ES2636683T3

ES2636683T3 - Procedimiento de soldadura de cuello y de cuerpo de depósito de un recipiente de materia plástica y recipiente que comprende al menos un depósito soldado según este procedimiento

Info

Publication number: ES2636683T3
Application number: ES09738299.8T
Authority: ES
Inventors: Jean-Louis Mathiez
Original assignee: Cinqpats SAS
Current assignee: Cinqpats SAS
Priority date: 2008-04-23
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2017-10-06
Anticipated expiration: 2029-03-27
Also published as: WO2009133265A2; FR2930475B1; EP2271474B1; FR2930475A1; EP2271474A2; ES2636683T9; EP2271474B9; WO2009133265A3

Abstract

Procedimiento de soldadura entre un cuello (41) y un cuerpo (42) de depósito de recipiente de materia plástica apto para recibir un producto fluido, formando el cuello (41) y el cuerpo (42) un par de elementos a soldar dispuestos en alineación a lo largo de un eje principal (X'X) y presentando enfrentadas dos superficies de contacto, en el cual: - las paredes de ensamblado (401, 402) de los elementos de cuello (41) y de cuerpo (42) a soldar están provistas de superficies de ensamblado, una externa y una interna, - cada pared de ensamblado (401, 402) se compone de una primera porción de espesor constante correspondiente a una primera porción (Sc, Sc') de la superficie de ensamblado, - una pared de ensamblado (401, 402) presenta una reducción de espesor con relación al resto del elemento (41, 42), presentando las paredes de ensamblado (401, 402) entonces una superficie de contacto (Sa, Sa') inclinada (αc, αf) con relación al eje principal (X'X), - las dimensiones radiales de las paredes de ensamblado (401, 402) son tales que la pared de ensamblado (401, 402) de un elemento (41, 42) es introducida en contacto con la pared de ensamblado (402, 401) del otro elemento (42, 41), aplicándose una fuerza sobre uno de los elementos (41, 42). - las porciones adelgazadas de las paredes de ensamblado (401, 402) tienen una estructura deformable, - un aporte de energía funde la materia plástica de las superficies de contacto (Sa, Sa') entonces ensambladas entre sí, - esta etapa de fusión es seguida de una etapa de enfriamiento, caracterizado por el hecho de que - cada pared de ensamblado (401, 402) se compone, además de la primera porción de espesor constante y la reducción parcialmente lineal en espesor, de una porción de extremo (Sp, Sp') sobre la cual la reducción es sustancialmente constante, - las superficies de contacto (Sa, Sa') inclinadas forman entre sí una desviación angular de al menos sustancialmente 3o a 5o, - con las paredes adelgazadas de las paredes de ensamblado (401, 402) que presentan una estructura radialmente deformable en la progresión de la pared, aplicándose una fuerza sobre uno de los elementos (41, 42) para poner las superficies de contacto (Sa, Sa') bajo tensión, la geometría inclinada de las superficies de contacto (Sa, Sa') induce una deformación elástica del extremo del elemento de cuerpo (42) que se traduce por la presencia de una desviación radial (e) entre la superficie externa no adelgazada del elemento de cuello (41) y el borde del extremo (Sp') del elemento de cuerpo (42) al final de la progresión, en relación con la desviación casi nula al comienzo de la progresión, - el aporte de energía fusiona la materia plástica de las superficies de contacto (Sa, Sa') en zonas locales (Zc, Zc') ahuecadas en estas superficies para formar un volumen de materia en fusión (E), - en el enfriamiento, el borde (403) de la superficie de contacto (Sc') del extremo del cuerpo (42) vuelve elásticamente en contacto con la superficie del cuello (41) aprisionando con ello el exceso de materia.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento de soldadura de cuello y de cuerpo de deposito de un recipiente de materia plastica y recipiente que comprende al menos un deposito soldado segun este procedimiento

La invencion se refiere a un procedimiento de soldadura entre un cuello y un cuerpo de deposito de un recipiente de materia plastica. La invencion se refiere igualmente a un recipiente que comprende al menos un deposito constituido por un cuello y un cuerpo soldados segun este procedimiento.

Provisto de un dispositivo de cierre unido con el cuello, este recipiente constituira un envase apto para contener cualquier tipo de productos fluidos, lfquidos o pastosos, tales como productos alimenticios, farmaceuticos, cosmeticos, de papelena o de mantenimiento, que necesite una barrera para la evaporacion y una proteccion contra los agentes externos.

Existen una gran variedad de recipientes de materia plastica destinados para contener productos fluidos. Estos recipientes llevan diversos nombres segun su forma o su configuracion: bidon, botella, frasco, tubo o tarro. En todos los casos, este tipo de recipiente esta equipado con un dispositivo de cierre, tapon caperuza o capsula lo suficientemente estanca, a veces provista de un elemento de junta. Este dispositivo de cierre puede estar unido con el cuello del recipiente por cualquier sistema de union conocido, por ejemplo: roscado, engastado, engatillado, encajado, soldadura, dispositivos que permiten asegurar el cierre de forma temporal para los productos de usos multiples o permanente para los productos de uso unico, que no se pueden volver a cerrar.

Ademas de su papel de almacenado y de proteccion, un recipiente tiene en general un papel informativo, y es frecuente hacer figurar un texto y diversas imagenes informativas o decorativas sobre la superficie exterior del recipiente, bien sea por impresion directa sobre la superficie del plastico, o por revestimiento con una pelfcula fina impresa: etiqueta, envoltura, calcomama.

Despues de la apertura por el usuario, el recipiente tiene tambien frecuentemente por cometido permitir o facilitar la utilizacion del producto contenido. Para ello, puede estar equipado con un dispositivo de difusion (bomba, valvula aerosol,...) o por un dispositivo de aplicacion (vastago con cepillo, pincel o elemento tubular de espuma).

Los procedimientos tradicionales que permiten producir industrialmente recipientes de materia plastica son la extrusion-soplado y la inyeccion-soplado.

La fabricacion de recipientes de materia plastica por extrusion-soplado o inyeccion-soplado presenta un gran numero de inconvenientes, como se menciona a continuacion.

Estos procedimientos son lentos, ademas los recipientes son realizados en moldes voluminosos, que no permiten colocar mas de 2 a 8 en una maquina de extrusion-soplado, o de 4 a 12 en una maquina de inyeccion-soplado.

Ademas, estos procedimientos implican la utilizacion de materias plasticas «soufflables» (soplables), es decir materias cristalinas (como el polipropileno, el polietileno, o el PVC), en grados especialmente seleccionados para su margen de transicion vftrea importante.

Por otro lado, el plano de apertura del molde provoca nervaduras situadas a lo largo del «plan de joint» (plano de junta), nervaduras mas o menos densas segun la calidad del molde: las mismas representan un defecto estetico que puede perturbar las operaciones de decorado o de etiquetado.

Debido a su concepcion en dos partes moviles, el molde no puede tener un equilibrio termico perfecto. Como resultado de ello zonas mas fnas que otras pueden afectar a la calidad del recipiente.

Ademas, cuando la materia se aplica contra la superficie del molde, el aire ambiente debe ser evacuado del molde mediante pequenos orificios y por el plano de la junta. Como resultado de ello se producen defectos superficiales en el recipiente y una gran dificultad para obtener una superficie brillante, particularmente con algunas materias, que solo se pueden soplar en un molde cuya superficie este ligeramente rugosa.

Ademas, los radios y variaciones de poco valor son susceptibles de variar en funcion de la temperatura de la materia, de la temperatura del molde y de la presion del aire de soplado.

La materia fundida al exponerse al contacto directo del aire ambiente a la salida de la extrusionadora, los parametros de regulaciones estaran influenciados por las variaciones climaticas como la temperatura y la humedad que podran generar defectos.

El espesor de materia no puede asegurarse de forma precisa en el soplado, en funcion de la forma del recipiente, las zonas muy estiradas seran mas finas. Estas irregularidades de espesor provocan varios inconvenientes principales:

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el nivel de calidad barrera del recipiente se limitara a la zona mas fina (la mas permeable), las zonas mas densas representan un gasto inutil de materia, la rigidez y la resistencia mecanica del recipiente seran tambien irregulares.

Por ultimo, los parametros de soplado que pueden ser muy diferentes de una materia a otra, conviene por consiguiente adaptar el molde muy precisamente a la materia utilizada. Consecuentemente, un cambio de materia implica en general un cambio de molde.

Otros modos de realizacion del estado de la tecnica han tratado de paliar los inconvenientes citados de los procedimientos de extrusion-soplado y de inyeccion soplado. Un modo de realizacion utiliza por ejemplo un conjunto de varias piezas en un plano perpendicular al eje de simetna del recipiente; estas piezas son por ejemplo en numero de dos, una compuesta de la abertura y de una parte del cuerpo, comprendiendo la otra la otra parte del cuerpo. Luego el ensamblado se realiza por engatillado, pegado o soldadura.

Es conocido por el documento US 2.741.402 un recipiente constituido por una pluralidad de piezas de materia plastica flexibles, ensambladas mediante soldadura. El procedimiento presenta el inconveniente de incluir un anillo metalico en cada union.

Por otro lado, el documento US 3.302.813 describe un recipiente constituido por varias piezas de materia plastica adheridas entre sf para formar un cuerpo hueco. Este procedimiento no esta adaptado para una produccion en serie.

El documento EP 1.121.298 se refiere a una botella compuesta realizada en dos partes: un cuerpo de materia plastica soplada y un cuello de materia plastica inyectada, estas dos piezas se ensamblan mediante un dispositivo de engatillado estanco, lo cual proporciona al fabricante la posibilidad de presentar un mismo cuerpo con varios tipos de cuellos, o un mismo cuello con varios tamanos de cuerpos. Sin embargo, el cuerpo al estar hecho por soplado, mantiene los inconvenientes de los procedimientos de extrusion-soplado o de inyeccion-soplado descritos anteriormente.

Mas recientemente, las patentes US5465856, US6045280 o US6315140 describen la fabricacion de recipientes compuestos por dos partes, soldadas, o pegadas mediante ultrasonidos. Estos recipientes presentan el inconveniente de tener relativamente fuertes espesores de plastico para permitir la soldadura extremo con extremo de las dos piezas. La zona de soldadura se manifiesta en forma de un reborde o rebaba, visible por fuera del recipiente, debido a la fuerte energfa necesaria para la fusion de la materia, siendo este defecto visible por fuera del recipiente.

Mejoras proponen una soldadura por rotacion uno con relacion al otro de los bordes de las dos partes del recipiente, habiendo sido estos bordes rebajados. Esta rotacion crea una friccion que calienta la zona de contacto, y la soldadura se realiza gracias a la fundicion parcial y temporal de la materia plastica. Una vez detenida la rotacion, las dos partes permanecen soldadas.

Ninguno de estos procedimientos conocidos permite por consiguiente obtener cualquier forma de recipiente de alta calidad (lisos, de forma y espesor regulares) y faciles de fabricar en gran cantidad, tales que son por ejemplo utilizados para contener productos de cosmetica o de farmacia.

Para ello, la presente invencion propone la realizacion de un recipiente mediante una soldadura de piezas con bordes rebajados en espesor y que presentan angulos de ataque diferentes.

Mas precisamente, la presente invencion tiene por objeto un procedimiento de soldadura entre un cuello y un cuerpo de deposito de recipiente de materia plastica apto para recibir un producto fluido, formando el cuello y el cuerpo un par de elementos para soldar dispuestos en alineacion a lo largo de un eje principal y que presentan enfrentadas dos superficies de contacto, en el cual una pared de ensamblado de uno al menos de los elementos de cuello y/o de cuerpo a soldar presenta una reduccion parcialmente lineal en espesor con relacion al resto del elemento, presentando una al menos de las paredes de ensamblado de los elementos a ensamblar entonces una superficie de contacto inclinada (ac, af) con relacion al eje principal (X'X) formando entre ellas una desviacion angular de al menos sustancialmente 3 a 5° entre ellas. Las dimensiones radiales de las paredes de contacto son tales que la pared de ensamblado de un elemento se introduce en contacto en la pared del otro elemento, por que una fuerza se aplica sobre uno de los elementos para poner las superficies de contacto bajo presion. Ademas, la (o las) pared(es) rebajada(s) al tener una estructura radialmente deformable en la progresion de la pared, un aporte de energfa fusiona la materia plastica de las superficies de contacto entonces ensambladas entre sf en zonas locales huecas en estas superficies para formar un volumen de materia en fusion (E). Esta etapa de fusion es seguida de una etapa de enfriamiento.

El bajo espesor de al menos una de las dos zonas de contacto permite una soldadura sin reborde. El espacio creado por la diferencia de la fuerte energfa necesaria para la fusion de la materia, siendo este defecto visible por fuera del recipiente.

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Mejoras proponen una soldadura por rotacion uno con relacion al otro de los bordes de las dos partes del recipiente, habiendo sido estos bordes rebajados. Esta rotacion crea una friccion que calienta la zona de contacto, y la soldadura se realiza gracias a la fundicion parcial y temporal de la materia plastica. Una vez la rotacion detenida, las dos partes permanecen soldadas.

Ninguno de estos procedimientos conocidos permite por consiguiente obtener cualquier forma de recipientes de alta calidad (lisos, de forma y espesor regulares) y faciles de fabricar en gran cantidad, tales como los utilizados, por ejemplo para contener productos de cosmetica o de farmacia.

Para ello, la presente invencion propone la realizacion de recipientes mediante una soldadura de piezas con bordes rebajados en espesor y presentando angulos de ataque diferentes.

El documento US 4579242 describe un procedimiento de soldadura entre dos elementos de deposito de materia plastica apto para recibir un producto fluido. Este deposito es voluminoso para uso industrial (descalcarizador de agua). Los dos elementos a soldar estan dispuestos en alineacion presentando enfrentadas dos superficies de contacto. La pared de ensamblado de los elementos presenta un rebaje con relacion al resto del elemento. La pared de ensamblado de los elementos tiene una superficie de contacto fuertemente inclinada con relacion al eje del deposito. La estructura comprende una disposicion en punta y cavidad destinadas a cooperar. Las dimensiones radiales de las paredes de contacto son tales que la pared de ensamblado de un elemento se introduce en contacto con la pared del otro elemento. Una fuerza se aplica sobre uno de los elementos para poner las superficies de contacto bajo tension. Un aporte de energfa fusiona la materia plastica de las superficies de contacto entonces ensambladas entre sf Las paredes rebajadas tienen una estructura radialmente ngida en la progresion de la pared.

El documento US 4579242 no esta adaptado al caso de deposito tamano mucho mas pequeno que el de los depositos para descalcarizador de agua, como los depositos utilizados en el ambito cosmetico o farmaceutico para agua de colonia, para despues del afeitado, un perfume, o analogo. Con tales tamanos, no se puede considerar particularmente que la pared de ensamblado de los elementos tenga una superficie de contacto fuertemente inclinada con relacion al eje del deposito o que la estructura comprenda una disposicion de punta y cavidad. No se puede considerar antes emplear fibras. A continuacion, se plantea el problema de soldar dos elementos de deposito de materia plastica apto para recibir un producto fluido, como los depositos utilizados en el ambito cosmetico o farmaceutico para el agua de colonia, para despues del afeitado, un perfume, o similar cuyo tamano este en consecuencia con el uso. Y se plantea el problema de prolongar la zona de soldadura.

Mas precisamente, la presente invencion tiene por objeto un procedimiento de soldadura entre un cuello y un cuerpo de deposito de recipiente de materia plastica apto para recibir un producto fluido, formando el cuello y el cuerpo un par de elementos para solar dispuestos en alineacion a lo largo de un eje principal y presentando enfrentadas dos superficies de contacto, en el cual una pared de ensamblado de uno al menos de los elementos de cuello y/o de cuerpo a soldar presenta un rebaje parcialmente lineal en espesor con relacion al resto del elemento, teniendo entonces una al menos de las paredes de ensamblado de los elementos a ensamblar una superficie de contacto inclinada (ac, af) con relacion al eje principal (X'X) formando entre ellas una desviacion angular de al menos sustancialmente 3 a 5° entre ellas. Las dimensiones radiales de las paredes de contacto son tales que la pared de ensamblado de un elemento se introduce en contacto en la pared del otro elemento, por que se aplica una fuerza sobre uno de los elementos para poner las superficies de contacto bajo tension. Ademas, la (o las) pared(es) rebajada(s) que tienen una estructura radialmente deformable en la progresion de la pared, un aporte de energfa fusiona la materia plastica de las superficies de contacto entonces ensambladas entre sf en zonas locales huecas en estas superficies para formar un volumen de materia en fusion (E). Esta etapa de fusion es seguida de una etapa de enfriamiento.

El poco espesor de al menos una de las dos zonas de contacto permite una soldadura sin reborde. El espacio creado por la diferencia angular entre las zonas de fusion permite almacenar el exceso de materia despues de la deformacion elastica radial de uno de los elementos y puesta en fusion para evitar una rebaba exterior antiestetica.

Segun modos particulares de realizacion:

- los elementos a soldar estan formados por inyeccion de materia plastica en un mismo molde que comprende dos juegos de moldes apropiados, o bien en dos moldes distintos;

- los elementos a soldar al estar posicionados en alineacion con relacion al eje principal y las superficies de contacto de estos elementos al estar enfrentadas, uno al menos de los dos elementos se mantiene en posicion mediante una herramienta apropiada con el fin de limitar las deformaciones del recipiente, y una fuerza paralela al eje principal es ejercida sobre uno al menos de los dos elementos con una intensidad ajustada con el fin de provocar una deformacion elastica de al menos uno de estos elementos debido a la desviacion angular entre las dos superficies de contacto;

- la materia plastica es elevada en temperatura a nivel de las superficies de contacto entre los dos elementos manteniendo la aplicacion de la fuerza hasta provocar la soldadura por fusion de las zonas locales;

- la elevacion de temperatura esta asegurada por un aporte de calor por radiacion focalizada sobre la zona a soldar, por un generador de ultrasonidos regulado entre 20 000 y 50 000 ciclos por segundo y equipado con

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un sonotrodo adaptado a la geometna de uno de los elementos, por la puesta en oscilacion angular de uno de los elementos alrededor del eje principal a una frecuencia comprendida entre 50 y 500 ciclos por segundo, por la puesta en oscilacion axial de uno de los elementos a lo largo del eje principal a una frecuencia comprendida entre 50 y 500 ciclos por segundo, o por una puesta en rotacion de uno de los elementos alrededor del eje principal a una velocidad comprendida entre aproximadamente 1000 y 10 000 rpm segun el material utilizado;

- las fases de arranque, aceleracion, mantenimiento en velocidad, aminoracion y detencion se realizan en un tiempo total inferior a un segundo, realizandose la parada de la rotacion en una posicion angular precisa alrededor del eje principal por deteccion de posicion, por ejemplo con la ayuda de un captador de posicion.

La invencion se refiere igualmente a un recipiente que comprende al menos un deposito de cuerpo y de cuello de abertura soldados segun el procedimiento definido anteriormente.

Segun modos de realizacion particulares:

- el recipiente comprende dos depositos de los cuales los pares de elementos dispuestos en oposicion a lo largo de un mismo eje principal y los depositos presentan un fondo de cuerpo de deposito comun;

- el recipiente comprende dos depositos de los cuales los pares de elementos situados a lo largo de dos ejes principales sustancialmente paralelos y los depositos comprenden al menos una superficie interna comun;

- el recipiente comprende al menos tres depositos, dispuestos respectivamente a lo largo de ejes principales pertenecientes a un mismo plano;

- los depositos estan dispuestos contrapeados;

- cada cuello abierto esta adaptado para el montaje de un sistema de taponado seleccionado entre roscado, acoplado y engastado;

- el mantenimiento en posicion de un elemento de deposito se realiza mediante un yunque que comprende dos medias-coquillas;

- los medios de accionamiento en rotacion en la soldadura son seleccionados entre muescas, espigas, zonas de friccion y el extremo del roscado propiamente dicho;

- el recipiente esta constituido por un material de base seleccionado, en funcion de la compatibilidad qmmica con el contenido de los depositos y del aspecto buscado, entre los materiales termoplasticos de polipropilenos (PP), polietilenos (PE), poliamidas (PA), resinas acetales (POM), los poliesteres (PET, PEN), los policarbonatos (PC) y las resinas a base de estireno (PS, SAN, ABS, SBS).

Otras caractensticas y ventajas de la invencion apareceran con la lectura de ejemplos no limitativos de realizacion preferidos que siguen, en referencia a las figuras adjuntas que representan, respectivamente:

- en las figuras 1 y 2, vistas en seccion de un ejemplo de recipiente soldado extremo con extremo por ultrasonidos de la tecnica anterior que refleja fuertes espesores;

- en las figuras 3a y 3b , vistas en seccion y de frente de un ejemplo de recipiente obtenido por los procedimientos de inyeccion-soplado o de extrusion-soplado de la tecnica anterior;

- en las figuras 4a a 4d, en vista de seccion parcial, las etapas principales de un ejemplo de soldadura segun la invencion de un recipiente;

- en las figuras 4e a 4h, vistas montadas globales de las etapas principales de realizacion de un ejemplo de recipiente fabricado segun la invencion;

- en las figuras 5 a 7, vistas en seccion longitudinal segun el eje principal de ejemplos de diferentes posiciones de las superficies de contacto que forman zonas de soldadura segun la invencion;

- en las figuras 8 a 14, vistas en seccion longitudinal de ejemplos de diferentes formas de recipientes segun la invencion;

- en las figuras 15 y 16, vistas en perspectiva de ejemplos de utilizacion del recipiente segun la figura 14; y

- en la figura 17, una vista en seccion de un ejemplo de recipiente segun la invencion compuesto por tres depositos formados a lo largo de varios ejes principales dispuestos en el plano de corte.

La figura 1 representa, en seccion longitudinal segun el eje principal X'X, un ejemplo de recipiente 20 constituido por dos elementos 21 y 22 fabricados por inyeccion de materia plastica en impresiones de moldes y ensamblados por un procedimiento de soldadura por ultrasonidos. El elemento 22 comprende un collarm interior 23 de recentrado del elemento 21. El elemento 21 comprende un cordon de seccion triangular 24 destinado para fundir preferentemente en la operacion de soldadura extremo con extremo. La voluminosidad del collarm 23 y la del cordon 24 imponen un fuerte espesor Ep1 del elemento 22.

La figura 2 presenta, en seccion longitudinal segun el eje principal X'X, un ejemplo de recipiente 200 constituido por dos elementos 201 y 202 fabricados por inyeccion de materia plastica en impresiones de moldes y ensamblados por un procedimiento de soldadura por ultrasonidos. El elemento 202 comprende un collarm exterior 203 de recentrado del elemento 201. El elemento 201 comprende un cordon de seccion triangular 204 destinado para fundir preferentemente en la operacion de soldadura extremo con extremo. La voluminosidad del collarm 203 y la del cordon 204 imponen un fuerte espesor Ep2 del elemento 202.

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La figura 3a presenta, en seccion longitudinal segun el eje principal X'X, un ejemplo de recipiente 10 fabricado por extrusion-soplado o inyeccion-soplado, con un cuerpo 1 que forma un fondo de deposito, y un cuello abierto 2 de deposito. Debido a los procedimientos de fabricacion utilizados para realizar un deposito en una sola pieza, el cuerpo 1 presenta zonas de espesor desigual con porciones finas 4 y porciones mas densas 6.

Ademas, como se ha ilustrado en la figura 3b que expone de frente el recipiente de la figura 3a, la superficie externa 7 presenta una lmea de espesor 8 dejada por el plano de junta de la abertura del molde por extrusion-soplado o inyeccion-soplado.

El procedimiento de soldadura segun la invencion es ilustrado en vistas de seccion parcial, segun las figuras 4a y 4d, de un recipiente cilmdrico 40 de seccion circular de polipropileno. La soldadura se realiza a partir de dos elementos 41 y 42, que forman un deposito 40a despues del ensamblado. El recipiente es por consiguiente del tipo de deposito unico, llamado R1.

La figura 4a muestra un extremo del cuerpo 42 y el cuello 41 del recipiente 40 antes del ensamblado, tales como se han obtenido por moldeo. Las dos paredes de ensamblado, la pared de base 401 del cuello 41 y la pared 402 de extremo del cuerpo 42, presentan porciones adelgazadas. Mas precisamente, las paredes 401 y 402 estan provistas de superficies de ensamblado, respectivamente una superficie externa Fa y una superficie interna Fa', formadas respectivamente en la base del cuello 41 y en el extremo del cuerpo 42.

Cada pared de ensamblado, 401 y 402 se compone de una primera porcion de espesor constante correspondiente a una primera porcion de superficie de ensamblado, respectivamente Sc y Sc'. El diametro de la porcion Sc de superficie externa del cuello es superior al de la porcion Sc' de la superficie interna Sc' del extremo del cuerpo 42.

Luego el espesor de las paredes de ensamblado disminuyen linealmente sobre porciones de superficies de contacto Sa y Sa' de las superficies de ensamblado Fa y Fa'.

Por ultimo, el adelgazamiento permanece sustancialmente constante en las porciones de extremo Sp y Sp' de las superficies Fa y Fa'.

En el ejemplo ilustrado, la diferencia angular entre las inclinaciones de las superficies de contacto Sa y Sa' es sustancialmente proxima a los 4°, con:

- el angulo ac, del adelgazamiento lineal de la porcion de superficie Sa de la pared de base 401, con relacion al eje X'X, es igual a 4° y

- el angulo af del adelgazamiento lineal de la porcion de superficie Sa' del extremo 402 del cuerpo 42, con relacion al eje X'X, es igual a 8o.

Las figuras 4b y 4c muestran la progresion del ensamblado de los elementos: los dos elementos 41 y 42 son alineados con relacion al eje principal de revolucion X'X, y una fuerza ejercida paralelamente a este eje permite el recubrimiento progresivo de las superficies de ensamblado Fa y Fa'. El diametro del extremo adelgazado Sp' del cuerpo 42 es sustancialmente igual o a penas superior al de la superficie externa Sc no adelgazada del cuello 41.

La geometna inclinada de las superficies de contacto con relacion al eje principal X'X induce una deformacion elastica del extremo 402 del cuerpo 42 en la progresion. Esta deformacion se traduce por la presencia de la desviacion «e», entre la superficie externa no adelgazada Sc del cuello 41 y el borde 403 de la superficie de extremo Sp' del cuerpo 42 al final de la progresion (figura 4c), frente a la desviacion casi nula entre esta misma superficie externa Sc y el borde 403 el comienzo de la progresion (figura 4b).

La fusion de las paredes de polipropilano 401 y 402, respectivamente del cuello 41 y de extremo del cuerpo 42, es entonces realizada por elevacion localizada en temperatura por friccion circular o por cualquier tipo de aporte de energfa (figura 4d). Las zonas de fusion Zc y Zc' de las superficies de contacto respectivas Sa y Sa' forman una materia comun en un espacio «E» dispuesto entre estas zonas.

El borde 403 de la superficie de contacto Sc' del extremo del cuerpo 42 vuelve elasticamente, en el enfriamiento, en contacto con la superficie 401 del cuello 41 aprisionando el exceso de materia.

Las fases de ensamblado y de soldadura de un cuello y de un cuerpo que forman el recipiente 40a aparecen mas generalmente en las figuras en vista montada 4e a 4h.

Antes del ensamblado (figura 4e), el cuello 41 presenta la superficie de ensamblado Fa y el cuerpo 12 la superficie de ensamblado Fa', tales como se ha descrito anteriormente. El cuello 41 esta provisto de dos salientes diametralmente opuestos 13 (en la figura un solo saliente se puede ver) destinados a accionar el cuello 41 en rotacion.

El cuello 41 se introduce seguidamente en el cuerpo 12 (flecha T, figura 4f).

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Una accion en rotacion es entonces ejercida, con la ayuda de una herramienta conocida y no representada, segun la flecha de rotacion R alrededor del eje X'X del recipiente, con el fin de realizar la soldadura por friccion (figura 4g). La velocidad de rotacion es del orden de las 5 000 rpm durante un tiempo inferior a 1 segundo.

El recipiente final 40 aparece en la figura 4h, estando el cuello 41 del recipiente 30 soldado.

Las figuras 5 a 11 ilustran diferentes formas de recipientes con deposito unico y eje central X'X.

La figura 5 muestra un ejemplo de recipiente 50 segun la invencion con un cuerpo de deposito 52 cuya pared de extremo 502 esta, contrariamente al ejemplo precedente, en el interior de la pared de base 501 del cuello abierto 54 a nivel de la zona de soldadura «Z1».

En otro ejemplo de realizacion del recipiente 60 (figura 6), el cuello 64 se prolonga para formar un cuerpo de deposito cilmdrico abierto 62 de una sola pieza. La zona de soldadura «Z2» es entonces realizada en el extremo abierto del cuerpo 62 sobre un fondo de deposito 65, dispuesto en la parte opuesta del cuello 64.

La figura 7 muestra un ejemplo de recipiente 70 segun la invencion con una zona de soldadura «Z3» dispuesta entre una prolongacion cilmdrica 71 del cuello 72 y la porcion cilmdrica 73 del cuerpo de deposito 74 de forma que la soldadura Z3 se encuentre sustancialmente en el centro del recipiente 70.

Las figuras 8 a 11 ilustran diferentes formas de recipientes segun la aplicacion considerada, por ejemplo en el ambito cosmetico o farmaceutico - agua de colonia, para despues del afeitado, perfumes, pastillero, etc.-, en el caso de recipientes con deposito unico, y en los cuales:

- la pared de base 801 del cuello 41 es sustancialmente hemisferica, el cuerpo 802 tiene una forma de tronco de esfera y la zona de soldadura «Z4» esta dispuesta sustancialmente en el centro del deposito asf formado con el fin de formar un recipiente 80 sustancialmente esferico (figura 8);

- el cuerpo de deposito 902 del recipiente 90 tiene una forma de tronco de cono (figura 9);

- los recipientes 100 y 110 tienen diametros de cuerpos de deposito 101 y de base de cuello 102 sustancialmente iguales a la altura «H» del recipiente 100 (figura 10) en variante del recipiente 70 presentado en la figura 7, y

- una pared de base 111 de cuello 112 que se extiende mas alla de la abertura 113 del cuello 114 (figura 11) en variante del recipiente 80 en referencia a la figura 8.

Gracias al procedimiento segun la invencion, es posible realizar formas de recipientes tales como las ilustradas por las figuras 8 a 11, cuando estos mismos recipientes son diffciles de obtener por soplado. Un tal recipiente del tipo representado en la figura 10 constituye ventajosamente un tarro para un producto cosmetico o alimentario.

La figura 12 muestra un primer ejemplo de recipiente 120 de dos depositos 120a y 120b , compuesto aqrn por dos cuerpos de deposito 121 y 121' dispuestos en oposicion a lo largo del eje principal de revolucion X'X. Asf, los depositos tienen un fondo plano comun 124 y los dos cuerpos 121 y 121' se elevan en sentido opuesto a partir de este fondo, estando las zonas de soldadura Z5 y Z5' y los cuellos abiertos 123 y 123' formados a lo largo del mismo eje X'X.

En variante, el fondo comun puede no ser plano y, como se ha ilustrado por el recipiente 121' en la figura 13, tener por ejemplo una forma curva 124', en particular un casquete esferico. Una realizacion de este tipo permite obtener un efecto continuo, sin separacion, entre dos productos de colores diferentes, ampliandose el efecto cuando uno es translucido y el otro opaco.

Haciendo referencia a la figura 14, otro ejemplo de recipiente 140 con dos depositos segun la invencion esta compuesto por dos depositos 140a y 140b dispuestos contrapeados a lo largo de dos ejes principales sustancialmente paralelos, X'X e Y'Y. Los cuerpos 142 y 142' presentan una pared interna comun 143, sustancialmente plana sobre su porcion principal 143a, y una pared externa cilmdrica 144 igualmente comun sobre la parte central, fuera de las paredes de las zonas de fusion «Z6» y «Z6'». Los cuellos abiertos 145 y 145' estan centrados a lo largo de los ejes principales, respectivamente X'X e Y'Y.

Hay que notar que los recipientes de las figuras 12 a 14 senan imposibles de realizar por soplado debido a la existencia de una pared interna.

Las figuras 15 y 16 representan, respectivamente en seccion y en vista en perspectiva, un ejemplo de utilizacion del recipiente 140 segun la figura 14 como aplicador de mascara. El deposito de mascara 140a aloja un peine de aplicacion 150 cuyo vastago es solidario de la caperuza de cierre 152. El otro deposito de mascara 140b contiene un cepillo de aplicacion 160 montado en un vastago 162 en union con la caperuza de cierre 164.

La figura 17 ilustra, en seccion longitudinal en el plano de ejes principales X'X, Y'Y y Z'Z no paralelos, un ejemplo de recipiente 170 de tres depositos 170a, 170b y 170c segun la invencion. El recipiente presenta un plano de simetna

perpendicular al plano de corte y que pasa por el eje central X'X, estando los otros dos ejes principales Y'Y y Z'Z debilmente inclinados con relacion al eje central X'X.

Este recipiente 170 esta compuesto por tres cuerpos de deposito, 171, 171', y 171”, dispuestos respectivamente a lo largo de cada eje principal. Los cuerpos de deposito estan dispuestos contrapeados, y estan soldados a los cuellos 5 abiertos, respectivamente 172, 172' y 172”, en zonas Z7, Z7' y Z7” para formar tres depositos. Los cuerpos de los depositos tienen partes comunes 175 de la cuales la estructura esta adaptada para formar una sola pieza.

La invencion no se limita a los ejemplos de realizacion descritos y representados. Es posible igualmente prever recipientes compuestos con mas de tres cuerpos de deposito con cuellos soldados segun la invencion para realizar barritas de ensayo de colores, en particular de esmalte de unas o de pintura. Por otra parte, cualquier forma de 10 revolucion es posible, ya sea de revolucion o cilmdrica de seccion geometrica variada (circular, triangular, rectangular, etc.) y la posicion de la zona de soldadura formada segun un posicionamiento apropiado.

Claims

10

15

20

25

30

35

40

45

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de soldadura entre un cuello (41) y un cuerpo (42) de deposito de recipiente de materia plastica apto para recibir un producto fluido, formando el cuello (41) y el cuerpo (42) un par de elementos a soldar dispuestos en alineacion a lo largo de un eje principal (X'X) y presentando enfrentadas dos superficies de contacto, en el cual:

- las paredes de ensamblado (401, 402) de los elementos de cuello (41) y de cuerpo (42) a soldar estan provistas de superficies de ensamblado, una externa y una interna,

- cada pared de ensamblado (401, 402) se compone de una primera porcion de espesor constante correspondiente a una primera porcion (Sc, Sc') de la superficie de ensamblado,

- una pared de ensamblado (401, 402) presenta una reduccion de espesor con relacion al resto del elemento (41, 42), presentando las paredes de ensamblado (401, 402) entonces una superficie de contacto (Sa, Sa') inclinada (ac, af) con relacion al eje principal (X'X),

- las dimensiones radiales de las paredes de ensamblado (401, 402) son tales que la pared de ensamblado (401, 402) de un elemento (41, 42) es introducida en contacto con la pared de ensamblado (402, 401) del otro elemento (42, 41), aplicandose una fuerza sobre uno de los elementos (41, 42).

- las porciones adelgazadas de las paredes de ensamblado (401, 402) tienen una estructura deformable,

- un aporte de energfa funde la materia plastica de las superficies de contacto (Sa, Sa') entonces ensambladas entre sf,

- esta etapa de fusion es seguida de una etapa de enfriamiento, caracterizado por el hecho de que

- cada pared de ensamblado (401, 402) se compone, ademas de la primera porcion de espesor constante y la reduccion parcialmente lineal en espesor, de una porcion de extremo (Sp, Sp') sobre la cual la reduccion es sustancialmente constante,

- las superficies de contacto (Sa, Sa') inclinadas forman entre sf una desviacion angular de al menos sustancialmente 3° a 5°,

- con las paredes adelgazadas de las paredes de ensamblado (401, 402) que presentan una estructura radialmente deformable en la progresion de la pared, aplicandose una fuerza sobre uno de los elementos (41, 42) para poner las superficies de contacto (Sa, Sa') bajo tension, la geometna inclinada de las superficies de contacto (Sa, Sa') induce una deformacion elastica del extremo del elemento de cuerpo (42) que se traduce por la presencia de una desviacion radial (e) entre la superficie externa no adelgazada del elemento de cuello (41) y el borde del extremo (Sp') del elemento de cuerpo (42) al final de la progresion, en relacion con la desviacion casi nula al comienzo de la progresion,

- el aporte de energfa fusiona la materia plastica de las superficies de contacto (Sa, Sa') en zonas locales (Zc, Zc') ahuecadas en estas superficies para formar un volumen de materia en fusion (E),

- en el enfriamiento, el borde (403) de la superficie de contacto (Sc') del extremo del cuerpo (42) vuelve elasticamente en contacto con la superficie del cuello (41) aprisionando con ello el exceso de materia.

2. Procedimiento de soldadura segun la reivindicacion 1, en el cual los elementos a soldar (41, 42) estan formados por inyeccion de materia plastica en un mismo molde que comprende dos juegos de moldes apropiados, o bien en dos moldes distintos.

3. Procedimiento de soldadura segun la reivindicacion 1 o 2, en el cual, los elementos a soldar (41, 42) al estar posicionados en alineacion con relacion al eje principal (X'X) y al estar las superficies de contacto (Sc, Sc') de estos elementos enfrentadas, uno al menos de los dos elementos (41, 42) se mantiene en posicion por una herramienta adecuada con el fin de limitar las deformaciones del recipiente, y se ejerce una fuerza paralela respecto al eje principal sobre uno al menos de los dos elementos (41, 42) con una intensidad ajustada con el fin de provocar una deformacion elastica de al menos uno de estos elementos debido a la desviacion angular entre las dos superficies de contacto (Sc, Sc').

4. Procedimiento de soldadura segun la reivindicacion anterior, en el cual el mantenimiento en posicion de un elemento (41, 42) de deposito (40a) se realiza mediante un yunque que comprende dos medias coquillas.

5. Procedimiento de soldadura segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual la materia plastica es elevada en temperatura a nivel de las superficies de contacto (Sc, Sc') entre los dos elementos (41, 42) manteniendo la aplicacion de la fuerza hasta provocar la soldadura por fusion de las zonas locales (Zc, Zc').

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

6. Procedimiento de soldadura segun la reivindicacion anterior, en el cual la elevacion de temperatura esta asegurada por un aporte de calor por radiacion focalizada sobre la zona a soldar.

7. Procedimiento de soldadura segun la reivindicacion 5, en el cual la elevacion de temperatura esta asegurada por un generador de ultrasonidos regulado entre 20 000 y 50 000 ciclos por segundo y equipado con un sonotrodo adaptado a la geometna de uno de los elementos.

8. Procedimiento de soldadura segun la reivindicacion 5, en el cual la elevacion de temperatura esta asegurada por la puesta en oscilacion angular de uno de los elementos alrededor del eje principal a una frecuencia comprendida entre 50 y 500 ciclos por segundo.

9. Procedimiento de soldadura segun la reivindicacion 5, en el cual la elevacion de temperatura esta asegurada por la puesta en oscilacion axial de uno de los elementos a lo largo del eje principal (X'X) a una frecuencia comprendida entre 50 y 500 ciclos por segundo.

10. Procedimiento de soldadura segun la reivindicacion 5, en el cual la etapa de elevacion de temperatura esta asegurada por una puesta en rotacion de uno de los elementos (41, 42) alrededor del eje principal (X'X) a una velocidad comprendida entre 1 000 y 10 000 rpm segun la materia utilizada.

11. Procedimiento de soldadura segun la reivindicacion anterior, en el cual la puesta en rotacion de uno de los elementos (41, 42) alrededor del eje principal (X'X), en fases de arranque, aceleracion, mantenimiento de velocidad, aminoramiento y detencion, se realiza en un tiempo total inferior a un segundo, realizandose la detencion de la rotacion en una posicion angular precisa alrededor del eje principal (X'X) por deteccion de posicion.

12. Procedimiento de soldadura segun la reivindicacion 10 u 11, en el cual los medios de accionamiento en rotacion en la soldadura son seleccionados entre muescas, salientes y zonas de friccion.

13. Recipiente de materia plastica que comprende al menos un deposito (40a) formado por el ensamblado de un par de elementos compuesto por un cuello (41) y por un cuerpo (42) soldados dispuestos en alineacion a lo largo de un eje principal (X'X) y que presenta enfrentadas dos superficies de contacto, en el cual:

- una pared de ensamblado (401, 402) presenta una reduccion de espesor con relacion al resto del elemento (41, 42), presentando las paredes de ensamblado (401,402) entonces una superficie de contacto (Sa, Sa') inclinada (ac, af) con relacion al eje principal (X'X),

- las dimensiones radiales de las paredes de ensamblado (401, 402) son tales que la pared de ensamblado (401, 402) de un elemento (41, 42) puede ser introducida en contacto con la pared de ensamblado (402, 401) del otro elemento (42, 41), y aplicandose una fuerza sobre uno de los elementos (41, 42).

caracterizado por el hecho de que

- cada pared de ensamblado (401, 402) se compone, ademas de la primera porcion de espesor constante y el adelgazamiento parcialmente lineal en espesor, de una porcion de extremo (Sp, Sp') sobre la cual el adelgazamiento es sustancialmente constante,

- las paredes adelgazadas de las paredes de ensamblado (401, 402) tienen una estructura radialmente deformable,

- el elemento de cuello (41) y el elemento de cuerpo (42) son soldados conforme al procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12,

- el aporte de energfa fusiona la materia plastica de las superficies de contacto (Sa, Sa') en zonas locales (Zc, Zc') ahuecadas en estas superficies para formar un volumen de materia en fusion (E), situado entre estas zonas (Zc, Zc'),

- el borde (403) de la superficie de contacto (Sc') del extremo del cuerpo (42) se vuelve elasticamente en contacto con la superficie del cuello (41) aprisionando con ello el exceso de materia.

14. Recipiente segun la reivindicacion anterior, caracterizado por que comprende dos depositos (120a, 120b) de los cuales los pares de elementos (121, 123; 121', 123') estan dispuestos en oposicion a lo largo de un mismo eje principal (X'X) y por que los cuerpos de deposito (123, 123') presentan un fondo de cuerpo de deposito (124, 124') comun.

5 15. Recipiente segun la reivindicacion 13, caracterizado por que comprende dos depositos (140a, 140b) de los

cuales los pares de elementos (142, 145; 142', 145') estan dispuestos a lo largo de dos ejes principales (X'X, Y'Y) sustancialmente paralelos, y por que los depositos (140, 140b) comprenden al menos una superficie interna comun (143).

16. Recipiente segun la reivindicacion 13, caracterizado por que comprende al menos tres depositos (170a, 170b, 10 170c),dispuestos respectivamente a lo largo de ejes principales (X'X, Y'Y, Z'Z) pertenecientes a un mismo plano.

17. Recipiente segun la reivindicacion 15 o 16, en el cual los depositos (140a1 140b; 170a, 170b, 170c) estan dispuestos en forma contrapeada.

18. Recipiente segun una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 17, en el cual cada cuello abierto (41) esta adaptado para el montaje de un sistema de taponado seleccionado entre roscado, encajado y engastado.

15 19. Recipiente segun una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 18, caracterizado por que esta constituido por un

material de base seleccionado, en funcion de la compatibilidad qmmica con el contenido de los depositos y del aspecto buscado, entre los materiales termoplasticos de polipropilenos (PP), polietilenos (PE), poliamidas (PA), resinas acetales (POM), los poliesteres (PET, PEN), los policarbonatos (PC) y las resinas a base de estireno (PS, SAN, ABS, SBS).

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