(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂の二軸延伸ブロー成形によって形成された口頚部、肩部、胴部及び底部を備えた自立性容器において、底中心ゲート残部が、容器内面側の透明な高延伸配向層と容器外面側の白化した低延伸配向層とから成り、高延伸配向層が厚肉で低延伸配向層が外面側の限られた部位に薄肉に形成され、且つ底中心残部の高延伸配向層がゲート接続部及びそれよりも径外方向の高延伸配向底部に連なる高延伸配向層を有することを特徴とする耐熱性延伸樹脂容器。
【請求項２】
前記底部が底中央谷部と底中央谷部の周囲に交互に配置された複数の谷部と足部とから形成され且つ容器が自立性を有する請求項１記載の耐熱性延伸樹脂容器。
【請求項３】
高延伸配向層の結晶化度が２０％以上となるように配向結晶化されている請求項１又は２に記載の耐熱性延伸樹脂容器。
【請求項４】
底中心ゲート残部が熱固定され、高延伸配向層が２５乃至５５％の結晶化度を有する請求項１乃至３の何れかに記載の耐熱性延伸樹脂容器。
【請求項５】
高延伸配向層が０．３５ｍｍ以上の肉厚を有する請求項１乃至４の何れかに記載の耐熱性延伸樹脂容器。
【請求項６】
底中心ゲート残部が胴径Ｄ0 の０．２５倍以下の直径Ｄｇを有する請求項１乃至５の何れかに記載の耐熱性延伸樹脂容器。
【請求項７】
底中心ゲート残部が７０℃の温度において２５ｋｇｆ／ｃｍ以上の降伏荷重を有する請求項１乃至６の何れかに記載の耐熱性延伸樹脂容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、耐熱性あるいは耐熱耐圧性及び耐衝撃性に優れ、更には自立性にも優れている樹脂延伸成形容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の如き熱可塑性ポリエステルの二軸延伸ブロー成形容器は、優れた透明性や表面光沢を有すると共に、瓶に必要な耐衝撃性、剛性、ガスバリヤー性をも有しており、各種液体の瓶詰容器、即ちボトルとして利用されている。
【０００３】
一般に、瓶詰製品の製造に際しては、内容物の保存性を高めるために、内容物を熱間充填し或いは内容物を充填した後、加熱殺菌乃至滅菌することが必要である。
【０００４】
耐熱耐圧性自立容器では、自立性の確保の点でも、内容物の熱間充填及び加熱殺菌処理に対する耐性が要求される。特に、底周辺部に交互に配置された足部と谷部とを備えた容器底部（以下単にペタロイド形状の底部ともいう）では、内容物の熱間充填及び熱殺菌処理後の自立性の確保が重要であり、高い耐熱圧強度が要求される。
【０００５】
現在市販されている耐熱耐圧性自立容器では、ペタロイド底中央部が未延伸または低延伸配向状態で比較的に厚肉となっている。その様なペタロイド底部では通常の室温での耐圧強度には優れているが、７０℃程度の高温下における耐熱圧強度はかなり低いレベルとなる。そのため、内容物のガス圧力及び熱殺菌処理時の温度を制限した条件下にて使用されている。また、その厚肉のペタロイド底部を構成する樹脂が過剰に吸湿した状態では、耐熱圧強度の低下が頭著となり、耐熱耐圧用の自立容器には適さない。
【０００６】
この様な低延伸配向状態の厚肉の底部を熱固定して、熱結晶化を行うことにより、耐熱圧強度を高めることができる。しかし、低延伸配向状態の底部を熱結晶化させて、十分に耐熱圧強度を高めると、その熱結晶化部位は著しく脆化する。その脆化部がペタロイド底部のかなりの部分を占めると、著しく耐衝撃性が低下する問題が生じる。また、熱結晶化により、低延伸配向状態の底部は白化するが、その領域が広くなり過ぎると美観上好ましくない。
【０００７】
下記特許文献１は、底部の中央に厚肉の熱結晶化部を有し、その周囲を高延伸配向状態にて薄肉化し、且つ熱固定したペタロイド底部を有する容器を開示している。この様な容器では、底中央熱結晶化部は脆化しているものの比較的小さな面積に限定できること、一方、その周囲の高延伸配向状態で薄肉化された部位は熱固定されていても、柔軟性に富み、高い耐衝撃性を保有していることから、ペタロイド底部の耐衝撃性は問題のないレベルとすることができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−２６７５４９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記先行技術では、容器底中央の熱結晶化部は、プリフォーム底部を加熱、熱結晶化させることにより得られるのであり、面倒な加熱工程が必要となる。
【００１０】
また、延伸ブロー成形容器の製造に用いられるプリフォームは、樹脂の射出成形で製造されるが、このプリフォームの底部中心にはゲート部が必ず結合している。一般の延伸ブロー成形の場合もそうであるが、ペタロイド型の底形状の容器の場合、このゲート部は、余分のものとしてこれを切り取るトリミング操作を行っている。
【００１１】
しかしながら、このようなトリミング操作は面倒な工程であると共に、切り取り寸法を一定にすることが必ずしも容易でないという精度上の問題がある。特に、容器の底部の成形性を考慮してゲート部の長さを限りなく零に近づけようとすると、トリミング操作後に研磨等の仕上げ操作が必要となり、工程が増えて一層面倒なことになる。
【００１２】
本発明者らは、プリフォームの底部を熱結晶化することなく、またプリフォームのゲート残部をも有効に利用して、ペタロイド底部を高延伸配向状態とする二軸延伸ブロー成形手段を鋭意検討した。その結果、ブロー成形における底部の延伸成形は成形体の底中心部であるゲート部が金型の底部に達した時点から顕著に行われることを突き止めた。そして、成形体の底中心部が金型底部に達する時点での底中心部及びその近傍の温度低下を一定以下に小さくする手段及び底中心ゲート残部を厚肉とし、その周囲のゲート接続部及びゲート周縁部を高配向状態とする底金型を採用することにより、底部を、ゲート残部をも含めて、高延伸配向状態に層状化できることを見いだした。
【００１３】
即ち、本発明の目的は、底部が、ゲート残部を含めて、有効に高延伸配向状態に配向結晶化され、耐熱性あるいは耐熱耐圧性及び耐衝撃性に優れ、更には自立性や外観特性にも優れている樹脂延伸成形容器を提供するにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、樹脂の二軸延伸ブロー成形によって形成された口頚部、肩部、胴部及び底部を備えた自立性容器において、底中心ゲート残部が、容器内面側の透明な高延伸配向層と容器外面側の白化した低延伸配向層とから成り、高延伸配向層が厚肉で低延伸配向層が外面側の限られた部位に薄肉に形成され、且つ底中心残部の高延伸配向層がゲート接続部及びそれよりも径外方向の高延伸配向底部に連なる高延伸配向層を有することを特徴とする耐熱性延伸樹脂容器が提供される。
【００１５】
本発明においては、
１． 前記底部が底中央谷部と底中央谷部の周囲に交互に配置された複数の谷部と足部とから形成され且つ容器が自立性を有すること、
２． 高延伸配向層の結晶化度が２０％以上となるように配向結晶化されていること、
３．  底中心ゲート残部が熱固定され、高延伸配向層が２５乃至５５％の結晶化度を有すること、
４．  高延伸配向層が０．３５ｍｍ以上の肉厚を有すること、
５．  底中心ゲート残部が胴径Ｄ0 の０．２５倍以下の直径Ｄｇを有すること、
６．  底中心ゲート残部が７０℃の温度において２５ｋｇｆ／ｃｍ以上の降伏荷重を有すること、
が好ましい。
【００１６】
【発明の実施形態】
本発明の耐熱性延伸樹脂容器は、樹脂の二軸延伸ブロー成形によって形成された口頚部、肩部、胴部及び底部を備えているが、底中心ゲート残部が、ゲート接続部及びそれよりも径外方向の高延伸配向底部に連なる高延伸配向層を有することが顕著な特徴である。尚、本明細書において、プリフォームのゲート部とは、プリフォームの底から突出したゲート部をいい、一方容器のゲート残部とは、上記ゲート部に対応した底中心の厚み方向の全体にわたる部分をいう。
【００１７】
この容器では、底中心にも、ゲート接続部及びそれよりも径外方向の高延伸配向底部に一体に連なる高延伸配向層が存在することにより、７０℃程度の高温での耐圧強度、即ち耐熱圧強度が高いレベルにあり、好ましい耐熱圧性を保持することが出来る。さらに、高延伸配向状態のペタロイド形状の底部を熱固定した容器では、さらに耐熱圧強度が向上し、特に優れた耐熱圧性、自立性、耐衝撃性等を有する。
【００１８】
ブロー成形における底部の延伸成形は成形体の底中心部であるゲート部が金型の底部に達した時点から顕著に行われることが分かった。本発明では、成形体の底中心部が金型底部に達する時点での底中心部及びその近傍の温度低下を一定以下に小さくする手段を採用することにより、底部を、ゲート残部をも含めて、高延伸配向状態に薄肉化できる。
【００１９】
延伸ブロー成形容器におけるゲート残部は、厄介な問題の一つであり、この部分が未延伸の厚肉の状態で残留すると、熱と圧力とが同時に加わる条件下では、クリープ変形を生じるので、この部分をプリフォームの状態で熱結晶化させるか、ゲート残部を可及的に薄肉にして延伸配向されやすくするというのが従来の考えであったが、本発明では、ゲート残部が厚肉であっても、この中心部に前述した手段で高延伸配向層を形成することが可能となり、前記問題を解消したものである。
【００２０】
本発明では、プリフォームの形状と底部の肉厚及びブロー成形条件を調整して、ブロー成形時のプリフォーム底部の延伸倍率、特にゲート残部に接するゲート接続部を含むゲート周縁部の延伸倍率を適正化することにより、容器の底中心ゲート残部を厚肉とし、その周囲のゲート接続部及びゲート周縁部を高延伸配向状態であって、且つ好ましい肉厚とすることができる。
【００２１】
さらに、上記のように底中心ゲート接続部及びゲート周縁部を高延伸配向状態とした本発明の容器では、驚くべきことに、厚肉のゲート残部に高延伸配向部と低延伸配向部とが存在し、しかも、このゲート残部の高延伸配向部は層状を成しており、高延伸配向状態のゲート接続部及びゲート周縁部と連続的に連なった構造となっていることが判った。
【００２２】
上記の底中心ゲート残部の構造は、ブロー成形時に底中心ゲート残部に相当するプリフォームの底ゲート部の周囲を高延伸配向状態とすることにより、底ゲート部の肉厚方向における一部がその高延伸される周囲により引っ張られて局部的に高延伸配向して、結果的に層状の高延伸配向部を形成することを示している。
【００２３】
【実施例】
［本発明の容器］
本発明の耐熱耐圧容器を示す図１において、この容器は、樹脂の二軸延伸ブロー成形で形成された口頸部１、口頸部に接続される肩部２及び胴部３及び底部４から成っている。この具体例において、底部４は、底中央谷部５と底中央谷部の周囲に交互に配置された複数の谷部６と足部７とから成っている。底部４に連なる胴部３の下部は径Ｄ0 を有しており、底中心には、径Ｄg の底中心ゲート残部８が存在している。肩部２及び胴部３は、口頸部１との接続部を除き、高延伸配向状態で薄肉化されている。
【００２４】
底部４は、底中央に位置する厚肉のゲート残部８、ゲート残部８と接するゲート接続部９及びゲート接続部の周囲にあり且つ足７の付け根部１０の内側の部分となるゲート周縁部１１とにより構成される底中央部５と、複数の谷部６と足部７とが交互に形成されている底周辺部とから成っている。この具体例の容器では、ゲート残部８を除く底部４の各部位は実質的に高延伸配向状態の層のみから成っている。また、ゲート接続部９を除き比較的に薄肉化されている。
【００２５】
本発明の容器の底中心ゲート残部８は比較的に厚肉であり、高延伸配向部或いは高延伸配向部と低延伸配向部との組み合わせで構成されている。通常、ゲート残部８の高延伸配向部はゲート残部を横断した連続層から成り立っており、且つゲート残部の周囲に広がるゲート接続部９及びゲート周縁部１１と連結している。その結果、本発明容器では底部４が連続した高延伸配向層にて覆われていることになる。
【００２６】
［ゲート残部］
底中心ゲート残部８における透明な延伸配向層の配置を以下図２乃至図５に基づいて説明する。
【００２７】
高延伸配向層の配置の一例を示す図２において、底中心ゲート残部８は、容器内面側の一般に透明な高延伸配向層１２と容器外面側の一般に白化した低延伸低配向層１３とから成っている。この耐熱性延伸樹脂容器の底中心ゲート残部８では、内面側に高延伸配向層１２が存在するため、耐熱圧性と耐衝撃性との組み合わせに特に優れている。
【００２８】
高延伸配向層の配置の他の例を示す図３において、底中心ゲート残部８は、厚さ方向の中央に位置する一般に透明な高延伸配向層１２と、内外両側の白化した低延伸低配向層１３、１３とから成る積層構成を有する。この積層構成は、所謂剛−柔−剛の積層構成であり、高温高圧下での底部の寸法安定性に特に優れている。
【００２９】
図４に示すゲート残部８は、図２に示したものの変形であり、容器内面側の一般に透明な高延伸配向層１２と容器外面側の一般に白化した低延伸低配向部１３とから成るが、高延伸配向層１２が非常に厚く、低延伸低配向部１３ａがゲート中心或いはゲート周辺等の非常に限られた部位に薄く形成されているのが特徴である。この構造では、高延伸配向層１２の厚みが増大していることによる底部降伏荷重の増大が著しい。
【００３０】
高延伸配向層の配置の更に他の例を示す図５において、底中心ゲート残部８が、容器内面側に配置された一般に透明な高延伸配向層１２を備えている点は図２の場合と同様であるが、容器外面側には特殊な複合構造が存在している。即ち、容器外面側には、リング状の低延伸白化部１３ｂとその中央に位置する透明な高延伸配向部１２ｂとの複合層とが形成されている。
【００３１】
底中心ゲート残部８の高延伸配向部１２は、ブロー成形時に、一般的にいって２０％以上、好ましくは２５％の結晶化度に配向結晶化されていることが、耐熱圧性、耐衝撃性の点で好ましい。
【００３２】
底中央ゲート残部をも含めて底部を熱固定することにより、ゲート残部８の低延伸配向層１３は熱結晶化及び白化して結晶化度が増大する。一方、ゲート残部８の高延伸配向層１２は実質的に透明の状態を保持しながら熱結晶化が進行する。この場合、白化したゲート残部の低延伸配向層１３が容器の底中央部に存在することになるが、その大きさは限定されており、特に美観上問題になることはない。
【００３３】
熱固定された底中心ゲート残部８では、低延伸配向層１３は２０％以上、特に２５％以上の結晶化度を、高延伸配向層１２は２５％以上の結晶化度を有することが好ましい。
【００３４】
底中心ゲート残部８の肉厚は、通常最大部で１〜３．５ｍｍ程度となるのがよく、本発明では、プリフォームのゲート部の仕上げを行う必要なしに、底中央ゲート残部が高延伸配向した容器底部を形成することができる。一方、底中央ゲート残部８における高延伸配向層１２の厚みは、底部中心に十分な耐熱圧性を付与するものであればよく、一般的にいって、０．３５ｍｍ以上、特に０．４ｍｍ以上で、ゲート残部の全体の厚みの２０％以上、特に３０％以上を占めるものであればよい。
【００３５】
底中心ゲート残部８の直径Ｄg は、胴径Ｄ0 の０．２５倍以下、特に０．２倍以下であることが、ゲート残部の存在が目立たないので、容器の外観特性の点で好ましい。
【００３６】
［ゲート接続部及びゲート周縁部］
本発明では、ゲート接続部９及びゲート周縁部１１を適正な延伸倍率にて高延伸配向状態とすることにより、厚肉のゲート残部８の一部に層状の高延伸配向部１２を形成させることが出来る。
【００３７】
底中心ゲート残部８を取り囲むゲート接続部９及びゲート周縁部１１は結晶化度が２０％以上、特に２５％以上に高延伸配向されることが好ましい。さらに、熱固定後のゲート接続部及びゲート周縁部は３０％以上の結晶化度を有することが好ましい。
【００３８】
ゲート周縁部１１は、ゲート残部及びゲート接続部の周囲にあって、底中央足付け根部１０までの底中央部に位置するが、このゲート周縁部１１の肉厚は、熱固定されていない場合、一般に０．３５乃至１ｍｍ、特に０．４５乃至０．８ｍｍの範囲にあることが、ゲート残部８に高延伸配向層１２を有効に形成させるために好ましく、一方、熱固定されている場合、０．３５乃至１．１ｍｍ、特に０．４５乃至１ｍｍの範囲にあることが好ましい。熱固定を行った場合に好ましい肉厚の範囲が多少広がるのは、熱固定の際に熱収縮して肉厚が増加するためである。
【００３９】
底中心ゲート残部８及びゲート接続部９は１ｍｍ以上の肉厚を多少越えても高延伸配向状態を保持することが可能である。そのゲート接続部の肉厚は０．４乃至１．３ｍｍ、特に０．５乃至１．１ｍｍの範囲にあることが、やはりゲート残部８に高延伸配向層１２を有効に形成させるために好ましい。
【００４０】
ゲート周縁部１１の肉厚が０．３５ｍｍを下回る場合、薄肉化しすぎて底中央部の耐熱圧性が低下し、好ましくない。一方、ブロー成形した段階でのゲート周縁部の肉厚が１ｍｍを上回る部位が多くなると、ゲート残部及びゲート接続部に高延伸配向層を形成させることが困難となる。但し、ゲート周縁部の肉厚がごく限定された狭い部位において１ｍｍを越える場合には、特にゲート残部の一部を高延伸配向化することを妨げるものではない。
【００４１】
以上の様に、好ましい範囲の肉厚にあって、且つ高度に配向結晶化されたゲート接続部９及びゲート周縁部１１は耐熱圧強度と耐衝撃強度に特に優れている。従って、上記の厚肉のゲート残部とゲート接続部及びゲート周縁部とを備えた底中央谷部からなる本発明のペタロイド底部は優れた耐熱圧強度と優れた耐衝撃性とを同時に併せて有することができる。
【００４２】
［容器の肉厚、結晶化度］
本発明の容器では、口頸部１及びその近傍部、及び底中心ゲート残部８及びその近傍を除く容器の肉厚が０．１５ｍｍ乃至ｌ．１ｍｍ、好ましくは０．２ｍｍ乃至０．９ｍｍの範囲にある。
【００４３】
口頸部１及びその近傍部、及びゲート残部８を除く容器の延伸配向に伴う結晶化度が２０％、好ましくは２５％以上である。
【００４４】
底部４がゲート残部８を除いて、実質的に白化がない状態にて熱固定されており、かつ胴径Ｄ0 の５０％の直径の内側にある底ゲート残部８を含む底中央谷部の結晶化度が２５〜５５％であることが好ましい。
【００４５】
［７０℃の降伏荷重］
ペタロイド型底部の谷部、特に底中央谷部では、胴部に比べて比較的に大きな変形力が作用する。従って、この底中央谷部の耐熱圧強度が容器の底部の耐熱圧性を決めることになる。
【００４６】
底中央谷部の耐熱圧強度は７０℃における降伏荷重値にて示すことができる。７０℃における降伏荷重値は、図６の様に、ゲート残部を含めた底中央谷部から、標準試験片１５を作成し、その標準試験片を７０℃の温度で引っ張り試験を行ったときの図７に示される降伏荷重値を幅１ｃｍ当たりに換算した値として求めることができる。この７０℃における降伏荷重値は容器底部の肉厚を加味したものであり、最も大きな変形力が作用するゲート残部を含む底中央部の７０℃における降伏荷重値を求めることにより、容器底部の耐熱圧性を評価することができる。
【００４７】
本発明では、谷部を構成する部位の７０℃における降伏荷重を２５ｋｇｆ／ｃｍ以上、好ましくは３０ｋｇｆ／ｃｍ以上とすることによって、熱殺菌処理後に自立可能な耐熱耐圧性に優れたぺタロイド底部を有する容器となることが判った。
【００４８】
本発明の容器において、底中心ゲート残部を含めて肉厚が０．３５ｍｍ以上の高延伸配向層を有しており、且つ熱固定していない状態の底谷部では７０℃における降伏荷重が通常２５〜３０ｋｇｆ／ｃｍ程度となり、好ましい耐熱圧性を有することができる。その際、底中央谷部の肉厚が０．３５ｍｍを下回る部位が存在すると、その底谷部は７０℃における降伏荷重が通常２５ｋｇｆ／ｃｍを下回る場合が多くなり、耐熱圧性が低下することになる。
【００４９】
上記の本発明容器の底中央を熱固定した場合には、底中心ゲート残部を含めて底谷部は熱結晶化され、その部位の７０℃における降伏荷重値が３５〜５０ｋｇｆ／ｃｍ程度となり、極めて高い耐熱圧強度を有することができる。
【００５０】
一方、底中央谷部が比較的に厚肉の低延伸配向層のみから成っているペタロイド底部を有する従来容器では、７０℃における降伏荷重値が１０〜２０ｋｇｆ／ｃｍ程度となり、耐熱圧性は低くなる。特に、その従来容器の厚肉の低延伸配向層が５０００ｐｐｍ程度の水分を含んだ場合、７０℃における降伏荷重値は１０ｋｇｆ／ｃｍを下回ることになり、耐熱圧性は極端に低下する。
【００５１】
［底部形状］
本発明では容器底部を比較的高延伸状態にて薄肉化する。このため、従来の底部が厚肉の自立容器に比べて、底部の重量が比較的に小さくなり、重心の位置が容器の上部に移動する。従って、空の容器では転倒角が小さくなり、転倒し易くなる。耐転倒性を改良するために、本発明容器では足の本数を増加させる或いは接地部径及び幅を比較的大きく取ることが必要となる。その場合、足部の成形性が問題となる。すなわち、元々底部を薄肉化している上に、耐転倒性の向上のため、足先端部を広げようとすると、底足部の先端すなわち接地部の外方近傍の肉厚が極端に薄くなり、過延伸状態にて白化する問題が生じる。
【００５２】
本発明では容器の底形状を工夫することにより、上記問題点を解決し、足先端部の肉厚が０．１５ｍｍ以上、好ましくは０．２ｍｍ以上であり、且つ足先端部にて実質的に過延伸による白化のない容器を得ることができた。
【００５３】
［谷部形状］
図８に示される具体例において、底谷部６はゲート残部８を含む底中央部に位置する曲率半径Ｒ1 なる概略球面と胴部に連なる曲率半径Ｒ2 なる概略球面とにて構成される。
【００５４】
底中央部５を含む球面の曲率半径Ｒ1 を適切な大きさとし、且つその球面の垂線が足先端部１６と谷面間の最短距離となる様にすることにより、足先端部１６と谷部６との間の距離を比較的に小さくすることができる。その結果、底足先端部のブロー成形性が向上し、足先端部の肉厚を比較的厚くすること及び過延伸による足先端部の白化を防止することが可能となる。
【００５５】
具体的には、底中央部を構成する概略球面の曲率半径Ｒ1 と胴部半径Ｒ0 との比率Ｒ1 ／Ｒ0 を１．２乃至２とすることが好ましく、その球面の範囲を示す直径Ｄ1 と胴径Ｄ0 との比率Ｄ1 ／Ｄ0 を０．５５乃至０．７５とすることが好ましい。Ｒ1 ／Ｒ0 が２を越えると、谷部の耐熱圧性能が低下して、内容物を充填し、熱殺菌処理を行った後の容器の自立性を確保することが難しくなる。Ｒ1 ／Ｒ0 が１．２を下回ると、足先端部と谷部との距離が大きくなりすぎて、足先端部の好ましい肉厚を確保することが難しくなる。
【００５６】
図９に示される具体例では、底谷部６がゲート残部８を含む比較的小さな曲率半径Ｒ1 を有する概略球面Ａと、概略球面Ａと接し概略球面Ａの延長仮想面よりも外面側に位置する円錐台状または概略球面状の面Ｂと、面Ｂより胴部に接続される概略球面状または円錐状の面Ｃより構成されている。この際、底谷周辺部を構成する面Ｂまたは面Ｃが足先端部１６からの最短距離部となるようにすることが好ましい。
【００５７】
本例では、最も大きな変形力の作用する底ゲート残部８を含む底中央谷部６を比較的小さな曲率半径の球面Ａとすることで好ましい耐熱圧強度を付与する。一方、底中央に比較して比較的に小さな変形力の作用する谷面Ｂ及びＣを外側に大きく膨らませることにより、足先端部１６と谷面問の距離を短くすることができる。それにより、底足先端部１６のブロー成形性が向上でき、その結果、足先端部１６の肉厚を比較的厚くすること及び過延伸による白化を防止することが可能となる。具体的には、底中央部を構成する概略球面Ａの曲率半径Ｒ1 と胴部半径Ｒ0 との比率Ｒ1 ／Ｒ0 を０．９乃至１．４とすることが好ましく、その球面の範囲を示す直径Ｄ1 が胴径Ｄ0 の０．１８倍乃至０．５倍とすることが好ましい。概略球面Ａと接続し外側に延びる面Ｂは概略球面Ａと接する円錐面または円錐面に近い大きな曲率半径を有する概略球面で構成されることが好ましく、その面Ｂの最外径Ｄ2 が胴径Ｄ0 の０．３倍乃至０．８５倍であることが好ましい。
【００５８】
さらに、最も大きな変形力が作用する底中央部５及びその近傍の谷幅を比較的に広く取ることにより、耐熱耐圧性を確保することが好ましい。具体的には、胴径Ｄ0 の８０％の直径内に含まれる谷部の表面積Ｓと谷部のみにより構成される仮想の概略球面の表面積Ｓ0 との比Ｓ／Ｓ0 を０．２乃至０．５、特に０．３乃至０．４とすることが好ましい。Ｓ／Ｓ0 が０．２を下回ると、底中央部及びその近傍の谷部の面積が小さく限定され過ぎるため、底中央部の変形が大きくなり、容器の自立性を確保することが難しくなる。一方、Ｓ／Ｓ0 が０．５を越えると、ブロー成形時に足部に利用できる部位が限定され過ぎるため、好ましい足先端部の肉厚の確保が難しくなる。
【００５９】
［足部開き角度］
本発明では、図１０に示すとおり、足部７間を横切りながら足部先端部１６を指向し且つ谷部６に垂直な面において谷部を挟む足部開き角θを６５゜乃至９０゜の範囲とすることが好ましい。足部開き角度θが６５゜を下回った容器では、比較的厳しい熱殺菌処理を施した場合、熱殺菌処理後の足部開き角度θが大きく拡大し、それに伴って谷部の変形量も大きくなる傾向にある。足部開き角θを予め大きくした場合、球面の一部からなる谷部を足部が引っ張り上げるように作用する力の作用方向を球面の方向に近づけると見なすことができ、そのため、球面状谷部に垂直に働く力成分、すなわち谷部を変形させる力成分が減じることになる。その結果、足部開き角θを大きくすることにより、谷部の変形を減じることができ、耐熱耐圧性能が向上する。さらに、足部開き角度θを比較的に大きくすることにより、足部の成形性に対しても有利な方向に作用する。すなわち、足部開き角度θを大きくすると、相対的に足部の表面積が減少し、足部での延伸量を比較的低く抑えることができるからである。一方、足部開き角度θを大きくし過ぎると足先端接地部の幅が細くなることになる。この足先端接地部が細くなりすぎると、特に充填前の空容器にて転倒しやすくなる傾向にあり、好ましくない。従って、足部開き角度θは９０゜以下とすることが好ましい。
【００６０】
［足高さ、足本数］
初期の足高さを２乃至８ｍｍ、好ましくは３乃至６ｍｍとする。足高さが２ｍｍを下回ると、内容物充填、熱殺菌後の底中央谷部の変形後の足高さが極く小さくなるか、またはマイナスすなわち底中央部が足部よりも下方に出っ張った状態となり、容器の自立性を保持することが難しくなる。一方、足高さが８ｍｍを越えると、足先端部と谷部との距離が大きくなり過ぎて、好ましい足先端部厚みを確保することが難しくなる。足の本数は６本乃至４本が好ましい。
【００６１】
［耐熱性容器の他の実施形態］
上述した耐熱耐圧用容器以外にも、本発明容器は８０〜９３℃程度の高温の内容物を熱充填する耐熱性容器として用いることができる。その耐熱性容器では、口頸部、肩部、円筒状或いは角筒状の胴部及び底部より成り立っており、胴部には減圧吸収用の凹状のパネル及び底中央部には底中心ゲート残部を含む内方へ凹んだ窪み部が設けられる。この際、高温での熱収縮による変形を防止するための耐熱性を確保するために、底中心ゲート部を含む底部、胴部、肩部及び口頸部のいずれもが熱固定されていることが好ましく、それら容器各部位の結晶化度が２５〜５５％であることが好ましい。特に、上記の熱固定を施された底部は薄肉化に伴って著しい軽量化が達成できると共に、薄肉化にもかかわらず優れた耐熱強度を有することができる。また、比較的に小径の底ゲート残部の低延伸配向部を除く底部の高延伸配向部は熱固定の際も透明状を保持しており、美観上に優れる。
【００６２】
［樹脂］
本発明において、プラスチック材料としては、延伸ブロー成形及び熱結晶化可能なプラスチック材料であれば、任意のものを使用し得るが、熱可塑性ポリエステル、特にエチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルが有利に使用される。勿論、ポリカーボネートやアリレート樹脂等を用いることもできる。
【００６３】
本発明に用いるエチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルは、エステル反復単位の大部分、一般に７０モル％以上、特に８０モル％以上をエチレンテレフタレート単位を占めるものであり、ガラス転移点（Ｔｇ）が５０乃至９０℃、特に５５乃至８０℃で、融点（Ｔｍ）が２００乃至２７５℃、特に２２０乃至２７０℃にある熱可塑性ポリエステルが好適である。
【００６４】
ホモポリエチレンテレフタレートが耐熱圧性の点で好適であるが、エチレンテレフタレート単位以外のエステル単位の少量を含む共重合ポリエステルも使用し得る。
【００６５】
テレフタル酸以外の二塩基酸としては、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸；シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸；コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、ドデカンジオン酸等の脂肪族ジカルボン酸；の１種又は２種以上の組合せが挙げられ、エチレングリコール以外のジオール成分としては、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、１，６−ヘキシレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物等の１種又は２種以上が挙げられる。
【００６６】
また、エチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルにガラス転移点の比較的高い例えばポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート或いはポリアリレート等を５％〜２５％程度をブレンドした複合材を用いることができ、それにより比較的高温時の材料強度を高めることができる。さらに、ポリエチレンテレフタレートと上記のガラス転移点の比較的高い材料とを積層化して用いることができる。
【００６７】
用いるエチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルは、少なくともフィルムを形成するに足る分子量を有するべきであり、用途に応じて、射出グレード或いは押出グレードのものが使用される。その固有粘度（Ｉ．Ｖ．）は一般的に０．６乃至１．４ｄＬ／ｇ、特に０．６３乃至１．３ｄＬ／ｇの範囲にあるものが望ましい。
【００６８】
［容器の製造法］
本発明の耐熱性延伸樹脂容器は、延伸温度に加熱されたプリフォームを金型内でプリフォーム内部に挿入された延伸棒とプリフォーム外部のプレス棒とでプリフォームの底中心部を挟み込み、次に延伸棒を駆動しながら同時にプリフォーム内部に高圧気体を吹き込んで延伸樹脂容器を製造するに際し、前記プリフォームとして、底中心部にゲート部を有するプリフォームを使用し、且つ延伸加工が終了する直前までの間上記底中心部の温度低下を４０℃以内に保持して底中心部をも高延伸することにより製造される。
【００６９】
容器の製造に際し、先ず有底筒状のプリフォームを成形し、必要によりこのプリフォームの口頸部を加熱して、局部的に球晶化部を設ける。
【００７０】
本発明の容器の製造に用いるプリフォームは、図１１で２０に示すような形状を有しており、このプリフォーム２０は、首部２１、胴部２２及び閉塞底部２３から成っており、首部２１には、ネジ等の蓋締結機構及び容器保持のためのサポートリング等が設けられており、首部２１は熱結晶化すなわち球晶化されている。この球晶化された首部２１は、図１の容器口頸部１となるものである。また、閉塞底部２３の中心には、ゲート残部２４が存在している。
【００７１】
プラスチック材料のプリフォーム２０への成形には、射出成形を用いることができる。即ち、プラスチックを冷却された射出型中に溶融射出して、過冷却された非晶質のプラスチックプリフォームに成形する。
【００７２】
射出機としては、射出プランジャーまたはスクリューを備えたそれ自体公知のものが使用され、ノズル、スプルー、ゲートを通して前記ポリエステルを射出型中に射出する。これにより、ポリエステル等は射出型キャビティ内に流入し、固化されて延伸ブロー成形用のプリフォームとなる。
【００７３】
射出型としては、容器形状に対応するキャビティを有するものが使用されるが、ワンゲート型或いはマルチゲート型の射出型を用いるのがよい。射出温度は２７０乃至３１０℃、圧力は２８乃至１１０ｋｇｆ／ｃｍ2 程度が好ましい。
【００７４】
プリフォーム２０の首部２１の球晶化は、これらの部分をそれ自体公知の手段で選択的に加熱することにより行うことができる。ポリエステル等の熱結晶化は、固有の結晶化温度で顕著に生じるので、一般にプリフォームの対応する部分を、結晶化温度に加熱すればよい。加熱は、赤外線加熱或いは誘電加熱等により行うことができ、一般に延伸すべき胴部を熱源から断熱材により遮断して、選択的加熱を行うのがよい。
【００７５】
上記の球晶化は、プリフォーム２０の延伸温度への予備加熱と同時に行っても或いは別個に行ってもよい。
【００７６】
本発明では、プリフォーム２０の閉塞底部２３の中心を熱結晶化することなく、二軸延伸ブロー成形に使用する。この閉塞底部２３の中心には、射出成形の際形成されるゲート部２４が存在する。本発明では、このゲート部２４を、更に切断する等の仕上げ工程に付することなく、そのまま残留させた状態で、容器の底部中心に高延伸配向層１２（図２乃至５参照）を形成させるために利用する。
【００７７】
このゲート部の寸法を説明するための図１２において、ゲート部２４は、長さｈと付け根径ｄとを有していて、一般に先細りのテーパ状（テーパ角α）となっている。ｈは３ｍｍ以下、特に０．１乃至１ｍｍの範囲にあるのがよく、ｄは２乃至６ｍｍ、αは０．５乃至６度の範囲にあるのが適当である。
【００７８】
プリフォーム２０の延伸温度は、一般に８５乃至１３５℃、特に９０乃至１３０℃の温度が適当であり、その加熱は、赤外線加熱、熱風加熱炉、誘電加熱等のそれ自体公知の手段により行うことができる。また、口部球晶化は、プリフォーム底部及び口部を、他の部分と熱的に絶縁した状態で、一般に１４０乃至２２０℃、特に１６０乃至２１０℃の温度に加熱することにより行うことができる。プリフォーム口部の結晶化度は２５％以上であるのがよい。
【００７９】
尚、プリフォームからの延伸ブロー成形には、成形されるプリフォーム成形品に与えられた熱、即ち余熱を利用して、プリフォーム成形に続いて延伸ブロー成形を行う方法も使用できるが、一般には、一旦過冷却状態のプリフォーム成形品を製造し、このプリフォームを前述した延伸温度に加熱して延伸ブロー成形を行う方法が好ましい。
【００８０】
本発明の容器では、口頚部を除く容器全体を高延伸状態にて薄肉化することが特徴であり、特に底中心部（ゲート残部をも含めて）を含む底部全体を比較的に高延伸状態にブロー成形することが重要である。
【００８１】
特に、本発明では、ブロー成形の際に底中心ゲート残部８（図１）及びゲート接続部９（図１）の周囲に広がるゲート周縁部１１（図１）を適正な肉厚にて高延伸配向状態とすることが重要である。それにより、底中心ゲート残部８（図１）は厚肉であるにもかかわらず高延伸配向部１２（図２乃至５）をその一部に連続した層状に形成させることができる。
【００８２】
この際、ゲート周縁部１１（図１）の適正な肉厚とは高延伸配向状態を保持できる最大の肉厚以下であって、且つ極端に薄肉化しない程度の肉厚以上の範囲にあることが好ましい。この場合、ゲート周縁部の肉厚が厚すぎると、ゲート残部に高延伸配向層を形成することが難しくなり、一方、ゲート周縁部の肉厚が薄すぎると、ペタロイド底部の耐熱圧強度が低下する問題が生じる。具体的には、中央ゲート残部の周囲にゲート接続部を介して広がり、底中央足付け根部に至るまでの領域であるゲート周縁部１１（図１）の肉厚を０．３５乃至１ｍｍの範囲に、特に０．４５乃至０．８ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００８３】
二軸延伸ブロー成形において、上記のゲート周縁部１１（図１）を適正な肉厚にて高延伸配向状態とするには、プリフォームの底部からゲート周縁部に延伸ブロー成形する際の延伸倍率を適正化することが重要である。具体的には、そのゲート周縁部の延伸の際の面積延伸倍率を３．５倍乃至１２．５倍、特に５倍乃至１０倍とすることが好ましい。
【００８４】
ブロー成形にて、上記の好ましい底中心ゲート周縁部１１の延伸倍率を達成するには、まず最初にプリフォーム２０の形状及び肉厚分布、特に最終的にゲート周縁部となるプリフォーム底部の部位の肉厚を適正化する必要がある。次に、ブロー成形を行うブロー成形条件を適正化して、ゲート周縁部の所定の延伸倍率を得る。ブロー成形条件としては、プリフォームの加熱温度及び温度分布、延伸棒によりプリフォーム底部を突き上げる延伸速度、延伸棒の延伸の開始から高圧空気を成形体内吹き込むタイミング、高圧空気流量にて決まる延伸ブロー速度、さらに底部が実質的に延伸される際の成形体の温度レベル等を適正化することが重要である。
【００８５】
本発明者らは、検討の結果、ブロー成形にて底部が実質的に高延伸状態となるのは、成形体の底ゲート残部が金型の底部に到達した後のことであり、その底部の延伸成形は、ほぼブロー形状が決まるブロー成形終了の直前まで行われていることを突き止めた。その際、金型の底部に到達してブロー成形が終了する直前までの成形体の底中央部の温度を比較的に高く保持することにより、底部、特にゲート周縁部を適正な延伸倍率にて高延伸配向状態とすることができることを見いだした。その結果、ゲート残部に高延伸配向部を成形させることが可能となった。一方、金型の底部に到達した成形体の底中央部の温度が初期のプリフォーム加熱温度に比べて低すぎると、ゲート周縁部は比較的に低延伸配向状態にてとどまる。それに伴って、ゲート残部全体が低延伸配向状態或いは未延伸状態にて残ることになる。
【００８６】
具体的には、ブロー成形中に金型の底部に到達して、底部の延伸成形がほぼ終了する直前の時点までの成形体のゲート残部の温度をプリフォームの加熱温度の４０℃以内、特に３０℃以内とすることが好ましい。
【００８７】
［１段延伸ブロー成形］
１段ブロー成形による容器の製造を示す図１３及び図１４において、プリフォーム２０は、コア金型３１によりその首部を支持されており、閉じた割金型３２、３２内に保持される。コア金型の反対側には、成形品の底形状、即ちペタロイド底を規定する底金型３３も配置されている。プリフォーム２０内に延伸棒３４を挿入し、プリフォーム底部２３を突き上げることにより、延伸成形を行う。その延伸成形の途中の段階にてタイミングを見計らって、延伸棒３４を通して高圧気体を成形体内に吹き込むことにより、ブロー成形を行って金型に沿った形状の容器を得る。
【００８８】
図１３及び１４に示す実施例では、延伸棒３４と同軸に、底金型３３の側にプレス棒３５を配置して、引っ張り延伸に際して、プリフォームのゲート部２４が延伸棒３４とプレス棒３５とにより狭持され、プリフォームの底部のゲート部２４が形成される容器底５の中心に位置するように位置規制する。即ち、このプレス棒３５はプリフォームの引っ張り延伸の段階にて延伸棒３４とでプリフォームのゲート部２４を挟み込んで拘束し、さらにブロー成形の段階にて成形体の底ゲート残部を拘束する。このプレス棒の使用により、ゲート残部の心ずれを防止する効果を有する。
【００８９】
延伸加工が終了する直前までの間にて、プリフォーム底部の挟み込み部の温度低下を４０℃以内、より好ましくは３０℃以内とすることにより、２次成形品３６の底部３７を、その挟み込み部である底中心部を含めて底部全体にわたって、高延伸化することができる。
【００９０】
上記のブロー成形に際して、第１に底中心ゲート周縁部となるべき部位が十分に延伸され、且つ適正な肉厚を有するように延伸倍率を考慮してプリフォームの形状及び肉厚分布を決めることが重要である。この際、プリフォーム底中央のゲート部の高さは０．１乃至３ｍｍ、特に０．３乃至１ｍｍの範囲とすることが好ましい。第２に、ブロー成形時に成形体の底中央部近傍の温度低下を防止する手段を講じる。この場合、ブロー成形時にプリフォームから延伸棒及びプレス棒への熱伝導を減少させることが重要である。具体的には、延伸棒或いはプレス棒の先端を耐熱性プラスチック或いはセラミック等の断熱素材とすることが有効である。また、プレス棒の少なくとも先端部を加温することが有効である。なお、プレス棒を用いない場合には、成形体のゲート残部がブロー成形の際に最初に接触する金型底中央部の表面に断熱層を設けるか、または底型を加温しておくことが有効である。
【００９１】
ブロー成形を行うに当って、プリフォームの加熱温度及び温度分布を適正化する。プリフォームの加熱温度は、一般に８５乃至１３５℃、特に９０乃至１３０℃の温度が適当である。その際、プリフォームの底部と胴部の加熱温度の差を１０℃以内とすることが、ペタロイド底部を高延伸配向状態にする上で重要となる。この場合、プリフォームの底部と胴部の加熱温度差が１０℃を越えると温度の高い方の部位のみが延伸されすぎる傾向が生じるため、好ましくない。
【００９２】
上記の手段及び手法を用い、さらにブロー成形諸条件を適正化することにより、口頸部及びその近傍を除く底中心部を含めた容器全体に高延伸層を有した容器を成形することができる。
【００９３】
図１５に示すとおり、成形された容器の底中心ゲート周縁部１１は肉厚が０．３５乃至１ｍｍの範囲で、かつ配向に伴う結晶化度が２０％以上の範囲で高延伸配向状態となっており、それに伴って底中心ゲート残部８には高延伸配向層１２が形成されている。このゲート残部８の高延伸配向層１２は通常内面側に位置しており、ゲート接続部９及びその周囲のゲート周縁部１１と連続した層を成している。底中心ゲート残部８の肉厚はプリフォームの底中心ゲート部の高さにもよるが、通常１乃至３．５ｍｍの範囲にある。ゲート残部８の延伸配向に伴う結晶化度は、外面側の低延伸配向部１３から内面側の高延伸配向部１２に至るに連れて増大しており、外表面近傍の低延伸配向部では０〜１２％程度の結晶化度であるのに対し、内表面近傍の高延伸配向部では２０〜３５％程度の結晶化度となる。また、上記底ゲート残部８を含む底谷中央部では７０℃における降伏荷重が通常２５〜３５ｋｇｆ／ｃｍ程度となり、好ましい耐熱圧性を有することができる。
【００９４】
上記容器の底中央部を加熱して熱固定することにより、さらに耐熱圧強度を増大させることができる。その際、ゲート残部の低延伸配向層１３は白化して、結晶化度が２５％以上となる程度に熱結晶化することが好ましい。その容器底部の熱固定により、耐熱圧強度は著しく増大する。一方、白化したゲート残部の低延伸配向部１３は脆化するものの、高延伸配向層１２は十分な柔軟性を保持しているため、落下強度で示される耐衝撃性は極めて高いレベルを保っている。具体的な容器底部の熱固定手段としては、ブロー金型、特に底型の温度を樹脂の結晶化温度とすることにより、ブロー成形工程にて成形品の底部を加熱して、熱結晶化させる。
【００９５】
上記の１段ブロー成形手段により、８０〜９３℃程度の高温の内容物を熱充填する耐熱性容器を製造することができる。この場合、円筒状或いは角筒状の胴部及び底中心ゲート残部を含む内方へ凹んだ窪み部を有する底部からなる製品形状に沿った形状のブロー金型を用いてブロー成形が行われる。この耐熱性容器では、容器全体を熱固定することが重要であり、金型の肩部、胴部及び底部に対応する部位を樹脂の結晶化温度とすることにより、ブロー成形工程にて成形品の各部位を加熱して、熱結晶化させる。通常、ブロー金型の加熱温度は１２０℃〜１８０℃にて用いられる。熱固定に伴う胴部及びゲート残部を含む底部の結晶化度は２５％以上であることが好ましい。この場合、ブロー成形した成形品の底部は高延伸配向状態であり、かつゲート残部を除いては胴部並びに薄肉化されるため、熱固定に要する時間はほぼ胴部並にまで短縮できる。また、ゲート残部を構成する低延伸配向部を除いて、透明を保持した状態にて熱結晶化を行うことができる。
【００９６】
［２段ブロー成形法］
上記した様に、一度の二軸延伸ブロー成形にて本発明容器を作成することが可能である。しかし、複雑な形状のペタロイド底部を一度に高延伸配向状態にブロー成形する場合、特に足部先端が過延伸状態で、白化し易くなる傾向にあり、それを防止しようとすると、ブロー成形条件がかなり狭くなる。また、金型を用いた底部の熱固定では、比較的に時間を要し、ブロー成形時間が長くなる問題が生じる。
【００９７】
検討の結果、本発明容器の成形手段としては、１次ブロー成形にてプリフォームを中間成形品とし、その中間成形品を２次ブロー成形して最終製品を得る２段ブロー成形法が適することが判った。
【００９８】
２段ブロー成形法では、１次ブロー成形にてプリフォーム成形体より最終容器よりも底部及び底部に連なる胴部の一部が高さ方向或いは円周方向に大きな２次成形品を作成し、次に２次成形品の少なくとも底部及び底部に連なる胴部を加熱収縮させることにより、２次ブロー金型に収納できる大きさの３次成形品とし、最後に３次成形品を２次ブロー成形して最終容器とすることが好ましい。
【００９９】
上記の２段ブロー成形法を採用することにより、以下の効果が生じる。第１に、１次ブロー成形にて底部の形状を最適化することにより、底部を好ましい高延伸配向状態とすること、特にゲート周縁部の延伸倍率を適正化することが容易となる。その結果、２次成形品の底部のゲート残部は高延伸配向層を含む厚肉とし、且つその周囲のゲート周縁部は高延伸配向状態であって、好ましい肉厚を保持するように安定的にブロー成形することできる。第２に、２次成形品の底部及ぴ底部に連なる胴部の一部を加熱収縮させることにより、２次成形品の底中央部の熱固定を行い熱結晶化を進行させることができる。この熱固定工程は極めて短時間で効率よく行うことができる。第３に、２次ブロー成形では、高温状態の３次成形品の底部を延伸ブロー成形することにより、足部は過延伸状態とすることなく容易に成形可能となり、また足部を除く底部、特に底中央部は延伸度合いが小さく、ブロー成形による結晶化度の低下の程度はごく少ない。従って、好ましい性状の足部を有するとともに、最も耐熱圧強度が要求される底中央部において、配向結晶化と熱結晶化とが十分に行われた高い耐熱圧強度を有する容器とすることができる。
【０１００】
２段ブロー成形法では、部分熱結晶化及び延伸のための予備加熱を行ったプリフォーム２０を１次ブロー金型内にて二軸延伸ブロー成形して、最終容器よりも大きな寸法の底部３７を形成すると共に、プリフォームの球晶化した口頸部以外の部分を高延伸倍率に延伸した２次成形品３６とし（図１６及び図１７）；この２次成形品の底部及び底部に連なった胴部の少なくともその一部を加熱して、該底部及び一部胴部が収縮した３次成形品４４とし（図１９及び図２０）；次いでこの３次成形品を２次ブロー金型内にてブロー成形して、複数の谷部及び足部から成り且つ高延伸により薄肉化された底部を有する最終製品５０とする（図２２及び図２３）。
【０１０１】
この際、最終容器のペタロイド底部をゲート残部を除いて比較的高延伸配向状態にて薄肉化するには、１次ブロー成形した２次成形品の底部をゲート残部をも含めて比較的に高延伸配向させることが重要である。
【０１０２】
（１）１次ブロー成形
１次ブロー成形に用いられるプリフォーム２０は、２次成形品の各部位の延伸倍率を考慮して、形状及び肉厚分布を決める。この際、２次成形品の底中心ゲート残部の周囲に広がる最終容器のゲート周縁部に相当する部位が面積延伸倍率３．５倍乃至１２．５倍、特に好ましくは５倍乃至１０倍にて延伸されるようにプリフォームの底部のプロファイルを決めることが重要である。
【０１０３】
１次ブロー成形では、プリフォーム２０は延伸温度に加熱される。プリフォームの延伸温度は一般に８５乃至１３５℃、特に９０乃至１３０℃の温度が適当である。その際、プリフォームの底部と胴部の加熱温度差を１０℃以内とすることが好ましく、それにより底部及び胴部の双方の高延伸化が可能となる。
【０１０４】
プリフォーム胴部の加熱温度が底部の加熱温度よりも１０℃を越えて高い場合には、温度の比較的低い底部の延伸が不足する。また、底部の加熱温度が胴部の加熱温度よりも１０℃を越えて高い場合には、底部が局部的に延伸され過ぎて好ましくない。
【０１０５】
ブロー成形において、延伸温度に加熱されたプリフォーム２０は延伸棒３４とプレス棒３５とでプリフォーム底部のゲート部２４を挟み込みながら、延伸棒３４を上昇させることによりプリフォーム底部を延伸することが好ましい。その延伸の過程にて、高圧気体をプリフォーム内に送り込みブロー成形を行うことにより、２次成形品３６ａに成形される（図１６及び図１７）。その際、２次成形品の底部全体にて高延伸配向層が形成できるように、延伸棒によりプリフォーム底部を突き上げる延伸速度、高圧空気を成形体内に吹き込むタイミング、高圧空気の流量にて決まる延伸ブロー速度等のブロー成形条件を適正化することが重要である。
【０１０６】
また、発明者らはプレス棒先端に熱電対を取り付けて、ブロー成形時に底中心ゲート残部の温度変化を測定した結果、プレス棒が上死点に達した時点以降に５〜１５℃程度の温度上昇が見られることが判った。これは、底中央部が金型に到達してからゲート残部及びその近傍の比較的大きな延伸が行われるのであり、その延伸の際の発熱により温度上昇しているものと推測される。その際、プレス棒が上死点に至った時点での、プレス棒先端に対向する成形体のゲート残部の初期加熱温度からの温度低下を少なくすることにより、それ以降の延伸に伴う温度上昇量、すなわちゲート残部及びその近傍の延伸の程度を大きくできることが判明した。具体的には、延伸加工が終了する直前までの間でのプリフォーム底中心部の温度低下を４０℃以内、より好ましくは３０℃以内とすることにより、２次成形品の底中心ゲート残部及びその周縁部を高延伸配向状態にできることが判ったのである。
【０１０７】
ブロー成形中のプリフォーム底中心部の温度低下を低くするための手段として、延伸棒３４及びプレス棒３５からの過剰な熱伝導を防止することが有効である。具体的には、少なくとも延伸棒或いはプレス棒の先端部を断熱性能を有する耐熱性プラスチック材またはセラミック材とすることが好ましい。また、プレス棒或いは延伸棒を加温し、比較的高温に温度制御する手段も有効である。プレス棒及び延伸棒の加温は、通常プリフォームの延伸温度に対応して５０℃乃至１３０℃とすることが好ましい。その加温方式としては、電気ヒータ、高周波誘導加熱などによる電気的加熱方式、高温液体の循環による流体加熱方式、ヒートパイプなどの熱伝導方式等を採用することができる。
【０１０８】
２次成形品の底部の高延伸化を促進するために、底中央部が平坦状であり、底中央部と胴部とを比較的曲率半径の小さな円環状曲面で接続する底形状を採用することが有効である。また、底中央に内面側への凹部３８を設けることが有効である（図１７、図２４）。ブロー底金型３３の底中央の凹部３９は、ブロー成形の際に、底中央から周縁部の金型表面に到達する成形品のタイミングを遅らせる効果を有するため、底中央及びその周縁の延伸度合いを高めることができる。
【０１０９】
得られた２次成形品３６ａの底部３７は底ゲート残部８及びゲート接続部９を除き、結晶化度が２０％以上、より好ましくは２５％以上に比較的に高延伸状態に配向結晶化しており、且つ１ｍｍ以下、特に０．８ｍｍ以下の板厚に薄肉化されていることが好ましい（図１８）。通常、底ゲート残部８は内面側に位置する高延伸配向層１２と外面側に位置する低延伸配向層１３とから構成される。そのゲート残部の高延伸配向層１２では結晶化度の最大値が２０％以上、特に２５％以上となっていることが好ましい。また、ゲート残部の直径Ｄｇ は、胴径Ｄ0 の０．２５倍以下、特に０．２倍以下が好ましい。また、ゲート残部８に接するゲート接続部９は結晶化度が２０％以上、より好ましくは２５％以上に比較的に高延伸状態に配向結晶化しており、且つ１．３ｍｍ以下、より好ましくは１．１ｍｍ以下の板厚に薄肉化されていることが好ましい（図１８）。
【０１１０】
１次ブロー成形に用いる底金型３３の形状を示す図２４において、底金型における凹部３９の高さＨ1 は一般に１乃至８ｍｍ、径Ｄ4 は２次成形品の底部に連なる胴径の０．１５乃至０．６倍の範囲にあることが、底中心の高延伸配向を有効に行わせるために望ましい。
【０１１１】
本発明の目的に特に適した底金型の例を示す図２５において、この底金型３３は、外周から中心に向けて、底周辺曲率部４０に連なる外周側凸部４１、周状凹部４２、内周側凸部４３及び中央凹部４４から成っており、周状凹部４１は中央凹部４４よりも内方に突出した形状となっている。
【０１１２】
この１次ブロー底型を用いた１次ブロー成形において、延伸ブロー成形された成形体の底中心部が底中央凹部４４に到達した時点から、底中央部の急激な延伸が開始されるが、そのかなり早い段階にて、成形体の一部が内方に突出した周状凹部４２に接触し、接触部は冷却される。その次のブロー段階では、まだ底型に接触していない底中央部及び底周辺曲率部近傍が延伸ブロー成形される。この際、底中央部及び底周辺部の延伸ブロー成形は冷却した周状凹部４２を挟んで行われるため、その２つの部位が別々のごとくに延伸ブロー成形される。特に、底中央部では周状凹部４２の内側にて大きな延伸が行われることから、ゲート残部の延伸の程度が大きくなり、低延伸配向部の大きさが小さくなるとともに、周状凹部４２の内側の肉厚がより平均化される。
【０１１３】
ゲート残部を含めて底中心の高延伸を可能にするために、周状凹部４１の径Ｄ5 は２次成形品の底部に連なる胴径の０．５乃至０．９倍の範囲にあり、周状凹部４１と中央凹部４４との段差Ｈ2 は１乃至１０ｍｍの範囲にあり、周状凹部４４と外周側凸部４０との段差Ｈ3 は０乃至５ｍｍの範囲にあるのが好適である。
【０１１４】
（２）加熱収縮工程
本発明では、次いで行う加熱収縮工程で、２次成形品の底部及び底部に連なる胴部の一部は加熱され、高さ方向及び径方向に収縮し、最終製品形状である２次ブロー金型に収まる形状を有する３次成形品となる。
【０１１５】
この２次成形品の底部の加熱収縮は非接触加熱にて、拘束なしに加熱収縮させることが好ましい。図１９及び図２０に示す例では、２次成形品３６ａの移動する通路に沿って、２次成形品の底部及び胴部の一部に対向する赤外線放射体４５及び４６が備えられており、その赤外線放射体で囲まれた空間内を２次成形品３６ｂをコア金型３１により支持して、軸方向に自転させて加熱しながら移動させることにより、２次成形品の底部及び胴部の一部が、図２０に示すように加熱収縮して３次成形品３６ｂとなる。必要以外の胴部の収縮を防止するために、熱遮蔽板４７を設けることが推奨される。
【０１１６】
赤外線放射体４５、４６は、４００〜１０００℃程度に加熱された比較的放射効率に優れたものを使用するとよい。これにより、比較的高エネルギー密度の赤外線を２次成形品３６ａの所定の部位に照射することができ、例えば１０秒以下程度の短時間にて所定の温度とすることができる。
【０１１７】
３次成形品３６ｂの底４８の形状は２次ブロー金型の底谷部にできるだけ接近させることが好ましく、それにより、最終製品の足部の成形を容易にすることができる（図２０及び図２２参照）。
【０１１８】
３次成形品３６ｂの底形状を好ましい形状とするには、２次成形品３６ｂの底形状が重要であり、加熱収縮を行う２次成形品の高さを熱収縮を見込んで高くすることが好ましい。また、２次成形品３６ｂの底中心ゲート残部８は、底部の加熱の際に厚肉であるためにその周囲の薄肉部に比べて温度上昇が遅い。そのため、２次成形品の底形状を例えば半球状とすると、そのゲート残部の周囲の薄肉部が最初に円錐状に熱収縮して、厚肉のゲート残部８を外面側に突出させる形状となり、その様な中央が上凸状の形状では、２次ブロー底型の谷形状から大きく離れることになる。この際、図２４に示すように、２次成形品の底３７を全体として見て平坦状とし、さらに底中央に凹部３８を設けた形状を採用することが有効であり、図２１に示すように、底中央部に多少凹状であるが、概ね平坦状の底面３７を有し且つ肩部４８が２次ブロー金型の谷部に近接した形状の３次成形品３６ｂを得ることができる。
【０１１９】
２次成形品の高延伸配向された底部及びそれに連なる胴部の一部の加熱温度は１３０〜２００℃とすることが好ましく、得られた３次成形品は収縮すると共に熱固定され、熱結晶化が進行する。この際、３次成形品の底部ではゲート残部の低延伸配向層が白化するが、ゲート残部の高延伸配向層及びその周囲のゲート周縁部は白化することなく、実質的に透明状態を保持する。
【０１２０】
（３）２次ブロー成形
加熱状態の３次成形品３６ｂは２次ブロー金型内に導入され、２次ブロー成形されて最終製品となる（図２２及び図２３）。
【０１２１】
２次ブロー成形工程の詳細を示す図２２において、３次成形品３６ｂは、コア金型３１によりその首部を支持されており、閉じた割金型５１内に保持される。コア金型の反対側には、最終容器の底形状を規定する底金型５２も配置されている。３次成形品３６ｂ内に流体を吹き込んで、３次成形品を２次ブロー成形し、所定の谷部及び足部を備えた最終容器３６ｃの底形状に形成する。成形された容器５０は、それ自体公知の取り出し機構（図示せず）により、開いた２次ブロー金型５１から外部に取り出される。
【０１２２】
また、３次成形品では、熱処理による結晶化で、弾性率が増加しているので、高い流体圧を用いて行うのがよく、一般に１５乃至４５ｋｇ／ｃｍ2 の圧力を用いるのが好ましい。
【０１２３】
２次ブロー成形に際して、金型の温度は、５乃至１３５℃の温度に維持して、成形後直ちに冷却が行われるようにしてもよいし、或いは、最終成形品中に冷風等を流して冷却が行われるようにしてもよい。
【０１２４】
この様にして得られた最終製品の底部はゲート残部を含めて高耐熱圧強度と高耐衝撃強度を有する熱固定された高延伸配向層から構成されており、耐熱圧性能及び耐衝撃性能に優れる。（図２、図３）
この際、容器の底中心ゲート残部、ゲート接続部及びゲート周縁部の肉厚は１次ブロー成形された２次成形品の肉厚よりも熱固定時に熱収縮した分だけ厚肉となり、次の２次ブロー成形では底中央部位は殆ど延伸されないことから、多少厚肉となる。
【０１２５】
本発明の容器の底部のゲート残部は高延伸配向層と低延伸配向部とで構成される。２段ブロー成形法の場合、容器底部のゲート残部の構造は、１次ブロー成形された２次成形品のゲート残部の高延伸配向層と低延伸配向部とからなる構造により決まる。その２次ブロー成形品の底ゲート残部の構造は１次ブロー成形金型の底形状により決まる２次成形品の底形状、１次ブロー成形条件に由来する２次成形品の底部の延伸状態及び肉厚分布、並びにプリフォームのゲート部の大きさ及びプリフォームの射出条件に由来するゲート部の熱履歴等に影響される。
【０１２６】
１次ブロー金型の底形状が図２４に示されるように中央に凹部３９を有する平坦状である場合、前述した本発明の好ましい成形条件にて成形された典型的な本発明容器の底ゲート残部は図２に示す様に外面側の白化した低延伸配向部１３と内面側の透明な高延伸配向層１２とから構成される。そのゲート残部８の高延伸配向層１２は高延伸配向状態のゲート接続部９及びその外側のゲート周縁部１１に連結している。
【０１２７】
同じく図２４に示される１次ブロー底型を用いた場合においても、１次ブロー成形を行う際のプリフォームの加熱の程度を調整して、プリフォームの底部の内面側の加熱温度を若干低くした条件において、得られた２次成形品の底部のゲート残部は中央に位置する高延伸配向層を内面側及び外面側の低延伸配向部にて挟み込んだ構造と成り得る。この際、中間熱固定工程を経て最終的に得られた容器の底ゲート残部は図３に示す様に透明の高延伸配向層１２を内面側の白化した低延伸配向層１３と外面側の白化した低延伸配向層１３とで挟み込んだ構造となる。上記の１次ブロー工程におけるプリフォームの加熱は、通常プリフォームの外面側に設けられた赤外線放射体とプリフォーム内部に挿入された棒状の赤外線放射体とから照射される赤外線により主に行われるが、プリフォーム底部の内面側の加熱温度を下げるのは、プリフォーム内部に挿入された棒状の赤外線放射体とプリフォーム底部の距離を遠ざけることにより行うことができる。
【０１２８】
図５に示す底ゲート残部８を有する容器も、図２４で示される１次ブロー底型を用いて製造することができる。この場合、容器底部のゲート残部８の内面側中央に透明な高延伸配向部１２ｂが形成される理由については明かではないが、次のように推測される。すなわち、通常、プリフォームのゲート部では射出成形時の熱履歴により、ゲート部の外周部分はリング状にゲート部の内側部よりも熱結晶化の程度が大きくなる傾向にある。特に、そのリング状のゲート外周部の熱結晶化の程度が比較的に大きなプリフォームを用いて１次ブロー成形する場合、プリフォームのゲート部のリング状外周部はその内側部よりも延伸され難い状態となっている。ブロー成形時において、得られた成形品の底ゲート残部では特に延伸倍率の高い内面側が高延伸状態となり、それに応じてプリフォームのゲート部に対応するゲート残部の外面側も延伸されるが、延伸され難いリング状のゲート外周部は変形しながらも比較的に低延伸状態のまま残り、一方延伸し易いゲート内側部はリング状のゲート外周部に引っ張られて局部的に大きく延伸され、高延伸状となる。これにより、図５の様なゲート 残部の外面側にてリング状の低延伸配向部１３ｂとその内側の高延伸配向部１２ｂとが存在し、且つ内面側が高延伸配向層１２となっているゲート残部８が成形されるものと考えられる。
【０１２９】
一方、図２５に示される様なリング状の凹凸を設けた１次ブロー底型を使用した場合、前述した様にブロー成形時の成形品の底中央部はゲート残部を含めて比較的に延伸の程度が大きくでき、ゲート残部に形成される低延伸配向部の大きさを比較的に小さくできる。その結果、図４に示す様な比較的厚い高延伸配向層１２と外面側の限られた部位に薄く形成された低延伸配向部１３とから成るゲート残部８を有する容器を得ることができる。
【０１３０】
【発明の効果】
【０１３０】
【発明の効果】
本発明の容器では、底中心ゲート残部が、容器内面側の透明な高延伸配向層と容器外面側の白化した低延伸低配向層とから成り、高延伸配向層が厚肉で低延伸低配向層が薄肉に形成され、且つ底中心ゲート残部の高延伸配向層がゲート接続部及びそれよりも径外方向の高延伸配向底部に連なっているため、底全体が耐衝撃性にも、耐クリープ性にも強い構造となっており、内容物を熱間充填する用途に有用であり、更に容器の自立性や外観特性にも優れているという利点が得られる。
また、ゲート部を含めて底中心部が金型底部に達する時点での底中心部及びその近傍の温度低下を一定以下に小さくする手段により、底部が、ゲート残部をも含めて、高延伸配向状態に層状化されており、プリフォームのゲート部のトリミング（仕上げ）操作やまた底部中心を延伸ブローに先立って熱結晶化させる操作が不要であり、比較的少ない工程数で、生産性よく、しかも資源を有効に利用して製造される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の容器の一例を示す一部断面側面図である。
【図２】容器の底中心ゲート残部の透明な高延伸配向層の配置の一例を示す部分拡大断面図である。
【図３】容器の底中心ゲート残部の透明な高延伸配向層の配置の他の例を示す部分拡大断面図である。
【図４】容器の底中心ゲート残部の透明な高延伸配向層の配置の例を示す部分拡大断面図である。
【図５】容器の底中心ゲート残部の透明な高延伸配向層の配置の別の例を示す部分拡大断面図である。
【図６】７０℃における降伏荷重値の測定のための標準試験片の寸法を示す説明図である。
【図７】降伏荷重値の求め方を示す説明図である。
【図８】容器の底谷部の形状及び寸法を説明するための説明図である。
【図９】容器の底谷部の形状及び寸法の他の例を説明するための説明図である。
【図１０】容器の足部開き角θを説明するための説明図である。
【図１１】プリフォームの一例を示す側面図である。
【図１２】プリフォームのゲート部の形状及び寸法を示す説明図である。
【図１３】１段ブロー成形法による容器製造の実施例において、ブロー成形開始前の状態を示す断面図である。
【図１４】１段ブロー成形法による容器製造の実施例において、ブロー成形終了後の状態を示す断面図である。
【図１５】１段ブロー成形法で形成される容器底部の構造を示す拡大断面図である。
【図１６】２段ブロー成形法における１次ブロー成形工程の最初の段階を示す断面図である。
【図１７】２段ブロー成形法における１次ブロー成形工程の最後の段階を示す断面図である。
【図１８】２段ブロー成形法の１次ブロー成形で形成される２次成形品の底部の構造を示す拡大断面図である。
【図１９】２段ブロー成形法における３次成形品を得るための中間加熱工程の最初の段階を示す断面図である。
【図２０】２段ブロー成形法における３次成形品を得るための中間加熱工程の最後の段階を示す断面図である。
【図２１】３次成形品の底部の構造を示す拡大断面図である。
【図２２】２段ブロー成形法における２次ブロー成形工程を示す断面図である。
【図２３】２段ブロー成形法における最終製品を示す側面図である。
【図２４】２段ブロー成形法の１次ブロー成形に用いるブロー金型の構造の一例を示す断面図である。
【図２５】２段ブロー成形法の１次ブロー成形に用いるブロー金型の構造の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 口頸部
２ 肩部
３ 胴部
４ 底部
５ 底中央谷部
６ 谷部
７ 足部
８ ゲート残部
９ ゲート接続部
１０ 付け根部
１１ ゲート周縁部
１２ 高延伸配向層
１３ 低延伸低配向層
１５ 標準試験片
２０ プリフォーム
２１ 首部、
２２ 胴部２２
２３ 閉塞底部
３３ ブロー底金型
３４ 延伸棒
３５ プレス棒
３６ａ ２次成形品
３６ｂ ２次成形品
３７ 底部
３８ 内面側への凹部
３９ 底中央の凹部
４０ 底周辺曲率部
４１ 外周側凸部
４２ 周状凹部
４３ 内周側凸部
４４ 中央凹部
４５ 赤外線放射体４５及び４６
４７ 熱遮蔽板
４８ 底型
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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