PT675793E

PT675793E - Fabricacao de pecas moldadas por injeccao isentas de linha de juncao

Info

Publication number: PT675793E
Application number: PT94902386T
Authority: PT
Inventors: Scott W Demarest; James E Buhler; Karl J Bobinger
Original assignee: Johnson & Son Inc S C
Priority date: 1992-11-23
Filing date: 1993-11-23
Publication date: 2000-08-31
Also published as: EP0675793A1; DE69327968T2; EP0675793A4; ATE189999T1; ES2142926T3; EP0675793B1; CA2149917C; DE69327968D1; US5346659A; WO1994012332A1; CA2149917A1; AU670167B2; AU5677694A; JPH08503667A; GR3033476T3; DK0675793T3

Description

DESCRIÇÃO

FABRICAÇÃO DE PEÇAS MOLDADAS POR INJECÇÃO ISENTAS DE UNHA

DE JUNÇÃO Âmbito da invenção

Esta invenção refere-se ao âmbito de moldação por injecção de peças de plástico e particularmente a um mecanismo de moldação que primeiro formará em torno de um núcleo um corpo de contentor isento de linha de junção, aberto na sua extremidade inferior e fechado na sua extremidade superior, e depois removerá uma obturação central da extremidade superior do corpo de contentor para formar uma abertura em gargalo antes de o corpo de contentor ser separado do núcleo e do mecanismo de moldação. Técnica anterior A moldação por injecção de peças de plástico é uma técnica bem conhecida. Quando o resultado desejado do processo de moldação, contudo, é um contentor resistente a elevada pressão tendo uma abertura superior ou em gargalo de menor diâmetro que o da base, podem surgir problemas. Devido à natureza do processo de moldação, um tal contentor tem que ser moldado em mais que uma peça. Então, dependendo das configurações relativas das peças moldadas, ou as peças têm que ser unidas ao longo de costuras desenvolvendo-se na extensão do contentor, ou uma porção superior tem que ser unida a uma porção inferior. Qualquer junção de duas destas peças de plástico pode originar uma área enfraquecida ao longo da linha de junção e quanto mais longa a linha de junção em relação ao contentor, maior a possibilidade de fragilidade.

De todos os métodos possíveis para unir duas ou mais peças de plástico, uma das mais fortes linhas de junção é produzida por soldadura por rotação. Este método, que é na essência soldadura por aquecimento produzido pela fricção de dois aros circulares rodando um contra o outro, obviamente só pode ser utilizado para ou com peças termoplásticas e unidas cilindricamente. Peças plásticas com outras configurações têm que ser unidas por outros meios.

Outro tipo de ponto fraco pode resultar do desenho do próprio mecanismo de moldação. Quando material plástico é injectado para o interior de uma cavidade de molde em mais que uma posição (através de mais do que uma entrada lateral), o material plástico flui de 1 cada entrada em torno de um núcleo de moldação. Quando os fluxos separados se encontram, são formadas uma ou mais áreas de linha de junção. Estas áreas ou linhas têm características estruturais diferentes das do resto da peça plástica. Usualmente a integridade estrutural da própria peça é mais fraca (com maior propensão para quebrar ou para ruptura) ao longo de tais linhas de junção. O método usual de formar a porção corpo para um tal contentor é permitir que material plástico flua em torno de um núcleo, produzindo uma estrutura cilíndrica oca aberta na extremidade inferior e fechada na extremidade superior. Se se deseja uma boca ou abertura em gargalo para o interior do contentor, uma tal abertura tem então que ser maquinada na extremidade não fechada da estrutura cilíndrica oca. A Patente U.S. n.° 1,052,966 concedida a Bloomfield et al., “Pressure Vessels of a Spin-Welded Construction”, descreve um contentor com um gargalo aberto, formado em duas partes por moldação por injecção e depois entre si soldadas por rotação. Não são dados detalhes do processo de moldação por injecção ou do método pelo qual a abertura em gargalo é formada. É assumido que ou é necessária maquinação subsequente ou que é usada uma técnica de entrada lateral, que resultará em linhas de junção no corpo. A essência da técnica da invenção é a da própria soldadura por rotação como um modo superior de ligar entre si peças termoplásticas. A Patente U.S. n.° 3,820,931 concedida a Edwards’, “Injection Mold for Producing Open-Mouthed Thin-Walled Containers Having Means to Prevent Radical Deflection of the Male Mold Part”, descreve um aparelho e processo para moldar um contentor que tem uma única passagem central abrindo para a porção superior da cavidade de moldação. Não há descrição ou sugestão quanto à possibilidade de criar por qualquer meio uma abertura em gargalo na porção moldada do contentor. A Patente U.S. n.° 3,570,107 descreve um método para moldação por injecção de uma porção de contentor tendo uma extremidade inferior aberta. A essência desta invenção é o método de dimensionamento exacto do corpo de garrafa por meio de um diâmetro de núcleo com forma cónica. Nenhum método de remover uma área de gito de gargalo superior para formar uma abertura é descrito ou sugerido: apenas é mencionado que a 2 área superior da garrafa será “subsequentemente removida," presumivelmente por alguma forma de maquinagem.

Outra disposição da técnica anterior, na qual se baseiam as pré-caracterizadoras partes das reivindicações abaixo, é exposta no documento FR-A-2109327. Neste documento uma cobertura plástica com um orifício central é o espaço entre um molde A e um molde B. A sequência de operação inicia-se com plástico sendo injectado da tubeira 12 por um canal no molde A central em relação ao componente moldado acabado. A tubeira é então removida. Um espigão é então avançado para cima através do centro do componente moldado que remove a obturação central de plástico no canal. O componente acabado é então ejectado sendo separado do núcleo de molde por baixo por espigões.

Descrição Sumária da Invenção A essência desta invenção que está definida nas reivindicações anexas é o uso de um único mecanismo de moldação que formará, numa única sequência de operações, uma peça de plástico moldada por injecção isenta de linha de junção com uma cavidade localizada centralmente nela formada. O caracter da peça sem linha de junção é conseguido pelo uso de um único canal de gito centralmente localizado, o qual permite ao material plástico injectado fluir para fora da área de gito e sobre o núcleo de moldação num fluxo semelhante a guarda-chuva para formar o corpo do plástico com um único fluxo de material plástico. A criação no molde do orifício central na peça plástica é conseguida pela utilização de uma combinação cooperante de um meio de corte e separação (que forma o orifício removendo a área central de gito da peça plástica) e de meios de ejecção (para remover a recém-formada peça de plástico do seu local de moldação).

Breve Descrição dos Desenhos A Figura 1 é uma vista em perspectiva do mecanismo de moldação, mostrando os componentes A e B na posição separada. A Figura 2 é uma vista em perspectiva explodida da porção núcleo do mecanismo de moldação, do corpo de contentor o qual é formado sobre ela, da porção corpo de contentor, e da obturação central separada do corpo de contentor. 3 A Figura 3 é uma vista de detalhe em corte lateral do mecanismo de entrada e do núcleo de moldação, do espigão punção, e da gola de corte do mecanismo de moldação da presente invenção. A Figura 4 é uma vista de detalhe em corte lateral da área central da Figura 3. A figura 5 é um desenho em perspectiva explodida do contentor pressurizável da presente invenção.

Melhor Modo de Executar a Invenção A forma de execução ou realização preferencial da presente invenção é um mecanismo de moldação por injecção que formará, numa única sequência de operações, uma porção de corpo de contentor isenta de linha de junção em material termoplástico tendo uma extremidade inferior aberta e uma abertura em gargalo superior e um método para usar este mecanismo para produzir a porção corpo de contentor. A porção corpo de contentor assim formada é então de preferência soldada por rotação a uma porção fundo de contentor formada separadamente com o correspondente material e uma montagem de válvula de distribuição e tubo de mergulho é fixada à abertura em gargalo para criar um contentor de plástico pressurizável apropriado para armazenar e distribuir um aerossol ou outro produto pressurizado. A Figura 1 mostra uma vista em perspectiva (explodida e em ângulo para clareza) de mecanismo de moldação 10, que tem dois componentes principais - componente de molde A, como é usualmente designada a parte estacionária de uma montagem de molde, e componente de molde B, como é usualmente designada a parte móvel de uma montagem de molde. Estes dois componentes são unidos por barras por deslizamento, como é bem conhecido pelos peritos, pelo que tal estrutura não é aqui tratada. Nem são tratados os convencionais e necessários mecanismos de refrigeração para tais mecanismos de moldação.

Para clareza, a Figura 2 mostra, ampliado e explodido e no seu alinhamento apropriado, o núcleo formando molde 12 figurado localizado no componente de molde B (do qual é mostrada secção) e circundado por placa de desmontagem 38. Na extremidade do núcleo de moldação 12 está localizada gola de corte 26 e, visível no interior da gola de corte 26, 4 a secção central de espigão 34 visível no interior da gola de corte 26. Em frente do núcleo de moldação 12 está porção corpo de contentor 20, com abertura em gargalo 30 que é circundada por lábio 46 de abertura em gargalo. A porção de gito superior 28 está figurada alinhada com a abertura em gargalo 30. A Figura 3 é uma vista em corte lateral da área molde do mecanismo de moldação, mostrando detalhes internos não visíveis nos desenhos em perspectiva. Nesta figura, o mecanismo de moldação está figurado na situação anterior à injecção de material plástico. O espigão punção 36 tem uma secção central de espigão carregada por mola 34. O núcleo formando molde 12 monta-se na cavidade de molde 14 de tal modo que quando os componentes de molde A e B são juntos, é criado o espaço de moldação 16. O espaço de moldação 16 é assim configurado de modo que quando é injectado material plástico através do canal de gito 18 para o interior do espaço de moldação 16, é criada porção de corpo de contentor 20. A porção corpo de contentor 20 tem ela própria, na ocasião da moldação, uma extremidade inferior aberta 22 e um a extremidade superior fechada 24, como se pode ver na Figura 1. A Figura 4 mostra um detalhe parcial ampliado da área central da Figura 3. Esta figura mostra o mecanismo de corte central do meio de moldação 10. A gola de corte 26 é formada na extremidade da haste de gola 27. Na Figura 4, ó espaço de moldação 16 e o canal de acesso de gito 18 (que não estão figurados como espaços definidos) foram cheios com o material plástico injectado para formar a porção corpo de contentor 20 (da qual só a extremidade superior da porção corpo 24 é visível) e a porção de gito superior 28.

Como se pode observar nas Figuras 3 e 4, a porção de gito superior 28 é relativamente mais delgada que a extremidade superior da porção corpo 24 (a qual, como mostram as figuras, têm a mesma espessura que as porções mais baixas do corpo de contentor 20) do corpo de contentor 20, especialmente em torno do rebordo de ligação de gito 21. Este relativo adelgaçamento, necessário se a porção de gito superior 28 é para ser removida da extremidade superior da porção corpo 24 sem dano estrutural para a porção corpo de contentor 20, só pode ser conseguido pela utilização de canal de gito centralmente 5 localizado 18. O plástico injectado através do canal de gito 18 flui através de todo o topo do núcleo formando molde 12 e dali para baixo pelos lados do núcleo formando molde 12 para formar a porção corpo de contentor 20. Só a relativamente grande área da superfície sobre a qual o material plástico injectado pode fluir depois de entrar no espaço de moldação 16 torna possível o relativo adelgaçamento da porção do espaço de moldação 16 formado acima do topo do núcleo de moldação 12 no qual está formada a porção de gito superior 28.

Como mostra a Figura 3, o canal de gito 18 é um único canal localizado no centro de cavidade de molde 14. Esta entrada tipo chapéu permite ao material termoplástico injectado fluir para o interior do espaço de moldação 16 e fluir regularmente, num fluxo de lâmina única, para baixo em torno do núcleo formando molde 12 e formando porção corpo de contentor moldado 20. Esta técnica de moldação de fluxo único produz um corpo isento de linha de junção, já que as linhas de junção que se formam quando dois ou mais diferentes fluxos de materiais plásticos se encontram num molde, são usualmente os pontos mais frágeis na peça formada. Os contentores feitos com o mecanismo de moldação, quando o núcleo formando molde 12 e por conseguinte a porção corpo de contentor 20 é cilíndrico (a forma que apresenta o mais elevado grau de resistência estrutural) são assim muito resistentes e pressurizáveis. Outras formas de corpo de contentor (por exemplo oval ou cónica) podem também ser formadas usando o mecanismo de moldação da presente invenção com modificações de desenho apropriadas.

Depois de o plástico ser injectado, o componente de molde B afasta-se do componente de molde A. Neste ponto, diversos movimentos ocorrem simultaneamente. A gola de corte 26 move-se para diante, enquanto a secção central de espigão 34 do espigão punção 36 é empurrada para trás enquanto a gola de corte 26 impele contra e rompe as ligações que seguram a porção de gito superior 28 à extremidade superior da porção corpo 24.

Depois de a porção de gito superior 28 ser solta por corte da inicialmente fechada extremidade superior da porção corpo 24 da porção corpo de contentor 20, a gola de corte 26 na haste de gola 27 retrai-se e a secção central carregada por mola de espigão 34 do espigão punção 36 pressiona contra a agora destacada porção de gito superior 28 6 e impele-a da sua posição de repouso na extremidade superior da porção corpo 24. Simultaneamente, a placa de desmontagem 38 começa a mover-se para diante, libertando progressivamente a porção corpo de contentor 20 do núcleo formando molde 12. A placa de desmontagem continua a mover-se para diante para o fim do seu curso, removendo a porção corpo de contentor 20 do núcleo formando molde 12.

Esta completa remoção da porção gito da peça de plástico moldada tem diversas vantagens: material saliente de entrada não necessita de ser removido da peça, como o teria que ser se fosse desejável por razões estéticas ou funcionais de modo que não permanece qualquer deste material na peça. Existiriam duas razões funcionais principais para remoção de tal material: para que a peça de plástico ficasse plana no ponto de injecção do molde (necessário se o ponto de injecção fosse a base de um contentor ou um copo, por exemplo) ou lisa para permitir a montagem justa de um peça adicional (necessário se uma válvula devesse ser cravada na abertura em gargalo, por exemplo). A porção corpo de contentor 20 é então libertada do núcleo formando molde 12 pela acção da placa de desmontagem 38. Simultaneamente, a porção de gito superior 28 é destacada da porção corpo de contentor 20 pela pressão da secção central de espigão 34. A porção corpo de contentor 20, como tratado acima, é de longe mais resistente que a média dos componentes de plástico moldados por injecção. Assim está altamente adaptada para utilização como contentor plástico pressurizado para a distribuição de aerossóis. A Figura 5 mostra os detalhes de montagem de um tal contentor pressurizado 40. A porção corpo de contentor 20 é ligada, de preferência por soldadura por rotação (embora outros métodos de ligação tal como soldadura ultra-sónica possam também ser usados), à porção fundo de contentor 42, que foi formada numa operação de moldação separada com o mesmo material com o qual foi formada a porção corpo de contentor 20. A montagem válvula de distribuição e tubo de mergulho 44 é então fixada por cravação no lábio da abertura em gargalo 46 da abertura em gargalo 30. 7

Os contentores de plástico montados feitos por este método têm provado ter grande resistência à pressão. Em testes de ruptura de 20 unidades, contentores feitos com PET 100% reciclado apresentaram uma pressão de ruptura média de 2,14 MPa (310 psi) enquanto que contentores feitos de termoplástico virgem (Impet 100 de Hoechst Celanese) têm uma pressão de ruptura média de 2,45 MPa (355 psi). A maioria das embalagens para aerossol são projectadas para resistir a pressões da ordem de 1,10 MPa (160 psi).

Como será claro para um perito, várias modificações podem ser efectuadas dentro do âmbito da supracitada descrição. Tais modificações que estão dentro da competência de um perito constituem uma parte da presente invenção e são abarcadas pelas reivindicações. Exemplos de tais modificações podem ser a formação de uma peça de plástico tendo, adicionalmente ao orifício central de entrada produzido por este mecanismo, orifícios adicionais formados próximo do cimo da peça para formar uma grelha ou estrutura similar para permitir o escape de vapores da peça. É também possível que o mecanismo de moldação seja projectado de modo que tenha o plástico injectado a entrar no espaço de moldação através do núcleo formando molde em vez de pelo topo da cavidade de moldação. Seria também possível configurar a porção superior da cavidade de moldação de modo que a porção de gito superior tenha uma série de relativamente extensas áreas de fluxo em vez de o espaço de moldação completo ser aberto ao fluxo de plástico.

Aplicabilidade Industrial

Visto que a essência desta invenção é um mecanismo e método pelo qual em uma sequência de operações uma peça de plástico pode ser moldada com material plástico injectado e em seguida criada uma abertura central perto de uma extremidade desta peça de plástico, qualquer número ou tipos de peças, incluindo mas não limitado a contentores podem ser produzidas de acordo com os preceitos desta invenção. Uma forma de execução ou realização preferencial da invenção é a produção de contentores de plástico pressurizáveis. Tais contentores são apropriados para a distribuição de substâncias tais como géis, que requerem pressões relativamente mais baixas, e aerossóis requerendo mais elevada pressurização tais como spray de cabelo, formulações insecticidas, e semelhantes. 8

Lisboa, 21 ΜΑΙΟ 2000

Por S.C. JOHNSON & SON, INC.

ENG! MANUEL MON1Z PEREIRA

Agente Oficiai aa Dropreclaae industrial Arco da Conceição, 3,1! - 1100 LISBOA

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Mecanismo de moldação (10) para primeiro formar com material plástico injectado, uma porção corpo de contentor (20) isenta de linha de junção tendo uma extremidade aberta e uma extremidade que é fechada sobre a sua porção central, em seguida formar um gargalo através da extremidade fechada da porção corpo de contentor, e depois ejectar a porção corpo de contentor do mecanismo de moldação, o mecanismo de moldação tendo: um componente de molde A tendo nele formada uma cavidade formando molde (14) e, um componente de molde B tendo saliente dele um núcleo formando molde (12), os componentes de molde A e B, quando montados juntamente, definindo um espaço de molde para formar a porção corpo de contentor, e meios de entrada incluindo um canal de gito (18) centralmente disposto para a entrada de material plástico injectado, meios para formar a abertura em gargalo na extremidade fechada da porção corpo de contentor, os ditos meios sendo localizados por deslizamento no interior do núcleo formando molde (12), e meios (38) para ejectar a porção corpo de contentor (20) acabada, estando os ditos meios localizados na base do núcleo formando molde e ligados por deslizamento ao componente de molde B, caracterizado por: o espaço de molde (16) ser configurado de tal modo que quando o material plástico é injectado pelo dito meio de entrada ele flui do canal de gito centralmente disposto (18) através do topo do núcleo formando molde (12) formando uma porção de gito superior (28) do contentor, pela via de um rebordo de ligação de gito (21) formando espaço e para baixo para o interior de um espaço formando o lado do corpo de contentor pelo que o contentor assim formado é aberto na sua extremidade inferior e fechado na sua extremidade superior (24) pela porção de gito superior (28); e por os meios para formar a abertura em gargalo incluírem um gola de corte (26) para separar a porção de gito superior (28) do contentor da porção corpo de contentor (20) no rebordo de ligação de gito (21). 1
2. Mecanismo de moldação (10) de acordo com a reivindicação 1 no qual a gola de corte faz parte de uma montagem espigão punção (36) localizada centralmente e por deslizamento no centro do núcleo formando molde (12), o espigão punção (36) tendo uma secção central de espigão (34) carregada por mola no interior da gola de corte (26) para impelir contra a porção de gito destacada (28) para a retirar da sua posição de repouso na extremidade superior da porção corpo (24).
3. Mecanismo de moldação de acordo com a reivindicação 1 ou 2 em que os meios para ejectar a porção corpo de contentor acabada são uma placa de desmontagem localizada na base de e circundando o núcleo formando molde (12) no componente de molde B e móvel em relação a este núcleo formando molde.
4. Método para formar com material plástico injectado, um corpo de contentor isento de linha de junção incluindo os passos de (a) moldar um corpo de contentor tendo uma extremidade aberta e uma extremidade que é fechada sobre a sua porção central por injecção de plástico através de um canal de gito disposto centralmente (18) para um espaço de molde formado entre um componente de molde A tendo formada nele uma cavidade formando molde (14) e um componente de molde B tendo saliente dele um núcleo formando molde (12), (b) formar uma abertura em gargalo através da extremidade fechada da porção corpo de contentor (20) e em seguida, (c) ejectar a porção corpo de contentor acabada do mecanismo de moldação por meios localizados na base do núcleo e ligados por deslizamento ao componente de molde B, caracterizado por: o espaço de molde (16) ser configurado de tal modo que quando o material plástico é injectado ele flui do canal de gito centralmente disposto (18) através do topo do núcleo formando molde (12) formando uma porção de gito superior (28) do contentor, através de um rebordo de ligação de gito (21) formando espaço e para baixo para o interior de um espaço formando o lado do corpo de contentor pelo que o contentor assim formado é fechado na sua extremidade superior (24) pela porção de gito superior (28); e por 2 o passo de formar a abertura em gargalo incluir a separação da parte de gito superior (28) do contentor da porção corpo de contentor (20) no rebordo de ligação de gito (21) por meio de uma gola de corte (26) localizada por deslizamento no interior do núcleo formando molde (12).
5. Método de acordo com a reivindicação 4 em que o passo de formação da abertura em gargalo inclui além disso o impelir a porção de gito separada (28) da sua posição de repouso na extremidade superior da porção corpo (24) por meio de uma secção central de espigão carregado com mola (34) no interior da gola de corte (26).
6. Método de acordo com a reivindicação 4 ou 5 em que o passo de ejecção do corpo de contentor acabado compreende o mover para diante uma placa de desmontagem (38) localizada na base de e circundando o núcleo formando molde no componente de molde B para progressivamente libertar a porção corpo de contentor do núcleo formando molde.
7. Utilização de um corpo de contentor isento de linha de junção formado de acordo com qualquer das reivindicações 4, 5 e 6 para fazer um contentor incluindo os passos adicionais de formar uma porção de fundo de contentor (11), com material termoplástico, numa operação de moldação separada e de juntar o dito corpo de contentor e a porção fundo de contentor.
8. Utilização de acordo com a reivindicação 7 em que a junção é efectuada por soldadura por rotação.
9. Utilização de acordo com a reivindicação 7 ou 8 incluindo além disso juntar à abertura em gargalo do corpo de contentor uma montagem de válvula de distribuição e de tubo de mergulho, por esse meio formando um contentor pressurizável Lisboa, 22 MAIO 2000 Por S.C. JOHNSON & SON, INC.

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