7586755 プラスチックボトル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-11

(45)【発行日】2024-11-19

(54)【発明の名称】プラスチックボトル

(51)【国際特許分類】

   B65D 1/44 20060101AFI20241112BHJP

   B65D 1/02 20060101ALI20241112BHJP

【ＦＩ】

B65D1/44

B65D1/02 221

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021063027

(22)【出願日】2021-04-01

(65)【公開番号】P2022158261

(43)【公開日】2022-10-17

【審査請求日】2023-02-22

(73)【特許権者】

【識別番号】309007911

【氏名又は名称】サントリーホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】清水 雄三

(72)【発明者】

【氏名】高野 力

(72)【発明者】

【氏名】小林 俊也

【審査官】吉澤 秀明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１０５５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１１６４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１２７２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１５９６３０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｄ １／４４

Ｂ６５Ｄ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

胴部の全周にわたって設けられた溝部分と、
前記胴部の全周にわたって、前記溝部分の上下に一つずつ形成され、前記溝部分より浅い小凹部と、を有するクッション部を前記胴部に備え、
前記クッション部は、上下方向の位置が連続的に変化する形状で設けられているプラスチックボトル。

【請求項2】

前記溝部分と前記小凹部との境界部分の上下方向の幅は、前記溝部分の上下方向の幅より小さい請求項１に記載のプラスチックボトル。

【請求項3】

前記胴部の前記クッション部が設けられている部分における横断面形状は、略四角形状である請求項１または２に記載のプラスチックボトル。

【請求項4】

前記クッション部は、上下方向の位置が高い部分と低い部分とが交互に存在する波状の形状で設けられ、前記胴部の角部分に、前記波状の形状の頂点部分が配置されている請求項３に記載のプラスチックボトル。

【請求項5】

前記溝部分の深さは３～１０ｍｍである請求項１～４のいずれか一項に記載のプラスチックボトル。

【請求項6】

前記溝部分の上下方向の幅は３～１０ｍｍである請求項１～５のいずれか一項に記載のプラスチックボトル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プラスチックボトルに関する。

【背景技術】

【0002】

飲料などの液体製品を流通および販売に供する用途に、プラスチックボトルが汎用される。省資源化の観点から、プラスチックボトルの肉厚を従来に比べて低減してプラスチック材料の使用量を減らすための検討がなされている。特に、肉厚を低減しながら機械強度を低下させないための種々の設計が提案されている。

【0003】

たとえば、特許第６３８８４６７号（特許文献１）には、胴部にクッション部が設けられた樹脂製容器が開示されている。特許文献１の樹脂製容器では、蛇腹状に形成されたクッション部が上下方向の弾性変形を可能にするので、樹脂製容器に対して上下方向から荷重が加えられてもその荷重を吸収でき、これによって樹脂製容器の座屈が防止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６３８８４６７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１の技術によっては、樹脂製容器に対して、上下方向から加えられた荷重に対する耐力を付与できるが、横方向から加えられた荷重に対する耐力を付与することは不十分だった。そのため、たとえば飲料製品が充填された特許文献１の樹脂製容器をコンベアを用いて搬送する際に、搬送方向（樹脂製容器の横方向）に加わる荷重によって樹脂製容器が振動し、この振動が原因で樹脂製容器が転倒する場合があった。

【0006】

また、特許文献１の技術によっては、複数の樹脂製容器をまとめて伸縮性フイルムで包囲する態様の梱包を行ったときに、フイルムに直接接触する樹脂製容器がフイルムの収縮による荷重を受けて曲がってしまう場合があった。このような態様の梱包は、樹脂製容器がいわゆるシュリンクパック梱包として小売店等に流通する場面や、工場や倉庫などで樹脂製容器がパレットに積載される場面などで実施されうる。

【0007】

このように、樹脂製容器の横方向から加えられた荷重に対する耐力が不足することによって、飲料製品の生産過程および流通過程における生産性が損なわれる場合があった。そこで、プラスチックボトルに対して、上下方向から加えられた荷重に対する耐力と、横方向から加えられた荷重に対する耐力とを同時に付与することが求められる。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係るプラスチックボトルは、胴部の全周にわたって設けられた溝部分と、前記胴部の全周にわたって、前記溝部分の上下に一つずつ形成され、前記溝部分より浅い小凹部と、を有するクッション部を前記胴部に備え、前記クッション部は、上下方向の位置が連続的に変化する形状で設けられていることを特徴とする。

【0009】

この構成によれば、上下方向から加えられた荷重に対する耐力と、横方向から加えられた荷重に対する耐力とを同時に付与したプラスチックボトルを提供できる。また、上下方向の位置が連続的に変化する形状でクッション部が設けられることによって、当該クッション部が独特の視覚効果を発現し、プラスチックボトルの外観が印象的になりうる。

【0010】

以下、本発明の好適な態様について説明する。ただし、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定されるわけではない。

【0011】

本発明に係るプラスチックボトルは、一態様として、前記溝部分と前記小凹部との境界部分の上下方向の幅は、前記溝部分の上下方向の幅より小さいことが好ましい。

【0012】

この構成によれば、溝部分と小凹部とが一体となってバネ状に作用しやすいことから、荷重を吸収する効果が特に発現しやすい。

【0013】

本発明に係るプラスチックボトルは、一態様として、前記胴部の前記クッション部が設けられている部分における横断面形状は、略四角形状であることが好ましい。

【0014】

この構成によれば、クッション部により荷重を吸収する効果が特に発現しやすい。

【0015】

本発明に係るプラスチックボトルは、一態様として、前記クッション部は、上下方向の位置が高い部分と低い部分とが交互に存在する波状の形状で設けられ、前記胴部の角部分に、前記波状の形状の頂点部分が配置されていることが好ましい。

【0016】

この構成によれば、クッション部により荷重を吸収する効果が特に発現しやすい。

【0017】

本発明に係るプラスチックボトルは、一態様として、前記溝部分の深さは３～１０ｍｍであることが好ましい。

【0018】

この構成によれば、クッション部により荷重を吸収する効果が特に発現しやすい。

【0019】

本発明に係るプラスチックボトルは、一態様として、前記溝部分の上下方向の幅は３～１０ｍｍであることが好ましい。

【0020】

この構成によれば、クッション部により荷重を吸収する効果が特に発現しやすい。

【0021】

本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】実施形態に係るボトルの正面図である。

【図2】実施形態に係るボトルの上面図である。

【図3】図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面図である。

【図4】比較例１に係るボトルの正面図である。

【図5】比較例２に係るボトルの正面図である。

【図6】横荷重試験の試験方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本発明に係るプラスチックボトルの実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、本発明に係るプラスチックボトルを、液体製品を流通および販売する用途に供されるプラスチックボトル１（以下、単にボトル１と称する。）に適用した例について説明する。

【0024】

〔ボトルの構成〕
本実施形態に係るボトル１はポリエチレンテレフタレート製であり、無色透明の容器である。ボトル１は、ポリエチレンテレフタレート製のプリフォームを原料とする二軸延伸ブロー成形により得られる。なお、ボトルを構成する材料は、ポリエチレンテレフタレートに限定されず、たとえば、ポリエチレンやポリプロピレンなどであってもよい。

【0025】

本実施形態では、ボトル１の容量を２Ｌとしてある。ただし、ボトル１の容量は特に限定されず、一般的に流通している２８０ｍＬ、３５０ｍＬ、５００ｍＬなど、２００ｍＬ～２Ｌ程度であってよい。

【0026】

ボトル１は、たとえば、清涼飲料水（炭酸飲料、果実飲料、コーヒー飲料、茶系飲料、ミネラルウォーター、豆乳類、野菜飲料、スポーツ飲料、ココア飲料など）、アルコール飲料、乳飲料などの飲料、スープなどの液体食品、ソースや醤油などの液体調味料、などの液体製品を充填する用途に供される。

【0027】

本実施形態に係るボトル１は、口部２、肩部３、胴部４、および底部５を有する（図１）。なお、以下の説明においてボトル１の上下方向について言及するときは、底部５が設置するようにボトル１を設置した姿勢（図１に図示した姿勢）に基づく上下方向をいうものとする。すなわち、ボトル１の上側は口部２の側であり、ボトル１の下側は底部５の側である。また、ボトル１の横方向（または水平方向）について言及するときは、上記の上下方向と直交する方向（すなわち図１の左右方向または紙面と直交する方向）をいうものとする。

【0028】

ボトル１を上方から見ると、略四角形状である（図２）。すなわち、肩部３、胴部４、および底部５において、ボトル１の横断面形状は略四角形状である。なお、略四角形状とは、数学的な定義に従う四角形の形状に限定されず、工業製品として設けられうる丸みづけなどが設けられた実質的に四角形とみなせる形状であってもよいことを意味する。

【0029】

口部２は、内部に充填される液体製品を出し入れする開口部であり、その外面にはキャップ（不図示）を螺合するための雄ねじ部が設けられている。肩部３は、口部２から胴部４に向けてボトル１が徐々に拡大する部分である。底部５は、ボトル１を机などの面に置くときに接地面になる部分である。口部２、肩部３、および底部５の構造および機能は、公知のプラスチックボトルの口部、肩部、および底部とそれぞれ同様であるので、詳細な説明を省略する。

【0030】

本実施形態に係るボトル１において、胴部４には、陥没部４１、複数の直線状リブ４２、クッション部４３、および波状リブ４４が設けられている。

【0031】

胴部４の上方の領域には、陥没部４１が設けられている。陥没部４１は二段階の陥没構造になっており、胴部４の全周にわたってボトル１の内側方向に引退している一段目部分４１ａと、一段目部分４１ａからボトル１の内側方向にさらに引退している二段目部分４１ｂとを有する。二段目部分４１ｂは、胴部４の横断面形状の長辺部分に対応する二つの面４ａに一つずつ設けられており、使用者がボトル１を把持するときに、一方の二段目部分４１ｂに親指を係止し、他方の二段目部分４１ｂに人差指、中指などを係止すると、ボトル１を把持する姿勢が安定しやすい。またこのとき、胴部４の横断面形状の短辺部分に対応する面４ｂの一段目部分４１ａに手のひらが沿う。このように陥没部４１は、使用者がボトル１を把持しやすくする目的で設けられている。

【0032】

胴部４の上下方向中央の領域には、直線状リブ４２が複数（本実施形態では六つ）設けられている。それぞれの直線状リブ４２は、胴部４の全周にわたって、水平方向に沿って設けられている。複数の直線状リブ４２によって、胴部４が補強されている。

【0033】

本実施形態では、直線状リブ４２の深さＤ_Ｌは２．５ｍｍであり、直線状リブ４２の上下方向の幅Ｗ_Ｌは８ｍｍである（図３）。なお、リブの深さとは、胴部４の最外周面を基準として各リブがボトル１の内側方向に引退する深さをいい、リブの上下方向の幅とは、胴部４の最外周面に沿う部分における各リブの開口端部分の幅をいう。

【0034】

胴部４の下方の領域には、クッション部４３および波状リブ４４が設けられている。クッション部４３は、胴部４の全周にわたって設けられた溝部分４３ａと、胴部４の全周にわたって溝部分４３ａの上下に一つずつ形成された小凹部４３ｂと、を有する。なお、区別のために別の用語を用いているが、溝部分４３ａおよび小凹部４３ｂもリブの一種である。また、溝部分４３ａおよび小凹部４３ｂを包含するクッション部４３の全体を一つのリブと捉えることもできる。

【0035】

クッション部４３は、その上下方向の位置が胴部４の周方向に沿って連続的に変化する形状で設けられている。具体的には、クッション部４３は胴部４の周方向に沿って波状に設けられており、胴部４の横断面形状の頂点部分に対応する角４ｃの部分に、波状の形状の頂点（下に凸の頂点）が配置されている。換言すれば、胴部４の横断面形状の辺部分に対応する面４ａ、４ｂの部分における位置（高さＨ_１）が、胴部４の横断面形状の頂点部分に対応する角４ｃの部分における位置（高さＨ_２）より上方にある（図１～図３）。なお、クッション部４３の上下方向の位置は、溝部分４３ａの上下方向中央の上下方向の位置として特定する。

【0036】

溝部分４３ａの深さＤ_１は、４．７ｍｍである。一方、小凹部４３ｂの深さＤ_２は２ｍｍであり、溝部分４３ａの深さＤ_１より浅い（図３）。このように、比較的深い溝部分４３ａの上下に比較的浅い小凹部４３ｂが一つずつ設けられていることによって、溝部分４３ａおよび小凹部４３ｂが一体となってバネ状に作用する。このバネ状の作用によって、ボトル１に外力が加わったときに、当該外力を吸収するようにクッション部４３が動き、ボトル１全体が大きく変形することを防ぐ。なお、クッション部４３が波状に設けられていることによって、ボトル１に加わる外力が上下方向の場合も横方向の場合も、ボトル１の変形を防止しうる。

【0037】

また、溝部分４３ａと小凹部４３ｂとの境界部分は、胴部４の外周面より内側に引退した位置にある。これによって、溝部分４３ａおよび小凹部４３ｂが一体となってバネ状に作用する。

【0038】

また、クッション部４３全体の上下方向の幅Ｗは１６ｍｍであり、溝部分４３ａの上下方向の幅Ｗ_１は７ｍｍであり、小凹部４３ｂの上下方向の幅Ｗ_２は３ｍｍである（図３）。また、小凹部４３ｂの上下方向の幅Ｗ_２は、溝部分４３ａの上下方向の幅Ｗ_１より小さい。

【0039】

なお、溝部分４３ａと小凹部４３ｂとの境界部分の上下方向の幅は１．５ｍｍであり、溝部分４３ａの上下方向の幅Ｗ_１より小さい。すなわち、溝部分４３ａと小凹部４３ｂとは実質的に間隔を空けずに隣接して設けられており、これによって、溝部分４３ａおよび小凹部４３ｂが一体となってバネ状に作用する。

【0040】

波状リブ４４は、クッション部４３と同様に、その上下方向の位置が胴部４の周方向に沿って連続的に変化する形状で設けられたリブである。ただし、波状リブ４４はクッション部４３と異なり単一のリブにより構成されている。なお、面４ａ、４ｂの部分における位置が角４ｃの部分における位置より上方にある点について、波状リブ４４は、クッション部４３と同様である。

【0041】

〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係るプラスチックボトルのその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。

【0042】

上記の実施形態では、肩部３、胴部４、および底部５において、ボトル１の横断面形状が略四角形状である構成を例として説明した。しかし、本発明に係るプラスチックボトルの各部の横断面形状は特に限定されず、たとえば円形状や多角形状でありうる。ただし、ここでいう円形状および多角形状の各用語は、数学的な定義に従う形状を限定的に表すのではなく、これらの形状が工業的に実装される際に付与されうる変形を含む形状を包含する。この点は、上記の略四角形状の用語についての注記と同様である。また、プラスチックボトルの上下方向の位置によって横断面形状が異なっていてもよい。たとえば、プラスチックボトルの上側の横断面形状は円形であり、下側の横断面形状は多角形状である構造を採用しうる。クッション部が設けられる部分における横断面形状についても特に限定されないが、当該部分における横断面形状は略四角形状であることが好ましい。

【0043】

上記の実施形態では、面４ａ、４ｂの部分における位置が、角４ｃの部分における位置より上方にある態様で、クッション部４３の上下方向の位置が連続的に変化する構成を例として説明した。しかし、本発明に係るプラスチックボトルにおいて、クッション部の上下方向の位置は、胴部の周方向に沿って連続的に変化する限りにおいて特に限定されない。ただし、クッション部が、上下方向の位置が高い部分と低い部分とが交互に存在する波状の形状で設けられる場合において、胴部の角部分に波状の形状の頂点部分が配置されていると、荷重を吸収する効果が発現しやすいため好ましい。この場合、波状の形状の頂点部分は、下に凸の頂点（上記の実施形態と同様）であってもよいし、上に凸の頂点であってもよい。

【0044】

上記の実施形態では、クッション部４３が胴部４の下方に設けられている構成を例として説明した。しかし、本発明に係るプラスチックボトルにおいて、クッション部が設けられる上下方向の位置は特に限定されない。したがって、クッション部の位置は、クッション部自身の主たる機能とは関係が薄い要素（たとえば、プラスチックボトル全体の強度を確保しやすい直線状リブの配置や外観デザインなど。）によって決定づけられてもよい。

【0045】

上記の実施形態では、溝部分４３ａと小凹部４３ｂとの境界部分が胴部４の外周面より内側に引退した位置にある構成を例として説明した。しかし、本発明に係るプラスチックボトルにおいて、溝部分４３ａと小凹部４３ｂとの境界部分は、胴部４の外周面と面一であってもよい。また、溝部分４３ａ、小凹部４３ｂ、およびこれらの境界部分のそれぞれの寸法の大小関係について、上記の例に限定されない。

【0046】

本発明に係るプラスチックボトルにおいて、溝部分および小凹部のいずれについても、溝の深さおよび幅は、一定であってもよいし、一定でなくてもよい。たとえば、溝の深さが一定でない場合として、溝の深さが波状に変化する形状が例示される。なお、溝の幅についても同様であるし、溝の深さおよび幅の双方が波状に変化する形状も採用されうる。

【0047】

その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。

【実施例】

【0048】

以下では、実施例を示して本発明をさらに説明する。ただし、以下の実施例は本発明を限定しない。

【0049】

〔実施例〕
実施例として、上記の実施形態に係るボトル１を用いた。なお、前述のようにボトル１の容量は２Ｌである。

【0050】

〔比較例１〕
比較例１として、上記の実施形態におけるクッション部４３に替えて、直線状のクッション部４５を設けたボトル１Ａ（図４）を用いた。比較例１のクッション部４５は、溝部分４５ａと小凹部４５ｂとを有し、胴部４の全周にわたって水平方向に沿って設けられている。すなわち、実施例と比較例１とは、クッション部の上下方向の位置が胴部の周方向に沿って変化するか否かという点について異なる。なお、比較例１に係るボトル１Ａの容量も２Ｌである。

【0051】

〔比較例２〕
比較例２として、上記の実施形態おけるクッション部４３に替えて、波状リブ４４を設けたボトル１Ｂ（図５）を用いた。比較例２における波状リブ４４の構成は、上記の実施形態における波状リブ４４と同様である。すなわち、比較例２のボトル１Ｂには、波状リブ４４が二つ設けられている。実施例と比較例２とは、クッション部の有無が異なる。なお、比較例２に係るボトル１Ｂの容量も２Ｌである。

【0052】

〔座屈荷重試験〕
実施例および比較例の各ボトルに水２Ｌを充填し、底部５を接地面として置いた状態で上下方向に荷重を与えて荷重変位測定を行った。荷重変位曲線において荷重と変位との比例関係が崩れる点（材料評価の荷重変位測定における降伏点に相当する点である。）においてボトルに座屈が生じていると判断し、当該点における荷重を座屈荷重とした。実施例および比較例の各例について三回ずつ試験を行い、各回の測定値の平均値を試験結果とした。各例の結果を表１に示す。

【0053】

表１：座屈荷重試験

【表1】

【0054】

表１に示すように、クッション部を設けた実施例および比較例１に比べて、クッション部を設けていない比較例２の方が、座屈荷重が低い（座屈しやすい）結果が得られた。実施例および比較例１では、クッション部を設けることによってボトルの座屈が抑制されていることがわかった。

【0055】

〔横荷重試験〕
実施例および比較例１の各ボトルに水２Ｌを充填し、胴部４（面４ａ）の上下端部を支持した横倒しの姿勢で、胴部４の上下方向中央の部分に下向きの荷重を与えた（図６）。図６に示した試験装置では、プッシュプルゲージＰの上下動に追随してノギスＮのジョウＮ１が上下動するので、プッシュプルゲージＰの移動量を特定できる。荷重（プッシュプルゲージＰの読み）が５０Ｎに達したときのプッシュプルゲージＰの移動量（ノギスＮの読み）を、ボトルの変形量とした。実施例および比較例１のそれぞれについて五回ずつ試験を行い、各回の測定値の平均値を試験結果とした。各例の結果を表２に示す。

【0056】

表２：横荷重試験

【表2】

【0057】

表２に示すように、クッション部が波状に設けられている実施例に比べて、クッション部が水平方向に沿って設けられている比較例１の方が、横方向に荷重が加えられたときに変形しやすい結果が得られた。実施例のように、上下方向の位置が胴部の周方向に沿って変化しているクッション部を設けることによって、縦方向および横方向の双方の荷重に対する強度を付与できることがわかった。

【産業上の利用可能性】

【0058】

本発明は、たとえば飲料などの液体製品を充填する容器に利用できる。

【符号の説明】

【0059】

１ ：プラスチックボトル
２ ：口部
３ ：肩部
４ ：胴部
４ａ ：面（長辺）
４ｂ ：面（短辺）
４ｃ ：角
４１ ：陥没部
４１ａ ：一段目部分
４１ｂ ：二段目部分
４２ ：直線状リブ
４３ ：クッション部
４３ａ ：溝部分
４３ｂ ：小凹部
４４ ：波状リブ
４５ ：クッション部（比較例１）
４５ａ ：溝部分（比較例１）
４５ｂ ：小凹部（比較例１）
５ ：底部
Ｎ ：ノギス
Ｐ ：プッシュプルゲージ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】