WO2018025494A1 - 液体ブロー成形方法 - Google Patents

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WO2018025494A1
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茂樹 森上
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株式会社吉野工業所
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Definitions

  • a pressurized liquid is supplied from a pressurized supply source through a blow nozzle to the inside of a bottomed cylindrical preform, and the liquid containing the content liquid is stored in the container of a predetermined shape from the preform.
  • the present invention relates to a liquid blow molding method for molding a container.
  • Synthetic resin containers such as polypropylene (PP) bottles and polyethylene terephthalate (PET) bottles contain various liquids such as beverages, cosmetics, chemicals, detergents, shampoos and rinses as content liquids. It is used for applications.
  • PP polypropylene
  • PET polyethylene terephthalate
  • Such a container is generally manufactured by blow-molding a preform formed into a bottomed cylindrical shape from the above-described thermoplastic synthetic resin material. Further, as blow molding for molding a preform into a container, liquid blow molding is known in which a pressurized liquid is used instead of pressurized air as a pressurized medium supplied into the preform.
  • Patent Document 1 a preform that has been heated to a temperature at which stretchability is developed in advance is set in a mold for blow molding, and the preform is stretched in the longitudinal direction by a stretching rod.
  • Liquid blow molding in which a preform is blow-molded into a container of a predetermined shape along a mold cavity by supplying a liquid pressurized to a predetermined pressure through a blow nozzle from a pressurized supply source. A method is described. According to such a liquid blow molding method, the content liquid finally contained in the container as a product, such as a beverage, is used as the liquid to be supplied to the preform. A container containing a liquid containing the liquid can be formed. Thereby, the filling process of the content liquid to the container after shaping
  • a plunger pump can be used as a pressurized supply source for supplying pressurized liquid into the preform.
  • position control is performed by pushing a predetermined amount of liquid from the cylinder toward the preform at a predetermined pressure by moving the plunger from the original position to the final position at a predetermined speed. It is conceivable to use a mold.
  • liquid blow molding is performed by a position-controlled plunger pump
  • bubbles (air) are mixed in the liquid supplied to the inside of the preform
  • the preform is changed according to the amount of the bubbles mixed.
  • the filling pressure and filling amount of the liquid supplied to the inside will change.
  • the amount of bubbles mixed into the liquid may differ depending on the bulk lot in which the liquid is packaged, and the amount of bubbles mixed into the liquid varies depending on the viscosity of the liquid. Therefore, in liquid blow molding using a position-controlled plunger pump, if the lot and viscosity of the liquid to be used are different, the shapeability of the container is reduced, or the amount of liquid stored in the molded container varies. There was a problem that it might occur.
  • a pressurized liquid is supplied from a pressurized supply source through a blow nozzle to the inside of a bottomed cylindrical preform, and the content liquid is accommodated in the container of a predetermined shape from the preform.
  • a liquid blow molding method for forming a liquid-containing container wherein the pressure supply source is operated in a state where the blow nozzle is closed with a seal body, and between the pressure supply source and the blow nozzle.
  • a pre-pressurizing step of pre-pressurizing the liquid, an operating condition setting step of setting an operating condition of the pressurizing supply source based on the data obtained by the pre-pressurizing step, and the blow nozzle opened A blow molding step of operating the pressure supply source under the operating conditions set in the operating condition setting step to liquid blow mold the preform into a container having a predetermined shape.
  • the filling pressure of the liquid supplied into the preform is monitored, and the pressurization is performed based on a difference from the reference value of the filling pressure. It is preferable to correct the operating conditions of the source.
  • the filling pressure of the liquid with respect to at least one reference value among the pressure increase slope, the primary peak pressure, the rising point to the secondary peak pressure, and the secondary peak pressure It is preferable to correct the operating condition of the pressurized supply source based on the difference.
  • the liquid can surely form the preform into a container having a predetermined shape, and the liquid contained in the container after the molding can be obtained. It is possible to provide a liquid blow molding method capable of keeping the amount constant.
  • the pressurized liquid is supplied from the pressurized supply source to the inside of the bottomed cylindrical preform through the blow nozzle, and the content liquid is accommodated in the container of the predetermined shape from the preform.
  • a liquid blow molding method for forming a liquid-filled container wherein the pressure supply source is operated in a state where the blow nozzle is closed with a seal body to pre-pressurize the liquid between the pressure supply source and the blow nozzle.
  • Pre-pressurization step operation condition setting step for setting the operating condition of the pressure supply source based on data obtained by the pre-pressurization step, and operation set by the operation condition setting step with the blow nozzle opened
  • Such a liquid blow molding method of the present invention can also be said to be a method for producing a liquid-containing container containing a content liquid from a preform.
  • the liquid blow molding method is implemented using the liquid blow molding apparatus 1 having the configuration shown in FIG. can do.
  • the liquid blow molding apparatus 1 shown in FIG. 1 can form a liquid-filled container in which a content liquid is contained in a container of a predetermined shape from the preform 2 by performing the liquid blow molding of the preform 2. it can.
  • the liquid blow molding is a blow molding performed using a pressurized liquid L as a pressurized medium (pressurized fluid) supplied to the preform 2 instead of the pressurized air used in air blow molding. That is.
  • liquid (content liquid accommodated in the container after molding) L supplied to the preform 2 various liquids such as beverages, cosmetics, chemicals, detergents, shampoos, rinses and the like can be used.
  • a synthetic resin material having thermoplasticity such as polypropylene (PP) or polyethylene terephthalate (PET) is connected to the cylindrical mouth portion 2 a serving as the opening end and the mouth portion 2 a and the lower end is closed.
  • PP polypropylene
  • PET polyethylene terephthalate
  • drum 2b used is used.
  • the preform 2 is not limited to the shape described above, and various shapes can be used according to the shape of the molded container and the like as long as it has a bottomed cylindrical shape.
  • the outer wall surface of the mouth portion 2a is provided with an engagement protrusion for mounting a closing cap (not shown) on the mouth portion 2a of the molded container by a stopper (undercut engagement). ing.
  • it can also be set as the structure which replaces with an engagement protrusion on the outer wall surface of the opening part 2a, and provides an obstruction
  • the liquid blow molding apparatus 1 has a mold 10 for blow molding.
  • the mold 10 has a cavity 11 having a shape corresponding to the final shape of the container such as a bottle shape.
  • the cavity 11 opens upward on the upper surface of the mold 10.
  • the preform 2 is mounted on the mold 10 with the body 2b disposed inside the cavity 11 of the mold 10 and the mouth 2a protruding upward from the mold 10.
  • the mold 10 can be opened left and right, and the container can be taken out from the mold 10 by opening the mold 10 left and right after the preform 2 is molded into a container.
  • a nozzle unit 20 for supplying the liquid L to the inside of the preform 2 is provided above the mold 10.
  • the nozzle unit 20 has a main body block 21, and the main body block 21 is movable relative to the mold 10 in the vertical direction.
  • a support block 22 is provided at the lower end of the main body block 21, and a blow nozzle 23 is attached to the lower end of the main body block 21 supported by the support block 22.
  • the blow nozzle 23 is formed in a substantially cylindrical shape, and engages with the mouth 2a of the preform 2 attached to the mold 10 from above when the main body block 21 is lowered to the lower stroke end.
  • a supply path 24 extending in the vertical direction is provided inside the main body block 21.
  • the supply path 24 is a flow path for supplying the liquid L to the blow nozzle 23 and communicates with the blow nozzle 23 at the lower end thereof.
  • the main body block 21 is provided with a supply port 25 communicating with the upper end of the supply path 24 and a discharge port 26 communicating with an intermediate portion of the supply path 24.
  • a seal body 27 for opening and closing the blow nozzle 23 is disposed inside the supply path 24.
  • the seal body 27 is provided at the lower end of a shaft body 28 provided in the nozzle unit 20 so as to be movable in the vertical direction, and is movable in the vertical direction inside the supply path 24.
  • the seal body 27 is formed in a columnar shape, and closes the blow nozzle 23 by contacting the upper surface of the blow nozzle 23 at the lower end surface when the seal body 27 moves to the closed position that is the lower stroke end position.
  • the seal body 27 moves upward with respect to the nozzle unit 20 from the closed position, the blow nozzle 23 is opened and communicated with the supply path 24.
  • the configuration of the seal body 27 can be variously changed as long as the blow nozzle 23 can be opened and closed.
  • the liquid blow molding apparatus 1 can be configured to include a stretching rod 29.
  • the extension rod 29 is inserted into the shaft center of the shaft body 28 so as to be movable relative to the shaft body 28 in the vertical direction, and penetrates the shaft center of the seal body 27 so that it can protrude from the lower end of the seal body 27. Is provided.
  • the stretching rod 29 is driven by a driving source (not shown) and moves downward, so that the preform 2 can be stretched in the axial direction.
  • the liquid blow molding apparatus 1 is the pressurized liquid L supplied from the opening part 2a, extending the preform 2 by the extending
  • biaxial stretch blow molding that stretches in the radial direction can be performed.
  • the liquid blow molding apparatus 1 can be configured not to include the stretching rod 29.
  • a plunger pump 30 as a pressure supply source is connected to the supply port 25 through a connection path P1.
  • the plunger pump 30 includes a cylinder 30a and a plunger 30b that is movable in the axial direction inside the cylinder 30a.
  • the plunger 30b is driven by a drive source such as a servomotor and can move along the axial direction of the cylinder 30a inside the cylinder 30a.
  • the operation of the plunger pump 30, that is, the plunger 30b is controlled by position control that moves the plunger 30b from the original position toward the final position at a predetermined speed.
  • a supply tank 31 is connected to the plunger pump 30.
  • the supply tank 31 can be configured to store the liquid L and to heat the liquid L to a predetermined temperature and hold the liquid L at the temperature.
  • An open / close valve V1 is provided in the connection path P2 connecting the plunger pump 30 and the supply tank 31, and the connection path P2 can be opened and closed by the open / close valve V1.
  • the pressure gauge 32 is provided in the connection path P1.
  • the pressure gauge 32 can measure the filling pressure of the liquid L supplied from the plunger pump 30 to the preform 2 at the time of liquid blow molding.
  • the discharge port 26 is connected to the supply tank 31 by a connection path P3. That is, the supply path 24 can communicate with the supply tank 31 via the discharge port 26 and the connection path P3.
  • the connection path P3 is provided with an on-off valve V2, and the on-off valve V2 can open and close the connection path P3.
  • the plunger pump 30 operates in the forward direction (pressurization direction) with the blow nozzle 23 opened and the on-off valves V1 and V2 are closed, so that the liquid L pressurized to a predetermined pressure is connected to the connection path. It can be supplied to the inside of the preform 2 through P 1, supply port 25, supply path 24 and blow nozzle 23.
  • the plunger pump 30 operates in the reverse direction (suction direction) when the blow nozzle 23 is closed by the seal body 27, the on-off valve V2 is closed, and the on-off valve V1 is opened.
  • the liquid L stored in the cylinder 30 a can be sucked into the cylinder 30 a to replenish the liquid L in the plunger pump 30.
  • the plunger pump 30 operates in the forward direction in a state where the blow nozzle 23 is closed by the seal body 27 and both the on-off valve V1 and the on-off valve V2 are closed, so that the blow nozzle 23, the plunger pump 30, The liquid L in between can be pre-pressurized.
  • the operations of the nozzle unit 20, the seal body 27, the extending rod 29, the plunger pump 30, the on-off valve V1, the on-off valve V2, and the like are integrally controlled by a control device (not shown). This control can be performed with reference to the measurement value of the pressure gauge 32.
  • the on-off valve V1 and on-off valve V2 are preferably configured as electromagnetic valves that can be controlled by a control device.
  • a preform 2 that has been preliminarily heated to a predetermined temperature (for example, 80 ° C. to 150 ° C.) that exhibits stretchability by using a heating means (not shown) such as a heater is used. Attach to 10 and clamp.
  • a predetermined temperature for example, 80 ° C. to 150 ° C.
  • FIG. 1 shows a state where the blow nozzle 23 is engaged with the mouth portion 2 a of the preform 2.
  • the seal body 27, the on-off valve V 1, and the on-off valve V 2 are all closed, and the stretching rod 29 extends from the blow nozzle 23. It is held in place that does not protrude downward.
  • the on-off valve V1 is opened while the seal body 27 and the on-off valve V2 are closed, and in this state, the plunger pump 30 is operated in the reverse direction (suction direction) to supply the supply tank 31.
  • the accommodated liquid L is sucked into the cylinder 30 a of the plunger pump 30.
  • the amount of the liquid L sucked by the plunger pump 30 is appropriately set according to the capacity of the liquid-containing container C after molding.
  • a pre-pressurization step is performed next.
  • the seal body 27, the on-off valve V1 and the on-off valve V2 are all closed, and in this state, the plunger pump 30 is operated in the forward direction (pressurizing direction).
  • the liquid L between the plunger pump 30 and the blow nozzle 23, that is, the liquid L inside the supply path 24, the supply port 25, and the connection path P1 is pre-pressurized.
  • the plunger 30b In the pre-pressurization step, if bubbles are not mixed in the liquid L between the plunger pump 30 and the blow nozzle 23, the plunger 30b cannot move, but bubbles are mixed in the liquid L. If so, the plunger 30b moves as much as the bubbles are compressed, and the pressure of the liquid L detected by the pressure gauge 32 decreases with respect to the specified pressure. Therefore, from data such as the amount of movement of the plunger 30b and the change in pressure of the liquid L obtained by performing the pre-pressurization step, the amount of bubbles mixed in the liquid L between the plunger pump 30 and the blow nozzle 23 is reduced. The amount can be estimated.
  • an operation condition setting process is then performed.
  • the operation condition of the plunger pump 30 is set based on the data obtained in the pre-pressurization step.
  • the operating condition of the plunger pump 30 is, for example, based on the amount of bubbles mixed in the liquid L estimated from the data obtained by the pre-pressurization step, and the amount of the liquid L supplied to the preform 2 is constant.
  • the end point position of the plunger 30b controlled by the position control can be set to be changed to a position further away from the original position.
  • the operating condition of the plunger pump 30 can be set so as to change the moving speed of the plunger 30b according to the amount of bubbles mixed in the liquid L in addition to the change of the end point position of the plunger 30b. .
  • a blow molding process is then performed.
  • the blow nozzle 23 is opened, the on-off valve V1 and the on-off valve V2 are closed, and the plunger pump 30 is operated in the forward direction under the operating conditions set in the operating condition setting process.
  • the liquid L pressurized to a predetermined pressure is supplied from the plunger pump 30 to the inside of the preform 2 through the blow nozzle 23, and the preform 2 is molded into a container having a predetermined shape (liquid blow molding). Can do.
  • the preform 2 is molded until it becomes a container C with a predetermined shape along the cavity 11.
  • the blow molding process is completed.
  • the operating condition of the plunger pump 30 in the blow molding process is that the end point position of the plunger 30b is finely adjusted according to the amount of bubbles mixed in the liquid L in the operating condition setting process. Regardless of the amount of bubbles mixed in the liquid L, the filling amount of the liquid L supplied to the preform 2 in the blow molding process can be made constant. Further, in the operation condition setting step, when the moving speed of the plunger 30b is finely adjusted according to the amount of bubbles mixed in the liquid L, blow molding is performed regardless of the amount of bubbles mixed in the liquid L. The filling pressure of the liquid L to the preform 2 in the process can be made constant.
  • the amount of bubbles contained in the liquid L supplied from the supply tank 31 to the plunger pump 30 is not constant, and the mixing amount varies.
  • the amount of bubbles mixed in the liquid L is estimated by pre-pressurizing the liquid L between the plunger pump 30 and the blow nozzle 23, and the estimated liquid Since the liquid blow molding is performed after finely adjusting the operating condition of the plunger pump 30 based on the amount of bubbles mixed in L, the liquid L is not limited regardless of the amount of bubbles mixed in the liquid L.
  • the preform 2 can be reliably molded into a container having a predetermined shape, and the amount of the liquid L accommodated in the molded container can be made constant.
  • the liquid L is included in each liquid blow molding.
  • the plunger pump 30 is operated under operating conditions corresponding to the amount of bubbles, and the filling amount of the liquid L supplied to the preform 2 can be made constant.
  • the stretching rod 29 When the stretching rod 29 is provided in the liquid blow molding apparatus 1, the stretching rod 29 is moved downward in the blow molding process, and the preform 2 is stretched in the axial direction (longitudinal direction) by the stretching rod 29. be able to. Thereby, the biaxial stretch blow molding which shape
  • the blow nozzle 23 is closed by the seal body 27 and the operation of the plunger pump 30 is stopped.
  • the nozzle unit 20 is moved upward to disengage the blow nozzle 23 from the mouth 2a of the liquid container C, and the mold 10 is opened to take out the liquid container C from the mold 10.
  • the liquid container C taken out from the mold 10 is shown in FIG.
  • the stretching rod 29 When the stretching rod 29 is provided in the liquid blow molding apparatus 1, the inner volume of the container C with liquid is reduced by the volume of the stretching rod 29 by pulling the stretching rod 29 out of the container C with liquid after molding.
  • the head space HS in which no liquid is stored in the liquid container C can be provided. If the drawing rod 29 is not provided or if the head space HS is insufficient due to the drawing of the drawing rod 29, the plunger pump 30 is operated in the reverse direction (suction direction) by a predetermined amount after liquid blow molding.
  • the head space HS may be provided by performing a suck back step of sucking the liquid L from the inside of the liquid container C after molding.
  • the filling pressure of the liquid L supplied to the inside of the preform 2 is monitored in the blow molding step, and the operation of the plunger pump 30 is performed based on the difference with respect to the reference value of the filling pressure. It can also be set as the structure which correct
  • the correction of the operating condition of the plunger pump 30 is performed by correcting the filling pressure of the liquid L supplied to the inside of the preform 2 with a pressure increase slope, a primary peak pressure, a rise point to the secondary peak pressure, and a secondary pressure. It can be set as the structure performed based on the difference with respect to the at least 1 reference value of peak pressure.
  • the filling pressure of the liquid L supplied to the inside of the preform 2 by the operation of the plunger pump 30 reaches the shape along the cavity 11.
  • the setting changes according to a process chart having a molding section to be molded and a holding section for holding the inside of the molded container at a predetermined pressure after the molding section.
  • the filling of the liquid L into the preform 2 starts at point A, and the filling pressure rises from point A with a predetermined pressure increase slope B. After Ct seconds have elapsed, the primary peak pressure Cp is reached at point C.
  • the filling pressure After reaching the primary peak pressure Cp, the filling pressure becomes substantially constant, the filling pressure becomes Dp at the point D where Dt seconds have elapsed from the point A, and then the rise to the secondary peak is started, and Et seconds has elapsed from the point A. At the point E, the secondary peak pressure Ep is obtained.
  • the pressure rise slope B, the primary peak pressure Cp at the point C, the secondary peak pressure Ep at the point D and the point E as the rise point to the secondary peak, respectively, are previously set to reference values by experiments or the like. Is set. These reference values are standards that allow the preform 2 to be accurately molded into a container having a predetermined shape by liquid blow molding and that the amount of the liquid L filled into the container after molding can be set to a specified amount. Value.
  • the filling pressure of the liquid L supplied to the inside of the preform 2 is the primary peak pressure Cp at the pressure rising slopes B and C, the secondary peak at the points D and E at the secondary peak.
  • the peak pressure Ep is monitored, and when these values are different from the reference value, the operating condition of the plunger pump 30 is corrected by feedback control so as to eliminate the difference.
  • the filling process of the liquid L in the blow molding process can be optimized, and the preform 2 can be molded into a container having a predetermined shape with higher accuracy.
  • the correction of the operating condition of the plunger pump 30 is performed by correcting the filling pressure of the liquid L supplied into the preform 2 to the primary peak pressure Cp at the pressure increase slopes B and C, and the increase point to the secondary peak. Although it can be performed based on at least one of the secondary peak pressures Ep at the points D and E, the pressure rise gradient B of the filling pressure of the liquid L, the primary peak pressure Cp at the point C, It can also be performed based on any plural or all of the secondary peak pressure Ep at the points D and E rising to the secondary peak. Further, the correction of the operating condition of the plunger pump 30 can be performed based on points or portions other than the above of the filling pressure of the liquid L supplied to the inside of the preform 2 in the process chart. For example, the correction of the operating condition of the plunger pump 30 can be performed based on the filling pressure of the liquid L in the pressure holding section shown in FIG.
  • liquid blow molding apparatus of the present invention is performed using the liquid blow molding apparatus 1 having the configuration shown in FIG.
  • the liquid blow molding method of the invention can also be performed.
  • the plunger pump 30 is used as a pressurization supply source, as long as the liquid L can be pressurized and supplied to the preform 2, things other than the plunger pump 30 are used. Can also be used as a pressurized supply.

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Abstract

ブローノズル（２３）をシール体（２７）で閉塞した状態で加圧供給源（３０）を作動させて該加圧供給源（３０）とブローノズル（２３）との間の液体（Ｌ）を予備加圧する予備加圧工程と、予備加圧工程により得られたデータに基づいて加圧供給源（３０）の作動条件を設定する作動条件設定工程と、ブローノズル（２３）を開放した状態で作動条件設定工程により設定された作動条件で加圧供給源（３０）を作動させてプリフォーム（２）を所定形状の容器に液体ブロー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。

Description

液体ブロー成形方法
　本発明は、加圧供給源からブローノズルを通して有底筒状の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、リンス等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加圧供給源から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ブロー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、プリフォーム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を成形することができる。これにより、成形後の容器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
　プリフォームの内部に加圧した液体を供給する加圧供給源としては、プランジャーポンプを用いることができる。この場合、プランジャーポンプとして、プランジャーを所定の速度で原位置から最終位置に向けて移動させることによって、所定量の液体をシリンダからプリフォームに向けて所定の圧力で押し出すようにした位置制御型のものを用いることが考えられる。
　しかしながら、位置制御型のプランジャーポンプにより液体ブロー成形を行う場合では、プリフォームの内部に供給される液体に気泡（空気）が混入していると、その気泡の混入量に応じてプリフォームの内部に供給される液体の充填圧や充填量が変化することになる。一方、液体に混入する気泡の量は、当該液体を包装するバルクのロットにより相違する場合があり、また、液体の粘度によっても液体に混入する気泡の量は様々である。そのため、位置制御型のプランジャーポンプによる液体ブロー成形では、使用する液体のロットや粘度が相違すると、容器の賦形性が低下し、あるいは成形後の容器に収容される液体の量にばらつきが生じるおそれ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、液体に混入している気泡の量に拘わらず、当該液体によりプリフォームを所定形状の容器に確実に成形することができるとともに成形後の容器の内部に収容される液体の量を一定に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、加圧供給源からブローノズルを通して有底筒状の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を成形する液体ブロー成形方法であって、前記ブローノズルをシール体で閉塞した状態で前記加圧供給源を作動させて該加圧供給源と前記ブローノズルとの間の液体を予備加圧する予備加圧工程と、前記予備加圧工程により得られたデータに基づいて前記加圧供給源の作動条件を設定する作動条件設定工程と、前記ブローノズルを開放した状態で前記作動条件設定工程により設定された作動条件で前記加圧供給源を作動させて前記プリフォームを所定形状の容器に液体ブロー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、前記ブロー成形工程において、前記プリフォームの内部へ供給される液体の充填圧を監視し、該充填圧の基準値に対する差に基づいて前記加圧供給源の作動条件を補正するのが好ましい。
　本発明の液体ブロー成形方法は、上記構成において、液体の充填圧の、圧力上昇傾き、１次ピーク圧、２次ピーク圧への上昇ポイント及び２次ピーク圧のうちの少なくとも１つの基準値に対する差に基づいて前記加圧供給源の作動条件を補正するのが好ましい。
　本発明によれば、液体に混入している気泡の量に拘わらず、当該液体によりプリフォームを所定形状の容器に確実に成形することができるとともに成形後の容器の内部に収容される液体の量を一定に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。 プランジャーポンプに液体を補給した状態の液体ブロー成形装置を示す説明図である。 予備加圧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。 ブロー成形工程によりプリフォームを容器に成形した状態の液体ブロー成形装置を示す説明図である。 本発明の一実施の形態である液体ブロー成形方法により成形された液体入り容器の断面図である。 ブロー成形工程における充填圧と時間の関係を示す特性線図である。 図６における成形区間を拡大して示す特性線図である。
　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、加圧供給源からブローノズルを通して有底筒状の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を成形する液体ブロー成形方法であって、ブローノズルをシール体で閉塞した状態で加圧供給源を作動させて加圧供給源とブローノズルとの間の液体を予備加圧する予備加圧工程と、予備加圧工程により得られたデータに基づいて加圧供給源の作動条件を設定する作動条件設定工程と、ブローノズルを開放した状態で作動条件設定工程により設定された作動条件で加圧供給源を作動させてプリフォームを所定形状の容器に液体ブロー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方法とも言えるものであり、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、プリフォーム２を液体ブロー成形することにより、当該プリフォーム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を成形することができる。
　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Ｌ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（成形後の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、リンス等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が用いられる。なお、プリフォーム２としては、上記形状のものに限らず、有底筒状であれば、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、口部２ａの外壁面には、成形後の容器の口部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。
　金型１０は左右に型開きすることができるようになっており、プリフォーム２を容器に成形した後に金型１０を左右に開くことで、当該容器を金型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、本体ブロック２１が下方側のストローク端にまで下降したときに金型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及び供給路２４の中間部分に連通する排出ポート２６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２７が配置されている。シール体２７はノズルユニット２０に上下方向に移動自在に設けられた軸体２８の下端に設けられ、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２７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２７が閉位置からノズルユニット２０に対して上方に向けて移動すると、ブローノズル２３は開放されて供給路２４と連通される。なお、シール体２７は、ブローノズル２３を開閉することができるものであれば、その構成は種々変更可能である。
　図示するように、液体ブロー成形装置１は延伸ロッド２９を備えた構成とすることもできる。延伸ロッド２９は、軸体２８の軸心に該軸体２８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２７の軸心を貫通してシール体２７の下端から出没可能に設けられている。延伸ロッド２９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２９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２９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２９を備えない構成とすることもできる。
　供給ポート２５には、接続路Ｐ１により加圧供給源としてのプランジャーポンプ３０が接続されている。このプランジャーポンプ３０は、シリンダ３０ａとシリンダ３０ａの内部で軸方向に移動自在のプランジャー３０ｂとを備えている。詳細は図示しないが、プランジャー３０ｂはサーボモータ等の駆動源により駆動され、シリンダ３０ａの内部でシリンダ３０ａの軸方向に沿って移動することができる。プランジャーポンプ３０つまりプランジャー３０ｂの作動は、プランジャー３０ｂを所定速度で原位置から最終位置に向けて移動させる位置制御によって制御される。
　プランジャーポンプ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。プランジャーポンプ３０と供給タンク３１とを接続する接続路Ｐ２には開閉弁Ｖ１が設けられ、この開閉弁Ｖ１により当該接続路Ｐ２を開閉することができるようになっている。
　接続路Ｐ１には圧力計３２が設けられている。この圧力計３２は、液体ブロー成形時におけるプランジャーポンプ３０からプリフォーム２へ供給される液体Ｌの充填圧を測定することができる。
　排出ポート２６は、接続路Ｐ３により供給タンク３１に接続されている。すなわち、供給路２４は、排出ポート２６及び接続路Ｐ３を介して供給タンク３１に連通可能となっている。接続路Ｐ３には開閉弁Ｖ２が設けられ、この開閉弁Ｖ２により接続路Ｐ３を開閉することができるようになっている。
　プランジャーポンプ３０は、ブローノズル２３が開放され、開閉弁Ｖ１、Ｖ２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、接続路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、プランジャーポンプ３０は、シール体２７によってブローノズル２３が閉塞され、開閉弁Ｖ２が閉じられるとともに開閉弁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をシリンダ３０ａの内部に吸引してプランジャーポンプ３０の内部に液体Ｌを補充することができる。さらに、プランジャーポンプ３０は、シール体２７によってブローノズル２３が閉塞され、開閉弁Ｖ１及び開閉弁Ｖ２が共に閉じられた状態において正方向に作動することにより、ブローノズル２３とプランジャーポンプ３０との間の液体Ｌを予備加圧することができる。
　ノズルユニット２０、シール体２７、延伸ロッド２９、プランジャーポンプ３０、開閉弁Ｖ１、開閉弁Ｖ２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の測定値を参照して行うことができる。なお、開閉弁Ｖ１、開閉弁Ｖ２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、有底筒状のプリフォーム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プリフォーム２をブロー成形用の金型１０に装着し、型締めする。
　プリフォーム２が金型１０に装着されると、次に、ノズルユニット２０を金型１０に向けて下降させ、供給路２４を介してプランジャーポンプ３０に接続されたブローノズル２３をプリフォーム２の口部２ａに係合させる。図１は、ブローノズル２３をプリフォーム２の口部２ａに係合させた状態を示す。なお、ブローノズル２３をプリフォーム２の口部２ａに係合させた状態においては、シール体２７、開閉弁Ｖ１、開閉弁Ｖ２は何れも閉じており、また、延伸ロッド２９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。
　次に、図２に示すように、シール体２７と開閉弁Ｖ２を閉じたまま開閉弁Ｖ１を開き、その状態でプランジャーポンプ３０を逆方向（吸引方向）に作動させて、供給タンク３１に収容されている液体Ｌをプランジャーポンプ３０のシリンダ３０ａの内部に吸引させる。プランジャーポンプ３０が吸引する液体Ｌの量は、成形後の液体入り容器Ｃの容量に合わせて適宜設定される。
　プランジャーポンプ３０のシリンダ３０ａに所定量の液体Ｌが吸引されると、次に予備加圧工程が行われる。予備加圧工程においては、図３に示すように、シール体２７、開閉弁Ｖ１及び開閉弁Ｖ２を全て閉じた状態とし、その状態でプランジャーポンプ３０を正方向（加圧方向）に作動させ、プランジャーポンプ３０とブローノズル２３との間の液体Ｌつまり供給路２４、供給ポート２５及び接続路Ｐ１の内部の液体Ｌを予備加圧する。
　予備加圧工程において、プランジャーポンプ３０とブローノズル２３との間の液体Ｌに気泡が混入していない場合には、プランジャー３０ｂは移動することができないが、当該液体Ｌに気泡が混入している場合には、当該気泡が圧縮する分だけプランジャー３０ｂが移動し、また、圧力計３２により検出される液体Ｌの圧力が規定の圧力に対して低下する。したがって、予備加圧工程を行うことにより得られるプランジャー３０ｂの移動量、液体Ｌの圧力変化等のデータから、プランジャーポンプ３０とブローノズル２３との間の液体Ｌに混入している気泡の量を推定することができる。
　予備加圧工程が完了すると、次に、作動条件設定工程が行われる。作動条件設定工程においては、予備加圧工程により得られたデータに基づいてプランジャーポンプ３０の作動条件を設定する。プランジャーポンプ３０の作動条件は、例えば、予備加圧工程により得られたデータから推定される液体Ｌへの気泡の混入量に基づき、プリフォーム２に供給される液体Ｌの量が一定となるように、位置制御により制御されるプランジャー３０ｂの終点位置を原位置に対してより離れた位置に変更するように設定することができる。
　プランジャーポンプ３０の作動条件は、上記したプランジャー３０ｂの終点位置の変更に加えて、液体Ｌへの気泡の混入量に応じてプランジャー３０ｂの移動速度を変更するように設定することもできる。
　作動条件設定工程が完了すると、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、ブローノズル２３を開放し、開閉弁Ｖ１及び開閉弁Ｖ２を閉じた状態とし、作動条件設定工程により設定された作動条件でプランジャーポンプ３０を正方向に作動させる。これにより、プランジャーポンプ３０からブローノズル２３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した液体Ｌを供給して、プリフォーム２を所定形状の容器に成形（液体ブロー成形）することができる。このブロー成形工程においては、図４に示すように、プリフォーム２はキャビティ１１に沿った所定形状の液体入り容器Ｃとなるまで成形される。プリフォーム２が図４に示す液体入り容器Ｃにまで成形されると、ブロー成形工程が完了する。
　ここで、ブロー成形工程におけるプランジャーポンプ３０の作動条件は、作動条件設定工程において、液体Ｌに混入する気泡の量に応じてプランジャー３０ｂの終点位置が微調整されたものとなっているので、液体Ｌに混入する気泡の量に拘わらず、ブロー成形工程においてプリフォーム２に供給される液体Ｌの充填量を一定にすることができる。また、作動条件設定工程において、液体Ｌに混入する気泡の量に応じてプランジャー３０ｂの移動速度を微調整するようにした場合には、液体Ｌに混入する気泡の量に拘わらず、ブロー成形工程におけるプリフォーム２への液体Ｌの充填圧を一定にすることができる。
　このように、本発明の液体ブロー成形方法によれば、供給タンク３１からプランジャーポンプ３０に供給される液体Ｌに含まれる気泡の量が一定ではなく、その混入量にばらつきがある場合であっても、液体ブロー成形を行う度に、プランジャーポンプ３０とブローノズル２３との間の液体Ｌを予備加圧することにより当該液体Ｌに混入している気泡の量を推定し、推定された液体Ｌへの気泡の混入量に基づいてプランジャーポンプ３０の作動条件を微調整してから液体ブロー成形を行うようにしたので、液体Ｌに混入している気泡の量に拘わらず、当該液体Ｌによりプリフォーム２を所定形状の容器に確実に成形することができるとともに成形後の容器の内部に収容される液体Ｌの量を一定にすることができる。
　また、本発明の液体ブロー成形方法によれば、液体Ｌとして、気泡の抜け方が相違する種々の粘度の液体Ｌを用いるようにしても、その液体ブロー成形の度に、当該液体Ｌが含む気泡の量に応じた作動条件でプランジャーポンプ３０を作動させてプリフォーム２に供給される液体Ｌの充填量を一定にすることができる。
　液体ブロー成形装置１に延伸ロッド２９を設けた場合には、ブロー成形工程において延伸ロッド２９を下方に向けて進出移動させ、当該延伸ロッド２９によりプリフォーム２を軸方向（縦方向）へ延伸させることができる。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２９とで二軸方向に成形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。
　ブロー成形工程が完了すると、ブローノズル２３をシール体２７により閉塞するとともにプランジャーポンプ３０の作動を停止する。次いで、ノズルユニット２０を上方に移動させてブローノズル２３を液体入り容器Ｃの口部２ａから離脱させるとともに、金型１０を型開きして液体入り容器Ｃを金型１０から取り出す。金型１０から取り出された液体入り容器Ｃを図５に示す。
　液体ブロー成形装置１に延伸ロッド２９を設けた場合には、成形後の液体入り容器Ｃから延伸ロッド２９を引き抜くことにより、延伸ロッド２９の体積分だけ液体入り容器Ｃの内容量を減少させて、液体入り容器Ｃに液体が収容されないヘッドスペースＨＳを設けることができる。なお、延伸ロッド２９が設けられない場合や延伸ロッド２９の引き抜きによってはヘッドスペースＨＳが不十分な場合には、液体ブロー成形後にプランジャーポンプ３０を所定量だけ逆方向（吸引方向）に作動させて成形後の液体入り容器Ｃの内部から液体Ｌを吸い戻すサックバック工程を行って、当該ヘッドスペースＨＳを設ける構成とすることもできる。
　本発明の液体ブロー成形方法においては、ブロー成形工程において、プリフォーム２の内部へ供給される液体Ｌの充填圧を監視し、この充填圧の基準値に対する差に基づいてプランジャーポンプ３０の作動条件を補正する構成とすることもできる。この場合、プランジャーポンプ３０の作動条件の補正は、プリフォーム２の内部へ供給される液体Ｌの充填圧の、圧力上昇傾き、１次ピーク圧、２次ピーク圧への上昇ポイント及び２次ピーク圧のうちの少なくとも１つの基準値に対する差に基づいて行う構成とすることができる。
　図６に示すように、ブロー成形工程においては、プランジャーポンプ３０が作動することによりプリフォーム２の内部へ供給される液体Ｌの充填圧は、プリフォーム２をキャビティ１１に沿った形状にまで成形する成形区間と、成形区間の後に、成形後の容器内を所定圧に保持する保持区間とを有するプロセスチャートに従って変化する設定とされる。当該プロセスチャートの成形区間においては、図７に示すように、Ａ点において液体Ｌのプリフォーム２への充填がスタートし、Ａ点から所定の圧力上昇傾きＢで充填圧が上昇し、Ａ点からＣｔ秒経過後にＣ点において１次ピーク圧Ｃｐとなる。１次ピーク圧Ｃｐとなった後に充填圧は略一定となり、Ａ点からＤｔ秒経過したＤ点において充填圧はＤｐとなり、そこから２次ピークへの上昇が開始され、Ａ点からＥｔ秒経過したＥ点において２次ピーク圧Ｅｐとなる。
　上記プロセスチャートにおける圧力上昇傾きＢ、Ｃ点における１次ピーク圧Ｃｐ、２次ピークへの上昇ポイントとなるＤ点及びＥ点における２次ピーク圧Ｅｐに対しては、それぞれ予め実験等により基準値が設定されている。これらの基準値は、液体ブロー成形によって、プリフォーム２を所定形状の容器に精度よく成形するとともに成形後の容器の内部に充填される液体Ｌの量を規定量とすることができる基準となる値である。
　ブロー成形工程において、プリフォーム２の内部へ供給される液体Ｌの充填圧の、圧力上昇傾きＢ、Ｃ点における１次ピーク圧Ｃｐ、２次ピークへの上昇ポイントＤ点及びＥ点における２次ピーク圧Ｅｐを監視し、これらの値がそれぞれ基準値に対して差を生じたときに、フィードバック制御により、当該差を無くすようにプランジャーポンプ３０の作動条件を補正する。これにより、ブロー成形工程における液体Ｌの充填プロセスを最適化して、さらに精度よく、プリフォーム２を所定形状の容器に成形することが可能となる。
　なお、プランジャーポンプ３０の作動条件の補正は、プリフォーム２の内部へ供給される液体Ｌの充填圧の、圧力上昇傾きＢ、Ｃ点における１次ピーク圧Ｃｐ、２次ピークへの上昇ポイントＤ点及びＥ点における２次ピーク圧Ｅｐのうちの少なくとも１つに基づいて行うようにすることができるが、液体Ｌの充填圧の、圧力上昇傾きＢ、Ｃ点における１次ピーク圧Ｃｐ、２次ピークへの上昇ポイントＤ点及びＥ点における２次ピーク圧Ｅｐの任意の複数ないし全てに基づいて行うこともできる。また、プランジャーポンプ３０の作動条件の補正は、プロセスチャートにおけるプリフォーム２の内部へ供給される液体Ｌの充填圧の、上記以外の点ないし部分に基づいて行うこともできる。例えば、プランジャーポンプ３０の作動条件の補正は、図６に示す保圧区間における液体Ｌの充填圧に基づいて行うこともできる。
　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、加圧供給源としてプランジャーポンプ３０を用いているが、液体Ｌを加圧してプリフォーム２に供給することができるものであれば、プランジャーポンプ３０以外のものを加圧供給源として用いることもできる。
　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　　排出ポート
２７　　シール体
２８　　軸体
２９　　延伸ロッド
３０　　プランジャーポンプ（加圧供給源）
３０ａ　シリンダ
３０ｂ　プランジャー
３１　　供給タンク
３２　　圧力計
　Ｌ　　液体（内容液）
Ｐ１　　接続路
Ｖ１　　開閉弁
Ｐ２　　接続路
Ｐ３　　接続路
Ｖ２　　開閉弁
　Ｃ　　液体入り容器
ＨＳ　　ヘッドスペース

Claims (3)

  1. 　加圧供給源からブローノズルを通して有底筒状の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を成形する液体ブロー成形方法であって、
    　前記ブローノズルをシール体で閉塞した状態で前記加圧供給源を作動させて該加圧供給源と前記ブローノズルとの間の液体を予備加圧する予備加圧工程と、
    　前記予備加圧工程により得られたデータに基づいて前記加圧供給源の作動条件を設定する作動条件設定工程と、
    　前記ブローノズルを開放した状態で前記作動条件設定工程により設定された作動条件で前記加圧供給源を作動させて前記プリフォームを所定形状の容器に液体ブロー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. 　前記ブロー成形工程において、前記プリフォームの内部へ供給される液体の充填圧を監視し、該充填圧の基準値に対する差に基づいて前記加圧供給源の作動条件を補正する、請求項１に記載の液体ブロー成形方法。
  3. 　液体の充填圧の、圧力上昇傾き、１次ピーク圧、２次ピーク圧への上昇ポイント及び２次ピーク圧のうちの少なくとも１つの基準値に対する差に基づいて前記加圧供給源の作動条件を補正する、請求項２に記載の液体ブロー成形方法。
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