JPH091662A - 樹脂チューブの製造法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 合成樹脂のシート１をマンドレル２の外周に
巻き付けて側縁同士を重ね合わせ、その重ねた部分の間
にヒーティングプレート３４を挿入して溶着すべき面の
みを一次加熱して溶融し、ついで側縁同士を直接重ね合
わせ、その重ねた部分を、上金属製ベルト１５と合成樹
脂製ベルト１９からなる上ベルトと、マンドレル２の上
面に沿って走る下金属製ベルト９とで上下から挟着し、
二次加熱装置２２で二次加圧して熱溶着し、ついで冷却
装置２３、２４、２５で冷却していく樹脂チューブの製
造法の構成。 【効果】 溶着すべき面のみが溶融されるので、迅速に
溶融することができ、製品の表面がきれいになる。また
搬送ベルトに溶融した樹脂がくっつきにくく、しかも樹
脂コーティングの場合のようにゴミが製品につくことが
ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はチューブ容器の胴部など
に用いる樹脂チューブの製造法および製造装置に関す
る。さらに詳しくは、金属層、紙層、樹脂層などから構
成される多層シートを素材とする合成樹脂チューブの製
造に適する、樹脂チューブの製造法および製造装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂と金属箔とのラミネートシート
を筒状に成型する装置として、特公平５−４３５０４号
公報に記載されている、ラミネートシートをマンドレル
の表面に巻きつけて側縁同士を重ね合わせ、熱溶着する
ものがある。また合成樹脂シートを筒状に成型する装置
としては、特願平３−１３６８３０号公報に開示されて
いる同様な装置がある。これらはいずれも重ね合わせた
シートの側縁同士を、一緒に走行する外面側のスチール
ベルト（上搬送ベルト）および内面側のスチールベルト
（下搬送ベルト）で挟み付け、冷却固化されるまで加圧
するようにしている。さらに上搬送ベルトと製品とを分
離し易くするため、上搬送ベルトの下面に、ポリテトラ
フルオロエチレンなどのフッ素樹脂を塗布したり、コー
ティングしたりしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の装置では不
要な部位まで加熱溶融して樹脂チューブの表面が汚くな
ったり、加熱するのに時間がかかるために成型スピード
が遅くなる問題がある。また、樹脂コーティングを用い
ずに金属ベルトのみを加熱して側縁同士を接着する場合
は、製品が分離しにくくなるほか、金属ベルトに温度的
負荷がかかり、早期に摩耗する欠点がある。逆にフッ素
樹脂をコーティングした金属ベルトの場合は、繰り返し
使用するとフッ素樹脂のコーティング層が剥れ、ゴミと
なって製品に付着する問題がある。本発明は成形スピー
ドが早く、溶着が確実で、しかも製品の最外層がきれい
にできる樹脂チューブの製造法および装置を提供するこ
とを技術課題としている。さらに本発明は、長期間使用
しても金属ベルトに温度的負荷による摩耗が生じず、し
かもコーティング層によるゴミがつかないようにした、
樹脂チューブの製造法および装置を提供することを技術
課題としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の製造法は、
（ａ）帯状の合成樹脂シートをマンドレルの外周に巻き
付けて側縁同士を重ね合わせ、その重ね合わせた部分を
シートの長手方向に走行する金属製ベルトで加圧しなが
ら熱溶着し、ついで冷却していく樹脂チューブの製造法
において、（ｂ）側縁同士を重ね合わせる前に、一方の
側縁の内面と他方の側縁の外面の互いに溶着すべき面の
みを一次加熱して溶融した後、（ｃ）上金属製ベルトと
下金属製ベルトとで加圧して二次加熱することにより側
縁同士を圧着し、（ｄ）その後、加圧しながら冷却して
いくことを特徴としている。なお上記の「加熱」は保温
を含み、「冷却」は放熱を含む。この製造法において
は、（ｂ２）一次加熱のときに、側縁同士の間にヒーテ
ィングプレートを介在させることにより、互いに溶着す
べき面のみを加熱するのが好ましい。また、（ｃ２）前
記二次加熱のときに、上金属製ベルトと樹脂チューブと
の間に、上金属ベルトと共に走行する低接着性の合成樹
脂製ベルトを介在させると共に、上金属製ベルトの裏面
側から樹脂チューブを間接的に二次加熱して側縁同士を
圧着し、（ｄ２）その後、合成樹脂製ベルトのみで加圧
しながら冷却していくようにしてもよい。

【０００５】本発明の装置は、（ａ）合成樹脂シートの
走行位置に沿って設けられるマンドレルと、該合成樹脂
シートをマンドレル上に巻きつけて重ね合わせていくガ
イド機構と、樹脂シートの両側の側縁を加熱する手段
と、重ね合わせた樹脂シートの側縁を加圧しながら樹脂
シートを走行させる金属製ベルトと、熱溶着された側縁
を冷却する手段とからなり、（ｂ）前記加熱する手段
が、前記シートの側縁同士を互いに重ね合わせる前に溶
着すべき面のみを一次加熱する一次ヒータと、重ね合わ
せた後、金属製ベルトの裏面と当接して間接的にシート
を加熱する二次ヒータとからなることを特徴としてい
る。

【０００６】このような装置では、一次ヒータを、シー
トの側縁同士の間に介在されるヒーティングプレートで
構成するのが好ましい。さらに前記金属製ベルトが重ね
合わせた樹脂シートの上下に配置される上金属製ベルト
と下金属製ベルトとからなると共に、上金属製ベルトと
樹脂シートとの間に、上金属製ベルトと共に走行する合
成樹脂製ベルトが介在されており、その合成樹脂製ベル
トが走行途中で金属製ベルトから分離されて合成樹脂製
ベルトのみで加圧するように部分的に個別にガイドされ
ており、前記冷却する手段が、分離した後の合成樹脂製
ベルトの裏面に当接して樹脂チューブを間接的に冷却す
る接触冷却手段を有するものが好ましい。

【０００７】

【作用】本発明の製造法では、側縁同士を加熱すると
き、互いの溶着面のみが一次加熱で溶融し、余分な部位
が溶融しないので、短時間で熱溶着に必要な部位のみを
溶かすことができる。また金属製ベルトで二次加熱し、
加圧して接合する時点ではすでに溶融軟化しているの
で、単に保温する程度でよく、高温にする必要がない。
そのため最終的にきれいな接合線が得られる。また一次
加熱のときは金属製ベルトは樹脂チューブを介して間接
的に加熱されるので、金属製ベルト自体は強く加熱され
ない。そして樹脂チューブの側縁同士は一次加熱で充分
に加熱溶融しているので、二次加熱において金属製ベル
トに温度的負荷がかからない。そのため樹脂コーティン
グを施さない金属製ベルトを用いることができる。その
場合は長期間使用しても、金属製ベルトの摩耗が少く、
しかも樹脂コーティングを施していないので、ゴミが出
ない。

【０００８】本発明の製造法において、重ねられる側縁
同士の間にヒーティングプレートを介在させることによ
り一次加熱する場合は、一方の側縁の内面と他方の側縁
の外面とを同時に加熱することができ、効率がよい。他
方、二次加熱のときに金属製ベルトと製品である樹脂チ
ューブの間に低接着性の合成樹脂製ベルトを介在させる
場合は、樹脂チューブと樹脂ベルトとが剥れ易く、しか
も樹脂ベルトは長期間使用しても、表面が剥れてゴミが
生ずることがない。そのため一層きれいな成形表面が得
られる。樹脂ベルトが傷んだ場合は、樹脂ベルトのみを
交換すればよい。また冷却時に合成樹脂製ベルトの裏面
側から接触冷却手段で冷却する場合は、重ね合わされた
側縁部同士は加圧されながら緩やかに温度が低下してい
くので、一層きれいな成形表面が得られる。本発明の装
置は、上記の製造法を実施することができ、それにより
同じ作用効果が奏される。

【０００９】

【実施例】つぎに図面を参照しながら本発明の製造法お
よび製造装置を説明する。図１は本発明の製造装置の一
実施例を示す概略側面図、図２は図１のII-II 線拡大断
面図、図３は図２のIII-III 線断面図、図４は図１のIV
-IV 線拡大断面図、図５は本発明の製造装置の他の実施
例を示す概略側面図、図６は本発明に関わるヒーティン
グプレートの他の実施例を示す平面図、図７は本発明の
製造装置の他の実施例を示す概略側面図である。

【００１０】図１の合成樹脂チューブの製造装置Ａは、
チューブの材料となるシート（原反）１を巻つけるため
の公知のマンドレル２と、そのマンドレル２の上面に沿
って前方（図面の右側）に走行し、先端近辺のガイドプ
ーリ３で方向転換し、マンドレル２の下面側に沿って後
方に走行し、他のガイドプーリ４、駆動プーリ５、テン
ションプーリ６およびさらに他のガイドプーリ７、８を
経て元に戻るループ状の下金属製ベルト（インナーベル
ト）９とを備えている。さらにマンドレル２の中間部か
ら前方にかけての上面側には、３個のガイドプーリ１
０、１１、１２、駆動プーリ１３およびテンションプー
リ１４で案内されて矩形のループ状に配設される上金属
製ベルト（アウターベルト）１５と、上記の共通のガイ
ドプーリ１０、１１、１２、別個のガイドプーリ１６、
他の駆動プーリ１７および他のテンションプーリ１８に
よって案内されて矩形のループ状に配設される合成樹脂
製ベルト１９とが設けられている。上金属製ベルト１５
と合成樹脂製ベルト１９とを途中で分離しているのは、
加熱されている上金属ベルト１５が二次冷却装置２４、
２５に対して温度的影響を及ぼさないようにするためで
ある。そしてこのように分離することにより、両者間に
滑りが生じないように別個に駆動することができ、かつ
別個に張力を調節することができる。

【００１１】上記の各プーリは、床面に対して直角（紙
面と平行）に立設されるベースプレート（図示されてい
ない）に対してそれぞれ回転自在に取りつけられてい
る。下金属製ベルト９用の前方下側のガイドプーリ８
と、上金属製ベルト１５および合成樹脂製ベルト１９用
の後方下側のガイドプーリ１０との間には、一次加熱装
置２１が設けられている。さらに後方下側のガイドプー
リ１０と中間部下側のガイドプーリ１１との間には、二
次加熱装置２２および一次冷却装置２３が、上流側から
その順に設けられており、中間部下側のガイドプーリ１
１と合成樹脂製ベルト１９用の前方下側のガイドプーリ
１６との間には、二次冷却装置２４および三次冷却装置
２５が上流側からその順に設けられている。

【００１２】二次加熱装置２２および各冷却装置２３〜
２５は、それぞれエアシリンダ２６またはバネ体などの
付勢手段で下方に押しつけられ、それら自体は上金属製
ベルト１５および合成樹脂製ベルト１９をシート１に対
して押しつけている。また図示されていないが、一次加
熱装置２１の近辺には、平坦な帯状シートの状態で送ら
れてくるシート１をマンドレル２の周囲に巻きつけるよ
うに案内する公知のガイド装置が設けられている。

【００１３】前記マンドレル２は図３および図４に示す
ように、上下の面に下金属製ベルト９を案内する浅い溝
２８、２８を備えた円柱状を呈しており、根元部２９が
装置のフレームなどに固定支持されている。マンドレル
２の先端側は、通常はフリーにしているが、製品のチュ
ーブ３０を巻き取らずに切断する場合は先端を支持する
こともできる。

【００１４】下金属製ベルト９は、通常は薄いスチール
シートあるいはステンレス製のスチールシートを無端状
に連結したものであるが、上金属製ベルト１５と同じ
く、下金属製ベルト９の外側（シート１と接する側）に
合成樹脂製ベルトを重ねてもよい。上金属製ベルト１５
および下金属製ベルト９はそれぞれ従来公知のものでよ
い。上金属製ベルト１５に重ねて使用する合成樹脂製ベ
ルト１９は、溶融した樹脂がくっつかないように非接着
性樹脂で構成され、通常はガラス繊維、炭素繊維などの
繊維で補強する。非接着性の樹脂としては、ポリテトラ
フルオロエチレンなどのフッ素系樹脂などがあげられ
る。上下の金属製ベルトおよび合成樹脂製ベルトは共
に、幅７．５〜９．５mm、厚さ０．０８〜０．１mm程度
が好ましい。上金属製ベルト１５および合成樹脂製ベル
ト１９に掛ける張力は従来と同じ程度でよく、それらは
テンションプーリ６、１４、１８などで調節する。

【００１５】一次加熱装置２１はシート１の溶着面を加
熱して溶融するためのものであり、本実施例ではそれ自
体発熱するヒーティングプレート３４で構成され、ヒー
ティングプレート３４の先端は上金属製ベルト１５用の
後部下側のガイドプーリ１０とマンドレル２との間に挿
入されている。したがって図２および図３に示すよう
に、チューブに成形する材料であるシート１の両側の側
縁部３６、３７をマンドレル２に巻きつけて側縁部同士
を直接重ねる前に、両者の間にヒーティングプレート３
４を挿入すれば、１枚のヒーティングプレート３４で溶
着すべきシート１の外側の側縁部３６の内面３８と内側
の側縁部３７の外面３９とを同時に加熱溶融することが
できる。一次加熱装置としては、ヒーティングプレート
３４の他、高周波加熱装置、超音波加熱装置、電熱ヒー
タ、ホットエア、ガスバーナのフレームなど、他の公知
の加熱手段を採用することもできる。

【００１６】二次加熱装置２２は溶融した接着部が冷え
ないように保温し、あるいは必要に応じて若干熱を加え
て、エアシリンダ２６の付勢力でチューブ胴部を押圧挟
着するものである。この二次加熱装置２２も高周波加熱
機が一般的であるが、電熱ヒータ、ホットエア、ガスバ
ーナのフレームなど、公知の加熱手段と押圧手段とを組
み合わせて採用することもできる。加熱温度は装置の稼
働スピードによっても異なるが、一次加熱装置２１のヒ
ーティングプレート３４の温度は通常１００℃程度であ
り、また二次加熱装置２２の温度は、下金属製ベルト９
が３００℃程度、上金属製ベルト１５が２７０〜３００
℃程度に加熱される温度とする。

【００１７】一次冷却装置２３は、一次および二次加熱
装置２１、２２で加熱されたチューブを上金属製ベルト
１５を介して３０℃程度まで冷却するものであり、二次
および三次冷却装置２４、２５はそれぞれ溶着部から除
熱して成形していく部分である。したがって２〜５℃程
度が好ましい。なお一次冷却装置２３のみ上金属製ベル
ト１５の上から加圧し、二次および三次冷却装置２４、
２５を合成樹脂製ベルト１９の上から加圧しているの
は、一次冷却装置２３では高温から急速に徐熱する必要
があるのに対し、二次、三次冷却装置２４、２５ではそ
の後に充分に放熱させるためである。各冷却装置は水冷
式など、従来公知のものを使用しうる。なお三次冷却装
置２５を省略し、一次冷却装置２３と二次冷却装置２４
の２つの装置で冷却装置を構成してもよい。

【００１８】つぎに上記のごとく構成される製造装置Ａ
を用いてシート１からチューブ３０を製造する手順を説
明する。シート１はたとえば図１の左側にある送り出し
ロール（図示されていない）からほどき出されて前述の
ガイド機構によりマンドレル２上に巻きつけられる。そ
のとき図２および図３に示すように、互いに溶着される
べきシート１の外側の側縁部３６をヒーティングプレー
ト３４の上面に被せ、内側の側縁部３７をヒーティング
プレート３４の内面側に挿入し、外側の側縁部３６の内
面３８と内側の側縁部３７の外面３９とを同時に加熱溶
融する。

【００１９】ついで図４に示すように、シート１は上金
属製ベルト１５と下金属製ベルト９によって挟着されな
がら前方へ搬送されるが、上記の側縁部３６の内面３８
と内側の側縁部３７の外面３９とがヒーティングプレー
ト３４から外れると、両者が直接当接し、上下の金属製
ベルト１５、９の加圧力を受けながら溶着される。その
とき二次加熱装置２２は溶融部が冷えないように保温
し、溶着を確実にする。さらに溶着された部分は上金属
製ベルト１５および合成樹脂製ベルト１９を介して一次
冷却装置２３によって冷却され、さらに合成樹脂製ベル
ト１９のみを介して二次、三次冷却装置２４、２５によ
り冷却され、固化する。その間は溶着部は合成樹脂ベル
ト１９と下金属製ベルト９とで挟まれ、しかもエアシリ
ンダ２６の付勢力を受けた各冷却装置の押圧により、溶
着されたときの形状を確実に維持する。なお図３および
図４ではマンドレル２とチューブ３０の間に隙間が開い
ているが、これは説明を明瞭にするためであり、実際は
密接している。図４の上金属製ベルト１５とシート１の
間および上金属製ベルト１５と合成樹脂製ベルト１９の
間についても、実際には密接している。

【００２０】図５に示す製造装置Ｂは図１の装置Ａとほ
ぼ同じであるが、合成樹脂製ベルトを採用せず、そのた
めガイドプーリや駆動プーリは１セットでよい。なおこ
の実施例でも、上金属製ベルトと合成樹脂製ベルトとを
全ループにおいて重ねて使用してもよい。さらに製造装
置Ｂにおいても、互いに溶着されるべきシート１の外側
の側縁部の内面と内側の側縁部の外面とを、１個のヒー
ティングプレート３４で同時に加熱溶融するようにして
いる。したがってこのものも、無駄な部分を溶融させ
ず、効率的かつ迅速に必要箇所のみ溶融する。そのため
最外層にきれいな溶着部が得られる作用効果を奏する。

【００２１】なおこの製造装置Ｂにおいても、加熱手段
としては一次加熱装置がヒーティングプレート、ホット
エアーが一般的であり、二次加熱装置としては高周波加
熱装置機が一般的であるが、いずれの場合も電熱ヒー
タ、ガスバーナ、超音波加熱装置などの他の加熱手段を
用いるようにしてもよい。また上記の装置Ａ、Ｂにおけ
る一次加熱装置と二次加熱装置は同種類の加熱手段を採
用してもよく、異なる種類の加熱手段を採用してもよ
い。前記実施例では上下の金属製ベルトとしてステンレ
スなどのスチールベルトを使用しているが、他の金属製
のベルトであってもよい。

【００２２】図２に示す実施例では、一次加熱装置２１
として１枚のヒーティングプレート３４を採用している
が、図６に示すように２枚のヒーティングプレート３４
ａ、３４ｂを用いてもよい。その場合は、互いに溶着さ
れるべきシート１の外側の側縁部３６の上面に一方のヒ
ーティングプレート３４ａを被せ、内側の側縁部３７を
他方のヒーティングプレート３４ｂの内面側に挿入し、
外側の側縁部３６の内面３８と内側の側縁部３７の外面
３９とを同時に加熱溶融するようにしている。このよう
にすると重ね合わせるいくらか前から加熱することがで
きるので、充分に加熱することができる。

【００２３】また図５の装置では二次加熱装置２２と一
次冷却装置２３とを別個にしているが、図７に示すよう
に前部を二次加熱装置２２とし、後部を一次冷却装置２
３として、それらを一体化してもよい。

【００２４】

【発明の効果】本発明の製造法および装置は、一次加熱
でシートの溶着部のみを溶融した後に、二次加熱しなが
ら溶着するので、余分に解けることがなく、迅速かつき
れいに接合することができる。上金属製ベルトとシート
との間に非接着性の合成樹脂からなる樹脂ベルトを介在
させているものでは、溶融した樹脂がくっつくことがな
く、しかも樹脂コーティングのように使用の途中に金属
製ベルトの表面から剥離したりすることがない。そのた
め製品が一層きれいに仕上がる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造装置の一実施例を示す概略側面図
である。

【図２】図１のII-II 線拡大断面図である。

【図３】図２のIII-III 線断面図である。

【図４】図１のIV-IV 線拡大断面図である。

【図５】本発明の製造装置の他の実施例を示す概略側面
図である。

【図６】本発明に関わるヒーティングプレートの他の実
施例を示す平面図である。

【図７】本発明の製造装置の他の実施例を示す概略側面
図である。

【符号の説明】

１ シート ２ マンドレル ９ 下金属製ベルト １５ 上金属製ベルト １９ 合成樹脂ベルト ２１ 一次加熱装置 ２２ 二次加熱装置 ２３ 一次冷却装置 ２４ 二次冷却装置 ２５ 三次冷却装置 ３０ チューブ ３４ ヒーティングプレート ３４ａ ヒーティングプレート ３４ｂ ヒーティングプレート

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）帯状の合成樹脂シートをマンドレ
   ルの外周に巻き付けて側縁同士を重ね合わせ、その重ね
   合わせた部分をシートの長手方向に走行する金属製ベル
   トで加圧しながら熱溶着し、ついで冷却していく樹脂チ
   ューブの製造法において、（ｂ）側縁同士を重ね合わせ
   る前に、一方の側縁の内面と他方の側縁の外面の互いに
   溶着すべき面のみを一次加熱して溶融した後、（ｃ）上
   金属製ベルトと下金属製ベルトとで加圧して二次加熱す
   ることにより側縁同士を圧着し、（ｄ）その後、加圧し
   ながら冷却していくことを特徴とする樹脂チューブの製
   造法。
2. 【請求項２】 （ｂ２）一次加熱のときに、側縁同士の
   間にヒーティングプレートを介在させることにより、互
   いに溶着すべき面のみを加熱する請求項１記載の製造
   法。
3. 【請求項３】 （ｃ２）前記二次加熱のときに、上金属
   製ベルトと樹脂チューブとの間に、上金属ベルトと共に
   走行する低接着性の合成樹脂製ベルトを介在させると共
   に、上金属製ベルトの裏面側から樹脂チューブを間接的
   に二次加熱して側縁同士を圧着し、（ｄ２）その後、合
   成樹脂製ベルトのみで加圧しながら冷却していく請求項
   １記載の製造法。
4. 【請求項４】 （ａ）合成樹脂シートの走行位置に沿っ
   て設けられるマンドレルと、該合成樹脂シートをマンド
   レル上に巻きつけて重ね合わせていくガイド機構と、樹
   脂シートの両側の側縁を加熱する手段と、重ね合わせた
   樹脂シートの側縁を加圧しながら樹脂シートを走行させ
   る金属製ベルトと、熱溶着された側縁を冷却する手段と
   からなり、（ｂ）前記加熱する手段が、前記シートの側
   縁同士を互いに重ね合わせる前に溶着すべき面のみを一
   次加熱する一次ヒータと、重ね合わせた後、金属製ベル
   トの裏面と当接して間接的にシートを加熱する二次ヒー
   タとからなる樹脂チューブの製造装置。
5. 【請求項５】 一次ヒータがシートの側縁同士の間に介
   在されるヒーティングプレートである請求項４記載の装
   置。
6. 【請求項６】 前記金属製ベルトが重ね合わせた樹脂シ
   ートの上下に配置される上金属製ベルトと下金属製ベル
   トとからなると共に、上金属製ベルトと樹脂シートとの
   間に、上金属製ベルトと共に走行する合成樹脂製ベルト
   が介在されており、その合成樹脂製ベルトが走行途中で
   金属製ベルトから分離されて合成樹脂製ベルトのみで加
   圧するように部分的に個別にガイドされており、前記冷
   却する手段が、分離した後の合成樹脂製ベルトの裏面に
   当接して樹脂チューブを間接的に冷却する接触冷却手段
   を有する請求項４記載の製造装置。