JP2019119099A - 液体入り容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液体入り容器を所定の内容量及び形状を有するように精度よく且つ低コストで製造することができる液体入り容器の製造方法を提供する。【解決手段】ノズルユニット２０は、供給口２３ａを有するブローノズル２３と、下端に予備供給口２８ａを有する予備供給筒２８と、を有し、プリフォーム２の底部２ｃに位置させた予備供給口２８ａからプリフォーム２の内部に液体Ｌを供給することにより、プリフォーム２の内部の空気を外部に排出させる空気排出工程と、供給口２３ａからプリフォーム２の内部に加圧した液体Ｌを供給することにより、プリフォーム２を液体入り容器Ｃに成形する液体ブロー成形工程と、液体入り容器Ｃの内部から液体Ｌを排出することにより、ヘッドスペースＨを形成するヘッドスペース形成工程と、を有する液体入り容器の製造方法。【選択図】図２

Description

本開示は、プリフォームから内容液を収容した液体入り容器を製造する液体入り容器の製造方法に関する。

ポリプロピレン（ＰＰ）製のボトルやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のボトルに代表されるような合成樹脂製の容器は、飲料、化粧品、薬品、洗剤、シャンプー等のトイレタリーなどの様々な液体を内容液として収容する用途に使用されている。このような容器は、上記したような熱可塑性を有する合成樹脂材料によって形成されたプリフォームをブロー成形することにより製造されるのが一般的である。

プリフォームを容器に成形するブロー成形としては、プリフォームの内部に供給する加圧媒体として、加圧エアーに替えて加圧した液体を用いるようにした液体ブロー成形が知られている。

例えば特許文献１には、予め延伸性を発現する温度にまで加熱しておいた合成樹脂製のプリフォームをブロー成形用の金型に装着し、このプリフォームの内部にブローノズルを通してポンプ等の加圧手段により所定圧力にまで加圧した液体を供給することにより、当該プリフォームを金型のキャビティに沿った所定形状の容器に成形するようにした液体ブロー成形方法が記載されている。

上記のような液体ブロー成形方法では、プリフォームに供給する液体として最終的に製品として容器に収容される内容液を使用することにより、容器の成形と当該容器への内容液の充填とを同時に行って、内容液を収容した液体入り容器を製造することができる。したがって、このように液体ブロー成形を利用した液体入り容器の製造方法によれば、成形後の容器への内容液の充填工程を省略して、液体入り容器を低コストで製造することができる。

特許第５８０６９２９号公報

上記従来の液体ブロー成形方法では、通常、成形後の容器に所望の大きさのヘッドスペースを形成することが求められる。ヘッドスペースを形成する方法としては、例えば、液体入り容器の成形直後にポンプによりブローノズルを介して容器の内部の液体を吸引し、容器の内部を負圧化した後に容器の内部を大気開放して、容器の内部に空気を導入することでヘッドスペースを形成することが考えられる。しかし、成形直後の容器の内部に存在する液体は、プリフォームの内部に存在していた空気を巻き込んだ状態になっている。したがって、上記のような方法では、この空気を巻き込んだ液体をブローノズルに通じる液体の供給路に導入することになるので、当該供給路に空気が混入し、成形条件の安定性や容器の成形性等が低下するという問題が生じる虞がある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体入り容器を所定の内容量及び形状を有するように精度よく且つ低コストで製造することができる液体入り容器の製造方法を提供することにある。

本発明の液体入り容器の製造方法は、ノズルユニットと金型とを用いて有底筒状のプリフォームから内容液を収容した液体入り容器を製造する液体入り容器の製造方法であって、前記ノズルユニットは、液体の供給口を有するブローノズルと、下端に液体の予備供給口を有する予備供給筒と、を有し、前記プリフォームの底部に位置させた前記予備供給口から前記プリフォームの内部に液体を供給することにより、前記プリフォームの内部の空気を外部に排出させる空気排出工程と、前記供給口から前記プリフォームの内部に加圧した液体を供給することにより、前記プリフォームを前記金型の内面に沿った形状の前記液体入り容器に成形する液体ブロー成形工程と、前記液体入り容器の内部から液体を排出することにより、前記液体入り容器にヘッドスペースを形成するヘッドスペース形成工程と、を有するものである。

本発明の液体入り容器の製造方法は、上記構成において、前記ヘッドスペース形成工程において、前記液体入り容器の底部に位置させた前記予備供給口を通して前記液体入り容器の内部から液体を排出することにより、前記液体入り容器にヘッドスペースを形成するのが好ましい。

本発明の液体入り容器の製造方法は、上記構成において、前記ノズルユニットは、前記供給口で終端する供給路を開閉するシール体と、前記予備供給口を開閉する予備シール体と、を有し、前記予備供給筒は、前記シール体を貫通するとともに前記シール体に対して相対的に移動可能であり、前記空気排出工程を、前記シール体で前記供給路を閉じた状態で行い、前記液体ブロー成形工程を、前記シール体で前記供給路を開くことによって行い、前記ヘッドスペース形成工程を、前記シール体で前記供給路を閉じた状態で行うのが好ましい。

本発明の液体入り容器の製造方法は、上記構成において、前記予備供給筒と前記予備シール体とにより延伸ロッドを構成し、前記液体ブロー成形工程の最中又は前記液体ブロー成形工程より前に前記予備供給口を閉じた状態で、前記延伸ロッドにより前記プリフォームを軸方向に延伸させるロッド延伸工程をさらに有するのが好ましい。

本発明の液体入り容器の製造方法は、上記構成において、前記ノズルユニットは、前記供給口と前記予備供給口との両方に接続された加圧液体供給源を有し、前記空気排出工程を、前記加圧液体供給源を加圧方向に作動させることによって行い、前記液体ブロー成形工程を、前記加圧液体供給源を加圧方向に作動させることによって行い、前記ヘッドスペース形成工程を、前記加圧液体供給源を吸引方向に作動させることによって行うのが好ましい。

本発明によれば、液体入り容器を所定の内容量及び形状を有するように精度よく且つ低コストで製造することができる液体入り容器の製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態である液体入り容器の製造方法に用いられる液体入り容器の製造装置の一例を、待機工程を行っている状態で示す説明図である。 空気排出工程を行っている状態の液体入り容器の製造装置を示す説明図である。 空気排出工程が完了した時の液体入り容器の製造装置を示す説明図である。 液体ブロー成形工程及びロッド延伸工程を行っている状態の液体入り容器の製造装置を示す説明図である。 液体ブロー成形工程及びロッド延伸工程が完了した時の液体入り容器の製造装置を示す説明図である。 ヘッドスペース形成工程（脱圧工程）を行っている状態の液体入り容器の製造装置を示す説明図である。 ヘッドスペース形成工程（空気導入工程）を行っている状態の液体入り容器の製造装置を示す説明図である。 ヘッドスペース形成工程が完了した状態の液体入り容器の製造装置を示す説明図である。 液体入り容器の製造装置における予備供給口を開放状態で示す説明図である。 液体入り容器の製造装置における予備供給口を閉塞状態で示す説明図である。

以下、図面を参照して本発明をより具体的に例示説明する。

本発明の一実施形態である液体入り容器の製造方法は、例えば図１に示す構成の液体入り容器の製造装置１を用いて実施することができる。

図１に示す液体入り容器の製造装置１は、合成樹脂製のプリフォーム２から内容液を収容した液体入り容器Ｃ（図８参照）を製造するものである。液体入り容器Ｃに収容される液体（内容液）Ｌとしては、例えば飲料、化粧品、薬品、洗剤、シャンプー等のトイレタリーなどの様々な液体Ｌを採用することができる。

プリフォーム２としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の熱可塑性を有する合成樹脂材料によって、開口端となる円筒状の口部２ａと、口部２ａに連なる円筒状の胴部２ｂと、胴部２ｂの下端を閉塞する底部２ｃと、を有する有底筒状に形成されたものを用いることができる。

詳細は図示しないが、口部２ａの外壁面には、成形後の液体入り容器Ｃの口部２ａに閉塞キャップ（不図示）を打栓（アンダーカット係合）によって装着するための係合突起が設けられている。なお、口部２ａの外壁面に係合突起に替えて雄ネジを設けて閉塞キャップを口部２ａにねじ結合により装着する構成とすることもできる。

液体入り容器の製造装置１は、ブロー成形用の金型１０を有している。金型１０は、例えばボトル形状などの液体入り容器Ｃの最終形状に対応した形状のキャビティ１１を有している。キャビティ１１は金型１０の上面において上方に向けて開口している。プリフォーム２は、胴部２ｂ及び底部２ｃが金型１０のキャビティ１１の内部に配置されるとともに口部２ａが金型１０から上方に突出した状態となって金型１０に装着される。

金型１０は左右に型開きすることができるようになっており、プリフォーム２を液体入り容器Ｃに成形した後に金型１０を左右に開くことで、当該液体入り容器Ｃを金型１０から取り出すことができるようになっている。

金型１０の上方には、プリフォーム２の内部に加圧した液体Ｌを供給するためのノズルユニット２０が設けられている。ノズルユニット２０は本体ブロック２１を有している。

本体ブロック２１の下端には支持ブロック２２が設けられ、この支持ブロック２２により支持されて本体ブロック２１の下端にはブローノズル２３が装着されている。ブローノズル２３は略円筒状に形成されており、その下端部は液体Ｌの供給口２３ａとなっている。本体ブロック２１、支持ブロック２２及びブローノズル２３によって、ノズルユニット本体２０ａが構成されている。ノズルユニット本体２０ａは金型１０に対して上下方向に相対移動自在となっている。ノズルユニット本体２０ａが下方側のストローク端にまで下降すると、ノズルユニット本体２０ａ（より具体的には、ブローノズル２３）は、金型１０に装着されたプリフォーム２の口部２ａに上方側から密封状態で係合する。

ノズルユニット本体２０ａ（より具体的には、本体ブロック２１及びブローノズル２３）の内部には、ブローノズル２３の供給口２３ａで終端する縦流路２４が設けられている。この縦流路２４は上下方向に延びている。本実施形態では、液体Ｌの供給口２３ａで終端する供給路は、当該縦流路２４と、後述する供給ポート２５、第３液体配管ＰＬ３及び第２液体配管ＰＬ２とで構成されている。すなわち、当該供給路の終端と縦流路２４の終端とは、共に供給口２３ａである。

ノズルユニット本体２０ａ（より具体的には、本体ブロック２１）には、縦流路２４の上端に連通する供給ポート２５が設けられている。

ブローノズル２３の上面には、下向き円錐状のシール面２３ｂが設けられている。なお、シール面２３ｂの形状は適宜変更が可能である。シール面２３ｂは、ブローノズル２３の内周面によって構成してもよいし、ブローノズル２３の上面及び内周面によって構成してもよい。縦流路２４の内部には、シール面２３ｂに着座可能なシール体２６が配置されている。シール体２６は円筒状に形成されており、シール体２６の下端には、下向き円錐状のテーパ面２６ａが設けられている。なお、テーパ面２６ａの配置及び形状は、適宜変更が可能である。シール体２６は、下方側のストローク端位置である閉塞位置まで移動したときに、テーパ面２６ａにおいてシール面２３ｂに着座して縦流路２４を閉塞する。一方、シール体２６が閉塞位置から上方に向けて移動すると、シール体２６のテーパ面２６ａがシール面２３ｂから離脱して縦流路２４が開放される。

図１に示すように、シール体２６はノズルユニット本体２０ａに対して相対的に上下方向に移動自在に設けられた軸体２７に固定され、縦流路２４の内部で上下方向に移動自在となっている。なお、シール体２６は、軸体２７と一体に形成してもよい。

ノズルユニット２０は、液体Ｌの予備供給口２８ａを有する予備供給筒２８を有している。鋼材等によって円筒状に形成された予備供給筒２８は、シール体２６を貫通するとともにシール体２６及び軸体２７の軸心に沿って延びている。図９Ａ〜図９Ｂに示すように、予備供給口２８ａは、予備供給筒２８の下端によって形成（下向きに開口）されている。予備供給口２８ａの下面には、上向き円錐状の予備シール面２８ｂが設けられている。しかし、予備シール面２８ｂの形状及び配置は、適宜変更が可能である。

また、ノズルユニット２０は、予備供給口２８ａを開閉する予備シール体２９を下端に有する予備供給ロッド３０を有している。予備シール体２９は、円柱状のロッド軸体３１の下端に固定されている。しかし、予備シール体２９はロッド軸体３１と一体に形成してもよい。予備供給ロッド３０は、予備シール体２９とロッド軸体３１とで構成されている。予備シール体２９は、ロッド軸体３１に例えば螺着によって固定された円柱状の固定部２９ａ（図９Ａ〜図９Ｂ参照）と、当該固定部２９ａの外周面から突出する円環状のフランジ部２９ｂと、を有している。フランジ部２９ｂの上面には、上向き円錐状の予備テーパ面２９ｃが設けられている。しかし、予備テーパ面２９ｃの形状及び配置は、適宜変更が可能である。フランジ部２９ｂは、予備供給筒２８と同一の外径寸法を有している。しかし、予備シール体２９の寸法及び形状は適宜変更が可能である。

予備供給筒２８及び予備供給ロッド３０は、それぞれ、シール体２６に対して相対的に上下方向に移動することができる。予備供給筒２８及び予備供給ロッド３０は、図示しない駆動源により個々に又は互いに連携して駆動される。

予備供給筒２８及び予備供給ロッド３０（予備シール体２９）は、下方に向けて移動することによってプリフォーム２を軸方向に延伸させる延伸ロッドとして用いられる。しかし、予備供給筒２８及び予備供給ロッド３０を延伸ロッドとして用いない構成としてもよい。また、予備供給ロッド３０のみを延伸ロッドとして用いてもよい。

予備供給口２８ａは、予備供給筒２８の中空部によって形成された筒内流路２８ｃを介して第１液体配管ＰＬ１の一端に接続されている。第１液体配管ＰＬ１には、第１液体配管弁ＶＬ１が設けられ、この第１液体配管弁ＶＬ１により第１液体配管ＰＬ１を開閉することができる。この第１液体配管弁ＶＬ１は、電磁弁により構成され、図示しない制御手段によって開閉制御される。第１液体配管ＰＬ１の他端は、第２液体配管ＰＬ２を介して加圧液体供給源３２に接続されている。加圧液体供給源３２は、例えばシリンダ３２ａとピストン（プランジャー）３２ｂとを備えたプランジャーポンプで構成することができる。

第１液体配管ＰＬ１の他端は、第３液体配管ＰＬ３を介して供給ポート２５にも接続されている。第３液体配管ＰＬ３には圧力計３３が設けられ、この圧力計３３の計測データは、前記の制御手段に入力されるようになっている。

このように、加圧液体供給源３２は、供給口２３ａで終端する縦流路２４、供給ポート２５、第３液体配管ＰＬ３及び第２液体配管ＰＬ２で構成される供給路に接続されている。また、加圧液体供給源３２は、予備供給口２８ａに、筒内流路２８ｃ、第１液体配管ＰＬ１及び第２液体配管ＰＬ２を介して接続されている。

加圧液体供給源３２は、第４液体配管ＰＬ４を介してタンク３４に接続されている。タンク３４は、液体Ｌを収容するとともに当該液体Ｌを所定温度にまで加熱して当該温度に保持する構成とすることができる。第４液体配管ＰＬ４には、第４液体配管弁ＶＬ４が設けられ、この第４液体配管弁ＶＬ４により第４液体配管ＰＬ４を開閉することができる。この第４液体配管弁ＶＬ４は、電磁弁により構成され、前記の制御手段によって開閉制御される。

ブローノズル２３の内周面には、プリフォーム２の内部から空気を排出するための排出口２３ｃが設けられている。また、ブローノズル２３及び支持ブロック２２の内部には、排気路３５が設けられており、排気路３５の一端は排出口２３ｃで終端している。本実施形態では、排気路３５は、水平方向に延びている。しかし、排気路３５の形状は適宜変更が可能である。排気路３５の他端には、第１空気配管ＰＡ１を介して第２空気配管ＰＡ２の一端が接続されている。第２空気配管ＰＡ２の他端は、大気開放されている。第２空気配管ＰＡ２の一端には、第３空気配管ＰＡ３を介して吸引源３６が接続されている。吸引源３６は、例えば吸引ポンプ等で構成することができる。第１〜３空気配管ＰＡ１〜３には、それぞれ、第１〜３空気配管弁ＶＡ１〜３が設けられており、これら第１〜３空気配管弁ＶＡ１〜３により、第１〜３空気配管ＰＡ１〜３を開閉することができる。第１〜３空気配管弁ＶＡ１〜３は、それぞれ、電磁弁により構成され、前記の制御手段によって開閉制御される。

排気路３５と第１〜３空気配管ＰＡ１〜３とで構成される空気路は、第１〜３空気配管弁ＶＡ１〜３の開閉により、図２及び図７に示すような大気開放状態と、図４に示すような閉塞状態と、図１に示すような吸引状態と、の間でその状態を切替えることができる。すなわち、空気路は、第１〜２空気配管弁ＶＡ１〜２が開き、第３空気配管弁ＶＡ３が閉じることにより、大気開放状態とされる。また、空気路は、第１〜３空気配管弁ＶＡ１〜３が閉じることにより、閉塞状態とされる。また、空気路は、第１及び第３空気配管弁ＶＡ１、ＶＡ３が開き、第２空気配管弁ＶＡ２が閉じることにより、吸引状態とされる。

図１に示すように、空気路を吸引状態とすることで、ブローノズル２３におけるシール面２３ｂよりも下方の部分に残留している液体の液だれを防止することができる。液体Ｌが液だれを生じ難いものである場合や液だれを生じても構わない場合などにおいては、空気路を吸引状態にする必要はなく、第３空気配管ＰＡ３及び吸引源３６を設けない構成としてもよい。

図２に示すように、金型１０に装着されたプリフォーム２の口部２ａにブローノズル２３が密封状態で係合するとともにシール体２６が縦流路２４を閉塞した状態において、予備供給筒２８の予備供給口２８ａをプリフォーム２の底部２ｃで開放し、加圧液体供給源３２を正方向（加圧方向）に作動させることにより、加圧液体供給源３２から第２液体配管ＰＬ２、第１液体配管ＰＬ１、筒内流路２８ｃ及び予備供給口２８ａを介してプリフォーム２の内部に液体Ｌを供給することができる。このとき、第４液体配管弁ＶＬ４は閉じられ、第１液体配管弁ＶＬ１は開かれ、空気路は大気開放状態とされる。空気路を大気開放状態とすることにより、プリフォーム２の内部への液体Ｌの供給に伴って、プリフォーム２の内部から空気が空気路を介して大気へと排出される。なお、このように空気の排出のために空気路を大気開放状態とする構成に代えて、空気路を吸引状態とする構成としてもよい。この場合、プリフォーム２の内部からの空気の吸引は、プリフォーム２の内部への液体Ｌの供給より前に開始してもよいし、当該供給と同時又は当該供給の最中に開始してもよい。

図４に示すように、金型１０に装着されたプリフォーム２の口部２ａにブローノズル２３が密封状態で係合するとともにシール体２６が縦流路２４を開放した状態において、加圧液体供給源３２を正方向に作動させることにより、第２液体配管ＰＬ２、第３液体配管ＰＬ３、供給ポート２５及び縦流路２４を介してプリフォーム２の内部に加圧した液体Ｌを供給することができる。このとき、第４液体配管弁ＶＬ４は閉じられ、第１液体配管弁ＶＬ１は閉じられ、予備供給口２８ａは閉じられ、空気路は閉塞状態とされる。このような加圧した液体Ｌの供給により、プリフォーム２を金型１０のキャビティ１１に沿った形状の液体入り容器Ｃに成形することができる。

図６〜図７に示すように、液体入り容器Ｃの口部Ｃａにブローノズル２３が密封状態で係合するとともにシール体２６が縦流路２４を閉塞した状態において、予備供給筒２８の予備供給口２８ａを液体入り容器Ｃの底部Ｃｃで開放し、加圧液体供給源３２を逆方向（吸引方向）に作動させることにより、液体入り容器Ｃの内部の液体Ｌを予備供給口２８ａから加圧液体供給源３２に向けて排出することができる。このとき、第４液体配管弁ＶＬ４は閉じられ、第１液体配管弁ＶＬ１は開かれる。また、空気路は、このような液体Ｌの排出によって液体入り容器Ｃの内部の正圧状態が解消されるまでは、図６に示すように閉塞状態とされ、空気路への液体Ｌの侵入が抑制される。次いで、空気路は、図７に示すように大気開放状態とされる。これにより、液体入り容器Ｃの内部の減圧に伴い大気が導入され、液体入り容器Ｃの変形が防止されつつヘッドスペースＨが形成される。なお、空気路に加圧空気の供給源を設け、予備供給口２８ａへの空気混入を防止できる程度でプリフォーム２の内部に加圧した空気を供給することによって予備供給口２８ａを介した液体Ｌの排出を促進又は支援する構成としてもよい。

ノズルユニット本体２０ａ、シール体２６、予備供給筒２８、予備供給ロッド３０、加圧液体供給源３２（プランジャー３２ｂ）、第１液体配管弁ＶＬ１、第４液体配管弁ＶＬ４、第１〜３空気配管弁ＶＡ１〜３及び吸引源３６等の作動は、前記の図示しない制御装置によって統合的に制御される。

次に、このような構成の液体入り容器の製造装置１を用いて、合成樹脂製のプリフォーム２から所定形状の容器の内部に液体（内容液）Ｌが収容されてなる液体入り容器Ｃを成形する方法（本実施形態に係る液体入り容器の製造方法）について説明する。

まず、待機工程が行われる。待機工程においては、ノズルユニット２０は、図１に示すように、金型１０に対して上方に離れた位置にあり、シール体２６は縦流路２４を閉塞し、予備供給ロッド３０の予備シール体２９は予備供給筒２８の予備供給口２８ａを閉塞した状態となっている。また、空気路は吸引状態となっている。

この待機工程では、予めヒーター等の加熱手段（不図示）を用いて延伸性を発現する程度の所定の温度（例えば８０℃〜１５０℃）にまで加熱しておいたプリフォーム２を金型１０に装着し、型締めする。このとき、プリフォーム２の口部２ａは開放されているので、プリフォーム２は、その内部に空気が充満した状態である。

次に、本実施形態では、空気排出工程が行われる。空気排出工程においては、図２に示すように、ノズルユニット２０を下降させてプリフォーム２の口部２ａにブローノズル２３を係合させ、空気路を大気開放状態とし、シール体２６で縦流路２４を閉塞したままで予備供給筒２８及び予備シール体２９を下降させてプリフォーム２の底部２ｃにおいて予備供給口２８ａを開放した状態で、プランジャー３２ｂを第１速度で（すなわち、第１圧力で）正方向に作動させ、予備供給口２８ａからプリフォーム２の内部に液体Ｌを供給することにより、プリフォーム２の内部の空気を、空気路を通して大気（外部）に排出させる。すなわち、プリフォーム２の内部に液体Ｌを供給することで、プリフォーム２の内部に充満している空気の大部分を液体Ｌによって外部に押し出して排出させる。予備供給口２８ａの開放は、具体的には、予備シール体２９が底部２ｃに当接又は近接した状態で、予備供給筒２８が予備シール体２９に対して上昇することによって行われる。この空気の排出が完了すると、図３に示すように、予備供給口２８ａを閉じ、空気路を閉塞状態とする。なお、空気路を通して空気を排出する代わりに、プリフォーム２の口部２ａにブローノズル２３を係合させないことによって空気の排出経路を確保するようにしてもよい。空気排出工程における第１速度は、プリフォームを実質的に延伸（膨張）させない程度に設定することが好ましい。

このように、空気排出工程において、シール体２６で縦流路２４を開いて液体Ｌを供給するのではなく、予備供給筒２８の予備供給口２８ａから液体Ｌを供給することにより、ブローノズル２３の内周面に設けられた排出口２３ｃへの液体Ｌの侵入を抑制し、プリフォーム２の内部から空気路を通じて空気をスムーズに排出することができる。また、空気排出工程において、予備供給口２８ａをプリフォーム２の底部２ｃに位置させた状態で液体Ｌを供給することにより、予備供給口２８ａを液体Ｌの供給後直ぐに液中に浸して、液中から液体Ｌを供給できるため、プリフォーム２の内部に充填された液体Ｌにおける泡立ち等の原因となる空気の巻き込みを効果的に抑制することができる。この巻き込み抑制により、液体ブロー成形工程によって形成される液体入り容器Ｃの内部の液体Ｌへの空気の混入が抑制されるため、ヘッドスペース形成工程において所望の大きさのヘッドスペースＨを安定して形成することができる。また、この巻き込み抑制により、ヘッドスペース形成工程においてノズルユニット２０の内部に戻される液体Ｌに含まれる気泡の量が低減するため、供給路への空気の混入も抑制され、成形条件の安定性や容器の成形性等を向上することができる。

空気排出工程が完了すると、次に、液体ブロー成形工程が行われる。液体ブロー成形工程においては、図４に示すように、ブローノズル２３をプリフォーム２の口部２ａに係合させた状態で、シール体２６で縦流路２４を開放し、供給口２３ａからプリフォーム２の内部に加圧液体供給源３２によって第１圧力より大きい第２圧力に加圧した液体Ｌを供給することにより、プリフォーム２が、図５に示すように金型１０のキャビティ１１に沿った形状の液体入り容器Ｃに成形される。このように液体入り容器Ｃを成形した後は、シール体２６で縦流路２４を閉塞し、液体ブロー成形工程が完了する。なお、本実施形態では、液体ブロー成形工程においては予備供給口２８ａを閉じた状態としているが、開放状態として予備供給口２８ａからも液体Ｌを充填することが可能である。

本実施形態では、図３及び図４に示すように、液体ブロー成形工程の最中にロッド延伸工程が行われる。ロッド延伸工程においては、下方に向けて進出移動する予備供給筒２８及び予備供給ロッド３０（延伸ロッド）により、プリフォーム２の胴部２ｂを軸方向（縦方向）に延伸させる。本実施形態では、予備供給筒２８及び予備供給ロッド３０は、予備供給口２８ａを閉じた状態で、共に下降する。液体ブロー成形工程より前にロッド延伸工程を行う構成とすることもできる。ロッド延伸工程の後又は最中に液体ブロー成形工程を行う（液体ブロー成形工程の開始後にロッド延伸工程を開始してもよい）ことにより、プリフォーム２を延伸ロッドにより軸方向に延伸させつつブロー成形を行う二軸延伸ブロー成形を行うことができるので、プリフォーム２をより精度よく所定形状の液体入り容器Ｃに成形することができる。しかし、ロッド延伸工程を行わずに液体ブロー成形工程を行うようにしてもよい。図１には、予備供給筒２８及び予備供給ロッド３０が原位置にある状態が示されている。予備供給筒２８及び予備供給ロッド３０の下端は、原位置において、図１に示された高さに位置する必要はなく、当該高さより上方又は下方に位置してもよい。

液体ブロー成形工程は、空気排出工程においてプリフォーム２の内部の空気の大部分が外部に排出された状態で行われるので、プリフォーム２の内部に加圧した液体Ｌを供給したときに当該液体Ｌが空気を巻き込むことがなく、これにより、液体入り容器Ｃの内部の液体Ｌへの空気の混入が抑制される。

液体ブロー成形工程が完了すると、次に、ヘッドスペース形成工程が行われる。図６〜図７に示すように、本実施形態では、ヘッドスペース形成工程においては、加圧液体供給源３２を吸引方向に作動させることによって液体入り容器Ｃの内部から液体Ｌを排出するサックバックにより、液体入り容器Ｃの内部に所望の大きさのヘッドスペースＨが形成される。なお、このようなサックバックに代えて、液体入り容器Ｃを外部から押圧する等の手段によって液体入り容器Ｃの内部から液体Ｌを排出し、ヘッドスペースＨを形成するようにしても構わない。

本実施形態では、ヘッドスペース形成工程においては、まず、図６に示すように、空気路を閉塞状態としたままで液体入り容器Ｃの内部から液体Ｌを排出する脱圧工程を行う。この脱圧工程においては、シール体２６は縦流路２４を閉塞しており、空気路は閉塞状態であり、予備供給口２８ａが液体入り容器Ｃの底部Ｃｃに位置した状態である。この状態で、予備供給口２８ａ及び第１液体配管弁ＶＬ１を開き、加圧液体供給源３２のプランジャー３２ｂを吸引方向に作動させて、液体入り容器Ｃの内部から液体Ｌを、予備供給口２８ａを通じて加圧液体供給源３２に向けて吸い戻す。この脱圧工程によって、液体入り容器Ｃの内部の正圧状態を解消し（負圧状態にしてもよい）、その後に空気路を大気開放状態とする際に液体入り容器Ｃの内部から液体Ｌが空気路内に侵入するのを抑制できる。なお、この脱圧工程は、予備供給口２８ａの開放に加えて又は代えて、シール体２６によって縦流路２４を開放することにより行ってもよい。脱圧工程を行わないようにしてもよい。

本実施形態では、ヘッドスペース形成工程においては、脱圧工程が完了すると、図７に示すように、空気路を大気開放状態とした状態で予備供給口２８ａを介して液体入り容器Ｃの内部から液体Ｌを排出することによって液体入り容器Ｃの内部に空気を導入する空気導入工程を行う。空気導入工程においては、シール体２６が縦流路２４を閉塞し、空気路が大気開放状態であり、予備供給口２８ａが液体入り容器Ｃの底部Ｃｃに位置し、予備供給口２８ａ及び第１液体配管弁ＶＬ１が開いた状態で、加圧液体供給源３２のプランジャー３２ｂを吸引方向に作動させて、液体入り容器Ｃの内部から液体Ｌを、予備供給口２８ａを通じて加圧液体供給源３２に向けて吸い戻す。このように空気を導入しながら液体Ｌを排出することにより、液体入り容器Ｃに過大な負圧化による変形（永久変形）を生じることなくより大きなヘッドスペースＨを形成することができる。しかし、このように空気を導入することなくサックバックを行い、液体入り容器Ｃの内部を負圧化させた後に大気開放してヘッドスペースＨを形成するようにしても構わない。

本実施形態では、ヘッドスペース形成工程（脱圧工程及び空気導入工程）において、液体入り容器Ｃの底部Ｃｃに位置させた予備供給口２８ａを通して液体入り容器Ｃの内部から液体Ｌを排出することにより、液体入り容器ＣにヘッドスペースＨを形成するようにしている。このように、本実施形態では、空気の混入が少ない下方（液中）から液体Ｌを吸い出すようにしているので、所望の大きさのヘッドスペースＨを安定して形成することができる。また、ノズルユニット２０の内部の供給路への空気の混入も抑制することができる。しかし、予備供給口２８ａを液体入り容器Ｃの底部Ｃｃより上方に位置させた状態で、予備供給口２８ａから液体Ｌを吸い出すようにしても構わない。また、予備供給口２８ａに代えて、又は加えて、シール体２６で縦流路２４を開放することによって縦流路２４を通じたサックバックを行い、ヘッドスペースＨを形成するようにしても構わない。

本実施形態では、ヘッドスペース形成工程において、空気路を通じて液体入り容器Ｃの内部に空気を導入するようにしている。しかし、液体入り容器Ｃの口部Ｃａからブローノズル２３を離脱させることによって空気の導入経路を確保するようにしてもよい。

本実施形態では、ヘッドスペース形成工程が完了すると、ロッド上昇・吸引工程が行われる。ロッド上昇・吸引工程においては、図８に示すように、予備供給口２８ａ及び第１液体配管弁ＶＬ１を閉じて予備供給筒２８及び予備供給ロッド３０を上昇させ、原位置に戻す。また、空気路を吸引状態とし、ブローノズル２３からの液垂れを抑制する。次いで、ノズルユニット２０を上昇させ、第４液体配管弁ＶＬ４を開き、加圧液体供給源３２のプランジャー３２ｂを吸引方向に作動させて加圧液体供給源３２を充填する。そして、液体入り容器Ｃを金型１０から取出し、図１に示す待機工程へと移行する。

本発明は前記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、前記の実施形態では、図１に示す構成の液体入り容器の製造装置１を用いて本発明の液体入り容器の製造方法を行う場合を示したが、他の構成の液体入り容器の製造装置等を用いて本発明の液体入り容器の製造方法を行うこともできる。

前記の実施形態においては、加圧液体供給源３２はプランジャーポンプとされているが、これに限らず、液体Ｌを所定の圧力にまで加圧してプリフォーム２に供給することができ、液体Ｌのサックバックのための負圧を生じさせることができるものであれば他種類のポンプなどの種々の構成のものを用いることができる。

前記の実施形態においては、ヘッドスペース形成工程において、液体入り容器Ｃの内部から液体Ｌを排出することにより、液体入り容器ＣにヘッドスペースＨを形成するようにしている。しかし、ヘッドスペース形成工程において、液体入り容器Ｃの内部から液体Ｌを排出しないで、延伸ロッドの引き抜きにより、液体入り容器ＣにヘッドスペースＨを形成するようにしてもよい。

プリフォーム２として、成形後の液体入り容器Ｃの形状等に応じて種々の形状のものを用いることができる。

１ 液体入り容器の製造装置
２ プリフォーム
２ａ 口部
２ｂ 胴部
２ｃ 底部
１０ 金型
１１ キャビティ
２０ ノズルユニット
２０ａ ノズルユニット本体
２１ 本体ブロック
２２ 支持ブロック
２３ ブローノズル
２３ａ 供給口
２３ｂ シール面
２３ｃ 排出口
２４ 縦流路
２５ 供給ポート
２６ シール体
２６ａ テーパ面
２７ 軸体
２８ 予備供給筒
２８ａ 予備供給口
２８ｂ 予備シール面
２８ｃ 筒内流路
２９ 予備シール体
２９ａ 固定部
２９ｂ フランジ部
２９ｃ 予備テーパ面
３０ 予備供給ロッド
３１ ロッド軸体
３２ 加圧液体供給源
３２ａ シリンダ
３２ｂ ピストン
３３ 圧力計
３４ タンク
３５ 排気路
３６ 吸引源
Ｃ 液体入り容器
Ｃａ 口部
Ｃｃ 底部
Ｌ 液体（内容液）
ＰＬ１〜４ 第１〜４液体配管
ＰＡ１〜３ 第１〜３空気配管
ＶＬ１ 第１液体配管弁
ＶＬ４ 第４液体配管弁
ＶＡ１〜３ 第１〜３空気配管弁
Ｈ ヘッドスペース

Claims (5)

1. ノズルユニットと金型とを用いて有底筒状のプリフォームから内容液を収容した液体入り容器を製造する液体入り容器の製造方法であって、
   前記ノズルユニットは、
   液体の供給口を有するブローノズルと、
   下端に液体の予備供給口を有する予備供給筒と、を有し、
   前記プリフォームの底部に位置させた前記予備供給口から前記プリフォームの内部に液体を供給することにより、前記プリフォームの内部の空気を外部に排出させる空気排出工程と、
   前記供給口から前記プリフォームの内部に加圧した液体を供給することにより、前記プリフォームを前記金型の内面に沿った形状の前記液体入り容器に成形する液体ブロー成形工程と、
   前記液体入り容器の内部から液体を排出することにより、前記液体入り容器にヘッドスペースを形成するヘッドスペース形成工程と、
   を有する、液体入り容器の製造方法。
2. 前記ヘッドスペース形成工程において、前記液体入り容器の底部に位置させた前記予備供給口を通して前記液体入り容器の内部から液体を排出することにより、前記液体入り容器にヘッドスペースを形成する、請求項１に記載の液体入り容器の製造方法。
3. 前記ノズルユニットは、
   前記供給口で終端する供給路を開閉するシール体と、
   前記予備供給口を開閉する予備シール体と、を有し、
   前記予備供給筒は、前記シール体を貫通するとともに前記シール体に対して相対的に移動可能であり、
   前記空気排出工程を、前記シール体で前記供給路を閉じた状態で行い、
   前記液体ブロー成形工程を、前記シール体で前記供給路を開くことによって行い、
   前記ヘッドスペース形成工程を、前記シール体で前記供給路を閉じた状態で行う、請求項１又は２に記載の液体入り容器の製造方法。
4. 前記予備供給筒と前記予備シール体とにより延伸ロッドを構成し、
   前記液体ブロー成形工程の最中又は前記液体ブロー成形工程より前に前記予備供給口を閉じた状態で、前記延伸ロッドにより前記プリフォームを軸方向に延伸させるロッド延伸工程をさらに有する、請求項３に記載の液体入り容器の製造方法。
5. 前記ノズルユニットは、前記供給口と前記予備供給口との両方に接続された加圧液体供給源を有し、
   前記空気排出工程を、前記加圧液体供給源を加圧方向に作動させることによって行い、
   前記液体ブロー成形工程を、前記加圧液体供給源を加圧方向に作動させることによって行い、
   前記ヘッドスペース形成工程を、前記加圧液体供給源を吸引方向に作動させることによって行う、請求項１から４のいずれか１項に記載の液体入り容器の製造方法。

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