ES2284982T3 - Metodo para fabricar un conjunto de boquilla. - Google Patents
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Abstract
un método para fabricar un conjunto de boquilla partida, comprendiendo dicho método las etapas de: (1) inyectar un molde para dicho conjunto de boquilla con una mezcla de un material de base de plástico y un agente espumante o de soplado; (II) permitir que dicho material de base de plástico se estabilice o endurezca; y (III) retirar del molde el conjunto de boquilla endurecido; donde dicho agente espumante o de soplado es capaz de producir burbujas o bolsas de gas en el material de base de plástico para formar un conjunto de boquilla moldeado de plástico en el cual al menos el 90% de dichas burbujas o bolsas de gas tienen una dimensión máxima de tamaño de 0, 5 milímetros o menos.
Description
Método para fabricar un conjunto de
boquilla.
Esta invención se refiere a un método para
fabricar un conjunto de boquilla. Más particularmente, esta
invención se refiere a un método para fabricar un conjunto de
boquilla partida, como se define aquí.
Los conjuntos de boquilla se usan ampliamente
para efectuar y controlar la emisión de una amplia gama de productos
comercialmente disponibles, ejemplos ilustrativos de los cuales
incluyen los pesticidas, pinturas y lacas, ambientadores de aire,
ceras y pulimentos, limpiadores de horno, almidones y limpiadores de
tejidos, limpiadores de ventanas y cristales, limpiadores de
zapatos y cuero, productos de mantenimiento del hogar, productos de
higiene capilar, colonias y perfumes, desodorantes o aerosoles
corporales, productos antitranspirantes, productos farmacéuticos,
productos industriales y determinados productos alimenticios.
Los conjuntos de boquilla se adaptan
habitualmente a recipientes a presión, tales como un receptáculo de
aerosol portátil. Una de las formas más ampliamente utilizadas de
tales conjuntos de boquilla es la así llamada "tapa de rociado
pasante", que se adapta a un extremo de un receptáculo de aerosol
y comprende un actuador, el cual está configurado para encajar de
manera selectiva con una válvula de salida del receptáculo de
aerosol y abrirla, permitiendo de esta forma que se produzca la
emisión del producto almacenado en el recipiente por el
funcionamiento del actuador.
Los conjuntos de boquilla se encuentran
presentes también en los llamados conjuntos de boquilla de bomba o
de gatillo, que se adaptan a las aberturas de diversos recipientes
sin presión para proporcionar un medio por el cual el producto
almacenado en su interior pueda ser distribuido a través del
conjunto de boquilla. El producto almacenado en los recipientes de
este tipo puede ser distribuido a través del conjunto de boquilla
por el funcionamiento de la bomba o gatillo, que efectivamente
bombea el producto a través del conjunto de boquilla.
Un conjunto de boquilla típico tiene un cuerpo
que está adaptado para ajustarse a un recipiente en la proximidad
de su salida. El cuerpo comprende típicamente también una toma que
recibe el producto emitido o expulsado del recipiente y lo dirige a
un conducto de flujo de fluido que conecta la toma a una salida a
través de la cual el producto que fluye por el conjunto es
expulsado al ambiente externo, típicamente en forma de un
rociado.
Más recientemente, se han desarrollado los
dispositivos de boquilla partida. Se entiende por "conjunto de
boquilla partida" un conjunto de boquilla que está formado al
menos por dos partes componentes, teniendo cada una de dichas
partes una superficie de contacto, las cuales, cuando se ponen en
contacto la una con la otra definen entre ambas la salida, el
conducto de flujo de producto y al menos una parte de la toma del
conjunto de boquilla. Se describen ejemplos de conjuntos de
boquilla de este tipo en los documentos WO 97/31841 y WO 01/89958,
cuyos contenidos se incorporan íntegramente aquí a título de
referencia.
Los conjuntos de boquilla partida se fabrican
mediante técnicas de moldeo de plásticos convencionales. Sin
embargo, pueden surgir problemas cuando se fabrican los conjuntos de
boquilla usando un proceso de moldeo por inyección porque es
completamente corriente que se produzca un fenómeno conocido como
merma. La merma se produce cuando se enfría un artículo moldeado
después de retirarlo del molde y el enfriamiento del plástico de
lugar al encogimiento del plástico en determinadas zonas y
finalmente de lugar a que se produzca una distorsión de la forma o
"merma" en determinadas superficies del artículo. Esta
distorsión de forma carece de importancia funcional en situaciones
en las cuales el artículo moldeado es, por ejemplo, un cubo de
plástico para la colada. Sin embargo, la merma puede ser un
problema en un conjunto de boquilla partida de construcción en dos
piezas, tales como los descritos en los documentos WO 97/31841 y WO
01/89958, debido a que la producción de incluso una pequeña cuantía
de merma en una de las superficies de contacto puede dar lugar a la
distorsión de la estructura del flujo de fluido, la toma o la
salida. Tales distorsiones de estructura son un problema particular
si se producen en la proximidad de una parte crítica del conjunto
de boquilla, tal como, por ejemplo, el orificio de salida o
cualesquiera dispositivos internos que pudieran formarse en el
conducto de flujo de fluido, (por ejemplo, una o varias cámaras de
expansión, cámaras de venturi, cámaras de turbulencia o canales
múltiples, etc.), debido a que es crítica la precisión con la cual
se forman estos dispositivos para permitir que el conjunto de
boquilla funcione adecuadamente y produzca un rociado que tenga las
propiedades deseadas (es decir, la distribución de tamaños de gota
en el rociado, la extensión de la dispersión, el volumen de fluido
distribuido, etc.).
Adicionalmente, la distorsión en la forma de las
superficies de contacto o elementos de cierre hermético dispuestos
en cada una de las dos partes separables puede dar lugar
frecuentemente a la fuga del fluido que pasa a través del conjunto
de boquilla y a la subsiguiente filtración del fluido fugado entre
las superficies de contacto.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un método para fabricar un conjunto de boquilla partida
para un aerosol en el cual se obvie el problema de encogimiento o
al menos se reduzca al mínimo.
Por tanto, según la presente invención se
proporciona un método para fabricar un conjunto de boquilla partida,
comprendiendo dicho método las etapas de:
- (I)
- inyectar un molde para dicho conjunto de boquilla con una mezcla de un material de base de plástico y un agente espumante o de soplado;
- (II)
- permitir que dicho material de base de plástico se estabilice o endurezca; y
- (III)
- retirar del molde el conjunto de boquilla endurecido;
donde dicho agente espumante o de
soplado es capaz de producir burbujas o bolsas de gas en el material
de base de plástico para formar un conjunto de boquilla moldeado de
plástico en el cual al menos el 90% de dichas burbujas o bolsas de
gas tienen una dimensión máxima de tamaño de 0,5 milímetros o
menos.
Se conoce el uso de agentes espumantes o de
soplado en los procesos de moldeo por inyección para producir
artículos moldeados que se componen de secciones gruesas y delgadas
de plástico. Sin embargo, no se han usado los agentes espumantes o
de soplado en la preparación de un artículo moldeado de plástico tal
como una boquilla de aerosol que, el las zonas en las que la merma
puede ser un problema concreto (tales como el conducto de flujo de
fluido, la toma o la salida), esté formado principalmente por
secciones delgadas de plástico moldeado que generalmente tienen
unos espesores dentro del intervalo de 0,5 a 1,0 mm, siendo el más
habitual el espesor de 0,7 mm. Esto se debe principalmente a que no
se esperaría que un agente de soplado aliviara el problema en
secciones tan extremadamente delgadas de plástico en las cuales la
cuantía de merma que puede producirse es muy pequeña, por ejemplo
de 0,2 a 0,1 mm, y como tal puede incluso no ser visible a simple
vista. Además, no cabe esperar que se pueda proporcionar una mezcla
de material de base de plástico con agente espumante o de soplado
que (i) contenga suficiente agente espumante o de soplado para
resolver los problemas de merma en estas secciones delgadas de
plástico, y (ii) no dé lugar a dos problemas asociados con el uso de
un agente espumante o de soplado, que son la producción de una
dilatación excesiva en las zonas del molde (lo cual puede afectar
nuevamente de manera adversa la estructura y las características de
funcionamiento del conjunto de boquilla), y la presencia de un
problema conocido como perforación por saturación, que surge cuando
las burbujas o bolsas de gas generadas por el agente espumante o de
soplado perforan una superficie de un artículo moldeado, afectando
de esta manera adversamente a la estructura y a las características
de funcionamiento del conjunto de boquilla). Se observará, por
supuesto, que si cualquiera de los problemas anteriores fuera a
causar la distorsión de una o más de una de las superficies de
contacto de las partes componentes de la boquilla partida, entonces
las superficies de contacto no encajarían adecuadamente entre sí y
esto daría lugar a la fuga del líquido que pasa a través de la toma
y la salida y/o del conducto de flujo de fluido formado entre dichas
superficies de contacto.
Además, no cabría esperar que la adición de un
agente espumante o de soplado resolviera el problema de la merma de
manera fiable en un conjunto de boquilla partida, particularmente
dadas las estrechas tolerancias que se debe lograr, y por esta
razón, los intentos actuales en este campo de resolver este problema
se han enfocado a métodos alternativos, tales como métodos de
introducir más material de base de plástico en el molde o el uso de
materiales de relleno (por ejemplo, yeso o polvo de talco).
A pesar del problema anticipado en relación con
el uso de una agente espumante o de soplado, se ha encontrado de
forma sorprendente que usando una clase seleccionada de agentes
espumantes o de soplado que son capaces de producir
"microburbujas", es decir burbujas o bolsas de gas de las
cuales al menos el 90% tienen un diámetro u otra dimensión máxima
de hasta 0,5 mm o menos, es posible producir un conjunto de boquilla
partida en el cual se obvia el problema de la merma.
Además, la introducción de un agente espumante o
de soplado en el material de base de plástico mejora las
características de flujo de fusión de los materiales de base de
plástico cuando se comparan con el material de base de plástico
solo, es decir, sin la adición del agente espumante o de soplado.
Estas propiedades de flujo mejoradas permiten que el molde se llene
por completo de la mezcla de material de base de plástico con
agente espumante o de soplado y esto evita los problemas de
fabricación asociados al llenado incompleto del molde.
Preferiblemente, el 95% de las burbujas o bolsas
de gas formadas por el agente espumante o de soplado tienen un
máximo de diámetro u otra dimensión de 0,5 mm o menos. Más
preferiblemente, el 98-99% de las burbujas o bolsas
de gas formadas por el agente espumante o de soplado tienen un
máximo de diámetro u otra dimensión de 0,5 mm o menos.
Especialmente, se prefiere que el
98-99% de las microburbujas formadas por el agente
espumante o de soplado tengan un diámetro máximo u otra dimensión
máxima de menos de 0,15 mm y más preferiblemente de menos de 0,07
mm.
Preferiblemente, el material de base de plástico
a partir del cual se fabrica el conjunto de boquilla es un material
termoplástico que inicialmente está en forma líquida o
"fluyente" antes de la inyección en el molde y que se deja
estabilizar o endurecer a continuación por calentamiento y
subsiguiente enfriamiento de la mezcla para dar el conjunto de
boquilla moldeado final.
El agente espumante o de soplado puede ser un
agente espumante o de soplado exotérmico, pero es preferible un
agente espumante o de soplado endotérmico. Se entiende por "agente
espumante o de soplado endotérmico" un agente espumante o de
soplado que, en las condiciones empleadas en el proceso de moldeo,
absorba calor del entorno para iniciar bien la reacción química o
la descomposición de los agentes espumante o de soplado para
desprender un gas. Preferiblemente, el gas es dióxido de carbono. Se
prefiere especialmente los agentes espumantes o de soplado
endotérmicos si el material de base de plástico es un material
termoplástico. El gas producido por el agente espumante o de
soplado introduce una estructura de espuma microcelular en el
material de base de plástico del molde. Se cree que es esta
estructura de espuma microcelular la que impide que se produzca el
encogimiento del conjunto de boquilla.
Se prefiere especialmente que el agente
espumante o de soplado que se mezcla con el material de base de
plástico antes de la inyección al molde sea un agente espumante o
de soplado que comprenda una mezcla de bicarbonato sódico y ácido
acético. El bicarbonato sódico experimenta una reacción con el ácido
acético para generar microburbujas de dióxido de carbono con un
diámetro máximo u otra dimensión máxima de menos de 0,2 mm. Estas
microburbujas están dispersas dentro del material de base de
plástico presente en el molde y la presencia de las burbujas en el
conjunto de boquilla final impide la merma que se produce en el
conjunto de boquilla. Los ejemplos de tales agentes de soplado
incluyen los agentes de soplado con marca comercial "SAFOAM"
FPE 50 fabricados por Reedy Internatonal y los agentes de soplado
vendidos bajo la marca comercial "Maxithen" (tales como los
agentes de soplado Maxithen HP78945 TR y HP78/700 TR) fabricados
por Gabriel-Chemie UK Limited.
Preferiblemente, la mezcla de bicarbonato
sódico/ácido acético está presente en el material de base plástico
con una concentración dentro del intervalo del 0,3% al 3% en
peso/volumen.
Es también importante que el tipo y la
concentración del agente de soplado presente en la mezcla, junto con
las condiciones del molde sean tales que las burbujas o bolsas de
gas generadas por el agente espumante o de soplado no den lugar al
problema de perforación por saturación (es decir, que las burbujas
no perforen la superficie del artículo moldeado) porque, como se
mencionó anteriormente, las imperfecciones resultantes en las
paredes y superficies del conjunto de boquilla moldeado podrían dar
lugar a fugas.
Preferiblemente, el agente de soplado es
proporcionado y mezclado con el material de base de plástico en
forma de polvo.
En la práctica, el agente de soplado puede ser
mezclado con el material de base de plástico antes de la inyección
de la mezcla en el molde o, alternativamente, puede ser mezclado en
el punto de inyección o por inyección simultánea en el molde.
Las al menos dos partes separables de los
conjuntos de boquilla formados por el método de la presente
invención pueden ser separadas durante el uso para permitir el
acceso al canal de flujo de fluido en el conjunto de boquilla, lo
cual es útil para permitir la limpieza del conjunto de boquilla y de
esta forma evitar que resulte obstruido el conjunto de boquilla.
Alternativamente, las al menos dos partes pueden ser soldadas entre
sí por ultrasonidos después de la fabricación.
Se preparó un conjunto de boquilla de tapa con
rociado a través de la misma inyectando una mezcla de polipropileno
y un 2% peso/volumen de Safoam® FPE 50 en un molde. A continuación
se calentó en el molde la mezcla durante 10 segundos a una
temperatura elevada y luego se dejó enfriar. Se formó un conjunto de
boquilla de tapa con rociado pasante en el cual no resulta evidente
merma alguna.
Por contraposición, el artículo equivalente
preparado sin el agente de soplado Safoam® FPE 50 de lugar a un
conjunto de boquilla de tapa con rociado pasante en el cual son
evidentes las mermas.
Debe entenderse, por supuesto, que la invención
no pretende restringirse a los detalles de la realización anterior,
que se describe únicamente a título de ejemplo.
Claims (12)
1. un método para fabricar un conjunto de
boquilla partida, comprendiendo dicho método las etapas de:
- (I)
- inyectar un molde para dicho conjunto de boquilla con una mezcla de un material de base de plástico y un agente espumante o de soplado;
- (II)
- permitir que dicho material de base de plástico se estabilice o endurezca; y
- (III)
- retirar del molde el conjunto de boquilla endurecido;
donde dicho agente espumante o de
soplado es capaz de producir burbujas o bolsas de gas en el material
de base de plástico para formar un conjunto de boquilla moldeado de
plástico en el cual al menos el 90% de dichas burbujas o bolsas de
gas tienen una dimensión máxima de tamaño de 0,5 milímetros o
menos.
2. Un método como el de la reivindicación 1, en
el cual dicho material de base de plástico es un termoplástico.
3. Un método como el de la reivindicación 1 ó 2,
en cual dicho agente espumante o de soplado es un agente espumante
o de soplado endotérmico.
4. Un método como el de la reivindicación 3, en
el cual en cual dicho agente espumante o de soplado comprende una
mezcla de bicarbonato sódico y ácido acético.
5. Un método como el de la reivindicación 4, en
el cual dicha mezcla de bicarbonato sódico y ácido acético está
presente en el material de base de plástico con una concentración
del 0,3% al 3% en peso/volumen.
6. Un método como el de la reivindicación 4 ó 5,
en el cual dicha mezcla de bicarbonato sódico y ácido acético se
proporciona en forma de polvo para mezclar con dicho material de
base de plástico.
7. Un método como el de cualquier reivindicación
precedente, en el cual dicho conjunto de boquilla está en forma de
una tapa de rociado pasante.
8. Un método como el de cualquiera de las
reivindicaciones precedente, en el cual dicho conjunto de boquilla
partida comprende dos partes que se pueden conectar de forma
desmontable teniendo cada una de las partes respectivas una
superficie de contacto, las cuales, cuando se ponen en contacto
entre sí definen entre ambas una salida de fluido, una toma de
fluido y un conducto de flujo de fluido que conecta la una con la
otra.
9. Un método como el de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual al menos el 95% de dichas
burbujas o bolsas de gas tienen una dimensión máxima de tamaño de
0,5 mm o menos.
10. Un método como el de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual el 98-99%
de dichas burbujas o bolsas de gas tienen una dimensión máxima de
tamaño de 0,5 mm o menos.
11. Un método como el de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual el 98-99%
de dichas burbujas o bolsas de gas tienen una dimensión máxima de
tamaño de 0,15 mm o menos.
12. Un método como el de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual el 98-99%
de dichas burbujas o bolsas de gas tienen una dimensión máxima de
tamaño de 0,07 mm o menos.
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