WO2014140403A1 - Procedimiento de fabricacion de pieza por inyeccion con una valvula, tapon con valvula y molde - Google Patents

Procedimiento de fabricacion de pieza por inyeccion con una valvula, tapon con valvula y molde Download PDF

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Ramón Tamarit Rios
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Desarrollos Tamarit, S.L.
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Definitions

  • the present invention refers to a method of manufacturing a part by injection with a valve, and preferably a cap or cap with at least one valve in the body of the cap forming a single piece, manufactured by injection by molding a plastic material, as well as the mold used for said manufacture and the cap or cap obtained from said procedure.
  • the lid or cap obtained is of particular application in a liquid container, preferably of the type that is screwed into an opening of the container, such as PET bottles, although it can also be used in other types of containers, such as the boats that Cyclists employ.
  • the cap can be used, depending on the number of valves arranged for products such as sauces that have a lower fluidity than that of a liquid itself, such as water, milk or isotonic drinks, such as mustard and Ketchup
  • This invention is applicable in the manufacturing sector of liquid container closures, and in particular containers for beverages or food products.
  • caps or lids for liquid containers which incorporate a hole for the exit of the liquid from the container and a hole for the entry of air into it, so that said air inlet facilitates the exit of the liquid.
  • Some of the plugs or caps of the state of the art have an element in the air inlet orifice that serves to regulate the entry of air or valve inside the container, but said element or valve is always made of a different material, usually latex or silicone, to that of the main body of the cap or cap, and therefore necessary after the manufacture of the cap or cap, usually by a procedure of injection of a plastic material into a mold, of subsequent stages for the assembly of the valve in the body of the cap or lid and thus be able to finish the product.
  • the present invention allows, by means of a manufacturing process by injection of a plastic material in a mold, the obtaining of a cap or cap with a valve incorporated in the same body of the cap or cap in a single injection stage that is neither latex nor silicone.
  • a plastic with a creep between 8 and 20 MPa that is, a plastic material that cannot be considered soft, with a creep between 3 and 7 MPa, and a plastic material that cannot be considered hard, with a creep greater than 20 Mpa EXPLANATION OF THE INVENTION
  • the first object of the present invention is, according to claim 1, a method of manufacturing a valve in a piece of plastic material, that after the injection of the piece in a mold a cut is made to form the valve.
  • Said plastic piece is preferably a lid or cap of a container.
  • a second object of the present invention is a mold for the manufacturing by injection of a plastic material of a cover with a built-in valve, which comprises a core for the formation of the valve body during the injection stage of the part and which in its end has a blade to make a cut in the valve.
  • the third object of the present invention is a cover with valve incorporated as part of the body of the cover or plug, manufactured according to the above procedure.
  • Figure 1 is a view of the mold of the present invention in which the different elements that make up the mold and the injected part are observed.
  • Figure 2 is an alternative view of the previous mold with the injected part as the first stage.
  • Figure 3 is a side view of the mold in which a second stage of the process is observed.
  • FIG. 4 is a view of the mold of a third stage of the process.
  • Figure 5 shows a view of the mold in a fourth stage, of opening the mold.
  • Figure 6 shows a view of the mold opened in a fifth stage, or demolding stage.
  • Figure 7 shows a view of the open mold when the piece is ejected.
  • Figure 8 shows the kinematics of the mold mechanism for the creation of the four-stage valve.
  • Figure 9 shows two perspectives of an example of a finished cap or plug.
  • Figure 10 shows two perspectives of a second example of a cap or plug.
  • Figure 1 1 shows a part of a plug with two valves. PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
  • the part of the mold 1 for the manufacture of the piece is formed by an upper part or fixed part or injection part and a lower part or mobile part or ejection part.
  • the upper part forms the upper part of the cap or lid 3 shown in Figure 8, and in particular, the liquid outlet port 12 and the valve 1 1, while the lower part forms the wall of the cap or cap 3, with its hollow interior and the thread disposed on the inner side of said wall.
  • valve 1 1 For the conformation of the valve 11 arranged in the lid 3 a core is provided 5 which at its end presents the final form that valve 1 1 must take (see form in figure 9) for its correct operation, so that after injection through the drinking fountain 4, the part or cap 3 is shaped except for the opening or cutting 10 that it must have at its lower end for the correct operation of the lid 3 since it must allow the entry of air when the liquid flows through the liquid outlet orifice 12 when a user sucks. In turn, said valve 1 1 must remain closed when the user presses the container so that the liquid comes out "by jet” through the outlet orifice 12 and thus avoid the unwanted flow of liquid through the valve 1 1.
  • the core 5 has at its end a blade, the soul 5 being able to be displaced vertically when driven by a pneumatic cylinder 6.
  • Figure 3 shows how a hydraulic cylinder 7 causes the downward movement D of a hairpiece 8 when said hydraulic cylinder 7 causes a lateral displacement L of the support of said hairpiece 8. Said hairpiece 8 exerted as a stop or lower limit of valve 1 1 when placed on the lower side of the injected part 3.
  • Figure 4 represents the cutting movement C performed by the core 5 located inside the valve 11, consisting of raising and lowering rapidly to effect the cut 10 in the lower part of the valve body 11. This is possible since Alma 5 has at its end a blade that allows to cut the solidified plastic previously injected. Said cut 10 is made when the plastic has solidified but also when it still has memory to close again, since the natural state of the valve 1 1 is closed and only opens when the user sucks the liquid through the outlet orifice of liquid.
  • the valve 1 1 preferably has the shape shown in Figure 9, that is, an almost flat tubular body shaped like a duck's beak.
  • the core 5 is flat and elongated, so that together with the insert 8 and after the injection they create a hollow flange, in particular a closed hollow rectangular body at one end and open at the opposite end as a bag with triangular cross section. Subsequently, the blade disposed at the end of the core 5 descends and opens said closed end of the hollow rectangular body to allow the passage of air under the aforementioned conditions.
  • Figure 8 shows a detail of the kinematics of the mold mechanism with respect to the cutting 10 of the valve 1 1.
  • the cutting process 10 of the plug 3 for the creation of the valve 1 in four stages is shown A to D:
  • Stage A Piece 3 is injected with the soul 5 which incorporates the blade at its free end in piece 3.
  • Stage B When the mold 1 is closed, the double hairpiece 8 is delayed to release the body of the valve 3 by the part of the ejection or lower part of the mold.
  • Stage C The soul 5 with the blade descends until the cut 10 is made in the body of the valve 11 and creates the same.
  • Stage D The soul 5 ascends again recovering its position and continues the kinematics of the mold proceeding to break / eject the laundry, open the mold and sliding and ejection of the piece.
  • the double insert 8 that forms the body of the valve 11 in the part 3 has two parts that, as described above, act together, however, it is possible that only one half is the that has movement, so during the cutting of the blade 5, the half that does not move serves as support for the blade 5.
  • said insert 8 can be of a single piece.
  • a plastic cap or cap is achieved by injection, said cap or cap 3 having a valve 11 incorporated in the body of the cap or cap 3, forming a single piece, as is observed in figures 9 and 10.
  • two types of lid or plug 3 are shown that have a liquid outlet orifice 12 and a valve 11 with the cut 10 at the end thereof.
  • Figure 11 shows a part of a cap or cap in which the liquid outlet orifice 12 has been replaced by a valve 11, so that the cap or cap 3, has in a single body two valves 11, one that is used for the exit of the liquid and another one for the entrance of air, being loved opposite.
  • the valve 1 1 for the liquid outlet allows said outlet when compressing the container.

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Abstract

Procedimiento de fabricación de tapa con válvula integrada y molde, para la fabricación de una tapa o tapón de plástico por inyección.

Description

PROCEDIMIENTO DE FABRICACION DE PIEZA POR INYECCION CON UNA VALVULA,
TAPON CON VALVULA Y MOLDE
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un procedimiento de fabricación de una pieza por inyección con una válvula, y preferiblemente una tapa o tapón con al menos una válvula en el cuerpo del tapón formando una única pieza, fabricada mediante inyección por moldeo de un material plástico, así como el molde empleado para dicha fabricación y la tapa o tapón obtenido de dicho procedimiento.
La tapa o tapón obtenido es de particular aplicación en un contenedor de líquido, preferentemente del tipo que son enroscados en una abertura del contenedor, tal como botellas de PET, aunque también puede ser empleado en otros tipos de contenedores, como por ejemplo los botes que emplean los ciclistas. Asimismo, el tapón puede ser empleado, en función del número de válvulas dispuestas para productos tales como salsas que presentan una fluidez menor que la de un líquido propiamente dicho, tal como el agua, leche o bebidas isotónicas, como son por ejemplo la mostaza y el kétchup.
Esta invención es de aplicación en el sector de fabricación de cierres de contenedores líquidos, y en particular contenedores para bebidas o productos alimenticios.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En el estado de la técnica son conocidos tapones o tapas para contenedores líquidos que incorporan un orificio para la salida del líquido del contenedor y un orificio para la entrada de aire en el mismo, de manera que dicha entrada de aire facilita la salida del líquido.
Algunos de los tapones o tapas del estado de la técnica presentan en el orificio de entrada de aire un elemento que sirve para regular la entrada de aire o válvula en el interior del contenedor, pero dicho elemento o válvula siempre está fabricado en un material diferente, habitualmente látex o silicona, al del cuerpo principal del tapón o tapa, y precisa por tanto tras la fabricación del tapón o tapa, habitualmente mediante un procedimiento de inyección de un material plástico en un molde, de etapas posteriores para el montaje de la válvula en el cuerpo del tapón o tapa y poder finalizar así el producto. Pueden existir otros procedimientos de fabricación, pero sin duda más complicados y costosos al tener que trabajar con diferentes materiales y combinarlos, con los problemas que puede conllevar debido a las distintas propiedades de cada uno de ellos.
La presente invención permite, mediante un procedimiento de fabricación por inyección de un material plástico en un molde la obtención de una tapa o tapón con una válvula incorporada en el mismo cuerpo del tapón o tapa en una única etapa de inyección que no es ni látex ni silicona. Preferiblemente un plástico con una fluencia de entre 8 y 20 MPa, es decir, un material plástico que no pueda considerarse blando, con una fluencia de entre 3 y 7 MPa, y un material plástico que no pueda considerarse duro, con una fluencia mayor de 20 Mpa. EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
El primer objeto de la presente invención es, según la reivindicación 1 , un procedimiento de fabricación de una válvula en una pieza de material plástico, que tras la inyección de la pieza en un molde se realiza un corte para conformar la válvula. Dicha pieza de plástico preferentemente es una tapa o tapón de un envase.
Un segundo objeto de la presente invención es un molde para la fabricación por inyección de un material plástico de una tapa con válvula incorporada, que comprende un alma para la formación del cuerpo de la válvula durante la etapa de inyección de la pieza y que en su extremo posee una cuchilla para realizar un corte en la válvula.
El tercer objeto de la presente invención es una tapa con válvula incorporada como parte del cuerpo de la tapa o tapón, fabricada según el procedimiento anterior.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para complementar la descripción que se está realizando del objeto de la invención y para ayudar a una mejor comprensión de las características que lo distinguen, se acompaña la presente memoria descriptiva ocho figuras, en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado:
Figura 1 es una vista del molde de la presente invención en el que se observan los distintos elementos que componen el molde y la pieza inyectada.
La figura 2 es una vista alternativa del molde anterior con la pieza inyectada como primera etapa.
La figura 3 es una vista lateral del molde en la que se observa una segunda etapa del procedimiento.
- La figura 4 es una vista del molde de una tercera etapa del procedimiento.
La figura 5 muestra una vista del molde en una cuarta etapa, de apertura del molde. La figura 6 muestra una vista del molde abierto en una quinta etapa, o etapa de desmoldeo.
La figura 7 muestra una vista del molde abierto cuando la pieza es expulsada.
La figura 8 muestra la cinemática del mecanismo del molde para la creación de la válvula en cuatro etapas.
La figura 9 muestra dos perspectivas de un ejemplo de una tapa o tapón finalizado. La figura 10 muestra dos perspectivas de un segundo ejemplo de tapa o tapón.
La figura 1 1 muestra una parte de un tapón con dos válvulas. REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede apreciar en ellas un ejemplo de realización preferida de la invención, el cual comprende las partes y elementos que se describen en detalle a continuación. En particular, en las figuras se destacan los siguientes elementos:
1 : Molde
2: Elementos de refrigeración del molde y sus componentes
3: Pieza inyectada con forma de tapa o tapón
4: Bebedero
- 5: Alma con cuchilla en su extremo libre
6: Cilindro neumático
7: Cilindro hidráulico
8: Postizo
9: Correderas
- 10: Corte en la válvula
11 : Válvula
12: Orificio salida de liquido
L: Movimiento lateral provocado por cilindro hidráulico
D: Movimiento descendente del postizo
- C: Movimiento descendente del alma con cuchilla
A: Movimientos laterales de apertura del molde
E: Movimiento primera expulsión
e: Distancia de desplazamiento para liberar torreta donde se apoya la pieza inyectada
- d: Distancia de desplazamiento para desmoldeo de la rosca de la pieza inyectada X: Movimiento ascendente para expulsión definitiva de pieza x: Distancia de desplazamiento para expulsión definitiva de pieza
Así, tal como y se observa en las figuras 1 y 2, la parte del molde 1 para la fabricación de la pieza está formado por una parte superior o parte fija o parte de inyección y una parte inferior o parte móvil o parte de expulsión. La parte superior conforma la parte superior del tapón o tapa 3 mostrado en la figura 8, y en particular, el orificio de salida de líquido 12 y la válvula 1 1 , mientras que la parte inferior conforma la pared de la tapa o tapón 3, con su interior hueco y la rosca dispuesta en el lado interior de dicha pared.
Una vez cerrado el molde 1 , como se observa en las figuras 1 y 2, se inyecta el material plástico en el mismo para la conformación del tapón o tapa 3. Para la conformación de la válvula 11 dispuesta en la tapa 3 se dispone una alma 5 que en su extremo presenta la forma final que debe adoptar la válvula 1 1 (ver forma en figura 9) para su correcto funcionamiento, de manera que tras la inyección a través del bebedero 4, la pieza o tapón 3 queda conformada a excepción de la apertura o corte 10 que debe poseer en su extremo inferior para el correcto funcionamiento de la tapa 3 ya que debe permitir la entrada de aire cuando el líquido fluye por el orificio de salida de líquido 12 al succionar un usuario. A su vez dicha válvula 1 1 debe permanecer cerrada cuando el usuario presiona el envase para que el líquido salga "a chorro" por el orificio de salida 12 y evitar así la salida de líquido indeseada a través de la válvula 1 1.
Por lo tanto, una vez inyectada la pieza, tapón o tapa 3, es necesario abrir la parte inferior de la válvula 1 1 para lo cual es necesario realizar un corte 10. Para conseguir realizar dicho corte 10, el alma 5 presenta en su extremo una cuchilla, pudiendo ser el alma 5 desplazada verticalmente al ser accionada por un cilindro neumático 6.
Tras la inyección mostrada en las figuras 1 y 2, la figura 3 muestra como un cilindro hidráulico 7 provoca el desplazamiento descendente D de un postizo 8 al provocar dicho cilindro hidráulico 7 un desplazamiento lateral L del soporte de dicho postizo 8. Dicho postizo 8 ejercía como tope o límite inferior de la válvula 1 1 al situarse en el lado inferior de la pieza inyectada 3.
La figura 4 representa el movimiento de corte C que realiza el alma 5 situada en el interior de la válvula 11 , consistente en subir y bajar rápidamente para efectuar el corte 10 en la parte inferior del cuerpo de la válvula 11. Esto es posible ya que alma 5 posee en su extremo una cuchilla que permite cortar el plástico solidificado previamente inyectado. Dicho corte 10 se hace cuando el plástico ha solidificado pero también cuando aún tiene memoria para volver a cerrarse, ya que el estado natural de la válvula 1 1 es cerrado y únicamente se abre cuando el usuario succiona el líquido a través del orificio de salida de líquido. Si el corte 10 no se hace en el momento concreto, la pieza 3 con la válvula 1 1 saldrá del molde 1 incorrectamente, ya que si se tarda mucho en hacer el corte 10 en la válvula 1 1 , el plástico habrá perdido su memoria y quedarán huecos entre las dos paredes que conforman la válvula 11 (ver figura 9) con la consiguiente salida de líquido durante su uso. Por el contrario, si el corte 10 se hace muy pronto, cuando el plástico inyectado aún no ha solidificado, los extremos de las paredes que conforman la válvula 11 se volverán a unir, impidiendo la entrada de aire en el recipiente cuando un usuario beba.
Una vez realizado el corte 10, se procede (figura 5) al desmoldeo de la pieza inyectada, para lo cual las correderas 9 tienen un movimiento lateral A opuesto para cada corredera 9 liberando así la periferia exterior de los laterales de la pieza 3 y provocando también el desplazamiento de la parte superior del molde 1 respecto de la parte inferior.
La válvula 1 1 presenta preferiblemente la forma mostrada en la figura 9, es decir, un cuerpo tubular casi plano con forma de pico de pato. Para la fabricación de la válvula 1 1 según el ejemplo descrito y mostrado en las figuras, el alma 5 es plana y alargada, de manera que conjuntamente con el postizo 8 y tras la inyección crean una pestaña hueca, en particular un cuerpo rectangular hueco cerrado por un extremo y abierto por el extremo opuesto a modo de bolsa con sección transversal triangular. Posteriormente, la cuchilla dispuesta en el extremo del alma 5 desciende y abre el citado extremo cerrado del cuerpo rectangular hueco para permitir el paso de aire en las condiciones mencionadas.
Posteriormente y como se observa en la figura 6, se produce un desplazamiento E hacia arriba de una primera distancia concreta e de la parte inferior del molde 1 para liberar la torreta sobre la que se apoya la parte inferior de la pieza 3. Dicho desplazamiento E se finaliza con el desplazamiento de una segunda distancia d para provocar el desmoldeo de la rosca realizada en la parte interior del tapón o tapa 3.
Para conseguir la expulsión de la pieza 3 del molde 1 , la parte inferior del mismo es sometida a un desplazamiento X hacia arriba una distancia x, tal y como se observa en la figura 7.
Para finalizar, los cilindros, neumático e hidráulico, vuelven a actuar para volver a sus posiciones originales, lo cual es seguido del movimiento descendente de la parte inferior del molde 1 para recuperar el desplazamiento necesario para la expulsión realizada de la pieza 3. Finalmente el molde 1 vuelve a cerrarse, uniendo la parte superior e inferior del mismo, para volver a fabricar otra pieza.
En la figura 8 se muestra un detalle de la cinemática del mecanismo del molde en lo que respecta al corte 10 de la válvula 1 1. En concreto se muestra el proceso de corte 10 del tapón 3 para la creación de la válvula 1 1en cuatro etapas A a D:
Etapa A: Se inyecta la pieza 3 con el alma 5 que incorpora la cuchilla en su extremo libre en la pieza 3. Etapa B: Cuando el molde 1 se encuentra cerrado, se retrasa el postizo doble 8 para liberar el cuerpo de la válvula 3 por la parte de la expulsión o parte inferior del molde.
Etapa C: El alma 5 con la cuchilla desciende hasta hacer el corte 10 en el cuerpo de la válvula 11 y crear la misma.
Etapa D: El alma 5 asciende de nuevo recuperando su posición y continúa la cinemática del molde procediendo a romper/ expulsar la colada, abrir el molde y correderas y expulsión de la pieza.
Como se ha mencionado y se observa en las figuras, el postizo doble 8 que conforma el cuerpo de la válvula 11 en la pieza 3, presenta dos partes que según se han descrito actúan conjuntamente, sin embargo, es posible que únicamente sea una mitad la que tenga movimiento, de manera durante el corte de la cuchilla 5, la mitad que no se mueve sirve de apoyo para la cuchilla 5. Asimismo, dicho postizo 8 puede ser de una única pieza.
Según el procedimiento y molde anteriormente descritos, se consigue la fabricación de una tapa o tapón de plástico mediante inyección, poseyendo dicha tapa o tapón 3 una válvula 11 incorporada en el cuerpo del tapón o tapa 3, formando una única pieza, tal y como se observa en las figuras 9 y 10. En dichas figuras se observan dos tipos de tapa o tapón 3 que presentan un orificio de salida de líquido 12 y una válvula 11 con el corte 10 en el extremo de la misma.
La figura 11 muestra una parte de un tapón o tapa en el que el orificio de salida de líquido 12 se ha sustituido por una válvula 11 , de manera que el tapón o tapa 3, presenta en un único cuerpo dos válvulas 11 , una que es utilizada para la salida del líquido y otra para la entrada de aire, siendo amabas contrarias. En este ejemplo, la válvula 1 1 para la salida de líquido permite dicha salida al comprimir el envase.
La presente invención queda descrita según el ejemplo de realización anterior, que no pretende ser limitativo sino un ejemplo de una de las posibles soluciones que un experto podría ejecutar a la vista de la descripción y figuras incluidas.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento de fabricación de una válvula en una pieza de material plástico, caracterizado porque tras la inyección de la pieza en un molde se realiza un corte para conformar la válvula.
2. Procedimiento, según reivindicación 1 , caracterizado porque la pieza es un tapón.
3. Molde para la fabricación por inyección de un material plástico de una tapa con válvula incorporada, caracterizado porque comprende un alma para la formación del cuerpo de la válvula durante la etapa de inyección de la pieza que en su extremo posee una cuchilla para realizar un corte en la válvula.
4. Tapa con válvula incorporada en un solo cuerpo fabricada según el procedimiento de la reivindicación 1.
PCT/ES2014/070185 2013-03-14 2014-03-14 Procedimiento de fabricacion de pieza por inyeccion con una valvula, tapon con valvula y molde WO2014140403A1 (es)

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BE1013764A5 (fr) * 1998-03-05 2002-08-06 Internat Medical Products S A Objet en matiere plastique, tel qu'une tetine, procede de fabrication de cet objet et moule pour la mise en oeuvre de ce procede.
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