JP2017065738A - プラスチックボトル、充填体、及び充填体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インラインで作製され、ホット充填に適用可能な耐熱性を有し、かつ充填時の容器内の圧力変化による変形が抑制された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。【解決手段】口部が非結晶であるプリフォームから成形され、充填される高温の飲料に対する耐熱性を有する角型のＰＥＴボトルであって、胴部は、１段内方に凹んだ圧力吸収パネル３２を備え、圧力吸収パネル３２は、対辺の間に延びるリブを備え、水平方向に、圧力吸収パネル３２の両端部から中央に向け、ＰＥＴボトルの内方に湾曲し、高温の飲料が充填された後に密閉され、常温に冷却されるまで、内方への湾曲が維持される。【選択図】図４

Description

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に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。

内容物として飲料等の液体が充填される容器としてプラスチックボトルが多く用いられている。プラスチックボトルの製造には、射出成形機等で、樹脂から試験管状のプリフォームを成形し、ブロー成形機でプリフォームをボトル状に成形する方法が多く用いられている。そして、プラスチックボトルに内容物を充填する方法としては、高温（例えば８５℃）の状態の液体をプラスチックボトルに充填するいわゆるホット充填と、常温（例えば３０℃）の状態の液体を充填するアセプティック充填とがある。

アセプティック充填ではプラスチックボトルに耐熱性を必要としないため、その成形が比較的容易である。このため、アセプティック充填の方式においては、プラスチックボトルのブロー成形機が充填機とインライン化された無菌充填システムが形成されている事例も多い。そして、プラスチックボトルがインラインで成形される場合には無菌充填システムに供給される容器の形態をプラスチックボトルより嵩の小さなプリフォームへと変更することができ、容器の製造元からの輸送効率を大幅に、例えば６倍以上に増やすことが可能となる。したがって、プラスチックボトルのブロー成形機がインライン化されたアセプティック充填による無菌充填システムは、容器の輸送費用の削減や、環境負荷の低減に寄与している。

一方で、アセプティック充填による無菌充填システムに比べて、ボトル購入なのでブロー成形機を導入せず初期費用を抑えることができるホット充填のシステムも多く用いられている。しかしながら、ホット充填による方法では、高温の液体によってプラスチックボトルが変形しないようにプラスチックボトルに耐熱性を付与する対策が必要となり、例えば、口部、又は胴部を結晶化させるための時間が必要でありそれ故製造能力が低く、ボトル毎のコストが高くなる。

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。

特開２００４−３３１２０５号公報

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。

しかしながら、特許文献１には、プラスチックボトルのブロー成形機と、充填機とをインライン化することについての記載が一切なされていない。すなわち、特許文献１には、インライン化によって、加湿による耐熱性低下が少ない状態でプラスチックボトルになることについての記載が一切なされていない。更に、特許文献１には、内容物が充填されてから冷却されるまでの容器に対する熱、及び圧力の変化による影響についての記載が一切なされていない。

そこで本発明の目的は、インラインで作製され、ホット充填に適用可能な耐熱性を有し、かつ充填時の容器内の圧力変化による変形が抑制された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。

上記課題を解決するため、本発明は、口部が非結晶であるプリフォームから成形され、充填される高温の液体に対する耐熱性を有する角型のプラスチックボトルであって、胴部は、１段内方に凹んだ圧力吸収パネルを備え、前記圧力吸収パネルは、対辺の間に延びるリブを備え、水平方向に、前記圧力吸収パネルの両端部から中央に向け、前記プラスチックボトルの内方に湾曲し、前記高温の前記液体が充填された後に密閉され、常温に冷却されるまで、前記内方への湾曲が維持されることを特徴とする。

更に、前記リブは、前記中央で最深であることを特徴とする。

前記圧力吸収パネルは、更に、鉛直方向に、前記圧力吸収パネルの両端部から中央に向け、前記プラスチックボトルの内方に湾曲することを特徴とする。

更に、前記胴部の表面粗さＲａが０．３μｍ以上、３μｍ以下であることを特徴とする。

更に、前記プラスチックボトルを構成する素材がポリエチレンテレフタレートであり、前記胴部の密度が１．３６７ｇ／ｃｍ^３以上、１．３８０ｇ／ｃｍ^３以下であることを特徴とする。

更に、前記胴部の結晶化度が２５％以上、３９％以下であることを特徴とする。

更に、前記胴部が、１０ｍｍ×５０ｍｍの切り取り片に切り出され、前記切り取り片の８５℃で、３００ｍｍ／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。

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。

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。

更に、前記プリフォームから前記プラスチックボトルへの縦延伸倍率は１．８以上、４．０以下であることを特徴とする。

更に、前記プリフォームから前記プラスチックボトルへの横延伸倍率は１．８以上、３．０以下であることを特徴とする。

更に、肩部は、前記胴部との接続端から鉛直方向に延びる直線部を有し、前記直線部の長さは、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下に形成されることを特徴とする。

更に、底部は、略平板環状の底壁から内方へ突出するドームと、前記ドームに放射状に設けられたリブとを備え、前記底壁から前記ドームの中央部までの高さは、４ｍｍ以上、２０ｍｍ以下であることを特徴とする。

更に、本発明は、上述のプラスチックボトルと、前記高温の前記液体とを備える充填体であって、前記充填体の前記常温での減圧量が１ｋＰａ以上、１５ｋＰａ以下であることを特徴とする。

更に、本発明は、口部が非結晶であるプリフォームから成形され、充填される高温の液体に対する耐熱性を有する角型のプラスチックボトルに前記高温の前記液体が充填された充填体の製造方法であって、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前記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１１５℃以上、１３５℃以下に加熱し、前記金型の胴金型の温度を９０℃以上、１２５℃以下とし、前記胴金型は、少なくとも一部の表面に粗面部を有し、すべての工程をインライン方式で行い、前記プラスチックボトルは、１段内方に凹んだ圧力吸収パネルを備え、前記圧力吸収パネルは、対辺の間に延びるリブを備え、水平方向に、前記圧力吸収パネルの両端部から中央に向け、前記プラスチックボトルの内方に湾曲し、前記高温の前記液体が充填された後に密閉され、常温に冷却されるまで、前記内方への湾曲が維持されるように作製されることを特徴とする。

本発明によれば、口部が非結晶であるプリフォームから成形され、充填される高温の液体に対する耐熱性を有する角型のプラスチックボトルであって、胴部は、１段内方に凹んだ圧力吸収パネルを備え、圧力吸収パネルは、対辺の間に延びるリブを備え、水平方向に、圧力吸収パネルの両端部から中央に向け、プラスチックボトルの内方に湾曲し、高温の液体が充填された後に密閉され、常温に冷却されるまで、内方への湾曲が維持されるので、インラインで作製され、ホット充填に適用可能な耐熱性を有し、かつ充填時の容器内の圧力変化による変形が抑制されたプラスチックボトルを提供することができる。

更に、リブは、中央で最深である構成によれば、インラインで作製され、ホット充填に適用可能な耐熱性を有し、かつ充填時の容器内の圧力変化による変形がより抑制されたプラスチックボトルを提供することができる。

圧力吸収パネルは、更に、鉛直方向に、圧力吸収パネルの両端部から中央に向け、プラスチックボトルの内方に湾曲する構成によれば、インラインで作製され、ホット充填に適用可能な耐熱性を有し、かつ充填時の容器内の圧力変化による変形がより抑制されたプラスチックボトルを提供することができる。

更に、胴部の表面粗さＲａが０．３μｍ以上、３μｍ以下である構成によれば、インラインで作製され、ホット充填に適用可能な耐熱性を有し、かつ充填時の容器内の圧力変化による変形が抑制されたプラスチックボトルを良好な賦形性で提供することができる。

更に、プラスチックボトルを構成する素材がポリエチレンテレフタレートであり、胴部の密度が１．３６７ｇ／ｃｍ^３以上、１．３８０ｇ／ｃｍ^３以下である構成によれば、インラインで作製され、ホット充填に適用可能なより高い耐熱性を有し、かつ充填時の容器内の圧力変化による変形が抑制されたプラスチックボトルを提供することができる。

更に、胴部の結晶化度が２５％以上、３９％以下である構成によれば、インラインで作製され、ホット充填に適用可能なより高い耐熱性を有し、かつ充填時の容器内の圧力変化による変形が抑制されたプラスチックボトルを提供することができる。

更に、胴部が、１０ｍｍ×５０ｍｍの切り取り片に切り出され、切り取り片の８５℃で、３００ｍｍ／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、インラインで作製され、ホット充填に適用可能なより高い耐熱性を有し、かつ充填時の容器内の圧力変化による変形が抑制されたプラスチックボトルを提供することができる。

更に、高温の液体の温度は７１℃以上、９５℃以下であるので、効果的にプラスチックボトルの内部を殺菌することができる。

更に、高温の液体の温度は８１℃以上、９０℃以下であるので、効果的にプラスチックボトルの内部を殺菌することができる。

更に、プリフォームからプラスチックボトルへの縦延伸倍率は１．８以上、４．０以下であるので、インラインで作製され、ホット充填に適用可能なより高い耐熱性を有し、かつ充填時の容器内の圧力変化による変形が抑制されたプラスチックボトルを提供することができる。

更に、プリフォームからプラスチックボトルへの横延伸倍率は１．８以上、３．０以下であるので、インラインで作製され、ホット充填に適用可能なより耐熱性を有し、かつ充填時の容器内の圧力変化による変形が抑制されたプラスチックボトルを提供することができる。

更に、肩部は、胴部との接続端から鉛直方向に延びる直線部を有し、直線部の長さは、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下に形成される構成によれば、インラインで作製され、ホット充填に適用可能な耐熱性を有し、かつ充填時の容器内の圧力変化による変形が抑制されたプラスチックボトルを良好な賦形性で提供することができる。

更に、底部は、略平板環状の底壁から内方へ突出するドームと、ドームに放射状に設けられたリブとを備え、底壁からドームの中央部までの高さは、４ｍｍ以上、２０ｍｍ以下である構成によれば、インラインで作製され、ホット充填に適用可能な耐熱性を有し、かつ充填時の容器内の圧力変化による変形がより抑制されたプラスチックボトルを提供することができる。

更に、本発明によれば、上述のプラスチックボトルと、高温の液体とを備える充填体であって、充填体の常温での減圧量が１ｋＰａ以上、１５ｋＰａ以下であるので、インラインで作製され、ホット充填に適用可能な耐熱性を有し、かつ充填時の容器内の圧力変化による変形が抑制された充填体を提供することができる。

更に、本発明によれば、口部が非結晶であるプリフォームから成形され、充填される高温の液体に対する耐熱性を有する角型のプラスチックボトルに高温の液体が充填された充填体の製造方法であって、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１１５℃以上、１３５℃以下に加熱し、金型の胴金型の温度を９０℃以上、１２５℃以下とし、胴金型は、少なくとも一部の表面に粗面部を有し、すべての工程をインライン方式で行い、プラスチックボトルは、１段内方に凹んだ圧力吸収パネルを備え、圧力吸収パネルは、対辺の間に延びるリブを備え、水平方向に、圧力吸収パネルの両端部から中央に向け、プラスチックボトルの内方に湾曲し、高温の液体が充填された後に密閉され、常温に冷却されるまで、内方への湾曲が維持されるように作製されるので、インラインで作製され、ホット充填に適用可能な耐熱性を有し、かつ充填時の容器内の圧力変化による変形が抑制された充填体の製造方法を提供することができる。

本実施形態に係るプリフォームの一例が示された正面図である。 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のＰＥＴボトルの平面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図２のＶ−Ｖ線断面図である。 図２のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 図３のＶＩＩ方向矢視図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。 図７のＩＸ−ＩＸ線断面図である。 図２のＰＥＴボトルの底面図である。 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。 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。 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。 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。 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。 ＰＥＴボトルの胴部の壁部における厚さ方向の断面と、結晶化度との関係が模式的に例示された概略図である。 高温の飲料が充填されてから冷却されるまでのＰＥＴボトルの内部における温度の経時変化の一例が示されたグラフである。 高温の飲料が充填されてから冷却されるまでのＰＥＴボトルの内部における圧力の経時変化の一例が示された概略図である。 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。

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、本実施形態に係る充填体の製造方法において用いられるプリフォーム１（予備成形体）の構成を詳細に説明する。図１は本実施形態に係るプリフォーム１の一例が示された正面図である。なお、以下では、説明の便宜上、プリフォーム１の一端側の開放された側が上を向いた図１の状態におけるプリフォーム１の口部１０を上とする。

本実施形態に係るプリフォーム１は、一端側が開放された有底筒状であって、開放された側の口部１０と、底の側の胴部１５とを備える。口部１０は、その上端に円形の開口部１１を有するとともに外方に突出する環状のサポートリング１２をその下端に有する。

口部１０の外周には、ここでは図示せぬブロー成形機でプリフォーム１がボトル状に成形された後に図示せぬ蓋が取り付けられるためのねじ部１３が設けられる。更に、口部１０は、その外周におけるサポートリング１２と、ねじ部１３との間に外方に突出する環状のカブラ１４を有する。なお、サポートリング１２は、カブラ１４よりも外方に突出する。なお、本実施形態に係る充填体の製造方法において用いられるプリフォーム１では口部１０が非結晶である。すなわち、本実施形態に係る充填体の製造方法では、口部１０の結晶化の工程を省略することができる。

口部１０は、ブロー成形機による成形後もその形状が変化しない。したがって、本実施形態に係るプリフォーム１の口部１０の外径（ねじ谷径Ｄ２に相当）、内径、ねじ山径Ｄ３、及び高さは例えば、飲料用のＰＥＴボトルで標準的に用いられている寸法とされることが好ましい。

口部１０は例えば、ＰＣＯ（Plastic Closure Only）１８１０規格や、ＰＣＯ１８８１規格に対応した寸法とされると良い。より具体的に、口部１０の内径は２１．７４ｍｍ±０．１３ｍｍであることが好ましい。更に、口部１０の外径は２４．９４ｍｍ±０．１３ｍｍであることが好ましい。更に、口部１０の高さは２１．００ｍｍ±０．２５ｍｍ（ＰＣＯ１８１０規格）、及び１７．００ｍｍ±０．２５ｍｍ（ＰＣＯ１８８１規格）のいずれかであることが好ましい。なお、口部１０の高さは、サポートリング１２の下面から口部１０の上端までの距離である。なお、耐熱性を向上させるためにねじ谷径Ｄ２は２４．６０ｍｍ以上、２７．２０ｍｍ以下であることが好ましい。

胴部１５は、円筒状であって、ブロー成形の際に、ボトルの形状となるように膨らむ部分である。胴部１５は、口部１０（サポートリング１２の下面）に連接された首部１６と、首部１６に連設された胴中部１７と、胴中部１７に連設された底部１８とを有する。

首部１６は例えば、口部１０の側から胴中部１７の側に向かって縮径する逆円錐台状に構成されている。すなわち、首部１６の上端（サポートリング１２の直下）における胴径より首部１６の下端における胴径は小とされている。更に、首部１６は、ブロー成形性を良好にする観点から、口部１０の側から胴中部１７の側に向かって厚みが増すように構成されていても良い。すなわち、首部１６の上端における肉厚より首部１６の下端における肉厚は大とされていても良い。

胴中部１７の胴径、及び肉厚は上下方向にほとんど変化しない略真円筒形状である。ただし、胴中部１７には、射出成形によるプリフォーム１の作製の際に用いられる金型からの取り出しを容易にするための傾斜である抜き勾配が設けられていても良く、その胴径、及び肉厚が上下方向にわずかに変化していても良い。

底部１８は外方に湾曲した略半球状に構成されている。なお、底部１８は、円錐形状であったり、角に丸みを持った円柱形状であったり、その他の形状であっても良い。底部１８には、プリフォーム１が射出成形によって作製される際の溶融樹脂の流入口（ゲート）において付随的に形成された固化した部分が付着する。図１には、その部分が切り取られた後の形態が示されている。

なお、サポートリング１２の下面から底部１８の下端までの距離が胴部１５の高さＨ１である。更に、胴中部１７における外周面側の直径が胴部１５の外径Ｄ１とされる。胴部１５の高さＨ１は５０ｍｍ以上、９０ｍｍ以下であることが好ましい。更に、胴部１５の外径Ｄ１は１６ｍｍ以上、２５ｍｍ以下であることが好ましい。

プリフォーム１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、プリフォーム１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。

プリフォーム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、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。

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。

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。

プリフォーム１は、主原料となるペレット形状のポリエチレンテレフタレートが射出成形されることによって形成されたものである。射出成形には、ホッパドライヤ、ホッパ、加熱シリンダ、スクリュ、金型、冷却機等を備える射出成形装置が用いられる。ペレット形状のポリエチレンテレフタレートが、乾燥、可塑化、射出、及び加圧、並びに冷却の工程を経てプリフォーム１が形成される。

なお、プリフォーム１は多層で構成されていても良い。多層の内の少なくとも１層はバリア層や、酸素吸収層を有する構成であっても良い。バリア層には例えば、ポリアミドや、エチレン−ビニルアルコール共重合体が用いられる。酸素吸収層には、酸化可能有機成分、及び遷移金属触媒の組み合わせ、あるいは実質的に酸化しないガスバリア性樹脂等を含む層が用いられる。このようなバリア層や、酸素吸収層によって、酸素透過防止機能を付与することができる。

なお、プリフォーム１が単層で構成される場合においても、酸素除去化合物としての例えばポリアミドがポリエチレンテレフタレートに混合されても良い。このような構成によって、単層であっても、酸素透過防止機能を付与することができる。なお、紫外線遮蔽性等の他の特性についても同様である。

次に、本実施形態に係る充填体の製造方法において形成されるプラスチックボトルの構成を詳細に説明する。図２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２が示された正面図である。すなわち、プラスチックボトルを構成する素材がポリエチレンテレフタレートである。図３は図２のＰＥＴボトル２の平面図である。図２、及び図３に例示されたＰＥＴボトル２は水平方向の断面視が略正方形の角ボトルである。ＰＥＴボトル２は、口部１０と、肩部２０と、胴部３０と、底部４０とを有する。なお、上述されたように、ＰＥＴボトル２の口部１０の構成はプリフォーム１の口部１０の構成と同様である。そして、ＰＥＴボトル２の口部１０は非結晶である。

肩部２０は、その上側が口部１０のサポートリング１２の下面に連なり、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四角錐台の形状を有する。

肩部２０は、胴部３０との接続端から鉛直方向に延びる直線部２１を有していることが好ましい。肩部２０の下端は成形の際に局所的に薄くなりやすく、そして、成形収縮によって生じるくぼみ、いわゆるヒケが生じやすい。しかしながら、肩部２０は、胴部３０との接続端から鉛直方向に延びる直線部２１を有する構成によって賦形性を良好とすることができる。そして、直線部２１の長さＬは、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下に形成されることが好ましく、２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下に形成されることがより好ましい。

胴部３０は、互いに同一の形状からなる４つの壁部３１が周（水平）方向に連接して、全体として略正四角筒の形状を有している。壁部３１の各々は、圧力吸収パネル３２を備える。

ここでは、圧力吸収パネル３２の詳細について説明する。図４は図２のＩＶ−ＩＶ線断面図であり、図５は図２のＶ−Ｖ線断面図であり、図６は図２のＶＩ−ＶＩ線断面図である。なお、図４では上側が、図５では右側が、ＰＥＴボトル２の内方を示す。壁部３１は、１段内方に凹んだ圧力吸収パネル３２を備える。圧力吸収パネル３２は、ＰＥＴボトル２の内部の圧力変化、特に減圧変化を吸収し、かつＰＥＴボトル２の強度、特に、胴部３０の水平方向の荷重に耐える強度である側壁強度を保持する機能を有する。

圧力吸収パネル３２は、周囲の壁部３１の表面から１段内方に凹んだ段壁面３３と、段壁面３３から内方に更に凹んで段壁面３３の対辺の間、例えば水平方向に直線状に延びる複数の凹状リブ３４（リブ）とを有している。更に、段壁面３３の周囲を取り囲み、段壁面３３に対して傾斜する傾斜面が形成されている。壁部３１と、段壁面３３とは傾斜面によって接続されている。

図５に示されるように、壁部３１の表面から１段内方に凹んだ段壁面３３までの深さｓは、周囲の壁部３１の表面から１．０ｍｍ以上、３．５ｍｍ以下、好ましくは２．５ｍｍである。深さｓが小さすぎると、増圧時に、圧力吸収パネル３２が反転して戻らなくなり、一方で、深さｓが大きすぎると、ＰＥＴボトル２の成形時に、賦形不良や、過延伸による白化が発生しやすくなる。

圧力吸収パネル３２を構成する段壁面３３は、段壁面３３の両端部から中央に向け、ＰＥＴボトル２の内方に湾曲し、高温の液体が充填された後に密閉され、常温に冷却されるまで、内方への湾曲が維持されるように構成される。より具体的には、図４に例示されるように段壁面３３は水平方向に、左右両端から中央に向け、ＰＥＴボトル２の内方に湾曲している。一方で、図５に例示されるように垂直方向においても、段壁面３３の上下両端から中央に向け、ＰＥＴボトル２の内方に湾曲していても良い。このように構成されることによってＰＥＴボトル２が陽圧になっても、圧力吸収パネル３２の段壁面３３は鉛直となるまでは変形せず、その後に、ＰＥＴボトル２が陰圧になると内側に湾曲するという挙動を示すようにすることができる。

段壁面３３の左右両端や、上下両端を結ぶ線から段壁面３３の中央での湾曲量ｄ１は、０．５ｍｍ以上、３ｍｍ以下であることが、ＰＥＴボトル２の内部の圧力変化を吸収しながら強度を保持する観点から好ましい。湾曲量ｄ１が０．５ｍｍより小であると、陽圧によって、ＰＥＴボトル２の外側に出っ張りやすくなり、その結果として、圧力吸収の効果が発揮されにくくなる。一方で、湾曲量ｄ１が３ｍｍより大であると、減圧の際に屈曲点になってしまったり、内容量が減少してしまったりする。

そして、段壁面３３の左右の幅ｗ１に対する段壁面３３の中央での湾曲量ｄ１の比ｄ１／ｗ１は、０．０１以上、０．２０以下であることが好ましい。幅ｗ１と湾曲量ｄ１との比ｄ１／ｗ１が０．０１より小であると、陽圧によって、ＰＥＴボトル２の外側に出っ張りやすくなり、その結果として、圧力吸収の効果が発揮されにくくなる。一方で、幅ｗ１と湾曲量ｄ１との比ｄ１／ｗ１が０．２０より大であると、減圧の際に屈曲点になってしまったり、内容量が減少してしまったりする。

段壁面３３の表面に凹凸を有していない構成であると、陽圧によって、ＰＥＴボトル２の外側に出っ張りやすくなる。そこで、凹状リブ３４を有する構成とされることによって、段壁面３３の剛性が高まる。しかしながら、凹状リブ３４が多くなりすぎると、圧力吸収パネル３２が、ＰＥＴボトル２の内外に変形できなくなり、圧力吸収の機能が失われる。したがって、凹状リブ３４の本数、及び寸法が適切となるように設計される。図２等の例示では凹状リブ３４は９本配置されている。

各凹状リブ３４は、段壁面３３の左端から右端まで連続的に延びている。そして、凹状リブ３４は、段壁面３３の上端から下端まで上下方向の全域にわたって等間隔に形成されている。段壁面３３は、その中央部において、ＰＥＴボトル２の圧力変化の影響を最も受けやすい。したがって、凹状リブ３４の形成される領域は、圧力吸収パネル３２の上下方向の全域に限らず、圧力吸収パネル３２の一部、例えば圧力吸収パネル３２の上下方向の中央部のみであっても良い。

凹状リブ３４は、圧力吸収パネル３２内において、少なくとも４本以上１２本以下配置されることが好ましい。凹状リブ３４の本数がこの範囲とされることによって、減圧吸収機能を充分に発揮することができ、更に、ＰＥＴボトル２に加わった応力を分散させ、ＰＥＴボトル２を補強する効果が充分に得られる。

凹状リブ３４は、その深さが一定に形成されていても良いものの、左右両端から中央に向けてより深くなるように形成されることが好ましい。凹状リブ３４は中央で最深である構成によれば、陽圧によって、ＰＥＴボトル２の外側に出っ張りやすくなることを防止することができる。

凹状リブ３４の中央での深さｄ２は、０．５ｍｍ以上、３ｍｍ以下であることが、ＰＥＴボトル２の内部の圧力変化を吸収しながら強度を保持する観点から好ましい。深さｄ２が０．５ｍｍより小であると、陽圧によって、ＰＥＴボトル２の外側に出っ張りやすくなり、その結果として、圧力吸収の効果が発揮されにくくなる。一方で、深さｄ２が３ｍｍより大であると、減圧の際に屈曲点になってしまったり、内容量が減少してしまったりする。なお、複数の凹状リブ３４の中央での深さｄ２は、各々がすべて同じ値である必要はなく、異なる値であっても良い。

ＰＥＴボトル２はわずかながら、酸素の透過性を有している。そして、ＰＥＴボトル２内での保存が長期間に及ぶと、内容物によっては酸化が起こり、これによって、ＰＥＴボトル２内が減圧する。その他にも、内容物の充填時と、保管時との温度差によってもＰＥＴボトル２の内部の圧力が変化する。内部で減圧が生じたＰＥＴボトル２は内方に引っ張られて変形が生じる。このとき、圧力吸収パネル３２は、段壁面３３と、凹状リブ３４との凹凸面が伸ばされることによって容易に内方に向けて変形する。圧力吸収パネル３２は、ＰＥＴボトル２内が減圧された際に、ＰＥＴボトル２の内方に凹むことによって、ＰＥＴボトル２全体の変形を防止する役割を果たす。すなわち、圧力吸収パネル３２は、ＰＥＴボトル２の壁部３１の外方には出っ張らず、内方にはある程度凹むように構成されている。

なお、圧力吸収パネル３２は、ＰＥＴボトル２内が増圧された際にもＰＥＴボトル２全体の変形を防止する役割を果たす。このような構成を有する圧力吸収パネル３２によって、ＰＥＴボトル２の開栓時に、ＰＥＴボトル２の壁が内方へ押圧されて内容物が口部１０から押し出されてこぼれることも防止することができる。そして、圧力吸収パネル３２は、胴部３０の剛性を高めることができる。

ＰＥＴボトル２の壁部３１はラベルが装着される部位である。ラベルは、例えば、ＰＥＴボトル２に被せられた筒状のポリスチレン（ＰＳ：PolyStyrene）や、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：PolyEthylene Terephthalate）等の熱収縮性フィルムに熱風を当てて収縮させるシュリンクラベルによって装着される。そして、筒状の熱収縮性フィルムの寸法は予め定められた値に決まっているので、壁部３１が膨れていると、熱収縮性フィルムが詰まったり、入らなかったりする不具合が生じる。

しかしながら、圧力吸収パネル３２を備えることによって、壁部３１の外方への出っ張りが阻止され、ラベルの装着が円滑に行われ、生産性を向上させることができる。更に、圧力吸収パネル３２を備えることによって、ＰＥＴボトル２に内容物が充填された商品の外観を良好に保ち、商品価値の低下を防止することができる。

なお、上述のように、圧力吸収パネル３２は、水平方向に延びる複数の凹状リブ３４を備えることが圧力が分散される点でより好ましいものの、任意の方向に延びる凹状や凸状の図示せぬリブを有していても良い。

更に、凸状のリブの場合には、ＰＥＴボトル２が陽圧の際にリブの凸部が、壁部３１の表面より外方に突出しないように設計されることが好ましい。したがって、ＰＥＴボトル２が陽圧の際に、凸状のリブの突出方向の真横からＰＥＴボトル２を見ると凸状のリブは見えない。このように構成されるリブは、ＰＥＴボトル２の対面の寸法に影響を与えない。したがって、本実施形態に係るＰＥＴボトル２は段ボール等への箱詰めの積載効率が優れている。更に、本実施形態に係るＰＥＴボトル２は、シュリンクラベルの装着に影響を与えない効果も有している。

図７は図３のＶＩＩ方向矢視図であり、図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図であり、図９は図７のＩＸ−ＩＸ線断面図である。ＰＥＴボトル２は、圧力吸収パネル３２の上方、及び下方に、壁部３１を横切る環状の横溝３５を有することが好ましい（図２、及び図７参照）。横溝３５は、側壁強度を向上させる機能を有する。なお、横溝３５は、ラベルの装着の際の位置合わせに用いることもできる。一方で、ＰＥＴボトル２は、横溝３５を有さない構成の方が成形性は良好となる。

一方で、横溝３５のような水平方向の補強リブが１本でも存在すると、そこがクッションとなり、上下方向の荷重に対して、座屈はしないものの変位が大きくなる。そして、変位が小さい範囲での上下方向の荷重に耐える強度である座屈強度が下がる。そこで、横溝３５が形成されている場合には、ＰＥＴボトル２は、隣り合う壁部３１の間に、縦方向に延びる縦溝３６を有することが好ましい（図２、及び図７参照）。縦溝３６は、胴部３０の座屈強度を向上させる。縦溝３６は、同じ箇所に、少なくとも１本形成される。場合によっては、縦溝３６は、同じ箇所に２本から３本形成されていても良い。しかしながら、縦溝３６の数が多すぎると、凹凸が多くなり、賦形性が悪くなる。

なお、ＰＥＴボトル２が横溝３５を有する構成の場合には、上述された肩部２０の直線部２１が可及的に長く形成されることが賦形性の観点から好ましい。

図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図であり、図９は図７のＩＸ−ＩＸ線断面図である。これらはいずれも、ＰＥＴボトル２の水平方向の切断面が示されている。したがって、縦溝３６は幅方向が示され、横溝３５は延びる（周回）方向が示されている。

縦溝３６は、幅ｗ２、深さｄ３を有する。なお、幅ｗ２、及び深さｄ３は、縦溝３６のＰＥＴボトル２の最外方に突出している箇所を基準とする。そして、縦溝３６は、その上端、及び下端での傾斜部を除いて均一の深さｄ３でＰＥＴボトル２の縦方向に延びる。

縦溝３６の幅ｗ２は、１ｍｍ以上、８ｍｍ以下であることが好ましい。縦溝３６の幅ｗ２が１ｍｍより小であると、効果がなくなるとともに、賦形性が悪くなる。一方で、縦溝３６の幅ｗ２が８ｍｍより大であると、壁部３１が狭くなって望ましくない。

縦溝３６の深さｄ３は、０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下であることが好ましい。縦溝３６の深さｄ３が０．５ｍｍより小であると、効果がなくなる。一方で、縦溝３６の深さｄ３が５ｍｍより大であると、賦形性が悪くなりやすい。

図９に示されるように、横溝３５は、縦溝３６との交差する箇所付近において深さｄ４を有する。横溝３５の深さｄ４は、縦溝３６の深さｄ３よりも小であり、深さｄ４に対する深さｄ３の比ｄ３／ｄ４は１．１〜１．５であることが座屈強度、及び賦形性の観点から好ましい。比ｄ３／ｄ４が１．１よりも小であると、ＰＥＴボトル２が、鉛直方向の荷重を受けた際に変形が生じやすくなる。一方で、比ｄ３／ｄ４が１．５よりも大であると、賦形性が悪くなりやすい。

横溝３５は、壁部３１の水平方向の中央付近において深さｄ５を有する。横溝３５の深さｄ５は、０．５ｍｍ以上、３ｍｍ以下であることが好ましい。横溝３５の深さｄ５が０．５ｍｍより小であると、効果がなくなる。一方で、横溝３５の深さｄ５が３ｍｍより大であると、賦形性が悪くなりやすい。

胴部３０の最も下側の領域がヒール部３７である。ヒール部３７は、プリフォーム１からＰＥＴボトル２が成形される際に、プリフォーム１の底部１８（図１参照）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。

図１０は図２のＰＥＴボトル２の底面図である。底部４０はその上方が、胴部３０の下方に連なる。底部４０は、底壁４１と、ドーム４２と、リブ４３とを有している。略平板環状の底壁４１は、胴部３０に対して垂直方向に延び、ＰＥＴボトル２の接地面となる。ドーム４２は、底壁４１の内周において底壁４１から、ＰＥＴボトル２の内方（上方）へ突出するように構成され、底部４０の強度を向上させる機能を有する。リブ４３は、ドーム４２に底面視で放射状に複数設けられており、ドーム４２を補強する機能を有する。

底部４０は、ドーム４２と、リブ４３とを有することで、熱によって変形しやすい状態で陽圧化しても外側に出っ張りにくく構成されており、陽圧に屈して変形することを可及的に防止できる。しかしながら、図２に示される底壁４１からドーム４２の中央部４２ｃまでの高さｈは仮に、ドーム４２が熱によって変形してもＰＥＴボトル２の接地面よりも高く維持されるように設計されれば良い。より具体的に、底壁４１からドーム４２の中央部４２ｃまでの高さｈは、４ｍｍ以上、２０ｍｍ以下であることが好ましい。高さｈがこの範囲とされることによって仮に変形したとしても、底壁４１より外方に突出することが防止され、ＰＥＴボトル２のがたつきや、転倒を防止することができる。したがって、充填体をインラインで、外観が良好な状態で作製することができ、充填体の搬送適性や、積載効率が低下することを防止することができる。

なお、底部４０の構成は、図２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外側に出っ張りにくく構成されていれば良い。

なお、サポートリング１２の下面から底部４０の下端の底壁４１までの距離が胴部３０の高さＨ２である。更に、胴部３０における一組の対辺の間の距離がＰＥＴボトル２の胴部３０の外径Ｄ４とされる。

ＰＥＴボトル２の特にサポートリング１２より下の形状は、図２等の例示に限らず、プリフォーム１がブロー成形されることによって形成され、熱、及び陽圧によって過度に変形せず、陰圧を吸収してその形状を保つことができる角ボトルであればどのような形状であっても良い。そして、胴部３０に形成される圧力吸収パネル３２や、横溝３５、縦溝３６の形状についても、その効果が充分に機能する範囲で自由に設計することができる。

本実施形態に係るＰＥＴボトル２にはサイズによる限定はなく、種々のサイズに対して適用することができる。例えば、ＰＥＴボトル２の容積が１００ｍｌ以上、２０００ｍｌ以下であっても良い。ＰＥＴボトル２の全高は１００ｍｍ以上、３００ｍｍ以下であっても良く、胴部３０の外径Ｄ４は３０ｍｍ以上、８０ｍｍ以下であっても良い。更に、ＰＥＴボトル２の質量は例えば、１０００ｍｌに対しては２０ｇ以上、４０ｇ以下、５００ｍｌに対しては１５ｇ以上、２５ｇ以下であると良い。

以上のような構成によって、インラインで作製され、ホット充填に適用可能な耐熱性を有し、かつ充填時の容器内の圧力変化による変形が抑制されたＰＥＴボトル２を提供することができる。

なお、このようにして成形された口部１０と肩部２０と胴部３０と底部４０とを有するＰＥＴボトル２と、このＰＥＴボトル２に充填される内容物と、内容物の充填されたＰＥＴボトル２を密閉するキャップとによって本実施形態に係る充填体が構成される。

次に、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１１は、本実施形態に係る充填体７０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７０の製造装置１００は、プリフォーム１の胴部１５を加熱する加熱部と、プリフォーム１から金型を用いてＰＥＴボトル２をブロー成形する成形部と、ＰＥＴボトル２に高温の液体を充填する充填部と、ＰＥＴボトル２の口部１０にキャップを装着する装着部と、ＰＥＴボトル２の口部１０とキャップとを転倒殺菌する転倒殺菌部と、ＰＥＴボトル２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７０の製造装置１００は、予備成形体であるプリフォーム１からＰＥＴボトル２を成形する装置や、ＰＥＴボトル２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。

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２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７０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１を形成する射出成形装置等が含まれていても良い。

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１がボトル状に成形されるにあたってまず、プリフォーム１の加熱が行われる。

図１２は、プリフォーム１の加熱装置１１１の一例が示された断面図である。なお、図１２は、プリフォーム１の搬送方向に対して垂直方向の断面を示す。

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１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１の軸を中心に回転させながら搬送するように構成される。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１１５℃以上、１３５℃以下にプリフォーム１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１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１２の加熱装置１１１では、プリフォーム１は口部１０が下側を向いた状態で搬送、及び加熱されている。

図１３は、プリフォーム１と、ブロー成形後のＰＥＴボトル２とが模式的に示された断面図である。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１３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。

金型１１７は、形成されるＰＥＴボトル２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９０℃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。

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。

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２のヒール部３７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、エッチング等の科学的な処理方法であっても良い。ヒール部３７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７０の製造装置１００において設定されているプリフォーム１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３７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２の賦形性が向上する。

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１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１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１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。

図１１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内容物例えば飲料５０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２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５０の充填されたＰＥＴボトル２の口部１０にキャップ６０を装着するように構成される。なお、ＰＥＴボトル２は、装着されたキャップ６０によって密閉され、充填体７０を構成する。

転倒殺菌部としての転倒殺菌機１３０は、充填体７０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５０の熱によって、充填体７０の内部特に、ＰＥＴボトル２の口部１０と、キャップ６０とを殺菌するように構成される。なお、殺菌時間は、飲料５０の種類、及び温度に応じて適宜設計される。

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７０℃の水を散布して充填体７０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７０（ＰＥＴボトル２）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７０に充填された飲料５０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７０℃以下であることが好ましい。７０℃以下で、充填体７０を急冷させることによってＰＥＴボトル２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。

充填体７０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７０（ＰＥＴボトル２）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７０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７０が製造される。

次に、本実施形態に係る充填体７０の製造方法について詳細に説明する。図１４は、本実施形態に係る充填体７０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１の胴部１５を加熱する工程と、プリフォーム１から金型１１７を用いてＰＥＴボトル２をブロー成形する工程と、ＰＥＴボトル２に高温の飲料５０を充填する工程と、ＰＥＴボトル２の口部１０にキャップ６０を装着する工程と、ＰＥＴボトル２の口部１０とキャップ６０とを転倒殺菌する工程と、ＰＥＴボトル２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１からのＰＥＴボトル２の成形や、ＰＥＴボトル２への高温の飲料５０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。

まず、ボトル成形機１１０へのプリフォーム１の供給が行われる（ステップＳ１）。なお、上述されたように、本実施形態に係る充填体７０の製造装置１００にはプリフォーム１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１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１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。本実施形態に係る充填体７０の製造方法においては口部１０が非結晶のプリフォーム１が用いられる。供給されたプリフォーム１は整列された上で搬送される。

次に、プリフォーム１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１の胴部１５は複数のヒータ１１４によって、例えば１１５℃以上、１３５℃以下の温度に加熱される。

加熱されるプリフォーム１の温度が１１５℃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２は、高温の内容物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１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１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１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。

次に、プリフォーム１の延伸によるＰＥＴボトル２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１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７０の製造方法においては胴金型１１７ａの表面の温度が９０℃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２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５０を充填することを可能としたＰＥＴボトル２を作製することができる。胴金型１１７ａの表面の温度が９０℃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２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。

ここで、本実施形態においては、加熱されるプリフォーム１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１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。

まず、金型１１７に装着されたプリフォーム１の胴部１５が延伸ロッド１１８によって縦方向に延伸される。この際のプリフォーム１からＰＥＴボトル２への縦延伸倍率は１．８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１の胴部１５の高さＨ１（図１、及び図１３参照）に対するＰＥＴボトル２の胴部３０の高さＨ２（図２、及び図１３参照）の比Ｈ２／Ｈ１である。非晶部と、結晶部との集合体であるアモルファス構造を有するプリフォーム１の分子は延伸によって配向結晶化がおこり、その結果として、ＰＥＴボトル２の強度、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５０を充填することを可能としたＰＥＴボトル２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１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２が成形しにくくなる。

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１の内部に供給される。まず、プリフォーム１の縦方向への延伸とともに供給される例えば５ｂａｒ以上、２０ｂａｒ以下の低圧エアＰ１によってプリフォーム１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１の胴部１５が、例えば２０ｂａｒ以上、３８ｂａｒ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２．５秒程度で延伸される。

この際のプリフォーム１からＰＥＴボトル２への横延伸倍率は１．８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１の胴部１５の外径Ｄ１（図１、及び図１３参照）に対するＰＥＴボトル２の胴部３０の外径Ｄ４（図２、及び図１３参照）の比Ｄ４／Ｄ１である。プリフォーム１の分子は横方向の延伸によっても同様に配向結晶化がおこり、その結果として、ＰＥＴボトル２の強度、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５０を充填することを可能としたＰＥＴボトル２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１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２が成形しにくくなる。

なお、ＰＥＴボトル２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１が金型１１７に装着されてからＰＥＴボトル２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。

本実施形態に係る充填体７０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２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１５は、ＰＥＴボトル２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。

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２が張り付く。そして、延伸ロッド１１８が、金型１１７、及びＰＥＴボトル２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２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１／１０から４／５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、０．１秒から１．５秒、及び高圧エアＰ２の時間の１％から９０％、より好ましくは６０％から８０％のいずれかであることが好ましい。

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２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２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２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。

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２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６０％から８０％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。

なお、ＰＥＴボトル２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２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。

このように、ＰＥＴボトル２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２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２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２を作製することができる。

ここで、図１６は、ＰＥＴボトル２の胴部３０の壁部３１における厚さ方向の断面と、結晶化度との関係が模式的に例示された概略図である。ここで、結晶化度とは、結晶領域部分と、非晶領域部分との和に対する結晶領域部分と定義される。そして、図１６には、壁部３１の外側３１ｏが左側に、壁部３１の内側３１ｉが右側に、壁部３１の内部３１ｍがその間に示されている。

壁部３１の外側３１ｏは胴金型１１７ａが接触することによってその結晶化度が上がる。一方で、壁部３１の内側３１ｉは急冷されることによってその結晶化度が上がる。ＰＥＴボトル２に充填される高温の飲料５０が接触するのは壁部３１の内側３１ｉである。したがって、壁部３１の内側３１ｉの結晶化度を上げることが肝要である。

胴部３０の結晶化度は図１６において、結晶化度分布曲線ｃ１で示されるように、壁部３１の外側３１ｏ＞壁部３１の内側３１ｉ＞壁部３１の内部３１ｍの分布であることが好ましい。更に、胴部３０の結晶化度は、結晶化度分布曲線ｃ２で示されるように、壁部３１の外側３１ｏ＝壁部３１の内側３１ｉ＞壁部３１の内部３１ｍの分布であることがより好ましい。本実施形態では、これらのような分布となるようにＰＥＴボトル２がインラインで作製されることによってホット充填された充填体７０がインラインで作製されることが実現される。

ＰＥＴボトル２の胴部３０の結晶化度は２５％以上、３９％以下であることが好ましい。結晶化度がこの範囲であればプリフォーム１から、耐熱性を有するＰＥＴボトル２を賦形性良く成形することができる。なお、ＰＥＴボトル２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２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。

本実施形態に係る充填体７０の製造方法によって作製されたＰＥＴボトル２の胴部３０の密度は１．３６７ｇ／ｃｍ^３以上、１．３８０ｇ／ｃｍ^３以下である。ＰＥＴボトル２の胴部３０の密度は、胴部３０の一部を例えば１ｃｍ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７０におけるＰＥＴボトル２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７０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。

更に、本実施形態に係る充填体７０の製造方法によって作製されたＰＥＴボトル２の胴部３０の引張破壊ひずみは４０％以上、６８％以下である。

ＰＥＴボトル２の胴部３０の引張破壊ひずみの計測方法としては、胴部３０の一部を例えば短辺１０ｍｍ×長辺５０ｍｍ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、３００ｍｍ／分で長辺方向に引っ張られる。そして、ＰＥＴボトル２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７０におけるＰＥＴボトル２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７０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。

ブロー成形されたＰＥＴボトル２は金型１１７から離れる。本実施形態に係る充填体７０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２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３７とは、ベタな面ではなく点での接触となり、ヒール部３７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２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７０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。

本実施形態に係る充填体７０の製造方法によって作製されたＰＥＴボトル２のヒール部３７の表面粗さ（Ｒａ）は０．３μｍ以上、３μｍ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３７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７０におけるＰＥＴボトル２の胴部３０、特にヒール部３７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７０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。

次に、図１４に示されるように、ホット充填機１２０へのＰＥＴボトル２の供給が行われる（ステップＳ５）。本実施形態に係る充填体７０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２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２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。なお、ＰＥＴボトル２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７０の製造方法はインライン方式であるため、ＰＥＴボトル２が加湿による耐熱性の低下が少ない状態で飲料５０の充填に供される。

一方で、ホット充填機１２０では、ＰＥＴボトル２に充填される飲料５０の加温殺菌が行われる（ステップＳ６）。加温殺菌は、飲料５０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。

そして、ホット充填機１２０のフィラ１２１においてＰＥＴボトル２への飲料５０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内容物例えば飲料５０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２に注入する。飲料５０の充填されたＰＥＴボトル２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。

本実施形態に係る方法で作製されたＰＥＴボトル２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２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５０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７０の製造方法においては、ＰＥＴボトル２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５０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７０の製造方法によれば、ＰＥＴボトル２に、高温の飲料５０を問題なく充填することができる。

このように、ＰＥＴボトル２は高温の飲料５０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５０でＰＥＴボトル２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７０に飲料５０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２に飲料５０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２の外面における菌の繁殖や、飲料５０が高温であるほど生じやすくなる特に口部１０の熱変形を効果的に防止することができる。

なお、上述されたように、本実施形態に係る充填体７０の製造方法においては、ＰＥＴボトル２のブロー成形と、ＰＥＴボトル２への飲料５０の充填とがインライン方式で行われるため、ＰＥＴボトル２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２の耐熱性をより維持する観点からは、充填体７０の製造装置１００の内で少なくとも、ＰＥＴボトル２のブロー成形が行われてからＰＥＴボトル２への飲料５０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２が保持されるとなお良い。

次に、ホット充填機１２０のキャッパ１２２にはキャップ６０の供給が行われる（ステップＳ８）。なお、キャップ６０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７０の製造方法においてはキャップ６０が、飲料５０の充填前には非滅菌であっても良い。なお、キャップ６０が滅菌されることによって、飲料５０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７０の製造の際に必要とされるＰＥＴボトル２の耐熱性を下げることができる。

そして、キャッパ１２２において、ＰＥＴボトル２へのキャップ６０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７０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７０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。

次に、転倒殺菌機１３０によって充填体７０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７０を例えば横倒ししながら搬送する。充填体７０が転倒されることによってキャップ６０や、ＰＥＴボトル２の特に口部１０付近の内面は高温の飲料５０と接触することで殺菌される。

続いて、パストライザ１４０によって充填体７０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７０℃以下であることが好ましい。７０℃以下で、充填体７０を急冷させることによってＰＥＴボトル２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７０の内部の飲料５０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。

その後に、ラベラ、及びケーサ１５０によって充填体７０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７０が製造される。

ここで、ＰＥＴボトル２への高温の飲料５０の充填が行われるステップＳ７から、ＰＥＴボトル２へのキャップ６０の装着が行われるステップＳ９を経て、充填体７０の冷却が行われるステップＳ１１までの容器内の圧力、及び温度について詳細に説明する。

図１７は、高温の飲料５０が充填されてから冷却されるまでのＰＥＴボトル２の内部における温度の経時変化の一例が示された概略図であり、図１８は、同様に圧力の経時変化の一例が示された概略図である。なお、図１７、及び図１８において、充填される飲料５０の温度は８５℃とされ、７５℃の液体が収容されたパストライザ１４０の１槽目で５分間冷却された試験区ｅｘ１が実線で示されている。一方で、図１７、及び図１８において、充填される飲料５０の温度は同様に８５℃とされ、６５℃の液体が収容されたパストライザ１４０の１槽目で１０分間冷却された試験区ｅｘ２が点線で示されている。更に、図１８において大気圧が、二点鎖線で示されている。

図１７に示されるように、高温の飲料５０の充填直後から５分間程度は、ＰＥＴボトル２の内部が７０℃以上に保たれている。結晶化が完全には行われていないＰＥＴボトル２はこの間には、軟化、及び収縮しやすい状態になっている。更に、図１８に示されるように、高温の飲料５０の充填、及びキャップ６０の装着後に、容器内に残った空寸の空気の膨張、及びＰＥＴボトル２の収縮によってＰＥＴボトル２はこの間には陽圧化している。したがって、この間のＰＥＴボトル２は外方に変形しやすい状態になっている。なお、試験区ｅｘ１の方がより高く陽圧化している。一方で、高温の飲料５０の充填から１０分以上経過した後は、ＰＥＴボトル２の内部が６５℃以下となって軟化しやすい状態は収まり、空寸の空気が収縮することによってＰＥＴボトル２は陰圧化している。

したがって、ＰＥＴボトル２の仕様として、熱がかかった状態での膨らみに対して強く、更に、その後に、減圧したときに形が崩れないという強度が必要となる。ＰＥＴボトル２ではその形状によって、陽圧、及び陰圧に対する強度が保持される。

角型のＰＥＴボトル２は、４つの壁部３１が面として機能するため、圧力変化を効果的に吸収することができる。更に、内側に湾曲する圧力吸収パネル３２は、外側に出っ張りにくいため、陽圧に屈して変形することを可及的に防止でき、かつ外側に反って固まる可能性が低いため、陰圧も効果的に吸収することができる。更に、凹状リブ３４は、圧力吸収パネル３２を補強するため、圧力吸収パネル３２の過度な変形を防止することができる。特に、中央で最深である凹状リブ３４は、陽圧の際に外側により出っ張りにくくすることができるため、圧力変化をより効果的に吸収することができる。

圧力吸収パネル３２が、外側に反って固まった状態から平坦な状態を通り越えて内側に凹まされることは、内側に反った状態からそのまま内側に引っ張られることと比べると難しい。仮に、圧力吸収パネル３２が、外側に反って固まった状態となって圧力低下の際に変形しない場合には、ＰＥＴボトル２に変形が生じることになる。一方で、仮に、圧力吸収パネル３２が、外側に反って固まった状態から圧力低下の際に変形する場合には、圧力吸収パネル３２の変形量が大きくなってＰＥＴボトル２にダメージを与えることになる。しかしながら、ＰＥＴボトル２は、熱によって変形しやすい状態で陽圧化しても外側に出っ張りにくく、高温の飲料５０が充填された後に密閉され、常温に冷却されるまで、内方への湾曲が維持されるように構成されている。このため、ＰＥＴボトル２は、陰圧に対して効果的に圧力吸収効果を発揮することができる。

更に、ＰＥＴボトル２はその作製の際に仮に、４つの壁部３１に偏肉が生じていたとしても熱、及び圧力変化によって変形しにくく、充填体７０の外観に不良が生じにくい。このため、充填体７０の作製、特にＰＥＴボトル２の成形を容易にするとともに、充填体７０の作製の効率、及び歩留まりを向上させることができる。したがって、ＰＥＴボトル２に高温の飲料５０の充填された充填体７０をインラインで、外観が良好な状態で作製することができる。

更に、ＰＥＴボトル２の底部４０も、内側に突出するドーム４２と、放射状のリブ４３とを有し、熱によって変形しやすい状態で陽圧化しても外側に出っ張りにくく構成されているため、陽圧に屈して変形することを可及的に防止できる。更に、底壁４１からドーム４２の中央部４２ｃまでの高さｈが規定されることによって仮に変形したとしても、底壁４１より外方に突出することが防止される。したがって、充填体７０をインラインで、外観が良好な状態で作製することができ、充填体７０の搬送適性や、積載効率が低下することを防止することができる。

本実施形態に係る充填体７０の製造方法によって作製された充填体７０の減圧量は１ｋＰａ以上、１５ｋＰａ以下である。充填体７０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７０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７０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７０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７０の減圧量には内容物に応じた値が適宜設定される。

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２、及び飲料５０がホット充填された充填体７０がインラインで作製される充填体７０の製造方法を提供することができる。

本実施形態に係る充填体７０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２が成形されてから時間をおかずに高温の飲料５０を充填する工程に進むことができる。このため、ＰＥＴボトル２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５０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２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。

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７０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２の耐熱性が低くても高温の飲料５０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７０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。

更に、本実施形態に係る充填体７０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２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７０の製造の費用を下げることができる。

更に、本実施形態に係る充填体７０の製造方法によれば、ＰＥＴボトル２ではなくプリフォーム１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２がインラインで成形される場合には、充填体７０の製造装置１００に供給される容器の形態をＰＥＴボトル２より嵩の小さなプリフォーム１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２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７０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。

次に、別の実施形態に係る充填体７０の製造方法について詳細に説明する。図１９は、別の実施形態に係る充填体７０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７０の製造方法は図１４に示される製造方法に対し、ＰＥＴボトル２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１４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省略される。

別の実施形態に係る製造方法では、図１４に示される製造方法と同様に、プリフォーム１の延伸によるＰＥＴボトル２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７０の製造方法においては胴金型１１７ａの表面の温度が９０℃以上、１１５℃以下とされる。

ここでも、ステップＳ２において加熱されるプリフォーム１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。

そして、図１４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１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１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。

別の実施形態に係る充填体７０の製造方法では、ブロー成形する工程の中で、ＰＥＴボトル２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７０の製造方法においては胴金型１１７ａの表面の温度が９０℃以上、１１５℃以下とされるとともに、加熱されるプリフォーム１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１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７０の製造方法では、ＰＥＴボトル２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２、及び飲料５０がホット充填された充填体７０を作製することができる。

なお、ブロー成形が行われたＰＥＴボトル２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１４に示される製造方法と同様の工程を経て充填体７０が作製される。

別の実施形態に係る充填体７０の製造方法は図１４に示される製造方法と同様の効果を奏する。

これに加えて、別の実施形態に係る充填体７０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７０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７０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２、及び飲料５０がホット充填された充填体７０の作製の速度を向上させることができる。

以上に説明がなされたように、本実施形態に係る充填体７０の製造方法は、プリフォーム１の胴部１５を加熱する工程と、プリフォーム１から金型１１７を用いてＰＥＴボトル２をブロー成形する工程と、ＰＥＴボトル２に高温の飲料５０を充填する工程と、ＰＥＴボトル２の口部１０にキャップ６０を装着する工程と、ＰＥＴボトル２の口部１０とキャップ６０とを転倒殺菌する工程と、ＰＥＴボトル２を冷却する工程とを備え、ブロー成形する工程の中で、ＰＥＴボトル２に冷却エアＣ１を吹き付ける工程を更に備え、プリフォーム１の胴部１５を１１５℃以上、１３５℃以下に加熱し、金型１１７の胴金型１１７ａの温度を９０℃以上、１２５℃以下とし、胴金型１１７ａは、少なくとも一部の表面に粗面部１１７Ｒを有し、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。

更に、本実施形態に係る充填体７０の製造方法によってＰＥＴボトル２は、１段内方に凹んだ圧力吸収パネル３２を備え、圧力吸収パネル３２は、対辺の間に延びる凹状リブ３４を備え、水平方向に、圧力吸収パネル３２の両端部から中央に向け、ＰＥＴボトル２の内方に湾曲し、高温の飲料５０が充填された後に密閉され、常温に冷却されるまで、内方への湾曲が維持されるように作製されることを特徴とする。

そして、本実施形態によれば、インラインで作製され、ホット充填に適用可能な耐熱性を有し、かつ充填時の容器内の圧力変化による変形が抑制されたＰＥＴボトル２、飲料５０がホット充填された充填体７０、及び充填体７０の製造方法を提供することができる。

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。

＜材料、及び製造方法＞
［実施例１］
図１４に示される本実施形態に係る充填体７０の製造方法によってＰＥＴボトル２が作製された。その際に、ＰＥＴボトル２のヒール部３７に対応して表面に粗面部１１７Ｒを有するようにしぼ加工された胴金型１１７ａが用いられた。しぼ加工は、粒度がＦ１００（粒径が７５μｍから２１２μｍ）の酸化アルミニウムが砥粒として用いられたエアーブラストによって行われた。プリフォーム１は、ポリエチレンテレフタレート製であった。プリフォーム１の胴部１５は１２５℃に加熱され、胴金型１１７ａの表面の温度は１２５℃とされた。ブロー成形する工程（ステップＳ３）には、ＰＥＴボトル２に冷却エアＣ１を吹き付ける工程（ステップＳ４）が含まれた。

［比較例１］
胴金型１１７ａの表面が鏡面加工とされた以外は実施例１と同様とされた。

＜評価方法＞
（ブロー成形評価）
実施例１、及び比較例１のＰＥＴボトル２の各々についてブロー成形性の評価がなされた。表１には、ブロー成形によって作製された各ＰＥＴボトル２の目視による成形評価の結果が示され、○：賦形不良なし、×：賦形不良発生、で表記されている。

（官能検査）
実施例１、及び比較例１のＰＥＴボトル２の各々の中から触感（手触り）の良さが優れているボトルを２０代〜７０代の１００人のモニタに選定していただいた。各ＰＥＴボトル２の中から各モニタに選定されたものが一人一点として集計された。表１には、合計点数が表記されている。

（総合評価）
上述されたブロー成形評価、及び官能検査に基づいて、実施例１、及び比較例１のそれぞれのＰＥＴボトル２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。

上述された実施例から以下の点が導き出された。表１に示されたように、実施例１は、ブロー成形性が良好であり、触感に優れていた。なお、ヒール部３７の表面粗さを計測したところ、１μｍであった。比較例１は、ブロー成形時に、特にヒール部３７において、内側に収縮し、波打つ等の賦形不良が発生したものの、触感にはやや優れていた。

本実施形態に係る充填体７０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２に収縮が生じやすい状況になっている。しかしながら、以上の実施例１の結果から、本実施形態に係る充填体７０の製造方法では、良好なブロー成形性、かつ触感に優れるＰＥＴボトル２を製造することができることが示された。

＜材料、及び製造方法＞
［実施例２］
図１４に示される本実施形態に係る充填体７０の製造方法によって、図２等に示されるＰＥＴボトル２に高温の飲料５０の充填された充填体７０が作製された。すなわち、ＰＥＴボトル２をブロー成形する工程（ステップＳ３）と、ＰＥＴボトル２に高温の飲料５０を充填する工程（ステップＳ７）とがインライン方式で行われ、圧力吸収パネル３２の内方への湾曲が、高温の飲料５０の充填から常温に冷却されるまで維持される等といった特徴を有している。プリフォーム１は、ポリエチレンテレフタレート製であった。飲料５０には８５℃の水が用いられた。プリフォーム１の胴部１５は１２５℃に加熱され、胴金型１１７ａの表面の温度は１２５℃とされた。ブロー成形する工程（ステップＳ３）には、ＰＥＴボトル２に冷却エアＣ１を吹き付ける工程（ステップＳ４）が含まれた。圧力吸収パネル３２は、水平方向に、圧力吸収パネル３２の両端部から中央に向け、ＰＥＴボトル２の内方に湾曲するように形成された。

［比較例２］
圧力吸収用のパネルが、水平方向に、容器の内方に湾曲せず、鉛直方向に平坦に形成された以外は実施例２と同様とされた。

＜評価方法＞
（外観検査）
実施例２、及び比較例２のＰＥＴボトル２の各々について外観の評価がなされた。

上述された実施例から以下の点が導き出された。実施例２は、充填体７０の圧力吸収パネル３２がＰＥＴボトル２の外側に飛び出すことはなく、良好な外観を有していた。比較例２は、圧力吸収用のパネルが１面乃至４面において外側に飛び出すものがあり、外観が良好ではなかった。

以上の実施例２の結果から、本実施形態に係るＰＥＴボトル２は、熱によって変形しやすい状態で陽圧化しても外側に出っ張りにくく、高温の飲料５０が充填された後に密閉され、常温に冷却されるまで、内方への湾曲が維持された。すなわち、本実施形態に係る充填体７０の製造方法によれば、ＰＥＴボトル２に、高温の飲料５０を問題なく充填することができることが示された。したがって、本実施形態では、インラインで作製され、ホット充填に適用可能な耐熱性を有し、かつ充填時の容器内の圧力変化による変形が抑制されたＰＥＴボトル２、充填体７０、及び充填体７０の製造方法を提供することができることが示された。

本開示は、内容物として液体が充填される種々の充填体７０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７０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、及び炭酸飲料、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７０に有用であり、容器が耐熱性を有するので、自動販売機や店舗等での加温販売にも適している。

１ プリフォーム
２ ＰＥＴボトル（プラスチックボトル）
１０ 口部
１５ プリフォーム１の胴部
２０ 肩部
２１ 直線部
３０ ＰＥＴボトル２の胴部
３１ 壁部
３２ 圧力吸収パネル
３３ 段壁面
３４ 凹状リブ（リブ）
３７ ヒール部
４０ 底部
４１ 底壁
４２ ドーム
４２ｃ ドーム４２の中央部
４３ リブ
５０ 飲料（液体）
６０ キャップ
７０ 充填体
１００ 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）
１１７Ｒ 粗面部
１１７ａ 胴金型
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）
Ｃ１ 冷却エア
Ｄ１ プリフォーム１の外径
Ｄ４ ＰＥＴボトル２の外径
ｄ１ 段壁面３３の中央での湾曲量
ｄ２ 凹状リブ３４の中央での深さ
Ｈ１ プリフォーム１の胴部１５の高さ
Ｈ２ ＰＥＴボトル２の胴部３０の高さ
ｈ 底壁４１からドーム４２の中央部４２ｃまでの高さ
Ｌ 直線部２１の長さ

Claims (15)

1. 口部が非結晶であるプリフォームから成形され、充填される高温の液体に対する耐熱性を有する角型のプラスチックボトルであって、
   胴部は、
   １段内方に凹んだ圧力吸収パネル
   を備え、
   前記圧力吸収パネルは、
   対辺の間に延びるリブ
   を備え、
   水平方向に、前記圧力吸収パネルの両端部から中央に向け、前記プラスチックボトルの内方に湾曲し、前記高温の前記液体が充填された後に密閉され、常温に冷却されるまで、前記内方への湾曲が維持されることを特徴とする
   プラスチックボトル。
2. 前記リブは、前記中央で最深であ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。
3. 前記圧力吸収パネルは、
   更に、鉛直方向に、前記圧力吸収パネルの両端部から中央に向け、前記プラスチックボトルの内方に湾曲す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。
4. 前記胴部の表面粗さＲａが０．３μｍ以上、３μｍ以下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。
5. 前記プラスチックボトルを構成する素材がポリエチレンテレフタレートであり、前記胴部の密度が１．３６７ｇ／ｃｍ^３以上、１．３８０ｇ／ｃｍ^３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。
6. 前記胴部の結晶化度が２５％以上、３９％以下であ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。
7. 前記胴部が、１０ｍｍ×５０ｍｍの切り取り片に切り出され、前記切り取り片の８５℃で、３００ｍｍ／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６のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。
8. 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１乃至７のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。
9. 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１乃至７のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。
10. 前記プリフォームから前記プラスチックボトルへの縦延伸倍率は１．８以上、４．０以下であ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。
11. 前記プリフォームから前記プラスチックボトルへの横延伸倍率は１．８以上、３．０以下であることを特徴とする
    請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。
12. 肩部は、前記胴部との接続端から鉛直方向に延びる直線部を有し、
    前記直線部の長さは、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下に形成され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。
13. 底部は、
    略平板環状の底壁から内方へ突出するドームと、
    前記ドームに放射状に設けられたリブと
    を備え、
    前記底壁から前記ドームの中央部までの高さは、４ｍｍ以上、２０ｍｍ以下であることを特徴とする
    請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のプラスチックボトル。
14. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のプラスチックボトルと、
    前記高温の前記液体と
    を備える充填体であって、
    前記充填体の前記常温での減圧量が１ｋＰａ以上、１５ｋＰａ以下であることを特徴とする
    充填体。
15. 口部が非結晶であるプリフォームから成形され、充填される高温の液体に対する耐熱性を有する角型のプラスチックボトルに前記高温の前記液体が充填された充填体の製造方法であって、
    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前記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１１５℃以上、１３５℃以下に加熱し、前記金型の胴金型の温度を９０℃以上、１２５℃以下とし、
    前記胴金型は、少なくとも一部の表面に粗面部を有し、
    すべての工程をインライン方式で行い、
    前記プラスチックボトルは、１段内方に凹んだ圧力吸収パネル
    を備え、
    前記圧力吸収パネルは、
    対辺の間に延びるリブ
    を備え、
    水平方向に、前記圧力吸収パネルの両端部から中央に向け、前記プラスチックボトルの内方に湾曲し、前記高温の前記液体が充填された後に密閉され、常温に冷却されるまで、前記内方への湾曲が維持されるように作製されることを特徴とする
    充填体の製造方法。

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