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技術 プラスチックボトル

出願人 ザコカ・コーラカンパニー
発明者 門田沙央莉松岡建之
出願日 2014年2月28日 (6年10ヶ月経過) 出願番号 2014-038400
公開日 2015年9月7日 (5年3ヶ月経過) 公開番号 2015-160650
状態 特許登録済
技術分野 一体成形容器
主要キーワード リブ底面 略半球殻状 ストレート長 リブ側面 底部構造 他社商品 シャンパン ボトル内圧
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年9月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

小型軽量化した場合であっても、ベンダビリティを確保することができると共に、底部の変形及びストレスクラックの発生を抑制することができるプラスチックボトルを提供すること。

解決手段

プラスチックボトル1の底部5は、中央部を上方に向かって略半球状に窪ませてなる中央窪み部20と、中央窪み部20の外側部分につながる環状の接地部22と、接地部22の外側部分を胴部4の下部にボトル周方向においてつなぐ傾斜したヒール部24と、を備えている。ヒール部24と胴部4の下部との境界40を縦断するように、複数の凹状リブ30がボトル周方向に形成されている。

概要

背景

炭酸飲料充填するプラスチックボトルは、耐圧性が求められるため、一般には、円筒形容器の底部をペタロイド形状としたものが使用されている(例えば特許文献1,2参照)。

また、近年では、環境への配慮の観点から、ボトル素材資源である樹脂の使用量をできるだけ少なくし、それによりボトルを軽量化することが進められている。

概要

小型軽量化した場合であっても、ベンダビリティを確保することができると共に、底部の変形及びストレスクラックの発生を抑制することができるプラスチックボトルを提供すること。プラスチックボトル1の底部5は、中央部を上方に向かって略半球状に窪ませてなる中央窪み部20と、中央窪み部20の外側部分につながる環状の接地部22と、接地部22の外側部分を胴部4の下部にボトル周方向においてつなぐ傾斜したヒール部24と、を備えている。ヒール部24と胴部4の下部との境界40を縦断するように、複数の凹状リブ30がボトル周方向に形成されている。

目的

本発明は、小型軽量化した場合であっても、ベンダビリティを確保することができると共に、底部の変形及びストレスクラックの発生を抑制することができるプラスチックボトルを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

胴部につながる底部を有するプラスチックボトルにおいて、前記底部は、当該底部の中央部を上方に向かって略半球状に窪ませてなる中央窪み部と、前記中央窪み部の外側部分につながる環状の接地部と、前記接地部の外側部分を前記胴部の下部にボトル周方向においてつなぐ傾斜又は湾曲したヒール部と、を備え、前記ヒール部と前記胴部の下部との境界を縦断するように形成された凹状リブをボトル周方向に複数備えた、プラスチックボトル。

請求項2

前記複数の凹状リブのそれぞれのリブ底面は、前記境界を面取りするように延在する、請求項1に記載のプラスチックボトル。

請求項3

前記複数の凹状リブのそれぞれの下端は、前記ヒール部に存在し、前記接地部及び前記中央窪み部には達していない、請求項1又は2に記載のプラスチックボトル。

請求項4

前記複数の凹状リブは、ボトル周方向に均等間隔で形成されている、請求項1ないし3のいずれか一項に記載のプラスチックボトル。

請求項5

当該プラスチックボトルの内容量は、200〜300mlの範囲内であり、前記複数の凹状リブは、6〜10個である、請求項4に記載のプラスチックボトル。

技術分野

0001

本発明は、プラスチックボトル(以下、単に「ボトル」ともいう。)の底部構造に関するものである。

背景技術

0002

炭酸飲料充填するプラスチックボトルは、耐圧性が求められるため、一般には、円筒形容器の底部をペタロイド形状としたものが使用されている(例えば特許文献1,2参照)。

0003

また、近年では、環境への配慮の観点から、ボトル素材資源である樹脂の使用量をできるだけ少なくし、それによりボトルを軽量化することが進められている。

先行技術

0004

特開平7−165224号公報
特開平7−300121号公報

発明が解決しようとする課題

0005

炭酸飲料系ボトルとして、1Lを超える大型サイズ、500mlの中型サイズが主流であるが、より容量の少ない小型サイズ(例えば280ml)を提供できれば、他社商品との差別化等を図ることができる。しかし、現状の炭酸飲料系ボトルをそのまま小型にすると、ベンダビリティ自販機適応性)を欠いてしまう。これは、ペタロイド形状のボトルは、ボトル全高に占める底部高さの割合が大きいため、胴部ストレート長(胴部の上側の最大径部と下側の最大径部との間の長さ)を十分に確保することができないからである。

0006

このような事情に鑑み、本発明者が、耐圧性の小型ボトルの底部構造として、底部中央部を略半球殻状底上げした所謂シャンパンベースの形状を検討したところ、内部のガス圧によってボトル(底部)が縦方向伸び、また、ストレスクラックが発生することが確認された。このような現象への対策として、ボトルを肉厚にする方法をとり得るが、これではボトルの軽量化につながらない。それゆえ、更なる改善が求められた。

0007

本発明は、小型軽量化した場合であっても、ベンダビリティを確保することができると共に、底部の変形及びストレスクラックの発生を抑制することが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。

課題を解決するための手段

0008

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、胴部につながる底部を有するプラスチックボトルにおいて、底部は、当該底部の中央部を上方に向かって略半球状に窪ませてなる中央窪み部と、中央窪み部の外側部分につながる環状の接地部と、接地部の外側部分を胴部の下部にボトル周方向においてつなぐ傾斜したヒール部と、を備え、ヒール部と胴部の下部との境界を縦断するように形成された凹状リブをボトル周方向に複数備えたものである。

0009

本発明によれば、所謂シャンパンベースの底部構造で形成されるため、ペタロイド形状のものと比べて、ボトル全高に占める底部高さの割合を小さくできる。したがって、胴部のストレート長を大きくできるので、ベンダビリティを確保することができる。加えて、複数の凹状リブによって、シャンパンベースの底部構造の強度を補強することができる。具体的には、傾斜又は湾曲したヒール部と胴部の下部との境界位置にこれを縦断するように複数の凹状リブを形成しているので、この凹状リブの方向に内圧を逃がすことができる。これにより、内圧によるボトル(底部)の縦方向への伸びを抑制することができる。と同時に、ストレスクラックの発生を抑制することができる。よって、炭酸飲料を充填するのに適したベンダビリティのある小型の軽量化ボトルを提供することができる。

0010

本発明の好ましい一態様によれば、複数の凹状リブのそれぞれのリブ底面は、上記境界を面取りするように延在するとよい。

0011

こうすることで、ヒール部と胴部の下部の各形状に沿ったリブ底面とする場合に比べて、凹状リブによる補強効果一段と高めることができる。とりわけ、シャンパンベースにおける凹状リブが、ペタロイド形状における脚部間の谷部のように機能し得るため、ペタロイド形状と同様の原理に基づく内圧の分散を図ることができる。

0012

本発明の好ましい一態様によれば、複数の凹状リブのそれぞれの下端は、ヒール部に存在し、接地部及び中央窪み部には達していないとよい。

0013

上述のとおり、凹状リブはストレスクラックの発生を抑制するものではあるものの、長すぎる凹状リブは、却ってストレスクラックを発生させる原因ともなり得る。この点、上記構成の如く、接地部を含むこれ以降の内側領域に凹状リブを延在させないようにすることで、ボトル変形の抑制とストレスクラックの発生の抑制とをバランスよく両立することができる。

0014

本発明の好ましい一態様によれば、複数の凹状リブは、ボトル周方向に均等間隔で形成されているとよい。

0015

こうすることで、シャンパンベースの底部構造をボトル周方向に均等に補強することができるので、より一層、内圧によるボトル(底部)の縦方向への伸びの抑制とストレスクラックの発生の抑制とを図ることができる。

0016

本発明の好ましい一態様によれば、当該プラスチックボトルの内容量は200〜300mlの範囲内であり、複数の凹状リブは6〜10個であるとよい。

0017

本発明者の解析結果によれば、凹状リブの数が6個未満であると、内圧によるボトル(底部)の縦方向への伸びを吸収できる量が減り易いとの知見が得られた。また、凹状リブの数が10個を超えると、ストレスクラックに悪影響が出やすいとの知見が得られた。このストレスクラックへの悪影響は、プリフォームからボトルへと延伸ブロー成形した際に、単位面積当たりの肉厚が減ることが原因であると考えられる。この点、上記構成の如く、小型サイズのボトルにおける凹状リブの数を適正化することで、内圧によるボトル(底部)の縦方向への伸びの抑制とストレスクラックの発生の抑制とをバランスよく両立することができる。

図面の簡単な説明

0018

(a)及び(b)は、実施形態に係るプラスチックボトルをそれぞれ別の角度から見た斜視図である。
(a)は図1のプラスチックボトルの正面図であり、(b)は(a)から22.5度ずらした角度から見た側面図である。
(a)及び(b)は、それぞれ、図2(a)のIIIa−IIIa線及びIIIb−IIIb線で切断した縦断面図である。
図3(a)のIV−IV線で切断した横断面図である。

実施例

0019

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を説明する。
以下の説明では、ボトル底部が存在する方を下側とし、ボトル口部が存在する方を上側とする。横断面とは、ボトルの中心軸に直交する平面における断面形状を意味し、縦断面とは、ボトルの中心軸を含む平面における断面形状を意味する。

0020

図1〜3に示すように、プラスチックボトル(以下、「ボトル1」という。)は、上側から順に、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、内部に炭酸飲料を貯留するための有底筒状ボトル壁を構成する。ボトル1は小型サイズのボトルであり、ここでは、ボトル1の内容量が約280mlとなっている。また、ボトル1の樹脂量は23.1gである。

0021

ボトル1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主材料として、二軸延伸ブロー成形等の延伸成形法により成形される。
ボトル1の製造工程の一例を説明する。まず、金型内に熱可塑性樹脂を射出し、プリフォームを射出成形する。プリフォームは、口部2と同形状の口部と、その下側につながる有底の筒状部と、で構成される。射出成形後は、プリフォームをブロー成形機にセットして、プリフォームの筒状部を加熱する。そして、延伸ロッドによって筒状部を縦方向に延伸させると共に、圧縮空気を吹き込んで筒状部を横方向に延伸させる。延伸させた筒状部の部位を金型内面押し付け、その後固化させる。これにより、肩部3、胴部4及び底部5が成形され、ボトル1の一連の成形が完了する。

0022

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、円形横断面が下方にかけて徐々に拡大してなり、口部2の下端を胴部4の上端につなげる。胴部4は、側面ストレートの円形横断面からなる部分であり、ラベル取付け部10、上側の最大外径部12、下側の最大外径部14及び接続部16を有している。ラベル取付け部10は、胴部4の上下方向の中間部をボトル周方向に沿って僅かに凹ませてなり、ここにボトル1の中身を明示するためのラベルが貼付される。最大外径部12,14は、ボトル1において最大径を有する部分であり、互いに同程度の高さを有している。上側の最大外径部12は、ラベル取付け部10の上端を肩部3の下端につなげている。下側の最大外径部14は、ラベル取付け部10の下端を接続部16の上端につなげている。接続部16は、底部5の上端につながる部分であり、後述の凹状リブ30の一部が形成されている。

0023

ここで、接続部16は最大外径部14よりも僅かに小さい直径で形成することもできるが、本実施形態のように、接続部16と最大外径部14とを同じ直径で形成し、両者を面一でつなげてもよい。この場合、接続部16を最大外径部14の一部と把握することができるが、ここでは、凹状リブ30の一部が形成されている部分を接続部16と定義することにする。

0024

図1〜4に示すように、底部5は、いわゆるシャンパンベースの形状となっている。具体的には、底部5は、中央窪み部20、接地部22及びヒール部24で構成されている。中央窪み部20は、底部5の中央部を上方に向かって略半球状に窪ませてなる部分であり、その曲率中心ボトル外方に位置しかつボトル1の中心軸線上に位置している。中央窪み部20の中心部の高さ位置は、ヒール部24の上端よりも上方の位置にある。接地部22は、中央窪み部20の外側部分につながる環状の部位であり、ボトル1を設置面に自立させた場合に、ボトル1が接触する唯一の部分が接地部22である。接地部22の縦断面は、ここでは、ボトル内方に曲率中心を有する円弧となっている。ヒール部24は、接地部22の外側部分から上方に拡開するように延びており、接地部22の外側部分を接続部16の下端にボトル周方向においてつないでいる。ヒール部24は、接続部16の下端から下方にかけて徐々に縮径するように形成されており、その形状は、傾斜した面(直線的な面)、湾曲した面又はその組み合わせで形成することができる。

0025

複数の凹状リブ30は、ボトル周方向に均等間隔に全部で8個形成され、シャンパンベースである底部5を補強している。凹状リブ30は、ヒール部24と接続部16との境界40を縦断するように形成されている。具体的には、凹状リブ30は、その下端30aがヒール部24の下部に、その上端30bが接続部16の上端に、且つ、その中間部30cが境界40に存在するように縦方向に延在し、ヒール部24及び接続部16に形成されている(参照:図2(a))。また、凹状リブ30は、リブ底面32と、リブ底面30のボトル周方向の一方側及び他方側に形成された一対のリブ側面34,36と、で構成されている(参照:図2(b))。リブ底面32は、境界40を面取りするように、ヒール部24よりも急角度の傾斜で上方に向かって外側に延びている(参照:図3(a)、(b))。換言すると、リブ底面32は、ヒール部24及び接続部16を構成する各面に沿って延びているのではなく、当該各面とは異なる角度で延びるようにヒール部24及び接続部16に形成されている。リブ底面32は、正面視、略長方形であり、上端及び下端(上記の上端30b、下端30aに相当する。)が接続部16及びヒール部24の他の面に段差無くつながっている。

0026

以上説明したボトル1によれば、底部5をいわゆるシャンパンベースの形状としているため、ペタロイド形状の底部構造と比べて、ボトル全高Lに占める底部高さL1の割合を小さくすることができる(参照:図2)。これにより、小型サイズのボトル1において、胴部4のストレート長L2を大きくできるので、ボトル1のベンダビリティを確保することができる。

0027

加えて、複数の凹状リブ30を底部5のヒール部24と胴部4の下部との境界40を縦断するように形成しているので、凹状リブ30の延在方向に内圧を逃がすことができる。これにより、炭酸飲料のガス圧によるボトル1(底部5)の縦方向への伸びを抑制することができると共に、ストレスクラックの発生を抑制することができる。とりわけ、凹状リブ30のリブ底面32を、上記の境界40を面取りするように延在させているので、凹状リブ30による補強効果を一段と高めることができている。

0028

また、凹状リブ30の長さを底部5の全領域に亘るほど長くは形成していないので、ストレスクラックとの関係上有利となる。すなわち、凹状リブは本来ストレスクラックの発生を抑制するものではあるものの、長すぎる凹状リブは、却ってストレスクラックを発生させる原因ともなり得る。この点、本実施形態では、凹状リブ30の下端30aが接地部22及び中央窪み部20には達しないようにしているので、ストレスクラックの発生の抑制とボトル変形の抑制とを適切に両立することができる。

0029

したがって、本実施形態によれば、厚肉化せずにボトル1の強度を確保することができるので、炭酸飲料を充填するのに適したベンダビリティのある小型ボトル1の軽量化を図ることができる。

0030

本実施形態のボトル1は、密封時におけるボトル内圧陽圧の場合に好適に用いることができる耐圧ボトルであるが、充填される飲料の対象は炭酸飲料に限らず、発泡性の飲料であってもよい。また、緑茶ウーロン茶紅茶コーヒー果汁等の各種の非炭酸飲料であっても、これらを充填してから密封する前に、ボトル1内に液体窒素を添加することで密封後のボトル内圧を陽圧にすることもできる。要するに、ボトル1には、炭酸飲料であっても非炭酸飲料であっても、密封時の内圧が0〜0.8MPaの範囲の飲料を好適に充填できるように構成されている。

0031

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

0032

例えば、凹状リブ30の数、長さ、幅、深さ、角度及び形状は、適宜設計することができる。上記実施形態では、17.25mmの下部高さ(L−L2。図2(b)参照)に対して、8個の凹状リブ30の長さ及び深さがそれぞれ16.75mm及び2.06mmに設定されている。また、リブ底面32は直線的でもよいし、湾曲面であってもよい。凹状リブ30の数は、ボトル1の内容量が200〜300mlの範囲内である場合には、6〜10個であることが好ましい。本発明者の知見によれば、6個未満であると、内圧によるボトル1の縦方向への伸びを吸収できる量が減り易く、また、10個を超えると、ストレスクラックに悪影響が出やすいからである。

0033

また、胴部4の形状は、特に限定されるものではなく、適宜設計することができる。例えば、胴部4には、持ち易さ向上のためのくびれを形成したり、強度向上のための溝を形成することができる。

0034

1:ボトル、 4:胴部、 5:底部、 16:接続部(胴部の下部)、20:中央窪み部、 22:接地部、 24:ヒール部、 30:凹状リブ、 30a:下端、 30b:上端、 30c:中間部、 32:リブ底面、 40:境界

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