JP2005088909A - 内容物封入容器の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気体の混在を抑制して内容物が封入された容器を製造する方法を提供する。
【解決手段】本体部３の底部を含む中空部分とこの中空部分内を外部に開放する状態に保持された未成形部分とを有する中間体を熱可塑性樹脂から成形する前成形工程と、中間体の中空部分内のエアを吸引する減圧工程と、減圧状態の前記中空部分に内容物１８を供給する内容物供給工程と、未成形部分を成形して容器を密封する後成形工程とを備える。中空部分のエアを吸引して減圧状態にしてから内容物１８を供給するため、気泡の発生を抑制でき、また、発生した気泡が消えやすい。また、形成される気泡をより小さくすることができる。
【選択図】図９

Description

本発明は、液体、粘性流体、粉流体等が密閉状に封入された容器に関する。

医薬品、例えば使いきりの点眼薬や機械オイルには、全体が一体成形されたプラスチック容器の閉じられた中空部分に封入されているものがある。このような内容物封入容器は、容器の成形材料の一部を除いて成形して開放状態の中空部分を作成後、内容物をこの中空部分に供給してから未成形の部分を成形して密封状態の容器にすることで得られる。具体的には、ブロー成形によって製造することができ、パリソンの下部から中空部分までを成形する型と、それより上の部分を成形する型とを用い、下部を含む部分を成形する型を先に締めて成形し、内容物を供給した後、上の部分を成形する型を締めて成形して、内容物が封入された容器を製造することができる。また、この場合、円環状の軟化樹脂押し出し口の内側に、樹脂押し出し方向にスライド可能な内容物供給用のノズルを備える装置を用いることにより、下の部分の成形から内容物の供給を経て上の部分の成形まで、樹脂押し出し機の下方において行うことができ、簡便である。

特開２００２−４６７２５号公報

この製造方法では、粘度の高い流体などを注入するときに気泡が形成されて、封入完了後も安定に保持されることがある。この場合、容器を開封して流体を取り出すときに、気泡の圧によって飛び出したり、押しても出てこなかったりして安定に供給できないおそれがある。また、酸化されやすい流体では、気泡部分から品質が劣化しやすくなるおそれがある。

そこで、本発明では、気体の混在を抑制して内容物が封入された容器を製造する方法を提供することを課題とする。
また、本発明では、気体の混在を抑制して内容物が封入された容器を製造する装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための手段である本発明は、特許請求の範囲の各請求項に記載されたとおりの内容物封入容器の製造方法又は製造装置である。
請求項１に記載の内容物が封入された容器を製造する方法は、本体部の底部を含む中空部分と、この中空部分内を外部に開放する状態に保持された未成形部分とを有する中間体を熱可塑性樹脂から成形する前成形工程と、前記中間体の中空部分内のエアを吸引する減圧工程と、減圧状態の前記中空部分に内容物を供給する内容物供給工程と、前記未成形部分を成形して容器を密封する後成形工程とを備えるものである。
また、請求項２に記載の内容物が封入された容器を製造する方法は、請求項１に記載の方法であって、減圧工程では、中空部分を内側に変形させるものである。
請求項３に記載の内容物が封入された容器を製造する方法は、請求項１または２に記載の方法であって、前成形工程から内容物供給工程まで未成形部分を軟化状態に保持するものである。

また、請求項４に記載の内容物が封入された容器を製造する装置は、軟化状態の熱可塑性樹脂を筒形のパリソンとして供給可能な樹脂供給体と、前記パリソンの上部を開放状態で保持可能なサポータと、前記パリソンの内部にエアを供給するエア供給体と、前記パリソンを容器の底部を含む中空部分に成形可能な中空成形型と、前記中空部分形成型の直上に配置されており、前記パリソンを容器の中空部分を密封する部分に成形可能な密封成形型と、前記パリソンの内側を当該パリソンの供給方向に沿って移動可能に設けられ、流動性を有する内容物を吐出する内容物供給ノズルと、前記パリソンの内側を当該パリソンの供給方向に沿って移動可能に設けられ、エアを吸引可能なエア吸引ノズルとを備えるものである。
請求項５に記載の内容物が封入された容器を製造する装置は、請求項４に記載の製造装置であって、エア吸引ノズルは、エア供給体のエア供給用ノズルに兼用されるものである。
請求項６に記載の内容物が封入された容器を製造する装置は、請求項４又は５に記載の製造装置であって、パリソンの密封成形型で成形される部分を加熱可能な加熱体を備えるものである。
請求項７に記載の内容物が封入された容器を製造する装置は、請求項６に記載の製造装置であって、加熱体は、内容物供給ノズルまたはエア吸引ノズルの外面であって、これらのノズルの先端を中空部分に配置したときに前記密封成形型間に配置される部分に設けられるものである。

本発明によれば、気体の混在を抑制して内容物が封入された容器を製造する方法を提供し、または、気体の混在を抑制して内容物が封入された容器を製造する装置を提供することにより、内容物の取り出しを安定に行えたり、あるいは内容物を安定に保管したりする内容物封入容器を得ることができる。
特に、請求項１に記載の製造方法によれば、中空部分と、中空部分を外部に開放する未成形部分とを有する中間体を前成形工程で作成した後、中空部分のエアを吸引して減圧状態にしてから内容物を供給するため、気泡の発生を抑制でき、また、発生した気泡が消えやすい。また、形成される気泡をより小さくすることができる。したがって、内容物に気体が混在することを抑制して内容物が封入された容器を製造することができる。
また、請求項２に記載の製造方法によれば、減圧工程で中空部分を内側に変形させてから内容物を供給するため、中空部分内のエアをできるだけ少なくして、内容物を充填するように供給できるため、気泡の発生をより良好に抑制できる。
また、請求項３に記載の製造方法によれば、前成形工程から後成形工程までを一連の操作として行うことができ、短時間で効率よく内容物封入容器を製造することができる。

また、請求項４に記載の製造装置によれば、内容物供給ノズルとエア吸引ノズルとが、それぞれ、樹脂供給体から供給されるパリソンの供給方向に沿って移動可能に設けられている。このため、この装置を用いて、中空部分を備える容器の成形から内容物の供給を経て、容器を密封状態まで成形することができる。すなわち、中空成形型でパリソンを容器の底部を含む中空部分に成形してから、この中空部分までノズルを伸ばして、中空部分内のエアを吸引し、内容物を供給し、その後ノズルを引き上げて密封成形型で密封部分を成形することができる。したがって、内容物封入容器を効率よく製造することができる。
また、請求項５に記載の製造装置によれば、パリソンを中空成形型に合わせて成形するためにパリソンの内部にエアを送り込んで膨らませるためのエア供給体のノズルとエア吸引ノズルとが一体になっているため、部品点数が少ない。
また、請求項６に記載の製造装置によれば、パリソンの密封成形型で成形される部分が、中空部分のエアの吸引や内容物の供給の間に冷却、固化されることを抑制して良好に軟化状態に保持することができる。したがって、エアの吸引および/または内容物の供給を所望の条件、時間で行った後、密封部分を良好に成形することが可能である。
また、請求項７に記載の製造装置によれば、エアの吸引または内容物の供給のときに、エア吸引ノズルおよび内容物供給ノズルの先端が中空部分に位置するように移動させることで、パリソンの密封部分に形成される部分を内側から加熱することができる。したがって、加熱体に駆動機構を設けることなくエア吸引時や内容物供給時に密封部分を効率よく加熱することができる。

以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
本発明に係る内容物封入容器の製造方法または内容物封入容器の製造装置によって製造される内容物封入容器の一形態を図１〜３に示す。内容物封入容器１（以下、「容器１」ともいう。）は、プラスチックの一体成形体で密封状態の中空を有しており、この中空に液体状の内容物１８が封入されている。

容器１は、中空を備える本体部３と、本体部３に連続する注出部５と、注出部５に連続する被破壊部９とを備えている。本体部３は、図１，２に示すように底面が略正方形の角筒状に形成されている。注出部５は、本体部３から突出し、突出方向に向かって内径が小さくなる細筒状に形成されている部分である。注出部５の先端は、図３に示すように、開封後は、内容物を注出するための注ぎ口７となる。
被破壊部９は、注出部５の先端で注出部５に連通する閉空間を有する封止部１１と、封止部１１に一体に設けられる把持部１２とを備えている。封止部１１は、注出部５の先端との連続部分で鋭角を成しており、封止部１１と注出部５の先端との間が脆弱になっている。把持部１２は、封止部１１および注出部５のまわりを囲み、本体部３の上面まで延びる板状に形成されている。把持部１２は、注出部５および本体部３との連続部分がより小さい厚みに形成されて脆弱になっている。

この容器１は、被破壊部９の把持部１２と本体部３とを別々の手で持って、捻りなどの力を加えることにより開封することができる。すなわち、図３に示すように、被破壊部９は、本体部３および注出部５から脆弱な部分で裂断されて、分離され、注出部５の先端が開放されて注ぎ口７となる。したがって、容器１を傾けたり、本体部３を押したりして注ぎ口７から内容物１８を取り出すことができる。

図１〜３に示した内容物封入容器１を製造できる本発明の一実施形態にかかる製造装置２０について、図４，５を主に参照して説明する。
図４に示す製造装置２０は、上方から下方へ向かって樹脂供給体２１、カッター２３、サポータ２５、密封成形型２７、および中空成形型２９をこの順で備えている。また、樹脂供給体２１に、公知のエア供給体と、エア吸引ノズル３１と内容物供給ノズル３３とが備えられている。

樹脂供給体２１は、樹脂供給構造部分については公知の構成である。すなわち、樹脂供給体２１は、図６に示すようにパリソン４０を供給できる公知の樹脂押し出し成形機を備えており、熱可塑性樹脂を軟化状態にして円筒状に供給する。また、樹脂供給体２１には、図示しないが、パリソンを容器１の形状に成形するときに内側にエアを供給するエア供給体を備えている。エア供給体は、エアポンプ、エア通路などを備える公知の構成である。なお、本実施形態では、エア供給体は、切り替え弁を介して後述するエア吸引ノズル３１に接続されており、エア吸引ノズル３１を通してパリソン内部にエアを供給できるようになっている。

エア吸引ノズル３１は、樹脂供給体２１の円環状に形成された樹脂押し出し口２２の内側に設けられており、パリソン４０（図６参照）の内部に配置可能になっている。エア吸引ノズル３１は、パリソン供給方向、すなわち図４では上下方向に移動可能に設けられている。エア吸引ノズル３１は、図示しないエア通路などとを介してエア吸引ポンプに接続されており、エア吸引ノズル３１まわりのエアを吸引できるようになっている。

内容物供給ノズル３３は、エア吸引ノズル３１と同様、樹脂供給体２１の円環状に形成された樹脂押し出し口２２の内側に設けられており、パリソン供給方向、すなわち図４の上下方向に移動可能に設けられている。図５に示すように、本実施形態の内容物供給ノズル３３は、エア吸引ノズル３１の中に同心状に配置されて、一体化されている。内容物供給ノズル３３は、図示しない内容物供給路、内容物供給ポンプ、内容物供給量決定手段、内容物が貯留されるタンク等を備える公知の内容物供給手段に接続されている。内容物供給ノズル３３は、単独で、パリソン供給方向に移動可能に設けられても良いが、本実施形態では、エア吸引ノズル３１に対して固定されており、エア吸引ノズル３１とともにパリソン供給方向に移動するようになっている。

また、図５および図８，９に示すように、本実施形態のエア吸引ノズル３１は、加熱体３５を備えている。加熱体３５はエア吸引ノズル３１の外面に設けられた伝熱性の良好なチューブ、例えば金属パイプと、この金属パイプに熱的に接続された図示しないヒータとを有する。加熱体３５は、図８，９に示すように、エア吸引ノズル３１が下方、すなわち、先端が中空成形型２９の高さまで移動したときに、密封成形型の高さに位置する外面全体に設けられている。

カッター２３、およびサポータ２５は、公知の装置と同様である。カッター２３は、樹脂供給体２１から供給されるパリソンを切断可能な公知の切断手段であり、本実施形態では、一対の互いに協働する刃を備える部材を有する。この一対の刃を備える部材は、図４に示すように樹脂供給体２１の外径より互いに離れた位置から互いに付き合わされる切断位置まで移動可能に設けられている。また、サポータ２５は、カッター２３で切断されて形成されるパリソンの上端部分を円筒状に開放した状態に保持する公知の構成である。

密封成形型２７および中空成形型２９は、組み合わされて内容物封入容器１を成形する成形型である。密封成形型２７は、内容物封入容器１の中空の上部を含む部分を成形する型であり、本実施形態では、注出部５の上半分より上に位置する注出部５および被破壊部９を成形する型になっている。中空成形型２９は、内容物封入容器１の内容物が封入される中空部分を成形する型であり、本実施形態では、本体部３および注出部５の下半分およびこの下半分の高さ範囲に存在する被破壊部９の把持部１２を成形する型になっている。図４に示す密封成形型２７および中空成形型２９は、それぞれ２つに分割された割型であり、密封成形型２７の下面に中空成形型２９の上面が接するように配置されている。

次に、図６〜１０を参照して、本発明に係る製造方法の一実施形態を、本製造装置２０を用いて内容物封入容器１を製造する方法を例にあげて説明する。この製造方法は、前成形工程（図７参照）と、減圧工程（図８参照）と、内容物供給工程（図９参照）と、後成形工程（図１０参照）とを備える。

（前成形工程）
前成形工程では、まず、容器１の内容物１８が収容される中空部分、すなわち、本実施形態では、本体部３を成形するとともに、少なくとも中空部分の上部、本形態では被破壊部９の封止部１１に成形されるパリソン部分を未成形の状態に保持されている中間体４２を成形する。
ここで、容器１を構成する熱可塑性樹脂の種類は、特に限定されないが、ブロー成形が可能な熱可塑性樹脂であり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系熱可塑性樹脂や、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂である。容器１の構成材料は、内容物１８に対して化学的に安定なものが好ましく、内容物１８に合わせて適当な材料を選択することが好ましい。また、本製造方法は、特に減圧工程および内容物供給工程において、内容物封入容器１の本体部３が変形可能であると、減圧によるエア除去が良好となるため好ましい。例えば、本実施形態では、変形容易な厚みに成形される量のポリエチレンを用いた。

まず、図６に示すように、樹脂供給体２１からパリソン４０を供給する。パリソン４０は、中空成形型２９の下方まで延びる長さで供給する。その後、サポータ２５でパリソン４０の上部を円筒状に支持し、サポータ２５より上方でパリソン４０をカッター２３により切断する。
次に、図７に示すように、エア吸引ノズル３１を中空成形型２９の高さまで下ろして、エア供給体から供給されるエアをパリソン４０内部に供給するとともに、中空成形型２９を型締めする。これにより、容器１の中空部分、すなわち本体部３および注出部５の下部を成形することができる。このとき、密封成形型２７に対応する部分は未成形の部分であり、これが中間体４２である。
なお、カッター２３によるパリソン４０の切断は、この時点に限定されず、中空成形型２９の型締めの後など、型開きまでの任意の時期で良い。

（減圧工程）
次に、エア吸引ノズル３１の接続をエア供給体からエア吸引手段に切り替えて、エア吸引ノズル３１から、中間体４２の中空部分、すなわち本体部３内のエアを吸引する。このとき、中空成形型２９を少し開くことにより、柔軟性を有する本体部３が変形しやすくなり、好ましい。エア吸引量は、特に限定されないが、本体部３が変形可能な場合、本体部３を変形させてエアが存在する容積部分をできるだけ減少させることが好ましい。本実施形態では、図７に示すように、本体部３の互いに対向する側面どうしが接触するまで、エアを吸引する。
このとき、加熱体３５を作動させて、密封成形型２７の高さに位置する部分のパリソン４０を加熱して、成形できる硬さに保持する。

（内容物供給工程）
次に、図８に示すように、エアが除去又は減圧された中空部分に内容物１８を供給する。ここで、内容物１８は、流動性を有する粉体、粒体や種々の流体とすることができ、特に限定されない。具体的には、例えば、粉末洗剤や液体洗剤などの洗浄剤や、機械オイル、液体肥料、点眼薬、経口薬などとすることができる。特に、本発明では、粘性の高いオイルや塗布薬などとしても良い。

内容物１８は、エア吸引ノズル３１を中空成形型２９の高さに保持した状態で吸引を止め、内容物供給ノズル３３から内容物１８を吐出して行う。内容物供給工程の間も、加熱体３５を作動させて、パリソン４０を加熱して成形可能な軟化状態に保持しておくことが好ましい。

（後成形工程）
内容物供給後、エア吸引ノズル３１（および内容物供給ノズル３３）を密封成形型２７の高さより上方まで移動させた後、密封成形型２７を型締めする。これにより、中間体４２のみ成形部分を容器１の密封部分、具体的には、注出部５の上部および被破壊部９の封止部１１、およびこの高さ範囲の把持部１２に成形することができる。

この後、型開きして、バリ取りなど公知の後処理をすることにより、内容物封入容器１を得ることができる。

この製造方法では、中空部分のエアを吸引してから内容物１８を供給するため、本体部３内の内容物１８中にエア溜まり、すなわち気泡が発生しにくい。また、減圧状態であるため、気泡が保持されにくい。特に、図８に示すように、本体部３を変形させてエアの大部分を除去した状態で内容物１８を供給することにより、気泡の発生をより良好に抑制できる。したがって、内容物へのエアの混在が良好に抑制された内容物封入容器を製造することができる。また、減圧工程を設けることにより、製造時におけるエアとの接触を減らすことができ、エアとの接触が好ましくない内容物１８を封入する場合も、内容物１８の品質をより安定に保って内容物封入容器１を製造することができる。

また、この製造装置２０では、エア吸引ノズル３１はエア供給体のノズルに兼用されており、部品点数の増加を低減して、エアの吸引、すなわち減圧工程が可能な装置となっている。特に、エア吸引ノズル３１と内容物供給ノズル３３とが固定状態で一体に設けられているため、エア吸引ノズル３１と内容物供給ノズル３３とをパリソン供給方向に駆動するための駆動手段を１つだけ設ければよく、構造が簡単である。

本発明に係る内容物封入容器の製造方法または製造装置および、これらによって製造される内容物封入容器は、上記実施形態に限定されない。
内容物封入容器は、例えば、被破壊部は、はさみ、カッターなどの切断具によって本体部から分離される形態であっても良い。また、容器の、特に中空部分を形成する部位が柔軟性を備えない形状であっても良い。また、このような形態では、例えば、注ぎ口の他にエアの流入口に形成される部位を備えていても良い。

製造装置では、エア吸引ノズル３１と内容物供給ノズル３３とは、それぞれ別体で形成されていても良い。また、本実施形態では、樹脂供給体２１に対して同心状に設けたが、種々の配置、形状で設けることができる。また、エア吸引ノズルとエア供給体のエア吹き込みノズルとを別々に設けても良いことはもちろんである。また、エア吸引ノズル３１および内容物供給ノズル３３は、１つだけ設けても良いし、複数設けても良い。例えば、内容物として複数種類のものを封入する場合、種類ごとに異なるノズルを用意することにより、より確実に各成分を所定量ずつ封入することができる。また、エア吸引ノズル３１を複数設けて、容器の中空部分のエアをより効率よく除去できる構成としても良い。この目的で、例えば、エア吸引ノズル３１の周面に複数の開口を設けて吸引口を複数にしても良い。

また、製造方法において、減圧工程では、型を開かなくても良い。型を開いた方が、キャビティと容器の中空部分との隙間に良好にエアを流通させることができ、容器が変形しやすいが、例えば、流線形など、変形しやすい形状の本体部（中空部分）の場合など、特に型を開かずに変形させられる場合は、そのままでよい。また、本体部３が変形できる柔軟性を備えない場合も、型を開かなくて良いことはもちろんである。
また、内容物供給ノズルがエア吸引ノズルに対して上下に移動する形態の場合、製造方法において、内容物供給ノズルをエア吸引ノズルに対して下方に移動させて、内容物１８を供給しても良い。この形態では、内容物の供給とエアの吸引とを同時進行させることも可能である。

また、本製造方法は、本実施形態のように、連続的に各工程が行われることが好ましいが、前成形工程まで成形した中間体（中空部分を備え、かつ密閉部分が未成形の成形体）を製造して、保管しておき、ニーズに応じて減圧工程から後成形工程までを行っても良い。また、特に、容器の成形方法は、ブロー成形に限定されず、例えば、射出成形などで中空部分を成形しても良い。

本発明の製造方法によって得られる内容物封入容器の一実施の形態の正面図である。 図１の内容物封入容器の横断面図である。 図１の内容物封入容器を開封するようすを示す正面図である。 本発明の内容物封入容器の製造装置の一実施形態を示す斜視図である。 図４の装置のエア吸引ノズルおよび内容物供給ノズルの部分を拡大して示す斜視図である。 図４の装置を用いて内容物封入容器を製造するときにパリソンを供給した状態を示す断面図である。 図４の装置を用いて内容物封入容器を製造するときに中空部分を成形した状態を示す断面図である。 図４の装置を用いて内容物封入容器を製造するときに中空部分を減圧した状態を示す断面図である。 図４の装置を用いて内容物封入容器を製造するときに中空部分に内容物を供給する状態を示す断面図である。 図４の装置を用いて内容物封入容器を製造するときに密封部分を成形した状態を示す断面図である。

符号の説明

１ 内容物封入容器（容器）
３ 本体部
５ 注出部
７ 注ぎ口
９ 被破壊部
１１ 封止部
１２ 把持部
１８ 内容物
２０ 製造装置
２１ 樹脂供給体
２２ 樹脂押し出し口
２３ カッター
２５ サポータ
２７ 密封成形型
２９ 中空成形型
３１ エア吸引ノズル
３３ 内容物供給ノズル
３５ 加熱体
４０ パリソン
４２ 中間体

Claims (7)

1. 内容物が封入された容器を製造する方法であって、
   本体部の底部を含む中空部分と、この中空部分内を外部に開放する状態に保持された未成形部分とを有する中間体を熱可塑性樹脂から成形する前成形工程と、
   前記中間体の中空部分内のエアを吸引する減圧工程と、
   減圧状態の前記中空部分に内容物を供給する内容物供給工程と、
   前記未成形部分を成形して容器を密封する後成形工程と
   を備える、内容物封入容器の製造方法。
2. 減圧工程では、中空部分を内側に変形させる、請求項１に記載の内容物封入容器の製造方法。
3. 前成形工程から内容物供給工程まで未成形部分を軟化状態に保持する、請求項１または２に記載の内容物封入容器の製造方法。
4. 内容物が封入された容器を製造する装置であって、
   軟化状態の熱可塑性樹脂を筒形のパリソンとして供給可能な樹脂供給体と、
   前記パリソンの上部を開放状態で保持可能なサポータと、
   前記パリソンの内部にエアを供給するエア供給体と、
   前記パリソンを容器の底部を含む中空部分に成形可能な中空成形型と、
   前記中空部分形成型の直上に配置されており、前記パリソンを容器の中空部分を密封する部分に成形可能な密封成形型と、
   前記パリソンの内側を当該パリソンの供給方向に沿って移動可能に設けられ、流動性を有する内容物を吐出する内容物供給ノズルと、
   前記パリソンの内側を当該パリソンの供給方向に沿って移動可能に設けられ、エアを吸引可能なエア吸引ノズルと
   を備える、内容物封入容器の製造装置。
5. エア吸引ノズルは、エア供給体のエア供給用ノズルに兼用される、請求項４に記載の製造装置。
6. パリソンの密封成形型で成形される部分を加熱可能な加熱体を備える、請求項４又は５に記載の製造装置。
7. 加熱体は、内容物供給ノズルまたはエア吸引ノズルの外面であって、これらのノズルの先端を中空部分に配置したときに前記密封成形型間に配置される部分に設けられる、請求項６に記載の製造装置。
   

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