JPH03295615A - 耐圧性自立型ポリエチレンテレフタレートボトル２軸延伸ブロー成形用プリフォーム及びこのプリフォームを用いて成形したボトル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はベースカップを装着しなくても自立できる耐圧
性ボトルを遣るためのプリフォームと、そのプリフォー
ムを用いて作った耐圧性自立ボトルに関する。

〔従来の技術〕

ポリエチレンテレフタレートボトルは、炭酸ガス入り飲
料などの液体を収納する耐圧性ボトルとして好適である
。ポリエチレンテレフタレートボトルは、通常射出成形
により造った有底筒形のプリフォームを二軸延伸して製
造される。

従来、耐高圧用ボトルはブロー成形後のボトル底が内圧
に耐えるため半球状に膨出しており、不安定なためボト
ルを立てて置くことができない。

そのため、通常ベースカップと称するスカート状の保持
台を装着させている。

しかし乍ら、ベースカップの装着は、ボトルコスト、ボ
トルの背の高さ、ボトル重量のいずれもが大となる欠点
を生じる。

また、耐低圧用ボトルは、通常ボトル底部を半球状に内
面に凹ませて、耐圧性を向上させるとともに、自立こき
る形状になし、耐圧性自立ボトルとしている。このよう
な耐圧性自立ボトルは、第６図に示すように、ブロー成
形されたボトルの胴部２は十分延伸されるが、底部３の
凹部の頂点４は延伸が不十分ななめ脆くなり強度が不足
する。

そして、ボトルの底部３の底周縁部５は厚みが最も薄く
なり、耐圧強度が不足するという欠点が生じる。そのた
め底部３の底周縁部５の厚さを、胴部２や底部３の凹部
の頂点４附近の厚さより、肉厚としたボトルが提案され
ている。

そして、その製法の１つとして、ブロー成形時に、プリ
フォームの加熱温度を制御して、丁度底周縁部５に当る
部分の温度を他の部分より低くすることにより、延伸度
を小さくして肉厚にする方法がある。

しかし、この方法は、ブロー成形装置が複雑となり、加
熱温度の制御がきわめて困難であるという欠点がある。

又、他の方法としてプリフォームの底部の対応する個所
を予め肉厚にしておき、これをブロー成形する方法があ
る。しかし、この方法は、ブロー成形後、肉厚部分を周
縁部５に合致させることがきわめて難かしいという欠点
がある。

［発明が解決すべき課題〕 本発明はブロー成形するだけで、ボトルの底周縁部５だ
けが確実に肉厚となるプリフォームとこのプリフォーム
により２軸延伸ブロー成形されたボトルを提供するもの
である。

［課題解決のための手段と作用］ すなわち本発明は、 ｒｌ、（Ａ）ボトルの底部と同体積のボトルの底部を形
成する底部１３と、 （Ｂ）ボトルの胴部を形成する胴部１２と、（Ｃ）ボト
ルの底部と胴部の連結部５を形成する、底部１３と胴部
１２の境界に配設された厚肉の境界部１５と、 からなるプリフォームにおいて、該境界部１５の壁の厚
みを底部１３及び胴部１２より肉厚となし、かつ底部１
３の直径を胴部１２の直径より小さく縮径させたことを
特徴とする、耐圧性自立型ポリエチレンテレフタレート
ボトル２軸延伸ブロー成形用プリフォーム。

２、プリフォームの底面１４が半球状の曲面である、請
求項１に記載された耐圧性自立型ポリエチレンテレフタ
レートボトル２軸延伸ブロー成形用プリフォーム。

３、プリフォームの底面１４が非半球状の曲面である、
請求項１に記載された耐圧性自立型ポリエチレンテレフ
タレートボトル２軸延伸ブロー成形用プリフォーム。

４、プリフォームの底面１４が平面である、請求項１に
記載された耐圧性自立型ポリエチレンテレフタレートボ
トル２軸延伸ブロー成形用プリフォーム。

５、プリフォームの肉厚の境界部１５が壁部を内面側に
膨出させて肉厚を形成した境界部である、請求項１ない
し４のいずれか１に記載された耐圧性自立型ポリエチレ
ンテレフタレートボトル２軸延伸ブロー成形用プリフォ
ーム。

６、プリフォームの肉厚の境界部１５が壁部を外面側に
膨出させて肉厚を形成した境界部である、請求項１ない
し４のいずれか１に記載された耐圧圧性自文型ポリエチ
レンテレフタレート２軸延伸ブロー成形用プリフォーム
。

７、外径がＤ　、壁の厚みがＹであるポリエチレンテレ
フタレートで形成した有底管の開口部からＺの距離の壁
部に厚さＹＸ２〜５の厚壁部を設け、厚壁部の端部にお
いて管の外径をＤ３の１／１．２〜１／２．５に絞って
下式を満たす外径Ｄ１、壁の厚みＸ、高さＨとした請求
項１または２に記載された耐圧性自立型ポリエチレンテ
レフタレートボトル２軸延伸ブロー成形用プリフォーム
。

Ｒ＝Ｄ　　／２・・・・・（式ｌ） １ Ｒ’＝Ｄ／２・・・・・（式２） ％式％ ） ） ＋Ｒ，・・・・・・・・・・・・・・（式３）但し：Ｒ
１はプリフォームの底部の外半径。

Ｒ２はプリフォームの底部の内半径。

ｒｌはプリフォームの底部 が形成する外面側の半球の半径。

ｒ２はプリフォームの底部 が形成する内面側の半球の半径。

ｒ２はプリフォームの底部 が形成する外面側の半球の高さ。

ｈ２はプリフォームの底部 が形成する内面側の半球の高さ。

ｈ３はアリフオームの底部の円筒状部 分の高さ。

８、請求項１ないし７のいずれか１に記載されたプリフ
ォームを２軸延伸プロー成形して形成した、底部と胴部
の連結部が底側両部より肉厚である耐圧性自立型ポリエ
チレンテレフタレートボトル、」である。

本発明で言うポリエチレンテレフタレートはポリエチレ
ンテレフタレートとガスバリヤ−性樹脂との積層物等も
含むものである。

わかり易く説明るために、図面に基づいて説明する。

第１図の１１は本発明のプリフォームである。

１２はプリフォームの胴部である。１３はプリフォーム
の底部であり、ブロー成形したときボトルの底部を形成
する。この底部１３は胴部１２より直径が小さく縮径さ
れている。１４はプリフォー・ムの底面である。１５は
プリフォームの底部１３と胴部１２を連結する境界部で
ある。この境界部１５は底部１３と胴部１２より厚肉と
なっている。

１６はプリフォームの底面１４からＨの距離にある境界
点である。１７はプリフォームの開口部１８から２の距
離にある境界点である。　第２図の１は本発明のプリフ
ォームを用いて２軸延伸ブロー成形した耐圧性自立ボト
ルである。２は成形されたボトルの胴部であり、３は成
形されたボトルの底部である。４は成形されたボトルの
四半球部分の頂点であり、５は成形されたボトルの底周
縁部である。該周縁部５はプリフォームの底部１３と胴
部１２を連結する境界部１５により成形される。そして
ボトルの胴部と底部より厚肉となっている。

第３図は本発明のプリフォームの底部１３及びその近傍
を説明する一部断面図である。

プリフォームの胴部１２と底部１３の境界に、境界部１
５が配置されている。

この境界部１５を厚肉にしておくことにより延伸ブロー
成形されたとき、ボトル底部の底周縁部５を形成し、こ
の部分の壁厚を胴部や底部より肉厚にすることができる
。

プリフォームの境界部１５の壁厚は、プリフォーム胴部
１２ないし底部１３の壁厚Ｙの１．１〜５倍が適当であ
る。

１．１倍未満ではブロー成形したボトル底部の、底周縁
部の壁厚に実用的な強度を与えることができない、５倍
を超えると、白化現象が生じて透明性が悪くなり、商品
価値が低下する。

プリフォームの胴部と底部の境界部に配置された境界部
１５は、この部分でプリフォームの径が絞られ、段差が
形成され底部１３が胴部１２より縮径されているので、
延伸ブロー成形時に、まず径方向にプリフォームは膨脹
する。そして、外径の大きい胴部が大きく膨脹し、外径
の小さい底部がそれより小さく膨脹する。その底部１３
と胴部１２の連結部がボトルの底部の底周縁部となるの
で、境界部１５が成形されたボトルの底部の底周縁部を
形成することになる。

第４図は第３図のプリフォームを下から見た平面図であ
る。Ｄｌは底部１３の外径である。Ｄ２は底部１３の内
径であり、Ｄ３はプリフォームの胴部１２の外径である
。

第５図は本発明のプリフォームを用いてブロー成形した
耐圧性自立ボトルの底部３附近の断面図である。５はプ
リフォームの境界部１５により形成された底周縁部であ
る。そして底部３と胴部２より肉厚に成っている。４は
ボトル底部の凹半球状部分の頂点である。底周縁部と凹
半球状部分との境界点６と凹半球状部分の頂点４と高さ
はｈｌであり、ｈ２はｈｌから底部の肉厚Ｍを引いた値
である。Ｌは底周縁部の肉厚であり、ｒｌとｒ２はボト
ル底部の凹半球状部分の外径と内径である。

ＮはＩｒｌ＃２の肉厚である。

次に本発明の特徴である、プリフォームの境界部１５が
確実にボトルの底周縁部５を形成することについて説明
する。

本発明の第１の特徴はプリフォームの底部１３は外径が
胴部１２より縮径されていることである。

第３図から明らかなようにプリフォームの境界部１５は
、プリフォーム開口部がらＺの距離にある境界点エフと
、プリフォーム最低部からＨの距離にある境界点１６と
の間に配設され、プリフォームの底部１３は外径が胴部
１２より小さく絞られている。つまり縮径されているの
である。

これが、ボトルの底部の周縁部を確実に敷設するための
必要な要件の１つである。

プリフォームの胴部１２の外径をＤ３、底部１３の外径
をＤｌとすれば、この絞り比、Ｄ　Ｉ　／　Ｄ３は１／
１．２〜１／２．５が適当であり、１／１．２を越える
と敷設個所が不確実になり、１／２．５未満ではブロー
成形しにくくなる。

本発明の第２の特徴はプリフォームの底部１３の体積を
成形されるボトルの底部３の体積と等しくしたことであ
る。

第３図のプリフォームの底部１３の体積Ｖ１と、第５図
のボトルの底部３の体積ｖ４とを等しくすることが、プ
リフォームの境界＄１５をブロー成形後、第５図の成形
ボトルの底部の底周縁部５に確実に敷設するための要件
の他の１つである。

次に両者の体積を等しくすることについて説明する。

第３図に示すごとく、外径Ｄ１、壁厚Ｘ、高さＨの底部
１３を有するプリフォームをブロー成形した成形ボトル
の底部は、第５図に示すごとく、６の位置から頂点４に
向って、ボトルの内側に半球状に凹ませるのであるが、
６の位置からボトルの内側の頂点４までの高さをり、と
し、ボトルの外側の頂点迄の高さをｈ　とすると、ｈｌ
−ｈ２２Ｍがボトル底部の壁厚となる。

又、成形ボトル底部凹半球の半径が、ボトルの内側まで
をｒｌとし、ボトルの外１までをｒ２とすると、ｒｌ　
−ｒ２２Ｍがボトル底部の壁厚となる。そしてこの成形
ボトル底部四半球部分３の体積■４は、 である。

そして、第３図に示すようにプリフォーム底部１３の円
筒状部分の外半径をＲ１、高さをｈ３とし、底面の半球
の外半径をＲ１とすると、同じく、円筒状部分の内半径
および底面の内半径を夫々Ｒ２とすると、 Ｒ２＝Ｒ１−Ｘである。

Ｘはプリフォーム底部１３の壁厚であるが、これは絞ら
れる前の壁厚Ｙとほぼ等しくするとブロー成形しやすい
、プリフォーム１３の高さＨは、Ｈ＝ｈ３＋Ｒ１である
。

そして、円筒部分の体積ｖ２は ■　＝πｈ３　（Ｒ＋　２　Ｒ２２） であり、半球部分の体積■３は πｈ、２　　　　　　　　　πｈ２２ ＝　−（３ｒ＋　−ｈ　１）　−−（３ｒ２−　ｈ　２
）３ である従って、 である、そして、 然して、ｖ１＝ｖ４である力）ら、 ３（Ｒ＋”−Ｒｚ”） となる。

しかるに、Ｈ＝ｈ３＋Ｒ１であるから ｈ　−（３ｒ　＋−ｈｌ）　−ｈｚ”（３ｒ＊−ｈｚ）
−２（Ｒ，’−Ｒ，’）Ｈ諺 ３（Ｒ＋”−Ｒｚ”） ＋Ｒ＋ である。

このようにしてＨを設定すると、プリフォームの底部１
３の構造が定まる。

以上のプリフォームの底部１３は外径が胴部１２より縮
径されていることと、プリフォームの底部１３の体積が
成形されるボトルの底部３の体積と等しいことの、２つ
の要件を満たしたプリフォームを２軸延伸ブロー成形す
ると、きわめて確実にプリフォームの境界部１５をブロ
ー成形後の成形ボトルの底部３の底周縁部５の位置に正
確に配′設することができる。

こうして、２軸延伸ブロー成形されたボトルの底部３は
十分に延伸され、配向結晶化されるので非常に強靭とな
る。

またボトルの底部周縁部５は厚みが十分に具備され、し
かも正確な位置に配置されるので衝撃に強く、耐圧強度
も十分に発揮される。

以上、半球状の底を有するプリフォームを用いて、四半
球状の底を有するボトルを成形する例に基づいて本発明
を説明したが、勿論、プリフォームおよびボトルの底の
形状は半球状でなくてもよい。

例えば第７図にしめず底面が楕円形状のプリフォームや
第８図にしめず底面が平面状のプリフォームも同様に使
用することができる。これらのプリフォームを使用した
場合については後で述べるボトルの製造例で説明する。

必要なことは、プリフォームの底部と胴部の境界に形成
されたボトルの底部と胴部を連結する境界部１５の厚さ
を、プリフォームの底側両部より厚くすること、プリフ
ォームの底部の径を胴部の径より小さく縮径させること
、および、プリフォームの底部の体積を、成形後のボト
ルの凹底部の体積と等しくすることである。

なおこのとき、成形されたボトルの胴部２の厚さをＮ、
底部の厚さをＭ、底周縁部５の厚さをＬとし、 Ｍ＝ＮＸ　１〜２ Ｌ＝ＭＸ１．１〜５ Ｌ＞Ｍ の関係を満すようにプリフォームを設計すると、耐圧性
、耐衝撃性の優れた自立型ポリエチレンテレフタレート
ボトルが得られる。

［製造例］ 次に具体例をあげて本発明を説明する。

製造例１ 第５図にしめずブロー成形後のボトル底部の凹んだ半球
の高さｈｌ、半径ｒ　１　、厚さＭが、それぞれｈ　　
＝１３．０ｍ＋、ｒ　１＝＝４５．０閣、Ｍ＝０．３ｍ
＋、従って、ｈ　　＝１２．７ｍ、ｒ２＝４４．７ｍの
ボトルを成形するため、第１図に示す胴部外径Ｄ３＝３
６鰭、胴部厚さ１．２ｆｌのプリフォームを、開口部か
ら１５０ｗ〜１５２市の間の厚さを４ｆｉとし、１５２
ＩＩＩＩの位置で外径Ｄ１を２０−に絞り、高さＨ１半
径Ｒ１＝１０閣、厚さＸ　＝　１　ａｍのプリフォーム
を作った。

但し、 Ｈ＝　ｈ　３＋　ＲＩ ｈ＋”（３ｒ＋−ｈｌ）−ｈａ２（３ｒｚ−ｈ２）−２
（Ｒ，３−Ｒ＊’）３（Ｒ１λ−Ｒ１） ＋Ｒ １３、０２（３Ｘ４５−１３．０　）−１２、７２（３
ｘ４４．７−１２．７　）−２（１０３−９３＞３　（
１０２−９２） ＋１０ ３（１００−８１） ＋１０ ２０６＋８−１９５８１　−５４２ ９５ ＋１０＝　　８．７＋１０＝１８．７＋ｎｍ７ このプリフォームを２軸延伸ブロー成形したところ、肉
厚部分がきわめて正確にボトル底部の周縁部に配設され
た。設計どおりのボトルがえられた。

製造例２ 製造例１と同様にして第７図に示す、底面が楕円球状の
プリフォームを用いて２軸延伸ブロー成形したところ、
境界部分１５がきわめて正確にボトル底部の周縁部に配
設された、第９図に示す底部をもつ耐圧性自立ボトルが
えられた。

製造例３ 製造例１と同様にして第８図に示す、底面が平面状のプ
リフォームを用いて２軸延伸ブロー成形したところ、境
界部分１５がきわめて正確にボトル底部の周縁部に配設
された、第１０図に示す底部をもつ耐圧性自立ボトルが
えられた。

［効果］ 本発明の２軸延伸ブロー成形されたボトルの底部３は十
分に延伸され、配向結晶化されるので非常に強靭となる
。

またボトルの底部周縁部５は厚みが十分に具備され、し
かも正確な位置に配置されるので衝撃に強く、耐圧強度
も十分に発揮される。そしてベースカップを使用するこ
となく自立させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の耐圧性自立型ポリエチレンテレフタレ
ートボトル成形用プリフォームの１部所面正面図である
。 第２図は本発明のプリフォームを用いてブロー成形した
耐圧性自立型ポリエチレンテレフタレートボトルの１部
所面正面図である。 第３図は本発明の耐圧性自立型ポリエチレンテレフタレ
ートボトル成形用プリフォームの底部附近の１部所面正
面図である。 第４図は第３図のプリフォームの底面の平面図である。 第５図は本発明のプリフォームを用いてブロー成形した
ポリエチレンテレフタレートボトルの底部３附近の断面
図である。 第６図は従来のプリフォームを用いてブロー成形したポ
リエチレンテレフタレートボトルの１部所面正面図であ
る。 第７図と第８図は本発明のプリフォームの１部所面正面
図である。 第９図と第１０図は本発明のプリフォームを用いて成形
した耐圧性自立型ポリエチレンテレフタレートボトルの
１部所面正面図である。 貴１１図 １・・・耐圧性自立型ポリエチレンテレフタレートボト
ル、２・・・ボトルの胴部、３・・・ボトルの底部、４
・・・ボトルの凹半球部分の頂点、５・・・ボトルの底
周縁部、６・・・ボトルの凹半球部分の円周、１１・・
・プリフォーム、１２・・・プリフォームの胴部、１３
・・・プリフォームの底部、１４・・・プリフォームの
底面、１５・・・プリフォームの厚壁部分、１６・・・
プリフォームの厚部分と底部との境界点、１７・・・プ
リフォームの厚壁部分と胴部との境界点。 第２図 第３図 第４図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（Ａ）ボトルの底部と同体積のボトルの底部を形成
   する底部１３と、 （Ｂ）ボトルの胴部を形成する胴部１２と、（Ｃ）ボト
   ルの底部と胴部の連結部５を形成する、底部１３と胴部
   １２の境界に配設された厚肉の境界部１５と、 からなるプリフォームにおいて、該境界部１５の壁の厚
   みを底部１３及び胴部１２より肉厚となし、かつ底部１
   ３の直径を胴部１２の直径より小さく縮径させたことを
   特徴とする、耐圧性自立型ポリエチレンテレフタレート
   ボトル２軸延伸ブロー成形用プリフォーム。 ２、プリフォームの底面１４が半球状の曲面である、請
   求項１に記載された耐圧性自立型ポリエチレンテレフタ
   レートボトル２軸延伸ブロー成形用プリフォーム。 ３、プリフォームの底面１４が非半球状の曲面である、
   請求項１に記載された耐圧性自立型ポリエチレンテレフ
   タレートボトル２軸延伸ブロー成形用プリフォーム。 ４、プリフォームの底面１４が平面である、請求項１に
   記載された耐圧性自立型ポリエチレンテレフタレートボ
   トル２軸延伸ブロー成形用プリフォーム。 ５、プリフォームの肉厚の境界部１５が壁部を内面側に
   膨出させて肉厚を形成した境界部である、請求項１ない
   し４のいずれか１に記載された耐圧性自立型ポリエチレ
   ンテレフタレートボトル２軸延伸ブロー成形用プリフォ
   ーム。 ６、プリフォームの肉厚の境界部１５が壁部を外面側に
   膨出させて肉厚を形成した境界部である、請求項１ない
   し４のいずれか１に記載された耐性自立型ポリエチレン
   テレフタレート２軸延伸ブロー成形用プリフォーム。 ７、外径がＤ＿３、壁の厚みがＹであるポリエチレンテ
   レフタレートで形成した有底管の開口部からＺの距離の
   壁部に厚さＹ×２〜５の厚壁部を設け、厚壁部の端部に
   おいて管の外径をＤ＿３の１／１．２〜１／２．５に絞
   って下式を満たす外径Ｄ＿１、壁の厚みＸ、高さＨとし
   た請求項１または２に記載された耐圧性自立型ポリエチ
   レンテレフタレートボトル２軸延伸ブロー成形用プリフ
   ォーム。 Ｒ＿１＝Ｄ＿１／２・・・・・（式１） Ｒ＿２＝Ｄ＿２／２・・・・・（式２） Ｈ＝Ｈ＿３＋Ｒ＿１ ＝（ｈ＿１）＾２（３ｒ＿１−ｈ＿１）−（ｈ＿２）＾
   ２（３ｒ＿２−ｈ＿２）−２｛（Ｒ＿１）＾３−（Ｒ＿
   ２）＾３｝／３｛（Ｒ＿１）＾２−（Ｒ＿２）＾２｝ ＋Ｒ＿１・・・・・・・・・・・・・・・（式３）但し
   ：Ｒ＿１はプリフォームの底部の外半径。 Ｒ＿２はプリフォームの底部の内半径。 ｒ＿１はブロー成形されたボトル凹底部 が形成する外面側の半球の半径。 ｒ＿２はブロー成形されたボトル凹底部 が形成する内面側の半球の半径。 ｈ＿１はブロー成形されたボトル凹底部 が形成する外面側の半球の高さ。 ｈ＿２はブロー成形されたボトル凹底部 が形成する内面側の半球の高さ。 ｈ＿３はプリフォームの底部の円筒状部 分の高さ。 ８、請求項１ないし７のいずれか１に記載されたプリフ
   ォームを２軸延伸ブロー成形して形成した、底部と胴部
   の連結部が底胴両部より肉厚である耐圧性自立型ポリエ
   チレンテレフタレートボトル。