JP4780443B2

JP4780443B2 - 扁平容器二段ブロー成形法

Info

Publication number: JP4780443B2
Application number: JP2005209281A
Authority: JP
Inventors: 宏行本田; 明彦諸藤; 温小宮; 卓哉藤川
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2005-07-19
Filing date: 2005-07-19
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2025-07-19
Also published as: JP2007021962A

Description

本発明は、扁平容器の二段ブロー成形法に関し、詳しくは、熱可塑性樹脂による容器の胴部の肉厚が均一に形成され、耐熱性が高く高温においても容器が変形しないことを特徴とする扁平容器の二段ブロー成形法及びそれにより製造される扁平容器に係わるものである。

ペットボトルなどのポリエステル樹脂容器は、優れた機械的強度や透明性或いは高いガス遮蔽性や資源再利用性などにより、飲食品用の容器として認可されて以来、非常に需要が高くなっているが、特に、最近では携帯用の飲料用小型容器として消費者に格別に重用され、また、二段ブロー成形法などの開発（特許文献１）によって耐熱・耐圧性が著しく改良され、高温の飲料や高温殺菌を要す飲料用にも使用可能となって、特に冬季の携帯用高温飲料への消費者の強い要望にも応えられるようになっている。
また、省資源や環境保護の社会的要請にペットボトルの再利用体制が確立され、消費者の清潔志向の傾向にも、容器の透明性による清潔感や内部の飲料の透視性による安心感などが合致して、ペットボトルで代表されるポリエステル樹脂容器の需要はさらに高くなっている。

そして、最近の消費者には、飲料容器の把持のし易さや多様形状による審美性から、断面が矩形のような扁平形状のボトルが好まれる風潮が強く、断面が円形の容器は滑り易さによる把持のし難さや円形の単純形状による美的感の無さなどにより敬遠される傾向にある。

消費者に好まれる傾向が強く需要の非常に高い、断面が矩形や楕円形などの扁平形状の扁平容器は、予備成形した有底パリソン（プリフォーム）を断面が扁平の金型内に挿着してブロー成形（空気吹込みによる成形）によって製造されるが、扁平形状に成形する際には、容器断面の長径方向と短径方向の延伸量の差異などにより容器壁の肉厚が不均一になりがちである。
その対策として、例えば、第１吹込金型にて断面円形の有底パリソンを中間成形品に膨成し、この中間成形品を第２吹込金型に挿入して型閉により楕円形に扁平化させ続いて吹込成形により扁平容器を得る方法が知られているが（特許文献２）、ブロー成形による賦形性が不充分で中間成形品の表面に部分的に生じる凹部の弛みによる皺（シワ）が製品の表面に残りやすく、外観不良や強度不足になる問題を呈している。

この他、扁平形状の長径方向に延伸される部分よりも短径方向に延伸される部分のほうが高温となるように、有底コールドパリソンをブロー成形前に加熱し、或いは長径方向延伸部分の肉厚を厚く、短径方向延伸部分の肉厚を薄くなるように偏肉形成した有底パリソンを用い、有底パリソンを軸方向に回転させつつその周囲から放射加熱する、有底コールドパリソンブロー成形法（特許文献３）、分割金型のキャビティ内にパリソンを収納し移動金型部材をパリソン面に進出させてパリソンを扁平化してブロー成形する、扁平面とその側面との寸法比率が１／２以下の扁平度の高い容器を均一肉厚に成形する成形金型（特許文献４）など、ブロー成形により扁平容器を製造する際に肉厚の均一化を目指す方法はいくつか開示されているが、一般に、断面が扁平であることによってパリソンのキャビティ内での延伸膨張が均一にならないために、容器壁の肉厚の均一性が得られ難く、また、短径側の延伸不足による肉溜りの発生もあり、容器の胴部の肉厚が均一な扁平容器の製造は困難である。
肉厚が不均一になると薄肉部による容器の機械的な強度や耐熱性の低下が起こり、高温の飲料容器などとして使用する際に、高温時の容器内飲料の膨張による内圧負荷や温度低下時の内部収縮による外圧負荷に耐えられずに容器の変形が起こる惧れがある。

特公平４−５６７３４号公報（特許請求の範囲の１及び第２頁左欄上段）特公昭５９−５３８６１号公報（特許請求の範囲及び第１図）特開２０００−１２７２３０号公報（特許請求の範囲及び段落０００５〜０００８）特開平８−２９４９５８号公報（特許請求の範囲及び段落０００３〜０００４）

前述した背景技術を鑑みて、最近の消費者において、容器の把持のし易さや多様形状による審美性から、非常に好まれて需要が特に増大している、断面が矩形のような扁平形状の飲料用プラスチック扁平容器をブロー成形により製造する際に、肉厚が均一化され、機械的な強度とともに耐熱性なども向上された、皺のない外観も良好な扁平容器を簡易に実現せしめることを、本発明において発明が解決すべき課題とするものである。

本発明者らは、簡易な装置ないしは手段により、扁平容器壁の肉厚を均一にブロー成形して、耐熱圧性に優れた製品を製造するために、ブロー成形における成形機や金型の構造或いは成形手法やパリソンの材料などに関して多角的に考察し実験的な吟味を重ねて、簡易な装置ないしは手段により経済的に、扁平容器について容器壁の肉厚を均一にブロー成形するには、パリソンの予備的な肉厚における工夫がブロー成形における肉厚の均一形成に影響することを認識して、この過程において新しい手段を知見して発明の創作をなし先の発明として出願をした（特願２００３−３１４８５１；特開２００５−８１６４１号公報）。

扁平容器の成形のためにブロー成形の金型キャビティにおいてパリソンを延伸膨張すると、長径側と短径側との延伸倍率の差異が大きく、扁平の長径側に大きく延伸されて短径側よりもパリソンの肉厚が薄くなり、また、パリソンの金型内への挿入時にキャビティの短径側にのみパリソンより低温の金型表面にパリソンが接触して冷やされ延伸度が低下し、短径側の当該接触箇所を中心に厚肉の樹脂溜まりが形成され、大きな延伸倍率を要する長径側の延伸成形に所望の樹脂量が行き渡らないなど延伸成形に悪影響を及ぼす。さらに、長径側の延伸成形に要する時間（パリソンがキャビティに到達する時間）が長くなると、短径側の当該樹脂溜まりが一層冷却され、延伸度が低下する。これらが、肉厚が不均一となる原因となっていると認識され、キャビティ内において、パリソンを予め扁平状として収納すれば、成形の結果として、短径側と長径側との延伸倍率の差異が小さくなり、厚肉の樹脂溜まりの延伸成形に及ぼす悪影響が軽減され、延伸度の低下を抑止し、短径側と長径側の肉厚のバランスがとれて、扁平容器の成形品において容器壁の肉厚の均一化が実現されるのであって、かかる知見が先の発明における基礎的な要素を構成している。

かかる基礎的な発明要素を具現化するために、本発明者らは、予め形成した横断面の肉厚が均一で断面が略円形のパリソンを一次ブロー成形して、二次ブロー成形のための金型の短径よりも、径が大きい有底筒状体に成形し、これを加熱状態において収縮させ、一方、成形品の扁平容器の断面形状のキャビティを有す金型を準備し、収縮させた有底筒状体を二次ブロー成形のための当金型のキャビティ内に収容しキャビティの短径方向に扁平状に押圧して型締めし、その結果、キャビティの短径（扁平容器の胴部の短径又は短辺長さに相当）側よりも長径（扁平容器の胴部の長径又は長辺長さに相当）側に有底筒状体の
断面が長くなって有底筒状体が収納され、有底筒状体が扁平状に押圧変形する。この状態は図２の（ｄ）に断面図として模式的に示されている。そして、二次ブロー成形すると、形成される扁平容器の短径側と長径側との肉厚が充分に均一になる。

ところで、段落０００４において記載したが、特許文献２（特公昭５９−５３８６１号公報）において、第１吹込金型にて断面円形の有底パリソンを中間成形品に膨成し、この中間成形品を第２吹込金型に挿入して型閉により楕円形に扁平化させ続いて吹込成形により扁平容器を得る方法が知られているが、この方法は当文献の第１図（Ｃ）に見られるように、中間成形品７を型閉により押圧して中間成形品７の長径部も金型に密着させるものであり、一方、上記の先の発明は、パリソンを一次ブロー成形して、二次ブロー成形のための金型の短径よりも、径が大きい有底筒状体に成形し次いで加熱状態において収縮させ、さらに、有底筒状体を二次ブロー成形のための金型のキャビティ内にて短径方向に扁平状に押圧して有底筒状体の長径部は金型面に接しないように型締めをするものであって、加熱収縮及び長径部が金型面に接しないように型締めをする二点において特許文献２の発明と構成を相違し、それにより、先の発明では肉厚の充分な均一化及び機械的強度と耐熱性の向上がなされるものである。

また、特許文献２の方法では、ブロー成形による賦形性が不充分で二次ブロー成形中に中間成形品の表面に部分的に凹部の弛みが生じ、それに起因する皺（シワ）が製品容器の表面に残りやすく、製品が外観不良や強度不足になる問題を呈している。
特許文献２の第１図（Ｃ）に示されている中間成形品７を成形金型３ｂで押圧し７´に変形させブロー成形する際に、本出願における図１（ａ）に示されるように、賦形性不足により中間成形品７の長辺側上部と下部に弛みのような凹部１１が生じる。この状態で特許文献２の第１図（Ｄ）に示されるようにブロー成形を行っても賦形性が悪く、凹部１１の弛みが解消されないため、ブロー成形後の製品容器には、本出願における図１（ｂ）に示す皺１２として残りやすく、製品７の外観不良や強度の不足などの問題が呈される。

本発明は、先願に係わる先の発明において容器の肉厚のいっそうの均一化を図り、機械的な強度や耐熱性などをもさらに向上させるためになされ、併せて、従来技術の特許文献２に呈される、賦形性が不充分で中間成形品の長径側表面に部分的に生じる凹部の弛みによる皺（シワ）が製品容器の表面に残りやすく、外観不良や強度不足になる問題の解決を目指すものである。

本発明者らは、段落００１３の記載に要約される本発明の目的を達成するために、先願発明及び特許文献２の従来技術における容器の肉厚の均一化要因としてブロー成形条件や金型構造などを中心にさらに検討を続けて本発明の目的を達成する新たな手段を求めたところ、容器の肉厚の均一化はブロー金型の表面構造が深く関わっていることを知見するに至り、金型表面におけるブロー成形樹脂材料の滑り性が肉厚の均一化や凹部の派生に係わり、特に、特許文献２の方法では凹部及び皺の派生は第１図の中間成形品７及び７´と成形金型３ｂの滑り性が悪い場合顕著に現れ、さらに、先願発明のように扁平容器に耐熱性を付与するため、中間成形品を１５０℃以上の高熱により収縮させ残留歪みを緩和すると、二次ブロー成形において軟化した樹脂材料がブロー金型に貼り付き易くなるため、製品容器の皺はより顕著に現れることを認識するに至った。

これらの認識に基き、本発明者らは、（１）ブロー金型における少なくとも容器の長辺側胴部成形面の上部及び／又は下部に、金型表面処理を施して、ブロー成形金型の部分表面における樹脂材料の滑りを向上させ、それにより容器の肉厚のいっそうの均一化を達成し、また、（２）ブロー金型における少なくとも容器の長辺側胴部成形面の上部及び／又は下部に、容器の高さから見て水平の凸部を１個ないしは複数個形成して、中間成形品の長径側表面に部分的に生じる凹部の弛みを吸収させ解消させて、また、完全に解消しきれなかった軽微のシワ（皺）が残りかけた際にも二次ブロー成形中にシワを伸ばすことによって、製品容器の表面におけるシワの派生を無くすことを実現するに至り、本発明の基本的な構成の要件を見い出すこととなった。
なお、（３）かかるブロー金型表面の凸部により、製品容器の長径側の胴部には、図３に示されるように、横型（水平）の凹状リブ（溝の横ばり）が形成され、肉厚の顕著な均一性及び機械的な強度と耐熱性に格別に優れた横型リブ付き容器が形成されることとなった。

本発明は上記の（１）〜（３）を発明の基本的な要素とするものであるが、（１）と（２）を組み合わせることもなされ、また、金型表面処理や成形材料の熱可塑性樹脂及び金型表面の凹部の大きさなどの特定化も行われ、さらに製品容器における物性の特定化の観点から機械的な強度や耐熱性などを確保するために、扁平比（長径の短径に対する比）や結晶化度、或いは容器の胴部の最大延伸部と最小延伸部における９５℃引張り試験での伸びの差、及び容器の胴部の最大延伸部と最小延伸部におけるＴＭＡ無荷重変化量の差などをも規定するものである。

以上においては、本発明が創作される経緯と、本発明の基本的な構成要素について、本発明を概観的に記述したので、ここで、本発明全体を俯瞰すると、本発明は、次の発明単位群から構成されるものであって、［１］及び［２］の発明を基本発明とし、それ以下の発明は、基本発明を具体化又は応用化ないしは実施態様化するものである。なお、発明群全体をまとめて「本発明」という。

［１］扁平容器の二段ブロー成形において、熱可塑性樹脂により形成した第１中間成形体である有底パリソンを一次ブロー成形して第２中間成形体となし、第２中間成形体を熱収縮させ二次ブロー成形用金型内部のキャビティの長径（長辺長さ）より小さく短径（短辺長さ）より大きい胴径を有す第３中間成形体とした後、第３中間成形体を、ブロー成形用金型における少なくとも容器の長辺側胴部成形面の上部及び／又は下部に、第３中間成形体が接触した際に滑り易くするための金型表面処理がなされた二次ブロー成形用金型内に装着し、第３中間成形体を金型キャビティの短径方向に押圧して型締めを行い、次いで二次ブロー成形することを特徴とする、扁平容器二段ブロー成形法。
［２］扁平容器の二段ブロー成形において、熱可塑性樹脂により形成した第１中間成形体である有底パリソンを一次ブロー成形して第２中間成形体となし、第２中間成形体を熱収縮させ二次ブロー成形用金型内部のキャビティの長径より小さく短径より大きい胴径を有す第３中間成形体とした後、第３中間成形体を、ブロー成形用金型における少なくとも容器の長辺側胴部成形面の上部及び／又は下部に、凸部が形成された二次ブロー成形用金型内に装着し、第３中間成形体を金型キャビティの短径方向に押圧して型締めを行い、次いで二次ブロー成形することを特徴とする、扁平容器二段ブロー成形法。
［３］扁平容器の二段ブロー成形において、熱可塑性樹脂により形成した第１中間成形体である有底パリソンを一次ブロー成形して第２中間成形体となし、第２中間成形体を熱収縮させ二次ブロー成形用金型内部のキャビティの長径より小さく短径より大きい胴径を有す第３中間成形体とした後、第３中間成形体を、ブロー成形用金型における少なくとも容器の長辺側胴部成形面の上部及び／又は下部に、第３中間成形体が接触した際に滑り易くするための金型表面処理がなされ、さらにブロー成形用金型における少なくとも容器の長辺側胴部成形面の上部及び／又は下部に、凸部が形成された二次ブロー成形用金型内に装着し、第３中間成形体を金型キャビティの短径方向に押圧して型締めを行い、次いで二次ブロー成形することを特徴とする、扁平容器二段ブロー成形法。
［４］金型表面処理がフッ素系樹脂によるコーティングであることを特徴とする、［１］又は［３］における扁平容器二段ブロー成形法。
［５］フッ素系樹脂がテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニールエーテル共重合体(ＰＦＡ)又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であることを特徴とする、［４］における扁平容器二段ブロー成形法。
［６］金型面に形成された凸部の大きさが、横幅は金型キャビティ面の長径の３０〜９０％、縦幅は金型キャビティ面の扁平製品形成高さの１〜３０％、高さは金型キャビティ面の短径の２〜４０％であることを特徴とする、［２］〜［５］のいずれかにおける扁平容器二段ブロー成形法。
［７］熱可塑性樹脂がポリエステル樹脂であることを特徴とする、［１］〜［６］のいずれかにおける扁平容器二段ブロー成形法。
［８］扁平容器がポリエステル樹脂層及び機能性熱可塑性樹脂層の多層構造からなることを特徴とする、［１］〜［６］のいずれかにおける扁平容器二段ブロー成形法。
［９］ポリエステル樹脂をブロー成形した扁平容器であって、金型面に形成され凸部により長径（長辺）側面に水平凹部の横型リブが設けられたことを特徴とする、［２］〜［８］のいずれかにおける扁平容器二段ブロー成形法により成形された扁平容器。
［１０］ポリエステル樹脂をブロー成形した扁平容器であって、長径の短径に対する比である扁平比が１．３以上であり、容器の胴部の最大肉厚部の肉厚の、最小肉厚部の肉厚に対する比である肉厚比が１．６以下であり、容器の胴部の最大延伸部と最小延伸部における９５℃引張り試験での伸びの差が１５０％以下であることを特徴とする、［１］〜［８］のいずれかにおける扁平容器二段ブロー成形法により成形された扁平容器。
［１１］ポリエステル樹脂をブロー成形した扁平容器であって、長径の短径に対する比である扁平比が１．３以上であり、容器の胴部の最大肉厚部の肉厚の、最小肉厚部の肉厚に対する比である肉厚比が１．６以下であり、胴部の結晶化度が３０％以上であり、さらに容器の胴部の最大延伸部と最小延伸部におけるＴＭＡ無荷重変化量の差が７５℃と１００℃において５００μｍ以下であることを特徴とする、［１］〜［８］のいずれかにおける扁平容器二段ブロー成形法により成形された扁平容器。
［１２］ポリエステル樹脂をブロー成形した扁平容器であって、金型面に形成され凸部により長径側面に水平凹部の横型リブ部が設けられ、長径の短径に対する比である扁平比が１．３以上であり、容器の胴部の最大肉厚部の肉厚の、最小肉厚部の肉厚に対する比である肉厚比が１．６以下であり、容器の胴部の最大延伸部と最小延伸部における９５℃引張り試験での伸びの差が１５０％以下であり、胴部の結晶化度が３０％以上であり、さらに容器の胴部の最大延伸部と最小延伸部におけるＴＭＡ無荷重変化量の差が７５℃と１００℃において５００μｍ以下であることを特徴とする、［１］〜［８］のいずれかにおける扁平容器二段ブロー成形法により成形された扁平容器。

本発明における扁平容器二段ブロー成形法は、肉厚が顕著に均一化され、機械的な強度や耐熱性及び耐圧性に格別に優れた扁平容器を、表面に成形不良の皺を派生することなく、簡易に製造することができる。
本発明による扁平容器は、高温においても容器の形状が安定し、高温時の容器内飲料の膨張による内圧負荷や温度低下時の内部収縮による外圧負荷による容器の変形が起こる惧れがない。したがって、当扁平容器は、高温飲料用容器或いは高温殺菌飲料容器として特に優れたものであり、他に、食品一般や医薬品用としても好適である。

以下においては、前述した本発明群の発明の実施の形態を、図面を参照しながら、具体的に詳しく説明する。
本発明は、二段ブロー成形法による扁平容器の製造方法の改良に関し、詳しくは、断面が矩形又は楕円形などであって、容器全体の肉厚が格別に均一に形成され、機械的性質や耐熱性が顕著に優れた扁平形状の容器の成形方法に係わるものである。

１．二段ブロー成形法
（１）基本工程
本発明の二段ブロー成形法の基本工程は、図２に概略図として示されており、（ａ）予め熱可塑性樹脂により形成した有底パリソン（第１中間成形体）２２を一次ブロー成形して、二次ブロー成形用金型内部のキャビティの短径より大きい径を有す有底筒状体（第２中間成形体）に成形し、（ｂ）加熱状態において収縮させ二次ブロー成形用金型内部のキャビティの短径より大きい径を保持させてから、（ｃ）当有底筒状成形体（第３中間成形体）を二次ブロー成形用金型２０内に装着し有底筒状成形体２３を金型内部のキャビティ２１の短径方向に押圧して型締めを行い、（ｄ）次いで圧力流体を有底筒状成形体内に送入して加熱状態において有底筒状成形体を金型内面のキャビティの形状に沿わせることにより扁平容器を成形することを特徴とする、（ａ）〜（ｄ）の各工程からなる二段ブロー成形法による扁平容器の製造方法である。

（ａ）工程は、予め熱可塑性樹脂により形成した断面が略円形状の有底パリソンを一次ブロー成形して、断面が略円形状であって二次ブロー成形用金型内部のキャビティの短径より大きい径を有す有底筒状体に成形する工程である。
パリソンは、射出成形機や押出成形機などによる通常の手段により形成され、熱可塑性ポリエチレンテレフタレート（通称ＰＥＴ）を素材とするが、他に、ポリエチレンやポリプロピレン或いはポリカーボネートなど任意の樹脂も使用しうる。パリソンは、生産効率やブロー効率からして、断面が略円形状の有底パリソンが好ましく、その大きさは、目的とする扁平容器の大きさや二次ブロー効率などによって適宜に設定される。
パリソンの一次ブローは、ブロー後の形状安定のために金型を使用するが、経済面からして、金型を用いないフリーブローで行ってもよい。

一次ブローの横延伸倍率は３〜５倍、縦延伸倍率は２〜４倍まで上げることができ、結晶の高配向と延伸の均質化がもたらされる。一次ブローの金型温度条件は、ＰＥＴにおいては１５０℃程度とされ、フリーブローでは空冷により冷却する。なお、一般に容器の口部は延伸されないので、別途に加熱結晶化して強度と耐熱性を向上させる。

（ｂ）工程は、加熱状態において収縮させる工程であり、一次ブロー成形して、断面が略円形状であって二次ブロー成形用金型内部のキャビティの短径より大きい径を有す有底筒状体（中間成形体）に成形した後は、加熱状態においてオーブン内で熱収縮させることにより一次ブロー成形で樹脂に生じた残留歪みを緩和し、二次ブロー成形用金型内部のキャビティの短径より大きい径を保持させる。ＰＥＴにおいては、オーブン後のボトル温度が１５０℃以上となる加熱条件が採用される。一次ブローによって延伸膨張されたパリソンが、この工程により結晶化と熱固定が均質に充分に行われ、収縮され縮径されることとなる。
熱収縮後の中間成形体の断面径の大きさは、二次ブロー用の金型に中間成形体を扁平状に押圧して収納（装着）した際に、押圧変形により伸ばされた長径側の中間成形体と金型内面との間に中間成形体の延伸分の間隙が保たれるように設定する。また、中間成形体の断面径の大きさは、成形品の肉厚均一化のために、二次ブロー金型のキャビティの短径より１．１〜２倍程度大きくするのが好ましい。

（ｃ）工程は、中間成形体を二次ブロー成形用金型内に装着し中間成形体を金型内部のキャビティの短径方向に押圧して型締めを行う工程であり、中間成形体を二次ブロー成形用金型内に装着し、中間成形体を断面から見て、金型内部のキャビティの短径方向に押圧して型締めを行い、キャビティ内において中間成形体を予め扁平状として収納すれば、キャビティの短径側よりも長径側に中間成形体の断面が長くなって中間成形体が収納され、中間成形体が扁平状に押圧変形される。

（ｄ）工程は、圧力流体を有底筒状成形体内に送入して加熱状態において中間成形体を金型内面のキャビティの形状に沿わせることにより扁平容器を成形する工程であり、二段ブロー成形における二次ブローに相当して、中間成形体を扁平容器の最終形状にブロー成形する。
二次ブロー成形用金型は割れ型を使用し、圧力流体は加熱空気が利便性からして好ましい。吹き込み空気圧力は通常の２〜４ＭＰａ程度である。
二次ブロー成形の結果として短径側と長径側の肉厚のバランスがとれて、扁平容器の成形品において容器壁の肉厚の均一化が実現される。そして、二次ブロー成形すると長径側と短径側との延伸倍率の差異が小さくなり、形成される扁平容器の短径側と長径側との肉厚が充分に均一になる。

（２）金型面への表面処理
段落００１１〜００１２において前述し、図１に例示するように、従来技術の特許文献２の方法では、ブロー成形による賦形性が不充分で二次ブロー成形中に中間成形品の表面に部分的に生じる凹部の弛みによる皺（シワ）が製品容器の表面に残りやすく、外観不良や強度不足になる問題を呈している。
そこで、本発明では、上記の（１）の基本工程において、二次ブロー成形用金型における少なくとも容器の長辺側（断面が楕円形状の場合は長径側に相当）胴部成形面の上部及び／又は下部に、金型表面処理を施して、ブロー成形用金型の部分表面における樹脂材料の滑りを向上させ、それにより容器の肉厚のいっそうの均一化を達成すると共に、ブロー成形による賦形を充分に行い、中間成形品の表面に部分的に生じる凹部の弛みによる皺（シワ）の派生を阻止して外観不良や強度不足になる問題を解消し得る。
金型表面処理としては粗面化処理やコーティング処理が挙げられ、粗面化処理としては、例えば、紙ヤスリ又は耐水ペーパーなどで金型表面をこすり粗面化してもよいし、サンドブラスト処理やイエプコ処理（処理面のバリの除去やクリーニングを行った後に、極微小の硬球でピーニングを行う表面処理法）などによって粗面化してもよい。
コーティング処理としてはシリコン、二硫化タングステン、フッ素樹脂などのコーティングが挙げられるが、第３中間成形体を押し潰す際の第３中間成形体と金型間の滑り性と、コーティング剤の耐久性の点から特にフッ素系樹脂によるコーティングが好ましい。
フッ素系樹脂としては、好ましくは、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニールエーテル共重合体(ＰＦＡ)又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が使用される。

（３）金型面への凸部の形成
段落００１１〜００１２において前述し、図１に例示するように、従来技術の特許文献２の方法では、ブロー成形による賦形性が不充分で二次ブロー成形中に中間成形品の表面に部分的に生じる凹部の弛みによる皺（シワ）が製品容器の表面に残りやすく、外観不良や強度不足になる問題を呈しているが、この問題は、金型面への凸部の形成によっても解消し得る。
本発明では、上記の（１）の基本工程において、ブロー成形用金型における少なくとも容器の長辺側胴部成形面の上部及び／又は下部に、好ましくは容器の高さから見て水平の、凸部を１個ないしは複数個形成して、中間成形品の長辺側表面に部分的に生じる凹部の弛みを吸収させて、また、完全に解消しきれなかった軽微のシワが残りかけた際にも二次ブロー成形中にシワを伸ばすことによって、それにより容器の肉厚のいっそうの均一化を達成すると共に、ブロー成形による賦形性を充分に行い、中間成形品の表面に部分的に生じる凹部の弛みによる製品容器面のシワの派生を阻止して外観不良や強度不足になる問題を解消し得る。

金型面に形成された凸部の大きさは、実験的な検証により、横幅は金型キャビティ面の長径の３０〜９０％、縦幅（容器の垂直高さ幅）は金型キャビティ面の扁平製品形成高さの１〜３０％、高さは金型キャビティ面の短径の２〜４０％であることが、中間成形品の長径側表面に部分的に生じる凹部の弛みを吸収させるために好ましい。
なお、図３のように容器長径側の側面に胴径方向に平行な凸部を金型面に多数設けると、表面積が増え、凹部の弛みをより吸収し易くなる。また、容器面の凹部は階段状に深くしたり、減圧吸収パネル内に設けてもよい。図３においては斜線部として金型面への凸部形成も例示されている。

（４）金型面への表面処理と凸部形成の組み合わせ
段落００１１において前述し、図１に例示するような、従来技術の特許文献２の方法における問題は、段落００２７〜００２８に記載した、金型面への表面処理及び凸部形成の組み合わせの採用により、さらに充分に効率よく解消することができる。

２．成形用樹脂材料
（１）熱可塑性樹脂材料
扁平容器の製造のための熱可塑性樹脂材料は、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂及びポリカーボネート或いはポリ乳酸など各種の樹脂が使用し得るが、成形性や物性などからしてポリエステル樹脂が好ましく、機械的強度と耐熱性を考慮して、主として好ましくは、通常のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が使用される。
ポリエチレンテレフタレートは、主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレートであり、好ましくは、酸成分の９０モル％以上がテレフタル酸で、グリコール成分の９０モル％以上がエチレングリコールである結晶性の樹脂を使用する。他の酸成分としてはイソフタル酸やナフタリンジカルボン酸など、他のグリコール成分としてはジエチレングリコール、１，４‐ブタンジオール、シクロヘキサンジメタノール、プロピレングリコールなどが例示できる。
容器を構成する樹脂には酸素吸収性ないしは酸素遮蔽性などの機能性樹脂をブレンドすることもできる。また、用途に応じて、他の機能性の付与のために、通常の着色剤や紫外線吸収剤或いは酸化防止剤や抗菌剤などの各種の添加剤を適宜に配合してもよい。

（２）多層材料
本発明においては、適宜に多層材料である積層パリソンを使用もでき、例えば、ポリアミドやエバールなどと積層すると酸素遮蔽性が向上する。また、酸素吸収層を中間層に設けて酸素吸収性を向上させてもよい。酸素吸収層に用いる酸化可能有機成分はポリエンから誘導される重合体が好ましい。かかるポリエンとしては、炭素原子数４〜２０のポリエン、鎖状又は環状の共役又は非共役ポリエンから誘導された単位を含む樹脂が好適に使用される。

３．扁平容器の特定化
（１）扁平容器
本発明の扁平容器は、好ましくは口部を除き、容器の断面が矩形や楕円形などの扁平形状を有す容器である。扁平形状により、消費者の手指の把持による飲料ボトルの持ち易さに優れ、使用時に容器表面が濡れていても滑らず、また、円筒形に比べて多様形状化による審美性をも有し、高い透明性により収納内容物が透視できて消費者に安心感を与え、表面光沢による清潔感もあり、或いは内容物の排出性も良く、高温飲料用容器或いは高温殺菌用飲料容器として特に優れたものである。
本発明に関わる扁平容器は、容器全体の肉厚が均一に形成され、容器壁の結晶化が充分に行われていることを特徴とし、当扁平容器は二段ブローにより優れた耐熱性と耐圧性がもたらされ、また、容器壁が均一肉厚なため機械的強度も優れている。
なお、ブロー成形用金型表面長辺側に水平（容器高さに対して）凸部を設けると、製品容器の長径側の胴部には、図３に示されるように、横型（水平）の凹状リブが形成され、肉厚の顕著な均一性及び機械的な強度と耐熱性に格別に優れた横型リブ付き容器が形成されることとなる。
以下における本発明の扁平容器の特定化は、本発明の二段ブロー成形法により実現することができる。

（２）扁平比
扁平比は、扁平性を表す容器の胴部断面の長径の短径（長径と短径は共に外径）に対する比であり、容器の扁平性の指標となる。
本発明においては、扁平比が、容器の胴部の肉厚比などと共に、高温での容器の胴部における伸長性及び高温での容器の胴部の熱的な無荷重変化量或いは容器の胴部の結晶化度などと関連して、扁平容器の機械的な強度や耐熱性などに深く関わるので、実験データ（後記の表１に掲示）からして１．３以上であることが必要であり、この数値規定は、消費者の手指の把持による飲料容器の持ち易さ、及び多様形状による審美性をももたらす。

（３）容器胴部の肉厚比
容器の胴部の肉厚比は、容器の胴部全体の肉厚の均一性を示す指標であり、数値１により近いほうが肉厚が全体的に均一となり好ましく、容器首部及び接地部を除く容器胴部の断面の最大肉厚部の肉厚の、最小肉厚部の肉厚に対する比である肉厚比として示される。
扁平比と同様に、高温での容器の胴部における伸長性及び高温での容器の胴部の熱的な無荷重変化量或いは容器の胴部の結晶化度などと関連して、扁平容器の機械的な強度や耐熱性などに深く関わるので、実験データ（後記の表１に掲示）からして１．６以下であることが必要である。

（４）結晶化度
扁平容器の胴部の結晶性を示す指標（単位：％）であり、扁平比などと共に、扁平容器の機械的な強度や耐熱性などに関わるので、実験データ（後記の表１に掲示）からして３０％以上であることが必要である。
結晶化度は特に容器の耐熱性の向上に必須の数値であり、段落００４０に後記する実験計算式により算出される。

（５）高温での伸びの差
高温での伸びの差は、扁平容器の機械的な強度や耐熱性などに深く関わるので、具体的には、容器の胴部の最大延伸部（柱部）と最小延伸部（パネル中央部）における９５℃引張り試験での伸びの差を採用する。段落００４１に後記する実験法により算出され、実験データ（後記の表１に掲示）からして１５０％以下であることが必要である。
最大延伸部と最小延伸部での伸びの差が１５０％以下であると、収容内容物を９５℃程度の高温で充填しても形状的に安定しており、従来の扁平容器のように形状が変形して歪むことはない。

（６）無荷重変化量の差
扁平容器の無荷重変化量の差は、高温での伸びの差と共に、扁平容器の機械的な強度や耐熱性などに深く関わるので、具体的には、７５℃と１００℃の範囲での容器の胴部における最大延伸部と最小延伸部のＴＭＡ（熱機械分析）無荷重変化量の差を採用する。段落００４２に後記する実験法により算出され、実験データ（後記の表１に掲示）からして５００μｍ以下であることが必要である。
ＴＭＡ無荷重変化量の差は、特に耐熱性の評価を示し、５００μｍ以下であると、収容内容物を９５℃程度の高温で充填しても形状的に安定しており、従来の扁平容器のように形状が変形して歪むことはない。
扁平容器は、容器の胴部における最大延伸部と最小延伸部の延伸倍率又は二次加工量が異なるため、柱部とパネル部の耐熱性が異なり、収容内容物を高温で充填するとパネル部が出っ張り耐熱性が不良となる傾向があるが、この規定を満たす本発明の扁平容器は、従来法のものに比べて、最大延伸部と最小延伸部の配向状態の差が小さくて耐熱性に優れており、収容内容物を高温で充填してもパネル部が出っ張ることはない。

以下において、実施例によって、比較例を対照して図面を参照しながら、本発明をより詳細に具体的に示すが、以下の実施例と比較例は、本発明の好ましい実施の態様を例示し本発明をより明瞭に説明し、さらに本発明の構成要件の合理性と有意性及び従来技術に対する優位性を実証するためのものである。

［測定法］
１．）結晶化度の測定
扁平容器の胴部より試験片を切り出し、密度勾配管法により試験片の密度ρ（ｇ／ｃｍ^３）を求める。結晶化度は次式により計算する。
結晶化度（％）＝｛ρｃ（ρ−ρａ）／ρ（ρｃ−ρａ）｝×１００
ρｃ：結晶密度（１．４５５ｇ／ｃｍ^３）
ρａ：非晶密度（１．３３５ｇ／ｃｍ^３）

２．）９５℃引張り試験伸び量差の測定
扁平容器の胴部の最大延伸部（柱部）と最小延伸部（パネル中央部）より縦（高さ）方向に切り出した５×４０ｍｍの短冊状試験片を、９５℃の恒温器の中で引張り試験を行う。その二箇所の最大の伸びの差を９５℃引張り伸び量の差とする。容器からの短冊状試験片の切り出しは図６に示され、斜線部が短冊状試験片である。
なお、チャック間距離を１０ｍｍ、クロスヘッドスピードを１０ｍｍ／分で測定し、チャック間距離をＬ_０、サンプルの伸びた距離をΔＬとして、伸び（％）＝（ΔＬ／Ｌ_０）×１００で表示した。
装置は、（株）オリエンテック社製テンシロン万能試験機ＵＣＴ−５００を使用した。
なお、図４に９５℃引張り試験伸び量差の測定結果の例を表すグラフ図を例示する。図４においては、最大延伸部と最小延伸部における最大の伸び量の差は、３８９−３３３＝５６％となる。

３．）ＴＭＡ無荷重変化量の差の測定
扁平容器の胴部の最大延伸部（柱部）と最小延伸部（パネル中央部）より縦（高さ）方向に切り出した５×４０ｍｍの短冊状試験片を、ＴＭＡ（熱機械分析法）により測定する。その二箇所の変化量の差をＴＭＡ無荷重変化量の差とする。短冊状試験片の切り出しは図６に示され、斜線部が短冊状試験片である。
なお、ＴＭＡ無荷重変化量の差の測定方法としては、試験片にかける応力を０とし、チャック間距離を２０ｍｍ、室温から１００℃まで昇温速度５℃／分にて測定する。変化量の数値化はガラス転移温度付近の７５℃を起点とし１００℃までの変化量にて算出する。装置は、セイコーインスツルメンツ（株）社製のＤＭＳ−６１００を使用した。
なお、図５にＴＭＡ無荷重変化量の差の測定結果の例を表すグラフ図を例示する。図５においては、７５℃を基準として１００℃になったときの最大延伸部と最小延伸部の変化量の差を表わすと、４２−（−６８）＝１１０μｍとなる。（実施例−１に相当）

４．）耐熱性評価方法
扁平容器に８７℃の熱水充填を行い、密栓後さらに７５℃温水シャワーを５分間行い、容器の変形の有無を目視にて評価した。（○：変形無し ×：変形有りとして表１に記載）

［実施例−１］
市販のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を使用して、外径２２ｍｍ・厚さ３．４ｍｍ・高さ８０ｍｍの第１中間成形品である有底パリソンを予備成形し、フリーブローにより加熱空気を吹き込んで、外径９０ｍｍの第２中間成形体に一次延伸ブローした。
一次ブローした第２中間成形体を、６００℃のオーブン内で８秒間収縮固定して、第３中間成形品である外径６０ｍｍの収縮成形品とした。
二次ブロー成形用金型（１４０℃に設定）は、図２に示す断面矩形のキャビティ（断面：短径５０ｍ・長径６６ｍｍ）を有し、ブロー金型における容器の長辺側胴部成形面の上部にフッ素系樹脂コーティング処理を施したものであり、その内に第３中間成形品を短径方向に押圧して収納した。
押圧して変形された第３中間成形品内に、２０℃で３ＭＰａの空気を送入して二次ブロー成形を行い、断面が矩形の扁平比１．３の扁平容器を成形した。この扁平容器の胴部に皺は残っていなかった。
この扁平容器の胴部の結晶化度、容器の断面の最大肉厚部と最小肉厚部の肉厚比、容器の胴部の最大延伸部と最小延伸部における９５℃引張り試験での伸び量差、及び容器の胴部の最大延伸部と最小延伸部における７５℃と１００℃の範囲でのＴＭＡ無荷重変化量の差の測定結果を表１に示す。

［実施例−２］
一次ブロー成形をフリーブローでなく一次ブロー用金型を使用し、二次ブロー用金型として、ブロー金型における容器の長辺側（長径側）胴部成形面の上部にフッ素系樹脂コーティング処理を施し、断面楕円形のキャビティ（断面：短径４７ｍｍ・長径７０ｍｍ）を有す金型を使用した以外は、実施例−１と同様に行い断面が楕円形の扁平比１．５の扁平容器を成形した。

［実施例−３］
一次ブロー成形をフリーブローでなく一次ブロー用金型を使用し、二次ブロー用金型として、ブロー金型における容器の長辺側胴部成形面の上部にフッ素系樹脂コーティング処理を施し、断面矩形のキャビティ（断面：短径４０ｍｍ・長径８０ｍｍ）を有す金型を使用した以外は、実施例−１と同様に行い断面が矩形の扁平比２．０の扁平容器を成形した。

［実施例−４］
一次ブロー成形をフリーブローでなく一次ブロー用金型を使用し、二次ブロー用金型として、ブロー金型における容器の長辺側胴部成形面の上部にフッ素系樹脂コーティング処理を施し、断面矩形のキャビティ（断面：短径３６ｍｍ・長径９０ｍｍ）を有す金型を使用した以外は、実施例−１と同様に行い断面が矩形の扁平比２．５の扁平容器を成形した。

［実施例−５］
二次ブロー用金型として、ブロー金型における容器の長辺側胴部成形面の下部にフッ素系樹脂コーティング処理を施し、断面矩形のキャビティ（断面：短径４０ｍｍ・長径８０ｍｍ）を有す金型を使用した以外は、実施例−３と同様に行い断面が矩形の扁平比２．０の扁平容器を成形した。

［参考例−１］
二次ブロー用金型として、ブロー金型における容器の長辺側胴部成形面の上部に凸部を有し、断面矩形のキャビティ（断面：短径４０ｍｍ・長径８０ｍｍ）を有す金型を使用した以外は、実施例−３と同様に行い断面が矩形の扁平比２．０の扁平容器を成形した。

［参考例−２］
二次ブロー用金型として、ブロー金型における容器の長辺側胴部成形面の下部に凸部を有し、断面矩形のキャビティ（断面：短径４０ｍｍ・長径８０ｍｍ）を有す金型を使用した以外は、実施例−３と同様に行い断面が矩形の扁平比２．０の扁平容器を成形した。

［実施例−８］
二次ブロー用金型として、ブロー金型における容器の長辺側胴部成形面の上部及び下部に凸部を有し、容器の成形面全面にフッ素系樹脂コーティング処理を施した、断面矩形のキャビティ（断面：短径４０ｍｍ・長径８０ｍｍ）を有す金型使用した以外は、実施例−３と同様に行い断面が矩形の扁平比２．０の扁平容器を成形した。
実施例２〜８で成形した扁平容器も胴部に皺がなく外観が良好な製品容器であった。これら扁平容器の胴部の結晶化度、容器の断面の最大肉厚部と最小肉厚部の肉厚比、容器の胴部の最大延伸部と最小延伸部における９５℃引張り試験での伸び量の差、及び容器の胴部の最大延伸部と最小延伸部における７５℃と１００℃の範囲でのＴＭＡ無荷重変化量の差の測定結果を表１に示す。

［比較例−１］
実施例−１で用いたものと同じ予備成形パリソンを使用して、予備パリソンを一次ブロー用金型で延伸して、収縮中間成形品を短径方向に押圧しない大きさで金型に収納して、実施例−１で用いたものと同じ二次ブロー用の金型を使用して、同じブロー条件にてブロー成形を行い、断面が矩形の扁平比１．３の扁平容器を成形した。

［比較例−２］
実施例−１で用いたものと同じ予備成形パリソンを使用して、予備パリソンを一次ブロー用金型で延伸して、収縮中間成形品を短径方向に押圧しない大きさで金型に収納して、実施例−３で用いたものと同じ二次ブロー用の金型を使用して、同じブロー条件にてブロー成形を行い、断面が矩形の扁平比２．０の扁平容器を成形した。

［比較例−３］
二次ブロー用金型として、ブロー金型における容器の成形面全面に鏡面処理を施し、断面矩形のキャビティ（断面：短径４０ｍｍ・長径８０ｍｍ）を有す金型を使用した以外は、実施例−３と同様に行い断面が矩形の扁平比２．０の扁平容器を成形した。比較例３で形成した扁平容器は胴部長辺側上部及び下部にシワが残り成形不良であった。
比較例１〜３で成形した扁平容器の胴部の結晶化度、容器の断面の最大肉厚部と最小肉厚部の肉厚比、容器の胴部の最大延伸部と最小延伸部における９５℃引張り試験での伸び量差、及び容器の胴部の最大延伸部と最小延伸部における７５℃と１００℃の範囲でのＴＭＡ無荷重変化量の差の測定結果を表１に示す。

［各実施例と各比較例の結果の考察］
各実施例及び各比較例を対比することにより、本発明においては、フッ素系樹脂コーティング処理ないしは凸部形成がなされた二次ブロー金型を用いて、第３中間成形品を押圧した後、二次ブロー成形を行う二段ブロー成形によって、皺などの外観不良は起こらず、扁平比や肉厚比或いは９５℃引張り試験伸び量の差やＴＭＡ差などの要件を満たす扁平容器であれば、耐熱性及び機械的な強度が優れていることが明確となっている。
実施例１〜８では、表１に記載された数値のとおり、容器の胴部の周方向肉厚比が小さく肉厚の均一性が高く、容器の胴部の最大延伸部と最小延伸部における物性差が小さく、したがって、耐熱性も良好であり機械的な強度も充分なものであった。各実施例では、最大延伸部と最小延伸部の高温での伸びの差が比較例に比べて小さく、ＴＭＡ無荷重変化量の差も、比較例に比べて小さく、収容内容物を高温で充填しても形状的に安定しており、従来の扁平容器のように形状が変形して歪むことはない。
比較例１〜２では、収縮中間成形品を短径方向に押圧しない大きさで金型に収納しているので、表１に記載された数値のとおり、容器の胴部の周方向肉厚比が各実施例に比べて大きく肉厚の均一性が劣り、最大延伸部と最小延伸部の高温での伸びの差及びＴＭＡ無荷重変化量の差も、各実施例に比べて大きく、耐熱性及び機械的な強度が劣るものであった。
比較例３では、収縮中間成形品を短径方向に押圧して金型に収納しているが、鏡面処理したブロー成形金型を用いているので、表１に記載された数値のとおり、容器の胴部の周方向肉厚比、最大延伸部と最小延伸部の高温での伸びの差及びＴＭＡ無荷重変化量の差は各実施例と同程度に優れているが、二次ブロー成形の賦形性（成形性）が悪く、耐熱性は評価し得ないものであった。
以上のことからして、本発明の構成の要件における合理性と有意性及び従来技術に対する優位性が実証されているのは明白であるといえる。

第３中間成形体を従来の扁平成形用ブロー金型にてブロー成形を行った場合の、凹部派生状態図及び製品の容器図である。本発明のブロー成形における、各工程を示す概略図である。本発明の横型リブを示す容器図である。９５℃高温引張り試験伸び量の差の測定結果を表わすグラフ図である。ＴＭＡ無荷重変化量の差の測定結果を表わすグラフ図である。本発明における、短冊状試験片の採取箇所を示す概略図である。

符号の説明

７（ａ）：二次ブロー成形中の中間体７（ｂ）：製品容器
１１：派生した凹部１２：皺
２０：二次ブロー成形金型２１：キャビティ
２２：予備成形パリソン２３：収納中間成形体

Claims

扁平容器の二段ブロー成形において、熱可塑性樹脂により形成した第１中間成形体である有底パリソンを一次ブロー成形して第２中間成形体となし、第２中間成形体を熱収縮させ二次ブロー成形用金型内部のキャビティの長径より小さく短径より大きい胴径を有す第３中間成形体とした後、第３中間成形体を、ブロー成形用金型における少なくとも容器の長辺側胴部成形面の上部及び／又は下部に、第３中間成形体が接触した際に滑り易くするための、フッ素系樹脂によるコーティング金型表面処理がなされた二次ブロー成形用金型内に装着し、第３中間成形体を金型キャビティの短径方向に押圧して型締めを行い、次いで二次ブロー成形することを特徴とする、扁平容器二段ブロー成形法。
扁平容器の二段ブロー成形において、熱可塑性樹脂により形成した第１中間成形体である有底パリソンを一次ブロー成形して第２中間成形体となし、第２中間成形体を熱収縮させ二次ブロー成形用金型内部のキャビティの長径より小さく短径より大きい胴径を有す第３中間成形体とした後、第３中間成形体を、ブロー成形用金型における少なくとも容器の長辺側胴部成形面の上部及び／又は下部に、第３中間成形体が接触した際に滑り易くするための、フッ素系樹脂によるコーティング金型表面処理がなされ、さらにブロー成形用金型における少なくとも容器の長辺側胴部成形面の上部及び／又は下部に、凸部が形成された二次ブロー成形用金型内に装着し、第３中間成形体を金型キャビティの短径方向に押圧して型締めを行い、次いで二次ブロー成形することを特徴とする、扁平容器二段ブロー成形法。
フッ素系樹脂がテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニールエーテル共重合体(ＰＦＡ)又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であることを特徴とする、請求項１又は２に記載された扁平容器二段ブロー成形法。
金型面に形成された凸部の大きさが、横幅は金型キャビティ面の長径の３０〜９０％、縦幅は金型キャビティ面の扁平製品形成高さの１〜３０％、高さは金型キャビティ面の短径の２〜４０％であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載された扁平容器二段ブロー成形法。
熱可塑性樹脂がポリエステル樹脂であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載された扁平容器二段ブロー成形法。
扁平容器がポリエステル樹脂層及び機能性熱可塑性樹脂層の多層構造からなることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれかに記載された扁平容器二段ブロー成形法。