプラスチックボトルに関するものである。

ＰＥＴボトルに代表されるプラスチックボトルは、飲料を充填する容器として数多く市販されている。持ち易さを改善した例えば５００ｍｌのボトルとして、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。このボトルは、胴部中央に向かって絞り込むことでくびれを形成し、このくびれを中心に消費者が把持し易い形状になっている。また、大型の２Ｌとして、例えば、特許文献２に記載のものが知られている。このボトルでは、胴部を長方形の横断面形状で形成し、その胴部の上下方向中心部にウエスト部を形成している。そして、強度を保つために、特許文献１のボトルではくびれ部のリブを工夫し、また、特許文献２のボトルではウエスト部の一部を共用する指挿入凹部について工夫している。

一方、ボトル強度を高める方法として、キャッピング前に液体窒素を添加し、ボトル内を陽圧にしておくといった試みもなされている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００７−７６７１７号公報 特開２００５−２４７３９３号公報 特開２００６−１３７４６３号公報

ところで、近年では、環境問題への意識の高まりにより、ボトルの軽量化が進められている。ボトルを軽量にするために肉厚を薄くすると、ボトルの強度が全体的に低下してしまい、流通に耐えられなくなったり、消費者にとって非常に持ちにくくなるというデメリットがあった。特許文献３に記載の方法によれば、流通上での強度は保てる。しかし、キャップの開栓後はボトル内が常圧にもどるため、強度が著しく低下し、ボトルを持つと中味があふれ出てしまうというおそれがあった。

そこで、本発明は、軽量化した場合にも閉栓中だけではなく、開栓後においても強度及び持ち易さを確保できるプラスチックボトルを提供することをその目的としている。

上記目的を達成するべく、本発明のプラスチックボトルは、胴部の少なくとも一部が絞られてなるくびれ部と、くびれ部の上下に連続する非くびれ部と、を備える。そして、くびれ部が略多角形状の横断面形状を有し、前記非くびれ部が円形の横断面形状を有し、前記くびれ部は、その上下の中央位置に凹状の周リブを有し、前記周リブは、横断面形状が円形である。

本発明によれば、同一の横断面形状からなる筒状の胴部形状からなる場合に比べて、軽量化した場合の胴部の横強度の低下を抑制できると共に、胴部の縦強度を向上できる。また、略多角形状の横断面形状を有する部分を胴部にもたせることで、胴部の持ち易さを向上できると共に、例えばキャップの開閉も簡易にできるようになる。

とりわけ、くびれ部が略多角形状の横断面形状を有し、非くびれ部が円形の横断面形状を有するため、指がくびれ部に引っ掛かり易くなるので、くびれ部のもち易さおよび例えばキャップの開栓性を向上できる。さらに、非くびれ部の横断面形状が円形であると、生産工程においてハンドリングがしやすくなるといったメリットもある。また、胴部の基本的な横断面形状が円形であるボトルであっても、くびれ部の強度を確保できる。

加えて、くびれ部は、その上下の中央位置に凹状の周リブを有するため、略多角形状の横断面形状と周リブとの組合せにより、くびれ部の強度を一段と向上できる。

また、周リブは、横断面形状が円形であるため、くびれ部の上下中心から順に、円形、略多角形状及び円形の横断面形状が存在することになるので、くびれ部及び胴部の強度をより一層向上できる。

好ましくは、くびれ部は、周リブを中心に互いに上下対称に形成された上側多角形状面及び下側多角形状面を備えるとよい。そして、上側多角形状面及び下側多角形状面は、それぞれが略多角形状の横断面形状を有し、且つ、周リブに向かって胴部の内側に傾斜するとよい。こうすることで、上側多角形状面及び下側多角形状面と周リブとの間の応力集中を緩和できる。

より好ましくは、上側多角形状面及び下側多角形状面は、それぞれ、第１の面及び第２の面を交互に周方向に連ねてなり、第１の面と第２の面とは、胴部の内側への傾斜角度が異なるとよい。こうすることで、上側多角形状面及び下側多角形状面の強度を向上できる。

より好ましくは、上側多角形状面及び下側多角形状面は、それぞれ、徐々に変化する面によって周リブの上端及び下端に連なっているとよい。こうすることで、多角形の横断面形状と円形状の横断面形状との間を滑らかに連ねることができる。

好ましくは、上側多角形状面及び下側多角形状面は、それぞれ、凹状の周リブを有するとよい。こうすることで、上側多角形状面及び下側多角形状面の強度をさらに向上できる。なお、この周リブの横断面形状も円形であることが好ましい。

好ましくは、上側多角形状面及び下側多角形状面は、横断面形状が略１２角形であるとよい。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態に係るプラスチックボトルについて説明する。

＜第１実施形態＞
図１及び図２に示すように、プラスチックボトル１（以下、「ボトル１」という。）は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂を主材料として、二軸延伸ブロー成形などの延伸成形法により成形される。ここでは、例示として、重量が約１８ｇ、高さが約２００ｍｍ、満注容量が約５７０ｍｌのボトル１に成形されている。

ボトル１は、成形後に洗浄・殺菌処理された後、飲料を充填される。飲料としては、水、緑茶、ウーロン茶又は果汁等の非炭酸飲料を挙げることができる。一般に、非炭酸飲料の場合にはボトル内圧が負圧となるため、ボトルの強度が弱く、その強度を確保するために凹リブがボトルに形成される。本実施形態のボトル１は、後述する凹リブ１１〜１８などを有するので、非炭酸飲料を充填するのに好適なものである。ただし、他の実施態様では、ボトル１に充填される液体は、炭酸飲料又はソース等の食品でもよい。

ここで、本明細書で用いる各種の用語について以下のとおり定義する。

上下は、図１の紙面が基準に規定され、紙の奥側が「上」、手前側が「下」となる。上下方向とは、ボトル１の中心軸Ｙ−Ｙの方向を意味する。高さとは、中心軸Ｙ−Ｙ方向に沿った長さを意味する。横断面形状とは、中心軸Ｙ−Ｙに直交する平面（横断面）におけるボトル１の断面形状を意味する。周方向とは、横断面形状の輪郭に沿った方向を意味する。径方向とは、中心軸Ｙ−Ｙ上の任意の一点を円の中心として考えた場合におけるその円の半径方向を意味する。

ボトル１は、中心軸Ｙ−Ｙの上方から順に、口部２、肩部３、胴部４及び底部５を有する。これらの部分（２，３，４及び５）は、一体に形成され、内部に飲料を貯留可能なボトル壁を構成する。飲料が満杯に貯留された状態でのボトル１の重心は、中心軸Ｙ−Ｙ上にある。

口部２は、上端が開口しており、飲料の注ぎ口として機能する。口部２の開口は、図示省略したキャップにより開閉される。肩部３は、円形の横断面形状が下方にかけて徐々に拡大してなり、下端が凹リブ１１に連続している。底部５は、底壁２１及び周壁２２で構成されている。周壁２２は、底壁２１の周縁から上方に拡開するように立ち上がる円筒状の部分であり、上端が凹リブ１８に連続している
胴部４は、肩部３と底部５との間で上下方向に延在している。胴部４の横断面形状は、中心軸Ｙ−Ｙを中心に点対称で形成されている。胴部４は、くびれ部４１と、くびれ部４１の上下に連続する非くびれ部４２，４３と、で構成される。くびれ部４１は、胴部４の一部が絞られてなる部分であり、ボトル１の上下中心部よりもやや下側に位置している。好ましくは、くびれ部４１は飲料充填状態におけるボトル１の重心よりもやや下側に位置するとよい。こうすることで、消費者がくびれ部４１を把持して飲料を飲む場合に、ボトル１を傾け易く、安定したハンドリングを行うことが可能となる。なお、くびれ部４１は、その形状の特徴から、ウエスト部又は絞り部と換言され得る。

非くびれ部４２，４３は、横断面形状が正円の円形で構成された円筒状の部分であり、ボトル１の最大外径を有している。上側の非くびれ部４２は、絞られることなく上下方向に延在しており、複数の凹リブ１１，１２，１３，１４，１５を周方向に亘って形成されている。また、下側の非くびれ部４３は、絞られることなく上下方向に延在しており、複数の凹リブ１６，１７，１８を周方向に亘って形成されている。凹リブ１１〜１８の横断面形状は、ここでは円形に形成されているが、強度が補強される形状であればいずれの形状でも良い。複数の凹リブ１１〜１８によって、非くびれ部４２，４３の強度（特に横強度）が補強されている。

図３ないし図６に示すように、くびれ部４１は、基本的に、横断面形状が略１２角形状で構成されている。なお、「略」をつけたのは、後述するとおり、くびれ部４１の横断面形状が１２角形を一応保ちながら上下方向で変化するからである。なお、横断面形状として１２角形を例にしたが、もちろん６角形、８角形、１０角形など他の多角形を採用してもよい。

図３に示すように、くびれ部４１は、周リブ５１を中心に互いに上下対称に形成された上側及び下側の多角形状面５２，５３を有している。周リブ５１は、くびれ部４１の上下の中央位置にあり、くびれ部４１のうちで最も絞られた最深部となっている。周リブ５１によって、くびれ部４１の上下中心の強度が補強されている。また、周リブ５１は、図４に示すように、横断面形状が円形の凹状リブであり、胴部４の最小径を構成している。

多角形状面５２，５３は、それぞれ、周リブ５１から遠ざかるにつれて徐々に径方向に拡大するように形成されている。図５に示すように、多角形状面５２，５３は、それぞれ、略１２角形状の横断面形状で構成されている。

ただし、図３、図５及び図６に示すように、多角形状面５２，５３の横断面形状は、周リブ５１から遠ざかるにつれて、略１２角形状が円形に近づくように形成されている。換言すると、多角形状面５２，５３の横断面形状は、仮想的には、周リブ５１の位置で多角形のコーナーが最も角張り、周リブ５１から遠ざかるにつれて多角形のコーナーが徐々に丸みをおびていくように形成されている。そして、仮想的にコーナーが最も角張る位置に周リブ５１を形成していることに鑑み、本実施形態では、多角形状面５２，５３は、上下方向で徐々に変化する面５５，５６を介して、周リブ５１の上端及び下端に連なっている。これにより、多角形状面５２，５３と周リブ５１との間が滑らかに連ねられている。

図３及び図５に示すように、多角形状面５２は、第１の面６１及び第２の面６２を６個ずつ交互に周方向に連ねてなる。なお、多角形状面５３の構成も多角形状面５２の構成と同じであるので、ここでは詳細な説明を省略する。

図５に示すように、第１の面６１は、周リブ５１の近くでは、第２の面６２よりも周方向に長く形成されている。一方、図３に示すように、第１の面６１は、周リブ５１から遠いところでは、第２の面６２よりも周方向に短く形成されている。また、図７及び図８に示すように、第１の面６１と第２の面６２とは、互いに異なる傾斜角度で、周リブ５１に向かって胴部４１の内側に傾斜している。より詳細には、第１の面６１は、周リブ５１と周リブ７１との間では、第２の面６２よりも、横断面に対し小さい角度で傾斜している。この点、周リブ５１と周リブ７２との間でも同様である。なお、図７及び図８では、断面のハッチングを省略している。

図３及び図６に示すように、周リブ７１，７２は、それぞれ、多角形状面５２，５３に形成された凹状リブであり、横断面形状が円形で構成されている。周リブ７１，７２の位置は、特に限定されるものではないが、強度を補強したい位置に設定することが好ましく、ここでは多角形状面５２，５３の上下中心となっている。また、周リブ７１と周リブ７２との間の高さは、特に限定されるものではないが、ここでは大人の指の一本程度の幅となっている。このようなサイズとすることで、消費者がくびれ部４１を把持する際に、指を周リブ７１，７２間にかけ易くすることができる。

以上説明した本実施形態のボトル１によれば、胴部４の横断面形状について、基本的には非くびれ部４２，４３のように円形としつつ、くびれ部４１のみを略１２角形状の多角形状としている。したがって、全体としていわゆる丸型ボトルであっても、くびれ部４１全体の横強度を向上することができると共に、縦強度も向上できる。また、非くびれ部４２，４３については、凹リブ１１〜１８によって横強度を確保することができる。このように、胴部４の横断面形状が工夫されているため、その強度を確保しながら、肉厚を薄くするなどボトル１の軽量化を促進することができる。もちろん、この強度はキャップの開栓後も確保することができる。なお、上記した例示では、重量が約１８ｇで約５７０ｍｌのボトル１を成形できるが、重量（ＰＦ目付け）を容量で割った商は２０以上５０以下であることが好ましい。

また、くびれ部４１の強度に関しては、周リブ５１，７１，７２が形成されているので、さらに補強されている。特に、くびれ部４１の横断面形状が、上下中心から順に、円形（周リブ５１）、略１２角形（多角形状面５２，５３）、円形（周リブ７１，７２）、及び、略１２角形（多角形状面５２，５３）と交互に繰り返されているため、相乗効果も発揮されて、強度がより一層向上されるようになっている。また、多角形状面５２，５３は周リブ５１に向かって内側に傾斜しているため、多角形状面５２，５３が中心軸Ｙ−Ｙ方向と平行に延在する場合に比べて、多角形状面５２，５３と周リブ５１との間の応力集中を緩和できる。さらに、多角形状面５２，５３における第１の面６１と第２の面６２との間で傾斜角度が異なるため、より一層強度を向上できる
また、くびれ部４１の横断面形状が略１２角形であるために、円形の場合に比べて、キャップの開閉もスムーズにできるようになる。加えて、消費者の指がくびれ部４１にかかり易くなるので、ボトル１を持ち易くできるようになる。このように、本実施形態のボトル１によれば、軽量化した場合にも持ち易さと強度の確保とを図ることができ、握力等の外圧によって変形されることを抑制できる。

＜参考例＞
次に、図９ないし図１３を参照して、参考例に係るボトル１００について相違点を中心に説明する。第１実施形態との主な相違点は、くびれ部の構成である。以下、参考例の構成のうち、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

くびれ部１１０は、横断面形状が略１２角形状で構成されている。なお、「略」をつけたのは、第１実施形態と同様の理由からである。別の態様では、１２角形ではなく他の多角形としてもよい。くびれ部１１０には、第１実施形態のくびれ部４１と異なり、周リブが形成されていない。

くびれ部１１０は、最も絞られた最深部１１１を中心に上側及び下側の多角形状面１１２，１１３を有している。図１３に示すように、最深部１１１の横断面形状は、略１２角形である。多角形状面１１２，１１３の横断面形状は、最深部１１１から遠ざかるにつれて略１２角形状が円形に近づくように形成されている（図９及び図１０参照）。

多角形状面１１２，１１３は、第１の面１２１及び第２の面１２２を６個ずつ交互に周方向に連ねてなる。図９及び図１０に示すように、第１の面１２１及び第２の面１２２とは、最深部１１１の近くでは一方が周方向に長く、最深部１１１から遠いところでは他方が周方向に長く形成されている。また、図１１及び図１２に示すように、第１の面１２１及び第２の面１２２とは、互いに異なる傾斜角度で最深部１１１に向かって内側に傾斜している。なお、図１１及び図１２では、横断面のハッチングを省略している。

以上説明した参考例のボトル１００は、くびれ部１１０が周リブを有しないために、第１実施形態のボトル１に比べて横強度は小さくなる。しかし、第１実施形態と同様に胴部４の横断面形状を一様でないものとしているので、全体としていわゆる丸型ボトルであっても、くびれ部１１０全体の横強度を向上することができると共に、縦強度も向上できる。また、くびれ部１１０が略１２角形の横断面形状を有するため、消費者にとってボトル１が持ち易くなり、キャップの開閉がスムーズにできるようになる。したがって、軽量化しても、キャップの閉栓中はもとより開栓後のボトル１００において、持ち易さと強度を確保することができる。

第１実施形態に係るプラスチックボトルの正面図である。 図１のプラスチックボトルの右側面図であり、図１のプラスチックボトルを９０度だけ横方向から見た図である。 図１のプラスチックボトルのくびれ部を拡大して示す正面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線で切断した横断面図である。 図１のＶ−Ｖ線で切断した横断面図である。 図１のＶＩ−ＶＩ線で切断した横断面図である。 図１のＶＩＩ−ＶＩＩ線で切断した縦断面図である。 図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で切断した縦断面図である。 参考例に係るプラスチックボトルの正面図である。 図９のプラスチックボトルの右側面図であり、図９のプラスチックボトルを９０度だけ横方向から見た図である。 図９のＸＩ−ＸＩ線で切断した縦断面図である。 図９のＸＩＩ−ＸＩＩ線で切断した縦断面図である。 図９のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線で切断した横断面図である。

符号の説明

１：ボトル、 ２：口部、 ３：肩部、 ４：胴部、 ５：底部、 １１〜１８：凹リブ、 ４１：くびれ部、 ４２：非くびれ部、 ４３：非くびれ部、 ５１：周リブ、 ５２，５３：多角形状面、 ５４，５５：面、 ６１：第１の面、 ６２：第２の面、 ７１，７２： 周リブ、 １００：ボトル、 １１０：くびれ部、 １１１：最深部、 １１２，１１３：多角形状面、 １２１：第１の面、 １２２：第２の面、 Ｙ−Ｙ：中心軸

Claims (8)

1. 胴部を有するプラスチックボトルにおいて、
   前記胴部の少なくとも一部が絞られてなるくびれ部と、
   前記くびれ部の上下に連続する非くびれ部と、を備え、
   前記くびれ部が略多角形状の横断面形状を有し、前記非くびれ部が円形の横断面形状を有し、
   前記くびれ部は、その上下の中央位置に凹状の周リブを有し、
   前記周リブは、横断面形状が円形である、プラスチックボトル。
2. 前記くびれ部は、前記周リブを中心に上下対称に形成された上側多角形状面及び下側多角形状面を備え、
   前記上側多角形状面及び前記下側多角形状面は、それぞれ、略多角形状の横断面形状を有し、且つ、前記周リブに向かって前記胴部の内側に傾斜している、請求項１に記載のプラスチックボトル。
3. 前記上側多角形状面及び前記下側多角形状面は、それぞれ、第１の面及び第２の面を交互に周方向に連ねてなり、
   前記第１の面と前記第２の面とは、前記胴部の内側への傾斜角度が異なる、請求項２に記載のプラスチックボトル。
4. 前記上側多角形状面及び前記下側多角形状面は、それぞれ、徐々に変化する面によって前記周リブの上端及び下端に連なっている、請求項２又は３に記載のプラスチックボトル。
5. 前記上側多角形状面及び前記下側多角形状面は、それぞれ、凹状の周リブを有する、請求項２ないし４のいずれか一項に記載のプラスチックボトル。
6. 前記上側多角形状面及び前記下側多角形状面が有する前記周リブは、横断面形状が円形である、請求項５に記載のプラスチックボトル。
7. 前記略多角形状は、前記くびれ部が有する前記周リブから遠ざかるにつれて円形に近づくように形成されている、請求項１ないし６のいずれか一項に記載のプラスチックボトル。
8. 前記略多角形状は、略１２角形状である、請求項７に記載のプラスチックボトル。

Images