(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロー成形法や射出成形法によって形成された樹脂製中空体のブロー孔やガス注入孔、ガス排出孔等を、その孔の周囲の樹脂を移動させることによって密閉する樹脂製中空体の密閉方法において、
前記孔の周囲に、筒状の樹脂壁を、樹脂製中空体の形成時に一体に形成し、
筒状の樹脂壁の開口部側から樹脂壁にレーザビームを斜めに照射して樹脂壁を選択的に加熱して軟化させ、
軟化した樹脂壁を樹脂の軟化点より低い温度の押圧部材によって圧潰して前記孔を密閉する
ことを特徴とする樹脂製中空体の密閉方法。
【請求項２】
ブロー成形法や射出成形法によって形成された樹脂製中空体のブロー孔やガス注入孔、ガス排出孔等を、その孔の周囲の樹脂を移動させることによって密閉する樹脂製中空体の密閉方法において、
前記孔の周囲に、筒状の樹脂壁を、樹脂製中空体の形成時に一体に形成し、
筒状の樹脂壁の開口部側から発散状のレーザビームを樹脂壁に照射して樹脂壁を選択的に加熱して軟化させ、
軟化した樹脂壁を樹脂の軟化点より低い温度の押圧部材によって圧潰して前記孔を密閉する
ことを特徴とする樹脂製中空体の密閉方法。
【請求項３】
発散状のレーザビームが凸レンズによって形成されることを特徴とする請求項２に記載の樹脂製中空体の密閉方法。
【請求項４】
レーザビームが炭酸ガスレーザ装置によるレーザビームであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の樹脂製中空体の密閉方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ブロー成形法や射出成形法によって形成された樹脂製中空体のブロー孔等を密閉する樹脂製中空体の密閉方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブロー成形法は、熱可塑性樹脂を加熱して軟化させて中空の管状体としたパリソンを金型内に保持し、その内部に加圧したガスを導入してパリソンを膨張させて中空の成形体を製造する方法である。したがって、成形体のガス導入部にはブロー孔が残る。また、射出成形法による中空の成形体の場合においても、中空部を形成するために導入したガスの通路が開口部として残る。したがって、密閉された樹脂製中空体を製造するためには、そのブロー孔や開口部を封止することが必要となる。更に、このような樹脂製中空体の内部に他の物質を充填して密閉する場合には、必要に応じて、ガス排出口を設けることもあり、充填口やガス排出口を密閉することが必要となる。
【０００３】
ブロー孔や開口部、充填口、ガス排出口等（以下ではブロー孔等と言う）を密閉するのは、製品としての密閉状態を確保するための他に、例えば、食品等の内容物を充填する以前の工程において中空状の空容器の無菌状態を維持するため、異物の混入を防止するため、あるいは輸送時や移動時等において容器の立体形状を維持するため等の必要性から実施される。
【０００４】
従来技術におけるブロー孔等の密閉方法は、成形体とは別の部材を使用する方法と成形体の一部を使用する方法とに大別される。
別部材を使用する方法には、例えば特開平６−２８６７４１号公報に開示されているように、栓体をブロー孔等に挿入し溶着等の手段で密閉する方法と、別部材をブロー孔等の周辺に置き、加熱軟化させて圧潰してブロー孔等を密閉する方法とがある。この方法は別部材を準備することが必要であり、密閉工程が煩雑となる。
【０００５】
一方、成形体の一部を使用する方法は、ブロー孔等の周辺の樹脂を加熱軟化させ、圧潰等の手段によって孔部に移動させてブロー孔等を密閉する。したがって、別部材を準備することは必要なく、密閉工程も簡単になる。
この方法の従来技術による一例としては、特公昭５４−３７６３６号公報に開示されている方法がある。図５はこの方法を説明するための図で、（ａ）はブロー孔１２２  周辺を示す部分図、（ｂ）はそのＢＢ断面の拡大図である。この方法においては、ブロー成形法によって中空成形体１を形成する際に、頭部１２のブロー孔１２２  の周囲に筒状部１２１  を一体で形成し、成形金型から成形品を取り出した後、その筒状部１２１  を加熱した押圧部材２３で加熱軟化させて圧潰し、ブロー孔１２２  を密閉する。この方法は、加熱した押圧部材２３で筒状部１２１  を加熱しながら圧潰するので、押圧部材２３に筒状部１２１  の樹脂が付着し、加工面が綺麗に仕上がらないという問題点と、繰り返し使用している内に付着樹脂が炭化して変色し、それが加工面に付着して加工面を汚すという問題点とをもっている。
【０００６】
従来技術による他例としては、特公平３−６６１４１  号公報に開示されている方法がある。図６はこの方法を説明するための図で、（ａ）はブロー成形による膨出部を切断する状態を示す部分断面図、（ｂ）は切断後の状態を示す部分断面図、（ｃ）は封止部の加熱を示す部分断面図、（ｄ）は封止部の整形を示す部分断面図である。この中空成形体１ａの頭部１２ａ  の上部にはブロー孔をもつ膨出部１４が形成されており、頭部１２ａ  と膨出部１４とは連通部１３の連通孔１３１  によって連通している。ブロー成形された中空成形体１ａは、まずその連通部１３において加熱された切断用板体２１により膨出部１４が切り離される。この際に連通孔１３１  は周辺の軟化した樹脂によって（ｂ）図に封止部１５として示されているように埋められる。その後、ガスバーナ２２によって封止部１５付近が加熱され、押圧部材２３ａ  で押圧されて封止部１５はより完全に密閉され、同時に所定の形状に整形される。この方法の場合には、押圧部材２３ａ  による密閉・整形は所望通り実施できる。しかし、加熱された切断用板体２１による切り離し時において、切り離し部が切断用板体２１に付着した樹脂の炭化物によって汚損されるのが問題である。
【０００７】
加熱した部材を接触させない方法としては、特公平３−３３０８８  号公報に開示されている方法がある。この方法は、ブロー孔の近傍に加熱加圧気体を吹き付けてブロー孔近傍の樹脂を加熱軟化させてブロー孔へ移動させブロー孔を密閉する方法である。この方法においては、加熱された部材が樹脂に接触しないので、その部材に付着した樹脂が炭化し、炭化した樹脂が後の加工で加工部に付着して加工品を汚すことはない。しかし、加熱加圧気体を吹き付けて加工するために加熱領域を狭い領域に限定することが困難であり、加工できる形状の制約も多く、装置の維持管理が面倒であることが問題点である。
【０００８】
従来技術における射出成形法によって形成されたガス注入孔を、その孔の周囲の樹脂を移動させることによって密閉する方法としては、特開平７−６０８５８  号公報に開示されている方法がある。この方法は、プリンタの用紙ガイド等の樹脂中空体において、加熱ヘッドを樹脂中空体のガス注入孔の周囲に形成された筒部に押しつけ、熱プレスする方法である。この方法においては、加熱ヘッドに溶融した樹脂が付着し、加工面が綺麗に仕上がらない等、前述した特公昭５４−３７６３６号と同様な問題を有している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、上記の従来技術における問題点を解消して、ブロー孔等の密閉部の外観形状に優れ、気密性とその安定性が良く、加工が容易な樹脂製中空体の密閉方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明においては、ブロー成形法や射出成形法によって形成された樹脂製中空体のブロー孔等を、その孔の周囲の樹脂を移動させることによって密閉する樹脂製中空体の密閉方法において、前記孔の周囲に筒状の樹脂壁を樹脂製中空体の形成時に一体に形成し、筒状の樹脂壁の開口部側から樹脂壁にレーザビームを斜めに照射して樹脂壁を選択的に加熱して軟化させ、軟化した樹脂壁を樹脂の軟化点より低い温度の押圧部材によって圧潰して前記孔を密閉する（請求項１の発明）。
【００１１】
ブロー孔等の周囲に形成された筒状の樹脂壁にレーザビームを斜めに照射して樹脂壁を選択的に加熱することによって、ブロー孔等に対向する反対側の壁面にレーザビームが直接照射されることがなくなり、その壁面に損傷を与えることがない。しかも、レーザビームはその照射領域とそのエネルギーの制御性に優れるので、加熱領域を樹脂壁及びその近傍に限定でき、かつその領域の温度を正確に制御することができる。このようにして正確に温度制御されて加熱された筒状の樹脂壁を、樹脂の軟化点より低い温度の押圧部材によって圧潰するので、押圧部材に樹脂が付着することがなく、しかも、ブロー孔等は軟化された樹脂壁の樹脂によって確実に密閉され、かつ加工部は押圧部材の形状通りに綺麗に整形される。
【００１２】
また、ブロー成形法や射出成形法によって形成された樹脂製中空体のブロー孔やガス注入孔、ガス排出孔等を、その孔の周囲の樹脂を移動させることによって密閉する樹脂製中空体の密閉方法において、前記孔の周囲に、筒状の樹脂壁を、樹脂製中空体の形成時に一体に形成し、筒状の樹脂壁の開口部側から発散状のレーザビームを樹脂壁に照射して樹脂壁を選択的に加熱して軟化させ、軟化した樹脂壁を樹脂の軟化点より低い温度の押圧部材によって圧潰して前記孔を密閉する（請求項２の発明）。
【００１３】
レーザビームを発散状とすることによって、ブロー孔等に対向する反対側の壁面にレザビームが到達してもそのエネルギー密度が小さくなるので、その壁面に損傷を与えることがない。レーザビームや樹脂壁、押圧部材の作用は請求項１の発明と同じである。
請求項２の発明において、発散状のレーザビームが凸レンズによって形成される（請求項３の発明）。
【００１４】
レーザ発生装置から照射されたレーザビームを凸レンズによって発散状にすると、凹レンズによって同じ広がり角をもつレーザビームを形成する場合に比べて、レンズと加工物との距離を大きく取ることができる。
請求項１から請求項３のいずれかの発明において、レーザビームが炭酸ガスレーザ装置によるレーザビームである（請求項４の発明）。
【００１５】
炭酸ガスレーザ装置によるレーザビームは、筒状の樹脂壁を加熱するのに必要十分なエネルギ密度を有し、筒状の樹脂壁の表面のみならず内部をも加熱でき、かつ透過したビームが中空体の他の部分に損傷を与えるほどのエネルギーを残さないような適当な吸収係数をもつ波長の赤外線である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
この発明による樹脂製中空体の密閉方法の実施の形態は、樹脂製中空体の形成時に一体にブロー孔等の周囲に筒状の樹脂壁を形成すること、この樹脂壁をレーザビームによって選択的に加熱して軟化させること、及び軟化させた樹脂壁を樹脂の軟化点以下の温度の押圧部材によって圧潰してブロー孔等を密閉・整形することからなることを特徴とする。
【００１７】
以下に実施例について説明する。なお、従来技術と同じ機能の部分には同じ部号を付している。
〔第１の実施例〕
図１はこの発明の第１の実施例を説明するためのブロー孔封止装置の概念図であり、図２はそのＡＡ方向の断面図、図３は図１のブロー孔周辺の詳細を示し、（ａ）はブロー孔周辺の拡大図、（ｂ）はブロー孔の中心を通る断面の拡大図である。
【００１８】
ブロー成形法で成形された中空成形体１ｂは、成形された後、ワーク搬送用バケット４２に載せられ、チェーンコンベア４１によってブロー孔封止装置に搬送され、第１及び第２のワーククランプ４３及び４４によって位置決めされる。ブロー孔封止装置には、図２に示すように、ブロー孔の位置に対応して、中空成形体１ｂのブロー孔に傾斜角θだけ傾けて斜めにレーザビームを照射する炭酸ガスレーザ照射装置（図１及び図２では単にレーザ照射装置）３２と、押圧装置３４によって上下に移動させられる押圧部材２３ｂ  とが備えられている。
【００１９】
中空成形体１ｂのブロー孔の周辺の詳細は、図３（ａ）に示す通りであり、中空成形体１ｂの頭部１２ｂ  には凹部１２３  が形成されており、この凹部１２３  の中央部にブロー孔１２２ａがあり、その周囲を囲んで筒状の樹脂壁（以下では筒状部という）１２１ａが形成されている。ブロー孔の内径Ｄと筒状部の深さＨとの関係を図３（ｂ）に示したように、
ｔａｎθ０  ＝Ｄ／Ｈ
とする。
【００２０】
このようなブロー孔封止装置によってブロー孔１２２ａを密閉する方法は以下の通りである。
まず、レーザビームの傾斜角θを、θ≒θ０  に設定し、筒状部１２１ａに所定のエネルギー（所定のエネルギー密度で所定の時間）のレーザビームを照射し、筒状部１２１ａが軟化溶融状態になる温度まで加熱する。次いで、レーザビームを止め、直ちに押圧装置３４を駆動して押圧部材２３ｂ  を降下させ筒状部１２１ａを圧潰してブロー孔１２２ａを埋めると同時に整形してブロー孔１２２ａを密閉する。なお、圧潰時には押圧部材２３ｂ  の温度が樹脂の軟化点温度より低い温度に制御されている。押圧部材２３ｂ  の温度が樹脂の軟化点温度より低い温度に制御されていても、樹脂の熱伝導度が余り大きくないことによって、軟化された樹脂は急激に冷却されることはなく、ブロー孔１２２ａに流動してブロー孔１２２ａを埋めて密閉し、同時に整形される。
【００２１】
レーザビーム発生装置として炭酸ガスレーザを使用しているのは、対象とする熱可塑性樹脂、例えばポリエチレン、の筒状部１２１ａを加熱するのに必要なエネルギを供給できる出力があり、しかも筒状部１２１ａの表面だけではなく内部までも直接加熱できる吸収係数を備えており、更に筒状部１２１ａを透過して対向壁面１２４  に到達するレーザビームは問題になるほどのエネルギを残していないという状態を実現できるからである。
【００２２】
このように炭酸ガスレーザ装置によるレーザビームを傾けて照射することによって、筒状部１２１ａに選択的にレーザビームが照射されて筒状部１２１ａが選択的に加熱され、一方、厚さの薄い対向壁面１２４  にはレーザビームは殆ど照射されることがなく、レーザビームの照射による対向壁面１２４  の損傷が避けられる。なお、参考までに筒状部１２１ａの形状、対向壁面１２４  の厚さ、及び傾斜角θの一例を示すと、筒状部１２１ａの厚さは１．５  ｍｍで内径Ｄはφ１．８  ｍｍ、深さＨは３．５ｍｍ  であり、対向壁面１２４  の厚さは０．５  ｍｍ、傾斜角θは２７度である。
【００２３】
また、筒状部１２１ａが凹部１２３  に形成されているのは、密閉部に残る痕跡が突起状に残った場合には、多数の中空容器の輸送時や移動時において、その痕跡が他の中空容器の外面に擦り傷を生じさせるという問題があるので、この問題を解消するためである。したがって、この発明は、筒状部１２１ａが凹部１２３  に形成される場合に限定されるものでないことは明らかであろう。
【００２４】
〔第２の実施例〕
図４は第２の実施例を説明するためのブロー孔の中心を通る断面の拡大図である。
この実施例においては、レーザ照射装置から照射されたレーザビーム３２１  を凸レンズ３２２  によって拡散状のレーザビームとして筒状部１２１ａに照射している。拡散状のレーザビームにすることによって対向壁面１２４  に到達したレーザビームのエネルギー密度を小さくして、レーザビームが対向壁面１２４  に到達してもエネルギー密度が小さいためにそこを損傷しないようにしている。
【００２５】
拡散状のレーザビームは凹レンズによっても生成できるが、同じ拡散角を得る場合には凸レンズの方がレンズと筒状部１２１ａとの距離を大きくすることができるので、レンズの配置に余裕ができ、装置の設計が容易となる。
以上の２つの実施例はブロー成形法による食品容器等の中空体について説明したが、空気の他に蓄熱体や発泡樹脂等を充填したフロート類や、蓄冷剤を充填した蓄冷パック、射出成形法による樹脂製中空体をベースとする、スポイラやバンパ、サイドモール、リヤーパーセル、ドアポケット、ドアパネル等の自動車部品、椅子の肘掛けやキャビネット等の家具、トイレタリ部品、ＯＡ機器用ハウジング等にも適用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
この発明によれば、ブロー成形法や射出成形法によって形成された樹脂製中空体のブロー孔等を、その孔の周囲の樹脂を移動させることによって密閉する樹脂製中空体の密閉方法において、前記孔の周囲に筒状の樹脂壁を樹脂製中空体の形成時に一体に形成し、筒状の樹脂壁の開口部側から樹脂壁にレーザビームを斜めに照射して樹脂壁を選択的に加熱して軟化させ、軟化した樹脂壁を樹脂の軟化点より低い温度の押圧部材によって圧潰して前記孔を密閉するので、ブロー孔等に対向する反対側の壁面にレーザビームが直接照射されることがなくなり、その壁面に損傷を与えることがない。しかも、レーザビームはその照射領域とそのエネルギーの制御性に優れるので、加熱領域を樹脂壁及びその近傍に限定でき、かつその領域の温度を正確に制御することができる。このようにして正確に温度制御されて加熱された筒状の樹脂壁を、樹脂の軟化点より低い温度の押圧部材によって圧潰するので、押圧部材に樹脂が付着することがなく、しかも、ブロー孔等は軟化された樹脂壁の樹脂によって確実に密閉され、かつ加工部は押圧部材の形状通りに綺麗に整形される。したがって、ブロー孔等の密閉部の外観形状に優れ、気密性とその安定性が良く、加工が容易な樹脂製中空体の密閉方法を提供することができる（請求項１の発明）。
【００２７】
また、ブロー成形法や射出成形法によって形成された樹脂製中空体のブロー孔やガス注入孔、ガス排出孔等を、その孔の周囲の樹脂を移動させることによって密閉する樹脂製中空体の密閉方法において、前記孔の周囲に、筒状の樹脂壁を、樹脂製中空体の形成時に一体に形成し、筒状の樹脂壁の開口部側から発散状のレーザビームを樹脂壁に照射して樹脂壁を選択的に加熱して軟化させ、軟化した樹脂壁を樹脂の軟化点より低い温度の押圧部材によって圧潰して前記孔を密閉するので、ブロー孔等に対向する反対側の壁面にレザビームが到達してもそのエネルギー密度が小さくなり、請求項１の発明と同様に、その壁面に損傷を与えることがない。したがって、ブロー孔等の密閉部の外観形状に優れ、気密性とその安定性が良く、加工が容易な樹脂製中空体の密閉方法を提供することができる（請求項２の発明）。
【００２８】
請求項２の発明において、発散状のレーザビームが凸レンズによって形成されるので、レンズと加工物との距離を凹レンズの場合より大きく取ることができる。したがって、レーザビーム照射部と押圧部材との配置における余裕が増大し、装置の構成が容易になる（請求項３の発明）。
更に、請求項１から請求項３のいずれかの発明において、レーザビームが炭酸ガスレーザ装置によるレーザビームであるので、筒状部を加熱するのに必要十分なエネルギー密度を有し、筒状部の表面のみならず内部をも加熱でき、かつ透過したビームが中空体の他の部分に損傷を与えるほどのエネルギーを残さない。したがって、炭酸ガスレーザ装置によるレーザビームはこの発明に最も適したレーザビームである（請求項４の発明）。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による樹脂製中空体の密閉方法の第１の実施例を説明するためのブロー孔封止装置の概念図
【図２】図１のＡＡ方向の断面図
【図３】図１のブロー孔周辺の詳細を示し、（ａ）はブロー孔周辺の拡大図、（ｂ）はブロー孔の中心を通る断面の拡大図
【図４】第２の実施例を説明するためのブロー孔の中心を通る断面の拡大図
【図５】従来技術による樹脂製中空体の密閉方法の一例を示し、（ａ）はブロー孔周辺を示す部分図、（ｂ）はそのＢＢ断面の拡大図
【図６】他の従来例を示し、（ａ）はブロー成形による膨出部を切断する状態を示す部分断面図、（ｂ）は切断後の状態を示す部分断面図、（ｃ）は封止部の加熱を示す部分断面図、（ｄ）は封止部の整形を示す部分断面図
【符号の説明】
１，１ａ，  １ｂ    中空成型体
１１  口部
１２，  １２ａ，  １２ｂ  頭部
１２１，  １２１ａ    筒状部            １２２，  １２２ａ  ブロー孔
１２３  凹部                  １２４  対向壁面
１３  連通部                  １３１  連通孔
１４  膨出部
１５  封止部
２１  切断用板体                  ２２    ガスバーナ
２３，  ２３ａ，  ２３ｂ    押圧部材
３２  レーザ照射装置
３２１  レーザビーム            ３２２  凸レンズ
３４  押圧装置
４１  チェーンコンベア
４２    ワーク搬送用バケット
４３    第１のワーククランプ
４４    第２  のワーククランプ
【図１】
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【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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