JP5617475B2 - プラスチックボトル - Google Patents

Description

本発明は、口部と、首部と、胴部と、底部とを備えたプラスチックボトルに関する。

近年、ボトルに使用されるプラスチック材料の使用量を減らし、プラスチックボトルを軽量化することが望まれている。しかしながら、プラスチックボトルを軽量化していく際、強度不足が懸念事項となっている。

これに対して、例えば特許文献１には、軽量化した場合でも強度の確保が図られたプラスチックボトルが開示されている。しかしながら、従来、軽量化した場合でもプラスチックボトルの強度を確保しようとした場合、デザイン性については妥協せざるを得ず、この結果、軽量化とデザイン性とを両立させることは従来困難であった。

特開２００９−１５４９５９号公報

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、軽量化した場合であっても強度の確保を図り、かつ意匠性およびグリップ性にも優れたプラスチックボトルを提供することを目的とする。

本発明は、口部と、首部と、胴部と、底部とを備えたプラスチックボトルにおいて、胴部は、中央のくびれ部と、くびれ部の上方および下方にそれぞれ位置する非くびれ部とを有し、くびれ部は、複数の多角形面からなり、くびれ部は、その高さ方向全域にわたって多角形断面形状をもち、くびれ部は、高さ方向に複数の矩形面列を有し、各矩形面列は、同一形状からなる複数の矩形面を有し、くびれ部は、一の矩形面列と他の矩形面列との間に位置し、複数の同一形状の平行四辺形面からなる平行四辺形面列を有することを特徴とするプラスチックボトルである。

本発明は、口部と、首部と、胴部と、底部とを備えたプラスチックボトルにおいて、胴部は、中央のくびれ部と、くびれ部の上方および下方にそれぞれ位置する非くびれ部とを有し、くびれ部は、複数の多角形面からなり、くびれ部は、その高さ方向全域にわたって多角形断面形状をもち、くびれ部は、高さ方向に複数の矩形面列を有し、各矩形面列は、同一形状からなる複数の矩形面を有し、くびれ部の一の矩形面列の矩形面は、隣接する他の矩形面列の矩形面に対して円周方向にずれていることを特徴とするプラスチックボトルである。

本発明は、くびれ部の各矩形面列の矩形面は、いずれも隣接する矩形面列の矩形面に対して円周方向にずれていることを特徴とするプラスチックボトルである。

本発明は、くびれ部は、高さ方向に３つ〜７つの矩形面列を有することを特徴とするプラスチックボトルである。

本発明は、くびれ部の各矩形面列の矩形面は、その縦横比が１：４〜１：６であることを特徴とするプラスチックボトルである。

本発明は、くびれ部の各矩形面列の矩形面は、その縦寸法が２ｍｍ〜７ｍｍであることを特徴とするプラスチックボトルである。

本発明は、くびれ部の高さは、９ｍｍ〜３５ｍｍであることを特徴とするプラスチックボトルである。

本発明は、口部と、首部と、胴部と、底部とを備えたプラスチックボトルにおいて、胴部は、中央のくびれ部と、くびれ部の上方および下方にそれぞれ位置する非くびれ部とを有し、くびれ部は、複数の多角形面からなり、くびれ部は、その高さ方向全域にわたって正奇数角形の多角形断面形状をもつことを特徴とするプラスチックボトルである。

本発明によれば、くびれ部は、複数の多面体からなり、くびれ部は、その高さ方向全域にわたって多角形断面形状をもつので、プラスチックボトルを軽量化した場合であっても、強度の確保を図ることができるとともに、意匠性を高め、かつグリップ性にも優れたものとすることができる。

図１は、本発明の一実施の形態によるプラスチックボトルを示す正面図。 図２は、本発明の一実施の形態によるプラスチックボトルを示す水平方向端面図（図１のＡ−Ａ線端面図）。 図３は、本発明の一実施の形態によるプラスチックボトルを示す水平方向端面図（図１のＢ−Ｂ線端面図）。 図４は、本発明の一実施の形態によるプラスチックボトルを示す水平方向断面図（図１のＢ−Ｂ線断面図）。 図５は、比較例によるプラスチックボトルを示す正面図。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図４は本発明の一実施の形態を示す図である。

まず、図１乃至図４により本実施の形態によるプラスチックボトルの概要について説明する。なお、本明細書中、「上方」、「下方」とは、それぞれプラスチックボトル１０を正立させた状態（図１）における上方、下方のことをいう。

図１に示すように、プラスチックボトル１０は、口部１１と、口部１１に連接する首部１２と、首部１２に連接する肩部１３と、肩部１３に連接する胴部２０と、胴部２０に連接する底部１４とを備えている。

このうち胴部２０は、中央のくびれ部２１と、くびれ部２１の上方に位置する上方側の非くびれ部２２と、くびれ部２１の下方に位置する下方側の非くびれ部２３とを有している。このうち、上方側の非くびれ部２２と、下方側の非くびれ部２３とは、いずれも略円筒形状からなっている。

図１に示すように、上方側の非くびれ部２２の表面には、５本の環状補強溝２４ａ〜２４ｅが形成されている。このうち最も上方に位置する環状補強溝２４ａと、最も下方に位置する環状補強溝２４ｅとは、それぞれ正面から見て直線状の形状を有している。他方、これら環状補強溝２４ａと環状補強溝２４ｅとの間に位置する３本の環状補強溝２４ｂ〜２４ｄは、それぞれ波状の形状を有している。

また、下方側の非くびれ部２３の表面には、３本の環状補強溝２５ａ〜２５ｃが形成されている。このうち最も下方に位置する環状補強溝２５ｃは、正面から見て直線状の形状を有している。これに対して、環状補強溝２５ｃの上側に位置する２本の環状補強溝２５ａ〜２５ｂは、それぞれ波状の形状を有している。

一方、くびれ部２１は、ボトル内方に向けて凹んだ形状からなり、複数の多角形面（複数の矩形面２７および複数の平行四辺形面２９）からなっている。また、くびれ部２１は、その高さ方向全域にわたって多角形断面形状をもっており、とりわけ、その高さ方向全域にわたって正奇数角形の断面形状をもっていることが好ましい。

すなわち、くびれ部２１は、高さ方向に複数（この場合は５つ）の矩形面列２６ａ〜２６ｅを有している。各矩形面列２６ａ〜２６ｅは、それぞれ同一形状からなる複数（この場合は１１個）の矩形面２７を有している。

各矩形面列２６ａ〜２６ｅにおいて、複数（１１個）の矩形面２７は周方向に沿って連続的に並んでおり、各矩形面列２６ａ〜２６ｅの水平断面は、いずれも正多角形（この場合は正１１角形）からなっている（図２および図３参照）。この場合、各矩形面列２６ａ〜２６ｅの水平断面は、正奇数角形からなることが好ましい。これにより、くびれ部２１における荷重の分散効果が高められ、くびれ部２１を把持した際に、くびれ部２１に生じるゆがみ（不安定感）を取り除くことができる。これに対して、仮に各矩形面列２６ａ〜２６ｅの水平断面を偶数角形とした場合、互いに対向する面同士が接近するように変形しやすいため、くびれ部２１を把持した際の安定感が乏しくなる。なお、くびれ部２１の各矩形面列２６ａ〜２６ｅの水平断面は、正５角形〜正１３角形であることが好ましく、正７角形〜正１１角形であることが更に好ましい。

５つの矩形面列２６ａ〜２６ｅのうち、中央に位置する矩形面列２６ｃは、その径が最も小さくなっており、例えば胴部２０の最大胴径の８１％〜８９％とすることができる。また、矩形面列２６ｂ、２６ｄは、その次に径が小さく、胴部２０の最大胴径の８５％〜９５％とすることができる。さらに、上下両端にそれぞれ位置する矩形面列２６ａ、２６ｅは、最も径が大きく、胴部２０の最大胴径の９３％〜９９．５％とすることができる。

さらに、くびれ部２１は、複数（この場合は４つ）の平行四辺形面列２８ａ〜２８ｄを有している。各平行四辺形面列２８ａ〜２８ｄは、それぞれ隣接する矩形面列２６ａ〜２６ｅ同士の間に位置している。すなわち、平行四辺形面列２８ａは、矩形面列２６ａと矩形面列２６ｂとの間に位置し、平行四辺形面列２８ｂは、矩形面列２６ｂと矩形面列２６ｃとの間に位置している。また、平行四辺形面列２８ｃは、矩形面列２６ｃと矩形面列２６ｄとの間に位置し、平行四辺形面列２８ｄは、矩形面列２６ｄと矩形面列２６ｅとの間に位置している。

各平行四辺形面列２８ａ〜２８ｄは、複数（この場合は１１個）の同一形状の平行四辺形面２９を有している。複数（１１個）の平行四辺形面２９は、各平行四辺形面列２８ａ〜２８ｄにおいて、周方向に沿って連続的に並んでいる。また、各平行四辺形面列２８ａ〜２８ｄの水平断面は、いずれも正多角形（正１１角形）からなっている。この場合、各平行四辺形面列２８ａ〜２８ｄの水平断面は、正奇数角形からなることが好ましい。この理由は、矩形面列２６ａ〜２６ｅの水平断面が正奇数角形であることが好ましい理由（上述）と同様である。

また、図１および図４に示すように、各矩形面列２６ａ〜２６ｅの矩形面２７は、いずれも隣接する矩形面列２６ａ〜２６ｅの矩形面２７に対して円周方向にずれて配置されている。すなわち、矩形面列２６ｄの矩形面２７は、矩形面列２６ｅの矩形面２７に対して、円周方向にθ＝約１０°ずれて配置されており、矩形面列２６ｃの矩形面２７は、矩形面列２６ｄの矩形面２７に対して、円周方向にθ＝約１０°ずれている（図４参照）。同様に、矩形面列２６ｂ、２６ａの矩形面２７も、それぞれ矩形面列２６ｃ、２６ｂの矩形面２７に対して、円周方向に約１０°ずつずれて配置されている。

なお、くびれ部２１の高さは、９ｍｍ〜３５ｍｍであることが好ましい。くびれ部２１の高さをこの範囲とした場合、ユーザーがくびれ部２１をグリップした際、人差し指または中指がくびれ部２１にぴったり収まり、プラスチックボトル１０を安定して保持することができる。

さらに、各矩形面２７は、その縦横比が１：４〜１：６であることが好ましい。この縦横比が１：４よりも小さい場合、一の矩形面列２６ａ〜２６ｅあたりの矩形面２７の数が増加し、くびれ部２１の断面は円形に近づくことになる。このため、指の収まりは良好となるが、くびれ部２１の断面における力の分散効果が得られにくくなる。逆に、縦横比が１：６より大きい場合には、一の矩形面列２６ａ〜２６ｅあたりの矩形面２７の数が減り、とりわけボトルを肉薄にした場合に、賦形不良が生じるおそれがある。

さらにまた、各矩形面２７は、その縦寸法が２ｍｍ〜７ｍｍであることが好ましく、３ｍｍ〜５ｍｍであることが更に好ましい。この矩形面２７の縦寸法が２ｍｍよりも小さい場合、ボトル成形時に賦形不良を生じるおそれがあり、高さ方向における矩形面列２６ａ〜２６ｅの数が増加するため、くびれ部２１による力の分散効果も得られにくくなる。他方、矩形面２７の縦寸法が７ｍｍより大きい場合には、高さ方向における矩形面列２６ａ〜２６ｅの数が減るため、とりわけボトルを肉薄にした場合、積載荷重がかかった際に荷重が集中しやすく、永久変形を生じるおそれがある。

なおプラスチックボトル１０の胴部２０の肉厚は、０．０３ｍｍ〜０．３０ｍｍとすることが可能である。このようにプラスチックボトル１０の肉厚を薄くすることにより、プラスチックボトル１０の軽量化を図ることができる。プラスチックボトル１０の重量は、５００ｍｌ用のものである場合、例えば８．９ｇ〜１５ｇとすることができる。

プラスチックボトル１０は、合成樹脂材料を射出成形して製作したプリフォームを二軸延伸ブロー成形することにより作製することができる。なおプリフォームすなわちプラスチックボトル１０の主材料としては熱可塑性樹脂、特にＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）を使用する事が好ましく、植物由来のバイオマス系プラスチックを用いることも可能である。

次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。

まず、空のプラスチックボトル１０を準備し、その内部を洗浄・殺菌処理した後、水、緑茶、あるいはコーヒー等の内容液を充填する。その後、プラスチックボトル１０の口部１１に図示しないキャップを螺着することにより、プラスチックボトル１０を閉栓する。その後、閉栓されたプラスチックボトル１０は、出荷されるとともに、小売店に搬送されまたは自動販売機に投入されて、消費者に販売される。

本実施の形態によれば、くびれ部２１は、複数の矩形面２７および複数の平行四辺形面２９からなり、くびれ部２１は、その高さ方向全域にわたって多角形断面形状をもっている。このことにより、プラスチックボトル１０に内容液を充填した後におけるプラスチックボトル１０の座屈強度を高め、積載荷重に対してクッション性を付与して、プラスチックボトル１０がつぶれることを防止することができる。さらに、胴部２０には補強構造等が付与されて、強度が高められていることにより、プラスチックボトル１０を自動販売機に投入した場合でも、変形を起こしにくくなっている。さらに、プラスチックボトル１０に縦荷重が加わった際、くびれ部２１の平行四辺形面列２８ａ〜２８ｄがひねられながら圧縮していくので、クッション性が高められ、プラスチックボトル１０の座屈強度を高めることができる。

また、本実施の形態によれば、くびれ部２１は、高さ方向に複数の矩形面列２６ａ〜２６ｅおよび複数の平行四辺形面列２８ａ〜２８ｄを有しているので、荷重を分散する効果が高められ、くびれ部２１を把持した際のボトルのゆがみ（不安定感）を除去することができる。

さらに、各矩形面列２６ａ〜２６ｅの矩形面２７は、いずれも隣接する矩形面列２６ａ〜２６ｅの矩形面２７に対して円周方向にずれているので、くびれ部２１を把持した際、円周方向にいずれの方向から力が加わった場合でも、くびれ部２１のゆがみを軽減することができる。

とりわけこのような効果は、プラスチックボトル１０を薄肉に形成した場合（例えば、上述したように胴部２０の肉厚を０．０７ｍｍ〜０．３０ｍｍとした場合）に、より顕著に得ることができる。

さらにまた、本実施の形態によれば、くびれ部２１は、複数の矩形面２７および複数の平行四辺形面２９からなっており、くびれ部２１は、その高さ方向全域にわたって多角形断面形状をもっているので、周方向だけでなく、高さ方向、斜め方向にも面が多数存在している。したがって、反射面が多く、意匠性が優れているとともに、消費者の注目を集めやすくなっており、いわゆるアイキャッチ性が高められている。

なお、本実施の形態において、くびれ部２１は、高さ方向に５つの矩形面列２６ａ〜２６ｅを有し、かつ４つの平行四辺形面列２８ａ〜２８ｄを有しているが、矩形面列および平行四辺形面列の個数はこれに限られるものではない。例えば、矩形面列の個数を３つ〜７つとし、矩形面列同士の間に配置される平行四辺形面列の個数を２つ〜６つとしても良い。

次に、本実施の形態における具体的実施例について説明する。

（実施例）
図１乃至図４に示す構成からなる、５００ｍｌ用のプラスチックボトル１０（実施例）を作製した。この場合、１２ｇのプリフォームを二軸延伸ブロー成形することにより、プラスチックボトル１０（実施例）を作製した。このプラスチックボトル１０（実施例）は、従来一般に用いられるプラスチックボトルよりも軽量化され、かつ薄肉化されたものである。この場合、くびれ部２１の５つの矩形面列２６ａ〜２６ｅのうち、最も径が小さい矩形面列２６ｃの径は、胴部２０の最大胴径の８７％であった。また、くびれ部２１の高さは、３３ｍｍであった。さらに、各矩形面２７の縦横比は１：４．５であり、各矩形面２７の縦寸法は３．５ｍｍであった。

このプラスチックボトル１０のくびれ部２１に対して、側方から一定の荷重をかけた。この際、くびれ部２１の構造によって圧吸収効果が見られた。また、荷重を除去した際にはくびれ部２１の形状が復元した。

次に、内容液を充填して閉栓した多数のプラスチックボトル１０を自動販売機に満載し、その後、これらを自動販売機から排出した。このとき、プラスチックボトル１０に変形等が生じたか否かを確認したところ、商品価値を損ねる様な変形等は認められなかった。

（比較例）
図５に示す構成からなる、５００ｍｌ用のプラスチックボトル５０（比較例）を作製した。このプラスチックボトル５０（比較例）の構成は、くびれ部５１の形状が異なる点以外は、上述したプラスチックボトル１０（実施例）と同様である。図５に示すプラスチックボトル５０において、くびれ部５１は、その高さ方向全域にわたって円形の断面形状を有しており、くびれ部５１の中央には、環状の溝５２が形成されている。

このプラスチックボトル５０（比較例）のくびれ部５１に対して、側方から一定の荷重をかけたところ、くびれ部５１は大きく歪んだ。このため、くびれ部を把持した場合のグリップ安定性は、プラスチックボトル５０（比較例）よりプラスチックボトル１０（実施例）の方が優れていた。また、内容液が充填された複数のプラスチックボトル５０（比較例）と複数のプラスチックボトル１０（実施例）とを準備し、それぞれくびれ部を持ちながらキャップを開栓したところ、プラスチックボトル５０については、ボトルの側壁の強度が不足することから液こぼれを伴うものがあった。これに対して、プラスチックボトル１０については、液こぼれを伴うものはなかった。なお、それぞれのくびれ部におけるボトルの肉厚は同等であることから、この相違は、明らかにプラスチックボトル１０のくびれ部２１の強度が高められていることによるものであった。

１０ プラスチックボトル
１１ 口部
１２ 首部
１３ 肩部
１４ 底部
２０ 胴部
２１ くびれ部
２２ 上方側の非くびれ部
２３ 下方側の非くびれ部
２４ａ〜２４ｅ 環状補強溝
２５ａ〜２５ｃ 環状補強溝
２６ａ〜２６ｅ 矩形面列
２７ 矩形面
２８ａ〜２８ｄ 平行四辺形面列
２９ 平行四辺形面

Claims (8)

1. 口部と、首部と、胴部と、底部とを備えたプラスチックボトルにおいて、
   胴部は、中央のくびれ部と、くびれ部の上方および下方にそれぞれ位置する非くびれ部とを有し、
   くびれ部は、複数の多角形面からなり、
   くびれ部は、その高さ方向全域にわたって多角形断面形状をもち、
   くびれ部は、高さ方向に複数の矩形面列を有し、各矩形面列は、同一形状からなる複数の矩形面を有し、
   くびれ部は、一の矩形面列と他の矩形面列との間に位置し、複数の同一形状の平行四辺形面からなる平行四辺形面列を有することを特徴とするプラスチックボトル。
2. 口部と、首部と、胴部と、底部とを備えたプラスチックボトルにおいて、
   胴部は、中央のくびれ部と、くびれ部の上方および下方にそれぞれ位置する非くびれ部とを有し、
   くびれ部は、複数の多角形面からなり、
   くびれ部は、その高さ方向全域にわたって多角形断面形状をもち、
   くびれ部は、高さ方向に複数の矩形面列を有し、各矩形面列は、同一形状からなる複数の矩形面を有し、
   くびれ部の一の矩形面列の矩形面は、隣接する他の矩形面列の矩形面に対して円周方向にずれていることを特徴とするプラスチックボトル。
3. くびれ部の各矩形面列の矩形面は、いずれも隣接する矩形面列の矩形面に対して円周方向にずれていることを特徴とする請求項２記載のプラスチックボトル。
4. くびれ部は、高さ方向に３つ〜７つの矩形面列を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載のプラスチックボトル。
5. くびれ部の各矩形面列の矩形面は、その縦横比が１：４〜１：６であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載のプラスチックボトル。
6. くびれ部の各矩形面列の矩形面は、その縦寸法が２ｍｍ〜７ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載のプラスチックボトル。
7. くびれ部の高さは、９ｍｍ〜３５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項記載のプラスチックボトル。
8. 口部と、首部と、胴部と、底部とを備えたプラスチックボトルにおいて、
   胴部は、中央のくびれ部と、くびれ部の上方および下方にそれぞれ位置する非くびれ部とを有し、
   くびれ部は、複数の多角形面からなり、
   くびれ部は、その高さ方向全域にわたって正奇数角形の多角形断面形状をもつことを特徴とするプラスチックボトル。

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