BR112013014378B1

BR112013014378B1 - Processo e sistema para a fabricação e enchimento de recipientes plásticos

Info

Publication number: BR112013014378B1
Application number: BR112013014378-9A
Authority: BR
Inventors: Klaus Hartwig
Original assignee: Discma Ag
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2020-10-06
Also published as: WO2012076576A2; CN103260854A; CA2819873C; BR112013014378A2; EP2648886A2; EP2463079A1; US10189586B2; EP2648886B1; JP2014504219A; CN103260854B; MX340843B; MX2013006513A; CA2819873A1; WO2012076576A3; RU2602106C2; RU2013131730A; US20130326998A1; JP5985501B2

Abstract

processo para a formação e enchimento em única etapa de recipientes. a presente invenção refere-se a um processo para a fabricação e enchimento de recipientes plásticos, o referido processo compreendendo as etapas de: a. posicionar uma pré-forma (1) em relação a um conjunto de molde de dois ou mais componentes (20, 21, 22), a dita pré-forma sendo geralmente fabricada a partir de um plástico e estando provida com um eixo longitudinal (17) e apresentando um parte elástica (13) e uma parte não elástica (11); b. esticar a referida pré-forma ao longo do seu eixo longitudinal (17); c. injetar um fluido (29) para dentro do volume interno (6) da pré-forma (1), o referido fluido (29) estando sob pressão, como para fazer com que a pré-forma (1) se deforme plasticamente até atingir o tamanho e forma desejados, e d. liberar o referido recipiente a partir do conjunto do molde (20, 21, 22) e selar o recipiente, e em pelo menos uma parte da parte elástica (13) da pré-forma (1) está a uma temperatura abaixo da sua temperatura de transição vítrea (tg) e, de preferência, à temperatura ambiente.

Description

Campo da Invenção

[0001] Apresente invenção refere-se a um método para a fabricação e enchimento de recipientes plásticos. Mais particularmente, a invenção refere-se à técnica de formação de recipientes, através da utilização de ar pressurizado aquecido, para expandir uma pré-forma, que já foi fabricada por moldagem por injeção, por exemplo.

Fundamento

[0002] A técnica acima mencionada é comumente conhecida na técnica de formação de plásticos como "moldagem por sopro". Em particular, a moldagem por sopro é uma técnica comumente empregada para a formação de recipientes, tais como aqueles para comida, bebidas, ou produtos quimicos. Resinas plásticas comuns para a moldagem por sopro incluem tereftalato de polietileno (PET) , polietileno de alta densidade (HDPE) , e polipropileno (PP), embora possam ser empregues outras resinas com propriedades adequadas para o processo e aplicação.

[0003] A matéria-prima tipica para um processo de moldagem por sopro é uma pré-forma termoplástica oca de forma geralmente tubular, criada por meio de moldagem por injeção. A referida pré-forma é geralmente fechada em uma extremidade, deixando a outra extremidade aberta, tendo a aparência de um tubo de ensaio ou recipiente similar. A extremidade aberta da pré-forma é, em geral, em uma forma que é substancialmente acabada, opcionalmente, incluindo características tais como roscas, bicos, etc. No entanto, a pré-forma pode ser deixada aberta e inacabada em ambas as extremidades, com o fecho e as características a serem adicionadas mais tarde.

[0004] Em um processo tipico de moldagem por sopro, a pré-forma é primeiro pré-aquecida, geralmente através do uso de fornos ou aquecedores radiantes. A temperatura à qual a pré-forma é aquecida é um acima do ponto de transição vitrea do material. Isso torna a pré-forma macia e flexivel e, portanto, capaz de fluir para os recessos de um molde. A temperatura de trabalho de um processo de moldagem por sopro, assim, varia de 55°C a 135°C, dependendo das propriedades do material utilizado.

[0005] A pré-forma, uma vez aquecido de modo uniforme, até a temperatura desejada, é posicionada dentro de um molde. A cavidade do molde é contornada de tal modo a delinear o exterior do recipiente acabado. O gargalo na extremidade aberta da pré-forma geralmente se projeta a partir da parte superior do molde. Uma haste estirada é inserida na abertura da pré-forma, e em torno da abertura da pré-forma do aparelho de moldagem por sopro está posicionado. Durante a moldagem, a haste estirada é avançada para dentro da pré-forma de tal forma a pressionar para dentro da extremidade fechada da pré-forma e deformá-la na direção do seu eixo longitudinal. Simultaneamente, o ar sob alta pressão é soprado para dentro da pré-forma, fazendo com que a pré- forma se expanda e preencha a cavidade do molde. O recipiente é então arrefecido, o qual é conseguido por circulação refrigerante através do corpo de molde antes do recipiente ser ejetado, ou por injeção de um fluido criogênico, tal como nitrogênio liquido para dentro do recipiente. Uma vez que tenha arrefecido suficientemente, o recipiente é removido do molde, enchido com um produto e selado.

[0006] O presente método como descrito acima é desvantajoso em vários aspectos. Em primeiro lugar, a pré- forma de plástico deve ser pré-aquecida, a fim de manter o plástico a uma temperatura adequada para a formação de uma etapa que aumenta o custo considerável ao processo sob a forma de custos de energia. Estes custos são ainda mais preocupantes em operações de alto volume, onde grandes quantidades de pré-formas devem ser levadas à temperatura de trabalho muito rapidamente e grandes instalações de equipamentos de aquecimento são necessárias. Em segundo lugar, como os recipientes são moldados usando o gás, o controlo sobre o processo de moldagem é diminuído pela compressibilidade do gás. Em terceiro lugar, o recipiente deve ser arrefecido depois da moldagem e não pode ser cheio, até que a sua temperatura tenha diminuído o suficiente, o que limita a velocidade à qual um aparelho de moldagem por sopro pode operar e geralmente adiciona outra camada de complexidade e custos ao processo. Em quarto lugar, enquanto a temperatura do plástico é mantida acima do ponto de transição vitrea do material durante o processo de formação, a estrutura molecular do recipiente acabado permanece praticamente amorfa e não se beneficia dos aumentos de resistência e de outras propriedades fisicas que são o resultado de cristalização e endurecimento por tensão.

Sumário da Invenção

[0007] Um objeto da presente invenção pode ser a redução da quantidade de energia que é necessária para completar o processo, reduzindo a quantidade de aquecimento da pré-forma antes da moldagem.

[0008] Outro objeto da presente invenção pode ser prover a pré-forma com meios alternativos para atingir o fluxo de material, na ausência de aquecimento acima do ponto de transição vitrea do material.

[0009] Outro objeto da presente invenção pode ser o de prover meios através dos quais o tempo de ciclo de moldagem por sopro de um recipiente e de operação de enchimento pode ser reduzido.

[00010] Outro objeto da presente invenção pode ser melhorar o presente dispositivo de controle sobre o processo de moldagem por sopro, reduzindo ou eliminando os aspectos imprecisos e incontroláveis da injeção de fluido gasoso presente nas atuais técnicas de moldagem por sopro.

[00011] Outro objeto da presente invenção pode ser melhorar a estrutura cristalina dos recipientes produzidos por um processo de moldagem por sopro, ao aumentar a cristalinidade dos recipientes produzidos por tal processo.

[00012] De acordo com um primeiro aspecto, a invenção é direcionada a um novo processo. Correlativamente, a invenção também se refere a um novo sistema para a fabricação e enchimento de recipientes plásticos. De acordo com outro aspecto, o fluido é um liquido incompressivel. O processo e o sistema de acordo com este aspecto adicional são vantajosos na medida em que a expansão da pré-forma é conseguida através da utilização de um fluido incompressivel, ao invés de ar. Isto é vantajoso na medida em que evita a imprevisibilidade e variância presente no controle do volume e da pressão de um gás que está a ser injetado em uma pré-forma em expansão. Por exemplo, a pré-forma pode ser fabricada a partir de uma resina termoplástica.

[00013] De acordo com outro aspecto da invenção, as etapas de estiramento da pré-forma e injeção do fluido são realizadas substancialmente em sequência. Isto tem a vantagem de permitir que o praticante da invenção tenha um maior controle sobre o processo de moldagem por meio de separação do processo em etapas distintas, controláveis. Isto também permite o praticante da invenção otimizar melhor o processo de moldagem de um recipiente de design particular: como a moldagem ocorre em várias etapas distintas, o praticante está mais apto a isolar a causa de um defeito especifico de uma determinada etapa do processo, e, portanto, corrigi-la.

[00014] De acordo com um aspecto alternativo da invenção, são realizadas simultaneamente as etapas de estiramento da pré-forma e injeção do fluido. Isto tem a vantagem de acelerar o processo de moldagem em relação a um processo que utiliza o estiramento sequencial e injeção, aumentando assim a capacidade de uma operação de moldagem por sopro.

[00015] De acordo com ainda outro aspecto da invenção, as etapas de estiramento da pré-forma e injeção do fluido são executadas sequencialmente, substancialmente, com o inicio da etapa de injeção ocorrendo antes do final da etapa de estiramento. Isto combina as vantagens de ambos os aspectos anteriores da invenção, em que o inicio de cada etapa é deslocado no tempo e, portanto, constituem passos distintos, controláveis. Além disso, uma vez que o inicio da etapa de injeção não espera pela ocorrência do fim da etapa de estiramento, o ganho de tempo no processo de fabricação é desse modo obtido.

[00016] Em outro aspecto da invenção, o fluido (por exemplo, um fluido incompressivel), que é usado para efetuar a moldagem do recipiente é o que será fechado pelo recipiente e distribuído para os clientes. Isto é vantajoso na medida em que elimina o custo de capital e aumento do tempo de processo associados à aquisição e operação separada de moldagem e enchimento e aparelhos. Ao mesmo tempo, o processo de esterilização do recipiente é muito melhorado, uma vez que neste processo é a pré-forma que é esterilizada e não o recipiente acabado. Especificamente, o menor tamanho da pré- forma e da geometria simples (em relação ao recipiente acabado) permite que o processo de esterilização seja realizado muito mais rapidamente do que nos métodos existentes. Este aspecto pode também opcionalmente incluir uma etapa em que uma vedação é aplicada ao recipiente, após a conclusão do processo de moldagem, tais como os vulgarmente utilizados para prevenir a deterioração ou a adulteração.

[00017] De acordo com outro aspecto, o fluido está em temperatura ambiente. Isto torna possivel dissipar o calor gerado pela etapa de estiramento. Além disso, é vantajoso na medida em que nenhuma energia é perdida para o aquecimento ou o arrefecimento do fluido que pode ser usado como tal, como está armazenado ou disponível a partir de uma fonte do fluido (à temperatura ambiente).

[00018] Constitui outro aspecto da invenção, que a quantidade de energia requerida pelo processo seja muito reduzida em relação aos métodos atuais. Esta redução de energia resulta em uma economia considerável de custo unitário e global. A referida redução é conseguida através da realização da operação de moldagem por sopro, com a pré- forma a uma temperatura que se encontra abaixo da sua temperatura de transição vitrea (Tg) e, de preferência, à temperatura ambiente. Este aspecto da invenção tem uma vantagem no fato de que, devido ao aquecimento limitado ou mesmo não antes da moldagem da pré-forma, o tempo de arrefecimento pós-moldagem é muito reduzido ou mesmo eliminado. Isto reduz o tempo de ciclo total e aumenta a capacidade de uma dada operação de moldagem por sopro, resultando em benefícios econômicos para o fabricante dos recipientes. Vantajosamente, pelo menos uma parte da pré- forma e, mais especificamente, a parte da pré-forma que pode ser estirada durante o processo está a uma temperatura abaixo da sua temperatura de transição vitrea (Tg), mais preferencialmente, à temperatura ambiente. Em consequência, pelo menos 30%, preferencialmente pelo menos 50%, mais preferencialmente pelo menos 70%, mais preferencialmente 90% da parte estirável da pré-forma está a uma temperatura abaixo da sua temperatura de transição vitrea (Tg) antes de estiramento da pré-forma.

[00019] De preferência, durante o processo de fabricação e enchimento de recipientes plásticos, a pré- forma está à temperatura ambiente e, pelo menos, uma zona da parte estirável da pré-forma apresentando diminuição da área em corte transversal pode ser aquecida para facilitar a iniciação da deformação durante a moldagem.

[00020] A invenção é também direcionada a uma pré- forma, a qual é destinada para utilização no processo acima mencionado de moldagem por sopro. A pré-forma é provida a partir de uma ou várias zonas de área de seção transversal reduzida, que estão posicionadas ao longo do eixo longitudinal da pré-forma. As ditas zonas de diminuição de área de seção transversal reduzida atuam como concentradores de tensões longitudinais e radiais, o que resulta na iniciação consistente de deformação plástica nas referidas zonas durante a moldagem. A diminuição da área da seção transversal da zona ou zonas pode ser alcançada por meio de alterações na geometria lisa ao longo do eixo longitudinal da pré-forma (por exemplo, a geometria curva), cantos afiados ao longo do eixo longitudinal da pré-forma (por exemplo, a geometria angular), ou uma combinação destes.

[00021] Por conseguinte, é outro aspecto da invenção que a cristalinidade do recipiente acabado seja aumentada em relação ao encontrado em recipientes produzidos por métodos de acordo com a técnica anterior. Este aumento na cristalinidade é um resultado do fato de que, no processo de moldagem por sopro a pré-forma é moldada, a uma temperatura que está abaixo da temperatura de transição vitrea (Tg) para o material de que é fabricado. Isto é tornado possível graças à utilização de um fluido incompressivel, que tem boas propriedades de condução de calor (por exemplo, água, em particular, tem propriedades de condução de calor elevado) e, por conseguinte, rapidamente dissipa o calor produzido pela etapa de estiramento. Assim, a cristalinidade a um nivel elevado (30 a 35%) pode ser obtida com a água como fluido incompressivel. Isto resulta no endurecimento da tensão melhorado durante o processo de moldagem, tal como o ato de deformar a pré-forma na forma desejada encoraja as moléculas de resina plástica a se alinhar e se cristalizar. Este aumento nos resulta da cristalinidade melhorada nas propriedades mecânicas e quimicas no recipiente acabado.

[00022] Outro objeto da invenção, é um método de controle do processo para a fabricação e enchimento de recipientes plásticos, como brevemente descritos acima. Este método é vantajoso porque, em combinação com qualquer dos outros aspectos da invenção, permite que o praticante da invenção otimize o controle do processo e de transferência através da utilização de sistemas automáticos de controle do processo.

Breve Descrição dos Desenhos

[00023] A Figura 1 é um diagrama de uma pré-forma para utilização na presente invenção, incluindo uma indicação de vista detalhadas separadas nas figuras 2 e 3;

[00024] A Figura 2 é uma vista detalhada de uma zona de deformação na pré-forma da Figura 1, quando a zona é composta de geometria curva;

[00025] A Figura 3 é uma vista detalhada alternativa de uma zona de deformação na pré-forma da Figura 1, quando a zona é composta de geometria angular; e

[00026] A Figura 4 é um diagrama de um aparelho no qual a invenção pode ser implementada.

[00027] A Figura 5 é uma representação de um recipiente acabado produzido pelo processo de acordo com a invenção.

[00028] A Figura 6 ilustra esquematicamente as curvas experimentais obtidas através de um exemplo de um processo de acordo com a invenção.

Descrição da modalidade preferida

[00029] A invenção será mais bem compreendida a partir da descrição que se segue, a qual se refere a uma modalidade preferida, dada a titulo de exemplo não limitativo, e explicada com referência às figuras anexas 1 a 4 mostrando um aparelho de pré-forma e de moldagem, de acordo com esta invenção.

[00030] O processo para recipientes de moldagem por sopro a partir de plástico, e mais particularmente a partir de resina termoplástica, por exemplo, PET começa com a pré- forma 1 mostrada na Figura 1. Na modalidade preferida, a pré-forma 1 é fabricada de resina PET em um processo de moldagem por injeção convencional. A pré-forma 1 é idealmente simétrica de forma axial em torno do eixo longitudinal 17. A pré-forma 1 é um corpo tubular de uma forma geralmente alongada, constituída por uma parte superior 11 e uma parte inferior 13. A parte inferior 13 da pré-forma 1 é definida geralmente por uma superfície externa 3 e uma superfície interna 4, formando em conjunto uma espessura de parede 5. A referida espessura 5 não é necessariamente fixa, o que pode variar ligeiramente ao longo do corpo da pré-forma 1 (na direção longitudinal), como é necessária para otimizar a moldagem do recipiente acabado. A parte superior 11 da pré-forma 1 é fornecida com um rebordo 9, rosca 10, e uma abertura 12, dispostos de tal forma a prover uma montagem pronta para uma tampa. Um gargalo 14 é composto pela transição entre a parte superior 11 e a parte inferior 13.

[00031] A parte superior 11 é uma parte que não está estirada durante o processo de fabricação do recipiente e durante a etapa de estiramento da pré-forma 1, ao longo do seu eixo longitudinal. É, portanto, designada como uma parte não estirável. Pelo contrário, a parte inferior 13, é definida como uma parte estirável e é estirada e deformada até atingir o tamanho e forma desejados para o recipiente.

[00032] A pré-forma 1 é ainda definida por uma parte de fundo 2, que compreende uma concha hemisférica de raio interno 7 e raio externo 8. O efeito da combinação da seção inferior 2 com a parte superior 11 e a parte inferior 13 é a de tornar a pré-forma de uma estrutura tubular que defina um volume interno 6.

[00033] O gargalo 14 é provido com uma zona 16 que tem uma espessura de parede localmente reduzida 15 relativamente ao resto da pré-forma 1. A zona 16 é um concentrador de tensões axiais e radiais na parede da pré- forma 1, que serve para prover um ponto de iniciação consistente de deformação durante a moldação e assim facilitar o fluxo da pré-forma 1 durante a moldagem. As figuras 2 e 3 mostram duas configurações possíveis de espessura diminuídas 15. Na Figura 2, a espessura diminuída 15 é realizada por meio de curvas lisas 18, que podem ser de raio constante ou variável. Na Figura 3, em vez disso a pré- forma é dotada de ângulos 19 (cantos afiados), que realizam a mesma finalidade que as curvas 18. Enquanto na modalidade preferida é empregue apenas uma dessas zonas 16, tais zonas múltiplas podem, opcionalmente, ser empregues, dependendo das propriedades do material utilizado e da geometria do recipiente a ser formado.

[00034] De preferência, a pré-forma como um todo se encontra à temperatura ambiente. Mais especificamente, pelo menos uma parte da parte estirável da pré-forma é, à temperatura ambiente e ainda mais preferencialmente, a uma temperatura abaixo da temperatura de transição vitrea (Tg) da pré-forma.

[00035] Tal como se propõe, pelo menos 30%, preferencialmente pelo menos 50%, mais preferencialmente pelo menos 70%, mais preferencialmente 90% da parte estirável da pré-forma está a uma temperatura abaixo da sua temperatura de transição vitrea (Tg) antes do estiramento da pré-forma.

[00036] No entanto, para facilitar o estiramento da parte estirável da pré-forma ao longo do seu eixo longitudinal, está previsto aquecer localmente a parte estirável, em alguns pontos. De forma vantajosa, a pré-forma pode ser aquecida na localização das zonas 16 apresentando a espessura de parede reduzida localmente 15 para iniciar a deformação da parte estirável durante a moldagem. A zona 16 pode ser aquecida a uma temperatura próxima da temperatura de transição vitrea (Tg), ou acima da temperatura de transição vitrea (Tg), enquanto a pré-forma como um todo continua a uma temperatura inferior à temperatura de transição vitrea (Tg) e de preferência à temperatura ambiente.

[00037] A Figura 4 representa a modalidade preferida de um aparelho para efetuar o processo de moldagem. O aparelho compreende um molde, que tem uma base 20 e as metades direita e esquerda 21 e 22 (em conjunto, os componentes do molde), e uma cabeça de formação 27, com um elemento de estiramento como uma haste de estiramento 25 impulsionada pelo cilindro 26. Metades do molde 21 e 22 se encontram ao longo da linha central do molde 35, e confinam a base do molde 20 ao longo da costura da base do molde 34. A cavidade do molde 30 é, assim, definida pelas superficies internas 23 dos componentes do molde. É de se notar que um molde com um diferente número de componentes pode ser utilizado alternativamente. O molde pode ser ainda provido com um ou mais orifícios de ventilação 38, para descarregar o ar deslocado pela pré-forma 1 durante a operação de moldagem.

[00038] As metades do molde 21 e 22 são fornecidas com um orificio superior 36. O orificio 36 é de um tamanho tal que a pré-forma do gargalo 14 pode passar através do orificio 36, enquanto o ombro da pré-forma 9 repousa sobre a superfície superior das metades do molde 21 e 22. O resultado é que a parte inferior da pré-forma 13 está posicionada dentro da cavidade de molde 30 enquanto a parte superior da pré-forma 11, fica fora da cavidade do molde.

[00039] Antes da operação de moldagem, a pré-forma 1 é preparada para o processo de moldagem. Na modalidade preferida, a pré-forma é limpa de quaisquer resíduos latentes e higienizada para evitar a deterioração do seu conteúdo futuro. Preferivelmente, a pré-forma está, à temperatura ambiente. A pré-forma 1 é preparada posicionada em relação aos componentes do molde 20, 21 e 22, de tal forma que seja fechada, como descrito acima. Em termos práticos, a pré- forma 1 é inserida na estrutura do molde montado, ou alternativamente a pré-forma 1 pode ser mantida em posição enquanto os componentes do molde são trazidos em conjunto e fechados em torno dele. Uma vez devidamente posicionados os componentes do molde são mantidos em posição por meio de grampos ou dispositivos de travamento. 0 aparelho, juntamente com a pré-forma 1 formam um sistema para a fabricação e enchimento de recipientes de plástico. A cabeça de conformação 27 é então posicionada sobre a boca 28 da pré-forma 1 e mantida em posição através da aplicação de força externa 41. A cabeça de conformação 27 pode, opcionalmente, ser provida de meios para engatar as roscas da pré-forma 10 para uma melhor ligação e vedação.

[00040] Durante a preparação da operação de moldagem, a pré-forma 1 está à temperatura ambiente ou, no minimo, a uma temperatura abaixo da sua temperatura de transição vitrea (Tg) .

[00041] A zona interna 16 da parte estirável 13 da pré-forma pode ser aquecida a uma temperatura próxima da sua temperatura de transição vitrea (Tg), ou acima da temperatura de transição vitrea (Tg) da pré-forma 1 para ajudar a iniciar a deformação plástica da pré-forma 1 durante a operação de moldagem.

[00042] A operação de moldagem é iniciada pelo avanço da haste de estiramento 25 para dentro do volume interno da pré-forma 6, fazendo com que ele se deforme plasticamente por estiramento ao longo do seu eixo longitudinal 17. A haste de estiramento 25 é acionada por meio de cilindro pneumático 2 6, que é operado por meio de ar comprimido fornecido a partir da fonte 32 e regulado pela válvula 33. Alternativamente, outros meios de condução podem ser utilizados para acionar o deslocamento do elemento de estiramento. Esta deformação continua até que a haste de estiramento 25 encontre o fundo do molde 20 no ponto de fundo 37, ponto no qual a haste de estiramento 25 é interrompida e mantida no lugar até a conclusão da operação de moldagem.

[00043] Enquanto a haste de estiramento 25 está deformando a pré-forma por estiramento, um fluido incompressivel 29 sob pressão, por exemplo, água, fornecida a partir da fonte 31 e regulada pela válvula 39 é injetada para dentro do volume interno da pré-forma 6. Mais particularmente, a injeção começa após o estiramento ter iniciado e antes de ter chegado ao fim. Isto faz com que seja possível obter uma distribuição regular da cristalinidade ao longo da altura da pré-forma. É de se notar que o estiramento de uma pré-forma de PET, que é inicialmente tanto em uma forma amorfa, induz a cristalinidade na pré- forma. No entanto, o calor gerado pela etapa de estiramento quebra esta cristalinidade induzida. A utilização de um fluido incompressivel, em particular um fluido com boas ou mesmo elevadas propriedades de condução de calor, como água, torna possivel evacuar o calor produzido pela etapa de estiramento e a cristalinidade mantém um nivel bastante elevado, por exemplo, entre 30 e 35%. Além disso, para fins de cristalinidade a água é utilizada à temperatura ambiente, na etapa de injeção. Contudo, outros fluidos (isto é, liquido) podem, alternativamente, ser utilizados, e em particular com qualquer fluido de temperatura entre 0o e 100°C. Pode, opcionalmente, ser previsto um meio para a remoção de ar do interior da pré-forma 1, antes da injeção do fluido incompressivel 29. A tensão longitudinal induzida pela haste de estiramento 25 e as tensões longitudinais e radiais induzidas pela pressão do fluido incompressivel 29 provocam deformações plásticas que podem ser iniciadas nos concentradores de tensão encontrados na pré-forma 1 para as zonas 16.

[00044] Uma vez que a deformação plástica é iniciada, a pré-forma 1 continua a expandir-se para dentro da cavidade do molde 30 até que se tenha assumido aproximadamente a forma do molde no interior da superfície 23. Esta expansão é controlada por sistemas de controle dos aparelhos por meio de sensores 40 localizados apropriadamente. O número exato de sensores necessários 40 irá variar de acordo com a forma da cavidade do molde 30; apenas dois são representados para maior clareza. É de se notar que o controle sobre o processo de moldagem é obtido através do controle da taxa de aumento de volume no interior do molde durante o processo. Controlar o volume de um fluido incompressivel (por exemplo, água) injetado na pré-forma (por exemplo, através de um medidor de fluxo ou de outro meio adequado) é muito mais fácil do que para um fluido compressivel tal como o ar. Controlar a taxa de aumento de volume faz com que seja possivel controlar a taxa de aumento da superfície, durante a expansão da pré- forma no interior do molde. A taxa de aumento de volume é controlada de forma a se obter uma taxa de aumento da superfície da bolha de PET substancialmente constante, tendendo assim obter a cristalinidade máxima possível na pré-forma de PET.

[00045] Como explicado, durante o processo de fabricação, o recipiente é desempenhado com uma pré-forma 1. Pelo menos uma parte da parte estirável 13 da dita pré-forma está a uma temperatura que está abaixo da temperatura de transição vitrea Tg do material do qual ele é produzido e, de preferência, à temperatura ambiente.

[00046] De acordo com o processo proposto, pelo menos 30%, preferencialmente pelo menos 50%, mais preferencialmente pelo menos 70% e mais preferencialmente 90% da parte estirável 13 da pré-forma 1 está a uma temperatura abaixo da sua temperatura de transição vitrea (Tg) , permitindo uma redução na energia necessária para o processo.

[00047] A Figura 6 ilustra as curvas esquemáticas (a), (b) , e (c) obtidas no decurso da execução de um exemplo de um processo de fabricação de acordo com a invenção.

[00048] A curva (a) representa a amplitude da posição que se estende ao longo do tempo durante o processo de moldagem.

[00049] A curva (b) representa a amplitude do volume de um fluido incompressivel, por exemplo, água, que é injetada na pré-forma, enquanto a última está sendo estirada.

[00050] Como é evidente a partir do desenho, o fluido começa a ser injetado, enquanto a estiramento da pré-forma está em progresso.

[00051] Finalmente, a curva (c), em linhas tracejadas representa a amplitude de um ponto de ajuste do volume de água.

[00052] Uma vez que a expansão chegou ao fim as metades do molde 21 e 22 são, então, abertas e o recipiente é removido sem esvaziar o fluido incompressivel 29. O recipiente é finalmente selado com o fluido incompressivel 29 no interior (por exemplo, água ou outro liquido), de preferência por meio de uma tampa de rosca, e está, então, pronto para ser usado dispensando o fluido nele contido. Um recipiente acabado produzido por meio da modalidade preferida está representado na Figura 5, onde a tampa foi omitida para maior clareza.

[00053] Naturalmente, a invenção não está limitada à modalidade descrita acima e mostrada no desenho anexo. As modificações permanecem possíveis, nomeadamente, à fabricação dos diferentes elementos ou por substituição de equivalentes técnicos, sem por isso sair do âmbito de proteção da invenção. Por conseguinte, o âmbito da presente invenção se destina a ser um exemplo não limitativo, e o âmbito da invenção é definido pelas reivindicações que quaisquer derivam, pelo menos em parte, a partir desta invenção.

Claims

1. Processo para a fabricação e enchimento de recipientes plásticos, o referido processo compreendendo as etapas de: a. posicionar uma pré-forma (1) em relação a um conjunto de molde de dois ou mais componentes (20, 21, 22), a dita pré-forma compreendendo um corpo que fecha um volume interno fabricado a partir de uma resina termoplástica e em forma tubular e possuindo um eixo longitudinal (17) que corre ao longo do seu comprimento e apresentando uma parte superior (11) que não está estirada durante o processo e uma parte inferior definida como uma parte estirável (13), a referida porção estirável (13) sendo provida com uma ou várias zonas (16) de espessura de parede localmente reduzida (15, 18, 19) ao longo do referido eixo longitudinal (17) que são configuradas de modo a iniciar a deformação durante o processo de moldagem de sopro; b. estirar a referida pré-forma ao longo do seu eixo longitudinal (17); c. injetar um fluido (29) incompressivel para dentro do volume interno (6) da pré-forma (1), o referido fluido (29) estando sob pressão, para fazer com que a pré-forma (1) se deforme plasticamente até atingir o tamanho e forma desejados, e d. liberar o referido recipiente a partir do conjunto do molde (20, 21, 22) e selar o recipiente; o referido método é caracterizado pelo fato de que a pré-forma é aquecida na localização da zona (16) de espessura de parede localmente reduzida a uma temperatura abaixo da temperatura de transição vitrea (Tg) enquanto a pré-forma, como um todo, permanece a uma temperatura abaixo da temperatura de transição vitrea (Tg) e, de preferência, à temperatura ambiente.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as etapas de estiramento da pré-forma (1) e da injeção do fluido (29) são realizadas em sequência.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a etapa de injeção do fluido (29) se inicia antes do fim da etapa de estiramento da pré- forma (1) .

4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as etapas de estiramento da pré-forma (1) e de injeção do fluido (29) são realizadas de modo simultâneo.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o fluido (29), que é injetado para dentro da pré-forma (1) para formar o recipiente é fechado dentro e distribuído com o recipiente.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o fluido está em temperaturas ambientes.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos 50%, preferencialmente pelo menos 30%, mais preferencialmente pelo menos 70%, mais preferencialmente 90% da parte estirável (13) da pré-forma (1) está a uma temperatura abaixo da sua temperatura de transição vitrea (Tg) .

8. Sistema para a fabricação e enchimento de recipientes plásticos utilizando o processo conforme definido nas reivindicações 1 a 7, o referido sistema compreendendo: a. uma pré-forma (1) compreendendo um corpo que fecha um volume interno fabricado a partir de uma resina termoplástica e em forma tubular e possuindo um eixo longitudinal (17) que corre ao longo do seu comprimento e apresentando uma parte superior (11) que não está estirada durante o processo e uma parte inferior definida como uma parte estirável (13), a referida porção estirável (13) sendo provida com uma ou várias zonas (16) de espessura de parede localmente reduzida (15, 18, 19) ao longo do referido eixo longitudinal (17) que são configuradas de modo a iniciar a deformação durante o processo de moldagem de sopro; b. meios para aquecer localmente a pré-forma; c. um conjunto de molde de dois ou mais componentes (20, 21, 22) dentro do qual a pré-forma pode ser posicionada; d. um elemento de estiramento (25) para estiramento da referida pré-forma (1) ao longo do seu eixo longitudinal (17) ; e. meios para injeção de um fluido incompressivel (29) na pré-forma (1), o qual é adaptado de modo que o referido fluido (29) esteja sob pressão, para fazer com que a pré- forma (1) se deforme plasticamente, até atingir o tamanho e a forma desejada; f. meios para liberar o recipiente do conjunto do molde; e g. meios para vedação do recipiente, caracterizado pelo fato de que os meios de aquecimento são adaptados para aquecer as zonas (16) de espessura de parede reduzidas localmente a uma temperatura acima da temperatura de transição vitrea (Tg) enquanto a pré-forma, como um todo, permanece a uma temperatura abaixo da temperatura de transição vitrea (Tg) e, de preferência, à temperatura ambiente.