(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）帯状の合成樹脂シートをマンドレルの外周に巻き付けて側縁同士を重ね合わせ、その重ね合わせた部分をシートの長手方向に走行する金属製ベルトで加圧しながら熱溶着し、ついで冷却していく樹脂チューブの製造法において、
（ｂ）側縁同士を重ね合わせる前に、一方の側縁の内面と他方の側縁の外面の互いに溶着すべき面のみを一次加熱して溶融した後、
（ｃ）上金属製ベルトと樹脂チューブとの間に、上金属製ベルトと共に走行する溶融した樹脂がくっつかないような非接着性の合成樹脂製ベルトを介在させると共に、上金属製ベルトと下金属製ベルトとで加圧して、上金属製ベルトの裏面側から樹脂チューブを間接的に二次加熱して側縁同士を圧着し、
（ｄ）その後、合成樹脂ベルトのみで加圧しながら冷却していくことを特徴とする樹脂チューブの製造法。
【請求項２】
（ｂ２）一次加熱のときに、側縁同士の間にヒーティングプレートを介在させることにより、互いに溶着すべき面のみを加熱する請求項１記載の製造法。
【請求項３】
（ａ）合成樹脂シートの走行位置に沿って設けられるマンドレルと、該合成樹脂シートをマンドレル上に巻きつけて重ね合わせていくガイド機構と、樹脂シートの両側の側縁を加熱する手段と、重ね合わせた樹脂シートの側縁を加圧しながら樹脂シートを走行させる金属製ベルトと、熱溶着された側縁を冷却する手段とからなり、
（ｂ）前記加熱する手段が、前記シートの側縁同士を互いに重ね合わせる前に溶着すべき面のみを一次加熱する一次ヒータと、重ね合わせた後、金属製ベルトの裏面と当接して間接的にシートを加熱する二次ヒータとからなり、
前記金属製ベルトが重ね合わせた樹脂シートの上下に配置される上金属製ベルトと下金属製ベルトとからなると共に、上金属製ベルトと樹脂シートとの間に、上金属製ベルトと共に走行する合成樹脂製ベルトが介在されており、その合成樹脂製ベルトが走行途中で金属製ベルトから分離されて合成樹脂製ベルトのみで加圧するように部分的に個別にガイドされており、前記冷却する手段が、分離した後の合成樹脂製ベルトの裏面に当接して樹脂チューブを間接的に冷却する接触冷却手段を有する樹脂チューブの製造装置。
【請求項４】
一次ヒータがシートの側縁同士の間に介在されるヒーティングプレートである請求項３記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はチューブ容器の胴部などに用いる樹脂チューブの製造法および製造装置に関する。さらに詳しくは、金属層、紙層、樹脂層などから構成される多層シートを素材とする合成樹脂チューブの製造に適する、樹脂チューブの製造法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
合成樹脂と金属箔とのラミネートシートを筒状に成型する装置として、特公平５−４３５０４号公報に記載されている、ラミネートシートをマンドレルの表面に巻きつけて側縁同士を重ね合わせ、熱溶着するものがある。また合成樹脂シートを筒状に成型する装置としては、特願平３−１３６８３０号公報に開示されている同様な装置がある。これらはいずれも重ね合わせたシートの側縁同士を、一緒に走行する外面側のスチールベルト（上搬送ベルト）および内面側のスチールベルト（下搬送ベルト）で挟み付け、冷却固化されるまで加圧するようにしている。さらに上搬送ベルトと製品とを分離し易くするため、上搬送ベルトの下面に、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂を塗布したり、コーティングしたりしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の装置では不要な部位まで加熱溶融して樹脂チューブの表面が汚くなったり、加熱するのに時間がかかるために成型スピードが遅くなる問題がある。また、樹脂コーティングを用いずに金属ベルトのみを加熱して側縁同士を接着する場合は、製品が分離しにくくなるほか、金属ベルトに温度的負荷がかかり、早期に摩耗する欠点がある。逆にフッ素樹脂をコーティングした金属ベルトの場合は、繰り返し使用するとフッ素樹脂のコーティング層が剥れ、ゴミとなって製品に付着する問題がある。本発明は成形スピードが早く、溶着が確実で、しかも製品の最外層がきれいにできる樹脂チューブの製造法および装置を提供することを技術課題としている。さらに本発明は、長期間使用しても金属ベルトに温度的負荷による摩耗が生じず、しかもコーティング層によるゴミがつかないようにした、樹脂チューブの製造法および装置を提供することを技術課題としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の製造法は、（ａ）帯状の合成樹脂シートをマンドレルの外周に巻き付けて側縁同士を重ね合わせ、その重ね合わせた部分をシートの長手方向に走行する金属製ベルトで加圧しながら熱溶着し、ついで冷却していく樹脂チューブの製造法において、（ｂ）側縁同士を重ね合わせる前に、一方の側縁の内面と他方の側縁の外面の互いに溶着すべき面のみを一次加熱して溶融した後、（ｃ）上金属製ベルトと樹脂チューブとの間に、上金属製ベルトと共に走行する溶融した樹脂がくっつかないような非接着性の合成樹脂製ベルトを介在させると共に、上金属製ベルトと下金属製ベルトとで加圧して、上金属製ベルトの裏面側から樹脂チューブを間接的に二次加熱して側縁同士を圧着し、（ｄ）その後、合成樹脂ベルトのみで加圧しながら冷却していくことを特徴としている。なお上記の「加熱」は保温を含み、「冷却」は放熱を含む。この製造法においては、（ｂ２）一次加熱のときに、側縁同士の間にヒーティングプレートを介在させることにより、互いに溶着すべき面のみを加熱するのが好ましい。
【０００５】
本発明の装置は、（ａ）合成樹脂シートの走行位置に沿って設けられるマンドレルと、該合成樹脂シートをマンドレル上に巻きつけて重ね合わせていくガイド機構と、樹脂シートの両側の側縁を加熱する手段と、重ね合わせた樹脂シートの側縁を加圧しながら樹脂シートを走行させる金属製ベルトと、熱溶着された側縁を冷却する手段とからなり、（ｂ）前記加熱する手段が、前記シートの側縁同士を互いに重ね合わせる前に溶着すべき面のみを一次加熱する一次ヒータと、重ね合わせた後、金属製ベルトの裏面と当接して間接的にシートを加熱する二次ヒータとからなり、前記金属製ベルトが重ね合わせた樹脂シートの上下に配置される上金属製ベルトと下金属製ベルトとからなると共に、上金属製ベルトと樹脂シートとの間に、上金属製ベルトと共に走行する合成樹脂製ベルトが介在されており、その合成樹脂製ベルトが走行途中で金属製ベルトから分離されて合成樹脂製ベルトのみで加圧するように部分的に個別にガイドされており、前記冷却する手段が、分離した後の合成樹脂製ベルトの裏面に当接して樹脂チューブを間接的に冷却する接触冷却手段を有することを特徴としている。
【０００６】
このような装置では、一次ヒータを、シートの側縁同士の間に介在されるヒーティングプレートで構成するのが好ましい。
【０００７】
【作用】
本発明の製造法では、側縁同士を加熱するとき、互いの溶着面のみが一次加熱で溶融し、余分な部位が溶融しないので、短時間で熱溶着に必要な部位のみを溶かすことができる。また金属製ベルトで二次加熱し、加圧して接合する時点ではすでに溶融軟化しているので、単に保温する程度でよく、高温にする必要がない。そのため最終的にきれいな接合線が得られる。また一次加熱のときは金属製ベルトは樹脂チューブを介して間接的に加熱されるので、金属製ベルト自体は強く加熱されない。そして樹脂チューブの側縁同士は一次加熱で充分に加熱溶融しているので、二次加熱において金属製ベルトに温度的負荷がかからない。そのため樹脂コーティングを施さない金属製ベルトを用いることができる。その場合は長期間使用しても、金属製ベルトの摩耗が少く、しかも樹脂コーティングを施していないので、ゴミが出ない。
【０００８】
本発明の製造法において、重ねられる側縁同士の間にヒーティングプレートを介在させることにより一次加熱する場合は、一方の側縁の内面と他方の側縁の外面とを同時に加熱することができ、効率がよい。他方、二次加熱のときに金属製ベルトと製品である樹脂チューブの間に低接着性の合成樹脂製ベルトを介在させる場合は、樹脂チューブと樹脂ベルトとが剥れ易く、しかも樹脂ベルトは長期間使用しても、表面が剥れてゴミが生ずることがない。そのため一層きれいな成形表面が得られる。樹脂ベルトが傷んだ場合は、樹脂ベルトのみを交換すればよい。また冷却時に合成樹脂製ベルトの裏面側から接触冷却手段で冷却する場合は、重ね合わされた側縁部同士は加圧されながら緩やかに温度が低下していくので、一層きれいな成形表面が得られる。本発明の装置は、上記の製造法を実施することができ、それにより同じ作用効果が奏される。
【０００９】
【実施例】
つぎに図面を参照しながら本発明の製造法および製造装置を説明する。図１は本発明の製造装置の一実施例を示す概略側面図、図２は図１のII-II 線拡大断面図、図３は図２のIII-III 線断面図、図４は図１のIV-IV 線拡大断面図、図５は本発明の製造装置の他の実施例を示す概略側面図、図６は本発明に関わるヒーティングプレートの他の実施例を示す平面図、図７は本発明の製造装置の他の実施例を示す概略側面図である。
【００１０】
図１の合成樹脂チューブの製造装置Ａは、チューブの材料となるシート（原反）１を巻つけるための公知のマンドレル２と、そのマンドレル２の上面に沿って前方（図面の右側）に走行し、先端近辺のガイドプーリ３で方向転換し、マンドレル２の下面側に沿って後方に走行し、他のガイドプーリ４、駆動プーリ５、テンションプーリ６およびさらに他のガイドプーリ７、８を経て元に戻るループ状の下金属製ベルト（インナーベルト）９とを備えている。さらにマンドレル２の中間部から前方にかけての上面側には、３個のガイドプーリ１０、１１、１２、駆動プーリ１３およびテンションプーリ１４で案内されて矩形のループ状に配設される上金属製ベルト（アウターベルト）１５と、上記の共通のガイドプーリ１０、１１、１２、別個のガイドプーリ１６、他の駆動プーリ１７および他のテンションプーリ１８によって案内されて矩形のループ状に配設される合成樹脂製ベルト１９とが設けられている。上金属製ベルト１５と合成樹脂製ベルト１９とを途中で分離しているのは、加熱されている上金属ベルト１５が二次冷却装置２４、２５に対して温度的影響を及ぼさないようにするためである。そしてこのように分離することにより、両者間に滑りが生じないように別個に駆動することができ、かつ別個に張力を調節することができる。
【００１１】
上記の各プーリは、床面に対して直角（紙面と平行）に立設されるベースプレート（図示されていない）に対してそれぞれ回転自在に取りつけられている。下金属製ベルト９用の前方下側のガイドプーリ８と、上金属製ベルト１５および合成樹脂製ベルト１９用の後方下側のガイドプーリ１０との間には、一次加熱装置２１が設けられている。さらに後方下側のガイドプーリ１０と中間部下側のガイドプーリ１１との間には、二次加熱装置２２および一次冷却装置２３が、上流側からその順に設けられており、中間部下側のガイドプーリ１１と合成樹脂製ベルト１９用の前方下側のガイドプーリ１６との間には、二次冷却装置２４および三次冷却装置２５が上流側からその順に設けられている。
【００１２】
二次加熱装置２２および各冷却装置２３〜２５は、それぞれエアシリンダ２６またはバネ体などの付勢手段で下方に押しつけられ、それら自体は上金属製ベルト１５および合成樹脂製ベルト１９をシート１に対して押しつけている。また図示されていないが、一次加熱装置２１の近辺には、平坦な帯状シートの状態で送られてくるシート１をマンドレル２の周囲に巻きつけるように案内する公知のガイド装置が設けられている。
【００１３】
前記マンドレル２は図３および図４に示すように、上下の面に下金属製ベルト９を案内する浅い溝２８、２８を備えた円柱状を呈しており、根元部２９が装置のフレームなどに固定支持されている。マンドレル２の先端側は、通常はフリーにしているが、製品のチューブ３０を巻き取らずに切断する場合は先端を支持することもできる。
【００１４】
下金属製ベルト９は、通常は薄いスチールシートあるいはステンレス製のスチールシートを無端状に連結したものであるが、上金属製ベルト１５と同じく、下金属製ベルト９の外側（シート１と接する側）に合成樹脂製ベルトを重ねてもよい。上金属製ベルト１５および下金属製ベルト９はそれぞれ従来公知のものでよい。上金属製ベルト１５に重ねて使用する合成樹脂製ベルト１９は、溶融した樹脂がくっつかないように非接着性樹脂で構成され、通常はガラス繊維、炭素繊維などの繊維で補強する。非接着性の樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂などがあげられる。上下の金属製ベルトおよび合成樹脂製ベルトは共に、幅７．５〜９．５mm、厚さ０．０８〜０．１mm程度が好ましい。上金属製ベルト１５および合成樹脂製ベルト１９に掛ける張力は従来と同じ程度でよく、それらはテンションプーリ６、１４、１８などで調節する。
【００１５】
一次加熱装置２１はシート１の溶着面を加熱して溶融するためのものであり、本実施例ではそれ自体発熱するヒーティングプレート３４で構成され、ヒーティングプレート３４の先端は上金属製ベルト１５用の後部下側のガイドプーリ１０とマンドレル２との間に挿入されている。したがって図２および図３に示すように、チューブに成形する材料であるシート１の両側の側縁部３６、３７をマンドレル２に巻きつけて側縁部同士を直接重ねる前に、両者の間にヒーティングプレート３４を挿入すれば、１枚のヒーティングプレート３４で溶着すべきシート１の外側の側縁部３６の内面３８と内側の側縁部３７の外面３９とを同時に加熱溶融することができる。一次加熱装置としては、ヒーティングプレート３４の他、高周波加熱装置、超音波加熱装置、電熱ヒータ、ホットエア、ガスバーナのフレームなど、他の公知の加熱手段を採用することもできる。
【００１６】
二次加熱装置２２は溶融した接着部が冷えないように保温し、あるいは必要に応じて若干熱を加えて、エアシリンダ２６の付勢力でチューブ胴部を押圧挟着するものである。この二次加熱装置２２も高周波加熱機が一般的であるが、電熱ヒータ、ホットエア、ガスバーナのフレームなど、公知の加熱手段と押圧手段とを組み合わせて採用することもできる。加熱温度は装置の稼働スピードによっても異なるが、一次加熱装置２１のヒーティングプレート３４の温度は通常１００℃程度であり、また二次加熱装置２２の温度は、下金属製ベルト９が３００℃程度、上金属製ベルト１５が２７０〜３００℃程度に加熱される温度とする。
【００１７】
一次冷却装置２３は、一次および二次加熱装置２１、２２で加熱されたチューブを上金属製ベルト１５を介して３０℃程度まで冷却するものであり、二次および三次冷却装置２４、２５はそれぞれ溶着部から除熱して成形していく部分である。したがって２〜５℃程度が好ましい。なお一次冷却装置２３のみ上金属製ベルト１５の上から加圧し、二次および三次冷却装置２４、２５を合成樹脂製ベルト１９の上から加圧しているのは、一次冷却装置２３では高温から急速に徐熱する必要があるのに対し、二次、三次冷却装置２４、２５ではその後に充分に放熱させるためである。各冷却装置は水冷式など、従来公知のものを使用しうる。なお三次冷却装置２５を省略し、一次冷却装置２３と二次冷却装置２４の２つの装置で冷却装置を構成してもよい。
【００１８】
つぎに上記のごとく構成される製造装置Ａを用いてシート１からチューブ３０を製造する手順を説明する。シート１はたとえば図１の左側にある送り出しロール（図示されていない）からほどき出されて前述のガイド機構によりマンドレル２上に巻きつけられる。そのとき図２および図３に示すように、互いに溶着されるべきシート１の外側の側縁部３６をヒーティングプレート３４の上面に被せ、内側の側縁部３７をヒーティングプレート３４の内面側に挿入し、外側の側縁部３６の内面３８と内側の側縁部３７の外面３９とを同時に加熱溶融する。
【００１９】
ついで図４に示すように、シート１は上金属製ベルト１５と下金属製ベルト９によって挟着されながら前方へ搬送されるが、上記の側縁部３６の内面３８と内側の側縁部３７の外面３９とがヒーティングプレート３４から外れると、両者が直接当接し、上下の金属製ベルト１５、９の加圧力を受けながら溶着される。そのとき二次加熱装置２２は溶融部が冷えないように保温し、溶着を確実にする。さらに溶着された部分は上金属製ベルト１５および合成樹脂製ベルト１９を介して一次冷却装置２３によって冷却され、さらに合成樹脂製ベルト１９のみを介して二次、三次冷却装置２４、２５により冷却され、固化する。その間は溶着部は合成樹脂ベルト１９と下金属製ベルト９とで挟まれ、しかもエアシリンダ２６の付勢力を受けた各冷却装置の押圧により、溶着されたときの形状を確実に維持する。なお図３および図４ではマンドレル２とチューブ３０の間に隙間が開いているが、これは説明を明瞭にするためであり、実際は密接している。図４の上金属製ベルト１５とシート１の間および上金属製ベルト１５と合成樹脂製ベルト１９の間についても、実際には密接している。
【００２０】
図５に示す本発明の技術的範囲外の製造装置Ｂは図１の装置Ａとほぼ同じであるが、合成樹脂製ベルトを採用せず、そのためガイドプーリや駆動プーリは１セットでよい。なおこの参考例でも、上金属製ベルトと合成樹脂製ベルトとを全ループにおいて重ねて使用してもよい。さらに製造装置Ｂにおいても、互いに溶着されるべきシート１の外側の側縁部の内面と内側の側縁部の外面とを、１個のヒーティングプレート３４で同時に加熱溶融するようにしている。したがってこのものも、無駄な部分を溶融させず、効率的かつ迅速に必要箇所のみ溶融する。そのため最外層にきれいな溶着部が得られる作用効果を奏する。
【００２１】
なおこの製造装置Ｂにおいても、加熱手段としては一次加熱装置がヒーティングプレート、ホットエアーが一般的であり、二次加熱装置としては高周波加熱装置機が一般的であるが、いずれの場合も電熱ヒータ、ガスバーナ、超音波加熱装置などの他の加熱手段を用いるようにしてもよい。また上記の装置Ａ、Ｂにおける一次加熱装置と二次加熱装置は同種類の加熱手段を採用してもよく、異なる種類の加熱手段を採用してもよい。前記実施例では上下の金属製ベルトとしてステンレスなどのスチールベルトを使用しているが、他の金属製のベルトであってもよい。
【００２２】
図２に示す実施例では、一次加熱装置２１として１枚のヒーティングプレート３４を採用しているが、図６に示すように２枚のヒーティングプレート３４ａ、３４ｂを用いてもよい。その場合は、互いに溶着されるべきシート１の外側の側縁部３６の上面に一方のヒーティングプレート３４ａを被せ、内側の側縁部３７を他方のヒーティングプレート３４ｂの内面側に挿入し、外側の側縁部３６の内面３８と内側の側縁部３７の外面３９とを同時に加熱溶融するようにしている。このようにすると重ね合わせるいくらか前から加熱することができるので、充分に加熱することができる。
【００２３】
また図５の装置では二次加熱装置２２と一次冷却装置２３とを別個にしているが、図７に示すように前部を二次加熱装置２２とし、後部を一次冷却装置２３として、それらを一体化してもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の製造法および装置は、一次加熱でシートの溶着部のみを溶融した後に、二次加熱しながら溶着するので、余分に解けることがなく、迅速かつきれいに接合することができる。上金属製ベルトとシートとの間に非接着性の合成樹脂からなる樹脂ベルトを介在させているものでは、溶融した樹脂がくっつくことがなく、しかも樹脂コーティングのように使用の途中に金属製ベルトの表面から剥離したりすることがない。そのため製品が一層きれいに仕上がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造装置の一実施例を示す概略側面図である。
【図２】図１のII-II 線拡大断面図である。
【図３】図２のIII-III 線断面図である。
【図４】図１のIV-IV 線拡大断面図である。
【図５】  本発明の技術的範囲外の製造装置の参考例を示す概略側面図である。
【図６】本発明に関わるヒーティングプレートの他の実施例を示す平面図である。
【図７】  本発明の技術的範囲外の製造装置の他の参考例を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１  シート
２  マンドレル
９  下金属製ベルト
１５  上金属製ベルト
１９  合成樹脂ベルト
２１  一次加熱装置
２２  二次加熱装置
２３  一次冷却装置
２４  二次冷却装置
２５  三次冷却装置
３０  チューブ
３４  ヒーティングプレート
３４ａ  ヒーティングプレート
３４ｂ  ヒーティングプレート
【図１】
0003718810.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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