JP3210673B2 - ベル一体化二重壁熱可塑性チューブを形成する方法及び装置 - Google Patents

ベル一体化二重壁熱可塑性チューブを形成する方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、波形の外壁と平滑な内壁と共に、その長手
方向に沿って一体形成されたベル部分とを備える二重壁
熱可塑性チューブを形成する方法及び装置に関する。
発明の背景 二重壁熱可塑性チューブは、例えば、1980年10月７日
発行のGerdP.H.Lupke及びManfred A.A.Lupke等の米国特
許第4,226,580号、1985年２月19日発行のManfred A.A.L
upkeの米国特許第4,500,284号、1985年４月９日発行のM
anfred A.A.Lupke及びGerd P.H.Lupke等の米国特許第4,
510,013号、並びに1985年８月13日発行のManfred A.A.L
upkeの米国特許第4,534,923号に開示されているよう
に、移動金型トンネル装置によって、作成することがで
きる。一般に他の多くの特許が、二重壁チューブを形成
する移動金型装置に関しており、また多くの追加特許
が、単壁チューブおよびリブ付きチューブを形成する移
動金型タイプのトンネルに関している。参照した特許
は、単に当技術分野における膨大な数からの例示を意図
したに過ぎない。
しかし、上記の特許のうち、特に米国特許第4,534,92
3号は、二重壁チューブの連続製造におけるベル状部分
の形成に関している。平滑なチューブ壁面部分を設けて
そこでチューブを切断できるようにすることが望ましい
など様々な理由から、そのようなベル状部分をチューブ
の長さに沿って形成することが必要である。切断チュー
ブの平滑な壁面の端部は、他のチューブとの界面、また
は他のユニットへの結合に適している。二重壁チューブ
に関する限り、このようなベル状部分を設けると、問題
が生じた。このようなチューブを使用した初期の頃に
は、ベルは二重被膜とその被膜の間の空気ギャップで形
成されていた。チューブが成形された後、内部被膜は切
り取られていた。このような手順は、米国特許第4,500,
284号に記載されている。その後、外壁に成形されたベ
ル部分に柔軟な内壁を押し付けて、互いに組み合わされ
た両方の壁から成るより強靱なベル状部分を形成できる
ことが発見された。このようなシステムは、米国特許第
4,534,923号に記載され、特許請求されている。
しかしながら、過度の費用をかけることなく適切なベ
ル状部分を正確に形成する際に依然問題が残っている。
たとえば、米国特許第4,534,923号に記載の、内部チュ
ーブを外部チューブ・ベル状部分に押し付けるために要
求される複雑な機械構成は、あまり廉価ではなく、保守
不要でもなかった。
今般、驚異的に簡単な手段によって、内部チューブを
外部ベル状部分に押し付けることが発見された。
発明の概要 本発明によれば、波形チューブを成形するために周り
に伸びる波形を有する第１部分と、上記波形チューブの
カウス部を成形するために上記第１部分に対してベル状
に形成された第２部分とを含むチューブ状成形面を備え
る移動金型トンネルの内部へ、第１パリソンを押出すこ
とによって、熱可塑性材から成る二重壁パイプを形成す
る方法であって、溶融した熱可塑性材の第１の外側パリ
ソンを、第１の押出オリフィスから金型トンネル内へ押
出すステップと、上記第１の外側パリソンを上記第１又
は第２の部分の各々に対してバイアスして、周囲に複数
の谷及び山を有する波形チューブ部分とベル状チューブ
部分とをそれぞれ形成するステップと、上記第２部分の
上流領域の周囲上の複数の点において、上記第１外側パ
リソンの内側表面と外側表面との間に圧力差を付加し
て、該第１外側パリソンを前記第２成形面から離間させ
るように変形させ、それらから突出バルーンを形成する
ステップと、溶融した熱可塑性材の第２の内側パリソン
を、上記第１押出オリフィスの下流域における第２の押
出オリフィスから、上記金型トンネル内の上記第１外側
パリソン内へ押出すステップと、上記第２内側パリソン
を、上記第１成形面に横たわる上記波形チューブ部分の
谷に対してバイアスし、二重壁チューブを形成し、且つ
ベル状チューブ部分内で該ベル状チューブ部分と共に積
層を形成するステップとを含む方法が提供される。
上記第１外側パリソンを第１及び第２の部分に対して
バイアスする手段は、パリソン内部からの空気圧ないし
外部からの真空圧であり、即ち外側パリソンは、ブロー
成形或いは真空成形の何れか又はその両方で処理され得
る。
複数の突起を形成するためには、外部から吸引を行っ
て圧力差を生じさせることが好ましい。このような吸引
は、パリソンの外側面に開口する放射状通路を介して付
加され得る。従って、各通路のオリフィスは、パリソン
の小領域に境界をもたらしてその領域に吸引を集中さ
せ、通路内に突起を引き込むようになっている。もし逆
の圧力差を加えるのであれば、正の圧力が通路を介して
作用する。この場合も、通路のオリフィスが、パリソン
の外側面上の離散領域に境界をもたらし、その領域に圧
力を集中させる。しかし、この場合、突出バルーンはベ
ル状キャビティの内側に膨らむようになる。
バルーンを破裂させるには、吸引或いは正の圧力のみ
によって、若しくは突起が吸引下で通路に引き込まれる
時には通路内の適切な鋭い突起物によって可能である。
このような突起物は、針またはナイフでもよい。
突起を破裂させることにより生じた孔は、非常に小さ
くする必要があり、後に内側パリソンが付加された際
に、該内側パリソンと外側パリソンとの間からガス圧が
外に漏れるのに十分であればよい。このようにして形成
された孔は、例えば、壁の厚さに応じて僅か0.01〜2mm
の大きさである。
第２の内側パリソンは波形チューブ部分の谷或いはベ
ル状チューブ部分に、空気圧によって、または上記で参
照した米国特許第4,534,923号に開示されたものと同様
の手段によってバイアスすることが可能である。
第２の成形部は、その上流端で、より大きな径のベル
状部分に広がるように形成されている。また第２の成形
面は、若しくは別法として、周囲に凹部を含んで、ベル
状部分に相補形の内側周囲溝が形成される。また第２の
成形部は、若しくは別法として、周囲に内側に突出した
凸部を含んで、ベル状部分に相補形の内側突起が形成さ
れる。また本発明は、本発明の実施するための装置をも
含む。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明に係る、ベル形成部分を含む二重熱
可塑性チューブを形成する装置の概略縦断面図である。
第２図は、第１図の装置の詳細を示す拡大断面図であ
る。
第３図は、第１図の突起形成用通路の一実施を示す、
拡大詳細図である。
第４図は、第１図の突起形成用通路の他の実施を示
す、詳細図である。
第５図は、第２図と同様であるが、僅かに前進した状
態が金型トンネルを示す断面図である。
第６図は、第５図と同様であるが、更に前進した状態
の金型トンネルを示す断面図である。
第７図は、金型トンネルの他のベル状部分を示す断面
図である。
第８図は、本発明に係る方法或いは装置によって形成
されたパイプ連結部を示す図である。
本発明の好ましい実施例による詳しい説明 図示される装置は、矢印Ａ方向に前進する移動金型10
を含む。この実施例においては、金型は、例えば上記で
参照したカナダ特許第1,083,766号に記載されているよ
うに、それぞれのパス上を循環する、金型ブロック12の
二組から成る。しかしながら、この種の金型を用いるこ
とが本質的なものではなく、本発明の他の実施例は金型
移動用トンネルの他の形態を使用することもできる。
金型10は、第１の外側パリソン（又は外側チューブ）
18を、波形金型キャビティ21及びベル状金型キャビティ
34を含む該金型10の押出キャビティ20に押し出し成形す
るための上流域の環状オリフィス16を備える伸長された
ノズル17を有する押出ダイと協働する。ノズル17は、第
２の内側パリソン（内側チューブ）24を、第１のパリソ
ンから成形された外部チューブ内へ押し出すための付加
的な下流域のオリフィス22を有する。
またこのダイは中心コアパイプ26を備える。加圧され
た空気が、コアパイプ26に沿って伸びているパイプ27及
び複数の放射状通路28を通じて、ダイの下流域オリフィ
ス22の上流域において外側チューブ18内へ供給され得
る。この加圧空気は、外側チューブを金型キャビティ20
にブロー成形して、金型キャビティ21及び金型キャビテ
ィ34内で山形23と谷形31に成形する役割を果たしてい
る。
オリフィス22の下流域において、コアパイプ26は冷却
外面を有する冷却プラグ32を担持している。冷却プラグ
32は、内側パリソン24を波形外側パリソン18に押し付け
て此等チューブを融合し、金型キャビティ21内で波形外
側壁及び平滑内側壁を有する二重壁パイプにする。
移動金型に沿った複数の選択点において、金型ブロッ
ク12は、ベル状キャビティ34内で外側壁を形成するよう
に形作られている。第１図においては、金型ブロック12
a、12b、12cは、金型キャビティ20の大径のベル状部分3
4を提供するように図示されている。外側パリソン18
は、スパイダ25によるコアパイプ26内のパイプ27から複
数の放射状通路28を経た空気圧を利用してのブロー成形
によって、このベル状部分に成形される。別法として、
或いは追加として、金型ブロック12の複数の通路29を介
しての真空成形を適用することができる。
ベル状部34の上流領域において、複数の小径通路70
が、金型周りに設けられ、依然柔軟である点、或いは柔
軟にすべく加熱されている点で、外側チューブ壁18の内
側と外側との間に圧力差を付加するようになっている。
パリソン18の小さな突出バルーン72を各通路70内に形成
するように、通路70を通じて吸引が行われ得る。此等
は、外側チューブ壁18内から圧力を開放するために破裂
される。（第３図参照）実際のオリフィス71は、外側チ
ューブ壁18の表面上に配置して、該オリフィス71の領域
と同等なパリソンの領域に吸引を集中するようになって
いる。
勿論、通路70を介して高圧を利用し、小バルーンをベ
ル状部分34内に内側に突出させることも可能である。
突出バルーン72は、ベル状部分34の内側と外側との間
の圧力差のみによって、或いは通路70内に設けられた鋭
い突起80の補助によって破裂させる。このような突起と
しては、針或いはナイフでもよい（例えば、第４図を参
照）。針やナイフ80のような補助器具の使用は、突出バ
ルーン72が吸引下で通路70内に引き込まれる場合にのみ
可能であり得る。もしこれがベル状部34に押し込まれて
いる場合は、空気圧のみを使用して破裂させる必要があ
る。
内側パリソン壁24は、放射状通路60を通じて内側チュ
ーブ壁24の内部に加圧空気を供給することによって、谷
31の頂部に対してバイアスされる。通路60は、下流域オ
リフィス22のすぐ下流側に配置されているので、依然と
して柔軟であり、パリソン18から形成される外側チュー
ブ壁の谷31と結着することができる内側パリソン24に使
用する。
放射状通路60は、冷却プラグ32と該プラグ用のノーズ
・コーン33との間の小さな隙間によって形成され得る。
この冷却プラグ32とノーズ・コーン33との間の小さな隙
間60は非常に小さく、例えばこの隙間を約1000分の10と
することが可能である。矢印Ａ方向への移動金型の連続
移動は、内側パリソン24から形成される内側チューブ
を、谷32の頂点との接触状態で冷却プラグ32の表面に亙
って移動させ、パリソン18から形成された波形外側チュ
ーブと共に二重壁波形チューブを形成する。
金型のベル状部分34がオリフィス22を通過する時、パ
イプ60からの空気圧は、内側パリソン24を外側にバイア
スさせるようにする。外側パリソン18内の破裂した突出
バルーン72を経る複数の通路70を通しての吸引は、少な
くともベル状部34内からのこのような外側へのバイアス
に対するガス抵抗を除去する。また、此等の通路70を通
じての吸引は内側チューブ壁24に対する外側へのバイア
スを確実に高める。
操作の手順は、第２図乃至第６図に図示され得る。第
２図は、通路60からの空気圧によって谷31に対してバイ
アスされた内側壁24を示している。内部に閉じ込められ
た空気のために、内側壁24には、波形に成る傾向が殆ど
或いは全くない。
第３図及び第４図は、複数の経路70内に膨張したパリ
ソンの壁の拡大詳細図を示している。膨張領域は、各経
路70の開口部或いはオリフィス71によって制限されてい
るため、突出バルーンは指或いはシリンダの形状になり
得る。第３図では、バルーンはガス圧力のみによって破
裂した場合を示しているが、第４図では、破裂を助ける
ためにナイフ80が備えられている。反対方向に突出する
ように、吸引の代わりに圧力を加え得ることが再度強調
される。この場合、膨張したパリソン壁の領域は、開口
部、オリフィス71、或いは経路70によって制限される
が、突出部それ自体は、一般に指の形状よりもむしろ丸
みを帯びている。
ナイフ80等の鋭利な道具を用いることで、最終的な破
裂の大きさを制御できる。破裂の大きさは、ベル状部分
34からのガス漏出を許容するために十分な大きさでなけ
ればならないが、チューブの強度に影響するほど、また
はその物理的特性或いは美観を損なうほどに、大きくて
はならない。
第５図は、矢印Ａ方向に進んでの金型トンネルにおい
て、ベル状部分34の中心部分が、内側壁24のためのノズ
ル・オリフィス22と略々一致していることを示してい
る。内側壁パリソン24は、パリソン18から形成された外
側チューブ壁と接するように金型キャビティ34に押し込
まれる。内側チューブ壁は依然柔軟性があり、外側壁と
積層して、最終チューブのカフス（又は袖口）或いは連
結部80を形成する（第８図を参照）。金型キャビティ34
内からのガスは、パリソン18から形成された外側壁の破
裂バルーン72を経て漏れ出す。
第６図は、更に前進した状態の金型トンネルを示して
おり、内側壁が各破裂バルーン72を内側から閉じて、そ
こからの更なるガス漏出は不可能となっている。内側パ
リソン24は、次なる波形部分が前進するに連れ、金型面
に合致する傾向を失い、波形の谷31に結着するようにな
る。
第７図は、形成されるチューブの最終連結部或いはカ
フスの特徴を改善するための金型面又は成形表面を有す
る、変更例に係る金型キャビティ34を示している。従っ
て、第７図の金型キャビティ34は外側に広がった部分82
を含んでおり、それが最終カップリング部において拡大
開口部83を形成している（第８図参照）。実際上、第７
図における破線Ｘ−Ｘ間のチューブ部分は切り取られ、
括弧に掛かるパイプ部分Ｙがパイプの一端で雌の連結部
を形成し、括弧に掛かるパイプ部分Ｚが雄の連結部を形
成して、第８図に示すように雌の連結部に挿入される。
広がった部分82による拡大開口部83が、Ｚ部のＹ部への
差し込みを補助し得る。
Ｏリング取付けのための内部着座部85は、金型キャビ
ティ34の円周を巡る溝84によって設けることができる。
そうした着座部に取り付けられた適切なＯリングは、差
し込みが為された際、Ｚ部周りに延在することとなっ
て、Ｙ部でＺ部が封止される。
組み付けられた連結部分が容易に外れることを防ぐ手
段は、該連結部分に内側に向けられた環状フック部87を
形成すべく、金型キャビティ34の内側に向いか形状部に
よって提供され得る。フック87は内側に延び、第８図に
示されるように、Ｚ部の山23と係合する。
カップリング部Ｙの実際の厚さは、金型キャビティ34
がオリフィス16及び22を通過する際の、移動金型トンネ
ルの速度を増減させることによって影響され得る。この
ようにして、相当な強度及び厚さの連結部分が提供され
得る。
波形部分21において、内側壁が外側壁内に滑らかに延
び、谷31の頂点で外側波形壁と接触するのみである。従
って、波形に成形すべく内側壁をバイアスする必要はな
く、よって、内側壁が谷状に成形されるべく波形部から
空気を逃がす必要はない。しかしながら、最終チューブ
が冷却された時に波形を潰すことがないように、内側壁
と外側壁との間の封止波形内の気圧を確保する必要があ
る。通路29の吸引を調節するために且つ、波形の各山23
の頂点に孔をあけるために通路29内に鋭利な針を配置す
ることが可能である。このような孔は空気の流入を許容
し、波形内の気圧を等しくすることができる。このよう
な孔は、実際上、非常に小さく、少なくともバルーン72
を破壊させる孔よりも小さい。
本明細書において、本発明の様々な好ましい実施例を
説明してきたが、本発明の精神或いは請求の範囲を逸脱
することなく、本発明に変更を加えることが可能である
ことは、当業者には理解されよう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−111822（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−194934（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−79936（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−133262（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−148036（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−62930（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 47/00 - 47/96 B29C 49/04

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】移動金型トンネル（10）内において二重壁
    パイプを形成する方法であって、 前記金型トンネルが、波形金型部（21）、壁に貫通開口
    （70）を有するベル状金型部（34）、第１の押出オリフ
    ィス（16）、当該第１の押出オリフィスの下流側にある
    第２の押出オリフィス（22）を備え、 溶融した熱可塑性材の第１のパリソン（18）を前記第１
    の押出オリフィス（16）から前記金型トンネル内に押出
    し、 前記第１のパリソンを前記波形金型部及び前記ベル状金
    型部に対して移動させ、かつ、当該ベル状金型部の貫通
    開口内に突出させるための気体圧を、前記第１のパリソ
    ンに作用させ、 前記ベル状金型部の貫通開口において前記第１のパリソ
    ンを破裂させて、谷（31）と山（23）を有する波形部分
    及び貫通小孔を有するベル状部分を備えた外側パイプ壁
    を形成し、 熱可塑性材の第２のパリソンを前記第２の押出オリフィ
    スから更に押出し、前記ベル状部分の全体に沿って、か
    つ前記外側パイプ壁の波状部分において、当該外側パイ
    プ壁に積層された円滑な内側パイプ壁を形成することを
    特徴とする形成方法。
  2. 【請求項２】前記第１のパリソン内部における空気の正
    圧によって、当該第１のパリソンを前記波形金型部及び
    前記ベル状金型部に対して移動させる、請求項１に記載
    の形成方法。
  3. 【請求項３】前記ベル状金型部の貫通開口を介した吸引
    によって、当該第１のパリソンを前記波形金型部及び前
    記ベル状金型部に対して移動させる、請求項１に記載の
    形成方法。
  4. 【請求項４】前記ベル状金型部の貫通開口において、機
    械的な破裂手段によって前記第１のパリソンが破裂され
    る、請求項１に記載の形成方法。
  5. 【請求項５】前記ベル状金型部の上流部分において、前
    記第１のパリソンを大径のベル状部分となるように拡張
    した、請求項１に記載の形成方法。
  6. 【請求項６】前記外側パイプ壁のベル状部分に外周溝を
    設けた、請求項１に記載の形成方法。
  7. 【請求項７】前記外側パイプ壁のベル状部分において内
    側に突出する外周畝（87）を形成することを含む、請求
    項６に記載の形成方法。
  8. 【請求項８】熱可塑性材の二重壁パイプを形成する装置
    であって、 金型トンネルに材料を供給する押出ダイと、 第１及び第２の押出オリフィス（16、22）を有する押出
    ダイと、 波形金型部（21）及び壁に貫通開口（70）を有するベル
    状金型部（34）を有する金型トンネルと、 第１のパリソン（18）を前記波形金型部及び前記ベル状
    金型部に対して移動させ、かつ、当該ベル状金型部の貫
    通開口（70）内に突出させるための圧力差を作用させる
    手段と、 長手方向に沿った谷（31）と山（23）を有する波形部分
    及び貫通小孔を有するベル状部分を備えた外側パイプ壁
    を形成するために、前記ベル状金型部の貫通開口におい
    て前記第１のパリソンを破裂させる手段と、 前記外側パイプ壁のベル状部分の全体に沿って液状パイ
    プ部分の谷と積層された円滑な内側パイプ壁を形成する
    ために、前記第２のパリソン（24）に力を作用する手段
    とを備え、 前記第１の押出オリフィスが、溶融した熱可塑性材の第
    １のパリソン（18）を金型トンネル（10）内に移送し、 前記第２の押出オリフィスが、溶融した熱可塑性材の第
    ２のパリソン（24）を金型トンネル（10）内に移送する
    形成装置。
  9. 【請求項９】前記第１のパリソンを破裂させる手段が、
    前記金型トンネルのベル状金型部の貫通開口に配置され
    た機械的ナイフを含む、請求項８に記載の形成装置。
  10. 【請求項１０】前記第１のパリソンを前記波形金型部及
    び前記ベル状金型部に対して移動させ、かつ、当該ベル
    状金型部の貫通開口内に突出させるために、前記第１の
    パリソン内部における空気の正圧を作用させる手段を含
    む、請求項８に記載の形成装置。
  11. 【請求項１１】前記波形金型部及び前記ベルト状金型部
    上、ならびに、前記ベル状金型部の貫通開口内に、前記
    第１のパリソンを吸引するために、前記ベル状金型部の
    貫通開口を介して真空を形成する手段を含む、請求項８
    に記載の形成装置。
  12. 【請求項１２】前記ベル状金型部が、その上流端部にお
    いて大径のベル状部分に拡張された形状を成す、請求項
    ８に記載の形成装置。
  13. 【請求項１３】前記ベル状金型部が外周溝を備えた、請
    求項８に記載の形成装置。
  14. 【請求項１４】前記ベル状金型部が内側に突出する外周
    畝（87）を備えた、請求項８に記載の形成装置。
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