JPS59143631A - 内面塗膜が被覆されたプラスチツク中空体の製造方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 空体の製造方法と装置に関し、さらに詳しくは水エマル
ノヨン塗料をフ０ラスナック中空体に充填する工程と装
置を夫々含む、内面塗膜が被覆されたノラスナック中空
体の製造方法と装置に関する。

有底プラスチックノやりソンより、延伸成形もしくは延
伸一吹込成形により形成された刀一トル、例えば二軸延
伸ー吹込成形Ｉリエチレンテレフタ・レ−ｌ−　＋＋？
　）ルは、ガスバリヤ−性，透明性，耐衝撃性等の容器
特性（ｒ優れておシ、最近各種の内容品の収納用に実用
化されつつある。しかしビールや炭酸飲料等の加圧炭酸
ガスを含有する内容物を充填，密封した場合、経時につ
れて炭酸ガスか、若干ではあるが壁部を透過して失われ
、一方酸素が、若干ではあるが壁部を透過して侵入して
、内容物のフレーバが損ぜられ易い。

その対策としてパリソン又はボトルの内面および／また
は外面に炭酸ガスおよび酸素に対するバリヤー性の優れ
た塗膜、例えば塩化ビニリデン共重合体よりなる塗膜を
形成する方法が提案されている。このような塗膜を形成
する方法の一つとして１本発明者等は先きに特願昭５７
−１８２０９７号において、吹込成形もしくは延伸−吹
込成形ボトルを形成するだめの、塗膜が被覆されたプラ
スチック有底パリソンの製造方法であって、有底ノｆ　
リソノの口部を上向きにした状態で、乾燥塗膜がガスバ
リヤ−性を有する水ベース塗料を、少なくとも支持リン
グのレベルまで・ぐリソン内に充填し、充填された該塗
料を吸上げだ後、上記状態で加熱エアをパリソン内に吹
込んで、・ｏ　ＩＪンン内面に耐着残留した塗料の膜を
乾燥することを特徴とする、塗膜が被覆された・やりソ
ノの製造方法を提案した。

この方法は、従来の例えば口部が下向きになるようにパ
リソンを倒立し、パリソン内部にノズルを挿入して塗料
を噴射した後、暫らく放置して内面に耐着した塗料を流
下させて排出し、その後パリソノ内部に加熱エアを吹込
んで内面に耐着残留した塗料の膜を乾燥する方法等のよ
うに、流下した塗料が口部近傍、特に口部端面に、波状
に、すなわち厚い部分と薄い部分を斑らに形成して残っ
て、乾燥後も［］部近傍、特に口部端面に凹凸部を生じ
、そのためキャッブを打栓した後の密封性が損われると
いう問題が起り難いというメリツトを冶する・しかしな
がら水エマルジョン塗料をパリソノに充填する場合に、
従来の充填ノズル装置を使用すると次のような問題が起
ることが判明した。

（イ）ノズルから落下する塗料が液面と衝突して発泡し
く乳化剤が塗料に含まれているため）、塗料が所定量充
填される前に泡が口部より溢れて、口部を汚し、不均一
な厚さの塗膜が口部に形成されて、密封性が損われ易い
。（ロ）食品衛生上の点から、塗料に添加される乳化剤
は食品安全性を有するもの（この種のものは一般に乳化
効果が小さい）を、乳化可能の範囲内でなるべく少量用
いることが望丑しいのであるが、この場合塗料が凝固し
易い０１′（特に空気に触れたり、シャ力が作用した場
合）、通常の例えばロータリタイゾの・マルブを用いる
と、凝固した塗料によってバルブが塗料によシ詰ったり
、バルブが回転し難くなシ易い。Ｃウバルブを閉じだ後
も、バルブの下方のノズル部分に入っている塗料が落下
し易いが、高速生産の場合は、この落下する塗料が、充
填が終って送出される・クリソノの口部、および充填の
ため送入されるパリソンの口部、およびそれらのホルダ
ーに不均一に付着し易い。そのため密封性が損ねられた
り、あるいは塗料のＰＨが低い場合（　ｐＨが約２の場
合もある）は、ホルダーの金属部分を腐食し易い。

本発明は以上に述べた問題の解消を図ることを目的とす
る。

上記目的を達成するため、本発明はプラスチック中空体
の口部を」二向きにした状態で、乾燥塗膜ががスパリャ
ー性を有する水エマルジョン塗料を、所定のレベルまで
該プラスチック中空体内に充填し、充填された該塗料を
上記状態で排出した後、該グラスチック中空体の内面に
耐着残留した該塗料の膜を上記状態で乾燥する、内面塗
膜が被覆されたゲラステック中空体の製造方法であって
、可撓性す一一−ブをピンチ・オフおよびピンチ・オン
することによって開閉か行なわれるバルブ機構と、該バ
ルブ機構の下方にあって垂下するノズルを備え、該ノズ
ルの内径と長さが、ピンチ・オンの状態において、内部
に残留した該塗料が自然落下しないように定められてお
ｐｌがっ該ノズルの下端部が屈曲した充填装置の、該下
端部の先端を該プラスナック中空体の内面の該レベルの
上部に当接させた状態において、該バルブ機構をピンチ
・オフして該塗１を流下し、該塗料の上面か該レベルに
達した時点で該バルブ機構をピンチ・オンすることを特
徴とする内面塗膜が形成されたゲラステック中空体の製
造方法を提供するものである。

さらに本発明は、乾燥塗膜がガスバリヤ−性を有する水
エマルジヨン塗料を所定のレベル１で、口部を上向きに
したプラスチック中空体内に充填する装置、充填された
該塗料を排出する装置、および該プラスチック中空体の
内面に剛着残留した該塗料の膜を乾燥する装置を備えた
、内面塗膜が被覆Ｂ４゜７．グラスチック中空体の製造
装置であって、該充填装置は、可撓性チー−−ブをピン
チ・オフおよびピンチ・オンすることによって開閉が行
なわれるバルブ機構、該バルブ機構の下方に位置して、
その内径と長さか、ピンチオンの状態において、内部に
残留した該塗料が自然落下しないように定められており
、かつ下端部が屈曲した垂下するノズル、充填レベルの
検知手段、および該塗料が所定レベル１で充填されたと
き、該検知手段の信号にもとづいて該バルブ機構をピン
チ・オンする手段を備えていることを特徴とする内面塗
膜が被覆されたプラスナック中空体の製造装置を提供す
るものである。

以下図面を参照しながら本発明について説明する。

第１図において、充填装置１は、可撓性テーーブ２ａを
有するバルブ機構２、バルブ機構２の下方に位置して垂
下するノズル３、および投光器４ａと受光器４ｂを有す
る光電式の充填レベル検知装置４を備えている。

ベルブ機構２の可撓性チー、−ブ２ａは、その中を通過
する水エマルノヨン塗料５（以下塗料とよぶ）のｐＨが
低い（例えばＰＨ２）場合でも腐食さ九ない」：うに、
プラスチック又はエラストマー、好１しくはンリコンコ
ゝム又はテフロン等よりなっており、サポート６にホル
ダー７を介して垂直に延びて固設されている。サポート
６は図示されない駆動機構により昇降可能に構成されて
いる。

可撓性ナーープ２ａの上端部２ａ１は、塗料５の主導管
８よＩ）垂下する支管８ａに外挿されており、丑だその
下端部２ａ２はノズル３の上端部に外挿さ九ている。可
撓性チー−ブ２ａの中央部２　ａ３の片側には、円筒状
の固定体９が設けられており、固定体９に対向して中央
部２ａ３をピンチロ］能に押え具１０が設けられている
。押え具］０はエアシリンダー１１のピストンロッド１
２に接続しており、エアシリンダー１１の動作により水
平力向にガイド１３に沿い往復動するように構成されて
いる。

そして可撓性チニ、−ブの中央部２ａ３の対向する内面
同士が接触する（第１図の状態）まで、押え具ｌＯが右
方へ移動したとき（本明細書においては、この状態をピ
ンチ・オンとよぶ）、バルブ機構２は閉ぢ、逆に押え具
１０が左方に移動して、押え具１０と接触している中央
部２ａ３の部分がほぼ真直になったとき（本明細書にお
いては、この状態をピンチ・オフとよぶ）、バルブ機構
２は全開する。バルブ機構２は常時はピンチ・オンされ
ている。なお］、　４．　ａ　、　１４　ｂはエアシリ
ンダー１１用のエア導管であり、図示されない部分にお
いてサポー１−６に固設されている。

ノズル３は撓み難いプラスチック又は不銹鋼等のチーー
プよりなシ、その下端部３ａは屈曲して、下端部３ａの
上側先端３ａ１が、充填のさいパリノン（第２図の２１
参照）の内面にほぼ接触するように構成されている。ノ
ズル３および可撓性チー−ブ２の内径、ならびに中央部
２ａ３からノズル３の下端部３ａの下側先端３ａ２ｉで
の長さは、ピンチ・オンの状態において、その内部にあ
る塗料５が自由落下しなめ（表面張力によシ〕ように定
められている。従って上記寸法は、塗料の比重、粘度お
よ０・表面張力等によって支配されるが、通常は内径約
６ｒＭｌ以下、長さ約３００＋ｍ＋＋以下の場合に上記
条件は満される。充填速度を犬にして生産性を上げるた
め、内径は上記の条件を満す範囲内で、できるだけ大き
いこと（少なくとも１胡以上）が望丑しい。丑だ長さは
、パルプ機構２を動作させ、パリソンの所定位置丑で装
入を可能にするだめ、少なくとも１００關あることが望
捷しい。

光電式充填レベル検知装置４もサポート６に固着されて
おり、その光＠１１１．４はノズルの屈曲部３ａの下側
先端３ａ２　より僅かに低いレベルに位置する。充填に
さいし受光器が入光しているときは、パルプ機構２はピ
ンチ・オフの状態にあるが、受光器４ｂが遮光されると
、図示されない制御機構により、エアシリンダー１１が
作動して、押え具１（）が直ちに右方へ移行して、パル
プ機構２がＩｆ′ンブ・オンするように構成されている
。

以上の充填装置１を用いて塗料をパリソン内に充填する
工程を含む、内面に塗膜が被覆された・ぐリンクの製造
の例について次に説明する。第２図において、２１は有
底パリソンであって、例えばポリエチレンテレフタレー
トのような飽和ポリエステル、あるいはポリプロピレン
等よりなり、通常は射出成形法によって形成される。２
２は口部、２３はねじ部、２４は支持リングであって、
これらは吹込成形、あるいは延伸−吹込成形によってが
トル（図示されない）に形成された後も、原形状と原厚
を保持する。なお支持リング２４はキャップをねじ部２
３に打栓するさい、支持体（図示されない）と係合して
、打栓による軸方向の力が強度の比較的小さいボトルの
胴部および底部に作用するのを防１１−するため、通常
設けられるものである。

パリソン２１の支持リング２４の下方のほぼ垂下する部
分、すなわち胴部２５が主として、形成されたボトルの
比較的薄肉の肩部お↓び胴部となる。またパリソン２１
の底部２６が主として、形成されたボトルの底部となる
。従って形成されたボトルの耐ガスバリヤ−性を向」ニ
させるためには、・クリソノ２１の胴部２５および底部
２６の内面を（必要に応じ外面も）、ガス・々リヤー性
塗膜で被覆すればよい。

支持リング２４より上方の部分け、ボトルに形成され／
Ｃ後も厚肉（例えば約１〜４胴）であるので、ガス・Ｊ
　ＩＪキャー塗膜の被覆は必ずしも必要としない。寧ろ
この被覆作業のさい、口部２２の端面２２ａＫ屡々塗利
が不均一に耐着して、前述の如く密」」不良を招き易い
ので、」二記上方の部分の被覆は行なわないことが望ま
しい。

第２図（ａ）に示されるように、・ゼリソノ２１は口部
２２が上向きになって、すなわち正立して、保持体２７
の透孔２７ｂに挿通され、支持リンク゛２４が保持体の
上面２７ａに係合した状態で、充填ステーションの充填
製Ｎ１の直下の、充填装置１が下降したとき（第２図（
ａ）の状態）、ノズル３０丁端部３ａの上側先端３ａ１
か、・クリソノ２１の内面２１ａにほぼ接触する位置せ
で移送される。

なお図示されないが、移送時は充填装置１は、移送を妨
げない」：うに、上方に位置する。そして・ぐリンク２
１が停止すると直ちに、サポート６が降下して充填装置
１は、充填レベル検知装置４の光軸１４が、塗料５の充
填されるべき所定レベル（第２図の場合は、ねじ部２３
の最下端より若干低いレベル）に達した時点で停止する
。パリソン２１は透明であるので、受光器４ｂは遮光さ
れない。

その後直ちにパルプ機構２がピンチ・オフして、乾燥塗
膜がガス（酸素９窒累、炭酸ガス等の）・々リヤー性を
有する水エマルノヨン塗料５の充填か行なわれる。この
種の塗膜」としては、塩化ビニリデン単量体およＯ・ア
クリル系単量体又はメタクリル系中量体からなる共重合
体、あるいは塩化ビニリデン単量体、アクリル系又はメ
タクリル系単量体、およびエチレン系不飽和単量体より
なる共重合体の水性ラテック等が好ましく用いられる。

そして乳化剤としては食品衛生上の観点から、食品衛生
上安全なタイプのもの（このタイプのものは一般に乳化
性に乏しい）を、乳化可能の範囲で、できるたけ少量添
加することが望ましい。

充填中は、第２図（ａ）に示すように、ノズルの上側先
端３ａ１が７Ｅ　ｌ）ソノ２１の内面２１ａにほぼ接触
（〜でいるので、塗料５は内面２１うを伝わって流トー
シで、泡立ちは殆んど生じない。第２図（ｂ）に示すよ
うに、塗ｆ！−１５が所定レベルまで、つまり光１り１
］１４のレベル丑で充填されると、塗料５が乳白色であ
るため、受光器４ｂは遮光されて、パルプ機構２はピン
チ・オンされ、塗料５の流下は停止する。そしてノズル
３の内径と長さが前述のように定められており、また開
閉のさい・々ルブ機構２のンヨ、りがない（他のタイツ
０の・マルプ、例えばロア　１Ｊバルブはショックが起
す易イ）ノテ、ｅン−１−・オン后に、ノズル３内の塗
１４５が落下するおそれはない。

またノズルの下側先端３ａ２は、光軸１４の僅か上方、
従って充填レベルの上方にあるので、ノズル３が充填さ
れた塗料中に浸漬されることがない。従って上記浸漬さ
れた場合に起る、ノズル外面に耐着］７た塗料が、・６
　リノン２１の移送中等に落丁して、・クリツクの口部
２２に何着して密封性が損なわれるというトラブルは生
じ雛い。またノズル３の先端が直接口部２２に接触して
、口部２２近傍を塗料によって汚損するおそれもない。

引続いて充填装置１を原位置塘で上昇させる。

次にパリソン２１を塗料排出ステーションに移送し、第
３図に示すように正立のマ丑、吸上げバイア’３０を底
部２６近傍捷で・ヤリノン２１内に挿入して、充填され
た塗料５を吸上げて、・、Ｏリソノ２１から大部分の塗
料５を除去する。−たん吸上げた後も、胴部２５の内面
を伝わって塗料が流下し、若干の塗料が底部２６近傍に
貯るので、第１回目の吸上げ後、約１５〜３０秒経過し
てから、この貯っだ塗料５をほぼ全部、第４図に示すよ
うに、再び吸上げバイブ３０によって吸上げる。かくす
ることによってパリソン２１の胴部２５と底部２６の内
面２．］、ａＫ沿って比較的均一な厚さの塗料膜５ａが
形成される。

次に同じ正立状態のまま、・、ＯＩＪソソノ１を乾燥ス
テーションに移送し、第５図に示すように、エアノズル
３１をｉＲｌ）ノン２１内に挿入して、約１００℃の加
熱エア３２をノ９　ｌ）ノン２１内に吹込んで塗料膜５
ａを乾燥して、乾燥塗膜３３が内面２］ａに形成された
・、ｐ　ＩＪンン２１を得る。１回の操イ１で得られる
塗膜３３の厚さは通常約１０〜２０μｍであるので、よ
り厚い塗膜を得たい場合は、上記操作を繰返せばよい。

吸」二げ・マイン°３０によって、吸上げられた塗料は
循環されて、次のパリソンの被覆に再使用される。

以上のようにして、ガスバリヤ−性塗膜３３が被覆され
たパリソン２１を、所定温度に加熱した後、吹込成形も
しくは２軸延伸−吹込成形することによって、ガスバリ
ヤ−性の改善されたボトルを得ることができる。

本発明はり、上の実施例によって制約されるものでなく
、例えば充填レベル検知手段は、充填量の秤量唱（・、
ｏ　リソノと充填量の重量合計を削測する）であっても
よい。すなわち秤量値が所定レベルに対応する充填量に
なったとき、・Ｚ）レブ機構かピンチ・オンするように
構成してもよい。

また充填塗料の排出手段は、ハリソノ内に挿入されたパ
イプを通して、該塗料を加圧エアによって押上げて排出
するタイプのものであってもよい０さらに充填装置を並
列して２基設け、第１の装置で所定充填量のほぼ半分を
充填し、次いで第２の装置で所定レベルまで充填しても
よい。この場合は生産性を上げることができるというメ
リットを有する。

また・やりソノの代りに、ボトルに直接塗料を充填して
、前記と同様にしてボトル内面にガス・＜　１）ヤー性
塗膜を形成してもよい。

本発明によれば、摺動面のないパルプ機構を用いるので
、乳化剤の添加量が少ない水性エマルノヨン塗料を充填
する場合でも、バルブが詰ったり、又は開閉不能になる
おそれが々いというメリットを廟する。またプラスチッ
ク中空体を正立した状態において、水エマルジョン検相
の充填、排出。

残留塗料膜の乾燥を行って乾燥塗膜を内面に形成するの
で、この塗膜の形成されるレベルを自由に定めることが
でき、従って口部端面又はその近傍に塗膜が被覆されな
い、密封性とガスバリヤ−性に優れたプラスチック中空
体を製造でき、さらに塗料Ｉを回収使用できるという効
果を有する。

さらにノズルの内径と長さが、パルプ機構のピンチ　オ
ンの状態において、内部に残留した塗料が自然落下しな
いように定められているので、自然落丁した塗料がグラ
スチック中空体の移送時等に、その口部端面に附着して
、密封性か損なわれるというおそれがない。またノズル
の先端部がフ０ラスナック中空体の内面にほぼ接触した
状態で充填が行なわれるので、充填のさいの発泡がなく
、従って所定量の塗料を口部端面等に附着することなく
充填できるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例である装置における充填装置
の１部切断正面図、第２図（ａ）および（ｂ）は、夫々
第１図の充填装置を用いて、・やりノン中に塗料を充填
中、および充填終了後の状態を示す要部縦断面図、第３
図は充填された塗料を吸上げている状態の例を示す縦断
面図、第４図は・クリツクの底部に流下して貯った塗料
を吸上げている状態の例を示す縦断面図、第５図は・ク
リツク内面に晴着残留した塗料の膜を乾燥する状態の例
を示す縦断面図である。 １・・・充填装置、２・・・バルブ機構、２ａ・・・可
撓性チー−プ、３・・ノズル、３ａ・・下端部、４・・
・充填レベル検知装ｆｔ　、５・・・水エマルノヨン塗
料、２１・・・有底・（リソノ（グラスチック中空体）
、２２・・・口部、３０・・・吸上げパイｆ（塗料排出
装置）、３１・・・エアノズル（塗料の膜の乾燥装置）
、３３・・・乾燥（内面）塗膜。 第２図 （ｂ） 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （］）　　プラスチック中空体の口部を上向きにした状
   態で、乾燥塗膜がガスバリヤ−性を有する水エマルノヨ
   ン塗料を、所定のレベルまで該プラスチック中空体内に
   充填し、充填された該塗料を上記状態でリド出した後、
   該プラスチック中空体の内面に剛着残留した該塗料の膜
   を上記状態で乾燥する、内面塗膜が被覆されたプラスチ
   ック中空体の製造方法であって、可撓性チー、−ブをピ
   ンチ・オフおよびピンチ・オンすることによって開閉が
   行なわれるバルブ機構と、該バルブ機構の下方にあって
   垂下するノズルを備え、該ノズルの内径と長さが、ピン
   チ・オンの状態において、内部に残留した該塗料が自然
   落下しないように定められておシ、かつ該ノズルの下端
   部が屈曲した充填装置の、該下端部の先端を該グラスチ
   ック中空体の内面の該レベルの上部に描接させた状態に
   おいて、該バルブ機構をピンチ・オフして該塗料を流下
   し、該塗料の上面が該レベルに達した時点で、該バルブ
   機構をピンチ・オンすることを特徴とする内面塗膜が形
   成されたプラスチック中空体の製造方法。 （２）乾燥塗膜がガスバリヤ−性を有する水エマルノヨ
   ン塗刺を所定のレベルまで、口部を上向きにしたプラス
   ナック中空体内に充填する装置、充填された該塗料を排
   出する装置、および該グラスチ、り中空体の内面に剛着
   残留した該塗料の膜を乾燥する装置を備えた、内面塗膜
   が被覆されたプラスチック中空体の製造装置であって、
   該充填装置は、可撓性チー−プをピンチ・オフおよびピ
   ンチ・オンすることによって開閉が行なわれる・マルブ
   機構、該バルブ機構の下方に位置して、その内径と長さ
   が、ピンチ・オンの状態において、内部に残留した該塗
   料が自然落下しないように定められており、かつ下端部
   が屈曲した垂下するノズル、充填レベルの検知手段、お
   よび該塗料が所定レベルまで充填されたとき、該検知手
   段の信号にもとづいテ該バルブ機構をピンチ・オンする
   手段を備えでいることを特徴とする内面塗膜が被覆され
   たノ°ラスチック中空体の製造装置。