JPH1149130A

JPH1149130A - プラスチックボトルの底部構造

Info

Publication number: JPH1149130A
Application number: JP20939497A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Nakamura; 村吉孝中; Hiroko Kisen; 船宏子貴
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1997-08-04
Filing date: 1997-08-04
Publication date: 1999-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】ボトルの自立性のためにボトル底部に凸縁部
と凹谷部を備え、この凹凸が存在することによって生じ
る応力集中を抑え、しかも一箇所に大きな応力集中が発
生しないようにして、より耐圧強度などの機械的強度に
優れたプラスチックボトルの底部構造を提供する。【解決手段】口部１１と、口部から下方に延設された
略円錐形状のボトル肩部１２と、ボトル肩部から下方に
延設された略円筒形状のボトル胴部１３と、ボトル胴部
の下端周縁部から延設されたボトル底部１４とから構成
されたプラスチックボトル１０において、ボトル底部１
４が、ボトル底部中心１５よりボトル底部中心を中心軸
として回転対称形に拡設された底部中央部１８と、底部
中央部の外周縁部１８ａを囲撓するように、外周縁部よ
りボトル胴部１３の下端周縁部に至る複数の凸縁部１６
と凹谷部１７とから構成されており、凹谷部の谷底線２
０の輪郭形状が、底部中央部の外周縁部からボトル胴部
の下端周縁部に至る楕円形状であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐圧強度などの機
械的強度に優れたプラスチックボトルの底部構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、飲料水、果汁飲料、炭酸飲料等の
飲料の容器として、軽量性、耐久性、商品外観などを考
慮して、透明または半透明なプラスチックボトル、特に
ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のプラスチッ
クボトルであるいわゆる「ＰＥＴボトル」が主流となっ
ている。

【０００３】このようなプラスチックボトルにおいて、
炭酸飲料などの内圧を受けるプラスチックボトルの構造
として、従来より、ボトル底部を球形状としたものがあ
り、最も耐圧性が高いが、その場合には、ボトルの自立
性に欠けるため、ボトル底部に有底円柱形状の底部材を
装着していた。しかしながら、このような構造のプラス
チックボトルでは、部品点数が多くなり、製造工程も複
雑となっていた。

【０００４】そのため、前記形状のボトルに代わって、
図７に示したように、ボトル自体に自立性をもたせた構
造のプラスチックボトルが提供されている。すなわち、
このプラスチックボトル１００は、口部１０１と、口部
１０１から下方に延設された略円錐形状のボトル肩部１
０２と、ボトル肩部１０２から下方に延設された略円筒
形状のボトル胴部１０３と、ボトル胴部１０３の下端周
縁部１０３ａから延設されたボトル底部１０４とから構
成されている。このボトル底部１０４は、図７に示した
ように、ボトル底部中心１０５よりボトル胴部１０３の
下端周縁部１０３ａに至るそれぞれ５個の凸縁部１０６
と凹谷部１０７とから構成されており、この凸縁部１０
６がボトル１００を載置した際の載置面を形成して自立
できるようになっている。なお、この場合、図８に示し
たように、凹谷部１０７の谷底線Ｃの輪郭形状が、底部
中心１０５からボトル胴部１０３の下端周縁部１０３ａ
に至る略円形状を呈している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図７および
図８に示したようなプラスチックボトルでは、凸縁部１
０６と凹谷部１０７とから構成されているため、例え
ば、１．５リットルの容量のプラスチックボトルとし
て、炭酸飲料などの内圧を受ける飲料用の容器として使
用した場合に、前述した球形状の底部と比較して耐圧強
度が低下し、運搬中の振動、衝撃などによって容器底部
から容器が破損する虞れがあった。

【０００６】本発明は、ボトルの自立性のためにボトル
底部に凸縁部と凹谷部を備え、この凹凸が存在すること
によって生じる応力集中を抑え、しかも一箇所に大きな
応力集中が発生しないようにして、より耐圧強度などの
機械的強度に優れたプラスチックボトルの底部構造を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述したよう
な従来技術における課題及び目的を達成するために発明
されたものであって、本発明のプラスチックボトルの底
部構造は、口部と、口部から下方に延設された略円錐形
状のボトル肩部と、ボトル肩部から下方に延設された略
円筒形状のボトル胴部と、ボトル胴部の下端周縁部から
延設されたボトル底部とから構成されたプラスチックボ
トルにおいて、前記ボトル底部が、ボトル底部中心より
ボトル底部中心軸を中心として回転対称形に拡設された
底部中央部と、前記底部中央部の外周縁部を囲撓するよ
うに、該外周縁部より前記ボトル胴部の下端周縁部に至
る複数の凸縁部と凹谷部とから構成されており、前記凹
谷部の谷底線の輪郭形状が、底部中央部の外周縁部から
ボトル胴部の下端周縁部に至る楕円形状であることを特
徴とする。

【０００８】このように構成することによって、ボトル
底部中心よりボトル底部中心を中心軸として回転対称形
に拡設された底部中央部、すなわち、底部中央部の円周
方向に凹凸が存在しないので、内圧による曲げ応力が発
生しにくく、しかも、凹谷部の谷底線の輪郭形状が楕円
形状であって、底部中央部の外周縁部からボトル胴部の
下端周縁部に至るため、凸縁部の稜線と凹谷部の谷底線
との間の高低差が大きくとれるため、底部の強度、剛性
が向上する。

【０００９】また、本発明のプラスチックボトルの底部
構造では、前記谷底線の輪郭形状が、ボトル胴部の下端
周縁部においてボトル胴部と交差する楕円形状であるの
が好ましい。これは、前記谷底線の輪郭形状が、ボトル
胴部に内接した楕円形状である場合には、凹谷部の谷溝
の溝深さが浅くなるので、その結果、剛性の低下を招く
ためであり、谷底線の輪郭形状が、ボトル胴部の下端周
縁部においてボトル胴部と交差する楕円形状であれば、
凹谷部の谷溝の溝深さが深くなるので剛性に優れるため
である。

【００１０】さらに、本発明のプラスチックボトルの底
部構造では、前記谷底線の輪郭形状が、底部中央部の外
周縁部において、底部中央部に内接する楕円形状である
のが好ましい。このように構成することによって、谷底
線が底部中央部からその外側に延設した楕円部分へと滑
らかに移行するため、応力集中が発生しにくくなる。

【００１１】また、本発明のプラスチックボトルの底部
構造では、前記底部中央部が、略平坦形状であるのが好
ましい。これは、ボトル底部の中央部に円周方向に凹凸
が存在する場合には、底部がいわゆる蛇腹形状となり、
内圧がかかることによってこの部分が平面になろうとし
て広げられ、大きな応力が発生することがあるため、底
部中央部が平坦である方が内圧による曲げ応力を抑制し
易いためである。

【００１２】さらに、本発明のプラスチックボトルの底
部構造では、前記底部中央部の径が、ボトル胴部の径の
７〜３２％、好ましくは９〜３０％であるのが望まし
い。このような範囲であれば、３０％以上の場合と比較
して凹谷部の谷底線と凸縁部稜線の分岐角度が小さくな
るため、底部中央部での発生応力が小さくなるからであ
る。

【００１３】また、本発明のプラスチックボトルの底部
構造では、前記谷底線の底部中央部外周縁部からボトル
胴部の下端周縁部に至るボトル軸方向の距離が、ボトル
胴部の径の３０〜５４％、好ましくは３３〜５２％であ
るのが望ましい。このような範囲であれば、凹谷部の切
れ込み開始部分が底部からあまり離れていないので、こ
の切れ込み開始部分に発生する応力が小さくなるからで
ある。すなわち、この距離が小さくなると底形状全体と
しての剛性が不足して内圧による変形がおおきくなり、
逆にこの距離が大きくなれば、切れ込み開始部分がボト
ル胴部の寸胴な円筒形から始まるためその部分での応力
集中が起きやすいためである。

【００１４】さらに、本発明のプラスチックボトルの底
部構造では、前記谷底線の輪郭形状が、ボトル軸方向の
長軸距離／ボトル半径方向の短軸距離の比すなわち楕円
比率が、１．０以上、好ましくは１．１以上、より好ま
しくは１．５以上の楕円形状であるのが好ましい。この
ように構成することによって、凹谷部の谷底線の輪郭形
状が楕円形状であって、底部中央部の外周縁部からボト
ル胴部の下端周縁部に至るため、凸縁部の稜線と凹谷部
の谷底線との間の高低差が大きくとれるため、谷溝の溝
深さが深くなり、底部の強度、剛性が向上する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態（実施例）について説明する。図１は、本
発明のプラスチックボトルの底部構造を備えたプラスチ
ックボトル全体の正面図、図２は、本発明のプラスチッ
クボトルの底部構造を示す部分拡大斜視図、図３は、図
２のＡ−Ａ線についての輪郭を示す図である。

【００１６】図１において、１０は全体で本発明のプラ
スチックボトルの底部構造を備えたプラスチックボトル
を示している。プラスチックボトル１０は、口部１１
と、口部１１から下方に延設された略円錐形状のボトル
肩部１２と、ボトル肩部１２から下方に延設された円筒
形状のボトル胴部１３と、ボトル胴部１３の下端周縁部
１３ａから延設されたボトル底部１４とから構成されて
いる。なお、この場合、プラスチックボトル１０として
は、透明または半透明なプラスチック、例えば、ＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタレート）などから構成すればよ
く、特に限定されるものではない。

【００１７】また、このボトル底部１４は、図２および
図３に示したように、ボトル底部中心１５よりボトル底
部中心１５を中心軸として回転対称形に拡設された底部
中央部１８と、底部中央部１８の外周縁部１８ａを囲撓
するように、この外周縁部１８ａよりボトル胴部１３の
下端周縁部１３ａに至るそれぞれ５個の凸縁部１６と凹
谷部１７とから構成されている。また、この凸縁部１６
がボトル１０を載置した際の載置面を形成して自立でき
るようになっている。

【００１８】この場合、底部中央部１８は、ボトル底部
中心１５を中心軸として回転対称形、すなわち、円周方
向に沿って凹凸が存在しない形状、例えば、円盤形状で
あっても、また、図４に示したように、同心円状に凹凸
部が形成された円盤形状などとすることができ、その中
でも、平坦形状であるのが特に好ましい。これは、ボト
ル底部の中央部に円周方向に凹凸が存在する場合には、
底部がいわゆる蛇腹形状となり、内圧がかかることによ
ってこの部分が平面になろうとして広げられるため、大
きな応力が発生するのに対して、底部中央部１８の円周
方向に凹凸が存在しない場合には、内圧による曲げ応力
が発生しにくく、底部の強度、剛性が向上するからであ
る。

【００１９】また、図３に示したように、凹谷部１７の
谷底線２０の輪郭形状は、底部中央部１８の外周縁部１
８ａからボトル胴部１３の下端周縁部１３ａに至る楕円
形状を呈している。これは、凸縁部１６の稜線２２と凹
谷部１７の谷底線２０との間の高低差が大きくとれるた
め、底部の強度、剛性が向上するからである。

【００２０】この場合、図３に示したように、谷底線２
０の輪郭形状が、ボトル胴部１３の下端周縁部１３ａに
おいてボトル胴部１３と交差する楕円形状であるのが好
ましい。これは、谷底線２０の輪郭形状が、ボトル胴部
に内接した楕円形状である場合には、凹谷部１７の谷溝
の溝深さが浅くなってしまい（図５の一点鎖線）、その
結果、剛性の低下を招くためであり、谷底線２０の輪郭
形状が、ボトル胴部１３の下端周縁部１３ａにおいてボ
トル胴部１３と交差する楕円形状であれば、凹谷部１７
の谷溝の溝深さが深くなるため（図５の実線）剛性に優
れるからである。

【００２１】さらに、図３に示したように、谷底線２０
の輪郭形状が、底部中央部１８の外周縁部１８ａにおい
て、底部中央部１８に内接する楕円形状であるのが好ま
しい。このように構成することによって、谷底線２０が
底部中央部１８からその外側に延設した楕円部分へと滑
らかに移行し、応力集中が発生しにくくなり、底部の強
度、剛性に優れるためである。

【００２２】また、図３に示したように、底部中央部１
８の径ｒが、ボトル胴部１３の径Ｒの７〜３２％、好ま
しくは９〜３０％であるのが望ましい。このような範囲
であれば、図６の実線で示したしたように、凹谷部１７
の谷底線２０と凸縁部稜線の分岐角度αが、図６の一点
鎖線で示したようにこの範囲より大きい場合の分岐角度
βに比較して小さくなるため、底部中央部での発生応力
が小さくなるからである。

【００２３】さらに、図３に示したように、谷底線２０
の底部中央部１８の外周縁部１８ａからボトル胴部１３
の下端周縁部１３ａに至るボトル軸方向の距離Ｈが、ボ
トル胴部の径Ｒの３０〜５４％、好ましくは３３〜５２
％であるのが望ましい。このような範囲であれば、凹谷
部１７の切れ込み開始部分が底部からあまり離れていな
いことになるので、この切れ込み開始部分に発生する応
力が小さくなるからである。すなわち、この距離Ｈが小
さくなると底形状全体としての剛性が不足して内圧によ
る変形がおおきくなり、逆にこの距離Ｈが大きくなれ
ば、切れ込み開始部分がボトル胴部１３の寸胴な円筒形
から始まるので、その部分での応力集中が起きやすいた
めである。

【００２４】さらに、図３に示したように、前記谷底線
２０の輪郭形状が、ボトル軸方向の長軸距離ｂ／ボトル
半径方向の短軸距離ａの比すなわち楕円比率ｂ／ａが、
１．０以上、好ましくは１．１以上、より好ましくは
１．５以上の楕円形状であるのが好ましい。このように
構成することによって、凹谷部１７の谷底線２０の輪郭
形状が楕円形状であって、底部中央部１８の外周縁部１
８ａからボトル胴部１３の下端周縁部１３ａに至るた
め、凸縁部１６の稜線２２と凹谷部１７の谷底線２０と
の間の高低差が大きくとれ、谷溝の溝深さが深くなり、
底部の強度、剛性が向上することになる。

【００２５】

【実施例】

（実施例１）図３に示したように、底部中央部１８の径
ｒが、ボトル胴部１３の径Ｒの１３．８％、谷底線２０
の底部中央部１８の外周縁部１８ａからボトル胴部１３
の下端周縁部１３ａに至るボトル軸方向の距離Ｈが、ボ
トル胴部の径Ｒの４０．５％、谷底線２０の輪郭形状が
ボトル軸方向の長軸距離ｂ／ボトル半径方向の短軸距離
ａの比、すなわち楕円比率ｂ／ａが１．９３である楕円
形状を有するＰＥＴボトルについて、０．６ＭＰａの内
圧に対する発生応力を、解析ソフト「ＭＳＣ／ＮＡＳＴ
ＲＡＮ（Ｖｅｒ．６８）」の形状非線型解析機能を用い
て計算した。

【００２６】径ｒ、距離Ｈ、および楕円比率ｂ／ａを種
々変更した比較例１〜４、実施例１〜１４についても、
それぞれ同様にして内圧に対する発生応力を計算した。
さらに、楕円比率ｂ／ａが、１．１４である従来のＰＥ
Ｔボトル（従来品１）、その楕円比率ｂ／ａを１．０と
して円にしたＰＥＴボトル（従来品２）について比較と
して、それぞれ同様にして内圧に対する発生応力を計算
した。

【００２７】その結果を下記の表１に示した。なお、表
中、評価の欄については、本実施品の最小応力値を１と
して、「◎」・・・・１．３未満、「○」・・・・１．３以上
１．３５未満、「×」・・・・１．３５以上を基準とした。

【００２８】表１の結果から明らかなように、中央部径
ｒがボトル胴部の径の７〜３２％、好ましくは９〜３０
％で、谷底線の底部中央部外周縁部からボトル胴部の下
端周縁部に至るボトル軸方向の距離Ｈが、ボトル胴部の
径の３０〜５４％、好ましくは３３〜５２％で、谷底線
の輪郭形状が、ボトル軸方向の長軸距離ｂ／ボトル半径
方向の短軸距離ａの比すなわち楕円比率ｂ／ａが、１．
０以上、好ましくは１．１以上、より好ましくは１．５
以上の楕円形状であるのが好ましいことがわかる。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプラスチ
ックボトルの底部構造によれば、ボトル底部中心よりボ
トル底部中心を中心軸として回転対称形に拡設された底
部中央部、すなわち、底部中央部の円周方向に凹凸が存
在しないので、内圧による曲げ応力が発生しにくく、し
かも、凹谷部の谷底線の輪郭形状が楕円形状であって、
底部中央部の外周縁部からボトル胴部の下端周縁部に至
るため、凸縁部の稜線と凹谷部の谷底線との間の高低差
が大きくとれるため、底部の強度、剛性が向上する。

【００３１】すなわち、本発明のプラスチックボトルの
底部構造によれば、ボトルに自立性を付与するためにボ
トル底部に凸縁部と凹谷部を備え、この凹凸が存在する
ことによって生じる応力集中を抑え、しかも一箇所に大
きな応力集中が発生しないようにして、より耐圧強度な
どの機械的強度に優れたプラスチックボトルの底部構造
を提供できる。

【００３２】従って、例えば、１．５リットルの容量の
プラスチックボトルとして、炭酸飲料などの内圧を受け
る飲料用の容器として使用する場合にも、耐圧強度など
の機械的強度に優れたプラスチックボトルを提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のプラスチックボトルの底部構
造を備えたプラスチックボトル全体の正面図である。

【図２】図２は、本発明のプラスチックボトルの底部構
造を示す部分拡大斜視図である。

【図３】図３は、図２のＡ−Ａ線についての輪郭を示す
図である。

【図４】図４は、本発明のプラスチックボトルの底部中
央部の部分拡大断面図である。

【図５】図５は、プラスチックボトルの図２と同様な輪
郭を示す図である。

【図６】図６は、プラスチックボトルの図２と同様な輪
郭を示す図である。

【図７】図７は、従来のプラスチックボトルの底部構造
を備えたプラスチックボトル全体の正面図である。

【図８】図８は、図７のＢ−Ｂ線についての輪郭を示す
図である。

【符号の説明】

１０・・・・プラスチックボトル１１・・・・口部１２・・・・ボトル肩部１３・・・・ボトル胴部１４・・・・ボトル底部１６・・・・凸縁部１７・・・・凹谷部１８・・・・底部中央部２０・・・・谷底線２２・・・・稜線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】口部と、口部から下方に延設された略円
錐形状のボトル肩部と、ボトル肩部から下方に延設され
た略円筒形状のボトル胴部と、ボトル胴部の下端周縁部
から延設されたボトル底部とから構成されたプラスチッ
クボトルにおいて、前記ボトル底部が、ボトル底部中心よりボトル底部中心
を中心軸として回転対称形に拡設された底部中央部と、前記底部中央部の外周縁部を囲撓するように、該外周縁
部より前記ボトル胴部の下端周縁部に至る複数の凸縁部
と凹谷部とから構成されており、前記凹谷部の谷底線の輪郭形状が、底部中央部の外周縁
部からボトル胴部の下端周縁部に至る楕円形状であるこ
とを特徴とするプラスチックボトルの底部構造。
【請求項２】前記谷底線の輪郭形状が、ボトル胴部の
下端周縁部においてボトル胴部と交差する楕円形状であ
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
ルの底部構造。
【請求項３】前記谷底線の輪郭形状が、底部中央部の
外周縁部において、底部中央部に内接する楕円形状であ
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
ックボトルの底部構造。
【請求項４】前記底部中央部が、略平坦形状であるこ
とを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプラ
スチックボトルの底部構造。
【請求項５】前記底部中央部の径が、ボトル胴部の径
の７〜３２％であることを特徴とする請求項１から４の
いずれかに記載のプラスチックボトルの底部構造。
【請求項６】前記底部中央部の径が、ボトル胴部の径
の９〜３０％であることを特徴とする請求項５に記載の
プラスチックボトルの底部構造。
【請求項７】前記谷底線の底部中央部外周縁部からボ
トル胴部の下端周縁部に至るボトル軸方向の距離が、ボ
トル胴部の径の３０〜５４％であることを特徴とする請
求項１から６のいずれかに記載のプラスチックボトルの
底部構造。
【請求項８】前記谷底線の底部中央部外周縁部からボ
トル胴部の下端周縁部に至るボトル軸方向の距離が、ボ
トル胴部の径の３３〜５２％であることを特徴とする請
求項７に記載のプラスチックボトルの底部構造。
【請求項９】前記谷底線の輪郭形状が、ボトル軸方向
の長軸距離／ボトル半径方向の短軸距離の比すなわち楕
円比率が、１．０以上の楕円形状であることを特徴とす
る請求項１から８のいずれかに記載のプラスチックボト
ルの底部構造。