(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
口部と、肩部と、胴部と、底部とを有するプラスチックボトルにおいて、
前記胴部は、
溝部と非溝部とが、前記プラスチックボトルの周方向に繰り返される補強溝
を有し、前記溝部の底面における軸方向の断面が、前記周方向の両端部では直線状であり、中央部では円弧状であることを特徴とする
プラスチックボトル。
【請求項２】
前記補強溝は複数列形成され、隣り合う列の前記非溝部は互い違いに配置され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】
前記周方向の長さの比が、前記溝部と、前記非溝部とで１．５：１〜９．５：１であることを特徴とする
請求項１乃至２のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。  
【請求項４】
前記溝部の底面の深さが、前記周方向の両端部よりも中央部においてより大であることを特徴とする
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。
【請求項５】
前記非溝部の肉厚が０．１５ ｍｍ以上、０．５０ ｍｍ以下であることを特徴とする
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。
【請求項６】
前記胴部は、
胴径の絞られたくびれ部と、
前記くびれ部を挟んで前記軸方向の両側に前記胴径が最大の円筒部と
を有し、
前記くびれ部は、
環状の周溝と、
前記周溝を基準に軸方向の一側に、前記プラスチックボトルの内圧の変化に対応して前記プラスチックボトルの内外に変形する略四角形のパネルが周方向に連なって構成される圧吸収部と
を有し、
前記円筒部は、
前記補強溝
を有することを特徴とする
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。
【請求項７】
前記周方向で隣り合う前記パネルを区切る稜線が前記軸方向に延びることを特徴とする
請求項６に記載のプラスチックボトル。
【請求項８】
前記圧吸収部は、
前記稜線に対して面取りされてなる面取り部
を更に有す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。
【請求項９】
前記プラスチックボトルの容積に対する質量の比の値が０．０３９２ ｇ／ｍｌ以上、０．０６００ ｇ／ｍｌ以下であることを特徴とする
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。
【請求項１０】
前記肩部は、
虹彩絞り状のリブ
を有することを特徴とする
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。
【請求項１１】
前記底部から前記口部までの前記プラスチックボトルの全高に対する前記パネルの前記軸方向の長さの比の値が０．０６以上、０．５０以下であることを特徴とする
請求項６乃至８のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。
【請求項１２】
前記プラスチックボトルは、充填される高温の液体に対する耐熱性を有し、かつ前記口部は、透明であることを特徴とする
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。
【請求項１３】
前記高温の前記液体の温度は７１℃以上、９５℃以下であることを特徴とする
請求項１２に記載のプラスチックボトル。
【請求項１４】
前記高温の前記液体の温度は８１℃以上、９０℃以下であることを特徴とする
請求項１２に記載のプラスチックボトル。
【請求項１５】
前記胴部の結晶化度が２５％以上、４５％以下であることを特徴とする
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。
【請求項１６】
前記プラスチックボトルを構成する材料がポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする
請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。
【請求項１７】
前記胴部の密度が１．３６７ ｇ／ｃｍ３以上、１．３８７ ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする
請求項１６に記載のプラスチックボトル。
【請求項１８】
前記胴部が、１０ ｍｍ×５０ ｍｍの切り取り片に切り出され、前記切り取り片の８５℃で、３００ ｍｍ／分での引張破壊ひずみが４０％以上、６８％以下であることを特徴とする
請求項１乃至１７のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のいずれか１項に記載のプラスチックボトルと、
高温で充填される液体と
によって構成されることを特徴とする
充填体。
【請求項２０】
前記充填体の減圧量が１ ｋＰａ以上、２０ ｋＰａ以下であることを特徴とする
請求項１９に記載の充填体。
【請求項２１】
透明の口部を有するプリフォームから成形されるプラスチックボトルに液体が充填された充填体の製造方法であって、
前記プラスチックボトルは、
口部と、肩部と、胴部と、底部とを有し、
前記胴部は、
溝部と非溝部とが、前記プラスチックボトルの周方向に繰り返される補強溝
を有し、前記溝部の底面における軸方向の断面が、前記周方向の両端部では直線状であり、中央部では円弧状であり、
前記プリフォームの胴部を加熱する工程と、
前記プリフォームから金型を用いて前記プラスチックボトルをブロー成形する工程と、
前記プラスチックボトルに高温の前記液体を充填する工程と、
前記プラスチックボトルの前記口部にキャップを装着する工程と、
前記プラスチックボトルの前記口部と前記キャップとを転倒殺菌する工程と、
前記プラスチックボトルを冷却する工程と
を備え、
前記ブロー成形する工程の中で、前記プラスチックボトルに冷却エアを吹き付ける工程
を更に備え、
前記プリフォームの前記胴部を９５℃以上、１３５℃以下に加熱し、前記金型の胴金型の温度を８０℃以上、１２５℃以下とし、
すべての工程をインライン方式で行うことを特徴とする
充填体の製造方法。
【請求項２２】
前記プラスチックボトルに冷却エアを吹き付ける工程が省略され、
前記胴金型の温度を８０℃以上、１１５℃以下とすることを特徴とする
請求項２１に記載の充填体の製造方法。
【請求項２３】
前記プリフォームの前記胴部の温度は、前記胴金型の温度より高いことを特徴とする
請求項２１乃至２２のいずれか１項に記載の充填体の製造方法。
【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、充填体、及び充填体の製造方法に関し、より詳細には、成形したプラスチックボトルに液体を高温で殺菌処理しながら充填するいわゆるホット充填のような過酷な状況にも対応したプラスチックボトル、充填体、及び充填体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、省資源化や、輸送時の環境負荷低減等の観点から原料の使用量を削減することによるＰＥＴボトルの軽量化が取り組まれている。
【０００３】
しかしながら、ＰＥＴボトルは、軽量化されるほど肉厚が薄くなって、強度が低下する傾向がある。例えば、上下方向からの荷重に耐える強度である座屈強度を充分に有していないＰＥＴボトルが段ボール箱に詰められ、その段ボール箱が複数段に積み重ねられた場合には、そのＰＥＴボトルに座屈変形が生じ、荷崩れが発生するおそれがある。更に、水平方向からの荷重に耐える強度である側壁強度を充分に有していないＰＥＴボトルが自動販売機の内部で横向きに積載された場合には、そのＰＥＴボトルの側面に変形が生じ、自動販売機からの排出が正常になされないおそれがある。
【０００４】
更に、高温（例えば８５℃）の飲料が充填されるいわゆるホット充填が行われたり、ＰＥＴボトル入り飲料の保存が極めて長期間とされたりするような過酷な状況においてはそのおそれがより顕著となる。
【０００５】
特許文献１には、容器成形を行った後、成形された容器を内容物充填工程に直接移送し、内容物を口部非結晶ポリエステル容器に充填し、密封後殺菌時における容器口部温度が、６１℃以上で容器の含水率によって定まるガラス転移温度未満の温度（８０℃以下）となる範囲内で容器殺菌する容器詰め内容物の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３３１２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
プラスチックボトルの内部では、温度変化や、中身の状態の変化等に伴って圧力変化が生じる。そして、プラスチックボトルは、軽量化されるほど、内圧の変化の影響を受けて変形が生じやすくなる。しかしながら、特許文献１には、容器の質量に関する記載が一切なされていない。
【０００８】
特許文献１の容器詰め内容物の製造方法によれば、成形された容器を内容物充填工程に直接移送することによって、容器成形から内容物充填までの時間を短縮することにより、容器が外部環境から吸収する湿気の量が減少し、それだけ容器の含水率を低く維持することができるとされている。そして、６１℃以上で容器の含水率によって定まるガラス転移温度未満の温度範囲内の充填温度（６１〜８０℃）により内容物を容器に充填することにより充分な商業的無菌性を得ることができるので、容器のガラス転移温度がこの温度範囲内にある口部非結晶ポリエステル容器を使用することが可能とされている。
【０００９】
しかしながら、特許文献１には、容器の強度や、容器の内圧の変化によって生じる変形についての記載が一切なされていない。
【００１０】
そこで本発明の目的は、軽量性と、外力に対する高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形が抑えられるプラスチックボトル、充填体、及び充填体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は、口部と、肩部と、胴部と、底部とを有するプラスチックボトルにおいて、前記胴部は、溝部と非溝部とが、前記プラスチックボトルの周方向に繰り返される補強溝を有し、前記溝部の底面における軸方向の断面が、前記周方向の両端部では直線状であり、中央部では円弧状であることを特徴とする。
【００１２】
更に、前記補強溝は複数列形成され、隣り合う列の前記非溝部は互い違いに配置されることを特徴とする。
【００１３】
更に、前記周方向の長さの比が、前記溝部と、前記非溝部とで１．５：１〜９．５：１であることを特徴とする。
【００１４】
更に、前記溝部の底面における軸方向の断面が、前記周方向の両端部では直線状であり、中央部では円弧状であることを特徴とする。
【００１５】
更に、前記溝部の底面の深さが、前記周方向の両端部よりも中央部においてより大であることを特徴とする。
【００１６】
更に、前記非溝部の肉厚が０．１５ ｍｍ以上、０．５０ ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
更に、前記胴部は、胴径の絞られたくびれ部と、前記くびれ部を挟んで前記軸方向の両側に前記胴径が最大の円筒部とを有し、前記くびれ部は、環状の周溝と、前記周溝を基準に軸方向の一側に、前記プラスチックボトルの内圧の変化に対応して前記プラスチックボトルの内外に変形する略四角形のパネルが周方向に連なって構成される圧吸収部とを有し、前記円筒部は、前記補強溝を有することを特徴とする。
【００１８】
更に、前記周方向で隣り合う前記パネルを区切る稜線が前記軸方向に延びることを特徴とする。
【００１９】
更に、前記圧吸収部は、前記稜線に対して面取りされてなる面取り部を更に有することを特徴とする。
【００２０】
更に、前記プラスチックボトルの容積に対する質量の比の値が０．０３９２ ｇ／ｍｌ以上、０．０６００ ｇ／ｍｌ以下であることを特徴とする。
【００２１】
更に、前記肩部は、虹彩絞り状のリブを有することを特徴とする。
【００２２】
更に、前記底部から前記口部までの前記プラスチックボトルの全高に対する前記パネルの前記軸方向の長さの比の値が０．０６以上、０．５０以下であることを特徴とする。
【００２３】
更に、前記プラスチックボトルは、充填される高温の液体に対する耐熱性を有し、かつ前記口部は、透明であることを特徴とする。
【００２４】
更に、前記高温の前記液体の温度は７１℃以上、９５℃以下であることを特徴とする。
【００２５】
更に、前記高温の前記液体の温度は８１℃以上、９０℃以下であることを特徴とする。
【００２６】
更に、前記胴部の結晶化度が２５％以上、４５％以下であることを特徴とする。
【００２７】
更に、前記プラスチックボトルを構成する材料がポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする。
【００２８】
更に、前記胴部の密度が１．３６７ ｇ／ｃｍ３以上、１．３８７ ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする。
【００２９】
更に、前記胴部が、１０ ｍｍ×５０ ｍｍの切り取り片に切り出され、前記切り取り片の８５℃で、３００ ｍｍ／分での引張破壊ひずみが４０％以上、６８％以下であることを特徴とする。
【００３０】
更に、本発明に係る充填体は、上述のプラスチックボトルと、高温で充填される液体とによって構成されることを特徴とする。
【００３１】
更に、前記充填体の減圧量が１ ｋＰａ以上、２０ ｋＰａ以下であることを特徴とする。
【００３２】
更に、本発明は、透明の口部を有するプリフォームから成形されるプラスチックボトルに液体が充填された充填体の製造方法であって、前記プラスチックボトルは、口部と、肩部と、胴部と、底部とを有し、前記胴部は、溝部と非溝部とが、前記プラスチックボトルの周方向に繰り返される補強溝を有し、前記溝部の底面における軸方向の断面が、前記周方向の両端部では直線状であり、中央部では円弧状であり、前記プリフォームの胴部を加熱する工程と、前記プリフォームから金型を用いて前記プラスチックボトルをブロー成形する工程と、前記プラスチックボトルに高温の前記液体を充填する工程と、前記プラスチックボトルの前記口部にキャップを装着する工程と、前記プラスチックボトルの前記口部と前記キャップとを転倒殺菌する工程と、前記プラスチックボトルを冷却する工程とを備え、前記ブロー成形する工程の中で、前記プラスチックボトルに冷却エアを吹き付ける工程を更に備え、前記プリフォームの前記胴部を９５℃以上、１３５℃以下に加熱し、前記金型の胴金型の温度を８０℃以上、１２５℃以下とし、すべての工程をインライン方式で行うことを特徴とする。
【００３３】
更に、前記プラスチックボトルに冷却エアを吹き付ける工程が省略され、前記胴金型の温度を８０℃以上、１１５℃以下とすることを特徴とする。
【００３４】
更に、前記プリフォームの前記胴部の温度は、前記胴金型の温度より高いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、口部と、肩部と、胴部と、底部とを有するプラスチックボトルにおいて、胴部は、溝部と非溝部とが、プラスチックボトルの周方向に繰り返される補強溝を有し、溝部の底面における軸方向の断面が、周方向の両端部では直線状であり、中央部では円弧状であるので、軽量性と、外力に対する高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形が抑えられるプラスチックボトルを提供することができる。
【００３６】
更に、補強溝は複数列形成され、隣り合う列の非溝部は互い違いに配置される構成によれば、軽量性と、外力に対するより高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形がより確実に抑えられるプラスチックボトルを提供することができる。
【００３７】
更に、周方向の長さの比が、溝部と、非溝部とで１．５：１〜９．５：１である構成によれば、軽量性と、外力に対するより高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形がより確実に抑えられるプラスチックボトルを提供することができる。
【００３８】
更に、溝部の底面における軸方向の断面が、周方向の両端部では直線状であり、中央部では円弧状である構成によれば、軽量性と、外力に対するより高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形がより確実に抑えられるプラスチックボトルを提供することができる。
【００３９】
更に、溝部の底面の深さが、周方向の両端部よりも中央部においてより大である構成によれば、軽量性と、外力に対するより高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形がより確実に抑えられるプラスチックボトルを提供することができる。
【００４０】
更に、非溝部の肉厚が０．１５ ｍｍ以上、０．５０ ｍｍ以下である構成によれば、軽量性と、外力に対するより高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形がより確実に抑えられるプラスチックボトルを提供することができる。
【００４１】
更に、胴部は、胴径の絞られたくびれ部と、くびれ部を挟んで軸方向の両側に胴径が最大の円筒部とを有し、くびれ部は、環状の周溝と、周溝を基準に軸方向の一側に、プラスチックボトルの内圧の変化に対応してプラスチックボトルの内外に変形する略四角形のパネルが周方向に連なって構成される圧吸収部とを有し、円筒部は、補強溝を有する構成によれば、軽量性と、外力に対するより高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形がより確実に抑えられるプラスチックボトルを提供することができる。
【００４２】
更に、周方向で隣り合うパネルを区切る稜線が軸方向に延びる構成によれば、軽量性と、外力に対するより高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形がより確実に抑えられるプラスチックボトルを提供することができる。
【００４３】
圧吸収部は、稜線に対して面取りされてなる面取り部を更に有する構成によれば、軽量性と、外力に対するより高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形がより確実に抑えられるプラスチックボトルを提供することができる。
【００４４】
更に、プラスチックボトルの容積に対する質量の比の値が０．０３９２ ｇ／ｍｌ以上、０．０６００ ｇ／ｍｌ以下である構成によれば、より高い軽量性と、外力に対するより高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形が抑えられるプラスチックボトルを提供することができる。
【００４５】
更に、肩部は、虹彩絞り状のリブを有する構成によれば、軽量性と、外力に対するより高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形がより確実に抑えられるプラスチックボトルを提供することができる。
【００４６】
更に、底部から口部までのプラスチックボトルの全高に対するパネルの軸方向の長さの比の値が０．０６以上、０．５０以下である構成によれば、軽量性と、外力に対するより高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形がより確実に抑えられるプラスチックボトルを提供することができる。
【００４７】
更に、プラスチックボトルは、充填される高温の液体に対する耐熱性を有し、かつ口部は、透明である構成によれば、軽量性と、外力に対するより高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形がより確実に抑えられるプラスチックボトルを提供することができる。
【００４８】
更に、高温の液体の温度は７１℃以上、９５℃以下であるので、軽量性と、外力に対する高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形が抑えられ、製品の高品質化に資するプラスチックボトルを提供することができる。
【００４９】
更に、高温の液体の温度は８１℃以上、９０℃以下であるので、軽量性と、外力に対する高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形が抑えられ、適用範囲がより広く、製品の高品質化に資するプラスチックボトルを提供することができる。
【００５０】
更に、胴部の結晶化度が２５％以上、４５％以下である構成によれば、軽量性と、外力に対するより高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形がより確実に抑えられるプラスチックボトルを提供することができる。
【００５１】
更に、プラスチックボトルを構成する材料がポリエチレンテレフタレートであるので、軽量性と、外力に対する高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形が抑えられ、適用範囲のより広いプラスチックボトルを提供することができる。
【００５２】
更に、胴部の密度が１．３６７ ｇ／ｃｍ３以上、１．３８７ ｇ／ｃｍ３以下である構成によれば、軽量性と、外力に対するより高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形がより確実に抑えられるプラスチックボトルを提供することができる。
【００５３】
更に、胴部が、１０ ｍｍ×５０ ｍｍの切り取り片に切り出され、切り取り片の８５℃で、３００ ｍｍ／分での引張破壊ひずみが４０％以上、６８％以下である構成によれば、軽量性と、外力に対するより高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形がより確実に抑えられるプラスチックボトルを提供することができる。
【００５４】
更に、本発明に係る充填体は、上述のプラスチックボトルと、高温で充填される液体とによって構成されるので、軽量性と、外力に対する高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形が抑えられる充填体を提供することができる。
【００５５】
更に、充填体の減圧量が１ ｋＰａ以上、２０ ｋＰａ以下である構成によれば、軽量性と、外力に対するより高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形がより確実に抑えられる充填体を提供することができる。
【００５６】
更に、本発明は、透明の口部を有するプリフォームから成形されるプラスチックボトルに液体が充填された充填体の製造方法であって、プラスチックボトルは、口部と、肩部と、胴部と、底部とを有し、胴部は、溝部と非溝部とが、プラスチックボトルの周方向に繰り返される補強溝を有し、溝部の底面における軸方向の断面が、周方向の両端部では直線状であり、中央部では円弧状であり、プリフォームの胴部を加熱する工程と、プリフォームから金型を用いてプラスチックボトルをブロー成形する工程と、プラスチックボトルに高温の液体を充填する工程と、プラスチックボトルの口部にキャップを装着する工程と、プラスチックボトルの口部とキャップとを転倒殺菌する工程と、プラスチックボトルを冷却する工程とを備え、ブロー成形する工程の中で、プラスチックボトルに冷却エアを吹き付ける工程を更に備え、プリフォームの胴部を９５℃以上、１３５℃以下に加熱し、金型の胴金型の温度を８０℃以上、１２５℃以下とし、すべての工程をインライン方式で行うので、軽量性と、外力に対する高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形が抑えられる充填体の製造方法を提供することができる。
【００５７】
更に、プラスチックボトルに冷却エアを吹き付ける工程が省略され、胴金型の温度を８０℃以上、１１５℃以下とするので、軽量性と、外力に対する高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形が抑えられる充填体の製造方法を提供することができる。
【００５８】
更に、プリフォームの胴部の温度は、胴金型の温度より高いので、軽量性と、外力に対する高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形が抑えられる充填体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】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ボトルが示された正面図である。
【図２】ＰＥＴボトルの側面図である。
【図３】ＰＥＴボトルの上面図である。
【図４】溝部の拡大図であり、図４Ａは正面図、図４Ｂは中央部の断面図、図４Ｃは両端部の断面図である。
【図５】ＰＥＴボトルの底面図である。
【図６】本実施形態に係る充填体の製造装置が模式的に示された概略図である。
【図７】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８】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９】本実施形態に係る充填体の製造工程の概要が示された流れ図である。
【図１０】ＰＥＴボトルへの冷却エアの吹き付けの一例が示された概略図である。
【図１１】別の実施形態に係る充填体の製造工程の概要が示された流れ図である。
【図１２】比較例１、及び比較例２のＰＥＴボトルの正面図である。
【図１３】比較例３のＰＥＴボトルの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
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、本実施形態に係るプラスチックボトルの構成を詳細に説明する。図１は、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１が示された正面図であり、図２はＰＥＴボトル１の側面図である。例示されたＰＥＴボトル１は略円筒状のいわゆる丸ボトルである。ＰＥＴボトル１は、口部１０と、肩部２０と、胴部３０と、底部４０とをその軸方向に順次有する。なお、以下では、説明の便宜上、ＰＥＴボトル１の軸方向が上下に延びるように正立された図１や図２の状態において容器内への中身の充填が行われる口部１０を上とする。ＰＥＴボトル１は、底部４０から口部１０までの全高Ｈ１を有して形成されている。
【００６１】
口部１０は、いわゆる結晶化装置での加熱によって白く着色されるまで結晶化された耐熱用ボトルのものではなく、透明であることが、ＰＥＴボトル１の製造工程の合理化、及び高速化の観点から好ましい。なお、ＰＥＴボトル１は、いわゆる耐熱用ボトルと比べると熱や圧力の影響を受けて変形しやすい。
【００６２】
肩部２０は、その上側が口部１０に連なり、一方で、その下側が胴部３０に連なる。肩部２０は、上方から下方に向かって拡径する略円錐台筒状の形状を有する。肩部２０は、ＰＥＴボトル１の外側に湾曲していることが、ＰＥＴボトル１の側壁強度を高めることや、容量を増やせる点で好ましい。ただし、口部１０が把持されてＰＥＴボトル１が搬送される場合に肩部２０が干渉するおそれがあることや、ブロー成形によってＰＥＴボトル１が形成される際の賦形性が良好でなくなることから、肩部２０は、極度に外方、特に上方に湾曲することは好ましくない。
【００６３】
図３はＰＥＴボトル１の上面図である。ここで、図３を参照すると肩部２０には、平面視で虹彩絞り状のリブ２１がＰＥＴボトル１の外側に突出して形成されている。リブ２１は、ＰＥＴボトル１の軸方向の荷重に対して支柱の機能を有する。そして、リブ２１は、虹彩絞り状に構成されることによって、ＰＥＴボトル１の軸方向の荷重を周方向へと分散させることができる。したがって、虹彩絞り状のリブ２１は、ＰＥＴボトル１の座屈強度を高めることができる。
【００６４】
隣り合うリブ２１，２１の間には、略四角形の絞り羽根状パネル２２が形成されている。絞り羽根状パネル２２は、ＰＥＴボトル１の内外、特に内側に変形可能に構成される。したがって、絞り羽根状パネル２２は、ＰＥＴボトル１の内圧の変化、特に減圧に追従して変形することによって圧吸収を行う機能を有する。一方で、ＰＥＴボトル１の内圧が変化した際にもリブ２１を骨格として肩部２０の構造自体は維持される。図１等に例示されるように、絞り羽根状パネル２２の胴部３０の側における辺は下側に湾曲した円弧状に形成されている。絞り羽根状パネル２２は、このように構成されることによって、ＰＥＴボトル１の軸方向の荷重を円弧状の下側の辺によって吸収することができる。したがって、絞り羽根状パネル２２は、肩部２０の座屈強度を高めることができる。
【００６５】
このように構成される肩部２０は、軽量性と、外力に対する高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐えいびつな変形を抑えることができる。そして、例えば、ＰＥＴボトル１が特に陰圧の状態において、倒れたり、ＰＥＴボトル１に外部から何かが当たったりして肩部２０に大きな力が加わったとしても肩部２０が凹むことを防止することができる。
【００６６】
胴部３０はその一部に、胴径の絞られたくびれ部５０を有する。くびれ部５０は、ＰＥＴボトル１の持ちやすさを向上させることができる。更に、胴部３０は、くびれ部５０を挟んでＰＥＴボトル１の軸方向の両側に胴径が最大の円筒部をそれぞれ有していることが好ましい。これによって、ＰＥＴボトル１を横向きにしても、胴径が最大の円筒部のそれぞれが接地部位となり、安定して置くことができ、例えば、横向きに積載する自動販売機にも適用することができる。更に、胴径が最大の円筒部にはラベルを貼りつけることもできる。
【００６７】
図１等に例示される胴部３０は、肩部２０に連なる上側円筒部７０と、上側円筒部７０に連なるくびれ部５０と、くびれ部５０に、溝等のリブで構成される連接部８５を介して連なる下側円筒部８０とを備えている。そして、胴部３０には、上側円筒部７０と、下側円筒部８０とが最大胴径Ｄ１の円筒部として形成されている。最大胴径Ｄ１は例えば６８．５ ｍｍとされる。なお、上側円筒部７０、及び下側円筒部８０の水平断面が円形ではなく、円形に近い多角形、例えば８角形や１２角形に形成されても構わない。
【００６８】
くびれ部５０は、環状の周溝５１と、周溝５１を基準にＰＥＴボトル１の軸方向の一側に圧吸収部５２と、他側に、補強部６０とを有する。くびれ部５０は、軸方向の長さＨ２を有して形成されている。くびれ部５０は、軸方向の長さＨ２が短すぎると、ＰＥＴボトル１の持ちやすさを向上させること、及び圧吸収部５２の領域を充分に確保することができず、軸方向の長さＨ２が長すぎると、ＰＥＴボトル１の強度を確保することが難しくなる。くびれ部５０は、内圧の変化の吸収量を高めながらＰＥＴボトル１の強度を保つ観点で、ＰＥＴボトル１の全高Ｈ１に対するくびれ部５０の軸方向の長さＨ２の比の値（Ｈ２／Ｈ１）が０．２以上、０．６以下であることが好ましい。
【００６９】
周溝５１は、ＰＥＴボトル１の径方向の内側に向かってくぼみ、水平方向の断面形状が円形であり、鉛直方向の断面形状が、平らな底面を有する略Ｕ字状である。周溝５１は、くびれ部５０の座屈強度を高めることができる。周溝５１は、鉛直方向の断面形状が略円弧状であっても良く、高温の中身が充填された状態でＰＥＴボトル１がつられて搬送されたとしても軸方向に伸びるように変形することが防止される。
【００７０】
ＰＥＴボトル１は、図１等に例示されるように、周溝５１が最小胴径Ｄ２となるように形成されていることが好ましい。このように構成されることによって、ＰＥＴボトル１の軸方向の荷重に対する応力が周溝５１に集中する。その際に、周溝５１が変形することでその応力を分散させ、ＰＥＴボトル１の特定の箇所が屈曲点となって座屈変形することが防止される。したがって、最小胴径Ｄ２の周溝５１はＰＥＴボトル１の座屈強度を高めることができる。
【００７１】
上側円筒部７０、及び下側円筒部８０の最大胴径Ｄ１に対する周溝５１の最小胴径Ｄ２の比の値（Ｄ２／Ｄ１）は、０．５５以上、０．９５以下であることが好ましく、０．６以上、０．８以下であることがより好ましい。このような構成とされることで、ＰＥＴボトル１の軸方向の荷重に対する応力が胴部３０の径が最小である周溝５１に集中し、ＰＥＴボトル１の座屈強度を効果的に高めることができる。なお、最大胴径Ｄ１に対する最小胴径Ｄ２の比の値（Ｄ２／Ｄ１）が０．９５より大であると、ＰＥＴボトル１の軸方向の荷重に対する応力が周溝５１に集中せず、他の箇所例えば圧吸収部５２に負荷がかかってしまう。一方で、最大胴径Ｄ１に対する最小胴径Ｄ２の比の値（Ｄ２／Ｄ１）が０．５５未満であると、ＰＥＴボトル１の軸方向の荷重に対する応力が周溝５１に集中しすぎてしまい、充分な座屈強度が得られない。
【００７２】
周溝５１の深さが浅すぎると、ＰＥＴボトル１の軸方向の荷重に対して応力が分散されにくくなり、ＰＥＴボトル１が座屈変形しやすくなる。一方で、周溝５１の深さが深すぎると、ＰＥＴボトル１の成形時の賦形性が低下する。そして、最小胴径Ｄ２に対する周溝５１の深さの比の値は、０．００５以上、０．０７以下であることが好ましく、０．０３であることがより好ましい。
【００７３】
更に、周溝５１の幅が広すぎても、ＰＥＴボトル１の軸方向の荷重に対して応力が分散されにくくなり、ＰＥＴボトル１が座屈変形しやすくなる。一方で、周溝５１の幅が狭すぎても、ＰＥＴボトル１の成形時の賦形性が低下する。そして、周溝５１の深さに対する周溝５１の幅の比の値は、０．２以上、４．０以下であることが好ましい。
【００７４】
ブロー成形によってＰＥＴボトル１が形成される際に周溝５１は、ＰＥＴボトル１の径方向のより内側とされることによってその肉厚をより厚くすることができる。周溝５１は、厚肉であるほど、ＰＥＴボトル１の内部の圧力が変化した際、特に減圧がより進んだ際に例えば楕円に変形せずに円形の構造を維持することができる。したがって、周溝５１の肉厚は０．１５ ｍｍ以上、０．５０ ｍｍ以下であることが好ましい。
【００７５】
くびれ部５０は、周溝５１を基準に、軸方向の一側、例えば下側に圧吸収部５２を有する。図１等に例示される圧吸収部５２は、周溝５１から下側に向かって胴径が漸増している。圧吸収部５２は、ＰＥＴボトル１の内部における圧力変化、特により強い陰圧を吸収してＰＥＴボトル１のいびつな変形を抑える機能を有する。圧吸収部５２の面積を単に拡大する構成では強度、特に座屈強度が低下しやすい。これに対し、ＰＥＴボトル１は、胴径の絞られた周溝５１と、面積の拡大された圧吸収部５２とを有することで、丸ボトルでは不足しがちな座屈強度を充分に確保しながら内圧の変化をより吸収するように構成される。
【００７６】
圧吸収部５２は、平板（パネル）状の四角形パネル５３が周方向に複数連なって筒状に構成される。そして、四角形パネル５３は各々が、ＰＥＴボトル１の内圧の変化に対応してＰＥＴボトル１の内外に変形するように構成される。図１等に例示される圧吸収部５２は５個の縦長の四角形パネル５３を有している。したがって、圧吸収部５２の水平方向の断面形状は略正五角形を呈している。なお、隣り合う四角形パネル５３，５３の間には、面取りのなされた略矩形の面取り部５４が形成されている。そして、四角形パネル５３は正面視で、上辺５５と、下辺５６と、左右の稜線５７，５７とによって区画された略矩形になされている。
【００７７】
ＰＥＴボトル１の水平方向の断面形状は、圧吸収部５２では略正五角形を呈しているのに対し周溝５１では円形を呈している。したがって、周溝５１が圧吸収部５２の内接円となるようにＰＥＴボトル１を設計することもできる。しかしながら、圧吸収部５２は、周溝５１よりも、ＰＥＴボトル１の径方向の外側に位置することが好ましい。そして、図２に例示されるＰＥＴボトル１は、圧吸収部５２の上辺５５の中心においても周溝５１よりも、ＰＥＴボトル１の径方向の外側に位置するように構成されている。周溝５１と、圧吸収部５２との接続箇所がこのように構成されることによって圧吸収部５２の変形が周溝５１に波及しにくくなり周溝５１の円形構造を維持することができる。そして、圧吸収部５２は、くびれ形状を維持する範囲で周溝５１よりも、ＰＥＴボトル１の径方向の少なくとも２ ｍｍ外側に位置することが好ましい。
【００７８】
四角形パネル５３の上辺５５は、図１等に例示されるように、上側に向かって円弧状に湾曲している。上側に向かって円弧状に湾曲した上辺５５は、ＰＥＴボトル１の軸方向の荷重を吸収し、座屈強度を高めることができる。
【００７９】
下辺５６も、上辺５５と、略上下対称で同様である。すなわち、下辺５６は、図１等に例示されるように、下側に向かって円弧状に湾曲している。下側に向かって円弧状に湾曲した下辺５６は、ＰＥＴボトル１の軸方向の荷重を吸収し、座屈強度を高めることができる。更に、下辺５６は、連接部８５の溝底部と接する構成であっても良い。下辺５６と、連接部８５とが接することで連接部８５にかかる荷重が下辺５６に分散され、連接部８５への過度な応力の集中が防止される。
【００８０】
稜線５７は、ＰＥＴボトル１の周方向で隣り合う四角形パネル５３と面取り部５４との境界線である。稜線５７は、最大胴径Ｄ１の箇所と、最小胴径Ｄ２の箇所との間に延びる。稜線５７は、ＰＥＴボトル１の軸方向の荷重に対する支柱としての機能を有する。稜線５７は、ＰＥＴボトル１の周方向にねじれて軸方向に対して傾きを有していると支柱としての機能が薄れるとともに、陰圧の程度がより強くなった際に四角形パネル５３がよれて変形しやすくなる。四角形パネル５３がよれるように変形すると、ＰＥＴボトル１が設置された際に傾き、ＰＥＴボトル１に対するラベルの貼りつけや印字等に不都合が生じたり段ボールに積み付けした際に座屈強度が得られなくなったりしてしまい好ましくない。更に、稜線５７は、軸方向に対して傾きを有していると満注容量を大きくすることができない。したがって、稜線５７は、周方向にねじれずに軸方向に延びていることが好ましい。
【００８１】
なお、図示は割愛されるものの、面取り部５４を有さず、周方向で隣り合う四角形パネル５３，５３が直接つながるように圧吸収部５２を構成することもできる。この場合には、隣り合う四角形パネル５３，５３を区切る境界線が稜線５７と同様の構成とされれば良い。
【００８２】
しかしながら、圧吸収部５２は面取り部５４を有することが好ましい。周方向に幅を有する面取り部５４によって、ＰＥＴボトル１の上下方向から稜線５７にかかる荷重が分散され、稜線５７への応力の過度な集中が防止され、座屈強度を高めることができる。
【００８３】
なお、面取り部５４は、平坦な面ではなく、ＰＥＴボトル１の径方向外側に向かって湾曲するように丸みが加工されたいわゆるＲ面取りの形状とされていても良い。外側に向かって湾曲する面は、ＰＥＴボトル１の径方向内側への変形量を大とすることができる。したがって、外側に向かって湾曲する面取り部５４は、ＰＥＴボトル１の内部が特に減圧された際に、内側へと変形して内容積を変化させることで内圧の変化を吸収し、ＰＥＴボトル１がいびつに変形することを防止する機能の一端を担う。
【００８４】
上述されたように、四角形パネル５３は、ＰＥＴボトル１の内外に変形可能に構成される。したがって、四角形パネル５３は、ＰＥＴボトル１の内圧の変化に追従して変形することによって圧吸収を行う機能を有する。一方で、ＰＥＴボトル１の内圧が変化した際にも、上辺５５、下辺５６、及び左右の稜線５７，５７を骨格として圧吸収部５２の構造自体は維持される。
【００８５】
ＰＥＴボトル１の内部では、中身の充填時の急激な温度変化、中身の充填時とＰＥＴボトル１の保管時との温度差、水分蒸発や酸化といった中身の状態の変化等に伴って圧力変化が生じる。そして、軽量化されたＰＥＴボトル１は、その肉厚が薄くなるため、内圧の変化の影響を受けて変形しやすくなる。ＰＥＴボトル１の内外に変形可能に構成される四角形パネル５３は、内圧が高まると、ＰＥＴボトル１の外側に向かって押され、内圧が低くなると、ＰＥＴボトル１の内側に向かって押される。したがって、四角形パネル５３は、ＰＥＴボトル１の内圧が変化した際に、内外へと変形して内容積を変化させることで内圧の変化を吸収し、ＰＥＴボトル１がいびつに変形することを防止する機能を有する。
【００８６】
四角形パネル５３は、各々の面積が小さすぎると変形しにくくなってＰＥＴボトル１の内圧の変化を吸収しにくくなる。一方で、四角形パネル５３の各々の面積が大きすぎると、圧吸収部５２の座屈強度、及び側壁強度が低下し、ＰＥＴボトル１の剛性が充分でなくなる。更に、四角形パネル５３の各々の面積が大きすぎると、よじれが生じるようになり、ＰＥＴボトル１の変形がかえって大きくなってしまう。
【００８７】
ここで、四角形パネル５３の上辺５５と、下辺５６との間の距離を四角形パネル５３の軸方向の長さＨＰと定義する。そして、底部４０の接地面（底壁４２）から口部１０の端までのＰＥＴボトル１の全高Ｈ１に対する四角形パネル５３の軸方向の長さＨＰの比の値が０．０６以上、０．５０以下であることが好ましく、０．４０以下であることがより好ましい。
【００８８】
四角形パネル５３の軸方向の長さＨＰは、内圧の変化の吸収量が高められながらＰＥＴボトル１の強度が保たれる範囲で可及的に大から可及的に小までの値とされることが好ましい。ここで、四角形パネル５３の軸方向の長さＨＰが可及的に大とは、四角形パネル５３が、強度を有しながら内圧の変化を最も吸収するような長さが目安とされる。一方で、四角形パネル５３の軸方向の長さＨＰが可及的に小とは、四角形パネル５３が少なくとも、内圧の変化を吸収するような長さが目安とされる。
【００８９】
一方で、四角形パネル５３の稜線５７，５７間の距離を四角形パネル５３の周方向の幅ＷＰと定義する（図２参照）。そして、最大胴径Ｄ１に対する四角形パネル５３の周方向の幅ＷＰの比の値が０．２以上、０．８以下であることが好ましい。
【００９０】
なお、四角形パネル５３の軸方向の長さＨＰと、周方向の幅ＷＰとの縦横比は、均一に減圧できるという観点においては正方形により近い方が好ましい。
【００９１】
圧吸収部５２を構成する四角形パネル５３は、その個数が多くなりすぎると、個々の四角形パネル５３の面積が過度に小さくなる。そして、小さすぎる四角形パネル５３はＰＥＴボトル１の内外に変形しにくくなることからＰＥＴボトル１の内圧の変化を吸収しにくくなる。
【００９２】
一方で、四角形パネル５３の個数が少ないほど、上辺５５及び下辺５６の個々にかかるＰＥＴボトル１の軸方向の荷重が大きくなるとともに各辺の一端から他端までの距離が長くなる。そして、四角形パネル５３のいずれもその個数が少なすぎると、各辺が、ＰＥＴボトル１の軸方向の荷重を充分に吸収することができなくなって屈曲点となり、ＰＥＴボトル１は座屈変形しやすくなる。
【００９３】
圧吸収部５２を構成する四角形パネル５３の個数は、３つ以上、９つ以下であることが好ましく、５つ以上、７つ以下であることがより好ましく、中でも、奇数個であることが更に好ましい。四角形パネル５３は奇数個であると、互いに相対することがない。このように構成される圧吸収部５２は荷重を効果的に分散させ、座屈強度、及び側壁強度を高めることができる。
【００９４】
なお、ＰＥＴボトル１への荷重に対する応力が圧吸収部５２の特定の箇所に集中することを防止する観点から圧吸収部５２を構成する複数の四角形パネル５３は同一形状とされることが好ましい。
【００９５】
四角形パネル５３のそれぞれの水平方向における断面形状は、ＰＥＴボトル１の径方向内側に向かって湾曲した曲線状であっても良く、直線状であっても良く、外側に向かって湾曲した曲線状であっても良い。これは、ＰＥＴボトル１の使用対象に応じて適宜設計される。
【００９６】
例えば、内側に向かって湾曲した四角形パネル５３はＰＥＴボトル１の内圧が減少する際に速やか、かつ確実に内側に変形して高い応答性で内圧変化を吸収するもののその変形量が比較的小さく限られる。一方で、ＰＥＴボトル１の内圧が増加する際には内圧変化を吸収する応答性がやや落ちるものの変形量をより大きくすることができ、より大きな内圧変化を吸収することができる。ただし、変形量が大きすぎると外側に向かって湾曲するように反転するおそれがある。この反転が、四角形パネル５３の一部のみで生じると、外観が劣って商品価値が低下してしまう。なお、外側に向かって湾曲した四角形パネル５３は上述の逆に作用する。
【００９７】
くびれ部５０は、周溝５１を基準に、軸方向の他側、例えば上側に補強部６０を有する。補強部６０は、内圧の変化、特により強い陰圧によらず、ＰＥＴボトル１の特に胴部３０の形状を維持する機能を有する。すなわち、補強部６０は、耐熱用ボトルではないＰＥＴボトル１の内部がより強い陰圧の状態となるような過酷な条件下においても胴部３０が、径方向内側に変形することを防ぐ機能を有する。
【００９８】
図１等に例示される補強部６０は、周溝５１から上側に向かって胴径が漸増している。すなわち、補強部６０は、逆円錐台筒状に形成されている。そして、補強部６０には、ＰＥＴボトル１の径方向内側に向かってくぼんで周方向に環状に延びる複数の補強溝６１，及び６２が形成されている。補強溝６１，及び６２はいずれも、水平方向の断面形状が円形であり、鉛直方向の断面形状が略円弧状である。
【００９９】
なお、補強溝６１，及び６２は、鉛直方向の断面形状が半円形状やＵ字状であっても良く、高温の中身が充填された状態でＰＥＴボトル１がつられて搬送されたとしても軸方向に伸びるように変形することが防止される。
【０１００】
補強溝６１，及び６２は、ＰＥＴボトル１の径方向の特に内側方向に対する補強効果を有する。そして、補強溝６１，及び６２は、補強部６０の形状、特に水平方向の断面形状を円形に維持する機能を高めることができる。更に、補強部６０の形状が維持されることによって胴部３０も、特に水平方向の断面形状が、圧吸収部５２では略正五角形に、その他の箇所では円形に維持される。
【０１０１】
なお、補強部６０は、胴部３０の特に水平方向の断面形状が維持される程度にまでＰＥＴボトル１の径方向の強度を高めることが可能な構成であれば良い。このような構成として例えば、図１等に例示される補強溝６１，及び６２に替えて周方向に不連続の溝でも良く、溝の幅や、深さが周期的に変化する波型の溝でも良い。更に、補強部６０の水平方向の断面形状が円形ではなく多角形になされても良い。しかしながら、比較的に単純な構成で強度を向上させることができ、形状、及び力の釣り合いの観点から補強部６０は、図１等に例示される補強溝６１，及び６２のような周方向に連続する溝を有する構成であることが好ましい。更に、強度の観点から補強部６０は例えば、複数の環状の補強溝６１，６２を有していることが好ましい。
【０１０２】
なお、くびれ部５０は、周溝５１の上側に圧吸収部５２が配置され、下側に、補強部６０が配置されて構成されても構わない。
【０１０３】
上側円筒部７０は上下同径の円筒状である。上側円筒部７０は、ＰＥＴボトル１の径方向内側に向かってくぼんだ溝部７１とくぼんでいない非溝部７２とがＰＥＴボトル１の周方向に繰り返される不連続な環状の補強溝７３を有する。ＰＥＴボトル１の周方向に連続する溝に替えて、軸方向に伸縮しにくい非溝部７２を有する補強溝７３が設けられることによってＰＥＴボトル１の軸方向の伸縮が抑えられる。これによって、例えば９５℃のようなＰＥＴの軟化点Ｔｇを超えるような高温の中身が充填されたＰＥＴボトル１が変形しやすい状態で、耐熱用ボトルではないＰＥＴボトル１がつられて搬送されたり、ヘッドスペースが加熱されて内圧が高まったりするような過酷な条件下でも、軸方向に伸びて胴径が縮まるように変形することが防止される。
【０１０４】
更に、補強溝７３は、隣り合う溝部７１，７１の間に非溝部７２が配置される構成によってＰＥＴボトル１の軸方向からの荷重に対して補強溝７３が屈曲点とはなりにくくして座屈強度を高めることができる。一方で、補強溝７３は、溝部７１を有する構成によってＰＥＴボトル１の径方向からの荷重を効果的に受け止め、側壁強度を高めることができる。特に、本実施形態に係るＰＥＴボトル１の使用が想定される内部がより強い陰圧状態においては内圧が、ＰＥＴボトル１の強度を弱める方向に働くため座屈強度、及び側壁強度は不足する傾向が高まる。しかしながら、ＰＥＴボトル１は、補強溝７３を有する構成によって座屈強度、及び側壁強度を充分に高めることができる。
【０１０５】
そして、上側円筒部７０の側壁強度が高まることで、ＰＥＴボトル１が自動販売機から正常に排出されるか否かの特性であるベンダー適性や、上側円筒部７０へのラベルの取り付けやすさ、ＰＥＴボトル１の持ちやすさが向上する。更に、補強溝７３は、非溝部７２を有する構成によって上側円筒部７０の凹部でない領域の面積を拡げるため、例えば、シュリンクラベルが装着された際の外観不良が生じにくくなり、製造効率や、ラベルによるディスプレイ効果（宣伝効果）を向上させることができる。
【０１０６】
補強溝７３は、ＰＥＴボトル１の周方向に連続する溝に替えて少なくとも１列設けられることで上述された効果を発揮する。肩部２０の側から２列目の溝は、ＰＥＴボトル１の軸方向からの荷重に対して１列目の溝で支えきれなくなった荷重がかかるため屈曲点となりやすい。したがって、複数の連続する溝に替えて補強溝７３を１列設ける場合には肩部２０の側から２列目であることが好ましい。
【０１０７】
しかしながら、補強溝７３は複数列形成され、隣り合う列の非溝部７２は互い違いに配置されることがより好ましい。このように構成されることによって上述された効果がより発揮されやすくなる。図１等に例示される上側円筒部７０には肩部２０の側から順次、複数の補強溝７３ａ，７３ｂ，及び７３ｃが形成されている。そして、非溝部７２ａと、非溝部７２ｂとが互い違いに配置され、非溝部７２ｂと、非溝部７２ｃとが互い違いに配置されている。なお、非溝部７２ａと、非溝部７２ｃともＰＥＴボトル１の周方向にずれて配置されても良いものの、ＰＥＴボトル１の軸方向や、径方向からの荷重に対して応力に偏りが生じやすくなるため、周方向で一致するように配置されることがより好ましい。
【０１０８】
図４は溝部７１の拡大図であり、図４Ａは正面図、図４Ｂは中央部７１Ｃの断面図、図４Ｃは両端部７１Ｅの断面図である。溝部７１の底面の深さが、ＰＥＴボトル１の周方向の両端部７１Ｅよりも中央部７１Ｃにおいてより大であることが好ましい。すなわち、中央部７１Ｃの溝深さｄ１は、両端部７１Ｅの溝深さｄ２より大であることが好ましい。溝部７１の底面の深さが、周方向の中央部７１Ｃにおいてより大である構成によって上側円筒部７０の全体としての側壁強度を高めることができる。これによって例えば、自動販売機の押し出し板と接触する箇所の強度が高められる。更に、溝部７１の底面の深さが、ＰＥＴボトル１の周方向の中央部７１Ｃよりも両端部７１Ｅにおいてより小である構成によって非溝部７２との段差が解消されてＰＥＴボトル１の賦形性が向上する。
【０１０９】
補強溝７３ａ，７３ｂ，及び７３ｃはいずれも、水平方向の断面形状が歯車状である。一方で、溝部７１の底面における軸方向の断面が、周方向の両端部７１Ｅでは直線状であり、中央部７１Ｃでは円弧状であることが好ましい。このように構成されることによって、高温の中身が充填された状態でＰＥＴボトル１がつられて搬送される際に溝部７１の中央部７１ＣでのＰＥＴボトル１の軸方向に伸びる力が両端部７１Ｅに波及しにくくなってＰＥＴボトル１の軸方向の伸縮が抑えられる。
【０１１０】
補強溝７３の溝部７１の深さが浅すぎると、上側円筒部７０の側壁強度が高まらず、上側円筒部７０がつぶれやすくなって、ベンダー適性や、ＰＥＴボトル１の持ちやすさが低下してしまう。一方で、溝部７１の深さが深すぎると、ＰＥＴボトル１の成形時の賦形性が低下するとともに、溝部７１を基点とした座屈が生じやすくなり、更に、ラベルが貼りつけにくくなる。溝部７１の周方向の中央部７１Ｃにおける深さは、上側円筒部７０の直径である最大胴径Ｄ１に対する比の値が０．００５以上、０．０７以下であることが好ましく、０．０３であることがより好ましい。
【０１１１】
溝部７１の幅（ＰＥＴボトル１の軸方向の長さ）が狭すぎると、ＰＥＴボトル１の成形時の賦形性が低下しやすくなる。一方で、溝部７１の幅が広すぎると、上側円筒部７０に取り付けられたシュリンクラベルに溝部７１の凹凸の影響が表れて外観不良になりやすく、延いては、購買意欲の低減につながる。溝部７１の幅は、溝部７１の深さに対する比の値が０．５以上、５．０以下であることが好ましい。
【０１１２】
非溝部７２に対して、溝部７１のＰＥＴボトル１の周方向での長さが短すぎる場合には上側円筒部７０の耐圧性能が低下して、ＰＥＴボトル１がより強い陰圧の状態において非溝部７２が屈曲しやすくなってしまう。一方で、非溝部７２に対して溝部７１が長すぎる場合には上述された補強溝７３の効果が発揮されなくなってしまう。したがって、周方向の長さの比が、溝部７１と、非溝部７２とで１．５：１〜９．５：１であることが好ましい
【０１１３】
非溝部７２の肉厚が薄すぎると、上側円筒部７０の耐圧性能、並びに座屈強度、及び側壁強度を高めることができない。一方で、非溝部７２の肉厚が厚すぎると、非溝部７２と周囲との境が屈曲点となってしまう。したがって、非溝部７２の肉厚が０．１５ ｍｍ以上、０．５０ ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１１４】
なお、ここでは、図１等に例示されるように上側円筒部７０に、３列の補強溝７３ａ，７３ｂ，及び７３ｃが形成されている。しかしながら、その数は特に限定されるものではなく、上側円筒部７０の上下方向の幅や、溝の深さ、幅等によって適宜設計されるものである。
【０１１５】
下側円筒部８０は上下同径の円筒状である。下側円筒部８０には、ＰＥＴボトル１の径方向内側に向かってくぼんで周方向に環状に延びる補強溝８１が形成されている。補強溝８１は、水平方向の断面形状が円形であり、鉛直断面の形状が略円弧状である。補強溝８１によって下側円筒部８０の側壁強度を高めることができる。そして、下側円筒部８０の側壁強度が高まることで、ＰＥＴボトル１が自動販売機から正常に排出されるか否かの特性であるベンダー適性が向上する。
【０１１６】
なお、補強溝８１は、鉛直方向の断面形状が略円弧状であることによって、高温の中身が充填された状態でＰＥＴボトル１がつられたとしても、軸方向に伸びて胴径が縮まるように変形することが防止される。
【０１１７】
補強溝８１は、その深さが大とされるほど側壁強度が高められる一方で、ＰＥＴボトル１の賦形性が低下する。補強溝８１の深さが浅すぎると、下側円筒部８０の側壁強度が高まらず、下側円筒部８０がつぶれやすくなって、ベンダー適性が低下してしまう。一方で、補強溝８１の深さが深すぎると、ＰＥＴボトル１の成形時の賦形性が低下するとともに、補強溝８１を基点とした座屈が生じやすくなる。補強溝８１の深さは、下側円筒部８０の直径である最大胴径Ｄ１に対する比が０．００５以上、０．０７以下であることが好ましく、０．０３であることがより好ましい。
【０１１８】
補強溝８１の幅が狭すぎると、ＰＥＴボトル１の成形時の賦形性が低下しやすくなる。一方で、補強溝８１の幅が広すぎると、側壁強度が高まりにくくなる。補強溝８１の幅は、補強溝８１の深さに対する比が０．５以上、５．０以下であることが好ましい。
【０１１９】
なお、ここでは、下側円筒部８０に、１本の補強溝８１が形成されている構成が例示された。しかしながら、その数は特に限定されるものではなく、下側円筒部８０の上下方向の幅や、補強溝８１の深さ、幅等によって適宜設計されるものである。
【０１２０】
胴部３０、及び下側円筒部８０の最も下側の領域がヒール部８２である。ヒール部８２は、ＰＥＴボトル１が、その原型であるプリフォーム（予備成形体）からブロー成形される際に、プリフォームの底部からの距離が長く、その分だけ延伸倍率が高くなるので、薄肉化し、時には白化してしまいやすい箇所である。
【０１２１】
連接部８５は、ＰＥＴボトル１の径方向内側に向かってくぼんで周方向に環状に延びる周回溝であることが好ましい。連接部８５が周回溝とされることによって連接部８５の付近の側壁強度を高めることができる。連接部８５は、水平方向の断面形状が円形であり、鉛直方向の断面形状が、平らな底面を有する略Ｕ字状である。連接部８５は、鉛直方向の断面形状が略円弧状であっても良く、高温の中身が充填された状態でＰＥＴボトル１がつられて搬送されたとしても軸方向に伸びるように変形することが防止される。
【０１２２】
連接部８５は、その深さが浅すぎると、側壁強度を高めることができず、ベンダー適性が低下する。一方で、連接部８５は、その深さが深すぎると、ＰＥＴボトル１の成形時の賦形性が低下する。連接部８５の深さは、最小胴径Ｄ２に対する比の値が０．００５以上、０．０７以下であることが好ましく、０．０３であることがより好ましい。
【０１２３】
連接部８５の幅が広すぎると、側壁強度を高めることができず、ベンダー適性が低下する。一方で、連接部８５の幅が狭すぎると、ＰＥＴボトル１の成形時の賦形性が低下する。連接部８５の幅は、連接部８５の深さに対する比の値が０．５以上、５．０以下であることが好ましい。
【０１２４】
図５はＰＥＴボトル１の底面図である。底部４０は、胴部３０の下側円筒部８０の下側に連なる。底部４０は、コーナー部４１と、底壁４２と、ドーム４３と、リブ４４とを有している。コーナー部４１は、ＰＥＴボトル１の軸方向の下側、及び径方向の外側に向かって湾曲している。略平板環状の底壁４２は、胴部３０に対して垂直方向に延び、ＰＥＴボトル１の接地面となる。ドーム４３は、底壁４２の内周において底壁４２から、ＰＥＴボトル１の内側（上側）に向かって突出しており、底部４０の強度を向上させる機能を有する。なお、ドーム４３には、ドーム４３を補強する機能を有するリブ４４が底面視で放射状に複数設けられている。
【０１２５】
なお、底部４０は、図５等の例示に限らず、熱によって変形しやすい状態で陽圧化しても下側に変形しにくく構成されていれば良い。これによって、ＰＥＴボトル１の満注容量が増え、内圧の変化がより大となることを防止することができる。ドーム４３は、熱によって仮に変形したとしても少なくともＰＥＴボトル１の接地面よりも高く維持されるように設計される。これによって、底部４０が、底壁４２より外側（下側）に突出することが防止され、ＰＥＴボトル１のがたつきや、転倒を防止することができる。
【０１２６】
以上のように、ＰＥＴボトル１は、口部１０と、肩部２０と、胴部３０と、底部４０とを有し、胴部３０は、一部に、胴径の絞られたくびれ部５０を有し、くびれ部５０は、環状の周溝５１と、周溝５１を基準に軸方向の一側に、ＰＥＴボトル１の内圧の変化に対応してＰＥＴボトル１の内外に変形する四角形パネル５３が周方向に連なって構成される圧吸収部５２と、他側に、内圧の変化によらず、ＰＥＴボトル１の形状を維持する補強部６０とを有している。更に、胴部３０は、溝部７１と、非溝部７２とが、ＰＥＴボトル１の周方向に繰り返される補強溝７３を有している
【０１２７】
本実施形態に係るＰＥＴボトル１では、軽量化されてもなお、軸方向、及び胴回り方向からの荷重に充分に耐え、内圧の変化を吸収して肩部２０や、胴部３０の凹みや、扁平、よじれ等の変形が充分に抑えられる。したがって、本実施形態によれば、軽量性と、外力に対する高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でもいびつな変形が抑えられるＰＥＴボトル１を提供することができる。
【０１２８】
本実施形態に係るＰＥＴボトル１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１の容積が１００ ｍｌ以上、２０００ ｍｌ以下であっても良い。ＰＥＴボトル１の全高Ｈ１は１００ ｍｍ以上、３００ ｍｍ以下であっても良く、胴部３０の最大胴径Ｄ１は３０ ｍｍ以上、８０ ｍｍ以下であっても良い。更に、本実施形態に係るＰＥＴボトル１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１の質量は例えば、１０００ ｍｌに対しては２０ ｇ以上、４０ ｇ未満、５００ ｍｌに対しては１５ ｇ以上、３０ ｇ未満であると良い。そして、特に、軽量性を有し、内圧の変化の吸収量を高めながらＰＥＴボトル１の強度を保つ観点から、ＰＥＴボトル１の容積に対する質量の比の値が０．０３９２ ｇ／ｍｌ以上、０．０６００ ｇ／ｍｌ以下であることが好ましい。
【０１２９】
ＰＥＴボトル１が例示されたプラスチックボトルの材料としては、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プラスチックを用いることができる。しかしながら、プラスチックボトルは、ポリエチレンナフタ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。
【０１３０】
ＰＥＴボトル１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モル％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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
上述された材料が射出成形されたプリフォーム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。しかしながら、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１は過酷な状況にも対応している。このため、プリフォームからのＰＥＴボトル１の成形や、ＰＥＴボトル１への高温の飲料の充填等の工程をすべてインライン方式で行う製造方法であるホットパックインプラントに本実施形態に係るＰＥＴボトル１を適用することもできる。
【０１３４】
次に、このようなホットパックインプラントが具現された本実施形態に係る充填体の製造装置について詳細に説明する。図６は、本実施形態に係る充填体８の製造装置１００が模式的に示された概略図である。本実施形態に係る充填体８の製造装置１００は、プリフォーム５の胴部を加熱する加熱部と、プリフォーム５から金型を用いてＰＥＴボトル１をブロー成形する成形部と、ＰＥＴボトル１に高温の液体を充填する充填部と、ＰＥＴボトル１の口部１０にキャップ７を装着する装着部と、ＰＥＴボトル１の口部１０とキャップ７とを転倒殺菌する転倒殺菌部と、ＰＥＴボトル１を冷却する冷却部とを備える。そして、本実施形態に係る充填体８の製造装置１００は、予備成形体であるプリフォーム５からＰＥＴボトル１を成形する装置や、ＰＥＴボトル１に高温の液体を充填する装置等がすべてインライン方式で構成されることを特徴とする。
【０１３５】
なお、ここでのインライン方式とは、成形部と、充填部とが連結しているシンクロ方式でも良く、成形部と、充填部とが離れてＰＥＴボトル１がエア搬送されるセパレート式でも良い。更に、本実施形態に係る充填体８の製造装置１００においてインライン方式で構成される種々の装置の中にはプリフォーム５を形成する射出成形装置等が含まれていても良い。
【０１３６】
ボトル成形機１１０は、加熱部としての加熱装置１１１と、成形部としての二軸延伸ブロー成形装置１１２とを有する。プリフォーム５がボトル状に成形されるにあたってまず、プリフォーム５の加熱が行われる。
【０１３７】
図７は、プリフォーム５の加熱装置１１１の一例が示された断面図である。なお、図７は、プリフォーム５の搬送方向に対して垂直方向の断面を示す。
【０１３８】
加熱装置１１１は、搬送装置１１３と、ヒータ１１４とを備える。搬送装置１１３は、プリフォーム５の胴部１５を周方向に均等に加熱するために、プリフォーム５の軸を中心に回転させながら搬送するように構成される。ヒータ１１４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９５℃以上、１３５℃以下にプリフォーム５の胴部１５を加熱するように構成されている。更に、加熱装置１１１は、ヒータ１１４からの熱をプリフォーム５の胴部１５に反射させるための反射板１１５や、ヒータ１１４からの熱を加熱装置１１１の外方へ逃がさないようにするための遮蔽部材１１６等を備えていても良い。なお、図７の加熱装置１１１では、プリフォーム５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。
【０１３９】
図８は、プリフォーム５と、ブロー成形後のＰＥＴボトル１とが模式的に示された断面図である。二軸延伸ブロー成形装置１１２は、金型１１７と、延伸ロッド１１８と、図示せぬエア供給装置と、これらを制御する制御装置とによって構成される。なお、図８には、下向きのブロー成形方法の二軸延伸ブロー成形装置１１２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。
【０１４０】
金型１１７は、形成されるＰＥＴボトル１に対応した形状を有して例えば、胴部３０に対応して半割りで構成される胴金型１１７ａと、底部４０に対応した底金型１１７ｂとを有する。胴金型１１７ａの表面の温度は、例えば８０℃以上、１２５℃以下、好ましくは９０℃以上、１２０℃以下、より好ましくは９０℃以上、１１５℃以下に制御されるように構成されている。一方で、底金型１１７ｂの表面の温度は、５℃以上、３０℃以下に制御されるように構成されている。なお、胴金型１１７ａの表面の温度は、ポリエチレンテレフタレートのガラス転移点（Ｔｇ）を超えている。
【０１４１】
金型１１７の表面の温度が１２０℃以下とされることによって、金型１１７の材質として例えば、重量が大きく、取り扱う上での作業負荷の大きなステンレスの焼き入れ焼き戻し鋼や、金型用鋼材ではなくアルミニウムを用いることができる。アルミニウムが用いられることによって、金型１１７の加工が容易となって設計の自由度が上がるとともに、作製費用を抑えることができる。また金型１１７の重量が軽くなるため、金型交換作業が容易となる。
【０１４２】
胴金型１１７ａは、少なくとも一部の表面、より具体的にはＰＥＴボトル１のヒール部８２と接触する箇所にしぼ加工（粗面加工）が行われた粗面部１１７Ｒを有することが好ましい。粗面部１１７Ｒの形成方法には特に限定はなく、サンドブラストや研磨処理等の物理的な処理方法であっても良く、エッチング等の化学的な処理方法であっても良い。ヒール部８２は一般的に賦型しにくい箇所である。これは、本実施形態に係る充填体８の製造装置１００において設定されているプリフォーム５の加熱温度や、胴金型１１７ａの表面の温度において特に顕著となる。しかしながら、ヒール部８２と接触する箇所に粗面部１１７Ｒが設けられることによって離形が良くなり、局所的な過度な収縮が生じることが防止され、その結果としてＰＥＴボトル１の賦形性が向上する。
【０１４３】
底金型１１７ｂの中央には、凹面状の受け部１１７ｃが形成されていることが好ましい。受け部１１７ｃは、延伸ロッド１１８の先端が入り込むように構成されている。受け部１１７ｃは、延伸ロッド１１８によってプリフォーム５が延伸される際に底部１８が、径方向に偏心することを防止する機能を有する。
【０１４４】
延伸ロッド１１８は金型１１７の内部を伸縮自在に構成される。そして、延伸ロッド１１８は、金型１１７に口部１０の取り付けられたプリフォーム５の胴部１５を縦（軸）方向に延伸するように構成される。エア供給装置からは、圧力、及び温度の調節されたエアＰが吹き出されるように構成される。エアＰは、金型１１７に取り付けられたプリフォーム５の内部に供給されれば良く、延伸ロッド１１８から吹き出されても良く、延伸ロッド１１８とは別の部材から吹き出されても構わない。エアＰは、プリフォーム５の胴部１５を横（径）方向に延伸するように構成される。延伸ロッド１１８から吹き出されるエアＰは、胴部１５の表面温度を下げて急冷させるとともに、耐熱性を向上させる。
【０１４５】
図６に示されるように、ホット充填機１２０は、充填部としてのフィラ１２１と、装着部としてのキャッパ１２２とを有する。フィラ１２１は、加温殺菌された高温の液体の中身例えば飲料６を高温、例えば７１℃以上、９５℃以下、より好ましくは８１℃以上、９０℃以下でそのまま、ＰＥＴボトル１に注入するように構成されている。装着部としてのキャッパ１２２は、飲料６の充填されたＰＥＴボトル１の口部１０にキャップ７を装着するように構成される。なお、ＰＥＴボトル１は、装着されたキャップ７によって密封され、充填体８を構成する。
【０１４６】
転倒殺菌部としての転倒殺菌機１３０は、充填体８を予め定められた時間例えば３０秒９０度以上に傾けて、高温の飲料６の熱によって、充填体８の内部特に、ＰＥＴボトル１の口部１０と、キャップ７とを殺菌するように構成される。なお、殺菌時間は、飲料６の種類、及び温度に応じて適宜設計される。
【０１４７】
冷却部としてのパストライザ１４０は、熱交換液としての複数の温度の水を貯留する例えば４槽の恒温槽と、ノズル等の噴出口とを有する。パストライザ１４０は、高温水例えば６５℃の水を散布して充填体８を外側から加温殺菌した後に、散布する水の温度を段階的に下げていき、最終段階で、低温水例えば３０℃の水を散布して充填体８（ＰＥＴボトル１）を冷却するものである。パストライザ１４０による冷却は、充填体８に充填された飲料６の風味の変化を防ぐ効果を有する。パストライザ１４０の１槽目に収容される液体の温度は６５℃以下であることが好ましい。６５℃以下で、充填体８を急冷させることによってＰＥＴボトル１の胴部３０への熱によるダメージを少なくすることができる。
【０１４８】
充填体８の製造装置１００は、これらの装置の後段として、ラベラ、及びケーサ１５０、並びに印字装置、及び検査装置等を有する。ラベラは、充填体８（ＰＥＴボトル１）にラベルを貼りつけるものである。ケーサは、予め定められた数例えば２４本毎に充填体８を段ボールに箱詰めするものである。以上に挙げられた装置等が用いられて本実施形態に係る充填体８が製造される。
【０１４９】
次に、本実施形態に係る充填体８の製造方法について詳細に説明する。図９は、本実施形態に係る充填体８の製造工程の概要が示された流れ図である。本実施形態は少なくとも、プリフォーム５の胴部１５を加熱する工程と、プリフォーム５から金型１１７を用いてＰＥＴボトル１をブロー成形する工程と、ＰＥＴボトル１に高温の飲料６を充填する工程と、ＰＥＴボトル１の口部１０にキャップ７を装着する工程と、ＰＥＴボトル１の口部１０とキャップ７とを転倒殺菌する工程と、ＰＥＴボトル１を冷却する工程とを備える。そして、本実施形態は、プリフォーム５からのＰＥＴボトル１の成形や、ＰＥＴボトル１への高温の飲料６の充填等の工程をすべてインライン方式で行うことを特徴とする。以下では、各工程を更に詳細に説明する。
【０１５０】
まず、ボトル成形機１１０へのプリフォーム５の供給が行われる（ステップＳ１）。本実施形態に係る充填体８の製造方法においては口部１０が非結晶の状態のプリフォーム５が用いられる。ただし、口部１０の開口端の側が例えば１６０℃〜１８０℃程度で加熱処理され、部分的に結晶化がなされていても良い。供給されたプリフォーム５は整列された上で搬送される。
【０１５１】
なお、上述されたように、本実施形態に係る充填体８の製造装置１００にはプリフォーム５を形成する射出成形装置や圧縮成形装置、圧縮射出成形装置等がインライン方式で構成されていても良い。そして、この場合には、ボトル成形機１１０へ供給されるプリフォーム５の射出成形装置での形成がインライン方式で行われる。そして、ボトル成形機１１０へはプリフォーム５がコールドパリソン方式や、ホットパリソン方式で、かつインライン方式で供給される。
【０１５２】
次に、プリフォーム５の加熱が行われる（ステップＳ２）。ボトル成形機１１０の加熱装置１１１に搬送されたプリフォーム５の胴部１５は複数のヒータ１１４によって、例えば９５℃以上、１３５℃以下の温度に加熱される。
【０１５３】
加熱されるプリフォーム５の温度が９５℃未満の場合には耐熱性が不足しており、その後に成形されたＰＥＴボトル１は、高温の中身を充填するホット充填に対応することができず、いびつに変形する。一方で、加熱されるプリフォーム５の温度が１３５℃を超える場合にはボトル成形前のプリフォーム５は結晶化しすぎてブロー成形ができなくなる。その点で、加熱されるプリフォーム５の温度が１３５℃以下であれば結晶化が多少進むものの、ブロー成形することは可能な状態である。
【０１５４】
次に、プリフォーム５の延伸によるＰＥＴボトル１のブロー成形が行われる（ステップＳ３）。加熱されたプリフォーム５は、二軸延伸ブロー成形装置１１２の金型１１７に装着される。本実施形態に係る充填体８の製造方法においては胴金型１１７ａの表面の温度が８０℃以上、１２５℃以下、好ましくは９０℃以上、１２０℃以下、より好ましくは９０℃以上、１１５℃以下とされる。この範囲の温度とされることによって、ＰＥＴボトル１の外表面、特に胴部３０が結晶化され、耐熱性を有する構成となる。したがって、後の工程において、高温の飲料６を充填することを可能としたＰＥＴボトル１を作製することができる。胴金型１１７ａの表面の温度が８０℃未満の場合には耐熱性が低くなり、一方で、胴金型１１７ａの表面の温度が１２５℃を超える場合には、ＰＥＴボトル１が胴金型１１７ａに接触した際の初期収縮が大きくなって変形、すなわちヒケが発生しやすくなる。
【０１５５】
ここで、本実施形態においては、加熱されるプリフォーム５の温度、及び胴金型１１７ａの表面の温度がともに一定水準を上回ることで、その効果が具現される。そして、プリフォーム５の胴部１５の温度は、胴金型１１７ａの表面の温度より高いことがより好ましい。胴部１５の温度が、胴金型１１７ａの表面の温度より高いと上述された初期収縮が起こりにくくなる。
【０１５６】
まず、金型１１７に装着されたプリフォーム５の胴部１５が延伸ロッド１１８によって縦方向に延伸される。プリフォーム５は、延伸される際に温度が高いほど底部１８が偏心しやすい。そして、偏心して延伸されてしまうと、そのずれた方向に変形しやすくなって好ましくない。しかしながら、底金型１１７ｂの中央に設けられた受け部１１７ｃが延伸ロッド１１８の先端を中心へと誘導することによってプリフォーム５は、その温度が高く設定されていても偏心して延伸されることが防止される。
【０１５７】
この際のプリフォーム５からＰＥＴボトル１への縦延伸倍率は１．８以上、４．０以下であることが好ましい。ここで、縦延伸倍率とは、プリフォーム５の胴部１５の高さＨ３（図８参照）に対するＰＥＴボトル１の胴部３０の高さＨ４（図８参照）の比の値（Ｈ４／Ｈ３）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５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１の強度、剛性、及び耐熱性が上がる。したがって、後の工程において、高温の飲料６を充填することを可能としたＰＥＴボトル１を作製することができる。縦延伸倍率が１．８未満の場合にはプリフォーム５の分子の配向性が上がらず、一方で、縦延伸倍率が４．０を超える場合にはＰＥＴボトル１が成形しにくくなる。
【０１５８】
更に、エア供給装置から、圧力、及び温度の調節されたエアＰが吹き出されてプリフォーム５の内部に供給される。まず、プリフォーム５の縦方向への延伸とともに供給される例えば５ ｂａｒ以上、１６ ｂａｒ以下の低圧エアＰ１によってプリフォーム５の胴部１５が横方向に、胴金型１１７ａに当たらない程度に延伸（プリブロー）される。その後に、プリフォーム５の胴部１５が、例えば２０ ｂａｒ以上、３８ ｂａｒ以下の高圧エアＰ２によって横方向に、胴金型１１７ａに当たるまで０．５秒から１．５秒程度で延伸される。
【０１５９】
この際のプリフォーム５からＰＥＴボトル１への横延伸倍率は１．８以上、３．０以下であることが好ましい。ここで、横延伸倍率とは、プリフォーム５の胴部１５の外径Ｄ３（図８参照）に対するＰＥＴボトル１の胴部３０の外径（最大胴径Ｄ１）（図１、及び図８参照）の比の値（Ｄ１／Ｄ３）である。プリフォーム５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１の強度、剛性、及び耐熱性が上がる。したがって、後の工程において、高温の飲料６を充填することを可能としたＰＥＴボトル１を作製することができる。横延伸倍率が１．８未満の場合にはプリフォーム５の分子の配向性が上がらず、一方で、横延伸倍率が３．０を超える場合にはＰＥＴボトル１が成形しにくくなる。
【０１６０】
なお、ＰＥＴボトル１の胴部３０の結晶化が進み過ぎて延伸しにくくならないように、プリフォーム５が金型１１７に装着されてからＰＥＴボトル１の形状に延伸されるまでは予め定められた時間内に収まるように制御される。
【０１６１】
本実施形態に係る充填体８の製造方法において、ブロー成形する工程の中で、ＰＥＴボトル１に冷却エアの吹き付けが更に行われても良い（ステップＳ４）。図１０は、ＰＥＴボトル１への冷却エアＣ１の吹き付けの一例が示された概略図である。
【０１６２】
二軸延伸ブロー成形装置１１２の金型１１７に二軸延伸ブロー成形されたＰＥＴボトル１が張り付く。そして、延伸ロッド１１８が、金型１１７、及びＰＥＴボトル１の内側に配置される。延伸ロッド１１８には、冷却エア吹き付け部１１９が設けられている。冷却エア吹き付け部１１９は、エア供給装置に連通しており、圧力、及び温度の調節された高圧の冷却エアＣ１が吹き出されるように構成されている。冷却エア吹き付け部１１９を備えることによって、ＰＥＴボトル１が胴金型１１７ａに接触した際の初期収縮による変形を改善することができる。なお、冷却エアＣ１の圧力は高圧エアＰ２と同じで良く、冷却エアＣ１の吹き付けの時間は高圧エアＰ２の１／２０から１／３程度で良い。より詳細には、冷却エアＣ１の吹き付けの時間は、０．０５秒から０．６秒、及び高圧エアＰ２の時間の１％から９０％、より好ましくは５％から３０％のいずれかであることが好ましい。
【０１６３】
延伸ロッド１１８には径（横）方向に通気孔が形成されており、ＰＥＴボトル１の胴部３０の内表面に対して略垂直方向に冷却エアＣ１が吹き付けられる。ＰＥＴボトル１の胴部３０は胴金型１１７ａに触れるとすぐに収縮が始まる。そこに、冷却エアＣ１が吹き付けられることによって胴部３０が、胴金型１１７ａの方向に押し付けられてその変形が抑えられるとともに胴部３０に耐熱性が付与される。したがって、ブロー成形されて高温状態のＰＥＴボトル１の胴部３０は冷却エアＣ１が吹き付けられることによって結晶化がより促進される。冷却エアＣ１の温度は、１℃以上、３０℃以下であることが好ましい。冷却エアＣ１の温度が１℃未満の場合には、胴部３０に温度分布が生じてひずみが発生しやすくなり、一方で、冷却エアＣ１の温度が３０℃を超える場合には、胴部３０が冷却されにくくなって、その耐熱性が落ちる。
【０１６４】
別の方法として、延伸ロッド１１８から吹き出される高圧エアＰ２を段階的に冷却エアＣ１に切り替えるようになされても良い。この方法によっても、ＰＥＴボトル１の胴部３０は結晶化が促進される。ブロー成形における高圧エアＰ２を吹き込む工程の内でその終了段階から例えば１％から９０％、より好ましくは５％から３０％の時間において冷却エアＣ１の割合を漸増させるようになされると良い。なお、その時間が短すぎる場合には、この方法による効果が表れにくくなり、時間が長すぎる場合には、胴部３０の結晶化が促進されにくくなる。
【０１６５】
なお、ＰＥＴボトル１の胴部３０の外表面側にも冷却エアＣ１を吹き付けることが好ましい。こうすることで、ＰＥＴボトル１の胴部３０の外表面側も結晶化が促進される。なお、胴部３０の外表面への冷却エアＣ１の吹き付けは金型１１７が開いてから行われても良く、次の工程に移るまで吹き付けが継続されるようになされても良い。
【０１６６】
このように、ＰＥＴボトル１の胴部３０に冷却エアＣ１が吹き付けられることによって、胴部３０の収縮を効果的に抑えながら胴部３０に耐熱性を付与することができ、更に、胴部３０の表面温度を速やかに下げてＰＥＴボトル１の作製に要する速度を短縮することができる。更に、ＰＥＴボトル１の胴部３０に冷却エアＣ１の吹き付けが行われる場合には胴部３０の収縮を効果的に抑えることができるため、胴金型１１７ａの表面の温度を例えば１２５℃のようにより高く設定することができる。したがって、冷却エアＣ１の吹き付けが行われることによって、結晶化をより促進することができ、より高い温度の耐熱性を有するＰＥＴボトル１を作製することができる。
【０１６７】
ここで、ＰＥＴボトル１を構成する主原料のポリエチレンテレフタレートは、分子鎖が結晶化した結晶領域部分（結晶部）と、結晶化していない非晶領域部分（非晶部）とが混在している。ポリエチレンテレフタレートは、非晶部が流動性をもつガラス転移温度の約７０℃以上、かつ結晶部も流動する融点の約２６０℃以下、特に１４０℃〜１６０℃程度で加熱処理されると、分子鎖の配向が起こって結晶部の割合が増える性質を有する。このような、結晶部と、非晶部との和に対する結晶部は結晶化度と称される。そして、結晶化度が高いほど分子間力が強まるため耐熱性が向上することとなる。
【０１６８】
なお、結晶部は、非晶部よりも密度が高いため、結晶化度が高いほど密度も高くなる。すなわち、ポリエチレンテレフタレートは、密度が高いほど耐熱性が高くなる特性を有する。更に、非晶部と、結晶部とでは屈折率が異なることによってこれらの境界で散乱が起こるため、結晶部が増えるほど光が散乱しやすくなって、ヘーズ（可視光領域での透過光の内の散乱光の百分率）が高くなる。すなわち、ポリエチレンテレフタレートは、ヘーズが高いほど耐熱性が高くなる特性を有する。
【０１６９】
ＰＥＴボトル１の胴部３０の結晶化度は、２５％以上、４５％以下であることが好ましく、２５％以上、３９％以下であることがより好ましい。結晶化度がこの範囲であればプリフォーム５から、耐熱性を有するＰＥＴボトル１を賦形性良く成形することができる。なお、ＰＥＴボトル１の胴部３０の結晶化度は密度から導出することができる。その他に、ＰＥＴボトル１の胴部３０の結晶化度はラマン分光分析によっても評価することができる。
【０１７０】
本実施形態に係る充填体８の製造方法によって作製されたＰＥＴボトル１の胴部３０の密度は１．３６７ ｇ／ｃｍ３以上、１．３８７ ｇ／ｃｍ３以下である。ＰＥＴボトル１の胴部３０の密度は、胴部３０の一部を例えば１ ｃｍ四方に切り取った切り取り片を試料として、比重法、例えば密度勾配管法によって測定することができる。インライン方式で構成される製造装置１００で作製された充填体８におけるＰＥＴボトル１の胴部３０の密度を測定することによって、本実施形態に係る充填体８の製造方法が用いられたか否かを判定することができる。
【０１７１】
更に、本実施形態に係る充填体８の製造方法によって作製されたＰＥＴボトル１の胴部３０の引張破壊ひずみは４０％以上、６８％以下である。
【０１７２】
ＰＥＴボトル１の胴部３０の引張破壊ひずみの計測方法としては、胴部３０の一部が、例えば短辺１０ ｍｍ×長辺５０ ｍｍに切り出された切り取り片が試料とされ、長辺方向に延びる試料の一方が固定された上で８５℃で、３００ ｍｍ／分で長辺方向に引っ張られる。そして、ＰＥＴボトル１の胴部３０の引張破壊ひずみは、何％引っ張った際に切れるかを計測することによって調べることができる。インライン方式で構成される製造装置１００で作製された充填体８におけるＰＥＴボトル１の胴部３０の引張破壊ひずみを計測することによって、本実施形態に係る充填体８の製造方法が用いられたか否かを判定することができる。なお、ここでは、試料が切れる際に示す最大の荷重が引張強さであり、更に断面積で除された値が引張応力である。
【０１７３】
ブロー成形されたＰＥＴボトル１は金型１１７から離れる。本実施形態に係る充填体８の製造方法においてはインライン方式であるためブロー成形の時間が可及的に短くされており、ＰＥＴボトル１に収縮が生じやすい状況になっている。しかしながら、胴金型１１７ａの粗面部１１７Ｒにはしぼ加工が行われているため、粗面部１１７Ｒとヒール部８２とは、ベタな面ではなく点での接触となり、ヒール部８２が内側に収縮したり、波打ったりすることがなくヒケが生じにくい。したがって、ＰＥＴボトル１の賦形性を良好にすることができる。更に、本実施形態に係る充填体８の製造方法では、耐熱ボトルと比べて製造の時間を短縮することができ、製造効率を高め、製造費用を下げることができる。
【０１７４】
本実施形態に係る充填体８の製造方法によって作製されたＰＥＴボトル１のヒール部８２の表面粗さ（Ｒａ）は０．３ μｍ以上、３ μｍ以下である。この程度の表面粗さであれば、耐熱性を有しながら透明であるという特徴を維持することができる。ヒール部８２の表面粗さの指標としては例えば、算術平均粗さＲａを用いることができる。算術平均粗さＲａの計測方法としては、レーザ顕微鏡によって得られた３次元データを画像解析することによって調べることができる。インライン方式で構成される製造装置１００で作製された充填体８におけるＰＥＴボトル１の胴部３０、特にヒール部８２の表面粗さを計測することによって、本実施形態に係る充填体８の製造方法が用いられたか否かを判定することができる。
【０１７５】
次に、図９に示されるように、ホット充填機１２０へのＰＥＴボトル１の供給が行われる（ステップＳ５）。本実施形態に係る充填体８の製造装置１００はインライン方式で構成されているため、成形されたＰＥＴボトル１は速やかに、ホット充填機１２０に供給される。供給されたＰＥＴボトル１は、例えば複数の回転する円板状の搬送ホイールの各々の外周部に取り付けられたグリッパによって順次受け渡しが行われ、フィラ１２１まで運ばれる。ＰＥＴボトル１の搬送はグリッパで口部１０を把持する方式であることが充填体８の製造を高速化できる点で好ましい。なお、ＰＥＴボトル１の成形後、ホット充填機１２０に供給されるまでの時間は１０秒以内であることが好ましい。このように、本実施形態に係る充填体８の製造方法はインライン方式であるため、ＰＥＴボトル１が加湿による耐熱性の低下が少ない状態で飲料６の充填に供される。
【０１７６】
一方で、ホット充填機１２０では、ＰＥＴボトル１に充填される飲料６の加温殺菌が行われる（ステップＳ６）。加温殺菌は、飲料６の特性、例えば酸性度や水分活性に応じて、１２０℃で４分間や、８５℃で３０分間等といったように所定の温度、及び保持時間に適宜設定されてなされる。
【０１７７】
そして、ホット充填機１２０のフィラ１２１においてＰＥＴボトル１への飲料６の充填が行われる（ステップＳ７）。フィラ１２１は、加温殺菌された高温の液体の中身例えば飲料６を高温、例えば７１℃以上、９５℃以下、より好ましくは８１℃以上、９０℃以下でそのまま、ＰＥＴボトル１に注入する。飲料６の充填されたＰＥＴボトル１は同様に、グリッパによって順次受け渡しが行われ、キャッパ１２２まで運ばれる。
【０１７８】
本実施形態に係る方法で作製されたＰＥＴボトル１は、ホット充填として広く供されている胴金型１１７ａの温度が１６０℃以上で成形されたようなもの程には耐熱性を有していない。しかしながら、ＰＥＴボトル１は、上述された温度範囲、例えば７１℃以上、９５℃以下、より好ましくは８１℃以上、９０℃以下の高温の飲料６が充填されるのに充分な耐熱性を有するように作製される。そして、本実施形態に係る充填体８の製造方法においては、ＰＥＴボトル１が成形された直後の最も耐熱性が維持された時点での飲料６の充填が行われる方法が用いられる。したがって、本実施形態に係る充填体８の製造方法によれば、ＰＥＴボトル１に、高温の飲料６を問題なく充填することができる。
【０１７９】
このように、ＰＥＴボトル１は高温の飲料６を充填することを可能としている。このため、例えば７１℃以上、９５℃以下、より好ましくは８１℃以上、９０℃以下の高温の飲料６でＰＥＴボトル１の内面を充分に殺菌することができる。そして、充分な殺菌が行われることによって、充填体８に飲料６とともに酸素が封入されても好気性の雑菌が繁殖する危険性が極めて低いため、ＰＥＴボトル１に飲料６が必ずしも満注充填されなくても構わない。したがって、本実施形態に係る方法によれば、充填が満注であるほど生じやすくなるＰＥＴボトル１の外面における菌の繁殖を効果的に防止することができる。
【０１８０】
なお、上述されたように、本実施形態に係る充填体８の製造方法においては、ＰＥＴボトル１のブロー成形と、ＰＥＴボトル１への飲料６の充填とがインライン方式で行われるため、ＰＥＴボトル１の耐熱性が高い状態で維持されている。しかしながら、ＰＥＴボトル１の耐熱性をより維持する観点からは、充填体８の製造装置１００の内で少なくとも、ＰＥＴボトル１のブロー成形が行われてからＰＥＴボトル１への飲料６の充填が行われるまでの間の領域においては予め定められた湿度以下、好ましくは４０％以下の環境でＰＥＴボトル１が保持されるとなお良い。
【０１８１】
次に、ホット充填機１２０のキャッパ１２２にはキャップ７の供給が行われる（ステップＳ８）。なお、キャップ７に対しては、例えば紫外線照射による滅菌が行われても構わないものの、本実施形態に係る充填体８の製造方法においてはキャップ７が、飲料６の充填前には非滅菌であっても良い。なお、キャップ７が滅菌されることによって、飲料６の充填温度や、パストライザ１４０の温度を下げることができ、充填体８の製造の際に必要とされるＰＥＴボトル１の耐熱性を下げることができる。
【０１８２】
そして、キャッパ１２２において、ＰＥＴボトル１へのキャップ７の装着が行われる（ステップＳ９）。これによって、本実施形態に係る充填体８が形成される。なお、ここまでの工程は、例えば無菌領域のような清浄度や、温度、湿度等の環境条件について管理が行われている空間において実行されることが好ましい。形成された充填体８は例えばコンベア等の搬送帯によって転倒殺菌機１３０まで運ばれる。
【０１８３】
次に、転倒殺菌機１３０によって充填体８の転倒殺菌が行われる（ステップＳ１０）。転倒殺菌機１３０は充填体８を例えば横倒ししながら搬送する。充填体８が転倒されることによってキャップ７や、ＰＥＴボトル１の特に口部１０付近の内面は高温の飲料６と接触することで殺菌される。
【０１８４】
続いて、パストライザ１４０によって充填体８の冷却が行われる（ステップＳ１１）。上述されたように、パストライザ１４０の１槽目に収容される液体の温度は６５℃以下であることが好ましい。６５℃以下で、充填体８を急冷させることによってＰＥＴボトル１の口部１０への熱によるダメージを少なくすることができる。その後に、パストライザ１４０の２槽目以降によって充填体８の内部の飲料６の液温が段階的に下げられていき、最終的には常温となるまで冷却される。
【０１８５】
その後に、ラベラ、及びケーサ１５０によって充填体８にラベルが貼りつけられた上で段ボールに箱詰めされる。以上の方法によって本実施形態に係る充填体８が製造される。
【０１８６】
充填体８は、上述されたように例えば８５℃のような高温の飲料６が充填され、５℃に冷却された状態で販売される。そして、ＰＥＴボトル１の内部では、飲料６の充填からキャップ７の装着の際にはより強い陽圧の状態となり、冷却の後にはより強い陰圧の状態となる。しかも、ＰＥＴボトル１は、いわゆる耐熱性ボトルではないので熱や、圧力の影響を受けて変形しやすい。したがって、ＰＥＴボトル１や充填体８が製造される際には変形を見込んだ設計が行われないと、製品のばらつきを抑え、その品質を高く維持することができない。しかしながら、ＰＥＴボトル１、及び飲料６の充填された充填体８は、周溝５１、補強部６０や、補強溝７３等を備える構成によって、軽量性と、外力に対する高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形が抑えられる。
【０１８７】
本実施形態に係る充填体８の製造方法によって作製された充填体８の減圧量は１ ｋＰａ以上、２０ ｋＰａ以下である。充填体８の減圧量は、圧力計、例えば隔膜（ダイアフラム）式圧力計によって測定することができる。減圧量の測定は、圧力計が備える検出器と連通する穿孔針を充填体８のヘッドスペースに差し込んで行われる。インライン方式で構成される製造装置１００で作製された充填体８の減圧量を測定することによって、本実施形態に係る充填体８の製造方法が用いられたか否かを判定することができる。なお、この際の充填体８の減圧量には内容物に応じた値が適宜設定される。
【０１８８】
以上に説明が行われた各工程を備えることによって、ホット充填に適用可能な耐熱性を有するＰＥＴボトル１、及び飲料６がホット充填された充填体８がインラインで作製される充填体８の製造方法を提供することができる。なお、本実施形態に係るＰＥＴボトル１は、インラインでない製造方法に適用することもできる。
【０１８９】
本実施形態に係る充填体８の製造方法によれば、予め成形されたプラスチックボトルが内容物の充填装置に供給される方法とは異なり、ＰＥＴボトル１が成形されてから時間をおかずに高温の飲料６を充填する工程に進むことができる。このため、ＰＥＴボトル１の胴部３０の結晶化度が下がる前に充填が始められ、その耐熱性を低下させずに高温の飲料６を充填することができる。なお、ボトル成形機１１０（二軸延伸ブロー成形装置１１２）と、ホット充填機１２０（フィラ１２１）との間のＰＥＴボトル１の搬送路を単に接続するよりもこれらの機械を１つの装置として結合することで、その効果はより高まる。
【０１９０】
広く用いられている耐熱ボトルが成形される際には胴金型１１７ａの温度が、例えば１５０℃以上、１６５℃以下のように高く設定されている。胴金型１１７ａの温度が上がると、初期収縮が大きくなって変形が生じたり、金型１１７の材質が限定されて費用が嵩んだり、外部環境、特に気温との温度差が大きくなって耐熱ボトルの耐熱性や形状等の品質のばらつきが大きくなったりする。更に、胴金型１１７ａの温度が上がると、高圧エアＰ２が吹き付けられる時間を増やす必要があり、製造能力が落ちる。これに対し、本実施形態に係る充填体８の製造方法によれば、広く用いられている耐熱ボトルよりもＰＥＴボトル１の耐熱性が低くても高温の飲料６を充填することが可能であって胴金型１１７ａの温度を下げることができる。このため、本実施形態に係る充填体８の製造方法によれば上述された問題が生じることを防止することができる。
【０１９１】
更に、本実施形態に係る充填体８の製造方法によれば、予め成形されたプラスチックボトルが内容物の充填装置に供給される方法よりも高速でＰＥＴボトル１の成形ができるインライン方式が用いられているため、充填体８の製造の費用を下げることができる。
【０１９２】
更に、本実施形態に係る充填体８の製造方法によれば、ＰＥＴボトル１ではなくプリフォーム５が供給される方式が用いられているため、材料の輸送の費用を下げることができる。すなわち、ＰＥＴボトル１がインラインで成形される場合には、充填体８の製造装置１００に供給される容器の形態をＰＥＴボトル１より嵩の小さなプリフォーム５へと変更することができ、容器の製造元からの輸送本数を大幅に、例えば６倍以上に増やすことが可能となる。したがって、ＰＥＴボトル１のボトル成形機１１０がインライン化された本実施形態に係る充填体８の製造装置１００、及び製造方法は、容器の輸送費用の削減や、環境負荷の低減に寄与することとなる。
【０１９３】
次に、別の実施形態に係る充填体８の製造方法について詳細に説明する。図１１は、別の実施形態に係る充填体８の製造工程の概要が示された流れ図である。別の実施形態に係る充填体８の製造方法は図９に示される製造方法に対し、ＰＥＴボトル１に冷却エアＣ１を吹き付ける工程（ステップＳ４）が省略されることを特徴とする。なお、ここでは、別の実施形態に係る製造方法において、図９に示される製造方法と同様の部分の説明については適宜割愛される。
【０１９４】
別の実施形態に係る製造方法では、図９に示される製造方法と同様に、プリフォーム５の延伸によるＰＥＴボトル１のブロー成形が行われる（ステップＳ３）。ただし、別の実施形態に係る充填体８の製造方法においては胴金型１１７ａの表面の温度が８０℃以上、１１５℃以下とされる。
【０１９５】
ここでも、ステップＳ２において加熱されるプリフォーム５の胴部１５の温度は、胴金型１１７ａの表面の温度より高くされることが好ましい。胴部１５の温度が、胴金型１１７ａの表面の温度より高いと初期収縮が起こりにくくなる。
【０１９６】
そして、図９に示される製造方法と同様に、金型１１７に装着されたプリフォーム５の胴部１５が延伸ロッド１１８によって縦方向に延伸される。更に、縦方向に延伸されたプリフォーム５の胴部１５が高圧エアＰ２によって横方向に、胴金型１１７ａに当たるまで延伸される。
【０１９７】
別の実施形態に係る充填体８の製造方法では、ブロー成形する工程の中で、ＰＥＴボトル１に冷却エアＣ１の吹き付け（ステップＳ４）が省略される。しかしながら、別の実施形態に係る充填体８の製造方法においては胴金型１１７ａの表面の温度が８０℃以上、１１５℃以下とされるとともに、加熱されるプリフォーム５の胴部１５の温度は、胴金型１１７ａの表面の温度より高くされる。これによって、プリフォーム５の胴部１５が延伸されて胴金型１１７ａに当たった際の初期収縮が効果的に抑えられる。したがって、別の実施形態に係る充填体８の製造方法では、ＰＥＴボトル１に冷却エアＣ１を吹き付ける工程（ステップＳ４）が省略されても、ホット充填に適用可能な耐熱性を有するＰＥＴボトル１、及び飲料６がホット充填された充填体８を作製することができる。
【０１９８】
なお、ブロー成形が行われたＰＥＴボトル１はホット充填機１２０への供給が行われ（ステップＳ５）、その後は、図９に示される製造方法と同様の工程を経て充填体８が作製される。
【０１９９】
別の実施形態に係る充填体８の製造方法は図９に示される製造方法と同様の効果を奏する。
【０２００】
これに加えて、別の実施形態に係る充填体８の製造方法では胴金型１１７ａの表面の温度がより低く設定できるため、金型１１７の材質として例えば、ステンレスの焼き入れ焼き戻し鋼や、金型用鋼材ではなくアルミニウムを用いることができる。アルミニウムが用いられることによって、金型１１７の加工が容易となって設計の自由度が上がるとともに、作製費用を抑えることができる。更に、別の実施形態に係る充填体８の製造方法では冷却エアＣ１の吹き付けを行うための装置を不要とすることができる。したがって、冷却エア吹き付け部１１９を備えていない二軸延伸ブロー成形装置１１２を用いることができ、汎用性を高めることができる。更に、別の実施形態に係る充填体８の製造方法では、冷却エアＣ１を吹き付ける工程（ステップＳ４）が不要であるため、ＰＥＴボトル１、及び飲料６がホット充填された充填体８の作製の速度を向上させることができる。
【０２０１】
以上に説明がなされたように、本実施形態に係る充填体８の製造方法は、プリフォーム５の胴部１５を加熱する工程と、プリフォーム５から金型１１７を用いてＰＥＴボトル１をブロー成形する工程と、ＰＥＴボトル１に高温の飲料６を充填する工程と、ＰＥＴボトル１の口部１０にキャップ７を装着する工程と、ＰＥＴボトル１の口部１０とキャップ７とを転倒殺菌する工程と、ＰＥＴボトル１を冷却する工程とを備え、すべての工程をインライン方式で行うことを特徴とする。
【０２０２】
そして、本実施形態によれば軽量性と、外力に対する高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形が抑えられるＰＥＴボトル１、充填体８、及び充填体８の製造方法を提供することができる。
【実施例】
【０２０３】
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。
【０２０４】
＜材料、及び製造方法＞
［実施例１］
ポリエチレンテレフタレート製で透明の口部１０を有する２４ ｇのプリフォーム５が用いられた。そして、図１等に示される本実施形態に係る満注容量が５３０ ｍｌのＰＥＴボトル１と、８５℃で充填された５１０ ｍｌの水とによって構成される充填体８が図９に示される充填体８の製造方法によってプリフォーム５からインラインで作製された。
【０２０５】
その際に、プリフォーム５の胴部１５は１１８℃に加熱され、胴金型１１７ａの表面の温度は１１５℃とされた。ブロー成形する工程（ステップＳ３）には、ＰＥＴボトル１に冷却エアＣ１を吹き付ける工程（ステップＳ４）が含まれた。更に、ＰＥＴボトル１への高温水の充填が行われる工程（ステップＳ７）から、ＰＥＴボトル１へのキャップ７の装着が行われる工程（ステップＳ９）に至るまで口部１０が把持されて、ＰＥＴボトル１がつられて搬送される方式が用いられた。
【０２０６】
実施例１に係る充填体８は、胴部３０が、一部に、胴径の絞られたくびれ部５０を有し、くびれ部５０は、環状の周溝５１と、周溝５１を基準に軸方向の下側に、ＰＥＴボトル１の内圧の変化に対応してＰＥＴボトル１の内外に変形する四角形パネル５３が周方向に連なって構成される圧吸収部５２と、上側に、内圧の変化によらず、ＰＥＴボトル１の形状を維持する補強部６０とを有するとともに、胴部３０には、溝部７１と非溝部７２とが、ＰＥＴボトル１の周方向に繰り返される補強溝７３が形成される等といった本実施形態に係る特徴を有していた。
【０２０７】
［比較例１］
比較例１では、図１２に示されるＰＥＴボトル２００が用いられた以外は実施例１と同様であった。ＰＥＴボトル２００は、くびれ部２５０の周溝５１の上側に形成されている逆円錐台筒部２６０にＰＥＴボトル１の補強部６０に相当する構成を有していなかった。更に、ＰＥＴボトル２００は、上側円筒部２７０に形成された補強溝２７１が周方向に連続しており、ＰＥＴボトル１の非溝部７２に相当する構成を有していなかった。したがって、比較例１に係る充填体は、本実施形態に係る特徴を有していなかった。
【０２０８】
［比較例２］
比較例２では、２８ ｇのプリフォーム５が用いられた以外は比較例１と同様であった。したがって、比較例２に係る充填体は、本実施形態に係る特徴を有していなかった。
【０２０９】
［比較例３］
比較例３では、図１３に示されるＰＥＴボトル３００が用いられた以外は実施例１と同様であった。ＰＥＴボトル３００は、くびれ部、及びＰＥＴボトル１の補強部６０に相当する構成を有しておらず、長辺が軸方向に延びる長円の圧吸収パネル３０１を有し、隣り合う圧吸収パネル３０１，３０１の間には軸方向に延びる柱３０２を有している。したがって、比較例３に係る充填体は、本実施形態に係る特徴を有していなかった。
【０２１０】
＜評価方法＞
（軽量性）
実施例１、並びに比較例１、比較例２、及び比較例３の各ＰＥＴボトルが形成段階で抜き取られ、その質量によって軽量化が達成できているか否かが判定された。軽量化の判定には、２４ ｇより大か、以下かが閾値として設定された。表１には、各ＰＥＴボトルにおける軽量性の評価の結果が示され、○：軽量性あり、×：軽量性なし、で表記されている。
【０２１１】
（減圧性能試験）
実施例１、並びに比較例１、比較例２、及び比較例３の各充填体の減圧性能が測定された。口部１０に、穿孔針が差し込まれた上で中身が吸い出され各ＰＥＴボトルが明確に変形した時点での吸い出し量が減圧性能の指標とされた。減圧性能の判定には、３０ ｍｌ以上か、未満かが閾値として設定された。表１には、各充填体における減圧性能の評価の結果が示され、○：減圧性能あり、×：減圧性能不足、で表記されている。
【０２１２】
（全高維持性能）
実施例１、並びに比較例１、比較例２、及び比較例３の各充填体の全高維持性能が測定された。各ＰＥＴボトルへの高温水の充填が行われ、各ＰＥＴボトルへのキャップ７の装着が行われた段階で抜き取られ、その全高Ｈ１の変化によって、全高維持が達成できているか否かが判定された。全高維持の判定には、変化した長さが、０．８ ｍｍより大か、以下かが閾値として設定された。表１には、各ＰＥＴボトルにおける全高維持性能の評価の結果が示され、○：全高維持性能あり、×：全高維持性能なし、で表記されている。
【０２１３】
（座屈強度試験）
実施例１、並びに比較例１、比較例２、及び比較例３の各充填体についてＰＥＴボトル１、及び２００の正立した状態での座屈強度が測定された。座屈強度の測定には、ＡＧＲ社製のテスター、ＴＯＰ  ＬＯＡＤが用いられた。口部１０の上から一定速度で荷重が加えられ、いわゆる降伏の状態となる最大荷重が座屈強度とされた。座屈強度の判定には、１５０ Ｎ以上か、未満かが閾値として設定された。表１には、各充填体における座屈強度の評価の結果が示され、○：座屈強度あり、×：座屈強度不足、で表記されている。
【０２１４】
（外観確認試験）
実施例１、並びに比較例１、比較例２、及び比較例３の各ＰＥＴボトルの形状が減圧時において維持されているか否かの外観確認試験が行われた。各ＰＥＴボトルに、８５℃の緑茶が５１０ ｍｌ充填された上で、キャップ７の装着が行われ、７５℃で１５ ｍｉｎ、３０℃で１５ ｍｉｎかけて徐冷された後のボトル外観が確認された。外観が不良か、良好かの判定には、最大胴径Ｄ１の最大値と最小値との差が０．３ ｍｍより大か、以下かが閾値として設定された。これは、すなわち、高温充填によって加圧状態とされた後に冷却されて減圧状態とされるという温度変化、及び圧力変化を経た各ＰＥＴボトルが楕円変形していたか否かの確認である。表１には、各ＰＥＴボトルにおける外観確認試験の結果が示され、○：良好、×：不良、で表記されている。
【０２１５】
（総合評価）
上述された軽量性、減圧性能試験、全高維持性能、座屈強度試験、及び外観確認試験に基づいて、実施例１、並びに比較例１、比較例２、及び比較例３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、○：良好、×：適性なし、で表記されている。
【０２１６】
【表１】
0006772530.tif 000002
【０２１７】
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１（充填体８）では、座屈強度を充分に有し、３０ ｍｌ以上中身が吸い出されても胴部３０が楕円に変形することがなく、高温水が充填された状態でＰＥＴボトル１がつられても全高Ｈ１の伸びが０．８ ｍｍ以下に抑えられた。更に、実施例１に係るＰＥＴボトル１（充填体８）では、高温充填によって加圧状態とされた後に冷却され、減圧状態とされた際の楕円変形も抑えられた。したがって、表１に示されたように、実施例１では、軽量化されていながら、座屈強度を充分に有し、減圧性能、全高維持性能、及び減圧時の胴部３０の円形状維持機能に優れていた。
【０２１８】
一方で、比較例１では、軽量化されていたものの、減圧性能、全高維持性能、座屈強度、及び減圧時の胴部２３０の円形状維持機能が不足した。比較例２のように軽量化がやや不足する場合には減圧性能、全高維持性能、座屈強度、及び減圧時の胴部２３０の円形状維持機能が満たされた。そして、比較例３では、軽量化され、全高維持性能が満たされていたものの、減圧性能、座屈強度、及び減圧時の胴部３３０の円形状維持機能が不足した。
【０２１９】
以上の実施例の結果から、本実施形態に係るＰＥＴボトル１、及び充填体８では、軽量化されてもなお、座屈強度を充分に有し、内圧の変化を吸収して肩部２０や、胴部３０の凹みや、扁平、よじれ等の変形が充分に抑えられ、充填後にも、特に全高Ｈ１の寸法が維持されることが示された。しかも、本実施形態に係る充填体８の製造方法によれば、このような特徴を有するＰＥＴボトル１、及び充填体８を問題なく製造できることが示された。したがって、本実施形態では、軽量性と、外力に対する高い強度とを併有し、かつ内部における圧力変化、特により強い陰圧に耐え、過酷な条件下でも変形を抑えるＰＥＴボトル１、充填体８、及び充填体８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】
【０２２０】
本開示は、内容物として液体が充填される種々の充填体８の製造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。本開示の充填体８は、内容物に、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、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、その他を収容した、あらゆる充填体８に有用である。特に、内圧の変化が過酷な条件下でも容器の変形が抑えられるため、賞味期限や、消費期限のないものや、極めて長いものを内容物としても商品価値を高いままで維持することができる。そして、本開示の充填体８は、容器が、耐熱性を有するので、店舗等での加温販売にも適しており、なおかつ容器が、側壁強度を充分に有するので自動販売機での使用にも適している。
【符号の説明】
【０２２１】
１  ＰＥＴボトル（プラスチックボトル）
５  プリフォーム
６  飲料（液体）
７  キャップ
８  充填体
１０  口部
１５  プリフォーム５の胴部
２０  肩部
２１  リブ
３０  ＰＥＴボトル１の胴部
４０  底部
５０  くびれ部
５１  周溝
５２  圧吸収部
５３  四角形パネル（パネル）
５４  面取り部
５７  稜線
７０  上側円筒部
７１  溝部
７２、７２ａ、７２ｂ、７２ｃ  非溝部
７３、７３ａ、７３ｂ、７３ｃ  補強溝
８０  下側円筒部
１００  充填体８の製造装置
１１０  ボトル成形機
１１１  加熱装置（加熱部）
１１２  二軸延伸ブロー成形装置（成形部）
１１７  金型
１２０  ホット充填機
１２１  フィラ（充填部）
１２２  キャッパ（装着部）
１３０  転倒殺菌機（転倒殺菌部）
１４０  パストライザ（冷却部）
Ｄ１  最大胴径
Ｄ２  最小胴径
ｄ１  中央部７１Ｃの溝深さ
ｄ２  両端部７１Ｅの溝深さ
Ｈ１  ＰＥＴボトル１の全高
ＨＰ  四角形パネル５３の軸方向の長さ
ＷＰ  四角形パネル５３の周方向の幅
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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