成形设备和方法以及由此制造的物品的制作方法
【专利摘要】一种用于通过形塑可热成形的片材(40)来制造物品(50)的方法，包括通过模具装置(2)与成形装置(3)的相互作用来形塑所述物品(50)，还包括在所述形塑之前通过碾压冲头装置(5)来压缩和碾压所述片材(40)的第一部分(41)并且在所述形塑期间维持所述第一部分(41)被碾压以缩减其厚度，并且将在所述第一部分(40)处构成所述片材(40)的结构的分子链定向，以便弱化所述结构并使所述第一部分(41)被弱化，特别地使所述第一部分能够易于穿孔、撕裂和碎裂。
【专利说明】成形设备和方法以及由此制造的物品
【技术领域】
[0001]本发明涉及成形设备和方法，特别地，本发明涉及用于通过可热成形片材的压缩成形来制造物品的设备和方法。本发明还涉及一种通过所述的设备和方法而获得的物品，特别是一种用于容器的盖。
【背景技术】
[0002]与热成形机器相关联的已知成形设备通常包括铸模，所述铸模由模具和冲头构成。模具设有至少一个型腔，所述型腔构造用于在成形步骤中接收片材且成形为具有待制造物品的外形。
[0003]冲头相应地以在型腔中压缩片材这样的方式成形并且与型腔配合以制造物品。特别地，在成形步骤中，冲头能够朝向模具运动并且与型腔接合从而使片材变形。片材被预先加热至允许其塑性变形的软化温度，增加其塑性和可变形性。
[0004]模具中设有管道，在管道中流动的流体被设置用于一旦片材在型腔内变形就冷却片材，以便赋予所制物品适当的机械特性。
[0005]成形设备可以包括容纳元件即所谓的钟形塞进器(bell)，其包围冲头并限定封闭的工作区域。更精确地，钟形塞进器靠接片材并将其朝模具压缩，界定所述工作区域，该工作区域基本与外界环境隔离，并且经过压缩和加热的空气能够被引入其中以协助冲头让片材更好地附着至型腔的内壁。
[0006]该成形设备通常与包括多个操作站的成形机器相关联，利用适当的推进装置推进从卷筒展开的可热成形的片材通过操作站。
[0007]操作站包括例如分别在设有成形设备的成形站的上游和下游的预热站和冷却站，片材在预热站中被加热至预置的软化温度，成形的物品在冷却站中被冷却和热稳定化以确保对机械应力的适当耐抗性。
[0008]以上公开的利用已知热成形设备制造的物品，与通过挤压或注模成形工艺所获得的物品相比，更容易制造并且更便宜。
[0009]片材的厚度以能够确保所制成物品的适当耐抗性和坚韧性特征这样的方式进行选择。然而，由于一般使用的厚度以及片材一旦被热成形并冷却后的机械特性，因此某些动作对于前述材料来说难以执行。特别地，一般而言难以进行穿孔或切口，除非采用具有极小厚度的片材，但此厚度不足以制造刚挺、耐抗和坚韧的物品。
[0010]在用以在自动饮料机器中制备饮料的器皿或容器的领域中，已知的需求是能够轻易地对包含(可渗透、可溶解、灌注)产品的器皿进行穿孔，以使得经过加压的液体(通常是水)能够与该产品混合并输出获得的饮料。特别地，该等器皿必须能够通过饮料机器中的适当装置和/或通过器皿与这种适当装置之间的配合来进行穿孔。
[0011 ] 该器皿通常包括杯形容器，其上由盖加以盖合。
[0012]然而，通过热成形工艺制成的器皿和盖一般而言并非可穿孔的，原因是允许在其上钻孔的片材的厚度将不足以在高温下的加压流体注入期间确保器皿的稳定性和耐抗性。
[0013]为此，采用由铝片或塑性膜片封闭的器皿，其可被轻易地穿孔和/或设置在底壁上设置孔(底部是在热成形期间制成)，该孔也被铝质或塑性膜片封闭。
[0014]可选地，必须使用通过注模成型工艺制成的器皿和盖，该工艺使得物品的某些部分能够被制成为具有缩减的厚度以及例如使得能在这样的物品上进行穿孔或切口的机械特性。然而，由于注模成型所采用的工艺和塑料，因此这样的物品特别昂贵。
【发明内容】
[0015]本发明的一个目标是改善已知的通过形塑可热成形的片材来制造物品的方法和设备。
[0016]另一个目标是提出一种方法和设备，使得形塑而成的物品具有高机械耐抗性和稳固性的特征，同时设有易于穿孔的弱化部分。
[0017]还有另一个目标是提出一种方法和设备，使得形塑而成的物品设有弱化部分，该弱化部分具有精准的厚度值。
[0018]还有另一个目标是获得一种构造简单的成形设备。
[0019]还有另一个目标是获得一种成形方法和设备，使得物品的生产成本能够降低。
[0020]在本发明的第一方面，提供一种根据权利要求1所述的用于制造物品的方法。
[0021]在本发明的第二方面，提供一种根据权利要求8所述的物品。
[0022]在本发明的第三方面，提供一种根据权利要求9所述的设备。
[0023]在本发明的第四方面，提供一种根据权利要求10所述的设备。
[0024]在本发明的第五方面，提供一种根据权利要求22所述的设备。
[0025]在本发明的第六方面，提供一种根据权利要求37所述的成形机器。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]参照附图能够更好地理解和实施本发明，附图通过非限制性示示出了出了本发明的一些实施例，在附图中:
[0027]图1是根据本发明的成形设备处于第一运作组态的示意性剖面图；
[0028]图2是图1中的设备处于第二运作组态的示意性剖面图；
[0029]图3是图1中的设备处于第三运作组态的示意性剖面图；
[0030]图4是图3中的设备细节的局部放大视图；
[0031]图5是利用图1中的成形设备制成的物品特别是盖的平面图，
[0032]图6是根据图5中的V1-VI线截取的剖面；
[0033]图7是图5中的盖与容器相关联的剖面图，该容器也可以利用本发明的成形设备方案制成；
[0034]图8是图5中的物品的局部放大图，其中示出了利用圆锥形尖端在该物品的一部分上制造出芽孔；
[0035]图9是直方图，示出了能够通过本发明的方法和设备获得的材料的厚度频率分布；
[0036]图10是根据本发明的成形设备的一种变型处于第三运作组态的示意性剖面图。
【具体实施方式】
[0037]参照图1至图3，其中示出了成形设备1，用以通过可热成形的片材40来压缩-形塑图4所示的物品50。
[0038]举例而言，物品50包括如图7所示的、可用于盖合容器的盖。
[0039]设备I可以与未示出的包括多个作业站的成形机器相关联，其包括成形站，设备I以及位于该成形站之前和之后的其他作业站均与其相关联。例如，成形站的上游处，可以设置片材40的加热站以使片材40达到高温，例如使片材40能够在后续的成形站中被软化并塑性变形。片材40被加热至介于100°C与180°C之间、特别是介于140°C与165°C之间的温度。
[0040]本发明的设备I包括设有型腔装置4的模具装置2以及与型腔装置4配合以形塑物品50的成形装置3。在图示的实施例中，成形装置包括冲头装置3。
[0041]模具装置包括能够沿运动方向B运动的模具2，该运动方向B基本与片材40以及片材在成形设备内的推进方向A垂直。
[0042]型腔装置包括至少一个型腔4，具有与物品50要形塑的形状互补的形状。冲头装置包括至少一个成形冲头3，其具有以便于通过压缩使物品50成形这样的方式与型腔4互补的形状。
[0043]设备I还设置有碾压冲头装置5，包括至少一个碾压冲头，其与模具2相互作用并相互配合以在成形步骤之前压缩片材40的第一部分41，以缩减并弱化其厚度、修改其材料结构，正说明书中进一步详细说明的那样。为此，模具2包括靠接装置6，适用于支撑片材的前述第一部分41并配合碾压冲头5以压缩后者。靠接装置6在特定情形下包括设置在型腔4内部的隆脊。
[0044]碾压冲头5被维持冷却，也就是说，维持在特别是介于15°C与40°C之间的温度，例如局部地冷却第一部分41而在第一部分41处获得该片材40的一种基本处于非晶相的结构。应注意的是，碾压冲头5的温度远低于片材40的温度，片材40被加热至介于100°C与180°C之间，特别是介于140°C与165 °C之间的温度。
[0045]碾压冲头5可以被对应的冷却装置(未示出于图中)冷却，且包括内部管道以供冷却流体通过，或者包括具备高热传导性的材料。
[0046]碾压冲头5包括例如基本呈圆形形状的端壁5a，其将片材40的第一部分41压向对应的靠接装置6的靠接围壁6a例如也具有圆形形状的围壁。端壁5a通过圆形的连接部分5c连接至侧壁5b例如圆柱形侧壁。
[0047]碾压冲头5的端壁5a的表面粗糙度低于0.4微米，特别地低于0.2微米。
[0048]模具2设置有管道8以供冷却液体通过，该冷却液体适用于冷却型腔4的外表面和靠接装置6的外表面。以此方式，成形期间附着至前述外表面的材料40得以被迅速地冷却以获得所需的机械特性。
[0049]靠接装置6的经过冷却的外表面配合碾压冲头5运作，以局部地冷却第一部分41，并制造出片材的非晶相结构。
[0050]成形装置3作用于片材40的邻接第一部分41的第二部分42。特别地，参照示出于图中的实施例，第二部分42环绕第一部分41并基本构成物品50的主体。
[0051]该设备还包括容纳装置10，其中包括容纳构件即所谓的钟形塞进器，设置用于将片材40压向模具2的支撑壁7并在成形之前保持片材40。型腔4在支撑壁7上开口。
[0052]容纳构件10界定工作容积11，内含冲头3以及碾压冲头5。成形装置还包括输送装置12，其在工作容积11内部输送加压流体，该加压流体设置用于使片材40附着至型腔4的壁面。
[0053]碾压冲头5固定至容纳构件10，固定的方式使得在模具2沿着运动方向B升起时，碾压冲头5靠接在片材40的第一部分41上并将第一部分41压向靠接装置6，并将前述的片材40向容纳构件10的压缩板13压缩。
[0054]特别地，碾压冲头5是以一种可调节的方式固定至容纳构件10，以改变第一部分41的厚度或碾压量dl (图4)。换言之，可以改变碾压冲头5的端壁5a相对于压缩板13的靠接面13a的位置，这样来确定第一部分41压向靠接装置6的靠接围壁6a的碾压程度是小一点还是大一点。
[0055]在未示出于图中的该设备的一个实施例中，碾压冲头5相对于容纳构件10且独立于冲头3被可运动地设置。在该实施例中，冲头3与碾压冲头5由各自且独立的致动装置驱动，致动装置是已知的类型且并未示出在图中。
[0056]成形设备I的操作和对应的成形方法或工艺在第一步骤中提供沿着片材40的推进方向A的推进，片材在成形设备I的内部已被预先加热至足以使之软化的温度。成形设备I被配置成第一运作组态W1，其中模具2、容纳构件10以及冲头3、5与片材40间隔开，以使得片材能够滑动。
[0057]在第二步骤中，模具2沿着运动方向B运动，使得片材40被支撑壁7朝向容纳构件10的压缩板13压缩，且在设备I的第二运作组态W2中，片材40的第一部分41被压缩与碾压在靠接装置6与碾压冲头5之间。
[0058]在此第二运作组态W2中，碾压冲头5与靠接装置6之间的相对位置以及被后者施加在片材40的第一部分41上的力用以例如将其厚度缩减至期望值dl。
[0059]通过碾压冲头5与靠接装置6施加的压缩和碾压效果不仅导致材料的局部厚度的降低，而且导致构成塑性结构的纤维或分子链的基本为径向或表盘方向的取向。这种取向是由于碾压冲头5施加的压力及其端壁5a的圆形形状而造成的。
[0060]碾压冲头5的端壁5a的缩减表面粗糙度(粗糙度低于0.4微米，特别是低于0.2微米)也促进了塑性纤维的适当取向。此种表面处理同时也在压缩和碾压期间避免片材的表面层被损伤或破坏(例如，产生微裂缝或者微切口 )，这就确定了位于第一部分41处的材料的机械特性的变动。
[0061]由于碾压冲头5被维持在介于15°C与40°C之间的温度下和/或靠接装置6以及型腔4被冷却液体冷却，该冷却液体在模具2的管道8中流动，因此当片材的第一部分41在碾压冲头5与靠接装置6之间被压缩与碾压时，其也被冷却。
[0062]正如所知，通常被用于热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从可再生资源获取的PE和/或PP和/或PA，从微生物源取得的生物可降解资源例如PHA等是由长串分子链所构成，其取向可以通过诸如层压、压挤以及类似的塑料工艺加以修改。在加热至材料发生玻璃化转变的温度(所谓的软化温度)之后，这些材料的结构可以通过冷却速度进一步进行修改。在聚丙烯(PP)的情况下，例如以高冷却速度，在成形流程结束时，材料的结构基本是处于非结晶阶段，仅少许的部分是处于结晶阶段。非晶相使材料具有塑性弹性和耐抗性。
[0063]以低冷却速度，在成形流程结束时，材料的结构大部分是处于非晶相，而处于结晶相的部分更加稀少。在此情况下，结晶相提供较少的弹性以及较大的易碎性。
[0064]根据特定的应用，前述的片材塑料可以是单层或者多层的形式。
[0065] 申请人:所进行的实验测试表明，由碾压冲头所施加的压缩以及通过碾压冲头5和/或靠接装置6确保的快速冷却所得到的径向取向使得得到的片材40的第一部分41能够具有基本被弱化而能够通过例如圆锥形尖端轻易地将其撕裂、穿孔或刺破的结构。该快速冷却，特别地实现了一种有弹性且不易碎裂的材料结构，这是由于其可以实现穿孔且不会造成材料的颗粒、碎片、裂片的不合需要的分离。
[0066]图8示出了在物品50上的穿孔效果，物品50的获得是通过热成形厚度为1.2毫米的聚丙烯片材，其中物品50的弱化部分51是通过碾压冲头5压缩片材40的第一部分41而形成，其厚度被缩减至等于0.3至0.75毫米、特别是等于0.3至0.4毫米的数值dl。正如所指出的，通过圆锥形尖端生成的裂缝52具有基本沿径向的模式，也就是说，取决于材料结构的分子链的局部取向。
[0067]压缩的效果清楚明了，考虑与第一部分41具有相同厚度(也就是0.3至0.75毫米)的片材，且未受过碾压冲头5的局部压缩，这种片材极难穿孔，需要使用更高的压缩力。
[0068]应该指出的是，由于碾压冲头5的形状-特别是端壁5a以及环形的连接部分5c的形状-碾压第一部分41并未损伤或者撕裂可能设置在多层片材40中的中间隔离层。该中间隔离层是已知的类型，例如EV0H。以这样的方式，材料特别是隔离层的完整性在第一部分41处也得以确保。
[0069]在成形工艺的第三步骤(成形步骤)中，其中成形设备处于第三运作组态W3，成形装置的冲头3沿着运动方向B朝模具2运动，运动的方式使得其逐步将片材40压缩至型腔4的内部并形塑物品50，此时碾压冲头5保持将第一部分41向靠接装置6压缩和碾压。特别地，冲头3作用于片材40中邻接并环绕第一部分41的第二部分42。
[0070]在压缩结束时，或者在冲头3被完全放低之前，经过加压的热空气可以被输送至工作容积11的内部，以辅助片材40附着至型腔4的内壁。
[0071]应该注意的是，在物品50的成形步骤(第三步骤)之前压缩和碾压材料片材40的第一部分41，并在此成形步骤期间维持此第一部分41的被压缩和碾压，这有助于高精准地获得第一部分41中所要求的期望厚度dl。
[0072]实验性测试表明能够制造出第一部分41基本具有同一厚度dl的物品50，这都归功于本发明的设备和方法。
[0073]图9的直方图示出了针对100件样本所执行的测试的结果，在样本上完成将某一部分压缩和碾压至0.35毫米的标称数值，片材具有1.2毫米的初始厚度。观察到超过70%的件数在碾压部分处具有介于0.34毫米到0.37毫米之间的厚度，而所有件数中的绝大多数均具有介于0.32毫米到0.39毫米之间的厚度。该直方图示出了片材的所述部分的压缩与碾压处理的稳定性和可重复性。
[0074]由于本发明的设备和成形方法，因此有可能通过片材特别是单层或多层形式的聚合物塑料的热成形来制造出具有耐抗性和坚韧度等优良机械特性的物品，所述物品同时还设有一个或多个弱化、易于穿孔、可撕裂、易碎裂的部分。换言之，可以制造出传统上仅能用注模成型工艺才可以得到的物品，这就使生产成本得以大幅度地降低。
[0075]通过局部压缩获得弱化部分，且通过适当成形的冲头(碾压冲头)和同步冷却处理而制造完成。通过由冲头施加的压力及其端壁特定的圆形形状和表面处理，在弱化部分，不仅可以缩减材料的厚度，而且还能获得构成塑性结构的纤维或分子链的基本径向或表盘方向的取向。缩减的厚度以及径向的取向弱化了材料的结构，使之能够例如通过一尖端被更轻易地穿孔或者撕裂。
[0076]此外，通过迅速地冷却弱化部分，特别是在聚丙烯的情况下，获得一种基本处于非晶相而仅有少许部分处于结晶相的结构，也就是一种提供塑性弹性和耐抗性的结构。由于此结构，可以制造出穿孔且不会造成材料的颗粒、碎片、裂片的不合需要的分离。
[0077]本发明的成形设备和方法还能够制造出设有弱化部分的物品，且弱化部分具有精准的厚度值。特别地，本发明可以在弱化部分中精准地获得所要求的期望厚度。
[0078]最后应该注意，本发明的成形设备结构简单，原因是其仅需要使待插入的碾压冲头5能够直接固定至容纳构件10。
[0079]图10示出了本发明的成形设备的一种变型，其与图1至图4中所图示的上述实施例的差异在于，成形装置并未包括冲头装置，但其包括输送装置12，其将经过加压的流体(热空气)引入工作容积11中，该流体被设置成使得片材40附着至型腔4的内壁并由此形塑物品50。
[0080]并且，在设备I的此变型中，在第三步骤(成形步骤)期间，成形设备处于第三运作组态W3，此时经过加压的流体被引入工作容积11中，碾压冲头5维持第一部分41被朝向靠接装置6压缩和碾压。
[0081]图5至图7示意性地且通过非限制性示示出了出了能够利用以上公开的根据本发明的成形设备和方法制成的物品50。该物品包括能够被用以盖合容器60的盖或盖帽50。举例而言，容器是用于自动饮料机器的器皿，其中适合容纳可渗透或者可溶解或者灌注的女口广叩ο
[0082]盖50包括一个环状型腔55，其界定出例如偏心的凸部56，偏心凸部56的顶端设有弱化部分51，该弱化部分是由被碾压冲头5所压缩的片材40的第一部分41构成。盖50的该弱化部分51通过塑料的局部特性能够利用自动饮料机器的适当配注装置轻易地打出穿孔。
[0083]在此情况下，容器60也可以通过本发明中的设有适当形状的模具和冲头的成形设备制成，其方式是在所述容器的底壁62上制作出对应的弱化部分61，该弱化部分能够通过自动机器的适当抽拔装置和/或通过所述容器60的底壁62与用以开启器皿的适当装置的配合而被轻易地穿孔。还是在此情况下，容器60的对应弱化部分61是通过利用适当的碾压冲头压缩和碾压片材的对应部分而制成。
[0084]显而易见地，本发明的成形设备和方法能够用于形塑可热成形的片材以制造出任何形状的物品，且该物品设有一个或多个弱化部分，所述弱化部分被设置成易于穿孔、戳穿或撕裂。
【权利要求】
1.一种用于通过形塑可热成形的片材(40)来制造物品(50)的方法，包括:通过模具装置(2)与成形装置(3 ；12)的相互作用来形塑所述物品(50)，其特征在于还包括:在所述形塑之前通过碾压冲头装置(5)来压缩和碾压所述片材(40)的第一部分(41)，并且在所述形塑期间维持所述第一部分(41)被碾压以缩减其厚度，并且将在所述第一部分(41)处构成所述片材(40)的结构的分子链定向，以便弱化所述结构并使所述第一部分(41)被弱化，特别地使所述第一部分能够易于穿孔、撕裂和碎裂。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述定向包括将在所述第一部分(41)处构成所述片材(40)的结构的所述分子链以基本径向或表盘方向的方式定向。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述片材选自单层或多层的聚合物塑性材料，特别是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从可再生资源获取的PE和/或PP和/或PA、来自微生物源的生物可降解塑性材料例如PHA。
4.根据先前权利要求中的任意一项所述的方法，其中在所述压缩和碾压期间，特别地通过所述碾压冲头装置(5)来迅速地和局部地冷却所述片材(40)的第一部分(41)，以在所述第一部分(41)处获得基本为非晶相的结构。
5.根据先前权利要求中的任意一项所述的方法，其中所述形塑包括形塑所述片材(40)的邻接至所述第一部分(41)的第二部分(42)。
6.根据先前权利要求中的任意一项所述的方法，其中在形塑所述片材(40)之前，以介于100°C到180°C之间的温度、特别地以介于140°C到165°C之间的温度来加热所述片材。
7.根据先前权利要求中的任意一项所述的方法，其中将所述碾压冲头装置(5)维持在一定的温度下，该温度特别地介于15°C到40°C之间，以便局部地冷却所述第一部分(41)并在所述第一部分(41)处获得所述片材(40)的基本为非晶相的结构。
8.一种设有至少一个弱化部分(51)的物品，所述物品通过根据权利要求1至7中的任意一项所述的形塑方法制成。
9.一种用于启动根据权利要求1至7中的任意一项所述的方法的设备。
10.一种用于通过形塑可热成形的片材(40)来制造物品(50)的设备，所述设备包括: 设有型腔装置(4)的模具装置(2); 成形装置(3 ; 12)，所述成形装置与所述型腔装置(4)配合以在成形步骤中形塑所述物品(50)； 碾压冲头装置(5)，所述碾压冲头装置与所述模具装置(2)配合以在所述成形步骤之前压缩和碾压所述片材(40)的第一部分(41)，并在所述成形步骤期间维持所述第一部分(41)被碾压以缩减其厚度，并且将在所述第一部分(41)处构成所述片材(40)的结构的分子链定向； 容纳装置(10)，用于将所述片材(40)压向所述模具装置(2)的支撑壁(7)，并且所述容纳装置界定出至少包含所述碾压冲头装置(5)的工作容积(11)，所述碾压冲头装置(5)被固定至所述容纳装置(10)。
11.根据权利要求10所述的设备，其中所述碾压冲头装置(5)以可调节的方式被固定至所述容纳装置(10)以改变所述第一部分(41)的碾压厚度(dl)。
12.根据权利要求10或11所述的设备，其中所述碾压冲头装置(5)被维持在一定的温度下，该温度特别地介于15°C到40°C之间，以便局部地冷却所述第一部分(41)并在所述第一部分(41)处获得所述片材(40)的基本为非晶相的结构。
13.根据权利要求10至12中的任意一项所述的设备，其中所述成形装置(3；12)作用于所述片材(40)的邻接至所述第一部分(41)的第二部分(42)。
14.根据权利要求10至13中的任意一项所述的设备，其中所述成形装置包括与所述型腔装置⑷配合的冲头装置⑶。
15.根据权利要求10至14中的任意一项所述的设备，其中所述模具装置(2)包括靠接装置￠)，所述靠接装置用于支撑所述片材(40)的所述第一部分(41)并且与所述碾压冲头装置(5)配合以压缩和碾压所述片材(40)的所述第一部分(41)。
16.根据权利要求10至15中的任意一项所述的设备，其中所述模具装置(2)设置有管道(8)以供冷却液体通过，所述冷却液体适用于冷却所述型腔装置(4)的外表面和/或所述模具装置(2)的靠接装置￠)的外表面。
17.根据权利要求10至16中的任意一项所述的设备，其中所述成形装置包括输送装置(12)以输送所述工作容积(11)内部的加压流体，所述加压流体设置用于使得所述片材(40)附着至所述型腔装置(4)的壁面并形塑所述物品(50)。
18.根据权利要求10至17中的任意一项所述的设备，其中所述碾压冲头装置包括至少一个碾压冲头(5)，所述碾压冲头设有端壁(5a)，所述端壁用以靠接并压缩所述片材(40)的所述第一部分(41)并且特别地具有基本为圆形的形状。
19.根据权利要求18所述的设备，其中所述端壁(5a)具有基本为圆形的形状并通过环形的连接部分(5c)连接至所述碾压冲头(5)的侧壁(5b)。
20.根据权利要求18或19所述的设备，其中所述端壁(5a)具有低于0.4微米特别是低于0.2微米的表面粗糙度。
21.根据权利要求10至20中的任意一项所述的设备，其中所述片材包括单层或多层的聚合物塑性材料中的一种，特别是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别是从可再生资源获取的PE和/或PP和/或PA、从微生物源获取的生物可降解塑性材料例如PHA。
22.一种用于通过形塑可热成形的片材(40)来制造物品(50)的设备，所述设备包括:设有型腔装置(4)的模具装置(2);以及成形装置(3; 12)，所述成形装置与所述型腔装置(4)配合以在成形步骤中形塑所述物品(50)，其特征在于还包括:碾压冲头装置(5)，所述碾压冲头装置与所述模具装置(2)配合以用于在所述成形步骤之前压缩和碾压所述片材(40)的第一部分(41)并且用于在所述成形步骤期间维持所述第一部分(41)被碾压以缩减其厚度，并且将在所述第一部分(41)处构成所述片材(40)的结构的分子链定向，以使所述结构被弱化并且所述第一部分(41)被加工成弱化部分，特别地使所述第一部分能够易于穿孔、撕裂和碎裂。
23.根据权利要求22所述的设备，其中所述碾压冲头装置(5)被维持在一定的温度下，该温度特别地介于15°C到40°C之间，以便局部地冷却所述第一部分(41)并在所述第一部分(41)处获得所述片材(40)的基本为非晶相的结构。
24.根据权利要求22或23所述的设备，其中所述成形装置(3;12)作用于所述片材(40)的邻接至所述第一部分(41)的第二部分(42)。
25.根据权利要求22至24中的任意一项所述的设备，其中所述成形装置包括与所述型腔装置⑷配合的冲头装置⑶。
26.根据权利要求22至25中的任意一项所述的设备，其中所述模具装置(2)包括靠接装置￠)，所述靠接装置用于支撑所述片材(40)的所述第一部分(41)并且与所述碾压冲头装置(5)配合以压缩和碾压所述片材(40)的所述第一部分(41)。
27.根据权利要求22至26中的任意一项所述的设备，其中所述模具装置(2)设置有管道(8)以供冷却液体通过，所述冷却液体适用于冷却所述型腔装置(4)的外表面和/或所述模具装置(2)的靠接装置￠)的外表面。
28.根据权利要求22至27中的任意一项所述的设备，包括容纳装置(10)，所述容纳装置设置用于将所述片材(40)压向所述模具装置(2)的支撑壁(7)，并且所述容纳装置界定出至少包含所述碾压冲头装置(5)的工作容积(11)。
29.根据权利要求28所述的设备，其中所述成形装置包括输送装置(12)以输送所述工作容积(11)内部的加压流体，所述加压流体设置用于使得所述片材(40)附着至所述型腔装置(4)的壁面并形塑所述物品(50)。
30.根据权利要求28或29所述的设备，其中所述碾压冲头装置(5)被固定至所述容纳装置(10)。
31.根据权利要求30所述的设备，其中所述碾压冲头装置(5)以可调节的方式被固定至所述容纳装置(10)以便改变所述第一部分(41)的碾压厚度(dl)。
32.根据权利要求28或29所述的设备，其中所述碾压冲头装置(5)能够相对于所述容纳装置(10)运动。
33.根据权利要求22至32中的任意一项所述的设备，其中所述碾压冲头装置包括至少一个碾压冲头(5)，所述碾压冲头设有端壁(5a)，所述端壁用以靠接并压缩所述片材(40)的所述第一部分(41)并且特别地具有基本为圆形的形状。
34.根据权利要求33所述的设备，其中所述端壁(5a)具有基本为圆形的形状并通过环形的连接部分(5c)连接至所述碾压冲头(5)的侧壁(5b)。
35.根据权利要求33或34所述的设备，其中所述端壁(5a)具有低于0.4微米特别是低于0.2微米的表面粗糙度。
36.根据权利要求22至35中的任意一项所述的设备，其中所述片材包括单层或多层的聚合物塑性材料中的一种，特别是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别是从可再生资源获取的PE和/或PP和/或PA、从微生物源获取的生物可降解塑性材料例如PHA。
37.一种用于通过形塑可热成形的片材(40)来制造物品(50)的热成形机器，包括根据权利要求10至21或者22至36中的任意一项所述的设备(I)。
【文档编号】B29C51/08GK104411476SQ201380024063
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2013年5月7日 优先权日:2012年5月9日
【发明者】A·巴尔托利, F·特拉尔蒂, L·马斯特罗帕斯夸 申请人:益利嘉公司