JP2016182805A - プリフォーム、及び、プリフォーム成形金型、並びに、合成樹脂製容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プリフォームの底部中心及びその近傍の肉厚を薄くしても、射出成形性、圧縮成形性に優れ、また、延伸ブロー成形時に延伸ロッドによる底部延伸成形性が良好なプリフォームを提供する。【解決手段】プリフォーム１は、開口部６を有する口頸部２と、該口頸部２に連続する筒状の胴部３と、該胴部３を閉塞する底部４とを有するプリフォーム１において、前記プリフォーム１の底部４の肉厚は、胴部３側から底部４中心部に向かって漸次薄くなるよう形成され、前記底部内面は前記プリフォームの中心軸を含む縦断面上で該中心軸上に長軸を有する楕円弧形状４ｂとなっている。【選択図】図１

Description

本発明は、ペットボトルなどの、二軸延伸ブロー成形により成形される合成樹脂製容器の底部軽量化を可能にするプリフォーム、及び、そのプリフォームを成形するプリフォーム成形金型、並びに、このプリフォームを延伸ロッドにより延伸しながらブロー成形する合成樹脂製容器の製造方法に関し、特に、これらを可能にするプリフォーム底部の形状に関する。

ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂を二軸延伸ブロー成形などによってボトル状に成形してなるペットボトルなどの合成樹脂製容器が、各種飲料品を内容物とする飲料用容器として普及、浸透している。このような合成樹脂製容器の多くは、射出成形や圧縮成形などによって成形された有底筒状前成形体のプリフォームを加熱、軟化させた状態でブロー成形金型内にセットし、次いで、延伸ロッドを用いて縦方向に延伸しながら高圧のブローエアーによって横方向にも延伸することにより、所定の容器形状にブロー成形される。下記に示す特許文献１には、プリフォームをブロー成形する技術が開示されている。

プリフォームの底部内面及び外面は、縦断面形状は円弧形状の球面部であるのが一般的である。しかし、底部内面及び外面が球面部であるプリフォームは、二軸延伸ブロー成形により底部中心およびその近傍が不要に厚肉の容器となりやすい。
そのため、下記の特許文献２に開示されているプリフォームでは、その底部外面が球面部である一方、内面については、プリフォームの胴部から底部の先端中心に至るまでの湾曲面を縦断面においては曲率半径の異なる２つの円弧である、曲面と球面部で結び、プリフォームの底部の肉厚を底部中心部側の球面部の肉厚が薄くなるように形成している。

特開２０１０−２２８３４２号公報 特開昭６３−７８７０６号公報

二軸延伸ブロー成形の際、高圧ブローエアー供給より前に延伸ロッドの先端がプリフォームの底部に接触し、縦延伸を開始する。
特許文献２のプリフォームのように、内面を曲面と球面部で形成してプリフォームの底部中心およびその近傍の肉厚を薄くすると、延伸ロッド当接部分の肉厚が十分確保しにくい。延伸ロッド当接部分の肉厚が十分確保されないと、二軸延伸ブロー成形する合成樹脂製容器の肉厚調整や耐熱性向上のため、プリフォーム加熱時にプリフォーム底部の温度をより高く設定した際、延伸ロッドでプリフォームの延伸時に過延伸が起こりやすくなり、過延伸白化や、極度の薄肉化による容器の耐熱性不良が起こるおそれがある。さらには、延伸ロッドによるプリフォーム底部突き抜け（突き破り）が生じるおそれがある。底部突き抜けは歩留りを低下させる。また、底部中心から胴部にかけての肉厚を好適に増加させにくく、射出成形機によってプリフォームを形成する際、溶融樹脂が成形孔（キャビティ）を通りにくくなり、溶融樹脂が成形孔全体に行き渡らず、ショートショットが生じる。
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、プリフォームの底部中心およびその近傍の肉厚を薄くしても、射出成形性、圧縮成形性に優れ、また、延伸ロッドによるプリフォーム底部延伸成形性が良好なプリフォーム及びプリフォームの成形金型、並びに、合成樹脂製容器の製造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明のプリフォームは、開口部を有する口頸部と、該口頸部に連続する筒状の胴部と、該胴部を閉塞する底部とを有するプリフォームにおいて、前記プリフォームの底部肉厚は、胴部側から底部中心部に向かって漸次薄くなるよう形成され、前記底部の内面は、前記プリフォームの中心軸を含む縦断面上で該中心軸上に長軸を有する楕円弧形状である。
また、前記目的を達成するために、本発明のプリフォームの成形金型は、雄型と、雌型とを備えたプリフォーム成形金型において、前記雄型と前記雌型の型閉時に、雄型先端部と雌型の底部面との間で形成される隙間が底部中心部に向かって漸次狭くなるよう形成され、前記プリフォームの底部内面を形成する前記雄型先端部が前記雄型中心軸を含む縦断面上で該中心軸上に長軸を備える楕円弧形状である。
また、前記目的を達成するために、本発明のプリフォームの合成樹脂製容器の製造方法は、プリフォームを延伸ロッドにより二軸延伸ブロー成形する合成樹脂製容器の製造方法において、前記プリフォームは、開口部を有する口頸部と、該口頸部に連続する筒状の胴部と、該胴部を閉塞する底部とを有し、底部肉厚は、胴部側から底部中心部に向かって漸次薄くなるよう形成され、底部の内面は、プリフォームの中心軸を含む縦断面上で中心軸上に長軸を有する楕円弧形状であり、前記延伸ロッドは、プリフォーム底部中心部より厚肉の底部中心外部に最初に当接してプリフォームを延伸する。

本発明のプリフォームは、底部の内面がプリフォームの中心軸を含む縦断面上で中心軸上に長軸を有する楕円弧形状であるため、底部の中心寄りの箇所を薄肉にし、底部の胴部寄り箇所に向かって連続的に好適に厚肉化できるため、延伸ロッドによる延伸時に延伸ロッドが当接する底部の胴部寄り箇所は十分な肉厚が確保されるので、延伸ロッドによるプリフォームの延伸成形性を良好にし、かつ、底部が軽量化された合成樹脂製容器をブロー成形可能である。
また、本発明のプリフォームの成形金型は、プリフォームの底部内面を形成する雄型先端部が前記雄型中心軸を含む縦断面上で中心軸上に長軸を備える楕円弧形状であるため、底部の中心寄りの箇所を薄肉にし、底部の胴部寄り箇所に向かって連続的に好適に厚肉化できる成形金型のため、延伸ロッドによる延伸時に延伸ロッドが当接する底部の胴部寄り箇所は十分な肉厚が確保され、延伸ロッドによるプリフォームの延伸成形性を良好にし、かつ、底部が軽量化された合成樹脂製容器をブロー成形可能なプリフォームを成形できる。
また、本発明の合成樹脂製容器の製造方法は、プリフォーム底部の内面がプリフォームの中心軸を含む縦断面上で中心軸上に長軸を有する楕円弧形状であるため、底部の中心寄りの箇所を薄肉にし、底部の胴部寄り箇所に向かって連続的に好適に厚肉化でき、そして、延伸ロッドは、プリフォーム底部中心部より厚肉の底部中心外部に最初に当接してプリフォームを延伸するため、延伸ロッドによるプリフォームの延伸成形性を良好にし、かつ、底部が軽量化された合成樹脂製容器をブロー成形により製造可能である。

Ａは、本発明のプリフォームの縦断面図、Ｂはプリフォームの底部拡大縦断面図である。 Ａは、本発明の第１実施形態に係るプリフォーム底部の縦断面図、Ｂは第２実施形態に係るプリフォーム底部の縦断面図、Ｃは第３実施形態に係るプリフォーム底部の縦断面図である。 Ａは、プリフォームの成形金型の型閉状態の縦切断端面図、Ｂは型開状態の縦切断端面図である。 Ａは、ブロー成形金型でプリフォームが延伸ロッドで延伸される直前の縦断面図、Ｂは延伸ロッドでプリフォームが延伸されながら高圧のブローエアーにより横方向にも延伸される状態の縦断面図である。 プリフォームの底部と延伸ロッドの先端の接触関係を示す縦断面図である。 Ａは、プリフォームの底部の肉厚分布を説明するための線図、Ｂはその部分拡大線図である。 本発明の第４の実施形態に係るプリフォームの底部縦断面図である。

以下、本発明の実施形態によるプリフォーム及びプリフォームの成形金型、並びに、合成樹脂製容器の製造方法について説明する。なお、プリフォームについては、符号や鎖線の見易さを重視し、断面を示すハッチングを省略している。
［プリフォームの形状］
図１は、本発明に係るプリフォームを示し、プリフォーム１はペットボトルなどの合成樹製容器が二軸延伸ブロー成形される前の形状であり、上部から下部に向かって、口頸部２、胴部３及び底部４を備えている。口頸部２には、容器に成形後、飲料などの充填口、及び、注出口となる開口部６、キャップの雌ネジが螺着される雄ネジ部７、該雄ネジ部７の下部に配置される円環状のネックリング８が形成されている。

胴部３は、ネックリング８よりも下部に設けられ、円筒形状である。本実施形態では、胴部３の上端側を除いて胴部３の肉厚をほぼ一定にしている。胴部３と底部４との境界域には、プリフォーム１の縦断面形状が直線から曲線に変化する接続部が設けられ、プリフォーム１の直線状縦断面の胴部３から湾曲状縦断面の底部４に変化する。接続部は、胴部３と底部４の内面側に位置する内接続部１０ｂと外面側に位置する外接続部１０ａとを有する。
プリフォーム１の底部４の形状は、外面が曲率半径Ｒの半球面部４ａで形成される。内面はプリフォーム１の中心軸Ｌ上に長軸を備える楕円の、長軸を回転軸とする回転楕円体である長球（長楕円体，扁長楕円体）の表面（回転楕円面）を、長軸に垂直な面で半裁した半長球面部４ｂ全体、または、その一部で形成される。半長球面部４ｂは、中心軸Ｌを含む縦断面上において、図１Ｂのように中心軸Ｌ上に長軸を有する楕円の一部である楕円弧形状となる。

図２のＡ〜Ｃは、プリフォーム１の底部４について、それぞれの半径が等しい半球面部４ａと、それぞれの長径，短径が等しい半長球面部４ｂ、または、その部分で構成され、半球面部４ａの中心Ｃ_１と半長球面部４ｂの中心Ｃ_２の位置を変更した３つの実施形態である。

ここで、図２のＡを参照して、プリフォーム１の胴部３の肉厚ｔ_１は、胴部３の外面３ａ上の肉厚測定点からの法線の、外面３ａから内面３ｂまでの長さである。
プリフォーム１の底部４の肉厚ｔ_２は、底部４の外面（半球面部４ａ）上の肉厚測定点の法線Ｎの、外面（半球面部４ａ）から内面（半長球面部４ｂ）までの長さである。
図２のＡは、底部内面の半長球面部４ｂの中心Ｃ_２と底部外面の半球面部４ａの中心Ｃ_１を一致させた第１実施形態であり、この場合、胴部３と底部４との境界域としての外接続部１０ａと内接続部１０ｂの位置は同一高さ（同一平面）上にある。そして底部４の肉厚ｔ_２は外接続部１０ａ、及び、内接続部１０ｂの高さ位置から中心軸Ｌが通る底部中心Ｏ側に向かって、漸減する。なお、プリフォーム１が後述の射出成形により成形される場合は、溶融樹脂を射出充填した際の跡であるゲート跡が底部中心Ｏに残っていてもよい。

図２のＢは、半球面部４ａの中心Ｃ_１よりも半長球面部４ｂの中心Ｃ_２が上に位置する第２実施形態であり、外接続部１０ａが内接続部１０ｂよりも低い位置にある。第２実施形態では、外接続部１０ａの高さ位置から底部中心Ｏ側を底部４とする。底部４の内面は、半長球面部４ｂを、半球面部４ａの中心Ｃ１を通り中心軸Ｌに垂直な平面で切断したときの底部中心Ｏ側の長球面の部分とする。このとき、底部４の肉厚は漸減するが、図２のＡに示す第１実施形態よりも漸減の変化は小さく、底部４は厚肉傾向になる。
図２のＣは、半球面部４ａの中心Ｃ_１よりも半長球面部４ｂの中心Ｃ_２が下に位置する第３実施形態であり、外接続部１０ａが内接続部１０ｂよりも高い位置にある。第３実施形態も第２実施形態同様、外接続部１０ａの高さ位置から底部中心Ｏ側を底部４とする。ことのき、底部４の肉厚は漸減するが、図２のＡに示す第１実施形態よりも、漸減の変化は大きくなり、底部４をより薄くできる。

このように、外接続部１０ａと内接続部１０ｂの高さが一致したり、上下にずれて位置したりするが、いずれの場合でも本願発明は実施が可能である。
こうして、本願発明は、内接続部１０ｂから底部中心Ｏ側、及び外接続部１０ａから底部中心Ｏ側にわたってなだらかに連続したそれぞれ１つの曲面で結ぶことができる。したがって、異なる曲率半径を有する複数の円弧面同士によって内面または外面を形成した形状よりも曲率変化が滑らかな曲面が得られる。

［プリフォームの成形金型］
次に、プリフォーム１を成形するための金型について説明する。
図３はプリフォーム１の射出成形金型を示す。図に示すように、成形金型１１は雄型１２と、雌型本体１８及び割型１４からなる雌型１３で構成され、通常、プリフォーム１を横に寝かせた形状の成形孔１９が形成されている。

雄型１２は、図示しない型開閉手段によって、左右に移動が可能であり、左部に基部１５が設けられ、基部１５の右部中央から右方に延びる略円柱形状のコア本体１６が設けられている。このコア本体１６の外面は、プリフォーム１の口部天面及び内面を形成する。そして、コア本体１６がプリフォーム１の口頸部２（図１Ａ参照）の内面を形成するコア口頸部１６ａとコア胴部１６ｂの間にはコア傾斜部１７が形成され、コア傾斜部１７よりも右側は、先端のプリフォーム底部との境界に至るまでのコア胴部１６ｂがほぼ同径に形成されている。コア本体１６の先端部１６ｃは、コア本体１６の中心軸上に長軸を備える楕円の、長軸を回転軸とする回転楕円体である長球の表面を長軸に垂直な面で半裁した半長球面部全体、またはその部分によって形成されている。このコア本体１６の先端部１６ｃは、プリフォーム１の底部内面を形成する部分である。コア本体１６の先端部１６ｃは、コアの中心軸を含む縦断面上において、図３Ｂのように中心軸上に長軸を有する楕円の一部である楕円弧形状となる。

雄型１２の基部１５の右側には、プリフォーム１の口頸部２と胴部３の外面の一部を形成する割型１４が配設されている。割型１４は一対の分割金型からなり、各々がコア本体１６に対してほぼ対称の半円環であり、左右および上下に移動可能に構成されている（図３ＡおよびＢ参照）。割型１４の両者が合わせられ一体となった際、割型１４の中央に貫通孔が形成され、雄型１２の基部１５と割型１４を合わせて一体にしたとき、プリフォーム１の口頸部２と胴部３の一部を形成する成形孔１９の一部、および、プリフォーム１の胴部内面３ｂと底部内面４ｂを形成する。

雌型本体１８は、左方に開口する凹部２１が形成されている。凹部２１は底部を除いてほぼ同一径の孔で形成され、プリフォーム１の胴部外面３ａの大半の部分を形成する。凹部２１の底部面２２は半球面が形成され、プリフォーム１の底部外面を形成する。そして、成形金型１１は、閉じ状態にて雄型１２および雌型本体１８、割型１４が組み合わせられ、コア本体１６が割型１４の貫通孔と凹部２１に挿入されると、プリフォーム１と同じ形状の成形孔（キャビティ）１９（図３のＡ）が形成される。
雌型本体１８の底部面２２の中心部には、合成樹脂を混練・溶融・射出する図示しない射出成形機に連通し、溶融樹脂を成形孔１９に供給するための孔径φ１〜φ４ｍｍの射出孔（ゲート）２３が形成されている。プリフォーム１（容器）を構成する合成樹脂は、熱可塑性樹脂であれば任意のものを使用することができ、例えばポリエチレンテレフタレートが使用される。

このように、本実施形態では、プリフォーム１の底部内面を形成するコア本体１６の先端部１６ｃは、長軸がコア本体１６の中心軸上にある半長球形状であり、雌型本体１８の底部面２２は半球面形状を有することによって、底部外面が半球面部４ａで底部内面が半長球面部４ｂのプリフォーム１が、射出成形によって形成される。
射出成形時、溶融樹脂は図示しない射出成形機から射出孔２３を介して、雌型本体１８の底部から射出される。溶融樹脂は射出孔２３からキャビティ底部の曲面に沿って放射方向へ広がり、プリフォーム１の底部４に対応する位置から、先端部側の胴部３、口頸部２にわたって成形孔１９の全体に充填される。
このとき、成形孔１９の底部では、コア本体１６の先端部１６ｃが、長軸をコア本体１６の中心軸上に備える長球面形状であるため、溶融樹脂が長球面に接触して通ると、射出孔２３から胴部に至るまで隙間が、漸次広くなり、溶融樹脂の抵抗を少なくして底部から前方の胴部側を通り抜けることができる。

［ブロー成形］
次に、プリフォーム１の二軸延伸ブロー成形について説明する。
図４のＡに示すように、胴部３および底部４の温度が合成樹脂の軟化温度に調整されたプリフォーム１は、ブロー成形金型３０の成形孔（キャビティ）３２内にセットされ、内部には、外径がφ９〜φ１４ｍｍの棒状で昇降可能な延伸ロッド３１が挿入される。そして、延伸ロッド３１が下降すると、図５の拡大図に示すように、プリフォーム１の底部内面の半長球面部４ｂに接触する。その後、図４のＢに示すように、延伸ロッド３１をさらに下降させてプリフォーム１のブロー成形部（胴部３、底部４）を延伸させる過程でプリフォーム１内に加圧空気等の流体が導入される。そして、プリフォーム１が延伸ブロー成形され、成形孔３２に対応する形状の合成樹脂製容器が形成される。

この二軸延伸ブロー成形時において、延伸ロッド３１がプリフォーム１の底部内面に接触するときに、内面が球面形状（半球面部４ａ）の場合と長球形状（長球面部４ｂ）との相違について、以下説明する。
図１のＢ及び図５を参照にして、プリフォーム１の底部４は、上述したように、外面側半球面部４ａが半径Ｒ，内面側半長球面部４ｂは、回転体の元となる楕円の短軸を楕円中心で分けた短半径がａ、長軸を楕円中心で分けた長半径がｂとして形成されている。図５に示す二点鎖線は、内面側半長球面部４ｂの短径の１／２であるａと同じ長さを半径とする円弧面４ｃであり、底部先端の肉厚を一致させている。プリフォーム１の内部に記載されているものは、ブロー成形に用いられる延伸ロッド３１である。

図５に示すように、半球面部４ｃ及び半長球面部４ｂにおいて、底部先端の肉厚を一致させた場合、二点鎖線で示す半球面部４ｃよりも実線で示す半長球面部４ｂで内面を形成した方が、底部中心を除く全ての底部で肉厚が厚い。よって、延伸ロッド３１がプリフォーム１の底部４に接触する場合は、延伸ロッド３１と半球面部４ｃとの接触部の肉厚よりも、延伸ロッド３１と半長球面部４ｂとの接触部の肉厚の方が、底部の中心を除いて全ての部分で厚くなる。

具体的には、図５および図６のグラフを参照して説明する。まず、プリフォームの底部外面を半球面部４ａ（半径Ｒ＝１０．７０ｍｍ）とする。そして、底部内面を、中心を外面の半球面部４ａの中心と一致させた半長球面部４ｂの場合と、（短半径ａ＝７．３５ｍｍ，長半径ｂ＝８．１５ｍｍ）、底部内面を、半径ｒ＝７．３５ｍｍで、底部中心Ｏでの肉厚が、内面が半長球面部４ｂに等しくなるよう配置した半球面部４ｃの場合、さらに、底部内面を、半径ｒ＝７．３５ｍｍで、底部中心Ｏでの肉厚が、内面が半長球面部４ｂや半球面部４ｃの場合よりも０．３０ｍｍ厚肉となるよう中心を上側に配置した半球面部４ｃ’の場合のうち、半長球面部４ｂ、および、半球面部４ｃを図５に示す。そして、半長球面部４ｂ、半球面部４ｃ，４ｃ’について、プリフォーム首下距離（ネックリング８の下からの距離）を縦軸にとり、プリフォーム首下から底部４までの肉厚を横軸にとったグラフを図６Ａに示す。図６Ｂは胴部３下方（ネックリング下から６０ｍｍの位置）から底部４までの肉厚を示す、図６Ａの縦軸について拡大した図である。

二点鎖線で示すのは底部内面が半球面部４ｃの場合の底部中心までの肉厚である。破線で示すものは、首下から胴部３までは半球面部４ｃの場合とほとんど同じで、底部４について底部内面が半球面部４ｃ’の場合の底部中心までの肉厚である。実線で示すのは半長球面部４ｂの場合の底部中心までの肉厚である。
図に示すように、プリフォーム１の首下から１０ｍｍまで肉厚が徐々に厚くなり、その後一定の肉厚を維持し、首下約７０ｍｍから外周面が曲面の底部４で形成され徐々に薄肉になっている。図６Ｂに示すように、このプリフォーム１の底部４について、内面が半球面部４ｃの場合、および、半球面部４ｃ’の場合、底部肉厚は、首下距離にほぼ比例して、漸次減少し薄くなっている。

これに対して半長球面部４ｂでは、底部４の肉厚の減少が最初は少なく、半球面部４ｃ’よりも厚肉である。その後、肉厚はなだらかな曲線を描いて変化し、徐々に底部中心に向かって大きく減少して、最後に底部中心で半球面部４ｃと同じ肉厚（ｔ＝２．５５ｍｍ）となっている。
すなわち、延伸ロッド３１が底部４を延伸する際に、延伸ロッド３１が当接する底部中心から離れた底部中心外部の箇所は必要な肉厚を確保しやすく、かつ、底部中心の肉厚は薄くできるのである。

［半長球面部形状の範囲］
次に、本実施形態において、底部外面が半径Ｒの半球面部の場合の好ましい底部内面の半長球面部形状について説明する。
図１のＢを参照にして、プリフォーム１の胴部肉厚Ｔが２．０〜５．０ｍｍ、底部外面が、半径Ｒが７．５〜１７．０ｍｍの範囲の球面である場合、底部中心の肉厚ｔ（図３Ａ，Ｂにおける射出孔２３により形成されるゲート跡の部分を除いた、半径Ｒの半球面部の外面側と、半長球面部の内面側との間の肉厚）を、ｔ＜（１３・Ｔ／２０）にすると、底部が薄過ぎて、射出成形時の樹脂の流動性に支障を来す。また、ブロー成形の際、延伸ロッドが加熱軟化した底部の樹脂を過延伸するおそれがある。したがって、肉厚ｔは、（１３・Ｔ／２０）≦ｔの条件を満たす必要がある。また、底部中心の肉厚が、ｔ＞（１９・Ｔ／２０）の場合、底部が厚く、底部軽量化の効果が十分に得られない。したがって、肉厚ｔは、ｔ≦（１９・Ｔ／２０）の条件を満たす必要がある。よって、
（１３・Ｔ／２０）≦ｔ≦（１９・Ｔ／２０）・・・・（式１）
の範囲が、二軸延伸ブロー成形性、および、射出成形性に優れるプリフォーム１の底部中心の肉厚ｔの好適範囲である。

また、図１のＢから、プリフォーム胴部肉厚Ｔ、底部中心肉厚ｔは、外面である半球面部４ａの半径Ｒ、および、内面である半長球面部４ｂの短半径ａ，長半径ｂから以下のようになる。
Ｔ＝Ｒ−ａ ・・・・（式２）
ｔ＝Ｒ−ｂ ・・・・（式３）
式１に式２のＴ＝Ｒ−ａと式３のｔ＝Ｒ−ｂを代入すると、以下の式４が導かれる。
（Ｒ＋１９・ａ）／２０≦ｂ≦（７・Ｒ＋１３・ａ）／２０・・・・（式４）
このような式４の条件を満たすことによって、プリフォーム１の底部４の肉厚が、底部中心Ｏに向かって好適に漸次薄く形成できる。
なお、このとき底部中心の肉厚ｔが１．５０〜４．７５ｍｍの範囲にあると、より溶融樹脂の流動性が良好になる。
なお、半長球面部４ｂ、またはその部分を形成する長球面部の短半径ａと短半径ｂとの比ａ／ｂは０．６５〜０．９８であると、プリフォーム１の成形性（溶融樹脂の流動性）やブロー成形性（延伸ロッド３１による延伸成形性）の点で好ましい。

以上述べたように、本実施形態によれば、プリフォーム１や、プリフォーム１を二軸延伸ブロー成形した合成樹脂製容器の底部を好適に薄くすることができる。この結果、樹脂の使用量が減少し、樹脂材料費と、軽量化に伴う輸送費を節約できる。また、底部中心Ｏを薄くしても、延伸ロッド３１がプリフォーム１の底部４に接触する部位が、底部内面及び外面を球面同士で形成する場合よりも厚肉にできるので、延伸時に延伸ロッド３１がプリフォーム１の底部４を過延伸しにくくなり、二軸延伸ブロー成形性に優れるプリフォーム１になる。そして、このプリフォーム１で二軸延伸ブロー成形する際、プリフォーム１を加熱時に底部４を高温に設定することで、ブロー成形後の合成樹脂製容器の底部残留ひずみを低減させて耐熱性を向上させることができる。
また、射出成形時において、成形孔１９が底部の中央から胴部に向かうにわたって、連続的に徐々に隙間が広くなっているので、樹脂が先端の口頸部まで行き渡る。
さらに、本実施形態は従来の異なる２つの曲率半径を有する円弧の組み合わせによる底部内面よりも、底部内面全体を滑らかな連続した１つの曲面で形成でき、射出成形性、二軸延伸ブロー成形性に優れるプリフォーム１となる。

次に、本発明の第４実施形態について説明する。
上記第１実施形態では、プリフォーム１の底部外面を半球面部４ａとし底部内面を半長球面部４ｂとしたが、本実施形態では、図７に示すように、底部内面は第１実施形態同様、半長球面部４ｂとするが、底部外面はプリフォーム１の中心軸Ｌ上に長軸を備える楕円の、長軸を回転軸とする回楕円転体である長球の表面を、長軸に垂直な面で半裁した半長球面部４ｄによって形成している。半長球面部４ｄは、中心軸Ｌを含む縦断面上において、図７のように中心軸Ｌ上に長軸を有する楕円の一部である楕円弧形状となる。
底部外面の半長球面部４ｄ長軸と短軸の比（ａ２／ｂ２）よりも底部内面の半長球面部４ｂの長軸と短軸の比（ａ１／ｂ１）が小さい方が、二軸延伸ブロー成形の際、ストレッチロッド３１が当接する部分のプリフォーム底部肉厚が確保しやすいため好ましい。

外面の半長球面部４ｄと内面の半長球面部４ｂは、中心Ｃ１，Ｃ２を一致させてもよいし、底部４の肉厚が底部中心Ｏに向かって漸次薄くなる形態を保つ範囲で相対的に上下にずらして配置してもよい。
本実施形態のように、プリフォーム１の底部外面が半長球面部４ｄである場合、底部４の肉厚は、外面半長球面部４ｄの法線の半長球面部４ｄから底部内面（半長球面部４ｂ）までの長さである。

このプリフォームを形成する成形金型については、図３において、第１実施形態の雌型本体１８の凹部２１の底部面２２を、半球面部に換えて、凹部２１の中心軸上に長軸を備える楕円の、長軸を回転軸とする回転楕円体である長球の表面を長軸に垂直な面で半裁した半長球面部によって形成する。雄型１２のコア本体１６の先端外面は、第１実施形態同様、半長球面部によって形成する。

第４実施形態による効果は、第１〜第３実施形態と同様である。

以上、本発明を実施形態に基づいて添付図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく、更に他の変形あるいは変更が可能である。
上述の実施形態では、プリフォームとして胴部が円筒形状、底部が内面に半長球面部、外面が半球面部または半長球面部で形成された形状からなり、水平断面（中心軸に垂直な断面）は内周および外周とも円形で全周均等肉厚の円環（なお、底部中心近傍の水平断面は中実の円）であるが、これに限らない。プリフォームの内面が、プリフォーム中心軸を含む縦断面上で中心軸上に長軸を有する楕円弧形状であれば、水平断面の内周および外周の少なくとも一方が楕円などの扁平形状であってもよい。水平断面の内周および外周の少なくとも一方が楕円などの扁平形状である場合、扁平合成樹脂製容器用のプリフォームとして有用である。
また、実施形態では底部の外面は半球面部または半長球面部であったが、胴部と好適に接続するため、半長球面や半球面より若干小さい長球面部や球面部であってもよい。
また、胴部と底部の間に段部やテーパー部を設けてもよい。また胴部と底部の間に厚肉部を設けてもよい。
また、実施形態では、プリフォーム成形金型として射出成形用の金型について説明したが、圧縮成形用，射出圧縮成形用の金型であってもよい。なお、圧縮成形用金型の場合、射出孔は塞ぎ、底部中心およびその近傍外面は縦断面が円弧または楕円弧の曲面とする。圧縮成形用金型や射出圧縮成形用金型についても、射出成形用金型と同様、プリフォーム底部の溶融樹脂の流動性は良好となる。

１ プリフォーム
２ 口頸部
３ 胴部
４ 底部
４ａ 半球面部（底部外面）
４ｂ 半長球面部（長球面部，底部内面）
４ｄ 半長球面部（底部外面）
１１ 成形金型
１２ 雄型
１３ 雌型
１４ 割型
１６ コア本体
１８ 雌型本体
１９ 成形孔
２２ 底面
３０ ブロー成形金型
３１ 延伸ロッド

前記目的を達成するために、本発明のプリフォームは、開口部を有する口頸部と、該口頸部に連続する筒状の胴部と、該胴部を閉塞する底部とを有するプリフォームにおいて、前記プリフォームの底部肉厚は、胴部側から底部中心部に向かって漸次薄くなるよう形成され、前記底部の内面は、前記プリフォームの中心軸を含む縦断面上で該中心軸上に長軸を有する楕円弧形状であり、前記底部の外面が、球面部で形成されるか、又は前記底部の外面が、前記プリフォームの中心軸を含む縦断面上で該中心軸上に長軸を有する楕円弧形状である。
また、前記目的を達成するために、本発明のプリフォームの成形金型は、雄型と、雌型とを備えたプリフォーム成形金型において、前記雄型と前記雌型の型閉時に、雄型先端部と雌型の底部面との間で形成される隙間が底部中心部に向かって漸次狭くなるよう形成され、前記プリフォームの底部内面を形成する前記雄型先端部が前記雄型中心軸を含む縦断面上で該中心軸上に長軸を備える楕円弧形状であり、前記雌型の底部面は、球面部で形成されるか、又は前記雌型の底部面は、前記雌型の中心軸を含む縦断面上で該中心軸上に長軸を有する楕円弧形状である。
また、前記目的を達成するために、本発明のプリフォームの合成樹脂製容器の製造方法は、プリフォームを延伸ロッドにより二軸延伸ブロー成形する合成樹脂製容器の製造方法において、前記プリフォームは、開口部を有する口頸部と、該口頸部に連続する筒状の胴部と、該胴部を閉塞する底部とを有し、底部肉厚は、胴部側から底部中心部に向かって漸次薄くなるよう形成され、底部の内面は、プリフォームの中心軸を含む縦断面上で中心軸上に長軸を有する楕円弧形状であり、前記延伸ロッドは、プリフォーム底部中心部より厚肉の底部中心外部に最初に当接してプリフォームを延伸する。

本発明のプリフォームは、底部の内面がプリフォームの中心軸を含む縦断面上で中心軸上に長軸を有する楕円弧形状であり、前記底部の外面が、球面部で形成されるか、又は前記底部の外面が、前記プリフォームの中心軸を含む縦断面上で該中心軸上に長軸を有する楕円弧形状であるため、底部の中心寄りの箇所を薄肉にし、底部の胴部寄り箇所に向かって連続的に好適に厚肉化できるため、延伸ロッドによる延伸時に延伸ロッドが当接する底部の胴部寄り箇所は十分な肉厚が確保されるので、延伸ロッドによるプリフォームの延伸成形性を良好にし、かつ、底部が軽量化された合成樹脂製容器をブロー成形可能である。
また、本発明のプリフォームの成形金型は、プリフォームの底部内面を形成する雄型先端部が前記雄型中心軸を含む縦断面上で中心軸上に長軸を備える楕円弧形状であり、前記雌型の底部面は、球面部で形成されるか、又は前記雌型の底部面は、前記雌型の中心軸を含む縦断面上で該中心軸上に長軸を有する楕円弧形状であるため、底部の中心寄りの箇所を薄肉にし、底部の胴部寄り箇所に向かって連続的に好適に厚肉化できる成形金型のため、延伸ロッドによる延伸時に延伸ロッドが当接する底部の胴部寄り箇所は十分な肉厚が確保され、延伸ロッドによるプリフォームの延伸成形性を良好にし、かつ、底部が軽量化された合成樹脂製容器をブロー成形可能なプリフォームを成形できる。
また、本発明の合成樹脂製容器の製造方法は、プリフォーム底部の内面がプリフォームの中心軸を含む縦断面上で中心軸上に長軸を有する楕円弧形状であるため、底部の中心寄りの箇所を薄肉にし、底部の胴部寄り箇所に向かって連続的に好適に厚肉化でき、そして、延伸ロッドは、プリフォーム底部中心部より厚肉の底部中心外部に最初に当接してプリフォームを延伸するため、延伸ロッドによるプリフォームの延伸成形性を良好にし、かつ、底部が軽量化された合成樹脂製容器をブロー成形により製造可能である。

Claims (16)

1. 開口部を有する口頸部と、該口頸部に連続する筒状の胴部と、該胴部を閉塞する底部とを有するプリフォームにおいて、
   前記プリフォームの底部肉厚は、胴部側から底部中心部に向かって漸次薄くなるよう形成され、
   前記底部の内面は、前記プリフォームの中心軸を含む縦断面上で該中心軸上に長軸を有する楕円弧形状であることを特徴とするプリフォーム。
2. 前記底部の内面が、前記プリフォームの中心軸上に長軸を備える長球表面の部分である長球面部により形成されることを特徴とする、請求項１に記載のプリフォーム。
3. 前記底部の内面が、前記プリフォームの中心軸上に長軸を備える半長球面部であることを特徴とする、請求項２に記載のプリフォーム。
4. 前記底部の外面が、球面部で形成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のプリフォーム。
5. 前記底部の外面が半球面部で形成され、底部内面は前記半球面部と中心が一致し、前記プリフォームの中心軸上に長軸を備え半長球面部で形成され、前記プリフォームの胴部肉厚Ｔが２．００〜５．００ｍｍ、前記底部の外面における、半球面部の半径Ｒが７．５０〜１７．００ｍｍであって、前記底部の内面における、半長球面部の短半径ａがＲ−Ｔであるときに、前記長球面部の長半径ｂが、
   （Ｒ＋１９ａ）／２０≦ｂ≦（７Ｒ＋１３ａ）／２０
   の範囲にあることを特徴とする、請求項４に記載のプリフォーム。
6. 前記底部の外面が、前記プリフォームの中心軸を含む縦断面上で該中心軸上に長軸を有する楕円弧形状であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のプリフォーム。
7. 前記底部の外面が、前記プリフォームの中心軸上に長軸を備える長球面部で形成されることを特徴とする、請求項６に記載のプリフォーム。
8. 雄型と、雌型とを備えたプリフォーム成形金型において、
   前記雄型と前記雌型の型閉時に、雄型先端部と雌型の底部面との間で形成される隙間が底部中心部に向かって漸次狭くなるよう形成され、
   前記プリフォームの底部内面を形成する前記雄型先端部が前記雄型中心軸を含む縦断面上で該中心軸上に長軸を備える楕円弧形状であることを特徴とするプリフォーム成形金型。
9. 前記雄型先端部が、雄型中心軸に長軸を備える長球表面の部分である長球面部により形成されることを特徴とする、請求項８に記載のプリフォーム成形金型。
10. 前記雄型先端部が、雄型中心軸上に長軸を備える半長球面部からなることを特徴とする、請求項９に記載のプリフォーム成形金型。
11. 前記雌型の底部面は、球面部で形成されることを特徴とする、請求項８〜１０のいずれかに記載のプリフォーム成形金型。
12. 前記雌型の底部面が半球面部で形成され、前記雄型の先端部は前記雄型中心軸上に長軸を備える半長球面部で形成され、前記雄型と雌型を型閉時に、前記半球面部中心と半長球面部の中心は一致し、前記プリフォームの胴部を形成する成形金型の隙間Ｔが２．００〜５．００ｍｍ、前記雌型の底部面における、半球面部の半径Ｒが７．５０〜１７．００ｍｍであって、前記雄型先端部における、半長球面部の短半径ａがＲ−Ｔであるときに、前記半長球面部の長半径ｂが、
    （Ｒ＋１９ａ）／２０≦ｂ≦（７Ｒ＋１３ａ）／２０
    の範囲にあることを特徴とする、請求項１１に記載のプリフォーム成形金型。
13. 前記雌型の底部面は、前記雌型の中心軸を含む縦断面上で該中心軸上に長軸を有する楕円弧形状であることを特徴とする、請求項８〜１０のいずれかに記載のプリフォーム成形金型。
14. 前記雌型の底部面は、前記雌型の中心軸上に長軸を備える長球面部で形成されることを特徴とする、請求項１３に記載のプリフォーム成形金型。
15. 前記プリフォームの成形金型が射出成形金型であって、該射出成形金型内への溶融樹脂の射出孔が前記雌型の底部に形成されている請求項８〜１４のいずれかに記載のプリフォーム成形金型。
16. プリフォームを延伸ロッドにより二軸延伸ブロー成形する合成樹脂製容器の製造方法において、
    前記プリフォームは、開口部を有する口頸部と、該口頸部に連続する筒状の胴部と、該胴部を閉塞する底部とを有し、底部肉厚は、胴部側から底部中心部に向かって漸次薄くなるよう形成され、底部の内面は、プリフォームの中心軸を含む縦断面上で中心軸上に長軸を有する楕円弧形状であり、
    前記延伸ロッドは、プリフォーム底部中心部より厚肉の底部中心外部に最初に当接してプリフォームを延伸することを特徴とする、合成樹脂製容器の製造方法。