JP7220194B2 - 樹脂製の容器の製造方法およびブロー成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂製の容器の製造方法およびブロー成形装置に関する。

ブロー成形の加圧媒体としては利便性の高さから、圧縮空気が通常用いられる。例えば、特許文献１には圧縮空気を用いるブロー成形方法が開示されている。また、近年では、容器に充填する液体を加圧媒体として用い、ブロー成形工程と充填工程とを単一ステップで行う方法も考案されている（特許文献２）。

日本国特開２００６－２６４０３５号公報 日本国特開２０１５－０６６９２１号公報

圧縮空気を用いるブロー成形では、プリフォームを所望の容器の形状にするために、コンプレッサーで圧縮された高圧の空気をプリフォーム内に吹き込む。しかし、圧縮空気の圧力やそのコントロールが不十分である場合や、または十分なブロー時間が確保されない場合には、成形後に生ずる容器の収縮と相まって、プリフォームから容器への賦形が不十分となるおそれがある。例えば、容器の肉厚分布が適切になっていない、容器表面の凹凸部（リブや模様、刻印、文字等）が明瞭になっていない、等が挙げられる。また、圧縮空気によるブロー成形では、ブロー後の容器に涙模様やリング模様といった伸びムラによる成形不良（外観不良）が生じやすい傾向にある。圧縮空気は液体と比べて熱伝導率が悪く、偏温があるプリフォームの内壁面に圧縮空気が接触してもその偏温は軽減されずに維持される。そのプリフォームの高温領域のみが圧縮空気で局所的に延伸されて最初に金型と接触する状態が生じ、ブローされたプリフォームは不均一に冷却される。このようなことが原因となり、涙模様やリング模様といった外観不良が発生する。このような外観不良を発生させないためには、プリフォームの温度分布や圧縮空気の導入タイミング等の成形条件を最適に調整する必要があり、困難を伴う。

また、プリフォームを容器の形状にブローした後に一定時間冷却する必要があり、ブロー工程にある程度の時間がかかる。特に、耐熱性を高めた容器を成形する場合は、圧縮空気でプリフォームを容器の形状にブローした後に冷却用の空気を容器内へ流通させるプロセスも必要になり、ブロー工程の時間も一段と長くなる。同時に、コンプレッサーの稼働率やエネルギー消費量も大きいものとなる。

本発明は、賦形性に優れ、圧縮気体でブローする際に発生する外観不良（成形不良）を抑止でき、かつ、ブロー工程の時間を短縮することが可能な樹脂製の容器の製造方法およびブロー成形装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決することのできる本発明の樹脂製の容器の製造方法は、
プリフォームから樹脂製の容器を成形する樹脂製の容器の製造方法であって、
前記プリフォームを気体および液体の両方でブローして前記容器を成形するブロー工程と、
前記容器の内部に残る液体を廃液する廃液工程と、
を含み、
前記ブロー工程において使用される前記液体は前記容器の充填容量よりも少ない量である。

当該製造方法によれば、気体と容器の充填容量よりも少ない量の液体とをプリフォームにブローすることにより、プリフォームを所望の容器の形状へ賦形させることが容易となり、またブロー工程の時間を短縮することができる。

また本発明の樹脂製の容器の製造方法は、
前記ブロー工程において、
前記気体および前記液体は、前記気体および前記液体を供給する供給路と連結されたブローノズルから前記プリフォームに導入され、
前記供給路には前記気体の貯留領域が設けられ、
前記液体に圧力が付与されることで、前記液体が前記貯留領域を経由して前記気体と共に前記プリフォームをブローする、と好ましい。

上記構成によれば、液体に付与される圧力によってプリフォームを気体および液体でブローさせることができる。また、加圧媒体の圧力基準はポンプ等で高圧にされた液体になるため、気体を圧縮するコンプレッサーの仕様要件を低減させることができる。つまり、コンプレッサーの種類は低圧式または高圧式の何れを用いても構わない。

また本発明の樹脂製の容器の製造方法は、
前記ブロー工程において、
前記気体および前記液体は、前記気体および前記液体を供給する供給路と連結されたブローノズルから前記プリフォームに導入され、
前記供給路には前記液体の貯留領域が設けられ、
前記気体に圧力が付与されることで、前記気体が前記貯留領域を経由して前記気体と共に前記プリフォームをブローする、と好ましい。

上記構成によれば、気体に付与される圧力によってプリフォームを気体および液体でブローさせることができ、液体に圧力をかけるための装置を用いることなく容器をブロー成形することができる。また、賦形性に優れる液体を用いるため高圧または低圧の気体の何れを用いてもプリフォームを所望の形状の容器にブローすることができ、装置の簡素化が可能である。

また本発明の樹脂製の容器の製造方法は、
前記ブロー工程において、
前記気体および前記液体は、前記気体および前記液体に圧力が付与されることで、前記気体および前記液体を供給する供給路と連結されたブローノズルから前記プリフォームに導入され前記プリフォームをブローする、と好ましい。

上記構成によれば、気体に付与される圧力と液体に付与される圧力によってプリフォームを気体および液体でブローさせることができ、プリフォームのブロー成形条件に係る圧力の細かな制御が可能である。また、液体と気体とに圧力が付与されるので、気体に通常のブロー成形で採用される高い圧力をかけずにプリフォームを所望の形状の容器にブローすることも可能になる。また、プリフォームに導入される加圧媒体は液体と気体との混合物になり、液体のみや気体のみの場合と比べ相乗効果が期待できる。

また、上記課題を解決することのできる本発明のブロー成形装置は、
樹脂製の有底のプリフォームを製造する射出成形ユニットと、
前記射出成形ユニットで製造されたプリフォームをブロー成形して容器を製造するブロー成形ユニットと、を備え、
前記ブロー成形ユニットは、
前記プリフォームが配置される金型と、
液体が貯留される貯留部と、
前記金型に配置された前記プリフォーム内に圧縮気体及び前記液体を供給するための供給路と、
ブロー成形のために前記供給路を介して前記プリフォーム内に供給される前記圧縮気体及び前記液体の少なくとも一方の供給圧を制御する制御部と、
を有する。

上記構成の成形装置によれば、液体が貯留された貯留部と、圧縮気体および液体を供給するための供給路とを有することにより、圧縮気体および液体でプリフォームをブローさせることができる。これにより、プリフォームを所望の容器の形状へ賦形させることが容易となり、またブロー工程の時間を短縮させることができる。また、圧縮気体及び液体の少なくとも一方の供給圧を制御する制御部を備えることにより、圧縮気体または液体の少なくとも一方に圧力をかけることで、圧縮気体および液体をプリフォームにブローすることができる。

また本発明のブロー成形装置は、
前記ブロー成形ユニットは前記圧縮気体を生成可能な生成部をさらに有し、
前記供給路において、前記液体は、前記圧縮気体より前記プリフォームに近い位置に貯留され、
前記制御部は、前記圧縮気体の供給圧を制御することで、前記プリフォーム内に供給される前記液体のブロー圧を調整することが可能であると好ましい。

上記構成によれば、気体に付与される圧力によってプリフォームを気体および液体でブローすることができ、液体に圧力をかけるための装置を用いることなく容器をブロー成形することができる。また、賦形性に優れる液体を用いるため低圧の気体を用いてもプリフォームを所望の形状の容器にブローすることができ、圧縮気体の生成部の簡素化が可能である。

本発明によれば、賦形性に優れ、圧縮気体でブローする際に発生する外観不良（成形不良）を抑止でき、かつ、ブロー工程の時間を短縮することが可能な樹脂製の容器の製造方法およびブロー成形装置を提供することができる。

実施形態に係るブロー成形装置のブロック図である。 ブロー成形ユニットにおけるプリフォームから容器を製造する第１～第３の実施形態のブロー成形の様子を示す模式図である。 ブロー成形ユニットにおけるプリフォームから容器を製造する第１の実施形態のブロー成形の様子を示す模式図である。 ブロー成形ユニットにおけるプリフォームから容器を製造する第１の実施形態のブロー成形の様子を示す模式図である。 ブロー成形ユニットにおけるプリフォームから容器を製造する第１の実施形態のブロー成形の様子を示す模式図である。 ブロー成形ユニットにおけるプリフォームから容器を製造する第１の実施形態のブロー成形の様子を示す模式図である。 ブロー成形ユニットにおけるプリフォームから容器を製造する第２の実施形態のブロー成形の様子を示す模式図である。 ブロー成形ユニットにおけるプリフォームから容器を製造する第３の実施形態のブロー成形の様子を示す模式図である。 ブロー成形ユニットにおけるプリフォームから容器を製造する第４の実施形態のブロー成形の様子を示す模式図である。 ブロー成形ユニットにおけるプリフォームから容器を製造する第４の実施形態のブロー成形の様子を示す模式図である。 ブロー成形ユニットにおけるプリフォームから容器を製造する第５の実施形態のブロー成形の様子を示す模式図である。 ブロー成形ユニットにおけるプリフォームから容器を製造する第５の実施形態のブロー成形の様子を示す模式図である。 第６の実施形態のブロー成形ユニットの概要を示す模式図である。 第７の実施形態のブロー成形ユニットの概要を示す模式図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態の一例（第１の実施形態）について、図面を参照して説明する。尚、本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。まず、図１を参照して、樹脂製の容器１０を製造するためのブロー成形装置２０について説明する。図１はブロー成形装置２０のブロック図である。

図１に示すように、ブロー成形装置２０は、プリフォーム１２を製造するための射出成形ユニット２２を備えている。射出成形ユニット２２には、原材料である樹脂材料を供給する射出装置２４が接続されている。また、ブロー成形装置２０は、プリフォーム１２をブローして容器１０を製造するためのブロー成形ユニット２００を備えている。つまり、ブロー成形装置２０は成形ステーションとして、射出成形ユニット２２とブロー成形ユニット２００を少なくとも備えている。また、ブロー成形装置２０は追加の成形ステーションとして、ブロー成形前のプリフォーム１２の温度分布を調整する温調ユニットや容器１０を装置外に排出する取出ユニットを、さらに備えていても良い。すなわち、ブロー成形装置２０の構成は、（１）射出成形ユニット２２とブロー成形ユニット２００、（２）射出成形ユニット２２とブロー成形ユニット２００と取出ユニット、（３）射出ユニット２２と温調ユニットとブロー成形ユニット２００、（４）射出成形ユニット２２と温調ユニットとブロー成形ユニット２００と取出ユニット、の４つパターンの何れであっても構わない（これらパターンの各ユニットは成形工程順（図１の矢印の向きの順）に通常並べられる）。

射出成形ユニット２２とブロー成形ユニット２００とは、搬送手段２８を中心として所定角度（本実施形態（パターン（１））では１８０度）回転した位置に設けられている。搬送手段は回転板等で構成されており、回転板に取付けられているネック型によりネック部が支持された状態のプリフォーム１２又は容器１０が、回転板の回転に伴って搬送されるように構成されている。なお、パターン（２）と（３）では搬送手段２８を中心として１２０度に回転した位置に、パターン（４）では搬送手段２８を中心として９０度に回転した位置に、各ユニットが通常各々配置される。

図１に示す射出成形ユニット２２は、図示を省略する射出キャビティ型、射出コア型、ネック型等を備えている。これらの型が型締めされることで形成されるプリフォーム形状の空間内に、射出装置２４から樹脂材料を流し込むことにより、有底のプリフォーム１２が製造される。

ブロー成形ユニット２００は、射出成形ユニット２２で製造されたプリフォーム１２をブロー成形して容器１０を製造するように構成されている。なお、必須ではないが、温調ユニットが設けられる場合は、ブロー成形ユニット２００に搬送される前にプリフォーム１２は温調処理される。ここで、図２～図６を参照して、ブロー成形ユニット２００について詳細に説明する。

図２～図６は、ブロー成形ユニット２００におけるプリフォーム１２から容器１０を製造するブロー成形の様子を示す模式図である。図２～図６の各段階の詳細は後述する。ブロー成形ユニット２００は、プリフォーム１２が配置される割型である金型２０２と、ブローの際に配置されたプリフォーム１２を延伸するための延伸ロッド２０４と、加圧媒体としての液体３０が貯留される貯留部２０６と、金型２０２に配置されたプリフォーム１２内に圧縮気体および液体３０を供給するための供給路２０８と、ブロー成形のために供給路２０８を介してプリフォーム１２内に供給される圧縮気体及び液体３０の少なくとも一方の供給圧を制御するプロセッサで構成される制御部２１０と、を有している。

本実施形態において、プロセッサの機能は、汎用メモリと協働して動作する汎用マイクロプロセッサにより実現されうる。汎用マイクロプロセッサとしては、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵが例示されうる。汎用メモリとしては、ＲＯＭやＲＡＭが例示されうる。また、プロセッサの機能は、マイクロコントローラ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどの専用集積回路によって実現されてもよい。プロセッサは、汎用マイクロプロセッサと専用集積回路の組合せによって実現されてもよい。

また、ブロー成形ユニット２００は、圧縮気体を生成可能なコンプレッサー等の生成部２１２と、液体３０を供給可能な液圧ポンプ等の液体供給部２１４とを有している。制御部２１０は生成部２１２および液体供給部２１４に接続されている。生成部２１２および液体供給部２１４は供給路２０８に接続されており、制御部２１０によって圧縮気体及び液体３０の少なくとも一方の供給圧が制御される。なお、本実施形態において制御部２１０は、ブロー成形装置２０に設けられた操作パネル等の入力インターフェースに操作者が入力した操作信号に基づいて、生成部２１２および液体供給部２１４の少なくとも一方の供給圧を制御する処理を繰り返し実行してもよい。貯留部２０６は供給路２０８の途中に設けられ、複数の弁（図２～図６では４つ）で仕切られるように構成されている。

これらの４つの弁のうち、第１の弁２２０Ａは液体供給部２１４から貯留部２０６への液体３０の供給を開閉によって調整するためのものである。第２の弁２２０Ｂは生成部２１２から貯留部２０６への気体の供給を開閉によって調整するためのものである。第３の弁２２０Ｃは貯留部２０６に液体３０を供給する際の貯留部２０６の圧抜きをするためのものである。第４の弁２２０Ｄは貯留部２０６からの液体３０および圧縮気体のプリフォーム１２への供給を開閉によって調整するためのものである。第４の弁２２０Ｄを基準とした時に金型２０２に近い位置に配置される供給路２０８の一部（以下、ノズル供給路２１６という。）は、ブローノズル２１８に連結されている。またノズル供給路２１６は、排気用の弁である第５の弁２２０Ｅを備えている。

続いて、容器１０の製造方法について説明する。容器１０（図６参照）は、射出成形ユニット２２で製造されたプリフォーム１２を気体および液体３０の両方でブローして容器１０を成形するブロー工程と、容器１０の内部に残る液体３０を廃液する廃液工程と、を経て製造される。

ここで、図２～図６を参照してブロー工程について説明する。図２は、ブロー成形ユニット２００の金型２０２にプリフォーム１２が配置され、プリフォーム１２の内側に延伸ロッド２０４が配置され、貯留部２０６に液体３０が貯留された状態を示す図である。プリフォーム１２は、図１に示す射出成形ユニット２２で製造され、搬送手段２８によりブロー成形ユニット２００の金型２０２に配置される。プリフォーム１２が金型２０２に配置された後に、プリフォーム１２の底部に接触するように延伸ロッド２０４が配置される。液体３０は液体供給部２１４から貯留部２０６に供給される。この際、第１の弁２２０Ａを開いて貯留部２０６に液体３０を導入し、必要に応じて第３の弁２２０Ｃを開いて貯留部２０６の圧抜きをする。所定の量の液体３０を導入した時に、第１の弁２２０Ａおよび第３の弁２２０Ｃを閉じる。これによりブロー成形ユニット２００は図２に示す状態となる。ここで、貯留部２０６に貯留された液体３０はプリフォーム１２の加圧媒体となる。なお、貯留部２０６に貯留された液体３０は、製造させる容器１０の充填容量または満注容量よりも少ない量である。貯留部２０６に貯留される液体３０の量は、容器１０の充填容量または満注容量の１/５～４/５、好ましくは１/３～３/４、より好ましくは約１/２の程度に設定されるのが良い。これは、以降の実施形態でも同様である。

続いて第２の弁２２０Ｂを開いて、制御部２１０によって生成部２１２で圧力を付与して生成された圧縮気体を貯留部２０６に供給し、併せて第４の弁２２０Ｄを開いて貯留部２０６の液体３０と生成部２１２から供給される圧縮気体をプリフォーム１２へ供給する（図３）。この際、ノズル供給路２１６に存在する気体も同伴されてプリフォーム１２へ供給される。またこの際、延伸ロッド２０４を金型２０２の底部に向けて伸ばしてプリフォーム１２を延伸させる（図４）。またこの際、液体３０および圧縮気体がブローノズル２１８からプリフォーム１２に導入されて、プリフォーム１２がブロー（賦形）され始める（図４）。所定の圧縮気体を供給することでプリフォーム１２から容器１０への賦形を完了させ、容器１０を製造する（図５）。容器１０の製造後、第２の弁２２０Ｂおよび第４の弁２２０Ｄを閉じ、第５の弁２２０Ｅを開いて容器１０内の気体を開放する（図６）。上記の流れにより、ブロー工程が実施される。

ブロー工程の後に、製造された容器１０の内部の液体３０を廃棄する（廃液工程）。廃液は、容器１０からブローノズル２１８を外して金型２０２を開放した後に搬送手段２８により容器１０をブロー成形ユニット２００から取出して行われる。なお、廃液はブロー成形装置２０で行われてもよいし、ブロー成形装置２０から取出した後に行われてもよい。以上のブロー工程および廃液工程により充填物を含まない容器１０が得られる。以上の実施形態によれば、気体に付与される圧力によってプリフォーム１２を気体および液体３０でブローさせることができる（気体と液体３０とを含む加圧媒体の圧力は、圧縮気体の圧力を基準として制御することができる）。なお、生成部２１２で高圧に生成される圧縮気体の圧力は１．０ＭＰａ～３．５ＭＰａの範囲で設定されるのが好ましく、容器１０の最終賦形時の最大圧力は少なくとも３．０ＭＰａ以上になるよう設定されるのが望ましい。また、液体供給部より供給される液体の圧力は１．０ＭＰａ～５．０ＭＰａの範囲で設定されるのが好ましく、容器１０の最終賦形時の最大圧力は少なくとも２．５ＭＰａ以上になるよう設定されるのが望ましい（但し、加圧媒体の圧力基準を液体で制御する実施形態の場合のみ）。これら圧力条件は、以降の実施形態でも同様である。

ところで、圧縮空気を用いるブロー成形では、プリフォームを所望の容器の形状にするために、高圧の空気が必要となり、圧縮空気の圧力やそのコントロールが不十分である、または十分なブロー時間が確保されない場合には、成形後に生ずる容器の収縮現象と相まって、プリフォームから容器への賦形が不十分となるおそれがあった。具体的には、容器の肉厚分布が適切でない、容器表面の凹凸部（リブや模様、刻印、文字等）が明瞭でない、といった問題が生ずるおそれがあった。さらに、圧縮空気を用いるブロー成形では、プリフォームの温度分布や各種成形条件をかなり適正に調整しないと、ブロー後の容器に涙模様（フィッシュアイ）やリング模様といった伸びムラ（不均一な延伸配向）による成形不良（外観不良）が発生してしまう。また、プリフォームを容器の形状にブローした後に一定時間冷却する必要があり、ブロー工程にある程度の時間がかかっていた。特に、耐熱性を高めた容器を成形する場合は、圧縮空気でプリフォームを容器の形状にブローした後にも冷却用の空気を容器内へ流通させるプロセスも必要になるため、ブロー工程の時間も一段と長くなる。加えて、コンプレッサーの稼働率やエネルギー消費量も概して大きいものになる。

本実施形態の製造方法によれば、気体（圧縮性流体）および容器１０の充填容量または満注容量よりも少ない量の液体３０（非圧縮性流体）を共用してプリフォーム１２をブローすることにより、プリフォーム１２を所望の容器１０の形状へ賦形することが容易となり、圧縮気体でブローする際に発生する成形不良を抑止でき、またブロー工程の時間を短縮することができる。具体的には、気体と異なる非圧縮性という特性をもつ液体３０によるブロー成形が容器１０の賦形性に優れることに起因して、短時間でプリフォーム１２を容器１０の形状までブローすることが可能となる。さらに賦形性に優れるため複雑な形状の容器１０であっても短時間でブロー成形することが可能である。

そして、液体３０の熱伝導率が気体と比べて高いため、プリフォーム１２がブロー成形ユニット２００の金型２０２の内壁に接する前に冷却が進み、その結果としてブロー工程における冷却時間が短縮されブロー工程の短縮化を実現できる。また、厚肉の容器を圧縮空気でブロー成形する場合はより長い冷却時間が必要になるが、当該製造方法によれば冷却時間を好適に短縮することができる。さらに、気体のみを使用する場合と比較してプリフォーム１２の冷却が均一に行われ、プリフォーム１２の偏温による伸びムラ等の成形不良を好適に防止・低減することができる。

なお、本実施形態の液体３０はあくまでブロー用の加圧媒体の一つであり、充填物ではない。充填物によるブロー成形には、多くの制約やデメリットが未だ存在するものと思われる。例えば、加圧媒体として利用できる充填物の種類には限りがあるし、充填物の液量や液圧を適正に制御する機構、充填領域をクリーン（滅菌）状態に保つ機構、ノズル‐プリフォーム間に残存する気体を排気する機構など、高精度で制御される多くの機構をブロー成形機に搭載する必要性がある結果、装置コストは大幅に増大する。また通常、最適なブロー成形条件は多くのトライ＆エラーの結果として得られるものであるが、充填物でブローする場合はこのときに充填物を無駄に浪費してしまうことになりかねない。

これに対し、本実施形態で使用する液体３０は充填液でないため利用できる種類が多く、使用後に廃棄しても良いような安価な液体も利用できる。また、ブロー成形装置２０も従来の空圧回路機構に液圧回路機構を基本的に組み込むだけで良く、さほどコストアップしない。つまり、従来の圧縮空気を加圧媒体として用いるブロー成形に多くの改造を施さずとも、賦形性の改善やブロー時間の短縮が図れるブロー成形装置２０や成形方法が達成できる。

なお、本実施形態で用いる液体３０は、プリフォーム１２を内部から適切に冷却させる必要性がある関係上、温度管理された液体３０を用いることが望ましい。例えば、１０～３０℃に温度管理され加圧された冷却水（ブロー成形機で通常用いられるタワー水やチラー水）を使用することができる。また、ブロー成形装置２０と充填機を直結したい場合は、その冷却水に殺菌剤（過酸化水素水や次亜塩素酸、過酢酸等）や洗浄剤（各種リンサー等）を含有させても構わない。金型２０２の防錆面を考慮する場合は、金属腐食性の低い液体（アルコール、各種有機溶媒、等）を利用しても良い。なお、比較的高価な液体を用いる場合は、一回のブローで廃液せずに回収し、複数回利用しても構わない。加圧媒体として用いられる気体と液体３０の割合は、プリフォーム１２の温度や容器１０の形状、延伸倍率等を考慮し、最適な割合に適宜変更して良い。

また、圧縮空気を用いるブロー成形では、圧縮空気に微量の水分が含まれていると成形された容器１０に水滴跡ができるおそれがあり、水分を含まない圧縮空気を使用することが好ましいと考えられていた。ところが、本実施形態の製造方法のように微量ではない液体３０を気体と共にプリフォーム１２にブローする場合、容器１０に水滴跡ができにくいことを本発明者らは見出した。すなわち、本実施形態の製造方法によれば、容器１０への水滴跡の形成を防止することができる。

また、本実施形態の製造方法では、用いる液体３０は容器１０の充填容量よりも少なく（廃棄前で容器１０の内部に存在する圧縮空気と液体３０の総和体積が容器１０の充填容量または満注容量と同一になる）、ブロー成形の後に廃棄される。容器１０に充填する液体３０によってプリフォーム１２を容器１０の形状にする方法では、液体３０の充填量の制御が難しいが、本実施形態の製造方法では所望の成形性を満たす量であれば任意の量で液体を使用することができ、複雑な制御を必要としない。

また、本実施形態の製造方法では、気体に付与される圧力によってプリフォーム１２に気体および液体３０をブローするため、液体３０に圧力をかけるための装置を用いることなく容器１０をブロー成形することができる。また、賦形性に優れる液体３０を用いるため高圧または低圧の何れの気体を用いてもプリフォーム１２を所望の形状の容器１０にブローすることができ、装置の簡素化が可能である。

また、本実施形態の成形装置によれば、液体３０が貯留された貯留部２０６と、圧縮気体および液体３０を供給するための供給路２０８とを有することにより、圧縮気体および液体３０の両方でプリフォーム１２をブローすることができる。これにより、プリフォーム１２を所望の容器１０の形状へ賦形させることが容易となり、またブロー工程の時間を短縮することができる。また、圧縮気体及び液体３０の少なくとも一方の供給圧を制御する制御部２１０を備えることにより、圧縮気体または液体３０の少なくとも一方に圧力をかけることで、圧縮気体および液体３０をプリフォーム１２に導入しブロー成形を行うことができる。

なお、上記の説明において特定のブロー成形ユニット２００の構成を説明したが本発明は上記の具体的な構成に限定されるものではない。例えば、特開平８－２３００２７号公報で図示されているように、プリフォームのネック部を鉛直下方に向けた状態で金型に配置されるように設計されていてもよい。この構成の場合、容器内に残った液体の排液がスムーズに実施できるため好ましい。

また、本実施形態のブロー成形装置２０によれば、気体に付与される圧力によってプリフォーム１２を気体および液体３０でブローすることができ（加圧媒体の圧力を、空気圧を基準として制御することができ）、液体３０に圧力をかけるための装置を用いることなく容器１０をブロー成形することができる。また、賦形性に優れる液体３０を用いるため低圧の気体を用いてもプリフォーム１２を所望の形状の容器１０にブローすることができ、圧縮気体の生成部２１２の簡素化が可能である。

（第２の実施形態）
続いて、本発明の実施形態の別の例（第２の実施形態）について、図２及び図７を参照して説明する。第２の実施形態では前記ブロー工程の態様以外は第１の実施形態と同様であるので、ブロー工程以外の説明を省略する。

第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様の手順に従って、ブロー成形ユニット２００の金型２０２にプリフォーム１２が配置され、プリフォーム１２の内側に延伸ロッド２０４が配置され、貯留部２０６に液体３０が貯留される（図２）。

続いて図７に示すように、第１の弁２２０Ａを開いて、制御部２１０によって液体供給部２１４で液体に圧力を付与して貯留部２０６に液体３０を供給し、併せて第４の弁２２０Ｄを開いて貯留部２０６の液体３０をプリフォーム１２へ供給する。この際、ノズル供給路２１６に存在する気体も同伴されてプリフォーム１２へ供給される。この場合のノズル供給路２１６は気体の貯留領域に該当する。この際、延伸ロッド２０４を金型２０２の底部に向けて伸ばしてプリフォーム１２を延伸させる。またこの際、液体３０および気体がブローノズル２１８からプリフォーム１２にブローされてプリフォーム１２が賦形され、所定の量の液体３０を供給することでプリフォーム１２の容器１０への賦形を完了し、第１の弁２２０Ａおよび第４の弁２２０Ｄを閉じる。容器１０の製造後、第５の弁２２０Ｅを開いて容器１０内の気体を開放する。上記の流れにより、ブロー工程が実施される。

以上の第２の実施形態によれば、液体３０に付与される圧力によってプリフォーム１２を気体および液体３０でブローすることができる（気体と液体３０とを含む加圧媒体の圧力は、液圧を基準として制御することができる）。また、加圧媒体の圧力基準はポンプ等で高圧にされた液体３０になるため、気体を圧縮するコンプレッサーの仕様要件を緩和でき、低圧式・高圧式何れのコンプレッサーを用いても、容器１０を好適にブロー成形することができる。

（第３の実施形態）
続いて、本発明の実施形態の別の例（第３の実施形態）について、図２及び図８を参照して説明する。第３の実施形態では前記ブロー工程の態様以外は第１の実施形態と同様であるので、ブロー工程以外の説明を省略する。

第３の実施形態でも、第１の実施形態と同様の手順に従って、ブロー成形ユニット２００の金型２０２にプリフォーム１２が配置され、プリフォーム１２の内側に延伸ロッド２０４が配置され、貯留部２０６に液体３０が貯留される（図２）。

続いて図８に示すように、第１の弁２２０Ａを開いて、制御部２１０によって液体供給部２１４で液体３０に圧力を付与して貯留部２０６に液体３０を供給し、併せて第２の弁２２０Ｂを開いて、制御部２１０によって生成部２１２で圧力を付与して生成された圧縮気体を貯留部２０６に供給し、併せて第４の弁２２０Ｄを開いて貯留部２０６の液体３０と生成部２１２から供給される圧縮気体をプリフォーム１２へ供給する。この際、ノズル供給路２１６に存在する気体も同伴されてプリフォーム１２へ供給される。この場合のノズル供給路２１６は気体の貯留領域に該当する。この際、延伸ロッド２０４を金型２０２の底部に向けて伸ばしてプリフォーム１２を延伸させる。またこの際、液体３０および気体がブローノズル２１８からプリフォーム１２にブローされてプリフォーム１２が賦形され、所定の量の液体３０および圧縮気体を供給することでプリフォーム１２の容器１０への賦形を完了し、第１の弁２２０Ａおよび第４の弁２２０Ｄを閉じる。容器１０の製造後、第５の弁２２０Ｅを開いて容器１０内の気体を開放する。上記の流れにより、ブロー工程が実施される。

以上の第３の実施形態によれば、気体に付与される圧力と液体３０に付与される圧力によってプリフォーム１２に気体および液体３０をブローすることができ、プリフォーム１２に係る圧力の細かな制御が可能である。また、液体３０と気体とに圧力が付与されるので、気体に通常のブロー成形で採用される高い圧力をかけずにプリフォーム１２を所望の形状の容器１０にブローすることができる。

（第４の実施形態）
続いて、本発明の実施形態の別の例（第４の実施形態）について、図９及び図１０を参照して説明する。第４の実施形態では前記ブロー工程の態様以外は第１の実施形態と同様であるので、ブロー工程以外の説明を省略する。

第４の実施形態では、まずブロー成形ユニット２００の金型２０２にプリフォーム１２が配置され、プリフォーム１２の内側に延伸ロッド２０４が配置され、貯留部２０６に圧縮気体が貯留される（図９）。なお、第１の実施形態～第３の実施形態において、貯留部２０６に液体３０が貯留される態様を説明したが、本実施形態においては圧縮気体が貯留される。プリフォームおよび延伸ロッドは、第１の実施形態と同様の手順に従って配置される。圧縮空気は生成部２１２から貯留部２０６に供給される。この際、第２の弁２２０Ｂを開いて貯留部２０６に圧縮気体を導入し、必要に応じて第３の弁２２０Ｃを開いて貯留部２０６の圧抜きをする。所定の量の圧縮気体を導入した時に、第２の弁２２０Ｂおよび第３の弁２２０Ｃを閉じる。これによりブロー成形ユニット２００は図９に示す状態となる。ここで、貯留部２０６に貯留された圧縮気体はプリフォーム１２の加圧媒体となる。

続いて図１０に示すように、第１の弁２２０Ａを開いて、制御部２１０によって液体供給部２１４で液体に圧力を付与して貯留部２０６に液体３０を供給し、併せて第４の弁２２０Ｄを開いて貯留部２０６の圧縮気体をプリフォーム１２へ供給する。この際、ノズル供給路２１６に存在する気体も同伴されてプリフォーム１２へ供給される。この場合のノズル供給路２１６は気体の貯留領域に該当する。なお貯留部２０６は圧縮気体の貯留領域に該当する。この際、延伸ロッド２０４を金型２０２の底部に向けて伸ばしてプリフォーム１２を延伸させる。またこの際、液体３０および気体がブローノズル２１８からプリフォーム１２にブローされてプリフォーム１２が賦形され、所定の量の液体３０を供給することでプリフォーム１２の容器１０への賦形を完了し、第１の弁２２０Ａおよび第４の弁２２０Ｄを閉じる。容器１０の製造後、第５の弁２２０Ｅを開いて容器１０内の気体を開放する。上記の流れにより、ブロー工程が実施される。

第４の実施形態によれば、液体３０に付与される圧力によってプリフォーム１２を気体および液体３０でブローさせることができる（気体と液体３０とを含む加圧媒体の圧力は、液圧を基準として制御することができる）。当該実施形態においても、気体と液体とをプリフォームにブローすることにより、プリフォームを所望の容器の形状へ賦形させることが容易となり、またブロー工程の時間を短縮することができる。

（第５の実施形態）
続いて、本発明の実施形態の別の例（第５の実施形態）について、図１１及び図１２を参照して説明する。第５の実施形態では前記ブロー工程の態様以外は第１の実施形態と同様であるので、ブロー工程以外の説明を省略する。

第５の実施形態では、まずブロー成形ユニット２００の金型２０２にプリフォーム１２が配置され、プリフォーム１２の内側に延伸ロッド２０４が配置され、貯留部２０６に液体３０および圧縮気体が貯留される（図１１）。この貯留部２０６に貯留された液体３０および圧縮気体の両者をまとめて、本実施形態では混合流体４０とする。なお、第１の実施形態～第３の実施形態において、貯留部２０６に液体３０が貯留される態様を説明したが、本実施形態においては混合流体４０が貯留される。プリフォームおよび延伸ロッドは、第１の実施形態と同様の手順に従って配置される。液体３０は液体供給部２１４から貯留部２０６に供給される。この際、第１の弁２２０Ａを開いて貯留部２０６に液体３０を導入する。圧縮空気は生成部２１２から貯留部２０６に供給される。この際、第２の弁２２０Ｂを開いて貯留部２０６に圧縮気体を導入する。必要に応じて第３の弁２２０Ｃを開いて貯留部２０６の圧抜きをする。所定の量の液体３０および圧縮気体を導入した時に、第１の弁２２０Ａおよび第２の弁２２０Ｂを閉じる。これによりブロー成形ユニット２００は図１１に示す状態となる。ここで、貯留部２０６に貯留された混合流体４０は圧縮気体と液体３０とを含みプリフォーム１２の加圧媒体となる。

続いて図１２に示すように、第１の弁２２０Ａを開いて、制御部２１０によって液体供給部２１４で液体３０に圧力を付与して貯留部２０６に液体３０を供給し、併せて第２の弁２２０Ｂを開いて、制御部２１０によって生成部２１２で圧力を付与して生成された圧縮気体を貯留部２０６に供給し、併せて第４の弁２２０Ｄを開いて貯留部２０６の混合流体４０をプリフォーム１２へ供給する。この際、ノズル供給路２１６に存在する気体も同伴されてプリフォーム１２へ供給される。この場合のノズル供給路２１６は気体の貯留領域に該当する。なお貯留部２０６は液体３０および圧縮気体の貯留領域に該当する。この際、延伸ロッド２０４を金型２０２の底部に向けて伸ばしてプリフォーム１２を延伸させる。またこの際、液体３０および圧縮気体がブローノズル２１８からプリフォーム１２にブローされてプリフォーム１２が賦形され、所定の量の液体３０および圧縮気体を供給することでプリフォーム１２の容器１０への賦形を完了し、第１の弁２２０Ａ、第２の弁２２０Ｂおよび第４の弁２２０Ｄを閉じる。容器１０の製造後、第５の弁２２０Ｅを開いて容器１０内の気体を開放する。上記の流れにより、ブロー工程が実施される。

当該実施形態においても、気体と液体とをプリフォームにブローすることにより、プリフォームを所望の容器の形状へ賦形させることが容易となり、またブロー工程の時間を短縮することができる。なお、混合流体４０は、例えば、気体中に適量の液体を分散させた状態の加圧媒体（気体中に液体が噴霧状に散在している加圧媒体）とさせても良い。この場合、ブローされた容器内に残存する液体は微量になるため、廃液工程は単純に空気で乾燥させる方式を採用しても構わない。

（第６の実施形態）
続いて、本発明の実施形態の別の例（第６の実施形態）について、図１３を参照して説明する。図１３は、第６の実施形態に係るブロー成形ユニット１２００の概要を示す模式図である。ブロー成形ユニット１２００以外のブロー成形装置の構成は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

ブロー成形ユニット１２００は、液体供給部１２１４と、圧縮気体を生成する生成部１２１２と、貯留部１２０６と、金型ユニット１２５０と、制御部（不図示）とを有している。液体供給部１２１４は、液圧ポンプなどの液体源１２６０と、内部に液体１０３０を保持する供給ピストン１２４０とを有している。供給ピストン１２４０は、内部の液体１０３０に圧力を付与するロッド１２４２と、所定の位置でロッド１２４２を止めるストッパ１２４４とを有している。圧縮気体を生成する生成部１２１２は、コンプレッサーで構成されている。貯留部１２０６は、成形される容器の容器充填量よりも小さい容積を持つ、液体１０３０を貯留するタンクである。金型ユニット１２５０は、容器の外形を規定する金型やブローノズル等を有している。制御部（不図示）は生成部１２１２および液体供給部１２１４に接続されて、圧縮気体及び液体１０３０の少なくとも一方の供給圧を制御するように構成されている。

次にブロー成形ユニット１２００を用いた容器の製造方法を説明する。容器は、射出成形ユニット２２（図１参照）で製造されたプリフォームを気体および液体１０３０の両方でブローして容器を成形するブロー工程と、容器の内部に残る液体１０３０を廃液する廃液工程と、を経て製造される。なお、廃液工程は第１の実施形態と同様なので説明を省略する。

第６の実施形態におけるブロー工程では、まず液体源１２６０で液体１０３０（例えば水）を供給ピストン１２４０に導入させた後に、ロッド１２４２をストッパ１２４４に当接する位置まで伸長（下降）させることで液量を確定する。次いで、その液量を貯留部１２０６に供給し、そこに生成部１２１２で作成された圧縮気体を導入することでプリフォームに液体１０３０および圧縮気体を流すと共にブローする。上記のように、ブロー工程が実施される。毎回のブロー工程で用いられる液体が常に同一量に制御・管理されるため、ブローバッチ間の成形条件の均一化が図れる。なお、加圧媒体の圧力は空気圧を基準として制御することができる。

（第７の実施形態）
続いて、本発明の実施形態の別の例（第７の実施形態）について、図１４を参照して説明する。図１４は、第７の実施形態に係るブロー成形ユニット２２００の概要を示す模式図である。ブロー成形ユニット２２００以外のブロー成形装置の構成は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

ブロー成形ユニット２２００は、液体供給部２２１４と、圧縮気体を生成する生成部１２１２と、合流部２２０６と、金型ユニット１２５０と、制御部（不図示）とを有している。ここで、生成部１２１２、金型ユニット１２５０および制御部は第６の実施形態で説明したものと同じであるため、その説明を省略する。液体供給部２２１４は、液圧ポンプなどの液体源１２６０と、内部に液体２０３０を保持する供給ピストン２２４０とを有している。供給ピストン２２４０は、内部の液体１０３０に圧力を付与するロッド２２４２と、ロッド２２４２に接続されたモータ２２４６と、を有している。合流部２２０６は、圧縮気体が流れる高圧気体回路２２０８Ａと、液体２０３０が流れる液体回路２２０８Ｂとが合流する箇所である。

次にブロー成形ユニット２２００を用いた容器の製造方法を説明する。なお、当該製造方法はブロー工程以外は第６の実施形態と同じであるため、その説明を省略する。

第７の実施形態におけるブロー工程では、高圧気体回路２２０８Ａに液体１０３０（例えば水）を適量噴出させて、液体１０３０と圧縮気体（例えば空気）が混合されたミスト状（霧状）の加圧媒体（混合気体）をプリフォームに流しブローする。噴出させる液量はロッド２２４２のストローク（伸長距離）をモータ２２４６にて調整し、常に同じ混合比率となるように管理する。同時に、高圧気体回路２２０８Ａの気体圧に負けないよう、その気体圧以上で押すようにモータ２２４６を制御する。上記のように、ブロー工程が実施される。なお、加圧媒体の圧力は空気圧を基準として制御することができる。
また、液体３０を完全なミスト状の形態で使用するため、第１～第７の実施形態と比較しても液体３０の使用量が低減できる。

以上、本発明を特定の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されず、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

上記の実施形態において説明したブロー成形装置２０は、射出成形ユニット２２およびブロー成形ユニット２００、１２００、２２００を有する態様であったが、これ以外にもプリフォーム１２の温度をブローする前に調整する温調部や製造された容器１０を取り出すための取出し部などを有していてもよい。ただし、本実施形態の製造方法やブロー成形装置２０においては、ブロー工程において気体および液体３０、１０３０、２０３０の共用によりプリフォーム１２の賦形するため賦形性が良いことから、所望の容器１０の形状によっては温調部を設けない態様でも好適に容器を製造することができる。

また、上記の実施形態において複数の弁を備えた供給路２０８の具体的な態様を記載したが、供給路２０８の態様は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

また、第１～第５の実施形態において、制御部２１０が生成部２１２および液体供給部２１４に接続されている例を説明したが、本発明はこれに限定されない。制御部２１０は、生成部２１２および液体供給部２１４のそれぞれに接続される別個の制御部として構成されてもよい。また、第１～第５のそれぞれの実施形態に応じて、生成部２１２および液体供給部２１４の少なくとも一方に接続された単一の制御部のみを備える態様としてもよい。また、当該制御部はブロー成形ユニット以外の場所でブロー成形装置に設けられてもよい。

なお、本願は、２０１８年２月２３日付で出願された日本国特許出願（特願２０１８－０３０９８５）に基づいており、その全体が引用により援用される。また、ここに引用されるすべての参照は全体として取り込まれる。

１０：容器、１２：プリフォーム、２０：ブロー成形装置、２２：射出成形ユニット、２４：射出装置、２８：搬送手段、３０，１０３０：液体、４０：混合流体、２００，１２００，２２００：ブロー成形ユニット、２０２：金型、２０４：延伸ロッド、２０６，１２０６：貯留部、２０８：供給路、２１０：制御部、２１２，１２１２：生成部、２１４，１２１４，２２１４：液体供給部、２１６：ノズル供給路、２１８：ブローノズル、２２０Ａ：第１の弁、２２０Ｂ：第２の弁、２２０Ｃ：第３の弁、２２０Ｄ：第４の弁、２２０Ｅ：第５の弁、１２４０，２２４０：供給ピストン、１２４２，２２４２：ロッド、１２４４：ストッパ、１２５０：金型ユニット、１２６０：液体源、２２０６：合流部、２２０８Ａ：高圧気体回路、２２０８Ｂ：液体回路、２２４６：モータ

Claims (5)

1. プリフォームから樹脂製の容器を成形する樹脂製の容器の製造方法であって、
   前記プリフォームを気体および液体の両方でブローして前記容器を成形するブロー工程と、
   前記容器の内部に残る液体を廃液する廃液工程と、
   を含み、
   前記ブロー工程において使用される前記液体は前記容器の充填容量よりも少ない量である、樹脂製の容器の製造方法。
2. 前記ブロー工程において、
   前記気体および前記液体は、前記気体および前記液体を供給する供給路と連結されたブローノズルから前記プリフォームに導入され、
   前記供給路には前記気体の貯留領域が設けられ、
   前記液体に圧力が付与されることで、前記液体が前記貯留領域を経由して前記気体と共に前記プリフォームをブローする、請求項１に記載の製造方法。
3. 前記ブロー工程において、
   前記気体および前記液体は、前記気体および前記液体を供給する供給路と連結されたブローノズルから前記プリフォームに導入され、
   前記供給路には前記液体の貯留領域が設けられ、
   前記気体に圧力が付与されることで、前記気体が前記貯留領域を経由して前記液体と共に前記プリフォームをブローする、請求項１に記載の製造方法。
4. 前記ブロー工程において、
   前記気体および前記液体は、前記気体および前記液体に圧力が付与されることで、前記気体および前記液体を供給する供給路と連結されたブローノズルから前記プリフォームに導入され前記プリフォームをブローする、請求項１に記載の製造方法。
5. 樹脂製の有底のプリフォームを製造する射出成形ユニットと、
   前記射出成形ユニットで製造されたプリフォームをブロー成形して容器を製造するブロー成形ユニットと、を備え、
   前記ブロー成形ユニットは、
   前記プリフォームが配置される金型と、
   液体が貯留される貯留部と、
   前記金型に配置された前記プリフォーム内に圧縮気体及び前記液体を供給するための供給路と、
   ブロー成形のために前記供給路を介して前記プリフォーム内に供給される前記圧縮気体及び前記液体の少なくとも一方の供給圧を制御する制御部と、
   を有し、
   前記ブロー成形ユニットは前記圧縮気体を生成可能な生成部をさらに有し、
   前記供給路において、前記液体は、前記圧縮気体より前記プリフォームに近い位置に貯留され、
   前記制御部は、前記圧縮気体の供給圧を制御することで、前記プリフォーム内に供給される前記液体のブロー圧を調整することが可能である、ブロー成形装置。

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