CZ20032303A3

CZ20032303A3 - Způsob výroby výroby plastových dílů

Info

Publication number: CZ20032303A3
Application number: CZ20032303A
Authority: CZ
Inventors: Michel Bosshardt; Bertrand Gruau
Original assignee: Cebal S. A. S.
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2002-02-25
Publication date: 2003-12-17
Also published as: CN1265951C; CN1491154A; DE60200836D1; FR2821288A1; ATE271963T1; FR2821288B1; EP1365903A1; WO2002068171A1; US20040061256A1; AR032854A1; DE60200836T2; EP1365903B1; RU2288096C2; MXPA03006639A; ES2225760T3; US7022277B2; PL369224A1; JP2004520973A; BR0207591A

Description

Předkládaný vynález se týká způsobu, který umožňuje velkokapacitní výrobu sestav tvořených alespoň dvěma plastovými díly, které jsou vůči sobě vzájemně pohyblivé a mají styčné plochy komplementárních tvarů, takže existuje alespoň jedno geometrické uspořádání, v němž jsou spolu pevně spojeny na společné ploše v těsném kontaktu bez vůle.

Dosavadní stav techniky

Tyto sestavy se nacházejí v celé řadě předmětů, například v předmětech obsahujících dva díly, které jsou dočasně spojeny přišroubováním nebo na západku, jako je tomu například u pružných tub opatřených uzávěrem nebo, obecněji, u hlav zásobníků opatřených uzavíracími víčky nebo u předmětů opatřených prvky, které se vůči sobě vzájemně otáčejí, jako například kulovými klouby, závěsy, perforovanými otočnými kryty či víky, nebo konečně u předmětů s posuvnými prvky, jako jsou například písty stříkaček, šoupátka v krabičkách s líčidly nebo zipy.

86379a • * · · · I

Díly některých z těchto sestav, zejména ty, které nejsou součástí kulových kloubů nebo závěsů, se obecně vyrábějí odděleně a teprve pak se spojí. Při oddělené výrobě těchto dílů jsou potřeba zvláštní stroje pro jejich tváření a poté je nutné je přemístit ke spojovacímu zařízení. Už dlouhou dobu se proto hledá způsob, jak by bylo možné snížit výrobní náklady a zvýšit tempo výroby těchto sestav. Tyto snahy se zaměřují na tváření dílů v tomtéž výrobním cyklu, přičemž je není nutné spojovat.

Z dokumentů DE 19 41 479, EP 0 073 356, US 3 281 295, WO 91 01213 a JP 61 047223 jsou známy různé způsoby výroby, které spočívají v tom, že první díl se provede pomocí formy složené alespoň ze dvou částí, druhá část formy se sejme, přičemž díl zůstane spojen s první částí formy, a potom se vstřikováním nalisuje druhý díl. Druhý plast se tedy vstřikuje do prostoru vymezeného jednak dutinou nové formy, která se dotýká prvního dílu, který je stále ještě spojen s první částí první formy, a jednak částí povrchu prvního dílu, který slouží jako forma. Plast použitý na výrobu druhého dílu musí mít nutně nižší bod tání než plast, ze kterého je vyroben první díl. Přihláška WO 97/46362 přihlašovatele navrhuje způsob této kategorie, který však využívá určité geometrické zvláštnosti vyráběných dílů, díky nimž již není třeba dodržovat toto omezení týkající se použitých plastů.

Z dokumentu FR 2 451 867 je znám způsob výroby pružné tuby, která obsahuje hrdlo obklopující vypouštěcí otvor a která je opatřena uzávěrem, který se vyznačuje tím, že se použije pružná tuba, jejíž vnější plocha je pokryta kovovou fólií, a ve kterém se zmíněná pružná tuba nasadí na průbojník, který slouží jako opora a uzavírá vypouštěcí

86379a • · • · · · • · · · · · • · · · · · ···· · ··· · · • · · · · ·· ··· · ···· ·» ·· ·· ·· otvor. Naproti zmíněnému hrdlu, které slouží jako lisovník, se umístí lisovnice, do lisovnice se zavede roztavená plastická pryskyřice a tato roztavená pryskyřice se stlačí v dutině tvořené lisovnicí a hrdlem.

S výjimkou posledně jmenovaného kladou všechny výše popsané způsoby důraz na nalisování druhého dílu sestavy vstřikováním. S tím jsou spojena určitá omezení, pokud jde o volbu druhého plastu: měl by mít poměrně vysoký index tavení, aby mohl za vyhovujících podmínek vyplnit dutinu mezi druhou formou a částí povrchu prvního dílu, který slouží jako forma. Je dobře známo, že s vysokým indexem tavení se pojí poměrně špatné mechanické vlastnosti (okamžité vlastnosti a odolnost proti únavě) a především poměrně vysoká citlivost na praskání v důsledku napětí.

Poslední způsob podle dosavadního stavu techniky popsaný v této přihlášce představuje způsob lisování stlačováním, ale vyžaduje použití pružné tuby, jejíž vnější plocha je pokryta kovovou fólií.

Přihlašovatel tedy usiloval o vyvinutí takového způsobu tváření zmíněných sestav, který by umožnil provedení obou dílů zcela z plastu (plastů) a rozšířil spektrum možností, z nichž lze volit plasty pro výrobu druhého dílu.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je způsob výroby předmětů nebo částí předmětů tvořených sestavou, která obsahuje alespoň dva plastové díly, které jsou vůči sobě vzájemně pohyblivé s alespoň jedním stupněm volnosti a jejichž odpovídající

86379a • ·· ·

• · · ···· ···· ···· ·· ·· ·· ·· ·· plochy mají - alespoň zčásti - komplementární tvary, takže existuje alespoň jedno geometrické uspořádání, ve kterém jsou spolu pevně spojeny na společné ploše v těsném kontaktu bez vůle, který se vyznačuje tím, že obsahuje následující kroky:

a) vylisování prvního dílu z jednoho nebo více plastů vstřikováním nebo stlačováním vyplývajícím ze vzájemného přiblížení prvního nástroje a druhého nástroje, jehož dutina obsahuje zmíněnou společnou plochu, přičemž spojené dutiny těchto dvou nástrojů vymezují na konci přibližovacího pohybu objem zmíněného prvního dílu;

b) odstranění zmíněného druhého nástroje, přičemž první díl zůstane spojen se zmíněným prvním nástrojem, který pak hraje roli opěrného nástroje;

c) provedení předlisku tvořeného určeným množstvím jednoho nebo více termoplastů, které nejsou mísitelné s zmíněným plastem nebo zmíněnými plasty v prvním dílu, přičemž zmíněný předlisek se přivede na teplotu vyšší, než je teplota měknutí zmíněného termoplastu nebo zmíněných termoplastů, ze kterých je vytvořen;

d) položení zmíněného předlisku na plochu celku, který je tvořen prvním dílem spojeným s opěrným nástrojem, nebo do dutiny třetího tvářecího nástroje;

e) umístění zmíněného třetího nástroje naproti celku prvního dílu spojeného s opěrným nástrojem., přičemž zmíněný třetí nástroj má dutinu, která společně s plochou prvního dílu a popřípadě částí dutiny opěrného nástroje vymezuje objem druhého dílu, když se třetí nástroj dostane do kontaktu se zmíněným celkem prvního dílu spojeného s opěrným nástroj em;

f) vzájemné přiblížení zmíněného celku prvního dílu spojeného s opěrným nástrojem a třetího nástroje tak, že se dostanou do kontaktu, přičemž toto přiblížení způsobí

36379a ·· 99 » · 9 · · 9 stlačení předlisku, až se vytvoří požadovaný tvar druhého dílu;

g) odstranění opěrného nástroje a třetího nástroje a potom vyjmutí takto vytvořeného celku dvou dílů.

Krok a) je součástí způsobu tváření podle dosavadního stavu techniky, například lisování vstřikováním nebo společným vstřikováním jednoho nebo více termoplastů nebo lisování stlačováním termoplastu nebo termosetu. Oba tyto způsoby vyžadují vzájemné přiblížení prvního a druhého nástroje, ať již je to před vstřikováním, nebo během stlačování.

Po vytváření se druhý nástroj odstraní a první díl se buď vyjme, nebo se ponechá na místě na prvním nástroji.

Pokud se první díl vyjme z celku tvořeného prvním a druhým nástrojem, aby mohl podstoupit mezilehlé kroky, které nejsou součástí tohoto vynálezu, vloží se potom znovu na opěrný nástroj, jehož styčná plocha s prvním dílem je mechanicky ekvivalentní té, která existovala mezi prvním nástrojem a prvním dílem. Na opěrný nástroj se umístí tak, aby jeho zmíněná společná plocha stále směřovala ven, aby mohla být součástí dutiny formy pro tváření druhého dílu. Styčná plocha se nazývá mechanicky ekvivalentní původní styčné ploše s prvním nástrojem v tom smyslu, že se jedná o viditelnou plochu s podobnou rozlohou, takže mechanická opora zajišťovaná opěrným nástrojem je identická jako opora, která by mohla být zajištěna prvním nástrojem. Nemusí se tedy nezbytně jednat o skutečně identickou plochu, neboť drsnost a mikronerovnosti povrchu hrají, pokud jde o oporu, pouze minimální roli.

86379a • · · • ··· »··· ··

Pokud se první díl ponechá na místě na prvním nástroji, tak se tento první nástroj případně zchladí, aby urychlil zchlazení prvního dílu, a v dalším průběhu procesu plní funkci opěrného nástroje. Ve zbývající části popisu kroků způsobu podle vynálezu jsou tedy výrazy „první nástroj a „opěrný nástroj používány jako synonyma.

První díl se tedy umístí na opěrný nástroj . Je určen k tomu, aby zčásti sloužil jako lisovnice pro tváření druhého dílu. Opěrný nástroj může také obsahovat část, která slouží jako dutina pro tváření části druhého dílu nacházející se mimo společnou plochu. V případě, že opěrným nástrojem je první nástroj, musí být během tváření prvního dílu tato část dutiny utěsněna. To lze například provést tak, že při lisování prvního dílu vstřikováním je zmíněná část dutiny prvního nástroje utěsněna druhým nástrojem.

Dále se vytvoří předlisek druhého dílu tvořený určeným množstvím jednoho nebo více termoplastů, které nejsou mísitelné s plastem nebo plasty v prvním dílu. Stačí, když plast nebo plasty na obvodu předlisku nejsou mísitelné s plastem nebo plasty na obvodu prvního dílu. Množství plastu (plastů) je určeno předem, neboť předlisek musí mít v podstatě stejný objem jako druhý dil. Může být vytvořen například extruzí nebo kcextruzí, přičemž tento proces umožňuje dostatečně dobře kontrolovat množství materiálu tvořícího předlisek.

S výhodou je obvod prvního dílu z prvního plastu a obvod předlisku z druhého plastu, který ' není mísitelný s prvním plastem. Dvojice materiálů, které spolu přijdou do kontaktu a které jsou podle vynálezu doporučeny, jsou tvořeny vzájemně nemísitelnými termoplasty. Výhodně volíme

86379a ·· ·· 99

• · ···· 99	• · · · 9 · · · · ·· ·· ·· 99
tyto dvojice	: polypropylen	polyethylen,	polyester
polyethylen,	polyester	polypropylen,	polyamid
polypropylen,	polyamid - polyethylen.

V jiném provedení vynálezu se předlisek vytvoří koextruzí několika plastů, přičemž druhý plast obklopuje plast, který má vylepšené bariérové vlastnosti, například kopolymer EVOH (ethylen - vinyl alkohol) nebo polyamid.

Jeden z plastů získaných extruzí může obsahovat plnivo tvořené výhodně částicemi uhličitanu vápenatého, slídy nebo nanočásticemi jílů, například montmorillonitu.

Zmíněný předlisek se položí na plochu celku tvořeného prvním dílem a opěrným nástrojem, který slouží jako tvářecí dutina, nebo do dutiny třetího tvářecího nástroje. Z rozměrových důvodů se toto položení výhodně provede předtím, než se třetí nástroj umístí naproti celku prvního dílu spojeného s opěrným nástrojem. Volba místa položení je závislá na volbě prováděcího zařízení. Například pokud se pro výrobu předlisku zvolí (ko)extruze, je výhodné přesunout celek prvního dílu spojeného s opěrným nástrojem naproti extrudéru. Pak je možné použít odebírací systém, který na výstupu průtlačnice odebere hrudku (ko)extrudovaného plastu (plastů) s předem určenou hmotností a díky působení gravitace ji položí na spodní nástroj (v tomto případě na celek prvního dílu a opěrného nástroje).

Třetí nástroj se přesune naproti celku prvního dílu a prvního nástroje. Jedná se samozřejmě o relativní pohyb: v závislosti na zvoleném prováděcím zařízení se posune buď druhý a třetí nástroj, nebo celek prvního nástroje a prvního dílu. Tento třetí nástroj má dutinu, která společně se

86379a • · ··9 · ·· ·· • · · • ··· • · ···· ftft • ft ftft • · · · · · ft • · ·· · · ft • · · · · ·· ft ·· ·· ftft ftft zmíněnou plochou prvního dílu vymezuje objem druhého dílu, když se třetí nástroj dostane do kontaktu s celkem prvního nástroje a prvního dílu. K vymezení objemu druhého dílu může popřípadě sloužit i část dutiny uspořádané v prvním nástroji, která byla během tváření prvního dílu utěsněna druhým nástrojem. Přiblížení nástroje a celku prvního dílu spojeného s opěrným nástrojem způsobí stlačení předlisku sevřeného ve vzduchové mezeře mezi dutinou třetího nástroje a plochou celku prvního dílu spojeného s opěrným nástrojem, která slouží jako komplementární dutina a obsahuje společnou plochu.

Předlisek se stlačuje, dokud se nevytvoří požadovaný tvar druhého dílu. Potom se odstraní opěrný nástroj a třetí nástroj. Celek takto vytvořených dvou dílů se může buď přímo vyjmout, nebo může během chladnutí zůstat spojen s jedním z nástrojů.

Získaná sestava se nachází ve 'výše popsaném geometrickém uspořádání, v němž jsou zmíněné díly spolu pevně spojeny na společné ploše v těsném kontaktu bez vůle. Právě touto společnou plochou slouží první díl jako část lisovnice. Zmíněná společná plocha může obsahovat více či méně výrazný reliéf. Výraz „těsný kontakt bez vůle nevyjadřuje nepřerušené spojení na úrovni mikronerovností, ale vymezuje kvalitu kontaktu, která by za ekonomicky stejně výhodných podmínek nemohla být dosažena jinak a která je v každém případě lepší než kvalita, které lze dosáhnout při oddělené a pečlivé výrobě dílů, jež mají přijít do kontaktu. Za absenci vůle lze považovat vzdálenost oddělující dvě plochy, která v průměru nepřesahuje 10 pm.

86379a ·· < ·« >

·· ·» ► · · • ··· ·< ·9 • · · · • · · » • ftftft ·· • · • ft • · · ft ·

Jakmile se sestava jednou vyjme, jsou díly určeny k tomu, aby byly odděleny, s výhodou samotným konečným uživatelem: v tom případě je třeba, aby se toto oddělení mohlo uskutečnit za přijatelných podmínek, s vynaložením síly, která není ani příliš velká, ani příliš malá, a bez roztržení nebo bez náhodného vytvoření nepravidelných a namátkových reliéfů na společné styčné ploše, která často musí sloužit jako dočasně těsnící styčná plocha.

Poslední fáze vyjímání druhého dílu z formy spočívá v relativním přemístění jednoho dílu nebo části jednoho dílu vzhledem k druhému dílu: stačí přemístit všechny části dílu v sousedství společné styčné plochy. Toto přemístění se s výhodou provede po úplné tepelné a rozměrové stabilizaci, přičemž ideálem je zahrnout jej do úkonu, který normálně provádí až konečný uživatel. Ale opět je nutné, aby přitom nemusel vyvinout žádnou dodatečnou sílu.

Takto vytvořený celek se s výhodou nechá zchladit a počká se, dokud dva plasty nebudou zcela stabilizovány. Teprve pak se přemístí jeden díl vzhledem k druhému. Toto přesunutí jistým způsobem představuje poslední fázi vyjímání druhého dílu z formy. Jelikož byl druhý díl vytvořen stlačením předlisku, který byl vystaven poměrně nízké teplotě, je úplná stabilizace celku dosti rychlá. To neznamená, že s celkem dvou dílů, které jsou během této doby zchlazování udržovány spojené, nelze provést doplňkové výrobní operace.

Pokud jsou těmito sestavami pružné tuby opatřené víčky, je možné je naplnit látkou, kterou mají obsahovat. Hlava tuby opatřená víčkem prostřednictvím tohoto způsobu se nataví na pružný plášť a potom se celek otočí, aby mohl

86379a ♦ · 9*1» 9 • ·* ·* ·« * · »99« « ··· 9 · 99 »9 9 9 9 « · · • · » 9 « >

•9 »· ·· ·· přijmout zmíněný produkt, aniž by bylo nutné čekat, než budou plasty úplně stabilizovány. Poslední fázi vyjímání víčka z formy pak provede konečný uživatel, když při prvním použití tuby odšroubuje víčko.

Varianta výše zmíněného postupu spočívá v provedení tuby, která je tvořena pružnou válcovou částí a hlavou, přičemž hlava se vylisuje jako první díl vstřikováním nebo stlačováním plastu (plastů), které se během lisování přitaví autogenním svařováním na konec pláště tuby.

• 9 « • · 9 • · · · • «9 >

Další varianta spočívá ve vylisování uzávěru jako prvního dílu, v jeho umístění do lisovnice, která slouží jako opěrný nástroj, a v umístění průbojníku opatřeného pláštěm naproti tomuto celku, přičemž konec pláště průbojníku mírně přesahuje přes rameno průbojníku. Průbojník má takový tvar, že když přijde do kontaktu s lisovnicí, která obsahuje uzávěr, vymezuje plocha jeho konce společně s dutinou lisovnice s uzávěrem objem hlavy tuby, která se má vytvořit. Přesahující konec pláště je sevřen v tomto objemu. Do vzduchové mezery mezi průbojníkem opatřeným pláštěm a lisovnicí s uzávěrem se položí předlisek a průbojník a lisovnice se k sobě vzájemně přiblíží, až se dostanou do kontaktu. Hlava, která se takto vytvoří lisováním stlačováním, během tohoto lisování přitaví autogenním svařováním k plášti.

Úplná stabilizace nemísitelných plastů může způsobit zvětšení momentu uvolňování, například v důsledku rozdílných dilatací. Pro překonání tohoto problému byla úspěšně použita dvě řešení, která lze i navzájem, kombinovat: je možné měnit buď použité materiály, nebo geometrii povrchů, zejména detaily těchto povrchů. Komplementární styčné plochy jsou

86379a • · · ·

často opatřeny dočasnými spojovacími prostředky pro spojení dvou dílů, například závity, a jejich tvary je možné měnit: jsou-li tyto závity navrženy rozumně, mohou při oddělování dvou zmíněných ploch účinně přispívat ke konečnému vyjímání druhého dílu z formy. Jedná se o rychlé, několikachodé, kónické a mělké závity. Mohou být krátké a nemusejí se rozprostírat po celé společné styčné, ploše. Takovéto prostředky tvoří nerovnosti na společné ploše a jejich geometrie musí být navržena tak, aby byly během stlačování vystaveny minimální deformaci. Jejich geometrie bude podrobně popsána v níže uvedených příkladech.

Nalisování stlačováním obecně, a překvapivě, připouští přítomnost reliéfů nebo nerovností na společné ploše lépe než nalisování vstřikováním. Je možné uvažovat o tom, že v důsledku nižší průměrné pracovní teploty budou síly, které se uplatní při stlačování, vyšší, což by se mělo projevit ve vyšší deformaci nerovností uspořádaných na společné ploše, způsobené průtokem druhého plastu. To se však neprokázalo, alespoň pokud jde o geometrie testované a popsané níže.

Bylo zjištěno, že i poměrně vysoké nerovnosti (poměr výška / základna může dosahovat až 1) vytvořené na ploše prvního dílu, která odpovídá společné ploše, a s poměrně ostrými úhly (poloměr zaoblení blízký 2/10 mm) s.i po nalisování druhého dílu dokonale zachovají svou geometrii a své ostré úhly. To je bezpochyby dáno tím, že tyto nerovnosti mají během stlačování nižší teplotu a menší sklon k deformaci než centrální část předlisku, a především tím, že vzduchová mezera mezi zmíněnou společnou plochou a třetím nástrojem je od začátku stlačování až do posledního okamžiku, kdy se nástroje dostanou do kontaktu, mnohem větší než vzduchová mezera, se kterou se lze setkat při

86379a • · 9 99 9

9 9 9 ·· · · • 99 · 9 9 9 9 9 φ • · · 9 · 9 9 9 9 9 9

9 Λ 9 99 999 9 9 • 99 9999 9999 • 999 9 » · * 99 99 <·9 vstřikování plastů. To vede k tomu, že střihové síly jsou mnohem méně intenzivní než při vstřikování a to je pravděpodobně ten důvod, proč lze nerovnosti při stlačování poměrně dobře kontrolovat.

Toto chování je obzvláště výhodné, když je druhý díl, který se má nalisovat, tenký, výhodně s tloušťkou menší než 2 mm. To je dobře možné u pružných tub opatřených uzávěry, kdy druhým dílem může být buď uzávěr nebo hlava tuby. Dalším důvodem dobrého mechanického chování plochy prvního dílu je v tomto případě také to, že zmíněný první díl je rovněž tenký (tloušťka menší než 2 mm) a že tedy má účinnou mechanickou oporu.

V případě, kdy plochy, které dosedají na společnou plochu, nemohou mít závity, nebo pokud tyto závity musí odpovídat přesným normám, je možné měnit jeden a/nebo druhý z plastů tak, že se do nich přidají kluzná činidla, například stearan zinečnatý.

Aby se snížila síla, která je nutná k oddělení dvou dílů, může se rovněž měnit vliv obsahu plniva (slídy, uhličitanu vápenatého, kaolinu, hydroxidu hlinitého atd.) v plastu na jeho smršťováni: obecně platí, že čím vyšší je obsah plniva v plastu, tím menší je jeho sklon ke smršťování. Míra smršťování se tedy může pohybovat od několika procent (nepřítomnost plniva) k 0 %. Pokud je tedy možné měnit obsah plniva, lze buď zvýšit míru smršťování (v případě, kdy druhý nalisovaný díl má na společné ploše konvexní plochu), nebo snížit míru smršťování (v případě, kdy druhý nalisovaný díl má na společné ploše konkávní plochu).

86379a • · · · • A · · ·· · · · • · · A · • · A A · · • · «4 A A i» ·

V sestavách hrdlo - víčko ve farmaceutické, parafarmaceutické a kosmetické oblasti se příliš nedoporučuje použití stearanu zinečnatého. V těchto případech je možné navrhnout systém hrdlo - víčko bez závitu, přičemž styčné plochy hrdla a víčka se provedou válcové, ale s kolmým průřezem ve tvaru elipsy, kdy poměr vedlejší osy ku hlavní ose musí zůstat větší než kritická hodnota. Pod touto hodnotou totiž není možné zabránit nevratné plastické deformaci ploch. V případě uzávěrů z polypropylenu vylisovaných na hrdlech z polyethylenu by tyto uzávěry měly mít střední průměr mezi 15 a 45 mm a tloušťku pláště mezi 0,5 a 2 mm, přičemž poměr vedlejší osy ku hlavní ose musí zůstat větší než 0,9.

Tentýž princip lze zobecnit i na další geometrie než jen na páry hrdlo - víčko: pokud je relativní přemístění jednoho dílu vzhledem k druhému takového typu, že existuje osa otáčení, pokud se tato osa shoduje s osou symetrie společné styčné plochy a pokud toto otáčení neplní v sestavě žádnou specifickou a trvalou funkční roli (případ závěsů nebo kulových kloubů), je možné uspořádat věci tak, aby se zabránilo tomu, že tato osa bude osou osové symetrie: tak otáčení nevyhnutelně způsobí celkovou elastickou deformaci dílů a tato deformace celku umožní oddělení dvou ploch.

Možností provedení je mnoho a ve většině případů umožňuje volba materiálů použitých pro vytvoření dvou dílů a/nebo volba geometrie jejich společné styčné plochy oddělit druhý díl od prvního. Tento způsob umožňuje dosáhnout pozoruhodné těsnosti, jaká u dílů vyráběných velkým tempem nebyla dosud pozorována.

86379a ft··· ftft ftft • ft ftft

Když se druhý díl odpojí, může být s prvním dílem znovu spojen, přičemž vzhledem k němu zůstane pohyblivý, ale může také zůstat v poloze, kdy jsou spolu v kontaktu na zmíněné společné ploše.

Přehled obrázků na výkresech

Další znaky a výhody vynálezu vyplynou z následujícího popisu konkrétních zařízení podle vynálezu, která však v žádném případě neomezují jeho rozsah.

Obr. 1 znázorňuje v osovém řezu hlavu tuby s uzávěrem, který je nalisován stlačováním, bez šroubovacích prostředků.

Obr. 2 znázorňuje v osovém řezu hlavu tuby s uzávěrem, který je nalisován stlačováním, se šroubovým závitem, který je vytvořen pouze na bázi hrdla.

Obr. 3.1, 3.2 a 3.3 ilustrují v osových řezech kroky způsobu výroby podle vynálezu použité pro vytvoření hlavy tuby z obr. 2 s neznázorněným šroubovým závitem.

Obr. 4.1 a 4.2 ilustrují v osových řezech kroky jiného provedení způsobu výroby podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Následující příklady ilustrují několik variant provedení pružných tub opatřených uzávěrem. Obecněji se

86379a • · • · • ο ·· mohou týkat provedení jakékoliv hlavy z plastu, kterou lze přizpůsobit zásobníku jakéhokoliv tvaru a z jakéhokoliv materiálu a která je opatřena vypouštěcím otvorem obklopeným hrdlem a uzavřena víčkem. V celém tomto textu jsou termíny „uzávěr, který je spíše vyhrazen pro pružné tuby, a „víčko, který je spíše vyhrazen pro zásobníky, používány j ako synonyma.

Víčko a hlava se obvykle vyrábějí odděleně. Dříve či později je pak nutné víčko a hlavu spojit, ať už by to bylo jenom proto, aby se chránila látka obsažená v zásobníku a aby se zabránilo jejímu úniku. Toto spojení se poprvé provede v podmínkách průmyslové výroby zásobníku nebo při jeho plnění. Výsledné uzavření musí zůstat hermetické až do prvního použití. Tytéž spojovací prostředky pak musí být použitelné opakovaně po celou dobu používání látky.

V případě pružných tub vyráběných ve velkých sériích a vysokým tempem, například takových, které jsou určeny pro zubní pasty, se uzávěr našroubuje na hlavu na konci výrobní linky prostřednictvím komplexních automatických strojů. Tyto stroje přibližují uzávěr k hlavě rychlostí několika stovek za minutu, přičemž uzávěr je opatřen závitem, který je dokonale přizpůsoben hlavě naproti němu, a potom zahájí otáčení a posuvný pohyb hlavy vzhledem k uzávěru. Tato automatická operace našroubovávání uzávěru vyžaduje investici do komplexních automatických strojů a speciální přípravu dílů, kontrolu jejich rozměrů a třídění, aby se snížil podíl zmetků.

Proto byl učiněn pokus vylisovat uzávěr přímo na hrdle, které obklopuje vypouštěcí otvor, aby se snížila cena prvního spojování uzávěru a hlavy. Globální geometrie vnější

86379a « · • · ► ♦ · • · · · plochy hrdla a vnitřní plochy uzávěru je válcová nebo, výhodně, mírně komolokuželovitá. V závislosti na podmínkách použití a na zaručovaném uzavření a požadované těsnosti tuby může nebo nemusí být hrdlo opatřeno dočasnými spojovacími prostředky.

S využitím způsobu podle vynálezu mohou být vyrobeny různé dvojice tuba - uzávěr. Některé z nich jsou popsány v prvních třech příkladech. Způsob je ilustrován popisem dvou možných variant provedení takových tub. Jednotlivé kroky první varianty jsou podrobně popsány v příkladu 3. Příklad 4 ukazuje druhou variantu.

Pro všechny níže uvedené příklady, kde jsou uzávěr nebo víčko spojeny s hrdlem prostřednictvím šroubového spojení, je možné uzpůsobit formy určené k přímému nalisování uzávěru na hrdlo tak, aby se na bázi hrdla mohl provést proužek indikující manipulaci.

Tento způsob rovněž umožňuje provést takové hlavy tub, jaké jsou znázorněny v příkladech 4 a 8 (obr. 2b, 5a, 5b, 6a, 6, 7a a 7b) v přihlášce WO 97/46362.

Příklad 1: Tuba s uzávěrem, který je přímo nalisován aa hrdlo, bez šroubovacích prostředků (obr. 1)

V prvním příkladu znázorněném na obr. 1, je tuba 1 opatřena hlavou 10, která je tvořena ramenem 2 a hrdlem 3_, v jehož vrcholu je proražen vypouštěcí otvor 4. Hrdlo 3 nemá žádné povrchové nerovnosti a přímo na vnější plochu hrdla 2 se stlačováním nalisuje uzávěr 5. Těsný kontakt ploch uzávěru ý a hrdla 3. na společné ploše 11, kterého je

86379a dosaženo způsobem podle vynálezu, zajišťuje dokonale těsné udržení uzávěru 5 na hrdle 3_ po celou dobu používání tuby.

Hrdlo a uzávěr mají v tomto příkladu tvar komolého kužele s polovinou vrcholového úhlu mezi 2° a 3°, ale je rovněž možné vytvořit je válcové s kolmým průřezem tvaru elipsy, která má poměr vedlejší osy ku hlavní ose větší než 0,9, Tím se usnadní konečné vyjmutí uzávěru z formy.

Prostý kontakt mezi hrdlem 2 ^a uzávěrem 5 na jejich společné ploše 11 udržuje celek pohromadě, takže zajišťuje vyhovující uzavření otvoru. Pokud by však bylo třeba zaručit vyšší bezpečnost uzavření, stačí přidat na bázi hrdla 2 nákružek 6. Horní úhel tohoto nákružku se během nalisovávání stlačováním roztěká, takže na jeho vertikální stěně J_ vznikne mírný obrácený úkos. Vnitřní stěna uzávěru bude na svém konci _8 obsahovat komplementární vnitřní reliéf, který spolu se zmíněnou stěnou nákružku J_ s obráceným úkosem zajistí v závěru nasazování takřka nepostřehnutelné zaklapnutí uzávěru na západku a zabrání náhodnému otevření uzávěru, a to i po několika použitích.

Tento typ tuby je velmi jednoduchý, má pěkný vzhled a je dokonale přizpůsobený pro ekonomické balení vzorků, u kterých se očekává omezený počet otevření a opětovných uzavření.

Příklad 2: Hlava tuby s nalisovaným uzávěrem z plastu obohaceného stearanem zinečnatým

V tomto druhém příkladu má hrdlo běžně používaný šroubový závit, který je tvořen jediným závitem

86379a s lichoběžníkovým průřezem a ve tvaru spirály s více než dvěma otočkami, obvykle se 3 až 4 otočkami.

Víčko je v tomto případě nalisováno z plastu, který obsahuje plnivo tvořené kluzným činidlem, například stearan zinečnatý. Moment odšroubovávání při vyjímání z formy je vysoký, ale pro uzávěry, které může uživatel snadno uchopit, je přijatelný. Jejich vnější stěna je opatřena neklouzavými uchopovacími prostředky, například rýhami, a má velký průměr, který násobí odšroubovávací síly. Pokud je možné upustit od běžného tvaru závitu, je výhodnější použít půlkruhový průřez.

Příklad 3: Hlava tuby s nalisovaným uzávěrem, který je opatřen krátkými a mělkými šroubovým závity (obr. 2 a 3.1, 3.2 a 3.3)

Třetí aplikovaný příklad popisuje způsob podle na hlavu tuby znázorněnou na prostřednictvím jeho jednotlivých kroků, schematicky znázorněny na obr. 3.1, 3.2 a 3.3.

vynálezu, obr. 2, které jsou

Obr. 3.1 znázorňuje lisování stlačováním hlavy 10' tuby polyethylenu na plášť

100 z termoplastických materiálů (v tomto případě se jedná o vícevrstvý plášť s jednou bariérovou vrstvou). Plášť 100 je nasazen kolem průbojníku 40, který slouží jako první nástroj, přičemž jeho konec slouží jako dutina pro vytvoření vnitřní stěny hlavy, tj . vnitřní stěny hrdla 3 ' a ramena 2. Průbojník 40 je opatřen přídavkem 42, který jej převyšuje a opírá se o horní nástroj 51, který představuje druhý nástroj pro vytvoření otvoru 4.

86379a • · · · • · • · · ·

Horní nástroj 51 vymezuje vnější plochu hrdla 3¹ a vnější plochu ramena 2_.

Hrudka 200 nízkohustotního polyethylenu odebraná z výstupu extrudéru se položí na vrchol průbojníku. Pomocí vzájemného přibližování prvního a druhého nástroje se hrudka stlačuje, dokud se nedosáhne požadovaného tvaru hlavy. Během této operace se konec ramena 2_ těsně nataví na konec pláště 100 .

V tomto případě je takto vytvořené hrdlo 3¹ na bázi své komolokuželovité vnější stěny opatřeno kónickým, krátkým, několikachodým, rychlým šroubovým závitem 20 se zvláštním průřezem, který se vyznačuje malou výškou reliéfu: 0,3 mm. Sklon spirály je poměrně strmý, mezi 15 a 25°. Úhlová délka závitu je pouze 30°: větší část plochy hrdla se ponechá hladká, takže má čistý vzhled, který je pro uživatele přitažlivý jak z estetického, tak i z hygienického hlediska, neboť je zde menší riziko zadržení látky vypuštěné z tuby.

Potom se odstraní druhý nástroj 51 a hlava 10¹ zůstane spojena s průbojníkem 40. Aniž by se čekalo na úplné zchlazení hlavy, z ústí extrudéru se odebere nová hrudka 210 polypropylenu a položí se na hlavu z polyethylenu, která byla vytvořena v předcházejícím kroku a která je stále spojena s průbojníkem 40.

Třetí nástroj 55 se umístí naproti celku tvořenému tubou opatřenou hlavou a průbojníkem, přičemž sevře hrudku 210 polypropylenu (viz obr. 3.2). Když se třetí nástroj přiblíží a dostane se do kontaktu s celkem 110 tvořeným tubou a průbojníkem, vymezují dutina zmíněného třetího nástroje 55, vnější plocha hrdla 3 ¹ a přídavek 42 jádra 40

86379a • · · · objem o malé tloušťce vyplněný budoucím uzávěrem 5 ' . Tímto způsobem je možné ušetřit mnoho materiálu, neboť uzávěr může

být	o polovinu	tenčí, než	kdyby	se	vyráběl samostatně.
V tomto případě	se vyrobí	uzávěr	s	průměrnou tloušťkou
0,7	mm.
	Přiblížením	nástrojů (55,	21 a	52)	se stlačuje hrudka

210 z polypropylenu, dokud se nevytvoří uzávěr 5¹ (viz obr. 3.3). Tento uzávěr je dokonale vytvarován a na konci svého pláště má šroubový závit, který je komplementární ke šroubovému závitu 20 hrdla 3 ¹ . Tento závit je tedy zahloubený, mělký (0,3 mm), se strmým sklonem a několikachodý: to usnadňuje centrování při opětovném nasazování uzávěru.

Potom se odstraní nástroje a celá sestava se vyjme (viz obr. 3.4). Nechá se vychladnout tak, aby došlo k úplné rozměrové stabilizaci hrdla a uzávěru. To však nebrání manipulaci s takto vytvořeným celkem, například kvůli naplnění tuby látkou, kterou má tuba obsahovat a kteá se z ní má vypouštět. Poslední fázi vyjímání uzávěru z jeho formy provede konečný uživatel při prvním otevření, které se uskuteční běžným způsobem a bez zvláštních obtíží, neboť moment odšroubovávání je malý.

Těsný kontakt ploch uzávěru 5¹ a hrdla 3' na společné ploše 11', kterého je dosaženo způsobem podle vynálezu, zaručuje, že uzávěr 5' bude na hrdle 3' udržován dokonale těsně po celou dobu používání tuby.

Příklad 4: Způsob nazývaný „intrakomprese, ve kterém se hlava tuby vylisuje stlačováním mezi průbojníkem a lisovnicí

86379a • · 9 99 • · · · * » · · · • · · · · · ·» « · · • 9 9 9 9 9 9 · · · * · · · a« «» a · ·a a· opatřenou víčkem a autogenním svařováním se nataví na konec pláště nasazeného kolem průbojníku (obr. 4.1 a 4.2)

Způsob v tomto příkladu se od způsobu v předcházejícím příkladu liší v tom, že pro výrobu pružné tuby vyžaduje méně kroků. V této variantě se jako druhý neprovádí uzávěr, ale samotná hlava tuby.

Obr. 4.1 a 4.2 znázorňují lisovnici 56, do jejíž dutiny byl umístěn uzávěr 5' ¹ (který představuje první vylisovaný díl) a průbojník 45, na který je nasazen pružný válcový plášť 101. Konec 102 pláště 101 mírně přesahuje přes nákružek 46 uspořádaný na průbojníku 40, který představuje třetí nástroj.

Uzávěr 5^{1 1} má průměrnou tloušťku 1 mm. Vnitřní plocha uzávěru, která je popřípadě opatřena jedním nebo několika šroubovými závity, vymezuje vnější plochu tvářeného hrdla.

Část dutiny lisovnice 56, která není překryta uzávěrem, vymezuje vnější plochu ramena. Lisovnice 56 slouží jako opěrný nástroj, přičemž tvar její dutiny je v části, kde je umístěn uzávěr, identický s tvarem dutiny lisovnice, která tvořila formu, ve které byl zmíněný uzávěr 5'' vylisován.

Do dutiny lisovnice 56 se položí torický předlisek. 201 z nízkohustotního polyethylenu, odebraný na výstupu z extrudéru. Přiblížením průbojníku a lisovnice se stlačuje, dokud se nedosáhne požadovaného tvaru hlavy. V důsledku tohoto posuvného pohybu se předlisek 201 zdeformuje a tok plastické hmoty je veden volnými plochami vzduchové mezery, jejíž objem se postupně zmenšuje. Když se průbojník 45 a lisovnice 56 dostanou do vzájemného kontaktu, vymezují tvářecí dutinu, ve které je sevřen konec 102 pláště. Pod

86379a tt tttt vlivem stlačování začne plastická hmota předlisku téci a vyplňovat různé části prostoru vymezeného dutinami průbojníku a lisovnice. Zejména se dostane do kontaktu se koncem 102 pláště. Plasty, z nichž jsou vytvořeny hlava a plášť, se k sobě těsně přitaví, aniž by bylo nutné dodat další teplo nebo materiál. Zůstanou k sobě přitaveny po mírném podržení pod tlakem a po zchlazení.

Potom se odstraní nástroje a celek se vyjme. Celek se nechá vychladnout tak, aby došlo k úplné rozměrové stabilizaci hrdla a uzávěru.

Tento způsob, a zejména jeho varianty popsané v příkladu 3 a v příkladu 4, může být s výhodou prováděn pomocí zařízení, ve kterých se jednotlivé nástroje pro lisování stlačováním plynule pohybují kolmo na směr jejich vzájemného přibližování. Tato zařízení, která umožňují provádět lisování stlačováním v plynulé kinematice, jsou popsána ve francouzské patentové přihlášce č. 01/03706. Je zde popsán přepravní prostředek, který umožňuje potahovat průbojníky pružným pláštěm. Další prostředek pak umožňuje dodávat uzávěry do lisovnic. Tyto uzávěry, které se zpravidla vyrábějí samostatně, se nezabalené přeskupí, a potom se jednotlivě vedou do kanálu, který ústí přímo v místě, kde se plynule pohybují lisovnice, a působením gravitace padají do dutin lisovnic.

Výhody • Nalisovaný díl vytvořený stlačováním nemá žádné známky po vstřikování. Metoda vstřikování studenými kanálky naopak nutně vyžaduje přítomnost vtokových kanálků, které je

86379a • φ φ · • · ·φ φ · · « φ ·· » « · ♦ · * ♦ « * φ φφφφ φ · φ · φ φ · φ φ φ · φ φφ ΦΦΦ φ φ • φ· φφφφ φφφφ •999 99 9 9 99 9 9 99 třeba odstranit. Tato dodatečná operace při výrobě tuby je tedy nyní vynechána: nižší náklady a nepřítomnost stop na uzávěru.

Při výrobě ve velkých sériích může být vstřikování rovněž prováděno horkými kanálky. Tento způsob je složitější a nákladnější a také zanechává stopy na uzávěru - ovšem méně nápadné než při vstřikování studenými kanálky.

• Stlačování je výhodnější než vstřikování: je vhodnější pro realizaci plynule pohyblivé výrobní linky, ve které se víčka budou vyrábět stlačováním hrudek mezi tubou spojenou s pohyblivým průbojníkem a třetím nástrojem, který je rovněž pohyblivý, provázející pohyb průbojníku v rovině kolmé na směr, ve kterém se nástroje přibližují k sobě. Obecněji řečeno mohou být druhé díly lisovány v plynulém pohybu stlačováním předlisku z plastu extrudovaného mezi první díl spojený s prvním nástrojem a třetí nástroj, který je rovněž pohyblivý, přičemž celek prvního dílu spojeného s opěrným nástrojem a třetí nástroj se plynule pohybují kolmo na směr svého vzájemného přibližování.

• Jelikož se předlisek vloží do vzduchové mezery mezi celkem prvního nástroje a prvního dílu a třetím nástrojem při teplotě nižší, než je teplota používaná při vstřikování, je teplota získaného celku obecně nižší, což zkracuje dobu chladnutí.

• Vstřikování vyžaduje přítomnost přívodních kanálů pro přívod plastu, které mají takový minimální průměr, aby bylo možné překonat ztrátu tlaku bez vynaložení přílišného množství energie: to se odráží i na minimální tloušťce

86379a

9

999

9 999· vstřikovaného dílu. Pomocí stlačování je možné získat tenčí, a tedy i lehčí díly. Z toho plyne úspora materiálu.

Zastupuj e:

Dr. Miloš Všetečka v.r.

86379a

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

JUDr. Miloš Všetečka advokát

120 00 Praha 2, Hálkova 2 ft · ftftftft ftft

1. Způsob výroby předmětů nebo částí předmětů tvořených sestavou, která obsahuje alespoň dva plastové díly (10 a 5, 10' a 5'), které jsou vůči sobě vzájemně pohyblivé s alespoň jedním stupněm volnosti a jejichž odpovídající plochy mají - alespoň zčásti - komplementární tvary, takže existuje alespoň jedno geometrické uspořádání, ve kterém jsou spolu pevně spojeny na společné ploše (11, 11') v těsném kontaktu bez vůle, vyznačující se tím, že obsahuje následující kroky:

a) vylisování prvního dílu (10, 10') z jednoho nebo více plastů vstřikováním nebo stlačováním vyplývajícím ze vzájemného přiblížení prvního nástroje (40) a druhého nástroje (51), jehož dutina obsahuje zmíněnou společnou plochu (11, 11'), přičemž spojené dutiny těchto dvou nástrojů vymezují na konci přibližovacího pohybu objem zmíněného prvního dílu;

b) odstranění zmíněného druhého nástroje, přičemž první díl (10, 10') zůstane spojen se zmíněným prvním nástrojem (40), který pak hraje roli opěrného nástroje (60);

c) provedení předlisku (210) tvořeného určeným množstvím, jednoho nebo více termoplastů, přičemž plast nebo plasty, které se nacházejí na obvodu předlisku, nejsou mísitelné s plastem nebo plasty nacházejícími se na obvodu prvního dílu, přičemž zmíněný předlisek má vyšší teplotu, než je teplota měknutí termoplastu nebo termoplastů, ze kterých je vytvořen;

d) položení zmíněného předlisku na plochu celku (110) tvořeného prvním dílem spojeným s opěrným nástrojem (60) nebo do dutiny třetího tvářecího nástroje (55);

16 86379a ft · •ft ·♦ ftft «ft· ftft·· ftft « ···· · ··· 9 · · ftft ft·· ft· · 4 ft ft * • «· «··· ftft·* • •ftft · · ·· · ft · ft ftft • · · ftft ·

e) umístění zmíněného třetího tvářecího nástroje (55) naproti celku (110) prvního dílu spojeného s opěrným nástrojem, přičemž zmíněný třetí nástroj má dutinu, která společně se zmíněnou plochou prvního dílu a popřípadě částí dutiny opěrného nástroje vymezuje objem druhého dílu, když se třetí nástroj dostane do kontaktu se zmíněným celkem prvního dílu spojeného s opěrným nástrojem;

f) vzájemné přiblížení zmíněného celku (110) prvního dílu spojeného s opěrným nástrojem a třetího nástroje (55) tak, že se dostanou do kontaktu, přičemž toto přiblížení způsobí stlačení předlisku (210), až se vytvoří požadovaný tvar druhého dílu;

g) odstranění opěrného nástroje (60) a třetího nástroje (55) a vyjmutí takto vytvořeného celku (300) dvou dílů.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že krok b) se nahradí následujícími kroky:

bl) odstranění zmíněného prvního nástroje a zmíněného druhého nástroje a vyjmutí prvního dílu (5'');

b2) umístění prvního dílu (5'') na opěrný nástroj (56), jehož styčná plocha (11'') s prvním dílem je mechanicky ekvivalentní té, která existovala mezi prvním nástrojem a prvním dílem, přičemž umístění na opěrný nástroj se provede tak, aby zmíněná společná plocha prvního dílu směřovala ven, aby mohla sloužit jako forma pro lisování části druhého dílu.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se ukončí následujícím závěrečným krokem:

h) zchlazení a úplná stabilizace dvou plastů před poslední fází vyjímání druhého dílu (5, 5', 10 ^{1 1} ) z formy, která spočívá v relativním přemístění jednoho dílu (5, 5',

16 86379a ·· φφ φφφ φ φφφφ φ φ

5 ) nebo části jednoho dílu vzhledem k druhému dílu (10,
4. Způsob vyznačuj ící z prvního plastu podle kteréhokoliv z se tím, že obvod a obvod předlisku je nároků 1 až 3, prvního dílu je z druhého plastu, který není mísitelný s prvním plastem.
5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že dvojice prvního a druhého plastu odpovídá dvojici materiálů zvolené z následujících dvojic: polypropylen polyethylen, polyester - polyethylen, polyester polypropylen, polyamid - polypropylen, polyamid polyethylen.
6. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že první díl se vylisuje z jediného plastu, který je prvním plastem.
7. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že předlisek se získá extruzí jediného plastu, který je druhým plastem.
8. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že předlisek se získá koextruzí několika plastů, přičemž druhý plast obklopuje plast, který má vylepšené bariérové vlastnosti, například kopolymer EVOH (ethylen - vinyl alkohol) nebo polyamid.
9. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že alespoň jeden plast obsahuje plnivo tvořené výhodně částicemi uhličitanu vápenatého, slídy nebo nanočásticemi jílů, například montmorillonitu.

16 36379a

99 9999 •9 9

9 9 9 • ·

9 999

9 9 9

9999 99 ••9 9 9 99 9

9 9 · · 99 99
10. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že první nebo druhý plast obsahuje kluzné činidlo.
11. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že prvním dílem je hlava (10, 10') tuby a druhým dílem je uzávěr (5, 5').
12. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že prvním dílem je uzávěr (5'') tuby a druhým dílem (10' ') je hlava tuby, přičemž třetím nástrojem je průbojník (45), kolem kterého je nasazen pružný plášť (101), jehož konec (102) přesahuje do tvářecí dutiny tak, že plasty, které tvoří hlavu a plášť, se k sobě těsně přitaví bez další dodávky tepla nebo materiálu.
13. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že druhé díly se lisují v plynulé kinematice stlačováním předlisku mezi pohyblivým celkem, který obsahuje první díl spojený s opěrným nástrojem a třetím nástroje, který je rovněž pohyblivý, přičemž zmíněné tvářecí nástroje se plynule pohybují kolmo na směr jejich vzájemného přibližování.