JP2022126524A - 液体入り容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容器を成形するのに要する時間を短縮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】ブローノズル２３を通じて延びる予備供給筒２８の内周面とその径方向内側に設けられた予備供給ロッド２９の外周面とで形成された筒内流路３０を通じてプリフォーム２の内部に液体Ｌをプリフォーム２の延伸を生じない程度の圧力で供給することにより、プリフォーム２の内部から空気を排出させる空気排出工程Ｓ２と、予備供給ロッド２９によってプリフォーム２を下方に延伸するとともに、ブローノズル２３の内周面２３ｄと予備供給ロッド２９の外周面とで形成されたノズル内流路を通じてプリフォーム２の内部に加圧した液体Ｌを供給することにより、プリフォーム２を成形型１０の内面に沿った形状の容器Ｃに成形する液体ブロー成形工程Ｓ３と、を有することを特徴とする液体入り容器の製造方法。【選択図】図５

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。

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。

また、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。

そして、液体入り容器の製造方法としては、例えば特許文献１に記載されるように、ブローノズルを通じて延びる予備供給筒の内周面とその径方向内側に設けられた予備供給ロッドの外周面とで形成された筒内流路を通じてプリフォームの内部に液体を供給することにより、プリフォームの内部から空気を排出させる空気排出工程（プレフィル）を行い、その後に、予備供給筒と予備供給ロッドを延伸ロッドとして使用して液体ブロー成形工程を行うようにしたものが知られている。液体ブロー成形工程より前に空気排出工程でプリフォーム内から空気を排出しておくことで、液体ブロー成形工程において、プリフォームがブローノズルから供給される加圧した液体と延伸ロッドによって二軸延伸ブロー成形される時にプリフォーム内で空気が液体に巻き込まれて気泡化し、容器の成形に影響を及ぼすことを抑制することができる。

特開２０１９－１１９０９９号公報

しかし、特許文献１に記載されるような方法では、液体ブロー成形工程においてブローノズルの内周面と予備供給筒の外周面とで形成されたノズル内流路から液体が供給されるため、口部が小口径の容器を成形する場合などにおいて、容器を成形するのに要する時間が増大してしまう場合があった。また、ノズル内流路を広くするために予備供給筒を小径化した場合には、合わせて小径化される予備供給ロッドの強度不足が懸念された。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、容器を成形するのに要する時間を短縮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、ブローノズルを通じて延びる予備供給筒の内周面とその径方向内側に設けられた予備供給ロッドの外周面とで形成された筒内流路を通じてプリフォームの内部に液体を前記プリフォームの延伸を生じない程度の圧力で供給することにより、前記プリフォームの内部から空気を排出させる空気排出工程と、前記予備供給ロッドによって前記プリフォームを下方に延伸するとともに、前記ブローノズルの内周面と前記予備供給ロッドの前記外周面とで形成されたノズル内流路を通じて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成形型の内面に沿った形状の容器に成形する液体ブロー成形工程と、を有することを特徴とする。

本発明の液体入り容器の製造方法は、上記構成において、前記空気排出工程において、前記筒内流路を通じて前記プリフォームの内部に前記液体を供給しながら前記予備供給筒を前記予備供給ロッドに対して上方に徐々に相対移動させるのが好ましい。

本発明の液体入り容器の製造方法は、上記構成において、前記容器の内部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し、前記ヘッドスペース形成工程において、前記予備供給筒を前記予備供給ロッドに対して下方に相対移動させ、その後、前記筒内流路を通じて前記容器の内部から液体を排出するのが好ましい。

本発明によれば、容器を成形するのに要する時間を短縮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。 空気排出工程の開始時における液体入り容器の製造装置を示す説明図である。 空気排出工程の中途段階における液体入り容器の製造装置を示す説明図である。 空気排出工程の完了時における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の開始時における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の完了時における液体入り容器の製造装置を示す説明図である。 図６に示す状態からシール体を閉じた時における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。 図８に示す状態から予備供給ロッドを上昇させて予備供給口を閉じた時における液体入り容器の製造装置を示す説明図である。 ノズル上昇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。 本発明の一実施形態である液体入り容器の製造方法を示すフローチャートである。

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容器Ｃ（図１０参照）を製造するものである。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、ブロー成形用の成形型１０を有している。成形型１０は、例えばボトル形状などの容器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は成形型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が成形型１０のキャビティ１１の内部に配置されるとともに口部２ａが成形型１０から上方に突出した状態となって成形型１０に装着される。

成形型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を容器Ｃに成形した後に成形型１０を左右に開くことで、当該容器Ｃを成形型１０から取り出すことができるようになっている。

成形型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は円柱面状の内周面２３ｄを有する筒状に形成されており、内周面２３ｄ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は成形型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、成形型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。

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。

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２３ｄ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２３ｄ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はブローノズル２３の内周面２３ｄと同軸の軸心を有する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。

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の下端に軸体２６ｂと同軸に固定され、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。

ノズルユニット２０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、シール体２６に対して上下方向に相対移動可能な円筒状の予備供給筒２８と、予備供給筒２８の径方向内側に配置されるとともにシール体２６の軸心に沿って延び、シール体２６に対して上下方向に相対移動可能な予備供給ロッド２９と、を有している。予備供給筒２８と予備供給ロッド２９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と予備供給ロッド２９はそれぞれ、例えば鋼材等によって形成することができる。

予備供給ロッド２９の下端には拡径部２９ａが設けられており、拡径部２９ａの上面が予備供給筒２８の下端面に当接することにより、予備供給筒２８の下端に形成された予備供給口３１が閉じられる。また、予備供給筒２８の内部には、予備供給筒２８の内周面と予備供給ロッド２９の外周面とで形成される筒内流路３０が設けられている。筒内流路３０の下端は予備供給口３１を形成しており、予備供給口３１が閉じられることで筒内流路３０が閉塞される。

予備供給ロッド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を下方（軸方向）に延伸させる延伸ロッドとして用いられる。

予備供給口３１は、筒内流路３０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３３に接続されている。このように、本実施形態では、予備供給口３１は、筒内流路３０、第１液体配管ＰＬ１及び第２液体配管ＰＬ２で構成される予備供給経路によって、加圧液体供給源３３に接続されている。

本実施形態では、加圧液体供給源３３と後述する液体吸引源３２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。

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。

本実施形態では予備供給経路と液体供給路でポンプ３４を共用しているが、別々のポンプ３４を用いる構成としてもよい。この場合、予備供給経路と液体供給路は互いに独立した経路となるように構成することが好ましい。また、本実施形態では加圧液体供給源３３と液体吸引源３２を共通のポンプ３４によって構成しているが、加圧液体供給源３３と液体吸引源３２を別々のポンプによって構成してもよい。

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。

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、気体排出口２３ｃが設けられている。本実施形態では、気体排出口２３ｃはブローノズル２３の内周面２３ｄに設けられているが、気体排出口２３ｃはブローノズル２３の内周面２３ｄ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、気体排出路３７が設けられており、気体排出路３７の一端は気体排出口２３ｃで終端している。

本実施形態では、気体排出路３７は、気体排出路３７から気体及び液体Ｌが気体排出路３７の他端に接続された図示しない吸引源に向けて吸引される吸引状態と、気体排出路３７の他端が大気に開放される大気開放状態と、気体排出路３７の他端に接続された図示しない加圧気体供給源から加圧された気体が気体排出路３７に供給される加圧状態と、の間でその状態を切替えることができる。

図２～図４に示すように、成形型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を閉じた状態において、予備供給筒２８の予備供給口３１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～図４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３０及び予備供給口３１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～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は開かれ、気体排出路３７は大気開放状態とされる。気体排出路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排出路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排出路３７を大気開放状態とする構成に代えて、気体排出路３７を吸引状態とする構成としてもよい。

図５～図６に示すように、成形型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を後退動作させて縦流路２４を開くとともにポンプ３４（加圧液体供給源３３）を加圧方向に作動させる（図５～図６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５～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は閉じられ、気体排出路３７は閉塞状態とされる。このような加圧した液体Ｌの供給と、予備供給ロッド２９の下降による軸方向への延伸とにより、プリフォーム２を成形型１０のキャビティ１１の内面に沿った形状の容器Ｃに成形することができる。

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、図７に示すようにシール体２６で縦流路２４を閉じるまでシール体２６を前進動作（図７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７中の太線矢印参照）ことにより、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、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を開いた状態にして、予備供給口３１からも液体Ｌを排出するようにしてもよい。また、気体排出路３７は、このような脱圧が完了するまでは閉塞状態とされ、気体排出路３７への液体Ｌの侵入が抑制される。

図８に示すように、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、さらに、予備供給筒２８の予備供給口３１がプリフォーム２の底部２ｃで開いた状態において、ポンプ３４（液体吸引源３２）を吸引方向に作動させる（図８中の太線矢印参照）ことにより、容器Ｃの内部の液体Ｌを予備供給口３１から液体吸引源３２に向けて排出することができる（図８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、気体排出路３７を加圧状態とし、気体排出口２３ｃから容器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、予備供給口３１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。

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２９、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。

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から内部に液体（内容液）Ｌが収容された所定形状の容器Ｃを製造する方法（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。

図１１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、ヘッドスペース形成工程Ｓ４及びノズル上昇工程Ｓ５がこの順に行われる。

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、成形型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、予備供給筒２８の予備供給口３１は閉じた状態となっている。また、気体排出路３７は吸引状態となっている。気体排出路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。

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を成形型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、気体排出路３７を大気開放状態とし、シール体２６で縦流路２４を閉じたままで予備供給筒２８と予備供給ロッド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３１を開く。そしてこの状態から、プランジャー３４ｂを加圧方向に作動させ、筒内流路３０を通じて予備供給口３１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、気体排出路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。予備供給口３１の開放は、具体的には、予備供給ロッド２９の下端が底部２ｃに当接又は近接した状態で、予備供給筒２８が予備供給ロッド２９に対して上方に相対移動（上昇）することによって行われる。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２の内部の圧力がプリフォーム２を延伸（膨張）させない程度の圧力となるように設定する。

図２～図４に示すように、空気排出工程Ｓ２では、筒内流路３０を通じてプリフォーム２の内部に液体Ｌを供給しながら予備供給筒２８を予備供給ロッド２９に対して上方に徐々に相対移動させる。このように、液体ブロー成形工程Ｓ３を開始するまでに予備供給筒２８を上昇させておくことで、その分、プリフォーム２を容器Ｃに成形するまでに要する時間を短縮することができる。

予備供給筒２８の上昇に際しては、好ましくは、予備供給筒２８の下端が液中に位置し続けるように予備供給筒２８の上昇速度を制御するのが好ましい。これにより、プリフォーム２の内部に供給した液体Ｌがプリフォーム２の内部の空気を巻き込み気泡化させることを抑制することができる。気泡化の抑制により、液体ブロー成形工程Ｓ３において気泡が容器Ｃの成形に影響を及ぼすことを抑制することができ、また、ヘッドスペース形成工程Ｓ４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。

プリフォーム２の内部からの空気の排出が完了すると、第１液体配管弁ＶＬ１を閉じ、気体排出路３７を閉塞状態とする。なお、第１液体配管弁ＶＬ１は開いたままとしても構わない。

上記のように、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、ブローノズル２３を通じて延びた予備供給筒２８の予備供給口３１から液体Ｌを供給することにより、プリフォーム２の内部に供給した液体Ｌがプリフォーム２の内部の空気を巻き込み気泡化させることを抑制することができ、また、ブローノズル２３の内周面２３ｄに設けられた気体排出口２３ｃへの液体Ｌの侵入を抑制し、プリフォーム２の内部から気体排出路３７を通じて空気をスムーズに排出することができる。

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。図５～図６に示すように、液体ブロー成形工程Ｓ３においては、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を予備供給筒２８とともに後退動作させることで縦流路２４を開くとともに、ブローノズル２３の内周面２３ｄと予備供給ロッド２９の外周面とで形成されたノズル内流路を通じてプリフォーム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を成形型１０のキャビティ１１の内面に沿った所定形状の容器Ｃに成形する。

またこのとき、予備供給ロッド２９によってプリフォーム２を下方に延伸する軸方向の延伸が行われる。軸方向の延伸は、予備供給ロッド２９の下端により、プリフォーム２の底部２ｃを下方に押すことで行われる。軸方向の延伸の後又は最中にプリフォーム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をロッドで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をより精度よく前記所定形状の容器Ｃに成形することができる。

また、本実施形態の液体ブロー成形工程Ｓ３では、上述のようにブローノズル２３の内周面２３ｄと予備供給ロッド２９の外周面とで形成されたノズル内流路を通じて液体Ｌが供給されるので、ノズル内流路の断面積が広く確保され、容器Ｃの成形に要する時間を短縮することができる。すなわち、予備供給口３１を閉じた状態の予備供給ロッド２９と予備供給筒２８を延伸ロッドとして用いる二軸延伸ブロー成形を行う場合には、ノズル内流路はブローノズル２３の内周面２３ｄと予備供給筒２８の外周面とで形成されることになるのに対し、本実施形態のように予備供給筒２８の下端がブローノズル２３の内周面２３ｄよりも上方に位置するように予備供給筒２８を上昇させた状態で予備供給ロッド２９のみを延伸ロッドとして用いる二軸延伸ブロー成形を行う場合には、ノズル内流路はブローノズル２３の内周面２３ｄと、予備供給筒２８の外周面よりも小径となる予備供給ロッド２９の外周面とで形成されることになり、ノズル内流路の断面積がより広くなる。

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、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Ｓ３が完了すると、次に、脱圧工程Ｓ４が行われる。図７に示すように、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、液体吸引源３２を作動（つまり、ポンプ３４を吸引方向に作動）させることによって容器Ｃの内部の圧力を低下させるとともに、シール体２６で縦流路２４を閉じる。

なお、脱圧工程Ｓ４は、容器Ｃの内部の高圧状態が解消されるように行われるが、これに限らず、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、気体排出路３７は閉塞状態に維持される。

この脱圧工程Ｓ４によって容器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。

なお、図４～図７には、予備供給筒２８の下端がシール体２６に対して相対的に図１に示す原位置にある状態が示されているが、これに限らず、図４～図７に示す状態において予備供給筒２８の下端は原位置にある必要はなく、当該高さより上方又は下方に位置してもよい。また、予備供給筒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。

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８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、予備供給筒２８を予備供給ロッド２９に対して下方に相対移動させ、予備供給口３１が容器Ｃの底部Ｃｃに位置する状態とし、第１液体配管弁ＶＬ１を開き、液体吸引源３２を作動（つまり、ポンプ３４を吸引方向に作動）させることによって、容器Ｃの内部から液体Ｌを予備供給口３１及び筒内流路３０を通して排出するサックバックにより、容器Ｃの内部に所望の大きさのヘッドスペースＨ（図１０参照）が形成される。このサックバックは、本実施形態では、予備供給口３１が容器Ｃの底部Ｃｃに位置する状態で行われる。これにより、予備供給経路や液体供給路への空気の混入を抑制することができるので、空気の混入によって次回以降の容器Ｃの成形に影響が生じることを抑制することができる。しかし、予備供給口３１を容器Ｃの底部Ｃｃより上方に位置させた状態で、予備供給口３１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予備供給口３１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（つまりシール体２６を開いて縦流路２４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。

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予備供給口３１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、気体排出路３７が閉塞状態から加圧状態に切替えられる。ポンプ３４の吸引方向への作動と気体排出路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。この加圧気体による支援は特に液体Ｌの粘度が高い場合に有効である。なお、液体Ｌの粘度等によっては、加圧気体による支援を行わなくても構わない。

ヘッドスペースＨの形成は、サックバックによってだけでなく、容器Ｃの内部の液体Ｌ中から予備供給ロッド２９と予備供給筒２８を抜き出すことによっても行われる。本実施形態では、図９に示すように、サックバックが完了し、第１液体配管弁ＶＬ１を閉じた後に、予備供給ロッド２９を上昇させて予備供給口３１を閉じ、予備供給口３１が閉じた状態で予備供給ロッド２９と予備供給筒２８を原位置まで上昇させることにより、ヘッドスペースＨが形成される。このように、本実施形態では、ヘッドスペース形成工程Ｓ５により、サックバックにより容器Ｃの内部から排出した液体Ｌの体積量と、容器Ｃの内部の液体Ｌ中から抜き出された予備供給ロッド２９、筒内流路３０及び予備供給筒２８の全体の体積量と、を合わせた量に応じた大きさのヘッドスペースＨが形成される。予備供給ロッド２９と予備供給筒２８を原位置まで上昇させる際は、気体排出路３７は加圧状態とされるが、これに限らず、大気開放状態又は閉塞状態としても構わない。

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、気体排出路３７を吸引状態としてブローノズル２３からの液垂れを抑制し、図１０に示すように、ノズルユニット２０を上昇させる。このとき、ノズルユニット２０は、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排出路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のプランジャー３４ｂを吸引方向に作動させて加圧液体供給源３３を充填する（図１０中の破線矢印参照）。そして、容器Ｃを成形型１０から取出し、図１に示す待機工程Ｓ１へと移行する。

本発明は前記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。

したがって、前記実施形態の液体入り容器の製造方法は、例えば以下に述べるような種々の変更が可能である。

前記実施形態の液体入り容器の製造方法は、ブローノズル２３を通じて延びる予備供給筒２８の内周面とその径方向内側に設けられた予備供給ロッド２９の外周面とで形成された筒内流路３０を通じてプリフォーム２の内部に液体Ｌをプリフォーム２の延伸を生じない程度の圧力で供給することにより、プリフォーム２の内部から空気を排出させる空気排出工程Ｓ２と、予備供給ロッド２９によってプリフォーム２を下方に延伸するとともに、ブローノズル２３の内周面２３ｄと予備供給ロッド２９の外周面とで形成されたノズル内流路を通じてプリフォーム２の内部に加圧した液体Ｌを供給することにより、プリフォーム２を成形型１０の内面に沿った形状の容器Ｃに成形する液体ブロー成形工程Ｓ３と、を有する限り、種々変更可能である。

例えば、前記実施形態の液体入り容器の製造方法は、脱圧工程Ｓ４を有していなくてもよい。また、前記実施形態の液体入り容器の製造方法は、ヘッドスペース形成工程Ｓ５において、容器Ｃの内部への予備供給筒２８の挿入量を調整することによってヘッドスペースＨの大きさを調整してもよい。また、前記実施形態の液体入り容器の製造方法は、ヘッドスペース形成工程Ｓ５において、ポンプ３４を作動させずに、予備供給筒２８や予備供給ロッド２９の挿入体積分のヘッドスペースＨを形成してもよい。

なお、前記実施形態の液体入り容器の製造方法は、空気排出工程Ｓ２において、筒内流路３０を通じてプリフォーム２の内部に液体Ｌを供給しながら予備供給筒２８を予備供給ロッド２９に対して上方に徐々に相対移動させるのが好ましい。

また、前記実施形態の液体入り容器の製造方法は、容器Ｃの内部にヘッドスペースＨを形成するヘッドスペース形成工程Ｓ５を有し、ヘッドスペース形成工程Ｓ５において、予備供給筒２８を予備供給ロッド２９に対して下方に相対移動させ、その後、筒内流路３０を通じて容器Ｃの内部から液体Ｌを排出するのが好ましい。

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 成形型
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 気体排出口
２３ｄ 内周面
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 予備供給筒
２９ 予備供給ロッド
２９ａ 拡径部
３０ 筒内流路（予備供給経路）
３１ 予備供給口
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 気体排出路
Ｃ 容器
Ｃａ 口部
Ｃｃ 底部
Ｌ 液体（内容液）
ＰＬ１ 第１液体配管（予備供給経路）
ＰＬ２ 第２液体配管（予備供給経路、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

Claims (3)

1. ブローノズルを通じて延びる予備供給筒の内周面とその径方向内側に設けられた予備供給ロッドの外周面とで形成された筒内流路を通じてプリフォームの内部に液体を前記プリフォームの延伸を生じない程度の圧力で供給することにより、前記プリフォームの内部から空気を排出させる空気排出工程と、
   前記予備供給ロッドによって前記プリフォームを下方に延伸するとともに、前記ブローノズルの内周面と前記予備供給ロッドの前記外周面とで形成されたノズル内流路を通じて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成形型の内面に沿った形状の容器に成形する液体ブロー成形工程と、
   を有することを特徴とする液体入り容器の製造方法。
2. 前記空気排出工程において、前記筒内流路を通じて前記プリフォームの内部に前記液体を供給しながら前記予備供給筒を前記予備供給ロッドに対して上方に徐々に相対移動させる、請求項１に記載の液体入り容器の製造方法。
3. 前記容器の内部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し、
   前記ヘッドスペース形成工程において、前記予備供給筒を前記予備供給ロッドに対して下方に相対移動させ、その後、前記筒内流路を通じて前記容器の内部から液体を排出する、請求項１又は２に記載の液体入り容器の製造方法。

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