JP2005527399A - 圧縮成型され、分配孔を備えた頸部のある、プラスチック材料製部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

孔を備えた頸部（３）のあるプラスチック材料製の部品（１）を圧縮成型で製造するための方法であり、該方法はブランク（２０）を製作する第一過程と、前記ブランクを圧縮する第二過程とを含む。頂部壁（４）を備えた頸部（３）を伴う部品が成型されるが、該頂部壁は、その輪郭が孔を画定する、溝（５）のある薄状区域と、二つの区域とを含み、該二つの区域は、溝（５）の部位で頂部壁（４）を破断するために必要な機械的応力（Ｆ）に抗するのに適しており、二つの区域のうちの一方（７）は前記機械的応力を伝達するようになっており、もう一方（８）は支えの役割を果たすようになっている。溝（５）は、頸部の軸に対してあまり傾いていない方向に方向づけられた断面を有する。成型後、機械的応力（Ｆ）を、薄状区域（６）とは区別される頂部壁の一部分（９１）に印加することで、該部分は溝（５）の部位で断裂するようになっている。このようにして分配孔が得られる。

Description

本発明は、分配孔を備えた頸部のあるプラスチック材料製部品を圧縮成型によって製造する方法に関するものである。これらの部品は、一般的に、容器または容器の部分である。本発明は、より詳細には、成型品の高速での製作条件を対象とするものであり、該成型品には、例えばプラスチック材料製の軟質チューブの頭部のほぼ円形の孔を画定する、軸対象の頸部があって、該成型品に含まれる頸部は、分配孔と、前記頸部を軟質の円筒形の裾部に結合させる肩部とを備えている。我々は、これらの軟質チューブの頭部を用いて、本発明を説明する。

一般的に、軟質チューブは、別々に製造された二つの部品の組み合わせによって製作される：所与の長さ（典型的には直径の３から５倍）の円筒形の軟質の裾部と頭部とであり、該頭部には、分配孔を備えた頸部と、前記頸部を円筒形の裾部に結合させる肩部とが含まれる。プラスチック材料製の頭部は、別々に成型し、そして裾部の一端に溶着することができるが、該頭部は有利には、射出成型技術（仏国特許発明第１０６９４１４号明細書）、あるいは、押出成型されたブランクの圧縮成型技術（仏国特許出願公開第１３２４４７１号明細書）を用いて、成型され、裾部に自己溶着される。

これらの二つの技術において、裾部はパンチの周りにはめ込まれ、その一端はパンチの端部を少しはみ出しており、パンチの前記端部は、チューブの頭部の内面（肩部と頸部の内部）を製作するための型として用いられる。これら二つの技術では、パンチの端部に押し付けられることになる金型が用いられ、この金型の空所は肩部と頸部の外面を画定する。これらの方法の主要な違いは、第一の場合にはプラスチック材料の射出前にまず、これらの成型具が互いに強く押し付けられ、第二の場合には、押出成型されたブランクの圧縮をもたらすのはそれらの互いの接近であるということに存する。

２００１年３月１９日に出願された仏国特許出願第０１０３７０６号明細書において、本出願人は、圧縮成型技術を用いることで、製造速度を相当に向上させられる（毎分２５０から３００単位を超える）ことを述べた。この仏国特許出願第０１０３７０６号明細書の一環として、本出願人は実際に軟質チューブの製造施設を提示しているが、該製造施設において、チューブの頭部は、連続運動で駆動される成型具を用いる圧縮成型によって製作されており、このことにより、経済的に許容可能な条件で、相当に優れた製造速度が得られた。

圧縮成型では、ブランクの製作と、成型具へのその配置とが特有の問題を呈し、該問題の解決法は多くの特許の対象となっている。しかしこれらの問題は、連続運動で動いている成型具を使おうとするときに甚だしくなり、これまでに提案された解決法はこの新しい制約にはほとんど採用されていないことが分かっている。

仏国特許出願公開第１３２４４７１号明細書（Ｋａｒｌ Ｍａｇｅｒｌｅ）はチューブの頭部の圧縮成型方法を記載しており、該方法において、下方の型はマンドレルの端部と、そのマンドレルの周りにはめ込まれた裾部の端部とで構成されており、前記裾部の端部は前記マンドレルの端部からはみ出している；導管に規則的に配分された複数の孔からプラスチック材料を射出することで、マンドレルの端部と裾部からはみ出した部分とによって画定される空間に供給が行われる；プラスチック材料はカウンターパンチの周りに配分されるが、該カウンターパンチはマンドレルの端部に設けられ、頸部の下部の形状を成型するようになっている。いったん必要量のプラスチック材料が導入されると、導管は取り除かれ、放射状の移動によって上方の型の部分を接近させ、ついで下方の型を上方の型へ接近させることによりプラスチック材料が圧縮される。噴出口は円周に規則的に配分されており、そうして射出された材料は、圧縮を受ける前に、円周に沿ってほぼ均質に配分される。こうして分配孔の周囲にほぼ均等な厚みが得られる。

仏国特許出願公開第２４６０７７２号明細書（Ｋａｒｌ Ｍａｇｅｒｌｅ）および米国特許公開出願第４９４３４０５号明細書（ＡＩＳＡ）は、プラスチック材料を圧縮するという考えにしたがっているが、このとき、該材料は既にほぼ規則的に円周に配分されている。これらの特許出願は円環状の押出成型されたブランクを提案しており、該ブランクは成型具の可動部分の一つに結合された中央突起部の周りにはめ込まれる。円環状のブランクを突起部の周りにはめ込むことで、分配孔の部位に位置する成型具の二つの部分が、圧縮されるブランクのプラスチック材料がこの区域に達する前に、互いに接触することが可能になる；より正確には、成型具のこれら二つの部分の間のギャップが非常に弱いために、プラスチック材料の粘性の流れが全く発生しない。円環状のブランクにより、このようにより容易に、そして直接、鮮明な縁部を呈する孔を備えた頸部が得られる。
仏国特許出願公開第２４６０７７２号明細書

仏国特許出願公開第２４６０７７２号明細書では、円環状のブランクの押出成型は環状のダイを有する押出成型機によって行われ、該ダイの開口部は弁によって制御される。該弁は、位置によって、プラスチック材料の環状の流れを塞いだり塞がなかったりし、その移動によって、そのようにして得られる円環状のブランクのサイズが制御される。弁によって制御されるプラスチック材料の不連続の押出成型によって得られる円環状のブランクを用いることは、したがって、鮮明な縁部を呈する孔を備えた頸部を圧縮成型によって効果的かつ直接的に得ることが可能な、先行技術で知られている唯一の方法である。しかしながら、このような技術はほとんど正確ではなく、円環状のブランクの重さについて良好な再現性を得ることができず、このことが圧縮成型の条件を複雑にするため、圧縮成型には、例えば、すべての余剰材料がもっと容易に除去されうる、射出成型の柔軟性はない。

また、円環状のブランクは成型具の中を移動させることでかなり急速に冷却される。接触面が規則的に配分されていないので、冷却は均質ではなく、ブランクの円環の幾何学形態によってもたらされる利点、つまり圧縮前の材料の良好な配分の大部分を失ってしまう。国際公開第９６／０９１５１号パンフレット（Ｋａｒｌ Ｍａｇｅｒｌｅ Ｌｉｚｅｎｚ）で提案されたような多くの解決策によって、圧縮前のブランクの冷却の広がりと非均質性を減少することが可能であるが、該解決策は、補足的な成型具の要素（例えば、国際公開第９６／０９１５１号パンフレットに記載の、中央突起部の周りを滑る補助支柱）ならびにそれらの移動の制御を可能にする手段の導入を必要とする。このような洗練化では、成型具を経済的にほとんど有利にできず、ひいては連続ユニットの動きを成型具の可動部分に合わせようとしたときには、法外に高くつくことになる。

最後に挙げると、円環状のブランクの製作そのもの、およびパンチと金型の間のギャップにそれを配置することは、成型具が連続的な運動学性で駆動される際には重大な問題を呈するのだが、それはなぜなら、射出と同様に押出成型は成型具の連続運動への対応が悪く、そして、ブランクを得られるようにする押出成型手段そのものを移動させられる移送手段、あるいは、「静態的に」得られる円環状のブランクを回収して、それを、連続運動で移動する圧縮成型具のギャップに大きく変形させずに配置させられる移送手段を用意する必要があるからである。

欧州特許出願公開第０８４１２５８号明細書は、計量用の栓に挿入されるプラスチック材料製の挿入物の圧縮成型による製造方法を記載している。これらの挿入物は円筒形の分配用突端を備え、分配孔を塞ぐ覆いを有しているが、このことは、用いられるブランクが、必ずしも円環状ではなく、製作がより簡易な塊状を呈してもよく、そしてそれを成型具のギャップに置くことがあまり困難ではないことを示しているようである。しかし、この覆いは、挿入物の成型後、切断具での切断によって除去されなければならない。この切断は補足的な過程の連続を課すものであり、このような方法があまりかさばらない挿入物に応用可能であっても、該方法を、頭部を裾部に自己溶着する圧縮成型による、チューブの頭部の成型へと転換させることは難しいものであり、それはなぜなら、用いられる成型具がより複雑でかさばるからである。該成型具を連続ユニットの動きに合わせようとすると、問題はより複雑になってしまう。

本出願人はしたがって、上述した問題を被らずに、孔のある頸部を備えたプラスチック材料製の部品を圧縮成型で製造する方法を開発しようとしたものであり、このことから、該方法は、連続的な運動学性で駆動される器具によって容易に実施されることが可能である。

本発明の対象は、孔を備えた頸部のあるプラスチック材料製の部品を圧縮成型によって製造する方法であり、該方法は、プラスチック材料製のブランクを製作する第一過程と、前記ブランクを圧縮する第二過程とを含み、該第二過程において、適切な温度にされた前記ブランクは、圧縮成型具の少なくとも二つの可動部分の間に含まれるギャップに配置され、そして成型具の前記可動部分の相互接近によって圧縮されるものであり、ブランクのプラスチック材料は、前記可動部分の空所のキャビティを満たすように、前記可動部分が相対的に停止するまで流れ、一度合わせた成型具の前記可動部分の空所は、頸部のある前記部品の空間を画定し、前記空所は、一度成型された前記頸部が頂部壁を呈するような形をしており、該頂部壁は、輪郭が孔の所望の形状を画定する薄状区域を含むものであって、前記方法は、前記薄状区域に沿って溝があり、該溝の、頸部の軸を通過する直径方向の平面による断面が、頸部の軸にほぼ平行な方向に方向づけられていることと、前記頂部壁が機械的応力の印加区域も含み、該応力が前記頂部壁に十分な強さで印加されることで、頂部壁を前記溝の部位で破断するようになっており、前記印加区域が薄状区域と区別され、前記頂部壁がまた、前記機械的応力に抗するのに適した二つの区域も含み、そのうちの一方が前記機械的応力を伝達し、もう一方が支えの役割を果たすようになっていることと、そして、可動部分の相対的な移動によって前記成型具を開いた後、前記機械的応力が前記印加区域に印加されることで、前記溝の部位で破断が起こり、頂部壁の少なくとも一つの部分が分離し、そうして分配孔を開けるようになることを特徴としている。

前記溝は、頸部の軸にほぼ平行な方向に方向づけられた、頸部の軸を通過する直径方向の平面による断面を有し、この方向において該溝は、前記軸と、あまり大きくない角度、典型的には０と４５°の間、好ましくは０°と３０°の間の角度をなす。

そして、溝の部位に位置する頂部壁の薄状区域を、破断区域あるいは分割可能区域と称することとする。分割可能区域はしたがって、面の一つが溝を備えた薄状の頂部壁の一部である。この溝は頂部壁の下面にあってよいが、好ましくは、該溝が頂部壁の上面に位置することで、破断から生じる、場合によっては起こりうる残留薄状区域の変形が、視覚または触覚で知覚できる幾何学形態的な欠陥を引き起こすことを避けられるようになる（傷付断片）。

頂部壁は必ずしも一定の厚みの壁ではない。頂部壁は、様々な部分を具備してよく、そこには重厚な部分があってもよいが、分配孔をふさぐ壁の役割を果たす少なくとも一つの部分を具備している。

成型部品を製作するようになっている成型具は慣用的なものである。つまり、一方が他方に対して可動の少なくとも二つの部分を含んでいる。チューブの頭部の場合、これらの二つの部分はパンチと金型である。多くの場合、頸部はその壁の外側にネジ留め用のネジ山を呈する必要があり、このことは金型自体を複数の可動部分で使うことを要請し、該可動部分は、例えば放射移動によって各部分が互いに離れることで、ネジ山を切られた部分の離型を容易にするようになっている。

本発明によって成型される部品には頸部があるが、該頸部は直ちに孔を備えるわけではない。つまり、該孔は後の過程で製作されるが、切断具を用いる必要はない。したがって、圧縮は必ずしも円環状ではないブランクで行うことができ、該ブランクが塊状であることは、一方では重量的に再現可能な仕方でより得やすく（圧縮成型条件の改善）、他方では冷却の広がりと非均質性を減少させる。この形状は実際、重量的に良好な再現性に適しているのだが、それはなぜなら、ダイの出口で剪断機によって塊状の押出成型物を押出成型できるからである。そうして得られる材料の量は、ダイ外部の剪断機の刃の、押出成型方向に直角な移動で決まるものであって、ダイ内部を軸方向に滑り、断続的に環状の孔を塞ぐようになっている弁の移動では決まらない。

頸部には頂部壁がかぶせられており、該頂部壁は一時的に孔をふさぐものであるが、これ以降は蓋と称することにする、該頂部壁の一部分は、部分的あるいは全体的に機械的応力を単に印加することで、本方法の後の過程で分離されるが、該応力は、機械的応力の印加区域と称され、分割可能区域とは区別される、頂部壁の一部分に加えられる。

頂部壁は少なくとも四つの区域を含む。機械的応力の印加区域、機械的応力の伝達区域、分割可能区域、および支え区域である。機械的応力は、前記頂部壁に、印加区域の部位で、十分な強さで印加されることで、前記頂部壁を前記溝の部位で破断するようになっている。破断を引き起こすために必要な応力の強さは、前記機械的応力の方向と、分割可能区域に対する印加点の隔たりとで決まる。

好ましい実施態様では、蓋、つまり、分割可能区域の破断後に部分的または完全に分離する頂部壁の部分は、溝の部位で頂部壁を断裂するために印加される応力を伝達する区域であり、また、頂部壁を頸部につなぐものに対応する部分は、支え区域である。蓋は任意の幾何学的形態を有し、該形態は、破断を引き起こすために印加されるべき機械的応力のタイプに適合化されている。該蓋は、端部に印加される応力をテコの効果によって増幅するために、図１に示すように、細長い棒の形状であってよく、また、図４に示されるように単なる覆いの形状を有してもよく、あるいは、横断面が凸部のない多角形の形状（図５）、または輪郭（軸を通過する直径方向の平面による断面）が図３に示されるようなＴ字の形状である突起を有していても良い。溝は任意の曲線に沿い、該溝は必ずしも平面ではなく、必ずしも閉じていない。該溝が閉じていれば、分割可能区域の破断は蓋の完全な分離を引き起こす。該蓋は、好ましくは分割可能区域を破断するためにもたらされるエネルギーの残留部分を用いて、有利に取り除かれる。溝はまた、開いた輪郭に沿ってもよい。この場合、分割可能区域の破断は、蓋の部分的な分離を引き起こす。該分割可能区域はこのとき舌状部品の形状であり、該舌状部品を開放位置で折られたまま保つ必要があることで、孔は、破断された分割可能区域の輪郭と、そのようにして得られ、折られたまま維持されている舌状部品の基部とによって画定される。この場合、部分的に分離された蓋を取り除く必要はない。

分割可能区域には溝で切り込みが入れられており、該溝の頸部を通過する直径方向の平面による断面は、頸部の軸に対してあまり傾いていない方向にしたがって方向付けられる。例えば、溝がＶ字の形状を有していれば、Ｖ字の二等分線は、頸部の軸に対してあまり傾いておらず、円筒または円錐を描くが、該円筒または円錐は中心が９０°未満、好ましくは６０°未満の角度を有する。したがって、前記二等分線は前記頸部の軸と０と４５°の間、好ましくは０°と３０°の間に含まれる角度をなす。Ｖ字の角度は３０と９０°の間、典型的には４０と５０°の間に含まれる。Ｖ字は、必ずしもその二等分線を中心として対称に分岐線を呈するわけではない。

一般的に、求められる孔は単なる円状であり、分割可能区域は、断面がＶ字状の環状の溝であって、該Ｖ字の内側分岐線（つまり軸に最も近接する分岐線）は軸に対してわずかに傾いており、外側分岐線はより大きく傾いている。典型的には、Ｖ字の内側分岐線は軸と５°未満の角度をなし、二等分線は頸部の軸と２５°の角度をなし、そして外側分岐線は前記軸と５５°未満の角度をなす。

機械的応力が、蓋の特定の箇所に加えられる力であるにしても、モーメントであるにしても、溝の形状は局所的に、機械的応力の印加によって生じる応力の集中に有利に働く。横断方向の壁は、小さな広さ、例えば分割可能区域に限定された広さであってよいが、該壁が溝を方向づけるために存在することで、その軸が頸部の軸にほぼ平行となるようにしなければならない。

本出願人は、このような幾何学的形態により、破断エネルギーが集中し、分割可能区域の制御された断裂を引き起こすことのできる、大きな機械的負荷に耐えられることを確認した。この耐性は、例えば頸部の壁面に位置し、断面（軸の直径方向の平面による）として二等分線が頸部の軸に直角なＶ字を呈する環状の溝の場合よりも、はるかに大きい。

容易に分割可能な区域は、溝の存在自体のために、近傍の区域よりも薄くなっている。好ましくは、溝の下に残っている厚みは、溝を除く横断方向の壁全体の厚みの３０％未満である。典型的には、目的とする容器の幾何学的形態のためには、該厚みは０．１と０．６ｍｍの間に含まれる。該厚みは薄いので、頸部の他の部分よりも急速に冷却され、このことによって、衝撃よりもより乱暴ではない破断を引き起こす応力、つまり、およそ１０³ｓ^?1の変形速度を生み出す応力を印加できるようになる。機械的応力は例えば、軸方向の押す力または引っ張り力、頸部の軸を中心とする回転、二つの組み合わせ（例えばネジ外し−頭部のストリッピングの間）、細長い棒の形状をした蓋の他方の端部に印加される応力などである。

本発明の好ましい実施態様では、蓋の破断が、成型に続く冷却の間、材料の安定化の直後に行われ、このことによって、成型具から部品を取り出す前に蓋を破断できるようになる。推奨されるのは、分割可能区域の破断を、プラスチック材料が前記分割可能区域において非結晶転移温度の付近の温度に達するとすぐに行うか、あるいは、分割可能区域は実際、それを取り巻くより厚い区域の熱慣性のために、成型部品の冷却中に温度が戻るので、頭部ユニットの完全な冷却を待つことである。

また、圧縮成型すべきブランクを、頸部の内部表面を形成するようになっている成型具の突起部分の端部の上あるいは直接正面に置くことも有利である。成型具と接触しているブランクの部分は、伝導によってブランクの残りの部分よりも少し早く冷却される。この場所でプラスチック材料をより強く冷却すること、摩擦、および結果として生じる材料の不均質な流れに関連する表面の欠陥は蓋に残ることになり、該蓋はその後分離される。したがって、これらの欠陥は現れないものである。

この方法は、本出願人によって２００１年３月１９日に出願された仏国特許出願第０１０３７０６号明細書に記載されているような、連続的な運動学性による成型具を用いる際に特に有利となることが明らかである。この出願において、成型具は、ブランクの圧縮を引き起こす相互の接近の他に、全体的な連続運動によっても駆動され、該連続運動は、必ずしも平らではないが、相互の接近の方向に直交したままの成分を有している。以下で説明する例２は、本発明の実施態様を表しており、該実施態様は、一方では、ブランクの製作と、連続運動をしている成型具へのブランクの配置に応用され、他方では、成型されたチューブの頭部が常に運動中のパンチにはめ込まれているときの、孔の製作に応用されている。

継続的な運動学性での応用可能なもう一つの解決法は、蓋の一部に例１のものに匹敵する細長い棒の形状を与え、金型がパンチから離れるとすぐに、例えば固定の指状突起によって棒状部の端部に応力を印加することからなり、該指状突起の前には、まだチューブの頭部を備えているパンチが次々と現れる。棒状部に与えられ、該棒状部によって横断方向の壁に伝達されるたわみの効果のもと、分割可能区域は破断し、蓋は、連続運動中の製造ラインの外で、正確で再現可能な方向にしたがって取り出される。

鮮明で再現可能な破断を得るために、材料は好ましくは、２００ＭＰａを超える環境温度での引張弾性率、好ましくは５００ＭＰａを超える引張弾性率を有する。

この方法は、孔を備えた頸部のある成型部品を、連続的な運動学性において製作する目的で開発されたものの、ケースバイケースで作動する機械を用いる成型方法に応用することができる。本方法に含まれる分割可能区域の設計により、本発明による方法によって、多大の可能な機械的負荷の中から、最もコストをかけずに分割可能区域の制御された断裂を得られるようにする負荷を選べるようになる。

蓋が断裂される本方法の最終過程は、厳密に言う製造（成型に続く冷却過程の間、または連続的な運動学性での製造装置の出口の直前などで実施される）に統合されることができる。該過程はまた、最初の使用まで延期されることもできる。例５はこの場合を表しており、この場合においては、初めて栓のネジを開ける際、蓋の破断機構を起動させるのは使用者である。したがって、本発明のこのような態様により、最初の使用の前に、チューブの無断開栓がないことを保証するシステムを備えたチューブの頭部が得られるようになる。

図面
全ての図面は軟質チューブの製作を表している。図３を除き、図面は、チューブの頭部、圧縮成型具の部分、あるいは栓の、直径方向の断面を表している。

分割可能区域を破断するための応力の印加前での、本発明によって製作された特徴的なチューブの頭部を表している。

本発明による分割可能区域の断面の特徴的な形状を表している。

直径方向の断面による、圧縮成型具へのブランクの配置を表している。

圧縮終了時の成型具と成型された部品とを表している。該部品には蓋があり、該蓋のＴ字形状の輪郭は、蓋の外面へ環状の窪みの存在を生じさせる。

そうして成型されたチューブの頭部を備えたパンチが離れることを表している。用いられた尺度のため、環状の溝は図示されていない。

分割可能区域の破断後の蓋の除去を表しており、該破断は、指状突起が環状の窪みにはまるようになっているフォークによって生じる、軸方向の移動によって引き起こされたものである。

一つの解決法の斜視図を示しており、該解決法において、図２ａから図２ｄのチューブは、連続回転運動にしたがう成型具によって製作され、また、蓋の除去は単純に、チューブの軌跡に接していない静止したレールにおいて前記可動の蓋の端部を捕らえることによって行われる。

蓋が軸方向の押す力によって断裂され、そして除去される、もう一つの場合を表している。

蓋が金型のストリッピングの間に行われるネジ外しによって断裂され、そして除去されるもう一つの場合を表している。

三つの変形例における本発明の実施態様を表しており、該実施態様においては、頸部が栓に圧縮によって一体成型され、該栓は金型のキャビティに事前に配置されている。図６ａ）は、栓へのチューブの頭部の圧縮による一体成型前の装置を表している。図６ｂ）は、栓へのチューブの頭部の圧縮による一体成型後の装置を表している。図６ｃ）、６ｅ）、および６ｇ）は、円環状のエッジを備えた成型具の部分を表しており、該エッジにより、分割可能区域の成形が可能になる。（６ｃ）はパンチ、６ｅ）および６ｇ）は栓を表す。図６ｄ）、６ｆ）、および６ｈ）は、三つの異なる場合おける、一体成型後に得られるチューブの頭部と栓の組み立てを詳しく描写している。

例１（図１ａおよび１ｂ）−本発明による方法の枠組みにおいて設計されたチューブの頭部。

図１ａに示されたチューブの頭部１には、肩部２および頸部３があり、該頸部の上端部には頂部壁４が載っており、該頂部壁には、少なくとも一つの薄状区域６があり、該区域の上面は溝５を備え、該溝の閉じた輪郭は孔の所望の形状を画定している。分割可能区域とも呼ばれる、この薄状区域６は、二つの区域７および８に囲まれているが、該二つの区域は、前記分割可能区域を破断するのに必要な機械的応力Ｆに抗するのに適しており、該区域の一方（７）は前記機械的応力を伝達するようになっており、他方（８）は支えの役割を果たすようになっている。

蓋１４は頂部壁４の部分であり、該蓋は切り離され、この場合では、棒状部９の端部９１に対する機械的応力Ｆの印加によって取り除かれる。応力の印加区域は棒状部９の端部９１である。機械的応力の伝達に適した区域は棒状部９と覆い７を含んでいる。機械的応力Ｆの印加は、棒状部９が構成するテコの腕の効果によって増幅され、分割可能区域の破断と前記蓋１４の除去という結果になる。

分割可能区域６は、溝５でＶ字の形状に切り込みを入れられており、頸部の軸と５°の角度をなす内側分岐線６１、前記軸と５５°の角度をなす外側分岐線６２、および、頸部の軸と２５°の角度をなすＶ字の二等分線６３を伴う。

この例の特徴的な場合では、頭部は高密度のポリエチレンで成型される。その頸部３は、１１．５ｍｍの外径と平均１．５ｍｍの厚みを有する（ネジ留めのネジ山を除く）。約１ｍｍの厚さである横断方向の覆い７は、頸部３の頂点の端部８につながっており、該端部は支え区域の役割を果たす。棒状部９は１０ｍｍの高さを有し、分割可能区域の部位で覆いに残っている厚みは０．３ｍｍである。

分割可能区域が断裂し、蓋が取り出されるためには、およそ１ニュートンの応力Ｆを印加するだけで十分である。いったん蓋が取り除かれると、頸部３は直径が７ｍｍの孔を呈し、該孔は局所的なバリや変形は呈さない。

例２のように、連続的な運動学性で移動する成型具を用いると、金型が離れるとすぐに、チューブの頭部１を備えたパンチを固定の指状突起の前に次々と移動させる。該指状突起は移動中の棒状部９の端部９１を保持し、そして、棒状部に課され、該棒状部によって横断方向の壁５に伝達される撓みの効果のもと、分割可能区域６は破断し、蓋は、連続運動の製造ラインの外で、正確で再現可能な方向にしたがって取り出される。本出願人は、毎秒０．２メートルに近い、またはそれ以上の線形速度で、分割可能区域のくっきりとした鮮明な破断を得た。非常に満足できる結果は、高密度ポリエチレンで成型された頭部で、毎秒０．８メートルの速度で得られた。

例２（図２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄおよび３）−連続的な運動学性での圧縮成型によるチューブの頭部の製作態様に応用可能な、本発明による方法。

軟質チューブは、別々に製造される二つの部品の組み立てによって製作される。すなわち、軟質の円筒形の裾部１０と、前述したものと同様の頭部である。高密度ポリエチレンの頭部は、押出成型されたブランク２０の圧縮成型技術を用いて成型され、裾部１０の端部１１に自己溶着される。

図２ａは、圧縮成型具における高密度ポリエチレン製ブランク２０の配置を、直径方向の断面によって表している。この成型具は、パンチユニット３５と金型ユニット３０を含んでいる。圧縮は、成型具の二つの部分が相対的に動かなくなるまで、パンチユニット３５と金型ユニット３０を相対的に接近させることによって得られる。これらの成型具のそれぞれの部分は複数の部品（それぞれ３５０と３５１、３００と３０１）を含み、該部品は互いに可動であるが、圧縮の際には不動であり、互いに連動する。これらの部品の相対的な移動は、特別な制御の導入を必要としない。つまり、該移動は、パンチユニットと金型ユニットの間の相対的なユニットの動きによって行われる。圧縮の初めに、中央突起部３５２は周縁部３５１と連動し、これがパンチユニット３５を形成する。部分３００は、円錐の嵌合部によって課される放射状の移動によって隣接し合い、上部３０１と連動するすべてが、上部と共に、金型ユニット３０を形成している。

裾部１０はパンチの周縁部３５１の周りにはめ込まれ、その端部１１の中の一つはパンチのこの部分３５１の端部をわずかにはみだしており、パンチのこの部分の端部は、チューブの頭部の内部表面（肩部と頸部の内側）を製作するための型の役を果たす。パンチの中央部３５０の端部３５２は、頸部の内部を成型するようになっている中央突起部である。金型の可動部分３０が放射状に移動することで、いったんネジ山が成型されると、ネジ留めのネジ山をあけるようになっている。

図２ｂは圧縮の最後における成型具と成型部品２１を表している。該部品とは軟質チューブ２１であり、該チューブは円筒形の裾部１０、肩部２２および頸部２３を含んでおり、該頸部には、頂部壁２４がかぶせられている。頭部は、成型され、裾部１０の端部１１に自己溶着されている。頂部壁２４は、分配孔をふさぐ蓋の役割を果たす横断方向の壁２５と、Ｔ字の形状の輪郭を有する突起部２９を含むことで、その側面の壁に環状の窪み２８を具備するようになっている。

図２ｃは、金型ユニットに対してパンチユニットが離れることを表している。このように製作された軟質チューブは、パンチユニットと連動したままであり、そして冷却される。高密度ポリエチレンが安定するとき、冷却の数秒後に、フォーク４０がチューブの頭部の近傍に近づけられる。

図２ｄは分割可能区域の破断後の頂部壁２４の除去を表しており、該除去は、フォーク４０によって課される軸方向の移動によって引き起こされ、該フォークの指状突起は環状の窪み２８に嵌合するようになっている。分割可能区域２６は、例１の分割可能区域の幾何学的形態と同一のＶ字の環状の溝を伴う幾何学的形態を有している。したがって、完成したチューブの頭部５０には、分配孔を備えた円筒形の頸部がある。

図３は、図２ｄに示された解決法の代替の解決法を表している。成型具、特にパンチは、仏国特許出願第０１０３７０６号明細書の図２の参照番号１０で指示される装置によって課されるような連続回転運動Ｒに従う。いったん形成されると、チューブ５０は成型後に前記パンチと連動したままであり、蓋の除去は、単にＴ字の蓋の端部を捕らえることで行われ、チューブの環状の窪み２８は、チューブの頭部の軌跡に接していない、静止したレール４０’に嵌合するようになっている。

例３（図４）

図４はチューブの製作のもう一つの場合を表しており、ここでは、頭部は同様に圧縮によって成型され、裾部に同時に溶着されており、この場合において、頂部６４は単一の覆い６５を含み、該覆いには、頸部への継ぎ目の近傍に環状の溝がある。覆いは断裂され、そして軸方向の押す力によって取り除かれる。蓋は、図４に示されているように、覆い６５に限定される幾何学的形態を有してもよく、もしくは、図１に示されているように、前記覆いを含んでもよく、また同様に、捕捉と軸方向の圧迫を容易化するための棒状の形状の部分を備えていてもよい。

例４（図５）

図５はチューブ製作のもう一つの場合を表しており、ここでは、頭部は同様に圧縮成型され、裾部に同時に溶着されており、この場合において、頂部壁７４は、凸部のない多角形の断面（典型的には星形）の突起部７５と、蓋の役割を果たす低部を含む。金型３０’は放射状の可動部分（３００）を具備しておらず、ねじ切りされた頸部を伴う頭部の離型は、ネジ外しによって実施される。凸部のない多角形の突起部７５はまだ、該突起部を成形した型のキャビティを占めているので、回転中にブロックされ、分割可能区域は結果として生じるねじれ効果のもとで断裂し、したがって、突起部は分離され、ネジ外しの間に取り除かれる。

同様に、このタイプの蓋を、放射状に移動する部分（３００）を伴う金型で製作することも可能である。この場合、チューブの頭部は冷却後に離型され、そして分割可能区域は断裂され、蓋は回転によって、凹面の多角形断面の相補的な形状を有するレンチを用いて取り除かれる。

例５（図６ａから図６ｈ）

この例によって、ギャップの極度に精細な調整によって課される繊細な問題を解決することができるのだが、該ギャップは行程の最後に、成型具の可動部分の間、特に分割可能区域の成形に役立つキャビティの近傍に存在している。実際、高速で製造されたこれらのチューブに対する均質な破断条件を得るためには、分割可能区域の幾何学的形態を最高に反復可能とすることが重要であり、分割可能区域の最低限の厚みは、最高でも数ミリメートルしか変化してはならない。

ギャップのこの微細な調整は時間がかかり、このことは、頻繁に行わなければならない分だけ生産速度を制限する（成型具の膨張や作動部の摩耗などに関連する不調）。また、成型具は、調整の欠陥、成型具内のプラスチック材料の不足、異物の存在などの場合には、甚大な破損の危険を受ける。最後に、成型具はまた、摩耗に対する感度のために、耐久性の欠如という大きな危険性にもさらされている。

例えばパンチに属する剛性金属要素と、例えばプラスチック材料である、剛性の低い要素との間で、分割可能区域がブランクの圧縮成型によって成形されれば、これらの様々な点は有利に減じられ、ひいては除去される。したがって、第一の可動部分と第二の可動部分を含む圧縮成型具が用いられるのであり、前記第一の可動部分は、少なくとも前記分割可能区域の成形に役立つ空所において、前記第二の可動部分の材料よりも剛性が低い材料でできている。これは、頸部のこの部分が、分配孔を塞ぐようになっている栓に直接一体成型されれば、有利に実現可能である。

一つが金属であり、もう一つがプラスチック材料である二つの材料の組み合わせにより、互いに損傷させる危険性なく、二つの成型部分を接触させられるようになる。このようにギャップの調整の繊細さを制限することができ（調整時間の減少）、成型具の破損の危険性を減じることができる（栓の上の機械的な止め具、すなわち、栓の存在という欠陥の場合の、肩部における成型具のストッパー）。また、一体成型により、容器と栓の組み立てが直接得られ、該組み立てにおいては接触面が完全に対応しており、このことによって、使用の間全体にわたって容器の密封が可能になる。

こうして、本発明のこの態様の枠組みにおいて、成型具の可動部分の一つ、この場合での金型は、前記孔を塞ぐようになっている栓を備えることができる。該栓は、内面が少なくとも部分的に成型用の空所の役割を果たすように位置づけられることで、前記頸部を、少なくともその分割可能区域の部位で成形するようになっている。

栓への頸部の一体成型は、本出願人によって出願された国際出願ＰＣＴ／ＦＲ０２／００６８６号の例４に記載の方法に類似の仕方で行うことによって実行できる。この方法では軟質チューブの製作が問題となっている。チューブの頭部は成型され、スリーブ内での切断によって得られる円筒形の裾部に溶着される。この特徴的な場合において、頭部はその成形と同時に裾部に溶着される。

図６ａでは、金型８３０のキャビティに配置された栓８０５が確認できる。国際出願ＰＣＴ／ＦＲ０２／００６８６で指示されているように、この栓自体は同一の金型を用いて少し前に成型されていてもよいが、同様に他の成型装置で独立して得ることもできる。このキャビティの外で、金型８３０の空所はチューブの肩部８２の外面を画定する形状を有している。栓８０５の内面は頸部８３と頸部の座部の外面を画定する。

パンチ８３５は裾部８０１を備え、該裾部の端部８０２はパンチの肩８４６からわずかにはみ出している。栓８０５は平均１ｍｍの厚みを有する。栓の内面は、場合によっては、一つまたは複数のネジ留め用のネジ山を備えており、成形すべき頸部の外面を画定する。栓で覆われていない金型８３０の空所の部分は、肩部の外面を画定する。金型８３０は支え具の役割を果たす。

押出成型器の出口で取り出された低密度ポリエチレンのブランク８２０は、パンチの端部もしくは金型８３０のキャビティに配置される。該ブランクは、頭部の目的の形状が得られるまで、パンチと金型の接近によって圧縮される。この移動の影響下でブランク８２０は変形し、プラスチック材料の流れは、徐々に空間を減少させる残留ギャップの自由面によって案内される。パンチ８３５と金型８３０が合わさっているとき、これらは成型用のキャビティを画定し、該キャビティにおいて裾部の端部８０２が閉じ込められる。圧縮の影響下でブランクのプラスチック材料は流れ、パンチと金型の空所とによって確定される空間のさまざまな部分を満たすようになり、そうして肩部８２と頸部８３を形成し、該頸部は横断方向の頂部壁８４と分割可能区域８６を備えている。プラスチック材料も同様に裾部の端部８０２と接触する。頭部と裾部のプラスチック材料は、他の熱または材料の供給なしに互いに密接に溶着される。該プラスチック材料は、圧力下での緩やかな維持の後も冷却の後も、互いに溶着されたままである。

成型具は離され、ユニットが外される。ユニットは、頸部と栓の寸法の完全な安定が得られるように冷却される。

分割可能区域（８６、８６’、８６’’）は、円環状のエッジ（９０、９０’、９０’’）の形状を有する成型部分によって成形される。この円環状のエッジは、雄型成型具（パンチ−図６ｃ）−９０）、あるいは栓（図６ｅ）（９０’）および図６ｇ）（９０’’））に属する。第一の場合（図６ｃ）および図６ｄ））では、破断は外面で起こるが、バリができる危険性は低く、それは、鋼鉄製の円環状のエッジにより、鋭角、したがって破断時の分割可能区域を支配する応力の大きな増倍率を与えられるようになるからである。その他の場合には、分割可能区域の破断の結果として生じうるバリは、頸部の内部では見えないままであることができる。

分割可能要素は、逆抜き勾配の突起部８９または８９’を栓に含めることで、栓と連動することができる。チューブは実質的に、栓の最初のネジ外しのときにだけ開放され、破断応力はそのとき不可侵性と関連するものである。

頭部の成形後に栓のネジ外し防止を保証するために、ネジ留め用のネジ山の端部に、米粒状のタイプの薄い隆起を準備してもよい。逆抜き勾配の突起部は栓（８９’’）の厚みを貫通してもよく、こうして栓を通過する押出成型される材料は、栓の頂点を満たすため、とりわけそこに、例えばクライアントのロゴによってカスタマイズされた装飾を組み込むために用いることができる。

利点
・単純な成型具。
・孔についての先行する実施態様に関連する欠陥（バリ、汚濁、焼き付きなど）の除去。
・ブランクの重量面での良好な再現性であり、これは圧縮成型の信頼性を高める。
・連続的な運動学性での製造方法へ適用する簡易性。

符号の説明

１ 部品
２ 肩部
３ 頸部
４ 頂部壁
５ 溝
６ 薄状区域
９ 棒状部
１０ 裾部
１１ 端部
１４ 蓋
２０ ブランク
２２ 肩部
２３ 頸部
２４ 頂部壁
２５ 壁
２６ 分割可能区域
２８ 窪み
２９ 突起部
６１ 内側分岐線
６２ 外側分岐線
６３ 二等分線
６５ 覆い
７４ 頂部壁
７５ 突起部
８２ 肩部
８３ 頸部
８４ 頂部壁
８６ 分割可能区域
８９ 突起部
９０ エッジ
９１ 印加区域

Claims (13)

1. 孔を備えた頸部（３）のあるプラスチック材料製の部品（１）を圧縮成型によって製造する方法であり、該方法は、プラスチック材料製のブランク（２０）を製作する第一過程と、前記ブランクを圧縮する第二過程とを含み、該第二過程において、適切な温度にされた前記ブランクは、圧縮成型具の少なくとも二つの可動部分（３０および３５）の間に含まれるギャップに配置され、そして成型具の前記可動部分の相互接近によって圧縮されるものであり、ブランクのプラスチック材料は、前記可動部分の空所のキャビティを満たすように、前記可動部分が相対的に停止するまで流れ、一度合わせた成型具の前記可動部分の空所は、頸部のある前記部品の空間を画定し、前記空所は、一度成型された前記頸部が頂部壁（４）を呈するような形をしており、該頂部壁は、輪郭が孔の所望の形状を画定する薄状区域（６）を含むものであって、前記方法は、前記薄状区域（６）に沿って溝（５）があり、該溝の、頸部の軸を通過する直径方向の平面による断面が、頸部の軸にほぼ平行な方向に方向づけられていることと、前記頂部壁（４）が機械的応力（Ｆ）の印加区域（９１）も含み、該応力が前記壁に十分な強さで印加されることで、前記頂部壁を前記溝の部位で破断するようになっており、前記印加区域が薄状区域と区別され、前記頂部壁がまた、前記機械的応力（Ｆ）に抗するのに適した二つの区域（７および８）も含み、そのうちの一方（７）が前記機械的応力を伝達し、もう一方（８）が支えの役割を果たすようになっていることと、そして、可動部分の相対的な移動によって前記成型具を開いた後、前記機械的応力が前記印加区域（９１）に印加されることで、前記溝の部位で破断が起こり、頂部壁の少なくとも一つの部分（１４）が分離し、そうして分配孔を開けるようになることを特徴とする方法。
2. 分割可能区域（６）の破断が、プラスチック材料が分割可能区域の部位において非結晶転移温度に達した直後、成型に続く冷却の間に行われる、請求項１に記載の方法。
3. 分割可能区域（６）がＶ字の溝で切り込みを入れられ、前記頸部の軸に対して、Ｖ字の角度が３０と９０°の間、好ましくは４０と５０°の間に含まれ、Ｖ字の二等分線が、前記頸部の軸と０と４５°の間、好ましくは０°と３０°の間に含まれる角度をなす、請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 頂部壁（４）が横断方向の覆い（７）と棒状部（９）とを含み、分割可能区域（６）の破断を引き起こすために、該棒状部の端部（９１）に応力（Ｆ）が側面から印加される、請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の方法。
5. 頂部壁（６４）が覆い（６５）を含み、該覆いが、成型後に、断裂させられ、軸方向に押す力によって除去される、請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の方法。
6. 頂部壁（２４）が、蓋の役割を果たす横断方向の壁（２５）と、Ｔ字の形状の輪郭を有する突起部（２９）とを含むことで、該頂部壁が、その側面の壁に、フォーク（４０）またはレール（４０’）の指状突起の掴み部分の役割を果たす環状の窪み（２８）を具備し、その相対的な移動が前記蓋の断裂を引き起こし、そして除去するようになっている、請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の方法。
7. 頂部壁（７４）が、典型的には星形である、凸部のない多角形の断面の突起部（７５）であり、回転またはネジ外しの運動によって該区分が断裂され、そして除去される、請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の方法。
8. 圧縮成型具（３０および３５）がまた、相互接近の方向に直角な連続運動で駆動される、請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の方法。
9. 第一の可動部分（８３０＋８０５）と第二の可動部分（８３５）を含む圧縮成型具を用い、前記第一の可動部分が、少なくとも前記分割可能区域（８６）の成形に役立つ空所の部分において、前記第二の可動部分の材料よりも剛性の低い材料製であることで修正される、請求項１に記載の方法。
10. 前記第一の可動部分（８３０＋８０５）が、少なくとも前記分割可能区域（８６）の成形に役立つ空所の部分においてプラスチック材料製であるのに対し、第二の可動部分が金属製である、請求項９に記載の方法。
11. 前記第一の可動部分（８３０＋８０５）が、前記孔を塞ぐようになっている栓（８０５）を備えたキャビティを含み、前記栓が、少なくともその分割可能区域（８６）の部位において、その内面が前記頸部（８３）の成形のための成型用の空所の役割を少なくとも部分的に果たすように位置づけられる、請求項１０に記載の方法。
12. 分割可能区域（８６）が、パンチ（８３５）に属する円環状のエッジ（９０）によって成形される、請求項９から請求項１１のいずれか一つに記載の方法。
13. 分割可能区域（８６’、８６’’）が、栓（８０５）に属する円環状のエッジ（９０’、９０’’）によって成形される、請求項１１に記載の方法。

Images