JP6287426B2 - プラスチックボトル - Google Patents

Description

本発明は、主として飲食品等の内容液を収容するプラスチックボトルに関する。

近時、飲食品等の内容液を収容するボトルとして、プラスチック製のものが一般化してきている。

このような内容液を収容するプラスチックボトルは、全体として軽量化が求められている。また、一般に、プラスチックボトルに内容液を充填した後、内容液の比重が変化したり、内容液がプラスチックボトルの空寸部に存在する酸素を吸収したりするため、ボトル内部が減圧する現象が知られている。しかしながら、プラスチックボトルを軽量化した場合、その厚みが薄くなるため、このような減圧が生じた場合にプラスチックボトルが変形しやすくなってしまう。

特開２００２−１９３２２９号公報 特開２００３−２８５８１４号公報

一方、プラスチックボトルの胴部に減圧吸収パネルを設けることにより、プラスチックボトル内部の減圧を吸収する技術も知られている（特許文献１）。しかしながら、このような減圧吸収パネルを設けた場合、減圧吸収パネルの大きさの分、プラスチックボトルの容量が減少してしまうという問題がある。

また、プラスチックボトルの胴部に周状リブを等間隔に配置したものも知られているが（特許文献２）、このプラスチックボトルを軽量化した場合、ボトル内部の減圧を十分に吸収することは難しい。一方、周状リブを大きくすることも考えられるが、この場合、プラスチックボトルの容量が減少してしまうおそれがある。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、プラスチックボトルを軽量化した場合であっても、その容量を確保するとともに、ボトル内部の減圧による変形を防止することが可能な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、口部と、前記口部に連結された肩部と、前記肩部に連結された胴部と、前記胴部に連結された底部とを備え、前記胴部は、複数の水平方向溝と、各水平方向溝間に設けられた円筒面とを有し、前記胴部は、前記肩部直下から前記底部直上まで全体にわたり、前記水平方向溝と前記円筒面とを交互に繰り返し配置した構造をもち、前記複数の水平方向溝は、少なくとも３種類の深さの水平方向溝を含むか、又は、少なくとも３種類の開き角の水平方向溝を含むことを特徴とするプラスチックボトルである。

本発明は、前記複数の水平方向溝は、最大の深さをもつ第１水平方向溝と、中間の深さをもつ第２水平方向溝と、最小の深さをもつ第３水平方向溝とを含むことを特徴とするプラスチックボトルである。

本発明は、前記第１水平方向溝、前記第２水平方向溝および前記第３水平方向溝の開き角は、全て同一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、前記第１水平方向溝、前記第２水平方向溝および前記第３水平方向溝の開き角は、４０°〜９０°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、前記第２水平方向溝が最大の開き角をもち、前記第１水平方向溝が中間の開き角をもち、前記第３水平方向溝が最小の開き角をもつことを特徴とするプラスチックボトルである。

本発明は、前記第１水平方向溝、前記第２水平方向溝および前記第３水平方向溝の開き角は、４５°〜１５０°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、各水平方向溝間に形成された複数の前記円筒面は、前記肩部直下から前記底部直上までいずれも均一な径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、前記複数の水平方向溝は、前記胴部の上下方向中央部を基準として上下非対称に配置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、前記複数の水平方向溝は、断面において平坦面からなる底面と、前記底面に連接する内側湾曲面と、前記内側湾曲面に連接するとともに前記円筒面に対して傾斜する側面と、前記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、胴部は、肩部直下から底部直上まで全体にわたり、水平方向溝と円筒面とを交互に繰り返し配置した構造をもち、複数の水平方向溝は、少なくとも３種類の深さの水平方向溝を含むか、又は、少なくとも３種類の開き角の水平方向溝を含んでいる。このためプラスチックボトルを軽量化した場合であっても、その容量を確保するとともに、ボトル内部の減圧による変形を防止することができる。

図１は、本発明の第１の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、本発明の第１の実施の形態によるプラスチックボトルを示す底面図。 図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態において、それぞれ胴部の第１水平方向溝、第２水平方向溝および第３水平方向溝を示す垂直断面図。 図４（ａ）〜（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態において、それぞれプラスチックボトル内部を減圧する前と後とにおける、水平方向溝を示す垂直断面図。 図５は、本発明の第２の実施の形態によるプラスチックボトルを示す正面図。 図６（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施の形態において、それぞれ胴部の第１水平方向溝、第２水平方向溝および第３水平方向溝を示す垂直断面図。 図７（ａ）〜（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態において、それぞれプラスチックボトル内部を減圧する前と後とにおける、水平方向溝を示す垂直断面図。 図８は、比較例としてのプラスチックボトルを示す正面図。 図９は、比較例としてのプラスチックボトルを示す底面図。

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

まず、図１乃至図３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」および「下」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）における上方および下方のことをいう。

図１乃至図３に示すプラスチックボトル１０は、射出成形により得られるプリフォームを準備し、このプリフォームに対して二軸延伸ブロー成形を施すことにより作製される。このようなプラスチックボトル１０は、例えば４５０ｍｌ〜６５０ｍｌの容積をもつ軽量のボトルからなっている。

プラスチックボトル１０は、口部１１と、口部１１下方に連結された肩部１２と、肩部１２下方に連結された胴部２０と、胴部２０下方に連結された底部３０とを備えている。

このうち口部１１は、外ねじ１３と、外ねじ１３の下方に位置するカブラ１６と、カブラ１６の下方に位置するサポートリング１７とを有している。外ねじ１３には、プラスチックボトル１０の軸線に対して平行にベントスロット１４が形成されている。ベントスロット１４は、プラスチックボトル１０内に充填する内容液として炭酸飲料を用いたり、仮に内容液が腐敗して内圧が上昇したりした場合、開栓時に内部の圧力を逃がし、キャップ飛びを防止する役割を果たす。したがって、内容液として炭酸を含まないもの、例えば水等を用いる場合には、必ずしもベントスロット１４を設けなくても良い。

また、胴部２０は、全体として円筒形状を有しており、複数の水平方向溝２２〜２４と、各水平方向溝２２〜２４間に設けられた円筒面２５とを有している。胴部２０は、肩部１２の直下から底部３０の直上まで全体にわたり、水平方向溝２２〜２４と円筒面２５とを交互に繰り返し配置した構造をもっている。このように、胴部２０は、各水平方向溝２２〜２４および円筒面２５のみから構成されている。

複数の水平方向溝２２〜２４は、少なくとも３種類の深さの水平方向溝を含んでいる。具体的には、水平方向溝２２〜２４は、最大の深さをもつ第１水平方向溝２２と、中間の深さをもつ第２水平方向溝２３と、最小の深さをもつ第３水平方向溝２４とを含んでいる。

これら水平方向溝２２〜２４は、それぞれ胴部２０の円周方向全周にわたって延びており、その上下方向の幅は、それぞれ円周方向全周にわたって均一である。なお、胴部２０に形成された第１水平方向溝２２同士は、互いに同一形状をもち、第２水平方向溝２３同士は、互いに同一形状をもち、第３水平方向溝２４同士は、互いに同一形状をもっている。

この場合、胴部２０には、肩部１２側から底部３０側に向けて、第２水平方向溝２３、第３水平方向溝２４、第３水平方向溝２４、第３水平方向溝２４、第２水平方向溝２３、第２水平方向溝２３、第２水平方向溝２３、第１水平方向溝２２、第１水平方向溝２２、第２水平方向溝２３、および第３水平方向溝２４がこの順に形成されている。

これらの第１水平方向溝２２、第２水平方向溝２３および第３水平方向溝２４は、胴部２０の上下方向中央部を基準として（位置関係及び間隔の両方とも）上下非対称に配置されている。

なお、胴部２０に形成された水平方向溝２２〜２４のうち、肩部１２の近傍に設けられた最も上方に位置する第２水平方向溝２３は、主として、胴部２０のうち比較的変形しやすい部分である肩部１２周辺領域の強度を高める役割を果たす。

また、上方から２番目乃至４番目に位置する３本の第３水平方向溝２４は、主として、胴部２０のうち上半部の領域の強度を高め、この部分が水平方向に凹むことを防止する役割を果たす。また、この３本の第３水平方向溝２４は、補助的に、上下方向に収縮することにより減圧を吸収する機能も発揮する。なお、第３水平方向溝２４の深さが（例えば第１水平方向溝２２又は第２水平方向溝２３程度に）大きすぎないことにより、プラスチックボトル１０の容量が減少することを防止することができる。

上方から５番目乃至７番目に位置する３本の第２水平方向溝２３は、主として、変形しやすい部分である胴部２０の中央部周辺の強度を高める役割を果たす。また、この２本の第２水平方向溝２３は、補助的に、上下方向に収縮することにより減圧を吸収する機能も発揮する。

上方から８番目乃至９番目に位置する２本の第１水平方向溝２２は、主として、プラスチックボトル１０の内部が減圧した際、上下方向に収縮することにより、減圧を吸収する機能を発揮する。また、この２本の第１水平方向溝２２は、変形しやすい部分である胴部２０の中央部周辺の強度を高める役割も果たしている。

上方から１０番目に位置する第２水平方向溝２３とは、主として、胴部２０のうち下半部の領域の強度を高め、この部分が水平方向に凹むことを防止する役割を果たす。また、この第２水平方向溝２３は、補助的に、上下方向に収縮することにより減圧を吸収する機能も発揮する。

底部３０の近傍に設けられた、最も下方に位置する第３水平方向溝２４は、主として、胴部２０のうち比較的変形しやすい部分である底部３０周辺領域の強度を高める役割を果たす。

各水平方向溝２２〜２４間に形成された複数の円筒面２５は、肩部１２の直下から底部３０の直上までいずれも均一な径を有している。これにより、プラスチックボトル１０を自動販売機内で横向きに収納した際、隣接する他のプラスチックボトル１０に対して広い面積で接触させることができるので、自動販売機内で胴部２０が変形することを防止することができる。

一方、図２に示すように、底部３０は、中央に位置する円形状の凹部３１と、この凹部３１から放射状に延びる放射状リブ３２とを有している。なお、図２において、放射状リブ３２の本数は７本であるが、これに限らず、例えば５本〜１１本の範囲で設定しても良い。このように放射状リブ３２を配置したことにより、底部３０の強度を高め、底部３０に変形が生じにくくし、プラスチックボトル１０の接地安定性を高めるようになっている。

次に、図３（ａ）〜（ｃ）を用いて、水平方向溝２２〜２４の形状について更に説明する。なお、図３（ａ）は、第１水平方向溝２２の垂直断面図であり、図３（ｂ）は、第２水平方向溝２３の垂直断面図であり、図３（ｃ）は、第３水平方向溝２４の垂直断面図である。

図３（ａ）に示すように、第１水平方向溝２２は、複数の水平方向溝２２〜２４の中で最大の深さｄ_ａをもつとともに最大の上下方向幅ｗ_ａを有している。

図３（ｂ）に示すように、第２水平方向溝２３は、第１水平方向溝２２と第３水平方向溝２４との中間の深さｄ_ｂをもつとともに中間の上下方向幅ｗ_ｂを有している。なお、第２水平方向溝２３の深さｄ_ｂは、第１水平方向溝２２の深さｄ_ａの２０％〜９０％とすることが好ましい。また、第２水平方向溝２３の上下方向幅ｗ_ｂは、第１水平方向溝２２の上下方向幅ｗ_ａの２０％〜９０％とすることが好ましい。

図３（ｃ）に示すように、第３水平方向溝２４は、複数の水平方向溝２２〜２４の中で最小の深さｄ_ｃをもつとともに最小の上下方向幅ｗ_ｃを有している。なお、第３水平方向溝２４の深さｄ_ｃは、第１水平方向溝２２の深さｄ_ａの５％〜７０％とすることが好ましい。また、第３水平方向溝２４の上下方向幅ｗ_ｃは、第１水平方向溝２２の上下方向幅ｗ_ａの５％〜７０％とすることが好ましい。

これら水平方向溝２２〜２４は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、それぞれ断面において垂直な平坦面からなる底面４１と、底面４１に連接する内側湾曲面４２と、内側湾曲面４２に連接するとともに円筒面２５に対して傾斜する側面４３と、側面４３と円筒面２５とを連結する外側湾曲面４４とを有している。

この場合、底面４１の上下方向の長さＬ_ｘは、水平方向溝２２〜２４の間で全て同一となっている。底面４１の上下方向の長さＬ_ｘを全て同一にしたことにより、側壁荷重時の応力を全体的に平均化し、より安定的に形状を維持することが可能となる。

また、水平方向溝２２〜２４の開き角Ｒ_ｘは、水平方向溝２２〜２４の間で全て同一となっている。水平方向溝２２〜２４の開き角Ｒ_ｘを全て同一にしたことにより、垂直荷重時に応力の局所集中が生じづらく、均一に負荷が掛かる為、容器全体の剛性が増す。

なお、水平方向溝２２〜２４の開き角Ｒ_ｘとは、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、その垂直断面において上下の側面４３によって形成される角度をいう。この水平方向溝２２〜２４の開き角Ｒ_ｘは、例えば４０°〜９０°（４０°以上９０°以下をいう。他の箇所においても同様）の範囲の所定角度としても良く、５５°〜６５°の範囲の所定角度とすることが更に好ましい。水平方向溝２２〜２４の開き角Ｒ_ｘをこの範囲にした場合、減圧時に上下方向の変形が容易であり、且つ垂直荷重、側壁荷重時の強度が優れているという効果が得られる。

また胴部２０の円筒面２５におけるプラスチックボトル１０の厚みは、これに限定されるものではないが、例えば５０μｍ〜２５０μｍ程度に薄くすることができる。さらに、プラスチックボトル１０の重量についても、これに限定されるものではないが、１０ｇ〜２０ｇとすることができる。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。

このような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。すなわ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、空のプラスチックボトル１０を準備し、このプラスチックボトル１０内に例えば飲料等の内容液を充填する。続いて、口部１１を図示しないキャップにより閉栓する。プラスチックボトル１０を閉栓した後、内容液の比重が変化したり、内容液がプラスチックボトル１０の空寸部（ヘッドスペース）に存在する酸素を吸収したりするため、プラスチックボトル１０の内部が減圧された状態となる。このようにプラスチックボトル１０の内部に負圧が生じると、プラスチックボトル１０の内方に向かって応力が発生する。

これに対して本実施の形態においては、胴部２０に複数の水平方向溝２２〜２４が形成されている。これら水平方向溝２２〜２４は、プラスチックボトル１０の内部が減圧された際、それぞれ上下方向に変形する。

すなわち、図４（ａ）〜（ｂ）に示すように、プラスチックボトル１０の内部が減圧された際、水平方向溝２２〜２４は上下方向に圧縮されるように変形する。なお、図４（ａ）はプラスチックボトル１０の内部が減圧される前の水平方向溝２２〜２４の垂直断面図であり、図４（ｂ）はプラスチックボトル１０の内部が減圧された後の水平方向溝２２〜２４の垂直断面図である。

プラスチックボトル１０の内部が減圧された際（図４（ｂ））、水平方向溝２２〜２４の開き角Ｒ_ｙは、減圧される前（図４（ａ））の開き角Ｒ_ｘと比べて小さくなる（Ｒ_ｘ＞Ｒ_ｙ）。また、水平方向溝２２〜２４の上下方向幅ｗ_ｙは、減圧される前の上下方向幅ｗ_ｘ（ｗ_ａ、ｗ_ｂ、ｗ_ｃ）と比べて小さくなる（ｗ_ｘ＞ｗ_ｙ）。一方、水平方向溝２２〜２４の底面４１の長さＬ_ｙは、減圧される前（図４（ａ））の底面４１の長さＬ_ｘと比べてほとんど変化しない（Ｌ_ｘ＝Ｌ_ｙ）。

このように水平方向溝２２〜２４が上下方向に変形するので、プラスチックボトル１０が高さ方向に減縮する。この結果、プラスチックボトル１０の体積が全体として減少し、ボトルの減圧分を吸収することができる。一方、プラスチックボトル１０には、外観上大きな変形は生じない。具体的には、密閉したプラスチックボトル１０に内容物を充填し、この充填した内容物をプラスチックボトル１０の容量の２％抜き取った際に、胴部２０の高さが１％以上低くなることが好ましい。

その後、内容液が充填されたプラスチックボトル１０は、横向きにされた状態で自動販売機内に収容される。この場合、胴部２０は水平方向溝２２〜２４によって補強されているので、自動販売機内で胴部２０に変形が生じることが防止される。

また、本実施の形態においては、胴部２０は、各水平方向溝２２〜２４および円筒面２５のみから構成されているので、胴部２０に減圧吸収パネルを設ける必要が無い。このため、減圧吸収パネルによってプラスチックボトル１０の容量が大きく減少することもない。

とりわけ、本実施の形態によれば、胴部２０にそれぞれ異なる深さを有する複数の水平方向溝２２〜２４が形成されている。このことにより、胴部２０のうち変形しやすい部分の強度を重点的に高めるとともに、プラスチックボトル１０の内部が減圧した際にその減圧を吸収することができる。また、水平方向溝２２〜２４を設けたことに伴ってプラスチックボトル１０の容量が大きく減少することがなく、その容量を確保することができる。

なお、本実施の形態においては、胴部２０は、それぞれ３種類の深さの水平方向溝２２〜２４を含んでいる。しかしながら、これに限られるものではなく、胴部２０は、少なくとも３種類の深さの水平方向溝を含んでいれば良く、４種類以上の深さの水平方向溝を含んでいても良い。

次に本実施の形態の具体的実施例について説明する。

（実施例）
まず、図１乃至図４に示す構成からなる、容量６１５ｍｌのプラスチックボトル１０を作製した。

この場合、射出成形により１８．３ｇおよび２８ｇのＰＥＴ単層プリフォームを作製し、このプリフォームに対して二軸延伸ブロー成形することにより容量６１５ｍｌのプラスチックボトル１０を作製した。

得られたプラスチックボトル１０に水を６００ｍｌ充填し、ゴム栓付のキャップにてキャッピングを行った。

その後、注射器を用いて、内容物である水を１２．３ｍＬ（容量の２％）だけ抜き取り、抜き取った前後でプラスチックボトル１０の全高を測定して比較した（表１）。なお、表中、全高収縮量（率）とは、プラスチックボトル１０に充填された水を抜き取る前後でその全高が収縮した量（割合）を示している。

また、プラスチックボトル１０の内圧を測定したまま、内容物である水を抜き取ることにより、負圧最低到達点を測定した（表２）。なお、負圧最低到達点とは、プラスチックボトル１０に充填された水を抜き取ることにより、プラスチックボトル１０を大気圧（約１０１ｋＰａ）から徐々に減圧していった際に、ボトル内の圧力波形がピークとして確認された圧力をいう。一般に、負圧最低到達点に達した場合、プラスチックボトル１０の外観には、陥没変形、楕円変形、屈曲変形等の大きな変形が生じる。

（比較例）
他方、比較例として、図８および図９に示す、容量６１５ｍｌのプラスチックボトル１０を作製した。図８および図９に示すプラスチックボトル１００は、口部１１１と、肩部１１２と、胴部１２０と、底部１３０とを備え、胴部１２０は水平方向溝１２３によって、上半部１２１と下半部１２２とに区画されている。

このうち上半部１２１には、円周方向全周に延びる複数の円周方向溝１３５が設けられている。また胴部１２０の下半部１２２には、垂直方向に延びる柱状リブ１３７と、柱状リブ１３７間に形成され、垂直方向に延びる減圧吸収パネル１３６とが設けられている。また胴部１２０の下半部１２２の下方部には円周方向に延びる補強リブ１２４が設けられている。

この場合、射出成形により１８．３ｇおよび２８ｇのＰＥＴ単層プリフォームを作製し、このプリフォームに対して二軸延伸ブロー成形することにより容量６１５ｍｌのプラスチックボトル１００を作製した。

得られたプラスチックボトル１００に水を６００ｍｌ充填し、ゴム栓付のキャップにてキャッピングを行った。

その後、注射器を用いて、内容物である水を１２．３ｍＬ（容量の２％）だけ抜き取り、抜き取った前後でプラスチックボトル１００の全高を測定して比較した（表１）。

また、プラスチックボトル１００の内圧を測定したまま、内容物である水を抜き取ることにより、負圧最低到達点を測定した（表２）。

表１に示すように、実施例のプラスチックボトル１０においては、密閉した容器に充填した内容物をその容量の２％だけ抜き取った際、プラスチックボトル１０の全高が１％以上低くなることが判明した。一方、比較例のプラスチックボトル１００においては、密閉した容器に充填した内容物をその容量の２％抜き取った際に、プラスチックボトル１０の全高が１％未満しか低くならなかった。

また、表２に示すように、実施例によるプラスチックボトル１０は、比較例によるプラスチックボトル１００よりも負圧最低到達点が低かった。すなわち、実施例によるプラスチックボトル１０は、内部が負圧になっても大変形（陥没変形、楕円変形、屈曲変形等）が生じにくい形状であることが確認できた。

このように、実施例によるプラスチックボトル１０は、比較例によるプラスチックボトル１００と比べて、内部が減圧された際に大きな変形が生じることなく、高さ方向により大きく減縮した。このため、プラスチックボトル１０の体積が全体として減少し、その減圧分を吸収することができると考えられる。

なお、上記については、プラスチックボトルの重量が１８．３ｇのものと２８ｇのものとの両方について当てはまる。

第２の実施の形態
次に、図５乃至図７を参照して本発明の第２の実施の形態によるプラスチックボトルの構成について説明する。図５乃至図７に示す第２の実施の形態は、胴部２０が、少なくとも３種類の開き角をもつ複数の水平方向溝２７〜２９を含む点が異なるものであり、他の構成は上述した第１の実施の形態と略同一である。図５乃至図７において、第１の実施の形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

図５に示すプラスチックボトル１０Ａにおいて、複数の水平方向溝２７〜２９と、各水平方向溝２７〜２９間に設けられた円筒面２５とを有している。胴部２０は、肩部１２の直下から底部３０の直上まで全体にわたり、水平方向溝２７〜２９と円筒面２５とを交互に繰り返し配置した構造をもっている。このように、胴部２０は、各水平方向溝２７〜２９および円筒面２５のみから構成されている。

複数の水平方向溝２７〜２９は、少なくとも３種類の深さの水平方向溝を含んでいる。具体的には、水平方向溝２７〜２９は、最大の深さをもつ第１水平方向溝２７と、中間の深さをもつ第２水平方向溝２８と、最小の深さをもつ第３水平方向溝２９とを含んでいる。

また、複数の水平方向溝２７〜２９は、少なくとも３種類の開き角の水平方向溝を含んでいる。すなわち、水平方向溝２７〜２９のうち、第２水平方向溝２８が最大の開き角Ｒ_２をもち、第１水平方向溝２７が中間の開き角Ｒ_１をもち、第３水平方向溝２９が最小の開き角Ｒ_３をもっている。

これら水平方向溝２７〜２９は、それぞれ胴部２０の円周方向全周に延びており、その深さ、開き角および上下方向の幅は、それぞれ円周方向全周にわたって均一である。

この場合、胴部２０には、肩部１２側から底部３０側に向けて、第２水平方向溝２８、第３水平方向溝２９、第３水平方向溝２９、第３水平方向溝２９、第２水平方向溝２８、第２水平方向溝２８、第２水平方向溝２８、第１水平方向溝２７、第１水平方向溝２７、第２水平方向溝２８および第３水平方向溝２９がこの順に形成されている。

これらの第１水平方向溝２７、第２水平方向溝２８および第３水平方向溝２９は、胴部２０の上下方向中央部を基準として（位置関係及び間隔の両方とも）上下非対称に配置されている。

なお、胴部２０に形成された水平方向溝２７〜２９のうち、肩部１２の近傍に設けられた最も上方に位置する第２水平方向溝２８は、主として、胴部２０のうち比較的変形しやすい部分である肩部１２周辺領域の強度を高める役割を果たす。

また、上方から２番目乃至４番目に位置する３本の第３水平方向溝２９は、主として、胴部２０のうち上半部の領域の強度を高め、この部分が水平方向に凹むことを防止する役割を果たす。また、この３本の第３水平方向溝２９は、補助的に、上下方向に収縮することにより減圧を吸収する機能も発揮する。なお、第３水平方向溝２９の深さが（例えば第１水平方向溝２７又は第２水平方向溝２８程度に）大きすぎないことにより、プラスチックボトル１０Ａの容量が減少することを防止することができる。

上方から５番目乃至７番目に位置する３本の第２水平方向溝２８は、主として、変形しやすい部分である胴部２０の中央部周辺の強度を高める役割を果たす。また、この２本の第２水平方向溝２８は、補助的に、上下方向に収縮することにより減圧を吸収する機能も発揮する。

上方から８番目乃至９番目に位置する２本の第１水平方向溝２７は、主として、プラスチックボトル１０Ａの内部が減圧した際、上下方向に収縮することにより、減圧を吸収する機能を発揮する。また、この２本の第１水平方向溝２７は、変形しやすい部分である胴部２０の中央部周辺の強度を高める役割も果たしている。

上方から１０番目に位置する第２水平方向溝２８とは、主として、胴部２０のうち下半部の領域の強度を高め、この部分が水平方向に凹むことを防止する役割を果たす。また、この第２水平方向溝２８は、補助的に、上下方向に収縮することにより減圧を吸収する機能も発揮する。

底部３０の近傍に設けられた、最も下方に位置する第３水平方向溝２９は、主として、胴部２０のうち比較的変形しやすい部分である底部３０周辺領域の強度を高める役割を果たす。

次に、図６（ａ）〜（ｃ）を用いて、水平方向溝２７〜２９の形状について更に説明する。なお、図６（ａ）は、第１水平方向溝２７の垂直断面図であり、図６（ｂ）は、第２水平方向溝２８の垂直断面図であり、図６（ｃ）は、第３水平方向溝２９の垂直断面図である。

図６（ａ）に示すように、第１水平方向溝２７は、複数の水平方向溝２７〜２９の中で最大の深さｄ_ａをもつとともに第２水平方向溝２８と第３水平方向溝２９との中間の上下方向幅ｗ_ａを有している。また、第１水平方向溝２７は、第２水平方向溝２８と第３水平方向溝２９との中間の開き角Ｒ_１をもっている。

図６（ｂ）に示すように、第２水平方向溝２８は、第１水平方向溝２７と第３水平方向溝２９との中間の深さｄ_ｂをもつとともに最大の上下方向幅ｗ_ｂを有している。また、第２水平方向溝２８は、複数の水平方向溝２７〜２９の中で最大の開き角Ｒ_２をもっている。なお、第２水平方向溝２８の深さｄ_ｂは、第１水平方向溝２７の深さｄ_ａの２０％〜９０％とすることが好ましい。また、第２水平方向溝２８の上下方向幅ｗ_ｂは、第１水平方向溝２７の上下方向幅ｗ_ａの１００％〜２００％とすることが好ましい。

図６（ｃ）に示すように、第３水平方向溝２９は、複数の水平方向溝２７〜２９の中で最小の深さｄ_ｃをもつとともに最小の上下方向幅ｗ_ｃを有している。また、第３水平方向溝２９は、複数の水平方向溝２７〜２９の中で最小の開き角Ｒ_３をもっている。なお、第３水平方向溝２９の深さｄ_ｃは、第１水平方向溝２７の深さｄ_ａの５％〜７０％とすることが好ましい。また、第３水平方向溝２９の上下方向幅ｗ_ｃは、第１水平方向溝２７の上下方向幅ｗ_ａの３０％〜１００％とすることが好ましい。

これら水平方向溝２７〜２９は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、断面において垂直な平坦面からなる底面４１と、底面４１に連接する内側湾曲面４２と、内側湾曲面４２に連接するとともに円筒面２５に対して傾斜する側面４３と、側面４３と円筒面２５とを連結する外側湾曲面４４とを有している。

この場合、底面４１の上下方向の長さＬ_ｘは、水平方向溝２７〜２９の間で全て同一となっている。底面４１の上下方向の長さＬ_ｘを全て同一にしたことにより、側壁荷重時の応力を全体的に平均化し、より安定的に形状を維持することが可能となる。

なお、水平方向溝２７〜２９の開き角Ｒ_１〜Ｒ_３は、４５°〜１５０°とすることが好ましい。具体的には、第１水平方向溝２７の開き角Ｒ_１は、例えば５５°〜６５°の範囲の所定角度とすることが好ましい。第２水平方向溝２８の開き角Ｒ_２は、例えば７０°〜１５０°の範囲の所定角度とすることが好ましく、７０°〜１３０°の範囲の所定角度とすることが更に好ましい。また、第３水平方向溝２９の開き角Ｒ_３は、例えば４５°〜５５°の範囲の所定角度とすることが好ましい。水平方向溝２７〜２９の開き角Ｒ_１〜Ｒ_３をこの範囲にした場合、減圧時に上下方向の変形が容易であり、且つ垂直荷重、側壁荷重時の強度が優れているという効果が得られる。

本実施の形態によるプラスチックボトル１０Ａにおいて、水平方向溝２７〜２９は、プラスチックボトル１０Ａの内部が減圧された際、それぞれ上下方向に変形する。

すなわち、図７（ａ）〜（ｂ）に示すように、水平方向溝２７〜２９が上下方向に圧縮されるように変形する。なお、図７（ａ）はプラスチックボトル１０Ａの内部が減圧される前の水平方向溝２７〜２９の垂直断面図であり、図７（ｂ）はプラスチックボトル１０Ａの内部が減圧された後の水平方向溝２７〜２９の垂直断面図である。

プラスチックボトル１０Ａの内部が減圧された際（図７（ｂ））、水平方向溝２７〜２９の開き角Ｒ_ｙは、減圧される前（図７（ａ））の開き角Ｒ_ｘ（Ｒ_１〜Ｒ_３）と比べて小さくなる（Ｒ_ｘ＞Ｒ_ｙ）。また、水平方向溝２７〜２９の上下方向幅ｗ_ｙは、減圧される前の上下方向幅ｗ_ｘ（ｗ_ａ、ｗ_ｂ、ｗ_ｃ）と比べて小さくなる（ｗ_ｘ＞ｗ_ｙ）。一方、水平方向溝２７〜２９の底面４１の長さＬ_ｙは、減圧される前（図７（ａ））の底面４１の長さＬ_ｘと比べてほとんど変化しない（Ｌ_ｘ＝Ｌ_ｙ）。

このように水平方向溝２７〜２９が上下方向に変形するので、プラスチックボトル１０Ａが高さ方向に減縮する。この結果、プラスチックボトル１０Ａの体積が全体として減少し、ボトルの減圧分を吸収することができる。一方、プラスチックボトル１０Ａには、外観上大きな変形は生じない。具体的には、密閉したプラスチックボトル１０Ａに内容物を充填し、この充填した内容物をプラスチックボトル１０Ａの容量の２％抜き取った際に、胴部２０の高さが１％以上低くなることが好ましい。

とりわけ、本実施の形態によれば、胴部２０にそれぞれ異なる深さを有する複数の水平方向溝２７〜２９が形成されている。このことにより、胴部２０のうち変形しやすい部分の強度を重点的に高めるとともに、プラスチックボトル１０Ａの内部が減圧した際にその減圧を吸収することができる。また、水平方向溝２７〜２９を設けたことに伴ってプラスチックボトル１０の容量が大きく減少することがなく、その容量を確保することができる。

なお、本実施の形態においては、胴部２０は、それぞれ３種類の深さおよび３種類の開き角の水平方向溝２７〜２９を含んでいる。しかしながら、これに限らず、水平方向溝２７〜２９が全て同一の深さを有するとともに、少なくとも３種類の開き角を有していても良い。すなわち、本実施の形態において、胴部２０は、少なくとも３種類の開き角の水平方向溝を含んでいれば良い。例えば、胴部２０は、それぞれ４種類以上の開き角をもつ水平方向溝を含んでいても良い。

１０ プラスチックボトル
１１ 口部
１２ 肩部
２０ 胴部
２２ 第１水平方向溝
２３ 第２水平方向溝
２４ 第３水平方向溝
２５ 円筒面
２７ 第１水平方向溝
２８ 第２水平方向溝
２９ 第３水平方向溝
３０ 底部
３１ 凹部
３２ 放射状リブ

Claims (5)

1. プラスチックボトルにおいて、
   口部と、
   前記口部に連結された肩部と、
   前記肩部に連結された胴部と、
   前記胴部に連結された底部とを備え、
   前記胴部は、複数の水平方向溝と、各水平方向溝間に設けられた円筒面とを有し、
   前記胴部は、前記肩部直下から前記底部直上まで全体にわたり、前記水平方向溝と前記円筒面とを交互に繰り返し配置した構造をもち、
   前記複数の水平方向溝は、少なくとも３種類の深さの水平方向溝を含み、
   前記複数の水平方向溝は、最大の深さをもつ第１水平方向溝と、中間の深さをもつ第２水平方向溝と、最小の深さをもつ第３水平方向溝とを含み、
   前記第１水平方向溝、前記第２水平方向溝および前記第３水平方向溝の開き角は、全て同一であり、
   前記第１水平方向溝、前記第２水平方向溝および前記第３水平方向溝の開き角は、４０°〜９０°であることを特徴とするプラスチックボトル。
2. プラスチックボトルにおいて、
   口部と、
   前記口部に連結された肩部と、
   前記肩部に連結された胴部と、
   前記胴部に連結された底部とを備え、
   前記胴部は、複数の水平方向溝と、各水平方向溝間に設けられた円筒面とを有し、
   前記胴部は、前記肩部直下から前記底部直上まで全体にわたり、前記水平方向溝と前記円筒面とを交互に繰り返し配置した構造をもち、
   前記複数の水平方向溝は、少なくとも３種類の深さの水平方向溝を含むとともに、少なくとも３種類の開き角の水平方向溝を含み、
   前記複数の水平方向溝は、最大の深さをもつ第１水平方向溝と、中間の深さをもつ第２水平方向溝と、最小の深さをもつ第３水平方向溝とを含み、
   前記第２水平方向溝が最大の開き角をもち、前記第１水平方向溝が中間の開き角をもち、前記第３水平方向溝が最小の開き角をもち、
   前記第１水平方向溝、前記第２水平方向溝および前記第３水平方向溝の開き角は、４５°〜１５０°であることを特徴とするプラスチックボトル。
3. 各水平方向溝間に形成された複数の前記円筒面は、前記肩部直下から前記底部直上までいずれも均一な径を有する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. 前記複数の水平方向溝は、前記胴部の上下方向中央部を基準として上下非対称に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載のプラスチックボトル。
5. 前記複数の水平方向溝は、断面において平坦面からなる底面と、前記底面に連接する内側湾曲面と、前記内側湾曲面に連接するとともに前記円筒面に対して傾斜する側面と、前記側面と前記円筒面とを連結する外側湾曲面とを有す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。

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