DE202009019160U1

DE202009019160U1 - Durch Zweikomponenten-Spritzgießen hergestellte äußere Schale eines Spenders

Info

Publication number: DE202009019160U1
Application number: DE202009019160.5U
Authority: DE
Original assignee: SCA Hygiene Products AB
Current assignee: Essity Hygiene and Health AB
Priority date: 2008-05-16
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2017-05-02
Anticipated expiration: 2019-05-15
Also published as: CN102026787B; EP2313243B1; AU2009248076A1; WO2009138456A1; CN102026787A; RU2501651C2; BRPI0912761A2; US20110108198A1; EP2313243A1; CO6310977A2; RU2010151594A; PL2313243T3; US8733571B2; BRPI0912761B1; AU2009248076B2; HUE031747T2; ES2613488T3

Abstract

Spender, umfassend: eine äußere Schale (20, 90, 100, 110, 120), wobei die äußere Schale umfasst: ein erstes spritzgegossenes Komponententeil (18; 32; 42a; 42b; 42c; 42d; 92; 102; 112a, 112b; 121a) aus Kunststoff mit einer ersten Fügefläche; und ein zweites spritzgegossenes Komponententeil (17; 31; 41a; 41b; 41c; 41d; 51; 61; 71; 91; 101; 111; 121b) aus Kunststoff mit einer zweiten Fügefläche; wobei das erste Komponententeil und das zweite Komponententeil durch Fügen der ersten Fügefläche und der zweiten Fügefläche während des Spritzgießens entlang einer Naht (21; 43a; 43b; 43c; 43d; 93; 103; 113a, 113b; 123a, 123b) miteinander verbunden sind, wobei das erste und zweite Komponententeil jeweils eine Stirnfläche sowie eine erste und eine zweite Seitenfläche aufweisen, wobei die ersten und zweiten Seitenflächen jeweils eine von der Stirnfläche abgewandte freie Kante (22, 23; 81, 82; 94, 95; 104, 105; 114, 115; 124a, 124b; 125a, 125b) aufweisen, wobei sich die Naht (21; 43a; 43b; 43c; 43d; 93; 103; 113a, 113b; 123a, 123b) von den freien Kanten der ersten Seitenflächen zu den freien Kanten der zweiten Seitenflächen erstreckt.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft Spenderumfassend eine äußere Schale (im Folgenden auch Spenderteil), die mindestens zwei Komponententeile umfasst, welche aus einer Reihe von Kunststoffmaterialien ausgewählt sind und entlang einer Naht verbunden sind, die sich von einer ersten Seitenkante zu einer zweiten Seitenkante der Schale erstreckt.
STAND DER TECHNIK
Bei vielen Arten von Spendern ist es aus verschiedenen Gründen häufig wünschenswert, ein Spenderteil vorzusehen, bei dem mindestens eine äußere Fläche, eine Schale oder ein ähnliches Spenderteil aus zwei ähnlichen oder unterschiedlichen Kunststoffmaterialien hergestellt ist. Beispielsweise ist es möglich, einen Abschnitt des Spenderteils transparent zu gestalten, um die Überprüfung des Füllstands eines in dem Spender enthaltenen Verbrauchsartikels zu erleichtern. Ein zweiter Abschnitt kann opak gestaltet werden, um einen Ausgabemechanismus zu verbergen, eine Überprüfung des Füllstands zu erlauben und einem Spender eine ästhetisch ansprechende Erscheinung zu verleihen.
Bei der Herstellung eines solchen Spenderteils wird die erste Komponente in der Regel in einer ersten Form spritzgegossen und in eine zweite Form überführt, um dorthin von einer anschließend eingespritzten Komponente gefolgt zu werden. Bei einem auf diese Weise gefertigten Spenderteil können Probleme mit einem Verzug mindestens der ersten Komponente sowie der Naht auftreten, insbesondere in oder nahe den Bereichen der Seitenkanten. Die Komponententeile werden in der Regel an ihren Enden miteinander zusammengefügt, und selbst mit lokalen Verstärkungen kann es sein, dass es der Naht an ausreichender Festigkeit mangelt, um den Kräften standzuhalten, denen sie möglicherweise bestimmungsgemäß widerstehen muss. Beispielsweise kann die Vorderseite des Spenders einer versehentlichen oder bewussten Punktbelastung ausgesetzt sein, wie etwa einer Aufprallkraft, die von einem Stoß gegen den Spender durch ein Objekt oder eine Person verursacht wird. Eine schwache Naht kann dazu führen, dass das Spenderteil, welches die Abdeckung bildet, entlang mindestens eines Teils der Stirnfläche reißt, was einen Austausch des Spenderteils erforderlich macht.
Die Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Spenderteils und eines Verfahrens zu seiner Herstellung, um die obigen Probleme hinsichtlich des Verzugs des Spenderteils und der Festigkeit der Naht zu lösen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die obigen Probleme werden durch einen Spender gemäß den angehängten Ansprüchen gelöst.
Die Erfindung betrifft Spenderteile, insbesondere Spender oder Teile für Spender für Verbrauchsmaterialien in Restaurants, Toiletten oder Ähnlichem. Spender dieses Typs können für Rollen oder Stapel aus Papier oder anderen Wischmaterialien oder für Waschsubstanzen, wie etwa flüssige Handcreme, Seife oder andere Reinigungsmittel, vorgesehen sein.
In dem folgenden Text sind Begriffe wie etwa vorn, hinten, innen und außen in Bezug auf eine sichtbare äußere Vorder- oder Seitenfläche des Spenders oder gegebenenfalls in Bezug auf eine dem Nutzer zugewandte Fläche eines in einem Spender befindlichen Spenderteils definiert. Darüber hinaus wird der Begriff „Naht“ als ein Oberbegriff verwendet, der irgendeine Naht oder Fuge definiert, die sich zum Verbinden von zwei Komponententeilen, welche Kunststoffmaterial umfassen, zu einem einzigen Spenderteil eignet. Im Allgemeinen wird der Begriff „Spenderteil“ verwendet, um ein Strukturteil eines Spenders, nämlich eine sichtbare äußere Abdeckung, äußere Schale oder einen Teil davon zu umfassen. Auch wird der Begriff „Komponententeil“ verwendet, um jede spritzgegossene Komponente zu bezeichnen, die mit einem oder mehreren zusätzlichen Komponententeilen unter Bildung eines Spenderteils verbunden ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Spenderteil, das mindestens zwei Komponententeile umfasst, die jeweils durch eine Naht verbunden sind, welche sich von einer ersten Seitenkante zu einer zweiten Seitenkante des Spenderteils erstreckt. Wenn im späteren Text auf ein „Spenderteil“ Bezug genommen wird, so bezieht sich dieser Begriff auf eine äußere Schale oder eine äußere Abdeckung eines Spenders für Papierwischtücher/-handtücher, kernlose Rollen, Kunststoff- oder Papierbecher, Flüssigseife/-creme, oder ähnliche Spender. Die Schale oder Abdeckung kann zwei Komponententeile umfassen, die aus dem gleichen oder unterschiedlichen Kunststoffmaterialien in einer beliebigen Kombination einer opaken, semi-opaken, semi-transparenten oder transparenten Form hergestellt sind. Die Komponententeile, die das Spenderteil bilden, können auch funktionell unterschiedliche Eigenschaften besitzen, wobei die Komponententeile eine Abdeckung umfassen können, die unter Verwendung des vorgesehenen Verfahrens mit einer Schneidevorrichtung verbunden wurde.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Fertigung des Spenderteils beinhaltet das Verwenden einer einzigen Form und das Herstellen des Spenderteils unter Verwendung eines Zweikomponenten-Spritzgießprozesses. Der Zweikomponenten-Spritzgießprozess beinhaltet das Durchführen eines ersten Spritzgießschritts zur Herstellung mindestens eines ersten Teils in der Form, das Halten des mindestens einen Teils in der Form und das Durchführen eines zweiten Spritzgießschritts zur Herstellung mindestens eines zweiten Teils in der Form und zur Fertigstellung des Spenderteils. Die Form ist während des ersten Spritzgießschritts an einer ersten Position angeordnet und wird dann in eine zweite Position bewegt oder gedreht, in der der zweite Spritzgießschritt und das anschließende Abkühlen durchgeführt werden. In seiner einfachsten Form wird das Verfahren zur Fertigung eines Spenderteils mit einem einzigen ersten und zweiten Teil verwendet. Ein solches Spenderteil kann ein oberes erstes Teil aus einem transparenten ersten Material und ein unteres zweites Teil aus einem opaken zweiten Material umfassen. Jedoch sind im Rahmen der Erfindung eine Reihe von Variationen möglich. Beispielsweise kann ein Spenderteil in Form einer vorderen Abdeckung ein transparentes erstes Teil umfassen, das sich horizontal über einen mittleren Abschnitt des Spenderteils erstreckt, sowie ein oberes und ein unteres opakes zweites Teil, oder umgekehrt. Wenn das Spenderteil mehr als ein erstes und ein zweites Teil umfasst, werden erfindungsgemäß alle ersten Teile in dem ersten Spritzgießschritt geformt und alle zweiten Teile werden in dem zweiten Spritzgießschritt geformt.
Eine erste Kante des mindestens einen ersten Teils und eine eingespritzte zweite Kante des mindestens einen zweiten Teils werden während des zweiten Spritzgießschritts unter Bildung der Naht verbunden. Jede erste Kante des mindestens einen ersten Teils wird so geformt, dass sie mindestens eine Stufe in einer Querrichtung zu der ersten Kante bildet. Die mindestens eine Stufe wird vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, entlang jeder ersten Kante von der ersten zur zweiten Seitenkante des ersten Komponententeils geformt.
Für jedes erste Teil kann die mindestens eine Stufe unter Bildung einer zu einer inneren oder einer äußeren Fläche des Spenderteils rechtwinkligen ersten Kontaktfläche und einer sich zu der ersten Kante hin erstreckenden zweiten Kontaktfläche geformt werden. Folglich ist die zweite Kontaktfläche so angeordnet, dass sie sich sowohl in der Quer- als auch der Längsrichtung der Naht zwischen der inneren und äußeren Fläche erstreckt. Die zweite Kontaktfläche kann unter Bildung von erhabenen Kontakterhöhungsmitteln entlang der Länge der Naht, vorzugsweise entlang der gesamten Länge der Naht, geformt werden. Die erhabenen Kontakterhöhungsmittel schmelzen bei Kontakt mit dem während des zweiten Spritzgießschritts eingespritzten Material.
In diesem Zusammenhang ist die Längsrichtung der Naht als die Richtung der vorderen Kante des jeweiligen Komponententeils definiert, an die sich die Naht anschließt, oder als die allgemeine Richtung der vorderen Kante, falls die Kante nichtlinear sein sollte. Die Querrichtung der Naht an einer bestimmten Stelle ist als die Richtung definiert, die rechtwinklig zu der besagten vorderen Kante in der Ebene des Spenderteils an dieser Stelle ist.
Jede vordere Kante des ersten Komponententeils kann unter Bildung von mindestens zwei Stufen spritzgegossen sein. Dies kann durch Formen der ersten Kante unter Bildung einer dritten Kontaktfläche, die zu einer äußeren oder einer inneren Fläche des Spenderteils rechtwinklig ist, erreicht werden. Zum Beispiel kann die Naht in ihrer einfachsten Form eine zu einer äußeren Fläche des Spenderteils rechtwinklige erste Kontaktfläche und eine sich in Richtung der ersten Kante erstreckende zweite Kontaktfläche umfassen. Die Naht wird von einer zu einer inneren Fläche des Spenderteils rechtwinklige dritte Kontaktfläche vervollständigt.
Gemäß einem Beispiel beinhaltet das Verfahren das Formen der erhabenen Kontakterhöhungsmittel unter Bildung mindestens einer zusätzlichen Stufe in der zweiten Kontaktfläche zwischen der ersten und dritten Kontaktfläche. Die Höhe der Stufen kann je nach der Dicke der an die Naht angrenzenden Spenderwand gewählt werden und kann beispielsweise in einem Bereich von 0,05 bis 3 mm gewählt werden. Die Stufen erhalten vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, die gleiche Höhe. Beispielsweise ist bei einer Naht, die ein transparentes und ein opakes Teil verbindet, die an die äußere Fläche des Spenderteils angrenzende erste Stufe vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, größer als die zusätzlichen Stufen. Dies ergibt eine klare Trennlinie zwischen den beiden Teilen und erleichtert das Befüllen der Form im Anschluss an die Kante des ersten Teils während des zweiten Spritzgießschritts. Ein opakes Material, das angrenzend an die Naht eine dickere erste Stufe aufweist, verhindert auch, dass dieser Abschnitt des Spenderteils teilweise transparent wird. Beispielsweise kann eine Spenderwand im Anschluss an die Naht eine konstante Gesamtdicke von 1–6 mm, vorzugsweise 2,5–4,5 mm, besitzen. Eine an die äußere Fläche angrenzend vorgesehene erste Stufe und eine an die innere Fläche angrenzend vorgesehene erste Stufe können jeweils eine Höhe von 0,2–1 mm besitzen. Diese erste und zweite Stufe können durch eine Reihe zusätzlicher Zwischenstufen mit einer Höhe von 0,05–1 mm getrennt sein. Die Zwischenstufen sind vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, von gleicher Höhe. Der Abstand zwischen jeder benachbarten Stufe kann eine Distanz größer oder gleich der Höhe der kleineren der Stufen sein. Jede Ecke der zusätzlichen Stufen wird während des zweiten Spritzgießschritts schmelzen.
Die Stufen können sich durchgängig oder intermittierend entlang der gesamten Längserstreckung der Naht erstrecken. Falls die Stufen intermittierend angeordnet sind, so sollte die Summe aller mit Stufen versehenen intermittierenden Abschnitte eine Gesamtlänge von nicht weniger als der halben Länge der Naht besitzen. Der Abstand zwischen benachbarten abgestuften Abschnitten kann konstant oder veränderlich sein. Vorzugsweise sollten die abgestuften Abschnitte mit nicht-planaren Abschnitten der Naht, wie etwa Ecken, von Abschnitten, welche einer Stoßbelastung ausgesetzt sein können, übereinstimmen.
Gemäß einem alternativen Beispiel beinhaltet das Verfahren das Formen der erhabenen Kontakterhöhungsmittel unter Bildung mindestens eines geeigneten Vorsprungs. Analog zu dem obigen Beispiel kann jede erste Kante des ersten Komponententeils unter Bildung von mindestens zwei Stufen spritzgegossen werden. Die Naht kann eine zu einer äußeren Fläche des Spenderteils rechtwinklige erste Kontaktfläche und eine sich in Richtung der ersten Kante erstreckende zweite Kontaktfläche umfassen. Die Naht wird durch eine zu einer inneren Fläche des Spenderteils rechtwinklige dritte Kontaktfläche vervollständigt. In diesem Beispiel kann die Höhe der ersten und dritten Kontaktfläche gleich oder ungefähr gleich der halben Dicke der an die Naht angrenzenden Spenderwand sein. Die erhabenen Kontakterhöhungsmittel können mindestens einen Vorsprung entlang der Länge der Naht bilden, wie etwa einen oder mehrere flache Vorsprünge, die sich entlang der Länge der Naht rechtwinklig aus der zweiten Kontaktfläche erstrecken.
Alternativ können die erhabenen Kontakterhöhungsmittel mehrere Einzelvorsprünge in mindestens einer gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Linie entlang der Länge der Naht bilden. Die Vorsprünge können auch gleichmäßig oder intermittierend über die gesamte zweite Kontaktfläche verteilt sein, wobei eine größere Konzentration von Vorsprüngen entlang Abschnitten der Naht vorgesehen ist, welche während einer Stoßeinwirkung relativ großen Kräften ausgesetzt sind. Diese Vorsprünge können als kreisförmige, rechteckige oder dreieckige Säulen oder als halbkugelförmige, kegelförmige, pyramidenförmige oder V-förmige Vorsprünge ausgebildet sein. Die Vorsprünge können eine Höhe von bis zu etwa der halben Höhe der ersten Stufe oder der ersten Kontaktfläche besitzen. Die größte Querschnittsabmessung eines Vorsprungs, gemessen an der Basis eines solchen Vorsprungs in der Ebene der zweiten Kontaktfläche, kann bis zu seiner zweifachen Höhe betragen.
Die Vorsprünge können sich durchgängig oder intermittierend entlang der gesamten Längserstreckung der Naht erstrecken. Falls die Vorsprünge intermittierend angeordnet sind, so sollte die Summe aller mit Vorsprüngen versehenen intermittierenden Abschnitte eine Gesamtlänge besitzen, die nicht geringer ist als die halbe Länge der Naht. Der Abstand zwischen mit Vorsprüngen versehenen benachbarten Abschnitten kann konstant oder veränderlich sein. Vorzugsweise sollten die mit Vorsprüngen versehenen Abschnitte mit nicht-planaren Abschnitten der Naht, wie etwa Ecken, von Abschnitten, welche einer Stoßbelastung ausgesetzt sein können, übereinstimmen.
Gemäß einem weiteren Beispiel beinhaltet das Verfahren das Formen der erhabenen Kontakterhöhungsmittel unter Bildung von langgestreckten Stegen. Analog zu dem obigen alternativen Beispiel kann jede erste Kante des ersten Komponententeils unter Bildung von mindestens zwei Stufen gleicher Höhe spritzgegossen sein. In diesem Beispiel kann die Höhe der ersten und dritten Kontaktfläche gleich oder ungefähr gleich der halben Dicke der an die Naht angrenzenden Spenderwand sein. Die erhabenen Kontakterhöhungsmittel können mindestens einen Steg entlang der Länge der Naht bilden. Ein solcher Steg kann einen V-förmigen Querschnitt in der Querrichtung der Naht besitzen. Alternativ können mehrere parallele Stege mit einem V-förmigen Querschnitt vorgesehen sein.
Die Stege können sich durchgängig oder intermittierend entlang der gesamten Längserstreckung der Naht erstrecken. Falls die Stege intermittierend angeordnet sind, so sollte die Summe aller mit Stegen versehenen intermittierenden Abschnitte eine Gesamtlänge von nicht weniger als der halben Länge der Naht besitzen. Der Abstand zwischen mit Stegen versehenen benachbarten Abschnitten kann konstant oder veränderlich sein. Vorzugsweise sollten die mit Stegen versehenen Abschnitte mit nicht-planaren Abschnitten der Naht, wie etwa Ecken, von Abschnitten, welche einer Stoßbelastung ausgesetzt sein können, übereinstimmen.
In den obigen Beispielen kann der mindestens eine Vorsprung oder Steg eine Höhe von bis zu der halben Dicke der ersten Kontaktfläche, gemessen ab der Basis des Vorsprungs bis zu der äußeren Fläche des fertiggestellten Spenderteils, in einer zu der äußeren Fläche rechtwinkligen Richtung besitzen. Die Vorsprünge können die gleiche oder eine unterschiedliche Höhe erhalten.
Die in allen obigen Beispielen beschriebene Naht kann eine Querbreite besitzen, die sich über eine Strecke der bis zu 5-fachen Dicke des dünneren aus dem ersten und zweiten Teil in einer Richtung quer zu der Richtung der Naht zwischen den Komponententeilen in der Ebene der Komponententeile erstreckt.
Falls das erste Teil ein transparentes Material umfasst, werden die Stufen unter Verringerung der Dicke jeder ersten Kante in Richtung der inneren Fläche des ersten Teils gebildet. Das zweite Teil kann ein opakes Material umfassen, und die gegenüberliegende Kante des zweiten Teils kann verwendet werden, um die erhabenen Kontakterhöhungsmittel der Naht zwischen den Komponententeilen zu verbergen. Gemäß einem Beispiel können das erste und das zweite Teil auf beiden Seiten der Naht und über der Naht die gleiche Dicke besitzen.
Gemäß einem weiteren Beispiel kann die Wanddicke des ersten Teils in der Richtung der Kante des an die Naht angrenzenden ersten Teils allmählich erhöht werden.
Um eine gewünschte Festigkeit zu erreichen, ist jede Ecke der Stufen oder jeder Vorsprung eingerichtet, um während des zweiten Spritzgießschritts zu schmelzen. Es wurde festgestellt, dass durch Vorsehen von Stufen, die durch im Wesentlichen rechtwinklige Ecken entlang der gesamten Länge der Naht gebildet sind, die Bildung einer homogenen, festen Naht erreicht wird. Wenn das während des zweiten Spritzgießschritts eingespritzte geschmolzene Material die erstarrte Kante des ersten Teils erreicht, erleichtern die Ecken oder Vorsprünge das Verschmelzen des ersten und des zweiten Teils. Um dies sicherzustellen, kann die Temperatur des einzuspritzenden Materials und/oder die Temperatur einer oder beider Formen gesteuert werden, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Beispielsweise kann die Temperatur zumindest des während des zweiten Spritzgießschritts eingespritzten Materials oberhalb der für das konkrete Material empfohlenen Einspritztemperatur gewählt werden. Während das zweite Material durch die Form in Richtung des ersten Teils fließt, fällt seine Temperatur allmählich ab. Da jedoch die Anfangstemperatur zu Beginn des Einspritzens höher ist als normal, wird die Temperatur des geschmolzenen zweiten Materials immer noch ausreichen, um die Kante des erstarrten ersten Teils zu schmelzen. Die Temperatur des ersten Teils kann durch Einstellen des Abkühlens der Form gesteuert werden. Das erste Teil wird nach dem ersten Spritzgießschritt in der Form behalten, um die Gestalt des ersten Teils aufrechtzuerhalten, wenn es abzukühlen beginnt, und um das erste Teil auf einer erhöhten Temperatur zu halten, bis der zweite Spritzgießschritt abgeschlossen ist. Das fertiggestellte Spenderteil kann dann abgekühlt und aus der Form entnommen werden.
Kombiniert mit der Wahl kompatibler Harzmaterialien und geeigneter Einspritztemperaturen für das erste und das zweite Material besitzt eine oben beschriebene Naht eine verbesserte Stoßfestigkeit verglichen mit Nähten aus dem Stand der Technik, die anhand von herkömmlichen Verfahren gefertigt werden. Die Stoßfestigkeit kann als die Energie definiert werden, die erforderlich ist, um ein Exemplar zu zerbrechen, das, wie in einem Stoßversuch, einer stoßartigen Belastung ausgesetzt ist. Alternative Begriffe sind Aufprallenergie, Kerbzähigkeit, Schlagzähigkeit und Energieabsorption.
Wie vorstehend ausgeführt, betrifft die Erfindung ein Spenderteil, das durch das oben beschriebene Verfahren gefertigt wird. Das Spenderteil umfasst mindestens zwei Teile, die durch eine Naht verbunden sind, welche sich von einer ersten Seitenkante zu einer zweiten Seitenkante des Spenderteils erstreckt. Die Naht, die das jeweilige erste und zweite Teil verbindet, besitzt eine Stoßfestigkeit, die mindestens gleich jener jedes des an die Naht angrenzenden ersten und zweiten Teils ist. In der Praxis bedeutet dies, dass das Spenderteil, wenn es einer Stoßeinwirkung in dem ungefähren Bereich der Naht ausgesetzt ist, erst auf einer Seite der Naht oder parallel zu dieser, jedoch nicht in oder entlang der Naht selbst brechen wird.
Die Erfindung betrifft auch ein Komponententeil eines Spenderteils, welches durch das Verfahren gefertigt wird. Das Komponententeil ist ein Zwischenprodukt, das so eingerichtet ist, dass es während eines ersten Spritzgießschritts gefertigt wird, wobei eine erste Kante des mindestens einen ersten Teils eine Reihe von einzelnen Stufen umfasst. Diese Stufen wurden im vorstehenden Text beschrieben.
Das Spenderteil kann zwei oder mehr spritzgegossene Komponenten umfassen, die durch eine Naht verbunden sind, welche eine vorbestimmte Festigkeit besitzt. Dies kann durch ein Spenderteil erreicht werden, umfassend ein erstes spritzgegossenes Komponententeil aus Kunststoff mit einer zugeordneten ersten Fügefläche; ein zweites spritzgegossenes Komponententeil aus Kunststoff mit einer zugeordneten zweiten Fügefläche; und eine Naht, die durch die erste Fügefläche und die zweite Fügefläche während des Spritzgießens zum Fügen des ersten Komponententeils und des zweiten Komponententeils ausgebildet wird, um ein Spenderteil zu definieren. Die Festigkeit der resultierenden Naht ist vorzugsweise größer oder gleich der Festigkeit mindestens eines aus dem ersten und dem zweiten geformten Komponententeil aus Kunststoff. Die Stoßfestigkeit der resultierenden Naht ist vorzugsweise größer oder gleich der Festigkeit mindestens eines aus dem ersten und dem zweiten geformten Komponententeil aus Kunststoff.
Die erste Fügefläche und die zweite Fügefläche sind im Allgemeinen nicht-planar, indem sich die Naht von einer ersten Seitenkante an einer ersten Seitenwand des Spenderteils, über mindestens einen Teil der Stirnfläche und zu einer zweiten Seitenkante an einer zweiten Seitenwand des Spenderteils erstreckt.
Um die gewünschte Festigkeit zu erzielen, sollte das Spenderteil unter Verwendung von Materialien spritzgegossen werden, die geeignete Eigenschaften für diesen Zweck besitzen. Gemäß einem Beispiel wird jedes aus dem ersten Komponententeil und dem zweiten Komponententeil aus der Acrylnitril-Butadien-Styrol(ABS)-Kunststoffmaterialgruppe ausgewählt. Gemäß einem zweiten Beispiel ist das erste Komponententeil ein ABS-Kunststoffmaterial, und das zweite Komponententeil ist ein Methylmethacrylat-ABS(MABS)-Kunststoffmaterial. Je nach den gewünschten Eigenschaften oder der Verwendung des Spenderteils kann das erste Komponententeil ein opakes ABS-Kunststoffmaterial sein, und das zweite Komponententeil kann ein transparentes MABS-Kunststoffmaterial sein. Die Querschnittsdicke in Querrichtung des Spenderteils an der Naht kann zwischen 1 und 6 mm, vorzugsweise zwischen 2,5 und 4,5 mm betragen.
Wie vorstehend ausgeführt, können das erste und das zweite Kunststoffkomponententeil aus der aus ABS-Kunststoffmaterial ausgewählten Gruppe geformt werden. Alternativ kann ein Polycarbonat-Kunststoffmaterial verwendet werden, obgleich solche Materialien eine geringere Kratzfestigkeit besitzen. Analog zu den ABS/MABS-Kunststoffmaterialien kann das Polycarbonat-Kunststoffmaterial entweder transparent oder opak sein.
Die Festigkeit des Spenderteils über der Naht sollte derart sein, dass die Naht beim Biegen eine Spitzenbelastung von mindestens 35 MPa, vorzugsweise über 40 MPa, am stärksten bevorzugt über 50 MPa aufweist. Ein Vergleich zwischen einer Reihe von erfindungsgemäßen Nähten und einer herkömmlichen Naht wird nachstehend im Detail beschrieben. Gemäß einem Beispiel kann ein Querschnitt in Querrichtung der Naht mindestens eine Stufe oder einen Vorsprung entlang der gesamten Länge der Naht aufweisen, wie oben beschrieben.
Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Spenderteils, das zwei oder mehr spritzgegossene Komponenten umfasst, die durch eine durchgängige Naht verbunden sind, welche sich von einer Seite des Spenderteils zu einer anderen erstreckt. Dies kann durch ein Spenderteil erreicht werden, umfassend ein erstes spritzgegossenes Kunststoffkomponententeil mit einer zugeordneten ersten Fügefläche; ein zweites spritzgegossenes Kunststoffkomponententeil mit einer zugeordneten zweiten Fügefläche; eine Naht, die durch die erste Fügefläche und die zweite Fügefläche während des Spritzgießens zum Verbinden des ersten Komponententeils und des zweiten Komponententeils ausgebildet wird, um ein Spenderteil zu definieren, wobei jedes Komponententeil eine Stirnfläche aufweist sowie eine erste und eine zweite Seitenfläche, die jeweils eine von der Stirnfläche abgewandte Kante aufweisen. Die resultierende Naht ist eingerichtet, um sich von der Kante, die der ersten Seitenfläche zugeordnet ist, zu der Kante des Spenderteils zu erstrecken, die der zweiten Seitenfläche zugeordnet ist. In diesem Fall sind die erste Fügefläche und die zweite Fügefläche im Allgemeinen nicht-planar.
Um eine nicht-planare Naht zu erzeugen, die zwei Komponenten von einer ersten freien Kante zu einer zweiten freien Kante verbindet, sollte das Spenderteil unter Verwendung von Materialien spritzgegossen werden, die für diesen Zweck geeignete Eigenschaften besitzen. Neben Nahtfestigkeit ist die Verwendung von Materialien wünschenswert, die nicht brechen, wenn sie einer Stoßeinwirkung an oder nahe der Naht ausgesetzt sind.
Gemäß einem Beispiel wird jedes aus dem ersten Komponententeil und dem zweiten Komponententeil aus der Acrylnitril-Butadien-Styrol(ABS)-Kunststoffmaterialgruppe ausgewählt. Gemäß einem zweiten Beispiel ist das erste Komponententeil ein ABS-Kunststoffmaterial, und das zweite Komponententeil ist ein Methylmethacrylat-ABS(MABS)-Kunststoffmaterial. Je nach den gewünschten Eigenschaften oder der Verwendung des Spenderteils kann das erste Komponententeil ein opakes ABS-Kunststoffmaterial sein, und das zweite Komponententeil kann ein transparentes MABS-Kunststoffmaterial sein. Die Querschnittsdicke in Querrichtung des Spenderteils an der Naht kann zwischen 1 und 6 mm, vorzugsweise zwischen 2,5 und 4,5 mm betragen.
Die Naht sollte imstande sein, einer Stoßeinwirkung von mindestens 10 Joule, vorzugsweise jedoch 15 Joule, standzuhalten, ohne an ihren freien Kanten oder entlang nicht-planarer Bereiche zu reißen. Ein geeignetes Verfahren zum Testen erfindungsgemäßer Nähte sowie herkömmlicher Nähte wird nachstehend im Detail beschrieben. Gemäß einem Beispiel kann ein Querschnitt in Querrichtung der Naht mindestens eine Stufe entlang der gesamten Länge der Naht aufweisen.
Das Spenderteil kann ferner zwei oder mehr spritzgegossene Komponenten umfassen, die durch eine Naht verbunden sind, welche ausgebildet ist, um eine vorbestimmte Festigkeit und Schlagzähigkeit vorzusehen. Dies kann durch ein Spenderteil erreicht werden, umfassend mindestens ein erstes spritzgegossenes Kunststoffkomponententeil mit einer zugeordneten ersten Fügefläche; mindestens ein zweites spritzgegossenes Kunststoffkomponententeil mit einer zugeordneten zweiten Fügefläche; eine Naht, die durch die erste Fügefläche und die zweite Fügefläche während des Spritzgießens zum Fügen des ersten Komponententeils und des zweiten Komponententeils ausgebildet wird, um ein Spenderteil zu definieren. Ein Querschnitt in Querrichtung der Naht weist eine Kontaktfläche auf, die zwischen einer inneren und einer äußeren Fläche des Spenderteils liegt.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Spenderteil, das mindestens zwei Teile umfasst, die durch eine Naht verbunden sind, welche sich von einer ersten Seitenkante, über eine Stirnfläche und zu einer zweiten Seitenkante des Spenderteils erstreckt. Das Spenderteil kann mehr als ein erstes und zweites Komponententeil umfassen, die jeweils während eines ersten bzw. zweiten Spritzgießschritts eingespritzt werden. Folglich kann jedes erste Komponententeil je nach der Form und/oder Ausgestaltung des Spenderteils eine oder zwei Kontaktflächen aufweisen.
Jede Kontaktfläche ist angeordnet, um sich entlang der Länge der Naht zu erstrecken, und mindestens eine Kontaktfläche kann eine Quererstreckung der bis zu 5-fachen Dicke mindestens eines aus dem an die Naht angrenzenden ersten und zweiten Komponententeil besitzen. Alternativ kann die Kontaktfläche eine Quererstreckung besitzen, die der 3- bis 5-fachen Dicke mindestens eines aus dem an die Naht angrenzenden ersten und zweiten Komponententeil entspricht. Das Ausmaß der Quererstreckung der Kontaktfläche kann als die Gesamtlänge der Überlappung zwischen dem ersten und zweiten Komponententeil rechtwinklig zu der Naht, die parallel zu der äußeren Fläche des Spenderteils ist, definiert werden. Diese mindestens eine Komponente ist vorzugsweise das dünnere aus dem ersten und zweiten Komponententeil. Alternativ kann sie auch diejenige Komponente sein, die bis zu der Naht in ihrer Querrichtung eine konstante Dicke besitzt. Die Naht kann eine maximale Dicke größer oder gleich jener des mindestens einen aus dem an die Naht angrenzenden ersten und zweiten Komponententeil besitzen. Die maximale Dicke kann das 1,2- bis 1,5-fache der Dicke der Komponententeile betragen.
Vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, weist der Querschnitt in Querrichtung der Naht eine erste Stufe angrenzend an die äußere Fläche des Spenderteils und im Wesentlichen rechtwinklig dazu auf. Die mindestens eine Stufe erstreckt sich entlang jeder ersten Kante von der ersten zu der zweiten Seitenkante. Jede mindestens eine Stufe kann eine erste Kontaktfläche bilden, die rechtwinklig zu einer inneren oder einer äußeren Fläche des Spenderteils ist, sowie eine zweite Kontaktfläche, die sich in Richtung der ersten Kante erstreckt. Die mindestens eine Stufe wird vorzugsweise entlang jeder ersten Kante von der ersten zu der zweiten Seitenkante des ersten Komponententeils geformt.
Folglich ist die zweite Kontaktfläche angeordnet, um sich zwischen der inneren und der äußeren Fläche sowohl in der Quer- als auch der Längsrichtung der Naht zu erstrecken. Die zweite Kontaktfläche kann so geformt werden, dass sie erhabene Kontakterhöhungsmittel entlang der Länge der Naht, vorzugsweise entlang der gesamten Länge der Naht, bildet. Die erhabenen Kontakterhöhungsmittel schmelzen bei Kontakt mit dem Material, das während des zweiten Spritzgießschritts eingespritzt wird.
Jede erste Kante des ersten Komponententeils kann unter Bildung von mindestens zwei Stufen spritzgegossen werden. Dies kann durch Formen der ersten Kante unter Bildung einer dritten Kontaktfläche rechtwinklig zu einer äußeren oder einer inneren Fläche des Spenderteils erreicht werden. Beispielsweise kann die Naht in ihrer einfachsten Form eine erste Kontaktfläche rechtwinklig zu einer äußeren Fläche des Spenderteils sowie eine sich in Richtung der ersten Kante erstreckende zweite Kontaktfläche aufweisen. Die Naht wird durch eine zu einer inneren Fläche des Spenderteils rechtwinklige dritte Kontaktfläche vervollständigt.
Gemäß einem Beispiel beinhaltet das Verfahren das Formen der erhabenen Kontakterhöhungsmittel unter Bildung mindestens einer zusätzlichen Stufe in der zweiten Kontaktfläche, zwischen der ersten und der dritten Kontaktfläche. Die Höhe der Stufen kann je nach der Dicke der an die Naht angrenzenden Spenderwand gewählt werden. Diese Dicke wird vorzugsweise rechtwinklig zu der Stirnfläche des dünneren der Komponententeile unmittelbar vor der Naht gemessen. Die Höhe der zusätzlichen Stufen kann beispielsweise in einem Bereich von 0,05 bis 2 mm gewählt werden. Die Stufen erhalten vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, die gleiche Höhe. Zum Beispiel ist bei einer Naht, die ein transparentes und ein opakes Teil verbindet, die erste Stufe, die an die äußere Fläche des Spenderteils angrenzt, vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, größer als die zusätzlichen Stufen. Dies ergibt eine klare Trennlinie zwischen den beiden Teilen und erleichtert das Befüllen der Form im Anschluss an die Kante des ersten Teils während des zweiten Spritzgießschritts. Ein opakes Material mit einer an die Naht angrenzenden dickeren ersten Stufe verhindert auch, dass dieser Abschnitt des Spenderteils teilweise transparent wird. Beispielsweise kann eine Spenderwand oder ein Spenderteil eine konstante Gesamtdicke von 1–6 mm, vorzugsweise 2,5–4,5 mm, angrenzend an die Naht besitzen. Eine erste Stufe, die angrenzend an die äußere Fläche vorgesehen ist, und eine erste Stufe, die angrenzend an die innere Fläche vorgesehen ist, können jeweils eine Höhe von 0,2–1 mm besitzen. Diese erste und zweite Stufe können durch eine Reihe von zusätzlichen Zwischenstufen mit einer Höhe von 0,05–1 mm getrennt sein. Die Zwischenstufen sind vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, von gleicher Höhe. Der Abstand zwischen jeder benachbarten Stufe kann eine Distanz größer oder gleich der Höhe der kleineren der Stufen sein. Jede Ecke der zusätzlichen Stufen schmilzt während des zweiten Spritzgießschritts.
Gemäß einem alternativen Beispiel beinhaltet das Verfahren das Formen der erhabenen Kontakterhöhungsmittel unter Bildung mindestens eines geeigneten Vorsprungs. Analog zu dem obigen Beispiel kann jede erste Kante des ersten Komponententeils unter Bildung von mindestens zwei Stufen spritzgegossen werden. Die erhabenen Kontakterhöhungsmittel können mindestens einen Vorsprung entlang der Länge der Naht bilden, wie etwa einen oder mehrere flache Vorsprünge, die sich rechtwinklig zu der zweiten Kontaktfläche entlang der Länge der Naht erstrecken.
Alternativ können die erhabenen Kontakterhöhungsmittel mehrere Einzelvorsprünge in mindestens einer regelmäßigen oder unregelmäßigen Linie entlang der Länge der Naht bilden. Die Vorsprünge können auch gleichmäßig über die gesamte zweite Kontaktfläche verteilt sein. Diese Vorsprünge können als kreisförmige, rechteckige oder dreieckige Säulen oder als halbkugelförmige, kegelförmige, pyramidenförmige oder V-förmige Vorsprünge ausgebildet sein.
Gemäß einem weiteren Beispiel beinhaltet das Verfahren das Formen der erhabenen Kontakterhöhungsmittel, so dass sie langgestreckte Stege bilden. Analog zu dem obigen Beispiel kann jede erste Kante des ersten Komponententeils unter Bildung von mindestens zwei Stufen spritzgegossen werden. Die erhabenen Kontakterhöhungsmittel können mindestens einen Steg entlang der Länge der Naht bilden. Ein solcher Steg kann einen V-förmigen Querschnitt in der Querrichtung der Naht besitzen. Alternativ können mehrere parallele Stege mit einem V-förmigen Querschnitt vorgesehen sein.
In den obigen Beispielen kann der mindestens eine Vorsprung oder Steg eine Höhe von bis zu der halben Dicke der ersten Kontaktfläche besitzen, gemessen ab der Basis des Vorsprungs bis zur äußeren Fläche des fertiggestellten Spenderteils in einer zu der äußeren Oberfläche rechtwinkligen Richtung. Die Vorsprünge können die gleiche oder eine unterschiedliche Höhe erhalten.
Die in allen obigen Beispielen beschriebene Naht kann eine Querbreite besitzen, die sich in einer Richtung quer zu der Richtung der Naht zwischen den Komponententeilen in der Ebene der Komponententeile über eine Strecke der bis zu 5-fachen Dicke des dünneren aus dem ersten und dem zweiten Teil erstreckt.
Falls das erste Teil ein transparentes Material aufweist, werden die Stufen so gebildet, dass die Dicke jeder ersten Kante in Richtung der inneren Fläche des ersten Teils verringert wird. Das zweite Teil kann ein opakes Material aufweisen, und die gegenüberliegende Kante des zweiten Teils kann verwendet werden, um die erhabenen Kontakterhöhungsmittel der Naht zwischen den Komponententeilen zu verbergen. Gemäß einem Beispiel können das erste und das zweite Teil auf beiden Seiten der Naht und über der Naht die gleiche Dicke besitzen. Gemäß einem weiteren Beispiel kann die Wanddicke des ersten Teils in der Richtung der Kante des an die Naht angrenzenden ersten Teils allmählich erhöht werden.
Gemäß einem weiteren Beispiel kann die Dicke des ersten Komponententeils eingerichtet sein, um allmählich in einer Querrichtung zu der Naht hin zuzunehmen. Die maximale Dicke der Naht kann das bis zu 1,5-fache der Dicke des an die Naht angrenzenden zweiten Komponententeils betragen. Ein vorderes Ende des ersten Komponententeils ist eingerichtet, um sich über die Naht hinaus in der Querrichtung der Naht zu erstrecken. Im Anschluss kann das vordere Ende des ersten Komponententeils eine Lippe aufweisen, die sich in Richtung einer inneren Fläche des zweiten Komponententeils erstreckt. Auf diese Weise lässt sich die oben definierte Gesamtlänge der Kontaktfläche verlängern. Diese Lippe kann geeigneterweise in Richtung der inneren Fläche abgerundet oder abgewinkelt sein.
Ein Spenderteil wie oben beschrieben kann ein erstes und ein zweites Komponententeil umfassen, die jeweils eine Stirnfläche aufweisen sowie eine erste und eine zweite Seitenfläche, die jeweils eine von der gemeinsamen Stirnfläche abgewandte Kante aufweisen. Eine erfindungsgemäße Naht kann eingerichtet sein, um sich von der Kante, die der ersten Seitenfläche zugeordnet ist, zu der Kante zu erstrecken, die der zweiten Seitenfläche zugeordnet ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird im Detail unter Bezugnahme auf die angehängten Figuren beschrieben. Es sollte verstanden werden, dass die Zeichnungen lediglich zu Zwecken der Veranschaulichung vorgesehen sind und nicht als eine Definition der Grenzen der Erfindung gedacht sind, für die auf die angehängten Ansprüche Bezug genommen werden sollte. Es sollte ferner verstanden werden, dass die Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt sind und, sofern nichts anderes angegeben ist, lediglich dazu gedacht sind, die hierin beschriebenen Strukturen und Verfahren schematisch zu veranschaulichen.
1A–B zeigen eine schematische Darstellung einer Anordnung zum Durchführen eines Formgebungsprozesses zur Fertigung eines erfindungsgemäßen Spenderteils;
2 zeigt eine schematische Darstellung eines durch den erfindungsgemäßen Prozess gefertigten Spenderteils;
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Naht aus dem Stand der Technik;
4A–D zeigen eine schematische Darstellung von Querschnitten durch eine Reihe von alternativen erfindungsgemäßen Nähten;
5 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Naht aus 4A;
6 zeigt einen schematischen, vergrößerten Ausschnitt aus einem ersten Spenderteil, das mit mehreren Stufen gemäß einem ersten Beispiel versehen ist;
7 zeigt einen schematischen, vergrößerten Ausschnitt aus einem ersten Spenderteil, das mit Vorsprüngen gemäß einem zweiten Beispiel versehen ist;
8 zeigt einen schematischen, vergrößerten Ausschnitt aus einem ersten Spenderteil, das mit einem Steg gemäß einem dritten Beispiel versehen ist;
9 zeigt einen schematischen, vergrößerten Ausschnitt aus einem ersten Spenderteil, das mit intermittierenden Stegen gemäß einem vierten Beispiel versehen ist;
10 zeigt eine schematische Darstellung eines Spenderteils, das mit intermittierenden Stegen wie in 9 gezeigt versehen ist;
11 zeigt eine schematische Darstellung eines Spenderteils, das mit einer abgestuften Kante wie in 6 gezeigt versehen ist;
12A–C zeigen Darstellungen von Querschnitten durch eine Reihe von erfindungsgemäßen Nähten;
13 zeigt ein erstes Beispiel eines Spenders, der ein erfindungsgemäßes Spenderteil umfasst;
14 zeigt ein zweites Beispiel eines Spenders, der ein erfindungsgemäßes Spenderteil umfasst;
15 zeigt ein drittes Beispiel eines Spenders, der ein erfindungsgemäßes Spenderteil umfasst;
16 zeigt ein viertes Beispiel eines Spenders, der ein erfindungsgemäßes Spenderteil umfasst.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Die 1A und 1B zeigen eine schematische Darstellung einer Anordnung zum Durchführen eines Zweikomponenten-Spritzgießprozesses zur Fertigung eines erfindungsgemäßen Spenderteils.
In diesem Beispiel verwendet der Prozess zwei Einspritzeinheiten 11, 12 und eine Drehform M, die zum sequentiellen Einspritzen eines einzelnen Teils unter Verwendung von zwei unterschiedlichen Materialien ausgelegt sind. Im folgenden Text wird der Prozess für die Einspritzung eines transparenten und eines opaken Materials beschrieben, doch ist er auf jegliche Kombination aus transparenten und/oder farbigen Materialien anwendbar. Die in diesem Beispiel verwendete Form M ist eine Form mit zwei Kavitäten. Die Form M wird in einer in 1A gezeigten ersten Kavitätenposition geschlossen gehalten und auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur erhitzt. Das erste Material, das in der Regel das Material mit der höchsten Einspritztemperatur ist, wird zur Bildung einer ersten Komponente 17 aus der ersten Einspritzeinheit 11 durch ein primäres Angussystem 13 in eine erste Kavität 15 eingespritzt. In diesem Beispiel ist das erste Material ein transparentes oder lichtdurchlässiges Harz. Während des ersten Einspritzens wird das von dem zweiten Material zu belegende Formvolumen von dem primären Angusssystem isoliert. Die Form wird geöffnet und eine Kernplatte wird, wie durch den Pfeil A angedeutet, um 180° in eine in 1B gezeigte zweite Kavitätenposition gedreht, woraufhin sich die Form schließt. Ein sekundäres Angusssystem 14 ist mit dem zu füllenden Volumen verbunden, und das zweite Material wird zur Bildung einer zweiten Komponente 18 aus der zweiten Einspritzeinheit 12 in eine zweite Kavität 16 eingespritzt. In diesem Beispiel ist das zweite Material ein opakes Harz. Nach hinreichendem Abkühlen des gespritzten Spenderteils 17, 18 wird die Form geöffnet und das Spenderteil ausgestoßen.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines durch den obigen Prozess gefertigten Spenderteils 20. Das Spenderteil 20 besteht aus den beiden Komponententeilen 17, 18, die während des in den 1A–B gezeigten Prozesses eingespritzt werden. Die Komponententeile 17, 18 sind entlang einer Naht 21 verbunden, die von einer Seitenkante 22 zu einer zweiten Seitenkante 23 des Spenderteils 20 verläuft. 2 zeigt ferner die Anschnittstelle 24 für das primäre Angusssystem 13 und die entsprechende Anschnittstelle 25 für das sekundäre Angusssystem 14 an.
Ein Faktor, der während des Prozesses zu berücksichtigen ist, ist die relative Schmelztemperatur der beiden Materialien. Wie oben ausgeführt, wird in der Regel das Material mit der höchsten Einspritztemperatur zuerst eingespritzt. Um sicherzustellen, dass die Temperatur des zweiten Materials ausreicht, um eine damit zusammenwirkende Kante des ersten Materials zumindest teilweise zu schmelzen, kann die Einspritztemperatur des zweiten Materials erhöht werden. Die erhöhte Temperatur kann höher sein als die vom Hersteller empfohlene Einspritztemperatur, jedoch nicht höher als die Degradationstemperatur des Materials.
In dem obigen Beispiel war das erste Material ein transparentes Harz, das bei zwei unterschiedlichen Einspritztemperaturen getestet wurde. Das zweite Material war ein opakes Harz, das in beiden Tests bei der gleichen Temperatur eingespritzt wurde. Diese Tests werden nachstehend eingehender beschrieben.
Weitere Faktoren sind die Temperatur der Formwand, die Einspritzgeschwindigkeit, die Verzögerungszeit zwischen Einspritzvorgängen und die Temperatur des eingespritzten Komponententeils. Zum Beispiel wird die Temperatur der Formwand gesteuert, um das erste Komponententeil während des Drehens der ersten Komponente in die zweite Einspritzposition auf einer gewünschten Temperatur zu halten. Auf diese Weise bewirkt die Kante der ersten Komponente kein Abkühlen des eingespritzten zweiten Materials bevor die zusammenwirkenden Kanten miteinander verschmolzen sind. Die Temperatur beider Komponenten kann auch während der aufeinanderfolgenden Einspritzvorgänge beibehalten werden, um einen Verzug des Spenderteils während des anschließenden Abkühlens des kompletten Spenderteils zu minimieren. Da jede Einspritzstation von einer eigenständigen Einspritzeinheit versorgt wird, können Einspritzgeschwindigkeiten und -drücke für jedes eingespritzte Material akkurat gesteuert und angepasst werden.
Neben der Werkzeuggestaltung sind zusätzliche Erwägungen die Wanddicke der eingespritzten Komponente, die Oberflächenstruktur des Teils ab dem primären Angusssystem, um Entlüftungsprobleme zu vermeiden, die Werkzeugoberfläche und -temperatur zum Entformen, die Anschnittstelle für optimale Haftung zwischen Komponententeilen in Abhängigkeit des Fließwegs, und wie das Teil entformt wird, wodurch eine die Haftfläche zwischen Komponententeilen beaufschlagende Kraft bewirkt wird.
Um die Haftung zwischen den sich berührenden Kanten der beiden Materialien zu erhöhen, wurde der Naht eine besondere Ausgestaltung verliehen. Eine in 3 gezeigte Naht aus dem Stand der Technik, die durch Fügen der gleichen beiden Materialien hergestellt ist, wurde als eine Referenzprobe verwendet. Die Probe aus dem Stand der Technik wurde einem Vergleichstest unter Verwendung von Proben, die eine Reihe alternativer erfindungsgemäßer Nähte aufwiesen, und einer Probe, die eine Bahn eines homogenen opaken Materials gleicher Dicke wie die Referenzprobe aufwies, unterzogen. Die erfindungsgemäßen Nähte sind in den 4A–4D gezeigt. Der Test wird nachstehend eingehender beschrieben.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Naht aus dem Stand der Technik zwischen einem transparenten ersten Komponententeil 31 und einem opaken zweiten Komponententeil 32. Das erste und zweite Komponententeil 31, 32 besitzen die gleiche Wanddicke und sind an ihren Enden durch eine gerade, flache Naht 33 verbunden.
Die 4A–D zeigen eine schematische Darstellung von Querschnitten durch eine Reihe alternativer erfindungsgemäßer Nähte. 4A zeigt ein transparentes erstes Komponententeil 41a und ein opakes zweites Komponententeil 42a. Das erste und das zweite Komponententeil 41a, 42a besitzen die gleiche Wanddicke von 3 mm und sind an ihren Enden durch eine Naht 43a verbunden, die eine Reihe von Stufen umfasst. Die Naht erstreckt sich über eine Strecke der 2,5-fachen Dicke des zweiten Komponententeils 42a in einer Richtung quer zu der Richtung der Naht 43a zwischen den Komponententeilen. Die Stirnflächen der jeweiligen verbundenen Komponententeile fluchten entlang der Naht vollständig miteinander. Im Bereich der Naht ist die Vorderkante des zweiten Komponententeils 42a so angeordnet, dass sie das erste Komponententeil 41a überlappt, um die Naht 43a zu verbergen. Die Naht 43a wird nachstehend eingehender beschrieben (siehe 5). In den 4A–D sind die Stufen der Klarheit halber als einzelne Stufen mit rechtwinkligen Ecken gezeigt. Jedoch sind in der fertiggestellten Naht zwischen zwei spritzgegossenen Komponenten zumindest die Ecken der Kontaktflächen unter Bildung einer Schmelznaht geschmolzen. Um eine gewünschte Festigkeit zu erzielen, ist jede Ecke der Stufen eingerichtet, um während des zweiten Spritzgießschritts zu schmelzen. Es wurde herausgefunden, dass durch Vorsehen von Stufen, die durch im Wesentlichen rechtwinklige Ecken entlang der gesamten Länge der Naht gebildet sind, die Bildung einer homogenen, festen Naht erreicht wird. Wenn das während des zweiten Spritzgießschritts eingespritzte geschmolzene Material die erstarrte Kante des ersten Teils erreicht, erleichtern die Ecken das Verschmelzen des ersten und des zweiten Teils. Um dies sicherzustellen, kann die Temperatur des einzuspritzenden Materials und/oder die Temperatur der Form gesteuert werden, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.
4B zeigt ein transparentes erstes Komponententeil 41b und ein opakes zweites Komponententeil 42b. Das erste und zweite Komponententeil 41b, 42b sind an ihren Enden durch eine Naht 43b verbunden, die eine Reihe von Stufen umfasst. Die Naht erstreckt sich über eine Strecke der 2,5-fachen Dicke des zweiten Komponententeils 42b in einer Richtung quer zu der Richtung der Naht 43b zwischen den Komponententeilen. Das erste Komponententeil 41b besitzt eine Wanddicke, die eingerichtet ist, um in der Richtung des zweiten Komponententeils 42b zuzunehmen. Um eine sichtbare Vergrößerung der transparenten ersten Komponente 41b zu vermeiden, wird die Wanddicke über eine Strecke von 65 mm ab der vorderen Kante der ersten Komponente 41b allmählich von 3 mm auf 4 mm erhöht. Die erhöhte Wanddicke befindet sich an der inneren oder hinteren Oberfläche des ersten Komponententeils 41b. Das zweite Komponententeil 42b besitzt eine konstante Wanddicke von 3 mm. Die Stirnflächen der jeweiligen verbundenen Komponententeile fluchten entlang der Naht vollständig miteinander. Im Bereich der Naht ist eine Vorderkante des ersten Komponententeils 41b mit einer Lippe 44b versehen, die eingerichtet ist, um das zweite Komponententeil 42b zu überlappen, um die Naht 43b zu verstärken und zu verbergen. Das Ausmaß der Überlappung in der Querrichtung der Naht beträgt bis zur Dicke des Spenderteils. Die Dicke der Lippe 44b wird allmählich auf null verringert, beispielsweise anhand eines in 4B gezeigten abgerundeten Abschnitts. Der Teil der Wand, der eine erhöhte Dicke besitzt, erstreckt sich über das Ende des abgestuften Abschnitts der Naht 43b hinaus und ist dann in Richtung der inneren Fläche des zweiten Komponententeils 42b abgerundet.
4C zeigt ein transparentes erstes Komponententeil 41c und ein opakes zweites Komponententeil 42c. Das erste und zweite Komponententeil 41c, 42c sind an ihren Enden durch eine Naht 43c verbunden, die eine Reihe von Stufen umfasst. Die Naht erstreckt sich über eine Strecke der 2,5-fachen Dicke des zweiten Komponententeils 42c in einer Richtung quer zu der Richtung der Naht 43c zwischen den Komponententeilen. Das erste Komponententeil 41c besitzt eine Wanddicke, die eingerichtet ist, um in der Richtung des zweiten Komponententeils 42c zuzunehmen. Um eine sichtbare Vergrößerung des transparenten Komponententeils 41c zu verringern, wird die Wanddicke allmählich in der Querrichtung erhöht. Die Wanddicke wird über eine Strecke von 15 mm ab der vorderen Kante der ersten Komponente 41c von 3 mm auf 4 mm erhöht. Die zweite Komponente 42c besitzt eine konstante Wanddicke von 3 mm. Die Stirnflächen der jeweiligen verbundenen Komponententeile fluchten entlang der Naht vollständig miteinander. Im Bereich der Naht ist eine Vorderkante des ersten Komponententeils 41c mit einer Lippe 44c versehen, die eingerichtet ist, um das zweite Komponententeil 42c zu überlappen, um die Naht 43c zu verstärken und zu verbergen. Das Ausmaß der Überlappung in der Querrichtung der Naht reicht bis zur Dicke des Spenderteils. Die Dicke der Lippe 44c wird allmählich auf null verringert, beispielsweise durch einen in 4C gezeigten abgerundeten Abschnitt. Die Wand mit einer erhöhten Dicke erstreckt sich über das Ende des abgestuften Abschnitts der Naht 43c hinaus und ist dann in Richtung der inneren Fläche des zweiten Komponententeils 42c abgerundet.
4D zeigt ein transparentes erstes Komponententeil 41d und ein opakes zweites Komponententeil 42d. Das erste und zweite Komponententeil 41d, 42d sind an ihren Enden durch eine Naht 43d verbunden, die eine Reihe von Stufen umfasst. Die Naht erstreckt sich über eine Strecke der 2,5-fachen Dicke des zweiten Komponententeils 42d in einer Richtung quer zu der Richtung der Naht 43d zwischen den Komponententeilen. Die erste Komponente 41d besitzt eine Wanddicke, die eingerichtet ist, um in der Richtung des zweiten Komponententeils 42d zuzunehmen. Um eine sichtbare Vergrößerung der transparenten ersten Komponente 41d zu vermeiden, wird die Wanddicke allmählich und parallel zum Winkel der Naht in der Querrichtung erhöht. Die Wanddicke wird ab einer Position auf der inneren Fläche unmittelbar gegenüberliegend zu der Vorderkante des zweiten Komponententeils 42d, an der es die erste Komponente 41d berührt, von 3 mm auf 4 mm erhöht. Das zweite Komponententeil 42d besitzt eine konstante Wanddicke von 3 mm. Die Stirnflächen der jeweiligen verbundenen Komponententeile fluchten entlang der Naht vollständig miteinander. Im Bereich der Naht ist eine Vorderkante des ersten Komponententeils 41d mit einer Lippe 44d versehen, die eingerichtet ist, um das zweite Komponententeil 42d zu überlappen, um die Naht 43d zu verstärken und zu verbergen. Das Ausmaß der Überlappung in der Querrichtung der Naht reicht bis zur Dicke des Spenderteils. Die Dicke der Lippe 44b wird allmählich auf null verringert, beispielsweise durch einen in 4D gezeigten abgerundeten Abschnitt. Der Teil der Wand, der eine erhöhte Dicke besitzt, erstreckt sich parallel zum Ende des abgestuften Abschnitts der Naht 43d und über dieses hinaus und ist dann in Richtung der inneren Fläche des zweiten Komponententeils 42d abgerundet.
Die 4B–4D zeigen eine Naht mit einer Überlappung, wobei sich ein Kantenabschnitt oder eine Lippe 44b, 44c, 44d an einem Spenderteil über die Quererstreckung der Naht hinaus erstreckt. Die Lippe 44b, 44c, 44d überlappt teilweise die hintere Fläche am gegenüberliegenden Spenderteil, um die Naht zu verstärken. Vergleichende Biege- und Stoßversuche haben gezeigt, dass eine Überlappung dieses Typs nur eine begrenzte Verbesserung der Festigkeit der Naht beim Biegen ergibt. Jedoch wurde während der Stoßprüfung ein merklicher positiver Effekt festgestellt. Mithin kann, um die Stoßfestigkeit eines Spenderteils weiter zu verbessern, ein oben beschriebener Überlappungsbereich entlang eines Abschnitts der Naht vorgesehen werden, der wahrscheinlich einer Stoßeinwirkung ausgesetzt sein wird. Ein Beispiel für einen solchen Abschnitt kann die Stirnfläche einer äußeren Abdeckung eines Waschraum-Papierhandtuchspenders sein.
5 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Naht von 4A, die ein transparentes erstes Komponententeil 41a und ein opakes zweites Komponententeil 42a umfasst. Die vordere Kante des ersten Komponententeils 41a wird unter Bildung einer Reihe einzelner Stufen 44, 45, 46 spritzgegossen. Die Höhe der Stufen wird je nach der Dicke der an die Naht 43a angrenzenden Spenderwand gewählt. In diesem Beispiel beträgt die Dicke der an die Naht angrenzenden Spenderwand 3 mm, und die Höhe der Stufen wird basierend auf diesem Maß gewählt. Zum Beispiel wurde in einer Naht 43a, welche ein transparentes Teil 41a und ein opakes Teil 42a verbindet, eine an die äußere Fläche 47 des Spenderteils angrenzende erste Stufe 44 größer gewählt als eine Reihe von Zwischenstufen 45. Dies ergibt eine klare Trennlinie zwischen den beiden Teilen 41a, 42a und erleichtert ein Befüllen der Form im Anschluss an die Kante des ersten Teils 41a während des zweiten Spritzgießschritts. Eine an die Naht 43a angrenzende höhere erste Stufe 46 verhindert auch, dass dieser Abschnitt des Spenderteils teilweise transparent wird. Analog wurde eine an die innere Fläche 48 des Spenderteils angrenzende letzte Stufe 46 größer gewählt als die Zwischenstufen 45, um das Befüllen der Form im Anschluss an die Kante des ersten Teils 41a zu erleichtern. Im letzteren Fall haben die Stufen 44, 46, die sowohl an die äußere als auch an die innere Oberfläche 47, 48 angrenzend vorgesehen sind, jeweils eine Höhe von 0,2 mm erhalten. Bei einer Spenderwand mit einer konstanten Gesamtdicke von 2 mm können diese äußeren, ersten Stufen durch eine Reihe von Zwischenstufen von 0,05–0,1 mm getrennt sein. In diesem Fall besitzen die Zwischenstufen eine gleiche Höhe von 0,05 mm.
6 zeigt einen schematischen, vergrößerten Ausschnitt aus einem mit mehreren Stufen versehenen Komponententeil, das gemäß einem ersten Beispiel gezeigt ist. Dieses Komponententeil entspricht dem in 5 gezeigten ersten Komponententeil 41a. Wie oben beschrieben, wird die vordere Kante des ersten Komponententeils 41a unter Bildung einer Reihe einzelner Stufen 44, 45, 46 während eines ersten erfindungsgemäßen Spritzgießschritts spritzgegossen. Eine an die äußere Fläche 47 des Komponententeils angrenzende erste Stufe 44 besitzt eine größere Höhe als eine Reihe von Zwischenstufen 45. Analog wurde eine an die innere Fläche 48 des Komponententeils angrenzende letzte Stufe 46 größer gewählt als die Zwischenstufen 45, um ein Befüllen der Form im Anschluss an die Kante des ersten Komponententeils 41a zu erleichtern. Das erste Komponententeil 41a wird während des zweiten Spritzgießschritts mit dem zweiten Komponententeil 41b verbunden (siehe 5).
7 zeigt einen schematischen, vergrößerten Ausschnitt aus einem mit Vorsprüngen 52 gemäß einem zweiten Beispiel versehenen ersten Komponententeil 51. Gemäß diesem Beispiel ist eine Kontaktfläche 53 mit erhabenen Kontakterhöhungsmitteln in Form einer Reihe konischer Vorsprünge 52 versehen. Analog zu dem obigen Beispiel ist die vordere Kante des ersten Komponententeils 51 unter Bildung von mindestens zwei Stufen 54, 56 spritzgegossen. Eine an eine äußere Fläche 57 des Komponententeils angrenzende erste Stufe 54 besitzt eine Höhe entsprechend der halben Dicke des ersten Komponententeils 51. In 7 bilden die erhabenen Kontakterhöhungsmittel zwei Reihen 55a, 55b konischer Vorsprünge 52 entlang der Länge der vorderen Kante. Alternativ können die mehreren Einzelvorsprünge in mindestens einer regelmäßigen oder unregelmäßigen Linie entlang der Länge der Naht angeordnet sein. Die Vorsprünge können auch gleichmäßig über die gesamte zweite Kontaktfläche verteilt sein. Die vordere Kante mit ihren zugeordneten Vorsprüngen 52, die Kontaktfläche 53 und die Stufen 54, 56 werden anschließend Teil einer Naht zwischen dem ersten Komponententeil 51 und einem spritzgegossenen zweiten Komponententeil (nicht gezeigt), um ein Spenderteil zu bilden.
8 zeigt einen schematischen, vergrößerten Ausschnitt aus einem mit einem Steg 62 gemäß einem dritten Beispiel versehenen ersten Komponententeil 61. Gemäß diesem Beispiel ist eine Kontaktfläche 63 mit erhabenen Kontakterhöhungsmitteln in Form eines Stegs 62 versehen, der sich parallel zu einer vorderen Kante des ersten Komponententeils 61 erstreckt. Analog zu dem obigen Beispiel ist die vordere Kante des ersten Komponententeils 61 unter Bildung von mindestens zwei Stufen 64, 66 spritzgegossen. Eine an eine äußere Fläche 67 des Komponententeils angrenzende erste Stufe 64 besitzt eine Höhe entsprechend der halben Dicke des ersten Komponententeils 61. In 8 bilden die erhabenen Kontakterhöhungsmittel einen einzelnen V-förmigen Steg 62 entlang der Länge der vorderen Kante. Alternativ kann der Steg einen I- oder U-förmigen oder einen rechteckigen Querschnitt in der Querrichtung der vorderen Kante besitzen. Darüber hinaus können mehrere parallele Stege vorgesehen sein. Die vordere Kante mit ihren zugeordneten Vorsprüngen 62, die Kontaktfläche 63 und die Stufen 64, 66 werden anschließend Teil einer Naht zwischen dem ersten Komponententeil 61 und einem spritzgegossenen zweiten Komponententeil (nicht gezeigt), um ein Spenderteil zu bilden.
9 zeigt einen schematischen, vergrößerten Ausschnitt aus einem mit intermittierenden Stegen 72a, 72b gemäß einem vierten Beispiel versehenen ersten Komponententeil 71. Gemäß diesem Beispiel ist eine Kontaktfläche 73 mit erhabenen Kontakterhöhungsmitteln in Form eines flachen, rechteckigen oder I-förmigen Stegs 72a, 72b versehen, der sich parallel zu einer vorderen Kante des ersten Komponententeils 71 erstreckt. Analog zu dem obigen Beispiel ist die vordere Kante des ersten Komponententeils 71 unter Bildung mindestens der zwei Stufen 74, 76 spritzgegossen. Eine an eine äußere Fläche 77 des Komponententeils angrenzende erste Stufe 74 besitzt eine Höhe entsprechend der halben Dicke des ersten Komponententeils 51. In 9 bilden die erhabenen Kontakterhöhungsmittel einen intermittierenden I-förmigen Steg 62, welcher zum Verstärken von ausgewählten Abschnitten entlang der Länge der vorderen Kante vorgesehen ist. Alternativ kann der Steg einen V- oder U-förmigen Querschnitt in der Querrichtung der vorderen Kante besitzen. Darüber hinaus können mehrere parallele Stege vorgesehen sein, welche versetzt angeordnet sein können. Die vordere Kante mit ihren zugeordneten Vorsprüngen 72a, 72b, die Kontaktfläche 73 und die Stufen 74, 76 werden anschließend Teil einer Naht zwischen dem ersten Komponententeil 71 und einem spritzgegossenen zweiten Komponententeil (nicht gezeigt), um ein Spenderteil zu bilden.
In den obigen Beispielen, wie in den 6–9 gezeigt, kann der mindestens eine Vorsprung oder Steg eine Höhe von bis zur halben Dicke der ersten Stufe besitzen, gemessen ab der Basis des Vorsprungs oder Stegs in der Ebene der ersten Kontaktfläche bis zur äußeren Fläche des Spenderteils in einer zu der äußeren Flächen rechtwinkligen Richtung. Die Vorsprünge/Stege können die gleiche oder eine unterschiedliche Höhe erhalten. Auch kann sich die in den obigen Beispielen beschriebene resultierende Naht über eine Strecke der bis zu 5-fachen Dicke des dünneren aus dem ersten und zweiten Teil in einer Richtung quer zur Richtung der Naht zwischen den Komponententeilen erstrecken. Beispielsweise entspricht in 6 die Breite der resultierenden Naht der Strecke zwischen der ersten und zweiten Stufe 44, 46, im rechten Winkel ab der vorderen Kante gemessen.
10 zeigt eine schematische Darstellung eines in 9 gezeigten, mit intermittierenden Stegen 72a, 72b, 72c, 72d, 72e versehenen Komponententeils 71. Wie in 10 schematisch angedeutet, befinden sich die Stege in Arealen, in denen die durch externe Belastung verursachte Dehnbeanspruchung voraussichtlich relativ hoch ist. Zum Beispiel ist eine Reihe von Stegen 72a, 72b, 72c entlang eines Abschnitts A der Mitte einer Stirnfläche des Komponententeils 71, der wahrscheinlich eine Stoßbelastung erfahren wird, näher beieinander angeordnet. Die Stege 72a, 72b, 72c können in diesem Abschnitt näher zusammen platziert und/oder länger gemacht werden. Eine Stoßbelastung auf der Stirnfläche wird auch die Dehnbeanspruchung in einem Eckabschnitt B des Komponententeils 71 erhöhen, was einen Verstärkungssteg 72d in jedem solchen Abschnitt B erforderlich macht. Das Komponententeil 71 umfasst auch einen freien Seitenkantenabschnitt C, der einer Dehnbeanspruchung ausgesetzt sein kann, die sowohl durch Stoßbelastung als auch durch Kräfte bewirkt wird, welche in dem Material während des Abkühlens des spritzgegossenen Spenderteils herbeigeführt werden. Mithin ist jeder Seitenkantenabschnitt C mit einem Verstärkungssteg 72e versehen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Stege in 10 aus Gründen der Klarheit nicht maßstabsgetreu dargestellt sind.
11 zeigt eine schematische Darstellung des Komponententeils 41a, das mit einer abgestuften Kante 80 versehen ist, welche eine Reihe einzelner Stufen 44, 45, 46 umfasst, wie in 6 gezeigt. In 11 ist zu sehen, wie sich die abgestufte Kante 80 kontinuierlich von einer Seitenkante 81 des Komponententeils 41a zu einer zweiten Seitenkante 82 erstreckt.
Die 12A–12C zeigen Darstellungen tatsächlicher Fotografien von Querschnittsproben durch eine Reihe von Spenderteilen, welche den in den 4A–4C gezeigten schematischen Querschnitten entsprechen. In den 12A–12C wurden die Spenderteile in einer Querrichtung der Naht zwischen dem ersten und zweiten Komponententeil geschnitten. So zeigt 12A, welche der 4A entspricht, ein transparentes erstes Komponententeil 41a und ein opakes zweites Komponententeil 42a. Das erste und das zweite Komponententeil 41a, 42a besitzen die gleiche Wanddicke von 3 mm und sind an ihren Enden durch eine Naht 43a verbunden, welche eine Reihe von Stufen umfasst. Wie aus der Figur zu sehen ist, wurden die Kontaktflächen verbunden und die Ecken der einzelnen Stufen sind während des zweiten Spritzgießschritts zu abgerundeten Flächen geschmolzen und mit dem zweiten Komponententeil 42a verschmolzen.
Die 12B und 12C zeigen ein transparentes erstes Komponententeil 41b, 41c und ein opakes zweites Komponententeil 42b, 42c. Das erste und zweite Komponententeil 41b, 42b; 41c, 42c sind an ihren Enden durch eine Naht 43b, 43c verbunden, welche eine Reihe von Stufen umfasst. Die Naht erstreckt sich über eine Strecke der 2,5-fachen Dicke des zweiten Komponententeils 42b, 42c in einer Richtung quer zu der Richtung der Naht 43b, 43c zwischen den Komponententeilen. Das erste Komponententeil 41b, 41c besitzt eine Wanddicke, die eingerichtet ist, um in der Richtung des zweiten Komponententeils 42b, 42c zuzunehmen. Eine Vorderkante des ersten Komponententeils 41b, 41c ist mit einer Lippe 44b, 44c versehen, die zum Überlappen des zweiten Komponententeils 42b, 42c eingerichtet ist, um die Naht 43b, 43c zu verstärken und zu verbergen. Wie in 12A gezeigt, wurden die Kontaktflächen verbunden und die Ecken der einzelnen Stufen sind während des zweiten Spritzgießschritts zu abgerundeten Flächen geschmolzen und mit dem zweiten Komponententeil 42b, 42c verschmolzen.
Im Gegensatz zu der in 3 gezeigten Lösung aus dem Stand der Technik ist die Naht zwischen zwei Komponententeilen in der Lage, einem Stoßversuch zu widerstehen, der das Spenderteil einer Stoßeinwirkung von 15 Joule aussetzt. Dieser Versuch wird nachstehend eingehender beschrieben. Wenn das Spenderteil einer Stoßbelastung ausgesetzt wird, die über jene hinausgeht, die in dem Versuch verwendet wird, wird das Spenderteil im Anschluss an die Naht und parallel hierzu reißen.
13 zeigt ein erstes Beispiel eines Spenders, der ein erfindungsgemäßes Spenderteil umfasst. In diesem Beispiel wird ein Spenderteil 90 von einem transparenten ersten Komponententeil 91 und einem opaken zweiten Komponententeil 92 gebildet. Das erste Komponententeil 91 und das zweite Komponententeil 92 sind durch eine Naht 93 verbunden, die sich von einer ersten Seitenkante 94 zu einer zweiten Seitenkante 95 des Spenderteils 90 erstreckt. Die Komponententeile 91, 92 können durch irgendeine der in Verbindung mit den 6–9 beschriebenen Nähte verbunden sein. Das Spenderteil 90 ist mit einem hinteren Spenderabschnitt 96 lösbar verbunden, um ein Spendergehäuse 97 zu bilden. Der hintere Spenderabschnitt 96 ist eingerichtet, um an einer vertikalen Fläche, wie etwa einer Wand, montiert zu werden. In diesem Beispiel ist das Spendergehäuse 97 für einen Spender für einen Stapel Papierhandtücher oder Ähnliches vorgesehen, das durch eine Spenderöffnung 98 in einer unteren Fläche des Spenders entnommen wird.
14 zeigt ein zweites Beispiel eines Spenders, der ein erfindungsgemäßes Spenderteil umfasst. In diesem Beispiel wird ein Spenderteil 100 von einem transparenten ersten Komponententeil 101 und einem opaken zweiten Komponententeil 102 gebildet. Das erste Komponententeil 101 und das zweite Komponententeil 102 sind durch eine Naht 103 verbunden, die sich von einer ersten Seitenkante 104 zu einer zweiten Seitenkante 105 erstreckt, welche sich entlang eines unteren Begrenzungsabschnitts des Spenderteils 100 befindet. Die Komponententeile 101, 102 können durch irgendeine der in Verbindung mit den 6–9 beschriebenen Nähte verbunden sein. Das Spenderteil 100 ist lösbar mit einem hinteren Spenderabschnitt 106 verbunden, um ein Spendergehäuse 107 zu bilden. Der hintere Spenderabschnitt 106 ist eingerichtet, um an einer vertikalen Fläche, wie etwa einer Wand, montiert zu werden. In diesem Beispiel ist das Spendergehäuse 107 für einen Spender für eine Rolle Papier oder Ähnliches vorgesehen, das durch eine Spenderöffnung 108 in einer unteren Fläche des Spenders entnommen wird.
15 zeigt ein drittes Beispiel eines Spenders, der ein erfindungsgemäßes Spenderteil umfasst. In diesem Beispiel wird ein Spenderteil 110 von einem mittleren transparenten ersten Komponententeil 111 sowie einem oberen und einem unteren opaken zweiten Komponententeil 112a, 112b gebildet. Das erste Komponententeil 111 und die zweiten Komponententeile 112a, 112b sind durch Nähte 113a bzw. 113b verbunden. Beide Nähte 113a, 113b verlaufen parallel von einer ersten Seitenkante 114 zu einer zweiten Seitenkante 115 des Spenderteils 110. Die Komponententeile 111, 112a, 112b können durch irgendeine der in Verbindung mit den 6–9 beschriebenen Nähte verbunden sein. Das Spenderteil 110 ist lösbar mit einem hinteren Spenderabschnitt 116 verbunden, um ein Spendergehäuse 117 zu bilden. Der hintere Spenderabschnitt 116 ist eingerichtet, um an einer vertikalen Fläche, wie etwa einer Wand, montiert zu werden. In diesem Beispiel ist das Spendergehäuse 117 für einen Spender für einen Stapel Papierhandtücher oder Ähnliches vorgesehen, das durch eine Spenderöffnung 118 in einer unteren Fläche des Spenders entnommen wird.
16 zeigt ein viertes Beispiel eines Spenders, der ein erfindungsgemäßes Spenderteil umfasst. Die Figur zeigt eine perspektivische, untere Ansicht eines Spenders des einstückigen oder einteiligen Typs, in diesem Fall eines Spenders vom Halterungstyp. Erfindungsgemäß umfasst das Spenderteil eine Halterung 120 zum Enthalten oder Lagern eines Beutels oder einer Schachtel Wischtücher B (durch strichpunktierte Linien angedeutet). Die Halterung 120 umfasst ein Paar transparenter erster Komponententeile 121a, 121b auf beiden Seiten der Halterung 120 sowie ein einzelnes hinteres und unteres opakes zweites Komponententeil 122. Die ersten Komponententeile 121a, 121b und das zweite Komponententeil 122 sind durch Nähte 123a bzw. 123b verbunden. Beide Nähte 123a, 123b erstrecken sich von einer ersten Seitenkante 124a, 124b an der Rückseite der Halterung zu einer zweiten Seitenkante 125a, 125b, die an die Vorderseite der Halterung 120 angrenzt. Die Komponententeile 121a, 121b, 122 können durch irgendeine der in Verbindung mit de 6–9 beschriebenen Nähte verbunden sein. Die Halterung 120 ist mit einem hinteren Abschnitt 126 (nicht gezeigt) versehen, der ihre Befestigung an einer Wand oder einer ähnlichen vertikalen Fläche erlaubt. In diesem Beispiel ist die Halterung 120 für einen Spender für eine Schachtel B vorgesehen, die einen Stapel Papierhandtücher oder Ähnliches enthält, das durch eine Spenderöffnung 128 in einer unteren Fläche des Spenders entnommen wird.
Ein einteiliger Halterungsspender kann aus mindestens zwei Kunststoffkomponententeilen hergestellt sein, die zwei oder mehr unterschiedliche Farben oder eine Kombination aus transparenten, mattierten oder opaken Abschnitten besitzen. Ein ähnlicher Spender vom Halterungstyp kann für Seifenspender verwendet werden, die eine einstückige Halterung umfassen, in oder auf der eine Nachfüllflasche für Seife enthalten oder getragen sein wird. Im letzteren Fall kann die Nachfüllflasche so hergestellt sein, dass sie aussieht wie eine in gängigen Seifenspendertypen verwendete „Blende“ oder äußere Abdeckung. Mit anderen Worten ersetzt die Nachfüllkomponente (d.h. die Seifenflasche) eines der Teile des Spenders (d.h. die Blende). In derartigen Fällen bildet der Spender vom Halterungstyp einen einteiligen Spender, der als ein erfindungsgemäßes Spenderteil definiert ist.
Bei der Auswahl von Materialien muss bestimmt werden, dass die verwendeten Harze generell kompatibel sind, ohne Antagonismuseffekte zwischen Harzen. Geeignete Materialien zur Verwendung in dem obigen Verfahren sind Acrylnitril-Butadien-Styrol(ABS)-Kunststoffe und/oder Methylmethacrylat-ABS(MABS)-Kunststoffe. Jedoch sind diese Materialien lediglich beispielhaft aufgeführt, und die Erfindung ist nicht auf diese Materialien beschränkt. Die in den nachstehenden Beispielen getesteten Materialien sind Terlux^® TR2802 MABS (BASF Corp.) oder Polylux^® C2 MABS (A. Schulman GmbH) für das transparente erste Teil und Polyman^® M/MI A40 ABS (A. Schulman GmbH) für das opake zweite Teil.
Ein vergleichender Biegeversuch wurde unter Verwendung einer Auswahl aus den obigen Materialien für die in Verbindung mit den 3 und 4A–D beschriebenen Nähte durchgeführt. Der verwendete Versuch ist konform mit ISO 178:2001. Testproben in Form von fünf einzelnen Streifen mit den Abmessungen 1 cm × 10 cm wurden aus einer Reihe von spritzgegossenen Komponenten ausgeschnitten. Die Nahtkonfigurationen beinhalteten eine in 3 gezeigte Naht aus dem Stand der Technik als eine Referenzprobe, die in den 4A–D gezeigten Nähte sowie eine Probe, die eine Bahn eines homogenen opaken Materials mit der gleichen Dicke wie die Referenzprobe umfasste. Wie in Tabelle 1 angegeben, wurden – mit Ausnahme einer – alle Proben, die eine Naht aufwiesen, durch Fügen der gleichen beiden Materialien gefertigt. Die Proben wurden an jedem freien Ende gehalten und einer auf die Naht aufgebrachten Kraft ausgesetzt. Während dieses Versuchs wurden die Spitzenbelastung (MPa) und die Bruchspannung (MPa) aufgezeichnet.
In Tabelle 1 repräsentieren die Proben 1A–1C eine Naht gemäß der Referenznaht von 3, wobei die Proben unterschiedliche Materialien umfassen, die bei unterschiedlichen Einspritztemperaturen verbunden wurden. Analog repräsentieren die Proben 2A–2B eine Naht gemäß der Naht von 4A, während die Proben 3–5 die Nähte gemäß den 4B–D repräsentieren. Die Probe 6 umfasst eine Bahn eines homogenen opaken Materials mit der gleichen Dicke wie die Referenzprobe.
Es wurde auch festgestellt, dass zum Verbessern der Eigenschaften der Naht zwischen zwei Komponententeilen eine gezielte Wahl von Einspritztemperaturen während des ersten und/oder zweiten Spritzgießschritts eine positive Wirkung hatte.
Gemäß einem Beispiel wurde ein Spenderteil gefertigt, das Polylux^® C2 MABS (A. Schulman GmbH) für das transparente erste Teil und Polyman^® M/MI A40 ABS (A. Schulman GmbH) für das opake zweite Teil des Spenderteils umfasste. Die Einspritz- oder Zylindertemperatur wurde für den ersten Spritzgießschritt modifiziert. Gemäß einem Materialkatalog, der technische Daten für die besagten von A. Schulman GmbH gelieferten Kunstoffmaterialien umfasst – „Schulamid"®; Seite 28 (3. Auflage, Mai 2006) – wird ersichtlich, dass die für Polylux^® C2 MABS empfohlene Einspritztemperatur 200–240°C beträgt.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Zweikomponenten-Spritzgießprozesses verwendete der erste Spritzgießschritt eine Einspritztemperatur von 260–290°, vorzugsweise 280°C, für das transparente erste Komponententeil. Nachfolgendes Testen zeigte, dass die erhöhte Einspritztemperatur während des ersten Einspritzschritts, kombiniert mit der in den 4A–D, insbesondere 4A, gezeigten Nahtkonfiguration, zu einer verbesserten strukturellen Festigkeit der die beiden Komponententeile verbindenden Naht führte. Tabelle 1 – Biegeversuch

Nr.	Material	Temperatur (°C) Opak/transparent	Spitzenbelastung (MPa)	Bruchspannung (MPa)
1A	Polyman/Terlux	240/240	34,8	39,8
1B	Polyman/Polylux C2	240/240	24,0	29,6
1C	Polyman/Polylux C2	240/280	28,3	33,9
2A	Polyman/Polylux C2	240/240	58,2	64,8
2B	Polyman/Polylux C2	240/280	64,4	71,8
3	Polyman/Polylux C2	240/280	39,7	29,8
4	Polyman/Polylux C2	240/280	44,4	33,8
5	Polyman/Polylux C2	240/280	30,7	19,5
6	Polyman	240	60,9	4,8
7	Polylux C2	280	53,6	4,7

Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, stellen die Proben 2A und 2B, welche die in 4A gezeigte Naht repräsentieren, eine Haftung zwischen den beiden Komponententeilen bereit, die genauso gut oder besser ist als Probe 6, welche eine Bahn eines homogenen opaken Materials umfasst. Der Versuch zeigt auch, dass die Festigkeit der Naht in den Proben 2A und 2B fast doppelt so hoch ist wie jene der Referenzprobe, ungeachtet des Materials oder der Einspritztemperatur.
Während der Versuche wurde festgestellt, dass die Proben 3–5 – obwohl sie eine Naht mit der im Wesentlichen gleichen Konfiguration besaßen – dazu neigten, im Anschluss an den abgerundeten Endabschnitt der transparenten Komponententeile, wo dieser sich an das opake Komponententeil anschließt, zu brechen. Anscheinend hat der Endabschnitt an dieser Stelle einen geschwächten Abschnitt erzeugt. Dessen ungeachtet ist die Festigkeit der Proben 3–5 genauso hoch wie oder höher als jene der Referenzproben 1A–1C.
Ein zusätzlich durchgeführter Versuch war ein Stoßversuch, der eine externe Kraft simulierte, die im Bereich der Naht auf ein Spenderteil aufgebracht wurde, welches als eine vordere Abdeckung ausgebildet war. Ein zu diesem Zweck entwickelter geeigneter Versuch beinhaltet das Aufhängen eines an einem Schwenkarm befestigten Gewichts, welches gelöst wird, um auf einem begrenzten Areal einer Stirnfläche einer Spenderabdeckung aufzutreffen, die an einer feststehenden Fläche oder an einem Träger zum Befestigen des Spenders an einer Wand montiert ist. Dieser Versuch simuliert den Fall, dass ein Spender mit einer vorbestimmten Kraft von einem Objekt oder einer Person getroffen wird.
Gemäß einem Beispiel verwendete der Versuch ein 13 kg schweres Gewicht, das an einem Arm mit einer Länge von 0,75 m befestigt war. Der Teil des Gewichts, der eingerichtet war, um auf einer Stirnfläche des Spenderteils aufzutreffen, besaß eine der durchschnittlichen Fläche einer Faust eines männlichen Erwachsenen entsprechende Fläche, welche einer flachen rechteckigen Fläche von etwa 63 cm² (7 × 9 cm) entspricht. Der Arm, an dem das Gewicht befestigt ist, wurde über einen Bogen von etwa 34° aus einer vertikalen in eine horizontale Position geschwenkt und gelöst. Dieser Winkel kann so gewählt und eingestellt werden, dass er eine wiederholbare gewünschte Aufprallenergie ergibt. Die durch das Spenderteil bei Verwendung der oben beschriebenen Versuchseinstellungen aufgenommene Aufprallenergie ist so ausgelegt, dass sie einem Wert von 15 Joule (J) entspricht. Während des Testens wurden Spenderteile Stoßeinwirkungen von 10 bzw. 15 J ausgesetzt. Der untere Wert wurde als ein akzeptables Mindestmaß und der höhere Wert als ein bevorzugtes Maß für Stoßfestigkeit ohne Rissbildung gewählt.
Eine Reihe von Materialkombinationen wurden getestet und verworfen, da mindestens eines der Komponententeile durch den Aufprall zerbrach. Weitere Materialkombinationen wurden getestet und aufgrund von Rissbildung oder Zerspringen der Naht zwischen den Komponententeilen verworfen.
Nachdem eine beträchtliche Zahl von Versuchen durchgeführt wurde, um die Festigkeit verschiedener Nahtkonfigurationen und Materialkombinationen zu bestimmen, wurde bestimmt, dass eine Kombination aus ABS-Materialien oder ABS- und MABS-Materialien zu einer Naht führte, die die gewünschten Eigenschaften besaß. Es wurde festgestellt, dass ein spritzgegossenes Spenderteil mit einer erfindungsgemäßen Naht neben geeigneten Oberflächengüteeigenschaften hinsichtlich z.B. Glanz und Kratzfestigkeit die gewünschte Festigkeit besitzt und den Aufprallversuch ohne Rissbildung übersteht. Beispiele für derartige Materialien sind Polylux^® C2 MABS (A. Schulman GmbH) für das transparente erste Teil und Polyman^® M/MI A40 ABS (A. Schulman GmbH) für das opake zweite Teil des Spenderteils.
Die in dem beschriebenen Beispiel verwendete Werkzeugausgestaltung ist ein Drehteller. Dieser umfasst ein Zwei-Stationen-Werkzeug, das sich in einer vertikalen (oder horizontalen) Richtung dreht. Der Drehteller wird in einer ersten Position bei einer ersten Einspritzstation zum Einspritzen des ersten Materials gehalten. Er wird dann in eine zweite Position bei einer zweiten Einspritzstation zum Einspritzen des zweiten Materials gedreht.
Eine alternative Werkzeuggestaltung ist Core-Back bzw. Kernrückzug. Beim Kernrückzug wird ein Gleitkern zunächst geschlossen und das erste Material wird eingespritzt. Der Gleitkern wird dann geöffnet und das zweite Material wird eingespritzt.
Die Erfindung ist nicht auf die obigen Beispiele beschränkt, sondern ist im Rahmen der angehängten Ansprüche frei veränderbar. Beispielsweise ist in den obigen Beispielen eine Kombination aus transparenten und opaken Materialien beschrieben. Darüber hinaus sind Kombinationen aus einem oder mehreren farbigen und/oder transparenten Materialien verwendbar. Auch beschreiben die Beispiele eine einzige Naht, die sich horizontal oder im rechten Winkel über die Stirnfläche des Spenderteils erstreckt. Alternative Lösungen können eine oder mehrere Nähte umfassen, die vertikal oder so angeordnet sind, dass sie eine einzelne Ecke umschließen. Die Naht braucht nicht nur entlang einer geraden Linie angeordnet zu sein, wie oben beschrieben, sondern ihr kann auch eine gekrümmte, gewellte oder unregelmäßig geformte Linie zugewiesen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 178:2001 [0101]
A. Schulman GmbH gelieferten Kunstoffmaterialien umfasst – „Schulamid“®; Seite 28 (3. Auflage, Mai 2006) [0104]

Claims

Spender, umfassend: eine äußere Schale (20, 90, 100, 110, 120), wobei die äußere Schale umfasst: ein erstes spritzgegossenes Komponententeil (18; 32; 42a; 42b; 42c; 42d; 92; 102; 112a, 112b; 121a) aus Kunststoff mit einer ersten Fügefläche; und ein zweites spritzgegossenes Komponententeil (17; 31; 41a; 41b; 41c; 41d; 51; 61; 71; 91; 101; 111; 121b) aus Kunststoff mit einer zweiten Fügefläche; wobei das erste Komponententeil und das zweite Komponententeil durch Fügen der ersten Fügefläche und der zweiten Fügefläche während des Spritzgießens entlang einer Naht (21; 43a; 43b; 43c; 43d; 93; 103; 113a, 113b; 123a, 123b) miteinander verbunden sind, wobei das erste und zweite Komponententeil jeweils eine Stirnfläche sowie eine erste und eine zweite Seitenfläche aufweisen, wobei die ersten und zweiten Seitenflächen jeweils eine von der Stirnfläche abgewandte freie Kante (22, 23; 81, 82; 94, 95; 104, 105; 114, 115; 124a, 124b; 125a, 125b) aufweisen, wobei sich die Naht (21; 43a; 43b; 43c; 43d; 93; 103; 113a, 113b; 123a, 123b) von den freien Kanten der ersten Seitenflächen zu den freien Kanten der zweiten Seitenflächen erstreckt.
Spender nach Anspruch 1, bei dem die Stirnflächen des ersten (18; 32; 42a; 42b; 42c; 42d; 92; 102; 112a, 112b; 121a) und zweiten Komponententeils (17; 31; 41a; 41b; 41c; 41d; 51; 61; 71; 91; 101; 111; 121b) entlang der Naht (21; 43a; 43b; 43c; 43d; 93; 103; 113a, 113b; 123a, 123b) fluchten.
Spender nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die erste Fügefläche und die zweite Fügefläche im Allgemeinen nicht-planar sind.
Spender nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das erste Komponententeil (18; 32; 42a; 42b; 42c; 42d; 92; 102; 112a, 112b; 121a) aus ABS und das zweite Komponententeil (17; 31; 41a; 41b; 41c; 41d; 51; 61; 71; 91; 101; 111; 121b) aus MABS ist.
Spender nach Anspruch 4, bei dem das erste Komponententeil (18; 32; 42a; 42b; 42c; 42d; 92; 102; 112a, 112b; 121a) aus opakem ABS ist.
Spender nach Anspruch 4 oder 5, bei dem das zweite Komponententeil (17; 31; 41a; 41b; 41c; 41d; 51; 61; 71; 91; 101; 111; 121b) aus transparentem MABS ist.
Spender nach einem der Ansprüche 1–6, bei dem die Querschnittsdicke in Querrichtung an der Naht (21; 43a; 43b; 43c; 43d; 93; 103; 113a, 113b; 123a, 123b) zwischen 1 und 6 mm, vorzugsweise zwischen 2,5 und 4,5 mm beträgt.
Spender nach einem der Ansprüche 1–7, bei dem ein Querschnitt in Querrichtung der Naht (21; 43a; 43b; 43c; 43d; 93; 103; 113a, 113b; 123a, 123b) mindestens eine Stufe entlang der Länge der Naht (21; 43a; 43b; 43c; 43d; 93; 103; 113a, 113b; 123a, 123b) umfasst.
Spender nach Anspruch 8, bei dem jede mindestens eine Stufe (44, 46) eine zu einer inneren (48) oder einer äußeren (47) Fläche (der äußeren Schale (20, 90, 100, 110, 120) rechtwinklige erste Kontaktfläche und eine sich in Richtung eines freien Endes der ersten Fügefläche erstreckende zweite Kontaktfläche aufweist.
Spender nach Anspruch 9, bei dem die zweite Kontaktfläche erhabene Kontakterhöhungsmittel (42a–d; 45; 52; 62) entlang der Länge der Naht (21; 43a; 43b; 43c; 43d; 93; 103; 113a, 113b; 123a, 123b) aufweist.
Spender nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend ein hinteres Teil (96; 106; 116; 126), wobei die äußere Schale (20, 90, 100, 110, 120) und das hintere Teil (96; 106; 116; 126) lösbar miteinander verbunden sind.
Spender nach Anspruch 11, bei dem das hintere Teil (96; 106; 116; 126) eingerichtet ist, um an einer vertikalen Fläche montiert zu werden.
Spender nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die äußere Schale (20, 90, 100, 110, 120) ein einziges erstes Komponententeil (18; 32; 42a; 42b; 42c; 42d; 92; 102; 112a, 112b; 121a) und ein einziges zweites Komponententeil (17; 31; 41a; 41b; 41c; 41d; 51; 61; 71; 91; 101; 111; 121b) aufweist.
Spender nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das erste (18; 32; 42a; 42b; 42c; 42d; 92; 102; 112a, 112b; 121a) und das zweite (17; 31; 41a; 41b; 41c; 41d; 51; 61; 71; 91; 101; 111; 121b) Komponententeil jeweils eine vordere Kante aufweisen, an die sich die Naht (21; 43a; 43b; 43c; 43d; 93; 103; 113a, 113b; 123a, 123b) anschließt, wobei die vorderen Kanten nicht linear sind.
Spender nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Naht eine Schlagzähigkeit besitzt, die mindestens gleich jener des an die Naht (21; 43a; 43b; 43c; 43d; 93; 103; 113a, 113b; 123a, 123b) angrenzenden ersten (18; 32; 42a; 42b; 42c; 42d; 92; 102; 112a, 112b; 121a) oder zweiten (17; 31; 41a; 41b; 41c; 41d; 51; 61; 71; 91; 101; 111; 121b) Komponententeils ist, wodurch die äußere Schale (20, 90, 100, 110, 120) bei Stoßeinwirkung in dem Bereich der Naht erst auf einer Seite der Naht oder parallel zu dieser, jedoch nicht in oder entlang der Naht selbst bricht.
Spender nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Naht (21; 43a; 43b; 43c; 43d; 93; 103; 113a, 113b; 123a, 123b) Stoßeinwirkung von mindestens 10 Joule, vorzugsweise jedoch 15 Joule, standhält ohne entlang der ersten und zweiten Fügefläche zu reißen.
Spender nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Stoßeinwirkung durch ein 13 kg schweres Gewicht erfolgt, das an einem Schwenkarm mit einer Länge von 0,75 m befestigt ist, wobei der Teil des Gewichts, der eingerichtet ist, um auf der Stirnfläche der äußeren Schale aufzutreffen, einer flachen rechteckigen Fläche von 63 cm² (7 × 9 cm) entspricht, wobei der Schwenkarm über einen Bogen aus einer vertikalen in eine horizontale Position geschwenkt und gelöst wird, um die Aufprallenergie bereitzustellen.
Spender nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem Festigkeit der äußeren Schale über der Naht (21; 43a; 43b; 43c; 43d; 93; 103; 113a, 113b; 123a, 123b) beim Biegen eine Spitzenbelastung von mindestens 35 MPa, vorzugsweise über 40 MPa, am stärksten bevorzugt über 50 MPa aufweist.