JP6878258B2 - 液体ブロー成形方法 - Google Patents

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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成形する液体ブロー成形方法に関する。
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例えば有底筒状に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。
また、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。
例えば特許文献１や特許文献２には、予め延伸性を発現する温度にまで加熱しておいたプリフォームをブロー成形用の金型にセットし、このプリフォームを延伸ロッドにより縦方向に延伸させつつ当該プリフォームの内部にブローノズルを通して所定の圧力にまで加圧した液体を供給することにより、プリフォームを金型のキャビティに沿った所定形状の容器に成形するようにした液体ブロー成形方法が記載されている。このような液体ブロー成形方法によれば、プリフォームに供給する液体として飲料等の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容易に成形（製造）することができるので、成形後の容器の内部への内容液の充填工程を省略して、その生産工程や生産ライン（装置）の構成を簡略化することができる。
特開２０１３−２０８８３４号公報 特開２０１４−０６９４４１号公報
上記従来の液体ブロー成形方法では、成形後の容器の内部に所定量のヘッドスペース（液体が充填されない空間）を設けるために、液体ブロー成形の後、ブローノズルをシール体で閉塞した状態で延伸ロッドを容器内から引き抜くことにより、当該延伸ロッドの体積に応じたヘッドスペースを容器内に生じさせる（特許文献１）ようにしている。
また、液体ブロー成形後に、プランジャーポンプを逆方向に駆動して成形後の容器の内部から所定量の液体を供給路に向けて吸い戻すサックバックを行うことで、容器内に所定量のヘッドスペースを設ける方法（特許文献２）も考えられる。
さらに、シャンプー等を内容液として収容するポンプ付きの容器などの容器内に大きなヘッドスペースが必要となる場合には、例えば、上記した延伸ロッドを容器内から引き抜く方法とサックバックによる方法とを併用することで、容器内に必要な大きさのヘッドスペースを形成することができる。
しかしながら、液体ブロー成形においては、液体はプリフォーム内に存在する空気を巻き込みながら当該プリフォームの内部に供給されるので、液体ブロー成形後に上記したサックバックを行うと、気泡を多く含んだ液体が供給路の内部に取り込まれることになる。そのため、次の液体ブロー成形時には、当該供給路からプリフォームの内部に向けて気泡を多く含んだ液体が供給されることになり、成形後の容器内への液体の充填量や充填圧力が不安定になって容器の成形性が低下する虞があるという問題点があった。
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、容器内にヘッドスペースを有する液体入り容器を、繰り返しの液体ブロー成形により精度よく成形可能な液体ブロー成形方法を提供することにある。
本発明の液体ブロー成形方法は、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成形する液体ブロー成形方法であって、供給路を介してポンプに接続されたブローノズルを前記プリフォームの口部に係合させるノズル係合工程と、前記ポンプから前記供給路と前記ブローノズルとを通して前記プリフォームの内部に加圧した液体を供給して該プリフォームを所定形状の容器に成形する成形工程と、前記成形工程において成形された前記容器を、前記口部に前記ブローノズルを係合させたまま倒立姿勢とした状態で前記ポンプを逆方向に作動させ、該容器の内部から前記供給路に所定量の液体を吸い戻すサックバック工程と、前記サックバック工程の後、前記容器を正立姿勢とした状態で前記ブローノズルを前記口部から離脱させるノズル離脱工程と、を有することを特徴とする。
本発明の液体ブロー成形方法は、上記構成において、前記サックバック工程において前記容器の内部から前記供給路に所定量の液体を吸い戻した状態のままシール体により前記ブローノズルを閉塞した後に前記容器を正立姿勢とし、前記ノズル離脱工程を行うのが好ましい。
本発明の液体ブロー成形方法は、上記構成において、前記成形工程において延伸ロッドにより前記プリフォームを軸方向に延伸させるとともに、前記ノズル離脱工程において前記シール体により前記ブローノズルを閉塞した後、前記容器から前記延伸ロッドを引き抜くのが好ましい。
本発明の液体ブロー成形方法は、上記構成において、前記成形工程の前に、前記プリフォームの内部に該プリフォームをブロー成形しない程度の圧力で液体を供給して該プリフォームの内部の空気を液体に置換する気液置換工程を行うのが好ましい。
本発明の液体ブロー成形方法は、上記構成において、前記プリフォームを正立姿勢とした状態で前記気液置換工程を行うのが好ましい。
本発明の液体ブロー成形方法は、上記構成において、前記プリフォームを倒立姿勢として前記成形工程を行って倒立姿勢の前記容器を成形し、前記成形工程の後、前記容器を倒立姿勢としたままで前記サックバック工程を行うのが好ましい。
本発明によれば、容器内にヘッドスペースを有する液体入り容器を、繰り返しの液体ブロー成形により精度よく成形可能な液体ブロー成形方法を提供することができる。
本発明の一実施の形態である液体ブロー成形方法に用いられる液体ブロー成形装置の一例を示す説明図である。 ノズル係合工程を完了した状態の液体ブロー成形装置を示す説明図である。 プリフォームを倒立姿勢とした状態の液体ブロー成形装置を示す説明図である。 成形工程を行っている状態の液体ブロー成形装置を示す説明図である。 成形工程が完了した状態の液体ブロー成形装置を示す説明図である。 サックバック工程を行っている状態の液体ブロー成形装置を示す説明図である。 サックバック工程の後、シール体によりブローノズルを閉塞するとともに容器を正立姿勢とした状態の液体ブロー成形装置を示す説明図である。 ノズル離脱工程が完了した状態の液体ブロー成形装置を示す説明図である。 気液置換工程を行っている状態の液体ブロー成形装置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。
本発明の液体ブロー成形方法は、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成形する液体ブロー成形方法であって、供給路を介してポンプに接続されたブローノズルをプリフォームの口部に係合させるノズル係合工程と、ポンプから供給路とブローノズルとを通してプリフォームの内部に加圧した液体を供給してプリフォームを所定形状の容器に成形する成形工程と、成形工程において成形された容器を倒立姿勢とした状態でポンプを逆方向に作動させ、容器の内部から供給路に所定量の液体を吸い戻すサックバック工程と、サックバック工程の後、容器を正立姿勢とした状態でブローノズルを口部から離脱させるノズル離脱工程と、を有することを特徴とするものである。このような本発明の液体ブロー成形方法は、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とも言えるものである。
本発明の液体ブロー成形方法は、例えば図１に示す構成の液体ブロー成形装置１を用いて実施することができる。
図１に示す液体ブロー成形装置１は、合成樹脂製のプリフォーム２を液体ブロー成形して、内部に内容液を収容した液体入り容器に成形するものである。ここで、液体ブロー成形とは、プリフォーム２に供給する加圧媒体（加圧流体）として、エアブロー成形の際に用いられる加圧エアーに替えて加圧した液体を用いて行うブロー成形のことである。
プリフォーム２に供給される液体Ｌ、つまり成形後の液体入り容器に収容される内容液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を用いることができる。
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のが好ましい。
なお、プリフォーム２としては、上記形状のものに限らず、成形後の容器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。
詳細は図示しないが、プリフォーム２の口部２ａの外壁面には、成形後の液体入り容器の口部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。
液体ブロー成形装置１は、ブロー成形用の金型１０を有している。この金型１０は、例えばボトル形状などの容器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。
詳細は図示しないが、金型１０は左右に型開きすることができ、プリフォーム２を液体入り容器に成形した後に金型１０を左右に開くことで、当該液体入り容器を金型１０から取り出すことができる。
金型１０の上方には、プリフォーム２の内部に液体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、この本体ブロック２１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。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、ノズルユニット２０が金型１０に対して当該金型１０に接近する方向のストローク端にまで相対移動したときに金型１０に装着されたプリフォーム２の口部２ａに上方側から係合する。
本体ブロック２１の内部には上下方向に延びる供給路２４が設けられている。この供給路２４はブローノズル２３に液体Ｌを供給するための流路であり、その下端においてブローノズル２３に連通している。また、本体ブロック２１には、供給路２４の上端に連通する供給ポート２５が設けられている。
供給路２４の内部にはブローノズル２３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はノズルユニット２０に対して上下方向に移動自在に設けられた軸体２７の下端に固定され、供給路２４の内部で上下方向に移動自在となっている。シール体２６は円柱状に形成されており、下方側のストローク端位置である閉位置にまで移動したときに下端面においてブローノズル２３の上面に当接してブローノズル２３を閉塞する。一方、シール体２６が閉位置から上方に向けて移動すると、ブローノズル２３は開かれて供給路２４と連通される。
図示するように、液体ブロー成形装置１は延伸ロッド２８を備えた構成とすることもできる。延伸ロッド２８は、軸体２７の軸心に該軸体２７に対して上下方向に相対移動自在に挿入されており、シール体２６の軸心を貫通してシール体２６の下端から出没可能に設けられている。延伸ロッド２８は図示しない駆動源により駆動されて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。このように、延伸ロッド２８を設けた構成とした場合には、液体ブロー成形装置１は、プリフォーム２を延伸ロッド２８により軸方向に延伸させつつ口部２ａから供給される加圧した液体Ｌにより径方向に延伸させる二軸延伸ブロー成形を行うことができる。
なお、液体ブロー成形装置１は、延伸ロッド２８を備えず、プリフォーム２を加圧した液体Ｌのみによって液体ブロー成形する構成とすることもできる。
供給ポート２５には、配管Ｐ１によりポンプ３０が接続されている。このポンプ３０は、例えばシリンダ３０ａとピストン３０ｂとを備えたプランジャーポンプとして構成することができる。
ポンプ３０には供給タンク３１が接続されている。供給タンク３１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。ポンプ３０と供給タンク３１との間の流路には開閉弁Ｖ１が設けられ、この開閉弁Ｖ１により当該流路を開閉することができるようになっている。なお、符号３２は配管Ｐ１に設けられた圧力計である。
ポンプ３０は、シール体２６が上方に移動してブローノズル２３が開かれ、開閉弁Ｖ１が閉じられた状態において正方向（加圧方向）に作動することにより、所定圧力にまで加圧した液体Ｌを配管Ｐ１、供給ポート２５、供給路２４及びブローノズル２３を介してプリフォーム２の内部に供給することができる。また、ポンプ３０は、シール体２６によってブローノズル２３が閉塞され、開閉弁Ｖ１が開かれた状態において逆方向（吸引方向）に作動することにより、供給タンク３１に収容されている液体Ｌを当該ポンプ３０の内部に吸引することができる。
金型１０及びノズルユニット２０は、ノズルユニット２０が金型１０に対して当該金型１０に接近する方向のストローク端にまで相対移動した状態において、図示しない回動軸を中心として上下を反転させるように互いに一体的に回動することができる。
金型１０及びノズルユニット２０を上下反転させるように回動させる回動機構としては、種々の構成のものを用いることができる。また、金型１０及びノズルユニット２０に接続される配管Ｐ１ないし他の機器等は、金型１０及びノズルユニット２０が回動可能なように適宜構成される。
プリフォーム２は、口部２ａの開口を上方に向けた正立姿勢で金型１０に装着され、金型１０及びノズルユニット２０が上下を反転させるように互いに一体的に回動することにより、口部２ａの開口を下方に向けた倒立姿勢とされる。
ここで、プリフォーム２の正立姿勢は、プリフォーム２の口部２ａが真上を向く姿勢であるのが好ましいが、プリフォーム２の倒立姿勢は、胴部２ｂよりも口部２ａの方が下方に位置する姿勢であれば、口部２ａの開口が真下を向く姿勢に限らず、口部２ａの開口が斜めに下方を向く姿勢であってもよい。
ノズルユニット２０、シール体２６、延伸ロッド２８、ポンプ３０、開閉弁Ｖ１、回動機構等の作動は、図示しない制御装置によって統合的に制御される。この制御は、圧力計３２の値を参照して行うことができる。なお、開閉弁Ｖ１は、制御装置によって制御可能な電磁弁に構成されるのが好ましい。
次に、このような構成の液体ブロー成形装置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（本発明の液体ブロー成形方法）について説明する。
まず、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合成樹脂製のプリフォーム２を正立姿勢でブロー成形用の金型１０に装着し、型締めする。図１に示すように、型締が完了すると、プリフォーム２は、口部２ａが金型１０の上面から上方に突出し、胴部２ｂがキャビティ１１の内部に配置された状態となる。
プリフォーム２が金型１０に装着されると、次に、ノズル係合工程が行われる。ノズル係合工程においては、ノズルユニット２０を金型１０に接近する方向に相対移動させ、ブローノズル２３をプリフォーム２の口部２ａに液密状態となるように係合させる。図２は、ノズル係合工程が完了した状態を示す。なお、ノズル係合工程が完了した状態においては、シール体２６、開閉弁Ｖ１は何れも閉じている。
ノズル係合工程においては、延伸ロッド２８をその先端がプリフォーム２の胴部２ｂの底部近傍に位置するように進出移動させてもよい。
ノズル係合工程が完了すると、図３に示すように、図示しない回動機構により金型１０及びノズルユニット２０を回動させ、口部２ａにブローノズル２３が係合したまま金型１０に装着されているプリフォーム２が口部２ａを真下に向けた倒立姿勢となるように上下を反転させる。
次に成形工程が行われる。成形工程においては、図４に示すように、開閉弁Ｖ１を閉じたままシール体２６を開き、その状態でポンプ３０を正方向（加圧方向）に作動させる。ポンプ３０が正方向に作動すると、ポンプ３０から供給路２４とブローノズル２３とを通してプリフォーム２の内部に所定の圧力にまで加圧された液体Ｌが供給され、プリフォーム２は液体Ｌの圧力により膨張状に延伸される。図５に示すように、プリフォーム２がキャビティ１１に沿った所定形状の液体入り容器Ｃとなるまで成形（液体ブロー成形）されると、ポンプ３０の作動が停止され、成形工程が完了する。このように、本実施の形態では、プリフォーム２を倒立姿勢とした状態で成形工程が行われ、倒立姿勢の液体入り容器Ｃが成形される。
液体ブロー成形装置１に延伸ロッド２８を設けた場合には、成形工程において延伸ロッド２８をプリフォーム２の内部に向けて進出移動させ、延伸ロッド２８によりプリフォーム２を軸方向（縦方向）へ延伸させる。これにより、プリフォーム２を液体Ｌの圧力と延伸ロッド２８とで二軸方向に延伸する二軸延伸ブロー成形を行うことができる。二軸延伸ブロー成形によれば、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。
成形工程が完了すると、次にサックバック工程が行われる。サックバック工程は、図６に示すように、成形工程において成形された液体入り容器Ｃを、口部２ａにブローノズル２３が係合するとともに倒立姿勢とした状態のままで行われる。
サックバック工程においては、シール体２６を開位置としてブローノズル２３を開いた状態としたままポンプ３０を逆方向に作動させ、成形工程で所定形状に成形された液体入り容器Ｃの内部からブローノズル２３を通して供給路２４に所定量の液体Ｌを吸い戻す（サックバックする）。サックバック工程において供給路２４に吸い戻す液体Ｌの量は、完成後の液体入り容器Ｃの内部に設けられるヘッドスペースＨＳが所定量となるように適宜設定される。サックバック工程が行われると、液体入り容器Ｃは、供給路２４に吸い戻された液体Ｌの量だけその内容量が減少し、キャビティ１１との間に隙間を生じた減容変形状態となり、その内部は大気圧よりも低い負圧状態となる。
ここで、プリフォーム２の内部に加圧した液体Ｌを供給して所定形状の液体入り容器Ｃを成形する成形工程においては、液体Ｌがプリフォーム２の内部に存在する空気を巻き込みながら当該プリフォーム２の内部に供給され、成形後の液体入り容器Ｃの内部の液体Ｌは気泡を多く含んだものとなるので、成形後の液体入り容器Ｃを正立姿勢としたままサックバック工程を行うと、気泡を多く含んだ液体Ｌが供給路２４の内部に取り込まれることになる。特に、液体Ｌが、例えばシャンプーや液体洗剤のような比較的粘度が高いものである場合には、液体入り容器Ｃの口部２ａの近傍において液体Ｌに多くの気泡が含まれた状態となるので、より多くの気泡を含んだ液体Ｌが供給路２４の内部に取り込まれることになる。そして、これにより、次の成形工程において、供給路２４からプリフォーム２の内部に気泡を多く含んだ液体Ｌが供給され、成形後の液体入り容器Ｃの内部への液体Ｌの充填量や充填圧力が不安定になって液体入り容器Ｃの成形性が低下するという問題が生じることになる。
これに対して、本実施の形態の液体ブロー成形方法では、成形工程において成形された液体入り容器Ｃを倒立姿勢とした状態でサックバック工程を行うようにしたので、成形工程において液体Ｌに巻き込まれた気泡を液体入り容器Ｃの底部の側（口部２ａとは反対側）に集め、口部２ａの近傍における液体Ｌに多くの気泡が含まれないようにして、サックバック工程において液体入り容器Ｃの内部から供給路２４に吸い戻される液体Ｌに含まれる気泡の量を低減させることができる。これにより、次の成形工程においてプリフォーム２の内部に気泡を多く含んだ液体Ｌが供給されることを防止して、当該成形後の液体入り容器Ｃの内部への液体Ｌの充填量や充填圧力を安定化させ、当該液体入り容器Ｃを精度よく成形することができる。
また、本実施の形態においては、プリフォーム２を倒立姿勢として成形工程を行って倒立姿勢の液体入り容器Ｃを成形した後、液体入り容器Ｃを倒立姿勢としたままでサックバック工程を行うようにしたので、成形工程において液体Ｌに巻き込まれた気泡の多くが成形工程の段階で液体入り容器Ｃの底部の側に集まるようにして、口部２ａの近傍における液体Ｌに含まれる気泡の量をさらに低減させることができる。これにより、サックバック工程において液体入り容器Ｃの内部から供給路２４に吸い戻される液体Ｌに含まれる気泡の量をさらに低減させることができる。
サックバック工程が完了すると、次に、サックバック工程において所定形状に成形された液体入り容器Ｃの内部から供給路２４に所定量の液体Ｌを吸い戻した状態のままシール体２６によりブローノズル２３を閉塞した後、図７に示すように、図示しない回動機構によって金型１０及びノズルユニット２０を上下反転させるように回動させ、液体入り容器Ｃが口部２ａを真上に向けた正立姿勢とする。
なお、液体ブロー成形装置１に延伸ロッド２８を設けた場合には、シール体２６によりブローノズル２３を閉塞した後に、液体入り容器Ｃから延伸ロッド２８を引き抜くようにすればよい。液体入り容器Ｃから延伸ロッド２８を引き抜くことにより、延伸ロッド２８の体積分だけさらに液体入り容器Ｃの内容量を減少させることができる。この場合、サックバック工程において液体入り容器Ｃの内部から供給路２４に吸い戻す液体Ｌの量は、延伸ロッド２８を液体入り容器Ｃから延伸ロッド２８を引き抜くことにより生じる内容量の減少を勘案して設定すればよい。
このように、延伸ロッド２８を液体入り容器Ｃから引き抜く工程とサックバック工程とを併用することで、液体入り容器Ｃの内部により大きなヘッドスペースＨＳが必要な場合であっても、当該ヘッドスペースＨＳを容易に形成することができる。
なお、液体入り容器Ｃからの延伸ロッド２８の引抜きは、液体入り容器Ｃを倒立姿勢とした状態のままで行ってもよく、液体入り容器Ｃを正立姿勢としてから行ってもよい。
サックバック工程の後、シール体２６によりブローノズル２３が閉塞され、液体入り容器Ｃが正立姿勢に戻されると、次に、ノズル離脱工程が行われる。ノズル離脱工程においては、図８に示すように、液体入り容器Ｃを正立姿勢とした状態のまま、ノズルユニット２０を金型１０から離れる方向に相対移動させ、ブローノズル２３をプリフォーム２の口部２ａから離脱させ、ブローノズル２３の口部２ａとの係合を解除する。成形後の液体入り容器Ｃの口部２ａからブローノズル２３が離脱すると、サックバック工程において減容変形状態となっていた液体入り容器Ｃが元の形状に復元し、液体入り容器Ｃの内部には所定量の液体Ｌの上部に所定量のヘッドスペースＨＳが形成される。
そして、その状態で図示しない閉栓装置により口部２ａにキャップが装着され、次いで金型１０が開かれて完成した液体入り容器Ｃが金型１０から取り出される。なお、液体入り容器Ｃを金型１０から取り出した後にキャップを装着してもよい。
以上の通り、本実施の形態の液体ブロー成形方法によれば、成形工程において成形された液体入り容器Ｃを倒立姿勢とした状態でサックバック工程を行うようにしたので、液体入り容器Ｃの口部２ａの近傍における液体Ｌに多くの気泡が含まれないようにして、サックバック工程において液体入り容器Ｃの内部から供給路２４に吸い戻される液体Ｌに含まれる気泡の量を低減させることができる。これにより、次の成形工程においてプリフォーム２の内部に気泡を多く含んだ液体Ｌが供給されることを防止して、当該成形後の液体入り容器Ｃの内部への液体Ｌの充填量や充填圧力を安定化させ、当該液体入り容器Ｃを精度よく成形することができる。特に、シャンプーや液体洗剤のような比較的粘度が高い液体Ｌを内容液として収容するポンプ付き容器に用いられる液体入り容器Ｃのように、その内部に大きなヘッドスペースＨＳを有するものを成形する場合には、サックバック工程において供給路２４に多くの液体が吸い戻されることになるが、その場合であっても、サックバック工程において液体入り容器Ｃの内部から供給路２４に吸い戻される液体Ｌに含まれる気泡の量を十分に低減させて、液体入り容器Ｃを精度よく成形することができる。
本実施の形態の液体ブロー成形方法は、成形工程の前に、プリフォーム２の内部の空気を液体Ｌに置換する気液置換工程を行う構成とすることもできる。
図９に示すように、気液置換工程においては、ノズル係合工程を行った後、開閉弁Ｖ１を閉じたままシール体２６を開くとともに、ブローノズル２３の液体Ｌの供給口とは別に当該ブローノズル２３の下端に開口するように設けた排気流路を開き、その状態でポンプ３０を正方向（加圧方向）に成形工程よりも小さな出力で作動させることで、ポンプ３０から供給路２４とブローノズル２３とを通してプリフォーム２の内部にプリフォーム２をブロー成形しない程度の圧力で液体Ｌを供給する。これにより、プリフォーム２の内部の空気が供給される液体Ｌにより排気流路を通してプリフォーム２の外部に押し出されてプリフォーム２の内部が液体Ｌに置換される。
このように、成形工程の前に気液置換工程を行う構成とすれば、成形工程においてプリフォーム２の内部に供給される液体Ｌに巻き込まれる空気の量を少なくすることができるので、サックバック工程において液体入り容器Ｃの内部から供給路２４に吸い戻される液体Ｌに含まれる気泡の量をさらに低減させることができる。
特に、本実施の形態のように、ノズル係合工程において延伸ロッド２８をその先端がプリフォーム２の胴部２ｂの底部近傍に位置するように進出移動させた後に気液置換工程を行うことで、プリフォーム２の内部の置換すべき空気の量を低減して、成形工程においてプリフォーム２の内部に供給される液体Ｌに巻き込まれる空気の量をさらに少なくすることができる。
気液置換工程は、プリフォーム２を正立姿勢とした状態で行うのが好ましい。プリフォーム２を正立姿勢とした状態で気液置換工程を行うことで、ポンプ３０の作動による液体Ｌの圧力調整を容易にし、これによりプリフォーム２の胴部２ｂに不要な変形を生じさせることなくプリフォーム２の内部に適切な量の液体Ｌを供給することを可能として、成形工程においてプリフォーム２の内部に供給される液体Ｌに巻き込まれる空気の量をさらに少なくすることができる。
気液置換工程は、プリフォーム２を倒立姿勢とした状態で行うこともできる。プリフォーム２を倒立姿勢とした状態で気液置換工程を行うことで、気液置換工程の後、サックバック工程が行われるまでの間に、プリフォーム２から排出されなかった空気がプリフォーム２ないし液体入り容器Ｃの底部の側に移動するための時間を長く確保することができるようにして、サックバック工程において液体入り容器Ｃの内部から供給路２４に吸い戻される液体Ｌに含まれる気泡の量をさらに低減させることができる。
なお、本実施の形態においては、ノズル係合工程を行った後に気液置換工程を行うようにしているが、ブローノズル２３を口部２ａに液密に係合させる前、すなわちブローノズル２３と口部２ａとの間に所定の隙間を生じさせた状態とし、その状態でポンプ３０を正方向に成形工程よりも小さな出力で作動させることで、プリフォーム２の内部の空気をブローノズル２３と口部２ａとの隙間から外部に排出させつつプリフォーム２の内部に液体Ｌを供給して気液の置換を行う構成とすることもできる。これにより、成形工程の際に、プリフォーム２の内部に供給された液体Ｌが空気を巻き込むことを低減して、サックバックにより供給路２４の内部に吸い戻される液体Ｌに気泡が生じることを抑制することができる。
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、前記実施の形態では、図１に示す構成の液体ブロー成形装置１を用いて本発明の液体ブロー成形方法を行う場合を示したが、他の構成の液体ブロー成形装置等を用いて本発明の液体ブロー成形方法を行うこともできる。
また、前記実施の形態では、成形工程において延伸ロッド２８を用いて二軸延伸ブロー成形を行うとともに、液体入り容器Ｃから延伸ロッド２８を引き抜くことでヘッドスペースＨＳを増加させるようにしているが、延伸ロッド２８によるヘッドスペースＨＳの形成を行わない（例えば、成形工程からノズル離脱工程までの間で延伸ロッド２８を引き抜く）構成とすることもできる。
さらに、前記実施の形態では、プリフォーム２を倒立姿勢として成形工程を行うようにしているが、プリフォーム２を正立姿勢として成形工程を行うようにしてもよい。
さらに、前記実施の形態においては、ポンプ３０はプランジャーポンプとされているが、これに限らず、液体Ｌを所定の圧力にまで加圧してプリフォーム２に供給することができるとともに成形後の液体入り容器Ｃの内部から所定量の液体Ｌを吸い戻すことができるものであれば種々の構成のポンプを用いることができる。
さらに、前記実施の形態では、サックバック工程において、液体入り容器Ｃの内部の液体Ｌを、口部２ａを通して供給路２４に吸い戻すようにしているが、シール体２６によりブローノズル２３を閉塞した後、延伸ロッド２８に設けた流路を介して液体入り容器Ｃの内部の液体Ｌを供給路２４に吸い戻すようにしてもよい。この場合、延伸ロッド２８の流路の開口を口部２ａの近傍に位置させることで、気泡の含有量が少ない液体Ｌを吸い戻すことができる。
さらに、本発明の液体ブロー成形方法は、シャンプーや液体洗剤等の比較的粘度の高い内容液を収容するポンプ付き容器に用いられる液体入り容器Ｃのように、その内部に大きなヘッドスペースＨＳを要するものを成形する場合に限らず、ヘッドスペースＨＳの大小に拘わらず種々の液体入り容器Ｃの成形に適用することができる。
さらに、液体入り容器Ｃをブローノズル２３を係合させたまま倒立姿勢とした状態でサックバック工程を行う構成であれば、液体入り容器Ｃないしプリフォーム２を倒立姿勢とするタイミングは、前記実施の形態のようにノズル係合工程と成形工程との間に限らず、種々変更可能である。
１ 液体ブロー成形装置
２ プリフォーム
２ａ 口部
２ｂ 胴部
１０ 金型
１１ キャビティ
２０ ノズルユニット
２１ 本体ブロック
２２ 支持ブロック
２３ ブローノズル
２４ 供給路
２５ 供給ポート
２６ シール体
２７ 軸体
２８ 延伸ロッド
３０ ポンプ
３０ａ シリンダ
３０ｂ ピストン
３１ 供給タンク
３２ 圧力計
Ｌ 液体
Ｐ１ 配管
Ｖ１ 開閉弁
ＨＳ ヘッドスペース

Claims (6)

  1. 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成形する液体ブロー成形方法であって、
    供給路を介してポンプに接続されたブローノズルを前記プリフォームの口部に係合させるノズル係合工程と、
    前記ポンプから前記供給路と前記ブローノズルとを通して前記プリフォームの内部に加圧した液体を供給して該プリフォームを所定形状の容器に成形する成形工程と、
    前記成形工程において成形された前記容器を、前記口部に前記ブローノズルを係合させたまま倒立姿勢とした状態で前記ポンプを逆方向に作動させ、該容器の内部から前記供給路に所定量の液体を吸い戻すサックバック工程と、
    前記サックバック工程の後、前記容器を正立姿勢とした状態で前記ブローノズルを前記口部から離脱させるノズル離脱工程と、を有することを特徴とする液体ブロー成形方法。
  2. 前記サックバック工程において前記容器の内部から前記供給路に所定量の液体を吸い戻した状態のままシール体により前記ブローノズルを閉塞した後に前記容器を正立姿勢とし、前記ノズル離脱工程を行う、請求項１に記載の液体ブロー成形方法。
  3. 前記成形工程において延伸ロッドにより前記プリフォームを軸方向に延伸させるとともに、
    前記ノズル離脱工程において前記シール体により前記ブローノズルを閉塞した後、前記容器から前記延伸ロッドを引き抜く、請求項２に記載の液体ブロー成形方法。
  4. 前記成形工程の前に、前記プリフォームの内部に該プリフォームをブロー成形しない程度の圧力で液体を供給して該プリフォームの内部の空気を液体に置換する気液置換工程を行う、請求項１〜３の何れか１項に記載の液体ブロー成形方法。
  5. 前記プリフォームを正立姿勢とした状態で前記気液置換工程を行う、請求項４に記載の液体ブロー成形方法。
  6. 前記プリフォームを倒立姿勢として前記成形工程を行って倒立姿勢の前記容器を成形し、
    前記成形工程の後、前記容器を倒立姿勢としたままで前記サックバック工程を行う、請求項１〜５の何れか１項に記載の液体ブロー成形方法。
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