(57)【要約】【課題】結晶化によらずに、耐熱性等を有する口部を有するプラスチックボトル、プリフォーム、及びプリフォームの製造方法を提供する。【解決手段】プリフォーム１は、口部１０、胴部１６、及び底部１７を軸方向に順次有し、口部１０と底部１７はそれぞれ独立して中間層を有するように構成されて、中間層は外層と内層との間にあり、中間層は、耐熱性等を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
口部、胴部、底部を軸方向に順次有し、該口部に外側に向かって突出する環状のサポートリングを有する多層構造のプリフォームにおいて、前記底部に中間層が設けられ、前記中間層は前記底部の基材層に囲まれ、かつ連続して設けられていることを特徴とする、プリフォーム。
【請求項２】
前記中間層は、耐熱材料よりなることを特徴とする、請求項１に記載のプリフォーム。
【請求項３】
前記中間層は、前記底部の範囲にのみ設けられ、前記中間層が設けられていない部分については基材層のみからなることを特徴とする請求項１〜２に記載のプリフォーム。
【請求項４】
前記中間層は、底部の任意の位置より、前記口部に向かって軸方向に５ｍｍ離隔した位置までの範囲内に連続して設けられていることを特徴とする、請求項１〜３に記載のプリフォーム。
【請求項５】
前記中間層とは別個に独立して設けられた第二の中間層は基材層に囲まれており、前記口部に連続して設けられていることを特徴とする、請求項１〜２、４に記載のプリフォーム。
【請求項６】
前記第二の中間層は、耐熱材料よりなることを特徴とする、請求項５に記載のプリフォーム。
【請求項７】
前記第二の中間層は、前記口部の口天面から前記底部に向けて１ｍｍ離隔した位置から、前記サポートリングより前記底部に向けて３ｍｍの範囲で離隔した位置までの間に設けられていることを特徴とする、請求項５〜６に記載のプリフォーム。
【請求項８】
前記第二の中間層は、前記口部の範囲にのみ設けられ、前記中間層は、前記底部の範囲にのみ設けられており、前記第二の中間層及び前記中間層が設けられていない部分については、基材層のみからなることを特徴とする請求項５〜７に記載のプリフォーム。
【請求項９】
第一の成形材料と第二の成形材料を、所定の射出タイミングに従って、それぞれ射出開始または終了することを特徴とする、請求項１〜８に記載のプリフォームの製造方法。
【請求項１０】
一つの材料を射出するとともに他の一つまたは複数の材料を射出する共射出成形により、プリフォームを複数回にわたり順次に連続して製造するプリフォームの製造において、先行するプリフォームと後行のプリフォームを製造するときに、先行するプリフォームの全ての材料の金型への射出終了時が到来する際、前記第二の成形材料の射出は第一の成形材料の射出終了とほぼ同時に終了され、その後、続けて後行のプリフォームが製造される段階で、プリフォームの金型に何らかの材料の射出が開始される際に、第二の成形材料と第一の成形材料の射出がほぼ同時に再開されることを特徴とする、請求項５〜６、８〜９に記載のプリフォームの製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜８に記載のプリフォームを成形してなることを特徴とする、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、プリフォーム、プラスチックボトル及びプリフォームの製造方法に関し、より詳細には、多層のプラスチックボトル、プリフォーム、及びプリフォームの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料等が充填される容器として、プラスチックボトル、中でも、ＰＥＴ（PolyEthylene Terephthalate）ボトルが多く用いられる。そして、ＰＥＴボトルの基材のポリエチレンテレフタレートでは不足する機能を補うための別の材料が積層された多層ボトルも市場の広がりを見せている。
【０００３】
特許文献１には、エチレンテレフタレート系ポリエステル樹脂から成る内外層、及び少なくとも低結晶性エチレンテレフタレート系ポリエステル樹脂及び芳香族ポリアミド系ガスバリア性樹脂から成る中間層を少なくとも１層有し、低結晶性エチレンテレフタレート系ポリエステル樹脂がジカルボン酸成分中７．５〜１５ モル％のイソフタル酸を含有すると共に、多層構造が形成されている部分のヘイズが５ ％以上である多層プリフォームが開示されている。更に、特許文献１には、多層プリフォームを二軸延伸ブロー成形してなり、胴部のヘイズが３ ％以下である多層延伸ブロー成形容器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１５７４６９号公報
【特許文献２】特公平３−６７４９９号公報
【特許文献３】特公平４−１３２１６号公報
【特許文献４】特許第５２８９６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１によれば、内外層を結晶性のエチレンテレフタレート系ポリエステル樹脂から構成することにより、延伸特性に劣る低結晶性ポリエステル樹脂を用いた中間層に均一な延伸倍率を付与することが可能になり、優れた機械的強度を有する多層延伸ブロー成形容器を提供できるとされている。更に、特許文献１によれば、バリア性中間層が低結晶性ポリエステル樹脂が連続相、芳香族ポリアミド樹脂系ガスバリア性樹脂が分散相の海島分散構造になることにより、内外層及びバリア性中間層の層間接着性を向上させることができるとされている。そして、特許文献１の多層プリフォームから得られる多層延伸ブロー容器は落下衝撃等による層間剥離（デラミネーション）なども防止することができるとされている。
【０００６】
特許文献１には、容器のガスバリア性を確保するために、延伸の際に高倍率で延伸される多層プリフォームの少なくとも容器胴部となるべき部分にバリア性中間層が形成されている必要があるとの記載がある。しかしながら、特許文献１は、容器の底部、または底部及び口部となるべき部分に耐熱材料を用いた中間層が形成される構成は記載されていない。
【０００７】
特許文献２には、ポリエチレンテレフタレート樹脂製容器の口部を加熱処理することにより結晶化させる方法として、白化処理を口部の上部と口部の側面部に対し分割して行い、口部上部を白化処理した後、口側面部を白化処理するポリエチレンテレフタレート樹脂製容器の口部の白化方法が開示されている。
【０００８】
そもそも、このように従来ペットボトル容器の口部を結晶化することにより、口部に耐熱性を持たせることが行われている。従来飲料を高温にし、充填することで殺菌する方法などが良く行われており、口部より高温となっている飲料や液体を充填するため、口部が高温になりやすく、変形しやすいという問題があり、このため、口部の結晶化が行われる。口部を結晶化することで、成形後のプラスチックボトルが耐熱性を持ち、変形しにくくなり、キャップとのかみ合わせが悪くなることがなく、従って液漏れなどが起こりにくくなるという利点があるからである。しかしながら、口部を結晶化するためには、例えば特許文献２のように、ポリエチレンテレフタレート樹脂製容器の口部を加熱処理することにより結晶化させるために、口部の上部と側面部を分割して白化処理する技術を必要としたり、またこのような方法を用いたとしても、結晶化された口部を有するペットボトル容器等の作成にかかるコストがかなり大きいという問題があった。
【０００９】
また、ホットウォーマーなどのショーケースに陳列などする際に、底部に熱がかかることで底部が変形してしまい、倒れてしまうなどといった問題があった。
。
【００１０】
また特許文献３には、長期にわたり形状を保持し、非常な高温度に加熱され又は加圧されても強度特性を保持する新規な結晶性熱可塑性ポリマー製の容器を提供するため、  結晶性熱可塑性ポリエステル樹脂からなり、口部、これに続く首部、胴部及び底部を有し、少くとも上記胴部は二軸延伸により配向され透明で内部応力が解放され、かつ、口部が実質的に無配向に結晶化されて乳白色化されていることを特徴とする強化耐熱性容器が開示されている。
【００１１】
特許文献４では、アウターリング、コンタクトリングおよびインナーリングを有するネジ込み式のキャップを口部に装着することにより密閉することが可能な、口部に結晶化処理が施されていないプラスチック製容器であって、
前記口部の外周にネジが形成され、
前記ネジ上端と前記口部の天面との間の少なくとも一部に、天面に近づくほど外径が曲線を描くような形状で増大するアンダーカット部を設けたプラスチック製容器であり、
前記プラスチック製容器の密閉が、（イ）前記口部のネジ上端と前記口部の天面との間の、前記キャップのアウターリングとの接触部であるアウターリング接触部、（ロ）前記口部の天面と前記キャップのコンタクトリングとの接触部であるコンタクトリング接触部、および（ハ）前記口部内側と前記キャップのインナーリングとの接触部であるインナーリング接触部において、前記口部と前記キャップとが密着することによって実現されることを特徴とする、プラスチック製容器が開示されている。
【００１２】
そもそも、このように従来ペットボトル容器の一部を結晶化することにより、耐熱性を持たせることが行われている。従来飲料を高温にし、充填することで殺菌する方法などが良く行われており、口部より高温となっている飲料や液体を充填するため、口栓部が高温になりやすく、変形しやすいという問題があり、このため、口栓部の結晶化が行われる。口部を結晶化することで、成形後のプラスチックボトルが耐熱性を持ち、変形しにくくなり、キャップとのかみ合わせが悪くなることがなく、従って液漏れなどが起こりにくくなるという利点があるからである。
【００１３】
また、底部を結晶化することで、容器自体の自立性を確保しようとする方法模索されているところである。しかしながら、口部を結晶化するためには、例えば特許文献２のように、ポリエチレンテレフタレート樹脂製容器の口部を加熱処理することにより結晶化させるために、口部の上部と側面部を分割して白化処理する技術を必要としたり、特許文献３のような方法を用いてブロー成形することが必要とされる。また底部の結晶化をすることも必要となる。しかし、このような方法を用いたとしても、結晶化された口部を有するペットボトル容器等の作成にかかるコストがかなり大きいという問題があった。
【００１４】
そこで、口部や底部を結晶化せずに、キャップの密着性を確保するため、特許文献４のような、口部の外周にネジが形成され、ネジ上端と口部の天面との間の少なくとも一部に、天面に近づくほど外径が増大するアンダーカット部を設けることにより、温度変化や落下等の衝撃を受けても密閉性が保持できるという方法等が考案されている。このような技術や成形が必要となるため、口部自体の変形を防止し、より簡易にキャップの密着性を高め、液漏れを防止することが必要であった。
【００１５】
そこで本発明の目的は、底部及び口部を結晶化によらずに耐熱性を持たせ、変形しにくくすることが、低コストで可能となるプリフォーム、及びそのプリフォームの製造方法、またそのプリフォームをブロー成型して成るプラスチックボトルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
口部、胴部、底部を軸方向に順次有し、該口部に外側に向かって突出する環状のサポートリングを有する多層構造のプリフォームにおいて、前記底部に中間層が設けられ、前記中間層は前記底部の基材層に囲まれ、かつ連続して設けられていることを特徴とする。
【００１７】
また、前記中間層は耐熱材料よりなることを特徴とする。
【００１８】
更に、前記中間層は、前記底部の範囲にのみ設けられ、前記中間層が設けられていない部分については基材層のみからなることを特徴とする。
【００１９】
更に、前記中間層は、底部の任意の位置より、前記口部に向かって軸方向に５ｍｍ離隔した位置までの範囲内に連続して設けられていることを特徴とする。
【００２０】
更に、前記中間層とは別個に独立して設けられた第二の中間層は基材層に囲まれており、前記口部に連続して設けられていることを特徴とする。
【００２１】
更に、本発明は、前記第二の中間層が、耐熱材料よりなることを特徴とする。
【００２２】
更に、前記第二の中間層は、前記口部の口天面から前記底部に向けて１ｍｍ離隔した位置から、前記サポートリングより前記底部に向けて３ｍｍの範囲で離隔した位置までの間に設けられていることを特徴とする。
【００２３】
更に、前記第二の中間層は、前記口部の範囲にのみ設けられ、前記中間層は、前記底部の範囲にのみ設けられており、前記第二の中間層及び前記中間層が設けられていない部分については、基材層のみからなることを特徴とする。
【００２４】
更に、第一の成形材料と第二の成形材料を、所定の射出タイミングに従って、それぞれ射出開始または終了することを特徴とする。
【００２５】
更に、一つの材料を射出するとともに他の一つまたは複数の材料を射出する共射出成形により、プリフォームを複数回にわたり順次に連続して製造するプリフォームの製造において、先行するプリフォームと後行のプリフォームを製造するときに、先行するプリフォームの全ての材料の金型への射出終了時が到来する際、前記第二の成形材料の射出は第一の成形材料の射出終了とほぼ同時に終了され、その後、続けて後行のプリフォームが製造される段階で、プリフォームの金型に何らかの材料の射出が開始される際に、第二の成形材料と第一の成形材料の射出がほぼ同時に再開されることを特徴とする。
【００２６】
更に、本発明のプラスチックボトルは、請求項１〜８に記載のプリフォームを成形してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
口部、胴部、底部を軸方向に順次有し、該口部に外側に向かって突出する環状のサポートリングを有する多層構造のプリフォームにおいて、前記底部に中間層が設けられ、前記中間層は前記底部の基材層に囲まれ、かつ連続して設けられているので、底部に特別な機能を様々に付加することができる。
【００２８】
また、前記中間層は耐熱材料よりなることを特徴とするので、底部を結晶化等しなくとも底部に耐熱性を持たせることができる。そのような構成を有することで、底部に熱が加わる場合、結晶化によらなくとも、熱が加わることにより変形してしまうことを防止する機能を有することができる。そしてプリフォームから公知の方法で成形されるプラスチックボトルに飲料等を収容した際に、熱が加わることにより底部が変形してしまうと、プラスチックボトルが変形し、自立しなくなることがある。上記のような構成を有することで、結晶化によらなくても、熱が加わることにより変形してしまうことを防止できることになり、少ないコストで底部の変形を防止することができる。底部の変形が防止されれば、プラスチックボトルが転倒しにくくなるという効果がある。
【００２９】
更に前記中間層は、底部の任意の位置より、前記口部に向かって軸方向に５ｍｍ離隔した位置までの範囲内に連続して設けられていることを特徴とする。プラスチックボトルは底部は未延伸ないし延伸倍率のごく小さな部分である。この部分に耐熱材料を用いた中間層を有する構成とすることで、耐熱性の高い底部を有するプリフォームやプラスチックボトルとすることができ、プラスチックボトルの転倒を防止することができる。
【００３０】
更に、前記中間層は、前記底部の範囲にのみ設けられ、前記中間層が設けられていない部分については基材層のみからなることを特徴とする。これにより、再資源化にとって障害である中間層の使用量を減らすことができ、かつ耐熱性などの機能を持たせたペットボトルを作ることができるので好適である。
【００３１】
前記中間層とは別個に独立して設けられた第二の中間層は基材層に囲まれており、前記口部に連続して設けられていることを特徴とすることから、中間層の材料の使用量を少なくでき、再資源化が容易でありながら、多機能な口部、底部を有するプリフォームとすることができる。
【００３２】
また、上記の構成とすることで、製造の際に型崩れのおきにくいプリフォームとすることができる。口部や底部を後述するように後にプラスチックボトルに成形する工程において延伸しない部分と延伸倍率が低い部分のみに中間層や第二の中間層が設けられる構成である。このように、中間層や第二の中間層が、ブロー成形後のプラスチックボトル等の延伸する部分にはみ出さない構成を有することから、延伸の際の材質の偏りによる形崩れがおこりにくい、優れたプリフォームを提供することができる。
【００３３】
更に、前記第二の中間層は、耐熱材料よりなることを特徴とすることから、口部を結晶化しなくとも口部に耐熱性を持たせることができる。そのような構成を有することで、口部に熱が加わる場合、例えば口部から殺菌や飲料の注入などで加熱した高温の液体を注いだりする場合に、結晶化によらなくとも、熱が加わることにより変形してしまうことを防止する機能を有することができる。そしてプリフォームから公知の方法で成形されるプラスチックボトルに飲料等を収容した際に、熱が加わることにより変形してしまうと、収容された液体が漏れてしまうことがある。上記のような構成を有することで、結晶化によらなくても、熱が加わることにより変形してしまうことを防止できることになり、少ないコストで液漏れを防止することができる。
【００３４】
更に、前記第二の中間層は、前記口部の口天面から前記底部に向けて１ｍｍ離隔した位置から、前記サポートリングより前記底部に向けて３ｍｍの範囲で離隔した位置までの間に設けられていることを特徴とする。
【００３５】
このような構成を有することとすることで、口天面には中間層が露出していない構成となる。言い換えれば、口天面は、基材層で覆われており、口天面から１ｍｍ以上離隔した位置から底部に向けて、中間層が設けられることとなっている。このような構成を有することとすることで、本発明のプリフォームをプラスチックボトルに成形した後、人体に影響のありうる物質等を中間層に用いるような場合に、安全な飲料用プラスチックボトルとすることができる。
また、口天面を基材層で覆う構成とすることで、第二の中間層が口天面に露出する構成とする場合よりも、基材層と中間層の剥離を防ぐことができる。口部に対する衝撃等で、口部に剥離が起きた場合、例えば飲料用ペットボトルに本発明のプリフォームを用いる場合には、口部と人の口が接触することとなる。このことから、基材層が口天面を覆っている構成とすることにより、さらに安全性の高いプラスチックボトルの元となる、プリフォームを提供することができる。
【００３６】
更に、本発明に係るプリフォームは、前記第二の中間層は、前記口部の範囲にのみ設けられ、前記中間層は、前記底部の範囲にのみ設けられており、前記第二の中間層及び前記中間層が設けられていない部分については、基材層のみからなることを特徴とすることから、口部に耐熱性を持たせつつ、底部にも耐熱性を持たせることができる。また、耐熱性を有することで、よりプラスチックボトルに成形された際の液漏れをよりいっそう防ぐことができるし、ホットウォーマー等の加熱によってもプラスチックボトルの自立を損なわないことができる。また、プリフォームをプラスチックボトルにブロー成形する際に、中間層がブロー成形によって延伸する部分が存在する。上記構成は、この部分に中間層が存在しない構成となっている。このように、中間層が、ブロー成形後のプラスチックボトル等の延伸する部分にはみ出さない構成を有することから、延伸の際の材質の偏りによる形崩れがおこりにくい、優れたプリフォームを提供することができる。また、中間層が設けられる範囲が限られていることで、再資源化も容易である。
【００３７】
第一の成形材料と第二の成形材料を、所定の射出タイミングに従って、それぞれ射出開始または終了することを特徴とするので、底部または、口部及び底部につき、中間層または第二の中間層を設けることができる。
【００３８】
一つの材料を射出するとともに他の一つまたは複数の材料を射出する共射出成形により、プリフォームを複数回にわたり順次に連続して製造するプリフォームの製造において、先行するプリフォームと後行のプリフォームを製造するときに、先行するプリフォームの全ての材料の金型への射出終了時が到来する際、前記第二の成形材料の射出は第一の成形材料の射出終了とほぼ同時に終了され、その後、続けて後行のプリフォームが製造される段階で、プリフォームの金型に何らかの材料の射出が開始される際に、第二の成形材料と第一の成形材料の射出がほぼ同時に再開されることを特徴とする。このような製造方法とすることにより、先行するプリフォームの射出終了時に、第二の成形材料も略同時に終了することから、第二の成形材料がノズルにのこっている状態となる。この状態であると、次の射出成形開始時においても、第一の成形材料に加えて、第二の成形材料がノズルに残っている。これらを同時に射出再開をすることで、口天面から第二の中間層が露出し、底部には中間層が露出するプリフォームを、効率よく生産することができる。
【００３９】
更に、本発明に係るプラスチックボトルは、請求項１〜８に記載のプリフォームを成形してなることを特徴とするので、優れたプリフォームを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態に係るプリフォームの一例が示された断面図である。
【図２】プリフォームの製造装置の一例として、射出成形装置のホットランナーノズルの概略が示された断面図である。
【図３】共射出される各成形材料の射出率と時間との関係が模式的に示されたグラフである。
【図４】ホットランナーノズルからキャビティへと各成形材料が流動する状態（ステップＳ１）の概略が示された断面図である。
【図５】ホットランナーノズルからキャビティへと各成形材料が流動する状態（ステップＳ３）の概略が示された断面図である。
【図６】ホットランナーノズルからキャビティへと各成形材料が流動する状態（ステップＳ４）の概略が示された断面図である。
【図７】ホットランナーノズルからキャビティへと各成形材料が流動する状態（ステップＳ７）の概略が示された断面図である。
【図８】プリフォームの加熱装置の一例が示された断面図である。
【図９】プリフォームと、ブロー成形後のＰＥＴボトルとが模式的に示された断面図である。
【図１０】本実施形態に係るプリフォームから形成されたＰＥＴボトルが示された正面図である。
【図１１】ＰＥＴボトルの断面図である。
【図１２】金型のキャビティに樹脂が射出される様子の概略図である。
【図１３】図１０のPETボトルの底面からみた斜視図である。
【図１４】本実施形態に係る他の一例のPETボトルの断面図である。
【図１５】本実施形態に係るPETボトルのさらに他の一例を挙げた断面図である。
【図１６】本実施形態に係るプリフォームの他の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態の詳細を説明する。まず、本実施形態に係るＰＥＴ（PolyEthylene Terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）ボトル成形用のプリフォーム１（予備成形体）の構成を詳細に説明する。図１は本実施形態に係るプリフォーム１の一例が示された断面図である。プリフォーム１は、有底筒状であって、口部１０、胴部１６、及び底部１７が軸方向に順次設けられる。プリフォーム１が延伸されることによってボトル状に成形される。この際公知のブロー成形技術を用いるのが好適である。図１には、口部１０から底部１７までが軸方向と平行にプリフォーム１の中心で切断された面が示されている。
【００４２】
なお、以下では、説明の便宜上、図１の状態のプリフォーム１において底部１７に対する口部１０の方向を上とする。
【００４３】
口部１０は、軸方向の上端に、円形に開放された開口部１１を有している。開口部１１は、環状の口天面１５と円形の穴部１１ａを有している。そして、口部１０は、その外周面に、おねじ１２と、カブラ１３と、サポートリング１４とを有している。図示せぬ蓋を取り付けるためのおねじ１２は口部１０の外周面から、プリフォーム１の径方向の外側に向かってらせん状に突出している。カブラ１３は、おねじ１２の下方で、径方向外側に向かって周回状に突出している。サポートリング１４は、カブラ１３の下方で周回状に、カブラ１３よりも径方向外側まで突出している。
【００４４】
一般的に、サポートリング１４から軸方向の上側の箇所ではプリフォーム１からボトル状に成形される際にその形状が変化しない。一方で、サポートリング１４よりも下側の最大１０ ｍｍの範囲でもボトル状に成形される際にほとんど延伸されない。したがってここでは、プリフォーム１からボトル状に成形される際にその形状がほとんど変化しない範囲を口部１０と定義することとする。そして、口部１０は、図１に例示されるように、サポートリング１４よりも軸方向下側の箇所の内径、及び外径が軸方向の上下において略同寸の略真円筒形状であっても良い。
【００４５】
このように、口部１０は、ブロー成形機による成形後もその形状が変化しない。ここで、プリフォーム１の口部１０の内径や外径（ねじ谷径に相当）、ねじ山径といった各部の寸法に特に限定はない。しかしながら、飲料用ボトルで標準的に用いられている寸法とされることが、既存の蓋の汎用性や、飲料用ボトルの密封性を確保できる点で好ましい。このため、口部１０は例えば、ＰＣＯ１８１０規格や、ＰＣＯ１８８１規格に対応した寸法とされると良い。
【００４６】
胴部１６は、内径、及び外径が、軸方向の上下において略同寸の略真円筒形状に構成されている。ただし、胴部１６には、プリフォーム１の作製の際に用いられる型からの取り出し、すなわち離型を容易にするための傾斜である抜き勾配が設けられていても良い。更に、胴部１６の内径、及び外径が軸方向の上下でわずかに変化していても良い。更に、軸方向の上下において、胴部１６の特に外径を略同寸に構成することもできる。
【００４７】
底部１７は、外方に湾曲した略半球状に構成されている。底部１７は、円錐形状であったり、角に丸みを持った円柱形状であったり、その他の形状であっても良い。
【００４８】
なお、胴部１６の外径は、１２ ｍｍ以上、３０ ｍｍ以下であることが既存の装置を用いることができる点で好ましい。更に、サポートリング１４の下面から底部１７の下端までの長さが３５ ｍｍ以上、１０５ ｍｍ以下であることが、既存の装置、特にブロー成形機を用いることができる点で好ましい。
【００４９】
プリフォーム１は、口部１０が多層に構成されて、外層１８ａと内層１９ａとの間に第二の中間層２０ａを有する。図１に例示されるプリフォーム１はおねじ１２の上端から、口部１０の下端まで第二の中間層２０ａを有している。
また、底部１７は、その基材層中に、中間層２１を有する。中間層２１は、基材層である、底部外側層２３と、底部内側層２２に挟まれるように構成されている。
【００５０】
一方で、胴部１６は、中間層２１、第二の中間層２０ａを有さない構成となっている。このように口部と底部に中間層を有する構成とすることで、口部、底部に特別な機能を持たせることができる。胴部１６は、図１に例示されるプリフォーム１においては、第二の中間層２０ａを有していない。ただし、例えばバリア性に優れた中間層を胴部１６に設けるなどの構成としてもよい。これによりさらなる多機能性を有するプリフォーム１とすることができる。
【００５１】
プリフォーム１は、第二の中間層２０ａと、外層１８ａ、及び内層１９ａのそれぞれとの間に接着層や接着剤を有していない。また、第二の中間層２１と、底部外側層２３、および底部内側層２２のそれぞれとの間に接着層や接着剤を有していない。このため、プリフォーム１は使用後に、再資源化が妨げられることがない。一方で、各層の間が固く接着されているわけではないので外力によって層間剥離が起きてしまう可能性がある。そこで、第二の中間層２０ａが口部１０の端まで延びずに構成されていることによって破壊の起点になりやすい各層の界面の端が口天面１５にて露出せず層間剥離が生じにくくされている。ただし、製造を容易にするために、各層の界面の端を口天面１５にて露出させて構成してもよい。
【００５２】
また、同様に底部も、底部の外側に中間層２１が露出しない構成であれば層間剥離が防止される効果があり、好適である。ただし、製造を容易にするために、底部の外側には底部外側層２３のみが露出している構成としてもよい。
【００５３】
次に、口部１０を中心に実施形態を詳述する。プリフォーム１は、図１に例示されるように、第二の中間層２０ａが、口部１０の上端から下端にかけて連続して設けられている。このとき、好ましくは第二の中間層２０ａの端がおねじ１２の上端である、いわゆるねじ始まり位置を上端として設けられているとよい。そして、第二の中間層２０ａが、ねじ始まり位置を上端として設けられていることで、後述するように第二の中間層が耐熱材料を用いていることから、ねじの噛み合わせがずれることがない。
【００５４】
図１に例示されるように、第二の中間層２０ａは、口部１０の下端までの範囲に設けられている。耐熱材料を用いた第二の中間層を口部１０の範囲で設けることとすることで、後にブロー成形によりペットボトルに成形する際に、延伸しない部分にのみ第二の中間層を有する構成となる。これにより、胴部１６の延伸部分は図１に例示されるように、中間層を有さないこととすることができる。本開示における中間層が胴部１６にはみ出して設けられた場合には、製造上、型崩れが起こりやすい。よって、胴部１６に第二の中間層２０ａを有さない構成は優れている。ただし、ここでいう第二の中間層２０ａが口部１０にのみ設けられていることは、別個の中間層が胴部１６に別個の中間層を設けることを排除するものではない。
【００５５】
第二の中間層２０ａが口部の範囲にのみ設けられた場合のＰＥＴボトルを図１４に示した。また、中間層２０が底部にのみ設けられた場合のＰＥＴボトルを図１５に示した。
また、そのもととなるプリフォームを図１６の（a）（ｂ）にそれぞれ示した。
【００５６】
第二の中間層２０ａの厚みは、均一に設けられている。均一に設けられていることにより、熱が加わり基材層が変形する場合であっても、ゆがむことが少ない。ただし、口部１０のサポートリング１４の基材層中に、第二の中間層２０ａが、口部１０から径方向に突出して設けられていてもよい。このようにするほうが容易にプリフォーム１を製造することができる。口部１０の構成としては、基材層に囲まれて、第二の中間層がフランジのように、サポートリング１４の基材層中に突出して設けられ、そのほかの部分の第二の中間層２０ａの厚みは、均一であるとの構成を有していてもよい。
【００５７】
第二の中間層２０ａは、全体の重量から第二の中間層２０ａの重量を除した値が、２８０ミリリットルペットボトル用のプリフォーム１においては、１．５重量パーセント〜３重量パーセントであることが好ましい。これにより、プリフォーム１をブロー成形などにより成形したペットボトル２のリサイクル性が向上する。ペットボトルのサイズによってこの比率は異なりうるものの、この比率は口部の重量に対しての割合としては、５〜１０重量パーセントに相当する。第二の中間層２０ａの重量が少ないほど、リサイクル性は高まる。ただし、図示しない２リットルペットボトル用や、３５０ミリリットルペットボトル用のプリフォームにおいては、当然その比率は異なる。２リットルペットボトル用においても、３重量パーセントであればリサイクル性としては、上記の２８０ミリリットルペットボトル用のプリフォーム１と、異なるところはない。
【００５８】
中間層２１は、全体の重量から中間層２１と第二の中間層を合計した重量の値を除した値が、２８０ミリリットルペットボトル用のプリフォーム１においては、３重量パーセント〜５重量パーセントであることが好ましい。これにより、プリフォーム１をブロー成形などにより成形したペットボトル２のリサイクル性が向上する。第二の中間層と中間層の合計が５重量パーセントを下回ることで、リサイクル性は一定の水準を満たすことになり、本開示のプリフォーム１はこの水準を満たすものである。
【００５９】
第二の中間層２０ａには、各種機能を発揮する材料を選択することができる。例えば、第二の中間層２０ａには、紫外線等の光の遮断性や、水蒸気等のガスバリア性を付与する材料を用いることができる。ここでの第二の中間層２０ａは、耐熱材料を用いることが好適である。ここで耐熱材料とは、ポリアリレートやナイロンなどの耐熱性を有する物質や、長瀬産業株式会社のTRITANTMを用いてもよい。熱可塑性ポリエステル樹脂で耐熱性に優れたものも、本発明の耐熱材料において用いることができる。
【００６０】
例示されたプリフォーム１の基材層である外層１８ａ、及び内層１９ａの材料としては、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンや、エチレン−ビニルアルコール共重合体、植物等を原料としたポリ乳酸等のブロー成形が可能な種々の熱可塑性樹脂を用いることができる。しかしながら、外層１８ａ、及び内層１９ａは、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート等のポリエステル、特に、ポリエチレンテレフタレートが主成分のＰＥＴ層とされることが好ましい。なお、上述された樹脂には、成形品の品質を損なわない範囲で種々の添加剤、例えば着色剤、紫外線吸収剤、離型剤、滑剤、核剤、酸化防止剤、帯電防止剤を配合することができる。
【００６１】
プリフォーム１の外層１８ａ、及び内層１９ａを構成するエチレンテレフタレート系熱可塑性樹脂としては、エステル反復部分の大部分、一般に７０ ｍｏｌ％以上をエチレンテレフタレート単位が占めるものであり、ガラス転移点（Ｔｇ）が５０ ℃以上、９０ ℃以下であり、融点（Ｔｍ）が２００ ℃以上、２７５ ℃以下の範囲にあるものが好適である。エチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルとして、ポリエチレンテレフタレートが耐圧性等の点で特に優れているものの、エチレンテレフタレート単位以外に、イソフタル酸や、ナフタレンジカルボン酸等の二塩基酸と、プロピレングリコール等のジオールからなるエステル単位を少量含む共重合ポリエステルも使用することができる。
【００６２】
ポリエチレンテレフタレートは熱可塑性の合成樹脂の中では生産量が最も多い。そして、ポリエチレンテレフタレート樹脂は、耐熱性、耐寒性や、耐薬品性、耐摩耗性に優れる等の種々の特性を有する。更に、ポリエチレンテレフタレート樹脂はその原料に占める石油の割合が他のプラスチックと比べて低く、リサイクルも可能である。このように、ポリエチレンテレフタレートを主成分とする構成によれば、生産量の多い材料を用いることができ、その優れた種々の特性を活用することができる。
【００６３】
ポリエチレンテレフタレートは、エチレングリコール（エタン−１，２−ジオール）と、精製テレフタル酸との縮合重合によって得られる。ポリエチレンテレフタレートの重合触媒として、ゲルマニウム化合物、チタン化合物、及びアルミニウム化合物の少なくとも一つが用いられることが好ましい。これらの触媒が用いられることによって、アンチモン化合物が用いられるよりも、高い透明性を有し、耐熱性に優れた容器を形成することができる。
【００６４】
プリフォーム１の全体に対する第二の中間層２０ａの量が多すぎるとプリフォーム１の使用後に再資源化が妨げられてしまう。一方で、プリフォーム１の全体に対する第二の中間層２０ａの量は少なすぎると、射出成形性が低下してしまう。より詳細には、プリフォーム１の成形の際に第二の中間層２０ａが充填されにくくなり、これを無理やり押し込むと変質や偏肉が生じて好ましくない。したがって、プリフォーム１の全体に占める第二の中間層２０ａの割合は１．５重量パーセント〜３重量パーセントであることが好ましい。
【００６５】
また、第二の中間層２０ａは、口部のみに設けられており、他の胴部などには設けられていない構成とすることが好ましい。口部１０の変形による液漏れ等を防止する機能を持たせるとともに、再資源化を容易にすることができるためである。製造上も、複数の中間層を異なる材質で多数とすることは容易ではない。この観点からは、中間層２１と第二の中間層２０ａは同じ材料からなることが好適である。
【００６６】
なお、第二の中間層２０ａは単層に限らず多層で構成されていても良く、例えば耐熱材料を用いた耐熱層の他に、酸素バリア層を複数含んで構成されていても良い。例えば、プリフォーム１は、５層構造（ＰＥＴ層（外層１８ａ）／酸素バリア層／耐熱層／酸素バリア層／ＰＥＴ層（内層１９ａ））とされていても良い。第二の中間層２０ａの層数が更に増やされていても良く、プリフォーム１を最大で、７層構造とすることもできる。第二の中間層２０ａが多層で構成されることによって、第二の中間層２０ａの機能をより高めたり、第二の中間層２０ａに複数の機能を持たせたりすることができる。
【００６７】
本実施形態に係るプリフォーム１の製造方法では、口部１０の基材層中において均一な厚みの第二の中間層２０ａが成形される。ただし、第二の中間層２０ａが口部１０のサポートリング１４内に突出するように成形されてもよい。このように製造されるプリフォーム１によれば、第二の中間層２０ａの延伸後において、延伸しない部分である口部１０のみに中間層の範囲がとどまっていることから、中間層の延伸による形崩れ等を防止することができる。そして、口部のみに中間層を設けることで、口部１０の耐熱性を確保しつつ、第二の中間層２０ａの成形材料の量を減少することができるため再資源化が容易となる。
【００６８】
次に、胴部１６の本発明の実施形態を詳述する。図１に示されているように、胴部は基材層のみからなる単一の層として設けられている。ただし、この形態に限定されるものではなく、胴部は、別の酸素バリア層からなる別の中間層が設けられていてもよい。このようにすることでより多機能なプラスチックボトルを提供することができる。ただし、胴部１６は基材層のみの単一の層を有しているとすることで、使用される耐熱材料等が、中間層２１及び第二の中間層２０ａに使用される量だけで済み、その結果、再資源化が容易であったり、製造上も多種類の層で構成されたプリフォームの製造ではないので、容易に製造することができる。
【００６９】
次に、底部１７の本発明の実施形態を詳述する。プリフォーム１は、図１に例示されるように、中間層２１が、口部１０の第二の中間層２０ａとは別個に独立して、底部に設けられている。便宜上軸方向に、口部１０、胴部１６、底部１７の順に、口部１０の方向を上、底部１７の方向を下とする。底部１７の下端から、下より５ｍｍ上方向に離隔した位置まで、連続して中間層２１が設けられている。このように構成することによって、プラスチックボトルにおいて加熱時に転倒防止の効果がある。しかし、５ｍｍという数値に第二の中間層２１の範囲は限定されるものではない。延伸倍率がごく低い部分である、下端から軸方向に、上に向けて最大約１０ｍｍの範囲を底部と定義することとする。通常、ペットボトルの下部と胴部の境にはリブが形成され、そのリブの下は下部である。ペットボトルのサイズによりこの値は異なりうる。そうすると、底部１７の下端から５ｍｍ上の位置までに連続して設けられていなくとも、底部１７の範囲内に中間層２１を設けられていればよい。延伸倍率がごく低い部分のみに中間層を有する構成とすることで、形崩れを防止することができるため、好適である。
【００７０】
また、底部１７の下端から５ｍｍ軸方向で上にむかって離隔した位置までの間の任意の位置で、中間層２１は途切れる構成としてもよい。このようにすることで、耐熱材料の使用量を減らすことができ、また中間層２１が底部１７の下端に露出しない構成とすることで、層間剥離を防止し、より一層安全なプラスチックボトルに係るプリフォームとすることができる。なお、任意の位置とは底部の下端から軸方向に口部に向かって１ｍｍ〜２ｍｍであればよい。このようにすることで十分層間剥離を防止することができる。なお、底部１７以外の部分には、中間層２１は存在しない構成とするのが好適である。このようにすることで、再資源化の際に耐熱材料の使用量を減らすことができることから、再資源化が容易となる。ただし、この記述は、第二の中間層２０ａの存在に影響をあたえるものではない。
【００７１】
そして、次に、プリフォーム１の製造方法の一例を詳細に説明する。図２は、プリフォーム１の製造装置の一例として、射出成形装置３０のホットランナーノズル３１の概略が示された断面図である。射出成形装置３０は、内部にスクリュを備える図示せぬ加熱シリンダと、ホットランナーノズル３１と、金型３２とを備えている。射出成形装置３０は、成形材料が、加熱シリンダで、例えば２７０ ℃〜３００ ℃に加熱されることによって溶融可塑化され、スクリュによって、ホットランナーノズル３１を介して金型３２に送り出されるように構成されている。
【００７２】
ホットランナーノズル３１は軸方向に長い構成である。ホットランナーノズル３１は、直線状流路３３ａと、第１の円筒状流路３３ｂと、第２の円筒状流路３４と、開閉弁の一例であるチェック弁３５とを有している。各流路は、略軸方向に延びている。ホットランナーノズル３１は、第１の注入口３６と、第２の注入口３７と、射出口３８とを更に有している。
【００７３】
射出口３８は、ホットランナーノズル３１の一端の中心に形成されている。そして、射出口３８は金型３２と連通している。一方で、第１の注入口３６、及び第２の注入口３７はホットランナーノズル３１の他端寄りの側面にそれぞれ形成されている。そして、第１の注入口３６、及び第２の注入口３７のそれぞれは別々の加熱シリンダと接続されている。すなわち、ホットランナーノズル３１は、第１の注入口３６、及び第２の注入口３７からそれぞれ第１の成形材料、及び第２の成形材料を注入することができるように構成されている。成形材料は、第１の注入口３６、及び第２の注入口３７から射出口３８に向かって流れる。このため、図１において下側に示されているホットランナーノズル３１の他端が成形材料の上流側となる。
【００７４】
直線状流路３３ａは、第１の注入口３６から径方向に延びる流路と連通し、ホットランナーノズル３１の中央部を射出口３８まで直線状に延びている。第１の円筒状流路３３ｂは、直線状流路３３ａから分岐した後に、直線状流路３３ａの径方向外方を通り、射出口３８に近い第１の合流点３９ａで直線状流路３３ａと合流している。第２の円筒状流路３４は、第２の注入口３７から径方向に延びる流路と連通し、直線状流路３３ａと、第１の円筒状流路３３ｂとの間に延びて第１の合流点３９ａよりも上流の第２の合流点３９ｂで直線状流路３３ａと合流している。
【００７５】
ホットランナーノズル３１は、第２の合流点３９ｂに、第２の円筒状流路３４を閉鎖するチェック弁３５を有している。チェック弁３５は、第２の合流点３９ｂにおける直線状流路３３ａを通過する第１の成形材料と第２の円筒状流路３４を通過する第２の成形材料との射出圧の差に応じて軸方向に動くように構成されている。そして、チェック弁３５は、第２の成形材料の射出圧が高い場合には第２の円筒状流路３４を開放するように構成されている。このような作用を果たすのであればチェック弁３５は、他の構成であっても構わない。
【００７６】
複数に分割されて構成される金型３２は、プリフォーム１に対応する形状の空隙であるキャビティ３２ａ、及びプリフォーム１の底部１７に対応する位置にゲート３２ｂを有している。キャビティ３２ａは、ゲート３２ｂを介して、ホットランナーノズル３１の射出口３８に連通している。金型３２には、金型３２を加熱する図示せぬヒータと、金型３２を冷却する図示せぬ冷却機とが設けられている。金型３２は、ヒータによって加熱されたキャビティ３２ａに溶融した成形材料が注入、及び加圧された後に冷却機によって冷却され、プリフォーム１が成形されるように構成されている。
【００７７】
図３は、共射出される各成形材料の射出率と時間との関係が模式的に示されたグラフである。射出率は、単位時間［ｓ］当たりに射出される各成形材料の質量［ｇ］で示されている。そして、ここでは、第１の成形材料には、ポリエチレンテレフタレート（以下では、ＰＥＴ樹脂ａと称す）が注入され、第２の成形材料には、ポリアリレート（以下では、耐熱性樹脂ｂと称す）が注入される例が示されている。そして、例えば、プリフォーム１の製造方法は、図３に示されるように、第１の成形材料を射出する工程（ステップＳ１）と、第１の成形材料より高い射出率で第２の成形材料を射出する工程（ステップＳ４〜ステップＳ５）と、第２成形の材料より高い射出率で第１の成形材料を射出する工程（ステップＳ５）とを有し、第１の成形材料より高い射出率で第２の材料を射出する工程（ステップＳ４〜ステップＳ５）において、第２の成形材料の射出率を漸増する工程（ステップＳ４）を含む。そして、この方法によれば、製造されたプリフォーム１の第二の中間層２０ａの延伸後においてもその機能を確保しつつ、第二の中間層２０ａの成形材料の量を減少することができる。
この図の射出タイミングに従い射出成形を行うことで、口天面に第二の中間層２０ａが露出していない、本発明のプリフォームの一形態を成形することができる。
【００７８】
まず、ＰＥＴ樹脂ａが射出される（ステップＳ１）。図４は、ホットランナーノズル３１からキャビティ３２ａへと各成形材料が流動する状態（ステップＳ１）の概略が示された断面図である。ＰＥＴ樹脂ａは、第１の注入口３６（図２参照）から、直線状流路３３ａ（ＰＥＴ樹脂ａ１）、及び第１の円筒状流路３３ｂ（ＰＥＴ樹脂ａ２）のいずれかを経由して第１の合流点３９ａで合流し、その後、射出口３８、ゲート３２ｂの順に流動してキャビティ３２ａに充填される。図４に例示されるように、直線状流路３３ａ（ＰＥＴ樹脂ａ１）、及び第１の円筒状流路３３ｂ（ＰＥＴ樹脂ａ２）のそれぞれを経由したＰＥＴ樹脂ａの流れがＰＥＴ樹脂層Ａ１、及びＰＥＴ樹脂層Ａ２を構成し、ＰＥＴ樹脂層Ａとしてキャビティ３２ａに充填されている。
【００７９】
この段階では、耐熱性樹脂ｂは射出されておらず、ＰＥＴ樹脂ａ１の射出圧を受けるチェック弁３５によって第２の円筒状流路３４は閉鎖されている。
【００８０】
次に、ＰＥＴ樹脂ａが、予め定められた射出率まで下げられて射出される（ステップＳ２）。この下げられた射出率は、次の段階において射出される耐熱性樹脂ｂの射出率との兼ね合いで決まる。ここで、ステップＳ１においても、この予め下げられた射出率でＰＥＴ樹脂ａが射出された場合に口部１０の寸法不良やヒケ等の賦形不良が生じないのであれば、ステップＳ２が省略されても良い。
【００８１】
次に、ＰＥＴ樹脂ａ１より高い射出率で耐熱性樹脂ｂが射出される（ステップＳ３）。図５は、ホットランナーノズル３１からキャビティ３２ａへと各成形材料が流動する状態（ステップＳ３）の概略が示された断面図である。耐熱性樹脂ｂが射出される圧力によってチェック弁３５が動き、第２の円筒状流路３４は開放される。そして、図５に例示されるように、直線状流路３３ａを経由したＰＥＴ樹脂層Ａ１と、第１の円筒状流路３３ｂを経由したＰＥＴ樹脂層Ａ２との間に耐熱性樹脂層Ｂが形成されている。耐熱性樹脂層Ｂは、成形型に接触せずに流動して温度の低下が少なく粘度が高まらないのでＰＥＴ樹脂層Ａ１、及びＡ２よりも高い速度で流動している。
【００８２】
次に、耐熱性樹脂ｂの射出率が同程度に保たれながら射出される（ステップＳ４）。図６は、ホットランナーノズル３１からキャビティ３２ａへと各成形材料が流動する状態（ステップＳ４）の概略が示された断面図である。
【００８３】
次に、耐熱性樹脂ｂの射出率が漸減して零となるまで射出されるとともにＰＥＴ樹脂ａの射出率が漸増するように射出される（ステップＳ５）。耐熱性樹脂ｂの射出率が漸減することによって耐熱性樹脂層Ｂが徐々に薄くなるように射出された後に途切れる。そして、耐熱性樹脂ｂの射出率が零となることによってチェック弁３５が動き、第２の円筒状流路３４が閉鎖される。
【００８４】
次に、ＰＥＴ樹脂ａが予め定められた射出率に維持されて射出される（ステップＳ６）。図７は、ホットランナーノズル３１からキャビティ３２ａへと各成形材料が流動する状態（ステップＳ６）の概略が示された断面図である。図７に例示されるように、耐熱樹脂層ＢがＰＥＴ樹脂層Ａによって押し込まれていく。
【００８５】
次に、ステップ２と同様に、ＰＥＴ樹脂ａが、予め定められた射出率まで下げられて射出される。（ステップ７）
次に、ステップ３と同様にＰＥＴ樹脂ａ１より高い射出率で耐熱性樹脂ｄが射出される（ステップＳ８）。
【００８６】
最後に、キャビティ３２ａの内部が充満されるまでＰＥＴ樹脂ａと耐熱性樹脂ｄが射出される（ステップＳ９）。ＰＥＴ樹脂ａと耐熱性樹脂ｄの射出率が漸減し、そして、キャビティ３２ａの内部が充満されるとＰＥＴ樹脂ａと耐熱性樹脂ｄの射出率が零となり、その後は、ＰＥＴ樹脂ａと耐熱性樹脂ｄが逆流しないように保圧が行われる。そして、キャビティ３２ａの内部で成形材料が冷却された後に、金型３２が開き、成形されたプリフォーム１が取り出される。
【００８７】
また、この射出タイミングとは別の製造方法として、以下の方法を挙げることができる。すなわち、ＰＥＴ樹脂ａと耐熱性樹脂ｄを同時に射出終了した場合、ホットランナーノズル３１には耐熱性樹脂ｄとＰＥＴ樹脂ａが両方とも残ってしまう。そのため、製造方法として、耐熱性樹脂ａと耐熱性樹脂ｄを全く同様の材料とし、かつ次のプリフォームを製造開始する際に、時間をおかずに連続して製造するとともに、同時に射出を再開することで、効率よく中間層を有するプリフォームの製造をすることができる。ただし、上記の製造方法によると、製造されるプリフォームは口天面１５に中間層が露出するプリフォームとなることから、本発明の製造方法はこれに限られるものではないのは当然である。
【００８８】
図１２は、ステップ６、ステップ９のキャビティ３２ａ内の状況を示したものである。（ａ）図と（ｂ）図は、後に口部１０の基材層となる部分１０１と、中間層となる部分１０２を示したものである。キャビティ３２ａの中を、口部１０となる部分１０１を上とすると、上方向に口部の基材層となる部分１０１と中間層となる部分１０２が流動していく。（ステップ６）
そして、（ｃ）図は、口部の基材層となる部分１０１と中間層となる部分１０２が所定の場所に到着し、底部の第二の中間層となるべき部分１１２が射出を終え、すべての射出が終了した時点を現したものである。（ステップ９以降）
このように共射出成形が行われ、本開示のプリフォームが成形される。
【００８９】
なお、各成形材料を射出する圧力や、射出率はそれぞれの粘度の差等に応じて適宜設計される。
【００９０】
以上のように、本実施形態に係るプリフォーム１の製造方法は、第二の中間層２０ａを均一に成形する手順を含んで構成される。
【００９１】
例えば、プリフォーム１の製造装置は、ホットランナーノズル３１が、第１の注入口３６から延びる直線状流路３３ａと、直線状流路３３ａから分岐した後に第１の合流点３９ａで合流する第１の円筒状流路３３ｂと、第２の注入口３７から直線状流路３３ａと第１の円筒状流路３３ｂとの間に延びて第１の合流点３９ａよりも上流の第２の合流点３９ｂで直線状流路３３ａと合流する第２の円筒状流路３４と、第２の合流点３９ｂにおける直線状流路３３ａを通過する第１の材料と第２の円筒状流路３４を通過する第２の材料との射出圧の差に応じて第２の円筒状流路３４を開放するチェック弁３５とを有し、プリフォーム１に対応するキャビティ３２ａ、及びプリフォーム１の底部１７に対応する位置にゲート３２ｂを有する金型３２と、ゲート３２ｂに連通するホットランナーノズル３１とを備える。
【００９２】
なお、製造方法は、他の方法であっても構わない。例えば、ＰＥＴ樹脂ａ、耐熱性樹脂ｂ、ＰＥＴ樹脂ａの順に可塑化して押し出して耐熱性樹脂ｂがＵ字状に内包された溶融樹脂塊（ビレット）を生成し、これを圧縮成形することでプリフォーム１が製造される方法であっても良い。
【００９３】
成形されたプリフォーム１は、箱積み、いわゆるパレタイジングされて倉庫等でいったん保管されても良く、そのまま、引き続き、次の工程へと進められても良い。すなわち、プリフォーム１の成形と、ブロー成形とが別の場所や装置で行われる、いわゆるコールドパリソン方式（２ステージ方式）であっても良く、プリフォーム１の成形と、ブロー成形とが同じの場所や装置で行われる、いわゆるホットパリソン方式（１ステージ方式）であっても良い。更に、プリフォーム１の成形から内容物の充填等に至るまでの製造工程がインラインで連続的なものであっても良い。
【００９４】
次に、本実施形態に係るプリフォーム１からボトル状に成形する方法の一例を詳細に説明する。プリフォーム１がボトル状に成形されるにあたってまず、プリフォーム１の加熱が行われる。図８は、プリフォーム１の加熱装置４０の一例が示された断面図である。なお、図８は、プリフォーム１の搬送方向に対して垂直方向の断面を示す。
【００９５】
加熱装置４０は、搬送装置４１と、ヒータ４２とを備えている。搬送装置４１は、プリフォーム１を周方向に均等に加熱するために、プリフォーム１の軸を中心に回転させながら搬送するように構成されている。ヒータ４２は、複数の例えばハロゲンランプによって構成され、ブロー成形に適した温度例えば８０ ℃〜１４０ ℃にプリフォーム１を加熱するように構成されている。更に、加熱装置４０は、ヒータ４２からの熱をプリフォーム１に反射させるための反射板４３や、ヒータ４２からの熱を加熱装置４０の外方へ逃がさないようにするための遮蔽部材４４等を備えていても良い。なお、図８の加熱装置４０では、プリフォーム１は口部１０が下側を向いた状態で搬送、及び加熱されている。
【００９６】
加熱されたプリフォーム１は次に、ブロー成形機によって、プラスチックボトル例えばＰＥＴボトル２に成形される。図９は、プリフォーム１と、ブロー成形後のＰＥＴボトル２とが模式的に示された断面図である。ブロー成形機の一例としての二軸延伸ブロー成形装置５０は、金型５１と、延伸ロッド５２と、図示せぬ高圧エア供給装置と、これらを制御する図示せぬ制御装置とを備えている。なお、図９には、下向きのブロー成形方法が例示されているものの、材料が重力の影響を受けにくい上向きのブロー成形方法が用いられても良い。
【００９７】
ここで、ＰＥＴボトル２は、上部３０と、胴部７０と、下部８０とを有する。ブロー成形の前後においておおよそ、プリフォーム１の口部１０がＰＥＴボトル２の上部３０に対応し、プリフォーム１の底部１７がＰＥＴボトル２の下部８０に対応する。
【００９８】
金型５１は、形成されるＰＥＴボトル２に対応した形状を有しており、例えば、胴部７０に対応して半割りで構成される胴金型５１ａと、下部８０に対応した底金型５１ｂとを有する。金型５１の表面の温度は、ＰＥＴボトル２の用途、特に耐熱性に応じて例えば３０ ℃〜１３０ ℃に制御されるように構成されている。
【００９９】
延伸ロッド５２は金型５１内を伸縮自在に構成される。そして、延伸ロッド５２は、金型５１に口部１０の取り付けられたプリフォーム１の首部１５、及び胴部１６を縦（軸）方向に延伸するように構成される。高圧エア供給装置からは、温度調節された高圧エアｈが吹き出されるように構成される。高圧エアｈは、金型５１に取り付けられたプリフォーム１の内部に供給されれば良く、延伸ロッド５２から吹き出されても良く、延伸ロッド５２とは別の部材から吹き出されても構わない。高圧エアｈは、プリフォーム１の胴部１６を横（径）方向に延伸するとともに、延伸の後に胴部１６の表面温度を下げるように構成される。
【０１００】
加熱されたプリフォーム１は、二軸延伸ブロー成形装置５０の金型５１に装着される。その後には、金型５１に装着されたプリフォーム１の胴部１６が延伸ロッド５２によって縦方向に延伸される。この際のプリフォーム１からＰＥＴボトル２への縦延伸倍率は１．８倍以上、４．０倍以下であることが好ましい。
【０１０１】
ここで、縦延伸倍率とは、プリフォーム１のサポートリング１４の下面から底部１７の下端までの長さに対するＰＥＴボトル２のサポートリング１４の下面から下部８０の下端までの長さの比である。非晶部と、結晶部との集合体であるアモルファス構造を有するプリフォーム１の分子は延伸によって配向結晶化がおこり、その結果として、ＰＥＴボトル２の強度や、剛性、耐熱性等が上がる。縦延伸倍率が１．８未満の場合にはＰＥＴボトル２（プリフォーム１）の分子の配向性が上がらず、一方で、縦延伸倍率が４．１以上の場合にはＰＥＴボトル２が成形しにくくなる。
【０１０２】
更に、縦方向に延伸されたプリフォーム１の胴中部１６が高圧エアｈによって横方向に、金型５１に当たるまで延伸される。この際のプリフォーム１からＰＥＴボトル２への横延伸倍率は１．５倍以上、６．０倍以下であることが好ましい。
【０１０３】
ここで、横延伸倍率とは、プリフォーム１の胴中部１６における胴径に対するＰＥＴボトル２の胴部７０における胴径の比である。なお、胴部７０の対向するそれぞれの壁面における肉厚の中心間の距離が胴部７０の胴径とされる。プリフォーム１の分子は横方向の延伸によっても同様に配向結晶化がおこり、その結果として、ＰＥＴボトル２の強度や、剛性、耐熱性等が上がる。横延伸倍率が１．５未満の場合にはＰＥＴボトル２（プリフォーム１）の分子の配向性が上がらず、一方で、横延伸倍率が６．１以上の場合にはＰＥＴボトル２が成形しにくくなる。
【０１０４】
このように、二軸延伸ブロー成形装置５０による成形が、縦方向の延伸倍率が１．８倍以上、４．０倍以下、横方向の延伸倍率が１．５倍以上、６．０倍以下の二軸延伸ブロー成形である構成によれば、プリフォーム１からより良好なブロー成形性で軽量化されたＰＥＴボトル２を成形することができる。
【０１０５】
以上のように、本実施形態に係るＰＥＴボトル２はプリフォーム１が、二軸延伸ブロー成形装置５０でボトル状に成形される。そして、二軸延伸ブロー成形装置５０が用いられることによって効果的に、本実施形態に係るプリフォーム１から良好なブロー成形性で軽量化されたＰＥＴボトル２を成形することができる。
【０１０６】
なお、本実施形態においては、成形されるＰＥＴボトル２の用途が限定されない。したがって、ＰＥＴボトル２は、耐圧性や酸素バリア性等を有するように成形されても良い。
【０１０７】
次に、本実施形態に係るプリフォーム１から形成されるＰＥＴボトル２の構成を詳細に説明する。図１０は、本実施形態に係るプリフォーム１から形成されたＰＥＴボトル２が示された正面図である。図１０に例示されたＰＥＴボトル２は軸方向とは垂直方向の断面視が略円形の丸ボトルである。上述されたように、ＰＥＴボトル２は、上部３０と、胴部７０と、下部８０とを有する。そして、上述されたように、ＰＥＴボトル２の上部３０の構成はプリフォーム１の口部１０の構成と同様である。
【０１０８】
上部３０は、中身の充填口、及び注出口となり、上部３０に、図示せぬ蓋が取り付けられることによってＰＥＴボトル２が密閉される。
【０１０９】
胴部７０は、上部と隣接する部分が上方から下方に向かって拡径する略円錐台の形状を有している。胴部において、該略円錐台の形状の部分と底部の間の部分は、円筒の形状を有している。胴部７０は、圧力吸収パネルや、横溝、縦溝を有していても良い。
【０１１０】
図１３に示すように下部８０はその上側が、胴部７０の下側に連なる。図１０に例示された下部８０はいわゆるペタロイド形状である。下部８０は、凹部８１や、脚部８２、谷部８３等を有している。下部８０の径方向中央に位置する凹部８１は、ＰＥＴボトル２の内側（軸方向上側）に向かって突出するように構成されている。脚部８２は、凹部８１から径方向外側に放射状に、軸方向の下側に向かって延びている。脚部８２は、ＰＥＴボトル２の接地面となる。隣り合う脚部８２の間には谷部８３が形成されている。谷部８３は、凹部８１から、径方向外側、かつ軸方向の上側に向かって延びている。下部８０の構成は、図１０の例示に限らず、内容物に対応した形状、例えば放射状にリブが設けられた形状であっても良い。
【０１１１】
図１１は、ＰＥＴボトル２の断面図である。更に、図１１では、上部３０の領域Ａが拡大されて示されている。ＰＥＴボトル２は、上部３０が多層に構成されて、外層１８と内層１９との間に第二の中間層２０を有する。ＰＥＴボトル２は、プリフォーム１と同様に、第二の中間層２０が、上部１０の基材層中に構成されていることが好ましい。このとき、図１、図１６に示されるプリフォームにおける第二の中間層２０の上端が、ねじ始まり位置と同じ位置もしくはその上であると、キャップとおねじの噛み合わせが悪くなることがなくなり、良い。
【０１１２】
口天面より１ｍｍ下から第二の中間層が始まり、サポートリング下３ｍｍまで第二の中間層が連続して存する構成では、ねじ始まり位置より上から第二の中間層が形成されることになり、耐熱性樹脂を用いた第二の中間層の場合、口部の耐熱性が増し、好ましいこととなる。ただし、この口天面下１ｍｍ〜サポートリング下３ｍｍ範囲に連続して第二の中間層２０があればよい。ただし、成型時の延伸しやすさを考慮すると、口天面より３ｍｍ下から始まり、サポートリングから下に４ｍｍまでの第二の中間層２０とし、サポートリング下は短い第二の中間層２０としたほうが、成形性は向上するためより好ましい。
【０１１３】
更に図１１では、下部８０の領域Ｂが拡大されて示されている。ＰＥＴボトル２は、下部８０が多層に構成されて、底部内側層２２と底部外側層２３との間に中間層２１を有する。ＰＥＴボトル２は、プリフォーム１と同様に、中間層２１が、下部８０の基材層中に構成されていることが好ましい。このとき、中間層２１が、下部８０の延伸率が低い部分にとどまっていると、型崩れのないペットボトルとなり、なおよい。
【０１１４】
このため、延伸率が低いプリフォームの底部１７において、図１、１６に示すプリフォームの底部１７の中間層２１は、プリフォームの底部を下、口部を上とした場合に、プリフォームの下端より上に向けて１ｍｍ離隔した位置から、５ｍｍ離隔した位置までの間に設けられていることが好ましい。ただ、プリフォームの下端より上に向けて１ｍｍ離隔した位置から、５ｍｍ離隔した位置まで連続して設けられているとさらに好適である。
【０１１５】
なお、第二の中間層２０及び中間層２１の種類や、材料、量、層構成等については上述されたプリフォーム１と同様である。
【０１１６】
ＰＥＴボトル２の特にサポートリング１４よりも下の形状は、図１０等の例示に限らず、プリフォーム１がブロー成形されることによって形成されるものであればどのような形状であっても良い。例えば、本実施形態においては、図１０に示された丸ボトルを好適に形成することができる。しかしながら、本実施形態において形成されるプラスチックボトルは丸ボトルには限定されず、角ボトルであっても良い。更に、胴部７０の幅が下方に向けて拡開する形状であっても良い。そして、胴部７０に形成される圧力吸収パネルや、横溝、縦溝の形状についても自由に設計することができる。
【０１１７】
本実施形態に係るＰＥＴボトル２にはサイズによる限定はなく、種々のサイズに対して適用することができる。例えば、ＰＥＴボトル２の容積が１００ ｍｌ以上、１０００ ｍｌ以下であっても良く、特に、容積が２００ ｍｌ以上、７００ ｍｌ以下であるＰＥＴボトル２に対して好適である。ＰＥＴボトル２の全高は１２０ ｍｍ以上、２６０ ｍｍ以下であっても良く、胴部７０の胴径は４０ ｍｍ以上、７５ ｍｍ以下であっても良い。
【０１１８】
更に、本実施形態に係るＰＥＴボトル２は軽量化ボトルを対象として好適に用いることができる。ＰＥＴボトル２の質量は例えば、２００ ｍｌの内容積に対しては１２ ｇ以上、１４ ｇ未満、５５０ ｍｌの内容積に対しては１３ ｇ以上、１５ ｇ未満であると良い。そして、特に、軽量性を有し、中間層２０の機能を確保しながらＰＥＴボトル２の強度を保つ観点から、ＰＥＴボトル２の内容積に対する質量の比の値が０．０１２５ ｇ／ｍｌ以上、０．０７００ ｇ／ｍｌ以下であることが好ましい。
【０１１９】
上述された材料が射出成形されたプリフォーム１がブロー成形されることによってプラスチックボトルを作製することができる。そして、材料として、ポリエチレンテレフタレートが用いられることによって、本実施形態に係るプラスチックボトルの一例としてのＰＥＴボトル２が作製される。そして、ＰＥＴボトル２と、充填される液体とによって充填体が構成される。充填体は、ＰＥＴボトル２の上部３０から飲料や調味料等の液体が充填され、上部３０に装着される図示せぬ蓋によって密封されることによって製造される。
【０１２０】
なお、ＰＥＴボトル２への内容物の充填方法についても限定されない。したがって、ＰＥＴボトル２は、ホット充填に用いられても、アセプティック充填に用いられても良い。
【０１２１】
以上のように、ＰＥＴボトル２は、上部３０、胴部７０、及び下部８０を軸方向に順次有し、口部３０が多層に構成されて、外層１８と内層１９との間に第二の中間層２０を有する。このような構成によれば、第二の中間層２０の機能を確保しつつ、第二の中間層２０の成形材料の量を減少することができる。もちろん成形材料を削減した分、別の中間層を別の部位に設けることもできる。
【実施例】
【０１２２】
以下に、実施例を示して、本開示を更に詳細、かつ具体的に説明する。しかしながら、本開示は、以下の実施例に限定されるものではない。
【０１２３】
＜材料、及び製造方法＞
［実施例１］
外層１８、及び内層１９にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ樹脂ａ）が用いられ、中間層２０及び中間層２１には、ポリアレート（耐熱性樹脂ｂ）が用いられ、全体で２２ ｇのプリフォーム１が図３等に示される方法によって作製された。プリフォーム１の全体に占める耐熱性樹脂ｂの割合は５重量パーセントとされた。
【０１２４】
そして、プリフォーム１から、図１０等に示される満注容量が５３０ ｍｌのＰＥＴボトル２がブロー成形によって作製された。ＰＥＴボトル２には、５１０ ｍｌの水が充填された後に蓋が装着され、充填体が作製された。
【０１２５】
実施例１に係るプリフォーム１の中間層２１は、底部の基材層中に連続して設けられている、中間層２１は、底部の下端から、口部に向かって軸方向に５ｍｍ離隔した位置までの範囲内に連続して設けられている、中間層２１は耐熱性樹脂ｂより成っている等といった本実施形態に係る特徴を有していた。
また、実施例１に係るプリフォームは第二の中間層２０も備え、第二の中間層は、例えば均一の厚みである、口部の基材層に囲まれている等といった本実施形態に係る特徴を有していた。
実施例１のプリフォームは２１．８ｇであった。このプリフォームをブロー成形をし、図１０のような、容量が２８０ミリリットルで満注容量２９５ミリリットルのPETボトルが作製された。PETボトルが作製された。ブロー成型機にはLB01が用いられた。
【０１２６】
[比較例１]
比較例１に係るプリフォームでは、口部１０に第二の中間層２０ａは設けられておらず、底部１７にも中間層２１は設けられていなかった。したがって、比較例１では、本実施形態に係る特徴を有していなかった。比較例１のプリフォームは２１．８ｇであった。このプリフォームをブロー成形をし、図１０の容量が２８０ミリリットルで満注容量２９５ミリリットルのPETボトルが作製された。ブロー成型機にはLB01が用いられた。
【０１２７】
＜評価方法＞
（耐熱層の材料の使用量）
実施例１並びに比較例１の各ＰＥＴボトルに使用された耐熱層の材料の質量によって使用量の削減が達成できているか否かが判定された。使用量の削減の判定には、各ＰＥＴボトル（各プリフォーム）の全体に占める耐熱性樹脂ｂの割り合いが２０ ｗｔ％より大か、以下か、及び５ ｗｔ％より大か、以下かが閾値として設定された。表１には、各ＰＥＴボトルにおける耐熱層の材料使用量の削減率についての評価の結果が示され、◎：削減率が極めて高い、○：削減率が高い、×：削減率が低い、で表記されている。
【０１２８】
（耐熱性評価）
実施例１並びに比較例１の各ペットボトルに耐熱層を設けるかによって、耐熱性が十分に達成できているか否かが判定された。
実施例１並びに比較例１の各ペットボトルの耐熱性が十分に達成できているかが判定された。耐熱性の判定には、保存条件を７０度、保存期間を１週間として常温水を充填し、保温庫に保管した後、ペットボトルの底部が変形しているか、口部が変化しているかをそれぞれ評価した。それをまとめたものが表２である。
【０１２９】
口部の第二の中間層に関しては、比較例１でネジ山径の膨張変化量を測定したところ、0.35mmであり、ネジ谷径は0.14mm、サポートリング径は0.76mm、サポートリング下径は1.52mmであった。これに対し、実施例１では、ネジ山径で0.09mm、ネジ谷径で0.05mm、サポートリング径で0.22mm、サポートリング下径で0.35mmと、いずれも低い数値であった。そのため、耐熱性としては、比較例１よりも実施例１のほうが優れているものとされた。
【０１３０】
また、底部の中間層に関しては、ゲート深さの変化量を比較例１と実施例１で比較した。ゲート深さとは、ボトル底部接地面から底部中心部にある凹部８１までの高さである。
【０１３１】
その結果、比較例１の変化量は６．３ｍｍであったのに対し、実施例１は５．０ｍｍの変化量であり、実施例１のほうが変化量が少なく優れていることが示された。
【０１３２】
（総合評価）
上述された耐熱層の材料の使用量、耐熱性評価１、耐熱性評価２に基づいて、実施例１〜２並びに比較例１〜２の各ＰＥＴボトル（各充填体）の総合評価がなされた。表１には、総合評価の結果が示されている。総合評価は、◎：極めて良好、○：良好、×：適性なし、で表記されている。
【０１３３】
【表１】
2019072903.tif 000003
【０１３４】
【表２】
2019072903.tif 000004
【０１３５】
上述された実施例から以下の点が導き出された。実施例１に係るＰＥＴボトル２（充填体）では、耐熱層の材料の使用量の削減率が高く構成されていながら、耐熱性を充分に有していた。比較例１では、耐熱性が不足していた。
【０１３６】
以上の実施例の結果から、口部１０及び底部１７に中間層が設けられることによって、耐熱性を備え、かつ耐熱層の材料の使用量が削減されることが示された。したがって、本実施形態では、中間層２０の機能が確保されていながら、中間層２０の成形材料の量が減少されたＰＥＴボトル２、プリフォーム１、及びプリフォーム１の製造方法を提供することができることが示された。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本開示は、中身として液体が充填される種々のプラスチックボトルに好適に利用することができる。しかしながら、本開示は、上述された実施形態や実施例に限定されるものではない。本開示のプラスチックボトルは、例えば、水、緑茶、ウーロン茶、紅茶、コーヒー、果汁、清涼飲料等の各種非炭酸飲料や、炭酸飲料、あるいはしょうゆ、ソース、みりん等の調味料、食用油、酒類を含む食品等、洗剤、シャンプー、化粧品、医薬品、その他のあらゆる中身の収容に有用である。また、本開示では特に、結晶化によらずに高温殺菌等を行うことが可能であり、温かい飲み物を収容し、ホットウォーマーを用いて販売することに用いるのにも有用である。
【符号の説明】
【０１３８】
１  プリフォーム
２  ＰＥＴボトル（プラスチックボトル）
１０  口部
１４  サポートリング
１５  口天面
１６  胴部
１７  底部
１８  ＰＥＴボトル２の外層
１８ａ  プリフォーム１の外層
１９  ＰＥＴボトル２の内層
１９ａ  プリフォーム１の内層
２０  ＰＥＴボトル２の第二の中間層
２０ａ  プリフォーム１の第二の中間層
２１  中間層
３０  上部
３１  ホットランナーノズル
３２  金型
３２ａ  キャビティ
３２ｂ  ゲート
３３ａ  直線状流路
３３ｂ  第１の円筒状流路
３４  第２の円筒状流路
３５  チェック弁（開閉弁）
３６  第１の注入口
３７  第２の注入口
３９ａ  第１の合流点
３９ｂ  第２の合流点
７０  胴部
８０  下部
【図１】
2019072903.tif 000005
【図２】
2019072903.tif 000006
【図３】
2019072903.tif 000007
【図４】
2019072903.tif 000008
【図５】
2019072903.tif 000009
【図６】
2019072903.tif 000010
【図７】
2019072903.tif 000011
【図８】
2019072903.tif 000012
【図９】
2019072903.tif 000013
【図１０】
2019072903.tif 000014
【図１１】
2019072903.tif 000015
【図１２】
2019072903.tif 000016
【図１３】
2019072903.tif 000017
【図１４】
2019072903.tif 000018
【図１５】
2019072903.tif 000019
【図１６】
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