BR112016005265B1 - Recipiente compressível para enchimento a quente - Google Patents

Abstract

RECIPIENTE COMPRESSÍVEL PARA ENCHIMENTO A QUENTE. A invenção refere-se a um recipiente (100) para bebidas apropriado para enchimento a quente e compressível de modo a ser capaz de extrair a bebida para fora por meio de uma pressão exercida sobre as paredes laterais. O recipiente compreende um corpo central com função de compensação de vácuo que é criada após o resfriamento do fluido após o enchimento a quente. Dito corpo central compreende quatro painéis de forma trapezoidal-e é limitado no topo e no fundo por um conjunto de nervuras e anéis.

Description

Campo da invenção

[0001] A presente invenção refere-se a um recipiente de plástico compressível do tipo preenchido a quente provido com painéis de compensação de vácuo.

Antecedentes da técnica

[0002] Hoje em dia, os recipientes feitos de plástico, tal como PET, têm substituído quase todos os outros tipos de recipientes por recipientes PET disponíveis no mercado. Os recipientes PET têm o benefício de serem muito leves, de baixo custo e fabricáveis em grandes quantidades por meio de um processo de estiramento. Este processo inclui a formação de pré-formas de PET por moldagem por injeção, as pré-formas assim obtidas são subsequentemente aquecidas, então alongadas longitudinalmente e infladas em uma cavidade de moldagem específica de modo a fazer as mesmas alcançar a forma do recipiente. PET é um material relativamente caro, e assim é importante desenvolver recipientes que são tão leves quanto possível. A necessidade de limitar a quantidade de PET leva a recipientes cuja estrutura deve ser capaz de compensar adequadamente a baixa resistência causada pela finura da parede que pode ser obtida usando PET. Este problema de projeto de recipiente é acentuado em recipientes para bebidas que devem ser preenchidos com um assim chamado processo de enchimento a quente, isto é, com líquido quente. Dito processo implica em uma temperatura de líquido de cerca de 85 graus centígrados no momento do enchimento, isto é, uma temperatura suficiente para esterilização completa. Sem um projeto adequado do recipiente, este pode romper ou ser deformado irreparavelmente, novamente por causa das paredes finas. Este tipo de recipiente tem normalmente uma base e um corpo cilíndrico, um ressalto e um gargalo. Após enchimento, a garrafa é fechada e o processo de resfriamento de líquido cria uma pressão interna negativa, que pode causar um encolhimento da garrafa por causa do efeito simultâneo da contração do volume de líquido e da contração do volume de ar presentes na lacuna entre a superfície superior do líquido e a parede interna da tampa. A garrafa deve assim ser projetada com uma configuração estrutural tal para ser capaz de suportar tal encolhimento. A fim de obter uma resistência mais alta e evitar a ruptura da garrafa, garrafas com paredes de corpo cilíndrico contendo painéis de compensação de vácuo são geralmente produzidas. A função destes painéis é escoar para o interior da garrafa e assim acompanhar o decréscimo de volume do líquido resfriado. No entanto, esta flexão causa pontos de tensão nas bordas dos painéis que devem ser compensados por nervuras geralmente dispostas entre um painel e o seguinte, e por nervuras horizontais dispostas sobre e sob o painel, que reforçam a estrutura e assim a rigidez da garrafa.

[0003] Por outro lado, no caso de garrafas que são compressíveis intencionalmente de modo a extrair o líquido para for a por meio de uma pressão exercida pelo usuário sobre as paredes na direção radial, é importante não exceder tal rigidez que pode de outro modo causar o rompimento da garrafa aplicando a força de compressão. A necessidade de melhorar a estabilidade destas garrafas assim existe, em todos os casos sem recorrer ao uso de mais material de plástico e garantindo uma característica de rendimento suficiente para a compressão requerida pelo usuário.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0004] É um objeto da presente invenção produzir recipiente para enchimento a quente, que após o enchimento a quente não exibe uma compressão indesejada e que pode ser comprimido para extrair o líquido para fora com força quando o usuário quer beber sem a ação que cause deformações permanentes ou fraturamento do recipiente. Assim, a presente invenção alcança o objetivo descrito acima por meio de um recipiente compressível para bebidas feito de material de plástico, por exemplo, PET, apropriado para um processo de enchimento a quente, tendo um eixo longitudinal X e tendo um primeiro comprimento H ao longo de dito eixo longitudinal X que compreende: b) um gargalo rosqueado cilíndrico pra a passagem da bebida, c) um ressalto, d) um fundo fechado, e) um corpo central compreendido entre dito ressalto e dito fundo, definindo uma área de compensação de vácuo compreendendo quatro painéis de compensação dispostos ao longo das paredes laterais de dito corpo central, ditos painéis de compensação tendo um forma trapezoidal com uma relação de base menor para base maior na faixa entre 0,2 e 0,35, cada painel de compensação tendo as bases invertidas com respeito ao painel de compensação adjacente, dita área de compensação de vácuo tendo um segundo comprimento h na faixa entre ^H e %H.

[0001] Vantajosamente, o corpo de compensação de vácuo central é delimitado no topo e no fundo por nervuras específicas e por um anel superior e um anel inferior definindo o diâmetro máximo da garrafa.

[0002] Além disso, o fundo do recipiente é provido com dois recessos, cada um em uma posição correspondendo aos painéis de compensação que têm o lado maior voltado para o ressalto. Vantajosamente, colunas inclinadas, que conectam o anel superior e o anel inferior, são providos entre os painéis. A profundidade máxima destas colunas inclinadas está compreendendo na faixa 2,5 mm e 5 mm, preferivelmente a dimensão de dita profundidade máxima está entre 2,8 mm e 3,2 mm.

[0003] De acordo com uma modalidade, os painéis têm uma superfície uniforme, isto é, sem quaisquer declives e saliências, e são curvados na direção do eixo longitudinal X. Deste modo, é provida vantajosamente uma compensação de vácuo melhorada levando a uma deformação mais homogênea e, portanto, a uma forma final uniforme da garrafa quando o resfriamento é realizado.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0004] Outras características e vantagens da invenção serão mais evidentes à luz da descrição detalhada de uma modalidade preferida, mas não exclusiva, de uma garrafa PET do tipo para enchimento a quente, que pode ser comprimida para extrair para fora a bebida contida na mesma, ilustrada por meio de exemplo não limitante com a ajuda das seguintes figuras:

[0005] a figura 1 é uma vista em perspectiva de uma garrafa de ^ litro de acordo com a invenção,

[0006] as figuras 2A e Fig. 2B são uma vista frontal e uma vista de fundo da mesma garrafa,

[0007] a figura 3 mostra uma vista em projeção plana dos painéis de compensação ao longo da parte central da garrafa,

[0008] a figura 4 é uma vista axonomérica do fundo da garrafa,

[0009] a figura 5A e a figura 5B são uma vista lateral e uma vista em seção de um plano transversal ao eixo da garrafa de 5 litros.

[00010] Os mesmos números e letras de referência nas figuras referem-se aos mesmos membros ou componentes.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA MODALIDADE PREFERIDA DA INVENÇÃO

[00011] A figura 1 mostra uma vista axonomérica de uma garrafa 100 destinada a conter bebidas, construída de acordo com uma modalidade preferida da invenção. A garrafa, feita preferivelmente de PET, é projetada para ser preenchida por meio de um processo de enchimento; além disso, ela deve ser comprimida a fim de extrair o líquido para fora por meio de uma pressão exercida sobre as paredes substancialmente na direção radial a fim de criar um jato de bebida como o usuário deseja. A garrafa 100 compreende quatro painéis de compressão 1 que, além de formarem uma estrutura para contrastar o decréscimo de pressão interna causado pelo resfriamento da bebida após enchimento, também promovem a compressão da garrafa em uma direção substancialmente radial, isto é, perpendicularmente ao eixo central X, figura 2A. A garrafa 100 compreende um gargalo rosqueado 2 para fechar a garrafa por meio de uma tampa (de tipo conhecido) para deixar a bebida dentro e fora. A garrafa 1 então compreende um corpo central unido no topo ao gargalo 2 por meio de um ressalto ou cúpula 4 e no fundo por meio de um fundo 5. O corpo central 3 constitui a área de compensação de vácuo que é delimitada no topo e no fundo por um conjunto de anéis e nervuras. O anel superior 8 e o anel inferior 9 são circulares com um diâmetro DM que define o diâmetro máximo da garrafa. Entre o anel superior 8 e o anel inferior 9 existe uma seção, perpendicular ao eixo longitudinal X, onde a garrafa tem seu diâmetro mínimo, devido à forma curvada dos painéis em direção ao eixo longitudinal X antes do resfriamento do líquido que aumenta levemente quando o resfriamento final do líquido na mesma contido é realizado. A nervura superior 6 e a nervura inferior 7 também têm uma geometria circular com diâmetros respectivamente iguais a NS e NI. As relações de NS/DM e NI/DM entre os diâmetros das nervuras superior e inferior e o diâmetro máximo DM da garrafa 100 são compreendidas nas seguintes faixas de valores:

[00012] NS/DM entre 0,85 e 0,92, preferivelmente uma média entre 0,88 e 0,90

[00013] NI/DM entre 0,75 e 0,85, preferivelmente uma média entre 0,78 e 0,82

[00014] Dito H a altura total da garrafa, a altura h da área de compensação de vácuo está preferivelmente compreendida entre ^ H e % H.

[00015] A área de compensação de vácuo compreende ainda quatro painéis de compressão 1 que são iguais uns aos outros e têm uma geometria trapezoidal com um relação do comprimento da base menor do trapézio Lmin para a da base maior do trapézio Lmax compreendida na faixa entre 0,20 e 0,35, preferivelmente entre 0,28 e 0,29. Os quatro painéis de compressão 1 estão dispostos ao longo das paredes laterais do corpo central 3. A figura 3 mostra uma projeção plana dos painéis ao longo da circunferência do corpo. Os quatro painéis têm formas e dimensões idênticas, embora posicionados em uma forma invertida. Como mostrado nessa figura, as bases de cada painel são invertidas considerando sua posição com respeito aos anéis superior e inferior adjacentes. Deste modo, os painéis de compressão 1 definem dois pares, onde um par é formado por dois painéis opostos um ao outro e ambos, por exemplo, com a base menor adjacente ao anel superior. As colunas inclinadas 10 que conectam o anel superior 8 e o anel inferior 9 estão posicionadas entre os painéis de compensação 1. A profundidade máxima “P” destas colunas inclinadas 10 está compreendida na faixa entre 2,5 mm e 5 mm, preferivelmente a profundidade P está compreendida entre 2,8 e 3,2 mm. O fundo 5 compreende dois recessos 11, a figura 2 B, que estão posicionados nos dois painéis 1 com a base maior voltada para cima, isto é, com a base maior proximal ao gargalo 2 adjacente ao anel superior, tais recessos 11, que estão dispostos simetricamente sobre uma linha diamétrica que passa através do centro da base da garrafa, têm uma largura W na faixa compreendida entre o comprimento da base menor e o comprimento da base maior dos painéis 1. Em uma modalidade preferida da garrafa, o comprimento dos recessos 11 corresponde à metade do comprimento da base maior.

[00016] A figura 4 mostra uma vista em perspectiva do fundo 5 da garrafa 100 com os dois recessos 11. A figura 5A mostra uma vista frontal de uma garrafa de 0,5 litro com algumas medições, enquanto a figura 5B mostra uma seção tomada ao longo de um plano transversal ao eixo da garrafa indicada pela linha B-B que mostra a forma dos painéis 1 e das quatro colunas de reforço 10 na seção. O conjunto de nervuras superiores 6 e de nervuras inferiores 7, dos painéis de compensação 1 com orientação invertida entre os dois painéis adjacentes das colunas inclinadas 10 e dos recessos 11 no fundo 5 da garrafa 100 conferem uma estrutura à garrafa tal como ser capaz de compensar melhor os estresses térmicos e mecânicos permitindo uma compensação do vácuo que é criado dentro da garrafa durante a etapa de resfriamento após o enchimento a quente, permitindo ainda a compressão da garrafa para extrair o líquido para fora sem causar deformações permanentes, mas permitindo uma recuperação fácil da forma inicial quando a força de compressão é eliminada. Esta configuração assim permite manter a geometria da garrafa circular e, além do mais, permite produzir garrafas mais leves, 84-94% mais leves do que os pesos atuais das garrafas de mesma capacidade, isto é, permite produzir garrafas usando menos material plástico. Finalmente, estas garrafas de acordo com a invenção também podem ser preenchidas em temperaturas mais altas (88-92°C). A garrafa 100 foi projetada, visto também na figura 4, como um recipiente de 0,5 litro, mas pode ser facilmente escalonada para recipientes com uma capacidade compreendida entre 0,250 e 1,5 litros.

[00017] Vantajosamente, os recessos 11 permitem um posicionamento estável da garrafa sobre uma superfície de suporte, em particular quando o processo de resfriamento do líquido cria uma pressão negativa interna, assim evitando o enchimento indesejável da garrafa. Além disso, por meio dos recessos 11, o fundo 5 é mais rígido e por meio da pressão negativa ele pode ser deformado em um modo controlado.

Claims (9)

1. Recipiente compressível (100) para bebidas feito de material plástico, tal como PET, apropriado para um processo de enchimento a quente, tendo um eixo de simetria longitudinal (X) e tendo um primeiro comprimento (H) ao longo de dito eixo de simetria longitudinal (X) que compreende: a) um gargalo com rosca cilíndrico (2) para a passagem da bebida, b) um ressalto (4), c) um fundo fechado (5), d) um corpo central (3) compreendido entre dito ressalto (4) e dito fundo (5), e definindo uma área de compensação de vácuo compreendendo quatro painéis de compensação (1) dispostos ao longo das paredes laterais de dito corpo central (3), ditos painéis de compensação (1) tendo uma forma trapezoidal, cada painel de compensação (1) tendo as bases invertidas com respeito ao painel de compensação (1) adjacente (1), caracterizado pelo fato de que a relação de comprimento de base menor para comprimento de base maior dos ditos painéis de compensação está na faixa entre 0,20 e 0,35, e que dois recessos (11) estão posicionados simetricamente sobre o fundo (5) com respeito a uma linha diamétrica passando através do centro do fundo (5) em uma posição correspondendo aos painéis de compensação (1) tendo a base maior voltada para o ressalto (4), a largura (W) de ditos recessos estando na faixa entre o comprimento de dita base menor e o comprimento de dita base maior.

2. Recipiente (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dita área de compensação de vácuo é delimitada no topo por uma nervura superior (6) tendo diâmetro NS, no fundo por uma nervura inferior (7) tendo diâmetro NI e por um anel superior (8) e um anel inferior (9) tendo diâmetro DM definindo o diâmetro maior do recipiente (100), onde a relação NI/DM está na faixa entre 0,75 e 0,85 e onde a relação NS/DM está na faixa entre 0,85 e 0,92.

3. Recipiente (100), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a relação NI/DM está na faixa entre 0,78 e 0,82 e a relação NS/DM está na faixa entre 0,88 e 0,92.

4. Recipiente (100), de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que colunas inclinadas (10) são providas entre cada par de painéis de compensação (1), cujas colunas conectam dito anel inferior (9) e dito anel superior (8), ditas colunas (10) tendo uma profundidade (P) na direção radial na faixa entre 2,5 e 5 mm.

5. Recipiente (100), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que dita profundidade (P) está na faixa entre 2,8 e 3,2 mm.

6. Recipiente (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a largura (W) dos dois recessos (11) é igual a 0,5 vezes o comprimento de dita base maior do painel trapezoidal.

7. Recipiente (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que os painéis têm uma superfície uniforme, curvada em direção ao eixo de simetria longitudinal (X) sem quaisquer declives e saliências.

8. Recipiente (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que os painéis têm formas e dimensões idênticas.

9. Recipiente (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que dita área de compensação de vácuo tem um segundo comprimento (h) na faixa entre ^H e %H do dito primeiro comprimento (H).

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