BRPI0907146B1

BRPI0907146B1 - recipiente plástico de uma peça e método de fabricação de um recipiente plástico moldado a sopro

Info

Publication number: BRPI0907146B1
Application number: BRPI0907146A
Authority: BR
Inventors: T Lane Michael
Original assignee: Amcor Group Gmbh; Amcor Ltd
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2009-01-29
Publication date: 2018-10-16
Also published as: ATE555026T1; EP2240370A4; CA2713866A1; WO2009099864A3; US20090194546A1; EP2240370B1; EP2240370A2; CA2713866C; BRPI0907146A2; MX2010008483A; WO2009099864A2

Description

(54) Título: RECIPIENTE PLÁSTICO DE UMA PEÇA E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UM RECIPIENTE PLÁSTICO MOLDADO A SOPRO (51) lnt.CI.: B65D 1/02; B29C 49/06; B29B 11/14; B29C 49/08; B29C 49/48 (30) Prioridade Unionista: 31/01/2008 US 12/012,168 (73) Titular(es): AMCOR GROUP GMBH (72) Inventor(es): MICHAEL T. LANE (85) Data do Início da Fase Nacional: 02/08/2010

1/13

RECIPIENTE PLÁSTICO DE UMA PEÇA E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UM RECIPIENTE PLÁSTICO MOLDADO A SOPRO

CAMPO TÉCNICO [0001] A presente exposição se refere, de um modo geral, a recipientes de plástico para conter uma mercadoria, tal como uma mercadoria sólida ou líquida. Mais especificamente, a presente exposição se refere a um recipiente soprado de peça única, tendo uma base aperfeiçoada.

ANTECEDENTES resultado das preocupações de plástico, mais [0003] se tornado [0002] Como um ambientais e outras, recipientes especificamente, de poliéster e mesmo mais especificamente recipientes de tereftalato de polietileno (PET) estão agora sendo usados mais do que nunca para embalar numerosas mercadorias previamente fornecidas em recipientes de vidro. Os fabricantes e enchedores, bem como os consumidores, têm reconhecido que recipientes de PET são leves, baratos, recicláveis e fabricáveis em grandes quantidades.

Recipientes de plástico moldados a sopro têm lugar comum na embalagem de numerosas mercadorias. PET é um polímero cristalizável, significando que está disponível em uma forma amorfa ou uma forma semicristalina. A capacidade de um recipiente de PET para manter sua integridade de material se relaciona com a percentagem do recipiente de PET na forma cristalina, também conhecida como cristalinidade do recipiente de PET. A equação a seguir define a percentagem de cristalinidade como uma fração de volume:

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2/13 % Cristanilidade = (p - pa/pc - pa) x 100, onde p é a densidade do material de PET; p_a é a densidade do material de PET amorfo puro (1,333 g/cc); e p_cé a densidade do material cristalino puro (1,455 g/cc).

[0004] Os fabricantes de recipientes usam processamento mecânico e processamento térmico para aumentar a cristalinidade do polímero de PET de um recipiente. O processamento mecânico envolve a orientação do material amorfo para obter encruamento. Este processamento, comumente, envolve o estiramento de uma préforma de PET moldada por injeção ao longo de um eixo geométrico longitudinal e expansão da pré-forma de PET ao longo de um eixo geométrico transversal ou radial para formar um recipiente de PET. A combinação promove o que os fabricantes definem como orientação biaxial da estrutura molecular no recipiente. Os fabricantes dos recipientes de PET correntemente usam processamento mecânico para produzir recipientes de PET tendo, aproximadamente, 20% de cristalinidade na parede lateral do recipiente.

[0005] Tipicamente, uma porção superior do recipiente de plástico define uma abertura. Essa porção superior é referida, comumente, como um acabamento e inclui alguns meios para encaixar uma tampa ou fechamento para fechar a abertura. No processo tradicional de moldagem a sopro com estiramento - injeção, o acabamento permanece substancialmente em seu estado moldado por injeção, enquanto o corpo do recipiente é formado abaixo do acabamento. O acabamento pode incluir pelo menos uma rosca que se estende radialmente para fora, em torno de uma parede lateral

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3/13 anular, definindo um perfil rosqueado. Em uma aplicação, um elemento de fechamento ou tampa pode definir uma rosca ou roscas complementares, que são adaptadas para corresponderem, cooperativamente, com as roscas do acabamento.

[0006] Em algumas aplicações, recipientes de plástico devem resistir às temperaturas e pressões extremas, ao mesmo tempo em que proporcionam uma resistência ao calor aperfeiçoada e uma capacidade para resistir às forças de vácuo em um peso reduzido, quando comparados com desenhos tradicionais. Em outros exemplos, recipientes de plástico convencionais, que são cilíndricos em perfil, não incluem um desenho de base com propriedades adequadas de suporte de carga vertical.

[0007] Desse modo, há uma necessidade de um desenho de recipiente de plástico que tenha uma base capaz de resistir às forças de vácuo resultantes do enchimento a quente e resfriamento subsequente de seus conteúdos.

SUMÁRIO [0008] Um recipiente de plástico de peça única inclui um corpo cilíndrico definindo um eixo geométrico longitudinal. O recipiente de plástico tem uma porção superior uma porção de parede lateral e uma porção de base. A porção de base define uma parede lateral radial e uma superfície de contato contínua formada em torno de uma porção central de flexão. Uma pluralidade de nervuras verticais de modulação é definida na porção de base, em geral, em uma transição entre a superfície de contato contínua e a parede lateral radial. A porção de parede

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4/13 lateral pode ser formada integralmente com a porção superior e se estende da mesma para a porção de base. De acordo com um exemplo, o recipiente de plástico pode ter seis (6) nervuras de modulação. A porção de base pode definir uma pluralidade de facetas formadas entre nervuras verticais de modulação.

[0009] De acordo com outras características, o acabamento define um meio para prender um fechamento sobre ele. O meio para fixação de um fechamento inclui pelo menos uma rosca. O recipiente é composto de tereftalato de polietileno. A porção de parede lateral e a porção de base são orientadas biaxialmente.

[00010] Benefícios e vantagens adicionais da presente exposição tornar-se-ão evidentes para aqueles habilitados na técnica à qual a presente exposição se refere a partir da descrição subsequente e das reivindicações anexas, tomadas em conjunto com os desenhos anexos.

[00011] Será apreciado também por aqueles habilitados na técnica à qual a presente exposição se refere que o recipiente da presente exposição pode ser fabricado utilizando processos de moldagem a sopro alternativos àqueles apresentados.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [00012] A figura 1 é uma vista em alçado lateral de um recipiente de plástico de uma peça construído de acordo com os ensinamentos da presente exposição;

[00013] A figura 2 é uma vista lateral do recipiente de plástico de uma peça da figura 1;

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5/13 [00014] A figura 3 é uma vista em alçado de fundo do recipiente de plástico de uma peça da figura 1, ilustrando uma base de recipiente.

[00015] A figura 4 é uma vista de fundo do recipiente de plástico de uma peça da figura 1; e [00016] A figura 5 é uma vista seccional de uma cavidade de molde exemplificativa usada durante a formação do recipiente da figura 1 e mostrada com uma pré-forma nela posicionada.

DESCRIÇÃO DETALHADA [00017] A descrição a seguir é apenas exemplificativa em natureza e de modo algum está destinada a limitar a exposição ou sua aplicação ou usos.

[00018] As figuras de 1 a 4 mostram uma modalidade preferida do presente recipiente. Nas figuras, o número de referência 10 designa um recipiente de plástico de peça única, por exemplo, de tereftalato de polietileno (PET). O recipiente de plástico 10 pode definir um eixo geométrico longitudinal L (figura 2) e ser substancialmente cilindrico em corte transversal. Nesta modalidade particular, o recipiente de plástico 10 tem uma capacidade de volume de cerca de 12 fl oz (fluido ounce - onça fluida) (355 cm³) . Aqueles de habilidade comum na técnica apreciarão que os ensinamentos a seguir da porção superior são aplicáveis a outros recipientes, tais como recipientes de forma retangular, triangular, hexagonal, octogonal ou quadrada, os quais podem ter dimensões e capacidades de volume diferentes. Também é considerado que outras modificações

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6/13 podem ser feitas, dependendo da aplicação específica e das exigências ambientais.

[00019] Conforme mostrado na figura 1, o recipiente de plástico de uma peça 10 de acordo com os presentes ensinamentos define um corpo de recipiente e inclui uma porção superior 14 tendo um acabamento 20. Integralmente formada com o acabamento 20 e se estendendo para baixo do mesmo está uma região de ressalto 22. A região de ressalto 22 se funde e proporciona uma transição entre o acabamento 20 e uma porção de parede lateral 24. A porção de parede lateral 24 se estende para baixo da região de ressalto 22 até uma porção de base 28 tendo uma base 30. A porção de parede lateral 24 pode definir uma série de cheios horizontais 31 e nervuras horizontais 32. Os cheios horizontais e as nervuras 31 e 32, respectivamente, podem se estender continuamente em uma direção vertical da região de ressalto 22 até a porção de base 28.

[00020] Um estreitamento 33 também pode ser incluído, tendo uma altura extremamente curta, isto é, tornando-se uma curta extenso do acabamento 20, um uma altura alongada, estendendo-se entre o acabamento 20 e a região de ressalto 22. Um anel de suporte 34 pode ser definido no estreitamento 33. O acabamento 20 ainda inclui uma região rosqueada 36 tendo pelo menos uma rosca 38 formada em uma parede lateral anular 40. A região de ressalto 36 proporciona um meio para fixação de um fechamento ou tampa similarmente rosqueada (não mostrada). A tampa pode definir pelo menos uma rosca formada em torno de um diâmetro interno para ficar ao longo da(s) rosca(s)

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7/13 do acabamento 20. Alternativas podem incluir outros dispositivos adequados que encaixam o acabamento 2 0 do recipiente de plástico 10. Em consequência, o fechamento ou tampa encaixa o acabamento 20 para proporcionar, de preferência, uma vedação hermética do recipiente de plástico 10. O fechamento ou tampa é, de preferência, de um material de plástico ou de metal convencional para a indústria de fechamento e adequado para processamento térmico subsequente, incluindo pasteurização em alta temperatura e retorta.

[00021] Uma nervura de transição 41 e um cheio de transição 42 podem ser definidos na porção de parede lateral 24 e marca uma transição entre a região de ressalto 22 e uma área de painel de rótulo 43. A área de painel de rótulo 43, portanto, pode ser definida entre o cheio de transição 42 e a porção de base 28. É apreciado que, como o recipiente de plástico 10 incorpora a nervura de transição 41 e o cheio de transição 42, a série de cheios horizontais 31 e nervuras horizontais 32 podem se estender continuamente do cheio de transição 42 até a porção de base 28.

[00022] O recipiente de plástico 10 foi projetado para conter uma mercadoria. A mercadoria pode estar em qualquer forma, tal como um produto sólido ou líquido. Em um exemplo, uma mercadoria líquida pode ser introduzida no recipiente durante um processo térmico, tipicamente, um processo de enchimento quente. Para aplicações de engarrafamento com enchimento a quente, os engarrafadores, em geral, enchem o recipiente 10 com um líquido ou produto

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8/13 em uma temperatura elevada entre aproximadamente, 155°F a 205°F (aproximadamente 68°C a 96°C) e vedam o recipiente 10 com a tampa 12 antes do resfriamento. Além disso, o recipiente 10 pode ser adequado para outros processos de pasteurização em alta temperatura ou enchimento de retorta ou outros processos térmicos, igualmente. Em outro exemplo, a mercadoria pode ser introduzida no recipiente 10 sob temperaturas ambiente.

[00023] O recipiente de plástico 10 da presente exposição é um recipiente moldado a sopro com estiramento por injeção, orientado biaxialmente com uma construção unitária de um material simples ou de múltiplas camadas. Um processo bem conhecido de moldagem com estiramento e termoixação para fazer o recipiente de plástico de uma peça 10, em geral, envolve a fabricação de uma pré-forma 44 (figura 5) de um material de poliéster, tal como tereftalato de polietileno (PET), tendo uma forma bem conhecida por aqueles habilitados na técnica, similar a um tubo de teste com uma seção transversal, geralmente cilíndrica, e um comprimento que se aproxima, tipicamente, de cinquenta por cento (50%) daquele da altura de recipiente resultante. Em um exemplo, a pré-forma 44 pode ser moldada por injeção. Como será apreciado, a porção superior 14 permanece substancialmente inalterada de seu estado de pré-forma, enquanto o corpo de recipiente 12 é formado abaixo do acabamento 20. Um método exemplificativo de fabricação do recipiente de plástico 10 será descrito em detalhes abaixo.

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9/13 [00024] Voltando agora especificamente à figura 2, dimensões exemplificativas para o recipiente de plástico serão descritas. É apreciado que outras dimensões podem ser usadas. O recipiente de plástico 10 tem uma altura global Hl de cerca de 165,10 mm (6,50 polegadas) . Uma altura H2 da área de painel de rótulo 43 pode ser 80,50 mm (3,17 polegadas). Uma altura H3 tomada a partir do alto da área de painel de rótulo 43 e do fundo do anel de suporte 34 pode ser 64,77 mm (2,55 polegadas). Uma altura H4, tomada do fundo do anel de suporte 34 e do topo do recipiente de plástico 10 pode ser 19,41 mm (0,76 polegadas). Um diâmetro Dl, tomado na porção mais larga da porção de base 28 pode ser 63,39 mm (2,50 polegadas. Um diâmetro D2, tomado em cada um dos cheios horizontais 31, pode ser 61,72 mm (2,43 polegadas).

[00025] Com referência especifica agora às figuras 3 e 4, a porção de base 28 será descrita em detalhes. A porção de base 28 define uma parede lateral radial 50 que faz a transição entre a porção de parede lateral 24 e a base 30. A base 30 define uma superfície de contato contínua 52, definida, em geral, entre a parede lateral radial 50 e a porção central de flexão 54. Uma pluralidade de facetas 60 são definidas em uma transição entre a parede lateral radial 50 e a superfície de contato contínua 52. As facetas 60 podem ser, em geral, lineares. A superfície de contato contínua 52 é, em geral, plana e define uma área de superfície de contato 70 para suportar o recipiente de plástico 10 em uma posição vertical. A porção central de flexão 54 define uma pluralidade de cristas de suporte

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10/13 dispostas radialmente 74. As cristas de suporte dispostas radialmente 74 convergem centralmente em direção a uma protuberância 76. Conforme ilustrado na figura 2, a porção central de flexão 54 pode definir um diâmetro D₄ de 48,87 mm (1,92 polegadas). Uma pluralidade de nervuras retentoras verticais de modulação 80 são definidas na porção de base 28, em geral, em uma transição entre a superfície de contato contínua 52 e a porção de parede lateral 24. Embora o exemplo mostrado ilustre seis (6) nervuras retentoras 80, mais ou menos nervuras retentoras 80 podem ser formadas na porção de base 28.

[00026] As nervuras retentoras 80 são formadas em uma transição entre facetas adjacentes 60. Como um resultado, uma transição de outro modo abrupta entre facetas adjacentes 60 é desenfatizada. A porção de base resultante 28 proporciona rigidez de base aperfeiçoada (tal como na direção vertical) e resistência do recipiente de plástico 10 como um todo.

[00027] 0 recipiente de plástico 10 moldado com as relações geométricas de acordo com a presente exposição pode ser produzido em plataformas de produção de moldagem a sopro em alta velocidade, sem comprometer a funcionalidade da porção de base 28 ou do recipiente de plástico 10 resultante como um todo.

[00028] Em um exemplo, uma máquina (não ilustrada) coloca a pré-forma 44 aquecida até uma temperatura entre, aproximadamente, 190°F a 250°F (aproximadamente 88°C a 121°C) em uma cavidade de molde 81. A cavidade de molde 81

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11/13 pode ser aquecida até uma temperatura entre aproximadamente 250°F a 350°F (aproximadamente, 121°C a 177°C).

[00029] Um aparelho de haste de estiramento (não ilustrado) estira ou estende a pré-forma aquecida 44 dentro da cavidade de molde 81 até um comprimento que é aproximadamente aquele do recipiente de plástico 10 resultante, desse modo, orientando, molecularmente, o material de poliéster em uma direção axial correspondendo, em geral, como o eixo geométrico longitudinal central L do recipiente de plástico 10. Mais uma vez, durante o processo de estiramento, o acabamento 20 permanece inalterado em um estado moldado por injeção, enquanto o corpo de recipiente 12 é formado abaixo do acabamento 20. Embora a haste de estiramento estenda a pré-forma 44, ar tendo uma pressão entre 300 PSI a 600 PSI (2,07 MPa a 4,14 MPa) auxilia na extensão da pré-forma 44 na direção axial e na expansão da pré-forma 44 e uma direção circular ou de arco, assim, conformando, substancialmente, o material de poliéster à forma da cavidade de molde 81 e ainda orientando molecularmente o material de poliéster em uma direção em geral perpendicular à direção axial, assim, estabelecendo a orientação molecular biaxial do material de poliéster na maior parte do recipiente intermediário 10. O ar pressurizado mantém a maior parte do material de poliéster orientado molecularmente biaxial contra a superfície de molde 82 da cavidade de molde 81 por um período de, aproximadamente, dois (2) a cinco (5) segundos antes da remoção do recipiente de plástico 10 da cavidade de molde 81. Esse processo é conhecido como termo-fixação e resulta

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12/13 em um recipiente resistente ao calor adequado para enchimento com um produto em altas temperaturas. A configuração de base divulgada aperfeiçoa a facilidade de

fabricação	e resulta	em distribuição	de material	mais
consistente	na base.
[00030]	Em outro exemplo, uma máquina	(não
ilustrada)	coloca a	pré-forma 44	aquecida até	uma
temperatura	entre,	aproximadamente,	185°F a	239°F

(aproximadamente 85 °C a 115°C) em uma cavidade de molde 81. A cavidade de molde 81 pode ser resfriada até uma temperatura entre aproximadamente 32°F a 75 °F (aproximadamente, 50 °C a 24 °C) . Um aparelho de haste de estiramento (não ilustrado) estira ou estende a pré-forma aquecida 4 4 dentro da cavidade de molde 81 até um comprimento que é aproximadamente aquele do recipiente de plástico 10 resultante, desse modo, orientando, molecularmente, o material de poliéster em uma direção axial correspondendo, em geral, com o eixo geométrico longitudinal central L do recipiente de plástico 10. Mais uma vez, durante o processo de estiramento, o acabamento 20 permanece inalterado em um estado moldado por injeção, enquanto o corpo de recipiente 12 é formado abaixo do acabamento 20. Embora a haste de estiramento estenda a pré-forma 44, ar tendo uma pressão entre 300 PSI a 600 PSI (2,07 MPa a 4,14 MPa) auxilia na extensão da pré-forma 44 na direção axial e na expansão da pré-forma 4 4 e uma direção circular ou de arco, assim, conformando, substancialmente, o material de poliéster à forma da cavidade de molde 81 e ainda orientando molecularmente o material de poliéster em uma

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13/13 direção em geral perpendicular à direção axial, assim, estabelecendo a orientação molecular biaxial do material de poliéster na maior parte do recipiente intermediário 10. 0 ar pressurizado mantém a maior parte do material de poliéster orientado molecularmente biaxial contra a superfície de molde 82 da cavidade de molde 81 por um período de, aproximadamente, dois (2) a cinco (5) segundos antes da remoção do recipiente de plástico 10 da cavidade de molde 81. Esse processo é utilizado para produzir recipientes adequados para enchimento com um produto sob condições ambiente ou em temperaturas frias.

[00031] Aiternativamente, outros métodos de fabricação, usando outros materiais convencionais, incluindo, por exemplo, polietileno de alta densidade, polipropileno, naftalato de polietileno (PEN), uma mistura ou copolímero de PET/PEN e várias estruturas de múltiplas camadas podem ser adequadas para a fabricação do recipiente

10. Aqueles tendo habilidade comum na técnica prontamente saberão e compreenderão alternativas de métodos de fabricação de recipiente.

[00032] Embora a descrição acima constitua a presente exposição, será apreciado que a exposição é suscetível à modificação, variação e mudança sem afastamento do escopo adequado e significado claro das reivindicações anexas.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

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FIGURA 1

1. Recipiente plástico de uma peça (10) compreendendo: um corpo cilíndrico (12) definindo um eixo geométrico longitudinal (L) e tendo uma porção superior (14), uma porção de parede lateral (24) e uma porção de base (28), a referida porção de base definindo uma parede lateral radial (50) e uma superfície de contato contínua (52) formada em torno de uma porção central de flexão (54), caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de nervuras verticais de modulação (80) é definida na porção de base, geralmente em uma transição entre a superfície de contato contínua (52) e a parede lateral radial (24).

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FIGURA 2

2/3 pluralidade de nervuras verticais de modulação (80) consiste de sete nervuras verticais de modulação (80).

6. Recipiente plástico de uma peça (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a referida porção superior (14) inclui um acabamento (20) .

7. Recipiente plástico de uma peça (10), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o referido acabamento (20) define um meio para fixação de um fechamento no mesmo.

8. Recipiente plástico de uma peça (10), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o referido meio pra fixação de um fechamento inclui pelo menos uma rosca (38) .

9. Recipiente plástico de uma peça (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o recipiente (10) é composto de tereftalato de polietileno.

10. Recipiente plástico de uma peça (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a referida porção de parede lateral (24) define uma pluralidade de nervuras (32) dispostas substancialmente perpendiculares ao referido eixo geométrico longitudinal (L).

11. Recipiente plástico de uma peça (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a porção de base (28) define uma pluralidade de facetas (60) formadas entre as nervuras verticais de modulação adjacentes (80).

12. Recipiente plástico de uma peça, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a referida

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2. Recipiente plástico de uma peça (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a referida porção de parede lateral (24) é formada integralmente com e se estende da porção superior (14) para a referida porção de base (28) , a referida porção de base (28) fechando uma extremidade do recipiente (10).

3/5

FIGURA 3

3/3 pluralidade de facetas (60) formadas entre nervuras verticais de modulação adjacentes (80) é geralmente linear.

13. Método de fabricação de um recipiente plástico moldado a sopro (10) compreendendo:

disposição de uma pré-forma em uma cavidade de molde (81); e sopro da referida pré-forma (44) contra uma superfície de molde (82) da referida cavidade de molde (81) para formar uma porção superior (14), uma porção de parede lateral cilíndrica (24) e uma porção de base (28), a referida porção de parede lateral (24) formada integralmente com e se estendendo entre a referida porção superior (14) e a referida porção de base (28), a referida porção de base (28) fechando uma extremidade do recipiente e definindo uma parede lateral radial (50) e uma superfície de contato contínua formada em torno de uma porção central de flexão (54), caracterizado pelo fato de que o sopro da referida préforma (44) contra uma superfície de molde (82) é realizado de modo a obter uma pluralidade de nervuras verticais de modulação (80) que são definidas na porção de base (28) , em geral, em uma transição entre a superfície de contato contínua (52) e a parede lateral radial (24).

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3. Recipiente plástico de uma peça (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a referida pluralidade de nervuras verticais de modulação (80) consiste de seis nervuras verticais de modulação (80).

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FIGURA 4

4. Recipiente plástico de uma peça (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a referida pluralidade de nervuras verticais de modulação (80) consiste de cinco nervuras verticais de modulação (80).

5. Recipiente plástico de uma peça (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a referida

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FIGURA 5