RS65167B1

RS65167B1 - Elastomerni predmet sa teksturisanom površinom poput somota i postupak za proizvodnju takvog predmeta

Info

Publication number: RS65167B1
Application number: RS20240171A
Authority: RS
Inventors: Pascal Bourquard
Original assignee: Biwi Sa
Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2019-11-05
Publication date: 2024-02-29
Also published as: RS20220375A1; WO2021089132A1; EP4017701B1; EP4043184A1; RS65880B1; CH718010B1; EP4017701A1; EP4043184B1

Description

Opis

Oblast tehnike

[0001] Ovaj pronalazak odnosi se na oblast proizvodnje delova izrađenih od elastomera ili termoplastičnih materijala. Određenije, odnosi se na predmet izrađen od elastomernog materijala sa teksturisanom površinom poput somota prema patentnom zahtevu 1 i postupak za proizvodnju takvog predmeta prema patentnom zahtevu 7.

[0002] Ovaj se pronalazak poželjno može primenjivati u bilo kom industrijskom sektoru, radi proizvodnje svih vrsta predmeta koji obuhvataju jedan element izrađen od elastomernog materijala. U poželjnoj primeni, primenjivaće se u proizvodnji ukrasnih delova za pravljenje satova, a naročito proizvodnji kaiševa, kao i u raznim drugim primenama koje koriste odlivene elastomerne ili termoplastične delove kao što su, između ostalih, kožna galanterija, obućarstvo, pakovanje, enterijeri automobila, dekoracija, roba široke potrošnje i telefonija.

Stanje tehnike

[0003] Danas je komercijalno dostupan veliki broj komercijalnih proizvoda izrađenih od elastomernih materijala kao što je guma. Kao primer se mogu navesti pneumatici, kuhinjsko posuđe, uradi sam proizvodi ili pokućstvo, kao i predmeti za ukrašavanje i/ili zaštitu drugih proizvoda, kao što su kaiševi za satove ili zaštitne maske za mobilne telefone. Ti se proizvodi obično obrazuju brizganjem i/ili odlivanjem jednog elastomernog materijala ili više njih u kalupima odgovarajućeg oblika koji se, u zavisnosti od materijala i njihovih debljina, zagreva na od 150<o>C do 300<o>C u različitim trajanjima kako bi se postigla njihova vulkanizacija. Delovi dobijeni odlivanjem mogu imati glatko i/ili teksturisano stanje površine u zavisnosti od oblika i unutrašnjeg teksturisanja korišćenih kalupa. Uz to je, naknadnom obradom, naročito laserskom ili mehaničkom ablacijom, moguće napraviti stanja površina koja su više ili manje gruba i/ili više ili manje hrapava na dodir.

[0004] Često navođeni nedostatak predmeta i delova izrađenih od elastomernih materijala, naročito ukrasnih predmeta, leži upravo u njihovom vizuelnom izgledu i osećaju koji na dodir ne odaje utisak kvaliteta zbog njihove grubosti, ili čak njihove adhezije, koja je svojstvena materijalu od kog su izrađeni. Na primer, u dokumentu US 2012/0027990 A1 je opisan predmet, prema uvodnom delu patentnog zahteva 1, sa svojstvima trenja koja se ne gube u prisustvu vode. Savitljive izbočine se uzdižu sa površine tog predmeta a izrađene su, u potpunosti ili delimično, od termoplastičnog ili vulkanizovanog elastomera.

[0005] Predmet ovog pronalaska je da obezbedi predmet izrađen od elastomernog materijala, koji ne pati od gorenavedenih nedostataka i, naročito, ima svilenkast, prijatan osećaj poput somota, sličan osećaju koji pružaju slični delovi izrađeni od tekstilnih materijala.

Otkrivanje pronalaska

[0006] Kako bi se ti predmeti postigli, ovaj pronalazak se odnosi na postupak čije su karakteristike pomenute u patentnim zahtevima.

[0007] Određenije, i prema prvom predmetu, ovaj pronalazak obezbeđuje proizvedeni predmet suštinski obrazovan od elastomernog materijala koji je na primer vulkanizovan, pri čemu pomenuti predmet ima najmanje jednu vidljivu površinu koja na najmanje jednom teksturisanom delu sadrži veći broj izbočina koje su isturene sa osnove pomenute površine i raspoređene po čitavom pomenutom delu, gde svaka izbočina ima prosečnu visinu A takvu da, na osnovu merenja od pomenute osnove do slobodnog kraja izbočine, 0,250 mm ≤ A ≤ 0,600 mm i prosečnu širinu B u osnovi takvu da 0,070 mm ≤ B ≤ 0,170 mm, pri čemu gustina izbočina na teksturisanom delu iznosi najmanje 10 izbočina po jedinici površine izraženoj u kvadratnim milimetrima (mm2), gde prosečni ugao na slobodnom kraju izbočina iznosi između 6° i 30°, na osnovu merenja u preseku tangenti na površine izbočine na pomenutom kraju u podužnom preseku.

[0008] Prema jednom načinu ostvarivanja, prosečni prečnik izbočina na poluvisini iznosi između 0,025 mm i 0,060 mm.

[0009] Prema jednom načinu ostvarivanja, presek svake izbočine se smanjuje od osnove izbočine ka kraju pomenute izbočine.

[0010] Prema jednom načinu ostvarivanja, međuosno rastojanje između centara osnova dveju uzastopnih izbočina u dvama ortogonalnim pravcima u ravni površine iznosi između 0,075 mm i 0,300 mm.

[0011] Prema bilo kom gore predstavljenom načinu ostvarivanja, predmet se poželjno obrazuje od gumastog materijala, pri čemu se veći broj izbočina iz obrasca, koje su obrazovane od istog materijala, izrađuje integralno sa površinom pomenutog materijala. Alternativno, predmet se može obrazovati od termoplastičnog materijala.

[0012] Predmet ovog pronalaska poželjno može biti traka kaiša, određenije kaiša za satove.

[0013] Osim toga, ovaj pronalazak se, prema drugom predmetu, odnosi na postupak za izradu proizvedenog predmeta kao što je prethodno predstavljeno, kog odlikuje to što se sastoji od odlivanja elastomernog materijala u kalupu čija površina za odlivanje na najmanje jednom delu površine za odlivanje sadrži veći broj udubljenja sa prosečnom visinom h takvom da, na osnovu merenja od pomenute osnove do slobodnog kraja izbočine, 0,250 mm < h < 0,600 mm i prosečnom širinom I u osnovi takvom da 0,070 mm < I < 0,170 mm, pri čemu gustina udubljenja iznosi najmanje 10 po jedinici površine izraženoj u kvadratnim milimetrima (mm2), gde prosečni ugao na slobodnom kraju udubljenja iznosi između 6° i 30°, na osnovu merenja u preseku tangenti na površine udubljenja na pomenutom kraju u podužnom preseku.

[0014] Prema ovom postupku, izrada udubljenja u kalupu poželjno se izvodi laserskom ablacijom u površini za odlivanje.

[0015] Uz to se, prema jednom načinu ostvarivanja, kalup zagreva tokom brizganja na temperaturu između 160<o>C i 250<o>C. [proveriti]

[0016] Najzad, odlivanje elastomernog materijala može se izvesti brizganjem elastomernog materijala u kalup u tečnom stanju ili sabijanjem u kalupu u čvrstom stanju.

Kratak opis nacrta

[0017] Druge karakteristike ovog pronalaska postaće jasnije nakon čitanja opisa koji sledi, uz pozivanje na pridruženi nacrt, u kom:

- fig.1 prikazuje deo teksturisane površine proizvedenog predmeta prema ovom pronalasku u bočnom izgledu i

- fig.2 prikazuje deo teksturisane površine uzorka predmeta prema ovom pronalasku snimljen elektronskim mikroskopom u pogledu odozgo.

Način(i) ostvarivanja pronalaska

[0018] U opisu koji sledi, ovaj pronalazak biće predstavljen u odnosu na izradu proizvedenog predmeta sa teksturom površine poput somota, kao što je traka kaiša koja se sastoji od elastomernog dela teksturisanog pomoću odgovarajućeg kalupa. Međutim, ne treba smatrati da ta primena ograničava obim ovog pronalaska, koji će se jednako primenjivati na proizvodnju bilo kog tipa proizvedenog predmeta izrađenog od elastomernog materijala.

[0019] Ovaj pronalazak poželjno predlaže obezbeđivanje proizvedenog predmeta izrađenog od vulkanizovanog elastomernog materijala koji na jednoj površini, ili tačnije na najmanje jednom delu površine, ima teksturu poput somota u potpunosti izvedenu u masi elastomernog materijala tokom odlivanja polaznog komada osnove pomoću odgovarajućeg otiska kalupa, pri čemu pomenuti otisak ima teksturisanje površine za odlivanje podešeno za obrazovanje većeg broja izbočina, na delu površine pomenutog polaznog komada koji je u dodiru sa tim teksturisanim delom kalupa, koji imaju oblik i dimenzije takve da osećaj na dodir i odgovarajuća tekstura pomenutog dela površine polaznog komada nakon odlivanja i hlađenja budu slični onima kod somotne tkanine.

[0020] Takva somotna tekstura poželjno obezbeđuje završnu obradu, izgled i osećaj na dodir visokog kvaliteta poput tekstila za predmete izrađene od elastomernih materijala, čiji uobičajeni, više mat, sintetički i gumasti izgled i osećaj na dodir potrošači pretežno ne doživljavaju kao kvalitetne za predmete koji se sastoje od njih, nego više kao zaštitne, mehanički otporne i nepropusne što su svojstva koja se, kao prioritet, traže za predmete izrađene od elastomernih materijala.

[0021] Prema tome, predmeti proizvedeni prema ovom pronalasku poželjno obezbeđuju iste tehničke prednosti zaštite, mehaničke otpornosti i otpornosti na tečne fluide pri čemu ujedno nude izgled i osećaj na dodir visokog kvaliteta koje potrošači sve više traže.

[0022] Fig.1 i 2 pokazuju deo somotne teksture predmeta proizvedenog prema ovom pronalasku, u bočnom izgledu (Fig.1) koji detaljno prikazuje strukturu izbočina materijala, odnosno u izgledu odozgo (Fig.2) koji detaljno prikazuje međusobni raspored pomenutih izbočina na delu teksturisane površine proizvedenog predmeta.

[0023] Izbočine 20 su isturene sa suštinski ravne površine 10 proizvedenog predmeta 1. Površina 10 određenije može biti površina polaznog komada elastomernog materijala koji je odliven ili, alternativno, kalandrirani list odlivenog elastomernog materijala kog treba teksturisati tako da sadrži izbočine koje obrazuju somotnu teksturu ovog pronalaska, pri čemu se taj kalandrirani list može naknadno postaviti na polazni komad elastomernog materijala i pričvrstiti za njega te vulkanizovati sa njim ili spojiti, naročito lepljenjem.

[0024] Svaka izbočina 20 ima suštinski trougaoni oblik, sa osnovom 21 koja je izrađena integralno sa površinom 11 predmeta i ima presek koji se postepeno smanjuje kako se udaljava od pomenute površine 11. Kao što se može videti na Fig.1, svaku izbočinu 20 odlikuju visina A, koja se meri između njene osnove i njenog slobodnog vrha, širina ili prečnik B osnove, koji se meri između krajeva osnove 21 koji povezuje osnovu 21 susedne izbočine 20, prečnik na poluvisini C i ugao na vrhu D.

[0025] Prema ovom pronalasku, prosečna visina A izbočina 20 iznosi između 0,250 mm i 0,600 mm, a prosečna širina B u osnovi iznosi između 0,070 mm i 0,170 mm.

[0026] Nadalje, prosečni prečnik C na poluvisini iznosi između 0,025 mm i 0,060 mm, a prosečni ugao D na slobodnom kraju izbočina iznosi između 6 i 30<o>, na osnovu merenja u preseku tangentnih linija na površine izbočine 20 na pomenutom kraju.

[0027] Nadalje, kao što je tačnije prikazano na Fig.2, međuosno rastojanje E između centara osnova 21 dveju uzastopnih izbočina 20 u dvama ortogonalnim pravcima X, Y u ravni površine 10 sa koje su isturene pomenute izbočine iznosi između 0,075 mm i 0,300 mm, pri čemu gustina izbočina 20 na teksturisanom delu iznosi najmanje 10 izbočina po mm2.

[0028] Struktura i raspored izbočina 20 kao što su gore definisani na površini ili delu 10 površine proizvedenog predmeta prema ovom pronalasku poželjno obezbeđuju teksturu poput somota sličnu vlaknima koja su približno od 1,5 do 1,7 DTEX, pri čemu ujedno obezbeđuju izuzetno svilenkast osećaj na dodir kratkih i gustih vlakana, koja su i savitljiva i otporna, bez grubosti ili abrazije pri kontaktu sa rukom.

[0029] Proizvedeni predmet ovog pronalaska uključuje najmanje kožu, to jest spoljni sloj koji se sastoji od elastomernog materijala, ili je u potpunosti obrazovan od vulkanizovanog elastomernog materijala, čija se slobodna površina 10 ili deo 10 površine teksturira u skladu sa ovim pronalaskom.

[0030] Primera radi, elastomeri korišćeni za izradu proizvedenog predmeta 10 ovog pronalaska mogu se izabrati od opštih elastomera kao što su prirodna guma, poliizopren, kopolimer stirena i butadiena, poznat pod skraćenicom SBR ili polibutadien. Elastomeri se takođe mogu izabrati od posebnih elastomera kao što su, na primer, kopolimer izobutilena i izoprena, poznat pod skraćenicom IIR, polihloropren, kopolimer etilena i propilendiena, poznat pod imenom EPDM, ili kopolimer etilena i propilena, poznat pod imenom EPM.

[0031] Pomenuti proizvedeni predmet može se određenije sastojati od jednog kalandriranog lista elastomernog materijala ili više njih kao što je gore definisano. Kalandrirani listovi materijala mogu biti složeni jedan na drugi vulkanizacijom, na po sebi konvencionalan način za izradu elastomernih delova, kako bi obrazovali polazni komad kao što je prethodno pomenuto za potrebe odlivanja proizvedenog predmeta ovog pronalaska. Svaki kalandrirani list materijala koji čini polazni komad može određenije imati debljinu poželjno između 0,5 mm i 10 mm, poželjnije između 1 mm i 3 mm.

[0032] Proizvedeni predmet prema ovom pronalasku poželjno se može dobiti izvođenjem postupka za odlivanje kao što je opisano u nastavku.

[0033] Za početak, prva faza se sastoji od obezbeđivanja preparata elastomernog materijala koji je izabran od gorepomenutih osnovnih komponenata. U početku se preparat elastomernog materijala suštinski sastoji od tečne osnove elastomernog materijala, na primer od prirodne gume, EPDM-a ili EPM-a, koja se meša kako bi se dobila homogena mešavina.

[0034] Taj se preparat zatim čuva u tečnom obliku ili kao grubi kalandrirani listovi koji su namenjeni za proizvodnju sklopova vulkanizovanih sa drugim komponentama elastomernog materijala koje su identične ili komplementarne prirode kako bi se mogle međusobno umrežiti.

[0035] Elastomerni preparat se potom odliva u kalupu sa teksturisanom površinom za odlivanje kako bi na najmanje jednom delu površine za odlivanje sadržao veći broj udubljenja sa prosečnom visinom h i prosečnom širinom I u osnovi, koje odgovaraju dimenzijama A i B izbočina 20 teksture proizvedenog predmeta koji se izrađuje kao što je prethodno pomenuto.

[0036] Udubljenja kalupa mogu poželjno biti raspoređena tako da obrazuju strukturu sličnu „saćuˮ, koja ima prednost organizovanja udubljenja, odnosno izbočina 20, na pravilan način u teksturisanoj površini kalupa pa samim tim i odlivenog dela, kako bi se upravljalo rasporedom i razmakom pomenutih izbočina 20, naročito u odlivenom delu. Osim toga, time se omogućava smanjivanje rezidualnih površina između osnova odlivenih izbočina čime se ujedno omogućava pravilan tok fluidnog elastomernog materijala u kalupu, nezavisno od pritisaka brizganja ili dinamičkih efekata tečnog materijala u kalupu tokom brizganja.

[0037] Mašinska obrada udubljenja u površini za odlivanje može se izvesti pomoću laserskog zraka, na primer.

[0038] Odlivanje se izvodi tako što se elastomerni materijal brizgan u kalup najmanje delimično vulkanizuje, na temperaturi između 160<o>C i 250<o>C.

[0039] Kao alternativa brizganju tečnog elastomernog materijala u kalup, proizvedeni predmet ovog pronalaska može se izraditi i odlivanjem kalandriranog lista elastomernog materijala kao što je gore definisano, dakle u čvrstom stanju, sabijenog u kalupu.

[0040] Primera radi, pet različitih uzoraka predmeta proizvedenih u skladu sa ovim pronalaskom izrađeni su odlivanjem kao što je prethodno opisano. Ti su različiti uzorci potom podvrgnuti dimenzionoj analizi njihovih struktura i naročito njihovih izbočina 20 kako bi se proverila njihova usklađenost sa željenim parametrima dimenzija ovog pronalaska.

[0041] Karakteristična merenja različitih izrađenih uzoraka izložena su u nastavku u Tabeli 1.

[0042] Zanimljivo je napomenuti da uzorci 1 i 5, koji redom čine uzorke sa izbočinama najmanjih i najvećih dimenzija, u najmanju ruku u pogledu prosečne visine A i prečnika B osnove, redom čine granične primere zadovoljavajućeg somotnog strukturiranja u smislu ovog pronalaska. Zaista se pokazalo da je veoma teško, ako ne i nemoguće, izvesti jednoobrazno strukturiranje izbočina 20 čija je visina manja od prosečne visine A uzorka 1, naročito sa izbočinama koje su pojedinačno međusobno različite kako bi se, bez preterane grubosti i trenja pri dodiru, obezbedio efekat svilenkastog osećaja na dodir, sličan somotu, koji je poželjan za ovaj pronalazak.

[0043] Osim toga, visine izbočina i širine izbočina veće od visina i širina uzorka 5 po pravilu obezbeđuju šire izbočine čiji su krajevi manje konični i imaju teksturu koja više nije svilenkasta nego žičana, pa je samim tim i izgled slabijeg kvaliteta za potrošača, naročito za ukrasne proizvedene predmete kao što su trake kaiševa, brojčanici ili drugi ukrasni delovi satova i nakita, na primer.

Tabela 1:

Claims

[0044] Dakle, ovaj pronalazak obezbeđuje proizvedene predmete izrađene od elastomernih materijala sa somotnom teksturom sličnom tekstilnom somotu i sa kvalitetnim izgledom i osećajem na dodir, koji su naročito prikladni za proizvodnju svih vrsta delova, određenije ukrasnih delova za pravljenje satova i nakita i, na primer, traka kaiša. [0045] Ovaj se pronalazak može primeniti i na proizvodnju teksturisanih delova izrađenih od elastomera ili termoplastičnih materijala za druge industrije i primene, a naročito za obućarstvo, očna pomagala, robu široke potrošnje i telefoniju, automobilsku industriju, određenije delove enterijera, kožnu galanteriju, dekoraciju ili pakovanje. Patentni zahtevi 1. Proizvedeni predmet suštinski obrazovan od elastomernog materijala, pri čemu pomenuti predmet ima najmanje jednu vidljivu površinu (10) koja na najmanje jednom teksturisanom delu sadrži veći broj izbočina (20) koje su isturene sa osnove (21) pomenute površine i raspoređene po čitavom pomenutom delu, gde svaka izbočina (20) ima prosečnu visinu A takvu da, na osnovu merenja od pomenute osnove do slobodnog kraja izbočine, 0,250 mm ≤ A ≤ 0,600 mm i prosečnu širinu B u osnovi takvu da 0,070 mm ≤ B ≤ 0,170 mm i pri čemu gustina izbočina (20) na teksturisanom delu iznosi najmanje 10 izbočina po jedinici površine izraženoj u kvadratnim milimetrima (mm<2>), naznačen time, što prosečni ugao (D) na slobodnom kraju izbočina (20) iznosi između 6° i 30°, na osnovu merenja u preseku tangenti na površine izbočine (20) na pomenutom kraju u podužnom preseku.
2. Predmet prema zahtevu 1, naznačen time, što prosečni prečnik (C) izbočina (20) na poluvisini iznosi između 0,025 mm i 0,060 mm.
3. Predmet prema bilo kom od zahteva 1 i 2, naznačen time, što se presek svake izbočine (20) smanjuje od osnove izbočine ka kraju pomenute izbočine.
4. Predmet prema jednom od zahteva 1 do 3, naznačen time, što međuosno rastojanje (E) između centara osnova (21) dveju uzastopnih izbočina (20) u dvama ortogonalnim pravcima u ravni površine iznosi između 0,075 mm i 0,300 mm.
5. Predmet prema bilo kom od zahteva 1 do 4, naznačen time, što pomenuti predmet predstavlja traku kaiša.
6. Predmet prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačen time, što elastomerni materijal predstavlja vulaknizovani elastomerni materijal.
7. Postupak za izradu proizvedenog predmeta prema bilo kom od zahteva 1 do 6, takav da se sastoji od odlivanja elastomernog materijala u kalupu čija površina za odlivanje na najmanje jednom delu površine za odlivanje sadrži veći broj udubljenja sa prosečnom visinom h takvom da, na osnovu merenja od pomenute osnove do slobodnog kraja, 0,250 mm ≤ h ≤ 0,600 mm i prosečnom širinom I u osnovi takvom da 0,070 mm ≤ I ≤ 0,170 mm, pri čemu gustina udubljenja iznosi najmanje 10 po jedinici površine izraženoj u kvadratnim milimetrima (mm<2>), gde prosečan ugao na slobodnom kraju udubljenja iznosi između 6° i 30°, na osnovu merenja u preseku tangenti na površine udubljenja na pomenutom kraju u podužnom preseku.
8. Postupak prema zahtevu 7, naznačen time, što se izrada udubljenja u kalupu izvodi laserskom ablacijom u površini za odlivanje.
9. Postupak prema zahtevu 7 ili 8, naznačen time, što se kalup zagreva tokom brizganja na temperaturu između 160<o>C i 250<o>C.
10. Postupak prema bilo kom od zahteva 7 do 9, naznačen time, što se elastomerni materijal brizga u kalup u tečnom stanju ili sabija u kalupu u čvrstom stanju.