JP7278465B1 - プラスチックボトル、ブロー成形型及びプラスチックボトルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】底部が反転して飛び出す現象を抑制することが可能な、プラスチックボトル、ブロー成形型及びプラスチックボトルの製造方法を提供する。【解決手段】プラスチックボトル１０の底部５０は、底部５０の周縁に位置する周縁部５１と、周縁部５１よりも径方向内方に位置する接地部５２と、接地部５２よりも径方向内方に位置する中央部５３とを有している。中央部５３の底面に、下方へ突出する凸部５８が形成されている。凸部５８の外径Ｄ３は、１０ｍｍ以上２２ｍｍ以下である。【選択図】図４

Description

本開示は、プラスチックボトル、ブロー成形型及びプラスチックボトルの製造方法に関する。

近時、飲食品等の内容物を収容する容器として、プラスチック製のものが一般化している（例えば、特許文献１）。このようなプラスチックボトルを二軸延伸ブロー成形で成形した場合、プラスチックボトルの底部の深さが、ブロー成形型より設定された所定の深さよりも浅くなることがある。そのため、特許文献１に示すボトルのように、あらかじめ底部を陥没させた形状とすることが一般的である。

特開２０１６－６８９９７号公報

しかしながら、二軸延伸ブロー成形で成形されたボトルが金型の中に留まっている時間が短い場合、ボトルの底部の深さが、所望の深さよりも浅くなる場合がある。この場合、底部が反転して飛び出してしまうおそれがある（バックリング）。このため、二軸延伸ブロー成形時には、ある程度の時間、金型内にボトルを留まらせることが一般的である。このように、ある程度の時間、金型内にボトルを留まらせた場合、ボトルの生産性が低下し得る。

本開示はこのような点を考慮してなされたものであり、底部が反転して飛び出す現象を抑制することが可能な、プラスチックボトル、ブロー成形型及びプラスチックボトルの製造方法を提供することを目的とする。

本開示の第１の態様は、口部と、胴部と、底部とを備えたプラスチックボトルであって、前記底部は、前記底部の周縁に位置する周縁部と、前記周縁部よりも径方向内方に位置する接地部と、前記接地部よりも径方向内方に位置する中央部とを有し、前記中央部の底面に、下方へ突出する凸部が形成されており、前記凸部の外径は、１０ｍｍ以上２２ｍｍ以下である、プラスチックボトルである。

本開示の第２の態様は、上述した第１の態様によるプラスチックボトルにおいて、前記凸部は、環状に形成されていても良い。

本開示の第３の態様は、上述した第１の態様又は上述した第２の態様によるプラスチックボトルにおいて、前記凸部の高さは、１ｍｍ以上５ｍｍ以下であっても良い。

本開示の第４の態様は、上述した第１の態様から上述した第３の態様のそれぞれによるプラスチックボトルにおいて、前記中央部に、径方向に延びる複数のリブが形成されていても良い。

本開示の第５の態様は、口部と、胴部と、底部とを備えたプラスチックボトルをブロー成形するためのブロー成形型であって、前記プラスチックボトルの前記胴部に対応する胴部型と、前記プラスチックボトルの前記底部に対応する底部型とを備え、前記底部型の天面に、下方へ窪む凹部が形成されており、前記凹部の外径は、１０ｍｍ以上２２ｍｍ以下である、ブロー成形型である。

本開示の第６の態様は、上述した第５の態様によるブロー成形型において、前記凹部は、環状に形成されていても良い。

本開示の第７の態様は、上述した第５の態様又は上述した第６の態様によるブロー成形型において、前記凹部の深さは、１ｍｍ以上５ｍｍ以下であっても良い。

本開示の第８の態様は、上述した第５の態様から上述した第７の態様のそれぞれによるブロー成形型において、前記底部型に、径方向に延びる複数のリブが形成されていても良い。

本開示の第９の態様は、プラスチックボトルの製造方法であって、プリフォームを準備する工程と、上述した第５の態様から上述した第８の態様のそれぞれによるブロー成形型を準備する工程と、前記プリフォームを前記ブロー成形型内でブロー成形する工程とを備える、プラスチックボトルの製造方法である。

本開示によれば、底部が反転して飛び出す現象を抑制できる。

図１は、一実施の形態によるプラスチックボトルを示す正面図である。 図２は、一実施の形態によるプラスチックボトルを下方から示す斜視図である。 図３は、一実施の形態によるプラスチックボトルを示す底面図である。 図４は、一実施の形態によるプラスチックボトルを示す断面図（図３のIV-IV線断面図）である。 図５（ａ）－（ｂ）は、一実施の形態によるプラスチックボトルの製造方法を示す断面図である。 図６Ａは、一実施の形態によるブロー成形型の底部型を示す斜視図である。 図６Ｂは、一実施の形態によるブロー成形型の底部型を示す断面図（図６ＡのVIB-VIB線断面図）である。 図７（ａ）－（ｂ）は、一実施の形態によるプラスチックボトルの製造方法を示す断面図である。 図８は、一実施の形態によるプラスチックボトルの作用を説明する図である。 図９は、比較例としてのプラスチックボトルの作用を説明する図である。 図１０は、第１変形例によるプラスチックボトルを示す断面図である。 図１１は、第１変形例によるブロー成形型の底部型を示す斜視図である。 図１２Ａは、第２変形例によるプラスチックボトルを下方から示す斜視図である。 図１２Ｂは、第２変形例によるプラスチックボトルを示す断面図である。 図１３は、第２変形例によるブロー成形型の底部型を示す斜視図である。 図１４は、比較例によるプラスチックボトルを作製するためのブロー成形型の底部型示す斜視図である。 図１５は、比較例によるプラスチックボトルを示す断面図である。

以下、図面を参照して本開示の一実施の形態について説明する。図１乃至図９は本開示の一実施の形態を示す図である。以下に示す各図は、模式的に示した図である。そのため、各部の大きさ、形状は理解を容易にするために、適宜誇張している。また、技術思想を逸脱しない範囲において適宜変更して実施できる。なお、以下に示す各図において、同一部分には同一の符号を付しており、一部詳細な説明を省略する場合がある。また、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値および材料名は、実施の形態としての一例であり、これに限定されることなく、適宜選択して使用できる。本明細書において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば平行や直交、垂直等の用語については、厳密に意味するところに加え、実質的に同じ状態も含めて解釈することとする。

プラスチックボトルの構成
まず、図１乃至図４により、本実施の形態によるプラスチックボトル１０について説明する。なお、本明細書中、「上」および「下」とは、それぞれプラスチックボトル１０を正立させた状態（図１）における上方および下方のことをいう。本明細書中、プラスチックボトル１０の「中心軸線ＣＬ」とは、プラスチックボトル１０の口部２０の内面を構成する円筒の中心軸線をいう。なお、プラスチックボトル１０の中心軸線ＣＬは、プラスチックボトル１０を正立させた状態で接地させたときに、接地面となる平面に対して直交する直線である。

また、本明細書中、「高さ方向」とは、プラスチックボトル１０の中心軸線ＣＬに沿う方向をいい、「半径方向」とは、プラスチックボトル１０の中心軸線ＣＬに対して直交する方向をいう。また、「周方向」とは、プラスチックボトル１０の中心軸線ＣＬを中心とする円の円周方向をいう。

図１乃至図４に示すプラスチックボトル１０は、射出成形により得られるプリフォーム１００（図５参照）を準備し、このプリフォーム１００に対して二軸延伸ブロー成形を施すことにより作製される。

図１に示すように、プラスチックボトル１０は、口部２０と、口部２０の下方に位置する首部２１と、首部２１の下方に位置する肩部２２と、肩部２２の下方に位置する胴部３０と、胴部３０の下方に位置する底部５０とを備えている。

このうち口部２０は、図示しないキャップに螺着されるねじ部２３と、ねじ部２３の下方に位置するフランジ部２４とを有している。なお、プラスチックボトル１０に内容液等の内容物が充填され、口部２０にキャップが螺着されることにより、内容物入りプラスチックボトル（図示せず）が得られる。

首部２１は、フランジ部２４と肩部２２との間に位置しており、略均一な径をもつ略円筒形状を有している。

肩部２２は、首部２１と胴部３０との間に位置しており、首部２１側から胴部３０側に向けて徐々に径が拡大する形状を有している。

胴部３０は、全体として略均一な径をもつ円筒形状を有している。しかしながら、これに限られるものではなく、胴部３０が四角形筒形状や八角形筒形状等の多角形筒形状を有していても良い。或いは、胴部３０が上方から下方に向けて均一でない水平断面をもつ筒形状を有していても良い。胴部３０の外面には、例えば、減圧吸収パネル又は溝等の凹凸が形成されていても良い。

次に、図２乃至図４を参照して、底部５０について説明する。

図２乃至図４に示すように、底部５０は、底部５０の周縁に位置する周縁部５１と、周縁部よりも径方向内方に位置する接地部５２と、接地部５２よりも径方向内方に位置する中央部５３とを有している。このうち、接地部５２は、環状の平坦な接地面５２ａを含んでいる。また、中央部５３は、接地面５２ａに連結された第１壁面５５ａと、第１壁面５５ａに連結された湾曲面６０ａと、湾曲面６０ａに連結されるとともに、第１壁面５５ａに対して傾斜する第２壁面５６ａと、第２壁面５６ａに連結された底面５７ａとを含んでいる。ここでは、まず、底部５０の周縁部５１について説明する。

周縁部５１は、接地部５２の半径方向外方に位置している。周縁部５１の半径方向内端は、接地部５２の半径方向外端に連結され、周縁部５１の半径方向外端は、胴部３０の下端に接続されている。周縁部５１は、底面方向から見て、円環形状を有している。なお、胴部３０の形状が多角形状等である場合には、周縁部５１は、胴部３０の形状に合わせて、底面方向から見て、多角形状等であっても良い。周縁部５１は、半径方向内方から半径方向外方に向かうにつれて、下方（接地部５２側）から上方（胴部３０側）に向けて上昇している（図４参照）。また、底部５０の垂直断面（中心軸線ＣＬを通る断面）において、周縁部５１は、半径方向内方から半径方向外方に向かうにつれて、徐々に、接地部５２の後述する接地面５２ａに対する角度が大きくなるように湾曲していても良い。なお、周縁部５１には、溝等が形成されていないが、溝等が形成されていても良い。

接地部５２は、プラスチックボトル１０を正立させた際、テーブル等の載置面に接触する部分である。接地部５２の半径方向外端は、周縁部５１の下端に連結されており、接地部５２の半径方向内端は、中央部５３の下端に接続されている。上述したように、接地部５２は、環状の平坦な接地面５２ａを含んでいる。接地面５２ａは、周方向に途切れる部分のない円環形状を有している（図３参照）。また、接地部５２には、溝等が形成されていない。なお、接地部５２は、周方向に途切れる部分を有していても良く、接地部５２に、溝等が形成されていても良い。接地部５２の幅Ｗ１（半径方向距離、図３参照）は、０ｍｍよりも大きく１０ｍｍ以下としても良く、１ｍｍ以上、４ｍｍ以下とすることが好ましい。なお、接地部５２は、テーブル等の載置面に線接触しても良い。また、接地部５２の内周（後述する環状傾斜部５５の外周）は、底面方向から見て円形状を有しているが、これに限らず、例えば、多角形形状を有していても良い。

また、接地部５２における肉厚は、これに限定されるものではないが、例えば０．０９ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下とすることができる。接地部５２の肉厚が０．０９ｍｍ以上であることにより、プラスチックボトル１０をブロー成形したときに過延伸となって接地部５２周辺が白くなることを抑制できる。また、接地部５２の肉厚が０．４０ｍｍ以下であることにより、プラスチックボトル１０の軽量化を図ることができる。なお、プラスチックボトル１０が白くなるのは、ブロー成形で過延伸となることにより、プラスチックボトル１０の表面に極微細な凹凸が生じ、光を乱反射するためである。

中央部５３は、中央凹部５４と、中央凹部５４の周囲に位置する環状傾斜部５５とを有している。

中央凹部５４は、上方（プラスチックボトル１０の内方）に向けて凹んでいる。中央凹部５４は、全体として略円錐台形状を有しており、上述した湾曲面６０ａと、第２壁面５６ａと、底面５７ａとを含んでいる。湾曲面６０ａは、第２壁面５６ａの周囲に位置しており、第２壁面５６ａは、底面５７ａの周囲に位置している。

湾曲面６０ａは、半径方向外方から半径方向内方に向かうにつれて、下方（接地部５２側）から上方（胴部３０側）に向けて上昇している。また、底部５０の垂直断面（中心軸線ＣＬを通る断面）において、湾曲面６０ａは、半径方向外方から半径方向内方に向かうにつれて、徐々に、接地部５２の後述する接地面５２ａに対する角度が大きくなるように湾曲している（図４参照）。

第２壁面５６ａは、後述するリブ５９が形成された領域を除き、底部５０の垂直断面（中心軸線ＣＬを通る断面）において、直線状に延びている。また、第２壁面５６ａは、底部５０の垂直断面において、接地面５２ａに対して傾斜している。プラスチックボトル１０の中心軸線ＣＬに対する第２壁面５６ａの傾斜角度θ１（図４参照）は、０．５°以上６０°以下であることが好ましい。傾斜角度θ１が０．５°以上であることにより、プラスチックボトル１０を後述するブロー成形型７０から取り出すときの離型性を向上できる。また、傾斜角度θ１が６０°以下であることにより、後述する外径Ｄ２及び外径Ｄ３の設計の自由度を大きくできる。

底面５７ａには、後述する凸部５８除き、溝等は形成されていない。このため、底面５７ａのうち後述する凸部５８以外の部分は、平滑面である。なお、底面５７ａは、底面方向から見て円形状を有しているが、これに限らず、例えば、多角形形状を有していても良い。底面５７ａの外径Ｄ２（図４参照）は、胴部３０の最大径Ｄ１の１５％以上５０％以下としても良く、２０％以上４０％以下とすることが好ましい。また、外径Ｄ２は、１８ｍｍ以上４０ｍｍ以下としても良い。外径Ｄ２が１８ｍｍ以上であることにより、後述する延伸不足部分が、第２壁面５６ａを構成する部分にまで延在することを抑止できる。このため、後述する延伸不足部分に起因して厚肉になる部分の多くを、外径Ｄ２内に留めることができる。また、外径Ｄ２が４０ｍｍ以下であることにより、プラスチックボトル１０に内容物を充填したときに、内容物の重さによって凸部５８等が変形することを抑制できる。

また、接地面５２ａから底面５７ａまでの高さＨ２（中央部の深さＤｐ１、図４参照）は、１ｍｍ以上２５ｍｍ以下としても良い。高さＨ２が１ｍｍ以上であることにより、例えば、底面５７ａに後述する凸部５８が形成された場合であっても、底面５７ａが載置面に干渉することを抑制できる。このため、プラスチックボトル１０を正立させることができる。また、高さＨ２が２５ｍｍ以下であることにより、プラスチックボトル１０をブロー成形したときに過延伸となりプラスチックボトル１０が白くなることを抑制できる。なお、本明細書中、「中央部の深さＤｐ１」とは、接地面５２ａから、底面５７ａの中央までの上下方向距離をいう。

ここで、底面５７ａを構成する部分は、底部５０における他の部分よりも厚みが厚くなっている。すなわち、後述するように、プリフォーム１００（図５（ａ）参照）の底部には、ブロー成形時に延伸されにくい部分（以下、単に延伸不足部分とも称する）がある。本実施の形態では、後述するように、延伸不足部分は、底部型７４の凹部８０内に入り込む。そして、底面５７ａを構成する部分は、底部型７４の凹部８０を取り囲むように形成される。このため、底面５７ａを構成する部分は、底部５０における他の部分よりも厚みが厚くなる。この場合、延伸不足部分が、環状傾斜部５５にまで延在することを抑制できる。

底面５７ａには、下方へ突出する凸部５８が形成されている。凸部５８は、環状に形成されている。具体的には、凸部５８は、底面方向から見て円環形状を有している。凸部５８は、第３壁面５８ａと、下面５８ｂと、第４壁面５８ｃとを含んでいる。第３壁面５８ａは、下面５８ｂの周囲に位置している。

第３壁面５８ａは、略円錐形状であり、底部５０の垂直断面（中心軸線ＣＬを通る断面）において、直線状に延びている。また、第３壁面５８ａは、底部５０の垂直断面において、プラスチックボトル１０の中心軸線ＣＬに対して傾斜している。プラスチックボトル１０の中心軸線ＣＬに対する第３壁面５８ａの傾斜角度θ２（図４参照）は、０．５°以上４５°以下であることが好ましい。傾斜角度θ２が０．５°以上であることにより、プラスチックボトル１０を後述するブロー成形型７０から取り出すときの離型性を向上できる。また、傾斜角度θ２が４５°以下であることにより、後述するブロー成形型７０の凹部８０の空間容積を大きくできる。これにより、後述するように、ブロー成形型７０の凹部８０内に入り込んだ樹脂が、凹部８０よりも径方向外側に流れ出ることを抑制できる。このため、後述するように、プラスチックボトル１０において、プリフォーム１００の延伸不足部分に起因して厚肉になる部分が形成される範囲を狭くできる。なお、第３壁面５８ａには、溝等は形成されていない。

下面５８ｂには、溝等は形成されておらず、下面５８ｂは、平滑面である。なお、下面５８ｂは、底面方向から見て円環形状を有している。

第４壁面５８ｃは、下面５８ｂよりも径方向内側に位置している。第４壁面５８ｃは、底部５０の垂直断面（中心軸線ＣＬを通る断面）において、直線状に延びている。また、第４壁面５８ｃは、底部５０の垂直断面において、プラスチックボトル１０の中心軸線ＣＬに対して傾斜している。プラスチックボトル１０の中心軸線ＣＬに対する第４壁面５８ｃの傾斜角度θ６（図４参照）は、０．５°以上４５°以下であることが好ましい。傾斜角度θ６が０．５°以上であることにより、プラスチックボトル１０を後述するブロー成形型７０から取り出すときの離型性を向上できる。また、傾斜角度θ６が４５°以下であることにより、後述するブロー成形型７０の凹部８０の空間容積を大きくできる。なお、第４壁面５８ｃには、溝等は形成されていない。

凸部５８の外径Ｄ３（第３壁面５８ａの最大径、図４参照）は、１０ｍｍ以上２２ｍｍ以下としても良い。外径Ｄ３が１０ｍｍ以上であることにより、プリフォーム１００の延伸不足部分に起因して厚肉になる部分が形成される範囲を狭くできる。また、外径Ｄ３が２２ｍｍ以下であることにより、プラスチックボトル１０に内容物を充填したときに、内容物の重さによって凸部５８等が変形することを抑制できる。

また、凸部５８の高さＨ３（下面５８ｂから底面５７ａまでの上下方向距離、図４参照）は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下としても良い。高さＨ３が１ｍｍ以上であることにより、後述するように、ブロー成形型７０の凹部８０内に入り込んだ樹脂が、凹部８０よりも径方向外側に流れ出ることをより効果的に抑制できる。このため、後述するように、プラスチックボトル１０において、プリフォーム１００の延伸不足部分に起因して厚肉になる部分が形成される範囲を効果的に狭くできる。また、高さＨ３が５ｍｍ以下であることにより、プラスチックボトル１０を後述するブロー成形型７０から取り出すときの離型性を向上できる。

さらに、凸部５８の幅Ｗ２（半径方向距離、図４参照）は、３ｍｍ以上８ｍｍ以下としても良い。幅Ｗ２が３ｍｍ以上であることにより、ブロー成形型７０の凹部８０内に入り込んだ樹脂が、凹部８０よりも径方向外側に流れ出ることをより効果的に抑制できる。このため、プリフォーム１００の延伸不足部分に起因して厚肉になる部分が形成される範囲を効果的に狭くできる。また、幅Ｗ２が８ｍｍ以下であることにより、底部型７４の強度を十分なものに保つことができる。

環状傾斜部５５は、中央凹部５４の半径方向外方かつ接地部５２の半径方向内方に位置している。また、環状傾斜部５５の上端は、中央凹部５４の下端に連結され、環状傾斜部５５の下端は、接地部５２の半径方向内端に連結されている。環状傾斜部５５は、全体として円錐台の側面の形状を有している。環状傾斜部５５の厚みは、全体として略一定で有っても良い。上述したように、延伸不足部分は、環状傾斜部５５にまでは延在していない。このため、環状傾斜部５５の厚みを薄くできる。環状傾斜部５５の厚みは、これに限定されるものではないが、例えば０．０９ｍｍ以上１ｍｍ以下としても良い。環状傾斜部５５の厚みが０．０９ｍｍ以上であることにより、プラスチックボトル１０をブロー成形したときに、環状傾斜部５５の樹脂が延伸しすぎることを抑制できる。このため、延伸しすぎることに起因して環状傾斜部５５が白くなることを抑制できる。また、環状傾斜部５５の厚みが１ｍｍ以下であることにより、プラスチックボトル１０がブロー成形型７０から取り出された後における、環状傾斜部５５の熱収縮を抑制できる。

また、環状傾斜部５５は、上述した第１壁面５５ａを含んでいる。第１壁面５５ａは、底部５０の垂直断面（中心軸線ＣＬを通る断面）において、直線状に延びている。また、第１壁面５５ａは、底部５０の垂直断面において、接地面５２ａに対して傾斜している。プラスチックボトル１０の中心軸線ＣＬに対する第１壁面５５ａの傾斜角度θ３（図４参照）は、３０°以上８０°以下であることが好ましい。傾斜角度θ３が３０°以上であることにより、プラスチックボトル１０をブロー成形したときの賦形性の悪化を抑制できる。また、傾斜角度θ３が８０°以下であることにより、プラスチックボトル１０に内容物を充填したときに、内容物の重さによって凸部５８等が変形することを抑制できる。なお、この傾斜角度θ３は、上述した第２壁面５６ａと中心軸線ＣＬとがなす傾斜角度θ１よりも大きい。第１壁面５５ａは、後述するリブ５９が形成された領域を除き、平滑な面から構成されている。

また、第１壁面５５ａの高さＨ４（接地面５２ａから第２壁面５６ａまでの上下方向距離、図４参照）は、０ｍｍ以上１０ｍｍ以下としても良い。高さＨ４が０ｍｍとは、中央部５３が環状傾斜部５５を有さないことを意味する。胴部３０の最大径Ｄ１が小さい場合には、中央部５３が環状傾斜部５５を有さないことにより、プラスチックボトル１０の設計の自由度を大きくできる。また、高さＨ４が１０ｍｍ以下であることにより、プラスチックボトル１０を後述するブロー成形型７０から取り出すときの離型性を向上できる。

このような底部５０において、中央部５３に、径方向に延びる複数のリブ５９が形成されている。図示された例においては、中央部５３に、８本のリブ５９が形成されている。なお、リブ５９の本数は、４本以上２０本以下としても良い。このリブ５９は、周方向に等間隔に配置されていても良い。各リブ５９は、その径方向内端が第２壁面５６ａを構成する部分に連結されるとともに、その径方向外端が環状傾斜部５５で終端している。また、各リブ５９は、それぞれ溝状に形成されており、幅方向に垂直な断面において略Ｕ字形状又は略コの字形状を有している。なお、各リブ５９の間隔は、一定でなくとも良い。また、中央部５３にリブ５９が設けられていなくても良い。

ところで、このようなプラスチックボトル１０のサイズは限定されるものではなく、どのようなサイズのボトルからなっていても良い。例えば、プラスチックボトル１０の満注容量は、１００ｍｌ以上２２００ｍｌ以下としても良く、１５０ｍｌ以上１６００ｍｌ以下とすることが好ましく、２００ｍｌ以上１１００ｍｌ以下とすることがさらに好ましい。プラスチックボトル１０の満注容量は、一例として、５２０ｍｌであっても良い。

さらに、プラスチックボトル１０の重量についても、これに限定されるものではないが、満注容量が６５０ｍｌ以下の場合、１０ｇ以上２８ｇ以下としても良く、１４ｇ以上２４ｇ以下とすることが好ましい。

また、プラスチックボトル１０は、合成樹脂材料を射出成形して作製したプリフォームを二軸延伸ブロー成形することにより作製できる。なお、プラスチックボトル１０の主材料としては熱可塑性樹脂、特にポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等を使用できる。また、プラスチックボトル１０は、２層のポリエチレンテレフタレート層によってバリア材料層を挟んだ多層構造としても良い。例えば、ＰＥＴ／ＭＸＤ６／ＰＥＴという多層構造としたプリフォームを作製し、これを二軸延伸ブロー成形することにより、多層容器であるプラスチックボトル１０を作製しても良い。プラスチックボトル１０の材料としては、使用済みのプラスチック製品を選別、粉砕、洗浄することによって作製された、リサイクルしたプラスチックを用いても良い。なお、プラスチックボトル１０は、二軸延伸ブロー成形のほか、ダイレクトブロー成形等の各種成形法によって作製されても良い。

プラスチックボトルの製造方法
次に、図５乃至図９により、本実施の形態によるプラスチックボトル１０の製造方法及び内容物入りプラスチックボトル１０の使用方法について説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、プラスチック材料製のプリフォーム１００を準備する。この場合、例えば図示しない射出成形機を用いて、射出成形法によりプリフォーム１００を作製しても良い。また、プリフォーム１００として、従来一般に用いられるプリフォームを用いても良い。

また、図５（ｂ）に示すように、プラスチックボトル１０を作製するためのブロー成形型７０を準備する。ブロー成形型７０は、互いに分割された一対の胴部型７２、７３と、底部型７４とを備えている。胴部型７２、７３は、プラスチックボトル１０の首部２１、肩部２２及び胴部３０に対応する型である。本実施の形態では、胴部型７２、７３は、プラスチックボトル１０の底部５０の一部にも対応している。底部型７４は、プラスチックボトル１０の底部５０に対応する型である。胴部型７２、７３及び底部型７４は、それぞれ、プラスチックボトル１０の首部２１、肩部２２、胴部３０及び底部５０に対応する形状を有している。

図６Ａ及び図６Ｂに示すように、底部型７４は、第１側面７６と、第１側面７６に連結された湾曲面８１と、湾曲面８１に連結されるとともに、第１側面７６に対して傾斜する第２側面７７と、第２側面７７に連結された天面７８とを含んでいる。

このうち、第１側面７６は、底部５０の環状傾斜部５５の第１壁面５５ａに対応する面である。このため、プラスチックボトル１０の中心軸線ＣＬに対する第１側面７６の傾斜角度θ４（図６Ｂ参照）は、プラスチックボトル１０の中心軸線ＣＬに対する第１壁面５５ａの傾斜角度θ３と等しくなっていても良い。すなわち、プラスチックボトル１０の中心軸線ＣＬに対する第１側面７６の傾斜角度θ４は、３０°以上８０°以下であっても良い。

湾曲面８１は、底部５０の中央凹部５４の湾曲面６０ａに対応する面である。

第２側面７７は、底部５０の中央凹部５４の第２壁面５６ａに対応する面である。このため、プラスチックボトル１０の中心軸線ＣＬに対する第２側面７７の傾斜角度θ５（図６Ｂ参照）は、プラスチックボトル１０の中心軸線ＣＬに対する第２壁面５６ａの傾斜角度θ１と等しくなっていても良い。すなわち、プラスチックボトル１０の中心軸線ＣＬに対する第２側面７７の傾斜角度θ５は、０．５°以上６０°以下であっても良い。

天面７８は、底部５０の中央凹部５４の底面５７ａに対応する面である。このため、また、天面７８の外径Ｄ４（図６Ｂ参照）は、底面５７ａの外径Ｄ２と等しくなっていても良い。すなわち、天面７８の外径Ｄ４は、１８ｍｍ以上４０ｍｍ以下であっても良い。第１側面７６の径方向外端から天面７８までの高さＨ５（底深さＤｐ２、図６Ｂ参照）は、４ｍｍ以上２５ｍｍ以下であっても良い。なお、本明細書中、「底深さＤｐ２」とは、第１側面７６の径方向外端から、天面７８の中央までの上下方向距離をいう。

また、天面７８には、凸部５８に対応する凹部８０であって、下方へ窪む凹部８０が形成されている。この場合、凹部８０は、環状に形成されている。また、凹部８０の外径Ｄ５（図６Ｂ参照）は、凸部５８の外径Ｄ３と等しくなっていても良い。すなわち、凹部８０の外径Ｄ５は、１０ｍｍ以上２２ｍｍ以下であっても良い。また、凹部８０の深さＤｐ３（図６Ｂ参照）は、凸部５８の高さＨ３と等しくなっていても良い。すなわち、凹部８０の深さＤｐ３は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下であっても良い。さらに、凹部８０の幅Ｗ３（図６Ｂ参照）は、凸部５８の幅Ｗ２と等しくなっていても良い。すなわち、凹部８０の幅Ｗ３は、３ｍｍ以上８ｍｍ以下であっても良い。

このような底部型７４において、第１側面７６、湾曲面８１及び第２側面７７に、径方向に延びる複数のリブ７９が形成されていても良い。このリブ７９は、プラスチックボトル１０のリブ５９に対応する部分である。各リブ７９は、その径方向内端が第２側面７７を構成する部分に連結されるとともに、その径方向外端が第１側面７６を構成する部分で終端している。また、各リブ７９は、第１側面７６及び湾曲面８１から上方に突出していても良い。本実施の形態において、このようなブロー成形型７０も提供する。

次に、プリフォーム１００をブロー成形型７０内でブロー成形する。このとき、プリフォーム１００は、図示しない加熱装置によって加熱される。この加熱工程におけるプリフォーム１００の加熱温度は、例えば９０℃乃至１３０℃としても良い。

次に、図７（ａ）に示すように、プリフォーム１００をブロー成形用のブロー成形型７０に装着する。

次に、ブロー用エアがプリフォーム１００内に吹き込まれることによって、図７（ｂ）に示すように、プリフォーム１００が、ブロー成形型７０のキャビティ内で、成形品のプラスチックボトル１０となるまで膨張する。

ここで、一般的に、プリフォーム１００の底部の一部分（図７（ａ）のＸ部）は、延伸されにくい部分（以下、単に延伸不足部分とも称する）である。このような延伸不足部分は、プラスチックボトル１０において、周囲の部分よりも厚肉になりやすい。厚肉になると、後述するように、熱収縮に起因する変形量が大きくなる。

本実施の形態では、底部型７４の天面７８に、下方へ窪む凹部８０が形成されている。これにより、プリフォーム１００が膨張する際に、凹部８０内に延伸不足部分が入り込む。そして、底部型７４に凹部８０が形成されていることにより、凹部８０内に入り込んだ延伸不足部分が凹部８０よりも径方向外側に流れ出ることを抑制できる。このため、プラスチックボトル１０において、プリフォーム１００の延伸不足部分に起因して厚肉になる部分（以下、肉溜まり部とも称する）が形成される範囲を狭くできる。すなわち、熱収縮に起因する変形量が大きくなり得る肉溜まり部が形成される範囲を狭くできる。この場合、肉溜まり部は、底部５０の凸部５８の近傍のみに形成され得る。

その後、プラスチックボトル１０が、ブロー成形型７０外へ取り出される。

このようにして、図１に示すプラスチックボトル１０が得られる。

ここで、図８に示すように、プラスチックボトル１０において、プリフォーム１００の延伸不足部分に起因して、上述した肉溜まり部（図８に示す斜線部）が形成され得る。この肉溜まり部は、ブロー成形型７０内では冷却されにくい。このため、肉溜まり部は、プラスチックボトル１０をブロー成形型７０から取り出したときに、他の部分と比べて高温となっている。すなわち、プラスチックボトル１０は、肉溜まり部が熱膨張した状態で、ブロー成形型７０から取り出される。この結果、肉溜まり部が室温まで冷却されることにより、肉溜まり部が熱収縮する。これにより、中央部５３の深さＤｐ１（図４参照）が浅くなる。

本実施の形態では、上述したように、肉溜まり部（図８に示す斜線部）が形成される範囲が狭くなっている。このように、肉溜まり部が形成される範囲が狭くなっているため、図８に示すように、肉溜まり部が熱収縮した場合であっても、底部５０の中央部５３の変形量を低減できる。このため、底部５０が反転して外方へ飛び出す現象（バックリング）を抑制できる。なお、図８においては、変形後の底部を破線で示している。

一方、比較例として、図９に示すように、肉溜まり部（図９に示す斜線部）が形成される範囲が広くなった場合、肉溜まり部が熱収縮した場合に、底部５０の中央部５３の変形量が大きくなる。このため、底部５０が反転して外方へ飛び出す現象（バックリング）が生じ得る。なお、図９においては、変形後の底部を破線で示している。

次に、このプラスチックボトル１０内に飲料等の内容物を充填する。続いて、口部２０を図示しないキャップにより閉栓する。このようにして、内容物入りプラスチックボトルが得られる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、プラスチックボトル１０の底部５０が、底部５０の周縁に位置する周縁部５１と、周縁部５１よりも径方向内方に位置する接地部５２と、接地部５２よりも径方向内方に位置する中央部５３とを有している。また、また、底面５７ａに、下方へ突出する凸部５８が形成されている。そして、凸部５８の外径Ｄ３が、１０ｍｍ以上２２ｍｍ以下である。この場合、プリフォーム１００の延伸不足部分に起因して厚肉になる肉溜まり部は、凸部５８の近傍のみに形成される。このため、肉溜まり部が形成される範囲を狭くできる。この結果、プラスチックボトル１０がブロー成形型７０から取り出された後に、肉溜まり部が熱収縮した場合であっても、底部５０の中央部５３の変形量を低減できる。このため、底部５０が反転して外方へ飛び出す現象（バックリング）を抑制できる。

ここで、ブロー成形型７０の底部型７４の温度を下げることにより、ブロー成形型７０内において、肉溜まり部を冷却することも考えられる。一方、底部型７４を冷やしすぎた場合、底部型７４の表面に結露が生じてしまう可能性がある。このため、底部型７４の温度を調整した場合であっても、肉溜まり部を室温程度まで冷却できない可能性がある。また、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂は熱伝達性が悪い。このため、底部型７４の温度を下げた場合であっても、肉溜まり部を短時間で室温程度まで冷却できない可能性がある。このため、肉溜まり部の熱収縮に起因して、底部５０が反転して外方へ飛び出す現象（バックリング）が生じてしまうおそれがある。これに対して本実施の形態によれば、肉溜まり部が形成される範囲を狭くできる。この結果、プラスチックボトル１０がブロー成形型７０から取り出された後に、肉溜まり部が熱収縮した場合であっても、底部５０の中央部５３の変形量を低減でき、底部５０が反転して外方へ飛び出す現象（バックリング）を抑制できる。なお、底部５０が反転して外方へ飛び出す現象（バックリング）を抑制できることは、後述する実施例によって説明する。

また、本実施の形態によれば、凸部５８が、環状に形成されている。これにより、凸部５８の長さを長くできる。すなわち、第３壁面５８ａ、下面５８ｂ及び第４壁面５８ｃの合計面積を広くできる。このため、凸部５８の近傍の厚みを薄くすることができる。この結果、肉溜まり部の熱収縮量を低減できる。このため、底部５０が反転して外方へ飛び出す現象（バックリング）を更に効果的に抑制できる。

さらに、本実施の形態によれば、中央部５３に、径方向に延びる複数のリブ５９が形成されている。これにより、中央部５３の剛性を高くできる。このため、内容物入りプラスチックボトル内の圧力が上昇した場合等に、中央部５３が変形することを抑制できる。この結果、底部５０が反転して外方へ飛び出す現象（バックリング）を更に効果的に抑制できる。

（変形例）
次に、プラスチックボトル及びブロー成形型の変形例について説明する。

（第１変形例）
図１０は、プラスチックボトル１０の第１変形例を示している。図１０に示す変形例は、湾曲面６０ａと第２壁面５６ａとの間に、傾斜面６１ａが設けられている点が異なるものであり、他の構成は上述した図１乃至図９に示す形態と略同一である。図１０において、図１乃至図９に示す形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

図１０に示す変形例において、湾曲面６０ａと第２壁面５６ａとの間に、傾斜面６１ａが設けられている。傾斜面６１ａは、リブ５９が形成された領域を除き、底部５０の垂直断面（中心軸線ＣＬを通る断面）において、直線状に延びている。また、傾斜面６１ａは、底部５０の垂直断面において、接地面５２ａに対して傾斜している。プラスチックボトル１０の中心軸線ＣＬに対する傾斜面６１ａの傾斜角度θ７（図１０参照）は、０．５°以上６０°以下であることが好ましい。傾斜角度θ７が０．５°以上であることにより、プラスチックボトル１０をブロー成形型７０から取り出すときの離型性を向上できる。また、傾斜角度θ７が６０°以下であることにより、外径Ｄ２及び外径Ｄ３の設計の自由度を大きくすることが出来る。

第１変形例によるプラスチックボトル１０を作製する場合、図１１に示すように、底部型７４の湾曲面８１と第２側面７７との間に、傾斜面８２が設けられていても良い。この傾斜面８２は、プラスチックボトル１０の底部５０の傾斜面６１ａに対応する部分である。

本変形例においても、肉溜まり部が形成される範囲を狭くできる。このため、底部５０が反転して外方へ飛び出す現象（バックリング）を抑制できる。

（第２変形例）
図１２Ａ及び図１２Ｂは、プラスチックボトル１０の第２変形例を示している。図１２Ａ及び図１２Ｂに示す変形例は、凸部５８が、全体として略逆円錐台形状を有している点が異なるものであり、他の構成は上述した図１乃至図１１に示す形態と略同一である。図１２Ａ及び図１２Ｂにおいて、図１乃至図１１に示す形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

図１２Ａ及び図１２Ｂに示す変形例において、凸部５８は、全体として略逆円錐台形状を有している。この場合、凸部５８は、第４壁面５８ｃを含んでいなくても良い。

また、本変形例では、下面５８ｂは、底面方向から見て円形状を有していても良い。なお、これに限らず、例えば、下面５８ｂは、多角形形状を有していても良い。

第１変形例によるプラスチックボトル１０を作製する場合、図１３に示すように、底部型７４の凹部８０は、環状に形成されていなくても良い。

本変形例によれば、凸部５８が、全体として略逆円錐台形状を有している。この場合においても、底部５０が反転して外方へ飛び出す現象（バックリング）を更に効果的に抑制できる。

次に本発明の具体的実施例について説明する。

（実施例１）
まず、図５乃至図７に示すブロー成形型７０を使用して、図１乃至図４に示す構成からなる、容量５００ｍｌのプラスチックボトル１０を作製した。この場合、射出成形により２４ｇのＰＥＴ単層プリフォームを作製し、このプリフォームに対して二軸延伸ブロー成形することによりプラスチックボトル１０を作製した。

このとき、ブロー成形型７０において、天面７８の外径Ｄ４は、２３．８ｍｍであり、底深さＤｐ２は、７．５ｍｍであった。また、ブロー成形型７０において、凹部８０の外径Ｄ５は、２０ｍｍであり、凹部８０の深さＤｐ３は、３ｍｍであり、凹部８０の幅Ｗ３は、６ｍｍであった。

また、プラスチックボトル１０の高さＨ（図１参照）は、２０６ｍｍであった。さらに、胴部３０の最大径Ｄ１は、６６ｍｍであった。

二軸延伸ブロー成形において、まず、プリフォーム１００内にブロー用の１次エアを吹き込んだ。次に、プリフォーム１００内にブロー用の２次エアを吹き込んだ。このようにして、プラスチックボトル１０を作製した。このとき、１次エアの圧力は、１．２ＭＰａとし、２次エアの圧力は、３．５Ｍｐａとした。このとき、１次エアの吹き込み時間は０．１秒とした。また、２次エアの吹き込み時間は、０．７秒、０．９秒、１．５秒、２．１秒とした。そして、２次エアのそれぞれの吹き込み時間で作製したプラスチックボトル１０において、中央部５３の深さＤｐ１を測定した。

（実施例２）
図１１に示す底部型７４を備えるブロー成形型７０を使用して、図１０に示すプラスチックボトル１０を作製したこと、天面７８の外径Ｄ４が１９．８ｍｍであったこと、凹部８０の外径Ｄ５が１６ｍｍであったこと、凹部８０の幅Ｗ３が４ｍｍであったこと、以外は、実施例１と同様にして、中央部５３の深さＤｐ１を測定した。

（実施例３）
図１３に示す底部型７４を備えるブロー成形型７０を使用して、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すプラスチックボトル１０を作製したこと、天面７８の外径Ｄ４が１９．８ｍｍであったこと、底深さＤｐ２が４．５ｍｍであったこと、凹部８０の外径Ｄ５が１６ｍｍであったこと、以外は、実施例１と同様にして、中央部５３の深さＤｐ１を測定した。

（比較例）
図１４に示す底部型７４Ｂを備えるブロー成形型を使用して、図１５に示すプラスチックボトル１０Ｂを作製したこと、天面７８の外径Ｄ４が１２ｍｍであったこと、底深さＤｐ２が６．５ｍｍであったこと、凹部８０の外径Ｄ５が７ｍｍであったこと、凹部８０の深さＤｐ３が１ｍｍであったこと、以外は、実施例１と同様にして、中央部５３の深さＤｐ１を測定した。

ここで、図１４に示す底部型７４において、凹部８０は、全体として、略半球形状を有している。このため、図１５に示すプラスチックボトル１０Ｂにおいて、凸部５８は、全体として略半球形状を有している。

また、図１４に示す底部型７４において、傾斜面８２と第２側面７７との間に、第２湾曲面８３が設けられている。この第２湾曲面８３は、プラスチックボトル１０Ｂの後述する第２湾曲面６２ａに対応する部分である。

図１５に示すように、プラスチックボトル１０Ｂにおいて、傾斜面６１ａと第２壁面５６ａとの間に、第２湾曲面６２ａが設けられている。第２湾曲面６２ａは、半径方向外方から半径方向内方に向かうにつれて、下方（接地部５２側）から上方（胴部３０側）に向けて上昇している。また、底部５０の垂直断面（中心軸線ＣＬを通る断面）において、湾曲面６０ａは、半径方向外方から半径方向内方に向かうにつれて、徐々に、接地部５２の後述する接地面５２ａに対する角度が大きくなるように湾曲している。

以上の結果を表１乃至表４に示す。表３の「総合評価」の欄において、「◎」は、ブロー用エアの吹き込み時間が０．７秒であっても、プラスチックボトル１０の底部５０が反転して外方へ飛び出す現象（バックリング）が生じておらず、かつ中央部５３の深さＤｐ１／底深さＤｐ２が２０％以上であったことを意味する。また、表３の「総合評価」の欄において、「○」は、プラスチックボトル１０の底部５０が反転して外方へ飛び出す現象（バックリング）が生じていなかったことを意味する。さらに、表３の「総合評価」の欄において、「×」は、ブロー用エアの吹き込み時間が０．７秒であった場合に、プラスチックボトル１０の底部５０が反転して外方へ飛び出す現象（バックリング）が生じていたことを意味する。

この結果、比較例によるプラスチックボトル１０Ｂでは、ブロー用エアの吹き込み時間が０．７秒であった場合に、プラスチックボトル１０の底部５０が反転して外方へ飛び出す現象（バックリング）が生じていた。

これに対して、実施例１乃至実施例３によるプラスチックボトル１０では、バックリングが発生しなかった。とりわけ、実施例１及び実施例２によるプラスチックボトル１０では、ブロー用エアの吹き込み時間が０．７秒であっても、中央部５３の深さＤｐ１／底深さＤｐ２が２０％以上であった。このように、本実施の形態によるプラスチックボトル１０では、底部５０の不良現象を抑制できることがわかった。

上記各実施の形態および各変形例に開示されている複数の構成要素を必要に応じて適宜組合せることも可能である。あるいは、上記各実施の形態および各変形例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

１０ プラスチックボトル
２０ 口部
３０ 胴部
５０ 底部
５１ 周縁部
５２ 接地部
５２ａ 接地面
５３ 中央部
５７ａ 底面
５８ 凸部
５９ リブ
７０ ブロー成形型
７２ 胴部型
７３ 胴部型
７４ 底部型
７８ 天面
７９ リブ
８０ 凹部
１００ プリフォーム

Claims (5)

1. 口部と、胴部と、底部とを備えたプラスチックボトルであって、
   前記底部は、
   前記底部の周縁に位置する周縁部と、
   前記周縁部よりも径方向内方に位置する接地部と、
   前記接地部よりも径方向内方に位置する中央部とを有し、
   前記中央部の底面に、下方へ突出する凸部が形成されており、
   前記凸部は、環状に形成されており、
   前記凸部の外径は、１０ｍｍ以上２２ｍｍ以下であり、
   前記凸部の高さは、１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、
   前記凸部の幅は、３ｍｍ以上８ｍｍ以下であり、
   前記底面の外径は、前記胴部の最大径の１５％以上５０％以下、かつ、１８ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、
   前記中央部の深さは、１ｍｍ以上２５ｍｍ以下である、プラスチックボトル。
2. 前記中央部に、径方向に延びる複数のリブが形成されている、請求項１に記載のプラスチックボトル。
3. 口部と、胴部と、底部とを備えたプラスチックボトルをブロー成形するためのブロー成形型であって、
   前記プラスチックボトルの前記胴部に対応する胴部型と、
   前記プラスチックボトルの前記底部に対応する底部型とを備え、
   前記底部型の天面に、下方へ窪む凹部が形成されており、
   前記凹部は、環状に形成されており、
   前記凹部の外径は、１０ｍｍ以上２２ｍｍ以下であり、
   前記凹部の深さは、１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、
   前記凹部の幅は、３ｍｍ以上８ｍｍ以下であり、
   前記天面の外径は、前記プラスチックボトルの前記胴部の最大径の１５％以上５０％以下、かつ、１８ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、
   前記プラスチックボトルの前記底部は、
   前記底部の周縁に位置する周縁部と、
   前記周縁部よりも径方向内方に位置する接地部と、
   前記接地部よりも径方向内方に位置する中央部とを有し、
   前記中央部の深さは、１ｍｍ以上２５ｍｍ以下である、ブロー成形型。
4. 前記底部型に、径方向に延びる複数のリブが形成されている、請求項３に記載のブロー成形型。
5. プラスチックボトルの製造方法であって、
   プリフォームを準備する工程と、
   請求項３又は４に記載のブロー成形型を準備する工程と、
   前記プリフォームを前記ブロー成形型内でブロー成形する工程とを備える、プラスチックボトルの製造方法。

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