JP2006334783A - 継手部を一体に具えた容器及びその製法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転成形金型6に、後工程の穿孔加工及びフレアー加工によって継手部3となり且つ該穿孔加工の際のチャック掴み部32を具えた樹脂ブロック30を保持せしめておき、回転成形の際に成形される容器胴部2と樹脂ブロック30とを融着一体化させ、型開き後に、該樹脂ブロック30上のチャック掴み部32を掴んで、切削加工によって樹脂ブロック30を筒体33に形成し、次にフレアー加工によって筒体の先端にフランジ35を形成する。
【選択図】 図4
Description
容器を洗浄ラインの相手接続管部材に繋ぐためには、容器口部にフッ素系樹脂製の継手部が突設される。
上記フランジ付き継手部は、容器本体と別個に継手部を形成して容器本体に樹脂溶接にて取り付ける場合(以下、「従来例イ」と呼ぶ)と、容器を回転成形する金型に、継手用のキャビティを形成して容器本体と一体に継手部を形成する場合(以下、「従来例ロ」と呼ぶ)とがある。
従来例ロの場合、回転成形の特性上、継手部は、容器の軸芯の延長上に設ける必要があり、継手部の個数と突設位置に制約を受ける。又、継手部用キャビティを設けるために、金型の構成が複雑となって、金型の製作コストが高くつく。更に、容器本体と継手部を別個の材料で形成することができない等の問題がある。
又、前記従来例ロの様に、継手部(3)の位置、個数に制約を受けることもない。
これによって、容器胴部(2)が熱収縮した際に、首部(21)が一種の緩衝材としての役割をなして、樹脂ブロック(30)との融着部にクラックが発生することを防止し、該融着部の引っ張り強度を高めることができる。
尚、上記案内面(36)は、該案内面(36)の中央に位置する貫通孔(34)を液体の排出口とした場合、樹脂ブロック(30)の内端面上に液体が残留することを防止するためのものである。
又、筒体(33)にフランジ(35)を形成してから、保護ケース(4)を容器にセットする場合、保護ケース(4)を筒体(33)の軸芯を含む面内で分割可能とせねばならないが、容器(1)を保護ケース(4)にセットしてから、容器(1)の筒体(33)にフレアー加工によってフランジ(35)を形成する場合、その必要はなく、保護ケース(4)の構成を簡素化できる。
容器(1)は、全体がフッ素系樹脂にて形成され、容器胴部(2)上に、相手接続管部材(5)(5a)(5b)に接続するための1又は複数の継手部(3)(3)(3)を突設している。
実施例の容器(1)は、上端に2つの継手部(3)(3)、下端に1つの継手部(3)を有している。
上部の2つの継手部(3)(3)の内、一方の継手部(3)は、容器(1)内の液体を使用場所へ送るための第1管部材(5)接続用であり、他方の継手部(3)は、窒素ガス等、容器(1)内の液体に対して不活性な圧力ガスを容器(1)内に導入するための第2管部材(5a)接続用である。
容器(1)下端の継手部(3)は、使い残りの液を排出するための第3管部材(5b)接続用である。
第1管部材(5)は、継手部(3)から外向きに延びる主管(50a)と、継手部(3)から容器(1)内の底側へ延びる補助管(50b)とからなり、両管(50a)(50b)は互いの対向端に鍔部(51)(51)を形成している。
尚、上記不活性ガスは、容器(1)内の液体の送給速度を調整するためのものである。
容器胴部(2)は、外部から容器(1)内の液面高さが分かる程度の乳白色半透明、継手部(3)は白色不透明である。
容器胴部(2)の肉厚は、2〜10mm程度であるが、容器(1)の大きさ、必要強度、経済性、外部から液面高さを判別できる必要性の有無等を考慮して適宜決めればよい。回転成形の場合、回転成形金型(6)への材料樹脂の投入量によって、胴部(2)の肉厚を容易に調整できる。
容器首部(21)の内面は、全周に亘って胴部から継手部(3)端面へ、断面が円弧状を呈する様に縮径しており、首部(21)内面に突出物は存在しない。
樹脂ブロック(30)の基端側は、切削によって貫通孔(34)を開設する際に、樹脂ブロック(30)を掴むためのチャック掴み部(32)となるものであって、少なくともチャックの掴み代分の長さを有している。
保護ケース(4)には、適所に窓孔(45)が開設され、容器(1)内の液面高さをケース外から目視できる。
保護ケース(4)には、前記容器(1)の各フランジ(35)が重なるフランジ部(46)(46)(46)が形成されており、
主管(50a)と補助管(50b)の夫々の鍔部(51)(51)の間に環状のガスケット(52)が介装され、補助管(50b)の鍔部(51)と容器(1)のフランジ(35)との間にも環状のガスケット(53)が介装されている。
管部材(5a)(5b)の鍔部(51)(51)と容器(1)のフランジ(35)との間に、環状のガスケット(53)(53)が介装されている。
必要に応じて、保護ケース(4)と容器(1)との間に、弾性部材(図示せず)を介装すれば、保護ケース(4)内に容器(1)を一層安定して保持できる。
図3a、bに示す回転成形金型(6)を準備する。
回転成形金型(6)は、一端中央部に筒状の保持部(62)を突設し、保持部(62)の軸心を含む面で2分割可能である。
図3aに示す如く、金型半体(61)に、容器胴部(2)と前記図5に示す容器首部(21)を形成するに足りる量のPFA樹脂の粉末(20)を投入し、該金型半体(61)の保持部半体(62a)に、継手部(3)となるPTFE製の円柱状樹脂ブロック(30)を配置する。このとき、図5に示す如く、金型(6)の保持部(62)に対して、PTFE樹脂ブロック(30)の内側端面の位置が、保持部(62)の基端から少し先端側にずれた位置になる様に位置決めしてセットする。これは、容器胴部(2)と一体に突出高さの低い首部(21)を形成するためである。
回転支持枠(8)は、回転駆動装置(図示せず)に連繋された駆動軸(81)と、該駆動軸(81)に直交し回転成形金型(6)を支持する支持軸(82)の2軸で回転成形金型(6)を3次元的に回転させる。
成形温度は、320〜400℃が好ましく、PFA樹脂の融点である310℃、PTFE樹脂の融点である327℃よりも少し高温度の340〜380℃とすることが一層望ましい。
成形時間は2〜4時間とする。
成形温度が320℃以下では、容器胴部(2)を形成するPFA樹脂と、継手部(3)となるPTFE樹脂ブロック(30)の溶着が不十分となる。400℃を越えるとPFA樹脂とPTFE樹脂ブロック(30)の熱分解が進行し易くなる。
図5に示す如く、容器胴部(2)を形成するPFA樹脂はPTFE樹脂ブロック(30)の内側端面の外周部に環状に融着するだけで、該端面の中央部側には融着しない。これは、該端面の中央部側ではPFA樹脂と融着する温度に達しないためである。
加熱炉(7)から回転成形金型(6)を取り出して、冷却炉(図示せず)中にて冷却させると、樹脂の熱収縮によって、容器(1)が金型(6)内面から離型する。
フレアー加工は、筒体(33)の先端を加熱軟化させて拡げ型(図示せず)の円錐面を押し当てて行う。押し拡げられた筒体(33)の先端は保護ケース(4)のフランジ部(46)に押しつけられてフランジ(35)を形成する。
上記フレアー加工では、円錐面の角度が異なる複数の拡げ型を用いて段階的に行う。
筒体(33)の加熱軟化は、ヒータ内蔵の拡げ型を用いて行う、或いは、熱風を筒体の先端側に吹き付けて行う等、手段は問わない。
又、筒体(33)にフランジ(35)を形成してから、保護ケース(4)を容器(1)にセットする場合であれば、保護ケース(4)を筒体(33)の軸芯を含む面内で分割可能とせねばならないが、実施例の様に、容器(1)を保護ケース(4)にセットしてから、容器(1)の筒体(33)にフレアー加工によってフランジ(35)を形成する場合、その必要はなく、保護ケース(4)の構成を簡素化できる。
実施例の様に、継手部(3)が複数の場合、1つの継手部用の樹脂ブロック(30)をガス抜きパイプ挿通用に肉厚筒状体とし、他の継手部用樹脂ブロック(30)は中実体で可い。
筒状体の樹脂ブロックに対しても、前記切削加工によって、筒孔を拡げて相手管部材を挿入する貫通孔(34)を形成するから、切削加工前の樹脂ブロックが肉厚の筒状体であることに問題はない。
上記首部(21)は、容器胴部(2)と継手部(3)との融着部の引っ張り強度を高めることに寄与している。
即ち、容器回転成形の冷却工程において、容器胴部(2)が熱収縮した際に、PTFE樹脂ブロック(30)を胴部側に引っ張る力が作用する。PTFE樹脂ブロック(30)は金型(6)の保持部(62)を滑って容器(1)側に移動して、胴部(2)との間にクラックが生じることを防止する役割をなす。首部(21)が一種の緩衝材としての役割を果たして、樹脂ブロック(30)との融着部にクラックが発生することを防止したと言える。
然も、首部(21)の存在によって、PTFE樹脂ブロック(30)が容器胴部(2)の肉厚に食い込むことは防止される。
首部(21)の高さ−2.0mmの場合のみ容器胴部(2)との融着強度は、成形温度により大きく左右され、±0mm、+1.5mmでは成形温度による強度に余り差は生じない。
数値だけ見ると、首部(21)高さが±0mmの方が、首部(21)高さ+1.5mmよりも良好である。しかし、首部(21)の高さが±0mmとなる様に、PTFE樹脂ブロック(30)を回転成形金型(6)の保持部(62)にセットした場合、位置決めの誤差によって、首部(21)がマイナス高さになる虞れがあり、この場合のPTFE樹脂ブロック(30)とPFA樹脂である容器胴部(2)の融着強度の信頼性に問題が生じる。
首部(21)の高さを必要以上に大きくすることは、PFA樹脂を無駄に消費することになるだけであり、PTFE樹脂ブロック(30)との融着強度の向上に寄与しない。
以上のことから、首部(21)の高さは、0mm以上とし、望ましくは3mm以下とする。
容器胴部(2)のPTFE樹脂ブロック(30)の付け根近傍を該樹脂ブロックと同心の略円形に切り取り、試験機の挟み部材(101)(102)の間に切取り胴部(2)を挟圧保持し、PTFE樹脂ブロック(30)の軸心を貫通させた引張り治具(103)によって該樹脂ブロック(30)引っ張り、該樹脂ブロック(30)と胴部(2)の融着部が破断したときの荷重を計測した。
2 容器胴部
3 継手部
30 樹脂ブロック
32 チャック掴み部
33 筒体
34 貫通孔
35 フランジ
4 保護ケース
46 フランジ部
6.回転成形金型
Claims (9)
- フッ素系樹脂の回転成形によって形成され相手接続管部材(5)(5a)(5b)に対する継手部(3)を有する容器(1)の製法であって、回転成形金型(6)に、後工程の切削加工及びフレアー加工によって継手部(3)となり且つ該切削加工の際のチャック掴み部(32)を有するフッ素系樹脂ブロック(30)を保持せしめておき、回転成形の際に、該回転成形によって成形される容器胴部(2)と前記樹脂ブロック(30)とを融着一体化させ、型開き後に、該樹脂ブロック(30)上の前記チャック掴み部(32)を掴んで、切削加工によって樹脂ブロック(30)を筒体(33)に形成し、次にフレアー加工によって該筒体(33)の先端にフランジ(35)を形成する、継手部を一体に具えた容器の製法。
- 容器胴部(2)の回転成形の際に、該胴部(2)から樹脂ブロック(30)側に低く環状に突出する首部(21)が胴部(2)と一体に回転成形される、請求項1又は2に記載の、継手部を一体に具えた容器の製法。
- 樹脂ブロック(30)の容器胴部(2)側の端面には、予め樹脂ブロック(30)の軸心側に徐々に凹む案内面(36)を形成しておく請求項1又は2に記載の、継手部を一体に具えた容器の製法。
- フレアー加工は、容器胴部(2)及び筒体(33)の基端側を保護ケース(4)で覆ってから行ない、該保護ケース(4)のフランジ部(46)から臨出した筒体(33)の先端を加熱軟化させ、拡げ型にて押し拡げながら該フランジ部(46)に押しつける様にして筒体(33)にフランジ(35)を形成する請求項1乃至3の何れかに記載の、継手部を一体に具えた容器の製法。
- フッ素系樹脂の回転成形によって形成された容器胴部(2)と、相手接続管部材(5)(5a)(5b)に対するフッ素系樹脂製の継手部(3)とを一体に具え、請求項1乃至4の何れかに記載の方法で製造された、継手部を一体に具えた容器。
- 保護ケース(4)に収容され継手部(3)のフランジ(35)が保護ケース(4)から臨出している、請求項5に記載の継手部を一体に具えた容器。
- 容器胴部(2)には突出高さの低い環状の首部(21)が継手部(3)側に形成され、該首部(21)が継手部(3)に融着して一体に繋がっている、請求項5又は6に記載の継手部を一体に具えた容器。
- フッ素系樹脂ブロック(30)の内端面は、該ブロック(30)の軸心に向けて徐々に凹んでいる、請求項5乃至7の何れかに記載の継手部を一体に具えた容器。
- 容器胴部(2)は、四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂(PFA)、継手部(3)は、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)にて形成されている請求項5乃至87の何れかに記載の、継手部を一体に具えた容器。
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