JPS62503086A - 配向し得るプラスチック材料のシ−トから成形した物体もしくは片を製造するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 配向し得るプラスチック材料のシートから成形した物体もしくは片を製造するた めの方法および装置 本発明は、プラスチックシートまたはフィルムから成形した片または物体を製造 するための方法および装置に関し、該プラスチック材料はある程度の結晶化度を 有し、それ故それを延伸または張力にかける時配向し得る。

本発明の範囲内において使用し得るプラスチック材料は、例えばポリプロピレン 二またはポリエチレンテレフタレートのようなポリエステルである。

本発明方法により、そして本発明による装置によって製造される片もしくは物体 は、カップ形状、同心状のひだを備えそして平坦な蛇腹を形成しているディスク の形状、または中心平面に関して盛り上がったおよび／または低くなった部分を 有する円形もしくは多角形物体の形状のような、種々の形状を持つことができる 。

熱硬化性プラスチック材料を金型中へ射出成形することによってそのような材料 からつくった物体を製造することは既知である。しかしながらこの方法は非常に 薄い壁を有する片もしくは物体を得るために使用することができない。何故なら ば、前記金型の壁が相互に接近している、とき時は、プラスチック材料を非常に 高い圧力で金型中へ射出することによってさえも、金型を充満させることが不可 能であるからである。従って射出成形は薄い壁の物体の製造には適当でない。そ のような薄い壁の片または物体の製造は、経済的理由のため、例えばこれら物体 もしくは片が使用後播てられる時、しばしば望ましい。

プラスチック成形片または物体を熱成形によって製造することも公知である。ポ リプロピレンのような、よく区切られた融点を有するプラスチック材料を使用す ることが望ましい時、熱成形法は該プラスチック材料が成形される温度の非常に 精密な制御を必要とし、そのため高価な設備が必要である。さらに、熱成形によ って製造された物体の表面温度の非常に小さい温度変動さえも、プラスチック材 料の流動性はそれへ加えられる温度に非常に依存するので、前記物体の厚みの重 要な変動を発生させる。薄い壁の成形物品または片が熱成形によって製造される 時、廃棄品すなわち欠陥物品のパーセンテージは、例えばシートまたはストリッ プの形のプラスチック材料が熱成形工程の間それへ服される、調製物を調節しそ して分布するための高価な設備を備えた熱成形装置を使用する時さえも、しばし ば重要である。

今や、純粋に機械的プロセスを使用し、非常に高スピードにおいてそして少しも 加熱することなく、非常に高品質の成形した片または物体を、例えば２００ない し３００ミクロンの厚みの非常に薄いプラスチックシートもしくはストリップか ら製造することができることが発見された。

本発明による機械的成形方法および装置により、室温において非常に薄い壁を有 する成形した物体または片を得ることが可能であり、この方法および装置によっ て必要とする投資は熱成形法が必要とするものよりも低く、そして結果は公知の 熱成形法によって得られる結果よりも一層再現性がある。これは本発明による方 法はプラスチツク材料の加熱を少しも必要とせず、そしてこの方法によって得ら れる結果は温度よりももっと容易に制御することが容易な機械的パラメータのみ に依存するという事実によるからである。これらパラメータは、中でも使用した ダイスの形状と、そして成形スピードである。

本発明によれば、ある程度の結晶化度を有するプラスチック材料のシートもしく はフィルムから、補完的輪郭を有する２個のダイスによって前記プラスチックシ ートもしくはフィルムの永久的局部変形によって成形した物体または片を製造す る方法は、以下のステップ： （１）該プラスチックシートを前記ダイスのめいめいを支持し、そしてそれらの 間に該プラスチックシートが配置される二つのプレートを合体プレスすることに より、前記シートの対向表面が、該シートの変形してはならない区域において前 記プレート間にしっかりとプレスされるように固定され、 （２）該プラスチックシートは、前記ダイスによって変形される該シートの区域 において、該プラスチックシートをその弾性限界をこえて延伸し、配向するよう に、前記ダイスの少なくとも一方をその支持プレートに関して動かすことにより 、固定したシートの変形すべき区域がその間に配置されたダイスを相互嵌入させ ることによって局部的に型押しされ、 （３）ダイスおよびそれを支持するプレートを相互から引き離し、（４）該プラ スチックシートの変形された区域または部分が押出される 各工程よりなる事実によって本質的に特徴化される。

この方法の一特徴によれば、前記プラスチックシートは、好ましくは連続したバ ンドであり、それはそのようなプラスチックバンドを放出するロールまたはリー ルよりなる供給源から段々に動かされる。

この方法の他の特徴によれば、一方のダイスを支持するプレートの一方は固定位 置に維持され、他方のダイスを支持する他方のプレートは第１のプレートに関し て可動であり、ダイスの少なくとも一方はばねの作用に抗してその支持プレート に関し可動である。

本発明による方法を実施するための装置は、プラスチック材料のシートまたはバ ンドを型押しするための装置を備え、この装置は第１のダイスが固定される第１ の可動プレートと、そして第１のプレートに対して平行であり、それへ第１のダ イスの輪郭と補完的な輪郭を有する第２のダイスが固定される第２の複合プレー トとを備え、前記複合プレートは第２のダイスがそれへ固定される固定ベース部 分とそして固定ベース部分によって弾性的に支持された可動部分とを備え、そし て各ダイスを支持するプレートを相互へ向がってそして相互から遠くへ動かすた めの手段を備えている事実によって本質的に特徴化される。

各ダイスは、好ましくは輪郭を持った側にプラスチックシートと接触するダイス の面内に開いている中央ボアを備え、ばねの作用に服されるコアが該ボア中にそ の中でストップによって制限された距離だけ動き得るように取り付けられる。

前記複合プレートは、好ましくはそれへダイスの一方が固定され、そして可動プ レートを弾性的に支持する第１の固定ベースプレートを備え、該可動プレートの 一面がプラスチックシートまたはバンドの一面との接触を意図する。前記可動プ レートは、該可動プレートへ固定された一端と、下方プレートのボア内において ばねの作用に抗してスライドし得る頭を備える他端を有するロンドによって、前 記第１のプレートへ接続される。これらのばねは、一方ではベースプレートに対 し、他方では可動プレートに対して圧接するらせんばねまたはベルビルディスク でよい。

全体として、本発明による装置は、プラスチック材料の連続バンドの供給源と、 その上を前記連続バンドが前方へ運動する支持テーブルと、該プラスチックバン ドを段々に前進させるための装置と、前記バンドから成形した片または物体を型 押し装置の下流で切断するための装置を備える。

本発明の他の特徴および詳細は、添付図面を参照した以下の詳細な説明において 明らかであろう。

第１図は、プラスチック材料のシートまたはバンドから成形した片または物体を 製造するための装置の概略側面図である。

第２図は、開位置にある型押し装置の断面図である。

第３図は、閉位置にある型押し装置の断面図である。

第４図は、第３図の矢印Ｘの方向で見た型押し装置の図である。

第５図および第６図は、本発明による方法によって製造された物体の一例をそれ ぞれ断面および平面で示す図である。

第７図は、型押し装置の出口において、そして物体がパンチングによってバンド から分離される前の、型押しによって物体がつくられたプラスチックバンドを示 す。

これら図面において、同じ参照番号に同じエレメントを指示する。

第１図に示した装置は、例えば７５ｍ、の幅と、２００ないし３００ミクロンの 厚みを有し得るポリプロピレンバンドのような、ある程度の結晶化度を有するプ ラスチック材料のバンドの供給源１を備える。該供給源はそれからプラスチック 材料のバンド２が巻き出されるリール１でよく、該リール１は回転するコアを有 し、その両端は公知の手段（図示せず）によって支持される。リール１から離れ るプラスチック材料のバンド２はシリンダー４上を通過し、その間で該バンドは 下向きのループを形成する。このループは大きい直径のリング５によって形成さ れ、該リングはその自重によってバンド上に適用され、そして二つの平行壁（図 示せず）の間に垂直位置に維持される。第２のシリンダー４上を通過した後、プ ラスチックバンドは型押し装置６を通過し、その後成形した片または物体が形成 されたバンドは、側方ガイドを備えることができる縦方向の支持テーブル７上へ 前進する。プラスチックバンド５７を段々に矢印Ｙの方向へ前進させるための装 置が設けられ、そのため前記バンド２は、以後説明するように、同心状プライの 複数を含むカップまたは物体とすることができる、物体を成形するために必要な 時間（４または５秒）の間型押し装置６内に静止状態に維持される。

パンチングまたは切断装置９は、成形した物体をプラスチックバンドから分離す るために使用され、これら物体はテーブル７の下に配置された容器１０に集めら れる。切断またはパンチングによってそれから物体が除去された場所に穴を備え たプラスチックバンド２は、第２の容器１１に集められる。

・容器１１中に集められる代わりに、穴あきバンドは間歇回転に服される巻取り 装置によって回転されるバンドまたはボビン上に巻取ることができ、この巻取り 装置はその場合装置８の代わりとなる。

第２および３図に示すように、型押し装置６は、本質的に矢印Ｚの方向に可動な 上部プレート１２を備える。このプレート１２は好ましくは長四角形状を有し、 そしてプラスチックバンド２を少し上進る幅を有する。この上方プレート１２は その周辺部分１４よりも小さい厚みを有する中央部分１３を有し、そのため前記 プレート１２中に下向きに開いた空胴が形成される。上方ダイス１５は上方プレ ートの中央部分１３へねじ１６によって除去自在に固定される。

上方ダイス１５は、プラスチックバンド２中に得ようとする物体へ与えるべき形 状に従って、円筒形または多角形（例えば正方形または長四角形）形状を持つと かできる。

第２および３図をに示した上方ダイス１５の具体例においては、該ダイスは中央 ボア１７を備えている。該ボアは下方部分１９より大きい直径を有する上方部分 １８を備え、このボア１７はこのため円形フランジ２０を持っている。このボア １７中にスライドする円筒形コア２１が配置される。このコア２１０機能は後で 説明されるであろう。このコア２１は、該コア２１の残余の部分もしくは幹２３ より大きい直径の頭２２を持っている。ばね２４が、一方では上方プレート１２ の中央部分１３に対し、他方ではコア２１の頭２１に対して当接し、そのためこ のコア２１は永久的に下方へ押し付けられ、このコアの下方への運動はばね２４ が完全に作動することを許容された時、コア２１の頭が当接する円形フランジ２ ｏによって制限される。

型押し装置の部分が離れている（この型押し装置の開位置）第２図によって詳し く示されているように、上方ダイス１５は該上方ダイスの輪郭を持ったもしくは 成形された部分を形成するように、くぼみ２６によって相互に分離された突起２ ５０列を備えている。

さらに、核型押し装置は上方プレート１２と平行であり、そして備えている。こ の下方複合プレート２７は固定プレート２９とそして上方プレート３０とを備え 、下方プレート２９の上方平面は上方プレート３０の下方平面に対して当接され る。ねじ３１　（例えば４本のねじ）がプレー）２９．３０を相互に対して固定 もしくは取り付ける。

下方ダイス３３はねじ３２によって上方プレート３０へ固定され、下方ダイス３ ３の上面は上方ダイスの下面の輪郭に補完的な輪郭を持っている。このことは、 下方ダイス３３の上面は（ぼみ３６と交番する突起３５を有し、それらの形状お よび装置は、上方ダイス１５および下方ダイス３３の相互嵌入が第３図に示すよ うに可能であることを意味する。

上方ダイス１５と同じ態様で、下方ダイス３３は上方部分３９より大きい直径を 有する下方部分３８を備えた中心ボア３７を備え、前記部分３８．３９の間にフ ランジ４ｏが設けられる。コア２１と協力するスライドする円筒形コア４１がボ ア３７内に配置される。

コア４１は前記コア４１の残部もしくは幹４３より大きい直径を有する頭４２を 有する。ばね４４は一方では上方プレート３ｏの周辺部４６の低い厚みの中央部 分４５に対して押し付けられ、そして他方ではコア４１の頭に対して押し付けら れ、前記頭をボア３７のフランジ４０に対して永久的に押し付ける。このためコ ア４１の上方へのスライドは円筒形ボア３７のフランジ４ｏによって制限される 。

下方複合プレート２７はまた、その中にねじ込まれた（４９）、そして型押し装 置６の下方固定部分２８を構成するプレート２９゜３０内に設けた同軸ボア５１ 中をスライドし得る円筒膨頭５０をめいめいが備えたロンド４８によって支承さ れた可動プレート４７を備える。複数のベルビルばね５２が各ロンド４８を囲み 、該ばね５２は一方では可動プレート４７０下面５３に押し付けられ、他方では 固定プレート３０の上面５４に対してて押し付けられる。外装されたベルビルば ね５２の代わりに、もちろんらせんばねを使用することができる。ロンド４８の ストロークはボア５１内に設けた円形（ぼみもしくはフランジ５５によって制限 され、該ボア５１は下方固定プレート２９の下面５７中に開いている大直径部分 ５６と、上方固定プレート３０の上面中に開いている前記ボア５１の他端を持っ ている。

第２図において、型押し装置は開位置、すなわちその上方プレート１２と上方ダ イス１５とが下方複合プレート２７とそして下方ダイス１５とから矢印Ｙの方向 へのプラスチックバンド２の間歇的前進運動の間離れている位置で図示されてい る。プラスチックバンド２がそれを段々に前進させる装置８によって停止される 度毎に、上方プレート１２は機械的装置（ピストンまたはカムのような）により 、またはニューマチフクもしは液圧装置（ジヤツキのような）によって下降され 、そのためプラスチックバンド２は、一方では上方プレート１２の下面５９、上 方ダイス１５の突起２５および上方コア２１の自由端６０と、他方では下方複合 プレート２７の可動プレート４７の上面６１と下方コア４１の自由端６２との間 にしっかりと押し付けられ、固定される。面５９．６０．６１．６２は好ましく は高い摩擦係数を有し、そのため型押し作業の間その間にプレスされたプラスチ ックバンド２のスライドを阻止する。これら面５９ないし６２は好ましくはステ ンレス鋼でつくられる。プラスチックバンド２がそのように型押し装置の二つの 部分間に押圧される時、上方プレート１２の下降運動が続き、そのため第３図に 示すように、上方ダイス１５の突起２５は下方ダイス３３のくぼみ３５に嵌入し 、下方ダイス３３の突起３５は上方ダイス１５のくぼみ２６内に嵌入する。ダイ ス１５および３３の突起およびくぼみのこの相互嵌入により、プラスチックバン ド２はこれら相互嵌入位置において永久変形を受け、そのためその中に同心円形 突起６４と交番する同心円形　。

みぞ６３が形成される。みぞ６３および突起６４の側壁６５はダイス１５および ３３の相互嵌入の間延伸され、そのため前記側壁６５の厚みは少し減少しく第５ 図に示すように）、前記延伸は該プラスチック材料の弾性限界をこえ、そのため 該材料は配向される。このような状況においては１．ポリプロピレンのような通 常透明な結晶性プラスチック材料が使用された時、第５ないし７図に一般に参照 番号６６で指定した成形物体の（ぼみ６３および突起６４の側壁は白（なり、一 方延伸されなかった前記物体の残部、すなわち６７゜６８．７０で指定した部分 はそれらの厚みを保ち、そして配向されない。

ダイス１５および３３の（ぼみおよび突起部分の相互嵌入の間、可動プレート４ ７はベルビルばね４７の作用に抗して下降され、そのため型押し装置６の完全に 閉じた位置においては、突起３５およびくぼみ３６を設けた下方ダイス３３の部 分は前記可動プレート４７の上面６１よりも高いレベルへ突出する（第３図を見 よ）ことに注目すべきである。

型押し作業が終了した時、ばね２４および４４の作用に抗してそれぞれのボアエ フおよび３７内に押し込められていたコア２１および４１は、上方ダイス１５お よび下方ダイス３３が相互から引き離それぞれのばね２３．４４によってそれぞ れのボア１７．３７の外へ向かって押し出され、型押しされた物体を押し出す、 このように、コア２１および４１は二つの機能を有し、一方ではそれらは物体６ ６の型押しの間それを固定化しそして中心法めするために使用され、他方では、 それらは型押し作業の後エジェクターとして働く。

コア２１および４１が成形物体を押し出すや否や、装置８はプラスチックバンド をその長さが成形物体の直径を少し上進る一段階だけ前進させる。その時新しい 成形片が次の型押し作業によって形成できる。型押し装置６の下流において、プ ラスチックバンド２は第７図に示すような外観を持ち、ステーション９において 切断作業によってそれから分離することができる成形物体の列を前記バンドが持 っている。

第５および６図に示した具体例においては、成形物体はジグザグ形に同心円形突 起と交番している同心円形みぞ６３を有する小さいディスクである。このディス クはその中央平面部分６８に圧力を加えることによって容易に変形することがで きる。この成形物体は、例えばプラスチック容器の底を形成することができ、そ して前記容器の側壁へその周縁６７によって溶接することができる。この容器自 体医薬品を収容しそして刺通し得るネックを持っているびんを収容することがで きる。ディスク６６の中央部分６８へ圧力を加える時、前記びんをそのネックが 鋭くとがった中空針もしくはロッドによって刺通されるように動かすことができ 、そのため医薬品を前記ボトルから前記針もしくはロッドがそれへ接続されてい る可撓性バッグのような容器へ移すことができる。１９８５年１月２３日のＰＣ Ｔ／ＢＥ特許出願嵐８５１０００１に記載されているこのシステムは、例えば薬 剤の静脈内または筋肉注射の目的のため、完全な無菌条件下で医薬品を液体担体 中に溶解もしくは分散することを許容する。

本発明による方法および装置は、第５ないし７図に示したちの以外の物体の製造 に使用できることは自明である。実際それらは、型押しによって配向および永久 に変形することができる薄いプラスチックシートへ、少なくとも１個の突起およ び／または一つのくぼみを備えた任意の形状を与えるために使用することができ る。

本発明の方法および装置において、型押し装置の部品は水平位置でなく、垂直位 置でもよい。この場合、型押しされるプラスチックバンドは、この型押し装置の 上流および下流において、またこの装置内において垂直経路を進む。

本発明による装置に含まれる型押し装置は、プラスチックバンドの幅または長さ 上にい（つかの片を−ステップの間に型押しすることを可能とするように、一対 のダイスより多くを備えることができる。

本発明による装置は、型押し作業により、第５および６図に示した物体とは異な る形状および配置を有する片を形成するために使用することができる。第３およ び４図に示したダイス１５および３３は、異なる物体を型押しすることを可能と するため、参照番号２５゜２６および３５．３６で指定したちの以外の輪郭を有 するダイスによって容易に取り替えできる。

本発明による方法および装置の使用は、配向し得るプラスチック材料の非常に薄 いフィルムまたはシートから、熟成形プロセスに必要とするよりも実質的に低い 投資をもって、欠陥のない成形片を得ることができることを示した。これらの片 は該片の正確な型押しを許容するように、非常に精密な同一距離に（コンスタン トな軸間距離Ａ−Ａ　；第７図を見よ）形成される。このように本発明による方 法および装置は、非常に速いペースで、熱成形プロセスによって得ることができ るよりも良い品質を持つ安価な物体の生産を許容する。

ＦＩＧ、　１ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、　３ 国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　、ＨＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰ ＯＲＴ　０ＮＵＳ−Ａ−３４４４５８９２０１０Ｓ／６９　Ｎｏｎｅ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．ある程度の結晶化度を有するプラスチック材料のシートまたはフィルムから 、補完的輪郭を有する二つのダイスによって前記プラスチックシートの永久的局 部変形によって成形した片または物体を製造するための方法であって、 前記プラスチックシートは、前記ダイスのそれぞれを支持しかつその間に前記シ ートの面がひろがる二つのプレートを相互に向かって動かし、そのため前記シー トの対向面が変形を意図しない部分において前記プレート間にしっかりとプレス されることによって固定され、 前記プラスチックシートは、前記ダイスの少なくとも一方をその支持プレートに 関して動かすことにより、固定された前記シートの変形すべき区域がその間に配 置された前記ダイスを相互嵌入させ、そのため前記ダイスによって変形される前 記シートの区域において前記プラスチックシートをその弾性限界をこえて延伸し 、配向することによって型押しされ、 前記ダイスおよびそれを支持するプレートが相互に引き離され、前記プラスチッ クシートの変形された区域または部分がダイスから押し出される 工程を含んでいる前記方法。
2. ２．切断作業によって前記プラスチックシートから成形した物体または片を分離 する付加工程を含んでいる第１項の方法。
3. ３．前記プラスチックシートは連続バンドであり、該バンドはそのようなプラス チックバンドを放出するロールもしくはリールよりなる供給源から段々に動かさ れる第１項の方法。
4. ４．前記ダイスを支持するプレートの相互へ向かっての、および相互から離れる 運動は、機械的、液圧またはニューマチック手段によって制御される第１項の方 法。
5. ５．前記ダイスの一方を支持する前記プレートの一方は固定位置に維持されるが 、他方のダイスを支持する他方のプレートは第１のプレートに関し可動である第 １項の方法。
6. ６．前記ダイスの少なくとも一方は、ばねの作用に抗して、前記プラスチックシ ートを支持するプレートに関し運動することが許容される第１項の方法。
7. ７．プラスチック材料のシートもしくはバンドを型押しするための装置を備え、 該装置は第１のダイスがそれへ固定された第１の可動プレートとそして第１のプ レートへ平行にして第１のダイスの輪郭に対し補完的な輪郭を有する第２のダイ スがそれへ固定された第２の複合プレートとを備え、前記複合プレートは前記第 ２のダイスが固定されたベース部分とそして該固定ベース部分によって弾性的に 支持された可動部分とを備え、前記ダイスを相互へ向かっておよび相互から離れ て動かすための手段を備えている、第１項ないし第６項のいずれかの方法を実施 するための装置。
8. ８．各ダイスはその輪郭側においてダイスのプラスチックシートと接触する面へ 開いた中央ボアを備え、ばねの作用に服するコアが前記ボア内でストップによっ て制限された距離を動くことができるように前記ボア内に取り付けられている第 ７項の装置。
9. ９．交換し得るダイスが前記プレートの各自へ固定されている第７項または第８ 項の装置。