JP5919127B2 - ブロー成形装置及び合成樹脂製容器の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、合成樹脂製プリフォームのブロー成形装置、及びこの装置を使用した容器の製造方法に関するものである
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂製のブロー成形壜体（所謂、ペットボトル）が、数多くの優れた特性を発揮することから、壜体容器として多方面で使用されている。
この種の容器は、有底筒状に射出成形されたプリフォームを、延伸効果を発現させることのできる温度に加熱した状態で、膨張状に延伸変形させて成形されるのが一般的である。
すなわち、１０８（特許文献１の図１２に相当する。）に示すように、延伸効果が発現する温度に加熱されたプリフォーム３１を、口筒部３２を上方に突き出させ、プリフォーム３１の口筒部３２の外周面下端に一体周設したネックリング３３をネック支持鍔部１０３に係止させた状態でブロー金型１０１に装着し、ブローノズル１０５の先端部であるガイド筒部１１０をプリフォーム３１の口筒部３２に緩く嵌入した状態で、ブローノズル１０５の中央に貫通形成された挿通孔１１１を通して挿通される延伸ロッド１１６により軸方向に延伸すると共に、挿通孔１１１を通して加圧流体であるブローエアにより径方向に延伸して、壜体４１への成形を達成する。
この種の容器は、有底筒状に射出成形されたプリフォームを、延伸効果を発現させることのできる温度に加熱した状態で、膨張状に延伸変形させて成形されるのが一般的である。
すなわち、１０８（特許文献１の図１２に相当する。）に示すように、延伸効果が発現する温度に加熱されたプリフォーム３１を、口筒部３２を上方に突き出させ、プリフォーム３１の口筒部３２の外周面下端に一体周設したネックリング３３をネック支持鍔部１０３に係止させた状態でブロー金型１０１に装着し、ブローノズル１０５の先端部であるガイド筒部１１０をプリフォーム３１の口筒部３２に緩く嵌入した状態で、ブローノズル１０５の中央に貫通形成された挿通孔１１１を通して挿通される延伸ロッド１１６により軸方向に延伸すると共に、挿通孔１１１を通して加圧流体であるブローエアにより径方向に延伸して、壜体４１への成形を達成する。
また、特許文献２には加圧流体としてブローエアの替わりに液体を使用してプリフォームをブロー成形する方法に係る発明が記載されている。
このような成形方法では、液体として製品に最終的に充填される内容液を使用すれば、充填工程を省略することができ生産ラインを簡略化することが可能となる。
このような成形方法では、液体として製品に最終的に充填される内容液を使用すれば、充填工程を省略することができ生産ラインを簡略化することが可能となる。
ここで、特許文献２に記載されるようにブロー成形において加圧液体を使用する場合には、容器の成形後に容器中に液体が充満し、ブローノズルを口筒部から脱嵌入する際、液体が口筒部から周辺外部に散乱し、内容液のヘッドスペースを一定量に制御することが難しく、製品ごとにヘッドスペースがまちまちになり、商品性に係る問題が生じる。
そこで、本発明は加圧流体として飲料、化粧品、薬品等の、最終的に製品に充填される液体を使用するブロー成形装置において、成形と同時に内容液が充填された容器の口部内に所定の量のヘッドスペースを形成し、ブロー成形後から容器口部をキャッピングするまでの工程における内容液のこぼれを好適に防止することを技術的課題とするものである。
そこで、本発明は加圧流体として飲料、化粧品、薬品等の、最終的に製品に充填される液体を使用するブロー成形装置において、成形と同時に内容液が充填された容器の口部内に所定の量のヘッドスペースを形成し、ブロー成形後から容器口部をキャッピングするまでの工程における内容液のこぼれを好適に防止することを技術的課題とするものである。
上記技術的課題を解決するための本発明のうち、請求項１記載の発明の手段は、プリフォームを金型内で内容液によって延伸ブローし、容器を成形するブロー成形方法であって、
ブロー完了後に胴部金型が閉じた状態で、前記容器の底部金型を引き抜く方向に稼働させて、該容器底部の膨らみ形状を反転させるのと同時に、気体を該容器内部に導入してヘッドスペースを形成することを特徴とする。
ブロー完了後に胴部金型が閉じた状態で、前記容器の底部金型を引き抜く方向に稼働させて、該容器底部の膨らみ形状を反転させるのと同時に、気体を該容器内部に導入してヘッドスペースを形成することを特徴とする。
ブロー完了後の容器は、内部に内溶液が充満した状態にあり、容器を外側に膨らまそうとする内容液の内圧が負荷された状態にある。請求項１記載の上記構成では、胴部金型が閉じた状態で、容器の底部金型を引き抜く方向に稼働させて、容器の底部の膨らみ形状を反転変形させ、それと同時に、気体を容器内部に導入することにより、その反転変形に係る容積変化分に相当するヘッドスペースを容器口部内に形成させるように作用する。
請求項２記載の発明の手段は、前記底部金型は、接面する容器の底部中央部に引っ掛かる部位を備え、前記容器底部から該底部金型を引き抜く方向に稼働させて、該容器底部の膨らみ形状を容器外側に反転させるのと同時に、気体を該容器内部に導入してヘッドスペースを形成する、ことにある。
請求項２記載の上記構成では、容器の底部中央部に引っ掛かる部位を底部金型が備えることにより、底部金型を容器から引き抜く際、その引っ掛かる部位が容器底部に引っ掛かり容器底部の膨らみ形状を容器内側から外側に好適に反転させるように作用する。
請求項３記載の発明の手段は、前記底部金型は前記引っ掛かり部位として、側面が先太のテーパ面を成す先太の凸状部位を備え、前記容器底部から該底部金型を引き抜く方向に稼働させて、該容器底部の膨らみ形状を容器外側に反転させるのと同時に、気体を該容器内部に導入してヘッドスペースを形成する、ことにある。
請求項３記載の上記構成では、側面が先太のテーパ面を成す先太の凸状部位を底部金型が備えることにより、底部金型を容器から引き抜く際、先太の凸状部位が容器底部に引っ掛かり容器底部の膨らみ形状を容器内側から外側に好適に反転させるように作用する。
請求項４記載の発明の手段は、前記底部金型は、中央部を形成する棒状の第１金型と該中央部を囲むリング状の第２金型から成り、該第１金型の先端部は側面が先太のテーパ面を成す凸状部位を成し、前記容器底部から該底部金型を引き抜く方向に稼働させて、該容器底部の膨らみ形状を容器外側に反転させるのと同時に、気体を該容器内部に導入してヘッドスペースを形成する、ことにある。
請求項４記載の上記構成では、容器底部の反転変形を引き起こす底部金型の引き抜きを２段階で行うことにより、容器底部の膨らみ形状を容器内側から外側に好適に反転させるように作用する。
請求項５記載の発明の手段は、前記底部金型は、中央部を形成する棒状の第１金型と該中央部を囲むリング状の第２金型から成り、ブロー完了後に該第１金型を該第２金型に対し突き出して、容器底部の膨らみ形状を容器内側に反転させ、該第１金型を引き抜く方向に稼働させて、該容器底部の膨らみ形状を反転させるのと同時に、気体を該容器内部に導入してヘッドスペースを形成する、ことにある。
請求項５記載の上記構成では、上記請求項１から４記載の発明の手段とは異なり、第１金型を突き出して容器底部の膨らみ形状を容器内側に向けて反転変形させ、第１金型を下方へ引き抜く方向に稼働させるのと同時に、気体を容器内部に導入することにより、その反転変形に係る容積変化分に相当するヘッドスペースを容器口部内に形成させるように作用する。
請求項６記載の発明の手段は、プリフォームを金型内で内容液によって延伸ブローし、容器を成形するブロー成形装置であって
ブロー完了後に胴部金型が閉じた状態で、前記容器の底部金型を引き抜く方向に稼働させて、該容器底部の膨らみ形状を反転させるのと同時に、気体を該容器内部に導入してヘッドスペースを形成することを特徴とする。
ブロー完了後に胴部金型が閉じた状態で、前記容器の底部金型を引き抜く方向に稼働させて、該容器底部の膨らみ形状を反転させるのと同時に、気体を該容器内部に導入してヘッドスペースを形成することを特徴とする。
請求項６記載の上記構成では、上記請求項１記載の発明を好適に実施することが出来る。
請求項７記載の発明の手段は、前記底部金型は、接面する容器の底部中央部に引っ掛かる部位を備え、前記容器底部から該底部金型を引き抜く方向に稼働させて、該容器底部の膨らみ形状を容器外側に反転させるのと同時に、気体を該容器内部に導入してヘッドスペースを形成する、ことにある。
請求項７記載の上記構成では、上記請求項２記載の発明を好適に実施することが出来る。
請求項８記載の発明の手段は、前記底部金型は前記引っ掛かり部位として、側面が先太のテーパ面を成す先太の凸状部位を備え、前記容器底部から該底部金型を引き抜く方向に稼働させて、該容器底部の膨らみ形状を容器外側に反転させるのと同時に、気体を該容器内部に導入してヘッドスペースを形成する、ことにある。
請求項８記載の上記構成では、上記請求項３記載の発明を好適に実施することが出来る。
請求項９記載の発明の手段は、前記底部金型は、中央部を形成する棒状の第１金型と該中央部を囲むリング状の第２金型から成り、該第１金型の先端部は側面が先太のテーパ面を成す凸状部位を成し、前記容器底部から該底部金型を引き抜く方向に稼働させて、該容器底部の膨らみ形状を容器外側に反転させるのと同時に、気体を該容器内部に導入してヘッドスペースを形成する、ことにある。
請求項９記載の上記構成では、上記請求項４記載の発明を好適に実施することが出来る。
請求項１０記載の発明の手段は、前記底部金型は、中央部を形成する棒状の第１金型と該中央部を囲むリング状の第２金型から成り、ブロー完了後に該第１金型を該第２金型に対し突き出して、容器底部の膨らみ形状を容器内側に反転させ、該第１金型を引き抜く方向に稼働させて、該容器底部の膨らみ形状を反転させるのと同時に、気体を該容器内部に導入してヘッドスペースを形成する、ことにある。
請求項１０記載の上記構成では、上記請求項５記載の発明を好適に実施することが出来る。
本発明のブロー成形装置及びそれを使用したブロー成形方法によれば、プリフォームを金型内で内容液によってブローすることにより得られる容器に対し、所望の量のヘッドスペースを形成することが出来るようになる。これにより、ブロー成形後から容器口部をキャッピングするまでの工程において、内容液のこぼれを好適に防止することが出来るようになる。また、容器は底部形状が容器外側に膨らんだ形状であるため、キャッピング後、容器内部が減圧した場合、底部形状が復元し、減圧による不正変形を好適に防ぐようになる。
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。
図１は本発明のブロー成形装置の実施形態の全体的な構成の一例を示す概略説明図であり、金型１に装着された状態のプリフォーム３１を点線で、このプリフォーム３１から成形される壜体状の容器４１を実線で示している。
使用するプリフォーム３１の形状は全体として有底円筒の試験管状で、上端部に口筒部３２を起立設し、この口筒部３２の下端部にはネックリング３３が配設されており、口筒部３２を外部に（図１中では上方に）突出させた状態で金型１内に装着されている。
この装置の主要部は金型１、隔壁部材１１、ブローノズル４を有し、付属設備として加圧装置２１、加圧液体供給部２２、加圧気体供給部２３を備えている。
金型１は、容器４１の胴部を成形する胴部金型１ＳＲ,１ＳＬと、容器４１の底部を成形する底部金型１Ｂとから成る。特に、底部金型１Ｂは、引き抜く際に容器４１の底部に好適に引っ掛かるように、中央部に、側面が先太のテーパ面１Ｂ_１を成す先太の凸状部位が形成されている。
その他の主要部についてみると、隔壁部材１１は、金型１の上方に突出したプリフォーム３１の口筒部３２の外周面を、空間Ｓを介して囲繞するように金型１の上方に配設されている。また隔壁部材１１の下端部に周設した支持鍔片１２をプリフォーム３１のネックリング３３に上方から密に当接させて、プリフォーム３１の装着姿勢を保持するようにしている。
ブローノズル４はシール部材７ｂにより密に連結される嵌入筒片５と導入筒部６から構成されている。
嵌入筒片５は全体として筒状で、内部に円柱状の中空部を有し、外周壁には先端に向かって縮径する周段部５ａが周設されており、円筒状の先端部がプリフォーム３１の口筒部３２に嵌入し、周段部５ａと口筒部３２の上端面のシール部材（Ｏリング）７ａを介した当接により、ブローノズル４と口筒部３２が密に連通状に連結するようにしている。
嵌入筒片５は全体として筒状で、内部に円柱状の中空部を有し、外周壁には先端に向かって縮径する周段部５ａが周設されており、円筒状の先端部がプリフォーム３１の口筒部３２に嵌入し、周段部５ａと口筒部３２の上端面のシール部材（Ｏリング）７ａを介した当接により、ブローノズル４と口筒部３２が密に連通状に連結するようにしている。
導入筒部６は、所定の高さ位置に周壁を貫通状に横断するように、加圧液体Ｌの供給路となる貫通流路６ａが形成、配設されており、電磁バルブＶａにより加圧液体Ｌの供給と停止ができるようにしている。
また、この貫通流路６ａの反対位置に導入筒部６の外部と内部を連通するための貫通流路６ｂが形成、配設されており電磁バルブＶｂによりこの連通状態の開閉ができるようにしている。なお、貫通流路６ｂの嵌入筒片５の近傍には逆止弁（図示省略）が設けられ、加圧液体Ｌが貫通６ｂ内に流入しないようにしている。
また、本実施例では貫通流路６ａに電磁バルブＶａを、また通気孔６ｂに電磁バルブＶｂを配設する構成としているが、勿論、他のタイプのバルブを配設することもできる。
また、この貫通流路６ａの反対位置に導入筒部６の外部と内部を連通するための貫通流路６ｂが形成、配設されており電磁バルブＶｂによりこの連通状態の開閉ができるようにしている。なお、貫通流路６ｂの嵌入筒片５の近傍には逆止弁（図示省略）が設けられ、加圧液体Ｌが貫通６ｂ内に流入しないようにしている。
また、本実施例では貫通流路６ａに電磁バルブＶａを、また通気孔６ｂに電磁バルブＶｂを配設する構成としているが、勿論、他のタイプのバルブを配設することもできる。
次に、付属設備についてみると、
加圧装置２１は、従来からブロー成形では必須の設備であり、加圧ポンプやコンプレッサー等の大型の設備である。
この加圧装置２１から配管Ｐ１を介して、ブロー成形に使用する加圧液体Ｌを供給する加圧液体供給部２２に、または配管Ｐ３を介して加圧気体Ａを供給する加圧気体供給部２３に加圧流体（駆動流体）がそれぞれ供給される。加圧液体供給部２２、加圧気体供給部２３はプランジャーポンプタイプであるが、その動力源は上記した加圧装置２１からの加圧流体を利用するものである。勿論、装置の全体的なレイアウト、制御のし易さ等を考慮して、例えば加圧気体供給部２３のための加圧装置を別途配設することも可能である。また、加圧液体供給部２２、加圧気体供給部２３には、図示したプランジャー等ポンプタイプの他にも２部屋を有するピストン内蔵のシリンダータイプ等を使用することが可能である。
加圧装置２１は、従来からブロー成形では必須の設備であり、加圧ポンプやコンプレッサー等の大型の設備である。
この加圧装置２１から配管Ｐ１を介して、ブロー成形に使用する加圧液体Ｌを供給する加圧液体供給部２２に、または配管Ｐ３を介して加圧気体Ａを供給する加圧気体供給部２３に加圧流体（駆動流体）がそれぞれ供給される。加圧液体供給部２２、加圧気体供給部２３はプランジャーポンプタイプであるが、その動力源は上記した加圧装置２１からの加圧流体を利用するものである。勿論、装置の全体的なレイアウト、制御のし易さ等を考慮して、例えば加圧気体供給部２３のための加圧装置を別途配設することも可能である。また、加圧液体供給部２２、加圧気体供給部２３には、図示したプランジャー等ポンプタイプの他にも２部屋を有するピストン内蔵のシリンダータイプ等を使用することが可能である。
そして、加圧液体供給部２２から供給される加圧液体Ｌは、配管Ｐ２、電磁バルブＶａを介して導入筒部６の貫通流路６ａを経てプリフォーム３１の内部に供給される。
また、図１に示す装置では加圧気体Ａを供給する加圧気体供給部２３を配設しているが、加圧液体Ｌをプリフォーム３１に供給した際に、その圧力により口筒部３２が拡径変形するような場合には、この加圧気体Ａを、配管Ｐ４を介して隔壁部材１１内に導入し、プリフォーム３１の口筒部３２の外周面を囲繞する空間Ｓを加圧することにより、このような拡径変形を効果的に抑制することができる。
次に、図２〜５は図１に示す装置を使用した本発明の合成樹脂製容器の製造方法の一例についてその成形工程を順次示すものであり、これら図２〜５を参照しながら本発明の合成樹脂製容器の製造方法、すなわちブロー成形方法について説明する。
ブロー成形は次の（１）〜（５）に記載した工程を順次、実施する。
（１）図２に示すように口筒部３２を除く部分を延伸ブロー成形に適した温度に加熱したプリフォーム３１を、口筒部３２を上方に突出させた状態でブロー成形用の金型１に装着し、型締めする。
（２）図３に示すように、組付け固定した隔壁部材１１とブローノズル４を口筒部３２の上方から下降させ嵌合筒片５の先端部を口筒部３２に嵌入する。
ブロー成形は次の（１）〜（５）に記載した工程を順次、実施する。
（１）図２に示すように口筒部３２を除く部分を延伸ブロー成形に適した温度に加熱したプリフォーム３１を、口筒部３２を上方に突出させた状態でブロー成形用の金型１に装着し、型締めする。
（２）図３に示すように、組付け固定した隔壁部材１１とブローノズル４を口筒部３２の上方から下降させ嵌合筒片５の先端部を口筒部３２に嵌入する。
次に、（３）図４に示すように、図１の加圧液体供給部２２から導入筒部６の貫通流路６ａを介して、プリフォーム３１内に加圧液体Ｌを供給し、プリフォーム３１を膨張状に延伸し、金型１のキャビティ２に沿って容器４１を賦形する。
（４）上記のように容器４１が賦形され後に、電磁バルブＶａを閉状態にして加圧液体Ｌの供給を停止する。
（５）図５に示すように、胴部金型１ＳＬ,１ＳＲを閉じた状態で、底部金型１Ｂを引き抜く方向に稼働させるのと同時に電磁バルブＶｂを開状態にして外部から気体を容器４１の内部に導入しながら、テーパ面１Ｂ_１を成す先太の凸状部位を容器底部から完全に引き抜く。この時、容器底部４１Ｂの膨らみ方向が容器内側から容器外側に反転しているのが見てとれる。底部金型１Ｂを引き抜く前の底部形状４１Ｂと、引き抜き後の底部形状４１Ｂ’とに囲まれた容積変化分が、ヘッドスペースＨＳとして容器口部内に形成されることになる。
（６）そして、組付け固定した隔壁部材１１とブローノズル４を図２に示される位置まで、口筒部３２の上方に上昇させ、さらに胴部金型１ＳＬ,１ＳＲを型開きして液体Ｌが充填され且つヘッドスペースＨＳが形成された容器４１を取り出し、口筒部３２をキャップ（図示省略）でシールし製品とする。
（４）上記のように容器４１が賦形され後に、電磁バルブＶａを閉状態にして加圧液体Ｌの供給を停止する。
（５）図５に示すように、胴部金型１ＳＬ,１ＳＲを閉じた状態で、底部金型１Ｂを引き抜く方向に稼働させるのと同時に電磁バルブＶｂを開状態にして外部から気体を容器４１の内部に導入しながら、テーパ面１Ｂ_１を成す先太の凸状部位を容器底部から完全に引き抜く。この時、容器底部４１Ｂの膨らみ方向が容器内側から容器外側に反転しているのが見てとれる。底部金型１Ｂを引き抜く前の底部形状４１Ｂと、引き抜き後の底部形状４１Ｂ’とに囲まれた容積変化分が、ヘッドスペースＨＳとして容器口部内に形成されることになる。
（６）そして、組付け固定した隔壁部材１１とブローノズル４を図２に示される位置まで、口筒部３２の上方に上昇させ、さらに胴部金型１ＳＬ,１ＳＲを型開きして液体Ｌが充填され且つヘッドスペースＨＳが形成された容器４１を取り出し、口筒部３２をキャップ（図示省略）でシールし製品とする。
図６は、本発明の変形例１に係る底部金型１Ｂ’を使用したブロー成形方法を示す説明図である。
図６（ａ）に示すように、この底部金型１Ｂ’は、中央部に、側面が先太のテーパ面１Ｂ_１を成す先太の凸状部位が形成された棒状の金型１ＢＣと、それを取り囲むリング状の金型１ＢＲとから構成される。この底部金型１Ｂ’の引き抜きは、上記底部金型１Ｂと異なり、２段階で成される。
すなわち、先ず、図６（ｂ）に示すように、側面の金型１ＳＬ,１ＳＲが閉じた状態で、底部金型全体１ＢＣ,１ＢＲを引き抜く方向に稼働させて、底部形状４１Ｂを底部形状４１Ｂ’に反転させる。
図６（ａ）に示すように、この底部金型１Ｂ’は、中央部に、側面が先太のテーパ面１Ｂ_１を成す先太の凸状部位が形成された棒状の金型１ＢＣと、それを取り囲むリング状の金型１ＢＲとから構成される。この底部金型１Ｂ’の引き抜きは、上記底部金型１Ｂと異なり、２段階で成される。
すなわち、先ず、図６（ｂ）に示すように、側面の金型１ＳＬ,１ＳＲが閉じた状態で、底部金型全体１ＢＣ,１ＢＲを引き抜く方向に稼働させて、底部形状４１Ｂを底部形状４１Ｂ’に反転させる。
次に、図６（ｃ）に示すように、中央の金型１ＢＣを更に下げて、引っ掛かり部位（側面が先太のテーパ面１Ｂ_１を成す先太の凸状部位）を引き抜く。
そして、上記（６）と同様に、組付け固定した隔壁部材１１とブローノズル４を図２に示される位置まで、口筒部３２の上方に上昇させ、さらに胴部金型１ＳＬ,１ＳＲを型開きして液体Ｌが充填され且つヘッドスペースＨＳが形成された容器４１を取り出し、口筒部３２をキャップ（図示省略）でシールし製品とする。
そして、上記（６）と同様に、組付け固定した隔壁部材１１とブローノズル４を図２に示される位置まで、口筒部３２の上方に上昇させ、さらに胴部金型１ＳＬ,１ＳＲを型開きして液体Ｌが充填され且つヘッドスペースＨＳが形成された容器４１を取り出し、口筒部３２をキャップ（図示省略）でシールし製品とする。
図７は、本発明の変形例２に係る底部金型１Ｂ''を使用したブロー成形方法を示す説明図である。
図７（ａ）に示すように、この底部金型１Ｂ''は、中央部に、棒状の金型１ＢＣ’と、それを取り囲むリング状の金型１ＢＲ’とから構成される。
図７（ａ）に示すように、この底部金型１Ｂ''は、中央部に、棒状の金型１ＢＣ’と、それを取り囲むリング状の金型１ＢＲ’とから構成される。
上述した底部金型１Ｂ,１Ｂ’を使用したブロー成形方法は、底部金型１Ｂ,１Ｂ’を引き抜く方向に稼働させて、容器底部と底部金型１Ｂ,１Ｂ’との引っ掛かりによって、容器底部の膨らみ形状を容器外側に反転（４１Ｂ→４１Ｂ’）させるのと同時に容器内部に気体を導入することにより、底部金型を引き抜く前の底部形状４１Ｂと、引き抜き後の底部形状４１Ｂ’とに囲まれた容積変化分を、ヘッドスペースＨＳとして容器口部内に形成させる方法であった。それに対し、この底部金型１Ｂ''を使用したブロー成形方法は、図７（ｂ）に示すように、中央の棒状の金型１ＢＣ’を押し上げることにより、容器底部の形状を容器内側に反転させ、続いて、図７（ｃ）に示すように、金型１ＢＣ’を引き抜く方向に稼働させるのと同時に、容器内部に気体を導入することにより、金型１ＢＣ’を押し上げる前の底部形状４１Ｂと、金型１ＢＣ’を押し上げた後の底部形状４１Ｂ’とに囲まれた容積変化分を、ヘッドスペースＨＳとして容器口部内に形成させる方法である。
その後、組付け固定した隔壁部材１１とブローノズル４を図２に示される位置まで、口筒部３２の上方に上昇させ、さらに胴部金型１ＳＬ,１ＳＲを型開きして液体Ｌが充填され且つヘッドスペースＨＳが形成された容器４１を取り出し、口筒部３２をキャップ（図示省略）でシールし製品とする。
図８は、本発明のブロー成形装置の全体的な構成の他の例を示す概略説明図である。
図１のブロー成形装置との構成上の違いは、導入筒部６の内部には円柱状の中空部が形成され、嵌入筒片５と導入筒部６から構成されるブローノズル４中には、ヘッドスペースHSを形成する機能を発揮するための円柱状のロッド８が同軸心状に挿通、配設され、ブローノズル４とロッド８によりブローノズル４内に円筒状の導入路Ｆiが形成されている。それに加えて、ロッド８を駆動するためのサーボ機構（図示省略）が配設されていることであり、その他の構成については、図１のブロー成形装置とほとんど同じである。従って、以降では、上記違いに特化して、底部金型１Ｂとロッド８を併用したブロー成形方法について説明する。
図１のブロー成形装置との構成上の違いは、導入筒部６の内部には円柱状の中空部が形成され、嵌入筒片５と導入筒部６から構成されるブローノズル４中には、ヘッドスペースHSを形成する機能を発揮するための円柱状のロッド８が同軸心状に挿通、配設され、ブローノズル４とロッド８によりブローノズル４内に円筒状の導入路Ｆiが形成されている。それに加えて、ロッド８を駆動するためのサーボ機構（図示省略）が配設されていることであり、その他の構成については、図１のブロー成形装置とほとんど同じである。従って、以降では、上記違いに特化して、底部金型１Ｂとロッド８を併用したブロー成形方法について説明する。
上記［００３９］に記す工程（２）の後に、
（２’）ロッド８の先端部を所定の長さＤ（プリフォーム３１の口筒部３２の先端から長さＤ）、プリフォーム３１内に挿入する。
（３’）導入筒部６の貫通流路６ａを介して、導入路Ｆiを経てプリフォーム３１内に加圧液体Ｌを供給し、プリフォーム３１を膨張状に延伸し、金型１のキャビティ２に沿って容器４１を賦形する。
（４’）容器４１が賦形された後に、加圧液体Ｌの供給を、電磁バルブＶａを閉状態にし、図９に示すように、胴部金型１ＳＬ,１ＳＲを閉じた状態で、底部金型１Ｂを引き抜くのと共に、ロッド８の先端部を容器４１内から脱挿入して、口筒部３２の先端まで引き上げる。底部金型１Ｂを引き抜く方向に稼働させるのと同時に電磁バルブＶｂを開状態にして外部から気体を容器４１の内部に導入しながら、テーパ面１Ｂ_１を成す先太の凸状部位を容器底部から完全に引き抜く。この時、底部金型１Ｂを引き抜くことにより生じる容器底部の容積変化分（底部形状４１Ｂと底部形状４１Ｂ’に囲まれた部分）と、ロッド８を引き上げることにより生じる内容積変化部（ロッド８の長さＤに相当する部分）が、ヘッドスペースＨＳとして容器口部内に形成されることになる。
（２’）ロッド８の先端部を所定の長さＤ（プリフォーム３１の口筒部３２の先端から長さＤ）、プリフォーム３１内に挿入する。
（３’）導入筒部６の貫通流路６ａを介して、導入路Ｆiを経てプリフォーム３１内に加圧液体Ｌを供給し、プリフォーム３１を膨張状に延伸し、金型１のキャビティ２に沿って容器４１を賦形する。
（４’）容器４１が賦形された後に、加圧液体Ｌの供給を、電磁バルブＶａを閉状態にし、図９に示すように、胴部金型１ＳＬ,１ＳＲを閉じた状態で、底部金型１Ｂを引き抜くのと共に、ロッド８の先端部を容器４１内から脱挿入して、口筒部３２の先端まで引き上げる。底部金型１Ｂを引き抜く方向に稼働させるのと同時に電磁バルブＶｂを開状態にして外部から気体を容器４１の内部に導入しながら、テーパ面１Ｂ_１を成す先太の凸状部位を容器底部から完全に引き抜く。この時、底部金型１Ｂを引き抜くことにより生じる容器底部の容積変化分（底部形状４１Ｂと底部形状４１Ｂ’に囲まれた部分）と、ロッド８を引き上げることにより生じる内容積変化部（ロッド８の長さＤに相当する部分）が、ヘッドスペースＨＳとして容器口部内に形成されることになる。
以上の通り、底部金型１Ｂとロッド８を併用したブロー成形方法では、底部金型１Ｂを引き抜くことにより生じる容器底部の上記容積変化分と、ロッド８を引き上げることにより生じる上記内容積変化部をヘッドスペースＨＳとして利用することが出来るようになる。また、プリフォーム３１内への挿入長さＤを調整することにより、ヘッドスペースＨＳを所望の量に制御することが出来るようになる。なお、底部金型１Ｂに代えて、上記底部金型１Ｂ’,１Ｂ''を使用することも可能である。
以上の通り、本発明のブロー成形装置及びそれを使用したブロー成形方法によれば、プリフォームを金型内で内容液によってブローすることにより得られる容器に対し、所望の量のヘッドスペースＨＳを形成することが出来るようになる。これにより、ブロー成形から容器口部をキャッピングするまでの工程において、内容液のこぼれを好適に防止することが出来るようになる。また、容器は底部形状が容器外側に膨らんだ形状であるため、キャッピング後、容器内部が減圧した場合、底部形状が復元し、減圧による不正変形を好適に防ぐようになる。
本発明の、加圧液体を使用するブロー成形装置は、容器の賦形と同時に飲料、化粧品、薬品等の最終的に製品に充填される液体のヘッドスペースを所定の量に容易に、再現良く、また確実に調整することができるものであり、ブロー成形の分野での幅広い利用展開が期待される。
１ 金型
１ＳＲ 右胴部金型
１ＳＬ 左胴部金型
１Ｂ,１Ｂ’,１Ｂ'' 底部金型
１Ｂ’ 底部金型
１ＢＣ、１ＢＣ’ 棒状の金型
１ＢＲ、１ＢＲ’ リング状の金型
２ キャビティ
４ ブローノズル
５ 嵌入筒片
５ａ 周段部
６ 導入筒部
６ａ 貫通流路
６ｂ 通気孔
８ ロッド
７ａ、７ｂ シール部材
１１ 隔壁部材
１２ 支持鍔片
２１ 加圧装置
２２ 加圧液体供給部
２３ 加圧気体供給部
Ａ 加圧気体
Ｆｉ 導入路
ＨＳ ヘッドスペース
Ｌ （加圧）液体
Ｐ１〜Ｐ４ 配管
Ｓ 空間
Ｖａ、Ｖｂ 電磁バルブ
３１ プリフォーム
３２ 口筒部
３３ ネックリング
４１ 容器
１０１ 金型
１０３ ネック支持鍔部
１０４ 組付け凹部
１０５ ブローノズル
１１０ ガイド筒部
１１１ 挿通孔
１１６ ロッド
１ＳＲ 右胴部金型
１ＳＬ 左胴部金型
１Ｂ,１Ｂ’,１Ｂ'' 底部金型
１Ｂ’ 底部金型
１ＢＣ、１ＢＣ’ 棒状の金型
１ＢＲ、１ＢＲ’ リング状の金型
２ キャビティ
４ ブローノズル
５ 嵌入筒片
５ａ 周段部
６ 導入筒部
６ａ 貫通流路
６ｂ 通気孔
８ ロッド
７ａ、７ｂ シール部材
１１ 隔壁部材
１２ 支持鍔片
２１ 加圧装置
２２ 加圧液体供給部
２３ 加圧気体供給部
Ａ 加圧気体
Ｆｉ 導入路
ＨＳ ヘッドスペース
Ｌ （加圧）液体
Ｐ１〜Ｐ４ 配管
Ｓ 空間
Ｖａ、Ｖｂ 電磁バルブ
３１ プリフォーム
３２ 口筒部
３３ ネックリング
４１ 容器
１０１ 金型
１０３ ネック支持鍔部
１０４ 組付け凹部
１０５ ブローノズル
１１０ ガイド筒部
１１１ 挿通孔
１１６ ロッド
Claims (10)
- プリフォームを金型内で内容液によって延伸ブローし、容器を成形するブロー成形方法であって、
ブロー完了後に胴部金型が閉じた状態で、前記容器の底部金型を引き抜く方向に稼働させて、該容器底部の膨らみ形状を反転させるのと同時に、気体を該容器内部に導入してヘッドスペースを形成することを特徴とするブロー成形方法。 - 前記底部金型は、接面する容器の底部中央部に引っ掛かる部位を備え、前記容器底部から該底部金型を引き抜く方向に稼働させて、該容器底部の膨らみ形状を容器外側に反転させるのと同時に、気体を該容器内部に導入してヘッドスペースを形成する請求項１記載のブロー成形方法。
- 前記底部金型は前記引っ掛かり部位として、側面が先太のテーパ面を成す先太の凸状部位を備え、前記容器底部から該底部金型を引き抜く方向に稼働させて、該容器底部の膨らみ形状を容器外側に反転させるのと同時に、気体を該容器内部に導入してヘッドスペースを形成する請求項１又は２記載のブロー成形方法。
- 前記底部金型は、中央部を形成する棒状の第１金型と該中央部を囲むリング状の第２金型から成り、該第１金型の先端部は側面が先太のテーパ面を成す凸状部位を成し、前記容器底部から該底部金型を引き抜く方向に稼働させて、該容器底部の膨らみ形状を容器外側に反転させるのと同時に、気体を該容器内部に導入してヘッドスペースを形成する請求項３記載のブロー成形方法。
- 前記底部金型は、中央部を形成する棒状の第１金型と該中央部を囲むリング状の第２金型から成り、ブロー完了後に該第１金型を該第２金型に対し突き出して、容器底部の膨らみ形状を容器内側に反転させ、該第１金型を引き抜く方向に稼働させて、該容器底部の膨らみ形状を反転させるのと同時に、気体を該容器内部に導入してヘッドスペースを形成する請求項１記載のブロー成形方法。
- プリフォームを金型内で内容液によって延伸ブローし、容器を成形するブロー成形装置であって
ブロー完了後に胴部金型が閉じた状態で、前記容器の底部金型を引き抜く方向に稼働させて、該容器底部の膨らみ形状を反転させるのと同時に、気体を該容器内部に導入してヘッドスペースを形成することを特徴とするブロー成形装置。 - 前記底部金型は、接面する容器の底部中央部に引っ掛かる部位を備え、前記容器底部から該底部金型を引き抜く方向に稼働させて、該容器底部の膨らみ形状を容器外側に反転させるのと同時に、気体を該容器内部に導入してヘッドスペースを形成する請求項６記載のブロー成形装置。
- 前記底部金型は前記引っ掛かり部位として、側面が先太のテーパ面を成す先太の凸状部位を備え、前記容器底部から該底部金型を引き抜く方向に稼働させて、該容器底部の膨らみ形状を容器外側に反転させるのと同時に、気体を該容器内部に導入してヘッドスペースを形成する請求項６又は７記載のブロー成形装置。
- 前記底部金型は、中央部を形成する棒状の第１金型と該中央部を囲むリング状の第２金型から成り、該第１金型の先端部は側面が先太のテーパ面を成す凸状部位を成し、前記容器底部から該底部金型を引き抜く方向に稼働させて、該容器底部の膨らみ形状を容器外側に反転させるのと同時に、気体を該容器内部に導入してヘッドスペースを形成する請求項８記載のブロー成形装置。
- 前記底部金型は、中央部を形成する棒状の第１金型と該中央部を囲むリング状の第２金型から成り、ブロー完了後に該第１金型を該第２金型に対し突き出して、容器底部の膨らみ形状を容器内側に反転させ、該第１金型を引き抜く方向に稼働させて、該容器底部の膨らみ形状を反転させるのと同時に、気体を該容器内部に導入してヘッドスペースを形成する請求項６記載のブロー成形装置。
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