JP2018008400A

JP2018008400A - 積層シート成形体の製造方法及び金型装置

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Publication number: JP2018008400A
Application number: JP2016137829A
Authority: JP
Inventors: 幸雄江田; Yukio Eda
Original assignee: Denka Seiken Co Ltd
Current assignee: Denka Seiken Co Ltd
Priority date: 2016-07-12
Filing date: 2016-07-12
Publication date: 2018-01-18
Anticipated expiration: 2036-07-12
Also published as: JP6770841B2

Abstract

【課題】所望の深さのカップ形状を有する積層シート成形体を提供できる。【解決手段】積層シート成形体の製造方法は、第１及び第２のシートを相互に重ね合わせた積層シートを、第１及び第２の金型の間に供給するステップと、第１及び第２の金型を用いて、積層シートに所望の深さのカップ形状を成形するステップとを有する。第１の金型は、底面及び底面を取り囲む側面を有する雌型部分を有する。第２の金型は、雌型部分に嵌合可能な雄型部分を有する。雄型部分が、雌型部分の一部の領域に対して積層シートをプレスするように、第１及び第２の金型が構成される。カップ形状を成形するステップにおいては、一部の領域が、側面の第１の領域から底面を通って側面の第２の領域に向かって移動する。【選択図】図１

Description

本発明は、積層シート成形体の製造方法及び金型装置に関する。

例えば、食品トレイや、錠剤の医薬品パッケージ材のように、素材に防湿、耐候、遮光、断熱、酸素バリア、易加工性、熱可塑性など様々な機能を付与したシート材を用いた成形体がある。これらのシート材は、元々の素材に添加剤を含有し、さまざまな機能を発現させるだけでなく、原料分子の官能基によって材料自体の特性を持たせたもの、また、所望の機能を有するシートを積層させた積層シート材など多種多様なものがある。

防湿性を有するシート材の一例として、アルミニウム箔を含む金属層に、ポリエチレン、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどから構成される未延伸熱可塑性樹脂の樹脂層を積層した積層シート材がある。防湿性を有するシート材は、その特性を生かし、食品・飲料、医薬品、電気電子、化学素材系など様々な分野において、所望の形状の成形体に加工されて用いられている。

例えば、単層シート成形体の一例として、ポリ乳酸系シートを熱成形法である圧空成形により形成した深絞り部を有するブリスター成形体が知られている（特許文献１）。

また、例えば、積層シート成形体の一例として、ナイロンフィルム、アルミ箔、ポリエチレンを積層したラミネートフィルムの半導体防湿包装用袋が知られている（特許文献２）。

特開２００４−５８５１９号公報特開２００２−２７４５９４号公報

特許文献１に記載のポリ乳酸系シートは、成形性には優れているが、透明であるので遮光性は劣る。また、ポリ乳酸系シートは、水蒸気や酸素の透過は抑止できないため防湿性は劣る。

一方、特許文献２に記載のアルミ箔等の金属層と、ナイロンフィルムやポリエチレン等の樹脂層とを含む積層シートは、金属層を含まないシートに比べて防湿性や遮光性に優れている。このため、このような金属層を含む積層シート成形体は、半導体だけでなく、食品・飲料、化学品、医薬品、電気電子、化学素材系等、湿気を嫌う様々な被収容物を収容するために用いられている。

しかし、積層シートは、層毎で材料加工性が異なるため、積層シートを引張せずに端部をシールするピロー包装や三包シール袋等のように成形されるのに適している。特に、積層シートに、絞り加工により所望の深さを有するカップ形状を成形する場合、積層シートを構成するいずれかの層が破壊されることがあり加工が困難である。

上記課題を解決するため、本発明に係る積層シート成形体の製造方法は、第１及び第２のシートを相互に重ね合わせた積層シートを、第１及び第２の金型の間に供給するステップと、第１及び第２の金型を用いて、積層シートに所望の深さのカップ形状を成形するステップとを有する。第１の金型は、底面及び底面を取り囲む側面を有する雌型部分を有する。第２の金型は、雌型部分に嵌合可能な雄型部分を有する。雄型部分が、雌型部分の表面の一部の領域に対して積層シートをプレスするように、第１及び第２の金型が構成される。カップ形状を成形するステップにおいては、一部の領域が、側面の第１の領域から底面を通って側面の第２の領域に向かって移動する。

所望の深さのカップ形状を有する積層シート成形体を提供できる。

本実施形態に係る積層シート成形体８の製造方法を説明するための概略図である。成形金型５の模式図である。成形金型５による加工を説明するための図である。連続成形体６の模式図である。積層シート１１の層構造を説明する模式図である。積層シート成形体８の斜視図である。積層シート成形体８のＡ断面図である。本実施形態に係る製造装置の変形例の一例を説明するための概略図である。

以下、本実施形態に係る積層シート成形体８の製造方法及び製造装置について図面を参照して説明する。３層からなる積層シート成形体の例を挙げるが、これに限られたものではない。積層シート成形体８は、複数層からなるものであれば、２層でも４層でもそれ以上でもよい。

図１は、本実施形態に係る積層シート成形体８の製造方法を説明するための概略図である。

積層シート成形体８の製造装置は、ニップロール４と、金型装置としての成形金型５と、ヒーター１０と、打ち抜き金型７ａ、７ｂ、とを有する。また、当該製造装置には、第１のシートロールとしての金属箔１ａがロール状に巻き回されてなる第１のシートロール１と、第２のシートロールとしての樹脂フィルム２ａがロール状に巻き回されてなる第２のシートロール２と、第３のシートロールとしての樹脂フィルム３ａがロール状に巻き回されてなる第３のシートロール３と、がそれぞれ設置される。

金属箔１の厚み及び材質は、特に限定されるものではなく、用途に応じて選択できる。本実施形態では、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いたアルミニウム箔が適用される。例えば、０．０３５〜０．１５０ｍｍの厚みのアルミニウム箔を用いてよい。さらには、ＪＩＳＨ４０００に規定されるアルミニウム及びアルミニウム合金のうち、５０８２、５０８３、８０２１、８０７９などをベースとしたアルミニウム箔を用いるのが望ましい。なお、金属箔には、ステンレス箔等の他種の金属箔を用いてもよい。

樹脂フィルム２ａ、３ａの材質及び厚みは、特に限定されるものではなく、用途に応じて選択できる。本実施形態では、熱可塑性の合成樹脂フィルムを用いる。具体的には、ポリエチレン、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルムが適用される。例えば、ポリエチレン系樹脂またはポリプロピレン樹脂を主成分とした、厚み０．０５０〜０．１００ｍｍの樹脂フィルムを用いるのが望ましい。なお、樹脂フィルム２ａ及び３ａは、同じ材質及び厚みのものを使用してもよいし、それぞれに異なる材質及び厚みのものを使用してもよい。また、樹脂フィルム２ａ、３ａには、その厚み方向に貫通する空気抜き孔が複数形成されていてもよい。また、樹脂フィルム２ａ、３ａの表面は、平坦である必要はなく、凹凸が形成されていてもよい。

ニップロール４は、一対のロールを有し、搬送方向に搬送される複数のシート材を相互に重ね合わせた状態で密着させる。本実施形態では、金属箔１ａ、樹脂フィルム２ａ、３ａは、ニップロール４を通過することで密着し、積層シート１１として搬送方向に搬送される。

本実施形態では、ニップロール４により重ね合わせた複数のシート材を密着させているが、重ね合わせた複数のシート材間の空気を抜いて密着させるものであれば、数や材質、ロール径などの構成は限定されない。例えば、各ロールは、弾力性を有し、対向するロール間の間隙を複数のシート材の合計の厚みよりもやや狭く設定するようにしてよい。例えば、材質は、硬度が７０−９０のゴム、ラジアルクラウン形状のものを使用するようにしてもよい。また、ロール間の間隙は、金属箔１ａ、樹脂フィルム２ａ、３ａの合計厚みより０．０１０ｍｍ〜１．０００ｍｍ程度狭く設定するようにしてもよい。

図２は、成形金型５の模式図である。成形金型５は、積層シート１１にカップ形状を成形するための略円柱状の金型セットである。本実施形態では、成形金型５は、ロール基型５２と、第１のロール金型５１及び第２のロール金型５３と、を含む。なお、自身にシート材の搬送機構を設けてもよいし、別の搬送機構を用いてもよい。

ロール基型５２は、その外周に１つ以上の雌型部分５２０有する。雌型部分５２０は、カップ形状を形成するための雌型成形面を含む。雌型成形面は、底面５２１と、底面５２１を取り囲む側面５２２、５２３とを含む。また、図示例では、ロール基型５２には、外周に周方向に略等間隔に４つの雌型部分５２０が形成されているが、ロール基型５２に形成される雌型部分５２０の数は、これに限定されない。また、成形形状や成形サイズによって、ロール径は変更してもよい。

第１のロール金型５１は、ロール基型５２に対向するように設置される。第１のロール金型５１とロール基型５２とは、搬送方向の上流から供給される積層シート１１を巻き込んで、下流に搬送する。第１のロール金型５１とロール基型５２とは、搬送方向に搬送される積層シート１１に、段階的に絞り加工を適用して、所望の深さのカップ形状を形成する。

具体的には、例えば、第１のロール金型５１は、その外周に１つ以上の雄型部分５１０を有する。雄型部分５１０は、雌型部分５２０に嵌合する部分である。可動状態において、第１ロール金型５１の１つ以上の雄型部分５２０は、ロール基型５２の１つ以上の雌型部分５２０に、歯車状に嵌合するように形成される。雄型部分５１０は、カップ形状を形成するための金型の雄型成形面を含む。雄型成形面は、雌型部分５２０の雌型成形面の一部の領域に対して積層シートをプレスするように構成される。雄型成形面は、雄型部分５１０を雌型部分５２０に嵌合した状態で、底面５２１に対面する頂面５１１と、側面５２２、５２３に対面する側面５１２、５１３とを含む。

また、第１のロール金型５１は、積層シート１１を加熱するためのジャケット機構（図示無し）を有する。加熱のためのジャケット機構は、樹脂フィルム２ａ、３ａが軟化する程度以上の温度に加温されればよい。ジャケット機構の温度は、シート材の材質や室温などに応じてどのように設定されてもよい。なお、嵌合した状態において、雄型部分５１０と雌型部分５２０とは、互いの成形面が接触しない程度の（つまり、ある程度の隙間を空けた状態となるような）形状に設定されてもよい。隙間の程度は、積層シート１１の厚みにより設定されてよい。

第２のロール金型５３は、第１のロール金型５１よりも搬送方向の下流側であって、ロール基型５２に対向するように設置される。第２のロール金型５３とロール基型５２とは、搬送方向の上流から供給される積層シート１１を巻き込んで、下流に搬送する。第２のロール金型５３とロール基型５２とは、搬送方向に搬送されるカップ形状を有する積層シート１１（後述する連続成形体６）を冷却する。

具体的には、例えば、第２のロール金型５３は、その外周に１つ以上の雄型部分５３０を有する。雄型部分５３０は、雌型部分５２０に嵌合する部分である。雄型部分５３０は、雌型部分５２０に嵌合する部分である。可動状態において、第２ロール金型５３の１つ以上の雄型部分５３０は、ロール基型５２の１つ以上の雌型部分５２０に、歯車状に嵌合するように形成される。雄型部分５３０は、カップ形状を成形するための金型の雄型成形面を含む。雄型成形面は、雌型部分５２０の雌型成形面の一部の領域に対して積層シートをプレスするように構成される。雄型成形面は、雄型部分５１０を雌型部分５２０に嵌合した状態で、底面５２１に対面する頂面５３１と、側面５２２、５２３に対面する側面５３２、５３３とを含む。また、第２のロール金型５３は、連続成形体６を冷却するためのジャケット機構（図示無し）を有する。冷却のためのジャケット機構は、積層シートを搬送できる程度にまで冷却されていればよい。ジャケット機構の温度は、シート材の材質や室温などに応じてどのように設定されてもよい。なお、嵌合した状態において、雄型部分５３０及び雌型部分５２０とは、互いの成形面が接触しない程度の（つまり、ある程度の隙間を空けた状態となるような）形状に設定されてもよい。隙間の程度は、積層シート１１の厚みにより設定されてよい。

なお、製造装置については、ロールの配置、径、数量等、供給機構、成形時の脱気機構、冷却機構などを図示おらず、必ずしも実際の配置と合致していない。製造装置の各構成要素の配置は、上記の説明及び図示例のものには限定されない。また、各金型の形状及びサイズは、図示例ものには限定されない。各ロールや金型においても半径は特に限定されない。各シート材を搬送するための機構も、どのようなものであっても良い。連続的に搬送してもよいし、間欠的に搬送してもよい。また、本実施形態では、各構成要素が１つの製造装置に含まれるとして説明していたが、これに限られない。各構成要素は、複数の装置に分割して配置されるものであっても良い。

次に、積層シート成形体８の製造方法について、順を追って説明する。第１のシートロール１から金属箔１ａが繰り出され、第２のシートロール２から樹脂フィルム２ａが繰り出され、第３のシートロール３から樹脂フィルム３ａが繰り出され、ニップロール４に供給される。このとき、金属箔１ａの上下に樹脂フィルム２ａ、３ａが相互に重ね合わされるように供給される。なお、例えば、第１乃至第３のシートロール１、２、３の繰り出し部分には、図示しないブレーキ機構がもうけられていてもよい。これにより、各シート材１ａ乃至３ａには、張力がかけられて繰り出されるようになる。

樹脂フィルム２ａ、金属箔１ａ、樹脂フィルム３ａが相互に重ね合わされ、ニップロール４により圧されながら通過することにより、シート間の空気が抜かれ積層シート１１が形成される。なお、シート材の材質等により、金属箔１ａと樹脂フィルム２ａ、３ａとの間に、それぞれ接着剤等を塗布させてもよいし、単に金属箔１ａ、樹脂フィルム２ａ及び３ａを重ね合わせただけでもよい。

積層シート１１は、ヒーター１０により予備加熱され、成形金型５に供給される。各ヒーター１０は、樹脂フィルム２ａ、３ａを加工しやすい状態に軟化させることが可能な温度に設定される。各ヒーター１０の温度は、樹脂フィルムの種類によって異なるものでありどのように設定されてもよい。例えば、ポリエチレン系又はポリプロピレン系の樹脂を主成分にする樹脂であれば、７０〜９０℃前後に設定されるのが望ましい。

第１のロール金型５１及びロール基型５２間において、積層シート１１にカップ形状が成形される。具体的には、積層シート１１は、ロール基型５２の雌型部分５２０と、第１のロール金型５１の雄型部分５１０とにより、加熱されて軟化した樹脂フィルム２ａ、３ａが金属箔１ａの上下面に接着されて３層が一体化されるとともに、搬送方向の上流側から下流側にかけて段階的に絞り加工が適用される。

図３は、成形金型５による各工程を説明するための図である。まず、第１のロール金型５１の雄型部分５１０及びロール基型５２の雌型部分５２０によるカップ形状の成形工程を説明する。この工程においては、雄型部分５１０の雄型成形面が、雌型部分５２０の雌型成形面の一部の領域に対して積層シートをプレスする。そして、この一部の領域が、搬送方向の下流側の側面５１２ａから底面５２１を通って、搬送方向上流型の側面５１２ｂへ移動する。以下、具体的に説明する。

積層シート１１は、第１のロール金型５１及びロール基型５２の間に供給される（ａ）。例えば、積層シート１１は、搬送方向の上流側及び搬送方向に垂直な方向に張力をかけられた状態で、供給されてよい。そして、搬送方向の下流側の側面５１２ａ及び５２２ａにより、積層シート１１が徐々にプレスされる（ｂ）。次いで、頂部５１１及び底面５２１により、積層シート１１が徐々にプレスされる（ｃ）。次いで、搬送方向の上流側の側面５１２ｂ及び５２２ｂにより、積層シート１１が徐々にプレスされる（ｄ）。

これにより、搬送方向の下流側から上流側にかけて、積層シート１１が徐々に圧延されて積層シート１１にカップ形状が成形されていく。なお、（ａ）〜（ｄ）の工程において、雄型部分５１０及び雌型部分５２０の両側面５１３、５２３により、積層シート１１におけるカップ形状の搬送方向に垂直な両側面も徐々にプレスされ成形されていく。

このように、第１のロール金型５１の雄型部分５１０及びロール基型５２の雌型部分５２０により、搬送方向の下流から上流にかけて積層シート１１が徐々にプレスされる。これにより、金属箔１ａによる金属層の内側及び外側に、樹脂フィルム２ａ及び３ａが相互に接着された積層シート１１による成形体（積層シート成形体８）が順次生成される。この工程で形成される複数の積層シート成形体８が連なった成形体を、ここでは連続成形体６という（図４）。

成形金型５の搬送速度は、積層シート１１の材質や加熱温度によってどのように設定されてもよい。例えば、本実施形態では、積層シート１１は、１００〜３００ｍｍ／ｓｅｃの速度で搬送されるものとする。

また、第１のロール金型５１及びロール基型５２間の線圧も積層シート１１の材質や加熱温度により調整可能である。成形可能であればどのように設定されてもよい。例えば、本実施形態では、３００〜３８０ｋｇ／ｃｍの線圧でプレスされるものとする。

連続成形体６は、第２のロール金型５３及びロール基型５２間に供給される。具体的には、第１のロール金型５１及びロール基型５２により成形された連続成形体６が、ロール基型５２の雌型部分５２０に乗せられたまま搬送され、第２のロール金型５３により冷却される。

冷却の工程における第２のロール金型５３及びロール基型５２の動きは、第１のロール金型５１及びロール基型５２によるものと同様である。つまり、雄型部分５３０の雄型成形面が、雌型部分５２０の雌型成形面の一部の領域に対して積層シートをプレスする。詳細な説明は、図３において説明した通りであるので省略する。また、第２のロール金型５３及びロール基型５２間の線圧も積層シート１１の材質や冷却温度によってどのように設定されてもよい。例えば、本実施形態では、積層シート１１は、２００〜３００ｋｇ／ｃｍの線圧で圧縮成形されるものとする。なお、ここでは、冷却されればよいため、第２のロール金型５３の雄型部分５３１とロール基型５２の雌型部分５２０によってプレスされることは、必須の要素ではない。

連続成形体６は、搬送方向に垂直な方向の両端をピンチさせた状態で、順次打ち抜き金型７ａ、７ｂ間に供給され、プレスにより個々の積層シート成形体８を切り出すための余剰な部分（いわゆる耳）が分離される。そして、ノズル９より多量の圧縮空気が噴射されることで異物が取り除かれ、積層シート成形体８が得られる。打ち抜き金型７ａ、７ｂにおける、打ち抜き加工の圧力は、連続成形体６から積層シート成形体８を打ち抜き可能であれば、どのような値に設定されてもよい。例えば、打ち抜き加工は、１００ｋｇｆ／ｍｍ^２程度の圧力で行われるのが望ましい。

打ち抜き加工は、例えば、打ち抜き仮想線２１に従い行われる。なお、打ち抜き仮想線２１は実在しなくてもよい。この場合、打ち抜き仮想線２１は、連続成形体６を打ち抜き金型７ａ、７ｂ間に供給したときに、積層シート成形体８に打ち抜かれる位置に形成されていると想定されるものである。なお、打ち抜き金型７ａ、７ｂから積層シート成形体８及び耳部を除去する操作は、人手により行ってもよいし、機械的に行ってもよい。また、打ち抜き加工では、加工方法は特に限定されず、打ち抜き金型を、ビク型、彫刻型、ピナクル型などで代用してもよい。

本実施形態に係る積層シート成形体８は、カップ形状に成形された収容部３０ａに被収容物が収容された後、周縁部３０ｂにアルミニウム箔を含む密閉シートをヒートシールすることにより気密にシールされる。これにより、被収容物の防湿性、耐候性、遮光性等を保持できる。

上記の製造方法によれば、異なる種類のシート材を重ね合わせた積層シート１１から、所望の深さの収容部３０ａを有する積層シート成形体８を成形できる。

１枚の積層シートを所望の深さまで加工をするとすれば、異なる素材による延性等の材料加工性の差によって、いずれかの層を破断するおそれがある。特に、金属層及び樹脂層を含む積層シートを用いて、ある程度以上の深さのカップ形状を成形しようとする場合には、金属層が破断してしまう場合がある。さらに、カップ形状を成形する一対の金型（雄型及び雌型）を用いて絞り加工を適用する場合、積層シートが下方に一気にプレスされるため、積層シートの各層にかかる負荷が大きく、破断する可能性が高い。

一方、本実施形態にかかる積層シート成形体８の製造方法は、第１のロール金型５１の雄型部分５１０が、ロール基型５２の雌型部分５２０の側面５２２ａから底面５２１を通って側面５２２ｂに向かうように、積層シート１１を徐々にプレスすることで、各層が徐々に圧延されるため、異なる材質の差による各層の破断を防止することができる。特に、延性の少ない金属層の破断を防止することが可能となる。

また、積層シートに絞り加工を適用することでカップ形状の収容部を有する積層シート成形体を生成する方法であっても、金属箔の厚みを増すことより加工性を向上させることは可能となる。しかし、積層シート自体が厚くなってしまうため、成形性やコストの点での課題が残る。また、厚みのある金属箔は、材料の展性から巻き取りが難しい。このため、金属箔のシートロールのコアを大きくすることで対応は可能であるが、巻長さを長くすると、外径が大きくなり、ハンドリング性が悪化するとともに、装置も大型化が必要となる。また、厚みが厚いほど、コアの中心部で段差が生じ、弾性変形体でないことから、巻ロールの中心側は、部分的に不良が発生しやすい。一方で、巻長さを短くすれば、生産効率が悪くなる。このように、積層シートに絞り加工を適用してカップ形状を成形する方法は、製品及び製造の両面での課題がある。

特に、厚さ（ｔ）０．１００〜０．４００ｍｍ程度の積層シートを加工する場合、金属層の破断を防ぐためには、比較的浅い絞り加工（例えば、５ｍｍ以内の深さ（ｈ））を行わなければならず、これ以上の深さでの絞り加工は困難である。しかし、上述の本実施形態に係る製造方法によれば、積層シート１１を段階的にプレスすることで、ある程度の深さ（例えば、５ｍｍ以上の深さ（ｈ））の収容部３０ａを有する積層シート成形体８を形成することができる。

これにより、積層シート成形体８において、積層シートの厚さ（ｔ）、積層シート成形体８の深さ（ｈ）及び積層シート成形体側壁の角度（θ）を比較的自由に設計できる（図６参照）。具体的には、厚さ（ｔ）０．１００〜０．４００ｍｍ程度の積層シートであれば、絞り加工により１０ｍｍ以上の深さ（ｈ）の積層シート成形体を成形することができる。より好ましくは、絞り加工により、ｈ＝１０ｍｍ〜２０ｍｍ（さらに好ましくは、１０ｍｍ〜１８ｍｍ）、θ＝１０°以下、ｔ＝１３５〜３５０μｍの積層シート成形体を成形できる。

上記の製造方法による積層シート成形体８は、防湿性、耐候性、遮光性等を有するとともに、所望の深さのカップ形状の収容部３０ａを有することができる。これにより、立体的な被収容物（縦方向及び横方向の長さに対して高さのある被収容物）をコンパクトに収容できる。

さらに密閉シートによりヒートシールされた積層シート成形体８は、開封後は廃棄される。この観点からすれば、立体的な被収容物をピロー包装などの成形体に収容する場合に比べて、積層シート成形体８のほうが、１つの被収容物にかかるシート材の面積を少なくすることができる。これにより、使用後の廃棄物の削減や輸送時の排出ガス削減など環境へのメリットも期待できる。

なお、上述の積層シート成形体８の製造方法では、製造装置を用いて自動的に処理する場合を説明した。しかし、上述した一部又は全部の工程は、手動で行われてもよい。また、各工程が間欠的に行われても良い。各工程の制御はもっとも律速となる単位操作を基準とし、各工程を動作させるようにしてよい。

また、本実施形態では、金属層を中間層として、その内側層及び外側層に樹脂層を有する積層シート成形体８の製造方法を説明したが、これに限定されるものではない。積層シート成形体８は、金属層の内側層又は外側層のいずれかに樹脂層を有するものであってもよい。また、本実施形態では１層の金属層を有する積層シート成形体の製造方法を説明したが、金属層は複数層あってもよいし、樹脂層も３層以上であってもよい。

なお、上記の説明及び図示例は、本実施形態を説明するための一例であり、収容部３０ａの形状（カップ形状）は、図示例のものに限られない。なお、成形するカップ形状に応じて各成形金型５１、５２、５３の雌型部分及び雄型部分の形状は当然に変更される。例えば、積層シート１１の破断をさらに防止するために、カップ形状の底面又は全体が曲線状に形成されるようするように、各成形金型の雄型部分、雌型部分を形成してもよいし、カップ形状の側部に複数の段部を形成するように各成形金型の雄型部分、雌型部分を形成してもよい。

なお、第１のロール金型５１の内部には、加熱のためのジャケット機構への熱媒が通過する流路が設けられている（図示なし）。また、第２のロール金型５３の内部には、冷却のためのジャケット機構への冷媒が通過する流路が設けられている（図示なし）。

しかし、第１のロール金型５１又は第２のロール金型５３を加熱又は冷却するための機構は、必ずしもジャケット機構である必要性はなく、どのようなものでもよい。たとえば、ジャケット機構の代わりにペルチェ素子、面状発熱体などを用いてもよい。これらは、短時間で温度変動を可能にでき、ロール金型と積層シート成型体との離型性を容易にできる。

さらに、各成形金型５１、５２、５３からの積層シート成形体８の離型性を向上するため、表面材料としてシリコーン系やフッ素系材料を用いてもよい。

また、ヒーター１０は必須の構成要素ではない。第１のロール金型５１及びロール基型５２における、積層シート成形体８の成形速度を調整することで、予備加熱を省略することもできる。

また、第２のロール金型５３も必須の構成要素ではない。第１のロール金型５１及びロール基型５２において加熱された積層シート成形体８を冷却する機構があれば、どのような構成を用いてもよい。

また、本実施形態では、ロール基型５２に雌型部分５２０を設け、第１及び第２のロール金型５１（５３）にそれぞれ雄型部分５１０（５３０）を設けるようにしていたが、これに限られない。ロール基型５２に雄型部分を設け第１及び第２のロール金型５１（５３）にそれぞれ雌型部分を設けるようにしてもよい。

成形金型５は、積層シートを段階的なプレスを適用できるものであれば、どのような構造であってもよい。例えば、上述の成形金型５は、ロール基型５２と第１のロール金型５１のいずれか一方が、平板状の金型であってもよい。また、図８に示すように、ロール状の成形金型５に代えて、一対の成形金型（雄形）５０ａ及び（雌型）５０ｂを用いて積層シート１１に絞り加工を適用してもよい。この場合、例えば、積層シート１１は、段階的に（複数回に分けて）プレスされ、徐々にカップ形状が成形される。

１．第１のシートロール１ａ．金属箔２．第２のシートロール２ａ．樹脂フィルム３．第３のシートロール３ａ．樹脂フィルム４．ニップロール５．成形金型６．連続成形体７ａ．打ち抜き金型（雄側）７ｂ．打ち抜き金型（雌側）８．積層シート成形体９．ノズル１０．ヒーター１１．積層シート２１．打ち抜き仮想線５１．第１のロール金型５２．ロール基型５３．第２のロール金型５１０．雄型部分５２０．雌型部分５３０．雄型部分

Claims

積層シート成形体の製造方法において、
第１及び第２のシートを相互に重ね合わせた積層シートを、第１及び第２の金型の間に供給するステップと、
前記第１及び第２の金型を用いて、前記積層シートに所望の深さのカップ形状を成形するステップと、
を有し、
前記第１の金型は、底面及び前記底面を取り囲む側面を含む雌型部分を有し、
前記第２の金型は、前記雌型部分に嵌合可能な雄型部分を有し、
前記雄型部分が、前記雌型部分の表面の一部の領域に対して前記積層シートをプレスするように、前記第１及び第２の金型が構成され、
前記カップ形状を成形するステップにおいては、前記一部の領域が、前記側面の第１の領域から前記底面を通って前記側面の第２の領域に向かって移動する、
製造方法。
前記積層シートは、前記第１及び第２の金型間を搬送方向に搬送され、
前記雌型部分において、前記第１の領域は、前記側面の前記搬送方向の下流側の端部側に位置し、前記第２の領域は、前記側面の前記搬送方向の上流側の端部側に位置する、
請求項１に記載の製造方法。
前記第１のシートは金属箔を含み、前記第２のシートは熱可塑性樹脂フィルムを含み、
前記カップ形状を成形するステップは、前記積層シートを加熱するステップを含む、
請求項１又は２に記載の製造方法。
前記カップ形状を成形するステップの後、前記積層シートを冷却するステップを有する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の製造方法。
前記第１及び第２の金型は、一対の略円柱状の金型であって、
前記第１の金型の外周に、１つ以上の雌型部分が形成され、
前記第２の金型の外周に、１つ以上の第１の雄型部分が形成され、
前記１つ以上の雌型部分及び前記１つ以上の第１の雄型部分が、歯車式に嵌合する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の製造方法。
前記第２の金型の搬送方向の下流であって、かつ、前記第１の金型に対向するように配置される第３の金型を有し、
前記第３の金型は、前記１つ以上の雌型部分に、歯車式に嵌合する１つ以上の第２の雄型部分を有し、
前記積層シートを成形するステップにおいては、前記第３の金型により前記積層シートを冷却する、
請求項５に記載の製造方法。
前記金属箔は、０．０３５ｍｍから０．１５０ｍｍの厚みを有し、
前記カップ形状の深さは、１０ｍｍから２０ｍｍである
請求項３に記載の製造方法。
それぞれ回転可能な略円柱状の第１及び第２の金型を有し、
前記第１及び第２の金型は、第１のシート及び第２のシートを相互に重ね合わせた積層シートを、挟み込んで搬送方向に搬送するように回転し、
前記第１の金型は、その外周に、底面及び前記底面を取り囲む側面を含む雌型部分を１つ以上有し、
前記第２の金型は、その外周に、前記雌型部分に係合する第１の雄型部分を１つ以上有し、
前記１以上の雌型部分及び前記１以上の第１の雄型部分が、歯車式に嵌合する、
金型装置。
前記雄型部分が、前記雌型部分の表面の一部の領域に対して前記積層シートをプレスし、前記一部の領域が、前記側面の第１の領域から前記底面を通って前記側面の第２の領域に向かって移動するように、前記第１及び第２の金型が構成される、
請求項８に記載の金型装置。
回転可能な略円柱状の第３の金型をさらに有し、
前記第３の金型は、前記第１の金型に対向するように配置され、前記１以上の雌型部分に係合する１以上の第２の雄型部分を有し、前記積層シートを冷却する冷却機能を有する、
請求項８又は９に記載の金型装置。