JPWO2009034835A1 - プリフォーム、ボトル及びプリフォーム成形装置 - Google Patents

Abstract

プリフォームの機械的強度の低下を防止し、樹脂材料の低減を図ることができ、また、生産性を向上させることができるプリフォーム、ボトル及びプリフォーム成形装置の提供を目的とする。プリフォーム成形装置に用いられるプリフォーム成形金型１ｅは、口頸部型２、胴部型３ｅ及びコア型１６３を備え、口頸部型２及び胴部型３ｅは、ネックリングの外径と対応した位置に摺動面を有し、胴部型３ｅは、筒状突起部３１ｅの上面の外縁に、剥がれた固化膜１１８，１１７の移動方向を制御する環状の突起３３を有している。固化の進行による樹脂材料の収縮量に応じ、筒状突起部３１ｅを上方に摺動させると、固化膜がネックリング内の所定の領域に押し込まれ、集合させられる。

Description

本発明は、プリフォーム、ボトル及びプリフォーム成形装置に関する。

従来、ペットボトルなどのプラスチック容器は、清涼飲料水などの容器として、急速に普及してきた。
上記プラスチック容器は、主にプリフォーム成形工程とブロー成形工程を介して製造されている。プリフォーム成形工程では、射出成形法又は圧縮成形法によって、プリフォームが成形される。ブロー成形工程では、ブロー成形方法により、プリフォームからプラスチック容器を成形する。ブロー成形方法は、ブロー成形金型内に収納されたプリフォームに、流体を吹き込み、プリフォームを膨張させ、プラスチック容器を成形する方法である。

上記プリフォームの材料は、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂である。たとえば、図９に示すプリフォーム１１０は、口頸部１１１、ネックリング１１５及び胴部１１２とからなっている。口頸部１１１は、ねじ山１１３及び蓋用係止リング１１４を有している。一般的に、ネックリング１１５は口頸部１１１に含まれるが、本明細書においては、口頸部１１１はネックリング１１５の下面より上方の部分であり、かつ、胴部１１２はネックリング１１５の下面より下方の部分としてある。

上記圧縮成形法では、通常、プリフォーム成形装置が用いられる。たとえば、図１０に示すプリフォーム成形装置１００は、押出機１０１、ギヤポンプ１０２、カッターホイール１０３、圧縮成形機１０４及び取出しホイール１０５などを備えている。圧縮成形機１０４は、多数のプリフォーム成形金型１０６を有している。
また、上記プリフォームやプリフォーム成形装置などは、生産性や品質の向上などを目的として、様々な技術が開発されてきた。

たとえば、特許文献１のプリフォーム成形金型は、従動金型（口頸部型）、キャビティ金型（胴部型）及びコア金型（コア型）を有している。従動金型は、口頸部の外面と、ネックリングの上面、外周面及び外周側の下面とを成形する。キャビティ金型は、ネックリングの内周側の下面と、胴部の外面とを成形する。コア金型は、口頸部の上面と、プリフォームの内面とを成形する。

また、特許文献２には、サポートリング（ネックリング）の下面の内周側に、環状溝が形成された前成形体（プリフォーム）の技術が開示されている。
さらに、特許文献３には、上記環状溝に形成されるしわ又は溝の発生を防止することによって、厚肉部（ネックリング）の強度に優れたプリフォームの技術が開示されている。

ところで、溶融した樹脂材料は、低温のプリフォーム成形金型と接触する面から徐々に固化が始まる。このとき、固化膜が形成され、固化膜の内側の樹脂材料は溶融している。この固化膜が内側に向かって成長することにより、樹脂材料の固化が進行する。また、溶融した樹脂材料が固化すると、その体積が収縮する。
この収縮量を吸収し、所定の形状のプリフォーム１１０を成形するために、図１１に示すように、プリフォーム成形金型１０６の口頸部型１６１と胴部型１６２は、樹脂材料の収縮量に応じて、相対的に接近するように微小距離Δだけ移動する。

口頸部型１６１は、下方の開口部の内面に摺動面１６１１を有している。また、胴部型１６２は、上記開口部に嵌入する筒状突起部１６２１を有しており、さらに、筒状突起部１６２１の外面に、摺動面１６１１と摺動する摺動面１６２２を有している。この構造によって、溶融樹脂１１６がプリフォーム成形金型１０６内に密封され、かつ、胴部型１６２は、樹脂材料の収縮量に応じて、上方に距離Δだけ移動する。
この金型の移動によって、固化膜の内側にある溶融した樹脂材料が移動する。したがって、プリフォームは、プリフォーム成形金型に対応した形状に精度よく成形される。
特開２００３−１５９７３９号公報 特開平１０−３３７７６９号公報 特開２００４−２６８４８６号公報

上述したように、溶融樹脂１１６は、低温のプリフォーム成形金型１０６と接触する面から固化が始まり、図１２ａに示すように、固化膜１１７（実線の＋印部）が形成される。この固化膜１１７は、溶融樹脂１１６と接する口頸部型１６１の摺動面１６１１上にも形成される。また、固化が進行すると、溶融樹脂１１６が収縮する。この収縮量を吸収するために、胴部型１６２（筒状突起部１６２１）は、樹脂材料の収縮量に応じて、上方に距離Δだけ移動する。なお、図１２ａなどの拡大図においては、溶融樹脂１１６のハッチングを省略してある。

筒状突起部１６２１が上方に移動すると、たとえば、図１２ｂに示すように、摺動面１６１１上に形成された固化膜１１７は、ネックリング１１５内に押し込まれる。また、プリフォーム成形金型１０６と接触する面に形成された固化膜１１７は、固化がさらに進行する。そして、（軟らかい）固化膜１１７の一部は（硬い）固化膜１１７´（太線の＋印部）となり、固化膜１１７及び固化膜１１７´の内側に、新たな（軟らかい）固化膜１１８（点線の＋印部）が部分的に形成される。この固化膜１１８は、溶融樹脂１１６と接する口頸部型１６１の摺動面１６１１上にも形成される。

また、さらに固化が進行すると、筒状突起部１６２１がさらに上方に移動する。そして、たとえば、図１２ｃに示すように、摺動面１６１１上に形成された固化膜１１７´や固化膜１１８は、ネックリング１１５内に押し込まれる。この際、溶融樹脂１１６の冷却速度、プリフォーム成形金型１０６の各部の温度分布、筒状突起部１６２１の移動タイミングや移動速度などの条件（固化・収縮条件）に応じて、ネックリング１１５内に押し込まれる固化膜１１７´や固化膜１１８は、様々な状態で押し込まれる。この場合、図１２ｃに示すように、溶融樹脂１１６に固化膜１１７´がほぼ上方に（矢印の方向に）侵入し、この固化膜１１７´と溶融樹脂１１６との間に、機械的強度の弱い境界面１１９（太線の点線）が形成されることを防止する必要がある。そのため、ネックリング１１５を厚くしたり、ゆっくり固化・収縮させることにより、ネックリング１１５に要求される所定の機械的強度を満足している。

ところで、近年、ペットボトルなどのプラスチック容器を製造するに際しても、樹脂材料を削減する技術や、生産性を向上させる技術の開発が要望されている。
本発明は、これらの要望に鑑みなされたものであり、プリフォームの機械的強度の低下を防止し、樹脂材料の低減を図ることができ、また、生産性を向上させることができるプリフォーム、ボトル及びプリフォーム成形装置の提供を目的とする。

この目的を達成するために、本発明のプリフォームは、金型によって成形される、ネックリングを有するプリフォームであり、さらに、溶融した樹脂材料が固化・収縮するときに形成される固化膜を、ネックリング内の所定の領域に集合させてある。
ここで、「固化膜を集合させる」とは、固化膜どうしを積層する（重ね合わせる）こと、及び、固化膜を巻き込ませたり折り重ねるようにしたりすることの総称である。
また、好ましくは、ネックリング内の所定の領域が、ネックリングの上部、下部及び側部の少なくとも一箇所であるとよい。さらに好ましくは、ネックリング内の所定の領域が、ネックリングの外周側上部、外周側下部及び側部の少なくとも一箇所であるとよい。

また、本発明は、ボトルの発明としても有効である。
本発明のボトルは、上記プリフォームをブロー成形することによって成形したボトルである。

また、本発明は、プリフォーム成形装置の発明としても有効である。
本発明のプリフォーム成形装置は、プリフォーム成形金型を用いて、ネックリング、口頸部及び胴部を有するプリフォームを成形するプリフォーム成形装置である。このプリフォーム成形装置は、プリフォーム成形金型が、口頸部の外面及び前記ネックリングの上面を成形する口頸部型と、胴部の外面及び前記ネックリングの下面を成形する胴部型と、プリフォームの内面を成形するコア型とを備えている。さらに、口頸部型及び胴部型は、ネックリングの外径と対応した位置に摺動面を有し、溶融した樹脂材料が固化・収縮するとき、口頸部型及び胴部型が、摺動面において摺動しながら樹脂材料の収縮量に応じて相対的に接近し、ネックリングを成形する構成としてある。

この場合、口頸部型及び胴部型の少なくとも一つが、外面が摺動面の一部であり、かつ、内面が斜面及び曲面の少なくとも一つを含む、突起を有するとよい。
また、口頸部型及び胴部型の少なくとも一方が、ネックリングと対応した位置に、段差、凹部及び凸部の少なくとも一つを有するとよい。

すなわち、本発明におけるプリフォーム、ボトル及びプリフォーム成形装置によれば、プリフォームの機械的強度の低下を防止し、樹脂材料の低減を図ることができ、また、生産性を向上させることができる。

図１は、本発明の第一実施形態にかかるプリフォーム成形装置に用いられる、プリフォーム成形金型を説明するための、概略断面図を示している。 図２は、本発明の第一実施形態にかかるプリフォームの固化状態を説明するための、要部の概略拡大図であり、（ａ）は固化が開始されたときの断面図を示しており、（ｂ）は固化がほぼ完了したときの断面図を示している。 図３は、本発明の第一実施形態の各実施例にかかる、プリフォーム成形装置に用いられるプリフォーム成形金型及びプリフォームの固化状態を説明するための、要部の概略拡大断面図を示している。 図４は、本発明の第二実施形態にかかるプリフォーム成形装置に用いられる、プリフォーム成形金型を説明するための、概略断面図を示している。 図５は、本発明の第二実施形態にかかるプリフォームの固化状態を説明するための、要部の概略拡大図であり、（ａ）は固化が開始されたときの断面図を示しており、（ｂ）は固化がほぼ完了したときの断面図を示している。 図６は、本発明の第二実施形態の各実施例にかかる、プリフォーム成形装置に用いられるプリフォーム成形金型及びプリフォームの固化状態を説明するための、要部の概略拡大断面図を示している。 図７は、本発明の第二実施形態の実施例にかかる、プリフォーム成形装置に用いられるプリフォーム成形金型及びプリフォームの固化状態を説明するための、要部の概略拡大図であり、（ａ）は断面図を示しており、（ｂ）は筒状突起部の平面図を示しており、（ｃ）はＡ−Ａ断面図を示している。 図８は、本発明の第二実施形態の実施例にかかるプリフォーム成形装置に用いられる、プリフォーム成形金型を説明するための、概略断面図を示している。 図９は、本発明と関連するプリフォームの概略側面図を示している。 図１０は、本発明と関連するプリフォーム成形装置の概略平面図を示している。 図１１は、本発明と関連するプリフォーム成形金型を説明するための、概略断面図を示している。 図１２ａは、本発明と関連するプリフォームの、固化が開始されたときの状態を説明するための、要部の概略拡大断面図を示している。 図１２ｂは、本発明と関連するプリフォームの、固化が進行したときの状態を説明するための、要部の概略拡大断面図を示している。 図１２ｃは、本発明と関連するプリフォームの、固化が完了したときの状態を説明するための、要部の概略拡大断面図を示している。

［プリフォーム成形装置及びプリフォームの第一実施形態］
本発明の第一実施形態にかかるプリフォーム成形装置は、図１０に示すプリフォーム成形装置１００と比べると、圧縮成形機１０４に設けられたプリフォーム成形金型１０６が相違する。他の構成要素は、プリフォーム成形装置１００とほぼ同様としてある。
したがって、図１において、図１１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図１は、本発明の第一実施形態にかかるプリフォーム成形装置に用いられる、プリフォーム成形金型を説明するための、概略断面図を示している。
図１において、プリフォーム成形金型１は、口頸部型２、胴部型３及びコア型１６３を有している。
なお、プリフォーム成形金型１によって成形されるプリフォーム１０は、上記プリフォーム１１０とほぼ同じ形状及び大きさである。

口頸部型２は、プリフォーム１０の中心線を含む仮想平面で二分割される割型である。口頸部型２は、コア型１６３の挿入される開口部２１が形成されている。また、この開口部２１は、口頸部１１１の円筒部の外面、ねじ山１１３、蓋用係止リング１１４、ネックリング１１５の上面及びネックリング１１５の外周面を成形する形状としてある。さらに、この開口部２１は、ネックリング１１５の下方が円孔２２であり、この円孔２２の直径は、ネックリング１１５の外径である。この円孔２２の内面は、摺動面２３となっている。
なお、本実施形態のネックリング１１５は円環状であるが、たとえば、ネックリング１１５の外形が多角形の場合、ネックリング１１５の下方の開口部は、この多角形に対応した形状の孔となる。

胴部型３は、コア型１６３の挿入される開口部３４と、この開口部３４の周りに、ほぼ円筒状の筒状突起部３１が形成されている。この開口部３４の内面と筒状突起部３１の内面によって、胴部１１２の外面が成形される。また、筒状突起部３１の上面によって、ネックリング１１５の下面が成形される。筒状突起部３１の外径は、口頸部型２の円孔に嵌入可能な直径としてある。筒状突起部３１の外周面は、摺動面３２であり、この摺動面３２は、摺動面２３と摺動し、溶融樹脂１１６を密封する。
なお、本実施形態のコア型は、図１１に示したコア型１６３とほぼ同様な構成としてある。

次に、上記構成のプリフォーム成形金型１の動作及びプリフォーム成形金型１によって製作されるプリフォーム１０について、図面を参照して説明する。
図２は、本発明の第一実施形態にかかるプリフォームの固化状態を説明するための、要部の概略拡大図であり、（ａ）は固化が開始されたときの断面図を示しており、（ｂ）は固化がほぼ完了したときの断面図を示している。
図２（ａ）に示すように、溶融樹脂１１６は、低温のプリフォーム成形金型１と接触する面から固化が始まり、固化膜１１７（実線の＋印部）が形成される。
ここで、本実施形態のプリフォーム１０は、図１２ｃに示すプリフォーム１１０と同じ形状であり、かつ、同じ大きさである。したがって、プリフォーム１０とプリフォーム１１０の固化による収縮量Ｖは同じである。図１２ａに示す移動距離Δは、筒状突起部１６２１の外径をＤとし、その内径をｄとすると、Δ＝４Ｖ／（πＤ^２−πｄ^２）である。また、図２に示す移動距離Δ_１は、筒状突起部３１の外径をＤ_１とし、その内径をｄとすると、Δ_１＝４Ｖ／（πＤ_１ ^２−πｄ^２）である。Ｄ_１＞Ｄなので、通常、本実施形態の移動距離Δ_１は、図１２ａに示す移動距離Δの数分の一となる。
また、図１２ａに示す摺動面１６１１上には、余剰となる固化膜１１７が形成され、その表面積はπＤ×Δである。図２（ａ）に示すように、摺動面２３上には、余剰となる固化膜１１７が形成され、その表面積はπＤ_１×Δ_１である。通常、本実施形態の余剰となる固化膜１１７の表面積は、図１２ａに示す余剰となる固化膜１１７の表面積の数分の一となる。すなわち、本実施形態のプリフォーム成形金型１及びプリフォーム１０は、余剰となる固化膜１１７の発生量が低減されるので、有利である。

固化が進行すると、上述したように、プリフォーム成形金型１と接触する面に形成された固化膜１１７の一部は、さらに固化の進行した（硬い）固化膜１１７´（太線の＋印部）となる。そして、固化膜１１７及び固化膜１１７´の内側に、新たな（軟らかい）固化膜１１８（点線の＋印部）が部分的に形成される。この固化膜１１７´、１１８は、溶融樹脂１１６と接する口頸部型２の摺動面２３上にも形成される。また、上記固化が進行すると、溶融樹脂１１６の体積が収縮するので、この収縮量を吸収する必要がある。すなわち、図２（ｂ）に示すように、胴部型３（筒状突起部３１）が、樹脂材料の収縮量に応じて、上方に距離Δ_１だけ移動する。

筒状突起部３１が上方に移動すると、摺動面２３に形成された固化膜１１７´や固化膜１１８は、ネックリング１１５の側面と下面が交差する領域に（ネックリング１１５の側部（外縁部）の下側の領域に（図２（ｂ）の矢印の方向に））押し込まれる。そして、ネックリング１１５の側部の下側の領域に、固化膜１１７´がまとまって形成され、その内側に固化膜１１８（あるいは、さらに新しい固化膜）が形成される。すなわち、固化膜１１７´及び固化膜１１８が、ネックリング１１５の側部に集合した状態で形成される。
このようにすると、摺動面２３に形成された固化膜１１７´、１１８の集合領域が、ネックリング１１５のつけ根など（機械的な強度にとって重要な領域）から離れるので、プリフォーム１０の機械的強度の低下を確実に防止することができる。

なお、本実施形態では、胴部型３を上方に移動させているが、これに限定されるものではなく、たとえば、口頸部型２を下方に移動させたり、あるいは、胴部型３を上方に移動させ、かつ、口頸部型２を下方に移動させてもよい。
また、本実施形態は、口頸部型２が、筒状突起部３１の嵌入される円孔２２を有し、胴部型３が筒状突起部３１を有しているが、これに限定されるものではない。たとえば、図示してないが、口頸部型が筒状突起部を有し、胴部型が、この筒状突起部の嵌入される円孔を有してもよい。

以上説明したように、本実施形態のプリフォーム成形装置によれば、ネックリング１１５の側部に、溶融した樹脂材料が固化・収縮する際に形成される固化膜１１７´、１１８を集合させることができる。すなわち、固化膜１１７´、１１８が図１２ｃに示すように溶融樹脂１１６内に侵入することを、効果的に防止する。これにより、集合した固化膜１１７´、１１８とこれから固化する樹脂材料１１６との間に、機械的強度の低い境界面が形成されないので、プリフォーム１０の機械的強度の低下を防止することができる。
また、溶融樹脂１１６の固化速度を速めても、機械的強度が低下しないので、生産性を向上させることができる。さらに、機械的強度の低い境界面を補強するために樹脂材料を増加させる必要がないので、樹脂材料の低減を図ることができる。また上記境界面による外観不良（境界面による反射光）を低減することができる。

また、本実施形態のプリフォーム１０は、上述したように、摺動面２３に形成された固化膜１１７´及び固化膜１１８が、ネックリング１１５の側部に集合している。このプリフォーム１０は、上述した境界面１１９による機械的強度の低下を防止することができる。したがって、生産性を向上させたり、樹脂材料の低減を図ることができ、さらに、上記境界面による外観不良（境界面による反射光）を低減することができる。
さらに、ブロー成形することによって、本実施形態のプリフォーム１０から成形されたボトル（図示せず）は、プリフォーム１０と同様の効果を有することができる。

上記実施形態では、胴部型３の筒状突起部３１の上面をほぼ平面としてあるが、これに限定されるものではない。たとえば、ネックリング１１５と対応する位置（筒状突起部３１の上面における外周側の位置など）に、段差、凹部及び凸部の少なくとも一つを有してもよい。
次に、これらの実施例について、図面を参照して説明する。

＜第一実施例＞
図３は、本発明の第一実施形態の各実施例にかかる、プリフォーム成形装置に用いられるプリフォーム成形金型及びプリフォームの固化状態を説明するための、要部の概略拡大断面図を示している。
図３（ａ）に示す第一実施例のプリフォーム成形金型１は、筒状突起部３１ａの上面の外周の内側に、上方に突き出た環状の凸部３１１を有している。凸部３１１は、その上部から外周方向に向けて下る斜面又は曲面を有している。
このプリフォーム成形金型１によれば、摺動面２３に形成された固化膜１１７´や固化膜１１８は、ネックリング１１５の側部の下側の領域から折り返され、上方に向かって（矢印の方向に）押し込まれる。すなわち、摺動面２３に形成された固化膜１１７´及び固化膜１１８を、ネックリング１１５の側部（外縁部）に確実に集合させることができる。
また、第一実施例のプリフォーム１０及びボトルは、ネックリング１１５の機械的強度が低下するといった不具合を回避することができる。また、ネックリング１１５の下面には、凸部３１１による環状の窪みが形成される。

＜第二実施例＞
図３（ｂ）に示す第二実施例のプリフォーム成形金型１は、筒状突起部３１ｂの上面の外周付近に、環状の凹部３１２を有している。この凹部３１２は、断面が半円である。
このプリフォーム成形金型１によれば、摺動面２３に形成された固化膜１１７´や固化膜１１８は、凹部３１２の曲面に沿って移動し、ネックリング１１５の側部の下側の領域から折り返され、上方に向かって（矢印の方向に）押し込まれる。すなわち、摺動面２３に形成された固化膜１１７´及び固化膜１１８を、ネックリング１１５の外縁部に確実に集合させることができる。
また、第二実施例のプリフォーム１０及びボトルは、ネックリング１１５の機械的強度が低下するといった不具合を回避することができる。また、ネックリング１１５の下面には、凹部３１２による環状の突起部が形成される。

＜第三実施例＞
図３（ｃ）に示す第三実施例のプリフォーム成形金型１は、筒状突起部３１ｃの上面の外周付近に、環状の段差３１３を有している。この段差３１３は、筒状突起部３１ｃの上面より下方に形成され、さらに、筒状突起部３１ｃの上面から外周方向に向けて下る斜面又は曲面を有している。
このプリフォーム成形金型１によれば、摺動面２３に形成された固化膜１１７´や固化膜１１８は、段差３１３に沿って移動し、ネックリング１１５の側部の下側の領域から折り返され、上方に向かって（矢印の方向に）押し込まれる。すなわち、摺動面２３に形成された固化膜１１７´及び固化膜１１８を、ネックリング１１５の外縁部に確実に集合させることができる。
また、第三実施例のプリフォーム１０及びボトルは、ネックリング１１５の機械的強度が低下するといった不具合を回避することができる。また、ネックリング１１５の下面には、段差３１３による環状の突起部が形成される。

＜第四実施例＞
図３（ｄ）に示す第四実施例のプリフォーム成形金型１は、筒状突起部３１ｄの上面の外周付近に、環状の段差３１３を有しており、さらに、段差３１３の内側に環状の凸部３１４を有している。この段差３１３は、筒状突起部３１ｄの上面より下方に形成され、さらに、凸部３１４から外周方向に向けて下る斜面又は曲面を有している。また、凸部３１４は、筒状突起部３１ｄの上面に突設されている。
このプリフォーム成形金型１によれば、摺動面２３に形成された固化膜１１７´や固化膜１１８は、段差３１３及び凸部３１４に沿って移動し、ネックリング１１５の側部の下側の領域から折り返され、上方に向かって（矢印の方向に）押し込まれる。すなわち、摺動面２３に形成された固化膜１１７´及び固化膜１１８を、ネックリング１１５の外縁部に確実に集合させることができる。
また、第四実施例のプリフォーム１０及びボトルは、ネックリング１１５の機械的強度が低下するといった不具合を回避することができる。また、ネックリング１１５の下面には、段差３１３による突起部と、凸部３１４による環状の窪みが形成される。

［プリフォーム成形装置及びプリフォームの第二実施形態］
本発明の第二実施形態にかかるプリフォーム成形装置は、上記第一実施形態のプリフォーム成形装置と比べると、圧縮成形機１０４に設けられたプリフォーム成形金型が相違する。他の構成要素は、第一実施形態のプリフォーム成形装置とほぼ同様としてある。
したがって、図４において、図１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図４は、本発明の第二実施形態にかかるプリフォーム成形装置に用いられる、プリフォーム成形金型を説明するための、概略断面図を示している。
図４において、プリフォーム成形金型１ｅは、口頸部型２、胴部型３ｅ及びコア型１６３を有している。
なお、プリフォーム成形金型１ｅによって成形されるプリフォーム１０ｅは、上記プリフォーム１０と比べて、ネックリング１１５の側面と下面が、弧状の曲面によって面取りされている点が相違する。その他の形状及び大きさは同じである。

胴部型３ｅは、上記胴部型３と比べると、筒状突起部３１ｅの上面の外縁に、環状の突起３３が形成されている点が相違する。
この突起３３は、外面が摺動面３２の一部であり、かつ、内面が、突起３３の上部から内側に向けて下る弧状の曲面である。この曲面は、筒状突起部３１ｅの平らな上面と滑らかに続いている（図５参照）。
なお、胴部型３ｅのその他の構成は、上記胴部型３とほぼ同様としてある。また、本実施形態の口頸部型及びコア型は、図１に示した口頸部型２及びコア型１６３とほぼ同様な構成としてある。

次に、上記構成のプリフォーム成形金型１ｅの動作及びプリフォーム成形金型１ｅによって製作されるプリフォーム１０ｅについて、図面を参照して説明する。
図５は、本発明の第二実施形態にかかるプリフォームの固化状態を説明するための、要部の概略拡大図であり、（ａ）は固化が開始されたときの断面図を示しており、（ｂ）は固化がほぼ完了したときの断面図を示している。
図５（ａ）に示すように、溶融樹脂１１６は、低温のプリフォーム成形金型１ｅと接触する面から固化が始まり、固化膜１１７（実線の＋印部）が形成される。
なお、突起３３の体積は、プリフォーム１０ｅの体積に比べて、微小であることから、収縮量Ｖは、第一実施形態のプリフォーム１０と同じと仮定してある。したがって、本実施形態の移動距離は、第一実施形態とほぼ同じΔ_１であり、また、余剰となる固化膜１１７の発生量が低減されるので、有利である。

固化が進行すると、上述したように、プリフォーム成形金型１ｅと接触する面に形成された固化膜１１７の一部は、さらに固化の進行した（硬い）固化膜１１７´（太線の＋印部）となる。そして、固化膜１１７及び固化膜１１７´の内側に、新たな（軟らかい）固化膜１１８（点線の＋印部）が部分的に形成される。この固化膜１１７´、１１８は、溶融樹脂１１６と接する口頸部型２の摺動面２３上にも形成される。また、上記固化が進行すると、溶融樹脂１１６の体積が収縮するので、この収縮量を吸収する必要がある。すなわち、図５（ｂ）に示すように、胴部型３ｅ（筒状突起部３１ｅ）が、樹脂材料の収縮量に応じて、上方に距離Δ_１だけ移動する。

筒状突起部３１ｅが上方に移動すると、摺動面２３に形成された固化膜１１７´や固化膜１１８は、突起３３の尖った先端部によって摺動面２３から剥がされる。そして、剥がされた固化膜１１７´や固化膜１１８は、突起３３によって、移動方向が制御される。これにより、剥がされた固化膜１１７´や固化膜１１８は、突起３３の内面及び筒状突起部３１ｅの上面に形成された固化膜１１７´や固化膜１１８の上に（矢印の方向に）移動し、ネックリング１１５の外周側下部の領域（突起３３の内面付近及び筒状突起部３１ｅの外周側下面付近の領域）に積層される。この積層された固化膜１１７´の内側に固化膜１１８（あるいは、さらに新しい固化膜）が成形される。すなわち、固化膜１１７´及び固化膜１１８が、ネックリング１１５の外周側下部に集合した状態で形成される。
このようにすると、摺動面２３に形成された固化膜１１７´、１１８の集合領域が、ネックリング１１５のつけ根など（機械的な強度にとって重要な領域）から離れるので、プリフォーム１０ｅの機械的強度の低下を確実に防止することができる。

以上説明したように、本実施形態のプリフォーム成形装置によれば、ネックリング１１５の外周側下部に、溶融した樹脂材料が固化・収縮する際に形成される固化膜１１７´、１１８を集合させることができる。すなわち、突起３３が、摺動面２３上に形成された固化膜１１７´や固化膜１１８を剥がし、剥がした固化膜１１７´や固化膜１１８の移動方向を制御する。この突起３３は、固化膜１１７´が図１２ｂに示すように溶融樹脂１１６内に侵入することを、効果的に防止する。これにより、集合した固化膜１１７´、１１８とこれから固化する樹脂材料１１６との間に、機械的強度の低い境界面が形成されないので、プリフォーム１０ｅの機械的強度の低下を防止することができる。
また、溶融樹脂１１６の固化速度を速めても、機械的強度が低下しないので、生産性を向上させることができる。さらに、機械的強度の低い境界面を補強するために樹脂材料を増加させる必要がないので、樹脂材料の低減を図ることができる。また上記境界面による外観不良（境界面による反射光）を低減することができる。

また、本実施形態のプリフォーム１０ｅは、上述したように、摺動面２３に形成された固化膜１１７´及び固化膜１１８が、ネックリング１１５の下部（下部の外周側）に集合している。このプリフォーム１０ｅは、上述した境界面１１９による機械的強度の低下を防止することができる。したがって、生産性を向上させたり、樹脂材料の低減を図ることができ、さらに、上記境界面による外観不良（境界面による反射光）を低減することができる。
さらに、ブロー成形することによって、本実施形態のプリフォーム１０ｅから成形されたボトル（図示せず）は、プリフォーム１０ｅと同様の効果を有することができる。

上記実施形態では、胴部型３ｅの突起３３の内面をほぼ９０°の円弧からなる曲面としてあるが、これに限定されるものではない。たとえば、この曲面の代わりに、一又は二以上の斜面からなる内面としてもよい。また、図６に示すように、突起３３や筒状突起部３１ｅの上面に、段差、凹部及び凸部の少なくとも一つを有してもよい。
次に、これらの実施例について、図面を参照して説明する。

＜第五実施例＞
図６は、本発明の第二実施形態の各実施例にかかる、プリフォーム成形装置に用いられるプリフォーム成形金型及びプリフォームの固化状態を説明するための、要部の概略拡大断面図を示している。
図６（ａ）に示す第五実施例のプリフォーム成形金型１ｅは、突起３３の内面に、環状の凹部３１５を有している。この凹部３１５は、断面が半円である。
このプリフォーム成形金型１ｅによれば、凹部３１５と接触する溶融樹脂１１６は、その周囲の溶融樹脂１１６より固化が先行する。このため、筒状突起部３１ｅが上方に移動すると、摺動面２３から剥がされた固化膜１１７´や固化膜１１８は、突起３３の内面に沿って移動し、凹部３１５に形成された固化膜１１７´や固化膜１１８の上に乗り上げる。そして、剥がされた固化膜１１７´や固化膜１１８は、筒状突起部３１ｅの上面に形成された固化膜１１７´や固化膜１１８の上に（矢印の方向に）移動し、これらの上に積層される。すなわち、摺動面２３から剥がされた固化膜１１７´及び固化膜１１８を、ネックリング１１５の外周側下部に確実に集合させることができる。
また、第五実施例のプリフォーム１０ｅ及びボトルは、機械的強度が低下するといった不具合を回避することができる。また、ネックリング１１５の下面には、凹部３１５による環状の突起部が形成される。

＜第六実施例＞
図６（ｂ）に示す第六実施例のプリフォーム成形金型１ｅは、突起３３の内面に、上方に突き出た環状の凸部３１６を有している。この凸部３１６は、断面がほぼ三角形である。
このプリフォーム成形金型１ｅによれば、筒状突起部３１ｅが上方に移動すると、摺動面２３から剥がされた固化膜１１７´や固化膜１１８は、突起３３の内面に沿って移動し、凸部３１６によって、移動方向が上向きとなり、筒状突起部３１ｅの上面に形成された固化膜１１７´や固化膜１１８の上に乗り上げる。そして、剥がされた固化膜１１７´や固化膜１１８は、筒状突起部３１ｅの上面に形成された固化膜１１７´や固化膜１１８の上に（矢印の方向に）移動し、これらの上に積層される。すなわち、摺動面２３から剥がされた固化膜１１７´及び固化膜１１８を、ネックリング１１５の外周側下部に確実に集合させることができる。
また、第六実施例のプリフォーム１０ｅ及びボトルは、機械的強度が低下するといった不具合を回避することができる。また、ネックリング１１５の下面には、凸部３１６による環状の窪みが形成される。

なお、上記凸部３１６の断面形状は、上記形状に限定されるものではない。たとえば、摺動面２３から剥がされた固化膜１１７´や固化膜１１８を、筒状突起部３１ｅの上面に形成された固化膜１１７´や固化膜１１８の上に導く形状であればよい。
また、図示してないが、凸部３１６の形状や高さを変更することによって、剥がされた固化膜１１７´や固化膜１１８を、第一実施形態のように、ほぼ真上に向かって移動させたり、あるいは、渦を巻くように集合させてもよい。

＜第七実施例＞
図６（ｃ）に示す第七実施例のプリフォーム成形金型１ｅは、突起３３の内周側に、環状の段差３１７を有している。この段差３１７は、筒状突起部３１ｅの上面より上方に形成され、さらに、筒状突起部３１ｅの上面から外周方向に向けて上る斜面を有している。
このプリフォーム成形金型１ｅによれば、筒状突起部３１ｅが上方に移動すると、摺動面２３から剥がされた固化膜１１７´や固化膜１１８は、突起３３の内面に沿って移動し、段差３１７によって、筒状突起部３１ｅの上面に形成された固化膜１１７´や固化膜１１８の上に乗り上げる。そして、剥がされた固化膜１１７´や固化膜１１８は、筒状突起部３１ｅの上面に形成された固化膜１１７´や固化膜１１８の上に（矢印の方向に）移動し、これらの上に積層される。すなわち、摺動面２３から剥がされた固化膜１１７´及び固化膜１１８を、ネックリング１１５の外周側下部に確実に集合させることができる。
また、第七実施例のプリフォーム１０ｅ及びボトルは、機械的強度が低下するといった不具合を回避することができる。また、ネックリング１１５の下面には、段差３１７による環状の窪みが形成される。

＜第八実施例＞
図６（ｄ）に示す第八実施例のプリフォーム成形金型１ｅは、突起３３の上部内面が、環状の斜面３１８である。この斜面３１８は、外周方向に向けて約４５°の角度で上る斜面としてある。
なお、角度は、約４５°に限定されるものではない。たとえば、摺動面２３から剥がされた固化膜１１７´や固化膜１１８を、突起３３の曲面や筒状突起部３１ｅの上面に形成された固化膜１１７´や固化膜１１８の上に導く角度であればよい。
このプリフォーム成形金型１ｅによれば、筒状突起部３１ｅが上方に移動すると、摺動面２３から剥がされた固化膜１１７´や固化膜１１８は、斜面３１８によって、移動方向が内向きとなり、突起３３の曲面上に形成された固化膜１１７´や固化膜１１８の上に重なる。そして、剥がされた固化膜１１７´や固化膜１１８は、突起３３の曲面や筒状突起部３１ｅの上面に形成された固化膜１１７´や固化膜１１８の上に（矢印の方向に）移動し、これらの上に積層される。すなわち、摺動面２３から剥がされた固化膜１１７´及び固化膜１１８を、ネックリング１１５の外周側下部に確実に集合させることができる。
また、第八実施例のプリフォーム１０ｅ及びボトルは、機械的強度が低下するといった不具合を回避することができる。また、ネックリング１１５の側面には、斜面３１８や突起３３による環状の窪みが形成される。

＜第九実施例＞
図７は、本発明の第二実施形態の実施例にかかる、プリフォーム成形装置に用いられるプリフォーム成形金型及びプリフォームの固化状態を説明するための、要部の概略拡大図であり、（ａ）は断面図を示しており、（ｂ）は筒状突起部の平面図を示している。
図７において、第九実施例のプリフォーム成形金型１ｅは、筒状突起部３１ｅの平らな上面の外周側の複数箇所に、直線的な凸部３１９が形成されている。複数の凸部３１９は、筒状突起部３１ｅの上面の中心に対して放射状に（周方向に所定の等間隔で）設けられており、周方向の断面は三角形である。その他の構成は、ほぼ第二実施形態と同様としてある。
なお、凸部３１９の配置、長さ及び形状などは、上記実施例に限定されるものではない。たとえば、周方向に連続して並ぶように、凸部３１９を設けてもよい。また、凸部３１９を径方向に長くしてもよい。さらに、凸部３１９の周方向の断面形状は、台形、半円、曲面を有する山形などでもよい。

このプリフォーム成形金型１ｅによれば、筒状突起部３１ｅが上方に移動すると、摺動面２３から剥がされた固化膜１１７´や固化膜１１８は、突起３３の内面に沿って径方向に移動し、筒状突起部３１ｅの上面に形成された固化膜１１７´や固化膜１１８の上に乗り上げる。
この際、剥がされた固化膜１１７´や固化膜１１８は、径方向に移動するほど周方向に圧迫される。そして、径方向に移動してきた固化膜１１７´や固化膜１１８は、その一部が凸部３１９を上るように移動することによって、上記周方向の圧迫から開放される。この径方向に移動してきた固化膜１１７´や固化膜１１８は、凸部３１９によって、凸部３１９の付近において周方向に折り重なるようにしてまとめられる。したがって、径方向に移動してきた固化膜１１７´や固化膜１１８は、筒状突起部３１ｅの上面に形成された固化膜１１７´や固化膜１１８の上に、スムースに（周方向の圧迫から開放された状態で）移動し、これらの上に積層される。
すなわち、摺動面２３から剥がされた固化膜１１７´及び固化膜１１８を、ネックリング１１５の外周側下部において、径方向及び周方向に集合させることができる。

また、第九実施例のプリフォーム１０ｅ及びボトルは、機械的強度が低下するといった不具合を回避することができる。また、ネックリング１１５の下面には、凸部３１９による環状の窪みが形成される。
なお、本実施例の突起３３は、円環状に形成してあるが、これに限定されるものではない。たとえば、図示してないが、複数の円弧状の突起３３を、所定の隙間をあけて配設してもよい。このようにしても、剥離された固化膜１１７´や固化膜１１８を、スムースに（周方向の圧迫から開放された状態で）移動させることができる。

＜第十実施例＞
図８は、本発明の第二実施形態の実施例にかかるプリフォーム成形装置に用いられる、プリフォーム成形金型を説明するための、概略断面図を示している。
図８において、プリフォーム成形金型１ｆは、第二実施形態のプリフォーム成形金型１ｅと比べると、金属からなる摺動面２３の代わりに、セラミックリング２４の摺動面２３ｆを有している点が相違する。その他の構成は、第二実施形態のプリフォーム成形金型１ｅとほぼ同様としてある。
このセラミックリング２４は、口頸部型２ｆにボルトや接着材などによって固定されている。また、セラミックリング２４は、口頸部型２の金属材料に比べて、優れた断熱性を有している。したがって、プリフォーム成形金型１ｆは、摺動面２３ｆにおける固化膜１１７，１１８の形成速度などを調節することができる。
このように、本実施例のプリフォーム成形金型１ｆによれば、固化膜１１７，１１８の移動方向などを制御するとともに、固化膜１１７，１１８の形成条件をも制御することができるので、信頼性や生産性などをさらに向上させることができる。

以上、プリフォーム、ボトル及びプリフォーム成形装置について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係るプリフォーム、ボトル及びプリフォーム成形装置は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
たとえば、プリフォーム成形金型の各型を移動させる構成は、特に限定されるものではなく、様々な構成や機構などを用いることができる。

本発明のプリフォーム及びプリフォーム成形装置は、様々なプラスチック容器のプリフォーム及びプリフォーム成形装置としても適用することができる。

Claims (11)

1. 金型によって成形され、かつ、ネックリングを有するプリフォームにおいて、
   溶融した樹脂材料が固化・収縮するときに形成される固化膜を、前記ネックリング内の所定の領域に集合させたことを特徴とするプリフォーム。
2. 前記所定の領域が、前記ネックリングの上部、下部及び側部の少なくとも一箇所であることを特徴とする請求項１に記載のプリフォーム。
3. 前記所定の領域が、前記ネックリングの径方向における少なくとも一部分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. 前記所定の領域が、前記ネックリングの周方向における少なくとも一部分であることを特徴とする請求項２又は３に記載のプリフォーム。
5. 上記請求項１〜４のいずれか一項に記載されたプリフォームを、ブロー成形することによって成形したことを特徴とするボトル。
6. プリフォーム成形金型を用いて、ネックリング、口頸部及び胴部を有するプリフォームを成形するプリフォーム成形装置において、
   前記プリフォーム成形金型が、
   前記口頸部の外面及び前記ネックリングの上面を成形する口頸部型と、
   前記胴部の外面及び前記ネックリングの下面を成形する胴部型と、
   前記プリフォームの内面を成形するコア型と
   を備え、
   前記口頸部型及び胴部型が、前記ネックリングの外径と対応した位置に摺動面を有し、溶融した樹脂材料が固化・収縮するとき、前記口頸部型及び胴部型が、前記摺動面において摺動しながら前記樹脂材料の収縮量に応じて相対的に接近し、前記ネックリングを成形することを特徴とするプリフォーム成形装置。
7. 前記口頸部型及び胴部型の少なくとも一方が、前記ネックリングと対応した位置に、段差、凹部及び凸部の少なくとも一つを有することを特徴とする請求項６に記載のプリフォーム成形装置。
8. 前記口頸部型及び胴部型の少なくとも一方が、外面が前記摺動面の一部であり、かつ、内面が斜面及び曲面の少なくとも一つを含む、突起を有することを特徴とする請求項６に記載のプリフォーム成形装置。
9. 前記口頸部型及び胴部型の少なくとも一方が、前記突起に、段差、凹部及び凸部の少なくとも一つを有す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装置。
10. 前記口頸部型及び胴部型の少なくとも一方に、前記ネックリングの径方向に延びる段差、凹部及び凸部の少なくとも一つが設けられたことを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載のプリフォーム成形装置。
11. 前記口頸部型及び胴部型の少なくとも一方が、断熱材料からなり、かつ、前記溶融した樹脂材料と接触する接触面を有することを特徴とする請求項６〜１０のいずれか一項に記載のプリフォーム成形装置。

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