JP6835498B2 - 液体ブロー成形による容器製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体ブロー成形による容器製造方法に関する。

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（壜体）に代表されるような樹脂製の容器は、飲料、化粧品、薬品、洗剤、及びシャンプー等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。このような容器を構成する容器本体は、前記したような熱可塑性を有する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。

プリフォームの内部に加圧媒体を供給してプリフォームをブロー成形型のキャビティの内面に沿った形状の部分を有する容器本体に成形するブロー成形としては、加圧媒体として液体を用いる液体ブロー成形が知られている。

また、例えば特許文献１に記載されるように、液体ブロー成形時に加圧媒体として、容器に収容すべき内容液をプリフォームに供給して容器本体を製造することで、成形した容器本体への内容液の充填工程を省略して、その製造工程や成形及び充填ラインを簡略化することができる容器製造方法が知られている。

特開２０１６−３２９２１号公報

ところで、このような液体ブロー成形によって容器本体を製造する場合には、成形した容器本体を金型から取り出し、容器本体の口部を封止するキャッピング位置まで容器本体を搬送する際に、容器本体内の液体が口部からこぼれないようにする必要がある。

このような液体のこぼれを防止するためには、特許文献１に記載されるように、金型からの容器本体の取り出し前にキャップを装着（キャッピング）することも考えられるが、製造装置の複雑化を招くおそれがある。

それゆえ本発明は、液体ブロー成形した容器本体を金型からキャッピング位置まで搬送する際の、口部からの液体のこぼれを低減可能な、液体ブロー成形による容器製造方法を提供することを目的とする。

本発明の液体ブロー成形による容器製造方法は、金型にプリフォームを配置するプリフォーム配置工程と、
前記金型に配置した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、前記液体を収容した容器本体に成形する液体ブロー成形工程と、
前記金型の型開き位置で前記容器本体を把持装置で把持するとともに、ひとつの該容器本体の底部を収容して保持可能なカップに、該把持装置で把持した状態の該容器本体を搬送する把持搬送工程と、
前記容器本体を保持した状態のカップを、キャッピング位置に搬送するカップ搬送工程と、を含み、
前記カップの内面は、前記容器本体の外形に合わせた形状になっていることを特徴とするものである。

なお、本発明の液体ブロー成形による容器製造方法にあっては、前記把持搬送工程において、前記プリフォーム配置工程におけるプリフォームの搬送方向に対して平行な方向に前記容器本体を搬送することが好ましい。

また、本発明の液体ブロー成形による容器製造方法にあっては、前記把持搬送工程において、前記プリフォーム配置工程におけるプリフォームの搬送方向に対して直交する方向に前記容器本体を搬送することが好ましい。

また、本発明の液体ブロー成形による容器製造方法は、金型にプリフォームを配置するプリフォーム配置工程と、
前記金型に配置した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、前記液体を収容した容器本体に成形する液体ブロー成形工程と、
前記金型の型開き位置で前記容器本体を把持装置で把持するとともに、ひとつの該容器本体の底部を収容して保持可能なカップに、該把持装置で把持した状態の該容器本体を搬送する把持搬送工程と、
前記容器本体を保持した状態のカップを、キャッピング位置に搬送するカップ搬送工程と、を含み、
前記把持搬送工程において、前記プリフォーム配置工程におけるプリフォームの搬送方向に対して直交する方向に前記容器本体を搬送し、
前記金型が、型開きの際に該金型の下方に位置する回動軸を中心に回動変位することを特徴とするものである。

本発明によれば、液体ブロー成形した容器本体を金型からキャッピング位置まで搬送する際の、口部からの液体のこぼれを低減可能な、液体ブロー成形による容器製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る液体ブロー成形による容器製造方法の手順を示す図である。 図１に示す各工程の様子を概略で示す平面図である。 （ａ）は、本発明の他の実施形態に係る液体ブロー成形による容器製造方法の、把持搬送工程の様子を概略で示す平面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）に示す把持搬送工程の様子を概略で示す側面図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る液体ブロー成形による容器製造方法について、詳細に例示説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る容器製造方法は、プリフォーム配置工程Ｓ１と、液体ブロー成形工程Ｓ２と、把持搬送工程Ｓ３と、カップ搬送工程Ｓ４と、キャッピング工程Ｓ５と、を有している。

本実施形態では、図２に示すように、直列に並ぶ複数（図示する場合では６つ）のキャビティ１を備えたバッチ式の金型２を用いる。プリフォーム配置工程Ｓ１において複数のプリフォームＰＦを同時に搬送して、開いた金型２に配置し、型締めして液体ブロー成形工程Ｓ２を行う。次いで、液体を収容した複数の容器本体３の口部を把持装置で把持するとともに、予め配置されたカップ４の位置まで搬送する把持搬送工程Ｓ３を行う。さらに容器本体３を保持するカップ４をキャッピング位置に搬送するカップ搬送工程Ｓ４を行い、キャッパー５を用いて、容器本体３にキャッピングするキャッピング工程Ｓ５を行うようになっている。

プリフォーム配置工程Ｓ１では、開いた状態のブロー成形用の金型２のキャビティ１に樹脂製のプリフォームＰＦを配置した後、型締めをする。プリフォームＰＦ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）等の熱可塑性の樹脂を原材料として、射出成形や圧縮成形、ダイレクトブロー成形、押出し成形等を行うことによって得ることができる。また、プリフォームＰＦは、有底筒状をなす胴部と、胴部に連なる口部とを備えたものとし、ヒーター等を用いて延伸性を発現する所定の温度にまで予め加熱した後、プリフォームＰＦの胴部を金型２のキャビティ１内に配置することができる。なお、本実施形態において金型２は、水平方向に、左右に型開き可能な一対の割型２ａで構成された左右２分割の構造とすることができるが、これに限定されず、左右の割型２ａの内面下部または下方に位置する底型とを備えた構成とすることも可能である。金型２の内面形状は、容器本体３の外形に対応する形状となっている。

液体ブロー成形工程Ｓ２を行うブロー成形装置は、例えば、金型２の上方に設けられたノズルユニットと、ノズルユニットに接続された加圧液体供給機とを備えたものとすることができる。加圧液体供給機は、金型２の各キャビティ１の内部に配置された複数のプリフォームＰＦに、液体ブロー成形に適した圧力にまで加圧した液体を、ノズルユニットを介して供給することができる。加圧液体供給機は、例えばサーボモータにより駆動されるプランジャーポンプを備えた構成とすることができる。なお、本実施形態においては、金型２の各キャビティ１に対応して６つのノズルユニットが設けられているが、これに限られるものではない。

また、ノズルユニットは上下に移動自在となっており、金型２の上面に当接することができる。また、各ノズルユニットは、金型２の上面に当接したときに当該金型２の各キャビティ１に装着されたプリフォームＰＦの口部に嵌合するノズルを備え、当該ノズルを介して加圧液体供給機から供給される加圧された液体をプリフォームＰＦの内部に供給することができるようになっている。

液体ブロー成形工程Ｓ２では、ブロー成形装置のノズルを、金型２から露出しているプリフォームＰＦの口部に接続し、加圧した液体（加圧液体）をプリフォームＰＦの内部に供給する。これにより、プリフォームＰＦを、キャビティ１の内面に沿った形状をなすとともに液体を収容した容器本体３に成形することができる。

なお、液体ブロー成形工程Ｓ２において、延伸ロッドを用いた２軸延伸ブロー成形を行ってもよい。また、加圧液体は容器本体３に収容される内容液であり、例えば、飲料、化粧品、薬品、洗剤、及びシャンプーなどの液体が挙げられる。

把持搬送工程Ｓ３は、液体を収容した容器本体３を金型２の型開き位置において把持装置で把持するとともに、把持した状態の容器本体３をカップ４の位置まで搬送する工程である。これにより容器本体３は、当該容器本体３の底部を収容するカップ４に正立姿勢で保持される。本実施形態では、図２に示すように平面視において、把持搬送工程Ｓ３における容器本体３の搬送方向は、プリフォームＰＦの搬送方向に対して平行となっており、より具体的には、把持搬送工程Ｓ３における容器本体３の搬送方向とプリフォームＰＦの搬送方向とが同一直線上に位置している。なお、把持搬送工程Ｓ３における容器本体３の搬送は、水平方向のみに限らず、上下方向又は斜め上下方向への搬送を伴ってもよい。

把持装置は、容器本体３を把持して搬送可能な構成を有していれば、特に限定されるものではないが、例えば、容器本体３の口部を外側から挟むように把持する把持部を有し、当該把持部がレールに沿って水平方向に移動して、カップ４の位置まで容器本体３を搬送する装置とすることができる。また、例えば、把持部としては、ネックリング又はその上のフランジに引っ掛けるだけで容器本体３を保持する構造等でもよい。なお、把持装置が容器本体を把持する部位は特に限定されない。

ここでカップ４は、液体ブロー成形後の容器本体３の底部を収容して、該容器本体３を、口部の開口が上方を向いた正立姿勢で保持可能な形状を有するものである。本例では図３（ｂ）にも示すように、カップ４は、容器本体３の側面を取り囲む側壁４ａと、側壁４ａの下部に連なる底壁４ｂとで構成されているが、これに限られるものではない。なお、容器本体３を保持した際の安定性を高めてぐらつきを防止するために、カップ４の内面は、容器本体３の外形に合わせた形状であることが好ましい。カップ４は、例えば、金型２の側方でコンベア上に配置されている。

なお、金型２の型開き位置は必ずしも液体ブロー成形工程Ｓ２を行う位置である必要はない。すなわち、液体ブロー成形工程Ｓ２後に、金型２を、液体ブロー成形工程Ｓ２を行う位置とは異なる位置まで移動させた後で、型開きしてもよい。この場合、ブロー成形装置のノズルユニットやプリフォームＰＦを金型２に搬送するための装置（プリフォーム搬送装置）とは上下方向に重ならない位置まで金型２を移動させることで、容器本体３を把持装置で把持する方法や方向が、当該ノズルユニットやプリフォーム搬送装置等の設備によって制限され難くなり、把持搬送工程Ｓ３をより容易に行うことができる。

また、把持搬送工程Ｓ３において、容器本体３を保持した把持装置を下降させて、上方から容器本体３の底部をカップ４内に挿入するようにしてもよいし、把持装置によって搬送される容器本体３の下方からカップ４を上昇させて、容器本体３の底部をカップ４で収容するようにしてもよい。またカップ４は、予めコンベア等の搬送装置上に配置されていてもよいし、容器本体３を保持した後で搬送装置上に配置されてもよい。

カップ搬送工程Ｓ４は、容器本体３を保持するカップ４を、例えば循環式のコンベア等の搬送手段によりキャッピング位置に搬送する工程である。図２に示すように、本実施形態におけるカップ４の搬送経路は、容器本体３がカップ４に配置された位置から直線的に移動する直進領域Ａと、直進領域Ａに連なり、ロータリー式のキャッパー５に向かうロータリー領域Ｂ（回転領域）とを有する。なお、カップ搬送工程Ｓ４における搬送経路は、図示例に限定されず、適宜変更が可能である。なお、カップ搬送工程Ｓ４におけるカップ４の搬送は、水平方向に限らず、上下方向又は斜め上下方向への搬送を伴ってもよい。

また、カップ搬送工程Ｓ４においては、進行方向の前後に配列されたカップ４が相互に密着した状態で搬送することも可能であるし、スクリュー等を使用することにより、前後に隣接するカップ４間の距離（ピッチ）を制御可能な構成とすることも可能である。また、ロータリー式のキャッパー５に合わせて当該ピッチを制御したり、直進領域Ａからロータリー領域Ｂへの受け渡しの際にタイミングを同期させたりすることも可能である。

キャッピング工程Ｓ５では、キャッピング位置においてキャッパー５を用いて、容器本体３の口部を例えば閉鎖キャップ等のキャップによって封止する。閉鎖キャップによる封止は、ねじ部を介した螺着によって行ってもよいし、アンダーカット形状を介した嵌合によって行ってもよい。また、容器本体３の口部には、このような閉鎖キャップの他、ポンプ付き吐出装置の装着キャップや、注出栓の装着筒部などを装着するようにしてもよい。なお、本実施形態では連続的にキャッピングを行うロータリー式のキャッパー５を用いているが、これに限定されるものではなく、断続的にキャッピングを行うバッチ式のキャッパーを用いてもよい。キャッピング工程Ｓ５において封止された容器本体３は、適宜カップ４から取り出される。空になったカップ４は、再度、容器本体３を受け取る位置まで搬送装置によって搬送される。

以上説明したように、本実施形態に係る液体ブロー成形による容器製造方法は、金型２にプリフォームＰＦを配置するプリフォーム配置工程Ｓ１と、金型２に配置したプリフォームＰＦの内部に加圧した液体を供給して、プリフォームＰＦを、液体を収容した容器本体３に成形する液体ブロー成形工程Ｓ２と、金型２の型開き位置で容器本体３を把持装置で把持するとともに、容器本体３の底部を収容して保持可能なカップ４に、把持装置で把持した状態の容器本体３を搬送する把持搬送工程Ｓ３と、容器本体３を保持した状態のカップ４を、キャッピング位置に搬送するカップ搬送工程Ｓ４と、を含む。

したがって、本実施形態に係る液体ブロー成形による容器製造方法によれば、カップ搬送工程Ｓ４における搬送の間、容器本体３は、側面をカップ４の側壁４ａによって支持され、底面をカップ４の底壁４ｂによって支持されているため、常に安定した正立姿勢で容器本体３を搬送することができる。これにより、搬送時において容器本体３の口部開口からの内容液がこぼれ出る可能性を低減することができる。また、金型２からの容器本体３の取り出し前にキャッピングする場合のような製造装置の複雑化を招くこともない。

また、本実施形態に係る液体ブロー成形による容器製造方法によれば、カップ搬送工程Ｓ４において容器本体３はカップ４に収容されているため、コンベアやスクリュー等の搬送手段に容器本体３が直接、接触しない、もしくは接触し難い構成となっている。よって、容器本体３が薄肉で変形し易い構造である場合でも、搬送時に外力を受けて変形するといった不具合を抑制することができる。

ここで、図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の他の実施形態を示している。なお、上述した実施形態と基本的な機能が同一である部分は、図中、同一の符号を付して説明を省略する。先の実施形態においては、金型２が、左右に、水平方向に型開きする構成であったが、本実施形態では図３（ｂ）に示すように、金型１２の左右の割型１２ａのうちの一方が、型開きの際に、下方に位置する回動軸Ｃを中心に回動（揺動）変位する構成となっている。このような金型１２を用いることで、把持搬送工程Ｓ３の際に、回動変位する割型１２ａの方向に、容器本体３を搬送して取り出すことができる。なお、この場合の搬送方向は、破線矢印で示すプリフォームの搬送方向に対して直交する方向である。このような構成とすることで、先の実施形態のように、金型２の型開き位置からカップ４まで、容器本体３をプリフォームＰＦの搬送方向に対して平行な方向（金型２の開閉方向に直交する方向）に搬送する場合に比べて、把持搬送工程Ｓ３における容器本体３の搬送距離を短くすることができる。その結果、把持搬送工程Ｓ３の搬送距離が短くなるので、容器本体３の口部からの内容液がこぼれ出る可能性を低減することができる。

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、前記実施の形態においては、金型２に、直列に並ぶ６つのキャビティ１が設けられているが、キャビティ１の個数や配置は任意に設定することができ、金型２は少なくとも１つのキャビティ１を有していればよい。

１ キャビティ
２ 金型
２ａ 割型
３ 容器本体
４ カップ
４ａ 側壁
４ｂ 底壁
５ キャッパー
１２ 金型
１２ａ 割型
ＰＦ プリフォーム
Ｓ１ プリフォーム配置工程
Ｓ２ 液体ブロー成形工程
Ｓ３ 把持搬送工程
Ｓ４ カップ搬送工程
Ｓ５ キャッピング工程

Claims (4)

1. 金型にプリフォームを配置するプリフォーム配置工程と、
   前記金型に配置した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、前記液体を収容した容器本体に成形する液体ブロー成形工程と、
   前記金型の型開き位置で前記容器本体を把持装置で把持するとともに、ひとつの該容器本体の底部を収容して保持可能なカップに、該把持装置で把持した状態の該容器本体を搬送する把持搬送工程と、
   前記容器本体を保持した状態のカップを、キャッピング位置に搬送するカップ搬送工程と、を含み、
   前記カップの内面は、前記容器本体の外形に合わせた形状になっていることを特徴とする、液体ブロー成形による容器製造方法。
2. 前記把持搬送工程において、前記プリフォーム配置工程におけるプリフォームの搬送方向に対して平行な方向に前記容器本体を搬送する、請求項１に記載の容器製造方法。
3. 前記把持搬送工程において、前記プリフォーム配置工程におけるプリフォームの搬送方向に対して直交する方向に前記容器本体を搬送する、請求項１に記載の容器製造方法。
4. 金型にプリフォームを配置するプリフォーム配置工程と、
   前記金型に配置した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、前記液体を収容した容器本体に成形する液体ブロー成形工程と、
   前記金型の型開き位置で前記容器本体を把持装置で把持するとともに、ひとつの該容器本体の底部を収容して保持可能なカップに、該把持装置で把持した状態の該容器本体を搬送する把持搬送工程と、
   前記容器本体を保持した状態のカップを、キャッピング位置に搬送するカップ搬送工程と、を含み、
   前記把持搬送工程において、前記プリフォーム配置工程におけるプリフォームの搬送方向に対して直交する方向に前記容器本体を搬送し、
   前記金型が、型開きの際に該金型の下方に位置する回動軸を中心に回動変位することを特徴とする、容器製造方法。

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