JP6180442B2 - 容器のブロー成形、充填、および、閉栓方法 - Google Patents

Description

本発明は、プリフォームから容器をブロー成形して、該容器に液体を充填するとともに、この容器を閉栓する方法に関する。

ウォーターボトルなどのプラスチック容器は、ブロー成形または延伸ブロー成形を含む様々な方法にしたがって製造されて充填される。
これらの既知の方法のうちの１つによれば、プラスチックプリフォームが最初に成形プロセスによって製造され、その後、加熱されてからブロー成形金型内に配置される。
プリフォームは、通常、その下端部が閉じられかつその反対側の端部が開放されている円筒状のチューブの形状を成す。
プリフォームが金型内に配置された時点で、プリフォームの開放端部のみが金型の上方から見える。
前述した方法は、プリフォームの閉じられた下端部と当接するようにプリフォームの開放端部内へ下向きに嵌められる延伸ロッドを使用する。更に、延伸ロッドは、閉じられた端部に押し付けられるように作動され、その結果、プリフォームが延伸される。

例えば、本出願人の欧州特許第１ ５２９ ６２０ Ｂ１号明細書に開示されるように、延伸段階が開始された後、充填段階中に液体がプリフォームの開放端部を通じてプリフォーム内へ注入される。この液体注入は、延伸と併せて、金型の内壁と接触するまでプリフォームの拡張を引き起こし、それにより、容器の最終形状が得られる。
形成されて液体、例えば水が充填された容器は、その後、操作され、出荷され、積み重ねられ、運ばれる等の前に、キャップが備えられる。

一般に、ウォーターボトルは、パックまたはパッケージの状態にまとめられた後、パレット上に一括して組み立てられる。
次に、パレットは、トラックまたは列車で輸送され、時として互いに上下に積み重ねられる場合がある。
そのような状況において、ボトルは、強い外力および荷重に晒され、これらの外力および荷重に耐えなければならない。
特に、これらのボトルは、上端から加えられる荷重に耐える必要がある。

容器またはボトルの機械的強度が十分でなければ、パレットが潰れる危険があり、それによって、顧客に拒絶される可能性があり、または更には、危険な状況や事故が生じるとともに、人に怪我を負わせる可能性がある。
継続維持できる費用効率が高い包装解決策のための市場および消費者からの動向はこの数年にわたって高まってきた。
その結果、飲料産業は、プラスチック容器、特にボトルの製造で使用される材料の量を減らしてきた。
しかしながら、この材料の減少はその限界に達してきた。これは、充填される容器が前述したように強い外力および荷重に耐えなければならないからである。
したがって、容器の安定性を高める必要がある。

１つの解決策は、容器を製造するためにより多くの材料を使用することである。
しかしながら、この解決策は前述した動向に反する。
別の解決策は、充填された容器内に窒素または加圧空気を加えることである。
しかしながら、この解決策は、更なるマシンまたは部品の装備を伴うとともに、加圧清浄ガスを必要とする更なる製造ステップ、特に加圧清浄ガスを供給することを伴う。
また、この解決策をサポートするために、特定の容器ベースまたは底部部品が必要とされる。
これは、顧客により好まれない付加的な材料を必要とする。

本発明は、以上を考慮して考え出されている。
この点において、本発明は、請求項１に規定される方法を対象とする。
ブロー成形液体充填済の容器を適時に閉栓することにより、閉じられた容器内に僅かな圧力が生み出され、それにより、容器は、外力および荷重により良く耐えることができる。したがって、容器の上端荷重耐性が向上する。
本発明により、プロセスにおいて付加的なマシンまたは更なる製造ステップまたは加圧清浄ガスが必要とされない。
したがって、本発明に係る方法は、実施が容易であり、安価である。
また、軽量な容器であっても高い上端荷重耐性を与えることができ、したがって、それらの容器を安全に保管して輸送できる。

本出願人は、延伸ブロー成形充填方法の実行中に容器の収縮が生じることに気付いた。そのような収縮は、それが容器の充填容量を減少させるので望ましくない。
容器の収縮を回避するかまたは制限するためには、プロセス中に金型の温度を厳密に制御しなければならない。

本出願人は、プロセス中に容器の収縮をうまく利用して容器を迅速に閉栓することにより、容器内の圧力、したがって容器の上端荷重耐性を更に高めることができることを見出した。これは、容器の収縮によって内圧が上昇するからである。容器の迅速な閉栓によって収縮を停止させるかまたは少なくとも制限することができる。
このようにすると、プロセス中の金型の温度を従来ほど制御する必要がなくなるため、延伸ブロー成形充填方法を簡略化できる。
特に、従来よりも少ない熱量を金型の冷却回路によって排出すれば済む。

成し得る特徴によれば、閉栓は、ブロー成形充填済の容器を得た後１秒〜２分の間に行われる。
したがって、閉栓は、容器がブロー成形されて容器に液体が充填された後、１秒〜２分の所定の時間内に行われてもよい。このようにすると、容器の機械的強度は、その後に他の容器等の下側に保管して輸送できるように十分に補強される。

成し得る更なる特徴によれば、該特徴に応じて、閉栓は、ブロー成形充填済の容器を得た後１秒〜３０秒の間に行われる。
この短い時間範囲は、より高い効率を与え、したがって、更に高い上端荷重耐性を与える。

また、本発明は、請求項４に規定される装置を対象とする。
本発明に係る装置において、閉栓ヘッドは、（延伸工程および拡張工程による）容器のブロー成形充填中に、注入ヘッドと金型との間に配置される。したがって、容器がブロー成形されて充填された時点で、注入ヘッドを上昇させて、依然として容器を収容する金型と注入ヘッドとの間に閉栓ヘッドを送り込む必要がない。これは、閉栓ヘッドが適した場所で既に定位置にあるからである。
したがって、この装置により、閉栓は、閉じられた容器内に０．３〜１．５バールの圧力を生み出すように所定期間内に行われ得る。

特に、この装置により、閉栓は、ブロー成形充填済の容器を得た後１秒〜２分の間に、または、例えば１秒〜３０秒の間に行われ得る。
充填されて開放された容器を閉栓ヘッドが設けられる離れたステーションへ移送する必要もなく、それにより、移動されているときの液体の飛散が回避されるか、または少なくとも低減される。
したがって、プロセス全体が従来技術の場合よりも簡略化されて高速化される。そのため、高速閉栓が達成され、それにより、方法に関して前述した利点を得ることができる。

成し得る特徴によれば、閉栓ヘッドが位置合わせ軸線の周りを中心とする貫通孔を有し、この位置合わせ軸線に沿って注入ヘッドおよび金型が位置合わせされ、前記貫通孔は、注入ヘッドから容器の開口内への液体の注入を可能にする。
したがって、閉栓ヘッドの貫通孔は、注入ヘッドと金型との間に配置され、特に、液体が出る注入ヘッドの出口と容器の注出口との両方に対向している。
なお、位置合わせ軸線は、容器の中央で、容器の注出口も通り過ぎる。

１つの成し得る特徴によれば、閉栓ヘッドが注入ヘッドに取り付けられる。
これは、注入ヘッドと金型との間での閉栓ヘッドの簡単な配置を与える。
特に、閉栓ヘッドは注入ヘッドの下側に取り付けられる。

より特有の成し得る特徴によれば、閉栓ヘッドが注入ヘッドに対して回転可能に取り付けられる。
この取り付けは、キャップが注出口の首部の周囲に螺合されるその後のステップにとって特に都合が良い。
しかしながら、回転式の閉栓ヘッドを必要としない他の種類の閉栓工程が想起されてもよい。
したがって、螺合閉栓、押圧閉栓、シール閉栓（アルミニウム箔を伴う）、および、超音波シール閉栓などの他の閉栓技術が想起されてもよい。

別の成し得る特徴によれば、装置は、注入ヘッドおよび金型の位置合わせ軸線と一致する回転軸線の周りで閉栓ヘッドを回転駆動させるための駆動手段を備える。
したがって、装置は、容器の注出口にキャップを固定する目的で閉栓ヘッドを回転駆動させるための適切な手段を備える。
そのような駆動手段を装置に恒久的に組み込むことができ、それにより、それらの駆動手段を必要時に閉栓ヘッドに近づける必要がなくなる。

特に、前記駆動手段が回転軸線に対して横方向にオフセットされてもよい。
この配置は、前記駆動手段を装置内に恒久的態様で受け入れることができるようにし（駆動手段は、注入ヘッドの長手方向移動を妨げない位置に配置される）、一方、閉栓ヘッドは注入ヘッドと金型との間に恒久的に配置される。
したがって、横方向にオフセットされた駆動手段は、容器がブロー成形されて充填された後に閉栓ヘッドおよび駆動手段の位置を変えることなく、閉栓目的で閉栓ヘッドの回転駆動を可能にする。

１つの成し得る特徴によれば、前記駆動手段が例えば噛み合い係合によって閉栓ヘッドの外周に連結される。

別の成し得る特徴によれば、容器が金型内の所定位置に保持されている間に前記駆動手段が作動される。
この特徴は、ブロー成形充填済の容器を収容する金型がブロー成形充填プロセス中に占められる位置と同じ位置にとどまって依然として容器を所定位置に保持するという点において有利である。
したがって、容器内の液体の飛散が回避される。

別の成し得る特徴によれば、前記駆動手段がブラシレスモータを備える。
これらの種類の駆動手段は、注出口のねじ付き首部の周囲にキャップを螺合する工程中に捩じ込みトルクの正確な制御を可能にする。
あるいは、別の種類のモータが磁気結合と共に想起されてもよい。
なお、閉栓工程中に容器を所定位置に保持する金型は、回転防止手段として使用される。

他の成し得る特徴によれば、閉栓ヘッドは、容器の開口に固定されるべきキャップを受けるための受け入れ手段と、前記キャップを前記受け入れ手段内に保持するための保持手段とを有する。

別の成し得る特徴によれば、前記受け入れ手段が貫通孔を備える。
したがって、キャップは、貫通孔内に受けられるとともに、貫通孔の内寸法とキャップの外寸法との適切な寸法付けによって貫通孔内に強固に嵌め付けられてもよい。

成し得る特徴によれば、前記保持手段が貫通孔の周囲に配置される。
そのような保持手段は、例えば、貫通孔の内壁および／または貫通孔内に設けられる弾性手段であってもよい。

別の成し得る特徴によれば、前記延伸手段が延伸ロッドを備える。
従来の態様において、そのような延伸手段は、金型内でプリフォームを延伸させるための延伸段階中に使用される。

別の成し得る特徴によれば、装置は、内部にキャップが詰まる場合がある受け入れ手段へ向けて延伸ロッドを下方へ移動させるための作動手段を備える。
延伸ロッドは２つの目的を有する。これは、延伸ロッドが、ブロー成形充填プロセス中の金型内でのプリフォームの延伸と、閉栓ヘッドの受け入れ手段内に詰まったキャップの解放との両方に関与するからである。

別の成し得る特徴によれば、注入ヘッドが並進動作で移動できる。この動作は、注入ヘッドおよび金型の長手方向位置合わせ軸線に沿って行われる。

別の成し得る特徴によれば、注入ヘッドおよび閉栓ヘッドは、閉栓ヘッドを金型へ近づけるため、または、閉栓ヘッドを金型から離間させるために、一緒に並進動作で移動できる。
そのような並進動作は、容器の注出口の周囲で閉栓ヘッドが金型と接触できるようにする。例えば、これは、ブロー成形充填プロセス中に生じ得る。そのような動作は、例えばキャップが閉栓ヘッドへ供給されなければならないときに、閉栓ヘッドが金型から離間できるようにする。

別の成し得る特徴によれば、装置は、
閉栓ヘッドが金型から離間された後に容器の開口に固定されるべきキャップを閉栓ヘッドと金型との間に送り込むための送り込み手段と、
前記キャップを閉栓ヘッドの受け入れ手段内に位置決めするための位置決め手段と
を備える。

ここで、添付の図を参照して、本発明の実施形態を単なる一例として説明する。

本発明の一実施形態に係る、容器をブロー成形すると同時に該容器に充填するための装置の概略図である。 図１に表される注入ヘッドおよび金型の概略部分拡大図である。 金型１２内のブロー成形液体充填済の容器２２を示す。 その金型から抜け出た容器２２を示す。 閉栓ステーションにおける容器２２を示す。 閉栓ステーションで容器２２を支持するための支持手段の部分図である。 ３つの異なるウォーターボトルの上端荷重に対する耐性を例示する。 本発明の別の実施形態に係る装置の概略全体図である。 図６Ａ〜図６Ｄは、キャップを送り込んで閉栓ヘッドに位置決めするとともにキャップを容器の注出口に固定するための様々な工程を示す連続的な概略図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る、プリフォームからボトルなどの容器をブロー成形すると同時に該容器に充填するための方法が実施される装置１０を概略的に示す。なお、本発明はそのような装置に限定されない。
これらのプリフォームは熱可塑性高分子から形成されてもよい。

装置１０は、プリフォームを収容するためのブロー成形金型１２を備える。そのようなプリフォームは、本出願人の欧州特許第１ ５２９ ６２０ Ｂ１号明細書に開示されるように、最初に、成形プロセスによって製造され、加熱された後、金型１２内に配置される。
プリフォームは、通常は、その下端部が閉じられるとともにその反対側の端部が開放されている円筒管の形状を成す。

金型１２は、例えば、その２つの部分、すなわち、２つの側部半体１２ａ，１２ｂが互いに組み付けられるときに内側キャビティ１４を画定する二部品金型である。
最初に、２つの側部半体は、これらの間にプリフォーム１６を挿入するために移動手段（図示せず）の作用下で互いに離間される。
移動手段は、例えばピストンデバイスであってもよい。
次に、２つの側部半体１２ａ，１２ｂは、互いに近づけられて、接合面に沿って接触する。

図１に示されるように、プリフォーム１６は、本発明に係るブロー成形充填方法の開始前に、キャビティ１４内へ挿入される。
プリフォームが金型１２内に位置決めされた時点で、金型の上方からプリフォームの開放端のみが見える。
キャビティの形状は、得られる容器の形状に対応し、また、キャビティは、ブロー成形充填方法の終わりに、形成された容器によって全体が占められる。
なお、もう一つの方法として、金型１２は、製造プロセスに応じて３つ以上の部分から構成されてもよい。
例えば、内側キャビティの底部の少なくとも一部を画定するために第３の部分（ベース部分または下端部分）が金型の底部に加えられてもよい。

装置１０は、液体注入回路１８と、液体をプリフォーム１６内へ注入するための注入手段とを更に備える。
注入手段は、金型１２およびプリフォーム１６とシール接触する（液密目的のため）注入ヘッド２０を備える。

図２は、金型１２の上方に配置される注入ヘッド２０の概略拡大部分図である。
金型１２は、後述するブロー成形充填方法によってプリフォーム１６から得られたブロー成形充填済の容器２２（ここでは、例えば水が充填されたボトル）を収容する。
注入ヘッドは、内部ハウジング２６内に取り付けられた注入ノズル２８を含む注入バルブデバイス２４を備える。
注入ヘッド２０は、図２に部分的に示されるように形状が略円筒状であり、また、内部ハウジング２６も形状が円筒状であり、これらの両方は同軸状である。

注入バルブデバイス２４、特に注入ノズル２８は、液体をプリフォーム内へ注入できるようにする注入位置（開位置）と、注入ヘッドからプリフォームへの液体の任意の流れを防止するべく注入ノズル２８が注入ヘッドの内面２６ａにシール嵌合状態で当接する休止位置（閉位置）との間で長手方向軸線Ａに沿って移動できる。
ここでは、長手方向軸線Ａが垂直軸線であり、この垂直軸線に沿って注入ヘッド２０および金型１２がほぼ位置合わせされる。
軸線Ａは、容器２２およびプリフォーム１６の対称軸線である。

図２に示されるように、注入ノズル２８は、製造方法の終わりに容器がブロー成形されて充填されたときにとられる閉位置（下側位置）にある。
開位置では、注入ノズル２８が内面２６ａから距離を隔てた上側位置にある。この上側位置は、明確にするために図示されないが、注入ヘッド２０の周壁３２に設けられる横方向チャネル３０（破線で示される）よりも上方に位置する。
この供給チャネルは液体注入回路１８に接続される。
注入ノズル２８を内面２６ａから離れるようにチャネル３０の上方に移動させることにより、回路１８内にある液体がチャネル３０からプリフォームへ流れることができる（図２では、図１のプリフォーム１６が、形成された容器２２と置き換えられる）。

また、装置１０は、プリフォーム１６が金型１２内に収容されるときにプリフォーム１６を延伸させるための延伸手段３８も備える。
延伸手段は、図２に部分的に示されるように、注入ノズル２８と摺動接続を成す延伸ロッド３８を備える。
例えば、延伸ロッド３８は、軸線Ａと一直線を成して、流体密な態様で注入ノズル２８を横切る。
図１の実施形態の延伸ロッド３８は、コマンドを受けて作動されて、プリフォーム１６内に下向きに挿入されることにより、プリフォーム１６を延伸させ、その間に、前記プリフォームの拡張を金型内で引き起こす目的で充填液体がプリフォーム内に注入される。
延伸ロッド３８を作動させるための作動手段は、明確にするために示されていない。
図２において、延伸ロッド３８は、使用された後の引き込み位置にある。

装置１０はバルブデバイス４０を備え、該バルブデバイス４０は、開かれるときに液体が回路１８を通じて流れることができるようにするとともに、閉じられるときに液体がバルブデバイスを通ってバルブデバイスの下流側に流れることを防止する。
バルブデバイス４０はコマンドを受けて作動される。

プリフォーム内へ注入されるべき液体、例えば水は、前記液体をシステム１０のポンプデバイス４２へ送る液体源Ｓから供給される。
ポンプデバイス４２は、バルブデバイス４０の上流側に配置される。
そのようなポンプデバイスは、例えば３〜７バールの一定の圧力を与えるのに適している。
ポンプデバイス４２は、所定量の液体を供給してそれを、液体注入回路１８を通じて押し進めるのに適している。
図１に更に示されるように、フローバルブ４４が安全バルブとしてポンプデバイス４２と並列に取り付けられる。
このバルブは、例えば液体圧力が増大しているときまたは容器が製造されていない場合に、ポンプデバイスを保護するべく放出バルブとして作用する。

装置１０は、一端部がポンプデバイス４２に接続されるとともに反対側の端部が注入ヘッド２０に接続される導管４６を備える。バルブデバイス４０が導管４６に取り付けられる。なお、導管４６は液体注入回路１８の一部である。

装置１０はまた、方法の実行の過程で金型１２の温度を制御するための温度制御手段４８も備える。手段４８は、処理デバイス５０（例えば、コンピュータ）の一部であってもよく、または、処理デバイス５０とは別個のものであってもよい。処理デバイス５０は、方法の様々なステップまたは工程の実行を行うとともに、例えば、装置の様々な要素（ポンプデバイス、バルブ、延伸ロッドなど）の作動を制御する。

本発明の一実施形態に係るブロー成形充填方法の実行の過程では、延伸ロッド３８が延伸段階中に作動され、一方、バルブデバイス４０が閉位置にあり、それにより、液体がプリフォーム１６内へ注入されることが防止される。
延伸ロッド３８は、プリフォームの閉じられた下端部と接触するようにプリフォーム１６の開放端に下向きに嵌め入れられる。その後、延伸ロッドは、閉じられた端部を下方へ押圧し、それに応じてプリフォームを制御された態様で延伸させるべく更に作動される。
延伸段階の開始後、所定の期間が経過した後、容器の形成および容器の充填の両方を行うべく液体をプリフォーム内へ注入するために注入段階が始まる。

金型の温度は、従来技術ほどには厳格に制御されない。これは、容器の収縮がある程度まで許容されるからである。一例として、従来のプロセスでは、金型ごとに１時間当たり約４５００ｋＪを排出する必要がある。
本発明は、この値を減らすことを可能にする。

注入段階は、バルブデバイス４０の開放とポンプデバイス４２の作動とによって始まる。バルブデバイス４０の作動は処理手段５０によって制御される。
また、注入ノズル２８は、処理手段５０の制御下でその上側位置（開位置）に上昇されるように作動される。
ポンプデバイス４２は、所定の注入曲線または充填曲線にしたがって液体が液体注入回路１８および注入ヘッド２０を通じてプリフォーム１６へ（プリフォーム内に注入されるべく）押し進められまたは移動されるように制御された態様で動作される。プリフォームが延伸されている間に液体がプリフォーム１６内へ注入され、それにより、前記プリフォームの拡張が金型１２内で引き起こされる。欧州特許第１ ５２９ ６２０ Ｂ１号明細書は、ブロー成形充填方法の一実施形態に関する更なる詳細を与える。

図２には、注入段階の終わりにおけるブロー成形液体充填済の容器の上側部分のみが示されている。
図示のように、プリフォームの開放端は、金型の上方から突出する注出口５２に仕上げられている。
注出口５２は、雄ねじを伴う首部５４と、首部の基部に設けられるフランジまたは首部リング５６とを有する。
特に、首部リング５６は、容器２２の周囲で金型の上側部分に設けられる肩部５８に当接する。
ブロー成形充填済の容器２２は、図１に示される金型の内壁の形状に対して相補的な形状を成す。

図３Ａには、金型１２の内側で、ブロー成形液体充填済の容器２２が全体的に示される。
方法は、容器２２を金型から解放するために２つの金型側部半体１２ａ，１２ｂを互いから離間させることによって金型を開放するステップを更に備える。
次に、容器２２は、金型から抜き出されて金型から移動されるために既知のハンドリング手段（明確にするために図示せず）によってハンドリングされる。

図３Ｂは、金型１２から抜け出た容器２２を示す。
容器２２は、図３Ｃに部分的に示されるように装置の次のステーション６０へ搬送される。
ステーション６０は、キャップ６６を保持するための保持手段６４を有する閉栓ヘッド６２を備える。
キャップ６６は、容器２２の首部５４に固定されるようになっている。

図３Ｃに示されるように、容器２２は、キャップ６６が正確に注出口５２の上方にあるように、閉栓ヘッド６２の下側に配置される位置へ至らされる。
閉栓工程中に容器を所定の位置にしっかりと維持するために、支持手段６８が容器の首部の周囲に設けられて配置される。

特に、支持手段６８は、首部リング５６の下側で首部リング５６に嵌められる。
例えば、支持手段６８は硬質プレートの形状を成し、該硬質プレートの半分が図３Ｄに示される。
例えば、円形状の中心開口６８ａがプレートに設けられる。
開口６８ａの内寸法は、首部リング５６の寸法に適合される。
幾つかの回転防止手段６８ｂ，６８ｃ，６８ｄが開口の内周に設けられる。そのような手段またはデバイスは、例えばスパイクである。

したがって、容器が支持手段６８によって所定位置に固定された時点で、閉栓ヘッド６２は、下降されて回転矢印により示されるように回転駆動されるべく命じられる。閉栓ヘッド６２のこの回転動作は、キャップ６６を首部５４の周囲で回転させ、それにより、キャップ６６を容器の首部の周囲に強固に捩じ込む。
あるいは、容器２２を閉栓するために別の閉栓技術が想起されてもよい。例えば、押圧キャップタイプまたは超音波シール技術が使用されてもよい。超音波シールの場合には、オーバーモールド技術を使用して首部およびキャップが一緒に形成されてもよい。

この閉栓工程は、容器がブロー成形されて容器に液体が充填された約３０秒後に行われる。
この迅速な閉栓工程は、容器内に僅かな圧力を生み出すことを可能にする。したがって、このようにして閉栓された容器は、機械的強度が増大するとともに、荷重に対する耐性、特に上端荷重に対する耐性が増大する。

複数のそのように補強された容器は、互いに上下に層状に配置されてもよい。
これらの容器は、そのようにして組み付けられると、上端および側部から加えられる荷重に対して耐性がある積層体を形成する。
この機械的な補強により、容器は、該容器の積み重ねもしくは組立体が傾くかまたは崩壊する危険を回避しつつまたは少なくとも劇的に減少させつつ、パレット上に積み重ねられて搬送される。

図４は、水が充填された３つの異なるボトルの上端荷重に対する機械的な耐性を例示する３つの曲線ａ，ｂ，およびｃを示す。
グラフは、それぞれの曲線に関して、ボトルに及ぼされる垂直力（ｋｇｆで表される）をボトルの垂直撓み（ｍｍで表される）の関数として表す。
曲線ａは、重量が１８ｇでかつ８６ｍｍの長さを有するプリフォームに適用される従来のブロー成形方法によって得られた。ブロー成形ボトルは、ブロー成形された数時間後に閉栓された。
曲線ｂは、曲線ａの場合と同じプリフォームに適用される延伸ブロー成形充填方法によって得られた。
曲線ｃは、重量が１４．５ｇでかつ７８ｍｍの長さを有するプリフォームに適用される延伸ブロー成形充填方法によって得られた。
曲線ｃに対応するボトルは本発明にしたがって閉栓され、すなわち、迅速に閉栓され、一方、曲線ｂに対応するボトルは、かなり遅く、例えばボトルを得た（ボトルを形成して充填した）数時間後に閉栓された。

曲線ａ，ｂ間の比較は、上端荷重に対する耐性に関する性能が、同じ重量であるが異なる製造プロセスを用いる場合と類似していることを示す。
曲線ｃは、充填後にボトルの閉栓が迅速に行われると、上端荷重に対する耐性に関するボトルの性能が高められることを示す。これは、閉栓されたボトルの上部内に圧力の増大が形成されたからである。
例えば、曲線ｃのボトルは、ほぼ３５ｋｇｆの外部垂直力下で５ｍｍの撓みを受け、一方、同じ撓みは、３０ｋｇｆよりも小さい力において曲線ａ，ｂのボトルを用いて得られる。
また、この性能は、より軽量なボトルに関する曲線ｃのボトルにおいても得られる。これは、このボトルが約４ｇのＰＥＴを欠いて製造されたからである。
このように、本発明により、上端荷重に対する耐性が高い軽量な容器を製造できる。

図５は、本発明の別の実施形態にしたがってプリフォームからプラスチック容器をブロー成形すると同時に該容器に充填するための装置１００の主要な構成要素の概略的な部分図を示す。この実施形態は、ブロー成形充填済の容器の閉栓を短時間内で可能にする本発明に係る方法を実施できるようにする。
例えば、容器は、ブロー成形されて充填された後、２秒以内で閉栓されてもよい。

図５に示されるように、容器は、液体が充填されたボトル１２０である。
装置１００は、図５の位置でボトル１２０を収容する金型１４０を備える。
また、装置１００は注入ヘッド１６０も備え、該注入ヘッドを通じて液体がその成形中にボトル内へ注入されている。
装置１００は延伸手段も備え、該延伸手段は、ここでは、図１および図２に示されるような延伸ロッドを備える。

装置１００は、注入ヘッド１６０に対して回転可能に取り付けられている閉栓ヘッド１８０を更に備える。
破線で表されるように、閉栓ヘッド１８０は、長手方向軸線Ａを中心とする貫通孔２００を有する。
軸線Ａは位置合わせ軸線であり、該位置合わせ軸線に沿って注入ヘッド１６０と金型１４０とが図５の製造形態で位置合わせされる。

貫通孔２００は２つの正反対の側２００ａ，２００ｂを有する。側２００ａは注入ヘッド１６０に面しており、一方、反対側２００ｂは、金型１４０、特に容器１２０の注出口２２０に面する。
図示されないが、注入ヘッド１６０は（図２における入口チャネル３０のような）入口を有し、閉栓ヘッド１８０が金型１４０に当接して貫通孔２００が注出口２２０を取り囲むと、液体が前記入口を通じて流れて貫通孔２００および注出口２２０に入る。
この位置は、図示されないが、容器がブロー成形されると同時に充填される位置を表す。

また、装置１００は、位置合わせの長手方向軸線Ａと一致する回転軸線の周りで閉栓ヘッド１８０を回転駆動させるための駆動手段２４０を備える。
図５に示されるように、駆動手段２４０は、軸線Ａに対して横方向にオフセットされるとともに、閉栓ヘッド１８０の外周に連結される。
特に、駆動手段は、閉栓ヘッド１８０の外周に設けられているギア２８０と協働するギア２６０を備える。
これらのギアは、噛み合い係合していてもよく、例えば歯車であってもよい。
ギア２６０は、例えば、モータ２４０の出力シャフト３００に取り付けられる。
モータ２４０は例えばブラシレスモータである。
このモータは、後述する螺合プロセス中に閉栓ヘッド１８０に伝えられる力、したがってキャップに伝えられる力を正確に制御できるようにする。

図５は、例えば本出願人の欧州特許第１ ５２９ ６２０号明細書に記載されるとともに図１、図２、図３Ａ〜図３Ｄに関連して成された説明を想起させられる従来の方法によってブロー成形されると同時に液体（例えば水）が充填された製造容器１２０（ボトル）を示す。
前述した方法にしたがって容器がブロー成形されて充填された時点で、キャップが容器の注出口２２０に固定されなければならない。

この点において、軸線Ａに沿って並進動作で一緒に移動できる注入ヘッド１６０および閉栓ヘッド１８０は、閉栓ヘッド１８０と注出口２２０との間に十分な空間を残すべく軸線Ａに沿って上昇させられる。
なお、注入ヘッド１６０と閉栓ヘッド１８０との間の接続は、ニードルベアリングを備える回転可能な接続である。
そのような回転可能な接続は、当業者に知られている。
なお、注出口２２０は、雄ねじ３４０を伴う首部３２０と、該首部の基部に設けられるフランジ３６０とを有する。フランジ３６０は、金型１４０の上部に設けられる凹部内に位置決めされる。

図６Ａ〜図６Ｄは、容器の閉栓プロセスを示す連続的な図を例示する。
図６Ａは、金型１４０内に保持される容器１２０と、金型１４０および首部３２０から離間される閉栓ヘッド１８０とを示す概略的な簡略図である。注入ヘッド１６０は、明確化のために示されていない。
装置１００は、注出口２２０に固定されるべきキャップ４００を送り込むための送り込み手段３８０を備える。送り込み手段３８０は、休止位置（図示せず）から、閉栓ヘッド１８０と注出口２２０との間に位置決めされる作用位置へ移動されている。

送り込み手段３８０はキャップ分配プレートの形をとってもよく、このキャップ分配プレートには、例えば、キャップ４００をプレート上の所定の位置に位置決めして保持するために非常に小さい凹部がその上面に設けられる。
このプレートは、幾つかのキャップをその外周に備える回転プレートであってもよく、あるいは、１つのキャップのみを一端で支持するとともに軸線Ａに対して垂直な軸線に沿って細長い長尺なプレートであってもよい。
このようにして、キャップ４００は、閉栓ヘッド１８０と首部３２０との間に送り込まれて、貫通孔２００の下側に該貫通孔の側２００ｂと対向して位置決めされている。注入ヘッド１６０および取り付けられた閉栓ヘッド１８０は、送り込み手段３８０およびキャップ４００へ向けて下降するように作動される。

図６Ｂに示されるように、閉栓ヘッド１８０が首部３２０へ向けて下方に移動され、また、閉栓ヘッド１８０が下方に作動されるにつれてキャップ４００が貫通孔２００内に強制的に嵌め込まれる。
貫通孔２００の内寸法（内径）およびキャップ４００の外寸法（外径）は、キャップ４００を貫通孔２００内に強制的に導入できるとともに、図６Ｃに示されるようにキャップ４００が所定位置にとどまることができるように調整される。
なお、キャップ４００は、孔２００内に部分的に嵌め込まれる。

キャップ４００は、摩擦力により、閉栓ヘッドの受け入れ手段（貫通孔２００の内側全体）内で所定位置に保持される。キャップ４００は、前記受け入れ手段内に詰められて緊密に嵌合される。
貫通孔２００内へのキャップ４００の導入度合いは、キャップおよび孔のそれぞれの寸法によって決まる。それぞれの寸法が互いに一致すればするほど、貫通孔２００内へのキャップ４００の導入が少なくなる。

本実施形態において、キャップ４００は、注入ヘッドおよび閉栓ヘッドの並進動作のみによって閉栓ヘッド１８０の受け入れ手段内に位置決めされている。
これは、任意の他のデバイスを必要としない、キャップを閉栓ヘッド内の所定位置に迅速に置くのに非常に都合の良い手段である。また、送り込み手段３８０は、それらが垂直軸線Ａに沿って移動できる必要がないため、簡略化することができる。
しかしながら、キャップを閉栓ヘッド１８０の受け入れ手段内に位置決めするために他の位置決め手段が想起されてもよい。
あるいは、キャップ４００を閉栓ヘッド１８０と容器の注出口との間に送り込むための他の送り込み手段が想起されてもよい。

図６Ｃに立ち戻ると、キャップ４００が貫通孔２００内に適切に位置決めされた時点で、矢印により示されるように送り込み手段３８０が引き込められる。
次に、キャップ４００を備える閉栓ヘッド１８０は、キャップ４００を首部３２０の周囲に配置するために、適宜に作動される注入ヘッド１６０により、軸線Ａに沿って下向きの並進動作で駆動される。

図６Ｄに示されるように、駆動手段２４０は、例えば既に前述したように閉栓ヘッド１８０を回転駆動させるべく作動される。
したがって、閉栓ヘッドが軸線Ａの周りで回転駆動される。閉栓ヘッド１８０のこの回転動作により、キャップ４００が首部３２０の周りで回転駆動され、それにより、容器の首部の周りにキャップ４００が強固に螺合される。
あるいは、容器１２０を閉栓するために他の閉栓技術が想起されてもよい。例えば、押圧キャップタイプまたは超音波シール技術が使用されてもよい。超音波シールの場合には、オーバーモールド技術を使用して首部およびキャップが一緒に形成されてもよい。

説明してきた装置が、特に簡単な構造を成すとともに、より少ない簡単な動き（並進および回転）のみにしたがって移動できる可動部品または可動構成要素を有することが分かる。
また、閉栓ヘッドは、ブロー成形プロセス中、充填プロセス中、および、閉栓プロセス中に長手方向軸線Ａ（例えば垂直軸線）に沿って並進動作で駆動され、あるいは、閉栓プロセスの最後のステップ中に回転駆動される（図６Ｄ）。

Claims (15)

1. プリフォームから容器をブロー成形して該容器に充填する方法であって、
   プリフォーム（１６）を金型（１２）内に配置するステップと、
   前記プリフォーム（１６）を延伸させるステップと、
   前記金型内で前記プリフォームの拡張を引き起こすように、前記延伸が始まった後に液体を前記プリフォーム（１６）内に注入し、それにより、ブロー成形充填済の容器（２２）を得るステップと、
   前記ブロー成形充填済の容器を閉栓するステップと
   を備える方法において、
   前記閉栓するステップは、前記容器の収縮が終了した後に、閉栓された前記容器内に０．３〜１．５バールの圧力を生み出すように所定時間内に行われることを特徴とする方法。
2. 前記閉栓は、前記ブロー成形充填済の容器を得た後１秒（１ｓ）〜２分（２ｍｉｎ）の間に行われる、請求項１に記載の方法。
3. 前記閉栓は、前記ブロー成形充填済の容器を得た後１秒〜３０秒の間に行われる、請求項２に記載の方法。
4. プリフォームから容器をブロー成形すると同時に該容器に充填するための装置（１００）であって、
   前記プリフォームの口部へのアクセスを残すように前記プリフォームを収容するための金型（１４０）と、
   前記プリフォームを前記金型内で延伸させるための延伸手段（４２０）と、
   前記金型内で前記プリフォームの拡張を引き起こすように、液体を前記口部を通じて注入し、それによって、注出口（２２０）を備えるブロー成形充填済の容器（１２０）を得るための注入ヘッド（１６０）と
   を備える装置（１００）において、
   前記装置は、前記ブロー成形充填済の容器の前記注出口にキャップ（４００）を固定するための閉栓ヘッド（１８０）を更に備え、前記閉栓ヘッドは、前記注入ヘッド（１６０）と前記金型（１４０）との間に恒久的に配置され、
   前記容器の収縮が終了した後に、閉栓された前記容器内に０．３〜１．５バールの圧力を生み出すように、前記ブロー成形充填済の容器が得られた後、所定時間内に前記キャップの取り付けを行うことを特徴とする装置（１００）。
5. 前記閉栓ヘッドは、位置合わせ軸線（Ａ）を中心とする貫通孔（２００）を有し、前記位置合わせ軸線に沿って前記注入ヘッドおよび前記金型が位置合わせされ、前記貫通孔は、前記注入ヘッドから前記容器の開口内への前記液体の注入を可能にする、請求項４に記載の装置。
6. 前記閉栓ヘッド（１８０）が前記注入ヘッド（１６０）に取り付けられる、請求項４または５に記載の装置。
7. 前記閉栓ヘッドが前記注入ヘッドに対して回転可能に取り付けられる、請求項６に記載の装置。
8. 前記注入ヘッドおよび前記金型の前記位置合わせ軸線と一致する回転軸線の周りで前記閉栓ヘッドを回転駆動させるための駆動手段（２４０）を備える、請求項５および７に記載の装置。
9. 前記駆動手段（２４０）が前記回転軸線に対して横方向にオフセットされる、請求項８に記載の装置。
10. 前記駆動手段が前記閉栓ヘッドの外周（２８０）に結合される、請求項８または９に記載の装置。
11. 前記駆動手段が、前記容器（１２０）が前記金型内に保持されている間に起動される、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記駆動手段がブラシレスモータ（２４０）を備える、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 前記閉栓ヘッド（１８０）が、前記容器の開口に固定されるべきキャップ（４００）を受けるための受け入れ手段（２００）と、前記キャップを前記受け入れ手段内に保持するための保持手段とを有する、請求項４〜１２のいずれか一項に記載の装置。
14. 前記注入ヘッド（１６０）が並進動作で移動できる、請求項４〜１３のいずれか一項に記載の装置。
15. 前記注入ヘッド（１６０）および前記閉栓ヘッド（１８０）は、前記閉栓ヘッドを前記金型（１４０）へ近づけるように、または前記閉栓ヘッドを前記金型から離間させるように並進動作で一緒に移動できる、請求項１４に記載の装置。

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