成形設(shè)備和方法以及由此制造的物品的制作方法
【專利摘要】一種用于通過形塑可熱成形的片材(40)來制造物品(50)的方法，包括通過模具裝置(2)與成形裝置(3)的相互作用來形塑所述物品(50)，還包括在所述形塑之前通過碾壓沖頭裝置(5)來壓縮和碾壓所述片材(40)的第一部分(41)并且在所述形塑期間維持所述第一部分(41)被碾壓以縮減其厚度，并且將在所述第一部分(40)處構(gòu)成所述片材(40)的結(jié)構(gòu)的分子鏈定向，以便弱化所述結(jié)構(gòu)并使所述第一部分(41)被弱化，特別地使所述第一部分能夠易于穿孔、撕裂和碎裂。
【專利說明】成形設(shè)備和方法以及由此制造的物品

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及成形設(shè)備和方法，特別地，本發(fā)明涉及用于通過可熱成形片材的壓縮成形來制造物品的設(shè)備和方法。本發(fā)明還涉及一種通過所述的設(shè)備和方法而獲得的物品，特別是一種用于容器的蓋。

【背景技術(shù)】
[0002]與熱成形機器相關(guān)聯(lián)的已知成形設(shè)備通常包括鑄模，所述鑄模由模具和沖頭構(gòu)成。模具設(shè)有至少一個型腔，所述型腔構(gòu)造用于在成形步驟中接收片材且成形為具有待制造物品的外形。
[0003]沖頭相應(yīng)地以在型腔中壓縮片材這樣的方式成形并且與型腔配合以制造物品。特別地，在成形步驟中，沖頭能夠朝向模具運動并且與型腔接合從而使片材變形。片材被預(yù)先加熱至允許其塑性變形的軟化溫度，增加其塑性和可變形性。
[0004]模具中設(shè)有管道，在管道中流動的流體被設(shè)置用于一旦片材在型腔內(nèi)變形就冷卻片材，以便賦予所制物品適當?shù)臋C械特性。
[0005]成形設(shè)備可以包括容納元件即所謂的鐘形塞進器(bell)，其包圍沖頭并限定封閉的工作區(qū)域。更精確地，鐘形塞進器靠接片材并將其朝模具壓縮，界定所述工作區(qū)域，該工作區(qū)域基本與外界環(huán)境隔離，并且經(jīng)過壓縮和加熱的空氣能夠被引入其中以協(xié)助沖頭讓片材更好地附著至型腔的內(nèi)壁。
[0006]該成形設(shè)備通常與包括多個操作站的成形機器相關(guān)聯(lián)，利用適當?shù)耐七M裝置推進從卷筒展開的可熱成形的片材通過操作站。
[0007]操作站包括例如分別在設(shè)有成形設(shè)備的成形站的上游和下游的預(yù)熱站和冷卻站，片材在預(yù)熱站中被加熱至預(yù)置的軟化溫度，成形的物品在冷卻站中被冷卻和熱穩(wěn)定化以確保對機械應(yīng)力的適當耐抗性。
[0008]以上公開的利用已知熱成形設(shè)備制造的物品，與通過擠壓或注模成形工藝所獲得的物品相比，更容易制造并且更便宜。
[0009]片材的厚度以能夠確保所制成物品的適當耐抗性和堅韌性特征這樣的方式進行選擇。然而，由于一般使用的厚度以及片材一旦被熱成形并冷卻后的機械特性，因此某些動作對于前述材料來說難以執(zhí)行。特別地，一般而言難以進行穿孔或切口，除非采用具有極小厚度的片材，但此厚度不足以制造剛挺、耐抗和堅韌的物品。
[0010]在用以在自動飲料機器中制備飲料的器皿或容器的領(lǐng)域中，已知的需求是能夠輕易地對包含(可滲透、可溶解、灌注)產(chǎn)品的器皿進行穿孔，以使得經(jīng)過加壓的液體(通常是水)能夠與該產(chǎn)品混合并輸出獲得的飲料。特別地，該等器皿必須能夠通過飲料機器中的適當裝置和/或通過器皿與這種適當裝置之間的配合來進行穿孔。
[0011 ] 該器皿通常包括杯形容器，其上由蓋加以蓋合。
[0012]然而，通過熱成形工藝制成的器皿和蓋一般而言并非可穿孔的，原因是允許在其上鉆孔的片材的厚度將不足以在高溫下的加壓流體注入期間確保器皿的穩(wěn)定性和耐抗性。
[0013]為此，采用由鋁片或塑性膜片封閉的器皿，其可被輕易地穿孔和/或設(shè)置在底壁上設(shè)置孔(底部是在熱成形期間制成)，該孔也被鋁質(zhì)或塑性膜片封閉。
[0014]可選地，必須使用通過注模成型工藝制成的器皿和蓋，該工藝使得物品的某些部分能夠被制成為具有縮減的厚度以及例如使得能在這樣的物品上進行穿孔或切口的機械特性。然而，由于注模成型所采用的工藝和塑料，因此這樣的物品特別昂貴。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的一個目標是改善已知的通過形塑可熱成形的片材來制造物品的方法和設(shè)備。
[0016]另一個目標是提出一種方法和設(shè)備，使得形塑而成的物品具有高機械耐抗性和穩(wěn)固性的特征，同時設(shè)有易于穿孔的弱化部分。
[0017]還有另一個目標是提出一種方法和設(shè)備，使得形塑而成的物品設(shè)有弱化部分，該弱化部分具有精準的厚度值。
[0018]還有另一個目標是獲得一種構(gòu)造簡單的成形設(shè)備。
[0019]還有另一個目標是獲得一種成形方法和設(shè)備，使得物品的生產(chǎn)成本能夠降低。
[0020]在本發(fā)明的第一方面，提供一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造物品的方法。
[0021]在本發(fā)明的第二方面，提供一種根據(jù)權(quán)利要求8所述的物品。
[0022]在本發(fā)明的第三方面，提供一種根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備。
[0023]在本發(fā)明的第四方面，提供一種根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備。
[0024]在本發(fā)明的第五方面，提供一種根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備。
[0025]在本發(fā)明的第六方面，提供一種根據(jù)權(quán)利要求37所述的成形機器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]參照附圖能夠更好地理解和實施本發(fā)明，附圖通過非限制性示示出了出了本發(fā)明的一些實施例，在附圖中:
[0027]圖1是根據(jù)本發(fā)明的成形設(shè)備處于第一運作組態(tài)的示意性剖面圖；
[0028]圖2是圖1中的設(shè)備處于第二運作組態(tài)的示意性剖面圖；
[0029]圖3是圖1中的設(shè)備處于第三運作組態(tài)的示意性剖面圖；
[0030]圖4是圖3中的設(shè)備細節(jié)的局部放大視圖；
[0031]圖5是利用圖1中的成形設(shè)備制成的物品特別是蓋的平面圖，
[0032]圖6是根據(jù)圖5中的V1-VI線截取的剖面；
[0033]圖7是圖5中的蓋與容器相關(guān)聯(lián)的剖面圖，該容器也可以利用本發(fā)明的成形設(shè)備方案制成；
[0034]圖8是圖5中的物品的局部放大圖，其中示出了利用圓錐形尖端在該物品的一部分上制造出芽孔；
[0035]圖9是直方圖，示出了能夠通過本發(fā)明的方法和設(shè)備獲得的材料的厚度頻率分布；
[0036]圖10是根據(jù)本發(fā)明的成形設(shè)備的一種變型處于第三運作組態(tài)的示意性剖面圖。

【具體實施方式】
[0037]參照圖1至圖3，其中示出了成形設(shè)備1，用以通過可熱成形的片材40來壓縮-形塑圖4所示的物品50。
[0038]舉例而言，物品50包括如圖7所示的、可用于蓋合容器的蓋。
[0039]設(shè)備I可以與未示出的包括多個作業(yè)站的成形機器相關(guān)聯(lián)，其包括成形站，設(shè)備I以及位于該成形站之前和之后的其他作業(yè)站均與其相關(guān)聯(lián)。例如，成形站的上游處，可以設(shè)置片材40的加熱站以使片材40達到高溫，例如使片材40能夠在后續(xù)的成形站中被軟化并塑性變形。片材40被加熱至介于100°C與180°C之間、特別是介于140°C與165°C之間的溫度。
[0040]本發(fā)明的設(shè)備I包括設(shè)有型腔裝置4的模具裝置2以及與型腔裝置4配合以形塑物品50的成形裝置3。在圖示的實施例中，成形裝置包括沖頭裝置3。
[0041]模具裝置包括能夠沿運動方向B運動的模具2，該運動方向B基本與片材40以及片材在成形設(shè)備內(nèi)的推進方向A垂直。
[0042]型腔裝置包括至少一個型腔4，具有與物品50要形塑的形狀互補的形狀。沖頭裝置包括至少一個成形沖頭3，其具有以便于通過壓縮使物品50成形這樣的方式與型腔4互補的形狀。
[0043]設(shè)備I還設(shè)置有碾壓沖頭裝置5，包括至少一個碾壓沖頭，其與模具2相互作用并相互配合以在成形步驟之前壓縮片材40的第一部分41，以縮減并弱化其厚度、修改其材料結(jié)構(gòu)，正說明書中進一步詳細說明的那樣。為此，模具2包括靠接裝置6，適用于支撐片材的前述第一部分41并配合碾壓沖頭5以壓縮后者。靠接裝置6在特定情形下包括設(shè)置在型腔4內(nèi)部的隆脊。
[0044]碾壓沖頭5被維持冷卻，也就是說，維持在特別是介于15°C與40°C之間的溫度，例如局部地冷卻第一部分41而在第一部分41處獲得該片材40的一種基本處于非晶相的結(jié)構(gòu)。應(yīng)注意的是，碾壓沖頭5的溫度遠低于片材40的溫度，片材40被加熱至介于100°C與180°C之間，特別是介于140°C與165 °C之間的溫度。
[0045]碾壓沖頭5可以被對應(yīng)的冷卻裝置(未示出于圖中)冷卻，且包括內(nèi)部管道以供冷卻流體通過，或者包括具備高熱傳導(dǎo)性的材料。
[0046]碾壓沖頭5包括例如基本呈圓形形狀的端壁5a，其將片材40的第一部分41壓向?qū)?yīng)的靠接裝置6的靠接圍壁6a例如也具有圓形形狀的圍壁。端壁5a通過圓形的連接部分5c連接至側(cè)壁5b例如圓柱形側(cè)壁。
[0047]碾壓沖頭5的端壁5a的表面粗糙度低于0.4微米，特別地低于0.2微米。
[0048]模具2設(shè)置有管道8以供冷卻液體通過，該冷卻液體適用于冷卻型腔4的外表面和靠接裝置6的外表面。以此方式，成形期間附著至前述外表面的材料40得以被迅速地冷卻以獲得所需的機械特性。
[0049]靠接裝置6的經(jīng)過冷卻的外表面配合碾壓沖頭5運作，以局部地冷卻第一部分41，并制造出片材的非晶相結(jié)構(gòu)。
[0050]成形裝置3作用于片材40的鄰接第一部分41的第二部分42。特別地，參照示出于圖中的實施例，第二部分42環(huán)繞第一部分41并基本構(gòu)成物品50的主體。
[0051]該設(shè)備還包括容納裝置10，其中包括容納構(gòu)件即所謂的鐘形塞進器，設(shè)置用于將片材40壓向模具2的支撐壁7并在成形之前保持片材40。型腔4在支撐壁7上開口。
[0052]容納構(gòu)件10界定工作容積11，內(nèi)含沖頭3以及碾壓沖頭5。成形裝置還包括輸送裝置12，其在工作容積11內(nèi)部輸送加壓流體，該加壓流體設(shè)置用于使片材40附著至型腔4的壁面。
[0053]碾壓沖頭5固定至容納構(gòu)件10，固定的方式使得在模具2沿著運動方向B升起時，碾壓沖頭5靠接在片材40的第一部分41上并將第一部分41壓向靠接裝置6，并將前述的片材40向容納構(gòu)件10的壓縮板13壓縮。
[0054]特別地，碾壓沖頭5是以一種可調(diào)節(jié)的方式固定至容納構(gòu)件10，以改變第一部分41的厚度或碾壓量dl (圖4)。換言之，可以改變碾壓沖頭5的端壁5a相對于壓縮板13的靠接面13a的位置，這樣來確定第一部分41壓向靠接裝置6的靠接圍壁6a的碾壓程度是小一點還是大一點。
[0055]在未示出于圖中的該設(shè)備的一個實施例中，碾壓沖頭5相對于容納構(gòu)件10且獨立于沖頭3被可運動地設(shè)置。在該實施例中，沖頭3與碾壓沖頭5由各自且獨立的致動裝置驅(qū)動，致動裝置是已知的類型且并未示出在圖中。
[0056]成形設(shè)備I的操作和對應(yīng)的成形方法或工藝在第一步驟中提供沿著片材40的推進方向A的推進，片材在成形設(shè)備I的內(nèi)部已被預(yù)先加熱至足以使之軟化的溫度。成形設(shè)備I被配置成第一運作組態(tài)W1，其中模具2、容納構(gòu)件10以及沖頭3、5與片材40間隔開，以使得片材能夠滑動。
[0057]在第二步驟中，模具2沿著運動方向B運動，使得片材40被支撐壁7朝向容納構(gòu)件10的壓縮板13壓縮，且在設(shè)備I的第二運作組態(tài)W2中，片材40的第一部分41被壓縮與碾壓在靠接裝置6與碾壓沖頭5之間。
[0058]在此第二運作組態(tài)W2中，碾壓沖頭5與靠接裝置6之間的相對位置以及被后者施加在片材40的第一部分41上的力用以例如將其厚度縮減至期望值dl。
[0059]通過碾壓沖頭5與靠接裝置6施加的壓縮和碾壓效果不僅導(dǎo)致材料的局部厚度的降低，而且導(dǎo)致構(gòu)成塑性結(jié)構(gòu)的纖維或分子鏈的基本為徑向或表盤方向的取向。這種取向是由于碾壓沖頭5施加的壓力及其端壁5a的圓形形狀而造成的。
[0060]碾壓沖頭5的端壁5a的縮減表面粗糙度(粗糙度低于0.4微米，特別是低于0.2微米)也促進了塑性纖維的適當取向。此種表面處理同時也在壓縮和碾壓期間避免片材的表面層被損傷或破壞(例如，產(chǎn)生微裂縫或者微切口 )，這就確定了位于第一部分41處的材料的機械特性的變動。
[0061]由于碾壓沖頭5被維持在介于15°C與40°C之間的溫度下和/或靠接裝置6以及型腔4被冷卻液體冷卻，該冷卻液體在模具2的管道8中流動，因此當片材的第一部分41在碾壓沖頭5與靠接裝置6之間被壓縮與碾壓時，其也被冷卻。
[0062]正如所知，通常被用于熱成形的塑性聚合物材料(PP、PVC、PE、PET、PA、PS、PLAjg粉基生物可降解塑料、生物基聚合物材料例如從可再生資源獲取的PE和/或PP和/或PA，從微生物源取得的生物可降解資源例如PHA等是由長串分子鏈所構(gòu)成，其取向可以通過諸如層壓、壓擠以及類似的塑料工藝加以修改。在加熱至材料發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變的溫度(所謂的軟化溫度)之后，這些材料的結(jié)構(gòu)可以通過冷卻速度進一步進行修改。在聚丙烯(PP)的情況下，例如以高冷卻速度，在成形流程結(jié)束時，材料的結(jié)構(gòu)基本是處于非結(jié)晶階段，僅少許的部分是處于結(jié)晶階段。非晶相使材料具有塑性彈性和耐抗性。
[0063]以低冷卻速度，在成形流程結(jié)束時，材料的結(jié)構(gòu)大部分是處于非晶相，而處于結(jié)晶相的部分更加稀少。在此情況下，結(jié)晶相提供較少的彈性以及較大的易碎性。
[0064]根據(jù)特定的應(yīng)用，前述的片材塑料可以是單層或者多層的形式。
[0065] 申請人:所進行的實驗測試表明，由碾壓沖頭所施加的壓縮以及通過碾壓沖頭5和/或靠接裝置6確保的快速冷卻所得到的徑向取向使得得到的片材40的第一部分41能夠具有基本被弱化而能夠通過例如圓錐形尖端輕易地將其撕裂、穿孔或刺破的結(jié)構(gòu)。該快速冷卻，特別地實現(xiàn)了一種有彈性且不易碎裂的材料結(jié)構(gòu)，這是由于其可以實現(xiàn)穿孔且不會造成材料的顆粒、碎片、裂片的不合需要的分離。
[0066]圖8示出了在物品50上的穿孔效果，物品50的獲得是通過熱成形厚度為1.2毫米的聚丙烯片材，其中物品50的弱化部分51是通過碾壓沖頭5壓縮片材40的第一部分41而形成，其厚度被縮減至等于0.3至0.75毫米、特別是等于0.3至0.4毫米的數(shù)值dl。正如所指出的，通過圓錐形尖端生成的裂縫52具有基本沿徑向的模式，也就是說，取決于材料結(jié)構(gòu)的分子鏈的局部取向。
[0067]壓縮的效果清楚明了，考慮與第一部分41具有相同厚度(也就是0.3至0.75毫米)的片材，且未受過碾壓沖頭5的局部壓縮，這種片材極難穿孔，需要使用更高的壓縮力。
[0068]應(yīng)該指出的是，由于碾壓沖頭5的形狀-特別是端壁5a以及環(huán)形的連接部分5c的形狀-碾壓第一部分41并未損傷或者撕裂可能設(shè)置在多層片材40中的中間隔離層。該中間隔離層是已知的類型，例如EV0H。以這樣的方式，材料特別是隔離層的完整性在第一部分41處也得以確保。
[0069]在成形工藝的第三步驟(成形步驟)中，其中成形設(shè)備處于第三運作組態(tài)W3，成形裝置的沖頭3沿著運動方向B朝模具2運動，運動的方式使得其逐步將片材40壓縮至型腔4的內(nèi)部并形塑物品50，此時碾壓沖頭5保持將第一部分41向靠接裝置6壓縮和碾壓。特別地，沖頭3作用于片材40中鄰接并環(huán)繞第一部分41的第二部分42。
[0070]在壓縮結(jié)束時，或者在沖頭3被完全放低之前，經(jīng)過加壓的熱空氣可以被輸送至工作容積11的內(nèi)部，以輔助片材40附著至型腔4的內(nèi)壁。
[0071]應(yīng)該注意的是，在物品50的成形步驟(第三步驟)之前壓縮和碾壓材料片材40的第一部分41，并在此成形步驟期間維持此第一部分41的被壓縮和碾壓，這有助于高精準地獲得第一部分41中所要求的期望厚度dl。
[0072]實驗性測試表明能夠制造出第一部分41基本具有同一厚度dl的物品50，這都歸功于本發(fā)明的設(shè)備和方法。
[0073]圖9的直方圖示出了針對100件樣本所執(zhí)行的測試的結(jié)果，在樣本上完成將某一部分壓縮和碾壓至0.35毫米的標稱數(shù)值，片材具有1.2毫米的初始厚度。觀察到超過70%的件數(shù)在碾壓部分處具有介于0.34毫米到0.37毫米之間的厚度，而所有件數(shù)中的絕大多數(shù)均具有介于0.32毫米到0.39毫米之間的厚度。該直方圖示出了片材的所述部分的壓縮與碾壓處理的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。
[0074]由于本發(fā)明的設(shè)備和成形方法，因此有可能通過片材特別是單層或多層形式的聚合物塑料的熱成形來制造出具有耐抗性和堅韌度等優(yōu)良機械特性的物品，所述物品同時還設(shè)有一個或多個弱化、易于穿孔、可撕裂、易碎裂的部分。換言之，可以制造出傳統(tǒng)上僅能用注模成型工藝才可以得到的物品，這就使生產(chǎn)成本得以大幅度地降低。
[0075]通過局部壓縮獲得弱化部分，且通過適當成形的沖頭(碾壓沖頭)和同步冷卻處理而制造完成。通過由沖頭施加的壓力及其端壁特定的圓形形狀和表面處理，在弱化部分，不僅可以縮減材料的厚度，而且還能獲得構(gòu)成塑性結(jié)構(gòu)的纖維或分子鏈的基本徑向或表盤方向的取向?？s減的厚度以及徑向的取向弱化了材料的結(jié)構(gòu)，使之能夠例如通過一尖端被更輕易地穿孔或者撕裂。
[0076]此外，通過迅速地冷卻弱化部分，特別是在聚丙烯的情況下，獲得一種基本處于非晶相而僅有少許部分處于結(jié)晶相的結(jié)構(gòu)，也就是一種提供塑性彈性和耐抗性的結(jié)構(gòu)。由于此結(jié)構(gòu)，可以制造出穿孔且不會造成材料的顆粒、碎片、裂片的不合需要的分離。
[0077]本發(fā)明的成形設(shè)備和方法還能夠制造出設(shè)有弱化部分的物品，且弱化部分具有精準的厚度值。特別地，本發(fā)明可以在弱化部分中精準地獲得所要求的期望厚度。
[0078]最后應(yīng)該注意，本發(fā)明的成形設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，原因是其僅需要使待插入的碾壓沖頭5能夠直接固定至容納構(gòu)件10。
[0079]圖10示出了本發(fā)明的成形設(shè)備的一種變型，其與圖1至圖4中所圖示的上述實施例的差異在于，成形裝置并未包括沖頭裝置，但其包括輸送裝置12，其將經(jīng)過加壓的流體(熱空氣)引入工作容積11中，該流體被設(shè)置成使得片材40附著至型腔4的內(nèi)壁并由此形塑物品50。
[0080]并且，在設(shè)備I的此變型中，在第三步驟(成形步驟)期間，成形設(shè)備處于第三運作組態(tài)W3，此時經(jīng)過加壓的流體被引入工作容積11中，碾壓沖頭5維持第一部分41被朝向靠接裝置6壓縮和碾壓。
[0081]圖5至圖7示意性地且通過非限制性示示出了出了能夠利用以上公開的根據(jù)本發(fā)明的成形設(shè)備和方法制成的物品50。該物品包括能夠被用以蓋合容器60的蓋或蓋帽50。舉例而言，容器是用于自動飲料機器的器皿，其中適合容納可滲透或者可溶解或者灌注的女口廣叩ο
[0082]蓋50包括一個環(huán)狀型腔55，其界定出例如偏心的凸部56，偏心凸部56的頂端設(shè)有弱化部分51，該弱化部分是由被碾壓沖頭5所壓縮的片材40的第一部分41構(gòu)成。蓋50的該弱化部分51通過塑料的局部特性能夠利用自動飲料機器的適當配注裝置輕易地打出穿孔。
[0083]在此情況下，容器60也可以通過本發(fā)明中的設(shè)有適當形狀的模具和沖頭的成形設(shè)備制成，其方式是在所述容器的底壁62上制作出對應(yīng)的弱化部分61，該弱化部分能夠通過自動機器的適當抽拔裝置和/或通過所述容器60的底壁62與用以開啟器皿的適當裝置的配合而被輕易地穿孔。還是在此情況下，容器60的對應(yīng)弱化部分61是通過利用適當?shù)哪雺簺_頭壓縮和碾壓片材的對應(yīng)部分而制成。
[0084]顯而易見地，本發(fā)明的成形設(shè)備和方法能夠用于形塑可熱成形的片材以制造出任何形狀的物品，且該物品設(shè)有一個或多個弱化部分，所述弱化部分被設(shè)置成易于穿孔、戳穿或撕裂。
【權(quán)利要求】
1.一種用于通過形塑可熱成形的片材(40)來制造物品(50)的方法，包括:通過模具裝置(2)與成形裝置(3 ；12)的相互作用來形塑所述物品(50)，其特征在于還包括:在所述形塑之前通過碾壓沖頭裝置(5)來壓縮和碾壓所述片材(40)的第一部分(41)，并且在所述形塑期間維持所述第一部分(41)被碾壓以縮減其厚度，并且將在所述第一部分(41)處構(gòu)成所述片材(40)的結(jié)構(gòu)的分子鏈定向，以便弱化所述結(jié)構(gòu)并使所述第一部分(41)被弱化，特別地使所述第一部分能夠易于穿孔、撕裂和碎裂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述定向包括將在所述第一部分(41)處構(gòu)成所述片材(40)的結(jié)構(gòu)的所述分子鏈以基本徑向或表盤方向的方式定向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述片材選自單層或多層的聚合物塑性材料，特別是PP、PVC、PE、PET、PA、PS、PLA、生物可降解塑性淀粉基材料、生物基聚合物材料例如從可再生資源獲取的PE和/或PP和/或PA、來自微生物源的生物可降解塑性材料例如PHA。
4.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任意一項所述的方法，其中在所述壓縮和碾壓期間，特別地通過所述碾壓沖頭裝置(5)來迅速地和局部地冷卻所述片材(40)的第一部分(41)，以在所述第一部分(41)處獲得基本為非晶相的結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任意一項所述的方法，其中所述形塑包括形塑所述片材(40)的鄰接至所述第一部分(41)的第二部分(42)。
6.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任意一項所述的方法，其中在形塑所述片材(40)之前，以介于100°C到180°C之間的溫度、特別地以介于140°C到165°C之間的溫度來加熱所述片材。
7.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任意一項所述的方法，其中將所述碾壓沖頭裝置(5)維持在一定的溫度下，該溫度特別地介于15°C到40°C之間，以便局部地冷卻所述第一部分(41)并在所述第一部分(41)處獲得所述片材(40)的基本為非晶相的結(jié)構(gòu)。
8.一種設(shè)有至少一個弱化部分(51)的物品，所述物品通過根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任意一項所述的形塑方法制成。
9.一種用于啟動根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任意一項所述的方法的設(shè)備。
10.一種用于通過形塑可熱成形的片材(40)來制造物品(50)的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 設(shè)有型腔裝置(4)的模具裝置(2); 成形裝置(3 ; 12)，所述成形裝置與所述型腔裝置(4)配合以在成形步驟中形塑所述物品(50)； 碾壓沖頭裝置(5)，所述碾壓沖頭裝置與所述模具裝置(2)配合以在所述成形步驟之前壓縮和碾壓所述片材(40)的第一部分(41)，并在所述成形步驟期間維持所述第一部分(41)被碾壓以縮減其厚度，并且將在所述第一部分(41)處構(gòu)成所述片材(40)的結(jié)構(gòu)的分子鏈定向； 容納裝置(10)，用于將所述片材(40)壓向所述模具裝置(2)的支撐壁(7)，并且所述容納裝置界定出至少包含所述碾壓沖頭裝置(5)的工作容積(11)，所述碾壓沖頭裝置(5)被固定至所述容納裝置(10)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述碾壓沖頭裝置(5)以可調(diào)節(jié)的方式被固定至所述容納裝置(10)以改變所述第一部分(41)的碾壓厚度(dl)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的設(shè)備，其中所述碾壓沖頭裝置(5)被維持在一定的溫度下，該溫度特別地介于15°C到40°C之間，以便局部地冷卻所述第一部分(41)并在所述第一部分(41)處獲得所述片材(40)的基本為非晶相的結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中的任意一項所述的設(shè)備，其中所述成形裝置(3；12)作用于所述片材(40)的鄰接至所述第一部分(41)的第二部分(42)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中的任意一項所述的設(shè)備，其中所述成形裝置包括與所述型腔裝置⑷配合的沖頭裝置⑶。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中的任意一項所述的設(shè)備，其中所述模具裝置(2)包括靠接裝置￠)，所述靠接裝置用于支撐所述片材(40)的所述第一部分(41)并且與所述碾壓沖頭裝置(5)配合以壓縮和碾壓所述片材(40)的所述第一部分(41)。
16.根據(jù)權(quán)利要求10至15中的任意一項所述的設(shè)備，其中所述模具裝置(2)設(shè)置有管道(8)以供冷卻液體通過，所述冷卻液體適用于冷卻所述型腔裝置(4)的外表面和/或所述模具裝置(2)的靠接裝置￠)的外表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求10至16中的任意一項所述的設(shè)備，其中所述成形裝置包括輸送裝置(12)以輸送所述工作容積(11)內(nèi)部的加壓流體，所述加壓流體設(shè)置用于使得所述片材(40)附著至所述型腔裝置(4)的壁面并形塑所述物品(50)。
18.根據(jù)權(quán)利要求10至17中的任意一項所述的設(shè)備，其中所述碾壓沖頭裝置包括至少一個碾壓沖頭(5)，所述碾壓沖頭設(shè)有端壁(5a)，所述端壁用以靠接并壓縮所述片材(40)的所述第一部分(41)并且特別地具有基本為圓形的形狀。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中所述端壁(5a)具有基本為圓形的形狀并通過環(huán)形的連接部分(5c)連接至所述碾壓沖頭(5)的側(cè)壁(5b)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的設(shè)備，其中所述端壁(5a)具有低于0.4微米特別是低于0.2微米的表面粗糙度。
21.根據(jù)權(quán)利要求10至20中的任意一項所述的設(shè)備，其中所述片材包括單層或多層的聚合物塑性材料中的一種，特別是PP、PVC、PE、PET、PA、PS、PLA、生物可降解塑性淀粉基材料、生物基聚合物材料特別是從可再生資源獲取的PE和/或PP和/或PA、從微生物源獲取的生物可降解塑性材料例如PHA。
22.一種用于通過形塑可熱成形的片材(40)來制造物品(50)的設(shè)備，所述設(shè)備包括:設(shè)有型腔裝置(4)的模具裝置(2);以及成形裝置(3; 12)，所述成形裝置與所述型腔裝置(4)配合以在成形步驟中形塑所述物品(50)，其特征在于還包括:碾壓沖頭裝置(5)，所述碾壓沖頭裝置與所述模具裝置(2)配合以用于在所述成形步驟之前壓縮和碾壓所述片材(40)的第一部分(41)并且用于在所述成形步驟期間維持所述第一部分(41)被碾壓以縮減其厚度，并且將在所述第一部分(41)處構(gòu)成所述片材(40)的結(jié)構(gòu)的分子鏈定向，以使所述結(jié)構(gòu)被弱化并且所述第一部分(41)被加工成弱化部分，特別地使所述第一部分能夠易于穿孔、撕裂和碎裂。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中所述碾壓沖頭裝置(5)被維持在一定的溫度下，該溫度特別地介于15°C到40°C之間，以便局部地冷卻所述第一部分(41)并在所述第一部分(41)處獲得所述片材(40)的基本為非晶相的結(jié)構(gòu)。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的設(shè)備，其中所述成形裝置(3;12)作用于所述片材(40)的鄰接至所述第一部分(41)的第二部分(42)。
25.根據(jù)權(quán)利要求22至24中的任意一項所述的設(shè)備，其中所述成形裝置包括與所述型腔裝置⑷配合的沖頭裝置⑶。
26.根據(jù)權(quán)利要求22至25中的任意一項所述的設(shè)備，其中所述模具裝置(2)包括靠接裝置￠)，所述靠接裝置用于支撐所述片材(40)的所述第一部分(41)并且與所述碾壓沖頭裝置(5)配合以壓縮和碾壓所述片材(40)的所述第一部分(41)。
27.根據(jù)權(quán)利要求22至26中的任意一項所述的設(shè)備，其中所述模具裝置(2)設(shè)置有管道(8)以供冷卻液體通過，所述冷卻液體適用于冷卻所述型腔裝置(4)的外表面和/或所述模具裝置(2)的靠接裝置￠)的外表面。
28.根據(jù)權(quán)利要求22至27中的任意一項所述的設(shè)備，包括容納裝置(10)，所述容納裝置設(shè)置用于將所述片材(40)壓向所述模具裝置(2)的支撐壁(7)，并且所述容納裝置界定出至少包含所述碾壓沖頭裝置(5)的工作容積(11)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中所述成形裝置包括輸送裝置(12)以輸送所述工作容積(11)內(nèi)部的加壓流體，所述加壓流體設(shè)置用于使得所述片材(40)附著至所述型腔裝置(4)的壁面并形塑所述物品(50)。
30.根據(jù)權(quán)利要求28或29所述的設(shè)備，其中所述碾壓沖頭裝置(5)被固定至所述容納裝置(10)。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中所述碾壓沖頭裝置(5)以可調(diào)節(jié)的方式被固定至所述容納裝置(10)以便改變所述第一部分(41)的碾壓厚度(dl)。
32.根據(jù)權(quán)利要求28或29所述的設(shè)備，其中所述碾壓沖頭裝置(5)能夠相對于所述容納裝置(10)運動。
33.根據(jù)權(quán)利要求22至32中的任意一項所述的設(shè)備，其中所述碾壓沖頭裝置包括至少一個碾壓沖頭(5)，所述碾壓沖頭設(shè)有端壁(5a)，所述端壁用以靠接并壓縮所述片材(40)的所述第一部分(41)并且特別地具有基本為圓形的形狀。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其中所述端壁(5a)具有基本為圓形的形狀并通過環(huán)形的連接部分(5c)連接至所述碾壓沖頭(5)的側(cè)壁(5b)。
35.根據(jù)權(quán)利要求33或34所述的設(shè)備，其中所述端壁(5a)具有低于0.4微米特別是低于0.2微米的表面粗糙度。
36.根據(jù)權(quán)利要求22至35中的任意一項所述的設(shè)備，其中所述片材包括單層或多層的聚合物塑性材料中的一種，特別是PP、PVC、PE、PET、PA、PS、PLA、生物可降解塑性淀粉基材料、生物基聚合物材料特別是從可再生資源獲取的PE和/或PP和/或PA、從微生物源獲取的生物可降解塑性材料例如PHA。
37.一種用于通過形塑可熱成形的片材(40)來制造物品(50)的熱成形機器，包括根據(jù)權(quán)利要求10至21或者22至36中的任意一項所述的設(shè)備(I)。
【文檔編號】B29C51/08GK104411476SQ201380024063
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2013年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月9日
【發(fā)明者】A·巴爾托利, F·特拉爾蒂, L·馬斯特羅帕斯夸 申請人:益利嘉公司