JP2017213740A - 成形型、成形型の製造方法および包材の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】包材を設計してから当該包材を得るまでできる限り短時間で行なうことができる成形型、かかる成形型を製造する方法、および、かかる成形型を用いてシート材を包装用の包材に迅速に成形する方法を提供すること。【解決手段】成形型１は、シート材を包装用の包材に成形するものである。この成形型１は、凹没して形成されたキャビティ３を複数有している。また、少なくともキャビティ３が形成された部分は、樹脂材料で構成されている。そして、この成形型１を用いれば、キャビティ３の形状をシート材に転写して包材を得ることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、成形型、成形型の製造方法および包材の成形方法に関する。

自動車は、多品種、多数個の部品で構成されており、その部品の１つには、自動車用シートパッドがある。自動車用シートパッドは、成形型を用いて成形されることが知られている（例えば、特許文献１参照）。そして、成形された自動車用シートパッドは、自動車に組み込まれるまでは包材で包装されている。

ところで、包材も成形型で成形される場合がある。しかしながら、包材用の成形型の製造を、特許文献１に記載の成形型の製造方法に適用した場合、包材を設計してから当該包材を得るまで、自動車用シートパッドと同様の時間がかかってしまう。自動車製造では、包材にまで自動車用シートパッドと同様の時間をかけられないというのが実情である。

特開２００２−３７０２３１号公報

本発明の目的は、包材を設計してから当該包材を得るまでできる限り短時間で行なうことができる成形型、かかる成形型を製造する方法、および、かかる成形型を用いてシート材を包装用の包材に迅速に成形する方法を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（１１）の本発明により達成される。
（１） シート材を包装用の包材に成形する成形型であって、
凹没して形成されたキャビティを１つ以上有し、
少なくとも前記キャビティが形成された部分が樹脂材料で構成されており、
前記キャビティの形状を前記シート材に転写して前記包材を得ることを特徴とする成形型。

（２） 前記キャビティに連通し、前記キャビティの形状を前記シート材に転写するときに前記キャビティ内の空気を排出する排出孔を有する上記（１）に記載の成形型。

（３） 前記樹脂材料は、前記シート材よりも軟化点が高い材料である上記（１）または（２）に記載の成形型。

（４） 前記シート材は、前記包材に成形されるのに先行して加熱が施されるものであり、
前記樹脂材料は、前記加熱が施された前記シート材で軟化しないものである上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の成形型。

（５） 前記樹脂材料は、ウレタン系樹脂である上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の成形型。

（６） 前記キャビティを複数有し、該複数のキャビティ同士は、同じ形状のものである上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の成形型。

（７） 前記キャビティを複数有し、該複数のキャビティ同士は、異なる形状のものである上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の成形型。

（８） 前記キャビティを少なくとも３つ有し、該３つのキャビティには、同じ形状のものと、異なる形状のものとが含まれる上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の成形型。

（９） 前記包材を試作品として得る際に用いられる上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の成形型。

（１０） 上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の成形型を製造する方法であって、
前記成形型となる、前記キャビティが形成される以前の母材を準備する工程と、
切削加工によって前記母材に前記キャビティを形成する工程とを有することを特徴とする成形型の製造方法。

（１１） 上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の成形型を用いて、シート材を包装用の包材に成形する方法であって、
前記キャビティ上に前記シート材を載置する工程と、
前記キャビティ上の前記シート材に前記キャビティの形状を転写する工程とを有することを特徴とする包材の成形方法。

本発明によれば、包材を設計してから当該包材を得るまでできる限り短時間で行なうことができる成形型を得る。また、かかる成形型を製造することができる。また、かかる成形型を用いてシート材を包装用の包材に迅速に成形することができる。

図１は、本発明の成形型の実施形態を示す斜視図である。 図２は、図１に示す成形型で得られた包材で薬剤を包装した包装体の図面代用写真である。 図３は、図１に示す成形型を製造する工程を順に示す斜視図である。 図４は、図１に示す成形型を製造する工程を順に示す斜視図である。 図５は、図１に示す成形型を製造する工程を順に示す斜視図である。 図６は、図１に示す成形型を用いて包材を成形する工程を順に示す垂直断面図である。 図７は、図１に示す成形型を用いて包材を成形する工程を順に示す垂直断面図である。 図８は、図１に示す成形型を用いて包材を成形する工程を順に示す垂直断面図である。 図９は、包装体を製造する工程を順に示す垂直断面図である。 図１０は、包装体を製造する工程を順に示す垂直断面図である。

以下、本発明の成形型、成形型の製造方法および包材の成形方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の成形型の実施形態を示す斜視図である。図２は、図１に示す成形型で得られた包材で薬剤を包装した包装体の図面代用写真である。図３〜図５は、それぞれ、図１に示す成形型を製造する工程を順に示す斜視図である。図６〜図８は、それぞれ、図１に示す成形型を用いて包材を成形する工程を順に示す垂直断面図である。図９、図１０は、それぞれ、包装体を製造する工程を順に示す垂直断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図１、図２中の紙面手前側を「上」または「上方」、紙面奥側を「下」または「下方」と言い、図４〜図１０中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。

図１に示す成形型１は、錠剤ＴＡを包装する包装用の包材９を成形するものである。
まず、成形型１について説明する前に、薬剤である錠剤ＴＡが包材９で包装された包装体１０について説明する。

図２に示すように、包装体１０は、「ＰＴＰ(Press Through Package)包装」と呼ばれ、包材９の各凹部９１に錠剤ＴＡを収納して、アルミニウム製のシート材１１で封止したものである。

包材９は、その平面視で長方形をなし、本実施形態では一例として、長辺方向に８個、短辺方向に２個の行列状に配置された１６個の凹部９１を有している。以下、これらの凹部９１を、図２中の左側から順に長辺方向に沿って、「第１凹部９１ａ」、「第２凹部９１ｂ」、「第３凹部９１ｃ」、「第４凹部９１ｄ」、「第５凹部９１ｅ」、「第６凹部９１ｆ」、「第７凹部９１ｇ」、「第８凹部９１ｈ」と言うことがある。従って、包材９は、第１凹部９１ａ、第２凹部９１ｂ、第３凹部９１ｃ、第４凹部９１ｄ、第５凹部９１ｅ、第６凹部９１ｆ、第７凹部９１ｇ、第８凹部９１ｈをそれぞれ２個ずつ有するものとなっている。

また、第１凹部９１ａ、第２凹部９１ｂ、第３凹部９１ｃ、第４凹部９１ｄ、第５凹部９１ｅ、第６凹部９１ｆ、第７凹部９１ｇ、第８凹部９１ｈは、それぞれ、１つの錠剤ＴＡを十分に収納することができる程度の大きさと形状を有しているが、互いに大きさと形状は異なる。そして、大きさと形状が異なる理由は、包材９は試作品であり、例えば、どの凹部９１が錠剤ＴＡに適したものであるのかを検討するためである。検討項目としては、例えば、どの凹部９１が錠剤ＴＡを視認し易いものであるか、また、どの凹部９１が錠剤ＴＡを押し出し易いものであるのかがある。さらに、１つの凹部９１のなかでも、大きさ、形状の異なる錠剤ＴＡを収納して、どの錠剤ＴＡが適するか検討する場合もある。

包材９は、熱可塑性樹脂で構成されている。熱可塑性樹脂としては、特に限定されず、用途に応じて適宜選択されるが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンが好ましい。また、包材９の構成材料として用いられる熱可塑性樹脂は、各凹部９１内の視認性を確保するために、実質的に透明であるのが好ましい。

シート材１１は、各凹部９１に錠剤ＴＡが収納された状態で、当該各凹部９１を気密的、液密的に封止するものである。このシート材１１は、包材９に接着されている。

次に、成形型１について説明する。
図６〜図８に示すように、成形型１は、包材９の母材であるシート材９’を包材９に成形するものである。そして、得られた包材９は、前述したように試作品として用いられる。

図１に示すように、成形型１は、直方体をなす部材で構成されている。この成形型１の上面２１は、長方形をなしている。上面２１には、キャビティとして機能する凹部からなる成形部（以下「キャビティ３」と言う）が凹没して形成されている。キャビティ３は、成形型１の長辺方向に８個、短辺方向に２個の行列状に１６個配置されている。以下、これらのキャビティ３を、図１中の左側から順に長辺方向に沿って、「第１キャビティ３ａ」、「第２キャビティ３ｂ」、「第３キャビティ３ｃ」、「第４キャビティ３ｄ」、「第５キャビティ３ｅ」、「第６キャビティ３ｆ」、「第７キャビティ３ｇ」、「第８キャビティ３ｈ」と言うことがある。従って、成形型１は、第１キャビティ３ａ、第２キャビティ３ｂ、第３キャビティ３ｃ、第４キャビティ３ｄ、第５キャビティ３ｅ、第６キャビティ３ｆ、第７キャビティ３ｇ、第８キャビティ３ｈをそれぞれ２個ずつ有するものとなっている。

第１キャビティ３ａ同士は、同じ大きさ、形状をなし、第１凹部９１ａを形成する部分となる。

第２キャビティ３ｂ同士は、同じ大きさ、形状をなし、第２凹部９１ｂを形成する部分となる。

第３キャビティ３ｃ同士は、同じ大きさ、形状をなし、第３凹部９１ｃを形成する部分となる。

第４キャビティ３ｄ同士は、同じ大きさ、形状をなし、第４凹部９１ｄを形成する部分となる。

第５キャビティ３ｅ同士は、同じ大きさ、形状をなし、第５凹部９１ｅを形成する部分となる。

第６キャビティ３ｆ同士は、同じ大きさ、形状をなし、第６凹部９１ｆを形成する部分となる。

第７キャビティ３ｇ同士は、同じ大きさ、形状をなし、第７凹部９１ｇを形成する部分となる。

第８キャビティ３ｈ同士は、同じ大きさ、形状をなし、第８凹部９１ｈを形成する部分となる。

このように成形型１は、同じ大きさ、形状をなすキャビティ３を２個ずつ有し、異なる大きさ、形状をなす８種のキャビティ３を有するものとなっている。そして、同じ大きさ、形状をなすキャビティ３を２個ずつ有することにより、例えば第１キャビティ３ａで形成された第１凹部９１ａに収納されている錠剤ＴＡを試し出ししたい場合、その試行を２回まで行なうことができる。これにより、第１凹部９１ａは、錠剤ＴＡを押し出し易いものであるか否かを判断することができる。また、異なる大きさ、形状をなす８種のキャビティ３を有することにより、各キャビティ３で形成された凹部９１に収納されている錠剤ＴＡをそれぞれ試し出しすることができ、よって、その結果を比較することができる。これにより、どの凹部９１が錠剤ＴＡにとって最適なのかを選択することができる。このように、成形型１で得られた包材９を有する１つの包装体１０で、前述した複数の評価を行なうことができる。

図６、図７に示すように、成形型１は、各キャビティ３に連通し、キャビティ３内の空気を排出する排出孔４を有している。なお、図６、図７中の成形型１の断面図は、図１中の成形型１を代表的にＡ−Ａ線で切断した断面図である。従って、図６、図７では、第４キャビティ３ｄに連通する排出孔４が描かれているが、第４キャビティ３ｄ以外の他のキャビティ３にも、それぞれ、排出孔４が連通して形成されている。

各排出孔４は、キャビティ３の底部３１から成形型１の下面２２まで貫通した貫通孔で構成されている。また、各排出孔４の下面２２側は、ポンプ１２等のような吸引装置に配管１３を介して接続されている。そして、後述するようにポンプ１２を作動させることにより、排出孔４にはキャビティ３内の空気を排出するための吸引力Ｆが生じて、当該排出孔４を介してキャビティ３内を排出することできる。これにより、シート材９’にキャビティ３の形状を確実に転写して、凹部９１を形成することができる。

以上のような構成の成形型１は、シート材９’よりも軟化点が高い樹脂材料で構成されているのが好ましい。後述するように包材９を成形する際には、シート材９’を加熱して、当該シート材９’を軟化させてから包材９を得る。そこで、成形型１をシート材９’よりも軟化点が高い樹脂材料で構成することにより、シート材９’を加熱する過程で、成形型１がシート材９’よりも先に軟化するのが防止される。これにより、シート材９’から包材９を確実に成形することができるとともに、成形後の離型性にも優れる。なお、軟化点を測定する方法としては、特に限定されず、例えば、ビカット軟化、環球法を用いることができる。

また、シート材９’は、成形方法によっては、包材９に成形されるのに先行して加熱が施される場合もある。この場合、成形型１を構成する樹脂材料は、加熱が施されたシート材９’で軟化しないものであるのが好ましい。これにより、成形型１で、シート材９’から包材９を確実に成形することができる。

そして、成形型１を構成する樹脂材料としては、例えばシート材９’が前述したようにポリエチレンまたはポリプロピレンで構成されている場合には、例えばポリウレタン等のウレタン系樹脂を用いるのが好ましい。後述するように成形型１を製造する際には、成形型１の母材１’に切削加工を施すことにより成形型１を得る（図４、図５参照）。そこで、成形型１をポリウレタンで構成することにより、切削加工中の母材１’に割れやバリ等が生じるのを防止することができる、すなわち、母材１’に対する切削加工を安定して容易に施すことができる。また、母材１’から成形型１への加工時間を比較的短くすることができる、すなわち、迅速な切削加工が可能となる。

また、前述したように、成形型１は、包材９を試作品として成形するものである。ポリウレタンで構成された成形型１は、包材９を量産する場合には経年使用により摩耗等の劣化が生じてしまい、包材９の量産に適さないと考えられる。しかしながら、包材９は試作品である、すなわち、一品製作物であるため、成形型１は、ポリウレタンで構成されていても、包材９の生産に十分に耐え得る。従って、ポリウレタンで構成された成形型１は、試作品の成形には適したものとなっているということができる。

なお、成形型１を構成する樹脂材料には、ウレタン系樹脂の他に、他の添加物も添加されていてもよい。添加剤としては、無機系フィラー、有機系フィラーが挙げられる。なかでも有機系中空フィラーが好ましい。これにより成形前に加熱されたシート温度に耐えられるようになり、包装材料に用いられるより多くの熱可塑性樹脂の種類に対して適用が可能となる。そのほか、アクリル樹脂、フッ素樹脂（特に４フッ化エチレン樹脂が好ましい）も耐熱性、耐久性、切削加工性の観点から好ましい。

次に、本発明の成形型の製造方法について、図３〜図５を参照しつつ説明する。本製造方法は、成形型１を製造する方法であり、第１工程と、第２工程と、第３工程とを有している。

［Ａ１］ 第１工程
図３に示すように、第１工程は、３Ｄ−ＣＡＤ（Computer-Aided Design）システム１００を用いて、成形型１を設計する工程である。

［Ａ２］ 第２工程
図４に示すように、第２工程は、成形型１となる母材１’を準備して、当該母材１’を工作機械２００に固定する工程である。

母材１’は、キャビティ３および排出孔４が形成される以前のものであり、直方体をなす部材で構成されている。また、この母材１’は、金型で成形されたものである。
工作機械２００には、エンドミル２０１が予め装着されている。

［Ａ３］ 第３工程
図５に示すように、第３工程は、第１工程で得られた成形型１のキャビティ３のデータに基づいて、母材１’の上面２１にキャビティ３を形成する工程である。この工程では、工作機械２００に固定された母材１’に、エンドミル２０１で切削加工によって全てのキャビティ３を形成することができる。なお、エンドミル２０１は、太さ等が異なる複数種のものが用意されており、キャビティ３の大きさや形状に応じて交換されるのが好ましい。

そして、全キャビティ３形成後、例えばエンドミル２０１に代えてドリル（図示せず）を工作機械２００に装着して、当該ドリルで排出孔４を形成することができる。

なお、成形型１は、３Ｄプリンタで製造することもできるが、以上のような工程を経ることにより、すなわち、母材１’に切削加工を施す方が、３Ｄプリンタを用いた場合よりも迅速に製造することができる。

次に、本発明の包材の成形方法について、図６〜図８を参照しつつ説明する。本成形方法は、成形型１を用いて、シート材９’を包装用の包材９に成形する方法であり、第１工程と、第２工程と、第３工程とを有している。

［Ｂ１］ 第１工程
図６に示すように、第１工程は、前述した製造方法で得られた成形型１を用意し、当該成形型１の上面２１にシート材９’を載置する工程である。なお、シート材９’は、各キャビティ３を一括して覆うことができる程度の大きさを十分に有している。

［Ｂ２］ 第２工程
図７に示すように、第２工程は、各キャビティ３上のシート材９’に当該各キャビティ３の形状を転写する工程である。この工程は、シート材９’が軟化する軟化点で加熱可能な雰囲気下で行なわれる。これにより、シート材９’が確実に軟化することとなる。そして、この軟化状態でポンプ１２を作動させる。このポンプ１２の作動により、シート材９’の各キャビティ３に臨んだ部分には、吸引力Ｆが作用する。これにより、シート材９’は、各キャビティ３の形状が転写されて、包材９となる。

［Ｂ３］ 第３工程
図８に示すように、第３工程は、成形型１から包材９を離型する工程である。これにより、包材９を得る。なお、この工程は、成形型１および包材９がそれぞれ十分に冷めてから行なわれるのが好ましい。

そして、前述した［Ａ１］工程〜［Ａ３］工程と、それに次ぐ、［Ｂ１］工程〜［Ｂ３］工程とを経ることにより、包材９を設計してから包材９を得るまでできる限り短時間で行なうことができる。これにより、包装体１０の短納期化に寄与するともに、将来的に錠剤ＴＡが市場に早期に流通するのにも寄与する。

次に、包装体１０を製造する方法について、図９、図１０を参照しつつ説明する。本製造方法は、第１工程と、第２工程とを有している。

［Ｃ１］ 第１工程
図９に示すように、第１工程は、前述した成形方法で得られた包材９を用意し、当該包材９の各凹部９１に錠剤ＴＡを収納する工程である。

［Ｃ２］ 第２工程
図１０に示すように、第２工程は、各凹部９１に錠剤ＴＡが収納された状態で、当該各凹部９１をシート材１１で封止する工程である。この封止は、包材９とシート材１１とを接着剤を介して接合することにより行なわれる。
以上のような工程を経ることにより、包装体１０が得られる。

以上、本発明の成形型、成形型の製造方法および包材の成形方法を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。また、成形型を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

また、成形型が有するキャビティの形成数は、前記実施形態では１６個であるが、これに限定されず、包材の凹部の形成数に応じて増減するのは言うまでもない。

また、成形型は、キャビティを有することの他に、さらに、成形時にキャビティに挿入されるプラグを有する構成となっていてもよい。この場合、成形型によって成形される包材は、「圧空成形」によるものとなる。

また、成形型は、全体が樹脂材料で構成されているのに限定されず、少なくともキャビティ３が形成された部分が樹脂材料で構成されていればよい。

また、成形型を用いて成形される包材は、前記実施形態では錠剤を包装するものであるが、これに限定されず、例えば、ハムやソーセージのような加工食品等であってもよい。そして、包材の凹部は、包装するものに応じて、形状や大きさも変更される。
また、成形型は、包装用装置にセットして試験的な包装にも用いることもできる。

成形品のサンプル作製は、枚葉シートを用いた単発成形機、単発シール機での作製によるものでもよいし、また、その他、シートをロール状に巻いたコイルを用いて、従来の包装機の金型セット部に樹脂型を設置して、サンプル作製を行なうこともできる。

１ 成形型
１’ 母材
２１ 上面
２２ 下面
３ キャビティ
３ａ 第１キャビティ
３ｂ 第２キャビティ
３ｃ 第３キャビティ
３ｄ 第４キャビティ
３ｅ 第５キャビティ
３ｆ 第６キャビティ
３ｇ 第７キャビティ
３ｈ 第８キャビティ
３１ 底部
４ 排出孔
９ 包材
９’ シート材
９１ 凹部
９１ａ 第１凹部
９１ｂ 第２凹部
９１ｃ 第３凹部
９１ｄ 第４凹部
９１ｅ 第５凹部
９１ｆ 第６凹部
９１ｇ 第７凹部
９１ｈ 第８凹部
１０ 包装体
１１ シート材
１２ ポンプ
１３ 配管
ＴＡ 錠剤
１００ ３Ｄ−ＣＡＤ（Computer-Aided Design）システム
２００ 工作機械
２０１ エンドミル
Ｆ 吸引力

Claims (11)

1. シート材を包装用の包材に成形する成形型であって、
   凹没して形成されたキャビティを１つ以上有し、
   少なくとも前記キャビティが形成された部分が樹脂材料で構成されており、
   前記キャビティの形状を前記シート材に転写して前記包材を得ることを特徴とする成形型。
2. 前記キャビティに連通し、前記キャビティの形状を前記シート材に転写するときに前記キャビティ内の空気を排出する排出孔を有する請求項１に記載の成形型。
3. 前記樹脂材料は、前記シート材よりも軟化点が高い材料である請求項１または２に記載の成形型。
4. 前記シート材は、前記包材に成形されるのに先行して加熱が施されるものであり、
   前記樹脂材料は、前記加熱が施された前記シート材で軟化しないものである請求項１ないし３のいずれか１項に記載の成形型。
5. 前記樹脂材料は、ウレタン系樹脂である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の成形型。
6. 前記キャビティを複数有し、該複数のキャビティ同士は、同じ形状のものである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の成形型。
7. 前記キャビティを複数有し、該複数のキャビティ同士は、異なる形状のものである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の成形型。
8. 前記キャビティを少なくとも３つ有し、該３つのキャビティには、同じ形状のものと、異なる形状のものとが含まれる請求項１ないし５のいずれか１項に記載の成形型。
9. 前記包材を試作品として得る際に用いられる請求項１ないし８のいずれか１項に記載の成形型。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の成形型を製造する方法であって、
    前記成形型となる、前記キャビティが形成される以前の母材を準備する工程と、
    切削加工によって前記母材に前記キャビティを形成する工程とを有することを特徴とする成形型の製造方法。
11. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の成形型を用いて、シート材を包装用の包材に成形する方法であって、
    前記キャビティ上に前記シート材を載置する工程と、
    前記キャビティ上の前記シート材に前記キャビティの形状を転写する工程とを有することを特徴とする包材の成形方法。

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