JP2022151134A - 液体入り容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大きなヘッドスペースを形成し易く口部からの内容液の噴出を抑制することができる、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、ブローノズル２３から気体を流出させる気体流出路３１と、気体流出路３１とは別に設けられブローノズル２３に気体を流入させる気体流入路３４とを有し、供給路からプリフォームの内部に加圧液体供給源３０によって加圧した液体Ｌを供給することにより、プリフォームをブロー成形型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、ヘッドスペースＨＳを形成するヘッドスペース形成工程とを有し、ヘッドスペース形成工程において、気体流入路３４を通した液体入り容器Ｃの内部への加圧した気体の導入を終了する前に、気体流出路３１を通した液体入り容器Ｃの内部からの気体の流出を開始する、液体入り容器の製造方法。【選択図】図８

Description

本発明は、合成樹脂製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。

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。この場合、成形直後の容器は内容液が満たされた状態となるため、ブロー成形型からの製品の取り出し、搬送時の液こぼれ防止、製品仕様等により、適切な大きさのヘッドスペースを設ける必要がある。

ヘッドスペースを設ける方法として中空の延伸ロッドで容器内から内容液を吸い出す方法があるが、特に高粘度の内容液の場合、小径のロッドからでは配管抵抗が大きく吸い出しが困難である。そこで、この吸い出しを支援するために、例えば特許文献１に記載されるように、容器内液面に圧縮エアー（アシストエアー）を供給し、それにより内容液を延伸ロッド内に押し込む方法が知られている。

国際公開第２０２０／０４４７５６号

上記のようにアシストエアーを用いる方法では、アシストエアーの圧力を高くし、又はその供給時間を長くすれば、ヘッドスペースを増大させることができるものの、容器内の残圧が高くなり、その結果、ブローノズルが上昇して容器の口部とブローノズルとの係合が解除された瞬間に口部から内容液が噴出する虞がある。

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、大きなヘッドスペースを形成し易く口部からの内容液の噴出を抑制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、ノズルユニットとブロー成形型とを用いて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、ブローノズルまで延びる液体の供給路と、排出ロッドに設けられた排出口まで延びる液体の排出経路と、前記ブローノズルから気体を流出させる気体流出路と、前記気体流出路とは別に設けられ前記ブローノズルに気体を流入させる気体流入路とを有し、前記ブローノズルを前記プリフォームの口部に係合させた状態で前記供給路から前記プリフォームの内部に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ブロー成形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、前記供給路を閉塞した状態で前記気体流入路から前記液体入り容器の内部に加圧した気体を導入することで、前記ブローノズルを通して前記液体入り容器の内部まで延びた前記排出ロッドに設けられた前記排出口を通して、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、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し、前記ヘッドスペース形成工程において、前記気体流入路を通した前記液体入り容器の内部への加圧した気体の導入を終了する前に、前記気体流出路を通した前記液体入り容器の内部からの気体の流出を開始する、液体入り容器の製造方法である。

また、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、前記気体流入路を通した前記液体入り容器の内部への加圧した気体の導入を終了する前に、前記気体流出路を通して前記液体入り容器の内部から気体を吸引する、液体入り容器の製造方法であるのが好ましい。

また、本発明の液体入り容器の製造方法は、上記構成において、前記排出ロッドは、下端に前記排出口を備える排出筒と、前記排出筒よりも径方向内側で前記排出筒に対して相対的に移動することで前記排出口を開閉する排出シール体とを有する、液体入り容器の製造方法であるのが好ましい。

また、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、前記供給路を開閉するシール体を有し、前記排出ロッドは、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、前記液体ブロー成形工程は、前記シール体で前記供給路を開くことによって行われ、前記ヘッドスペース形成工程は、前記シール体で前記供給路を閉じた状態で行われる、液体入り容器の製造方法であるのが好ましい。

また、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、前記加圧液体供給源を吸引方向に作動させることにより、前記排出ロッドの前記排出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、液体入り容器の製造方法であるのが好ましい。

また、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の最中又は前記液体ブロー成形工程より前に前記排出ロッドによって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、液体入り容器の製造方法であるのが好ましい。

本発明によれば、大きなヘッドスペースを形成し易く口部からの内容液の噴出を抑制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。 液体ブロー成形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完了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において、１段目のサックバック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において、図５の状態から供給路を閉塞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において、図６の状態から２段目のサックバック工程を開始し、ヘッドスペースを形成している途中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において、図７の状態から気体流出工程を開始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において、図８の状態から２段目のサックバック工程を終了し、ロッド上昇工程を行い終了した時の状態の液体入り容器の製造装置を示す説明図である。 空気排出工程の変形例を示す説明図である。

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９参照）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に連なるとともに下端が閉塞された円筒状の胴部２ｂ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、ブロー成形型１０を有している。ブロー成形型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はブロー成形型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がブロー成形型１０のキャビティ１１の内部に配置されるとともに口部２ａがブロー成形型１０から上方に突出した状態となってブロー成形型１０に装着される。

ブロー成形型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を液体入り容器Ｃに成形した後にブロー成形型１０を左右に開くことで、当該液体入り容器Ｃをブロー成形型１０から取り出すことができるようになっている。

ブロー成形型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は略円筒状に形成されており、その下端部の内側は液体供給口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はブロー成形型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、ブロー成形型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まで延びる縦流路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。

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。

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、縦流路２４に設けられた環状（円環状）の座部２４ａを有している。環状の座部２４ａは、ブローノズル２３の上面によって構成されている。環状の座部２４ａ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。環状の座部２４ａは、下向き円錐状のテーパ面からなっている。しかし、環状の座部２４ａの形状は適宜変更が可能である。縦流路２４の内部には、縦流路２４（の座部２４ａ）を開閉するためのシール体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。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にまで移動したときに、テーパ面２６ａにおいてブローノズル２３の上面（座部２４ａ）に当接して縦流路２４（の座部２４ａ）を閉塞する。テーパ面２６ａはシール体２６の下端に設けられているが、その配置は適宜変更が可能である。また、テーパ面２６ａは下向き円錐状をなしているが、その形状は適宜変更が可能である。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の下端面がブローノズル２３の上面（座部２４ａ）から離脱して縦流路２４（の座部２４ａ）が開放される。

シール体２６は、縦流路２４（の座部２４ａ）を閉塞する閉塞位置と、縦流路２４（の座部２４ａ）を、液体ブロー成形工程内で最大となる開度である最大開度で開放する開放位置との間で移動可能である。より具体的には、シール体２６は、閉塞位置（図１参照）と、予備開放位置（図２参照）と、開放位置（図４参照）との間で移動可能となっている。予備開放位置では、縦流路２４（の座部２４ａ）を開閉するシール体２６の開度は、開放位置での開度よりも小さくなっている。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、シール体２６を貫通するとともにシール体２６に対して相対的に上下方向に移動可能であるとともに排出口２８ｂを備える排出ロッド２８を有している。排出ロッド２８は、上下方向に沿って延びるとともに下端に排出口２８ｂを備える排出筒２８ａと、排出筒２８ａよりも径方向内側で排出筒２８ａに対して相対的に上下方向に移動することで排出口２８ｂを開閉する排出シール体２８ｃとを有している。

排出筒２８ａは、鋼材等によって軸体２７及びシール体２６の軸心に沿って延びる円筒状に形成されており、排出筒２８ａの外周面はシール体２６に直接又はシール部材を介して液密に接している。また、排出シール体２８ｃは、鋼材等によって軸体２７及びシール体２６の軸心に沿って延びる略円柱状に形成されており、下端に排出口２８ｂを開閉する拡径部を有している。当該拡径部が排出筒２８ａの下端に接することで排出口２８ｂが閉塞され、この状態から、排出シール体２８ｃが排出筒２８ａに対して相対的に下方に移動することで排出口２８ｂが開放される。排出筒２８ａと排出シール体２８ｃは、それぞれ互いに独立して、或いは互いに同期して、図示しない駆動源により駆動されて軸体２７及びシール体２６に対して相対的に上下方向に移動することができる。

排出口２８ｂは、排出ロッド２８の中空部（排出筒２８ａと排出シール体２８ｃの間の空間）を介して第１配管Ｐ１に連通している。より具体的には、排出ロッド２８の中空部の下端部が排出口２８ｂに連通し、排出ロッド２８の中空部の上端部が第１配管Ｐ１に連通している。第１配管Ｐ１には、第１バルブＶ１が設けられ、この第１バルブＶ１により第１配管Ｐ１を開閉することができる。なお、第１バルブＶ１は、制御装置によって制御可能な電磁弁により構成されるのが好ましい。

上記のように本実施形態では排出ロッド２８は排出口２８ｂを開閉可能に設けられている。しかし、排出ロッド２８は、排出口２８ｂが常時開放されている構成であってもよい。また、排出ロッド２８に設ける排出口２８ｂの数や配置も適宜設定することができる。

排出ロッド２８は、本実施形態のように、延伸ロッドとして用いてもよい。排出ロッド２８は、下方に向けて移動することにより、プリフォーム２を軸方向に延伸させることができる。

ノズルユニット２０（のノズルユニット本体２０ａ）の内部には、ブローノズル２３から気体（本実施形態では空気）を流出させる気体流出路３１が設けられている。気体流出路３１の一端は、後述する供給路（供給路は、第３配管Ｐ３、供給ポート２５及び縦流路２４で構成される）における座部２４ａより下流側の部分（本実施形態ではブローノズル２３の内周面）に設けられた流出開口３２に接続されている。気体流出路３１の他端は吸引源３３に接続されている。吸引源３３は、例えば吸引ポンプ等で構成することができる。また、気体流出路３１には第２バルブＶ２が設けられ、この第２バルブＶ２により気体流出路３１を開閉することができる。なお、第２バルブＶ２は、制御装置によって制御可能な電磁弁により構成されるのが好ましい。気体流出路３１は、その一部又は全体をノズルユニット２０（のノズルユニット本体２０ａ）の内部に設けることができる。

気体流出路３１は、吸引源３３が駆動し第２バルブＶ２が開いた吸引状態と、吸引源３３が停止し（作動していてもよい）第２バルブＶ２が閉じた閉状態との間で状態を切り替え可能である。気体流出路３１を吸引状態とすることで、図２に示すように、空気排出工程において、プリフォーム２の内部を液体Ｌで満たすために気体流出路３１を通してプリフォーム２の内部から空気を排出することができ、また、図８～図９に示すように、気体流出工程において、容器Ｃの内部の残圧を低減するために気体流出路３１を通して容器Ｃの内部から空気を排出することができる。また、気体流出路３１を吸引状態とすることで、図１に示すように待機工程において、ブローノズル２３に付着または残存した液体Ｌを吸引し、ブローノズル２３からの液だれを防止することができる。図３及び図４に示すように、気体流出路３１を閉状態とすることで、液体ブロー成形工程において、プリフォーム２の内部に加圧した液体Ｌを安定して供給することができる。なお、第２バルブＶ２は、流出開口３２のできるだけ近くに配置するのが好ましく、このような配置により、流出開口３２と第２バルブＶ２との間の経路の容積を低減し、当該経路に浸入して残された液体Ｌの逆流による、泡立ちの発生やヘッドスペースＨＳへの影響、液垂れの発生による口部２ａへの液体Ｌの付着などを抑制することができる。

気体流出路３１には、必要以上の吸引で液体Ｌを吸い出してしまうことを抑制したり、液体入り容器Ｃの変形を抑制したりするために、レギュレータを設けてもよい。レギュレータを使用し、後述の加圧空気（アシストエアー）に応じた脱圧条件を調整することで、加圧気体の制御、残圧低減の設定に自由度が増え制御が容易になり、連続成形中の液温変動による粘度変化にも対応でき、制御の自由度が増え、様々な液種に対応できる等の効果を得ることができる。

ノズルユニット２０（のノズルユニット本体２０ａ）の内部には、加圧した気体（以下、加圧気体ともいう。本実施形態では、加圧した空気、すなわちアシストエアー）をブローノズル２３に流入させて液体入り容器Ｃの内部に導入する気体流入路３４が気体流出路３１とは別に設けられている。気体流入路３４の一端は、供給路における座部２４ａより下流側の部分（本実施形態ではブローノズル２３の内周面）に流出開口３２とは別に設けられた流入開口３５に接続されている。気体流入路３４の他端は加圧気体供給源３６に接続されている。加圧気体供給源３６は、例えば空気圧縮機（コンプレッサー）等で構成することができる。また、気体流入路３４には第３バルブＶ３が設けられ、この第３バルブＶ３により気体流入路３４を開閉することができる。なお、第３バルブＶ３は、制御装置によって制御可能な電磁弁により構成されるのが好ましい。気体流入路３４は、その一部又は全体をノズルユニット２０（のノズルユニット本体２０ａ）の内部に設けることができる。

気体流入路３４は、加圧気体供給源３６が駆動し第３バルブＶ３が開いた加圧状態と、加圧気体供給源３６が停止し（作動していてもよい）第３バルブＶ３が閉じた閉状態との間で状態を切り替え可能である。気体流入路３４を加圧状態とすることで、図７～図８に示すように、ヘッドスペース形成工程において、容器Ｃの内部に加圧気体を供給することで加圧気体で液面を押し、排出ロッド２８を通した容器Ｃの内部からの液体Ｌの吸い出しを支援することができる。また、気体流入路３４を閉状態とすることで、図３及び図４に示すように、液体ブロー成形工程において、プリフォーム２の内部に加圧した液体Ｌを安定して供給することができる。なお、第３バルブＶ３は、流入開口３６のできるだけ近くに配置するのが好ましく、このような配置により、流入開口３６と第３バルブＶ３との間の経路の容積を低減し、当該経路に浸入して残された液体Ｌの逆流による、泡立ちの発生やヘッドスペースＨＳへの影響、液垂れの発生による口部２ａへの液体Ｌの付着などを抑制することができる。

供給ポート２５には、第２配管Ｐ２を介して加圧液体供給源３０が接続されている。加圧液体供給源３０は、例えば、シリンダ３０ａとピストン（プランジャー）３０ｂとを備えたプランジャーポンプ等で構成することができる。

加圧液体供給源３０は、図３及び図４に示すように、ブロー成形型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を開放した状態において、正方向（加圧方向）に作動することにより、第２配管Ｐ２、第３配管Ｐ３、供給ポート２５、縦流路２４（の座部２４ａ）及び液体供給口２３ａ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。第２配管Ｐ２は、分岐部Ｓで第１配管Ｐ１と第３配管Ｐ３とに分岐している。ノズルユニット２０は、加圧液体供給源３０から分岐部Ｓまで延びる第２配管Ｐ２で構成される共通経路と、分岐部Ｓから供給ポート２５まで延びる第３配管Ｐ３、供給ポート２５及び縦流路２４で構成される供給路と、分岐部Ｓから排出ロッド２８に設けられた排出口２８ｂまで延びる排出経路（第１配管Ｐ１を含む）とを有している。

加圧液体供給源３０は、図７に示すように、シール体２６が縦流路２４を閉塞し、第１バルブＶ１と排出口２８ｂが開いた状態において逆方向に作動することにより、排出口２８ｂを通して液体入り容器Ｃの内部から液体Ｌを排出することができる。本実施形態によれば、供給路を加圧するための加圧液体供給源３０を、この排出のためにも兼用して、ノズルユニット２０の構成を簡素化することができる。しかし、排出のために用いる吸引源を加圧液体供給源３０とは別に設ける（排出経路も供給経路に対し独立して設ける）構成としてもよい。

加圧液体供給源３０は、シール体２６が縦流路２４を閉塞し、第１バルブＶ１が閉じた状態において逆方向に作動することにより、図示しない供給タンクに収容されている液体Ｌをシリンダ３０ａの内部に吸引し、次の液体ブロー成形に備えることができる。

ノズルユニット本体２０ａ、シール体２６、排出ロッド（延伸ロッド）２８、加圧液体供給源３０（プランジャー３０ｂ）、第１～第３バルブＶ１～Ｖ３、吸引源３３及び加圧気体供給源３６等の作動は、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Ｌ（内容液）が収容されてなる液体入り容器Ｃを成形する方法である、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。

本実施形態に係る液体入り容器の製造方法は、待機工程、空気排出工程、液体ブロー成形工程、ヘッドスペース形成工程及びノズルユニット上昇工程を有している。

まず、待機工程が行われる。待機工程においては、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をブロー成形型１０に装着し、型締めする。

このとき、ノズルユニット２０は、図１に示すように、ブロー成形型１０に対して上方に離れた位置にあり、シール体２６は座部２４ａを閉塞した状態となっている。また、気体流入路３４は閉状態とされ、気体流出路３１は吸引状態となっている。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、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、気体流入路３４は閉状態のままで気体流出路３１は吸引状態とし、シール体２６は予備開放位置に移動させ、プランジャー３０ｂは第１速度で（すなわち、第１圧力で）正方向に作動させ、それにより、縦流路２４（供給路）からプリフォーム２の内部に液体Ｌを供給することで、プリフォーム２の内部の空気を気体流出路３１を通して排出させる。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。なお、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）させない程度の速度に設定することが好ましい。

空気排出工程は、縦流路２４（供給路）からの液体Ｌの供給ではなく、排出ロッド２８の排出口２８ｂからの液体Ｌの供給によって行ってもよい。この場合、図１０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、気体流入路３４は閉状態、シール体２６は閉塞位置のままで気体流出路３１は吸引状態とし、第１バルブＶ１は開状態とし、排出ロッド２８はプリフォーム２の底部付近で排出口２８ｂを開状態とし、プランジャー３０ｂをプリフォームを実質的に延伸（膨張）させない程度の速度で正方向に作動させ、排出口２８ｂ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流出路３１を通して排出させる。なお、図２と図１０に示すいずれの空気排出工程においても気体流出路３１は吸引状態としているが、これに限らず、例えば、気体流出路３１を大気に接続可能に構成し、気体流出路３１を大気開放状態にすることによってプリフォーム２の内部から空気を大気に排出させるようにしてもよい。

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、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、縦流路２４（供給路）からプリフォーム２の内部に加圧液体供給源３０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がブロー成形型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。

より具体的には、図３～図４に示すように、プランジャー３０ｂは第２速度で正方向に作動させ、シール体２６は予備開放位置から開放位置に向けて上昇させ、それにより、縦流路２４（供給路）から座部２４ａを通して第２圧力に加圧した液体Ｌをプリフォーム２の内部に供給する。その結果、プリフォーム２は、図４に示すように、ブロー成形型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。

ここで、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。

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延伸ロッドとしての排出ロッド２８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。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を排出ロッド２８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、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の下端面は、原位置において、図１に示された高さのようにシール体２６の下端面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。なお、排出口２８ｂを閉じた排出ロッド２８全体を延伸ロッドとして使用するのに代えて、排出シール体２８ｃのみを延伸ロッドとして使用（例えば、排出筒２８ａは動作させずに排出シール体２８ｃのみを下降させ、延伸ロッドとして使用）してもよい。

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。ヘッドスペース形成工程は、１段目のサックバック工程、２段目のサックバック工程、気体流出工程及びロッド上昇工程を有している。

図５に示すように、ヘッドスペース形成工程においては、まず、１段目のサックバック工程が行われる（すなわち、加圧液体供給源３０を吸引方向に作動させることによって供給路を通して液体入り容器Ｃの内部から液体Ｌを排出する）。１段目のサックバック工程においては、図５に示すようにシール体２６は開放位置にあり、気体流入路３４と気体流出路３１はともに閉状態であり、第１バルブＶ１と排出口２８ｂはともに開状態とし（閉状態としてもよい）、プランジャー３０ｂは所定の作動量だけ逆方向（吸引方向）に作動させ、それにより、成形後の液体入り容器Ｃの内部から所定量の液体Ｌを加圧液体供給源３０に向けて吸い戻す。この１段目のサックバックによって、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）、その後に気体流入路３４を加圧状態とする際に容器Ｃの内部から液体Ｌが気体流入路３４内に侵入するのを抑制できる。また、この１段目のサックバックを縦流路２４（供給路）を通して行うことにより、排出ロッド２８の排出口２８ｂのみを通して行う場合よりも速やかな液体Ｌの排出を実現し、容器Ｃの内部の正圧状態を速やかに解消することができる。この１段目のサックバックによる吸い戻しの量は、成形後の容器Ｃの内部の液体Ｌに混入した若干の空気ができるだけ縦流路２４（供給路）に戻されない程度の僅かな量に留めることが好ましい。しかし、この１段目のサックバックを行わないようにしてもよい。

ヘッドスペース形成工程においては、１段目のサックバックが完了すると、シール体２６を閉塞位置に移動させ（図６参照）、気体流出路３１は閉状態のままで気体流入路３４を加圧状態とし、２段目のサックバックを行う（図７参照）。２段目のサックバックにおいては、第１バルブＶ１と排出口２８ｂはともに開状態とし、縦流路２４（供給路）をシール体２６により閉塞した状態で加圧液体供給源３０（のプランジャー３０ｂ）を吸引方向に作動させることにより、ブローノズル２３を通して液体入り容器Ｃの内部まで延びた排出ロッド２８に設けられた排出口２８ｂを通して、液体入り容器Ｃの内部から液体Ｌを排出し、液体入り容器Ｃに所望の大きさのヘッドスペースＨＳ（図９参照）を形成する。本実施形態では、この２段目のサックバックは、プリフォーム２の内部に気体流入路３４から加圧気体を供給しながら行われるため、排出口２８ｂを通した液体Ｌの排出が促進される。この加圧気体による支援は、特に、内容液とする液体Ｌの粘度が大きい場合に有効である。しかし、気体流入路３４からの加圧気体のみにより、排出口２８ｂを通して液体Ｌを排出し（すなわち、供給路を閉塞した状態で、加圧液体供給源３０を吸引方向に作動させずに液体入り容器Ｃの内部に加圧気体を導入することにより、排出ロッド２８の排出口２８ｂを通して液体入り容器Ｃの内部から液体Ｌを排出し）、ヘッドスペースＨＳを形成するようにしてもよい。

ヘッドスペース形成工程においては、気体流入路３４を通した液体入り容器Ｃの内部への加圧気体の導入を終了する前に、気体流出工程が開始される。気体流出工程は、気体流出路３１を通して液体入り容器Ｃの内部からの気体を流出させる工程である。つまり、ヘッドスペース形成工程においては、気体流入路３４を通した液体入り容器Ｃの内部への加圧気体の導入を終了する前に、気体流出路３１を通した液体入り容器Ｃの内部からの気体の流出を開始する。このように、本実施形態では気体流入路３４と気体流出路３１が別個にあるため、流入側を稼働中に流出側を稼働状態で準備（待機）させることができる。したがって、ヘッドスペースＨＳを増大させるために加圧気体の圧力を高くし、又はその供給時間を長くした場合でも、加圧気体による液体入り容器Ｃの内部の残圧を速やかに低減させることができるので、ノズルユニット上昇工程において、ブローノズル２３が上昇して液体入り容器Ｃの口部２ａとブローノズル２３との係合が解除された瞬間に口部２ａから液体Ｌ（内容液）が噴出することを抑制することができる。また、これにより、成形時間を短縮することができる。なお、気体流入路３４を通した液体入り容器Ｃの内部への加圧気体の導入を終了する（第３バルブＶ３を閉状態とする）タイミングは、要求されるヘッドスペースＨＳの大きさ、内容液の粘度などの成形条件に応じて適宜設定することができる。

ヘッドスペース形成工程においては、図８に示すように、２段目のサックバック工程が完了（加圧気体の導入と加圧液体供給源３０による液体Ｌの吸引をいずれも終了）した後、又は２段目のサックバック工程の最中に、ロッド上昇工程が行われる。ロッド上昇工程においては、排出口２８ｂと第１バルブＶ１はともに閉状態とされ、排出ロッド２８が原位置まで上昇することでヘッドスペースＨＳが増大される。２段目のサックバック工程とロッド上昇工程がいずれも終了すると、ヘッドスペース形成工程が完了する。

ヘッドスペース形成工程が完了すると、ノズルユニット上昇工程が行われる。ノズルユニット上昇工程においては、気体流出路３１は吸引状態のままでノズルユニット２０を上昇させ、液体入り容器Ｃをブロー成形型１０から取出す。そして、加圧液体供給源３０を充填し、図１に示す待機工程へと移行する。

本発明は前述した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。

したがって、前述した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。

前述した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とブロー成形型１０とを用いてプリフォーム２から内容液を収容した液体入り容器Ｃを製造する液体入り容器の製造方法であって、ノズルユニット２０は、ブローノズル２３まで延びる液体Ｌの供給路と、排出ロッド２８に設けられた排出口２８ｂまで延びる液体Ｌの排出経路と、ブローノズル２３から気体を流出させる気体流出路３１と、気体流出路３１とは別に設けられブローノズル２３に気体を流入させる気体流入路３４とを有し、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供給路からプリフォーム２の内部に加圧液体供給源３０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をブロー成形型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、供給路を閉塞した状態で気体流入路３４から液体入り容器Ｃの内部に加圧した気体を導入することで、ブローノズル２３を通して液体入り容器Ｃの内部まで延びた排出ロッド２８に設けられた排出口２８ｂ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、ヘッドスペースＨＳを形成するヘッドスペース形成工程とを有し、ヘッドスペース形成工程において、気体流入路３４を通した液体入り容器Ｃの内部への加圧した気体の導入を終了する前に、気体流出路３１を通した液体入り容器Ｃの内部からの気体の流出を開始する、液体入り容器の製造方法である限り、種々変更可能である。

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。前記の実施形態では、加圧液体供給源３０から分岐部Ｓまで延びる液体の共通経路と、分岐部Ｓからブローノズル２３まで延びる液体の供給路と、分岐部Ｓから排出ロッド２８に設けられた排出口２８ｂまで延びる液体の排出経路とを有する装置を用いているが、このような装置に代えて、例えば、加圧液体供給源３０からブローノズル２３まで延びる液体の供給路と、加圧液体供給源３０とは別に設けられたプランジャーポンプなどの液体吸引・加圧装置から排出ロッド２８に設けられた排出口２８ｂまで延びる液体の排出経路とを有する装置を用いてもよい。このような装置を用いる場合、必要に応じて２段目のサックバックを上記の液体吸引・加圧装置によって行うことができる。

また、前記の実施形態においては、空気排出工程においてブローノズル２３をプリフォーム２の口部２ａに係合させた状態で気体流出路３１を吸引状態とすることによってプリフォーム２の内部から空気を排出するようにしているが、これに限らない。例えば、気体流出路３１を大気に接続可能に構成し、空気排出工程において、気体流出路３１を大気開放状態にすることによってプリフォーム２の内部から空気を大気に排出するようにしてもよい。また、空気排出工程においてブローノズル２３をプリフォーム２の口部２ａに係合させないようにしてプリフォーム２の内部から外部への空気の排出通路を確保するようにしてもよい。なお、空気排出工程を設けないようにしてもよい。

また、ヘッドスペース形成工程の気体流出工程は、気体流出路３１を大気に接続可能に構成し、気体流出工程において、気体流出路３１を大気開放状態にすることによってプリフォーム２の内部から空気を大気に排出するようにしてもよい。

また、ロッド延伸工程（及びロッド上昇工程）を行わないようにしてもよい。

また、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。

なお、前述した実施形態の液体入り容器の製造方法は、上記構成において、ヘッドスペース形成工程において、気体流入路３４を通した液体入り容器Ｃの内部への加圧した気体の導入を終了する前に、気体流出路３１を通して液体入り容器Ｃの内部から気体を吸引する、液体入り容器の製造方法であるのが好ましい。

また、前述した実施形態の液体入り容器の製造方法は、上記構成において、排出ロッド２８は、下端に排出口２８ｂを備える排出筒２８ａと、排出筒２８ａよりも径方向内側で排出筒２８ａに対して相対的に移動することで排出口２８ｂを開閉する排出シール体２８ｃとを有する、液体入り容器の製造方法であるのが好ましい。

また、前述した実施形態の液体入り容器の製造方法は、上記構成において、ノズルユニット２０は、供給路を開閉するシール体２６を有し、排出ロッド２８は、シール体２６を貫通するとともにシール体２６に対して相対的に移動可能であり、液体ブロー成形工程は、シール体２６で供給路を開くことによって行われ、ヘッドスペース形成工程は、シール体２６で供給路を閉じた状態で行われる、液体入り容器の製造方法であるのが好ましい。

また、前述した実施形態の液体入り容器の製造方法は、上記構成において、ヘッドスペース形成工程において、加圧液体供給源３０を吸引方向に作動させることにより、排出ロッド２８の排出口２８ｂを通して液体入り容器Ｃの内部から液体Ｌを排出する、液体入り容器の製造方法であるのが好ましい。

また、前述した実施形態の液体入り容器の製造方法は、上記構成において、液体ブロー成形工程の最中又は液体ブロー成形工程より前に排出ロッド２８によってプリフォーム２を軸方向に延伸させるロッド延伸工程をさらに有する、液体入り容器の製造方法であるのが好ましい。

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
１０ ブロー成形型
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
２４ 縦流路
２４ａ 座部
２５ 供給ポート
２６ シール体
２６ａ テーパ面
２７ 軸体
２８ 排出ロッド
２８ａ 排出筒
２８ｂ 排出口
２８ｃ 排出シール体
３０ 加圧液体供給源
３０ａ シリンダ
３０ｂ ピストン（プランジャー）
３１ 気体流出路
３２ 流出開口
３３ 吸引源
３４ 気体流入路
３５ 流入開口
３６ 加圧気体供給源
Ｃ 液体入り容器
Ｌ 液体
Ｐ１ 第１配管
Ｐ２ 第２配管
Ｐ３ 第３配管
Ｓ 分岐部
Ｖ１～Ｖ３ 第１～第３バルブ
ＨＳ ヘッドスペース

Claims (6)

1. ノズルユニットとブロー成形型とを用いて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、ブローノズルまで延びる液体の供給路と、排出ロッドに設けられた排出口まで延びる液体の排出経路と、前記ブローノズルから気体を流出させる気体流出路と、前記気体流出路とは別に設けられ前記ブローノズルに気体を流入させる気体流入路とを有し、
   前記ブローノズルを前記プリフォームの口部に係合させた状態で前記供給路から前記プリフォームの内部に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ブロー成形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、
   前記供給路を閉塞した状態で前記気体流入路から前記液体入り容器の内部に加圧した気体を導入することで、前記ブローノズルを通して前記液体入り容器の内部まで延びた前記排出ロッドに設けられた前記排出口を通して、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、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し、
   前記ヘッドスペース形成工程において、前記気体流入路を通した前記液体入り容器の内部への加圧した気体の導入を終了する前に、前記気体流出路を通した前記液体入り容器の内部からの気体の流出を開始する、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、前記気体流入路を通した前記液体入り容器の内部への加圧した気体の導入を終了する前に、前記気体流出路を通して前記液体入り容器の内部から気体を吸引する、請求項１に記載の液体入り容器の製造方法。
3. 前記排出ロッドは、下端に前記排出口を備える排出筒と、前記排出筒よりも径方向内側で前記排出筒に対して相対的に移動することで前記排出口を開閉する排出シール体とを有する、請求項１又は２に記載の液体入り容器の製造方法。
4. 前記ノズルユニットは、前記供給路を開閉するシール体を有し、
   前記排出ロッドは、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、
   前記液体ブロー成形工程は、前記シール体で前記供給路を開くことによって行われ、
   前記ヘッドスペース形成工程は、前記シール体で前記供給路を閉じた状態で行われる、請求項１～３の何れか１項に記載の液体入り容器の製造方法。
5. 前記ヘッドスペース形成工程において、前記加圧液体供給源を吸引方向に作動させることにより、前記排出ロッドの前記排出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、請求項１～４の何れか１項に記載の液体入り容器の製造方法。
6. 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排出ロッドによって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１～５の何れか１項に記載の液体入り容器の製造方法。

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