JP2021070220A - 液体ブロー成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容器の成形性を高めつつ容器に収容される内容液の品質を維持することが可能な液体ブロー成形装置を提供する。【解決手段】プリフォーム１０を容器Ｃに液体ブロー成形する液体ブロー成形装置１であって、ブロー成形型１１と、プリフォーム１０の口部１０ａに係合するブローノズル１５と、ブローノズル１５に接続された供給路１７に加圧した液体Ｌを供給する加圧液体供給部１９と、供給路１７をブローノズル１５に対して開閉するシール部材２０と、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給の開始直後に供給路１７の内部に生じる第１ピーク圧力の値が、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給が完了したときに生じる第２ピーク圧力の値の５４％以下となるように、シール部材２０及び加圧液体供給部１９の作動を制御する制御手段３０と、を有することを特徴とする液体ブロー成形装置１。【選択図】図１

Description

本発明は、合成樹脂製のプリフォームの内部に加圧した液体を供給して、このプリフォームを所定形状の容器に液体ブロー成形する液体ブロー成形装置に関する。

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、シャンプー等の様々な液体を収容する用途に使用されている。このような容器は、例えば有底円筒状に形成された合成樹脂製の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ブロー成形するブロー成形装置として、プリフォームに供給する加圧媒体として液体を用いた液体ブロー成形装置が知られている。

例えば特許文献１には、プリフォームが配置されるブロー成形型と、ブロー成形型に配置されたプリフォームの口部に係合するブローノズルと、ブローノズルに接続された供給路に加圧した液体を供給する加圧液体供給部と、供給路をブローノズルに対して開閉するシール部材とを有し、加圧液体供給部から供給路へ加圧した液体を供給するとともにシール部材を開き、ブローノズルを通してプリフォームの内部に加圧した液体を供給することで、当該プリフォームを液体の圧力によって所定形状の容器に液体ブロー成形するようにした液体ブロー成形装置が記載されている。

上記液体ブロー成形装置によれば、プリフォームに供給する液体として、飲料等の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、成形後の容器への内容液の充填工程を省略して、その生産工程やブロー成形装置の構成を簡略化することができる。

特許第６４５０６４１号公報

上記従来の液体ブロー成形装置は、ブローノズルが、口部の内径と同等か、それより小さな内径を有する開口断面積が比較的小さいものとなっている一方で、容器の成形性を高めるために、シール部材の開動作を開始した直後に加圧液体供給部を作動させ、ブローノズルを通して液体を高圧、高速でプリフォームに供給する構成となっている。

このような構成の液体ブロー成形装置では、プリフォームの内部への液体の供給を開始した直後における供給路の圧力が比較的高くなり、これによりブローノズルを通過する液体に大きなせん断力（シェア）が加わることになる。そのため、当該せん断力により、例えば高分子量成分を含む比較的粘度の高い液体では、その粘度が低下するなど、液体の物性が変化し、成形後の容器に収容される内容液の品質が低下する虞がある、という問題があった。

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、容器の成形性を高めつつ容器に収容される内容液の品質を維持することが可能な液体ブロー成形装置を提供することにある。

本発明の液体ブロー成形装置は、合成樹脂製のプリフォームの内部に加圧した液体を供給して前記プリフォームを所定形状の容器に液体ブロー成形する液体ブロー成形装置であって、前記プリフォームが配置されるブロー成形型と、前記プリフォームの口部に係合するブローノズルと、前記ブローノズルに接続された供給路に加圧した液体を供給する加圧液体供給部と、前記供給路に設けられ、前記供給路を前記ブローノズルに対して開閉するシール部材と、前記プリフォームの内部への液体の供給の開始直後に前記供給路の内部に生じる第１ピーク圧力の値が、前記プリフォームの内部への液体の供給が完了したときに生じる第２ピーク圧力の値の５４％以下となるように、前記シール部材及び前記加圧液体供給部の作動を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明の液体ブロー成形装置は、上記構成において、前記制御手段が、前記第１ピーク圧力の値が、前記第２ピーク圧力の値の５０％以下となるように、前記シール部材及び前記加圧液体供給部の作動を制御するのが好ましい。

本発明の液体ブロー成形装置は、上記構成において、前記制御手段が、前記第１ピーク圧力の値が、前記第２ピーク圧力の値の２０％以下となるように、前記シール部材及び前記加圧液体供給部の作動を制御するのが好ましい。

本発明の液体ブロー成形装置は、上記構成において、前記制御手段が、前記シール部材と前記ブローノズルとの間の開口断面積が前記ブローノズルの最大流路断面積の９０％以上となるように前記シール部材が開いてから、前記加圧液体供給部の作動を開始するように、前記シール部材及び前記加圧液体供給部の作動を制御するのが好ましい。

本発明の液体ブロー成形装置は、上記構成において、前記液体として、高分子量成分を含むとともに粘度が１００ｍＰａ・ｓ以上のものが用いられるのが好ましい。

本発明の液体ブロー成形装置は、上記構成において、前記制御手段が、前記プリフォームの内部への液体の供給を開始した後、前記第１ピーク圧力となるまでの前記供給路の内部における昇圧速度が２５〜３９ＭＰａ／秒となるように、前記シール部材及び前記加圧液体供給部の作動を制御するのが好ましい。

本発明の液体ブロー成形装置は、上記構成において、前記制御手段が、前記第１ピーク圧力が、１．５ＭＰａ以下となるように、前記シール部材及び前記加圧液体供給部の作動を制御するのが好ましい。

本発明によれば、容器の成形性を高めつつ容器に収容される内容液の品質を維持することが可能な液体ブロー成形装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態である液体ブロー成形装置の構成を概略で示す図である。 プリフォームを液体ブロー成形している状態の液体ブロー成形装置を示す図である。 プリフォーム（容器）への液体の供給を完了した状態の液体ブロー成形装置を示す図である。 実施例、比較例１及び比較例２における、充填率と有効断面積比率との関係を示す特性線図である。 実施例における、液体ブロー成形時の、供給路の内部の圧力変化を示す特性線図である。 比較例１における、液体ブロー成形時の、供給路の内部の圧力変化を示す特性線図である。 比較例２における、液体ブロー成形時の、供給路の内部の圧力変化を示す特性線図である。 変形例の液体ブロー成形装置の構成を概略で示す図である。

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。

図１に示す本発明の一実施の形態である液体ブロー成形装置１は、合成樹脂製のプリフォーム１０の内部に加圧した液体Ｌを供給し、このプリフォーム１０を所定形状の容器に液体ブロー成形して、液体Ｌが内容液として収容された液体入りの容器Ｃを製造するものである。

なお、液体ブロー成形とは、プリフォーム１０に供給する加圧媒体として、加圧エアー等に替えて加圧した液体Ｌを用いるブロー成形のことである。

液体ブロー成形装置１は、例えばブロー成形用の金型等で構成されるブロー成形型１１を有している。図１においては一部のみを示すが、このブロー成形型１１のキャビティ１２はボトル形状となっており、ブロー成形型１１の上面において上方に向けて開口している。詳細は図示しないが、ブロー成形型１１は左右に型開きすることができるようになっており、ブロー成形型１１を開くことで、成形後の容器Ｃをブロー成形型１１から取り出すことができる。

プリフォーム１０はブロー成形型１１に配置され、この液体ブロー成形装置１により液体ブロー成形されて容器Ｃに形成される。

プリフォーム１０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、所定の温度にまで加熱されることにより延伸性が発現する合成樹脂材料を、射出成形、圧縮成形、押出成形等の手段により、口部１０ａと本体部１０ｂとを備えた有底筒状（略試験管状）に形成したものを用いることができる。このようなプリフォーム１０は、延伸性を発現する所定の温度にまで予め加熱され、その状態で口部１０ａをキャビティ１２から上方に突出させた起立姿勢でブロー成形型１１に配置される。なお、プリフォーム１０の形状は、上記に限らず、種々変更可能である。

プリフォーム１０は、１種類の合成樹脂材料のみで形成された単層構造に限らず、複数種類の合成樹脂材料を積層した積層構造のものとすることもできる。この場合、複数の合成樹脂層が互いに接着された構成とすることができるが、それ以外にも、外側層と内側層とを異材質で形成することで互いの層が接着しないように積層された積層構造を有するものや、当該積層構造において外側層と内側層との間に接着層を軸方向帯状に設けたものとすることもできる。このようにプリフォーム１０を互いに接着させない積層構造とした場合には、当該プリフォーム１０を液体ブロー成形装置１により、所定形状の積層剥離容器に形成することができる。なお、積層構造のプリフォーム１０としては、上記のものに限らず、どのような層構成としてもよい。

ブロー成形型１１の上側には、ブロー成形型１１に対して上下方向に相対移動自在にノズルユニット１３が設けられている。ノズルユニット１３は本体ブロック１４とブローノズル１５とを有している。

ブローノズル１５は、プリフォーム１０の口部１０ａの内径よりも小径の円筒状に形成されたノズル本体１５ａと、ノズル本体１５ａと一体に形成された大径の挟持部１５ｂとが、例えば鋼材や合成樹脂材料等により一体に形成された構成となっており、挟持部１５ｂが本体ブロック１４の内面に嵌め込まれることにより本体ブロック１４に固定されている。

ノズル本体１５ａは、ブロー成形型１１のキャビティ１２と同軸に配置されており、ノズルユニット１３が所定位置にまで下降すると、ブロー成形型１１に装着されたプリフォーム１０の口部１０ａに係合するようになっている。なお、符号１６はノズル本体１５ａと口部１０ａとの間を密封するシール体である。

本体ブロック１４の内部には、ノズル本体１５ａと同軸となって上下方向に延びる供給路１７が設けられている。供給路１７は、その下端においてブローノズル１５に接続されている。

供給路１７には配管１８を介して加圧液体供給部１９が接続されている。加圧液体供給部１９は、配管１８を介して供給路１７に所定の圧力にまで加圧した液体Ｌを供給することができる。加圧液体供給部１９から供給路１７に加圧した液体Ｌが供給されると、当該液体Ｌは供給路１７からブローノズル１５を介してブロー成形型１１に配置されたプリフォーム１０の内部に供給され、当該プリフォーム１０がブロー成形型１１のキャビティ１２に沿った形状の容器Ｃに液体ブロー成形されることになる。

本実施の形態では、加圧液体供給部１９として、加圧源としてプランジャーポンプを備えた構成のものが用いられている。加圧源としてプランジャーポンプを備えた加圧液体供給部１９は、電動モータ等の駆動源によりプランジャーを駆動して原位置から最終位置にまで一定速度で移動させることで、液体Ｌを加圧する構成のものである。当該加圧液体供給部１９において、最終位置に達したプランジャーを最終位置に維持するように駆動源の出力等が制御される。

供給路１７の内部には、供給路１７をブローノズル１５に対して開閉する、すなわち、供給路１７とブローノズル１５との間で流路を開閉する、シール部材２０が設けられている。

シール部材２０は、供給路１７の軸心に沿って延びる円柱状の部分を有し、供給路１７の内部で本体ブロック１４に対して上下方向に相対移動自在となっている。シール部材２０の下端にはテーパ面２０ａが設けられ、これに対応して、ブローノズル１５の挟持部１５ｂの上面にはテーパ状の閉塞面１５ｃが設けられている。シール部材２０は、下方側のストローク端である閉位置にあるときに、テーパ面２０ａが閉塞面１５ｃに当接することで、供給路１７とノズル本体１５ａとの連通を遮断し、供給路１７をブローノズル１５に対して閉じた状態とすることができる。一方、シール部材２０は、閉位置から上方に移動し、テーパ面２０ａが閉塞面１５ｃから離間することで、供給路１７とノズル本体１５ａとを連通させて、供給路１７をブローノズル１５に対して開かれた状態つまり開放状態とすることができる。

したがって、図２に示すように、ノズル本体１５ａをプリフォーム１０の口部１０ａに係合させるとともにシール部材２０を開いて、供給路１７をブローノズル１５に連通させた開放状態としつつ加圧液体供給部１９を作動させることで、加圧液体供給部１９から供給路１７及びブローノズル１５を介してプリフォーム１０の内部に加圧した液体Ｌを供給し、当該プリフォーム１０を液体ブロー成形することができる。

シール部材２０の中央部に形成された挿通孔には、延伸ロッド２１が摺動自在に装着されている。延伸ロッド２１はシール部材２０に対して上下方向（軸方向）に相対移動可能となっており、図２に示すように、液体ブロー成形の際に、シール部材２０に対して下方（キャビティ１２の底部）に向けて移動し、ブロー成形型１１に配置されたプリフォーム１０の本体部１０ｂの底部分を下方に向けて押し下げて、当該本体部１０ｂをキャビティ１２の内部において軸方向（縦方向）に延伸させることができる。このように、液体ブロー成形装置１は、ブロー成形型１１に配置されたプリフォーム１０を、延伸ロッド２１を用いて縦方向に延伸させつつ加圧した液体Ｌで径方向に延伸させる二軸延伸ブロー成形を行うように構成されている。

液体ブロー成形装置１は、ノズルユニット１３、加圧液体供給部１９、シール部材２０及び延伸ロッド２１等の作動を制御する、制御手段としての制御装置３０を備えている。制御装置３０は、例えば、ＣＰＵ（中央演算処理装置）やメモリ等の記憶手段を備えたマイクロコンピュータを備えた構成とすることができる。制御装置３０によるノズルユニット１３、加圧液体供給部１９、シール部材２０及び延伸ロッド２１の作動の制御は、これらを駆動する電動モータ等の駆動源の作動を制御することにより行われる。

制御装置３０は、プリフォーム１０の液体ブロー成形を実行するように、ノズルユニット１３、加圧液体供給部１９、シール部材２０及び延伸ロッド２１等の作動を統合制御する。より具体的には、制御装置３０は、図１に示すように、ノズルユニット１３を下降させてブローノズル１５のノズル本体１５ａをブロー成形型１１に配置されたプリフォーム１０の口部１０ａに係合させ、次いで、図２に示すように、シール部材２０を閉位置から開位置に向けて上方に移動させて供給路１７をブローノズル１５に対して開放状態とするとともに加圧液体供給部１９を作動させて供給路１７に加圧した液体Ｌを供給し、さらに延伸ロッド２１を下方に進出移動させて、プリフォーム１０の液体ブロー成形を実行し、図３に示すように、当該液体ブロー成形によりプリフォーム１０がキャビティ１２に沿った形状の容器Ｃに成形されるように、ノズルユニット１３、加圧液体供給部１９、シール部材２０及び延伸ロッド２１等の作動を統合制御する。

本実施の形態の液体ブロー成形装置１は、上記のように、ノズル本体１５ａをプリフォーム１０の口部１０ａに係合させた状態で、シール部材２０を開放して供給路１７をブローノズル１５に連通させ、加圧液体供給部１９から供給路１７に加圧した液体を供給することで、ブローノズル１５を介して加圧した液体Ｌをプリフォーム１０に供給して液体ブロー成形を行う際に、制御装置３０が、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給の開始直後に、供給路１７の内部に生じる第１ピーク圧力の値が、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給が完了したときに生じる第２ピーク圧力の値の５４％以下となるように、シール部材２０及び加圧液体供給部１９の作動を制御するようになっている。ここで、第１ピーク圧力は、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給を開始した後、プリフォーム１０が液体Ｌの圧力を受けて膨らみ始めたときの圧力、またはプリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給を開始した後、シール部材２０とブローノズル１５との間の流路の断面積が所定値以上となったときの圧力である。すなわち、第１ピーク圧力は、プリフォーム１０が膨らみ始めること（体積膨張）により圧力が低下することで生じるピークの圧力、またはシール部材２０とブローノズル１５との間の流路の断面積が所定値以上となって当該流路を流れる液体Ｌが受ける抗力が急激に低下することにより生じるピークの圧力である。また、第２ピーク圧力は、プリフォーム１０が最大体積となって容器Ｃの成形が完了したときの圧力である。なお、第２ピーク圧力が生じた後、所定時間だけ当該圧力を保持することで、容器Ｃの形状を安定させるようにしている。

このとき、制御装置３０は、シール部材２０の閉位置から開位置への移動を開始させた後に加圧液体供給部１９の作動を開始させるように、シール部材２０及び加圧液体供給部１９の作動を制御してもよく、シール部材２０の閉位置から開位置への移動を開始させる前に加圧液体供給部１９の作動を開始させるようにしてもよく、シール部材２０の閉位置から開位置への移動を開始させるのと同時に加圧液体供給部１９の作動を開始させるようにしてもよい。

このような構成により、本実施の形態の液体ブロー成形装置１によれば、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給の開始直後において、ブローノズル１５を通過する液体Ｌの圧力及び流速を低減させて、ブローノズル１５を通過する液体Ｌに大きなせん断力（シェア）が加わることを抑制することができる。よって、液体ブロー成形に用いる液体Ｌが、大きなせん断力が加えられることにより物性の変化を生じることを抑制して、成形後の容器Ｃに収容される内容液Ｌの品質を維持することができる。

特に、液体ブロー成形に用いる液体Ｌとして、高分子量成分を含むとともに粘度が１００ｍＰａ・ｓ以上の粘稠な液体を用いた場合であっても、ブローノズル１５を通過する際に、大きなせん断力が加えられることによって、液体Ｌの粘度が低下することを抑制して、成形後の容器Ｃに収容される内容液Ｌの品質を維持することができる。

また、本実施の形態の液体ブロー成形装置１では、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給の開始直後に、供給路１７の内部に生じる第１ピーク圧力の値が、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給が完了したときに生じる第２ピーク圧力の値の５４％以下となるようにしたので、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給の開始直後において、プリフォーム１０の内部に液体Ｌを所望の圧力で供給することができる。これにより、液体Ｌの供給初期において、プリフォーム１０の内部における液体Ｌの挙動を安定化させて、プリフォーム１０から容器Ｃへの成形安定性（容器Ｃの成形性）を高めることができる。

本実施の形態の液体ブロー成形装置１において、制御装置３０は、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給の開始直後に、供給路１７の内部に生じる第１ピーク圧力の値が、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給が完了したときに生じる第２ピーク圧力の値の５０％以下となるように、シール部材２０及び加圧液体供給部１９の作動を制御する構成とされるのが好ましい。

これにより、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給の開始直後に、ブローノズル１５を通過する液体Ｌに加えられるせん断力をさらに抑制して、液体ブロー成形に用いる液体Ｌが、せん断力が加えられることにより物性の変化を生じることを、さらに確実に抑制することができる。

また、本実施の形態の液体ブロー成形装置１において、制御装置３０は、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給の開始直後に、供給路１７の内部に生じる第１ピーク圧力の値が、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給が完了したときに生じる第２ピーク圧力の値の２０％以下となるように、シール部材２０及び加圧液体供給部１９の作動を制御する構成とされるのがより好ましい。

これにより、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給の開始直後に、ブローノズル１５を通過する液体Ｌに加えられるせん断力をさらに抑制して、液体ブロー成形に用いる液体Ｌが、せん断力が加えられることにより物性の変化を生じることを、さらに確実に抑制することができる。

本実施の形態では、制御装置３０が、シール部材２０を閉位置から開位置に向けて移動を開始させた後、ブローノズル１５の有効断面積比率が９０％に達したときに、プリフォーム１０ないし容器Ｃの内部への液体Ｌの充填率が１０％以下となるように、シール部材２０及び加圧液体供給部１９の作動を制御することで、供給路１７の内部に生じる第１ピーク圧力の値が、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給が完了したときに生じる第２ピーク圧力の値の５４％以下となるようにしている。

ここで、上記の有効断面積比率は、ある時間における、シール部材２０とブローノズル１５との間の開口断面積Ａ１と、ブローノズル１５の最大流路断面積Ａ２との比（Ａ１／Ａ２）である。なお、シール部材２０とブローノズル１５との間の開口断面積Ａ１は、シール部材２０が開いたときにシール部材２０とブローノズル１５との間に生じる環状の隙間の最小部分における断面積である。また、ブローノズル１５の最大流路断面積Ａ２は、ブローノズル１５のノズル本体１５ａの内側の断面積であるが、延伸ロッド２１がノズル本体１５ａの内側に配置された構成の場合には、ノズル本体１５ａの内周面と延伸ロッド２１の外周面との間の環状の隙間の断面積である。

一方、充填率は、実際にプリフォーム１０の内部に供給された液体Ｌの量Ｖ１と、容器Ｃの成形完了時に当該容器Ｃに収容される液体Ｌの量Ｖ２との比（Ｖ１／Ｖ２）である。なお、充填率は、加圧液体供給部１９として、プランジャーポンプを備えた構成のものを用いた場合には、実際のプランジャーの稼働量（移動量）Ｄ１と、容器Ｃの成形完了時のプランジャーの稼働量Ｄ２との比（Ｄ１／Ｄ２）でもある。

このように、制御装置３０を、シール部材２０を閉位置から開位置に向けて移動を開始させた後、ブローノズル１５の有効断面積比率が９０％に達したときに、プリフォーム１０ないし容器Ｃの内部への液体Ｌの充填率が１０％以下となるように、シール部材２０及び加圧液体供給部１９の作動を制御する構成とすることで、簡単な構成で、供給路１７の内部に生じる第１ピーク圧力の値を、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給が完了したときに生じる第２ピーク圧力の値の５４％以下となる構成とすることができる。

また、この構成においては、制御装置３０を、シール部材２０とブローノズル１５との間の開口断面積Ａ１が、ブローノズル１５の最大流路断面積Ａ２の９０％以上となるようにシール部材２０を開いてから、加圧液体供給部１９の作動を開始するように、シール部材２０及び加圧液体供給部１９の作動を制御する構成とするのが好ましい。これにより、簡単な構成で、供給路１７の内部に生じる第１ピーク圧力の値を、確実に、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給が完了したときに生じる第２ピーク圧力の値の５４％以下とすることができる。したがって、液体ブロー成形に用いる液体Ｌが、大きなせん断力が加えられることにより物性の変化を生じることを確実に抑制して、成形後の容器Ｃに収容される内容液Ｌの品質を確実に維持することができる。

本実施の形態の液体ブロー成形装置１においては、制御装置３０は、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給を開始した後、第１ピーク圧力となるまでの供給路１７の内部における圧力の昇圧速度が２５〜３９ＭＰａ／秒となるように、シール部材２０及び加圧液体供給部１９の作動を制御するように構成されるのが好ましい。上記の昇圧速度が３９ＭＰａ／秒よりも大きくなると、第１ピーク圧力の値を第２ピーク圧力の値の５４％以下となるようにシール部材２０及び加圧液体供給部１９の作動を制御することが困難となり、一方、昇圧速度が２５ＭＰａ／秒よりも小さくなると、プリフォーム１０から容器Ｃへの成形安定性が低下し、容器Ｃを所望の形状に成形することが困難となる。これに対し、上記の昇圧速度を２５〜３９ＭＰａ／秒とすることにより、プリフォーム１０から容器Ｃへの成形安定性を確保しつつ、第１ピーク圧力の値が第２ピーク圧力の値の５４％以下となるようにシール部材２０及び加圧液体供給部１９の作動を確実に制御することを可能として、プリフォーム１０を所望の形状の容器Ｃに成形しつつ、当該容器Ｃに収納される内容液Ｌの品質を確実に維持することができる。

また、本実施の形態の液体ブロー成形装置１においては、制御装置３０は、第１ピーク圧力が、１．５ＭＰａ以下となるように、シール部材２０及び加圧液体供給部１９の作動を制御するように構成されるのが好ましい。第１ピーク圧力を、１．５ＭＰａ以下とすることで、ブローノズル１５を通過する液体Ｌに加えられるせん断力を、液体Ｌに物性の変化を生じない程度のものとして、液体Ｌが、せん断力が加えられることにより物性の変化を生じることを、確実に抑制することができる。

なお、制御装置３０は、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給を開始した後、０．０５秒以内（より好ましくは０．０２秒以内）に、供給路１７の内部に第１ピーク圧力が生じるように、シール部材２０及び加圧液体供給部１９の作動を制御することで、第１ピーク圧力が、１．５ＭＰａ以下となるように構成されているのが好ましい。プリフォーム１０は、延伸性を発現する所定の温度にまで予め加熱されてからブロー成形型１１に装着されて液体ブロー成形されるが、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給を開始した後、０．０５秒よりも遅いタイミングで供給路１７の内部に第１ピーク圧力が生じる場合、第１ピーク圧力が生じるまでの間にプリフォーム１０の温度が過度に低下してしまい、その成形性が悪化する虞がある。これに対し、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給を開始した後、０．０５秒以内に供給路１７の内部に第１ピーク圧力が生じるようにすることで、プリフォーム１０の成形性を確保することができる。

次に、本発明の効果を確認するために、合成樹脂製のプリフォームに、所定の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液体ブロー成形して内容量１５０ｍｌのボトル形状の容器を成形する場合について、加圧液体供給部（プランジャー）の作動速度及びシール部材の開動作を開始してから加圧液体供給部による供給路への加圧した液体の供給を開始するまでの遅延の時間を種々変更した、実施例、比較例１及び比較例２について、液体ブロー成形を行う試験を行った。

当該試験において、液体としては、平均の粘度が８３７３（ｍＰａ・ｓ）のものを用いた。

また、実施例では、加圧液体供給部の作動速度を１００（ｍｍ／ｓ）、シール部材の開動作を開始してから加圧液体供給部による供給路への加圧した液体の供給を開始するまでの遅延時間を０．０８（ｓ）とした。

一方、比較例１では、加圧液体供給部の作動速度を１００（ｍｍ／ｓ）、シール部材の開動作を開始してから加圧液体供給部による供給路への加圧した液体の供給を開始するまでの遅延時間を０．０４（ｓ）とし、比較例２では、加圧液体供給部の作動速度を１５０（ｍｍ／ｓ）、シール部材の開動作を開始してから加圧液体供給部による供給路への加圧した液体の供給を開始するまでの遅延時間を０．０４（ｓ）とした。

上記条件において、実施例、比較例１及び比較例２について、プリフォームを液体ブロー成形して容器を成形し、以下の結果を得られた。なお、実施例、比較例１及び比較例２において、液体ブロー成形による容器の成形性は、何れも良好であった。

図４に示すように、実施例においては、ブローノズルの有効断面積比率が９０％に達したときに、プリフォームないし容器の内部への液体の充填率は１０％以下であった。

一方、図４に示すように、比較例１においては、ブローノズルの有効断面積比率が９０％に達したときに、プリフォームないし容器の内部への液体の充填率は２０％強であり、比較例２においては、ブローノズルの有効断面積比率が９０％に達したときに、プリフォームないし容器の内部への液体の充填率は３８％程度であった。

また、図５に示すように、実施例においては、プリフォームの内部への液体の供給の開始直後に供給路の内部に生じる第１ピーク圧力Ｐ１の値は、プリフォームの内部への液体の供給が完了したときに生じる第２ピーク圧力Ｐ２の値の２０％であった。さらに、実施例において、第１ピーク圧力Ｐ１の値は０．５１ＭＰａ、プリフォームの内部への液体の供給を開始した後、第１ピーク圧力となるまでの時間は０．０２秒であり、その昇圧速度は２５．３ＭＰａ／秒であった。

一方、図６に示すように、比較例１においては、プリフォームの内部への液体の供給の開始直後に供給路の内部に生じる第１ピーク圧力Ｐ１の値は、プリフォームの内部への液体の供給が完了したときに生じる第２ピーク圧力Ｐ２の値の５５％であり、図７に示すように、比較例２においては、プリフォームの内部への液体の供給の開始直後に供給路の内部に生じる第１ピーク圧力Ｐ１の値は、プリフォームの内部への液体の供給が完了したときに生じる第２ピーク圧力Ｐ２の値の１０５％であった。また、比較例１において、第１ピーク圧力Ｐ１の値は１．４１ＭＰａ、プリフォームの内部への液体の供給を開始した後、第１ピーク圧力となるまでの時間は０．０４秒であり、その昇圧速度は３９．２ＭＰａ／秒であった。さらに、比較例２において、第１ピーク圧力Ｐ１の値は２．８３ＭＰａ、プリフォームの内部への液体の供給を開始した後、第１ピーク圧力となるまでの時間は０．０４秒であり、その昇圧速度は８０．９ＭＰａ／秒であった。

また、実施例、比較例１及び比較例２について、液体ブロー成形後の液体の粘度の変化についての評価を行った。その評価結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例においては、液体ブロー成形前の液体の平均の粘度が８３７３（ｍＰａ・ｓ）であるのに対し、液体ブロー成形後の液体の平均の粘度は８５００（ｍＰａ・ｓ）であり、液体ブロー成形時のシェア（せん断）による液体の粘度の低下は認められなかった。

これに対し、比較例１においては、液体ブロー成形前の液体の平均の粘度が８３７３（ｍＰａ・ｓ）であるのに対し、液体ブロー成形後の液体の平均の粘度は７２８０（ｍＰａ・ｓ）であり、液体ブロー成形時のシェア（せん断）により液体の粘度が低下していることが確認された。また、比較例２においても、液体ブロー成形前の液体の平均の粘度が８３７３（ｍＰａ・ｓ）であるのに対し、液体ブロー成形後の液体の平均の粘度は６５１０（ｍＰａ・ｓ）であり、液体ブロー成形時のシェア（せん断）により液体の粘度が低下していることが確認された。

以上の結果から、図４に示すように、ブローノズルの有効断面積比率が９０％に達したときに、プリフォームないし容器Ｃの内部への液体の充填率が１０％以下となるようにした場合には、図５に示すように、プリフォームの内部への液体の供給の開始直後に供給路の内部に生じる第１ピーク圧力Ｐ１の値が、プリフォームの内部への液体の供給が完了したときに生じる第２ピーク圧力Ｐ２の値の５４％以下となり、これにより、液体ブロー成形時のシェア（せん断）による液体の粘度の低下を生じさせることなく、プリフォームを液体ブロー成形して容器に成形することができることが確認された。また、このとき、プリフォームの内部への液体の供給を開始した後、第１ピーク圧力Ｐ１となるまでの供給路の内部における昇圧速度が２５〜３９ＭＰａ／秒の範囲内であるとともに、第１ピーク圧力Ｐ１が、１．５ＭＰａ以下であることが確認された。

図８は変形例の液体ブロー成形装置の構成を概略で示す図である。なお、図８においては、前述した部材に対応する部材には同一の符号を付してある。

液体ブロー成形装置１は、図８に示す変形例のように、液体ブロー成形後にブローノズル１５に付着した液体Ｌが下方に垂れ落ちるのを防止するための吸引孔４０を備えた構成とすることもできる。

シール部材２０の下端には、シール部材２０が閉位置となったときに、ブローノズル１５のノズル本体１５ａの内側に嵌合する円筒状の突起部４１が設けられている。シール部材２０が閉位置にあるときには、突起部４１の下端の上下方向位置はブローノズル１５のノズル本体１５ａの下端の上下方向位置と略一致している。

吸引孔４０は突起部４１に設けられている。本変形例では、突起部４１に複数の吸引孔４０が、周方向に間隔を空けて並べて設けられている。それぞれの吸引孔４０は、その一端が突起部４１のブロー成形型１１の側を向く下端面に開口するとともに、その他端は、一端よりも上方側において突起部４１の側面に開口している。また、それぞれの吸引孔４０の他端は、突起部４１の外周面に設けられた環状溝４２により互いに接続されている。

ブローノズル１５には、シール部材２０が閉位置にあるときに、環状溝４２に連なる接続ポート４３が設けられている。接続ポート４３には、開閉弁４４を介して、例えばバキューム等の吸引装置４５が接続されている。開閉弁４４及び吸引装置４５は、制御装置３０によりその作動が統合制御される。

液体ブロー成形を完了し、シール部材２０が閉位置になった後、開閉弁４４が開かれ、吸引装置４５が作動することで、ブローノズル１５のノズル本体１５ａの下端に付着した液体Ｌを、それぞれの吸引孔４０から吸引して外部に排出することができる。

なお、液体ブロー成形が行われる際には、開閉弁４４が閉じられ、プリフォーム１０に供給された液体Ｌが接続ポート４３から外部へ漏れ出すことが防止される。

このような変形例の液体ブロー成形装置１においては、シール部材２０の開放を開始させるとともに加圧液体供給部１９の作動を開始すると、そのタイミングによっては、突起部４１の一部がノズル本体１５ａの内側に嵌合するとともに吸引孔４０の上方側の開口が供給路１７に連通された状態となって、供給路１７の液体が吸引孔４０のみを通してプリフォーム１０に供給される場合がある。この場合、液体Ｌは、ブローノズル１５の最大流路断面積Ａ２よりも小さい断面積の吸引孔４０を通ってプリフォーム１０に供給されることになるので、液体Ｌにシェア（せん断）が加わり易くなる。

しかし、このような変形例の構成においても、制御装置３０が、吸引孔４０を通してプリフォーム１０の内部へ液体Ｌの供給が開始された直後に、供給路１７の内部に生じる第１ピーク圧力の値が、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給が完了したときに生じる第２ピーク圧力の値の５４％以下となるように、シール部材２０及び加圧液体供給部１９の作動を制御することにより、吸引孔４０を通してプリフォーム１０に供給される液体Ｌの圧力及び流速を低減させて、液体Ｌに大きなせん断力（シェア）が加わることを抑制することができる。よって、当該変形例の構成においても、液体ブロー成形に用いる液体Ｌが、大きなせん断力が加えられることにより物性の変化を生じることを抑制して、成形後の容器Ｃに収容される内容液Ｌの品質を維持することができる。

特に、この変形例の構成においては、複数の吸引孔４０の最小部分の断面積の合計の断面積を、ブローノズル１５の最大流路断面積Ａ２の３０％以下にするのが好ましく、２５％以下にするのがさらに好ましい。このような構成とすることで、吸引孔４０を通過する液体Ｌに加わるせん断力をさらに低減して、成形後の容器Ｃに収容される内容液Ｌの品質をさらに良好に維持することができる。

本発明は前記実施の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、シール部材２０は上記した構成に限らず、供給路１７に設けられて当該供給路１７をブローノズル１５に対して開閉することができるものであれば、種々の構成のものを採用することができる。

また、加圧液体供給部１９としては、加圧源としてプランジャーポンプを用いた構成のものを用いるのが好ましいが、プリフォーム１０の内部に所定の圧力に加圧した液体Ｌを供給することができるものであれば、他の構成のものを用いることもできる。

さらに、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給の開始直後に供給路１７の内部に生じる第１ピーク圧力Ｐ１の値を、プリフォーム１０の内部への液体Ｌの供給が完了したときに生じる第２ピーク圧力Ｐ２の値の５４％以下とする制御は、シール部材２０とブローノズル１５との間の開口断面積Ａ１がブローノズル１５の最大流路断面積Ａ２の９０％以上となるようにシール部材２０を開いてから、加圧液体供給部１９の作動を開始するようにした制御に限らず、例えば、加圧液体供給部１９の作動を開始するタイミングを遅らせるなど、その制御方法は種々変更可能である。

さらに、液体ブロー成形に用いる液体Ｌは、高分子量成分を含むとともに粘度が８０００ｍＰａ・ｓ以上のものに限らず、種々のものを採用することができる。

さらに、液体ブロー成形装置１は、延伸ロッド２１が設けられない構成とすることもできる。

１ 液体ブロー成形装置
１０ プリフォーム
１０ａ 口部
１０ｂ 本体部
１１ ブロー成形型
１２ キャビティ
１３ ノズルユニット
１４ 本体ブロック
１５ ブローノズル
１５ａ ノズル本体
１５ｂ 挟持部
１５ｃ 閉塞面
１６ シール体
１７ 供給路
１８ 配管
１９ 加圧液体供給部
２０ シール部材
２０ａ テーパ面
２１ 延伸ロッド
３０ 制御装置（制御手段）
４０ 吸引孔
４１ 突起部
４２ 環状溝
４３ 接続ポート
４４ 開閉弁
４５ 吸引装置
Ｌ 液体
Ｃ 容器
Ｐ１ 第１ピーク圧力
Ｐ２ 第２ピーク圧力

Claims (7)

1. 合成樹脂製のプリフォームの内部に加圧した液体を供給して前記プリフォームを所定形状の容器に液体ブロー成形する液体ブロー成形装置であって、
   前記プリフォームが配置されるブロー成形型と、
   前記プリフォームの口部に係合するブローノズルと、
   前記ブローノズルに接続された供給路に加圧した液体を供給する加圧液体供給部と、
   前記供給路に設けられ、前記供給路を前記ブローノズルに対して開閉するシール部材と、
   前記プリフォームの内部への液体の供給の開始直後に前記供給路の内部に生じる第１ピーク圧力の値が、前記プリフォームの内部への液体の供給が完了したときに生じる第２ピーク圧力の値の５４％以下となるように、前記シール部材及び前記加圧液体供給部の作動を制御する制御手段と、を有することを特徴とする液体ブロー成形装置。
2. 前記制御手段が、前記第１ピーク圧力の値が、前記第２ピーク圧力の値の５０％以下となるように、前記シール部材及び前記加圧液体供給部の作動を制御する、請求項１に記載の液体ブロー成形装置。
3. 前記制御手段が、前記第１ピーク圧力の値が、前記第２ピーク圧力の値の２０％以下となるように、前記シール部材及び前記加圧液体供給部の作動を制御する、請求項１に記載の液体ブロー成形装置。
4. 前記制御手段が、前記シール部材と前記ブローノズルとの間の開口断面積が前記ブローノズルの最大流路断面積の９０％以上となるように前記シール部材が開いてから、前記加圧液体供給部の作動を開始するように、前記シール部材及び前記加圧液体供給部の作動を制御する、請求項１〜３の何れか１項に記載の液体ブロー成形装置。
5. 前記液体として、高分子量成分を含むとともに粘度が１００ｍＰａ・ｓ以上のものが用いられる、請求項１〜４の何れか１項に記載の液体ブロー成形装置。
6. 前記制御手段が、前記プリフォームの内部への液体の供給を開始した後、前記第１ピーク圧力となるまでの前記供給路の内部における昇圧速度が２５〜３９ＭＰａ／秒となるように、前記シール部材及び前記加圧液体供給部の作動を制御する、請求項１〜５の何れか１項に記載の液体ブロー成形装置。
7. 前記制御手段が、前記第１ピーク圧力が、１．５ＭＰａ以下となるように、前記シール部材及び前記加圧液体供給部の作動を制御する、請求項１〜６の何れか１項に記載の液体ブロー成形装置。

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