JP6135173B2 - プラスチックボトル - Google Patents

Description

本発明は、薄肉に形成した場合でもボトル全体の座屈強度を増加させることができるプラスチックボトルに関する。

近時、飲料用等のボトルとして、口部と、四角筒状の胴部と、口部と胴部との間の肩部とを有するプラスチック製のものが一般化してきており、このようなプラスチック製ボトル内に内溶液が収納される。

またプラスチックボトルの四角筒状の胴部は４つの側面をもち、各側面には、容易に把持することができる把持部が設けられている。

ところで近年プラスチックボトルの薄肉化がすすみ、プラスチックボトル全体としての剛性が低下している。この場合、プラスチックボトルのうちとりわけ四隅のコーナ部ではプラスチックボトルの肉厚が大きく低下し、プラスチックボトルの剛性、とりわけ座屈強度が低下する。このようなプラスチックボトルの肉厚の低下は、コーナ部のうち肩部と胴部との間で目立って発生する。

実開昭５６−１１８８０６号

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、薄肉に形成した場合でも、とりわけコーナ部においてプラスチックボトルの座屈強度を高めることができる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、プラスチックボトルにおいて、円筒状の口部と、四角筒状の胴部と、口部と胴部との間に配置された肩部と、胴部下方の底部とを備え、肩部は４つの肩部傾斜面を有する切頭四角すい形状を有し、各肩部傾斜面間に、内方へ引込む三角形断面をもつ細長状谷部からなる肩部境界面が形成され、各肩部境界面の下端部に、細長状谷部の谷底から両側へ盛り上がって細長状谷部の稜線に達する補強用の一対の平坦面が形成さ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、各肩部境界面に上下方向に沿って複数のＶ字状補強リブを設けたことを特徴とするプラスチックボトルである。

本発明は、胴部と肩部との間に水平方向に延びるとともに傾斜する環状傾斜面が形成され、環状傾斜面のうち、各肩部強化面に対応する位置に、外方へ突出する突出リブを設けたことを特徴とするプラスチックボトルである。

本発明は、各肩部傾斜面に外方へ突出する三角形断面をもつ複数の細長状山部を設け、細長状谷部と細長状山部は平面からみて放射状に形成されていることを特徴とするプラスチックボトルである。

本発明によれば、プラスチックボトルの四隅のコーナ部において肉厚の低下を防ぐことができ、かつプラスチックボトル全体としての剛性、とりわけ座屈強度を高めることができる。

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、図１のＡ−Ａ線断面図。 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図であって、図１とは別の角度からみた図。 図４は、プラスチックボトルを示す平面図。 図５は、プラスチックボトルを示す斜視図。 図６（ａ）は肩部境界面と環状傾斜面を示す拡大図、図６（ｂ）は肩部境界面と環状傾斜面を示す斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。図１乃至図６（ａ）（ｂ）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６（ａ）（ｂ）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。

プラスチックボトル１０は、後述のようにプリフォームを２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。このようなプラスチックボトル１０は、１ｌ以下（１０００ｃｃ以下）の内容積をもち、口部１１と、口部１１下方に設けられた肩部１２と、肩部１２下方に設けられた胴部２０と、胴部２０下方に設けられた底部３０とを備えている。

このうち胴部２０は、互いに同一の形状からなる４つの側面２１を有しており、全体として四角筒形状からなっている。また隣接する側面２１同士の間には、それぞれ平坦な胴部境界面２２が形成されている。

また胴部２０の４つの側面２１は、内側へ（ボトル１０の内方へ）引込む側面水平凹状リブ２４ａを介して上方領域２１ａと、下方領域２１ｂとに区画されている。また各胴部境界面２２も内側へ（ボトル１０の内方へ）引込む境界面水平凹状リブ２４ｂを介して上方領域２２ａと、下方領域２２ｂとに区画されている。

このうち側面水平凹状リブ２４ａと境界面水平凹状リブ２４ｂとによって水平凹状リブ２４が構成されている。

また、胴部２０の各側面２１の上方領域２１ａおよび下方領域２１ｂには、各々複数のパネル部２３が設けられ、このパネル部２３によってプラスチックボトル１０内の膨張時および減圧時にプラスチックボトル１０に加わる圧力を吸収している。

次に図１乃至図６（ａ）（ｂ）により、プラスチックボトル１０の肩部１２の構成を詳述する。

図１に示すように、プラスチックボトル１０の肩部１２は、口部１１と胴部２０との間に形成されるとともに、４つの肩部傾斜面１２Ａを有し、全体として切頭四角すい形状をもっている。

また各肩部傾斜面１２Ａ間には肩部境界面１２Ｂが形成されている。このうち各肩部傾斜面１２Ａは胴部２０の側面２１に対応して形成され、各肩部境界面１２Ｂは胴部２０の胴部境界面２２に対応して形成されている。

また各肩部傾斜面１２Ａには外方へ突出するとともに三角形断面をもつ複数、例えば５本の細長状山部１６が設けられ、各肩部境界面１２Ｂには内方へ突出するとともに三角形断面をもつ細長状谷部１５が設けられてる。そして各肩部境界面１２Ｂ内には、上下方向に沿って複数のＶ字状補強リブ４３が設けられ、このＶ字状補強リブ４３により肩部境界面１２Ｂの座屈強度を高めることができる。

ところで各肩部傾斜面１２Ａに形成された５本の細長状山部１６および各肩部境界面１２Ｂに形成された細長状谷部１５は、平面上全体として放射状に配置されている（図４参照）。

また肩部１２と胴部２０との間には、水平方向に延びるとともに外方へ向って下方へ傾斜する環状傾斜面１３が形成されており、各肩部傾斜面１２Ａに設けられた５本の細長状山部１６はこの環状傾斜面１３と同一平面上にある（面一となっている）。また各肩部境界面１２Ｂに設けられた細長状谷部１５は、環状傾斜面１３を基準として内方へ引込んでいる。

また環状傾斜面１３のうち、肩部境界面１２Ｂに対応する位置に、外方へ突出する突出リブ４２が設けられ、この突出リブ４２により環状傾斜面１３の座屈強度を高めることができる。

上述のように胴部２０に各側面２１に設けられた側面水平凹状リブ２４ａと、各胴部境界面２２に設けられた境界面水平凹状リブ２４ｂとからなる水平凹状リブ２４が形成されており、このうち各側面２１の側面水平凹状リブ２４ａ近傍に凹凸形状の水平溝３７からなる把持部３５が設けられている。

このように、把持部３５は側面水平凹状リブ２４ａ近傍に配置されている。この場合、側面水平凹状リブ２４ａはその左右方向の中央部分が内方へ引込み、左側部分および右側部分が外方へ突出するような湾曲面を形成している（図２参照）。

ここで図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。図２に示すように、各境界面水平凹状リブ２４ｂは外方へ突出する湾曲面を有し、各側面水平凹状リブ２４ａは隣接する一対の境界面水平凹状リブ２４ｂ，２４ｂ間において内方へ突出する湾曲面を有する。

ところで使用者がプラスチックボトル１０を把持する場合、対向する一対の側面２１，２１の側面水平凹状リブ２４ａ近傍に設けられた把持部３５を把持することになる。この場合、プラスチックボトル１０内の内容液の内圧が高まり、把持されていない他の対向する一対の側面２１，２１側へ内溶液から内圧がかかることになる。

本発明においては、上述のように各側面水平凹状リブ２４ａが隣接する一対の境界面水平凹状リブ２４ｂ,２４ｂ間において内方へ突出する湾曲面を有しているため、例えば各側面水平凹状リブ２４ａが平坦面をもつ場合に比較すると、この側面水平凹状リブ２４ａにより内溶液からの内圧を保持することができる。

このことにより把持されていない他の対向する一対の側面２１，２１の側面水平凹状リブ２４ａが外方へ突出することはなく、プラスチックボトル１０全体としての剛性を向上させることができ、プラスチックボトル１０を把持した場合に、プラスチックボトル１０が変形したり、内容液が口部１１から外方へ放出されることはない。

他方、各側面水平凹状リブ２４ａが平坦面をもつ場合、プラスチックボトル１０の対向する一対の側面を把持した際、把持されていない他の対向する一対の側面２１，２１の側面水平凹状リブ２４ａが外方へ突出し易くなる。また各側面水平凹状リブ２４ａが階段状に内方へ引込む階段状の平面をもつ場合も、プラスチックボトル１０の対向する一対の側面２１，２１を把持した際、把持されていない他の対向する一対の側面２１，２１の側面水平凹状リブ２４ａが、階段部分から外方へ突出し易くなる。

これに対して本発明によれば、各側面水平凹状リブ２４ａが隣接する一対の境界面水平凹状リブ２４ｂ，２４ｂ間において内方へ突出する湾曲面を有しているため、この内方へ突出する湾曲面が、荷重を圧縮応力のみで支える、例えばめがね橋のような「アーチ機構」として機能することになる。

このためプラスチックボトル１０の対向する一対の側面２１，２１を把持した場合に把持されていない他の対向する一対の側面２１，２１の側面水平凹状リブ２４ａが「アーチ機構」として機能するため、プラスチックボトル１０全体としての剛性を高めることができる。

なお、図２に示すように、各側面水平凹状リブ２４ａは、幅ｌ_１および内方への突出長ｌ_２を有している。このとき、側面２１の全体幅はｌ_３となっている。

例えばボトルの最大対面寸法ｌ_４が６８〜７０ｍｍ程度の場合、ｌ_１は３５〜４０ｍｍ、ｌ_２は１〜５ｍｍ、ｌ_３は６０〜６５ｍｍとなっている。

この場合、ｌ_１とｌ_２との関係は、
ａ×ｌ_１ ≦ ｌ_２ ≦ ｂ×ｌ_１
となっていることが好ましい。

ここでａ＝０．０２５であり、ｂ＝０．１５である。

また把持部３５は水平方向に延びる一対の水平溝３７，３７を有し、全体として把持し易いよう凹凸形状を有している。

このように各側面水平凹状リブ２４ａは、全体として左右方向の中央部分が内方へ引込む湾曲面を形成し、この湾曲面をもつ側面水平凹状リブ２４ａ近傍に凹凸形状をもつ把持部３５が設けられている。このため、４つの側面２１のうち対向する一対の側面２１に設けられた側面水平凹状リブ２４ａ近傍の把持部３５を介してプラスチックボトル１０を容易に把持することができる。

ところで、プラスチックボトル１０の胴部２０には、水平凹状リブ２４が設けられている。さらにまた、この水平凹状リブ２４の上方および下方に、図１、図３および図５に示すように、追加水平凹状リブ２４Ａおよび２４Ｂが各々設けられている。

各追加水平凹状リブ２４Ａ，２４Ｂは、水平凹状リブ２４と略同一の構成をもち、各側面２１に設けられた側面水平凹状リブ２４ａと、各胴部境界面２２に設けられた境界面水平凹状リブ２４ｂとからなっている。すなわち、追加水平凹状リブ２４Ａ，２４Ｂの各境界面水平凹状リブ２４ｂは、図２に示すように、外方へ突出する湾曲面を有し、各側面水平凹状リブ２４ａは隣接する一対の境界面水平凹状リブ２４ｂ，２４ｂ間において内方へ突出する湾曲面を有し、これら追加水平凹状リブ２４Ａ，２４Ｂによって胴部２０の剛性を更に向上させることができる。そして各側面２１に設けられた把持部３５を構成する一対の水平溝３７のうち、上方側の水平溝３７は水平凹状リブ２４と上方側の追加水平凹状リブ２４Ａとの間に設置され、下方側の水平溝３７は水平凹状リブ２４と下方側の追加水平凹状リブ２４Ｂとの間に配置されている。

ところで、環状傾斜面１３のうち、４つの肩部境界面１２Ｂに対応する位置に、各々外方へ突出する２本の突出リブ４２が設けられている（図６（ａ）（ｂ）参照）。さらにまた４つの肩部境界面１２Ｂの下端部に、各々細長状谷部１５の谷底４６から両側へ盛り上がって細長状谷部１５の稜線４７に達する補強用の一対の平坦面４５ａ、４５ｂが形成されている（図６（ａ）（ｂ）参照）。

このように、４つの肩部境界面１２Ｂの下端部に、各々一対の平坦面４５ａ、４５ｂが設けられるとともに、環状傾斜面１３のうち肩部境界面１２Ｂに対応する位置に、各々外方へ突出する２本の突出リブ４２が設けられている。このためプラスチックボトル１０において、とりわけ肩部境界面１２Ｂにおける座屈強度を高めることができる。

すなわち、一般にプラスチックボトル１０の軽量化に伴なって、コーナ部となる胴部境界面２２あるいは肩部境界面１２Ｂは肉厚が薄くなり、このため胴部境界面２２および肩部境界面１２Ｂはその強度が低下する。

例えばブロー成形により得られるプラスチックボトル１０の場合、側面２１および肩部傾斜面１２Ａに対して、コーナー部となる胴部境界面２２および肩部境界面１２Ｂの肉厚は０．７１〜０．８７程度まで減少する。このうち肩部境界面１２Ｂにおいては、肩部傾斜面１２Ａに対して肉厚が大きく減少する。

本実施の形態によれば、肉厚が薄くなりこれにより強度が低下し易い肩部境界面１２Ｂの下端部に、各々一対の平坦面４５ａ、４５ｂを形成することにより肩部境界面１２Ｂにおける座屈強度を高めることができる。また環状傾斜面１３のうち肩部境界面１２Ｂに対応する位置に、各々２本の突出リブ４２を設けることにより、環状傾斜面１３のうち肩部境界面１２Ｂに対応する位置における座屈強度を高めることができる。

さらにまた、肩部境界面１２Ｂの下端部に一対の平坦面４５ａ、４５ｂを形成するとともに、環状傾斜面１３のうち肩部境界面１２Ｂに対応する位置に２本の突出リブ４２を設けることにより、これら一対の平坦面４５ａ、４５ｂおよび突出リブ４２がブロー成形時にプリフォームが延伸する際の抵抗となって機能する。このためブロー成形時にプリフォームが単純に延伸して薄肉化することはなく、その分プラスチックボトル１０の肉厚を増加させることができる。

ところで上述のように構成されたプラスチックボトル１０の胴部２０には、文字等が印字されたラベル（図示せず）が貼り付けされることが多い。本実施の形態によれば、ラベルを剥がす際、肩部傾斜面１２ＢのＶ字状補強リブ４３に指をかけてラベルを容易に剥がすことができる。また一対の平坦面４５ａ、４５ｂおよび突出リブ４２により、ラベルをプラスチックボトル１０の他の部分より上方へ浮かせることができ、このことによりラベルの剥離作業をより確実に行なうことができる。

このようなプラスチックボトル１０は、薄肉により形成され、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い。

また、プラスチックボトル１０は、２層以上の多層成形ボトルとして形成することもできる。即ち押し出し成形または射出成形により、例えば、中間層をＭＸＤ６、ＭＸＤ６＋脂肪酸塩、ＰＧＡ（ポリグリコール酸）、ＥＶＯＨ（エチレンビニルアルコール共重合体）又はＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等のガスバリア性及び遮光性を有する樹脂（中間層）として３層以上からなるプリフォームを押出成形後、吹込成形することによりガスバリア性及び遮光性を有する多層ボトルを形成しても良い。なお、このような中間層は、プラスチックボトル１０のうち少なくとも胴部２０内に設けることが好ましい。また底部３０において、底部３０の中央部を除く領域に中間層を設けることが好ましい。ケース落下等の衝撃を受けた際この部分がデラミ（層間剥離）を起こすおそれがあるからである。ガスバリア性及び遮光性を有する為に、多層にするだけでなく熱可塑性樹脂同士をブレンドしたブレンドボトルを形成しても良い。

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。

まずプラスチックボトル１０内に、例えば緑茶、コーヒー等の内容液を充填し、その後これを密栓する。

この場合、プラスチックボトル１０の底部３０の中央部を押し棒（図示せず）により押し上げた状態で、内容液がプラスチックボトル１０内に充填される。

次に口部１１をキャップ（図示せず）により密栓した後、胴部２０周囲にシュリンクフィルム等のラベルを付す。

内容液が充填されたプラスチックボトル１０は積み上げられて貯蔵され、あるいは搬送される。このため内容液が充填されたプラスチックボトル１０に対して貯蔵中あるいは搬送中に上下方向に大きな荷重が加わることも考えられる。

本実施の形態によれば、肩部１２の各肩部傾斜面１２Ａに５本の細長状山部１６を設け、各肩部境界面１２Ｂに細長状谷部１５を設け、これら細長状山部１６および細長状谷部１５が平面上放射状をなすよう形成されているので、肩部１２に加わる荷重に対して細長状山部１６および細長状谷部１５が補強リブとして機能する。このため肩部１２に加わる上下方向の荷重をこれら細長状山部１６と細長状谷部１５とにより確実に受けることができ、肩部１２の上下方向に沿う強度を向上させることができる。

使用に際し、プラスチックボトル１０を把持し、口部１１からキャップを外す。この場合、４つの側面２１のうち対向する一対の側面２１に設けられた側面水平凹状リブ２４ａ近傍に設けられ、凹凸形状の水平溝３７からなる把持部３５を介してプラスチックボトル１０を容易に把持することができる。

さらにまたプラスチックボトル１０の対向する一対の側面２１，２１を把持した場合に、把持されていない他の対向する一対の側面２１，２１の側面水平凹状リブ２４ａが「アーチ機構」として機能するため、当該側面水平凹状リブ２４ａが外方へ突出することはない。このためプラスチックボトル１０を薄肉材料で形成した場合であっても、プラスチックボトル１０全体としての剛性を高めることができ、プラスチックボトル１０を把持した場合に内溶液が口部１１から外方へ吹き出したり放出したりすることはない。

また本実施の形態によれば、肉厚が薄くなりこれにより強度が低下し易い肩部境界面１２Ｂの下端部に、各々一対の平坦面４５ａ、４５ｂを形成することにより肩部境界面１２Ｂにおける座屈強度を高めることができる。また環状傾斜面１３のうち肩部境界面１２Ｂに対応する位置に、各々２本の突出リブ４２を設けることにより、環状傾斜面１３のうち肩部境界面１２Ｂに対応する位置における座屈強度を更に高めることができる。

さらにまた、肩部境界面１２Ｂの下端部に一対の平坦面４５ａ、４５ｂを形成するとともに、環状傾斜面１３のうち肩部境界面１２Ｂに対応する位置に２本の突出リブ４２を設けることにより、これら一対の平坦面４５ａ、４５ｂおよび突出リブ４２がブロー成形時にプリフォームが延伸する際の抵抗となって機能する。このためブロー成形時にプリフォームが単純に延伸して薄肉化することはなく、その分プラスチックボトル１０の肉厚を増加させることができる。

さらにまた本実施の形態によれば、ラベルを剥がす際、肩部傾斜面１２ＢのＶ字状補強リブ４３に指をかけてラベルを容易に剥がすことができる。この際、ラベルを一対の平坦面４５ａ、４５ｂおよび突出リブ４２により、プラスチックボトル１０の他の部分より上方へ浮かせることができ、このことによりラベルの剥離作業をより確実に行なうことができる。

１０ プラスチックボトル
１１ 口部
１２ 肩部
１２Ａ 肩部傾斜面
１２Ｂ 肩部境界面
１３ 環状傾斜面
１５ 細長状谷部
１６ 細長状山部
２０ 胴部
２１ 側面
２１ａ 上方領域
２１ｂ 下方領域
２２ 境界面
２３ パネル部
２４ 水平凹状リブ
２４Ａ 追加水平凹状リブ
２４Ｂ 追加水平凹状リブ
２４ａ 側面水平凹状リブ
２４ｂ 境界面水平凹状リブ
３０ 底部
３５ 把持部
３７ 水平溝
４２ 突出リブ
４３ Ｖ字状補強リブ
４５ａ、４５ｂ 平坦面

Claims (4)

1. プラスチックボトルにおいて、
   円筒状の口部と、
   四角筒状の胴部と、
   口部と胴部との間に配置された肩部と、
   胴部下方の底部とを備え、
   肩部は４つの肩部傾斜面を有する切頭四角すい形状を有し、
   各肩部傾斜面間に、内方へ引込む三角形断面をもつ細長状谷部からなる肩部境界面が形成され、
   各肩部境界面の下端部に、細長状谷部の谷底から両側へ盛り上がって肩部境界面の他の部分よりも外方へ突出し、細長状谷部の稜線に達する補強用の一対の平坦面が形成されていることを特徴とするプラスチックボトル。
2. 各肩部境界面に上下方向に沿って複数のＶ字状補強リブを設けたことを特徴とする請求項１記載のプラスチックボトル。
3. 胴部と肩部との間に水平方向に延びるとともに傾斜する環状傾斜面が形成され、環状傾斜面のうち、各肩部強化面に対応する位置に、外方へ突出する突出リブを設けたことを特徴とする請求項１または２記載のプラスチックボトル。
4. 各肩部傾斜面に外方へ突出する三角形断面をもつ複数の細長状山部を設け、
   細長状谷部と細長状山部は平面からみて放射状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のプラスチックボトル。

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