專利名稱：空心管件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造空心管件的方法。
制造用作包裝容器的帶金屬阻擋層的熱塑性薄膜管件或管段，具體地說為包裝管，除那些與本發(fā)明無關(guān)的加工方法外，一般先將平鋪著的薄膜卷成管狀，使相對的兩側(cè)邊疊交成一個搭接區(qū)，接著將此薄膜邊段焊成一個縱向焊縫。眾所周知，這種方法有兩種實施方案，即不連續(xù)法和連續(xù)法。在不連續(xù)方法中，從與一個管件的展開狀態(tài)相應(yīng)以制成單個管件的毛坯下料開始;在連續(xù)法中，將連續(xù)的薄膜條帶卷成一個“連續(xù)的管件”，然后按所要求的長度分成一個個管件。如下文所述，本發(fā)明所涉及的是一種不連續(xù)的制造方法。
在不連續(xù)的方法中，焊接通過加壓和加溫進行，此時，焊接-冷卻鉗口給在由(毛坯繞其彎成管狀的)芯棒構(gòu)成的托架上的搭接區(qū)加壓，并對薄膜加溫，使上下相疊的熱塑性塑料層熔化，并互相交流。在這種方法中，焊接-冷卻鉗口本身并不產(chǎn)生和傳遞熔化塑料層的熱量。在它上面配備有高頻焊接設(shè)備的線圈，此線圈在毛坯所包含的金屬阻擋層中，產(chǎn)生為熔化和焊接塑料層所必須的焊接熱量。當通過加溫和加壓完成焊接后，切斷高頻電場，借助于鉗口(焊接-冷卻鉗口)冷卻焊縫，直至焊縫固化為止。
這種已知的方法要求在薄膜中產(chǎn)生熔化欲連接的塑料層所需的熱量，如已經(jīng)提及的，為實施這一方法所使用的薄膜必須是一種兩面覆有塑料層的金屬層。除產(chǎn)生熱量外，金屬層還起阻擋作用，通過設(shè)有阻擋層，防止了被包裝材料成分從管里向外擴散，并避免氧氣穿過，從外面進入管內(nèi)。對于價值高、易受損害的被包裝物，包裝管具有擴散阻擋層是絕對必要的;然而，對于不易受損害的被包裝物而言，這種擴散阻擋層是不必要的。帶金屬阻擋層的薄膜比較昂貴，所以對于那些采用單純的塑料管便可滿足要求的不易受損害的包裝物而言，這樣做不必要地提高了成本，這是現(xiàn)有方法的一個缺點。在新時代中，特別是從生態(tài)學(xué)的觀點出發(fā)，發(fā)展了所謂PBL薄膜(P指塑料，B指阻擋層，L指層壓塑料)，以代替制造包裝容器的金屬-塑料層壓材料。在這種全塑料的層壓材料中，現(xiàn)有的金屬阻擋層用一種塑料阻擋層，例如PET(聚對苯二甲酸乙酯)，或用SiOx涂層來代替，此時，阻擋層的兩面例如涂覆以聚乙烯層?，F(xiàn)有方法的另一個缺點是不適合于加工這種新型的包裝薄膜，因為，這種包裝用新型薄膜中沒有可激發(fā)的熱源。除了上面所列的缺點外，這種已知方法的優(yōu)點是，其技術(shù)水平高，比較成熟，因此得到了廣泛的使用。
本發(fā)明的目的是改進現(xiàn)有的方法，以克服其缺點，保留其優(yōu)點。
為此提供將一片塑料薄膜制成空心管件的方法，其中塑料薄膜坯料對應(yīng)于所述空心管件的展開狀態(tài)的幾何形狀，它的搭接邊可借助于高頻磁場熔化，在熔化狀態(tài)采用壓力加壓，接著進行冷卻，其特征為高頻磁場分為作用于搭接區(qū)上側(cè)的場和作用在搭接區(qū)下側(cè)的場。
本發(fā)明不采用通過振蕩激勵薄膜中的金屬層來產(chǎn)生焊接所需之熱量的技術(shù)，而是通過從外部輸入熱量來熔化熱塑性層，這種工作原理，對于沒有金屬阻擋層的復(fù)合薄膜或?qū)訅核芰?，和對于具有金屬阻擋層的層壓材料，均可使用，在后面這種情況下，在管的內(nèi)部不制造熱源，所以在實施本發(fā)明的方法時可以沒有大的技術(shù)上的費用支出(用在芯棒上的塑料帶代替金屬帶)。從而消除了現(xiàn)有方法僅限于使用塑料-金屬層壓材料的缺點。通過將輸入的能量一分為二，即一個上場，一個下場，可以使外邊段和內(nèi)邊段獲得不同的熱量，從而可以影響焊縫的強度和形態(tài)。
本發(fā)明的其他優(yōu)點、特征和詳情，通過下文對一種實施此方法的最佳設(shè)備的說明和附圖給出，其中

圖1 實施本方法的設(shè)備處于工作位置時從前面看的剖視圖;以及圖2 圖1“A”部分詳圖，亦即放大表示焊接-冷卻鉗口和帶薄膜的芯棒從前面看的剖視圖，焊接-冷卻鉗口處于上移位置。
圖1表示實施本發(fā)明方法的設(shè)備9前視和剖面圖。毛坯Z卷繞著芯棒13并被夾板10和兩塊壓板11、12所夾持。在芯棒13上方設(shè)有焊接-冷卻鉗口14。將毛坯Z卷繞在芯棒13上的技術(shù)、對設(shè)備9進行毛坯Z的裝料以及管件的卸料等方面，對于理解本發(fā)明并不重要，所以在闡明設(shè)備9的工作方式時可略去這些內(nèi)容。
在作為圖1中“A”部分放大的圖2中，焊接-冷卻鉗口14如同芯棒13一樣順管的縱向延伸，為了能看得更清楚，圖中只表示了管的搭接區(qū)15。按圖2所示，在焊接-冷卻鉗口中面對芯棒13的一端，設(shè)有可借助電流激發(fā)的高頻線圈16，此線圈16沿焊接-冷卻鉗口14相同的長度和方向延伸。線圈16裝在鐵氧體制的鐵芯17(鐵氧體鐵芯17)內(nèi)，此鐵芯同樣沿焊接-冷卻鉗口14相同的長度和方向延伸。其本身向下開口的鐵氧體鐵芯17裝在焊接-冷卻鉗口14向下開口的槽18中。向下開口意味著朝芯棒13的方向開口。橫截面為正方形的線圈16相對兩側(cè)，與鐵氧體鐵芯17槽的內(nèi)壁20、21貼靠。鐵氧體鐵芯17用于使電流通過線圈16時產(chǎn)生的磁場(磁力線場)對準某個方向，即朝芯棒13的方向。在鐵氧體鐵芯17槽的下開口端，對應(yīng)地設(shè)有一條沿焊接-冷卻鉗口14縱向延伸的金屬帶22，在金屬帶22(最好是銅帶)與線圈16的一側(cè)之間裝絕緣層23。線圈16是空心的，里面可流過一種冷卻劑，例如水。
金屬芯棒13有一個向上開口的溝狀槽25，其橫截面最好為矩形(向上意味著朝焊接-冷卻鉗口14的方向)，槽25沿著與帶鐵氧體鐵芯17和線圈16的焊接-冷卻鉗口14的槽18相同的方向、同樣的長度延伸，并相對于槽18對稱設(shè)置。槽25的底部26裝有一個絕緣層27，絕緣層27上面是一條下金屬帶28，最好是銅帶。芯棒13中設(shè)有冷卻裝置29，它由一個冷卻劑腔31構(gòu)成，此腔由冷卻劑輸入管30供應(yīng)冷卻劑，冷卻劑(最好是水)從冷卻劑腔排出。
焊接搭接區(qū)15時將電流送入線圈16。按本發(fā)明焊接-冷卻鉗口14和芯棒13的結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明的方法中將線圈16通入電流后所建立起來的高頻磁場，分為兩個單獨的場，即上場F1和下場F2，上場F1加熱上金屬帶22，下場F2加熱下金屬帶28。通過已加熱的金屬帶22、28熔化與它們接觸的薄膜邊段，并在這一狀態(tài)下使焊接-冷卻鉗口14向下移動，亦即在搭接區(qū)15上施加壓力。切斷電流并冷卻現(xiàn)已形成的焊縫后，向上移動焊接-冷卻鉗口14，從而使管子可從芯棒13上自由地卸下。
為使本發(fā)明的方法能適用于多種具有不同技術(shù)特性的層壓塑料，焊接時間，亦即熔化和加壓時間，可通過控制電流流過線圈16的持續(xù)時間進行調(diào)整。焊接-冷卻鉗口14的壓力可相應(yīng)于所要求的焊縫厚度而改變，按本發(fā)明的方法可達到的焊接功率，可通過控制所輸入電流的強度和持續(xù)時間加以調(diào)整。
上金屬帶22和下金屬帶28的溫度，按照本發(fā)明的方法可加以調(diào)整，以適應(yīng)不同的焊縫形態(tài)和塑料。溫度的調(diào)整可通過改變帶的幾何尺寸(帶的寬度、厚度)來實現(xiàn)。例如，減小上金屬帶22的寬度，則下金屬帶在寬度保持不變時加熱程度提高。
由于目前技術(shù)水平的高度發(fā)展，塑料-金屬層壓材料制成的管幾乎看不出有焊縫，所以這種管的質(zhì)量很好。盡管在技術(shù)發(fā)展上作了一切努力，但迄今對純塑料或?qū)訅核芰瞎艿暮缚p的外觀質(zhì)量遠不能令人滿意。按本發(fā)明的方法，純塑料管或?qū)訅核芰瞎艿暮缚p強度和外觀質(zhì)量，現(xiàn)在可制得與塑料-金屬層壓材料管一樣好。
權(quán)利要求
1.將一片塑料薄膜制成空心管件的方法，其中塑料薄膜坯料對應(yīng)于所述空心管件的展開狀態(tài)的幾何形狀，它的搭接邊可借助于高頻磁場熔化，在熔化狀態(tài)采用壓力加壓，接著進行冷卻，其特征為高頻磁場分為作用于搭接區(qū)(15)上側(cè)的場(F1)和作用在搭接區(qū)(15)下側(cè)的場(F2)。
2.按照權(quán)利要求1所述之方法，其特征為為了熔化搭接區(qū)(15)的上側(cè)和下側(cè)，這兩個分場(F1，F(xiàn)2)分別導(dǎo)入要加熱的上金屬帶(22)和要加熱的下金屬帶(28)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述之方法，其特征為;通過相應(yīng)地配置磁場(F1、F2)，使金屬帶(22、28)有不同的加熱強度。
4.按照權(quán)利要求3所述之方法，其特征為通過減小上金屬帶(22)的寬度，當下金屬帶(28)的寬度保持不變時，在下金屬帶(28)中將獲得更多的能量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種不連續(xù)地制造用于包裝容器的塑料-層壓管方法。按本發(fā)明的方法可制造純塑料層壓材料管，它的焊縫具有與塑料-金屬層壓管的焊縫一樣的強度和形態(tài)。
文檔編號B29C53/42GK1103355SQ94105850
公開日1995年6月7日 申請日期1994年5月7日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月7日
發(fā)明者F·賽費勒 申請人:Kmk卡爾馬格勒利森茨股份公司