JPH1111589A - 薄肉容器の充填方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既設の瓶充填ラインを流用することで大きな
投資をすること無く、薄肉容器の充填によるブローボト
ルインカートンの製造を可能とする。 【解決手段】 ２軸延伸ブローにて成形された薄肉容器
（プラスチックボトル）２５を保持具３０内に自動若し
くは手動で挿入する。薄肉容器２５は、口部周辺のみを
保持具より露出させて他の大部分は保持具３０にカバー
された状態となる。これによって必要な強度を保持具３
０がカバーして薄肉ボトル２５には充填・蓋締め・搬送
時には変形や歪みの発生を防ぐ。充填、蓋締め、冷却、
乾燥の各工程を経た後に、保持具３０を外して回収する
一方、保持具から分離した薄肉容器２５は別途用意した
外装用カートン２３内に挿入され、さらに段ボール箱に
箱詰めされて所定の個所に搬送される。回収された保持
具３０はコンベヤ等で薄肉容器の供給位置に運ばれて順
次薄肉容器の挿入保持用に繰り返し使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、主として清酒、
清涼飲料等の内容物を、プラスチック成形による薄肉容
器内に充填してボトルインカートンを製造する際に、薄
肉容器の変形を防止することのできる充填方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】瓶等を使用した清酒の充填方法は、従来
からリターナブル方式であり、事前に瓶の内外部を洗
浄、乾燥し瓶本体を徐々に加温したのち充填機にて約６
５〜７０℃で内容物を熱充填し、ついで王冠もしくはス
クリューキャップにて加圧・封緘する。封緘の後に冷却
され、プラスチックケースに挿入箱詰めされて輸送・販
売に供されている。一方、清涼飲料等をプラスチックボ
トル（以下単にボトルという）に充填すると、内容物充
填によりボトル側壁が張り出し、ないし膨れを生じ、出
荷用ケースへの挿入や取出しを阻害する。このため、例
えば、特開昭５３−７９６８２号では、ボトルの下半部
を支持する受け具を用いて、すなわち下部に袴を着ける
方式として、充填時にボトルが外側に膨れるのを防止し
ている。この袴方式は、異なるボトルのサイズ替えに対
応するために大型容器に合わせた底上げ補助具でもある
が、充填により発生した圧力、充填率、充填物の密度、
周囲温度などによるボトルの変形や歪みを防ぐことがで
きない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これとは別に、最近に
なって紙器とＰＥＴボトルとを複合させたボトルインボ
ックスまたはボトルインカートン方式が開発され、実用
化されている。この方式による複合容器は、厚さが１０
０〜２００ミクロンのＰＥＴボトルを、外装カートンに
挿入し、ネック部で固定した二重構造になっている。袴
方式に比べ、内装の薄肉プラスチックボトルに使用する
樹脂量は、通常の約 1/3でネック部の固定も簡単な構造
になっているため、従来品に比べ製造コストを低く抑え
ることができる。また、飲用後には内装のＰＥＴボトル
と外装カートンが簡単に分離でき、分別回収が容易であ
り、リサイクル適正も優れている。

【０００４】しかし、在来の瓶詰ラインを利用して薄肉
プラスチックボトルに内容物を充填するには、プラスチ
ックボトルに瓶と同じ程度の耐熱性、強度をもたせるこ
とが必要であった。前記ＰＥＴボトルとカートンとの複
合容器では、ボトルを薄肉化することで容器が強度不足
となり、高価な専用の充填ラインが必要となった。この
ため、カートンとボトルを分離出来て、リサイクル適性
が良好であると言う特徴があるにもかかわらず普及が進
まなかった。基本的に瓶と薄肉のプラスチックボトルと
では圧縮強度等が異なる。このため、同じ程度の強度を
持たせるには、ボトルの厚みを厚くすることが必要とな
り経済的ではなくなる。更にリターナブル瓶とは異な
り、ボトルをワンウェイ用途に使用するためには飲用後
に減容化することが難しく、廃棄にも困ることにもな
る。本発明は、薄肉の合成樹脂容器（プラスチックボト
ル）を保持具に挿入し、保持具の持つ耐圧強度、圧縮強
度によって充填、キャッピング時の薄肉容器の変形を防
いでボトルインボックスまたはボトルインカートンを製
造することを目的とし、さらに、既存の瓶詰ラインの利
用を可能とした薄肉容器の充填方法を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、プラスチック製薄肉容器を、該薄肉容器
の口部周辺を露出させ他の大部分カバーしうる形状を有
し、かつ充填、蓋締め時等に必要な強度を備えた保持具
内に挿入し；前記保持具に挿入された薄肉容器を洗浄・
予熱したのち充填し；該薄肉容器を蓋締めして冷却又は
乾燥完了後に保持具を外し；ついで充填済み薄肉容器を
順次外装材に挿入すると共に保持具を回収することから
なる。

【０００６】薄肉容器としては、厚さが２００ミクロン
以下、特に５０〜１００ミクロンの２軸延伸ブロー成形
による単層もしくは多層ボトルが使用される。保持具
は、上部中央に薄肉容器のネック上半部を露出させた状
態で嵌挿しうるネック挿合孔を有する円筒形または角筒
形をなし、かつ一体型または割型の耐熱性プラスチッ
ク、セラミックスまたは金属製のものを用い、外装材
は、ラミネート板紙またはノンラミネート板紙で作成し
たボトルインカートン用のケースが使用される。

【０００７】

【作用】まず、２軸延伸ブロー等の方法にて成形された
薄肉容器（プラスチックボトル）を供給して、保持具内
に自動若しくは手動で挿入する。薄肉容器は、口部周辺
のみを保持具より露出させて他の大部分は保持具にカバ
ーされた状態となる。薄肉容器としては、厚さが２００
ミクロン以下、特に５０〜１００ミクロンの２軸延伸ブ
ロー成形による単層もしくは多層ボトルが使用される。
これによって充填部並びに蓋締め部での必要な強度を保
持具がカバーして薄肉ボトルには充填・蓋締め・搬送時
には大きな影響を与えないこととなる。充填、蓋締め、
冷却、乾燥の各工程を経た後に、保持具を外して回収す
る一方保持具から自動的に分離した薄肉容器を別途に用
意した外装用カートン内に挿入し、段ボール箱に箱詰め
されて所定の個所に搬送される。回収された保持具はコ
ンベヤ等で薄肉容器の供給位置に運び込めば順次薄肉容
器の保持用に繰り返し使用することができる。また、充
填ラインから保持具供給装置を独立させて、薄肉ボトル
が保持具にすでに挿入された状態のものを、充填ライン
に流すことも可能である。

【０００８】

【発明の実施形態】次に、図面に基づいて本発明を具体
的に説明する。図１は、本発明薄肉容器の充填方法を実
施するライン１０の概略平面図、図２は本発明に用いる
薄肉容器の一例を示す正面図、図３は保持具の一例を示
す正面図である。本発明の充填ライン１０では、まず、
薄肉容器供給装置１１から供給された２軸延伸ブロー成
形された薄肉容器（プラスチックボトル）２５を保持具
３０に挿入する挿入装置１２に送る。薄肉容器２５は、
口部周辺及び底部のみを保持具より露出させて他の大部
分は保持具３０にカバーされた状態となる（図４）。こ
れによって充填部並びに蓋締め部での必要な強度を保持
具３０がカバーして薄肉容器には充填・蓋締め・搬送時
には大きな影響を与えないこととなる。

【０００９】保持具３０内に挿入支持された薄肉容器２
５を空き瓶洗浄・予熱装置１３によって洗浄・予熱した
ものを搬送路１４を介して充填機１５に送り内容物（例
えば清酒）を熱充填する。充填済み薄肉容器２５を蓋締
機１６で蓋締めし、冷却機１７で冷却または乾燥完了後
に回収装置１８にて保持具３０を外して回収する。つい
で、回収した保持具３０を保持具供給装置２２に戻して
順次薄肉容器の保持用に繰り返し使用すると共に、充填
済み薄肉容器２５をカートン挿入装置１９によりカート
ン（外装材）２４に挿入し、段ボールケーサー２０で段
ボール箱に箱詰めして搬出する（図１）。

【００１０】図２は本発明によって製造されたボトルイ
ンカートン２３の一例を示す斜視図である。薄肉容器２
５を保持具３０内に挿入したものをカートン２４で外装
する。薄肉容器２５の口部周縁はカートン２３の上面に
固着されて蓋３８のみが突出されている。また、カート
ン２４は、板紙に表面加工したもの、または板紙に樹脂
フィルムをラミネートしたもの等が使用され、頂部屋根
型、平坦型の角筒形、円筒形そのた任意の形状をなして
いる。

【００１１】 次ぎに、各部について詳述する。図
１に示す薄肉容器供給装置１１により横置きの状態で供
給された薄肉容器２５を、図８に示すような保持具挿入
装置１２に送る。保持具３０は、前述のように、薄肉容
器２５の口部周辺及び底部を除き他の大部分をカバーし
うる形状を有しているが、挿入装置１２では、予めに保
持具３０の胴部３１を基板５０上に静置し、肩部３２を
ストッパ４８に当接させておく。この状態で、保持具３
０の底側開口部３６から薄肉容器２５の肩部を超えた部
分までを保持具３０内に進出させたのち、保持具３０の
首部３３から薄肉容器のネック部２６を貫通してその肩
部内側に至るまでプルバー４５を差し込む。プルバー４
５は、内部に心金４７を通し、心金４７の先端にカムま
たはリンク（図示省略）を介置して開閉式の一対の掛け
爪４６を有している。プルバー４５のネック部２６内へ
の差し込み時には、心金４７を押しまたは引きにより掛
け爪４６を閉じておき、掛け爪４６が薄肉容器の肩部内
側を過ぎた位置まで差し込まれたときにプルバー４５の
心金４７を操作して対向する方向に約９０度動かして掛
け爪４６を開かせる（図８）。次ぎに開いた掛け爪４６
を薄肉容器の肩部内側にかけ止めてプルバー４５を引き
込んで、保持具３０内に薄肉容器２５を挿入する（図
９）。

【００１２】引き込み挿入端に至って容器ネック部内の
環状凸起２６cが保持具首部の環状凹溝３５に嵌合し
（図４）、これによって充填以下の工程において保持具
３０内の薄肉容器２５が離脱しないように保持される。
挿入完了後は、心金４７を引きまたは押しにより掛け爪
４６を閉じてプルバー４５を薄肉容器２５から引き離す
ものである。保持具３０内に挿入保持された薄肉容器２
５は、後工程中に発生した圧力、充填率、充填物の密
度、周囲温度などによるボトルの変形や歪みを防ぐこと
ができる。なお、図示例では、横置き状態の保持具３０
内に薄肉容器２５を挿入するようにしたが、薄肉容器に
剛性がある場合には、薄肉容器を直立させ上方から保持
具を供給したうえ、ネック頂部を軽く押圧する（図示省
略）ことによって薄肉容器を保持具内に挿入してもよ
い。また、上記挿入操作は自動に限らず、半自動若しく
は手動で行ってもよい。

【００１３】次ぎに、薄肉容器２５を挿入した保持具３
０を横置きのまま空瓶洗浄・予熱装置１３に移す。洗浄
装置としては、通常のように、浸漬槽をもたないハイド
ロジェット式、あるいは浸漬槽に浸漬したのち噴流によ
って洗浄するソーキングジェット式洗瓶機などが用いら
れる。予熱装置では薄肉容器挿入済み保持具３０を充填
温度近くに予熱する。空瓶洗浄・予熱を経たものを直立
させたのち搬送路１４により充填機１５に送り、充填後
に蓋締め機１６で容器口部２７（図２）を蓋締め又はス
クリューキャップ３８で封緘し、冷却装置１７で冷却す
る。

【００１４】続いて、保持具回収装置１８において保持
具３０の首部３３をクランプし薄肉容器２５の口部を押
圧して保持具３０を離脱させる。薄肉容器を離した保持
具３０を回収ライン２１に移す一方、脱離した薄肉容器
２５をカートン挿入装置１９に移し外装材（カートン）
２４に挿入してボトルインカートン２３としたのち段ボ
ールケーサー２０により順次箱詰めする。箱詰めされた
カートンは貯蔵または出荷のために搬出する。回収ライ
ン２１の末端の保持具供給装置２２が配置され、次のボ
トルの保護用に保持具３０が繰り返し使用される。

【００１５】上記薄肉容器２５は、２軸延伸ブロー等の
方法にて成型された厚さ（胴部）２００ミクロン以下の
合成樹脂製ボトルであるが、特に５０〜１００ミクロン
のＰＰ、ＰＥＴ、ＰＥＮ等の単層もしくは多層合成樹脂
製薄肉ボトルの場合には、保持具の持つ耐圧強度、圧縮
強度によって充填時の薄肉容器の変形を防いでボトルイ
ンボックスまたはボトルインカートンの製造を容易する
と共に、飲用後に著しく減容化ができ、廃棄も容易とな
る。薄肉容器としては寸法形状をとわず、また、段付き
口部２６ａを有するボトル（図５）でもよい。

【００１６】保持具３０は、ポリカーボネート、ナイロ
ン等の合成樹脂のほか、セラミックスやアルミ合金の耐
熱性材料で作られる。この保持具３０は、薄肉容器２５
の口部周辺を露出させ他の大部分カバーしうる形状を有
しているが、薄肉容器２５の外面をすべて密着させる必
要はなく、充填並びに蓋締め部での必要な強度を持つも
のであれば、薄肉容器の胴部及び肩部の一部が接触しな
い非密着型としてもよい。また、保持具３０は、冷却時
の放熱効果を高めるため、その表面に多数のスリットま
たは透孔３７（図３）を設けておくことが望ましい。ス
リットのパターンは任意である（図４〜７では上記スリ
ットまたは透孔３７の図示を省略している）。

【００１７】薄肉容器２５が、縦軸に対し非対称または
容器胴部より底部が小さい形状のもの、あるいは著しく
大型の容器等の場合には、図６、図７に示すように、二
つ割り胴部４１ａ、４１ｂの接合部にヒンジ４４を設け
て開閉自在とした割型の保持具４０が適用される。特
に、ネックにフランジ付きの薄肉容器に対しては、保持
具の首部４２ａ、４２ｂに環状の凹溝４３ａ、４３ｂを
形成させた保持具４０を用いる（図６、図７）。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、薄肉容器を保持具に挿入して
充填、蓋締めするものであるから、充填により発生した
圧力、周囲温度などの影響は勿論、蓋締め時の外力によ
るボトルの変形や歪みを防ぐことができる。また、本発
明は充填ラインを新設することに限らず、既存設備の主
要部を利用してラインを構成できる。すなわち、保持具
挿入装置、同回収装置等を付加して既存の瓶用充填ライ
ンに適用することにより比較的設備費を安くして、ワン
ウェイ容器充填ラインを仕上げることが可能である。本
発明のように、薄肉容器を必要な所定の強度を持つ保持
具に挿入して充填ラインに掛ければ、薄肉容器の見かけ
上の強度を瓶と同等またはそれ以上に設定することで充
填乾燥ラインまで全く問題なく適用でき、充填・乾燥工
程完了後は保持具を自動的に外して、カートンに自動挿
入することによって従来のラインを極力流用するリサイ
クル適性を有したボトルインカートンを安価に製造でき
る。さらに、ボトルを薄肉化することで生じる耐光、耐
酸化等のバリヤー性能の問題はカートンに遮光性を持た
せることと、異種材料のパリソン共押し出しで多層化す
ることでボトルのバリヤー性を上げて対応することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明薄肉容器の充填方法を実施するラインの
概略平面図である。

【図２】本発明によって製造されたボトルインカートン
の一例を示す斜視図である。

【図３】本発明に用いる保持具の一例を示す正面図であ
る。

【図４】薄肉容器を保持具に挿入した状態を示す側面図
である。

【図５】段付き口部を備えた薄肉容器を保持具に挿入し
た状態の断面図である。

【図６】縦二つ割り形の保持具の一例を示すもので、左
右の保持具部材を開いた状態の正面図である。

【図７】図６の平面図である。

【図８】薄肉容器を保持具内に挿入する状態の１部破断
側面図である。

【図９】図８の状態から保持具内への挿入完了状態を示
す１部破断側面図である。

【符号の説明】

１０ 充填ライン １１ 薄肉容器供給装置 １２ 保持具への挿入装置 １３ 空瓶洗浄・予熱装置 １４ 搬送路 １５ 充填機 １６ 蓋締め機 １７ 冷却装置 １８ 保持具回収装置 １９ カートン挿入装置 ２０ 段ボールケーサー ２１ 保持具回収ライン ２２ 保持具供給装置 ２３ ボトルインカートン ２４ 外装材（カートン） ２５ 薄肉容器（プラスチックボトル） ２６ 薄肉容器のネック部 ２７ 口部 ３０ 保持具 ３６ 開口部 ３７ スリット ３８ 蓋（スクリューキャップ） ４０ 縦二つ割りの保持具 ４１ａ、４１ｂ 二つ割り胴部 ４２ａ、４２ｂ 二つ割り首部 ４４ ヒンジ ４５ 薄肉容器プルバー ４６ 開閉式掛け爪

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチック製薄肉容器を、該薄肉容器
   の口部周辺を露出させ他の大部分カバーしうる形状を有
   し、かつ充填、蓋締め時等に必要な強度を備えた保持具
   内に挿入し；前記保持具に挿入された薄肉容器を洗浄・
   予熱したのち内容物を充填し；該薄肉容器を蓋締めして
   冷却又は乾燥完了後に保持具を外し；ついで充填済み薄
   肉容器を順次外装材に挿入すると共に保持具を回収する
   ことからなる薄肉容器の充填方法。
2. 【請求項２】 薄肉容器は、厚さが２００ミクロン以
   下、特に５０〜１００ミクロンの２軸延伸ブロー成形に
   よる単層もしくは多層ボトルである請求項１記載の薄肉
   容器の充填方法。
3. 【請求項３】 保持具は、上部中央に薄肉容器のネック
   上半部を露出させた状態で嵌挿しうるネック挿合孔を有
   する円筒形または角筒形をなし、かつ一体型または割型
   の耐熱性プラスチック、セラミックスまたは金属製であ
   る請求項１記載の薄肉容器の充填方法。
4. 【請求項４】 外装材は、ラミネート板紙またはノンラ
   ミネート板紙で作成したボトルインカートン用のケース
   である請求項１記載の薄肉容器の充填方法。