PT86221B

PT86221B - Metodo de moldacao por injeccao de um micro-pipeta

Info

Publication number: PT86221B
Application number: PT86221A
Authority: PT
Inventors: Masahir Baba
Original assignee: Monchida Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 1986-11-27
Filing date: 1987-11-26
Publication date: 1993-08-31
Also published as: EP0269345A3; AU7996487A; EP0269345B1; PT86221A; EP0269345A2; KR900007329B1; ES2035083T3; DE3781520D1; KR880006027A; ATE80086T1; DK620287D0; CA1280863C; NO874931L; DE3781520T2; NZ222707A; NO874931D0; FI875175A0; FI875175A7; JPS63135225A; DK620287A

Description

MÉTODO DE MOLDAÇÃO POR INJECÇÃO DE UMA MICRO-PIPETA

Âmbito da aplicação industrial

A presente invenção refere-se a um método de moldação por injecção de uma micro-pipeta que é utilizada para medir pequenas quantidades de líquidos por gotejamento.

Técnica anterior

De acordo com um método convencional para a moldação por injecção de uma micro-pipeta, utiliza-se um molde para injecção que compreende uma vareta de núcleo que se estende dentro de uma cavidade de moldação em forma de uma pipeta compreendendo uma parte cilíndrica e uma parte cénica.Uma quantidade de material sintético fundido, cujo peso é igual ao peso total da pipeta, é injectada, sob a pressão exercida por um êmbolo que efectua um movimento ininterrupto, através de uma cavidade de entrada situada na extremidade traseira da cavidade que corresponde à extremidade tra

-2seira da pipeta que, para a sua utilização, deve ser munida de uma pera ou bolbo oco, para dentro da cavidade de moldação relativamer^ te fria, onde o material sintético fundido, assim injectado, arrefece e volta a solidificar para formar uma pipeta moldada.

Problemas a serem resolvidos pela Invenção

De acordo com a técnica convencional atrás descrita, um material sintético fundido, numa quantidade cujo peso é igual ao peso total de uma pipeta 6 a ser moldada, é injectado, mediante um único movimento ininterrupto do êmbolo da bomba de injecção, através de uma cavidade de entrada situada na extremidade traseira de uma cavidade de moldação para uma pipeta que corresponde à extremidade da mesma, para dentro da cavidade de moldação,onde o material sintético fundido deve fluir ao longo de uma grande distância entre a referida extremidade traseira da cavidade de moldação e a extremidade dianteira da mesma, correspondendo a uma abertura de saída da pipeta, a fim de encher a cavidade de moldação e as superfícies das secções transversais da parte cónica da cavidade de moldação, correspondendo à extremidade frontal da parte cónica da pipeta, são mínimas nesta extremidade frontal da cavidade de moldação. Por consequência, a pressão do material fundido dentro da cavidade de moldação tem um valor máximo na extremidade frontal da cavidade, tornando muito difícil uma regulação da pressão do material fundido nesta extremidade frontal. Consequentemente,apresentam-se deficiências na extremidade dianteira da pipeta, tais como um

excesso de material com formação de uma rebarba 8, mostrada na fig. 3, uma falta de material, e sinais de sobre-aquecimento, que são inaceitáveis para a abertura de saída 7 da pipeta 6, dando origem a uma grande quantidade de pipetas rejeitadas e, além disso, a duração útil de um molde de injecção torna-se mais curta.

As tentativas para melhorar as técnicas convencionais não alcançaram êxito quanto à prevenção da formação de uma rebarba 8 na forma de uma saliência cilíndrica do material de moldação, envolvendo a extremidade dianteira da vareta de núcleo do molde, cuja secção transversal corresponde, com precisão, à abertura de saída dianteira 7 da pipeta. A patente de invenção japonesa n^Q Sho 59-24,665 descreve uma pipeta 9 em que os diâmetros interiores de uma abertura de saída 10 são alargados de modo a formar uma reentrância cilíndrica ou anelar 11 na parede interior da abertura de saída 10. Esta reentrância anelar-ci1índrica 11 foi formada dura£ te um processo de moldação por injecção usando-se uma versão ligeiramente aperfeiçoada de um molde convencional, isto é, de um molde munido de uma saliência cilíndrica oca, delgada e curta, que foi integral com a periferia de um furo central formado numa placa terminal do molde, com o fim de suportar a extremidade dianteira da vareta de núcleo. No entanto, com esta técnica anterior introduziu-se apenas um aperfeiçoamento na construção do molde, permanecendo o método da moldação por injecção exactamente o mesmo que o usado na té£ nica anterior. E,portanto, inevitável a formação de uma rebarba cilíndrica 12 ( mostrada na fig. 4) também envolvendo a extremidade

-4dianteira da vareta de núcleo alojada na abertura de saída 10 na e2< tremidade dianteira da abertura de saída da pipeta a moldar, e estendendo-se para além do fundo da reentrância 11. Se o comprimento da rebarba 12 ficar dentro de um certo limite, o. material sintético líquido, cujo excesso é expulso através .da folga anelar entre a extrem i da. de dianteira da vareta de núcleo e a parede do furo que suporta e_s ta vareta, molhará tanto a maior parte da parede interior da abertu_ ra de saída 10, como a parede da reentrância 11 e o bordo anelar frontal da abertura de saída 10, formando-se uma gota de líquido neste bordo anelar frontal pela tensão superficial do 1íquido.Visto que a quantidade desta gota líquida é principaImente determinada pe lo diâmetro exterior do bordo anelar frontal da abertura de saída 10, independentemente do diâmetro exterior da rebarba delgada 12, praticamente cilíndrica, a quantidade total do líquido expulso em gotas para fora da pipeta, tornar-se-á igual à quantidade total atrás mencionada; assim, a pipeta cumpre a sua finalidade. No entanto, se o comprimento da rebarba 12 exceder um certo limite, então a quantj_ dade de cada gota expulsa é determinada pelo diâmetro exterior da rebarba 12, independentemente do diâmetro exterior do bordo anelar frontal da abertura de saída 10. Por consequência, a quantidade total de líquido expulso em gotas torna-se diferente da quantidade tcj tal prescrita, não se podendo prever uma quantidade total exacta do líquido expulso em gotas quando se usa uma p i peta que tem uma tal rebar ba 12.Além disso, embora possa ser necessário separar tais pipetas 9 defeituosas das pipetas aceitáveis, esta operação de separação significa, de facto, uma situação francamente inaceitável na produ

ção de grandes séries, visto a eficiência da produção se tornar reduzida. Além disso, a duração útil do molde não melhora.

A razão porque a rebarba 12 atrás mencionada se forma durante a moldação por injecção de uma pipeta'6 ou 9 quando se utiliza qualquer técnica anterior é que um material de moldação quente, cujo peso é igual ao peso total da pipeta 6 ou 9, é inject_a do por meio de apenas um movimento ininterrupto de um êmbolo para dentro de uma cavidade de moldação, através de uma abertura de entrada do molde, situada na extremidade traseira da cavidade. Uma pipeta vulgar 1 compreende uma parte cilíndrica oca que é comprida em relação à sua espessura de parede pequena e uniforme, e uma parte oca cónica cuja espessura uniforme de parede é mais pequena do que a parte cilíndrica. Numa cavidade de moldação de um molde usado na moldação por injecção de uma pipeta 1 tendo uma tal configura^ ção, a superfície da secção transversal é constante ao longo de toda a parte cilíndrica enquanto, na parte cónica da pipeta, a superfície da secção transversal diminui gradualmente com a diminuição dos diâmetros interior e exterior, e a superfície da secção transversal tem o seu valor mínimo na extremidade dianteira,ou seja o bordo frontal anelar que corresponde ao bordo anelar de uma abertura de saída 3 da pipeta 1. Devido ao facto de a espessura de parede da parte cónica ser mais pequena do que a da parte cilíndrica, e de vido à diminuição da secção transversal na parte cónica, a pressão de um material de moldação fundido e quente, na parte cónica é muito mais elevada do que a pressão na parte cilíndrica, e quanto mais

próximo estiver o ponto considerado do bordo anelar frontal (correspondendo ao bordo anelar dianteiro da abertura de saída 3),tantomais elevada será a pressão do material fundido; assim, a pressão do material de moldação fundido tem o seu valor máximo no bordo anelar froji tal que corresponde ao bordo anelar da abertura de saída 3.

Além disso, o material de mo 1 dação quente que entra na cavidade de moldação escoa-se ao longo de uma grande distância entre a extremidade traseira 5 da pipeta e a extremidade dianteira que co_r responde à abertura de saída 3 da pipeta, de modo a encher a cavidade. Por estas duas razões principais, a saber a diferença de pressões do material de moldação quente nas diferentes secções transversais da parte cónica e uma longa distância de escoamento, o controlo da pressão do material de moldação dentro da cavidade, especialmente perto do bordo anelar frontal onde a pressão do material de moldação tem o seu valor máximo, é difícil de realizar, mesmo com uma regulação da pressão de injecção, ou a pressão de enchimento da cavidade de moldação.

Esta grande dificuldade na regulação da pressão do material de moldação dentro da cavidade de moldação, causa vários problemas, tais como a formação de uma rebarba 8 ou 12 numa pipeta moldada 6 ou 9 devido a pressões de injecção demasiadamente elevadas; uma falta de material na extremidade dianteira da pipeta moldada,d£ vido a uma pressão de injecção demasiadamente baixa; formação de bolhas numa peça moldada devido a uma falta de pressão de injecção; e uma deformação com a natureza de um empenamento devido a uma pressão

interna excessiva exercida no material frio. Há também um outro pro blema, a saber, a duração útil do molde que é prejudicada porque a pressão exercida dentro da cavidade de moldação pelo material sintético fundido tem o seu valor máximo no bordo anelar frontal.

Meios para resolver o problema

Um meio para resolver o problema será a seguir explicado com referência às figs. 1 e 2, que ilustram um exemplo de realização da presente invenção.

Descrição resumida dos desenhos

A referida descrição mais em pormenor será dada com referência aos desenhos anexos cujas figuras mostram:

a fig. 1 - um corte longitudinal esquemático através de uma micro-pipeta produzida de acordo com a presente invenção;

a fig. 2 - um corte longitudinal esquemático e parcial, feito através de um molde de injecção adequado para executar o método de acordo com a presente invenção; e as figs. 3 e 4 - cortes longitudinais em escala ampliada,fe^ tos através das aberturas de saída de pipetas produzidas de acordo com a técnica anterior. Nos desenhos, a referência numérica 1 refere-se a uma micro-pipeta; o número 2 refere-se a uma zona de trans^ ção entre a parte cilíndrica e a parte cónica; o n^? 3 refere-se a uma abertura de saída; 4 indica uma pera ou bolbo oco de borracha;

indica a extremidade traseira da pipeta que deve, para utilização ser munida de uma pera ou bolbo oco 4 de borracha; e os n^Qs 8 e 12 indicam as rebarbas formadas pela fuga do material fundido.

A presente invenção proporciona um método para · a moldação por injecção de uma micro-pipeta 1 que compreende uma parte cilíndrica oca que se estende desde uma extremidade traseiras que será munida mais tarde de uma pera ou bolbo oco 4, até uma parte 2 que é uma zona de transição entre as partes cilíndrica e cónica, e uma parte cónica e oca que se estende desde a referida zona 2 até uma abetura de saída 3.

método da presente invenção compreende as eta_ pas de:

injecção de uma primeira quantidade de material sintético fundido, cujo peso é igual ao peso de uma parte cónica de uma pipeta 1 a ser moldada, para dentro de uma parte cónica 17 de uma cavidade de moldação em forma de uma pipeta e pertencendo a um molde para injecção, fechado e re1ativámente frio, sucessivamente através de um canal de entrada 14, uma abertura de entrada, e uma entrada de uma cavidade de moldação situada na zona de início da parte cónica da cavidade de moldação;

arrefecimento e re-so1idificação da maior parte da referida primeira quantidade de material a moldar, assim injectada;

imediatamente a seguir, a injecção - mantendo-se o molde sempre ainda fechado - de uma segunda quantidade de material sintético fundido cujo peso é igual ao peso de uma parte cilíndrica

-9L ' í da pipeta 1, através da referida entrada da cavidade de moldaçâo p_a ra dentro de uma parte cilíndrica 20 desta cavidade; e arrefecimento e re-solidificação da maior parte da referida segunda quantidade de material a moldar assim injectado, de modo a efectuar uma soldadura perfeita entre a zona mais quente da referida segunda quantidade de material a moldar e a zona, ainda relativamente mais quente, da referida primeira quantidade de material de moldaçâo, e, a seguir arrefecimento e re-solidificação da zona de transição entre a parte cónica e a parte cilíndrica da pipe ta, assim moldadas, formando juntamente uma zona de transição re-s£ lidificada de modo a produzir uma pipeta 1 moldada em monobloco .estando a parte cilíndrica da pipeta moldada 1 em monobloco e a parte cónica da mesma firmemente ligadas entre si pela soldadura na zona de transição 2 entre as referidas duas partes.

Execução da Invenção

De acordo com o método da presente invenção, quando uma primeira quantidade de material de moldaçâo quente é injectada numa parte cónica 17 de uma cavidade de moldaçâo em forma de uma pipeta e pertencendo a um molde de injecção relativamente frio,através de uma entrada 14 da cavidade, situada na zona de início 2 da parte c<5 nica que corresponde à zona 2 de uma pipeta 1, a massa principal de_s ta primeira quantidade de material de moldaçâo quente, assim injectada, excluindo a massa final desta primeira quantidade, arrefece r_a pidamente em contacto com as paredes relativamente frias da cavidade

de moldação, e re-solidifica. Esta re-solidificação avança desde a extremidade dianteira da pipeta em direcção à referida zona de tran_ sição onde começa a parte cónica da pipeta. Quando, com o molde sempre fechado, uma segunda quantidade de material de moldação querr te é subsequentemente injectada através da referida entrada da cavidade de moldação para dentro de uma parte cilíndrica 20 desta cavidade, a massa principal da segunda quantidade de material de moldação quente assim injectada, excluindo a massa final desta segunda quantidade, arrefece rapidamente em contacto com as paredes relativamente frias da cavidade de moldação, e re-so1idifica , avançando este processo de re-solidificação a partir da extremidade traseira em direcção à zona de transição entre a parte cónica e a parte cilíndrica da pipeta a moldar. Durante este tempo, a referida massa final mais quente da segunda quantidade de material de moldação fo£ ma uma soldadura perfeita com a referida massa final ,ainda mais quente da primeira quantidade de material de moldação, depois do que as duas massas finais, assim soldadas juntamente, solidificam na referida zona de transição. Estes fenómenos ocorrem sucessivamente no decurso de um curto intervalo de tempo, obtendo-se assim uma pipeta 1 moldada em monobloco em que a extremidade traseira 5, mais tarde a ser munida da pera ou bolbo oco 4, está em comunicação com a abe£ tura de saída 3 da pipeta por meio de uma soldadura forte formada na referida zona de transição 2.

EXEMPLO

A fig. 2 representa um corte longitudinal esquemático através de um dispositivo realizado (um molde para injecção)

para executar o método da presente invenção. Quando se injecta uma primeira quantidade de material sintético fundido, com um peso igual ao de uma parte cónica de uma pipeta 1 a ser moldada, sucessivamente através de um canal de entrada 14 formado numa placa 13 de retenção da parte cónica da cavidade de moldação, uma abertura de entrada e uma entrada desta cavidade situada na zona de início da parte cónica de uma cavidade de moldação em forma de uma pipeta, para dentro da referida parte cónica 17 da cavidade formada juntamente com uma placa terminal 15 da cavidade, com a placa de retenção 13 da parte cón_i_ ca da cavidade, e uma vareta de núcleo 16, sendo a primeira quantid_a de de material sintético derretido avançada em direcção à placa terminal 15 do molde (na direcção para a esquerda), a massa principal da primeira quantidade de material sintético fundido assim injectada, excluindo a massa final desta primeira quantidade, entra em contacto com paredes relativamente frias da cavidade de moldação,arrefece rapidamente e re-so1idifica . Esta re-solidificação começou na extremidade dianteira que corresponde a uma abertura de saída 3 da pipeta 1, e avançou em direcção à zona de início da parte cónica, corres_ pondendo à zona de transição 2 da pipeta 1. Quando uma segunda quantida de de material sintético fundido, cujo peso era igual ao de uma pa_r te cilíndrica da pipeta 1, foi então imediatamente injectada através da referida entrada da cavidade para dentro da parte cilíndrica 20 da cavidade formada juntamente com uma placa inical 18 da cavidade, uma placa de suporte 19 da parte cilíndrica da cavidade e a vareta de núcleo 16, sendo a segunda quantidade de material sintético fun

-12dido avançada em direcção à placa inicial 18 do molde (na direcção para a direita), a massa principal da segunda quantidade de material sintético fundido assim injectada, excluindo a massa final desta segunda quantidade, entrou em contacto com as paredes relativamente frias da cavidade, arrefeceu rapidamente e re-so1idificou , formando-se durante este tempo de soldadura perfeita entre a massa final, ainda mais quente, da primeira quantidade de material sintético fundido, e as duas massas finais assim soldadas juntamente arrefeceram rapidamente e re-solidifiçaram de modo a produzir uma pipeta 1 moldada em monobloco em que as partes cilíndricas e cónica ficaram ligadas uma à outra por meio de uma soldadura forte formada na referida zona inicial 2 da parte cónica. Nesta pipeta 1 não se formou nenhij ma rebarba 8 ao longo do bordo interior circular da abertura de saída 3. Com referência especial à fig. 2, o número 21 refere-se a um prato estacionário; o número 22 designa um bloco de suporte para a parte cónica do molde; os números 23 e 24 designam blocos de suporte para as partes cilíndricas da cavidade; os números 25 e 26 designam desmo1 dadores; o número 27 designa uma placa de suporte para a vareta do núcleo e o número 28 designa uma placa móvel.

Efeito da invenção

De acordo com o método da invenção pode-se aplicar uma pressão de injecção muito mais baixa, visto que as respectivas distâncias de escoamento de uma primeira e de uma segunda quantidades de material sintético fundido entrando numa cavidade 17 e 20 em forma de uma pipe

ta de um molde de injecção,são mais curtas graças ao facto de uma entrada da cavidade de moldação estar situada numa zona de início de uma parte cónica (correspondendo à zona de transição 2 de uma p_i_ peta 1) que se situa entre a extremidade traseira (correspondendo à extremidade 5 da pipeta 1) e a extremidade dianteira (correspondendo à abertura de saída 3 da pipeta 1), e visto que a pressão exerc£ da no material fundido perto do bordo frontal anelar (correspondendo ao bordo frontal da abertura de saída 3) é muito mais baixa dev_i_ do à divisão de uma descarga convencional em duas descargas sucessivas - a saber uma primeira descarga para encher a parte cónica da cavidade e uma segunda descarga para encher a parte cilíndrica da mesma - num único ciclo de trabalho.

E por esta razão que a regulação de pressões de injecção se torna mais exacta e muito mais fácil para uma primeira e uma seguji da descarga a fim de controlar as pressões de materiais fundidos, respectivamente, numa parte cónica especialmente perto do bordo fro£ tal anelar, e numa parte cilíndrica, e, por consequência, as pipetas 1 podem ser obtidas isentas de tais defeitos com uma rebarba 8 ou 12 sinaisjie guejmadura, uma descarga incompleta, bolhas e deformação tal como empenamento, eliminando assim a necessidade de„uma_i nspecção do produto,- 0 método da presente invenção elimina também a neces. sidade de formar uma saliência delgada, curta, oca e cilíndrica na periferia de um furo central numa placa terminal de uma cavidade de moldação, de modo a produzir uma reentrância cilíndrica interior 11 a ser formada dentro de uma abertura de saída 10 de uma pipeta 9

-14durante um processo de moldação por injecção, e é capaz de produzir qualquer forma desejada da abertura de saída sem a formação de uma rebarba 8 ao longo do bordo circular interior da abertura de saída 3; por outras palavras, a forma de abertura de saída 3 existente sem uma reentrância cilíndrica interior não apresenta problemas.Além disso, a divisão de uma descarga vulgar em duas descargas num único ciclo, como foi atrás descrito, torna possível o uso de uma pressão de injecção mais baixa, com a consequência de uma melhor duração útil do molde. Graças a estas vantagens, a produção de pipetas 1 pode ser aumentada, e portanto as pipetas podem ser produzidas com um custo mais baixo.

Claims

Método de moldação por injecção de uma micro-pipeta, compreendendo uma parte oca cilíndrica e uma parte oca cónica, caracterizado por compreender as etapas de:

injecção de uma primeira quantidade de material de moldação fundido, cujo peso é igual ao peso da parte cónica da pipeta a ser moldada, para dentro de uma parte cónica de uma cavidade de moldação para uma pipeta que faz parte de um molde, fechado e relativamente frio, através de uma cavidade de entrada situada na zona da cavidade onde começa a parte cónica;

arrefecimento e re-solidificação da maior parte da referida primeira quantidade de material a moldar, assim injectada;

imediatamente a seguir, injecção, mantendo-se o molde sempre ainda fechado, de uma segunda quantidade de material de moldação fundido cujo peso é igual ao peso da parte cilíndrica da pipeta, através da referida cavidade de entrada, para dentro de uma parte cilíndrica da cavidade de moldação; e arrefecimento e re-solidificação da maior parte da referida segunda quantidade de material a moldar, de modo a efectuar uma soldadura perfeita entre a zona mais quente da referida segunda quantidade de material fundido e a zona, ainda relativamente mais quente, da-· referida primeira quantidade de material de moldação, arrefecendo-se e re-solidificando-se a zona de transição entre a parte cónica e a parte cilíndrica, assim soldadas, formando juntamente uma zona de transição re-solidifiçada de modo a produzir uma pipeta moldada em monobloco.