JP6034556B2 - プラスチックボトル - Google Patents

Description

本発明は、液体等の流動性のある内容物を充填する薄肉のプラスチックボトルに関し、特に薄肉軽量でありながら剛性を確保し、かつ見栄えも向上させたプラスチックボトルに関する。

従来から、ペットボトルと称される延伸ポリエチレンテレフタレート製ボトルや、ポリエチレン製又はポリプロピレン製の薄肉のプラスチックボトル（以下、単に「ボトル」という）が、シャンプーや洗剤等の流動性のある内容物を充填する容器として盛んに用いられている。これらのボトルは、成形後の空ボトルの保管や輸送、また内容物の充填時や充填後の製品の輸送、保管及び店頭陳列、さらに消費者における使用の過程等でさまざまな外力を受けて、復元不能に変形することがある。

上記ボトルは、特に本体胴部の外周壁を薄肉化するほど、プラスチックの使用量が減少して種々の効果を得られるが、強度剛性の面で課題が残る。そこで、ボトルの本体胴部の外周壁を部分的に屈曲等させて本体胴部を周回する溝状（樋状）のリブを形成し、このリブの剛性によりボトルの変形を抑制することが行われる。例えば特許文献１では、ボトルの本体胴部を周回する波形リブを外周壁に形成することで、外周壁に水平リブを形成する場合と比べて本体胴部の膨らみを抑え、もって満注内容量（ボトルを変形させず内容物を一杯に満たしたときの内容量）の変化を抑える効果を高めている。

特開平９−２４０６４７号公報

しかしながら、上記特許文献１の構成では、本体胴部の外周壁に水平リブを設ける場合と比べて満注内容量の変化を抑える効果が高いものの、本体胴部の外周面にラベルを貼付する場合にラベルが大きく波打つような外観となってしまうため、見栄えの点で改良の余地があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、流動性のある内容物を充填する薄肉のプラスチックボトルにおいて、満注内容量の変化を抑えつつラベル貼付時の見栄えを向上させることを目的とする。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、流動性のある内容物を充填する薄肉のプラスチックボトルにおいて、一方向に沿って楕円形の断面形状を有して延びる筒状の本体胴部と、前記本体胴部の外周壁にボトル外方から見て直線状に延びるように形成されて前記本体胴部を周回する樋状のリブと、前記リブに沿って並ぶように前記本体胴部の外周壁に形成される複数の凹部とを備え、前記各凹部が、前記外周壁の湾曲部分に形成されるとともに、前記リブの幅方向で前記リブの溝幅よりも広く形成されて前記リブの幅方向両側に張り出す正面視円形をなし、かつ前記リブの深さ方向で前記リブの溝深さよりも深く形成される半球状の凹形状であることを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、
前記リブが前記本体胴部の延び方向で複数並んで形成され、前記複数のリブのそれぞれに前記複数の凹部が形成されることを特徴とする。
請求項３に記載した発明は、前記各凹部における前記リブの幅方向での幅及び前記リブの深さ方向での深さが、それぞれ前記リブの溝幅及び溝深さの１．２〜１．８倍の範囲内に設定されることを特徴とする。
請求項４に記載した発明は、前記各凹部の正面視中心が対応する前記リブの中心線上に位置することを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、直線状のリブにその全幅より幅広でかつ深い凹部を複数設けることで、各凹部がリブの幅方向での膨張（展開）や収縮を抑制する補強となり、前記膨張や収縮に対するリブの剛性を高めることができる。このため、ボトルに流動性のある内容物を充填する際のボトル内方からの力や、ボトルを把持する際のボトル外方からの力に対する本体胴部の剛性が高まり、本体胴部の膨らみによる満注内容量の変化や本体胴部の座屈変形等を抑えることができる。
また、各凹部の幅及び深さを適宜制限し、ボトル外方から見たリブの態様を直線状に維持することで、本体胴部の外周面にラベルを貼付した際にもこのラベルが大きく波打つような外観になり難く、本体胴部に波形リブを形成した場合と比べてボトルの満注内容量の変化を抑えた上で、ラベル貼付時のボトルの見栄えを向上させて商品性を向上させることができる。

請求項２に記載した発明によれば、本体胴部の延び方向（軸方向）及び周方向の全体に渡って剛性を確保することができる。
請求項３に記載した発明によれば、各凹部の幅及び深さをリブの溝幅及び溝深さに対して所定の倍率内に抑えることで、ボトル外方から見たリブの態様を直線状に維持し、ラベル貼付時のボトルの見栄えを向上させることができる。
請求項４に記載した発明によれば、対応するリブの幅方向一側へ偏った凹部の張り出しを制限することができる。

本発明の実施形態におけるプラスチックボトルの正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 図１のＣ部拡大図である。 図４のＤ−Ｄ断面図である。 図４のＥ−Ｅ断面図である。 上記プラスチックボトルの本体胴部の外周壁を平面状に展開した状態の要部の平面図である。 上記プラスチックボトルの変形例を示す図１に相当する正面図である。 上記プラスチックボトルの他の変形例を示す図１に相当する正面図である。 上記プラスチックボトルのリブ及びディンプルの変形例を示す図４に相当する拡大図である。 図１０のＦ−Ｆ断面図である。 図１０のＧ−Ｇ断面図である。 上記プラスチックボトルのリブ及びディンプルの他の変形例を示す図４に相当する拡大図である。 図１３のＨ−Ｈ断面図である。 図１４のＩ−Ｉ断面図である。 上記リブ及びディンプルの相対配置の変形例を示す図７の一部に相当する平面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示す本実施形態のプラスチックボトル（以下、単にボトルという）１は、図に示す正立状態で上から順に注口部２、肩部３、本体胴部４及び底部５がブロー成形等により一体形成されてなる。ボトル１は、満注内容量（ボトル１を変形させず内容物を一杯に満たしたときの内容量）が４３０ｍｌ程の薄肉プラスチックボトルとされ、例えばシャンプーやリンス、衣料用洗剤等の詰め替え用容器に用いられる。

注口部２は、ボトル１の内容物を注ぎ出すための円筒状の管体であり、その外周面にはキャップ取り付け用のネジ２ａが形成される。
肩部３は、注口部２の基部から外周方かつ下方に向けて、ボトル外方に凸の湾曲状をなして漸次拡大するように延出する。肩部３の下端は、本体胴部４の上部最大外形部４ａの上端に接続される。なお、図中符号３ａは肩部３の下端及び上部最大外形部４ａの上端に沿う稜線を示す。

図２を併せて参照し、本体胴部４は、左右に長い楕円形の断面形状を有して上下に延びる。本体胴部４は、前記楕円形の断面形状を略一定に有して上下に延びるラベル貼付部４ｂと、ラベル貼付部４ｂの上方に上小段差部４ｄを介して断面形状を僅かに拡大させて連なる上部最大外形部４ａと、ラベル貼付部４ｂの下方に下小段差部４ｅを介して僅かに断面形状を拡大させて連なる下部最大外形部４ｃとを有する。ラベル貼付部４ｂの外周壁６は、シュリンクラベル等の商品ラベルを貼り付け可能とするべく上下に直線的に延びる外周面７を形成する（図５参照）。なお、図中符号ＣＯは本体胴部４の延び方向（上下方向）に沿うボトル中心軸線を示す。

図３を併せて参照し、底部５は、本体胴部４の下部最大外形部４ｃの下端に連なる上部から下方に向かうにつれて、前側に左右一対、後側に左右一対の隅部５ａを張り出させることで、左右に長くかつ円みを帯びた長方形の断面形状に徐変する。底部５及び本体胴部４は略同一の左右幅Ｘ０とされるが、底部５の下部の前後幅Ｙ１は本体胴部４の前後幅Ｙ０よりも僅かに大きい。底部５の下端は、その外周側から内周側に向けて円弧状に折り返して接地縁５ｂを形成した後、接地縁５ｂの内周側に上方に凸の湾曲状の底面５ｃを形成する。

ボトル１の材質は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等のプラスチックであり、弾性率（ヤング率）は５００ＭＰａ〜３５００ＭＰａの範囲内とされる。
ボトル１は、樹脂量／満注内容量（ｇ／ｍｌ）で示される比率が０．０３０〜０．０１５程の超薄肉のプラスチックボトルであり、本体胴部４の外周壁６の肉厚は、０．１〜０．２ｍｍ（ボトル全体の平均肉厚は０．１〜０．３ｍｍ）の範囲内とされる。

なお、ボトル１の接地縁５ｂから注口部２の上端までの高さＨ０は約１９０ｍｍ、左右幅（上部最大外形部４ａ、下部最大外形部４ｃ及び底部５の左右幅Ｘ０）は約６８ｍｍ、前後幅（底部５の前後幅Ｙ１）は約５６ｍｍ、ボトル１の注口部２上端からラベル貼付部４ｂ上端までの上下幅Ｈ１は約５０ｍｍ、ラベル貼付部４ｂの上下幅Ｈ２は約８０ｍｍ、ラベル貼付部４ｂ下端から接地縁５ｂまでの上下幅Ｈ３は約６０ｍｍとされる。

図１，５を参照し、ラベル貼付部４ｂの外周壁６には、接地縁５ｂが接する平面（水平面）と平行にラベル貼付部４ｂを周回する環状のリブ１１が、上下に複数段（例えば５段）等間隔に並んで形成される。
リブ１１は、ラベル貼付部４ｂの外周壁６を部分的にボトル内方へ屈曲かつ湾曲させることで、ラベル貼付部４ｂの周方向（以下、ボトル周方向という）と直交する断面でボトル内方へ凸の半円形の断面形状を有する溝状（樋状）に形成される。なお、図中符号Ｃ１はリブ１１で切り欠かれた外周面７上におけるリブ１１の幅方向中心線を示す。

リブ１１の溝幅（上下幅）Ｈ４は約３ｍｍ、溝深さＹ４は約１．２ｍｍとされる。隣接するリブ１１の溝幅中心線Ｃ１間の距離Ｈ６（隣接するリブ１１間のピッチ、図７参照）は約１５ｍｍとされる。なお、ラベル貼付部４ｂの上端と最上段のリブ１１の溝幅中心線Ｃ１との間の距離、及びラベル貼付部４ｂの下端と最下段のリブ１１の溝幅中心線Ｃ１との間の距離は、それぞれ約９．５ｍｍとされる。

そして、ラベル貼付部４ｂの外周壁６には、各リブ１１に沿って並ぶ複数のディンプル（凹部）１２が、各リブ１１上にそれぞれ形成される。
図４〜７を参照し、ディンプル１２は、例えば図４，７に示す正面視（本体胴部４の外周面７の法線方向視）で半径約２．５ｍｍの円形をなし、かつ外周面７からボトル内方への最深部までの深さが約１．５ｍｍの半球状の凹形状とされる。

すなわち、ディンプル１２は、対応するリブ１１に対して、その幅方向でリブ１１の溝幅Ｈ４（約３ｍｍ）よりも広い幅Ｈ５（直径相当の約５ｍｍ、溝幅Ｈ４の約１．６倍）を有し、かつ対応するリブ１１の深さ方向でリブ１１の溝深さＹ４（約１．２ｍｍ）よりも深い深さＹ５（約１．５ｍｍ、溝深さＹ４の約１．３倍）を有するように形成される。

ディンプル１２の正面視において、その中心位置（正面視中心）Ｃ２は、対応するリブ１１の溝幅中心線Ｃ１上にある。したがってディンプル１２は、正面視で対応するリブ１１の上下（幅方向両側）に均等に張り出す。

ディンプル１２は、対応するリブ１１の内周面を部分的に切り欠くようにこれを横断することで、リブ１１の幅方向の膨張（展開）や収縮を抑制する。換言すれば、ディンプル１２は、対応するリブ１１と交差、横断することでこれを補強する短リブとして機能する。
これにより、ボトル１の内圧等の影響やボトル１に対する把持力等の影響によって各リブ１１をその幅方向で広げたり縮めたりする力が生じたとしても、各リブ１１が多数のディンプル１２により前述の如く補強されることで、各リブ１１ひいてはラベル貼付部４ｂの膨張や収縮が抑えられる。

ディンプル１２は、ラベル貼付部４ｂの外周面７に商品ラベルを貼付した際の見栄えの都合上、ボトル外方から見てリブ１１が直線状の態様に維持されるように、諸寸法が適宜制限される。具体的には、ディンプル１２におけるリブ１１の幅方向での幅Ｈ５は、リブ１１の溝幅Ｈ４の１．２〜１．８倍の範囲内となるように設定される。同様に、ディンプル１２におけるリブ１１の深さ方向での深さＹ５は、リブ１１の溝深さＹ４の１．２〜１．８倍の範囲内となるように設定される。

また、上下に隣接するリブ１１のディンプル１２同士が接近し過ぎないように、上下に隣接するリブ１１間のピッチＨ６は８ｍｍ〜２０ｍｍ（より好ましくは１０ｍｍ〜１５ｍｍ）となるように設定される。

各リブ１１には、それぞれの長手方向（ボトル周方向）に沿って１６個のディンプル１２が配置される。このとき、ボトル周方向で隣接するディンプル１２の正面視中心Ｃ２間のピッチＳ１は、本実施形態では約１１ｍｍとされる。上下に隣接するリブ１１のディンプル１２は、ボトル周方向でピッチＳ１の半分ずつずれて配置される。換言すれば、ディンプル１２は、上下方向に対してジグザグに配置されている。

ここで、本実施形態のボトル１と、ボトル１からリブ１１及びディンプル１２を無くしたベース形状ボトルと、ボトル１からディンプル１２のみを無くした水平リブボトルと、ボトル１からリブ１１及びディンプル１２を無くした上でラベル貼付部４ｂにこれを周回する波形リブを形成した波形リブボトルとについて、「剛性」、「復元力」、「ラベルシワ」及び「満注量変化」の評価を行った結果を表１に示す。なお、表１の「実施例」はボトル１を、「ベース」は前記ベース形状ボトルを、「水平リブ」は前記水平リブボトルを、「波形リブ」は前記波形リブボトルをそれぞれ示す。また、表１各欄の「○」は合格を、「Ｘ」は不合格をそれぞれ示す。

前記「剛性」は、指定量の内容液を各ボトルに充填した状態で、それぞれ注口部からバキュームを行って減圧を進め、各ボトルが見栄えを損なう状態（えくぼ状の変形の発生等）になったときの減容量の大小で判定する。
また、前記「剛性」は、各ボトルをその本体胴部が水平になるように寝かせて検査台に載置し、本体胴部の上部中央をロードセル付きアタッチメントで上方から押圧し、本体胴部が所定量変位したときの押し込み力（反力）の大小でも判定する。

前記「復元力」は、各ボトルをその本体胴部が水平になるように寝かせて検査台に載置し、本体胴部の上部中央をロードセル付きアタッチメントで上方から押圧し、本体胴部に座屈変形を生じさせた後、アタッチメントを押圧前の位置に戻したときの前記変形の復元状況で判定する。

前記「ラベルシワ」は、本体胴部にシュリンクラベルを装着して加熱し、本体胴部にシュリンクラベルを密接させた後、シュリンクラベルに発生したシワ等を含む見栄えの良否で判定する。

前記「満注量変化」は、水槽中に水没させて水を満たした各ボトルの重量と、床面に載置して通常の充填方法で水を満たした各ボトルの重量とをそれぞれ測定し、これらの測定値から、内容物の重量等の影響が無い前者状態で水を満たした各ボトルの満注内容量と、内容物の重量等の影響がある後者状態で水を満たした各ボトルの満注内容量とをそれぞれ見出し、各ボトルの前者状態の満注内容量と後者状態の満注内容量との差の大小で判定する。

表１に示す評価結果から、本実施形態のボトル１は、「剛性」、「復元力」、「ラベルシワ」及び「満注量変化」の何れの項目においても、各比較例より優れていることがわかった。

次に、本実施形態のボトル１におけるリブ１１毎のディンプル１２の数を２４個、２０個、１６個、１２個とした各場合において、本体胴部４の変位量に対する反力の変化やラベル貼付時の見栄えの良否に基づく評価を行った。
その結果、リブ１１毎のディンプル１２の数が１６個以上であれば、本体胴部４の変位量に対する反力がほぼ同等に確保されるのに対し、リブ１１毎のディンプル１２の数が１２個の場合には、本体胴部４の変位量に対する反力が低下することがわかった。

一方、ボトル周方向で隣り合うディンプル１２同士が接触し融合してしまうと、実質的に幅の広いリブとなってラベルシワを目立たせ易くなることから、リブ１１毎のディンプル１２の数は２４個以下が適当である。ボトル１においては、リブ１１毎のディンプル１２の数は１６個程度とするのが望ましい。このとき、リブ１１毎にボトル周方向で隣接するディンプル１２の正面視中心Ｃ２間のピッチＳ１は約１１ｍｍとなる。

以上説明したように、上記実施形態におけるボトル１は、流動性のある内容物を充填する薄肉のプラスチックボトルにおいて、一方向に沿って延びる筒状の本体胴部４と、前記本体胴部４の外周壁６にボトル外方から見て直線状に延びるように形成されて前記本体胴部４を周回する樋状のリブ１１と、前記リブ１１に沿って並ぶように前記本体胴部４の外周壁６に形成される複数のディンプル１２とを備え、前記各ディンプル１２が、前記リブ１１の幅方向で前記リブ１１の溝幅Ｈ４よりも広く形成されて前記リブ１１の幅方向両側に張り出し、かつ前記リブ１１の深さ方向で前記リブ１１の溝深さＹ４よりも深く形成されるものである。

この構成によれば、直線状のリブ１１にその全幅より幅広でかつ深いディンプル１２（窪み）を複数設けることで、各ディンプル１２がリブ１１の幅方向での膨張（展開）や収縮を抑制する補強となり、前記膨張や収縮に対するリブ１１の剛性を高めることができる。このため、ボトル１に流動性のある内容物を充填する際のボトル内方からの力や、ボトル１を把持する際のボトル外方からの力に対する本体胴部４の剛性が高まり、本体胴部４の膨らみによる満注内容量の変化や本体胴部４の座屈変形等を抑えることができる。
また、各ディンプル１２の幅及び深さを適宜制限し、ボトル外方から見たリブ１１の態様を直線状に維持することで、本体胴部４の外周面７にラベルを貼付した際にもこのラベルが大きく波打つような外観になり難く、本体胴部４に波形リブ１１を形成した場合と比べてボトル１の満注内容量の変化を抑えた上で、ラベル貼付時のボトル１の見栄えを向上させて商品性を向上させることができる。

また、上記ボトル１は、前記リブ１１が前記本体胴部４の延び方向で複数並んで形成され、前記複数のリブ１１のそれぞれに前記複数のディンプル１２が形成されることで、本体胴部４の延び方向（軸方向）及び周方向の全体に渡って剛性を確保することができる。

また、上記ボトル１は、前記各ディンプル１２における前記リブ１１の幅方向での幅Ｈ５及び前記リブ１１の深さ方向での深さＹ５が、それぞれ前記リブ１１の溝幅Ｈ４及び溝深さＹ４の１．２〜１．８倍の範囲内に設定されることで、ボトル外方から見たリブ１１の態様を直線状に維持し、ラベル貼付時のボトル１の見栄えを向上させることができる。

また、上記ボトル１は、前記各ディンプル１２が正面視円形かつ半球状の凹形状とされることで、対応するリブ１１の幅方向の膨張や収縮を効果的に抑制することができると共に、前記各ディンプル１２の正面視中心Ｃ２が対応する前記リブ１１の溝幅中心線Ｃ１上に位置することで、対応するリブ１１の幅方向一側へ偏ったディンプル１２の張り出しを制限することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば図８に示すボトル１’のように、ディンプル１２が上下方向に沿って整列して配置された構成でもよい。
ここで、図１に示す如くディンプル１２が上下方向に対してジグザグに配置されたボトル１と、図８に示す如くディンプル１２が上下方向に沿って整列して配置されたボトル１’とで、前記「剛性」及び「復元力」の評価を行ったところ、これらに大きな差がないことがわかった。

また、図９に示すボトル１”のように、リブ１１が接地縁５ｂ（水平面）に対して傾斜してラベル貼付部４ｂを周回するものであってもよい。図９では特に、リブ１１が螺旋状に連なった構成を示す。傾斜リブと水平リブとを適宜組み合わせてもよい。

また、ラベル貼付部４ｂに形成するリブ及び凹部の形態も様々であり、例えば図１０〜１２に示すリブ１１’のように、ボトル周方向と直交する断面でボトル内方へ凸の台形状の断面形状をなすものや、図１３〜１５に示すリブ１１”のように、ボトル周方向と直交する断面でボトル内方へ凸の三角形状の断面形状をなすものであってもよい。

また、参考例として、図１０〜１２に示す凹部１２’のように、ボトル内方へ凹む角錐台（又は円錐台）状をなすものや、図１３〜１５に示す凹部１２”のように、ボトル内方へ凹む角錐（又は円錐）状をなすものであってもよい。

その他、参考例として、凹部１２の正面視形状は、三角形や四角形を含む種々の多角形であってもよく、かつ幾何学形状の他に花形や動物形等の自由形状であってもよい。
また、リブ１１の溝幅や上下ピッチ等は、それぞれ均等でも適宜変化してもよく、同様に、凹部１２の大きさや周方向ピッチ等は、それぞれ均等でも適宜変化してもよい。

さらに、図１６に示すように、凹部１２の正面視で、その正面視中心Ｃ２が対応するリブ１１の溝幅中心線Ｃ１に対してずれて配置されてもよい。ただし、凹部１２が対応するリブ１１の幅方向両側に張り出す範囲のずれとする。
また、リブ１１は、必ずしもボトル周方向で連続しなくてもよい（途切れてもよい）。リブ１１の数や形成位置は、デザインや使用目的、容器容量等に応じて適宜設定される。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１，１’，１” プラスチックボトル
４ 本体胴部
６ 外周壁
１１，１１’，１１” リブ
Ｈ４ 溝幅
Ｙ４ 溝深さ
Ｃ１ 溝幅中心線（中心線）
１２ ディンプル（凹部）
１２’、１２” 凹部
Ｈ５ 幅
Ｙ５ 深さ
Ｃ２ 正面視中心

Claims (4)

1. 流動性のある内容物を充填する薄肉のプラスチックボトルにおいて、
   一方向に沿って楕円形の断面形状を有して延びる筒状の本体胴部と、
   前記本体胴部の外周壁にボトル外方から見て直線状に延びるように形成されて前記本体胴部を周回する樋状のリブと、
   前記リブに沿って並ぶように前記本体胴部の外周壁に形成される複数の凹部とを備え、
   前記各凹部が、前記外周壁の湾曲部分に形成されるとともに、前記リブの幅方向で前記リブの溝幅よりも広く形成されて前記リブの幅方向両側に張り出す正面視円形をなし、かつ前記リブの深さ方向で前記リブの溝深さよりも深く形成される半球状の凹形状であることを特徴とするプラスチックボトル。
2. 前記リブが前記本体胴部の延び方向で複数並んで形成され、前記複数のリブのそれぞれに前記複数の凹部が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。
3. 前記各凹部における前記リブの幅方向での幅及び前記リブの深さ方向での深さが、それぞれ前記リブの溝幅及び溝深さの１．２〜１．８倍の範囲内に設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラスチックボトル。
4. 前記各凹部の正面視中心が対応する前記リブの中心線上に位置することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のプラスチックボトル。

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