プラスチックボトル用プリフォーム及びプラスチックボトル
【課題】本発明の目的は、軽量化を図りながら、必要な座屈強度を有するプラスチックボトル及びそれを成形可能なプラスチックボトル用プリフォームを提供することである。
【解決手段】本発明に係るプラスチックボトル用のプリフォーム１００は、ネックサポートリング１４が下端に設けられた口部１０と、ネックサポートリング１４の下に連接する筒状の胴部２０と、胴部２０の下に連接する底部３０とを備えるプラスチックボトル用のプリフォームにおいて、胴部２０及び底部３０を外周面Ｓ２側から薄肉化して、胴部２０及び底部３０の外周面Ｓ２に、胴部２０の上端２０ａから底部３０に至る縦リブ５０を複数本設けてなる。
【解決手段】本発明に係るプラスチックボトル用のプリフォーム１００は、ネックサポートリング１４が下端に設けられた口部１０と、ネックサポートリング１４の下に連接する筒状の胴部２０と、胴部２０の下に連接する底部３０とを備えるプラスチックボトル用のプリフォームにおいて、胴部２０及び底部３０を外周面Ｓ２側から薄肉化して、胴部２０及び底部３０の外周面Ｓ２に、胴部２０の上端２０ａから底部３０に至る縦リブ５０を複数本設けてなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量化を図りながら、必要な座屈強度を有するプラスチックボトル及びそれを成形可能なプラスチックボトル用プリフォームに関する。
【背景技術】
【０００２】
ペットボトルなどのプラスチックボトルは、通常、プリフォームと呼ばれる有底筒状の成形物をボトル状にブロー成形することで製造される。近年、プラスチックボトルは、資源及びコストの削減の観点から、軽量化が進められており、ボトルは薄肉化されて強度が低下する傾向にある。
【０００３】
そこで、プラスチックボトルの壁面に、補強を目的とした凹凸を形成することが行われている。例えば、プリフォームの軸方向の中間部分の外周面に、プリフォームの軸方向と平行に複数の突条リブを形成し、このプリフォームを二軸延伸ブロー成形することで、プラスチックボトルの胴部及び肩部の外周面に突条リブを形成する技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。また、プリフォームの底部及び胴部の内壁面及び外壁面に上下方向に沿う突条リブを設け、このプリフォームを二軸延伸ブロー成形して得られるプラスチックボトルの底壁及び胴部の壁面に縦リブを形成する技術が開示されている（例えば、特許文献２を参照。）。強度の向上を目的とするものではないが、プラスチックボトルの壁面に凹凸を形成する方法として、プリフォームの外周面又は内周面の少なくとも一方に凹凸模様を形成し、このプリフォームを二軸延伸ブロー成形することで、プラスチックボトルの内周面に凹凸模様を形成する技術が開示されている（例えば、特許文献３を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−０５２２３４号公報
【特許文献２】実開昭６２−１４４６１２号公報
【特許文献３】特開２０１０−１２６１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、プラスチックボトルは、例えば、飲料用の容器として使用される場合、数本〜数十本単位で段ボール箱に入れられて輸送・保管される。このとき段ボール箱は段積みされるため、プラスチックボトルには縦圧縮荷重がかかる。よって、プラスチックボトルには、縦圧縮荷重に対する座屈強度を有することが望まれる。特許文献１のように、胴部及び肩部の外周面だけに突条リブを形成したプラスチックボトルでは、内圧に対する強度は向上するものの底部の座屈強度が不足する。また、特許文献３に記載されたプラスチックボトルは、そもそも、凹凸模様による光学的な視覚効果の変化を利用して周壁を加飾することを目的とするものであるため、底部に凹凸が形成されておらず、底部の座屈強度を補強するものではない。また、二軸延伸ブロー成形において、プリフォームは、外周面側から再加熱される。このとき、特許文献２のように内壁面に突条リブを形成すると、突条リブに熱が伝わりにくく、成形性が劣るという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、軽量化を図りながら、必要な座屈強度を有するプラスチックボトル及び離型性が良好で、必要な座屈強度を有するプラスチックボトルを成形可能であるプラスチックボトル用プリフォームを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るプラスチックボトル用のプリフォームは、ネックサポートリングが下端に設けられた口部と、前記ネックサポートリングの下に連接する筒状の胴部と、該胴部の下に連接する底部とを備えるプラスチックボトル用のプリフォームにおいて、前記胴部及び前記底部を外周面側から薄肉化して、前記胴部及び前記底部の外周面に、前記胴部の上端から前記底部に至る縦リブを複数本設けたことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るプラスチックボトル用のプリフォームでは、前記縦リブ同士は、前記底部の中央部で交差することが好ましい。プラスチックボトルの底部における座屈強度を更に高めることができる。
【０００９】
本発明に係るプラスチックボトル用のプリフォームでは、前記縦リブは、前記プリフォームの周方向に沿って等間隔に３本以上８本以下配置されていることが好ましい。プラスチックボトルの軽量化を図りつつ、プラスチックボトルの座屈強度を更に高めることができる。
【００１０】
本発明に係るプラスチックボトル用プリフォームでは、前記縦リブは、水平方向の幅を、前記胴部の上端で最大とし下方に向けて次第に小さくするテーパー状であることが好ましい。プラスチックボトルの肩部及び胴部の上方を重点的に強化することができる。また、プリフォーム成形時の離型性を良好とすることができる。
【００１１】
本発明に係るプラスチックボトル用プリフォームでは、前記縦リブは、前記胴部の上端から下方に向けて同一の幅で形成された等幅部と該等幅部の下端に連続して形成され、下方に向けて次第に幅を小さくするテーパー部とを有することが好ましい。プラスチックボトルの肩部及び胴部の上方を重点的に強化することができる。また、プリフォーム成形時の離型性を良好とすることができる。
【００１２】
本発明に係るプラスチックボトルは、本発明に係るプラスチックボトル用プリフォームをブロー成形して作製されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、軽量化を図りながら、必要な座屈強度を有するプラスチックボトル及び離型性が良好で、必要な座屈強度を有するプラスチックボトルを成形可能であるプラスチックボトル用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】
【００１４】
【図１】本実施形態に係るプラスチックボトル用のプリフォームの一例を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図３のＣで示す部分の拡大断面図である。
【図５】図１のプリフォームをＤ方向から見た図である。
【図６】縦リブの第一の変形例を示す正面図である。
【図７】縦リブの第二の変形例を示す正面図である。
【図８】プリフォーム１００を射出成形するための金型９００の一例を示す断面図であり、（ａ）は金型が開いている状態、（ｂ）は射出成形時の状態を示す。
【図９】本実施形態に係るプラスチックボトル用プリフォームをブロー成形して得られたプラスチックボトルの一例を示す正面図である。
【図１０】図９のＥ−Ｅ断面図である。
【図１１】座屈強度評価における垂直方向の変位量と垂直荷重（圧縮荷重）との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明について実施形態を示して詳細に説明するが本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。本発明の効果を奏する限り、実施形態は種々の変形をしてもよい。
【００１６】
図１は、本実施形態に係るプラスチックボトル用のプリフォームの一例を示す正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ断面図である。本実施形態に係るプラスチックボトル用のプリフォーム１００は、ネックサポートリング１４が下端に設けられた口部１０と、ネックサポートリング１４の下に連接する筒状の胴部２０と、胴部２０の下に連接する底部３０とを備えるプラスチックボトル用のプリフォームにおいて、胴部２０及び底部３０を外周面Ｓ２側から薄肉化して、胴部２０及び底部３０の外周面Ｓ２に、胴部２０の上端２０ａから底部３０に至る縦リブ５０を複数本設けてなる。
【００１７】
プリフォーム１００は、プラスチックボトルを成形するのに適した形状に予め成形したプラスチック成形体である。プリフォーム１００は、図１に示すように、上方から順に、口部１０と、胴部２０と、底部３０とを備える。口部１０は、上端１０ａが開口した円筒状の周壁１１を有し、プラスチックボトルにおいて、内容物の充填口及び注ぎ口として機能する。周壁１１の外周面には、キャップ（不図示）と螺合する雄ねじ部１２と、雄ねじ部１２の下方に設けられたビードリング１３と、口部１０の下端に設けられたネックサポートリング１４とが、突出して形成されている。胴部２０は、図２に示すように、内部を中空とした筒状である。胴部２０の内周面Ｓ１の水平方向における断面形状は、例えば、図３に示すように円形である。なお、胴部２０の内周面Ｓ１の水平方向における断面形状は、円形に限定されず、例えば、四角形、五角形、六角形、八角形などの多角形にしてもよい。底部３０は、図１、図２に示すように、例えば、半球状である。なお、底部３０の形状は、半球状に限定されず、例えば、円錐状、角錐状、円柱状、角柱状にしてもよい。
【００１８】
胴部２０及び底部３０は、図３に示すように、周方向に沿って、薄肉部４０と縦リブ５０とを交互に有する。図３において、縦リブ５０の頂点５０ａ上を通過する外周面（以降、仮想の外周面という。）Ｓ０を点線で示すが、薄肉部４０は、その外周面Ｓ２を、仮想の外周面Ｓ０と比較して中心軸Ｏ側に位置させて薄肉化した部分である。外周面Ｓ２側から薄肉化することで、樹脂の使用量の更なる削減が可能となる。
【００１９】
薄肉部４０は、図１に示すように、胴部２０の上端２０ａから下方に所定の間隔をあけたストレート部２１には形成しないことが好ましい。ストレート部２１は、成形ラインにおいて、グリッパに把持される部分であるため、薄肉部４０を形成しないことで、グリッパの形状変更を必要とせず、従来のラインに適用できる。領域２１は、例えば、ネックサポートリング１４から下方に３．０〜７．０ｍｍまでの領域である。
【００２０】
縦リブ５０は、薄肉部４０同士の間を薄肉化せずに残すことで、図３に示すように、胴部２０及び底部３０の外周面Ｓ２に突出した状態で設けられる。縦リブ５０は、胴部２０の上端２０ａ、すなわち、ネックサポートリング１４の直下から設けられているため、プリフォーム１００を成形時に無理抜きする必要がなく、離型性が良好である。また、本実施形態に係るプリフォーム１００では、縦リブ５０を胴部２０の上端２０ａから底部３０に至る上下方向に伸ばして形成したため、得られるプラスチックボトルの座屈強度が高い。したがって、本実施形態に係るプリフォーム１００では、薄肉部４０の薄肉化する割合を大きくしても必要な座屈強度を発揮することができ、更なる軽量化が可能となる。また、縦リブ５０を外周面Ｓ２に設けることで、成形時に縦リブ５０への熱の伝達が良好となり、成形性を良好とすることができる。
【００２１】
本実施形態に係るプラスチックボトル用のプリフォーム１００では、縦リブ５０は、プリフォーム１００の周方向に沿って等間隔に３本以上８本以下配置されていることが好ましい。このように配置することで、プラスチックボトルの軽量化を図りつつ、プラスチックボトルの座屈強度を更に高めることができる。図１のプリフォーム１００は、図３に示すように、４本の縦リブ５０を９０°毎に配置した形態である。プリフォーム１００の周方向に沿って等間隔に配置する他の形態例（不図示）としては、縦リブ５０を１２０°毎に３本配置する形態、縦リブ５０を７２°毎に５本配置する形態、縦リブ５０を６０°毎に６本配置する形態、縦リブ５０を５１．４°毎に７本配置する形態、縦リブ５０を４５°毎に８本配置する形態である。本実施形態では、複数本の縦リブ５０は、座屈強度をバランスよく有するプラスチックボトルを成形できる点で、形状が互いに同一であることが好ましい。
【００２２】
仮想の外周面Ｓ０の周囲長さｗ０に対する縦リブ５０の幅の合計ｗ（ｗ１＋ｗ２＋ｗ３＋ｗ４＋・・）の割合（ｗ／ｗ０）は、１０〜６０％であることが好ましい。より好ましくは、２０〜５０％である。ここで、縦リブ５０の幅ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４・・は、仮想の外周面Ｓ０における縦リブ５０の一方の端ｅ１と他方の端ｅ２との最短距離である。ｗ／ｗ０が１０％未満では、プラスチックボトルにおいて縦リブによる補強効果が不足する場合がある。ｗ／ｗ０が６０％を超えると、軽量化が不十分である。本実施形態では、複数本の縦リブ５０の幅ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４・・は、全て同じであることが好ましい。
【００２３】
図４は、図３のＣで示す部分の拡大断面図である。縦リブ５０の高さｈ１は、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。より好ましくは０．２ｍｍ以上である。ここで、縦リブ５０の高さｈ１は、仮想の外周面Ｓ０と胴部２０の外周面Ｓ２との距離であり、薄肉部４０の薄肉化した厚さを示す。縦リブ５０の高さｈ１が０．１ｍｍ未満では、プラスチックボトルの軽量化が不十分である。また、縦リブ５０の高さｈ１は、縦リブ５０の頂点５０ａにおける肉厚をｔｍｍとしたとき、ｔ／１０ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、ｔ／１２ｍｍ以下である。縦リブ５０の高さｈ１がｔ／１０ｍｍを超えると、プラスチックボトルの強度が低下する場合がある。また、縦リブ５０と薄肉部４０との段差が大きすぎて、均一に加熱することが難しく、成形性が劣る場合がある。
【００２４】
図５は、図１のプリフォームをＤ方向から見た図である。本実施形態に係るプラスチックボトル用のプリフォーム１００では、縦リブ５０同士は、底部３０の中央部３０ａで交差することが好ましい。縦リブ５０同士が、底部３０の中央部３０ａで交差することで、プラスチックボトルの底部における座屈強度を更に高めることができる。
【００２５】
プリフォーム１００を軽量化した一例を次に示す。胴部２０及び底部３０において肉厚が均一であり、図３の点線で示す仮想の外周面Ｓ０を有する従来のプリフォーム（５００ｍｌ用）では、質量が２０．１６ｇであるのに対して、胴部２０及び底部３０の外周面Ｓ２側から薄肉化して、高さｈ１を０．２ｍｍ、幅ｗ１を５．０ｍｍとした縦リブ５０を、胴部２０及び底部３０において図３の実線で示すように、９０°ごとに４本形成した本実施形態に係るプリフォーム（５００ｍｌ用）では、質量が１９．３２ｇとなり、約４．２％軽量化することができる。
【００２６】
図１では、縦リブ５０を水平方向の幅ｗ１を上下方向で一定とし、等幅・直線状の帯形状としたが、本実施形態は、これに限定されない。次に、縦リブの変形例を示す。図６は、縦リブの第一の変形例を示す正面図である。本実施形態に係るプラスチックボトル用プリフォーム１０１では、図６に示すように、縦リブ５１は、水平方向の幅ｗ１を、胴部２０の上端２０ａで最大とし、下方に向けて次第に小さくするテーパー状であることが好ましい。この形態では、プラスチックボトルの肩部及び胴部の上方を重点的に強化することができる。
【００２７】
図７は、縦リブの第二の変形例を示す正面図である。本実施形態に係るプラスチックボトル用プリフォーム１０２では、縦リブ５２は、胴部２０の上端２０ａから下方に向けて同一の幅で形成された等幅部５２ａと等幅部５２ａの下端に連続して形成され、下方に向けて次第に幅を小さくするテーパー部５２ｂとを有することが好ましい。より好ましくは、テーパー部５２ｂの下端から下方に向けて同一の幅で形成された幅狭等幅部５２ｃを更に有する。この形態では、プラスチックボトルの肩部及び胴部の上方を重点的に強化することができる。
【００２８】
図１、図６及び図７に示す本実施形態に係るプリフォーム１００，１０１，１０２は、いずれも成形時に無理抜きする必要が無く、離型性が良好である。
【００２９】
次に、プリフォーム１００，１０１，１０２の成形方法について説明する。プリフォーム１００，１０１，１０２は、熱可塑性樹脂を主原料として、射出成形法、ＰＣＭ成形法（Ｐｒｅｆｏｒｍ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ）などの成形法で、成形される。プリフォーム１００，１０１，１０２の主原料となる熱可塑性樹脂は、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シクロオレフィンコポリマー樹脂、アイオノマー樹脂、ポリ‐４‐メチルペンテン‐１樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリスチレン樹脂、エチレン‐ビニルアルコール樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、４弗化エチレン樹脂、アクリロニトリル‐スチレン樹脂、アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン樹脂である。この中で、ＰＥＴがより好ましい。
【００３０】
ここでは、図８を用いて、成形法が射出成形法である場合について、プリフォーム１００を例にとって説明する。図８は、プリフォーム１００を射出成形するための金型９００の一例を示す断面図であり、（ａ）は金型が開いている状態、（ｂ）は射出成形時の状態を示す。プリフォーム１００を射出成形するための金型９００は、図８(ａ)に示すように、プリフォーム１００の内側面を成形するコア金型９１０と、プリフォーム１００の口部１０の外側面を成形する口部形成用金型９２０と、プリフォーム１００の胴部２０及び底部３０の外側面を成形するキャビティ金型９３０とを備える。
【００３１】
コア金型９１０は、円柱状で、先端部９１０ａを半円球状としたコア部９１１を有する。口部形成用金型９２０は、口部１０の外側面の形状に対応した凹部９２１を有する。キャビティ金型９３０は、胴部２０及び底部３０の外側面の形状に対応した凹部９３１と樹脂を充填するためのゲート９３２とを有する。キャビティ金型９３０内には、薄肉部４０の形状に対応した突部（不図示）を設ける。
【００３２】
コア金型９１０と、口部形成用金型９２０と、キャビティ金型９３０とを型締め後、図２（ｂ）に示すように、ゲート９３２から、プリフォーム１００の形状を有するキャビティ９４０内に、溶融状態の熱可塑性樹脂を含有する材料を射出してプリフォーム１００を成形する。プリフォーム１００が所定の温度まで冷却したところで、金型９００を開いて、プリフォーム１００を取り出す。
【００３３】
図９は、本実施形態に係るプラスチックボトル用プリフォームをブロー成形して得られたプラスチックボトルの一例を示す正面図である。本実施形態に係るプラスチックボトル２００は、本実施形態に係るプラスチックボトル用プリフォーム１００をブロー成形して作製される。ブロー成形は、例えば、二軸延伸ブロー成形である。
【００３４】
プラスチックボトル２００は、図９に示すように、上方から順に、口部２１０と、肩部２２０と、胴部２３０と、底部２６０とを備える。ブロー成形において、プリフォーム１００，１０１，１０２の口部１０は、未延伸のまま、変形せずに、プラスチックボトル２００の口部２１０となる。すなわち、プラスチックボトル２００の口部２１０は、その形状及び寸法を、本実施形態に係るプリフォーム１００，１０１，１０２の口部１０と同じくする。よって、ここでは、共通する点については説明を省略する。プリフォーム１００，１０１，１０２の胴部２０は、プラスチックボトル２００の肩部２２０及び胴部２３０となる。肩部２２０は、円錐台筒形状を有し、口部２１０と胴部２３０とをつなげる部分である。なお、図９に示した肩部２２０は、曲面で形成しているが、複数の面から形成されていてもよい。胴部２３０は、例えば、内部を中空とした筒状を有し、主として、使用者が把持する部分である。なお、図９に示した胴部２３０は、外形を円柱状としているが、角柱状であってもよい。プリフォーム１００，１０１，１０２の底部３０は、プラスチックボトル２００の底部２６０となる。底部２６０は、ボトルの底面となる部分である。なお、本実施形態は、プラスチックボトル２００の形状は、図８に示した形状に限定されない。
【００３５】
図１０は、図９のＥ−Ｅ断面図である。図１に示す本実施形態に係るプリフォーム１００をブロー成形すると、プリフォーム１００の胴部２０及び底部３０は、薄肉部４０と縦リブ５０との厚さの相関関係を維持しながら延伸され、ブロー成形金型のキャビティ面に押し付けられる。その結果、プリフォーム１００の胴部２０及び底部３０の外周面Ｓ２に突出した状態で設けられた縦リブ１は、図９に示すように、プラスチックボトル２００の肩部２２０、胴部２３０及び底部２６０の内周面Ｓ３に突出した状態で設けられた縦リブ２５０となり、縦リブ２５０同士の間は薄肉部２４０となる。ブロー成形において、縦リブ２５０の高さＨ１は、０．０３ｍｍ以上となるように延伸することが好ましい。より好ましくは、０．０５ｍｍ以上である。また、プラスチックボトルは、例えば、５００ｍｌ容積のペットボトルでは、胴部の肉厚は、一般的に０．２５〜０．５０ｍｍであるのに対して、本実施形態に係るプラスチックボトル２００では、薄肉部２４０の厚さＴを、例えば、０．１０〜０．２０ｍｍとすることができる。このように、本実施形態に係るプラスチックボトル２００では、縦リブ２５０が支柱として働くため、肩部２２０、胴部２３０及び底部２６０を薄肉化しながら、必要な座屈強度を有する。
【実施例】
【００３６】
次に、本発明の実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【００３７】
（実施例１）
図１に示した形状を有するＰＥＴからなるプリフォーム（樹脂量１９．３ｇ）を用意した。縦リブ５０を設けた領域は、ネックサポートリング１４の直下から下方に６４．０ｍｍの領域であり、縦リブ５０同士を、底部３０の中央部３０ａで交差させた。縦リブの頂点５０ａにおける肉厚ｔは、３．１５ｍｍ、縦リブ５０の高さｈ１は０．２ｍｍ、幅ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４はいずれも５．０ｍｍとした。仮想の外周面Ｓ０の周囲長さｗ０は、７０．６ｍｍであり、ｗ／ｗ０は２８．３％であった。このプリフォームをブロー成形して、図９に示した形状を有する高さ２０５ｍｍ、胴部の外径６６ｍｍ及び容量５００ｍｌのプラスチックボトルを得た。得られたプラスチックボトルは、縦リブの平均高さＨ１が０．０５ｍｍであり、薄肉部の平均厚さＴが０．２０ｍｍであった。
【００３８】
（比較例１）
縦リブ５０を設けず、胴部及び底部の肉厚をそれぞれ均一とした以外は、実施例１で用意したプリフォームと同一の形状及び材質を有するプリフォーム（樹脂量１９．３ｇ）を用意した。胴部及び底部の肉厚は、３．１５ｍｍで均一とした。このプリフォームをブロー成形して、図９に示した外形を有する高さ２０５ｍｍ、胴部の外径６６ｍｍ及び容量５００ｍｌのプラスチックボトルを得た。得られたプラスチックボトルは、全体の平均肉厚が０．２１ｍｍであった。
【００３９】
（比較例２）
縦リブ５０を胴部２０だけに形成した以外は、実施例１で用意したプリフォームと同一の形状及び材質を有するプリフォーム（樹脂量１９．３ｇ）を用意した。縦リブ５０を設けた領域は、ネックサポートリング１４の直下から下方に５３．５ｍｍの領域である。このプリフォームをブロー成形して、図９に示した外形を有する高さ２０５ｍｍ、胴部の外径６６ｍｍ及び容量５００ｍｌのプラスチックボトルを得た。得られたプラスチックボトルでは、縦リブは底面から４０ｍｍの位置を下端とし、底面から１２０ｍｍの位置を上端とする長さ８０ｍｍであった。さらに、縦リブの平均高さＨ１が０．０５ｍｍであり、薄肉部の平均厚さＴが０．２０ｍｍであった。
【００４０】
（座屈強度）
実施例及び比較例のプラスチックボトルについて、座屈強度を測定した。座屈強度の測定は、プラスチックボトルに水（２３℃）を５００ｍｌ充填してキャップをして密封した。キャップの天面側から垂直荷重を５０ｍｍ／分の速度で負荷した。そして、プラスチックボトルが座屈した時の荷重を座屈強度とした。図１１に垂直方向の変位量と垂直荷重（圧縮荷重）との関係を示した。図１１において、圧縮荷重の最高値が座屈強度である。
【００４１】
実施例１、比較例１及び比較例２のプラスチックボトルは、いずれも樹脂量をほぼ同じくするが、図１１に示すように、座屈強度が、実施例１では１７０．９Ｎ（変位量１．５４ｍｍ）であり、比較例１では、１２４．７Ｎ（変位量１．０８ｍｍ）であり、比較例２では、１１２．３Ｎ（変位量１．２４ｍｍ）であった。実施例１は、座屈強度を、比較例１よりも１．４倍、比較例２よりも１．５倍高いことが確認できた。比較例２は、縦リブを形成しているが、胴部だけに形成したため、座屈強度は、縦リブを形成していない比較例１よりも若干劣り、縦リブによる補強効果が発揮されていないことを確認した。このことから、縦リブを胴部だけでなく底部まで伸ばすことで、縦リブによる補強効果が得られ、座屈強度を向上できることが確認できた。以上より、本発明に係るプリフォームをブロー成形して得たプラスチックボトルは、高い座屈強度を有するため、プラスチックボトルに必要な座屈強度を保持しつつ、薄肉部を薄肉化する割合を大きくすることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 口部
１０ａ 口部の上端
１１ 周壁
１２ 雄ねじ部
１３ ビードリング
１４ ネックサポートリング
２０ 胴部
２０ａ 胴部の上端
２１ ストレート部
３０ 底部
３０ａ 底部の中央部
４０ 薄肉部
５０，５１，５２ 縦リブ
５２ａ 等幅部
５２ｂ テーパー部
５２ｃ 幅狭等幅部
５０ａ 縦リブの頂点
１００，１０１，１０２ プリフォーム
２００ プラスチックボトル
２１０ 口部
２２０ 肩部
２３０ 胴部
２４０ 薄肉部
２５０ 縦リブ
２６０ 底部
９００ 金型
９１０ コア金型
９１０ａ 先端部
９１１ コア部
９２０ 口部形成用金型
９２１ 凹部
９３０ キャビティ金型
９３１ 凹部
９３２ ゲート
Ｏ 中心軸
Ｓ０ 仮想の外周面
Ｓ１ 内周面
Ｓ２ 外周面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量化を図りながら、必要な座屈強度を有するプラスチックボトル及びそれを成形可能なプラスチックボトル用プリフォームに関する。
【背景技術】
【０００２】
ペットボトルなどのプラスチックボトルは、通常、プリフォームと呼ばれる有底筒状の成形物をボトル状にブロー成形することで製造される。近年、プラスチックボトルは、資源及びコストの削減の観点から、軽量化が進められており、ボトルは薄肉化されて強度が低下する傾向にある。
【０００３】
そこで、プラスチックボトルの壁面に、補強を目的とした凹凸を形成することが行われている。例えば、プリフォームの軸方向の中間部分の外周面に、プリフォームの軸方向と平行に複数の突条リブを形成し、このプリフォームを二軸延伸ブロー成形することで、プラスチックボトルの胴部及び肩部の外周面に突条リブを形成する技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。また、プリフォームの底部及び胴部の内壁面及び外壁面に上下方向に沿う突条リブを設け、このプリフォームを二軸延伸ブロー成形して得られるプラスチックボトルの底壁及び胴部の壁面に縦リブを形成する技術が開示されている（例えば、特許文献２を参照。）。強度の向上を目的とするものではないが、プラスチックボトルの壁面に凹凸を形成する方法として、プリフォームの外周面又は内周面の少なくとも一方に凹凸模様を形成し、このプリフォームを二軸延伸ブロー成形することで、プラスチックボトルの内周面に凹凸模様を形成する技術が開示されている（例えば、特許文献３を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−０５２２３４号公報
【特許文献２】実開昭６２−１４４６１２号公報
【特許文献３】特開２０１０−１２６１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、プラスチックボトルは、例えば、飲料用の容器として使用される場合、数本〜数十本単位で段ボール箱に入れられて輸送・保管される。このとき段ボール箱は段積みされるため、プラスチックボトルには縦圧縮荷重がかかる。よって、プラスチックボトルには、縦圧縮荷重に対する座屈強度を有することが望まれる。特許文献１のように、胴部及び肩部の外周面だけに突条リブを形成したプラスチックボトルでは、内圧に対する強度は向上するものの底部の座屈強度が不足する。また、特許文献３に記載されたプラスチックボトルは、そもそも、凹凸模様による光学的な視覚効果の変化を利用して周壁を加飾することを目的とするものであるため、底部に凹凸が形成されておらず、底部の座屈強度を補強するものではない。また、二軸延伸ブロー成形において、プリフォームは、外周面側から再加熱される。このとき、特許文献２のように内壁面に突条リブを形成すると、突条リブに熱が伝わりにくく、成形性が劣るという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、軽量化を図りながら、必要な座屈強度を有するプラスチックボトル及び離型性が良好で、必要な座屈強度を有するプラスチックボトルを成形可能であるプラスチックボトル用プリフォームを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るプラスチックボトル用のプリフォームは、ネックサポートリングが下端に設けられた口部と、前記ネックサポートリングの下に連接する筒状の胴部と、該胴部の下に連接する底部とを備えるプラスチックボトル用のプリフォームにおいて、前記胴部及び前記底部を外周面側から薄肉化して、前記胴部及び前記底部の外周面に、前記胴部の上端から前記底部に至る縦リブを複数本設けたことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るプラスチックボトル用のプリフォームでは、前記縦リブ同士は、前記底部の中央部で交差することが好ましい。プラスチックボトルの底部における座屈強度を更に高めることができる。
【０００９】
本発明に係るプラスチックボトル用のプリフォームでは、前記縦リブは、前記プリフォームの周方向に沿って等間隔に３本以上８本以下配置されていることが好ましい。プラスチックボトルの軽量化を図りつつ、プラスチックボトルの座屈強度を更に高めることができる。
【００１０】
本発明に係るプラスチックボトル用プリフォームでは、前記縦リブは、水平方向の幅を、前記胴部の上端で最大とし下方に向けて次第に小さくするテーパー状であることが好ましい。プラスチックボトルの肩部及び胴部の上方を重点的に強化することができる。また、プリフォーム成形時の離型性を良好とすることができる。
【００１１】
本発明に係るプラスチックボトル用プリフォームでは、前記縦リブは、前記胴部の上端から下方に向けて同一の幅で形成された等幅部と該等幅部の下端に連続して形成され、下方に向けて次第に幅を小さくするテーパー部とを有することが好ましい。プラスチックボトルの肩部及び胴部の上方を重点的に強化することができる。また、プリフォーム成形時の離型性を良好とすることができる。
【００１２】
本発明に係るプラスチックボトルは、本発明に係るプラスチックボトル用プリフォームをブロー成形して作製されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、軽量化を図りながら、必要な座屈強度を有するプラスチックボトル及び離型性が良好で、必要な座屈強度を有するプラスチックボトルを成形可能であるプラスチックボトル用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】
【００１４】
【図１】本実施形態に係るプラスチックボトル用のプリフォームの一例を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図３のＣで示す部分の拡大断面図である。
【図５】図１のプリフォームをＤ方向から見た図である。
【図６】縦リブの第一の変形例を示す正面図である。
【図７】縦リブの第二の変形例を示す正面図である。
【図８】プリフォーム１００を射出成形するための金型９００の一例を示す断面図であり、（ａ）は金型が開いている状態、（ｂ）は射出成形時の状態を示す。
【図９】本実施形態に係るプラスチックボトル用プリフォームをブロー成形して得られたプラスチックボトルの一例を示す正面図である。
【図１０】図９のＥ−Ｅ断面図である。
【図１１】座屈強度評価における垂直方向の変位量と垂直荷重（圧縮荷重）との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明について実施形態を示して詳細に説明するが本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。本発明の効果を奏する限り、実施形態は種々の変形をしてもよい。
【００１６】
図１は、本実施形態に係るプラスチックボトル用のプリフォームの一例を示す正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ断面図である。本実施形態に係るプラスチックボトル用のプリフォーム１００は、ネックサポートリング１４が下端に設けられた口部１０と、ネックサポートリング１４の下に連接する筒状の胴部２０と、胴部２０の下に連接する底部３０とを備えるプラスチックボトル用のプリフォームにおいて、胴部２０及び底部３０を外周面Ｓ２側から薄肉化して、胴部２０及び底部３０の外周面Ｓ２に、胴部２０の上端２０ａから底部３０に至る縦リブ５０を複数本設けてなる。
【００１７】
プリフォーム１００は、プラスチックボトルを成形するのに適した形状に予め成形したプラスチック成形体である。プリフォーム１００は、図１に示すように、上方から順に、口部１０と、胴部２０と、底部３０とを備える。口部１０は、上端１０ａが開口した円筒状の周壁１１を有し、プラスチックボトルにおいて、内容物の充填口及び注ぎ口として機能する。周壁１１の外周面には、キャップ（不図示）と螺合する雄ねじ部１２と、雄ねじ部１２の下方に設けられたビードリング１３と、口部１０の下端に設けられたネックサポートリング１４とが、突出して形成されている。胴部２０は、図２に示すように、内部を中空とした筒状である。胴部２０の内周面Ｓ１の水平方向における断面形状は、例えば、図３に示すように円形である。なお、胴部２０の内周面Ｓ１の水平方向における断面形状は、円形に限定されず、例えば、四角形、五角形、六角形、八角形などの多角形にしてもよい。底部３０は、図１、図２に示すように、例えば、半球状である。なお、底部３０の形状は、半球状に限定されず、例えば、円錐状、角錐状、円柱状、角柱状にしてもよい。
【００１８】
胴部２０及び底部３０は、図３に示すように、周方向に沿って、薄肉部４０と縦リブ５０とを交互に有する。図３において、縦リブ５０の頂点５０ａ上を通過する外周面（以降、仮想の外周面という。）Ｓ０を点線で示すが、薄肉部４０は、その外周面Ｓ２を、仮想の外周面Ｓ０と比較して中心軸Ｏ側に位置させて薄肉化した部分である。外周面Ｓ２側から薄肉化することで、樹脂の使用量の更なる削減が可能となる。
【００１９】
薄肉部４０は、図１に示すように、胴部２０の上端２０ａから下方に所定の間隔をあけたストレート部２１には形成しないことが好ましい。ストレート部２１は、成形ラインにおいて、グリッパに把持される部分であるため、薄肉部４０を形成しないことで、グリッパの形状変更を必要とせず、従来のラインに適用できる。領域２１は、例えば、ネックサポートリング１４から下方に３．０〜７．０ｍｍまでの領域である。
【００２０】
縦リブ５０は、薄肉部４０同士の間を薄肉化せずに残すことで、図３に示すように、胴部２０及び底部３０の外周面Ｓ２に突出した状態で設けられる。縦リブ５０は、胴部２０の上端２０ａ、すなわち、ネックサポートリング１４の直下から設けられているため、プリフォーム１００を成形時に無理抜きする必要がなく、離型性が良好である。また、本実施形態に係るプリフォーム１００では、縦リブ５０を胴部２０の上端２０ａから底部３０に至る上下方向に伸ばして形成したため、得られるプラスチックボトルの座屈強度が高い。したがって、本実施形態に係るプリフォーム１００では、薄肉部４０の薄肉化する割合を大きくしても必要な座屈強度を発揮することができ、更なる軽量化が可能となる。また、縦リブ５０を外周面Ｓ２に設けることで、成形時に縦リブ５０への熱の伝達が良好となり、成形性を良好とすることができる。
【００２１】
本実施形態に係るプラスチックボトル用のプリフォーム１００では、縦リブ５０は、プリフォーム１００の周方向に沿って等間隔に３本以上８本以下配置されていることが好ましい。このように配置することで、プラスチックボトルの軽量化を図りつつ、プラスチックボトルの座屈強度を更に高めることができる。図１のプリフォーム１００は、図３に示すように、４本の縦リブ５０を９０°毎に配置した形態である。プリフォーム１００の周方向に沿って等間隔に配置する他の形態例（不図示）としては、縦リブ５０を１２０°毎に３本配置する形態、縦リブ５０を７２°毎に５本配置する形態、縦リブ５０を６０°毎に６本配置する形態、縦リブ５０を５１．４°毎に７本配置する形態、縦リブ５０を４５°毎に８本配置する形態である。本実施形態では、複数本の縦リブ５０は、座屈強度をバランスよく有するプラスチックボトルを成形できる点で、形状が互いに同一であることが好ましい。
【００２２】
仮想の外周面Ｓ０の周囲長さｗ０に対する縦リブ５０の幅の合計ｗ（ｗ１＋ｗ２＋ｗ３＋ｗ４＋・・）の割合（ｗ／ｗ０）は、１０〜６０％であることが好ましい。より好ましくは、２０〜５０％である。ここで、縦リブ５０の幅ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４・・は、仮想の外周面Ｓ０における縦リブ５０の一方の端ｅ１と他方の端ｅ２との最短距離である。ｗ／ｗ０が１０％未満では、プラスチックボトルにおいて縦リブによる補強効果が不足する場合がある。ｗ／ｗ０が６０％を超えると、軽量化が不十分である。本実施形態では、複数本の縦リブ５０の幅ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４・・は、全て同じであることが好ましい。
【００２３】
図４は、図３のＣで示す部分の拡大断面図である。縦リブ５０の高さｈ１は、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。より好ましくは０．２ｍｍ以上である。ここで、縦リブ５０の高さｈ１は、仮想の外周面Ｓ０と胴部２０の外周面Ｓ２との距離であり、薄肉部４０の薄肉化した厚さを示す。縦リブ５０の高さｈ１が０．１ｍｍ未満では、プラスチックボトルの軽量化が不十分である。また、縦リブ５０の高さｈ１は、縦リブ５０の頂点５０ａにおける肉厚をｔｍｍとしたとき、ｔ／１０ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、ｔ／１２ｍｍ以下である。縦リブ５０の高さｈ１がｔ／１０ｍｍを超えると、プラスチックボトルの強度が低下する場合がある。また、縦リブ５０と薄肉部４０との段差が大きすぎて、均一に加熱することが難しく、成形性が劣る場合がある。
【００２４】
図５は、図１のプリフォームをＤ方向から見た図である。本実施形態に係るプラスチックボトル用のプリフォーム１００では、縦リブ５０同士は、底部３０の中央部３０ａで交差することが好ましい。縦リブ５０同士が、底部３０の中央部３０ａで交差することで、プラスチックボトルの底部における座屈強度を更に高めることができる。
【００２５】
プリフォーム１００を軽量化した一例を次に示す。胴部２０及び底部３０において肉厚が均一であり、図３の点線で示す仮想の外周面Ｓ０を有する従来のプリフォーム（５００ｍｌ用）では、質量が２０．１６ｇであるのに対して、胴部２０及び底部３０の外周面Ｓ２側から薄肉化して、高さｈ１を０．２ｍｍ、幅ｗ１を５．０ｍｍとした縦リブ５０を、胴部２０及び底部３０において図３の実線で示すように、９０°ごとに４本形成した本実施形態に係るプリフォーム（５００ｍｌ用）では、質量が１９．３２ｇとなり、約４．２％軽量化することができる。
【００２６】
図１では、縦リブ５０を水平方向の幅ｗ１を上下方向で一定とし、等幅・直線状の帯形状としたが、本実施形態は、これに限定されない。次に、縦リブの変形例を示す。図６は、縦リブの第一の変形例を示す正面図である。本実施形態に係るプラスチックボトル用プリフォーム１０１では、図６に示すように、縦リブ５１は、水平方向の幅ｗ１を、胴部２０の上端２０ａで最大とし、下方に向けて次第に小さくするテーパー状であることが好ましい。この形態では、プラスチックボトルの肩部及び胴部の上方を重点的に強化することができる。
【００２７】
図７は、縦リブの第二の変形例を示す正面図である。本実施形態に係るプラスチックボトル用プリフォーム１０２では、縦リブ５２は、胴部２０の上端２０ａから下方に向けて同一の幅で形成された等幅部５２ａと等幅部５２ａの下端に連続して形成され、下方に向けて次第に幅を小さくするテーパー部５２ｂとを有することが好ましい。より好ましくは、テーパー部５２ｂの下端から下方に向けて同一の幅で形成された幅狭等幅部５２ｃを更に有する。この形態では、プラスチックボトルの肩部及び胴部の上方を重点的に強化することができる。
【００２８】
図１、図６及び図７に示す本実施形態に係るプリフォーム１００，１０１，１０２は、いずれも成形時に無理抜きする必要が無く、離型性が良好である。
【００２９】
次に、プリフォーム１００，１０１，１０２の成形方法について説明する。プリフォーム１００，１０１，１０２は、熱可塑性樹脂を主原料として、射出成形法、ＰＣＭ成形法（Ｐｒｅｆｏｒｍ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ）などの成形法で、成形される。プリフォーム１００，１０１，１０２の主原料となる熱可塑性樹脂は、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シクロオレフィンコポリマー樹脂、アイオノマー樹脂、ポリ‐４‐メチルペンテン‐１樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリスチレン樹脂、エチレン‐ビニルアルコール樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、４弗化エチレン樹脂、アクリロニトリル‐スチレン樹脂、アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン樹脂である。この中で、ＰＥＴがより好ましい。
【００３０】
ここでは、図８を用いて、成形法が射出成形法である場合について、プリフォーム１００を例にとって説明する。図８は、プリフォーム１００を射出成形するための金型９００の一例を示す断面図であり、（ａ）は金型が開いている状態、（ｂ）は射出成形時の状態を示す。プリフォーム１００を射出成形するための金型９００は、図８(ａ)に示すように、プリフォーム１００の内側面を成形するコア金型９１０と、プリフォーム１００の口部１０の外側面を成形する口部形成用金型９２０と、プリフォーム１００の胴部２０及び底部３０の外側面を成形するキャビティ金型９３０とを備える。
【００３１】
コア金型９１０は、円柱状で、先端部９１０ａを半円球状としたコア部９１１を有する。口部形成用金型９２０は、口部１０の外側面の形状に対応した凹部９２１を有する。キャビティ金型９３０は、胴部２０及び底部３０の外側面の形状に対応した凹部９３１と樹脂を充填するためのゲート９３２とを有する。キャビティ金型９３０内には、薄肉部４０の形状に対応した突部（不図示）を設ける。
【００３２】
コア金型９１０と、口部形成用金型９２０と、キャビティ金型９３０とを型締め後、図２（ｂ）に示すように、ゲート９３２から、プリフォーム１００の形状を有するキャビティ９４０内に、溶融状態の熱可塑性樹脂を含有する材料を射出してプリフォーム１００を成形する。プリフォーム１００が所定の温度まで冷却したところで、金型９００を開いて、プリフォーム１００を取り出す。
【００３３】
図９は、本実施形態に係るプラスチックボトル用プリフォームをブロー成形して得られたプラスチックボトルの一例を示す正面図である。本実施形態に係るプラスチックボトル２００は、本実施形態に係るプラスチックボトル用プリフォーム１００をブロー成形して作製される。ブロー成形は、例えば、二軸延伸ブロー成形である。
【００３４】
プラスチックボトル２００は、図９に示すように、上方から順に、口部２１０と、肩部２２０と、胴部２３０と、底部２６０とを備える。ブロー成形において、プリフォーム１００，１０１，１０２の口部１０は、未延伸のまま、変形せずに、プラスチックボトル２００の口部２１０となる。すなわち、プラスチックボトル２００の口部２１０は、その形状及び寸法を、本実施形態に係るプリフォーム１００，１０１，１０２の口部１０と同じくする。よって、ここでは、共通する点については説明を省略する。プリフォーム１００，１０１，１０２の胴部２０は、プラスチックボトル２００の肩部２２０及び胴部２３０となる。肩部２２０は、円錐台筒形状を有し、口部２１０と胴部２３０とをつなげる部分である。なお、図９に示した肩部２２０は、曲面で形成しているが、複数の面から形成されていてもよい。胴部２３０は、例えば、内部を中空とした筒状を有し、主として、使用者が把持する部分である。なお、図９に示した胴部２３０は、外形を円柱状としているが、角柱状であってもよい。プリフォーム１００，１０１，１０２の底部３０は、プラスチックボトル２００の底部２６０となる。底部２６０は、ボトルの底面となる部分である。なお、本実施形態は、プラスチックボトル２００の形状は、図８に示した形状に限定されない。
【００３５】
図１０は、図９のＥ−Ｅ断面図である。図１に示す本実施形態に係るプリフォーム１００をブロー成形すると、プリフォーム１００の胴部２０及び底部３０は、薄肉部４０と縦リブ５０との厚さの相関関係を維持しながら延伸され、ブロー成形金型のキャビティ面に押し付けられる。その結果、プリフォーム１００の胴部２０及び底部３０の外周面Ｓ２に突出した状態で設けられた縦リブ１は、図９に示すように、プラスチックボトル２００の肩部２２０、胴部２３０及び底部２６０の内周面Ｓ３に突出した状態で設けられた縦リブ２５０となり、縦リブ２５０同士の間は薄肉部２４０となる。ブロー成形において、縦リブ２５０の高さＨ１は、０．０３ｍｍ以上となるように延伸することが好ましい。より好ましくは、０．０５ｍｍ以上である。また、プラスチックボトルは、例えば、５００ｍｌ容積のペットボトルでは、胴部の肉厚は、一般的に０．２５〜０．５０ｍｍであるのに対して、本実施形態に係るプラスチックボトル２００では、薄肉部２４０の厚さＴを、例えば、０．１０〜０．２０ｍｍとすることができる。このように、本実施形態に係るプラスチックボトル２００では、縦リブ２５０が支柱として働くため、肩部２２０、胴部２３０及び底部２６０を薄肉化しながら、必要な座屈強度を有する。
【実施例】
【００３６】
次に、本発明の実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【００３７】
（実施例１）
図１に示した形状を有するＰＥＴからなるプリフォーム（樹脂量１９．３ｇ）を用意した。縦リブ５０を設けた領域は、ネックサポートリング１４の直下から下方に６４．０ｍｍの領域であり、縦リブ５０同士を、底部３０の中央部３０ａで交差させた。縦リブの頂点５０ａにおける肉厚ｔは、３．１５ｍｍ、縦リブ５０の高さｈ１は０．２ｍｍ、幅ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４はいずれも５．０ｍｍとした。仮想の外周面Ｓ０の周囲長さｗ０は、７０．６ｍｍであり、ｗ／ｗ０は２８．３％であった。このプリフォームをブロー成形して、図９に示した形状を有する高さ２０５ｍｍ、胴部の外径６６ｍｍ及び容量５００ｍｌのプラスチックボトルを得た。得られたプラスチックボトルは、縦リブの平均高さＨ１が０．０５ｍｍであり、薄肉部の平均厚さＴが０．２０ｍｍであった。
【００３８】
（比較例１）
縦リブ５０を設けず、胴部及び底部の肉厚をそれぞれ均一とした以外は、実施例１で用意したプリフォームと同一の形状及び材質を有するプリフォーム（樹脂量１９．３ｇ）を用意した。胴部及び底部の肉厚は、３．１５ｍｍで均一とした。このプリフォームをブロー成形して、図９に示した外形を有する高さ２０５ｍｍ、胴部の外径６６ｍｍ及び容量５００ｍｌのプラスチックボトルを得た。得られたプラスチックボトルは、全体の平均肉厚が０．２１ｍｍであった。
【００３９】
（比較例２）
縦リブ５０を胴部２０だけに形成した以外は、実施例１で用意したプリフォームと同一の形状及び材質を有するプリフォーム（樹脂量１９．３ｇ）を用意した。縦リブ５０を設けた領域は、ネックサポートリング１４の直下から下方に５３．５ｍｍの領域である。このプリフォームをブロー成形して、図９に示した外形を有する高さ２０５ｍｍ、胴部の外径６６ｍｍ及び容量５００ｍｌのプラスチックボトルを得た。得られたプラスチックボトルでは、縦リブは底面から４０ｍｍの位置を下端とし、底面から１２０ｍｍの位置を上端とする長さ８０ｍｍであった。さらに、縦リブの平均高さＨ１が０．０５ｍｍであり、薄肉部の平均厚さＴが０．２０ｍｍであった。
【００４０】
（座屈強度）
実施例及び比較例のプラスチックボトルについて、座屈強度を測定した。座屈強度の測定は、プラスチックボトルに水（２３℃）を５００ｍｌ充填してキャップをして密封した。キャップの天面側から垂直荷重を５０ｍｍ／分の速度で負荷した。そして、プラスチックボトルが座屈した時の荷重を座屈強度とした。図１１に垂直方向の変位量と垂直荷重（圧縮荷重）との関係を示した。図１１において、圧縮荷重の最高値が座屈強度である。
【００４１】
実施例１、比較例１及び比較例２のプラスチックボトルは、いずれも樹脂量をほぼ同じくするが、図１１に示すように、座屈強度が、実施例１では１７０．９Ｎ（変位量１．５４ｍｍ）であり、比較例１では、１２４．７Ｎ（変位量１．０８ｍｍ）であり、比較例２では、１１２．３Ｎ（変位量１．２４ｍｍ）であった。実施例１は、座屈強度を、比較例１よりも１．４倍、比較例２よりも１．５倍高いことが確認できた。比較例２は、縦リブを形成しているが、胴部だけに形成したため、座屈強度は、縦リブを形成していない比較例１よりも若干劣り、縦リブによる補強効果が発揮されていないことを確認した。このことから、縦リブを胴部だけでなく底部まで伸ばすことで、縦リブによる補強効果が得られ、座屈強度を向上できることが確認できた。以上より、本発明に係るプリフォームをブロー成形して得たプラスチックボトルは、高い座屈強度を有するため、プラスチックボトルに必要な座屈強度を保持しつつ、薄肉部を薄肉化する割合を大きくすることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 口部
１０ａ 口部の上端
１１ 周壁
１２ 雄ねじ部
１３ ビードリング
１４ ネックサポートリング
２０ 胴部
２０ａ 胴部の上端
２１ ストレート部
３０ 底部
３０ａ 底部の中央部
４０ 薄肉部
５０，５１，５２ 縦リブ
５２ａ 等幅部
５２ｂ テーパー部
５２ｃ 幅狭等幅部
５０ａ 縦リブの頂点
１００，１０１，１０２ プリフォーム
２００ プラスチックボトル
２１０ 口部
２２０ 肩部
２３０ 胴部
２４０ 薄肉部
２５０ 縦リブ
２６０ 底部
９００ 金型
９１０ コア金型
９１０ａ 先端部
９１１ コア部
９２０ 口部形成用金型
９２１ 凹部
９３０ キャビティ金型
９３１ 凹部
９３２ ゲート
Ｏ 中心軸
Ｓ０ 仮想の外周面
Ｓ１ 内周面
Ｓ２ 外周面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネックサポートリングが下端に設けられた口部と、前記ネックサポートリングの下に連接する筒状の胴部と、該胴部の下に連接する底部とを備えるプラスチックボトル用のプリフォームにおいて、
前記胴部及び前記底部を外周面側から薄肉化して、前記胴部及び前記底部の外周面に、前記胴部の上端から前記底部に至る縦リブを複数本設けたことを特徴とするプラスチックボトル用のプリフォーム。
【請求項２】
前記縦リブ同士は、前記底部の中央部で交差す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用のプリフォーム。
【請求項３】
前記縦リブは、前記プリフォームの周方向に沿って等間隔に３本以上８本以下配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラスチックボトル用のプリフォーム。
【請求項４】
前記縦リブは、水平方向の幅を、前記胴部の上端で最大とし下方に向けて次第に小さくするテーパー状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のプラスチックボトル用のプリフォーム。
【請求項５】
前記縦リブは、前記胴部の上端から下方に向けて同一の幅で形成された等幅部と該等幅部の下端に連続して形成され、下方に向けて次第に幅を小さくするテーパー部とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のプラスチックボトル用のプリフォーム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載のプラスチックボトル用プリフォームをブロー成形して作製されたことを特徴とするプラスチックボトル。
【請求項１】
ネックサポートリングが下端に設けられた口部と、前記ネックサポートリングの下に連接する筒状の胴部と、該胴部の下に連接する底部とを備えるプラスチックボトル用のプリフォームにおいて、
前記胴部及び前記底部を外周面側から薄肉化して、前記胴部及び前記底部の外周面に、前記胴部の上端から前記底部に至る縦リブを複数本設けたことを特徴とするプラスチックボトル用のプリフォーム。
【請求項２】
前記縦リブ同士は、前記底部の中央部で交差す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用のプリフォーム。
【請求項３】
前記縦リブは、前記プリフォームの周方向に沿って等間隔に３本以上８本以下配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラスチックボトル用のプリフォーム。
【請求項４】
前記縦リブは、水平方向の幅を、前記胴部の上端で最大とし下方に向けて次第に小さくするテーパー状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のプラスチックボトル用のプリフォーム。
【請求項５】
前記縦リブは、前記胴部の上端から下方に向けて同一の幅で形成された等幅部と該等幅部の下端に連続して形成され、下方に向けて次第に幅を小さくするテーパー部とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のプラスチックボトル用のプリフォーム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載のプラスチックボトル用プリフォームをブロー成形して作製されたことを特徴とするプラスチックボトル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−２８１３７（Ｐ２０１３−２８１３７Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６７２０３（Ｐ２０１１−１６７２０３）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（３０７０２７５７７）麒麟麦酒株式会社 (350)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（３０７０２７５７７）麒麟麦酒株式会社 (350)
【Ｆターム（参考）】
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