JP2020040717A - プラスチックボトルの泡立ち防止底部 - Google Patents

Abstract

【課題】傾けて支持されたプラスチックボトルに回転式充填装置を用いて液体を充填する際に、泡立ちが防止されるプラスチックボトルの泡立ち防止底部を提供する。【解決手段】底部４０は、該底部４０中央の平坦面４２と、前記底部４０周縁に位置する接地部４１と、前記平坦面４２の外周縁４２ｄから前記接地部４１の内周縁４１ａに連設する連設部４３と、を有し、該連設部４３は、ボトル軸１１に直交する縦断面が、前記平坦面４２の外周縁４２ｄから前記接地部４１側に向かって段階的に下方に傾斜する複数の傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃを有し、該傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃは、下方に窪んだ略円弧状の傾斜面であり、該傾斜面は、前記傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃの外周縁を含む水平面より下方に膨出せず、隣接する前記傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ同士の間に平面部４５を設ける。【選択図】図５

Description

本発明は、プラスチックボトルの底部に関し、より詳細には、傾けて支持されたプラスチックボトルに回転式充填装置を用いて液体を充填する際のプラスチックボトルの泡立ち防止底部に関する。

周知のようにプラスチックボトルに代表されるボトル型容器は、各種飲料等の内容液を収容する容器として広く利用されている。このボトル型容器に内容液を充填する方法として、生産効率を上げるために高速で円筒ドラム状の充填機を回転させる回転式充填装置が知られている。
回転式充填装置においては、円板の回転中に液剤が充填ノズルから吐出されて容器内に充填されるので、遠心力によって液柱が回転体の外方へ振れて容器底部の外側に着液する。容器の底部において、中央部が凸状に形成され、外周側が凹部になっている形状の場合には、充填された液体が外側の凹部に直接当たると大きく跳ね上がり泡立ち量が多くなってしまう問題があった。

そこで、充填時の泡立ちを抑制する回転式充填装置が提案されている（特許文献１参照）。この回転式充填装置では、容器の底部の中心に液体を落下させるために、容器を支持する容器ホルダによって、充填ノズルから鉛直下方へ吐出される液体の吐出方向に対して下方へ向かって円板の外周側へ傾斜角度θで傾斜するように容器を支持するとされている。なお、この傾斜角度θは、一般に、回転式充填装置の充填バルブの回動軌跡の直径、製造能力（毎分液体を充填できる容器本数）、及び充填バルブの本数などによって定まる値であり、３〜６度程度であることが知られている。

しかし、上述の回転式充填装置における対策では泡立ちの抑制が不充分であるため、内容液を容器の口部付近まで充填する際の口部からの泡こぼれ、及び口部の汚れ防止対策として、ヘッドスペース（空気残存スペース）Ｓを大きくしなければならなかった（図８（ｂ）参照）。このヘッドスペースＳが大きいと、内容液の酸化が促進し、また内容液が少なく見えるため、ヘッドスペースＳのさらなる少量化に向けた泡立ち防止対策が、充填される容器の構造においてもなされる必要がある。

この問題の対策として、例えば、特許文献２の容器の底部構造が提案されている。特許文献２の容器の底部構造は、容器の外周壁を構成する胴部の下端は底部により閉塞されている。この底部は、環状に形成された接地部と、接地部内の中央位置に形成された凸状部とを備える。この接地部と凸状部との間に環状凸状部が形成され、環状凸状部に隣接して環状凹状部が形成されている。

特開２００６−２４８５４７号公報 特開２０１５−２０５７２６号公報

しかしながら、特許文献２に記載された技術は、内容液が環状凸状部を超える際に流れの勢いが弱まって胴部に衝突することで液はねを抑えて泡立ち防止を試みているが、内容液が環状凸状部の勾配を昇って胴部の内壁方向と接地部方向に分岐し、この胴部の内壁方向に分岐した内容液が環状凸状部の勾配に沿って胴部の内壁に衝突し、跳ね上げられ、泡立ちが増大することが懸念される。

そこで本発明の目的は、傾けて支持されたプラスチックボトルに回転式充填装置を用いて液体を充填する際に、泡立ちが防止されるプラスチックボトルの泡立ち防止底部を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明のプラスチックボトルの泡立ち防止底部は、底部は、該底部中央の平坦面と、前記底部周縁に位置する接地部と、前記平坦面の外周縁から前記接地部の内周縁に連設する連設部と、を有し、該連設部は、ボトル軸に直交する縦断面が、前記平坦面の外周縁から前記接地部側に向かって段階的に下方に傾斜する複数の傾斜部を有し、該傾斜部は、下方に窪んだ略円弧状の傾斜面であり、該傾斜面は、前記傾斜部の外周縁を含む水平面より下方に膨出せず、隣接する前記傾斜部同士の間に平面部を設けることを特徴とする。

更に、前記平坦面は、前記平坦面の径Ｄ１と、前記底部の上方に連接された胴部の最大径Ｄ２との比Ｄ１／Ｄ２が、０．０５〜０．３０となるように形成されることを特徴とする。

更に、前記傾斜部は、プラスチックボトルの全高に対する各前記傾斜部の前記ボトル軸方向の高さの比が、０．０２〜０．２５となるように形成されることを特徴とする。

更に、前記接地部の延長線と、各前記傾斜部の最大湾曲部の傾斜面における接線と、のなす傾斜角は、１５〜６０度であることことを特徴とする。

本発明のプラスチックボトルの泡立ち防止底部によれば、底部は、底部中央の平坦面と、底部周縁に位置する接地部と、平坦面の外周縁から接地部の内周縁に連設する連設部と、を有し、連設部は、ボトル軸に直交する縦断面が、平坦面の外周縁から接地部側に向かって段階的に下方に傾斜する複数の傾斜部を有し、傾斜部は、下方に窪んだ略円弧状の傾斜面であり、傾斜面は、傾斜部の外周縁を含む水平面より下方に膨出せず、隣接する傾斜部同士の間に平面部を設けるので、傾けて支持されたプラスチックボトルに回転式充填装置を用いて液体を充填する際に、連設部を流れる間で内容液の流速を段階的に減衰させると共に、内容液が接地部を通過してから胴部の内壁に衝突するので、液はねを小さく抑えられ、泡立ちを防止することができる。

更に、本発明のプラスチックボトルの泡立ち防止底部によれば、平坦面は、平坦面の径Ｄ１と、底部の上方に連接された胴部の最大径Ｄ２との比Ｄ１／Ｄ２が、０．０５〜０．３０となるように形成されるので、回転式充填装置における充填ノズルの位置合わせを容易にでき、いったん平坦面に内容液が当たり、流速を減衰させることができる。

更に、本発明のプラスチックボトルの泡立ち防止底部によれば、傾斜部は、プラスチックボトルの全高に対する各傾斜部のボトル軸方向の高さの比が、０．０２〜０．２５となるように形成されるので、連設部を流れる間で内容液の流速が段階的に減衰されるので、泡立ちを防止することができる。

更に、本発明のプラスチックボトルの泡立ち防止底部によれば、接地部の延長線と、各傾斜部の最大湾曲部の傾斜面における接線と、のなす傾斜角は、１５〜６０度であるので、連設部を流れる間で内容液の流速が段階的に減衰されるので、泡立ちを防止することができる。

本実施形態に係るプラスチックボトルの泡立ち防止底部を備えたプラスチックボトルの一例が示された正面図である。 図１のプラスチックボトルの平面図である。 図１のプラスチックボトルの底面図である。 図２のＩ方向矢視図である。 （ａ）は図３のＩＩ−ＩＩ線の一部断面拡大図であり、（ｂ）は図３のＩＩＩ−ＩＩＩ線の一部断面拡大図である。 図５（ａ）の部分断面拡大図である。 （ａ）は、傾けて支持された本実施形態に係るプラスチックボトルに回転式充填装置を用いて液体を充填する際の液体の流れを示すイメージ図、（ｂ）は、傾けて支持された従来のプラスチックボトルに回転式充填装置を用いて液体を充填する際の液体の流れを示すイメージ図である。 （ａ）は傾けて支持されたプラスチックボトルに回転式充填装置を用いて内容液を充填する際の概略図、（ｂ）は内容液充填完了時のプラスチックボトル正面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線の断面拡大図である。 図１のＶ−Ｖ線の一部断面拡大図である。なお、矢印方向がプラスチックボトルの外方を示している。 図１のプラスチックボトルにおける周溝部分の拡大図である。 回転式充填装置を説明する概略平面図である。 比較例のプラスチックボトルの正面図である。 図１３のプラスチックボトルの平面図である。 図１３のプラスチックボトルの底面図である。 図１５のＶＩ−ＶＩ線の一部断面拡大図である。 本実施形態に係るプラスチックボトルの泡立ち防止底部を備えたプラスチックボトルの変形例である。

以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態の詳細を説明する。図１は本実施形態に係るプラスチックボトル１の泡立ち防止底部を備えたプラスチックボトルの一例が示された正面図である。図２は図１のプラスチックボトル１の平面図であり、図３は図１のプラスチックボトル１の底面図である。図４は図２のＩ方向矢視図である。なお、以下では、説明の便宜上、プラスチックボトル１を正立させた図１の状態において、容器内に内容物が充填されるプラスチックボトル１の口部１０を上とする。

図１〜図５に示されるように、本実施形態に係るプラスチックボトル１の泡立ち防止底部は、底部４０は、底部４０中央の平坦面４２と、底部４０周縁に位置する接地部４１と、平坦面４２の外周縁４２ｄから接地部４１の内周縁４１ａに連設する連設部４３と、を有し、連設部４３は、ボトル軸１１に直交する縦断面が、平坦面４２の外周縁４２ｄから接地部４１側に向かって段階的に下方に傾斜する複数の傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃを有し、傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃは、下方に窪んだ略円弧状の傾斜面であり、傾斜面は、傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃの外周縁を含む水平面より下方に膨出せず、隣接する傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ同士の間に平面部４５を設けることを特徴とする。

以下では、本実施形態に係るプラスチックボトル１の好適な態様の一例として、水平方向の断面視が略長方形の角ボトルを例示し、詳細に説明する。上述の底部４０の構成を備えるボトルは、底部形状を除いて特に制限はなく、容器の胴部の断面が円形の丸ボトルや、容器の胴部の断面が略四角形の角ボトルの如何を問わない。

本実施形態に係るプラスチックボトル１は、口部１０と、肩部２０と、胴部３０と、底部４０とを有する。口部１０は、内容物の充填口、及び注出口、あるいは飲み口となり、口部１０に、図示せぬ蓋が取り付けられることによってプラスチックボトル１が密閉される。

肩部２０は、その上側が口部１０に連なり、一方で、その下側が胴部３０に連なる。肩部２０は、上方から下方に向かって拡径する略四角錐台の形状を有する。図２に示されるように、プラスチックボトル１は角ボトルであるため、肩部２０は、時計回りに、肩部２０Ａ、肩部２０Ｂ、肩部２０Ｃ、及び肩部２０Ｄの４面から構成される。より詳細には、肩部２０は、互いに同一の形状からなる４つの肩壁部２１を有しており、更に、隣接する肩壁部２１同士の間には肩コーナー部２２が形成されている。なお、以下では、肩部２０Ａの含まれる１面を取り上げて説明を行い、必要に応じて、上述のような周方向の４面の各部位に対し、符号Ａ〜Ｄを適宜付す。

肩部２０及び胴部３０は、複数の壁部５１と、壁部５１同士をつなぐコーナー部５２とからなり、壁部５１が、肩壁部２１と、胴壁部３１とに分割され、更に、胴壁部３１が、上胴壁部３１Ｅと、下胴壁部３１Ｆとに分割され、コーナー部５２が、肩コーナー部２２と、胴コーナー部３２とに分割され、更に、胴コーナー部３２が、上胴コーナー部３２Ｅと、下胴コーナー部３２Ｆとに分割されている。

肩部２０は、詳細には、上胴壁部３１Ｅ、及び上胴コーナー部３２Ｅに連接する。肩壁部２１は、上下方向に分割された２つのパネル２１ａ，２１ｂによって形成されることが肩部２０の強度を向上させる観点から好ましい。なお、上下方向の分割は、壁部５１の水平方向の略中央を上方に延びる線上であることが強度を向上させる観点から好ましい。一方で、肩コーナー部２２は、１つのパネルによって形成されても良い。

次に、肩部２０から胴部３０に切り替わる周方向に延びる稜線５０を跨いで縦リブ５３が複数設けられることが、外部からの衝撃によって肩部２０から胴部３０に切り替わる稜線５０付近の部分が凹む、いわゆる肩潰れを防止し、かつ垂直方向の座屈強度を高める観点から好ましい。また、この効果を適切に発揮させる観点から、壁部５１、及びコーナー部５２の水平方向の略中央を上下方向に延びる線上に縦リブ５３が設けられることが好ましい。

また、縦リブ５３は、直線状の溝底部５５で溝側面が交わる断面Ｖ字状の溝形状とするほか、所定の幅の溝底部５５を有し、溝底部５５の幅方向両端縁から溝側面が立ち上がる断面台形状の溝形状とするほか、断面円弧状の凹形状としても良い。

この構成によって、肩部２０から胴部３０に切り替わる周方向に延びる稜線５０近傍の領域に外力が加わる等して、稜線５０近傍の領域がボトル内方に押し込まれるようにして変形すると、高さ方向に直交する方向に折れ線が生じるように変形する。この折れ線に直交するように縦リブ５３を設けることによって、そのような形状変化に対する復元力を発揮させることができ、プラスチックボトル１の肩部２０から胴部３０に切り替わる稜線５０付近における永久変形を抑止することができる。すなわち、肩潰れを防止し、かつ垂直方向の座屈強度を高めることができる。

更に、縦リブ５３の上端５４は、稜線５０に対して垂直方向上方に、０．５〜４．０ｍｍの位置に設けられる凹状リブであることが好ましい。更に、壁部５１の周方向に隣り合う縦リブ５３同士は、２〜６ｍｍの等間隔で設けられることが好ましい。更に、壁部５１、及びコーナー部５２の縦リブ５３は、各々奇数本備えられ、特に、壁部５１の縦リブ５３は、各々５〜１５本形成されるのが好ましい。

次に、プラスチックボトル１の胴壁部３１の詳細について説明する。胴壁部３１は、上下方向の略中間部において、上胴壁部３１Ｅと、下胴壁部３１Ｆとに分割され、それぞれ圧力吸収パネル３５を備えていることが好ましい。圧力吸収パネル３５は、プラスチックボトル１の内部の圧力変化、特に減圧変化を吸収し、かつプラスチックボトル１の強度、特に側壁強度を保持する。以下では、圧力吸収パネル３５について説明するが、上胴壁部３１Ｅと下胴壁部３１Ｆとも同様の形態であるため、下胴壁部３１Ｆについてのみ取り上げて説明し、上胴壁部３１Ｅの構成の説明は省略する。

下胴壁部３１Ｆの圧力吸収パネル３５は、図１、図９及び図１０に示すように、下胴壁部３１Ｆの最外方面から１段内方に凹んだ段胴壁面３３ａと、段胴壁面３３ａから１段外方に凸となる段胴壁面３３ｂと、を有し、段胴壁面３３ｂの周囲を取り囲むように面取り部３７ｄを介してパネル傾斜部３４ｂが形成され、パネル傾斜部３４ｂの周囲を取り囲むように面取り部３７ｃを介して段胴壁面３３ａが形成され、段胴壁面３３ａの周囲を取り囲むように面取り部３７ｂを介してパネル傾斜部３４ａが形成され、パネル傾斜部３４ａの周囲を取り囲むように面取り部３７ａを介して下胴壁部３１Ｆの最外方面が接続される。

そして、下胴壁部３１Ｆの最外方面から段胴壁面３３ａの深さｓ１は、０．５〜４．０ｍｍ、好ましくは１．０〜３．０ｍｍであり、段胴壁面３３ｂから段胴壁面３３ａの深さｓ２は、０．２〜３．０ｍｍ、好ましくは０．５〜２．０ｍｍである。ｓ１，ｓ２には、ｓ１＞ｓ２の関係があり、深さｓ１が小であると、プラスチックボトル１の内圧変化による荷重を吸収しにくくなり、一方で、深さｓ１が大であると、プラスチックボトル１の成形時に、賦形不良や、過延伸による白化が発生しやすくなる。

プラスチックボトル１はわずかながら、酸素の透過性を有している。そして、プラスチックボトル１内での保存が長期間に及ぶと、内容液によっては酸化が起こり、これによって、プラスチックボトル１内が減圧する。その他にも、内容液の充填時と、保管時との温度差によってもプラスチックボトル１の内部の圧力が変化する。内部で減圧が生じたプラスチックボトル１は内方に引っ張られて変形が生じる。

このとき、圧力吸収パネル３５は、段胴壁面３３ａ，３３ｂが伸ばされることによって容易に内方に向けて変形する。圧力吸収パネル３５は、プラスチックボトル１内が減圧された際に、プラスチックボトル１の内方に凹むことによって、プラスチックボトル１全体の変形を防止する役割を果たす。更に、プラスチックボトル１に加わった応力を凹凸部分で分散させ、壁面５１の剛性が高まり、胴膨れを防止する効果も得られる。

なお、圧力吸収パネル３５は、プラスチックボトル１内が増圧された際にもプラスチックボトル１全体の変形を防止する役割を果たす。このような構成を有する圧力吸収パネル３５によって、プラスチックボトル１の開栓時に、プラスチックボトル１の壁が内方へ押圧されて内容物が口部１０から押し出されてこぼれることも防止することができる。そして、圧力吸収パネル３５は、胴部３０の剛性を高めることができる。

ここで、段胴壁面３３ｂのパネルが平坦な面であると、ボトルが保持された際の変形が著しくなる。そこで、段胴壁面３３ｂのパネル内の上端から下端まで上下方向の全域にわたって水平方向へ延びる複数の横リブ３６を有することが好ましい。なお、上述のように、段胴壁面３３ｂに囲まれたパネル内には、水平方向に延びる複数の横リブ３６を有することが好ましいものの、任意の方向に延びる図示せぬ凹状や凸状のリブを有していても良い。更に、横リブ３６は、段胴壁面３３ｂに囲まれたパネル内の一部、例えば、上半分、下半分、上下方向の中央部分のみ、に形成されても良い。

しかしながら、横リブ３６が多くなりすぎると、圧力吸収パネル３５が、プラスチックボトル１の内方に変形しにくくなり、圧力吸収の機能が失われる。したがって、横リブ３６の本数、及び寸法が適切となるように適宜設計される。

横リブ３６は、段胴壁面３３ｂに囲まれたパネル内において、４〜１０本設けられることが好ましい。横リブ３６が４本以上とされることによって、減圧吸収機能を充分に発揮することができ、胴壁部３１の剛性が高まり、プラスチックボトル１に加わった圧力が分散され、胴膨れ防止の効果が充分に得られる。一方で、横リブ３６が１１本以上となると、減圧吸収機能が損なわれる。

プラスチックボトル１の上胴壁部３１Ｅはラベルが装着される部位である。ラベルは、例えば、プラスチックボトル１に被せられた筒状のポリスチレン（ＰＳ：PolyStyrene）や、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ：PolyEthylene Terephthalate）等の熱収縮性フィルムに熱風を当てて収縮させるシュリンクラベルによって装着される。そして、筒状の熱収縮性フィルムの寸法は予め定められた値に決まっているので、上胴壁部３１Ｅが膨れていると、熱収縮性フィルムが詰まったり、入らなかったりする不具合が生じる。

そこで、圧力吸収パネル３５は、プラスチックボトル１の上胴壁部３１Ｅの最外方面より外方には出っ張らないように構成されるのが好ましい。すなわち、段胴壁面３３ｂが上胴壁部３１Ｅの最外方面より内方に位置し、段胴壁面３３ｂに囲まれたパネル内に設けられた横リブ３６は、凹状リブであることが好ましい。これによって、上胴壁部３１Ｅへのラベルの装着が円滑に行われ、段ボール等への箱詰めの積載効率にも優れ、生産性を向上させることができる。更に、圧力吸収パネル３５を備えることによって、プラスチックボトル１に内容物が充填された商品の外観を良好に保ち、商品価値の低下を防止することができる。

図９に示される段胴壁面３３ａの幅ａは、０．５ｍｍ≦ａ≦５.０ｍｍとすることが好ましい。段胴壁面３３ａは、ブロー成形金型では凹凸形状となるため、０．５ｍｍ≦ａとすることによってブロー成形時に段胴壁面３３ａを賦形しやすくなる。一方で、段胴壁面３３ａの幅ａをａ≦５．０ｍｍとすることによって、減圧吸収機能や補強機能を充分発揮することができる。

パネル傾斜部３４ａ，３４ｂの角度θ２、θ１については、１５度≦θ２≦６０度，１５度≦θ１≦６０度であることが、ブロー成形性や、成形後の離型性の観点から好ましい。なお、θ２，θ１はすべて同一の値θ２＝θ１としても良い。

なお、１つの圧力吸収パネル３５において、各寸法ｓ１，ｓ２，ａ，θ１，θ２等は、上述した関係を満たす異なる値で適宜設計することができる。更に、上述の下胴壁部３１Ｆの圧力吸収パネル３５と横リブ３６との構成は、上胴壁部３１Ｅの圧力吸収パネル３５と横リブ３６との構成に、矛盾しない範囲で任意に組み合わせ可能である。

上胴壁部３１Ｅと下胴壁部３１Ｆとの間には、図１１に示すように、胴壁部３１、及び胴コーナー部３２を横切る環状の周溝３８を有することが好ましい。周溝３８は、胴部３０の水平方向の荷重に耐える強度である側壁強度を向上させる。

ここで、周溝３８の構成について詳述する。周溝３８は、胴コーナー部３２の両端部から中央に向け、幅広となるように形成される。すなわち、胴コーナー部３２の両端部における周溝３８の幅ｃ１より、胴コーナー部３２の中央における周溝３８の幅ｃ２が大である。この構成によって、胴部３０の剛性を高めることができる。

ｃ２／ｃ１の比は１．０５〜２．５０であることが座屈強度、及び賦形性の観点から好ましい。ｃ２／ｃ１の比が１．０５よりも小であると、応力の集中を防止する効果が発揮されにくくなる。一方で、ｃ２／ｃ１の比が２．５０よりも大であると、垂直荷重時に屈曲点になってしまう。

下胴壁部３１Ｆには、圧力吸収パネル３５の下方であって、底部４０に近い位置に、水平方向に延びる溝部３９を有し、溝部３９の両端は、壁部５１の両端まで延びていない。この構成によって、口部１０からボトルに充填される内容液は、後述する底部４０の平坦面４２に当たった後、平坦面４２から接地部４１に向かって流れ、胴部内壁に沿って上昇する際、底部４０に近い位置で内側に凹む溝部３９に接触することで、大きな乱流とならずに泡立ちが防止される。

次に、図３、及び図５に基づき、プラスチックボトル１の底部４０の詳細について説明する。底部４０は、底部４０中央の平坦面４２と、底部４０周縁に位置する接地部４１と、平坦面４２の外周縁４２ｄから接地部４１の内周縁４１ａに連設する連設部４３と、を備えている。この連設部４３には、ボトル軸１１に直交する縦断面が、平坦面４２の外周縁４２ｄから接地部４１側に向かって段階的に下方に傾斜する複数の傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃが形成されている。傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃは、下方に窪んだ略円弧状の傾斜面であり、該傾斜面は、傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃの外周縁を含む水平面より下方に膨出せず、隣接する傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ同士の間に平面部４５を設けることを特徴とする。

なお、接地部４１の周縁は、略長方形であり、長方形の短辺部分が略円弧状である。接地部４１の周縁の形状はこの構成に限定されるものではなく、例えば、六角形などの多角形状や円形状、楕円形状などであってもよい。

そして、連設部４３は、平坦面４２の外周縁４２ｄから接地部４１側に向かって傾斜する第１傾斜部４４ａと、第１傾斜部４４ａの外周縁から連続し、接地部４１側に向かって傾斜する第２傾斜部４４ｂと、第２傾斜部４４ｂの外周縁から連続し、接地部４１側に向かって延びる平面部４５と、平面部４５の外周縁から連続し、接地部４１の内周縁４１ａに向かって傾斜する第３傾斜部４４ｃと、の３段階の傾斜を有する構成である。

ここで、平坦面４２は、平坦面４２の径Ｄ１と、胴部３０の最大径Ｄ２との比Ｄ１／Ｄ２が、０．０５〜０．３０となる範囲に形成されることが好ましい。この形成範囲が小さすぎると、内容液Ｗの着液可能範囲が狭くなり、図８（ａ）、及び図１２に示す回転式充填装置５における充填ノズル２の位置合わせが必要となり、また内容液Ｗが平坦面４２に当たりずらくなり、いったん平坦面４２に当たることで流速を減衰させる機能の発現が不充分になってしまう。形成範囲が大きすぎると、内容液Ｗの着液可能範囲が広くなり、回転式充填装置５における充填ノズル２の位置合わせは容易にできるが、連設部４３の範囲が狭くなり、３段階の傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃまたは平面部４５を設けるスペースを充分に確保することができず、連設部４３を流れる間で段階的に内容液Ｗの流速が減衰されずに胴部の内壁に衝突するため、液はねを抑えることができず、泡立ちを防止できない。

なお、平坦面４２は、円形状であることが好ましいが、ボトルのサイズや形状等を鑑みて、六角形などの多角形状や楕円形状などとしてもよい。また、本実施形態の変形例として、図１７に示すように、底部４０中央の平坦面４２は、中央に逆ドーム状の凹部４２ｅを有していてもよい。この構成により、プラスチックボトルをブロー成形する際に使用される延伸ロッドが、この逆ドーム状の凹部４２ｅにうまく収まり、ボトル成形し易くなる。

また、図５（ａ）、及び図５（ｂ）に示すように、傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃは、プラスチックボトル１の全高Ｈ１に対する第１傾斜部４４ａ，第２傾斜部４４ｂ，第３傾斜部４４ｃのボトル軸１１方向の高さＨ３，Ｈ４，Ｈ５の比Ｈ３／Ｈ１，Ｈ４／Ｈ１，Ｈ５／Ｈ１が、０．０２〜０．２５となるように形成されることが、連設部４３を流れる間で内容液Ｗの流速を段階的に減衰して泡立ちを防止する観点から好ましい。

更に、図６に示すように、接地部４１の延長線と、第１傾斜部４４ａ，第２傾斜部４４ｂ，第３傾斜部４４ｃの最大湾曲部の傾斜面における接線と、のなす傾斜角α，β，γは、１５〜６０度、であることが、連設部４３を流れる間で内容液Ｗの流速を段階的に減衰して泡立ちを防止する観点から好ましい。更に、傾斜角α，β，γは、β≧α＞γの関係であることがより好ましい。α＞β＞γ、またはα＞βの場合は、充填時の内容液Ｗの流速が早ければ問題ないが、流速が遅いと徐々に充填が追い付いて、内容液Ｗが詰まってしまい余計に泡立つことになる。

なお、傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃのボトル軸１１方向の高さＨ３，Ｈ４，Ｈ５や接地部４１の延長線に対する傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃの最大湾曲部の傾斜面における接線のなす傾斜角α，β，γなどは、ボトルのサイズ等を鑑みて適宜設計することができる。

次に、従来のプラスチックボトルの底部４０の構成と本実施形態のプラスチックボトルの底部４０の構成において、回転式充填装置５を用いて前記充填ノズル２（図８（ａ）参照）から鉛直下方へ吐出される内容液Ｗの吐出方向に対して下方へ向かって、ホイール７（図１２参照）の外周側へ傾斜角度θで傾斜するように支持されたボトル内に充填された内容液Ｗの流れについて、詳細に説明する。なお、この傾斜角度θは、３〜６度程度であることが好ましく、回転式充填装置５の充填バルブ２の回動軌跡の直径、製造能力（毎分液体を充填できる容器本数）、及び充填バルブ２の本数などによって適宜調整することができる。

ここで、図７、図８及び図１２に示すように、内容液Ｗがボトルの底部４０の平坦面４２に当たった後、回転式充填装置５においてボトルの平坦面４２の中心４２ａが通る軌跡である円４２ｂの接線４２ｃよりホイール軸６側の連設部４３を通過して接地部４１に向けて流れる場合（以下では、「内側に流れる場合」という。）と、前記円の接線４２ｃよりホイール軸６側と反対の連設部４３を通過して接地部４１に向けて流れる場合（以下では、「外側に流れる場合」という。）を分けて説明する。

図７（ｂ）の矢印に示すように、従来のプラスチックボトルの底部４０の構成によれば、内容液Ｗは、底部４０全体が湾曲している形状に沿って流れ、流速が落ちずに接地部４１から胴部３０の内壁に衝突しボトル上方へ向かって跳ねるため、液はねが大きくなり、泡立ちも大きくなる。なお、ボトルが傾斜角度θで傾けて支持されているため、外側に流れる場合は、内側に流れる場合よりも傾きが緩くなることにより流速が遅くなるため、泡立ちにくくなる。

一方、図７（ａ）の矢印に示すように、本実施形態のプラスチックボトルの底部４０の構成によれば、内容液Ｗが内側に流れる場合には、内容液Ｗは、ボトルの底部４０の傾斜角度θで傾いた平坦面４２に当たった後、平坦面４２の上面を接地部側に向かって下り、平坦面４２と第１傾斜部４４ａの境界である第１段部４６ａにおいて段部が堰として機能することで減速され、更に、第１傾斜部４４ａを下り、第１傾斜部４４ａと第２傾斜部４４ｂの境界である第２段部４６ｂにおいて段部が堰として機能することで減速され、更に、第２傾斜部４４ｂを下り、更に、第２傾斜部４４ｂよりも傾斜が緩やかである平面部４５を流れることで加速が弱まり、更に、平面部４５と第３傾斜部４４ｃの境界である第３段部４６ｃにおいて段部が堰として機能することで減速され、更に、第３傾斜部４４ｃを下って、段階的に減衰された流速で接地部４１を通過して胴部３０の内壁に衝突する。ここで、段部において流速を減衰させる堰としての機能が発現するのは、回転式充填装置５を用いて充填する際にボトルが傾斜角度θだけ傾けられているためである。

また、傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃの下方に窪んだ略円弧状の傾斜面は、傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃの外周縁を含む水平面より下方に膨出していないため、内容液Ｗが傾斜面の勾配を昇ることがなく、昇りの流速の勢いで胴部の内壁方向に分岐して胴部の内壁に衝突し、跳ね上げによって泡立ちが増大することを防止できる。すなわち、内容液Ｗは、上述の連設部４３を流れる間で段階的に減衰された流速で接地部を通過してから胴部の内壁に衝突するので、液はねを小さく抑えられ、泡立ちを防止することができる。

更に、隣接する傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ同士の間には平面部４５が設けられているため、連設部４３を流れる間で内容液の流速をより減衰させることができる。したがって、充填ノズル２を下げたり、生産スピードを落とすことなく、生産速度を維持したまま、プラスチックボトル１の内容液充填時の泡立ちを少なくすることができる。また、充填時の泡立ちを少なく抑えられることでプラスチックボトル１のヘッドスペースＳを少量化でき、プラスチックボトル１内の内容液の酸化も抑制することができる。

次に、内容液Ｗが外側に流れる場合には、ボトルが傾斜角度θで傾けて支持されているため、内側に流れる場合よりも傾きが緩くなることにより流速が遅くなるため、泡立ちにくくなる。

更に、図３、及び図５に示すとおり、底部４０の連設部４３には、平坦面４２の外周縁４２ｄから接地部４１の内周縁４１ａに向かって放射状に補強リブ４８が形成される。したがって、例えば、落下などの衝撃により発生する内圧で底部４０が反転するなどの変形を防止することができる。

以下に、実施例、及び比較例を示して、本発明を更に具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

＜材料＞
［実施例１〜５］
実施例１〜５として、図１、図３、及び図５に示される本実施形態に係るプラスチックボトル１の泡立ち防止底部が用いられた。すなわち、プラスチックボトル１の泡立ち防止底部は、底部４０は、底部４０中央の平坦面４２と、底部４０周縁に位置する接地部４１と、平坦面４２の外周縁４２ｄから接地部４１の内周縁４１ａに連設する連設部４３と、を有し、連設部４３は、ボトル軸１１に直交する縦断面が、平坦面４２の外周縁４２ｄから接地部４１側に向かって段階的に下方に傾斜する複数の傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃを有し、傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃは、下方に窪んだ略円弧状の傾斜面であり、傾斜面は、傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃの外周縁を含む水平面より下方に膨出せず、隣接する傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ同士の間に平面部４５を設けるなどといった特徴を有している。プラスチックボトル１は、ポリエチレンテレフタレート製であり、重量が３５ｇで、容量が７５０ｍｌであった。プラスチックボトル１は、プリフォームをブロー成形することによって作製された。なお、ブロー成形時に賦形不良が発生することはなかった。

実施例１〜５のプラスチックボトルは、上述の形状とし、底部４０の各構成における平坦面４２の径Ｄ１と胴部３０の最大径Ｄ２との比Ｄ１／Ｄ２、プラスチックボトルの全高に対する傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃのボトル軸方向の高さの比Ｈ３／Ｈ１，Ｈ４／Ｈ１，Ｈ５／Ｈ１、接地部４１の延長線と傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃの最大湾曲部の傾斜面における接線とのなす傾斜角α，β，γの各部位を表１中の数値として、後述の評価を行った。なお、実施例では、プラスチックボトルの胴部の最大径が７５ｍｍのプラスチックボトルで評価を行ったものである。

［比較例１］
図１３〜図１６に示される、口部１１０と、肩部１２０と、胴部１３０と、底部１４０とを備えた構成であって、７５０ｍｌ用のプラスチックボトル１００が従来形状のプラスチックボトルの比較例１として供試された。

ここで、図１３はプラスチックボトル１００の正面図、図１４は図１３のプラスチックボトル１００の平面図、図１５は図１３のプラスチックボトル１００の底面図、図１６は図１５のプラスチックボトル１００のＶＩ−ＶＩ線の一部断面拡大図である。
底部１４０には、底部１４０中央の平坦面１４２と、底部１４０周縁に位置する接地部１４１と、ボトル軸１１に直交する縦断面が平坦面１４２の外周縁１４２ｄから接地部１４１の内周縁１４１ａに向かって下方に傾斜する傾斜部１４４と、が設けられる。このような構成のプラスチックボトル１００は、３５ｇのプリフォームがブロー成形されることで作製された。なお、ブロー成形時に賦形不良が発生することはなかった。

［比較例２〜３］
比較例２〜３のプラスチックボトルは、上述の実施例１の形状とし、底部４０の各構成における平坦面４２の径Ｄ１と胴部３０の最大径Ｄ２との比Ｄ１／Ｄ２、プラスチックボトルの全高に対する傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃのボトル軸方向の高さの比Ｈ３／Ｈ１，Ｈ４／Ｈ１，Ｈ５／Ｈ１、接地部４１の延長線と傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃの最大湾曲部の傾斜面における接線とのなす傾斜角α，β，γの各部位を表１中の数値として、後述の評価を行った。なお、比較例２〜３では、プラスチックボトルの胴部の最大径が７５ｍｍのプラスチックボトルで評価を行ったものである。

＜方法＞
（泡立ち試験）
実施例１〜５、及び比較例１〜３のプラスチックボトルを図８、及び図１２に概略を示す回転式充填装置５を使用して７５０ｍｌの泡立ちし易い茶系飲料を充填し、液状部分と泡部分を発生させ、液面から上方の泡の高さを測定した。回転式充填装置５を構成する充填バルブ８は、ブラケット９によって鉛直に支持され、充填ノズル２から液体Ｗの吐出方向も鉛直下向きとされている（図８参照）。これに対して容器ホルダ３の支持部は、水平面に対して傾けられており、この支持部によって容器のフランジ部４が支持されるプラスチックボトルは、そのボトル軸１１が、鉛直に対して、傾斜角度θだけ下方へ向かってホイール７の外周側へ傾くようになっている。この傾斜角度θは、一般に、回転式充填装置５の充填バルブ８の回動軌跡の直径、製造能力（毎分液体を充填できる容器本数）、及び充填バルブ８の本数などによって定まる値であり、３〜６度程度であることが知られている。
これにより、充填ノズル２から鉛直下方へ向けて吐出された液体Ｗは、ホイール７が回転する遠心力によってほぼプラスチックボトル１のボトル軸１１に沿って落下する。

（測定結果）
液面から上方の泡の高さが４０ｍｍ以上を×、２０〜４０ｍｍを△、１０〜２０ｍｍを〇、２〜１０ｍｍを◎、とした。測定結果（液面からの泡の高さ、評価）を表１に示す。

表１の評価結果から明らかなように、各実施例のプラスチックボトルの泡立ち防止底部は、比較例１〜３のプラスチックボトルの底部に比べて充填時の液面からの泡の高さが小さく、底部の連設部の傾斜部、及び平面部による泡立ち防止に優れていることが確認できた。また、比較例１の底部は、底部に傾斜部が形成されているが、各実施例に比べて泡立ち防止効果が充分ではない。その要因は、比較例１の底部は段階的に傾斜するような複数の下方に窪んだ円弧状の傾斜部ではないため、内容液の流速が減衰されずに胴部まで流れて液が跳ね上がるからである。

一方、比較例２〜３では、平坦面の径Ｄ１と胴部の最大径Ｄ２との比Ｄ１／Ｄ２、プラスチックボトルの全高に対する傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃのボトル軸方向の高さの比Ｈ３／Ｈ１，Ｈ４／Ｈ１，Ｈ５／Ｈ１、接地部の延長線と傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃの最大湾曲部の傾斜面における接線とのなす傾斜角α，β，γが、それぞれ小さすぎる、又は大きすぎるため、連設部における内容液の流速減衰機能が良好に発現されず、泡立ち防止効果が不充分となることがある。

このように、本実施例によっても、前述のような良好な泡立ち防止効果を得るには、底部４０に、平坦面４２の径Ｄ１と胴部３０の最大径Ｄ２との比Ｄ１／Ｄ２が、０．０５〜０．３０となるように平坦面４２を形成し、プラスチックボトル１の全高Ｈ１に対する傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃのボトル軸１１方向の高さＨ３，Ｈ４，Ｈ５の比Ｈ３／Ｈ１，Ｈ４／Ｈ１，Ｈ５／Ｈ１が、０．０２〜０．２５となり、接地部４１の延長線と傾斜部４４ａ，４４ｂ，４４ｃの最大湾曲部の傾斜面における接線とのなす傾斜角α，β，γが、１５〜６０度であるように傾斜部を形成するのが好ましい。

本開示は、上述された実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。また、本開示のプラスチックボトルの泡立ち防止底部は、内容物に、例えば、野菜ジュース、フルーツジュース等の粘性のある泡立ちしやすい液体などを、傾けて支持されたプラスチックボトルに回転式充填装置を用いて充填する際に泡立ちを防止するのに特に有用であるが、傾けて支持されたプラスチックボトルに回転式充填装置を用いて充填する際に泡立ちする、あらゆる液体の充填に用いられるプラスチックボトルに適用することができる。

１ 容器（プラスチックボトル）
２ 充填ノズル
３ 容器ホルダ
４ 容器のフランジ部
５ 回転式充填装置
６ ホイール軸
７ ホイール
８ 充填バルブ
９ ブラケット
１０ 口部
１１ ボトル軸
２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ） 肩部
２１（２１ａ，２１ｂ） 肩壁部
２２ 肩コーナー部
３０ 胴部
３１（３１Ｅ，３１Ｆ） 胴壁部（上胴壁部，下胴壁部）
３２（３２Ｅ，３２Ｆ） 胴コーナー部（上胴コーナー部，下胴コーナー部）
３３ａ，３３ｂ 段胴壁面
３４ａ，３４ｂ パネル傾斜部
３５ 圧力吸収パネル
３６ 横リブ
３７（３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ） 面取り部
３８ 周溝
３９ 溝部
４０ 底部
４１ 接地部
４１ａ 接地部の内周縁
４２ 平坦面
４２ａ 平坦面の中心
４２ｂ 平坦面の中心が通る軌跡となる円
４２ｃ 平坦面の中心が通る軌跡となる円の接線
４２ｄ 平坦面の外周縁
４２ｅ 逆ドーム状の凹部
４３ 連設部
４４ａ，４４ｂ，４４ｃ 傾斜部（第１傾斜部，第２傾斜部，第３傾斜部）
４５ 平面部
４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ） 段部（第１段部，第２段部，第３段部）
４８ 補強リブ
５０ 稜線
５１ 壁部
５２ コーナー部
５３ 縦リブ
５４ 縦リブの上端
５５ 溝底部
１００ プラスチックボトル（比較例１）
１１０ 口部
１２０ 肩部
１３０ 胴部
１４０ 底部
１４１ 接地部
１４１ａ 接地部の内周縁
１４２ 平坦面
１４２ｄ 平坦面の外周縁
１４４ 傾斜部
Ｓ ヘッドスペース（空気残存スペース）
ａ 段胴壁面３３ａの幅
θ 傾斜角度
θ１，θ２ パネル傾斜部３４ａ，３４ｂの角度
ｓ１ 下胴壁部の最外方面から段胴壁面３３ａの深さ
ｓ２ 段胴壁面３３ａから段胴壁面３３ｂの深さ
Ｈ１ プラスチックボトルの全高
Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５ 第１傾斜部，第２傾斜部，第３傾斜部のボトル軸方向の高さ
ｃ１ 胴コーナー部の両端部における周溝の幅
ｃ２ 胴コーナー部の中央における周溝の幅
Ｄ１ 平坦面の径
Ｄ２ 胴部の最大径
α，β，γ 接地部の延長線と、第１傾斜部，第２傾斜部，第３傾斜部の最大湾曲部の傾斜面における接線と、のなす傾斜角
Ｗ 内容液（液体）

Claims (4)

1. 底部は、
   該底部中央の平坦面と、
   前記底部周縁に位置する接地部と、
   前記平坦面の外周縁から前記接地部の内周縁に連設する連設部と、
   を有し、
   該連設部は、ボトル軸に直交する縦断面が、前記平坦面の外周縁から前記接地部側に向かって段階的に下方に傾斜する複数の傾斜部を有し、
   該傾斜部は、下方に窪んだ略円弧状の傾斜面であり、
   該傾斜面は、前記傾斜部の外周縁を含む水平面より下方に膨出せず、
   隣接する前記傾斜部同士の間に平面部を設けることを特徴とする、
   プラスチックボトルの泡立ち防止底部。
2. 前記平坦面は、前記平坦面の径Ｄ１と、前記底部の上方に連接された胴部の最大径Ｄ２との比Ｄ１／Ｄ２が、０．０５〜０．３０となるように形成されることを特徴とする、
   請求項１に記載のプラスチックボトルの泡立ち防止底部。
3. 前記傾斜部は、プラスチックボトルの全高に対する各前記傾斜部の前記ボトル軸方向の高さの比が、０．０２〜０．２５となるように形成されることを特徴とする、
   請求項１または２に記載のプラスチックボトルの泡立ち防止底部。
4. 前記接地部の延長線と、各前記傾斜部の最大湾曲部の傾斜面における接線と、のなす傾斜角は、１５〜６０度であることことを特徴とする、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプラスチックボトルの泡立ち防止底部。

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