JP2021133668A - Method for manufacturing liquid container - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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。 The present invention relates to a method for producing a liquid-containing container for producing a liquid-containing container containing a content liquid from a preform.
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。 Synthetic resin containers such as polypropylene (PP) bottles and polyethylene terephthalate (PET) bottles contain various liquids such as beverages, cosmetics, chemicals, detergents, and toiletries such as shampoo. It is used for containment purposes. Such a container is generally manufactured by blow molding a preform formed of a synthetic resin material having the above-mentioned thermoplasticity.
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。 As blow molding for molding a preform into a container, liquid blow molding is known in which a pressurized liquid is used instead of pressurized air as a pressure medium to be supplied to the inside of the preform.
また、例えば特許文献1に記載されるように、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方法が知られている。このような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。 Further, for example, as described in Patent Document 1, by using the content liquid finally contained in the container as a product as the liquid to be supplied to the preform, the container is molded and the content liquid is filled in the container. There is known a method of manufacturing a container containing a liquid containing the content liquid by simultaneously performing the above. According to such a method for manufacturing a liquid-containing container, the liquid-containing container can be manufactured at low cost by omitting the step of filling the container with the content liquid after molding.
上記従来の液体ブロー成形方法では、プリフォームの内部に加圧した液体を供給する加圧液体供給源が加圧方向と吸引方向との両方に作動可能であり、加圧液体供給源に接続されブローノズルを終端とする液体供給路が、液体供給路内のシール面に対するシール体の進退動作によって開閉される。また、上記従来の液体ブロー成形方法は、成形後の容器に効率的にヘッドスペースを形成するために、シール体で液体供給路を開いた状態で加圧液体供給源を吸引方向に作動させることによって成形後の容器の内部の圧力を低下させる脱圧工程を有している。 In the conventional liquid blow molding method, the pressurized liquid supply source that supplies the pressurized liquid inside the preform can operate in both the pressurizing direction and the suction direction, and is connected to the pressurized liquid supply source. The liquid supply path ending at the blow nozzle is opened and closed by the advancing / retreating operation of the seal body with respect to the sealing surface in the liquid supply path. Further, in the above-mentioned conventional liquid blow molding method, in order to efficiently form a head space in the container after molding, the pressurized liquid supply source is operated in the suction direction with the liquid supply path opened by the sealed body. It has a depressurization step that reduces the pressure inside the container after molding.
上記のように液体供給路内のシール面に対して進退動作するシール体を用いる場合、シール体の進退動作により液体供給路内のシール体の体積は増減し、これに伴い液体供給路内の圧力も増減する。これにより、特に軽量薄肉又は小型の容器を成形する場合において、容器の形状不良を生じる場合があった。例えば、脱圧工程を行った後にヘッドスペースを形成するためシール体を前進動作させてシール面に密接させ、液体供給路を閉じる際には、液体供給路内のシール体の体積が増加し、これに伴い液体供給路内の圧力、ひいては容器内の圧力も増加する。この圧力の増加分を加味して脱圧工程で容器の内部の圧力を多めに低下させるようにした場合には、容器が潰れ変形し、形状不良を招く場合があった。 When a seal body that moves forward and backward with respect to the seal surface in the liquid supply path is used as described above, the volume of the seal body in the liquid supply path increases or decreases due to the advance / retreat operation of the seal body, and accordingly, in the liquid supply path. The pressure also increases and decreases. As a result, particularly when molding a lightweight thin-walled or small-sized container, the shape of the container may be defective. For example, when the seal body is moved forward to bring it into close contact with the seal surface in order to form a head space after the depressurization step is performed and the liquid supply path is closed, the volume of the seal body in the liquid supply path increases. Along with this, the pressure in the liquid supply path, and eventually the pressure in the container, also increases. When the pressure inside the container is reduced in a large amount in the depressurization step in consideration of the increase in the pressure, the container may be crushed and deformed, resulting in poor shape.
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、容器の形状不良を招かずに効率良く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。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a container containing a liquid, which can be efficiently manufactured without causing a shape defect of the container.
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、加圧方向と吸引方向との両方に作動可能な加圧液体供給源と、前記加圧液体供給源に接続されるとともにブローノズルで終端する液体供給路と、前記液体供給路内のシール面に対する進退動作により前記液体供給路を開閉するシール体と、を有し、前記ブローノズルから前記プリフォームの内部に前記加圧液体供給源によって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、前記シール体で前記液体供給路を閉じるために前記シール体を前進動作させながら、前記加圧液体供給源を前記吸引方向に作動させることによって前記液体入り容器の内部の圧力を低下させる脱圧工程と、を有することを特徴とするものである。 The method for manufacturing a liquid-filled container of the present invention is a method for manufacturing a liquid-filled container for manufacturing a liquid-filled container containing a content liquid from a bottomed tubular preform using a nozzle unit and a mold. The nozzle unit includes a pressurized liquid supply source that can operate in both the pressurizing direction and the suction direction, a liquid supply path that is connected to the pressurized liquid supply source and is terminated by a blow nozzle, and the inside of the liquid supply path. A seal body that opens and closes the liquid supply path by advancing and retreating with respect to the seal surface of the above, and by supplying the liquid pressurized by the pressurized liquid supply source into the inside of the preform from the blow nozzle. A liquid blow molding step of molding the preform into the liquid-containing container having a shape along the inner surface of the mold, and the pressurization while moving the seal body forward to close the liquid supply path with the seal body. It is characterized by having a depressurization step of reducing the pressure inside the liquid container by operating the liquid supply source in the suction direction.
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が、液体吸引源に排出経路によって接続された排出口を有する排出ロッドを有し、前記脱圧工程によって前記液体供給路を閉じた状態で、前記ブローノズルより下方に位置する前記排出口を通して、前記液体吸引源による吸引によっ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ヘッドスペース形成工程を有するのが好ましい。 In the method for manufacturing a liquid container of the present invention, in the above configuration, the nozzle unit has a discharge rod having a discharge port connected to a liquid suction source by a discharge path, and the liquid supply path is provided by the decompression step. A head that forms a head space in the liquid container by discharging the liquid from the inside of the liquid container by suction by the liquid suction source through the discharge port located below the blow nozzle in the closed state. It is preferable to have a space forming step.
本発明の液体入り容器の製造方法は、上記構成において、前記液体ブロー成形工程を開始するために前記シール体を後退動作させながら、前記加圧液体供給源を前記加圧方向に作動させるのが好ましい。 In the method for manufacturing a container containing a liquid of the present invention, in the above configuration, the pressurized liquid supply source is operated in the pressurized direction while the seal body is retracted in order to start the liquid blow molding process. preferable.
本発明の液体入り容器の製造方法は、上記構成において、前記液体ブロー成形工程を開始するための前記シール体の後退動作による前記液体供給路の内部圧力の減少を略相殺するように、前記加圧液体供給源を前記加圧方向に作動させるのが好ましい。 In the above configuration, the method for manufacturing a liquid container of the present invention substantially offsets the decrease in internal pressure of the liquid supply path due to the retracting operation of the seal body for starting the liquid blow molding step. It is preferable to operate the pressure liquid supply source in the pressurizing direction.
本発明の液体入り容器の製造方法は、上記構成において、前記液体ブロー成形工程より前に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を有するのが好ましい。 In the method for manufacturing a container containing a liquid of the present invention, in the above configuration, air discharge to discharge the air inside the preform to the outside by supplying the liquid to the inside of the preform before the liquid blow molding step. It is preferable to have a process.
本発明の液体入り容器の製造方法は、上記構成において、前記脱圧工程において、前記液体供給路を閉じるための前記シール体の前進動作による前記液体供給路の内部圧力の増加を略相殺するように、前記加圧液体供給源を前記吸引方向に作動させるのが好ましい。 In the above configuration, the method for manufacturing a container containing a liquid of the present invention substantially offsets an increase in internal pressure of the liquid supply path due to the forward operation of the seal body for closing the liquid supply path in the decompression step. In addition, it is preferable to operate the pressurized liquid supply source in the suction direction.
本発明によれば、容器の形状不良を招かずに効率良く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。 According to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a liquid-containing container, which can be efficiently manufactured without causing a shape defect of the container.
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。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
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。 The method for manufacturing a liquid container according to an embodiment of the present invention can be carried out using, for example, the liquid container manufacturing apparatus 1 having the configuration shown in FIG.
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7参照)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。
The liquid-filled container manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1 manufactures a liquid-filled container C (see FIG. 7) containing the content liquid from the
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。
The
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。
Although details are not shown, on the outer wall surface of the
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。
The liquid container manufacturing apparatus 1 has a
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。
The
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。
Above the
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。
A
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の液体供給口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、液体供給口23aで終端する液体供給路は、当該縦流路24と、後述する液体供給ポート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、当該液体供給路の終端と縦流路24の終端とは、共に液体供給口23aである。
Inside the nozzle unit
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の上端に連通する液体供給ポート25が設けられている。
The nozzle unit
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本体26aが配置されている。シール体本体26aは円筒状に形成されており、シール体本体26aの下端には、下向き円錐状のテーパ面27が設けられている。なお、テーパ面27の配置及び形状は、適宜変更が可能である。シール体本体26a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27においてシール面23bに密着して縦流路24を閉じる。一方、シール体本体26aが閉塞位置から上方に向けて移動すると、シール体本体26aのテーパ面27がシール面23bから離脱して縦流路24が開かれる。
A downward
図1に示すように、シール体本体26a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26bの下端に固定され、縦流路24の内部で上下方向に移動自在となっている。シール体本体26aは軸体26bよりも大径に形成されているが、これに限らず例えば、軸体26bと同径に形成してもよい。また、シール体本体26aは軸体26bと一体に形成してもよい。シール体本体26aと軸体26bとで、シール面23bに対する進退動作により縦流路24を開閉するシール体26が構成されている。
As shown in FIG. 1, the
ノズルユニット20は、液体Lの排出口28aを有する排出ロッド28を有している。排出ロッド28は、排出口28aを開閉可能な開閉体28bを有している。本実施形態では、排出ロッド28は、排出口28aを下端に形成する円筒状の外筒29と、外筒29に対して上下方向に相対移動自在な開閉体28bとを有している。開閉体28bは、外筒29の径方向内側で外筒29の軸心に沿って延びる円柱状の開閉ロッド30と、開閉ロッド30より拡径するとともに排出口28aに対して上下方向に当接、離脱が可能な拡径部31とを有している。外筒29と開閉体28bとの間には、筒内流路28cが形成されている。外筒29は円筒状以外の筒状(楕円筒状又は多角形筒状等)をなしていてもよい。また、開閉ロッド30は、円柱状以外の柱状(楕円柱状又は多角柱状等)をなしていてもよい。外筒29及び開閉ロッド30は、例えば鋼材等によって形成することができる。本実施形態では、排出口28aは外筒29の下端に設けられているが、下端に代えて又は加えて、外筒29の外周面に設けてもよい。また、排出ロッド28に設ける排出口28aの数及び形状は適宜変更が可能である。本実施形態では排出ロッド28は排出口28aを開閉可能に構成されているが、排出ロッド28は、常時開放された排出口28aを有するように構成してもよい。
The
排出ロッド28は、シール体26の内部に配置されるとともにシール体26の軸心に沿って延びている。排出ロッド28は、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。外筒29及び開閉体28b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。
The
排出ロッド28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、排出ロッド28を延伸ロッドとして用いない構成としてもよい。また、開閉体28bのみを延伸ロッドとして用いてもよい。
The
排出口28aは、排出ロッド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を介して液体吸引源32に接続されている。このように、本実施形態では、排出口28aは、筒内流路28c、第1液体配管PL1及び第2液体配管PL2で構成される排出経路によって、液体吸引源32に接続されている。
The
本実施形態では、液体吸引源32及び後述する加圧液体供給源33は、加圧方向(正方向)と吸引方向(逆方向)との両方に作動可能な共通のポンプ34によって構成されている。ポンプ34は、本実施形態ではシリンダ34aとピストン(プランジャー)34bとを備えたプランジャーポンプとして構成されているが、他の形式のポンプであってもよい。
In the present embodiment, the liquid suction source 32 and the pressurized liquid supply source 33 described later are configured by a common pump 34 that can operate in both the pressurizing direction (forward direction) and the suction direction (reverse direction). .. The pump 34 is configured as a plunger pump including a
第1液体配管PL1の他端は、第3液体配管PL3を介して液体供給ポート25にも接続されている。第3液体配管PL3には第3液体配管圧力計35が設けられ、この第3液体配管圧力計35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33は、液体供給口23aで終端する縦流路24、液体供給ポート25、第3液体配管PL3及び第2液体配管PL2で構成される液体供給路に接続されている。
The other end of the first liquid pipe PL1 is also connected to the
本実施形態では、液体吸引源32と加圧液体供給源33とは共通のポンプ34によって構成されているが、液体吸引源32と加圧液体供給源33とは別々のポンプによって構成されてもよい。この場合、液体吸引源32を排出口28aに接続する排出経路と、加圧液体供給源33に接続する液体供給路とは、互いに独立した経路を構成することが好ましい。
In the present embodiment, the liquid suction source 32 and the pressurized liquid supply source 33 are configured by a common pump 34, but the liquid suction source 32 and the pressurized liquid supply source 33 may be configured by separate pumps. good. In this case, it is preferable that the discharge path connecting the liquid suction source 32 to the
加圧液体供給源33は、第4液体配管PL4を介してタンク36に接続されている。タンク36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。
The pressurized liquid supply source 33 is connected to the
ブローノズル23におけるシール面23bより下流側の部分には、図示しない加圧気体供給源に接続された気体供給口23cが設けられている。本実施形態では、気体供給口23cはブローノズル23の内周面に設けられているが、気体供給口23cはブローノズル23の内周面以外の部分(例えばブローノズル23の下端面)に設けられてもよい。ブローノズル23及び支持ブロック22の内部には、気体供給路37が設けられており、気体供給路37の一端は気体供給口23cで終端している。
A
本実施形態では、気体供給路37は、前記加圧気体供給源から加圧された気体が気体供給路37に供給される加圧状態と、気体供給路37が大気に開放される大気開放状態と、気体供給路37から図示しない吸引源に気体及び液体Lが吸引される吸引状態との間でその状態を切替えることができる。
In the present embodiment, the
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、排出ロッド28の排出口28aをプリフォーム2の底部2cで開き、ポンプ34(加圧液体供給源33)を加圧方向に作動させる(図2中の太線矢印参照)ことにより、加圧液体供給源33から第2液体配管PL2、第1液体配管PL1、筒内流路28c及び排出口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(図2中の破線矢印等参照)。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、気体供給路37は大気開放状態とされる。気体供給路37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の内部から空気が気体供給路37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気体供給路37を大気開放状態とする構成に代えて、気体供給路37を吸引状態とする構成としてもよい。
As shown in FIG. 2, the
図3〜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を閉じた状態からシール体26を後退動作させるとともにポンプ34(加圧液体供給源33)を加圧方向に作動させる(図4中の太線矢印参照)ことにより、第2液体配管PL2、第3液体配管PL3、液体供給ポート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(図4中の破線矢印等参照)。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、排出口28aは閉じられ、気体供給路37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。
As shown in FIGS. 3 to 4, the
また、シール体26を後退動作させる際には、シール体26の後退動作に伴って縦流路24内のシール体26の体積が減少することにより、液体供給路内の圧力、ひいてはプリフォーム2内の圧力が低下すると、プリフォーム2が潰れ変形し、それにより成形される液体入り容器Cの形状不良を招く虞がある。このようなプリフォーム2の潰れ変形は、プリフォーム2の内部に予め液体Lを供給しておく場合に特に発生し易い。
Further, when the
このような不具合を防止するために、本実施形態の液体入り容器の製造装置1は、シール体26の後退動作(図3中の白抜き矢印参照)による液体供給路の内部圧力の減少を略相殺するように、ポンプ34(加圧液体供給源33)を加圧方向に作動させる(図3中の太線矢印参照)ことができる。つまり、ポンプ34(加圧液体供給源33)を加圧方向に作動させることにより、ポンプ34から第2液体配管PL2、第3液体配管PL3及び液体供給ポート25を介して縦流路24内に液体Lを供給し(図3中の破線矢印等参照)、それにより、シール体26の後退動作による縦流路24内のシール体26の体積の減少を補うことができる。なお、このとき、第1液体配管弁VL1と排出口28aを開いた状態にして、排出口28aからも液体Lを供給するようにしてもよい。
In order to prevent such a problem, in the liquid container manufacturing apparatus 1 of the present embodiment, the reduction of the internal pressure of the liquid supply path due to the retracting operation of the seal body 26 (see the white arrow in FIG. 3) is omitted. The pump 34 (pressurized liquid supply source 33) can be operated in the pressurizing direction (see the thick arrow in FIG. 3) so as to cancel each other out. That is, by operating the pump 34 (pressurized liquid supply source 33) in the pressurizing direction, the pump 34 enters the
上記の「液体供給路の内部圧力の減少を略相殺」するとの表現は、シール体26の後退動作による縦流路24内のシール体26の体積の単位時間当たりの減少量をAとし、ポンプ34を加圧方向に作動させることによる液体供給路内の液体Lの体積の単位時間当たりの増加量をBとする場合に、BがAの±5%以内であること(つまりAの95〜105%であること)を意味している。
In the above expression of "substantially canceling the decrease in the internal pressure of the liquid supply path", the amount of decrease in the volume of the
このように液体供給路の内部圧力の減少を略相殺しながら縦流路24をシール体26で十分に開き、その後にポンプ34(加圧液体供給源33)を液体ブロー成形に適した所定速度で加圧方向に作動させることにより、液体入り容器Cを精度良く成形することができる。
In this way, the
図5に示すように、液体入り容器Cが成形され、シール体26が縦流路24を開いた状態から、シール体26で縦流路24を閉じるためにシール体26を前進動作(図5中の白抜き矢印参照)させながら、ポンプ34(加圧液体供給源33)を吸引方向に作動させる(図5中の太線矢印参照)ことにより、液体入り容器Cの内部の液体Lを液体供給口23aから加圧液体供給源33に向けて排出し(図5中の破線矢印等参照)、液体入り容器Cの内部及び液体供給路の内部の高圧状態を速やかに解消することができる。この液体入り容器Cの内部及び液体供給路の内部の脱圧時には、第4液体配管弁VL4は閉じられ、第1液体配管弁VL1は閉じられる。なお、このとき、第1液体配管弁VL1と排出口28aを開いた状態にして、排出口28aからも液体Lを排出するようにしてもよい。また、気体供給路37は、このような脱圧が完了するまでは閉塞状態とされ、気体供給路37への液体Lの侵入が抑制される。
As shown in FIG. 5, from the state where the liquid-containing container C is formed and the
上記の脱圧は例えば、縦流路24が十分に開かれた状態でポンプ34(加圧液体供給源33)を吸引方向に速やかに作動させることで液体入り容器Cの内部の高圧状態を速やかに解消した後に、シール体26の前進動作による液体供給路の内部圧力の増加を略相殺するようにポンプ34を吸引方向に作動させながらシール体26を前進動作させ、縦流路24を閉じることにより行うことができる。
The above depressurization is performed, for example, by promptly operating the pump 34 (pressurized liquid supply source 33) in the suction direction while the
上記の「液体供給路の内部圧力の増加を略相殺」するとの表現は、シール体26の前進動作による縦流路24内のシール体26の体積の単位時間当たりの増加量をCとし、ポンプ34を吸引方向に作動させることによる液体供給路内の液体Lの体積の単位時間当たりの減少量をDとする場合に、DがCの±5%以内であること(つまりCの95〜105%であること)を意味している。
In the above expression of "substantially canceling the increase in the internal pressure of the liquid supply path", the amount of increase in the volume of the
図6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を閉じた状態において、排出ロッド28の排出口28aを液体入り容器Cの底部Ccで開き、ポンプ34(液体吸引源32)を吸引方向に作動させる(図6中の太線矢印参照)ことにより、液体入り容器Cの内部の液体Lを排出口28aから液体吸引源32に向けて排出することができる(図6中の破線矢印等参照)。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、気体供給路37を加圧状態とし、気体供給口23cから液体入り容器Cの内部に加圧した気体(加圧気体)を供給することにより、排出口28aを介した液体Lの排出を促進又は支援し、ヘッドスペースHの形成に要する時間を短縮することができる。このような加圧気体による支援は、内容液としての液体Lの粘度が高い場合に特に有効である。
As shown in FIG. 6, when the
ノズルユニット本体20a、シール体26、排出ロッド28、ポンプ34(プランジャー34b)、第1液体配管弁VL1、第4液体配管弁VL4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。
The operations of the
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。
Next, using the liquid-containing container manufacturing apparatus 1 having such a configuration, a liquid-containing container C in which the liquid (content liquid) L is contained inside the container having a predetermined shape from the
図8に示すように、本実施形態では、待機工程S1、空気排出工程S2、液体ブロー成形工程S3、脱圧工程S4、ヘッドスペース形成工程S5及びノズル上昇工程S6がこの順に行われる。 As shown in FIG. 8, in the present embodiment, the standby step S1, the air discharge step S2, the liquid blow molding step S3, the depressurization step S4, the head space forming step S5, and the nozzle raising step S6 are performed in this order.
まず、待機工程S1が行われる。待機工程S1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を閉じ、排出ロッド28の排出口28aは閉じた状態となっている。また、気体供給路37は吸引状態となっている。気体供給路37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Lの液だれを防止することができる。
First, the standby step S1 is performed. In the standby step S1, as shown in FIG. 1, the
この待機工程S1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。
In this standby step S1, the
次に、本実施形態では、空気排出工程S2が行われる。空気排出工程S2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、気体供給路37を大気開放状態とし、シール体26で縦流路24を閉じたままで排出ロッド28を下降させてプリフォーム2の底部2cにおいて排出口28aを開いた状態で、プランジャー34bを加圧方向に作動させ、排出口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、気体供給路37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。排出口28aの開放は、具体的には、開閉体28bの下端が底部2cに当接又は近接した状態で、外筒29が開閉体28b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、排出口28aを閉じ、気体供給路37を閉塞状態とする。なお、気体供給路37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S2におけるプランジャー34bの作動速度は、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。
Next, in the present embodiment, the air discharge step S2 is performed. In the air discharge step S2, as shown in FIG. 2, the
このように、空気排出工程S2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、排出ロッド28の排出口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気体供給口23cへの液体Lの侵入を抑制し、プリフォーム2の内部から気体供給路37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S2において、排出口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、排出口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S3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S5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S5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、液体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。
As described above, in the air discharge step S2, the
しかし、空気排出工程S2は、このように排出ロッド28の排出口28aから液体Lを供給することによって行う代わりに、シール体26で縦流路24を開いて液体Lを供給することによって行ってもよい。また、空気排出工程S2を行わないようにしてもよい。
However, the air discharge step S2 is performed by opening the
空気排出工程S2が完了すると、次に、液体ブロー成形工程S3が行われる。液体ブロー成形工程S3においては、まず、図3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を後退動作させることで縦流路24を開く。このとき、シール体26の後退動作による液体供給路の内部圧力の減少を略相殺するように、ポンプ34(加圧液体供給源33)を加圧方向に作動させる。これにより、プリフォーム2が潰れ変形することを防止し、容器の形状不良が発生することを防止することができる。なお、このときのポンプ34の作動速度は、液体ブロー成形工程S3でのポンプ34の作動速度よりも小さい。
When the air discharge step S2 is completed, the liquid blow molding step S3 is then performed. In the liquid blow molding step S3, first, as shown in FIG. 3, the
また、液体ブロー成形工程S3においては、縦流路24を開いた後に、図4に示すように、液体供給口23aからプリフォーム2の内部に加圧液体供給源33によって加圧した液体Lを供給し、それにより、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。なお、本実施形態では、液体ブロー成形工程S3においては排出口28aを閉じた状態としているが、開放状態として排出口28aからも液体Lを充填することが可能である。このように液体入り容器Cを成形した後は、後述する脱圧工程S4が行われる。
Further, in the liquid blow molding step S3, after opening the
本実施形態では、図4に示すように、液体ブロー成形工程S3の最中又は液体ブロー成形工程S3より前に、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排出ロッド28(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、排出ロッド28は、排出口28aを閉じた状態で下降する。ロッド延伸工程の後又は最中に液体ブロー成形工程S3を行う(液体ブロー成形工程S3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S3を行うようにしてもよい。図1には、排出ロッド28が原位置にある状態が示されている。排出ロッド28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。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the rod stretching step is performed during the liquid blow molding step S3 or before the liquid blow molding step S3. In the rod stretching step, the
液体ブロー成形工程S3は、空気排出工程S2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。
Since the liquid blow molding step S3 is performed in the air discharge step S2 in a state where most of the air inside the
液体ブロー成形工程S3が完了すると、次に、脱圧工程S4が行われる。図5に示すように、本実施形態では、脱圧工程S4においては、シール体26で縦流路24を開いた状態から、シール体26で縦流路24を閉じるためにシール体26を前進動作させながら、ポンプ34(加圧液体供給源33)を吸引方向に作動させることによって液体入り容器Cの内部の圧力を低下させる。
When the liquid blow molding step S3 is completed, the depressurization step S4 is then performed. As shown in FIG. 5, in the present embodiment, in the depressurization step S4, the
このような脱圧工程S4は、例えば、まず、シール体26で縦流路24を開いた状態のままでポンプ34を吸引方向に作動させ、それにより液体入り容器Cの内部の高圧状態を解消し、次に、シール体26の前進動作による液体供給路の内部圧力の増加を略相殺するようにポンプ34を吸引方向に作動させながら、シール体26を前進動作させて縦流路24を閉じることにより、行うことができる。このように、脱圧工程S4は、液体供給路を閉じるためのシール体26の前進動作による液体供給路の内部圧力の増加を略相殺するように、ポンプ34(加圧液体供給源33)を吸引方向に作動させることによって行うことができる。なお、縦流路24を閉じるためのシール体26の前進動作に伴って、液体入り容器Cの内部の高圧状態を徐々に解消するように、ポンプ34を吸引方向に作動させるようにしてもよい。
In such a depressurization step S4, for example, first, the pump 34 is operated in the suction direction while the
本実施形態では、脱圧工程S4は、液体入り容器Cの内部の高圧状態が解消されるように行われる。しかしこれに限らず、脱圧工程S4は、少なくとも、容器成形時(つまり液体ブロー成形工程S3の完了時)の液体入り容器Cの内部の圧力が低下するように行えばよい。なお、脱圧工程S4においては、気体供給路37は閉塞状態に維持される。
In the present embodiment, the depressurization step S4 is performed so that the high pressure state inside the liquid container C is eliminated. However, the depressurization step S4 may be performed so that at least the pressure inside the liquid container C at the time of container molding (that is, at the completion of the liquid blow molding step S3) is reduced. In the depressurization step S4, the
この脱圧工程S4によって液体入り容器Cの内部の圧力を低下させることで、その後のヘッドスペース形成工程S5において液体入り容器Cの内部から排出すべき液体Lの総量を低減し、ヘッドスペースHの形成効率を高めることができる。また、ヘッドスペース形成工程S5において液体入り容器Cの内部に加圧された気体をスムーズに導入することができ、この点でもヘッドスペースHの形成効率を高めることができる。 By reducing the pressure inside the liquid-filled container C by this depressurization step S4, the total amount of the liquid L to be discharged from the inside of the liquid-filled container C in the subsequent head space forming step S5 is reduced, and the head space H The formation efficiency can be increased. Further, in the head space forming step S5, the pressurized gas can be smoothly introduced into the liquid-filled container C, and the formation efficiency of the head space H can be improved in this respect as well.
例えば、液体ブロー成形工程S3の完了時点での液体入り容器Cの内部の圧力は、+3MPa(ゲージ圧)とすることができる。また、このような高圧状態を、脱圧工程S4によって、液体供給路に設けられた第3液体配管圧力計35の検出値が−0.5MPa〜+0.5MPa(より好ましくは、−0.1MPa〜+0.1MPa)となるまで液体入り容器Cの内部の圧力を低下させることにより、解消することができる。
For example, the pressure inside the liquid container C at the completion of the liquid blow molding step S3 can be +3 MPa (gauge pressure). Further, in such a high pressure state, the detection value of the third liquid
脱圧工程S4が完了すると、次に、ヘッドスペース形成工程S5が行われる。図6に示すように、本実施形態では、ヘッドスペース形成工程S5においては、排出ロッド28の排出口28a及び第1液体配管弁VL1を開き、ポンプ34(加圧液体供給源33)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を排出口28aを通して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。このサックバックは、本実施形態では、排出口28aが液体入り容器Cの底部Ccに位置する状態で行われる。これにより、排出経路への空気の混入を抑制し、もって、液体供給路への空気の混入を抑制することができる。しかし、排出口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、排出口28aから液体Lを吸い出すようにしても構わない。この場合でも、液体供給口23aより下方に位置する排出口28aを通して液中から液体Lを吸い出すことにより、液体供給口23aを通して液体Lを吸い出す場合よりも、液体供給路への空気の混入を抑制することができる。
When the depressurization step S4 is completed, the head space forming step S5 is then performed. As shown in FIG. 6, in the present embodiment, in the head space forming step S5, the
また、本実施形態では、このポンプ34の吸引方向への作動による排出口28aを通したサックバックに要する時間を短縮するために、加圧気体による支援を行う。すなわち、ヘッドスペース形成工程S5においては、気体供給路37が閉塞状態から加圧状態に切替えられる。本実施形態では、前述した脱圧工程S4によって液体入り容器Cの内部の高圧状態が解消していることにより、気体供給路37を速やかに加圧状態に切替えて加圧気体を速やかに気体供給口23cから液体入り容器Cの内部に導入することができる。したがって、サックバックによる排出口28aからの液体Lの排出を速やかに支援し、ヘッドスペース形成工程S5の所要時間を効果的に短縮することができる。ポンプ34の吸引方向への作動と気体供給路37の加圧状態への切替えとは、どちらを先に行ってもよいし、同時に行ってもよい。
Further, in the present embodiment, in order to shorten the time required for sucking back through the
本実施形態では、ヘッドスペース形成工程S5が完了すると、ノズル上昇工程S6が行われる。ノズル上昇工程S6においては、図7に示すように、排出口28a及び第1液体配管弁VL1を閉じて排出ロッド28を上昇させ、原位置に戻す。また、気体供給路37を吸引状態とし、ブローノズル23からの液垂れを抑制し、ノズルユニット20を上昇させる(図7中の白抜き矢印等参照)。このとき、ノズルユニット20は、液体入り容器Cの内部が減圧されすぎないタイミングで上昇させることが好ましい。ノズルユニット20を上昇させてから気体供給路37を吸引状態にしてもよい。次いで、第4液体配管弁VL4を開き、ポンプ34(加圧液体供給源33)のプランジャー34bを吸引方向に作動させて(図7中の太線矢印参照)加圧液体供給源33を充填する(図7中の破線矢印参照)。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S1へと移行する。
In the present embodiment, when the head space forming step S5 is completed, the nozzle raising step S6 is performed. In the nozzle raising step S6, as shown in FIG. 7, the
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。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment and can be variously modified without departing from the gist thereof.
例えば、前記の実施形態の液体入り容器の製造方法で用いるノズルユニット20は、加圧方向と吸引方向との両方に作動可能な加圧液体供給源33と、加圧液体供給源33に接続されるとともにブローノズル23で終端する液体供給路と、液体供給路内のシール面23bに対する進退動作により液体供給路を開閉するシール体26と、を有するものであればよい。例えば、ノズルユニット20は、液体吸引源32に排出経路によって接続された排出口28aを有する排出ロッド28を有するものに限らない。
For example, the
また、前記の実施形態の液体入り容器の製造方法は、ノズルユニット20と金型10とを用いて有底筒状のプリフォーム2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、ブローノズル23からプリフォーム2の内部に加圧液体供給源33によって加圧した液体Lを供給することにより、プリフォーム2を金型10の内面に沿った形状の液体入り容器Cに成形する液体ブロー成形工程と、シール体26で液体供給路を閉じるためにシール体26を前進動作させながら、加圧液体供給源33を吸引方向に作動させることによって液体入り容器Cの内部の圧力を低下させる脱圧工程と、を有するものであればよい。
Further, the method for manufacturing a liquid-containing container according to the above embodiment is a liquid-containing container for manufacturing a liquid-containing container containing the content liquid from a bottomed
例えば、前記の実施形態の液体入り容器の製造方法は、脱圧工程によって液体供給路を閉じた状態で、ブローノズル23より下方に位置する排出口28aを通して、液体吸引源32による吸引によって液体入り容器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を形成するヘッドスペース形成工程を有するものに限らない。また、前記の実施形態の液体入り容器の製造方法は、液体ブロー成形工程を開始するためにシール体26を後退動作させながら、加圧液体供給源33を加圧方向に作動させるものに限らない。また、前記の実施形態の液体入り容器の製造方法は、液体ブロー成形工程を開始するためのシール体26の後退動作による液体供給路の内部圧力の減少を略相殺するように、加圧液体供給源33を加圧方向に作動させるものに限らない。また、前記の実施形態の液体入り容器の製造方法は、液体ブロー成形工程より前にプリフォーム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を有するものに限らない。また、前記の実施形態の液体入り容器の製造方法は、脱圧工程において、液体供給路を閉じるためのシール体26の前進動作による液体供給路の内部圧力の増加を略相殺するように、加圧液体供給源33を吸引方向に作動させるものに限らない。
For example, in the method for manufacturing a liquid container according to the above embodiment, the liquid is filled by suction by the liquid suction source 32 through the
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 液体供給口
23b シール面
23c 気体供給口
24 縦流路(液体供給路)
25 液体供給ポート(液体供給路)
26 シール体
26a シール体本体
26b 軸体
27 テーパ面
28 排出ロッド
28a 排出口
28b 開閉体
28c 筒内流路(排出経路)
29 外筒
30 開閉ロッド
31 拡径部
32 液体吸引源
33 加圧液体供給源
34 ポンプ
34a シリンダ
34b ピストン
35 第3液体配管圧力計
36 タンク
37 気体供給路
C 液体入り容器
Ca 口部
Cc 底部
L 液体(内容液)
PL1 第1液体配管(排出経路)
PL2 第2液体配管(排出経路、液体供給路)
PL3 第3液体配管(液体供給路)
PL4 第4液体配管
VL1 第1液体配管弁
VL4 第4液体配管弁
H ヘッドスペース
1 Liquid
25 Liquid supply port (liquid supply path)
26
29
PL1 1st liquid piping (excretion path)
PL2 2nd liquid piping (excretion path, liquid supply path)
PL3 3rd liquid piping (liquid supply path)
PL4 4th liquid piping VL1 1st liquid piping valve VL4 4th liquid piping valve H Headspace
Claims (6)
前記ノズルユニットは、
加圧方向と吸引方向との両方に作動可能な加圧液体供給源と、
前記加圧液体供給源に接続されるとともにブローノズルで終端する液体供給路と、
前記液体供給路内のシール面に対する進退動作により前記液体供給路を開閉するシール体と、を有し、
前記ブローノズルから前記プリフォームの内部に前記加圧液体供給源によって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、
前記シール体で前記液体供給路を閉じるために前記シール体を前進動作させながら、前記加圧液体供給源を前記吸引方向に作動させることによって前記液体入り容器の内部の圧力を低下させる脱圧工程と、を有することを特徴とする液体入り容器の製造方法。 A method for manufacturing a liquid-containing container, which uses a nozzle unit and a mold to manufacture a liquid-containing container containing a content liquid from a bottomed tubular preform.
The nozzle unit is
A pressurized liquid source that can operate in both the pressurizing and suction directions,
A liquid supply path connected to the pressurized liquid supply source and terminated by a blow nozzle,
It has a seal body that opens and closes the liquid supply path by advancing and retreating with respect to the seal surface in the liquid supply path.
A liquid blow that forms the preform into the liquid-containing container shaped along the inner surface of the mold by supplying the liquid pressurized by the pressurized liquid supply source into the inside of the preform from the blow nozzle. Molding process and
A depressurization step of reducing the pressure inside the liquid container by operating the pressurized liquid supply source in the suction direction while moving the seal body forward to close the liquid supply path with the seal body. A method for producing a container containing a liquid, which comprises.
前記脱圧工程によって前記液体供給路を閉じた状態で、前記ブローノズルより下方に位置する前記排出口を通して、前記液体吸引源による吸引によっ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ヘッドスペース形成工程を有する、請求項1に記載の液体入り容器の製造方法。 The nozzle unit has a discharge rod having a discharge port connected to a liquid suction source by a discharge path.
With the liquid supply path closed by the decompression step, the liquid is discharged from the inside of the liquid container by suction by the liquid suction source through the discharge port located below the blow nozzle. The method for manufacturing a liquid container according to claim 1, further comprising a head space forming step of forming a head space in the liquid container.
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