ES2207866T3 - Recipiente de materia termoplastica con fondo en forma de petalos. - Google Patents

Abstract

Recipiente (1), que posee una pared (2) sensiblemente cilíndrica y un fondo (6, 7) de tipo en forma de pétalos que prolonga esta pared, comprendiendo dicho fondo una pared (7) de forma general convexa hacia el exterior de la que parten al menos tres pies (6) formados por excrecencias regularmente distribuidas y separadas dos a dos por una porción de pared (7) de fondo convexo, siendo semiesférica la pared (7) de fondo, con excepción de una zona (8) periférica de unión con la pared cilíndrica, caracterizado porque la zona (8) de unión es marginal y presenta una curvatura (R1; R2) con un punto de inflexión (9), de manera que la unión entre la pared de fondo y la zona marginal, periférica, igual que la unión entre la pared cilíndrica de la zona marginal periférica, se efectúe de forma casi tangencial; y porque la extremidad superior de cada pié está unida con la pared (2) cilíndrica.

Description

Recipiente de materia termoplástica con fondo en forma de pétalos.

La invención se refiere a perfeccionamientos en recipientes con fondo de tipo "en forma de pétalos", tales como botellas, botes, o cualquier otro recipiente que presente un fondo de este tipo y que se obtenga bien por soplado, o por estirado y a continuación soplado, de una preforma inyectada de materia termoplástica (inyección-soplado), o bien por extrusión y a continuación soplado de un parisón (extrusión-soplado). La invención se refiere, de una manera más particular, a perfeccionamientos en tales tipos de fondos.

Se conoce desde hace muchos años la realización de recipientes que tienen el tipo de fondo anteriormente citado. La patente US-A-4,249,667 presenta dicho tipo de recipiente. Se han utilizado hasta ahora diversas materias termoplásticas: a título de ejemplo, se pueden citar el polietilenotereftalato (PET), el polietileno-naftalato (PEN), el poliacrilonitrilo (PAN), y otras materias más; por otra parte se conoce el empleo de estas materias bien solas, bien mezcladas entre sí o con aditivos (aglutinantes, colorantes) diversos, o bien en capas superpuestas.

Un problema conocido de los recipientes de materia termoplástica, independientemente del modo de su fabricación y el contenido que deben recibir, consiste en el comportamiento mecánico de su fondo: este último tiene tendencia a deteriorarse, a deformarse o a romperse cuando el recipiente lleno cae o sufre una sobrepresión interna. Esta particularidad se debe a los propios procedimientos de fabricación que son de tal naturaleza que la materia, en la zona del fondo, está menos estirada que en las otras zonas del recipiente. Se conoce, en efecto, que cuanto mayor es el estirado durante el soplado más resistente se hace la materia. De hecho, el estirado (o el soplado) induce una modificación de la cristalinidad de la materia; una zona no estirada tras la inyección o la extrusión permanece amorfa, mientras que una zona estirada se hace tanto más cristalina, como consecuencia tanto mas resistente, a medida que el estirado es más importante.

Ahora bien, las preformas utilizadas en los procedimientos de inyección-soplado, igual que los parisones utilizados en los procedimientos de extrusión-soplado, se presentan en forma de tubos que son soplados, o bien estirados y después soplados.

El eje longitudinal de la preforma o del parisón corresponde al del recipiente final: de aquí resulta, que tanto durante el eventual estirado como durante el soplado, el estirado de la materia es nulo o casi nulo en el centro del fondo, y se acrecenta a medida que se aproxima a la pared del recipiente.

Se ha tratado de remediar estos inconvenientes realizándose recipientes con un fondo grueso y por lo tanto con una cantidad importante de materia en el fondo. Esta solución no es satisfactoria por al menos dos razones:

-

en primer lugar, los recipientes obtenidos son bastante inestéticos, por lo tanto de difícil promoción;

-

después, debido a la importante cantidad de materia al nivel de su fondo, estos recipientes tienen un precio de coste elevado puesto que el coste de la materia es el elemento preponderante en el precio de coste.

Se ha considerado ahora aligerar los fondos de los recipientes para conferirlos una estética aceptable y reducir el precio de coste.

De este modo se ha considerado la realización de los recipientes con fondos en forma de pétalos.

Este tipo de recipiente comprende una parte cilíndrica, que forma el cuerpo del recipiente y, en su parte inferior, una pared de fondo de forma geométrica convexa hacia el exterior de la que parten pies, (de manera típica de 4 hasta 6 pies) formados por excrecencias regularmente distribuidas sobre el fondo, y separadas dos a dos por una porción de la pared de fondo convexa.

El fondo está constituido de tal manera que, cuando el recipiente vacío esta de pie, existe una guardia suficiente en la parte central de la pared convexa y el plano de apoyo de la base de los pies. La guardia es tal que, cuando el recipiente lleno se deforma, bien debido a la masa de su contenido, o bien debido a la presión interna que reina en el recipiente (cuando este último sea, por ejemplo, una botella llena con una bebida carbonatada), permanezca estable, incluso si la parte central se aproxima al plano de apoyo durante la deformación.

Pero los fondos en forma de pétalos, conocidos hasta el presente, presentan el inconveniente de que a veces pueden estallar bajo la acción de la presión interna que puede existir en el recipiente. Esto resulta de la forma de la parte convexa y/o de la unión de los pies con esta última y con la pared cilíndrica del recipiente.

De este modo, en ciertos casos, la parte convexa presenta variaciones o inversiones de curvatura entre su unión con la pared del recipiente y su punto central:

-

a título de ejemplo, la zona central de la parte convexa puede ser una pastilla plana circular: en dicho caso, bajo el efecto de la presión interna, esta zona tiene a veces tendencia a deformarse y a ser empujada hacia la parte inferior del recipiente, de manera que aparecen microfisuras en esta zona, o incluso la pastilla se separa del resto del fondo;

-

a título de ejemplo también, la zona central de la parte de forma generalmente convexa, puede presentarse en forma de un domo con concavidad dirigida hacia el exterior; el límite periférico de la parte central constituye una zona de rotura.

Otro problema consiste en que, con las estructuras conocidas de fondos en forma de pétalos, la altura del fondo, y por lo tanto de los pies, debe aumentar en proporción al diámetro.

De aquí resulta que, para recipientes de diámetro importante, pero de pequeña altura, los pies son bastante desgraciados.

Así pues la invención tiene por objeto remediar los inconvenientes anteriormente citados y tiene por objeto un recipiente que tiene un fondo en forma de pétalos, resistente y cuyas proporciones son aceptables en todas las circunstancias.

Según la invención, un recipiente que tiene una pared sensiblemente cilíndrica, y un fondo de tipo en forma de pétalos, que prolonga esta pared, comprendiendo dicho fondo una pared en forma general convexa hacia el exterior, a la que pertenecen, al menos, tres pies formados por excrecencias regularmente distribuidas en la periferia del fondo y separadas dos a dos por una porción de la pared de fondo convexa, en el que la pared de fondo es hemisférica, con excepción de una zona periférica de unión con la pared cilíndrica; se caracteriza porque dicha zona de unión es marginal y presenta una curvatura en un punto de inflexión, de modo que la unión entre la pared de fondo y la zona marginal periférica, igual que la unión entre la pared cilíndrica y la zona marginal periférica, se efectúan de manera casi tangencial; y por que la extremidad superior de cada pie está unida con la pared cilíndrica.

De este modo, un recipiente que presenta las características anteriormente citadas resuelve el conjunto de los problemas evocados.

Este es resistente puesto que, por una parte, la presencia de una pared semiesférica permite distribuir uniformemente las tensiones debidas a la sobrepresión interna o a la masa del contenido. Por lo tanto ya no existe zona privilegiada en la que son susceptibles de producirse inicios de rotura.

Por otra parte, la zona marginal de unión es susceptible, por su parte, de deformarse bajo la acción de las tensiones, lo que reduce tanto mas las tensiones sufridas por la pared semiesférica. Sin embargo, la situación y la curvatura de la zona marginal son tales que la deformación está limitada y son inexistentes los riesgos de rotura; en efecto, en la zona marginal la materia está fuertemente estirada, por lo tanto la resistencia mecánica es elevada; por otra parte, la forma en su curvatura (encorvada) le permite deformarse sin que la materia se estire adicionalmente; además, la unión de forma casi tangencial con la pared periférica, por una parte, y la parte semiesférica, por otra parte, impide la aparición de zonas de rotura o de desgarro; finalmente, puesto que la extremidad superior de cada uno de los pies está unida con la pared periférica, se ejerce una reacción mecánica entre las extremidades superiores de los dos pies contiguos y la parte marginal encurvada situada entre dichos pies, limitando la deformación de la parte marginal bajo el efecto de tensión.

Esta estructura permite conservar proporciones aceptables independientemente de las dimensiones del recipiente; es suficiente, pro ejemplo, elegir un radio de curvatura apropiado para la parte semiesférica y/o desplazar la posición del centro de curvatura con relación al eje longitudinal del recipiente, o bien incluso adaptar la curvatura y las dimensiones de la zona marginal.

Según otra característica, la unión de cada pie hacia el polo central de la parte semiesférica se efectúa sensiblemente de forma tangencial.

De este modo, la ausencia de rotura dependiente, o como máximo, la existencia de una pequeña pendiente en esta unión entre los pies y la zona semiesférica, suprime las zonas de fragilizado.

En un modo de realización, dicha unión se efectúa en la proximidad inmediata del polo central de la parte semiesférica.

De este modo, los pies y la citada parte se refuerzan mutuamente. Esto presenta una ventaja considerable cuando el recipiente se haya realizado por soplado de una preforma previamente inyectada: en efecto, en este caso, el polo central del recipiente está constituido por el punto de inyección de la materia. Ahora bien, se sabe que este polo es una zona frágil. El refuerzo mutuo ejercido entre los pies y la parte semiesférica aumenta por lo tanto fuertemente el comportamiento del recipiente.

Otras características y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto por la lectura de la descripción que sigue, hecha con referencia a las figuras adjuntas, en las que:

- la figura 1 es una vista lateral de una botella de materia plástica a la que puede aplicarse la invención;

- la figura 2 es una vista esquemática, en planta desde arriba, de un fondo según la invención;

- la figura 3 es una vista parcial en sección AA de la figura 2;

- la figura 4 es una vista parcial en sección BB de la figura 2;

- la figura 5 es una vista parcial en sección AA del fondo de la figura 2 cuando este está deformado bajo el efecto de tensiones internas;

- las figuras 6A, 6B, 6C ilustran la forma en que la altura relativa del fondo puede variar sobre recipientes del mismo diámetro.

El recipiente representado en la figura 1 es una botella 1, destinada, por ejemplo, a contener una bebida gaseosa o carbonatada. Esta se ha realizado con una materia termoplástica conocida en sí (PET, PAN, u otra) o con una mezcla de diversas materias, por extrusión-soplado o inyección-soplado de su materia constituyente. Precisamente a este tipo de recipiente es al que se aplica la invención de manera preferente.

Este recipiente comprende un cuerpo 2, que forma una pared cilíndrica, coronada por un hombro 3, que desemboca en un cuello 4, terminado en un gollete 5 fileteado o adaptado de cualquier otra manera para recibir un tapón (no representado).

El fondo comprende pies 6 formados por excrecencias que parten de una pared 7 semiesférica con la convexidad dirigida hacia el exterior. La extremidad superior de cada pie desemboca en el cuerpo 2.

Como puede verse en la figura 2, los pies 6 están regularmente distribuidos sobre el fondo y están separados dos a dos por una porción de la pared 7 semiesférica.

En el ejemplo se han representado seis pies. Podría estar presente un número diferente.

Como puede verse en las figuras 3 y 4, la parte convexa 7 semiesférica, de la que parten los pies 6, está unida con la pared cilíndrica 2 (cuerpo) del recipiente 1 por una zona marginal 8 de unión que presenta una curvatura con la inflexión 9. Los radios de curvatura R1, R2 a uno y otro lado del punto de inflexión 9 están determinados para que la unión de la zona marginal 8 de una parte con la pared 2 del recipiente y, por otra parte, con la parte convexa 7 semiesférica, se haga casi de manera tangencial, es decir sin que exista rotura considerable dependiente en las zonas de unión de manera que no se creen puntos de fragilizado al nivel de estas zonas.

Preferentemente, el radio de curvatura R de la parte 7 semiesférica se elige de tal manera, que esté comprendido el 80% y el 120% del radio de la pared cilíndrica 2 del recipiente 1.

Valores menores que el límite inferior mencionado imponen las presencia de una zona marginal 7 de mayor anchura, por una parte y entraña la aparición de pies de altura relativamente importante con relación al recipiente.

Valores mayores que el límite superior mencionado entrañan dificultades para diseñar una zona encurvada que tenga una eficacia mecánica cierta.

La altura de estos pies 6 está determinada para que exista una guarda entre el polo central 10 de la parte 7 semiesférica y el plano que pasa por la superficie de apoyo 11 de cada pie 6.

La extremidad del borde superior 12 de cada uno de los pies está unida directamente con la pared 2.

Preferentemente, la unión entre los pies 6 y la pared 2 se efectúa tangencialmente, como se ha ilustrado en las figuras 3 y 4.

Finalmente, de manera preferente, la unión entre cada pie 6 y la parte 7 semiesférica, hacia el polo central 10 de esta última, se efectúa de manera casi tangencial.

En el modo de realización ilustrado, esta unión se efectúa aproximadamente en la proximidad del polo central 10.

La figura 5 ilustra en sección la forma que toma el fondo bajo la acción de una tensión (sobrepresión interna o líquido pesante).

De hecho, es esencialmente la zona marginal 8, situada entre dos pies 6, la que se deforma para absorber la tensión. La parte semiesférica 7, por su parte, no sufre deformación sensible. De hecho, la zona marginal toma una curvatura con una convexidad dirigida hacia el exterior, que prolonga la curvatura de la parte semiesférica. En esta figura, la forma inicial de las partes 7 y 8 se ha representado en trazo continuo.

Sin embargo, dado que los pies 6 tienen su extremidad superior unida con la pared 2, esta disposición de los pies limita la deformación global del fondo.

Como muestran las figuras 6A hasta 6C, cuando se juega sobre el radio R de curvatura de la parte semiesférica 7 y/o sobre las dimensiones y/o sobre la forma (anchura y/o pendiente media y/o radios de curvatura R1, R2) de la zona marginal, se puede hacer variar la altura relativa del fondo y del recipiente.

De este modo, en la figura 6B, el diámetro del recipiente es idéntico al de la figura 6ª, el radio de curvatura Rb de la parte 7 semiesférica es idéntico al de Ra de la parte correspondiente de la figura 6a, pero la zona marginal en la figura 6B es más ancha.

Resulta que la altura Hb de la parte semiesférica es menor en la figura 6B, de manera que la altura global del fondo de la figura 6B es menor que la Ha del fondo de la figura 6A.

En la figura 6C, el radio de curvatura Rc de la zona semiesférica es menor que Ra o que Rb de las figuras 6a y 6B, y la anchura de la zona marginal y su pendiente media, son idénticas a las de las figuras 6A. Resulta que la altura Hc del fondo de la figura 6C es menor que la Ha del fondo de la figura 6A.

La invención no está limitada a los modos de realización descritos; esta abarca, por el contrario, toda las realizaciones equivalentes.

Claims (7)

1. Recipiente (1), que posee una pared (2) sensiblemente cilíndrica y un fondo (6, 7) de tipo en forma de pétalos que prolonga esta pared, comprendiendo dicho fondo una pared (7) de forma general convexa hacia el exterior de la que parten al menos tres pies (6) formados por excrecencias regularmente distribuidas y separadas dos a dos por una porción de pared (7) de fondo convexo, siendo semiesférica la pared (7) de fondo, con excepción de una zona (8) periférica de unión con la pared cilíndrica, caracterizado porque la zona (8) de unión es marginal y presenta una curvatura (R1; R2) con un punto de inflexión (9), de manera que la unión entre la pared de fondo y la zona marginal, periférica, igual que la unión entre la pared cilíndrica de la zona marginal periférica, se efectúe de forma casi tangencial; y porque la extremidad superior de cada pié está unida con la pared (2) cilíndrica.

2. Recipiente según la reivindicación 1, caracterizado porque la unión de los pies (6) con la pared(7) semiesférica, hacia el polo central (10) de esta última, se efectúa sensiblemente de manera tangencial.

3. Recipiente según una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la unión de los pies (6) con la pared (7) semiesférica, hacia el polo central (10) de esta última, se efectúa en la proximidad inmediata de esta última.

4. Recipiente según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el radio de curvatura (R) de la pared (7) semiesférica está comprendido entre el 80% y el 120% del radio de la pared (2) cilíndrica.

5. Recipiente según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se ha practicado una guarda entre el polo central (10) de la parte semiesférica y la superficie de apoyo (11) de cada pie (6).

6. Recipiente según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la unión entre la extremidad superior de los pies (6) y la pared (2) cilíndrica se efectúa de forma casi tangencial.

7. Recipiente según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque comprende, además, un hombro (3). un cuello (4) y un gollete (5) dotado con medios que permiten su cierre mediante un dispositivo apropiado.