JP6882974B2 - 液体ブロー成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、口部を有する合成樹脂製のプリフォームを所定形状の液体入り容器に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には、予め延伸性を発現する温度にまで加熱しておいた合成樹脂製のプリフォームをブロー成形用の金型にセットし、このプリフォームの内部にブローノズルを通して所定圧力にまで加圧した液体を供給することにより、当該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、これにより、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。

一方、容器に内容液を充填するための充填装置として、容器に向けて液体を送る経路中において当該液体に超音波を照射することで、液体に混入している空気を液体から分離して取り除いてから、当該液体を容器に充填するようにしたものが知られている（例えば特許文献２参照）。

特許第５８０６９２９号公報 特開２００４−０４１８４６号公報

上記特許文献１に記載された液体ブロー成形方法では、加圧媒体としてプリフォームに供給される液体中に空気が含まれていると、プリフォーム内において液体に泡立ち等が生じ、成形条件の安定性や容器の成形性等が低下するという問題を生じる虞があった。

これに対し、上記特許文献２に記載されるような充填装置を用いて、プリフォームに供給される液体から予め空気を除去してから、液体ブロー成形を行うことが考えられる。

しかし、上記特許文献２に記載される充填装置では、空気を除去した後の経路において空気が混入する懸念があり、また、液体ブロー成形方法では、加圧媒体としてプリフォームに供給される液体は、プリフォーム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の内部に供給されるので、上記特許文献２に記載されるような充填装置を用いて予め空気を除去した液体をプリフォームに供給するようにしても、液体の泡立ちを十分に抑制することができない。

さらに、液体ブロー成形後に成形後の容器から所定量の液体を吸い戻すサックバック工程を行う場合には、液体ブロー成形において液体に巻き込まれた空気がサックバックにより液体の経路中に戻されることになるが、特許文献２に記載されるような充填装置では、サックバックされた液体から空気を除去することは困難である。

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、液体入り容器を、所定の内容量及び形状を有するように、精度よく且つ低コストで製造することができる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、口部を有する合成樹脂製のプリフォームを所定形状の液体入り容器に成形する液体ブロー成形方法であって、ブローノズルを通して前記口部から前記プリフォームの内部に液体を供給しつつ該プリフォームの内部の空気を外部に排出させる気液置換工程と、前記プリフォームを振動させて該プリフォームの内部の液体から空気を分離させる気液分離工程と、前記気液分離工程の後、前記ブローノズルを通して前記口部から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。

本発明の液体ブロー成形方法は、上記構成において、前記気液置換工程を行いつつ前記気液分離工程をも行うのが好ましい。

本発明の液体ブロー成形方法は、上記構成において、前記気液置換工程の完了後に前記気液分離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、前記気液分離工程において、前記プリフォームまたは前記プリフォームが装着された金型に超音波を当てて該プリフォームを振動させるのが好ましい。

本発明の液体ブロー成形方法は、上記構成において、前記気液分離工程において、前記プリフォームまたは前記プリフォームが装着された金型に振動体を接触させて該プリフォームを振動させるのが好ましい。

本発明の液体ブロー成形方法は、上記構成において、前記気液置換工程の前に、前記ブローノズルを前記口部に係合させるノズル係合工程を有し、前記気液置換工程において、前記ブローノズルの液体供給口を通して前記口部から前記プリフォームの内部に液体を供給しつつ、前記液体供給口とは別に前記ブローノズルに設けられた排出口から前記プリフォームの内部の空気を外部に排出させるのが好ましい。

本発明の液体ブロー成形方法は、上記構成において、前記気液置換工程の前に、前記口部を密封しない第１位置にまで前記ブローノズルを下降させる第１ノズル下降工程を有し、前記気液置換工程において、前記第１位置にある前記ブローノズルを通して前記口部から前記プリフォームの内部に液体を供給しつつ、前記ブローノズルと前記口部との隙間から前記プリフォームの内部の空気を外部に排出させ、前記気液置換工程の後に、前記口部を密封する第２位置にまで前記ブローノズルを下降させる第２ノズル下降工程を有し、前記第２ノズル下降工程の後に前記ブロー成形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、前記ブロー成形工程の後、前記ブローノズルを通して成形後の前記容器の内部から所定量の液体を吸い戻すサックバック工程を有するのが好ましい。

本発明によれば、液体入り容器を、所定の内容量及び形状を有するように、精度よく且つ低コストで製造することができる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。 図１に示す液体ブロー成形装置の要部を拡大して示す拡大図である。 金型にプリフォームをセットした状態の液体ブロー成形装置を示す説明図である。 気液置換工程を行ないつつ気液分離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。 気液置換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。 ブロー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。 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。 成形後の容器の口部からブローノズルを離脱させた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、口部を有する合成樹脂製のプリフォームを所定形状の液体入り容器に成形する液体ブロー成形方法であって、ブローノズルを通して口部からプリフォームの内部に液体を供給しつつプリフォームの内部の空気を外部に排出させる気液置換工程と、プリフォームを振動させてプリフォームの内部の液体から空気を分離させる気液分離工程と、気液分離工程の後、ブローノズルを通して口部から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ブロー成形工程と、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、口部２ａを有していれば、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に上方側から密封状態で係合する。

図２に示すように、ブローノズル２３の円筒状部分の内側部分は液体供給口２３ａとなっている。また、ブローノズル２３の液体供給口２３ａを構成する円筒状部分には、当該円筒状部分の下端に開口する排出口２３ｂが設けられている。本実施の形態においては、ブローノズル２３の当該円筒状部分には８つの排出口２３ｂが周方向に等間隔に並べて設けられているが、その数は種々変更可能である。

図１に示すように、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の液体供給口２３ａ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の液体供給口２３ａに連通している。

さらに、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の液体供給口２３ａ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の液体供給口２３ａ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の液体供給口２３ａは開かれて供給路２４と連通される。なお、シール体２６は、軸体２７と一体に形成するようにしてもよい。

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。ポンプ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。

図２に示すように、ブローノズル２３に設けられた複数の排出口２３ｂは、それぞれ上方に延びるとともに径方向外側に曲がる流路によってブローノズル２３の外周面に環状に設けられた連結路２３ｃに連通されている。連結路２３ｃは、支持ブロック２２の側面の接続ポート２２ａに接続されている。図１に示すように、接続ポート２２ａには配管Ｐ２が接続されており、当該配管Ｐ２を介して接続ポート２２ａは排出タンク（不図示）に接続されている。すなわち、ブローノズル２３に設けられた複数の排出口２３ｂは、それぞれ排出タンクに接続されている。なお、配管Ｐ２は、排出タンクに替えて排出用の吸引ポンプに接続することもできる。配管Ｐ２には、当該配管Ｐ２を開閉する開閉弁Ｖ２が設けられている。

ポンプ３０は、シール体２６が上方に移動して液体供給口２３ａ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の液体供給口２３ａ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によって液体供給口２３ａが閉じられ、開閉弁Ｖ１が開かれた状態において逆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。

液体ブロー成形装置１には、プリフォーム２を振動させるための振動発生器４０が設けられている。図示する場合では、振動発生器４０は超音波を発生する超音波発生器として構成され、金型１０に内蔵されている。振動発生器４０は、金型１０のキャビティ１１の内面を介してキャビティ１１の内部に超音波（周波数が２０ｋＨｚ以上の音波）を発生させ、当該超音波を当てることでプリフォーム２を高速で微振動させることができる。

図示する場合では、振動発生器４０を金型１０に内蔵するようにしているが、これに限らず、プリフォーム２を振動させることができれば、その配置場所は種々変更可能である。例えば、振動発生器４０を金型１０の外側に配置し、金型１０に非接触で超音波を当ててプリフォーム２を金型１０とともに高速で微振動させる構成としてもよい。また、金型１０とノズルユニット２０の間に振動発生器４０を配置し、プリフォーム２の口部２ａに非接触で超音波を当ててプリフォーム２を高速で微振動させる構成としてもよい。さらに、振動発生器４０をノズルユニット２０に設け、ノズルユニット２０の側からプリフォーム２の口部２ａに非接触で超音波を当ててプリフォーム２を高速で微振動させる構成としてもよい。さらに、振動発生器４０をノズルユニット２０に設けた場合には、超音波を非接触でノズルユニット２０に当ててプリフォーム２をノズルユニット２０とともに高速で微振動させる構成としてもよい。

なお、振動発生器４０としては、超音波を発生するものに限らず、例えば周波数が２０ｋＨｚ未満の音波を発生し、当該音波を当てることでプリフォーム２を振動させる構成のものを採用することもできる。

また、図示する場合では、振動発生器４０を超音波発生器として構成し、プリフォーム２に超音波を非接触で当てて当該プリフォーム２を振動させるようにしているが、これに限らず、振動発生器４０をプリフォーム２（例えば口部２ａ）に接触させた状態で超音波を当ててプリフォーム２を振動させる構成としてもよい。また、金型１０の外側に設けた振動発生器４０を金型１０に接触させた状態で超音波を当てることで金型１０を振動させ、当該金型１０の振動をプリフォーム２の口部２ａに伝達してプリフォーム２を金型１０とともに振動させる構成としてもよい。さらに、振動発生器４０を、ノズルユニット２０を構成する部材（例えばブローノズル２３）に接触させた状態で超音波を当てることでプリフォーム２を当該部材とともに振動させる構成としてもよい。

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、Ｖ２及び振動発生器４０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の値等を参照して行うことができる。なお、開閉弁Ｖ１、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。

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液体（内容液）Ｌが収容されてなる液体入り容器Ｃを成形する方法（本実施の形態に係る液体ブロー成形方法）について説明する。

まず、図３に示すように、ノズルユニット２０をブロー成形用の金型１０に対して上方に離間させた状態において、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を金型１０に装着し、型締めする。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１、図２は、ブローノズル２３がプリフォーム２の口部２ａに液密状態に係合したノズル係合工程の完了状態を示す。なお、ノズル係合工程の完了状態においては、シール体２６と開閉弁Ｖ１は閉じており、開閉弁Ｖ２は開かれている。また、延伸ロッド２８はブローノズル２３から下方に突出しない原位置に保持されている。

ノズル係合工程が完了すると、次に、気液置換工程が行われる。気液置換工程においては、図４に示すように、開閉弁Ｖ２すなわち排出口２３ｂを開いた状態としたまま、シール体２６を上方に移動させてブローノズル２３の液体供給口２３ａを開き、その状態でポンプ３０を正方向（加圧方向）に向けて作動させる。ポンプ３０が作動すると、配管Ｐ１、供給ポート２５、供給路２４及びブローノズル２３の液体供給口２３ａを通してプリフォーム２の内部に液体Ｌが供給される。

ここで、気液置換工程においては、ブローノズル２３に設けられた排出口２３ｂが開かれて排出タンクに連通された状態でプリフォーム２の内部に液体Ｌが供給されるので、プリフォーム２の内部に液体Ｌが供給されるにつれてプリフォーム２の内部の空気が排出口２３ｂから排出タンクに向けて押し出されて排出され、プリフォーム２の内部は空気から液体Ｌに置換される。すなわち、気液置換工程を行うことにより、プリフォーム２の内部の空気を液体Ｌに置換して、図５に示すように、プリフォーム２を、ブロー成形される前の形状のままその内部が液体Ｌで満たされた状態とすることができる。

気液置換工程においては、後述するブロー成形工程よりも低い圧力でプリフォーム２の内部に所定量の液体Ｌを供給するのが好ましい。すなわち、気液置換工程においては、プリフォーム２が液体ブロー成形されない程度、または若干液体ブロー成形される程度の圧力で液体Ｌを供給するようにポンプ３０の出力を調整して作動させるのがよい。

本発明の液体ブロー成形方法では、気液置換工程の完了後においてプリフォーム２の内部に残留する空気の量を低減させるために、プリフォーム２をブロー成形する前に、気液分離工程を行うようにしている。気液分離工程においては、振動発生器４０を作動させてプリフォーム２を振動させ、プリフォーム２の内部の液体Ｌから空気を分離させる。特に、本実施の形態では、振動発生器４０を作動させてプリフォーム２に超音波を当てることで、プリフォーム２を高速で微振動させ、プリフォーム２の内部の液体Ｌから空気を分離させる。プリフォーム２の内部の液体Ｌから空気を分離させることで、液体Ｌに混入していた空気をプリフォーム２の口部２ａの側に移動させてブローノズル２３に設けられた排出口２３ｂから外部に効率良く排出させることができる。

本実施の形態においては、気液分離工程を、気液置換工程を行いつつ行うようにしている。すなわち、本実施の形態においては、図４、図５に示すように、振動発生器４０によりプリフォーム２を振動させた状態で気液置換工程を行い、振動しているプリフォーム２の内部にブローノズル２３の液体供給口２３ａを通して液体Ｌを供給する。プリフォーム２の内部に供給された液体Ｌは、プリフォーム２の振動により空気と分離されてプリフォーム２の底部の側に溜まる。一方、液体Ｌに混入している空気は当該振動により液体Ｌから分離され、プリフォーム２の上方に移動し、ブローノズル２３に液体供給口２３ａとは別に設けられた排出口２３ｂから排出される。このように、プリフォーム２を振動させながら当該プリフォーム２の内部に液体Ｌを供給することで、液体Ｌに混入している空気を液体Ｌから分離させて排出口２３ｂから外部に効率良く排出させつつプリフォーム２の内部を液体Ｌで満たすことができる。したがって、気液置換工程の完了後においてプリフォーム２の内部に残留する空気の量を低減させることができる。

特に、液体Ｌが、例えばシャンプーや液体洗剤のように比較的粘度が高い液体である場合には、プリフォーム２の内部に空気を含んだ液体Ｌが供給され、あるいはプリフォーム２の内部に供給された液体Ｌが当該プリフォーム２の内部の空気を巻き込んで空気を多く含んだ状態となる場合があるが、このような場合でも、気液分離工程を行うことにより、液体Ｌに混入している空気を液体Ｌから分離させて排出口２３ｂから外部に効率良く排出させることができる。

本発明の液体ブロー成形方法では、気液分離工程を、気液置換工程の最中には行わずに気液置換工程の完了後に行う構成とすることもできる。この場合であっても、気液置換工程により内部が液体Ｌで満たされた状態となったプリフォーム２を、気液分離工程においてプリフォーム２を振動させることによって液体Ｌに混入している空気を液体Ｌから分離させて排出口２３ｂから外部に排出させることができる。したがって、気液置換工程の完了後においてプリフォーム２の内部に残留する空気の量を低減させることができる。

なお、気液分離工程は、気液置換工程の最中と気液置換工程の完了後の両期間に亘って連続して行うこともできる。

このように、本実施の形態の液体ブロー成形方法では、気液分離工程においてプリフォーム２を振動させることで、プリフォーム２の内部の液体Ｌに混入している空気を液体Ｌから分離させて排出口２３ｂから外部に効率良く排出させることができるので、気液置換工程の完了後においてプリフォーム２の内部に残留する空気の量を低減させることができる。

気液置換工程及び気液分離工程が完了すると、次に、ブロー成形工程が行われる。ブロー成形工程においては、図６に示すように、開閉弁Ｖ１、Ｖ２が閉じられ、シール体２６により液体供給口２３ａが開かれた状態のまま、ポンプ３０を正方向にさらに作動させる。このとき、ポンプ３０は、プリフォーム２に供給する液体Ｌの圧力が当該プリフォーム２を液体ブロー成形することができる所定圧力となるような出力で作動する。このように、液体Ｌで満たされたプリフォーム２の内部に、さらに所定圧力にまで加圧した液体Ｌを供給することにより、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。そして、図６に示すように、プリフォーム２がキャビティ１１の内面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、ブロー成形工程が完了する。

ここで、上記の通り、気液置換工程においてプリフォーム２の内部の空気を液体Ｌに置換し、また、気液分離工程を行うことで当該プリフォーム２の内部に残留する空気の量をさらに低減させるようにしているので、ブロー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に空気が巻き込まれてプリフォーム２の内部で液体Ｌに泡立ち等が生じることを抑制して、成形条件を安定化させ、また、容器の成形性を高めることができる。よって、液体入り容器Ｃを、所定の内容量及び形状を有するように、精度よく且つ低コストで製造することができる。

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、ブロー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。

本実施の形態においては、ブロー成形工程が完了した後に、サックバック工程を行うようにしている。

図７に示すように、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の液体供給口２３ａを開いた状態としたままポンプ３０を逆方向に作動させ、ブロー成形工程で所定形状に成形された液体入り容器Ｃの内部から液体供給口２３ａ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。

このとき、気液置換工程においてプリフォーム２の内部の空気を液体Ｌに置換し、また、気液分離工程を行うことで当該プリフォーム２の内部に残留する空気の量をさらに低減させるようにしているので、サックバックにより液体入り容器Ｃから供給路２４の内部に液体Ｌを引き戻すようにしても、供給路２４の内部の液体Ｌに多くの空気が混入することがなく、次に行う液体ブロー成形工程において成形性の悪化等は生じない。

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の液体供給口２３ａを閉塞した後、図８に示すように、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。なお、ブローノズル２３を離脱させる前に開閉弁Ｖ２を開放することにより外気と連通させて、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を元の形状に復元させてヘッドスペースＨＳを形成するようにしてもよい。

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。

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の液体供給口２３ａ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。これにより、液体ブロー成形装置１に延伸ロッド２８を設けない場合に比べて、延伸ロッド２８の体積分だけさらにヘッドスペースＨＳの量を増加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、液体入り容器Ｃの内部に挿入される延伸ロッド２８の体積を勘案して設定すればよい。

以上の通り、本実施の形態の液体ブロー成形方法では、気液置換工程においてプリフォーム２の内部の空気を液体Ｌに置換し、また、気液分離工程を行うことで当該プリフォーム２の内部に残留する空気の量をさらに低減させるようにしているので、ブロー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に空気が巻き込まれてプリフォーム２の内部で液体Ｌに泡立ち等が生じることを抑制して、液体入り容器Ｃを、所定の内容量及び形状を有するように、精度よく且つ低コストで製造することができる。

このとき、気液置換工程においては、液体ブロー成形工程よりも低い圧力でプリフォーム２の内部に所定量の液体Ｌを供給するようにしたので、液体Ｌに泡立ち等を生じさせることなくプリフォーム２の内部の空気を液体Ｌに置換することができる。

また、本実施の形態の液体ブロー成形方法では、気液置換工程を行いつつ気液分離工程をも行うようにしたので、プリフォーム２に供給される液体Ｌから空気を効率良く分離させて、プリフォーム２の内部に残留する空気の量をさらに低減させることができる。

さらに、気液置換工程の完了後に気液分離工程を行うようにした場合には、プリフォーム２の底部の側にある空気も確実に液体Ｌから分離されるようにして、プリフォーム２の内部に残留する空気の量をさらに低減させることができる。

さらに、本実施の形態の液体ブロー成形方法では、気液分離工程において、プリフォーム２または金型１０に超音波を当ててプリフォーム２を振動させるようにしたので、プリフォーム２を高速で微振動させることができ、これにより、プリフォーム２に供給される液体Ｌから空気をさらに効率良く分離させることができる。

さらに、気液分離工程において、プリフォーム２または金型１０に振動体を接触させてプリフォーム２を振動させる構成とした場合には、プリフォーム２に強い振動を与えることが可能となり、液体Ｌの粘度が高い場合であっても、プリフォーム２に供給される液体Ｌから空気を効率良く分離させることができる。

さらに、本実施の形態の液体ブロー成形方法では、気液置換工程の前に、ブローノズル２３を口部２ａに係合させるノズル係合工程を有し、気液置換工程において、ブローノズル２３の液体供給口２３ａを通して口部２ａからプリフォーム２の内部に液体Ｌを供給しつつ、液体供給口２３ａとは別にブローノズル２３に設けられた排出口２３ｂからプリフォーム２の内部の空気を外部に排出させるようにしたので、液体Ｌを外部に漏れ出させることなくプリフォーム２の内部の空気を外部に排出させることができる。

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、気液置換工程においてプリフォーム２の内部の空気を外部に排出するための排出口２３ｂをブローノズル２３に設けるようにしているが、例えば延伸ロッド２８などの他の部位に設けるようにしてもよい。

さらに、前記実施の形態では、気液分離工程において、金型１０に内蔵した振動発生器４０から発生させた超音波を非接触でプリフォーム２に当てて当該プリフォーム２を高速で微振動させるようにしているが、これに限らず、プリフォーム２を振動させることができれば、例えば、振動発生器４０をプリフォーム２（例えば口部２ａ）に接触させてプリフォーム２を高速で微振動させる構成としてもよく、金型１０の外側に配置した振動発生器４０が発生した超音波を接触あるいは非接触で金型１０に当ててプリフォーム２を金型１０とともに高速で微振動させる構成としてもよく、また、金型１０とノズルユニット２０の間に配置した振動発生器４０が発生した超音波を接触あるいは非接触でプリフォーム２の口部２ａに当ててプリフォーム２を高速で微振動させる構成としてもよく、さらに、ノズルユニット２０に設けた振動発生器４０が発生した超音波を接触あるいは非接触でプリフォーム２の口部２ａに当ててプリフォーム２を高速で微振動させる構成としてもよく、さらに、ノズルユニット２０の外側に設けた振動発生器４０が発生した超音波を接触あるいは非接触でノズルユニット２０に当ててプリフォーム２をノズルユニット２０とともに高速で微振動させる構成としてもよい。また、プリフォーム２に当てる音波は、超音波に限らず、周波数が２０ｋＨｚ未満の音波であってもよい。

さらに、前記実施の形態では、振動発生器４０が発生する振動を超音波としてプリフォーム２を超音波により高速で微振動させるようにしているが、プリフォーム２を振動させることで当該プリフォーム２の内部の液体Ｌから空気を分離することが可能であれば、振動発生器４０が発生する振動すなわち振動発生器４０がプリフォーム２に加える振動の発生方法および振幅数や振幅は、適宜変更可能である。

さらに、前記実施の形態では、気液置換工程において、プリフォーム２の内部の空気をブローノズル２３に設けた排出口２３ｂから外部に排出するようにしているが、これに限らず、気液置換工程の前に、口部２ａを密封しない第１位置にまでブローノズル２３を下降させ（第１ノズル下降工程）、気液置換工程において、第１位置にあるブローノズル２３を通して口部２ａからプリフォーム２の内部に液体Ｌを供給しつつ、ブローノズル２３と口部２ａとの隙間からプリフォーム２の内部の空気を外部に排出させるようにしてもよい。この場合、気液置換工程の後に、口部２ａを密封する第２位置にまでブローノズル２３を下降させ（第２ノズル下降工程）、その後にブロー成形工程が行なわれる。このような構成により、ブローノズル２３に排出口２３ｂを設けることを不要として液体ブロー成形装置１の構成を簡素化し、液体ブロー成形方法で成形される液体入り容器Ｃの製造コストを低減することができる。

さらに、前記実施の形態では、ブロー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、ブロー成形工程の終了前に延伸ロッド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、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適用するのが好ましいが、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もできる。

さらに、気液分離工程をブロー成形工程の最中やブロー成形工程の後に行うようにしてもよいが、ブロー成形工程は原則的にプリフォーム２を密封した状態で行うものであるので、液体Ｌから分離した空気を外部に除去することは困難である。よって、気液分離工程は、気液置換工程とともに、あるいは気液置換工程の後であってブロー成形工程の前に行うのが好ましい。

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
２２ａ 接続ポート
２３ ブローノズル
２３ａ 液体供給口
２３ｂ 排出口
２３ｃ 連結路
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
４０ 振動発生器
Ｐ１ 配管
Ｖ１ 開閉弁
Ｐ２ 配管
Ｖ２ 開閉弁
Ｃ 液体入り容器

Claims (8)

1. 口部を有する合成樹脂製のプリフォームを所定形状の液体入り容器に成形する液体ブロー成形方法であって、
   ブローノズルを通して前記口部から前記プリフォームの内部に液体を供給しつつ該プリフォームの内部の空気を外部に排出させる気液置換工程と、
   前記プリフォームを振動させて該プリフォームの内部の液体から空気を分離させる気液分離工程と、
   前記気液分離工程の後、前記ブローノズルを通して前記口部から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ブロー成形工程と、を有することを特徴とする液体ブロー成形方法。
2. 前記気液置換工程を行いつつ前記気液分離工程をも行う、請求項１に記載の液体ブロー成形方法。
3. 前記気液置換工程の完了後に前記気液分離工程を行う、請求項１に記載の液体ブロー成形方法。
4. 前記気液分離工程において、前記プリフォームまたは前記プリフォームが装着された金型に超音波を当てて該プリフォームを振動させる、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. 前記気液分離工程において、前記プリフォームまたは前記プリフォームが装着された金型に振動体を接触させて該プリフォームを振動させる、請求項１〜３の何れか１項に記載の液体ブロー成形方法。
6. 前記気液置換工程の前に、前記ブローノズルを前記口部に係合させるノズル係合工程を有し、
   前記気液置換工程において、前記ブローノズルの液体供給口を通して前記口部から前記プリフォームの内部に液体を供給しつつ、前記液体供給口とは別に前記ブローノズルに設けられた排出口から前記プリフォームの内部の空気を外部に排出させる、請求項１〜５の何れか１項に記載の液体ブロー成形方法。
7. 前記気液置換工程の前に、前記口部を密封しない第１位置にまで前記ブローノズルを下降させる第１ノズル下降工程を有し、
   前記気液置換工程において、前記第１位置にある前記ブローノズルを通して前記口部から前記プリフォームの内部に液体を供給しつつ、前記ブローノズルと前記口部との隙間から前記プリフォームの内部の空気を外部に排出させ、
   前記気液置換工程の後に、前記口部を密封する第２位置にまで前記ブローノズルを下降させる第２ノズル下降工程を有し、
   前記第２ノズル下降工程の後に前記ブロー成形工程を行う、請求項１〜５の何れか１項に記載の液体ブロー成形方法。
8. 前記ブロー成形工程の後、前記ブローノズルを通して成形後の前記容器の内部から所定量の液体を吸い戻すサックバック工程を有する、請求項１〜７の何れか１項に記載の液体ブロー成形方法。

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