(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペタロイド脚を備えた炭酸飲料用ボトルであって、各ペタロイド脚の高さＨと胴径Ｄとの比（Ｈ／Ｄ）が０.２〜０.４の範囲にあり、各ペタロイド脚の間に位置する谷部の半径方向の中央線が、中央部から延び、胴径Ｄの０.４〜０.６倍の曲率半径を持つ大径の円弧部と、その外側に位置し、胴部の下端に接続される略水平に延びる直線部とを有し、この直線部の端部を胴径Ｄの０.０８倍以下の曲率半径の第２の円弧部を介して胴部に接続したことを特徴とする炭酸飲料用ボトル。
【請求項２】
大径の円弧部と直線部とが小径の第１円弧部を介して接続され、直線部と胴部の下端とが小径の第２円弧部を介して接続されていることを特徴とする請求項１記載の炭酸飲料用ボトル。
【請求項３】
前記直線部の長さＬと胴径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が、０.０３〜０.０６の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の炭酸飲料用ボトル。
【請求項４】
充填時に、ボトル内圧が４ガスボリューム以上であることを特徴とする請求項１記載の炭酸飲料用ボトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペタロイド脚を備えた炭酸飲料用ボトルに関するものであり、特に小型で、高圧充填がなされる炭酸飲料用ボトルに関するものである。ここで高圧充填とは、充填時の内容液のガスボリュームが、４ガスボリューム以上あること（標準状態で１Ｌの液中に４Ｌ以上の炭酸ガスが溶け込んでいる状態）を意味し、３.５ガスボリューム以下を低圧充填とする。
【背景技術】
【０００２】
炭酸飲料用ボトルは内部に炭酸ガスが充填されるため、他の飲料用ボトルに比べて耐圧性が重要視される。このため国内で市販されているほとんどの炭酸飲料用ボトルは強度に優れたＰＥＴ樹脂製であり、その底部形状は耐圧性に優れたペタロイド形状となっている。ペタロイドとは花弁状の意味であり、多くは５〜６個のペタロイド脚を備えている。その一例は特許文献１に記載されている。
【０００３】
容量が５００ｍＬあるいはそれ以下の小型の炭酸飲料用ボトルは、必然的に全高が低くなる。しかし４ガスボリューム以上の高圧充填がなされる場合には、ペタロイド脚の高さＨをボトルの胴径Ｄの０.４５〜０.５倍、すなわちＨ／Ｄ＝０.４５〜０.５とする設計がなされていた。炭酸飲料用ボトルは自動販売機への装填を考慮して胴部の直径（外径）は容量の大小にかかわらず６０〜７０ｍｍとするのが普通であるから、具体的な寸法ではＨ＝２７〜３５ｍｍとなる。このような設計がなされてきた理由は次の通りである。
【０００４】
すなわち、ペタロイドの谷断面（各ペタロイド脚の間に位置する谷部の半径方向の中央線）の形状は略円弧状であり、その曲率半径が胴径の半分、すなわち胴半径に近いほど耐圧性に優れると言われている。これは半球形状の耐圧性が最も高いからである。このためこれまで小型の炭酸飲料用ボトルも、ペタロイド脚の高さＨをボトルの胴径Ｄの０.４５〜０.５倍として設計されていた。
【０００５】
しかしボトルの全高が低いにもかかわらずペタロイド脚の高さを上記のように設計すると、全高に対する脚部の比率が増加するためボトル全体のバランスが悪くなって外観上の美観が低下する。そこでデザイン性を重視してペタロイド脚の高さを上記範囲以下として設計を行うと、ペタロイドの谷断面が半円から外れて次第に扁平化するため耐圧性の確保が難しく、高圧充填時に、内圧によって底部が下側に膨らんだり、胴下部が外側に押し広げられたりするという問題があった。
【０００６】
なお、国内においてもペタロイド脚の高さを２０ｍｍ、すなわちＨ／Ｄ＝０.２８〜０.３とした炭酸飲料用ボトルが市販されているが、それらは全て低圧充填用であり、高圧充填される炭酸飲料用ボトルのペタロイド脚の高さをこのように低くすると、耐圧強度規格を満たすことができないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１６２２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、ペタロイド脚の高さＨを胴径Ｄの０.４倍以下に低くしたにも拘らず胴径Ｄの０.４５〜０.５倍とした場合と同等の耐圧性を備え、４ガスボリューム以上の高圧充填が可能な炭酸飲料用ボトルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するためになされた本発明の炭酸飲料用ボトルは、ペタロイド脚を備えた炭酸飲料用ボトルであって、各ペタロイド脚の高さＨと胴径Ｄとの比（Ｈ／Ｄ）が０.２〜０.４の範囲にあり、各ペタロイド脚の間に位置する谷部の半径方向の中央線が、中央部から延び、胴径Ｄの０.４〜０.６倍の曲率半径を持つ大径の円弧部と、その外側に位置し、胴部の下端に接続される略水平に延びる直線部とを有し、この直線部の端部を胴径Ｄの０.０８倍以下の曲率半径の第２の円弧部を介して胴部に接続したことを特徴とするものである。なお、大径の円弧部と直線部とは小径の第１円弧部を介して接続され、直線部と胴部の下端とは小径の第２円弧部を介して接続されている。
【００１０】
好ましい実施形態では、本発明の炭酸飲料用ボトルは前記直線部の長さＬと胴径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が、０.０３〜０.０６の範囲にあり、大径の円弧部の曲率半径Ｒと胴径Ｄとの比（Ｒ／Ｄ）が、０.４〜０.６の範囲にある。容量は５００ｍＬ以下であり、充填時のボトル内圧は４ガスボリューム以上である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の炭酸飲料用ボトルは、各ペタロイド脚の間に位置する谷部の半径方向の中央線が、中央部から延びる大径の円弧部と、その外側で胴部の下端に接続される略水平に延びる直線部とを有する特殊な形状を持つ。この直線部は従来のペタロイド脚には見られない新規なものであり、この直線部を設けたことにより、ペタロイド脚の高さＨを胴径Ｄの０.４５〜０.５倍とした場合と同様に耐圧性を高めることができる。換言すれば、耐圧性が低下しない底部形状を維持しながら、ペタロイド脚の高さＨをＨ／Ｄ＝０.２〜０.４と低くすることに成功したものである。その理由は、実施形態とともに詳述する。
【００１２】
本発明を容量が５００ｍＬ以下の小型の炭酸飲料用ボトルに適用すれば、デザイン上の差別化を図ることが可能となる。また本発明の炭酸飲料用ボトルは、当然ながら胴下部の膨れも抑制することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態の炭酸飲料用ボトルの全体図である。
【図２】実施形態の炭酸飲料用ボトルの底面図である。
【図３】実施形態の底部形状を示す側面図である。
【図４】谷部の半径方向の中央線を示す断面図である。
【図５】従来の底部形状を示す断面図である。
【図６】ペタロイド脚の高さを低くした場合の底部形状を示す断面図である。
【図７】本発明の底部形状を示す断面図である。
【図８】実施例に用いた４種類の試作形状を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は実施形態の炭酸飲料用ボトルの全体図であり、従来と同様に、首部１と、肩部２と、胴部３と、底部４とがＰＥＴ樹脂により一体に成形されたものである。この炭酸飲料用ボトルの容量は５００ｍＬであり、４ガスボリューム以上の高圧充填用である。胴部３の直径（胴径）Ｄは６７ｍｍ、全高２２０ｍｍであるが、この寸法に限定されないことはいうまでもない。
【００１５】
首部１にはキャップを取付けるためのねじ５と、ハンドリング用のリング６とが形成されている。耐圧性の観点からは胴部３の水平断面を円形とすることが好ましいが、多角形とすることも可能である。また、胴部３は図１に示した円筒形に限定されるものではなく、適宜の凹凸を形成することも可能である。
【００１６】
底部４はペタロイド形状であり、複数のペタロイド脚７が形成されている。ペタロイド脚７の個数は５〜７個とするのが普通であり、本実施形態では５個である。各ペタロイド脚７の下端を通る平面が接地面となる。底部４の高さとペタロイド脚７の高さＨは同一であり、本発明では胴径Ｄとの比（Ｈ／Ｄ）が０.２〜０.４の範囲となるように従来よりも低く設定されている。前記したように、胴部３の直径が６０〜７０ｍｍの高圧充填される炭酸飲料用ボトルの場合、従来はペタロイド脚７の高さＨを胴径Ｄの０.４５〜０.５倍（２７〜３５ｍｍ）とするのが一般的であり、０.４５倍以下とすると耐圧性の低下が認められる。しかし本発明では、以下に述べる構造とすることにより、この欠点を克服した。
【００１７】
図３、図４に示すように、ペタロイド脚７の外周部８は、従来と同様に胴部３の下端と滑らかに接続されている。しかし各ペタロイド脚７，７の間に位置する谷部９の半径方向の中央線Ｏ−Ａは、従来とは異なり、略水平に延びる直線部１０を備えている。
【００１８】
より具体的には図４に示すように、谷部９の半径方向の中央線Ｏ−Ａは、下側に膨らんだ中央部１１と、その外側に続く大径の円弧部１２と、その外側に続く小径で上向きの第１円弧部１３と、この第１円弧部１３に接し略水平に延びる直線部１０と、この直線部１０に接する小径で下向きの第２円弧部１４とを介して、胴部３の下端に接続されている。
【００１９】
中央部１１はＰＥＴボトルの成形時に延伸ロッドの先端により押圧される部位であり、延伸ロッドとの接触部はほとんど延伸されないので、他の部位に比較して肉厚である。中央部１１の下面は接地面から少なくとも４ｍｍ程度上方にあることが必要であり、本実施形態では約４.５ｍｍ上方にある。この高さが低いと内圧により底部４が下方に押圧されたとき、中央部１１が接地面を超えて直立不能となるおそれがある。
【００２０】
大径の円弧部１２は耐圧性を確保するために重要な部位であり、前記したようにその曲率半径Ｒが胴部３の半径に近いほど耐圧性に優れ、本発明では曲率半径Ｒと胴径Ｄとの比（Ｒ／Ｄ）が、０.４〜０.６の範囲となるように設定する。図５に示すように、従来の設計では大径の円弧部１２の曲率半径Ｒは胴部３の半径（Ｄ／２）に略等しく、その先端は胴部３の下端に直接、あるいはわずかな円弧を介して接続されていた。この設計によれば耐圧性を確保できるが、ペタロイド脚７の接地面からの高さＨはＨ／Ｄ＝０.４５以上となる。しかしペタロイド脚７の高さＨをＨ／Ｄ＝０.２〜０.４と低くすると、図６に示すように大径の円弧部１２の上端位置が低くなるため、大径の円弧部１２が平坦化して耐圧性を低下させる。
【００２１】
これに対して本発明のように大径の円弧部１２の上端部に水平に延びる直線部１０を形成すれば、図７に示すように半球断面形状を維持することができる。この図７の形状は、図５に示した従来の大径の円弧部１２の形状を残したままで、その上方部（外周部）を水平に延びる直線部１０によって胴部３に接続した形状であり、この直線部１０の採用によって、耐圧性を低下させることなくペタロイド脚７の接地面からの高さＨを減少させることが可能になった。ただし直線部１０の両側には小径で上向きの第１円弧部１３と、小径で下向きの第２円弧部１４とを形成して滑らかな接続を行っている。これらの小径の円弧部の曲率半径Ｒ１、Ｒ２は５ｍｍ以下でよく、胴径Ｄとの比であるＲ１／Ｄ、Ｒ２／Ｄは共に、０.０８以下でよい。
【００２２】
このように本発明では従来にない水平に延びる直線部１０を取り入れたが、従来はこのような水平部を形成すると、その部分が内圧によって外側に膨らみ好ましくないと考えられてきた。しかし実施例のデータに示すように、その恐れはないことを確認した。なお直線部１０の長さＬと胴径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が、０.０３以下では、ペタロイド脚７の高さＨを低くできるという本発明の効果が不十分であり、Ｌ／Ｄが、０.０６を超えると変形の恐れがあるので、直線部の長さＬはＬ／Ｄ＝０.０３〜０.０６とするのが適当である。この直線部１０によって形成される平面１１を、図２中に黒塗りで示した。
【実施例１】
【００２３】
図８に示される試作形状１〜４のＰＥＴボトルを成形し、底部耐圧、耐アルカリ性評価試験を行った。試作形状１は従来の一般的な設計でペタロイド脚の高さＨを２０ｍｍ（Ｈ／Ｄ＝０.３）としたもの、試作形状２は直線部の長さＬを１.１ｍｍ（Ｌ／Ｄ＝０.０１６）としたもの、試作形状３は直線部の長さを２.６ｍｍ（Ｌ／Ｄ＝０.０３９）としたもの、試作形状４は直線部の長さを３.１ｍｍ（Ｌ／Ｄ＝０.０４６）としたものである。何れも胴径Ｄは６７ｍｍで容量は５００ｍＬである。
【００２４】
これらのＰＥＴボトルを４０℃、８０％ＲＨにて吸湿させたうえ、ボトル内圧が水温２０℃で０.４７ＭＰａとなるようにクエン酸と重曹で作成した炭酸水を充填した。この条件は、５ガスボリュームに相当するボトル内圧となっている。ボトルの底部を０.２質量％の水酸化ナトリウム溶液に浸し、ひび割れの進行状況を観察した。この試験は、国内メーカーが定める試験条件よりも更に厳しい条件での加速試験である。その結果を表１〜表４に示した。表中の〇はヒビなし、△はヒビあり、×は漏れが発生したものである。
【００２５】
【表１】
0006300703.tif 000002
【表２】
0006300703.tif 000003
【表３】
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【表４】
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【００２６】
従来設計の試作形状１のボトルは、４分で２本が破裂した。直線部の長さを１.１ｍｍとした試作形状２のボトルは、７分で２本が破裂したが、試作形状１のボトルよりも性能向上が見られた。試作形状３及び４は、優れた底部耐圧、耐アルカリ性を示した。
【実施例２】
【００２７】
次に従来設計の試作形状１のボトルと、本発明の試作形状３のボトルを用いて、底部耐熱性評価試験を行った。この試験は、ボトル内圧が水温２０℃で０.３８ＭＰａとなるようにクエン酸と重曹で作成した炭酸水を充填し（４.２ガスボリュームに相当）、３７℃で一日エイジングを行ない、エイジング前後の胴部直径を接地面から２１ｍｍの高さで測定する方法で行った。その結果を表５と表６に示した。なおＰＬとＣＬは測定位置を示し、ＰＬは金型の割り位置で、ＣＬはＰＬから９０度回転した位置である。
【００２８】
【表５】
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【表６】
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【００２９】
試作形状１のボトルでは、エイジング前後の胴部直径の変化率は平均で１.２１％と１.５０％であったが、試作形状３のボトルではその値が０.６１％と０.８３％と小さくなり、本発明の底部形状が胴部の膨れの抑制において優位性があることが確認された。
【００３０】
以上に説明したように本発明によれば、ペタロイド脚の高さを低くしたにも拘らず従来とした場合と同等の耐圧性を備え、４ガスボリューム以上の高圧充填が可能な炭酸飲料用ボトルを得ることができ、デザイン上の自由度を拡大することができる。またペタロイド脚の高さＨを低くすることにより、ペタロイド脚の延伸量を従来よりも抑制することができ、接地部となるペタロイド脚の先端部の薄肉化を防止できる効果も得ることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  首部
２  肩部
３  胴部
４  底部
５  ねじ
６  リング
７  ペタロイド脚
８  外周部
９  谷部
１０  直線部
１１  中央部
１２  大径の円弧部
１３  第１円弧部
１４  第２円弧部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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