(57)【要約】  熱成形性シート材（４０）を成形することによって物体（５０）を製造するための方法であって、打ち型手段（２）と成形手段（３；１２）との相互作用によって、物体（５０）を成形する工程を備え、前記シート材（４０）の組織を弱めて当該シート材（４０）の第１部分（４１）を脆弱状態とするように、特には容易に穿孔可能、破断可能、及び、破壊可能とするように、当該第１部分（４１）において、その厚みを減少させるために、及び、当該シート材（４０）の当該組織を構成している分子鎖を方向付けるために、前記成形する工程の前に、押し潰しパンチ手段（５）によって前記シート材（４０）の前記第１部分（４１）を圧縮して押し潰す工程、及び、前記成形する工程の間、前記第１部分（４１）を押し潰された状態に維持する工程、を有している。
2015521123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱成形性シート材（４０）を成形することによって物体（５０）を製造するための方法であって、
打ち型手段（２）と成形手段（３；１２）との相互作用によって、前記物体（５０）を成形する工程を備え、
前記シート材（４０）の組織を弱めて当該シート材（４０）の第１部分（４１）を脆弱状態とするように、特には容易に穿孔可能、破断可能、及び、破壊可能とするように、当該第１部分（４１）において、その厚みを減少させるために、及び、当該シート材（４０）の当該組織を構成している分子鎖（chains of molecules）を方向付けるために、前記成形する工程の前に、押し潰しパンチ手段（５）によって前記シート材（４０）の前記第１部分（４１）を圧縮して押し潰す工程、及び、前記成形する工程の間、前記第１部分（４１）を押し潰された状態に維持する工程、を有している
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記方向付けの工程は、実質的に放射状またはダイヤル状の（dial）態様で、前記第１部分（４１）において前記シート材（４０）の組織を構成している前記分子鎖を方向付ける工程を、含んでいる
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記シート材は、単層または多層の高分子プラスチック材料、特には、ＰＰ、ＰＶＣ、ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＡ、ＰＳ、ＰＬＡ、生分解性プラスチック澱粉系材料、再生可能な資源から得られる例えばＰＥ及び／またはＰＰ及び／またはＰＡ等の生体ベースの高分子材料、例えばＰＨＡ等の微生物源からの生分解性プラスチック材料、から選択されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記圧縮して押し潰す工程の間、前記第１部分（４１）において実質的に非晶相の組織を得るために、特には前記押し潰しパンチ手段（５）を介して、前記シート材（４０）の前記第１部分（４１）を急速且つ局所的に冷却する工程が、提供される
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記成形する工程は、前記第１部分（４１）と連続している、前記シート材（４０）の第２部分（４２）を成形する工程を、有している
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記シート材（４０）の前記成形する工程の前に、１００℃乃至１８０℃の間、特には１４０℃乃至１６５℃の間、からなる温度で当該シート材を加熱する工程が、提供される
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記第１部分（４１）を局所的に冷却するために、及び、当該第１部分（４１）において実質的に非晶相の前記シート材（４０）の組織を得るために、前記押し潰しパンチ手段（５）を特には１５℃乃至４０℃の間からなる温度に維持することが、提供される
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの脆弱部（５１）が設けられ、及び、請求項１乃至７のいずれかに記載の成形方法によって製造された
ことを特徴とする物体。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれかによる方法を作動させるための装置。
【請求項１０】
キャビティ手段（４）が設けられている打ち型手段（２）と、
成形工程において物体（５０）を成形するために前記キャビティ手段（４）と協働する成形手段（３；１２）と、
その厚さを減少させるべく、及び、第１部分において前記シート材（４０）の組織を構成している分子鎖を方向付けるべく、前記成形工程の前に、前記シート材（４０）の前記第１部分（４１）を圧縮して押し潰すための、及び、前記成形工程の間、前記第１部分（４１）を押し潰された状態に維持するための、前記打ち型手段（２）と協働する押し潰しパンチ手段（５）と、
前記打ち型手段（２）の支持壁（７）に対して前記シート材（４０）をプレスするための、及び、少なくとも前記押し潰しパンチ手段（５）を収容する作業ボリューム（１１）を規定する、収容手段（１０）と、
を有し、
前記押し潰しパンチ手段（５）は、前記収容手段（１０）に固定されている
ことを特徴とする、熱成形性のシート材（４０）を成形することによって物体（５０）を製造するための装置。
【請求項１１】
前記押し潰しパンチ手段（５）は、前記第１部分（４１）の押し潰しの厚さ（ｄ１）を変化させるために前記収容手段（１０）に調整可能な態様で、固定されている
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１部分（４１）を局所的に冷却するために、及び、当該第１部分（４１）において実質的に非晶相の前記シート材（４０）の組織を得るために、前記押し潰しパンチ手段（５）は、特には１５℃乃至４０℃の間からなる温度に維持される
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記成形手段（３；１２）は、前記第１部分（４１）と連続している前記シート材（４０）の第２部分（４２）に作用する
ことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記成形手段は、前記キャビティ手段（４）と協働するパンチ手段（３）を有している
ことを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記打ち型手段（２）は、前記シート材（４０）の前記第１部分（４１）を圧縮して押し潰すべく、前記シート材（４０）の前記第１部分（４１）を支持すると共に前記押し潰しパンチ手段（５）と協働するための、当接手段（６）を有している
ことを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
前記打ち型手段（２）には、前記キャビティ手段（４）、及び／または、当該打ち型手段（２）の当接手段（６）、の外表面を冷却するために適した冷却液の通過のための流路（８）が、設けられている
ことを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
前記成形手段は、前記シート材（４０）を前記キャビティ手段（４）の壁に付着させて前記物体（５０）を成形するために用意された加圧流体を、前記作業ボリューム（１１）内に供給するための供給手段（１２）を有している
ことを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
前記押し潰しパンチ手段は、前記シート材（４０）の前記第１部分（４１）に当接して当該第１部分（４１）を圧縮するべく意図されており、及び、特には実質的に円形状を有する端部壁（５ａ）が設けられている、少なくとも１つの押し潰しパンチ（５）を有している
ことを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
前記端部壁（５ａ）は実質的に円形状を有しており、角を丸められた接続部（５ｃ）によって前記押し潰しパンチ（５）の側壁（５ｂ）に接続されている
ことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記端部壁（５ａ）は、０．４μｍより低い、特には０．２μｍより低い、表面粗さを有している
ことを特徴とする請求項１８または１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記シート材は、単層または多層の高分子プラスチック材料、特には、ＰＰ、ＰＶＣ、ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＡ、ＰＳ、ＰＬＡ、生分解性プラスチック澱粉系材料、再生可能な資源から得られる例えばＰＥ及び／またはＰＰ及び／またはＰＡ等の生体ベースの高分子材料、例えばＰＨＡ等の微生物源からの生分解性プラスチック材料、の１つを有している
ことを特徴とする請求項１０乃至２０のいずれかに記載の装置。
【請求項２２】
熱成形性のシート材（４０）を成形することによって物体（５０）を製造するための装置であって、
キャビティ手段（４）が設けられている打ち型手段（２）と、
成形工程において物体（５０）を成形するために、前記キャビティ手段（４）と協働する成形手段（３；１２）と、
を備え、
前記シート材（４０）の組織が弱められて当該シート材（４０）の第１部分（４１）が脆弱状態とされるように、特には容易に穿孔可能、破断可能、及び、破壊可能とするように、その厚さを減少させるべく、及び、前記第１部分においてシート材（４０）の組織を構成している分子鎖を方向付けるべく、前記成形工程の前に、前記シート材（４０）の前記第１部分（４１）を圧縮して押し潰すための、及び、前記成形工程の間、前記第１部分（４１）を押し潰された状態に維持するための、前記打ち型手段（２）と協働する押し潰しパンチ手段（５）を有している
ことを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記第１部分（４１）を局所的に冷却するために、及び、当該第１部分（４１）において実質的に非晶相の前記シート材（４０）の組織を得るために、前記押し潰しパンチ手段（５）は、特には１５℃乃至４０℃の間からなる温度に維持される
ことを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記成形手段（３；１２）は、前記第１部分（４１）と連続している前記シート材（４０）の第２部分（４２）に作用する
ことを特徴とする請求項２２または２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記成形手段は、前記キャビティ手段（４）と協働するパンチ手段（３）を有している
ことを特徴とする請求項２２乃至２４のいずれかに記載の装置。
【請求項２６】
前記打ち型手段（２）は、前記シート材（４０）の前記第１部分（４１）を圧縮して押し潰すべく、前記シート材（４０）の前記第１部分（４１）を支持すると共に前記押し潰しパンチ手段（５）と協働するための、当接手段（６）を有している
ことを特徴とする請求項２２乃至２５のいずれかに記載の装置。
【請求項２７】
前記打ち型手段（２）には、前記キャビティ手段（４）、及び／または、当該打ち型手段（２）の当接手段（６）、の外表面を冷却するために適した冷却液の通過のための流路（８）が、設けられている
ことを特徴とする請求項２２乃至２６のいずれかに記載の装置。
【請求項２８】
前記打ち型手段（２）の支持壁（７）に対して前記シート材（４０）をプレスするために配置されている、及び、少なくとも前記押し潰しパンチ手段（５）を収容する作業ボリューム（１１）を規定している、収容手段（１０）
を更に備えた
ことを特徴とする請求項２２乃至２７のいずれかに記載の装置。
【請求項２９】
前記成形手段は、前記シート材（４０）を前記キャビティ手段（４）の壁に付着させて前記物体（５０）を成形するために用意された加圧流体を、前記作業ボリューム（１１）内に供給するための供給手段（１２）を有している
ことを特徴とする請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記押し潰しパンチ手段（５）は、前記収容手段（１０）に固定されている
ことを特徴とする請求項２８または２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記押し潰しパンチ手段（５）は、前記第１部分（４１）の押し潰しの厚さ（ｄ１）を変化させるために前記収容手段（１０）に調整可能な態様で、固定されている
ことを特徴とする請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記押し潰しパンチ手段（５）は、前記収容手段（１０）に対して移動可能である
ことを特徴とする請求項２８または２９に記載の装置。
【請求項３３】
前記押し潰しパンチ手段は、前記シート材（４０）の前記第１部分（４１）に当接して当該第１部分（４１）を圧縮するべく意図されており、及び、特には実質的に円形状を有する端部壁（５ａ）が設けられている、少なくとも１つの押し潰しパンチ（５）を有している
ことを特徴とする請求項２２乃至３２のいずれかに記載の装置。
【請求項３４】
前記端部壁（５ａ）は実質的に円形状を有しており、角を丸められた接続部（５ｃ）によって前記押し潰しパンチ（５）の側壁（５ｂ）に接続されている
ことを特徴とする請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記端部壁（５ａ）は、０．４μｍより低い、特には０．２μｍより低い、表面粗さを有している
ことを特徴とする請求項３３または３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記シート材は、単層または多層の高分子プラスチック材料、特には、ＰＰ、ＰＶＣ、ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＡ、ＰＳ、ＰＬＡ、生分解性プラスチック澱粉系材料、再生可能な資源から得られる例えばＰＥ及び／またはＰＰ及び／またはＰＡ等の生体ベースの高分子材料、例えばＰＨＡ等の微生物源からの生分解性プラスチック材料、の１つを有している
ことを特徴とする請求項２２乃至３５のいずれかに記載の装置。
【請求項３７】
請求項１０乃至２１または２２乃至３６のいずれかに記載の装置（１）を有する、熱成形性のシート材（４０）を成形することによって物体（５０）を製造するための、熱成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形装置及び成形方法に関する。特には、本発明は、熱成形性のシート材の圧縮成形によって物体を製造するための装置及び方法に関する。本発明は、更に、前記装置及び方法によって得られる物体、特には容器のカバー、に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱成形装置に関連付けられ得る既知の成形装置は、典型的には、打ち型とパンチとを有する型を備えている。打ち型には、成形工程においてシート材を受容するために構成されている少なくとも１つのキャビティが設けられており、及び、当該打ち型は、製造される物体の外形に形づくられている。
【０００３】
パンチは、キャビティ内のシートを圧縮するような態様で、及び、当該キャビティと協働して物体を製造するような態様で、形づくられている。特には、成形工程において、パンチは、シート材を変形させるために、打ち型に向かって移動可能であり、キャビティに係合する。後者（シート材）は、その可塑性及び変形性を増加させて塑性変形を許容する軟化温度に、予め加熱される。
【０００４】
打ち型には、ひとたびそれ（シート材）がキャビティ内で変形されると、製造される物体に適切な機械的特性を与えるべく、シート材を冷却するために用意された流体が流れる流路が、設けられている。
【０００５】
成形装置は、パンチを収容しており、閉じられた作業ゾーンの境界を限る収容要素、いわゆるベル（bell）、を有し得る。より具体的には、外部環境から実質的に隔離されており、及び、キャビティの壁に良好にシート材を付着させるためにパンチを援助する圧縮されて加熱された空気が導入され得る、という作業ゾーンを規定しているベルは、打ち型に対してシート材に当接して当該シート材を圧縮する。
【０００６】
成形装置は、典型的には、複数の運転ステーションを有する成形機械に関連付けられている。当該複数の運転ステーションを介して、リールから解かれた熱成形性のシート材が適切な前進手段によって前進させられる。
【０００７】
運転ステーションは、例えば、成形装置に設けられている成形ステーションの上流及び下流に、それぞれ、シート材が予め指定された軟化温度まで加熱される予熱ステーション、及び、機械的応力に対する適切な耐久性を保証するために、成形された物体が冷却されて熱的に安定化される冷却ステーション、を有している。
【０００８】
先に開示された既知の熱成形装置から製造される物体は、製造がより容易であり、押出加工または射出成形過程によって得られる物体よりも、安価である。
【０００９】
シート材の厚さは、製造される物体に関して、耐久性及び靱性の適切な特性を保証するような態様で、選択される。それにもかかわらず、ひとたびそれが熱成形され及び冷却されると、一般的に使用される厚さ及びシート材の機械的特性に起因して、前述の材料へのいくつかの作業は、実行することが困難である。特には、非常に減少された厚みを有する材料のシートが使用されなければ、開口または切込を作ることが一般に困難であるが、当該厚みは、硬く、耐久性があって、頑丈な物体を製造するには、不十分である。
【００１０】
自動飲料機械（飲料の自動販売機）において飲料を用意するためのカプセルまたは容器の分野では、加圧された液体、典型的には水、が当該製品と混合され、得られた飲料が排出されることを可能にするために、（浸透可能な、溶解可能な、煎じ出しの（infusion））製品を収容しているカプセルを容易に穿孔可能であるというニーズが、知られている。
【００１１】
カプセルは、典型的には、カバーによって上方が閉鎖されたカップ形状の容器を含んでいる。
【００１２】
しかしながら、その穿孔を許容するシート材の厚さは、高温で高圧の流体の注入の間にカプセルの安定性及び耐久性を保証するには不十分であるので、熱成形過程によって製造されたカプセル及びカバーは、一般に穿孔可能ではない。
【００１３】
この目的のために、容易に穿孔可能であり及び／または底部の壁（当該底部は、熱成形の間に作られる）に穴が設けられている、アルミニウムまたはプラスチックのフィルムのシートによって閉鎖されたカプセルが、使用されている。当該穴もまた、アルミニウムのまたはプラスチックのフィルムによって、閉鎖されている。
【００１４】
選択的に、射出成形過程によって製造されるカプセル及びカバーが、使用されるかもしれない。射出成形過程は、物体上に開口または切込を作製することを可能にするための、減少された厚み及び機械的特性を有する当該物体の部分、が製造されることを可能にする。それにもかかわらず、そのような物体は、射出成形のための処理、及び、そのために使用されるプラスチックに起因して、特に高価である。
【発明の概要】
【００１５】
本発明の１つの目的は、熱成形性のシート材を成形した物体を製造するために、既知の方法及び装置を改善することである。
【００１６】
他の目的は、高い機械的耐久性及びロバスト性の特性を有しており、同時に、容易に穿孔可能な脆弱部が設けられている物体が製造されることを可能にする方法及び装置を、作ることである。
【００１７】
更に他の目的は、正確で精密な厚さの値を有する脆弱部が設けられた物体が製造されることを可能にする方法及び装置を、作ることである。
【００１８】
更に他の目的は、構造的にシンプルな成形装置を得ることである。
【００１９】
更に他の目的は、物体の製造コストが低減されることを可能にする成形方法及び成形装置を得ることである。
【００２０】
本発明の第１の特徴では、請求項１による物体を製造するための方法が、提供される。
【００２１】
本発明の第２の特徴では、物体が請求項８に従って提供される。
【００２２】
本発明の第３の特徴では、装置が請求項９に従って提供される。
【００２３】
本発明の第４の特徴では、装置が請求項１０に従って提供される。
【００２４】
本発明の第５の特徴では、装置が請求項２２に従って提供される。
【００２５】
本発明の第６の特徴では、成形装置が請求項３７に従って提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
本発明は、非限定的な例によって、そのいくつかの実施の形態を説明する添付の図面を参照して、より良く理解及び実行され得る。
【図１】第１の作動構成における本発明に従った成形装置の概略断面図である。
【図２】第２の作動構成における図１の装置の概略断面図である。
【図３】第３の作動構成における図１の装置の概略断面図である。
【図４】図３の装置の詳細の部分拡大図である。
【図５】図１の成形装置によって製造された物体、特にはカバー、の平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に従った断面図である。
【図７】容器に関連付けられた、図５のカバーの断面図であり、当該容器はまた、本発明の成形装置の変形例によって製造され得る。
【図８】図５の物体の部分的な拡大図であり、円錐形状の先端によってその一部に作られた開口を示している。
【図９】本発明の方法及び装置によって獲得可能な材料の厚みの頻度分布を示すヒストグラムである。
【図１０】第３の作動構成における本発明に従った成形装置の変形例の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１乃至図３を参照すると、物体５０を圧縮成形するための成形装置１が示されており、熱成形性のシート材４０からの当該物体５０が、図４に示されている。
【００２８】
物体５０は、例えば、図７に示されているような、容器を閉鎖するために使用可能なカバーを、含んでいる。
【００２９】
装置１は、複数の作業ステーションを有する不図示の成形装置に、関連付けられ得る。当該複数の作業ステーションは、成形ステーションを含んでおり、当該成形ステーションには、装置１、及び、当該成形ステーションに先行するまたは後続する他のステーション、が関連付けられている。例えば、前記成形ステーションの上流には、シート材４０を、当該シート材４０が軟化され、その次の成形ステーションにおいて可塑的に変形されることを可能にするような高温にもたらすために、当該シート材４０の加熱ステーションが提供され得る。シート材４０は、１００℃乃至１８０℃の間、特には１４０℃乃至１６５℃の間、の温度まで加熱される。
【００３０】
本発明の装置１は、キャビティ手段４と共に提供される打ち型手段２と、物体５０を成形するためにキャビティ手段４と協働する成形手段３と、を備えている。図示されている実施の形態では、前記成形手段は、パンチ手段３を有している。
【００３１】
前記打ち型手段は、シート材４０に、及び、成形装置の内部のその進行方向Ａに、実質的に直交する移動方向Ｂに沿って移動する打ち型２を、含んでいる。
【００３２】
前記キャビティ手段は、成形される物体５０のそれ（形状）に対応するように形成されている形状を有する少なくとも１つのキャビティ４を、有している。前記パンチ手段は、圧縮によって物体５０を成形するような態様で、キャビティ４のそれに対して相補的である形状を有する少なくとも１つの成形パンチ３を、有している。
【００３３】
装置１には、本説明において、これより先により詳細に説明されるように、その厚さを減少させて弱めさせ、その材料の組織を変更するために、成形工程の前にシート材４０の第１部分を圧縮するべく打ち型２と相互作用及び協働する少なくとも１つの押し潰しパンチを有する押し潰しパンチ手段５が、設けられている。この目的のために、打ち型２は、前述のシート材の第１部分４１を支持すること、及び、後者（第１部分４１）を圧縮するために押し潰しパンチ５と協働すること、に適する当接手段６を有している。前記当接手段６は、特定のケースでは、キャビティ４内に設けられたリッジを有している。
【００３４】
押し潰しパンチ５は、冷却状態に維持され、つまり、特には１５℃乃至４０℃の間からなる温度に維持され、第１部分４１を局所的に冷却して、当該第１部分４１において実質的に非晶相の前記シート材４０の組織を得るようになっている。押し潰しパンチ５の温度は、１００℃乃至１８０℃の間、特には１４０℃乃至１６５℃の間の温度で加熱されているシート材４０の温度よりも極めて低い、ということに留意されるべきである。
【００３５】
前記押し潰しパンチ５は、不図示の対応する冷却手段によって冷却され得て、当該冷却手段は、冷却流体の通過のための内部流路を含んでいる、あるいは、高い熱伝導性を有する材料を含んでいる。
【００３６】
押し潰しパンチ５は、例えば、実質的に円形の端部壁５ａを有しており、例えば、やはり円形を有する壁である当接手段６の対応する当接壁６ａに対して、シート材４０の第１部分４１をプレスする。当該端部壁５ａは、角を丸められた接続部５ｃによって、例えば円筒壁である側壁５ｂに接続されている。
【００３７】
押し潰しパンチ５の端部壁５ａの表面粗さは、０．４μｍよりも低い、特には０．２μｍよりも低い。
【００３８】
打ち型２には、キャビティ４の及び当接手段６の外部表面の冷却に適する冷却液の通過のための流路８が、設けられている。この態様において、成形中に前述の外部表面に付着するシート材４０は、必要とされる機械的特性を得るために急速に冷却され得る。
【００３９】
当接手段６の冷却された外部表面は、第１部分４１を局所的に冷却するために、及び、シート材の非晶相の組織を作るために、押し潰しパンチ５と協働する。
【００４０】
成形手段３は、第１部分４１に連続するシート材４０の第２部分に、作用する。特には、図示されている実施の形態を参照すると、第２部分４２は、第１部分４１を取り囲んでおり、物体５０の本体を実質的に成形している。
【００４１】
前記装置は、打ち型２の支持壁７に対してシート材４０を圧縮するために、及び、成形前にシート材４０を保持するために配置されている収容要素、いわゆるベル、を含む収容手段１０を更に備えている。支持壁７上には、キャビティ４が開いている。
【００４２】
収容手段１０は、パンチ３及び押し潰しパンチ５を収容する作業ボリューム１１を、規定している。前記成形手段は、キャビティ４の壁にシート材４０を付着させるために用意された加圧流体を作業ボリューム１１内に供給する供給手段を、更に有している。
【００４３】
押し潰しパンチ５は、打ち型２が移動方向Ｂに沿って持ち上げられて収容要素１０の圧縮プレート１３に対して前述のシート材４０を圧縮する時に、シート材４０の第１部分４１上に当接して当接手段６に対して当該第１部分４１をプレスするような態様で、収容要素１０に固定されている。
【００４４】
特には、押し潰しパンチ５は、第１部分４１の厚さまたは押し潰しの量ｄ１（図４）を変更するために、調節可能な態様で収容要素１０に固定されている。換言すれば、押し潰しパンチ５の端部壁５ａの位置を圧縮プレート１３の当接面１３ａに対して変更することが可能であり、これは、当接手段６の当接壁６ａに対する第１部分４１のより小さいまたはより大きい押し潰しを、決定する。
【００４５】
図示されていない一実施の形態では、押し潰しパンチ５は、収容要素１０に対して移動可能に、及び、パンチ３から独立して、装着されている。この実施の形態では、パンチ３及び押し潰しパンチ５は、既知のタイプの、図示されていない、それぞれの独立した作動手段によって、駆動される。
【００４６】
成形装置１の作動及び対応する成形方法または成形過程は、第１工程では、成形装置１の内部において、シート材４０を軟化させるために十分なある温度まで予熱された当該シート材４０の進行方向Ａに沿った進行を、提供する。後者（成形装置１）は、第１の作動構成Ｗ１で配置されており、打ち型２、収容要素１０及びパンチ３、５は、シート材が摺動できるように、当該シート材４０から間隔が開けられている。
【００４７】
第２工程では、打ち型２は、装置１の第２の作動構成Ｗ２において、シート材４０が支持壁７によって収容要素１０の圧縮プレート１３に対して圧縮されるように、及び、シート材４０の第１部分４１が、当接手段６と押し潰しパンチ５との間で圧縮されて押し潰されるように、移動方向Ｂに沿って移動される。
【００４８】
この第２の作動構成Ｗ２において、押し潰しパンチ５と当接手段６との間の相対位置、及び、後者によってシート材４０の第１部分４１に及ぼされる力は、その厚さを所望の値ｄ１に減少させるようなものである。
【００４９】
押し潰しパンチ５によって及び当接手段６によって及ぼされる圧縮及び押し潰しの効果は、シート材の局所的な厚さの減少をもたらすだけでなく、プラスチックの組織を構成する分子の繊維または分子鎖の実質的に放射状またはダイヤル状の方向付けも、もたらす。この方向付けは、押し潰しパンチ５によって及ぼされる圧力と、後者の端部壁５ａの円形の形状と、の両者に起因する。
【００５０】
プラスチックの繊維の適切な方向付けは、押し潰しパンチ５の端部壁５ａの表面粗さを減少させる（０．４μｍ以下、特には０．２μｍ以下、の粗さ）ことによっても、促進される。この表面仕上げはまた、圧縮及び押し潰しの間に、シート材の表面層が損傷または破壊されること（例えば微小割れまたは微小切開）を防止し、これは、第１部分４１における材料の機械的特性の変更を決定する。
【００５１】
押し潰しパンチ５は、１５℃乃至４０℃の間からなる温度に維持されており、及び／または、当接手段６は、キャビティ４と同様に、打ち型２の流路８内を流れる冷却液によって冷却されているので、シート材の第１部分４１が押し潰しパンチ５と当接手段６との間で圧縮されて押し潰されている間に、それも冷却される。
【００５２】
既知のように、熱成形において通常使用されているプラスチック高分子材料（ＰＰ、ＰＶＣ、ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＡ、ＰＳ、ＰＬＡ、澱粉系の生分解性プラスチック、再生可能な資源から得られる例えばＰＥ及び／またはＰＰ及び／またはＰＡ等の生体ベースの高分子材料、例えばＰＨＡ等の微生物源から得られる生分解性プラスチック材料）は、長い分子鎖から形成されており、その向きは、ラミネーション、押出加工等のプラスチック加工によって修正され得る。これらの材料の組織は、当該材料のガラス遷移（vitreous transition）が生じる温度（いわゆる軟化温度）への加熱後に、冷却速度によって更に修正され得る。例えば、高い冷却速度におけるポリプロピレン（ＰＰ）の場合、成形過程の終わりに、当該材料は、結晶段階の限定的な部分を伴うが実質的には非結晶段階にある組織（組織構造）を有している。非晶相は、当該材料に可塑性の弾性及び耐久性を与える。
【００５３】
低い冷却速度では、成形過程の終わりに、前記材料は、ほとんど結晶相であり、より限定的な範囲で非晶相の組織を有している。この場合、当該結晶相は、より少ない弾性とより大きな脆性とを与える。
【００５４】
前述のシート状のプラスチックは、特定の応用に従って、単層または多層であり得る。
【００５５】
出願人により行われた実験的な試験は、前記押し潰しパンチによって及ぼされる圧縮、及び、押し潰しパンチ５及び／または当接手段６によって保証される急速冷却、から得られる放射状の方向付けは、例えば円錐形状の先端によって破断され、穿孔され、または、貫通され得ることが容易である実質的に弱められた組織を有するシート材４０の第１部分４１が得られることを可能にする、ということを示している。特に、急速冷却は、前記材料の柔軟で壊れにくい組織を可能にする。これにより、材料の粒子、破片、細片の不所望の剥離なく、開口を達成することができる。
【００５６】
図８は、１．２ｍｍの厚さを有するポリプロピレンのシート材を成形することによって得られた物体５０への、この開口の影響を示しており、押し潰しパンチ５によって圧縮されたシート材４０の第１部分４１に沿って形成された当該物体５０の脆弱部５１は、０．３〜０．７５ｍｍ、特には０．３〜０．４ｍｍ、に等しい値ｄ１まで、厚みが減少されている。留意されるように、円錐状の先端によって生成された割れ目５２は、実質的に放射状のパターン、つまり、前記材料の組織の分子鎖の局所的な方向付けに従うパターン、を有している。
【００５７】
第１部分４１の厚さと同一の厚さを有し、押し潰しパンチ５による局所的な圧縮を受けないシート材は、穿孔することが非常に困難であり、より高い圧縮力の使用を必要とする、ということを考慮すれば、前記圧縮の効果は明らかである。
【００５８】
押し潰しパンチ５の形状により―及び、特には端部壁５ａの形状及び接続部５ｃの角を丸められた形状により―、第１部分４１の押し潰しは、多層タイプのシート材４０において提供され得る中間のバリア層を損傷または破断しない、ということを指摘することが適切である。前記中間のバリア層は、既知のタイプであり、例えば、ＥＶＯＨである。この態様では、材料と特にはバリア層との一体性はまた、第１部分４１において保証される。
【００５９】
成形過程（成形工程）の第３工程において、成形装置は第３の作動構成Ｗ３であり、当該成形手段のパンチ３は、押し潰しパンチ５が当接手段６に対して第１部分４１を圧縮されて押し潰された状態に維持する間に、キャビティ４内でシート材４０を次第に圧縮して物体５０を成形するような態様で、移動方向Ｂに沿って打ち型２に向かって移動される。特には、パンチ３は、第１部分４１に連続して当該第１部分４１を取り囲む材料シート４０の第２部分に、作用する。
【００６０】
圧縮の終わりに、あるいは、パンチ３が完全に下げられる前に、シート材４０のキャビティ４の壁への付着を促進するために、高温の圧縮空気が作業ボリューム１１の内部に送られ得る。
【００６１】
物体５０の成形工程（第３工程）の前に材料シート４０の第１部分を圧縮して押し潰すこと、及び、この成形工程の間に、この第１部分４１を圧縮されて押し潰された状態に維持することは、高い精度及び正確さで第１部分４１において要求される所望の厚さｄ１を得ることに、役立つ。
【００６２】
実験のテキストは、同一の厚みｄ１を実質的に有する第１部分４１を備えた物体５０は、本発明の装置及び方法のおかげで製造され得る、ということを示している。
【００６３】
図９のヒストグラムは、０．３５ｍｍの名目値まで一部分の圧縮及び押し潰しが行われた１００の部品のサンプルで行われた試験の結果を、示している。当該シート材は、１．２ｍｍの開始時の厚さを有している。７０％以上の部品が、押し潰し部分において、０．３４ｍｍと０．３７ｍｍとの間からなる厚さを有しており、ほぼ全ての部品が０．３２ｍｍと０．３９ｍｍとの間からなる厚さを有している。前記ヒストグラムは、シート材の部分の圧縮及び押し潰しの過程の安定性及び再現性を、示している。
【００６４】
本発明の装置及び成形方法によれば、シート材、特には単層または多層の高分子プラスチック、を熱成形することによって、より大きな耐久性及び靱性の機械的特性を有し、同時に、１以上の弱められた、容易に穿孔可能な、破れ易い、破壊可能な部分が設けられている物体を製造することが、可能である。換言すれば、射出成形過程によってのみ慣例上獲得され得る物体を製造することが可能であり、これは、製造コストが顕著に削減されることを可能にする。
【００６５】
脆弱部は、適切に成形されたパンチ（圧縮パンチ）及び同時の冷却過程によって行われる局所的な圧縮によって、獲得される。前記パンチによって及ぼされる圧力のおかげで、及び、その端部壁の特に円形の形状及び表面仕上げのおかげで、前記脆弱部において、前記材料の厚さを減少させることだけでなく、前記プラスチックの組織を構成している分子の繊維または分子鎖の放射状またはダイヤル状の方向付けを得ることが、可能である。減少された厚さ及び放射状の方向付けは、材料の組織を弱め、例えば先端によって、より容易に穿孔されまたは破られ得る。
【００６６】
更に、前記脆弱部を急速冷却することによって、特にはポリプロピレンの場合、結晶相の限定的な部分を伴うが実質的には非晶相の組織、つまり、前記プラスチックに弾性及び耐久性を与える組織、が得られる。この構造のために、材料の粒子、破片、細片の不所望の剥離を有することなく、開口を作ることが可能である。
【００６７】
本発明の成形装置及び成形方法は、更に、正確で精密な厚さの値を有する脆弱部が設けられた物体を製造することを、可能にする。特には、前記脆弱部において要求される所望の厚さを、高い正確性及び精密性で得ることが可能である。
【００６８】
本発明の成形装置は、収容要素１０に直接固定され得る押し潰しパンチ５が挿入されることのみを要求するため、構造的にシンプルである、ということが最終的に留意されるべきである。
【００６９】
図１０は、本発明の成形装置の変形例を示している。当該変形例は、成形手段が、パンチ手段を含んでいないが、加圧流体（熱風）を作業ボリューム１１内に導入する供給手段１２を含んでいる、という点で前述され及び図１〜図４に示されている実施の形態とは異なっている。この流体は、キャビティ４の壁にシート材４０を付着させ、それにより物体５０を成形するために、用意されている。
【００７０】
装置１のこの変形例においても、第３工程（成形工程）の間に、前記成形装置は第３の作動構成Ｗ３であり、加圧流体が作業ボリューム１１内に導入される一方、押し潰しパンチ５が、第１部分４１を当接手段６に対して圧縮されて押し潰された状態に、維持する。
【００７１】
図５から図７は、概略的に及び非限定的な例によって、前述の内容において開示された本発明による成形装置及び成形方法を用いて製造可能な物体５０を、示している。当該物体は、容器６０を閉鎖するために使用可能なカバーまたはキャップ５０を含んでいる。後者（容器６０）は、例えば、浸透可能な、溶解可能な、または、煎じ出しの製品を収容するのに適した、自動飲料機械用のカプセルである。
【００７２】
カバー５０は、例えば離心の突出部５６を規定する、１つの環状のキャビティ５５を有している。その頂上には、押し潰しパンチ５によって圧縮された、シート材４０の第１部分４１によって成形されている脆弱部５１が、設けられている。カバー５０のこの脆弱部５１は、プラスチックの局所的な特性のおかげで、自動飲料機械の適切な分配手段によって、容易に穿孔され得る。
【００７３】
容器６０はまた、この場合、自動機械の適切な抽出手段（extraction means）によって、及び／または、容器６０の底部壁６２のカプセルを開封するための適切な手段との協働によって、容易に穿孔され得る、というそれぞれの脆弱部６１を前記容器の底部壁６２上に作製するような態様で適切に形作られた打ち型及びパンチが設けられている本発明の成形装置によっても、製造され得る。この場合でも、容器６０のそれぞれの脆弱部６１は、適切な押し潰しパンチによるシート材の対応する部分の圧縮及び押し潰しによって、作製される。
【００７４】
本発明の成形装置及び成形方法は、任意の形状であって、穿孔され、穴が開けられ、または、破断されることが容易であるように配置された１以上の脆弱部が設けられている、という物体を製造するべく、熱成形性のシート材を形成するために使用され得る、ということが明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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