TWI688481B - 薄膜之立體成形方法、薄膜成形體之製造方法及薄膜成形體 - Google Patents

薄膜之立體成形方法、薄膜成形體之製造方法及薄膜成形體 Download PDF

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Abstract

本發明係提供：能實現縮短加工時間與降低能量消耗，且現有設備不需要設計變更，便能輕易對內側薄膜部施行立體成形的薄膜之立體成形方法、薄膜成形體之製造方法及薄膜成形體。
本發明的薄膜之立體成形方法，係藉由針對具有第1層21、與具有卸除壓縮力後之復原相對較第1層小之性質的第2層22之至少1片內側薄膜部20，於2片外側薄膜部30之間，在對外側薄膜部30呈非固接狀態配置的薄膜重疊處50，利用冷作朝厚度方向施行壓縮成形，而在薄膜重疊處50使內側薄膜部20朝第2層22側突出。

Description

薄膜之立體成形方法、薄膜成形體之製造方法及薄膜成形體
本發明係關於薄膜之立體成形方法、薄膜成形體之製造方法及薄膜成形體。
自習知起，由薄膜所形成的袋等薄膜成形體，有施行使薄膜其中一部分朝薄膜表裏之其中一方向突出等立體成形，作為此種薄膜之立體成形方法，一般已知有如：利用熱作對薄膜施行沖壓成形而形成既定形狀的突出部之後，再將薄膜予以冷卻的方法(例如參照專利文獻1)。
再者，亦已知此種袋等薄膜成形體，在薄膜成形體底部與側部所形成的襠部(gusset部)等，係由重疊配置複數薄膜部而形成的薄膜重疊處(例如參照專利文獻2)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2010-76132號公報
[專利文獻2]日本專利特開2008-290737號公報
如專利文獻2所揭示的袋等薄膜成形體，構成薄膜重疊處的複數之薄膜部中，會有必須在位於內側的內側薄膜部上形成突出部的需求。
但是，如專利文獻1所記載般，當使用利用熱作施行的沖壓成形手法，而欲在內側薄膜部形成突出部時，若在外側薄膜部與內側薄膜部呈重疊配置狀態施行沖壓成形，則會因加工時的熱而導致外側薄膜部與內側薄膜部出現熱熔接，造成必須在外側薄膜部與內側薄膜部重疊配置前的狀態下，便於內側薄膜部形成突出部。
此情況，在形成薄膜成形體的現有設備途中，因為必須設有：為能在外側薄膜部與內側薄膜部重疊配置前的狀態下，於內側薄膜部形成突出部用的設備；以及使內側薄膜部冷卻的區間，因而造成現有設備產生必須追加大幅設計變更的問題。
再者，如專利文獻1所記載之利用熱作施行沖壓成形的手法，因為在利用熱作施行沖壓成形後需要冷卻時間，因而導致加工時間拉長，且因為需要加熱與冷卻，故而亦會有導致能量消耗變大等利用熱作施行沖壓成形手法本身的問題。
緣是，本發明為解決該等問題點，目的在於提供：能實現縮短 加工時間與降低能量消耗，且現有設備不需要設計變更，便能輕易對內側薄膜部施行立體成形的薄膜之立體成形方法、薄膜成形體之製造方法及薄膜成形體。
本發明的薄膜之立體成形方法，係藉由針對具有第1層、與具有卸除壓縮力後之復原相對較上述第1層小之性質之第2層的至少1片之內側薄膜部，於2片外側薄膜部之間，在對上述外側薄膜部呈非固接狀態配置的薄膜重疊處，利用冷作朝厚度方向施行壓縮成形，而在上述薄膜重疊處使上述內側薄膜部朝上述第2層側突出，便解決上述課題。
再者，本發明薄膜成形體之製造方法，係藉由具有第1層、與卸除壓縮力後之復原相對較上述第1層小之性質之第2層的至少1片之內側薄膜部，係在2片外側薄膜部間形成襠部的薄膜成形體之製造方法，其中，在上述襠部內的薄膜重疊處，對上述外側薄膜部朝厚度方向利用冷作施行壓縮成形，而在上述薄膜重疊處，使上述內側薄膜部朝上述第2層側突出，藉此便可解決上述課題。
再者，本發明的薄膜成形體，係具有：第1層、與卸除壓縮力後之復原相對較上述第1層更小之性質的第2層之至少1片之內側薄膜部，於2片外側薄膜部間形成襠部的薄膜成形體；其中，上述襠部內的內側薄膜部係在薄膜重疊處，設有朝上述第2層側突出的突出部；於上述外側薄膜部，僅形成厚度方向變形量較上述突出部在厚度方向之突出量小的立體加工痕；上述立體加工痕係在上述內側薄膜部與上述外側薄膜部重疊配置之狀態下，形成於上述內側薄膜部的上述突出部所對應位置之附近，藉此解決上述課題。
另外，本說明書中所謂「冷作」，係指涵蓋常溫(20℃±15℃)在內，較內側薄膜部與外側薄膜部構成材料的菲卡(Vicat)軟化溫度更低之溫度域。
再者，表示各薄膜部的各層「伸長」指標係有各種，例如：彈性模數、楊氏模數、降伏點伸長率(elongation at yield)、破壞伸長率。
再者，本說明書所使用之「內側薄膜部」一詞，係指將複數片薄膜部重疊並施行壓縮成形時，被配置於內側的薄膜部，並不僅侷限於在薄膜成形體狀態下，配置於內側的薄膜部。
再者，同樣地，本說明書所使用之「外側薄膜部」一詞，係指將複數片薄膜部重疊並施行壓縮成形時，被配置於外側的薄膜部，並不僅侷限於在薄膜成形體之狀態下，配置於外側的薄膜部。
根據本發明，藉由利用冷作在薄膜重疊處朝厚度方向施行壓縮成形，便可迴避利用熱作之沖壓成形施行立體加工時會發生的薄膜部間之熱熔接情形，同時，相較於利用熱作沖壓成形施行立體加工的情況下，不僅可實現縮短加工時間與降低能量消耗，且亦可達成以下所記載的效果。
即，本發明係藉由在外側薄膜部間依非固接狀態配置內側薄膜部的薄膜重疊處，利用冷作朝厚度方向施行壓縮成形，便可在外側薄膜部不會殘留立體加工痕、或在外側薄膜部僅殘留微小立體加工痕的狀態下，使內側薄膜部朝第2層側突出。藉此，在進行袋的製袋等之後，即便形成薄膜重疊處，仍可輕易對內側薄膜部施行立體 加工，所以現有設備的後段步驟只要設置對內側薄膜部施行立體加工的設備便可，現有設備並不需要追加設計變更。
此處，對具有第1層、與具有卸除壓縮力後之復原相對較第1層更小之性質之第2層的內側薄膜部，利用冷作朝厚度方向施行壓縮時所出現的突出現象，雖機制尚未明確，但可認為在卸除壓縮力後，在內側薄膜部的厚度復原時之行為中，卸除壓縮力後之復原相對大的第1層之復原較大，而卸除壓縮力後之復原相對小的第2層之復原僅些微而已，即因此要因所致。
再者，依如上述，利用冷作朝厚度方向施行壓縮成形時，在外側薄膜部不會殘留立體加工痕、或在外側薄膜部僅殘留微小立體加工痕的情況下，於內側薄膜部產生突出現象的原因，可認為利用壓縮工具從外側薄膜部之外側，對薄膜重疊處施行壓縮成形時，因薄膜部間的摩擦較外側薄膜部與壓縮工具間之摩擦小，導致相較於外側薄膜部，內側薄膜部朝薄膜平面方向的伸長較大，在厚度方向上受較大壓縮的緣故所致。
10‧‧‧袋(薄膜成形體)
20‧‧‧內側薄膜部
21‧‧‧第1層
22‧‧‧第2層
23‧‧‧突出部
24‧‧‧返折部
25‧‧‧返折線
30‧‧‧外側薄膜部
31‧‧‧第1層
32‧‧‧第2層
33‧‧‧突出部23之對應位置
40‧‧‧襠部
50‧‧‧薄膜重疊處
60‧‧‧壓縮工具
70‧‧‧熱接著部
圖1係本發明一實施形態的袋之平面圖。
圖2係圖1中的A-A線位置朝厚度方向切剖的剖視圖。
圖3係薄膜之立體成形方法之一例的剖視圖。
圖4係在內側薄膜部形成突出部的袋之照片。
圖5係為確認適當的壓縮成形比例而施行之試驗的試驗結果。
圖6係薄膜重疊處的變化例剖視圖。
圖7(a)至(c)係襠部變化例的概略說明圖。
圖8(a)及(b)係襠部變化例的概略說明圖。
以下，針對本發明一實施形態的薄膜成形體之袋10，根據圖式進行說明。
首先，袋10係如圖1、圖4所示，藉由將材料的薄膜外緣施行熱熔接而形成袋狀，供收容例如清潔劑、洗髮精等內容液。
在袋10的底部，如圖1、圖2所示，於2片外側薄膜部30間配置2片內側薄膜部20而形成襠部(gusset部)40。
另外，本實施形態中，襠部40由圖4、圖7(a)中得知，2片內側薄膜部20由上端連繫形成返折部24。又，各外側薄膜部30在下側(底部側)的熱接著部70處，藉由將內側薄膜部20的第1層21與外側薄膜部30的第1層31施行熱熔接，而部分性熱熔接於對向的內側薄膜部20。
各內側薄膜部20係如圖2所示，使第1層21、與具有卸除壓縮力後之復原相對較第1層21更小之性質的第2層22進行積層貼合而形成積層薄膜。
2片內側薄膜部20係如圖2、圖3所示，在施行壓縮成形或將袋10折疊時，依第2層22彼此間呈相對向之狀態配置。
各內側薄膜部20，如圖2所示，在由各薄膜部20、30相互依非固接狀態配置的襠部40內之薄膜重疊處50中，設有從第1層21側朝第2層22側突出的突出部23。
本實施形態中，突出部23係如圖4所示，在相對於內側薄膜部20的返折部24之返折線25的交叉方向(本實施形態為垂直方向)上，呈複數之線狀形成。又，突出部23係形成於當襠部40折疊時，位於內側薄膜部20相互重疊位置處。此現象係因成形突出部23的方法所造成，而突出部23的形成方法則容後說明。
另外，突出部23的具體形狀，並不僅侷限於上述之線狀，又相關突出部23的數量係只要達1個以上便可。
該等突出部23係在打開襠部40時，具有在打開襠部40狀態下支撐著襠部40的機能，俾能維持襠部40的打開狀態。特別係本實施形態的自立袋，若維持襠部40的開啟狀態，在內容物填充前已膨脹的袋10狀態便不易復原，所以可提升袋10的開口性、以及維持開口狀態。該等線狀突出部23係在襠部40打開之狀態下，朝底部側(外側)突出。
外側薄膜部30係如圖2所示，使第1層31、與具有卸除壓縮力後之復原相對較第1層31更小之性質的第2層32積層貼合形成積層薄膜。
各外側薄膜部30係如圖2所示，第2層32配置為位於較第1層31更靠袋10外側。
袋10在製袋時，除袋10的底部以外(上部、側部)，均由表裏的外側薄膜部30之第1層31彼此間進行熱熔接。
各薄膜部20、30的第1層21、31之具體材料，係可使用例如：低-、中-、高-密度聚乙烯(PE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、線性超低密度聚乙烯(LULDPE)、同排聚丙烯(PP)、丙烯-乙烯共聚合體、 乙烯-醋酸乙烯酯共聚合體、乙烯-丙烯酸共聚合體、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚合體、離子交聯烯烴共聚合體(離子聚合物)、經利用乙烯系不飽和羧酸及其酸酐進行接枝改質的烯烴樹脂等改質烯烴系樹脂等等。
再者，各薄膜部20、30的第2層22、32之具體材料，頗適於使用延伸薄膜，較佳係可使用例如：尼龍薄膜等聚醯胺薄膜；聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜等聚酯薄膜等等。
各薄膜部20、30的第1層21、31係厚度設定為18~200μm左右，各薄膜部20、30的第2層22、32係厚度設定為10~40μm左右。形成第1層21、31較第2層22、32更厚1.8~20倍左右。
再者，各薄膜部20、30的總厚度(當各薄膜部20、30係具有除第1層21、31、第2層22、32以外的層時，便包含該其他層在內)，係形成30~300μm左右。
接著，針對本實施形態的薄膜之立體成形方法、及薄膜成形體之製造方法，說明如下。
首先，製作具有襠部40(薄膜重疊處50)的袋10。
其次，在由各薄膜部20、30相互依非固接狀態重疊配置的薄膜重疊處50，利用冷作朝厚度方向施行壓縮成形，具體係如圖3所示，利用在各外側薄膜部30的外側所配置之一對壓縮工具(模具)60，夾住在薄膜重疊處50所配置之合計4片的薄膜部20、30 並壓縮後，藉由鬆開壓縮狀態，便如圖2所示，使內側薄膜部20其中一部分朝第2層22側突出形成突出部23。藉此，突出部23便可成形於內側薄膜部20相互重疊的位置處。
另外，在外側薄膜部30上，利用上述壓縮成形，如圖4所示，不會殘留立體加工痕，或者即便有形成立體加工痕(未圖示)的情況，仍僅殘留微小的立體加工痕，即僅殘留厚度方向變形量較突出部23在厚度方向突出量小的立體加工痕。
上述立體加工痕係藉由利用壓縮工具60施行壓縮，使外側薄膜部30其中一部分朝厚度方向呈凹凸狀變形的部位，當在外側薄膜部30上有形成立體加工痕時，如圖2所示，在內側薄膜部20與外側薄膜部30重疊配置之狀態下，形成於內側薄膜部20的突出部23所對應位置33附近。
此處，利用冷作將對內側薄膜部20朝厚度方向壓縮時所出現的突出現象，雖機制尚未明確，但可認為在卸除壓縮力後，在內側薄膜部20的厚度復原時之行為中，卸除壓縮力後之復原相對大的第1層21之復原較大，而卸除壓縮力後之復原相對小的第2層22之復原僅些微而已，即因此要因所致。
再者，如上述，利用冷作朝厚度方向施行壓縮成形時，在外側薄膜部30不會殘留立體加工痕、或在外側薄膜部30僅殘留微小立體加工痕的情況下，於內側薄膜部20產生突出現象的原因，可認為利用壓縮工具60從外側薄膜部30外側，對薄膜重疊處50施行 壓縮成形時，因相較於外側薄膜部30與壓縮工具60間的摩擦之下，薄膜部間(內側薄膜部20與外側薄膜部30間、及內側薄膜部20間)的摩擦較小，導致內側薄膜部20較外側薄膜部30朝薄膜平面方向伸長、受到於厚度方向更大壓縮的緣故所致。
本實施形態係在2片外側薄膜部30間配置2片內側薄膜部20，但內側薄膜部20亦可配置1片或3片以上。此情況，3片以上的內側薄膜部20全部均在第2層22側形成突出部23。
另外，當在外側薄膜部30間配置2片以上內側薄膜部20的情況，較佳為將2片以上的內側薄膜部20中之至少2片，配置為使第2層22彼此間相對向之狀態。
再者，為能良好地形成突出部23，由圖5所示之試驗結果(單片薄膜時的試驗結果)得知，較佳為將厚度方向的內側薄膜部20之壓縮成形比例，設計為內側薄膜部20的厚度20%以上且65%以下。
再者，為能良好地形成突出部23，由圖5所示試驗結果(由薄膜3~6片(2片外側薄膜部30、其餘片數為內側薄膜部20構成)時的試驗結果)得知，厚度方向的內側薄膜部20與2片外側薄膜部30的壓縮成形比例，較佳為設計為內側薄膜部20與2片外側薄膜部30的總厚度20%以上且35%以下。
若壓縮成形比例設定過低，則內側薄膜部20不會形成突出部23，又若壓縮成形比例設定過高，則內側薄膜部20過度伸長，導致內側薄膜部20發生破裂等損傷。
另外，圖5所示試驗，係使用由尼龍薄膜15μm(第1層21、31)、PET12μm及LLDPE120μm(第2層22、32)積層形成的薄膜部20、30。
以上詳述本發明之實施形態，惟本發明並不僅侷限於上述實施形態，在不脫逸申請專利範圍所記載的本發明之前提下，可進行各種設計變更。
例如上述實施形態中，薄膜成形體係針對袋10進行說明，惟薄膜成形體的具體態樣並不僅侷限於袋10，只要其中一部分構成材料係使用薄膜便可，並無任何限制。
再者，上述實施形態中，針對利用冷作朝厚度方向施行壓縮成形的薄膜重疊處50，係設定於袋10的襠部40內進行說明，惟薄膜重疊處50的具體位置係在2片外側薄膜部30間非固接狀態配置至少1片內側薄膜部20之處之前提下，可為任意處。
再者，上述實施形態中，針對襠部40係形成於袋10的底部進行說明，惟襠部40的具體形成位置亦可為袋10的側邊等任意位置。
再者，上述實施形態中，如圖7(a)所示，襠部40係針對由內側薄膜部20的上端連繫並返折呈V狀，且各外側薄膜部30係由下側(底部側)熱接著於相對向的內側薄膜部20進行說明。然而，襠部40亦可由依形成W狀方式返折3次的內側薄膜部20，熱接著於外側薄膜部30間，亦可進行更多次的返折。又，不僅侷限於此，亦可由1片薄膜進行3次返折呈M狀，而由外側薄膜部30、與內側 薄膜部20形成襠部40；亦可由單片薄膜返折2次呈Z狀、由單片薄膜連續呈Z狀返折2次合計返折4次、由單片薄膜返折5次呈W狀夾置狀態、或返折更多次以上的外側薄膜部30，以及內側薄膜部20形成襠部40。
相關上述襠部40的變化例，如圖7(b)、圖7(c)、圖8(a)、圖8(b)所示。另外，圖7(a)~圖7(c)、圖8(a)、圖8(b)係概略圖示突出部23形成前的狀態之袋10。
再者，上述實施形態中，薄膜重疊處50係針對在外側薄膜部30間配置2片內側薄膜部20的情況進行說明，惟內側薄膜部20的片數係只要1片以上即可，例如圖6所示，亦可在2片外側薄膜部30間僅設置1片內側薄膜部20，並施行壓縮成形。
再者，上述實施形態中，內側薄膜部20係針對僅由第1層21與第2層22等2個層貼合形成的情況進行說明，惟在第1層21與第2層22間、或在第1層21、第2層22的外側，亦可設置其他層(由鋁等構成的金屬層、由其他延伸樹脂薄膜構成的層等)。
再者，上述實施形態中，突出部23係針對打開襠部40時具有支撐機能的情況進行說明，惟突出部23之形成目的係可為任意，例如亦可在利用文字、花紋及符號設計(character design)進行裝飾、點字加工及防滑等目的下形成突出部23。藉此，薄膜成形體可獲得截至目前所沒有的裝飾效果，且可擴大通用設計(universal design)的領域。
再者，上述實施形態中，相關外側薄膜部30亦與內側薄膜部20相同，針對由第1層31與第2層32構成的雙層構造形成之情況進行說明，惟相關外側薄膜部30的具體態樣係可為任意，例如圖6 所示，可為單層構造的薄膜，又相關外側薄膜部30的具體材料亦可為任意。
20‧‧‧內側薄膜部
21‧‧‧第1層
22‧‧‧第2層
23‧‧‧突出部
30‧‧‧外側薄膜部
31‧‧‧第1層
32‧‧‧第2層
33‧‧‧突出部23之對應位置
40‧‧‧襠部
50‧‧‧薄膜重疊處

Claims (7)

  1. 一種薄膜之立體成形方法，係藉由針對具有第1層、與具有卸除壓縮力後之復原相對較上述第1層小之性質的第2層之至少1片內側薄膜部，於2片外側薄膜部之間，在對上述外側薄膜部呈非固接狀態配置的薄膜重疊處，利用冷作朝厚度方向施行壓縮成形，而在上述薄膜重疊處使上述內側薄膜部朝上述第2層側突出。
  2. 如請求項1之薄膜之立體成形方法，其中，於上述厚度方向的上述內側薄膜部之壓縮成形比例，係上述內側薄膜部厚度的20%以上。
  3. 如請求項1之薄膜之立體成形方法，其中，於上述厚度方向上，上述內側薄膜部與上述2片外側薄膜部的壓縮成形比例，係上述內側薄膜部與上述2片外側薄膜部總厚度的20%以上。
  4. 一種薄膜成形體之製造方法，係藉由具有第1層、與具有卸除壓縮力後之復原相對較上述第1層小之性質的第2層之至少1片內側薄膜部，在2片外側薄膜部間形成襠部的薄膜成形體之製造方法；其中，在上述襠部內的薄膜重疊處，對上述外側薄膜部朝厚度方向利用冷作施行壓縮成形，而在上述薄膜重疊處，使上述內側薄膜部朝上述第2層側突出。
  5. 如請求項4之薄膜成形體之製造方法，其中，上述內側薄膜部係具備有2片以上，當施行壓縮成形時，在上述襠部，上述2片以上之內側薄膜部中之至少2片，係配置為上述第2層彼此間相對向。
  6. 一種薄膜成形體，係具有：第1層、與具有卸除壓縮力後之復原相對較上述第1層小之性質的第2層之至少1片內側薄膜部，於 2片外側薄膜部間形成襠部的薄膜成形體；其中，上述襠部內的內側薄膜部係在薄膜重疊處，設有朝上述第2層側突出的突出部；於上述外側薄膜部，僅形成厚度方向變形量較上述突出部在厚度方向之突出量小的立體加工痕；上述立體加工痕係在上述內側薄膜部與上述外側薄膜部重疊配置之狀態下，形成於上述內側薄膜部的上述突出部所對應位置之附近。
  7. 如請求項6之薄膜成形體，其中，上述內側薄膜部係具備有2片以上，在上述襠部，上述2片以上之內側薄膜部中之至少2片，係配置為上述第2層彼此間相對向。
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