JPH03193327A

JPH03193327A - フィルムの冷間深絞り方法及び装置

Info

Publication number: JPH03193327A
Application number: JP2254984A
Authority: JP
Inventors: Heinrich Eggert; ハインリッヒ　エッゲルト
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-09-26
Filing date: 1990-09-25
Publication date: 1991-08-23
Also published as: ZA907630B; IL95770A0; FI904680A0; CS276954B6; US5230910A; EP0420044A3; DD297599A5; HU906214D0; FI904680A7; CS9004632A2; CA2026092A1; EP0420044A2; HUT59869A; HU209260B; DE3932054C1; KR910005994A

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】本発明は、深絞り工程中に変形すべきフィルム部分のみ
を、深絞り工程の直前及び／又は深絞り工程中に加熱す
るけれども、深絞り工程中に変形させないフィルム部分
には加熱しないことを特徴とするフィルムの「冷間深絞
り」を行う方法及び装置に関する。

これ迄に知られている深絞り方法は、いわゆる深絞り装
置（すなわち熱成形機）において、プラスチックフィル
ムのようなフィルムを赤外線放射又はいわゆる接触加熱
により最初から加熱して、塑性状態にしておくという原
理に基づいて行われている。

これらのフィルムの塑性挙動（ｐｌａｓｔｉｃ　ｂｅｈ
ａｖ−ｉｏｒ）は、圧縮空気を用いた回転真空ローラ又
は特殊な変形工具（上下の変形プレート）及び該変形工
具と一体化されたオプションとしての予備延伸ダイを使
用して、可塑化されたプラスチックフィルムを所望の形
状に変形させるのに使用されている。

両方性共、プラスチックフィルムを加熱して塑性状態に
するには比較的多量の熱が必要である。

成形工具内で成る形状をなしている可塑化されたプラス
チックフィルムを安定した形状に保ち、かつ金型から取
り出すことができるようにするには、成形工具を、可塑
化されたプラスチックフィルムが固化する温度に維持し
て、この変形されたプラスチックフィルムが安定した形
状を保ち得るようにしなければならない。

上記工程に必要な熱エネルギは決して小さなものではな
い。また、フィルムを冷却して、変形されたフィルムの
形状を再度安定化させるには更にエネルギが必要になる
。

包装業界においては、これらの方法を用いて、非常に多
量のｐｖｃフィルム及び該ｐｖｃフィルムの複合材が加
工されている。しかしながら、これらのｐｖｃフィルム
、打ち抜かれた廃材及び空のパッケージは、有毒ではな
いにしても環境的に有害であり、容易に廃棄することは
できない。

フィルム製造業者は、環境的に受は入れることができか
つ使用に供した後は燃焼して、酸や有害ガスを全く形成
することなく水蒸気及び二酸化炭素を生成できるフィル
ムをポリプロピレン（ｐｐ）から製造することを開始し
たところである。

これらのポリプロピレンフィルムの欠点は、ｐｖｃフィ
ルムに比べ熱伝達性（１１６ａｊ　ｊｒａｎｓｍｉｓｓ
ｉｏｎ）が小さいことである。このことは、公知の方法
でこれらのフィルムを加工するのに、より多量のエネル
ギが必要になることを意味している。

同時に、このことは、変形工具を首尾良く冷却するのに
、より多量のエネルギが必要なことを意味している。

このことは、何年かに亘って上記方法でポリプロピレン
を加工している日本や米国の例において実証されている
。

ポリプロピレンフィルムの他の欠点は、既存の深絞り工
具又は深絞り装置（これらの深絞り工具又は装置は、そ
の大部分が、本来ｐｖｃフィルムを加工するものとして
設計されたものである）には、必要とされる加熱及び冷
却装置を収容できないため、ポリプロピレンフィルムの
変形には使用できないことである。また、これらの２種
類のプラスチックフィルムすなわちポリプロピレン及び
ｐｖｃフィルムの熱膨張係数又は収縮率は非常に異なっ
ているため、ｐｖｃフィルム加工用の既存の工具をポリ
プロピレンフィルムの加工に用いることは非常に困難で
ある。

西ドイツ国特許第３２０３３３６号には、カップ形容器
の一部に段が形成された上記形式の装置が開示されてい
る。この段は、超音波により作動される成形ダイによっ
て形成され、フィルムが鋭く丸められるようになってい
る。

本発明は上記方法から出発したものであり、その目的は
、エネルギ消費の非常に小さな−１極めてクリティカル
な材料であっても深絞り加工を行うことができ、従って
、歪みを生じさせる危険性がないように製品の形状を維
持できる深絞り加工を行うことにある。

上記問題を解決するため、本発明によれば、深絞り工程
中に変形すべきフィルム部分のみを、深絞り工程の直前
に、摩擦エレメントを用いて、熱量をメータリング（計
量）された方法で加熱するけれども、深絞り工程中に変
形させないフィルム部分は加熱しないように構成されて
いる。

従って、本発明の装置においては、フィルムの支持体が
、形成すべき前記ウェルすなわち凹部と関連するボアを
備えた深絞り金型（モールド）として構成されており、
摩擦エレメントが、フィルムの表面に対して垂直に延在
している長手方向軸線の回りで回転するように駆動され
る深絞りダイとして構成されている。従って、本発明の
方法によれば、外部から加熱エネルギが供給されること
はな（、摩擦による加熱エネルギがフィルム内及びフィ
ルム表面に発生されるに過ぎない。この摩擦による加熱
エネルギは、フィルムに対して相対移動する摩擦エレメ
ントを用いて、深絞り作業中に変形させるべきフィルム
の部分における作用領域（すなわち、軟化領域のみ）に
、直接、短時間発生される。従って、エネルギ消費は非
常に少なくて済む。

摩擦エレメントを正確にガイドできるため、フィルム材
料の分解限度等を超えることがないように、発生される
熱量を正確にメータリングすることができる。例えば、
包装平面内に多数のタブレット（錠剤）等を収納させた
い場合には、多数の摩擦エレメントを設けることができ
る。

本発明の方法及び装置は、主としてプラスチックフィル
ム（特にポリプロピレンフィルム）に適用することを意
図しているけれども、他の任意のフィルム材料、例えば
シート材料、アルミニウム又は貴金属にも適用すること
ができる。材料の熱伝達性が小さい場合には、一般に、
フィルムの変形すべき短時間加熱部分同士の間を冷却す
る必要はない。また、熱伝達性が大きい場合には、マス
散逸（ｍａｓｓ　ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ）が全体とし
て充分なものであり、変形すべきフィルム部分の領域に
積極的な冷却を行う必要はない。しかしながら、これら
の条件はフィルムの材料によって変化するため、使用さ
れる方法、特に、中間冷却の問題を意味する製造速度に
ついては、個々の特定の場合について別々に決定しなけ
ればならない。

本発明の特徴である低エネルギ消費は、直接外部から何
らのエネルギを供給することなくして変形すべきフィル
ム部分の短時間加熱を行なうことができ、必要な熱エネ
ルギはフィルム内又はフィルム表面に直接発生されると
いう事実により特別に達成される。

フィルムを軟化させる熱エネルギは、深絞り工程中に変
形すべきフィルム部分の直接作用領域に短時間発生され
る摩擦熱によって純粋に供給される。

明らかに、熱は、フィルムの外部から伝達されることは
なく、軟化すべき領域内に発生される。

このことは、軟化すべきフィルムの部分を、該フィルム
に対して相対移動する摩擦エレメントと直接接触させる
という事実により達成される。この目的のために深絞り
ダイか使用され、この深絞りダイば、フィルムにウェル
すなわち凹部を形成させるためのもので、少なくとも深
絞り工程中に回転されるようになっている。また、この
ように構成することによって、摩擦エレメントを正確に
ガイドすることができ、その結果、フィルム材料の分解
限度等を超えることがないように、必要とする熱量を正
確にメータリングすることができる。

本発明はまた、フィルムの「冷間深絞り」を行う装置、
特に、本発明の上記方法を実施するための装置であって
、深絞り工程中にフィルムを支持しかつ保持する金型と
、フィルム及び金型の表面に対して直角に移動できる変
形工具とを有している冷間深絞り装置に関するものでも
ある。本発明によれば、この冷間深絞り装置は、変形す
べきフィルム部分の領域内で、フィルムと接触するよう
に移動される少なくとも１つの摩擦エレメントを備えて
いる軟化装置が設けられている点に特徴がある０例えば
、多数のタブレットやキャンデイ等をパッケージの１つ
の平面内に収容したい場合には、上記のような摩擦エレ
メントを多数設けることができる。

以下、添付図面に関連して本発明の詳細な説明する。

図示の本発明による深絞り装置においては、冒頭に説明
した方法によりプラスチック変形する場合の基本的必須
条件である、熱放射すなわち一般的な放射エネルギによ
る熱又は接触加熱による熱は供給されない。

プラスチックフィルム４の変形には、冷却形の深絞り金
型（モールド）１が使用され、プラスチックフィルム４
は、各作動サイクルにおいて、プラスチックフィルムの
変形箇所におけるプラスチックフィルム内又はその表面
に短時間発生される摩擦熱によってのみ加熱される。

すなわち、軟化装置２６により、局部的な摩擦熱のみが
、フィルムの直接的に変形される部分に加えられる。

これは、熱伝達性の小さな材料で作られていて、熱が殆
ど外部に逃散しないように構成された回転深絞りダイ５
によって行われる。発生される摩擦熱は、ポリプロピレ
ンフィルムの場合には丁度充分なものであり、図示の形
状の深絞りダイ５を用いてプラスチックフィルム４を変
形させることができる。

これらの深絞りダイ５は、軸線２５の回りで回転するピ
ニオンシャフト１０に取り付けられている。また、共通
の駆動モータ６に連結されていて、該モータ６により、
通常、連続的に回転される。

変形すべきフィルム４は、大気温度で、深絞り金型１の
表面上にクランプされている。深絞り金型１はホルダ８
を有しており、該ホルダ８は、アキシャルベアリング２
１内でガイドされかつ戻しばね１２により冷却形深絞り
金型１上に保持されている。アッセンブリプレート１５
及び固定プレート９にはリフトユニット１６が連結され
ている。

該リフトユニット１６は、深絞り金型１をガイド支柱７
に沿って垂直上方に持ち上げ、これにより、挿入された
プラスチックフィルム４を、第１図に示すようにホルダ
８と深絞り金型１との間で確実に保持し、回転する深絞
りダイ５により変形できるようになっている。深絞り金
型１に設けられた冷却チャンネル２には水を通し、熱の
除去能力を改善している。この付加的な冷却を必要とす
るか否かは、作業条件及び使用するフィルム材料に従っ
て、個々の場合に応じて決定する。

局部的に加熱されたプラスチックフィルム４は、比較的
低速度で回転する深絞りダイ５の軸線方向圧力によって
金型ボア３内に押し込まれ、深絞り金型１に設けられた
冷却チャンネル２内を流れる冷却媒体の作用により、前
記金型ボア３内で瞬間的に硬化される。

深絞り金型１　（該深絞り金型１にはアキシャルベアリ
ング１４が設けられている）が下降された後、変形され
たプラスチックフィルム４は、第２図に示すように、戻
しばね１２の作用を受けたホルダ８によって、深絞り金
型１から引き剥がされる。

参照番号１１は下方の支持プレートを示し、参照番号１
９は上方の支持プレートを示す。両支持プレート１１．
１９の間において、ピニオンシャフト１０がベアリング
１３の中心においてガイドされる。これらのピニオンシ
ャフト１０は、円滑に調節できる駆動装置（駆動モータ
）６の駆動シナツト１８に取り付けられた駆動ピニオン
１７により、中心軸線の回りで駆動される。深絞りグイ
５は、ピニオンシャフト１０に対して着脱自在に取り付
けられていて、必要に応じて種々の形状のグイと取り換
えることができるようになっている。

ガイド支柱７には全工具ユニットが取り付けられていて
、ナツト２０により固定されている。

参照番号２２は、装置に外部熱を全く加えることなくし
て、フィルム４に第２図に示すように成形された深絞リ
ウェルすなわち凹部を示すものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、タブレット又はコーテッドタブレットを収納
するパッケージを製造する本発明の深絞り装置の一部を
断面した側面図であり、該深絞り装置が閉じられた状態
にあるところを示すものである。第２図は、第１図の深絞り装置が開放した状態にあると
ころを示すものである。１・・・深絞り金型、　　　２・・・冷却チャンネル、
３・・・金型ボア、４・・・プラスチックフィルム、５・・・深絞りグイ、　　　６・・・駆動モータ、７・
・・ガイド支柱、　　　　８・・・ホルダ、９・・・固
定プレート、　　　１０・・・ピニオンシャフト、１１
・・・下方の支持プレート、１２・・・戻しばね、　　　　１３・・・ベアリング、
１４・・・アキシャルベアリング、１５・・・アッセンブリプレート、１６・・・リフトユニット、１７・・・駆動ピニオン、
１８・・・駆動シャフト、１９・・・上方の支持プレート、２０・・・ナツト、２１・・・アキシャルベアリング、２２・・・深絞りウェル（凹部）、２６・・・軟化装置。図面の浄書（内容に変更なし）第１図第２図手続補正書（方式）３．２．−５平成　　年月日１、事件の表示平成２年特許願第２５４９８４号２、発明の名称フィルムの冷間深絞り方法及び装置３、補正をする者事件との関係

Claims

【特許請求の範囲】

（１）フィルムの変形すべき部分を軟化させる熱エネル
ギを、直接、フィルムの変形すべき部分上で、摩擦熱に
より短時間発生させることを特徴とするフィルムの冷間
深絞り方法。
（２）前記フィルムの軟化すべき部分を、該フィルムに
対して相対運動する摩擦エレメントと直接接触させるこ
とを特徴とする請求項１に記載の冷間深絞り方法。
（３）前記フィルムにウェルすなわち凹部を形成させる
べく設けられていて、摩擦エレメントとして作用する深
絞りダイを、少なくとも深絞り工程中に回転させること
を特徴とする請求項２に記載の冷間深絞り方法。
（４）請求項１に記載の方法に従って、深絞り工程中に
フィルムの変形すべき部分のみを摩擦により加熱して、
フィルムに少なくとも１つのウェルすなわち凹部を形成
する冷間深絞り装置であって、深絞り工程中にフィルム
を支持する支持体及びホルダと、フィルムの表面に対し
て直角に移動できる変形工具と、フィルムの加熱すべき
領域に当接する摩擦エレメントとを有している冷間深絞
り装置において、フィルムの前記支持体が、形成すべき
前記ウェルすなわち凹部（２２）と関連する金型ボアを
備えた深絞り金型（１）として構成されており、前記摩
擦エレメントが、フィルムの表面に対して垂直に延在し
ている長手方向軸線の回りで回転駆動される深絞りダイ
（５）として構成されていることを特徴とする冷間深絞
り装置。
（５）前記深絞りダイ（５）が、回転可能なシャフト（
１０）に対して着脱自在に取り付けられていることを特
徴とする請求項４に記載の冷間深絞り装置。
（６）前記深絞り金型（１）及び前記深絞りダイ（５）
のリフトユニット（１６）のストロークが、前記ウェル
すなわち凹部の深さに応じて調節可能であることを特徴
とする請求項４又は５に記載の冷間深絞り装置。
（７）前記深絞り金型（１）が、１つ以上の円筒状の金
型ボア（３）を備えていることを特徴とする請求項４〜
６のいずれか１項に記載の冷間深絞り装置。