JP2020515445A - 溶着する方法 - Google Patents

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Abstract

第１のチューブ端部の全周に延在するシームを形成するために、第１のチューブ端部をシーム形成箇所において第２のチューブ端部に溶着する方法であって、まず、シーム形成箇所において第１のチューブ端部（５）内に保護層（７）を提供し、その後、第２のチューブ端部（９）をシーム形成箇所を越えて第１のチューブ端部（５）に被せ、最後、チューブ端部（５，９）をシーム形成箇所において、互いに近づく方向に案内される２つのクランプジョー（１０，１４）の間で扁平に押し潰して、この位置で溶着し、保護層（７）が、第１のチューブ端部（５）の内面同士の溶着を阻止している、方法が開示されている。チューブ結合部のシール性を改善するために、保護層（７）を第１のチューブ端部（５）の内面（６）に提供することが提案される。

Description

本発明は、第１のチューブ端部の全周に延在するシームを形成するために、第１のチューブ端部をシーム形成箇所において第２のチューブ端部に溶着する方法であって、まず、シーム形成箇所において第１のチューブ端部内に保護層を提供し、その後、第２のチューブ端部をシーム形成箇所を越えて第１のチューブ端部に被せ、最後、チューブ端部をシーム形成箇所において、互いに近づく方向に案内される２つのクランプジョーの間で扁平に押し潰して、この位置で溶着し、保護層が、第１のチューブ端部の内面同士の溶着を阻止している、方法に関する。
米国特許第６０９０２３３号明細書には、灌漑用チューブの２つのチューブ端部を溶着するために、保護層として、澱粉、ワックスペーパ、ファイバグラス、コットン、ウール、アスベストまたはテフロン（登録商標）から成る扁平な遮熱体を内側のチューブ端部内に挿入することが提案されている。公知の方法によるチューブ端部同士の溶着部は、遮熱体の側方の両縁部に非シール部を有している。
課題
本発明の課題は、チューブ結合部のシール性を改善することである。
解決手段
公知の方法から出発して、本発明によれば、保護層を第１のチューブ端部の内面に提供することが提案される。こうして、先行技術に基づき公知の遮熱体の縁部における非シール部が回避されている。
本発明に係る方法では、保護層が全周の半分に制限されてよい。しかしながら、この場合、内面同士の溶着を回避するために、クランプジョー同士の間への挿入に際しては、全周にわたる保護層の位置が考慮されなければならない。
本発明に係る方法では、好ましくは、溶着後、チューブ端部が、まず、２つの第１の部分シームにおいて直立させられ、その後、これらの第１の部分シームに対して横方向で新たに扁平に押し潰され、溶着されて、２つの別の部分シームが形成され、第１の部分シームと別の部分シームとがシームを形成している。チューブ端部の肉厚が増加すると、チューブの扁平な押潰し時に横断面の両端部に、いわゆる「キャットアイ（Katzenaugen）」が形成される。つまり、チューブが小さな円周部分において１８０°だけ変向させられる。この場合、外面が引き伸ばされ、内面が押し縮められる。チューブの開放時には、内面が相応に引き伸ばされる。これによって、この箇所に設けられた溶着シームが弱化してしまう恐れがある。２ステップでの溶着は、「キャットアイ」における弱化を回避する。こうして、特にチューブ端部の肉厚がより大きい場合に、シール性が一層向上させられる。
このような方法では、好ましくは、第１の部分シームと別の部分シームとが、全周の互いに異なる割合を覆っている。溶着と同時に第２のチューブ端部にレタリングまたはその他のマーキングを付与することができる。マーキングのサイズはクランプジョーのサイズ、つまり、各部分シームのサイズに制限されている。互いに異なる長さの部分シームを有する２ステップでの非対称的な溶着によって、（長い方の部分シームと同時に）チューブ端部へのより大きなマーキングが可能となる。
好ましくは、第１の部分シームと第２の部分シームとはオーバラップしている。こうして、第１の部分シームと第２の部分シームとの間の空所が回避される。さらに好ましくは、第１の部分シームと第２の部分シームとが、合計して、全周の最大１２０％を覆っている。
好ましくは、長い方のクランプジョーひいては長い方の部分シームが、全周の少なくとも６０％を覆っている。さらに好ましくは、長い方のクランプジョーが全周の８０％よりも多くを覆っておらず、これによって、「キャットアイ」での押出し物の過剰な機械的な負荷および起こり得る損傷が回避される。
本発明に係る方法では、好ましくは、第１のチューブ端部および／または第２のチューブ端部が熱可塑性ポリウレタンから成っている。熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）は、特に押出し成形に適している。本発明に係る方法は、特にＴＰＵチューブを、別種の熱可塑性樹脂（例えばポリ塩化ビニル）から成るチューブにばりなしに溶着するために使用することもできる。
本発明に係る方法では、好ましくは、チューブ端部が熱により溶着される。熱による溶着法、つまり、溶着すべき表面同士が加熱されて、互いに流動し、材料接続的なユニットを形成する方法は、特に高周波、レーザまたは電子ビームによって実施される。代替的には、チューブ端部が、特に溶着すべき表面同士の一時的な溶解によって化学的に溶着されてもよい。
本発明に係る方法では、好ましくは、クランプジョーが透明である。透明なクランプジョーは、レーザビームまたは電子ビームに対して透過性である。
本発明に係る方法では、好ましくは、保護層が内面にローラによって被着される。代替的には、保護層が内面にその他の方法で被着、例えばスプレー塗布または吹付け塗布されてもよい。さらに代替的には、保護層が内面に緩く載着されてよい。
本発明に係る方法では、好ましくは、保護層が溶着前に完全に硬化させられる。代替的には、保護層が、提供時にすでに硬質の材料から成っていてよい。
本発明に係る方法では、好ましくは、保護層が、完全に硬化した後に少なくとも２５０℃までの熱に耐える耐熱性の塗料から成っている。耐熱性の塗料は、ポリエステル系、ポリ塩化ビニル混合重合物系、ポリ酢酸ビニル系、ポリビニルブチラール系、ニトロセルロース系、アセチルセルロース系またはセルロースアセテート系で一般的に知られている。代替的には、保護層が、溶着前に内面に載着される耐熱性の箔、例えば特にアルミニウムから成る金属箔から成っていてよい。
本発明によれば、さらに、車輪用のインナチューブを製造する方法において、エンドレスチューブ状の押出し物から中間製品を切断し、円環体状に閉じ、中間製品の２つのチューブ端部を前述したように溶着して、インナチューブを形成する、方法が提案される。インナチューブのこの種の製造は先行技術に基づき公知であり、実証されている。
実施例
以下に、本発明を１つの実施例に基づき説明する。
インナチューブの断面図である。 本発明に係る方法の詳細図である。
本発明に係る方法では、自転車の２９インチの車輪（図示せず）用のインナチューブ１が製造される。図１には、このインナチューブ１が、一定の縮尺に従わずにシーム形成箇所の断面図で示してある。インナチューブ１は３０ｍｍの外径２を有している。インナチューブ１の肉厚３は３５０μｍである。インナチューブ１は、インフレーションフィルム押出し成形によってポリエステル系の熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）からエンドレスに製造される。
押出し物が、チューブ長手方向軸線４に対して正確に直交する方向でそれぞれ２０３０ｍｍの中間製品（図示せず）に定尺切断される。
この中間製品の第１のチューブ端部５が開放され、これによって、内面６を見ることができ、この内面６への良好なアクセスが可能となる。いま、内面６には、チューブ長手方向軸線４の方向で２０ｍｍの深さにまで全周にわたって、（例えばMotip 04033という商品名の）耐熱性のクリア塗料から成る約５μｍの厚さを有する保護層７が、小さなフェルトローラによって被着される。
保護層７は内面６の全周を湿潤する。こうして、溶着シームの品質を低下させるかまたは内側に位置する両フィルムをもはや互いに分離することができないことすら招いてしまう局所的に制限された溶着が回避される。
保護層７が完全に硬化する約３０分の乾燥時間後、第１のチューブ端部５と第２のチューブ端部９とが約１０ｍｍだけオーバラップするように、第１のチューブ端部５が長手方向で第２のチューブ端部９内に差し込まれる。保護層７は８００℃までの熱に耐える耐熱性である。
第１のチューブ端部５と第２のチューブ端部９とが扁平に押し潰され、図２に示したように、まず、約３３ｍｍ（チューブ幅の約７０％）の長さ１１を有する２つの第１のクランプジョー１０の間で高周波によって溶着される。同時に、第１のクランプジョー１０が製造元のロゴおよびインナチューブ１の技術的なデータならびに適合マークをシーム形成箇所に圧刻すると共に押し付ける。
その後、インナチューブ１がキャットアイ１２の領域で直立させられ、第１の部分シーム１３に対して横方向で新たに扁平に押し潰され、約１９ｍｍ（チューブ幅の約４０％）の長さ１５を有する２つの第２のクランプジョー１４の間で新たに溶着される。電極は黄銅から成っていて、チューブ長手方向軸線４の方向に５ｍｍの幅（図示せず）を有している。クランプジョー１０，１４ひいては第１の部分シーム１３および第２の部分シームは、合計して、全周の１１０％を覆っている。
１ インナチューブ
２ 外径
３ 肉厚
４ チューブ長手方向軸線
５ 第１のチューブ端部
６ 内面
７ 保護層
８ 厚さ
９ 第２のチューブ端部
１０ 第１のクランプジョー
１１ 長さ
１２ キャットアイ
１３ 第１の部分シーム
１４ 第２のクランプジョー
１５ 長さ
本発明は、第１のチューブ端部の全周に延在するシームを形成するために、第１のチューブ端部をシーム形成箇所において第２のチューブ端部に溶着する方法であって、まず、シーム形成箇所において第１のチューブ端部内に保護層を提供し、その後、第２のチューブ端部をシーム形成箇所を越えて第１のチューブ端部に被せ、最後、チューブ端部をシーム形成箇所において、互いに近づく方向に案内される２つのクランプジョーの間で扁平に押し潰して、この位置で溶着し、第１のチューブ端部の内面に提供された保護層が、第１のチューブ端部の内面同士の溶着を阻止している、方法に関する。
米国特許第６５４０８５９号明細書には、灌漑用チューブを継ぎ合わせる前述したような方法が開示されている。チューブの扁平な押潰し時には、横断面の両端部に、いわゆる「キャットアイ（Katzenaugen）」が形成される。つまり、チューブが小さな円周部分において１８０°だけ変向させられる。この場合、外面が引き伸ばされ、内面が押し縮められる。チューブの開放時には、内面が相応に引き伸ばされる。これによって、この箇所に設けられた溶着シームが弱化してしまう。
発明の背景において、米国特許第６０９０２３３号明細書および国際公開第９７／０６９５４号には、灌漑用チューブの２つのチューブ端部を溶着するために、保護層として、澱粉、ワックスペーパ、ファイバグラス、コットン、ウール、アスベストまたはテフロン（登録商標）から成る扁平な遮熱体を内側のチューブ端部内に挿入することが提案されている。公知の方法によるチューブ端部同士の溶着部は、車輪用のエアチューブを製造するためには不十分なシール性を有している。
発明の別の背景において、米国特許第２６２３５７１号明細書には、車輪用のエアチューブを製造する方法が開示されている。この方法では、両端部が円錐形にもしくは円錐形に嵌合するよう漏斗状に面取りされ、溶着される。
課題
本発明の課題は、溶着シームのシール性を改善することである。
解決手段
公知の方法から出発して、本発明によれば、溶着後、チューブ端部を、まず、２つの第１の部分シームにおいて直立させ、その後、これらの第１の部分シームに対して横方向で新たに扁平に押し潰し、溶着して、２つの別の部分シームを形成し、第１の部分シームと別の部分シームとがシームを形成していることが提案される。２ステップでの溶着は、「キャットアイ」における弱化を回避する。こうして、特にチューブ端部の肉厚がより大きい場合に、シール性が一層向上させられる。
このような方法では、好ましくは、第１の部分シームと別の部分シームとが、全周の互いに異なる割合を覆っている。溶着と同時に第２のチューブ端部にレタリングまたはその他のマーキングを付与することができる。マーキングのサイズはクランプジョーのサイズ、つまり、各部分シームのサイズに制限されている。互いに異なる長さの部分シームを有する２ステップでの非対称的な溶着によって、（長い方の部分シームと同時に）チューブ端部へのより大きなマーキングが可能となる。
好ましくは、第１の部分シームと第２の部分シームとはオーバラップしている。こうして、第１の部分シームと第２の部分シームとの間の空所が回避される。さらに好ましくは、第１の部分シームと第２の部分シームとが、合計して、全周の最大１２０％を覆っている。
好ましくは、長い方のクランプジョーひいては長い方の部分シームが、全周の少なくとも６０％を覆っている。さらに好ましくは、長い方のクランプジョーが全周の８０％よりも多くを覆っておらず、これによって、「キャットアイ」での押出し物の過剰な機械的な負荷および起こり得る損傷が回避される。
本発明に係る方法では、保護層が全周の半分に制限されてよい。しかしながら、この場合、内面同士の溶着を回避するために、クランプジョー同士の間への挿入に際しては、全周にわたる保護層の位置が考慮されなければならない。
本発明に係る方法では、好ましくは、第１のチューブ端部および／または第２のチューブ端部が熱可塑性ポリウレタンから成っている。熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）は、特に押出し成形に適している。本発明に係る方法は、特にＴＰＵチューブを、別種の熱可塑性樹脂（例えばポリ塩化ビニル）から成るチューブにばりなしに溶着するために使用することもできる。
本発明に係る方法では、好ましくは、チューブ端部が熱により溶着される。熱による溶着法、つまり、溶着すべき表面同士が加熱されて、互いに流動し、材料接続的なユニットを形成する方法は、特に高周波、レーザまたは電子ビームによって実施される。代替的には、チューブ端部が、特に溶着すべき表面同士の一時的な溶解によって化学的に溶着されてもよい。
本発明に係る方法では、好ましくは、クランプジョーが透明である。透明なクランプジョーは、レーザビームまたは電子ビームに対して透過性である。
本発明に係る方法では、好ましくは、保護層が内面にローラによって被着される。代替的には、保護層が内面にその他の方法で被着、例えばスプレー塗布または吹付け塗布されてもよい。さらに代替的には、保護層が内面に緩く載着されてよい。
本発明に係る方法では、好ましくは、保護層が溶着前に完全に硬化させられる。代替的には、保護層が、提供時にすでに硬質の材料から成っていてよい。
本発明に係る方法では、好ましくは、保護層が、完全に硬化した後に少なくとも２５０℃までの熱に耐える耐熱性の塗料から成っている。耐熱性の塗料は、ポリエステル系、ポリ塩化ビニル混合重合物系、ポリ酢酸ビニル系、ポリビニルブチラール系、ニトロセルロース系、アセチルセルロース系またはセルロースアセテート系で一般的に知られている。代替的には、保護層が、溶着前に内面に載着される耐熱性の箔、例えば特にアルミニウムから成る金属箔から成っていてよい。
本発明によれば、さらに、車輪用のインナチューブを製造する方法において、エンドレスチューブ状の押出し物から中間製品を切断し、円環体状に閉じ、中間製品の２つのチューブ端部を前述したように溶着して、インナチューブを形成する、方法が提案される。インナチューブのこの種の製造は先行技術に基づき公知であり、実証されている。
実施例
以下に、本発明を１つの実施例に基づき説明する。
インナチューブの断面図である。 本発明に係る方法の詳細図である。
本発明に係る方法では、自転車の２９インチの車輪（図示せず）用のインナチューブ１が製造される。図１には、このインナチューブ１が、一定の縮尺に従わずにシーム形成箇所の断面図で示してある。インナチューブ１は３０ｍｍの外径２を有している。インナチューブ１の肉厚３は３５０μｍである。インナチューブ１は、インフレーションフィルム押出し成形によってポリエステル系の熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）からエンドレスに製造される。
押出し物が、チューブ長手方向軸線４に対して正確に直交する方向でそれぞれ２０３０ｍｍの中間製品（図示せず）に定尺切断される。
この中間製品の第１のチューブ端部５が開放され、これによって、内面６を見ることができ、この内面６への良好なアクセスが可能となる。いま、内面６には、チューブ長手方向軸線４の方向で２０ｍｍの深さにまで全周にわたって、（例えばMotip 04033という商品名の）耐熱性のクリア塗料から成る約５μｍの厚さを有する保護層７が、小さなフェルトローラによって被着される。
保護層７は内面６の全周を湿潤する。こうして、溶着シームの品質を低下させるかまたは内側に位置する両フィルムをもはや互いに分離することができないことすら招いてしまう局所的に制限された溶着が回避される。
保護層７が完全に硬化する約３０分の乾燥時間後、第１のチューブ端部５と第２のチューブ端部９とが約１０ｍｍだけオーバラップするように、第１のチューブ端部５が長手方向で第２のチューブ端部９内に差し込まれる。保護層７は８００℃までの熱に耐える耐熱性である。
第１のチューブ端部５と第２のチューブ端部９とが扁平に押し潰され、図２に示したように、まず、約３３ｍｍ（チューブ幅の約７０％）の長さ１１を有する２つの第１のクランプジョー１０の間で高周波によって溶着される。同時に、第１のクランプジョー１０が製造元のロゴおよびインナチューブ１の技術的なデータならびに適合マークをシーム形成箇所に圧刻すると共に押し付ける。
その後、インナチューブ１がキャットアイ１２の領域で直立させられ、第１の部分シーム１３に対して横方向で新たに扁平に押し潰され、約１９ｍｍ（チューブ幅の約４０％）の長さ１５を有する２つの第２のクランプジョー１４の間で新たに溶着される。電極は黄銅から成っていて、チューブ長手方向軸線４の方向に５ｍｍの幅（図示せず）を有している。クランプジョー１０，１４ひいては第１の部分シーム１３および第２の部分シームは、合計して、全周の１１０％を覆っている。
１ インナチューブ
２ 外径
３ 肉厚
４ チューブ長手方向軸線
５ 第１のチューブ端部
６ 内面
７ 保護層
８ 厚さ
９ 第２のチューブ端部
１０ 第１のクランプジョー
１１ 長さ
１２ キャットアイ
１３ 第１の部分シーム
１４ 第２のクランプジョー
１５ 長さ

Claims (10)

  1. 第１のチューブ端部（５）の全周に延在するシームを形成するために、前記第１のチューブ端部（５）をシーム形成箇所において第２のチューブ端部（９）に溶着する方法であって、まず、前記シーム形成箇所において前記第１のチューブ端部（５）内に保護層（７）を提供し、その後、前記第２のチューブ端部（９）を前記シーム形成箇所を越えて前記第１のチューブ端部（５）に被せ、最後、前記チューブ端部（５，９）を前記シーム形成箇所において、互いに近づく方向に案内される２つのクランプジョー（１０，１４）の間で扁平に押し潰して、この位置で溶着し、前記保護層（７）が、前記第１のチューブ端部（５）の前記内面（６）同士の溶着を阻止している、方法において、
    前記保護層（７）を前記第１のチューブ端部（５）の内面（６）に提供することを特徴とする、方法。
  2. 前記溶着後、前記チューブ端部（５，９）を、まず、２つの第１の部分シーム（１３）において直立させ、その後、該第１の部分シーム（１３）に対して横方向で新たに扁平に押し潰し、溶着して、２つの別の部分シームを形成し、前記第１の部分シーム（１３）と前記別の部分シームとが前記シームを形成していることを特徴とする、請求項１記載の方法。
  3. 前記第１の部分シーム（１３）と前記別の部分シームとが、全周の互いに異なる割合を覆っていることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  4. 前記第１のチューブ端部（５）および／または前記第２のチューブ端部（９）が熱可塑性ポリウレタンから成っていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
  5. 前記チューブ端部（５，９）を熱により溶着することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
  6. 前記クランプジョーが透明であることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
  7. 前記保護層（７）を前記内面（６）にローラによって被着することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
  8. 前記保護層（７）を前記溶着前に完全に硬化させることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
  9. 前記保護層（７）が、前記完全に硬化した後に少なくとも２５０℃までの熱に耐える耐熱性の塗料から成っていることを特徴とする、請求項８記載の方法。
  10. 車輪用のインナチューブ（１）を製造する方法において、
    エンドレスチューブ状の押出し物から中間製品を切断し、円環体状に閉じ、前記中間製品の２つのチューブ端部（５，９）を、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法により溶着して、前記インナチューブ（１）を形成することを特徴とする、方法。
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