JPH03183526A

JPH03183526A - 熱可塑性連続シート加工装置

Info

Publication number: JPH03183526A
Application number: JP2323381A
Authority: JP
Inventors: Werner H Mutti; ベルナール　ハンス　ムティ; Bruno Covelli; ブルノ　コベリ
Original assignee: Servichem AG
Current assignee: Servichem AG
Priority date: 1983-10-06
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1991-08-09
Also published as: EP0305714A2; US4778372A; CA1247320A; EP0146700B1; DE3481978D1; EP0305714A3; ATE52058T1; JPS60155426A; EP0146700A2; EP0146700A3

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】利用分野本発明は熱可塑性フィルム材料からなる連続シート（以
下テープともいう）の加工装置及び容器部分を製造する
ためにこの装置を使用する方法に関する。

従来技術この種の装置に関係して、特に好ましくない熱的特性を
有する材料を加工する場合には、加熱するとき及び成形
した部分を材料テープから押し抜くときに問題が生じる
。さらにこの種の、そしてまたその他の問題になる材料
の場合には、装置を通して材料テープを移送する問題も
あり、これは今日に至るまで満足な解決がなされていな
い。

問題点及び解決手段本発明は、上記の問題を解決することを目的としている
。

まず第一に材料テープの加熱については、特に積層フィ
ルム（以下箔ともいう）を加工する場合に、箔を迅速か
つ均一に必要な軟化状態にもっていくという課題がある
。その場合に、軟化点が異なる場合には、層のうちのど
れも自らにとって高過ぎる温度にさらしてはならない。

そうでないと成形されるものの質が損われることがある
からである。この場合に、特に箔の内側にある非金属の
遮断層が損傷を受ける。

従来知られている加熱方法及び装置のうち、熱気加熱、
放射加熱及び接触加熱について説明する。

熱気加熱は時間がかかりすぎ、それに応じて場所も必要
であり、熱効率は小さい。一方では、大面積の加熱を行
う場合に本質的に有効な放射加熱には、箔と放熱器との
間に部分的な空気対流が生じるので、箔の加熱が不均一
になるという欠点がある。放射加熱はさらに、加熱が箔
の放射吸収特性に関係するので、調節が困難であり、こ
の特性は箔の位置条件と表面特性が変化することによっ
て、強い影響を受ける。したがって箔内の温度プロアイ
ルを調整することは困難である。

そして、たとえばスイス特許公報第５９８９３３号によ
り、箔の接触加熱が知られている。この場合には、箔の
押出しに十分な温度に加熱しなければならない場合、特
に箔の表面は加熱面の温度を急激に吸収するが、その内
部は必要な軟化温度にまだ達してないので、箔の貼付き
という問題が出て来る。

驚くべきことには、加熱装置を接触加熱と放射加熱との
組み合わせとして形成することにより、前記の問題が解
決されることが明らかになった。

接触加熱を放射加熱の前のテープ移送装置に組み込むこ
とが好ましい。好ましい実施例においては、接触加熱に
上方及び下方の加熱板が設けられており、これらは装置
内で材料テープの上側または下側に取り付けることがで
きる。

接触加熱においては、箔にまず温度プロファイルを形成
し、この温度プロファイルは表面の両側から中心へ向か
って小さくなる。したがって積層箔の内側の敏感な遮断
層は、過熱から保護される。

加熱は、箔の表面温度が加熱板からの完全な分離を可能
にする点までしか行われない。その後、テープ面にわた
って均一な熱プロファイルを有する材料テープ部分は、
次に放射加熱によって成形に適した軟化状態へ移行し、
その場合に放射加熱によっては、大体のところ生じてい
る熱プロファイルが少し持ち上がる程度である。したが
って対流等の影響が現われるのは、より少なくなる。と
いうのは、従来の放射加熱に比較して放射の場に留まる
時間を短縮し、放射の場を縮少することができるからで
ある。

特に、この加熱装置は、ビニリデンクロライド・ビニル
クロライド・コポリマー〈サラン）製の内側の遮断層を
有するポリプロピレン積層箔を加工するのに用いられて
効果をあげている。というのは１．遮断層が外側の層よ
りも低い軟化ないし溶融温度を有するからである。しか
しこの加熱装置は、それのみに限定されるものではない
。

冒頭に述べたような、好ましくない熱特性を有する箔の
場合には、さらに成形後に、成形部分を寸法どおりに押
し抜くという問題が出て来る。これはまだあたたかい箔
は比較的寸法の安定性が悪く、特に冷却時に予測し難い
収縮が生じるからである。しかし、製造を遅らせる、材
料の安定化に要する静止時間を置かずに、寸法どおりの
押抜きを行うために、本発明によれば次のように構成さ
れている。すなわち、押抜き装置に予備分離部署とその
後段に接続した整合状に周囲を押し抜く部署とが設けら
れており、この場合に材料テープから成形された成形部
分は予備分１ｌｉ１を部署において少なくとも部分的に
相互に分離され、周囲押抜き部署において位置決め手段
へ挿入された後に、最終的に周囲を押し抜かれる。寸法
の正確さを必要としない予備分離によって、個々のもの
が相互に独立して位置決め手段へ挿入されることが可能
となるので、祠料テープにおけるあらゆる不均一な寸法
の収縮とは関係なく、独立した位置決めを行うことが可
能になる。そして、位置決めされたものは、位置決め手
段に合わせた押抜き刃を用いて、周囲の形状を正確にす
る。

さらに、材料テープを加工する場合に、加工装置全体を
通しで材料テープを移送するという問題がある。このこ
とは特に、加熱のときに箔が横方向へ延び、この延びが
たとえば箔の自重によって、放射加熱の領域で増大され
ることがあるという場合のことである。こうした状況に
おいて箔のたるみを防止し、あるいは減少させようとす
れば、部分的に移送にわずかな横方向成分を持たせるこ
とである。公知の移送装置は、材料テープの両側に配置
した締イ」けチェーンあるいは針付きチェーンを用いて
おり、これらはデープ長さの全体にわたって縁部分に食
い込んでいる。このようなチェーン部分を使用すると、
不均一な延びが生じるという欠点がある。したがって、
断続的に作業工程が行われる場合には、正確な段階の長
さを維持するのが困難であり、両側で送りが異なると、
箔のテープに予測できない刻角線の延びが生じることが
ある。チェーンは一面でしか回転することができないの
で、箔の部分的な漢延びを行わせることは困難である。

本発明になる移送装置は、この問題を次のように解決し
ている。すなわち、材料テープの両側に沿って、それぞ
れ共通の駆動機構に接続された駆動輪４設け、これら駆
動輪はそれぞれ付属の弾性支持された、あるいは固定さ
れたローラに支持されており、この場合に材料テープは
駆動輪とローラの間で挾持される。駆動輪の周囲に歯形
を設けることが好ましく、それぞれのローラは調節可能
な付勢によって、対応する駆動輪方向への力を与えられ
ており、この場合に駆動輪の噛合面は、与えられた付勢
力で駆動輪の少なくとも一部が材料テープに食い込んて
線分を形成するように接触寸法を形成されている。箔の
横延びが予想される領域では、駆動輪を移送方向に対し
て角度をもたせて配置することができる。この駆動方法
によって、断続的に駆動が行われる場合にも、１回の移
送の長さを正確に保つことができる。

実施例次に、添付図面を用いて、熱可塑性箔からなる材料テー
プを加工する装置の実施例について説明する。この実施
例には前述の加熱装置、押抜き装置及び移送装置が組み
合わせて設けられている。

しかし、この実施例及び後述の実施例の条件次第では、
前記装置のそれぞれを他の２つの装置を用いずに組み込
むことも可能である。

第１図及び第２図に示す装置には大体５つの連続する加
工部署ｉ〜５が設けられている。入口側（第１図及び第
２図中窓）には、公知の構造の材料ロールを支持するロ
ール支持装置（図示せず）が配置されている。これはた
とえば幅５６０ｍｍ、直径１２０ｍｍの材料ロールを支
持するために設：すられている。材料の移送は、装置に
よって断続的に行われるので、ロール支持装置の後には
補正場所が設けられており、ここでそれぞれＩ回の移送
分の材料テープが貯えられる。したがってロールの巻戻
し速度をほぼ一定に保つことができ、またフォトインク
ラブタを用いて巻戻し速度をそれぞれのロールの直径に
合わせることができる。次に、材料テープを側方の移送
装置５によって挟持し、断続的に移送する。第１の加工
部署では加熱された２枚の板１０．１１を有する接触加
熱１が行われ、この両川熱板の間に箔７を挾持すること
ができる。

これら加熱板の電気的加熱は、調整可能な目標値まで相
互に独立して調節することができる。両加熱板１０・１
１は、選択可能な押圧力で箔７を断続的に挟持し、かつ
再び解放する。このために、加熱板の少なくとも一方（
図においては上方の加熱板１０）に適当な油圧装置ある
いは空気圧装置が設けられている。加熱板の温度及び加
圧力は次のように、すなわち１回の移送が続く、たとえ
ば４秒の間にそれぞれの材料に必要な加熱が行われるよ
うに、調節される。内側に温度に敏感な遮断層を有する
積層箔の場合には、その値は箔内に所期の温度プロファ
イルが形成されるように調節される。

接触加熱においては、箔はほぼ全加工面積にわたって均
一に加熱されるが、しかしまだ軟化点には到らない。し
たがって箔が加熱板１０．１１に貼り付くことはない。

材料テープは接触加熱装置１を出た直後に、如の加工段
階の放射加熱装置２に達する。これは箔７の両側に配置
された中波放熱器２１からなり、これはケース２２内で
の空気の対流を減少させるために設けられている。

したがって用意された１回の移送の時間のうちに、箔の
軟化点までの残りの加熱が行われる。この領域で生じる
箔の横延び（これは自重が作用してさらに増大される〉
からたるみが生じることがあり、このたるみによって箔
と放熱器の間の距離が変化することがある。このたるみ
を吸収ないし減少させるために、２つの手段が設けられ
ている。

第１の手段は、少なくとも１つのともに移動する支持手
段を用いて、箔の中央部分を支持するものである。この
ために図示の装置の場合には、２本のともに移動するワ
イヤーロープ２３が設けられており、これは放射加熱の
前の方向転換ないし駆動ローラ２４を介して、下から箔
へ導かれ、この箔を支持して成形装置３に送る。さらに
、放射加熱の領域において移送装置によって、部分的な
横延びが生じるが、この詳細については後述する。以上
説明した２段階加熱は、特に積層箔にとって最適な加熱
を保証するものである。箔を接触加熱することで、迅速
かつエネルギーを節約して温度プロファイルの形成が行
われる間に、放射加熱によって安定的な被覆箔が内側の
（遮断）箔を損傷することなく、最終的に理想的な軟化
温度にされる。

詳細に言えば、この加熱はサラン（ビニリデンクロライ
ド・ビニルクロライド・コポリマー〉からなる遮断箔が
それぞれ接着手段を用いてポリプロピレンの外側箔と結
合されている積層箔を容器の一部に加工するのに適して
いることが明らかになっており、この場合に箔全体の厚
さは約９００周である。しかしまた、これについてはε
ＶＯＨのような他の遮蔽用ポリマーも考慮する必要があ
る。

成形は、後続の熱成形装置３で、公知の方法で行われる
。この装置は雄型法でも雌型法でも真空成形によって加
工することができるように形成されており、また、圧縮
空気成形を行うこともできる。そして押抜き装置は、直
接熱成形装置内に一緒にすることもできるし、あるいは
すでに説明した実施例の場合のように、後続の１つある
いは多数の作業段階で行うこともできる。型の開閉は、
エルボレバー（図示せず）によって行われる。

第１図に示す熱成形装置は、圧縮空気成形用に形成され
ている。空気流出溝３２を有する下方の雌型３１には、
シェル状の６個の容器部分を同時に成形するための凹部
３３が形成されている。凹部３３の間には、ワイヤロー
プ２３を収容する溝が設けられている。上方の板３４を
用いて、個々の凹部を気密に閉鎖する゛ことができ、そ
の後に圧縮空気を用いてシェルを形成する。

すてに述べたような温度的に難しい積層箔に関する上記
の実施例の場合には、押抜き装置は熱成形装置から分離
されており、それによって押し抜く前に箔を十分に冷却
することができるが、そうでない場合には、まだ軟かい
遮断箔が押抜き工具に貼り付いて、糸引きが生じてしま
う。この押抜き装置は、熱成形後の冷却時に箔が不規則
に収縮しても、それぞれの容器に関して外周面が限定さ
れ、等しくなるように、構成されている。このためには
、成形された容器の間の材料テープが次のように、すな
わちまだ材料テープで支えられているこれらの容器が相
互に独立して本来の周囲押抜き部署に位置決めされるこ
とができるように、部分的に間隔をあけておかれている
。さらに、第１図及び第２図に示す第１の実施例によれ
ば、予備押抜き部署４と、その後方の周囲押抜き部署５
とが設けられている。加工された箔がそれでよければ、
予備押抜き部署４を同時に最終的な周囲押抜きに用いる
こともできる。しかし箔の収縮が激しい場合には、これ
は単に個々の容器部分または材料テープ間の破断予定場
所４１の維持及び予備押抜きにしか用いられない。予備
押抜き部署は」ニガと下方の押抜き部分４２と４３とか
らなり、これら両者は材料テープから再び引き離すこと
ができる。加熱することのできる上方の押抜き部分４２
においては、予備押抜きを行おうとするのに応じて、刃
４４が挿入されており、この刃は下方の押抜き部分４３
の対応する面に作用する。予備押抜きの後に、破断予定
場所で材料テープにつながっている成形容器部分は、次
の作業段階である周囲押抜き部署５へ達する。その途中
で箔は冷却されているので、寸法の収縮が生じることも
ある。精確な周囲押抜きを行うために、容器部分をまず
破断パンチ５１を用いて材料テープ７から切り取り、同
時に下方の位置決め装置５２内へ押圧する。位置決めの
直後に、−上方の押抜き工具５３に設けられた刃５４に
よって、周囲押抜きが行われ、この刃５４は容器部分の
周囲に精確に対応している。次に容器部分を従来の方法
で上方に持ち上げ（図示せず）、堆積部署８に堆積する
。残りのテープ材料は出口側で巻き取る（図示せず）。

第６図〜第８図に示すものは第２の実施例であって、熱
成形装Ｍ３の後方に配置されたシェルの押抜き装置の変
形を示している。成形されたシェルを有する材料テープ
７は、まずシェルの長手方向の列の間に配置された切断
ローラ７０．７１によって個々のテープに分離され、個
々のテープのそれぞれが他のテープとは無関係に移送方
向に対して横方向に移動可能となり、次の周囲押抜き部
署５′での周囲押抜きのときにシェルの側方の位置決め
ができるようにされる。切断ローラ７０．７１は、分離
するときに幅狭の細片が材料テープから切り取られるよ
うな形状の凹凸がつけられている（第８図）。切断ロー
ラ７０．７１の後方には、ローラ７２が設けられており
、このローラ７２は材料テープの平面を軽く押圧してい
る。周囲押抜き部署５′でシェルの位置決めをする前に
、ローラ７２は持ち上げられる。それによって自由にな
った材料テープの長さは、シェルの位置決めをするとき
に十分な縦方向のゆとりを保証するのに十分である。周
囲押抜き部署５′は、第７図にあっては唯一のシェルに
ついてその断面を概略図示する。この周囲押抜き部署に
は、材料テープの下方に配置された位置決め及び排出部
７３と、その上方に配置された押抜き部７４と、完全に
押抜かれたシェルを収容するマガジン７５とが設けられ
ている。材料テープ７を移送するときには、位置決め排
出部７３と押抜き部７４はテープから離しておかれる。

押し抜くためには、まず位置決め・排出部７３が下から
ンエルヘ向けて持ち上げられ、このシェルは側方及び縦
方向に作用する自らの突起によって、対応する凹部７６
中に整合される。その後に、押抜き部７４を降下させる
ことにより、周囲押抜きが行われる。次に、押し抜かれ
たシェルが排出器７７によって押抜き部７４を通り抜け
て、上方にあるマガジン７５へと移動し、そこで下方か
らそれぞれのシェルの堆積に導かれ、この堆積は弾性の
ある突起７８によってマガジン内に保持されている。排
出器７７を引き戻した後に、作業工程が終了する。残っ
ているテープ材料は、ローラ７９に巻き取られる。熱成
形した成形部分は冷却されるときにその　寸法が変化す
るものであり、位置決めを行うことによってこの看過し
難い、望ましくない効果を排除することができるので、
上記の押抜き法は、その前にある加熱装置の構造とは関
係なく、熱成形された成形部分の精確な周囲押抜きを行
・うのに適している。

装置を通して材料テープを移送することは、第３図〜第
５図に詳細に示す装置６によって行われる。第２図に概
略図示するように、移送位置６は装置全体に沿って材料
テープの両側に延びており、材料テープの成形領域の外
側にある縁を挟持している。材料テープの幅がたとえば
５６０ｍｍで成形領域の最大幅が５２５ｍｍである場合
には、この実施例では両側に約１７＋ｎｍの縁が残る。

移送装置には、装置に沿って分配された駆動輪６１が設
けられておりその各々が対応するピンチローラ６２に支
えられている。材料テープ７は駆動輪とピンチローラの
間に挟持され、これについては第５図に最もよく示され
ている。それぞれのピンチローラ６２は調節可能な予圧
によって、対応する駆動輪６１に対して付勢されている
。第３図から明らかなように、このことはピンチローラ
６２を揺動レバー６３に懸架することによって行われて
おり、この揺動レバーは空気式のシリンダ・ピストン装
置６４によって付勢されている。移送抵抗を少なくする
ために、ピンチローラ６２にボールベアリングを設ける
ことが望ましい。駆動輪のくさび状に絞られている周面
には、箔に対する摩擦を大きくするために、細かい歯形
が形成されている。周面の噛合面はピンチローラ６２の
付勢に適合しているので、駆動輪の一部が材料テープへ
食い込んでおり、その分だけ線分噛合が形成される。こ
のことは、この装置では放射加熱２の領域におけるよう
に、横成分を有する移送を行わなければならない領域に
おいて特に、限定された移送方向を遠戚するために、重
要である。

さらに、駆動輪の噛合領域をくさび状に形成することに
よって、材料テープに横方向の力が生じるような加工工
程の間に、材料テープがすべり出すのを防止している。

駆動輪の駆動は２つの傘歯車６７を介してそれぞれ１本
の駆動軸６６によって固定的に行われる。固定的な駆動
により選択された１回の移送の長さを正確に保持するこ
とができ、はとんど整備を必要としない。移送装置は支
持部材６５内に固定されており、この支持部材は機械の
台架（図示せず）に固定されている。

たとえば、前記の装置の場合のように、望ましくないた
るみを補正するため、あるいはテープ材料の横延びのた
めに、部分的な横方向の移送成分を実現するために、支
持部材６５の必要な位置に継手６９を、そして駆動軸６
６には球状のリンクとして働く歯付クラッチ６８を設け
てもよい。以上説明して来た装置の場合には、このよう
な継手またはリンクは放射加熱装置２の前後に設けられ
ているので、この領域において駆動輪６２を移送方向に
対して角度を持たせて配置することができ、その結果そ
れに対応する横移送を行うことができる。前記移送装置
６は、いままで述べた装置部分との関連で用いられるだ
けでなく、−船釣に材料テープの移送に適しているとい
うことを、強調しておく。

しかし、図示の装置と組み合わせると、非常に正確な移
送長さを維持することができ、放射加熱の領域で生じる
たるみを補正することができるので、特に有利である。

すでに説明したように、ここで述べた熱可塑性箔の材料
テープから成形部分を形成する装置は、特に熱に敏感な
内側層を有する積層箔の加工に適している。この種の箔
は、たとえば厚さ９００ｐの積層であって、接着剤を用
いてサランの内側遮断層とポリプロピレン被覆箔とが結
合されている。

この種の比較的厚い積層箔は、遮断特性が良好なので食
料品容器を製造するのに適しているが、箔の熱的な特性
が難しかったので従来加工が困難であった。しかしこの
装置によって加工が完璧な方法でできるようになった。

このことは特に加熱及び押抜き装置を２段階に形成した
ことによるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は移送装置に沿って配置した本発明の装置の一部
断面概略側面図、第２図は第１図の装置の概略平面図、
第３図は材料テープ面における移送方向に対して横方向
の移送装置の部分説明図、第４図は第３図の装置のＩＶ
−ＩＶ線断面図、第５図は駆動装置の駆動軸に沿った概
略断面図、第６図は分離部署及び周囲押抜き部署の変形
を示す斜視図、第７図は第６図の周囲押抜き部署の概略
断面図、第８図は第６図の分離装置の詳細断面図である
。１・・・接触加熱装置、３・・・熱成形装置、５・・・周囲押抜き部署、７・・・材料テープ、２１・・・中波放熱器、２３・・・ワイヤロープ、２４・・・方向転換・駆動ローラ、３２・・・雌型、　　　　　　３２・・・空気流出溝、
２・・・放射加熱装置、４・・・予備押抜き部署、６・・・移送装置、１０．１１・・・加熱板、２２・・・ケース、３３・・・凹部、４２・・・」ニガの押抜き部、４４・・・刃、５２・・・位置決め装置、５４・・・刃、６２・・・ピンチローラ、６４・・・シリンダ・ピスト６５・・・支持部材、６７・・・傘歯車、６９・・・継手、７２・・・ローラ、７４・・・押抜き部、７６・・・凹部、７８・・・弾性突起、３４・・・上方の板、４３・・・下方の押抜き部、５１・・・破断パンチ、５３・・・押抜き工具、６１・・・駆動輪、６３・・・揺動レバーン装置、６６・・・駆動軸、６８・・・歯付クラッチ、７０．７１・・・切断口・−ラ、７３・・・位置決め・排出部、７５・・・マガジン、７７・・・排出器、７９・・・ローラ。

Claims

【特許請求の範囲】１、熱可塑性材料の連続シートをその変形温度範囲まで
加熱するための加熱装置と、その下流に接続され、材料
シートから成形部分を形成するための熱成形装置と、そ
の成形部分を材料シートから分離するための押抜き装置
とを有し、かつ加工装置全体を通して材料シートを移動
させるための材料シート移送装置を設けてある、熱可塑
性連続シート加工装置であって、押抜き装置は、材料シートを長手方向に切分ける切断装
置（７０、７１）と、その下流に接続されている位置決
め・周囲押抜き部署（５）とを有し、切断装置（７０、
７１）は、横方向に隣接する成形部分相互の間で、材料
シートを長手方向の区画に切分け、これによって横方向
に隣接する成形部分をその周囲に沿って押抜きする前に
、位置決め・周囲押抜き部署（５）の位置決め・排出部
（７３）の内部で、横方向に隣接する成形部分の横方向
の位置を相互に関係なく調節できるように設けられてい
ることを特徴とする、装置。２、切断装置は、１対の協働する切断ローラ（７０、７
１）を有し、その間に材料シートを通すように設けられ
ている、特許請求の範囲第１項記載の装置。３、切断ローラ（７０、７１）は、材料シートを少なく
とも３つの長手方向の区画に切分けできる形状を有する
、特許請求の範囲第２項記載の装置。４、位置決め装置の内部において、成形部分の長手方向
の位置を調節できるように、材料シートに過剰な長さを
形成する手段が、切断装置と位置決め・周囲押抜き部署
との間に設けられている、特許請求の範囲第１〜３項の
いずれかに記載の装置。