PL220813B1 - Sposób wytwarzania form wtryskowych do ostrosłupowych opakowań z tworzywa sztucznego z polem etykietowym oraz forma wtryskowa do ostrosłupowych opakowań z tworzywa sztucznego z polem etykietowym - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania form wtryskowych do ostrosłupowych opakowań z tworzywa sztucznego z polem etykietowym oraz Forma wtryskowa do ostrosłupowego opakowania z tworzywa sztucznego z polem etykietowym.

Opakowanie, pełniąc funkcję marketingową ma za zadanie przyciągać uwagę potencjalnego klienta i zachęcać go do kupna danego produktu. Aby uzyskać ten efekt projektowane są coraz ciekawsze formy opakowań. Jednym z przykładów tego typu opakowań mogą być opakowania ozdobne.

Znane są opakowania ozdobne z etykietą z efektem przestrzennym. Wspomniany efekt przestrzenny można uzyskać za pomocą soczewek lentikularnych ułożonych w szeregu jedna obok drugiej, które odpowiednio zniekształcają obraz lentikularny umieszczony pod nim. Owalny kształt soczewek powoduje, że zmieniając kąt oglądania obrazu lentikularnego poprzez soczewki, zmieniają się widoczne fragmenty tego obrazu. Patrząc na obraz lentikularny ułożony pod obszarem soczewek lentikularnych przebiegających prostopadle do linii oczu i zmieniając kąt oglądania obrazu uzyskuje się wrażenie głębi obrazu, a więc efekt trójwymiarowy. Patrząc na obraz lentikularny ułożony pod obszarem soczewek lentikularnych przebiegających równolegle do linii oczu i zmieniając kąt oglądania obrazu uzyskuje się wrażenie animacji obrazu. W celu uzyskania prawidłowego widoku obrazu lentikularnego, soczewki lentikularne powinny mieć wymiary, w szczególności promień i wysokość, dostosowane do parametrów obrazu lentikularnego, to znaczy być kompatybilne z tym obrazem.

Z polskiego zgłoszenia patentowego nr 385696 znany jest sposób otrzymywania opakowań z etykietą z efektem przestrzennym. Opakowanie wytwarza się metodą formowania wtryskowego, gdzie tworzywo monolityczne o właściwościach przepuszczania światła wtryskuje się do matrycy składającej się z dwóch części. Na tłoku jednej części matrycy znajduje się etykieta zawierająca obraz lentikularny, zgodny z gniazdem drugiej części matrycy, które zawiera równolegle usytuowany szereg wzdłużnych rowków o zarysie walców. Opakowanie wytworzone tym sposobem ma kształt cylindra, a na powierzchni ścianki bocznej tego opakowania przebiegają prostopadle do jego podstawy soczewki lentikularne.

Podczas transportu lub magazynowania tego typu pustych opakowań muszą być one układane w stosach jeden na drugim, co zajmuje dużo miejsca i skutkuje wysokimi kosztami transportu i magazynowania. Powszechnie wiadomo, że korzystniejszym byłoby wytworzenie opakowania o kształcie zawężającym się ku dolnej podstawie, tak aby w trakcie transportu pustych opakowań można było umieszczać opakowania jedno w drugim.

Szczególnie korzystnym kształtem opakowania byłoby opakowanie ostrosłupowe, to znaczy opakowanie o podstawie prostokąta lub kwadratu, zawężające się w kierunku podstawy. Korzystnie byłoby, gdyby opakowanie takie posiadało pole etykietowe, to znaczy pole pozbawione soczewek lentikularnych, które nie zmieniałoby widoczności obrazu umieszczonego na etykiecie i umożliwiało odczyt informacji z etykiety przez automatyczne czytniki, przykładowo czytniki kodów kreskowych.

W opisie polskiego zgłoszenia patentowego nr 385696 nie przedstawiono sposobu wykonania formy wtryskowej do opakowania w kształcie cylindra. Powszechnie jednak wiadomo, że gniazdo tego typu formy można wykonać poprzez wykonanie w metalowym bloku otworu o średnicy nieco mniejszej od zewnętrznej średnicy opakowania, a następnie wyfrezowanie w ściankach tego otworu równoległych półokrągłych wyżłobień, równoległych do osi otworu, które nadadzą w formowanym opakowaniu na ściankach zewnętrznych kształt soczewkom lentikularnym.

Zastosowanie analogicznej technologii do wytworzenia opakowania ze skośną ścianką zawężającą się w kierunku dolnej podstawy, byłoby jednak skomplikowane, gdyż wymagałoby bardzo precyzyjnego prowadzenia frezu w kierunku odchylonym od osi głównej gniazda i indywidualnie dobieranym dla każdego wyżłobienia.

Celowym byłoby więc uprościć sposób wytwarzania form wtryskowych do ostrosłupowych opakowań z tworzywa sztucznego z polem etykietowym.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania form wtryskowych do ostrosłupowych opakowań z tworzywa sztucznego z polem etykietowym i soczewkami lentikularnymi, polegający na tym, że przygotowuje się dwuczęściową formę, której pierwsza część ma gniazdo odwzorowujące zewnętrzną powierzchnię ścianki opakowania z rowkami stanowiącymi odwzorowanie odwrotne soczewek lentikularnych i z obszarem gładkim odwzorowującym pole etykietowe, a druga część formy ma tłok odwzorowujący wewnętrzną powierzchnię ścianki opakowania i jest przeznaczona do umieszczania na niej etykiety z nadrukiem stanowiącym obraz lentikularny kompatybilny z rowkami gniazda pierwszej

PL 220 813 B1 części formy oraz obraz etykietowy, charakteryzujący się tym, że w pierwszej części formy wykonuje się wybranie w kształcie ściętego ostrosłupa i docina się arkusz blachy do kształtu geometrycznej siatki powierzchni bocznej ściętego ostrosłupa odpowiadającego wybraniu, po czym w dociętym arkuszu blachy wykonuje się rowki stanowiące odwzorowanie odwrotne soczewek lentikularnych i ułożone w obrębie każdej ze ścianek bocznych ostrosłupa równolegle względem siebie i pod kątem prostym do geometrycznej podstawy danej ścianki bocznej, przy czym pozostawia się na co najmniej jednej ściance arkusza blachy obszar wolny od rowków i odwzorowujący pole etykietowe, a następnie docięty arkusz blachy z rowkami mocuje się do ścianek bocznych wybrania z powierzchnią z rowkami skierowaną ku wewnątrz wybrania.

Przedmiotem wynalazku jest również forma wtryskowa do wytwarzania ostrosłupowych opakowań z tworzywa sztucznego z polem etykietowym i soczewkami lentikularnymi, zawierająca dwie części, przy czym pierwsza część ma gniazdo odwzorowujące zewnętrzną powierzchnię ścianki opakowania z rowkami stanowiącymi odwzorowanie odwrotne soczewek lentikularnych i z obszarem gładkim odwzorowującym pole etykietowe, a druga część formy ma tłok odwzorowujący wewnętrzną powierzchnię ścianki opakowania i jest przeznaczona do umieszczania na niej etykiety z nadrukiem stanowiącym obraz lentikularny kompatybilny z rowkami gniazda pierwszej części formy oraz obraz etykietowy, charakteryzująca się tym, że pierwsza część formy ma wybranie w kształcie ściętego ostrosłupa, do którego ścianek bocznych jest przymocowany arkusz blachy o kształcie geometrycznej siatki powierzchni bocznej ściętego ostrosłupa odpowiadającego wybraniu, przy czym w arkuszu są wykonane, na powierzchni skierowanej ku wewnątrz wybrania, rowki stanowiące odwzorowanie odwrotne soczewek lentikularnych i ułożone w obrębie każdej ze ścianek bocznych ostrosłupa równolegle względem siebie i pod kątem prostym do geometrycznej podstawy danej ścianki bocznej, przy czym na co najmniej jednej ściance arkusza blachy znajduje się obszar wolny od rowków i odwzorowujący pole etykietowe.

Zaletą wynalazku, jest to, że nowy sposób wytwarzania form wtryskowych pozwala na wytworzenie formy bez konieczności wykonywania rowków odwzorowujących soczewki bezpośrednio w gnieździe formy. Wykonanie rowków w powierzchni arkusza blachy jest operacją znacznie prostszą, przy czym umożliwia uzyskanie formy z dużą dokładnością wymiarową.

Przedmiot rozwiązania został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym:

Fig. 1A-1B przedstawiają opakowanie odpowiednio w widoku perspektywicznym z ukosa i z przodu.

Fig. 2 przedstawia przekrój wycinka ścianki bocznej opakowania.

Fig. 3 przedstawia widok formy, w konfiguracji rozłożonej, do formowania wtryskowego z etykietowaniem.

Fig. 4 przedstawia blachę w konfiguracji płaskiej, z wykonanymi rowkami i z polem etykietowym na jednej ze ścian.

Fig. 5 przedstawia schemat linii technologicznej do wytwarzania form wtryskowych według wynalazku.

Fig. 1A przedstawia opakowanie ostrosłupowe w widoku perspektywicznym z ukosa, a Fig. 1B w widoku z przodu. Opakowanie 100, wytwarzane w procesie formowania wtryskowego z etykietowaniem w formie, tzw. formowania IML (ang. in mould labeling), ma kształt ściętego ostrosłupa i jest wykonane z tworzywa sztucznego przepuszczającego światło. Na zewnętrznej stronie co najmniej jednej ścianki bocznej 101 opakowania 100 znajdują się soczewki lentikularne 110 usytuowane równolegle względem siebie i prostopadłe do podstawy danej ścianki. Co najmniej część jednej ze ścianek bocznych jest pozbawiona soczewek lentikularnych i stanowi pole etykietowe 130. Należy rozumieć, że ze względów technologicznych krawędzie opakowania mogą być zaokrąglone, a więc za opakowanie ostrosłupowe według wynalazku uważa się opakowanie, którego krawędzie skośne lub krawędzie podstawy są zaokrąglone. Promień zaokrąglenia krawędzi w tego typu opakowaniach zwykle wynosi od 0,2 mm do 20 mm, i nie przekracza 5% długości jednej ze ścianek bocznych przyległych do danej krawędzi. Opakowania tego typu ponadto mają zwykle kołnierz u podstawy.

Mniejsza podstawa 102 opakowania 100 może być otwarta lub zamknięta pokrywą lub materiałem zintegrowanym ze ścianką boczną.

Większa podstawa 103 opakowania 100 może być otwarta lub zamknięta pokrywą lub materiałem zintegrowanym ze ścianką boczną.

W jednej postaci opakowania, kąt ostry α nachylenia każdej ścianki bocznej 101 do płaszczyzny podstawy 102 wynosi co najmniej 45°.

PL 220 813 B1

W innej postaci opakowania, kąt ostry α nachylenia każdej ścianki bocznej 101 do płaszczyzny podstawy 102 wynosi co najmniej 60°.

W kolejnej postaci opakowania, kąt ostry α nachylenia każdej ścianki bocznej 101 do płaszczyzny podstawy 102 wynosi co najmniej 80°.

Fig. 2 przedstawia przekrój wycinka ścianki bocznej opakowania. Ścianka boczna 101 opakowania jest zintegrowana od wewnętrznej strony w procesie formowania wtryskowego z etykietą 120 z nadrukiem zawierającym obraz lentikularny. Na zewnętrznej stronie ścianki bocznej 101 znajdują się soczewki lentikularne 110 do oglądania obrazu lentikularnego nadruku etykiety 120. Soczewki lentikularne 110 są kompatybilne z obrazem lentikularnym nadruku etykiety 120, to znaczy mają promień i wysokość dostosowane do parametrów obrazu lentikularnego.

Fig. 3 przedstawia widok formy, w konfiguracji rozłożonej, do formowania wtryskowego z etykietowaniem. Forma zawiera dwie części 210, 220, przy czym pierwsza część 210 formy ma korpus 211 i gniazdo 212 zawierające rowki 213 stanowiące odwzorowanie odwrotne soczewek lentikularnych 110 i odwzorowujące zewnętrzną powierzchnię ścianki 101 opakowania 100, a druga część 220 formy zawiera korpus 221 oraz tłok 222 odwzorowujący wewnętrzną powierzchnię ścianki 101 opakowania 100.

Formę wykonuje się w ten sposób, że w korpusie 211 pierwszej części 210 formy wykonuje się wybranie 212, którego ścianki boczne wykłada się arkuszem blachy 230. Arkusz blachy 230 przygotowuje się w taki sposób, że w jego płaskiej postaci o kształcie geometrycznej siatki powierzchni bocznej ściętego ostrosłupa, wykonuje się równoległe względem siebie, w obrębie każdej ze ścianek, rowki 213 w ten sposób aby były ułożone pod kątem zasadniczo prostym względem geometrycznej podstawy każdej ze ścianek. Następnie przeciwległe boczne krawędzie 233, 234 arkusza blachy styka się ze sobą, zaginając arkusz wzdłuż pozostałych krawędzi pomiędzy ściankami i wkłada się zagięty arkusz w gniazdo 212 formy. Widok blachy 230 z wykonanymi rowkami 213 przedstawia Fig. 4. Wykonanie równoległych rowków w płaskim arkuszu blachy jest procesem znacznie mniej skomplikowanym niż wykonanie rowków w pochyłych ściankach gniazda 212 formy. Arkusz blachy 230 można złączyć z korpusem 211 pierwszej części 210 formy przez klejenie lub zgrzewanie.

Co najmniej część jednej ze ścianek bocznych jest pozbawiona soczewek lentikularnych i stanowi pole etykietowe 130 do umieszczania w nim informacji stanowiących obraz etykietowy, które nie powinny być zniekształcane przez soczewki lentikularne, tak aby mogły być odczytane przez czytniki automatyczne, przykładowo informacji tekstowych lub kodów kreskowych.

Formę stosuje się w ten sposób, że za pomocą podajnika etykiet na tłoku 222 umieszcza się zaprojektowaną uprzednio etykietę 120 z nadrukiem stanowiącym obraz lentikularny dostosowany do rozmieszczenia rowków 213 arkusza blachy 230 w gnieździe 212 pierwszej części 210 formy. Po wprowadzeniu tłoka 222 do gniazda 210 formy, pomiędzy tłok a gniazdo wtryskuje się tworzywo przepuszczające światło, uzyskując opakowanie 100 z etykietą 120 zintegrowaną z wewnętrzną powierzchnią ścianki 101 i z soczewkami lentikularnymi 110 na zewnętrznej powierzchni ścianki 101.

Soczewki lentikularne na gotowym opakowaniu, jak przedstawiono na Fig. 1, zbiegają się zasadniczo na krawędziach bocznych opakowania. Oznacza to że soczewki 110, rozciągają się analogicznie jak rowki 213 blachy 230, przedstawionej na Fig. 4, które w pobliżu bocznych krawędzi każdej ścianki rozciągają się między równoległymi krawędziami blachy tworzącymi podstawę górną i dolną każdej ścianki, a w pozostałym obszarze od dłuższej krawędzi blachy do krawędzi bocznej pojedynczej ścianki blachy, przy czym soczewki te przebiegają równolegle względem siebie i nachylone są pod kątem prostym do geometrycznej podstawy tej ścianki.

Fig. 5 przedstawia schemat linii technologicznej do wytwarzania form wtryskowych według wynalazku. Na stanowisku projektowym 301 sporządza się przy wykorzystaniu oprogramowania CAD/CAM/CAE dokładny projekt formy. Następnie, na stanowiskach obróbki maszynowej 302, obrabia się surowe elementy metalowe do kształtów określonych sporządzonym projektem, w tym poszczególne elementy składowe gniazda formy, tłoka formy i blachy do wykładania gniazda formy. Stanowiska obróbki maszynowej 302 powinny obejmować takie urządzenia jak:

- frezarka 3-osiowa do obróbki zgrubnej i wstępnego wiercenia otworów w płytach stalowych (stanowiących w formie płyty mocujące, płyty podporowe, płyty oporowe, wypychacze, obudowy stempli i matryc),

- frezarka 5-osiowa do wykańczającej obróbki i wiercenia wykańczającego płyt, stempli, matryc i wkładów formujących,

- centrum obróbcze CNC do frezowania części formujących, w tym do wykonywania rowków w arkuszu blachy do wyłożenia gniazda formy,

PL 220 813 B1

- frezarka do obróbki elementów o małych gabarytach, takich jak wkładki formujące, suwaki, małe stemple i matryce,

- wiertarka do głębokich otworów, do wykonywania otworów chłodzących w elementach formy,

- frezarka do wykonywania elektrod na drążarki,

- drutówka do wycinania kształtów przelotowych, takich jak wkładki, otwory, czy małe wybrania pod wkładki,

- drążarka wgłębna do obróbki części formujących przez odwzorowanie elektrody w gnieździe formującym, w tym rowków odwzorowujących soczewki,

- szlifierka do płaszczyzn, do obróbki wykańczającej utwardzonych powierzchni uprzednio obrobionych elementów,

- szlifierka do otworów,

- piła taśmowa - do cięcia większych elementów na mniejsze, z których będą wykonane wkładki do form,

- spawarka laserowa do łączenia detali formy,

- maszyna pomiarowa do pomiarów przestrzennie skomplikowanych elementów.

Wykonane elementy formy są ponadto wykańczane na stanowisku do tuszowania 303 z prasą do tuszowania, gdzie przy pomocy ręcznych szlifierek usuwa się wszelkie niedokładności, tak aby uzyskać dokładność wykonania powierzchni zamykających gniazdo formujące na poziomie tolerancji +/- 0,02 mm. Gotową formę testuje się zakładając ją do wtryskarek testujących 304, do wykonania testowej partii opakowań, przy czym formy testuje się na wtryskarkach o różnym zakresie siły zwarcia, przykładowo 450-700 ton, 800-1200 ton i 1300-1600 ton.

Claims (2)

1. Sposób wytwarzania form wtryskowych do ostrosłupowych opakowań z tworzywa sztucznego z polem etykietowym i soczewkami lentikularnymi, polegający na tym, że przygotowuje się dwuczęściową formę, której pierwsza część ma gniazdo odwzorowujące zewnętrzną powierzchnię ścianki opakowania z rowkami stanowiącymi odwzorowanie odwrotne soczewek lentikularnych i z obszarem gładkim odwzorowującym pole etykietowe, a druga część formy ma tłok odwzorowujący wewnętrzną powierzchnię ścianki opakowania i jest przeznaczona do umieszczania na niej etykiety z nadrukiem stanowiącym obraz lentikularny kompatybilny z rowkami gniazda pierwszej części formy oraz obraz etykietowy, znamienny tym, że w pierwszej części formy (210) wykonuje się wybranie (212) w kształcie ściętego ostrosłupa i docina się arkusz blachy (230) do kształtu geometrycznej siatki powierzchni bocznej ściętego ostrosłupa odpowiadającego wybraniu (212), po czym w dociętym arkuszu blachy (230) wykonuje się rowki (213) stanowiące odwzorowanie odwrotne soczewek lentikularnych (110) i ułożone w obrębie każdej ze ścianek bocznych ostrosłupa równolegle względem siebie i pod kątem prostym do geometrycznej podstawy danej ścianki bocznej, przy czym pozostawia się na co najmniej jednej ściance arkusza blachy (230) obszar wolny od rowków (213) i odwzorowujący pole etykietowe (130), a następnie docięty arkusz blachy (230) z rowkami (213) mocuje się do ścianek bocznych wybrania (212) z powierzchnią z rowkami (213) skierowaną ku wewnątrz wybrania (212).

2. Forma wtryskowa do wytwarzania ostrosłupowych opakowań z tworzywa sztucznego z polem etykietowym i soczewkami lentikularnymi, zawierająca dwie części, przy czym pierwsza część ma gniazdo odwzorowujące zewnętrzną powierzchnię ścianki opakowania z rowkami stanowiącymi odwzorowanie odwrotne soczewek lentikularnych i z obszarem gładkim odwzorowującym pole etykietowe, a druga część formy ma tłok odwzorowujący wewnętrzną powierzchnię ścianki opakowania i jest przeznaczona do umieszczania na niej etykiety z nadrukiem stanowiącym obraz lentikularny kompatybilny z rowkami gniazda pierwszej części formy oraz obraz etykietowy, znamienna tym, że pierwsza część formy (210) ma wybranie (212) w kształcie ściętego ostrosłupa, do którego ścianek bocznych jest przymocowany arkusz blachy (230) o kształcie geometrycznej siatki powierzchni bocznej ściętego ostrosłupa odpowiadającego wybraniu (212), przy czym w arkuszu są wykonane, na powierzchni skierowanej ku wewnątrz wybrania (212), rowki (213) stanowiące odwzorowanie odwrotne soczewek lentikularnych (110) i ułożone w obrębie każdej ze ścianek bocznych ostrosłupa równolegle względem siebie i pod kątem prostym do geometrycznej podstawy danej ścianki bocznej, przy czym na co najmniej jednej ściance arkusza blachy (230) znajduje się obszar wolny od rowków (213) i odwzorowuj ący pole etykietowe (130).