專利名稱：管式容器的加工方法及加工裝置的制作方法
發(fā)明的背景本發(fā)明涉及將熱塑性樹脂形成的薄壁管制成在該薄壁管的端部形成有伸向孔內(nèi)的凸緣部的管子的加工方法及加工裝置。
根據(jù)容器的使用形態(tài)，有一種容器是在管子的端部粘貼薄膜之類的蓋體、使用時(shí)剝除蓋體倒出內(nèi)容物。作為這種容器，已知有一種是在伸向管子端部外側(cè)的凸緣部上添加上述蓋體。
一般情況下，在樹脂材料形成的管式容器內(nèi)充填有內(nèi)容物的管狀制品的制造工序要經(jīng)過從薄壁管制造管子本體的工序、然后充填內(nèi)容物的工序、充填后用熱熔敷及超聲波接合等方法密封管式容器之孔的密封工序等的各工序，在這一系列工序中，有時(shí)要使管子橫臥著運(yùn)往下一工序。
但是，當(dāng)使有伸向外側(cè)的凸緣部的管子橫臥著被運(yùn)送時(shí)，存在如下問題管子會(huì)以與具有凸緣部的端部相反側(cè)的端部為中心作旋轉(zhuǎn)，難于將該管子供給下一工序。
鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種加工方法及加工裝置，使用該加工方法及加工裝置，使在橫臥狀態(tài)下被運(yùn)送的管子保持一定姿勢，將管子順暢地供給下一工序，從而或提高生產(chǎn)效率。
發(fā)明的概要本發(fā)明為了解決上述課題，采用以下手段。
以下簡述本發(fā)明的要點(diǎn)。
(1)一種將熱塑性樹脂形成的薄壁管加工成具有在該薄壁管端部形成的伸向孔內(nèi)的凸緣的管式容器的加工方法，其特點(diǎn)在于，具有(A)將薄壁管裝在具有陽模的管子保持架上并使該薄壁管頂端突出管子保持架頂端一定尺寸的第1工序，所述陽模使所述孔處形成的凸緣部和其內(nèi)側(cè)的開口部的形狀成形為一定形狀；(B)通過將加熱空氣放出到薄壁管端部的內(nèi)壁面并冷卻薄壁管端部的外壁面而在薄壁管內(nèi)側(cè)與外側(cè)之間設(shè)置溫度差，從而使薄壁管端部向半徑方向發(fā)生凸緣狀變形的第2工序；(C)使用與所述陽模合作的陰模，使在第2工序向內(nèi)側(cè)變形的薄壁管端部成形為一定形狀的凸緣部和其內(nèi)側(cè)的開口部的第3工序。
更詳細(xì)地說，若采用本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)，在上述第2工序中，將加熱空氣送至薄壁管端部的內(nèi)壁面，將該內(nèi)壁面加熱至比內(nèi)側(cè)層熔點(diǎn)低的溫度，同時(shí)使薄壁管端部的外壁面冷卻，這樣在薄壁管內(nèi)側(cè)與外側(cè)之間設(shè)置溫度差，從而使薄壁管端部向薄壁管半徑方向內(nèi)側(cè)發(fā)生凸緣狀變形。
在本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)下，因?yàn)閷⒓訜峥諝鈴谋”诠軆?nèi)側(cè)送至薄壁管的內(nèi)壁面，將該內(nèi)壁面加熱至比內(nèi)側(cè)層熔點(diǎn)低的溫度，所以可以認(rèn)為，內(nèi)壁面被加熱到越過玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)，因記憶現(xiàn)象而發(fā)生瞬間收縮，欲恢復(fù)原來的形狀，而外壁面卻因?yàn)楸焕鋮s，故外壁面不會(huì)發(fā)生因記憶現(xiàn)象而產(chǎn)生的收縮，因此，可以使薄壁管端部向內(nèi)側(cè)發(fā)生變形。此外，通過陽模與陰模一起起作用，可以在薄壁管端部成形向內(nèi)的凸緣部，并可保持一定形狀的開口部。
若采用本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)，在上述第2工序中，將加熱空氣送至薄壁管端部的內(nèi)壁面，將該內(nèi)壁面加熱至比內(nèi)側(cè)層熔點(diǎn)高的溫度，同時(shí)使薄壁管端部的外壁面冷卻，這樣在薄壁管內(nèi)側(cè)與外側(cè)之間設(shè)置溫度差，從而使薄壁管端部向薄壁管半徑方向外側(cè)發(fā)生凸緣狀變形?？梢哉J(rèn)為，當(dāng)將薄壁管的內(nèi)壁面加熱至比內(nèi)側(cè)層的熔點(diǎn)更高的溫度時(shí)，僅內(nèi)側(cè)層發(fā)生熔融而向下垂，被冷卻的外側(cè)層不發(fā)生熔融，內(nèi)側(cè)層受到熔點(diǎn)低物質(zhì)的收縮力的牽引，因此而向外側(cè)擴(kuò)張。
使用與上述陽模協(xié)作起作用的陰模，使如上所述向半徑方向外側(cè)變形的薄壁管端部成形為一定形狀的凸緣和其內(nèi)側(cè)的開口部。首先再將加熱空氣送至在第2工序已向外側(cè)變形的薄壁管端部的外壁面，使薄壁管端部的外壁面軟化。接著，使薄壁管端部向管子內(nèi)側(cè)撓曲，重疊成折迭形狀，再用陽模和陰模成形為一定形狀的凸緣部和其內(nèi)側(cè)的開口。通過陽模和陰模共同起作用，可以在薄壁管端部成形向內(nèi)的凸緣部，并可以保持一定形狀的開口部。
(2)在上述第2工序中，加熱內(nèi)壁面的加熱空氣最好被強(qiáng)制性地吸引向離開所述管子保持架的方向。
通過限制薄壁管端部的加熱范圍，可以防止與凸緣部連接部分發(fā)生變形。
(3)上述薄壁管為在外側(cè)層與內(nèi)側(cè)層之間夾裝中間層的3層結(jié)構(gòu)，最好使形成內(nèi)側(cè)層的熱塑性樹脂的熔點(diǎn)低于形成中間層的熱塑性樹脂的熔點(diǎn)。
(4)本發(fā)明是將熱塑性樹脂形成的薄壁管加工成具有伸向在該薄壁管端部形成的孔內(nèi)的凸緣部的管子的加工裝置，其特征在于，具有保持所述薄壁管的管子保持架、加熱冷卻器和陰模。
(A)此時(shí)，管子保持架具有插入在其所保持的薄壁管內(nèi)部的壓縮成形用的陽模，該陽模配置在離薄壁管端部一定尺寸的軸向內(nèi)側(cè)，并可沿軸向移動(dòng)。
(B)加熱冷卻器將加熱空氣送至所述薄壁管端部的內(nèi)壁面，同時(shí)冷卻薄壁管端部的外壁面。
(C)陰模與所述管子保持架的陽模協(xié)同動(dòng)作，在薄壁管的孔處形成一定形狀向內(nèi)的凸緣部和其內(nèi)側(cè)的開口部。
管子保持架保持薄壁管，通過使保持著該薄壁管的管子保持架移動(dòng)，將薄壁管端部插入加熱冷卻器內(nèi)。利用加熱冷卻器將加熱空氣送至所述薄壁管端部的內(nèi)壁面，同時(shí)冷卻薄壁管端部的外壁面。然后，移動(dòng)管子保持架，將薄壁管端部從加熱冷卻器中拔出。當(dāng)薄壁管的內(nèi)壁面被加熱至比內(nèi)側(cè)層熔點(diǎn)低的溫度時(shí)，薄壁管端部向內(nèi)側(cè)變形。其后，移動(dòng)管子保持架，使薄壁管端部與陰模抵接。陰模與陽模協(xié)同動(dòng)作，壓縮成形凸緣部，并通過薄壁管端部與陰模周壁面抵接，使開口部的形狀保持一定。
本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)所用的加工裝置還具有將加熱空氣送至所述薄壁管端部的外壁面的外部加熱器。
當(dāng)薄壁管的內(nèi)壁面被加熱至比內(nèi)側(cè)層的熔點(diǎn)更高的溫度時(shí)，薄壁管端部向徑向外側(cè)發(fā)生變形。移動(dòng)管子保持架，將薄壁管端部插入外部加熱器內(nèi)，加熱薄壁管的外壁面，使其軟化。接著，移動(dòng)管子保持架，使薄壁管端部與陰模抵接。通過陽模和陰模的協(xié)同動(dòng)作，薄壁管端部向管子內(nèi)側(cè)撓曲，重疊成折迭形狀，并成形為一定形狀的凸緣部和其內(nèi)側(cè)的開口?？梢栽诒”诠芏瞬砍尚纬上騼?nèi)的凸緣部，同時(shí)能保持一定形狀的開口部。
(5)管子的加工裝置最好具有將加熱后的加熱空氣強(qiáng)制性地吸引向離開所述管子保持架方向的吸引裝置。
通過限制薄壁管端部的加熱范圍，可以防止端部與凸緣部連接部分發(fā)生變形。
(6)所述加熱冷卻器具有冷卻所述薄壁管端部的外壁面的環(huán)狀冷卻部，在該環(huán)狀冷卻部內(nèi)側(cè)與之留有環(huán)狀間隙地配置的加熱部，以及與所述環(huán)狀間隙相連的加熱空氣吸引通道，用所述管子保持架保持著的薄壁管端部可插入冷卻部與加熱部之間的所述環(huán)狀間隙內(nèi)，所述加熱部也可以在其內(nèi)部設(shè)有加熱空氣通道，并在夾著薄壁管與冷卻部相對的部位設(shè)有加熱空氣放出口。
加熱空氣通過加熱部內(nèi)部的加熱空氣通道從加熱空氣放出口放出到外側(cè)，與薄壁管端部的內(nèi)壁面相碰撞而加熱該內(nèi)壁面，加熱后的加熱空氣通過所述加熱空氣吸引通道被強(qiáng)制性吸引。與此同時(shí)，冷卻部與薄壁管端部接觸而冷卻外壁面。
(7)本發(fā)明所使用的薄壁管例如可以使用在乙烯乙烯醇共聚物等的高氣體屏蔽性樹脂的兩側(cè)夾有粘接性聚乙烯的迭層薄壁管。但薄壁管的原材料并不限于上述例子。
用本發(fā)明加工出的管子例如其內(nèi)部可以充填有流動(dòng)性的內(nèi)容物(例如咖啡、芳香劑等)。
附圖的簡單說明

圖1是本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)使用的裝有薄壁管的管子保持架和加熱冷卻器處于第1工序時(shí)的剖視圖。
圖2是本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)使用的管子保持架和加熱冷卻器處于第2工序時(shí)的剖視圖。
圖3是本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)使用的管子保持架和陰模處于第3工序時(shí)的剖視圖。
圖4是示出本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)中的第3工序的剖視圖。
圖5是示出本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)中的第3工序結(jié)束后狀態(tài)的管子保持架和陰模的剖視圖。
圖6是本發(fā)明第1和第2實(shí)施形態(tài)所使用薄壁管的主視圖。
圖7是本發(fā)明第1和第2實(shí)施形態(tài)所使用薄壁管的局部剖視圖。
圖8是由本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)成形的管子的主視圖。
圖9是示出本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)中的第2工序結(jié)束后狀態(tài)的管子保持架和薄壁管的剖視圖。
圖10是示出本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)中的外部加熱的剖視圖。
圖11是示出本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)中的凸緣成形工序開始之前狀態(tài)的管子保持架和陰模的剖視圖。
圖12是示出本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)中的凸緣成形工序的開始狀態(tài)的管子保持架和陰模的剖視圖。
圖13是圖12中A所示部分的薄壁管和陰模的放大剖視圖。
圖14是示出本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)中的凸緣成形工序的管子保持架和陰模的剖視圖。
圖15是圖14中B所示部分的薄壁管和陰模的放大剖視圖。
圖16是示出本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)中的凸緣成形工序的結(jié)束時(shí)狀態(tài)的管子保持架和陰模的剖視圖。
圖17是由本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)所成形的管子的剖視圖。
圖18是圖17中C所示部分的管子的放大剖視圖。
圖19是裝著本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)使用的薄壁管的管子保持架和加熱冷卻器在第1工序時(shí)的剖視圖。
圖20是裝著本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)使用的薄壁管的管子保持架和加熱冷卻器在第2工序時(shí)的剖視圖。
較佳形態(tài)的記載以下根據(jù)圖1至圖8說明本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)。
首先使用圖8對用本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)加工出的管子予以說明。管子1具有柔軟的圓筒狀樹脂熱成形而成的胴體部3，以及對樹脂用壓縮成形法成形的向內(nèi)凸緣部5。胴體部3內(nèi)部有收容部7，胴體部3下端的孔8形成有具一定形狀的開口部9，胴體部3的上端是敞開的。
該管子1是以圖6所示那樣的薄壁管11為材料一體成形而成的。該薄壁管11可以如圖7所示，是在外側(cè)層13與內(nèi)側(cè)層15之間夾裝中間層17的3層結(jié)構(gòu)。但本發(fā)明并不限于3層結(jié)構(gòu)。
外側(cè)層13可以使用制造管式容器所用的公知樹脂材料，例如適于印刷的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等，但并不受這些材料所限。
內(nèi)側(cè)層15及中間層17可以使用具有所希望物性的公知樹脂材料。例如，要求氣體屏蔽性時(shí)，可以在內(nèi)側(cè)層15及/或中間層17使用具有氣體屏蔽性的樹脂。作為具有氣體屏蔽性的樹脂，例如，可列舉出乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、PET-G(是聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂，乙二醇成分的一部分被1，4-環(huán)己烷二甲醇置換的熱塑性共聚酯)及聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等。當(dāng)將含有維他命的內(nèi)容物或含有染色材料的內(nèi)容物充填到容器時(shí)，內(nèi)側(cè)層15可以使用具有非吸附性的樹脂。作為具有非吸附性的樹脂，例如可列舉出非吸附性的PET。
外側(cè)層13、內(nèi)側(cè)層15、中間層17中任一層都可使用具有粘接性的樹脂。由于使用具有粘接性的樹脂，故可以不使用粘接劑。作為具有粘接性的樹脂，例如有粘接性的聚乙烯，這可列舉出三井石油株式會(huì)社的阿道瑪(ァドマ-)(商品名)、三菱化學(xué)株式會(huì)社的摩迪克(モディック)(商品名)，但不限于此。當(dāng)不使用具有粘接性的樹脂時(shí)，可使用公知的粘接劑。
因此，本發(fā)明既包括例如粘接性的聚乙烯與EVOH的2層結(jié)構(gòu)，也包括無粘接性的聚乙烯和由粘接劑構(gòu)成的粘接劑層及EVOH的3層結(jié)構(gòu)。另外，本發(fā)明也包括由聚乙烯、粘接劑、EVOH、粘接劑及聚乙烯構(gòu)成的5層結(jié)構(gòu)。
最好，中間層17使用乙烯乙烯醇共聚物的高屏蔽性樹脂，外側(cè)層13和內(nèi)側(cè)層15使用粘接性聚乙烯。但本發(fā)明并不受此限。
另外，在本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)下，通過加熱薄壁管的內(nèi)壁面并冷卻外壁面，薄壁管向內(nèi)側(cè)發(fā)生變形，其原因可考慮為，如上所述，是因?yàn)閮?nèi)壁面被加熱至越過玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)，因記憶現(xiàn)象而發(fā)生瞬間性收縮，欲恢復(fù)成原來形狀的緣故。從該觀點(diǎn)出發(fā)，3層結(jié)構(gòu)時(shí)，也可以考慮相對內(nèi)側(cè)層受到的加熱影響，中間層最好不太受到加熱的影響。若從該觀點(diǎn)出發(fā)，形成內(nèi)側(cè)層的熱塑性樹脂的熔點(diǎn)最好小于形成中間層的熱塑性樹脂的熔點(diǎn)。如上所述，中間層17最好使用乙烯乙烯醇共聚物的高屏蔽性樹脂，外側(cè)層13和內(nèi)側(cè)層15使用粘接性聚乙烯，構(gòu)成中間層17的乙烯乙烯醇共聚物的熔點(diǎn)約為180°，構(gòu)成內(nèi)側(cè)層15的粘接性聚乙烯的熔點(diǎn)約為110°。
薄壁管11的剖面形狀可以是圓的，也可以是橢圓的。
薄壁管11可以用公知的方法制造。例如，薄壁管11是由粘接性聚乙烯的外側(cè)層13、乙烯乙烯醇共聚物的中間層17和粘接性聚乙烯的內(nèi)側(cè)層15構(gòu)成時(shí)，如下所述作準(zhǔn)備。對粘接性聚乙烯進(jìn)行加熱之后，拉伸、擠壓成形成筒狀。其后，對乙烯乙烯醇共聚物進(jìn)行加熱之后，拉伸、擠壓成形并層疊在上述粘接性聚乙烯制成的擠壓成形品的外側(cè)。然后，用同樣的制造工序?qū)⒄辰有跃垡蚁盈B在上述乙烯乙烯醇共聚物制成的擠壓成形品的外側(cè)，制成3層結(jié)構(gòu)，并切成一定長度，獲得薄壁管11。
根據(jù)圖1至圖8，對方法發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)直接使用的管子1的加工裝置進(jìn)行說明。
<管子加工裝置的整體概要>
管子1的加工裝置由管子保持架19、加熱冷卻器21和陰模23構(gòu)成。
<各部分的詳細(xì)情況>
以下詳細(xì)說明各部分。
<關(guān)于管子保持架>
所述管子保持架19是保持薄壁管11，壓縮成形凸緣部5并在所述孔8的內(nèi)側(cè)保持一定形狀的開口部9用的。該管子保持架19如圖1所示，由管子保持架本體25和陽模27構(gòu)成。管子保持架本體25和陽模27分別呈與薄壁管11相同形狀的圓形剖面，所述陽模27相對管子保持架本體25可上下移動(dòng)地設(shè)置在管子保持架本體25的頂端。
陽模27其頂端制成平坦面，陽模27頂端的外周邊27b如圖3所示，呈與應(yīng)成形的管子凸緣部5內(nèi)側(cè)的形狀對應(yīng)的形狀。
薄壁管11如圖1所示，以其頂端從管子保持架19的頂端向外伸出一定尺寸的狀態(tài)裝著在管子保持架本體25上。即使將薄壁管11安裝在管子保持架本體19上，陽模27也能在薄壁管11的內(nèi)側(cè)沿管子保持架19的軸向移動(dòng)。
在此，所謂一定尺寸，是為了當(dāng)管子保持架本體25下降了一定行程時(shí)，使薄壁管11的頂端部11a能可靠地進(jìn)入間隙部35。
<關(guān)于加熱冷卻器>
加熱冷卻器21是對薄壁管11的內(nèi)壁面29進(jìn)行加熱并對外壁面31進(jìn)行冷卻，在薄壁管11的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之間設(shè)置溫度差而使內(nèi)壁面29軟化用的。該加熱冷卻器21如圖1所示，具有冷卻薄壁管11的頂端部11a的外壁面31的環(huán)狀冷卻部33，在該冷卻部33的內(nèi)側(cè)留有環(huán)狀間隙部35地配置的加熱部37，以及與所述環(huán)狀間隙部35相連的加熱空氣吸引通道39。
所述冷卻部33的內(nèi)部設(shè)有使例如水之類的冷卻介質(zhì)不斷循環(huán)的循環(huán)通道41，在冷卻部33的內(nèi)周面上，設(shè)有冷卻薄壁管11的外壁面31的冷卻面43。使所述冷卻面43與薄壁管11的外壁面31接觸，薄壁管11的外壁面31即被冷卻。
所述加熱部37呈有頂筒狀，在其內(nèi)部形成有加熱空氣通道45，與未圖示的加熱空氣供給裝置相連。該加熱部37的上部為小徑部37a，可插入薄壁管11頂端部11a的內(nèi)側(cè)，與該小徑部37a相連的加熱部37的下部為大徑部37b。在所述小徑部37a的上部，在與所述冷卻面43相對的部位，設(shè)有以基本上在周向連續(xù)的形狀開口的加熱空氣放出口47。在圖示實(shí)施例的情況下，具有沿周向有一定間隙配置的薄壁連接桿471。
與所述間隙部35相連的加熱空氣吸引通道39與未圖示的加熱空氣吸引裝置相連，將加熱空氣向離開薄壁管11的頂端部11a的方向吸引。
<關(guān)于陰模>
所述陰模23如圖3所示，具有與應(yīng)成形的管子1的凸緣部5的外形形狀對應(yīng)的模槽49，以及使薄壁管11的頂端部11b的開口部9保持一定形狀并吸收陽模27的下降運(yùn)動(dòng)能量以緩解沖擊的形狀保持部51。在所述模槽49的底部設(shè)有嵌合孔53。
所述形狀保持部51呈筒狀，插入在所述嵌合孔53內(nèi)，設(shè)置成相對模槽49可上下移動(dòng)，并由力施加裝置55始終施加向上方的作用力。
<關(guān)于管子的加工方法>
以下使用圖1至圖8，對本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的管子加工方法進(jìn)行說明。
<各工序的詳細(xì)情況>
以下詳細(xì)說明各工序。
<關(guān)于第1工序>
利用圖1對安裝成為管子原料的薄壁管11的第1工序予以說明。
成為管子容器1的原材料的薄壁管11配置在管子保持架本體25的外側(cè)，并使其端部從所述管子保持架19頂端向軸向外側(cè)伸出一定尺寸地安裝在管子保持架本體25上。
<關(guān)于第2工序>
接著利用圖2、圖3說明使薄壁管11的端部11a向內(nèi)側(cè)變形的第2工序。
使裝著薄壁管11的管子保持架19移動(dòng)，將薄壁管11的頂端部11a插入冷卻部33的冷卻面43與加熱部37的小徑部37a之間的間隙部35，并使薄壁管11的頂端部11a位于與加熱空氣放出口47相對的位置。然后，用加熱部37加熱薄壁管11的頂端部11a的內(nèi)壁面29，同時(shí)用冷卻面43冷卻薄壁管11的頂端部11a的外壁面31。使加熱空氣如箭頭所示在加熱部37內(nèi)部的加熱空氣通道45內(nèi)流動(dòng)，并使加熱空氣從加熱空氣放出口47放出，如此進(jìn)行加熱，通過該加熱，薄壁管11的頂端部11a的內(nèi)壁面29發(fā)生軟化。在本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)下，將內(nèi)壁面29加熱至比內(nèi)側(cè)層的熔點(diǎn)低的溫度。與內(nèi)壁面29相碰撞后的加熱空氣由于未圖示的加熱空氣吸引裝置而通過加熱空氣吸引通道39，被強(qiáng)制性吸引到加熱部37的下方。因此，可以使該加熱對不能被加熱部分的影響極小。
冷卻通過使水之類的冷卻介質(zhì)不斷地在循環(huán)通道41內(nèi)循環(huán)，從與冷卻面43接觸的薄壁管11的頂端部11a的外壁面31吸收熱量而進(jìn)行。通過冷卻薄壁管11的頂端部11a的外壁面31，可以在薄壁管11的頂端部11a的內(nèi)壁面29與外壁面31之間設(shè)置溫度差。
若將經(jīng)過加熱冷卻處理的薄壁管11從加熱冷卻器21中取出，則薄壁管11的頂端部11a如圖3所示，向內(nèi)側(cè)變形。這可以推想為，由于將內(nèi)側(cè)層15加熱至比內(nèi)側(cè)層熔點(diǎn)更低的溫度并冷卻外側(cè)層13，內(nèi)側(cè)層15因記憶現(xiàn)象而發(fā)生瞬間性收縮，欲恢復(fù)原來的形狀，這是原因之一。
<關(guān)于第3工序>
以下利用圖3至圖5，對在薄壁管11的頂端部11a成形向內(nèi)的凸緣部5并使該凸緣部5的內(nèi)側(cè)保持一定形狀的開口部9的第3工序進(jìn)行說明。
如圖3所示，使裝著頂端部11a發(fā)生了變形的薄壁管11的管子保持架19移動(dòng)到陰模23的模槽49的上方，使管子保持架19下降，使薄壁管11的頂端部11b載置在模槽49之上，形狀保持部51插入在頂端部11b的開口部9內(nèi)。然后，如圖4所示，使陽模27相對管子保持架本體25下降，使陽模27的頂端部27a抵靠在上述形狀保持部51的頂端部51a上，使形狀保持部51向陰模23的下方移動(dòng)，與此同時(shí)，陽模27與陰模23的模槽49合作，將薄壁管11的頂端部11a夾入而將其壓縮成形凸緣部5，并利用上述形狀保持部51的周壁面51b，限制薄壁管11的頂端部11a的位置，使開口部9的形狀保持一定。
在該壓縮成形之后，使陽模27相對管子保持架本體25上升，如圖5所示，將裝有薄壁管11的管子保持架19向上拉，再從管子保持架19上取出薄壁管11，即制成如圖8所示的管子1。
<本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)>
以下對本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)予以說明。
利用圖17和圖18說明用本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)加工的管子1a。用第2實(shí)施形態(tài)加工出的管子1a具有柔軟的圓筒狀樹脂熱成形加工而成的胴體部3和對樹脂用壓縮成形法成形的向內(nèi)的凸緣部5a。胴體部3的內(nèi)部有收容部7，胴體部3下端的孔8上形成具一定形狀的開口部9，胴體部3的上端是敞開的。根據(jù)第2實(shí)施形態(tài)的管子1a與根據(jù)第1實(shí)施形態(tài)的管子1的不同之處在于，凸緣部5a的上側(cè)面5b、內(nèi)端面5c及下側(cè)面5d被內(nèi)側(cè)層15覆蓋。又，圖所示實(shí)施例示出的是用3層結(jié)構(gòu)的薄壁管11加工出的管子。
在該實(shí)施形態(tài)下，因?yàn)榭梢允褂门c上述實(shí)施形態(tài)相同的薄壁管11，故省略說明。
<本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)所用的裝置>
第2實(shí)施形態(tài)所用的管子的加工裝置包括管子保持架19、加熱冷卻器21a、外部加熱器61及陰模71。其中的管子保持架19與上述的相同，故省略說明。
在第2實(shí)施形態(tài)中使用的加熱冷卻器21a除了加熱空氣放出口47之外，與第1實(shí)施形態(tài)所用的加熱冷卻器21是相同的。第2實(shí)施形態(tài)的加熱空氣放出口47a，其薄壁連接桿471a的上下方向長度與第1實(shí)施形態(tài)中的薄壁連接桿471的上下方向長度相比較短，故其開口面積要比第1實(shí)施形態(tài)中的加熱空氣放出口47的開口面積小。因此，當(dāng)供給加熱空氣通道45的加熱空氣溫度及空氣流量相同時(shí)，從第2實(shí)施形態(tài)的加熱空氣放出口47a噴出的加熱空氣的流速要比第1實(shí)施形態(tài)下的高，且是向薄壁管11頂端部的、比第1實(shí)施形態(tài)的頂端11a更窄的范圍噴出，故該頂端11a被加熱的溫度要高于第1實(shí)施形態(tài)的頂端11a的溫度。
為了加熱薄壁管頂端部的外壁面，使用外部加熱器61。外部加熱器61如圖10所示，具有環(huán)狀加熱部65和加熱空氣吸引通道67。加熱部65的內(nèi)部設(shè)有加熱空氣通道63。上述由管子保持架19保持著的薄壁管11的頂端部11c可以插入該加熱部65的內(nèi)側(cè)。加熱部65的內(nèi)側(cè)下方與加熱空氣吸引通道67相連，加熱空氣吸引通道67與未圖示的加熱空氣吸引裝置相連。加熱部65在夾著被插入的薄壁管11的頂端部11c相對的部位，設(shè)有加熱空氣放出口69。
本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)所用的陰模71如圖11所示，具有設(shè)有模槽74的金屬模73和形狀保持部75。金屬模73的模槽74的底部76上設(shè)有嵌合孔77。該模槽74具有與應(yīng)成形管子1a的凸緣部5a的外形形態(tài)對應(yīng)的形狀。金屬模73的導(dǎo)向壁79的上半部分為圓錐81，因此，向徑向外側(cè)變形的薄壁管11的頂端部11c可方便地進(jìn)入模槽74內(nèi)。
所述形狀保持部75呈筒狀，被插入所述嵌合孔77，相對模槽74可上下移動(dòng)，并由力施加裝置83施加向上靠的力。該形狀保持部75使薄壁管11的頂端部11c的開口部9保持一定形狀，并吸收管子保持架19下降運(yùn)動(dòng)的能量，緩和沖擊。
<本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)各工序的詳細(xì)情況>
以下根據(jù)圖11至圖16及圖19、圖20，對用本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)進(jìn)行的管子1的加工方法予以說明。
安裝作為管子1a原料的薄壁管11的第1工序與已詳細(xì)敘述的相同，故省略說明(圖19)。
在使薄壁管11的端部11a向外側(cè)變形的第2工序中，如圖2所示，將薄壁管11的頂端部11a插入間隙部35，并使薄壁管11的頂端部11a位于與加熱空氣放出口47a相對的位置。用加熱部37加熱薄壁管11的頂端部11a的內(nèi)壁面29，與此同時(shí)，用冷卻面43冷卻薄壁管11的頂端部11a的外壁面31。到此時(shí)，與上述第1實(shí)施形態(tài)的相同。
在該第2實(shí)施形態(tài)中，將內(nèi)壁面加熱至比內(nèi)側(cè)層熔點(diǎn)更高的溫度。此時(shí)，通過調(diào)整加熱空氣的溫度、調(diào)整噴射加熱空氣的時(shí)間或調(diào)整加熱空氣放出口47a的開口面積，能將內(nèi)壁面加熱至比內(nèi)側(cè)層熔點(diǎn)更高的溫度。在圖20所示的實(shí)施例中，采用比第1實(shí)施形態(tài)所用加熱冷卻器21的加熱空氣放出口47更窄的加熱空氣放出口47a，因此，將內(nèi)壁面29加熱到比內(nèi)側(cè)層熔點(diǎn)更高的溫度。
一旦將內(nèi)壁面加熱至比內(nèi)側(cè)層的熔點(diǎn)更高的溫度，即如圖9所示，薄壁管11的端部11c向管子半徑方向外側(cè)凸緣狀彎曲?？梢酝葡耄?dāng)薄壁管的內(nèi)壁面加熱到比內(nèi)側(cè)層的熔點(diǎn)更高的溫度時(shí)，僅內(nèi)側(cè)層發(fā)生熔融而下垂，被冷卻的外側(cè)層不發(fā)生熔融，內(nèi)側(cè)層受到熔點(diǎn)低的物質(zhì)收縮力的拉引，因此而向外側(cè)伸展。對于使用中間層的3層結(jié)構(gòu)的薄壁管，最好采用熔點(diǎn)比內(nèi)側(cè)層的熔點(diǎn)更高的中間層，并將內(nèi)壁加熱至內(nèi)側(cè)層的熔點(diǎn)以上中間層的熔點(diǎn)以下即可。
接著，用外部加熱器加熱薄壁管頂端部的外周面。使裝著頂端部11c向外側(cè)彎曲的薄壁管11的管子保持架19移動(dòng)，如圖10所示，將薄壁管11的頂端部11c插入外部加熱器61的加熱部65的內(nèi)側(cè)。從加熱空氣放出口69放出的加熱空氣撞擊薄壁管11的外壁面31a，因而薄壁管11的外壁面31a被加熱。撞擊外壁面31a之后的加熱空氣向圖10所示箭頭的方向，通過加熱空氣吸引通道67被吸引排出。所以要吸引撞擊外壁面31a之后的加熱空氣，是為了減小加熱對不能加熱部分的影響。
加熱空氣的溫度及時(shí)間，只要是能足以使薄壁管11的頂端部11c軟化的溫度及時(shí)間即可。加熱空氣的溫度在后面敘述的實(shí)施例中有記載，但并不受此記載的限制，加熱時(shí)間在后面的實(shí)施例中也有記載，但并不受此限。然而，若加熱空氣的溫度過高，樹脂有可能熔化掉，故加熱的程度以調(diào)整加熱時(shí)間為宜。
進(jìn)行外部加熱的范圍取為與凸緣部5a的長度相當(dāng)?shù)拈L度就行。例如，直徑19mm的薄壁管15時(shí)，從管子端部起加熱3mm，但本發(fā)明并不受此數(shù)值的限制。
通過該加熱，薄壁管的頂端部11d如圖11所示，進(jìn)一步向半徑方向外側(cè)彎曲。
使裝著頂端部11d被加熱了的薄壁管11的管子保持架19如圖11所示移動(dòng)至陰模71的上部。再使管子保持架19下降，將頂端部11d載置在陰模71的模槽74上，使管子保持架19下降(圖12)。如圖13所示，向外側(cè)擴(kuò)開著的管子端邊111與導(dǎo)向壁79的內(nèi)周壁79b抵靠著下降，當(dāng)?shù)挚康絻?nèi)周壁79a與底壁76的縱剖面為L字形的彎折部79b時(shí)，管子端邊111上部的管子壁113即從曲變點(diǎn)115起向內(nèi)側(cè)撓曲，最后如圖15的117所示，重疊成折迭形狀。然后使陽模27相對管子保持架本體25下降(圖16)。利用形狀保持部75的周壁面限制薄壁管頂端部的位置，開口部9的形狀被保持一定。
這樣獲得的管子凸緣部的上側(cè)面、內(nèi)端面及下側(cè)面如圖18所示，被內(nèi)側(cè)層覆蓋。
在該壓縮成形之后，使陽模27相對管子保持架本體25上升，如圖5所示，將裝著薄壁管11的管子保持架19向上拉，從管子保持架19取出薄壁管11，即完成如圖17所示的管子1a。
實(shí)施例1使用粘接性聚乙烯的外側(cè)層、乙烯乙烯醇共聚物的中間層17及粘接性聚乙烯的內(nèi)側(cè)層15構(gòu)成的迭層管。該薄壁管11的壁厚為0.5mm。
加熱冷卻器21的使用條件如下。加熱空氣的溫度為370℃，加熱空氣的空氣壓力為0.08MPa，加熱后的加熱空氣的吸引力為330Nl/min，冷卻部33的冷卻水量為2.21/min，加熱時(shí)間為1.0秒，冷卻部33的溫度為18℃。使用該條件的結(jié)果是，成形出良好的管子1。
此外，用本發(fā)明加工出的管子1例如在內(nèi)部充填有流動(dòng)性的內(nèi)容物(咖啡、芳香劑等)，在凸緣部5粘貼上堵塞開口部9用的蓋體(薄膜)，即可作為管子制品使用。
實(shí)施例2使用粘接性聚乙烯的外側(cè)層13、乙烯乙烯醇共聚物的中間層17及粘接性聚乙烯的內(nèi)側(cè)層15構(gòu)成的迭層薄壁管11。該薄壁管11的壁厚為0.5mm。
內(nèi)部加熱器的使用條件如下。加熱空氣的溫度為375℃，加熱空氣的空氣流量為400Nl/min，加熱空氣的吸引力為300Nl/min，冷卻部的冷卻水量為2.21/min，內(nèi)部加熱時(shí)間為1.0秒。
使用該條件的結(jié)果是獲得良好的管子容器。
實(shí)施例3使用粘接性聚乙烯的外側(cè)層13、粘接性聚乙烯的中間層17及聚對苯二甲酸乙二醇酯的非吸附性樹脂的內(nèi)側(cè)層15構(gòu)成的迭層薄壁管11。該薄壁管11的壁厚為0.5mm。
內(nèi)部加熱器的使用條件如下。加熱空氣的溫度為375℃，加熱空氣的空氣流量為400Nl/min，加熱空氣的吸引力為300Nl/min，冷卻部的冷卻水量為2.21/min，內(nèi)部加熱時(shí)間為1秒。
使用該條件的結(jié)果是獲得良好的管子容器。
實(shí)施例4使用粘接性聚乙烯的外側(cè)層13、粘接性聚乙烯的中間層17及聚對苯二甲酸乙二醇酯的非吸附性樹脂的內(nèi)側(cè)層15構(gòu)成的迭層薄壁管11。該薄壁管11的壁厚為0.5mm。
內(nèi)部加熱器的使用條件如下。加熱空氣的溫度為374℃，加熱空氣的空氣流量為400Nl/min，加熱空氣的吸引力為300Nl/min，冷卻部的水量為2.21/min，內(nèi)部加熱時(shí)間為0.8秒。由此，迭層薄壁管11的頂端部向半徑方向外側(cè)凸緣狀地變形。
用外部加熱器加熱獲得的迭層薄壁管。外部加熱器的使用條件如下。加熱空氣的溫度為400℃，加熱空氣的空氣流量為380Nl/min，加熱空氣的吸引力為400Nl/min，外部加熱時(shí)間為0.5秒。
利用這些條件，獲得良好的管子容器。
如上所述，若采用本發(fā)明，因?yàn)閷⒓訜峥諝馑椭劣霉茏颖３旨鼙３种谋”诠芏瞬康膬?nèi)壁面并冷卻薄壁管端部的外壁面，在薄壁管的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之間設(shè)置溫度差，并通過陰模和陽模的協(xié)同動(dòng)作將因溫度差而在徑向發(fā)生變形的薄壁管端部壓縮成形凸緣部，與此同時(shí)，通過使薄壁管頂端抵靠在陰模的周壁面上，使開口部的形狀保持一定，所以，可以迅速地在該孔的內(nèi)側(cè)成形所需的凸緣部。
另外，通過將加熱內(nèi)壁面后的加熱空氣吸引向離開薄壁管的方向，能防止與凸緣部連接部分發(fā)生變形。
還有，若采用本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)，使用迭層的薄壁管，將薄壁管的內(nèi)側(cè)層加熱至比內(nèi)側(cè)層的熔點(diǎn)還低的溫度，即能使薄壁管端部容易發(fā)生向內(nèi)側(cè)的變形。若采用本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)，使用迭層的薄壁管，將薄壁管的內(nèi)側(cè)層加熱至比內(nèi)側(cè)層的熔點(diǎn)更高的溫度，即能使薄壁管端部容易發(fā)生向外側(cè)的變形。這樣，能方便地成形向內(nèi)凸緣。
由本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)成形的向內(nèi)凸緣，凸緣部的上側(cè)面、內(nèi)端面及下側(cè)面均被內(nèi)側(cè)層覆蓋。因此，當(dāng)內(nèi)側(cè)層使用有氣體屏蔽性的樹脂時(shí)，凸緣部的氣體屏蔽性更得到加強(qiáng)。所以，用本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)成形的管子，對于要求充填氣體屏蔽性的食品之類的內(nèi)容物特別有效。
權(quán)利要求
1.一種將熱塑性樹脂形成的薄壁管加工成具有在該薄壁管端部形成的凸向孔內(nèi)的凸緣部的管子的加工方法，其特征在于，包括(A)將所述薄壁管裝在具有把在所述孔處形成的凸緣部和其內(nèi)側(cè)的開口部加工成形為一定形狀的陽模的管子保持架上，并安裝成使該薄壁管的頂端從管子保持架頂端向外伸出一定尺寸的第1工序；(B)將加熱空氣送至薄壁管端部的內(nèi)壁面并冷卻薄壁管端部的外壁面，在薄壁管內(nèi)側(cè)與外側(cè)之間設(shè)置溫度差，從而使薄壁管端部向管子的半徑方向發(fā)生凸緣狀變形的第2工序；(C)利用與所述陽模協(xié)同動(dòng)作的陰模，將在第2工序中向內(nèi)側(cè)發(fā)生了變形薄壁管端部成形為一定形狀的凸緣部和其內(nèi)側(cè)的開口部的第3工序。
2.一種將熱塑性樹脂形成的薄壁管加工成具有在該薄壁管端部形成的凸向孔內(nèi)的凸緣部的管子的加工方法，其特征在于，包括(A)將所述薄壁管裝在具有把在所述孔處形成的凸緣部和其內(nèi)側(cè)的開口部加工成形為一定形狀的陽模的管子保持架上，并安裝成使該薄壁管的頂端從管子保持架頂端向外伸出一定尺寸的第1工序；(B)將加熱空氣送至薄壁管端部的內(nèi)壁面，將該內(nèi)壁面加熱至比內(nèi)側(cè)層的熔點(diǎn)還低的溫度，并冷卻薄壁管端部的外壁面，在薄壁管內(nèi)側(cè)與外側(cè)之間設(shè)置溫度差，從而使薄壁管端部向薄壁管的半徑方向內(nèi)側(cè)發(fā)生凸緣狀變形的第2工序；(C)利用與所述陽模協(xié)同動(dòng)作的陰模，將在第2工序中向內(nèi)側(cè)發(fā)生了變形的薄壁管端部成形為一定形狀的凸緣部和其內(nèi)側(cè)的開口部的第3工序。
3.一種將熱塑性樹脂形成的薄壁管加工成具有在該薄壁管端部形成的凸向孔內(nèi)的凸緣部的管子的加工方法，其特征在于，包括(A)將所述薄壁管裝在具有把在所述孔處形成的凸緣部和其內(nèi)側(cè)的開口部加工成形為一定形狀的陽模的管子保持架上，并安裝成使該薄壁管的頂端從管子保持架頂端向外伸出一定尺寸的第1工序；(B)將加熱空氣送至薄壁管端部的內(nèi)壁面，將該內(nèi)壁面加熱至比內(nèi)側(cè)層的熔點(diǎn)更高的溫度，并冷卻薄壁管端部的外壁面，在薄壁管內(nèi)側(cè)與外側(cè)之間設(shè)置溫度差，從而使薄壁管端部向薄壁管的半徑方向外側(cè)發(fā)生凸緣狀變形的第2工序；(C)利用與所述陽模協(xié)同動(dòng)作的陰模，將在第2工序中向外側(cè)發(fā)生了變形的薄壁管端部成形為一定形狀的凸緣部和其內(nèi)側(cè)的開口部的第3工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管子的加工方法，其特征在于，所述第3工序包括將加熱空氣送至在第2工序向外側(cè)發(fā)生了變形的薄壁管端部的外壁面，使薄壁管端部的外壁面軟化；使薄壁管端部向管子內(nèi)側(cè)撓曲，重疊成折迭形狀，再用所述陽模和陰模成形一定形狀的凸緣部和其內(nèi)側(cè)的開口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的管子的加工方法，其特征在于，在所述第2工序中，加熱內(nèi)壁面后的加熱空氣被強(qiáng)制性吸引至離開所述管子保持架的方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中的任一項(xiàng)所述的管子的加工方法，其特征在于，所述薄壁管為在外側(cè)層與內(nèi)側(cè)層之間夾有中間層的3層結(jié)構(gòu)，形成內(nèi)側(cè)層的熱塑性樹脂的熔點(diǎn)小于形成中間層的熱塑性樹脂的熔點(diǎn)。
7.一種將熱塑性樹脂形成的薄壁管加工成具有在該薄壁管端部形成的凸向孔內(nèi)的凸緣部的管子的加工裝置，其特征在于，具有(A)保持所述薄壁管的管子保持架，該管子保持架具有被插入在所保持的薄壁管內(nèi)部的、壓縮成形用的陽模，該陽模配置在離薄壁管端部有一定尺寸的軸向內(nèi)側(cè)，并可沿軸向移動(dòng)；(B)將加熱空氣送至所述薄壁管端部的內(nèi)壁面同時(shí)冷卻薄壁管端部的外壁面的加熱冷卻器；(C)與所述管子保持架的陽模協(xié)同動(dòng)作，成形薄壁管的凸向孔內(nèi)的、一定形狀的凸緣部和其內(nèi)側(cè)的開口部的陰模。
8.一種將熱塑性樹脂形成的薄壁管加工成具有在該薄壁管端部形成的凸向孔內(nèi)的凸緣部的管子的加工裝置，其特征在于，具有(A)保持所述薄壁管的管子保持架，該管子保持架具有被插入在所保持的薄壁管內(nèi)部的、壓縮成形用的陽模，該陽模配置在離薄壁管端部有一定尺寸的軸向內(nèi)側(cè)，并可沿軸向移動(dòng)；(B)將加熱空氣送至所述薄壁管端部的內(nèi)壁面同時(shí)冷卻薄壁管端部的外壁面的加熱冷卻器；(C)將加熱空氣送至所述薄壁管端部的外壁面的外部加熱器；(D)與所述管子保持架的陽模協(xié)同動(dòng)作，加工成形薄壁管的凸向孔內(nèi)的、一定形狀的凸緣部和其內(nèi)側(cè)的開口部的陰模。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的管子的加工裝置，其特征在于，具有將加熱內(nèi)壁面后的加熱空氣強(qiáng)制性吸引至離開所述管子保持架方向的吸引裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的管子的加工裝置，其特征在于，所述加熱冷卻器具有冷卻所述薄壁管端部外壁面的環(huán)狀冷卻部，留有環(huán)狀間隙地配置在該冷卻部內(nèi)側(cè)的加熱部，以及與所述環(huán)狀間隙相連的加熱空氣吸引通道；由所述管子保持架保持著的薄壁管的端部能插入冷卻部與加熱部之間的所述環(huán)狀間隙；所述加熱部在其內(nèi)部設(shè)有加熱空氣通道，并在夾著薄壁管與冷卻部相對的部位設(shè)有加熱空氣放出口。
全文摘要
將熱塑性樹脂形成的薄壁管加工成具有在該薄壁管端部形成的凸向孔內(nèi)的凸緣部的管子的加工方法及該方法所用的加工裝置。將所述薄壁管裝在具有陽模的管子保持架上并使該薄壁管的頂端從管子保持架頂端向外伸出一定尺寸,該陽?？砂言谒隹滋幮纬傻耐咕壊亢推鋬?nèi)側(cè)的開口部成型為一定形狀。將加熱空氣送至薄壁管端部的內(nèi)壁面同時(shí)冷卻薄壁管端部的外壁面,在薄壁管內(nèi)側(cè)與外側(cè)之間設(shè)置溫度差,從而使薄壁管端部向薄壁管徑向發(fā)生變形。若將內(nèi)壁面加熱至比內(nèi)側(cè)層熔點(diǎn)還低,則薄壁管端部向內(nèi)側(cè)變形,若將內(nèi)壁面加熱至比內(nèi)側(cè)層熔點(diǎn)更高,則薄壁管端部向外側(cè)變形。使用與所述陽模協(xié)同動(dòng)作的陰模,將變形后的薄壁管端部成型為一定形狀的凸緣部和其內(nèi)側(cè)的開口部。
文檔編號B29C57/00GK1189796SQ97190410
公開日1998年8月5日 申請日期1997年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月24日
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