JPS6038125A - 管状ポリマ物品につば付けする方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、管状のポリマ物品のつげ（フランジ）付は方
法とその装置に関し、具体的には、晶出（Ｍ晶化）可能
な熱可塑性ポリマ、特にポリエチレンテレフタ１／−ト
のような飽和線状ポリエステル材料の管状物品の開端部
のつば付けに関する。管状物品は、両端が開いていても
よく、また一端が開いて他端が閉じて（一体になってい
てもいなくても）いてもよい。まだ、管状物品は、例え
ば、加工食品・飲料容器用として使用されるようなもの
で、この場合、つばは、例えば金属の端部品にかみ合わ
せ接合するために設ゆられるのが普通である（もつとも
、そうでなければならないということではない）。管状
体は、円形でも、矩形でも、また他の断面を有するもの
であってもよい。

〔発明の背景〕

金属の端部品をかみ合わせ接合によって取シ付ける前に
金属缶体につば付けを行う技術は周知である。つばは、
基本的には、回転ヘッドの多数のロー２を使用して冷間
スェージングで作る。この方法を晶出（結晶化）可能な
熱可塑性ポリマ体に応用すると、ポリマ体が切れてしま
うだけであって、つばは形成されない。容器を形成すべ
く複合＃！維板で作られた管状体の端部をダイに軸方向
にプレスして管状体につば付けすることが公知であシ、
これは、加熱によって行うことも知られているが、冷間
で行うのが普通である。複合繊維板の水分量が正しけれ
ば、きちんと成形されたつばが急速製造できる。しかし
、この方法を晶出可能な熱可塑性ポリマの管状体に使用
した場合、軸方向の力を取シ除いたら、つばは管状体の
元の形にほとんど完全に戻ってしま５゜ 二軸延伸した晶出可能な熱ｔ＋Ｊ　ＩＦｊ性ポリマが、
その延伸温度よル高温に加熱されると縮む傾向が一般に
あること、そしてこの傾向が、例えば１５０’Ｃ〜２３
０℃の範囲の温度で材料を抱束しながらアニーリングす
るとかなシ減少することがあることが公知である。この
方法はヒートセットとして知られている。これによって
、普通は、絞シ成形温度にまで抱束なしに再加熱したと
き約３％以下の残留−次収縮が材料に現われるようにな
る。しかし、他の点ではヒートセットした物品は寸法的
に安定であシ強度がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ヒートセットした晶出可能な熱可塑性
ポリマの管状物品、例えばポリエチレンテレフタレート
のような飽和線形ポリエステルの管状物品の端に良質の
つばを安定して成形する方法と装置を提供することであ
る。特に、容器体を形成することになっている管状物品
の開端部につばを形成し、続いて金属の端部品にかみ合
わせ接合できることを目的としている。

〔発明の概要〕

本発明によれば、高温にヒートセットされた晶出可能な
熱可塑性ポリマの管状物品につばを付ける方法は、つば
付げダイに管状物品を当てて、ポリマのガラス遷移温度
よル高いつば付は温度でしかもヒートセットされた高温
よシは低い温度に管状物品の前記端部を加熱し、管状物
品とダイを一体に押しつけることにょシ、管状物品の端
部が軟化し、フランジを形成するように外側または内側
に押しやられ、次に管状物品のつば付き端部が、変形し
ないように抱束の元で冷却される。

この方法は、つばとダイの接触を密接にして続いてつば
を正確に形成するようにポリマの残留収縮を′ｆＦＩＩ
用すると共に、抱束下のつば付き端部の冷却を続いて行
うとき、それ以上の収縮を最小にし、つばを所定寸法に
硬化する。生産速度を上げなければならない場合は、強
制冷却が普通は必要である。しかし、用途によっては自
然冷却を使用できる。

管状物品の端部の加熱や人為的冷却は、ダイから、ある
いはダイへ熱伝達させることによって間接的に行うこと
ができる。ダイを介する加熱は、ダイに、あるいはダイ
の近くに固定された熱源によって、あるいはダイとは別
個でかつダイから取り外し可能な熱源によって可能であ
る。熱源は、火熱容量の導気性高温体で、内部カートリ
ッジ式電気加熱器や、高温油、高温空気、あるいは生蒸
気や、赤外綜区域で作動可能な電気的加熱コイルのよう
な放射加熱器や、直接的炎加熱器によって加熱されるも
のでよい。ダイ内やその近くで、しかしダイとは別個に
配置された熱源は、連続的にエネルギを与えられるが、
所定の温度になったとき、あるいはダイか冷却されたと
きダイから取シ外すことができる。

以上のものに代えて、あるいはそれに加えて、適当な温
度のインフレーションガスや外部放射加熱器のように、
管状物品の外側に配置された手段によって直接（二ポリ
マを加熱したシ冷却して管状物品の端部を加熱したり、
人為的に冷却することができる。このような管状部品端
部の直接加熱は当該端部をダイに接触させる前に行うこ
とができる。

管状物品が金属製端部を有する容器体を形成するもので
ある場合、ダイ全容器の金属製部品とすることができる
。この場合、つば付は操作によって、容器体と、かみ合
せ接合用の１つ以上の金属端部品との組合せが作られる
。

管状物品の両端が開いている場合、同じようなつば付は
ダイの利用によって同時に両端をつげ付けすることがで
きる。

本発明は、さらに、高温でヒートセットされだ晶出可能
な熱可塑性ポリマの管状物品につば付けを行う装置に関
するのであって、該装置は、つば付はダイと、管状物品
をダイに対して適所に保持する装置と、管状物品とダイ
な一体に押しつげる装置と、管状物品の当該端部を加熱
したシ冷却する装置とを有する。

管状物品を保持する装置は、管状物品の両端に係合する
ように構成された一対のつば付しナダイで形成できる。

本装置は、外向きのつばを形成することができ、この場
合、つばの端の外側への動きを制限するため（ニダイの
周囲に同軸に停止リングを配置することが好ましい。停
止部材は、内向きのつばを付けるように設計された装置
にも設り゛ることかできる。

〔発明の実施例〕

本発明の例示として特定の実施例を添付の図面を参照し
ながら更に詳細に説明する。

第１図には、晶出可能な熱可塑性ポリマ、特にポリエチ
レンテレフタレートのような飽和線状ポリエステル材料
の管状物品又は管状体１０が示され、管状体１０の開端
部１２には、本発明の方法に従って、外側へ反ったつば
１１が形成されている。

第２図には、容器体１０の開端部１２を閉じるようにつ
ば１１に対してかみ合せ接合される端部品１４のリムの
形が示されている。端部品１４には上方に延びる壁１５
、この壁１５から外側へ延びるかみ合せ接合パネル１６
、外側リムのところで内側に曲って内向き切断端１８で
終る部分１７とがある。密封しなければならない場合（
−杜、図示のように、かみ合せ接合パネル１６の下側に
プラスチックのライチ部品１９が設けられる。

第３図に示すように、端部品がつば１１にかみ合せ接合
されたとき、かみ合せ接合パネルの曲った外側部分はつ
ば１１の内側にあって容器１０の壁の上側部分に当って
いる。つば１１はほとんど垂直に下方へ曲ル、かみ合せ
接合パネル１６の大部分はつば１１の外側にあってそれ
と密に接触し、このときライナ部品が（もしあれば）接
合部を密封するのに役立つ。端部品の直立壁１５が容器
１０の壁の上側部分の内側に当っている。

このようなかみ合せ接合部を大規模製造で欠陥品を最小
限にして信頼性高く作るために重要なことは、容器体１
０のつば１１がきちんと成形されるべきこと、すなわち
厳しい許容差内で正確に作られるべきことである。第４
図に示した装置は〜両端が開いているポリエチレンテレ
フタレートのような飽和綜形ポリエステル材料の管状体
１０につばを作るように設計されている。この装置は、
基本的には対称形であって、管状体１０の両端部を同時
につば付けできる。

この装置の上側部分と下側部分には、つげ１１を形成す
るために垂直壁２１とそれから外へ折れた水平フランジ
２２を有する金に４ダイ２０がある。

ダイ２０は同軸の止めリング２３で囲まれており、止め
リング２３の内側縁は、つば１１の所定幅に等しい距離
だけ壁２１から隔たっている。止めリング２３は、基盤
２７に断熱パッド２５．２６を介して取シつけられたド
ラム形ハウジング２４に固定され、ダイ２０はキャップ
ねじ２８によって基盤２７に固定されている。こうして
、ダイ２０と止めリング２３は、色々な寸法の同様部品
に対して容易に取シ外し、交換でき、これによシ、対応
する色々な寸法の容器体１０を取り扱うことができる。

・・ウジング２４は、加熱用電気コイル２９を収容し、
冷却空気用人口３０および出口３１を具備Ｉ−ている。

加熱用コイル２９は、導線３２を介して温度制御装置３
３に結合している。基盤２７は、液圧プレスのブロック
またはプラテン３４に各々取シつけられている。

使用に際しては、ポリエチレンテレフタレートのような
二軸延伸ポリエステル材料の円筒形容器体１０が装置内
に配置され、このときその両開端部が頂部及び底部の両
ダイ２０の引込みテーパ３５と接触している。なお、二
軸延伸ポリエステル材料は、例えば本件出願人の公告英
国特許出願第８０３７１３７号（公告第２０８９２７６
Ａ号）に開示されたようにして作られ、また本件出願人
の英国特許出願第８３１０９６６号　に記載されたよう
な方法でヒートセットされている。容器体の配置の前（
二、その間に、あるいはその後に、あるいはそれらを通
して、ダイ２０は、ポリマのガラス転移率よシは高いが
ヒートセットの温度よシは低いつば付は温度、ポリエチ
レンテレフタレートに対しては典型的には１２５℃に急
速加熱される。次に、プラテン３４に作用する手段（図
示せず）によってプレス♂七ば付はダイ２０を互い１′
−フγ押しつけて、２００Ｋｇ以下の、典型的には３０
Ｋｇの圧縮荷重が容器体１０に加えられる。これによっ
て、容器体１０の両端は、軟化し、つば１１を形成する
ために外側へ押され、これは、つばの端が止めリング２
３に接するまで続く。各つばのポリマ材料には、各々の
ダイ２０からの熱がそれに加わると、残留収縮が生じる
傾向にある。これによって、ポリマはダイ２０の形状を
正確に採シ、つばがきちんと形成されるようになる。

次に加熱器２９への通電が遮断され、ダイ２−Ｏは、人
口３０を通って導入されて出口３１を通って排出される
冷却空気によって強制冷却され、この冷却はっは状にな
った端部の温度がっは付は温度よシ少なくとも２０℃（
典型的には４０℃）低い温度に、可能性としてはポリマ
のガラス転移温度やそれ以下に大体低下するまで続けら
れる。これによってそれ以上の熱収縮が停止し、あるい
は少なくとも最小限に抑えられ、つばを所定の寸法にき
ちんと成形硬化する。次に、軸方向の荷重が取シ除かれ
、つば付き容器体１０が装置から外される。

以上のように具体的に記載した方法と装置は、本発明の
範囲内で改変することができる。特に、一方の端だけが
開いている容器（二ついては、ダイ２０の一方を例えば
平らな当て部材に置き換えて、容器の閉端に当ててつば
付は荷重を加えるようにしてもよい。

前述のように電熱放射コイ＃２９をダイ２０に瞬接して
固定する代わシに、熱容量の大きい取シ外し可能な導体
、すなわち高温ブロックの形の加熱器を使用し、この加
熱器をダイ２０に直接接触させて加熱し、冷却するには
加熱器を取シ外すようにしてもよい。高温ブロックには
連続的にエネルギを加えてもよいし、内側にカートリッ
ジ式加熱器を設けるようにしてもよく、また例えば高温
油、高温空気、生蒸気の循環によって加熱してもよい。

電気抵抗加熱は、例えばダイの作動部分に加熱電流を通
して利用できる。誘導加熱も利用できる。高温空気の循
環もダイの加熱に使用できる。

ダイの冷却は、前述のような冷却空気による他に液体冷
却材によって行うこともできる。各つばに対して設けら
れる加熱装置ＪＦ冷却装口は、つば材料に直接に作用で
きるように管状物品の外に配置でき、またダイ２０を冷
却用ヒートシンクとして使用できる。

ダイ２０の一方または両方を容器の金属端部品とするこ
とができ、これによってつば付’ｒｊ　掃作ｆ：すると
、かみ合せ接合工程に直ちに持っていける容器と端部品
の組立体ができる。

必要に応じて、容器の各つばの下に、内側に突出する首
部を形成でき、これは、各ダイの壁２１に対応の環状凹
部を設けて、ポリマ材がこの凹部内に収縮できるように
して行える。

適当な部材を設けて、矩形や楕円などの円形以外の断面
の容器体ｌＯにつばを付けるようにすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、容器体のつば付き開端部の部分側面図で、一
部を断面で示しである。 第２図は、第１図に示す容器の開端部にがみ合せ接合す
る端部品の外側リムの形の拡大断面図である。 第３図は、容器体と端部品の間のがみ合せ接合部の形の
拡大断面図である。 第一４図は、本発明によって管状ポリマ物品をつば付げ
する装置の断面図である。 ｌＯ・・・管状体、　１１・・・つげ、１２・・・開端
、　１４・・・端部品、１６・・・かみ合せ接合パネル
、 ２０・・・金属ダイ、　２２・・・つば、２３・・・止
めリング、　２５．２６・・・断熱パッド、２４・・・
ハウジング、２８川キヤツプねじ、２９・・・加熱器、
　３ｏ・・・空気人口、３１・・・空気出口、　３３・
・・温度制御装置。 代理人　弁理士　鵜沼辰之

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高温にヒートセットされ九晶出可能な熱可塑性ポリ
   マの管状物品につば付けする方法であって、つば付はダ
   イに管状物品の端部を当接し、ポリマのガラス転移温度
   よシ高いが、前記ヒートセットした温度よシは低いつば
   付は温度に前記管状物品の端部を加熱し、管状物品とダ
   イを一体に押しつけることによシ、管状物品の端部を軟
   化させるとともに外側または内側（−強制的に押しやっ
   てつばを形成し、そして管状物品のつば付き端部が、歪
   まないように拘束しながら冷却するようにしたことを特
   徴とする方法。 ２、管状物品の端部の加熱がダイからの熱伝導によって
   行われることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の方法。 ３、　グイ内に、またはダイ近くに固定された熱源によ
   ってダイを加熱することを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項に記載の方法。 ４、　ダイと社別個でかつダイから、取シ外し可能な熱
   源によってダイを加熱することを特徴とする特許請求の
   範囲第２項に記載の方法。 ５、管状物品の外側に配置された加熱装置によって、管
   状物品の端部を加熱することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の方法。 ６、冷却装置を有するダイとの熱伝導によって、管状物
   品の端部を人為的に冷却することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項ないし第５項のいずれか一項（＝記載の方
   法。 ７、管状物品の外側に配置された冷却装置によって管状
   物品の端部を人為的に冷却することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第５項のいずれか一項に記載の方
   法。 ８、管状物品が金属製端部付きの容器の本体を形成する
   ためのものであシ、ダイか該容器の金属製端部である特
   許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれか一項に記載
   の方法。 ９、管状物品の両端部をつば付はダイに係合させて同時
   （一つば付けを行うことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第８項のいずれか一項に記載の方法。 １０、高温にヒートセットされた晶出可能な熱可塑性ポ
   リマの管状物品につば付けを行う装置でおって、つば付
   ゆダイと、管状物品をダイの適所に当てて保持する装置
   と、管状物品とダイを一体に押しつける装置と、管状物
   品の前記端部を加熱する装置及び冷却する装置とからな
   るつげ伺は装置。 １１、管状物品を保持する装置が、管状物品の両端部に
   係合するようになっている一対のつば付ゆダイによって
   形成されることを特徴とする特許請求の範囲第■項に記
   載の装置。 １２、各つばを外側に形成するようにした特許請求の範
   囲第１０項または第１１頷に記載の装置であって、各つ
   ばの端部の外側への移動を制限するために各ダイのまわ
   シに同軸に停止リングを配置したことを特徴とする装置
   。