CN1209089A - 制作成型包装构件的方法 - Google Patents

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Abstract

本文涉及由金属－塑料－复合材料制作含有至少一个凹槽的冷成型的成型包装构件的方法。这种构件可用来制造例如压出式包装盒或泡式包装盒的底盘。根据本方法,复合材料(20)固定在夹紧装置(5)和底模(1)之间。底模(1)拥有至少一个凹槽(8),冲模(6)推进入凹槽(8)中,从而使复合材料(20)变形,而成为含一个或若干凹槽的成型包装构件。底模(1)和夹紧装置(5)拥有相对叠合的边界区(11,12),底模(1)在边界区(11)以内有肩区(13),后者围绕一个或多个凹槽(8)。肩区(13)的表面比底模(1)的边界区(11)的表面低0.01—10mm,一个或几个初级冲模(6)具有高摩擦成型效能表面使金属－塑料－复合材料(20)在一个或多个步骤中成型,直至达到凹槽最终深度的100%,接着,一个或几个次级冲模(6)具有低摩擦成型效能表面,使预成型的金属－塑料－复合材料在一个或多个步骤中最终成型,直至至少达到凹槽最终深度的100%。

Description

制作成型包装构件的方法
本发明涉及一种由金属-塑料-复合板制作冷成型的成型包装构件的方法，其中复合板固定在夹紧装置和底模之间，该底模上至少有一个凹槽，冲模向底模的凹槽中推进，从而将复合板成型为具有一个或多个凹槽的成型包装构件。本发明还涉及实施该方法，即由金属-塑料-复合板制作成型包装构件的冷成型设备。
已知的通过深拉、拉伸或热成型制作成型包装构件，例如泡式包装，亦称压出式包装的底盘或其它包装容器。成型包装构件还可由热塑性塑料或由多层复合板或层压材料制作，例如铝箔与塑料膜或热塑性塑料挤压成的复合板。
如果包装构件由含金属箔的层压材料制作，则此目标可由一个冲模、一个底模和一个夹紧装置组成的成型设备来实现。在成型过程中，层压材料紧夹在底模和夹紧装置之间，接着冲模向层压材料运动。冲模逐渐进入底模的凹槽中，从而将层压材料成型。从平的层压材料形成具有一个或多个凹槽的部件。凹槽被肩部围绕，该肩部保留层压材料的初始平面位置。为了形成成型包装构件，只将处于凹槽区的那部分层压材料产生流动被拉伸。为使层压材料，特别是含金属箔的层压材料在成型时不出现裂痕和孔隙，应在冲模和凹槽侧壁之间保持足够大的横向距离。用这种方法将含金属箔的层压材料成型时，只能在构件上形成侧壁坡度较小的凹槽。其结果导致凹槽比例失调，即凹槽的高度小、直径大，这样会使包装容器的尺寸对被装物品的比例过大。
一种采用成形较好的层压材料达到较大侧壁坡度的可能性在于减小夹紧力和采用深拉工艺。这种工艺不能适用于含金属箔的层压材料，例如在泡式包装的情况下，因为会在边界区或者在肩区产生褶痕。成型包装构件的边界区或肩区要考虑加盖密封，而褶痕会使型腔的边界和肩部不便密封。
从EP-A 0 455 584获知一种通过深拉制造杯形容器的方法，其中冲模采用高滑动能力的材料制造，使容器成形至其最终的形状。
本发明的目标在于提供一种方法，该方法能使由含金属箔的复合板经冷成型制作的成型包装部件或型腔无褶痕，以及使凹槽具有较大的侧壁坡度。
本发明通过下述措施达到上述目的，即底模和夹紧装置拥有相互叠合的边界区，底模在其边界区内拥有肩区，后者围绕模孔或模孔群。肩区的表面比底模边界区的表面低0.01-10mm；初级冲模或初级冲模群具有高摩擦成型效能的表面，使金属-塑料-复合板在一次或多次冲压步骤中预成形，最多至形成的凹槽达到最终深度的100％；然后用二级冲模或二级冲模群具有较低摩擦成型效能的表面，使金属-塑料-复合板在一次或多次冲压步骤中成形，直至凹槽至少达到最终深度的100％。
在本发明中有利的是前后使用不相同的冲模，从预成形到最大成形深度的期间内，每个冲模逐步地比前一个冲模相等或更深地降入凹槽之中。因为观察到金属-塑料-复合板有回弹现象，至少应在最后的冲压步骤中超过预定的成形深度的100％是有利的。
在一种可用的实施方案中，冲模在一个或多个初级步骤中的推进深度达凹槽最终的深度的90％，特别适当的是达70％，比较有利的是达50％，然后在一个或多个二级步骤中将冲模的推进到最终凹槽深度的100％到115％，比较有利的为103-110％。
在一个或几个初级步骤中使用的具有高摩擦成型效能表面的冲模或冲模群可呈圆柱形、截锥体形、平截头棱锥形或桶形。在一个或多个二级步骤中使用的中模可呈锥体形、棱锥形、截锥体形、平截头棱锥形、截球形或圆顶帽形。初级步骤用的冲模特别应具有垂直或陡峭的侧壁，其朝向冲模底的棱或边的曲率半径要小。具有低摩擦成型效能表面的二级步骤用的冲模可具有垂直或不大陡峭的，特别是斜切的侧壁，至冲模底的过渡可取圆形或打圆。从而可使金属-塑料-复合板在一个或几个初级步骤中只能很少超越边界以及从冲模的侧壁和底之间滑过，而首先使其它区的金属-塑料-复合材料成形，再在一个或几个次级步骤中使冲模底部的金属-塑料-复合材料基于冲模的低摩擦和圆形而成形。
在另一更适用些的实施方案中，具有高摩擦成型效能表面的冲模在复合板和冲模表面之间采用具有大摩擦成型效能表面的冲膜，即大于具有低摩擦成型效能表面的冲模所拥有的摩擦效能。
本发明的方法亦可用例如一个底模和夹紧装置及两个或多个冲模实施，冲模先后轮换在底模的模孔中下降和重新提升。冲模或冲模体在其对成型有效的表面上拥有不同的摩擦作用。应用具有高摩擦成型效能表面的初级冲模进行预成型，然后将冲模退出，再用具有低摩擦成型效能表面的二级冲模在同一底模中完成最终成型步骤。与此相应，亦可采用三个或若干个冲模，其有效成型表面可具有两种不同的摩擦效能，或者其有效成型表面具有逐级降低的摩擦成型效能。
本方法可优先采用冲模相互呈同轴或套筒式排列的方式实施。第一个冲模，特别是具有低摩擦成型效能表面的冲模，在俯视图上呈环形，沉入底模时使复合材料发生预成形。这第一个冲模可停留在其预成型的位置，第二个圆柱形冲模，套管式装在环形的第一个冲模内滑动，它具有较高摩擦成型效能的表面，接着下沉使复合材料完成其最终成型步骤。这类冲模亦可由两层或多层环形冲模加上最内层的圆柱形冲模组成，各层冲模可相互套叠滑动。其有效成型表面的摩擦效能可逐步由最外层冲模的高摩擦降到最内层冲模的低摩擦，最少可分成两级。
本方法的实施亦可优先采用下述方式，即将多个，特别是两个带夹紧装置的底模串联排列，每个底模配备一套冲模。相应地，在两个串联的底模和两套附属冲模的情况下，初级冲模的有效成型表面具有高摩擦效能，次级冲模具有低摩擦效能。复合材料宜于在初级过程中在第一个底模中预成形，而在次级过程中在第二个底模中最终成型。还可能将预成型分为两级或多级，最终成型亦分为两级或多级，这样就采用了一个包括三级、四级或更多级的方法，其中摩擦效能也可为两级或经各级逐步下降。
在复合板平面上形成的凹槽可呈钵形、壳形、截球形、桶形、圆柱形等等。在俯视图上凹槽可呈圆形、椭圆形或多边形，如二、三、四、或多角形。凹槽的侧壁优先采用陡峭的甚至是垂直的，尽可能平直，其底部尽可能少弯曲。凹槽按惯例由平坦的复合板肩区的表面所围绕。
底模的优选实施形式中，肩区的表面比底模周边区的表面低0.1-2mm，优选低0.15-0.3mm。
按照本发明的安排，一个底模上可带一个或几个凹槽。
这种安排中，特别是底模拥有1-200，优选8-40凹槽也是合适的。金属-塑料-复合板用冲模成型。冲模可推进到凹槽中。如果底模拥有多个凹槽，冲模可由托架或托板或支架板或其类似物固定，冲模数与凹槽数相对应。冲模或冲模头的尺寸应使它们在金属-塑料-复合板成型后能进入凹槽内。冲模或冲模头的直径宜比相应的凹槽直径小3-35％，优选为1-15％，特别优选为5-10％。冲模的直径在非圆形截面，例如凸状物的截面，如椭圆、蛋形、多边、长方、梯形、长菱形的情况下，应理解为最小直径。
底模上凹槽的侧壁按惯例与肩区表面呈90°角。凹槽侧壁和肩区表面之间的棱可打圆，其曲率半径可为例如0.1-10mm，优选采用0.1-1mm。
在另一优选的实施方案中，夹紧装置和底模的周边的宽度各为1-100mm，宜采用2-30mm，优选为3-20mm。
底模拥有边界区，而在边界区内侧为肩区。凹槽位于肩区之内，对称或非对称排列，肩区以这种方式形成围绕凹槽的支撑。
底模肩区拥有的距离在边界区和凹槽之间以及各个凹槽之间为1-50mm，优选为5-25mm。
夹紧装置的边界区或底模的边界区或夹紧装置和底模的边界区两者可在其部分或整个平面上拥有凹凸的图案。典型的图案为波形，夹心饼干表面的图案、浮雕图案、蜂房形、线结形、锯齿形或拉毛的表面等等。作为凹凸图案的代替或补充可采用例如由橡胶和类似的塑性材料制成的连续周边板条。
加工过程中较有利的是将夹紧装置和底模的边界区扣在金属-塑料-复合板上加以固定，有时通过凹凸图案加强，使复合板固定而且不能延伸。底模的肩区宜与相对的夹紧装置保持一定距离，在这个区域内金属-塑料-复合板不与夹紧装置接触，金属-塑料-复合板可随冲模下降的程度拉伸或流动。
底模的肩区可全部或部分被敷在其表面上的至少一层低摩擦层所覆盖。这里的低摩擦是指按英国标准BS 2782中的311A方法测出的值为0.2-2.1(无量纲数)的摩擦。低摩擦层可以含有塑料，例如聚四氟乙烯、聚甲醛(聚缩醛，POM)、聚乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯，或由这些物料组成。该低摩擦层也可拥有上列两种或更多种的塑料的混合物或一种或多种塑料与分散型的硬质物料，如与玻璃球的混合物。亦可考虑用另外的材料代替塑料作低摩擦层，例如铝或铬钢一类金属，特别是带抛光表面的金属。另外可采用陶瓷层或石墨-，硼氮化物-或含硫化钼的物料作低摩擦表面层。底模肩区低摩擦层的厚度并不重要，因为只是表面起作用。工业应用上对表面层提出了较严的摩擦要求，层的厚度要考虑耐磨损和剥蚀。因此，在应用上述材料时，层的厚度可达0.5-20mm。塑料层可以预成型配件的形式镶入凹进的底模肩区或通过喷涂、涂抹、用刮板涂布或其它涂敷工艺涂敷。塑料亦可涂敷于其它材料，如陶瓷或金属制的底材上。金属层可用化学或物理方法涂敷于底膜上，如通过电镀或电解沉积，镀金属或真空蒸汽沉积，或者底模至少部分由相应的金属组成。
具有高摩擦成型效能表面的冲模和具有低摩擦成型效能表面的冲模通常可由一个固定装置，例如固定板和一定数量的冲模构成。冲模头的数目宜与凹槽的数目相当。冲模头插入夹紧装置上相应的孔和底模的凹槽中。
对于具有高摩擦成型效能表面的冲模最少是指对成型有效的表面，即冲模或冲模头与复合板直接接触表面要拥有高摩擦成型效能。这里所指的高摩擦系指按照英国标准BS 2782中331A方法测定的范围，其值为1.0-3.0(无量纲数)。高摩擦表面可含有金属，如钢或塑料，如聚缩醛(POM)、聚乙烯、橡胶、硬橡胶、或生橡胶、包括丙烯酸聚合物，或可由这些材料所组成。可通过加工，如拉毛处理赋予金属表面高摩擦性能。
对于具有低摩擦成型效能表面的冲模，至少其有效成型表面，即冲模或冲模头与复合板直接接触的表面具有低摩擦。这里的低摩擦系指按照英国标准BS 2782中311A方法测定，其值为0.3-2.1(无量纲数)的摩擦范围。低摩擦层可含有金属，如钢，或塑料，如聚四氟乙烯、聚甲醛(聚缩醛，POM)聚乙烯或聚对苯二甲酸二乙醇酯或由这些材料所组成。低摩擦层亦可拥有由一种或多种上述的塑料的混合物或一种或多种塑料与分散型的附加的硬质物料，如与玻璃小球的混合物。亦考虑用另外的材料代替塑料作低摩擦层，例如金属，特别是带抛光表面的铝或铬钢。另外一些可采用的低摩擦表面层如陶瓷层或石墨-，硼氮化物或含硫化钼的层。
应用本发明的方法时，一个或几个高摩擦冲模或冲模组所具有的摩擦数值应大于低摩擦冲模所具有之数值。
作为金属-塑料-复合板可采用含有厚度为8μm-150μm的金属箔，优先采用厚度为20-80μm。该箔可以是，例如，钢、铁、铜，优先选用铝箔。金属箔亦可包括主要由所述金属组成的合金。例如优先选用的铝箔可由纯度至少为98.0％，宜用98.3％，更好些为98.5％，特好为98.6％的铝制造，其余的百分含量数则为杂质。另外，亦可采用AlFeSi型或AlFeSiMn型的铝箔。
作为塑料可采用例如层、膜或膜的复合物，其中膜或膜的复合物可单轴向或双轴向延伸，该塑料为聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯及其它系列的热塑性塑料。
聚烯烃系列的热塑性塑料的典型例子可以举出聚乙烯，如MDPE、HDPE、单轴向或双轴向延伸的聚乙烯、和聚丙烯如铸造型-聚丙烯和单轴向或双轴向延伸的聚丙烯，或者从聚酯系列可举出聚对苯二甲酸二乙醇酯。
在金属-塑料-复合物中作层、膜或膜的复合物的热塑性塑料的层厚可为12-100μm，优先选用20-60μm。
金属箔和热塑性塑料可通过胶合、辊压或挤压胶合制成复合物。层的联结可根据情况采用粘合胶和粘接剂，要联接的表面可通过等离子体-、电弧-或火焰预处理改性。
金属-塑料-复合物的例子是第一层为由所列热塑性塑料制造的膜或复合膜，第二层为金属箔，第三层为涂敷于金属箔自由面上的聚烯烃，如聚乙烯或聚丙烯或由PVC所组成的印记层。
另外，可采用的金属-塑料-复合物是例如由所列热塑性塑料的膜或膜的复合物构成的第一层，金属箔构成的第二层和，例如由所列热塑性塑料构成的膜或膜的复合物或挤压层构成的第三层，亦可考虑另外加层，例如印记层。
金属-塑料-复合物可至少在其一个外侧面或者两个外侧面上拥有印记层，其形式为可在面上盖印或加印漆的膜。印记层可根据其用途放在复合物结构的最外层，此印记层在成型包装时应对着内含物一面或肩面，以便能够在盖面层上打标记。
金属-塑料-复合物的典型实例为：
oPA 25/Al 45/PVC 60，
oPA 25/Al 45/oPA 25，
Al 120/PP 50，
oPA 25/Al 60/PE 50，
oPA 25/Al 60/PP 60，
oPA 25/Al 45/PVC 100，
oPA 25/Al 60/PVC 60，
oPA 25/Al 45/PE-涂层，
oPA 25/Al 45/cPA 25，
oPA 25/Al 60/PVC 100以及
oPA 25/Al 60/oPA 25/EAA 50。其中oPA表示定向聚酰胺，cPA表示铸造型聚酰胺，PVC表示聚氯乙烯，PE表示聚乙烯，PP表示聚丙烯，EAA表示乙烯丙烯酸以及Al表示铝，数字表示该层或箔的厚度，单位为μm。
本发明还涉及实施本发明方法操作的设备，其中底模和夹紧装置拥有相互叠合的边界区，它们将复合板固定在底模边部和夹紧装置边部之间，使其固定和不能拉伸，而冲模则避开底模的肩部将复合板的中部推进到底模的模孔内，模孔在底模的肩区环绕的中心部分，肩区的表面比底模的边界区表面低0.01-10mm，复合材料在肩区在表面上以滑动或流动的方式被拉伸和/或伸展。
对于实施本方法的设备中，底模肩区表面比底模边界区表面低0.1-2mm，优先采用0.1 5-0.3mm是适当的。
实施本发明优选的设备中，底模肩区全部或局部用低摩擦表面层覆盖，其摩擦宜在0.3到2.1范围。
实施本方法优选的设备至少有一个具有高摩擦成型效能表面的冲模和至少一个具有低摩擦成型效能表面的冲模。
此外，实施本方法的优选设备中，由钢、聚缩醛(POM)、橡胶、生橡胶或丙烯酸生橡胶制作的冲模，它具有高摩擦成型效能的表面。
实施本方法的优选设备中还有由钢、聚四氟乙烯、聚甲醛、聚乙烯或聚对苯二甲酸二乙醇酯制成的具有低摩擦成型效能表面的冲头。
本发明还包括按照本发明方法制作的冷成型的成型包装构件，其中成型包装构件由金属-塑料-复合板制成。
按照本发明方法制作的冷成型的成型包装盒构件的优点是成型包装构件，由金属-塑料-复合板制成其中包含：
oPA 25/Al 45/PVC 60或
oPA 25/Al 45/oPA 25或
Al 120/PP 50或
oPA 25/Al 60/PE 50或
oPA 25/Al 60/PP 60或
oPA 25/Al 45/PVC 100或
oPA 25/Al 60/PVC 60或
oPA 25/Al 45/PE-涂层或
oPA 25/Al 45/cPA 25或
oPA 25/Al 60/PVC 100或
oPA 25/Al 60/oPA 25/EAA 50。其中oPA表示定向聚酰胺，cPA表示铸造型聚酰胺，PVC表示聚氯乙烯，PE表示聚乙烯，PP表示聚丙烯，EAA表示乙烯丙烯酸以及Al表示铝，数字表示该层或箔的厚度，单位为μm。
应用本发明的冷成型的成型包装构件可作为容器在凹槽里分别接受块状物品。例如泡式-或压出式包装盒，在一个包装盒的每个凹槽中可接受一、二或三粒药丸、糖衣药片、药丸、安瓿瓶等。
也就是说，用本发明的方法可将金属-塑料-复合物制成冷成型的成型包装盒，作为药品、食品、饮用品、技术产品的泡式包装盒，其底或盖可以是半硬和硬的盒，或作包装套等等。
例如在用PVC一类塑料膜热成型作泡式包装时，可达到高坡度的侧壁。但是，用含金属箔的叠压板迄今还不能在成型包装件，如泡式包装的凹槽中达到这种侧壁坡度，这表明必须采用比货物大得多的包装。用本方法获得的成型包装盒，就没有如热成型的塑料泡式包装那样只能做成低坡度的侧壁的缺点。按照本方法可成功制作成型的包装盒，其包装尺寸，如果不优于，也至少可与现行的塑料泡式包装相比，从而使包装形式更紧凑达到增加经济效益的目的。也成功地改善无孔成型的深度。
径深比，即凹槽的直径与凹槽深度之比可达2-3。凹槽的直径，如果涉及非圆形截面，如凸形截面例如椭圆、蛋形、多边、长方、梯形、菱形等则可理解为其最小直径。
单个凹槽的最大直径可达1-500mm，优先选用3-30mm，凹槽深度可达1-100mm，优先选用3-30mm。
每个底盘的凹槽数无关紧要，可含一、二或多个凹槽。对于药品包装通常采用6-40个凹槽。
本发明的冷成型应理解为温度在10-35℃，优先选用20-30℃范围。
为制造成型包装盒如泡式包装盒，特别是泡式包装盒的底盘，所加工的复合物既使在大的径深比情况下也保持无孔状态，成型过程中的废品率亦会明显降低。
图1-9较详细地以实例对本发明加以说明。
图1按照当前的技术水平示意表示冷成型泡式包装盒的制作设备的剖面。
图2和图3为本发明的设备剖面，分为两个相互连接的工艺步骤表示。
图4表示本发明的设备的底模俯视图。
图5表示本发明的设备的夹紧装置俯视图。
图6示意表示本发明的工艺过程。
图7和8示意表示本发明设备的另一方案的剖面图，分为两个相互连接的工艺步骤。
图9表示冲模头的剖面图。
图1表示按照当前技术水平的设备，该设备包含底模1，夹紧装置5和冲模6。按当前的情况，冲模具有支架。(图中未画出)，并有许多冲模头固定其上。冲模头的数目与底模1凹槽数相当。冲模或单个冲模头6穿过夹紧装置的孔7。在底模1和夹紧装置5之间放置金属-塑料-复合物20。通过施压，夹紧装置5压到底模1上，此时金属-塑料-复合物20被紧夹在底模1和夹紧装置5之间的所有接触部位，基本上不能延伸。冲模6在强力作用下通过夹紧装置的孔7下降，接触到金属-塑料-复合物20″，并使金属-塑料-复合物成形的同时，冲模头6通过底模的凹槽8下降，直到金属-塑料-复合物达到预期的成形程度。
金属-塑料-复合物被紧夹在夹紧装置5和底模1之间的边界区以及肩区13，复合物的成形只发生在凹槽8范围所覆盖的金属-塑料-复合物区内。
图2和3中示出本发明的方法分两步实施的情形，其中表示了设备的剖面，即底模1、夹紧装置5和冲模(模具头)6。夹紧装置5拥有边界区12，底模1也有边界区11。在底模1的边界区11范围放置了凹凸图案模9。以底模1的边界区11的高度为基准，整个肩区13，即位于边界区11以内的围绕模孔的底模部分的位置要低些。
在底模1的肩区13范围内安置层状物3。该层状物3在图2和3中用斜线标出。层状物3是一层具有低摩擦效能的材料，例如由聚四氟乙烯、聚甲醛、聚烯烃或聚对苯二甲酸二乙醇酯等组成。层3宜于延伸到底模1的整个肩区13。根据具体情况，层3也可能只是部分覆盖肩区13。
底模1的肩区13部分的凹陷程度可通过切削加工形成，如铣、削或通过火花电蚀进行。底模1可能分成两个部分，其中边界区11和肩区13可相对移动和调节，在达到预期的高度差时才加以固定。底模1亦可能是一个铸件，该铸件具有形成肩区13的凹陷。相应地可以设想，夹紧装置5与底模1相对的表面也不是一个平面，而是一个边界区12和一个与边界区12对比稍凹进去些的肩区。
在按照本发明设计的设备中，金属-塑料-复合物20预先成型。即金属-塑料-复合物20可制成卷在供料辊上的长卷或一张一张地送入设备中。不同程度成形的金属-塑料-复合物部分分别用20′，20″和20表示。金属-塑料-复合物20在夹紧装置5和底模1之间，特别是底模1的边界区11被夹紧装置边界区12覆盖的那个部分被紧紧夹住而不被拉伸。冲模6在强力作用下下降经夹紧装置的孔7接触到金属-塑料-复合物20″。在金属-塑料-复合物成形期间，冲模6下降进入底模的凹槽8，直至金属-塑料-复合物达到预期的成形程度。金属-塑料-复合物20可在整个肩区13，即从边界区边部到凹槽8之间的肩区，随着冲模6下降到凹槽8中的程度而不断流动和被拉伸发生成形。此外，金属-塑料-复合物20′在肩区和冲模头6之间也在拉伸作用下成形。冲模头6具有高摩擦效能的表面，其截面宜于制成圆柱形或桶形，即在冲模底和侧壁之间的边或棱具有小的曲率半径，而且冲模的侧壁与模底的夹角陡峭，或互相垂直。变形将进行到凹槽深度达到最终深度的100％。
图3表示本发明方法的第二步，底模1、夹紧装置5、孔7和8、凹凸图案模9、边界区11、边界区12和肩区13与方法的第一步在设备方面没有多大差别。在方法的第二步中，在金属-塑料-复合物20继续成形期间，其它冲模6下降到底模的凹槽8中，直到金属-塑料-复合物达到预期的成形程度。此外金属-塑料-复合物20可在整个肩区13，即从边部到凹槽8之间的肩区，随着冲模6下降到模孔8中而流动以及被拉伸而成形。金属-塑料-复合物20′还在肩区和冲模6之间被进一步拉伸成形。在第二个成型步骤中可示范地采用截面为截锥体形的冲模6，它的有效成型表面具有低摩擦成型效能，从而可使金属-塑料-复合物20″亦可在冲模6的有效成型表面区域内流动。成形至少进行到所形成凹槽的深度达到最终深度的100％。
图4为底模1的俯视图，表示边界区11和肩区13。边界区11可具有凹凸图案模9。肩区13相对于边界区11要低0.01-10mm。在一种较好的实施方案中，肩区13的部分平面，特别是整个平面上用上述的低摩擦覆层或层3所覆盖。在肩区13中，作为典型表示了规则排列的凹槽8。通常这种孔隙的横截面为圆形或椭圆形。制成多边形截面的凹槽，例如长方形、正方形或六角形也不成问题。
图5表示夹紧装置5的平视图。与底模和在制造过程中将复合物放入其间的夹紧装置5的表面14可为一平的表面。复合物在加工状态下被夹紧在由夹紧装置5的边界区12和底模1的边界区11所组成的接触平面上，使该复合物不能活动和被拉伸。夹紧装置5亦可用边区12和位于该边界区以内凹进的部分代替该表面，或者夹紧装置基本仅由边界区组成，即呈一个环。
在夹紧装置5的边界区12内可排列部分平的或全平的凹凸图案模。代替或与凹凸图案模相结合，可由塑性材料如橡胶等等构成边框，该边框使夹紧作用加强。夹紧装置5的边界区宜于正对底模1的边界区11排列，而且两个边界区11和12基本上具有相等的尺寸。
夹紧装置5拥有多个孔7或掏空的孔隙，在本发明中为钻孔。钻孔7可被冲模或冲模头所贯穿，因而钻孔的位置及排列与底模1的凹槽8相同，其大小至少与凹槽8基本相等。
图4中的A-A线和图5中的B-B线表示底模1和夹紧装置5剖面的位置，这两剖面示于图2和3中。
图6为本方法的简化后的示意图。金属-塑料-复合材料从滚筒23展开并送到初级冲模体的冲模头6′下，接着再送到次级冲模的冲模头6″之下。在这里金属-塑料-复合材料20分两个步骤成形为凹槽并制成成型包装构件。接着向该成型包装构件放入物品22。然后，可连续地用封膜21加封，该封膜从贮辊24展开并封在成型包装构件之上。然后再将不断的包装构件截短成预定的包装尺寸。
图7和8表示本发明方法的另一方案，该方法分两步实施，图中表示了设备的剖面，它们为底模1，夹紧装置5和冲模6。另一些部件及其标号可根据图2和3读出。底模1的肩区13内放置涂层3。涂层3在图7和8用斜线加深标明。涂层3由一种低摩擦材料层组成，如图2和3所示。图7表示第一工序。金属-塑料-复合材料20在冲膜6的作用下成形。冲膜6是一种组合件，由例如两部分组成。空心圆形的冲模25，其俯视图为环形，具有高摩擦成型效能的表面，它下降时可使金属-塑料-复合材料成形。按照图8，金属-塑料-复合材料的最终成形在第二步骤中实现。作为冲模6的一个部分，圆柱形冲模26套装在冲模25中并可以滑动。按照图7，冲模25达到其最终位置后就停留在这里保持下降状态。冲模26从冲模25向下滑出，并超出冲模25的下降位置。此时，具有低摩擦成型效能表面的冲模26使金属-塑料-复合材料20成形，其深度宜超过预期成形深度的100％。
图9示出一种整体式冲模6，由不同的摩擦成型效能的材料27、28、29组成。与此相应冲模6在其有效成型表面30所具有之摩擦效能较表面31的摩擦效能高。有效成型表面32的摩擦效能则比有效成型表面31的摩擦效能低。
在本发明的实施方案图中，所表示的底模相当小。按照本发明，底模亦可这样制成，其肩区可分为若干横向板和/或纵向板。在这些板区内，金属-塑料-复合材料分别被夹紧装置夹紧。从而可以例如用一个底模，在一个冲模的冲程中制成多个成型包装构件。成型后同时制得的成型包装构件可沿隔板区加以切开。

Claims (22)

1.一种制造冷成型的成型包装构件的方法，该包装构件至少有一个由金属-塑料-复合材料(20)制成的凹槽，其中复合材料(20)固定在夹紧装置(5)和底模(1)之间，底模(1)至少有一个模孔(8)，具有低摩擦成型效能表面的冲模(6)，以一步或多步进入底模的模孔(8)中，从而该复合材料成型为具有一个或多个凹槽的成型包装构件，其特征在于：底模(1)及夹紧装置(5)拥有相对的边界区(11，12)，底模(1)的边界区(11)以内为肩区(13)，后者围绕单个模孔(8)或多个模孔(8)，肩区(13)的表面比底模(1)的边界区(11)的表面低0.01-10mm，具有高摩擦成型效能表面的一个初级冲模(6)或多个初级冲模(6)以一步或多步使金属-塑料-复合材料成形，最多至达到凹槽最终深度的100％，接着用具有低摩擦成型效能表面的一个二级冲模或多个二级冲模(6)，以一步或多步使预成形的金属-塑料-复合板材料成形，直至至少达到凹槽最终深度的100％。
2.权利要求1的制造冷成型的成型包装构件的方法，其特征在于，一个或多个初级冲模(6)在第一步中的推入深度为凹槽最终深度的90％，然后在第二步中一个或多个二级冲模的推入深度为最终凹槽深度的100-115％。
3.权利要求2的方法，其中一个或多个初级冲模在(6)在第一步中的推入深度为凹槽最终深度的70％。
4.权利要求2的方法，其中一个或多个初级冲模在(6)在第一步中的推入深度为凹槽最终深度的50％。
5.权利要求1的制造冷成型的成型包装构件的方法，其特征在于，具有高摩擦成型效能表面的冲模(6)在复合材料(20)和冲模表面之间的摩擦高于具有低摩擦成型效能表面的冲模(6)的摩擦。
6.权利要求1的制造冷成型的成型包装构件的方法，其特征在于，借助于底模(1)和夹紧装置(5)将复合材料(20)固定，并用两个或多个套管式安装可互相滑动的冲模(6)，使该冲模相继被推入底模(1)的模孔(8)中，使复合材料(20)成形。
7.权利要求1中的制造冷成型的成型包装构件的方法，其特征在于，第一冲模(25)呈环形，特别是具有高摩擦成型效能的表面，该冲模下降到底模(1)中使复合材料(20)成形，第一冲模(25)停留在其预成型位置，第二圆柱形冲模(26)套装在第一环形冲模(25)中滑动并具有低摩擦成型效能表面，该第二冲模接着下降使复合材料(20)成形到最终状态。
8.权利要求1的制造冷成型的成型包装构件的方法，其特征在于，借助于底模(1)和夹紧装置(5)将复合材料(20)固定，两个或更多个冲模(6)相继推入底模(1)的模孔(8)中，又重新提出，使复合材料(20)成形。
9.权利要求8的制造冷成型的成型包装构件的方法，其特征在于，冲模或冲模头(6)在其有效成型表面上拥有不同的摩擦，第一个具有高摩擦成型效能表面的冲模(6)插入后再将此冲模(6)回升，接着插入第二个具有低摩擦成型效能表面的冲模(6)，或采用三个或多个冲模(6)，其有效成型表面具有两种不同的摩擦，或具有逐级下降的摩擦。
10.权利要求1的制造冷成型的成型包装构件的方法，其特征在于，多个底模(1)与其夹紧装置(5)按顺序排列，并且对每个底模(1)配备一冲模(6)，复合材料(20)逐步从一个底模(1)转移到另个底模(1)，复合材料(20)至少在一个底模(1)中发生预成形，预成形的复合材料(20)转移到下一个底模(1)，并在最后一个底模(1)中最终成型为成品。
11.权利要求10的制造冷成型的成型包装构件的方法，其特征在于，两个底模(1)和其夹紧装置(5)按顺序排列，并且对每个底模(1)配备一冲模(6)，复合材料(20)逐步从一个底模(1)移动到另一底模(1)，复合材料(20)在第一个底模(1)中发生预成形，预成形的复合材料(20)移动到第二个底模(1)并在第二个底模(1)中最终成型为成品。
12.权利要求10的制造冷成型的成型包装构件的方法，其特征在于，在多个底模(1)按顺序串联的情况下，所附属的冲模(6)中，第一个冲模(6)的有效成型表面具有高摩擦，最后一个冲模(6)具有低摩擦；在多个按顺序串联的底模(1)的情况下，其附属的冲模(6)中，第一组冲模(6)的有效成型表面拥有高摩擦，第二组冲模(6)具有低摩擦，或者各个冲模(6)的摩擦效能逐级递减。
13.权利要求10的制造冷成型的成型包装构件的方法，其特征在于，在两个按顺序串联的底模(1)的情况下，所附属的冲模(6)中，第一个冲模(6)的有效成型表面具有高摩擦，第二个冲模(6)则具有低摩擦。
14.权利要求1的制造冷成形的成型包装构件的方法，其特征在于，使含下列材料的该结构的金属-塑料-复合材料(20)成形：
oPA 25/Al 45/PVC 60或
oPA 25/Al 45/oPA 25或
Al 120/PP 50或
oPA 25/Al 60/PE 50或
oPA 25/Al 60/PP 60或
oPA 25/Al 45/PVC 100或
oPA 25/Al 60/PVC 60或
oPA 25/Al 45/PE-涂层或
oPA 25/Al 45/cPA 25或
oPA 25/Al 60/PVC 100或
oPA 25/Al 60/oPA 25/EAA 50，其中oPA表示定向聚酰胺，cPA表示铸造型聚酰胺，PVC表示聚氯乙烯，PE表示聚乙烯，PP表示聚丙烯，EAA表示乙烯丙烯酸以及Al表示铝，数字表示该层或膜的厚度，单位为μm。
15.用于制造至少具有一个凹槽的冷成形的成型包装构件的设备，该构件由金属-塑料-复合材料(20)构成，在该设备中复合材料(20)固定在夹紧装置(5)和底模(1)之间，且底模(1)至少具有一个模孔(8)，具有低摩擦成型效能表面的冲模(6)，以一步或多步进入底模(1)的模孔(8)中，从而使复合材料(20)成形成带一个或几个凹槽的成型包装构件，其特征在于，底模(1)和夹紧装置(5)具有相对的边界区(11，12)，将复合材料(20)紧夹在底模边界(11)和夹紧装置边界(12)之间，并使其不被拉伸，一个或多个具有高摩擦成型效能表面的第一级冲模(6)，以一步或多步使金属-塑料-复合材料预成形最多至最终凹槽深度的100％，一个或多个具有低摩擦成型效能表面的第二级冲模(6)以一步或多步使预成形的复合材料(20)成形到至少至凹槽最终深度的100％，并将位于底模(1)的肩区(11)的复合材料(20)从底模(1)的肩区拉向模孔(8)，该凹槽位于底模(1)的肩区(11)内，肩区(13)的表面(3)比底模(1)的边界区(11)低0.01-10mm，复合材料(20)可在肩区(13)的表面(3)上在拉力下滑动或流动，和/或被拉伸。
16.权利要求15的设备，其特征在于，底模(1)的肩区(13)的表面(3)较底模(1)的边界区(11)的表面低0.1-2.0mm。
17.权利要求16的设备，其特征在于底模(1)的肩区(13)的表面(3)较底模(1)的边界区(11)的表面低0.15-0.3mm。
18.权利要求15的设备，其特征在于，底模(1)的肩区(11)全部或部分用低摩擦表面层(3)覆盖。
19.权利要求18的设备，其中底模(1)的肩区(11)全部或部分用低摩擦表面层(3)覆盖，摩擦为0.3-2.1。
20.权利要求15的设备，其特征在于，具有高摩擦的冲模(6)的有效成型表面含有或由下列材料制成：钢、聚缩醛(POM)、聚乙烯、橡胶、硬橡胶、生橡胶或丙烯酸聚合物。
21.权利要求15的设备，其特征在于，具有低摩擦的冲模(6)的有效成型表面含有或由下列材料制成：聚四氟乙烯、聚甲醛、聚乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。
22.按权利要求1制造的冷成型的成型包装构件作为容器的应用，在其凹槽中分别容纳块状物品。
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