JP4877487B2

JP4877487B2 - プラスチックボトルに内容液が充填された製品の製造方法

Info

Publication number: JP4877487B2
Application number: JP2006168574A
Authority: JP
Inventors: 秀彦勝田
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2006-06-19
Filing date: 2006-06-19
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2026-06-19
Also published as: JP2007331824A

Description

本発明は、ペットボトル等のプラスチックボトルに液体飲料等の内容液が充填された製品の製造方法に関する。

従来、底部の押出し及び押戻しによる高さ方向の伸縮によって内容積を変化させることのできるプラスチックボトル（例えば、ペットボトル）が知られている（例えば、特許文献１参照）。このプラスチックボトルは、茶飲料等の高温の液体飲料を充填（高温充填）してキャップを巻き締めた後にその液体飲料が冷める過程でその体積が減少することに伴って内圧が低減することを、内容積を減少させることによって吸収（防止）するものである。

その具体的な構造が図２に示される。このプラスチックボトル１０は、通常、図２（ａ）に示すように、底部１１が山形状に内方に引込んでおり、その底部１１の周縁部が略平らな状態になっている。この状態から、例えば、ロッド棒がプラスチックボトル１０の底部１１の内面を押して当該底部１１を押出すことにより、図２（ｂ）に示すように、プラスチックボトル１０の底部１１が外方に向けて山形状に突出した状態となる。この状態で、プラスチックボトル１０の高さが最大値ＨＨとなってその内容積が最大となる。

また、この底部１１が外方に向けて突出した状態から、例えば、ロッド棒がプラスチックボトル１０の底部１１の外面を押して当該底部１１を押戻すことにより、図２（ａ）に示すように、プラスチックボトル１０の底部１１が内方に向けて引込んだ元の状態となる。この状態で、プラスチックボトル１０の高さが通常値ＨＬとなってその内容積が通常のものとなる。なお、図２において、プラスチックボトル１０の首部には外方にフランジ状に突出するネックリングが形成されている。

このように高さ方向に伸縮させて内容積を変化させることのできるプラスチックボトル１０に茶飲料等の飲料が充填された製品は、一般に次のようにして製造される。

まず、ボトル工場において、図３に示すように、プラスチックボトル１０が製造される。図３（ａ）に示すように、ＰＥＴ等のプラスチック材料で形成されたボトルのプリフォーム体がブロー成型機にセットされ、ブロー成型によって、底部１１が内方に引込んだ形状のプラスチックボトル１０が形成される（ブロー成型工程）。ブロー成型によって形成されたプラスチックボトル１０は、図３（ｂ）に示すように、個々にネックリング１２がガイドバー１１０にガイドされつつコンベア１００によって搬送される（コンベア搬送工程）。このように搬送されるプラスチックボトル１０は、出荷場において、図３（ｃ）に示すように、パレット２００上に複数段重ねられて（バルク積みされて）梱包され、飲料充填工場に向けて出荷される（バルク積出荷工程）。

飲料充填工場において、図４及び図５に示す工程を経て、プラスチックボトル１０に飲料液が充填される。

図４（ａ）に示すように、パレット２００にバルク積みされたプラスチックボトル１０が納入されると（バルク積納入工程）、荷解きされた個々のプレスチックボトル１０が、図４（ｂ）に示すように、ネックリング１２がガイドバー３１０にガイドされつつコンベア３００によって搬送される（コンベア搬送）。搬送されるプラスチックボトル１０が押出し機に至ると、その押出し機において、図４（ｃ）に示すように、内部にロッド棒３２０が挿入され、そのロッド棒３２０が底部１１の内面を押すことにより当該底部１１が外方に押出される（底部押出し工程）。これにより、プラスチックボトル１０の内容積が最大となる（図２（ｂ）参照）。

このように底部１１が外方に押出されて内容積が最大となったプラスチックボトル１０は、正立させることができないことから、図４（ｄ）に示すように、ネックリング１２がガイドバー３３０にガイドされて吊り下げられた状態で搬送される（ネック支持搬送）。そして、プラスチックボトル１０が充填装置に至ると、図５（ａ）に示すように、ノズル３４０がプラスチックボトル１０の内部に挿入され、そのノズル３４０から茶飲料等の高温状態の飲料液２０が噴出されてプラスチックボトル１０内に溜まっていく（内溶液充填工程）。飲料液２０が所定の入見線に達するまで充填されると、飲料液２０のノズル３４０からの噴出が止められる。そして、飲料液２０の充填されたプラスチックボトル１０がキャップ巻締め機まで搬送され、図５（ｂ）に示すように、プラスチックボトル１０の口部にキャップ１５が巻締められる。そして、飲料液２０の充填されたプラスチックボトル１０が冷却される（キャプ巻締め・冷却工程）

このプラスチックボトル１０の冷却によって飲料液２０の体積が減少して内圧が減少する。このように内圧が減少するプラスチックボトル１０は、押戻し機まで搬送され、図５（ｃ）に示すように、押戻し機の基台３６０にセットされ、基台３６０から突き上げられるロッド棒３５０によって底部１１が内方に押戻される。このように、プラスチックボトル１０の内圧が減少しようとしても底部１１が押戻されることにより内容積が減少するので、その内圧の減少分が吸収されて、プラスチックボトル１０の内圧が正常に維持される。そして、飲料液２０の入見線がプラスチックボトル１０の内容積の減少によって正規の位置まで上昇し、製品として完成する。

また、胴部の伸縮による高さ方向の伸縮によって内容積が変化するようなプラスチックボトルも知られている（例えば、特許文献２）。このようなプラスチックボトルに茶飲料等の飲料が充填された製品を製造する際も、ボトル工場にて製造されるプラスチックボトルがバルク積みされて飲料充填工場に搬送されることになる。この場合、ボトル工場では、ブロー成型等によって胴部が最大に延びた状態のプラスチックボトルが製造される。このようなプラスチックボトルをバルク積みして飲料充填工場に搬送する際には、より多くのプラスチックボトルを１度に搬送しようとすると、胴部を縮めた状態でプラスチックボトルを複数段重ねる（バルク積みする）ことが好ましい（例えば、特許文献３）。また、プラスチックボトルの薄肉化にともなって、搬送中の変形を防止する観点からも胴部を縮めた状態でプラスチックボトルを複数段重ねることが好ましい。

このよう胴部を縮めた状態で飲料充填工場に搬入されたプラスチックボトルは、前述した例（図４参照）と同様に飲料液が充填される前に胴部を伸長して最大内容積の状態にされる。そして、その最大内容積となったプラスチックボトルに対する飲料液の充填（高温充填）、キャップの巻締め及び冷却がなされた後に、減少しようとする内圧を正常に維持するために胴部が縮められる。
特表２００６−５０１１０９号公報特開２００２−１４５２３５号公報特開２００１−１８０６３６号公報

前述したようなプラスチックボトルに内容物が充填された製品の製造方法では、プラスチックボトルを複数段重ねて搬送する際に、高さ方向に伸縮させて内容積を変化させることのできるプラスチックボトルを縮めておく必要があることから、内容物を充填する前に、そのプラスチックボトルを最大内容積の状態に伸ばす作業を行なわなければならない。なお、胴部が伸縮するようなプラスチックボトルをその胴部を伸ばした状態で複数段重ねて搬送することも可能であるが、この場合であっても、内容物を充填する前に少なくとも個々のプラスチックボトルの胴部が伸ばした状態を維持しているか否かを確認する必要がある。

このように、従来の製造方法では、内容部を充填する前にプラスチックボトルを最大内容積にする工程（図４（ｃ）参照）が必要であることや、プラスチックボトルが最大内容積の状態になっているか否かを確認する必要であることから、それが効率的な製造を阻害する要因になっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、高さ方向に伸縮させて内容積を変化させることのできるプラスチックボトルに内容物を充填した製品をより効率的に製造することのできる製造方法を提供するものである。

本発明に係るプラスチックボトルに内容物が充填された製品の製造方法は、高さ方向に伸縮させて内容積を変化させることのできプラスチックボトルを最大内容積の状態で成型するボトル成型工程と、前記ボトル成型工程にて成型された最大内容積の状態のプラスチックボトルを個々に充填装置まで搬送するボトル搬送工程と、前記充填装置に到達したプラスチックボトルに当該充填装置にて所定の内容物を充填する充填工程と、内容物の充填後に前記プラスチックボトルの高さを縮める減容工程とを有し、前記ボトル成型工程は、底部の押出し及び押戻しによる高さ方向の伸縮よって内容積を変化させることのできるプラスチックボトルを前記底部が押出された状態で成型し、前記ボトル搬送工程は、前記ボトル成型工程にて成型された前記底部が押出された状態のプラスチックボトルを個々に充填装置まで搬送し、前記減容工程は、前記プラスチックボトルの前記底部を押戻すようにした構成となる。

このような構成により、高さ方向に伸縮させて内容積を変化させることのできるプラスチックボトルが最大内容積の状態で成型されて、複数段重ねて搬送されるのではなく、そのままの状態で個々に充填装置まで搬送されるようになるので、その充填装置にて内容物が充填される前に、プラスチックボトルを最大内容積にする、あるいは、プラスチックボトルが最大容積であるか否かを確認する必要がなくなる。そして、特に、底部の押出し及び押戻しによる高さ方向の伸縮によって内容積を変化させることのできるプラスチックボトルが前記底部の押出された状態で成型されて、複数段重ねて搬送されることなく、そのままの状態で個々に充填装置まで搬送されるようになるので、その充填装置にて内容物が充填される前に、プラスチックボトルの底部を押出す工程を設ける必要がない。

本発明によれば、充填装置にて内容物が充填される前に、プラスチックボトルを最大内容積にする、あるいは、プラスチックボトルが最大容積であるか否かを確認する必要がなくなるので、そのような工程によって効率的な製造が阻害されることなく、効率的にプラスチックボトルに内容物の充填された製品を製造することができるようになる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

本発明の実施の一形態に係るプラスチックボトルに飲料液が充填された製品の製造方法は、図１に示すようにしてなされる。この例では、図２に示すような底部１１の押出し及び押戻しによる高さ方向に伸縮によって内容積を変化させることのできるプラスチック容器１０を用いている。また、この製造方法では、プラスチックボトル１０の製造と、そのプラスチックボトル１０に対する飲料液の充填は、同じ工場内でなされる。

図１において、（ａ）に示すように、ＰＥＴ等のプラスチック材料にて形成されたボトルのプリフォーム体がブロー成型機にセットされ、ブロー成型によって、底部１１が外方に突出して最大内容積の状態となるプラスチックボトル１０が形成される（ブロー成型工程）。ブロー成型によって形成されたプラスチックボトル１０は、底部１１が突出して成立させることができないことから、図１（ｂ）に示すように、ネックリング１２がガイドバー５０にガイドされて吊り下げられた状態で搬送される（ネック支持搬送）。そして、プラスチックボトル１０が充填装置に至ると、図１（ｃ）に示すように、ノズル５１がプラスチックボトル１０の内部に挿入され、そのノズル５１から茶飲料等の高温状態の飲料液２０が噴出されてプラスチックボトル１０に溜まっていく（内溶液充填工程）。飲料液が所定の入身線に達するまで充填されると、飲料液２０のノズル５１からの噴出が止められる。そして、飲料英気２０の充填されたプラスチックボトル１０がキャップ巻締め機まで搬送され、図１（ｄ）に示すように、プラスチックボトル１０の口部にキャップ１５が巻締められる。そして、飲料液２０の充填されたプラスチックボトル１０が冷却される（キャップ巻締め・冷却工程）。
なお、図１（ｂ）に示すようなガイドバー５０によるネック支持搬送の代わりに、例えば、特開平１１−２３６１２３号公報に開示されるようなネックグリッパーによる搬送や、特開平７−１１７８３７号公報に開示されるようなサイドグリップによる搬送でもよく、また、容器に自立性があるのであれば、搬送形態は特に問わない。

前述したのと同様に、冷却によって内圧が減少するプラスチックボトル１０は、押戻し機まで搬送され、図１（ｅ）に示すように、押戻し機の基台５３にセットされ、基台５３から突き上げられるロッド棒５２によって底部１１が内方に押し戻される。このように底部１１が押戻されることによってプラスチックボトル１０の内容積が減少する（減容）ので、この内容積の減少によって前記内圧の減少分が吸収されて、プラスチックボトル１０の内圧が正常に維持される。そして、飲料液２０に入見線がプラスチックボトル１０の内容積の減少によって正規の位置まで上昇し、製品として完成する。
その際、プラスチックボトル１０の内圧を適宜設定することで、プラスチックボトル１０を薄肉化した場合もその内圧によって飲料詰容器としての剛性を確保することができる。

このような製造方法によれば、プラスチックボトル１０がブロー成型によって底部１１が押出されて最大内容積の状態にて形成され、そのプラスチックボトル１０が、従来のように、複数段重ねられた状態での搬送工程を経ることなく、そのままの状態で個々に飲料液２０の充填工程（図１（ｃ））に搬送されるので、充填前に、プラスチックボトル１０の底部１１を押出して最大内容積の状態にする工程が必要無い。そのような工程が必要ない分、より効率的に製品を製造することができるようになる。

また、従来のように（図４（ｃ）参照）、ロッド棒３２０をプラスチックボトル１０に挿入して底部１１の内面を押出す必要がないことから、ロッド３２０の先端と底部１１の内面との擦れによって粉塵等が発生することも無い。このため、そのような粉塵をチェックする工程も全く必要がない。

なお、前述した例では、底部１１の押出し及び押戻しによる高さ方向の伸縮によって内容積を変化させることのできるプラスチックボトル１１が用いられたが、胴部の伸縮による高さ方向の伸縮によって内容積を変化させるプラスチックボトル（特許文献２参照）を用いる場合であっても、同様の工程を経ることにより製品を製造することができる。この場合、プラスチックボトルは胴部が伸長した状態でブロー成型によって形成され、そのままの状態で、充填装置に搬送されて飲料液が充填され、その後に、キャップの巻締め、及び胴部の縮めがなされる。

なお、飲料液等の高温充填の例について説明したが、例えば、無菌状態にて内溶液を充填（アセプティック充填）する場合でも、同様の方法を採用することができる。無菌状態での充填では、内溶液を充填する際に口部から内溶液が確実にあふれないようにするために、内溶液を充填する際の当初の入見線は、比較的下方に設定される。このため、最大内容積の状態で内溶液を充填した後にプラスチックボトルを縮めることにより、入見線を正規の位置まで上昇させることができる。その後、プラスチックボトルにキャップが巻締められる。

本発明は、高さ方向に伸縮させて内容積を変化させることのできるプラスチックボトルに内容物を充填した製品をより効率的に製造することのできるという効果を有し、ペットボトル等のプラスチックボトルに液体飲料等の内容液が充填された製品の製造方法として有用である。

本発明の実施の一形態に係る製造方法を示す工程図である。底部の押出し及び押戻しによる高さ方向の伸縮によって内容積が変化する構造のプラスチックボトルの一例を示す図である。底部の押出し及び押戻しによって内容積が変化するプラスチックボトルの製造工場での工程を示す図である。底部の押出し及び押戻しによって内容積が変化するプラスチックボトルに飲料液を充填する工場での工程（その１）を示す図である。底部の押出し及び押戻しによって内容積が変化するプラスチックボトルに飲料液を充填する工場での工程（その２）を示す図である。

符号の説明

１０プラスチックボトル
１１底部
１２ネックリング
１５キャップ
２０飲料液
５０ガイドバー
５１ノズル
５２ロッド棒
５３基台

Claims

高さ方向に伸縮させて内容積を変化させることのできプラスチックボトルを最大内容積の状態で成型するボトル成型工程と、
前記ボトル成型工程にて成型された最大内容積の状態のプラスチックボトルを個々に充填装置まで搬送するボトル搬送工程と、
前記充填装置に到達したプラスチックボトルに当該充填装置にて所定の内容物を充填する充填工程と、
内容物の充填後に前記プラスチックボトルの高さを縮める減容工程とを有し、
前記ボトル成型工程は、底部の押出し及び押戻しによる高さ方向の伸縮よって内容積を変化させることのできるプラスチックボトルを前記底部が押出された状態で成型し、
前記ボトル搬送工程は、前記ボトル成型工程にて成型された前記底部が押出された状態のプラスチックボトルを個々に充填装置まで搬送し、
前記減容工程は、前記プラスチックボトルの前記底部を押戻すようにしたことを特徴するプラスチックボトルに内容物が充填された製品の製造方法。