JP2022502289A - 凹状物体を圧縮成形するための機器 - Google Patents

Abstract

【解決手段】少なくとも１つのポリマー材料を分配する分配装置（２）と、前記分配装置（２）が分配する前記ポリマー材料から、ポリマー材料の投用量（１２）を切断する切断要素（１７）と、前記投用量（１２）を輸送する輸送要素（１１）と、雄型要素（２０）及び前記雄型要素（２０）の上に位置付けられる雌型要素（２１）を含む型（９）と、を備える機器を提供する。前記輸送要素（１１）は、前記投用量（１２）を前記型（９）に運ぶために、前記分配装置（２）から前記型（９）に向かう経路に沿って移動することによって第１の移動を行うように構成される。さらに、前記輸送要素（１１）は、前記第１の移動に加えて、前記投用量（１２）を、前記輸送要素（１１）が前記投用量（１２）を受ける第１の向きから、前記輸送要素（１１）が前記投用量（１２）を前記雄型要素（２０）に解放する第２の向きに回転させるために、軸線（Ｈ）周りに回転することによって第２の移動を行うように構成される。【選択図】図２

Description

本発明は、圧縮成形によって、凹状物体を、特に容器を製造するための機器に関する。

本発明による機器は例えば、飲料または他の食品流体を調製するために配置される、コーヒーなどの粉末状または顆粒状の物質を含有することを意図したカプセルを製造するために使用することができる。あるいは、本発明による機器がボトルなどの容器を形成するために、ブロー成形方法または延伸ブロー成形方法に供されることが意図されるプリフォームを製造するために使用されてもよい。より一般的には、本発明による装置は例えば、カップ、ジャーまたはボウルなどの任意の種類の容器を製造するために使用できる。

本発明による機器は、圧縮成形の対象となり得る任意のポリマー材料から出発して、単一の材料で作られた凹状物体を製造することを可能にする。あるいは本発明による機器は、多層構造を有する、すなわち、並んで配置される2つ以上の層によって形成される壁を有する凹状物体を製造することを可能にし、これらの層は互いに異なるポリマー材料から作製される。

計量された量のポリマー材料を圧縮成形することによって物体を製造するための機器が知られている。従来技術の機器はポリマー材料を分配するための押出機と、複数の型とを備え、型の各々はパンチを備えた雄要素と、キャビティを備えた雌要素とを備える。従来技術の機器はさらに、複数の輸送要素を含み、各輸送要素は、一回分のポリマー材料を押出機から型に輸送する。

既知の機器の鋳型において、雌要素は、雌要素のキャビティが上方を向くように、雄要素の下に配置される。押出機から切断された後のポリマー材料の投用量は、輸送要素によって雌要素のキャビティ内に放出され、輸送要素は投用量をキャビティの底部に向かって上方から降下させる。その後、雄要素および雌要素を、投用量変形させるために互いに向かって移動させ、それによって、所望の幾何学的形状に従って投用量を成形する。

従来技術の機器は多数の場合において満足のいく方法で動作することができるが、特に多層投用量、すなわち互いに異なる材料から作られた複数の層を含む投用量を圧縮成形する必要があるときに、いくつかの欠点を有する。この場合、投用量を型の内側に正確に配置することは、特に重要な作業である。

例えば、図10に示される状況が考慮されるべきである。この場合、投用量D1は鋳型101のキャビティ100の内側に堆積されており、鋳型101はキャビティ100の上方に配置されたパンチ102をさらに含む。投用量D1は、多層構造を有し、2つの外側層を含み、2つの外側層の間に中間層が挿入され、中間層は、酸素バリア特性を有する材料から作製される。輸送要素によって解放された後、投与量D1がキャビティ100の側壁と相互作用することなくキャビティ100の底部に到達することができるように、投与量D1は、キャビティ100の底部の直径よりも著しく小さい幅を有する。したがって、図10に示されるように、投用量D1がキャビティ100の底部上の非中央位置に配置されること、すなわち、投用量D1が、キャビティ100の垂直軸に対して不整列位置に配置されることが起こり得る。

図11は、図10に示すように配置された投用量D1から出発して鋳型101内で製造された容器C1を拡大して示している。容器C1は、例えばコーヒーカプセルであり得る。図12は容器C1の上面図を示し、容器C1内部で投用量D1の中間層を形成する材料(すなわち、バリア特性を有する材料)の分布は、上半分にブラックで示されている。バリア材料は容器C1のフランジ103に沿って不均一に、特に非対称に分布していることが明らかに分かる。このことは、キャビティ100内の投用量D1の非中央位置の結果である。

図13は、投用量D2が内部に堆積されている、図10の鋳型に類似する鋳型101を示す。投用量D2は、キャビティ100の垂直軸に対して傾斜して不正確に位置決めされる。この場合、投用量D2はキャビティ100の内側に非センタリング状態で配置されるだけでなく、投用量102の一部がキャビティ100の底部に載置され、一方、投用量102のさらなる部分はキャビティ100の側壁に載置され、その結果、投用量D2の中間層はキャビティ100の底部に平行ではない。

図14および図15は投与量D2から得られた容器C2において、バリア材料がフランジ103に沿って不均一に、特に非対称に分布されるだけでなく、バリア材料が図13の黒点によって示されるように、容器C2の側壁の表面にも現れることを示している。これはまた、鋳型101内の投与量D2の不正確な位置の結果である。

図16は、投用量D3が挿入された、図10および13に類似する鋳型101を示し、投用量D3は、キャビティ100の底部の直径に非常に近い幅、例えば底部の直径よりもわずかに大きい幅を有する。この場合、投用量D3は、キャビティ100内に落下しながら、キャビティ100の底部に対して傾斜した位置に配置され、底部に到達することができずにキャビティ100の側壁上に載る。このことは、投用量D3から出発して形成された容器C3上に、許容できないほど非対称なバリア材料の分布を引き起こし、これによりフランジ103の全周に到達することができないだけでなく、図17および18に示されるように、容器C3の側壁のいくつかの部分の外面上に現れる。

上述の例は、ある場合に既知の機器が、投用量が型の内側に正しく配置されていないために、欠陥のある物体を生成し得ることを示している。従来技術の機器では、不可能ではないにしても、投用量が型の内側に正しく配置されているかどうかをチェックすることが特に困難であることに注意すべきである。

従来技術の機器が有し得る別の欠点は、成形される物体上で、投用量のポリマー材料(単層または多層であってもよい)が最初に鋳型に接触する地点において、スポットが生成され得ることである。実際、最初に型に接触する投用量の部分は、投用量の周囲部分よりも急速に冷却され、その結果、投用量の周囲部分に対して異なる方法で結晶化する。これにより、物理化学的観点および構造形態学的観点の両方から、周囲ゾーンの構成とは異なる構成を有するスポットを生成する。既知の鋳型では、スポットが、成形される物体の底壁を外側から画定する表面上に配置され、ユーザは容易に見ることができる。

発明を解決するための課題

本発明の目的は、特に多層構造を有するがこれに限定されないポリマー材料の投用量を圧縮成形することによって物体を製造するための機器を改善することである。

さらなる目的は、少なくとも1つのポリマー材料を含む投用量を圧縮成形するための装置であって、各投用量を型の内側に正確に配置することができる機器を提供することである。

別の目的は、少なくとも1つのポリマー材料を含む投用量を圧縮成形するための機器を提供することであり、この装置では、型の内側に不正確に配置された投用量が早期に検出される可能性がある。

さらなる目的は、少なくとも1つのポリマー材料を含む投用量を圧縮成形するための機器を提供することであり、これは、使用中、可視のままであることが意図される表面が可視の欠陥を実質的に含まない物体を得ることを可能にする。

別の目的は、各投用量の層の不均一な分布、特に非対称な分布を有する物体を得るおそれを低減する、多層投用量を圧縮成形するための機器を提供することである。

本発明によれば、少なくとも１つのポリマー材料を分配する分配装置と、分配装置が分配するポリマー材料の投用量を輸送する輸送要素と、雄型要素及び雄型要素の上に位置付けられる雌型要素を含む型と、を備える機器であり、輸送要素は、投用量を型に運ぶために、分配装置から型に向かう経路に沿って移動することによって第１の移動を行うように構成され、輸送要素は、第１の移動に加えて、投用量を、輸送要素が投用量を受ける第１の向きから、輸送要素が投用量を雄型要素に解放する第２の向きに回転させるために、軸線周りに回転することによって第２の移動を行うように構成される、機器が提供される。

本発明によれば、先行技術に対して、鋳型内に投用量をより正確に位置決めすることが可能である。実際、輸送要素は、投用量を第1の向きから第2の向きに回転させることによって、投用量が雄型要素に非常に近い型に送達されることを可能にする。これにより、投与量がかなりの距離にわたって自由に落下することを防止し、雄型要素に対する投与量の位置のより良好な制御を可能にする。その結果、投用量が型の内側に非中心または非対称に配置されるおそれが低減される。

さらに、投用量が雄型要素上に解放されるので、最初に型に接触する投用量の部分は、雄型要素と接触し、したがって、成形された物体の内面を形成することが意図される。したがって、スポットが成形された物体上に形成される場合、投用量と型との間の最初の接触のために、これらのスポットは、成形される物体の内側に位置する。これらは、物体の使用中に視認可能なままではなく、これにより、物体の品質を改善することが可能になる。

雌型にはキャビティが設けられており、その内部に雄型要素がポリマー材料を成形するために挿入されるようになっており、キャビティは下方に面している。

輸送要素は、輸送要素が第1の移動を実行する間に第2の移動を実行するように構成される。

輸送要素の第1の移動は分配装置から鋳型に向かって投用量を輸送するために、軸の周りに少なくとも部分的に延在する閉じた経路に沿った移動であってもよい。

第2の移動の間に輸送要素が回転する軸は、第1の移動の間に輸送要素がそれに沿って移動する閉じた経路の軸に対して横方向に配置することができる。

一実施形態では、第2の向きにおいて、投用量は実質的に水平面上にある。

これにより、輸送要素は、実質的に水平に配置された投用量を、雄型要素を上方から画定する表面上に解放することができる。

この表面は、実質的に水平であってもよい。

このことは、鋳型が不均一に充填される原因となり得る、投用量自体が傾斜位置に配置されることを防止する。

一実施形態では、第1の向きでは投用量は実質的に垂直な平面上にある。

この場合、投用量は、実質的に垂直方向に沿って押出機を離れ、その向きが有意な変更を受けることなく輸送要素によって収集される。

分配装置は、単一材料で作られた連続押出構造を分配するための押出装置を含んでもよく、その後、この連続押出構造から投用量が分離される。

代替の実施形態では、分配装置が、異なる材料の少なくとも2つの層を含む連続多層同時押出構造を分配するための共押出デバイスを含むことができる。

一実施形態では、機器が、分配装置によって分配されるポリマー材料からある投用量のポリマー材料を切断するための少なくとも1つの切断要素を含む。

切断要素は、輸送要素によって支持されてもよい。

あるいは、切断要素が、輸送要素の上流に配置され、輸送要素から分離されてもよい。

一実施形態では、切断要素が分配装置によって分配される連続構造から平行六面体構造を有する投用量を切断するように構成される。

平行六面体構造を有する投用量は、単に平坦な押出物を切断することによって、無駄を生じることなく、特に容易に得られる。

さらに、平行六面体構造を有する投用量は、平坦な面によって画定される。より具体的には、雄型要素上に載るように意図された投用量の面がこの場合、平坦である。したがって、雄型要素が定義上閉じ込め側壁を有していなくても、雄型要素上の投用量の位置において良好な安定性を得ることが可能である。

雄型要素上に投用量を配置する際の安定性は、雄型要素が投用量を支持するための平坦な静止ゾーンを画定する横方向面によって上方から画定される場合に、さらに増大される。

一実施形態では、機器が雄型要素上の投用量の位置をチェックするための制御装置、特にビデオカメラを備えることができる視覚システムを備える。

より具体的には、視覚システムが、投用量が雄型要素上の中心位置で解放されたかどうかをチェックするように構成される。

上記の代わりに、または上記に加えて、視覚システムは輸送要素によって解放された後の投用量が傾斜した状態で、特に水平ではなく、雄型要素上にまたはより正確には雄型要素を上方から画定する上面上に、位置付けられるかどうかをチェックするように構成されてもよい。

視覚システムは、型がまだ開いているとき特に投用量が雄型要素上に解放された直後に、雄型要素に対する投用量の位置をチェックすることを可能にする。この状態では雌型要素が雄型要素よりも高いレベルにあり、視覚システムを妨害せず、一方、視覚システムは投用量の位置を確認する。

したがって、投用量が正確に位置決めされているかどうかを迅速に決定し、必要であれば、投用量が成形される前に機器を停止させることが可能である。

圧縮成形によって物体を製造するための機器の斜視図である。 図1の機器の一部を示す拡大斜視図である。 図2の機器の一部の側面図である。 図1の機器の更なる部分を示す拡大斜視図である。 図1の機器のものに類似する型の代替実施形態を示す概略側面図であり、型は、投用量が雄型要素上に正確に位置決めされる構成において、投与量の位置を制御するための制御デバイスを備えている。 投用量が雄型要素上に不正確な状態で配置される構成における、図5のものと同様の図である。 図1の機器によって製造された容器の側面図である。 図7の容器の上面図であり、その上半分は、ブラックで示され、成形された容器におけるバリア層の分布を示す。 図1の機器によって処理することができる投用量の一部の概略斜視図である。 概略側面図であり、不正確に配置された投用量が内部にある従来技術による鋳型を示す。 図7と同様の側面図であり、図10の鋳型によって得られた対応する容器を示す。 図8と同様の側面図であり、図10の鋳型によって得られた対応する容器を示す。 概略側面図であり、不正確に配置された投用量が内部にある従来技術による鋳型を示す。 図7と同様の側面図であり、図13の鋳型によって得られた対応する容器を示す。 図8と同様の側面図であり、図13の鋳型によって得られた対応する容器を示す。 概略側面図であり、不正確に配置された投用量が内部にある従来技術による鋳型を示す。 図7と同様の側面図であり、図16の鋳型によって得られた対応する容器を示す。 図8と同様の側面図であり、図16の鋳型によって得られた対応する容器を示す。

本発明は、その非限定的な例示的実施形態を示す添付の図面を参照して、より良く理解され、実施されることができる。

図1は、圧縮成形によってポリマー材料で作られた物体を製造するための機器1を示す。機器1が製造し得る物体は、凹状物体であってよく、特に容器、例えば、液体の手段によって抽出することができる原料を含むコーヒー若しくは他の物質のためのカプセル、又はジャー、カップ若しくはボウルであってもよい。あるいは、機器1がブロー成形によって容器を形成することを意図したプリフォームを製造するために使用されてもよい。

機器1は、少なくとも1つのポリマー材料を分配するための分配装置2を備える。図示の例では、分配装置2が互いに異なるポリマー材料の複数の層を含む連続同時押出構造を分配するための同時押出デバイス3を備える。

同時押出デバイス3は複数の供給ダクト5が終端する同時押出ヘッド4を備えてもよく、供給ダクト5の各々は、同時押出ヘッド4に、対応するポリマー材料を供給するように意図されている。各供給ダクト5はそれぞれの押出機6と連通し、押出されるべき対応するポリマー材料が、特に顆粒の形態で、例えばホッパー(図示せず)を通して導入される。

同時押出デバイス3は特に、2つの外側層の間に介在する中心機能層を含む連続同時押出構造を分配するように構成されてもよい。中心機能層は、例えばガス及び/又は酸素及び/又は光に対するバリア特性を有する材料を含むことができる。複数の外側層は、互いに等しくても異なっていても、得られる物体に所望の機械的及び/又は美的特性を与えることを意図した材料で作ることができる。それぞれの補助層、例えば、中央層と外層との間の接着性を改善する目的を有する相溶化材料の層を、外層と中央層との間に介在させることができる。

図示の例では、4つの押出機6がある。2つのより小さい押出機6、すなわち、より小さい直径を有する供給ダクト5と連通する押出機6は、バリア材料および相溶化材料をそれぞれ分配するように配置される。2つのより大きな押出機6、すなわち、より大きな直径を有する供給ダクト5と連通する押出機6は、外層の材料を分配するように配置される。一方の外層の構成を他方の外層の構成から独立して変えることができるように、各外層のための押出機6が設けられている。これにより、例えば、2つの外側層に関して互いに異なる2つの材料、例えば、それぞれバージンポリマー材料およびリサイクルポリマー材料、またはそれぞれより柔らかい材料およびより硬い材料を使用することが可能になる。上記に加えて、または上記に代えて、外層に2つの異なる押出機6を使用することによって、外層が互いに異なる厚さを有する連続共押出構造を生成して、連続共押出構造の中心線に対する中間層の位置を変更することが可能である。

図示されていない代替の実施形態では、分配装置2が単一の材料で作られた、すなわち互いに異なる複数のポリマー材料の代わりに単一のポリマー材料で作られた、連続構造を押し出すように構成される押し出し装置を含むことができる。

分配装置2は、長方形または正方形の断面を有する帯として適合された連続構造を分配するために、長方形または正方形の形状を有する出口開口部を備える。帯の断面が長方形である場合、この条件が必要でない場合であっても、長方形の底辺は高さよりもはるかに大きくてもよい。

図示の例では、図2に見られるように、出口開口部は下向きを向いている。共押出ヘッド4は、垂直又は実質的に垂直である出口方向Eに沿って、連続構造7を下方に分配するように構成される。ただし、この条件は必須ではない。

機器1は図示の例では図1に示す成形カルーセル8として適合される成形装置を更に備える。成形カルーセル8は図示の例では垂直に配置されたそれぞれの軸を中心に回転可能である。成形カルーセル8はその周辺領域に、複数の成形型9を備え、その各々は圧縮成形によって物体を得るような方法で、ポリマー材料の投用量を成形するように構成され、投用量は連続構造7を切断することによって得られる。

共押出ヘッド4と成形カルーセル8との間には輸送装置10が介在されており、図示の例では、輸送カルーセルとして適合されている。輸送装置10は図2により明確に見える複数の輸送要素11を含み、輸送要素11の各々は、成形カルーセル8に向かって、分配装置2から出てくるポリマー材料から切断されたポリマー材料の投用量12を輸送するように配置される。

以下により詳細に記載されるように、輸送装置10はまた、投用量12を圧縮成形することによって形成された物体を型9から離れるように移動するように構成され得る。

図2に示すように、輸送装置10は、図示の実施例では実質的に円柱形の幾何学的形状を有するドラムとして適合された中央本体13を備える。中央本体13は、図示されていないモータ手段によって、軸Zを中心に回転可能である。軸Zは、略垂直であってもよい。

輸送要素11は、中央本体13の周辺領域において、中央本体13によって支持されている。

中央本体13が軸Zの周りを回転するときに、輸送要素11は投用量12を型9に運ぶために、分配装置2から型9に向かう経路に沿って移動する。この移動は、輸送要素11の第1の移動を定める。図示の例では第1の移動の間に輸送要素11が追従する経路が、閉じた経路、特に軸Zを中心とする円形の経路である。図示しない代替の実施形態では分配装置2から鋳型9に向かう輸送要素11の経路は、閉じた非円形の経路、または閉じていない例えば線状の経路とすることができる。

閉じた非円形経路は、輸送要素11の経路が1つの点だけでなくより長い部分において型9の経路と重なることが所望される場合に、特に適切である。これにより、輸送要素11は十分に長い時間、型9の要素の上に(より正確には、以下により詳細に記載されるように、雄型要素の上に)重ねられたままであり、投用量12が位置決め欠陥なしに型9内で解放されることを確実にすることが可能になる。

また、各輸送要素11は、第1の移動の間に、第1の移動に加えて、輸送要素11の軸の周りを回転することによる第2の移動を行うように構成されており、この軸線は、図2においてHと表記され、1つの輸送要素11についてのみ示されている。この第2の移動は、以下により詳細に記載されるように、投用量12の向きを変更することを可能にする。

第2の移動を行うために、図示の実施例では、各輸送要素11は支持体14によって支持されている。複数の支持体14が設けられており、支持体14は中央本体13の周辺領域に配置されている。より具体的には、支持体14が中央本体13の側面に取り付けられている。支持体14は、中央本体13に対して固定されている。各支持体14は、「L字」形状を有することができる。

それぞれの周辺支持体14は、ピン15によって周辺支持体14に回転可能に固定された輸送要素11を支持する。各ピン15は、それぞれの軸Hに沿って延びている。

各軸Hは、横方向に特に軸Zに対して垂直に配置されている。軸Hは、単一の平面内に存在してもよく、例えば、軸Zの周囲に放射状に配置されてもよい。

各輸送要素11は、投用量を型9に輸送するために投用量12と接触するように意図された輸送面16によって画定される。

図示の例では、輸送面16は平坦である。輸送面16のこの形態は図2に示すように、直方体形状を有する投用量12を輸送するのに特に適している。しかしながら、輸送面16は特に用量12が直方体状でない場合には平坦でない形状に、例えば円筒の一部として成形されてもよい。

輸送要素11は、運搬中に投用量12を運搬表面16と接触して保持するように選択的に作動させることができる吸引手段(図示せず)を備えることができる。

輸送要素11はまた、送風手段(図示せず)を備えてもよく、送風手段は選択的に作動されて、投用量12を輸送面16から容易に取り外すことができ、その結果、投用量12を型9に送達することができる。

図示されていない実施形態では、送風手段の代わりに、または送風手段と組み合わされて、輸送要素11は、一種のピストンを、すなわち適当な瞬間に投用量12を下方に押しそれによって投用量12が輸送面16から離れて型9内で解放されるのを助ける機械的要素を、備えてもよい。

輸送要素11は、輸送中の投用量12の過剰な冷却を防止するために、特に加熱手段として適合された、熱調整手段を備えることができる。あるいは、熱調整手段は、輸送要素11が過熱する傾向がある場合に、輸送要素11への投用量12の過剰な接着を防止するために、冷却手段として適合されてもよい。

各輸送要素11は、移動装置(図示せず)に関連付けられている。移動装置は例えば、中央本体13に収容されてもよいが、それぞれの軸Hを中心にして輸送要素11を回転させるのに適しており、これにより、輸送要素11は第2の移動を行うことができる。

図示の例では、輸送要素11が、軸Zを中心とする経路の大部分に対して、輸送面16が下方を向くように特に水平面上に横たわるように、配置される。

その経路の軸Zを中心とする領域では、輸送要素11が、分配装置2に近接して特に共押出ヘッド4の出口開口部の下方で通過し、出口開口部から連続構造7が流出する。

分配装置2の上流側では、運搬要素11がそれぞれの軸Hの周りを回転し、それによって、それ自体を、図2および3に示される収集構成Pに位置決めし、ここで、運搬要素11は連続構造7から分離された投用量12を収集する。収集構成Pでは、輸送面16が垂直方向に向けられてもよいし、垂直方向に対してわずかに後方に向けられてもよい。

したがって、実質的に垂直な出口方向Eに沿って分配装置から出る投用量12は、やはり実質的に垂直に配置された輸送面16上に載り、それによってポリマー材料の粘度のために輸送面16に接着する。

より一般的には、収集要素Pでは、輸送要素11が輸送面16(または、輸送面16がシリンダー部分のような形状である場合に、その軸)が、分配装置2からの投用量12の出口方向Eに実質的に平行であるように配置される。

投用量12は収集構成Pにおいて輸送要素11から受け取られ、一方、投用量12は図示の例では実質的に垂直である第1の向きを有する。代替の実施形態では、例えば出口方向Eが垂直ではないため、投用量12は収集構成Pにおいて、非垂直配向を有する可能性がある。

収集構成Pにおいて投用量12を受け取った後、輸送要素11が中心本体13によって軸Zの周りで変位される (第1の移動) 間、輸送要素11は、対応する軸Hの周りで回転し続ける(第2の移動)。輸送要素11は図2に示される解放構成Rに達するまで軸Hの周りを回転し、ここで、投用量12は以下により詳細に記載されるように、型9の内側で解放される。解放構成Rでは、輸送面16は、下向きであり、特に実質的に水平であってもよい。

解放構成Rでは、投用量12が型9内で適切に解放される第2の向きを有する。

型要素9内の投用量12を解放した後、輸送要素11は、輸送要素11が分配装置2の出口開口部の近くに戻り分配装置2の上流に戻るまで、解放構成Rにすなわち輸送面16が下を向いた状態に留まることができる。

機器1はさらに、連続構造7から投用量12を切断するための少なくとも1つの切断要素を含む。

図示の例では複数の切断要素17が設けられており、各切断要素17は特に輸送要素11によって支持される輸送要素11に関連付けられている。例えば、各切断要素17は、輸送面16を区切るカッティングエッジのような形状とすることができる。

切断要素17が分配装置2の出口開口部の下を通過するとき、切断要素17は、特に出口開口部から投用量を削り取ることによって、投用量12を切断する。投用量12は、輸送要素11特に運搬表面16に接着されたままであり、その結果、鋳型9に向かって運搬されることができる。

切断要素17は、図示されたものとは異なる形状であってもよい。例えば、各切断要素17は、輸送要素11に固定されるブレードを含むことができる。

輸送要素11とは独立した切断要素17を設けることも可能であり、特に、輸送要素11の上流に配置され輸送要素11によって分離される切断要素、例えば、分配装置2と輸送要素11との間に介在する位置で回転するブレードまたはレーザビームを設けることも可能である。

出口開口部が長方形または正方形の形状を有する場合、連続構造7から分離された投用量12は、直方体状を有する。この場合、直方体の面、例えば他の面に対して最大の面積を有する面は、投用量2の型9に向かう輸送中に輸送面16に付着する。

連続構造7が多層である場合、すなわち、互いに異なるポリマー材料の複数の層によって形成される場合、連続構造7から分離された投用量12もまた、多層立体構造を有する。図示の例では、図2および9に示されるように、投用量12は図面においてブラックで示される中間層18を有し、図面において白色で示される2つの外層19の間に介在する。中間層18は、例えば酸素及び/又はガス及び/又は光に対するバリア性を有する材料によって形成することができる。

図示の例では、中間層18は平坦な立体構造を有する。投用量12が輸送要素11によって輸送される間、中間層18は輸送面16に平行である。

図9に示すように、投用量12は「ウェハ」に類似するよう、その横方向寸法L1およびL2よりもはるかに小さい厚さSを有することができる。横方向寸法L1は分配装置2からの投用量12の出口方向Eに沿って測定され、一方、横方向寸法L2および厚さSはその方向に対して横断して測定される。横方向寸法L1及びL2は、互いに等しくてもよい。

図示されていない実施形態では、厚さSが横方向寸法L1又はL2の一方に等しくてもよい。厚さSは横方向寸法L1及びL2の両方に等しいことも可能であり、この場合、投用量は立方体である。

代替の実施形態では、投用量が横方向寸法L1およびL2よりも大きい寸法Sを有する可能性がある。このバージョンは得られる成形物体の形状のために、投用量の体積に対して比較的小径を有する成形キャビティが使用される場合に特に適している。

図2〜図4に示すように、各型9は雄型要素20および雌型要素21を備え、これらは垂直であり得る成形軸Yに沿って互いに整列される。雄型要素20は、パンチのような形状とすることができ、図4に示すように、図示される例ではコーヒー用のカプセルである物体22の内面を形成するように配置される。一方、雌型要素21は、物体22の外面を形成するように配置される。この目的のために、雌型要素21は、図4に示される、投用量12が成形される成形キャビティ23を備えている。

伝統的な機械で起こることとは反対に、雄型要素20は雌型要素21の下に配置される。形成キャビティ23は下方を向く。

雄型要素20は、物体22の底壁を内部に形成するように構成された横方向面を有する。

図2および3に示される静止ゾーン24は、投用量12が輸送要素11から解放されたときに、静止状態で投用量12を受け取るために、前記横方向面上に画定される。

静止ゾーン24は平坦である。

図示の例では、静止ゾーン24は円形である。しかしながら、静止ゾーン24のための他の形状を提供することも可能であり、例えば、円形クラウンのような形状であってもよく、又は、例えば円周に沿って配置された複数の別個の領域として形成されてもよい。

静止ゾーン24は、特に成形軸Yに対して垂直に横方向に配置されている。静止ゾーン24は、雄型要素20の上端部分を区切る。言い換えると、静止ゾーン24は、その頂部で雄型要素20を区切っている。

輸送要素11が解放構成Rにあるとき、静止ゾーン24は輸送面16に実質的に平行であってもよい。

より具体的には、静止ゾーン24が実質的に水平であってもよい。

移動システムは、図2〜図4に示す開位置P1と図4に示す閉位置P2との間で雄型要素20及び雌型要素21を相互に移動させるための各鋳型9に関連している。

開位置P1では、雄型要素20と雌型要素21とが、互いに離間して配置され、互いに最大距離を置いて配置される。開位置P1において、雄型要素20と雌型21との間に、輸送要素11によって解放された投用量12を導入することが可能である。これは、輸送要素11を雄型要素20と雌型要素21との間に介在させることによって、特に輸送要素11を雄型要素20の上方に位置決めすることによって生じ、投用量12は輸送面16に付着し、静止ゾーン24に面する。

閉位置P2では、雄型要素20と雌型要素21との間に、物体22に実質的に対応する形状を有する成形チャンバが画定される。

各型9が開位置P1から閉位置P2へ、またはその逆へ通過することを可能にする移動システムは、雄型要素20上若しくは雌型要素21上又はそれら両方の上で作動可能である。

図示の例では、移動システムが、雌型要素21に向かってまたはそれから離れるように移動するように、成形軸Yに沿って移動可能である雄型要素20上で稼働するである。

移動システムは、油圧式、機械式または他のタイプのものであってもよい。

図示の例では、移動システムが特に油圧式のアクチュエータを含み、アクチュエータにステム25が接続されている。雄型要素20は、ステム25に対して固定されている。アクチュエータは、ステム25を成形軸Yに沿って移動させ、その結果、雄型要素20を、雌型要素21からの最大距離の位置(鋳型9の開位置P1における)または代替的に雌型要素21からの最小距離の位置(鋳型9の閉位置P2における)の間で移動させることができる。

図2及び図3に示すように、機器1は、金型9の開位置P1において、解放構成Rに配置された輸送要素11が当該金型9の雄型要素20と雌型要素21との間に介在するように構成されている。輸送要素11は雄型要素20の上方にあり、投用量12は輸送面16に接着し静止ゾーン24に面している。この構成では投用量12を輸送要素11から雄型要素20上に解放することができ、その結果、投用量12は静止ゾーン24上に静止する。

機器1は、型9が開位置P1にあり対応する運搬要素11が解放構成Rにあるとき、運搬要素11(特にその輸送面16)と雄型要素20(特にその静止ゾーン24)との間の距離が非常に小さく、投用量12の厚さよりわずかに大きいだけであるように構成される。また、この距離は、投用量の厚さに等しいか、または投用量の厚さよりもわずかに小さいことも可能である。

このことは、投用量12が輸送要素11から雄型要素20に通過するときに、投用量12の変形及び/又は誤った位置決めを防止し又はいずれにせよ最小化するために、投用量12が自由に落下することを防止し、又は少なくとも投用量12が長距離にわたって自由に落下しないことを防止する。

機器1は、成形されたばかりの物体22を型9から取り出すための、図4に示す除去装置26をさらに備える。物体22は、投用量12から圧縮成形によって得られた後、雌型要素21と関連したままである。

除去装置26は上に横たわる雌型要素21から落下する物体22を静止して受け入れるために、雄型要素20と雌型要素21との間に介在させることができる支持ディスク27を備えることができる。より具体的には、支持ディスク27が、対応する鋳型9の開位置P1において、雄型要素20と雌型要素21との間に介在するように構成される。

除去装置26は、例えばスターコンベアを形成するように互いに接続された複数の除去要素28をさらに備えてもよく、各除去要素28は支持ディスク27上に載っている物体22を図示されていない出口に向かって押すように配置されている。

除去要素28によって押された物体22が支持ディスク27の上方を摺動するように、除去要素28は支持ディスク27に対して回転可能である。

より具体的には、除去要素28が中心本体13の軸Zの周りで回転可能であり、軸Zの周りで輸送要素11も回転する。この目的のために、除去要素28によって画定されるスターコンベアは、中心本体13に対して同軸であってもよい。ただし、この条件は必須ではない。上記のスターコンベアは、中心本体13と同軸でなくてもよい。

除去要素28によって画定されるスターコンベアは、中央本体13とスターコンベアが一体として回転するように、輸送装置10の中央本体13を移動させる同じモータ手段によって回転させることができる。

支持ディスク27は、物体22が支持ディスク27上の雌型要素21から落下する間に、投用量12が議論されている型9の雄型要素20上に堆積され得るように、輸送装置10の上方に、特に中央本体13の上方に配置される。

物体22が支持ディスク27から落下するのを防止するために、収容縁29が支持ディスク27から上方に突出している。

図示されていない代替的な実施形態では、除去装置26は存在しなくてもよい。この場合、物体22は雌型要素21から離脱し、輸送要素11の背面に、すなわち輸送面16に対向する輸送要素11の表面上に落下してもよい。このことは、輸送要素11が雄型要素20と雌型要素21との間に挿入されて、雄型要素20上に新しい投用量12を放出する間に起こる。次に、輸送要素11は輸送要素11の第１の移動のために、物体22を、物体が形成された型9から離れるように移動させる。

動作中、例えば複数のポリマー材料層を含む連続構造7は分配装置2によって分配され、図2に示すように、分配装置2の出口開口から出口方向Eに沿って出て行く。連続構造7を形成する層は、互いに平行でかつ出口方向Eに平行なそれぞれの平面内にある。

輸送装置10の中央本体13は例えば、軸Zを中心にして連続的に回転している。このため、中央本体13に支持された輸送要素11は、図示の例では軸Zを中心とした円のような形状を有する、閉じた経路に沿って移動しており、これが輸送要素11の第1の移動である。

輸送要素11の経路は、投用量12が分配される分配ゾーンにおいて、分配装置2の出口開口部の下を通過する。

輸送要素11が分配装置2の出口開口部よりも下にあるときに、分配ゾーンの上流側では、収集構成Pになるように、各輸送要素11が対応する軸Hを中心に回転する。この構成では、輸送要素11は連続構造7と相互作用し、そこから投用量12が切断要素17によって分離される。切断要素17は、投用量12を、特に出口開口部の直下で切断する。投用量12は、輸送面16に面する投用量12の表面に平行にまたはほぼ平行に配置される輸送面16上に載置される。

収集構成Pでは、輸送面16が、投用量12の中間層18に平行にまたはほぼ平行にさらに配置される。

輸送面16は、輸送面16に面する投用量12の表面よりも大きな面積を有する。

投用量12は輸送要素11によって収集され、一方、投用量12は第1の向きを有し、第1の向きは図示例では実質的に垂直である。投用量12は、著しい変形を受けることなく輸送面16に接着する。中間層18も実質的に変形されないままである。

輸送要素11は、粘性のために、また、必要に応じて、輸送面16に接して投用量を保持する輸送要素11の吸引手段のために、輸送面16に付着したままである投用量12をそれと共に輸送する間、分配装置2から離れるように移動する。

同時に、輸送要素11はそれぞれの軸Hの周りを回転し続け、それによって、投用量12を解放構成Rの第2の向きに移動させるまで、投用量12の向きを変更する。これが輸送要素11の第2の移動である。解放構成Rでは、輸送要素11の輸送面16が、輸送面16に付着している投用量12のように、下向きであり、特に水平に向けられている。

収集構成Pから解放構成Rに移行する間、投用量12は、したがって、第1の向きから第2の向きに回転される。

輸送要素11の経路は少なくとも1つの点で型9の経路と重なり、この点で、投用量12は、輸送要素11から雄型要素20上に解放される。

この時点で、輸送要素11は、解放構成Rにあり、さらに、開位置P1にある雄型要素20と雌型要素21との間に介在している。

ここで、輸送要素11は、それが輸送している投用量12を解放する。投用量12は雄型要素20上に、特に、雄型要素20の頂部を画定する静止ゾーン24上に堆積される。このことは、送風手段の助けを借りて、又は投用量12上でそれを輸送面16から取り外すように作用する機械的要素の助けを借りて起こり得る。

投用量12が第2の向き(解放構成Rに対応する)にあるとき、静止ゾーン24は水平であり、すなわち、静止ゾーン24に面する投用量12の表面に平行であることに留意されたい。輸送要素11が解放構成Rにあるとき、雄型要素20の静止ゾーン24はさらに輸送要素11の輸送面16と平行である。

したがって、投用量が輸送要素11から雄型要素10へと通過するときに生じる投用量12の変形は、最小限に抑えられる。

さらに、輸送要素11が解放構成R(投用量12の第2の向きに対応する)にあるとき、投用量12と雄型要素20の静止ゾーン24との間の距離は、最小でありまたはゼロでさえある。したがって、輸送要素11は、輸送要素11からの投用量12の自由落下がなくても、すなわち、制御されない落下がなくても、投用量12を静止ゾーン24上に置くように構成される。輸送要素11は、投用量12が雄型要素20上を通過するまで、投用量12の位置を制御することを可能にする。これはまた、静止ゾーン24上の投用量12の正確な位置決めに悪影響を及ぼすことがある、投用量12の望ましくない変形を回避することを可能にする。

投用量12は、その直方体状のために、静止ゾーン24上に正確に配置することができる。図5により明確に示されるように(しかし、これは先の図にも適用可能である)、投用量12は、雄型要素20の静止ゾーン24上に載るように意図される下面30を含む、複数の平坦面によって画定される。下面30が平坦形状であることにより、投用量12は、丸みを帯びた形状を有する投用量の場合に比べて、静止ゾーン24上により安定して載置されることが可能になる。

投用量12の安定性は、図示された例のように、投用量12がその横方向寸法L1およびL2よりも小さくさらにはかなり小さい厚さSを有するときに、増大される。これにより、投用量12が雄型要素20上に静止しているときに、投用量12の重心の位置を下げることが可能になる。

上記の結果として、多くの場合、投用量12を雄型要素20上に正確に配置することが可能である。

より詳細には、投用量12は、その下面30が実質的に水平であるように、雄型要素20上に容易に配置され得る。

さらに、投用量12は、雄型要素20上に中心合わせされて容易に配置され得る。

従って、このことは、良好な品質の物体22を生成し、その内部に中央層18が均一に分布される。この点に関して、機器1によって得られた、コーヒーカプセルとして適合された物体22を示す図7および図8に言及する。

図7では、ブラックで示された中央層18の材料が、物体22の外面には現れないことに留意されたい。

図8は物体22の平面図を示し、上半分において、中央層18の材料の分布がブラックで強調されている。材料は物体22の上部フランジ31にも均一に分布されており、上部フランジ31はそれぞれの基部壁32に対向しており、これは中央層18の材料が物体22全体に均一に分布していることを確認することに留意されたい。

物体22の外観もまた、先行技術に対して改善される。

この点に関し、上述した機器1により、物体22を物体の外表面にスポットなく得ることができることが実験的に検証されている。

実際、鋳型に最初に接触する投用量の領域の急冷により起こり得るスポットは、物体22の内面上に形成され、したがって、その通常の使用中には見えない。

投用量12を第1の向きから第2の向きに回転させる輸送要素11と雌型要素21の下方に位置する雄型要素20との組合せが、投用量の変形(しわなど)を最小限に抑え、従来技術に対してはるかに応力の少ない方法で投用量を処理することを可能にするので、特に切断および輸送中に、投用量のあまり繊細でない取り扱いによるスポットは機器1による製品には存在しない。

投与量の処理の応力は、運搬要素11が分配装置2から型9へ投与量12を運搬する間に加熱されるならば、さらに少ない。この場合、驚くべきことに、物体22がポリプロピレン(PP)のような特に重要な材料で作られるときでさえも、物体22の外面にスポットが形成されないことが見出された。

雄型要素20上の投用量12の位置決めに関して機器1が得ることを可能にする精度はまた、投用量12の横方向寸法L1およびL2が最大化されることを可能にする。図5に示されるように(ただしこれは前述の図にも当てはまる)、これらの寸法は、物体22の底壁の寸法に対して、すなわち雄型要素20の上端部の横方向寸法に対して、わずかに小さく、等しくまたはより大きくできる。これにより、投用量12を形成するポリマー材料は静止ゾーン24から最も遠い形成チャンバのゾーンにもっと迅速に到達することができるので、鋳型9の充填を最適化することが可能になる。

反対に、従来技術による機器では、投用量の横方向寸法が成形物体の底壁の寸法に近すぎる場合、投用量は(図16の場合のように)傾斜して配置されるおそれがあり、その結果、(図17および18に示されるように)成形物体内のバリア材料の非対称な分布が生じる。このため、従来技術による機器では、物体の底壁の寸法よりもはるかに小さい横方向寸法を有する投用量を使用することがしばしば必要であり、これはいずれの場合にも、図10〜12を参照して上述したように、層の不正確な分布による欠点を伴う。

図5および図6に示す実施形態では、雄型要素20上の投用量12の位置をチェックするための制御装置特にビデオカメラを備えることができる視覚システム33が提供される。

視覚システム33は、型9がまだ開いているときに、すなわち、雄型要素20がまだ雌型要素21から離れており投用量12がまだ変形していないときに、投用量12の位置を検査することを可能にする。この目的のために、視覚システム33は、後者が依然として開いている鋳型9の経路のある点に位置決めされてもよい。

視覚システム33は投用量12が雄型要素20上の中心位置で解放されたかどうか、すなわち、例えばその底面30に垂直な投用量の軸が、雄型要素20の長手方向軸に対して同軸であるかどうかをチェックするように構成される。

上記に加えて、または上記に代えて、視覚システム33は、投用量12が輸送要素11によって解放された後に傾斜して特に水平ではなく、雄型要素20上に配置されたかどうか、すなわち、その底面30が静止ゾーン24に平行であるかどうかをチェックするように構成される。

これらの条件の一方または両方が満たされない場合、制御デバイスは投用量12の不正確な位置決め条件に関して機器1を監督する操作者に通知するために、アラームを発生するように構成され得る。アラームの発生に加えて、制御デバイスは機器1を停止するように、または不正確に位置決めされた投用量12から始めて形成された物体22を拒絶するように構成されてもよい。

図5は投用量12が雄型要素20上に正しく位置決めされ、一方、図6の場合には投与量12が静止ゾーン24上に偏心して傾斜した状態で位置決めされる状況を示す。

視覚システム33は、型9がまだ開いているときに、投用量12の位置を容易にチェックすることができることに留意されたい、というのは開位置P1においてまたは開位置P1に近い位置において、雄型要素20上に堆積された投用量12の視認性は、雌型要素21に含まれる成形キャビティの壁によって妨げられないからである。これらの壁は、依然として遠く離れており、より具体的には、投用量12よりも高いレベルにある。

他方、先行技術で生じるように、投用量が雌型要素の成形キャビティの内側に堆積されていた場合、成形キャビティの側壁は、任意の視覚システムによる、キャビティの底部に配置された投用量の観察を妨げていたであろう。

Claims (13)

1. 少なくとも１つのポリマー材料を分配する分配装置（２）と、
   前記分配装置（２）が分配する前記ポリマー材料から、ポリマー材料の投用量（１２）を切断する切断要素（１７）と、
   前記投用量（１２）を輸送する輸送要素（１１）と、
   雄型要素（２０）及び前記雄型要素（２０）の上に位置付けられる雌型要素（２１）を含む型（９）と、
   を備える機器であり、
   前記輸送要素（１１）は、前記投用量（１２）を前記型（９）に運ぶために、前記分配装置（２）から前記型（９）に向かう経路に沿って移動することによって第１の移動を行うように構成され、
   前記輸送要素（１１）は、前記第１の移動に加えて、前記投用量（１２）を、前記輸送要素（１１）が前記投用量（１２）を受ける第１の向きから、前記輸送要素（１１）が前記投用量（１２）を前記雄型要素（２０）に解放する第２の向きに回転させるために、軸線（Ｈ）周りに回転することによって第２の移動を行うように構成される、機器。
2. 前記分配装置（２）が直方体形状を有する投用量（１２）を分配するように構成され、
   前記雄型要素（２０）の上端部が、前記投用量（１２）の平坦な下面（３０）を静止状態で受けるように配置される実質的に平坦な静止ゾーン（２４）によって区画される、請求項１に記載の機器。
3. 前記輸送要素（１１）が、前記第２の向きに配置される前記投用量（１２）が前記雄型要素（２０）に送達される解放構成（Ｒ）に配置可能であり、
   前記輸送要素（１１）が、前記投用量（１２）に接触するように意図される輸送面（１６）によって区画され、
   前記輸送面（１６）が、平坦であり、前記解放構成（Ｒ）において、前記静止ゾーン（２４）に対して実質的に平行である、請求項２に記載の機器。
4. 前記輸送要素（１１）が、前記第２の向きに配置される前記投用量（１２）が前記雄型要素（２０）に送達される解放構成（Ｒ）に配置可能であり、
   前記輸送要素（１１）が、前記解放構成（Ｒ）において、前記投用量（１２）の前記輸送要素（１１）から前記雄型要素（２０）までの制御されていない落下を避けるように、前記投用量（１２）の厚さに実質的に等しい、前記静止ゾーン（２４）からの距離に配置される、請求項２に記載の機器。
5. 前記投用量（１２）が前記雄型要素（２０）の上端部にどのように静止するかを制御する視覚システム（３３）を更に備え、
   前記視覚システム（３３）は、前記型（９）が開位置（Ｐ１）に位置する間、前記型（９）を検査するように配置され、
   前記開位置（Ｐ１）において、前記雌型要素（２１）の形成キャビティ（２３）が前記投用量（１２）よりも高い高さに存在し、前記雌型要素（２１）が前記視覚システム（３３）による前記用量（１２）の可視性を妨げない、請求項１から４の何れか一項に記載の機器。
6. 前記視覚システム（３３）は、前記雄型要素（２０）の前記上端部に対する前記投用量（１２）のセンタリング及び／又は傾きを制御するように構成される、請求項５に記載の機器。
7. 前記分配装置（２）が共押出ヘッド（４）を備え、連続多層共押出構造（７）を分配し、
   前記連続多層共押出構造（７）から多層の前記用量（１２）を切断できる、請求項１から６の何れか一項に記載の機器。
8. 前記輸送要素（１１）が、前記分配装置（２）から前記型（９）に向かって輸送する間、前記用量（１２）を熱的に調整する熱調整手段を備える、請求項１から７の何れか一項に記載の機器。
9. 前記輸送要素（１１）は前記投用量（１２）の前記輸送要素（１１）からの取り外しを促進する取外手段を備え、前記投用量（１２）は前記雄型要素（２０）に落ちることができ、
   前記取外手段は、送風手段、機械的押圧部材又はこれらの組み合わせを含む群から選択される、請求項１から８の何れか一項に記載の機器。
10. 前記第２の移動の間に前記分配装置（２）が回転可能な前記軸線（Ｈ）が、横方向に配置され、好ましくは前記第１の移動の間に前記輸送要素（１１）の前記経路が少なくとも部分的にその周りに延びる更なる軸線（Ｚ）に対して垂直に配置される、請求項１から９の何れか一項に記載の機器。
11. 前記雌型要素（２１）の下に挿入できるともに前記投用量（１２）から形成される物体（２２）を静止状態で受ける表面を有する除去装置（２６）を更に備え、
    前記型（９）が開いているときに、前記物体（２２）は前記雌型要素（２１）から落ちる、請求項１から１０の何れか一項に記載の機器。
12. 前記除去装置（２６）が、中心本体（１３）の上に位置付けられるスターコンベアを備え、
    前記輸送要素（１１）は前記中心本体（１３）の周辺領域で支持される、請求項１１に記載の機器。
13. 前記雄型要素（２０）上で動作し、前記雄型要素（２０）を前記雌型要素（２１）に向かって移動させ、又は前記雄型要素（２０）を前記雌型要素（２１）から離す移動システムを更に備える、請求項１から１２の何れか一項に記載の機器。

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