溶接による管の製造方法

专利摘要:
プラスチックからなる可撓性管状体の生産のためにストリップを溶接する方法であって、以下のステップ、即ち：溶接ロッドの周りにストリップ（１）を形成し；前記ストリップの端部（３，４）を接触し；前記端部（３，４）を加熱・圧縮し、その後それらを冷却することにより溶接区域（５）を形成するような、各ステップを有し、前記方法は、前記ストリップ（１）が溶接区域（５）の外側で加熱されることを特徴としている。
公开号:JP2011516314A
申请号:JP2011503528
申请日:2009-04-04
公开日:2011-05-26
发明作者:トマス，ジャック
申请人:エイサパック ホールディング ソシエテ アノニム；
IPC主号:B29C65-10

专利说明:

[0001] 本発明は、プラスチックフィルムを溶接することによる可撓性パッケージングの製造に関するものである。更に具体的には、本発明は、液体やペースト状産品の保存・供給することを意図した可撓管の形成に関する。]
背景技術

[0002] ヘッドと柔軟性のあるスカートからなり、複数のプラスチック又は金属層から形成された“ラミネート”ストリップを溶接することによって得られる可撓管が知られている。スカートは以下の工程、即ち、まずストリップを繰り出し、僅かなオーバーラップ部分を作り、ストリップの端部を溶接し、そして最終的に管状体を同じ長さのセグメントに切断することによって得られる。その後、管ヘッドが前記スカートの端部に溶接されたり、或いはモールドされることになる。管ヘッドは、穴のあいた首部と、該ネックを前記スカートに接続する肩部とを備える。管は、このようにしてパッケージ作業員へと送られ、ここでヘッドを下にした状態で、依然として開口状態にある管のその端部を通って充満されるように（例えば、栓をねじ込むことで）注入口が閉じられる。ひとたび管が満たされたならば、端部はフィルムを摘み、それ自身に溶接することにより閉じられる。]
[0003] 溶接作業中、スカートが変形している状態で横たわった部分を溶接することで可撓管を作る際に１つの困難がふりかかる。往々にして、変形状態のスカートは、好ましいとされるような完全な円形とはならず、“梨”又は“水滴”状断面を持つ。そのような真円度上の不具合は管の組み立てや充填作業にとって有害である。溶接によってスカートをヘッドに組み立てるにあたっては、スカートの中にヘッドを挿入しなければならず、その作業は真円度が欠如していればそれだけ厄介なものとなる。充填中、パッケージ作業員は、依然として開口したままの管の端部を介してノズルを挿入しなければならない。管断面が円形になっていない場合に、この作業はかなりの障害となる。]
[0004] スカートの真円度は管の最終形状に影響し、多くの場合、真円度不良はパッケージングの美的特性を損なうものとなる。このような理由から、完全に円形なるスカートを有することが望ましい。]
[0005] 特許文献１では、溶接に先立ってラミネートを弾性域を超えて変形させることを提案している。同特許文献１で提案された第１の方法は、カレンダー加工によりストリップを約１％だけ薄くすることである。ストリップの幅１ｍｍ当たり２．５〜５００ニュートンの力が加えられなければならない。ストリップが容積で７０％以上のプラスチックを有する場合、カレンダー加工前に前記ストリップを７５〜１２０℃の間の温度に加熱することが提案されている。特許文献１で提案された第２の方法は、エンボス加工を行うことでその大きさがストリップ幅の１／１５〜１／３倍となることが好ましいような隆起部や窪みを形成することである。このカレンダー加工やエンボス加工には、ラミネート中の残留応力を緩和する効果がある。この発明者らによれば、この方法は、ストリップの弾性的挙動を均一化すると共に、エンボス加工の場合には加工方向とその交差方向、両方においてストリップの剛性を高めることができるとしている。しかしながら、特許文献１で提案された方法には幾つかの欠点がある。同特許出願は、印刷されたストリップに対しては容易に使用できず、特に印刷が表面にある時には使用不可能である。これは、カレンダー加工やエンボス加工では、その方法によってもたらされる変形、温度、摩擦のために印刷物を損傷してしまう傾向があるからである。]
[0006] 管の真円度を向上させるもう一つの方法が、特許文献２で提案されている。この方法は、管状体を同じ長さのセグメントに切断する前に、それに対し熱処理を実行することにある。管状体は従来技術に従って作られ、溶接工程は特に以下の各ステップ：即ち、円筒体を形成するべくストリップが溶接ロッドに巻装される成形ステップ；溶接対象となるストリップ端部が溶融するような加熱ステップ；溶接対象端部を圧縮するステップ；及び溶接区域を冷却するステップを有する。特許文献２は、溶接工程後において管状体に対し、熱処理を施すことを提案している。その熱処理は、管の外面に流体を接触することで管状体の温度を均一にすることにある。この熱処理を実行するのに使用される装置は、溶接装置と切断装置の間に挿入される。特許文献２で提案される方法の欠点は、効果的な熱処理を実行するために必要な空間にある。この空間はラミネート厚が大きくなるだけその分大きくなるため、提案された方法では、厚みのあるラミネートと高い生産率には適さないことが判っている。]
先行技術

[0007] 特許出願ＷＯ２００４／０３９５６１号
スイス国特許ＣＨ６９５９３７Ａ５号
欧州特許出願ＥＰ０７１１６３８４．４号]
[0008] 本発明は、ラミネートを溶接することにより管状のスカートを生産する溶接工程からなる。スカートは、以下のステップ：即ち、ストリップを繰り出し；ストリップを管状体へと形成し；ストリップの端部を互いに突き当てた状態、或いは重ね合わせ接触させた状態で溶接し；そして最終的に管状体を“スカート”と呼ばれる、同じ長さのセグメントに切断することによって得られる。]
[0009] 本発明による溶接方法は、熱処理の前、最中、或いは熱処理後、溶接区域の外側においてストリップを、好ましくは６０℃以上の温度に加熱することにある。]
[0010] 本発明の説明において、“溶接区域”という表現は、溶接工程において加熱され、圧縮され、そして冷却されるストリップ部分を指す。その溶接区域は、ストリップの接触部分に限定されるものではなく、どちらかと言えば溶接処理によって熱的に影響を受ける部分を含んでいる。
“ストリップ”という用語は、複数のプラスチック又は金属層から形成されるシートを意味するものと理解されたい。]
[0011] 本発明の一実施方法によれば、ストリップ加熱処理は、溶接ロッド周りにストリップを形成する前に行われる。好ましくは、ストリップは、管の軸線に平行となるストリップ走行方向において一定の温度に、また管の円周方向でもある、ストリップ走行方向に垂直な方向において１つの温度プロフィールを持つように加熱される。]
[0012] 第２の実施方法によれば、そのストリップ加熱処理は、ストリップの端部が溶接されている状態で実行され、それに続くような状態では行われない。]
[0013] 第３の実施方法は、溶接処理の後の加熱にあり、例えば、同じ長さの部分に管状体を切断した後、チューブのヘッドを管状体に溶接する作業中に加熱することにある。]
図面の簡単な説明

[0014] （原文に記載なし）]
実施例

[0015] 図１は、本発明により改善可能となる真円度欠陥を有する管状体の断面を示している。その断面欠陥は、溶接工程前後の処理もなく、例えば特許文献１や特許文献２に記載されたような従来技術既知方法を使用して溶接することによってもたらされる管状体の変形に起因するものである。管状体１は、ストリップ２を溶接することによって得られるが、その溶接端部３、４は溶接区域５においてほぼ重なった状態にある。別の方法としては、ストリップの端部３、４を突き当て溶接することにある。どちらの場合でも、溶接区域５近傍に位置して凡そ管状体の真円度に影響する真円度欠陥６、７が観測されている。] 図１
[0016] 本発明による溶接方法は、溶接処理中において、溶接区域の外側において再び、好ましくは６０℃以上の温度にストリップを加熱することにある。]
[0017] 好ましくは、ストリップは、管の軸線に平行でもあるストリップ進行方向においては一定温度まで、また管の円周方向でもあるストリップ進行方向に垂直な方向においては１つの温度プロフィールを伴って加熱される。横断方向における温度プロフィールの例を図２及び図３に示す。図２及び図３は、進行方向に垂直な管２の断面を示している。その温度プロフィールを容易に理解できるようにするために、ストリップは平坦に示され、管形状になっていない。本発明のこの表示は、これに限定されるものとして考慮すべきではない。溶接工程におけるストリップ加熱処理は、ストリップが平坦面を成す場合や、ストリップが筒状体を成す時、またはそれらの中間の形成部分において実行するようにしても良い。] 図２ 図３
[0018] 図２は、ストリップの端部３、４ が溶接された後のストリップ２の温度プロフィールを示しており、ここでの溶接工程は、区域５に対し加熱処理と圧縮処理と冷却処理を連続して行うものである。溶接処理の間、溶接区域５の外側にあるストリップを加熱する手段がもちいられる。管状体の溶接工程後のストリップ温度プロフィールを図２に示す。] 図２
[0019] 溶接区域５の外側のストリップを加熱することにより、完全に円形断面の管状体を得るようにしても良い。図２は溶接区域５に隣接する区域９、１０が区域５の温度に近い温度まで加熱されることを示している。区域９、１０を加熱することにより、温度勾配が急勾配なることを回避し溶接区域に近づける。区域９、１０の加熱幅は夫々、ストリップの全幅８の約４分の１まで延ばしても良い。場合によっては、ストリップをその全幅を超えて均一な温度にまで加熱することが有利となるかもしれない。ストリップの区域９、１０は、溶接後のそれらの温度が好ましくは４０〜９０℃の間に入るように加熱される。区域９、１０の温度はストリップの性質、ストリップ厚及び溶接速度に応じて調整される。] 図２
[0020] 図３は、端部５が溶接された後のストリップ２の温度プロフィールの第２の例を示している。図３は、区域９、１０の温度が溶接区域５のそれよりも高温であることを示している。多層ストリップの場合、この温度差により、ストリップの端部３、４を溶接することで生じる真円度欠陥を矯正することができる。] 図３
[0021] 図４は、本発明に記載された方法によって得られた管状体を示している。温度プロフィールを調整することにより、図１に示した真円度欠陥が解消されている。本発明は、重複部５を成すか、或いは一緒に突き当てられた状態のストリップ２端部を溶接することにより生産される管状体１を作るのに使用することができる。] 図１ 図４
[0022] 本発明の第１の実施方法によれば、ストリップを加熱する処理は溶接ロッドの周りでストリップを形成する前に実施される。]
[0023] 第２の実施方法によれば、ストリップを加熱する処理は、ストリップの端部を溶接しながらの状態で実行され、順々にされるものではない。]
[0024] 第３の実施方法は、管状体が同じ長さの部分に切断された後でかつ、管状体への管のヘッドの溶接処理している間にストリップを加熱することにある。]
[0025] ラミネートを加熱する好適方法は、熱風の使用にあり、その熱風はストリップの内面又は外面上へと吹き付けられる。１５０〜１６０℃の間の気温が使用される。]
[0026] 空気流量、気温、温度プロフィール、加熱長さを調整するための装置は、特に有用である。この装置は、溶接ロッドの周りにストリップを形成する工程に先立ち、区域内に位置決めされることが好ましい。この装置は、通常１２．５ｍｍから７５ｍｍまでという、広い直径範囲にわたって管の真円度を向上させることができる。この装置は、気温、空気流量、加熱長さを合同調整することにより、容易に機械の生産速度に適応することができる。本装置を使用することで高い真円度の管が獲得できる。]
[0027] 輻射や伝導、或いは誘導による加熱するその他の方法及び装置を、ストリップを加熱するべく使用しても良い。]
[0028] 本発明は、溶接部を引き延ばすことで管の真円度を向上させるために存在する他の装置と組み合わせることも可能である。本発明は、特許文献３に記述されている装置を組み合わせることが有利である。]
[0029] 本発明は、管に対し後処理を行うような他の方法とは異なり、溶接工程に組み入れられることで特に有効なものとなる。]
[0030] 溶接後において、加熱された部品は溶接区域の温度に等しいか、或いはそれよりも高い温度となる場合がある。]

权利要求:

請求項1
可撓管状のプラスチック体を作るためにストリップを溶接する方法であって、ストリップ（１）を溶接ロッドの周りに形成し；前記ストリップの端部（３，４）を、互いに接触せしめ；そして溶接区域（５）を、前記端部（３，４）を加熱し、一緒に圧迫し、冷却することにより形成する、各ステップを含み、前記ストリップ（１）は前記溶接区域（５）の外側においても加熱される、ことを特徴とする方法。
請求項2
前記溶接区域の形成前に、前記ストリップは溶接区域の外側においても加熱される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
請求項3
前記溶接区域の形成中に、前記ストリップは溶接区域の外側においても加熱される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
請求項4
前記溶接区域の形成後に、前記ストリップは溶接区域の外側においても加熱される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
請求項5
前記端部は突き合わせるように接触せしめられる、ことを特徴とする請求項１から４の１つに記載の方法。
請求項6
前記端部は重なり合うようにして接触せしめられる、ことを特徴とする請求項１から４の１つに記載の方法。
請求項7
前記ストリップは前記溶接区域の外側において、少なくとも６０℃まで加熱される、ことを特徴とする請求項１から６の１つに記載の方法。
請求項8
前記ストリップは前記溶接区域の外側において、その全幅にわたって加熱される、ことを特徴とする請求項１から７の１つに記載の方法。
請求項9
前記ストリップは、その全幅にわたって一定温度まで加熱される、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
請求項10
前記ストリップは、その全幅にわたって加熱されない、ことを特徴とする請求項１から７の１つに記載の方法。
請求項11
前記ストリップは、その幅に沿って加熱温度を変化させることにより、ストリップの外側で加熱される、ことを特徴とする請求項１から１０の１つに記載の方法。
請求項12
前記ストリップは、溶接区域の加熱温度に同等の温度まで前記溶接区域に接近して加熱される、ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
請求項13
前記溶接部近傍の加熱は、前記ストリップの幅の１／２に実質上等しい長さにわたって実行される、ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
請求項14
前記ストリップは、溶接区域の加熱温度以上の温度まで前記溶接区域に接近して加熱される、ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
請求項15
前記ストリップは、熱風を用いてストリップの外側において加熱される、ことを特徴とする前出請求項の１つに記載の方法。