プラスチックボトル及びそれを用いた飲料製品
【課題】本発明の目的は、胴部に減圧吸収部を設けたプラスチックボトルにおいて、減圧吸収部のみならず、ボトル胴部全体を均等に変形させることで、軽量で薄肉厚のボトルであっても高い減圧吸収能力を持たせることである。
【解決手段】本発明に係るプラスチックボトルは、柱部３２のいずれか１つを第１柱部３２ａとし、第１柱部３２ａの２つ隣の一方の柱部を第３柱部３２ｇとし、第１柱部３２ａと第３柱部３２ｇとの間に位置する柱部を第２柱部３２ｈと表記したとき、胴部３０の水平断面上の、第２柱部３２ｈ側の傾斜壁Ａ（３１ａ２）の内面ａと第２柱部３２ｈ側の傾斜壁Ｂ（３１ｈ１）の内面ｂとがなすパネル間角度αが１８０°以上である。
【解決手段】本発明に係るプラスチックボトルは、柱部３２のいずれか１つを第１柱部３２ａとし、第１柱部３２ａの２つ隣の一方の柱部を第３柱部３２ｇとし、第１柱部３２ａと第３柱部３２ｇとの間に位置する柱部を第２柱部３２ｈと表記したとき、胴部３０の水平断面上の、第２柱部３２ｈ側の傾斜壁Ａ（３１ａ２）の内面ａと第２柱部３２ｈ側の傾斜壁Ｂ（３１ｈ１）の内面ｂとがなすパネル間角度αが１８０°以上である。
【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、例えば加熱した飲料等の内容物を充填した後に生じる負圧（減圧）又は内容物の酸化に伴って生じる負圧に対して、スムーズにボトルを変形させることで、外観品質を維持することができるプラスチックボトルに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックボトルに内容物を充填する時に加熱した状態で行う充填方式がある。このようなホット充填を行うと、内容物が温度低下して室温に戻ったときにボトルに負圧が生じる。ボトルに負圧が生じると、ボトルが内側に変形し、外観を損ねてしまう。
【０００３】
また、ボトル内部に残存する酸素によって内容物が酸化される場合がある。このような酸化反応が生じると、消費された酸素の分だけ、体積が小さくなり、結果としてボトルに負圧が生じる。ボトルに負圧が生じると、前記温度降下の場合と同様にボトルが内側に変形し、外観を損ねてしまう。
【０００４】
そこで、ボトルに負圧がかかっても、特定の部分に変形を生じさせ、ボトル全体としては外観を損ねる変形の発生を阻止する技術がある。このような変形を生じさせるための特定の部分を減圧吸収部、減圧吸収パネルなどと称する（以下、減圧吸収部という）。減圧吸収部を有するプラスチックボトルとしては多くの形態がある（その一例として例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−６３５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
減圧吸収部のみで応力を緩和するとなれば、減圧吸収部を大きくする方法が考えられるが、減圧吸収部を大きくし過ぎると容器容量が少なくなるという欠点がある。また、デザイン上の制約が大きくなるという欠点もある。したがって、減圧吸収部の大きさには限度があるため、その形状及び配置について工夫が凝らされている。
【０００７】
減圧吸収部を胴部に複数配置した特許文献１などをはじめとするプラスチックボトルは、所定限度の負圧までは減圧吸収部の変形によってボトル全体の形状を維持するが、当該所定限度の負圧を超えると変形についての臨界点を越えたこととなり、ボトル全体で大きな変形を生じて外観不良を起こしやすい。すなわち、プラスチック容器は周方向に肉厚分布を持っているため、変形が大きくなると、負圧に耐える構造部分が周方向でそれぞれバランスが崩れた変形挙動を示すことなり、その結果、いびつな変形が誘発される。また、当該所定限度の負圧を超えていなくても、プラスチックボトルに衝撃等の外力が加わったときに、変形についての臨界点を容易に越えてボトル全体で大きな変形を生じて外観不良を起こしやすい。
【０００８】
そして、一旦、臨界点を越えて変形が生じると、もとの形状に復元するためには、再度臨界点を超える必要があるため、変形状態が保持されるという外観不良を起こしやすい。
【０００９】
そこで本発明の目的は、胴部に減圧吸収部を設けたプラスチックボトルにおいて、減圧吸収部のみならず、ボトル胴部全体を均等に変形させることで、軽量で薄肉厚のボトルであっても高い減圧吸収能力を持たせることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記の課題を解決するために、鋭意検討した結果、減圧吸収部のパネル面同士がなすパネル間角度に着目し、パネル間角度を１８０°以上とすることで、プラスチックボトルが負圧によって容器内部側に変形させられるときに、柱部同士の間隔が広がらないようにすることができ、この結果、減圧吸収部のみならず、ボトル胴部全体を均等に変形させることができることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明に係るプラスチックボトルは、熱可塑性合成樹脂をボトル状にブロー成形して得られ、口部と、該口部から拡径した肩部と、胴部と、底部とが順に連接された形状を有し、かつ、前記胴部に、胴部内側に凹ませた減圧吸収部を周方向に複数配列し、減圧吸収部同士の間を容器高さ方向に伸びる柱部としたプラスチックボトルにおいて、前記柱部のいずれか１つを第１柱部とし、第１柱部の２つ隣の一方の柱部を第３柱部とし、第１柱部と第３柱部との間に位置する柱部を第２柱部と表記したとき、前記胴部の水平断面上の、第１柱部に接続された減圧吸収部の傾斜壁のうち第２柱部側の傾斜壁Ａの内面ａと第３柱部に接続された減圧吸収部の傾斜壁のうち第２柱部側の傾斜壁Ｂの内面ｂとがなすパネル間角度αが１８０°以上であることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るプラスチックボトルでは、前記胴部が、胴部の中央方向に向けて縮径する絞り形状を有することが好ましい。プラスチックボトルが負圧によって容器内部側に変形させられる、すなわち、胴径が小さくなるように変形させられるときに、絞り形状を有する胴部とすれば、減圧吸収面の上端と下端とをスムーズに近づき合うように変形させることができる。この結果、ボトル胴部全体をより均等に変形させることができる。
【００１２】
本発明に係るプラスチックボトルでは、前記減圧吸収部の上端に胴部内側に傾斜させた上端側傾斜壁を有し、前記減圧吸収部の下端に胴部内側に傾斜させた下端側傾斜壁を有し、かつ、前記柱部と前記減圧吸収部の傾斜壁とが接続される境界線が、ボトル正面視で、垂直線であるか又は該減圧吸収部の中央側に湾曲した弧線であることが好ましい。プラスチックボトルが負圧によって容器内部側に変形させられる、すなわち、胴径が小さくなるように変形させられるときに、前記境界線をこのような形状とすれば、減圧吸収面の上端と下端とを遠ざけることなく変形初期からスムーズに近づき合うように変形させることができる。この結果、ボトル胴部全体をより均等に変形させることができる。
【００１３】
本発明に係るプラスチックボトルでは、前記減圧吸収部の上端の上側に全周連続した環状リブを有し、かつ、前記減圧吸収部の下端の下側に全周連続した環状リブを有することが好ましい。プラスチックボトルを容器内部側に変形させる応力に抗う剛性箇所となり、容器の強度を高め、容器外観が保たれやすくなる。
【００１４】
本発明に係る飲料製品は、本発明に係るプラスチックボトルに飲料が加熱充填されたか又は無菌充填システムによって充填されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、胴部に減圧吸収部を設けたプラスチックボトルにおいて、減圧吸収部のみならず、ボトル胴部全体を均等に変形させることで、軽量で薄肉厚のボトルであっても高い減圧吸収能力を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係るプラスチックボトルの一例の概略形状を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ破断面である。
【図３】図１のＡ−Ａ破断面であり、パネル間角度αを説明する為の図である。
【図４】パネル間角度αが１８０°未満の例を示す。図４は比較例である。
【図５】図２に相当するＡ−Ａ破断面（実線）と、容器内部が負圧となったときの変形後のＡ−Ａ破断面（点線）とを比較する図である。
【図６】本実施形態に係るプラスチックボトル（図２に相当するＡ−Ａ破断面を有する）が、負圧による応力を受けたときの柱部が受ける力を説明するための説明図である。
【図７】比較例のプラスチックボトル（図４に相当するＡ−Ａ破断面を有する）が負圧による応力を受けたときの柱部が受ける力を説明するための図である。
【図８】図１の減圧吸収部の接続部３１ａ３を通る縦破断面を示し、（ａ）は体積収縮前の状態、（ｂ）は負圧による体積収縮後の状態を示した。
【図９】減圧吸収部の形状の例を示す図であり、（ａ）は柱部と減圧吸収部の傾斜壁とが接続される境界線（以下単に境界線という。）が直線状である場合、（ｂ）境界線が減圧吸収部の中央側に湾曲した弧線である場合、（ｃ）境界線が減圧吸収部の外側に湾曲した弧線である場合、を示す。
【図１０】実施例における減圧時の変形量の測定箇所（Ａ〜Ｇ）の位置を示す図である。
【図１１】各測定位置における非減圧時の横断面の形状及びパネル間角度を示すずである。
【図１２】各測定位置における減圧時の変形量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明について実施形態を示して詳細に説明するが本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。本発明の効果を奏する限り、実施形態は種々の変形をしてもよい。
【００１８】
図１は、本実施形態に係るプラスチックボトルの一例の概略形状を示す正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ破断面である。図３は、図１のＡ−Ａ破断面であり、パネル間角度αを説明する為の図である。図１〜図３に示すように、本実施形態に係るプラスチックボトル１００は、熱可塑性合成樹脂をボトル状にブロー成形して得られ、口部１０と、口部１０から拡径した肩部２０と、胴部３０と、底部４０とが順に連接された形状を有し、かつ、胴部３０に、胴部内側に凹ませた減圧吸収部３１（３１ａ〜３１ｈ）を周方向Ｓ１に複数配列し、減圧吸収部３１同士の間を容器高さ方向Ｈに伸びる柱部３２（３２ａ〜３２ｈ）としたプラスチックボトルにおいて、柱部３２のいずれか１つを第１柱部３２ａとし、第１柱部３２ａの２つ隣の一方の柱部を第３柱部３２ｇとし、第１柱部３２ａと第３柱部３２ｇとの間に位置する柱部を第２柱部３２ｈと表記したとき、胴部３０の水平断面上の、第１柱部３２ａに接続された減圧吸収部（３１ａ，３１ｂ）の傾斜壁（３１ａ２，３１ｂ１）のうち第２柱部３２ｈ側の傾斜壁Ａ（３１ａ２）の内面ａと第３柱部３２ｇに接続された減圧吸収部（３１ｈ，３１ｇ）の傾斜壁（３１ｈ１，３１ｇ２）のうち第２柱部３２ｈ側の傾斜壁Ｂ（３１ｈ１）の内面ｂとがなすパネル間角度αが１８０°以上である。
【００１９】
プラスチックボトル１００は、熱可塑性合成樹脂をボトル状にブロー成形して得られる。より具体的には、まず、プリフォームを射出成型によって製造し、次にプリフォームをブロー成形することによってプラスチックボトル１００を製造する。熱可塑性合成樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、シクロオレフィンコポリマー樹脂（ＣＯＣ、環状オレフィン共重合）、アイオノマ樹脂、ポリ‐４‐メチルペンテン−１樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリスチレン樹脂、エチレン‐ビニルアルコール共重合樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、又は、４弗化エチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン樹脂、アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン樹脂を例示することができる。この中で、ＰＥＴが特に好ましい。プラスチックボトル１００は、例えば２００ｍｌ〜２０００ｍｌの容量とすることが好ましい。
【００２０】
プラスチックボトル１００は、口部１０、肩部２０、胴部３０及び底部４０が順に連接された形状を有する。口部１０は中身の飲料を注ぎやすいように通常、１．５〜４ｃｍの直径で形成されており、キャップ（不図示）が装着されることによってボトルの密閉がなされる。なお、図１では、キャップと螺合するネジ部及びネックサポートリングについては図示を省略している。また肩部２０は、胴部３０につながるように胴部３０に向かって胴径を拡径させて錐体形状をしている。なお、図１に示したボトルの肩部２０は曲面で形成しているが、複数のカット面から形成されていてもよい。胴部３０は、主として消費者に把持される箇所であり、胴部３０には、その外側にシュリンクラベル又はロールラベル等の商品表示ラベルが装着される（ラベルは不図示）。底部４０は、胴部３０とほぼ同じ胴径にて連接されているが、周方向Ｓ１に、環状リブ（４１ａ，４１ｂ）が複数設けられている。底部４０に設けられた環状リブ（４１ａ，４１ｂ）は、特に側面からの応力に対する強度を向上させ、ボトル底面が変形することを防止する。
【００２１】
減圧吸収部３１（３１ａ〜３１ｈ）は、胴部３０に、その周方向Ｓ１に複数配列して設けられている。図１及び図２で示したプラスチックボトル１００の場合、８個の減圧吸収部が配列している。本実施形態は減圧吸収部の個数に制限されず、他の形態としては、６個の減圧吸収部が配列する形態、１０個の減圧吸収部が配列する形態が例示できる（いずれも不図示。）図２に示すように減圧吸収部３１（３１ａ〜３１ｈ）は、胴部内側に凹ませた形状を有しており、例えば、減圧吸収部３１ａは、ほぼ平面状の傾斜壁３１ａ１と傾斜壁３１ａ２を有する。傾斜壁３１ａ１と傾斜壁３１ａ２との接続部３１ａ３は、Ｒ部として曲面で接続しているが、ブロー成形の金型に角を設けて、角張らせてもよい。また、接続部３１ａ３に相当する箇所に平坦底を設けてもよい（不図示）。平坦底を設けた場合には、接続部３１ａ３の代わりに、傾斜壁と平坦底との境界に接続部が存在することとなる（当該平坦底を挟んで２箇所に接続部が存在する。）。なお、減圧吸収部３１ａについて説明したが他の減圧吸収部についても同様である。
【００２２】
柱部３２（３２ａ〜３２ｈ）は、減圧吸収部３１同士の間に設けられており、容器高さ方向Ｈに伸びている。柱部３２（３２ａ〜３２ｈ）は、容器高さ方向Ｈに伸びた形状を有することから、特にボトルの積載荷重を支える剛性部となる支柱の役割をなす。柱部３２（３２ａ〜３２ｈ）の周方向Ｓ１の形状は、ボトル主軸の横断面上において円弧状である。なお、柱部の表面を平坦面としてもよく、この場合、柱部の周方向Ｓ１の形状は、ボトル主軸の横断面上においてボトル主軸を頂点とする二等辺三角形の底辺に相当する直線状である（不図示）。
【００２３】
柱部３２（３２ａ〜３２ｈ）は、図２に示すように、ボトル主軸の横断面上においてボトル主軸を中心として、同一幅のものが均等間隔で同一円周上に配列されていることが好ましい。また、減圧吸収部３１（３１ａ〜３１ｈ）は、図２に示すように、ボトル主軸の横断面上においてボトル主軸を中心として、同一幅のものが均等間隔で同一円周上に配列されていることが好ましい。
【００２４】
次にパネル間角度αについてさらに図３も参照して説明する。図２に示すように、柱部３２（３２ａ〜３２ｈ）と減圧吸収部３１（３１ａ〜３１ｈ）とが、それぞれ同一幅であり、かつ、それぞれ均等間隔で同一円周上に配列されている場合で説明する。任意の柱部３２のいずれか１つを第１柱部（ここでは柱部３２ａとする。）とし、第１柱部３２ａの２つ隣の一方の柱部を第３柱部（柱部３２ｃと柱部３２ｇが候補としてあがるが、ここでは柱部３２ｇとする。）とし、第１柱部３２ａと第３柱部３２ｇとの間に位置する柱部を第２柱部３２ｈと表記する。胴部３０の水平断面上（ボトル主軸の横断面上）の、第１柱部３２ａに接続された減圧吸収部（３１ａ，３１ｂ）の傾斜壁（３１ａ２，３１ｂ１）のうち第２柱部３２ｈ側の傾斜壁Ａ（３１ａ２）の内面ａと第３柱部３２ｇに接続された減圧吸収部（３１ｈ，３１ｇ）の傾斜壁（３１ｈ１，３１ｇ２）のうち第２柱部３２ｈ側の傾斜壁Ｂ（３１ｈ１）の内面ｂとがなすパネル間角度αを１８０°以上とする。ここで図４にパネル間角度αが１８０°未満の例を示す。図４は比較例である。
【００２５】
次に、図５に、図２に相当するＡ−Ａ破断面（実線）と、容器内部が負圧となったときの変形後のＡ−Ａ破断面（点線）とを比較する図を示す。図５では、容器内部の負圧によって、胴部の断面がほぼ均等に一回り縮んだ状態（体積収縮の状態）を示している。また、図６に、本実施形態に係るプラスチックボトル（図２に相当するＡ−Ａ破断面を有する）が、負圧による応力を受けたときの柱部が受ける力を説明するための説明図を示す。図７に、比較例のプラスチックボトル（図４に相当するＡ−Ａ破断面を有する）が負圧による応力を受けたときの柱部が受ける力を説明するための図を示す。
【００２６】
本実施形態に係るプラスチックボトルでは、図５に示した、体積収縮前の状態（実線）から、体積収縮後の状態（点線）への移行する過程において、図６に示すように、パネル間角度αが１８０°以上であるため、柱部と減圧吸収部との接続部である頂点Ｓと頂点Ｔとが移行開始時から移行完了時の間において常に近づき合う関係にある。図６において頂点Ｓと頂点Ｔとが移行開始時において働く、「近づき合う応力」を太矢印１で表記し、移行完了時において働く、「近づき合う応力」を太矢印２で表記した。
【００２７】
一方、図4に示したパネル間角度αが１８０°未満の比較例のプラスチックボトルでは、図７に示すように、パネル間角度αが１８０°未満であるため、柱部と減圧吸収部との接続部である頂点Ｓと頂点Ｔとが移行開始時から移行完了時の間において、当初は離れ合う関係にあり、収縮途中においてパネル間角度αが１８０°となるまで離れ合う関係にある。次に収縮途中においてパネル間角度αが１８０°以上となると、近づき合う関係に変化する。図７において頂点Ｓと頂点Ｔとが離れ合う関係にあるときに働く、「離れ合う応力」を太矢印１で表記し、次に頂点Ｓと頂点Ｔとが近づき合う関係にあるときに働く、「近づき合う応力」を太矢印２で表記した。
【００２８】
図６及び図７を比較すると明らかなように、負圧がかかっていない体積収縮前のプラスチックボトルの形状について、パネル間角度を１８０°以上とすることで、プラスチックボトルが負圧によって容器内部側に変形させられるときに、柱部同士の間隔が広がらないようにすることができ、この結果、減圧吸収部のみならず、ボトル胴部全体を均等に変形させることができる。本実施形態に係るプラスチックボトルでは、このようにスムーズに体積収縮がなされるため、形状の復元が難しいほどの大きな変形が生じる境界を示す限界変形量が大きい。よって、負圧が大きくなっても形状の復元が難しいほどの大きな変形が生じない。一方、図７に示す比較例のプラスチックボトルを例とするパネル間角度が１８０°未満の場合、離れ合う応力（太矢印１）から近づき合う応力（太矢印２）に変化するなど応力の変動が生じるため、スムーズに体積収縮がなされない。その結果、前記限界変形量は本実施形態に係るプラスチックボトルと比較すると小さい。よって、負圧が大きくなるにつれて、形状の復元が難しいほどの大きな変形が容易に生じてしまうこととなる。なお、ボトルの胴部の周方向には成形誤差による肉厚差があるため、肉厚が薄いなどの理由で胴部の周方向のうち強度が弱い箇所から限界を越えて大きな変形に至ることが多い。
【００２９】
なお、本発明において、傾斜壁Ａの内面ａと傾斜壁Ｂの内面ｂとがなすパネル間角度αを１８０°以上であるか否かの判断は、図６及び図７で説明したように、ボトルの体積収縮過程において、頂点Ｓと頂点Ｔとが常に近づき合う関係にあれば、パネル間角度αを１８０°以上とし、頂点Ｓと頂点Ｔとが初期は離れ合い、次いで近づき合う関係に変化すれば、パネル間角度αを１８０°未満であると判定を下してもよい。
【００３０】
本実施形態に係るプラスチックボトルでは、図１に示したプラスチックボトル１００のように、胴部３０が、胴部３０の中央方向に向けて縮径する絞り形状を有することが好ましい。なお、本実施形態に係るプラスチックボトルは、最細部分が胴部３０の中央である形態に限定されない。図８に、図１の減圧吸収部の接続部３１ａ３を通る縦破断面を示し、（ａ）は体積収縮前の状態、（ｂ）は負圧による体積収縮後の状態を示した。プラスチックボトル１００が負圧によって容器内部側に変形させられる、すなわち、胴径が小さくなるように変形させられるときに、絞り形状を有する胴部とすれば、図８に示すように、減圧吸収面の上端３５ａと下端３５ｂとをスムーズに近づき合うように変形させることができる。つまり、図８（ａ）の状態から図８（ｂ）の状態に移行するときに、当該変形に対して応力の変動を生じさせるような剛性部が除かれているため、スムーズな変形が可能である。この結果、ボトル胴部全体をより均等に変形させることができる。なお、胴部３０が寸胴の場合は、減圧吸収面の上端３５ａと下端３５ｂとが近づくに際して、減圧吸収面自体がそれを阻止する剛性部として働くため、当該剛性部が変形するときに応力の変動が生じる場合がある。例えば、この剛性部が変形の限界を越えたときに生じる応力の変動である。
【００３１】
図９は、減圧吸収部の形状の例を示す図であり、（ａ）は柱部と減圧吸収部の傾斜壁とが接続される境界線（以下単に境界線という。）が垂直線である場合、（ｂ）境界線が減圧吸収部の中央側に湾曲した弧線である場合、（ｃ）境界線が減圧吸収部の外側に湾曲した弧線である場合、を示す。本実施形態に係るプラスチックボトルは、図１に示したプラスチックボトル１００のように、減圧吸収部３１ａの上端に胴部内側に傾斜させた上端側傾斜壁３６ａを有し、減圧吸収部３１ａの下端に胴部内側に傾斜させた下端側傾斜壁３６ｂを有することが好ましい。なお、減圧吸収部３１ａ以外の他の減圧吸収部についても同様である。以降、減圧吸収部３１ａを代表として説明するが、他の減圧吸収部についても同様である。ここで図９に示したように、柱部３２ａと減圧吸収部３１ａの傾斜壁３１ａ２とが接続される境界線（３１ａ４，３１ａ５）が、ボトル正面視で、垂直線であるか（図９（ａ））又は減圧吸収部３１ａの中央側に湾曲した弧線（図９（ｂ））であることが好ましい。境界線をこのような形状とすることによって、プラスチックボトルが負圧によって容器内部側に変形させられる、すなわち、胴径が小さくなるように変形させられるときに、減圧吸収面３１ａの上端３５ａと下端３５ｂとを遠ざけることなく変形初期からスムーズに近づき合うように変形させることができる（Ｍ，Ｎの動きを太矢印で表記した。）。この結果、ボトル胴部全体をより均等に変形させることができる。境界線（３１ａ４，３１ａ５）を図９（ａ）（ｂ）の形状とするためには、前述のとおり、上端側傾斜壁３６ａと下端側傾斜壁３６ｂとを設けることによって、境界線（３１ａ４，３１ａ５）の上端と下端を胴部周方向に移動させることが容易となる。
【００３２】
一方、上端側傾斜壁３６ａと下端側傾斜壁３６ｂの有無にかかわらず、境界線が減圧吸収部の外側に湾曲した弧線である場合（図９（ｃ）は上端側傾斜壁３６ａと下端側傾斜壁３６ｂとが無しであり、かつ、境界線が減圧吸収部の外側に湾曲した弧線である場合を図示している。上端側傾斜壁３６ａと下端側傾斜壁３６ｂとが有りであり、かつ、境界線が減圧吸収部の外側に湾曲した弧線である場合は不図示である。）、境界線が内側に三角形ＰＭＮに相当する形状を包含し、プラスチックボトルが負圧によって容器内部側に変形させられる、すなわち、プラスチックボトルが、胴径が小さくなるように変形させられるときに、同時に、減圧吸収面３１ａの上端３５ａと下端３５ｂとを離すように変形させられる（Ｍ，Ｎの動きを太矢印で表記した。）この変形は、胴径が小さくなるような変形に対して抗力を発生させるため、すなわち、境界線の箇所が剛性部として働くため、プラスチックボトルは、負圧を受けたときにスムーズに変形しにくく、当該剛性部が変形するときに応力の変動が生じる場合がある。例えば、この剛性部が変形の限界を越えたときに生じる応力の変動である。
【００３３】
本実施形態に係るプラスチックボトルでは、図１に示したように、減圧吸収部３１ａの上端３５ａの上側に全周連続した環状リブ３３ａを有し、かつ、減圧吸収部３１ａの下端３５ｂの下側に全周連続した環状リブ３３ｂを有することが好ましい。減圧吸収部３１ａ以外の他の減圧吸収部についても同じ位置関係とする。プラスチックボトル１００を容器内部側に変形させる応力に抗う剛性箇所となり、容器の強度を高め、容器外観が保たれやすくなる。
【００３４】
以上のとおり、本実施形態に係るプラスチックボトルは、飲料を加熱充填（例えば充填温度８０℃、その後５℃へ冷却）したときに、体積収縮をスムーズに行うことができるため、十分な減圧吸収がなされる。なお、本実施形態に係るプラスチックボトルは、飲料を加熱充填するためのボトルに限定されず、無菌充填システムにおいて飲料を充填するためのボトルであってもよい。無菌充填システムにおいて飲料を充填するためのボトルは、加熱充填されるボトルと比べて減圧吸収量は少なくてよいが、特に、肉厚が０．２ｍｍ〜０．２５ｍｍ（例えば３５０ｍｌ容器で樹脂量１５ｇ〜２０ｇの場合）のように、軽量化ボトルとした場合、外観を維持することが可能である。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例を示しながら本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明は実施例に限定して解釈されない。
【００３６】
（実施例）
図１に示した形状の３５０ｍｌ容量のポリエチレンテレフタレート製ボトル（樹脂量１８ｇ）を準備した。パネル間角度αを１８２°とした。（１）このボトルの胴部にシュリンクフィルムを巻き、試験用ＰＥＴボトルを準備した。（２）試験用ＰＥＴボトルに満注容量まで室温の水を充填した。（３）そして、数１で計算される容量を満注から抜き取った。
（数１）抜き取り容量＝ {ヘッドスペース容量−（吸収される酸素量，ｍｌ＋冷却による体積収縮量，ｍｌ）}
（４）（３）で作製したボトルの入り味線部分にマーキングを行った。（５）（４）で作製したボトルから（吸収される酸素量，ｍｌ＋冷却による体積収縮量，ｍｌ）で計算される容量を抜き取った。（６）（５）で作製したボトルを強く把持し、実液面を入り味線まで上昇させた状態で、キャッピングを行った。（７）（６）で作製したボトルから手を離し、容器外観の変形状態を目視確認した。入り味が平均の場合と、入り味が下限の場合についてそれぞれ１０本のボトルについて評価を行った結果、減圧吸収後のボトル変形はいずれの場合においても０本／１０本であった。なお、表１において、入り味が平均の場合及び入り味が下限の場合の各種の量を示した。
【００３７】
【表１】
【００３８】
また、ボトルの内部空間を減圧した場合、変形開始時の負圧は０．０１７５ＭＰａであった。
【００３９】
（比較例）
パネル間角度αを１２９°とした以外は実施例１と同じのポリエチレンテレフタレート製ボトルを準備した。同様に、減圧吸収後の変形の有無の評価試験を行った。入り味が平均の場合と、入り味が下限の場合についてそれぞれ１０本のボトルについて評価を行った結果、減圧吸収後のボトル変形はいずれの場合においても１０本／１０本であった。また、ボトルの内部空間を減圧した場合、変形開始時の負圧は０．０１２０ＭＰａであった。
【００４０】
次に実施例のＰＥＴボトルについて、減圧吸収前後の変形量について測定した。図１０に測定箇所（Ａ〜Ｇ）の位置を示し、図１１に各測定位置における非減圧時の横断面の形状及び（３６０°−パネル間角度α）の値を示した。さらに図１２に各測定位置における減圧時の変形量を示した。なお、変形量とは、ボトル主軸と減圧吸収部の底（図２の符号３１ａ３で示した箇所に相当）との距離の減圧前後での差の平均値（１ボトルについて、減圧吸収部の底は８箇所あるため、その８個のデータの平均値）である。表２に図１１のパネル間角度αを示した。表３に図１２の各測定位置における減圧時の変形量のデータをまとめた。
【００４１】
【表２】
【００４２】
【表３】
【００４３】
実施例と比較例を比較すると明らかなように、実施例は、変形開始時の負圧が比較例よりも高く、また、減圧吸収させたときのボトル変形が起こっていない。図１２及び表２の結果から、減圧吸収部のみではなくボトルの胴部の全体が変形することが可能であり、軽量で薄肉厚のボトルであっても高い減圧吸収能力を有している。図１に示したボトルでは、胴部を絞り形状としているため、胴部の中心部に近づくほど変形量が大きいことがわかる。また、高さ方向に検討すると、減圧吸収部を設けた箇所では変形量の大小差はあるが、いずれの箇所においても、減圧吸収能力が発揮されていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本実施形態に係るプラスチックボトルは、加熱充填される飲料製品に好適に使用される。また、無菌充填システムによる充填方式であっても軽量ボトルとする場合には、好適に使用される。
【符号の説明】
【００４５】
１００，プラスチックボトル
１０，口部
２０，肩部
３０，胴部
３１（３１ａ〜３１ｈ），減圧吸収部
３１ａ２，３１ｂ１，３１ｈ１，３１ｇ２，傾斜壁
３１ａ３，傾斜壁３１ａ１と傾斜壁３１ａ２との接続部
３１ａ４，３１ａ５，柱部３２ａと減圧吸収部３１ａの傾斜壁３１ａ２とが接続される境界線
３２（３２ａ〜３２ｈ），柱部
３３ａ，３３ｂ，４１ａ，４１ｂ，環状リブ
３５ａ，減圧吸収面の上端
３５ｂ，減圧吸収面の下端
３６ａ，上端側傾斜壁
３６ｂ，下端側傾斜壁
４０，底部
Ｓ，Ｔ，頂点
Ｓ１，周方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックボトル、例えば加熱した飲料等の内容物を充填した後に生じる負圧（減圧）又は内容物の酸化に伴って生じる負圧に対して、スムーズにボトルを変形させることで、外観品質を維持することができるプラスチックボトルに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックボトルに内容物を充填する時に加熱した状態で行う充填方式がある。このようなホット充填を行うと、内容物が温度低下して室温に戻ったときにボトルに負圧が生じる。ボトルに負圧が生じると、ボトルが内側に変形し、外観を損ねてしまう。
【０００３】
また、ボトル内部に残存する酸素によって内容物が酸化される場合がある。このような酸化反応が生じると、消費された酸素の分だけ、体積が小さくなり、結果としてボトルに負圧が生じる。ボトルに負圧が生じると、前記温度降下の場合と同様にボトルが内側に変形し、外観を損ねてしまう。
【０００４】
そこで、ボトルに負圧がかかっても、特定の部分に変形を生じさせ、ボトル全体としては外観を損ねる変形の発生を阻止する技術がある。このような変形を生じさせるための特定の部分を減圧吸収部、減圧吸収パネルなどと称する（以下、減圧吸収部という）。減圧吸収部を有するプラスチックボトルとしては多くの形態がある（その一例として例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−６３５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
減圧吸収部のみで応力を緩和するとなれば、減圧吸収部を大きくする方法が考えられるが、減圧吸収部を大きくし過ぎると容器容量が少なくなるという欠点がある。また、デザイン上の制約が大きくなるという欠点もある。したがって、減圧吸収部の大きさには限度があるため、その形状及び配置について工夫が凝らされている。
【０００７】
減圧吸収部を胴部に複数配置した特許文献１などをはじめとするプラスチックボトルは、所定限度の負圧までは減圧吸収部の変形によってボトル全体の形状を維持するが、当該所定限度の負圧を超えると変形についての臨界点を越えたこととなり、ボトル全体で大きな変形を生じて外観不良を起こしやすい。すなわち、プラスチック容器は周方向に肉厚分布を持っているため、変形が大きくなると、負圧に耐える構造部分が周方向でそれぞれバランスが崩れた変形挙動を示すことなり、その結果、いびつな変形が誘発される。また、当該所定限度の負圧を超えていなくても、プラスチックボトルに衝撃等の外力が加わったときに、変形についての臨界点を容易に越えてボトル全体で大きな変形を生じて外観不良を起こしやすい。
【０００８】
そして、一旦、臨界点を越えて変形が生じると、もとの形状に復元するためには、再度臨界点を超える必要があるため、変形状態が保持されるという外観不良を起こしやすい。
【０００９】
そこで本発明の目的は、胴部に減圧吸収部を設けたプラスチックボトルにおいて、減圧吸収部のみならず、ボトル胴部全体を均等に変形させることで、軽量で薄肉厚のボトルであっても高い減圧吸収能力を持たせることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記の課題を解決するために、鋭意検討した結果、減圧吸収部のパネル面同士がなすパネル間角度に着目し、パネル間角度を１８０°以上とすることで、プラスチックボトルが負圧によって容器内部側に変形させられるときに、柱部同士の間隔が広がらないようにすることができ、この結果、減圧吸収部のみならず、ボトル胴部全体を均等に変形させることができることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明に係るプラスチックボトルは、熱可塑性合成樹脂をボトル状にブロー成形して得られ、口部と、該口部から拡径した肩部と、胴部と、底部とが順に連接された形状を有し、かつ、前記胴部に、胴部内側に凹ませた減圧吸収部を周方向に複数配列し、減圧吸収部同士の間を容器高さ方向に伸びる柱部としたプラスチックボトルにおいて、前記柱部のいずれか１つを第１柱部とし、第１柱部の２つ隣の一方の柱部を第３柱部とし、第１柱部と第３柱部との間に位置する柱部を第２柱部と表記したとき、前記胴部の水平断面上の、第１柱部に接続された減圧吸収部の傾斜壁のうち第２柱部側の傾斜壁Ａの内面ａと第３柱部に接続された減圧吸収部の傾斜壁のうち第２柱部側の傾斜壁Ｂの内面ｂとがなすパネル間角度αが１８０°以上であることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るプラスチックボトルでは、前記胴部が、胴部の中央方向に向けて縮径する絞り形状を有することが好ましい。プラスチックボトルが負圧によって容器内部側に変形させられる、すなわち、胴径が小さくなるように変形させられるときに、絞り形状を有する胴部とすれば、減圧吸収面の上端と下端とをスムーズに近づき合うように変形させることができる。この結果、ボトル胴部全体をより均等に変形させることができる。
【００１２】
本発明に係るプラスチックボトルでは、前記減圧吸収部の上端に胴部内側に傾斜させた上端側傾斜壁を有し、前記減圧吸収部の下端に胴部内側に傾斜させた下端側傾斜壁を有し、かつ、前記柱部と前記減圧吸収部の傾斜壁とが接続される境界線が、ボトル正面視で、垂直線であるか又は該減圧吸収部の中央側に湾曲した弧線であることが好ましい。プラスチックボトルが負圧によって容器内部側に変形させられる、すなわち、胴径が小さくなるように変形させられるときに、前記境界線をこのような形状とすれば、減圧吸収面の上端と下端とを遠ざけることなく変形初期からスムーズに近づき合うように変形させることができる。この結果、ボトル胴部全体をより均等に変形させることができる。
【００１３】
本発明に係るプラスチックボトルでは、前記減圧吸収部の上端の上側に全周連続した環状リブを有し、かつ、前記減圧吸収部の下端の下側に全周連続した環状リブを有することが好ましい。プラスチックボトルを容器内部側に変形させる応力に抗う剛性箇所となり、容器の強度を高め、容器外観が保たれやすくなる。
【００１４】
本発明に係る飲料製品は、本発明に係るプラスチックボトルに飲料が加熱充填されたか又は無菌充填システムによって充填されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、胴部に減圧吸収部を設けたプラスチックボトルにおいて、減圧吸収部のみならず、ボトル胴部全体を均等に変形させることで、軽量で薄肉厚のボトルであっても高い減圧吸収能力を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係るプラスチックボトルの一例の概略形状を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ破断面である。
【図３】図１のＡ−Ａ破断面であり、パネル間角度αを説明する為の図である。
【図４】パネル間角度αが１８０°未満の例を示す。図４は比較例である。
【図５】図２に相当するＡ−Ａ破断面（実線）と、容器内部が負圧となったときの変形後のＡ−Ａ破断面（点線）とを比較する図である。
【図６】本実施形態に係るプラスチックボトル（図２に相当するＡ−Ａ破断面を有する）が、負圧による応力を受けたときの柱部が受ける力を説明するための説明図である。
【図７】比較例のプラスチックボトル（図４に相当するＡ−Ａ破断面を有する）が負圧による応力を受けたときの柱部が受ける力を説明するための図である。
【図８】図１の減圧吸収部の接続部３１ａ３を通る縦破断面を示し、（ａ）は体積収縮前の状態、（ｂ）は負圧による体積収縮後の状態を示した。
【図９】減圧吸収部の形状の例を示す図であり、（ａ）は柱部と減圧吸収部の傾斜壁とが接続される境界線（以下単に境界線という。）が直線状である場合、（ｂ）境界線が減圧吸収部の中央側に湾曲した弧線である場合、（ｃ）境界線が減圧吸収部の外側に湾曲した弧線である場合、を示す。
【図１０】実施例における減圧時の変形量の測定箇所（Ａ〜Ｇ）の位置を示す図である。
【図１１】各測定位置における非減圧時の横断面の形状及びパネル間角度を示すずである。
【図１２】各測定位置における減圧時の変形量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明について実施形態を示して詳細に説明するが本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。本発明の効果を奏する限り、実施形態は種々の変形をしてもよい。
【００１８】
図１は、本実施形態に係るプラスチックボトルの一例の概略形状を示す正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ破断面である。図３は、図１のＡ−Ａ破断面であり、パネル間角度αを説明する為の図である。図１〜図３に示すように、本実施形態に係るプラスチックボトル１００は、熱可塑性合成樹脂をボトル状にブロー成形して得られ、口部１０と、口部１０から拡径した肩部２０と、胴部３０と、底部４０とが順に連接された形状を有し、かつ、胴部３０に、胴部内側に凹ませた減圧吸収部３１（３１ａ〜３１ｈ）を周方向Ｓ１に複数配列し、減圧吸収部３１同士の間を容器高さ方向Ｈに伸びる柱部３２（３２ａ〜３２ｈ）としたプラスチックボトルにおいて、柱部３２のいずれか１つを第１柱部３２ａとし、第１柱部３２ａの２つ隣の一方の柱部を第３柱部３２ｇとし、第１柱部３２ａと第３柱部３２ｇとの間に位置する柱部を第２柱部３２ｈと表記したとき、胴部３０の水平断面上の、第１柱部３２ａに接続された減圧吸収部（３１ａ，３１ｂ）の傾斜壁（３１ａ２，３１ｂ１）のうち第２柱部３２ｈ側の傾斜壁Ａ（３１ａ２）の内面ａと第３柱部３２ｇに接続された減圧吸収部（３１ｈ，３１ｇ）の傾斜壁（３１ｈ１，３１ｇ２）のうち第２柱部３２ｈ側の傾斜壁Ｂ（３１ｈ１）の内面ｂとがなすパネル間角度αが１８０°以上である。
【００１９】
プラスチックボトル１００は、熱可塑性合成樹脂をボトル状にブロー成形して得られる。より具体的には、まず、プリフォームを射出成型によって製造し、次にプリフォームをブロー成形することによってプラスチックボトル１００を製造する。熱可塑性合成樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、シクロオレフィンコポリマー樹脂（ＣＯＣ、環状オレフィン共重合）、アイオノマ樹脂、ポリ‐４‐メチルペンテン−１樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリスチレン樹脂、エチレン‐ビニルアルコール共重合樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、又は、４弗化エチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン樹脂、アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン樹脂を例示することができる。この中で、ＰＥＴが特に好ましい。プラスチックボトル１００は、例えば２００ｍｌ〜２０００ｍｌの容量とすることが好ましい。
【００２０】
プラスチックボトル１００は、口部１０、肩部２０、胴部３０及び底部４０が順に連接された形状を有する。口部１０は中身の飲料を注ぎやすいように通常、１．５〜４ｃｍの直径で形成されており、キャップ（不図示）が装着されることによってボトルの密閉がなされる。なお、図１では、キャップと螺合するネジ部及びネックサポートリングについては図示を省略している。また肩部２０は、胴部３０につながるように胴部３０に向かって胴径を拡径させて錐体形状をしている。なお、図１に示したボトルの肩部２０は曲面で形成しているが、複数のカット面から形成されていてもよい。胴部３０は、主として消費者に把持される箇所であり、胴部３０には、その外側にシュリンクラベル又はロールラベル等の商品表示ラベルが装着される（ラベルは不図示）。底部４０は、胴部３０とほぼ同じ胴径にて連接されているが、周方向Ｓ１に、環状リブ（４１ａ，４１ｂ）が複数設けられている。底部４０に設けられた環状リブ（４１ａ，４１ｂ）は、特に側面からの応力に対する強度を向上させ、ボトル底面が変形することを防止する。
【００２１】
減圧吸収部３１（３１ａ〜３１ｈ）は、胴部３０に、その周方向Ｓ１に複数配列して設けられている。図１及び図２で示したプラスチックボトル１００の場合、８個の減圧吸収部が配列している。本実施形態は減圧吸収部の個数に制限されず、他の形態としては、６個の減圧吸収部が配列する形態、１０個の減圧吸収部が配列する形態が例示できる（いずれも不図示。）図２に示すように減圧吸収部３１（３１ａ〜３１ｈ）は、胴部内側に凹ませた形状を有しており、例えば、減圧吸収部３１ａは、ほぼ平面状の傾斜壁３１ａ１と傾斜壁３１ａ２を有する。傾斜壁３１ａ１と傾斜壁３１ａ２との接続部３１ａ３は、Ｒ部として曲面で接続しているが、ブロー成形の金型に角を設けて、角張らせてもよい。また、接続部３１ａ３に相当する箇所に平坦底を設けてもよい（不図示）。平坦底を設けた場合には、接続部３１ａ３の代わりに、傾斜壁と平坦底との境界に接続部が存在することとなる（当該平坦底を挟んで２箇所に接続部が存在する。）。なお、減圧吸収部３１ａについて説明したが他の減圧吸収部についても同様である。
【００２２】
柱部３２（３２ａ〜３２ｈ）は、減圧吸収部３１同士の間に設けられており、容器高さ方向Ｈに伸びている。柱部３２（３２ａ〜３２ｈ）は、容器高さ方向Ｈに伸びた形状を有することから、特にボトルの積載荷重を支える剛性部となる支柱の役割をなす。柱部３２（３２ａ〜３２ｈ）の周方向Ｓ１の形状は、ボトル主軸の横断面上において円弧状である。なお、柱部の表面を平坦面としてもよく、この場合、柱部の周方向Ｓ１の形状は、ボトル主軸の横断面上においてボトル主軸を頂点とする二等辺三角形の底辺に相当する直線状である（不図示）。
【００２３】
柱部３２（３２ａ〜３２ｈ）は、図２に示すように、ボトル主軸の横断面上においてボトル主軸を中心として、同一幅のものが均等間隔で同一円周上に配列されていることが好ましい。また、減圧吸収部３１（３１ａ〜３１ｈ）は、図２に示すように、ボトル主軸の横断面上においてボトル主軸を中心として、同一幅のものが均等間隔で同一円周上に配列されていることが好ましい。
【００２４】
次にパネル間角度αについてさらに図３も参照して説明する。図２に示すように、柱部３２（３２ａ〜３２ｈ）と減圧吸収部３１（３１ａ〜３１ｈ）とが、それぞれ同一幅であり、かつ、それぞれ均等間隔で同一円周上に配列されている場合で説明する。任意の柱部３２のいずれか１つを第１柱部（ここでは柱部３２ａとする。）とし、第１柱部３２ａの２つ隣の一方の柱部を第３柱部（柱部３２ｃと柱部３２ｇが候補としてあがるが、ここでは柱部３２ｇとする。）とし、第１柱部３２ａと第３柱部３２ｇとの間に位置する柱部を第２柱部３２ｈと表記する。胴部３０の水平断面上（ボトル主軸の横断面上）の、第１柱部３２ａに接続された減圧吸収部（３１ａ，３１ｂ）の傾斜壁（３１ａ２，３１ｂ１）のうち第２柱部３２ｈ側の傾斜壁Ａ（３１ａ２）の内面ａと第３柱部３２ｇに接続された減圧吸収部（３１ｈ，３１ｇ）の傾斜壁（３１ｈ１，３１ｇ２）のうち第２柱部３２ｈ側の傾斜壁Ｂ（３１ｈ１）の内面ｂとがなすパネル間角度αを１８０°以上とする。ここで図４にパネル間角度αが１８０°未満の例を示す。図４は比較例である。
【００２５】
次に、図５に、図２に相当するＡ−Ａ破断面（実線）と、容器内部が負圧となったときの変形後のＡ−Ａ破断面（点線）とを比較する図を示す。図５では、容器内部の負圧によって、胴部の断面がほぼ均等に一回り縮んだ状態（体積収縮の状態）を示している。また、図６に、本実施形態に係るプラスチックボトル（図２に相当するＡ−Ａ破断面を有する）が、負圧による応力を受けたときの柱部が受ける力を説明するための説明図を示す。図７に、比較例のプラスチックボトル（図４に相当するＡ−Ａ破断面を有する）が負圧による応力を受けたときの柱部が受ける力を説明するための図を示す。
【００２６】
本実施形態に係るプラスチックボトルでは、図５に示した、体積収縮前の状態（実線）から、体積収縮後の状態（点線）への移行する過程において、図６に示すように、パネル間角度αが１８０°以上であるため、柱部と減圧吸収部との接続部である頂点Ｓと頂点Ｔとが移行開始時から移行完了時の間において常に近づき合う関係にある。図６において頂点Ｓと頂点Ｔとが移行開始時において働く、「近づき合う応力」を太矢印１で表記し、移行完了時において働く、「近づき合う応力」を太矢印２で表記した。
【００２７】
一方、図4に示したパネル間角度αが１８０°未満の比較例のプラスチックボトルでは、図７に示すように、パネル間角度αが１８０°未満であるため、柱部と減圧吸収部との接続部である頂点Ｓと頂点Ｔとが移行開始時から移行完了時の間において、当初は離れ合う関係にあり、収縮途中においてパネル間角度αが１８０°となるまで離れ合う関係にある。次に収縮途中においてパネル間角度αが１８０°以上となると、近づき合う関係に変化する。図７において頂点Ｓと頂点Ｔとが離れ合う関係にあるときに働く、「離れ合う応力」を太矢印１で表記し、次に頂点Ｓと頂点Ｔとが近づき合う関係にあるときに働く、「近づき合う応力」を太矢印２で表記した。
【００２８】
図６及び図７を比較すると明らかなように、負圧がかかっていない体積収縮前のプラスチックボトルの形状について、パネル間角度を１８０°以上とすることで、プラスチックボトルが負圧によって容器内部側に変形させられるときに、柱部同士の間隔が広がらないようにすることができ、この結果、減圧吸収部のみならず、ボトル胴部全体を均等に変形させることができる。本実施形態に係るプラスチックボトルでは、このようにスムーズに体積収縮がなされるため、形状の復元が難しいほどの大きな変形が生じる境界を示す限界変形量が大きい。よって、負圧が大きくなっても形状の復元が難しいほどの大きな変形が生じない。一方、図７に示す比較例のプラスチックボトルを例とするパネル間角度が１８０°未満の場合、離れ合う応力（太矢印１）から近づき合う応力（太矢印２）に変化するなど応力の変動が生じるため、スムーズに体積収縮がなされない。その結果、前記限界変形量は本実施形態に係るプラスチックボトルと比較すると小さい。よって、負圧が大きくなるにつれて、形状の復元が難しいほどの大きな変形が容易に生じてしまうこととなる。なお、ボトルの胴部の周方向には成形誤差による肉厚差があるため、肉厚が薄いなどの理由で胴部の周方向のうち強度が弱い箇所から限界を越えて大きな変形に至ることが多い。
【００２９】
なお、本発明において、傾斜壁Ａの内面ａと傾斜壁Ｂの内面ｂとがなすパネル間角度αを１８０°以上であるか否かの判断は、図６及び図７で説明したように、ボトルの体積収縮過程において、頂点Ｓと頂点Ｔとが常に近づき合う関係にあれば、パネル間角度αを１８０°以上とし、頂点Ｓと頂点Ｔとが初期は離れ合い、次いで近づき合う関係に変化すれば、パネル間角度αを１８０°未満であると判定を下してもよい。
【００３０】
本実施形態に係るプラスチックボトルでは、図１に示したプラスチックボトル１００のように、胴部３０が、胴部３０の中央方向に向けて縮径する絞り形状を有することが好ましい。なお、本実施形態に係るプラスチックボトルは、最細部分が胴部３０の中央である形態に限定されない。図８に、図１の減圧吸収部の接続部３１ａ３を通る縦破断面を示し、（ａ）は体積収縮前の状態、（ｂ）は負圧による体積収縮後の状態を示した。プラスチックボトル１００が負圧によって容器内部側に変形させられる、すなわち、胴径が小さくなるように変形させられるときに、絞り形状を有する胴部とすれば、図８に示すように、減圧吸収面の上端３５ａと下端３５ｂとをスムーズに近づき合うように変形させることができる。つまり、図８（ａ）の状態から図８（ｂ）の状態に移行するときに、当該変形に対して応力の変動を生じさせるような剛性部が除かれているため、スムーズな変形が可能である。この結果、ボトル胴部全体をより均等に変形させることができる。なお、胴部３０が寸胴の場合は、減圧吸収面の上端３５ａと下端３５ｂとが近づくに際して、減圧吸収面自体がそれを阻止する剛性部として働くため、当該剛性部が変形するときに応力の変動が生じる場合がある。例えば、この剛性部が変形の限界を越えたときに生じる応力の変動である。
【００３１】
図９は、減圧吸収部の形状の例を示す図であり、（ａ）は柱部と減圧吸収部の傾斜壁とが接続される境界線（以下単に境界線という。）が垂直線である場合、（ｂ）境界線が減圧吸収部の中央側に湾曲した弧線である場合、（ｃ）境界線が減圧吸収部の外側に湾曲した弧線である場合、を示す。本実施形態に係るプラスチックボトルは、図１に示したプラスチックボトル１００のように、減圧吸収部３１ａの上端に胴部内側に傾斜させた上端側傾斜壁３６ａを有し、減圧吸収部３１ａの下端に胴部内側に傾斜させた下端側傾斜壁３６ｂを有することが好ましい。なお、減圧吸収部３１ａ以外の他の減圧吸収部についても同様である。以降、減圧吸収部３１ａを代表として説明するが、他の減圧吸収部についても同様である。ここで図９に示したように、柱部３２ａと減圧吸収部３１ａの傾斜壁３１ａ２とが接続される境界線（３１ａ４，３１ａ５）が、ボトル正面視で、垂直線であるか（図９（ａ））又は減圧吸収部３１ａの中央側に湾曲した弧線（図９（ｂ））であることが好ましい。境界線をこのような形状とすることによって、プラスチックボトルが負圧によって容器内部側に変形させられる、すなわち、胴径が小さくなるように変形させられるときに、減圧吸収面３１ａの上端３５ａと下端３５ｂとを遠ざけることなく変形初期からスムーズに近づき合うように変形させることができる（Ｍ，Ｎの動きを太矢印で表記した。）。この結果、ボトル胴部全体をより均等に変形させることができる。境界線（３１ａ４，３１ａ５）を図９（ａ）（ｂ）の形状とするためには、前述のとおり、上端側傾斜壁３６ａと下端側傾斜壁３６ｂとを設けることによって、境界線（３１ａ４，３１ａ５）の上端と下端を胴部周方向に移動させることが容易となる。
【００３２】
一方、上端側傾斜壁３６ａと下端側傾斜壁３６ｂの有無にかかわらず、境界線が減圧吸収部の外側に湾曲した弧線である場合（図９（ｃ）は上端側傾斜壁３６ａと下端側傾斜壁３６ｂとが無しであり、かつ、境界線が減圧吸収部の外側に湾曲した弧線である場合を図示している。上端側傾斜壁３６ａと下端側傾斜壁３６ｂとが有りであり、かつ、境界線が減圧吸収部の外側に湾曲した弧線である場合は不図示である。）、境界線が内側に三角形ＰＭＮに相当する形状を包含し、プラスチックボトルが負圧によって容器内部側に変形させられる、すなわち、プラスチックボトルが、胴径が小さくなるように変形させられるときに、同時に、減圧吸収面３１ａの上端３５ａと下端３５ｂとを離すように変形させられる（Ｍ，Ｎの動きを太矢印で表記した。）この変形は、胴径が小さくなるような変形に対して抗力を発生させるため、すなわち、境界線の箇所が剛性部として働くため、プラスチックボトルは、負圧を受けたときにスムーズに変形しにくく、当該剛性部が変形するときに応力の変動が生じる場合がある。例えば、この剛性部が変形の限界を越えたときに生じる応力の変動である。
【００３３】
本実施形態に係るプラスチックボトルでは、図１に示したように、減圧吸収部３１ａの上端３５ａの上側に全周連続した環状リブ３３ａを有し、かつ、減圧吸収部３１ａの下端３５ｂの下側に全周連続した環状リブ３３ｂを有することが好ましい。減圧吸収部３１ａ以外の他の減圧吸収部についても同じ位置関係とする。プラスチックボトル１００を容器内部側に変形させる応力に抗う剛性箇所となり、容器の強度を高め、容器外観が保たれやすくなる。
【００３４】
以上のとおり、本実施形態に係るプラスチックボトルは、飲料を加熱充填（例えば充填温度８０℃、その後５℃へ冷却）したときに、体積収縮をスムーズに行うことができるため、十分な減圧吸収がなされる。なお、本実施形態に係るプラスチックボトルは、飲料を加熱充填するためのボトルに限定されず、無菌充填システムにおいて飲料を充填するためのボトルであってもよい。無菌充填システムにおいて飲料を充填するためのボトルは、加熱充填されるボトルと比べて減圧吸収量は少なくてよいが、特に、肉厚が０．２ｍｍ〜０．２５ｍｍ（例えば３５０ｍｌ容器で樹脂量１５ｇ〜２０ｇの場合）のように、軽量化ボトルとした場合、外観を維持することが可能である。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例を示しながら本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明は実施例に限定して解釈されない。
【００３６】
（実施例）
図１に示した形状の３５０ｍｌ容量のポリエチレンテレフタレート製ボトル（樹脂量１８ｇ）を準備した。パネル間角度αを１８２°とした。（１）このボトルの胴部にシュリンクフィルムを巻き、試験用ＰＥＴボトルを準備した。（２）試験用ＰＥＴボトルに満注容量まで室温の水を充填した。（３）そして、数１で計算される容量を満注から抜き取った。
（数１）抜き取り容量＝ {ヘッドスペース容量−（吸収される酸素量，ｍｌ＋冷却による体積収縮量，ｍｌ）}
（４）（３）で作製したボトルの入り味線部分にマーキングを行った。（５）（４）で作製したボトルから（吸収される酸素量，ｍｌ＋冷却による体積収縮量，ｍｌ）で計算される容量を抜き取った。（６）（５）で作製したボトルを強く把持し、実液面を入り味線まで上昇させた状態で、キャッピングを行った。（７）（６）で作製したボトルから手を離し、容器外観の変形状態を目視確認した。入り味が平均の場合と、入り味が下限の場合についてそれぞれ１０本のボトルについて評価を行った結果、減圧吸収後のボトル変形はいずれの場合においても０本／１０本であった。なお、表１において、入り味が平均の場合及び入り味が下限の場合の各種の量を示した。
【００３７】
【表１】
【００３８】
また、ボトルの内部空間を減圧した場合、変形開始時の負圧は０．０１７５ＭＰａであった。
【００３９】
（比較例）
パネル間角度αを１２９°とした以外は実施例１と同じのポリエチレンテレフタレート製ボトルを準備した。同様に、減圧吸収後の変形の有無の評価試験を行った。入り味が平均の場合と、入り味が下限の場合についてそれぞれ１０本のボトルについて評価を行った結果、減圧吸収後のボトル変形はいずれの場合においても１０本／１０本であった。また、ボトルの内部空間を減圧した場合、変形開始時の負圧は０．０１２０ＭＰａであった。
【００４０】
次に実施例のＰＥＴボトルについて、減圧吸収前後の変形量について測定した。図１０に測定箇所（Ａ〜Ｇ）の位置を示し、図１１に各測定位置における非減圧時の横断面の形状及び（３６０°−パネル間角度α）の値を示した。さらに図１２に各測定位置における減圧時の変形量を示した。なお、変形量とは、ボトル主軸と減圧吸収部の底（図２の符号３１ａ３で示した箇所に相当）との距離の減圧前後での差の平均値（１ボトルについて、減圧吸収部の底は８箇所あるため、その８個のデータの平均値）である。表２に図１１のパネル間角度αを示した。表３に図１２の各測定位置における減圧時の変形量のデータをまとめた。
【００４１】
【表２】
【００４２】
【表３】
【００４３】
実施例と比較例を比較すると明らかなように、実施例は、変形開始時の負圧が比較例よりも高く、また、減圧吸収させたときのボトル変形が起こっていない。図１２及び表２の結果から、減圧吸収部のみではなくボトルの胴部の全体が変形することが可能であり、軽量で薄肉厚のボトルであっても高い減圧吸収能力を有している。図１に示したボトルでは、胴部を絞り形状としているため、胴部の中心部に近づくほど変形量が大きいことがわかる。また、高さ方向に検討すると、減圧吸収部を設けた箇所では変形量の大小差はあるが、いずれの箇所においても、減圧吸収能力が発揮されていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本実施形態に係るプラスチックボトルは、加熱充填される飲料製品に好適に使用される。また、無菌充填システムによる充填方式であっても軽量ボトルとする場合には、好適に使用される。
【符号の説明】
【００４５】
１００，プラスチックボトル
１０，口部
２０，肩部
３０，胴部
３１（３１ａ〜３１ｈ），減圧吸収部
３１ａ２，３１ｂ１，３１ｈ１，３１ｇ２，傾斜壁
３１ａ３，傾斜壁３１ａ１と傾斜壁３１ａ２との接続部
３１ａ４，３１ａ５，柱部３２ａと減圧吸収部３１ａの傾斜壁３１ａ２とが接続される境界線
３２（３２ａ〜３２ｈ），柱部
３３ａ，３３ｂ，４１ａ，４１ｂ，環状リブ
３５ａ，減圧吸収面の上端
３５ｂ，減圧吸収面の下端
３６ａ，上端側傾斜壁
３６ｂ，下端側傾斜壁
４０，底部
Ｓ，Ｔ，頂点
Ｓ１，周方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性合成樹脂をボトル状にブロー成形して得られ、口部と、該口部から拡径した肩部と、胴部と、底部とが順に連接された形状を有し、かつ、前記胴部に、胴部内側に凹ませた減圧吸収部を周方向に複数配列し、減圧吸収部同士の間を容器高さ方向に伸びる柱部としたプラスチックボトルにおいて、
前記柱部のいずれか１つを第１柱部とし、第１柱部の２つ隣の一方の柱部を第３柱部とし、第１柱部と第３柱部との間に位置する柱部を第２柱部と表記したとき、前記胴部の水平断面上の、第１柱部に接続された減圧吸収部の傾斜壁のうち第２柱部側の傾斜壁Ａの内面ａと第３柱部に接続された減圧吸収部の傾斜壁のうち第２柱部側の傾斜壁Ｂの内面ｂとがなすパネル間角度αが１８０°以上であることを特徴とするプラスチックボトル。
【請求項２】
前記胴部が、胴部の中央方向に向けて縮径する絞り形状を有す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。
【請求項３】
前記減圧吸収部の上端に胴部内側に傾斜させた上端側傾斜壁を有し、前記減圧吸収部の下端に胴部内側に傾斜させた下端側傾斜壁を有し、かつ、前記柱部と前記減圧吸収部の傾斜壁とが接続される境界線が、ボトル正面視で、垂直線であるか又は該減圧吸収部の中央側に湾曲した弧線であ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。
【請求項４】
前記減圧吸収部の上端の上側に全周連続した環状リブを有し、かつ、前記減圧吸収部の下端の下側に全周連続した環状リブを有することを特徴とする請求項１、２又は３に記載のプラスチックボトル。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のプラスチックボトルに飲料が加熱充填されたか又は無菌充填システムによって充填されたことを特徴とする飲料製品。
【請求項１】
熱可塑性合成樹脂をボトル状にブロー成形して得られ、口部と、該口部から拡径した肩部と、胴部と、底部とが順に連接された形状を有し、かつ、前記胴部に、胴部内側に凹ませた減圧吸収部を周方向に複数配列し、減圧吸収部同士の間を容器高さ方向に伸びる柱部としたプラスチックボトルにおいて、
前記柱部のいずれか１つを第１柱部とし、第１柱部の２つ隣の一方の柱部を第３柱部とし、第１柱部と第３柱部との間に位置する柱部を第２柱部と表記したとき、前記胴部の水平断面上の、第１柱部に接続された減圧吸収部の傾斜壁のうち第２柱部側の傾斜壁Ａの内面ａと第３柱部に接続された減圧吸収部の傾斜壁のうち第２柱部側の傾斜壁Ｂの内面ｂとがなすパネル間角度αが１８０°以上であることを特徴とするプラスチックボトル。
【請求項２】
前記胴部が、胴部の中央方向に向けて縮径する絞り形状を有す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。
【請求項３】
前記減圧吸収部の上端に胴部内側に傾斜させた上端側傾斜壁を有し、前記減圧吸収部の下端に胴部内側に傾斜させた下端側傾斜壁を有し、かつ、前記柱部と前記減圧吸収部の傾斜壁とが接続される境界線が、ボトル正面視で、垂直線であるか又は該減圧吸収部の中央側に湾曲した弧線であ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。
【請求項４】
前記減圧吸収部の上端の上側に全周連続した環状リブを有し、かつ、前記減圧吸収部の下端の下側に全周連続した環状リブを有することを特徴とする請求項１、２又は３に記載のプラスチックボトル。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のプラスチックボトルに飲料が加熱充填されたか又は無菌充填システムによって充填されたことを特徴とする飲料製品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２８５２０７（Ｐ２０１０−２８５２０７Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４２５６０（Ｐ２００９−１４２５６０）
【出願日】平成２１年６月１５日（２００９．６．１５）
【出願人】（３０７０２７５７７）麒麟麦酒株式会社 (350)
【出願人】（３９１０５８３８１）キリンビバレッジ株式会社 (94)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１５日（２００９．６．１５）
【出願人】（３０７０２７５７７）麒麟麦酒株式会社 (350)
【出願人】（３９１０５８３８１）キリンビバレッジ株式会社 (94)
【Ｆターム（参考）】
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