JP5795801B2 - 平坦な製品で破断線を加工または生成する装置 - Google Patents

Description

本発明は、それ自体と対応工具との間で製品を加工する加工工具を有する、平坦な製品で破断線を加工または生成する装置に関する。

たとえば食品産業、化粧品産業、医薬品産業などでは、包装がしばしばラミネートでできている。ラミネートは、容器を製造するときに所望の形状にしなくてはならず、そのために特に加工もしなくてはならず、特に分断しなければならない。このような加工は、工具と工作物の保全のために、少ない摩耗で行われるのが望ましい。典型的なフィルム複合材料は、たとえばポリアミド（ＰＡ）、ポリエステル（ＰＥＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチロール（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などでできていてよい底面フィルムと、これに組み込まれて酸素、水、脂肪、紫外放射などの浸透を防ぐ遮蔽層とが組み合わされている。このような種類の遮蔽層は、たとえばエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）、熱可塑性樹脂、あるいはアルミニウム箔であってよい。フィルム複合材料は、たとえばＰＥＴ、ＰＰ、またはたとえばアルミニウム箔などの複合材料でできていてよいカバーフィルムをさらに備えているのが普通である。これ以外の材料にはアルミニウム、ラミネート紙、紙、板紙、繊維ウェブなどがある。

カップを溶接する方法が特許文献１から公知である。特許文献２および特許文献３は、容器に開口部を刻設する方法を示している。特許文献４は、工作物を断裁する装置を示している。特許文献５はソノトロードを開示している。

ドイツ特許第１０３５９０３６Ｂ４号明細書 ドイツ特許出願公開第３６０３６２７Ａ１号明細書 ドイツ実用新案出願公開第２０１１４８６０Ｕ１号明細書 ドイツ特許出願公開第１０２００８０１６９１６Ａ１号明細書 ドイツ実用新案出願公開第２９５０３１２２Ｕ１号明細書

本発明の課題は、冒頭に述べた種類の加工装置をさらに改良して、加工プロセスによって製品が好ましい特性を得るようにすることであり、摩耗なしに、または低減された力で加工プロセスを実施することができる。

この課題は、冒頭に述べた種類の装置を用いて、本発明により、加工工具が超音波ソノトロードによって支持され、加工工具は超音波ソノトロードとともに加工運動を行い、加工運動は平坦な製品の部分的な分断であることによって解決される。

本発明の装置により、たとえばダイやカッターのような加工工具の一次的な断裁運動が、別の運動で補足される。この別の運動は、加工工具が取り付けられている超音波ソノトロードによって生成される。このようにして、変形能力の高いラミネートも含めた製品を、確実なプロセスで断裁または打抜きすることができる。このことは、本発明の装置によって低減された力で行われる。主要な利点は、平坦な製品が、それが加工された領域で追加的に脆化されるという点にある。そうすれば、たとえば高度に柔軟なフィルムである平坦な製品を、それを変形させることによって、たとえば折り曲げることによって、加工された個所で簡単に分断することができる。従来式のやり方で加工されるフィルムでは、加工された個所も一緒に変形してしまい、脆弱になった個所は依然として柔軟で弾性的であるものの、破断はされない。このような種類の予定破断個所は破断されず、もしくは破断するのが困難である。本発明は、たとえばシリアル入りヨーグルト用の折畳み包装や、高度に柔軟でだらりと曲がりやすい透明フィルムのようなフィルムで好ましい用途を見出す。

加工工具の好ましい加工運動と見なされるのは直線運動である。超音波ソノトロードは振動性運動を行い、その方向は加工運動と平行に延びており、これに重ね合わされている。したがって本発明による装置は、超音波による切断方向での直線的な振動性の二次運動が重ね合わされた、直線の主運動を行う。このとき振動振幅は５μｍから２０μｍの範囲内で生成されて、切断エッジに伝達される。

切断エッジでの表面振動は、切断ゾーンでラミネートを軟化させる役目を果たし、分離裂け目が生じ始める前における材料の歪みを回避するのに役立つ。従来式の断裁でしばしば該当する、切断工具に粘着結合した後に生じる場合があるラミネートからの材料粒子の剥離（フィラメンテーション）を、それによって防止することができる。

本発明のその他の利点、構成要件、および具体的事項は、図面を参照しながら特別に好ましい実施例について詳細に説明する以下の説明から明らかとなる。このとき図面に示されている、ならびに図面の説明および特許請求の範囲の中で言及されている構成要件は、それぞれ単独で、または任意の組み合わせの形で、発明の要部となり得る。

図面には次のものが示されている：

開いた状態にある分離装置を示す縦断面図である。 閉じた状態にある分離装置を示す縦断面図である（せん断による切断）。

図面に示す縦断面図は、工具ホルダ１４に取り付けられ、キャリッジ１６によって垂直方向へ移動可能である対応工具１２（母型）を備える、全体として符号１０が付された加工装置を示している。対応工具１２には、下面に切れ刃２４を有する、抑え具２０で取り囲まれた加工工具１８が向かい合っている。切れ刃２４は、相互間隔をおいて位置する切断区域を有しており、これによってパーフォレーションの切れ目を製作可能である。切断区域の寸法は、それが１００分の数ｍｍの間隙間隔で、対応工具１２に設けられた切断輪郭２６へ入り込めるように選択されており、その様子は図２に示されている。このときキャリッジ１６の昇降運動に、加工工具１８の超音波運動が重ね合わされる。それにより、加工されるべき製品の材料（図示せず）が軟化し、それによって切断プロセスが大幅に促進される。さらには切断縁部が丸くなる。それぞれの切断区域の間には、加工されるべき製品にウェブが残る。

加工工具１８が連続する切れ刃２４を有しているが、これによって平坦な製品が厚みの一部にわたってのみ分断されるという選択肢もある。これら両方の態様では平坦な製品が加工領域で脆化し、その結果、加工個所を引き続いて変形によって容易に破断することができる。

対応工具１２は閉じた表面を備えるように施工されていてもよく、その結果、加工工具１８は押し潰しによる切断を行うことになる。この場合、キャリッジ１６の送り運動は、対応工具１２が加工工具１８に接触する前に終了する。

Claims (10)

1. それ自体と対応工具（１２）との間で製品を加工する加工工具（１８）を有する、平坦な製品で破断線を加工または生成する装置において、
   前記加工工具（１８）は超音波ソノトロード（２２）によって支持され、前記加工工具（１８）は前記超音波ソノトロード（２２）とともに加工運動を行い、前記加工運動は平坦な製品の部分的な分断であり、
   加工領域で前記平坦な製品は、脆化し、
   前記製品は、透明フィルムである
   ことを特徴とする装置。
2. 平坦な製品のパーフォレーション及び／又は打抜きの役目をすることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記加工工具（１８）の加工運動は直線運動であることを特徴とする、請求項１及び請求項２のうちいずれか１項に記載の装置。
4. 前記超音波ソノトロード（２２）は振動運動を行い、その方向は加工運動と平行に延びてこれに重ね合わされることを特徴とする、請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の装置。
5. 前記超音波ソノトロード（２２）の振動性運動は５μｍから２０μｍのストロークを有していることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. 最大２０％の力低減が実現されることを特徴とする、請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の装置。
7. 前記加工工具（１８）は平坦な製品が区域ごとに分断されて分離個所の間にウェブが残るパーフォレーションカッターであることを特徴とする、請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の装置。
8. 前記加工工具（１８）はウェブをその高さに関して低減させることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
9. 前記加工工具（１８）は切れ刃を有しており、平坦な製品をその高さに関して低減させることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記超音波ソノトロード（２２）はコンバータソノトロードであることを特徴とする、請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の装置。

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