(57)【要約】本発明は、容器の軽量端壁を製造する方法と、その外套部が、螺旋状に巻回された中空プロファイルから形成され、その端壁が溶接によって固定された、非加圧熱可塑性プラスチック容器とに関する。本発明は、熱可塑性プラスチック中空プロファイルが螺旋巻回され、その隣接する巻回部が互いに溶接されて軽量チューブを形成し、このチューブから、片がカットされて前記端壁の予備的形成品を形成し、この予備的形成品が成形可能状態へと加熱され、雄型半体と雌型半体との間でドーム形状にプレスされ、冷却後に、この成形片のエッジが前記容器外套部の断面にマッチングするように機械加工され、このようにして得られた端壁片が溶接によって前記容器外套部に固定される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の軽量な端壁を製造するための方法であって、以下の工程を有する、
熱可塑性プラスチックの中空プロファイルを螺旋状に巻回し、互いに接合することによって大型軽量熱可塑性プラスチックチューブを作る、
前記チューブから片をカットして端壁の予備的形成品を作る、
前記予備的形成品を成形可能状態に加熱する、
前記予備的形成品を、雄型半体と雌型半体との間でドーム形状にプレスする、
前記ドーム形状片を前記両型半体間でプレスしながら冷却する、
前記冷却された片のエッジをチューブ外套部の断面表面にマッチするように機械加工する、そして
前記外套部と前記端壁とを溶接によって互いに接合する。
【請求項２】
請求項１の方法であって、前記予備的形成品は、単数又は複数のＩＲエミッタ、対流オーブン、又は、加熱された型、によって加熱される。
【請求項３】
請求項１の方法であって、前記両型半体を前記予備的形成品の両面に対してプレスしながら、各面とこの面に作用する型半体の表面との間に真空状態を維持する。
【請求項４】
請求項１の方法であって、前記プレス工程中、前記予備的形成品の内面に引張り力を作用させる。
【請求項５】
請求項１の方法であって、前記両型半体は焼き戻しされる。
【請求項６】
請求項１の方法であって、前記冷却済み片を機械加工する工程は、前記片を前記容器の前記外套部にマッチさせるようにカットし、その後、プラスチック材を、前記容器外套部の厚みに対応したストリップに沿って、前記端壁片の外壁の内側のエッジ領域から除去する工程を含む。
【請求項７】
請求項６の方法であって、前記端壁と前記容器の外套部との結合の前に、前記端壁には、追加の補強、好ましくは、前記端壁片の周部のウェッブ領域を包囲するバンド形態の補強部が設けられる。
【請求項８】
請求項７の方法であって、前記補強バンドのための環状溝が、前記端壁片の周部の前記ウェッブ領域に機械加工される。
【請求項９】
請求項１の方法であって、前記端壁片は、内側及び外側両方の溶接継目によって前記容器の外套部に固定される。
【請求項１０】
請求項９の方法であって、溶接は、ハンド押出機、押出オートマットを使用して、摩擦溶接、電気溶接法、又は、突合せ溶接、によって行われる。
【請求項１１】
その外套部が、螺旋状に巻回された中空プロファイルから形成され、その端壁が溶接によって固定された、非加圧熱可塑性容器であって、その前記端壁が、ドーム形状にプレスされ、前記容器の外套部を形成するチューブと同じタイプの軽量チューブの壁から、前記チューブの端面にマッチするようにカットされることを特徴とする容器。
【請求項１２】
請求項１１の容器であって、前記容器の前記端壁は、その周面を包囲する金属又はその他の材料のバンドとして形成された補強を備える。
【請求項１３】
請求項１１の容器であって、前記容器は、ドレンウェルであり、前記容器の他のドーム形状の端壁が、前記ウェルの経違い継手（reducer）に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量構造の容器端壁の製造方法、及び、その外套部が螺旋巻回中空プロファイルから形成されるとともに、その端壁が溶接によって固定された熱可塑性プラスチックの非加圧容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱可塑性プラスチックから成る軽量構造容器用の端壁は、平面ディスク、アーム付（armed）平面ディスク、単層、又はアーム付単層ドームから形成されていた。これらの公知の端壁構造の欠点は、十分な強度と安定性を達成するためには使用されるプラスチック材の厚みをかなり大きくしなければならず、これによって製造コストが増大するとともに製造工程自身が複雑化することにある。ドーム形状の端壁が使用される場合には、材料厚は幾分減少するが、各端壁に使用されるプラスチック材の消費量は比較的多い。容器の端壁を円筒状に湾曲させ、それによって、それを型から製造し、容器の外套部を形成しているものと同じタイプの軽量チューブの壁からカットすることも提案されている。所定の矯正時間後、カット片を、カットして容器に形状フィットする片を形成し、この片を外套部の内面に溶接する。これにより、前述した解決構造と比較して消費される材料を少なくしながら強固な外套部が達成されるが、この場合、容器の正味容積がいくらか減少し、同時に、成形片を外套部に取り付けることは困難で時間のかかる作業である。
【０００３】
押し出し成形熱可塑性プラスチック二重シート材を熱形成する更に別の方法では、内側層と外側層との間に、隔壁によって互いに分離された長手通路が設けられる。これらの通路の圧縮を防止し、外側面を可能な限り円滑に維持するためには、たとえば、ＧＢ  Ａ  ２  ０３９  ８２４とＤＥ  Ａ  ２  ８０２  １８０とは、個々の通路の端部を、熱成形の前に、互いに圧着することによって閉じ、これによって、これらの通路に閉じ込められた空気によって、熱成形中の通路の圧縮を防止することを提案している。
【０００４】
可塑状態のプラスチック材の成形を容易にするために、ＤＥ  Ａ  ２  ２２８  １７３は、プラスチック材と型表面との間に吸引作用を達成するべく真空を使用することを提案している。ＦＡ  Ａ  ２  ６０７  ４３４によれば、成形されるプラスチック材と両型半体とのそれぞれの二つの壁面の間に真空が使用され、一方、ＤＥ  Ａ  ３  ７１０  ５８４によれば、型本体は使用されないが、成形される片のエッジを、固定状態に維持して、この片の片側に加圧空気を当てて、その通路内に空気を導入して、その成形される片をドーム形状に膨張させる。
【０００５】
上述した公知の方法に共通する特徴は、成形されるシートが比較的薄く、天窓又はランプ用のガラスドームを製造することを目的としていることにある。これらの文献で、上述した方法が容器端壁の製造に使用可能であることを示唆しているものは無い。更に、厚い二重壁のシートは、押し出し成形によっては製造することはできず、そのような熱成形法のための出発材料も入手可能ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、容器端壁を製造するための簡単で迅速、かつ、材料消費の少ない方法を達成し、かつ、そのような端壁を備えた容器を達成することによって上述した諸問題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、以下の工程を特徴とする本発明の方法によって達成される、即ち、
熱可塑性プラスチックの中空プロファイルを螺旋状に巻回し、互いに接合することによって大型軽量熱可塑性プラスチックチューブを作る、
前記チューブから片を切り取って端壁の予備的形成品を作る、
前記予備的形成品を成形可能状態に加熱する、
前記予備的形成品を、雄型半体と雌型半体との間でドーム形状にプレスする、
前記ドーム形状片を前記両型半体間でプレスしながら冷却する、
前記冷却された片のエッジをチューブ外套部の断面表面にマッチするように機械加工する、そして
前記外套部と前記端壁とを溶接によって互いに接合する。
【０００８】
上述した方法によれば、安定的で軽量な容器端壁が容易に、かつ、低材料コストで得られ、その端壁によって、容器の正味容積が最大化される。そのような容器の製造はいかなる従来知られている方法によっても不可能である。
【０００９】
端壁の前記予備的形成品を可塑状態に加熱する工程は、好ましくは、単数又は複数のＩＲエミッタ、対流オーブン、又は、加熱された型、によって行われる。加熱は、又、これらの組み合わせによって行うことも可能である。大きな片を可塑状態に加熱するためには、成形される予備的形成品のすべての部分が原則的に同時に加熱されるように可能な限り効果的かつ均一な加熱が必要である。
【００１０】
両型が互いにプレスされる時に、前記予備的形成品の全表面が型表面と接触状態に確実に維持されるようにするために、各面とこの面に作用する型表面との間に真空状態を維持することによって、ドーム形状端壁の厚みは、全体を通して同一となり、かつ、予備的形成品の長手通路間の隔壁が、成形工程中においてそれらの高さを維持する。
【００１１】
前記成形工程中、それを凸形状に成形中に、比較的厚い予備的形成品の壁は、この壁の平面に向けられた引張り力によって作用を受け、他方、凹形状に成形される壁は、この壁の平面において圧縮される。これにより、凸面においては、各長手通路に凹が現れ、これによって凸面が幾分波状になる。この作用を避けるために、本発明の一好適実施例は、前記プレス工程中に、前記予備的形成品の内面に引張り応力を作用させることを提案する。
【００１２】
本発明の一実施例に拠れば、前記成形工程中、前記両型半体は焼き戻しされる。
【００１３】
ドーム形状に成形された前記片が冷却されると、それを容器の外套部にマッチした円形にカットし、その後、プラスチック材を、前記容器外套部の厚みに対応したストリップに沿って、前記端壁片の外壁の内側のエッジ領域から除去する。これにより、端壁片が受け入れられ、その外壁は、外套部の端面全体をカバーするフランジを形成し、前記端壁片のエッジ領域は、それ自身の厚みにほぼ等しい距離だけ軸心方向に容器内に突出して外套部の内壁と接触する。
【００１４】
前記端壁には、好ましくは、それが外套部に固定される前に、追加の補強を行うことができる。そのような追加補強は、好ましくは、前記端壁片の周部のウェッブ領域を包囲するバンドであり、このバンドは、金属、複合材、等から形成することができる。前記補強バンドのための環状溝を、好ましくは、前記端壁片の周部の前記ウェッブ領域に機械加工することができる。
【００１５】
本発明による端壁片は、好ましくは、内側及び外側両方の溶接継目によって前記容器の外套部に固定される。溶接は、ハンド押出機、押出オートマットを使用して、摩擦溶接、電気溶接法、又は、突合せ溶接、によって行うことができる。
【００１６】
本発明による前記容器は、その端壁が、ドーム形状にプレス成形され、容器の外套部を形成するチューブと同じタイプの軽量チューブから、このチューブの端面に対応する形状にカットされることを特徴とする。
【００１７】
前記容器の端壁において、好ましくは、補強として、その周部を包囲する金属又は別の材料のバンドが設けられる。
【００１８】
本発明の好適実施例に拠れば、前記容器は、ドレンウェルであり、前記容器の他のドーム形状の端壁が、前記ウェルの径違い継手（reducer）に形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明による端壁の製造は、先ず、実質的に矩形の断面を有する熱可塑性プラスチック中空プロファイル２を、円筒状回転ドラム、又は、対応の支持体の回りに螺旋状に巻回し、この中空プロファイル２の隣接する巻回部をたとえば溶接によって互いに接合することによって製造され、これにより、外壁１ａと、内壁１ｂと、更に、それらの間に同様に螺旋状に延出する通路２ａを形成した状態で、これら両壁を接続する螺旋状に延出する隔壁１ｃとを備えた軽量チューブ１が達成される。
【００２０】
上述したようにして製造された熱可塑性プラスチックチューブ１の壁から、実質的に矩形の湾曲片をカットして端壁の予備的形成品３を形成する。この予備的形成品３は、たとえば、対流オーブン４に投入され、ここで、この熱可塑性プラスチック予備的形成品３が可塑状態に達するまで加熱される。これにより、前記予備的形成品３は、その内の一方がドーム状凸型表面を備えた雄型半体５ａであり、他方が、ドーム状凹型面を備えた雌型半体５ｂである、二つの型半体５ａ，５ｂ間に載置される。型プレス中に前記予備的形成品３の両壁１ａ，１ｂが可能な限り、両型半体５ａ，５ｂの型表面に形状一致し、かつ、これら両壁１ａ，１ｂ間の前記長手通路２ａの断面が変化しない状態に維持されるように、図４の矢印ＦＦによって略示されているように、型プレス中に、予備的形成品の内壁１ｂを、張力下に維持することができる。更に、前記両型半体５ａ，５ｂと、前記予備的形成品３の両壁１ａ，１ｂとのそれぞれの間に、少なくとも両型半体が互いにプレスされる時に、真空状態を維持することが好ましい。
【００２１】
ドーム形状に生成された片は、両型半体５ａ，５ｂ間にプレスされている間に冷却され、その後、図６の左側部分に略示されているように、製造されるべき容器の直径のサイズを有する、図５に図示されているようなドーム形状ディスク６にカットされる。このカッティングは、好ましくは、前記予備的形成品３が、その中心軸心回りで回転され、これによって、前記中心軸心から、製造されるべき容器の前記直径に対応する距離だけ離間して取り付けられたカッターナイフ７によってカットされることによって行われる。この同じ回転運動中、又は別の加工工程において、図６の右側に略示されているように、製造される容器の外套部８の厚みに対応する幅を有するストリップを、前記ディスク６の凸外壁の内側で、このディスク６のエッジからカットする。
【００２２】
前記端壁片６のエッジの機械加工に使用される前記カッター９は、好ましくは、それによって、前記端壁片６のエッジのウェブにおいて、前記端壁片６を包囲する、金属、複合材又はその他の材料からなる補強バンド１０のための環状溝が同時に形成される形状のものとすることができる。
【００２３】
前記端壁片６のエッジが上述したように機械加工されると、それは、そこから前記端壁片６の予備的形成品３がカットされたものと同じタイプの軽量チューブから成る容器外套部の端部に固定可能となる。前記端壁片６は、好ましくは、ハンド押出機、および／又は押出オートマットを使用して、外側１１ａと内側１１ｂを互いにシーム溶接することによって前記外套部に固定される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】そこから端壁の予備的形成品がカット、部分的にカットされる軽量チューブの一例を示している図
【図２】図１のチューブからカットされる端壁の予備的形成品の斜視図
【図３】前記予備的形成品を加熱するために本発明に使用される対流オーブンの一例の略図
【図４】予備的形成品のドーム形状片へのプレス成形の略図
【図５】型プレス成形された端壁片の中間形態の略斜視図
【図６】端壁片のエッジ部を、容器外套部の端部面の形状に一致させる機械加工の略図
【図７】前記端壁片の補強構成の一例を示す図
【図８】前記容器の外套部に対する前記端壁の固定の詳細な原理図
【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年9月4日(2003.9.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
その外套部が、螺旋状に巻回された中空プロファイルから形成され、その端壁が溶接によって固定された、非加圧熱可塑性容器であって、前記端壁は、ドーム形状にプレスされた前記容器の外套部を形成するチューブと同じタイプの軽量チューブの壁の片であり、前記片は、この片の外側凸壁が、前記外套部が前記ドーム形状端壁の開口凹部を閉じた時に、それと同時に、前記外套部の端部の凹部を閉じるフランジを形成するように、前記外套部の前記端部にマッチするようにカットされることを特徴とする容器。
【国際調査報告】
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